专题五光合作用和呼吸作用与碳循环和能量流动

1、【知识联系框架】 学科：生物 版本：冲刺版 本周教学内容：专题五 光合作用和呼吸作用与碳循环 厘瞪 年级：高三 期数：2338 和能量流动 光合作用的实质 光合色素及其物理性质和功能 f光反应 光合作用的过程 I暗度应 光合作用的效率 影响光合作用的因索 呼吸作用的概念及类型 有氣呼吸的过程 无氧呼吸时过程 影响呼吸作用的因素 呼吸祚用的意义 能量流动 !食物桂 物眞循环渠道1食物网 光厶口件用 【重点知识联系与剖析】 一、光合作用 1 .光合作用的实质 通过光合作用的光反应把光能转变成活跃的化学能，通过暗反应把二氧化碳和水合成有 机物，同时把活跃的化学能转变成稳定的化学能贮存在有机物中。 2

2、 光合色素及其物理性质与功能 叶绿体是进行光合作用的细胞器。叶绿体中的光合色素有叶绿素和类胡萝卜素两类。叶 绿素分为叶绿素 a和叶绿素b两种，均不溶于水，但易溶于酒精、丙酮、石油醚等有机溶剂 中。叶绿素a的分子式为 C55H72QNMg呈蓝绿色；叶绿素b的分子式为 GsHzoONdMg呈黄绿色。 叶绿素吸收光的能力极强，如果把叶绿素的丙酮提取液放在光源与分光镜之间，可以看到光 谱中有些波长的光被吸收了。因此，在光谱上就出现了黑线或暗带，这种光谱叫吸收光谱。 叶绿素吸收光谱的最强区域有两个：一个是在波长为640nmT-660nm的红光部分，另一个在波 长为430nm450nm的蓝紫光部分。对其他

3、光吸收较少，其中对绿光吸收最少，由于叶绿素吸 收绿光最少，所以叶绿素的溶液呈绿色。我们在做叶绿素的提取和分离实验时，还会看到一 种现象：试管中的叶绿素的丙酮提取液在透射光下是翠绿色的，而在反射光下是棕红色的， 这是叶绿素的荧光现象。叶绿体中的类胡萝卜素包括胡萝卜素和叶黄素两种，颜色分别是橙 黄色和黄色，功能是吸收蓝紫光。除此之外还具有保护叶绿素，防止强烈光照伤害叶绿素的 功能。 植物叶子呈现的颜色是叶子中各种色素的综合表现。其中主要是绿色的叶绿素和黄色的 类胡萝卜素之间的比例。一般来说，正常叶子的叶绿素和类胡萝卜素的分子比例约为4： 1, 叶绿素a与叶绿素b的比约为3 : 1,叶黄素与胡萝卜素

4、之比约 2 : 1，由于叶绿素比黄色的类 胡萝卜素多，所以正常的叶子总是呈绿色。秋天，因低温、紫外线强烈等外界因素和叶片衰 老等内部因素，叶绿素的合成速度低于分解的速度，叶绿素含量相对减少，而类胡萝卜素分 子比较稳定，不易破坏。所以叶片逐渐呈现类胡萝卜素的颜色一一黄色。至于红叶，是因为 秋天降温，体内积累较多的糖分以适应寒冷，体内可溶性糖多了，就形成了较多的花色素， 同时秋天叶子内的 pH值改变，叶内呈现酸性，使花色素表现出红色。 3 先合作用的过程 光反应：叶绿体中色素吸收的光能主要用于光合作用的光反应，在光反应阶段主要进行 2 个反应，一是叶绿素吸收光能后受激发而失去电子后，从水中夺取电子

5、，使水分解，经一系 列过程后，生成还原态的氢、NADPH和Q,这个过程为水的光解，方程可简写为：2HzO 色素吸收的光能 、 4H+O2；二是将电子传递给 NADP勺过程中，将 ADP和Pi合成ATP，这个 色素吸收的光能 过程称为光合磷酸化过程，方程式可简单表示为：ADF Pi|；需ATF。最后电子传 递给NADF形成NADPH这2个过程都是在基粒片层结构薄膜上进行的。光反应的产物共有3 种：H、ATP和O2其中H和ATP是供给暗反应的原料，O2则释放到大气中，或被呼吸作用所 利用。光反应的进行必须依赖于色素吸收的光能，所以必须在光下才能进行。 暗反应：是在叶绿体的基质中进行的。进行暗反应必

6、须具备4个基本条件：CO、酶、H 和ATP。其中H和ATP来自光反应，CO主要来自大气中，酶是叶绿体本身所固有的。暗反应 与光没有直接的关系，只要具备上述4个基本条件，不论有光和无光都能进行。在暗反应过 程中，首先要用五碳化合物（简写为 G,其化学名称为1 , 5-二磷酸核酮糖，其中有高能磷酸 键）固定CO,并迅速生成2分子三碳化合物（简写为 G,化学名称为3-磷酸甘油酸），然后 在NADPH（H还原和ATP提供能量下被还原成糖类 （CHO）,在此过程中还将再生出五碳化合物， 所以暗反应是一个循环过程。五碳化合物的再生也需要光反应提供ATP。 光合作用的意义：第一、制造有机物，实现巨大的物质转

7、变，将CO和H2O合成有机物； 第二、转化并储存太阳能；第三、净化空气，使大气中的Q和CQ含量保持相对稳定；第四、 对生物的进化具有重要作用，在绿色植物出现以前，地球上的大气中并没有氧，只是在距今 12亿至30亿年以前，绿色植物在地球上出现并逐渐占有优势后，地球的大气中才逐渐含有氧， 从而使地球上其他进行有氧呼吸的生物得以发生和发展。由于大气中的一部分氧转化为臭氧 （Q）。臭氧在大气上层形成的臭氧层，能够有效地滤去太阳辐射中对生物具有强烈破坏作用 的紫外线，从而使水生生物登陆成为可能。经过长期的生物进化过程，最后才出现广泛分布 的自然界的各种动植物。 影响光合作用的因素：光合作用是在植物有机体

