阶段整合与提升(三) 概 念 导 图 主题1 光合作用与细胞呼吸的过程比较 1．区别与联系 项目 光合作用 细胞呼吸 发生范围 含叶绿体的植物细胞、蓝细菌等 所有活细胞 发生条件 在光下进行 时刻都进行 实质 合成有机物、储存能量 分解有机物，释放能量 物质联系 C：CO2(CH2O)丙酮酸CO2； O：H2OO2H2O； H：H2ONADPH(CH2O)NADHH2O 能量联系 2．NADH、NADPH和ATP的来源与去路 项目 来源 去路 NADPH 光合作用 光反应中水的光解 还原C3 NADH 有氧呼吸 第一、二阶段产生 用于第三阶段还原O2 ATP 光合作用 光反应阶段产生 主要用于暗反应 有氧呼吸 第一、二、三阶段均能产生，第三阶段产生的最多 作为能量“货币”，用于各项生命活动 主题2 光合作用与细胞呼吸的影响因素及植物的“三率”曲线模型分析 1．光合速率与呼吸速率的关系 (1)A点：只进行细胞呼吸。 (2)A～B段：光合速率＜呼吸速率。 (3)B点：为光补偿点，光合速率＝呼吸速率。 (4)B点以后：光合速率＞呼吸速率。 (5)C点：C点对应的光照强度为光饱和点。 2．微观辨析真正(总)光合速率、净光合速率和呼吸速率的关系(以光合速率大于呼吸速率为例) (1)绿色植物组织在黑暗条件下测得的数值表示呼吸速率。 (2)绿色植物组织在有光的条件下，光合作用与细胞呼吸同时进行，测得的数值表示净光合速率。 (3)(总)光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。用O2、CO2或葡萄糖的量表示如下： ①光合作用产生的O2量＝实际测得的O2释放量＋细胞呼吸消耗的O2量。 ②光合作用固定的CO2量＝实际测得的CO2吸收量＋细胞呼吸释放的CO2量。 ③光合作用产生的葡萄糖量＝葡萄糖的积累量(增重部分)＋细胞呼吸消耗的葡萄糖量。 主题3 C3、C4和CAM植物及光系统、光呼吸 1．C3、C4和CAM植物 (1)C3途径：也称卡尔文循环，整个循环由RuBP(C5)与CO2的羧化开始到RuBP(C5)再生结束，在叶绿体基质中进行。此类植物如小麦、水稻等。 (2)C4途径：如玉米叶肉细胞的叶绿体中，CO2被PEP羧化酶(被形象地称为“CO2泵”)整合到C4，随后C4进入维管束鞘细胞，释放出的CO2参与卡尔文循环。与C3植物相比，它提高了植物固定二氧化碳的能力，过程如下图所示： (3)CAM途径：CAM植物夜间吸收CO2，CO2与磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)结合，通过一系列反应生成苹果酸储存在液泡中。白天气孔关闭，苹果酸转移到细胞质基质中脱羧，放出CO2，CO2进入C3途径合成淀粉。常见于生活在高温干旱地区的植物，如仙人掌等，过程如下图所示： 2．光系统和电子传递链 (1)光系统的组成及作用 如图所示，光系统由光系统Ⅰ和光系统Ⅱ两个中心组成。光系统Ⅱ进行水的光解，产生氧气、H＋和自由电子(e－)，光系统Ⅰ主要是介导NADPH的产生。 (2)电子传递链与NADPH的合成 光反应时，光合色素将光能转化为电能，产生电子(e－)经过电子传递链，电子的最终受体物质是NADP＋，从而合成NADPH，也可以简单地认为是2e－＋NADP＋＋H＋―→NADPH。 (3)质子(H＋)流与ATP的合成 质子(H＋)流是类囊体腔侧质子(H＋)浓度高于基质侧的浓度差，其形成依赖于水的光解和电子传递链传递的过程。ATP合酶利用质子流的能量来催化合成ATP。 3．光呼吸和Rubisco Rubisco是一种具有双功能的酶，能对C5(RuBP)进行羧化与氧化。二氧化碳和氧气竞争性与Rubisco结合，其关系如下图： (1)当CO2浓度高时，C5(RuBP)＋CO22C3(3－磷酸甘油酸)，进行卡尔文循环。 (2)当O2浓度高时，C5(RuBP)＋O2C3(3－磷酸甘油酸)＋C2(磷酸乙醇酸)，其中C3进入卡尔文循环，而C2脱磷酸后离开叶绿体，进行光呼吸，经一系列变化生成CO2等。 [合 考 真 题] 1．(2024·广东1月合格考)下列关于细胞呼吸的叙述，错误的是（） A．有氧呼吸只发生在线粒体中 B．无氧呼吸能生成少量的ATP C．有氧呼吸过程会生成水 D．肌细胞无氧呼吸会产 ... ...
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