17-05-光组织合作用与呼吸作用复习资料讲义(教师版).doc

.*精锐教育学科教师辅导教案 学员编号： 年 级：高一 课 时 数： 3学员姓名： 辅导科目：生命科学 学科教师：课程主题：光合作用与呼吸作用授课时间：2017.07.学习目标1、掌握光合作用相关的细胞结构，原理，物质转化及图像分析；2、掌握呼吸作用相关的细胞结构，原理，物质转化及图像分析；3、掌握光合作用与呼吸作用的综合运用，图像分析技巧；4、同位素标记法的原理与应用，光合作用、呼吸作用相关的探究实验等。教学内容1、 叶绿体结构与功能，光反应与暗反应的物质转换，影响光合作用的主要因素；2、 线粒体结构与功能，有氧呼吸的三个阶段，影响呼吸作用的主要因素；3、 呼吸作用与三大物质转化之间的联系，图像分析方法；4、 同位素标记法的原理与应用，光合作用、呼吸作用相关的探究实验等。知识点一：叶绿体与光合作用【知识梳理】1、 叶绿体与叶绿素：形态：扁平的椭球形或球形叶绿体结构：双层膜结构组成：类囊体光反应场所（含色素、与光合作用有关的酶等） 叶绿体基质暗反应（含少量DNA） 功能：光合作用的场所叶绿体小结：双层膜结构； 含DNA与RNA；与能量转换有关的细胞器； 有水参与、有水生成的细胞器。2、四种色素的提取和分离：原理： （1）提取原理：色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中。（2）分离原理：各种色素在层析液中溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢。材料，新鲜菠菜叶：SiO2、CaCO3注意：（1）SiO2有助于研磨充分；CaCO3可防止研磨中色素被破坏（2）滤纸条一端必须剪去两角目的：作标记；使扩散速度均匀。（3）不能让滤液细线触及层析线，防止色素溶解到层析液中。实验结果： 上 下颜色种类含量溶解度扩散速度橙黄色胡萝卜素最少最高最快黄色叶黄素较少较高较快蓝绿色叶绿素a最多较低较慢黄绿色叶绿素b较多最低最慢 叶绿素提取实验的结论： 四种色素在层析液中的溶解度大小： 胡萝卜素(橙黄色) > 叶黄素(黄色) > 叶绿素a(蓝绿色) > 叶绿素b(黄绿色)； 四种色素在滤纸上移动速度是： 胡萝卜素(橙黄色) > 叶黄素(黄色) > 叶绿素a(蓝绿色) > 叶绿素b(黄绿色)； 四种色素的含量是：叶绿素a > 叶绿素b > 叶黄素 > 胡萝卜素注意事项： 研磨不充分，色素未能充分提取出来；淡绿色 无水乙醇加入量太多，稀释了色素提取液； 未加入碳酸钙粉末，叶绿素分子已破坏。3、光合作用：绿色植物通过叶绿体，利用光能把CO2和水转化成储存能量的有机物，并释放氧气的过程。（1）总反应式： （2）光反应与暗反应：光反应阶段：项目光反应阶段场所类囊体条件光能、色素、ATP合成酶物质变化水的光解：ATP的合成：NADPH的合成：能量变化光能活跃的化学能（ATP、NADPH）暗反应阶段：项目暗反应阶段场所叶绿体基质条件多种酶物质变化CO2的固定：C3的还原：ATP中能量的释放：NADPH中H+和能量的释放：能量变化活跃的化学能（ATP、NADPH）（CH2O）中稳定的化学能（3）光合作用图解：4、光反应与暗反应之间的联系：（1）两阶段之间的联系： 光反应是暗反应的基础，为暗反应提供氢（NADPH）、能量（NADPH、ATP）；暗反应是光反应的继续，为光反应提供原料：ADP、Pi 和NADP+。（2）将正在进行光合作用的植物突然停止光照，其体内的C5化合物和C3化合物的含量变化： （3）将正在进行光合作的植物突然停止CO2的供应，其体内的C5化合物和C3化合物的含量变化： 5、影响光合作用的影响因素：（1）光合速率：是指一定量的植物（如一定的叶面积）在单位时间内进行光合作用的量，可以用CO2吸收量、O2释放量、有机物的生成量等来表示。