1、第11讲光合作用与细胞呼吸的综合分析(提升课)考点一光合作用与细胞呼吸的关系学生用书P761光合作用与有氧呼吸过程中H和ATP的来源、去路的比较比较项目来源去路H光合作用光反应中水的光解作为暗反应阶段的还原剂，用于还原C3有氧呼吸第一阶段、第二阶段产生用于第三阶段还原氧气产生水，同时释放大量能量ATP光合作用在光反应阶段合成，其合成所需能量来自色素吸收、转化的太阳能用于暗反应阶段C3还原，其中活跃的化学能以稳定的化学能形式储存在有机物中有氧呼吸第一、二、三阶段均产生，其中第三阶段产生最多，其合成所需能量来自有机物的分解水解释放的能量直接用于除暗反应以外的各项生命活动2.光合速率与呼吸速率的关系
2、(1)绿色组织在黑暗条件下或非绿色组织只进行呼吸作用，测得的数据为呼吸速率(A点)。(2)绿色组织在有光条件下，光合作用与细胞呼吸同时进行，测得的数据为净光合速率。(3)总(真正)光合速率净光合速率呼吸速率。(4)各点(段)光合作用和呼吸作用分析A点AB段 B点 B点后 3光合作用与细胞呼吸的关系图示1(2016天津和平一模)下图所示为甘蔗叶肉细胞内的系列反应过程，下列有关说法正确的是()A过程产生H，过程消耗H，过程既产生也消耗HB过程只发生在叶绿体基质，过程只发生在线粒体基质C过程消耗CO2释放O2，过程消耗O2释放CO2D若叶肉细胞内过程的速率大于过程的速率，甘蔗的干重必然增加解析：选A
3、。过程分别为光反应、暗反应和呼吸作用，光反应中水的光解产生H，暗反应中消耗H和ATP，呼吸作用中第一、二阶段产生H，第三阶段消耗H，A正确；暗反应只发生在叶绿体基质，过程发生在细胞质基质和线粒体，B错误；光反应不消耗CO2，只是释放O2，C错误；叶肉细胞内过程的速率大于过程的速率，甘蔗的干重不一定增加，因为甘蔗干重增加的条件是整个植株的有机物合成量大于消耗量，而图示仅为叶肉细胞中能量代谢，D错误。2如图表示某种植物的叶肉细胞中的A、B两种细胞器及在这两种细胞器中所进行的生理活动之间的关系。下列说法正确的是()AA细胞器内生理活动的强度小于B细胞器内生理活动的强度BA、B两种细胞器都能产生ATP
4、，产生的ATP都从细胞器中运出C图示叶肉细胞中有有机物的积累，细胞能够正常生长D改变光照强度一定会改变A细胞器中生理活动的强度解析：选C。从题图来看，A是叶绿体，B是线粒体，B中产生的二氧化碳不能满足A中光合作用的需要，说明光合作用强度大于呼吸作用强度；A、B两种细胞器都能产生ATP，线粒体中产生的ATP可运出线粒体，参与需能的生命活动，叶绿体中产生的ATP并不运出叶绿体，而是在叶绿体内部参与暗反应；由于光合作用强度大于呼吸作用强度，因此图示叶肉细胞中有有机物的积累，细胞能够正常生长；改变光照强度不一定会改变光合作用强度。3(2016四川德阳一诊)某研究小组从当地一湖泊的某一深度取得一桶水样，
5、分装于六对黑白瓶中，剩余的水样测得原初溶解氧的含量为10 mg/L，白瓶为透明玻璃瓶，黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶，将它们分别置于六种不同的光照条件下，24小时后，实测获得六对黑白瓶中溶解氧的含量，记录数据如下，以下说法正确的是()光照强度(klx)0(黑暗)abcde白瓶溶氧量(mg/L)31016243030黑瓶溶氧量(mg/L)333333若只考虑光照强度，该深度湖水中所有生物在晚上8 h内呼吸消耗O2的量为7/3 mg光照强度为a klx时，该水层生物产氧量与生物耗氧量可维持动态平衡当该水层中的溶氧量达到30 mg/L时，光照强度将不再成为限制溶氧量增加的主要因素若将e klx光照下的白瓶置
6、于b klx光照下，瓶中光合生物细胞的C3含量会增加，C5含量会减少ABC D解析：选B。黑瓶中溶解氧的含量降低为3 mg/L的原因是：黑瓶没有光照，植物不能进行光合作用产生氧，其中的生物呼吸消耗氧气，该瓶中所有生物细胞呼吸消耗的O2量为：原初溶氧量24小时后氧含量，即1037(mg/L24h)，故该深度湖水中生物在晚上8 h内呼吸消耗O2的量为7/3 (mg/L)，而所有生物氧气消耗量需乘以体积，错误；光照强度为a klx时，白瓶中溶氧量不变，说明植物光合作用产生的氧刚好用于所有生物的呼吸作用消耗，故光照强度为a klx时，该水层生物产氧量与生物耗氧量可维持动态平衡，正确；由表中数据可知，当
7、该水层中的溶氧量达到30 mg/L时，白瓶中含氧量不再增加，所以此时光照强度将不再成为限制溶氧量增加的主要因素，正确；若将e klx光照下的白瓶置于b klx光照下，光照减弱，光反应产生的H和ATP减少，C3的还原减慢，二氧化碳的固定继续进行，所以瓶中光合生物细胞的C3含量会增加，C5含量会减少，正确。考点二光合作用与细胞呼吸的相关计算学生用书P771表格分析项目表示方法净光合速率CO2吸收量、O2释放量、C6H12O6积累量真正光合速率CO2固定量、O2产生量、C6H12O6制造量呼吸速率(遮光条件下测得)CO2释放量、O2吸收量、C6H12O6消耗量2.相关计算植物的光合作用与细胞呼吸同时
