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1、光合作用和呼吸作用光合作用总方程式6CO2+12H218O C6H12O6+618O2+6H2O光叶绿体或CO2+H218O (CH2O)+18O2叶绿体光条件条件:光反应阶段光反应阶段场所:场所:过程过程光、色素、酶叶绿体内的类囊体膜上水的光解:水的光解:H2O H+O2光光叶绿体中的色素叶绿体中的色素ATP的生成:的生成:ADPPi ATP光、酶光、酶叶绿体中的色素叶绿体中的色素绝大多数的叶绿素a和全部叶绿素b、叶黄素、胡萝卜素是吸收光能的色素;少数处于特殊状态的叶绿素a 是将光能转化为电能的色素。光反应中能量变化光能电能活跃的化学能光反应产物ATP、NADPH、O2下列物质转变过程属于光
2、反应的是A A B B C C D DC C碳反应(暗反应)阶段碳反应(暗反应)阶段 发生在叶绿体基质中,是将二氧化碳还原为糖的过程,此过程又称卡尔文循环.碳反应是物质变化:CO2+C5 2C3 2C3+H 碳反应的能量变化:活跃的化学能 稳定的化学能ATP中 有机物中ATP(CH2O)+C5光合作用图解:光合作用图解:光反应和碳反应之间的联系:光反应和碳反应之间的联系:光反应是碳反应的基础,为碳反应提供H和ATP。光反应停止,碳反应也随即终止。同时,如果碳反应受阻,光反应也会因产物积累而不能正常进行。ATP和NADPHC3C5有机物突然停止突然停止光照光照突然增加突然增加光照光照突然停止突然
3、停止CO2供应供应突然增加突然增加CO2供应供应下降下降下降下降下降下降下降下降上升上升上升上升上升上升上升上升(经典题)下图表示一株水稻叶肉细胞的叶绿体内C5化合物含量在24 h内的变化过程,请据图分析:(1)C5化合物的产生和消耗主要发生在叶绿体的 中。(2)AB段和IJIJ段的C5含量维持在较低的水平,其主要原因是缺乏 。G点时C5化合物含量升高的主要原因是缺乏 (物质)。(3)(填字母)点的出现可能是由白天该地区天气晢时由晴转阴所造成的。基质NADPH、ATPCO2D光照强度与光合作用强度的关系1 1点:只进行呼吸作用(呼吸强度);点:只进行呼吸作用(呼吸强度);B B点:点:光合作用
4、等于呼吸作用(光补偿点);光合作用等于呼吸作用(光补偿点);C C点:光点:光照增强光合速率不再增强(光饱和点)。照增强光合速率不再增强(光饱和点)。2 2线段线段ABAB(不包括(不包括A A、B B两点):呼吸作用光两点):呼吸作用光合作用;线段合作用;线段BCBC(不包括点):光合作用(不包括点):光合作用呼吸作用。呼吸作用。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 CO2与光合作用强度的关系b b点点:COCO2 2的补偿点的补偿点 c c点点:COCO2 2的饱和点的饱和点a ab b:COCO2 2太低,农作物太低,农作物消耗光合产物消耗光合产物 b bc c:随随
5、COCO2 2的浓度增加的浓度增加,光合作用强度增强光合作用强度增强 c cd d:COCO2 2浓度再增加浓度再增加,光合作用强度保持不变光合作用强度保持不变 d de e:COCO2 2浓度超过一定限度浓度超过一定限度,将引起原生质体中毒或气将引起原生质体中毒或气孔关闭,抑制光合作用孔关闭,抑制光合作用 温度与光合作用强度的关系 光合作用是在酶的催化下进行的,温度直接影响酶的活性。不同的植物有不同的最适温度范围。A点为光合作用所需酶的最适温度。多种因子对光合作用的影响图图像像 关关键键点点含含义义 P点时,限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子,点时,限制光合速率的因素应为横坐标所表示的
6、因子,随该因子的不断加强,光合速率不断提高。随该因子的不断加强,光合速率不断提高。当到当到Q点时,横坐标所表示的因子,不再影响光合速率,点时,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要想提高光合速率,可适当提高图示的其他因子 总反应式:总反应式:有氧呼吸概念:有氧呼吸概念:细胞在细胞在O2的参与下,通过酶的催化作的参与下,通过酶的催化作用,把糖类等有机物用,把糖类等有机物彻底氧化分解彻底氧化分解,产,产生出生出CO2和和H2O,同时释放出,同时释放出大量能量大量能量的过程。的过程。C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量能量酶酶有氧呼
7、吸的过程有氧呼吸的过程HH的氧化的氧化酶酶12H12H2 2O +O +能量能量场所:线粒体场所:线粒体24H+6O24H+6O2 2(大量)(大量)丙酮酸彻底分解丙酮酸彻底分解酶酶6CO6CO2 2+20H20H+能量能量场所:线粒体场所:线粒体2C3H4O3+6H6H2 2O O(少量)(少量)葡萄糖的初步分解葡萄糖的初步分解C C6 6H H1212O O6 6酶酶+4H4H+能量能量场所:细胞质基质场所:细胞质基质(少量)(少量)2C2C3 3H H4 4O O3 3与有氧呼吸第一阶段相同葡萄糖的初步分解葡萄糖的初步分解C C6 6H H1212O O6 6酶酶+4H4H+能量能量场所