（2）影响光合速率的因素： （A） （B） （C）光照强度对光合作用的影响（A）： A点：光照强度为0，只进行呼吸作用，释放的CO2量可表示此时呼吸作用的强度； AB段：呼吸作用强度光合作用强度； B点：细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用，即光合作用强度=呼吸作用强度，B点所示的光照强度称为光补偿点； BC段：光合作用强度呼吸作用强度，C点所示光照强度称为光饱和点； C点以后：限制光合作用强度增加的内部因素是色素含量、酶的数量和酶的最大活性，外部因素是温度、 CO2浓度等环境因素。CO2浓度对光合作用的影响（B）： A点：CO2补偿点，表示光合作用强度=呼吸作用强度时的CO2浓度； B点：CO2饱和点，限制B点增加的最大因素是酶的数量和最大活性、光照强度等。温度对光合作用的影响（C）：温度主要通过影响酶的活性来影响光合作用强度，B点为最适温度。【例题精讲】例1. 在色素的提取与分离实验中，研磨绿叶时要加入无水乙醇，其目的是（ ）A. 防止叶绿素被破坏 B.使叶片充分研磨C.使各种色素充分溶解在无水乙醇中 D.使叶绿素溶解在无水乙醇中【解析】无水乙醇是提取液【答案】C 例2. 下图所示植物细胞内物质和能量的代谢过程，以下有关的描述不正确的是（ ） A. 在叶绿体中，过程的发生需要水的参与B. 过程发生在叶绿体的基质中C. 过程中发生了活跃的化学能转变为稳定的化学能的过程D. 过程保证了植物体的生命活动能及时得到能量供应【解析】本题考查能量的产生与利用情况。如图所示，表示在叶绿体中进行水光解，产生ATP，氧气的增加量光照强度则A项对；表示在叶绿体的基质中进行暗反应，合成有机物，则B项对。表示有机物氧化分解，合成ATP，则C项错；表示ATP水解释放能量过程，故D项对。【答案】C例3. 把经过相同时间饥饿处理的同种长势相近的植物放在透明玻璃钟罩内（密封），钟罩内的烧杯中放有不同物质，如下图所示。探究光合作用是否需要CO2，以及探究CO2浓度对光合速率的影响的实验装置分别是（ ） A. ； B. ； C. ； D. ；【解析】氢氧化钠可以吸收CO2，则和证明植物进行光合作用需要CO2，碳酸氢钠溶液能够提供CO2，故和证明CO2浓度对光合速率影响。本实验以CO2的有无作为单一变量，还要考虑对照原则等。【答案】A例4. 光合作用光反应的产物有（ ）A（CH2O）、NADPH、ATP BNADPH、CO2、ATPCNADPH、O2、ATP D（CH2O）、CO2、H2O【答案】C【课堂练习】1在进行色素的提取与分离实验时，不能让层析液没及滤液细线的原因是（ ）A. 滤纸条上几种色素会扩散不均匀而影响结果 B.滤纸条上滤液细线会变粗而使色素太散C.色素会溶解在层析液中而使结果不明显 D.滤纸条上的几种色素会混合起来【解析】分离色素利用的原理就是四种色素在层析液里的溶解度不同使其分散开来的，当层析液触及细线的时候，细线上的四种色素会溶解在层析液里使其无法分开。【答案】C2. 叶绿体中光能转换成电能时，电子的最终来源及最终受体是（ ）A. 叶绿素a、NADPH BH2O、NADP+C叶绿素a、NADP+ DH2O、NADPH【答案】B3. 光反应为暗反应提供了（ ）A.H、ATP B. H、ADP C. O2、ATP D. O2和ADP【答案】A4. 光合作用可分为光反应和暗反应两个阶段，下列叙述正确的是（ ）A. 光反应不需要酶，暗反应需要多种酶B. 光反应消耗水，暗反应消耗ATPC. 光反应储存能量，暗反应消耗能量D. 