光合作用和呼吸作用专题培训课件.ppt

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1、【命题热点】：细胞呼吸和光合作用的生理过程、产物和影响因素，及彼此的制约关系。命题者往往通过文字叙述、实验数据、图表、曲线等形式考查学生的分析、综合应用能力。这就要求对课本知识全面理解、掌握，培养对图表、曲线等表达形式的对比、分析、获取信息的能力。,【考纲要求】：,1、光合作用的基本过程（）。,2、影响光合作用速率的环境因素（）。,3、细胞呼吸。（）,的含义：理解所列知识和其他知识之间的联系和区别，并能在较复杂的情景中综合运用其进行分析、判断、推理和评价。,【考纲要求】：1、光合作用的基本过程（）。2、影响光合作用,【网络构建】,【网络构建】,知识点一：细胞呼吸,1、细胞呼吸的过程图解,知识点

2、一：细胞呼吸1、细胞呼吸的过程图解,2 呼吸作用的反应式：（1）有氧呼吸的总反应式，以及各种元素的来源和去路,（2）无氧呼吸的反应式,分解成酒精的反应式：,2 呼吸作用的反应式：（2）无氧呼吸的反应式分解成酒精的,根据气体的变化情况判断细胞呼吸类型的方法（呼吸底物为葡萄糖)(1)不消耗O2，释放CO2只进行无氧呼吸。(2)无CO2释放只进行产生乳酸的无氧呼吸。(3)CO2释放量=O2的吸收量只进行有氧呼吸。(4)CO2释放量O2的吸收量既进行有氧呼吸，又进行酒精发酵；多余的CO2来自酒精发酵。(5)酒精产生量=CO2释放量只进行产生酒精的无氧呼吸。(6)酒精产生量CO2释放量既进行有氧呼吸，又

3、进行酒精发酵；多余的CO2来自有氧呼吸。,【技法提炼】,根据气体的变化情况判断细胞呼吸类型的方法（呼吸底物为葡萄糖),【例】不同种类的生物在不同的条件下，呼吸作用方式不同。若分解底物是葡萄糖，下列对呼吸作用方式的判断不正确的是()A若只释放CO2，不消耗O2，则细胞只进行无氧呼吸B若CO2的释放量多于O2的吸收量，则细胞既进行有氧呼吸，也进行无氧呼吸C若CO2的释放量等于O2的吸收量，则细胞只进行有氧呼吸D若既不吸收O2也不释放CO2，则说明该细胞已经死亡,判断细胞呼吸类型,【例】不同种类的生物在不同的条件下，呼吸作用方式不同。若分解,3、影响细胞呼吸的因素(1)温度对细胞呼吸的影响,(1)曲

4、线分析：最适温度时，细胞呼吸最强；超过最适温度呼吸酶活性降低，甚至变性失活，呼吸受抑制；低于最适温度酶活性下降，呼吸受抑制。(2)机理：通过影响与细胞呼吸有关酶的活性来影响呼吸速率(3)应用：温室栽培中增大昼夜温差(降低夜间温度)，以减少夜间呼吸消耗有机物。贮存水果时，适当降低温度，从而延长保存时间。,3、影响细胞呼吸的因素(1)曲线分析：最适温度时，细胞呼吸最,(2)O2浓度对细胞呼吸的影响,1)机理：O2是有氧呼吸所必需的，且O2对无氧呼吸过程有抑制作用。,中耕松土，促进植物根部无氧呼吸,无氧发酵过程需要严格控制无氧环境,低氧仓储粮食、蔬菜、水果,0O2浓度10%时，同时进行有氧呼吸和无氧

5、呼吸。,O2浓度10%时，只进行有氧呼吸。,3)应用,2)呼吸方式的判断O2浓度0时，只进行无氧呼吸。,(2)O2浓度对细胞呼吸的影响1)机理：O2是有氧呼吸所必,(3)含水量对细胞呼吸的影响,(1)曲线分析：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。当含水过多时，呼吸速率减慢，甚至死亡。,粮食在收仓前要进行晾晒处理干种子在萌发前要进行浸泡处理,(2)机理：水作为有氧呼吸的原料和环境影响细胞呼吸的速率。,(3)应用,(3)含水量对细胞呼吸的影响(1)曲线分析：在一定范围内，细,(4)CO2浓度对细胞呼吸的影响,(1)机理：CO2是细胞呼吸的最终产物，积累过多会抑制细

