高考生物二輪復(fù)習(xí) 專題4 細胞代謝課件.ppt

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1、考點10 酶和ATP,考點11 細胞呼吸的方式和過程,考點12 影響細胞呼吸的因素及應(yīng)用,專題4 細胞代謝,考點13 色素及光合作用的基本過程,考點14 影響光合作用的因素及應(yīng)用,考點15 光合作用及呼吸作用,高考考法突破,考法1 關(guān)于酶的本質(zhì)、功能及特性的分析,考法2 與酶有關(guān)曲線的分析與判斷,考法4 （實驗）探究影響酶活性的條件,應(yīng)試基礎(chǔ)必備,考點10 酶和ATP,考點10 酶和ATP,考法3 ATP的結(jié)構(gòu)和功能,應(yīng)試基礎(chǔ)必備,1酶 (1)酶在細胞代謝中的作用：細胞代謝：是指細胞內(nèi)進行的各種化學(xué)反應(yīng)的總稱，是細胞生命活動的基礎(chǔ)。酶的作用機理：a活化能：分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍

2、狀態(tài)所需要的能量稱為活化能。b酶催化作用的原理：降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，改變化學(xué)反應(yīng)的速率。 (2)酶的本質(zhì)和特性：酶的本質(zhì)：酶是活細胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機物。酶的特性：具有高效性；具有專一性；作用條件溫和。,2ATP (1)ATP分子的結(jié)構(gòu) ATP的元素組成：C、H、O、N、P。 化學(xué)組成：由一分子腺苷和三分子磷酸組成。,ATP的結(jié)構(gòu)簡式：APPP。ATP水解時，離腺苷最遠端的高能磷酸鍵首先斷裂，釋放出能量，生成ADP。由簡式可看出，ATP的結(jié)構(gòu)特點可用“一、二、三”來總結(jié)，即一個腺苷、兩個高能磷酸鍵、三個磷酸基團。,考點10 酶和ATP,(3)ATP的形成途徑,自養(yǎng)生物(綠色植物、化能合

3、成細菌)：光合作用與細胞呼吸或化能合成作用與細胞呼吸。異養(yǎng)生物(人、動物、絕大多數(shù)細菌、真菌等)：細胞呼吸。,(4)ATP的功能：ATP是細胞生命活動的直接能源物質(zhì)。,返回考點目錄,高考考法突破,考法1 關(guān)于酶的本質(zhì)、功能及特點的分析,角度1酶的本質(zhì)及生理功能易錯分析,考點10 酶和ATP,高考考法突破,角度2酶的作用機理分析 (1)曲線有酶催化的反應(yīng)，曲線表示沒有酶催化的反應(yīng)。 (2)AC段表示在無催化劑作用條件下，反應(yīng)所需要的活化能；BC段表示酶降低的活化能。,角度4酶的特性在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用 (1)人發(fā)燒時不想吃東西，是因為體溫升高導(dǎo)致消化酶活性降低，食物在消化道中消化緩慢。 (2)唾液

4、淀粉酶隨食物進入胃內(nèi)就會失活，是因為唾液淀粉酶的最適pH為6.8，而胃液的pH為0.91.5。此外，胃蛋白酶的最適pH為1.5，小腸中的消化酶的最適pH為8.09.0。 (3)胰島素等蛋白質(zhì)類或多肽類激素只能注射，不能口服，是因口服會導(dǎo)致該類激素被蛋白酶和肽酶分解成氨基酸而失效。固醇類激素(如性激素)和氨基酸衍生物類激素(如甲狀腺激素)因不會被酶分解，既可以注射，也可以口服。,考點10 酶和ATP,角度3酶與激素的比較,考點10 酶和ATP,,考法2 與酶有關(guān)曲線的分析與判斷,角度1酶的特性曲線分析 1酶的高效性曲線,2酶的專一性曲線,高考考法突破,考點10 酶和ATP,角度2影響酶活性的曲線

5、分析,1溫度和pH變化對酶促反應(yīng)的影響,2底物濃度和酶濃度對酶促反應(yīng)的影響,3無機鹽離子對酶活性的影響：某些無機鹽離子能增強酶的活性。,,考點10 酶和ATP,考法3 ATP的結(jié)構(gòu)和功能,角度1ATP的功能以及與相關(guān)物質(zhì)的比較 (1)ATP是細胞代謝的直接能源物質(zhì)，但不是唯一的直接能源物質(zhì) (2)“A”代表的含義歸納：,角度2ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化 1關(guān)于ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的場所及對應(yīng)的生理過程的總結(jié),高考考法突破,考點10 酶和ATP,2ATP和ADP相互轉(zhuǎn)化圖解,(1)由圖可知，ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化過程中，反應(yīng)類型、反應(yīng)所需酶以及能量的來源、去路和反應(yīng)場所都不相同，因此ATP和AD

6、P的相互轉(zhuǎn)化是不可逆反應(yīng)，但物質(zhì)是可循環(huán)利用的。(2)ATP在生物體內(nèi)的含量很少，但很穩(wěn)定，主要原因是ATP和ADP之間時刻進行著相互轉(zhuǎn)化。(3)ATP也可以同時水解兩個磷酸基團，形成一磷酸腺苷(AMP)。AMP也可以叫作腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的基本組成單位之一。,角度3ATP產(chǎn)生量與O2供給量之間的關(guān)系 坐標(biāo)曲線如圖所示：,高考考法突破,考點10 酶和ATP,,考點10 酶和ATP,考法4 （實驗）探究影響酶活性的條件,角度1教材中的實驗分析 1比較過氧化氫在不同條件下的分解 (1)實驗原理：新鮮的肝臟中含有較多的過氧化氫酶，過氧化氫酶可以催化過氧化氫分解為水和氧氣。過氧化氫酶在不同的溫

