学考复习细胞呼吸与光合作用.ppt

第六单元细胞呼吸与光合作用,细胞呼吸(呼吸作用)的概念,细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放能量并且生成ATP的过程。,化学反应,实验课题探究酵母菌细胞呼吸的方式,（一）实验原理1、酵母菌是单细胞真菌属于兼性厌氧菌。有氧呼吸产生水和CO2无氧呼吸产生酒精和CO2。2、CO2的检测方法（1）CO2使澄清石灰水变浑浊（2）CO2使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄3、酒精的检测橙色的重铬酸钾溶液在酸性下与酒精发生反应，变成灰绿色。,（二）实验假设酵母菌在有氧情况下进行有氧呼吸产生：CO2无氧情况下进行无氧呼吸，产生：CO2+酒精,(三)实验用具（略）,1、NaOH的作用是什么？,2、酵母菌进行什么呼吸？,3、澄清的石灰水有什么作用？,(四)实验步骤,1、配制酵母菌培养液（等量原则）置于A、B锥形瓶2、组装有氧呼吸和无氧呼吸装置图，放置在25-35、环境下培养8-9小时。3、检测CO2的产生4、检测酒精的产生（1）取2支试管编号（2）各取A、B锥形瓶酵母菌培养液的滤液2毫升注入试管（3）分别滴加0.5毫升重铬酸钾-浓硫酸溶液，轻轻震荡、混匀.试管密封，试管不密封,(五)观测、记录,变混浊快,无变化,变混浊慢,出现灰绿色,(六)实验结果,酵母菌在有氧和无氧条件下均能进行细胞呼吸。有氧条件下，产生大量的CO2，无氧条件下,产生酒精+少量的CO2。,第一阶段场所：细胞质基质,C6H12O62C3H4O3(丙酮酸)+4H+少量能量,酶,无氧呼吸的过程（微生物发酵）,场所：细胞质基质（1）高等植物C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量（少量）（2）高等动物和人体、马铃薯块茎、甜菜的根和玉米的胚等C6H12O62C3H6O3+能量（少量）,注：无氧呼吸的过程只在第一阶段释放少量能量，绝大部分能量贮存在有机物（如酒精、乳酸）中。,酶,酶,影响细胞呼吸的因素,外界因素：水分含量(自由水/结合水比例降低,细胞呼吸减弱)温度(温度影响有关酶的活性)氧气的浓度等。,呼吸作用原理的应用:,（1）作物松土:促进根毛细胞的有氧呼吸,有利于根毛吸收无机盐离子（2）粮油种子的贮藏:晒干后呼吸作用减慢,减少有机物的消耗（3）果实和蔬菜的保鲜:零上低温,低氧,适当湿度（4）酸奶、泡菜、酿酒、面包等，应用的是无氧呼吸(5)伤口用透气创口贴包扎:抑制厌氧细菌繁殖,【答案】D,（2014天津卷）2.下图是细胞中糖类合成与分解过程示意图。下列叙述正确的是A.过程只在线粒体中进行，过程只在叶绿体中进行B.过程产生的能量全部储存在ATP中C.过程产生的（CH2O）中的氧全部来自H2OD.过程和中均能产生H，二者还原的物质不同,【答案】：C,（2013新课标卷）下列与各生物呼吸有关的叙述，错误的是A.肺炎双球菌无线粒体，但能进行有氧呼吸B.与细菌呼吸有关的酶由拟核中的基因编码C.破伤风杆菌适宜生活在有氧的环境中D.有氧和无氧时，酵母菌呼吸作用的产物不同,C,（2014江苏卷）24.某同学设计了右图所示的发酵装置，下列有关叙述错误的是A.该装置可阻止空气进入，用于果酒发酵B.该装置便于果酒发酵中产生的气体排出C.去除弯管中的水，该装置可满足果醋发酵时底层发酵液中大量醋酸菌的呼吸D.去除弯管中的水后，该装置与巴斯德的鹅颈瓶作用相似,（2014海南卷）26（10分）某豆科植物种子萌发过程中CO2释放和O2吸收速率的变化趋势如图所示。请据图回答问题：在1224h期间，呼吸速率逐渐增强，在此期间呼吸作用的主要方式是呼吸，该呼吸方式在细胞中发生的部位是其产物是。从第12h到胚根长出期间，萌发种子的干物质总量会，主要原因是。