2027届高三生物人教版一轮复习课件第12讲 光合作用与细胞呼吸的关系

第12讲　光合作用和细胞呼吸 的关系 SHENG WU XUE 01 02 植物“三率”的判断及测定方法 光合作用与细胞呼吸关系 考点 考点一 光合作用与细胞呼吸的关系 基础·精细梳理 典例·精心深研 光合作用 呼吸作用 丙酮酸 光能 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。 一、光合作用与细胞呼吸的物质能量关系 考点一 细胞的多样性和统一性 考点一　光合作用与细胞呼吸的关系 基础·精细梳理 1.物质转化 CO2 H2O (CH2O) O2 CO2 丙酮酸 一、光合作用与细胞呼吸的物质、能量关系 考点一 细胞的多样性和统一性 考点一　光合作用与细胞呼吸的关系 基础·精细梳理 如果白天用的水浇灌植物，周围空气中的____________________都能检测出 。 若植物放入密闭容器中，向密闭容器中加入标记的 ，可在该绿色植物叶肉细胞 中检测到含的淀粉。 最短的转移途径是________________________ （用箭头表示方向）。 光合作用和有氧呼吸中各种元素的去向 水、氧气、二氧化碳 考点一 细胞的多样性和统一性 考点一　光合作用与细胞呼吸的关系 基础·精细梳理 光能 释放大 量能量 有氧 呼吸 无氧 呼吸 释放少量能量 不彻底氧化产物中的化学能 大部分以热能形式散失 少部分转化为ATP中活跃的化学能 用于各项生命活动 光合作用 细胞呼吸 能量源头 ATP和NADPH中活跃的化学能 光反应 有机物中稳定的化学能 暗反应 注意：叶绿体光反应产生的ATP一般只能用于暗反应。 一、光合作用与细胞呼吸的物质、能量关系 2.能量联系 考点一 细胞的多样性和统一性 考点一　光合作用与细胞呼吸的关系 基础·精细梳理 二、NADH([H])、NADPH、ATP的来源和去路 光反应水的光解 还原C3 考点一 细胞的多样性和统一性 考点一　光合作用与细胞呼吸的关系 基础·精细梳理 三、光合作用和有氧呼吸的结构基础——ATP合成酶 1.ATP产生机制：线粒体内膜、叶绿体类囊体薄膜的磷脂双分子层对H＋高度不通透，因此膜高浓度侧的H＋只能通过ATP合成酶顺浓度梯度流出，而ATP合成酶把H＋的电化学势能转化成ATP中的化学能。 考点一 细胞的多样性和统一性 考点一　光合作用与细胞呼吸的关系 基础·精细梳理 2．光合磷酸化和氧化磷酸化 考点一 细胞的多样性和统一性 考点一　光合作用与细胞呼吸的关系 基础·精细梳理 A 例（2025·河北卷，T4）对绿色植物的光合作用和呼吸作用过程进行比较， 下列叙述错误的是( )。 A.类囊体膜上消耗，而线粒体基质中生成 B.叶绿体基质中消耗，而线粒体基质中生成 C.类囊体膜上生成，而线粒体内膜上消耗 D.叶绿体基质中合成有机物，而线粒体基质中分解有机物 考点一 细胞的多样性和统一性 考点一　光合作用与细胞呼吸的关系 基础·精细梳理 考点二 植物三率判定及测定 基础·精细梳理 典例·精心深研 一、真正光合速率、净光合速率和细胞呼吸速率的关系 真正（总）光合速率 = 净光合速率 + 呼吸速率 1.辨析净光合速率与总光合速率 (1)微观辨析(以光合速率大于呼吸速率为例) 考点一 细胞的多样性和统一性 考点二　植物“三率”的判定及测定方法 基础·精细梳理 植物在光下实际合成有机物的速率 植物有机物的积累速率 植物消耗有机物的速率 制造量、产生量或叶绿体释放O2量 释放量、环境(容器)中O2增加量 消耗量、O2吸收量（黑暗条件） 消耗量、固定量、同化量 吸收量 产生量、CO2释放量（黑暗条件） 合成量、制造量、产生量 积累量、增加量 消耗量、减少量（黑暗条件） 注意：叶绿体吸收的CO2≠植物体吸收的CO2≠叶肉细胞吸收的CO2 对象：植株：见下表 (2)根据关键词辨析 考点一 细胞的多样性和统一性 考点二　植物“三率”的判定及测定方法 基础·精细梳理 (3)结合曲线辨析 考点一 细胞的多样性和统一性 考点二　植物“三率”的判定及测定方法 基础·精细梳理 光合速率与呼吸速率的常考曲线 曲线I： 曲线II： 曲线III： 总光合作用量 净光合量 呼吸量 思考：净光合速率最高的点？ 叶面积指数超过哪个点，植物将不能正常生长？ B E 考点一 细胞的多样性和统一性 考点二　植物“三率”的判定及测定方法 基础·精细梳理 光合速率与呼吸速率的常考曲线 思考： 1.净光合作用强度如何表示？ 2.哪个点净光合速率为0？ a-b F 3.当温度大于F点对应的温度时，植物能否正常生长？ 不能 考点一 细胞的多样性和统一性 考点二　植物“三率”的判定及测定方法 基础·精细梳理 光合速率与呼吸速率的常考曲线 思考： 1.c曲线代表什么？ 2.d曲线代表什么？ 3.总光合速率如何计算？ 4.G代表什么？此时植物能否正常生长？ 