2023-2024學(xué)年 蘇教版 必修一素能提升課2　光合作用和細(xì)胞呼吸過(guò)程的綜合 學(xué)案

光合作用和細(xì)胞呼吸的綜合1．光合作用與細(xì)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(yīng)))(CH2O)eq\o(→,\s\up9(呼吸Ⅰ))C3H4O3eq\o(→,\s\up9(呼吸Ⅱ))CO2。②O：H2Oeq\o(→,\s\up9(光反應(yīng)))O2eq\o(→,\s\up9(呼吸Ⅲ))H2O。③H：H2Oeq\o(→,\s\up9(光反應(yīng)))NADPHeq\o(→,\s\up9(暗反應(yīng)))(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(yīng)))ATP和NADPHeq\o(→,\s\up9(暗反應(yīng)))(CH2O)eq\o(→,\s\up9(細(xì)胞呼吸))eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(熱能,ATP→\a\vs4\al(各項(xiàng)生,命活動(dòng))))(3)光合作用與有氧呼吸中[H]、ATP來(lái)源與去路2．不同光照條件下葉肉細(xì)胞的氣體代謝特點(diǎn)曲線光合作用強(qiáng)度與細(xì)胞呼吸強(qiáng)度的關(guān)系氣體代謝特點(diǎn)圖示A點(diǎn)只進(jìn)行細(xì)胞呼吸吸收O2，釋放CO2AB段細(xì)胞呼吸強(qiáng)度大于光合作用強(qiáng)度吸收O2，釋放CO2B點(diǎn)細(xì)胞呼吸強(qiáng)度等于光合作用強(qiáng)度不與外界發(fā)生氣體交換B點(diǎn)后光合作用強(qiáng)度大于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度吸收CO2，釋放O21．下圖為植物細(xì)胞代謝的部分過(guò)程簡(jiǎn)圖，①～⑦為相關(guān)生理過(guò)程。下列敘述錯(cuò)誤的是()A．若植物缺鎂，則首先會(huì)受到顯著影響的是③B．②的進(jìn)行與⑤⑥密切相關(guān)C．藍(lán)細(xì)菌細(xì)胞中④發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中D．葉肉細(xì)胞③中O2的產(chǎn)生量小于⑥中O2的吸收量，則該細(xì)胞內(nèi)有機(jī)物的總量將減少C[鎂是合成葉綠素的成分，光反應(yīng)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(huì)受到顯著影響的生理過(guò)程是③光反應(yīng)過(guò)程，A項(xiàng)正確；②是植物細(xì)胞通過(guò)主動(dòng)運(yùn)輸吸收無(wú)機(jī)鹽離子的過(guò)程，需要消耗能量，故與⑤⑥過(guò)程密切相關(guān)，B項(xiàng)正確；藍(lán)細(xì)菌細(xì)胞是原核細(xì)胞，沒(méi)有葉綠體，C項(xiàng)錯(cuò)誤；圖中③光反應(yīng)過(guò)程O(píng)2的產(chǎn)生量小于⑥有氧呼吸過(guò)程O(píng)2的吸收量，則凈光合作用量小于0，該植物體內(nèi)有機(jī)物的量將減少，D項(xiàng)正確。]2．將一植物放在密閉的玻璃罩內(nèi)，置于室外進(jìn)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(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖。下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是()甲乙丙A．圖乙中的c點(diǎn)對(duì)應(yīng)圖甲中的C點(diǎn)，此時(shí)細(xì)胞內(nèi)的氣體交換狀態(tài)對(duì)應(yīng)圖丙中的①B．圖甲中的F點(diǎn)對(duì)應(yīng)圖乙中的h點(diǎn)，此時(shí)細(xì)胞內(nèi)的氣體交換狀態(tài)對(duì)應(yīng)圖丙中的③C．圖乙中的d點(diǎn)時(shí)玻璃罩內(nèi)CO2濃度最高，此時(shí)細(xì)胞內(nèi)氣體交換狀態(tài)對(duì)應(yīng)圖丙中的③D．