2023-2024學年 蘇教版 必修一素能提升課2　光合作用和細胞呼吸過程的綜合 學案

光合作用和細胞呼吸的綜合1．光合作用與細胞呼吸中物質(zhì)及能量轉(zhuǎn)化(1)物質(zhì)方面①C：CO2eq\o(→,\s\up9(暗反應))(CH2O)eq\o(→,\s\up9(呼吸Ⅰ))C3H4O3eq\o(→,\s\up9(呼吸Ⅱ))CO2。②O：H2Oeq\o(→,\s\up9(光反應))O2eq\o(→,\s\up9(呼吸Ⅲ))H2O。③H：H2Oeq\o(→,\s\up9(光反應))NADPHeq\o(→,\s\up9(暗反應))(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(光反應))ATP和NADPHeq\o(→,\s\up9(暗反應))(CH2O)eq\o(→,\s\up9(細胞呼吸))eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(熱能,ATP→\a\vs4\al(各項生,命活動)))(3)光合作用與有氧呼吸中[H]、ATP來源與去路2．不同光照條件下葉肉細胞的氣體代謝特點曲線光合作用強度與細胞呼吸強度的關系氣體代謝特點圖示A點只進行細胞呼吸吸收O2，釋放CO2AB段細胞呼吸強度大于光合作用強度吸收O2，釋放CO2B點細胞呼吸強度等于光合作用強度不與外界發(fā)生氣體交換B點后光合作用強度大于細胞呼吸強度吸收CO2，釋放O21．下圖為植物細胞代謝的部分過程簡圖，①～⑦為相關生理過程。下列敘述錯誤的是()A．若植物缺鎂，則首先會受到顯著影響的是③B．②的進行與⑤⑥密切相關C．藍細菌細胞中④發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中D．葉肉細胞③中O2的產(chǎn)生量小于⑥中O2的吸收量，則該細胞內(nèi)有機物的總量將減少C[鎂是合成葉綠素的成分，光反應階段需要葉綠素吸收光能，若植物缺鎂則葉綠素的合成受到影響，首先會受到顯著影響的生理過程是③光反應過程，A項正確；②是植物細胞通過主動運輸吸收無機鹽離子的過程，需要消耗能量，故與⑤⑥過程密切相關，B項正確；藍細菌細胞是原核細胞，沒有葉綠體，C項錯誤；圖中③光反應過程O2的產(chǎn)生量小于⑥有氧呼吸過程O2的吸收量，則凈光合作用量小于0，該植物體內(nèi)有機物的量將減少，D項正確。]2．將一植物放在密閉的玻璃罩內(nèi)，置于室外進行培養(yǎng)，假定玻璃罩內(nèi)植物的生理狀態(tài)與自然環(huán)境中相同。在室外培養(yǎng)一晝夜獲得的實驗結果如圖。下列有關說法錯誤的是()甲乙丙A．圖乙中的c點對應圖甲中的C點，此時細胞內(nèi)的氣體交換狀態(tài)對應圖丙中的①B．圖甲中的F點對應圖乙中的h點，此時細胞內(nèi)的氣體交換狀態(tài)對應圖丙中的③C．圖乙中的d點時玻璃罩內(nèi)CO2濃度最高，此時細胞內(nèi)氣體交換狀態(tài)對應圖丙中的③D．圖乙中eg段細胞內(nèi)氣體交換狀態(tài)對應圖丙中的④A[圖乙中的c點植物只進行細胞呼吸，不進行光合作用，圖甲中的C點，光合作用強度等于細胞呼吸強度，A錯誤；圖甲中的F點對應圖乙中的h點，都是光合作用強度等于細胞呼吸強度的點，此時細胞內(nèi)的氣體交換狀態(tài)對應圖丙中的③，B正確；圖乙中的d點時光合作用強度等于細胞呼吸強度，d點之后光合作用強度大于細胞呼吸強度，CO2濃度開始降低，d點時細胞內(nèi)氣體交換狀態(tài)對應圖丙中的③，C正確；圖乙中eg段先下降后上升，但植物整體表現(xiàn)為吸收CO2，所以此時細胞內(nèi)氣體交換狀態(tài)對應圖丙中的④，D正確。]總光合速率、凈光合速率和呼吸速率的關系及計算1．內(nèi)在關系(1)細胞呼吸速率：植物非綠色組織(如蘋果果肉細胞)或綠色組織在黑暗條件下測得的值——單位時間內(nèi)一定量組織的CO2釋放量或O2吸收量。(2)凈光合速率：植物綠色組織在有光條件下測得的值——單位時間內(nèi)一定量葉面積所吸收的CO2量或釋放的O2量。(3)總(真正)光合速率＝凈光合速率＋細胞呼吸速率。