2023-2024学年 苏教版 必修一素能提升课2　光合作用和细胞呼吸过程的综合 学案

光合作用和细胞呼吸的综合1．光合作用与细胞呼吸中物质及能量转化(1)物质方面①C：CO2eq\o(→,\s\up9(暗反应))(CH2O)eq\o(→,\s\up9(呼吸Ⅰ))C3H4O3eq\o(→,\s\up9(呼吸Ⅱ))CO2。②O：H2Oeq\o(→,\s\up9(光反应))O2eq\o(→,\s\up9(呼吸Ⅲ))H2O。③H：H2Oeq\o(→,\s\up9(光反应))NADPHeq\o(→,\s\up9(暗反应))(CH2O)eq\o(→,\s\up9(呼吸Ⅰ、Ⅱ))[H]eq\o(→,\s\up9(呼吸Ⅲ))H2O。(2)能量方面光能eq\o(→,\s\up9(光反应))ATP和NADPHeq\o(→,\s\up9(暗反应))(CH2O)eq\o(→,\s\up9(细胞呼吸))eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(热能,ATP→\a\vs4\al(各项生,命活动)))(3)光合作用与有氧呼吸中[H]、ATP来源与去路2．不同光照条件下叶肉细胞的气体代谢特点曲线光合作用强度与细胞呼吸强度的关系气体代谢特点图示A点只进行细胞呼吸吸收O2，释放CO2AB段细胞呼吸强度大于光合作用强度吸收O2，释放CO2B点细胞呼吸强度等于光合作用强度不与外界发生气体交换B点后光合作用强度大于细胞呼吸强度吸收CO2，释放O21．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。下列叙述错误的是()A．若植物缺镁，则首先会受到显著影响的是③B．②的进行与⑤⑥密切相关C．蓝细菌细胞中④发生在叶绿体基质中D．叶肉细胞③中O2的产生量小于⑥中O2的吸收量，则该细胞内有机物的总量将减少C[镁是合成叶绿素的成分，光反应阶段需要叶绿素吸收光能，若植物缺镁则叶绿素的合成受到影响，首先会受到显著影响的生理过程是③光反应过程，A项正确；②是植物细胞通过主动运输吸收无机盐离子的过程，需要消耗能量，故与⑤⑥过程密切相关，B项正确；蓝细菌细胞是原核细胞，没有叶绿体，C项错误；图中③光反应过程O2的产生量小于⑥有氧呼吸过程O2的吸收量，则净光合作用量小于0，该植物体内有机物的量将减少，D项正确。]2．将一植物放在密闭的玻璃罩内，置于室外进行培养，假定玻璃罩内植物的生理状态与自然环境中相同。在室外培养一昼夜获得的实验结果如图。下列有关说法错误的是()甲乙丙A．图乙中的c点对应图甲中的C点，此时细胞内的气体交换状态对应图丙中的①B．图甲中的F点对应图乙中的h点，此时细胞内的气体交换状态对应图丙中的③C．图乙中的d点时玻璃罩内CO2浓度最高，此时细胞内气体交换状态对应图丙中的③D．图乙中eg段细胞内气体交换状态对应图丙中的④A[图乙中的c点植物只进行细胞呼吸，不进行光合作用，图甲中的C点，光合作用强度等于细胞呼吸强度，A错误；图甲中的F点对应图乙中的h点，都是光合作用强度等于细胞呼吸强度的点，此时细胞内的气体交换状态对应图丙中的③，B正确；图乙中的d点时光合作用强度等于细胞呼吸强度，d点之后光合作用强度大于细胞呼吸强度，CO2浓度开始降低，d点时细胞内气体交换状态对应图丙中的③，C正确；图乙中eg段先下降后上升，但植物整体表现为吸收CO2，所以此时细胞内气体交换状态对应图丙中的④，D正确。]总光合速率、净光合速率和呼吸速率的关系及计算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)总(真正)光合速率＝净光合速率＋细胞呼吸速率。2．判定方法(1)根据坐标曲线判定a.当光照强度为0时，若CO2吸收值为负值，则该值的绝对值代表细胞呼吸速率，该曲线代表净光合速率，如图甲。