微专题系列(三) 光合作用和细胞呼吸的综合关系-【金版新学案】2023-2024学年新教材高一生物必修1 分子与细胞同步课堂高效讲义教师用书（人教版2019）

一、光合作用与细胞呼吸的关系 1．光合作用与细胞呼吸在物质和能量上的联系 ①CO2；②O2；③H2O；④ATP；⑤ADP＋Pi；⑥NADP＋；⑦C5；⑧C3；⑨(CH2O)；⑩丙酮酸；⑪[H]。 (1)物质方面 ①C：CO2(CH2O)丙酮酸CO2。 ②O：H2OO2H2O。 ③H：H2ONADPH(CH2O)[H]H2O 学生用书↓第110页 (2)能量方面：光能ATP和NADPH中的能量(CH2O)中的能量 如图表示光合作用和有氧呼吸过程中C、H、O三种元素的转移途径以及能量转换过程。图中序号表示相关的生理过程。下列叙述错误的是(　　) A．在元素转移途径中，④与⑧、⑦与⑨表示的生理过程相同 B．在元素转移途径中，能在小麦根尖成熟区细胞中发生的生理过程有②③⑥⑦⑨ C．在有氧呼吸过程中，产生能量最多的过程是⑦或⑨ D．⑩⑫产生的ATP中的化学能都可以转变为光能和机械能 D　[⑩产生的ATP只能用于暗反应，转化为有机物中的化学能，D错误。] 2．总光合速率、净光合速率和呼吸速率的关系 (以光合速率大于呼吸速率为例) 项目 表示方法(单位：g•cm－2•h－1) 呼吸速率 线粒体释放CO2量(m1)；黑暗条件下细胞(植物体)释放CO2量(葡萄糖消耗量) 线粒体吸收O2量(n1)；黑暗条件下细胞(植物体)吸收O2量 净光合速率 细胞(植物体)吸收的CO2量(m2)；植物(叶片)积累葡萄糖量 细胞(植物体)释放的O2量(n2) 真正(总)光合速率 叶绿体利用、固定CO2量m3或(m1＋m2)；植物(叶绿体)产生葡萄糖量 叶绿体产生、释放O2量n3或(n1＋n2) 如图表示温度对某种植物在光照下和黑暗中CO2吸收量和释放量(单位：mg/h)的影响情况。已知除了温度变化之外，其他环境条件(如光照强度等)不变，下列说法正确的是(　　) A．根据图中曲线，无法确定细胞呼吸的最适温度 B．光照下CO2的吸收量表示光合作用所需的CO2量 C．图中a点表示光合作用强度与细胞呼吸强度相等 D．环境温度超过25 ℃时，植物体内有机物的量会减少 A　[随着温度的上升，黑暗中CO2释放量不断增大，所以根据图中曲线，无法确定细胞呼吸的最适温度，A正确；光照下CO2吸收量是净光合速率，表示光合作用所需的CO2量－细胞呼吸释放的CO2量，B错误；由于虚线表示净光合速率，实线表示呼吸速率，所以a点不能表示光合作用强度与细胞呼吸强度相等，C错误；环境温度超过25 ℃时，净光合速率有所减小，但仍大于0，所以植物体内有机物的量仍在增加，D错误。] 学生用书↓第111页 二、自然环境及密闭容器中光合作用变化的模型 1．自然环境中一昼夜植物光合作用曲线 (1)a点：凌晨3时～4时，温度降低，细胞呼吸减弱，CO2释放量减少。 (2)b点：上午6时左右，有微弱光照，开始进行光合作用。 (3)bc段(不含b、c点)：光合作用强度小于细胞呼吸强度。 (4)c点：上午7时左右，光合作用强度等于细胞呼吸强度。 (5)ce段(不含c、e点)：光合作用强度大于细胞呼吸强度。 (6)d点：温度过高，部分气孔关闭，出现光合“午休”现象。 (7)e点：下午6时左右，光合作用强度等于细胞呼吸强度。 (8)ef段(不含e、f点)：光合作用强度小于细胞呼吸强度。 (9)fg段：没有光照，光合作用停止，只进行细胞呼吸。 (10)积累有机物时间段：ce段。 (11)制造有机物时间段：bf段。 (12)消耗有机物时间段：Og段。 (13)一天中有机物积累最多的时间点：e点。 (14)一昼夜有机物的积累量表示为：S1－S2－S3(S1、S2、S3表示面积)。 夏季晴朗的一天，甲、乙两株同种植物在相同条件下CO2吸收速率的变化如图所示。下列说法正确的是(　　) A．甲植株在a点开始进行光合作用 B．乙植株在e点有机物积累量最多 C．曲线b～c段和d～e段下降的原因相同 D．两曲线b～d段不同的原因可能是甲植株气孔没有关闭 D　[分析图示可知，这一天的6：00(甲曲线的a点)和18：00左右，甲、乙两植株光合作用吸收CO2的速率和细胞呼吸释放CO2的速率相等；在6：00(甲曲线的a点)之前，甲、乙两植株的光合作用已经开始，但光合作用强度比细胞呼吸强度弱，A错误。在18时左右之后，甲、乙两植物的光合作用速率开始小于细胞呼吸速率，有机物的积累最多的时刻应为18：00时左右，e点时有机物的积累量已经减少，B错误。图示曲线b～c段下降的主要原因是部分气孔关闭导致叶肉细胞内CO2浓度降低，d～e段下降的原因是光照强度减弱，光反应产生NADPH和ATP的速率减慢，这两段下降的原因不相同，C错误。分析题图可知，甲植株不存在光合“午休”现象，乙植株存在光合“午休”现象，即甲植株在b～d段