届新教材高考生物一轮复习第三单元细胞的能量供应和利用能力素养提升课2光合作用与细胞呼吸的综合分析及应用课件新人教10221388

能力素养提升课2光合作用与细胞呼吸的综合分析及应用第三单元2022一、光合作用与有氧呼吸的内在关系典例剖析1.下列关于叶绿体和线粒体的叙述,正确的是(

)A.在叶绿体中可发生CO2→C3→C6H12O6的变化,在线粒体中则会发生C6H12O6→C3→CO2的变化B.NADPH在叶绿体中随水的分解而产生,在线粒体中随水的生成而产生C.光能转变成化学能发生在叶绿体中,化学能转变成光能发生在线粒体中D.都具有较大的膜面积和复杂的酶系统,有利于新陈代谢高效有序地进行D葡萄糖分解为丙酮酸是在细胞质基质中进行的,而不是在线粒体内进行的,A项错误。NADPH在叶绿体中随水的光解而产生,但在线粒体中并不是随水的生成而产生,B项错误。线粒体中发生的能量变化是有机物中的化学能转变成热能和ATP中的化学能,并不能发生化学能转变成光能,C项错误。叶绿体内有很多基粒,线粒体内膜的某些部位向内腔折叠形成嵴,使叶绿体和线粒体都具有较大的膜面积和复杂的酶系统,有利于新陈代谢高效有序地进行,D项正确。2.某生物研究小组在密闭恒温玻璃温室内进行植物栽培实验,连续48h测定温室内CO2含量及植物的CO2吸收速率,得到下图所示曲线(整个过程呼吸速率恒定)。据图分析,下列叙述正确的是(

)A.图中植物呼吸速率与光合速率相等的时间点有3个B.绿色植物的CO2吸收速率达到最大的时刻是第45小时C.实验开始的前24h比后24h的平均光照强度弱D.实验全过程叶肉细胞内产生ATP的场所是线粒体和叶绿体C呼吸速率与光合速率相等时,植物从外界吸收CO2的速率为0,所以呼吸速率与光合速率相等的时间点有4个,即第6小时、第18小时、第30小时、第42小时,A项错误。叶绿体利用CO2速率最大的时刻是CO2吸收速率曲线的最高点,即第36小时,B项错误。由温室内CO2含量曲线及CO2吸收速率曲线可知,第24小时温室内CO2含量与初始时相等;第48小时温室内CO2含量比第24小时低,所以前24

h比后24

h的平均光照强度弱,C项正确。由曲线可知,实验过程中有些时段植物既进行光合作用,又进行细胞呼吸,所以叶肉细胞产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体,D项错误。要点整合1.光合作用与细胞呼吸中的物质、能量转化(1)物质转化注呼吸Ⅰ表示有氧呼吸的第一阶段或无氧呼吸的第一阶段,呼吸Ⅱ、Ⅲ分别表示有氧呼吸的第二、第三阶段。(2)能量转化

2.光合速率与呼吸速率(1)呼吸速率的表示方法:将植物置于黑暗环境中或选用非绿色组织,测定实验容器内CO2增加量、O2减少量或有机物减少量。(2)净光合速率和真正光合速率。①净光合速率:常用单位时间内单位面积的叶片O2释放量、CO2吸收量或有机物积累量表示。②真正光合速率:常用单位时间内单位面积的叶片O2产生量、CO2固定量或有机物产生量表示。(3)光合速率与呼吸速率的关系:真正光合速率=净光合速率+呼吸速率。若用O2、CO2或葡萄糖的量表示可得以下关系式。①光合作用产氧量=O2释放量+细胞呼吸消耗的O2量。②光合作用固定CO2量=CO2吸收量+细胞呼吸释放的CO2量。③光合作用葡萄糖产生量=葡萄糖积累量(增重部分)+细胞呼吸消耗的葡萄糖量。(4)各点(段)光合作用和细胞呼吸分析。

3.有机物的变化曲线及密闭环境中一昼夜CO2含量的变化曲线(1)用曲线表示绿色植物一昼夜有机物的制造、消耗与积累。①典型图示②曲线解读a.积累有机物时间段:CE段(不包括C、E两点)。b.制造有机物时间段:BF段(不包括B、F两点)。c.消耗有机物时间段:OG段。d.一天中有机物积累最多的时间点:E点。e.一昼夜有机物的积累量:SP-SM-SN(SP、SM、SN分别表示P、M、N的面积)。(2)在相对密闭的环境中,一昼夜CO2含量变化曲线图和O2含量变化曲线图的比较。即时演练1.下图为植物细胞代谢的部分过程简图,①~⑦为相关生理过程。下列有关叙述错误的是(