8、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。3以净光合速率的大小来判断植物能否正常生长(自然状态下以一天24小时为单位)(1)净光合速率大于0时，植物因积累有机物而正常生长。(2)净光合速率等于 0时，植物因无有机物积累不能生长。(3)净光合速率小于0时，植物因有机物量减少而不能生长，且长时间处于此种状态下植物将死亡。1(曲线类)(
9、2016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 mgB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 mgD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(102)/2(44/32)8
10、.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(61)/23.5 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。2(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，结果如下表，以下有关说法错误的是()光合速率与呼吸速率相等时的光照强度(klx)光饱和时的光照强度(klx)光饱和时的CO2吸收速率(mg/100 cm2叶小时)黑暗条件下CO2释放速率(mg/100 cm2叶小时)A植物13115
11、.5B植物393015A.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。第一步，理解表中各数据的含义并获取有效信息，第二步，明确总光合速率和净光合速率的异同，这是解题的关键。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
12、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301545(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115.516.5(mg CO2/100 cm2叶小时)，因此差值为1
13、.5 mg CO2/100 cm2叶小时。3(柱形图类)某实验小组研究温度对水绵光合作用的影响，实验结果如下图所示，据图分析下列有关说法正确的是()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
14、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(3.25101.51411.5)(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。考点三光合作用、细胞呼吸曲线中关键点的移动学生用书P78CO2(或光)补偿点和饱和点的移动方向(如下图)：一般有左移、右移之分，其中CO2(或光)补偿点B是曲线与横轴的交点，
15、CO2(或光)饱和点C则是最大光合速率对应的CO2浓度(或光照强度)，位于横轴上。(1)呼吸速率增加，其他条件不变时，CO2(或光)补偿点B应右移，反之左移。(2)呼吸速率基本不变，相关条件的改变使光合速率下降时，CO2(或光)补偿点B应右移，反之左移。(3)阴生植物与阳生植物相比，CO2(或光)补偿点和饱和点都应向左移动。1.已知某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25 和30 ，如图表示30 时光合作用与光照强度的关系。若温度降到25 (原光照强度和二氧化碳浓度不变)，理论上图中相应点a、b、d的移动方向分别是()A下移、右移、上移B下移、左移、下移C上移、左移、上移 D上移、右移、上
16、移解析：选C。图中a、b、d三点分别表示细胞呼吸强度、光补偿点和在光饱和点时的光合作用强度。由题干“光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25 和30 ”可知当温度从30 降到25 时，细胞呼吸强度降低，a点上移；光合作用强度增强，所以光饱和点(d点)时吸收的CO2增多，d点上移。b点表示光合作用强度细胞呼吸强度，在25 时细胞呼吸作用强度降低，光合作用强度增强，在除光照强度外其他条件不变的情况下要使其仍然与细胞呼吸强度相等，需降低光照强度以使光合作用强度与细胞呼吸强度相等，即b点左移。2(2016正定中学月考)如图所示，在图甲装置A与装置B中敞口培养相同数量的小球藻，以研究光照强度(其他条件均为
