光合作用和细胞呼吸要点讲评.ppt
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1、细胞呼吸:细胞呼吸:概念:概念:有机物在细胞内经过一系列的氧有机物在细胞内经过一系列的氧化分解,生成二氧化碳或其他产物,释化分解,生成二氧化碳或其他产物,释放出能量并生成放出能量并生成ATPATP的过程的过程类型:类型:有氧呼吸和无氧呼吸有氧呼吸和无氧呼吸C6H12O66H2O6O26CO212H2O能量能量(多多)热能热能38ATPC6H12O62C3H6O3能量能量(少少)热能热能2ATP热能热能2ATPC6H12O62C2H5OH2CO2能量能量(少少)酶酶影响细胞呼吸的因素影响细胞呼吸的因素 一、呼吸作用的指标一、呼吸作用的指标 1.呼呼吸吸速速率率又又称称呼呼吸吸强强度度,指指单单位
2、位时时间间内内单单位位重重量量的的植植物物材材料料释释放放的的CO2的的量量或或吸收吸收O2的量。的量。2.呼呼吸吸商商(R.Q)又又称称呼呼吸吸系系数数,指指植植物物组组织织在在一一定定时时间间内内,释释放放CO2的的量量与与吸吸收收O2的量的比值。的量的比值。二、内部因素对呼吸速率的影响二、内部因素对呼吸速率的影响1、不同种类植物呼吸速率不同、不同种类植物呼吸速率不同(1)低等植物)低等植物高等植物高等植物(2)生长快的植物)生长快的植物生长慢的植物生长慢的植物(3)草本植物草本植物木本植物木本植物 2、不同器官、组织呼吸速率不同、不同器官、组织呼吸速率不同(1)幼嫩器官)幼嫩器官衰老器官
3、衰老器官(2)生殖器官生殖器官营养器官营养器官1温度温度呼吸作用在最适温度(呼吸作用在最适温度(2535)时最强;超过最适)时最强;超过最适温度,呼吸酶活性降低甚至变性失活,呼吸作用受抑温度,呼吸酶活性降低甚至变性失活,呼吸作用受抑制;低于最适温度,酶活性下降,呼吸作用受抑制。制;低于最适温度,酶活性下降,呼吸作用受抑制。生生产产上上常常利利用用这这一一原原理理在在低低温温下下储储存存蔬蔬菜菜、水水果果。在在大大棚棚蔬蔬菜菜的的栽栽培培过过程程中中夜夜间间适适当当降降温温,抑抑制制呼呼吸吸作作用用,减减少少有有机机物物的的消耗,可达到提高产量的目的。消耗,可达到提高产量的目的。三三.影响呼吸速
4、率的外界因素影响呼吸速率的外界因素 记忆:温度影响呼吸作用,主要是通过影响呼吸记忆:温度影响呼吸作用,主要是通过影响呼吸酶的活性酶的活性温度温度呼呼吸吸强强度度无氧呼吸无氧呼吸有氧呼吸有氧呼吸细胞呼吸细胞呼吸在在氧氧气气浓浓度度为为零零时时,只只进进行行无无氧氧呼呼吸吸;氧氧气气浓浓度度为为10%以以下下时时,既既进进行行有有氧氧呼呼吸吸,又又进进行行无无氧氧呼呼吸吸;氧氧气浓度为气浓度为10%以上时,只进行有氧呼吸。以上时,只进行有氧呼吸。CO2释释放放量量相相对对值值O2(%)2 4 6 8 102氧气浓度氧气浓度生活中常利用降低氧气浓度能抑制呼吸作用,减生活中常利用降低氧气浓度能抑制呼吸
5、作用,减少有机物消耗这一原理来延长蔬菜水果的保鲜时少有机物消耗这一原理来延长蔬菜水果的保鲜时间。但是,在完全无氧的情况下,无氧呼吸强,间。但是,在完全无氧的情况下,无氧呼吸强,分解的有机物也较多,一样不利于蔬菜水果的保分解的有机物也较多,一样不利于蔬菜水果的保质、保鲜,所以一般采用低氧(质、保鲜,所以一般采用低氧(5%)保存,此时)保存,此时有氧呼吸较弱,而无氧呼吸又受到抑制。有氧呼吸较弱,而无氧呼吸又受到抑制。无土栽培通入空气,中耕松土等都是为了增加氧无土栽培通入空气,中耕松土等都是为了增加氧气的含量,加强根部的有氧呼吸,保证能量供应,气的含量,加强根部的有氧呼吸,保证能量供应,促进矿质元素