圖乙中eg段細(xì)胞內(nèi)氣體交換狀態(tài)對(duì)應(yīng)圖丙中的④A[圖乙中的c點(diǎn)植物只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，不進(jìn)行光合作用，圖甲中的C點(diǎn)，光合作用強(qiáng)度等于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度，A錯(cuò)誤；圖甲中的F點(diǎn)對(duì)應(yīng)圖乙中的h點(diǎn)，都是光合作用強(qiáng)度等于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度的點(diǎn)，此時(shí)細(xì)胞內(nèi)的氣體交換狀態(tài)對(duì)應(yīng)圖丙中的③，B正確；圖乙中的d點(diǎn)時(shí)光合作用強(qiáng)度等于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度，d點(diǎn)之后光合作用強(qiáng)度大于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度，CO2濃度開(kāi)始降低，d點(diǎn)時(shí)細(xì)胞內(nèi)氣體交換狀態(tài)對(duì)應(yīng)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(shí)細(xì)胞內(nèi)氣體交換狀態(tài)對(duì)應(yīng)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(guān)系及計(jì)算1．內(nèi)在關(guān)系(1)細(xì)胞呼吸速率：植物非綠色組織(如蘋(píng)果果肉細(xì)胞)或綠色組織在黑暗條件下測(cè)得的值——單位時(shí)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(cè)得的值——單位時(shí)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(xì)胞呼吸速率。2．判定方法(1)根據(jù)坐標(biāo)曲線判定a.當(dāng)光照強(qiáng)度為0時(shí)，若CO2吸收值為負(fù)值，則該值的絕對(duì)值代表細(xì)胞呼吸速率，該曲線代表凈光合速率，如圖甲。b．當(dāng)光照強(qiáng)度為0時(shí)，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(guān)鍵詞判定檢測(cè)指標(biāo)細(xì)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(jī)物消耗量(黑暗)積累量制造量、產(chǎn)生量3．如圖表示20℃時(shí)玉米光合速率與光照強(qiáng)度的關(guān)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(qiáng)度從B點(diǎn)到D點(diǎn)變化過(guò)程中，C3逐漸減少D．若提高CO2濃度，則B點(diǎn)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(qiáng)度從B點(diǎn)到D點(diǎn)變化過(guò)程中，光照強(qiáng)度增加，光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]和ATP增加，被還原的C3增多，所以細(xì)胞中的C3逐漸減少；若提高CO2濃度，光補(bǔ)償點(diǎn)減小，則B點(diǎn)左移。]4．以測(cè)定的CO2吸收量與釋放量為指標(biāo)，研究溫度對(duì)某綠色植物光合作用與細(xì)胞呼吸的影響，結(jié)果如圖所示。下列分析正確的是()A．光照相同時(shí)間，35℃時(shí)光合作用制造的有機(jī)物的量與30B．光照相同時(shí)間，在20℃C．溫度高于25℃時(shí)，D．兩曲線的交點(diǎn)表示光合作用制造的有機(jī)物的量與細(xì)胞呼吸消耗的有機(jī)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(shí)間相同的情況下，30℃時(shí)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(shí)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(shí)，CO2吸收量最大，即光合作用凈合成量最大，相同時(shí)間積累有機(jī)物的量最多，B錯(cuò)誤；25℃、30℃、35℃時(shí)，光合作用制造的有機(jī)物的量分別為6.00mg·h－1、6.50mg·h－1、6.50mg·h－1植物的光補(bǔ)償點(diǎn)和飽和點(diǎn)問(wèn)題光合作用與細(xì)胞呼吸曲線中的“關(guān)鍵點(diǎn)”移動(dòng)(1)細(xì)胞呼吸對(duì)應(yīng)點(diǎn)(A點(diǎn))的移動(dòng)：細(xì)胞呼吸增強(qiáng)，A點(diǎn)下移；細(xì)胞呼吸減弱，A點(diǎn)上移。