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力气提升
光合作用和细胞呼吸的过程
1. 过程图解
2. [H]和ATP的来源及去向
光合作用
有氧呼吸
[H]
来源
H2O光解产生
有氧呼吸第一、二阶段
去向
还原C3
用于第三阶段还原O2
ATP
来源
光反应阶段产生
三个阶段都产生
去向
用于C3还原供能
用于各项生命活动(植物C3的还原除外)
(1) 光合作用中:吸取光能的色素分布在类囊体的薄膜上，光合作用所需的酶分布在类囊体的薄膜上和叶绿体的基质中;光反应为暗反应供应[H]和ATP。
(2) 呼吸作用:①有氧呼吸的第一、二阶段不需要O2，只有第三阶段才需要O2，三个阶段都能产生ATP;②无氧呼吸只有第一阶段产生少量的ATP。
(3) 光合作用和细胞呼吸中物质的变化关系
典例1 (2022·江苏百校大联考)下图为某高等生物细胞的部分生理过程示意图，请回答:
(1) 该生物在生态系统中的成分是 ，在能量流淌中所起的作用是 。
(2) ①过程的反应场所是 ，此过程中[H]来自于 (填细胞结构)。假如温度下降，过程①的反应速率下降，其缘由是 。
(3) 过程②中，[H]的移动方向是 。 假如空气中CO2浓度增加，则短时间内[H]的含量变化为 。
(4) 若①过程发生而②过程不发生，则此时的外界条件是 。当细胞中有②过程发生而没有③过程发生时，该细胞处于的生理状态是 。
光合作用和细胞呼吸影响因素的曲线解读
1. 影响光合作用因素的相关曲线解读
(1) 光照强度(如图甲所示)
① 原理:影响光反应阶段ATP、[H]的产生。
② 分析
(2) CO2浓度(如图乙所示)
① 原理:影响暗反应阶段C3的生成。
② 分析
(3) 温度(如图丙所示)
① 原理:通过影响酶的活性而影响光合作用。
② 分析:P点对应的温度为进行光合作用的最适温度。
2. 影响细胞呼吸因素的相关曲线解读
(1) 温度(如图甲所示)
① 原理:影响酶活性。
② 实践应用:在零上低温下储存蔬菜、水果;在大棚蔬菜的栽培过程中，通过增加昼夜温差以削减有机物的消耗，提高产量。
(2) O2(如图乙所示)
① 原理:无氧呼吸时氧气起抑制作用，有氧呼吸时第三阶段需要氧气。
② 实践应用:常利用降低氧的浓度抑制细胞呼吸、削减有机物消耗这一原理来延长蔬菜、水果的保鲜时间。
(3) 含水量(如图丙所示)
① 原理:自由水含量较高时呼吸旺盛。
② 实践应用:贮存作物种子时，将种子风干，以减弱细胞呼吸，削减有机物的消耗。
(1) 光合作用中条件骤变时，相关物质量的变化
条 件
C3
C5
[H]和ATP
(CH2O)合成量
其他条件不变，停止光照
增加
下降
削减或没有
削减或没有
其他条件不变，突然光照
削减
增加
增加
增加
其他条件不变，停止CO2供应
削减
增加
增加
削减或没有
其他条件不变，CO2供应增加
增加
削减
削减
增加
(2) 细胞呼吸方式的判定方法
说明:若已知的是酒精产生量，则其mol数等于无氧呼吸CO2的产生量。
典例2 (2022· 南京、盐城、淮安二模)气孔是CO2等气体进出叶片的通道，气孔导度表示单位时间内进入叶片表面单位面积的CO2的量，其单位是mmol CO2· m-2 ·s-1，能反映气孔张开的程度。请分析回答相关问题:
(1) 某争辩小组探究不同浓度的镉对小白菜光合作用的影响，试验结果见下表:
镉浓度
/mg·L-1
气孔导度
/mmolCO2·m-2·s-1
胞间CO2浓度
/μL·L-1
净光合速率
/μmolCO2·m-2·s-1
0
154.75
256.50
11.05
0.01
133.50
264.50
9.07
X
141.50
236.75
12.02
1
121.00
277.00
8.37
10
93.75
355.00
3.52
据表分析，X应为 ，理由是 ;高剂量(≥1mg·L-1)镉会使气孔导度 ，而胞间CO2浓度却增大，其主要缘由是 ，以致合成的C3削减。
(2) 下表是植物A和植物B在一天中气孔导度的变化。
时刻
0:00
3:00
6:00
9:00
12:00
植物A气孔导度
38
35
30
7
2
植物B气孔导度
1
1
20
38
30
时刻
15:00
18:00
21:00
24∶00
植物A气孔导度
8
15
25
38
植物B气孔导度
35
20
1
1
据表分析可知，一天中植物A和植物B吸取CO2的差异主要是 ;沙漠植物的气孔导度变化更接近于植物 。
上图表示植物叶肉细胞中发生的物质代谢过程。凌晨3:00时，①②③④四种生理过程中，植物A和植物B都能完成的有 ，产生ATP的是 。?
不同光照强度下植物的代谢特点
及相对强度的关系
图甲
图乙
图乙中的①表示只进行细胞呼吸无光合作用，对应图甲中的A点;②表示光合作用强度<细胞呼吸强度，对应图甲中的A~B段;③表示光合作用强度=细胞呼吸强度，对应图甲中的B点;④表示光合作用强度>细胞呼吸强度，对应图甲中的B点以后。
呼吸速率是绿色植物组织在黑暗条件下测得的数值(O2消耗量或CO2产生量或有机物消耗量);净光合速率是绿色植物组织在确定光照条件下测得的数值(O2释放量或CO2吸取量或有机物积累量)。总光合速率=净光合速率+呼吸速率，具体可通过如下关系来计算:
① 光合作用O2产生量=O2释放量+细胞呼吸O2消耗量;
② 光合作用有机物合成量=有机物积累量+细胞呼吸有机物消耗量。
典例3 (2022·泗阳中学)下图是叶肉细胞在不同光照强度下叶绿体与线粒体代谢简图。下列相关叙述，错误的是( )
A. 若细胞①处于黑暗环境中，那么该细胞单位时间放出的CO2量即为呼吸速率
B. 细胞②没有与外界发生O2和CO2交换，可断定此时间合作用速率等于呼吸作用速率
C. 细胞③处在较强光照条件下，细胞光合作用所利用的CO2量为N1与N2的和
D. 对细胞④的分析可以得出，此时间合作用强于细胞呼吸
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