光合作用與呼吸作用知識歸納

1、三年高考命題分析： 呼吸作用：從近三年高考生物試題看，本專題的知識點主要側重于考查細胞呼吸的種類、過程、場所、條件及能量應用。另外，酵母菌的呼吸特點及呼吸方式的實驗探究也逐漸成為命題的熱點。命題的角度往往是聯系生活實際綜合考查影響細胞呼吸的因素及其在實踐中的應用，聯系光合作用綜合考查提高農作物產量的措施，且多以圖表、曲線的形式呈現，著重考查學生的識圖及分析判斷能力。命題的形式既有選擇題，也有簡答題。選擇題多是單純對細胞呼吸知識的直接考查；簡答題往往與光合作用聯系在一起。命題趨勢：呼吸作用：預計2013年本專題細胞呼吸的知識將繼續(xù)與光合作用相結合，練習生產生活實際以實驗分析或圖表曲線的形式綜合考

2、查，分值穩(wěn)定，試題難度系數維持在0.65左右。光合作用：預計2011年本專題的知識將繼續(xù)與細胞呼吸相結合，聯系生產生活實際以實驗分析或圖表曲線的形式綜合考查，試題的靈活性強，分值穩(wěn)定，難度系數維持在0.62左右?！竞诵目键c要點歸納】考點一、光合作用（一）葉綠素與光合作用的場所1光合色素 葉綠素a (藍綠色） 葉綠素主要吸收紅光和藍紫光葉綠素b (黃綠色） 色素 胡蘿卜素 （橙黃色） 類胡蘿卜素主要吸收藍紫光葉黃素 （黃色）2.光合作用進行的場所捕獲光能的結構葉綠體的結構：外膜，內膜，基質，基粒（由類囊體構成），與光合作用有關的酶分布于基粒的類囊體及基質中。光合作用色素分布于類囊體的薄膜上。（二

3、） 與光合作用過程發(fā)現有關的經典實驗時間發(fā)現者實驗對照結論1771年普利斯特利（英國）小鼠與綠色植物放在玻璃罩內不易窒息而死點燃的蠟燭與綠色植物放在玻璃罩內不易熄滅植物可以更新空氣1864年薩克斯（德國）綠色葉片暗處消耗營養(yǎng) 曝光 酒精去除色素后，用碘液處理呈深紫藍色綠色葉片暗處消耗營養(yǎng) 遮光 酒精去除色素后，用碘液處理無顏色變化綠色植物葉片在光合作用中產生了淀粉且光合作用需要光照1939年魯賓和卡門（美國）向綠色植物提供H218O、CO2，釋放的氧是18O2向綠色植物提供H2O、C18O2，釋放的氧是O2光合作用釋放的O2全部來自于H2O1880年恩格爾曼（美國）把載有水綿和好氧細菌臨時裝片

4、放在沒有空氣的黑暗環(huán)境里，然后用極細的光束照射水綿把實驗組的臨時裝片完全暴露在光下O2是由葉綠體釋放出來的，葉綠體是綠色植物進行光合作用的場所。20世紀40年代卡爾文（美國）用14CO2供給小球藻進行光合作用，通過控制供給14CO2的時間和對中間產物的分析探明了CO2轉化成葡萄糖的途徑（三）光合作用的過程1.總過程酶 總反應式：CO2+H2O （CH2O）+O2 其中，（CH2O）表示糖類。 葉綠體2.光反應和暗反應的區(qū)別和聯系光反應階段暗反應階段進行場所葉綠體類囊體薄膜葉綠體基質所需條件光、色素、酶酶、H、ATP物質變化水的光解：H2OH+02ATP的合成：ADP+PiATPCO2的固定：C

