光合作用呼吸作用专题.ppt

光合作用和呼吸作用复习 1 考纲解读 1 光合作用的概念 反应式 2 与细胞知识相结合掌握光合作用的场所以及色素的有关知识 3 光合作用的过程 光反应和暗反应 4 3和 4植物的概念及叶片结构的特点 5 光能的利用率及提高措施 2 1771年 英 普里斯特利的实验 1864年 德 萨克斯的实验 1880年 美 恩格尔曼的实验 20世纪30年代 美 鲁宾和卡门的实验 一 光合作用的发现 3 普里斯特利的实验 结论 植物可以更新空气 4 萨克斯的实验 放在暗处几小时 目的是什么 结论 产物 光照 淀粉 条件 5 恩格尔曼的实验 隔绝空气 黑暗 用极细光束照射 完全暴露在光下 水绵和好氧细菌的装片 结论 氧是由释放出来的 是光合作用的场所 光合作用需要 叶绿体 叶绿体 光照 6 鲁宾和卡门的实验 7 鲁宾和卡门的实验 结论 光合作用释放的氧全部来自水 8 9 叶绿体色素 叶绿素 类胡萝卜素 叶绿素a 叶绿素b 叶黄素 胡萝卜素 吸收可见的太阳光 叶绿素主要吸收红光和蓝紫光 类胡萝卜素主要吸收蓝紫光 叶绿体中的色素 返回 10 11 叶绿体中的色素主要吸收红橙光和蓝紫光 12 二 叶绿体 提问 如何提取叶绿体中的色素 丙酮二氧化硅碳酸钙 13 胡萝卜素 叶黄素 叶绿素a 叶绿素b 分离色素 14 色素的作用吸收 传递 转化光能 聚光色素吸收 传递光能作用中心色素吸收 转化光能 绝大多数叶绿素a 全部叶绿素b 胡萝卜素 叶黄素 少数处于特殊状态下叶绿素a 叶绿素的产生条件 光 温度 矿质 15 光合作用的场所条件产物原料 叶绿体光照淀粉 O2 来源于H2O O2H2O 光合作用的定义 16 光合作用的实质 把无机物 CO2和H2O 转变为有机物 把光能转变为化学能 储存在有机物中 光合作用的反应方程式 CO2 H2O 光能 叶绿体 CH2O O2 17 光合作用的过程 18 CO2停止供应 停止光照 条件 减少或没有 增加 增加 减少 减少或没有 减少或没有 减少 增加 光照与CO2的变化对各种物质的影响 下页 19 下图是改变光照和CO2浓度后与光合作用有关的五碳化合物和三碳化合物在细胞内的变化曲线 请回答 1 曲线b表示的化合物是 在无光照时 其量迅速下降的原因是 2 曲线a表示的化合物是 在CO2浓度降低时 其量迅速下降的原因是 C3 固定过程减慢 C3形成量减少 C5 无光 不能合成ATP C3不能再生为C5 有CO2 C5与CO2反应形成C3 有光 能合成ATP C3能再生为C5 还能还原为糖类等有机物 20 条件 过程 场所 光反应 光 色素 酶 叶绿体的囊状结构 类囊体 薄膜 水的光解 NADPH的形成 ATP的形成 暗反应 活跃化学能 21 光能转换成电能示意图 22 条件 过程 场所 暗反应 多种酶参与催化 ATP NADPH 叶绿体的基质 CO2的固定 CO2的还原 CO2 NADPH NADP ATP ADP Pi CH2O C5 2C3 23 叶绿体基粒中 叶绿体基质中 光 色素和酶 ATP NADPH多种酶催化 光能 电能 活跃的化学能 ATP NADPH中 活跃的化学能 稳定的化学能 光反应为暗反应提供 H 和ATP 暗反应消耗了光反应的产物 促进光反应的进行 水的光解H2O 2 H 1 2O2合成ATPADP Pi ATP合成NADPHNADP 2e H NADPH 光 酶电能 CO2的固定CO2 C5 2C3三碳的还原2C3 CH2O 酶 酶ATP H 三 光合作用的过程 24 四 光合作用的意义 25 1 为生物生存提供了物质来源 2 为生物生存提供了能量来源 3 维持了大气中O2和CO2的相对稳定 