b．当光照强度为0时，光合速率也为0，该曲线代表总(真正)光合速率，如图乙。(2)根据关键词判定检测指标细胞呼吸速率净光合速率真正(总)光合速率CO2释放量(黑暗)吸收量利用量、固定量、消耗量O2吸收量(黑暗)释放量产生量有机物消耗量(黑暗)积累量制造量、产生量3．如图表示20℃时玉米光合速率与光照强度的关系，Sa、Sb、ScA．Sa＋Sb＋Sc表示光合作用总量B．Sc－Sa表示净光合作用量C．光照强度从B点到D点变化过程中，C3逐渐减少D．若提高CO2浓度，则B点左移A[由图可知，Sc－Sa表示净光合作用量，Sa＋Sb表示呼吸消耗的总量，玉米光合作用总量＝呼吸消耗量＋净光合量＝Sb＋Sc；光照强度从B点到D点变化过程中，光照强度增加，光反应产生的[H]和ATP增加，被还原的C3增多，所以细胞中的C3逐渐减少；若提高CO2浓度，光补偿点减小，则B点左移。]4．以测定的CO2吸收量与释放量为指标，研究温度对某绿色植物光合作用与细胞呼吸的影响，结果如图所示。下列分析正确的是()A．光照相同时间，35℃时光合作用制造的有机物的量与30B．光照相同时间，在20℃C．温度高于25℃时，D．两曲线的交点表示光合作用制造的有机物的量与细胞呼吸消耗的有机物的量相等A[图中虚线表示的是光照下CO2的吸收量，即光合作用净合成量，在光照时间相同的情况下，30℃时光合作用的总量为3.50(净合成量)＋3.00(呼吸消耗量)＝6.50(mg·h－1)，35℃时光合作用的总量为3.00(净合成量)＋3.50(呼吸消耗量)＝6.50(mg·h－1)，二者相同，A正确；在25℃时，CO2吸收量最大，即光合作用净合成量最大，相同时间积累有机物的量最多，B错误；25℃、30℃、35℃时，光合作用制造的有机物的量分别为6.00mg·h－1、6.50mg·h－1、6.50mg·h－1植物的光补偿点和饱和点问题光合作用与细胞呼吸曲线中的“关键点”移动(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。(3)饱和点(C点)和D点的移动：相关条件的改变(如增大光照强度或增大CO2浓度)使光合速率增大时，C点右移，D点上移的同时右移；反之，移动方向相反。5．已知某植物光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为25℃和30℃。如图表示该植物在25℃时光合强度与光照强度的关系。若将温度提高到30℃的条件下(其他条件不变)A．a点上移，b点左移，m点上移B．a点不移，b点左移，m点不移C．a点下移，b点右移，m点下移D．a点下移，b点不移，m点上移C[温度由25℃升高到30℃，对于细胞呼吸而言，达到最适温度，呼吸速率增大；对于光合作用而言，超过最适温度，光合速率下降。因此，a点因细胞呼吸加强而往下移；b点为光补偿点，一方面细胞呼吸加强，需较强的光照强度才能产生与细胞呼吸消耗量相当的有机物，另一方面光合速率下降，产生有机物的速率也下降，也需较强的光照强度才能产生与原来等量的有机物，所以b点右移；因温度超过光合作用最适温度，酶活性下降，光合作用强度降低，m点下移，A、B、D错误，6．图甲中试管A与试管B敞口培养相同数量的小球藻，研究光照强度对小球藻氧气产生量的影响，试管A的结果如图乙所示。据图分析，下列叙述正确的是()甲乙A．Q点的O2净释放量为零，是因为此点光合作用强度为零B．P点为负值的原因是细胞呼吸消耗氧气；适当降低温度，P点将下降C．在图乙上绘制装置B的曲线，Q点应右移D．降低CO2浓度时，在图乙上绘制装置A的曲线，R点应右移C[Q点时净光合速率为0，光合作用强度不为0，A错误；P点对应的数值的绝对值代表呼吸速率，若适当降低温度，呼吸速率可能上升或下降，则P点会下移或上移，B错误；装置B中缺镁影响叶绿素的合成，小球藻光合速率低，Q点应右移，C正确；CO2浓度降低，光合速率下降，R点应向左下移动，D错误。]