1、专题三：光合作用与呼吸作用专题三：光合作用与呼吸作用一、有氧呼吸一、有氧呼吸P93-94P93-941 1、C C6 6H H1212O O6 6酶酶2 C2 C3 3H H4 4O O3 3+4H+4H+少量能量少量能量场所：场所：2 2、场所：场所：2 2 C C3 3H H4 4O O3 3 +6H6H2 2O O酶酶6CO6CO2 2 +20H+20H+少量能量少量能量3 3、场所：场所：24H24H +6O+6O2 2酶酶12H12H2 2O O +大量能量大量能量细胞质基质细胞质基质线粒体基质线粒体基质线粒体内膜线粒体内膜(2 2)过程：过程：(1 1)场所场所：细胞质基质、线粒体
2、（主要）细胞质基质、线粒体（主要）C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量能量 酶酶(3 3)有氧呼吸总反应式：有氧呼吸总反应式：(2 2)过程：过程：1 1、C C6 6H H1212O O6 6酶酶2 C2 C3 3H H4 4O O3 3+4H+4H+少量能量少量能量场所：场所：2 2、场所：场所：2 2C C3 3H H4 4O O3 3 +4H+4H酶酶2C2C2 2H H5 5OH OH+2CO+2CO2 2（同有氧呼吸）（同有氧呼吸）2 2C C3 3H H4 4O O3 3 +4H+4H酶酶2C2C3 3H H6 6O O3 3细胞质基质细胞质基质细胞质基质
3、细胞质基质酒精发酵酒精发酵乳酸发酵乳酸发酵(1 1)场所场所：细胞质基质细胞质基质 二、无氧呼吸二、无氧呼吸P94-95P94-95(3 3)无氧呼吸总反应式：无氧呼吸总反应式：C C6 6H H1212O O6 6 2C 2C2 2H H5 5OHOH +2CO+2CO2 2 +少量能量少量能量 酶酶C C6 6H H1212O O6 6 2C 2C3 3H H6 6O O3 3 +少量能量少量能量 酶酶多数植物、酵母菌、苹果果实多数植物、酵母菌、苹果果实 高等动物、乳酸菌、马铃薯块茎、高等动物、乳酸菌、马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚甜菜块根、玉米胚 三、有氧呼吸与无氧呼吸的比较三、有氧呼吸与
4、无氧呼吸的比较 呼吸方式呼吸方式有氧呼吸有氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸不不同同点点场所场所条件条件物质变化物质变化能量变化能量变化相相同同点点联系联系实质实质线粒体线粒体(主要主要)细胞质基质细胞质基质细胞质基质细胞质基质 氧气、多种酶氧气、多种酶无氧无氧 、多种酶、多种酶彻底氧化分解，彻底氧化分解，产生产生COCO2 2和和H H2 2O O 分解不彻底分解不彻底，形成形成酒精和酒精和COCO2 2或乳酸或乳酸释放出大量释放出大量能量能量只在第一阶段释放出少只在第一阶段释放出少量能量量能量，形成，形成2ATP2ATP第一阶段的反应完全相同第一阶段的反应完全相同 分解有机物，释放能量，分解有机物，释
5、放能量，形成形成ATPATP，供生命活动需要，供生命活动需要典例剖析：典例剖析：图中图中A A是是 ，其其产生的部位是产生的部位是 。丙酮酸丙酮酸和还原氢和还原氢细胞质基质细胞质基质(1 1)必须在有氧条件下进行的是必须在有氧条件下进行的是 ，可在人体细胞中进行的是，可在人体细胞中进行的是 （填序号）（填序号）。(2)(2)粮食储藏过程中有时会发生粮堆湿度增大现象，其原因是什么？粮食储藏过程中有时会发生粮堆湿度增大现象，其原因是什么？种子在有氧呼吸过程中产生了水种子在有氧呼吸过程中产生了水(3)(3)根系缺氧会导致根细胞无氧呼吸增强，实验过程中能否改用根系缺氧会导致根细胞无氧呼吸增强，实验过程
