专题2第2讲《光合作用和细胞呼吸》

1、 1 (2013新课标全国卷新课标全国卷T3C)破伤风杆菌适宜生活在有破伤风杆菌适宜生活在有氧的环境中。氧的环境中。() 有氧呼吸有氧呼吸 无氧无氧 呼吸呼吸 乳酸乳酸 无氧呼吸无氧呼吸 释放的释放的CO2 吸收的吸收的O2 细胞呼吸方式的判断细胞呼吸方式的判断 (1)如果某生物产生的如果某生物产生的 CO2量和消耗的量和消耗的O2量相等，则该量相等，则该生物只进行生物只进行 。 (2)如果某生物不消耗如果某生物不消耗 O2，只产生，只产生CO2，则只进行，则只进行 。 粮油种子的贮藏条件是：低温、低氧、干燥；粮油种子的贮藏条件是：低温、低氧、干燥；果实蔬菜保鲜的条件：低温、低氧、低湿。果实蔬

2、菜保鲜的条件：低温、低氧、低湿。考查呼吸作用的几种装置 一、装置一 例1 兴趣小组想探究的具体问题是：酵母菌是否在有氧、无氧条件下均能产生CO2。现提供若干套（每套均有数个）实验装置如图（ad）所示：a b c d 请根据实验目的选择装置序号，并按照实验的组装要求排序（装置可重复使用）。 有氧条件下的装置序号： ；无氧条件下的装置序号： 。 装置中c瓶的作用是： ，b瓶中澄清的石灰水还可用 代替。 a b c d 答案： （1） cab（或cbab）； db 吸收空气中CO2，排除其对实验结果的干扰（其他合理答案亦可）； 溴麝香草酚蓝水溶液（错别字不给分） 例3 下面是某同学以酵母菌为材料进行

3、某探究实验的三个装置图。其中： 装置1：A液为20 mLl0葡萄糖+2 mL无菌水； 装置2：B液为20 mLl0葡萄糖+2 mL酵母菌培养液； 装置3：C液为20 mLl0葡萄糖+2 mL酵母菌培养液+2滴X溶液（X对酵母菌呼吸产物无影响）。（1）本实验最可能的目的是 。（2）设置装置1的主要目的是 。（3）本实验可能出现的结果及结论是： 。 。（4）提出1个本实验的拓展研究课题名称 。 答案： 1）探究X对酵母菌无氧呼吸的影响 （2）空白对照，探究无关变量对实验结果的影响（3）装置1、2中液滴不移动，装置3中液滴向右移动，说明X对酵母菌无氧呼吸有促进作用 装置1中液滴不移动，装置2、3中液

4、滴向右移动距离相等，说明X对酵母菌无氧呼吸无影响 装置l中液滴不移动，装置3中液滴向右移动距离小于装置2移动的距离，说明X对酵母菌无氧呼吸有抑制作用。（4）探究温度（葡萄糖浓度、酵母菌数量）对酵母菌无氧呼吸的影响二、装置二二、装置二例例2 分析回答下面问题：呼吸商（分析回答下面问题：呼吸商（RQRQ）指单位时间内进行呼）指单位时间内进行呼吸作用的生物释放二氧化碳量与吸收氧气量的比值（吸作用的生物释放二氧化碳量与吸收氧气量的比值（RQRQ释放的二氧化碳体积释放的二氧化碳体积/ /消耗的氧气体积）。下图消耗的氧气体积）。下图1 1表示萌发表示萌发小麦种子中发生的相关生理过程，小麦种子中发生的相关生

5、理过程，A AE E表示物质，表示物质，表示过程。图表示过程。图2 2表示测定表示测定消毒消毒后的后的萌发萌发的小麦种子呼吸商的小麦种子呼吸商的实验装置。请分析回答：的实验装置。请分析回答：图1 图2 图1 图2 （1）图1中，催化过程的酶存在于细胞的 ，物质E表示 。（2）假设小麦种子只以糖类为呼吸底物，在25下经10min观察墨滴的移动情况，如发现甲装置中墨滴不动，乙装置中墨滴左移，则10min内小麦种子中发生图1中的 （填序号）过程；如发现甲装置中墨滴右移，乙装置中墨滴不动，则10min内小麦种子中发生图1中的 （填序号）过程。（3）在25下10min内，如果甲装置中墨滴左移20mm，乙