净光合速率 呼吸速率 c+d 净光合速率=呼吸速率 能正常生长 考点一 细胞的多样性和统一性 考点二　植物“三率”的判定及测定方法 基础·精细梳理 二、光合速率与植物生长 （1）当净光合速率 （＞、=、<）0时，植物因积累有机物而生长。 （2）当净光合速率 0时，植物不能生长。 （3）当净光合速率 0时，植物不能生长，长时间处于此种状态，植物将死亡。 ＞ ＝ ＜ 考点一 细胞的多样性和统一性 考点二　植物“三率”的判定及测定方法 基础·精细梳理 (4) 段，光合作用强度______（填“大于”“等于”或“小于”）呼吸作用强度。 (1)Ob段：________ (2)段， 释放减少的原因是_________________ ___________________________________。 (3)点开始， 释放减少的原因是_____________ ________________________________。 只进行细胞呼吸 有微弱光照，植物开始进行光合作用 小于 1.自然环境中一昼夜植物光合作用曲线(a点温度最低)。 三、自然环境及密闭容器中植物光合作用曲线及分析 凌晨，温度降低， 呼吸作用减弱，释放减少 (5)c点，光合作用强度______（填“大于”“等于”或“小于”）呼吸作用强度。 (6)ce 段光合作用强度______（填“大于”“等于”或“小于”）呼吸作用强度。 (7)d点， 吸收下降的原因是___________________________________________。 (8)e点，光合作用强度______（填“大于”“等于”或“小于”）呼吸作用强度 (9)ef段，光合作用强度______（填“大于”“等于”或“小于”）呼吸作用强度。 (10)fg段,没有光照，光合作用______，只进行__________。 等于 大于 温度过高，部分气孔关闭，出现光合“午休”现象 等于 小于 停止 呼吸作用 考点一 细胞的多样性和统一性 考点二　植物“三率”的判定及测定方法 基础·精细梳理 三、自然环境及密闭容器中植物光合作用曲线及分析 2.绿色植物一昼夜内有机物的“制造”“消耗”与“积累”。 ①积累有机物时间段： ②制造有机物时间段： ③消耗有机物时间段： ④一天中有机物积累最多的时间点： ⑤一昼夜有机物的积累量： ce段 bf段 Og段 e点 SP-SM-SN (SP、SM、SN分别表示P、M、N的面积)。 考点一 细胞的多样性和统一性 考点二　植物“三率”的判定及测定方法 基础·精细梳理 3.密闭容器中一昼夜植物光合作用曲线 ①AB段： ②BC段： ③CD段： ④D点： ⑤DH段： ⑥H点: ⑦HI段: 玻璃罩内CO2浓度 24h A B C D F G H I E 无光照，植物只进行 。 温度降低，呼吸作用减弱。 微弱光照，开始进行光合作用，但光合作用强度 呼吸作用强度。 光合作用强度 呼吸作用强度。 光合作用强度 呼吸作用强度，其中 段表示“光合午休”。 光合作用强度 呼吸作用强度 光照继续减弱至无，光合作用小于呼吸作用，直至光合作用完全停止。 呼吸作用 小于 等于 大于 FG 等于 考点一 细胞的多样性和统一性 考点二　植物“三率”的判定及测定方法 基础·精细梳理 I＝A: ； I＞A： 。 I点CO2浓度大小跟A点相比减小（I＜A），减少的CO2转化成_____ 积累在植物体内。 说明有有机物的积累，植物能正常生长。 有机物 该环境下，植物能否正常生长？如何判断？ 植株未生长 植株负生长 玻璃罩内CO2浓度 24h A B C D F G H I E 3.密闭容器中一昼夜植物光合作用曲线 考点一 细胞的多样性和统一性 考点二　植物“三率”的判定及测定方法 基础·精细梳理 光照培养阶段，密闭装置中CO2浓度变化量应为光合作用强度与呼吸作用强度间的“差值”，切不可仅答成“光合作用消耗”导致装置中CO2浓度下降。 考点一 细胞的多样性和统一性 考点二　植物“三率”的判定及测定方法 基础·精细梳理 例：(2025·福建省龙岩市一级校联盟联考)下图是大棚番茄在24小时内测得的CO2含量和CO2吸收速率的变化曲线图，下列有关叙述正确的是(　　) A．a点CO2释放量减少可能是由于温度升高导致细胞呼吸强度减弱 B．d点是由于温度过高，蒸腾作用过强导致部分气孔关闭，CO2供应减少 C．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增加 D．番茄细胞时刻进行细胞呼吸，而进行光合作用的时间只有c～e段 B 目录 考点一 细胞的多样性和统一性 典例·精心深研 考点二　植物“三率”的判定及测定方法 （一）测定原则 （1）先将植物置于黑暗中，测量呼吸速率 。 （2）在有光条件下，测定净光合速率。 （3）计算：真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率 ①绿色组织在黑暗条件下或非绿色组织测得的数值为呼吸速率(A点)。 ②绿色组织在有光条件下光合作用与细胞呼吸同时进行，测得的数据为净光合速率。 