光合作用和细胞呼吸-PPT.ppt

专题二 细胞代谢光合作用和细胞呼吸 1教学目标：教学目标：1、掌握光合作用和细胞呼吸、掌握光合作用和细胞呼吸 的过程及其二者的过程及其二者之间的联系。之间的联系。2、理解影响光合作用和细胞呼吸的因素，理解影响光合作用和细胞呼吸的因素，培养应用有关知识分析生产实际问题的培养应用有关知识分析生产实际问题的能力，并提高识图和分析综合能力能力，并提高识图和分析综合能力3、提高实验设计和探究能力、提高实验设计和探究能力2光反应阶段光反应阶段 用于暗反应阶段用于暗反应阶段C C3 3还原还原 第一、二、三第一、二、三阶段均产生，阶段均产生，用于各项生命活动用于各项生命活动 光反应中水的光解光反应中水的光解 用于暗反应用于暗反应 中中C C3 3的的还原还原第一、二阶段第一、二阶段 用于第三阶段还原用于第三阶段还原 O O2 2 一、光合作用和有氧呼吸中一、光合作用和有氧呼吸中H H、ATPATP的来源和去路的比较的来源和去路的比较（第三阶段最多）（第三阶段最多）（植物（植物C C3 3还原除外）还原除外）3例例1：根据图示，：根据图示，下列叙述正确的是下列叙述正确的是（）（）A.过程产生的H和过程产生的H都能与氧气结合产生水B.过程都能产生ATP，其中过程产生能量最多且都能用于生物体的各种生命活动C.过程自始至终需要H、ATP和多种酶参与。D.能直接提供给植物非绿色器官各种活动所需能量最多的过程是D4二、影响光合作用和细胞呼吸的因素二、影响光合作用和细胞呼吸的因素光照光照 二氧化碳浓度二氧化碳浓度温度温度水分的供应水分的供应必需矿质元素必需矿质元素（一）、影响光合作用速率环境因素：（一）、影响光合作用速率环境因素：光照强度光照强度 光的成分（光质）光的成分（光质）5影响光反应阶段影响光反应阶段ATP、H的产生的产生 6在农业生产上可以通过在农业生产上可以通过“正其行、通其风正其行、通其风”，大棚中增施农家肥增大大棚中增施农家肥增大COCO2 2浓度浓度，提高光能利用率。，提高光能利用率。（4 4）应用）应用影响暗反应阶段影响暗反应阶段C C3 3的生成的生成7通过影响酶的活性来影响光合速率通过影响酶的活性来影响光合速率8大家有疑问的，可以询问和交流大家有疑问的，可以询问和交流可以互相讨论下，但要小声点可以互相讨论下，但要小声点可以互相讨论下，但要小声点可以互相讨论下，但要小声点9 (3)3)分析：分析：P PQ Q的形成原因：的形成原因：施肥过多，细胞液浓度小于土壤溶液浓度，施肥过多，细胞液浓度小于土壤溶液浓度，植物植物渗透失水渗透失水，进而影响光合作用。，进而影响光合作用。(4)(4)应用：合理、适量施肥。应用：合理、适量施肥。4矿质元素矿质元素(1)原理：原理：N、Mg是构成叶绿素的成分，是构成叶绿素的成分，P是构成生物膜、是构成生物膜、NADPH等的成分，等的成分，K有助于光合产物的运输。有助于光合产物的运输。(2)曲线：曲线：105、综合因素对光合速率的影响、综合因素对光合速率的影响思考：思考：P点之前限制光合速率的主要因素：点之前限制光合速率的主要因素：横坐标所表示的因子横坐标所表示的因子Q点限制光合速率的因素：点限制光合速率的因素：横坐标所表示的因子，不再影响光合速率，要横坐标所表示的因子，不再影响光合速率，要想提高光合速率，可适当提高图示的其他因子想提高光合速率，可适当提高图示的其他因子 11例例2：如图表示绿色植物在水分充足的条件下，光合作用：如图表示绿色植物在水分充足的条件下，光合作用强度与环境因素的关系。请仔细分析图中曲线，回答下列强度与环境因素的关系。请仔细分析图中曲线，回答下列问题：问题：A、图中影响光合作用的主要环境因素是、图中影响光合作用的主要环境因素是 B、在温度为、在温度为400C，光照强度为，光照强度为c时，限制光合作用外在时，限制光合作用外在因素可能是因素可能是 C、在光照强度为、在光照强度为b，温度为，温度为300C时，限制光合作用的外时，限制光合作用的外在因素主要是在因素主要是_光照强度与温度光照强度与温度CO2浓度浓度光照强度光照强度12（二）、影响呼吸作用的外界因素：（二）、影响呼吸作用的外界因素：主要有：主要有：CO2浓度浓度水水氧气浓度氧气浓度温度温度13应用：应用：大棚蔬菜的种植，保持一定的昼夜温差，大棚蔬菜的种植，保持一定的昼夜温差，或阴天适当降温，有利于增产或阴天适当降温，有利于增产1、14作物栽培中，采取中耕松土等措施防止壤板结，作物栽培中，采取中耕松土等措施防止壤板结，保证根细胞正常呼吸，以促进其对矿质元素的保证根细胞正常呼吸，以促进其对矿质元素的吸收、利用。