7、度下催化效率不同。FeCl3溶液中的Fe3也對過氧化氫具有催化作用，但催化效率要低很多。 (2)實驗步驟：,(3)實驗結(jié)果與結(jié)論,高考考法突破,考點10 酶和ATP,2探究影響酶活性的條件 (1)溫度對酶活性的影響 實驗原理：淀粉酶能將淀粉分解為麥芽糖，而溫度影響酶的活性，從而影響淀粉的水解，滴加碘液，根據(jù)是否出現(xiàn)藍色及藍色的深淺來判斷酶的活性。,實驗設(shè)計思路,實驗結(jié)論：溫度能影響酶的活性，酶的活性有一定的最適溫度范圍。,高考考法突破,考點10 酶和ATP,（2）pH對酶活性的影響 實驗原理：過氧化氫在過氧化氫酶的作用下分解為水和氧氣，pH影響酶的活性，從而影響氧氣的生成量，可用點燃但無火焰的

8、衛(wèi)生香燃燒的情況來檢驗氧氣生成量的多少。,實驗設(shè)計思路,實驗結(jié)論：pH影響酶的活性，酶活性有一定的最適pH范圍。,實驗流程,角度2與酶有關(guān)的實驗設(shè)計 1自變量的確定和控制 根據(jù)實驗?zāi)康拇_定實驗的自變量，進而確定控制的措施。,高考考法突破,考點10 酶和ATP,2無關(guān)變量的確定與控制,4.關(guān)于酶的本質(zhì)、功能和生理特性的實驗設(shè)計思路總結(jié),高考考法突破,考點10 酶和ATP,,本考點結(jié)束,考點10 酶和ATP,考點11 細胞呼吸的方式和過程,高考考法突破,考法5 有氧呼吸和無氧呼吸過程的分析和比較,考法6 細胞呼吸方式的判斷,應(yīng)試基礎(chǔ)必備,考點11 細胞呼吸的方式和過程,應(yīng)試基礎(chǔ)必備,1細胞呼吸 (

9、1)概念：指有機物在細胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他產(chǎn)物，釋放出能量并生成ATP的過程。 (2)類型：有氧呼吸和無氧呼吸。對絕大多數(shù)生物來說，有氧呼吸是細胞呼吸的主要形式。,考點11 細胞呼吸的方式和過程,2細胞呼吸的過程 (1)有氧呼吸 過程,反應(yīng)式 C6H12O66H2O6O26CO212H2O能量 (2)無氧呼吸 場所：細胞質(zhì)基質(zhì)。 條件：無氧和多種酶。 生成物：酒精和二氧化碳或乳酸。 反應(yīng)式 a產(chǎn)物為酒精：C6H12O62C2H5OH2CO2少量能量。 b產(chǎn)物為乳酸：C6H12O62C3H6O3少量能量。,3細胞呼吸的實質(zhì)、意義 (1)實質(zhì)：氧化分解有機物、釋放能量、形成

10、ATP。 (2)意義：為生物體的生命活動提供能量。是體內(nèi)各物質(zhì)相互轉(zhuǎn)化的樞紐，為體內(nèi)其他化合物的合成提供原料，其相互聯(lián)系的物質(zhì)是丙酮酸。,返回考點目錄,高考考法突破,考法5 有氧呼吸和無氧呼吸過程的分析和比較,(2)有氧呼吸中各元素的來源和去路分析,1有氧呼吸的過程分析 (1)有氧呼吸三個階段的比較,考點11 細胞呼吸的方式和過程,CO2是在第二階段產(chǎn)生的，是丙酮酸和水反應(yīng)生成的，場所是線粒體基質(zhì)，CO2中的氧來自葡萄糖和水，碳來自葡萄糖。 O2是在第三階段參與的，與H結(jié)合生成水，同時生成大量能量，場所是線粒體內(nèi)膜。 有氧呼吸過程中的反應(yīng)物和生成物中都有水，反應(yīng)物中的水在第二階段參與反應(yīng)，生成

11、物中的水是由第一、二階段產(chǎn)生的H在第三階段與O2結(jié)合產(chǎn)生的，因此生成物中水中的氧來自氧氣，氫來自葡萄糖和水。,高考考法突破,2有氧呼吸和無氧呼吸過程的比較 (1)有氧呼吸和無氧呼吸的過程圖解,(2)有氧呼吸和無氧呼吸的相同點和不同點,考點11 細胞呼吸的方式和過程,3細胞呼吸產(chǎn)物的產(chǎn)生階段及場所的分析 (1)二氧化碳：在有氧呼吸的第二階段、線粒體中產(chǎn)生，或者在無氧呼吸的第二階段、細胞質(zhì)基質(zhì)中產(chǎn)生。動植物體內(nèi)均可產(chǎn)生二氧化碳。 (2)水：在有氧呼吸的第三階段、線粒體內(nèi)產(chǎn)生。能進行有氧呼吸的細胞內(nèi)均可產(chǎn)生水。 (3)酒精或乳酸：在無氧呼吸的第二階段、細胞質(zhì)基質(zhì)內(nèi)產(chǎn)生。 (4)ATP：有氧呼吸三個階

12、段都產(chǎn)生ATP，無氧呼吸只在第一階段產(chǎn)生ATP。,4辨析無氧呼吸產(chǎn)物與生物種類的關(guān)系 (1)不同生物無氧呼吸產(chǎn)物的總結(jié),(2)不同生物的無氧呼吸的產(chǎn)物不同，其直接原因在于催化反應(yīng)的酶不同，根本原因在于控制酶合成的基因不同。 (3)水稻等植物長期水淹后爛根的原因是無氧呼吸產(chǎn)生的酒精對細胞有毒害作用，玉米種子爛胚的原因是無氧呼吸產(chǎn)生的乳酸對細胞有毒害作用。,高考考法突破,考點11 細胞呼吸的方式和過程,,考點11 細胞呼吸的方式和過程,考法6 細胞呼吸方式的判斷,角度1根據(jù)反應(yīng)物和生成物的種類和數(shù)量進行分析,(1)在以C6H12O6為呼吸底物的情況下，根據(jù)O2的消耗量和CO2的產(chǎn)生量是判斷細胞呼吸

