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考点三 光合作用、细胞呼吸的过程分析
1．光合作用与细胞呼吸过程变化的内在联系
(1)光合作用与有氧呼吸过程中[H]和ATP的来源和去向归纳
项目 光合作用 有氧呼吸
来源 HO光解 有氧呼吸第一、二阶段
2
[H]
去向 还原C 用于第三阶段还原O
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来源 光反应阶段产生 有氧呼吸第一、二、三阶段
ATP
去向 用于C 还原供能 用于各项生命活动(绿色植物C 的还原除外)
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(2)光合作用和细胞呼吸中物质和能量的变化关系
④能量变化
2．改变条件后，C 、C 、[H]、ATP的含量及(CHO)合成量变化
3 5 2
分析光照强度和二氧化碳浓度突然改变后，C 、C 、[H](NADPH)、ATP、ADP、NADP＋的
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含量及(CHO)合成量的动态变化时要将光反应和暗反应过程结合起来分析，从具体的反应
2
过程提炼出模型：“来路→某物质→去路”，通过分析其来路和去路的变化来确定含量变化。下图中Ⅰ表示光反应，Ⅱ表示CO 的固定，Ⅲ表示C 的还原，当外界条件(如光照、CO)突
2 3 2
然发生变化时，分析相关物质含量在短时间内的变化：
1．(2022·山东，16改编)在有氧呼吸第三阶段，线粒体基质中的还原型辅酶脱去氢并释放电
子，电子经线粒体内膜最终传递给O ，电子传递过程中释放的能量驱动H＋从线粒体基质移
2
至内外膜间隙中，随后H＋经ATP合酶返回线粒体基质并促使ATP合成，然后与接受了电子
的O 结合生成水。为研究短时低温对该阶段的影响，将长势相同的黄瓜幼苗在不同条件下
2
处理，分组情况及结果如图所示。已知DNP可使H＋进入线粒体基质时不经过ATP合酶。
下列相关说法不正确的是( )
A．4 ℃时线粒体内膜上的电子传递受阻
B．与25 ℃时相比，4 ℃时有氧呼吸产热多
C．与25 ℃时相比，4 ℃时有氧呼吸消耗葡萄糖的量多
D．DNP导致线粒体内外膜间隙中H＋浓度降低，生成的ATP减少
2．(2021·全国甲，2)某同学将酵母菌接种在马铃薯培养液中进行实验，不可能得到的结果是
( )
A．该菌在有氧条件下能够繁殖
B．该菌在无氧呼吸的过程中无丙酮酸产生
C．该菌在无氧条件下能够产生乙醇
D．该菌在有氧和无氧条件下都能产生CO
2
3．(2020·山东，21)人工光合作用系统可利用太阳能合成糖类，相关装置及过程如下图所示，
其中甲、乙表示物质，模块3中的反应过程与叶绿体基质内糖类的合成过程相同。(1)该系统中执行相当于叶绿体中光反应功能的模块是__________________，模块3中的甲
可与CO 结合，甲为_______________________________。
2
(2)若正常运转过程中气泵突然停转，则短时间内乙的含量将________(填“增加”或“减
少”)。若气泵停转时间较长，模块 2 中的能量转换效率也会发生改变，原因是
________________________________。
(3)在与植物光合作用固定的CO 量相等的情况下，该系统糖类的积累量________(填“高
2
于”“低于”或“等于”)植物，原因是__________________________________。
(4)干旱条件下，很多植物光合作用速率降低，主要原因是____________________________。
人工光合作用系统由于对环境中水的依赖程度较低，在沙漠等缺水地区有广阔的应用前景。
思维延伸——判断正误
(1)无氧条件培养酵母菌时向酵母菌培养液中加入重铬酸钾以便检测乙醇生成(2021·广东，9)(
)
(2)植物在黑暗中可进行有氧呼吸也可进行无氧呼吸(2018·全国Ⅲ，5)( )
(3)红光照射时，胡萝卜素吸收的光能可传递给叶绿素a(2019·海南，9)( )
