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1、专题二、细胞代谢,第2讲、光合作用和呼吸作用,细胞呼吸,细胞质基质,线粒体基质,线粒体内膜,丙酮酸,H,乳酸,有氧呼吸,无氧,呼吸,释放的CO2,吸收的O2,乳酸,无氧呼吸,光合作用,光反应,暗反应,大于,基质,光合作用和呼吸作用的联系,1光合作用和细胞呼吸的关系图,2光合作用和细胞呼吸中物质和能量的变化关系(1)物质变化：,思考：(1)产生ATP最多的阶段是什么阶段？答案：光反应阶段。(2)为各种生命活动提供的ATP最多的阶段是什么阶段？答案：细胞有氧呼吸阶段。,3以气体变化探究光合作用与呼吸作用的关系(1)不同状态下植物的代谢特点及相对强度的关系,光合、呼吸速率的测定实验探究(1)净光合速
2、率的测定(如图)NaHCO3溶液的作用：玻璃瓶中的NaHCO3溶液保证了容器内CO2浓度的恒定，满足了绿色植物光合作用的需求。植物光合速率指标：植物光合作用释放氧气，使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。条件：整个装置必须在光下，光是植物进行光合作用的条件。,(2)呼吸速率的测定(如图)上图同样可以用于呼吸速率的测定，但要把NaHCO3溶液换成NaOH溶液，吸收植物呼吸作用释放的CO2。植物呼吸作用的指标：植物呼吸作用吸收氧气，释放CO2，CO2被NaOH溶液吸收，使容器内气体压强减小，毛细管内的水滴左移。单位时间内液滴左移的体积即是呼吸速率。条件：
3、整个装置必须遮光处理，否则植物的光合作用会干扰呼吸速率的测定。,4光合作用和呼吸作用中H、ATP的来源和去向比较,1细胞呼吸与血糖调节、体温调节的关系(1)细胞呼吸是血糖的主要去路；(2)体温调节过程中，热量的来源 是细胞呼吸释放的热能。2光合作用、细胞呼吸与能量流动和物质循环间的关系(1)能量流动过程中，绿色植物通过光合作用固定的太阳能总量是流 经整个生态系统的总能量，而生物体内能量最终通过细胞呼吸主要 以热能形式散失，所以能量不可循环。(2)在碳循环中，光合作用是CO2由大气进入生物群落的主要途径，而细胞呼吸是CO2由生物群落返回大气的主要途径。参见下图：,3细胞代谢是生物体进行各项生命活
4、动的基础(1)当同化作用大于异化作用时生物体才能正常生长发育；(2)激素与神经系统是通过改变细胞代谢而实现调节的；(3)遗传和变异是以细胞内基因的传递和变化为基础的；(4)生物与无机环境间物质和能量的变换是以细胞代谢为基础的。,【例1】(经典题)光合作用和细胞呼吸是植物体 最重要的生命活动，右图为其简单过程示 意图。下列有关叙述正确的是()A图中代表光合作用的是，代表细胞呼吸的是 B图中发生在叶绿体内，过程发生在线粒体内 C植物细胞内部都能发生过程，且都能产生ATP D图中X和Y代表同一物质，X产生于叶绿体基质中，Y产生于线粒 体中,答案：A,【例2】(2010南京调研)下图是测定发芽种子的呼
5、吸类型所用装置(假设 呼吸底物只有葡萄糖，并且不考虑外界条件的影响)，下列有关说法 错误的是(),答案：C,1影响细胞呼吸的外部因素及应用,影响光合作用和呼吸作用的环境因素及其应用,2.影响光合作用的因素及应用(1)内部因素,(2)外部因素(单因子),(3)多因子影响,光合作用及呼吸作用在提高作物产量方面的主要应用,【例3】(改编题)下图甲表示春季晴天某密闭大棚内一昼夜CO2浓度的变 化。乙图曲线a表示某种植物在20、CO2浓度为0.03%的环境中随着 光照强度的变化光合速率的变化情况；在B点时改变某种条件，结果发 生了如曲线b变化。丁、戊分别表示在一定实验条件下测得的某植物光 合作用速率与光