13、方式的重要依據(jù)。 不消耗O2 a無CO2產(chǎn)生：細胞只進行產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸，氣體體積無變化。 b有CO2產(chǎn)生：細胞只進行產(chǎn)生酒精的無氧呼吸，容器內(nèi)氣體體積增大。 消耗O2，產(chǎn)生CO2,高考考法突破,考點11 細胞呼吸的方式和過程,(2)根據(jù)生成物的種類和數(shù)量進行判斷 有水生成，一定是有氧呼吸。 有酒精產(chǎn)生：若酒精量CO2量，只進行無氧呼吸；若酒精量CO2量，既進行有氧呼吸又進行無氧呼吸。 有乳酸產(chǎn)生：若產(chǎn)生乳酸不產(chǎn)生CO2，只進行無氧呼吸；若產(chǎn)生乳酸和CO2，既進行有氧呼吸又進行無氧呼吸。,角度2根據(jù)曲線類型進行判斷 以酵母菌為例，其曲線圖如下：,角度3線粒體與呼吸方式的關(guān)系 (1)有線粒體的

14、生物(真核生物)一定能進行有氧呼吸，無氧條件下也可進行無氧呼吸。 (2)無線粒體的真核細胞(生物)只能進行無氧呼吸，如哺乳動物成熟紅細胞和蛔蟲等。 (3)無線粒體的原核生物，有些也能進行有氧呼吸，如藍藻、硝化細菌等，原核生物的有氧呼吸發(fā)生在細胞質(zhì)基質(zhì)和細胞膜上。,高考考法突破,考點11 細胞呼吸的方式和過程,,本考點結(jié)束,考點11 細胞呼吸的方式和過程,考點12 影響細胞呼吸的因素及應(yīng)用,高考考法突破,考法7 影響細胞呼吸的因素及應(yīng)用,考法8 （實驗）有關(guān)細胞呼吸的探究,應(yīng)試基礎(chǔ)必備,考點12 影響細胞呼吸的因素及應(yīng)用,應(yīng)試基礎(chǔ)必備,1影響細胞呼吸的因素 (1)內(nèi)部因素 內(nèi)部因素主要指遺傳因素

15、，它決定了酶的種類和數(shù)量，造成不同器官、不同發(fā)育期、不同生物之間呼吸速率存在差異。 (2)影響細胞呼吸的外部因素 溫度：通過影響酶的活性來影響呼吸的強度。 O2濃度：對于有氧呼吸，在一定范圍內(nèi)，隨著O2濃度的增大，有氧呼吸強度加強，但由于酶的數(shù)量和呼吸底物濃度的限制，O2濃度增加到一定程度，有氧呼吸強度不再增加。對于無氧呼吸，隨O2濃度增加，無氧呼吸受到的抑制作用加強。 CO2濃度：CO2是有氧呼吸和產(chǎn)酒精無氧呼吸的產(chǎn)物，當(dāng)CO2濃度過高時會抑制細胞呼吸。 水分：水為細胞呼吸提供反應(yīng)環(huán)境，一定范圍內(nèi)隨水含量的增加細胞呼吸加快。,考點12 影響細胞呼吸的因素及應(yīng)用,,,2細胞呼吸原理的應(yīng)用 細胞

16、呼吸的中間產(chǎn)物是各種有機物之間轉(zhuǎn)化的樞紐，細胞呼吸原理在生產(chǎn)實踐中的醫(yī)學(xué)護理、工業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、運動健身等方面都有廣泛的應(yīng)用。,返回考點目錄,高考考法突破,考法7 影響細胞呼吸的因素及應(yīng)用,考點12 影響細胞呼吸的因素及應(yīng)用,角度1影響細胞呼吸因素的分析 1內(nèi)部因素,高考考法突破,2外部因素,考點12 影響細胞呼吸的因素及應(yīng)用,角度2氧濃度與細胞呼吸間關(guān)系的曲線分析 (1)曲線ADB：無氧呼吸釋放的CO2量。 (2)曲線ODCE：有氧呼吸釋放的CO2量。 (3)曲線AFCE：細胞呼吸釋放的CO2量。 (4)A點：只進行無氧呼吸且無氧呼吸強度最大。 (5)B點：無氧呼吸終止點，氧氣濃度再增大，

17、只進行有氧呼吸。 (6)C點：該點再向右的CE段產(chǎn)生的CO2全部為有氧呼吸產(chǎn)生。 (7)D點：無氧呼吸與有氧呼吸產(chǎn)生的CO2量相同，但葡萄糖消耗速率不同。 (8)F點：細胞呼吸產(chǎn)生的CO2總量最小，該點對應(yīng)的氧氣濃度一般作為貯存水果、蔬菜的最佳氧氣濃度。,角度3外部因素對細胞呼吸影響的應(yīng)用 (1)在生產(chǎn)或生活實踐中，若需要增強相關(guān)植物或器官的細胞呼吸強度，可采取供水、升溫、高氧等措施；若需減弱細胞呼吸強度，可以采取干燥、低溫、低氧等措施。 (2)蔬菜、水果和種子在儲藏時都應(yīng)在低溫低氧條件下，種子還應(yīng)保持干燥；不能選擇無氧條件儲藏水果、蔬菜和種子，無氧條件雖然完全抑制了有氧呼吸，卻促進了無氧呼吸

18、，既損耗了部分有機物，又產(chǎn)生了酒精導(dǎo)致果蔬腐敗變質(zhì)；低溫以不破壞植物組織細胞為標(biāo)準(zhǔn)，一般為零上低溫。,高考考法突破,考點12 影響細胞呼吸的因素及應(yīng)用,(3)單子葉植物，如玉米、小麥的種子由種皮、胚和胚乳組成，在萌發(fā)的過程中胚發(fā)育成幼苗，子葉從胚乳中吸收的營養(yǎng)物質(zhì)一部分轉(zhuǎn)化為幼苗的組成物質(zhì)，一部分用于呼吸作用，為生命活動提供能量。因此呼吸作用所消耗的有機物量胚乳減少的干物質(zhì)量轉(zhuǎn)化成幼苗的組成物質(zhì)的量。,角度4呼吸方式在生活實踐中的應(yīng)用 (1)傷口過深或被生銹鐵釘扎傷后，如不及時治療，會導(dǎo)致破傷風(fēng)芽孢桿菌進行無氧呼吸而大量繁殖，引發(fā)破傷風(fēng)。 (2)酵母菌既可進行有氧呼吸，又可進行無氧呼吸。有氧時

