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1、1 第二讲光合作用和细胞呼吸 一 光合作用色素的种类 分布和功能1 绿叶中色素的提取和分离 1 提取色素的提取液是 在研磨时 需加入少许 2 色素分离的原理是利用不同色素在层析液中的不同而将其分离 分离结束后 滤纸条上从上到下依次是 叶黄素 和叶绿素b 2 叶绿体色素的分布与功能 1 叶绿体中色素都分布于 无水乙醇 SiO2和CaCO3 溶解度 胡萝卜素 叶绿素a 类囊体的薄膜上 1 2 二 光合作用的基本过程 光 酶光能 固定 还原 酶 有机物中稳定化学能 叶绿体基质 2 叶绿体色素的功能是吸收 传递和转换光能 其中叶绿素a和叶绿素b主要吸收 胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光 红光和蓝紫光 2
2、 3 三 光合作用强度及其影响因素1 光合作用强度可通过测一定时间内或的数量来定量地表示 2 影响光合作用强度的环境因素 1 光 2 空气中的浓度 3 土壤中 4 的高低 原料消耗 产物生成 光照长短光照强弱光的成分 CO2 水分和矿质营养等 温度 3 4 四 细胞呼吸的类型及其过程1 细胞呼吸的类型 1 酵母菌进行无氧呼吸的反应式为 进行有氧呼吸的反应式为 2 乳酸发酵的反应式为 3 细胞呼吸的产物CO2可用澄清石灰水溶液或水溶液检测 酒精可用溶液检测 C6H12O62C2H5OH 2CO2 少量能量 C6H12O6 6O2 6H2O6CO2 12H2O 能量 酶 酶 C6H12O62C3H
3、6O3 少量能量 酶 溴麝香草酚蓝 橙色的重铬酸钾 4 5 2 有氧呼吸的三个阶段 葡萄糖 5 6 考点一光合作用过程的理解1 光合作用中光反应与暗反应的比较 6 7 ATP H 酶 光 光酶 7 8 2 光反应和暗反应中C3 C5 ATP和CO2之间的转化关系 1 停止光照 短时间内C3 C5 ATP ADP相对含量变化 停止光照 过程 停止 ATP不再产生 ATP含量减少ADP含量增加 8 演示文稿123后等 9 10 原有ATP仍可为 过程提供能量 但由于ATP含量减少 C3还原减弱 而 过程仍进行 C3含量相对增加C5含量相对减少 即 停止光照 ATP ADP C3 C5 2 停止CO
4、2供应 短时间内C3 C5 ATP ADP相对含量变化 停止CO2供应 过程 停止 C5不再消耗 C3不再产生 原有C3仍可还原产生C5 C3含量相对减少C5含量相对增加 10 11 C3减少 C3还原减弱 ATP消耗减少 而 过程仍进行 ATP含量相对增加ADP含量相对下降 即 停止CO2供应 ATP ADP C3 C5 3 同理可分析并得出 突然增强光照 ATP ADP C3 C5 突然增加CO2供应 ATP ADP C3 C5 11 12 09 安徽卷 叶绿体是植物进行光合作用的场所 下列关于叶绿体结构与功能的叙述 正确的是 A 叶绿体中的色素主要分布在类囊体腔内B H2O在光下分解为
5、H 和O2的过程发生在基质中C CO2的固定过程发生在类囊体薄膜上D 光合作用的产物 淀粉是在基质中合成的解析叶绿体中的色素分布在类囊体薄膜上 色素吸收光能后 在类囊体薄膜上将水分解成 H 和O2 CO2从气孔进入后 与C5结合生成C3的过程称为CO2的固定 此过程发生在叶绿体基质中 C3在 H 和ATP的作用下被还原生成有机物 此过程发生在叶绿体基质中 D 12 13 在其他条件适宜的情况下 在供试植物正常进行光合作用时突然停止光照 并在黑暗中立即开始连续取样分析 在短时间内叶绿体中C3和C5化合物含量的变化是 A C3和C5都迅速减少B C3和C5都迅速增加C C3迅速增加 C5迅速减少D
