一輪復(fù)習(xí)-光合作用與呼吸作用.ppt

1、能量之源光與光合作用,ATP的主要來源細(xì)胞呼吸,ATP的主要來源細(xì)胞呼吸,生物如何獲得 “能量貨幣” ATP,動物和人等呼吸作用,綠色植物呼吸作用和光合作用,2. 今天的氣溫遠(yuǎn)低于體溫，而我們的 體溫正常情況為何能維持37.5？ 依靠什么？,1. 人體不斷地吸進(jìn)O2(去處？)， 呼出CO2（來源？）,呼吸作用是什么？,烤火？,+ 糖 類,+ 水,呼吸作用（本質(zhì)）,高等動物的呼吸現(xiàn)象和呼吸作用,呼吸（現(xiàn)象）,氣體運(yùn)輸,+,CO2,細(xì)胞呼吸的概念,細(xì)胞呼吸是指有機(jī)物在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過一系列氧化分解，生成二氧化碳或其他產(chǎn)物，釋放能量并且生成ATP的過程。,化學(xué)反應(yīng),一、實(shí)驗(yàn)課題 探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式,

2、（一）實(shí)驗(yàn)原理 1、酵母菌是單細(xì)胞真菌屬于兼性厭氧菌。 有氧呼吸產(chǎn)生水和CO2 無氧呼吸產(chǎn)生酒精和CO2 。 2、 CO2的檢測方法 （1）CO2使澄清石灰水變渾濁 （2）CO2使溴麝香草酚藍(lán)水溶液由藍(lán)變綠再變黃 3、酒精的檢測 橙色的重酪酸鉀溶液在酸性下與酒精發(fā)生反應(yīng)， 變成灰綠色。,（二）實(shí)驗(yàn)假設(shè) 酵母菌在有氧情況下進(jìn)行 有氧呼吸產(chǎn)生 ：CO2 無氧情況下進(jìn)行無氧呼吸， 產(chǎn)生：CO2+酒 精,(三)實(shí)驗(yàn)用具（略）,1、NaOH的作用是什么？,2、酵母菌進(jìn)行什么呼吸？,3、澄清的石灰水有什么作用？,4、如何說明CO2產(chǎn)生的多少？,5、如何控制無氧的條件？,(四)實(shí)驗(yàn)結(jié)果預(yù)測,1、酵母菌在有氧

3、和無氧情況下均產(chǎn)生了CO2，能使澄清石灰 水變渾濁。 2、酵母菌在有氧情況下，沒有酒精生成，不能使重鉻酸鉀溶 液發(fā)生顯色反應(yīng)；在無氧情況下，生成了酒精，使重鉻酸鉀溶 液發(fā)生灰綠色顯色反應(yīng)。 3、酵母菌的有氧呼吸比無氧呼吸釋放的CO2要多,(五)實(shí)驗(yàn)步驟,1、配制酵母菌培養(yǎng)液（等量原則）置于A、B錐形瓶 2、組裝有氧呼吸和無氧呼吸裝置圖，放置在25-35 、 環(huán)境下培養(yǎng)8-9小時(shí)。 3、檢測CO2的產(chǎn)生 4、檢測酒精的產(chǎn)生 （1）取2支試管編號 （2）各取A、B錐形瓶酵母菌培養(yǎng)液的濾液2毫升注入試管 （3）分別滴加0.5毫升重酪酸鉀-濃硫酸溶液，輕輕震蕩、 混勻.試管密封，試管不密封,(六)觀測

