2021版高考生物一輪復習 第3單元 細胞的能量供應和利用 素養(yǎng)加強課2 光合作用與細胞呼吸的綜合學案 蘇教版必修1

素養(yǎng)加強課2 光合作用與細胞呼吸的綜合 光合作用和細胞呼吸過程的聯(lián)系(2017·全國卷)如圖是某植物葉肉細胞光合作用和呼吸作用的示意圖。據(jù)圖回答下列問題：(1)圖中、代表的物質(zhì)依次是_、_、_、_，H代表的物質(zhì)主要是_。(2)B代表一種反應過程，C代表細胞質(zhì)基質(zhì)，D代表線粒體，則ATP合成發(fā)生在A過程，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_。審題指導(1)題目給出了葉肉細胞光合作用和呼吸作用的過程圖解，首先根據(jù)光合作用和呼吸作用的過程判斷A、B、C、D表示的過程，然后判斷代表的物質(zhì)。(2)光合作用和呼吸作用中產(chǎn)生ATP的過程和結(jié)構(gòu)。(3)丙酮酸轉(zhuǎn)化成酒精發(fā)生在無氧呼吸過程，無氧呼吸是在缺氧的條件下進行的。解析本題考查光合作用的過程、有氧呼吸和無氧呼吸的過程。(1)分析圖示，A過程為光合作用的光反應階段，B過程是光合作用的暗反應階段。圖中為水光解產(chǎn)生的O2；由和H2O產(chǎn)生與NADPH(H，即還原型輔酶)可知，是NADP；由轉(zhuǎn)化成ATP可知，是ADPPi；由與CO2結(jié)合生成C3可知，為C5。呼吸作用過程中的H代表的物質(zhì)主要是NADH(還原型輔酶)。(2)光合作用的光反應階段(A)可產(chǎn)生ATP，而暗反應階段(B)不產(chǎn)生ATP。有氧呼吸的三個階段都產(chǎn)生ATP，其中細胞質(zhì)基質(zhì)(C)中進行有氧呼吸的第一階段，線粒體(D)中進行有氧呼吸的第二和第三階段。(3)在缺氧條件下，植物細胞可進行無氧呼吸，將丙酮酸轉(zhuǎn)化成酒精和CO2。答案(1)O2NADPADPPiC5NADH(或還原型輔酶)(2)C和D(3)在缺氧條件下進行無氧呼吸1光合作用與細胞呼吸過程的聯(lián)系(1)寫出下列物質(zhì)名稱：b.O2，c.ATP，d.ADP，e.NADPH(H)，f.C5，g.CO2，h.C3。(2)填寫下表生理過程及場所序號生理過程光反應暗反應有氧呼吸第一階段有氧呼吸第二階段有氧呼吸第三階段場所葉綠體類囊體薄膜葉綠體基質(zhì)細胞質(zhì)基質(zhì)線粒體基質(zhì)線粒體內(nèi)膜(3)物質(zhì)方面C：CO2C6H12O6丙酮酸CO2O：H2OO2H2OH：H2OHC6H12O6HH2O(4)能量方面光能ATP中活躍的化學能C6H12O6中穩(wěn)定的化學能2光合作用和有氧呼吸中H、ATP的來源和去路比較項目來源去路H光合作用光反應中水的光解作為暗反應階段的還原劑，用于還原C3合成有機物等有氧呼吸第一、二階段產(chǎn)生用于第三階段與氧氣結(jié)合產(chǎn)生水，同時釋放大量能量ATP光合作用在光反應階段合成ATP，其合成所需能量來自色素吸收、轉(zhuǎn)換的太陽能用于暗反應階段C3還原時的能量之需，以穩(wěn)定的化學能形式儲存在有機物中有氧呼吸第一、二、三階段均產(chǎn)生，其中第三階段產(chǎn)生最多，能量來自有機物的分解作為直接能源物質(zhì)