19、，進行有氧呼吸，大量繁殖；無氧時，進行無氧呼吸，可用來生產(chǎn)酒精。 (3)作物栽培時要及時松土透氣，利于根系的有氧呼吸，促進對水和無機鹽的吸收；稻田需定期排水，否則會因根長期進行無氧呼吸產(chǎn)生大量酒精對細胞發(fā)生毒害作用，使根腐爛。 (4)劇烈運動時無氧呼吸積累過多的乳酸會使肌肉酸脹無力，所以人在進行體育鍛煉時，提倡慢跑等有氧運動。,高考考法突破,考點12 影響細胞呼吸的因素及應(yīng)用,,考點12 影響細胞呼吸的因素及應(yīng)用,考法8 （實驗）有關(guān)細胞呼吸的實驗探究,角度1酵母菌細胞呼吸方式的探究 1實驗原理：(1)酵母菌在有氧和無氧條件下都能生存，屬于兼性厭氧型菌。(2)CO2可使澄清石灰水變渾濁，也可使

20、溴麝香草酚藍水溶液由藍變綠再變黃。根據(jù)石灰水渾濁程度或溴麝香草酚藍水溶液變成黃色的時間長短，可以檢測酵母菌培養(yǎng)過程中CO2的產(chǎn)生情況。(3)橙色的重鉻酸鉀溶液，在酸性條件下與乙醇(酒精)發(fā)生反應(yīng)，變成灰綠色。,2實驗流程,高考考法突破,考點12 影響細胞呼吸的因素及應(yīng)用,高考考法突破,考點12 影響細胞呼吸的因素及應(yīng)用,3 實驗現(xiàn)象 (1)甲、乙兩裝置中石灰水都變渾濁，但甲中渾濁程度高且速度快。 (2)2號試管中溶液由橙色變成灰綠色，1號試管不變色。,4實驗結(jié)論,角度2植物細胞呼吸方式的探究 欲確認某生物的呼吸類型，應(yīng)設(shè)置兩套呼吸裝置，如圖所示(以發(fā)芽種子為例)：,2細胞呼吸場所的探究(一般探

21、究有氧呼吸第二階段的場所)：通常是用離心的方法把動物細胞的細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體分開，分別加入丙酮酸，檢測CO2的產(chǎn)生。,角度3細胞呼吸速率和場所的探究 1測定植物組織細胞呼吸速率的裝置與原理 (1)裝置：如圖所示。,(2)指標(biāo)：細胞呼吸速率常用單位時間內(nèi)CO2釋放量或O2吸收量來表示。 (3)原理：組織細胞呼吸作用吸收O2，釋放CO2，CO2被NaOH溶液吸收，使容器內(nèi)氣體壓強減小，刻度管內(nèi)的有色液滴左移，單位時間內(nèi)液滴左移的體積即表示呼吸速率。,(4)物理誤差的校正 如果實驗材料是綠色植物，整個裝置應(yīng)遮光處理，否則植物的光合作用會干擾呼吸速率的測定。 如果實驗材料是種子，為防止微生物呼吸對

22、實驗結(jié)果的干擾，應(yīng)對裝置及所測種子進行消毒處理。 為防止外界氣壓、溫度等物理因素所引起的誤差，應(yīng)設(shè)置對照實驗，將所測的生物材料滅活(如將種子煮熟)，其他條件均不變。 (5)用脂肪(或脂質(zhì))含量高的種子，如油料種子做測定實驗，則有色液滴移動更明顯(因其消耗O2量更大)。,高考考法突破,考點12 影響細胞呼吸的因素及應(yīng)用,,本考點結(jié)束,考點12 影響細胞呼吸的因素及應(yīng)用,考點13 色素及光合作用的基本過程,高考考法突破,考法9 （實驗）葉綠體中色素的提取和分離,考法10 光合作用的過程分析,考法11 環(huán)境條件驟變對光合作用過程的影響,考點13 色素及光合作用的基本過程,應(yīng)試基礎(chǔ)必備,考法12 光合

23、作用反應(yīng)條件和產(chǎn)物的實驗探究,應(yīng)試基礎(chǔ)必備,1捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu) (1)色素的種類,考點13 色素及光合作用的基本過程,,,(2)光合作用的結(jié)構(gòu)葉綠體 結(jié)構(gòu)示意圖,應(yīng)試基礎(chǔ)必備,3光合作用的過程 (1)光反應(yīng)階段 條件：光、色素。 場所：葉綠體類囊體薄膜上。 物質(zhì)變化：水光解和ATP的合成。,考點13 色素及光合作用的基本過程,,,2光合作用的探究歷程 (1)直到18世紀(jì)中期，人們一直以為只有土壤中的水分是植物建造自身的原料。 (2)1771年，英國科學(xué)家普利斯特利的實驗證實：植物可以更新因蠟燭燃燒或因小白鼠呼吸而變得污濁的空氣。 (3)1779年，荷蘭科學(xué)家英格豪斯證明了陽光在更新空氣中不

