光合作用与呼吸作用精讲——学生版

1、精锐教育学科教师辅导讲义学员编号： 年 级： 课 时 数：3学员姓名： 辅导科目： 学科教师： 授课类型T(同步知识主题)C （专题方法主题）T （学法与能力主题）授课日期及时段教学内容【专题知识框架】 【核心考点要点归纳】考点一、光合作用（一）叶绿素与光合作用的场所1光合色素 叶绿素a (蓝绿色） 叶绿素主要吸收红光和蓝紫光叶绿素b (黄绿色） 色素 胡萝卜素 （橙黄色） 类胡萝卜素主要吸收蓝紫光叶黄素 （黄色）2.光合作用进行的场所捕获光能的结构叶绿体的结构：外膜，内膜，基质，基粒（由类囊体构成），与光合作用有关的酶分布于_中。光合作用色素分布于_上。（二） 与光合作用过程发现有关的经典实

2、验时间发现者实验对照结论1771年普利斯特利（英国）小鼠与绿色植物放在玻璃罩内不易窒息而死点燃的蜡烛与绿色植物放在玻璃罩内不易熄灭植物可以更新空气1864年萨克斯（德国）绿色叶片暗处消耗营养 曝光 酒精去除色素后，用碘液处理呈深紫蓝色绿色叶片暗处消耗营养 遮光 酒精去除色素后，用碘液处理无颜色变化绿色植物叶片在光合作用中产生了淀粉且光合作用需要光照1939年鲁宾和卡门（美国）向绿色植物提供H218O、CO2，释放的氧是18O2向绿色植物提供H2O、C18O2，释放的氧是O2光合作用释放的O2全部来自于H2O1880年恩格尔曼（美国）把载有水绵和好氧细菌临时装片放在没有空气的黑暗环境里，然后用极

3、细的光束照射水绵把实验组的临时装片完全暴露在光下O2是由叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。20世纪40年代卡尔文（美国）用14CO2供给小球藻进行光合作用，通过控制供给14CO2的时间和对中间产物的分析探明了CO2转化成葡萄糖的途径（三）光合作用的过程1.总过程酶 总反应式：CO2+H2O （CH2O）+O2 其中，（CH2O）表示糖类。 叶绿体2.光反应和暗反应的区别和联系光反应阶段暗反应阶段进行场所叶绿体类囊体薄膜叶绿体基质所需条件光、色素、酶酶、H、ATP物质变化水的光解：H2OH+02ATP的合成：ADP+PiATPCO2的固定：CO2+C52C3C3的还原：C3+

4、H+ATP（CH2O）+C5ATP的水解：ATPADP+Pi能量转换光能ATP中活跃的化学能ATP中活跃的化学能有机物中稳定的化学能联系光反应为暗反应提供H、ATP （3）_：CO2是暗反应的原料，CO2浓度高低直接影响反应的速度。（4）_：例如镁是叶绿素的组成成分，氮是光合酶的组成成分，磷是ATP分子的组成成分。（5）_：水分是光合作用原料之一，缺少时可使光合速率下降。（6）_：光合速率在一天中有变化，一般与太阳辐射进程相符合，但也有例外，如炎热夏天，中午前后光合速率下降（气孔关闭，CO2供给不足）。2.提高作物产量的途径途径措施或方法延长光时补充光照增大_间作、合理密植提高_控制适宜光强、

5、提高CO2浓度（如通风）、合理施肥（供应适量必需矿质元素）提高_维持适当昼夜温差（白天适当升温，晚上适当降温）（五） 叶绿体色素的提取和分离 磨：研磨要领是不能一下一下的砸，而是要用力的压 过滤：用纱布、漏斗和试管，最后提取液置于试管中待用。 2.分离色素的原理和步骤原理：分离要用的主要试剂是层析液。层析液是一种_很强的_。叶绿体中的色素在层析液中的_不同：_的随层析液在滤纸上扩散得快；_的随层析液在滤纸上扩散得慢。根据这个原理就可以将叶绿体中不同的色素分离开来。 步骤：制备滤纸条画滤液细线层析分离叶绿体中的色素观察实验结果 制备滤纸条：将预备在试验桌上的滤纸条一端剪去两个角使之呈_。 画滤液

6、细线：细，匀，直，浓。最好之前用铅笔轻轻地画一道线，用提取液反复划好几次，每次划完尽量吹干，不要弄破纸条。 层析分离叶绿体中的色素：将纸条画有滤液细线的一端置于烧杯中的层析液中，注意千万不要将滤液细线浸没在层析液中，否则_而导致试验失败。层析液是挥发性较强的有机溶剂，并且具有一定的毒性，所以在操作中要尽量_。 观察实验结果：最后滤纸条上将分离出四条色素带，颜色从上往下分别是_，四种色素分别是_。 考点二、呼吸作用（一）有氧呼吸和无氧呼吸的过程图解2有氧呼吸和无氧呼吸的比较类型有氧呼吸无氧呼吸必需条件_场所_物质变化能量释放产生_能量产生_能量特点有机物_，能量完全释放有机物_，能量没完全释放联

