微专题（三） 光合作用和细胞呼吸的综合问题课件-2024-2025学年高一上学期生物人教版必修1

第5章 细胞的能量供应和利用 微专题（三） 光合作用和细胞呼吸的综合问题 1 一、光合作用和细胞呼吸的联系与区别 项目 光合作用 有氧呼吸 代谢 类型 合成作用（或同化作用） 分解作用（或异化作用） 物质 变化 无机物 有机物 有机物 无机物 能量 变化 光能 化学能（储能） 化学能 中的能量、热能（放能） 实质 合成有机物、储存能量 分解有机物、释放能量，供细胞利用 场所 叶绿体（真核生物） 活细胞（主要在线粒体） 条件 只在光下进行 有光、无光都能进行 2 项目 光合作用 有氧呼吸 联系 （1）物质方面 （2）能量方面：光能 和 中的能量 中的能 量 热量 中的能量 续表 3 典例突破 1. 如图①~⑨表示植物某个叶肉细胞代谢的过程，下列有关说法错误的是( ) D A.过程③所需 不能由过程⑧供给 B.鲁宾和卡门用同位素标记法证明了过程 ②释放的氧气来自水 C.若突然停止光照，短时间内过程③的中 间产物 含量增加 D.红光条件下类胡萝卜素可通过过程②将 光能转化为 中活跃的化学能 4 [解析] 是暗反应过程，过程③所需 只能由光反应提供，不能由⑧有氧呼吸提供，A项正确；鲁宾和卡门用同位素标记法证明了过程②释放的氧气来自水，B项正确；若突然停止光照，植物光反应停止， 和 的合成减少，所以短时间内过程③的中间产物 含量增加，C项正确；红光条件下主要是叶绿素通过过程②将光能转化为 中活跃的化学能，D项错误。 5 2. 如图为某细胞内葡萄糖的代谢过程，其 中 表示物质，①～④表示过程。下列 相关叙述正确的是( ) D A. 是 ，与 在线粒体内膜上反应生成 ， 可参与过程③的反应 B.叶肉细胞中产生的 可参与 的还原， 可用于光合作用的暗反应 C. 为 ，过程①③④产生的能量大部分都存储在 中，过程④产生的 最多 D.缺氧条件下，人体肌细胞内的丙酮酸不能转化为酒精是因为肌细胞中无相关的酶 6 [解析]由题图分析可知， 是 ， 是 ， 是 ， 是水，水参与有氧呼吸的 第二阶段，原核细胞和真核细胞中葡萄糖代谢的场所有所不同，如细菌为原核生物， 其细胞膜上有与细胞呼吸相关的酶，所以原核细胞的有氧呼吸可能会在细胞膜上进行， 真核细胞有氧呼吸的第二、三阶段在线粒体中进行，A项错误；叶肉细胞呼吸产生的 为还原型辅酶Ⅰ ，光合作用所产生的是还原型辅酶Ⅱ ，两者不是 同一种物质，所以不能用于光合作用中 的还原，但细胞呼吸产生的 可参与光 合作用的暗反应，B项错误；有氧呼吸的三个阶段都有能量产生，有氧呼吸第三阶段 产生的能量最多，但是大部分能量都以热能形式散失，只有小部分存储在 中，C 项错误；缺氧条件下，在不同物种细胞中丙酮酸转化为酒精还是乳酸，取决于细胞质 基质中存在的相关酶的种类，D项正确。 7 二、光合速率与呼吸速率的关系 1. 净光合速率、总光合速率和呼吸速率的辨析 项目 表示方法 净光合速率（或表观光合速率） 吸收量、 释放量、 积累量 总光合速率（实际或真正光合速率） 固定量、 产生量、 制造量 呼吸速率（遮光条件下测得） 释放量、 吸收量、 消耗量 8 项目 表示方法 ①净光合速率和总光合速率的关系:总光合速率 净光合速率 呼吸速率。 ②凡是进行光合作用的植物,同时也在进行着细胞呼吸。在不考虑光照强度对呼吸速 率影响的情况下, 点时, 段代表植物呼吸速率, 段代表植物净光合速率, 表示总光合速率。图中 点既不吸收也不释放 ,表示总光合速率 呼吸 速率,净光合速率为0 续表 9 2. 植物“三率”的含义、关系及判定 （1）植物“三率”间的内在关系 ①呼吸速率:植物非绿色组织（如苹果果肉细胞）或绿色组织在黑暗条件下测得的值——单位时间内一定量组织的 释放量或 吸收量。 ②净光合速率:植物绿色组织在有光条件下测得的值——单位时间内一定量叶面积所吸收的 量或释放的 量。 ③总光合速率 净光合速率 呼吸速率。 10 （2）植物“三率”的判定 ①根据坐标曲线判定:当光照强度为0时,若 吸收值为负值,该值的绝对值代表呼 吸速率,该曲线代表净光合速率,当光照强度为0时,若 吸收值为0,该曲线代表总光合 速率。 ②根据关键词判定 检测 指标 呼吸速率 净光合 速率 总（真正）光合速率 释放量（黑暗） 吸收量 利用量、固定 量、消耗量 吸收量（黑暗） 释放量 产生量 有机物 消耗量（黑暗） 积累量 制造量、产生量 11 3. 光补偿点和光饱和点的移动问题 （1）细胞呼吸对应点（ 点）的移动：细胞呼吸增强， 点下移，细胞呼吸减 弱， 点上移。 12 （2）补偿点（ 点）的移动 ①细胞呼吸速率增加，其他条件不变时，光（或 ）补偿点应右移，反之左移。 ②细胞呼吸速率基本不变，相关条件的改变使光合速率下降时，光（或 ）补偿点应右移，反之左移。 13 （3）饱和点（ 点）的移动 相关条件的改变（如增大光照强度或增大 浓度）使光合速率增大时， 点右移， 点上移的同时右移；反之，移动方向相反。 