光合作用呼吸作用专题光合

光合作用和呼吸作用复习第一页，共九十三页。考纲解读：1、光合作用的概念、反应式。2、与细胞知识相结合掌握光合作用的场所以及色素的有关知识。3、光合作用的过程（光反应和暗反应）4、Ｃ3和Ｃ4植物的概念及叶片结构的特点。5、光能的利用率及提高措施第二页，共九十三页。1771年，英，普里斯特利的实验1864年，德，萨克斯的实验1880年，美，恩格尔曼的实验20世纪30年代，美，鲁宾和卡门的实验一、光合作用的发现第三页，共九十三页。普里斯特利的实验结论：植物可以更新空气第四页，共九十三页。萨克斯的实验放在暗处几小时，目的是什么？结论：产物———光照淀粉条件———第五页，共九十三页。

恩格尔曼的实验隔绝空气黑暗，用极细光束照射完全暴露在光下水绵和好氧细菌的装片结论：氧是由

释放出来的，

是光合作用的场所。光合作用需要叶绿体叶绿体光照第六页，共九十三页。鲁宾和卡门的实验第七页，共九十三页。鲁宾和卡门的实验结论：光合作用释放的氧全部来自水。第八页，共九十三页。第九页，共九十三页。叶绿体色素叶绿素类胡萝卜素叶绿素a叶绿素b叶黄素胡萝卜素吸收可见的太阳光叶绿素主要吸收红光和蓝紫光类胡萝卜素主要吸收蓝紫光叶绿体中的色素返回第十页，共九十三页。第十一页，共九十三页。叶绿体中的色素主要吸收红橙光和蓝紫光第十二页，共九十三页。二、叶绿体提问：如何提取叶绿体中的色素？丙酮二氧化硅碳酸钙第十三页，共九十三页。胡萝卜素叶黄素叶绿素a叶绿素b分离色素第十四页，共九十三页。色素的作用吸收、传递、转化光能聚光色素吸收、传递光能作用中心色素吸收、转化光能——绝大多数叶绿素a,全部叶绿素b，胡萝卜素，叶黄素——少数处于特殊状态下叶绿素a叶绿素的产生条件：光，温度，矿质第十五页，共九十三页。光合作用的场所条件产物原料

叶绿体光照淀粉、O2（来源于H2O）ＣO2H2O光合作用的定义:第十六页，共九十三页。光合作用的实质：把无机物（CO2和H2O）转变为有机物，把光能转变为化学能，储存在有机物中光合作用的反应方程式CO2+H2O光能叶绿体（CH2O）+O2第十七页，共九十三页。酶ADP+PiATP能[H]酶色素分子可见光H2OO2吸收光解光反应C5多种酶2C3（CH2O）CO2固定还原暗反应光合作用的过程第十八页，共九十三页。CO2停止供应停止光照条件葡萄糖合成量[H]、ATPC5C3减少或没有增加增加减少减少或没有减少或没有减少增加光照与CO2的变化对各种物质的影响下页第十九页，共九十三页。下图是改变光照和CO2浓度后与光合作用有关的五碳化合物和三碳化合物在细胞内的变化曲线，请回答：（1）曲线b表示的化合物是

，在无光照时，其量迅速下降的原因是：；

。（2）曲线a表示的化合物是

，在CO2浓度降低时，其量迅速下降的原因是：

；

。C3固定过程减慢，C3形成量减少，C5无光，不能合成ATP，C3不能再生为C5有CO2，C5与CO2反应形成C3有光，能合成ATP，C3能再生为C5，还能还原为糖类等有机物第二十页，共九十三页。条件：过程：场所：光反应2H2O

