高考生物一轮复习讲义 第3单元 第10讲　光合作用与细胞呼吸的综合应用

第第 10 讲讲光光合合作作用用与与细细胞胞呼呼吸吸的的综综合合应应用用 [考纲要求]光合作用与细胞呼吸的综合应用。 1．物质名称bO2，cATP，dADP，eNADPH[H]，fC5，gCO2，hC3。 2．生理过程及场所 序号①②③④⑤ 生理过程光反应暗反应 有氧呼吸第 一阶段 有氧呼吸第 二阶段 有氧呼吸第 三阶段 场所叶绿体类囊体薄膜叶绿体基质细胞质基质线粒体基质线粒体内膜 考向一光合作用与细胞呼吸基本过程的判断 光合作用与细胞呼吸中物质及能量的转化 1光合作用和有氧呼吸中各种元素的去向 CCO2→ 暗反应 有机物→ 呼吸Ⅰ 丙酮酸 → 呼吸Ⅱ CO2 HH2O→ 光反应 [H]→ 暗反应 CH2O→ 有氧呼吸Ⅰ、Ⅱ [H]→ 有氧呼吸Ⅲ H2O OH2O→ 光反应 O2→ 有氧呼吸Ⅲ H2O→ 有氧呼吸Ⅱ CO2→ 暗反应 有机物 2光合作用与有氧呼吸中[H]和 ATP 的来源、去路 比较项目来源去路 [H] 光合作用产生于光反应中水的光解用于暗反应中 C3的还原 有氧呼吸产生于第一、二阶段消耗于第三阶段，与 O2结合生成 H2O ATP 光合作用 产生于光反应阶段， 其中的 能量来自光能 主要用于暗反应过程中 C3的还原 有氧呼吸 三个阶段均能产生， 但第三 阶段相对较多 用于各项生命活动 3光合作用与有氧呼吸中的能量转化 1． 2019徐州考前模拟下图表示菠菜叶肉细胞光合作用与细胞呼吸过程中碳元素和氢元素的 转移途径，其中①～⑥代表有关生理过程。下列叙述错误的是 A．过程①、②、③不在生物膜上进行 B．参与过程②、③、⑤的酶种类不同 C．过程②、③、④、⑤都有 ATP 产生 D．过程③产生的[H]全部来自丙酮酸 答案D 解析过程①表示光合作用暗反应， 发生的场所是叶绿体基质； ②表示有氧呼吸的第一阶段， 发生的场所是细胞质基质；③有氧呼吸第二阶段，发生的场所是线粒体基质，都不在生物膜 上进行，A 正确；②、③为有氧呼吸的过程，其催化酶都为呼吸酶，⑤为光合作用光反应过 程，它们的酶种类不相同，B 正确；过程②、③、④为有氧呼吸三个阶段，都有 ATP 产生， ⑤为水的光解，有 ATP 产生，C 正确；过程③为有氧呼吸第二阶段是丙酮酸和水反应产生 CO2和[H]，释放少量能量，产生的[H]部分来自丙酮酸，部分来自水，D 错误。 2．2017全国Ⅱ，29下图是表示某植物叶肉细胞光合作用和呼吸作用的示意图。 据图回答下列问题 1图中①、②、③、④代表的物质依次是____________、_____________、_____________、 ________________，[H]代表的物质主要是____________________。 2B 代表一种反应过程，C 代表细胞质基质，D 代表线粒体，则 ATP 合成发生在 A 过程，还 发生在________填“B 和 C”“C 和 D”或“B 和 D”。 3C 中的丙酮酸可以转化成酒精，出现这种情况的原因是________________________。 答案1O2NADP ＋ ADP 和 PiC5NADH或还原型辅酶Ⅰ2C 和 D3在缺氧条 件下进行无氧呼吸 解析1光合作用光反应阶段，水光解形成 NADPH 和 O2，因此图中①是 O2；②可形成 NADPH，应为 NADP ＋；③可形成 ATP，应为 ADP 和 Pi；C3还原可形成有机物和 C5，因此 ④表示 C5。