4、、記錄,變混濁快,無變化,變混濁慢,出現(xiàn)灰綠色,(七)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,酵母菌在有氧和無氧條件下均能進(jìn)行細(xì)胞呼吸。 有氧條件下， 產(chǎn)生大量的CO2， 無氧條件下, 產(chǎn)生酒精+少量的CO2。,細(xì)胞呼吸,有氧呼吸,無氧呼吸,包括,二 細(xì)胞呼吸的方式,（一）有氧呼吸,ATP的主要來源細(xì)胞呼吸,有氧呼吸,葡萄糖的初步分解,C6H12O6,酶,丙酮酸(C3H4O3)+ H + 能量 （少量）,場所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì),丙酮酸徹底分解,酶,CO2 +H + 能量 （少量）,場所：線粒體基質(zhì),丙酮酸,H的氧化,酶,H2O + 能量 （大量）,場所：線粒體內(nèi)膜,H + O2,+ H2O,1、過程、場所,?,1mol葡萄糖釋放

5、能量2870KJ，,用生物觀點(diǎn)解釋“饑寒交迫”,一部分以熱能形式散失(約60%) 1161KJ轉(zhuǎn)移至ATP（合成36mol ATP）,2、能量去向：,3、總反應(yīng)式：,4、概念：,有氧呼吸是指細(xì)胞在氧的參與下，通過多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機(jī)物徹底氧化分解，產(chǎn)生二氧化碳 和水，釋放能量，生成許多ATP的過程。,能力訓(xùn)練,1、在下列三支試管中分別加入等量的水稻 線粒體提取液，然后分別加入等量的下列物 物質(zhì)，將會有CO2產(chǎn)生的試管是（ ）,1 和 3,（二）無氧呼吸,1、 過程、場所,與有氧呼吸第一階段相同,葡萄糖的初步分解,C6H12O6,酶,丙酮酸+ H + 能量 （少量）,場所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)

6、,場所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì),丙酮酸不徹底分解,丙酮酸,2C3H6O3（乳酸）+能量（少量）,2C2H5OH（酒精）+CO2+能量（少量）,酶,1mol葡萄糖分解為乳酸或酒精后， 共放出196.65kJ的能量，,用生物觀點(diǎn)解釋“高原反應(yīng)”,1、其中有61.08KJ的能量儲存在ATP中， 產(chǎn)生2molATP,2、其余的能量以熱能的形式散失,3、未釋放的能量儲存在何處？,2、能量去向：,C6H12O6,酶,2C3H6O3（乳酸）,+ 少量能量,A.乳酸發(fā)酵,例：高等動物、乳酸菌、高等植物的某些器官 （馬鈴薯塊莖、甜菜塊根等）,C6H12O6,2C2H5OH（酒精）,+ 2CO2,B.酒精發(fā)酵,例：大多數(shù)植物

7、、酵母菌,酶,+ 少量能量,3、反應(yīng)方程式,5、實(shí)例,a.高等植物在水淹的情況下，可以進(jìn)行短時(shí)間的無氧呼吸。 產(chǎn)生酒精和二氧化碳.,b.高等動物和人體在劇烈運(yùn)動時(shí)，骨骼肌細(xì)胞內(nèi)就會 進(jìn)行無氧呼吸。肌肉酸脹是由于產(chǎn)生了乳酸.,c.酵母菌在缺氧的條件下，可以將有機(jī)物分解成酒精和 二氧化碳。,4、概念,無氧呼吸是指細(xì)胞在無氧條件下，通過酶的催化作用，把葡萄糖等有機(jī)物分解為不徹底的氧化產(chǎn)物， 同時(shí)釋放出少量能量的過程。,細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體,細(xì)胞質(zhì)基質(zhì),需氧、酶等,不需氧、需酶,二氧化碳和水,酒精+二氧化碳或乳酸,較 多,較 少,兩者第一階段相同,都分解有機(jī)物、釋放能量,有氧呼吸與無氧呼吸的比較,O2吸