4 对生物的进化有直接意义 26 六 提高光合作用的速率 27 光合作用的总反应式 CO2 2H2O 光能 叶绿体 CH2O H2O O2 原料 条件 产物 怎样才能提高光合作用效率 增加CO2浓度 合理灌溉 增强光照 矿质元素 温度 28 C 一 光 一 光照强度对光合作用的影响 29 一 光 二 不同光质的影响 红光和蓝紫光有利于提高光合效率 黄绿光不利于提高光合效率 在蓝紫光的照射下 光合产物中蛋白质和脂肪的含量较多 在红光的照射下 光合产物中糖类的含量较多 30 光合作用速率 Timeofday h C3 C4 光合速率的日变化 思考 C3植物中午为什么光合作用的速率下降 C4植物为什么没有此现象 二 温度对光合作用的影响 31 下页 三 CO2浓度对光合作用的影响 32 a b b c c d d e CO2太低 农作物消耗光合产物 随CO2的浓度增加 光合作用强度增强 CO2浓度再增加 光合作用强度保持不变 CO2浓度超过一定限度 将引起原生质体中毒或气孔关闭 抑制光合作用 CO2浓度对光合作用的关系 33 四必需矿质元素的供应 哪些必需元素会影响光合作用 1 N 是各种酶以及NADP 和ATP的重要组成成分 2 P 是叶绿体膜 NADP 和ATP的重要组成成分 3 K 在合成糖类 以及将其运输到块根 块茎和种子等器官过程中起作用 4 Mg 叶绿素的重要组成成分 34 1 根据植物的生长规律和需肥规律进行适时适量施肥 2 可进行根外施肥 3 与豆科植物进行间种和轮作 提高土壤的肥力 使植物获得更多的氮肥 4 将植物秸秆尤其是豆科植物的秸秆进行深耕翻压 也是增加土壤肥力的有效措施 应如何进行合理施肥 四必需矿质元素的供应 35 水稻叶片N含量与光合效率的关系 36 五 叶面积对光合作用的影响 37 O 光照强度 CO2吸收 CO2释放 A B C O 光合作用速率 CO2浓度 A B 下页 单一因素对光合作用影响的图象 38 O 光合作用速率 温度 C A B C O 光合作用速率 水和矿质元素浓度 A 10 50 20 30 40 39 光合作用的实际量 叶面积指数 O 物质的量 呼吸量 干物质量 O 光合作用速率 叶龄 A B C 8 2 4 6 40 下页 多因素对光合作用的影响 41 C3植物叶片结构 C4植物叶片结构 水稻 小麦等大多数植物在暗反应中 一个CO2被一个C5固定后形成两个C3化学物 因此叫C3植物 甘蔗 玉米等少数植物在暗反应中 一个CO2首先被一个磷酸丙酮酸固定形成C4化学物 然后C4化合物分解出CO2再与C5结合形成两个C3化合物 因此叫C4植物 42 C3植物和C4植物叶片结构特点 C3植物 C4植物 43 酶 叶肉细胞叶绿体 维管束鞘细胞叶绿体 C4植物光合作用过程图解 CO2 C3 PEP C4 C4 CO2 C3 丙酮酸 C5 2C3 NADPH NADP ATP ADP Pi CH2O 44 C4植物和C3植物CO2固定的途径分别有几条 C4植物有两条 C4途径和C3途径C3植物有一条 C3途径 上述途径分别发生在什么细胞内 C4植物的C4途径发生在 叶肉细胞的叶绿体内C4植物的C3途径发生在 维管束鞘细胞的叶绿体内C3植物的C3途径发生在 叶肉细胞的叶绿体内 45 C3 PEPC5 C3 C3途径 C3 C4途径C3途径 C4C3 C5 叶肉细胞的叶绿体 叶肉细胞的叶绿体维管束鞘细胞的叶绿体 叶肉细胞的叶绿体 维管束鞘细胞的叶绿体 C3植物和C4植物光合作用比较 46 04全国 离体的叶绿体在光照下进行稳定的光合作用时 如果突然中断CO2气体的供应 短时间内叶绿体中C3化合物与C5化合物相对含量的变化是 