吸收、利用。应用：应用：2、15作物种子的储藏，需晒干，以减弱细胞呼吸，作物种子的储藏，需晒干，以减弱细胞呼吸，减少有机物的消耗减少有机物的消耗 应用：应用：3、16 在果蔬保存中，如增加在果蔬保存中，如增加CO2浓度，减弱浓度，减弱细胞呼吸，降低其代谢强度，达到保鲜目的细胞呼吸，降低其代谢强度，达到保鲜目的 应用：应用：4、17O2的吸收量的吸收量CO2的释放量（有氧呼吸）的释放量（有氧呼吸）ABCE E例例3下图为某植物非绿色器官呼吸作用强度与氧浓度的关系下图为某植物非绿色器官呼吸作用强度与氧浓度的关系下图为某植物非绿色器官呼吸作用强度与氧浓度的关系下图为某植物非绿色器官呼吸作用强度与氧浓度的关系1、A、C两点的生理状态是两点的生理状态是 AB段变化的原因是？段变化的原因是？2、为了有利于贮藏蔬菜或水果，贮藏室内的氧气浓为了有利于贮藏蔬菜或水果，贮藏室内的氧气浓度应调节到度应调节到 ,采取这一措施的理由是采取这一措施的理由是 5%这时植物组织呼吸作用最弱，果蔬内有机物消耗最少这时植物组织呼吸作用最弱，果蔬内有机物消耗最少CO2的的释释放放量量 5 10 15 O2%只进行无氧呼吸只进行有氧呼吸无氧呼吸在降低，而有氧呼吸又很弱。无氧呼吸在降低，而有氧呼吸又很弱。18（三）呼吸速率、总（三）呼吸速率、总(真正真正)光合速率光合速率 与净光合速率的关系与净光合速率的关系A AD DB BC C19光合作用光合作用 CO2消耗量消耗量呼吸作用呼吸作用CO2释放量释放量光照强度光照强度O二二氧氧化化碳碳量量释释放放二二氧氧化化碳碳吸吸收收20EF F光补偿点光补偿点光饱和点光饱和点净光合量总总光光合合量量思考：思考：1 1、A A、B B 代表的生理状态是什么？代表的生理状态是什么？ABAB段、段、BCBC段、段、C C点以后呢？点以后呢？2 2、欲使植物生长，必须使光照强度、欲使植物生长，必须使光照强度3 3、外界、外界COCO2 2浓度提高后，浓度提高后，B B、C C点怎样移动？点怎样移动？B点点B B点左移，点左移，C C点向上向右移动点向上向右移动21应用：应用：1 1、间作套种农作物的种类搭配，、间作套种农作物的种类搭配，林带树种的配置，可合理利用光能；林带树种的配置，可合理利用光能；2 2、适当提高光照强度可增加大棚作物产量。、适当提高光照强度可增加大棚作物产量。XY问题：哪种植物是阴生植物的生长曲线？问题：哪种植物是阴生植物的生长曲线？BBC C22净光合速率总光合速率呼吸速率净光合速率总光合速率呼吸速率净光合量总光合量呼吸量净光合量总光合量呼吸量23例例4 4 1 1）植物）植物(叶片叶片)“)“吸收吸收”COCO2 2量或量或 实验容器内实验容器内COCO2 2的减少量；的减少量；2 2）植物）植物(叶片叶片)“)“释放释放”O O2 2量或实验容器内量或实验容器内O O2 2的增加量；的增加量；3 3）植物）植物(叶片叶片)“)“积累积累”葡萄糖量或葡萄糖量或 植物重量植物重量(有机物有机物)增加量增加量 4 4）叶绿体）叶绿体“吸收吸收”COCO2 2量；量；5 5）叶绿体）叶绿体“释放释放”O O2 2量；量；6 6）植物或叶绿体）植物或叶绿体“产生产生”葡萄糖葡萄糖7 7）植物固定的）植物固定的COCO2 2量量 8 8）植物产生的）植物产生的O O2 2量量9 9）植物制造的有机物或者产生的有机物）植物制造的有机物或者产生的有机物净光合量净光合量总光合量总光合量1 1）2 2）3 3）4）5）6）7）8）9）24例5以测定的CO2吸收量与释放量为指标，研究温度对某绿色植物光合作用与呼吸作用的影响，结果如下表所示：温度在2530间光合作用制造的有机物总量逐渐 （增加、减少）。