8、收量 = 0 只進(jìn)行無氧呼吸 O2吸收量 = CO2釋放量 只進(jìn)行有氧呼吸 O2吸收量 CO2釋放量 既進(jìn)行有氧呼吸又進(jìn) 行無氧呼吸,呼吸類型的判斷,5 10 15 20 25 30 氧氣濃度（%）,CO2的 釋 放 速 率,例題：下圖表示某種植物的非綠色器官在不同氧濃度下O2吸收量和CO2釋放量的變化。請據(jù)下圖回答下列問題： (1)外界氧濃度在10以下時(shí)，該器官的呼吸作用方式是_。 (2)該器官的CO2釋放與O2的吸收兩條曲線在P點(diǎn)相交后則重合為一條線，此時(shí)該器官的呼吸作用方式是_，進(jìn)行此種呼吸方式所用的底物是_。 (3)當(dāng)外界氧濃度為45時(shí)，該器官CO2釋放量的相對值為0.6，而O2吸收量

9、的相對值為0.4。此時(shí)，無氧呼吸消耗葡萄糖的相對值約相當(dāng)于有氧呼吸的_倍。,有氧呼吸和無氧呼吸,有氧呼吸,葡萄糖,1.5,關(guān)于呼吸作用的計(jì)算,消耗等量的Glu時(shí)，無氧呼吸與有氧呼吸產(chǎn)生的CO2的比例為： 產(chǎn)生相同量的CO2，用于無氧呼吸和有氧呼吸的Glu比例為：,消耗等量的Glu時(shí)，無氧呼吸與有氧呼吸產(chǎn)生的ATP的比例為： 產(chǎn)生相同量的ATP，用于無氧呼吸和有氧呼吸的Glu比例為：,1：3,3：1,1：19,19：1,圖A,圖B,圖C,圖D,干燥土壤 90.8kg,小柳樹 2.3kg,只用雨水澆灌,五年后柳樹長大,土壤烘干后稱重,海爾蒙特實(shí)驗(yàn),植物生長所需的原料來自于水,普里斯特利實(shí)驗(yàn),薩克斯

10、實(shí)驗(yàn),（置于暗處48小時(shí)） 思考：目的是什么？,使葉子里的淀粉消耗完，避免影響實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性,這個(gè)過程叫脫色，這樣做的目的是？為什么要用酒精？,使葉子中的葉綠素溶解，避免遮擋反應(yīng)的顏色。 葉綠素只溶解在有機(jī)溶劑中，如酒精，丙酮等。,驗(yàn)證：,分別用碘蒸汽處理葉片，發(fā)現(xiàn)遮光的沒有變成藍(lán)色，曝光的則呈現(xiàn)深藍(lán)色。,光合作用需要光，光合作用能產(chǎn)生淀粉。,結(jié)論：水分是植物建造自身的原料。,17世紀(jì)海爾蒙特栽培的柳樹實(shí)驗(yàn),結(jié)論：植物可以更新空氣,1880年（美國）恩格爾曼實(shí)驗(yàn),1880年，恩格爾曼(C.Engelmann)的實(shí)驗(yàn)：,1.恩格爾曼實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是什么?,2.為什么甲組要放在沒有空氣的黑暗環(huán)境中?,甲

11、組,乙組,無空氣、黑暗,無空氣、有光,O2是由葉綠體釋放的,討論,3、葉綠體的功能,3對比試驗(yàn)：先用極細(xì)光束照射水綿， 而后又讓水綿完全曝露在光下。 先選極細(xì)光束，葉綠體上可分為光照多和光照少的部位，相當(dāng)于一組對比實(shí)驗(yàn)；用好氧細(xì)菌檢測，能準(zhǔn)確判斷水綿細(xì)胞中釋放氧的部位。而后用完全曝光的水綿與之做對照，從而再一次證明實(shí)驗(yàn)結(jié)果完全是光照引起的，并且氧是由葉綠體釋放出來的。,1實(shí)驗(yàn)材料選用：水綿和好氧性細(xì)菌。 因?yàn)樗d的葉綠體呈螺旋式帶狀，便于 觀察，用好氧性細(xì)菌可確定釋放氧氣的 部位。 2環(huán)境：選用黑暗并且沒有空氣的。 排除了氧氣和光的干擾。,該實(shí)驗(yàn)的巧妙之處：,第一組,光合作用產(chǎn)生的O2來自于H