O2+4H++4e-光色素光、色素、酶叶绿体的囊状结构（类囊体）薄膜水的光解：NADPH的形成：ATP的形成：暗反应ADP+Pi+电能ATP

酶（活跃化学能）NADP++2e+H+

NADPH酶第二十一页，共九十三页。CAD光光NADP+辅酶IINADPH还原型辅酶II光BH2Oe-光能转换成电能示意图ADP+PiATP第二十二页，共九十三页。条件：过程：场所：暗反应多种酶参与催化、ATP、NADPH叶绿体的基质CO2的固定：CO2的还原：CO2NADPHNADP+ATPADP+Pi（CH2O）酶C52C3第二十三页，共九十三页。光反应阶段暗反应阶段进行部位条件物质变化能量变化联系叶绿体基粒中叶绿体基质中光、色素和酶ATP、NADPH多种酶催化光能—电能—活跃的化学能（ATP、NADPH中）活跃的化学能——稳定的化学能光反应为暗反应提供[H]和ATP暗反应消耗了光反应的产物,促进光反应的进行水的光解H2O→2[H]+1/2O2合成ATPADP+Pi

→ATP合成NADPH

NADP+2e+H+→NADPH光

酶电能CO2的固定CO2+C5→2C3三碳的还原2C3→→CH2O

酶

酶ATP[H]三、光合作用的过程第二十四页，共九十三页。四、光合作用的意义第二十五页，共九十三页。PPT内容概述光合作用和呼吸作用复习。条件———。——少数处于特殊状态下叶绿素a。下页。化合物和三碳化合物在细胞内的变化曲线，请回答：。有CO2，C5与CO2反应形成C3。光能—电能—活跃的化学能。活跃的化学能——。一.光（一）光照强度对光合作用的影响。D.水稻是阴生植物，玉米是阳生植物。c为全光照（晴天不遮阴），CO2浓度为0.03％。d为全光照，CO2浓度为1.22%。（2）从影响光合作用效率的因素分析，产生上述现象的原理是_______________________。根吸收水分和吸收矿质元素是两个相对独立的过程。2CH3COCOOH+4[H]+少量能量。6CO2+20[H]+少量能量。C6H12O6→丙酮酸→CO2。丙酮酸→[H]→H2O。+2CO2+能量。2酒精（C2H5OH）+2CO2+能量。无氧呼吸——能量变化。O2：贮藏水果时下降到____最有利贮藏。有氧：C6H12O6＋6O2＋6H2O→6CO2＋12H2O第二十六页，共九十三页。（1）为生物生存提供了物质来源

（2）为生物生存提供了能量来源（3）维持了大气中O2和CO2的相对稳定(4)对生物的进化有直接意义。第二十七页，共九十三页。六、提高光合作用的速率第二十八页，共九十三页。光合作用的总反应式:

CO2+2H2O*光能叶绿体（CH2O）+H2O+O2*原料条件产物怎样才能提高光合作用效率？增加CO2浓度

合理灌溉

增强光照

矿质元素温度第二十九页，共九十三页。CO2吸收量OCO2释放量光照强度黑暗中呼吸所放出的CO2光补偿点光饱和点净光合量总光合量阴生植物···ABC阳生植物一.光（一）光照强度对光合作用的影响

第三十页，共九十三页。一.光（二）不同光质的影响红光和蓝紫光有利于提高光合效率。黄绿光不利于提高光合效率。在蓝紫光的照射下，光合产物中蛋白质和脂肪的含量较多。在红光的照射下，光合产物中糖类的含量较多。第三十一页，共九十三页。0510152025303540512151924光合作用速率Timeofday(h)C3

C4光合速率的日变化思考：C3植物中午为什么光合作用的速率下降？C4植物为什么没有此现象？二.温度对光合作用的影响

第三十二页，共九十三页。CO2补偿点CO2饱和点C3植物C4植物CO2吸收量OCO2释放量CO2浓度·ABC··下页三.CO2浓度对光合作用的影响

第三十三页，共九十三页。a—b:b—c:c—d:d—e:acbdeCO2的补偿点CO2的饱和点b点c点CO2太低，农作物消耗光合产物；随CO2的浓度增加，光合作用强度增强；CO2浓度再增加，光合作用强度保持不变；CO2浓度超过一定限度，将引起原生质体中毒或气孔关闭，抑制光合作用。CO2浓度对光合作用的关系

