科学前沿 组装细胞优秀教学设计说课稿

光合作用与呼吸作用

适用学科

适用区域

生物

人教版

细胞呼吸的原理和本质

光合作用的原理和本质

知识点

影响光合作用的因素

影响呼吸作用的因素

光合作用与呼吸作用的关系

1.

使学生掌握呼吸作用和光合作用的本质

教学目标

2.

让学生掌握影响光合作用的呼吸作用的因素

3.

使学生掌握光合作用和呼吸作用的关系

1.

光合作用的原理和本质

教学重点

2.

呼吸作用的种类和本质

3.

光合作用和呼吸作用的关系

1.

影响光合作用和呼吸作用的因素

教学难点

2.

光合作用和呼吸作用的关系

1

适用年级

课时时长（分钟）

高三

120

教学过程

一、课堂导入

细胞呼吸和光合作用是高考的重要考点，在复习时要以物质合成与分解为纽带，系统复习细胞呼吸、光合作用过程及影响因素等内容；运用图文结合法使光合作用与细胞呼吸的场所、物质变化的关系形象化、直观化，且便于理解和记忆；以图表、曲线形式表示环境因素对光合作用和细胞呼吸的影响，强化对表格数据和坐标曲线的分析。

2

二、复习预习

3

光能答案：①CO2＋H2O――→(CH2O)＋O2

②光、色素、酶

③叶绿体类囊体薄膜上

④[H]、ATP、多种酶

⑤CO2的固定、C3的还原

⑥光、叶绿体酶酶CO2、温度等

⑦C6H12O6＋6O2＋6H2O――→6CO2＋12H2O＋能量

⑧细胞质基质和线粒体

⑨2C3H4O3＋6H2O――→6CO2＋20[H]＋能量(少) 酶⑩24[H]＋6O2――→12H2O＋能量(多) 度、O2、H2O等

酶酶⑪C6H12O6――→2C2H5OH＋2CO2＋能量(少)或C6H12O6――→2C3H6O3＋能量(少) ⑫细胞质基质⑬温4

三、知识讲解

考点1 光合作用与细胞呼吸的过程分析

1．光合作用与细胞呼吸的联系

(1)光合作用和细胞呼吸的关系图：

(2)光合作用和细胞呼吸中物质和能量的变化关系：

暗反应呼吸Ⅰ呼吸Ⅱ①物质变化：C：CO2――→有机物――→丙酮酸――→CO2

光反应暗反应呼吸Ⅰ、Ⅱ呼吸ⅢH：H2O――→[H]――→(CH2O)――→[H]――→H2O 光反应呼吸ⅢO：H2O――→O2――→H2O ②能量变化：

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光反应暗反应呼吸作用光能――→ATP――→(CHATP2O)――→

热能

―→各项生命活动2．光合作用和有氧呼吸中[H]和ATP的来源、去向分析

光合作用 有氧呼吸 来源 H2O光解产生 有氧呼吸第一、二阶段 [H] 去向 还原C3 用于第三阶段还原O2 来源 光反应阶段产生 三个阶段都产生 ATP 去向 用于C3还原供能 用于各项生命活动(植物C3的还原除外)

易错点分析：

1.

不同生物无氧呼吸的产物不同，其原因在于催化反应的酶不同；

2.

原核生物无线粒体，有些原核生物(如硝化细菌、蓝藻)仍可进行有氧呼吸；

3.

只能进行无氧呼吸的真核生物(如蛔虫)，其细胞内无线粒体；

4.

