光合作用和呼吸作用版

1、专题二细胞代谢专题二细胞代谢第二讲第二讲光合作用和呼吸作用光合作用和呼吸作用蛋白质或蛋白质或RNA温和条件温和条件降低活化能降低活化能A-PPP能量能量失去失去 降低降低 需要适宜的条件需要适宜的条件 专一性专一性 高效性高效性 核糖核苷酸核糖核苷酸 氨基酸氨基酸 转录转录 RNA 脱水缩合脱水缩合 核糖体核糖体 蛋白质蛋白质 有机物有机物 催化作用催化作用 活细胞活细胞 回归命题本源回归命题本源猛烈猛烈 气泡气泡 时间时间 活化能活化能 细胞质基质细胞质基质 暗暗 细胞呼吸快快 少少 三磷酸腺苷三磷酸腺苷 无氧呼吸有氧呼吸有氧有氧 甲状腺激素甲状腺激素 肾上腺素肾上腺素 储存储存 释放释放

2、动态动态 明确考纲要求明确考纲要求1.光合作用的基本过程光合作用的基本过程()。2.影响光合作用速率的环境因素影响光合作用速率的环境因素()。3.细胞呼吸细胞呼吸()。 第二讲光合作用和细胞呼吸第二讲光合作用和细胞呼吸本专题重点本专题重点图解和表格图解和表格酶酶线线HC3H4O3HH2OCO2胞质基质胞质基质线线第一、二阶段第一、二阶段第三阶段第三阶段第二阶段第二阶段第三阶段第三阶段粒体内膜粒体内膜粒体基质粒体基质细细C6H12O66H2O6O2 6CO212H2O能量能量无无 细胞质基质细胞质基质 CO2、酒精或乳酸、酒精或乳酸 丙酮酸丙酮酸 O2与与H 硝化细菌、蓝藻硝化细菌、蓝藻 低氧低

3、氧 低温低温 O2一一 光光 CO2温度温度光反应光反应纸层析法纸层析法有氧呼吸有氧呼吸色素色素回顾基础回顾基础降低降低 ATP、H 叶绿素叶绿素 C3 酶活性酶活性 暗反应暗反应 ATP和和H 光反应光反应 暗反应暗反应 叶绿素叶绿素 暗反应暗反应 H和和ATP 光反应光反应 光照强度光照强度 暗反应暗反应 CO2 气孔气孔 （3）有氧呼吸）有氧呼吸1.1.有氧呼吸过程图解有氧呼吸过程图解C C6 6H H1212O O6 62 2丙酮酸丙酮酸酶酶6CO6CO2 24H4H能能2ATP2ATP热热能能2ATP2ATP热热酶酶6H6H2 2O O20H20H12H12H2 2O O6O6O2

4、2酶酶能能34ATP34ATP热热线粒体线粒体细胞质基质细胞质基质2 2有氧呼吸的总反应式有氧呼吸的总反应式：C C6 6H H1212O O6 6+6H+6H2 2O+6O+6O O2 26CO6CO2 2+ +1212H H2 2O O+ +酶酶能量能量 总共放能总共放能2870kJ,其中其中 kJ转移给转移给ATP1161（4）无氧呼吸）无氧呼吸1.无氧呼吸过程无氧呼吸过程产生乳酸乳酸的无氧呼吸葡萄糖葡萄糖2丙酮酸少量少量能量能量H酶酶2C3H6O3酶酶举举例例葡萄糖葡萄糖2丙酮酸少量少量能量能量H酶酶2C2H5OH2CO2酶酶产生产生酒精酒精的无氧呼吸的无氧呼吸举举例例人和高等动物的人

5、和高等动物的肌细胞肌细胞水稻根部细胞水稻根部细胞乳酸菌乳酸菌 甜菜块根、马铃薯块茎甜菜块根、马铃薯块茎苹果果实内部细胞苹果果实内部细胞酵母菌酵母菌影响影响原理原理坐标曲线坐标曲线 实践应用实践应用温度温度影响酶影响酶的活性的活性(1)在零上低温下，贮存在零上低温下，贮存蔬菜、水果；蔬菜、水果；(2)大棚栽大棚栽培中适当增加昼夜温差培中适当增加昼夜温差以减少有机物消耗，提以减少有机物消耗，提高产量高产量氧气浓度氧气浓度影响细影响细胞呼吸胞呼吸方式和方式和强度强度降低氧的浓度抑制细胞降低氧的浓度抑制细胞呼吸，延长蔬菜、水果呼吸，延长蔬菜、水果的保鲜时间的保鲜时间比较内容比较内容影响因素影响因素3.