5、O2+C52C3C3的還原：C3+H+ATP（CH2O）+C5ATP的水解：ATPADP+Pi能量轉換光能ATP中活躍的化學能ATP中活躍的化學能有機物中穩(wěn)定的化學能聯系光反應為暗反應提供H、ATP（3）CO2濃度：CO2是暗反應的原料，CO2濃度高低直接影響反應的速度。（4）礦質元素：例如鎂是葉綠素的組成成分，氮是光合酶的組成成分，磷是ATP分子的組成成分。（5）水分：水分是光合作用原料之一，缺少時可使光合速率下降。（6）日變化：光合速率在一天中有變化，一般與太陽輻射進程相符合，但也有例外，如炎熱夏天，中午前后光合速率下降（氣孔關閉，CO2供給不足）。2.提高作物產量的途徑途徑措施或方法延長

6、光時補充光照增大光合作用面積間作、合理密植提高光合作用效率控制適宜光強、提高CO2濃度（如通風）、合理施肥（供應適量必需礦質元素）提高凈光合作用速率維持適當晝夜溫差（白天適當升溫，晚上適當降溫）（五） 葉綠體色素的提取和分離磨：研磨要領是不能一下一下的砸，而是要用力的壓 過濾：用紗布、漏斗和試管，最后提取液置于試管中待用。 2.分離色素的原理和步驟原理：分離要用的主要試劑是層析液。層析液是一種脂溶性很強的有機溶劑。葉綠體中的色素在層析液中的溶解度不同：溶解度高的隨層析液在濾紙上擴散得快；溶解度低的隨層析液在濾紙上擴散得慢。根據這個原理就可以將葉綠體中不同的色素分離開來。 步驟：制備濾紙條畫濾液

7、細線層析分離葉綠體中的色素觀察實驗結果 制備濾紙條：將預備在試驗桌上的濾紙條一端剪去兩個角使之呈梯形。 畫濾液細線：細，勻，直，濃。最好之前用鉛筆輕輕地畫一道線，用提取液反復劃好幾次，每次劃完盡量吹干，不要弄破紙條。 層析分離葉綠體中的色素：將紙條畫有濾液細線的一端置于燒杯中的層析液中，注意千萬不要將濾液細線浸沒在層析液中，否則會使色素溶解而導致試驗失敗。層析液是揮發(fā)性較強的有機溶劑，并且具有一定的毒性，所以在操作中要盡量用培養(yǎng)皿蓋住燒杯口。 觀察實驗結果：最后濾紙條上將分離出四條色素帶，顏色從上往下分別是橙黃色、黃色、藍綠色和黃綠色，四種色素分別是胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a和葉綠素b。 考點

8、二、呼吸作用（一）有氧呼吸和無氧呼吸的過程圖解2有氧呼吸和無氧呼吸的比較類型有氧呼吸無氧呼吸必需條件氧和酶不需氧，但必須有酶催化場所細胞質基質(階段)線粒體(和階段)細胞質基質(和兩階段)物質變化能量釋放產生大量能量產生少量能量特點有機物徹底分解，能量完全釋放有機物沒徹底分解，能量沒完全釋放聯系第一階段完全相同實質相同：分解有機物，釋放能量3.過程分析(1)無氧呼吸的第二階段是第一階段產生的H將丙酮酸還原為C2H5OH和CO2或乳酸的過程。(2)有氧呼吸H2O即是反應物，又是生成物，且H2O中的氧全部來自于O2。(3)有氧呼吸的三個階段共同的產物是ATP，無氧呼吸只在第一階段產生ATP。感悟拓

9、展1不同生物無氧呼吸的產物不同，其原因在于催化反應的酶不同。2原核生物無線粒體，有些原核生物(如硝化細菌、藍藻)仍可進行有氧呼吸。3只能進行無氧呼吸的真核生物(如蛔蟲)，其細胞內無線粒體。（二）與細胞呼吸有關的曲線分析和應用 (2)AB段表示隨O2供應量增多，有氧呼吸明顯加強，通過有氧呼吸分解有機物釋放的能量增多，ATP的產生速率隨之增加。(3)BC段表示O2供應量超過一定范圍后，ATP的產生速率不再加快，此時的限制因素可能是酶、ADP、磷酸等。2酵母菌細胞呼吸類型的判斷(1)若只產生CO2，不消耗O2，則只進行無氧呼吸(圖中A點)。(2)若產生CO2的物質的量比吸收O2的物質的量多，則兩種呼

