1、1 第二讲第二讲 光合作用和细胞呼吸光合作用和细胞呼吸 一、光合作用色素的种类、分布和功能一、光合作用色素的种类、分布和功能 1.绿叶中色素的提取和分离绿叶中色素的提取和分离（1）提取色素的提取液是）提取色素的提取液是 。在研磨时，。在研磨时，需加入少许需加入少许 。（2）色素分离的原理是利用不同色素在层析液中的）色素分离的原理是利用不同色素在层析液中的 不同而将其分离。分离结束后，滤纸条上从上到不同而将其分离。分离结束后，滤纸条上从上到下依次是下依次是 、叶黄素、叶黄素、和叶绿素和叶绿素b。2.叶绿体色素的分布与功能叶绿体色素的分布与功能（1）叶绿体中色素都分布于）叶绿体中色素都分布于 。无
2、水乙醇无水乙醇 SiO2和和CaCO3 溶解度溶解度 胡萝卜素胡萝卜素 叶绿素叶绿素a 类囊体的薄膜上类囊体的薄膜上 2 二、光合作用的基本过程二、光合作用的基本过程 过程过程 项目项目 光反应光反应 暗反应暗反应 场所场所 类囊体的薄膜上类囊体的薄膜上 物质物质 变化变化 H2OH+O2 ADP+Pi ATP CO2 C3（CH2O）ATP ADP+Pi+能量能量 能量能量 变化变化 光能光能 ATP中活跃化学能中活跃化学能 光光 酶酶 光能光能 固定固定 还原还原 酶酶 有机物中稳有机物中稳 定化学能定化学能 叶绿体基质叶绿体基质（2）叶绿体色素的功能是吸收、传递和转换光能，）叶绿体色素的
3、功能是吸收、传递和转换光能，其中叶绿素其中叶绿素a和叶绿素和叶绿素b主要吸收主要吸收 ，胡萝，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。红光和蓝紫光红光和蓝紫光 3 三、光合作用强度及其影响因素三、光合作用强度及其影响因素 1.光合作用强度可通过测一定时间内光合作用强度可通过测一定时间内 或或 的数量来定量地表示。的数量来定量地表示。2.影响光合作用强度的环境因素影响光合作用强度的环境因素（1）光）光（2）空气中）空气中 的浓度的浓度（3）土壤中）土壤中 （4）的高低的高低 原料消耗原料消耗 产产 物生成物生成 光照长短光照长短 光照强弱光照强弱 光的成分光的成分 CO2 水
4、分和矿质营养等水分和矿质营养等 温度温度 4 四、细胞呼吸的类型及其过程四、细胞呼吸的类型及其过程 1.细胞呼吸的类型细胞呼吸的类型（1）酵母菌进行无氧呼吸的反应式为）酵母菌进行无氧呼吸的反应式为 ，进行有氧呼吸的反应式为，进行有氧呼吸的反应式为 。（2）乳酸发酵的反应式为）乳酸发酵的反应式为 。（3）细胞呼吸的产物）细胞呼吸的产物CO2可用澄清石灰水溶液或可用澄清石灰水溶液或 水溶液检测，酒精可用水溶液检测，酒精可用 溶液检测。溶液检测。C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+少量能量少量能量 C6H12O6+6O2+6H2O 6CO2+12H2O+能量能量 酶酶 酶酶 C6H12O6 2
5、C3H6O3+少量能量少量能量 酶酶 溴溴 麝香草酚蓝麝香草酚蓝 橙色的重铬酸钾橙色的重铬酸钾 5 阶段阶段 项目项目 第一阶段第一阶段 第二阶段第二阶段 第三阶段第三阶段 场所场所 细胞质基质细胞质基质 线粒体基质线粒体基质 线粒体内膜线粒体内膜 反应物反应物 丙酮酸丙酮酸+H2O H+O2 生成物生成物 丙酮酸丙酮酸+H CO2+H H2O ATP产生量产生量 少量少量 少量少量 大量大量 2.有氧呼吸的三个阶段有氧呼吸的三个阶段 葡萄糖葡萄糖 6 考点一考点一 光合作用过程的理解光合作用过程的理解 1.光合作用中光反应与暗反应的比较光合作用中光反应与暗反应的比较 项目项目 光反应光反应