7、系第一阶段_ 实质相同：_3.过程分析(1)无氧呼吸的第二阶段是第一阶段产生的H将丙酮酸还原为C2H5OH和CO2或乳酸的过程。(2)有氧呼吸H2O_。(3)有氧呼吸的三个阶段共同的产物是_，无氧呼吸_。感悟拓展1不同生物无氧呼吸的产物不同，其原因在于_不同。2原核生物无线粒体，有些原核生物_仍可进行有氧呼吸。3只能进行无氧呼吸的真核生物_，其细胞内无线粒体。（二）与细胞呼吸有关的曲线分析和应用 (2)AB段表示随O2供应量增多，_明显加强，通过_，ATP的产生速率随之增加。(3) BC段表示O2供应量超过一定范围后，_不再加快，此时的限制因素可能是_。 2酵母菌细胞呼吸类型的判断(1)_(图

8、中A点)。 (2)_(图中AC段)。(3)_(图中C点以后)。(4)B点表示_(用CO2释放量表示)，此时CO2的总释放量_。D点表示O2浓度超过一定值(10%)以上时，_。3影响细胞呼吸的环境因素及其在实践中的应用 (1)呼吸速率与温度的关系(如图)最适温度时，_；超过最适温度，_；低于最适温度，_。生产上常利用这一原理在低温下贮存蔬菜、水果，在大棚蔬菜的栽培过程中，_。(2)呼吸速率与O2浓度的关系(如图)O2浓度低时，_；随O2浓度增大，_；但当O2浓度达到一定值后，随O2浓度增大，_(受_等因素的限制)。生产上常利用适当降低氧气浓度等能够抑制细胞呼吸、减少有机物消耗的原理来延长蔬菜、水

9、果的保鲜时间，中耕松土增加根的有氧呼吸；在医疗上选用透气的消毒纱布或松软的“创可贴”包扎伤口，可抑制厌氧病原菌的繁殖。(3)呼吸速率与含水量的关系(如图)在一定范围内，细胞呼吸速率随含水量的增加而加快，随含水量的减少而减慢。在作物种子储藏时，将种子_，以减弱细胞呼吸，减少有机物的消耗。感悟拓展1种子、蔬菜和水果在储藏时都应在低温、低氧条件下，不同的是种子还应保持干燥，而蔬菜和水果应保持一定湿度。低温以不破坏植物组织为标准，一般为零上低温。2不同种类的植物呼吸速率不同；同一植物不同器官呼吸速率不同；同一植物不同的生长发育时期呼吸速率不同。3高等动物和人无氧呼吸的产物是C3H6O3(乳酸)，不产生

10、CO2。考点三、光合作用和呼吸作用强度测定的综合实验分析（1）物理误差的校正由于装置的气压变化也可能会由温度等物理因素所引起，为使测定结果更趋准确，应设置对照实验，以校正物理膨胀等因素对实验结果造成的误差。此时，对照实验与呼吸装置相比，应_，而其他各项处理应与实验组完全一致（包括_等）。（2）探究光合作用和细胞呼吸与光照强度的关系将上述装置置于不同光照强度（可用不同功率的灯泡实验或同一功率灯泡通过改变光照距离进行控制）条件下，被研究生物应为绿色植物。结果分析：若红色液滴右移，说明_。 若红色液滴左移，说明_。 若红色液滴不动，说明在此光照强度下_。（3）细胞呼吸状况的实验测定归纳欲测定与确认某

11、生物的呼吸类型，应设置两套呼吸装置，两套呼吸装置中的单一变量为NaOH与蒸馏水,即用等量的蒸馏水取代实验组的NaOH溶液,其他所有项目均应一致，加蒸馏水的装置内气压变化应由CO2与O2共同决定。两套装置可如下图所示，当然，此时仍有必要设置另一组作误差校正之用。结果与分析若装置1液滴左移，装置2液滴不动，则表明_（因_）。若装置1液滴不动，装置2液滴右移，则表明_（因_）。若装置1液滴左移，装置2液滴右移，则表明_。装置1与装置2液滴均左移，则_。a.为使实验结果精确，排除实验误差还应设置如图装置3，以便校正。b.进行结果与结论的描述时应“_”，而不是“先结论后结果”，如上。考点四、光合作用和呼

12、吸作用的基础知识1.光合作用与细胞呼吸关系的图示比较（1）从反应式上追踪元素的来龙去脉 光合作用总反应式： 有氧呼吸反应式：特别提醒： a光合作用过程中：O2中O原子全部来自水；CO2中C经C3进入（CH2O），不经C5。 能量流动（3）植物细胞中两大生理过程联系图解（4）光合作用和细胞呼吸中H和ATP的来源和去路分析来源去路H光合作用水的光解（叶绿体囊状结构的膜上）暗反应过程中与C5结合（叶绿体的基质中膜上）有氧呼吸第一阶段：葡萄糖变成丙酮酸（细胞质基质）和第二阶段：丙酮酸分解成CO2（线粒体基质中）第三阶段与氧气结合生成水（线粒体的内膜上）ATP光合作用光反应阶段参与暗反应还原阶段的反应有

