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版

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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
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48 h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24 h比后24 h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
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.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
Mg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
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