)A.若植物缺Mg,则首先会受到显著影响的是③B.②的进行与⑤⑥密切相关,与③⑦无直接关系C.叶肉细胞中③发生在类囊体薄膜上,④发生在叶绿体基质中D.如果经过一昼夜,叶肉细胞③中O2的产生量等于⑥中O2的消耗量,则该植物体内有机物的总量不变DMg是合成叶绿素的成分,光反应阶段需要叶绿素吸收光能,若植物缺Mg,则叶绿素的合成会受到影响,首先会受到显著影响的生理过程是③光反应,A项正确。植物细胞吸收无机盐(过程②)是主动运输过程,需要消耗能量,故与细胞呼吸产生能量的过程⑤⑥密切相关,③光反应阶段产生的ATP仅用于暗反应,无氧呼吸第二阶段不产生能量,故②的进行与③⑦无直接关系,B项正确。题图中的③光反应阶段发生在类囊体薄膜上,④暗反应阶段发生在叶绿体基质中,C项正确。叶肉细胞③中O2的产生量等于⑥中O2的消耗量,说明叶肉细胞中有机物的总量不变,而其他不含叶绿体的细胞中有机物的总量会减少,D项错误。2.下图表示的是一昼夜北方某作物植株CO2吸收量的变化。图甲为盛夏的某一晴天,图乙为春天的某一晴天。下列关于两图的相关原因的分析,错误的是(

)A.适当提高温度可以增加OA的绝对值B.图甲中有机物积累最多的是G点,两图中B点植物干重均低于A点时的干重C.两图中DE段叶绿体中C3含量均大大减少D.图甲中E点和G点相比,E点叶绿体中的ATP含量较多C据题图分析可知,有机物总积累量可用曲线与横轴围成的有关面积表示。适当提高温度可提高细胞呼吸强度,A项正确。G点光合作用强度=细胞呼吸强度,之后细胞呼吸强度大于光合作用强度,故有机物积累最多的是G点,两图中AB段只进行细胞呼吸,故B点植物干重均低于A点时的干重,B项正确。图甲DE段,光照强,气温高,导致蒸腾作用强度大,水分散失多,气孔关闭,CO2供应不足,光合作用速率略有下降,C3来源减少,去路未变,含量减少;图乙DE段,光照强度减弱,光反应减弱,导致光合作用强度减弱,C3来源不变,去路减少,含量会增加,C项错误。图甲中E点与G点相比,叶绿体中的ATP含量较多,D项正确。3.取某种植物生长状态一致的新鲜叶片,用打孔器打出若干圆片,平均分成4组,各置于相同的密闭装置内,其他条件相同且适宜,分别于4种不同温度下(t1<t2<t3<t4)测得装置内O2的变化值(相对值)如下表。下列叙述错误的是(

)A.在实验的温度范围内,细胞呼吸随着温度的升高而增强B.在t3温度条件下,该植物叶片的光合作用产生的O2量是细胞呼吸消耗的O2量的3倍C.光照条件下,温度为t4时装置内O2的生成量与细胞呼吸消耗的O2量不相等D.在4种温度条件下,若均给予12h光照条件和12h黑暗条件,则植物叶片有机物的积累量均大于0气体变化值温度/℃t1t2t3t4光照条件下O2的增加值2.76.016.013.0黑暗条件下O2的消耗值2.04.08.013.0D由表格数据可知,在实验的温度范围内,随着温度的升高,黑暗条件下O2的消耗值增加,细胞呼吸增强,A项正确。在t3温度条件下,该植物叶片光合作用产生的O2量的相对值为16+8=24,是细胞呼吸消耗的O2量的3倍,B项正确。表格显示,在t4温度和光照条件下,O2的增加值是净光合量,而不是生成量,所以O2的生成量大于细胞呼吸消耗的O2量,C项正确。在4种温度条件下,若均给予12

h光照条件和12

h黑暗条件,则植物叶片有机物的积累量在t1、t2、t3时均大于0,而在t4时等于0,D项错误。二、测定真正光合速率、净光合速率和呼吸速率的常用方法及实验探究典例剖析某兴趣小组设计了下图所示的实验装置若干组,在室温(25℃)下进行了一系列的实验。下列关于实验过程中装置条件及结果的叙述,错误的是(

