高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》二 光合作用的原理和应用示范课ppt课件

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1．光合作用与细胞呼吸的比较(1)图示
(2)光合作用与有氧呼吸过程的比较
2．光合作用与细胞呼吸过程中[H]和ATP的来源和去向
注意：(1)光合作用中产生的还原氢是还原型辅酶Ⅱ(NADPH)，而细胞呼吸中产生的还原氢是还原型辅酶Ⅰ(NADH)。(2)还原氢的书写形式一定不能写成H、H＋或H2，只能写成NADH([H])或NADPH。
3．光合作用和细胞呼吸的相关计算(1)绿色植物组织在黑暗条件下测得的数值表示呼吸速率。(2)绿色植物组织在有光的条件下，光合作用与细胞呼吸同时进行，测得的数值表示净光合速率。
(3)真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。用O2、CO2或葡萄糖的量表示如下：①光合作用产生的O2量＝实测的O2释放量＋细胞呼吸消耗的O2量。②光合作用固定的CO2量＝实测的CO2吸收量＋细胞呼吸释放的CO2量。③光合作用产生的葡萄糖量＝葡萄糖的积累量(增重部分)＋细胞呼吸消耗的葡萄糖量。
(2020·山西太原期末)如图为某植物叶肉细胞内发生的生理过程图解。请据图回答：(1)A物质是________；B物质是________；C物质是________；这些物质跨膜运输的方式是________。
(2)场所Ⅰ是通过__________(结构)来增大膜面积的，酶1作用的部位是场所Ⅰ中的__________。光合作用的光反应为暗反应提供____________(物质)；场所Ⅱ是指__________。(3)在场所Ⅲ中，如果用放射性同位素对B物质示踪，则放射性最先出现在[　]物质中。E物质在场所Ⅲ的__________上生成。(4)长期水淹的植物会出现烂根现象，是由图中[　]________(物质)的积累造成的。(5)植物根尖细胞中产生ATP的结构有_____________________。
【答案】(1)H2O　O2　CO2　自由扩散　(2)类囊体薄膜　叶绿体基质　NADPH和ATP　细胞质基质(3)E　线粒体内膜　(4)F　酒精　(5)细胞质基质和线粒体【解析】(1)分析图示可知，A 物质是由根从土壤溶液中吸收的H2O，能参与光合作用的光反应；B物质是光反应产生并释放的O2；C物质是参与暗反应的CO2；这些物质跨膜运输的方式都是自由扩散。
(2)图中场所Ⅰ是光合作用的场所叶绿体，是通过类囊体薄膜来增大膜面积的；图中酶1催化的是暗反应，其作用的部位是叶绿体中的叶绿体基质。光合作用的光反应为暗反应提供NADPH和ATP；场所Ⅱ是无氧呼吸进行的场所细胞质基质。(3)图中场所Ⅲ是有氧呼吸的主要场所线粒体，如果用放射性同位素对B物质(O2)示踪，则参与有氧呼吸第三阶段反应，与[H]结合生成水，故放射性最先出现在E物质(H2O)中，E物质在场所Ⅲ的线粒体内膜上(有氧呼吸第三阶段的场所)生成。
(4)长期水淹的植物会出现烂根现象，是因为无氧呼吸产生的酒精对细胞有毒害作用，即图中[F]酒精的积累造成的。(5)植物根尖细胞没有光合作用能力，但可以进行细胞呼吸，其细胞呼吸会产生ATP，因此根尖细胞中产生 ATP 的结构有细胞质基质和线粒体。
　(2020·福建模拟)如图为绿色植物部分物质和能量转换过程的示意图，下列叙述正确的是(　　)A．过程①发生在叶绿体中，过程③发生在线粒体中B．过程①产生NADH，过程③消耗NADPHC．若叶肉细胞中过程②速率大于过程③，则植物干重增加D．过程③中ATP的合成与放能反应相联系，过程④与吸能反应相联系