用于各項生命活動1(2019·衡水中學二調(diào))如圖為綠色植物部分物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)換過程的示意圖，下列敘述正確的是()A過程發(fā)生在葉綠體中，過程發(fā)生在線粒體中B過程產(chǎn)生NADH，過程消耗NADPHC若葉肉細胞中過程的速率大于過程的，則植物干重增加D過程中ATP的合成與放能反應相聯(lián)系，過程與吸能反應相聯(lián)系D過程為光合作用的光反應，發(fā)生在葉綠體中，過程是有氧呼吸或無氧呼吸過程，不一定發(fā)生在線粒體中，A錯誤；過程產(chǎn)生NADPH，過程消耗NADH，B錯誤；若葉肉細胞中過程的速率大于過程的，則植物干重不一定增加，因為還有其他部分不能進行光合作用的細胞還要通過呼吸消耗有機物，C錯誤；過程中ATP的合成需要能量，與放能反應相聯(lián)系；過程是ATP的水解，釋放能量，與吸能反應相聯(lián)系，D正確。2(2019·深圳一模)如圖中的a、b、c為植物細胞內(nèi)物質(zhì)轉(zhuǎn)化的過程。下列有關(guān)敘述錯誤的是()Ab、d過程都有熱能的釋放 Bb、d過程在人體細胞中也可進行Ca、c、d過程都是在生物膜上進行的 D在光照充足等適宜條件下，a強于b，c強于dC據(jù)圖分析可知，b是有氧呼吸的第一、二階段，d是有氧呼吸的第三階段，這三個階段都有熱能釋放，A正確；人體內(nèi)可以進行呼吸作用，b、d屬于有氧呼吸，B正確；在生物膜上發(fā)生的生理過程是c光反應(場所是葉綠體的類囊體膜上)和d有氧呼吸的第三階段(線粒體內(nèi)膜)；a暗反應過程發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中，b有氧呼吸的第一、第二階段發(fā)生的場所是細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體基質(zhì)，C錯誤；在光照充足，條件適宜的情況下，光合作用強度大于呼吸作用強度，所以a強于b，c強于d，D正確。3(2019·棗莊期末)如圖為植物細胞代謝的部分過程簡圖，為相關(guān)生理過程。據(jù)圖回答問題：(1)圖中C3的名稱是_，可為提供能量的生理過程是_(填圖中序號)。(2)在適宜光照下，若用HO澆灌植物，則放射性的18O_(填“會”或“不會”)出現(xiàn)在葡萄糖中，原因是_。(3)圖中過程中，葡萄糖中能量的去向是_。(4)過程發(fā)生的具體部位是_。(5)一棵植物在生長過程中，光合作用產(chǎn)生的ATP的量遠大于細胞呼吸產(chǎn)生的ATP的量，原因是_。解析(1)為植物細胞吸收無機鹽提供能量的是細胞呼吸產(chǎn)生的ATP。(2)在有氧呼吸過程中，水中的氧能夠轉(zhuǎn)移到CO2中。(3)圖中過程中，葡萄糖中能量的去向是包括熱能的形式散失、轉(zhuǎn)移到ATP中、儲存在酒精中。