全國(guó)版2019版高考生物一輪復(fù)習(xí)第十一到十五講教學(xué)案

第11講光合作用和細(xì)胞呼吸的關(guān)系及影響因素

[考綱明細(xì)]1.影響光合速率的環(huán)境因素(II)2.光合作用與細(xì)胞呼吸的綜合應(yīng)用

板塊一知識(shí)?自主梳理

一、光合作用與細(xì)胞呼吸的關(guān)系

1.細(xì)胞呼吸與光合作用過(guò)程圖解

(1)物質(zhì)名稱(chēng)：b：O2,c：ATP,d：ADP,e：NADPH([H]),f：G,g：世，h：

(2)生理過(guò)程及場(chǎng)所

序號(hào)①②③④⑤

生理有氧呼吸有氧呼吸有氧呼吸

光反應(yīng)暗反應(yīng)

過(guò)程第一階段第二階段第三階段

葉綠體

葉綠體細(xì)胞質(zhì)線粒體線粒體

場(chǎng)所類(lèi)囊體

基質(zhì)基質(zhì)基質(zhì)內(nèi)膜

薄膜

2.光合作用與有氧呼吸的聯(lián)系

各項(xiàng)生

命活動(dòng)

在葉綠體主要在線粒體

(1)物質(zhì)方面

暗反應(yīng)有氧呼吸有氧呼吸

C：CO2**C6Hl2。6C3H4O3**C02

第一階段第二階段

光反應(yīng)有氧呼吸

0：HzO——?02——?H20

第三階段

光反應(yīng)暗反應(yīng)有氧呼吸有氧呼吸

H：H.0——*m——?C6H12Q6——?回——?IM

第一、二階段第三階段

(2)能量方面

光反應(yīng)暗反應(yīng)有氧呼吸

光能一?ATP中活躍化學(xué)能一?C6Hl2。6中穩(wěn)定的化學(xué)能一?

熱能

ATP中活躍化學(xué)能一各項(xiàng)生命活動(dòng)

特別提醒

⑴光合作用中產(chǎn)生的皿是還原型輔酶II(NADPI1)簡(jiǎn)化的表示方式，而細(xì)胞呼吸中產(chǎn)生的

［II］是還原型輔酶I(NADH)簡(jiǎn)化的表示方式，二者不是一種物質(zhì)，盡管書(shū)寫(xiě)形式相同。

(2)還原氫的書(shū)寫(xiě)形式一定不能寫(xiě)成II、或只能寫(xiě)成［川、NADH或NADPH。

二、光合作用的影響因素及應(yīng)用

1.光質(zhì)

