第15讲 光合作用和细胞呼吸的综合分析 高中生物第一轮总复习

第15讲光合作用和细胞呼吸的综合分析课标内容(1)熟练掌握光合作用和细胞呼吸的关系。(2)通过阐述光合作用与细胞呼吸的相互关系，形成归纳与概括、模型与建模的科学思维方法。考点一光合作用与细胞呼吸联系1.细胞呼吸和光合作用的联系(如图)(1)物质转化CHO[微思考]如果用18O标记土壤中的水，那么植物产生的二氧化碳和氧气是否含有18O？如果有，写出18O的转移途径。__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(2)能量变化(3)光合作用与有氧呼吸中有关物质的来源与去路2.辨析净光合速率与总光合速率(1)微观辨析总光合速率、净光合速率和呼吸速率的关系(2)深度解读总光合速率与呼吸速率的关系①如果图1的实验对象是离体的叶肉细胞，则图2中的甲图对应的是图1中的________，乙图对应图1中的________________________，丙图对应图1中的____________________，丁图对应图1中的________。②如果图1的实验对象是叶片或者植株，则图1中的A点、B点、C点分别对应图2中的________图、________图和________图。③如果实验对象是离体的叶绿体，则图1________(填“能”或“不能”)表示光照强度对其光合速率的影响，原因是_____________________________________________________________________________________________________________。(3)从语言文字中辨析总(真正)光合速率净(表观)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“释放至环境(容器)中”或“环境(容器)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总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率①光合作用消耗的CO2量＝从环境中吸收的CO2量＋呼吸释放的CO2量②光合作用产生的O2量＝释放到环境中的O2量＋呼吸作用消耗的O2量3.自然环境与密闭环境中一昼夜内光合速率曲线的比较考向1结合光合作用与细胞呼吸的联系，考查科学思维1.(2024·广州名校联考)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2.(2024·福州一中质检)将不同种类的种子分别置于条件适宜的密闭玻璃容器中，并检测其在萌发过程中的相关物质的变化量，下列叙述正确的是()A.若某一种子发芽前O2吸收量大于CO2释放量，则呼吸作用的底物只有糖类B.若在密闭容器中充入18O标记的O2，一段时间后能检测到放射性的CO2C.若经过一昼夜，密闭容器中CO2的浓度降低，则萌发的种子已进行光合作用D.种子发芽长出绿叶后，若光照条件变弱，叶肉细胞中C5的含量会突然升高考向2结合光合作用与细胞呼吸相关曲线，考查科学思维3.(2024·广东东莞调研)下图是夏季晴朗的白天，某种绿色植物叶片净光合作用速率(实际光合作用速率－呼吸作用速率)变化曲线图。下列相关分析错误的是()A.净光合速率可用单位时间内叶片吸收CO2的量表示B.BC段和DE段净光合速率下降的原因不同C.A点与E点相比，叶绿体产生O2的速率不一定相同D.E点后植物体内积累有机物的量开始减少4.(2024·泉州市联考)室内栽培绿萝能够有效清除甲醛污染。为研究其作用机制，科学家首先研究在密闭环境下绿萝正常的呼吸作用和光合作用，测定环境中的CO2浓度变化，结果如图甲所示；而后将用特殊方法处理的甲醛通入密闭环境，研究绿萝处理甲醛的途径。图乙所示为光合作用和甲醛代谢的相关过程(其中HCHO为甲醛，RU5P和HU6P是中间产物)。下列相关说法错误的是()A.d时间内完全光照组植株固定CO2的速率是(b－c)/dppm/sB.弱光照组叶肉细胞叶绿体产生的O2可扩散至线粒体和细胞外C.可采用同位素示踪法追踪并探明循环②甲醛的碳同化路径D.推测绿萝细胞同化甲醛(HCHO)的场所应是叶绿体基质考点二光合速率的测定方法1.“液滴移动法”——测定装置中O2的变化①总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。