答案(1)丙酮酸(2)會用HO澆灌植物時，水中的18O通過有氧呼吸的第二階段形成C18O2，進而被光合作用的暗反應階段利用，形成葡萄糖，(或用HO澆灌植物時，水中的18O通過過程形成C18O2，進而被過程利用，形成葡萄糖)(3)以化學能的形式儲存在酒精和ATP中及以熱能的形式散失(4)線粒體基質(zhì)和線粒體內(nèi)膜(5)植物在生長過程中，光合作用產(chǎn)生的ATP中的能量轉(zhuǎn)移到有機物中，植物體中的有機物只有部分通過細胞呼吸氧化分解釋放能量，且釋放的能量也只有部分轉(zhuǎn)移到ATP中 自然和密閉環(huán)境中植物生長問題(2017·全國卷)植物的CO2補償點是指由于CO2的限制，光合速率與呼吸速率相等時環(huán)境中的CO2濃度。已知甲種植物的CO2補償點大于乙種植物的?；卮鹣铝袉栴}：(1)將正常生長的甲、乙兩種植物放置在同一密閉小室中，適宜條件下照光培養(yǎng)。培養(yǎng)后發(fā)現(xiàn)兩種植物的光合速率都降低，原因是_。甲種植物凈光合速率為0時，乙種植物凈光合速率_(填“大于0”“等于0”或“小于0”)。(2)若將甲種植物密閉在無O2、但其他條件適宜的小室中，照光培養(yǎng)一段時間后，發(fā)現(xiàn)植物的有氧呼吸增加，原因是_。審題指導(1)題干給出了“CO2補償點”的概念，即光合速率與呼吸速率相等時環(huán)境中的CO2濃度。題干還給出了“甲種植物的CO2補償點大于乙種植物的”。(2)第(1)問給出的問題情景是“甲、乙兩種植物放置在同一密閉小室中，適宜條件下照光培養(yǎng)”，問培養(yǎng)后發(fā)現(xiàn)兩種植物光合速率都下降的原因是什么？植物在培養(yǎng)過程中，光合速率大于呼吸速率，密閉環(huán)境中CO2濃度降低。甲植物的凈光合速率為0時，光合速率等于呼吸速率，根據(jù)題干信息，推出此時，乙種植物的凈光合速率。(3)第(2)問的問題情景是“甲種植物密閉在無O2、但其他條件適宜的小室中”，問題是“照光培養(yǎng)一段時間后，植物的有氧呼吸增加的原因是什么？”有氧呼吸增加一定是O2含量增加了，O2含量增加的原因是植物光合作用產(chǎn)生了O2。解析(1)將正常生長的甲、乙兩種植物放置在同一密閉小室中，適宜條件下照光培養(yǎng)，剛開始時小室內(nèi)CO2濃度較高，光合作用強度大于呼吸作用強度，一段時間后，CO2濃度降低，暗反應受阻，進而使兩種植物的光合速率都降低。甲種植物的CO2補償點大于乙種植物的，因此當甲種植物的凈光合速率為0時，CO2濃度達到甲種植物的CO2補償點，此時乙種植物光合作用強度仍大于呼吸作用強度，凈光合速率大于0。(2)將甲種植物密閉在無O2、但其他條件適宜的小室中照光培養(yǎng)一段時間，該小室內(nèi)是有CO2的，植物可以進行光合作用，甲種植物在光下進行光合作用釋放的O2使密閉小室中O2含量增加，而O2與有機物分解產(chǎn)生的NADH發(fā)生作用形成水是有氧呼吸的一個環(huán)節(jié)，所以當O2含量增加時，有氧呼吸會增強。答案(1)植物在光下光合作用吸收CO2的量大于呼吸作用釋放CO2的量，使密閉小室中CO2濃度降低，光合速率也隨之降低大于0(2)甲種植物在光下光合作用釋放的O2使密閉小室中O2含量增加，而O2與有機物分解產(chǎn)生的NADH發(fā)生作用形成水是有氧呼吸的一個環(huán)節(jié)，所以當O2含量增加時，有氧呼吸會增強1自然環(huán)境中一晝夜植物的光合作用曲線如圖表示自然環(huán)境中一晝夜植物吸收CO2的速率(1)a點：夜溫降低，細胞呼吸減弱，CO2釋放減少。(2)開始進行光合作用的點：b；結(jié)束光合作用的點：m。