8、:细胞质基质场所:细胞质基质(少量)(少量)2 2C3H4O3丙酮酸丙酮酸(二)(二)无氧呼吸的过程无氧呼吸的过程丙酮酸不彻底分解丙酮酸不彻底分解场所:细胞质基质场所:细胞质基质 2 2C3H4O3 +4H 酶酶2C2C3 3H H6 6O O3 3(乳酸乳酸)A.A.乳酸乳酸例:例:高等动物、乳酸菌高等动物、乳酸菌、高等植物的某些器官(、高等植物的某些器官(马铃马铃薯块茎、甜菜块根等)薯块茎、甜菜块根等)2 2C3H4O3+4H 2C2C2 2H H5 5OHOH(酒精酒精)+2CO+2CO2 2B.B.酒精酒精例:例:大多数植物、酵母菌大多数植物、酵母菌酶酶无氧呼吸概念:无氧呼吸概念:细胞
9、在细胞在无无O2的参与下,通过酶的催化作用,把葡的参与下,通过酶的催化作用,把葡萄糖等有机物分解为萄糖等有机物分解为不彻底的氧化产物不彻底的氧化产物,同时释放,同时释放出出少量能量少量能量的过程。的过程。1葡萄糖酶2丙酮酸6CO2+12H2O+能量(大量)2乳酸(C3H6O3)+能量(少量)2酒精(C2H5OH)+2CO2+能量 (少量)细胞呼吸可表示为细胞呼吸可表示为:有氧 酶无氧 酶细胞呼吸过程中能量的变化1mol的葡萄糖2870kJ的能量有1161kJ的能量储存在38molATP中彻底氧化分解约60%的能量都以热能的形式散失用于各项生命活动维持体温有氧呼吸有氧呼吸 能量变化能量变化无氧呼
10、吸无氧呼吸 能量变化能量变化释放:196.65KJ 转移:61.08KJ(2molATP)有氧呼吸与无氧呼吸的异同先是细胞质基质,后是线粒体细胞质基质需要O2不需要O2无机物:CO 2和H2O酒精和CO2或乳酸;释放大量能量,形成大量ATP释放少量能量,形成少量ATP均有丙酮酸这一中间产物以下甲、乙两图都表示某植物的非绿色器官以下甲、乙两图都表示某植物的非绿色器官COCO2 2释释放量和放量和O O2 2吸收量的变化。下列相关叙述不正确的是吸收量的变化。下列相关叙述不正确的是()A A甲图中氧浓度为甲图中氧浓度为a a时的情况对应的是乙图中的时的情况对应的是乙图中的A A点点B B甲图中氧浓度
11、为甲图中氧浓度为b b时的情况对应的是乙图中的时的情况对应的是乙图中的CDCD段段C C甲图的甲图的a a、b b、c c、d d四个浓度中四个浓度中c c是最适合贮藏的是最适合贮藏的D D甲图中氧浓度为甲图中氧浓度为d d时没有酒精产生时没有酒精产生B B(1)甲图中,一昼夜CO2浓度最高和最低的分别是a、b对应的时刻,a、b两个时刻的生物学意义是 。表示光合作用强度等于细胞呼吸的强度(2)分析乙图在B点时改变的某种条件可能是(列举两种情况):。理由:。理由:。温度适当增加 在一定的温度范围内,随着温度的增加光合作用增强CO2的浓度增加在一定的CO2浓度范围内,随着CO2浓度的增加光合作用增
12、强(3)乙图中A点与B点相比较,A点时叶绿体中C3的含量 (填“多”或“少”),H的含量 (填或“少”)。乙图中如果在C点时温度降低10 ,则曲线有何变化?请在丙图中表示出来。多少(4)影响图丁中E点上下移动的主要外因是 。(5)图戊中的数据需要在适宜光照条件下测量吗?。温度不需要黑藻在我国是一种比较常见的水生植物。因其取材方便,常作为生物学实验的材料。如图丙表示植物细胞与外界环境间、叶绿体与线粒体间的气体交换,图丁表示光照强度与光合速率的关系。请据图回答:(1)如图甲所示,如果适当缩短光源与实验装置的距离,则单位时间内黑藻放出的气泡数量_(填“增加”、“减少”或“不变”)。增加增加(2)黑藻
13、的叶肉细胞处于丙图状态时,对应图丁曲线中_。(3)图丁中如果其他条件不变,CO2浓度增大,B点往_方向移;如果A点时CO2释放量为a mol/(m2s),C点时的CO2吸收量为b mol/(m2s),则在C点时O2的产生量为_mol/(m2s)。(4)图丁中曲线的意义是:_ B B点以后点以后 (a(ab)b)左在一定范围内,光合速率随光照强度的增加而增加,但超在一定范围内,光合速率随光照强度的增加而增加,但超过一定范围过一定范围(光饱和点光饱和点)后,光合速率不再增加后,光合速率不再增加 (5)图丙中由进入叶绿体中的CO2与_结合形成三碳化合物,随后发生三碳化合物的还原,此过程需要消耗光反应产生的_和_。(6)如果给黑藻培养液通入14CO2,光照一定时间(从1秒到数分钟)后杀死黑藻,同时提取产物并分析。实验发现,仅仅30秒的时间,CO2就已经转化为许多种类的化合物。要想探究CO2转化成的第一个产物是什么,可能的实验思路是_C5【H】ATP缩短光照时间,当检测到的化合物只有一种时,这种化合缩短光照时间,当检测到的化合物只有一种时,这种化合物就是第一个产物物就是第一个产物
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