第三十四页，共九十三页。四必需矿质元素的供应哪些必需元素会影响光合作用？（1）N：是各种酶以及NADP+和ATP的重要组成成分。（2）P：是叶绿体膜、NADP+和ATP的重要组成成分。（3）K：在合成糖类，以及将其运输到块根、块茎和种子等器官过程中起作用。（4）Mg：叶绿素的重要组成成分。第三十五页，共九十三页。（1）根据植物的生长规律和需肥规律进行适时适量施肥。（2）可进行根外施肥。（3）与豆科植物进行间种和轮作，提高土壤的肥力，使植物获得更多的氮肥。（4）将植物秸秆尤其是豆科植物的秸秆进行深耕翻压，也是增加土壤肥力的有效措施。应如何进行合理施肥？四必需矿质元素的供应第三十六页，共九十三页。32101234N含量光合效率（相对值）水稻叶片N含量与光合效率的关系

第三十七页，共九十三页。五.叶面积对光合作用的影响

第三十八页，共九十三页。O光照强度CO2吸收CO2释放ABCO光合作用速率CO2浓度AB下页单一因素对光合作用影响的图象

第三十九页，共九十三页。O光合作用速率温度（°C）ABCO光合作用速率水和矿质元素浓度A1050203040第四十页，共九十三页。光合作用的实际量叶面积指数O物质的量呼吸量干物质量O光合作用速率叶龄ABC8246第四十一页，共九十三页。下页多因素对光合作用的影响

第四十二页，共九十三页。C3植物叶片结构C4植物叶片结构水稻、小麦等大多数植物在暗反应中，一个CO2被一个C5固定后形成两个C3化学物，因此叫C3植物。甘蔗、玉米等少数植物在暗反应中，一个CO2首先被一个磷酸丙酮酸固定形成C4化学物，然后C4化合物分解出CO2再与C5结合形成两个C3化合物，因此叫C4植物。第四十三页，共九十三页。C3植物和C4植物叶片结构特点C3植物C4植物第四十四页，共九十三页。酶叶肉细胞叶绿体维管束鞘细胞叶绿体C4植物光合作用过程图解CO2C3(PEP)C4C4CO2C3(丙酮酸）C52C3NADPHNADP+ATPADP+PiCH2O第四十五页，共九十三页。C4植物和C3植物CO2固定的途径分别有几条？C4植物有两条：C4途径和C3途径C3植物有一条：C3途径上述途径分别发生在什么细胞内？C4植物的C4途径发生在：叶肉细胞的叶绿体内C4植物的C3途径发生在：维管束鞘细胞的叶绿体内C3植物的C3途径发生在：叶肉细胞的叶绿体内第四十六页，共九十三页。CO2的受体CO2固定后的产物CO2固定的场所C3还原的场所ATP和NADPH的作用对象暗反应途径C3植物C4植物C3PEPC5C3C3途径C3C4途径C3途径C4C3C5叶肉细胞的叶绿体叶肉细胞的叶绿体维管束鞘细胞的叶绿体叶肉细胞的叶绿体维管束鞘细胞的叶绿体C3植物和C4植物光合作用比较第四十七页，共九十三页。（04全国）离体的叶绿体在光照下进行稳定的光合作用时，如果突然中断CO2气体的供应，短时间内叶绿体中C3化合物与C5化合物相对含量的变化是（

）A、C3化合物增加、C5化合物减少B、C3化合物增加、C5化合物减少C、C3化合物减少、C5化合物增加D、C3化合物减少、C5化合物减少真题回顾C第四十八页，共九十三页。（05全国)右图表示在适宜的温度、水分和CO2条件下，两种植物光合作用强度的变化情况下列说法错误的是()A.当光照强度增加到一定程度时，光合作用强度不再增加，即达到饱和B.C3植物比C4植物光合作用强度更容易达到饱和

C.C4植物比C3植物光能利用率高

D.水稻是阴生植物，玉米是阳生植物

D

第四十九页，共九十三页。◎下图是北方夏季一天中午棉花光合作用强度变化曲线,正确的是:C第五十页，共九十三页。一株菠菜和一株苋菜，分别置于大小相同的、密闭的两个钟罩内。每天光照12小时，一星期后，菠菜死亡，苋菜依旧存活。原因是（）A、苋菜在夜间的呼吸需氧较少B、苋菜能够从土壤中得到需要的养料，而菠菜不能C、苋菜进行光合作用需要的原料少于菠菜D、苋菜能利用低浓度的二氧化碳进行光合作用而菠菜不能D第五十一页，共九十三页。分析