胚根长出后，萌发种子的呼吸速率明显升高。,无氧,细胞质基质,酒精和二氧化碳,减少,种子不进行光合作用，不能制造有机物，同时细胞呼吸消耗有机物，使有机物总量下降,有氧,（2015安徽卷，29，9分）（9分）科研人员探究了不同温度（25和0.5）条件下密闭容器内蓝莓果实的CO2生成速率的变化，结果见图1和图2.,由图可知，与25相比，0.5条件下果实的CO2生成速率较低，主要原因是_；随着果实储存时间的增加，密闭容器内的_浓度越来越高，抑制了果实的细胞呼吸。该实验还可以通过检测_浓度的变化来计算呼吸速率。,低温降低了细胞呼吸相关酶活性,CO2,O2,实验绿叶中色素的提取和分离,实验原理：提取(无水乙醇)、分离(层析液)目的要求：绿叶中色素的提取和分离及色素的种类材料用具：新鲜的绿叶、定性滤纸等、无水乙醇等方法步骤：1.提取绿叶中的色素2.制备滤纸条3.画滤液细线4.分离绿叶中的色素5.观察和记录,方法与步骤：,称取5g左右的鲜叶，剪碎，放入研钵中。加少许的二氧化硅（充分研磨）和碳酸钙(防止研磨中色素被破坏)与10ml无水乙醇。在研钵中快速研磨。将研磨液进行过滤。,讨论：1.滤纸条上色带的数目、排序、宽窄？2.滤纸条上的滤液细线，为什么不能触及层析液？,捕光色素的种类、功能和分布,色素主要分布于叶绿体的类囊体膜上,普里斯特利实验,萨克斯实验,第一组,光合作用产生的O2来自于H2O。,H2180,C02,H20,C18O2,第二组,1802,02,美国鲁宾和卡门实验（同位素标记法）,结论,光合作用产生的有机物又是怎样合成的？,美国卡尔文,用14C标记14CO2，供小球藻进行光合作用，探明了CO2中的C的去向，称为卡尔文循环。,14CO2,14C3,（14CH2O),叶绿体的结构,外膜,内膜,基粒,基质,类囊体,色素：,类囊体的薄膜上,类囊体的薄膜上叶绿体基质中,酶：,光合作用过程,光反应,暗反应,划分依据:反应过程是否需要光,光反应在白天可以进行吗？夜间呢？暗反应在白天可以进行吗？夜间呢？,有光才能反应,有光、无光都能反应,H2O,类囊体膜,酶,光反应,光、色素、酶,叶绿体内的类囊体薄膜上,水的光解：,（还原剂）,ATP的合成：,光能活跃的化学能贮存在ATP中,场所：,条件：,能量变化,物质变化,进入叶绿体基质，参与暗反应,供暗反应使用,CO2,五碳化合物C5,CO2的固定,三碳化合物2C3,C3的还原,叶绿体基质多种酶,糖类,卡尔文循环,暗反应阶段,CO2的固定：,C3的还原：,叶绿体的基质中,H、ATP、酶,场所：,条件：,能量变化,物质变化,CO2,五碳化合物C5,CO2的固定,三碳化合物2C3,叶绿体基质多种酶,糖类,H,光合作用的全过程,供氢,供能,还原,多种酶参加催化,（CH2O）,2C3,C5,固定,CO2,光反应过程,暗反应过程,类囊体的薄膜上,叶绿体基质中,比较光反应、暗反应,光反应阶段,暗反应阶段,条件,场所,物质变化,能量变化,光、色素、酶,不需光、酶、H、ATP,叶绿体类囊体膜,叶绿体基质中,水的光解；ATP的生成,CO2的固定；C3的还原,ATP中活跃化学能,光能,ATP中活跃化学能,有机物中稳定化学能,光反应是暗反应的基础，为暗反应提供H和ATP，暗反应为光反应提供ADP和Pi。,色素分子,可见光,C5,2C3,ADP+Pi,ATP,2H2O,O2,4H,多种酶,酶,(CH2O),CO2,吸收,光解,能,固定,还原,酶,光反应,暗反应,光合作用总过程：,影响光合作用强度的因素,内部因素,外部因素,光合速率或光合速度：是衡量光合作用强弱的指标。其的大小可用单位时间、单位叶面积所吸收的CO2量或释放的O2量表示,也可用单位时间、单位叶面积所积累的干物质量表示。,光合作用强度,影响光合作用强度的因素？,(色素、酶）,Mg、N等矿质元素；酶的活性受温度等影响。