24、可缺少。 (4)1785年，隨著空氣組成成分的發(fā)現(xiàn)，人們才明確綠葉在光下放出和吸收的氣體分別是O2和CO2。 (5)1864年，德國植物學(xué)家薩克斯的實驗證實了光合作用的產(chǎn)物除氧氣外還有淀粉。 (6)1880年恩格爾曼證明：O2是葉綠體釋放出來的，葉綠體是光合作用的場所。 (7)1941年，美國科學(xué)家魯賓和卡門利用同位素標(biāo)記法證明了光合作用釋放的氧氣來自水。 (8)20世紀(jì)40年代，美國科學(xué)家卡爾文，利用同位素標(biāo)記技術(shù)最終探明了CO2中的碳在光合作用中轉(zhuǎn)化成有機物中碳的途徑。,能量變化：光能轉(zhuǎn)變成活躍的化學(xué)能儲存在ATP中。,4化能合成作用 (1)概念：自然界中少數(shù)種類的細菌，能夠利用體外環(huán)境中

25、的某些無機物氧化時所釋放的能量來制造有機物，這種合成作用叫作化能合成作用。 (2)舉例：硝化細菌的化能合成作用過程：,,,返回考點目錄,(3)總反應(yīng)式：,(2)暗反應(yīng)階段 條件：酶、H、ATP。 場所：葉綠體基質(zhì)。 物質(zhì)變化：CO2的固定和C3的還原。 CO2的固定：,應(yīng)試基礎(chǔ)必備,考點13 色素及光合作用的基本過程,高考考法突破,考法9 （實驗）葉綠體中色素的提取和分離,角度1實驗基本原理及過程 1實驗原理 葉綠體中的色素能溶解在有機溶劑(丙酮、無水乙醇、汽油、苯、石油醚等)中，所以用無水乙醇可提取葉綠體中的色素。 色素在層析液中溶解度不同，溶解度高的色素分子隨層析液在濾紙條上擴散得快，溶解

26、度低的色素分子隨層析液在濾紙條上擴散得慢，因而可用層析液將不同的色素分離。,考點13 色素及光合作用的基本過程,2實驗程序,高考考法突破,考點13 色素及光合作用的基本過程,觀察分析,3.色素與吸收光譜：葉綠素a和葉綠素b主要吸收紅光和藍紫光，胡蘿卜素和葉黃素主要吸收藍紫光。這些色素吸收的光都可用于光合作用。因為葉綠素對綠光吸收最少，綠光被反射出來，所以葉片呈現(xiàn)綠色。,角度2綠葉中色素提取分離實驗異?，F(xiàn)象分析 1收集到的濾液綠色過淺的原因分析 未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分。 使用放置數(shù)天的菠菜葉，濾液中色素(葉綠素)含量太少。 一次加入大量的無水乙醇，提取濃度太低(正確做法：分次加入少量

27、無水乙醇提取色素)。 未加碳酸鈣或加入過少，導(dǎo)致色素分子被破壞。 2濾紙條色素帶重疊：濾紙條上的濾液細線接觸到層析液；畫濾液細線時連續(xù)畫34次，濾液細線不齊，色素帶不整齊，經(jīng)層析液后，色素帶有重疊。 3濾紙條看不見色素帶： 忘記畫濾液細線。 濾液細線接觸到層析液，且時間較長，色素全部溶解到層析液中。,高考考法突破,考點13 色素及光合作用的基本過程,角度3對選材及操作的要求 1對選材的要求 顏色深綠的葉片內(nèi)葉綠素a的含量高，應(yīng)選取鮮嫩、色深綠、無漿汁的葉片，以保證含有較多的色素，如菠菜葉、棉花葉、洋槐葉等。 2對操作的要求 (1)研磨要迅速、充分，且加入各物質(zhì)的量要成比例，以保證提取較多的色素

28、和色素濃度適宜。 (2)濾紙條剪去兩角的原因：以保證色素在濾紙條上擴散均勻、整齊，便于觀察實驗結(jié)果。 (3)畫濾液細線的要求：用力要均勻，快慢要適中。濾液細線要細、直，干燥后重復(fù)畫一兩次，使濾液細線既有較多的色素，又使各色素擴散的起點相同。 (4)分離色素時不能讓濾紙條上的濾液細線接觸到層析液的原因：由于色素易溶解在層析液中，導(dǎo)致色素帶中色素減少，色素帶不清晰，影響實驗結(jié)果。 (5)若將長條形濾紙條換成圓形濾紙觀察層析實驗結(jié)果，將出現(xiàn)四個同心圓，色素種類從外向內(nèi)順序與濾紙條從上到下順序相同。,,考點13 色素及光合作用的基本過程,考法10 光合作用過程的分析,角度1光反應(yīng)與暗反應(yīng)過程及產(chǎn)物的分

29、析 1光反應(yīng)與暗反應(yīng)的比較,高考考法突破,考點13 色素及光合作用的基本過程,2.光合作用的產(chǎn)物及場所判斷:氧氣是水光解的產(chǎn)物，在葉綠體類囊體薄膜上產(chǎn)生，淀粉是在葉綠體基質(zhì)內(nèi)產(chǎn)生的。 3光合作用過程中需要酶參與的反應(yīng):色素吸收、傳遞、轉(zhuǎn)化過程中不需要酶的催化，而ATP的合成、CO2的固定、C3的還原離不開酶的催化。 4“離體”的情況分析:葉綠體離開細胞，保持適宜條件仍可進行光合作用；離體的葉綠體基質(zhì)中添加ATP、NADPH和CO2后，也可完成暗反應(yīng)。,角度2光合作用的反應(yīng)式及元素去向 1光合作用的反應(yīng)式:,2元素去向:,角度3化能合成作用與光合作用的比較,高考考法突破,考點13 色素及光合作用

30、的基本過程,,考點13 色素及光合作用的基本過程,考法11 環(huán)境條件驟變對光合作用過程的影響,(1)當(dāng)外界條件改變時，短時間內(nèi)將直接影響光合作用中C3、C5、H、ATP及(CH2O)的含量，其含量變化可以采用如圖分析：,根據(jù)“變誰從誰入手”的方法進行分析，若光照改變，從左端入手，按分析，暫時不變；CO2濃度變化從右端入手，按分析，暫時不變，快則均快，慢則均慢，最終四個反應(yīng)速率保持一致。,高考考法突破,考點13 色素及光合作用的基本過程,(2)光照與CO2濃度變化對植物細胞內(nèi)C3、C5、H、ATP、(CH2O)合成量的影響及對應(yīng)的曲線圖,(3)光合作用過程中C3、C5、H、ATP的變化規(guī)律 C3