6、胞呼吸的进行。(2)应用：在蔬菜、水果保鲜中，增加CO2浓度(或充入N2)可抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗。,(4)CO2浓度对细胞呼吸的影响(1)机理：CO2是细胞呼吸,考查形式一：以曲线图形式考查细胞呼吸类型、过程及影响因素,【例1】（2013揭阳模拟）以下甲、乙两图都表示某植物的非绿色器官CO2释放量和O2吸收量的变化。下列相关叙述，不正确的是(),A甲图中氧含量为a时的情况对应的是乙图中的A点B甲图中氧含量为b时的情况对应的是乙图中的CD段C甲图中a、b、c、d四个浓度中，c是最适合贮藏的D甲图中氧含量为d时没有酒精产生,考查形式一：以曲线图形式考查细胞呼吸类型、过程及影响因素【例,【

7、例2】甲、乙两图都表示细胞呼吸强度与氧气浓度的关系(呼吸底物为葡萄糖)。据图分析回答：,(1)图甲所示细胞的呼吸方式最可能是_，如果呼吸强度不能用CO2的释放量表示，原因是_。(2)图乙中B点的CO2来自_(填细胞结构)，当O2浓度达到M点以后，CO2释放量不再继续增加的内因是_。(3)温室生产过程中，施用有机肥比单纯施用化肥具有明显的增产效果。试从碳素营养的角度分析其中的原因是_,无氧呼吸,该生物无氧呼吸的产物是乳酸,细胞质基质,呼吸酶的数量是有限的,土壤微生物分解有机肥释放CO2,【例2】甲、乙两图都表示细胞呼吸强度与氧气浓度的关系(呼吸,考查形式二：用呼吸装置探究外界因素对细胞呼吸速率的

8、影响,(1)装置(如图所示),测定组织细胞呼吸速率的装置与原理,(2)指标：细胞呼吸速率常用单位时间CO2释放量或O2吸收量来表示。,(3)原理：组织细胞呼吸作用吸收O2，释放CO2，CO2被NaOH溶液吸收，使容器内气体压强减小，刻度管内的有色液滴左移。单位时间内液滴左移的体积即表示呼吸速率。,考查形式二：用呼吸装置探究外界因素对细胞呼吸速率的影响(1),(4)物理误差的校正,如果实验材料是绿色植物，整个装置应遮光处理，否则植物的光合作用会干扰呼吸速率的测定。,如果实验材料是种子，为防止微生物呼吸对实验结果的干扰，应对装置及所测种子进行消毒处理。,为防止气压、温度等物理因素所引起的误差，应设

9、置对照实验，将所测的生物材料灭活(如将种子煮熟)，其他条件均不变。,(4)物理误差的校正如果实验材料是绿色植物，整个装置应遮光,【例】某同学用如图所示的装置，探究不同浓度2,4D溶液对大豆种子细胞呼吸速率的影响，结果如表所示。,(1)在实验变量中，有色液滴移动的距离应为_变量。,因,【例】某同学用如图所示的装置，探究不同浓度2,4D溶液对大,(2)实验装置中NaOH溶液的作用是_ _ _，因而有色液滴移动的原因是_ _。,吸收有氧呼吸释放出的CO2,有氧呼吸消耗O2后引起左侧瓶内气体体积减小，气压下降,(2)实验装置中NaOH溶液的作用是_,(3)若某一阶段大豆种子依然存活，但不见液滴移动，此