A C3化合物增加 C5化合物减少B C3化合物增加 C5化合物减少C C3化合物减少 C5化合物增加D C3化合物减少 C5化合物减少 真题回顾 C 47 05全国 右图表示在适宜的温度 水分和CO2条件下 两种植物光合作用强度的变化情况下列说法错误的是 A 当光照强度增加到一定程度时 光合作用强度不再增加 即达到饱和B C3植物比C4植物光合作用强度更容易达到饱和C C4植物比C3植物光能利用率高 D 水稻是阴生植物 玉米是阳生植物 D 48 下图是北方夏季一天中午棉花光合作用强度变化曲线 正确的是 C 49 一株菠菜和一株苋菜 分别置于大小相同的 密闭的两个钟罩内 每天光照12小时 一星期后 菠菜死亡 苋菜依旧存活 原因是 A 苋菜在夜间的呼吸需氧较少B 苋菜能够从土壤中得到需要的养料 而菠菜不能C 苋菜进行光合作用需要的原料少于菠菜D 苋菜能利用低浓度的二氧化碳进行光合作用而菠菜不能 D 50 分析 下图4条曲线 a b c d 为不同光照在不同CO2浓度下 马铃薯净光合速率随温度变化的曲线 a光照非常弱 CO2很少 远小于0 03 b适当遮阴 相当于全光照的1 25 CO2浓度为0 03 c为全光照 晴天不遮阴 CO2浓度为0 03 d为全光照 CO2浓度为1 22 请据图回答 净光合速率 40302010010 1020304050 温度0C 1 根据右图提供信息 你能得出什么结论 b c d a 51 2 随着光照强度和CO2浓度的提高 植物光合作用 以净光合作用为指标 最适温度的变化趋势是怎样的呢 为什么 3 当曲线b净光合速率降为零时 真光合速率是否为零 为什么 4 上述结果给我们的生产实践提供了什么指导 逐渐提高 因为当光照强度和二氧化碳浓度提高 此时限制光合作用的因素是酶的活性 在一定范围内酶的活性随温度的提高而增大 不为零 因为在b实验条件下 呼吸速率不为零 适时播种 控制光照强弱 合理密植 通风透光 增施有机肥等措施提高净光合产量 52 05北京理综 下列能鉴别野牛草是否为C4植物的简便方法 A 制作叶表皮临时装片 观察气孔大小B 制作叶横切临时装片 观察叶脉结构C 分离 测定叶片中各种色素的含量D 用碘液测定叶片中淀粉的含量 B 下页 53 2003 江苏 生长旺盛的叶片 剪成5mm见方的小块 抽去叶内气体 做下列处理 如图 这四个处理中 沉入底部的叶片最先浮起的是 C 下页 54 2004江苏 过去人们以为作物播种密度越大 产量越高 在保证营养需要的情况下 有人对小麦是产量与播种量的关系进行了研究 结果如下图所示 1 根据上图分析 当播种密度过大时小麦产量将 2 从影响光合作用效率的因素分析 产生上述现象的原理是 下页 略有下降 植株过密 叶片接受光照不足 通风透气差 CO2供应不足 55 请运用绿色植物新陈代谢知识回答下列问题 在天气晴朗的早晨 摘取一木本植物的叶片甲 烘干称重为a 黄昏时取同一植株形状大小基本相同的叶片乙 烘干称重为b 那么b一定比a 原因是 在晴天测得一株植物在一天内吸收水分的量为c 在阴天吸收的量为d 那么 c和d比较 一定是 原因是 重 白天叶片的光合作用比呼吸作用强 积累有机物 蒸腾作用晴天比阴天旺 促进根对水分的吸收 C大 56 在晴天测得一株植物在一天内吸收矿质元素的量为e 在阴天吸收的量为f 则e和f比较应该是 原因是 通过植物对水分和矿质元素吸收情况比较 进一步说明 大致相同 和呼吸作用有关 蒸腾作用对其影响不大 矿质元素的吸收 根吸收水分和吸收矿质元素是两个相对独立的过程 57 05高考 在高等植物细胞中 线粒体和叶绿体是能量转换的重要细胞器 请回答以下问题 1 叶绿体中合成ATP的能量来源是 