原核细胞蓝藻能够进行光合作用，但细胞内无叶绿体。

6

考点2 影响光合作用和细胞呼吸的因素

1．光合作用的影响因素及应用

(1)内部因素

①与植物自身的遗传特性有关，以阴生植物、阳生植物为例，如图所示。

②植物叶片的叶龄、叶面积指数也会制约光合作用，如图所示。

(2)外部因素

①单因子外界因素对光合作用速率影响的曲线

因素

原理

影响途径或方式

应用

7

因素

原理

影响途径或方式

应用

a.大田中增加空气流动，CO以增大CO2浓度

2

影响暗反应阶浓度

段，制约C3化b．温室中增大CO2浓度，合物生成

即增施气肥

c．增施有机肥

大气CO2浓度过低时(OA段)植物无法进行光合作用

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因素

原理

影响途径或方式

应用

温室栽培应用：冬天适当增温，夏通过影响酶活性进天适当降温；白天调到最适温度，温度

而影响光合作用以提高光合作用效率；晚上适当降(主要制约暗反应) 温，以降低呼吸作用，保证有机物

积累

植物光合作用在最适温度时效率最高，温度过低、过高均不利于植物生长

因素

原理

影响途径或方式

应用

9

矿质元素可通过所参与构成的与光合矿质

合理施肥促进叶面积增大，提高酶作用相关的重要化元素

合成速率，增加光合作用速率。

合物对光合作用造

成直接或间接影响

在一定范围内矿质元素越丰富光合作用速率越快，但超过饱和点后，光合作用将不再增加，甚至可能会造成危害

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因素 原理 影响途径或方式 应用 是光合作用原料之一；缺水时可导保障水的供应，不仅满足光合作用原料需求，而为保障植物光合作用，应适时适量水分 致叶气孔关闭，致且可使植物挺立、气孔开放，有利于接受CO2 进行合理灌溉 使CO2供应不足进而影响光合速率

③多因子外界因素对光合作用速率的影响

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曲线分析：P点时，限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随其因子的不断加强，光合速率不断提高。当到Q点时，横坐标所表示的因素不再是影响光合速率的因子，要想提高光合速率，可采取适当提高图示中的其他因子的方法。

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2．影响细胞呼吸的外部因素分析

项目

影响

原理

温度

氧气浓度

水分

影响酶活性

决定呼吸类型和强度

自由水含量较高时呼吸旺盛

坐标

曲线

实践 应用 在零上低温下贮存蔬菜、水果；在大棚蔬菜的栽培过程中，增加昼夜温差以减少有机物的消耗，提高产量 常利用降低氧的浓度抑制细胞呼吸、减贮藏作物种子时，将种子风干，以减弱细胞少有机物消耗这一原理来延长蔬菜、水呼吸，减少有机物的消耗 果的保鲜时间

易错点分析: 13

1.上述任何因素对植物均存在“饱和点”，即达到最大光合速率的“最适点”，超过饱和点，均会使光合速率降低甚至会伤害植物；

2.提倡增施有机肥，不仅可提供矿质元素还会增加CO2供应，同时可减轻化肥使用造成水体富营养化等污染。

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考点3 呼吸速率、光合速率与净光合速率的关系

1．光合速率与呼吸速率的关系

(1)绿色组织在黑暗条件下或非绿色组织只进行呼吸作用，测得的数据为呼吸速率(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。

(3)总(真正)光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。

(4)各点(段)光合作用和呼吸作用分析

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A点只呼吸不光合植物释放CO2

吸收O2

呼吸>光合AB段植物释放CO2

吸收O2

光合＝呼吸B点植物外观上不与外界

发生气体交换光合>呼吸B点后植物吸收CO2释放O2

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2．三种速率的表示方式

项目 净光合速率(又称表观光合速率) 真正光合速率(又称实际光合速率) 呼吸速率(黑暗中测量)

表示方法 单位时间O2的释放量、CO2的吸收量、有机物的积累量 单位时间O2的产生量、CO2的固定量、有机物的制造量 单位时间CO2的释放量、O2的吸收量，有机物的消耗量 17

易错点分析：

1.

呼吸作用是细胞生存的基础，所有存活的细胞必须进行细胞呼吸；

2.

光合作用和细胞呼吸是两个过程，虽然有一定的联系，但分析时必须分别对待；

3.

