第五章第三、四节 细胞呼吸与光合作用复习（共45张PPT）

(共45张PPT)
细胞呼吸与光合作用复习
光合作用概念：是绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成为储存能量的有机物,并且释放出氧气的过程。
光合作用的场所——叶绿体
色素
叶绿素
类胡萝卜素
叶绿素a
叶绿素b
叶黄素
胡萝卜素
吸收可见的太阳光
叶绿素主要吸收红光和蓝紫光
类胡萝卜素主要吸收蓝紫光
色素分子
可见光
C5
2C3
ADP+Pi
ATP
2H2O
O2
4[H]
多种酶
酶
C6H12O6+H2O
CO2
吸收
光解
能
固定
还原
酶
光反应
暗反应
光合作用的过程
　　光反应为暗反应提供了[H]和ATP；暗反应为光反应提供ADP和Pi。
暗反应
光反应
项目
联系
能量转换
物质变化
条件
部位
ATP中活跃的化学能→
有机物中稳定的化学能
多种酶、CO2
叶绿体基质中
CO2+C5 2C3
酶
2C3 （CH2O）
酶
[H] ATP
①CO2的固定：
②C3的还原：
光能→
ATP中活跃的化学能
光、色素、酶、水
叶绿体基粒囊状膜上
②ATP的合成 ： ADP+Pi+能量 ATP
酶
①水的光解 ： 2H2O 4[H]+O2
光
光
光合作用光反应与暗反应的区别
光合作用的反应式：
6CO2+H2O
（CH2O）+O2
光能
叶绿体
呼吸作用的概念：生物体内的有机物经过一系列的氧化分解最终生成二氧化碳或其他产物，并且释放出能量的过程。
C6H12O6
能量（少）
I + 能量(多）
酶
酶
能量（少）
酶
细胞质基质
线粒体
有氧呼吸的过程
散失
散失
散失
34ATP
①
②
③
A
B
[H]少
2丙酮酸
C
2ATP
D
E
6CO2
6H2O
F
[H] 多
G
2ATP
H
6O2
12H2O
C6H12O6
能量（少）
12H2O + 能量(多）
酶
酶
能量（少）
酶
细胞质基质
线粒体
散失
散失
散失
34ATP
①
②
③
[H]少
2丙酮酸
2ATP
6CO2
6H2O
[H] 多
2ATP
6O2
2酒精+2CO2 +能量
酶
2乳酸+能量
酶
有氧呼吸和无氧呼吸过程有何异同
C6H12O6 + 6H2O + 6O2
酶
6CO2 + 12H2O + 能量
C6H12O6
酶
2C2H5OH（酒精）+ 2CO2 + 能量
1、有氧呼吸的反应式
2、无氧呼吸产生酒精的反应式
3、无氧呼吸产生乳酸的反应式
C6H12O6
酶
2C3H6O3 （乳酸）+ 能量
请写出以下的反应式
光合作用与有氧呼吸的比较
光合作用 有氧呼吸
区别 场所 叶绿体 主要在线粒体
所需条件 光、温度、酶、色素 O2、温度、酶
物质变化 无机物合成有机物 有机物分解成二氧化碳或其它产物
能量变化 光能转变成稳定的化学能 有机物中的化学能释放出来，转移给ATP
联系 光合作用为有氧呼吸提供有机物、O2；呼吸作用为光合作用提供CO2；
例1
（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[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：叶绿体中的色素主要分布在类囊体膜上，H2O在光下分解的过程也是在类囊体膜上进行的，CO2的固定和淀粉的合成发生在暗反应中，在叶绿体的基质中进行。所以D正确。
答案：D
例2
（2008 江苏）下列关于叶绿体和光合作用的描述中，正确的是
A．叶片反射绿光故呈绿色，因此日光中绿光透过叶绿体的比例最小
B．叶绿体的类囊体膜上含有自身光合作用所需的各种色素
C．光照下叶绿体中的ATP主要是由光合作用合成的糖经有氧呼吸产生的
D．光合作用强烈时，暗反应过程直接将3个CO2分子合成一个三碳化合物
解析：考查叶绿体的结构、功能的有关知识，难度较大。在近几年的高考题中时常出现。因此，在复习时要注重对基础知识的复习。