12、2O。,H2180,C02,H20,C18O2,第二組,1802,02,美國魯賓和卡門實(shí)驗(yàn)（同位素標(biāo)記法）,結(jié)論,光合作用產(chǎn)生的有機(jī)物又是怎樣合成的？,美國卡爾文,用14C標(biāo)記14CO2，供小球藻進(jìn)行光合作用，探明了CO2中的C的去向，稱為卡爾文循環(huán)。,14CO2,14C3,14CH2O,產(chǎn)物:淀粉 條件:光,光合作用發(fā)現(xiàn)小結(jié)：,1771年，英國普利斯特利,原料:水,1880年，美國恩格爾曼,20世紀(jì)30年代，美國魯賓與卡門,1864年，德國薩克斯,1664年，比利時(shí)海爾蒙特,原料和產(chǎn)物:更新空氣 (二氧化碳和氧氣),產(chǎn)物氧來自于水。,場所:葉綠體條件:光,實(shí)驗(yàn)方法：同位素標(biāo)記法,實(shí)驗(yàn)原則：,

13、對照原則,單一變量原則,回眸光合作用的的探究歷程,反應(yīng)物,產(chǎn)物,條件,場所,植物如何獲取 太陽能？,一、捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu),有些植物的“白化苗”為什么會很快死亡？,類胡蘿卜素,葉綠素,胡蘿卜素,葉黃素,葉綠素a,葉綠素b,(占1/4),(占3/4),1、捕獲光能的色素,實(shí)驗(yàn) 綠葉中色素的提取和分離,實(shí)驗(yàn)原理：提取(無水乙醇)、分離(層析液) 目的要求：綠葉中色素的提取和分離及色素的種類 材料用具：新鮮的綠葉、定性濾紙等、無水乙醇等 方法步驟： 1.提取綠葉中的色素 2.制備濾紙條 3.畫濾液細(xì)線 4.分離綠葉中的色素 5.觀察和記錄,方法與步驟：,稱取5g左右的鮮葉，剪碎，放入研缽中。加少許

14、的二氧化硅（充分研磨）和碳酸鈣 (防止研磨中色素被破壞)與10ml無水乙醇。在研缽中快速研磨。將研磨液進(jìn)行過濾。,我們學(xué)習(xí)過葉綠體是通過里面的色素吸收光能的，是否所有的光都能吸收呢？還有，葉綠體的色素成分又是怎樣的呢？,討論： 1.濾紙條上色帶的數(shù)目、排序、寬窄？ 2.濾紙條上的濾液細(xì)線，為什么不能觸及層析液？,葉綠體中的色素提取液,四種色素對光的吸收,葉綠素主要吸收_ 類胡蘿卜素主要吸收_,藍(lán)紫光,藍(lán)紫光、紅光,思考,1、春夏葉片為什么是綠色？而秋天樹葉為什么會變黃？ 2、P97問題探討？,2、葉綠體的結(jié)構(gòu),外膜,內(nèi)膜,基粒,基質(zhì),類囊體,色素：,類囊體的薄膜上,類囊體的薄膜上 葉綠體基質(zhì)中

15、,酶：,葉綠體和線粒體：,都是雙層膜 都有基粒和酶 都有增大膜面積的結(jié)構(gòu) 都有少量的DNA和RNA 都與能量轉(zhuǎn)換有關(guān) 都是半自主復(fù)制細(xì)胞器,總結(jié)葉綠體的功能,1、葉綠體是進(jìn)行光合作用的場所 2、它內(nèi)部的巨大膜表面上 分布了許多捕獲光能的色素 還有許多進(jìn)行光合作用的酶,光合作用過程,光反應(yīng),暗反應(yīng),劃分依據(jù):反應(yīng)過程是否需要光,光反應(yīng)在白天可以進(jìn)行嗎？夜間呢？ 暗反應(yīng)在白天可以進(jìn)行嗎？夜間呢？,有光才能反應(yīng),有光、無光都能反應(yīng),H2O,類囊體膜,酶,光反應(yīng),光、色素、酶,葉綠體內(nèi)的類囊體薄膜上,水的光解：,（還原劑）,ATP的合成：,光能 活躍的化學(xué)能貯存在ATP中,場所：,條件：,能量變化,物

