第15课时光合作用和细胞呼吸的综合分析
课标要求
说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量，这些能量在二氧化碳和水转变为糖与氧气的过程中，转换并储存为糖分子中的化学能。
考情分析
光合作用与细胞呼吸综合分析
2024·新课标·T312024·安徽·T162024·全国甲·T292023·重庆·T192023·北京·T32023·广东·T18
2023·河北·T192023·辽宁·T212022·天津·T16
2022·全国乙·T22022·湖南·T172022·福建·T10
考点一细胞呼吸、光合作用的物质和能量转化
(1)物质方面
(2)能量方面
(3)ATP和还原型辅酶在叶绿体、细胞质基质、线粒体间的转移方向
①ATP和还原型辅酶Ⅱ在叶绿体、细胞质基质间的转移方向：叶绿体产生的ATP基本不转移至细胞质基质，NADPH能转移至细胞质基质中，细胞质基质中的ATP和NADPH都能转移至叶绿体中。
②ATP和还原型辅酶Ⅰ在细胞质基质、线粒体间的转移方向：线粒体产生的ATP和NADH都可以转移至细胞质基质中，细胞质基质中的ATP不转移至线粒体中，NADH能转移至线粒体中。
考向一细胞呼吸、光合作用的物质和能量变化
1．(2024·宜昌质检)如图表示光合作用和细胞呼吸之间的能量转变过程，下列说法错误的是()
A．只有含叶绿素的细胞才能进行过程①和③
B．过程③④发生的场所分别为叶绿体基质和线粒体基质
C．过程①中光能转变为化学能储存在ATP和NADPH中
D．有氧呼吸过程中产生的NADH主要来自第二阶段
2．(2023·河北，19)拟南芥发育早期的叶肉细胞中，未成熟叶绿体发育所需ATP须借助其膜上的转运蛋白H由细胞质基质进入。发育到一定阶段，叶肉细胞H基因表达量下降，细胞质基质ATP向成熟叶绿体转运受阻。回答下列问题：
(1)未成熟叶绿体发育所需ATP主要在_______________________________________合成，经细胞质基质进入叶绿体。
(2)光照时，叶绿体类囊体薄膜上的色素捕获光能，将其转化为ATP和____________中的化学能，这些化学能经________________阶段释放并转化为糖类中的化学能。
(3)研究者通过转基因技术在叶绿体成熟的叶肉细胞中实现H基因过量表达，对转H基因和非转基因叶肉细胞进行黑暗处理，之后检测二者细胞质基质和叶绿体基质中ATP相对浓度，结果如图。相对于非转基因细胞，转基因细胞的细胞质基质ATP浓度明显__________。据此推测，H基因的过量表达造成细胞质基质ATP被______(填“叶绿体”或“线粒体”)大量消耗，细胞有氧呼吸强度________。
(4)综合上述分析，叶肉细胞通过下调________________阻止细胞质基质ATP进入成熟的叶绿体，从而防止线粒体__________________，以保证光合产物可转运到其他细胞供能。
考点二“三率”的关系及测定
1．微观辨析总光合速率、净光合速率和呼吸速率的关系
2．光合速率与呼吸速率的常用表示方法
项目
含义
表示方法(单位面积的叶片在单位时间内的变化量)
O2
CO2
有机物
真正光合速率
植物在光下实际合成有机物的速率
O2________________速率或叶绿体释放O2量
CO2固定速率或叶绿体吸收CO2量
有机物______速率
净光合速率
植物有机物的________速率
植物或叶片或叶肉细胞O2____速率
植物或叶片或叶肉细胞CO2______速率
有机物积累速率
呼吸速率
单位面积的叶片在单位时间内分解有机物的速率
________中O2吸收速率
黑暗中CO2释放速率
有机物消耗速率
3.计算公式：真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。
4．测定植物光合速率和呼吸速率的常用方法
(1)“液滴移动法”——测定装置中气体体积变化
①在测定了净光合速率和呼吸速率的基础上可计算得出二者之和，即“真正光合速率”。
②物理误差的校正：为使实验结果精确，除减少无关变量的干扰外，还应设置对照装置。与图示两装置相比，对照装置的不同点是用“死亡的绿色植物”代替“绿色植物”，其余均相同。
(2)“半叶法”——测定光合作用有机物的产生量
将叶片一半遮光、一半曝光，遮光的一半测得的数据变化值代表__________________强度值，曝光的一半测得的数据变化值代表________________________强度值，最后计算真正光合作用强度值。需要注意的是该种方法在实验之前需对叶片进行特殊处理，以防止有机物的运输。
(3)“黑白瓶法”——测定溶氧量的变化
a．“黑瓶”不透光，测定的是_____________________________________________；“白瓶”