人教版教学教案第三章新陈代谢-光合作用和呼吸作用.doc

呼吸作用和光合作用(一) 呼吸作用一、相关概念：1、呼吸作用（也叫细胞呼吸）：指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，最终生成二氧化碳或其它产物，释放出能量并生成ATP的过程。根据是否有氧参与，分为：有氧呼吸和无氧呼吸 2、有氧呼吸：指细胞在有氧的参与下，通过多种酶的催化作用下，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放出大量能量，生成ATP的过程。3、无氧呼吸：一般是指细胞在无氧的条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解为不彻底的氧化产物（酒精、CO2或乳酸），同时释放出少量能量的过程。4、发酵：微生物（如：酵母菌、乳酸菌）的无氧呼吸。酶二、有氧呼吸的总反应式： C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + 能量酶三、无氧呼吸的总反应式： C6H12O6 2C2H5OH（酒精）+ 2CO2 + 少量能量酶 或 C6H12O6 2C3H6O3（乳酸）+ 少量能量四、有氧呼吸过程（主要在线粒体中进行）： 场所发生反应产物第一阶段细胞质基质葡萄糖酶2丙酮酸 少量能量H+丙酮酸、H、释放少量能量，形成少量ATP第二阶段线粒体基质6CO26H2O酶2丙酮酸少量能量H+ +CO2、H、释放少量能量，形成少量ATP第三阶段H2O酶大量能量H+线粒体内膜O2生成H2O、释放大量能量，形成大量ATP五、有氧呼吸与无氧呼吸的比较：呼吸方式有氧呼吸无氧呼吸不同点场所细胞质基质，线粒体基质、内膜细胞质基质条件氧气、多种酶无氧气参与、多种酶物质变化葡萄糖彻底分解，产生CO2和H2O葡萄糖分解不彻底，生成乳酸或酒精等能量变化释放大量能量（1161kJ被利用，其余以热能散失），形成大量ATP释放少量能量，形成少量ATP六、影响呼吸速率的外界因素： 1、温度：温度通过影响细胞内与呼吸作用有关的酶的活性来影响细胞的呼吸作用。温度过低或过高都会影响细胞正常的呼吸作用。在一定温度范围内，温度越低，细胞呼吸越弱；温度越高，细胞呼吸越强。 2、氧气：氧气充足，则无氧呼吸将受抑制；氧气不足，则有氧呼吸将会减弱或受抑制。3、水分：一般来说，细胞水分充足，呼吸作用将增强。但陆生植物根部如长时间受水浸没，根部缺氧，进行无氧呼吸，产生过多酒精，可使根部细胞坏死。4、CO2：环境CO2浓度提高，将抑制细胞呼吸，可用此原理来贮藏水果和蔬菜。七、呼吸作用在生产上的应用：1、作物栽培时，要有适当措施保证根的正常呼吸，如疏松土壤等。2、粮油种子贮藏时，要风干、降温，降低氧气含量，则能抑制呼吸作用，减少有机物消耗。 3、水果、蔬菜保鲜时，要低温或降低氧气含量及增加二氧化碳浓度，抑制呼吸作用。（二）光合作用一、相关概念： 1、光合作用：绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并释放出氧气的过程二、光合色素（在类囊体的薄膜上）： 叶绿素a (蓝绿色） 叶绿素主要吸收红光和蓝紫光叶绿素b (黄绿色） 色素 胡萝卜素 （橙黄色） 类胡萝卜素主要吸收蓝紫光叶黄素 （黄色）三、光合作用的探究历程：略四、叶绿体的功能：叶绿体是进行光合作用的场所。在类囊体的薄膜上分布着具有吸收光能的光合色素，在类囊体的薄膜上和叶绿体的基质中含有许多光合作用所必需的酶。五、影响光合作用的外界因素主要有： 1、光照强度：在一定范围内，光合速率随光照强度的增强而加快，超过光饱合点，光合速率反而会下降。 2、温度：温度可影响酶的活性。 3、二氧化碳浓度：在一定范围内，光合速率随二氧化碳浓度的增加而加快，达到一定程度后，光合速率维持在一定的水平，不再增加。 4、水：光合作用的原料之一，缺少时光合速率下降。六、光合作用的应用：1、适当提高光照强度。 