6、3.细胞呼吸的外界影响因素和实践应用细胞呼吸的外界影响因素和实践应用CO2浓度浓度影响细影响细胞呼吸胞呼吸增加增加CO2浓度，延浓度，延长蔬菜、水果的保长蔬菜、水果的保鲜时间鲜时间水分水分自由水自由水多时细多时细胞呼吸胞呼吸旺盛旺盛贮存作物种子时，贮存作物种子时，将种子风干，以减将种子风干，以减少有机物消耗少有机物消耗5(2010上海生物，上海生物，26)右图中代表新鲜菠菜叶的光合色素纸层析右图中代表新鲜菠菜叶的光合色素纸层析 结果，则右图所示结果最有可能来自于结果，则右图所示结果最有可能来自于 () A水培的洋葱叶水培的洋葱叶 B生长的柳树幼叶生长的柳树幼叶 C培养的衣藻培养的衣藻 D秋冬的

7、银杏落叶秋冬的银杏落叶 答案答案：D叶绿素叶绿素类胡萝卜素类胡萝卜素叶绿素叶绿素b叶黄素叶黄素(蓝绿色）蓝绿色）（黄绿色）（黄绿色）（橙黄色）（橙黄色）（黄色）（黄色）（含量占（含量占3/4）（含量占（含量占1/4）外膜外膜内膜内膜基质基质基粒基粒1. 叶绿体中的色素叶绿体中的色素叶绿体结构模式图叶绿体结构模式图( (色素色素) )功能功能: :吸收吸收传递传递转化转化光能光能, ,用于用于光合光合作用作用.胡萝卜素胡萝卜素叶绿素叶绿素a光合作用的场所：叶绿体光合作用的场所：叶绿体类胡萝卜素类胡萝卜素主要吸收主要吸收蓝紫光蓝紫光叶绿素叶绿素主要吸收主要吸收红光红光和和蓝紫光蓝紫光叶绿体叶绿体中

8、的色中的色素素2. 光合作用的过程光合作用的过程光反应阶段光反应阶段暗反应阶段暗反应阶段光能光能co22c3H2O水在光下分解水在光下分解C5ATPADP+Pi酶酶供能供能H供氢供氢O2 固固 定定还还 原原多种酶多种酶参加催化参加催化(CH2O)类囊体的薄膜上类囊体的薄膜上中中2.影响光合作用的因素及应用影响光合作用的因素及应用 (1)内部因素内部因素(2)外部因素外部因素(单因子单因子) 考点四光合作用与呼吸作用速率的应用考点四光合作用与呼吸作用速率的应用光照光照条件条件数学模型数学模型植物细胞植物细胞生理状态生理状态气体进出图解气体进出图解（用箭头表示（用箭头表示CO2和和O2的的进出情

9、况）进出情况）黑暗黑暗弱光照弱光照（光补（光补偿点）偿点）较强光照较强光照（光光补偿点）补偿点）强光照强光照（光光补偿点）补偿点）光合速率光合速率呼吸速率呼吸速率只有细只有细胞呼吸胞呼吸光合速率光合速率= =呼吸速率呼吸速率光合速率光合速率呼吸速率呼吸速率CO2O2CO2O2CO2O2CO2O2CO2O2CO2O2（a a点）点）（abab段）段）（b b点）点）（bcbc段）段）小题引路，明热点小题引路，明热点真正光合速率真正光合速率 = 净光合速率净光合速率 + 呼吸速率呼吸速率光合作用光合作用有机物有机物的实际生产量的实际生产量=光合作用实际光合作用实际CO2消耗量（同化量）消耗量（同化

