呼吸作用和光合作用专题

新陈代谢自养型异养型兼性营养型需氧型厌氧型兼性厌氧型同化作用异化作用酶ATP植物代谢水分代谢细胞呼吸矿质代谢光合作用动物代谢储存甘油+脂肪酸糖元葡萄糖脂肪氨基酸肌糖元肝糖元糖、脂肪组织蛋白、酶、激素新的氨基酸不含氮部分含氮部分尿素保证有序进行直接能源微生物类群原核生物界原生生物界真菌界病毒界生理营养代谢生长发酵工程（流程）(培养基)产物.调节群体规律.影响因素应用考纲分析•光合作用和细胞呼吸是高考中最重要的考点，其试题常考常新，考题数量多、分值高、区分度大，《考试说明》中规定的各类能力均可设置考查。较常见的题型是结合生产、生活中的实践性问题以实验或简答得形式考查。特别是酵母菌的呼吸、光合作用及呼吸作用的影响因素实验分析或实验设计是常考内容。例题（09全国卷Ⅱ）下列关于细胞呼吸的叙述，错误的是A．细胞呼吸必须在酶的催化下进行B．人体硬骨组织细胞也进行呼吸C．酵母菌可以进行有氧呼吸和无氧呼吸D．叶肉细胞在光照下进行光合作用，不进行呼吸作用（09天津卷）按下表设计进行实验，分组后，在相同的适宜条件下培养8～10小时，并对实验结果进行分析。下列叙述正确的是A.甲组不产生CO2而乙组产生B.甲组的酒精产量与丙组相同C.丁组能量转换率与丙组相同D.丁组的氧气消耗量大于乙组实验材料取样处理分组培养液供氧情况适宜浓度酵母菌液50毫升破碎细胞(细胞不完整)甲25mL75mL无氧乙25mL75mL通氧50毫升未处理丙25mL75mL无氧丁25mL75mL通氧（09浙江卷）破伤风梭状芽孢杆菌侵入了人体深部的组织细胞并大量繁殖，下列关于该菌的细胞呼吸类型和消灭该菌首先要通过的免疫途径的叙述，正确的是A．无氧呼吸和体液免疫B．无氧呼吸和细胞免疫C．有氧呼吸和体液免疫D．有氧呼吸和细胞免疫(09广东理基)在密闭容器内，酵母菌利用葡萄糖产生酒精，此过程不生成A.ATPB.乳酸C.三碳化合物D.CO2(09广东卷)利用地窖贮藏种子、果蔬在我国历史悠久。地窖中的浓度较高，有利于A．降低呼吸强度B．降低水分吸收C．促进果实成熟D．促进光合作用(09上海卷)在a、b、c、d条件下，测得某植物种子萌发时和体积变化的相对值如右表。若底物是葡萄糖，则下弄叙述中正确的是A.a条件下，呼吸产物除外还有酒精和乳酸B.b条件下，有氧呼吸消耗的葡萄糖比无氧呼吸多C.c条件下，无氧呼吸最弱D.d条件下，产生的全部来自线粒体2CO2OCO2释放量O2吸收量a100b83c64d77(09安徽卷)现有等量的A、B两个品种的小麦种子，将它们分别置于两个容积相同、密封的棕色广口瓶内，各加入适量(等量)的水。在25℃条件下，瓶内O2含量变化如图所示。请回答：（1）在t1～t2期间，瓶内O2含量的降低主要是由种子的引起的，A种子比B种子的呼吸速率，A、B种子释放CO2量的变化趋势是。（2）在0～t1期间，广口瓶内的CO2有少量增加，主要原因可能是。有氧呼吸快先递增后递减种子无氧呼吸产生CO2细胞的呼吸1.知识回顾•概念：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，释放出能量并生成ATP的过程•实质：分解有机物，释放能量•类型：有氧呼吸、无氧呼吸•重点：有氧呼吸的过程、有氧呼吸与无氧呼吸的比较、实验设计2.有氧呼吸阶段项目第一阶段第二阶段第三阶段场所细胞质基质线粒体基质线粒体内膜反应物葡萄糖(C6H12O6)丙酮酸(C3H4O3)+H2O[H]+O2生成物丙酮酸+[H]+ATPCO2+[H]+ATPH2O+ATP产生ATP少量（2）少量（2）大量（34）与氧的关系无关无关必需氧总反应式：•注意：⑴反应式中前后的水不可消去⑵不能用等号，要用箭头⑶反应式后面的能量不能写成ATP⑷条件是酶不可省去[三个阶段所需的酶也不同]⑸真核细胞有氧呼吸的主要场所是线粒体，原核细胞没有线粒体，但也可进行有氧呼吸⑹产生的能量约40%转移到ATP中，其余以热能形式散失[如用于维持体温]能量酶OHCOOHOOHC22226126126663.