(1)原理

①葉綠體中的色素只吸收可見(jiàn)光，而對(duì)紅外光和紫外光等不吸收。

②葉綠素對(duì)紅光和藍(lán)紫光的吸收量大,類(lèi)胡蘿卜素對(duì)藍(lán)紫光的吸收量大。

③單色光中，藍(lán)紫光下光合速率最快，紅光次之，綠光最差。

(2)應(yīng)用

①大棚薄膜的選擇：無(wú)色透明大棚能透過(guò)日光中各色光,有色大棚主要透過(guò)同色光，其

他光被其吸收，所以無(wú)色透明的大棚中植物的光合效率最高。

②補(bǔ)充單色光的選擇：藍(lán)紫光。

2.光照強(qiáng)度

(1)原理

光照強(qiáng)度通過(guò)影響植物的光反應(yīng)進(jìn)而影響光合速率。光照強(qiáng)度增加，光反應(yīng)速率加快，

產(chǎn)生的［H］和ATP增多，使暗反應(yīng)中還原過(guò)程加快，從而使光合作用產(chǎn)物增加。

(2)植物三率間關(guān)系

①呼吸速率:植物非綠色組織(如蘋(píng)果果肉細(xì)胞)或綠色組織在黑喳條件下測(cè)得的值一

單位時(shí)間內(nèi)一定量組織的C02釋放量或吸收量。

②凈光合速率:植物綠色組織在直光條件下測(cè)得的值一一單位時(shí)間內(nèi)一定量葉面積所吸

收的COz量或釋放的量。

③真正光合速率=凈光合速率+呼吸速率。

(3)曲線模型及分析

c0

吸C

收

原生合真

量

光

曲線速率A

0合

0

模型C/0王皿、出勿光照強(qiáng)度簟

釋/上呼吸速率

放'呼吸所放出的CO?量

量

模型分析

曲線細(xì)胞ATP植物組織

圖示

對(duì)應(yīng)點(diǎn)生理活動(dòng)產(chǎn)生場(chǎng)所外觀表現(xiàn)

只進(jìn)行細(xì)從外界吸

只在細(xì)胞

胞呼吸,收a，向

A點(diǎn)質(zhì)基質(zhì)和

不進(jìn)行光外界排出

線粒體

合作用co2

AB段從外界吸

呼吸量〉

(不含A、收Q,向外

光合量

B點(diǎn))界排出c(x

光合量=與外界不發(fā)

B點(diǎn)細(xì)胞質(zhì)基

呼吸量生氣體交換RBI

質(zhì)、線粒

體、葉綠體

從外界吸收

ax，向外界co

B點(diǎn)光合量〉2

釋放Q——

之后呼吸量w

此時(shí)植物可0

更新空氣2

①溫室生產(chǎn)中，適當(dāng)增強(qiáng)光照強(qiáng)度,以提高光合

速率，使作物增產(chǎn)

“②陰生植物的光補(bǔ)償點(diǎn)和光飽和點(diǎn)都較陽(yáng)生植

物低

光

合B'

作

用

強(qiáng)

度

C'CO?濃度

圖2

(1)曲線分析

圖1中A點(diǎn)表示CO2補(bǔ)償點(diǎn),即光合作用速率等于呼吸作用速率時(shí)的CO?濃度，圖2中A'

點(diǎn)表示進(jìn)行光合作用所需C02的最低濃度。C和C'點(diǎn)都表示CO?飽和點(diǎn)。

(2)應(yīng)用：在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上可以通過(guò)“正其行，通其風(fēng)”，增施農(nóng)家肥等措施增大CO2濃

度，提高光合作用速率。

4.溫度

(1)曲線分析

AB段：在B點(diǎn)之前，隨著溫度升高，光合速率增大

B點(diǎn)：酶的最適溫度，光合速率最大

BC段：隨著溫度升高，酶的活性下降，光合速率減小，50℃左右光合速率幾乎為零。

(2)應(yīng)用：冬季，溫室栽培可適當(dāng)提高溫度；晚上可適當(dāng)降低溫度，以降低細(xì)胞呼吸速

率，減少有機(jī)物消耗。

5.多因子變量對(duì)光合作用速率的影響

高

光

強(qiáng)

光

光

中

光

強(qiáng)

合

合3OV

光

低

2OV強(qiáng)

速

速

1O工

率

率

0P光照強(qiáng)度QP溫度Q

光

高C()2濃度

合中CO,濃度

速低CO2濃度

率

。

P光照強(qiáng)度Q

(1)曲線分析

p點(diǎn)：限制光合速率的因素應(yīng)為橫坐標(biāo)所表示的因子,隨著因子的不斷加強(qiáng)，光合速率

不斷提高。

Q點(diǎn)：橫坐標(biāo)所表示的因素不再是影響光合速率的因子，影響因素主要為各曲線所表示

的因子。

(2)應(yīng)用：溫室栽培時(shí)，在一定光照強(qiáng)度下，白天適當(dāng)提高溫度，增加光合酶的活性，

提高光合速率；也可同時(shí)適當(dāng)增加CO2濃度，進(jìn)一步提高光合速率；當(dāng)溫度適宜時(shí)，可適當(dāng)