答案：B
例3
（2008广东理基）提取光合色素，进行纸层析分离，对该实验中各种现象的解释，正确的是
A．未见色素带，说明材料可能为黄化叶片
B．色素始终在滤纸上，是因为色素不溶于层析液
C．提取液呈绿色是由于含有叶绿素a和叶绿素b
D．胡萝卜素位于滤纸最前方，是因为其在提取液中的溶解度最高
解析：绿色植物体内色素的含量比例的变化是叶片颜色变化的重要内在因素，色素的提取和色素的颜色及作用是进行光合作用的基础点。
答案：C
例4
关于真核细胞呼吸正确的说法是 （ ）
A．无氧呼吸是不需氧的呼吸，因而其底物分解不属于氧化反应
B．有氧呼吸的酶存在于细胞质基质、线粒体内膜、线粒体基质
C．蓝藻能进行有氧呼吸，所需要的酶都存在于线粒体中
D．细菌没有细胞器，能进行的异化作用都是无氧呼吸
解析：细胞的呼吸是代谢过程的重要生理作用，一些生物的代谢类型及代谢所需要的内部条件成了学生学习的难点。
答案：B
表达光合作用强度的指标有多种
1.光合作用强度或光合作用速率
2. CO2的吸收速率、氧气的释放速率
3.有机物的变化速率
4.叶片上浮的速率
5.溶液PH值的变化等
O
影响因素
CO2浓度
→曲线分析
O：
A：
B：
A′：
光合作用吸收的CO2等于呼吸作用放出的CO2
光合作用强度达到最大时所需的最小CO2浓度
开始光合作用所需的最小CO2浓度
只有呼吸作用，呼吸作用放出的CO2
考查：起点、交点、转折点三点的含义
影响因素
CO2浓度
→曲线分析
O
C D
曲线中OA、AC、CD段表示：
曲线中OA、AC、CD的变化原因：
考查：曲线含义、曲线上升下降的原因
二氧化碳的含量
光合作用的强度
0
A B C
空气中CO2的含量最可能是哪一点？
应用：
中午开棚通风
实践应用
CO2
吸
收
量
O
释
放
量
光强度
影响因素
2.光照强度
→曲线分析
O2
吸
收
量
O
释
放
量
光强度
C
A
B
A
B
光照强度
0
吸收
CO2
阳生植物
阴生植物
B：光补偿点
C：光饱和点
C
释放
CO2
应用：
间作
实践应用
影响因素
3. 温度
→曲线分析
→实践应用
影响因素
4.水分供应
1.缺少原料直接影响光合作用
2.会导致叶片气孔关闭，限制CO2进入叶片，从而间接影响光合作用。
缺水：
水过多：
会导致根部缺少氧气，限制植株的代谢，
从而间接影响光合作用。
→实践应用
合理灌溉
曲线分析：
分析比较各图中P、Q点的主要影响因素是什么？
光强度、温度和二氧化碳浓度对光合作用的影响是综合性的。
通过对曲线的分析，你能得出什么结论？
影响因素
1. 温度
→曲线分析
适量提高白天的温度，适量降低夜晚的温度
→实践应用
遇上阴雨连绵的白天怎么办？
2. 氧气
影响因素
→曲线分析
→实践应用
有氧呼吸
无氧呼吸
生产中常利用降低氧气的浓度能够抑制细胞呼吸，减少有机物消耗这一原理来延长蔬菜、水果等的保鲜时间。
3.水分
在储藏作物种子时，将种子风干，以减弱细胞呼吸，减少有机物的消耗。
影响因素
→曲线分析
→实践应用
例5
（09江苏）某研究性学习小组采用盆栽实验，探究土壤干旱对某种植物叶片光合速率的影响。实验开始时土壤水分充足，然后实验组停止浇水，对照组土壤水分条件保持适宜，实验结果如下图所示。下列有关分析正确的有
A．叶片光合速率随干旱时间延长而呈下降趋势
B．叶片光合速率下降先于叶片叶绿素含量下降
C．实验2-4天，光合速率下降是由叶片叶绿素含量下降引起的
D．实验2-4天，光合速率下降可能是由叶片内CO2浓度下降引起的
例5
解析：本题考查光合作用相关知识。从图甲中可以看出实验组干旱其光和速率随干旱时间延长下降，所以A正确；图甲中光和速率下降时间在第2 天，图乙叶绿素含量下降在第4天，所以B正确；从图乙看出实验2-4天，叶片叶绿素含量并没有下降，所以C错误；实验2-4天，由于干旱叶片气孔关闭，叶片内CO2浓度下降可能会引起的光合速率下降。
