《课堂新坐标》高考生物大一轮复习配套单元归纳必修1+第三单元+细胞的能量供应和利用.docx

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《课堂新坐标》高考生物大一轮复习配套单元归纳必修1+第三单元+细胞的能量供应和利用

单元归纳提升课

（对应学生用书第68页）

光合作用和细胞呼吸的综合试题的解法

[方法指导]

首先明确光合速率与呼吸速率的含义，分析两者之间的关系，然后根据坐标曲线图的走势、CO2或O2的变化量，分析光合作用和细胞呼吸综合作用的结果及在实践中的应用。

一、光合速率与呼吸速率的综合

1．明确呼吸速率与光合速率的表示方法

典型图解：

（1）呼吸速率：

植物置于黑暗环境时，呼吸速率常用实验容器内CO2的增加量、O2的减少量或有机物的减少量（图中OA段）表示。

（2）光合速率包括净（表观）光合速率和真正（实际）光合速率。

①净（表观）光合速率：

常用一定时间内O2释放量、CO2吸收量或有机物积累量（图中OD段）表示。

②真正（实际）光合速率：

常用一定时间内O2产生量、CO2固定量（同化量）或有机物生成量（制造量）（图中AD段）表示。

2．理解呼吸速率与光合速率的联系

真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率

此关系式用O2、CO2或葡萄糖的量表示如下：

（1）光合作用产氧量＝氧气释放量＋细胞呼吸耗氧量

（2）光合作用固定CO2量＝CO2吸收量＋细胞呼吸释放CO2量

（3）光合作用葡萄糖产生量＝葡萄糖积累量（增重部分）＋细胞呼吸消耗葡萄糖量

3．研究净光合速率与植物生长的关系

（1）当净光合速率>0时，植物积累有机物而生长。

（2）当净光合速率＝0时，植物不能生长。

（3）当净光合速率<0时，植物不能生长，长时间处于此状态时，植物会死亡。

[解题模板]

　（2014·韶关调研）下图一表示一个水稻叶肉细胞内发生的部分代谢简图。

图中①～⑤表示反应过程，A～L表示细胞代谢过程中的相关物质，a、b、c表示细胞的相关结构。

请据图作答：

图一

图二

（1）反应过程②的场所是____________；反应过程⑤的场所是____________，此过程中物质[H]来自于_______（细胞结构名称）。

（2）在环境条件适宜而光照强度恰为光补偿点时，单位时间内D～L各物质中产生量与消耗量相等的有______________（图示字母表示）。

（3）在适宜光照条件下，叶肉细胞的叶绿体中磷酸含量最高的部位是____________。

（4）将该细胞置于密封且其他适宜的条件下，测得密闭容器内CO2浓度的变化情况如图二，分析图中曲线可知：

__________段表明光合作用强度大于呼吸作用强度。

其中BC段较AB段CO2浓度增加减慢，是因为_____________。

【研析】　本题考查光合作用和细胞呼吸的综合，解题过程如下：

审题

信息1：

图一中，a结构能吸收光能，利用H2O，产生（CH2O）。

C6H12O6分的产物进入了b，在b中分解，b中产生了H2O。

C6H12O6在c中分解

信息2：

环境条件适宜而光照强度恰为光补偿点

信息3：

在适宜光照条件下，叶肉细胞的叶绿体中磷酸含量最高的部位

信息4：

图二为细胞置于密封且其他适宜的条件下，测得密闭容器内CO2浓度的变化情况

信息5：

BC段较AB段CO2浓度增加减慢

破题

思考1：

结构a表示叶绿体，结构b表示线粒体，结构c表示细胞质基质

思考2：

①表示光反应阶段，②表示暗反应阶段，③表示有氧呼吸第一阶段，④表示有氧呼吸第二阶段，⑤表示有氧呼吸第三阶段

思考3：

A表示ATP，B表示ADP和Pi，C表示[H]，D表示O2，E表示C3，F表示C5，G表示CO2，H表示丙酮酸，L表示H2O，J表示[H]，I表示CO2，K表示O2