(2)補(bǔ)償點(diǎn)(B點(diǎn))的移動(dòng)①細(xì)胞呼吸速率增加，其他條件不變時(shí)，CO2(或光)補(bǔ)償點(diǎn)應(yīng)右移，反之左移。②細(xì)胞呼吸速率基本不變，相關(guān)條件的改變使光合速率下降時(shí)，CO2(或光)補(bǔ)償點(diǎn)應(yīng)右移，反之左移。(3)飽和點(diǎn)(C點(diǎn))和D點(diǎn)的移動(dòng)：相關(guān)條件的改變(如增大光照強(qiáng)度或增大CO2濃度)使光合速率增大時(shí)，C點(diǎn)右移，D點(diǎn)上移的同時(shí)右移；反之，移動(dòng)方向相反。5．已知某植物光合作用和細(xì)胞呼吸的最適溫度分別為25℃和30℃。如圖表示該植物在25℃時(shí)光合強(qiáng)度與光照強(qiáng)度的關(guān)系。若將溫度提高到30℃的條件下(其他條件不變)A．a(chǎn)點(diǎn)上移，b點(diǎn)左移，m點(diǎn)上移B．a(chǎn)點(diǎn)不移，b點(diǎn)左移，m點(diǎn)不移C．a(chǎn)點(diǎn)下移，b點(diǎn)右移，m點(diǎn)下移D．a(chǎn)點(diǎn)下移，b點(diǎn)不移，m點(diǎn)上移C[溫度由25℃升高到30℃，對(duì)于細(xì)胞呼吸而言，達(dá)到最適溫度，呼吸速率增大；對(duì)于光合作用而言，超過(guò)最適溫度，光合速率下降。因此，a點(diǎn)因細(xì)胞呼吸加強(qiáng)而往下移；b點(diǎn)為光補(bǔ)償點(diǎn)，一方面細(xì)胞呼吸加強(qiáng)，需較強(qiáng)的光照強(qiáng)度才能產(chǎn)生與細(xì)胞呼吸消耗量相當(dāng)?shù)挠袡C(jī)物，另一方面光合速率下降，產(chǎn)生有機(jī)物的速率也下降，也需較強(qiáng)的光照強(qiáng)度才能產(chǎn)生與原來(lái)等量的有機(jī)物，所以b點(diǎn)右移；因溫度超過(guò)光合作用最適溫度，酶活性下降，光合作用強(qiáng)度降低，m點(diǎn)下移，A、B、D錯(cuò)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(qiáng)度對(duì)小球藻氧氣產(chǎn)生量的影響，試管A的結(jié)果如圖乙所示。據(jù)圖分析，下列敘述正確的是()甲乙A．Q點(diǎn)的O2凈釋放量為零，是因?yàn)榇它c(diǎn)光合作用強(qiáng)度為零B．P點(diǎn)為負(fù)值的原因是細(xì)胞呼吸消耗氧氣；適當(dāng)降低溫度，P點(diǎn)將下降C．在圖乙上繪制裝置B的曲線，Q點(diǎn)應(yīng)右移D．降低CO2濃度時(shí)，在圖乙上繪制裝置A的曲線，R點(diǎn)應(yīng)右移C[Q點(diǎn)時(shí)凈光合速率為0，光合作用強(qiáng)度不為0，A錯(cuò)誤；P點(diǎn)對(duì)應(yīng)的數(shù)值的絕對(duì)值代表呼吸速率，若適當(dāng)降低溫度，呼吸速率可能上升或下降，則P點(diǎn)會(huì)下移或上移，B錯(cuò)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(diǎn)應(yīng)右移，C正確；CO2濃度降低，光合速率下降，R點(diǎn)應(yīng)向左下移動(dòng)，D錯(cuò)誤。]自然環(huán)境和密閉環(huán)境中植物的生長(zhǎng)問(wèn)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(diǎn)：凌晨，溫度降低，細(xì)胞呼吸減弱，CO2釋放減少。b點(diǎn)：有微弱光照，植物開(kāi)始進(jìn)行光合作用。bc段：光合作用強(qiáng)度小于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度。c點(diǎn)：上午7時(shí)左右，光合作用強(qiáng)度等于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度。ce段：光合作用強(qiáng)度大于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度。d點(diǎn)：溫度過(guò)高，部分氣孔關(guān)閉，出現(xiàn)“午休”現(xiàn)象。e點(diǎn)：下午6時(shí)左右，光合作用強(qiáng)度等于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度。ef段：光合作用強(qiáng)度小于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度。fg段：沒(méi)有光照，光合作用停止，只進(jìn)行細(xì)胞呼吸。bf段：制造有機(jī)物的時(shí)間段。ce段：積累有機(jī)物的時(shí)間段。