6、中能否改用COCO2 2作为检测有氧呼吸作为检测有氧呼吸速率的指标？为什么？速率的指标？为什么？不能，因为无氧呼吸可能会产生不能，因为无氧呼吸可能会产生COCO2 2(4)(4)如果是以脂肪为底物进行有氧呼吸，消耗如果是以脂肪为底物进行有氧呼吸，消耗O O2 2的量与产生的量与产生COCO2 2的量相等吗？的量相等吗？与葡萄糖相比，脂肪含与葡萄糖相比，脂肪含H H量高，因此有氧呼吸消耗量高，因此有氧呼吸消耗O O2 2的量产生的量产生COCO2 2的量。的量。细胞呼吸方式判断的依据细胞呼吸方式判断的依据重难点分析：重难点分析：1判断下列有关细胞呼吸叙述的正误(1)若细胞只进行有氧呼吸，则吸收O
7、2的分子数与释放CO2的相等。()(2)若细胞只进行无氧呼吸且产物是乳酸，则无O2吸收也无CO2释放。()(3)细胞的无氧呼吸产生的ATP比有氧呼吸的多。()(4)细胞的有氧呼吸与无氧呼吸过程中都会产生丙酮酸。()当堂练习：当堂练习：4.(2020山东，T2)癌细胞即使在氧气供应充足的条件下也主要依赖无氧呼吸产生ATP，这种现象称为“瓦堡效应”。下列说法错误的是()A“瓦堡效应”导致癌细胞需要大量吸收葡萄糖B癌细胞中丙酮酸转化为乳酸的过程会生成少量ATPC癌细胞呼吸作用过程中丙酮酸主要在细胞质基质中被利用D消耗等量的葡萄糖，癌细胞呼吸作用产生的NADH比正常细胞少当堂练习：当堂练习：光、色素、
8、酶光、色素、酶叶绿体内的叶绿体内的类囊体薄膜类囊体薄膜上上水的光解：水的光解：2H2O 4H +O2光能光能ATP的合成：的合成：ADPPi 能量（能量（光能光能）ATP酶酶光能光能ATP中活跃的中活跃的化学能化学能场所：场所：条件：条件：物质变化物质变化能量变化能量变化P103P103相关信息：相关信息：HH：NADPHNADPH，还原型辅酶还原型辅酶IIII。CO2的固定：的固定：CO2C5 2C3酶酶C3的还原：的还原：ATPH、叶绿体的叶绿体的基质基质中中ATP中中活跃活跃的的化学能化学能转变为转变为糖类糖类等等有机物中有机物中稳定稳定的的化学能化学能2C3 C5+(CH2O)酶酶糖类
9、糖类H、ATP、酶、酶条件：条件：物质变化物质变化能量变化能量变化场所：场所：四、光合作用四、光合作用P103-104P103-104光光反反应应暗暗反反应应色素分子色素分子可见光可见光C52C3ADP+PiATP2H2OO24H多种酶多种酶酶酶(CH2O)CO2吸收吸收光解光解能能固定固定还原还原酶酶光反应光反应暗反应暗反应光合作用总过程光合作用总过程 P103P103图：图：联系联系光反应阶段光反应阶段暗反应阶段暗反应阶段条件条件场所场所物质变化物质变化能量变化能量变化光光、色素、酶、色素、酶不需光、酶、不需光、酶、H、ATP叶绿体叶绿体类囊体薄膜类囊体薄膜叶绿体叶绿体基质基质中中水的光解
10、；水的光解；ATP的生成的生成CO2的固定；的固定；C3的还原的还原 ATP中活中活 跃化学能跃化学能光能光能ATP中活中活 跃化学能跃化学能有机物中稳定化学有机物中稳定化学能能光反应是暗反应的基础，为暗反应提供光反应是暗反应的基础，为暗反应提供HH和和ATPATP，暗反应为光反应提供暗反应为光反应提供ADPADP、PiPi、NADPNADP+五、光反应与暗反应的比较五、光反应与暗反应的比较5研究人员从菠菜中分离类囊体，将其与16种酶等物质一起用单层脂质分子包裹成油包水液滴，从而构建半人工光合作用反应体系。该反应体系在光照条件下可实现连续的CO2固定与还原，并不断产生有机物乙醇酸。下列分析正确
