科学家访谈　探索生物大分子的奥秘名师教学设计2

李林中学生物一轮复习导学设计光合作用和呼吸作用

【复习目标】简述光合作用和呼吸作用的区别和联系。 【方法指导】运用比较方法学习光合作用与呼吸作用。

【复习内容】

一、光合作用与细胞呼吸的区别和联系

1.光合作用与细胞呼吸的区别

代谢类型

光合作用

需氧呼吸

物质变化

能量变化

实 质

场 所

条 件

2.光合作用与细胞呼吸过程中[H]和ATP的来源、去路的比较

来源（场所、反应）

去路

光合作用

[H]

有氧呼吸

光合作用

ATP

有氧呼吸

3.

光合作用与细胞呼吸的联系

(1)过程联系

(2)物质联系

①C ②O ③H

(3)能量联系

二、光合速率的测定方法

1.“半叶法”---测光合作用有机物的生产量，即单位时间、单位叶面积干物质产生总量

【例1】某研究小组用番茄进行光合作用实验，采用“半叶法”对番茄叶片的光合作用强度进行测定。其原理是：将对称叶片的一部分(A)遮光，

1

另一部分(B)不做处理，并采用适当的方法（可先在叶柄基部用热水、或热石蜡液烫伤或用呼吸抑制剂处理）阻止两部分的物质和能量转移。在适宜光照下照射6小时后，在A、B的对应部位截取同等面积的叶片，烘干称重，分别记为MA、MB，获得相应数据，则可计算出该叶片的2光合作用强度，其单位是mg/(dm·h)。

问题：若M=MB-MA，则M表示

。

2. 气体体积变化法---测光合作用O2产生(或CO2消耗)的体积

【例2】图是探究绿色植物光合作用速率的实验示意图，装置中的碳酸氢钠溶液可维持瓶内的二氧化碳浓度，该装置置于20℃环境中。实验开始时，针筒的读数是0.2mL，毛细管内的水滴在位置X。20min后，针筒的容量需要调至0.6mL的读数，才能使水滴仍维持在位置X处。据此回答下列问题：

（1）若将图中的碳酸氢钠溶液换成等量清水，重复上述实验，20min后，要使水滴维持在位置X处，针筒的容量

（需向左/需向右/不需要）调节。

（2）若以释放出的氧气量来代表净光合作用速率，该植物的净光合作用速率是

mL/h。

（3）若将图中的碳酸氢钠溶液换成等量浓氢氧化钠溶液，在20℃、无光条件下，30min后，针筒的容量需要调至0.1mL的读数，才能使水滴仍维持在X处。则在有光条件下该植物的实际光合速率是

mL/h。

3. 黑白瓶法---测溶氧量的变化 【例3】某研究小组从当地一湖泊的某一深度取得一桶水样，分装于六对黑白瓶中，剩余的水样测得原初溶解氧的含量为10mg/L，白瓶为透明玻璃瓶，黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶。将它们分别置于六种不同的光照条件下，分别在起始和24小时后以温克碘量法测定各组培养瓶中的氧含量，记录数据如下： 表2 光照强度（klx）

白瓶溶氧量(mg/L) 黑瓶溶氧量(mg/L) 0（黑暗）

3 3 a 10 3 b 16 3 c 24 3 d 30 3 e 30 3 （1）黑瓶中溶解氧的含量降低为3mg/L的原因是

；该瓶中所有生物细胞呼吸消耗的O2量为

mg/L·24h。

（2）当光照强度为c时，白瓶中植物光合作用产生的氧气量为

mg/L·24h。

（3）光照强度至少为

（填字母）时，该水层产氧量才能维持生物正常生活耗氧量所需。

三、光合作用与细胞呼吸题型归纳

I. 题型一

光合作用和细胞呼吸过程图解的理解

1．结构图解

【例1】图中为某植物细胞部分结构示意图，据图分析，下列四项叙述中正确的是(

)

A. a、b箭头表示的是O2进出细胞的过程

B. e、f箭头表示的是CO2进出细胞的过程

C. 以C18O2作原料进行光合作用，在较强光照下，测得含18O

2

的呼吸作用产物的主要去向是图中的d 18

D. 以H182O作原料进行光合作用，在较强呼吸作用下，测得含O的光合作用产物的主要去向是图中的b 2．柱状图解

【例2】将生长状况相同的等量某种植物的叶片分成4等份，在不同温度下分别暗处理1h，再光照1h(光照强度相同)，测其有机物变化，得到如下数据。由此可以得出的结论是(

)

A. 该植物在27℃时生长得最快，在29℃和30℃时将不表现为生长现象

B. 该植物呼吸作用和光合作用的最适温度在所给的四个温度中都是29℃

C. 27℃、28℃、和29℃光合作用制造的有机物的量相等

D. 30℃时，光合作用制造的有机物等于呼吸作用消耗的有机物，都是1mg/h 3．代谢图解

【例3】如图表示某高等植物体内的生理过程，有关分析正确的是(

)

