第10讲 光合作用与细胞呼吸的综合应用
[考纲要求] 光合作用与细胞呼吸的综合应用。
考点一 光合作用与细胞呼吸的过程比较
1.物质名称：b：O2，c：ATP，d：ADP，e：NADPH，f：C5，g：CO2，h：C3。 2.生理过程及场所
序号 生理过程 场所 ① 光反应 叶绿体 类囊体膜 ② 碳反应 叶绿体 基质 ③ 有氧呼吸 第一阶段 胞质 溶胶 ④ 有氧呼吸 第二阶段 线粒体 基质 ⑤ 有氧呼吸 第三阶段 线粒体 内膜
1.光合作用与细胞呼吸中物质及能量转化 (1)光合作用和有氧呼吸中各种元素的去向 碳反应呼吸Ⅰ呼吸ⅡC：CO2――→有机物――→丙酮酸――→CO2
光反应碳反应有氧呼吸Ⅰ、Ⅱ有氧呼吸ⅢH：H2O――→[H]――→(CH2O)――――――→[H]――――→H2O 光反应有氧呼吸Ⅲ有氧呼吸Ⅱ碳反应O：H2O――→O2――――→H2O――――→CO2――→有机物 (2)光合作用与有氧呼吸中[H]和ATP的来源、去路
比较项目 光合作用 [H] 有氧呼吸 来源 光反应中水的光解 产生于第一、二阶段 去路 用于碳反应中C3的还原 消耗于第三阶段，与O2结合生成H2O 产生于光反应阶段，用于碳反应过程中C3的还原，光合作用 其中的能量转变成有机物中稳其中的能量来自光能 ATP 定的化学能 三个阶段均能产生，用于几乎各项生命活动(除光有氧呼吸 但第三阶段相对较多 合作用的碳反应)
(3)光合作用与有氧呼吸中的能量转化
2.不同光照条件下叶肉细胞的气体代谢特点
光合作用强度与曲线 细胞呼吸强度的气体代谢特点 图示 关系 A点 只进行细胞呼吸 吸收O2，释放CO2 细胞呼吸强度大AB段 吸收O2，释放CO2 于光合作用强度 细胞呼吸强度等B点 不与外界发生气体交换 于光合作用强度 光合作用强度大B点后 吸收CO2，释放O2 于细胞呼吸强度
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命题点一 光合作用与细胞呼吸基本过程的判断
1.下图是细胞中糖类合成与分解过程示意图，下列叙述正确的是( )
(CH2O)＋O2
①②
CO2＋H2O＋能量
A.过程①只能在线粒体中进行，过程②只能在叶绿体中进行 B.过程①产生的能量全部都储存在ATP中 C.过程②产生的O2中的氧来自H2O
D.过程①和②中均能产生[H]，且二者还原的物质相同 答案 C
解析 图中过程①表示有氧呼吸过程，发生在胞质溶胶和线粒体中，少数原核生物也能进行有氧呼吸，但是没有线粒体。过程②表示光合作用，场所一般为叶绿体，但是蓝细菌没有叶绿体也能进行光合作用，A项错误；有氧呼吸过程中产生的能量大部分以热能的形式散失，少部分储存在ATP中，B项错误；光合作用产生的(CH2O)中的氧全部来自二氧化碳，O2中的氧全部来自H2O，C项正确；光合作用光反应阶段产生的[H]用于碳反应中三碳化合物的还原，有氧呼吸第一、二阶段产生的[H]用于第三阶段中氧气的还原，D项错误。 2.如图表示细胞内部分物质转变过程，相关描述正确的是( )
A.能够在生物膜上完成的过程是2、5、6、7、8 B.过程3、4的进行需要同种酶的催化
C.图中7过程需要1过程的参与，而8过程中同时进行了2过程
D.在绿色植物的叶肉细胞内，线粒体通过2过程合成的ATP比叶绿体通过2过程合成的ATP用途单一 答案 C
解析 图中2表示ATP的合成，可发生在线粒体内膜和类囊体膜上；5表示发生在线粒体内膜上的有氧呼吸的第三阶段；6表示发生在类囊体膜上的光反应过程中的水在光下分解；7表示发生在叶绿体基质中的光合作用的碳反应阶段；8表示无氧呼吸或有氧呼吸的第一、第二阶段，无氧呼吸的场所是胞质溶胶，有氧呼吸的第一、第二阶段分别发生在胞质溶胶和线粒体基质中，A项错误；过程3表示转录，需要RNA聚合酶催化，过程4表示逆转录，需要逆转录酶催化，B项错误；图中7过程需要ATP水解供能，即1过程的参与，8(细胞呼吸)过程中，有机物分解释放的能量部分用于合成ATP，所以8过程中同时进行了2过程，C项正确；
