内容正文:
突破一 光合作用和细胞呼吸过程的相互关系分析
1.光合作用与有氧呼吸过程的联系
(1)物质方面的联系
(2)能力方面的联系
2.光合作用与细胞呼吸过程中NADH/NADPH和ATP的来源、去路
比较项目
来源
去路
NADPH
光合
作用
产生于光反应中水的光解
用于暗反应中C3的还原
NADH
有氧
呼吸
产生于第一、二阶段
消耗于第三阶段,与O2结合生成H2O
ATP
光合
作用
产生于光反应阶段,其中的能量来自光能
用于暗反应过程中C3的还原
有氧
呼吸
三个阶段均能产生,第三阶段相对较多
用于各项生命活动
[针对训练]
1.下图为植物细胞代谢的部分过程,①~⑦为相关生理过程。下列叙述不正确的是( )
A.若植物缺Mg,则首先会受到显著影响的是③
B.②的进行与⑤⑥密切相关
C.蓝细菌中④发生在叶绿体基质中
D.叶肉细胞③中O2的产生量小于⑥中O2的吸收量,则该细胞内有机物的总量将减少
解析 Mg是合成叶绿素的成分,光反应阶段需要叶绿素吸收光能,若植物缺Mg,则叶绿素的合成受到影响,首先会受到显著影响的生理过程是③(光反应过程),A正确;植物细胞吸收无机盐离子的过程②是主动运输过程,需要消耗能量,故与⑤⑥过程密切相关,B正确;蓝细菌是原核细胞,没有叶绿体,C错误;叶肉细胞③(光反应过程)中O2的产生量小于⑥(有氧呼吸过程)中O2的吸收量,则净光合作用量小于0,该植物细胞内有机物的总量将减少,D正确。
答案 C
2.沙棘耐干旱、耐盐碱,抗风沙能力强,被广泛用于水土保持。图1表示在光照下沙棘叶肉细胞内发生的一系列反应。科研人员利用“间隙光”(光照20秒、黑暗20秒交替进行)处理沙棘叶肉细胞12小时,并用灵敏传感器记录环境中O2和CO2的变化,部分结果如图2。请回答下列问题:
(1)图1中进行②过程的场所为________,产生NADPH的过程有________(填数字),消耗NADPH的过程有________(填数字)。
(2)给叶肉细胞提供18O2,则在CO2、H2O、(CH2O)三种化合物中,最先含有18O的是________。
(3)据图2可知,黑暗开始后CO2吸收速率保持短时间稳定再迅速下降,CO2吸收速率保持稳定的主要原因是______________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)B点光反应速率________(填“大于”“等于”或“小于”)暗反应速率;D点光合作用速率________(填“大于”“等于”或“小于”)细胞呼吸速率。与连续光照6小时,再连续暗处理6小时相比,“间隙光”处理12小时的光合产物________(填“较多”“相等”或“较少”)。
解析 (1)图1中,②表示暗反应,发生在叶绿体基质;图1中①光反应可以产生NADPH,②暗反应需要消耗NADPH。(2)给叶肉细胞提供18O2,参与有氧呼吸第三阶段,生成含有18O的水,该水参与有氧呼吸第二阶段产生含有18O的CO2,该CO2参与暗反应,生成含有18O的(CH2O),因此最先含有18O的是H2O。(3)由于光反应产生的ATP和NADPH,在黑暗开始后还能维持一段时间的暗反应,所以黑暗开始后CO2吸收速率保持短时间稳定。(4)B点时O2释放速率较高,而CO2吸收速率较低,说明光反应速率大于暗反应速率;D点时净光合速率大于0,因此此时细胞的光合速率大于细胞呼吸速率;由图可知,“间隙光”处理时,停止光照后细胞还能进行一段时间的暗反应,所以暗反应的总时间大于连续光照、连续黑暗处理,而且“间隙光”处理会出现光合速率突然增大的情况,所以“间隙光”处理的光合产物量大于连续处理的光合产物量。
答案 (1)叶绿体基质 ① ② (2)H2O (3)光反应产生的ATP和NADPH,在黑暗开始后还能维持一段时间的暗反应 (4)大于 大于 较多
突破二 光(CO2)补偿点、饱和点的移动问题
结合坐标、曲线分析,光(CO2)补偿点、饱和点的移动问题
[针对训练]
3.(2022·成都模拟)下图曲线表示某植物在恒温30 ℃、CO2浓度一定时光合速率与光照强度的关系,下列叙述错误的是( )
A.与b点相比较,c点时叶肉细胞中C3的含量降低
B.若将CO2浓度降低,则叶绿体中NADPH合成速率将会变小,c点向左下方向移动
C.当光照强度为x时,叶肉细胞中产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体
D.已知该植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25 ℃和30 ℃,在其他条件不变的情况下,将温度调节到25 ℃,图中a点