微专题03 光合作用与细胞呼吸的关系、曲线模型及相关实验设计-2021-2022学年高一生物重难点剖析（人教版2019必修1）

微专题03 光合作用与细胞呼吸的关系、曲线模型及相关实验设计 一、光合作用与细胞呼吸的关系 1．光合作用与细胞呼吸在物质和能量上的联系 ①CO2；②O2；③H2O；④ATP；⑤ADP＋Pi；⑥NADP＋；⑦C5；⑧C3；⑨(CH2O)；⑩丙酮酸；⑪[H]。 (1)物质方面 ①C：CO2CO2。丙酮酸(CH2O) ②O：H2OH2O。O2 ③H：H2OH2O[H](CH2O)NADPH (2)能量方面：光能(CH2O)中的能量 ATP和NADPH中的能量 2．微观辨析总光合速率、净光合速率和呼吸速率的关系 (以光合速率大于呼吸速率为例) 项目 表示方法(单位：g·cm－2·h－1) 呼吸速率 线粒体释放CO2量(m1)；黑暗条件下细胞(植物体)释放CO2量(葡萄糖消耗量) 线粒体吸收O2量(n1)；黑暗条件下细胞(植物体)吸收O2量 净光合速率 细胞(植物体)吸收的CO2量(m2)；植物(叶片)积累葡萄糖量 细胞(植物体)释放的O2量(n2) 真正(总)光合速率 叶绿体利用、固定CO2量m3或(m1＋m2)；植物(叶绿体)产生葡萄糖量 叶绿体产生、释放O2量n3或(n1＋n2) 1．下图表示甘蔗一个叶肉细胞内的系列反应过程，相关叙述正确的是（ ） A．过程①中类胡萝卜素主要吸收红光和蓝紫光 B．过程②属于暗反应阶段，发生在类囊体的薄膜上 C．过程③释放的能量大部分储存于ATP中 D．过程④释放的能量可用于各项生命活动 【答案】D 【分析】 根据题意和图示分析可知：①表示光反应中光能转化为ATP的过程，发生在类囊体薄膜上；②表示ATP为三碳化合物的还原过程供能合成有机物的过程，发生在叶绿体的基质中；③表示有机物氧化分解释放能量的过程，发生在细胞中；④表示ATP水解释放能量的过程，发生在细胞中。 【详解】 A、过程①中类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，A错误； B、过程②属于暗反应阶段，发生在叶绿体基质，B错误； C、③表示有机物氧化分解释放能量的过程，释放的能量少部分贮存于ATP中，大部分以热能形式散失，C错误； D、过程④表示细胞呼吸释放的能量，可用于各项生命活动，D正确。 故选D。 2．图甲为花生叶肉细胞中发生的部分物质代谢过程（图中 C3 表示含有 3 个碳原子的有机化合 物），图乙为某同学对花生绿叶中的色素进行提取和分离实验时，所得到的层析结果。下列 有关叙述正确的是（　　） A．图甲中①②过程合成 ATP，③④过程消耗 ATP B．若图甲中 C3 表示丙酮酸，则其消耗的场所是线粒体基质 C．若突然降低光照强度，则短时间内 C3 和 C5 的含量均增加 D．分析图乙可知，该同学进行实验操作时，很可能在研磨绿叶时未加入 CaCO3 【答案】D 【分析】 分析图示可知，①过程为葡萄糖分解成丙酮酸，②过程为丙酮酸和 H2O 反应分解成 CO2，③过程为 CO2 的还原，④过程为 CO2 的固定。 【详解】 A、花生叶肉细胞进行有氧呼吸时，①、②过程合成 ATP，进行无氧呼吸时， 只有①过程合成 ATP，进行光合作用时，③过程消耗 ATP，④过程不消耗 ATP，A 错误； B、当叶肉细胞进行有氧呼 吸时，丙酮酸的消耗场所是线粒体基质，但当叶肉细胞进行无氧呼吸时，丙酮酸的消耗场所是细胞质基质，B 错误； C、若突然降低光照强度，则 C3的消耗减少，C5的生成减少，所以短时间内 C3的含量增加，C5 的含量减少， C 错误； D、分析图乙可知，离点样处距离最近的两种色素（叶绿素 a 和叶绿素 b）的含量很少，说明在进行实验时， 叶绿素被破坏，很可能的原因是研磨绿叶时未加入 CaCO3，D 正确。 故选D。 3．人参是一种森林底层生活的植物，胡杨则是适应沙漠环境生活的植物。图1是上述两种植物在适宜温度下的光合速率随光照强度变化的曲线，图2是甲植物叶肉细胞中两种细胞器在图1的四种不同光照强度（0，b2、b1、c）下的生理状态，下列说法错误的是（ ） A．图1中甲、乙两种植物分别是胡杨和人参 B．在光照强度为b1时，甲植物叶肉细胞应为图2中的Ⅱ状态 C．图1中d点之后限制乙曲线增产的主要外界因素有温度、CO2浓度等 D．为了提高乙植物的产量，通常采用增施有机肥料的办法，则d点将向右上移动 【答案】C 【分析】 由图可知，细胞器①为叶绿体，细胞器②为线粒体。图2，状态Ⅰ中有氧气释放到外界，可知此时光合作用强度大于细胞呼吸强度；状态Ⅱ中有二氧化碳释放，此时细胞呼吸强度大于光合作用强度；状态Ⅲ无氧气释放和二氧化碳释放，此时光合作用强度等于细胞呼吸强度；状态Ⅳ中，细胞①没有氧气释放，此时只进行细胞呼吸，不进行光合作用。 【详解】 A、由题可知，胡杨对光的需求更大，所以图1中甲植物是胡杨，乙植