【答案】D　【解析】过程①发生在叶绿体中，过程③发生在细胞质基质和线粒体中，A项错误；过程①产生NADPH，过程③产生NADH，也消耗NADH，B项错误；若叶肉细胞中过程②速率大于过程③，则植物干重不一定增加，因为植物体还有很多细胞没有叶绿体，只进行细胞呼吸，C项错误；过程③中ATP的合成与放能反应相联系，过程④与吸能反应相联系，D项正确。
某实验小组研究温度对水绵光合作用的影响，实验结果如图所示，据图分析下列有关说法正确的是(　　)
A．据图可知，水绵细胞呼吸作用的最适温度为35 ℃B．图中水绵细胞积累有机物速率最大时的温度是25 ℃C．每天光照10小时，最有利于水绵生长的温度是25 ℃D．在5 ℃时，水绵细胞产生氧气的速率是消耗氧气的速率的2倍【答案】B　【解析】图中纵坐标表示光照下吸收CO2的量(即净光合速率)或黑暗中释放CO2的量(即呼吸速率)。由于没有对高于35 ℃以上条件下水绵细胞的呼吸作用进行研究，因此，不能说明水绵细胞呼吸作用的最适温度为35 ℃。
水绵细胞积累有机物的速率是指净光合速率，从图中可以看出，在25 ℃时水绵细胞在光照下吸收CO2的量最高，即积累有机物的速率最大。每天光照10小时，最有利于水绵生长的温度应是20 ℃，因为在20 ℃时，每天光照10小时，一昼夜水绵积累的有机物最多，为11.5 mg(3.25×10－1.5×14＝11.5)(用CO2吸收量表示)。在5 ℃ 时，水绵细胞产生氧气的速率是1.5(用CO2吸收量表示)，消耗氧气的速率是0.5(用CO2释放量表示)，可知水绵细胞产生氧气的速率是消耗氧气的速率的3倍。
(2021·全国乙卷)生活在干旱地区的一些植物 (如植物甲)具有特殊的CO2固定方式。这类植物晚上气孔打开吸收CO2，吸收的CO2通过生成苹果酸储存在液泡中；白天气孔关闭，液泡中储存的苹果酸脱羧释放的CO2可用于光合作用。回答下列问题：(1)白天叶肉细胞产生ATP的场所有________________。光合作用所需的CO2来源于苹果酸脱羧和________________释放的CO2。(2)气孔白天关闭、晚上打开是这类植物适应干旱环境的一种方式，这种方式既能防止____________________，又能保证___________ 正常进行。
(3)若以pH作为检测指标，请设计实验来验证植物甲在干旱环境中存在这种特殊的CO2固定方式。(简要写出实验思路和预期结果)【答案】(1)细胞质基质、线粒体、叶绿体　呼吸作用(2)蒸腾作用过强，失水过多　暗反应和光合作用(3)实验思路：取若干生理状态相同的植物甲，平均分为A、B两组并于夜晚测定其细胞液pH值。将A组置于干旱条件下培养，B组置于水分充足的条件下培养，其他条件保持相同且适宜。一段时间后，分别测定A、B两组植物夜晚细胞液的pH值并记录。预期结果：A组pH值小于B组，且B组pH值实验前后变化不大，说明植物甲在干旱环境中存在这种特殊的CO2固定方式。
【解析】(1)白天叶肉细胞产生ATP的途径有呼吸作用和光合作用，对应的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体。光合作用所需的CO2来源于苹果酸脱羧和细胞呼吸释放的CO2。(2)气孔白天关闭、晚上打开是这类植物适应干旱环境的一种方式，这种方式既能防止蒸腾作用丢失大量水分，又能保证光合作用暗反应的正常进行。(3)实验设计时遵循对照原则和单一变量原则，无关变量相同且适宜。若以pH作为检测指标，验证植物甲在干旱环境中存在这种特殊的CO2固定方式。具体实验思路：取若干生理状态相同的植物甲，平均分为A、B两组并于夜晚测定其细胞液pH值。将A组置于干旱条件下培养，B组置于水分充足的条件下培养，其他条件保持相同且适宜。
一段时间后，分别测定A、B两组植物夜晚细胞液的pH值并记录。由于植物甲在干旱环境中存在这种特殊的CO2固定方式，因此预期结果：A组pH值小于B组，且B组pH值实验前后变化不大，说明植物甲在干旱环境中存在这种特殊的CO2固定方式。