内容正文:
2024版·生物学
2024版•生物
第三单元 细胞的能量供应和利用
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]和ATP的来源和去向
光合作用
有氧呼吸
[H]
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
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]的转移过程。下列叙述错误的是( )
H2O eq \o(――→,\s\up17(①)) [H] eq \o(――→,\s\up17(②)) (CH2O) eq \o(――→,\s\up17(③)) [H] eq \o(――→,\s\up17(④)) 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]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,如蓝藻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]不是同种物质,过程①产生的[H]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.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,下列相关叙述错误的是( )
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B。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)
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