公开课光合呼吸

1、公开课光合呼吸【考情分析】细胞代谢是高中生物知识体系的核心内容，在高考中是出题的热点。从考试内容来看，本模块的所有知识点均有考查的可能性。主要知识有酶的有关实验，光合作用和呼吸作用的过程、影响二者的因素及在生产实践上的应用等；从考查角度上看，大多围绕光合作用和呼吸作用的过程，通过生理过程的发生部位、反应物、生成物、影响因素、相互联系等方面对学生能力进行考查。从考查的形式看，本模块内容的考试题既有选择题，又有简答题，其中包括图表题、分析说明题和实验设计题等。在考查酶、ATP等知识时，大多以选择题的形式出现；考查光合作用和呼吸作用等生理过程时，多以简答题形式出现，往往与实验设计、实验分析结合，进行

2、综合考查。生物体内能源物质总结细胞中重要的能源物质：植物细胞中储存能量的物质：动物细胞中储存能量的物质：生物体内储存能量的物质：进行各项生命活动的主要能源物质：进行各项生命活动的直接能源物质：进行各项生命活动的最终能源物质：葡萄糖淀粉糖原脂肪糖类ATP太阳能重点突破：光合作用与细胞呼吸1光合作用过程图解2光合作用中光反应与暗反应的比较项目光反应暗反应实质光能转化为活跃化学能(ATP)，放出氧气活跃化学能转变成稳定化学能储存在(CH2O)中条件需色素、光、酶不需要色素和光，需要酶场所叶绿体的类囊体薄膜上叶绿体的基质中项目光反应暗反应物质变化能量变化叶绿素将光能转化成活跃的化学能储存在ATP中AT

3、P中的活跃化学能转化为糖等有机物中稳定的化学能项目光反应暗反应实质光能转变为活跃的化学能，水光解产生O2和H同化CO2形成(CH2O)联系光反应为暗反应提供H和能量ATP暗反应产生的ADP和Pi为光反应合成ATP提供原料1元素的去向(1)O元素：H2OO2，CO2(CH2O)(2)C元素：CO2C3 2光反应的产物有O2、H、ATP，暗反应的产物是ADP、Pi和(CH2O)。光反应产生的ATP只能用于暗反应过程，不可用于其它生理过程。O光照强度CO2吸收CO2释放ABCO光合作用速率CO2浓度ABO光合作用速率10 20 30 40 50 温度（C）ABC光合作用的实际量2 4 6 8叶面积指

4、数O物质的量呼吸量干物质量O光合作用速率叶龄ABCO光合作用速率水和矿质元素浓度A3.单一因素对光合作用影响的图象多因素对光合作用的影响二、细胞呼吸1有氧呼吸的过程与场所比较项目第一阶段第二阶段第三阶段反应场所细胞质基质线粒体基质线粒体内膜需要条件酶酶酶和氧气反应底物葡萄糖丙酮酸和H2OH和O2生成物质丙酮酸HCO2HH2O与氧的关系无关无关必需氧产生的能量少量少量大量注意：.H和ATP的来源、去向分析光合作用有氧呼吸H来源H2O光解产生有氧呼吸第一、二阶段去向还原C3用于第三阶段还原O2ATP来源光反应阶段产生三个阶段都产生去向用于C3还原供能用于各项生命活动(植物的C3还原除外)图解分析：

5、（2012山东）2.夏季晴朗的一天，甲乙两株同种植物在相同条件下CO2吸收速率的变化如图所示。下列说法正确的是A. 甲植株在a点开始进行光合作用B.乙植株在e点有机物积累量最多C.曲线bc 段和de段下降的原因相同D.两曲线bd段不同的原因可能是甲植株气孔无法关闭光合【答案】D【解析】本题考查运用影响光合作用的因素分析曲线，获得信息，解决问题的能力。由图可知，CO2吸收速率代表净光合作用速率，a点的含义为光合作用速率等于呼吸作用速率，开始进行光合作用的时间是在a点以前水平线转折点；e点代表此刻开始光照消失，只进行呼吸作用，而有机无积累最多时，应发生在傍晚时光合作用速率等于呼吸作用速率，据图应在