无氧呼吸•类型：酒精发酵、乳酸发酵•场所：细胞质基质•条件：缺氧•反应式：⑴不同生物无氧呼吸的产物不同，其原因是催化的酶不同；⑵只能进行无氧呼吸的真核生物如蛔虫，其细胞内无线粒体；⑶有氧呼吸是细胞呼吸的主要形式，无氧呼吸产物(酒精或乳酸)未被彻底，仍储存有一定能量；⑷酵母菌是兼性厌氧菌。少量能量酶酶252343612622[H]42COOHHCOHCOHC少量能量酶酶36334361262[H]42OHCOHCOHC根据O2的吸收量和CO2释放量判断呼吸类型①若O2的吸收量与CO2的释放量相等，则可判断该生物进行____________。②若O2的吸收量为0而有CO2释放，则可判断该生物进行____________。③若O2的吸收量比CO2释放量少，则可判断该生物进行____________。a.当无氧呼吸与有氧呼吸消耗等量葡萄糖时，CO2释放量和O2的吸收量比值为4/3b.当上述比值大于4/3时，无氧呼吸占优势；若小于4/3时，有氧呼吸占优势。ATP产生速率与O2供给量之间的关系如下图所示：（1）A点表示在无氧条件下，细胞可通过进行无氧呼吸分解有机物，产生少量ATP。（2）AB段表示随O2供应量增多，有氧呼吸明显加强，通过有氧呼吸分解有机物释放的能量增多，ATP的产生速率随之增加。（3）BC段表示O2供应量超过一定范围后，ATP的产生速率不再加快，此时的限制因素可能是酶、ADP、磷酸等。4.影响呼吸的因素•影响呼吸作用的因素有：⑴温度——影响酶的活性⑵氧气浓度——有氧呼吸反应底物，抑制无氧呼吸⑶二氧化碳浓度——反应产物，调节化反应平衡⑷含水量——为各种反应提供溶液环境，作为反应底物参与反应其中最主要的影响因素为温度。影响植物呼吸速率的因素及相关曲线1.内部因素①不同种类的植物呼吸速率不同，如旱生植物小于水生植物，阴生植物小于阳生植物。②同一植物在不同的生长发育时期呼吸速率不同，如幼苗在开花期呼吸速率升高，成熟期呼吸速率下降。③同一植物的不同器官呼吸速率不同，如生殖器官大于营养器官。2.环境因素①温度：呼吸作用在最适温度(25℃～35℃)时最强，超过最适温度则减弱。温度主要通过影响呼吸酶的活性而影响呼吸作用强度②O2的浓度：O2浓度不仅直接影响呼吸速率，还直接影响细胞呼吸的类型。如右图所示：绿色植物在完全缺氧条件下只进行无氧呼吸，在低氧条件下（浓度为10％以下时）既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸；浓度为10%以上时，只进行有氧呼吸。•O2的存在对无氧呼吸起抑制作用。在一定范围内；有氧呼吸强度随氧浓度的增加而增强。•大多数陆生植物根尖细胞的无氧呼吸产物是酒精和CO2。酒精对细胞有毒害作用，所以大多数陆生植物不能长期忍受无氧呼吸。③CO2浓度：增加CO2的浓度对呼吸作用有明显的抑制效应。这可以从化学平衡的角度得到解释。据此原理，在蔬菜和水果的保鲜中，增加CO2的浓度也具有良好的保鲜效果。2I22COOCHCO呼吸Ⅱ呼吸暗反应丙酮酸）（元素：COHOH222呼吸Ⅲ光反应元素：OOOH][O)(CH][H222呼吸Ⅲ呼吸Ⅰ、Ⅱ暗反应光反应元素：HHOHATPO)(CHATP2细胞呼吸暗反应光反应能量流动：太阳能叶绿体处于不同的条件下，C3、C5、[H]、ATP以及（CH2O）合成量的动态变化：条件C3C5[H]和ATP（CH2O）合成量停止光照CO2供应不变增加下降减少或没有减少或没有光照增强CO2供应不变减少增加增加增加光照不变停止CO2供应减少增加增加减少或没有光照不变CO2供应增加增加减少减少增加光照不变CO2供应不变（CH2O）运输受阻增加减少增加减少1．光合作用与呼吸作用过程关系图2．光合作用和呼吸过程中CO2中C和O的转化元素的来源和去路光合作用：6CO2+12H2OC6H12O6+6O2+6H2O例1：用18O标记的水来培养小麦，则18O将最早出现在（）A、小麦周围的空气中B、光合作用的产物葡萄糖中C、光合作用的产物水中D、空气中的CO2中¤¤呼吸作用：C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O¤¤¤¤¤可能3．