11、的是A产生乙醇酸的场所相当于叶绿体基质B该反应体系不断消耗的物质仅是CO2C类囊体产生的ATP和O2参与CO2固定与还原D与叶绿体相比，该反应体系不含光合作用色素当堂练习：当堂练习：光合作用光合作用有氧呼吸有氧呼吸场所场所条件条件物质物质变化变化能量能量变化变化实质实质联系联系光、色素、酶、H2O和CO2叶绿体细胞质基质、线粒体O2、酶、H2O、C6H12O6无机物转变成有机物有机物氧化分解成无机物 ATP中活跃化学能光能糖类等有机物中稳定化学能C6H12O6等有机物稳定的化学能 ATP中活跃化学能和热能合成有机物，储存能量分解有机物，释放能量光合作用为呼吸作用提供物质（有机物、O2）；呼吸作
12、用为光合作用提供原料（CO2）六、光合作用和有氧呼吸的比较六、光合作用和有氧呼吸的比较典例剖析：典例剖析：七、光合作用中七、光合作用中C C3 3、C C5 5、HH、ATPATP的变化分析的变化分析1 1、光下的植物突然、光下的植物突然停止光照停止光照后，后，C C5 5化合物和化合物和C C3 3化合物的含量如何变化？化合物的含量如何变化？停止光照光反应停止H ATPC3还原受阻C3 C5 2 2、光下的植物突然、光下的植物突然停止停止COCO2 2的供应后，的供应后，C C5 5化合物和化合物和C C3 3化合物的含量如何化合物的含量如何变化？变化？停止CO2供应 CO2 固定停止C3
13、C5 规律：规律：C C3 3 和和C C5 5 的变化趋势相反；的变化趋势相反；C C5 5 和和HH、ATPATP的变化趋势相同。的变化趋势相同。H ATPATP、H 消耗，(1)类胡萝卜素在红光区吸收的光能可用于光反应中ATP的合成。()(2)叶片在640660nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的。()(3)在叶绿体中可进行CO2的固定但不能合成ATP。()(4)光合作用中CO2可直接被NADPH还原，再经过一系列的变化形成糖类。()(5)通常，红外光和紫外光可被叶绿体中的色素吸收用于光合作用。()(6)在适宜反应条件下，用白光照射离体的新鲜叶绿体一段时间后，突然改用光照强度
14、与白光相同的红光照射，则未被还原的C3上升。()(7)若将叶绿体置于蓝紫光下，则不会有氧气产生。()BR RACO2浓度CO2的的释放释放量量O无氧呼吸消失点P有氧呼吸无氧呼吸产生的CO2量无氧呼吸和有氧呼吸释放的CO2量相等只进行有氧呼吸的点AB=BCCO2产生量最少COCO2 2释释放放总总量量QD无氧呼吸E八、呼吸作用的影响因素八、呼吸作用的影响因素有机物消耗最少。只进行无氧呼吸；同时进行有氧呼吸和无氧呼吸；只进行有氧呼吸；O2浓度0时，0O2浓度D时，O2浓度D时，O2浓度E时，E应用：应用：中耕松土促进植物根部有氧呼吸；中耕松土促进植物根部有氧呼吸；酿酒时酿酒时先通先通O O2 2再
15、密封再密封；低氧（低氧（R R点对应的点对应的O O2 2浓度，即浓度，即E E点）点）储存粮食、果蔬。储存粮食、果蔬。图乙中从c点开始也是只进行有氧呼吸，并且c点以后随着氧气浓度在一定范围内的增大，有氧呼吸还会加强。另外，图乙中a点、b点、c点的有氧呼吸强度逐步增强，而无氧呼吸强度逐步减弱，c时降为0。八、呼吸作用的影响因素八、呼吸作用的影响因素九、光合作用的影响因素九、光合作用的影响因素1 1、光照强度、光照强度A A点：点：光照强度为光照强度为0 0（黑暗），（黑暗），只进行细胞呼只进行细胞呼吸吸，COCO2 2释放量释放量代表此时的代表此时的呼吸强度呼吸强度。ABAB段：段：随光照强度
