专题三细胞的能量供应和利用课件

专题三三细胞的能量供胞的能量供应和利用和利用 知识内容知识内容要求要求1-3 1-3 细胞的代谢细胞的代谢（1 1）酶在代谢中的作用）酶在代谢中的作用（2 2）ATPATP在能量代谢中的作用在能量代谢中的作用（3 3）光合作用的基本过程）光合作用的基本过程（4 4）影响光合作用速率的环境因素）影响光合作用速率的环境因素（5 5）细胞呼吸）细胞呼吸【考考试说明明】生生物物学学科科的的考考试试内内容容以以知知识识内内容容表表的的形形式式呈呈现现。知知识识内内容容要要求求掌掌握握的的程程度度，在在知知识识内内容容表表中中用用和和标标出出；实实验内容要求掌握的程度则用文字说明。验内容要求掌握的程度则用文字说明。和和的含义如下：的含义如下：对对所所列列知知识识点点要要知知道道其其含含义义，能能够够在在试试题题所所给给予予的相对简单的情境中识别和使用它们。的相对简单的情境中识别和使用它们。：理理解解所所列列知知识识和和其其他他相相关关知知识识之之间间的的联联系系和和区区别别，并并能能在在较较复复杂杂的的情情境境中中综综合合运运用用其其进进行行分分析析、判判断断、推推理理和评价。和评价。高考纵览高考纵览年份年份考点考点2011201120122012201320132014201420152015(1)(1)酶酶在代在代谢中中的作用的作用2 26,296,29(2)ATP(2)ATP在能量在能量代代谢中的作用中的作用1C,4C1C,4C1A1A1C1C(3)(3)光合作用的光合作用的基本基本过程程2 26AB6AB29(1)29(1)(4)(4)影响光合作影响光合作用速率的用速率的环境境因素因素3,293,2929(3)29(3)2 2292929(2)29(2)(5)(5)细胞呼吸胞呼吸292929(2)29(2)3 36CD6CD1A1A 1教学建议：教学建议：(1)用比较法学习酶的特性及相关实验设计。通过与无用比较法学习酶的特性及相关实验设计。通过与无机催化剂的特点进行对比来理解酶的特性；与酶特性相关机催化剂的特点进行对比来理解酶的特性；与酶特性相关的实验要对其原理、步骤、结果进行比较，掌握与酶相关的实验要对其原理、步骤、结果进行比较，掌握与酶相关的实验设计。的实验设计。(2)对对ATP知识的复习，应注意与光合作用、细胞呼吸知识的复习，应注意与光合作用、细胞呼吸过程进行联系。在具体的细胞代谢活动，如光反应、暗反过程进行联系。在具体的细胞代谢活动，如光反应、暗反应、有氧呼吸的各个阶段中，理解应、有氧呼吸的各个阶段中，理解ATP和和ADP的相互转化的相互转化及意义，增强知识的综合运用能力。及意义，增强知识的综合运用能力。使用建议使用建议 (3)运用图文转化、比较学习法复习光合作用与细胞呼吸。运用图文转化、比较学习法复习光合作用与细胞呼吸。对光合作用和细胞呼吸的复习，可以结合图文将过程形象对光合作用和细胞呼吸的复习，可以结合图文将过程形象化，同时对这两个过程的场所、物质与能量转化、原理的化，同时对这两个过程的场所、物质与能量转化、原理的应用等方面进行比较；并通过光合作用与细胞呼吸强度及应用等方面进行比较；并通过光合作用与细胞呼吸强度及影响因素的具体分析和实例强化学生的实验与探究能力。影响因素的具体分析和实例强化学生的实验与探究能力。(4)重视坐标曲线图的分析。曲线图形式考查影响酶活重视坐标曲线图的分析。曲线图形式考查影响酶活性、光合作用、细胞呼吸的因素是本单元的一种重要命题性、光合作用、细胞呼吸的因素是本单元的一种重要命题方式，在复习过程中结合具体例题、加强训练教会学生曲方式，在复习过程中结合具体例题、加强训练教会学生曲线分析题的解答方法。线分析题的解答方法。2课时安排：课时安排：本单元分为本单元分为2讲，建议用讲，建议用9课时完成，每讲课时完成，每讲2课时，单元课时，单元卷、滚动卷和讲评各卷、滚动卷和讲评各1课时。课时。使用建议使用建议网络构建网络构建网络构建网络构建专题三酶与专题三酶与ATPATP【直直击考点考点】酶酶激素激素维生素维生素来源来源活细胞产生的有活细胞产生的有机物机物专门的内分泌腺或具专门的内分泌腺或具有内分泌功能的细胞有内分泌功能的细胞主要从食主要从食物中来物中来特性特性高效性高效性高效性高效性高效性高效性化学本质化学本质绝大多数是蛋白绝大多数是蛋白质，极少数是质，极少数是RNARNA多肽、蛋白质、氨基多肽、蛋白质、氨基酸衍生物、脂质等酸衍生物、脂质等种类多种类多生理功能生理功能催化功能催化功能调节作用调节作用多是酶的多是酶的辅助因子辅助因子考点考点1 1 酶、激素与维生素的比较酶、激素与维生素的比较酶、激素与维生素等的相互关系图示：酶、激素与维生素等的相互关系图示：维生素维生素脂质脂质激素激素蛋白质蛋白质抗体抗体载体载体酶酶酶、激素与维生素的共性：酶、激素与维生素的共性：在生物体内均属于高效能物质，即含量少，作用大，生在生物体内均属于高效能物质，即含量少，作用大，生物代谢不可缺少。物代谢不可缺少。1 1、在探究温度对淀粉酶活性影响的实验中，应用碘液，、在探究温度对淀粉酶活性影响的实验中，应用碘液，而不宜用斐林试剂，因为斐林试剂需加热，而实验中的而不宜用斐林试剂，因为斐林试剂需加热，而实验中的自变量是温度。自变量是温度。