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1、
[核心精要]
1.光合作用與細(xì)胞呼吸的聯(lián)系
(1)物質(zhì)方面:
①C:CO2(CH2O)C3H4O3CO2。
②O:H2OO2H2O。
③H:H2O[H](CH2O)[H]H2O
(2)能量方面:
光能ATP(CH2O)
2.光合作用速率與呼吸作用速率
(1)呼吸速率的表示方法:植物置于黑暗環(huán)境中,測(cè)定實(shí)驗(yàn)容器內(nèi)CO2增加量、O2減少量或有機(jī)物減少量(可用下圖中OA段表示)。
(2)凈光合速率和真正光合速率:
①凈光合速率:常用一定時(shí)間內(nèi)O2釋放量、CO2吸收量或有機(jī)物積累量表示(可用下圖中OD段表示)。
②真正光合速率:常用一定時(shí)間內(nèi)O2產(chǎn)生量、CO2固
2、定量或有機(jī)物產(chǎn)生量或制造量表示(可用下圖中AD段表示)。
(3)光合速率與呼吸速率的關(guān)系:
①綠色組織在黑暗條件下或非綠色組織測(cè)得的數(shù)值為呼吸速率(A點(diǎn))。
②綠色組織在有光條件下光合作用與細(xì)胞呼吸同時(shí)進(jìn)行,測(cè)得的數(shù)據(jù)為凈光合速率。
③真正光合速率=凈光合速率+呼吸速率。由該關(guān)系式可用O2、CO2或葡萄糖的量表示如下:
a.光合作用產(chǎn)O2量=O2釋放量+細(xì)胞呼吸耗O2量。
b.光合作用固定CO2量=CO2吸收量+細(xì)胞呼吸釋放CO2量。
c.光合作用葡萄糖產(chǎn)生量=葡萄糖積累量(增重部分)+細(xì)胞呼吸消耗葡萄糖量。
[對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練]
1.如圖是生物體內(nèi)能量供應(yīng)及利用的示意圖,下列說(shuō)
3、法錯(cuò)誤的是( )
A.A過(guò)程一定伴隨O2的釋放,D過(guò)程不需要O2的直接參與
B.A過(guò)程產(chǎn)生的ATP可用于B過(guò)程中C3的還原
C.A、C中合成ATP所需的能量來(lái)源不相同
D.C過(guò)程葡萄糖中的化學(xué)能全部轉(zhuǎn)移到ATP中
D [根據(jù)題圖所示,A是光合作用的光反應(yīng),產(chǎn)物有O2、ATP和[H],其中ATP和[H]可以參與B暗反應(yīng)中C3的還原,D是ATP的水解過(guò)程,不需要O2的直接參與,A、B項(xiàng)正確;A光合作用光反應(yīng)階段產(chǎn)生的ATP能量的來(lái)源是光能,C中的能量來(lái)源是細(xì)胞呼吸中的有機(jī)物分解的一部分能量,C項(xiàng)正確;呼吸作用C過(guò)程葡萄糖中的化學(xué)能只有少部分轉(zhuǎn)移到ATP中,大部分以熱能形式散失,D錯(cuò)
4、誤,]
2.如圖表示高等植物細(xì)胞的兩個(gè)重要生理過(guò)程中C、H、O的變化,某同學(xué)在分析時(shí),作出了如下判斷,你認(rèn)為判斷有誤的是( )
A.甲為光合作用,乙為呼吸作用
B.甲中的H2O在類囊體薄膜上被消耗,乙中H2O的消耗與產(chǎn)生都在線粒體中
C.甲和乙過(guò)程中都有[H]的產(chǎn)生與消耗
D.甲過(guò)程全在葉綠體中進(jìn)行,乙過(guò)程全在線粒體中進(jìn)行
D [甲過(guò)程是將CO2和H2O合成有機(jī)物的過(guò)程,為光合作用;乙過(guò)程是將有機(jī)物分解為無(wú)機(jī)物的過(guò)程,為呼吸作用。有氧呼吸的第一階段是在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行的,第二、三階段是在線粒體中進(jìn)行的。]
3.如圖表示某種植物光照強(qiáng)度與光合作用強(qiáng)度的關(guān)系。P點(diǎn)的生物學(xué)含義是