)A.若X溶液为CO2缓冲液并给予光照,则液滴移动距离可表示净光合作用强度大小B.若要测定真正光合作用强度,则需另加设一组装置遮光处理,X溶液为NaOH溶液C.若X溶液为清水并给予光照,光合作用大于细胞呼吸时,液滴右移D.若X溶液为清水并遮光处理,消耗的底物为脂肪时,液滴左移C当装置给予光照时,装置内植物既进行光合作用也进行细胞呼吸,CO2缓冲液可保持装置内CO2含量不变,那么液滴移动距离即表示净光合作用释放O2的多少,A项正确。真正光合速率=净光合速率+呼吸速率,测定呼吸速率需另加设一组装置遮光处理(不能进行光合作用),为去除有氧呼吸产生的CO2的干扰,将X溶液更换为NaOH溶液,那么测得液滴移动距离即为有氧呼吸消耗O2的量,B项正确。若X溶液为清水并给予光照,装置内植物光合作用吸收的CO2量=释放的O2量,液滴不移动,C项错误。若X溶液为清水并遮光处理,植物只进行有氧呼吸,但由于消耗的底物为脂肪,其消耗O2的量大于产生CO2的量,液滴向左移动,D项正确。要点整合测定真正光合速率、净光合速率和呼吸速率的常用方法及实验探究(1)利用装置法测定植物的光合速率与呼吸速率①将植物(装置甲)置于黑暗中一定时间,记录红色液滴移动的距离,计算呼吸速率。②将同一植物(装置乙)置于光下一定时间,记录红色液滴移动的距离,计算净光合速率。③根据呼吸速率和净光合速率可计算出真正光合速率。(2)叶圆片称量法测定单位时间、单位面积叶片中淀粉的生成量,如下图所示,以有机物的变化量为指标测定真正光合速率(S为叶圆片面积)。净光合速率=(z-y)/2S;呼吸速率=(x-y)/2S;真正光合速率=净光合速率+呼吸速率=(x+z-2y)/2S。(3)黑白瓶法“黑白瓶法”是通过净光合作用强度和有氧呼吸强度推算总光合作用强度的方法,其中黑瓶不透光,测定的是有氧呼吸量;白瓶给予光照,测定的是净光合作用量,可分为有初始值与没有初始值两种情况,规律如下。规律1:有初始值的情况下,黑瓶中氧气的减少量(或二氧化碳的增加量)为有氧呼吸量;白瓶中氧气的增加量(或二氧化碳的减少量)为净光合作用量;二者之和为真正光合作用量。再通过计算得出真正光合速率、净光合速率和呼吸速率。规律2:没有初始值的情况下,白瓶中测得的现有气体量与黑瓶中测得的现有气体量之差为真正光合作用量。再通过计算得出真正光合速率。(4)半叶法将植物对称叶片的一部分(A)遮光或取下置于暗处,另一部分(B)则留在光下进行光合作用(即不做处理),并采用适当的方法阻止两部分进行物质和能量的转移。一定时间后,在这两部分叶片的对应部位截取同等面积的叶片,分别烘干称重,记为MA、MB,开始时二者相应的有机物含量应视为相等,照光的叶片质量大于暗处的叶片质量,超过部分即为光合作用产物的量,再通过计算可得出真正光合速率。即时演练1.某同学欲测定植物叶片叶绿体的光合作用速率,进行了下图所示的实验。在叶柄基部做环剥处理(仅限制叶片有机物的输入和输出),在不同时间分别于同一叶片上陆续取下面积为1cm2的叶圆片,烘干后称其重量,测得叶片的光合作用速率=(3y-2z-x)/6[g/(cm2·h)](不考虑取叶圆片后对叶生理活动的影响和温度微小变化对叶生理活动的影响)。则M处的实验条件是(

)A.下午4时后将整个实验装置遮光3hB.下午4时后将整个实验装置遮光6hC.下午4时后在阳光下照射1hD.晚上8时后在无光下放置3hA起始干重为上午10时移走的叶圆片干重x

g,从上午10时到下午4时,叶片在这6

h内既进行光合作用,又进行细胞呼吸,所以下午4时移走的叶圆片干重(y

g)减去上午10时移走时的叶圆片干重(x

g)的差值,就等于该叶圆片净光合作用产生干物质的量(y-x)g。若要求出细胞呼吸消耗的干物质量,应将叶片遮光处理,先假设叶片遮光处理为a

h后干重为z

g,则细胞呼吸消耗干物质量为(y-z)

g。已知测得叶片的叶绿体光合作用速率为(3y-2z-x)/6[g/(cm2·h)],据真正光合速率=净光合速率+呼吸速率,得出(3y-2z-x)/6

=(y-x)/6+(y-z)/a

,计算出