1、素养整合高考提分课(三)光合作用和细胞呼吸综合分析 命题点一 光合作用和细胞呼吸的过程【考题研析】【典例】(2017全国卷)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、代表的物质依次是_、_、_、_，H代表的物质主要是_。(2)B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”)。(3)C中的丙酮酸可以转化成酒精，出现这种情况的原因是 _。【解题探究】1.熟记光合作用的两个阶段的物质变化：(1)光反应阶段：水的光解：H2O_+H。ATP的合成：_ATP。O2 ADP+Pi(2)暗反应
2、阶段：二氧化碳的固定：CO2+_C3 C3的还原：C3(CH2O)和_。C5 C5 2.明确两种H的含义：(1)在细胞呼吸过程中，H表示_ _。(2)在光合作用过程中，H表示_ _。还原型辅酶(NADH)还原型辅酶(NADPH)3.理解丙酮酸的来源和去向：(1)来源：有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段。物质变化为：C6H12O6(葡萄糖)C3H4O3(丙酮酸)+_。H(2)去向：有氧时：有氧呼吸第二阶段。物质变化为：C3H4O3(丙酮酸)+H2O_+H。无氧时：无氧呼吸第二阶段。物质变化为：C3H4O3(丙酮酸)+H_(酒精)或_。CO2 CO2+C2H5OH 乳酸【解析】(1)据题图分析可知，为水
3、光解的产物之一，应为O2；为NADPH还原C3后的产物，应为NADP+；为ATP的水解产物，应为ADP和Pi；为CO2固定的反应物，应为C5；H所表示的物质为还原型辅酶，即NADH。(2)题图中A过程为光反应，B过程为暗反应，ATP合成发生在A过程；在细胞质基质中进行有氧呼吸第一阶段，线粒体内进行有氧呼吸第二、三阶段，这三个阶段都有ATP的合成。(3)在无氧条件下，植物细胞进行无氧呼吸，第一阶段葡萄糖分解为丙酮酸，第二阶段丙酮酸分解为酒精和CO2。答案：(1)O2 NADP+ADP+Pi C5 NADH(或答：还原型辅酶)(2)C和D (3)在缺氧条件下进行无氧呼吸【迎考必备】1.光合作用与细
4、胞呼吸的关系辨析：(1)物质联系：C元素：CO2 (CH2O)C3H4O3 CO2 O元素：H2O O2 H2O H元素：H2O H (CH2O)H H2O(2)能量联系：2.明确光合作用与有氧呼吸中H、ATP的来源与去路：3.细胞呼吸过程中有关物质的生成或消耗总结：物质生成或消耗场所过程水生成线粒体内膜有氧呼吸第三阶段消耗线粒体基质有氧呼吸第二阶段CO2生成线粒体基质有氧呼吸第二阶段细胞质基质无氧呼吸第二阶段O2消耗线粒体内膜有氧呼吸第三阶段物质生成或消耗场所过程葡萄 糖消耗细胞质基质有(无)氧呼吸 第一阶段丙酮 酸生成细胞质基质有(无)氧呼吸 第一阶段消耗细胞质基质无氧呼吸第二阶段线粒体基
5、质有氧呼吸第二阶段酒精(乳酸)生成细胞质基质无氧呼吸第二阶段【赢考必练】如图是某植物光合作用和细胞呼吸过程示意图。代表物质，代表过程。据图回答下列问题：世纪金榜导学号(1)将该植物由光下突然置于黑暗中，甲图中的C3的含量将_，C5的含量将_。(2)与马铃薯块茎细胞在缺氧时的代谢相比，乙图特有的步骤是_(填数字)，这些过程发生在_ _中。(3)若用18O标记甲图中的H2O，则在细胞呼吸产物中能首先测到放射性的物质是_，甲、乙两图中不同数字代表同一物质的标号是_。(4)根据上图写出根吸收无机盐离子所需能量的形成过程：光能_ _用于吸收无机盐离子的能量。【解析】(1)将植物由光下突然置于黑暗环境中，
6、光反应停止，不能合成H和ATP，C3还原过程减慢，C3含量增多，C5含量减少。(2)乙图表示有氧呼吸过程，马铃薯块茎在缺氧条件下进行无氧呼吸，与无氧呼吸相比，有氧呼吸特有的阶段是第二、三阶段，即乙图中的过程，分别发生在线粒体基质中和线粒体内膜上。(3)甲图中的 通过光解产生18O2，在有氧呼吸第三 阶段与H结合生成 。甲、乙两图分别表示光合 作用和有氧呼吸，其中、分别表示NADPH、O2、CO2、(CH2O)、H、O2、CO2，、都表示O2，、都表示CO2。182H O182H O答案：(1)增多 减少(2)线粒体的基质和内膜(或线粒体)(3)水 与、与(4)活跃的化学能 葡萄糖等有机物中稳定