10、量）=光合作用实际产光合作用实际产O2量量=光合作用有机物的积累量光合作用有机物的积累量实测实测CO2消耗量消耗量实测实测O2释放量释放量+细胞呼吸有机物的消耗量细胞呼吸有机物的消耗量+细胞呼吸细胞呼吸CO2释放量释放量+细胞呼吸细胞呼吸O2消耗量消耗量4 4、光合速率与呼吸速率的关系及表示形式、光合速率与呼吸速率的关系及表示形式（2 2）图乙中）图乙中 条件下最有利于植物体的生长条件下最有利于植物体的生长。图乙图乙 下图甲表示某绿色植物光合速率与光照强度之间下图甲表示某绿色植物光合速率与光照强度之间的关系（氧气浓度为的关系（氧气浓度为15%15%）；图乙表示温度对植物光合）；图乙表示温度对植

11、物光合作用和呼吸作用的影响。请分析回答：作用和呼吸作用的影响。请分析回答： （1 1）图甲中光合速率是用）图甲中光合速率是用CO2吸收量表示的，请改用吸收量表示的，请改用O2的吸收量表示光合速率，并在图甲中再绘出光合速的吸收量表示光合速率，并在图甲中再绘出光合速率与光照强度的关系曲线，并命名为曲线率与光照强度的关系曲线，并命名为曲线。2525 例例22画坐标曲线图基本方法：画坐标曲线图基本方法：（1）建立直角坐标系，）建立直角坐标系，注明坐标轴的名称、单位、注明坐标轴的名称、单位、坐标原点及刻度。坐标原点及刻度。（2）描点、连线、标曲）描点、连线、标曲线名称线名称曲线曲线O2的的吸吸收收量量（

12、mol/hmol/h）何种情况下何种情况下植物体才能植物体才能正常生长？正常生长？ 例例3右图中右图中曲线表示在一曲线表示在一定光照强度、不同温度条件定光照强度、不同温度条件下，某植物的光合作用量下，某植物的光合作用量（单位时间内同化的（单位时间内同化的COCO2 2量）；量）；曲线表示同等条件下的呼曲线表示同等条件下的呼吸作用量（单位时间内释放吸作用量（单位时间内释放的的COCO2 2量）。依据检测结果，量）。依据检测结果，可获得的结论之一是可获得的结论之一是( )( )A.A.在在20200 0C C时时, , 植物的光合作用速率最高植物的光合作用速率最高B.B.在在20200 0C C与

13、与30300 0C C时时, , 有机物积累的速度相同有机物积累的速度相同C.C.在在25250 0C C时时, ,有机物积累的速度最快。有机物积累的速度最快。D.D.在在40400 0C C时时, , 有机物的量呈负增长，不能显示生长现象。有机物的量呈负增长，不能显示生长现象。D真正光合速率真正光合速率呼吸速率呼吸速率25250 0C C10100 0C C与与30300 0C C20200 0C C净光合速率净光合速率= =真正光合速率真正光合速率- -呼吸速率呼吸速率看净光合速率看净光合速率光合、呼吸速率的测定实验探究光合、呼吸速率的测定实验探究(1)净光合速率的测定净光合速率的测定(如

14、图如图)NaHCO3溶液的作用：玻璃瓶中的溶液的作用：玻璃瓶中的NaHCO3溶液溶液保证了容器内保证了容器内CO2浓度的恒定，满足了绿色植物光浓度的恒定，满足了绿色植物光合作用的需求。合作用的需求。植物光合速率指标：植物光合作用释放氧气，使容器内气体压强增大，毛细管植物光合速率指标：植物光合作用释放氧气，使容器内气体压强增大，毛细管内的水滴右移。单位时间内液滴右移的体积即是净光合速率。内的水滴右移。单位时间内液滴右移的体积即是净光合速率。条件：整个装置必须在光下，光是植物进行光合作用的条件。条件：整个装置必须在光下，光是植物进行光合作用的条件。(2)呼吸速率的测定呼吸速率的测定(如上图如上图)