②物理误差的校正：为防止气压、温度等物理因素所引起的误差，应设置对照实验，即用死亡的绿色植物分别进行上述实验，根据红色液滴的移动距离对原实验结果进行校正。2.“黑白瓶法”——测溶氧量的变化提醒①黑白瓶法常用于水生生态系统光合速率和呼吸速率的测定。②在没有初始值m0时，可利用eq\f(m2－m1,t)计算出总光合速率。3.“半叶法”——测定光合作用有机物的产生量提醒遮光的一半测得的数据变化值代表细胞呼吸强度值，曝光的一半测得的数据变化值代表净光合作用强度值，最后计算总光合作用强度值。考向结合光合速率的测定，考查科学探究1.(2024·广东实验中学联考)利用装置甲，在相同条件下分别将绿色植物E、F的叶片制成大小相同的叶圆片，抽出空气，进行光合作用速率测定。图乙是利用装置甲测得的数据绘制成的坐标图。下列叙述正确的是()A.从图乙可看出，F植物适合在较强光照下生长B.光照强度为1klx时，装置甲中放置植物E的叶圆片进行测定时，液滴不移动C.光照强度为3klx时，E、F两种植物的叶圆片产生O2的速率相等D.光照强度为6klx时，装置甲中E植物叶圆片比F植物叶圆片浮到液面所需时间短2.(2024·湖南雅礼中学调研)某生物科研小组从鸭绿江的某一深度取得一桶水样，分装于六对黑白瓶中，剩余的水样测得初始溶解氧的含量为10(mg·L－1)，白瓶为透明玻璃瓶，黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶。将它们分别置于六种不同的光照条件下(a<b<c<d<e)，温度保持不变，24h后，实测获得六对黑白瓶中溶解氧的含量。请根据其记录数据(如下表)判断，下列选项错误的是()光照强度/klx0(黑暗)aBcde白瓶溶氧量/(mg·L－1)31016243030黑瓶溶氧量/(mg·L－1)333333A.黑瓶中的生物呼吸消耗氧气，但没有光照，植物不能进行光合作用产生氧B.光照强度为a时，白瓶中溶解氧的含量与初始溶解氧量相等，说明此光照强度下植物仍然不能进行光合作用C.当光照强度为c时，白瓶中植物产生的氧气量为21(mg·L－1)D.当光照强度为d时，再增加光照强度，白瓶中植物的光合速率不再增加1.(2023·北京卷，3)在两种光照强度下，不同温度对某植物CO2吸收速率的影响如图。对此图理解错误的是()A.在低光强下，CO2吸收速率随叶温升高而下降的原因是呼吸速率上升B.在高光强下，M点左侧CO2吸收速率升高与光合酶活性增强相关C.在图中两个CP点处，植物均不能进行光合作用D.图中M点处光合速率与呼吸速率的差值最大2.(2022·全国乙卷，2)某同学将一株生长正常的小麦置于密闭容器中，在适宜且恒定的温度和光照条件下培养，发现容器内CO2含量初期逐渐降低，之后保持相对稳定。关于这一实验现象，下列解释合理的是()A.初期光合速率逐渐升高，之后光合速率等于呼吸速率B.初期光合速率和呼吸速率均降低，之后呼吸速率保持稳定C.初期呼吸速率大于光合速率，之后呼吸速率等于光合速率D.初期光合速率大于呼吸速率，之后光合速率等于呼吸速率3.(2023·广东卷，18)光合作用机理是作物高产的重要理论基础。大田常规栽培时，水稻野生型(WT)的产量和黄绿叶突变体(ygl)的产量差异不明显，但在高密度栽培条件下ygl产量更高，其相关生理特征见下表和图。(光饱和点：光合速率不再随光照强度增加时的光照强度；光补偿点：光合过程中吸收的CO2与呼吸过程中释放的CO2等量时的光照强度。)水稻材料叶绿素/(mg·g－1)类胡萝卜素/(mg·g－1)类胡萝卜素/叶绿素WT4.080.630.15ygl1.730.470.27分析图表，回答下列问题：(1)ygl叶色黄绿的原因包括叶绿素含量较低和__________，叶片主要吸收可见光中的______光。(2)光照强度逐渐增加达到2000(μmol·m－2·s－1)时，ygl的净光合速率较WT更高，但两者净光合速率都不再随光照强度的增加而增加，比较两者的光饱和点，可得ygl________WT(填“高于”“低于”或“等于”)。ygl有较高的光补偿点，可能的原因是叶绿素含量较低和________。(3)与WT相比，ygl叶绿素含量低，高密度栽培条件下，更多的光可到达下层叶片，且ygl群体的净光合速率较高，表明该群体____________，是其高产的原因之一。(4)试分析在0～50(μmol·m－2·s－1)范围的低光照强度下，WT和ygl净光合速率的变化，在给出的坐标