8、的内部和外部的综合条件的适当配合下 进行的。因此内外条件的改变也就一定会影响到光合作用的进程或光合作用强度的改变。影 响光合作用强度的因素主要有光照强度、CQ浓度、温度和矿质营养。 光照强度：植物的光合作用强度在一定范围内是随着光照强度的增加，同化CQ的速度 也相应增加，但当光照强度达到一定时，光合作用的强度不再随着光照强度的增加而增强。 植物在进行光合作用的同时也在进行呼吸作用，当植物在某一光照强度条件下，进行光合作 用所吸收的CO与该温度条件下植物进行呼吸作用所释放的CO量达到平衡时，这一光照强度 就称为光补偿点，这时光合作用强度主要是受光反应产物的限制。当光照强度增加到一定强 度后，植物

9、的光合作用强度不再增加或增加很少时，这一光照强度就称为植物光合作用的光 饱和点，此时的光合作用强度是受暗反应系统中酶的活性和CO浓度的限制在图5-1。 图5-1 光补偿点在不同的植物是不一样的，主要与该植物的呼吸作用强度有关，与温度也有关 系。一般阳生植物的光补偿点比阴生植物高。光饱和点也是阳生植物高于阴生植物。所以在 栽培农作物时，阳生植物必须种植在阳光充足的条件下才能提高光合作用效率，增加产量； 而阴生植物应当种植在阴湿的条件下，才有利于生长发育，光照强度大，蒸腾作用旺盛，植 物体内因失水而不利于其生长发育，如人参、三七、胡椒等的栽培，就必须栽培于阴湿的条 件下，才能获得较高的产量。 植物

10、在进行光合作用的同时也在进行着呼吸作用，总光合作用是指植物在光照下制造的 有机物的总量（吸收的 CQ总量）。净光合作用是指在光照下制造的有机物总量（或吸收的 CQ 总量）中扣除掉在这一段时间中植物进行呼吸作用所消耗的有机物（或释放的CQ）后，净增 的有机物的量。 温度：植物所有的生活过程都受温度的影响，因为在一定的温度范围内，提高温度可 以提高酶的活性，加快反应速度。光合作用也不例外，在一定的温度范围内，在正常的光照 强度下，提高温度会促进光合作用的进行。但提高温度也会促进呼吸作用。如图5-2所示。 所以植物净光合作用的最适温度不一定就是植物体内酶的最适温度。 co吸收或释放员 CO浓度：CO

11、是植物进行光合作用的原料，只有当环境中的CO达到一定浓度时，植物 才能进行光合作用。 植物能够进行光合作用的最低 CO浓度称为CQ补偿点，即在此CQ浓度条 件下，植物通过光合作用吸收的 CQ与植物呼吸作用释放的 CQ相等。环境中的CQ低于这一浓 度，植物的光合作用就会低于呼吸作用，消耗大于积累，长期如此植物就会死亡。一般来说， 在一定的范围内，植物光合作用的强度随CQ浓度的增加而增加，但达到一定浓度后，光合作 用强度就不再增加或增加很少，这时的CQ浓度称为CQ的饱和点。女口 CQ2浓度继续升高，光 合作用不但不会增加，反而要下降，甚至引起植物CQ中毒而影响植物正常的生长发育。如图 5-3所示。

12、 O 光合作用的强度 的浓度 图5-3 必需矿质元素的供应：绿色植物进行光合作用时，需要多种必需的矿质元素。如氮是 催化光合作用过程各种酶以及NADP和ATP的重要组成成分，磷也是 NADP和ATP的重要组成 成分。科学家发现，用磷脂酶将离休叶绿体膜结构上的磷脂水解掉后，在原料和条件都具备 的情况下，这些叶绿体的光合作用过程明显受到阻碍，可见磷在维持叶绿体膜的结构和功能 上起着重要的作用。又如绿色植物通过光合作用合成糖类，以及将糖类运输到块根、块茎和 种子等器官中，都需要钾。再如镁是叶绿体的重要组成成分，没有镁就不能合成叶绿素。等 等。 4. G植物和G植物 C 3植物：是指在光合作用的暗反应

13、过程中，一个CO被一个五碳化合物（1 , 5-二磷酸核酮 糖，简称RuBP固定后形成两个三碳化合物 （3-碳酸甘油酸），即CO2被固定后最先形成的化合 物中含有三个碳原子，所以称为C3植物。C3植物叶片的结构特点是：叶绿体只存在于叶肉细 胞中，维管束鞘细胞中没有叶绿体，整个光合作用过程都是在叶肉细胞里进行，光合产物变 只积累在叶肉细胞中。 C 4植物：是指在光合作用的暗反应过程中，一个C2被一个含有三个碳原子的化合物 （磷酸 烯醇式丙酮酸）固定后首先形成含四个碳原子的有机酸（草酰乙酸），所以称为C4植物。C4植 物叶片的结构特点是：围绕着维管束的是呈“花环型”的两圈细胞，里面一圈是维管束鞘细

14、胞，细胞较大，里面的叶绿体不含基粒。外圈的叶肉细胞相对小一些，细胞中含有具有基粒 的叶绿体。通过G途径固定CO的过程是在叶肉细胞中进行的。C4中的C转移到C3途径是在维 管束鞘细胞中进行的，光合作用的暗反应过程也是在维管束鞘细胞中进行。光合作用的产生 也主要积累在维管束鞘细胞中。G植物具有两条固定 CO的途径，即C3途径和G途径。 C4植物通常分布在热带地区，光合作用效率较C3植物高，对CO的利用率也较C3植物高， 所以具有C4途径的农作物的产量比具有 G途径的农作物产量要高，如玉米就属于C4植物。 二、呼吸作用 1 呼吸作用的过程 呼吸作用是指在生物体内氧化分解有机物并且释放能量的过程。呼吸

15、作用分为有氧呼吸 和无氧呼吸两种类型。有氧呼吸的过程分为3个阶段，熟记这 3个阶段是容易的，但要弄清 其中所隐藏的知识点是有一定难度的。但必须弄楚以下几点：CO是在第二阶段产生的，是 丙酮酸和水反应生成的，CO中的氧原子一个来自葡萄糖，另一个来自水。这个过程在线粒体 基质中进行；Q参与反应的阶段是第三阶段，是 H和氧结合生成水，所以呼吸作用产物水 中的氧来自 Q,这个过程在内膜上进行；有氧呼吸过程中的反应物和生成物中都有水，反 应物中的水在第二阶段参与和丙酮酸的反应，生成物中的水是有氧呼吸第三阶段 H和02结合 生成的；有氧呼吸过程中3个阶段进行的场所分别是：第一阶段在细胞质基质中进行；第 二