2 2、在探究、在探究pHpH对酶活性影响的实验中，应利用斐林试剂，对酶活性影响的实验中，应利用斐林试剂，而不宜选用碘液，因碘液与而不宜选用碘液，因碘液与NaOHNaOH发生反应。发生反应。3 3、在利用淀粉、蔗糖和淀粉酶探究酶专一性的实验中，、在利用淀粉、蔗糖和淀粉酶探究酶专一性的实验中，应选用斐林试剂，而不宜选用碘液，因碘液无法检测蔗应选用斐林试剂，而不宜选用碘液，因碘液无法检测蔗糖是否水解。糖是否水解。考点考点2 2 碘液和斐林试剂在探究影响淀粉酶活性中的应用碘液和斐林试剂在探究影响淀粉酶活性中的应用1 1、酶的专一性、酶的专一性 酶酶具具有有专专一一性性，每每一一种种酶酶只只能能催催化化一一种种化化合合物物或或一类化合物的化学反应。一类化合物的化学反应。（酶催化作用的原理是降低反应的活化能酶催化作用的原理是降低反应的活化能）2 2、载体的专一性载体的专一性 物物质质以以主主动动运运输输的的方方式式进进行行跨跨膜膜运运输输时时需需要要载载体体，不同物质需要的载体不同。不同物质需要的载体不同。3 3、激素的专一性激素的专一性 激激素素发发挥挥作作用用时时之之所所以以具具有有特特异异性性是是因因为为在在它它的的靶靶细细胞胞的的细细胞胞膜膜表表面面，存存在在着着能能够够与与该该激激素素发发生生特特异异性结合的受体。性结合的受体。考点考点3 3 物质具有的专一性（特异性）物质具有的专一性（特异性）4 4、抗原、抗原(抗体抗体)的专一性的专一性 一一种种抗抗原原只只能能与与相相应应的的抗抗体体(T(T细细胞胞、B B细细胞胞)或或效效应应T T细细胞胞发发生生特特异异性性结结合合，这这种种特特异异性性取取决决于于抗抗原原决决定定簇簇。同同样样，一一种种抗抗体体也也只只能能与与相相应应的的抗抗原原发发生生特特异异性性免免疫疫反反应。应。5 5、tRNAtRNA的专一性的专一性 每种每种tRNAtRNA只能识别并转运一种氨基酸，这是因为只能识别并转运一种氨基酸，这是因为tRNAtRNA的一端是携带氨基酸的部位，另一端是反密码子的一端是携带氨基酸的部位，另一端是反密码子(3(3个相邻碱基个相邻碱基)，每个，每个tRNAtRNA的这三个碱基，都只能专一地的这三个碱基，都只能专一地与与mRNAmRNA上特定的三个碱基配对。上特定的三个碱基配对。6 6、限制酶的专一性、限制酶的专一性 一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并且只一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并且只能在特定的切点上切割能在特定的切点上切割DNADNA分子。分子。考点考点4 ATP4 ATP的结构及功能的结构及功能 1 1、ATPATP与与RNARNA的关系的关系 ATPATP是三磷酸腺苷，结构简式是是三磷酸腺苷，结构简式是A AP PP PP P，去掉，去掉两个磷酸基团后的剩余部分是腺嘌呤核糖核苷酸，是两个磷酸基团后的剩余部分是腺嘌呤核糖核苷酸，是组成组成RNARNA的基本单位之一的基本单位之一。2 2、ATPATP与能量的关系与能量的关系 ATPATP是一种高能磷酸化合物，其分子式可以简写为是一种高能磷酸化合物，其分子式可以简写为A AP PP PP P，高能磷酸键水解时能够释放出高，高能磷酸键水解时能够释放出高30.54 30.54 kJ/molkJ/mol的能量，所以的能量，所以ATPATP是与能量有关的一种物质，是与能量有关的一种物质，不可将两者等同起来。不可将两者等同起来。4 4、与、与ATPATP的来源、去路有关的生理过程及发生场所的来源、去路有关的生理过程及发生场所ATPATP的来源的来源ATPATP的去向的去向光合光合作用作用光反应（叶绿体类囊体薄膜）光反应（叶绿体类囊体薄膜）C C3 3的还原，叶绿的还原，叶绿体基质体基质细胞细胞呼吸呼吸有氧呼吸三个阶段及无氧呼吸第有氧呼吸三个阶段及无氧呼吸第一阶段（细胞质基质和线粒体）一阶段（细胞质基质和线粒体）各项生命活动各项生命活动3 3、ATPATP是生物体新陈代谢的直接能量物质，但并非唯一直是生物体新陈代谢的直接能量物质，但并非唯一直 接来源接来源（如（如GTPGTP等其他核苷酸的三磷酸酯也可直接参与等其他核苷酸的三磷酸酯也可直接参与 生命活动的供能）。生命活动的供能）。5 5、ATPATP的合成部位有细胞质基质、线粒体和叶绿体。的合成部位有细胞质基质、线粒体和叶绿体。6 6、对活细胞来说对活细胞来说ATPATP与与ADPADP的相互转化，是时刻不停地发的相互转化，是时刻不停地发生并且处于动态平衡之中。这种供能机制是生物界的共性。生并且处于动态平衡之中。这种供能机制是生物界的共性。7 7、吸能反应一般与吸能反应一般与ATPATP水解的反应相联系，由水解的反应相联系，由 ATPATP水解提供水解提供能量；放能反应一般与能量；放能反应一般与ATPATP的合成相联系，释放的能量储存在的合成相联系，释放的能量储存在ATPATP中。中。8 8、ATPATP转化为转化为ADPADP也需要消耗水。也需要消耗水。ATPATP转化为转化为ADPADP又称又称“ATPATP的水解反应的水解反应”，这一过程需，这一过程需ATPATP酶酶的催化，同时也需要消耗水。凡是大分子有机物的催化，同时也需要消耗水。凡是大分子有机物(如蛋白质、如蛋白质、脂肪、淀粉等脂肪、淀粉等)的水解都需要消耗水。