下图4条曲线（a、b、c、d）为不同光照在不同CO2浓度下，马铃薯净光合速率随温度变化的曲线，a光照非常弱，CO2很少（远小于0.03%);b适当遮阴（相当于全光照的1/25），CO2浓度为0.03％；c为全光照（晴天不遮阴），CO2浓度为0.03％；d为全光照，CO2浓度为1.22%；请据图回答净光合速率40302010010

－1020304050温度0C（1）根据右图提供信息，你能得出什么结论?bcda第五十二页，共九十三页。(2)随着光照强度和CO2浓度的提高，植物光合作用（以净光合作用为指标)最适温度的变化趋势是怎样的呢？为什么？（3）当曲线b净光合速率降为零时，真光合速率是否为零？为什么？（4）上述结果给我们的生产实践提供了什么指导？逐渐提高，因为当光照强度和二氧化碳浓度提高，此时限制光合作用的因素是酶的活性，在一定范围内酶的活性随温度的提高而增大。不为零，因为在b实验条件下，呼吸速率不为零适时播种，控制光照强弱，合理密植，通风透光，增施有机肥等措施提高净光合产量第五十三页，共九十三页。

(05北京理综)下列能鉴别野牛草是否为C4植物的简便方法（）

A.制作叶表皮临时装片，观察气孔大小B.制作叶横切临时装片，观察叶脉结构C.分离、测定叶片中各种色素的含量D.用碘液测定叶片中淀粉的含量

B下页第五十四页，共九十三页。(2003·江苏)生长旺盛的叶片，剪成5mm见方的小块，抽去叶内气体，做下列处理(如图)，这四个处理中，沉入底部的叶片最先浮起的是()C下页第五十五页，共九十三页。（2004江苏）过去人们以为作物播种密度越大，产量越高。在保证营养需要的情况下，有人对小麦是产量与播种量的关系进行了研究，结果如下图所示。（1）根据上图分析，当播种密度过大时小麦产量将_____.（2）从影响光合作用效率的因素分析，产生上述现象的原理是_______________________。下页略有下降植株过密，叶片接受光照不足；通风透气差，CO2供应不足第五十六页，共九十三页。请运用绿色植物新陈代谢知识回答下列问题：⑴在天气晴朗的早晨，摘取一木本植物的叶片甲，烘干称重为a,黄昏时取同一植株形状大小基本相同的叶片乙，烘干称重为b。那么b一定比a

，原因是

。⑵在晴天测得一株植物在一天内吸收水分的量为c，在阴天吸收的量为d。那么，c和d比较，一定是

，原因是

。重白天叶片的光合作用比呼吸作用强，积累有机物蒸腾作用晴天比阴天旺，促进根对水分的吸收C大第五十七页，共九十三页。⑶在晴天测得一株植物在一天内吸收矿质元素的量为e，在阴天吸收的量为f。则e和f比较应该是

，原因是

。

⑷通过植物对水分和矿质元素吸收情况比较，进一步说明

。大致相同和呼吸作用有关，蒸腾作用对其影响不大矿质元素的吸收根吸收水分和吸收矿质元素是两个相对独立的过程第五十八页，共九十三页。（05高考）在高等植物细胞中，线粒体和叶绿体是能量转换的重要细胞器，请回答以下问题：(1)叶绿体中合成ATP的能量来源是

