2025届高三生物一轮复习课件　光合作用与细胞呼吸的关系

光合作用与细胞呼吸的关系 真正光合速率、净光合速率和呼吸速率 考点一 考点二 第10讲 光合作用与细胞呼吸的关系 比较项目 光合作用 呼吸作用 代谢类型 合成作用(或同化作用) 分解作用(或异化作用) 范围 含叶绿体的植物细胞；光合细菌(_______)等 _____________ 场所 叶绿体(真核生物)；细胞质(原核生物) 有氧呼吸：__________________；无氧呼吸：________ 条件 只在光下进行 _______________________ 物质变化 无机物→有机物 有机物→无机物 能量变化 光能→化学能 化学能→________________________________ 实质 将无机物合成有机物；储存能量 将有机物分解成无机物(或简单有机物)；释放能量 能量转化的联系 过程联系 蓝细菌 所有活细胞 细胞质基质、线粒体 细胞质基质 有光、无光都能进行 ATP中活跃的化学能、热能 光合作用与细胞呼吸的关系 A点 AB段 B点 光合作用与细胞呼吸的关系 BC段 　 E AD段主要限制因素：__________。CE段主要限制因素：_________等。 光照强度 CO2浓度 净光合 速率 呼吸 速率 总光合 速率 b点为光补偿点 d点为光饱和点 1.光合速率与呼吸速率的常用表示方法 项目 表示方法 净(表观)光合速率 真正(总)光合速率 O2产生速率、CO2固定速率、CO2同化(消耗)速率、有机物产生(制造)速率、叶绿体CO2吸收速率、光合作用CO2吸收速率、光合作用O2释放速率 呼吸速率 黑暗中O2吸收速率、黑暗中CO2释放速率、有机物消耗速率 光补偿点：光合作用吸收的CO2和呼吸放出CO2相等时的光强（b点） 光饱和点：光合作用达到最强时所需的最低的光强度.（d点） 真正光合速率、净光合速率和呼吸速率 (向外界)释放O2速率、(从外界)吸收CO2速率、有机物积累速率 光(CO2)补偿点与光(CO2)饱和点及其移动问题 (1)光(CO2)补偿点的移动 ①呼吸速率增加，其他条件不变时， 光(CO2)补偿点应右移，反之左移。 ②呼吸速率基本不变，相关条件的 改变使光合速率下降时，光(CO2)补偿点应右移， 反之左移。 (2)光(CO2)饱和点的移动： 相关条件的改变，使光合速率增大时， 光(CO2)饱和点C应右移(C′点右上移)，反之左移(C′点左下移)。 (3)阴生植物与阳生植物相比，CO2(或光)补偿点和饱和点都低。 真正光合速率、净光合速率和呼吸速率 项目 一昼夜CO2含量的变化曲线图(小室中CO2变化状况) 一昼夜O2含量的变化曲线图(小室中O2变化状况) 图示 如果N点低于M点 说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量增加 说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量减少 如果N点高于M点 说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量减少 说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量增加 如果N点与M点一样高 说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量不变。长期这种条件下植物不能正常生长。 说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量不变 含量最高点 CO2含量最高点为C点 O2含量最高点为E点 含量最低点 CO2含量最低点为E点 O2含量最低点为C点 在密闭环境中，一昼夜CO2含量的变化曲线图和O2含量的变化曲线图的比较 真正光合速率、净光合速率和呼吸速率 夏季的一天中CO2吸收和释放变化曲线图: a点：凌晨2～4时，温度降低，呼吸作用减弱，CO2释放量减少。 b点：上午6时左右，太阳出来，开始进行光合作用。 bc段：由于光照较弱，光合作用强度小于呼吸作用强度。 c点：上午7时左右，光合作用强度等于呼吸作用强度。 ce段：上午7时左右至下午6时左右，光合作用强度大于呼吸作用强度。 d点：温度过高，失水过多气孔大量关闭，出现“光合午休”现象。 e点：下午6时左右，光合作用强度等于呼吸作用强度。 ef段：光合作用强度小于呼吸作用强度，f点之后植物停止光合作用。 积累有机物时间段：ce段； 制造有机物时间段：bf段； 消耗有机物时间段：Og段； 一天中有机物积累最多的时间点：e点； 一昼夜有机物的积累量：SP－SM－SN。 真正光合速率、净光合速率和呼吸速率 (2)测定方法及解读 ①测定呼吸速率 a.装置烧杯中放入适宜浓度的NaOH溶液用于吸收CO2。 b.玻璃钟罩遮光处理，以排除光合作用干扰。 c.置于适宜温度环境中 d.红色液滴向左移动(单位时间内左移距离代表呼吸速率)。 ②测定净光合速率 a.装置烧杯中放入适宜浓度的NaHCO3溶液，用于保证容器内CO2浓度恒定，满足光合作用需求。 b.必须给予充足光照处理，且温度适宜。 c.红色液滴向右移动(单位时间内右移距离代表净光合速率)。 ③物理误差的校正：为防止气压、温度等物理因素所引起的误差，应设置对照实验，即用死亡的绿色植物分别进行上述实验，根据红色液滴的移动距离对原实验结果进行校正。 1.“液滴移动法”测定光合速率 (1)测定装置 光合速率的测定方法 真正光合速率、净光合速率和呼吸速率 微专题 光合速率和呼吸速率的测定 叶圆片上浮法分析影响光合作用的因素 排除叶肉细胞间隙的空气，（黑暗，NaHCO3溶液保存:防止光合作用产生O2干扰）充以水分，使叶片沉于水中。 “真空渗入法” 打孔时要避开大的叶脉，因为叶脉中没有叶绿体，而且会延长小圆形叶片上浮的时间，影响实验结果的准确性。 　光呼吸、C3植物、C4植物和CAM植物 一　　光呼吸 光呼吸是所有进行光合作用的细胞在光照和高氧低二氧化碳情况下发生的一个生化过程。 二　　自然界中的绿色植物根据光合作用暗反应过程中CO2的固定途径不同可以分为C3、C4和CAM三种类型 1．C3途径：也称卡尔文循环，整个循环由RuBP(C5)与CO2的羧化开始到RuBP(C5)再生结束，在叶绿体基质中进行，可合成蔗糖、淀粉等多种有机物。常见C3植物有大麦、小麦、大豆、菜豆、水稻、马铃薯等。 2．C4途径：通过C4途径固定CO2的植物被称为四碳植物(C4植物)。C4植物具有一个典型的结构特征，即叶脉周围有一圈含叶绿体的薄壁维管束鞘细胞，其外面整齐环列叶肉细胞(如图1)。叶肉细胞中的叶绿体有类囊体能进行光反应，同时，CO2被整合到C4化合物中，随后C4化合物进入维管束鞘细胞，维管束鞘细胞中没有完整的叶绿体，在维管束鞘细胞中，C4化合物释放出的CO2参与卡尔文循环，进而生成有机物(如图2)。它提高了C4植物固定CO2的能力，使C4植物比C3植物具有较强光合作用(特别是在高温、光照强烈、干旱条件下)能力，并且无光合午休现象。常见C4植物有玉米、甘蔗、高粱、苋菜等。 3．景天酸代谢(CAM途径)：晚上，开放气孔吸收二氧化碳，并通过羧化反应形成苹果酸存于植物细胞内的大液泡中(图1)。到了白天，关闭气孔减少水分蒸腾，再把夜间储于细胞大液泡里的酸性物质(苹果酸)作脱羧反应，释放的二氧化碳进入卡尔文循环进行光合作用(图2)。常见的CAM植物有菠萝、芦荟、兰花、百合、仙人掌等。由于夜间温度比较低，所以通过气孔丢失的水分要比白天少得多，对于植物来说，这样的好处就是可以避免水分过快的流失，因为气孔只在夜间开放以摄取二氧化碳。 C3植物、C4植物和CAM植物的比较 植物类型比较项目 C3植物 C4植物 CAM植物 与CO2结合的物质 RuBP(C5) PEP PEP CO2固定的最初产物 C3 C4 草酰乙酸 吸收CO2的时间 白天 白天 夜晚 光反应的场所 叶肉细胞类囊体薄膜 叶肉细胞类囊体薄膜 叶肉细胞类囊体薄膜 卡尔文循环的场所 叶肉细胞的叶绿体基质 维管束鞘细胞的叶绿体基质 叶肉细胞的叶绿体基质 有无光合午休 有 无 无 C3途径是碳同化的基本途径，C4途径和CAM途径都只起固定CO2的作用，最终仍通过C3途径合成有机物。 微专题 气孔与细胞代谢 气孔是植物叶片与外界进行气体交换的主要通道，通过气孔扩散的气体有O2、CO2和水蒸气。气孔的运动可以影响光合作用、细胞呼吸及蒸腾作用。 一　　气孔的结构及分布 气孔由两个肾形的保卫细胞(内含叶绿体)构成。气孔一般 分布在陆生植物如阳生植物下表皮，浮水植物只在上表皮分布。 二　　气孔的开闭 植物气孔的开闭运动关键在于保卫细胞吸水膨胀变化。由于保卫细胞的内外壁厚度不一样，当保卫细胞吸水膨胀时，较薄的外壁就会伸长，细胞向内弯曲，于是气孔张开；当保卫细胞失水时，气孔关闭。 三　　调节气孔开闭的因素 1．光 植物气孔一般是按昼夜节律开闭：白天打开气孔进行光合作用，晚上通过关闭气孔来减少水分损失。 2．CO2浓度: 低浓度CO2气孔开启。 3．含水量:干旱或蒸腾过强失水多导致气孔关闭。 4．植物激素:细胞分裂素促进气孔开放，而脱落酸却引起气孔关闭。 $$