2、延长光合作用的时间。 3、增加光合作用的面积-合理密植，间作套种。 4、温室大棚用无色透明玻璃。 5、温室栽培植物时，白天适当提高温度，晚上适当降温。 6、温室栽培多施有机肥或放置干冰，提高二氧化碳浓度。七、光合作用的过程：光反应阶段条件光、色素、酶场所光酶在类囊体的薄膜上物质变化水的分解：H2O H + O2 ATP的生成：ADP + Pi ATP能量变化光能ATP中的活跃化学能暗反应阶段条件酶、ATP、H场所酶叶绿体基质物质变化酶CO2的固定：CO2 + C5 2C3ATPC3的还原： C3 + H （CH2O）能量变化光能ATP中的活跃化学能（CH2O）中的稳定化学能总反应式叶绿体 CO2 + H2O O2 + （CH2O）（三）光合作用与呼吸作用考点梳理考点一光合作用与需氧呼吸的关系1图示二者联系2表解二者区别与联系项目光合作用需氧呼吸代谢类型合成作用（或同化作用）分解作用（或异化作用）物质变化无机物合成有机物有机物分解无机物能量变化光能化学能（储存能量）化学能ATP、热能（释放能量）实质合成有机物；储存能量分解有机物;释放能量；供细胞利用场所叶绿体活细胞（主要在线粒体）条件只在光下进行有光、无光都能进行联系【例1】如图表示高等植物细胞的两个重要生理过程中C、H、O的变化，某个同学在分析时，做出了如下判断，你认为其中判断有错误的是（）A甲为光合作用，乙为呼吸作用B甲中的H2O在类囊体薄膜上被消耗，乙中H2O的消耗与产生都在线粒体中C甲和乙过程中都有H的产生与消耗D甲过程全在叶绿体中进行，乙过程全在线粒体中进行【解析】甲过程是将CO2和H2O合成有机物的过程，为光合作用；乙过程是将有机物分解为无机物的过程，为呼吸作用。需氧呼吸的第一阶段是在细胞质基质中进行的，第二、三阶段是在线粒体中进行的。 【答案】D【例2】下图为植物的某个叶肉细胞中的两种膜结构，以及发生的生化反应。下列有关叙述不正确的是（） A图甲、乙中的两种生物膜分别存在于叶绿体和线粒体中B图乙中的H主要来自于葡萄糖的分解C甲、乙两种生物膜除产生上述物质外，还均可产生ATPD影响甲、乙两种膜上生化反应的主要环境因素分别是光照和温度【解析】图甲中色素分子吸收光可将H2O光解产生H和O2表明该生物膜为叶绿体类囊体薄膜；由图乙中HO2形成H2O表明图乙为线粒体内膜，图乙中的H主要来自丙酮酸与H2O。【答案】B【例3】如图表示绿色植物体内某些代谢过程中物质的变化，A、B、C分别表示不同的代谢过程。以下表述正确的是（）A水参与C中第二阶段的反应BB在叶绿体类囊体薄膜上进行CA中产生的O2，参与C的第二阶段DX代表的物质从叶绿体的基质移向叶绿体的类囊体薄膜【解析】根据代谢过程中物质的变化图分析，A、B、C分别表示光反应（场所：类囊体薄膜）、暗反应（场所：叶绿体基质）和呼吸作用（场所：细胞质基质和线粒体）。光反应（A）产生的O2参与呼吸作用（C）的第三阶段。X是光反应产生的ATP，在叶绿体中，ATP的移动方向是从叶绿体的类囊体移向叶绿体的基质。【答案】A考点二光合作用速率与呼吸作用速率1呼吸速率的表示方法：植物置于黑暗环境中，测定实验容器内CO2增加量、O2减少量或有机物减少量。2表观光合速率和真正光合速率（1）表观（净）光合速率：常用一定时间内O2释放量、CO2吸收量或有机物积累量表示。（2）真正（总）光合速率：常用一定时间内O2产生量、CO2固定量或有机物产生量表示。3光合速率与呼吸速率的关系：（1）绿色组织在黑暗条件下或非绿色组织测得的数值为呼吸速率（A点）。（2）绿色组织在有光条件下光合作用与细胞呼吸同时进行，测得的数据为表观光合速率。（3）真正光合速率表观光合速率呼吸速率。由关系式用O2、CO2或葡萄糖的量表示如下：光合作用产氧量氧气释放量细胞呼吸耗氧量；光合作用固定CO2量CO2吸收量细胞呼吸释放CO2量；光合作用葡萄糖产生量葡萄糖积累量（增重部分）细胞呼吸消耗葡萄糖量。