增加25三个量：自变量 因变量 无关变量 单因子变量原则：单因子变量原则：对照原则：对照原则：等量原则：等量原则：应遵循的原则：应遵循的原则：三、实验设计三、实验设计26如果放的是绿色植物，整个装置必须如果放的是绿色植物，整个装置必须_处理，否则处理，否则_ 1、呼吸速率的测定：、呼吸速率的测定：（1）试剂）试剂X：实验材料实验材料Y：生物呼吸作用消耗氧气，释放生物呼吸作用消耗氧气，释放CO2，而释放的，而释放的CO2又被又被NaOH吸收，造成密闭容器中气体减少，压强减小，液吸收，造成密闭容器中气体减少，压强减小，液滴左移，单位时间内液滴左移的体积即是呼吸速率。滴左移，单位时间内液滴左移的体积即是呼吸速率。NaOH溶液溶液遮光遮光试剂试剂X绿色植物绿色植物 活种子等活种子等植物的光合作用会干扰呼吸速率的测定。植物的光合作用会干扰呼吸速率的测定。实验材料实验材料Y原理：原理：27 光合速率的测定光合速率的测定(如图如图)保证了容器内保证了容器内CO2浓度的恒定，浓度的恒定，植物光合作用速率大于呼吸作用速率，释放氧气，吸收植物光合作用速率大于呼吸作用速率，释放氧气，吸收二氧化碳，二氧化碳，NaHCO3溶液保证了容器内溶液保证了容器内CO2浓度的恒定，浓度的恒定，所以容器内气体压强增大，毛细管内的水滴右移。单位所以容器内气体压强增大，毛细管内的水滴右移。单位时间内液滴右移的体积即是净光合速率。时间内液滴右移的体积即是净光合速率。实验材料实验材料Y：试剂试剂X：原理：原理：整个装置必须在适宜光下整个装置必须在适宜光下 条件：条件：NaHCO3溶液溶液 NaHCO3溶液作用：溶液作用：实验材料实验材料Y试剂试剂X绿色植物绿色植物 实验材料实验材料Y试剂试剂X实验材料实验材料Y试剂试剂X28巩固练习：巩固练习：1：2009浙江高考）下列关于植物光合作用浙江高考）下列关于植物光合作用 和细胞呼吸的叙述，正确的是（）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，的固定过程发生在叶绿体中，C6H12O6 分解成分解成CO2的过程发生在线粒体中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，可提高作物产量照，夜晚适当降低温度，可提高作物产量D292 2、（、（20122012无锡）下列有关线粒体和叶绿体的叙无锡）下列有关线粒体和叶绿体的叙 述，错误的是述，错误的是A A 线粒体和叶绿体携带的遗传信息线粒体和叶绿体携带的遗传信息 可以表达出来可以表达出来B B蓝藻没有叶绿体也能进行光合作用，醋酸杆蓝藻没有叶绿体也能进行光合作用，醋酸杆 菌无线粒体，也能进行有氧呼吸菌无线粒体，也能进行有氧呼吸C C、线粒体和叶绿体都为双层膜结构，线粒体内、线粒体和叶绿体都为双层膜结构，线粒体内 膜向内折叠形成嵴，叶绿体内膜未向内折叠膜向内折叠形成嵴，叶绿体内膜未向内折叠D D对高等植物而言，光合作用是在叶绿体中完对高等植物而言，光合作用是在叶绿体中完 成的成的 ，有氧呼吸是在线粒体中完成的，有氧呼吸是在线粒体中完成的D D303、已知某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为已知某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为 25和和30，图示植物在，图示植物在25时光合作用强度时光合作用强度 与光照强度的关系。若将温度提高到与光照强度的关系。若将温度提高到30的条件下，的条件下，其他条件不变，理论上图中相应点的移动不其他条件不变，理论上图中相应点的移动不 符合实际的是符合实际的是 Aa点将下移点将下移 Bb点将右移点将右移 Cc点将左移点将左移 Dd点将上移点将上移D31ab4、以测定的以测定的COCO2 2吸收量与释放量为指标，研究温度对某吸收量与释放量为指标，研究温度对某绿色植物光合作用与呼吸作用的影响，结果如图所示。绿色植物光合作用与呼吸作用的影响，结果如图所示。