15、提醒注意提醒注意:上图同样可以用于呼吸速率的测定，但要把上图同样可以用于呼吸速率的测定，但要把NaHCO3溶液换成溶液换成NaOH溶液，溶液，吸收植物呼吸作用释放的吸收植物呼吸作用释放的CO2。植物呼吸作用的指标：植物呼吸作用吸收氧气，释放植物呼吸作用的指标：植物呼吸作用吸收氧气，释放CO2，CO2被被NaOH溶液吸收，使容器内气体压强减小，毛细管内的水滴左移。单位时间内液滴溶液吸收，使容器内气体压强减小，毛细管内的水滴左移。单位时间内液滴左移的体积即是呼吸速率。左移的体积即是呼吸速率。条件：整个装置必须遮光处理，否则植物的光合作用会干扰呼吸速率的测条件：整个装置必须遮光处理，否则植物的光合作

16、用会干扰呼吸速率的测定。定。光合作用及呼吸作用在提高作物产量方面的主要应用光合作用及呼吸作用在提高作物产量方面的主要应用途径措施或方法延长光照时间补充光照增大光合作用面积间作、合理密植提高光合作用效率控制适宜光强、提高CO2浓度(如通风)、合理施肥(供应适量必需矿质元素)提高净光合作用速率维持适当昼夜温差(白天适当升温，晚上适当降温)归纳总结归纳总结:4光合作用和呼吸作用中光合作用和呼吸作用中H、ATP的来源和去向比较的来源和去向比较1细胞呼吸与血糖调节、体温调节的关系细胞呼吸与血糖调节、体温调节的关系 (1)细胞呼吸是血糖的主要去路；细胞呼吸是血糖的主要去路；(2)体温调节过程中，热量的来源

17、体温调节过程中，热量的来源 是细胞呼吸释放的热能。是细胞呼吸释放的热能。2光合作用、细胞呼吸与能量流动和物质循环间的关系光合作用、细胞呼吸与能量流动和物质循环间的关系 (1)能量流动过程中，绿色植物通过光合作用固定的太阳能总量是流能量流动过程中，绿色植物通过光合作用固定的太阳能总量是流 经整个生态系统的总能量，而生物体内能量最终通过细胞呼吸主要经整个生态系统的总能量，而生物体内能量最终通过细胞呼吸主要 以热能形式散失，所以能量不可循环。以热能形式散失，所以能量不可循环。 (2)在碳循环中，光合作用是在碳循环中，光合作用是CO2由大气进入生物群落的主要途径，由大气进入生物群落的主要途径， 而细胞

18、呼吸是而细胞呼吸是CO2由生物群落返回大气的主要途径。参见下图：由生物群落返回大气的主要途径。参见下图：归纳总结归纳总结:小结小结 1.核心术语核心术语：(1)光合作用光合作用(光反应、暗反应、水的光解、光反应、暗反应、水的光解、CO2的固定、的固定、C3 的还原、的还原、C5的再生、类囊体、叶绿体基质的再生、类囊体、叶绿体基质) (2)细胞呼吸细胞呼吸(有氧呼吸、无氧呼吸、细胞质基质、线粒体基质、线粒体有氧呼吸、无氧呼吸、细胞质基质、线粒体基质、线粒体 内膜内膜) (3)绿叶中色素的提取和分离绿叶中色素的提取和分离(纸层析法、层析液、无水乙醇、二氧化纸层析法、层析液、无水乙醇、二氧化 硅、碳

19、酸钙、滤液细线硅、碳酸钙、滤液细线)高考链接高考链接关于叶绿素的叙述，错误的是 A叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素 B被叶绿素吸收的光可用于光合作用 C叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同 D植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光D（安徽卷）3. 右图为第10粒水稻种子在成熟过程中干物质和呼吸速率变化的示意图。下列分析不正确的是（ ） A. 种子干物质快速积累时期，呼吸作用旺盛 B. 种子成熟后期自由水减少，呼吸速率下降 C. 种子成熟后期脱落酸含量较高，呼吸速率下降 D. 种子呼吸速率下降有利于干物质合成（重庆卷）6.题题 6 图是水生植物黑藻在光照等环境因素影响下光合图是水生植物黑藻在

