1、光合作用和细胞呼吸光合作用和细胞呼吸目录目录课堂导入课堂练习知识梳理课堂小结典型例题课后检测12345601.课堂导入 01.课堂导入以光合作用为代表的同化类型以细胞呼吸为代表的异化类型新陈代谢绝大多数植物细胞既有叶绿体也有线粒体我是叶绿体，能进行光合作用消耗二氧化碳，并释放氧气我是线粒体，能进行细胞呼吸消耗氧气，并释放二氧化碳我是一个植物细胞，我究竟是消耗O2还是产生O2呢？是释放CO2还是吸收CO2 ？02.光合作用光合作用的探索过程（建造植物的原料是水分）1642年，赫尔蒙特（植物可以净化空气）1771年，普里斯特利（植物在光照下可以净化空气）1779年，英格豪斯（植物通过光合作用积累淀
2、粉）1864年，萨克斯（光合作用释放的氧气来源于水）1939 年，鲁宾和卡门（有机物中的碳的转化）20世纪40年代，卡尔文光合作用总反应：光合作用的过程：光反应1：光能转化（部分叶绿素a）2：合成ATP(ADPATP)3：合成NADPH(NADP+NADPH)光合作用的过程：暗反应1：CO2的固定（ CO2和五碳化合物生成2分子三碳化合物）2：三碳化合物的还原(ATP供能，NADPH供氢)3：五碳化合物的再生和有机物的积累(糖转变为蔗糖、淀粉、蛋白质、脂质)光反应和暗反应的对比光反应暗反应光合作用的过程影响因素骤变时物质量的变化条件条件曲线曲线光照强度由强到弱、光照强度由强到弱、CO2供应不变
3、供应不变光照强度由弱到强、光照强度由弱到强、CO2供应不变供应不变光照不变、光照不变、CO2量由充量由充足到不足足到不足光照不变、光照不变、CO2量由不量由不足到充足足到充足下图为光合作用暗反应的过程（1）据图分析，要使三碳化合物含量快速上升，短时间改变的环境条件是（多选）A有光条件下，停止供给CO2 B有光条件下，增加供给CO2CCO2不变条件下，从明处移到暗处 DCO2不变条件下，从暗处移到明处例题1光合速率曲线光合作用的强度，又称为光合速率，可以用一定量的植物（如一定量的叶面积）在单位时间内进行光合作用释放O2或消耗CO2，也可以是有机物的积累量来表示。光合速率不仅受内在因素的控制，也受
4、外界环境因子的影响。以光照强度为例光照对光合速率的影响主要影响光反应阶段（光能吸收和叶绿素合成）和暗反应的底物（ATP和NADPH）除了光照强度，光质（不同波长的光）也会影响光合速率。1：一定范围内，光合速率随光照 强度的增加而增加（限制因素）。2：达到一定光照强度，光合速率 几乎不再受光照强度的影响。3：光合速率为0时，光照强度不为0。CO2浓度对光合速率的影响1：一定范围内， 光合速率随CO2浓度的增加而增加（限制因素）。2：达到一定CO2浓度，光合速率 几乎不再受CO2浓度的影响。3：光合速率为0时， CO2浓度不为0。主要影响暗反应阶段（底物CO2的供应）CO2浓度主要受气孔的开放程度
5、、固定CO2的酶影响温度对光合速率的影响1：B点为该条件下的最适温度2：温度过高、过低都会降低光合作用速率3：AB阶段 光合速率随着温度的增加而增加温度主要通过酶的活性来影响酶促反应的速率低温能够使酶的活性受到抑制，而高温会使酶失活矿质元素对光合速率的影响N/P/K/Mg等矿质元素0光合速率1：B点为该条件下的矿质元素最适量2：矿质元素过多、过少都会降低光合作用速率3：AB阶段 光合速率随着矿质元素的量的增加而增加AB在一定量范围内，增大必需矿质元素的供应，可提高光合作用速率，超过一定量，会因为土壤浓度过高使植物吸水困难导致光合作用下降。多因子对光合速率的影响0光合速率光照强度302010PQ
6、0光合速率PQ温度高光照强度中光照强度低光照强度P点前：限制光合速率的因素是横坐标所示的因子P-Q之间：限制光合速率的因素是横坐标所示的因子和其他因素P点后：横坐标所示的因子不再是限制光合速率的因素光合速率曲线光饱和点和光补偿点1：A点光照强度为0时，无CO2的吸收 不进行光合作用。2：AB之间（不包括A点和B点） 光照强度逐渐增加，光合作用增强 表现为CO2释放逐渐减小3：B点的光照强度为该条件下的光补偿点 表现为既没有CO2释放也没有CO2吸收4：BC之间（不包括B点和C点） 光照强度逐渐增加，进行光合作用 表现为CO2吸收逐渐增加5：C点的光照强度为该条件下的光饱和点 C点以后光照强度增