光反应固定二氧化碳，暗反应还原二氧化碳【答案】B知识点二：呼吸作用【知识梳理】1、 三种常见的呼吸方式：（1） 有氧呼吸：； 适用对象：所有可进行有氧呼吸的生物；（2）无氧呼吸：根据生物类型不同，无氧呼吸的产物不同 酒精发酵：； 适用对象：绝大多数植物、酵母菌等； 乳酸发酵：； 适用对象：高等动物和人、乳酸菌、马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚乳等； 2、细胞呼吸类型的判断：（1） 消耗O2或产物有水：一定有有氧呼吸；（2） 产物有酒精或者乳酸：一定有无氧呼吸；（3） 不消耗O2，释放CO2：有酒精产生的无氧呼吸；（4） CO2释放量等于O2吸收量：只有有氧呼吸；（5） CO2释放量大于O2吸收量：既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸。3、有氧呼吸：指细胞在有氧的参与下，通过多种酶的催化作用下，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产 生二氧化碳和水，释放出大量能量，生成ATP的过程。（1）总反应式：（2）有氧呼吸的三个阶段： 场所发生反应产物第一阶段细胞质基质丙酮酸、H、释放少量能量，形成少量ATP第二阶段线粒体基质6CO2CO2、H、释放少量能量，形成少量ATP第三阶段线粒体内膜O2生成H2O、释放大量能量，形成大量ATP图解：（3）无氧呼吸与有氧呼吸的对比：呼吸方式有氧呼吸无氧呼吸不同点场所细胞质基质，线粒体基质、内膜细胞质基质条件水、氧气、多种酶 多种酶物质变化葡萄糖彻底分解，产生CO2和H2O葡萄糖不彻底分解，生成乳酸或酒精、CO2等能量变化释放大量能量，产生大量ATP、热能释放少量能量，形成少量ATP相同点反应条件需要酶和适宜的温度本质有机物的氧化分解，释放能量，生成ATP供生命活动利用过程第一阶段完全相同4、影响呼吸作用的因素： （1）温度：温度通过影响呼吸作用有关的酶的活性来影响细胞的呼吸作用； 在一定温度范围内，温度越低，细胞呼吸越弱；温度越高，细胞呼吸越强。 （2）氧气：氧气充足，则无氧呼吸将受抑制；氧气不足，则有氧呼吸将会减弱或受抑制。（3）水分：一般来说，细胞水分充足，呼吸作用将增强；但陆生植物根部如长时间受水浸没，根部缺氧将 进行无氧呼吸，产生过多酒精，可使根部细胞坏死。 （4）CO2浓度：环境中CO2浓度提高将抑制细胞呼吸，可用此原理来贮藏水果和蔬菜。（5）多因子对光合作用速率的影响： P点：限制光合速率的因素为横坐标所表示的因子，随该因子的不断加强，光合速率不断提高。 Q点：横坐标所表示的因素，不再是影响光合速率的因子，若要提高光合速率，可采取适当提高图示中的 其他因子的方法。 应用：温室栽培时，在一定光照强度下，白天适当提高温度，增加光合酶的活性，提高光合速率，也可同 时适当充加CO2，进一步提高光合速率。 当温度适宜时，可适当增加光照强度和CO2浓度以提高光合速率。可根据具体情况，通过增加光照 强度，调节温度或增加CO2浓度来充分提高光合速率，以达到增产的目的。【例题精讲】例1. 关于有氧呼吸的叙述不正确的是（ ）A三个阶段都产生能量 B三个阶段都能合成ATPC三个阶段都需要酶催化 D三个阶段都产生H【解析】第三个阶段是消耗H而不是产生H【答案】D例2. 下列关于呼吸作用的叙述，正确的是（ ）A. 细胞供糖不足时，无氧呼吸可将脂肪氧化为乳酸或酒精B有氧呼吸产生的在线粒体基质中与氧结合生成水C无氧呼吸不需要O2的参与，导致该过程最终有的积累D质量相同时，脂肪比糖原有氧氧化释放的能量多【答案】D例3. 有氧呼吸与无氧呼吸的相同点是（ ）反应场所都有线粒体 都需要酶的催化 反应场所都有细胞质基质都能产生ATP 都经过生成丙酮酸的反应 都能产生水反应过程中都能产生H 都能把有机物彻底氧化A BC D【答案】C例4. 如图表示人体内糖类，脂肪和蛋白质部分代谢途径，图中ABCD，EF，G表示物质，、表示过程 （1） 物质E是 ，物质F是 ，物质G是 。（2） 在过程、中，释放能量最多的是 ，需要消耗能量的是 ，需要消耗氧气的是 。（3） 过程的名称为 ，过程发生在 ，在植物细胞中过程的产物为 。【答案】（1）乳酸； 尿素； 糖类、脂肪 （2） ； ； （3） 糖酵解； 线粒体基质、线粒体内膜； CO2、酒精、能量。