16、随光照强度增强增强，光合作用逐渐，光合作用逐渐增强增强，C CO O2 2释放量逐渐释放量逐渐减少减少,因部分因部分C CO O2 2用于光合作用于光合作用。用。总总光合作用速率细胞呼吸速率光合作用速率细胞呼吸速率B B点：点：此时细胞呼吸释放的此时细胞呼吸释放的COCO2 2全部用于光全部用于光合作用，即合作用，即总光合作用速率总光合作用速率=细胞呼吸速率，细胞呼吸速率，即即光补偿点光补偿点。BCBC段：段：随光照强度不断随光照强度不断增强增强，光合作用不断，光合作用不断增强增强。总光合作用速率细胞呼吸速率总光合作用速率细胞呼吸速率C C点：点：光合作用强度达到最强光合作用强度达到最强，此时
17、对应的，此时对应的光照强度光照强度D D称为称为光饱和点光饱和点。C C点以后：点以后：限制光合作用的不再是光照强度，限制光合作用的不再是光照强度，其他因素：其他因素：COCO2 2浓度、温度、色素和酶数量。浓度、温度、色素和酶数量。在黑暗中呼在黑暗中呼吸释放吸释放COCO2 2量量呼吸速率呼吸速率光补偿点光补偿点光饱和点光饱和点净光净光合速合速率率总光总光合速合速率率总光合速率净光合速率+呼吸速率 A:A:只进行呼吸作用只进行呼吸作用ABAB：光合作用光合作用 呼吸作用呼吸作用在一定范围内在一定范围内,植物光合速率随植物光合速率随COCO2 2浓度的增大浓度的增大而而 增加增加；达到一定浓度
18、时达到一定浓度时,再增加再增加COCO2 2浓度浓度,光合速率也光合速率也不再增加不再增加。图图1 1中中B B点点表示光合作用速率表示光合作用速率=细胞呼吸速率时的细胞呼吸速率时的COCO2 2浓度，浓度，即即COCO2 2补偿点补偿点,D D点点表示表示COCO2 2饱和点饱和点；图图2 2中中AA点点表示进行光合作用所需环境中表示进行光合作用所需环境中COCO2 2的的最低浓度最低浓度。总总光光合合速速率率2 2、COCO2 2浓度浓度P点：限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随着因子的不断加强，光合速率不断提高。Q点：横坐标所表示的因素不再是影响光合速率的因子，影响因素主要为各曲
19、线所表示的因子。3 3、多因子影响、多因子影响 a点：温度降低，点：温度降低，减弱，减弱，CO2释放减少。释放减少。b点：开始进行点：开始进行 。bc段：光合作用段：光合作用 细胞呼吸。细胞呼吸。c点：光合作用点：光合作用 细胞呼吸。细胞呼吸。ce段：光合作用段：光合作用 细胞呼吸。细胞呼吸。d点：点：过高，部分或全部气孔关闭，过高，部分或全部气孔关闭，CO2供应量下降，供应量下降，出现出现“午休现象午休现象”。e点：光合作用点：光合作用 细胞呼吸。细胞呼吸。ef段：光合作用段：光合作用 细胞呼吸。细胞呼吸。fg段：停止段：停止 ，只进行，只进行 。呼吸呼吸光合作用光合作用小于小于等于等于大于大于温度温度等于等于小于小于光合作用光合作用呼吸作用呼吸作用4 4、自然环境中一昼夜植物光合作用曲线自然环境中一昼夜植物光合作用曲线5 5、密闭环境中一昼夜密闭环境中一昼夜CO2CO2和和O2O2含量的变化含量的变化(1)光合速率=呼吸速率的点：C、E。(2)图甲中N点低于虚线，该植物一昼夜表现为生长，其原因是N点低于M点，说明一昼夜密闭容器中CO2含量减少，即总光合量总呼吸量，植物生长。(3)图乙中N点低于虚线，该植物一昼夜不能生长，其原因是N点低于M点，说明一昼夜密闭容器中O2含量减少，即总光合量总呼吸量，植物不能生长。
