光合作用和呼吸作用

1、考點(diǎn)一、光合作用（一）葉綠素與光合作用的場所1光合色素 葉綠素a (藍(lán)綠色） 葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光葉綠素b (黃綠色） 色素 胡蘿卜素 （橙黃色） 類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光葉黃素 （黃色）2.光合作用進(jìn)行的場所捕獲光能的結(jié)構(gòu)葉綠體的結(jié)構(gòu)：外膜，內(nèi)膜，基質(zhì)，基粒（由類囊體構(gòu)成），與光合作用有關(guān)的酶分布于基粒的類囊體及基質(zhì)中。光合作用色素分布于類囊體的薄膜上。（三）光合作用的過程1.總過程酶 總反應(yīng)式：CO2+H2O （CH2O）+O2 其中，（CH2O）表示糖類。 葉綠體2.光反應(yīng)和暗反應(yīng)的區(qū)別和聯(lián)系光反應(yīng)階段暗反應(yīng)階段進(jìn)行場所葉綠體類囊體薄膜葉綠體基質(zhì)所需條件光、色素、酶酶、H、ATP物

2、質(zhì)變化水的光解：H2OH+02ATP的合成：ADP+PiATPCO2的固定：CO2+C52C3C3的還原：C3+H+ATP（CH2O）+C5ATP的水解：ATPADP+Pi能量轉(zhuǎn)換光能ATP中活躍的化學(xué)能ATP中活躍的化學(xué)能有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能聯(lián)系光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供H、ATP （3）CO2濃度：CO2是暗反應(yīng)的原料，CO2濃度高低直接影響反應(yīng)的速度。（4）礦質(zhì)元素：例如鎂是葉綠素的組成成分，氮是光合酶的組成成分，磷是ATP分子的組成成分。（5）水分：水分是光合作用原料之一，缺少時(shí)可使光合速率下降。（6）日變化：光合速率在一天中有變化，一般與太陽輻射進(jìn)程相符合，但也有例外，如炎熱夏天，中午前后光

3、合速率下降（氣孔關(guān)閉，CO2供給不足）。2.提高作物產(chǎn)量的途徑途徑措施或方法延長光時(shí)補(bǔ)充光照增大光合作用面積間作、合理密植提高光合作用效率控制適宜光強(qiáng)、提高CO2濃度（如通風(fēng)）、合理施肥（供應(yīng)適量必需礦質(zhì)元素）提高凈光合作用速率維持適當(dāng)晝夜溫差（白天適當(dāng)升溫，晚上適當(dāng)降溫）（五） 葉綠體色素的提取和分離觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果：最后濾紙條上將分離出四條色素帶，顏色從上往下分別是橙黃色、黃色、藍(lán)綠色和黃綠色，四種色素分別是胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a和葉綠素b。 考點(diǎn)二、呼吸作用（一）有氧呼吸和無氧呼吸的過程圖解2有氧呼吸和無氧呼吸的比較類型有氧呼吸無氧呼吸必需條件氧和酶不需氧，但必須有酶催化場所細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)(

4、階段)線粒體(和階段)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)(和兩階段)物質(zhì)變化能量釋放產(chǎn)生大量能量產(chǎn)生少量能量特點(diǎn)有機(jī)物徹底分解，能量完全釋放有機(jī)物沒徹底分解，能量沒完全釋放聯(lián)系第一階段完全相同 實(shí)質(zhì)相同：分解有機(jī)物，釋放能量3.過程分析(1)無氧呼吸的第二階段是第一階段產(chǎn)生的H將丙酮酸還原為C2H5OH和CO2或乳酸的過程。(2)有氧呼吸H2O即是反應(yīng)物，又是生成物，且H2O中的氧全部來自于O2。(3)有氧呼吸的三個(gè)階段共同的產(chǎn)物是ATP，無氧呼吸只在第一階段產(chǎn)生ATP。感悟拓展1不同生物無氧呼吸的產(chǎn)物不同，其原因在于催化反應(yīng)的酶不同。2原核生物無線粒體，有些原核生物(如硝化細(xì)菌、藍(lán)藻)仍可進(jìn)行有氧呼吸。3只能進(jìn)行無