注意出题者题干的限定词，例如单位时间CO2的释放量和单位时间O2的产生量，就要注意区分。

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四、例题精析

【例题1】

【题干】在光照条件下，植物叶肉细胞内发生了如图所示的生理过程①～⑤(图中a～h为物质)。请回答：

(1)图中e指________，③④⑤过程的相同点是________。①～⑤过程中，不能产生ATP的过程是________，③过程进行的场所是________。

(2)较强光照下，①过程中c的移动方向是________。

(3)在干旱高温的环境里，绿色植物从空气中吸收CO2的量会减少，原因是______________________________。

【答案】(1)[H] 均有能量产生

②

细胞质基质

(2)从类囊体到叶绿体基质

(3)大量气孔关闭

【解析】由图示可知，①～⑤过程分别是光反应、暗反应、有氧呼吸第一阶段、有氧呼吸第二阶段、有氧呼吸第三阶段。a～h分别为色素、O2、ATP、ADP、[H]、C5、CO2、C3。暗反应消耗ATP，有氧呼吸第一阶段发生在细胞质基质中。较强光照下，光反应形成的c用于暗反应，因此c的移动方向是从类囊体到叶绿体基质。当遇到高温时，气孔关闭，CO2吸收受阻，其吸收量会减少。

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【例题2】

【题干】如图表示温室内光照强度(E)与作物光合速率(v)的关系。问：

(1)在温度、水分和无机盐均适宜的条件下，当EC时，可采取________措施，保证作物的最大光合速率。

(2)如遇连阴天，温室需补光，选用________光最有效。

【答案】(1)增大光照强度

CO2浓度

遮光(2)红(蓝紫) 【解析】EC时光合作用下降的原因是光照太强造成植物气孔关闭，所以应采取遮光措施，来保证作物的最大光合速率。

【例题3】

【题干】图1表示将A、B两种植物的叶片分别放置在相同的密闭小室中，给予一定的光照，利用红外测量仪每隔5 min测定小室中的CO2浓度。图2表示给予不同强度的光照，测定A、B两种植物叶片的CO2吸收量和CO2释放量(注：实验中所用的A、B两种植物叶片的叶面积相等，且实验都在相同且适宜的温度下进行，忽略光照对呼吸作用的影响。)请据图分析回答：

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(1)由图1可知，A、B植物叶片的光合作用强度受________的影响。从实验开始到10 min这段时间内，A植物叶片干重的变化趋势是________。

(2)若A植物在第5 min时，光照突然降低而其他条件不变，极短时间里三碳化合物(C3)的合成速率将会________(增大、减小、基本不变)。

(3)在第25～40 min期间，两个密闭小室内CO2含量相对稳定的原因是____________________。从实验开始到第40 min这一阶段，A植物积累的有机物量比B植物的要________。

(4)由图2可知，当光照强度为b klx时，A植物叶片中叶绿体吸收CO2的速率是________mg/(m·h)。若每日光照12小时，给予的光照强度为m klx(a

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【答案】(1)CO2浓度

增加

(2)减小

(3)光合作用吸收CO2和呼吸作用释放CO2的速率相等

少

(4)7 减少

【解析】(1)光合速率可用CO2的消耗量(小室内CO2净消耗量＋细胞呼吸释放量)表示。图1中，随着时间的延长，小室内CO2浓度降低，CO2的吸收速率下降，光合速率(小室内CO2净消耗量＋细胞呼吸释放量)下降。因此A、B植物叶片的光合作用强度受CO2浓度的影响。小室内CO2的净消耗量与光合作用有机物净积累量成正比，因此从实验开始到10 min这段时间内，A植物叶片干重增加。

(2)在光照突然降低而其他条件不变时，极短时间里C3的积累量增加。

(3)在第25～40 min期间，小室内CO2含量保持相对稳定时，细胞呼吸速率与光合速率相等。(4)由图2可知，当光照强度为b klx时，A植物叶片中叶绿体吸收CO2的速率为6(CO2的净吸收量)＋1(细胞呼吸释放量)＝7 mg/(m·h)。若给予的光照强度m为b klx时，B植物的净光合速率等于细胞呼吸速率，当光照强度小于b时，细胞呼吸速率大于光合速率，植物有机物的消耗量大于积累量，植物干重减少。

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课程小结

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