内容正文:
素养提升课2 光合作用与细胞呼吸的综合应用
题型一 光合作用与细胞呼吸过程中
物质和能量的相互联系
1.光合作用和有氧呼吸中各种元素的去向
(1)C:CO2(CH2O)丙酮酸CO2。
(2)H:H2ONADPH(CH2O)[H]H2O。
(3)O:H2OO2H2OCO2(CH2O)。
2.光合作用与有氧呼吸中的能量转化
[类题·精练]
1.(2022·重庆月考)如图所示为某高等绿色植物叶肉细胞内的系列反应过程,下列有关说法正确的是( A )
A.过程①中叶绿体中的色素主要吸收蓝紫光和红光
B.过程②只发生在叶绿体基质,过程③只发生在线粒体
C.细胞膜上进行的主动运输所需要的ATP来自①和③
D.过程①产生NADH,过程③消耗NADPH
解析:由题图可知,①是光反应,能吸收光能,场所是叶绿体,叶绿体中的色素主要吸收蓝紫光和红光;由题图可知,②过程合成有机物,是暗反应,只发生在叶绿体基质,③过程分解有机物,是细胞呼吸,发生在细胞质基质和线粒体中;主动运输供能所需的ATP只能来自呼吸作用,不能来自①光反应;过程①产生NADPH,过程③消耗NADH。
2.如图是某个叶肉细胞内的物质代谢和能量代谢的示意图。下列相关叙述错误的是( D )
A.a为叶绿体,b为线粒体,两种细胞器扩大生物膜面积的方式不同
B.过程①需要水的参与,过程②产生的多糖可能是淀粉或纤维素
C.O2产生于a中的类囊体薄膜,消耗于b的内膜
D.若图中光合作用产生的O2正好满足线粒体所需,则该植株的光合速率等于呼吸速率
解析:据图可知,a中有基粒,是叶绿体,通过类囊体堆叠成基粒扩大膜面积,b是线粒体,通过内膜向内折叠成嵴扩大膜面积;过程①是多糖的水解过程,需要水的参与,过程②是葡萄糖脱水缩合而成的多糖,多糖可能是淀粉或纤维素;O2产生于光合作用光反应a中的类囊体薄膜,消耗于b线粒体的内膜;图中所示的过程是某个叶肉细胞中的物质和能量代谢过程,若图中光合作用产生的O2正好满足线粒体所需,只能说明该叶肉细胞的光合速率等于呼吸速率,但一个植株中部分细胞只能进行细胞呼吸而不能进行光合作用,所以整个植株的光合速率小于呼吸速率。
题型二 净光合速率、真正光合速率、
呼吸速率的相关分析及计算
1.构建数学模型
2.数学公式
净光合速率=真正光合速率-呼吸速率。
3.三种速率的表示方法
真正光合速率
净光合速率
呼吸速率
“同化”“固定”或“消耗”的CO2量
“从环境(容器)中吸收”或“环境(容器)中减少”的CO2量
黑暗中释放的CO2量
“产生”或“制造”的O2量
“释放至容器(环境)中”或“容器(环境)中增加”的O2量
黑暗中吸收的O2量
“产生”“合成”或“制造”的有机物的量
“积累”“增加”或“净产生”的有机物的量
黑暗中消耗的有机物的量
[类题·精练]
3.(2023·河南濮阳模拟)将某种大小相同的绿色植物叶片等分成四组(每组质量为M),在不同温度下分别暗处理1 h,再用适宜且相同的光照射1 h,测其质量变化(与M相比较),得到下表中的数据。假设实验过程中细胞呼吸速率不受光照影响,分析表中数据,下列叙述错误的是( D )
组别
1
2
3
4
温度/℃
25
27
29
31
暗处理后质量变化/mg
-1
-2
-3
-1
光照处理后质量变化/mg
+3
+3
+3
+2
A.第3组植物的呼吸速率最大
B.光照1 h第3组释放的氧气量最大
C.光照1 h第4组合成的有机物为4 mg
D.第1、第2、第3组的净光合速率相等
解析:根据暗处理的质量变化,第3组植物的呼吸速率最大;25 ℃光合速率为3+1×2=5(mg/h),净光合速率为5-1=4(mg/h);27 ℃光合速率为3+2×2=7(mg/h),净光合速率为7-2=5(mg/h),29 ℃光合速率为3+3×2=9(mg/h),净光合速率为9-3=6(mg/h),31 ℃光合速率为2+1×2=4(mg/h),净光合速率为4-1=3(mg/h),第3组净光合速率最大,光照1 h第3组释放的氧气量最大;在第4组实验测定结果中,每小时的呼吸消耗量为1 mg,而2小时后质量增加2 mg,因此1 h时间内合成有机物总量=2+1×2=4(mg)。
4.(2022·广东江门三模)科研人员研究了温度对人工种植的蒲公英幼苗光合作用与呼吸作用的影响,其他条件相同且适宜,实验结果如图所示。据图分析,下列说法错误的是( B )
A.在光照条件下,蒲公英幼苗30 ℃与35 ℃真正光合速率相同
B.昼夜时间相同且温度不变,则适合蒲公英生长的最适温度是25 ℃
C.P点时,叶肉细胞产生ATP的细胞器为叶绿体和线粒体
D.一直处于光照条件下,25 ℃最有利于蒲公英生长
解析:真正光