第一部分 专题二 第二讲 光合作用与细胞呼吸

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。

CO2 吸收方式以适应环境变化。长期干旱条件下，蝴蝶兰 在夜间吸收CO2并贮存在细胞中。
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专题二
细胞的代谢
(1)依图1分析，长期干旱条件下的蝴蝶兰在0～4时
________(填“有”或“无”)ATP和[H]的合成，原因是 ________；此时段________(填“有”或“无”)光合作用 的暗反应发生，原因是________；10～16时无明显CO2 吸 收的直接原因是________。 (2)从图2可知，栽培蝴蝶兰应避免________，以利于 其较快生长。此外，由于蝴蝶兰属阴生植物，栽培时还需 适当________。
(1)长期干旱，植物体内水分少，白天由于温度高，蒸 腾作用强，所以气孔关闭，CO2吸收减少，但是光反应仍 然进行，所以ATP和[H]不断积累，到了晚上，温度下降， 气孔打开，植物细胞可以利用白天积累的ATP和[H]，进行 暗反应，O2吸收增加。 (2)由于在干旱条件下，干重增加量明显少于正常条件， 所以栽培蝴蝶兰应避免缺水。阴生植物需要的光照强度较 弱，应注意适当遮光。 (3)植物组织培养技术的原理是植物细胞的全能性，细 胞分化的根本原因是基因的选择性表达。
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还原C3
光反应阶 段产生
用于第三阶段还原O2 三个阶段都产生
用于各项生命活动(植物的C3 还原除外)
(
来源
AT P 去向
)
用于C3还
原供能
专题二
细胞的代谢
3.光合速率与呼吸速率的关系 (1)绿色植物在黑暗条件下或非绿色组织测得的数值为 呼吸速率。
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难点热点
CO2 吸 收 量
光补偿点
3、识图
光饱和点 阴生植物
C
·
阳生植物
O
CO2 释 A 放 在黑暗中呼吸所放出的CO2 量
· B
净 光 合 量
·
总 光 合 量
光照强度
衡量光合作用强弱的指标是光合速率。光 合速率通常以每小时每平方分米叶面积吸收 CO2毫克数表示。一般测定光合速率的方法 都没有把叶子的呼吸作用考虑在内。所以测 定的结果实际是光合作用减去呼吸作用的差 数，叫做表观光合速率或净光合速率。一般 所说的光合速率就是指净光合速率。 真正光合速率＝表观光合速率＋呼吸速率
O2可形成O3，可滤去紫外线，减轻其对生 物的破坏，使水生生物开始逐渐在陆地生活， 进而形成广泛分布的各种动植物。
五、影响光合作用因素
6CO2 +12H2O
原 料
光能 叶绿体
条 件
C6H12O6+6H2O+6O2
产 物
增 加 CO
2
浓 度
增 加 水 分 供 给
增 强 光 照 强 度
延 长 光 照 时 间
多种酶 CO2的固定、C3的还原、 C5的再生 活跃的化学能 -----稳定的化学能
1、光反应是暗反应的基础，暗反应是光反应的继续。 2、光反应为暗反应提供了NADPH和ATP。 3、暗反应利用光反应的NADPH和ATP进行C3的还原。
四、光合作用的意义
三个来源
完成了自然界中规模巨大的物质转变，为绿色 植物本身及为人类和动物直接或间接地制造了 有机物。
CO2的固定 CO2还原及糖类 等有机物的形成
暗反应
难点/热点
光合作用中的光反应和暗反应的区别和联系：

用能力
应用 由图示看出，阴生植物光补偿点与 光饱和点均小于阳生植物，即 b＜ b′，c＜c′。因此当图中光照大于 c 点所对应的强度时提高光照强度
对阳生植物更有利 由甲图知，无论是栽培农作物，还 是植树、养花，种植的密度都应当 合理。由乙图知，农作物、果树管 理后期适当摘除老叶残叶及茎叶， 都是根据该图原理，降低细胞呼吸
4．酶能显著降低反应所需的 __活__化__能_，提高反应速率， 缩短达到平衡的___时__间_，但并不改变反应的方向和 平衡常数。
5．在做酶催化 H2O2 分解的实验时，通过观察火柴火焰 燃 烧 ____猛__烈__ 程 度 或 单 位 时 间 内 ___气__泡__ 产 生 数 量 研究酶的高效性。
2. 光合作用的过程
光能
O2
H2O
水在光下分解
[H] 供氢
2c3 固
叶绿体 中的色
素
还
供能
ATP
原
酶
定 多种酶
参加催化 C5
co2
ADP+Pi
(CH2O)
光反应阶段
类囊体的薄膜上
暗反应阶段
叶绿体基质中
2.影响光合作用的因素及应用 (1)内部因素
内部因素
图示
阳生植物与阴 生植物的光能
利用能力
自身叶面积指 数、叶片生长 状况对光能利
说：镁是合成__叶__绿__素___的重要元素，缺镁不能合成_叶__绿__素___， 光反应强度会___降__低____，为暗反应提供_A__T_P_、__[_H__] __减少， 暗反应强度降低。
(2)光合“午休”是由于气温过高，水分散失过多，导致_气__孔__ 关闭，大气中__C_O__2 _无法进入叶肉细胞，导致植物光合作用 的_暗__反__应__阶段减弱，有机物的产量下降。 (3) 白 天 由 “ 晴 ” 转 “ 阴 ” 时 影 响 光 合 作 用 的 关 键 因 素 是 _光__照__强__度___，其减弱导致 __光__反__应___阶段受抑制，产生的 __[_H_]_和__A_T_P__减少，继而影响_暗__反__应____，使有机物产量减少。