光合作用和细胞呼吸的原理解析

光合作用和细胞呼吸的原理解析第1页/共40页1、光合作用和细胞呼吸的区别光合作用和细胞呼吸过程第2页/共40页2．光合作用与细胞呼吸的联系(1)光合作用和细胞呼吸的关系图：①细胞呼吸产物中如果没有水生成，就一定是无氧呼吸。②光合作用和有氧呼吸过程中都有H2O的消耗和产生。第3页/共40页第4页/共40页3．光合作用和有氧呼吸中[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C3的还原除外)第5页/共40页第6页/共40页第7页/共40页第8页/共40页第9页/共40页第10页/共40页第11页/共40页第12页/共40页利用典型装置测定光合、呼吸速率(如下图)光合作用和呼吸作用速率测定第13页/共40页(1)净光合速率的测定：①NaHCO3溶液的作用：玻璃瓶中的NaHCO3溶液保证了容器内CO2浓度的恒定，满足了绿色植物光合作用的需求。②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。单位时间内水滴右移的体积即是净光合速率。③条件：整个装置必须在光下，光是植物进行光合作用的条件。第14页/共40页(2)呼吸速率的测定(如上图)：①上图同样可以用于呼吸速率的测定，但要把NaHCO3溶液换成NaOH溶液，吸收植物呼吸作用释放的CO2。②植物呼吸速率指标：植物呼吸作用吸收氧气，释放CO2，CO2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。单位时间内水滴左移的体积即是呼吸速率。③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定。第15页/共40页色素提取与分离实验拓展第16页/共40页(1)叶绿体中色素是脂溶性色素，溶于有机溶剂可选用酒精或丙酮提取。

(2)不同植物叶片的不同颜色决定于含有的色素种类及含量。

(3)通过对不同叶片中所含色素进行提取和分离，通过对比不同滤纸条上的色素带，可以确定不同叶片色素的种类，如黄色叶片中的色素在分离时，可能缺少蓝绿色和黄绿色的色素带。注意：第17页/共40页1、细胞呼吸方式探究装置中的液滴移动及原因(如下装置图)呼吸方式加入溶液移动方向移动原因只进行有氧呼吸或有氧呼吸与乳酸发酵同时进行碱液左移有氧呼吸消耗O2，产生的CO2被吸收，乳酸发酵无气体的消耗与生成，装置中气体量减少清水不移动有氧呼吸消耗O2，产生等量CO2，乳酸发酵无气体的消耗与生成，装置中气体量不变细胞呼吸方式判断第18页/共40页呼吸方式加入溶液移动方向移动原因有氧呼吸和酒精发酵同时进行碱液左移有氧呼吸消耗O2，产生的CO2被吸收，酒精发酵产生的CO2被吸收，装置中气体量减少清水右移有氧呼吸消耗O2，产生等量CO2，不引起气体体积变化；但酒精发酵产生CO2，装置中气体量增多只进行乳酸发酵碱液不移动无气体的产生与消耗，装置中气体量不变(在不知道生物是否存活的情况下，无法作出准确判断)清水只进行酒精发酵碱液不移动酒精发酵不消耗O2，产生的CO2被吸收，装置中气体量不变清水右移酒精发酵不消耗O2，但产生CO2，装置中气体量增多第19页/共40页第20页/共40页第21页/共40页根据细胞呼吸是否产生二氧化碳，不能判断细胞呼吸的方式，因为无氧呼吸和有氧呼吸均可产生二氧化碳。第22页/共40页今天你记住了多少？

每天都这样问问自己！第23页/共40页第24页/共40页1．下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 (

)第25页/共40页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：选甲过程是将CO2和H2O合成为有机物的过程，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。有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。D第26页/共40页第27页/共40页解析：选①是光合作用的光反应阶段，②是光合作用的暗反应阶段，光反应阶段产生的[H]用于暗反应还原三碳化合物；⑤是有氧呼吸第三阶段，合成水时需要的是O2，而不是CO2；形成ATP的过程有光合作用的光反应阶段，有氧呼吸三个阶段和无氧呼吸第一阶段，图中②③④⑦过程不能合成ATP；晴天比阴雨天光照强度强，因此小麦的光反应强些。D第28页/共40页3．设置不同CO2浓度，分组光照培养蓝藻，测定净光合速率和呼吸速率(光合速率＝净光合速率＋呼吸速率)，结果见右图。据图判断，下列叙述正确的是(