7、加，光合速率不变光饱和点和光补偿点移动光合速率光照强度0光补偿点光饱和点有利于光合作用的因素有利于光合作用的因素：光饱和点往右移；光补偿点往左移不利于不利于光合作用的因素光合作用的因素：光饱和点往左移；光补偿点往右移光饱和点光补偿点1：CO2的浓度有利于光合作用，较低的光照强度即可达到光合速率等于呼吸速率光饱和点光补偿点2：CO2的浓度有利于光合作用，较低的光照强度即可达到光合速率等于呼吸速率例题2光照强度0光合速率如图表示某农业所小麦幼苗的净光合速率与光照强度关系。（1）同等条件下，降低二氧化碳的浓度，该图中A点、B点和C点分别如何移动ACB移动（填往左或往右）移动（填往左或往右）移动（填往
8、上或往下）探究酵母菌的呼吸方式1：有氧呼吸产生大量CO2pH7:BTB试液呈黄色2：酵母菌无氧呼吸也产生少量CO23：酵母菌无氧呼吸产生酒精酵母菌既可以进行有氧呼吸，又可以进行无氧呼吸有氧呼吸1：糖酵解 细胞质基质葡萄糖丙酮酸+H+能量2：三羧酸循环线粒体基质丙酮酸 CO2+H+能量3：产生水线粒体内膜H+ O2 H2O +能量线粒体为有氧呼吸的主要场所，能够将物质氧化进行供能无氧呼吸无氧呼吸在微生物被称为发酵（酒精发酵和乳酸发酵）大多数植物无氧条件下：（酵母菌也是）大多数动物无氧条件下：（土豆块茎、甜菜块根）有氧呼吸和无氧呼吸的对比有氧呼吸有氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸不同点场所细胞质基质和线粒体
9、细胞质基质条件需O2、酶不需O2、酶产物CO2 、H2O C2H5OH、C3H6O3、CO2 分解程度彻底不彻底释放能量较多较少相同点联系均包括发生在细胞质基质中的糖酵解过程实质均为氧化分解，释放能量（ATP和热能 ）影响细胞呼吸的因素细胞呼吸的速率，又称为呼吸强度，指单位重量的活细胞（组织）在单位时间内吸收氧或释放二氧化碳的量，也可以是有机物的消耗量来表示。温度O2 的浓度含水量000呼吸强度呼吸强度呼吸强度光合作用和细胞呼吸的关系净光合作用总光合作用光合曲线光合作用：有氧呼吸： C6H1206+ O2 +6H2O酶6CO2+12H2O+能量物质转化光合作用和细胞呼吸的关系能量转换光合作用和
10、细胞呼吸的关系光能光能活跃的化学能活跃的化学能（ATP）稳定稳定的化学能的化学能（有机物）（有机物）热热能能ATP(质子浓度形成的电化学势能)(光反应)(暗反应)(细胞呼吸)H和ATP的来源和去路光合作用和细胞呼吸的关系项目项目光合作用光合作用有氧呼吸有氧呼吸H来源H2O光解产生有氧呼吸第一、二阶段去向还原C3用于第三阶段还原O2ATP来源光反应阶段产生三个阶段都产生去向用于C3还原供能用于各项生命活动(植物的C3还原除外)光合作用和细胞呼吸的对比区别与联系区别与联系光合作用光合作用细胞呼吸细胞呼吸区区别别部位含有叶绿体的细胞所有的活细胞条件光有光或者无光原料二氧化碳、水有机物或有机物和氧气产
11、物有机物、氧气乳酸或乙醇和二氧化碳或二氧化碳和水能量转变制造有机物、储存能量分解有机物、储存能量联联系系细胞呼吸释放的能量来自光合作用储存在有机物中的化学能光合作用原料的吸收和产物的运输需要细胞呼吸产生的能量。03.典型例题如图表示某农业所改良小麦幼苗原品种和新品种的净光合速率与光照强度关系。（1）图中光照强度在（0X）之间时，原品种小麦的叶绿体与线粒体之间的气体关系对应于下列图 。典型例题2如图为使用低浓度除草剂草甘膦处理加拿大一枝黄花和白茅（本地物种）前后的光合特性表1 对叶绿体色素的影响浓度浓度叶绿素的量叶绿素的量（dmp）胡罗卜素的量胡罗卜素的量（dmp）叶黄素的量叶黄素的量（dmp）
