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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,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
2、主要吸收蓝紫光。,红光和蓝紫光,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,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。,C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+少量能量,C6H12O
3、6+6O2+6H2O 6CO2+12H2O+能量,酶 ,酶 ,C6H12O6 2C3H6O3 +少量能量,酶 ,溴 麝香草酚蓝,橙色的重铬酸钾,5,2.有氧呼吸的三个阶段,葡萄糖,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,7,ATP、H 酶,光,光 酶,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,9,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
4、,即：停止光照，ATP，ADP，C3，C5 （2）停止CO2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,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,（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 （）
5、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,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
6、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.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,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bb，cc。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,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
7、度综合因素对光合作用强度的影响 （1）变化曲线（如图）,15,（2）曲线分析 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,（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,乙植物达到最大光
8、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）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,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
9、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,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、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L2千勒克司，温度分别为10、20和30时的光合速度。,20,21,（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C12，H1，O16） 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,解析 （1
11、）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）=8 mg/h单位叶面积，B植物光合速度为（2+6）=8 mg/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
12、交点时光合速度相同）。积累量为光合作用净,23,量，根据光合作用反应式可得出每小时积累量为5.45 mg/h单位叶面积，2小时积累量约为10.9 mg；A植物一夜消耗有机物量为4 mg/h单位叶面积12=48 mg/h单位叶面积，则白天有机物积累量必须大于24 mg/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4 mg/h单位叶面积12=48 mg/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,误区警示 图丙纵轴正值表示
13、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时，A、B两植物固定CO2量相同。,25,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,26,2.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,（2）CO2中C和O的转化,28,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
14、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,（3）ATP的来源及去路分析,30,3.光合作用和呼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,（1）68 h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）910 h间，光合速率迅速下降，推测最可能发生 变化的环境因素是 ；10 h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，
15、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8 h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,解析 （1）由图示知，68 h时，光合速率大于呼吸速率，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）910 h，光合速率突然下降至0，最可能的原因是光照停止；10 h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8 h时，
16、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,（09浙江卷）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ATP D.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,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）；
