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第五章--有氧呼吸和光合作用

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教育是一项良心工程 - 1 - 电话：4000-029-101 龙文教育一对一讲义

教师： 贾毅娜 学生： 日期： 星期： 时段：

课 题 第五章 细胞呼吸和光合作用

学习目标与分析 1、 使学生认识到有氧呼吸和无氧呼吸的异同及细胞呼吸的原理，并探讨其在生产和生活中的应用。

2、 理解叶绿体中色素的种类和作用、结构和功能光合作用以及对它的过程认识。

3、 探究影响光合作用强度的环境因素，说出光合作用原理的应用。

学习重点 ATP化学组成的特点及其在能量代谢中的作用；有氧呼吸和无氧呼吸的异同及细胞呼吸的原理；叶绿体中色素的种类和作用、结构和功能光合作用以及对它的过程认识；

学习方法 启发式实验引导法、总结归纳法

学习内容与过程 教师分析与批改

相关知识点

一、 ATP的主要来源──细胞呼吸

1. 细胞呼吸：是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳户其他产物，释放出能量并产生ATP的过程。

2．细胞呼吸的方式：有氧呼吸和有氧呼吸

3．有氧呼吸的概念：细胞在氧的参与下，通过酶的的催化作用，把糖类等有机物彻底氧化分解，产生出二氧化碳和水，同时释放出大量能量的过程。

有氧呼吸：主要场所：线粒体

总反应式：C6H12O6 +6O2 6CO2 +6H2O +大量能量第一阶段：细胞质基质

C6H12O6 2丙酮酸+少量[H]+少量能量

第二阶段：线粒体基质 2丙酮酸+6H2O 6CO2+大量[H] +少量能量

第三阶段：线粒体内膜 24[H]+6O2 12H2O+大量能量

4. 无氧呼吸：反应场所——细胞质基质

无氧呼吸概念：细胞在无氧条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物不彻底氧化分解，产生洒精和CO2或乳酸，同时释放出少量能量的过程。

大部分植物，酵母菌的无氧呼吸：C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+少量能量

动物，人和乳酸菌的无氧呼吸：C6H12O6 2乳酸+少量能量（马铃薯块茎，甜菜的块根、玉米胚的无氧呼吸也是产生乳酸）

注：微生物的无氧呼吸也叫发酵，生成乳酸的叫乳酸发酵，生成酒精的叫酒精发酵

5. 有氧呼吸与无氧呼吸的比较：

有氧呼吸 无氧呼吸

不

同 反应条件 需要O2、酶和适宜的温度 不需要O2，需要酶和适宜的温度

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教育是一项良心工程 - 2 - 电话：4000-029-101 点 呼吸场所 第一阶段在细胞质基质中，第二、三阶段在线粒体内 全过程都在细胞质基质内

分解产物 CO2和H2O CO2、酒精或乳酸

释放能量 较多，1 mol葡萄释放能量2870

kJ，其中1161 kJ转移至38molATP中 1 mol葡萄糖释放能量196．65

kJ(生成乳酸)或222 kJ(生成酒精)，其中均有61．08 kJ转移至2molATP中

相同点 其实质都是：分解有机物，释放能量，生成ATP供生命活动需要,都需要酶的催化，第一阶段(从葡萄糖到丙酮酸)完全相同

相互联系 第一阶段(从葡萄糖到丙酮酸)完全相同，之后在不同条件下，在不同的场所沿不同的途径，在不同的酶作用下形成不同的产物：

6、探究酵母菌细胞呼吸的方式

CO2的检测方法：

（1）CO2使澄清石灰水变浑浊

（2）CO2使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄

酒精的检测方法：

橙色的重铬酸钾溶液在酸性下与酒精发生反应，变成灰绿色。

7、影响呼吸作用的因素

温度、含水量、O2的浓度、CO2的浓度

二、 能量之源——光与光合作用

1. 捕获光能的色素

叶绿素a（蓝绿色）------最宽

叶绿素 叶绿素b （黄绿色）----较宽-----最下

绿叶中的色素 胡萝卜素 （橙黄色）-----最窄---最上

类胡萝卜素

叶黄素 （黄色）------较窄

2. 叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。

白光下光合作用最强，其次是红光和蓝紫光，绿光下最弱。

3. 实验——绿叶中色素的提取和分离

3．1 实验原理：叶绿体中的色素可以溶解在无水乙醇中，可以用来提取色素。

绿叶中的色素都能溶解在层析液中，且他们在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，绿叶中的色素随着层析液在滤纸上的扩散而分离开。