12、01428514263130580.1mM4816621859001.0mM321554254843表2对膜上ATP酶活力的影响浓度浓度（mM）ATP活力活力（ mol ATP mg chl1 h1）对照对照52.7527.5620.5（1）草甘膦能有效抑制植物的生长发育，据表1和表2可知草甘膦抑制植物生长发育的原因有 （多选）A抑制光反应ATP的合成 B抑制暗反应ATP的水解 C影响光能的吸收 D影响光能的转化（2）对比图中“对照组”曲线，加拿大一枝黄花相比白茅更有生长优势的原因是 。典型例题304.课堂练习下表为分别测定小麦幼苗新品种Q1、Q2与原品种的净光合速率、蛋白质含量和叶绿素含量品
13、种品种叶绿素含量叶绿素含量（mgg1）蛋白质含量蛋白质含量（mgg1）净光合作用净光合作用（ummols2）原品种原品种1.5903.61新品种新品种Q12.21205.82新品种新品种Q21.81004.51（1）能够吸收光能的色素有 和 。（2）由表可知 小麦光合作用最强，其原因是 。课堂练习1（1）据图分析，光照强度为1014102molm2s1时，原种水稻的气孔导度下降的原因是 ，此时原种水稻的光合速率 。（填：加快、减慢或基本不变）（5）据图分析，转基因水稻更适宜栽种在的环境中。下图为测得光照强度对转基因水稻和原种水稻气孔导度及叶肉细胞光合速率的影响结果课堂练习205.课后总结06.
14、课后检测C6H1206+ O2 +6H2O酶6CO2+12H2O+能量06.课后检测水稻收获后，要充分晾晒才能入库，这样做的目的是（）A减少水稻种子中自由水的含量B增强水稻种子的呼吸作用强度C减少水稻种子中有机物的含量D增强水稻种子的光合作用强度课后检测1课后检测2下列对光合作用与呼吸作用过程中的物质变化的描述，说法不正确的是（）A.能提供给绿色植物各种生命活动所需能量最多的过程是有氧呼吸第三阶段B.各种生物体（病毒除外）都能进行有氧呼吸的第一步C.光合作用和呼吸作用过程中产生的H都能与氧结合产生水D.光合作用的暗反应多种酶参加，且需ATP供能如图是无籽西瓜叶片净光合速率Pn（ 以CO2吸收速
15、率表示） 与胞间CO2浓度（Ci） 的日变化曲线（1）胞间CO2进入叶绿体内参与 循环。（2）在9：00至11：00之间，净光合速率Pn升高，此阶段发生的变化还有 。A经气孔释放的CO2增多 B单个叶绿素A分子的氧化性不断增强 C供给三碳化合物还原的氢增多 D单个叶绿素A分子吸收的光能持续增多（3）据图分析，下列说话正确的是 ：在13：00时刻，温度导致叶片气孔关闭，光合作用停止 在13：00至14：00之间，光合放出O2速率上升14：00后Pn下降，限制叶片光合作用因素是光照强度 17：00后叶片的Ci快速上升，说明光合放出CO2速率上升课后检测3（1）在光照充足但胞间二氧化碳浓度相对不足的
16、情况下，光呼吸会加强。根据所学知识和图1推测其生物学意义是 。（多选）A产生更多的C3，生成更多的糖类 B产生一定量的二氧化碳，弥补胞间二氧化碳相对不足C消耗光反应所产生的多余ATP和NADPH D使C5化合物更多与氧气结合，减少C5化合物与二氧化碳结合，降低光合速率（2）GOC型水稻净光合速率高于野生型水稻，据图1分析其原因是 。AGOC型水稻由C5生成C2的能力比野生型弱 BGOC型水稻新增的代谢途径，直接加速了C3再生C5CGOC型水稻通过新增的代谢途径，减少了二氧化碳损失 DGOC型水稻内GLO、OXO、CAT的酶活比光合作用酶活高课后检测4植物体内存在一条在光照下才能进行的呼吸作用（光呼吸），如图1中虚线所示。但是光呼吸会降低净光合速率，因此降低光呼吸被认为是提高光合作用产量的有效途径之一。为了证实这一观点，2019年我国科研人员构建了转基因水稻（GOC），其新增的代谢路径如图1阴影所示（其中的GLO、OXO、CAT是催化该代谢路径的三种酶）。同时，他们还测定了GOC型转基因水稻和野生型水稻的净光合速率，结果如图2所示。