10、时大豆种子中产生ATP的场所是_。(4)与D组相比，当2,4D溶液浓度为1012 mol/L时，有色液滴在单位时间内移动的距离更_。,细胞质基质,小,(3)若某一阶段大豆种子依然存活，但不见液滴移动，此时大豆种,知识点二：光合作用,1、叶绿体的结构与光合作用过程图解,知识点二：光合作用1、叶绿体的结构与光合作用过程图解,2、探究外界条件变化时C5、C3、H等物质含量的变化,2、探究外界条件变化时C5、C3、H等物质含量的变化条件,3 探究单因子对光合作用速率的影响,A点：光照强度为0，只进行细胞呼吸；AB段：光合作用强度小于细胞呼吸强度；B点：光补偿点(光合作用强度与细胞呼吸强度相等时的 光照

11、强度)；BC段：光合作用强度大于细胞呼吸强度；C点：光饱和点(光照强度达到C点后，光合作用强度不再随光照强度增强而增强)。,3 探究单因子对光合作用速率的影响,(1)据图解读光照强度对光合作用强度的影响,3 探究单因子对光合作用速率的影响3 探究单因子对光合作,(2)据图解读CO2浓度对光合作用强度的影响,A点：CO2补偿点(表示光合作用速率等于细胞呼吸速率时的CO2浓度)；A点：表示进行光合作用所需CO2的最低浓度；B和B点：CO2饱和点(两组都表示在一定范围内CO2浓度达到该点后，光合作用强度不再随CO2浓度增加而增加。,(2)据图解读CO2浓度对光合作用强度的影响A点：CO2补偿,(3)

12、据图解读温度对光合作用强度的影响,光合作用是在酶催化下进行的，温度直接影响酶的活性。一般植物在1035 下正常进行光合作用，其中AB段(1035)随温度的升高而逐渐加强，B点(35)以上由于光合酶活性下降，光合作用开始下降，50 左右光合作用停止。,(3)据图解读温度对光合作用强度的影响光合作用是在酶催化下进,4 探究多种因子对光合作用的影响,P点以前，限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随该因子的不断加强，光合速率不断提高。当到Q点时，横坐标所表示的因子不再影响光合速率，要想提高光合速率，可适当提高图示中的其他因子和含量或强度。,4 探究多种因子对光合作用的影响P点以前，限制光合速率的

13、因,【例】下图为某植物光合作用速率与环境因素之间的关系，请据图回答下列问题：,(1)图甲表示在光照弱的情况下，光合作用速率随_的增加成正比例增加，这种情况下，可以认为此时影响光合作用的过程是_阶段。(2)从图甲可知，光照强度超过某一强度时，光合作用不再增强，且有稳定发展的趋势，这种变化主要决定于_，此时光合作用的_阶段受到限制。(3)图乙中出现CD段的原因是_。(4)请在图甲中绘制50 时植物光合作用速率变化的曲线。(5)根据图甲，在图乙中绘制光照强度为A时，不同温度下光合作用速率变化的曲线。,考查形式：以曲线分析形式考查影响光合作用的环境因素,光照强度,光反应,温度,暗反应,随着温度的升高，

14、酶活性降低，光合作用速率降低,(1)图甲表示在光照弱的情况下，光合作用速率随_,知识点三：光合作用与呼吸作用的关系及相关计算,1两者关系图解读,(1)图示(2)解读,2解读真正光合速率和净(表观)光合速率的曲线图,(1)图示(2)解读,三种速率的表示方法,知识点三：光合作用与呼吸作用的关系及相关计算1两者关系图解,三种速率的表示方法,三种速率的表示方法,三种速率的表示方法项目表示方法净光合速率(又称表观光合速率),考查形式一：考查光合作用与呼吸作用的联系,A若细胞处于黑暗环境中，那么该细胞单位时间放出的CO2量即为呼吸速率B细胞没有与外界发生O2和CO2交换，此时光合作用速率等于呼吸作用速率C

15、细胞处在较强光照条件下，细胞光合作用所利用的CO2量为N1与N2的和D对细胞的分析可得出，此时的光照强度较弱且物质的量N1小于m2,【例1】下图是叶肉细胞在不同光照强度下叶绿体与线粒体代谢简图。以下相关叙述，错误的是(),考查形式一：考查光合作用与呼吸作用的联系A若细胞处于黑暗,【例2】如图是绿色植物体内能量供应及利用的示意图，下列说法有误的是(),AA过程中合成ATP的部位是在叶绿体类囊体薄膜上BB过程中的ATP用于还原三碳化合物(C3)CA、C过程中合成ATP所需的能量来源相同DD过程中能量的去向是用于耗能的生命活动,【例2】如图是绿色植物体内能量供应及利用的示意图，下列说法有,考查形式二

