講座2-光合作用與細(xì)胞-呼吸綜合題的解題方法

復(fù)習(xí)1光合作用與細(xì)胞呼吸【理論闡釋】1.知識(shí)背景同化CO2形成（CH2O）光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能，并放出O2實(shí)質(zhì)ATP、[H]中活躍的化學(xué)能→（CH2O）中穩(wěn)定的化學(xué)能光能→ATP和[H]中活躍的化學(xué)能能量轉(zhuǎn)化①CO2的固定：CO2＋C5

2C3②CO2的還原：C3(CH2O)＋C5＋H2O①水的光解：2H2O→4[H]＋O2②ATP的形成：ADP＋Pi+能量ATP物質(zhì)轉(zhuǎn)化在葉綠體的基質(zhì)中進(jìn)行在葉綠體類囊體的薄膜上進(jìn)行場(chǎng)所不需色素和光，需要多種酶、ATP、[H]、CO2

需色素、光、酶、水條件光合作用具體過(guò)程暗反應(yīng)光反應(yīng)項(xiàng)目酶酶ATP+酶[H]一、光合作用光能葉綠體2.類型及解題規(guī)律（1）葉綠體處于不同條件下，C3、C5、[H]、ATP以及（CH2O）合成量的動(dòng)態(tài)變化及解題規(guī)律。減少增加減少增加（CH2O）運(yùn)輸受阻光照不變CO2供應(yīng)不變?cè)黾訙p少減少增加CO2供應(yīng)增加減少或沒(méi)有增加增加減少停止CO2供應(yīng)光照不變?cè)黾釉黾釉黾訙p少突然光照減少或沒(méi)有減少或沒(méi)有下降增加停止光照CO2供應(yīng)不變（CH2O）合成量[H]和ATPC5C3

項(xiàng)目條件2.類型及解題規(guī)律（1）葉綠體處于不同條件下，C3、C5、[H]、ATP以及（CH2O）合成量的動(dòng)態(tài)變化及解題規(guī)律。

減少增加減少增加（CH2O）運(yùn)輸受阻光照不變CO2供應(yīng)不變?cè)黾訙p少減少增加CO2供應(yīng)增加減少或沒(méi)有增加增加減少停止CO2供應(yīng)光照不變?cè)黾釉黾釉黾訙p少突然光照減少或沒(méi)有減少或沒(méi)有下降增加停止光照CO2供應(yīng)不變（CH2O）合成量[H]和ATPC5C3

項(xiàng)目條件1.考查C3與C5含量的動(dòng)態(tài)變化【例1】（2011·舟山模擬）如圖表示一株水稻葉肉細(xì)胞內(nèi)的C5含量在24h內(nèi)的變化過(guò)程，請(qǐng)據(jù)圖分析：(1)C5的產(chǎn)生和消耗主要發(fā)生于葉綠體的

中。(2)AB段和IJ段的C5含量維持在較低的水平，其主要原因是缺乏

（化合物）所致。G點(diǎn)時(shí)C5含量升高的主要原因是缺乏

（物質(zhì)）所致。(3)

（填字母）點(diǎn)的出現(xiàn)可能是由于白天該地區(qū)天氣暫時(shí)由晴轉(zhuǎn)陰所造成的?！镜淅龑?dǎo)悟】【解析】由題干可獲取的主要信息有：葉肉細(xì)胞內(nèi)C5在24h內(nèi)的變化，C5在不同的時(shí)間含量變化很大，24h內(nèi)G點(diǎn)含量最高。解答本題時(shí)，應(yīng)首先明確光合作用中光反應(yīng)、暗反應(yīng)的條件、產(chǎn)物及相互關(guān)系，結(jié)合圖示中各區(qū)段出現(xiàn)的時(shí)間進(jìn)行分析，再針對(duì)每一小題作答。(1)C5的產(chǎn)生和消耗發(fā)生在暗反應(yīng)階段，全發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中。(2)AB段和IJ段是無(wú)光階段，不能進(jìn)行光反應(yīng)，不能產(chǎn)生[H]和ATP，使C3不能轉(zhuǎn)化為C5，而C5可與C02結(jié)合成為C3，所以C5含量極低；在中午時(shí)，植物為防止蒸騰過(guò)度關(guān)閉氣孔，使外界C02無(wú)法進(jìn)入葉肉細(xì)胞間隙，細(xì)胞缺少C02而使C5不能轉(zhuǎn)化為C3，但C3還可在光反應(yīng)產(chǎn)生的［H］和ATP的作用下生成C5,所以C5含量上升。(3)天氣暫時(shí)由晴轉(zhuǎn)陰時(shí),光照強(qiáng)度減弱,產(chǎn)生的［H］和ATP減少,C3轉(zhuǎn)化為C5的量減少,使C5含量下降,當(dāng)再由陰轉(zhuǎn)晴時(shí),光照強(qiáng)度增強(qiáng),C5含量又上升。答案：(1）基質(zhì)（2)[H]、ATPC02(3)D二、細(xì)胞呼吸【理論闡釋】1.知識(shí)背景（1）有氧呼吸的過(guò)程①第一階段C6H12O62丙酮酸+4[H]+少量能量（2ATP）（細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)）②第二階段2丙酮酸+6H2O6CO2+20[H]+少量能量（2ATP）（線粒體內(nèi)膜）③第三階段6O2+24[H]12H2O+大量能量（34ATP）（線粒體基質(zhì)）總反應(yīng)式：C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量酶酶酶酶