6、 C3迅速减少 C5迅速增加 C 考点二影响光合作用的因素1 内部因素 1 阳生植物与阴生植物对光能利用能力不同 如下图 13 14 由图示看出 阴生植物光补偿点与光饱和点均小于阳生植物 即b b c c 因此当图中光照大于c点所对应的强度时 提高光照强度对阳生植物更有利 2 自身叶面积指数 叶片生长状况对光能利用能力不同 如下图 14 15 由甲图知 无论是栽培农作物 还是植树 养花 种植的密度都应当合理 由乙图知 农作物 果树管理后期适当摘除老叶 残叶及茎叶 以降低细胞呼吸消耗有机物 2 温度 光照强度 CO2浓度综合因素对光合作用强度的影响 1 变化曲线 如图 15 16 2 曲线分析
7、P点以前限制光合作用的因素为横坐标所示的因素 P点以后横坐标所示的因素不再是影响光合作用的唯一因素 当到达Q点时 横坐标所示的因素不再是影响光合作用的因素 要进一步提高光合速率就必须适当改变图示的其他因素 3 应用分析农业生产过程中可根据实际情况 适当改变相应因素以提高光合速率 达到增产的目的 16 17 09 辽宁 宁夏卷 请回答与光合作用有关的问题 1 甲 乙 丙三种植物光合作用强度与光照强度的关系如图所示 据图回答 强光下上述三种植物固定CO2能力最强的植物是 17 18 乙植物达到最大光合作用强度所需的最低光照强度是 a b c d 当光照强度从a到b时 植物光合作用强度增加的最快 2
8、 植物光合作用产生的O2来自H2O 还是来自CO2 请写出简单实验思路证明你的结论 解析光照强度可以影响植物光合作用强度 当光照强度为d时 比较三种植物可知 甲的光合作用强度最大 固定的CO2最多 根据图中曲线知 当光照强度达到c后 再增加光照强度 乙植物的光合作用强度不再增加 因此乙植物达到最大光合作用所需的最低光照强度为c 当光照强度从a到b时 甲曲线的斜率最大 甲 18 19 植物光合作用强度增加最快 植物光合作用产生的O2来自H2O 可用同位素标记法进行验证 可分别将C18O2和H218O提供给两组相同的植物 分析两组植物光合作用释放的氧气 18O2仅出现在H218O标记的植物中 则可
9、证明O2来自H2O 答案 1 甲 c 甲 2 来自于H2O 分别将C18O2和H218O提供给两组相同植物 分析两组植物光合作用释放的氧气 18O2仅在标记H218O组植物中产生 即可证明上述结论 19 20 请回答下列有关光合作用的问题 1 光合作用受到温度 二氧化碳和光照强度的影响 其中 光照强度直接影响光合作用的过程 二氧化碳浓度直接影响光合作用的过程 2 甲图表示在二氧化碳充足的条件下 某植物光合速度与光照强度和温度的关系 在温度为10 光照强度大于千勒克司时 光合速度不再增加 当温度为30 光照强度小于L3千勒克司时 光合速度的限制因素是 根据甲图 在乙图的坐标上标出光照强度为L2千
10、勒克司 温度分别为10 20 和30 时的光合速度 20 21 21 22 3 丙图表示A B两种植物的光合速度与光照强度的关系 当在千勒克司光照强度条件下 A B两种植物的光合速度相同 A植物在光照强度为9千勒克司时 2小时单位叶面积可积累葡萄糖mg 计算结果保留一位小数 相对原子质量C 12 H 1 O 16 A植物在1天内 12小时白天 12小时黑夜 要使有机物积累量为正值 白天平均光照强度必须大于千勒克司 22 23 解析 1 光反应在有光的条件下才能进行 暗反应的主要反应是二氧化碳的固定和还原 二氧化碳是主要的反应原料 2 分析图甲可知 在温度为10 光照强度大于L1时 曲线基本与横
11、轴平行 即光合速度不再增加 当温度为30 光照强度小于L3时 还未达到光照饱和点 限制因素是光照强度 光照强度为L2 10 时 光合速度为2 20 时 光合速度为4 30 时 光合速度为4 在坐标中描出三个点即可 按照题目要求不要连线 3 图丙中在6千勒克司时 A植物光合速度为 4 4 8mg h 单位叶面积 B植物光合速度为 2 6 8mg h 单位叶面积 两者光合速度相同 解题时注意考虑两种植物的呼吸量 本题易被误认为两 曲线的交点时光合速度相同 积累量为光合作用净 23 24 量 根据光合作用反应式可得出每小时积累量为5 45mg h 单位叶面积 2小时积累量约为10 9mg A植物一夜