6、照强度之间的关系、呼吸作用与氧气浓度之间的关 系。请分析回答：,(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(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：(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“多”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。,表示光合作用强度等于细胞呼吸的强度,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,一定的CO2浓度范围内，随着CO2浓度的增加光合作用增强,多,少,(4)影
7、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,叶绿体色素的提取和分离,考什么,高考对本实验的考查主要有以下两种类型：(1)以选择题形式考查色素提取和分离的原理、过程、实验结果及色素的种类和作用，如2012年海南卷T9、上海卷T17、2011年江苏卷T4、海南卷T12。(2)近年来，涉及本实验的非选择题有所增多，如2011年广东卷T29以色素提取为素材，考查pH对叶绿素影响的实验分析；2010年江苏卷T33考查了叶绿素与光合作用的关系。,怎么考,秋天来临之际，许多植物的叶片会变红。为了探究枫叶变红的原因，某校生物课外活动小组的同学们对同一植株上
8、的正常绿叶和红叶各若干片进行了色素的提取与分离，用纸层析法得到了两种叶片色素分离的滤纸条。请回答：(1)滤液中色素的分离原理：叶绿体中的色素在层析液中的_不同，随层析液在滤纸条上的_不同，从而将它们分离开。(2)若该组同学的实验假设是叶片变红与叶片叶绿体中的胡萝卜素含量增加有关。你认为同学们应着重观察和比较滤纸条中的第_条色素带(从上到下)，原因是_。,(3)实验预期和结论：红叶组与绿叶组相比，若红叶组着重观察的那条色素带_，则假设成立；否则，假设不成立。若同学们比较结果发现，除绿色的色素带变窄甚至缺失外，其他色素带的宽窄没有改变。你认为该种叶片变红最可能的原因与叶片细胞内_中的色素有关，实验
9、中未检出的原因是_。,解析本题考查色素提取的原理及应用。(1)分离色素的原理是叶绿体中的色素在层析液中的溶解度不同，随层析液在滤纸条上扩散的速度不同，溶解度越大扩散的速度越快，从而将不同色素分离开。(2)若要确定叶片变红是否是胡萝卜素增加所致，应着重比较自上而下的第一条色素带(即橙黄色的色素带)，因为该色素的溶解度最大。(3)若第一条色素带变宽，说明该种色素增多，假设成立；若仅有绿色色素带变窄，其他色素带不变，说明不是胡萝卜素增加所致。在植物细胞中除叶绿体中含有色素外，液泡中也分布有色素，叶片变红可能与液泡中的色素有关，由于液泡中的色素不溶于有机溶剂(无水乙醇、丙酮和层析液)，故未检出。答案(
10、1)溶解度扩散速度(2)一胡萝卜素在层析液中的溶解度最大(3)加宽液泡液泡中的色素是水溶性色素，不溶于有机溶剂(合理即可),怎么办 1实验结果的拓展分析(1)在滤纸条上距离最近的两条色素带是叶绿素a和叶绿素b，距离最远的两条色素带是胡萝卜素和叶黄素。(2)四条色素带的分布与扩散速度有关，扩散速度与溶解度呈正相关，从色素带的位置可推知色素在层析液中溶解度的大小。(3)色素带的粗细与色素的含量有关，从色素带的宽度可推知色素含量的多少。(4)通过对比不同滤纸条上色素带的种类，可确定不同叶片中色素的种类，如黄色叶片中的色素在分离时，可能缺少蓝绿色或黄绿色。,2实验的异常现象分析(1)提取液颜色浅的原因：研磨不充分，色素未充分提取出来。称取绿叶过少或加入无水乙醇过多，色素浓度小。未加碳酸钙或加入过少，色素分子部分被破坏。(2)色素带呈弧形的原因是滤纸条未剪去两角。(3)滤纸条上只有两条色素带，原因是使用的叶片中叶绿素被破坏或不含叶绿素。(4)滤纸条上看不见色素带的原因：忘记画滤液细线。滤液细线接触到层析液，且时间较长，色素全溶解到层析液中。,