四、光合速率与呼吸速率的测定 考点一 细胞的多样性和统一性 考点二　植物“三率”的判定及测定方法 基础·精细梳理 （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________。 ②玻璃钟罩_________，以排除光合作用干扰。 ③置于适宜温度环境中。 ④单位时间内红色液滴______移动距离，表示植物的O2消耗速率，可代表 。 吸收CO2 遮光处理 向左 （二）测定方法 1.测定装置中气体体积变化——液滴移动法 呼吸速率 考点一 细胞的多样性和统一性 考点二　植物“三率”的判定及测定方法 基础·精细梳理 （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单位时间内红色液滴__________的距离，表示植物的O2释放速率，可代表 。 向右移动 真正光合速率 = 净光合速率 + 呼吸速率 1.测定装置中气体体积变化——液滴移动法 净光合速率 考点一 细胞的多样性和统一性 考点二　植物“三率”的判定及测定方法 基础·精细梳理 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。 为了保证实验结果更准确，如何设置对照？对照的目的是什么？ 实验组：液滴移动是生物因素与非生物因素共同作用的结果。 对照组：液滴移动是非生物因素作用的结果。 若实验组液滴右移x，对照组右移y或左移y。则光合作用引起的液滴移动的距离__________________。 x-y或x+y 考点一 细胞的多样性和统一性 考点二　植物“三率”的判定及测定方法 基础·精细梳理 2.“黑白瓶法”——测溶氧量的变化 “黑瓶”不透光，测定的是 ； “白瓶”给予光照，测定的是 。 有氧呼吸量 净光合作用量 考点一 细胞的多样性和统一性 考点二　植物“三率”的判定及测定方法 基础·精细梳理 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 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=？ 【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 考点一 细胞的多样性和统一性 考点二　植物“三率”的判定及测定方法 基础·精细梳理 3.叶圆片称重法——测定有机物的变化量 叶柄处环割的目的： 阻止叶片的光合产物向外运输。 净光合速率=___________, 呼吸速率= _________, 总光合速率= . (z-y)/2S (x-y)/2S (x＋z-2y)/2S 考点一 细胞的多样性和统一性 考点二　植物“三率”的判定及测定方法 基础·精细梳理 设被截取部分初始干重为 。 .被截取部分的呼吸速率 .被截取部分的净光合速率 .被截取部分的真正光合速率呼吸速率净光合速率 4.“半叶法”——测定光合作用有机物的制造量 将植物对称叶片的一部分遮光，另一部分则留在光下进行光合作用，并采用适当方法阻止两部分的物质和能量转移。一定时间后(h)在这两部分叶片的对应部位截取相同面积(S)的叶片，分别烘干称重，记为MA、MB。 。 。 考点一 细胞的多样性和统一性 考点二　植物“三率”的判定及测定方法 基础·精细梳理 P85例3：某同学欲测定植物叶片叶绿体的光合作用速率，做了下图所示实验。在叶柄基部做环剥处理(仅限制叶片有机物的输入和输出)，在不同时间分别在同一叶片上陆续取下面积为1 cm2的叶圆片，烘干后称其重量，测得叶片的光合作用速率＝[(3y－2z－x)/6]g/(cm2·h)(不考虑取叶圆片和温度微小变化对叶生理活动的影响)。则M处的实验条件是(　　) A．下午4时后将整个实验装置遮光3 h B．下午4时后将整个实验装置遮光6 h C．下午4时后在阳光下照射1 h D．晚上8时后在无光下放置3 h A 目录 考点一 细胞的多样性和统一性 典例·精心深研 考点二　植物“三率”的判定及测定方法 （1）C：CO2eq \o(――→,\s\up18(暗反应))有机物eq \o(――――→,\s\up18(有氧呼吸),\s\do15(第一阶段)) eq \o(――――→,\s\up18(有氧呼吸),\s\do15(第二阶段)) 。 （2）H：H2Oeq \o(―――→,\s\up18(光反应))NADPHeq \o(―――→,\s\up18(暗反应)) eq \o(――――――→,\s\up18(有氧呼吸),\s\do15(第一、二阶段))[H]eq \o(―――→,\s\up15(有氧呼吸),\s\do15(第三阶段)) 。 （3）O：H2Oeq \o(―――→,\s\up15(光反应)) eq \o(――――→,\s\up17(有氧呼吸),\s\do15(第三阶段))H2Oeq \o(――――→,\s\up17(有氧呼吸),\s\do15(第二阶段)) eq \o(―――→,\s\up17(暗反应))(CH2O)。 $