31、和C5含量的變化是相反的，即C3增加，則C5減少。 H、ATP和C5的含量變化是一致的，都增加或都減少。 光合作用光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP只用于暗反應(yīng)階段，不能用于其他生命活動，其他生命活動所需ATP只能來自細胞呼吸。,高考考法突破,考點13 色素及光合作用的基本過程,,考點13 色素及光合作用的基本過程,考法12 光合作用反應(yīng)條件和產(chǎn)物的實驗探究,1光合作用發(fā)現(xiàn)史中的經(jīng)典實驗及分析,高考考法突破,考點13 色素及光合作用的基本過程,高考考法突破,考點13 色素及光合作用的基本過程,2恩格爾曼的實驗在設(shè)計上的巧妙之處 (1)實驗材料選得妙：用水綿作為實驗材料。水綿不僅具有細而長的帶狀葉綠體，而且葉

32、綠體呈螺旋狀分布在細胞中，便于觀察和分析研究。 (2)排除干擾的方法妙：恩格爾曼將臨時裝片放在黑暗并且沒有空氣的環(huán)境中，排除了環(huán)境中光線和氧氣的影響，從而確保實驗?zāi)軌蛘＿M行。 (3)觀測指標(biāo)設(shè)計得妙：通過好氧細菌的分布進行檢測，從而能夠準(zhǔn)確地判斷出水綿細胞中釋放氧氣的部位。 (4)實驗對照設(shè)計得妙：將極細的光束照射處的葉綠體與黑暗處的葉綠體、完全曝光的葉綠體進行對照，從而明確實驗結(jié)果是由光照引起的。,3在光合作用的發(fā)現(xiàn)中，大多數(shù)科學(xué)家利用了對照實驗 (1)薩克斯：自身對照，自變量為光照(一半曝光與另一半遮光)，因變量為顏色變化。 (2)恩格爾曼：自身對照，自變量為光照(照光處與不照光處；黑暗

33、與完全曝光)，因變量為好氧細菌的分布。 (3)魯賓和卡門：相互對照，自變量為標(biāo)記物質(zhì)(HO與C18O2)，因變量為O2的放射性。 (4)普利斯特利：缺少空白對照，實驗結(jié)果說服力不強。,,本考點結(jié)束,考點13 色素及光合作用的基本過程,,考點14 影響光合作用的因素及應(yīng)用,高考考法突破,考法13 單一因素對光合速率影響的分析與探究,考法14 多因素對光合速率的影響,考法15 光合作用的晝夜變化曲線,考點14 影響光合作用的因素及應(yīng)用,應(yīng)試基礎(chǔ)必備,應(yīng)試基礎(chǔ)必備,1影響光合作用的因素 (1)內(nèi)部因素 與植物自身的遺傳特性有關(guān)，如陰生植物和陽生植物，如圖1所示。 植物葉片的葉齡、葉面積指數(shù)也會制約光

34、合作用，如圖2、圖3所示。,考點14 影響光合作用的因素及應(yīng)用,,,(2)外部因素,應(yīng)試基礎(chǔ)必備,考點14 影響光合作用的因素及應(yīng)用,,,返回考點目錄,高考考法突破,考法13 單一因素對光合速率影響的分析與探究,角度1光照對光合速率的影響 1光照時間、光質(zhì)、光照強度對光合作用的影響 (1)光照時間：光照時間越長，產(chǎn)生的光合產(chǎn)物越多。 (2)光質(zhì)：由于色素吸收可見光中的紅光和藍紫光最多，吸收綠光最少，故不同波長的光對光合作用的影響不同，建溫室時，選用無色透明的玻璃(或塑料薄膜)作頂棚，能提高光能利用率。 (3)光照強度：在一定范圍內(nèi)，增加光照強度可提高光合作用速率。,考點14 影響光合作用的因素

35、及應(yīng)用,2光照強度對光合作用速率影響的曲線分析,高考考法突破,考點14 影響光合作用的因素及應(yīng)用,3葉面積指數(shù)對光合作用的影響,(1)OA段表明隨葉面積指數(shù)不斷增大，光合作用實際量不斷增大，A點為葉面積指數(shù)的飽和點。隨葉面積指數(shù)的增大，光合作用強度不再增加，原因是有很多葉被遮擋，光照不足。 (2)OB段表明干物質(zhì)量隨葉面積指數(shù)增加而增加，而由于A點以后光合作用強度不再增加，但葉片隨葉面積指數(shù)不斷增加，呼吸量(OC段)不斷增加，所以干物質(zhì)積累量不斷降低(BC段)。,角度2其他因素對光合作用的影響 1CO2濃度對光合作用強度的影響,(1)曲線分析：圖1和圖2都表示在一定范圍內(nèi)，光合作用速率隨CO2

36、濃度的增加而增大，但當(dāng)CO2濃度增加到一定范圍后，光合作用速率不再增加。 (2)各點含義：圖1中A點表示光合作用速率等于細胞呼吸速率時的CO2濃度，即CO2補償點；圖2中的A點表示進行光合作用所需CO2的最低濃度；圖1中的B點和圖2中的B點都表示CO2飽和點。,2溫度對光合作用速率的影響 曲線分析：溫度主要是通過影響與光合作用有關(guān)酶的活性而影響光合作用速率。溫度改變，不管光反應(yīng)還是暗反應(yīng)均受影響，但主要影響暗反應(yīng)，因為暗反應(yīng)不管酶的種類還是數(shù)量都比光反應(yīng)多。,3水分和礦質(zhì)元素對光合作用的影響 (1)水分：水既是光合作用的原料，又是體內(nèi)各種化學(xué)反應(yīng)的介質(zhì)，如植物缺水導(dǎo)致萎蔫，使光合速率下降。另外