10、吸同時存在(圖中AC段)。(3)若產生CO2的物質的量與吸收O2的物質的量相等，則只進行有氧呼吸(圖中C點以后)。(4)B點表示無氧呼吸與有氧呼吸速率相等(用CO2釋放量表示)，此時CO2的總釋放量最低。D點表示O2濃度超過一定值(10%)以上時，無氧呼吸消失，細胞只進行有氧呼吸。3影響細胞呼吸的環(huán)境因素及其在實踐中的應用(1)呼吸速率與溫度的關系(如圖)最適溫度時，細胞呼吸最強，超過最適溫度呼吸酶活性降低，甚至變性失活，細胞呼吸受抑制；低于最適溫度酶活性下降，細胞呼吸受抑制。生產上常利用這一原理在低溫下貯存蔬菜、水果，在大棚蔬菜的栽培過程中，夜間適當降低溫度，降低細胞呼吸，減少有機物的消耗，

11、提高產量。(2)呼吸速率與O2濃度的關系(如圖)O2濃度低時，無氧呼吸占優(yōu)勢；隨O2濃度增大，無氧呼吸逐漸被抑制，有氧呼吸不斷加強；但當O2濃度達到一定值后，隨O2濃度增大，有氧呼吸不再加強(受呼吸酶數量等因素的限制)。生產上常利用適當降低氧氣濃度等能夠抑制細胞呼吸、減少有機物消耗的原理來延長蔬菜、水果的保鮮時間，中耕松土增加根的有氧呼吸；在醫(yī)療上選用透氣的消毒紗布或松軟的“創(chuàng)可貼”包扎傷口，可抑制厭氧病原菌的繁殖。(3)呼吸速率與含水量的關系(如圖)在一定范圍內，細胞呼吸速率隨含水量的增加而加快，隨含水量的減少而減慢。在作物種子儲藏時，將種子風干，以減弱細胞呼吸，減少有機物的消耗。感悟拓展1

12、種子、蔬菜和水果在儲藏時都應在低溫、低氧條件下，不同的是種子還應保持干燥，而蔬菜和水果應保持一定濕度。低溫以不破壞植物組織為標準，一般為零上低溫。2不同種類的植物呼吸速率不同；同一植物不同器官呼吸速率不同；同一植物不同的生長發(fā)育時期呼吸速率不同。3高等動物和人無氧呼吸的產物是C3H6O3(乳酸)，不產生CO2。考點三、光合作用和呼吸作用強度測定的綜合實驗分析（1）物理誤差的校正由于裝置的氣壓變化也可能會由溫度等物理因素所引起，為使測定結果更趨準確，應設置對照實驗，以校正物理膨脹等因素對實驗結果造成的誤差。此時，對照實驗與呼吸裝置相比，應將所測生物滅活，如將種子煮熟，而其他各項處理應與實驗組完全

13、一致（包括NaOH溶液，所用種子數量，裝置瓶及玻璃管的規(guī)格等）。（2）探究光合作用和細胞呼吸與光照強度的關系將上述裝置置于不同光照強度（可用不同功率的燈泡實驗或同一功率燈泡通過改變光照距離進行控制）條件下，被研究生物應為綠色植物。結果分析：若紅色液滴右移，說明光照較強，光合作用大于細胞呼吸，釋放O2使瓶內氣壓增大。若紅色液滴左移，說明光照較弱，細胞呼吸大于光合作用，吸收O2使瓶內氣壓減小。若紅色液滴不動，說明在此光照強度下光合作用等于細胞呼吸，釋放O2等于吸收O2,瓶內氣壓不變。（3）細胞呼吸狀況的實驗測定歸納欲測定與確認某生物的呼吸類型，應設置兩套呼吸裝置，兩套呼吸裝置中的單一變量為NaOH