6、暗反应暗反应 实质实质 光能转化为活跃化学能光能转化为活跃化学能（ATP），放出氧气），放出氧气 活跃化学能转变成稳定化学能活跃化学能转变成稳定化学能储存在（储存在（CH2O）中）中 时间时间 短促、以微秒计短促、以微秒计 较缓慢较缓慢 条件条件 需色素、光、酶需色素、光、酶 不需要色素和光，需要酶不需要色素和光，需要酶 场所场所 叶绿体的类囊体薄膜上叶绿体的类囊体薄膜上 叶绿体的基质中叶绿体的基质中 7 物质物质 变化变化 2H2O4H+O2 ADP+Pi ATP CO2的固定：的固定：CO2+C52C3 CO2的还原：的还原：2C3（CH2O）+C5+H2O 能量能量 变化变化 叶绿素将光
7、能转化成活跃叶绿素将光能转化成活跃 的化学能储存在的化学能储存在ATP中中 ATP中的活跃化学能转化为糖中的活跃化学能转化为糖 等有机物中稳定的化学能等有机物中稳定的化学能 实质实质 光能转变为活跃的化学能，光能转变为活跃的化学能，水光解产生水光解产生O2和和H 同化同化CO2形成（形成（CH2O）联系联系 光反应为暗反应提供光反应为暗反应提供H和能量和能量ATP 暗反应产生的暗反应产生的ADP和和Pi为光反应合成为光反应合成ATP提供原料提供原料 ATP、H 酶酶 光光 光光 酶酶 8 2.光反应和暗反应中光反应和暗反应中C3、C5、ATP和和CO2之间的转化关系之间的转化关系 （1）停止光
8、照、短时间内）停止光照、短时间内C3、C5、ATP、ADP相对含量变化相对含量变化 停止光照停止光照 过程停止，过程停止，ATP不再产生不再产生 ATP含量减少含量减少 ADP含量增加含量增加 9 原有原有ATP仍可为仍可为过程提供能量，过程提供能量，但由于但由于ATP含量含量减少，减少，C3还原减还原减弱，而过程仍弱，而过程仍进行进行 C3含量相对增加含量相对增加 C5含量相对减少含量相对减少 即：停止光照，即：停止光照，ATP，ADP，C3，C5（2）停止）停止CO2供应，短时间内供应，短时间内C3、C5、ATP、ADP相对含相对含 量变化量变化 停止停止CO2供应供应 过程停止，过程停止
9、，C5不不再消耗，再消耗，C3不再产不再产生，原有生，原有C3仍可还仍可还原产生原产生C5 C3含量相对减少含量相对减少 C5含量相对增加含量相对增加 10 C3减少，减少，C3还原还原减弱，减弱，ATP消耗消耗减少，而过程减少，而过程仍进行仍进行 ATP含量相对增加含量相对增加 ADP含量相对下降含量相对下降 即：停止即：停止CO2供应，供应，ATP，ADP，C3，C5（3）同理可分析并得出：）同理可分析并得出：突然增强光照，突然增强光照，ATP，ADP，C3，C5 突然增加突然增加CO2供应，供应，ATP，ADP，C3，C5 11 （09 安徽卷）叶绿体是植物进行光合作用的场所。安徽卷）叶
10、绿体是植物进行光合作用的场所。下列关于叶绿体结构与功能的叙述，正确的是下列关于叶绿体结构与功能的叙述，正确的是 （）A.叶绿体中的色素主要分布在类囊体腔内叶绿体中的色素主要分布在类囊体腔内 B.H2O在光下分解为在光下分解为H和和O2的过程发生在基质中的过程发生在基质中 C.CO2的固定过程发生在类囊体薄膜上的固定过程发生在类囊体薄膜上 D.光合作用的产物光合作用的产物淀粉是在基质中合成的淀粉是在基质中合成的 解析解析 叶绿体中的色素分布在类囊体薄膜上；色素吸收叶绿体中的色素分布在类囊体薄膜上；色素吸收 光能后，在类囊体薄膜上将水分解成光能后，在类囊体薄膜上将水分解成H和和O2；CO2 从气孔
11、进入后，与从气孔进入后，与C5结合生成结合生成C3的过程称为的过程称为CO2的固的固 定，此过程发生在叶绿体基质中；定，此过程发生在叶绿体基质中；C3在在H和和ATP的的 作用下被还原生成有机物，此过程发生在叶绿体基质中。作用下被还原生成有机物，此过程发生在叶绿体基质中。D 12 在其他条件适宜的情况下，在供试植物正常进行光合在其他条件适宜的情况下，在供试植物正常进行光合作用时突然停止光照，并在黑暗中立即开始连续取样分析，作用时突然停止光照，并在黑暗中立即开始连续取样分析，在短时间内叶绿体中在短时间内叶绿体中C3和和C5化合物含量的变化是化合物含量的变化是（）A.C3和和C5都迅速减少都迅速减