16、阶段是在线粒体基质中进行；第三阶段是在线粒体内膜进行。无氧呼吸是指不需要氧气条 件下的呼吸作用。由于没有氧气，所以氧化分解有机物是不彻底的。在无氧呼吸的产物中绝 对没有水生成，如在呼吸作用的产物有水生成，一定是进行了有氧呼吸。无氧呼吸过程分为2 个阶段：第一阶段和有氧呼吸是公共的途径，即一分子葡萄糖被分解成2分子丙酮酸；第二 阶段是利用第一阶段产生的H（NADPH）还原丙酮酸，在不同的植物细胞中，由于酶的不同， 丙酮酸被还原的产物也是不同的，有的是乳酸（如马铃薯、玉米的胚等），有的是酒精（如苹果、 陆生植物的根细胞等）。无氧呼吸过程中的 2个阶段均在细胞质基质中进行的。由于陆生植物 的根细胞无

17、氧呼吸的产物是酒精，所以陆生植物不能长期遭受水淹。但对一些水生植物或湿 生植物（如水稻等）在结构和生理上都有一些适应性的特征，如根、茎、叶中有气腔，根的无 氧呼吸产物不是酒精而是一些其他的、毒性较小的有机小分子物质。 2 .有氧呼吸和无氧呼吸的比较 有氧呼吸和无氧呼吸的公共途径是呼吸作用第一阶段（糖酵解），是在细胞质基质中进行。 在没有氧气的条件下，糖酵解过程的产物丙酮酸被H还原成酒精和 CO或乳酸等，在不同的 生物体由于酶的不同，其还原的产物也不同。在有氧气的条件下，丙酮酸进入线粒体继续被 氧化分解。如图5-4。由于无氧呼吸哪有机物是不彻底的，释放的能量很少，转移到ATP中的 能量就更少，还

18、有大量的能量贮藏在不彻底的氧化产物中，如酒精乳酸等。有氧呼吸在有氧 气存在的条件下能把糖类等有机物彻底氧化分解成CQ和H2O,把有机物中的能量全部释放出 来，约有44%的能量转移到 ATP中。所以有氧呼吸为生命活动提供的能量比无氧呼吸多得多， 在进化过程中绝大部分生物选择了有氧呼吸方式，但为了适应不利的环境条件还保留了无氧 呼吸方式。 Air 少St A7P GH1心 o 2CI31COCOOH flE-Ht 产舸 少It ATP 大fit ATP 图5-4 呼吸作用与光合作用的联系：呼吸作用是新陈代谢过程一项最基本的生命活动，它是为 生命活动的各项具体过程提供能量（ATP。所以呼吸作用在一切

19、生物的生命活动过程是一刻 都不能停止的，呼吸作用的停止意味着生命的结束。光合作用是生物界最基本的物质代谢和 能量代谢，一切生物的生命活动都直接或间接地依赖于光合作用制造的有机物和固定的太阳 能。呼吸作用和光合作用表面看起来是2个相反的过程，但这是 2个不同的生理过程，在整 个新陈代谢过程中的作用是不同的。在植物体内，这2个过程是互相联系，互相制约的。光 合作用的产物是呼吸作用的原料，呼吸作用的产物也是光合作用的原料；光合作用的光反应 过程产生的 ATP主要用于暗反应，很少用于植物体的其他生命活动过程，呼吸作用过程释放 的能量主要是用于植物体的各项生命活动过程，包括光合作用产物的运输。如图5-5

20、。 各顼生命活动 图5-5 影响呼吸作用的因素： 温度：温度能影响呼吸作用，主要是影响呼吸酶的活性。一般而言，在一定的温度范 围内，呼吸强度随着温度的升高而增强。如图5-6曲线所示。 呼吸强度 ia 图5-6 根据温度对呼吸强度的影响原理，在生产实践上贮藏蔬菜和水果时应该降低温度，以减 少呼吸消耗。温度降低的幅度以不破坏植物组织为标准，否则细胞受损，对病原微生物的抵 抗力大减，也易腐烂损坏。 氧气：氧气是植物正常呼吸的重要因子，氧气不足直接影响呼吸速度，也影响到呼吸 的性质。绿色植物在完全缺氧条件下就进行无氧呼吸，大多数陆生植物根尖细胞的无氧呼吸 产物是酒精和CO。酒精对细胞有毒害作用，所以大

21、多数陆生植物不能长期忍受无氧呼吸。在 低氧条件下通常无氧呼吸与有氧呼吸都能发生，氧气的存在对无氧呼吸起抑制作用。有氧呼 吸强度随氧浓度的增加而增强。关于无氧呼吸和有氧呼吸与氧浓度之间的关系用图5-7的曲 线来表示。微生物的无氧呼吸称为发酵，氧气对发酵有抑制作用。图5-7的曲线也适用于对 微生物的无氧呼吸和有氧呼吸的描述。根据氧对呼吸作用影响的原理，在贮存蔬菜、水果时 就降低氧的浓度，一般降到无氧呼吸的消失点，如降得太低，植物组织就进行无氧呼吸，无 氧呼吸的产物（如酒精）往往对细胞有一定的毒害作用，而影响蔬菜、水果的贮藏保鲜。 图5-7 CO:增加CO2的浓度对呼吸作用有明显的抑制效应。这可以从

22、化学平衡的角度得到解 释。据此原理，在蔬菜和水果的保鲜中，增加CO的浓度也具有良好的保鲜效果。 三、碳循环和能量流动 1 .碳循环 碳在无机环境中存在形式是碳酸盐和 CQ;在生物群落中的存在形式是含碳有机物；在生 物群落与无机环境之间的循环是以 CO的形式进行的，在生物群落内部的流动是以有机物的形 式进行的。 CO 2进入生物群落是通过自养型生物完成的，主要是绿色植物的光合作用。生物群落中的 有机碳是通过生物的呼吸作用和微生物的分解作用将有机物彻底分解成CQ和HO，归还到无 机环境中。 在正常情况下，碳的循环是平衡的，但由于现代工业的迅速发展，人类大量燃烧煤、石 油和天然气等化石燃料，使地层中