一晝夜有機(jī)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(xì)胞呼吸速率的變化時(shí)，應(yīng)分析曲線變化趨勢(shì)的快慢，也就是斜率。)AB段：無(wú)光照，植物只進(jìn)行細(xì)胞呼吸。BC段：溫度降低，細(xì)胞呼吸減弱(曲線斜率下降)。CD段：4時(shí)后，微弱光照，開(kāi)始進(jìn)行光合作用，但光合作用強(qiáng)度小于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度。D點(diǎn)：隨光照增強(qiáng)，光合作用強(qiáng)度等于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度。DH段：光合作用強(qiáng)度大于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度。其中FG段表示“光合午休”現(xiàn)象。H點(diǎn)：隨光照減弱，光合作用強(qiáng)度下降，光合作用強(qiáng)度等于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度。HI段：光照繼續(xù)減弱，光合作用強(qiáng)度小于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度，直至光合作用完全停止。I點(diǎn)低于A點(diǎn)：一晝夜后，密閉容器中CO2濃度減小，即光合作用大于細(xì)胞呼吸，植物能正常生長(zhǎng)(若I點(diǎn)高于A點(diǎn)，植物不能正常生長(zhǎng))。7．科研人員檢測(cè)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(cè)結(jié)果繪制成下圖。下列相關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．光照強(qiáng)度增大是導(dǎo)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(guān)閉C．致使ef段、op段Pn下降的原因是光照強(qiáng)度逐漸減弱D．適時(shí)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(yáng)出來(lái)后光照強(qiáng)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(xiàng)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(yáng)出來(lái)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?yàn)榄h(huán)境溫度過(guò)高導(dǎo)致氣孔關(guān)閉，吸收CO2減少，B項(xiàng)錯(cuò)誤；15時(shí)以后，兩種栽培條件下的光合速率持續(xù)下降，是光照強(qiáng)度逐漸減弱所致，C項(xiàng)正確；適時(shí)澆水從而避免植物因缺水導(dǎo)致氣孔關(guān)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(xiàng)正確。]8．圖甲表示在一定條件下測(cè)得的某植物光照強(qiáng)度與光合速率的關(guān)系；圖乙表示某綠色植物的細(xì)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(cè)量?jī)x測(cè)得室內(nèi)的CO2濃度與時(shí)間關(guān)系的曲線。請(qǐng)分析回答下列問(wèn)題：(1)圖甲中c點(diǎn)時(shí)，葉肉細(xì)胞中產(chǎn)生ATP的場(chǎng)所有___________________。(2)圖乙所示植物的細(xì)胞代謝情況，可用圖甲中a、b、c、d四點(diǎn)中的哪一點(diǎn)來(lái)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_(kāi)_______mg。(4)由圖丙可推知，密閉玻璃溫室中氧氣濃度最高的點(diǎn)是________，光合速率與呼吸速率相等的點(diǎn)是________，j點(diǎn)與e點(diǎn)相比，植物體內(nèi)有機(jī)物含量將________(填“增加”“減少”或“不變”)。[解析](1)據(jù)圖可知，a點(diǎn)的光照強(qiáng)度為0，此時(shí)的數(shù)值的絕對(duì)值表示呼吸作用速率；c點(diǎn)有光照，因此此時(shí)細(xì)胞中能合成ATP的部位有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體。(2)圖乙表示光合