3.2 方法步骤中需要注意的问题：（步骤要记准确）

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教育是一项良心工程 - 3 - 电话：4000-029-101 （1） 研磨时加入二氧化硅和碳酸钙的作用是什么？

二氧化硅有助于研磨得充分，碳酸钙可防止研磨中的色素被破坏。

（2） 实验为何要在通风的条件下进行？为何要用培养皿盖住小烧杯？用棉塞塞紧试管口，

因为层析液中的丙酮是一种有挥发性的有毒物质。

（3） 滤纸上的滤液细线为什么不能触及层析液？

防止细线中的色素被层析液溶解

（4） 滤纸条上有几条不同颜色的色带？其排序怎样？宽窄如何？

有四条色带，自上而下依次是橙黄色的胡萝卜素，黄色的叶黄素，蓝绿色的叶绿素a，黄绿色的叶绿素b。最宽的是叶绿素a，最窄的是胡萝卜素。

4. 捕获光能的结构——叶绿体

结构：外膜，内膜，基质，基粒（由类囊体构成）

与光合作用有关的酶分布于基粒的类囊体及基质中。

光合作用色素分布于类囊体的薄膜上。

5、光合作用的原理

1、光合作用的探究历程：

①、1771年，英国科学家普利斯特利证明植物可以更新空气；1779年，荷兰科学家英格豪斯证明：只有植物的绿叶在阳光下才能更新空气

②、1864年，德国科学家萨克斯证明了绿色叶片在光合作用中产生淀粉；

③、1880年，德国科学家恩吉尔曼证明叶绿体是进行光合作用的场所，并从叶绿体放出氧；

④、20世纪30年代美国科学家鲁宾和卡门采用同位素标记法研究证明光合作用释放的氧气全部来自水。

⑤、20世纪40年代美国科学家卡尔文采用同位素标记法研究探明了CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径

6、光合作用的过程：总反应式：CO2+H2O （CH2O）+O2 ，其中，（CH2O）表示糖类。

根据是否需要光能，可将其分为光反应和暗反应两个阶段。

光反应阶段：必须有光才能进行

场所：类囊体薄膜上

物质变化：水的光解：H2O O2+2[H]

ATP形成：ADP+Pi+光能 ATP

能量变化：光能转化为ATP中活跃的化学能

暗反应阶段：有光无光都能进行

场所：叶绿体基质

物质变化：CO2的固定：CO2+C5 2C3

C3的还原：2C3+[H]+ATP （CH2O）+C5+ADP+Pi

能量变化：ATP中活跃的化学能转化为（CH2O）中稳定的化学能

联系：光反应为暗反应提供ATP和[H]，暗反应为光反应提供合成ATP的原料ADP和Pi。

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教育是一项良心工程 - 4 - 电话：4000-029-101 能量水二氧化碳氧有机物能量2222612661266COOHOOHOHC酶 酶

光合作用过程图：①是H2O ②是O2 ③[H] ④是ATP ⑤是ADP 和Pi ⑥是C3 ⑦是CO2 ⑧是C5 ⑨是（CH2O）

六、化能合成作用

1、概念：自然界中少数种类的细菌，虽然细胞内没有叶绿素，不能进行光合作用，但是能够利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物，这种合成作用，叫做化能合成作用，这些细菌也属于自养生物。如：硝化细菌

2、自养生物：能够利用光能或其他能量，把CO2、 H2O转变成有机物来维持自身的生命活动的生物。例如：绿色植物、硝化细菌

3、异养生物：只能利用环境中现成的有机物来维持自身的生命活动的生物。例如人、动物、真菌及大多数的细菌。

练习题：1. 叶绿体是植物进行光合作用的场所。下列关于叶绿体结构与功能的叙述，正确的是（ ）

A. 叶绿体中的色素主要分布在类囊体腔内

B. H2O在光下分解为[H]和O2的过程发生在基质中

C. CO2的固定过程发生在类囊体薄膜上

D. 光合作用的产物——淀粉是在基质中合成的

答案：D 解析：叶绿体中的色素主要分布在类囊体膜上，H2O在光下分解的过程也是在类囊体膜上进行的，CO2的固定和淀粉的合成发生在暗反应中，在叶绿体的基质中进行。所以D正确。

学生对于本次课的评价：○ 特别满意 ○ 满意 ○ 一般 ○ 差 学生签字：

教师评定：1、 学生上次作业评价： ○ 好 ○ 较好 ○ 一般 ○ 需要优化

2、 学生本次上课情况评价： ○ 好 ○ 较好 ○ 一般 ○ 要优优化

教师签字：

综 合 评 价

本节课解决学生问题：

本节课发现学生存在的问题及解决方案：

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教育是一项良心工程 - 5 - 电话：4000-029-101 本节课综合评价（对学生的评语）：