23、经过千百万年积存的已经脱离碳循环的碳元素，在很短的 时间释放出来，就打破了生物圈中碳循环的平衡，使大气中的CQ含量迅速增加，进而导致气 温上升，形成“温室效应”。 2 .能量流动 能量流动的起点是生产者通过光合作用所固定的太阳能。流入生态系统的总能量就是生 产者通过光合作用所固定的太阳能的总量。能量流动的渠道是食物链和食物同。流入一个营 养级的能量是指被这个营养级的生物所同化的能量。如羊吃草，不能说草中的能量都流入了 羊体内，流入羊体内的能量应是指草被羊消化吸收后转变成羊自身的组成物质中所含的能量， 而未被消化吸收的食物残渣的能量则未进入羊体内，不能算流入羊体内的能量。一个营养级 的生物所同化

24、着的能量一般用于4个方面：一是呼吸消耗；二是用于生长、发育和繁殖，也 就是贮存在构成有机体的有机物中；三是死亡的遗体、残落物、排泄物等被分解者分解掉； 四是流入下一个营养级的生物体内。在生态系统内，能量流动与碳循环是紧密联系在一起的。 能量流动的特点是单向流动和逐级递减。单向流动：是指生态系统的能量流动只能从第一营养级流向第二营养级，再依次流向后面的各个营养级。一般不能逆向流动。这是由于动 物之间的捕食关系确定的。如狼捕食羊，但羊不能捕食狼。逐级递减是指输入到一个营养级 的能量不可能百分之百地流人后一个营养级，能量在沿食物链流动的过程中是逐级减少的。 能量在沿食物链传递的平均效率为 10%20

25、%，即一个营养级中的能量只有 10%20%的能 量被下一个营养级所利用。 能量金字塔是指将单位时间内各个营养级所得到的能量数值，按营养级由低到高绘制成 的图形成金字塔形，称为能量金字塔。从能量金字塔可以看出：在生态系统中，营养级越多， 在能量流动过程中损耗的能量也就越多；营养级越高，得到的能量也就越少。在食物链中营 养级一般不超过5个，这是由能量流动规律决定的。 研究能量流动规律有利于帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续 高效地流动向对人类最有益的部分。在农业生态系统中，根据能量流动规律建立的人工生态 系统，就是在不破坏生态系统的前提下，使能量更多地流向对人类有益的部分。 【

26、经典例题解析】 例题1下列有关光合作用的叙述中，错误的是（） A. 叶绿体离开叶肉细胞便不能进行光合作用 B. 温度降到0C时依然有植物进行光合作用 C. 叶绿素吸收的光能要转移给 ADP形成ATP D. 光反应和暗反应都有许多酶参与催化作用 解析A是错的，叶绿体是进行光合作用的基本单位，进行光合作用所需要的色素和全部 的酶都在叶绿体中，科学家在研究叶绿体的结构和光合作用过程时都是通过离体叶绿体进行 的，离体叶绿体是能够进行光合作用的；B是对的，植物进行光合作用的最低温度、最适温度 和最高温度，在不同的植物是不一样的这与植物的原始地理分布有关，分布在热带地区的植 物，植物正常生长发育所需要的温

27、度较高，但在寒冷地区分布的植物，进行光合作用所需的 温度就较低，特别是分布在北极圈内的植物和高原植物，是能够在0C左右的条件下正常生长 发育的；C也是对的，叶绿素吸收光能后，其中的一个电子由基态被激发到激发态而成为高能 电子，经传递而离开叶绿体，此时叶绿素分子中就缺失一个电子，叶绿素分子就从水中夺取 一个电子，水就被分解，而在电子传递过程中，高能电子中的能量就释放出来用于将ADP和 Pi合成ATP D是对的，在整个光合作用过程中进行的每一步反应都是需要酶来催化的。 答案A 例题2 图5-8所示，某植物上的绿叶经阳光照射24小时后，经脱色并用碘液处理，结 果有锡箔覆视部位不呈蓝色，而不被锡箔覆盖

28、的部位呈蓝色。本实验证明（） 光合作用需要二氧化碳 出氧气光合作用制造淀粉 A.B. 图5-8 光合作用放 光合作用需要光光合作用需要叶绿素 C.D. 解析 这是一道关于光合作用的条件、产物的分析题。光照24小时，叶片裸露的部分进 行光合作用，脱色后用碘处理变蓝，说明有淀粉生成，应选；有锡箔覆盖的位置，因没有 光，不能进行光合作用，未产生淀粉，用碘处理不变蓝，说明光合作用需要光，没有光就不 能进行光合作用，应选。 答案C 例题3 (1998年上海高考试题)对某植物作如下处理：(甲)持续光照 10秒钟；(乙) 光照5秒后再黑暗处理 5秒，连续交替进行 20分钟。若其他新不变，则在甲、乙两种情况下

29、 植株所制造的有机物总量是() A. 甲多于乙B.甲少于乙C.甲和乙相等D.无法确定 解析光合作用的过程分为光反应和暗反应两个过程，两者在不同的酶的催化作用下独 立进行的。在一般情况下，光反应的速度比暗反应快，光反应的产物ATP和H不能被暗反应 及时消耗掉，原因是催化暗反应的酶的催化效率和数量都是有限的。持续光照，光反应产生 的大量的H和ATP不能及时被暗反应消耗，暗反应限制了光合作用的速度，降低了光能的利 用率。但中间间隔 5秒钟无光，有利于充分利用前5秒钟的光反应的产物，从而提高了对光 能的利用率。在光照强度和光照总时间不变的情况下，制造的有机物相对多一些。 答案B 例题4 图5-9表示绿

30、色植物在水分充足的条件下，光合作用的速度与环境因素的关系。 请仔细分析图中曲线，回答下列问题： 图5-9 (1) 从图中曲线可知影响光合作用的主要非生物因素是 。 (2) 根据你对图中曲线的分析，你认为光合作用强度与温度之间的关系是。 (3) 你认为在温度为 40C，光照强度为 c时，限制光合作用进行的内在因素是 , 外界因素可能是。 (4) 在光照强度为b的条件下，温度为 30C时，限制光合作用的内在因素是 , 如果大棚栽培蔬菜，在这种情况下应采取什么措施有利于蔬菜的生长？。原因 (5 )在光照强度为 b、温度为20C时，限制光合作用的内在因素是 ，如果 大棚栽培蔬菜，此时应采取什么措施有利