【方法技巧】 光补偿点和光饱和点移动的规律 ______________________________________________________________________________________________________ 14 典例突破 3. 如图表示实验室条件下，花生和田七两种植物在不同光照强度下 释放量的变化 情况。据图分析，下列说法错误的是( ) D A.光照强度为 时，花生和田七都能进行光合作用 B.增大环境中 浓度， 、 点均会右移 C.光照强度为 时，花生的总光合速率大于田七的 总光合速率 D.通过比较两条曲线可知，花生比田七更适合生长 在弱光照环境中 15 [解析] 光照强度为 时，是田七的光补偿点，此时田七的光合速率 呼吸速率，花生 的光合速率 呼吸速率，故此时花生和田七都能进行光合作用，A项正确； 点为田 七的光饱和点， 点为花生的光饱和点，若增大环境中的 浓度，田七和花生的光 合速率会增大，光饱和点都会右移，B项正确；光照强度为 时，两种植物的净光合 速率相同，但据图可知，花生的细胞呼吸强度 田七的细胞呼吸强度，故温度不变 的条件下，花生的总光合速率大于田七的总光合速率，C项正确；通过比较两条曲线 可知，花生的光补偿点和光饱和点都更大，故其比田七更适合生长在强光照环境中， D项错误。 16 4. 细叶桉（阳生）和蛤蒌（阴生）均为我国南方地区常 见的植物。下图为这两种植物在温度、水分均适宜且恒定 的环境下，光合速率与呼吸速率的比值 随光照强度 变化的曲线图，下列有关说法错误的是( ) C A.在 点之后，限制 植物 值增大的主要外界因素是 浓度 B.光照强度为 时，细胞产生 的膜结构有类囊体薄膜、线粒体内膜 C.若适当增加土壤中镁的含量，一段时间后， 植物的 点右移 D.每日光照 ，强度为 ，一昼夜细叶桉干重减少 17 [解析] 细叶桉属于阳生植物，蛤蒌属于阴生植物，阳生植物的光饱和点大于阴生植物 的光饱和点，因此图中 表示细叶桉， 表示蛤蒌。据图可知，光照强度在 点之后， 已达到 植物的光饱和点，光照不再是其限制因素，限制 植物 值增大的主要外 界因素是 浓度，A项正确；光照强度为 时，植物可同时进行光合作用和细胞呼 吸，故叶肉细胞内产生 的膜结构有类囊体薄膜（光反应场所）、线粒体内膜（有 氧呼吸第三阶段场所），B项正确； 点表示 植物的光合速率和呼吸速率相等，镁 是合成叶绿素的原料，适当增加镁含量，叶绿体中叶绿素含量增加，光合速率加快， 光照弱一点光合速率和呼吸速率就相等， 点应左移，C项错误；图中 植物为细叶 桉，光照强度为 时，细叶桉光合速率与呼吸速率的比值 ，白 天光照 积累的有机物比夜间 分解的有机物少，故一昼夜细叶桉干重减少， D项正确。 18 三、细胞呼吸方式判定与光合作用速率测定 1. 根据液滴移动判断植物组织的呼吸方式 （1）实验设计 欲确认某生物的呼吸类型，应设置两套呼吸装置，如下图所示（以发芽种子为例）。 19 （2）实验结果预测和结论 实验现象 结论 装置一液滴 装置二液滴 不动 不动 只进行产生乳酸的无氧呼吸或种子已死亡 不动 右移 只进行产生酒精的无氧呼吸 左移 右移 进行有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸 左移 不动 只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸 20 2. 光合速率与呼吸速率的测定装置 （1）装置中溶液的作用：在测细胞呼吸速率时， 溶液可吸收容器中的 ； 在测净光合速率时， 溶液可提供 ，保证容器内 浓度的恒定。 21 （2）测定原理 ①甲装置在黑暗条件下植物只进行细胞呼吸，由于 溶液吸收了细胞呼吸产生的 ，所以单位时间内红色液滴左移的距离表示植物的 吸收速率，可代表呼吸速率。 ②乙装置在光照条件下植物进行光合作用和细胞呼吸，由于 溶液保证了容器内 浓度的恒定，所以单位时间内红色液滴右移的距离表示植物的 释放速率，可代表净光合速率。 22 典例剖析 5. ［多选］如图表示研究 溶液浓度影响光 合作用速率的实验，下列说法错误的是( ) BC A.将整个装置放在光下，毛细刻度管内的红色液滴 会向左移动 B.将整个装置置于暗室，一段时间后检查红色液滴 是否移动，可以证明光是光合作用的必要条件 C.当 溶液浓度不变时，在试管乙内加入少 量蠕虫（无氧呼吸），会使红色液滴左移 D.为使对照更具有说服力，试管甲中的蒸馏水应不 含 并放入等量的伊乐藻 23 [解析] 将整个装置放在光下，伊乐藻在光下进行光合作用产生 ，试管乙内气压增大，毛细刻度管内的红色液滴会向左移动，A项正确；没有以光为变量的对照实验，无法证明光是光合作用的必要条件，B项错误；当 溶液浓度不变时，在试管乙内加入少量蠕虫，蠕虫进行的是无氧呼吸（产生乳酸），不会引起装置中气体量的变化，对红色液滴的移动不产生明显影响，C项错误；探究实验遵循单一变量原则，而无关变量要求相同且适宜，因此为使对照更具说服力，试管甲中的蒸馏水应不含 并放入等量的伊乐藻，D项正确。 24 $$