【课堂练习】1、下列关于呼吸作用的叙述，正确的是（ ）A种子库贮藏的风干种子不能进行呼吸作用B是否产生二氧化碳是有氧呼吸和无氧呼吸的主要区别C高等植物进行有氧呼吸，不能进行无氧呼吸D呼吸作用的中间产物丙酮酸可以通过线粒体双层膜【解析】种子可以进行无氧呼吸；有氧呼吸和无氧呼吸都可以产生CO2；高等植物在无氧的条件下也可以进行无氧呼吸。【答案】D2、如图是探究酵母菌呼吸作用的实验装置，下列叙述错误的是（ ）A 中加NaOH是为了清除空气中CO2 B的葡萄糖是酵母菌呼吸作用的底物C中酵母菌只能在有氧条件下生存D中加Ca(OH)2用于检测中是否有CO2产生【答案】C3、呼吸作用过程中有CO2放出时，则可判断此过程（ ）A一定是无氧呼吸 B一定是有氧呼吸C一定不是乳酸发酵 D一定不是酒精发酵【答案】C知识点三：光合作用与呼吸作用【知识梳理】1、 光能转换为生命动力的过程： 光能ATP中活跃的化学能有机物中稳定的化学能ATP中活跃的化学能 各项生命活动 【注意】直接的能量来源：ATP； 最终的能量来源：太阳能。2、 光合作用和呼吸作用的对比：类别光合作用呼吸作用代谢类型合成代谢分解代谢场所（细胞器）叶绿体（主要在叶肉细胞中）线粒体（所有活细胞）物质变化无机物 有机物分解有机物能量变化光能有机物中的化学能有机物中的化学能释放，部分转移到ATP中联系光合作用的产物为呼吸作用提供了基础：有机物和氧气；呼吸作用产生的CO2可被光合作用利用，释放的能量是光合作用转化成的化学能3、H+和ATP来源和去路比较：物质过程来源去路 H+光合作用水的光解C3化合物的还原呼吸作用有氧呼吸第一、第二阶段第三阶段 ATP光合作用光反应C3化合物的还原呼吸作用呼吸作用的一、二、三阶段各项生命活动4、光合曲线的应用： 光合速率的三种表示方法：项目表示方法净光合速率（表观光合速率）O2的释放量、CO2的吸收量、有机物的积累量真正合速率（实际光合速率）O2的产生量、CO2的固定（利用）量、有机物的制造（合成）量呼吸速率（黑暗条件下测量）CO2的释放量、O2的吸收量、有机物的消耗量总光合作用 = 净光合作用 + 呼吸作用 A：光照强度为0时只进行细胞呼吸，释放CO2量代表此时的呼吸强度。 AB段：随光照强度增强，光合作用逐渐增强，CO2的释放量逐渐减少，因一部分用于光合作用。 B点：光补偿点，此时细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用，即光合作用速率 = 细胞呼吸速率。 BC段：随光照强度不断增强，光合作用不断增强。 C点：光饱和点，光照强度达到一定值时，光合作用不再增强。 A点：仅呼吸 AB段：呼吸 > 光合 B点：光合 = 呼吸 BC段：光合 > 呼吸 5、光合速率与呼吸速率的关系： A点：只进行呼吸作用，不进行光合作用。B点：光合作用强度=呼吸作用强度，呼吸产生的CO2全部用于光合作用，光合作用产生的O2全部用于细胞呼吸。光下实测值：净光合速率（表观光合速率）； 暗处：呼吸速率；总光合速率 = 净光合速率 + 呼吸速率； 光合作用产氧量 = 氧气释放量 + 细胞呼吸耗氧量； 光合作用有机物产生量 = 有机物积累量 + 细胞呼吸消耗有机物量。判定方法： 若为坐标曲线形式，当光照强度为0时，CO2吸收值为0，总光合速率是负值，则为净（表观）光合速率； 若所给数值为有光条件下绿色植物的测定值，则为净光合速率； 有机物积累量一般为净光合速率，制造量一般为总（真正、实际）光合速率。6、 三大营养物质代谢：（1）脂肪代谢的途径： 脂肪消化的第一步：肝脏分泌胆汁，对脂肪有乳化作用； 甘油代谢：转化成丙酮酸进入三羧酸循环，进行彻底的氧化分解； 脂肪酸代谢：被分解成二碳化合物，在线粒体基质进入三羧酸循环。 合成其他种类的脂肪（2）蛋白质代谢的途径： 氨基转化作用：合成新的非必需氨基酸； 脱氨基作用：在肝脏细胞脱去氨基，含碳部分进入三羧酸循环（二碳化合物三羧酸循环）； 含氨基部分转化为尿素，不参与能量代谢。