的水解都需要消耗水。1 1、在、在100100米赛跑时，由米赛跑时，由ATPATP磷酸肌酸供能系统供能，维持时间约磷酸肌酸供能系统供能，维持时间约 为为20202525秒。秒。2 2、在、在400400米米800800米跑时，磷酸肌酸供能不够，但有氧呼吸尚未达米跑时，磷酸肌酸供能不够，但有氧呼吸尚未达 到峰值，主要靠无氧呼吸供能。到峰值，主要靠无氧呼吸供能。3 3、在马拉松长跑过程中，由无氧呼吸产生了大量乳酸，内环境、在马拉松长跑过程中，由无氧呼吸产生了大量乳酸，内环境pH pH 下降，无氧呼吸减弱，但前两个供能系统供能时产生了大量的下降，无氧呼吸减弱，但前两个供能系统供能时产生了大量的ADPADP和和消耗掉消耗掉HH后形成的后形成的NADNAD，对有氧呼吸具有强烈的促进作用，使得，对有氧呼吸具有强烈的促进作用，使得有氧呼吸速率加快，产生大量的有氧呼吸速率加快，产生大量的ATPATP。4 4、人在寒冷时，肾上腺素和甲状腺激素分泌增多，细胞产生、人在寒冷时，肾上腺素和甲状腺激素分泌增多，细胞产生ATPATP的的量增加。量增加。考点考点5 5 不同运动状况下的能量供应不同运动状况下的能量供应网络构建网络构建网络构建网络构建专题四能量之源专题四能量之源光与光合作用光与光合作用网络构建网络构建网络构建网络构建专题四细胞呼吸专题四细胞呼吸考点考点6 6 细胞呼吸与光合作用的有关反应式及场所细胞呼吸与光合作用的有关反应式及场所6CO2+12H2O C6H12O6+6H2O+6O2光能光能叶绿体叶绿体CO2+H2O（CH2O）+O2光能光能叶绿体叶绿体1 1、光合作用、光合作用光反应光反应暗反应暗反应CO2的固定：的固定：C3的还原：的还原：总反应式总反应式第一第一阶段段(细胞胞质基基质中）：中）：C6H12O6第二第二阶段（段（线粒体基粒体基质中）：中）：2CH3COCOOH+6H2O酶酶第三第三阶段（段（线粒体内膜上）：粒体内膜上）：24H+6O2C6H12O6+6O2+6H2O 6CO2+12H2O+能量能量酶酶总反应式：总反应式：2CH3COCOOH+4H+能量能量6CO2+20H+能量能量酶酶12H2O+能量能量酶酶（大量）（大量）2 2、有氧呼吸、有氧呼吸（1 1）酒精发酵）酒精发酵：C6H12O6酶酶（2 2）乳酸发酵：）乳酸发酵：C6H12O62CH3CH2OH（酒精）（酒精）+2CO2+能量能量2C3H6O3（乳酸）（乳酸）+能量能量酶酶3 3、细胞无氧呼吸的有关反应式、细胞无氧呼吸的有关反应式（3）真核生物和原核生物无氧呼吸的整个过程都在细胞质）真核生物和原核生物无氧呼吸的整个过程都在细胞质基质中完成基质中完成。（1）真核生物光合作用的场所在叶绿体，原核生物光合）真核生物光合作用的场所在叶绿体，原核生物光合作用的场所在细胞质基质作用的场所在细胞质基质（进行光合作用的细胞是不一（进行光合作用的细胞是不一定都含叶绿体，色素也不一定都在叶绿体中）。定都含叶绿体，色素也不一定都在叶绿体中）。（2 2）真核生物有氧呼吸的场所在细胞质基质和线粒体，）真核生物有氧呼吸的场所在细胞质基质和线粒体，原核生物有氧呼吸的场所在细胞质基质。原核生物有氧呼吸的场所在细胞质基质。4 4、有关反应所的场所、有关反应所的场所1 1、光反应与暗反应的关系：、光反应与暗反应的关系：考点考点6 6 光合作用与细胞呼吸的基本过程分析及应用光合作用与细胞呼吸的基本过程分析及应用 暗反应在有光无光的条件下都可以进行，但需要暗反应在有光无光的条件下都可以进行，但需要光反应的产物光反应的产物【H H】和和 ATPATP，因此在无光条件下不能长，因此在无光条件下不能长期进行。期进行。2 2、光合作用与有氧呼吸的物质转化关系：、光合作用与有氧呼吸的物质转化关系：CO CO2 2的转化：的转化：3 3、总光合速率、净光合速率和呼吸速率三者之间的关系、总光合速率、净光合速率和呼吸速率三者之间的关系 考点一有氧呼吸和无氧呼吸过程的分析考点一有氧呼吸和无氧呼吸过程的分析 1 1有氧呼吸、无氧呼吸过程图解有氧呼吸、无氧呼吸过程图解专题四细胞呼吸专题四细胞呼吸图392专题四细胞呼吸专题四细胞呼吸比比较项目目有氧呼吸有氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸不不同同点点反反应条件条件需需O2、酶酶和适宜的温度和适宜的温度不需不需O2，需，需酶酶和适宜的温度和适宜的温度场所所第一第一阶段：段：细胞胞质基基质第二第二阶段：段：线粒体基粒体基质第三第三阶段：段：线粒体内膜粒体内膜细胞胞质基基质专题四细胞呼吸专题四细胞呼吸不不同同点点物物质变化化第一第一阶段：段：C6H12O6丙丙酮酸酸H第二第二阶段：丙段：丙酮酸酸H2OCO2H第三第三阶段：段：HO2H2O第一第一阶段：段：C6H12O6丙丙酮酸酸H第二第二阶段：丙段：丙酮酸在酸在不同不同酶酶催化作用下，分催化作用下，分解成酒精和解成酒精和CO2或或转化化成乳酸成乳酸能量能量变化化特点特点有机物有机物彻底分解，能量底分解，能量完全完全释放放有机物分解不有机物分解不彻底，底，能量没有完全能量没有完全释放放 相相同同点点过程程第一第一阶段都是在段都是在细胞胞质基基质中中发生的，生的，产物都物都为丙丙酮酸酸实质分解有机物，分解有机物，释放能量放能量意意义为生命活生命活动提供能量，提供能量，为物物质转化提供原料化提供原料 【规律技巧】律技巧】细胞呼吸胞呼吸类型的判断型的判断 在在以以C6H12O6为呼呼吸吸底底物物的的情情况况下下，可可以以根根据据生生成成物物或或CO2释放放量量和和O2消消耗耗量量判判断断细胞胞的的呼呼吸吸方方式式，方方法法如如下下(CO2释放量、放量、O2吸收量、酒精量都是指物吸收量、酒精量都是指物质的量的量)：专题四细胞呼吸专题四细胞呼吸气体气体变化特点化特点细胞呼吸的方式胞呼吸的方式有水生成有水生成一定存在有氧呼吸一定存在有氧呼吸有酒精或乳酸生成有酒精或乳酸生成一定存在无氧呼吸一定存在无氧呼吸不消耗不消耗O2，释放放CO2只只进行无氧呼吸行无氧呼吸专题四细胞呼吸专题四细胞呼吸O2吸收量吸收量CO2释放量放量只只进行有氧呼吸行有氧呼吸O2吸收量吸收量CO2释放量放量两种呼吸方式同两种呼吸方式同时进行，行，多出的多出的CO2来自无氧呼吸来自无氧呼吸CO2释放量放量O2吸收量吸收量43有氧呼吸与无氧呼吸消有氧呼吸与无氧呼吸消耗的葡萄糖量相等耗的葡萄糖量相等 CO2释放量放量O2吸收量吸收量43无氧呼吸占无氧呼吸占优势CO2释放量放量O2吸收量吸收量43有氧呼吸占有氧呼吸占优势酒精量酒精量CO2量量只只进行无氧呼吸行无氧呼吸 酒精量酒精量CO2量量两种呼吸方式同两种呼吸方式同时进行，行，多出的多出的CO2来自有氧呼吸来自有氧呼吸 考点二影响细胞呼吸的因素及在农业中的应用考点二影响细胞呼吸的因素及在农业中的应用1.温度温度 (1)温度通过影响与细胞呼吸有关的酶的活性来影响呼温度通过影响与细胞呼吸有关的酶的活性来影响呼吸速率吸速率(如图如图394所示所示)。最适温度时，细胞呼吸最强。最适温度时，细胞呼吸最强。超过最适温度时，呼吸酶活性降低，甚至变性失活，超过最适温度时，呼吸酶活性降低，甚至变性失活，细胞呼吸受抑制。细胞呼吸受抑制。低于最适温度时，呼吸酶活性下降，细胞呼吸受抑制。低于最适温度时，呼吸酶活性下降，细胞呼吸受抑制。专题四细胞呼吸专题四细胞呼吸图394 (2)应用：用：低温下低温下贮存蔬菜水果。存蔬菜水果。温温室室栽栽培培中中增增大大昼昼夜夜温温差差(降降低低夜夜间温温度度)，以以减减少少夜夜间呼吸作用消耗有机物。呼吸作用消耗有机物。2O2浓度度专题四细胞呼吸专题四细胞呼吸图395 (1)O2浓度度对呼吸速率的影响如呼吸速率的影响如图395所示。所示。O2浓度低度低时，无氧呼吸占，无氧呼吸占优势。随随O2浓度度增增大大，无无氧氧呼呼吸吸逐逐渐被被抑抑制制，有有氧氧呼呼吸吸不断加不断加强强。当当O2浓度度达达到到一一定定值后后，随随O2浓度度增增大大，有有氧氧呼呼吸不再加吸不再加强强(受呼吸受呼吸酶酶数量等因素的影响数量等因素的影响)。(2)应用用：贮藏藏水水果果、蔬蔬菜菜、种种子子时，降降低低O2浓度度，以以减减少少有有机机物物消消耗耗，但但不不能能无无O2，否否则产生生酒酒精精过多多，会会导致腐致腐烂。专题四细胞呼吸专题四细胞呼吸 3含水量含水量 (1)含含水水量量对呼呼吸吸作作用用的的影影响响如如图396所所示示。在在一一定定范范围内内，细胞胞呼呼吸吸速速率率随随含含水水量量的的增增加加而而加加快快，随随含含水水量量的的减少而减慢。当含水量减少而减慢。当含水量过多多时，呼吸速率减慢，甚至死亡。，呼吸速率减慢，甚至死亡。(2)应用：作物栽培中，合理灌用：作物栽培中，合理灌溉。专题四细胞呼吸专题四细胞呼吸图396 4CO2浓度度 (1)CO2浓度度对呼呼吸吸作作用用的的影影响响如如图397所所示示。CO2是是细胞呼吸的胞呼吸的产物，物，对细胞呼吸具有抑制作用。胞呼吸具有抑制作用。(2)应用用：在在蔬蔬菜菜、水水果果保保鲜中中，增增加加CO2浓度度(或或充充入入N2)可抑制可抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗。胞呼吸，减少有机物的消耗。专题四细胞呼吸专题四细胞呼吸图397 1 1光合作用的探究光合作用的探究历程中几个重要程中几个重要实验分析分析 (1)(1)普利斯特利的普利斯特利的实验 密密闭玻璃罩玻璃罩绿色植物色植物 缺缺少少空空白白对照照，实验结果果说服服力力不不强强，应将将点点燃燃的的蜡蜡烛和和小小鼠鼠分分别单独独置置于于密密闭玻玻璃璃罩罩内内，作作为空空白白对照照。密密闭的的玻玻璃璃罩罩是是否否加加植植物物为自自变量量，蜡蜡烛燃燃烧时间或或小小鼠鼠存存活活时间为因因变量。量。没没有有认识到到光光在在植植物物更更新新空空气气中中的的作作用用，而而将将空空气气的的更更新新归因于植物的生因于植物的生长。限限于于当当时科科学学发展展水水平平的的限限制制，没没有有明明确确植植物物更更新新气气体体的成分。的成分。(2)萨克斯的克斯的实验 黑暗中黑暗中饥饿处理的理的绿叶叶设置置了了自自身身对照照，自自变量量为曝曝光光和和遮遮光光，因因变量量是是颜色色变化化(有无淀粉生成有无淀粉生成)。实验的的关关键是是饥饿处理理，以以使使叶叶片片中中的的营养养物物质消消耗耗掉掉，增增强强了了实验的的说服服力力。为了了使使实验结果果更更明明显，在在用用碘碘处理理之之前前应用用热酒精酒精对叶片叶片进行脱行脱绿处理。理。本本实验除除证明明了了光光合合作作用用的的产物物有有淀淀粉粉外外，还证明明光光是是光光合作用的必要条件。合作用的必要条件。18801880年年 德国科学家德国科学家 恩吉尔曼恩吉尔曼现象：现象：分析分析 ：在没有空气的黑暗环境中在没有空气的黑暗环境中，用极细的光束照射水绵。用极细的光束照射水绵。好氧细菌只集中在被光好氧细菌只集中在被光线照射的叶绿体附近。线照射的叶绿体附近。光线照射部位进行光合作光线照射部位进行光合作用产生了氧气。用产生了氧气。(3)恩格尔曼的实验恩格尔曼的实验在没有空气的环境中，在没有空气的环境中，完完全暴露在光下。全暴露在光下。现象：现象：好氧细菌的好氧细菌的集中原因：集中原因：见光见光叶绿体叶绿体部位有氧气的部位有氧气的产生。产生。好氧细菌集中在好氧细菌集中在叶绿体叶绿体所有受光部位所有受光部位。结论：结论：氧是由氧是由 叶绿体叶绿体释放出来的，释放出来的，叶绿体叶绿体是是绿色植物进行绿色植物进行光合作用的场所。光合作用的场所。光合作光合作用需要用需要光照光照恩吉尔曼实验设计有哪些恩吉尔曼实验设计有哪些巧妙巧妙之处？之处？恩格恩格尔尔曼曼实验实验方法的巧妙之方法的巧妙之处处：(1)实验材料选得妙：用水绵作为实验材料。水绵不仅实验材料选得妙：用水绵作为实验材料。水绵不仅具有细而长的带状叶绿体，而且叶绿体螺旋状地分布具有细而长的带状叶绿体，而且叶绿体螺旋状地分布在细胞中，便于观察和分析研究。在细胞中，便于观察和分析研究。(2)排除干扰的方法妙：实验成功的关键之一在于控制排除干扰的方法妙：实验成功的关键之一在于控制无关变量和减少额外变量，恩格尔曼将临时装片放在无关变量和减少额外变量，恩格尔曼将临时装片放在黑暗并且没有空气的环境中，排除了环境中光线和氧黑暗并且没有空气的环境中，排除了环境中光线和氧的影响，从而确保实验能够正常进行。的影响，从而确保实验能够正常进行。(3)观测指标设计得妙：通过好氧细菌的分布进行检测，观测指标设计得妙：通过好氧细菌的分布进行检测，从而能够准确地判断出水绵细胞中释放氧的部位。从而能够准确地判断出水绵细胞中释放氧的部位。(4)实验对照设计得妙：进行黑暗实验对照设计得妙：进行黑暗(局部光照局部光照)和曝光的和曝光的对比实验，从而明确实验结果完全是由光照引起的。对比实验，从而明确实验结果完全是由光照引起的。(4)鲁宾和卡和卡门的的实验 设置置了了对照照实验，相相互互对照照，自自变量量为标记物物质(HO与与C18O2)，因，因变量量为O2的放射性。的放射性。鲁宾和和卡卡门的的同同位位素素标记法法可可以以追追踪踪CO2和和H2O中的中的C、H、O等元素在光合作用中的等元素在光合作用中的转移途径。移途径。1 1总反反应式：式：2 2光反光反应与暗反与暗反应的比的比较：考点考点 一光合作用的一光合作用的过程程条条 件件 物质变化物质变化能量变化能量变化总反应式总反应式实实 质质叶绿体基粒片层结构薄膜上叶绿体基粒片层结构薄膜上叶绿体基质中叶绿体基质中（1）水的光解）水的光解ADP+Pi+能量能量 ATP 2H2O O2 +4 H+4eCO2+C5 2C3C3 (CH2O)C3 C5(2)ATP形成形成酶酶（1）CO2的固定的固定酶酶（2）C3的还原的还原酶酶ATP,NADPH（3）C5的再生成的再生成酶酶光，叶绿素等色素，酶光，叶绿素等色素，酶许多有关的酶许多有关的酶ATP和和NADPH的化学能转的化学能转变成变成(CH2O)中的化学能中的化学能光反应为暗反应提供能量和还原剂光反应为暗反应提供能量和还原剂(ATP和和NADPH)，暗反，暗反应为光反应补充应为光反应补充ADP,Pi和和NADPCO2+2H2O*(CH2O)+H2O+O2*把无机物转变成有机物，同时把光能转变成化学能储存把无机物转变成有机物，同时把光能转变成化学能储存在有机物中在有机物中光能光能叶绿体叶绿体反应部位反应部位光能转变成光能转变成ATP和和NADPH中中的化学能的化学能联联 系系专题四能量之源专题四能量之源光与光合作用光与光合作用 3光照光照强强度和度和CO2浓度度变化化对光合作用物光合作用物质含量含量变化化的影响的影响专题四能量之源专题四能量之源光与光合作用光与光合作用条件条件H和和ATPC3C5(CH2O)合成量合成量模型分析模型分析光照光照强强度由度由强强到弱，到弱，CO2供供应不不变减少减少增加增加减少减少减少减少专题四能量之源专题四能量之源光与光合作用光与光合作用光照光照强强度由弱到度由弱到强强，CO2供供应不不变增加增加减少减少增加增加增加增加光照不光照不变，CO2量由充足量由充足到不足到不足增加增加减少减少增加增加减少减少光照不光照不变，CO2量由不足量由不足到充足到充足减少减少增加增加减少减少增加增加 提提醒醒 (1)光光照照强强度度的的变化化首首先先影影响响光光反反应的的变化化，光光反反应产物物进而而影影响响暗暗反反应的的进行行。光光照照不不变，即即光光反反应速速率不率不变，H和和ATP合成速率不合成速率不变。(2)CO2浓度度的的变化化直直接接影影响响暗暗反反应的的进行行。CO2浓度度不不变即即C3的合成速率不的合成速率不变。专题四能量之源专题四能量之源光与光合作用光与光合作用真正光合速率真正光合速率净光合速率净光合速率呼吸速率呼吸速率 一般测定单位时间内单位叶面积所消耗的二氧化一般测定单位时间内单位叶面积所消耗的二氧化碳量、生成的氧气量、生成的有机物的量碳量、生成的氧气量、生成的有机物的量(一般测到一般测到的光合速率为的光合速率为净光合速率净光合速率)测定光合速率的方法测定光合速率的方法15432速率速率温度温度()()020304010考点考点二光合作用的影响因素及曲二光合作用的影响因素及曲线分析分析1 1光照光照强强度度对光合作用光合作用强强度的影响度的影响光合速率：光合作用强度光合速率：光合作用强度净光合速率净光合速率(表观光合速率表观光合速率)=)=真正光合速率呼吸速率真正光合速率呼吸速率1、光光照照光质光质光照强度光照强度(勒克斯勒克斯)影响光合作用的因素影响光合作用的因素(光照光照、COCO2 2浓度、浓度、温度、矿质元素、水温度、矿质元素、水)红橙光和蓝紫光效果好，绿光效红橙光和蓝紫光效果好，绿光效果最差果最差(大棚塑料薄膜多为大棚塑料薄膜多为无色；无色；)阳生植物阳生植物阴生植物阴生植物 A A、B B表示表示 C C、D D表示表示ACBDEF CFCF、DEDE表示表示CO2吸收吸收CO2放出放出光照强度光照强度(温度适宜、温度适宜、COCO2 2供应正常供应正常)单位：单位：mgco2/(dm2h)阴生植物和阳生植物呼吸作用强度阴生植物和阳生植物呼吸作用强度阴生植物和阳生植物在该光照强阴生植物和阳生植物在该光照强度时，真正光合速率度时，真正光合速率=呼吸速率呼吸速率阴生植物和阳生植物在较强光照时，阴生植物和阳生植物在较强光照时，真正光合速率真正光合速率 呼吸速率，有利于有呼吸速率，有利于有机物的积累机物的积累 2CO2浓度度 (1)曲曲线分分析析(如如下下图)：图1和和图2都都表表示示在在一一定定范范围内内，光光合合作作用用速速率率随随CO2浓度度的的增增加加而而增增大大，但但当当CO2浓度增加到一定范度增加到一定范围后，光合作用速率不再增加后，光合作用速率不再增加 图1中中A点点表表示示光光合合作作用用速速率率等等于于细胞胞呼呼吸吸速速率率时的的CO2浓度度，即即CO2补偿点点；图2中中的的A点点表表示示进行行光光合作用所需合作用所需CO2的最低的最低浓度。度。图1和和图2中的中的B和和B点都表示点都表示CO2饱和点。和点。(2)应用用：在在农业生生产上上可可以以通通过“正正其其行行，通通其其风”，增施，增施农家肥等增大家肥等增大CO2浓度，提高光能利用率度，提高光能利用率 3温度温度 (1)曲曲线分分析析(如如下下图)：温温度度主主要要是是通通过影影响响与与光光合作用有关合作用有关酶酶的活性而影响光合作用速率。的活性而影响光合作用速率。(2)应用用：冬冬天天，温温室室栽栽培培可可适适当当提提高高温温度度，也也可可适适当当降降低低温温度度。白白天天调到到光光合合作作用用最最适适温温度度，以以提提高高光光合合作作用用；晚晚上上适适当当降降低低温温室室温温度度，以以降降低低细胞胞呼呼吸吸，保保证植物有机物的植物有机物的积累。累。4必需元素供必需元素供应对光合速率的影响光合速率的影响 (1)曲曲线分分析析(如如下下图)：在在一一定定浓度度范范围内内，增增大大必必需需元元素素的的供供应，可可提提高高光光合合作作用用速速率率，但但当当超超过一一定定浓度度后后，会会因因土土壤壤溶溶液液浓度度过高高而而导致致植植物物渗渗透透失失水而萎蔫。水而萎蔫。(2)应用用：根根据据作作物物的的需需肥肥规律律，适适时、适适量量地地增增施肥料，可提高施肥料，可提高农作物作物产量。量。总之：光照主要影响光反应，温度和总之：光照主要影响光反应，温度和COCO2 2浓度浓度主要影响暗反应主要影响暗反应N N光合作用过程中各种酶、光合作用过程中各种酶、ATPATP、NADPNADP+的组的组成成分成成分P PATPATP、NADPNADP+的组成成分；维持叶绿体膜的的组成成分；维持叶绿体膜的结构和功能结构和功能k k参与糖类的合成与运输参与糖类的合成与运输(运输到块根、块运输到块根、块茎、种子等茎、种子等)MgMg叶绿素的组成成分叶绿素的组成成分叶菜类需多补充叶菜类需多补充N N元素元素 5水分的供水分的供应对光合作用速率的影响光合作用速率的影响 (1)影影响响：水水是是光光合合作作用用的的原原料料，缺缺水水既既可可直直接接影影响响光光合合作作用用，又又会会导致致叶叶片片气气孔孔关关闭，限限制制CO2进入入叶叶片片，从从而而间接接影响光合作用。影响光合作用。(2)应用：根据作物的需水用：根据作物的需水规律合理灌律合理灌溉。6 6叶叶龄对光合作用光合作用强强度的影响度的影响(1)曲曲线分析：分析：随幼叶不断随幼叶不断生生长，叶面，叶面积不断增大，叶内叶不断增大，叶内叶绿体不断增体不断增多，叶多，叶绿素含量不断增加，光合作用速率不素含量不断增加，光合作用速率不断增加断增加(OA段段)。壮叶壮叶时，叶面，叶面积、叶、叶绿体、体、叶叶绿素都素都处于于稳定状定状态，光合速率基本，光合速率基本稳定定(AB段段)。老叶老叶时，随叶，随叶龄增加，叶增加，叶内叶内叶绿素被破坏，光合速率下降素被破坏，光合速率下降(BC段段)。(2)应用：摘除老叶、残叶。用：摘除老叶、残叶。7多因子多因子对光合作用光合作用强强度的影响度的影响(1)曲曲线分析：分析：P点点时，限制光合作用速率的因素，限制光合作用速率的因素应为横坐横坐标所表示的因子，随其因子的不断加所表示的因子，随其因子的不断加强强，光合作用，光合作用速率不断提高。当到速率不断提高。当到Q点点时，横坐，横坐标所表示的因素，不再所表示的因素，不再是影响光合作用速率的因子，要想提高光合作用速率，可是影响光合作用速率的因子，要想提高光合作用速率，可适当提高适当提高图示中的其他因子。示中的其他因子。(2)应用：温室栽培用：温室栽培时，在一定光照，在一定光照强强度下，白天适度下，白天适当提高温度的同当提高温度的同时也可适当提高也可适当提高CO2浓度以提高光合速率。度以提高光合速率。当温度适宜当温度适宜时，可适当增加光照，可适当增加光照强强度和度和CO2浓度以提高光度以提高光合速率。合速率。考点二影响光合作用的环境因素及其在生产上的应用考点二影响光合作用的环境因素及其在生产上的应用 1.光照强度对光合作用强度的影响光照强度对光合作用强度的影响 (1)曲曲线分析分析 A点点：光光照照强强度度为0，此此时只只进行行细胞胞呼呼吸吸，释放放CO2的量可表示此的量可表示此时细胞呼吸的胞呼吸的强强度。度。专题四能量之源专题四能量之源光与光合作用光与光合作用图3104 AB段段：随随光光照照强强度度增增强强，光光合合作作用用强强度度也也逐逐渐增增强强，CO2释放放量量逐逐渐减减少少(细胞胞呼呼吸吸释放放的的CO2有有一一部部分分用用于于光光合作用合作用)，此，此时细胞呼吸胞呼吸强强度度光合作用光合作用强强度。度。B点点(光光补偿点点)：细胞胞呼呼吸吸释放放的的CO2全全部部用用于于光光合合作作用用，即即光光合合作作用用强强度度细胞胞呼呼吸吸强强度度。光光照照强强度度只只有有在在B以上以上时，植物才能正常生，植物才能正常生长。BC段段：随随着着光光照照强强度度不不断断加加强强，光光合合作作用用强强度度不不断断加加强强，此，此时光合作用光合作用强强度度呼吸作用呼吸作用强强度。度。C点点(光光饱和和点点)：到到C点点以以上上光光合合作作用用强强度度就就不不再再加加强强了了，限限制制C点点光光合合作作用用强强度度的的环境境因因素素可可能能有有温温度度或或二二氧氧化碳化碳浓度等。度等。专题四能量之源专题四能量之源光与光合作用光与光合作用 (2)应用用：阴阴生生植植物物的的B点点前前移移，C点点较低低，如如图中中虚虚线所所示示，间作作套套种种农作作物物的的种种类搭搭配配，林林带树种种的的配配置置，可可合理利用光能；适当提高光照合理利用光能；适当提高光照强强度可增加大棚作物度可增加大棚作物产量。量。2 2光照面积对光合作用强度的影响光照面积对光合作用强度的影响专题四能量之源专题四能量之源光与光合作用光与光合作用图3105 (1)图像像分分析析：OA段段表表明明随随叶叶面面积的的不不断断增增大大，光光合合作作用用实际量量不不断断增增大大，A点点为光光合合作作用用面面积的的饱和和点点。随随叶叶面面积的的增增大大，光光合合作作用用强强度度不不再再增增加加，原原因因是是有有很很多多叶叶被遮被遮挡，光照不足。，光照不足。OB段段表表明明干干物物质量量随随光光合合作作用用增增强强而而增增加加，而而由由于于A点点以以后后光光合合作作用用强强度度不不再再增增加加，但但叶叶片片随随叶叶面面积的的不不断断增增加加，呼呼吸吸量量(OC段段)不不断断增增加加，所所以以干干物物质积累累量量不不断断降降低低(BC段段)。(2)应用用分分析析：适适当当间苗苗、修修剪剪，合合理理施施肥肥、浇水水，避避免免徒徒长。封封行行过早早，使使中中下下层叶叶子子所所受受的的光光照照往往往往在在光光补偿点以下，白白消耗有机物，造成不必要的浪点以下，白白消耗有机物，造成不必要的浪费。专题四能量之源专题四能量之源光与光合作用光与光合作用 3CO2浓度度对光合作用光合作用强强度的影响度的影响 甲甲 乙乙 图3106专题四能量之源专题四能量之源光与光合作用光与光合作用 (1)曲曲线分分析析：图甲甲和和图乙乙都都表表示示在在一一定定范范围内内，光光合合作作用用速速率率随随CO2浓度度的的增增加加而而增增大大，但但当当CO2浓度度增增加加到到一定范一定范围后，光合作用速率不再增加。后，光合作用速率不再增加。(2)点点含含义：图甲甲中中A点点表表示示光光合合作作用用速速率率等等于于细胞胞呼呼吸速率吸速率时的的CO2浓度，即度，即CO2补偿点。点。图乙中的乙中的A点表示点表示进行光合作用所需行光合作用所需CO2的最低的最低浓度。度。图甲和甲和图乙中的乙中的B和和B点都表示点都表示CO2饱和点。和点。(3)应用用：在在农业生生产上上可可以以通通过“正正其其行行，通通其其风”，增施增施农家肥等增大家肥等增大CO2浓度，提高光合作用速率。度，提高光合作用速率。专题四能量之源专题四能量之源光与光合作用光与光合作用 4 4温度对光合作用强度的影响温度对光合作用强度的影响 图图3-10-3-10-7 7 (1)曲线分析：温度主要是通过影响与光合作用有关的曲线分析：温度主要是通过影响与光合作用有关的酶的活性而影响光合作用速率。酶的活性而影响光合作用速率。(2)应用：冬天，温室栽培可适当提高温度，也可适当应用：冬天，温室栽培可适当提高温度，也可适当降低温度。白天调到光合作用最适温度，以提高光合作用降低温度。白天调到光合作用最适温度，以提高光合作用速率；晚上适当降低温室的温度，以降低细胞呼吸，保证速率；晚上适当降低温室的温度，以降低细胞呼吸，保证植物有机物的积累。植物有机物的积累。专题四能量之源专题四能量之源光与光合作用光与光合作用 5 5必需元素的供应对光合作用强度的影响必需元素的供应对光合作用强度的影响 图图3-3-10-810-8 (1)曲线分析：在一定浓度范围内，增大必需元素的供曲线分析：在一定浓度范围内，增大必需元素的供应，可提高应，可提高 光合作用速率，但当超过一定浓度后，植物会因土壤溶光合作用速率，但当超过一定浓度后，植物会因土壤溶液浓度过高而渗透失水，出现萎蔫。液浓度过高而渗透失水，出现萎蔫。(2)应用：根据作物的需肥规律，适时、适量地增施肥料，应用：根据作物的需肥规律，适时、适量地增施肥料，可提高农作物产量。可提高农作物产量。专题四能量之源专题四能量之源光与光合作用光与光合作用 6水分的供水分的供应对光合作用光合作用强强度的影响度的影响 (1)影影响响：水水是是光光合合作作用用的的原原料料，缺缺水水既既可可直直接接影影响响光光合合作作用用，又又会会导致致叶叶片片气气孔孔关关闭，限限制制CO2进入入叶叶片片，从从而而间接影响光合作用。接影响光合作用。(2)应用：根据作物的需水用：根据作物的需水规律合理灌律合理灌溉。7叶叶龄对光合作用光合作用强强度的影响度的影响 图3109专题四能量之源专题四能量之源光与光合作用光与光合作用 (1)曲线分析：曲线分析：随幼叶不断生长，叶面积不断增大，叶随幼叶不断生长，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不断增加(OA段段)。壮叶时，叶面积、叶绿体、叶绿素都处于稳定状态，壮叶时，叶面积、叶绿体、叶绿素都处于稳定状态，光合作用速率基本稳定光合作用速率基本稳定(AB段段)。老叶时，随叶龄增加，叶内叶绿素被破坏，光合速率老叶时，随叶龄增加，叶内叶绿素被破坏，光合速率下降下降(BC段段)。(2)应用：摘除老叶、残叶。应用：摘除老叶、残叶。专题四能量之源专题四能量之源光与光合作用光与光合作用 8多因子对光合作用强度的影响多因子对光合作用强度的影响 (1)曲线分析曲线分析 图图31010专题四能量之源专题四能量之源光与光合作用光与光合作用 P点点：限限制制光光合合作作用用速速率率的的因因素素应为横横坐坐标所所表表示示的的因因子，随其因子子，随其因子强强度的不断加度的不断加强强，光合作用速率不断提高。，光合作用速率不断提高。Q点点：横横坐坐标所所表表示示的的因因素素不不再再是是影影响响光光合合作作用用速速率率的的因因子子，要要想想提提高高光光合合作作用用速速率率，可可适适当当提提高高图示示中中的的其其他他因因子。子。(2)应用用：温温室室栽栽培培时，在在一一定定光光照照强强度度下下，白白天天适适当当提提高高温温度度的的同同时也也可可适适当当提提高高CO2浓度度以以提提高高光光合合作作用用速速率率。当当温温度度适适宜宜时，可可适适当当增增加加光光照照强强度度和和CO2浓度度以以提提高光合作用速率。高光合作用速率。专题四能量之源专题四能量之源光与光合作用光与光合作用 考点三光合作用与细胞呼吸的关系考点三光合作用与细胞呼吸的关系 1 1区别区别专题四能量之源专题四能量之源光与光合作用光与光合作用项目目光合作用光合作用细胞呼吸胞呼吸场所所叶叶绿体体活活细胞胞(主要在主要在线粒体粒体)条件条件只在光下只在光下进行行有光、无光都能有光、无光都能进行行物物质变化化无机物无机物有机物有机物有机物有机物无机物无机物能量能量变化化光能光能化学能化学能(储能能)稳定的化学能定的化学能活活跃的化的化学能学能(放能放能)实质合成有机物，合成有机物，储存能量存能量分解有机物，分解有机物，释放能量，放能量，供供细胞利用胞利用 2 2联系联系 图图3-10-143-10-14专题四能量之源专题四能量之源光与光合作用光与光合作用 3光合速率和呼吸速率的关系光合速率和呼吸速率的关系 (1)真正光合速率、真正光合速率、净光合速率、呼吸速率的概念光合速率、呼吸速率的概念 净光光合合速速率率(又又称称表表观光光合合速速率率)是是指指植植物物在在单位位时间内内O2的的释放量或放量或CO2的吸收量或有机物的的吸收量或有机物的积累量。累量。真真正正光光合合速速率率(又又称称实际光光合合速速率率)是是指指植植物物在在单位位时间内内O2的的产生量或生量或CO2的固定量或有机物的制造量。的固定量或有机物的制造量。呼呼吸吸速速率率(黑黑暗暗中中测量量)是是指指植植物物在在单位位时间内内CO2的的释放量或放量或O2的吸收量或有机物的消耗量。的吸收量或有机物的消耗量。专题四能量之源专题四能量之源光与光合作用光与光合作用 (2)真正光合速率、净光合速率、呼吸速率的关系真正光合速率、净光合速率、呼吸速率的关系 图图31015专题四能量之源专题四能量之源光与光合作用光与光合作用 曲线中各点段分析如下表：曲线中各点段分析如下表：专题四能量之源专题四能量之源光与光合作用光与光合作用光照光照代代谢图示示气体气体A点点无无只有只有细胞呼吸，胞呼吸，无光合无光合作用作用吸收吸收O2，释放放CO2专题四能量之源专题四能量之源光与光合作用光与光合作用AB段段弱弱细胞呼吸速率胞呼吸速率光合作用速率光合作用速率吸收吸收O2，释放放CO2B点点细胞呼吸速率胞呼吸速率光合作用速率光合作用速率不吸收不吸收O2，不，不释放放CO2BC段段强强细胞呼吸速率胞呼吸速率光合作用速率光合作用速率吸收吸收CO2，释放放O2 三者关系：真正光合速率净光合速率呼吸速三者关系：真正光合速率净光合速率呼吸速率。率。专题网络构建专题网络构建谢谢大家！结结 语语