细胞呼吸过程中产生的[H]代表的物质是 NADH或还原型辅酶Ⅰ。 2图中 A 表示光反应阶段，B 表示暗反应阶段，C 代表细胞质基质可发生有氧呼吸的第一 阶段，D 代表线粒体可发生有氧呼吸的第二阶段和第三阶段，其中光反应阶段、有氧呼吸 的三个阶段都能合成 ATP，而暗反应阶段不但不能合成 ATP 还会消耗 ATP。因此，ATP 合成 除发生在 A 过程，还发生在 C 和 D。 3植物叶肉细胞中，有氧条件下，丙酮酸进入线粒体最终分解形成二氧化碳和水；在缺氧条 件下进行无氧呼吸，转化成酒精和二氧化碳。 考向二光合作用与细胞呼吸中的气体代谢分析 不同光照条件下叶肉细胞的气体代谢特点 曲线 光合作用强度与细胞呼吸 强度的关系 气体代谢特点图示 A 点只进行细胞呼吸吸收 O2，释放 CO2 AB 段 细胞呼吸强度大于光合作 用强度 吸收 O2，释放 CO2 B 点 细胞呼吸强度等于光合作 用强度 不与外界发生气体交换 B 点后 光合作用强度大于细胞呼 吸强度 吸收 CO2，释放 O2 3． 2019山西大学附中诊断甲图表示植物叶片气体交换速率与光照强度变化的关系， 乙图表 示不同光照条件下叶片与外界净气体交换模式图，乙图各模式图与甲图中 a、b、c、d、e 点 的对应关系是 A．②①④③⑤B．④①②③⑤C．⑤③④①②D．⑤③②①④ 答案A 解析分析题图a 点时，植物只进行细胞呼吸，因此吸收 O2，释放 CO2，对应乙图中②；b 点时， 植物同时进行细胞呼吸和光合作用， 且呼吸速率大于光合速率， 所以此时细胞吸收 O2， 释放 CO2，但量要比 a 点少，对应①；c 点时，植物同时进行细胞呼吸和光合作用，且呼吸 速率等于光合速率，所以此时细胞不与外界进行气体交换，对应乙图中④；d 点时，植物同 时进行细胞呼吸和光合作用， 且呼吸速率小于光合速率， 所以此时细胞需要从外界吸收 CO2， 释放 O2，对应乙图中③；e 点时，植物同时进行细胞呼吸和光合作用，且呼吸速率小于光合 速率，光合速率达到最大值，所以此时细胞需要从外界吸收 CO2，释放 O2，比③多，对应乙 图中⑤，故选 A。 4． 下图是叶肉细胞在不同光照强度下叶绿体与线粒体的代谢简图， 下列相关叙述错误的是 A．细胞①处于黑暗环境中，该细胞单位时间释放的 CO2量即为呼吸速率 B．细胞②没有与外界发生 O2和 CO2的交换，可断定此时光合速率等于呼吸速率 C．细胞③处在较强光照条件下，细胞光合作用所利用的 CO2量为 N1与 N2的和 D．分析细胞④可得出，此时的光照强度较弱且 N1小于 M2 答案D 解析结合图示可知，细胞①中仅线粒体中有气体的消耗和生成，故应处在黑暗环境中，此 时细胞单位时间内释放的 CO2量可表示呼吸速率，A 项正确；细胞②没有与外界进行气体交 换，可断定此时光合速率与呼吸速率相等，B 项正确；细胞③需要从外界环境吸收 CO2，并 向细胞外释放 O2， 说明此时细胞所处环境的光照强度大于光补偿点， 细胞所利用的 CO2包括 细胞呼吸产生的 N2和从环境中吸收的 N1，C 项正确；细胞④中，线粒体利用的 O2除来自叶 绿体外，还要从细胞外吸收，说明此时细胞呼吸强度大于光合作用强度，细胞进行有氧呼吸 和光合作用的过程中，O2的净消耗量吸收量M2与 CO2的净生成量 N1相等，D 项错误。 1．真正光合速率、净光合速率和细胞呼吸速率的曲线辨析 1内在关系 ①细胞呼吸速率植物非绿色组织或绿色组织在黑暗条