31、于蔬菜的生长？ 。原因是。 解析 影响光合作用的因素很多，如水分、光照强度、温度、CO浓度等均对光合作用产 生影响。根据题于部分的要求，已不考虑水对光合作用的影响。从图中曲线可以看出，光照 强度与温度的关系是：在一定的光照强度范围内，光合作用强度随着光照强度的增加而增加。 光合作用强度与温度的关系是：在一定的温度范围内，光合作用强度随着温度的升高而增强。 温度对光合作用过程中的光反应影响不大，但对暗反应的影响很大，主要是影响暗反应过程 中的酶的活性，所以在光照充足，温度较低的条件下，光合作用的强度主要是受暗反应的限 制，此时适当提高温度有利于植物的生长。光照强度主要影响光合作用的光反应过程，对

32、暗 反应过程没有直接影响。在温度适宜，光照强度较低的条件下，限制光合作用强度的主要内 在因素是光反应，此时适当降低温度有利于植物的生长。如果光照条件和温度都适宜时，限 制光合作用强度的主要因素是CQ的浓度、酶的数量和酶的最大活性的限制。 答案(1)光照强度和温度 (2)在一定的温度范围内，光合作用强度随着温度的升高而 增强(3)暗反应过程中的酶的数量和酶的最大活性 CO2 (4)光反应适当降低温度降低 呼吸消耗(5)暗反应中酶的活性适当提高温度提高暗反应过程中酶的活性 例题5用含18O的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程中的氧原子，18O的转移途径是() A .葡萄糖t丙酮酸t水B.葡萄糖t丙酮酸t氧 C

33、 .葡萄糖t氧t水D.葡萄糖t丙酮酸t CO 解析葡萄糖的有氧呼吸过程可分为3个阶段，第一阶段是葡萄糖在无氧参与的情况下 分解成丙酮酸，同时产生H和少量的ATP第二阶段是丙酮酸分解成CO,同时产生H和少 量的ATP第三阶段是第一阶段和第二阶段产生的H还原从空气中吸收进来的氧，生成水， 同时产生了大量的 ATF。从C6H2QH氧化分解产生 H2O和CO的全过程可以看出，葡萄糖中18O 的转移途径是葡萄糖t丙酮酸tCO。 答案D 例题6图5-10表示某种植物的非绿色器官在不同氧浓度下O2吸收量和CO释放量的变 化。请据图5-10回答下列问题： 图 5-10 (1) 外界氧浓度在10%以下时，该器官

34、的呼吸作用方式是 。 (2) 该器官的CO释放与C2的吸收两条曲线在 P点相交后则重合为一条线，此时该器官的 呼吸作用方式是，进行此种呼吸方式所用的底物是 。 (3) 当外界氧浓度为45%时，该器官CQ释放量的相对值为 0. 6，而O2吸收量的相对值 为0.4。此时，无氧呼吸消耗葡萄糖的相对值约相当于有氧呼吸的 倍，释放的能量约 相当于有氧呼吸的倍，转移到ATP的能量约相当于有氧呼吸的 倍。 解析 根据图5-10所示曲线，在氧浓度大于10%时，O的吸收量与CO的释放量相等， 说明该非绿色组织此时进行的是有氧呼吸，呼吸底物主要是葡萄糖，因为以葡萄糖为呼吸底 物时，根据有氧呼吸的反应方程式，吸收的

35、氧气和释放的二氧化碳是相等的。在氧浓度小于 10%时，CO的释放量大于氧气的吸收量，说明有一部分CQ是通过无氧呼吸释放出来的，所 以在氧浓度小于10%时就是无氧呼吸和有氧呼吸并存。第3小题的计算方法是：在外界氧浓 度为45%时，O2的吸收量相对值为 0. 4，则通过有氧呼吸释放的 CO的相对值也应为0. 4, 有氧呼吸分解1mol葡萄糖释放6molCO,所以通过有氧呼吸消耗葡萄糖的相对值应为0.4/ 6。 无氧呼吸释放的 CO的相对值为0. 6-0 . 4= 0. 2,按题意该非绿色组织无氧呼吸产物是酒精 和CO分解1mol葡萄糖释放2molCO,所以通过无氧呼吸消耗的葡萄糖的相对值为0.2

36、/ 2。由 此可知，无氧呼吸消耗的葡萄糖约相当于有氧呼吸的倍数是：*(0 . 2/2)/(0.4 / 6) = 1. 5。 释放的能量无氧呼吸约相当于有氧呼吸的倍数是：(0. 2/2)X 196 . 65-： ( 0. 4/6) X 2870= 0. 1027。无氧呼吸转移到 ATP中的能量约相当于有氧呼吸的倍数是：(0. 2 / 2) X 61. 08十(0. 4/ 6)X 1255= 0.073。 答案(1)有氧呼吸和无氧呼吸(2)有氧呼吸葡萄糖(3)1 . 5 0 . 1 0 . 07 例题7 (1997 年上海高考试题)在A B两玻管内盛有稀葡萄糖溶液20mL。在A管内加入 一不定数目

37、的某种单细胞真核生物，在B管内加入数目相同的另一种单细胞真核生物，再向 两玻管液体内充入空气后，迅速将玻管密封，放置在光照明亮处。实验员每隔一定时间从两 破管内分别取出少量溶液，测定内含Q和CQ浓度，历经3h，其数值变化如图5-11所示。然 后撤去光照，再重复上述测定工作，双历经 3h。问： 撤去光照 撤去光照 图 5-11 (1)A管内液体呈何种颜色？ 。说明判断依据。 在最初3h内，两玻管内的葡萄糖浓度是否都下降了？清说明理由。 (3) 撤去光照后3h内，AB出两管液体中Q2和CQ浓度将发生怎样的变化？解释变化的原 因，并把变化情况画在上述两图的右半部分。 解析 根据题意，在 A、B两试管