5、氧呼吸的真核生物(如蛔蟲)，其細(xì)胞內(nèi)無線粒體。（二）與細(xì)胞呼吸有關(guān)的曲線分析和應(yīng)用 (2)AB段表示隨O2供應(yīng)量增多，有氧呼吸明顯加強(qiáng)，通過有氧呼吸分解有機(jī)物釋放的能量增多，ATP的產(chǎn)生速率隨之增加。(3)BC段表示O2供應(yīng)量超過一定范圍后，ATP的產(chǎn)生速率不再加快，此時(shí)的限制因素可能是酶、ADP、磷酸等。2酵母菌細(xì)胞呼吸類型的判斷(1)若只產(chǎn)生CO2，不消耗O2，則只進(jìn)行無氧呼吸(圖中A點(diǎn))。(2)若產(chǎn)生CO2的物質(zhì)的量比吸收O2的物質(zhì)的量多，則兩種呼吸同時(shí)存在(圖中AC段)。(3)若產(chǎn)生CO2的物質(zhì)的量與吸收O2的物質(zhì)的量相等，則只進(jìn)行有氧呼吸(圖中C點(diǎn)以后)。(4)B點(diǎn)表示無氧呼吸與有氧

6、呼吸速率相等(用CO2釋放量表示)，此時(shí)CO2的總釋放量最低。D點(diǎn)表示O2濃度超過一定值(10%)以上時(shí)，無氧呼吸消失，細(xì)胞只進(jìn)行有氧呼吸。3影響細(xì)胞呼吸的環(huán)境因素及其在實(shí)踐中的應(yīng)用(1)呼吸速率與溫度的關(guān)系(如圖)最適溫度時(shí)，細(xì)胞呼吸最強(qiáng)，超過最適溫度呼吸酶活性降低，甚至變性失活，細(xì)胞呼吸受抑制；低于最適溫度酶活性下降，細(xì)胞呼吸受抑制。生產(chǎn)上常利用這一原理在低溫下貯存蔬菜、水果，在大棚蔬菜的栽培過程中，夜間適當(dāng)降低溫度，降低細(xì)胞呼吸，減少有機(jī)物的消耗，提高產(chǎn)量。(2)呼吸速率與O2濃度的關(guān)系(如圖)O2濃度低時(shí)，無氧呼吸占優(yōu)勢；隨O2濃度增大，無氧呼吸逐漸被抑制，有氧呼吸不斷加強(qiáng)；但當(dāng)O2濃

7、度達(dá)到一定值后，隨O2濃度增大，有氧呼吸不再加強(qiáng)(受呼吸酶數(shù)量等因素的限制)。生產(chǎn)上常利用適當(dāng)降低氧氣濃度等能夠抑制細(xì)胞呼吸、減少有機(jī)物消耗的原理來延長蔬菜、水果的保鮮時(shí)間，中耕松土增加根的有氧呼吸；在醫(yī)療上選用透氣的消毒紗布或松軟的“創(chuàng)可貼”包扎傷口，可抑制厭氧病原菌的繁殖。(3)呼吸速率與含水量的關(guān)系(如圖)在一定范圍內(nèi)，細(xì)胞呼吸速率隨含水量的增加而加快，隨含水量的減少而減慢。在作物種子儲(chǔ)藏時(shí)，將種子風(fēng)干，以減弱細(xì)胞呼吸，減少有機(jī)物的消耗。感悟拓展1種子、蔬菜和水果在儲(chǔ)藏時(shí)都應(yīng)在低溫、低氧條件下，不同的是種子還應(yīng)保持干燥，而蔬菜和水果應(yīng)保持一定濕度。低溫以不破壞植物組織為標(biāo)準(zhǔn)，一般為零上低

8、溫。2不同種類的植物呼吸速率不同；同一植物不同器官呼吸速率不同；同一植物不同的生長發(fā)育時(shí)期呼吸速率不同。3高等動(dòng)物和人無氧呼吸的產(chǎn)物是C3H6O3(乳酸)，不產(chǎn)生CO2。（4）光合作用和細(xì)胞呼吸中H和ATP的來源和去路分析來源去路H光合作用水的光解（葉綠體囊狀結(jié)構(gòu)的膜上）暗反應(yīng)過程中與C5結(jié)合（葉綠體的基質(zhì)中膜上）有氧呼吸第一階段：葡萄糖變成丙酮酸（細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)）和第二階段：丙酮酸分解成CO2（線粒體基質(zhì)中）第三階段與氧氣結(jié)合生成水（線粒體的內(nèi)膜上）ATP光合作用光反應(yīng)階段參與暗反應(yīng)還原階段的反應(yīng)有氧呼吸第一、二、三階段生物體各項(xiàng)生命活動(dòng)特別提醒：光合作用中產(chǎn)生的H是還原型輔酶（NADPH）十分