,光照强度、光质、光照时间；,气体反应物,作为反应物和反应的媒介；水分气孔关闭CO2供应,影响光合作用强度的因素？,叶龄,OA段幼叶。随幼叶的不断生长，叶面积增大，叶绿体增多，叶绿素含量增加，光合速率增加。AB段壮叶。叶片面积、叶绿体和叶绿素都处于稳定状态，光合速率稳定。BC段老叶。随叶龄的增加，叶绿素被破坏，光合速率也随之下降。,应用措施：农作物、果树管理后期适当摘除老叶、残叶。可降低其呼吸作用消耗有机物。,叶面积指数,应用措施：,增加光合作用面积，如合理密植、间作和套种；适当间苗、修剪，合理施肥、浇水，避免陡长，封行过早，使中下层叶子所受的光照往往在光补偿点以下，白白消耗有机物，造成不必要的浪费。,在一定的范围内，作物的产量随叶面积指数的增大而提高。当叶面积增加到一定的限度后，呼吸作用加强，净产量反而下降。,是指单位土地面积上植物叶片总面积占土地面积的倍数。即:叶面积指数=叶片总面积/土地面积。,就是在前一季作物生长后期，播种下一季作物。是一种解决前、后季作物之间季节矛盾的复种方式。如在小麦成熟之前，在垄间播种棉花。,名词解释,间作：,在一块田地上同时、间隔种植两种作物。如在同时间隔播种玉米和谷子。,增大了光合作用面积；增加了单位土地面积上光合作用时间，提高了光能利用率；同时还有利于不同作物对不同矿质元素的充分吸收；避免了同种作物长时间种植易患某种病虫害的可能。,套种：,意义：,1.光,光的三要素：,.光质(光的波长),1、光照对光合作用的影响,.光照时间：应用：延长光合作用时间大田：复种（一年种两茬或三茬）温室：人工光照,全色(白色)光蓝紫光红光绿光,光的三要素：,光照强度1.A点的含义2.B点的含义3.C点所对应的横坐标的含义,请思考以下问题：1.A点的含义;2.B点的含义；3.C点所对应的横坐标的含义；,A点光照强度为0，此时只进行细胞呼吸，释放的CO2量可表示此时细胞呼吸的强度。,B点：细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用，即光合作用强度等于细胞呼吸强度（光照强度只有在B点以上时，植物才能正常生长），B点所示光照强度称为光补偿点。,C点所示光照强度称为光饱和点,4.AB段曲线的含义5.BC段曲线的含义,AB段：随光照强度增强，光合作用强度也逐渐增强，CO2释放量逐渐减少，这是因为细胞呼吸释放的CO2有一部分用于光合作用，此时细胞呼吸强度大于光合作用强度,BC段：表明随着光照强度不断加强，光合作用强度不断加强，到C点以上就不再加强了,阴生植物与阳生植物,阳生植物,A,B,光照强度,0,C,1.光照强度,B：光补偿点指在一定光强范围内，光合过程中吸收的CO2与呼吸过程中放出的CO2等量时的光照强度。,C：光饱和点：指当达到某一光强时，光合速率就不再增加时的光强。无光照时植物只能进行呼吸作用，有光照时，随光照增强光合强度增强，但当达到光饱点后不再增强，此时限制光合强度的因素是温度或CO2浓度。,A:无光照植物只能进行呼吸作用,所释放的CO2量代表呼吸作强度。,在生产上的应用：延长光合作用时间：通过轮种，延长全年内单位土地面积上绿色植物进行光合作用的时间，是合理利用光能的一项重要措施。增加光合作用面积：合理密植是增加光合作用面积的一项重要措施。,阴生植物,阳生植物,阳生植物阴生植物,纵坐标代表实际光合速率（强度）还是净光合速率（强度）？如何判断曲线图中纵坐标代表的是总的还是净值？ABC点各代表的意义？如果图中曲线表示的是阳生植物，那么阴生植物的曲线应当怎样？,A,B,光照强度,0,A：呼吸强度；B：光补偿点；C：光饱和点,C,净光合速率,光合速率（强度）,阴生植物的光补偿点、光饱和点阳生植物,净值=总值（实际值）呼吸消耗值,1.光,光合速率与呼吸速率的关系: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。