6、的吸收。促进矿质元素的吸收。3二氧化碳浓度二氧化碳浓度CO2是是呼呼吸吸作作用用产产生生的的,从从化化学学平平衡衡角角度度分分析析,CO2浓度增加,呼吸速率下降。浓度增加,呼吸速率下降。在在密密闭闭的的地地窖窖中中,氧氧气气浓浓度度低低,CO2浓浓度度较较高高,抑抑制制细细胞胞的的呼呼吸吸作作用用,使使整整个个器器官官的的代代谢谢水水平平降降低低,有有利利于保存蔬菜水果。于保存蔬菜水果。4 4含水量含水量 呼呼吸吸作作用用的的各各种种化化学学反反应应都都是是在在水水中中进进行行的的,自自由水含量增加,代谢加强。由水含量增加,代谢加强。粮粮油油种种子子的的贮贮藏藏,必必须须降降低低含含水水量量,
7、使使种种子子处处于于风风干干状状态态,从从而而使使呼呼吸吸作作用用降降至至最最低低,以以减减少少有有机机物物消消耗耗。如如果果种种子子含含水水量量过过高高,呼呼吸吸作作用用加加强强,使使贮贮藏藏的的种种子子堆堆中中温温度度上上升升,反反过过来来又又进进一一步步促促进进种种子子的的呼呼吸吸作作用用,使种子的品质变坏。使种子的品质变坏。呼呼吸吸强强度度含水量含水量%光合作用强度光合作用强度光合作用强度指的是植物在光照下,单位时间、单位光合作用强度指的是植物在光照下,单位时间、单位面积同化二氧化碳的量,常用单位为毫克二氧化碳面积同化二氧化碳的量,常用单位为毫克二氧化碳/平平方分米方分米/小时。小时。
8、实际光合作用强度是植物在光照下实际实际光合作用强度是植物在光照下实际同化二氧化碳的量,但植物在进行光合作用时也进行同化二氧化碳的量,但植物在进行光合作用时也进行呼吸作用,会同时放出二氧化碳,因此所测得的一般呼吸作用,会同时放出二氧化碳,因此所测得的一般为表观光合作用或净光合作用,就是实际光合作用所为表观光合作用或净光合作用,就是实际光合作用所同化的二氧化碳的量减去因呼吸作用而释放的二氧化同化的二氧化碳的量减去因呼吸作用而释放的二氧化碳的量。一般所说的光合作用强度,就是指净光合作碳的量。一般所说的光合作用强度,就是指净光合作用强度。用强度。光合作用光合作用1 1、总光合作用、总光合作用=净光合作
9、用净光合作用+呼吸作用;呼吸作用;2 2、(光合作用光合作用)制造的有机物制造的有机物=合成的有机物合成的有机物=积累的有积累的有机物机物干物质量干物质量+消耗的有机物消耗的有机物(呼吸作用呼吸作用);3 3、叶绿体固定的、叶绿体固定的CO2=CO2=光合作用所需要的光合作用所需要的CO2=CO2=从外界吸从外界吸收的收的CO2+CO2+呼吸释放的呼吸释放的CO2CO2;搞清楚几个关键的生物量搞清楚几个关键的生物量影响光合作用的因素影响光合作用的因素内部因素内部因素植物种类植物种类同一植物在不同的生长发育阶段同一植物在不同的生长发育阶段同一植物在不同部位的叶片同一植物在不同部位的叶片叶龄叶龄叶
10、面积指数叶面积指数叶龄叶龄OA段段幼叶。随幼叶的不断生长,叶幼叶。随幼叶的不断生长,叶面积增大,叶绿体增多,叶绿素含量增面积增大,叶绿体增多,叶绿素含量增加,光合速率增加。加,光合速率增加。AB段段壮叶。叶片面积、叶绿体和叶壮叶。叶片面积、叶绿体和叶绿素都处于稳定状态,光合速率稳定。绿素都处于稳定状态,光合速率稳定。BC段段老叶。随叶龄的增加,叶绿素老叶。随叶龄的增加,叶绿素被破坏,光合速率也随之下降。被破坏,光合速率也随之下降。应用措施:应用措施:农作物、果树管理后期适当农作物、果树管理后期适当摘除老叶、残叶。可降低其摘除老叶、残叶。可降低其呼吸作用消耗有机物。呼吸作用消耗有机物。光合面积(