A. 阶段Ⅰ生成的NADPH将作为还原剂固定二氧化碳

B. 能够在叶肉细胞生物膜上进行的生理过程有Ⅱ、Ⅲ

＋

C. 过程⑤可为细胞吸收Mg2等离子提供动力，而不是过

程④

D．过程④、⑤进行的场所有细胞质基质和线粒体

4．(仪器、试剂)装置图解

【例4】把经过相同时间饥饿处理且长势相近的同种植物放在相同的透明玻璃钟罩内(密封)，玻璃钟罩内的烧杯中放有等量的不同物质，如下图所示。探究光合作用是否需要CO2，以及探究CO2浓度对光合速率的影响的实验装置分别是(

) A．①②；③④ B．①③；①④

C．①④；②③ D．③④；①③

II. 题型二

光合作用和细胞呼吸过程表格的理解

1．数据表格

【例5】一瓶含有酵母菌的葡萄糖溶a b c d 氧浓度(%) 液，当通入不同浓度的氧气时，其产生0.9 1.3 1.5 3.0 产生CO2的量(mol) 的C2H5OH和CO2的量如表所示。下0.7 0.6 0 产生C2H5OH的量(mol) 0.9 列叙述错误的是(

)

A. 氧浓度为a时，只进行无氧呼吸

B. 氧浓度为b时，经有氧呼吸产生的CO2为0.6mol

C. 氧浓度为c时，消耗的葡萄糖中有50%用于酒精发酵

D．氧浓度为d时，只进行有氧呼吸

2．材料表格

A B C 处理

【例6】

分别在A、B、C三个研钵中加2g剪碎的新SiO2(少量) ＋

＋

＋

鲜菠菜绿叶，并按下表所示添加试剂，经研磨、过滤CaCO3(少量) －

＋

＋

得到三种不同颜色的溶液，即：深绿色、黄绿色(或褐95%乙醇(10mL) ＋

－

＋

色)、几乎无色。(注：“＋”表示加，“－”表示不蒸馏水(10mL) －

＋

－

加)

试回答：

(1)A处理得到的溶液颜色是________，原因是______________________________。

(2)B处理得到的溶液颜色是_________，原因是____________________________。

3

(3)C处理得到的溶液颜色是__________，原因是____________________________。

III. 题型三

光合作用和细胞呼吸过程坐标图的理解

1．单一曲线图题

【例7】如图为某植物在一定CO2浓度下温度与光合作用速率的关系曲线。根据曲线分析，下列选项不正确的是(

) A．图中C点对应的温度表示该植物在此条件下光合作用的最适温度

B．图中CD段下降的原因可能是随着温度的升高，酶活性降低

C．在C点对应的温度下，如果增加环境中CO2浓度，C点可能会上移

D．在BC段，限制光合作用速率的因素除了温度之外还有光照强度

2．复合曲线图题

【例8】农科所技术员研究温度对某蔬菜新品种产量的影响，将实验结果绘制成如下曲线。据此提出以下结论，你认为合理的是(

) A．光合作用酶的最适温度高于呼吸作用酶的最适温度

B．阴影部分表示5～35℃时蔬菜的净光合速率小于零

C．光照越强，该蔬菜新品种的产量越高

D．温室栽培该蔬菜时温度最好控制在25～30℃

IV. 题型四

细胞呼吸和光合作用的相关实验

1．细胞呼吸实验的类型

(1)探究细胞呼吸强度的实验：常用下面的实验装置探究植物或动物细胞的有氧呼吸强度，用NaOH溶液吸收细胞呼吸产生的CO2，瓶内气体减少量即为O2的消耗量，代表呼吸强度。乙瓶为对照。

(2)探究细胞呼吸方式的实验：除了教材实验外，常用下面的实验装置来探究植物细胞或酵母菌的细胞呼吸方式。装置1红色液滴左移表明细胞呼吸吸收了O2。装置2红色液滴右移表明细胞进行了无氧呼吸，因为有氧呼吸O2的吸收量与CO2的释放量相等，无氧呼吸不吸收O2但释放CO2。

(3)探究细胞呼吸过程场所的实验(一般是探究第二阶段的场所)：常见方法是用离心的方法把动物细胞的细胞质基质和线粒体分开，分别加入丙酮酸，检测CO2的产生。

2．光合作用实验

(1)实验类型

①与光合作用发现有关的经典实验：

柳树增重实验；

萨克斯验证光合作用产物——淀粉的实验(经常考查暗处理的目的、酒精脱色处理的目的、照光与遮光对照、碘液的检验鉴定等)；

恩格尔曼的实验(现象及结论、实验材料的优点、实验的巧妙之处)；

鲁宾、卡门的实验(技术手段——放射性同位素标记法)。

②教材实验——色素的提取与分离。

③影响因素——光照、CO2、温度等。

(2)实验试剂及作用

①NaHCO3→提供CO2，②石腊→密封，③油层→密封，④开水冷却→排除水中气体。

(3)实验材料及方法

①绿色叶片、黑藻等——观察气泡(即O2)冒出的速率。

②打孔器打取小的圆形叶片——观察叶片上浮的速率和数量。

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