16、：利用坐标曲线图、柱状图或表格的形式考查光合作用与呼吸作用的关系以及相关计算【例1】某研究小组对一大豆新品种种子萌发和幼苗生长过程开展研究，首先将大豆种子置于水分(蒸馏水)、通气、光照等条件适宜的环境中培养，定期检测萌发种子的干重变化，结果如右图所示。据图分析：(1)第2-6天，种子从外界吸收_，参与细胞内生化反应，导致干重增加。6天后种子干重减少的主要原因是_ _。,细胞呼吸，分解了有机物,水分,考查形式二：利用坐标曲线图、柱状图或表格的形式考查光合作用与,(2)种皮未突破前，种子以无氧呼吸为主，第4天，实验小组测得种子吸收的O2和释放的CO2之比为1：3，此时大豆细胞内有机物_增多，该物质

17、产生于细胞的_ _中，产生该物质的葡萄糖占被分解葡萄糖的比例是_。第_天，大豆的呼吸速率与光合速率大致相当。,酒精,细胞质基质,6:7,10,C6H12O6 2C2H5OH2CO2能量,C6H12O6+6O2+6H2O 6CO212H2O能量,1,6,6,1,1,X=1/6,1,2,2,y=1,(2)种皮未突破前，种子以无氧呼吸为主，第4天，实验小组测得,(3)实验小组在光照强度和CO2浓度等条件不变的情况下，测定不同温度对大豆叶的净光合速率和呼吸速率的影响，结果如下图。据图分析，大豆最适生长温度是_左右，在此温度下，每l00mm2叶面积上1小时光合作用制造的葡萄糖是_ mol,(4)研究小组

18、发现沙尘天气影响大豆生长，分析认为：首先，沙尘天气直接影响叶绿体光反应中的_ _产生，其次沙尘堵塞大豆叶气孔，影响光合作用的_ _阶段。,18,6CO212H2O C6H12O6+6O2+6H2O,6,1,X=66 umol,暗反应,66,ATP和H,(3)实验小组在光照强度和CO2浓度等条件不变的情况下，测定,【例2】（2013江苏卷）为探讨盐对某生物燃料树种幼苗光合作用的影响，在不同浓度NaCl条件下，对其净光合速率、胞间CO2浓度、光合色素含量等进行测定，结果如下图。检测期间细胞的呼吸强度没有显著变化。请参照图回答下列问题:,（3）当NaCl浓度在200250 mmol/L时净光合速率显

19、著下降，自然条件下该植物在夏季晴朗的中午净光合速率也会出现下降的现象。前者主要是由于，后者主要是由于。,胞间CO2浓度降低,光合色素含量降低,【例2】（2013江苏卷）为探讨盐对某生物燃料树种幼苗光合作,（4）总光合速率可用单位时间内单位叶面积上 表示。请在答题卡指定位置的坐标图上绘制该实验中总光合速率变化趋势的曲线图,光合作用消耗的CO2 量（光合作用产生的O2 量或光合作用产生的有机物的量）,（4）总光合速率可用单位时间内单位叶面积上光合作用消耗的CO,【例3】（2014广东高考）观测不同光照条件下生长的柑橘，结果见下表，请回答下列问题：,（注：括号内的百分数以强光照的数据作为参考）CO2

20、以 方式进入叶绿体后，与 结合而被固定，固定产物的还原需要光反应提供。在弱光下，柑橘通过 和 来吸收更多的光能，以适应弱光环境。,自由扩散,C5,H和ATP,增加叶面积,提高叶绿素含量,【例3】（2014广东高考）观测不同光照条件下生长的柑橘，结,【例3】（2014广东高考）观测不同光照条件下生长的柑橘，结果见下表，请回答下列问题：,与弱光下相比，强光下柑橘平均每片叶的气孔总数，单位时间内平均每片叶CO2吸收量。对强光下生长的柑橘适度遮阴，持续观测叶色、叶面积和净光合速率，这三个指标中，最先发生改变的是，最后发生改变的是。,分析：平均叶面积气孔密度=平均每片叶的气孔总数,弱光下平均每片叶的气孔