)A．与d3浓度相比，d1浓度下单位时间内蓝藻细胞光反应生

成的[H]多B．与d2浓度相比，d3浓度下单位时间内蓝藻细胞呼吸过程

产生的ATP多第29页/共40页C．若d1、d2、d3浓度下蓝藻种群的K值分别为K1、K2、K3，则

K1>K2>K3D．密闭光照培养蓝藻，测定种群密度及代谢产物即可判断其

是否为兼性厌氧生物解析：选由题图可以看出，d1和d3浓度下的净光合速率相等，而d1浓度下的呼吸速率高于d3浓度，由“光合速率＝净光合速率＋呼吸速率”可推出d1浓度下的光合速率较高，单位时间内细胞光反应生成的[H]也较多。d3浓度下的呼吸速率低于d2浓度下的呼吸速率，呼吸过程中产生的ATP也较少。由题图可知K2最大。光照条件下，蓝藻进行光合作用会影响代谢产物，不能依此判断蓝藻是否为兼性厌氧生物。A第30页/共40页4．下图是探究绿色植物光合作用速率的实验示意图，装置中的碳酸氢钠溶液可维持瓶内的二氧化碳浓度，该装置放在20℃环境中。实验开始时，针筒的读数是0.2mL，毛细管内的水滴在位置X。30min后，针筒的容量需要调至0.6mL的读数，才能使水滴仍维持在X的位置。据此实验回答下列问题：第31页/共40页(1)以释放出的氧气量来代表光合作用速率，该植物的光合作用速率是________mL/h。(2)与植物的实际光合速率相比，用上述装置所测得的光合作用速率数值________(偏高/偏低/相同)，原因是___________。(3)假若将该植物叶的下表皮涂上一层凡士林，光合作用的速率会大幅度下降，这一做法主要限制了光合作用的________反应阶段。(4)如果在原实验中只增加光照强度，则针筒的容量仍维持在0.6mL读数处。在另一相同实验装置中，若只将温度提升至30℃，针筒容量需要调至0.8mL读数处，才能使水滴维持在X的位置上。比较两个实验可以得出什么结论？___________________________________________。第32页/共40页解析：(1)20℃时光合作用的速率为(0.6－0.2)mL/0.5h＝0.8mL/h。(2)此装置测得的光合速率为净光合速率，低于实际光合速率。(3)植物叶的下表皮涂上凡士林后，减少了二氧化碳的供应，影响到光合作用的暗反应。(4)温度提升后，针筒内气体变化量大于增加光照对内部光合作用的影响，可以得出在上述条件下，光照不是限制光合作用速率的主要因素，温度才是限制光合作用速率的主要因素。答案：(1)0.8

(2)偏低植物同时进行呼吸作用，消耗了部分氧气(3)暗(4)在上述条件下，光照不是限制光合作用速率的主要因素，温度才是限制光合作用速率的主要因素(其他合理答案也可)第33页/共40页5．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条解析：选水稻叶片中的叶黄素缺失，其对蓝紫光的吸收减小，但对红光的吸收无明显差异。色素层析条带从上至下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，叶黄素缺失则会导致色素层析条带从上至下缺失第2条。B第34页/共40页6．提取光合色素，进行纸层析分离，对该实验中各种现象的解释，正确的是 (

)A．未见色素带，说明材料可能为黄化叶片B．色素始终在滤纸上，是因为色素不溶于层析液C．提取液呈绿色是由于含有叶绿素a和叶绿素bD．胡萝卜素处于滤纸最前方，是因为其在提取液中的溶

解度最高解析：选纸层析分离后，未见色素带的原因有多种，如忘记画滤液细线等，材料为黄化叶时如果操作正确也能得到胡萝卜素、叶黄素两条色素带；色素始终在滤纸上，是因为层析液已挥发；四条色素带从上往下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，颜色依次是橙黄色、黄色、蓝绿色、黄绿色，提取液呈绿色是由于含有叶绿素a和叶绿素b；胡萝卜素在层析液中溶解度最高，所以扩散得最快，位于滤纸最前方。C第35页/共40页7．下图是某同学为了研究酵母菌的无氧呼吸所制作的一个实验装置。开始时锥形瓶中装有质量分数为2%的葡萄糖溶液，并在其中加入了适量的酵母菌。实验过程中，刻度玻璃管中的有色液滴会向右移动。表中数据是该同学在不同温度条件下进行实验时，测得有色液滴右移的距离(单位：cm)。下列选项是该同学对实验现象的解释，不正确的是 (

).时间(min)温度123454℃000.10.20.310℃0.21.01.93.14.020℃0.41.32.23.34.535℃0.71.42.84.45.055℃00.10.20.30.4第36页/共40页A．实验开始前应对葡萄糖溶液做煮沸处理，以除去O2和灭菌B．表中数据可以表示酵母菌无氧呼吸所产生的CO2的量C．在一定范围内，随着温度的升高，酵母菌的无氧呼吸强度

越来越大D．35℃最有利于酵母菌的无氧呼吸，随着实验的进行，有色

液滴右移的速率越来越大解析：选实验前煮沸葡萄糖溶液可以除去O2和灭菌，以避免O2和其他微生物对实验的影响；有色液滴右移的距离代表酵母菌无氧呼吸产生的CO2的量，可反映其无氧呼吸的强弱；由表中数据可知：在35℃以下时，随温度的升高，相同时间内产生气体的量逐渐增多，至35℃时达到最多，此时，酵母菌细胞的无氧呼吸最强；35℃时，第1min移动的距离为0.7cm，第2min为0.7cm，第3min为1.4cm，第4min为1.6cm，第5min为0.6cm，第5min比前4min右移的速率要小。D第37页/共40页8．下图为探究酵母菌细胞呼吸的实验装置，锥形瓶装有正常生长的酵母菌及足量培养液，试管装有溴麝香草酚蓝溶液，从阀门通入的空气已去除CO2，实验过程中其他条件适宜。下列叙述错误的是 (

)第38页/共40页A．若打开阀门进行实验，探究温度对酵母菌有