下节课初步安排：

家长反馈：

教导主任（签字）： 日期： 年 月 日

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光合作用和呼吸作用的条件

光合作用和呼吸作用的条件

光合作用和呼吸作用的条件

光合作用的条件：

1.光照：光合作用的发生需要充足的光照，光合作用一般发生在植物叶片的叶绿体中。植物对不同光照条件的适应性不同，一般而言，光强越强光合作用的速率越快。

2.温度：光合作用的速率与温度密切相关。在适宜的温度范围内，光合作用会增加，但如果温度过高，光合作用速率会下降。不同植物对温度的适应性也不同。

3.CO2浓度：二氧化碳是光合作用中的原料之一，光合作用的速率与二氧化碳浓度正相关。当环境中二氧化碳浓度较低时，光合作用速率会下降。因此，一些植物在干旱、高温环境下会关闭气孔以减少蒸腾，这也会导致二氧化碳的外源供应减少，从而影响光合作用的进行。

4.叶绿素：叶绿素是光合作用中吸收光能的重要色素。只有在叶绿素的存在下，光能才能有效地被吸收并转化为化学能。因此，叶绿素的存在对光合作用的进行至关重要。

呼吸作用的条件：

1.氧气：呼吸作用是一个氧化反应的过程，需要氧气作为氧化剂。一些微生物和植物在缺氧环境下也能进行发酵呼吸，但它们的呼吸作用效率要低于有氧呼吸。

2.有机物：呼吸作用的过程中需要有机物作为呼吸底物，主要是葡萄糖。葡萄糖经过一系列酶催化反应分解为二氧化碳和水，并释放出能量。有机物的供应是维持呼吸作用正常进行的前提。 3.温度：呼吸作用的速率也与温度密切相关。在适宜的温度下，呼吸作用速率会增加，但如果温度过高或过低，呼吸作用速率会下降。

4.pH值：呼吸作用的过程中需要维持适宜的pH值。呼吸过程中产生的碳酸和苹果酸会使细胞内pH值下降，为了保持细胞内的酶活性，细胞需要通过一系列的调节机制来稳定pH值。

5.酶：呼吸作用的过程中需要多个酶参与。酶是催化反应的生物催化剂，它们能够降低反应活化能，使呼吸作用在细胞内可行。因此，酶的存在与活性对呼吸作用的进行至关重要。

总结起来，光合作用和呼吸作用的条件包括：光照、温度、CO2浓度、叶绿素、氧气、有机物、pH值和酶。这些条件相互作用，共同决定了光合作用和呼吸作用的进行。

2021届高考生物二轮复习专题5光合作用与呼吸作用学案新人教版

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- 1 - 专题五 光合作用与呼吸作用

构建网络·串联知识

YAO DIAN ZHENG HE ZI CE PAI CHA

要点整合·自测排查

考点一光合作用与细胞呼吸的物质和能量转化

一、整合主干知识

1．细胞呼吸整合 - 2 -

2．光合作用整合 - 3 -

3．光合作用与细胞呼吸过程的联系

4．能量转换过程

5．外界条件变化时，C5、C3、[H]、ATP等物质的量的变化模式图

(1)光照强度变化： - 4 -

(2)CO2浓度变化：

二、自测排查

1．判断有关细胞呼吸叙述的正误

(1)细胞呼吸的底物是有机物而并不只是糖类(√)

(2)各种细胞进行有氧呼吸的主要场所都是线粒体(×)

(3)细胞呼吸的结果如果没有水的产生，就一定是无氧呼吸(√)

(4)人体剧烈运动时，CO2释放量/O2吸收量>1，即CO2既可以在线粒体又可以在细胞质基质中产生(×)

2．判断有关光合作用叙述的正误

(5)在真核生物中，光合色素位于类囊体薄膜上，而光合作用的酶则位于叶绿体基质中(×)

(6)暗反应中C原子的转移途径是14CO2―→14C3―→14C5―→(14CH2O)(×)

(7)若用含有18O的水浇灌番茄，则番茄周围空气中含有18O的物质有H182O、18O2、C18O2(√)

(8)光合作用过程中光能转变为化学能，细胞呼吸过程中化学能转变成热能和ATP(×)

三、边角扫清

1．肌细胞内的肌质体是由什么组成的？有什么意义？

提示：肌细胞内的肌质体是由大量变形的线粒体组成的，肌质体有利于对肌细胞的能量供应。

2．细胞呼吸产生的[H]和光反应产生的[H]是同一物质吗？其成分是蛋白质吗？

提示：细胞呼吸产生的[H]是还原型辅酶I(NADH)的简化表示方式，光反应产生的[H]是还原型辅酶Ⅱ(NADPH)，NADH和NADPH中的N指烟酰胺，A指腺嘌呤，D是二核苷酸，P是磷酸基团，因此[H]的成分不是蛋白质。

