学年人教版必修一微专题三光合作用与呼吸作用的关系、曲线模型及相关实验设计学案.docVIP

一、光合作用与细胞呼吸的关系

1．光合作用与细胞呼吸在物质和能量上的联系

①CO2；②O2；③H2O；④ATP；⑤ADP＋Pi；⑥NADP＋；⑦C5；⑧C3；⑨(CH2O)；⑩丙酮酸；?[H]。

(1)物质方面

①C：CO2eq\o(――→,\s\up7(暗反响))(CH2O)eq\o(―――――――→,\s\up7(有氧呼吸第一阶段))丙酮酸eq\o(―――――――→,\s\up7(有氧呼吸第二阶段))CO2。

②O：H2Oeq\o(――→,\s\up7(光反响))O2eq\o(―――――――→,\s\up7(有氧呼吸第三阶段))H2O。

③H：H2Oeq\o(――→,\s\up7(光反响))NADPHeq\o(――→,\s\up7(暗反响))(CH2O)eq\o(―――――――――→,\s\up7(有氧呼吸第一、二阶段))[H]eq\o(―――――――→,\s\up7(有氧呼吸第三阶段))H2O

(2)能量方面：光能eq\o(――→,\s\up7(光反响))ATP中的能量eq\o(――→,\s\up7(暗反响))?CH2O?中的能量eq\o(―――→,\s\up7(细胞呼吸))

eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(热能,ATP中的能量→各项生命活动))

2．微观辨析总光合速率、净光合速率和呼吸速率的关系

(以光合速率大于呼吸速率为例)

工程

表示方法(单位：g·cm－2·h－1)

呼吸速率

线粒体释放CO2量(m1)；黑暗条件下细胞(植物体)释放CO2量(葡萄糖消耗量)

线粒体吸收O2量(n1)；黑暗条件下细胞(植物体)吸收O2量

净光合速率

细胞(植物体)吸收的CO2量(m2)；植物(叶片)积累的葡萄糖量

细胞(植物体)释放的O2量(n2)

真正(总)光合速率

叶绿体利用、固定CO2量m3或(m1＋m2)；植物(叶绿体)产生的葡萄糖量

叶绿体产生、释放O2量n3或(n1＋n2)

例1如图表示光合作用和有氧呼吸过程中C、H、O三种元素的转移途径以及能量转换过程。图中序号表示相关的生理过程。以下表达错误的选项是()

A．在元素转移途径中，④与⑧、⑦与⑨表示的生理过程相同

B．在元素转移途径中，能在小麦根尖成熟区细胞中发生的生理过程有②③⑥⑦⑨

C．在有氧呼吸过程中，产生能量最多的过程是⑦或⑨

D．⑩?产生的ATP中的化学能都可以转变为光能和机械能

答案D

解析⑩产生的ATP只能用于暗反响，转化为有机物中的化学能，D错误。

例2如图表示温度对某种植物在光照下和黑暗中CO2吸收量和释放量(单位：mg/h)的影响情况。除了温度变化之外，其他环境条件(如光照强度等)不变，以下说法正确的选项是()

A．根据图中曲线，无法确定细胞呼吸的最适温度

B．光照下CO2的吸收量表示光合作用所需的CO2量

C．图中a点表示光合作用强度与细胞呼吸强度相等

D．环境温度超过25℃时，植物体内有机物的量会减少

答案A

解析随着温度的上升，黑暗中CO2释放量不断增大，所以根据图中曲线，无法确定细胞呼吸的最适温度，A正确；光照下CO2吸收量是净光合速率，表示光合作用所需的CO2量－细胞呼吸释放的CO2量，B错误；由于虚线表示净光合速率，实线表示呼吸速率，所以a点不能表示光合作用强度与细胞呼吸强度相等，C错误；环境温度超过25℃时，净光合速率有所减小，但仍大于0，所以植物体内有机物的量仍在增加，D错误。

二、自然环境及密闭容器中光合作用变化的模型

1．自然环境中一昼夜植物光合作用曲线

(1)a点：凌晨3时～4时，温度降低，细胞呼吸减弱，CO2释放量减少。

(2)b点：上午6时左右，有微弱光照，开始进行光合作用。

(3)bc段(不含b、c点)：光合作用强度小于细胞呼吸强度。

(4)c点：上午7时左右，光合作用强度等于细胞呼吸强度。

(5)ce段(不含c、e点)：光合作用强度大于细胞呼吸强度。

(6)d点：温度过高，局部气孔关闭，出现光合“午休〞现象。

(7)e点：下午6时左右，光合作用强度等于细胞呼吸强度。

(8)ef段(不含e、f点)：光合作用强度小于细胞呼吸强度。

(9)fg段：没有光照，光合作用停止，只进行细胞呼吸。

(10)积累有机物时间段：ce段。

(11)制造有机物时间段：bf段。

(12)消耗有机物时间段：Og段。

(13)一天中有机物积累最多的时间点：e点。

(14)一昼夜有机物的积累量表示为：S1－S2－S3(S1、S2、S3表示面积)。

2．密闭环境中一昼夜CO2和O2含量的变化

(1)光合速率等于呼吸速率的点：C、E。

(2)图甲中N点低于虚线，该植物一昼夜表现为生长，其原因是N点低于M点，说明一昼夜密闭容器中CO2含量减少，即总光合量大于总呼吸量，植物生长。

(3)图乙中N点低于