生物光合作用和细胞呼吸图解便于理解

光合作用和细胞呼吸中典型曲线的分析【方法归纳】从以下两个角度综合分析光合作用和细胞呼吸的曲线(1)光合作用与细胞呼吸典型曲线上各点的分析:有关光合作用和细胞呼吸关系的变化曲线图中,最典型的就是夏季的一天中CO2的吸收和释放变化曲线图,如下图1所示。

曲线的各点含义及形成原因分析如下:a点:凌晨3时～4时,温度降低,细胞呼吸强度减弱,CO2释放减少;b点:上午6时左右,太阳出来,开始进行光合作用;bc段:光合作用强度小于细胞呼吸强度;c点:上午7时左右,光合作用强度等于细胞呼吸强度;ce段:光合作用强度大于细胞呼吸强度;d点:温度过高,部分气孔关闭,出现“午休”现象;e点:下午6时左右,光合作用强度等于细胞呼吸强度;ef段:光合作用强度小于细胞呼吸强度;fg段:太阳落山,光合作用停止,只进行细胞呼吸。

(2)有机物产生与消耗情况的分析(见下图2):①积累有机物时间段:ce段。

c点和e点时,光合作用强度与细胞呼吸强度相等,c～e由于光照强度的增强,光合作用强度大于细胞呼吸强度,故不断积累有机物。

②制造有机物时间段:bf段。

b点大约为早上6点,太阳升起,有光照,开始进行光合作用;f点大约为下午6点,太阳落山,无光,停止光合作用。

③消耗有机物时间段:Og段。

一天24小时,细胞的生命活动时刻在进行,即不停地消耗能量,故细胞呼吸始终进行。

④一天中有机物积累最多的时间点:e点。

白天,光合作用强度大于细胞呼吸强度,积累有机物;e点后,随着光照的减弱,细胞呼吸强度大于光合作用强度,故e点时积累的有机物最多。

⑤一昼夜有机物的净积累量表示:SP-SM-SN。

SP表示白天的净积累量,SM和SN表示夜晚的净消耗量,故SP-(SM+SN)为一昼夜的净积累量。

【易错提醒】(1)注意区分图1与典例图中纵坐标的含义,前者表示细胞吸收或释放二氧化碳的量,后者表示容器内二氧化碳浓度,两者变量不同。

(2)曲线的坡度表示反应速率的大小,坡度越大,表明光合作用或呼吸作用速率越大。

装置提供无氧环境、定O2和CO2的含量、测定光照强
度对光合作用的影响等。
2.备考策略
将与光合作用和呼吸作用有关的各种实验仪器题分
类，分析各种装置图的作用及实验现象，明确实验
的过程。
3、光合作用实验中涉及到的药品和器材 及作用
NaOH(
吸收CO2
)
Ca(OH)2(
检验CO2
)
缓冲液NaHCO3溶液
(CO2的来源，保证装置内CO2浓度稳定)
把握生命里的每 一分钟，全力以 赴我们心中的梦
光合作用与呼吸作用
复习要求:
1．理解光合作用和细胞呼吸的过程、影响 因素、相关实验及在生产实践中的作用,学 会分析实验数据、图表、曲线等形式的试 题， 2.学习获取信息、理解信息，提高分析、 推理、评价及实验探究能力。
光合作用与呼吸作用高频考点
光合作用
P103 还原型辅酶Ⅱ（NADPH） P94
细胞呼吸
还原型辅酶I（NADH）
过 来 程 源
H2O + O2
光
［H］
（1）C6H12O6 酶 ［H］ 酶 （2）丙酮酸+H2O ［H］
2丙酮酸+4 CO2+20
叶绿体内的 场 ［H］、ATP （1）细胞质基质 酶 过 所 C3 类囊体薄膜 （ CH2 ） （ ）线粒体基质 2O 酶 24［H］+6O2 去 程 12H2O 路
既进行有氧呼吸， 也进行无氧呼吸
(1)较强的光照下,装置A中油滴的移动情况是 向右移动 。 原因是 光合作用释放氧气的体积大于呼吸作用吸收的氧气体 。
积
（2）适宜的光照下短时间内装置B中油滴的移动情况是 向左移动 小于 零。 _______，此时装置B叶片的表观光合量_______ （填大于、小于、或等于）放置一段时间后，装置中的 不移动 。写出此时 氧气消耗完，这时油滴的移动方向是______ 酶 叶片进行的生理反应的方程式_______________ 。 C6H12O6 2C2H5OH （酒精）