12、消耗有机物量为4mg h 单位叶面积 12 48mg h 单位叶面积 则白天有机物积累量必须大于24mg h 单位叶面积 根据丙图可知6千勒克司时 白天12小时积累葡萄糖的量为4mg h 单位叶面积 12 48mg h 单位叶面积 正好与夜间呼吸消耗相等 由此可见 要使有机物积累量为正值 白天平均光照强度必须大于6千勒克司 答案 1 光反应暗反应 2 L1光照强度 见下图 3 6 10 9 6 24 25 误区警示图丙纵轴正值表示CO2吸收速率 即表观光合速率 负值表示CO2释放速率 即呼吸速率 植物固定CO2量应为真正光合速率 若不能正确读懂丙图表示的含义 则易误认为在两曲线相交点的光照强度
13、时 A B两植物固定CO2量相同 25 26 考点三光合作用与呼吸作用的关系1 光合作用与呼吸作用的关系图 26 27 2 光合作用和呼吸作用中的物质循环 1 H 的来源及去路分析 27 28 2 CO2中C和O的转化 28 29 点拨光合作用和呼吸作用过程的分析 1 分析元素转移时 应从原子守恒角度分析 并牢记光合作用产生的O2全部来自于H2O 有氧呼吸中O2全部用于生成H2O 2 考查物质转化时 题干中常限定转化时间 若是 短时间内 一般只考虑光合作用或细胞呼吸 若是 若干时间 足够长时间 则应光合作用和细胞呼吸同时考虑 29 30 3 ATP的来源及去路分析 30 31 3 光合作用和呼
14、吸作用中的能量流动 09 广东卷 在充满N2与CO2的密闭容器中 用水培法栽培几株番茄 CO2充足 测得系统的呼吸速率和光合速率变化曲线如下图 请回答问题 31 32 1 6 8h间 光合速率 大于 小于 呼吸速率 容器内的O2含量 CO2含量 植株干重 2 9 10h间 光合速率迅速下降 推测最可能发生变化的环境因素是 10h时不再产生ATP的细胞器是 若此环境因素维持不变 容器内的O2含量将逐渐下降并完全耗尽 此时另一细胞器即停止ATP的合成 成为ATP合成的唯一场所 3 若在8h时 将容器置于冰浴中 请推测呼吸速率会出现的变化及其原因 32 33 解析 1 由图示知 6 8h时 光合速率
15、大于呼吸速率 容器内O2含量逐渐上升 CO2含量逐渐下降 植株积累有机物 干重增加 2 9 10h 光合速率突然下降至0 最可能的原因是光照停止 10h时光合作用完全停止 叶绿体内不再进行光合作用 叶绿体内ATP不再产生 若此环境因素维持不变 容器内的O2含量将逐渐下降并完全耗尽 此时线粒体有氧呼吸停止 线粒体内ATP不再产生 只有细胞质基质进行无氧呼吸合成少量的ATP 3 若在8h时 将容器置于冰浴中 容器温度下降 酶的活性降低 呼吸速率减慢 答案 1 大于增加减少增加 2 光照叶绿体线粒体细胞质基质 3 呼吸速率变慢 原因是外界温度降低 导致细胞呼吸酶的活性降低 33 34 09 浙江卷
16、下列关于植物光合作用和细胞呼吸的叙述 正确的是 A 无氧和零下低温环境有利于水果的保鲜B CO2的固定过程发生在叶绿体中 C6H12O6分解成CO2的过程发生在线粒体中C 光合作用过程中光能转变为化学能 细胞呼吸过程中化学能转变为热能和ATPD 夏季连续阴天 大棚中白天适当增加光照 夜晚适当降低温度 可提高作物产量解析无氧时细胞会进行无氧呼吸 产生酒精对细胞有毒害作用 零下低温环境会使细胞中的水结冰 破坏水果的营养成分 达不到保鲜的目的 CO2的固定过程发 34 35 发生在叶绿体中 分解发生在细胞质基质中 CO2的生成在线粒体中 光合作用过程中光能转变为化学能 细胞呼吸过程中化学能转变为热能 ATP中的化学能以及其他形式的能 如电能 光能等 夏季连续阴天 大棚中白天适当增加光照 提高光合作用的强度 夜晚适当降低温度 降低酶的活性 从而降低呼吸消耗 以利于作物产量的提高 故D正确 答案D 35 36 例1将含14C标记的CO2提供给绿藻进行光合作用 图甲 图乙表示一部分实验结果 图甲所示的过程是进行光照15分钟后 突然变成黑暗 图乙所示的过程是在光照条件下 供给浓度为1 的CO2 5分