12、少 B.C3和和C5都迅速增加都迅速增加 C.C3迅速增加，迅速增加，C5迅速减少迅速减少 D.C3迅速减少，迅速减少，C5迅速增加迅速增加 C 考点二考点二 影响光合作用的因素影响光合作用的因素 1.内部因素内部因素 （1）阳生植物与阴生植物对光能利用能力不同，如下图）阳生植物与阴生植物对光能利用能力不同，如下图 13 由图示看出，阴生植物光补偿点与光饱和点均小于阳由图示看出，阴生植物光补偿点与光饱和点均小于阳 生植物，即生植物，即b bb b，c cc c。因此当图中光照大于。因此当图中光照大于c c点点 所对应的强度时，提高光照强度对阳生植物更有利。所对应的强度时，提高光照强度对阳生植物
13、更有利。（2）自身叶面积指数、叶片生长状况对光能利用能）自身叶面积指数、叶片生长状况对光能利用能 力不同，如下图力不同，如下图 14 由甲图知，无论是栽培农作物，还是植树、养花，种植的密由甲图知，无论是栽培农作物，还是植树、养花，种植的密度都应当合理。由乙图知，农作物、果树管理后期适当摘除度都应当合理。由乙图知，农作物、果树管理后期适当摘除老叶、残叶及茎叶，以降低细胞呼吸消耗有机物。老叶、残叶及茎叶，以降低细胞呼吸消耗有机物。2.温度、光照强度、温度、光照强度、CO2浓度综合因素对光合作用强度的影响浓度综合因素对光合作用强度的影响 （1）变化曲线（如图）变化曲线（如图）15（2）曲线分析）曲线
14、分析 P点以前限制光合作用的因素为横坐标所示的因素，点以前限制光合作用的因素为横坐标所示的因素，P点以后横坐标所示的因素不再是影响光合作用的唯一点以后横坐标所示的因素不再是影响光合作用的唯一 因素。因素。当到达当到达Q点时，横坐标所示的因素不再是影响光合点时，横坐标所示的因素不再是影响光合 作用的因素，要进一步提高光合速率就必须适当改变作用的因素，要进一步提高光合速率就必须适当改变 图示的其他因素。图示的其他因素。（3）应用分析）应用分析 农业生产过程中可根据实际情况，适当改变相应因素农业生产过程中可根据实际情况，适当改变相应因素 以提高光合速率，达到增产的目的。以提高光合速率，达到增产的目的
15、。16 （09 辽宁、宁夏卷）请回答与光合作用有关的问题：辽宁、宁夏卷）请回答与光合作用有关的问题：（1）甲、乙、丙三种植物光合作用强度与光照强度的关）甲、乙、丙三种植物光合作用强度与光照强度的关 系如图所示。系如图所示。据图回答：据图回答：强光下上述三种植物固定强光下上述三种植物固定CO2能力最强的植物是能力最强的植物是 。17 乙植物达到最大光合作用强度所需的最低光照强度是乙植物达到最大光合作用强度所需的最低光照强度是 （a、b、c、d）。）。当光照强度从当光照强度从a到到b时，植物光合作用强度增加的最快。时，植物光合作用强度增加的最快。（2）植物光合作用产生的）植物光合作用产生的O2来自
16、来自H2O，还是来自，还是来自 CO2？请写出简单实验思路证明你的结论。？请写出简单实验思路证明你的结论。解析解析 光照强度可以影响植物光合作用强度，当光照强光照强度可以影响植物光合作用强度，当光照强 度为度为d时，比较三种植物可知，甲的光合作用强度最时，比较三种植物可知，甲的光合作用强度最 大，固定的大，固定的CO2最多。根据图中曲线知，当光照强度达最多。根据图中曲线知，当光照强度达 到到c后，再增加光照强度，乙植物的光合作用强度不再后，再增加光照强度，乙植物的光合作用强度不再 增加，因此乙植物达到最大光合作用所需的最低光照强增加，因此乙植物达到最大光合作用所需的最低光照强 度为度为c。当光照强度从。当光照强度从a到到b时，甲曲线的斜率最大，甲时，甲曲线的斜率最大，甲 18 植物光合作用强度增加最快。植物光合作用产生的植物光合作用强度增加最快。植物光合作用产生的O2来来 自自H2O，可用同位素标记法进行验证，可分别将，可用同位素标记法进行验证，可分别将C18O2 和和H218O提供给两组相同的植物，分析两组植物光合作提供给两组相同的植物，分析两组植物光合作 用释放的氧气，用释放的氧气