38、内分别装有两种单细胞真核生物，开始充入空气，后密 封，说明与外界不再发生物质交换。从实验结果分析： A 管内Q浓度在增加，CQ浓度却下降，说明 A管内的单细胞真核生物能够吸收CQ释放 Q。由此可确定A管内的单细胞真核生物是一种能够进行光合作用的藻类，细胞内含有叶绿素， 所以A管内液体的颜色应是绿色的。在最初实验的3h内，由于有光照，从实验结果分析光合 作用大于呼吸作用，所以培养液中的葡萄糖含量增加。撤去光照后，A管内的藻类就不能进行 光合作用，但呼吸作用照常进行，所以Q的浓度开始下降，CQ的浓度开始上升。 B 管内的实验结果是 CQ浓度增加而Q2的浓度却下降，说明其内的单细胞真核生物消耗Q 释

39、放CQ，由此可确定B管内的单细胞真核生物只能进行有氧呼吸，培养液中的葡萄糖被这种 生物消耗而下降。这种单细胞产核生物有可能是酵母菌。光照对这种生物的代谢不发生影响。 撤去光照，呼吸作用照常进行，Q浓度继续下降，CQ浓度继续上升。 答案 (1)绿色A管中单细胞真核生物能进行光合作用，其细胞内必含有叶绿素(2)A 管内葡萄糖浓度不会下降A管内光合作用强度大于呼吸作用，糖类合成大于消耗，B管内葡 萄糖浓度会下降，B管内生物不能制造有机物， 可要消耗葡萄糖进行呼吸作用。(3)见图5-12。 - S 尸 a L 撤去光閤 Z 一一匚 n2. 卜 1 E管 撤去光册 时间（小时） 图 5-12 例题8为提

40、高大棚蔬菜的产量，应采取的正确措施是（） A.在白天适当降温B.在夜间适当提高温度 C .在白天和夜间都适当提高温度D.在白天适当提高温度，在夜间适当降低温度 解析 本题考查光合作用和呼吸作用的条件。在白天（有光）蔬菜既能进行光合作用， 又能进行呼吸作用，且光合作用远大于呼吸作用。故适当提高温度，使酶的活性增强，就会 使光合作用制造更多的有机物。当然呼吸作用也会增强，但适当提高温度使呼吸作用增加的 幅度比光合作用小，蔬菜在白天就能积累更多的有机物。在夜间（无光），植物不能进行光合 作用，只能进行呼吸作用分解有机物，故夜间适当降低温度，使酶的活性降低，代谢减慢， 分解有机物减少，从而提高大棚蔬菜

41、的产量。 答案D 例题9在某湖泊生态系统的一条食物链中，若生产者通过光合作用产生了60mol的Q, 则其所固定的太阳能中，流入初级消费者体内的能量最多可达（） A. 1255kJB.2510kJC.2870kJD.5740kJ 解析生产者通过光合作用产生了60mol氧气，则制造的葡萄糖是10mol,即生产者固定 的太阳能为10X2870kJ。计算流入初级消费者体内的能量最多为多少，应按传递效率最高计 算，即 10 X 2870kJ X 20%=5740kJ。 答案D 例题10生态系统中，以 CQ的循环开始于（） A . CQ在生物体的内扩散作用B.绿色植物固定CQ的光合作用 C .各种动物对有

42、机物的同化作用D.生物分解有机物的呼吸作用 解析 因为CQ进入生物群落首先通过绿色植物的光合作用，将CQ和水合成贮存能量的 有机物，在生物群落内部，碳以有机物的形式流动，最后通过动植物的呼吸作用和微生物的 分解作用，将有机物转变成CQ和水而重新释放到大气中。所以CQ2进入生物群落的循环开始 于绿色植物固定 CQ的光合作用。 答案B 本周强化练习： 【能力训练】 （学生课外完成，教师课内重点讲解） 、选择题 1 .在光合作用过程中，以分子态释放氧及ATP的产生都离不开（ A.叶绿素和CO C.水、叶绿素和光能 B. 水和CQ D.水、光能和 CQ 2 .下列有关光合作用的叙述，正确的一组是（）

43、光反应需光不需要酶光合作用有水生成 最后阶段有氧气的释放 葡萄糖中 的氢来自水将不含能量的CQ转变成富含能量的有机物 A.B.C.D. 3 .下列关于光合作用暗反应的叙述中，不正确的是（） A .暗反应是一种酶促反应B.暗反应是使 CQ变成葡萄糖的反应 C .暗反应是一种循环进行的反应D.暗反应只在暗处进行 4 .将置于阳光下的盆栽植物移至黑暗处，则细胞内三碳化合物与葡萄糖的生成量的变化 是（ ） A.C3增加，葡萄糖减少B. C3与葡萄糖都减少 C. C3与葡萄糖都增加D. C3突然减少，葡萄糖突然增加 5.如图5-13为原来置于黑暗环境中的绿色植物曝于光下后。根据其吸收CQ量制成的曲 线。

44、下列叙述正确的是（） 图 5-13 A.曲线AB段表示绿色植物没有进行光合作用 B .曲线BD段表示绿色植物仅进行光合作用 C .在B点显示绿色植物光合作用和呼吸作用的速率相等 D .整段曲线表明，随光照强度的递增，光合作用增强，呼吸作用减弱 6 .图5-14是利用小球藻进行光合作用时的实验示意图，图中A物质和B物质的相对分 子质量b跟（ ） A B Ho Arv 图 5-14 A . 1 : 2B. 2 : 1C. 8 : 9D. 9 : 8 7 据测定，豌豆种子发芽早期CO的释放量比 Q的吸收量多34倍，这是因为种子此时 （ ） A.种皮尚未破裂，种子内部缺氧，无氧呼吸比有氧呼吸强 B 种

45、子萌发时，光合作用比呼吸作用强 C 种子萌发时，呼吸作用比光合作用强 D 萌发时，种皮破裂，有氧呼吸大于无氧呼吸 8.在下列4种实验条件下，测定了不同光照强度对光合作用速率的影响，实验条件记录 于下表中。根据实验结果绘制成的曲线如下图所示： 1 - 5 表 实验 CQ浓度(%) 温度（C） 1 0.10 30 2 0.10 20 3 0.03 30 4 0.03 20 从以上实验可知对光合作用速率限制的因素正确的是（） 表5-2 A B C D 实验2 光强度 0.01%CQ 温度 温度 实验4 0.03%CO 光强度 光强度 0.03%CO P点 温度 温度 CO浓度 光强度 9 将一棵大小