【例4】如图表示在适宜温度、水分和一定的光照强度下，两种植物的叶片在不同CO2浓度下的CO2净吸收速率，下列叙述中正确的是（）（多选） A植物B在CO2浓度大于100106后，才开始进行光合作用B两种植物差异的根本原因是DNA的不同C在适宜温度、水分和一定的光照强度下，将植物A和植物B放在密闭的玻璃罩中，植物B正常生活时间长D两条曲线交叉点代表植物A和植物B积累的有机物一样多【解析】CO2的净吸收速率等于光合作用速率与呼吸作用速率的差值，当其值为0时，说明光合作用速率等于呼吸作用速率，而不是没有光合作用。两种植物差异的根本原因是DNA的不同。植物A在低CO2浓度的条件下即能够达到光补偿点，植物B需要较高浓度的CO2才可达到光补偿点，所以在密闭罩内A植物正常生活时间长。两条曲线交叉时，说明A、B两种植物净光合作用强度相等，即有机物的积累量相等。【答案】BD【例5】下图表示20时玉米光合作用强度与光照强度的关系，S1、S2、S3表示所在部位的面积，下列说法中不正确的是（）（多选） AS1S3可表示玉米呼吸作用消耗的有机物量BS2S3可表示玉米光合作用产生的有机物总量C若植株缺Mg，则B点右移，D点右移DS2表示玉米光合作用有机物的合成量【解析】图示中，S1S3表示玉米在该光照强度范围内呼吸作用消耗的有机物量，S2S3表示光合作用产生的有机物总量，S2S1表示玉米光合作用有机物的净积累量。B点表示光合作用强度等于呼吸作用强度，缺Mg时，光合作用强度减弱，B点右移，D点左移。【答案】CD考点三光合速率关系曲线图中各点移动问题1光照强度与光合速率的关系曲线图中各点含义（1）a点光照强度为0，则此时植物只进行呼吸作用，该点表示该植物在该温度下的呼吸作用强度，而且整条曲线的呼吸作用强度不变。因此，在温度改变的情况下，a点的位置可能上移或下移，进一步影响b点和c点的位置。（2）b点表示同一植物在同一时间内，光合作用吸收的CO2量与呼吸作用放出的CO2量相等，称为光补偿点。植物在光补偿点时，有机物的合成量和消耗量相等，不能积累干物质，而且夜间要消耗干物质，因此，从全天来看，植物所需要的最低光照强度必须高于光补偿点，才能使植物正常生长。一般来说，阳生植物的光补偿点高于阴生植物。（3）c点时，光照强度不再是光合作用强度的限制因素，即光合作用不再随着光照强度的增大而增大。2曲线图中各点移动的分析（1）温度 在最适温度以下升高温度如图所示，如果升高温度，且温度对光合作用和呼吸作用而言，都还在最适温度以下，则有：升温，使呼吸作用加强，且其强度远大于光合作用强度，a点向下移动，b点向右移动，需要较强光照才能产生与呼吸作用消耗量相当的有机物；c点则向右上方移动，温度升高，光反应与碳反应的酶活性都升高，植物可利用更强的光照。温度超过最适温度另一种升温对图像各点移动的影响，则是光合作用最适温度与呼吸作用最适温度不同，升高温度，会使其中之一超过最适温度。 （2）CO2浓度CO2浓度也是影响光合作用的重要因素之一，CO2浓度与光合作用速率关系曲线，如下图甲所示，一般认为是在CO2浓度不影响呼吸作用的前提下进行的。据图可知，一定范围内提高CO2浓度，可以促进光合作用。因此，在一定范围内提高CO2浓度，光合作用速率与光照强度关系曲线图中各点位置应如图乙虚线所示。a点：不移动。因为CO2浓度的适当提高不会抑止呼吸作用。b点：不移动。因为b点限制因子是光照强度，升高CO2浓度不影响该点。c点：向右上方移动。因为c点为光饱和点，其限制因子为CO2浓度等，适当提高CO2浓度，可促进植物利用更高光照强度来进行生命活动。【例6】科学家研究小麦20时光合作用强度与光照强度的关系，得到如图曲线。下列有关叙述错误的是（） A在25条件下研究时，cd段位置会下移，a会上移Ba点时叶肉细胞产生ATP的细胞器只有线粒体C其他条件适宜，当植物缺Mg时，b点将向右移动Dc点之后小麦光合作用强度不再增加可能与叶绿体中酶的浓度有关【解析】CO2吸收量代表光合作用强度，CO2释放量代表呼吸作用强度。当温度升高到25时，因为还在适宜的温度范围内，所以呼吸作用和光合作用强度都会增大，因此cd段会