37、，水分還能影響氣孔的開閉，間接影響二氧化碳進入植物體內(nèi)。如夏季中午，植物為防止蒸騰作用失水過多，氣孔關(guān)閉，二氧化碳供應(yīng)不足，光合速率下降，這種現(xiàn)象稱為植物的“光合午休”。 (2)礦質(zhì)元素：礦質(zhì)元素直接或間接影響光合作用。N是構(gòu)成葉綠素、酶、ATP等的元素；P是構(gòu)成ATP的元素，并參與葉綠體膜的構(gòu)成；Mg是構(gòu)成葉綠素的元素；K影響糖類的合成與運輸。 無機鹽對光合速率的影響：N、P、K、Mg等無機鹽缺乏時主要導(dǎo)致光反應(yīng)強度降低，從而使植物的產(chǎn)量減少，因此在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中要適當(dāng)?shù)厥┓室栽黾愚r(nóng)作物的產(chǎn)量。,4不同條件對光合作用曲線的影響 (1)當(dāng)原溫度是光合作用的最適溫度時，降低溫度，其他條件不變，a點上

38、移，b點左移，d點下移。 (2)當(dāng)缺鎂時，其他條件不變，a點不變，b點右移，d點下移。 (3)當(dāng)圖示表示陽生植物的光合作用強度時，則陰生植物的a點上移，b點左移，d點下移。 (4)當(dāng)CO2濃度較低時，其他條件不變，a點不變，b點右移，d點下移。 (5)干旱初期，對呼吸作用影響不大，a點不變，但植物氣孔關(guān)閉，CO2吸收量少，則b點右移，d點下移。 (6)當(dāng)圖示表示藍紫光時的光合作用強度，則改用紅光后，a點不變，b點左移，d點上移。,高考考法突破,考點14 影響光合作用的因素及應(yīng)用,,,考點14 影響光合作用的因素及應(yīng)用,考法14 多因素對光合速率影響的分析,多因素對光合速率影響的曲線變化規(guī)律分析

39、如圖所示，P點前，限制光合速率的因素為橫坐標(biāo)所表示的因子，隨該因子的不斷加強，光合速率不斷提高。Q點后，橫坐標(biāo)所表示的因素不再是影響光合速率的因子，要想提高光合速率，可適當(dāng)提高圖示中的其他影響因子的強度。,高考考法突破,考點14 影響光合作用的因素及應(yīng)用,,,考點14 影響光合作用的因素及應(yīng)用,考法15 光合作用的晝夜變化曲線分析,角度1根據(jù)有機物積累量的變化分析 1一晝夜有機物的積累量(用CO2量表示)的表示方法 方法1：一晝夜有機物的積累量白天從外界吸收的CO2量晚上呼吸釋放的CO2量； 方法2：一晝夜有機物的積累量白天固定的CO2量24小時呼吸釋放的CO2量。 方法1中用的是凈光合作用量

40、，方法2中用的是總光合作用量。,2一晝夜有機物的積累量變化的分析 (1)MN和PQ：夜間植物只進行細胞呼吸；植物體內(nèi)有機物的總量減少，環(huán)境中CO2量增加，O2量減少。 (2)NP：白天光合作用與呼吸作用同時進行。 (3)NA和EP：清晨和傍晚光照較弱，光合作用強度,小于細胞呼吸強度；植物體內(nèi)有機物的總量減少，環(huán)境中CO2量增加，O2量減少。 (4)A點和E點：光合作用強度等于細胞呼吸強度，CO2的吸收和釋放達到動態(tài)平衡；植物體內(nèi)有機物的總量不變，環(huán)境中CO2量不變，O2量不變。 (5)AE：光合作用強度大于細胞呼吸強度；植物體內(nèi)有機物的總量增加；環(huán)境中CO2量減少，O2量增加。 (6)C點：葉

41、片表皮細胞氣孔關(guān)閉，出現(xiàn)“光合午休”現(xiàn)象。 (7)E點：光合作用產(chǎn)物的積累量最大。,高考考法突破,考點14 影響光合作用的因素及應(yīng)用,角度2根據(jù)一晝夜光合作用中C3含量的變化分析 如圖所示：,(1)AB段、IJ段的C3含量較高，原因是夜間無光，H和ATP缺乏，C3不能被還原。 (2)BC段的C3含量下降，原因是BC段的光照強度增強，產(chǎn)生H和ATP增多，C3被還原，C3減少；GI段的C3含量上升，原因是GI段的,光照強度減弱，產(chǎn)生H和ATP減少，C3被還原的量減少，C3增多。 (3)CD段的C3含量升高，原因可能是白天該地區(qū)天氣暫時由晴轉(zhuǎn)陰，光反應(yīng)不足。 (4)G點的C3含量最低，原因是G點氣孔

42、關(guān)閉，二氧化碳不足，生成C3的量減少，而C3的還原正常進行，所以C3含量低；相反C5的消耗減少，而還原過程又產(chǎn)生C5，因此G點C5含量較高。,高考考法突破,考點14 影響光合作用的因素及應(yīng)用,,本考點結(jié)束,,考點14 影響光合作用的因素及應(yīng)用,考點15 光合作用和細胞呼吸,高考考法突破,考法16 光合作用和細胞呼吸過程的比較,考法17 影響光合作用和細胞呼吸速率因素的分析和應(yīng)用,考法18 光合作用和細胞呼吸的綜合計算,考點15 光合作用和呼吸作用,高考考法突破,考法16 光合作用和細胞呼吸過程的比較,1場所的比較 (1)葉綠體的類囊體薄膜：ATP、H和O2產(chǎn)生的場所。 (2)葉綠體基質(zhì)：CO2