9、簡化的表示方式（教材P103相關(guān)信息），而細(xì)胞呼吸中產(chǎn)生的H是還原型輔酶I（NADH）十分簡化的表示方式（教材P94相關(guān)信息），二者不是一種物質(zhì)，盡管書寫形式相同。還原氫的書寫形式一定不能寫成H、H+、H2，只能寫成H或NADH或NADPH。 （3）呼吸速率：將植物置于黑暗中，實(shí)驗(yàn)容器中CO2 增加量、O2減少量或有機(jī)物減少量都可表示呼吸速率。 （4）一晝夜有機(jī)物的積累量（用CO2量表示）可用下式表示:積累量=白天從外界吸收的CO2量-晚上呼吸釋放的CO2量。（5）判定方法 若為坐標(biāo)曲線形式，當(dāng)光照強(qiáng)度為0時(shí)，CO2吸收值為0，則為真正（實(shí)際）光合速率，若是負(fù)值則為表觀光合速率。若所給數(shù)值為有

10、光條件下綠色植物的測定值，則為表觀光合速率。 有機(jī)物積累量一般為表觀光合速率，制造量一般為真正（實(shí)際）光合速率。 3.光合作用與細(xì)胞呼吸在不同光照條件下氣體變化規(guī)律 （1）黑暗狀態(tài)時(shí)，植物只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，不進(jìn)行光合作用。此狀態(tài)下，植物從外界吸收O2，并將細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的CO2釋放到體外，如圖甲所示。 （2）弱光情況下，植物同時(shí)進(jìn)行光合作用和細(xì)胞呼吸。 a細(xì)胞呼吸速率大于光合作用速率，此狀態(tài)下，植物的氣體代謝特點(diǎn)與黑暗情況下相同。但吸收O2與放出CO2量較少（如圖乙）。細(xì)胞呼吸相對強(qiáng)度可用如下三種方式表示：用CO2釋放量表示：N1=N2-N；用O2吸收量表示：m2=m1-m；用植物重量（有機(jī)物）減

11、少量表示。 b細(xì)胞呼吸速率等于光合作用速率時(shí)，植物與外界不進(jìn)行氣體交換,即沒有O2和CO2的吸收與釋放（如圖丙）。此時(shí)表現(xiàn)為呼吸速率或光合速率等于0。 （3）較強(qiáng)光照時(shí)，植物同時(shí)進(jìn)行光合作用和細(xì)胞呼吸，且光合作用速率大于細(xì)胞呼吸速率。 a氣體代謝特點(diǎn)（如圖?。褐参锕夂献饔盟玫腃O2（用N表示）除來自植物自身細(xì)胞呼吸（N2）之外，不足部分來自外界（N1）；植物光合作用產(chǎn)生的氧氣（m）除用于自身細(xì)胞呼吸之外(m1),其余氧氣釋放到周圍環(huán)境中（m2）。分析圖可知：N=N1+N2，m=m1+m2。 b光合作用相對強(qiáng)度的表示方法 用O2釋放量（或容器中O2的增加量）表示：m2 =m-m1；用CO2

12、吸收量(或容器中CO2的減少量)表示:N1=N-N2；用植物重量（或有機(jī)物量）的增加量表示。1.（2012海南卷）8.將一株生長正常的綠色植物置于密閉的玻璃容器內(nèi)，在適宜條件下光照培養(yǎng)，隨培養(yǎng)時(shí)間的延長，玻璃容器內(nèi)CO2濃度可出現(xiàn)的變化趨勢是A.一直降低，直至為零 B.一直保持穩(wěn)定，不變化C.降低至一定水平時(shí)保持相對穩(wěn)定 D.升高至一定水平時(shí)保持相對穩(wěn)定【答案】C【解析】在適宜的條件下培養(yǎng)密閉容器內(nèi)的植物，密閉容器內(nèi)的二氧化碳含量有限，隨著光合作用的持續(xù)進(jìn)行，二氧化碳逐漸被消耗，濃度降低，進(jìn)而光合作用強(qiáng)度跟著降低，當(dāng)二氧化碳濃度降低到一定水平時(shí)，植物的光合作用和呼吸作用強(qiáng)度相等，則裝置內(nèi)的二氧