6、18时；18时以后，呼吸作用强于光合作用；夏季晴朗的中午，乙植物在bc段，为了减少水分蒸发，有些气孔关闭，从而使CO2供应不足，光合作用速率降低；而甲植物无此现象可能是与自身气孔无法关闭有关；bd段随时间的的进行，光照强度逐渐降低，从而使光合作用速率逐渐降低。1(2011新课标全国卷)番茄幼苗在缺镁的培养液中培养一段时间后，与对照组相比，其叶片光合作用强度下降，原因是()A光反应强度升高，暗反应强度降低B光反应强度降低，暗反应强度降低C光反应强度不变，暗反应强度降低D光反应强度降低，暗反应强度不变解析：答案：B 选项正误判断理由A镁是植物细胞中叶绿素的重要组成元素，若幼苗在缺镁的培养液中培养，

7、会使叶绿体中的色素含量降低， 导致光反应强度降低B光反应强度降低，生成的ATP及H的量也随之降低，而后暗反应强度也会降低C光反应强度不变，生成的ATP及H的量不变，暗反应强度也不会降低D光反应强度降低，暗反应强度也会降低例2. ( 2011福建卷)下图是夏季晴朗的白天，玉米和花生净光合速率(时间单位、单位叶面积吸收CO2的量)的变化曲线，下列叙述错误的是()A在9301100之间，花生净光合率下降的原因是暗反应过程减缓B在11001230之间，花生的单位叶面积有机物积累量比玉米的多C在1700时，玉米和花生的单位叶面积释放O2速率相同D在1830时，玉米即能进行光反应，也能进行暗反应解析：依据

8、图中曲线可知，在9301100之间，花生净光合速率下降的原因是CO2不足，导致暗反应过程减慢；在11001230之间，花生的净光合速率低于玉米，因此花生的单位叶面积有机物积累量比玉米的少。由于净光合速率可用单位叶面积释放O2速率表示，因此在1700时，玉米与花生的净光合速率相等即单位面积释放的O2速率相同。在1830时，玉米净光合速率等于零，表明此时光合等于呼吸，故仍能进行光合作用，即光反应与暗反应都能进行。答案：B归纳.光合速率与呼吸速率的关系(1)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。有关光合作用的计算（1）有光和无光条件下，植物都进行呼吸作用（2）光合作用实际产氧量 =

9、实测的氧气释放量 +呼吸作用耗氧量（3）光合作用实际CO2消耗量 = 实测的CO2消耗 量 + 呼吸作用CO2释放量（5）计算时，应该先列出光合作用和呼吸作用的 反应时，然后列出方程予以计算。（4）光合作用葡萄糖净生产量 = 实际光合作用 葡萄糖生产量 - 呼吸作用葡萄糖消耗量。注意：真正光合速率净光合速率呼吸速率。表观(净)光合速率通常用O2释放量、CO2吸收量或有机物积累量来表示。真正(实际)光合速率通常用O2产生量、CO2固定量或有机物制造量来表示。呼吸速率通常用黑暗中CO2释放量、O2吸收量或有机物消耗量来表示。例3(2011海南卷)细胞内糖分解代谢过程如下图，下列叙述错误的是A植物细

10、胞能进行过程和或过程和B真核细胞的细胞质基质中能进行过程和C动物细胞内，过程比过程释放的能量多D乳酸菌细胞内，过程产生H，过程消耗H解析：植物细胞能进行过程和、和、和；真核细胞的细胞质基质中能进行无氧呼吸的全过程，即和或和；动物细胞中过程(有氧呼吸第二、三阶段)比过程(有氧呼吸的第一阶段)释放的能量多；包括乳酸菌在内的细胞无氧呼吸过程中，第一阶段()产生的H，在第二阶段(或)消耗。答案：B4.(2011山东理综)某兴趣小组在室温下进行了酵母菌无氧呼吸的探究实验(如下图)。下列分析错误的是()A滴管中冒出气泡是反应产生CO2的结果B试管中加水的主要目的是制造无氧环境 C若试管中的水换成冷水，气泡