增加光照強(qiáng)度和CO?濃度以提高光合速率。

板塊二考點(diǎn)?題型突破

考點(diǎn)1

光合作用與呼吸作用的關(guān)系

真題探究

［2017?全國(guó)卷II］下圖是表示某植物葉肉細(xì)胞光合作用和呼吸作用的示意圖。

ABCD

據(jù)圖回答下列問(wèn)題：

(1)圖中①、②、③、④代表的物質(zhì)依次是、、、

,［H］代表的物質(zhì)主要是。

(2)B代表一種反應(yīng)過(guò)程，C代表細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，D代表線粒體，則ATP合成發(fā)生在A過(guò)程,

還發(fā)生在(填“B和C”“C和D”或“B和D”)。

(3)C中的丙酮酸可以轉(zhuǎn)化成酒精，出現(xiàn)這種情況的原因是

［解析］(1)根據(jù)題目示意圖可知，過(guò)程A和B分別代表光合作用的光反應(yīng)和暗反應(yīng)，

①是水光解的產(chǎn)物且不參與暗反應(yīng)，為氧氣，②和③分別是合成NADPH、ATP的原料，即②

是NADP+、③是ADP和磷酸，④參與CO2的固定，為Cs,［用參與了有氧呼吸過(guò)程，為還原型

輔酶I(NADH).

(2)在植物葉肉細(xì)胞中產(chǎn)生ATP的場(chǎng)所有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體類(lèi)囊體薄膜，即

除了A過(guò)程，ATP的合成還發(fā)生在C和D。

(3)C中的丙酮酸可以轉(zhuǎn)化為酒精，是因?yàn)榧?xì)胞質(zhì)基質(zhì)中存在與無(wú)氧呼吸過(guò)程相關(guān)的酶，

在缺氧條件下葉肉細(xì)胞可以發(fā)生無(wú)氧呼吸。

［答案］(DO/NADP+ADP+PiC5NADH(或答：還原型輔酶I)(2)C和D⑶在

缺氧條件下進(jìn)行無(wú)氧呼吸

題型訓(xùn)練

題型一光合作用與細(xì)胞呼吸過(guò)程的判斷

1.［2017?宿州質(zhì)檢］下圖是綠色植物葉肉細(xì)胞內(nèi)部分生命活動(dòng)示意圖，其中①?⑤表

示生理過(guò)程，A?D表示物質(zhì)。下列分析錯(cuò)誤的是()

1

-----------------c6H12o6——

A.在生物膜上發(fā)生的生理過(guò)程有③和④

B.①②⑤過(guò)程均發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中

c.A和B分別表示丙酮酸和［H］

D.有氧呼吸包括圖中的①②③過(guò)程

答案B

解析由圖可知，①、②、③依次為有氧呼吸的第一、二、三階段，④為光反應(yīng)，⑤為

暗反應(yīng)，A為丙酮酸，B為［H］,C為ADP和IPi、NADP+,D為ATP和［H］,C,D正確；在生物

膜上發(fā)生的生理過(guò)程有有氧呼吸的第三階段③（線粒體內(nèi)膜）和光反應(yīng)④（類(lèi)囊體膜），A正

確；有氧呼吸的第一階段①在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中完成，有氧呼吸的第二階段②在線粒體基質(zhì)中完

成，暗反應(yīng)階段⑤在葉綠體基質(zhì)中完成，B錯(cuò)誤。

2.下圖是細(xì)胞中糖類(lèi)合成與分解過(guò)程示意圖，下列敘述正確的是（）

①

（CH2O）+O2CO2+H2O+能量

②

A.過(guò)程①只能在線粒體中進(jìn)行，過(guò)程②只能在葉綠體中進(jìn)行

B.過(guò)程①產(chǎn)生的能量全部都儲(chǔ)存在ATP中

C.過(guò)程②產(chǎn)生的02中的氧來(lái)自H20

D.過(guò)程①和②中均能產(chǎn)生［H］,且二者還原的物質(zhì)相同

答案C

解析圖中過(guò)程①表示有氧呼吸過(guò)程，發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體中，少數(shù)原核生物也