20、光照等环境因素影响下光合速率变化的示意图。下列有关叙述，正确的是速率变化的示意图。下列有关叙述，正确的是 At1t2，叶绿体类囊体膜上的色素吸收光能增加，基质中水光解加快、O2 释放增多 Bt2t3，暗反应（碳反应）限制光合作用。若在 t2 时刻增加光照，光合速率将再提高 Ct3t4，光照强度不变，光合速率的提高是由于光反应速率不变、暗反应增强的结果 Dt4 后短暂时间内，叶绿体中 ADP 和 Pi 含量升高，C3 化合物还原后的直接产物含量 降低（海南生物卷）2关于细胞代谢的叙述，错误的是 A无氧呼吸能产生ATP，但没有H的生成过程 B有氧呼吸过程中生成的H可在线粒体内氧化生成水 C某些微生

21、物可利用氧化无机物产生的能量合成有机物 D光合作用光反应阶段产生的H可在叶绿体基质中作为还原剂 （海南生物卷）8关于叶绿素提取的叙述，错误的是 A菠菜绿叶可被用作叶绿素提取的材料 B加入少许CaC03能避免叶绿素被破坏 C用乙醇提取的叶绿体色素中无胡萝卜素 D研磨时加入石英砂可使叶片研磨更充分 （海南生物卷）9在温度、光照等适宜条件下，将消毒后有生活力的小麦种子一直浸没在无菌水中，会使种子死亡。下列对种子死亡原因的分析，合理的是 A缺乏胚芽生长所必需的营养物质 B不能通过光合作用合成有机物 C呼吸作用产生的能量均以热能释放 D呼吸作用的产物对其产生毒害作用 （海南生物卷）10某植物叶片不同部位

22、的颜色不同，将该植物在黑暗中放置48 h后，用锡箔纸遮蔽叶片两面，如图所示。在日光下照光一段时间，去除锡箔纸，用碘染色法处理叶片，观察到叶片有的部位出现蓝色，有的没有出现蓝色。其中，没有出现蓝色的部位是 A. a、b和和d B. a、c和和e C. c、d和和e D. b、c和和e （北京卷）29.（16分）为研究棉花去棉铃（果实）后对叶片光合作用的影响，研究者选取至少具有10个棉铃的植株，去除不同比例棉铃，3天后测定叶片的CO2固定速率以及蔗糖和淀粉含量。结果如图 （1）光合作用碳（暗）反应利用光反应产生的ATP和_ ,在_中将CO2转化为三碳糖，进而形成淀粉和蔗糖。 （2）由图1可知，随着

23、去除棉铃百分率的提高，叶片光合速率_。本实验中对照组（空白对照组）植株CO2固定速率相对值是_。 （3）由图2可知，去除棉铃后，植株叶片中_增加。已知叶片光合产物会被运到棉铃等器官并被利用，因此去除棉铃后，叶片光合产物利用量减少，_降低，进而在叶片中积累。 （4）综合上述结果可推测，叶片光合产物的积累会_光合作用。 （5）一种验证上述推测的方法为：去除植株上的棉铃并对部分叶片遮光处理，使遮光叶片成为需要光合产物输入的器官，检测_ _叶片的光合产物含量和光和速率。与只去除棉铃植株的叶片相比，若检测结果是_ _，则支持上述推测。 【答案】（1）H/NADPH 叶绿体基质 （2）逐渐下降 28 （3

24、）淀粉和蔗糖的含量 输出量 25、（、（10分）大豆种子萌发过程中鲜重的分）大豆种子萌发过程中鲜重的变化曲线如图变化曲线如图 （1）阶段）阶段和和大豆种子的鲜重增加明显，阶段大豆种子的鲜重增加明显，阶段中中，水进入种子胚细胞的穿（跨）膜运输方式为，水进入种子胚细胞的穿（跨）膜运输方式为 。阶段阶段中，种子胚细胞内水的主要存在形式是中，种子胚细胞内水的主要存在形式是 。 （2）阶段）阶段期间，大豆种子胚细胞合成的期间，大豆种子胚细胞合成的 解除种解除种子休眠，促进种子萌发。阶段子休眠，促进种子萌发。阶段中根向地生长的原因是中根向地生长的原因是 分布不均，使根的近地侧生长受到分布不均，使根的近地侧