合成的ATP用于 释放的氧气的来源是 CO2除来自大气外还来源于 2 线粒体中合成ATP的能量来源 合成的ATP用于 吸收的氧气除来自大气外还来源于 3 将提取的完整线粒体和叶绿体悬浮液 分别加入盛有丙酮酸溶液和NaHCO3溶液的两支大小相同的试管中 给予充足光照 都会产生气泡请问这两种气泡成分是否一样 请解释原因 4 假如将上述两支试管移入黑暗的环境中 保持温度不变 两支试管产生气泡的量分别有什么变化 为什么 光能 CO2的还原 水的分解 呼吸作用 有机物的分解 生命活动 光合作用 4 前者基本不变 后者逐渐减少直至停止 因为光是光合作用的必需条件 在温度恒定时 呼吸作用基本稳定 3 不一样 因为丙酮酸在线粒体中进行有氧呼吸 产生了CO2 而叶绿体利用HCO3 进行光合作用产生O2 下页 58 呼吸作用 59 考纲解读 1 呼吸作用的概念2 有氧呼吸与无氧呼吸的过程及区别 联系3 光合作用与呼吸作用的比较4 影响呼吸作用的因素 60 下列转变需经哪些生理过程才能实现 光能 糖类等有机物中稳定的化学能 ATP中活跃的化学能 直接用于各种生命活动 光合作用 细胞呼吸 ATP水解 思考 61 呼吸作用的概念 呼吸作用 生物体内的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他产物 并且释放出能量的过程 有氧呼吸 细胞在氧的参与下 通过酶的催化作用 把糖类等有机物彻底氧化分解 产生出二氧化碳和水 同时释放出大量能量的过程 无氧呼吸 细胞在无氧条件下 通过酶的催化作用 把葡萄糖等有机物质分解成为不彻底的氧化产物 同时释放出少量能量的过程 62 呼吸作用的场所 有氧呼吸 无氧呼吸 第一阶段 第二阶段 第三阶段 细胞质基质 线粒体基质 线粒体内膜 细胞质基质中 63 C6H12O6 2丙酮酸 2CH3COCOOH H 能量 少 H O2 12H2O 能量 大 6CO2 6H2O 酶 酶 能量 少 酶 第一阶段 第二阶段 第三阶段 有氧呼吸过程 细胞质基质 64 有氧呼吸的过程 65 有氧呼吸的过程 第一阶段 第二阶段 第三阶段 总反应式 C6H12O6 6H2O 6O2 酶 6CO2 12H2O 能量 C6H12O6 酶 2CH3COCOOH 4 H 少量能量 2CH3COCOOH 6H2O 酶 6CO2 20 H 少量能量 24 H 6O2 酶 12H2O 大量能量 66 细胞质基质 主要是葡萄糖 丙酮酸H2O H O2 丙酮酸 H CO2 H H2O 少量 少量 大量 有氧呼吸三个阶段的比较 34moLATP 2moLATP 2moLATP 67 C H O的来龙去脉 C H O H2O H H2O O2 H2O C6H12O6 丙酮酸 CO2 C6H12O6 丙酮酸 CO2 H2O CO2 68 无氧呼吸的过程 总反应式 C6H12O6 酶 2CO2 2C2H5OH 少量能量 C6H12O6 酶 2C3H6O3 少量能量 第一阶段 第二阶段 C6H12O6 酶 2CH3COCOOH 4 H 少量能量 2CH3COCOOH 4 H 酶 6CO2 2C2H5OH 少量能量 2C3H6O3 少量能量 69 与有氧呼吸第一阶段相同 葡萄糖的初步分解 C6H12O6 酶 4 H 能量 场所 细胞质基质 少量 2CH3COCOOH 丙酮酸 二 无氧呼吸的过程 70 丙酮酸不彻底分解 场所 细胞质基质 2CH3COCOOH 4 H 酶 2C3H6O3 乳酸 能量 A 乳酸发酵 微生物 例 高等动物 乳酸菌 高等植物的某些器官 马铃薯块茎 甜菜块根等 2CH3COCOOH 4 H 2C2H5OH 酒精 2CO2 