43、固定的場所、ATP和H消耗的場所。 (3)線粒體基質(zhì)：CO2產(chǎn)生的場所。 (4)線粒體內(nèi)膜：O2消耗的場所。,考點15 光合作用和細胞呼吸,2二者的聯(lián)系,(1)光合作用為細胞呼吸提供物質(zhì)基礎(chǔ)，細胞呼吸為光合作用提供原料CO2。 (2)元素的轉(zhuǎn)移,高考考法突破,考點15 光合作用和細胞呼吸,3光合作用與有氧呼吸過程中H、ATP的來源與去路比較,,,考點15 光合作用和細胞呼吸,考法17 影響光合作用和細胞呼吸速率因素的分析和應(yīng)用,角度1影響因素綜合分析 1水分的變化：干旱時，植物氣孔關(guān)閉，影響二氧化碳的吸收，進而影響光合作用的暗反應(yīng)；水分過多造成淹水時，抑制植物的有氧呼吸，通過無氧呼吸產(chǎn)生的酒精

44、對植物體產(chǎn)生毒害作用。 2二氧化碳的變化：低濃度的二氧化碳抑制光合作用；二氧化碳濃度過高時抑制細胞的有氧呼吸。 3光照強度：弱光時抑制光合作用的光反應(yīng)；光照過強往往伴隨著氣溫升高、氣孔關(guān)閉，影響暗反應(yīng)。 4溫度：通過影響酶的活性進而全面影響植物的光合作用和細胞呼吸。,角度2在生產(chǎn)實踐中的應(yīng)用 1合理密植：增大光合作用面積，提高光能利用率。 2間作套種：充分利用光能，提高光能利用率。 3增施農(nóng)家肥：農(nóng)家肥富含有機物，通過微生物的分解作用產(chǎn)生無機鹽和二氧化碳，為植物生長提供原料。 4遮光或補光：陰生植物的光飽和點和補償點均低于陽生植物，因此在強光照時應(yīng)適當(dāng)遮光；在連續(xù)陰雨天，為提高植物的光合作用，

45、應(yīng)適當(dāng)補光。 5夜間降溫：降低酶的活性，降低細胞呼吸強度，減少有機物的消耗。,高考考法突破,考點15 光合作用和細胞呼吸,,,考點15 光合作用和細胞呼吸,考法18 光合作用和細胞呼吸的綜合計算,角度1光合作用速率、呼吸速率的表示方法與判斷,1光合作用速率表示方法 通常以一定時間內(nèi)CO2等原料的消耗或O2、(CH2O)等產(chǎn)物的生成量來表示。但由于測量時的實際情況，光合作用速率又分為凈(表觀)光合速率和總(真正)光合速率。 (1)呼吸速率：將植物置于黑暗中，實驗容器中CO2增加量、O2減少量或有機物減少量都可以表示呼吸速率。 (2)凈光合速率：將植物置于光下，實驗容器中O2增加量、CO2減少量或

46、有機物增加量都可以表示凈光合速率。 2凈光合速率和總光合速率的關(guān)系 總光合速率凈光合速率呼吸速率。 凡是進行光合作用的植物，同時也在進行著呼吸作用。在不考光照強度對呼吸速率影響的情況下，OA段代表植物呼吸速率，,3凈光合速率和總光合速率的判定方法 (1)若為坐標(biāo)曲線形式，當(dāng)光照強度為0時，CO2吸收值為0，則為總(真正)光合速率，若是負值則為凈(表觀)光合速率。 (2)若所給數(shù)值為有光條件下綠色植物的測定值，則為凈光合速率。 (3)有機物積累量為凈光合速率，制造量為總光合速率。,高考考法突破,考點15 光合作用和細胞呼吸,角度2光合作用和呼吸作用的計算類型 1不同光照條件下，總光合速率、凈光合

47、速率和呼吸速率的關(guān)系,高考考法突破,考點15 光合作用和細胞呼吸,2根據(jù)光合作用和呼吸作用的反應(yīng)式進行計算,(1)光合作用釋放6 mol O2需要消耗12 mol H2O。 (2)光反應(yīng)階段，12 mol H2O光解產(chǎn)生24 mol H，在暗反應(yīng)中用于還原6 mol CO2，并產(chǎn)生6 mol H2O。 (3)每分解1 mol C6H12O6，需要消耗6 mol O2，產(chǎn)生6 mol CO2。 (4)光合作用和呼吸作用的綜合計算 光合作用實際O2產(chǎn)生量實測的O2釋放量呼吸作用O2消耗量。 光合作用實際CO2消耗量實測的CO2消耗量呼吸作用CO2釋放量。 光合作用C6H12O6積累量光合作用實際C

48、6H12O6生成量呼吸作用C6H12O6消耗量,角度3光合作用速率的測定 凈光合作用強度的測定(如圖所示)：,結(jié)果分析： (1)若紅色液滴右移，說明光照較強，光合作用速率大于細胞呼吸速率，釋放的O2使瓶內(nèi)氣壓增大。 (2)若紅色液滴左移，說明光照較弱，細胞呼吸速率大于光合作用速率，吸收O2使瓶內(nèi)氣壓減小。 (3)若紅色液滴不動，說明在此光照強度下，光合作用速率與細胞呼吸速率相等，釋放的O2量與吸收的O2量相等，瓶內(nèi)氣壓不變。,高考考法突破,考點15 光合作用和細胞呼吸,角度4光合作用、細胞呼吸曲線中關(guān)鍵點的移動 CO2(或光)補償點和飽和點的移動方向：一般有左移、右移之分，其中CO2(或光)補償點B是曲線與橫軸的交點，CO2(或光)飽和點C是最大光合速率對應(yīng)的CO2濃度(或光照強度)，位于橫軸上。,(1)呼吸速率增加，其他條件不變時，CO2(或光)補償點B應(yīng)右移，反之左移。 (2)呼吸速率基本不變，相關(guān)條件的改變使光合速率下降時，CO2(或光)補償點B應(yīng)右移，反之左移。 (3)陰生植物與陽生植物相比，CO2(或光)補償點和飽和點都應(yīng)向左移動。,高考考法突破,考點15 光合作用和細胞呼吸,,,考點15 光合作用和細胞呼吸,