13、氧呼吸第一、二、三阶段生物体各项生命活动 （3）呼吸速率：将植物置于黑暗中，实验容器中CO2 增加量、O2减少量或有机物减少量都可表示呼吸速率。 （4）一昼夜有机物的积累量（用CO2量表示）可用下式表示:积累量=白天从外界吸收的CO2量-晚上呼吸释放的CO2量。（5）判定方法 若为坐标曲线形式，当光照强度为0时，CO2吸收值为0，则为真正（实际）光合速率，若是负值则为表观光合速率。若所给数值为有光条件下绿色植物的测定值，则为表观光合速率。 有机物积累量一般为表观光合速率，制造量一般为真正（实际）光合速率。 3.光合作用与细胞呼吸在不同光照条件下气体变化规律 （1）黑暗状态时，植物只进行细胞呼吸

14、，不进行光合作用。此状态下，植物从外界吸收O2，并将细胞呼吸产生的CO2释放到体外，如图甲所示。 （2）弱光情况下，植物同时进行光合作用和细胞呼吸。 a细胞呼吸速率大于光合作用速率，此状态下，植物的气体代谢特点与黑暗情况下相同。但吸收O2与放出CO2量较少（如图乙）。细胞呼吸相对强度可用如下三种方式表示：用CO2释放量表示：N1=N2-N；用O2吸收量表示：m2=m1-m；用植物重量（有机物）减少量表示。 b细胞呼吸速率等于光合作用速率时，植物与外界不进行气体交换,即没有O2和CO2的吸收与释放（如图丙）。此时表现为呼吸速率或光合速率等于0。 （3）较强光照时，植物同时进行光合作用和细胞呼吸，

15、且光合作用速率大于细胞呼吸速率。 a气体代谢特点（如图丁）：植物光合作用所利用的CO2（用N表示）除来自植物自身细胞呼吸（N2）之外，不足部分来自外界（N1）；植物光合作用产生的氧气（m）除用于自身细胞呼吸之外(m1),其余氧气释放到周围环境中（m2）。分析图可知：N=N1+N2，m=m1+m2。 b光合作用相对强度的表示方法 用O2释放量（或容器中O2的增加量）表示：m2 =m-m1；用CO2吸收量(或容器中CO2的减少量)表示:N1=N-N2；用植物重量（或有机物量）的增加量表示。【高考真题之光合作用和呼吸作用】1.（2012海南卷）8.将一株生长正常的绿色植物置于密闭的玻璃容器内，在适宜

16、条件下光照培养，随培养时间的延长，玻璃容器内CO2浓度可出现的变化趋势是A.一直降低，直至为零 B.一直保持稳定，不变化C.降低至一定水平时保持相对稳定 D.升高至一定水平时保持相对稳定2. （2012海南卷）9.关于叶绿体色素的叙述，错误的是A.叶绿素a和b主要吸收红光和蓝紫光 B.绿叶中叶绿素和类胡萝卜素含量不同 C.利用纸层析法可分离4种叶绿体色素D.乙醇提取的叶绿体色素不能吸收光能 3.（2012福建卷）下列有关碗豆的叙述，正确为是（ ）A.萌发初期，种子的有机物总重量增加B.及时排涝，能防止根细胞受酒精毒害C.进人夜间，叶肉细胞内ATP 合成停止D.叶片黄化，叶绿体对红光的吸收增多4

17、（2012江苏）23下图表示细胞呼吸作用的过程，其中13代表有关生理过程发生的场所，甲、乙代表有关物质。下列相关叙述正确的是A1和2都具有双层生物膜 B1和2所含酶的种类不同C2和3都能产生大量ATP D甲、乙分别代表丙酮酸、H5（2012天津）5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.用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C.若d1、d2、d3浓度下蓝藻种群的K值分别为K1、K2、K3，则K1 K2K3

18、D.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6（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 7.（2012上海卷）10人体内糖类代谢的中间产物可生成乳酸 乙醇 氨基酸 脂肪酸A B C D8. （2012上海卷）12图5为果实生长过程中细胞呼吸变化的示意图。据图分析，正确的是AI阶段，小于异化作用 BII阶段，同化作用等于异化作用CIII阶段，同化作用加剧导致果实变甜 DIV阶段，异化作用加剧导致果实含水量增加15. （2011韶关市一模）回答下列有关细胞代谢的问题：材料一图甲表示在最适光合温度下某植物光合作用速率与光照强度之间的关系。在光照强度为5千勒克司时，光照半小时该植物经光合作用制造的葡萄糖数量为（用CO2消耗量表示）。光照强度由1千勒克司增强至3千勒克司时，叶绿体内C3的含量。若将CO2提高到1%，则A点的位置将，C点将。材料二森林中，阳光可能会穿过森林中的空隙，在地上投下“光斑”，它们随着太阳的运动和枝叶的摆动而移动。图乙显示了在“光斑”照耀前后一株生长旺盛的植物光合作用过程中吸收CO2和释放