(4)光反应阶段中水在光下分解需ATP水解提供能量(2019·天津，2)( )
(5)植物幼茎的绿色部分能进行光合作用和呼吸作用(2019·海南，12)( )
(6)光反应中，将光能转变为化学能需要有ADP的参与(2019·海南，9)( )
(7)弱光条件下植物没有O 的释放，说明未进行光合作用(2021·湖南，7)( )
2
题组一 光合作用与细胞呼吸的过程辨析
1．(2022·甘肃兰州高三二模)在光照等条件下，番茄叶片叶肉细胞进行光合作用与有氧呼吸
以及细胞内外交换的示意图如下(数字表示结构，小写字母代号表示物质的移动情况)。下列
有关说法正确的是( )
A．图中线粒体中2处释放的能量远多于3处B．叶绿体产生的O 被线粒体利用，至少需穿过3层生物膜
2
C．物质A进入线粒体后彻底分解不需要水的参与
D．h＝c、d＝g时的光照强度是满足番茄植株光合速率等于呼吸速率的光照强度
2．(2021·湖南，18)图a为叶绿体的结构示意图，图b为叶绿体中某种生物膜的部分结构及
光反应过程的简化示意图。请回答下列问题：
(1)图b表示图a中的________结构，膜上发生的光反应过程将水分解成O 、H＋和e－，光能
2
转化成电能，最终转化为________和ATP中活跃的化学能。若CO 浓度降低。暗反应速率
2
减慢，叶绿体中电子受体NADP＋减少，则图b中电子传递速率会______(填“加快”或“减
慢”)。
(2)为研究叶绿体的完整性与光反应的关系，研究人员用物理、化学方法制备了4种结构完
整性不同的叶绿体，在离体条件下进行实验，用Fecy或DCIP替代NADP＋为电子受体，以
相对放氧量表示光反应速率，实验结果如表所示。
叶绿体类型 叶绿体C：
叶绿体B： 叶绿体D：
相对值 叶绿体 双层膜瓦
双层膜局部 所有膜结构
实验项目 A：双层膜 解，类囊体
受损，类囊 解体破裂成
结构完整 松散但未断
体略有损伤 颗粒或片段
裂
实验一：以Fecy为电子受
100 167.0 425.1 281.3
体时的放氧量
实验二：以DCIP为电子受
100 106.7 471.1 109.6
体时的放氧量
注：Fecy具有亲水性，DCIP具有亲脂性。
据此分析回答下列问题：
①叶绿体 A和叶绿体 B的实验结果表明，叶绿体双层膜对以__________(填“Fecy”或
“DCIP”)为电子受体的光反应有明显阻碍作用，得出该结论的推理过程是
_____________________________________________。②该实验中，光反应速率最高的是叶绿体C，表明在无双层膜阻碍、类囊体又松散的条件下，
更有利于____________________，从而提高光反应速率。
③以DCIP为电子受体进行实验，发现叶绿体A、B、C和D的ATP产生效率的相对值分别
为1、0.66、0.58和0.41。结合图b对实验结果进行解释__________________________。
题组二 辨析条件骤变引起代谢过程中物质含量的变化
3．(2022·贵州铜仁高三检测)研究人员利用图1装置研究植物叶片在不同光照强度下对密闭
水浴箱内的CO 浓度变化速率的影响，测得实验结果如图2曲线所示。实验过程中的叶片呼
2
吸强度不变，其他条件适宜，a～e时间段光源逐渐向左移动。下列叙述正确的是( )
A．植物叶片叶肉细胞的呼吸速率为m，提高水浴温度可使m增大
B．a时刻开始光照，在ab时间段内小室中CO 浓度逐渐减小
2
C．d时刻叶片光合作用消耗CO 的速率为2m，且此速率在de时间段内逐渐减小
2
D．叶片光合作用在e时刻暂停，光照强度是f时刻叶片光合速率的限制因素
4．阳光穿过森林会在地上投下“光斑”。如图显示了生长旺盛的某植物的一片叶子在“光
斑”照耀前后的光合作用过程中吸收CO 和释放O 的情况。虚线代表O 的释放速率，实线
2 2 2
代表CO 的吸收速率，以下判断错误的是( )
2
A．a点细胞中ATP的产量增加
B．a点后O 释放速率下降与ADP和NADP＋供应不足有关
2
C．c与d的面积可能相等
D．b点细胞中C 含量增加
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