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1、学习必备欢迎下载光合作用和细胞的呼吸核心知识点【命题新动向】1. 光合作用和细胞的呼吸考查的方式多样，通过提供生理现象、过程、 数据、图表、实验现象等相关的信息，考查知识的迁移能力。2. 探究组织细胞或个体的呼吸类型、探究影响细胞呼吸的因素、呼吸速率的测定等实验是近年来的命题热点，估计该类实验仍是考试的热点之一。尤其以酵母菌为材料探究酵母菌的呼吸特点、呼吸方式， 兼之研究有氧呼吸和无氧呼吸的过程、场所、特点的比较。3. 关于光合作用主要是应用实验、与生活生产实际相联系探究光合作用的过程、影响因素及如何提高光合作用的效率，考查学生分析问题、解决问题的能力。4. 此处还会设置综合光合作用和细胞呼吸
2、的实验，综合考查光合作用与细胞的呼吸，这是近年来高考的趋势之一。【知识准记忆】一、光合作用捕获光能的色素色素的种类色素的作用：叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。白光下光合作用最强，其次是红光和蓝紫光，绿光下最弱。实验绿叶中色素的提取和分离实验原理：绿叶中的色素都能溶解在层析液中，且他们在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，绿叶中的色素随着层析液在滤纸上的扩散而分离开。方法步骤中需要注意的问题：（步骤要记准确）研磨时加入二氧化硅和碳酸钙的作用是什么？二氧化硅有助于研磨得充分，碳酸钙可防止研磨中的色素被破坏。实验为何要在通风的条件下进行？为何要用培养皿盖住
3、小烧杯？用棉塞塞紧试管口？因为层析液中的丙酮是一种有挥发性的有毒物质。滤纸上的滤液细线为什么不能触及层析液？防止细线中的色素被层析液溶解精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 9 页学习必备欢迎下载滤纸条上有几条不同颜色的色带？其排序怎样？宽窄如何？有四条色带，自上而下依次是橙黄色的胡萝卜素，黄色的叶黄素，蓝绿色的叶绿素 a，黄绿色的叶绿素b。最宽的是叶绿素a，最窄的是胡萝卜素。捕获光能的结构叶绿体结构：外膜，内膜，基质，基粒（由类囊体构成）与光合作用有关的酶分布于基粒的类囊体及基质中。光合作用色素分布于类囊体的薄膜上。光合作用
4、的原理1、光合作用的探究历程：1648 比利时，范海尔蒙特：植物生长所需要的养料主要来自于水, 而不是土壤。1771 英国，普利斯特莱：植物可以更新空气。1779 荷兰，扬英根豪斯：植物只有绿叶才能更新空气；并且需要阳光才能更新空气。1880 美国，恩吉 ( 格) 尔曼：光合作用的场所在叶绿体。1864 德国，萨克斯：叶片在光下能产生淀粉1940 美国， 鲁宾和卡门 （用放射性同位素标记法）：光合作用释放的氧全部来自参加反应的水。 （糖类中的氢也来自水）。1948 美国， 梅尔文 卡尔文： 用标14C标记的 CO2追踪了光合作用过程中碳元素的行踪，进一步了解到光合作用中复杂的化学反应2、光合作
5、用的过程：根据是否需要光能，可将其分为光反应和暗反应两个阶段。（1）光反应条件：有光必须有光才能进行场所：叶绿体类囊体薄膜过程：水的光解： ATP 的合成：（光能 ATP中活跃的化学能）（2）暗反应有光无光都能进行场所：叶绿体基质条件：有光和无光精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 9 页学习必备欢迎下载场所：叶绿体基质过程： CO2的固定： C3的还原：（ATP中活跃的化学能有机物中稳定的化学能）联系：光反应为暗反应提供ATP和H ， 暗反应为光反应提供合成ATP的原料 ADP和 Pi 3、总反应式：光能CO2 + H2O
6、（CH2O）+ O2叶绿体 4 、概念：指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转变成储存能量的有机物，并且释放出氧气的过程。实质：把无机物转变成有机物，把光能转变成有机物中的化学能、影响光合作用的因素及在生产实践中的应用（1）光对光合作用的影响光的波长叶绿体中色素的吸收光波主要在红光和蓝紫光。光照强度植物的光合作用强度在一定范围内随着光照强度的增加而增加，但光照强度达到一定时，光合作用的强度不再随着光照强度的增加而增加光照时间光照时间长，光合作用时间长，有利于植物的生长发育。（2）温度温度低，光和速率低。随着温度升高，光合速率加快，温度过高时会影响酶的活性，光和速率降低。生产上白天升温