6、装置中墨滴左移200mm，则萌发小麦种子的呼吸商是 。（4）为校正装置甲中因物理因素引起的气体体积变化，还应设置一个对照装置。对照装置的大试管和小烧杯中应分别放入 。答案： （1）细胞质基质 酒精 （2） （3）1.1 （4）等量煮沸杀死的小麦种子、清水例4 下图是为了准确测量种子萌发时锥形瓶中气体体积变化的实验装置，锥形瓶中放的种子事先用水浸泡过后做M处理。实验开始时管Y与管X液面相平，每隔半小时利用标尺量出X管内的液面高度变化，回答下列问题：（1）U管中的液体是用密度大的水银好还是用密度小的其它液体好， 。（2）种子先用水浸泡过后做M处理，这个M处理是指用稀释的消毒剂清洗消毒萌发的种子（不

7、影响种子生命力）。这样做的意义是 。（3）呼吸商（RQ）= CO2/O2 欲测出呼吸商，另一装置乙应怎样设置_ 。要消除无关因素的影响，还应该设置丙装置。丙装置同乙，只是种子为浸泡、煮熟和经过M处理的等量种子。若测得甲管X的液面上升200（mm），乙管X、丙管X的液面未变化，则该发芽种子的呼吸商是 。此时种子呼吸方式为 。若甲管X液面上升150mm,乙管X液面下降42mm,丙管液面未变化，则呼吸商为 。若丙装置X管液面下降10mm，则呼吸商为 。下图是测定发芽种子的呼吸类型所用装置（假设呼吸下图是测定发芽种子的呼吸类型所用装置（假设呼吸底物只有葡萄糖，并且不考虑外界条件的影响），下底物只有葡萄

8、糖，并且不考虑外界条件的影响），下列有关说法错误的是列有关说法错误的是 （ ）选项选项 现象现象 结论结论 甲装置甲装置 乙装置乙装置 A液滴左移液滴左移 液滴不动液滴不动 只进行有氧呼吸只进行有氧呼吸 B液滴不动液滴不动 液滴右移液滴右移 只进行无氧呼吸只进行无氧呼吸 C液滴不动液滴不动 液滴不动液滴不动 只进行有氧呼吸只进行有氧呼吸 D液滴左移液滴左移 滴液右移滴液右移 既进行有氧呼吸，既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸又进行无氧呼吸 三种速率的表示方式三种速率的表示方式 项目项目 表示方法表示方法 净光合速率净光合速率 (又称表观又称表观光合速率光合速率) O2的释放量、的释放量、CO2的吸

9、收的吸收量、有机物的积累量量、有机物的积累量 真正光合速率真正光合速率 (又称实又称实际光合速率际光合速率) O2的产生量、的产生量、CO2的固定的固定量、有机物的制造量量、有机物的制造量 呼吸速率呼吸速率(黑暗中测量黑暗中测量) CO2的释放量、的释放量、O2的吸收的吸收量、有机物的消耗量量、有机物的消耗量 总光合速率、净光合速率和呼吸速率三者之间的关总光合速率、净光合速率和呼吸速率三者之间的关系系 一天的时间一天的时间光合作用效率光合作用效率O光照强度光照强度12 1311光合作用效率与光照强度、时间的关系ABCDE101514红色红色绿色绿色黄色黄色无色无色 什么颜色玻璃钟罩下，光合作用

10、最强？什什么颜色玻璃钟罩下，光合作用最强？什么颜色玻璃钟罩下，最差？么颜色玻璃钟罩下，最差？红色红色绿色绿色黄色黄色白色白色 如果用如果用100W不同颜色灯泡照射，什么颜色不同颜色灯泡照射，什么颜色灯光下，光合作用最强？什么颜色灯光下，最灯光下，光合作用最强？什么颜色灯光下，最差？差？本图研究的是用红外线测量仪测定密闭环境内光合本图研究的是用红外线测量仪测定密闭环境内光合作用吸收的作用吸收的CO2CO2浓度随一天时间的变化曲线。由图浓度随一天时间的变化曲线。由图可知：可知：A-DA-D：表示细胞呼吸光合作用或者只有细胞呼吸；：表示细胞呼吸光合作用或者只有细胞呼吸； BCBC：即：即2-42-4