11、释放速率下降D被分解的葡萄糖中的能量一部分转移至ATP，其余的存留在酒精中解析：酵母菌无氧呼吸的产物是酒精和CO2，气泡内的气体是CO2，A项正确；加水可以防止酵母菌与空气的接触，创造无氧环境，B项正确；若将水换成冷水，会降低酵母菌体内呼吸酶的活性，反应速率降低，气泡释放速率下降，C项正确；被分解的葡萄糖中的能量有三个去向：一部分转移至ATP，一部分以热能形式释放，其余的存留在酒精中，D项错误。答案：D细胞呼吸方式的判断方法细胞呼吸方式的判断是细胞代谢中的难点之一。以C6H12O6为呼吸底物的情况下，CO2的释放量和O2的消耗量是判断细胞呼吸方式的重要依据，方法如下：注意气体变化特点判断方法无

12、CO2释放细胞只进行产生乳酸的无氧呼吸。此种情况下，容器内气体体积不发生变化不消耗O2，但产生CO2细胞只进行产生酒精和CO2的无氧呼吸。此种情况下，容器内气体体积增大CO2释放量等于O2消耗量细胞只进行有氧呼吸。此种情况下，容器内气体体积不变化，但若将CO2吸收，可引起气体体积减小气体变化特点判断方法CO2释放量大于O2消耗量VCO2/VO4/3有氧呼吸和无氧呼吸消耗葡萄糖的速率相等VCO2/VO24/3无氧呼吸消耗葡萄糖的速率大于有氧呼吸VCO2/VO24/3有氧呼吸消耗葡萄糖的速率大于无氧呼吸练习1(2011浙江温州八校联考)下图表示某植物的非绿色器官在氧浓度为a、b、c、d时，CO2释

13、放量和O2吸收量的变化。下列相关叙述正确的是()A氧浓度为a时，细胞呼吸最弱 B氧浓度为b时，无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的3倍C氧浓度为c时，有氧呼吸强度与无氧呼吸相等D氧浓度为d时，该器官只进行有氧呼吸解析：据图可知，CO2的释放量在氧气浓度为c点时最少，因此c点时细胞呼吸最弱。氧气浓度为b时，氧气的吸收量为3，CO2的释放量为8，计算可知无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的5倍。氧浓度为c时，有氧呼吸强度与无氧呼吸不相等，此时O2的吸收量为4，CO2的释放量为6，计算可知无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的1.5倍。氧气浓度为d点，氧气的吸收量与二氧化碳的释放量相等，说明只进行有氧呼吸，

14、无氧呼吸被完全抑制。答案：D练习2(2011浙江理综)下列有关叶绿体及光合作用的叙述，正确的是()A破坏叶绿体外膜后，O2不能产生B植物生长过程中，叶绿体内各种色素的比例保持不变C与夏季相比，植物在冬季光合速率低的主要原因是光照时间缩短D离体的叶绿体基质中添加ATP、NADPH和CO2后，可完成暗反应解析：植物光合作用的光反应在叶绿体类囊体薄膜上进行，碳反应(暗反应)在叶绿体基质中进行，因此破坏叶绿体外膜，不影响O2的产生；离体的叶绿体基质中含有与暗反应有关的酶，获得ATP、NADPH和CO2后，可完成暗反应，故D正确；植物生长过程中，叶绿体中色素的比例会随植物生长期、光照、温度等的变化而变化

15、；与夏季相比，植物在冬季光合速率降低的主要原因是温度降低和光照减弱。答案：D练习3图甲表示水稻的叶肉细胞在光照强度分别为a、b、c、d时，单位时间内CO2释放量和O2产生总量的变化。图乙表示蓝藻光合作用速率与光照强度的关系，有关说法正确的是()A图甲中，光照强度为b时，光合作用速率等于呼吸作用速率B图甲中，光照强度为d时，单位时间内细胞从周围吸收2个单位的CO2C图乙中，光照强度为X时，细胞中产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体D图乙中，限制a、b、c点光合作用速率的因素主要是光照强度B 练习4(2011山东潍坊一模)如图曲线表示黄豆在适宜温度、CO2浓度为0.03%的环境中光合作用速

