5.4.3 光合作用与细胞呼吸的综合课件-2026-2027学年高一上学期生物人教版必修1

该高中生物学课件聚焦光合作用与细胞呼吸的综合，涵盖两者的场所、条件、物质与能量转化对比，元素去向、能量联系及三率判断，通过复习基础衔接实验模型，构建知识支架。 其亮点是用5种实验模型（液滴移动法、黑白瓶法等）培养探究实践能力，结合表格、曲线分析强化科学思维，如三率计算和元素追踪。助力学生提升实验与分析能力，为教师提供系统资源和检测题，提高教学效率。

第3课时 光合作用与细胞呼吸 第4节 光合作用与能量转化 第5章 知识点1 光合作用与细胞呼吸的综合 光合作用与细胞呼吸的综合 光合作用 有氧呼吸 在哪些细胞进行 反应场所 反应条件 物质转化 能量转变 联系 含叶绿体的细胞 叶绿体 光、色素、酶 光能转变为化学能储存在有机物中 无机物 有机物 线粒体（主要场所） 氧气、酶 活细胞 将有机物中的能量释放出来，一部分转移到ATP中 分解有机物 光合作用的产物为细胞呼吸提供了物质基础——有机物和氧气； 细胞呼吸产生的二氧化碳可被光合作用所利用。 4 光合作用与细胞呼吸的综合 5 一、光合作用和细胞呼吸中各种元素的去向 1.C元素 6 一、光合作用和细胞呼吸中各种元素的去向 2.H元素 7 3.O元素 根据高中所学的代谢过程，CO2中的氧元素无法进入H2O和O2。 其实，CO2可以通过某些代谢过程将氧元素转移到H2O，然后通过光反应转移到O2。 一、光合作用和细胞呼吸中各种元素的去向 二、光合作用和有氧呼吸的能量联系 光能 ATP、NADPH中活跃的化学能 （CH2O）中稳定的化学能 NADH中活跃的化学能 热能散失 光反应电能 暗反应 有氧呼吸 Ⅰ、Ⅱ ATP中 活跃的化学能 细胞中各项生命活动 机械能、化学能、光能、电能等 各种形式的能 有氧呼吸 Ⅲ 9 二、真正(总)光合速率、表观(净)光合速率和细胞呼吸速率的判断 1.根据关键词判定 检测指标 呼吸速率 净光合速率 真正(总) 光合速率 CO2 O2 有机物 释放量(黑暗) 吸收量 利用量、固定量、消耗量 吸收量(黑暗) 释放量 产生量 消耗量(黑暗) 积累量 制造量、产生量 10 2.根据坐标曲线判定 【图甲】 当光照强度为0时， 若CO2吸收值为负值， 该值绝对值代表呼吸速率， 该曲线代表净光合速率； 【图乙】 当光照强度为0时， 若CO2吸收值为0， 该曲线代表真正光合速率。 二、真正(总)光合速率、表观(净)光合速率和细胞呼吸速率的判断 知识点2 三率测定的5种 实验模型 一、气体体积变化法（液滴移动法） 1.测定呼吸速率 ①装置烧杯中放入适宜浓度的NaOH溶液用于吸收CO2。 ②玻璃钟罩遮光处理，以排除光合作用干扰。 ③置于适宜温度环境中。 ④红色液滴向左移动(单位时间内左移距离代表呼吸速率)。 13 一、气体体积变化法（液滴移动法） 2.测定净光合速率 ①装置烧杯中放入适宜浓度的CO2缓冲液， 用于保证容器内CO2浓度恒定， 满足光合作用需求。 ②必须给予足够光照处理，且温度适宜。 ③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.物理误差矫正 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、烧杯中放入蒸馏水分别进行上述实验，根据红色液滴的移动距离对原实验结果进行校正。 14 二、黑白瓶法——测溶氧量的变化 黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶，瓶中生物只进行细胞呼吸，而白瓶中的生物既能进行光合作用又能进行细胞呼吸，所以黑瓶(无光照的一组)测得的为细胞呼吸强度值，白瓶(有光照的一组)测得的为表观(净)光合作用强度值，综合两者即可得到真正光合作用强度值。 