11、时，由于温度下降，呼吸酶活性降时，由于温度下降，呼吸酶活性降低，低，CO2CO2释放量有所下降。释放量有所下降。 CDCD：即：即4 4点以后，微弱的光可使植物进行微弱点以后，微弱的光可使植物进行微弱的光合作用，此时光合作用强度的光合作用，此时光合作用强度 呼吸作用强度。呼吸作用强度。D D点：表示细胞呼吸点：表示细胞呼吸= =光合作用；光合作用；D-HD-H： 表示细胞呼吸光合作用；表示细胞呼吸光合作用； DFDF：即：即6 6点以后，光合作用明显增大，并大于点以后，光合作用明显增大，并大于呼吸作用呼吸作用 FGFG：夏天正午，温度高，气孔关闭，：夏天正午，温度高，气孔关闭，CO2CO2不能

12、不能进入细胞导致光合作用下降进入细胞导致光合作用下降 GHGH：CO2CO2浓度继续下降，光合作用浓度继续下降，光合作用 呼吸作用呼吸作用H H点：表示细胞呼吸点：表示细胞呼吸= =光合作用；光合作用； 罩内罩内CO2CO2浓度浓度最低最低，此时植物体内积累有机物此时植物体内积累有机物最多最多，罩内，罩内O2O2浓度浓度最高。最高。思考：这一天植物有机物总量变化情况？（增加、不变、减少）思考：这一天植物有机物总量变化情况？（增加、不变、减少）考查光合作用的装置：考查光合作用的装置：（经典题）下图表示一株水稻叶肉细胞的（经典题）下图表示一株水稻叶肉细胞的叶绿体内叶绿体内C5化合物含量在化合物含量

13、在24 h内的变化过程，请据图内的变化过程，请据图分析：分析：（1）C5化合物的产生和消耗主要发生在叶绿体的化合物的产生和消耗主要发生在叶绿体的 中。中。（2）AB段和段和IJIJ段的段的C5含量维持在较低的水平，其主含量维持在较低的水平，其主要原因是缺乏要原因是缺乏 。G点时点时C5化合物含量升高的主要原因是缺乏化合物含量升高的主要原因是缺乏 （物质）。（物质）。（3） （填字母）点的出现可能是由白天该地区天气（填字母）点的出现可能是由白天该地区天气晢时由晴转阴所造成的。晢时由晴转阴所造成的。基质基质H（或（或NADPH）、）、ATPCO2D常考实验常考实验 叶绿体色素的提取和分离叶绿体色素

14、的提取和分离 1实验结果的拓展分析实验结果的拓展分析 (1)在滤纸条上距离最近的两条色素带是叶绿素在滤纸条上距离最近的两条色素带是叶绿素 a 和叶和叶绿素绿素 b，距离最远的两条色素带是胡萝卜素和叶黄素。，距离最远的两条色素带是胡萝卜素和叶黄素。 (2)四条色素带的分布与扩散速度有关，扩散速度与溶解四条色素带的分布与扩散速度有关，扩散速度与溶解度呈正相关，从色素带的位置可推知色素在层析液中溶解度度呈正相关，从色素带的位置可推知色素在层析液中溶解度的大小。的大小。 捕获光能的色素和结构捕获光能的色素和结构捕捕获获光光能能的的色色素素类胡萝类胡萝卜素卜素叶绿素叶绿素胡萝卜素胡萝卜素叶黄素叶黄素叶绿

