近年届高考生物一轮复习第三单元细胞的能量供应和利用加强提升课(一)光合作用与呼吸作用之间的关系及其

2019届高考生物一轮复习 第三单元 细胞的能量供应和利用 加强提升课（一）光合作用与呼吸作用之间的关系及其实验探究学案

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加强提升课（一）光合作用与呼吸作用之间的关系及其实验探究学案

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2 / 272 加强提升课(一) 光合作用与呼吸作用之间的关系及其实验探究

光合作用与细胞呼吸的关系

1．光合作用与有氧呼吸过程的比较

项目 光合作用 有氧呼吸

场所 叶绿体 细胞质基质和线粒体

C的变化 CO2→C3→C6H12O6 C6H12O6→C3H4O3→CO2

［H]的变化 H2O→[H］→C6H12O6 C6H12O6→［H］→H2O

［H］的作用 还原C3 还原O2

O2的变化 H2O→O2 O2→H2O

能量变化 光能→C6H12O6中的化学能 C6H12O6中的化学能→ATP中的能量和热能

ATP 产生于光反应，用于暗反应中C3的还原 有氧呼吸三个阶段都产生，用于除暗反应外的各项生命活动

影响因素 光照、温度、CO2浓度等 O2浓度、温度等

2.光合作用与有氧呼吸的联系

(1）物质方面

C：CO2错误!C6H12O6错误!C3H4O3错误!CO2;

O:H2O错误!O2错误!H2O；

H:H2O――→光反应[H］错误!C6H12O6错误![H］错误!H2O。

（2)能量方面 2019届高考生物一轮复习 第三单元 细胞的能量供应和利用 加强提升课（一）光合作用与呼吸作用之间的关系及其实验探究学案

3 / 273 光能错误!ATP中活跃的化学能错误!C6H12O6中稳定的化学能错误!错误!

3．相关计算

植物的光合作用与细胞呼吸同时进行时,存在如下关系：

（1）光合作用实际产氧量(叶绿体产氧量)＝实测植物氧气释放量＋细胞呼吸耗氧量。

（2）光合作用实际CO2消耗量(叶绿体消耗CO2量)＝实测植物CO2消耗量＋细胞呼吸CO2释放量。

（3)光合作用葡萄糖净生产量(葡萄糖积累量)＝光合作用实际葡萄糖生产量(叶绿体产生或合成的葡萄糖量）－细胞呼吸葡萄糖消耗量。

角度1 光合作用与细胞呼吸的关系

1．(2018·河北保定月考）如图表示光合作用和有氧呼吸过程中C、H、O三种元素的转移途径以及能量转换过程.图中序号表示相关的生理过程.下列叙述不正确的是( )

A．在元素转移途径中,④与⑧、⑦与⑨表示的生理过程相同

B．在元素转移途径中，能在小麦根尖成熟区细胞中发生的生理过程有②③⑥⑦⑨

C．在有氧呼吸过程中，产生能量最多的过程是⑦

D．ATP中的化学能可以转变为有机物中的化学能而不能转变为光能

解析:选D。④和⑧都表示光反应中水分子在光照下的分解，⑦和⑨都表示有氧呼吸第三阶段中氧气与[H]反应生成水，A正确。小麦根尖成熟区细胞中有线粒体、没有叶绿体，因而可以发生有氧呼吸过程即②③⑥⑦⑨，但不能进行光合作用，B正确.在有氧呼吸过程中，产生能量最多的是第三阶段,即⑦或⑨，C正确。ATP中的化学能可以转变为有机物中的化学能，也可以转变为光能，2019届高考生物一轮复习 第三单元 细胞的能量供应和利用 加强提升课（一）光合作用与呼吸作用之间的关系及其实验探究学案

4 / 274 如萤火虫发光由ATP供能，D错误。

2．(2018·河北衡水中学联考）如图表示在有氧条件下某高等植物体内有关的生理过程示意图，①～⑤表示有关过程，X、Y、Z和W表示相关物质。请据图判断下列说法错误的是（ ）

A．X、Y、Z物质分别表示C3、丙酮酸和ATP

B．①~⑤过程中能产生ATP的有①②③④

C．②⑤过程分别表示C3的还原和CO2的固定

D．光合速率小于呼吸速率时，④过程产生的CO2会释放到细胞外

解析:选B。分析图示,①过程表示光反应阶段，②过程表示C3的还原，⑤过程表示CO2的固定，③④过程表示有氧呼吸的第一阶段和第二阶段.Z物质是光反应阶段产生的ATP,Y物质是呼吸作用第一阶段产生的丙酮酸，X物质是暗反应的中间产物C3，A项、C项正确;①～⑤过程中能产生ATP的有①③④，②⑤过程不产生ATP，B项错误；光合速率小于呼吸速率时，呼吸作用产生的CO2会有一部分释放到细胞外，D项正确.

错误!