11、叶光合面积(叶面指数)面指数)OA段段随叶面积的增大,光合作用实际量不随叶面积的增大,光合作用实际量不断增大,断增大,A点为光合作用面积的饱和点。超过点为光合作用面积的饱和点。超过A点,光合作用不再增强,原因是有很多叶被遮挡点,光合作用不再增强,原因是有很多叶被遮挡在光补偿点以下。在光补偿点以下。OB段段干物质量随光合作用增强而增加。干物质量随光合作用增强而增加。B点点以后干物质的量不再增加,原因是光合总量不变,以后干物质的量不再增加,原因是光合总量不变,但呼吸消耗量增大,所以干物质积累量不断降低但呼吸消耗量增大,所以干物质积累量不断降低如如BC段。段。应用措施:应用措施:叶面积指数不能超过叶
12、面积指数不能超过点,否则植物将入不敷点,否则植物将入不敷出,无法生活下去。出,无法生活下去。DD增加光合作用面积,如增加光合作用面积,如合理密植、间作和套种;合理密植、间作和套种;适当间苗、修剪,合理适当间苗、修剪,合理施肥、浇水,避免陡长,施肥、浇水,避免陡长,封行过早,使中下层叶子封行过早,使中下层叶子所受的光照往往在光补偿所受的光照往往在光补偿点以下,白白消耗有机物,点以下,白白消耗有机物,造成不必要的浪费。造成不必要的浪费。2、外部因素、外部因素CO2+H2O(CH2O)+O2光能光能叶绿体叶绿体(色素、酶)色素、酶)MgMg、N N等矿质元素;等矿质元素;酶的活性受温度等影响。酶的活
13、性受温度等影响。光照强度、光质、光照时间光照强度、光质、光照时间气体反应物气体反应物作为反应物和反应的媒介;作为反应物和反应的媒介;水分水分气孔关闭气孔关闭COCO2 2供应供应.光质光质(光的波长光的波长)1、光照、光照.光照时间:光照时间:应用:延长光合作用时间应用:延长光合作用时间 大田:复种(一年种两茬或三茬)大田:复种(一年种两茬或三茬)温室:人工光照温室:人工光照复色复色(白色白色)光光 蓝紫光蓝紫光 红光红光 绿光绿光0吸吸收收量量光照强度光照强度ABCB B:光补偿点:光补偿点:光补偿点:光补偿点:C C:光饱和点光饱和点光饱和点光饱和点COCO2 2 B:光补偿点:光补偿点:
14、光合作用和呼吸作用达到平衡时的光照强度,:光合作用和呼吸作用达到平衡时的光照强度,或者光合作用吸收的或者光合作用吸收的CO2量等于呼吸作用释放量等于呼吸作用释放CO2的量的量C:光饱和点:光合速率最大时的光照强度。:光饱和点:光合速率最大时的光照强度。释释放放量量COCO2 2A点:光照强度为零,只有呼吸作用点:光照强度为零,只有呼吸作用主要受光反应产物的限制主要受光反应产物的限制主要受光反应产物的限制主要受光反应产物的限制主要受暗反应酶活性和主要受暗反应酶活性和主要受暗反应酶活性和主要受暗反应酶活性和CO2CO2浓度限制浓度限制浓度限制浓度限制光光照照强强度度0吸吸收收量量光照强度光照强度A
