内容正文:
类型一 光合作用和细胞呼吸过程的联系
(2017·全国卷Ⅱ)如图是某植物叶肉细胞光合作用和呼吸作用的示意图。
据图回答下列问题:
(1)图中①、②、③、④代表的物质依次是________、________、________、________,[H]代表的物质主要是____________。
(2)B代表一种反应过程,C代表细胞质基质,D代表线粒体,则ATP合成发生在A过程,还发生在________(填“B和C”“C和D”或“B和D”)。
(3)C中的丙酮酸可以转化成酒精,出现这种情况的原因是____。
[审题指导] (1)题目给出了叶肉细胞光合作用和呼吸作用的过程图解,首先根据光合作用和呼吸作用的过程判断A、B、C、D表示的过程,然后判断①②③④代表的物质。(2)光合作用和呼吸作用中产生ATP的过程和结构。(3)丙酮酸转化成酒精发生在无氧呼吸过程,无氧呼吸是在缺氧的条件下进行的。
[解析] 本题考查光合作用的过程、有氧呼吸和无氧呼吸的过程。(1)分析图示,A过程为光合作用的光反应阶段,B过程是光合作用的暗反应阶段。图中①为水光解产生的O2;由②和H2O产生①与NADPH([H],即还原型辅酶Ⅱ)可知,②是NADP+;由③转化成ATP可知,③是ADP+Pi;由④与CO2结合生成C3可知,④为C5。呼吸作用过程中的[H]代表的物质主要是NADH(还原型辅酶Ⅰ)。(2)光合作用的光反应阶段(A)可产生ATP,而暗反应阶段(B)不产生ATP。有氧呼吸的三个阶段都产生ATP,其中细胞质基质(C)中进行有氧呼吸的第一阶段,线粒体(D)中进行有氧呼吸的第二和第三阶段。(3)在缺氧条件下,植物细胞可进行无氧呼吸,将丙酮酸转化成酒精和CO2。
[答案] (1)O2 NADP+ ADP+Pi C5 NADH(或还原型辅酶Ⅰ) (2)C和D (3)在缺氧条件下进行无氧呼吸
1.光合作用与细胞呼吸过程的联系
(1)物质名称:b.O2,c.ATP,d.ADP,e.NADPH([H]),f.C5,g.CO2,h.C3。
(2)生理过程及场所
序号
①
②
③
④
⑤
生理过程
光反应
暗反应
有氧呼吸第一阶段
有氧呼吸第二阶段
有氧呼吸第三阶段
场所
叶绿体
类囊体
薄膜
叶绿体基质
细胞质基质
线粒体基质
线粒体内膜
(3)物质方面
C:CO2CO2丙酮酸C6H12O6
O:H2OH2O
O2
H:H2OH2O
[H]C6H12O6[H]
(4)能量方面
光能C6H12O6中稳定的化学能ATP中活跃的化学能
2.光合作用和有氧呼吸中[H]、ATP的来源和去路
比较项目
来源
去路
[H]
光合作用
光反应中水的光解
作为暗反应阶段的还原剂,用于还原C3合成有机物等
有氧呼吸
第一、二阶段产生
用于第三阶段与氧气结合产生水,同时释放大量能量
ATP
光合作用
在光反应阶段合成ATP,其合成所需能量来自色素吸收、转换的太阳能
用于暗反应阶段C3还原时的能量之需,以稳定的化学能形式储存在有机物中
有氧呼吸
第一、二、三阶段均产生,其中第三阶段产生最多,能量来自有机物的分解
作为直接能源物质用于各项生命活动
1.(2020·河北邢台检测)如图表示植物光合作用、细胞呼吸中氧的转移过程。下列叙述正确的是( )
H2O(CH2O)
C3CO2H2OO2
A.过程①②④都有ATP生成
B.过程②③进行的场所不同
C.过程②⑤所需[H]全部来源于过程①
D.过程①③⑤都需在生物膜上进行
B [④过程中没有ATP生成,A项错误;过程②的进行的场所是线粒体的内膜,过程③进行的场所是线粒体的基质,B项正确;过程⑤所需[H]来源于过程①,过程②所需[H]来源于有氧呼吸的第一和第二阶段,C项错误;过程①③⑤进行的场所分别是叶绿体类囊体薄膜、线粒体基质和叶绿体基质,D项错误。]
2.(2021·湖南招生适应性考试)适宜的温度和光照条件下,在盛有水生动植物的鱼缸内(不考虑微生物的影响),物质代谢处于相对平衡状态的是( )
A.动物呼吸作用释放的CO2量等于植物光合作用吸收的CO2量
B.动物呼吸作用吸收的O2量等于植物光合作用产生的O2量
C.动植物呼吸作用释放的CO2量等于植物光合作用吸收的CO2量
D.动物呼吸作用消耗的有机物量等于植物光合作用合成的有机物量
C [根据题意分析,在不考虑微生物的影响的情况下,鱼缸内的物质代谢要处于相对平衡状态,即植物的光合作用的物质变化量等于动植物呼吸的总物质变化量,即植物光合作用吸收的CO2量应等于动物和植物的呼吸作用释放的CO2量,植物光合作用产生的O2量应等于动物和植物的呼吸作用吸收的O2量,植物光合作用合成的有机物量应等于动物和植物呼吸作用消耗的有机物量