，合成的ATP用于

，释放的氧气的来源是

，CO2除来自大气外还来源于

。(2)线粒体中合成ATP的能量来源

．合成的ATP用于

．吸收的氧气除来自大气外还来源于

．

（3）将提取的完整线粒体和叶绿体悬浮液，分别加入盛有丙酮酸溶液和NaHCO3溶液的两支大小相同的试管中，给予充足光照，都会产生气泡请问这两种气泡成分是否一样?请解释原因。(4)假如将上述两支试管移入黑暗的环境中，保持温度不变，两支试管产生气泡的量分别有什么变化?为什么?光能CO2的还原水的分解呼吸作用有机物的分解生命活动光合作用（4）前者基本不变，后者逐渐减少直至停止。因为光是光合作用的必需条件，在温度恒定时，呼吸作用基本稳定。（3）不一样。因为丙酮酸在线粒体中进行有氧呼吸，产生了CO2，而叶绿体利用HCO3—进行光合作用产生O2；、下页第五十九页，共九十三页。呼吸作用第六十页，共九十三页。考纲解读：1、呼吸作用的概念2、有氧呼吸与无氧呼吸的过程及区别、联系3、光合作用与呼吸作用的比较4、影响呼吸作用的因素第六十一页，共九十三页。下列转变需经哪些生理过程才能实现？光能糖类等有机物中稳定的化学能ATP中活跃的化学能直接用于各种生命活动①②③光合作用细胞呼吸ATP水解思考第六十二页，共九十三页。呼吸作用的概念呼吸作用：

生物体内的有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，最终生成二氧化碳或其他产物，并且释放出能量的过程。有氧呼吸：细胞在氧的参与下，通过酶的催化作用，把糖类等有机物彻底氧化分解，产生出二氧化碳和水，同时释放出大量能量的过程。无氧呼吸：细胞在无氧条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物质分解成为不彻底的氧化产物，同时释放出少量能量的过程。第六十三页，共九十三页。呼吸作用的场所有氧呼吸：无氧呼吸：第一阶段第二阶段第三阶段

细胞质基质

线粒体基质

线粒体内膜

细胞质基质中第六十四页，共九十三页。线粒体C6H12O6

2丙酮酸（2CH3COCOOH）[H]能量（少）[H]O212H2O+能量(大）6CO26H2O酶酶能量（少）酶第一阶段第二阶段第三阶段有氧呼吸过程细胞质基质第六十五页，共九十三页。有氧呼吸的过程第六十六页，共九十三页。有氧呼吸的过程：第一阶段：第二阶段：第三阶段：总反应式：C6H12O6+6H2O+6O2酶6CO2+12H2O+能量

C6H12O6酶2CH3COCOOH+4[H]+少量能量

2CH3COCOOH+6H2O

酶6CO2+20[H]+少量能量

24[H]+6O2酶12H2O+大量能量

第六十七页，共九十三页。有氧呼吸场所反应物产物释能第一阶段第二阶段第三阶段细胞质基质线粒体线粒体主要是葡萄糖丙酮酸H2O[H]、O2丙酮酸[H]CO2、[H]H2O少量少量大量有氧呼吸三个阶段的比较ATP34moLATP2moLATP2moLATP第六十八页，共九十三页。C、H、O的来龙去脉：C：H：

O：H2O→[H]→H2O

O2

→H2OC6H12O6→丙酮酸→CO2C6H12O6→丙酮酸→CO2H2O→CO2丙酮酸→[H]→H2O[H]→H2OC6H12O6C6H12O6+6H2O+6*O26CO2+12H2*O+能量酶第六十九页，共九十三页。无氧呼吸的过程：总反应式：C6H12O6酶2CO2+2C2H5OH+少量能量

C6H12O6酶2C3H6O3+少量能量

第一阶段：第二阶段：C6H12O6酶2CH3COCOOH+4[H]+少量能量

2CH3COCOOH+4[H]

酶6CO2+2C2H5OH+少量能量

2C3H6O3+少量能量

第七十页，共九十三页。☆与有氧呼吸第一阶段相同葡萄糖的初步分解C6H12O6酶+4[H]+能量场所：细胞质基质①（少量）2CH3COCOOH丙酮酸（二）无氧呼吸的过程第七十一页，共九十三页。丙酮酸不彻底分解场所：细胞质基质②2CH3COCOOH+4[H]

酶2C3H6O3(乳酸)+能量A.乳酸发酵(微生物)例：高等动物、乳酸菌、高等植物的某些器官（马铃薯块茎、甜菜块根等）2CH3COCOOH+4[H]