(3)光合速率與呼吸速率相等的點：c、h；有機物積累量最大的點：h。(4)de段下降的原因是氣孔關(guān)閉，CO2吸收減少，fh段下降的原因是光照減弱。2自然光照下，密閉環(huán)境中植物生長問題下面兩圖表示自然光照下，密閉環(huán)境中植物生長引起的密閉環(huán)境中CO2含量和O2含量的變化。(一)(二)(1)光合速率等于呼吸速率的點：A、C。(2)圖(一)中若N點低于虛線，則該植物一晝夜表現(xiàn)為生長，其原因是N點低于M點，說明一晝夜密閉容器中CO2濃度減少，即總光合量大于總呼吸量，植物生長。(3)圖(二)中若N點低于虛線，則該植物一晝夜不能生長，其原因是N點低于M點，說明一晝夜密閉容器中O2濃度減少，即總光合量小于總呼吸量，植物不能生長。3恒定光照下，密閉環(huán)境中植物生長問題生長發(fā)育狀況相同的甲、乙兩種植物，分別放在兩個完全相同的密閉無色玻璃罩內(nèi)，在相同且適宜的條件下培養(yǎng)一段時間，測量培養(yǎng)過程中玻璃罩內(nèi)CO2濃度的變化如圖所示。(1)開始時，容器內(nèi)CO2濃度逐漸降低，表明光合速率大于呼吸速率。后來，容器內(nèi)CO2濃度不再降低，維持穩(wěn)定，表明光合速率與呼吸速率相等。(2)t1之前，甲植物固定CO2的能力大于乙植物；t1之后，乙植物固定CO2的能力大于甲植物。(3)若將甲、乙兩種植物放在同一密閉玻璃罩內(nèi)，一段時間后，甲植物的生長最先受到嚴重影響，因為甲植物的CO2補償點比乙植物的高，光合作用最先受到CO2濃度限制。1兩棵同種生長狀況基本相同的植物，分別置于透明的玻璃罩內(nèi)，如圖甲、乙所示；在相同自然條件下，測得一晝夜中植物氧氣釋放速率分別如圖丙、丁曲線所示?；卮鹣铝袉栴}：(1)ab段和cd段，引起曲線下降的主要環(huán)境因素分別是_和_。(2)一晝夜中，裝置甲、乙中植物積累的有機物較多的是_(填“甲”或“乙”)。(3)導致e點(12時左右)時光合作用強度明顯減弱的主要原因是_。(4)裝置甲的植物葉綠體中，在14時C5含量比10時_(填“高”或“低”)。解析(1)圖丙中，ab段下降的原因是密閉裝置中二氧化碳被光合作用消耗，濃度降低；圖丁中cd段下降的原因是光照減弱。(2)根據(jù)圖丙和圖丁可知，一晝夜中，圖丁中曲線和橫軸圍成的面積，上部與下部的差值遠大于圖丙，說明裝置乙中植物積累的有機物較多。(3)e點(12時左右)時，溫度高，蒸騰作用強，為減少水分散失，氣孔大量關(guān)閉，二氧化碳供應減少，導致光合作用強度明顯減弱。(4)裝置甲中14時比10時二氧化碳濃度低，消耗的C5少，因此14時植物葉綠體中C5含量高。答案(1)二氧化碳濃度光照強度(2)乙(3)溫度高，導致氣孔關(guān)閉，二氧化碳供應減少(4)高2(2019·安徽毛坦廠中學模擬)某生物小組先將同一生長狀況的某種植株均分為、兩組，分別培養(yǎng)在完全培養(yǎng)液、只缺鎂的培養(yǎng)液中，置于適宜條件下培養(yǎng)兩周后，再將兩種條件下的植株分別移入兩個密閉玻璃容器內(nèi)，置于室外(晴天)相同的條件下，測定密閉容器中一天的CO2濃度變化情況，如圖所示。組組(1)_組是在缺鎂條件下培養(yǎng)的植株，判斷的理由是_。(2)對于這兩組植株來說，B1、B2兩個點對應的光照強度又稱為_。在這一天內(nèi)，B1對應的時刻_(填“等于”“早于”或“晚于”)B2對應的時刻，原因是_。