思考4：

光照强度为光补偿点时，光合速率和呼吸速率相等，叶绿体产生O2恰好被线粒体利用，线粒体产生的CO2恰好被叶绿体利用

思考5：

暗反应过程中，消耗ATP产生ADP和Pi，暗反应发生在叶绿体基质中

思考6：

密封容器中CO2含量上升，说明呼吸速率大于光合速率，CO2含量下降，说明光合速率大于呼吸速率

思考7：

0～6时都是夜间，植物只进行呼吸作用，不进行光合作用，CO2浓度增加减慢说明呼吸作用减慢，夜间呼吸作用减慢说明是温度降低，酶的活性降低

答题

（1）叶绿体基质（答叶绿体不可以）　线粒体内膜（答线粒体不可以）　细胞质基质和线粒体基质（只答一项不可以）

（2）G＝I、D＝K（光合作用和呼吸作用的过程不熟悉或对光补偿点不理解，不能找出关系。

）

（3）（叶绿体）基质

（4）DH（对光合作用和细胞呼吸强度的关系对密闭容器中CO2浓度的影响不清楚，不能分析出来）低温降低了酶的活性，使植物呼吸作用减弱（答不出酶不对）

【答案】　

（1）叶绿体基质　线粒体内膜　细胞质基质和线粒体基质

（2）G＝I、D＝K

（3）（叶绿素）基质

（4）DH　低温降低了酶活性，使植物呼吸作用减弱

[对应练习]

1．如图是[H]随化合物在生物体内转移的过程，下列分析中正确的是（　　）

A．①产生的[H]可在②过程中将五碳化合物还原

B．[H]经⑤转移到水中，其过程需CO2参与

C．能形成ATP的过程有①②④⑤⑥⑦

D．晴天时小麦①过程比在阴雨天时旺盛

【解析】　　①过程产生的[H]在②过程中将三碳化合物还原；[H]经⑤转移到水中，为有氧呼吸的第三阶段，该过程没有CO2参与；②表示暗反应没有ATP的形成；④表示[H]把丙酮酸还原成乳酸或酒精，为无氧呼吸的第二阶段，没有ATP的形成；⑦表示多糖的水解，没有ATP的形成；①表示光反应阶段水光解，晴天时光反应旺盛。

【答案】　D

2．（2013·北京四中期中检测）下图表示某绿色植物在15℃和25℃条件下，光照强度和氧气释放速度的关系。

下列说法不正确的是（　　）

A．当光照强度等于0时，该植物在25℃时比15℃多吸收氧气10毫升/小时

B．当光照强度等于5千勒克司时，该植物在两种温度下制造有机物的量相等

C．当光照强度小于5千勒克司时，适当地降低温度有利于温室内该植物的增产

D．当光照强度超过8千勒克司时，15℃下该植物光合作用的制约因素主要是暗反应

【解析】　　当光照强度等于5千勒克司时，该植物在两种温度下净释放氧气的速率相等，但由于两种温度下的呼吸速率不相等，因此25℃时的总光合速率大于15℃时的总光合速率。

光照强度小于5千勒克司时，15℃的净光合速率大于25℃的净光合速率；光照强度超过8千勒克司时，15℃下植物的净光合速率不再增加，制约因素是温度和CO2浓度，温度和CO2浓度都是暗反应的制约因素。

【答案】　B

3．（2013·大纲全国卷）某研究小组测得在适宜条件下某植物叶片遮光前吸收CO2的速率和遮光（完全黑暗）后释放CO2的速率。

吸收或释放CO2的速率随时间变化趋势的示意图如下（吸收或释放CO2的速率是指单位面积叶片在单位时间内吸收或释放CO2的量）。

回答下列问题：

（1）在光照条件下，图形A＋B＋C的面积表示该植物在一定时间内单位面积叶片光合作用________，其中图形B的面积表示________。

从图形C可推测该植物存在另一个________的途径。

CO2进出叶肉细胞都是通过________的方式进行的。

（2）在上述实验中，若提高温度、降低光照，则图形________（填“A”或“B”）的面积变小，图形________（填“A”或“B”）的面积增大，原因是_________________________。

【解析】　　

（1）根据图中曲线在遮光前后的变化，可以确定图形B为遮光前呼吸作用释放CO2的量，A为光照时叶片净吸收CO2的量，C则是呼吸作用以外叶片释放CO2的途径，这种释放CO2的途径可能与光照有关。

所以，图形A＋B＋C即为光照下实际光合作用，也就是光照下固定CO2的总量。

CO2进出细胞的方式是自由扩散。

（2）影响光合作用的因素有光照强度、温度和CO2浓度等，而影响呼吸作用的因素有温度、O2浓度等。

温度通过影响酶的活性而影响光合作用和呼吸作用的速率，其中参与呼吸作用的酶对高温较敏感。

原来的温度为光合作用的最适温度，提高温度后，光合作用的有关酶活性下降，呼吸作用的有关酶活性提高，所以提高温度后呼吸作用增强，图形B面积变大，而提高温度、降低光照都会使光合作用减弱，图形A面积变小。

