内容正文:
1.光合作用与细胞呼吸的关系
(3)能量联系
(2)物质联系
1.(2020·广州市、深圳市调研)下图是某植物叶肉细胞光合作用与有氧呼吸过程中的物质变化图解,其中①~④表示过程。下列相关叙述错误的是( )
A.过程①③④都能合成ATP
B.过程①②③④总是同时进行
C.过程①③都在生物膜上进行
D.过程④产生的[H]还来自水
A.阶段Ⅰ生成的[H]可作为还原剂用于⑥过程生成水
B.Ⅲ的某些反应阶段能够在生物膜上进行
C.过程③进行的场所是叶绿体基质
D.影响过程Ⅱ的外界因素主要是CO2浓度和温度
【答案】 A
3.(2018·江苏卷)下图为某植物叶肉细胞中有关甲、乙两种细胞器的部分物质及能量代谢途径示意图(NADPH指[H]),请回答下列问题:
(1)甲可以将光能转变为化学能,参与这一过程的两类色素为__________________________,其中大多数高等植物的________需在光照条件下合成。
(2)在甲发育形成过程中,细胞核编码的参与光反应中心的蛋白,在细胞质中合成后,转运到甲内,在____________(填场所)组装;核编码的Rubisco(催化CO2固定的酶)小亚基转运到甲内,在________(填场所)组装。
(3)甲输出的三碳糖在氧气充足的条件下,可被氧化为________后进入乙,继而在乙的________(填场所)彻底氧化分解成CO2;甲中过多的还原能可通过物质转化,在细胞质中合成NADPH,NADPH中的能量最终可在乙的________(填场所)转移到ATP中。
(4)乙产生的ATP被甲利用时,可参与的代谢过程包括________(填序号)。
①C3的还原 ②内外物质运输 ③H2O裂解释放O2
④酶的合成
4.(2017·全国卷Ⅱ)下图是表示某植物叶肉细胞光合作用和呼吸作用的示意图。
(1)图中①②③④代表的物质依次是_____、______、______、______,
[H]代表的物质主要是____________。
(3)C中的丙酮酸可以转化成酒精,出现这种情况的原因是____________________。
(2)B代表一种反应过程,C代表细胞质基质,D代表线粒体,则ATP合成发生在A过程,还发生在________(填“B和C”、“C和D”或“B和D”)。
【解析】 (1)据题图分析可知,①为水光解的产物之一,应为O2;②为NADPH还原C3后的产物,应为NADP+;③为ATP的水解产物,应为ADP和Pi;④为CO2固定的反应物,应为C5;[H]所表示的物质为还原型辅酶Ⅰ,即NADH。
(2)题图中A过程为光反应,B过程为暗反应,ATP合成发生在A过程;在细胞质基质中进行细胞呼吸第一阶段,线粒体内进行有氧呼吸第二、三阶段,这三个阶段都有ATP的合成。
(3)在无氧条件下,植物细胞进行无氧呼吸,第一阶段葡萄糖分解为丙酮酸,第二阶段丙酮酸分解为酒精和CO2。
【答案】 (1)O2 NADP+ ADP+Pi C5 NADH(或还原型辅酶Ⅰ) (2)C和D (3)在缺氧条件下进行无氧呼吸
1.常考曲线分析
2.总光合速率、净光合速率和呼吸速率的常用表示方法
(1)内在关系
①细胞呼吸速率: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CO2释放量或O2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CO2量或释放的O2量。
③真正光合速率=净光合速率+细胞呼吸速率。
4.辨析补偿点、饱和点的移动问题
(1)环境条件的改变导致光合速率和呼吸速率发生不同程度的改变,导致光(CO2)补偿点、光(CO2)饱和点左移或右移。
(1)细胞呼吸对应点(A点)的移动:细胞呼吸增强,A点下移;细胞呼吸减弱,A点上移。
(2)补偿点(B点)的移动
①细胞呼吸速率增加,其他条件不变时,CO2(或光)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,CO2(或光)补偿点应右移,反之左移。
1.(2023·成都市测试)某植物光合作用、呼吸作用和有机物积累速率与温度的关系如下图所示。据图分析,下列叙述正确的是( )
A.曲线①代表光合速率、曲线②代表呼吸速率
B.参与光合作用的酶比参与呼吸作用的酶更耐高温
C.当温度为50 ℃时,该植物的净光合速率为0 mg/h
D.该植物生长速率最快的温度范围是20 ℃~30 ℃之间
3.(2023·合肥市检测)研究人员测定了紫叶芥菜(purple leaf mustard,PL)与绿叶芥菜(green leaf mustard,GL)的花青素(存在于液泡中)和光合色素含量,还测定了在一定的条件下,不同光照强度对两种植物的光合速率影响,实验结果见下图所示。请分析回答下列问题:
(1)PL的光合色素包括____________________________。
(2)由图2可知,在光照强度为800 μmol光子·m-2·s-1时(两曲线相交点),PL的光合速率达到最大,此时PL固定CO2的速率________(填“大于”、“等于”或“小于”)GL。