16、質(zhì)變化,進(jìn)入葉綠體基質(zhì)，參與暗反應(yīng),供暗反應(yīng)使用,CO2,五碳化合物 C5,CO2的固定,三碳化合物 2C3,C3的還原,葉綠體基質(zhì) 多種酶,糖類,卡爾文循環(huán),暗反應(yīng)階段,CO2的固定：,C3的還原：,葉綠體的基質(zhì)中,H 、ATP、酶,場所：,條件：,能量變化,物質(zhì)變化,CO2,五碳化合物 C5,CO2的固定,三碳化合物 2C3,葉綠體基質(zhì) 多種酶,糖類,H,H,光合作用的全過程,供氫,供能,還原,多種酶參加催化,（CH2O）,2C3,C5,固定,CO2,光反應(yīng)過程,暗反應(yīng)過程,類囊體的薄膜上,葉綠體基質(zhì)中,比較光反應(yīng)、暗反應(yīng),光反應(yīng)階段,暗反應(yīng)階段,條件,場所,物質(zhì)變化,能量變化,光、色素、

17、酶,不需光、酶、H、ATP,葉綠體類囊體膜,葉綠體基質(zhì)中,水的光解； ATP的生成,CO2的固定； C3的還原,ATP中活 躍化學(xué)能,光能,ATP中活 躍化學(xué)能,有機(jī)物中穩(wěn) 定化學(xué)能,光反應(yīng)是暗反應(yīng)的基礎(chǔ)，為暗反應(yīng)提供H和ATP，暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADP和Pi 。,光合作用的定義,綠色植物通過葉綠體，利用光能，把CO2和H2O轉(zhuǎn)化成儲存能量的有機(jī)物，并釋放出O2的過程。,總結(jié)光合作用的反應(yīng)式,反應(yīng)物、條件、場所、生成物,CO2H2O （CH2O）O2,光能,葉綠體,糖類,化能合成作用：,利用環(huán)境中某些無機(jī)物氧化時(shí)所釋放的能量把無機(jī)物合成為有機(jī)物。如硝化細(xì)菌。,2HNO2+O2 2HNO3+能量

18、,硝化細(xì)菌,舉例：,6CO2+6H2O C6H12O6+6O2,能量,綠色植物獲得能量的方式,光能合成作用 （簡稱光合作用）,自養(yǎng)生物,少數(shù)細(xì)菌獲得能量的方式,化能合成作用,異養(yǎng)生物,人、動物、真菌、絕大多數(shù)細(xì)菌獲得能量的方式,攝取現(xiàn)成的有機(jī)物,（利用環(huán)境中某些無機(jī)物氧化時(shí)所釋放的能量來制造有機(jī)物。 少數(shù)的細(xì)菌，如硝化細(xì)菌。）,以光為能源，以CO2和H2O（無機(jī)物）為原料合成 有機(jī) 物，糖類中儲存著由光能轉(zhuǎn)換來的能量。,無機(jī)物 有機(jī)物,三、光合作用原理的應(yīng)用,1、影響光合作用強(qiáng)度的因素？,1、CO2的濃度、水分（反應(yīng)物） 2、光照的長短與強(qiáng)弱、光的成分（反應(yīng)條件） 3、溫度的高低（反應(yīng)條件）