解析(1)在光照時間段內(nèi)，組CO2濃度下降幅度大于組，因此判斷組的光合速率大于組。(2)B1、B2兩點對應的光照強度下，光合速率等于呼吸速率，因此兩點對應的光照強度為光補償點。隨時間推移光照強度逐漸減弱，組含有較多的葉綠素，對光的吸收、轉(zhuǎn)化能力遠大于組，故B1對應的時刻晚于B2對應的時刻。答案(1)光照較強的時間段內(nèi)，組的光合速率明顯小于組的光合速率(或“光照時間段內(nèi)，組的二氧化碳濃度下降幅度遠小于組的”“24小時后，組的二氧化碳濃度遠高于組的”，合理即可)(2)光補償點晚于隨時間推移光照強度逐漸減弱，組含有較多的葉綠素，對光的吸收、轉(zhuǎn)化能力遠大于組(合理即可)3(2019·長郡中學測試)將A、B兩種長勢相同的植物置于相同的、溫度適宜且恒定、光照恒定的密閉小室中，測得每個小室內(nèi)CO2濃度隨時間的變化如圖所示?；卮鹣铝袉栴}：(1)當時間在1020 min時，A、B兩種植物中，CO2利用率較高的是_，理由是_。(2)若將A、B植物單獨種植在干旱程度不同的土壤中，更適合生活在干旱土壤中的植物是_，理由是_。(3)夏季晴朗白天中午12：00時，植物葉片的光合速率會降低，A、B植物降低較快的是_。(4)葉片吸收的CO2需先_(填“還原”或“固定”)成為C3，才能轉(zhuǎn)變?yōu)樘穷?。解?1)圖示縱坐標表示密閉小室中CO2濃度。隨著時間的遞增，在020 min時段內(nèi)，玻璃罩內(nèi)的CO2含量逐漸降低，說明此時段內(nèi)被植物吸收并且用于光合作用的CO2量大于呼吸作用產(chǎn)生的CO2量；但在1020 min時段內(nèi)，B植物所在的密閉小室內(nèi)CO2濃度下降的幅度比A植物的大，說明在1020 min時段內(nèi)，B植物對CO2的利用率較A植物高。(2)當玻璃罩內(nèi)的CO2含量不發(fā)生變化時，A植物所在的玻璃罩內(nèi)CO2濃度高于B植物，說明B植物在低濃度CO2時仍可進行光合作用，其固定CO2的能力較A植物強。土壤干旱，造成植物的根從土壤中吸收的水分減少，加之植物還會通過蒸騰作用失去部分水分，因此會導致植物的氣孔關(guān)閉，CO2供應不足，而B植物在低濃度CO2時仍可進行光合作用，說明在干旱土壤中，B植物固定CO2的能力較A植物強，因此B植物更適合生活在干旱土壤中。(3)夏季晴朗白天中午12：00時，光照強，環(huán)境溫度高，蒸騰作用旺盛，部分保衛(wèi)細胞因失水而導致氣孔關(guān)閉，使得CO2的供應不足，暗反應減弱，進而引起葉片的光合速率下降。因B植物固定CO2的能力較A植物強，所以A植物葉片的光合速率降低較B植物快。(4)CO2是光合作用暗反應的原料。葉片吸收的CO2需先與C5結(jié)合被固定成為C3，之后在ATP提供能量的前提下被H還原為C5和糖類(CH2O)。答案(1)B植物CO2濃度降低說明CO2被植物吸收利用，1020 min時B植物所在的密閉小室內(nèi)CO2濃度下降的幅度比A植物的大，說明在1020 min時，B植物對CO2的利用率較高(2)B植物干旱會導致植物的氣孔關(guān)閉，CO2供應不足，B植物在低濃度CO2時仍可進行光合作用，說明B植物種植在干旱土壤中固定CO2的能力較A植物強，因此B植物更適合生活在干旱土壤中(3)A植物(4)固定9