【高三二轮复习】专题五光合作用与呼吸作用 教学设计

【高三二轮复习】专题五光合作用与呼吸作用 教学设计

高三二轮复习 专题五 光合作用与呼吸作用 教学设计

一、考纲要求

知识内容 要求

光合作用的基本过程 Ⅱ

影响光合作用速率的环境因素 Ⅱ

细胞呼吸 Ⅱ

二、学情分析

学生经过了一轮复习，基础知识相对扎实，但是仍然存在着知识的遗漏和比较严重的遗忘现象，没有形成相应的知识网络和知识体系，如细胞呼吸与光合作用的总体认识，还只是停留与单个知识的拼凑，综合运用知识的能力薄弱。审题能力较弱，答题不够规范，答题速度偏慢等

三、教学目标与核心素养

1、生命观念

说出光合作用与呼吸作用的物质和能量转化，形成物质能量观；

分析光合作用与细胞呼吸的影响因素；

2、理性思维

理解细胞呼吸与光合作用的物质和能量转化关系； 3、科学探究

探究自然环境及密闭容器中植物光合作用的变化；

探究影响光合作用的因素，培养学生获取信息，综合运用能力

关注科学家的经典实验；

4、社会责任

注重环境保护，形成正确的生态观

四、教学过程

必备知识·自测诊断

考点

光合作用与细胞呼吸的物质和能量转化

1．完善光合作用与细胞呼吸过程图解

(1)物质转变过程：

物质名称：a：叶绿素，b：O2，c：ATP，d：ADP，e：NADPH([H])，f：C5，g：CO2，h：C3。

(2)相应元素转移过程：

(3)能量转换过程：

2．外界条件变化时，C5、C3、[H]、ATP等物质的量的变化模式图

(1)光照强度变化：

(2)CO2浓度变化：

1．判断有关细胞呼吸叙述的正误 (1)马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生丙酮酸过程不能生成ATP(2019·全国卷Ⅱ，T2C)(×)

(2)植物在黑暗中可进行有氧呼吸也可进行无氧呼吸(2018·全国卷Ⅱ，T5A)(√)

(3)乳酸菌无氧呼吸的第二阶段需ATP水解提供能量(2019·天津高考，T2D改编)(×)

(4)高等植物细胞中，葡萄糖分解产生丙酮酸的过程发生在生物膜上(2018·海南高考，T4C改编)(×)

高中生物必修一第五章第四节能量之源-光与光合作用

高中生物必修一第五章第四节能量之源-光与光合作用

第四节 能量之源-光与光合作用

一、捕获光能的色素

1.实验：绿叶中色素的提取和分离

①绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以可以用无水乙醇提取绿叶中的色素。

②色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢。

③实验过程中加入少许的二氧化硅和碳酸钙，二氧化硅有助于充分研磨，碳酸钙可以防止研磨中色素被破坏。

2.分类

叶绿素a（蓝绿色）

叶绿素（含量约占3/4）

绿叶中的色素 叶绿素b（黄绿色）

胡萝卜素（橙黄色）

类胡萝卜素（含量约占1/4）

叶黄素（黄色）

①最上层的是：胡萝卜素；

②最下层是：叶绿素b；

③最宽的色素带是：叶绿素a；

3.叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光，叶绿素主要存在于叶绿体中。

【习题一】 下列关于光合色素的叙述，错误的是（ ）

A．叶绿素a和叶绿素b都含镁元素

B．胡萝卜素在层析液中的溶解度最大

C．叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光

D．植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光

【分析】1、叶绿体含有叶绿素和类胡萝卜素，是光合作用的场所．主要由叶绿体外被、类囊体和基质三部分构成，其中类囊体包括基粒类囊体和基质类囊体．光合色素都存在于叶绿体的类囊体膜上．

2、叶绿素的组成元素为C、H、O、N、Mg．类胡萝卜素不含Mg．

3、分离色素原理：各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，从而分离色素．溶解度大，扩散速度快；溶解度小，扩散速度慢．滤纸条从上到下依次是：胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b．

【解答】解：A、叶绿素a和叶绿素b都含镁元素，类胡萝卜素不含Mg．A正确；

B、胡萝卜素在层析液中的溶解度最大，在滤纸条上扩散的最快，B正确；

C、叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，C正确；

D、植物呈现绿色是由于，叶绿素几乎不吸收绿光，绿光被反射回来的缘故，D错误。