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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　单元归纳提升课
(对应学生用书第68页)
光合作用和细胞呼吸的综合试题的解法
[方法指导]
首先明确光合速率与呼吸速率的含义，分析两 ( http: / / www.21cnjy.com )者之间的关系，然后根据坐标曲线图的走势、CO2或O2的变化量，分析光合作用和细胞呼吸综合作用的结果及在实践中的应用。
一、光合速率与呼吸速率的综合
1．明确呼吸速率与光合速率的表示方法
典型图解：
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" INCLUDEPICTURE "../../../B403.TIF" \* MERGEFORMAT
(1)呼吸速率：植物置于黑暗环境时，呼吸速率常用实验容器内CO2的增加量、O2的减少量或有机物的减少量(图中OA段)表示。
(2)光合速率包括净(表观)光合速率和真正(实际)光合速率。
①净(表观)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(图中OD段)表示。
②真正(实际)光合速率：常用一定时间内O2产生量、CO2固定量(同化量)或有机物生成量(制造量)(图中AD段)表示。
2．理解呼吸速率与光合速率的联系
真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率
此关系式用O2、CO2或葡萄糖的量表示如下：
(1)光合作用产氧量＝氧气释放量＋细胞呼吸耗氧量
(2)光合作用固定CO2量＝CO2吸收量＋细胞呼吸释放CO2量
(3)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
3．研究净光合速率与植物生长的关系
(1)当净光合速率>0时，植物积累有机物而生长。
(2)当净光合速率＝0时，植物不能生长。
(3)当净光合速率<0时，植物不能生长，长时间处于此状态时，植物会死亡。
[解题模板]
　(2014·韶关调研)下图一表示一个水稻叶肉细胞内发生的部分代谢简图。图中①～⑤表示反应过程，A～L表示细胞代谢过程中的相关物质，a、b、c表示细胞的相关结构。请据图作答：
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" INCLUDEPICTURE "../../../B421+.TIF" \* MERGEFORMAT
图一
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" INCLUDEPICTURE "../../../B421-.TIF" \* MERGEFORMAT
图二
(1)反应过程②的场所是____________；反应过程⑤的场所是____________，此过程中物质[H]来自于_______(细胞结构名称)。
(2)在环境条件适宜而光照强度恰为光补偿点时，单位时间内D～L各物质中产生量与消耗量相等的有______________(图示字母表示)。
(3)在适宜光照条件下，叶肉细胞的叶绿体中磷酸含量最高的部位是____________。
(4)将该细胞置于密封且其他适宜的条件下， ( http: / / www.21cnjy.com )测得密闭容器内CO2浓度的变化情况如图二，分析图中曲线可知：__________段表明光合作用强度大于呼吸作用强度。其中BC段较AB段CO2浓度增加减慢，是因为_____________。
【研析】　本题考查光合作用和细胞呼吸的综合，解题过程如下：
审题 信息1：图一中，a结构能吸 ( http: / / www.21cnjy.com )收光能，利用H2O，产生(CH2O)。C6H12O6分的产物进入了b，在b中分解，b中产生了H2O。C6H12O6在c中分解信息2：环境条件适宜而光照强度恰为光补偿点信息3：在适宜光照条件下，叶肉细胞的叶绿体中磷酸含量最高的部位信息4：图二为细胞置于密封且其他适宜的条件下，测得密闭容器内CO2浓度的变化情况信息5：BC段较AB段CO2浓度增加减慢
破题 思考1：结构a表示叶绿体，结构b表 ( http: / / www.21cnjy.com )示线粒体，结构c表示细胞质基质思考2：①表示光反应阶段，②表示暗反应阶段，③表示有氧呼吸第一阶段，④表示有氧呼吸第二阶段，⑤表示有氧呼吸第三阶段思考3：A表示ATP，B表示ADP和P ( http: / / www.21cnjy.com )i，C表示[H]，D表示O2，E表示C3，F表示C5，G表示CO2，H表示丙酮酸，L表示H2O，J表示[H]，I表示CO2，K表示O2思考4：光照强度为光补偿点时，光合速率和呼吸速率相等，叶绿体产生O2恰好被线粒体利用，线粒体产生的CO2恰好被叶绿体利用思考5：暗反应过程中，消耗ATP产生ADP和Pi，暗反应发生在叶绿体基质中思考6：密封容器中CO2含量上升，说明呼吸速率大于光合速率，CO2含量下降，说明光合速率大于呼吸速率思考7：0～6时都是夜间，植物只进行呼吸作用，不进行光合作用，CO2浓度增加减慢说明呼吸作用减慢，夜间呼吸作用减慢说明是温度降低，酶的活性降低
答题 (1)叶绿体基质(答叶绿体不可以) ( http: / / www.21cnjy.com )　线粒体内膜(答线粒体不可以)　细胞质基质和线粒体基质(只答一项不可以) (2)G＝I、D＝K(光合作用和呼吸作用的过程不熟悉或对光补偿点不理解，不能找出关系。)(3)(叶绿体)基质(4)DH(对光合作用和细胞呼吸强度的关系对密闭容器中CO2浓度的影响不清楚，不能分析出来)低温降低了酶的活性，使植物呼吸作用减弱(答不出酶不对)