19、4、必需礦物質(zhì)元素（植物的長勢）,植物在單位時(shí)間內(nèi)通過光合作用產(chǎn)生的有機(jī)物的數(shù)量,單一因素對光合作用影響的圖象,釋放O2,吸收O2,光補(bǔ) 償點(diǎn),光飽 和點(diǎn),凈量問題,例：適當(dāng)提高CO2的濃度（溫室大棚），增加光照時(shí)間和光照強(qiáng)度，農(nóng)作物間距合理，選擇適當(dāng)?shù)墓庠吹取?5.光合作用與呼吸作用的區(qū)別：,光合作用呼吸作用,呼吸作用與光合作用的比較,同化作用(合成代謝)異化作用(分解代謝),葉綠體 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體,使pH值上升使pH值下降,物質(zhì)變化，能量變化比較,光合作用呼吸作用,呼吸作用與光合作用的聯(lián)系,CO2,O2,CO2,O2,呼吸作用與光合作用的聯(lián)系,CO2,O2,CO2,O2,實(shí)測O2釋放量

20、 實(shí)測CO2消耗量 光合作用C6H12O6凈生產(chǎn)量(有機(jī)物的積累),光合速率，通常以吸收CO2mg/h*cm2表示 真正光合速率= 凈光合速率+呼吸速率,關(guān)于呼吸作用和光合作用的計(jì)算,光合作用實(shí)際產(chǎn)O2量呼吸作用耗O2量,光合作用實(shí)際CO2消耗量呼吸作用CO2釋放量,光合作用實(shí)際C6H12O6生產(chǎn)量 呼吸作用C6H12O6消耗量,下圖中的甲、乙兩圖為一晝夜中某作物植株對CO2的吸收和釋放狀況的示意圖。甲圖是在春季的某一晴天，乙圖是在盛夏的某一晴天，請據(jù)圖回答問題：,1甲圖曲線中C點(diǎn)和E點(diǎn)處，植株處于何種生理活動狀態(tài)_ 2根據(jù)甲圖推測該植物接受光照的時(shí)間是曲線中的 段，其中光合作用強(qiáng)度最高的是

21、點(diǎn)，植株積累有機(jī)物最多的是 點(diǎn)。 3乙圖中F-G段CO2吸收量逐漸減少是因?yàn)?，以致光反應(yīng)產(chǎn)生的 和 逐漸減少，從而影響了暗反應(yīng)強(qiáng)度，使化合物數(shù)量減少，影響了CO2固定。 4乙圖曲線中間E處光合作用強(qiáng)度暫時(shí)降低，可能是因?yàn)椋?溫度高，蒸騰作用過強(qiáng)，氣孔關(guān)閉，影響了原料CO2的供應(yīng),V光合V呼吸,B-F,D,D,光強(qiáng)逐漸減弱,ATP,H,例、下圖是在一定的CO2濃度和溫度下，某陽生植物CO2的吸收量和光照強(qiáng)度的關(guān)系曲線，據(jù)圖回答： （1）該植物的呼吸速率為每小時(shí)釋放CO2 mg/dm2。 （2）b點(diǎn)表示光合作用與呼吸作用速率。,（3）若該植物葉面積為10dm2，在光照強(qiáng)度為25Klx條件下光照1小時(shí)，則該植物光合作用吸收CO2 mg/dm2；合成葡萄糖mg。,5,相等,250,170.5,（4）若白天光照強(qiáng)度較長時(shí)期為b該植物能否正常生長？為什么？,（5）若該植物為陰生植物，則b點(diǎn)應(yīng) 向移動。,不能正常生長。白天光照強(qiáng)度為b時(shí)，無有機(jī)物積累，而夜間消耗有機(jī)物，從全天來看，有機(jī)物的消耗多于積累，不能正常生長。,左,3、在一個(gè)密封的玻璃鐘罩內(nèi)，有綠色植物并有以此植物為食的小動物，罩內(nèi)的O2用18O原子為標(biāo)記，每天給以光照，若干時(shí)間后， 18O可在下列哪項(xiàng)自身組成的有機(jī)物中出現(xiàn) A、只在植物體內(nèi) B、動、植物體內(nèi)均有 C、只在動物體內(nèi) D、動、植物體內(nèi)均無,3、用含18O的葡萄糖跟