17、最适)对小球藻产生氧气的影响。装置A的曲线如图乙。据图分析，下列叙述正确的是()AP点处产生的ATP可用于暗反应B适当降低温度，P点将下移C在图乙上绘制装置B的曲线，Q点应右移D降低CO2浓度时，在图乙上绘制装置A的曲线，R点应右移解析：选C。P点时细胞只进行呼吸作用产生ATP，该ATP不能用于光合作用暗反应过程；适当降低温度，呼吸酶的活性随之降低，P点将上移；由于缺镁，B试管中小球藻细胞内叶绿素含量较低，所以光合作用强度等于呼吸作用强度的Q点将右移；降低CO2浓度，R点将向左下方移动。3(2016启东中学期末)如图曲线表示在适宜温度、水分和一定的光照强度下，甲、乙两种植物叶片的CO2净吸收速
18、率与CO2浓度的关系。下列分析正确的是()ACO2浓度大于a时，甲才能进行光合作用B适当增加光照强度，a点将左移CCO2浓度为b时，甲、乙总光合作用强度相等D甲、乙光合作用强度随CO2浓度的增大而不断增强答案：B考点四光合作用、细胞呼吸的测定方法及实验装置学生用书P791实验装置2实验原理：因呼吸作用类型不同，瓶内气压增大、减小或不变，可通过液滴的右移、左移或不动来呈现；也可根据光照强度不同，通过光合作用与呼吸作用的大小导致瓶内气压变化而引起液滴位置的变化来呈现。3装置比较单一变量的控制及作用装置1装置2装置3材料发芽的种子发芽的种子煮熟的种子试剂20%NaOH溶液5 mL蒸馏水5 mL蒸馏水
19、5 mL导致瓶内气压变化的气体O2(因CO2被吸收)(呼吸引起)CO2O2(差值) (呼吸引起)作用物理误差的校正对照(装置1和2)等量NaOH溶液和蒸馏水单一变量控制对照(装置2和3)等量萌发的种子和煮熟的种子单一变量控制4.若将装置1改为探究光合作用和呼吸作用与光照强度的关系，则：(1)装置需改动的地方有三处将“发芽的种子”换成能进行光合作用的材料。将“NaOH溶液”换成“NaHCO3溶液”，以保证装置中CO2的相对稳定。置于不同的光照强度下，观察液滴移动。(2)结果分析若着色液滴右移，说明光照较强，光合作用强度大于细胞呼吸强度，释放O2使瓶内气压增大；若着色液滴左移，说明光照较弱，细胞呼
20、吸强度大于光合作用强度，吸收O2使瓶内气压减小；若着色液滴不动，说明在此光照强度下光合作用强度等于细胞呼吸强度，释放的O2量等于吸收的O2量，瓶内气压不变。5探究细胞呼吸状况的实验装置及结果分析(1)欲测定与确认某生物的呼吸类型，应设置两套呼吸装置，即装置1和装置2。如果使用的生物材料是幼苗，则实验装置需要遮光。(2)结果与分析若装置1液滴左移，装置2液滴不动，则表明所测生物只进行有氧呼吸(因有氧呼吸产CO2量与耗O2量相等)。若装置1液滴不动，装置2液滴右移，则表明所测生物只进行无氧呼吸。若装置1液滴左移，装置2液滴右移，则表明该生物既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸。装置1与装置2液滴均左移，
21、则呼吸过程中O2吸收量大于CO2释放量，呼吸底物中可能有脂肪参与。(与糖类相比，脂肪C、H比例高，O的比例低，故氧化分解时释放相同CO2时，脂肪消耗的O2多，故CO2/O21。)(3)为使实验结果精确，排除实验误差还应设置装置3，以便校正。(4)进行结果与结论的描述时应“先结果后结论”，而不是“先结论后结果”，如上。1(2016上海市十三校高三联考)某生物兴趣小组进行了如下实验，探究密闭装置中影响草本植物水蕴草光合作用强度的因素。实验数据如表，有关分析合理的是()组号装置1装置2装置3液体自来水冷开水0.125% NaHCO3初始值2.742.262.36终结值2.561.773.23差值0.
22、180.490.87其他光照强度26 513 lx、水温18 、光照时间0.5 h注：表中初始值、终结值是指溶解氧含量，单位为mgL1。A水蕴草在自来水中不能进行光合作用B实验的自变量是CO2浓度，因变量是光合作用强度C离体的水蕴草细胞置于蒸馏水中会破裂D水族箱中可放蒸馏水栽培水蕴草解析：选B。分析题表可知，实验的自变量为CO2浓度，因变量是光合速率。自来水中溶解氧数值比冷开水下降少，说明自来水中的植物进行了光合作用，只是呼吸作用强度大于光合作用强度。植物细胞有细胞壁的支持和保护作用，其在蒸馏水中不会吸水破裂。蒸馏水中缺少无机盐，植物不能正常生长。2某转基因作物有很强的光合作用能力。某中学生物兴趣小组在暑假开展了对该转基因作物光合作用强度测试的研究课题。研究中设计了下图所示的装置。请利用以上装置完成对该转基因作物光合作用强度的测试。(1)测定植物的呼吸作用强度，方法步骤：_；_；_。(2)测定植物的净光合作用强度，方法步骤：_；_；_。答案：(1)装置甲、乙D中放入NaOH溶液，装置乙作对照将装置甲、乙的广口瓶遮光处理，放在温度等相同的环境中30分钟后分别记录装置甲、乙中红墨水滴移动的方向和刻度(2)装置甲、乙D中放入NaHCO3溶液，装置乙作对照将装置甲、乙放在光照强度、温度等相同的环境中30分钟后分别记录装置甲、乙中红墨水滴移动的方向和刻度