7、，增强光合作用，晚上降低室温，抑制呼吸作用，以积累有机物。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 9 页学习必备欢迎下载（3） CO2浓度在一定范围内，植物光合作用强度随着CO2浓度的增加而增加，但达到一定浓度后，光合作用强度不再增加。生产上使田间通风良好，供应充足的CO2 （4）水分的供应当植物叶片缺水时，气孔会关闭，减少水分的散失，同时影响CO2进入叶内，暗反应受阻，光合作用下降。生产上应适时灌溉，保证植物生长所需要的水分。、农业生产中提高光能利用率采取的方法: 延长光照时间如：补充人工光照、多季种植增加光照面积如：合理密植
8、、套种光照强弱的控制：阳生植物（强光），阴生植物（弱光）增强光合作用效率适当提高 CO2浓度：施农家肥适当提高白天温度（降低夜间温度）必需矿质元素的供应二、细胞呼吸（一）、有氧呼吸1、概念：有氧呼吸是指活细胞在有氧气的参与下，通过酶的催化作用，把某些有机物彻底氧化分解，产生出二氧化碳和水，同时释放大量能量的过程。2、过程：三个阶段 C6H12O6酶 2丙酮酸 + H（少） + 能量（少）细胞质基质 丙酮酸 + H2O 酶 CO2 + H + 能量（少）线粒体基质 H + O2酶 H2O + 能量（大量）线粒体内膜（注： 3个阶段的各个化学反应是由不同的酶来催化的）3、总反应式： C6H12O6
9、 + 6H2O + 6O2 酶6CO2 + 12H2O + 能量4、意义：是大多数生物特别是人和高等动植物获得能量的主要途径（二）、无氧呼吸1、概念：无氧呼吸是指细胞在无氧条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解成乙醇精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 9 页学习必备欢迎下载和二氧化碳或乳酸, 同时释放少量能量的过程。2、过程：二个阶段 : 与有氧呼吸第一阶段完全相同细胞质基质丙酮酸酶 C2H5OH （酒精） CO2 细胞质基质（高等植物、酵母菌等）或 丙酮酸酶 C3H6O3（乳酸）（动物和人）3、总反应式：C6H12
10、O6酶 2C2H5OH （酒精） +2CO2+能量 C6H12O6酶 2C3H6O3（乳酸） +能量4、意义：高等植物在水淹的情况下，可以进行短暂的无氧呼吸，将葡萄糖分解为酒精和二氧化碳，释放出能量以适应缺氧环境条件。（酒精会毒害根细胞，产生烂根现象）人在剧烈运动时，需要在相对较短的时间内消耗大量的能量，肌肉细胞则以无氧呼吸的方式将葡萄糖分解为乳酸，释放出一定能量，满足人体的需要。（三）、细胞呼吸的意义为生物体的生命活动提供能量，其中间产物还是各种有机物之间转化的枢纽。（四）、应用：1、 水稻生产中适时的露田和晒田可以改善土壤通气条件，增强水稻根系的细胞呼吸作用。2、储存粮食时，要注意降低温度
11、和保持干燥，抑制细胞呼吸。3、果蔬保鲜时，采用降低氧浓度、充氮气或降低温度等方法，抑制细胞呼吸，注意要保持一定的湿度。（五）、实验：探究酵母菌的呼吸方式1、过程2、结论：酵母能进行有氧呼吸，也能进行无氧呼吸。（六）、影响呼吸作用的因素：1、温度： 温度能影响呼吸作用，主要是影响呼吸酶的活性。在生产实践上 贮藏蔬菜 和水果 时应该降低温度，以减少呼吸消耗。2、氧气： 有氧呼吸强度随氧浓度的增加而增强。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 9 页学习必备欢迎下载根据氧对呼吸作用影响的原理，在贮存蔬菜、水果时就降低氧的浓度，一般降到
12、无氧呼吸的消失点 （即图中的氧浓度为10） 。3、CO2：增加 CO2浓度对呼吸作用有明显的抑制效应 。在蔬菜和水果保鲜中可适当增加 CO2的浓度。【易混点辨析】1. 光合作用的色素2. 光合作用中光反应和暗反应的比较3. 光合速率、光能利用率与光合作用效率的辨析光合速率： 光合作用的指标，是指植物在一定时间内将光能转化为化学能的多少。通常以每小时每平方分米叶面积吸收CO2毫克数表示。 它由植物在单位时间内吸收光能的比较项目光反应暗反应反应场所叶绿体基粒叶绿体基质能量变化光能电能电能活跃化学能活跃化学能稳定化学能物质变化H2O H O2 ATP Pi ATP CO2NADPH ATP （CH2
13、O） ADP Pi NADP+H2O 反应物H2O、ADP 、Pi CO2、ATP 、NADPH 反应产物O2、 ATP 、NADPH （CH2O） 、ADP 、Pi、 NADP+、H2O 反应条件需光不需光反应性质光化学反应（快）酶促反应（慢）反应时间有光时（自然状态下，无光反应产物暗反应也不能进行）色素分布分离（橙黄色）胡萝卜素（黄色）叶黄素（蓝绿色）叶绿素a （黄绿色）叶绿素b 快慢作用吸收传递光能胡萝卜素叶黄素大部分叶绿素a 叶绿素 b 吸收转化光能特殊状态的叶绿素a 组成类胡萝卜素叶绿素叶绿素 a 叶绿素 b 胡萝卜素叶黄素叶绿体基粒的类囊体薄膜上精选学习资料 - - - - - -
