講座2-光合作用與細胞-呼吸綜合題的解題方法

復習1光合作用與細胞呼吸【理論闡釋】1.知識背景同化CO2形成（CH2O）光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W能，并放出O2實質(zhì)ATP、[H]中活躍的化學能→（CH2O）中穩(wěn)定的化學能光能→ATP和[H]中活躍的化學能能量轉(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)中進行在葉綠體類囊體的薄膜上進行場所不需色素和光，需要多種酶、ATP、[H]、CO2

需色素、光、酶、水條件光合作用具體過程暗反應光反應項目酶酶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）合成量的動態(tài)變化及解題規(guī)律。減少增加減少增加（CH2O）運輸受阻光照不變CO2供應不變增加減少減少增加CO2供應增加減少或沒有增加增加減少停止CO2供應光照不變增加增加增加減少突然光照減少或沒有減少或沒有下降增加停止光照CO2供應不變（CH2O）合成量[H]和ATPC5C3

項目條件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）合成量的動態(tài)變化及解題規(guī)律。

減少增加減少增加（CH2O）運輸受阻光照不變CO2供應不變增加減少減少增加CO2供應增加減少或沒有增加增加減少停止CO2供應光照不變增加增加增加減少突然光照減少或沒有減少或沒有下降增加停止光照CO2供應不變（CH2O）合成量[H]和ATPC5C3

項目條件1.考查C3與C5含量的動態(tài)變化【例1】（2011·舟山模擬）如圖表示一株水稻葉肉細胞內(nèi)的C5含量在24h內(nèi)的變化過程，請據(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點時C5含量升高的主要原因是缺乏

（物質(zhì)）所致。(3)

（填字母）點的出現(xiàn)可能是由于白天該地區(qū)天氣暫時由晴轉(zhuǎn)陰所造成的。【典例導悟】【解析】由題干可獲取的主要信息有：葉肉細胞內(nèi)C5在24h內(nèi)的變化，C5在不同的時間含量變化很大，24h內(nèi)G點含量最高。解答本題時，應首先明確光合作用中光反應、暗反應的條件、產(chǎn)物及相互關(guān)系，結(jié)合圖示中各區(qū)段出現(xiàn)的時間進行分析，再針對每一小題作答。(1)C5的產(chǎn)生和消耗發(fā)生在暗反應階段，全發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中。(2)AB段和IJ段是無光階段，不能進行光反應，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，植物為防止蒸騰過度關(guān)閉氣孔，使外界C02無法進入葉肉細胞間隙，細胞缺少C02而使C5不能轉(zhuǎn)化為C3，但C3還可在光反應產(chǎn)生的［H］和ATP的作用下生成C5,所以C5含量上升。(3)天氣暫時由晴轉(zhuǎn)陰時,光照強度減弱,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,當再由陰轉(zhuǎn)晴時,光照強度增強,C5含量又上升。答案：(1）基質(zhì)（2)[H]、ATPC02(3)D二、細胞呼吸【理論闡釋】1.知識背景（1）有氧呼吸的過程①第一階段C6H12O62丙酮酸+4[H]+少量能量（2ATP）（細胞質(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)）總反應式：C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量酶酶酶酶

（2）無氧呼吸過程（1）酵母菌(或綠色植物的非綠色器官)細胞呼吸類型的判斷①若只產(chǎn)生C02，不消耗O2，則只進行無氧呼吸。（如圖A點）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，則只進行有氧呼吸。（如圖C點以后）④B點表示無氧呼吸與有氧呼吸速率相等，此時CO2的總釋放量最低，D點表示氧濃度超過10％以上時無氧呼吸消失。說明有氧存在時，無氧呼吸受到抑制。（2）有關(guān)細胞呼吸計算的規(guī)律總結(jié)