7、的化学能 ATP中活跃的化学能 命题点二 光合作用和细胞呼吸速率分析【考题研析】【典例】(2017全国卷)植物的CO2补偿点是指由于CO2的限制，光合速率与呼吸速率相等时环境中的CO2浓度。已知甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物的。回答下列问题：(1)将正常生长的甲、乙两种植物放置在同一密闭小室中，适宜条件下照光培养。培养后发现两种植物的光合速率都降低，原因是_ _。甲种植物净光合速率为0时，乙种植物净光合速率_(填“大于0”“等于0”或“小于0”)。(2)若将甲种植物密闭在无O2、但其他条件适宜的小室中，照光培养一段时间后，发现植物的有氧呼吸增加，原因是_ _。【解题探究】1.明确一个概念：
8、CO2补偿点，即光合速率与呼吸速率 相等时环境中的_浓度。2.构建一个数学模型：CO2 3.厘清两个关系：(1)净光合速率为0：_。(2)甲种植物的CO2补偿点_乙种植物。光合速率与呼吸速率相等 大于 4.理解光合作用与呼吸作用的物质与能量联系：【解析】(1)将正常生长的甲、乙两种植物放入同一密 闭小室中，适宜条件下给予光照，甲、乙两种植物都 进行光合作用，当光合作用吸收的CO2量大于呼吸作用 释放的CO2量时，密闭小室中的CO2浓度逐渐下降，受 CO2浓度的制约，光合作用速率也随之降低。当密闭小 室中CO2浓度下降到CO2补偿点时，植物的光合速率等 于呼吸速率，净光合速率为0。因为甲种植物C
9、O2补偿点大于乙种植物，所以当密闭小室中CO2浓度达到甲种植物CO2补偿点时，乙种植物光合速率大于呼吸速率，即净光合速率大于0。(2)若将甲种植物密闭在无O2、但其他条件适宜的小室中，给予光照，甲种植物可进行光合作用，通过光合作用释放了O2，O2与NADH反应生成水，这是有氧呼吸的第三阶段。故光合作用产生O2增多时，使细胞的有氧呼吸增加。答案：(1)植物在光下进行光合作用，吸收CO2的量大于呼吸作用释放CO2的量，使密闭小室中CO2浓度降低，光合速率也随之下降 大于0(2)甲种植物在光下进行光合作用，释放的O2使密闭小室中O2增加，而O2与有机物分解产生的NADH发生作用形成水是有氧呼吸的一个
10、环节，所以当O2增多时，有氧呼吸会增加【迎考必备】1.理解光合作用和细胞呼吸速率的关系：(1)记住一个基本关系式：实际(总)光合速率=净(表观)光合速率+呼吸速率。(2)明确三种表示方法：O2的生成量=O2的释放量+黑暗中O2的吸收量。CO2的消耗量=CO2的吸收量+黑暗中CO2的释放量。有机物的生成量=有机物的积累量+黑暗中有机物的消耗量。2.明确多因素对光(CO2)补偿点、饱和点的影响：(1)理解光(CO2)补偿点、饱和点的含义：光(CO2)补偿点：光合速率与细胞呼吸速率相等时对应的光照强度(CO2浓度)，如上图中B点所示。光(CO2)饱和点：最大光合速率对应的最小光照强度(CO2浓度)，
11、如上图C点所示。(2)环境条件对光(CO2)补偿点、饱和点的影响：若环境条件改变导致呼吸速率增加或光合速率减小，则光(CO2)补偿点B右移，光(CO2)饱和点C左移。若环境条件改变导致光合速率增加或呼吸速率减小，则光(CO2)补偿点B左移，光(CO2)饱和点C右移。阴生植物与阳生植物相比，光(CO2)补偿点、饱和点都左移。【赢考必练】某植物净光合速率的变化趋势如图所示。据图回答下列问题：世纪金榜导学号(1)当CO2浓度为a时，高光照强度下该植物的净光合速率为_。CO2浓度在ab之间时，曲线_表示了净光合速率随CO2浓度的增加而增加。(2)CO2浓度大于c时，曲线B和C表示的净光合速率不再增加，
12、限制其增加的环境因素主要是_。(3)当环境中CO2浓度小于a时，在图示的3种光照强度下，该植物呼吸作用产生的CO2量_(填“大于”“等于”或“小于”)光合作用吸收的CO2量。(4)据图可推测，在温室中，若要采取提高CO2浓度的措施来提高该种植物的产量，还应该同时考虑_这一因素的影响，并采取相应措施。【解析】(1)由图可知，当CO2浓度为a时，高光照强度下该植物的净光合速率为0；CO2浓度在ab之间时，曲线A、B、C的趋势均是随CO2浓度的增加而增加。(2)影响植物光合作用的因素包括光照强度、CO2浓度、温度等。CO2浓度大于c时，曲线B和C表示的净光合速率不再随着CO2浓度增加而增加，且曲线B中的净光合速率高于曲线C的净光合速率，曲线A的净光合速率仍然可以增加，故限制曲线B和C净光合速率增加的环境因素主要是光照强度。(3)当环境中CO2浓度小于a时，在图示的3种光照强度下测得的净光合速率均小于0，说明植物的真正光合速率小于呼吸速率，故该植物呼吸作用产生的CO2量大于光合作用吸收的CO2量。(4)光照强度和CO2浓度能影响植物光合作用的进行，本题研究了光照强度和CO2浓度共同作用对植物光合作用的影响，采取提高CO2浓度的措施来提高该种植物的产量，要考虑在此CO2浓度下能使植物达到较高净光合速率的光照强度。答案：(1)0 A、B、C(2)光照强度(3)大于(4)光照强度