15、素叶绿素a叶绿素叶绿素b(占占1/4)(占占3/4)滤纸上色带的排列顺序如何？宽窄如何？说明什么？滤纸上色带的排列顺序如何？宽窄如何？说明什么？（橙黄色）（橙黄色）（黄色）（黄色）（蓝绿色）（蓝绿色）（黄绿色）（黄绿色）叶绿素主要吸收叶绿素主要吸收_类胡萝卜素主要吸收类胡萝卜素主要吸收_蓝紫光蓝紫光蓝紫光、红光蓝紫光、红光 1 某实验室用甲、乙两发酵某实验室用甲、乙两发酵罐进行酵母菌发酵葡萄糖生产罐进行酵母菌发酵葡萄糖生产酒精。甲发酵罐中保留一定量的氧气，乙发酵罐中没有氧气，酒精。甲发酵罐中保留一定量的氧气，乙发酵罐中没有氧气，除葡萄糖外其余条件相同且适宜。实验过程中每小时测定一除葡萄糖外其余

16、条件相同且适宜。实验过程中每小时测定一次两发酵罐中氧气和酒精的含量，记录数据并绘成如下图所次两发酵罐中氧气和酒精的含量，记录数据并绘成如下图所示的曲线图。据图分析下列有关实验的叙述正确的是示的曲线图。据图分析下列有关实验的叙述正确的是 A在第在第2小时甲罐中的酒精和小时甲罐中的酒精和CO2的含量均低于乙罐的含量均低于乙罐的含量的含量 B甲、乙两发酵罐依次在第甲、乙两发酵罐依次在第4小时小时5和第和第5小时无氧呼吸小时无氧呼吸速率最快速率最快 C实验结果表明酒精的产量随氧气含量的增多而增加实验结果表明酒精的产量随氧气含量的增多而增加 D在实验结束时甲、乙两发酵罐中产生的二氧化碳量在实验结束时甲、

17、乙两发酵罐中产生的二氧化碳量之比为之比为85 光合作用与呼吸作用的关系光合作用与呼吸作用的关系 1光合作用与细胞呼吸的物质循环(1)CO2的转化(2)H2O的转化能量流动能量流动：光能光反应ATP暗反应（CH2O）呼吸热能（大约60%，主要去路）ATP各项生命活动2H和ATP的来源、去向分析3.光合速率与呼吸速率的关系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。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。(2)绿色植物组织在光下，光合作用与细胞呼吸同时进行，测得的绿色植物组织在光下，光合作用与细胞呼吸同时进行，测得的数据为净光合速率。数据为净光

18、合速率。(3)真正光合速率净光合速率呼吸速率。真正光合速率净光合速率呼吸速率。表观表观(净净)光合速率通常用光合速率通常用O2释放量、释放量、CO2吸收量或有机物积累量吸收量或有机物积累量来表示。来表示。真正真正(实际实际)光合速率通常用光合速率通常用O2产生量、产生量、CO2固定量或有机物制造固定量或有机物制造量来表示。量来表示。呼吸速率通常用黑暗中呼吸速率通常用黑暗中CO2释放量、释放量、O2吸收量或有机物消耗量吸收量或有机物消耗量来表示。来表示。光合作用和呼吸作用中的化学计算光合作用和呼吸作用中的化学计算光合作用反应式：光合作用反应式：6CO6CO2 212H12H2 2OCOC6 6H

19、 H1212O O6 66O6O2 26H6H2 2O O呼吸作用反应式：呼吸作用反应式：有氧：有氧：C C6 6H H1212O O6 66O6O2 26H6H2 2O 6COO 6CO2 212H12H2 2O O无氧：无氧：C C6 6H H1212O O6 62C2C2 2H H5 5OHOH2CO2CO2 2 ( (植物植物) )实测实测COCO2 2吸收吸收量量光合作用光合作用COCO2 2吸收吸收量量- -呼吸作用呼吸作用COCO2 2释放量释放量实测实测O O2 2释放量释放量光合作用光合作用O O2 2释放释放量量- -呼吸作用呼吸作用O O2 2消耗消耗量量1.细胞呼吸与血

20、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）体温调节过程中，热量的来源是细胞呼吸释放的热能。程中，热量的来源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）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以热能形式散失，所以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。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由大气进入生物群由大气进入生物群落的主要途径，而细胞呼吸是落的主要途径，而细胞呼吸是CO2由生