专题2 考点3 光合作用、细胞呼吸的过程分析-（配套课件）2022新教材新高考生物【步步高】大二轮专题复习与增分策略（鲁辽）

专题二 细胞代谢 考点三 光合作用、细胞呼吸的过程分析 2 主干整合 1.光合作用与细胞呼吸过程变化的内在联系 2.光合作用和细胞呼吸中物质和能量的变化关系 (4)能量变化 3.改变条件后，C3、C5、NADPH、ATP的含量及(CH2O)合成量变化 分析光照强度和二氧化碳浓度突然改变后，C3、C5、NADPH、ATP、ADP、NADP＋的含量及(CH2O)合成量的动态变化时要将光反应和暗反应过程结合起来分析，从具体的反应过程提炼出模型：“来路→某物质→去路”，通过分析其来路和去路的变化来确定含量变化。 右图中Ⅰ表示光反应，Ⅱ表示CO2的固定，Ⅲ表示C3的还原，当外界条件(如光照、CO2)突然发生变化时，分析相关物质含量在短时间内的变化： 1.(2020·山东，21)人工光合作用系统可利用太阳能合成糖类，相关装置及过程如下图所示，其中甲、乙表示物质，模块3中的反应过程与叶绿体基质内糖类的合成过程相同。 真题研究 (1)该系统中执行相当于叶绿体中光反应功能的模块是_____________，模块3中的甲可与CO2结合，甲为________________。 模块1和模块2 C5(或五碳化合物) 解析　分析题图可知，模块1 将光能转换为电能，模块2电 解水，同时转换能量供模块3 还原CO2产生糖类，比较这一 过程与光合作用的全过程可知，模块1和模块2相当于光合作用的光反应阶段，模块3相当于光合作用的暗反应阶段。根据上面的分析可知，该系统中执行相当于叶绿体中光反应功能的模块，即吸收和转化光能的模块是模块1和模块2。光合作用的暗反应包括两步反应，一是CO2的固定：CO2在特定酶的作用下，与C5结合，形成C3；二是C3的还原：C3接受ATP和NADPH释放的能量，在酶的作用下最终转化为糖类和C5。比较该过程与模块3的反应过程可知，甲与CO2反应产生乙，这一阶段为CO2的固定，那么甲为C5，即五碳化合物，乙为C3，即三碳化合物。 (2)若正常运转过程中气泵突然停转，则短时间内乙的含量将____(填“增加”或“减少”)。若气泵停转时间较长，模块2中的能量转换效率也会发生改变，原因是_______________________________________。 减少 模块3为模块2提供的ADP、Pi和NADP＋不足 解析　若正常运转过程中气泵突然停转，相当于光合作用过程中突然停止供应CO2，CO2的固定受阻，进而导致乙(C3)的合成量减少，短时间内C3的还原正常进行，消耗量不变，C3含量减少。光合作用的暗反应为光反应提供ADP、Pi和NADP＋，若气泵停转时间较长，相当于暗反应无法进行，就无法为模块2提供ADP、Pi和NADP＋，从而影响了模块2中的能量转换效率。 (3)在与植物光合作用固定的CO2量相等的情况下，该系统糖类的积累量_____(填“高于”“低于”或“等于”)植物，原因是________________ ____________________________________________。 高于 人工光合作用系统 没有呼吸作用消耗糖类(或植物呼吸作用消耗糖类) 解析　植物有机物的积累量称为净光合作用量，即有机物的制造量(真正光合作用量)减去细胞呼吸消耗的有机物量。这个人工光合作用系统中只有有机物的制造，没有呼吸作用的消耗，所以在固定的CO2量(即真正光合作用量)相等的情况下，有机物(糖类)的积累量将高于植物。 (4)干旱条件下，很多植物光合作用速率降低，主要原因是____________ __________________________。人工光合作用系统由于对环境中水的依赖程度较低，在沙漠等缺水地区有广阔的应用前景。 叶片气孔开放 程度降低，CO2的吸收量减少 解析　干旱条件下，植物为降低蒸腾作用对水分的过度散失，气孔的开放程度降低，进而影响CO2的吸收，会间接影响光合作用速率。 2.(2021·湖南，18)图a为叶绿体的结构示意图，图b为叶绿体中某种生物膜的部分结构及光反应过程的简化示意图。回答下列问题： (1)图b表示图a中的_________结构，膜上发生的光反应过程将水分解成O2、H＋和e－，光能转化成电能，最终转化为________和ATP中活跃的化学能。若CO2浓度降低，暗反应速率减慢，叶绿体中电子受体NADP＋减少，则图b中电子传递速率会_____(填“加快”或“减慢”)。 类囊体膜 NADPH 减慢 解析　光反应发生在叶绿体的类囊体膜上，即图b表示图a的类囊体膜，光反应过程中，色素吸收的光能最终转化为ATP和NADPH中的化学能，若二氧化碳浓度降低，暗反应速率减慢，叶绿体中电子受体NADP＋减少，则图b中的电子去路受阻，电子传递速率会减慢。 叶绿体类型 相对值 实验项目 叶绿体A：双层膜