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1、光合作用和细胞呼吸是有内在联系的，二者具有相反的反应过程，分别给对方提供原料，两个反应相互支持并相互影响。对绿色植物来说，很多时候同时进行着光合作用和细胞呼吸，这就为高考在这方面的命题提供了广阔的空间。我们只有深刻理解光合作用和细胞呼吸的原理及其相互关系，才能灵活解决相关问题，熟练掌握计算技巧。下面从“光合作用”、“细胞呼吸”及“光合作用与细胞呼吸的综合”三个角度进行分析。,【理论阐释】1.知识背景,一、光合作用,光能叶绿体,2.类型及解题规律（1）叶绿体处于不同条件下，C3、C5、H、ATP以及（CH2O）合成量的动态变化及解题规律。,1.考查C3与C5含量的动态变化【例1】如图所示某阳生植
2、物细胞在夏季某一晴天内的光合作用过程中，C3、C5的数量变化。若第二天中午天气由光照强烈转向阴天时，叶绿体中C3、C5含量的变化分别相当于曲线中的A.cd段（X)、bc段（Y)B.de段（X)、de段（Y)C.de段（Y)、cd段（X)D.bc段（Y)、bc段（X),B,（2）多因子对光合作用综合影响的解题规律,温室栽培时，在一定光照强度下，白天适当提高温度，增加光合酶的活性，提高光合速率，也可同时适当充加CO2，进一步提高光合速率。当温度适宜时，可适当增加光照强度和CO2浓度以提高光合作用速率等。,应用,P点时，限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随该因子的不断加强，光合速率不断提高。
3、当到Q点时，横坐标所表示的因子，不再是影响光合速率的因子，要想提高光合速率，可采取适当提高图示中的其他因子,含义,图像,2.考查多因子对光合作用的综合影响【例2】回答有关光合作用的问题。下图表示当影响光合作用的因素X、Y和Z变化时，光合作用合成量和光强度的关系。,(1)图中Xl、X2、X3的差异是由于某种原因如_影响了光合作用的_所导致。要提高大棚作物的光合作用合成量，由X3增加为Xl，最常采取的简便而有效的措施是_。(2)图中Y1、Y2、Y3的差异是由于_影响了光合作用的 所致。,二氧化碳和温度,暗反应,施用农家肥（合理的能提高CO2浓度或升温的方法均可）,光波长短（或光质）,光反应,(3)
4、图中Z1、Z2、Z3的差异表现在光合作用中_反应的不同，如果Z因素代表植物生长发育期，则代表幼苗期、营养生长和花蕾开花期的曲线依次是_。,光反应和暗,Z3、Z2、Zl,二、细胞呼吸,【理论阐释】1.知识背景（1）有氧呼吸的过程第一阶段 C6H12O6 2丙酮酸+4H+少量能量（2ATP）（细胞质基质）第二阶段 2丙酮酸+6H2O 6CO2+20H+少量能量（2ATP）（线粒体内膜）第三阶段 6O2+24H 12H2O+大量能量（34ATP）（线粒体基质）总反应式：C6H12O6+6O2+6H2O 6CO2+12H2O+能量,（2）无氧呼吸过程,（1）酵母菌(或绿色植物的非绿色器官)细胞呼吸类型
5、的判断若只产生C02，不消耗O2，则只进行无氧呼吸。（如图A点）,2.解题方法,若产生CO2的摩尔数比吸收02的摩尔数多，即C02:O21:1，则两种呼吸并存。（如图AC段）若产生CO2的摩尔数与吸收02的摩尔数相等，即C02:021:1，则只进行有氧呼吸。（如图C点以后）B点表示无氧呼吸与有氧呼吸速率相等，此时CO2的总释放量最低，D点表示氧浓度超过10以上时无氧呼吸消失。说明有氧存在时，无氧呼吸受到抑制。,（2）有关细胞呼吸计算的规律总结 规律一：细胞有氧呼吸时CO2：O2=1：1，无氧呼吸时 C02：02=2：0。规律二：消耗等量的葡萄糖时，酒精发酵与有氧呼吸产生的CO2物质的量之比为1
6、：3。规律三：产生同样数量的ATP时，无氧呼吸与有氧呼吸消耗的葡萄糖的物质的量之比为19：1。,规律四：在进行有氧呼吸和无氧呼吸的气体变化计算及酶速率比较时，应使用C6H12O6+6H2O+6026CO2+12H20+能量和C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量这两个反应式，并结合化学课上所学的，根据化学方程式计算的规律和办法进行解答。规律五：如果在题干中没有给出所要计算的具体数值，只有体积比，则可将此比值当成实际体积(或物质的量)进行计算，最后求解。,【例1】下图中曲线b表示水稻根有氧呼吸和无氧呼吸所释放的CO2总量的变化，曲线a表示有氧呼吸释放的CO2量的变化，则表示无氧呼吸释放的C
7、O2量的变化是下列选项中的,B,【例2】现有一瓶混有酵母菌和葡萄糖的培养液，通入不同浓度的氧气时，其产生的酒精和二氧化碳的量如图所示（两种呼吸作用速率相等），在氧浓度为a时A.酵母菌只进行发酵B.67的酵母菌进行发酵C.33的酵母菌进行发酵D.酵母菌停止发酵,B,三、光合作用与细胞呼吸综合,【理论阐释】1.知识背景,光合作用与细胞呼吸的比较,这两种生理作用在植物体内是相互对立而又密切联系的两个方面。植物的光合作用为细胞呼吸提供有机物和氧气，细胞呼吸又可以为光合作用提供二氧化碳和水。,2.知识延伸（1）植物在同时进行光合作用和细胞呼吸的综合分析：总（真）光合作用是指植物在光照下制造的有机物的总量