绿色植物组织在光下，光合作用与细胞呼吸同时进行，测得的数据为净光合速率。真正光合速率、净光合速率、呼吸速率的关系：真正光合速率净光合速率呼吸速率三者的常用表示方法：,B,B,当光合作用强度呼吸作用强度时，会发生图中过程。,pq,pqmn,pqgh,3.图像分析：,已知M、N为同一细胞中的两种细胞器，g、为相关的两种气体分子，回答问题：,例2下图中的甲、乙两图为昼夜中某作物植株对CO2的吸收和释放状况的示意图。甲图是在春季的某一晴天，乙图是在盛夏的某一晴天，请据图回答问题：,（1）甲图曲线中C点和正点（外界环境中CO2浓度变化为零）处，植株处于何种生理活动状态？（2）根据甲图推测该植物接受光照的时间是曲线中的段，其中光合作用强度最高的是点，植株积累有机物最多的是点。（3）乙图中FG段CO2吸收量逐渐减少是因为，以致光反应产生的和逐渐减少，从而影响了暗反应强度，使化合物数量减少，影响了CO2固定。（4）乙图曲线中间E处光合作用强度暂时降低，可能是因为答案：（1）呼吸作用释放CO2的量等于光合作用吸收CO2的量时（2）BF；D；E（3）光照强度逐步减弱；ATP；NADPH（4）温度高，蒸腾作用过强，气孔关闭，影响CO2的供应,A,B,光照强度,0,C,S1,S2,S3,呼吸消耗量：净积累量：总光合作用量：,D,E,OA与OD围成的面积（S1+S3）,AC与AE围成的面积呼吸消耗（S2S1）,净值+呼吸消耗量（S2+S3）,呼吸速率、净光合速率的测定：,测量什么?、。烧杯中装、。条件？、。,呼吸速率,NaOH,黑暗,NaHCO3,光下,净光合速率,NaOH,NaHCO3,测呼吸速率原理测光合速率原理,黑暗处，只进行呼吸作用,消耗O2，产生的CO2被NaOH吸收,气压下降，液滴左移,液滴左移的距离（体积）即为O2的消耗量也即呼吸速率,光下，光合作用呼吸作用,光合作用产生的O2多于呼吸作用吸收的O2，而CO2维持稳定,气压增大，液滴右移,液滴右移的距离（体积）即为O2的产生量也即净光合速率,对应训练：(07年高考山东卷)以测定的CO2吸收量与释放量为指标，研究温度对某绿色植物光合作用与呼吸作用的影响，结果如图所示。下列分析正确的是(),A.光照相同时间，35时光合作用制造的有机物的量与30时相等B.光照相同时间，在20条件下植物积累的有机物的量最多C.温度高于25时，光合作用制造的有机物的量开始减少D.两曲线的交点表示光合作用制造的与呼吸作用消耗的有机物的量相等,A,制造的、产生的值测定的、积累的值,总净,问题3.请说出光照强度是如何影响光合作用强度的？其影响有什么特点？,答案：光照强度主要影响光合作用的光反应。光合作用强度随光照强度的变化而变化。光照弱时光合作用减慢，光照逐步增强时光合作用随之加快，但是光照增强到一定程度，光合作用速度不再增加。,问题4.不同光质又是怎样影响光合作用的？,答案：光质不同影响光合速率，白光为复色光，光合作用能力最强。单色光中红光作用最快，蓝紫光次之，绿光最差。,2.CO2浓度对光合作用强度的影响（2）点含义：图1中A点表示光合作用速率等于细胞呼吸速率时的CO2浓度，即CO2补偿点；图2中的A点表示进行光合作用所需环境中CO2的最低浓度；,应用：温室栽培时适当提高CO2的浓度,措施：,多施有机肥或农家肥；大田生产“正其行，通其风”，即为提高CO2浓度、增加产量；释放一定量的干冰或给植物施NH4HCO3。,3.温度对光合作用速率的影响,(1)曲线分析：温度主要是通过影响与光合作用有关酶的活性而影响光合作用速率。(2)应用：白天调到光合作用最适温度,以提高光合作用速率；晚上适当降低温室的温度，以降低细胞呼吸，保证植物有机物的积累。,光合速率,吸水量或矿质元素吸收量,水是光合作用原料之一，同时也是代谢的必须介质，缺少时会使光合速率下降.水分还能影响气孔的开闭，间接影响CO2进入植物体内（如夏季的“午休”现象）。