14、與蒸餾水,即用等量的蒸餾水取代實驗組的NaOH溶液,其他所有項目均應一致，加蒸餾水的裝置內氣壓變化應由CO2與O2共同決定。兩套裝置可如下圖所示，當然，此時仍有必要設置另一組作誤差校正之用。結果與分析若裝置1液滴左移，裝置2液滴不動，則表明所測生物只進行有氧呼吸（因有氧呼吸產CO2量與耗O2量相等）。若裝置1液滴不動，裝置2液滴右移，則表明所測生物只進行無氧呼吸（因無氧呼吸只產CO2，不耗O2）。若裝置1液滴左移，裝置2液滴右移，則表明該生物既進行有氧呼吸，又進行無氧呼吸。裝置1與裝置2液滴均左移，則呼吸過程中O2吸收量大于CO2釋放量，呼吸底物中可能有脂質參與。a.為使實驗結果精確，排除實驗

15、誤差還應設置如圖裝置3，以便校正。b.進行結果與結論的描述時應“先結果后結論”，而不是“先結論后結果”，如上?？键c四、光合作用和呼吸作用的基礎知識1.光合作用與細胞呼吸關系的圖示比較 （1）從反應式上追蹤元素的來龍去脈 光合作用總反應式： 有氧呼吸反應式：特別提醒：a光合作用過程中：O2中O原子全部來自水；CO2中C經C3進入（CH2O），不經C5。 能量流動（3）植物細胞中兩大生理過程聯系圖解（4）光合作用和細胞呼吸中H和ATP的來源和去路分析來源去路H光合作用水的光解（葉綠體囊狀結構的膜上）暗反應過程中與C5結合（葉綠體的基質中膜上）有氧呼吸第一階段：葡萄糖變成丙酮酸（細胞質基質）和第二階

16、段：丙酮酸分解成CO2（線粒體基質中）第三階段與氧氣結合生成水（線粒體的內膜上）ATP光合作用光反應階段參與暗反應還原階段的反應有氧呼吸第一、二、三階段生物體各項生命活動特別提醒：光合作用中產生的H是還原型輔酶（NADPH）十分簡化的表示方式（教材P103相關信息），而細胞呼吸中產生的H是還原型輔酶I（NADH）十分簡化的表示方式（教材P94相關信息），二者不是一種物質，盡管書寫形式相同。還原氫的書寫形式一定不能寫成H、H+、H2，只能寫成H或NADH或NADPH。 （3）呼吸速率：將植物置于黑暗中，實驗容器中CO2 增加量、O2減少量或有機物減少量都可表示呼吸速率。 （4）一晝夜有機物的積累

17、量（用CO2量表示）可用下式表示:積累量=白天從外界吸收的CO2量-晚上呼吸釋放的CO2量。（5）判定方法 若為坐標曲線形式，當光照強度為0時，CO2吸收值為0，則為真正（實際）光合速率，若是負值則為表觀光合速率。若所給數值為有光條件下綠色植物的測定值，則為表觀光合速率。 有機物積累量一般為表觀光合速率，制造量一般為真正（實際）光合速率。 3.光合作用與細胞呼吸在不同光照條件下氣體變化規(guī)律 （1）黑暗狀態(tài)時，植物只進行細胞呼吸，不進行光合作用。此狀態(tài)下，植物從外界吸收O2，并將細胞呼吸產生的CO2釋放到體外，如圖甲所示。 （2）弱光情況下，植物同時進行光合作用和細胞呼吸。 a細胞呼吸速率大于光合作用速率，此狀態(tài)下，植物的氣體代謝特點與黑暗情況下相同。但吸收O2與放出CO2量較少（如圖乙）。細胞呼吸相對強度可用如下三種方式表示：用CO2釋放量表示：N1=N2-N；用O2吸收量表示：m2=m1-m；用植物重量（有機物）減少量表示。 b細胞呼吸速率等于光合作用速率時，植物與外界不進行氣體交換,即沒有O2和CO2的吸收與釋放（如圖丙）。此時表現為呼吸速率或光合速