5、( )
A.無(wú)光合作用,有呼吸作用
B.光合作用與呼吸作用達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡
C.無(wú)呼吸作用,有光合作用
D.光合作用與呼吸作用都不進(jìn)行
B [由曲線可看出,在一定的光照強(qiáng)度范圍內(nèi),植物光合作用強(qiáng)度隨光照強(qiáng)度的增大而增大,光照強(qiáng)度達(dá)到一定程度后,光合作用強(qiáng)度不再增加。圖中光照強(qiáng)度達(dá)到P點(diǎn)時(shí),光合速率與呼吸速率相等。]
4.研究溫度對(duì)某蔬菜新品種產(chǎn)量的影響,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖。據(jù)此提出的結(jié)論,合理的是( )
A.光照越強(qiáng),該蔬菜新品種的產(chǎn)量越高
B.溫室栽培該蔬菜時(shí)溫度最好控制在25~30 ℃
C.光合作用酶的最適溫度高于呼吸作用酶的最適溫度
D.陰影部分表示5~35 ℃時(shí)
6、蔬菜的凈光合速率小于零
B [圖中看不出光照強(qiáng)度和產(chǎn)量的關(guān)系;光合酶的最適溫度小于呼吸酶的最適溫度;陰影部分表示凈光合速率大于零。]
5.將一株生長(zhǎng)正常的某種植物置于密閉的玻璃容器內(nèi),在適宜條件下光照培養(yǎng)。從照光開(kāi)始,凈光合速率隨著時(shí)間延長(zhǎng)逐漸下降直至為0,之后保持不變。在上述整個(gè)時(shí)間段內(nèi),玻璃容器內(nèi)CO2濃度表現(xiàn)出的變化趨勢(shì)是( )
A.降低至一定水平時(shí)再升高
B.持續(xù)保持相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)
C.降低至一定水平時(shí)保持不變
D.升高至一定水平時(shí)保持相對(duì)穩(wěn)定
C [密閉容器內(nèi)的植物在光照條件下既能進(jìn)行光合作用也能進(jìn)行有氧呼吸,植物凈光合速率=實(shí)際光合速率-呼吸速率,凈光合速率只要大于0
7、,則光合作用消耗的CO2量就大于有氧呼吸釋放的CO2量;根據(jù)題意,從照光開(kāi)始,凈光合速率隨著時(shí)間延長(zhǎng)逐漸下降直至為0,之后保持不變。說(shuō)明密閉容器內(nèi)的CO2濃度從光照開(kāi)始就下降,當(dāng)凈光合速率隨著時(shí)間延長(zhǎng)逐漸下降直至為0時(shí),密閉容器內(nèi)的CO2濃度停止下降,然后凈光合速率為0保持不變,密閉容器內(nèi)的CO2濃度保持不變,所以C正確。]
6.下圖是表示某植物葉肉細(xì)胞光合作用和呼吸作用的示意圖。
據(jù)圖回答下列問(wèn)題:
(1)圖中①、②、③、④代表的物質(zhì)依次是________、________、________、________、[H]代表的物質(zhì)主要是____________。
(2)B代表一種反應(yīng)
8、過(guò)程,C代表細(xì)胞質(zhì)基質(zhì),D代表線粒體,則ATP合成發(fā)生在A過(guò)程,還發(fā)生在________(填“B和C”“C和D”或“B和D”)。
(3)C中的丙酮酸可以轉(zhuǎn)化成酒精,出現(xiàn)這種情況的原因是______________________________________________________
______________________________________________________。
[解析] (1)分析圖示,A過(guò)程為光合作用的光反應(yīng)階段,B過(guò)程是光合作用的暗反應(yīng)階段。圖中①為水光解產(chǎn)生的O2;由②和H2O產(chǎn)生①與NADPH([H],即還原型輔酶Ⅱ)可知,②是NADP+