光合和呼吸过程中的能量流动关于产生的ATP场所产生的量合成时所用的能量用于什么过程叶绿体基粒细胞质基质线粒体线粒体少量少量大量大量光能化学能二氧化碳的还原（暗反应）消耗ATP各种生命活动4．光合与呼吸曲线及图像分析①A点：光照强度为0，此时只进行呼吸作用，释放CO2的量即是此时的呼吸强度。②B点（光补偿点）：呼吸作用释放的CO2全部用于光合作用，即光合作用强度=呼吸作用强度。③C点：此时的光照强度为光合作用的饱和点。①OA段表明随叶面积的不断增大，光合作用实际量不断增大，A点为光合作用面积的饱和点，随叶面积的增大，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。②OB段表示干物质量随光合作用增强而增加，而由于A点以后光合作用量不再增加，而叶片随叶面积的不断增加呼吸量也不断增加（曲线OC），所以干物质积累量不断降低如BD段。③植物的叶面积指数不能超过D点，若超过D点，植物将入不敷出，无法生活下去。•CO2是光合作用的原料，在一定范围内，CO2越多，光合作用速率越大，但到A点时，即CO2达到饱和时，就不再增加了。•光合作用是在酶催化下进行的，温度直接影响酶的活性。一般植物在10℃～35℃下正常进行光合作用，如AB段(10℃～35℃)，随温度的升高光合速率逐渐加强，B点(35℃)以上光合酶活性下降，光合作用开始下降，50℃左右光合作用几乎完全停止。•OA段为幼叶，随幼叶的不断生长，叶面积不断增大，叶内叶绿体不断增多，叶绿素含量不断增加，光合作用速率不断增加。•AB段为壮叶，叶片的面积、叶绿体和叶绿素都处于稳定状态，光合速率也基本稳定。•BC段为老叶，随叶龄的增加，叶片内叶绿素被破坏，光合速率也随之下降。光合作用与细胞呼吸的联系ABCDCO2O2CO2O2光合作用与细胞呼吸的联系ABEGCO2O2CO2O2温室大棚假如你是一个温室大棚的主人，你最关心的是？你将采取哪些措施，其依据是？AGFEDCB有呼吸无光合A光合小于呼吸AB光合等于呼吸B光合大于呼吸BC若甲曲线代表阳生植物，则乙曲线代表植物。阴生增强大棚光照段为幼叶，段为壮叶，段为老叶。OAABBC图中A点表示：。若A点所在曲线代表C3植物，则B曲线可表示植物。CO2浓度达到植物所需的最大值，光合速率不再上升C4①光合作用是在的催化下进行的，温度直接影响；②B点表示：；③BC段表示：；酶的活性酶此温度条件下，光合速率最高超过最适温度，光合速率随温度升高而下降①细胞呼吸在时最强；②温度低于，下降，呼吸受抑制；③温度高于，下降甚至，呼吸受抑制。最适温度最适温度酶的活性酶的活性最适温度变性失活①氧气浓度为零时只进行。②氧气浓度在10%以下时，既又。③氧气浓度为时，只进行有氧呼吸。思考：图中随氧气浓度变化产生的CO2总量的变化曲线应画在哪里？无氧呼吸进行无氧呼吸进行有氧呼吸10%CO2释放总量51015202530氧气浓度（%）CO2的释放速率无氧呼吸有氧呼吸农产品叶菜类果实类种子类例题：在生产实践中，贮存蔬菜和水果的最佳组合条件是（）A．低温、干燥、低氧B．低温、湿度适中、低氧C．高温、干燥、高氧D．高温、湿度适中、高氧如果是贮存种子？B图中A点表示：；原因是：；随叶面积指数的增加，光合作用实际量不再增加有很多叶片被遮挡在光补偿点以下例题:隆冬时节，有一瓜农为提高黄瓜产量，在冬暖式大棚内，放置了三个大煤球炉，以便提高棚内的温度和二氧化碳的浓度，使黄瓜早日上市。一天，有人发现他在天气晴朗的白天，三个煤球炉烧着。而到了晚上，却只烧两个煤球炉，于是有人觉得该瓜农这种做法有点不可思议，认为相反的做法才是正确的。你认为该瓜农这样做科学吗?试说明理由。发现、场所过程、意义提高光能利用率光合作用联系细胞呼吸有氧呼吸无氧呼吸影响光合作用速率与