（2）無(wú)氧呼吸過(guò)程（1）酵母菌(或綠色植物的非綠色器官)細(xì)胞呼吸類型的判斷①若只產(chǎn)生C02，不消耗O2，則只進(jìn)行無(wú)氧呼吸。（如圖A點(diǎn)）2.解題方法②若產(chǎn)生CO2的摩爾數(shù)比吸收02的摩爾數(shù)多，即C02:O2>1:1，則兩種呼吸并存。（如圖AC段）③若產(chǎn)生CO2的摩爾數(shù)與吸收02的摩爾數(shù)相等，即C02:02＝1:1，則只進(jìn)行有氧呼吸。（如圖C點(diǎn)以后）④B點(diǎn)表示無(wú)氧呼吸與有氧呼吸速率相等，此時(shí)CO2的總釋放量最低，D點(diǎn)表示氧濃度超過(guò)10％以上時(shí)無(wú)氧呼吸消失。說(shuō)明有氧存在時(shí)，無(wú)氧呼吸受到抑制。（2）有關(guān)細(xì)胞呼吸計(jì)算的規(guī)律總結(jié)

規(guī)律一：細(xì)胞有氧呼吸時(shí)CO2：O2=1：1，無(wú)氧呼吸時(shí)C02：02=2：0。規(guī)律二：消耗等量的葡萄糖時(shí)，酒精發(fā)酵與有氧呼吸產(chǎn)生的CO2物質(zhì)的量之比為1：3。規(guī)律三：產(chǎn)生同樣數(shù)量的ATP時(shí)，無(wú)氧呼吸與有氧呼吸消耗的葡萄糖的物質(zhì)的量之比為19：1。規(guī)律四：在進(jìn)行有氧呼吸和無(wú)氧呼吸的氣體變化計(jì)算及酶速率比較時(shí)，應(yīng)使用C6H12O6+6H2O+602→6CO2+12H20+能量和C6H12O6→2C2H5OH+2CO2+能量這兩個(gè)反應(yīng)式，并結(jié)合化學(xué)課上所學(xué)的，根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算的規(guī)律和辦法進(jìn)行解答。規(guī)律五：如果在題干中沒(méi)有給出所要計(jì)算的具體數(shù)值，只有體積比，則可將此比值當(dāng)成實(shí)際體積(或物質(zhì)的量)進(jìn)行計(jì)算，最后求解?！纠?】（2011·深圳模擬）如圖為水果存放時(shí)，空氣中的氧氣濃度（y）與水果釋放出的CO2氣體量（x）的關(guān)系曲線。根據(jù)圖示，你認(rèn)為保存水果應(yīng)該選擇哪個(gè)狀態(tài)下的氧氣濃度最合適（）A.①B.②C.③D.④【典例導(dǎo)悟】【解析】選B。保存水果時(shí)，要求水果中有機(jī)物的消耗最少，就是CO2的釋放量最少，分析曲線可知，②點(diǎn)所對(duì)應(yīng)x軸的CO2氣體釋放量最少?！纠?】（2011·揚(yáng)州模擬）下圖表示某植物的非綠色器官在氧濃度為a、b、c、d時(shí)，CO2釋放量和O2吸收量的變化。下列相關(guān)敘述正確的是（）A.氧濃度為a時(shí)，最適于貯藏該植物器官B.氧濃度為b時(shí)，無(wú)氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的5倍C.氧濃度為c時(shí)，無(wú)氧呼吸最弱D.氧濃度為d時(shí)，有氧呼吸強(qiáng)度與無(wú)氧呼吸強(qiáng)度相等【解析】選B。本題以柱狀圖的形式考查不同氧濃度下植物器官進(jìn)行有氧呼吸和無(wú)氧呼吸的情況。解題關(guān)鍵是分析清楚不同氧濃度下，無(wú)氧呼吸與有氧呼吸的狀況。