【答案】　(1)叶绿体基质　线粒体内膜　细胞质基质和线粒体基质
(2)G＝I、D＝K
(3)(叶绿素)基质
(4)DH　低温降低了酶活性，使植物呼吸作用减弱
[对应练习]
1．如图是[H]随化合物在生物体内转移的过程，下列分析中正确的是(　　)
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A．①产生的[H]可在②过程中将五碳化合物还原
B．[H]经⑤转移到水中，其过程需CO2参与
C．能形成ATP的过程有①②④⑤⑥⑦
D．晴天时小麦①过程比在阴雨天时旺盛
【解析】　　①过程产生的[H]在②过程中将三 ( http: / / www.21cnjy.com )碳化合物还原；[H]经⑤转移到水中，为有氧呼吸的第三阶段，该过程没有CO2参与；②表示暗反应没有ATP的形成；④表示[H]把丙酮酸还原成乳酸或酒精，为无氧呼吸的第二阶段，没有ATP的形成；⑦表示多糖的水解，没有ATP的形成；①表示光反应阶段水光解，晴天时光反应旺盛。
【答案】　D
2．(2013·北京四中期中检测)下图表示某绿色植物在15 ℃和25 ℃条件下，光照强度和氧气释放速度的关系。下列说法不正确的是(　　)
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A．当光照强度等于0时，该植物在25 ℃时比15 ℃多吸收氧气10毫升/小时
B．当光照强度等于5千勒克司时，该植物在两种温度下制造有机物的量相等
C．当光照强度小于5千勒克司时，适当地降低温度有利于温室内该植物的增产
D．当光照强度超过8千勒克司时，15 ℃下该植物光合作用的制约因素主要是暗反应
【解析】　　当光照强度等于 ( http: / / www.21cnjy.com )5千勒克司时，该植物在两种温度下净释放氧气的速率相等，但由于两种温度下的呼吸速率不相等，因此25 ℃时的总光合速率大于15 ℃时的总光合速率。光照强度小于5千勒克司时，15 ℃的净光合速率大于25 ℃的净光合速率；光照强度超过8千勒克司时，15 ℃下植物的净光合速率不再增加，制约因素是温度和CO2浓度，温度和CO2浓度都是暗反应的制约因素。
【答案】　B
3．(2013·大纲全国 ( http: / / www.21cnjy.com )卷)某研究小组测得在适宜条件下某植物叶片遮光前吸收CO2的速率和遮光(完全黑暗)后释放CO2的速率。吸收或释放CO2的速率随时间变化趋势的示意图如下(吸收或释放CO2的速率是指单位面积叶片在单位时间内吸收或释放CO2的量)。回答下列问题：
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" INCLUDEPICTURE "../../../h64.tif" \* MERGEFORMAT
(1)在光照条件下，图形A＋B＋C的面 ( http: / / www.21cnjy.com )积表示该植物在一定时间内单位面积叶片光合作用________，其中图形B的面积表示________。从图形C可推测该植物存在另一个________的途径。CO2进出叶肉细胞都是通过________的方式进行的。
(2)在上述实验中，若提高温度、降低光 ( http: / / www.21cnjy.com )照，则图形________(填“A”或“B”)的面积变小，图形________(填“A”或“B”)的面积增大，原因是_________________________。
【解析】　　(1)根据图中曲线在遮 ( http: / / www.21cnjy.com )光前后的变化，可以确定图形B为遮光前呼吸作用释放CO2的量，A为光照时叶片净吸收CO2的量，C则是呼吸作用以外叶片释放CO2的途径，这种释放CO2的途径可能与光照有关。所以，图形A＋B＋C即为光照下实际光合作用，也就是光照下固定CO2的总量。CO2进出细胞的方式是自由扩散。(2)影响光合作用的因素有光照强度、温度和CO2浓度等，而影响呼吸作用的因素有温度、O2浓度等。温度通过影响酶的活性而影响光合作用和呼吸作用的速率，其中参与呼吸作用的酶对高温较敏感。
原来的温度为光合作用的最适温度，提高温度 ( http: / / www.21cnjy.com )后，光合作用的有关酶活性下降，呼吸作用的有关酶活性提高，所以提高温度后呼吸作用增强，图形B面积变大，而提高温度、降低光照都会使光合作用减弱，图形A面积变小。
【答案】　(1)固定CO2总量　呼吸作用放出的CO2量　释放CO2　自由扩散　(2)A　B　光合速率降低，呼吸速率增强
二、日变化对植物光合作用和呼吸作用影响的曲线分析
有关光合作用和呼吸作用关系的变化曲线图中，最典型的就是夏季的一天中CO2吸收和释放变化曲线图，如图1所示：
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" INCLUDEPICTURE "../../../5-11.tif" \* MERGEFORMAT
图1
1．曲线的各点含义及形成原因分析：
a点：凌晨3时～4时，温度降低，呼吸作用减弱，CO2释放减少。
b点：上午6时左右，太阳出来，开始进行光合作用。
bc段：光合作用小于呼吸作用。
c点：上午7时左右，光合作用等于呼吸作用。
ce段：光合作用大于呼吸作用。
d点：温度过高，部分气孔关闭，出现“午休”现象。
e点：下午6时左右，光合作用等于呼吸作用。