14、 - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 9 页学习必备欢迎下载多少及它对光能的转化率决定。光能利用率 ：植物将一年中照射到该土地上的光能转化成化学能的效率。指植物光合作用所累积的有机物所含能量，占照射在同一地面上的日光能量的比率。它由该土地上植物的多少、进行光合作用时间的长短及植物吸收利用光能的能力决定。光合作用效率：是指植物将照射到植物上的光能转化为化学能的效率。植物通过光合作用制造有机物中所含有的能量与光合作用中吸收的光能的比值，它由植物叶片吸收光能的能力、及将吸收了的光能转化为化学能的能力决定。光能利用率和光合作用效率这“两率”的比例式中，主要是分母不同。光
15、能利用率比例式中分母是指照射在同一时期同一地面上太阳辐射能，而光合作用效率比例式中分母是同一时期同一土地面积农作物光合作用所接受的太阳能；两比例式中分子都是作物光合作用积累的有机物中所含能量。光能利用率与复种指数、合理密植、作物生育期、植株株型、CO2浓度、光照强度、温度、矿质元素等都有密切关系；农作物的光合作用效率与光照强度、温度、CO2浓度、矿质元素等有密切关系。4. 影响光合作用的外界因素与提高光能利用率的关系影响光合作用的外界因素提高光能利用率增加二氧化碳供应通风透光，增施农家肥；人工增CO2（温室）必需矿质元素供应N：P：K：糖类的合成和运输ATP、NADP+的成分控制光照强弱因地制
16、宜：阳生植物种阳地阴生植物种阴地光质影响：蓝紫光照，蛋白质和脂类多红光照，糖类增多延长光合作用时间提高复种指数：改一年一季为一年多季增加光合作用面积合理密植套种（不同时播种） 、间作（同时播种）光CO2 矿物质温度精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 9 页学习必备欢迎下载5. 影响光合作用的某个条件在短时间内对叶绿体中某些化合物含量的影响光照二 氧 化 碳较强弱（黑暗）弱较强较高低低较高ATP 、H 减少增加增加减少C3增加减少减少增加C5减少增加增加减少（CH2O）减少增加减少增加6. 同位素示踪法研究物质运行和变化过程1
17、、光合作用： H2O1818O214CO214C314C6H12O6或（14CH2O ）2、呼吸作用：18O2H2O18 C6H1218O6C3H418O3C18O27. 有氧呼吸与无氧呼吸的比较比较项目有氧呼吸无氧呼吸反应场所真核细胞：细胞质基质，主要在线粒体原核细胞：细胞基质（含有氧呼吸酶系）细胞质基质反应条件需氧不需氧反应产物终产物（ CO2、H2O） 、能量中间产物（酒精、乳酸、甲烷等）、能量产能多少多，生成大量ATP 少，生成少量ATP 共同点氧化分解有机物，释放能量8光合作用和呼吸作用的区别和联系光合作用呼吸作用精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - -
18、 - - - - -第 8 页，共 9 页学习必备欢迎下载区别细胞类型与光关系场 所物质转变能量转换植物细胞只在光照下发生叶绿体合成有机物储能过程植物细胞和动物细胞有光无光都发生线粒体和细胞质基质分解有机物主要为放能过程联 系光合放氧为呼吸使用；呼吸释放CO2被光合同化；呼吸作用分解的有机物正是光合作用所制造的中间产物（三碳化合物）可交替使用；共用ATP 9. 光合作用强度和呼吸作用强度一般以光合速率和呼吸速率（即单位时间单位叶面积吸收和放出CO2的量或放出和吸收 O2的量）来表示植物光合作用和呼吸作用的强度，并以此间接表示植物合成和分解有机物的量的多少。1、在黑暗条件下植物不进行光合作用，只
19、进行呼吸作用，因此此时测得的氧气吸收量（即空气中O2的减少量）或二氧化碳释放量（即空气中的CO2增加量）直接反映呼吸速率。2、在光照条件下，植物同时进行光合作用和呼吸作用，此时测得的空气中氧气的增加量（或二氧化碳减少量）比植物实际光合作用所产生的O2量（或消耗的CO2量要）少，因为植物在光合作用的同时也在通过呼吸作用消耗氧气、放出二氧化碳。因此此时测得的值并不能反映植物的实际光合速率，而反映出表观光合速率或称净光合速率。（1）光合作用实际产氧量实测的氧气释放量呼吸作用耗氧量（2）光合作用实际二氧化碳消耗量实测的二氧化碳消耗量呼吸作用二氧化碳释放量（3）光合作用葡萄糖净生产量光合作用实际葡萄糖生产量呼吸作用葡萄糖消耗量精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 9 页