【答案】　

（1）固定CO2总量　呼吸作用放出的CO2量　释放CO2　自由扩散　

（2）A　B　光合速率降低，呼吸速率增强

二、日变化对植物光合作用和呼吸作用影响的曲线分析

有关光合作用和呼吸作用关系的变化曲线图中，最典型的就是夏季的一天中CO2吸收和释放变化曲线图，如图1所示：

图1

1．曲线的各点含义及形成原因分析：

a点：

凌晨3时～4时，温度降低，呼吸作用减弱，CO2释放减少。

b点：

上午6时左右，太阳出来，开始进行光合作用。

bc段：

光合作用小于呼吸作用。

c点：

上午7时左右，光合作用等于呼吸作用。

ce段：

光合作用大于呼吸作用。

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，光合作用等于呼吸作用。

ef段：

光合作用小于呼吸作用。

fg段：

太阳落山，停止光合作用，只进行呼吸作用。

2．有关有机物情况的分析（见图2）：

图2

（1）积累有机物时间段：

ce段。

（2）制造有机物时间段：

bf段。

（3）一天中有机物积累最多的时间点：

e点。

（4）一昼夜有机物的积累量表示：

SP－SM－SN。

3．在相对密闭的环境中，一昼夜CO2含量的变化曲线图（见图3）：

图3

（1）如果N点低于M点，说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量增加。

（2）如果N点高于M点，说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量减少。

（3）如果N点等于M点，说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量不变。

（4）CO2含量最高点为c点，CO2含量最低点为e点。

　（2012·山东高考）夏季晴朗的一天，甲乙两株同种植物在相同条件下CO2吸收速率的变化如右图所示。

下列说法正确的是（　　）

A．甲植株在a点开始进行光合作用

B．乙植株在e点有机物积累量最多

C．曲线b～c段和d～e段下降的原因相同

D．两曲线b～d段不同的原因可能是甲植株气孔无法关闭

【解析】　　由图可知，a点是光合速率和呼吸速率相等的点，在a点之前就进行光合作用，A错误；CO2的吸收速率（净光合速率）大于零，说明植物在积累有机物，6时～18时，植物一直在积累有机物，所以有机物积累量最多是在18时，B错误；b～c段的变化是由于温度高，蒸腾作用旺盛，植物为了减少水分的散失而关闭气孔，致使植物吸收CO2量减少，d～e段的变化由光照强度减弱引起，C错误；在b～d段，甲植株没有出现CO2吸收速率下降，有可能是某种原因导致其叶片的气孔无法关闭，D正确。

【答案】　D

[对应练习]

4．下图1表示8月份某一晴天一昼夜中某棉花植株CO2的吸收和释放曲线；图2表示该棉花叶肉细胞两种细胞器的四种生理活动状态。

则图1中时间a、b、c、d依次发生了图2所示的哪项生理活动（　　）

图1

图2

A．①②③④　　　B．④③②①

C．③④①②D．③②④①

【解析】　　图1表示八月份某一晴天一昼夜中某棉花植株CO2的吸收和释放曲线，由图可知，a、b、c、d四点的情况依次是a点表示只进行呼吸作用，不进行光合作用；b点表示既进行光合作用又进行呼吸作用，但是呼吸作用强度比较大；c点表示光合作用强度和呼吸作用强度相等；d点表示既进行光合作用又进行呼吸作用，但是光合作用强度比较大。

所以可以判断出图1中时间a、b、c、d依次发生了图2所示的④③②①。

【答案】　B

5．（2013·临沂三模）将某绿色盆栽植物置于密闭容器内暗处理后，测得容器内CO2和O2浓度相等（气体含量相对值为1），在天气晴朗时的早6时移至阳光下，日落后移到暗室中继续测量两种气体的相对含量。

变化情况如图所示。

下列对此过程的分析正确的是（　　）

注：

两条曲线在20时前沿水平虚线上下对称

A．只有在8时光合作用强度与呼吸作用强度相等

B．在9～16时之间，光合速率>呼吸速率，O2浓度不断上升

C．该植物体内17时有机物积累量小于19时的有机物积累量

D．该植物从20时开始进行无氧呼吸

【解析】　　A．分析题图知，光合作用与呼吸作用强度相等的点是氧增加为零（或CO2减少为零）点时，8时和17时光合作用强度和呼吸作用强度相等。

B.分析曲线知，在9－16时之间，O2浓度不断增加，光合速率大于呼吸速率。

C.分析曲线知，17时植物体内有机物积累量最大，19时光合强度小于呼吸强度，植物体内有机物逐渐减少。

D.分析题图曲线知，20时后，O2浓度逐渐减少，说明植物仍进行有氧呼吸。

【答案】　B