8、（吸收的CO2总量）。净光合作用是指在光照下制造的有机物总量（或吸收的CO2总量）中扣除掉在这一段时间中植物进行细胞呼吸所消耗的有机物（或释放的CO2）后，净增的有机物的量。当植物在某一光照强度条件下，进行光合作用所吸收的CO2与该温度条件下植物进行细胞呼吸所释放的CO2量达到平衡时，这一光照强度就称为光补偿点，这时光合作用强度主要是受光反应产物的限制。,当光照强度增加到一定强度后，植物的光合作用强度不再增加或增加很少时，这一光照强度就称为植物光合作用的光饱和点，此时的光合作用强度是受暗反应系统中酶的活性和CO2浓度的限制。（如下图所示）,当外界条件变化时，C02（光）补偿点移动规律如下：a、
9、若呼吸速率增加，C02（光）补偿点应右移。b、若呼吸速率减小，C02（光）补偿点应左移。c、若呼吸速率基本不变，条件的改变使光合速率下降时，C02（光）补偿点应右移；条件的改变使光合速率增加时，C02（光）补偿点应左移。,【例1】将川芍植株的一叶片置于恒温的密闭小室，调节小室CO2浓度，在适宜光照强度下测定叶片光合作用的强度（以CO2吸收速率表示），测定结果如图。下列相关叙述，正确的是A.如果光照强度适当降低，a点左移，b点左移B.如果光照强度适当降低，a点左移，b点右移C.如果光照强度适当增加，a点右移，b点右移D.如果光照强度适当增加，a点左移，b点右移,D,由于在光下，植物既进行光合作用
10、，又进行细胞呼吸，而夜晚只进行细胞呼吸，在此基础上进一步理解一天24小时中，何时放CO2，何时吸CO2呢？可用下图表示：,AB和HI分别表示06时和1824时之间只进行细胞呼吸作用放出CO2，BH段光合作用与细胞呼吸同时进行，BC、GH表示光照强度较弱时，光合作用小于细胞呼吸，也放出CO2，C与G点表示光合作用等于细胞呼吸，所以既不吸收CO2也不放出CO2，CG光合作用大于细胞呼吸，则吸收CO2。E时表示夏季中午光照过强，温度过高，蒸腾作用增大，导致叶片表皮气孔关闭，从而减少CO2供应。,（2）不同光照条件下植物的代谢特点及相对强度的表示方法,3解题方法光合作用与细胞呼吸的综合计算。总光合量、
11、净光合量与呼吸量的关系。可用下述公式表示：总光合量=净光合量+呼吸量,（1）当光合作用细胞呼吸 光合作用CO2的总吸收量=环境中CO2的减少量细胞呼吸CO2释放量 光合作用O2释放总量=环境中O2增加量+细胞呼吸O2消耗量 光合作用的实际产氧量=实测氧气的释放量细胞呼吸的消耗量 净光合作用的葡萄糖产量=光合作用实际葡萄糖生产量细胞呼吸葡萄糖的消耗量,（2）当光合作用细胞呼吸 光合作用吸收的CO2量细胞呼吸释放的CO2量环境中增加的CO2量 光合作用释放O2的量细胞呼吸消耗的O2量环境中减少的O2量 如果将上述公式推广到葡萄糖，则得到下列公式：真光合作用葡萄糖合成量净光合作用葡萄糖合成量细胞呼吸
12、葡萄糖分解量,【例2】(2008宁夏高考)将长势相同、数量相等的甲、乙两个品种的大豆幼苗分别置于两个相同的密闭透明玻璃罩内，在光照、温度等相同且适宜的条件下培养，定时测定玻璃罩内的CO2含量，结果如图。据图回答：,025min期间，影响甲品种大豆幼苗光合作用强度的主要因素是_含量。乙植株比甲植株固定CO2的能力_。015min期间植株释放O2速率的变化趋势是_。3045min期间两个玻璃罩内CO2含量相对稳定的原因是_。,【解析】本题考查光合作用和呼吸作用的相互关系。植物光合作用大于呼吸作用时，植物吸收CO2释放氧气，使得玻璃罩内CO2逐渐减少。题干中已强调在光照、温度相同且适宜，所以可以考虑
13、影响甲乙两种植物光合强度的因素为CO2，随着CO2浓度减小，光合速率逐渐减小。答案：CO2强减慢植物呼吸作用释放CO2的量与其光合作用消耗CO2的量相等（或呼吸速率与光合速率相等）,【例3】将某种绿色植物的叶片，放在特定的实验装置中。研究在10、20的温度下，分别置于5 000 1x、20 000 lx光照和黑暗条件下的光合作用和呼吸作用。结果如图所示。,(1)该叶片的呼吸速率在20下是10下的_倍。(2)该叶片在10,5000 lx的光照条件下，每小时光合作用所产生的氧气总量是_mg。(3)该叶片在20,20 000 lx的光照条件下，如果光合作用合成的有机物都是葡萄糖，每小时产生的葡萄糖为_mg。,【解析】（1）（2）绿色植物每时每刻都在进行细胞呼吸，消耗氧气，产生二氧化碳；而光合作用消耗二氧化碳，释放氧气，且只有在光照条件下才能进行。在光照的条件下，两者互为原料、产物。表现为：光合作用氧气产生量光合作用氧气释放量细胞呼吸氧气吸收量；光合作用二氧化碳的净吸收量光合作用二氧化碳的吸收量-细胞呼吸二氧化碳的释放量。,（3)分三步进行：读图，每小时释放的O2量6+1.5=7.5 mg;根据光合作用的反应式，产生1 mol的葡萄糖，释放6 mol的氧气，两者比为1:6;根据质量可列式计算：x180(7.56)/32=7.03 mg.答案：(1)3(2)4.5(3)7.03,