（3）三大物质的转换： 【例题精讲】例1. 物质与能量代谢 肝脏是人体具有消化、代谢、解毒等功能的器官，图22是肝细胞有机物代谢部分过程的示意简图，图中字母表示相应物质，数字表示有关过程。（ 内写数字或字母，横线上写文字）52图22中的场所甲是_，A、C所代表的物质名称依次是_和_。53过程至中，释放能量最多的过程是 。 随着生活水平不断提高，营养过剩引起的肥胖日益严重。为了达到减肥的目的，一些同学进行体育锻炼，还有一些同学则采用少食糖类、多食蛋白质的方法。54剧烈运动时， 供应不足，肌细胞内的乳酸会大量积累。剧烈运动之后，人体血糖浓度的暂时降低与图中过程 加强有关。55通过少食糖类、多食蛋白质来减肥可能会适得其反，这是因为图中过程 增强的结果；同时会增加肝脏的负担，其原因是_。【答案】52 线粒体 H+ 二氧化碳 53 54F55（答全给1分，不全不得分） 氨基在肝脏内转变为尿素例2. 光合作用 光合作用被称为地球上最重要的生物化学反应，人类对其机理的研究历经了300多年。经过几代科学家的努力，光合作用的过程与影响因素已被基本揭示。图19是光合作用过程示意图（图中英文字母表示物质），据图回答。 图19 图2053图19中编号B是 ；D是 。54图19中甲所示的结构名称是 ，该结构中发生的能量转换是 。55若将植物置于黑暗中，其他条件不变，一段时间后卡尔文循环受到抑制，其原因是与卡尔文循环直接相关的 （用图19中字母回答）合成受阻。图20是CO2浓度对四种节瓜光合作用速率影响的曲线，其中纵坐标所示的光合速率是指单位时间、单位叶面积条件下的植物吸收外界环境中CO2的量，横坐标表示环境中CO2浓度。56就黄毛品种而言，在 点之前，CO2浓度和光合速率呈正相关。57a点的光合速率为零的原因是： 。【答案】53 电子； ATP 54类囊体；光能化学能 （ 或光能电能化学能）55D和G 56b57光合作用吸收的二氧化碳量等于细胞呼吸释放的二氧化碳量。【课堂练习】1、光合作用（12分）下图是某植物叶肉细胞中光合作用的模式图。54. 据图15判断反应的名称是_，该反应将光能转化为_，在此过程中，能转化光能的色素是_。反应 的场所是_。A类囊体膜 B叶绿体外膜 C叶绿体内膜 D. 叶绿体基质55. 反应的场所是_，主要包括_ 和_两个过程，从物质变化的角度分析，反应 的主要功能是_。在适宜光照强度和coZ 浓度下，将某植物幼苗置于不同条件下（A组：15 ，B组：6 ，C 组：CaCl2 +6 ，即CaCl2处理，并在6 下培养），检测了不同培养条件下光合速率，结果如图16所示，培养6天时测定不同培养条件下植物叶片的气孔面积，结果如表2 所示。56据图6分析可知，B组的光合速率_大与/等于小于）A 组的光合速率，此现象称为低温胁迫作用，其原因是低温影响_的活性，从而影响光合作用的反应速率57据图16分析可知，CaCl2d对低温胁迫的影响是_（加强/缓解/无影响），据表2 分其原因是_。【答案】54. 光反应； 活跃的化学能； 叶绿素a； A；55. 叶绿体基质； （CO2）固定； （C3）还原； （CO2）无机物转变为有机物；56. 小于； 酶 ； 57. 缓解； CaCl2（Ca2+）增大气孔面积。2、图13是细胞内部分生化反应及其联系的示意图，图中字母表示物质，编号表示过程。（ 内写编号，横线上填文字）53. 图13中称为_，物质M彻底氧化分解的过程包括 ，该过程中能产生_，为生命活动直接提供能量。 54. 物质N是_有些物质N通过转变为X，过程称为_；物质X是_。 55.在"酵母菌的呼吸方式"实验中，无论进行哪种呼吸方式，都要经过 _; 在无氧情况下，酵母菌呼吸作用的产物是_，发生场所是_。 【答案】53. 三羧酸循环； 2、5 、7 ； ATP；54. 氨基酸； 脱氨基作用； 丙酮酸；55. 糖酵解； 二氧化碳和酒精； 细胞质基质。