46、适宜的绿色植物，置于一封闭的玻璃罩内，5小时后，发现氧气比原来增 加300mp，则由此推断，该植物在5小时光合作用制造的葡萄糖的总量应是（） A. 281. 25mgB.大于 281. 25mg C.小于281. 25mgD.无法确定 10.下列生物的呼吸作用只在细胞质基质中进行的是（） A .变形虫B.蛔虫C.团藻D.酵母菌 11 .大气中的二氧化碳浓度能保持在0.03 %左右的水平，是由于在什么之间建立了动态 平衡的结果（） A .蒸腾作用和光合作用B.呼吸作用和光合作用 C.光反应和暗反应D.有氧呼吸和无氧呼吸 12. 玉米萌发时，储藏物质发生水解作用过程中，活性最高的酶应该是（） 脂肪

47、酸 淀粉酶 蛋白酶 转氨酶 过氧化氢酶 蔗糖酶 A .B. C.D. 13. 图5-15是验证水生绿色植物进行光合作用的实验装置图，锥形瓶中放入天然水和新 鲜水草，瓶口用带有导管的橡皮塞塞紧。一段时间后U形管左侧管内液面的高度变化和锥形 瓶中液体的pH变化分别是（） A.升高、升 14 生长在较弱光照条件下的植物，当提高 主要限制因子是（） A .呼吸作用和暗反应 C 暗反应 15 将一棵重约0.2kg的柳树，栽培于肥沃的土壤中， 增加的这10余千克，主要来源于（） A 土壤中的矿质元素B. 土壤中的水 C 大气中的QD.大气中的CQ 16.光照强度和 CQ浓度是影响光合作用的两个主要外界因素

48、，图5-16中各图表示的是 北方夏季一天中棉花叶片光合作用强度的变化曲线，曲线的纵坐标表示光合作用强度。请指 出正确的图解是（ .口. 冋、 .口. 冋 D降低、降低 CO浓度时，其光合作用速度并未随之增加, B.光反应 D.呼吸作用 两年后连根挖出，称其于重达11 kg. ) 时间 时闻 A 在植物体内随时进行B.分解葡萄糖 C .产生ATPD.在线粒体内发生 22 .在生态系统中能量流动和物质循环过程中，连结生物群落与无机环境的重要生理作 用和重要环节分别是（） 蒸腾作用 光合作用 呼吸作用 生产者消费者 A .B.C. 分解者 D. ） CO+HiO * 丙n 23.图5-17是生态系统

49、中碳循环图解，图中的甲、乙、丙各是（ 图-17 A.甲是生产者、乙是消费者、丙是分解者 B.乙是生产者、甲是消费者、丙是分解者 C.丙是生产者、乙是消费者、甲是分解者 D.甲是生产者、丙是消费者、乙是分解者 24 .从生态学角度分析，农民在田间除草是为了调整（） 加入葡萄擁和水 A IjULW 加入水 c 加入葡萄糖和水 并车断地搅拌 D A. 作物和杂草间的生态平衡 B.水和肥料的使用效率 C . 生态系统的能量流动方向 D . 生态系统的物质循环 25 . （2000年广东咼考试题 ）咼等植物的呼吸作用只发生在（ A . 活细胞 B. 含有叶绿体的细胞 C . 不含叶绿体的细胞 ）在光合作

50、用中， D. 气孔周围的细胞 ) 26 . （2000年广东咼考试题 不需要酶参与的过程是（ A. CO的固定 B . 叶绿素吸收光能 C . 三碳化合物的还原 D. ATP的形成 27. （1999年广东咼考试题 ）在适宜的温度条件下 在图5-18所示的装置中都放入十酵母 （内有活酵母菌），其中适于产生酒精的装置是。（） 图 5-18 28. （2000年上海高考试题 ）（多选题）下列有关呼吸作用的叙述中，错误的是（ A .蛔虫进行无氧呼吸 B.哺乳动物的红细胞只能进行无氧呼吸 C .长跑时，人体产生的 CO是有氧呼吸和无氧呼吸的共同产物 D .发酵和无氧呼吸为同一概念 29. （2000年

51、上海高考试题）若白天光照充足，下列哪种条件对作物增产有利（） A .昼夜恒温25 CB.白天温度25 C，夜间温度15 C C .昼夜恒温15CD.白天温度30C，夜间温度 25C 30. (1999年上海高考试题)欲测定植物是否进行光反应，可以检测是否有() A 葡萄糖的生成B.淀粉的生成 C. QQ的释放D. CQ的吸收 二、非选择题 1 .将一株经过饥饿处理(放在暗处 24小时)的植物，先放在有光但无 CQ的环境中，一 段时间后，再移到无光但有 CQ的环境中，发现其生成有机物的量如图 5-19所示。请分析说 明： 图 5-19 (1) AB段由于缺乏CO,使光合作用的 不能进行，因此不能

52、合成有机物。 (2) BD 段无光照，则光合作用的 不能进行，但由于在 AB段植株中积累了一定量 的，为有机 物的产生提供了一定的物质条件，故BC段可以合成一定的有机物。 (3) 在BC段中，每生成一个葡萄糖分子，就要消耗 分子CQ。 (4) 如果在BC段，适当降低环境的温度后，发生的现象用曲线表示在图5-19上。 2 图5-20表示光强度和温度对同一植物光合作用的影响，请分析说明： 图 5-20 (1) 图中的A B比较，的光强度较高，判断依据是 。 (2) 图中X段的光合速率受 影响；Y段光合速率差异是受 影响。 (3) 当温度是限制因素时 的变化影响光合作用速率。 3如图5-21 , 4

