内容正文:
强化专题(一) 光合作用与细胞呼吸的关系
角度一
光合作用与细胞呼吸过程的联系
1.光合作用与有氧呼吸的关系
(1)物质变化
(2)能量转换
2.光合作用与细胞呼吸过程中[H](NADPH)和ATP的来源和去向
光合作用
有氧呼吸
[H]
(NADPH)
来源
H2O光解
有氧呼吸第一、二阶段
去向
还原C3
用于第三阶段还原O2
续表
光合作用
有氧呼吸
ATP
来源
光反应
三个阶段都产生
去向
用于C3的还原供能
用于各项生命活动(植物C3的还原除外)
【对点练】1.如图表示某自养型生物细胞内光合作用、细胞呼吸过程中[H](NADPH)的转移过程。下列叙述错误的是( )
H2ONADPH(CH2O)
[H]H2O
A.图中过程①③④都能产生ATP
B.过程③需要H2O参与,能产生CO2
C.过程①和过程④离不开叶绿体和线粒体
D.过程①和过程③产生的[H](NADPH)不是同种物质
解析:选C。除②暗反应过程不能产生ATP外,图中过程①③④都能产生ATP,A正确;③是有氧呼吸第一、二阶段,在细胞质基质和线粒体基质中进行,需要H2O参与,能产生CO2,B正确;由图可知,过程①②表示光合作用,过程③④表示有氧呼吸,光合作用和有氧呼吸可以不在叶绿体和线粒体中,如蓝细菌可以进行光合作用和有氧呼吸,但属于原核生物,没有叶绿体和线粒体,C错误;过程①和过程③产生的[H](NADPH)不是同种物质,过程①产生的NADPH为还原型辅酶Ⅱ,过程③产生的[H]为还原型辅酶Ⅰ,D正确。
2.(不定项)图一是某绿色植物细胞内生命活动示意图:其中1、2、3、4、5表示生理过程,A、B、C、D表示生命活动产生的物质。图二为将生长状况相同的等量花生叶片分成4等份,在不同温度下分别暗处理1 h,再光照1 h(光照强度相同),测其有机物变化,得到如图所示数据,下列相关叙述正确的是( )
A.图一中在生物膜上发生的生理过程有3和4
B.该细胞中CO2由2过程产生到5过程利用,至少穿过8层磷脂双分子层
C.当花生叶片所处温度为29 ℃时,CO2固定速率最大
D.如果昼夜恒温,在白天光照10小时,最适合花生生长的温度是27 ℃
解析:选ACD。由图一分析可知,3表示有氧呼吸的第三阶段,发生在线粒体内膜,4表示光合作用的光反应阶段,发生在叶绿体的类囊体薄膜,A正确。该细胞中CO2由2线粒体基质过程产生到5叶绿体基质过程利用,至少穿过4层膜,8层磷脂分子层,B错误。据图二分析,花生叶片真正的光合作用强度为:27 ℃真正的光合作用强度是3+1+1=5,28 ℃真正的光合作用强度是3+2+2=7,29 ℃真正的光合作用强度是3+3+3=9,30 ℃真正的光合作用强度是1+1+1=3,所以当花生叶片所处温度为29 ℃时,CO2固定速率最大,数值为9 mg/h,C正确。昼夜恒温,呼吸速率不变,所以呼吸速率最小则有机物积累最多,所以适合花生生长的温度是27 ℃,D正确。
角度二
光合速率与细胞呼吸速率的关系
1.光合速率与呼吸速率的检测指标
检测指标
CO2
O2
葡萄糖
细胞呼
吸速率
释放量
(黑暗)
吸收量(黑暗)、消耗量
(黑暗)
消耗量(黑暗)
续表
检测指标
CO2
O2
葡萄糖
净光合
速率
吸收量(植物)、减少量(环境)
释放量(植物)、增加量(环境)
积累量、增加量
真正光
合速率
利用量、固定量、消耗量
产生量、生成量、制造量、合成量
产生量、生成量、制造量、合成量
2.净光合速率与真正光合速率的关系
(1)植物绿色组织在黑暗条件下或非绿色组织测得的数值为呼吸速率(A点)。
(2)植物绿色组织在有光条件下光合作用与细胞呼吸同时进行,测得的数据为净光合速率。
(3)真正光合速率=净光合速率+呼吸速率。关系式用O2、CO2或葡萄糖的量表示如下:
①光合作用产氧量=氧气释放量+细胞呼吸耗氧量;
②光合作用固定CO2量=CO2吸收量+细胞呼吸释放CO2量;
③光合作用葡萄糖产生量=葡萄糖积累量(增重部分)+细胞呼吸消耗葡萄糖量。
3.植物光合作用和细胞呼吸的日变化曲线分析
(1)图1的B点、图2的B′C′段形成的原因:凌晨3时~4时,温度降低,细胞呼吸减弱,CO2释放减少。
(2)图1的C点、图2的C′点:此时开始出现光照,光合作用开始启动。
(3)图1的D点、图2的D′点:此时光合作用强度等于呼吸作用强度。
(4)图1的E点、图2的F′G′段形成的原因:温度过高,部分气孔关闭,CO2供应不足,出现“午休”现象。
(5)图1的F点、图2的H′点:此时光合作用强度等于呼吸作用强度,之后光合作用强度小于呼吸作用强度。
(6)图1的G点、图2的I′点: