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1、 光合作用與呼吸作用 適用學科 生物 適用年級 高三 適用區(qū)域 人教版 課時時長（分鐘） 120 知識點 細胞呼吸的原理和本質(zhì) 光合作用的原理和本質(zhì) 影響光合作用的因素 影響呼吸作用的因素 光合作用與呼吸作用的關(guān)系 教學目標 1. 使學生掌握呼吸作用和光合作用的本質(zhì) 2. 讓學生掌握影響光合作用的呼吸作用的因素 3. 使學生掌握光合作用和呼吸作用的關(guān)系 教學重點 1. 光合作用的原理和本質(zhì) 2. 呼吸作用的種類和本質(zhì) 3. 光合作用和呼吸作用的關(guān)系 教學難點 1. 影響光合作用和呼吸作用的因素 2. 光合作用和呼吸作用的關(guān)系 教學過程 一

2、、課堂導入 細胞呼吸和光合作用是高考的重要考點，在復習時要以物質(zhì)合成與分解為紐帶，系統(tǒng)復習細胞呼吸、光合作用過程及影響因素等內(nèi)容；運用圖文結(jié)合法使光合作用與細胞呼吸的場所、物質(zhì)變化的關(guān)系形象化、直觀化，且便于理解和記憶；以圖表、曲線形式表示環(huán)境因素對光合作用和細胞呼吸的影響，強化對表格數(shù)據(jù)和坐標曲線的分析。 二、復習預(yù)習 答案：①CO2＋H2O(CH2O)＋O2?、诠?、色素、酶　③葉綠體類囊體薄膜上?、躘H]、ATP、多種酶?、軨O2的固定、C3的還原?、薰狻O2、溫度等?、逤6H12O6＋6O2＋6H2O6CO2＋12H2O＋能量?、嗉毎|(zhì)基質(zhì)和線粒體?、?C3H4O3＋6H2O

3、6CO2＋20[H]＋能量(少)　⑩24[H]＋6O212H2O＋能量(多)　?C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋能量(少)或C6H12O62C3H6O3＋能量(少)　?細胞質(zhì)基質(zhì)　?溫度、O2、H2O等 三、知識講解 考點1 光合作用與細胞呼吸的過程分析 1．光合作用與細胞呼吸的聯(lián)系 (1)光合作用和細胞呼吸的關(guān)系圖： (2)光合作用和細胞呼吸中物質(zhì)和能量的變化關(guān)系： ①物質(zhì)變化：C：CO2有機物丙酮酸CO2 H：H2O[H](CH2O)[H]H2O O：H2OO2H2O ②能量變化： 光能ATP(CH2O)―→各項生命活動 2．光合作用和有氧呼吸中[H]

4、和ATP的來源、去向分析 光合作用 有氧呼吸 [H] 來源 H2O光解產(chǎn)生 有氧呼吸第一、二階段 去向 還原C3 用于第三階段還原O2 ATP 來源 光反應(yīng)階段產(chǎn)生 三個階段都產(chǎn)生 去向 用于C3還原供能 用于各項生命活動(植物C3的還原除外) 易錯點分析： 1. 不同生物無氧呼吸的產(chǎn)物不同，其原因在于催化反應(yīng)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(nèi)無線粒體； 4. 原核細胞藍藻能夠進行光合作用，但細胞內(nèi)無葉綠體。

5、 考點2 影響光合作用和細胞呼吸的因素 1．光合作用的影響因素及應(yīng)用 (1)內(nèi)部因素 ①與植物自身的遺傳特性有關(guān)，以陰生植物、陽生植物為例，如圖所示。 ②植物葉片的葉齡、葉面積指數(shù)也會制約光合作用，如圖所示。 (2)外部因素 ①單因子外界因素對光合作用速率影響的曲線 因素 原理 影響途徑或方式 應(yīng)用 溫度 通過影響酶活性進而影響光合作用(主要制約暗反應(yīng)) 植物光合作用在最適溫度時效率最高，溫度過低、過高均不利于植物生長 溫室栽培應(yīng)用：冬天適當增溫，夏天適當降溫；白天調(diào)到最適溫度，以提高光合作用效率；晚上適當降溫，以降低呼吸作用，保證有機

6、物積累 因素 原理 影響途徑或方式 應(yīng)用 礦質(zhì) 元素 礦質(zhì)元素可通過所參與構(gòu)成的與光合作用相關(guān)的重要化合物對光合作用造成直接或間接影響 在一定范圍內(nèi)礦質(zhì)元素越豐富光合作用速率越快，但超過飽和點后，光合作用將不再增加，甚至可能會造成危害 合理施肥促進葉面積增大，提高酶合成速率，增加光合作用速率。 因素 原理 影響途徑或方式 應(yīng)用 水分 是光合作用原料之一；缺水時可導致葉氣孔關(guān)閉，致使CO2供應(yīng)不足進而影響光合速率 保障水的供應(yīng)，不僅滿足光合作用原料需求，而且可使植物挺立、氣孔開放，有利于接受CO2 為保障植物光合作用，應(yīng)適時

7、適量進行合理灌溉 ③多因子外界因素對光合作用速率的影響 曲線分析：P點時，限制光合速率的因素應(yīng)為橫坐標所表示的因子，隨其因子的不斷加強，光合速率不斷提高。當?shù)絈點時，橫坐標所表示的因素不再是影響光合速率的因子，要想提高光合速率，可采取適當提高圖示中的其他因子的方法。 2．影響細胞呼吸的外部因素分析 項目 溫度 氧氣濃度 水分 影響 原理 影響酶活性 決定呼吸類型和強度 自由水含量較高時呼吸旺盛 坐標 曲線 實踐 應(yīng)用 在零上低溫下貯存蔬菜、水果；在大棚蔬菜的栽培過程中，增加晝夜溫差以減少有機物的消耗，提高產(chǎn)量 常利用降低氧

8、的濃度抑制細胞呼吸、減少有機物消耗這一原理來延長蔬菜、水果的保鮮時間 貯藏作物種子時，將種子風干，以減弱細胞呼吸，減少有機物的消耗 易錯點分析: 1.上述任何因素對植物均存在“飽和點”，即達到最大光合速率的“最適點”，超過飽和點，均會使光合速率降低甚至會傷害植物； 2.提倡增施有機肥，不僅可提供礦質(zhì)元素還會增加CO2供應(yīng)，同時可減輕化肥使用造成水體富營養(yǎng)化等污染。 考點3 呼吸速率、光合速率與凈光合速率的關(guān)系 1．光合速率與呼吸速率的關(guān)系 (1)綠色組織在黑暗條件下或非綠色組織只進行呼吸作用，測得的數(shù)據(jù)為呼吸速率(A點)。 (2)綠色組織在有光條件下，光合作用與細

9、胞呼吸同時進行，測得的數(shù)據(jù)為凈光合速率。 (3)總(真正)光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率。 (4)各點(段)光合作用和呼吸作用分析 A點 AB段 B點 B點后 2．三種速率的表示方式 項目 表示方法 凈光合速率(又稱表觀光合速率) 單位時間O2的釋放量、CO2的吸收量、有機物的積累量 真正光合速率(又稱實際光合速率) 單位時間O2的產(chǎn)生量、CO2的固定量、有機物的制造量 呼吸速率(黑暗中測量) 單位時間CO2的釋放量、O2的吸收量，有機物的消耗量 易錯點分析： 1. 呼吸作用是細胞生存的基礎(chǔ)，所有存活的細胞必須進行細胞呼吸； 2.

10、 光合作用和細胞呼吸是兩個過程，雖然有一定的聯(lián)系，但分析時必須分別對待； 3. 注意出題者題干的限定詞，例如單位時間CO2的釋放量和單位時間O2的產(chǎn)生量，就要注意區(qū)分。 四、例題精析 【例題1】 【題干】在光照條件下，植物葉肉細胞內(nèi)發(fā)生了如圖所示的生理過程①～⑤(圖中a～h為物質(zhì))。請回答： (1)圖中e指________，③④⑤過程的相同點是________。①～⑤過程中，不能產(chǎn)生ATP的過程是________，③過程進行的場所是________。 (2)較強光照下，①過程中c的移動方向是________。 (3)在干旱高溫的環(huán)境里，綠色植物從空氣中吸收CO2的量會減少，原

11、因是______________________________。 【答案】(1)[H]　均有能量產(chǎn)生?、凇〖毎|(zhì)基質(zhì)　(2)從類囊體到葉綠體基質(zhì)　(3)大量氣孔關(guān)閉 【解析】由圖示可知，①～⑤過程分別是光反應(yīng)、暗反應(yīng)、有氧呼吸第一階段、有氧呼吸第二階段、有氧呼吸第三階段。a～h分別為色素、O2、ATP、ADP、[H]、C5、CO2、C3。暗反應(yīng)消耗ATP，有氧呼吸第一階段發(fā)生在細胞質(zhì)基質(zhì)中。較強光照下，光反應(yīng)形成的c用于暗反應(yīng)，因此c的移動方向是從類囊體到葉綠體基質(zhì)。當遇到高溫時，氣孔關(guān)閉，CO2吸收受阻，其吸收量會減少。 【例題2】 【題干】如圖表示溫室內(nèi)光照強度(E)與作物

12、光合速率(v)的關(guān)系。問： (1)在溫度、水分和無機鹽均適宜的條件下，當EC時，可采取________措施，保證作物的最大光合速率。 (2)如遇連陰天，溫室需補光，選用________光最有效。 【答案】(1)增大光照強度　CO2濃度　遮光(2)紅(藍紫) 【解析】EC時光合作用下降的原因是光照太強造成植物氣孔關(guān)閉，所以應(yīng)采取遮光措施，來保證作物的最大光合速率。 【例題3】 【題干

13、】圖1表示將A、B兩種植物的葉片分別放置在相同的密閉小室中，給予一定的光照，利用紅外測量儀每隔5 min測定小室中的CO2濃度。圖2表示給予不同強度的光照，測定A、B兩種植物葉片的CO2吸收量和CO2釋放量(注：實驗中所用的A、B兩種植物葉片的葉面積相等，且實驗都在相同且適宜的溫度下進行，忽略光照對呼吸作用的影響。)請據(jù)圖分析回答： (1)由圖1可知，A、B植物葉片的光合作用強度受________的影響。從實驗開始到10 min這段時間內(nèi)，A植物葉片干重的變化趨勢是________。 (2)若A植物在第5 min時，光照突然降低而其他條件不變，極短時間里三碳化合物(C3)的合成速率將會

14、________(增大、減小、基本不變)。 (3)在第25～40 min期間，兩個密閉小室內(nèi)CO2含量相對穩(wěn)定的原因是____________________。從實驗開始到第40 min這一階段，A植物積累的有機物量比B植物的要________。 (4)由圖2可知，當光照強度為b klx時，A植物葉片中葉綠體吸收CO2的速率是________mg/(m2·h)。若每日光照12小時，給予的光照強度為m klx(a

15、解析】(1)光合速率可用CO2的消耗量(小室內(nèi)CO2凈消耗量＋細胞呼吸釋放量)表示。圖1中，隨著時間的延長，小室內(nèi)CO2濃度降低，CO2的吸收速率下降，光合速率(小室內(nèi)CO2凈消耗量＋細胞呼吸釋放量)下降。因此A、B植物葉片的光合作用強度受CO2濃度的影響。小室內(nèi)CO2的凈消耗量與光合作用有機物凈積累量成正比，因此從實驗開始到10 min這段時間內(nèi)，A植物葉片干重增加。 (2)在光照突然降低而其他條件不變時，極短時間里C3的積累量增加。 (3)在第25～40 min期間，小室內(nèi)CO2含量保持相對穩(wěn)定時，細胞呼吸速率與光合速率相等。(4)由圖2可知，當光照強度為b klx時，A植物葉片中葉綠體吸收CO2的速率為6(CO2的凈吸收量)＋1(細胞呼吸釋放量)＝7 mg/(m2·h)。若給予的光照強度m為b klx時，B植物的凈光合速率等于細胞呼吸速率，當光照強度小于b時，細胞呼吸速率大于光合速率，植物有機物的消耗量大于積累量，植物干重減少。 課程小結(jié)