第3单元 第4讲 细胞呼吸与光合作用的关系 (综合融会课)（课件PPT）-【新高考方案】2024高考生物一轮复习（新教材版Ⅰ 新高考）

第4讲　细胞呼吸与光合作用的关系 (综合融会课)  光合作用与细胞呼吸相互联系的考题，是考查结构与功能观、物质与能量观等生命观念的典型考题，常受到高考命题者的青睐，在高考命题中考查频次较高，选择题、非选择题都是常见题型。命题多借助图示模型或情境信息等进行考查。本讲从三个角度：细胞呼吸与光合作用的物质和能量之间的关系；真正(总)光合速率、净光合速率和细胞呼吸速率的关系；自然环境与密闭环境中一昼夜光合速率的变化，提高考生的综合解答能力。 综合提能(一)　细胞呼吸与光合作用的物质和能量之间的关系 [综合考法体验] (2021·江苏高考节选)线粒体对维持旺盛的光合作用至关重要。下图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。 (4)为研究线粒体对光合作用的影响，用寡霉素(电子传递链抑制剂)处理大麦，实验方法是：取培养10～14 d的大麦苗，将其茎漫入添加了不同浓度寡霉素的水中，通过蒸腾作用使药物进入叶片。光照培养后，测定，计算光合放氧速率(单位为μmolO2·mg－1chl·h－1，chl为叶绿素)。请完成下表。 实验步骤的目的 简要操作过程 配制不同浓度的寡霉素丙酮溶液 寡霉素难溶于水，需先溶于丙酮，配制高浓度母液，并用丙酮稀释成不同药物浓度，用于加入水中 设置寡霉素为单一变量的对照组 ①__________________________________ ②__________________________ 对照组和各实验组均测定多个大麦叶片 光合放氧测定 用氧电极测定叶片放氧 ③__________________________ 称重叶片，加乙醇研磨，定容，离心，取上清液测定 解析：(1)光合作用光反应的场所为类囊体膜，该过程将光能转化为化学能，参与该反应的光合色素是叶绿素、类胡萝卜素。 (2)据题意并结合题图分析可知，为维持光合作用持续进行，暗反应中部分新合成的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C原子，每固定1分子CO2会合成2分子C3，因为还要再生出C5，故需要12个CO2才能合成一分子蔗糖。 (3)分析题图可知，草酰乙酸/苹果酸穿梭可有效地将光照产生的NADPH中的还原能输出叶绿体，并经线粒体转化为ATP中的化学能。 (4)设计实验遵循单一变量原则、对照原则、等量原则等，表格完善见答案。 答案：(1)类囊体膜　叶绿素、类胡萝卜素　(2)C5　12　(3)NADPH　ATP　(4) ①在水中加入相同体积不含寡霉素的丙酮　②减少叶片差异造成的误差　③叶绿素定量测定(或测定叶绿素含量) [系统思维建模] 1．细胞呼吸和光合作用的联系(如图) (1)物质转化 C H O (2)能量变化 2．光合作用与有氧呼吸中有关物质的来源与去路 [迁移应用训练] 1．如图是生物体内能量供应及利用的示意图，下列说法错误的是(　 ) A．a过程一定伴随O2的释放，d过程不需要O2的直接参与 B．a过程产生的ATP和NADPH可用于b过程中C3的还原 C．a、c中合成ATP所需的能量来源不同 D．c过程葡萄糖中的化学能全部转移到ATP中 答案：D　 解析：a表示光反应阶段，该过程一定伴随O2的释放，d表示ATP水解过程，该过程不需要O2的直接参与，A正确； a光反应过程产生的ATP和NADPH可用于b暗反应过程中C3的还原，B正确； a、c中合成ATP所需的能量来源不同，a过程合成ATP所需能量来自光能，而c过程合成ATP所需能量来自有机物，C正确； c过程葡萄糖中的化学能只有少部分转移到ATP中，大部分以热能的形式散失，D错误。 2．(2023·沈阳一模)如图表示菠菜叶肉细胞光合作用与细胞呼吸过程中碳元素和氢元素的转移途径，其中①～⑥代表有关生理过程。下列叙述错误的是(　 ) A．过程①②③不在生物膜上进行 B．参与过程②③⑤的酶的种类不同 C．过程②③④⑤都有ATP产生 D．过程③产生的[H]全部来自丙酮酸 答案：D　 解析：过程①为光合作用暗反应过程中C3的还原，发生在叶绿体