(3)由实验结果可知,PL中花青素含量的增加对光合色素含量______(填“有”或“无”)影响;进一步研究发现,PL的花青素分布于叶片上下表皮,随着花青素含量的增加,PL光合作用效率逐渐降低,可能的原因是__________________________________________________________________。
(4)若要进一步研究CO2浓度对两种芥菜光合速率的影响情况,实验思路是:_______________________________________________。
在光强、温度等条件一定,不同浓度的CO2条件下,测定两种芥菜的光合作用速率
花青素吸收了部分光,光合色素接收到的光照强度下降,进而影响了光合作用效率
5.(2021·衡水中学检测)将某植物置于密闭的容器中,测量其CO2的吸收量与光照强度、温度等的关系,结果如图所示。请分析回答下列相关问题:
(1)A点时该植物产生ATP的细胞器是________,且与17 ℃相比,22 ℃条件下呼吸速率更________(填“大”或“小”)。
(2)B点时光合速率________呼吸速率;当植物缺镁时,B点向________移,E点向________移。
(3)C、D两点CO2吸收量相同,两点光合作用合成有机物的量________(填“不同”或“相同”),限制C、E两点光合速率的主要因素分别是______________。
(4)由上述实验得到启示:阴雨天为了提高大棚蔬菜的产量,可适当________或____________。
1.开放环境中CO2吸收、释放量昼夜变化曲线分析
(1)曲线的各点含义及形成原因分析如下:
①a点:凌晨3时~4时,温度降低,呼吸作用减弱,CO2释放减少。
②b点:上午6时左右,太阳出来,开始进行光合作用。
③bc段:光合作用强度小于呼吸作用强度。
④c点:上午7时左右,光合作用强度等于呼吸作用强度。
⑤ce段:光合作用强度大于呼吸作用强度。
⑥d点:温度过高,部分气孔关闭,出现“午休”现象。
⑦e点:下午6时左右,光合作用强度等于呼吸作用强度。
⑧ef段:光合作用强度小于呼吸作用强度。
⑨fg段:太阳落山,停止光合作用,只进行呼吸作用。
图1的E点、图2的F′G′段形成的原因是:温度过高,部分气孔关闭,出现“午休”现象。
图1的F点、图2的H′点:此时光合作用强度等于细胞呼吸强度,之后光合小于呼吸。
图1的G点、图2的I′点:此时光照强度降为0,光合作用停止。
图1的B点,图2的B′C′段形成的原因是:凌晨3时~4时,温度降低,细胞呼吸减弱,CO2释放减少。
图1的C点、图2的C′点:此时开始出现光照,光合作用启动。
图1的D点、图2的D′点:此时光合作用强度等于细胞呼吸强度。
2.相对密闭的环境中,一昼夜CO2含量的变化曲线图
练习:将一植株放在密闭玻璃罩内,置于室外一昼夜,获得实验结果如图所示。下列有关说法错误的是( )
A.图甲中的光合作用开始于 C点之前,结束于F点之后
B.到达图乙中的d点时,玻璃罩内的CO2浓度最高
C.图甲中的F点对应图乙中的g点
D.经过这一昼夜之后,植物体的有机物含量会增加
【答案】 C
1.(2023·合肥市三模)某兴趣小组取两株生理状态一致的番茄植株,一株保留果实,一株摘除果实,分别置于密闭透明的玻璃钟罩中,在自然条件下处理一昼夜,结果如下图所示。据图分析下列说法正确的是( )
A.甲组番茄植株光合作用开始于7时,乙组开始于6时
B.24 h内,甲、乙两组番茄植株光合速率等于呼吸速率只在17时、18时
C.24 h后,甲组玻璃钟罩中CO2浓度低于乙组,说明乙组植株长势更好
D.甲组番茄植株有果实,果实的存在可促进番茄植株的光合作用
4.(2020·桂林市、百色市、崇左市联考)某生物研究小组用某种绿色植物作实验材料,做了如下实验:图1为某植物在密闭透光的玻璃小室内一昼夜CO2浓度的变化(假若一昼夜6时日出,18时日落),图2表示该植物在温度为A时光照强度分别为a、b、c、d时单位时间内气体的变化情况(其中a为无光条件),图3是表示该植物的真正光合速率、呼吸速率与温度的关系,请分析回答下列问题:
(1)图1曲线的A至G的7个点中,代表光合作用速率与呼吸作用速率相等的是________点,对应图2中的是________(用a、b、c、d表示)点。图1中F点植物叶肉细胞中合成ATP的场所有______________________。图2中,光照强度为d时,植物光合作用需要从外界吸收________个单位CO2。该玻璃小室内的植物经过一昼夜后是否积累有机物?________。理由是:______________________________________________。
(2)请描述图3中阴影部分的含义:________________________________________。
(3)如果该植物是一种蔬菜,在塑料大棚内种植该种蔬菜时,请你结合以上相关的因素,提出两项使蔬菜增产的方法:___________________________________________
_____________________________________________________________________。
适当增加光照强度、适当增加二氧化碳的浓度、将温度控制在适宜的范围内、夜晚适当降低温度等
G点的CO2浓度低于A点,有机物有积累(一个昼夜对光合作用消耗的CO2量多于呼吸作用产生的CO2量)
$$