9、;由③轉(zhuǎn)化成ATP可知,③是ADP+Pi;由④與CO2結(jié)合生成C3可知,④為C5。呼吸作用過(guò)程中的[H]代表的物質(zhì)主要是NADH(還原型輔酶Ⅰ)。(2)光合作用的光反應(yīng)階段(A)可產(chǎn)生ATP,而暗反應(yīng)階段(B)不產(chǎn)生ATP。有氧呼吸的三個(gè)階段都產(chǎn)生ATP,其中細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行有氧呼吸的第一階段(C),線粒體中進(jìn)行有氧呼吸的第二和第三階段(D)。(3)在缺氧條件下,植物細(xì)胞可進(jìn)行無(wú)氧呼吸,將丙酮酸轉(zhuǎn)化成酒精。
[答案] (1)O2 NADP+ ADP+Pi C5 NADH(或答:還原型輔酶I) (2)C和D (3)在缺氧條件下進(jìn)行無(wú)氧呼吸
7.將某植物置于密閉的容器中,測(cè)量其CO2的吸收量與
10、光照強(qiáng)度、溫度等的關(guān)系,結(jié)果如圖所示。請(qǐng)分析回答下列相關(guān)問(wèn)題:
(1)A點(diǎn)時(shí)該植物產(chǎn)生ATP的細(xì)胞器是________,且與17 ℃相比,22 ℃條件下呼吸速率更________(填“大”或“小”)。
(2)B點(diǎn)時(shí)光合速率________呼吸速率;當(dāng)植物缺鎂時(shí),B點(diǎn)向________移,E點(diǎn)向________移。
(3)C、D兩點(diǎn)CO2吸收量相同,兩點(diǎn)光合作用合成有機(jī)物的量________(填“不同”或“相同”),限制C、E兩點(diǎn)光合速率的主要因素分別是___________________________。
(4)由上述實(shí)驗(yàn)得到啟示:陰雨天為了提高大棚蔬菜的產(chǎn)量,可適當(dāng)______
11、______或____________。
[解析] (1)A點(diǎn)時(shí)的光照強(qiáng)度為0,該植物只進(jìn)行細(xì)胞呼吸,所以此時(shí)產(chǎn)生ATP的細(xì)胞器是線粒體;據(jù)圖可知,與17 ℃相比,22 ℃條件下呼吸速率較大。(2)B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的光照強(qiáng)度是該植物在22 ℃條件的光補(bǔ)償點(diǎn),此時(shí)植物的光合速率等于呼吸速率;當(dāng)植物缺鎂時(shí),葉綠素合成減少,光補(bǔ)償點(diǎn)增大,B點(diǎn)向右移;光飽和點(diǎn)減小,E點(diǎn)向左下方移動(dòng)。(3)C、D兩點(diǎn)CO2吸收速率相同,即兩點(diǎn)的凈光合速率相等,但兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)溫度下的呼吸速率不同,由于真光合速率=凈光合速率+呼吸速率,所以兩點(diǎn)合成的有機(jī)物的量不同;C點(diǎn)處于兩階段的上升階段,影響該點(diǎn)光合速率的主要因素是光照強(qiáng)度;而E點(diǎn)時(shí)的光合速率最大,且E點(diǎn)之后光合速率不再隨光照強(qiáng)度的增強(qiáng)而升高,影響該點(diǎn)光合速率的主要因素是溫度。(4)陰雨天光照強(qiáng)度較弱,為了提高大棚蔬菜的產(chǎn)量,可適當(dāng)提高光照強(qiáng)度,以提高植物的光合作用強(qiáng)度(或者適當(dāng)降低溫度,以降低植物的呼吸作用強(qiáng)度),進(jìn)而提高植物的凈光合作用強(qiáng)度來(lái)提高大棚蔬菜的產(chǎn)量。
[答案] (1)線粒體 大 (2)等于 右 左下方
(3)不同 光照強(qiáng)度、溫度 (4)降低溫度 提高光照強(qiáng)度