2019-2020年新教材高中生物 第5章 素能提升课 光合作用与细胞呼吸的综合教案 新人教版必修1

-1-EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Docfor.NET.光合作用与细胞呼吸的综合[核心精要]1．光合作用与细胞呼吸的联系(1)物质方面：①C：CO2――→暗反应(CH2O)――→呼吸ⅠC3H4O3――→呼吸ⅡCO2。②O：H2O――→光反应O2――→呼吸ⅢH2O。③H：H2O――→光反应NADPH――→暗反应(CH2O)――→呼吸Ⅰ、Ⅱ[H]――→呼吸ⅢH2O(2)能量方面：光能――→光反应ATP和NADPH――→暗反应(CH2O)――→细胞呼吸热能ATP―→各项生命活动2．光合作用速率与呼吸作用速率(1)呼吸速率的表示方法：植物置于黑暗环境中，测定实验容器内CO2增加量、O2减少量或有机物减少量(可用下图中OA段表示)。(2)净光合速率和真正光合速率：①净光合速率：常用一定时间内O2释放量、CO2吸收量或有机物积累量表示(可用下图中OD段表示)。②真正光合速率：常用一定时间内O2产生量、CO2固定量或有机物产生量或制造量表示(可用下图中AD段表示)。(3)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测得的数值为呼吸速率(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真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。由该关系式可用O2、CO2或葡萄糖的量表示如下：a．光合作用产O2量＝O2释放量＋细胞呼吸耗O2量。b．光合作用固定CO2量＝CO2吸收量＋细胞呼吸释放CO2量。c．光合作用葡萄糖产生量＝葡萄糖积累量(增重部分)＋细胞呼吸消耗葡萄糖量。[对点训练]1．如图是生物体内能量供应及利用的示意图，下列说法错误的是()A．A过程一定伴随O2的释放，D过程不需要O2的直接参与B．A过程产生的ATP可用于B过程中C3的还原C．A、C中合成ATP所需的能量来源不相同D．C过程葡萄糖中的化学能全部转移到ATP中D[根据题图所示，A是光合作用的光反应，产物有O2、ATP和[H]，其中ATP和[H]可以参与B暗反应中C3的还原，D是ATP的水解过程，不需要O2的直接参与，A、B项正确；A(光合作用光反应阶段)产生的ATP的来源是光能，C的能量来源是细胞呼吸中的有机物分解的一部分能量，C项正确；呼吸作用C过程葡萄糖中的化学能只有少部分转移到ATP中，大部分以热能形式散失，D错误。]2．如图表示高等植物细胞的两个重要生理过程中C、H、O的变化，某同学在分析时，做出了如下判断，你认为判断有误的是()A．甲为光合作用，乙为呼吸作用-3-B．甲中的H2O在类囊体薄膜上被消耗，乙中H2O的消耗与产生都在线粒体中C．甲和乙过程中都有[H]的产生与消耗D．甲过程全在叶绿体中进行，乙过程全在线粒体中进行D[甲是将CO2和H2O合成有机物的过程，为光合作用；乙是将有机物分解为无机物的过程，为呼吸作用。有氧呼吸的第一阶段是在细胞质基质中进行的，第二、三阶段是在线粒体中进行的。]3.如图表示某种植物光照强度与光合作用强度的关系。P点的生物学含义是()A．无光合作用，有呼吸作用B．光合作用与呼吸作用达到动态平衡C．无呼吸作用，有光合作用D．光合作用与呼吸作用都不进行B[由曲线可看出，在一定的光照强度范围内，植物光合作用强度随光照强度的增大而增大，光照强度达到一定程度后，光合作用强度不再增加。图中光照强度达到P点时，光合速率与呼吸速率相等。]4．研究温度对某蔬菜新品种产量的影响，实验结果如下图。据此提出的结论，合理的是()A．光照越强，该蔬菜新品种的产量越高B．温室栽培该蔬菜时温度最好控制在25～30℃C．光合作用酶的最适温度高于呼吸作用酶的最适温度D．