答案：ABD
例6
（07 上海）下图表示三种植物叶片光合作用速度的日变化。请据图回答。
(1)光合作用速度与呼吸作用速度相等的时刻，a植物叶片出现在________，c植物叶片出现在 ________。
(2)在6：00—8：00时之间，单位时间内吸收CO2最多的是________植物叶片。
(3)b植物叶片在晴天中午光照强烈时，光合作用速度出现了低谷，这一现象被称为光合作用的“午休现象”。产生这一现象的主要原因有________。
(4)从图中结果推测，三种植物一天内有机物积累量多少的顺序是________＞________＞________。
(5)在一定的CO2浓度和适宜温度下，把某植物叶片置于5千勒克司(光合作用速度44mgCO2／100cm2叶 小时)光照下14小时，其余时间置于黑暗中(呼吸作用速度6．6mgCO2／100cm2叶 小时)，则一天内该植物每25cm2叶片葡萄糖积累量为_____。
例6
解析：气孔关闭，光合作用所需要的二氧化碳从外界吸收的量明显减少，但不为零。如某些植物夏天中午出现的“午休”现象，“午休”时光合作用仍明显大于呼吸作用，而不是想象的那样与呼吸作用强度相等（光合作用吸收的二氧化碳量等于呼吸作用释放的二氧化碳量）。同理，氧气也可通过关闭的气孔，只是通气量较少而已。
答案： （1）19：00、5：00 10：00、15：00 （2）b
（3）中午光照强烈，为减少体内水分散失，气孔关闭，通过气孔进入的CO2量减少
（4）在10：00--．15：00时之间，光合作用速度为负值，其余时间为正值。
（5）a>b>c （6）78
例7
将状况相同的某种绿叶分成四等组，在不同温度下分别暗处理1h，再用适当的相同的光照射1h,测其重量变化（假设在光下和黑暗条件下，细胞呼吸消耗有机物量相同），得到如下表的数据。分析并回答问题：
(1)该探究实验中，属于自变量的是_____，属于因变量的有___
(2)根据本实验所测数据，该绿叶细胞呼吸的最适温度是______
(3)第一组增重______ mg/h
(4)根据本探究实验的结果可以推测，对温室大棚农作物生产实践的指导意义是 ____________
组别 1 2 3 4
温度/℃ 27 28 29 30
暗处理后重量变化/mg －1 －2 －3 －1
光照后与暗处理前重量变化/mg ＋3 ＋3 ＋3 ＋1
例7
答案：（1）温度 绿叶每小时细胞呼吸消耗有机物的量或绿叶光照1小时积累有机物的量
（2）29℃ （3）4 （4）在一定的光照强度下，适当提高温度有利于提高农作物产量
1771年,普利斯特利指出:植物可以更新空气成分;
1779年,英格豪斯发现:普利斯特利的实验只有在光下才能成功。
1785年，人们发现了空气成分才明确在光下植物放出的是氧气，吸收的是二氧化碳。
1845年，梅耶指出：在进行光合作用时，光能转变成了化学能储存起来。
1864年，萨克斯实验发现：光合作用的产物除氧气外还有淀粉。
1939年，鲁宾和卡门用同位素标记法发现：光合作用释放的氧来自水。
1.光合作用的发现历程
（1）实验原理：
色素不溶于水，而溶于有机溶剂，使用无水乙醇提取色素
不同的色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散的快，反之则慢。
（2）实验步骤（略）
提取原理：
分离原理：
二、叶绿体中的色素的提取和分离
胡萝卜素
（3）实验现象
叶黄素
叶绿素a
叶绿素b
（4）异常现象的分析
若色素提取液呈淡绿色的，其原因有
① 选取的叶片颜色不是浓绿色，色素含量少
② 加入的无水乙醇过多，色素溶液浓度小
③ 未加碳酸钙或加入的过少，色素分子部分破坏
④ 研磨不充分，色素未能充分提取出来
若色素带颜色较浅，其原因有
① 选取的叶片颜色不是浓绿色，色素含量少
② 加入的无水乙醇过多，色素溶液浓度小