13、化碳濃度就保持相對穩(wěn)定，故本題選C。【考點(diǎn)定位】本題以密閉容器內(nèi)綠色植物生長為背景，考查環(huán)境條件對植物光合作用的影響，難度不大。2. （2012海南卷）9.關(guān)于葉綠體色素的敘述，錯(cuò)誤的是A.葉綠素a和b主要吸收紅光和藍(lán)紫光 B.綠葉中葉綠素和類胡蘿卜素含量不同 C.利用紙層析法可分離4種葉綠體色素D.乙醇提取的葉綠體色素不能吸收光能6（2012山東）2.夏季晴朗的一天，甲乙兩株同種植物在相同條件下CO2吸收速率的變化如圖所示。下列說法正確的是A. 甲植株在a點(diǎn)開始進(jìn)行光合作用B.乙植株在e點(diǎn)有機(jī)物積累量最多C.曲線bc 段和de段下降的原因相同D.兩曲線bd段不同的原因可能是甲植株氣孔無法關(guān)閉

14、7.（2012上海卷）10人體內(nèi)糖類代謝的中間產(chǎn)物可生成乳酸 乙醇 氨基酸 脂肪酸A B C D【答案】C【解析】人體細(xì)胞中葡萄糖無氧分解可產(chǎn)生乳酸，不會(huì)產(chǎn)生酒精（乙醇），但可通過轉(zhuǎn)氨基作用形成氨基酸；此外，糖類可以相互轉(zhuǎn)化脂肪，脂肪分解可以形成脂肪酸。綜合上述，C選項(xiàng)正確。3.（2012福建卷）1 、下列有關(guān)碗豆的敘述，正確為是（ ）A.萌發(fā)初期，種子的有機(jī)物總重量增加B.及時(shí)排澇，能防止根細(xì)胞受酒精毒害C.進(jìn)人夜間，葉肉細(xì)胞內(nèi)ATP 合成停止D.葉片黃化，葉綠體對紅光的吸收增多【答案】B【解析】萌發(fā)初期種子還不能通過光合作用制造有機(jī)物；此時(shí)，因?yàn)樗枰臓I養(yǎng)物質(zhì)是由種子提供的，所以種子中的

15、有機(jī)物不斷消耗，總量在不斷地減少A錯(cuò)誤。積水過多，土壤中氧氣較少，根細(xì)胞因缺氧而進(jìn)行無氧呼吸，產(chǎn)生的酒精會(huì)破壞植物細(xì)胞；及時(shí)排澇，可以減少酒精毒害，B正確。夜間無光，葉肉細(xì)胞不能進(jìn)行光合作用，但通過呼吸作用也能產(chǎn)生ATP，C錯(cuò)誤。葉綠素的吸收光譜是紅橙光和藍(lán)紫光，類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光；葉片黃化是葉綠素含量減少所致，但類胡蘿卜素含量正常，這樣對紅光的吸收會(huì)減少，D錯(cuò)誤。30某植物在停止供水和恢復(fù)供水條件下，氣孔開度（即氣孔開放程度）與光合速率的變化如圖所示。請回答：（1）停止供水后，光合速率下降。這是由于水是的原料，又是光合產(chǎn)物在植物體內(nèi)的主要介質(zhì)。（2）在溫度、光照相同的條件下，圖中A點(diǎn)與

16、B點(diǎn)相比，光飽和點(diǎn)低的是點(diǎn)，其主要原因是。（3）停止供水一段時(shí)間后，葉片發(fā)黃，原因是。此時(shí)類囊體結(jié)構(gòu)破壞，提供給碳反應(yīng)的減少。（4）生產(chǎn)實(shí)踐中，可適時(shí)噴施植物激素中的，起到調(diào)節(jié)氣孔開度的作用?！敬鸢浮浚?）光合作用運(yùn)輸（2）B氣孔開度降低，CO2吸收減少（答出一項(xiàng)即可）（3）葉綠素合成速度變慢或停止（或葉綠素分解），類胡蘿卜素的顏色顯露出來（答出一項(xiàng)即可）NADPH和ATP （4）脫落酸【解析】（1）由“停水導(dǎo)致光合速率下降”聯(lián)系水的生理作用，既可參與反應(yīng)，又可運(yùn)輸物質(zhì)。（2）B點(diǎn)光合速率小于A點(diǎn)與氣孔開度降低有關(guān)，而后者是由停止水分供應(yīng)造成的。（3）水分的減少會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)的光合作用及其他過程減慢，引發(fā)一系列的變化。（4）脫落酸可在植物細(xì)胞失水時(shí)使氣孔關(guān)閉，在生產(chǎn)實(shí)踐中用來調(diào)節(jié)植物的代謝過程。16. （2011廣東中信中學(xué)）在光照條件下，水稻葉肉細(xì)胞內(nèi)發(fā)生了生理過程，如圖甲