矿质元素如：N：光合酶及NADP+和ATP的重要组分P：NADP+和ATP的重要组分；维持叶体常结构和功能K：促进光合产物向贮藏器官运输Mg：叶绿素的重要组分,合理灌溉、合理施肥可促进叶片面积增大，提高酶的合成率，增加光合作用速率。,4.水、矿质营养,C,例：,植物的光合午休现象,晴朗的夏季的一天,C,例：,AB段：光照增强，光合强度增大,C点：中午时光照最强叶片蒸腾作用最强叶片大量失水叶表面大量气孔关闭CO2进入受阻叶片中的CO2减少光合强度减弱,DE段：光照减弱，光合强度减小,植物的光合午休现象,晴朗的夏季的一天,光能利用率一般是指单位土地面积上，农作物光合作用合成的有机物中所含的能量，与这块土地所接受的太阳能之比。,光能利用率,1、延长光合作用时间，如暗处补充光照；一年种2季改为种3季。2、增加光合作用的面积。如合理密植、间作套种等。3、控制光强、光质、CO2、温度、矿质元素、水分等。,提高光能利用率措施：,（2）相关移动问题上图代表是阴生植物，如果改为阳生植物，a、b两点则如何移动？阳生植物的光补偿点和光饱和点都高于阴生植物，故a、b点均应向右移。当温度或CO2浓度改变时，植物的光补偿点在坐标轴上的位置将怎样移动?植物的光补偿点和光饱和点不是固定数值，它们会随外界条件的变化而变动。例如，当温度降低时，呼吸作用减弱，因此光补偿点降低，a点向左移。,探究点二：探究环境因素对光合作用的影响（难点）,答案：实验过程中人为改变的变量称为自变量，随着自变量变化而变化的变量称为因变量。设计对照实验要遵循遵循科学性原则、单一变量原则、平行重复原则、对照性原则等。,问题1.为保证探究活动顺利有序开展，请同学们回顾以下几个问题：什么叫自变量、无关变量和因变量？设计对照实验要遵循哪些原则？,问题2.请说出你要探究的问题。,答案：探究光照强度对光合作用强度的影响或者是探究温度、二氧化碳浓度对光合作用强度的影响。,问题3.请小组讨论明确好实验原理。,答案：取叶圆片用真空渗入法，排除叶内细胞间隙的空气，充以水分使叶片下沉。植物照光后，由于光合作用放出的氧气在水中的溶解度很小，而积累于细胞间隙，叶圆片即由下沉转为上浮。根据上浮所需时间，即能比较光合作用的强弱。,问题4.请小组讨论确定出实验步骤。,答案：可参考，一、用打孔器打下生长旺盛的绿叶70片叶圆片，避开叶脉，放入预先装好冷开水的注射器内，反复抽气，至叶片下沉，遮光备用。二、取6个小烧杯，加入清水，放入叶圆片每杯10片，按不同光照、温度和二氧化碳条件进行处理。三、观察并记录同一时间段内各实验装置中小圆形叶片浮起的时间。,（2014新课标卷）2.正常生长的绿藻，照光培养一段时间后，用黑布迅速将培养瓶罩上，此后绿藻细胞的叶绿体内不可能发生的现象是（）A.O2的产生停止B.CO2的固定加快C.ATP/ADP比值下降D.NADPH/NADP+比值下降,【答案】B,（2014课标卷）6关于光合作用和呼吸作用的叙述，错误的是A磷酸是光反应中合成ATP所需的反应物B光合作用中叶绿素吸收光能不需要酶的参与C人体在剧烈运动时所需的能量由乳酸分解提供D病毒核酸的复制需要宿主细胞的呼吸作用提供能量,【答案】C,（2014四川卷）6.将桑树和大豆分别单独种植（单作）或两种隔行种植（间作），测得两种植物的光合速率如下图所示（注：光饱和点是光合速率达到最大值时所需的最低光照强度）。据图分析，下列叙述正确的是A与单作相比，间作时两种植物的呼吸强度均没有受到影响B与单作相比，间作时两种植物光合作用的光饱和点均增大C间作虽然提高了桑树的光合速率但降低了大豆的光合速率D大豆植株开始积累有机物时的最低光照强度单作大于间作,【答案】D,（海南卷）7关于小麦光合作用的叙述，错误的是（）A类囊体上产生的ATP可用于暗反应B夏季晴天光照最强时，小麦光合速率最高C进入叶绿体的CO2不能被NADPH