③ 未加碳酸钙或加入的过少，色素分子部分破坏
④ 研磨不充分，色素未能充分提取出来
⑤ 划滤液细线的次数太少，滤纸条上的色素含量少
⑥ 层析时，部分滤液细线已触及层析液
明确实验目的
探究酵母菌的呼吸方式
理解实验原理
生物学原理：酵母菌在有氧和无氧条件下都能生存，属于兼性厌氧型微生物。
检测原理：细胞呼吸产生的CO2可以使澄清的石灰水变浑浊，无氧呼吸产生的酒精可使酸性重铬酸钾溶液变灰绿色。
作出实验假设
酵母菌在有氧、无氧条件下均能进行细胞呼吸（或其他合理假设）。
二、探究酵母菌的呼吸方式
设计实验步骤
Ⅰ.选择器材是关键。器材包括仪器、药品和该实验最佳的生物学材料。
Ⅱ.确定自变量。根据实验原理—“酵母菌在有氧和无氧条件下都能生存”，确定实验的自变量是培养液中O2的控制（是否无O2 /通入O2）。
Ⅲ. 控制好无关变量（同时考虑等量对照、条件适宜、重复实验等）。
Ⅳ. 确定观察指标项（由因变量能否直接被观察、测定来确定）。本实验中观察的是什么？
预测实验结果
由于自变量为培养液中O2的有无，因此可能的结果理论上有四种，但实际上酵母菌不可能不进行细胞呼吸，因此排除其在有氧、无氧条件下都不能进行细胞呼吸的假设，预测结果3种
反思实验本身
反思是对探究过程的再思考，既是对原有过程的总结，修正原有实验设计过程和设计思想，并进一步探究新的问题。
完成实验分析数据
(07广东卷)（1）甲同学利用新鲜的玉米绿色叶片进行“叶绿体色素提取和分离”实验，在滤纸上出现了四条清晰的色素带，其中呈黄绿色的色素带为 。
（2）该同学改变层析液组成后继续进行实验，滤纸条上只出现了黄、绿两条色素带。他用刀片裁出带有色素带的滤纸条，用乙醚分别溶解条带上的色素，浓缩后用一分析仪器检测，通过分析色素溶液的 来判断条带的色素种类。
（3）实验结束几天后，乙、丙两同学发现部分预留叶片已变黄。乙同学认为这是由于叶片中某些色素降解所造成的，丙同学则认为某些色素含量增加。根据所学知识，你将如何设计实验来判断两个同学的观点是否正确？
例8
例8
解析：（1）注意，如果要分析色素的种类，必须要通过一定的仪器分析其吸收的光谱才能判断出色素的种类。
（2）实验要解决的问题是叶片变黄是什么原因造成的？争论的焦点是变黄是由于某些色素的分解还是某些色素的增加。因此，在实验设计时，要设置对照实验，进行色素的提取和分离，通过比较色素的组成及含量后，得出结论。
答案：（1）叶绿素b （2）吸收光谱。
(3）从预留的叶片中挑选出足量的、份量相等、大小相近的已变黄的叶片和尚未变黄的叶片为实验材料，在相同条件下，再次进行叶绿体色素的提取分离实验， 测定和记录实验结果，比较这两种叶片各种色素的组成及含量后，得出结论。
例9
某生物实验小组为“探究酵母菌呼吸方式”设计了如下实验装置。请据图回答：
（1）利用甲、乙试管来探究酵母菌呼吸方式时，可以探知酵母菌是否进行 呼吸，其方程式是 。为减少实验误差，空气泵泵入的气体中应去除 。
（2）在利用丙、丁试管探究酵母菌呼吸方式时，用石蜡油密封酵母菌和葡萄糖液，防止试管上部空气中O2进入反应混合液，为实验提供无氧条件。除此之外，还需要对葡萄糖溶液进行 处理，然后再加入活化的酵母菌。
（3）此装置能否用于探究乳酸菌的呼吸方式 。
（4）为减少实验材料的浪费，使酵母菌反复使用，解决的办法是 。
（5）请根据以上实验装置，预期可能的实验现象及结论
① ；
② ；
③ 。
例9
答案：（1）有氧
C6H12O6＋6O2＋6H2O 6CO2 +12H2O＋能量（不完整不得分，能量不能写E或Q或ATP） CO2 （2）煮沸、冷却 （3）不能，
（4）把酵母菌改为固定化酵母细胞（答出此意均可）
（5）①甲、丁试管中溶液均变浑浊，酵母菌既可进行有氧呼吸，又可以进行无氧呼吸；②甲试管中溶液变浑浊，乙试管不变浑浊，酵母菌可进行有氧呼吸，不进行无氧呼吸；③甲试管中溶液不变浑浊，乙试管变浑浊，酵母菌可进行无氧呼吸，不进行有氧呼吸。