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在绿色植物的叶肉细胞内，线粒体通过2过程合成的ATP可用于除了碳反应以外的细胞的各项生命活动，叶绿体通过2过程合成的ATP只能用于三碳化合物的还原，D项错误。 命题点二 以叶绿体和线粒体为载体分析光合作用与细胞呼吸的关系
3.下面是叶肉细胞在不同光照强度下叶绿体与线粒体的代谢简图，下列相关叙述错误的是( )
A.细胞①处于黑暗环境中，该细胞单位时间释放的CO2量即为呼吸速率 B.细胞②没有与外界发生O2和CO2的交换，可断定此时光合速率等于呼吸速率 C.细胞③处在较强光照条件下，细胞光合作用所利用的CO2量为N1与N2的和 D.分析细胞④可得出，此时的光照强度较弱且N1小于M2 答案 D
解析 结合图示可知，细胞①中仅线粒体中有气体的消耗和生成，故应处在黑暗环境中，此时细胞单位时间内释放的CO2量可表示呼吸速率，A项正确；细胞②没有与外界进行气体交换，此时光合速率与呼吸速率相等，B项正确；细胞③需要从外界环境吸收CO2，并向细胞外释放O2，此时细胞所处环境的光照强度大于光补偿点，细胞所利用的CO2包括细胞呼吸产生的N2和从环境中吸收的N1，C项正确；细胞④中，线粒体利用的O2除来自叶绿体外，还要从细胞外吸收，说明此时细胞呼吸强度大于光合作用强度，细胞进行有氧呼吸和光合作用的过程中，O2的净消耗量(吸收量)M2与CO2的净生成量N1相等，D项错误。
4.如图为植物的某个叶肉细胞中两种膜结构及其上发生的生化反应模式图。下列有关叙述正确的是( )
A.图1、2中的两种生物膜依次存在于线粒体和叶绿体中 B.图1中的[H]来自水，图2中的[H]来自丙酮酸 C.两种生物膜除产生上述物质外，还均可产生ATP
D.影响图1、2中两种膜上生化反应的主要外界因素分别是温度和光照 答案 C
解析 根据题图所示信息可判断，图1所示是叶绿体的类囊体膜，其上进行的是光合作用的光反应，图示生化反应是水的光解，[H]来自水。图2所示是线粒体内膜，其上进行的是有氧呼吸的第三阶段，[H]来自葡萄糖、丙酮酸和H2O，A、B项错误；在叶绿体的类囊体膜上进行
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光合作用的光反应，产生ATP，在线粒体内膜上进行有氧呼吸第三阶段，产生大量ATP，C项正确；图2表示线粒体内膜，其上进行的是有氧呼吸第三阶段，不受光照影响，D项错误。
考点二 光合作用与细胞呼吸的综合应用
1.真正光合速率、净光合速率和细胞呼吸速率的辨析 (1)内在关系
①细胞呼吸速率：植物非绿色组织(如苹果果肉细胞)或绿色组织在黑暗条件下测得的值——单位时间内一定量组织的CO2释放量或O2吸收量。
②净光合速率：植物绿色组织在有光条件下测得的值——单位时间内一定量叶面积所吸收的CO2量或释放的O2量。
③真正光合速率＝净光合速率＋细胞呼吸速率。 (2)判定方法 ①根据坐标曲线判定
a.当光照强度为0时，若CO2吸收值为负值，该值的绝对值代表细胞呼吸速率，该曲线代表净光合速率，如图甲。
b.当光照强度为0，光合速率也为0时，该曲线代表真正光合速率，如图乙。 ②根据关键词判定
检测指标 CO2 O2 有机物
细胞呼吸速率 释放量(黑暗) 吸收量(黑暗) 消耗量(黑暗) 净光合速率 吸收量 释放量 积累量 真正(总) 光合速率 利用量、固定量、消耗量 产生量 制造量、产生量
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2019版生物高考大一轮复习 第三单元 细胞的能量代谢 第10讲 光合作用与细胞呼吸的综合应用学案
