通用版2025届高考生物二轮复习专题2考点3光合作用细胞呼吸的过程分析讲义.docxVIP

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考点三光合作用、细胞呼吸的过程分析

1．光合作用与细胞呼吸过程变更的内在联系

2．光合作用和细胞呼吸中物质和能量的变更关系

(4)能量变更

3．变更条件后，C3、C5、NADPH、ATP的含量及(CH2O)合成量变更

分析光照强度和二氧化碳浓度突然变更后，C3、C5、NADPH、ATP、ADP、NADP＋的含量及(CH2O)合成量的动态变更时要将光反应和暗反应过程结合起来分析，从详细的反应过程提炼出模型：“来路→某物质→去路”，通过分析其来路和去路的变更来确定含量变更。

下图中Ⅰ表示光反应，Ⅱ表示CO2的固定，Ⅲ表示C3的还原，当外界条件(如光照、CO2)突然发生变更时，分析相关物质含量在短时间内的变更：

1．(2024·山东，21)人工光合作用系统可利用太阳能合成糖类，相关装置及过程如下图所示，其中甲、乙表示物质，模块3中的反应过程与叶绿体基质内糖类的合成过程相同。

(1)该系统中执行相当于叶绿体中光反应功能的模块是_______________________，模块3中的甲可与CO2结合，甲为____________________________________。

(2)若正常运转过程中气泵突然停转，则短时间内乙的含量将_________________(填“增加”或“削减”)。若气泵停转时间较长，模块2中的能量转换效率也会发生变更，缘由是_______

_______________________________________________________________________________。

(3)在与植物光合作用固定的CO2量相等的状况下，该系统糖类的积累量____________(填“高于”“低于”或“等于”)植物，缘由是____________________________________________。

(4)干旱条件下，许多植物光合作用速率降低，主要缘由是______________________________。

人工光合作用系统由于对环境中水的依靠程度较低，在沙漠等缺水地区有广袤的应用前景。

答案(1)模块1和模块2C5(或五碳化合物)

(2)削减模块3为模块2供应的ADP、Pi和NADP＋不足

(3)高于人工光合作用系统没有呼吸作用消耗糖类(或植物呼吸作用消耗糖类)

(4)叶片气孔开放程度降低，CO2的汲取量削减

解析分析题图可知，模块1将光能转换为电能，模块2电解水，同时转换能量供模块3还原CO2产生糖类，比较这一过程与光合作用的全过程可知，模块1和模块2相当于光合作用的光反应阶段，模块3相当于光合作用的暗反应阶段。(1)依据上面的分析可知，该系统中执行相当于叶绿体中光反应功能的模块，即汲取和转化光能的模块是模块1和模块2。光合作用的暗反应包括两步反应，一是CO2的固定：CO2在特定酶的作用下，与C5结合，形成C3；二是C3的还原：C3接受ATP和NADPH释放的能量，在酶的作用下最终转化为糖类和C5。比较该过程与模块3的反应过程可知，甲与CO2反应产生乙，这一阶段为CO2的固定，那么甲为C5，即五碳化合物，乙为C3，即三碳化合物。(2)若正常运转过程中气泵突然停转，相当于光合作用过程中突然停止供应CO2，CO2的固定受阻，进而导致乙(C3)的合成量削减，短时间内C3的还原正常进行，消耗量不变，C3含量削减。光合作用的暗反应为光反应供应ADP、Pi和NADP＋，若气泵停转时间较长，相当于暗反应无法进行，就无法为模块2供应ADP、Pi和NADP＋，从而影响了模块2中的能量转换效率。(3)植物有机物的积累量称为净光合作用量，即有机物的制造量(真正光合作用量)减去细胞呼吸消耗的有机物量。这个人工光合作用系统中只有有机物的制造，没有呼吸作用的消耗，所以在固定的CO2量(即真正光合作用量)相等的状况下，有机物(糖类)的积累量将高于植物。(4)干旱条件下，植物为降低蒸腾作用对水分的过度散失，气孔的开放程度降低，进而影响CO2的汲取，会间接影响光合作用速率。

2．(2024·湖南，18)图a为叶绿体的结构示意图，图b为叶绿体中某种生物膜的部分结构及光反应过程的简化示意图。回答下列问题：

(1)图b表示图a中的______________结构，膜上发生的光反应过程将水分解成O2、H＋和e－，光能转化成电能，最终转化为_____________和ATP中活跃的化学能。若CO2浓度降低，暗反应速率减慢，叶绿体中电子受体NADP＋削减，则图b中电子传递速率会_____________(填“加快”或“减慢”)。

(2)为探讨叶绿体的完整性与光反应的关系，探讨人员用物理、化学方法制备了4种结构完整性不同的叶绿体，在离体条件下进行试验，用Fecy或DCIP替代NADP