阴影部分表示5～35℃时蔬菜的净光合速率小于零B[图中看不出光照强度和产量的关系；光合酶的最适温度小于呼吸酶的最适温度；阴影部分表示净光合速率大于零。]5．将一株生长正常的某种植物置于密闭的玻璃容器内，在适宜条件下光照培养。从照光开始，净光合速率随着时间延长逐渐下降直至为0，之后保持不变。在上述整个时间段内，玻璃容器内CO2浓度表现出的变化趋势是()-4-A．降低至一定水平时再升高B．持续保持相对稳定状态C．降低至一定水平时保持不变D．升高至一定水平时保持相对稳定C[密闭容器内的植物在光照条件下既能进行光合作用也能进行有氧呼吸，植物净光合速率＝实际光合速率－呼吸速率，净光合速率只要大于0，则光合作用消耗的CO2量就大于有氧呼吸释放的CO2量；根据题意，从照光开始，净光合速率随着时间延长逐渐下降直至为0，之后保持不变。说明密闭容器内的CO2浓度从光照开始就下降，当净光合速率随着时间延长逐渐下降直至为0时，密闭容器内的CO2浓度停止下降，然后净光合速率为0保持不变，密闭容器内的CO2浓度保持不变，所以C正确。]6．下图是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①②③④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_____________________________________________________________________________________________________________。[解析](1)分析图示，A过程为光合作用的光反应阶段，B过程是光合作用的暗反应阶段。图中①为水光解产生的O2；由②和H2O产生①与NADPH([H]，即还原型辅酶Ⅱ)可知，②是NADP＋；由③转化成ATP可知，③是ADP＋Pi；由④与CO2结合生成C3可知，④为C5。呼吸作用过程中的[H]代表的物质主要是NADH(还原型辅酶Ⅰ)。(2)光合作用的光反应阶段(A)可产生ATP，而暗反应阶段(B)不产生ATP。有氧呼吸的三个阶段都产生ATP，其中细胞质基质中进行有氧呼吸的第一阶段(C)，线粒体中进行有氧呼吸的第二和第三阶段(D)。(3)在缺氧条件下，植物细胞可进行无氧呼吸，将丙酮酸转化成酒精。[答案](1)O2NADP＋ADP＋PiC5NADH(还原型辅酶I)(2)C和D(3)在缺氧条件下植物细胞进行无氧呼吸7．如图为高等绿色植物光合作用和呼吸作用之间的能量转变示意图，图中①～⑥代表物质，据图及所学知识回答以下问题：-5-(1)光合作用光反应阶段发生在________(填结构名称)上，该结构上存在叶绿素，提取叶绿素的试剂是____________；光合作用的暗反应阶段发生在________(填场所)。(2)植物的叶绿体通过光合作用的光反应把太阳能转变为活跃的化学能贮存在__________(填写图中标号)中，通过暗反应把活跃的化学能转变为稳定的化学能贮存于________(填写图中标号)中。(3)有氧呼吸的第二阶段是________彻底分解成二氧化碳和[H]，并释放出少量能量，该阶段是在________中进行的。(4)通过呼吸作用释放的能量一部分贮存于ATP中，另一部分以________形式散失。(5)综上所述，叶绿体通过光合作用把光能转变后贮存起来，这是一个贮能过程；线粒体通过呼吸作用把有机物氧化而释放能量，与此同时把能量贮存于ATP中，这是一个________的过程。[解析](1)光反应发生在叶绿体的类囊体膜上，提取叶绿素用的是无水乙醇。暗反应发生在叶绿体基质中。(2)在光反应中，叶绿体将光能转化为活跃的化学能储存在ATP中，①为ATP。在暗反应中将活跃的化学能转化为稳定的化学能储存在有机物中，④为有机物。(3)有氧呼吸第二阶段发生在线粒体基质中，丙酮酸和水反应生成二氧化碳、[H]和能量。(4)呼吸作用释放的能量一部分储存在ATP中，一部分以热能形式散失。