2C2H5OH(酒精)+2CO2+能量B.酒精发酵(微生物)例：大多数植物、酵母菌酶第七十二页，共九十三页。无氧呼吸概念：细胞在无O2的参与下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解为不彻底的氧化产物，同时释放出少量能量的过程。1葡萄糖酶2丙酮酸6CO2+12H2O+能量（大量）2乳酸（C3H6O3）+能量(少量)2酒精（C2H5OH）+2CO2+能量(少量)细胞呼吸可表示为：有氧酶无氧酶第七十三页，共九十三页。类型项目有氧呼吸无氧呼吸区别场所条件产物释能联系细胞质基质、线粒体（主要）细胞质基质需氧、酶等不需氧、需酶较多较少①两者第一阶段相同即都将葡萄糖分解成丙酮酸（糖酵解）②都分解有机物、释放能量二氧化碳和水氧化彻底酒精、二氧化碳或乳酸氧化不彻底植物有氧呼吸与无氧呼吸的区别第七十四页，共九十三页。细胞呼吸过程中能量的变化1mol的葡萄糖2870kJ的能量有1161kJ的能量储存在38molATP中彻底氧化分解约60%的能量都以热能的形式散失用于各项生命活动维持体温有氧呼吸——

能量变化无氧呼吸——

能量变化释放：196.65KJ转移：61.08KJ(2molATP)第七十五页，共九十三页。有氧呼吸与无氧呼吸比较1ml葡萄糖氧化分解释放能量有氧呼吸无氧呼吸2870KJ196.65KJ1161KJ61.08KJ1709KJ135.57KJ放能总量ATP中热能散失第七十六页，共九十三页。农产品的贮存和保鲜有哪些方法？低温贮存利用N2或CO2调节O2的浓度干燥后贮存第七十七页，共九十三页。影响细胞呼吸的因素1、温度：植物最适25-30℃温度呼吸速率应用：贮存水果时，适当降低温度，可降低与细胞呼吸有关酶的活性，而延长保存时间第七十八页，共九十三页。2、水分自由水含量越多，代谢越旺盛，细胞呼吸越强。例：粮油种子贮藏前风干、晾晒：减少水分，

呼吸作用

干种子萌发前浸泡：含水量增高，

呼吸作用抑制促进第七十九页，共九十三页。O2：贮藏水果时下降到____最有利贮藏。CO2：增加CO2浓度，降低O2浓度有良好的保鲜效果。CO2释放O2吸收O2浓度气体交换相对值abcd0a点有氧：C6H12O6＋6O2＋6H2O→6CO2＋12H2O无氧：C6H12O6→2C2H5OH＋2CO2思考：虚线代表什么含义？3、氧气：右图表示植物非绿器官在不同O2浓度下,CO2释放量和O2吸收量的变化曲线第八十页，共九十三页。例：1现有一瓶掺有酵母菌的葡萄糖液，吸进氧气的体积与放出CO2的体积比为1︰2，这是因为（）A、有1/4的酵母菌在进行有氧呼吸B、有1/3的酵母菌在进行有氧呼吸C、有1/2的酵母菌在进行有氧呼吸D、有2/3的酵母菌在进行有氧呼吸思考：生产实践中为使有机物向人们需要的器官中积累，除了前面的方法外，还有其它方法吗？如：去掉变黄、无光合作用的又要消耗养分的枝叶A第八十一页，共九十三页。第八十二页，共九十三页。稳定的化学能

活跃的化学能。释放能量光合作用与细胞呼吸的比较：叶绿体细胞质基质、线粒体需光不需光合成有机物分解有机物光能

稳定的化学能。储存能量。合成代谢分解代谢光合作用为细胞呼吸提供有机物和O2；细胞呼吸为光合作用提供CO2。第八十三页，共九十三页。下图表示在10000勒克司光照下某植物的呼吸量与光合量随环境温度而发生，据图回答问题：（1）从图中可以看出，叶绿体内的酶与呼吸酶相比

。最适温度低第八十四页，共九十三页。（2）最有利于该植物有机物积累的温度为

。此时图中显示出的净产量为

。（3）温度为40度时该植物的代谢情况为

。（4）从图中关系谈一谈夏季中午时蒸腾作用的益处：