15 瓶身 是否放入长势良好的植物 放入适 宜水深 测定时间 测定项目 取值表示量 A 黑瓶 不放 相同 放入时测定 水中溶氧量 水中溶氧量为： 初始量 B 黑瓶 放入 相同 一段时间后测定水中溶氧量 与初始值的差值为：有氧呼吸量 C 白瓶 放入 相同 与B瓶相同时间后测定水中溶氧量 与初始值的差值为：净光合量 【解析】净光合量 = M白 – x，呼吸量 = x - M黑 总光合量 = 净光合量 + 呼吸量 =（M白 - x） + （x - M黑）= M白 - M黑 ①若有初始值，可推出 呼吸量和净光合量； ②无论是否有初始值， 均可用白瓶现有量- 黑瓶现有量算出总光 合量。 设初始值为x，白瓶现有量为M白， 黑瓶现有量为M黑，则：总光合量=？ 16 三、半叶法 将叶片一半遮光，一半曝光，遮光的一半测得的数据变化值代表细胞呼吸强度值，曝光的一半测得的数据变化值代表表观(净)光合作用强度值，综合两者可计算出真正光合作用强度值。需要注意的是该种方法在实验之前需切断左右叶片间的联系，以防止有机物的运输。计算可参考黑白瓶法： 总光合量 = MB - MA 17 三率测定的5种实验模型 四、叶圆片称重法——测定有机物的变化量 1.操作图示：本方法通过测定单位时间、单位面积叶片中淀粉的生成量，如图所示以有机物的变化量测定光合速率(S为叶圆片面积)。 2.结果分析 净光合速率＝(z－y)/2S；呼吸速率＝(x－y)/2S； 总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率＝(x＋z－2y)/2S。 18 三率测定的5种实验模型 五、叶圆片上浮法——定性检测O2释放速率 本方法通过利用真空技术排出叶肉细胞间隙中的空气，充以水分，使叶片沉于水中；在光合作用过程中，植物吸收CO2放出O2，由于O2在水中的溶解度很小而在细胞间积累，结果使原来下沉的叶片上浮。根据在相同时间内上浮叶片数目的多少(或者叶片全部上浮所需时间的长短)，即能比较光合作用强度的大小。 19 随堂检测 1.图甲为研究光合作用的实验装置。用打孔器在某植物的叶片上打出多个叶圆片，再用气泵抽出叶圆片中的气体直至叶圆片沉入水底，然后将等量的叶圆片转至不同浓度的NaHCO3溶液中，给予一定的光照，测量每个培养皿中叶圆片上浮至液面所用的平均时间(如图乙所示)，以研究光合作用速率与NaHCO3溶液浓度的关系。下列有关分析正确的是(　　) A．在ab段，随着NaHCO3溶液浓度的增大，光合作用速率逐渐减小 B．在bc段，单独增加光照或提高温度，都可以缩短叶圆片上浮至液面所用的时间 C．在c点以后，因NaHCO3溶液浓度过高，叶肉细胞失水，导致代谢水平下降 D．因配制的NaHCO3溶液中不含O2，所以整个实验过程中叶圆片不能进行呼吸作用 A 21 解析：选C。叶圆片上浮至液面所用的平均时间可表示光合作用强度，在一定范围内，叶圆片上浮至液面所用的平均时间越短，光合作用强度越大，分析图乙可知，在ab段，随着NaHCO3溶液浓度的增大，叶圆片上浮至液面所用的平均时间减少，光合作用速率逐渐增大，A错误；在bc段，若在最适光照或最适温度的基础上单独增加光照或提高温度，则不能缩短叶圆片上浮至液面所用的时间，B错误；在c点以后，因NaHCO3溶液浓度过高，叶肉细胞失水，导致代谢水平下降，产生的O2量减少，叶圆片上浮至液面所用的平均时间增加，C正确；虽然配制的NaHCO3溶液中不含O2，但叶圆片能进行光合作用产生O2，故整个实验过程中叶圆片能进行呼吸作用，D错误。 2．下图为某一植物在不同实验条件下测得的净光合速率，下列假设条件中能使图中结果成立的是(　　) A．横坐标是CO2浓度，甲表示较高温度，乙表示较低温度 B．横坐标是温度，甲表示较高CO2浓度，乙表示较低CO2浓度 C．横坐标是光波长，甲表示较高温度，乙表示较低温度 D．横坐标是光照强度，甲表示较高CO2浓度，乙表示较低CO2浓度 D 23 解析：选D。随着CO2浓度增大，净光合速率先增大后趋于稳定，但由于净光合速率最大时对应着一个温度，即最适温度，低于或高于此温度，净光合速率都将下降，所以无法确定在CO2浓度足够大时，较高温度下的净光合速率高于较低温度下的净光合速率，A不符合题意；植物进行光合作用存在最适温度，高于最适温度后，净光合速率减小，所以随着温度升高，净光合速率不应先升高后趋于稳定，B不符合题意；由于光合色素主要吸收红光和蓝紫光，在相应光波长时，植物的净光合速率存在峰值，不应呈现先升高后趋于稳定的状态，且光波长一定时，较高温度下的净光合速率不一定较高，C不符合题意；随着光照强度的增大，净光合速率先增大后趋于稳定，在光照强度足够时，较高的CO2浓度下净光合速率较大，D符合题意。 3．在夏季晴朗无云的白天，10时左右某植物光合作用强度达到峰值，12时左右光合作用强度明显减弱。光合作用强度减弱的原因不可能是(　　) A．叶片蒸腾作用强，失水过多使气孔部分关闭，进入体内的CO2量减少 B．光合酶活性降低，呼吸酶几乎不受影响 C．叶绿体内膜上的部分光合色素被光破坏，吸收和传递光能的效率降低 D．光反应产物积累，产生反馈抑制，叶片转化光能的能力下降 C 解析：选C。夏季中午叶片蒸腾作用强，失水过多使气孔部分关闭，进入植物体内的CO2量减少，暗反应减慢，光合作用强度明显减弱，A不符合题意；夏季中午气温过高，导致光合酶活性降低，呼吸酶几乎不受影响(呼吸酶最适温度高于光合酶)，光合作用强度减弱，B不符合题意；光合色素分布在叶绿体的类囊体薄膜而非叶绿体内膜上，C符合题意；暗反应减慢，导致光反应产物积累，产生反馈抑制，使叶片转化光能的能力下降，光合作用强度明显减弱，D不符合题意。 25 8．图甲表示A植物光合作用速率受光照强度影响的变化曲线。图乙表示A植物在不同光照强度条件下，光合作用速率受CO2含量影响的变化曲线。a点与c点相比较，c点时叶肉细胞中C3的含量；b点与c点相比较，b点时叶肉细胞中C5的含量依次是(　　) A．高、高 B．低、基本一致 C．低、高 D．高、基本一致 A 解析：选A。由图甲可知，光照强度m比n大，在图乙中当光照强度为n时，a点与c点相比较，c点CO2含量高，则叶肉细胞中C3的含量高；b点与c点的CO2含量相同，但b点光照强度大，则叶肉细胞中还原生成的C5的含量高。 26 9．在最适温度下，某研究小组测得的某作物的O2释放速率(每小时的释放量)随光照强度的变化情况如下图所示，其中b点为曲线与横坐标的交点。下列有关分析错误的是(　　) A．由图可知，适当增强光照强度可以使该作物的产量提高 B．ab段O2释放速率为负值，此时该作物仍然进行光合作用 C.bc段和c点之后限制光合速率的主要因素分别是光照强度和CO2浓度 D．用d点对应的光照强度处理1 h后该作物的O2产生量为2m A 27 解析：选D。由题图可知，在d点对应的光照强度之前，随着光照强度增加，O2释放速率增加，O2释放速率增加代表净光合速率增加，因此，适当增强光照强度可以使该作物的产量提高，A正确。O2释放速率等于光合作用产生O2的速率减呼吸作用消耗O2的速率，ab段为负值，但ab段呈上升趋势，光照强度不影响呼吸作用，说明ab段在进行光合作用，且光合作用的速率随光照强度的增大而增大，B正确。bc段O2释放速率随光照强度的增大而增大，因此限制bc段光合速率的主要因素是光照强度；c点后O2释放速率不随光照强度的增大而增大，则c点之后限制光合速率的主要因素是CO2浓度等因素，C正确；在d点对应光照强度下处理1 h，作物的O2产生量即为作物光合作用的速率。由题图可知，O2释放速率即为净光合速率，d点对应的净光合速率为2m；a点对应的光照强度为0，因此，a点对应的纵坐标为呼吸作用强度，呼吸作用强度为m；光合作用速率等于净光合速率加呼吸作用速率，因此用d点对应的光照强度处理1 h后该作物的O2产生量为2m＋m＝3m，D错误。 $