15、1B1C1B:光补偿点光补偿点C:光饱和点光饱和点COCO2 2阳生植物阳生植物阴生植物阴生植物阳生植物的光补偿点和光饱和点大于阴生植物的光补偿阳生植物的光补偿点和光饱和点大于阴生植物的光补偿点和光饱和点。点和光饱和点。A2B2C2释释放放量量COCO2 2在强光环境中生长发育健壮,在阴蔽和弱光在强光环境中生长发育健壮,在阴蔽和弱光条件下生长发育不良的植物称阳生植物。条件下生长发育不良的植物称阳生植物。在较弱的光照条件下能够生长良好的植在较弱的光照条件下能够生长良好的植物叫阴生植物。物叫阴生植物。纵坐标代表实际光合速率(强度)还是净光合速率(强度)?纵坐标代表实际光合速率(强度)还是净光合速率
16、(强度)?如何判断曲线图中纵坐标代表的是总的还是净值?如何判断曲线图中纵坐标代表的是总的还是净值?ABC点各代表的意义?点各代表的意义?如果图中曲线表示的是阳生植物,那么阴生植物的曲线应当怎样?如果图中曲线表示的是阳生植物,那么阴生植物的曲线应当怎样?AB光照强度光照强度光照强度光照强度0吸吸吸吸收收收收量量量量m mg g/d dm m2 2h hCO2CO2阳生植物阳生植物阳生植物阳生植物阴生植物阴生植物阴生植物阴生植物A A:呼吸强度;:呼吸强度;:呼吸强度;:呼吸强度;B B:光补偿点;光补偿点;光补偿点;光补偿点;C C:光饱和点:光饱和点:光饱和点:光饱和点C释释释释放放放放量量量
17、量 CO2CO2净净光光合合速速率率呼呼吸吸速速率率实实际际光光合合速速率率(总总值值)净光合速率净光合速率净光合速率净光合速率 光合速率(强度)光合速率(强度)光合速率(强度)光合速率(强度)阴生植物的光补偿点、光饱和点阴生植物的光补偿点、光饱和点阴生植物的光补偿点、光饱和点阴生植物的光补偿点、光饱和点 阳生植物阳生植物阳生植物阳生植物 净值净值=总值(实际值)总值(实际值)呼吸消耗值呼吸消耗值不过原点的曲线代表的是净值;不过原点的曲线代表的是净值;不过原点的曲线代表的是净值;不过原点的曲线代表的是净值;题干交代题干交代题干交代题干交代“测定测定测定测定”的值的值的值的值一定是净一定是净一定
18、是净一定是净值值值值 AB光照强度光照强度光照强度光照强度0吸吸吸吸收收收收量量量量m mg g/d dm m2 2h hCO2CO2C释释释释放放放放量量量量 CO2CO2两种表示方法有什么区别呢?两种表示方法有什么区别呢?光光合合速速率率0光照强度光照强度A AB光照强度光照强度光照强度光照强度0吸吸吸吸收收收收量量量量m mg g/d dm m2 2h hCO2CO2C释释释释放放放放量量量量 CO2CO2S1S2S3呼吸消耗量:呼吸消耗量:净积累量:净积累量:总光合作用量:总光合作用量:DEOA与与OD围成的面积(围成的面积(S1+S3)AC与与AE围成的面积围成的面积呼吸消耗(呼吸消
19、耗(S2S1)净值净值+呼吸消耗量(呼吸消耗量(S2+S3)对应训练:对应训练:以测定的以测定的CO2吸收量与释放量为吸收量与释放量为指标,研究温度对某绿色植物光指标,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。下列分析正确的是如图所示。下列分析正确的是()A.光照相同时间,光照相同时间,35时光合作用制造的有机物的量与时光合作用制造的有机物的量与30时相时相等等B.光照相同时间,在光照相同时间,在20条件下植物积累的有机物的量最多条件下植物积累的有机物的量最多C.温度高于温度高于25时,光合作用制造的有机物的量开始减少时,光合作用制造的有机物的量开
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