能進(jìn)行有氧呼吸，但是沒(méi)有線粒體，過(guò)程②表示光合作用，場(chǎng)所一般為葉綠體，但是藍(lán)藻沒(méi)

有葉綠體也能進(jìn)行光合作用，A錯(cuò)誤；有氧呼吸過(guò)程中產(chǎn)生的能量大部分以熱能的形式散失,

少部分儲(chǔ)存在ATP中，B錯(cuò)誤；光合作用產(chǎn)生的。2中的氧全部來(lái)自于HQ,C正確；光合作

用光反應(yīng)階段產(chǎn)生的［H］用于暗反應(yīng)中三碳化合物的還原，有氧呼吸第一、二階段產(chǎn)生的［H］

用于第三階段中氧氣的還原，D錯(cuò)誤。

3.［2018?山東德州一模］下圖是綠色植物體內(nèi)能量供應(yīng)及利用的示意圖，下列說(shuō)法正

確的是（）

A.乙過(guò)程利用的ATP是由甲和丙過(guò)程共同提供的

B.乙中的ATP用于固定二氧化碳和還原三碳化合物

C.甲、丙中合成ATP所需的能量來(lái)源不相同

D.丁中的能量可用于肌肉收縮、人的紅細(xì)胞吸收葡萄糖、興奮傳導(dǎo)等

答案C

解析從圖中發(fā)生的變化可判斷，甲是光反應(yīng)，乙是暗反應(yīng)，丙是有氧呼吸，丁是ATP

的水解。有氧呼吸丙產(chǎn)生的ATP不能用于光合作用的暗反應(yīng)，A錯(cuò)誤；光反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的

ATP只用于還原三碳化合物，B錯(cuò)誤；光反應(yīng)合成ATP所需的能量來(lái)源于光能，而丙過(guò)程合

成ATP所需的能量來(lái)自有機(jī)物中的化學(xué)能，C正確；紅細(xì)胞吸收葡萄糖的方式是協(xié)助擴(kuò)散，

需要載體但不消耗ATP,D錯(cuò)誤。

技法提升

光合作用與細(xì)胞呼吸中［H］和ATP的來(lái)源、去路

比較項(xiàng)目來(lái)源去路

光合作用光反應(yīng)中水的光解用于暗反應(yīng)中C3的還原

[H]

有氧呼吸產(chǎn)生于第一、二階段消耗于第三階段，與結(jié)合生成

產(chǎn)生于光反應(yīng)階段，其中的能用于暗反應(yīng)過(guò)程中C3的還原，其中的能

光合作用

量來(lái)自光能量轉(zhuǎn)變成有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能

ATP

三個(gè)階段均能產(chǎn)生，但第三階

有氧呼吸用于各項(xiàng)生命活動(dòng)

段相對(duì)較多

題型二線粒體與葉綠體之間物質(zhì)轉(zhuǎn)化問(wèn)題

4.如圖為植物的某個(gè)葉肉細(xì)胞中兩種膜結(jié)構(gòu)及其上發(fā)生的生化反應(yīng)模式圖。下列有關(guān)

