内容正文:
考点二 光合作用和细胞呼吸的过程
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CO2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。
下图中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.(2022·山东,16改编)在有氧呼吸第三阶段,线粒体基质中的还原型辅酶脱去氢并释放电子,电子经线粒体内膜最终传递给O2,电子传递过程中释放的能量驱动H+从线粒体基质移至内外膜间隙中,随后H+经ATP合酶返回线粒体基质并促使ATP合成,然后与接受了电子的O2结合生成水。为研究短时低温对该阶段的影响,将长势相同的黄瓜幼苗在不同条件下处理,分组情况及结果如图所示。已知DNP可使H+进入线粒体基质时不经过ATP合酶。下列相关说法不正确的是( )
A.4 ℃时线粒体内膜上的电子传递受阻
B.与25 ℃时相比,4 ℃时有氧呼吸产热多
C.与25 ℃时相比,4 ℃时有氧呼吸消耗葡萄糖的量多
D.DNP导致线粒体内外膜间隙中H+浓度降低,生成的ATP减少
答案 A
解析 与25 ℃相比,4 ℃耗氧量增加,根据题意,电子经线粒体内膜最终传递给O2,说明4 ℃时线粒体内膜上电子传递未受阻,A错误;与25 ℃相比,短时间低温4 ℃处理,ATP合成量较少,耗氧量较多,说明4 ℃时有氧呼吸释放的能量较多地用于产热,消耗的葡萄糖量多,B、C正确;DNP使H+不经ATP合酶返回线粒体基质中,会使线粒体内外膜间隙中H+浓度降低,导致ATP合成减少,D正确。
2.(2021·江苏,20节选)线粒体对维持旺盛的光合作用至关重要。下图表示叶肉细胞中部分代谢途径,虚线框内表示“草酰乙酸/苹果酸穿梭”。请据图回答下列问题:
(1)叶绿体在________________上将光能转变成化学能,参与这一过程的两类色素是________________________________________________________________________。
(2)光合作用时,CO2与C5结合产生三碳酸,继而还原成三碳糖(C3),为维持光合作用持续进行,部分新合成的C3必须用于再生______;运到细胞质基质中的C3可合成蔗糖,运出细胞。每运出一分子蔗糖相当于固定了______个CO2分子。
(3)在光照过强时,细胞必须耗散掉叶绿体吸收的过多光能,避免细胞损伤。草酰乙酸/苹果酸穿梭可有效地将光照产生的________中的还原能输出叶绿体,并经线粒体转化为________中的化学能。
答案 (1)类囊体薄膜 叶绿素、类胡萝卜素 (2) C5 12 (3)NADPH ATP
解析 (1)光合作用光反应场所为类囊体薄膜,将光能转变成化学能,参与该反应的光和色素是叶绿素、类胡萝卜素。(2)据题意在暗反应进行中为维持光合作用持续进行,部分新合成的C3可以转化为C5继续被利用;一分子蔗糖含12个C原子,C5含有5个碳原子,据图固定1个CO2合成1个C3,因为还要再生出C5,故需要12个CO2合成一分子蔗糖。(3)NADPH起还原剂的作用,含有还原能,呼吸作用过程中释放的能量用于合成ATP中的化学能和热能。
3.(2020·江苏,27节选)大豆与根瘤菌是互利共生关系,下图所示为大豆叶片及根瘤中部分物质的代谢、运输途径。请据图回答下列问题:
(1)上图所示的代谢途径中,催化固定CO2形成3-磷酸甘油酸(PGA)的酶在________________中,PGA还原成磷酸丙糖(TP)运出叶绿体后合成蔗糖,催化TP合成蔗糖的酶存在于______________。
(2)根瘤菌固氮产生的NH3可用于氨基酸的合成,氨基酸合成蛋白质时,通过脱水缩合形成______键。
(3)CO2和N2的固定都需要消耗大量ATP。叶绿体中合成ATP的能量来自__________;根瘤中合成ATP的能量主要来自__________的分解。
(4)蔗糖是大多数植物长距离运输的主要有机物,与葡萄糖相比,以蔗糖作为运输物质的优点是________________________________________________________________________
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