自然环境和密闭环境中植物的生长问题1．自然环境中一昼夜植物CO2吸收或释放速率的变化曲线a点：凌晨，温度降低，细胞呼吸减弱，CO2释放减少。b点：有微弱光照，植物开始进行光合作用。bc段：光合作用强度小于细胞呼吸强度。c点：上午7时左右，光合作用强度等于细胞呼吸强度。ce段：光合作用强度大于细胞呼吸强度。d点：温度过高，部分气孔关闭，出现“午休”现象。e点：下午6时左右，光合作用强度等于细胞呼吸强度。ef段：光合作用强度小于细胞呼吸强度。fg段：没有光照，光合作用停止，只进行细胞呼吸。bf段：制造有机物的时间段。ce段：积累有机物的时间段。一昼夜有机物的积累量＝S1－(S2＋S3)(S1、S2、S3分别表示曲线与横轴围成的面积)。2．密闭容器中一昼夜CO2浓度的变化曲线(注意：分析光合作用或细胞呼吸速率的变化时，应分析曲线变化趋势的快慢，也就是斜率。)AB段：无光照，植物只进行细胞呼吸。BC段：温度降低，细胞呼吸减弱(曲线斜率下降)。CD段：4时后，微弱光照，开始进行光合作用，但光合作用强度小于细胞呼吸强度。D点：随光照增强，光合作用强度等于细胞呼吸强度。DH段：光合作用强度大于细胞呼吸强度。其中FG段表示“光合午休”现象。H点：随光照减弱，光合作用强度下降，光合作用强度等于细胞呼吸强度。HI段：光照继续减弱，光合作用强度小于细胞呼吸强度，直至光合作用完全停止。I点低于A点：一昼夜后，密闭容器中CO2浓度减小，即光合作用大于细胞呼吸，植物能正常生长(若I点高于A点，植物不能正常生长)。7．科研人员检测晴朗天气下露地栽培和大棚栽培的油桃的光合速率(Pn)日变化情况，并将检测结果绘制成下图。下列相关说法错误的是()A．光照强度增大是导致ab段、lm段Pn增加的主要原因B．致使bc段、mn段Pn下降的原因是气孔关闭C．致使ef段、op段Pn下降的原因是光照强度逐渐减弱D．适时浇水、增施农家肥是提高大棚作物产量的重要措施B[早晨太阳出来后光照强度不断增大，使得露地栽培和大棚栽培的油桃的光合速率迅速上升，A项正确；大棚栽培条件下的油桃在bc段Pn下降，主要原因是太阳出来后旺盛的光合作用消耗大量CO2，使大棚内密闭环境中CO2浓度迅速下降，而露地栽培的油桃在mn段Pn下降，是因为环境温度过高导致气孔关闭，吸收CO2减少，B项错误；15时以后，两种栽培条件下的光合速率持续下降，是光照强度逐渐减弱所致，C项正确；适时浇水从而避免植物因缺水导致气孔关闭，增施农家肥从而增加CO2浓度是提高大棚作物产量的重要措施，D项正确。]8．图甲表示在一定条件下测得的某植物光照强度与光合速率的关系；图乙表示某绿色植物的细胞代谢状况；图丙是某兴趣小组将植物栽培在密闭玻璃温室中，用红外线测量仪测得室内的CO2浓度与时间关系的曲线。请分析回答下列问题：(1)图甲中c点时，叶肉细胞中产生ATP的场所有___________________。(2)图乙所示植物的细胞代谢情况，可用图甲中a、b、c、d四点中的哪一点来表示？________。(3)如图甲，在相同温度下，将该植物的叶片置于8klx光照下9h，然后移到黑暗处15h，则该24h内每100cm2叶片的光合作用所固定的CO2总量为________mg。(4)由图丙可推知，密闭玻璃温室中氧气浓度最高的点是________，光合速率与呼吸速率相等的点是________，j点与e点相比，植物体内有机物含量将________(填“增加”“减少”或“不变”)。[解析](1)据图可知，a点的光照强度为0，此时的数值的绝对值表示呼吸作用速率；c点有光照，因此此时细胞中能合成ATP的部位有细胞质基质、线粒体、叶绿体。(2)图乙表示光合