能量 B 酒精发酵 微生物 例 大多数植物 酵母菌 酶 71 无氧呼吸概念 细胞在无O2的参与下 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 同时释放出少量能量的过程 1葡萄糖 2丙酮酸 6CO2 12H2O 能量 大量 2乳酸 C3H6O3 能量 少量 2酒精 C2H5OH 2CO2 能量 少量 细胞呼吸可表示为 有氧酶 无氧酶 72 细胞质基质 线粒体 主要 细胞质基质 需氧 酶等 不需氧 需酶 较多 较少 两者第一阶段相同即都将葡萄糖分解成丙酮酸 糖酵解 都分解有机物 释放能量 植物有氧呼吸与无氧呼吸的区别 73 细胞呼吸过程中能量的变化 1mol的葡萄糖 2870kJ的能量 有1161kJ的能量储存在38molATP中 约60 的能量都以热能的形式散失 有氧呼吸 能量变化 无氧呼吸 能量变化 释放 196 65KJ转移 61 08KJ 2molATP 74 有氧呼吸与无氧呼吸比较 1ml葡萄糖氧化分解释放能量 有氧呼吸 无氧呼吸 放能总量 ATP中 热能散失 75 农产品的贮存和保鲜有哪些方法 低温贮存 利用N2或CO2调节O2的浓度 干燥后贮存 76 影响细胞呼吸的因素 1 温度 植物最适25 30 应用 贮存水果时 适当降低温度 可降低与细胞呼吸有关酶的活性 而延长保存时间 77 2 水分 自由水含量越多 代谢越旺盛 细胞呼吸越强 例 粮油种子贮藏前风干 晾晒 减少水分 呼吸作用干种子萌发前浸泡 含水量增高 呼吸作用 抑制 促进 78 O2 贮藏水果时下降到 最有利贮藏 CO2 增加CO2浓度 降低O2浓度有良好的保鲜效果 CO2释放 O2吸收 O2浓度 气体交换相对值 a b c d 0 a点 有氧 C6H12O6 6O2 6H2O 6CO2 12H2O无氧 C6H12O6 2C2H5OH 2CO2 思考 虚线代表什么含义 3 氧气 右图表示植物非绿器官在不同O2浓度下 CO2释放量和O2吸收量的变化曲线 79 例 1现有一瓶掺有酵母菌的葡萄糖液 吸进氧气的体积与放出CO2的体积比为1 2 这是因为 A 有1 4的酵母菌在进行有氧呼吸B 有1 3的酵母菌在进行有氧呼吸C 有1 2的酵母菌在进行有氧呼吸D 有2 3的酵母菌在进行有氧呼吸 思考 生产实践中为使有机物向人们需要的器官中积累 除了前面的方法外 还有其它方法吗 如 去掉变黄 无光合作用的又要消耗养分的枝叶 A 80 81 稳定的化学能 活跃的化学能 释放能量 光合作用与细胞呼吸的比较 叶绿体 细胞质基质 线粒体 需光 不需光 合成有机物 分解有机物 光能 稳定的化学能 储存能量 合成代谢 分解代谢 光合作用为细胞呼吸提供有机物和O2 细胞呼吸为光合作用提供CO2 82 下图表示在10000勒克司光照下某植物的呼吸量与光合量随环境温度而发生 据图回答问题 1 从图中可以看出 叶绿体内的酶与呼吸酶相比 最适温度低 83 2 最有利于该植物有机物积累的温度为 此时图中显示出的净产量为 3 温度为40度时该植物的代谢情况为 4 从图中关系谈一谈夏季中午时蒸腾作用的益处 35 0 2mol的CO2 光合量等于呼吸量 蒸腾作用降低叶片的温度 有利于光合作用 84 农业生产 呼吸作用 种子储存 运输 田间管理 光合作用 光能利用率 田间管理 作物增产 85 特别提醒 农作物积累的有机物 光合作用生成的有机物 呼吸作用消耗的有机物 净光合速率 光合作用速率 呼吸作用速率 86 例 06乙30 为了验证叶片在光合作用和呼吸作用过程中有气体的产生和消耗 请用所提供的实验材料与用具 在给出的实验步骤和预测实验结果的基础上 继续完成实验步骤的设