敘述正確的是（）

H0［H］+0

22[H]+02H2O

標(biāo)幽1色素

料/代麒盛虹分子

圖1圖2

A.圖1、2中的兩種生物膜依次存在于線粒體和葉綠體中

B.圖1中的［H］來(lái)自水，圖2中的［H］來(lái)自丙酮酸

C.兩種生物膜除產(chǎn)生上述物質(zhì)外，還均可產(chǎn)生ATP

D.影響圖1、2中兩種膜上生化反應(yīng)的主要外界因素分別是溫度和光照

答案C

解析根據(jù)題圖所示信息可判斷，圖1所示是葉綠體的類(lèi)囊體薄膜，其上進(jìn)行的是光合

作用的光反應(yīng)，圖示生化反應(yīng)是水的光解，［H］來(lái)自水。圖2所示是線粒體內(nèi)膜，其上進(jìn)行

的是有氧呼吸的第三階段，［H］來(lái)自葡萄糖、丙酮酸和H20,A、B錯(cuò)誤；光合作用光反應(yīng)階

段除了進(jìn)行水的光解，還進(jìn)行ATP合成，主要影響因素為光照，有氧呼吸第三階段產(chǎn)生的能

量少部分用于合成ATP,主要影響因素為溫度，C正確、D錯(cuò)誤。

5.［2017?山東日照質(zhì)檢］如圖為某植物細(xì)胞部分結(jié)構(gòu)示意圖。據(jù)圖分析，下列四項(xiàng)敘

述中，正確的是（）

A.a、b箭頭表示的是。進(jìn)出細(xì)胞的過(guò)程

B.e、f箭頭表示的是CO2進(jìn)出細(xì)胞的過(guò)程

C.以C'Oz作原料進(jìn)行光合作用，在較強(qiáng)光照下，測(cè)得含”的呼吸作用產(chǎn)物的主要去

向是圖中的d

D.以H九）作原料進(jìn)行光合作用，在較強(qiáng)呼吸作用下，測(cè)得含”0的光合作用產(chǎn)物的主要

去向是圖中的b

答案C

解析a表示葉綠體吸收CO”b表示葉綠體釋放0z,e表示線粒體吸收O2,f表示線粒

體釋放C02,c表示葉綠體產(chǎn)生的02被線粒體利用，d表示線粒體產(chǎn)生的C02被葉綠體利用，

A、B錯(cuò)誤；以C"02作原料進(jìn)行光合作用然后再進(jìn)行呼吸作用，”的轉(zhuǎn)移途徑為C'Oz-有機(jī)

物在較強(qiáng)光照下，光合作用速率大于呼吸作用速率，呼吸產(chǎn)物主要被葉綠體利

用，即主要去向是圖中的d,C正確；以甘0作原料進(jìn)行光合作用，‘'0全部生成氧氣，在較

強(qiáng)呼吸作用下，氧氣主要被線粒體利用，進(jìn)行有氧呼吸，即主要去向是圖中的c,I）錯(cuò)誤。

考點(diǎn)2

光合作用的影響因素及應(yīng)用

真題探究

［2016?全國(guó)卷I］為了探究生長(zhǎng)條件對(duì)植物光合作用的影響，某研究小組將某品種植物

的盆栽苗分成甲、乙兩組，置于人工氣候室中，甲組模擬自然光照，乙組提供低光照，其他

培養(yǎng)條件相同。培養(yǎng)較長(zhǎng)一段時(shí)間（力后，測(cè)定兩組植株葉片隨光照強(qiáng)度變化的光合作用強(qiáng)

度（即單位時(shí)間、單位葉面積吸收COz的量），光合作用強(qiáng)度隨光照強(qiáng)度的變化趨勢(shì)如圖所示。

回答下列問(wèn)題：

光

合

作

用

強(qiáng)

度

。

子是

制因

的限

作用

光合

植物

甲組

影響

時(shí)，

低于a

強(qiáng)度

光照

斷，

圖判

(1)據(jù)

填

高(

是提

措施

慮的

以考

高，可

度升

用強(qiáng)

合作

的光

使甲組

下，要

強(qiáng)度

光照

(2)b

)?

度”

。2濃

或“

度”

2濃

“C0

測(cè)定植

后，再

■時(shí)間

培養(yǎng)7

條件

組的

照甲

苗按

盆栽

到的

，得

種子

生的

株產(chǎn)

組植

種乙

(3)播

夠得到

結(jié)果能

據(jù)這一

同。根

的相

甲組

線與

的曲

，得到

強(qiáng)度

作用

光合

化的

度變

照強(qiáng)

隨光

株葉片

結(jié)論是

的初步

。

照強(qiáng)度

子是光

限制因

作用