16、率与光照强度的关系。在y点时改变某条件，结果发生了如曲线的变化。下列分析合理的是()A与y点相比较，x点时叶绿体中C3化合物含量低B在y点时，适当升高温度可导致曲线由变为C制约x点时光合作用的因素主要是叶绿体中色素的含量D制约z点时光合作用的因素可能是二氧化碳浓度解析：x点时，光照强度较弱，光反应提供的H和ATP较少，C3化合物的浓度较y点时高，A项不正确；题目中提到已是在适宜温度下，如果升高温度，光合速率会下降，B不正确；制约x点时光合作用的因素应该是光照强度，故C不正确。答案：D（2012山东）24.（9分）哺乳动物肝细胞内糖代谢的部分过程如图所示。（1）图中X物质为 。在有氧条件下，该物

17、质和水彻底分解成二氧化碳和H，该过程在 中进行。（2）血糖浓度升高时，葡萄糖进入肝细胞后可合成 ，多余的葡萄糖还可以转化成 以储存能量。（3）胰腺中 分泌的胰高血糖素，与肝细胞膜上的受体结合后调节糖代谢过程，这反映了细胞膜具有 的功能。（4）用14C标记的葡萄糖研究肝细胞内糖代谢的过程中，发现血浆中的白蛋白亦出现放射性。在白蛋白合成和分泌的过程中，依次出现放射性的细胞器是 。呼吸【答案】（1）丙酮酸 线粒体 （2）肝糖原（或肝糖元） 脂肪（3）胰岛A细胞 细胞间信息交流（或细胞间信息传递）（4）核糖体、内质网、高尔基体（2012全国大纲卷）31. 金鱼藻是一种高等沉水植物，有关研究结果如下图所

18、示（图中净光合速率是指实际光合速率与呼吸速率之差，以每棵鲜重每小时释放O2的微摩尔数表示）。(1)该研究探讨了 对金鱼藻 的影响，其中，因变量是 。(2)该研究中净光合速率达到最大时的光照度为 lx。在黑暗中，金鱼藻的呼吸速率是每克鲜重每小时消耗氧气 微摩尔。（3）该研究中净光合速率随pH变化而变化的主要原因是 。【答案】（1）光照强度、二氧化碳浓度和pH 光合速率 净光合速率（或每小时每克释放氧气的微摩尔数 （2）12.5 8 （3）pH通过影响酶的活性来影响净光合速率的；在小于最适pH的范围内，随着pH的增大，酶的活性升高，净光合速率不断增大；在高于最适pH的范围内，随着pH的增大，酶的活

19、性降低，净光合速率不断减小。【解析】（1）NaHCO3能提供CO2；不同浓度的NaHCO3能提供CO2浓度不同。因变量亦称反应变量，指实验中由于自变量而引起的变化和结果；该实验的因变量为净光合速率（或每小时每克释放氧气的微摩尔数。(2)由第二幅图可以直接看出，光照度为12.5lx时，金鱼藻的净光合速率达到最大。光照强度为0时，金鱼藻只能进行呼吸作用；由第一幅图可以直接看出，每克鲜重每小时消耗氧气8微摩尔。(3)见答案。【考点定位】本题综合考查影响光合作用的因素和识图能力、数据处理能力和实验分析能力，属于对识记、理解层次的考查。1. (2011江苏卷)某研究组获得了水稻的叶黄素缺失突变体。将其叶片进行了红光照射光吸收测定和色素层析条带分析(从上至下)，与正常叶片相比，实验结果是()A光吸收差异显著，色素带缺第2条B光吸收差异不显著，色素带缺第2条C光吸收差异显著，色素带缺第3条D光吸收差异不显著，色素带缺第3条色素的种类和作用吸收红橙光和蓝紫光（蓝绿色）叶绿素a（黄绿色）叶绿素b（橙黄色）胡萝卜素叶黄素（黄色）叶绿素(约占3/4)类胡萝卜素（约占1/4）吸收蓝紫光解析：叶黄素缺失，则对蓝紫光的吸收减少，对红光的吸收无明显差异，排除A、C项。色素分析条带从上往下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，叶黄素缺失则色素分析条带从上往下缺第2条，故D项错误。答案：B2(