以CO2釋放量的相對(duì)值計(jì)算，a濃度：氧吸收為0，只有無(wú)氧呼吸；b濃度：有氧呼吸為3，無(wú)氧呼吸為5；c濃度：有氧呼吸為4，無(wú)氧呼吸為2；d濃度：有氧呼吸為7，無(wú)氧呼吸為0。由此判斷，c濃度最適于貯藏；b濃度無(wú)氧呼吸消耗葡萄糖為2.5，為有氧呼吸（0.5）的5倍；d點(diǎn)無(wú)氧呼吸最弱，為0。三、光合作用與細(xì)胞呼吸綜合【理論闡釋】 1.知識(shí)背景光合作用與細(xì)胞呼吸的比較這兩種生理作用在植物體內(nèi)是相互對(duì)立而又密切聯(lián)系的兩個(gè)方面。植物的光合作用為細(xì)胞呼吸提供有機(jī)物和氧氣，細(xì)胞呼吸又可以為光合作用提供二氧化碳和水。2.知識(shí)延伸（1）植物在同時(shí)進(jìn)行光合作用和細(xì)胞呼吸的綜合分析：總（真）光合作用是指植物在光照下制造的有機(jī)物的總量（吸收的CO2總量）。凈光合作用是指在光照下制造的有機(jī)物總量（或吸收的CO2總量）中扣除掉在這一段時(shí)間中植物進(jìn)行細(xì)胞呼吸所消耗的有機(jī)物（或釋放的CO2）后，凈增的有機(jī)物的量。①當(dāng)植物在某一光照強(qiáng)度條件下，進(jìn)行光合作用所吸收的CO2與該溫度條件下植物進(jìn)行細(xì)胞呼吸所釋放的CO2量達(dá)到平衡時(shí)，這一光照強(qiáng)度就稱為光補(bǔ)償點(diǎn)，這時(shí)光合作用強(qiáng)度主要是受光反應(yīng)產(chǎn)物的限制。3．解題方法光合作用與細(xì)胞呼吸的綜合計(jì)算?？偣夂狭俊艄夂狭颗c呼吸量的關(guān)系?？捎孟率龉奖硎荆嚎偣夂狭?凈光合量+呼吸量（1）當(dāng)光合作用≥細(xì)胞呼吸光合作用CO2的總吸收量=環(huán)境中CO2的減少量＋細(xì)胞呼吸CO2釋放量光合作用O2釋放總量=環(huán)境中O2增加量+細(xì)胞呼吸O2消耗量光合作用的實(shí)際產(chǎn)氧量=實(shí)測(cè)氧氣的釋放量＋細(xì)胞呼吸的消耗量?jī)艄夂献饔玫钠咸烟钱a(chǎn)量=光合作用實(shí)際葡萄糖生產(chǎn)量－細(xì)胞呼吸葡萄糖的消耗量（2）當(dāng)光合作用＜細(xì)胞呼吸光合作用吸收的CO2量＝細(xì)胞呼吸釋放的CO2量－環(huán)境中增加的CO2量光合作用釋放O2的量＝細(xì)胞呼吸消耗的O2量－環(huán)境中減少的O2量如果將上述公式推廣到葡萄糖，則得到下列公式：真光合作用葡萄糖合成量＝凈光合作用葡萄糖合成量＋細(xì)胞呼吸葡萄糖分解量【例1】(2011·常州模擬)下圖曲線表示農(nóng)田中幾組變化數(shù)據(jù)，Ⅰ晝夜溫度變化；Ⅱ光照強(qiáng)度變化;Ⅲ植物吸收CO2的變化,請(qǐng)判斷下列說(shuō)法中不正確的是【典例導(dǎo)悟】A.在Ⅲ曲線與時(shí)間軸交點(diǎn)c和e時(shí)，光合作用吸收的CO2和呼吸作用釋放的CO2量相等B.a點(diǎn)的形成是由夜間的低溫造成的C.在從時(shí)間軸上的c點(diǎn)開(kāi)始合成有機(jī)物,到e點(diǎn)有機(jī)物的合成終止D.增大曲線Ⅲ與時(shí)間軸所圍成的正面積措施包括提高光照強(qiáng)度,增加CO2濃度和充足的水分供應(yīng)【解析】選C。在從時(shí)間軸上的b點(diǎn)開(kāi)始進(jìn)行光合