2．判定方法(1)根據(jù)坐標曲線判定a.當光照強度為0時，若CO2吸收值為負值，則該值的絕對值代表細胞呼吸速率，該曲線代表凈光合速率，如圖甲。b．當光照強度為0時，光合速率也為0，該曲線代表總(真正)光合速率，如圖乙。(2)根據(jù)關鍵詞判定檢測指標細胞呼吸速率凈光合速率真正(總)光合速率CO2釋放量(黑暗)吸收量利用量、固定量、消耗量O2吸收量(黑暗)釋放量產(chǎn)生量有機物消耗量(黑暗)積累量制造量、產(chǎn)生量3．如圖表示20℃時玉米光合速率與光照強度的關系，Sa、Sb、ScA．Sa＋Sb＋Sc表示光合作用總量B．Sc－Sa表示凈光合作用量C．光照強度從B點到D點變化過程中，C3逐漸減少D．若提高CO2濃度，則B點左移A[由圖可知，Sc－Sa表示凈光合作用量，Sa＋Sb表示呼吸消耗的總量，玉米光合作用總量＝呼吸消耗量＋凈光合量＝Sb＋Sc；光照強度從B點到D點變化過程中，光照強度增加，光反應產(chǎn)生的[H]和ATP增加，被還原的C3增多，所以細胞中的C3逐漸減少；若提高CO2濃度，光補償點減小，則B點左移。]4．以測定的CO2吸收量與釋放量為指標，研究溫度對某綠色植物光合作用與細胞呼吸的影響，結果如圖所示。下列分析正確的是()A．光照相同時間，35℃時光合作用制造的有機物的量與30B．光照相同時間，在20℃C．溫度高于25℃時，D．兩曲線的交點表示光合作用制造的有機物的量與細胞呼吸消耗的有機物的量相等A[圖中虛線表示的是光照下CO2的吸收量，即光合作用凈合成量，在光照時間相同的情況下，30℃時光合作用的總量為3.50(凈合成量)＋3.00(呼吸消耗量)＝6.50(mg·h－1)，35℃時光合作用的總量為3.00(凈合成量)＋3.50(呼吸消耗量)＝6.50(mg·h－1)，二者相同，A正確；在25℃時，CO2吸收量最大，即光合作用凈合成量最大，相同時間積累有機物的量最多，B錯誤；25℃、30℃、35℃時，光合作用制造的有機物的量分別為6.00mg·h－1、6.50mg·h－1、6.50mg·h－1植物的光補償點和飽和點問題光合作用與細胞呼吸曲線中的“關鍵點”移動(1)細胞呼吸對應點(A點)的移動：細胞呼吸增強，A點下移；細胞呼吸減弱，A點上移。(2)補償點(B點)的移動①細胞呼吸速率增加，其他條件不變時，CO2(或光)補償點應右移，反之左移。②細胞呼吸速率基本不變，相關條件的改變使光合速率下降時，CO2(或光)補償點應右移，反之左移。(3)飽和點(C點)和D點的移動：相關條件的改變(如增大光照強度或增大CO2濃度)使光合速率增大時，C點右移，D點上移的同時右移；反之，移動方向相反。5．已知某植物光合作用和細胞呼吸的最適溫度分別為25℃和30℃。如圖表示該植物在25℃時光合強度與光照強度的關系。若將溫度提高到30℃的條件下(其他條件不變)A．a(chǎn)點上移，b點左移，m點上移B．a(chǎn)點不移，b點左移，m點不移C．a(chǎn)點下移，b點右移，m點下移D．a(chǎn)點下移，b點不移，m點上移C[溫度由25℃升高到30℃，對于細胞呼吸而言，達到最適溫度，呼吸速率增大；對于光合作用而言，超過最適溫度，光合速率下降。因此，a點因細胞呼吸加強而往下移；b點為光補償點，一方面細胞呼吸加強，需較強的光照強度才能產(chǎn)生與細胞呼吸消耗量相當?shù)挠袡C物，另一方面光合速率下降，產(chǎn)生有機物的速率也下降，也需較強的光照強度才能產(chǎn)生與原來等量的有機物，所以b點右移；因溫度超過光合作用最適溫度，酶活性下降，光合作用強度降低，m點下移，A、B、D錯誤，6．圖甲中試管A與試管B敞口培養(yǎng)相同數(shù)量的小球藻，研究光照強度對小球藻氧氣產(chǎn)生量的影響，試管A的結果如圖乙所示。據(jù)圖分析，下列敘述正確的是()甲乙A．Q點的O2凈釋放量為零，是因為此點光合作用強度為零B．P點為負值的原因是細胞呼吸消耗氧氣；適當降低溫度，P點將下降C．在圖乙上繪制裝置B的曲線，Q點應右移D．