三、光合作用和细胞呼吸的关系 1.区别 1.区别
2.联系 2.联系 (1)过程图解 (1)过程图解
(2)物质和能量转化关系 (2)物质和能量转化关系 ①物质方面
暗反应 呼吸Ⅰ 呼吸Ⅱ C：CO 2 ( CH 2 O ) C3 CO 2 → → → 光反应 呼吸Ⅲ O：H 2 O O 2 H 2 O → → 光反应 呼吸Ⅰ、Ⅱ H：H 2 O ［Ｈ］ 暗反应 → ( CH 2 O ) ［Ｈ］ 呼吸Ⅲ→Ｈ2 O → →
角度二
以气体变化探究光合作用与呼吸作用的关系
【典例4】图一是八月份某一晴天，一昼夜中棉花植株CO2的 典例4 图一是八月份某一晴天，一昼夜中棉花植株CO 吸收和释放曲线； 吸收和释放曲线；图二表示棉花叶肉细胞两种细胞器的四种 生理活动状态。 生理活动状态。请分别指出图一中表示时间的字母与图二中 (1)、(2)、(3)、(4)所发生的生理活动相对应的选项是 (1)、(2)、(3)、(4)所发生的生理活动相对应的选项是
答案：(1)丙酮酸 F 放射性同位素示踪 答案： 丙酮酸 (标记 标记) 标记 (2)线粒体 细胞器膜 或生物膜 或生物膜) 线粒体 细胞器膜(或生物膜 (3)①B ②增大 增大CO2浓度 ③保持相对稳定 ① 浓度
拓展提升 1.光合作用和细胞呼吸的关系 1.光合作用和细胞呼吸的关系 (1)光合作用和细胞呼吸条件分析 (1)光合作用和细胞呼吸条件分析 有光照时进行光合作用，有光和无光时都可以进行细胞呼吸。 有光照时进行光合作用，有光和无光时都可以进行细胞呼吸。 (2)光合作用和细胞呼吸的原料与产物分析 (2)光合作用和细胞呼吸的原料与产物分析 ①光合作用所需要的CO2有两个来源：自身细胞呼吸产生；从周 光合作用所需要的CO 有两个来源：自身细胞呼吸产生； 围空气中吸收。 围空气中吸收。 ②光合作用释放的O2有两个去向：用于自身细胞呼吸；细胞呼 光合作用释放的O 有两个去向：用于自身细胞呼吸； 吸用不完，才释放到周围的空气中。 吸用不完，才释放到周围的空气中。 ③光合作用制造的葡萄糖有两个去向：用于细胞呼吸消耗；细 光合作用制造的葡萄糖有两个去向：用于细胞呼吸消耗； 胞呼吸消耗不完，才用于积累。 胞呼吸消耗不完，才用于积累。

2．环境条件改变时光合作用中相关物质的含量变化 (1)分析方法：需从物质的生成和消耗两个方面综合分析。 示例：CO2供应正常，光照停止时C3的含量变化
(2)物质含量变化
条件
光 照 由 强 到 光照由弱到强，CO2 供 应 由 CO2供应由不
弱，CO2供应 不变
CO2供应不变
充足到不足，足 到 充 足 ， 光照不变 光照不变
【解析】 分析题图可知，H＋由线粒体基质进入线粒体膜间腔时需 要蛋白的协助，A正确；有氧呼吸过程中，第三阶段在线粒体的内膜上 进行，前两个阶段产生的NADH与O2反应生成水，并产生大量能量形成 大量ATP，B正确；分析题图可知，还原型辅酶NADH中的H＋和电子被 电子传递体所接受，结果使得线粒体内膜外侧H＋浓度升高，线粒体内膜 两侧形成H＋梯度，C错误；分析题图，NADH中的H＋和电子被电子传 递体所接受，使得线粒体内膜外侧H＋浓度升高，在线粒体内膜两侧形成 一个质子跨膜梯度，NADH中的能量变为H＋的电化学势能，再通过H＋ 向膜内跨膜运输变为ATP中的能量，D正确。
变式三 影响细胞呼吸的环境因素及应用
3．(2022·开封模拟)干种子萌发过程中，CO2释放量(QCO2)和O2吸 收量(QO2)的变化趋势如图所示(假设呼吸底物都是葡萄糖)。回答下列问 题：
(1)干种子吸水后，自由水比例大幅增加，会导致细胞中新陈代谢速 率明显加快，原因是_自__由__水__是__细__胞__内__的__良__好__溶__剂__，__许__多__生__物___化__学__反__应__ _需__要__水__的__参__与__，__水__参__与__物__质__运__输_____(至少答出两点)。
【解析】 有氧呼吸的第一阶段场所是细胞质基质，第二、三阶段 在线粒体，三个阶段均可产生ATP，故有氧呼吸时细胞质基质和线粒体 都可产生ATP，A正确；线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所，该阶 段氧气和[H]反应生成水，该过程需要酶的催化，B正确；丙酮酸分解为 CO2和[H]是有氧呼吸第二阶段，场所是线粒体基质，该过程需要水的参 与，不需要氧气的参与，C错误；线粒体是半自主性细胞器，其中含有 少量DNA，可以通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成，D正确。