(5)“线粒体通过呼吸作用把有机物氧化而释放能量”属于能量的释放，“与此同时把能量贮存于ATP中”属于能量的储存。[答案](1)类囊体(膜)无水乙醇叶绿体基质(2)①④(3)丙酮酸和水线粒体基质(4)热能(5)放能和贮能8．将某植物置于密闭的容器中，测量其CO2的吸收量与光照强度、温度等的关系，结果如图所示。请分析回答下列相关问题：(1)A点时该植物产生ATP的细胞器是____________________，且与17℃相比，22℃条件下呼吸速率更________(填“大”或“小”)。-6-(2)B点时光合速率________呼吸速率；当植物缺镁时，B点向________移，E点向________移。(3)C、D两点CO2吸收量相同，两点光合作用合成有机物的量________(填“不同”或“相同”)，限制C、E两点光合速率的主要因素分别是________________________________________。(4)由上述实验得到启示：阴雨天为了提高大棚蔬菜的产量，可适当____________或____________。[解析](1)A点时的光照强度为0，该植物只进行细胞呼吸，所以此时产生ATP的细胞器是线粒体；据图可知，与17℃相比，22℃条件下呼吸速率更大。(2)B点对应的光照强度是该植物在22℃条件的光补偿点，此时植物的光合速率等于呼吸速率；当植物缺镁时，叶绿素合成减少，光补偿点增大，B点向右移；E点值的变化取决于光饱和点和最大光合速率，此时光饱和点减小，最大光合速率也减小，E点向左下方移动。(3)C、D两点CO2吸收量相同，即两点的净光合速率相等，但两点对应温度下的呼吸速率不同，由于真光合速率＝净光合速率＋呼吸速率，所以两点合成的有机物的量不同；C点处于两阶段的上升阶段，故影响该点光合速率的主要因素是光照强度；而E点时的光合速率最大，且E点之后光合速率不再随光照强度的增强而升高，故影响该点光合速率的主要因素是温度。(4)阴雨天光照强度较弱，为了提高大棚蔬菜的产量，可适当提高光照强度，以提高植物的光合作用强度(或者适当降低温度，以降低植物的呼吸作用强度)，进而提高植物的净光合作用强度来提高大棚蔬菜的产量。[答案](1)线粒体大(2)等于右左下方(3)不同光照强度、温度(4)降低温度提高光照强度9．下图甲表示在一定条件下测得的该植物光照强度与光合速率的关系；图乙表示某绿色植物的细胞代谢状况；图丙是某兴趣小组将植物栽培在密闭玻璃温室中，用红外线测量仪测得室内的CO2浓度与时间关系的曲线。请分析回答：(1)图甲中c点时，叶肉细胞中产生ATP的场所有___________________。(2)图乙所示植物的细胞代谢情况，可用图甲中a、b、c、d四点中的哪一点来表示？________。(3)如图甲，在相同温度下，将该植物的叶片置于8klx光照下9h，然后移到黑暗处15h，则该24h内每100cm2叶片的光合作用所固定的CO2总量为________mg。(4)由图丙可推知，密闭玻璃温室中氧气浓度最大的点是________，光合速率与呼吸速率-7-相等的点是________，j点与e点相比，植物体内有机物含量将________(填“增加”“减小”或“不变”)。[解析](1)据图可知，a点的光照强度为0，此时的数值表示呼吸作用速率；c点有光照，因此此时细胞中能合成ATP的部位有细胞质基质、线粒体、叶绿体。(2)图乙表示光合作用速率大于呼吸作用速率，与图甲中的d点相符；图丙中，f点以前，CO2的含量不断增加，f点后，CO2的含量不断下降，说明光合作用速率大于呼吸作用速率，因此f点表示光合作用速率等于呼吸作用速率，与图甲中的c点相符。(3)根据图甲可知，光照强度为8klx时，植物的光合作用速率等于18CO2mg/100，光照9h，固定的CO2为18×9＝162(mg)。(4)f点后，光合作用速率大于呼吸作用速率，密闭容器中O2浓度不断增加，而h点后，呼吸作用速率大于光合作用速率，消耗容