(1）“图解法”理解光合作用与细胞呼吸过程

（2）光合作用与细胞呼吸过程中［H］和ATP的来源和去向

项目 光合作用 有氧呼吸 2019届高考生物一轮复习 第三单元 细胞的能量供应和利用 加强提升课（一）光合作用与呼吸作用之间的关系及其实验探究学案

5 / 275 [H］ 来源 H2O光解产生 有氧呼吸第一、二阶段

去向 还原C3 用于第三阶段还原O2

ATP 来源 光反应阶段产生 三个阶段都产生

去向 用于C3还原供能 用于各项生命活动（植物C3的还原除外)

角度2 光合作用和细胞呼吸的相关计算

3．（曲线类)（2018·河南六市联考）将某种绿色植物的叶片放在特定的实验装置中，研究其在10 ℃、20 ℃的温度条件下,分别置于5 klx、10 klx光照和黑暗条件下的光合作用强度和呼吸作用强度，结果如图。据图所作的推测中，正确的是（ )

A．该叶片在20 ℃、10 klx的光照下，每小时光合作用固定的CO2量约是8。25 mg

B．该叶片在5 klx光照下，10 ℃时积累的有机物比20 ℃时少

C．该叶片在10 ℃、5 klx的光照下,每小时光合作用所产生的氧气量是3 mg

D．通过实验可知，叶片的净光合速率与温度和光照强度均成正比

解析:选A。叶片在20 ℃、10 klx时，每小时光合作用固定的CO2量是（10＋2）/2×(44/32）＝8.25 mg;在5 klx光照强度下,10 ℃时积累的有机物比20 ℃时的多；在10 ℃、5 klx 的光照强度下每小时光合作用所产生的O2量是（6＋1)/2＝3.5 mg；净光合速率与植物细胞的呼吸速率和真正光合速率有关,仅就图中曲线而言，不能得出净光合速率与温度和光照强度的关系。

4．（表格类）在一定浓度的CO2和适当的温度条件下，测定A植物和B植物在不同光照条件下的光合速率，结果如表,以下有关说法错误的是( ）

光合速率与呼光饱和时的光光饱和时的CO2黑暗条件下CO22019届高考生物一轮复习 第三单元 细胞的能量供应和利用 加强提升课（一）光合作用与呼吸作用之间的关系及其实验探究学案

6 / 276 吸速率相等时的光照强度(klx） 照强度(klx） 吸收速率（mg/100 cm2叶·小时） 释放速率(mg/100 cm2叶·小时）

A植物 1 3 11 5。5

B植物 3 9 30 15

A.与B植物相比，A植物是在弱光照条件下生长的植物

B．当光照强度超过9 klx时，B植物光合速率不再增加，造成这种现象的原因可能是暗反应跟不上光反应

C．当光照强度为9 klx时,B植物的总光合速率是45 mg CO2/100 cm2叶·小时

D．当光照强度为3 klx时，A植物与B植物固定CO2速率的差值为4 mg CO2/100

cm2叶·小时

解析：选D。由表可知，光合速率与呼吸速率相等时的光照强度是植物的光补偿点，A植物的光补偿点低，则A植物属于弱光条件下生长的植物.B植物光饱和时的光照强度是9 klx，此时光反应产生的［H］和ATP不会限制暗反应,则光照强度超过9 klx时，B植物光合速率不再增加的原因是暗反应跟不上光反应.光饱和时CO2吸收速率表示净光合速率，黑暗条件下CO2释放速率表示呼吸速率，总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率，因此，当光照强度为9 klx时，B植物的总光合速率＝30＋15＝45(mg CO2/100 cm2叶·小时）。当光照强度为3 klx时，对B植物来说，此光照强度是光补偿点，因此总光合速率＝呼吸速率＝15 mg CO2/100 cm2叶·小时，对A植物来说，此光照强度是光饱和点，因此总光合速率＝11＋5。5＝16。5（mg CO2/100 cm2叶·小时)，因此差值为1。5 mg CO2/100 cm2叶·小时.

5．(柱形图类)某实验小组研究温度对水绵光合作用的影响,实验结果如图所示，据图分析下列有关说法正确的是( ) 2019届高考生物一轮复习 第三单元 细胞的能量供应和利用 加强提升课（一）光合作用与呼吸作用之间的关系及其实验探究学案

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A．据图可知，水绵细胞呼吸作用的最适温度为35 ℃

B．图中水绵细胞积累有机物速率最大时的温度是25 ℃

C．每天光照10小时，最有利于水绵生长的温度是25 ℃

D．在5 ℃时，水绵细胞产生氧气的速率是消耗氧气的速率的2倍

解析：选B。图中纵坐标表示光照下吸收CO2的量(即净光合速率）或黑暗中释放CO2的量（即呼吸速率）.由于没有对高于35 ℃条件下水绵细胞的呼吸作用进行研究，因此，不能说明水绵细胞呼吸作用的最适温度为35 ℃。水绵细胞积累有机物的速率是指净光合速率，从图中可以看出,在25 ℃时水绵细胞在光照下吸收CO2的量最高，即积累有机物的速率最大。每天光照10小时，最有利于水绵生长的温度应是20 ℃,因为在20 ℃时,每天光照10小时，一昼夜水绵积累的有机物最多,为11。5 mg(3。25×10－1。5×14＝11。5)(用CO2吸收量表示)。在5 ℃ 时,水绵细胞产生氧气的速率是1.5（用CO2吸收量表示），消耗氧气的速率是0.5（用CO2释放量表示），可知水绵细胞产生氧气的速率是消耗氧气的速率的3倍。

错误!

植物“三率”的判定

(1）根据坐标曲线判定：当光照强度为0时，若CO2吸收值为负值，该值绝对值代表呼吸速率，该曲线代表净光合速率，当光照强度为0时，若CO2吸收值为0,该曲线代表真正光合速率。

(2）根据关键词判定

检测指标 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