53、只试管，再按图示方式加入水生植物，水生动物，并均加入酸碱指示剂 (一般情况下呈红色，pH值上升时呈紫色，pH值下降时呈桔黄色，再下降时呈黄色)，将试 管在光下照射12小时，请分析并回答下列问题： 水生动物 ABCD 图 5-21 (1) 试管A、B、C D中，试管 颜色最深，理由是 试管颜色最浅，理由是 。 (3)你认为本实验中设置 A管的目的是 。 4 图5-22是绿色植物体内能量转换过程的示意图，请据图回答： (1) ，这 些ATP将用于 (2) 图中B表示的过程为 ，在合成的葡萄糖中贮藏 。 (3) 图中C表示的过程为 ，产生的 ATP中储存的能量来自 , ATP水 解释放的能量直接用于

54、 ，这里产生的CO是在阶段形成的，产生的水是在 阶段形成的。 (4) 10mol的葡萄糖彻底氧化分解共释放能量 kJ，其中有kJ转移到ATP 中。 5. 如图5-23所示的曲线，表示的是一个贮藏白菜的地窖，随着氧气的消耗，二氧化碳 浓度变化的情况。请回答: 一2S 20fTFi5说度 图 5-23 (1) A B段Q的消耗量很大，CO浓度上升也很快，白菜在进行 呼吸。 (2) C D段Q浓度接近于0,而CO浓度仍在上升，白菜在进行 呼吸。 (3) B C段O2浓度已很低，CO浓度几乎不上升，原因是 。 (4) 为了有益较长时间地贮藏大白菜，应把地窖里的02浓度控制在 段范围内。 表5-3 :(

55、标“-”为该组合未做实验) 咼 日 夜 温 1 11 17 23 30 32. 2 19.9 23 30.7 24.9 15.8 17 LS,8 10.9 = 6. （2000年广度高考试题）将生长情况相同的同一种树的幼苗分成若干组，分别置于不同 日温和夜温组合下生长（其他条件都相同）。一定时间后测定幼苗的高度，结果如表5-3。请 据表5-3回答下列问题： （1）幼苗生长最快的温度组合是：日温 ，夜温。 幼苗生长最慢的温度组合是：日温 ，夜温。 （1）出现上述结果的原因是 。 7 . （2001年广东高考试题）为证实“二氧化碳是光合作用合成有机物必需的原料”，某同 学制订了下列实验方案： （1

56、）实验目的（略） （2）实验材料和用具（略） （3）实验方法和步骤 用一适当大小的玻璃罩罩住一株生长正常的盆栽绿色植物和一杯NaOH溶液，密封不漏 气。 将上述植物及装置放在暗室中饥饿，消耗掉叶片内贮藏的有机物。暗室内装有红色安 全灯。 饥饿一定时间后，自暗室中取出，照光若干小时，使其充分进行光合作用。 取一叶片，放入盛有酒精的烧杯中，水浴加热，使叶绿素溶于酒精中。 将已脱绿的叶片取出，平铺在一个培养皿内，用碘一碘化钾溶液，检测有无葡萄糖的 特异颜色反应出现。 该实验方案有几项明显错误，请指出错误并改正。 （学生课外自测） 一、选择题 1 饲养金鱼的人，每天都需用新鲜水置换鱼缸中的旧水。但如果

57、在缸内放置一些金鱼藻 之类的水生植物，则可以延长换水的时间，其主要原因是（） A .金鱼以金鱼藻为食 B .金鱼藻可制造葡萄糖，供金鱼食用 C .金鱼藻可吸附水中污物保持水的清洁 D .金鱼藻可吸收金鱼排放的 CO,并放出Q供金鱼之需要 2 .将重量相同的小麦幼苗置于装满含有全部矿质元素培养液的甲、乙两支试管中，都用 中小麦幼苗重量比甲试管增加的较多，原因是（） A.甲试管幼苗光反应产物少，限制了二氧化碳的固定，形成有机物少，幼苗增重少 B 乙试管幼苗光反应产物多，有利于二氧化碳的固定，形成有机物多，幼苗增重较多 C 乙试管的温度较甲试管的高，酶的催化效率较高，形成有机物较多，幼苗增重较多 D

58、 温度较低，不利于H对三碳化合物还原成糖，使甲试管幼苗增重较少 3 .浸没在水中的种子和置于潮湿地方的大豆种子，在呼吸过程中都产生（） A. 丙酮酸十少量 ATPB. CQ+H20+大量ATP C . C2H5OH+C2+ 少量 ATPD.乳酸 + 少量 ATP 4 欲测定植物是否进行了光反应，最好检查（） A 葡萄糖的生成量B.淀粉的储量 C CO的吸收量D.氧的释放量 5 图5-24为光照强度与光合作用固定 CO的量（光合量）这间的关系，对这一曲线的叙 述，错误的是（） A .在A点时，光合量与呼吸量相等 B .在过B点后，再提高光照强度，光合量不再提高 C .在B点时，总的光合量为 7m

59、V m2 h D .在A点时，总的光合量为 0 6 .在天气晴朗的早晨，摘取一植物叶片甲，于105 C下烘干，称其重量；到黄昏时，再 取同一植株着生位置与叶片形状都与甲基本相同的叶片乙。同样处理，称其重量，其结果是 （ ） A .甲叶片比乙叶片重B.乙叶片比甲叶片重 C .两叶片重量相等D.不一定 7. 如图5-25在光合作用的暗反应中和的化学过程是（） A .氧化、固定 C .分解、氧化 图 5-25 B.固定、还原 D .还原、氧化 C .细胞质基质和叶绿体内膜 10.在一封闭的玻璃容器中，用 中的氧在容器中的循环途径是（ A .水t Qt CO 8. 小麦在适宜的条件下，如果改变下列哪一

60、项，小麦的有机物含量将增加（） A .空气中的QB.空气中的2 C .空气中的水D.空气中的CO 9 .在有氧呼吸过程中，葡萄糖被分解成丙酮酸和丙酮酸被分解成二氧化碳的具体场所分 别是（） A.细胞核和细胞质B.细胞质基质和线粒体基质 D.细胞质基质和线粒体内的嵴 18O标记的水培养植物，通过光合作用和呼吸作用，此水 ） B.水t Qt水 11 不在叶绿体类囊体膜上发生的变化是（） A .光能转换成活跃的化学能B NADP+2e+H NADPH C . 2H20t H+4e+QD. 6CQ+12Hz0tC6H12O6+6Q+6H2O 12 .关于有氧呼吸的过程，以下叙述正确的是（） A .全过