規(guī)律一：細胞有氧呼吸時CO2：O2=1：1，無氧呼吸時C02：02=2：0。規(guī)律二：消耗等量的葡萄糖時，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，無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：在進行有氧呼吸和無氧呼吸的氣體變化計算及酶速率比較時，應使用C6H12O6+6H2O+602→6CO2+12H20+能量和C6H12O6→2C2H5OH+2CO2+能量這兩個反應式，并結(jié)合化學課上所學的，根據(jù)化學方程式計算的規(guī)律和辦法進行解答。規(guī)律五：如果在題干中沒有給出所要計算的具體數(shù)值，只有體積比，則可將此比值當成實際體積(或物質(zhì)的量)進行計算，最后求解。【例1】（2011·深圳模擬）如圖為水果存放時，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，你認為保存水果應該選擇哪個狀態(tài)下的氧氣濃度最合適（）A.①B.②C.③D.④【典例導悟】【解析】選B。保存水果時，要求水果中有機物的消耗最少，就是CO2的釋放量最少，分析曲線可知，②點所對應x軸的CO2氣體釋放量最少?！纠?】（2011·揚州模擬）下圖表示某植物的非綠色器官在氧濃度為a、b、c、d時，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，最適于貯藏該植物器官B.氧濃度為b時，無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，無氧呼吸最弱D.氧濃度為d時，有氧呼吸強度與無氧呼吸強度相等【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行有氧呼吸和無氧呼吸的情況。解題關(guān)鍵是分析清楚不同氧濃度下，無氧呼吸與有氧呼吸的狀況。以CO2釋放量的相對值計算，a濃度：氧吸收為0，只有無氧呼吸；b濃度：有氧呼吸為3，無氧呼吸為5；c濃度：有氧呼吸為4，無氧呼吸為2；d濃度：有氧呼吸為7，無氧呼吸為0。由此判斷，c濃度最適于貯藏；b濃度無氧呼吸消耗葡萄糖為2.5，為有氧呼吸（0.5）的5倍；d點無氧呼吸最弱，為0。三、光合作用與細胞呼吸綜合【理論闡釋】 1.知識背景光合作用與細胞呼吸的比較這兩種生理作用在植物體內(nèi)是相互對立而又密切聯(lián)系的兩個方面。植物的光合作用為細胞呼吸提供有機物和氧氣，細胞呼吸又可以為光合作用提供二氧化碳和水。2.知識延伸（1）植物在同時進行光合作用和細胞呼吸的綜合分析：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物總量（或吸收的CO2總量）中扣除掉在這一段時間中植物進行細胞呼吸所消耗的有機物（或釋放的CO2）后，凈增的有機物的量。①當植物在某一光照強度條件下，進行光合作用所吸收的CO2與該溫度條件下植物進行細胞呼吸所釋放的CO2量達到平衡時，這一光照強度就稱為光補償點，這時光合作用強度主要是受光反應產(chǎn)物的限制。3．解題方法光合作用與細胞呼吸的綜合計算?？偣夂狭?、凈光合量與呼吸量的關(guān)系?？捎孟率龉奖硎荆嚎偣夂狭?凈光合量+呼吸量（1）當光合作用≥細胞呼吸光合作用CO2的總吸收量=環(huán)境中CO2的減少量＋細胞呼吸CO2釋放量光合作用O2釋放總量=環(huán)境中O2增加量+細胞呼吸O2消耗量光合作用的實際產(chǎn)氧量=實測氧氣的釋放量＋細胞呼吸的消耗量凈光合作用的葡萄糖產(chǎn)量=光合作用實際葡萄糖生產(chǎn)量－細胞呼吸葡萄糖的消耗量（2）當光合作用＜細胞呼吸光合作用吸收的CO2量＝細胞呼吸釋放的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光照強度變化;Ⅲ植物吸收CO2的變化,請判斷下列說法中不正確的是【典例導悟】A.在Ⅲ曲線與時間軸交點c和e時，光合作用吸收的CO2和呼吸作用釋放的CO2量相等B.a點的形成是由夜間的低溫造成的C.在從時間軸上的c點開始合成有機物,到e點有機物的合成終止D.增大曲線Ⅲ與時間軸所圍成的正面積措施包括提高光照強度,增加CO2濃度和充足的水分供應【解析】選C。在從時間軸上的b點開始進行光合