降低CO2濃度時，在圖乙上繪制裝置A的曲線，R點應右移C[Q點時凈光合速率為0，光合作用強度不為0，A錯誤；P點對應的數(shù)值的絕對值代表呼吸速率，若適當降低溫度，呼吸速率可能上升或下降，則P點會下移或上移，B錯誤；裝置B中缺鎂影響葉綠素的合成，小球藻光合速率低，Q點應右移，C正確；CO2濃度降低，光合速率下降，R點應向左下移動，D錯誤。]自然環(huán)境和密閉環(huán)境中植物的生長問題1．自然環(huán)境中一晝夜植物CO2吸收或釋放速率的變化曲線a點：凌晨，溫度降低，細胞呼吸減弱，CO2釋放減少。b點：有微弱光照，植物開始進行光合作用。bc段：光合作用強度小于細胞呼吸強度。c點：上午7時左右，光合作用強度等于細胞呼吸強度。ce段：光合作用強度大于細胞呼吸強度。d點：溫度過高，部分氣孔關閉，出現(xiàn)“午休”現(xiàn)象。e點：下午6時左右，光合作用強度等于細胞呼吸強度。ef段：光合作用強度小于細胞呼吸強度。fg段：沒有光照，光合作用停止，只進行細胞呼吸。bf段：制造有機物的時間段。ce段：積累有機物的時間段。一晝夜有機物的積累量＝S1－(S2＋S3)(S1、S2、S3分別表示曲線與橫軸圍成的面積)。2．密閉容器中一晝夜CO2濃度的變化曲線(注意：分析光合作用或細胞呼吸速率的變化時，應分析曲線變化趨勢的快慢，也就是斜率。)AB段：無光照，植物只進行細胞呼吸。BC段：溫度降低，細胞呼吸減弱(曲線斜率下降)。CD段：4時后，微弱光照，開始進行光合作用，但光合作用強度小于細胞呼吸強度。D點：隨光照增強，光合作用強度等于細胞呼吸強度。DH段：光合作用強度大于細胞呼吸強度。其中FG段表示“光合午休”現(xiàn)象。H點：隨光照減弱，光合作用強度下降，光合作用強度等于細胞呼吸強度。HI段：光照繼續(xù)減弱，光合作用強度小于細胞呼吸強度，直至光合作用完全停止。I點低于A點：一晝夜后，密閉容器中CO2濃度減小，即光合作用大于細胞呼吸，植物能正常生長(若I點高于A點，植物不能正常生長)。7．科研人員檢測晴朗天氣下露地栽培和大棚栽培的油桃的光合速率(Pn)日變化情況，并將檢測結果繪制成下圖。下列相關說法錯誤的是()A．光照強度增大是導致ab段、lm段Pn增加的主要原因B．致使bc段、mn段Pn下降的原因是氣孔關閉C．致使ef段、op段Pn下降的原因是光照強度逐漸減弱D．適時澆水、增施農(nóng)家肥是提高大棚作物產(chǎn)量的重要措施B[早晨太陽出來后光照強度不斷增大，使得露地栽培和大棚栽培的油桃的光合速率迅速上升，A項正確；大棚栽培條件下的油桃在bc段Pn下降，主要原因是太陽出來后旺盛的光合作用消耗大量CO2，使大棚內(nèi)密閉環(huán)境中CO2濃度迅速下降，而露地栽培的油桃在mn段Pn下降，是因為環(huán)境溫度過高導致氣孔關閉，吸收CO2減少，B項錯誤；15時以后，兩種栽培條件下的光合速率持續(xù)下降，是光照強度逐漸減弱所致，C項正確；適時澆水從而避免植物因缺水導致氣孔關閉，增施農(nóng)家肥從而增加CO2濃度是提高大棚作物產(chǎn)量的重要措施，D項正確。]8．圖甲表示在一定條件下測得的某植物光照強度與光合速率的關系；圖乙表示某綠色植物的細胞代謝狀況；圖丙是某興趣小組將植物栽培在密閉玻璃溫室中，用紅外線測量儀測得室內(nèi)的CO2濃度與時間關系的曲線。請分析回答下列問題：(1)圖甲中c點時，葉肉細胞中產(chǎn)生ATP的場所有___________________。(2)圖乙所示植物的細胞代謝情況，可用圖甲中a、b、c、d四點中的哪一點來表示？________。(3)如圖甲，在相同溫度下，將該植物的葉片置于8klx光照下9h，然后移到黑暗處15h，則該24h內(nèi)每100cm2葉片的光合作用所固定的CO2總量為________mg。(4)由圖丙可推知，密閉玻璃溫室中氧氣濃度最高的點是________，光合速率與呼吸速率相等的點是________，j點與e點相比，植物體內(nèi)有機物含量將________(填“增加”“減少”或“不變”)。[解析](1)據(jù)圖可知，a點的光照強度為0，此時的數(shù)值的絕對值表示呼吸作用速率；c點有光照，因此此時細胞中能合成ATP的部位有細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體。(2)圖乙表示光合