21、总数为：28.4cm2100mm2/cm2752个/mm2=2135680个,强光下平均每片叶的气孔总数为：13.6cm2100mm2/cm2826个/mm2=1123360个,较少,【例3】（2014广东高考）观测不同光照条件下生长的柑橘，结,分析：单位时间内平均每片叶CO2的吸收量，可用净光合作用速率平均叶面积的值来表示,【例3】（2014广东高考）观测不同光照条件下生长的柑橘，结果见下表，请回答下列问题：,与弱光下相比，强光下柑橘平均每片叶的气孔总数，单位时间内平均每片叶CO2吸收量。对强光下生长的柑橘适度遮阴，持续观测叶色、叶面积和净光合速率，这三个指标中，最先发生改变的是，最后发生改

22、变的是。,弱光下为：28.4cm210-4m2/cm23.87molCO2/m-2/s-10.01molCO2/s-1,强光下为:13.6cm210-4m2/cm24.33molCO2/m-2/s-10.006molCO2/s-1,较少,净光合速率,叶面积,较少,分析：单位时间内平均每片叶CO2的吸收量，可用净光合作用速率,1.光合速率的测定方法(1)条件：整个装置必须在光下，光是植物进行光合作用的条件。(2)NaHCO3溶液作用：烧杯中的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。(3)植物光合速率测定指标：植物光合作用释放氧气，使容器内气体压强增大，毛细管内

23、的有色液滴右移。单位时间内有色液滴右移的体积即表示光合速率。,考查类型三：光合作用与呼吸作用的实验测定与探究,考查类型三：光合作用与呼吸作用的实验测定与探究,2光合作用、细胞呼吸实验的设计技巧(1)实验设计中必须注意三点变量的控制手段：如光照强度的大小可用不同功率的灯泡(或相同功率的灯泡，但与植物的距离不同)进行控制，不同温度可用不同恒温装置控制，CO2浓度的大小可用不同浓度的CO2缓冲液调节。对照原则的应用：不能仅用一套装置通过逐渐改变其条件进行实验，而应该用一系列装置进行相互对照。无论哪种装置，在光下测得的数值均为“净光合作用强度值”。,2光合作用、细胞呼吸实验的设计技巧,【例】下图1表示

24、番茄叶肉细胞内两个重要的生理过程，图2是某科研小组利用密闭的透明玻璃小室探究番茄植株光合作用速率的装置。请回答下列问题：,(1)图1中，过程进行的场所是_，过程进行的场所是_ _。过程中，能为该细胞合成蛋白质供能的过程是_。(2)在适宜的温度和光照条件下，向图2所示的装置中通入14CO2。当反应进行到0.5 s时，14C出现在C3中；反应进行到5 s时，14C出现在(CH2O)中。该实验是通过控制_(条件)来探究CO2中碳原子的转移路径，用到的实验方法为_。,叶绿体的类囊体薄膜,细胞质基质和线粒体基质,反应时间,同位素标记法,【例】下图1表示番茄叶肉细胞内两个重要的生理过程，图2是某科,(3)将图2所示的装置放在自然环境下，测定夏季一昼夜(零点开始)小室内植物氧气释放速率的变化，得到如图3所示曲线。观察装置中液滴的位置，c点时刻的液滴位于起始位置的_侧，液滴移到最右点是在一天中的_点。在12点之后的下午某时间段内，记录液滴的移动，获得以下数据：,该组实验数据是在图3所示曲线的_间获得的。如果要测定该植物真正光合作用的速率，该如何设置对照实验_。,左,18(g),ef,设置如图2一样的装置，将该装置遮光放在和图2相同的环境条件下,(3)将图2所示的装置放在自然环境下，测定夏季一昼夜(零点开,