下列分析正确的是（下列分析正确的是（）A A光照相同时间，光照相同时间，3535时光时光合作用制造的有机物的量与合作用制造的有机物的量与3030时相等时相等B B光照相同时间，在光照相同时间，在2020条条件下植物积累的有机物的量件下植物积累的有机物的量最多最多C C温度高于温度高于2525时，光合作时，光合作用制造的有机物的量开始减用制造的有机物的量开始减少少D D两曲线的交点表示光合作两曲线的交点表示光合作用制造的与呼吸作用消耗的用制造的与呼吸作用消耗的有机物的量相等有机物的量相等CO2的的吸吸收收量量与与释释放放量量(mg/h)a 光照下光照下 CO2的吸收量的吸收量 b 黑暗中黑暗中CO2的释放量的释放量A325、在温室中栽培作物，如遇持续的阴雨天气，为在温室中栽培作物，如遇持续的阴雨天气，为了保证作物产量，对温室控制应当（了保证作物产量，对温室控制应当（）A A适当降低温室温度，保持昼夜温差适当降低温室温度，保持昼夜温差B B 提高温室温度，保持昼夜温差提高温室温度，保持昼夜温差C C提高温室温度，昼夜恒温提高温室温度，昼夜恒温D D降低温室温度，昼夜恒温降低温室温度，昼夜恒温A336、【、【2009年山东高考】年山东高考】如图表示温室内光照强度如图表示温室内光照强度（E）与作物光合速率（与作物光合速率（v）之间的）之间的关系。在温度、水分和无机盐关系。在温度、水分和无机盐均适宜的条件下，当均适宜的条件下，当EB时，时，增大光合速率的主要措施是增大光合速率的主要措施是_ ；当；当BEC时，可采取时，可采取_ 的措的措施，保证作物的最大光合速率，施，保证作物的最大光合速率，增大光照强度增大光照强度 二氧化碳的浓度二氧化碳的浓度适当遮光适当遮光 347、探究酵母菌的呼吸作用类型、探究酵母菌的呼吸作用类型例例5：实验原理：酵母菌是兼性厌氧菌，：实验原理：酵母菌是兼性厌氧菌，既能进行有氧呼吸，也能进行无氧呼吸既能进行有氧呼吸，也能进行无氧呼吸产生就酒精和二氧化碳产生就酒精和二氧化碳实验材料：酵母菌葡萄糖培养液，其他实验材料：酵母菌葡萄糖培养液，其他实验材料略实验材料略实验方法实验方法（1）将实验材料和用具按右）将实验材料和用具按右图安装好。（图安装好。（2）如果想得到实验结论）如果想得到实验结论还必须同时设计另一个实验，请指出另还必须同时设计另一个实验，请指出另一个实验装置应如何设计一个实验装置应如何设计实验结果预测和结论：实验结果预测和结论：NaOH溶液溶液酵母菌培养液酵母菌培养液等量蒸馏水等量蒸馏水酵母菌培养液酵母菌培养液甲甲乙乙35左移左移不变不变不变不变右移右移左移左移右移右移只进行有氧呼吸只进行有氧呼吸只进行无氧呼吸只进行无氧呼吸既进行有氧呼吸既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸又进行无氧呼吸36 巩固练习：巩固练习：(2010浙江理综浙江理综，29，)试管苗的光合作用能力较弱，需试管苗的光合作用能力较弱，需要逐步适应外界环境才能往大田移栽。研究人员进行了要逐步适应外界环境才能往大田移栽。研究人员进行了“改变植物组织改变植物组织培养条件缩短试管苗适应过程培养条件缩短试管苗适应过程”的的实验，实验在适宜温度下进行，实验，实验在适宜温度下进行，图甲和图乙表示其中的两个实验结果。图甲和图乙表示其中的两个实验结果。请回答：请回答：(1)图甲的实验是在大气图甲的实验是在大气CO2浓度下进行的。据图分析，试管苗在不浓度下进行的。据图分析，试管苗在不加蔗糖的培养基中加蔗糖的培养基中 和和 更高。更高。(2)图乙是试管苗在密闭、无糖培养基条件下测得的图乙是试管苗在密闭、无糖培养基条件下测得的24 h内内CO2浓度浓度变化曲线。变化曲线。cd段段CO2浓度急剧下降是因为试管苗浓度急剧下降是因为试管苗_。若若d点时打开培养瓶塞，试管苗的光合速率点时打开培养瓶塞，试管苗的光合速率 _(3)根据上述实验结果推知，采用无糖培养基、根据上述实验结果推知，采用无糖培养基、_和和 可缩短试管苗的适应过程。可缩短试管苗的适应过程。图甲图甲图乙图乙光合速率光合速率 光饱和点光饱和点 进行光合作用进行光合作用吸收了吸收了CO2 提高提高适当提高适当提高CO2浓度浓度 适当提高光照强度适当提高光照强度 37