ef段：光合作用小于呼吸作用。
fg段：太阳落山，停止光合作用，只进行呼吸作用。
2．有关有机物情况的分析(见图2)：
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" INCLUDEPICTURE "../../../5-12.tif" \* MERGEFORMAT
图2
(1)积累有机物时间段：ce段。
(2)制造有机物时间段：bf段。
(3)一天中有机物积累最多的时间点：e点。
(4)一昼夜有机物的积累量表示：SP－SM－SN。
3．在相对密闭的环境中，一昼夜CO2含量的变化曲线图(见图3)：
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" INCLUDEPICTURE "../../../5-13.tif" \* MERGEFORMAT
图3
(1)如果N点低于M点，说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量增加。
(2)如果N点高于M点，说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量减少。
(3)如果N点等于M点，说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量不变。
(4)CO2含量最高点为c点，CO2含量最低点为e点。
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" INCLUDEPICTURE "../../../29.TIF" \* MERGEFORMAT
　(2012·山东高考)夏季晴朗的一天，甲乙两株同种植物在相同条件下CO2吸收速率的变化如右图所示。下列说法正确的是(　　)
A．甲植株在a点开始进行光合作用
B．乙植株在e点有机物积累量最多
C．曲线b～c段和d～e段下降的原因相同
D．两曲线b～d段不同的原因可能是甲植株气孔无法关闭
【解析】　　由图可知，a点是光合速率 ( http: / / www.21cnjy.com )和呼吸速率相等的点，在a点之前就进行光合作用，A错误；CO2的吸收速率(净光合速率)大于零，说明植物在积累有机物，6时～18时，植物一直在积累有机物，所以有机物积累量最多是在18时，B错误；b～c段的变化是由于温度高，蒸腾作用旺盛，植物为了减少水分的散失而关闭气孔，致使植物吸收CO2量减少，d～e段的变化由光照强度减弱引起，C错误；在b～d段，甲植株没有出现CO2吸收速率下降，有可能是某种原因导致其叶片的气孔无法关闭，D正确。
【答案】　D
[对应练习]
4．下图1表示8月份某一晴天一昼夜中某 ( http: / / www.21cnjy.com )棉花植株CO2的吸收和释放曲线；图2表示该棉花叶肉细胞两种细胞器的四种生理活动状态。则图1中时间a、b、c、d依次发生了图2所示的哪项生理活动(　　)
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" INCLUDEPICTURE "../../../B404.TIF" \* MERGEFORMAT
图1
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" INCLUDEPICTURE "../../../B405.TIF" \* MERGEFORMAT
图2
A．①②③④　　　 B．④③②①
C．③④①② D．③②④①
【解析】　　图1表示八月份某一 ( http: / / www.21cnjy.com )晴天一昼夜中某棉花植株CO2的吸收和释放曲线，由图可知，a、b、c、d四点的情况依次是a点表示只进行呼吸作用，不进行光合作用；b点表示既进行光合作用又进行呼吸作用，但是呼吸作用强度比较大；c点表示光合作用强度和呼吸作用强度相等；d点表示既进行光合作用又进行呼吸作用，但是光合作用强度比较大。所以可以判断出图1中时间a、b、c、d依次发生了图2所示的④③②①。
【答案】　B
5．(2013·临沂三模)将某绿色盆栽 ( http: / / www.21cnjy.com )植物置于密闭容器内暗处理后，测得容器内CO2和O2浓度相等(气体含量相对值为1)，在天气晴朗时的早6时移至阳光下，日落后移到暗室中继续测量两种气体的相对含量。变化情况如图所示。下列对此过程的分析正确的是(　　)
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" INCLUDEPICTURE "../../../B406.TIF" \* MERGEFORMAT
注：两条曲线在20时前沿水平虚线上下对称
A．只有在8时光合作用强度与呼吸作用强度相等
B．在9～16时之间，光合速率>呼吸速率，O2浓度不断上升
C．该植物体内17时有机物积累量小于19时的有机物积累量
D．该植物从20时开始进行无氧呼吸
【解析】　　A．分析题图知，光合作用与呼吸 ( http: / / www.21cnjy.com )作用强度相等的点是氧增加为零(或CO2减少为零)点时，8时和17时光合作用强度和呼吸作用强度相等。B.分析曲线知，在9－16时之间，O2浓度不断增加，光合速率大于呼吸速率。C.分析曲线知，17时植物体内有机物积累量最大，19时光合强度小于呼吸强度，植物体内有机物逐渐减少。D.分析题图曲线知，20时后，O2浓度逐渐减少，说明植物仍进行有氧呼吸。
【答案】　B

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