25、生长受到 。 （3）若测得阶段）若测得阶段种子吸收种子吸收O2与吸收与吸收CO2的体积比为的体积比为1:3，则此时种子胚细胞的无氧呼吸与有氧呼吸消耗葡，则此时种子胚细胞的无氧呼吸与有氧呼吸消耗葡萄糖之比为萄糖之比为 。 （4）大豆幼苗在适宜条件下进行光合作用时，若突然）大豆幼苗在适宜条件下进行光合作用时，若突然停止停止CO2供应，短时间内叶绿体中供应，短时间内叶绿体中C5和和ATP含量的变化含量的变化分别为分别为 、 。大田种植大豆时，。大田种植大豆时，“正其行正其行，通其风，通其风”的主要目的是通过的主要目的是通过 提高光合作用强度提高光合作用强度以增加产量。以增加产量。 （1） 自由扩散自

26、由扩散 自由水自由水 （2）赤霉素（）赤霉素（GA） 生长素（生长素（IAA） 抑制抑制 （3）6:1 （4）升高（或增加）升高（或增加） 升高（升高（或增加）或增加） 增加增加CO2浓度浓度 30（14分）为研究某植物对盐的耐受性，进行了不同盐浓度对其最大光合速率、呼吸速率及根相对电导率影响的实验，结果见下表。（注：相对电导率表示处理细胞与正常细胞渗出液体中的电解质含量之比，可反映细胞膜受损程度。） 盐浓度盐浓度（mmolLmmolL-1-1）最大光合速率最大光合速率（mol COmol CO2 2m m- -2 2s s-1-1）呼吸速率呼吸速率（mol COmol CO2 2m m- -

27、2 2s s-1-1）根相对电导根相对电导率率（% %）0 0（对照）（对照）31.6531.651.441.4427.227.210010036.5936.591.371.3726.926.950050031.7531.751.591.5933.133.190090014.4514.452.632.6371.371.3 （1）光饱和点 减少 三碳糖 呼吸速率 （2）根相对电导率 渗透 （3）脱落酸 26(10分)某同学将生长一致的小麦幼苗平均分为甲、乙两组，甲组置于阳光下培养，乙组置于黑暗中培养，其他条件适宜。一段时间后，测定麦苗的干重，发现两组存在明显差异。回答下列问题： (l)两组麦苗中

28、，于重较大的是_组，原因是_ _。 (2)观察叶片颜色，出现黄化现象的是_组，其主要原因是_ _。 (3)该实验探究了环境因子中的_对小麦_ _的影响。 (4)若将甲组置于红光下，乙组置于绿光下，培养一段时间后，两组麦苗中干重较大的是甲组，原因是_ _。 (1)甲 （1分）甲组能进行光合作用，积累有机物；乙组不能进行光合作用，同时呼吸作用消耗有机物 (2分) (2)乙 （1分）在黑暗条件下，叶片中叶绿素降解，且无叶绿素合成（2分，其他合理答案也给分） (3)光（1分） 光合作用（1分，其他合理答案也给分） (4)甲组吸收的光能多，光合作用强：乙组吸收的光能少，光合作用弱（2分，其他合理答案也给

29、分） 31.某研究小组测得在适宜条件下某植物叶片遮光前吸收CO的速率和遮光（完全黑暗）后释放CO的速率。吸收或释放CO的速率随时间变化趋势的示意图如下（吸收或释放CO的速率是指单位面积叶片在单位时间内吸收或释放CO的量），回答下列问题： （）在光照条件下，图形ABC的面积表示该植物在一定时间内单位面积叶片光合作用 ，其中图形B的面积表示 ，从图形C可推测该植物存在另一个 的途径，CO进出叶肉细胞都是通过） 的方式进行的。 （）在上述实验中，若提高温度、降低光照，则图形 （填“A”或“B”）的面积变小， 图形 （填“A”或“B”）的面积增大，原因是 。 （1）固定的CO2总量 呼吸作用释放出的CO2量 自由扩散 （2）A B 光合速率降低，呼吸速率增强 （11年新课标卷）年新课标卷）29.（9分） 在光照等适宜条件下，将培养在CO2浓度为1%环境中的某植物迅速转移到CO2浓度为0.003%的环境中，其