專題四光合作用和細胞呼吸

1、 專題四光合作用和細胞呼吸一、ATP和酶（一）、ATP1、功能：ATI是生命活動的直接能源物質(zhì)注：生命活動的主要的能源物質(zhì)是糖類（葡萄糖）；生命活動的儲備能源物質(zhì)是脂肪。生命活動的根本能量來源是太陽能2、結(jié)構(gòu):中文名：腺嘌呤核苷三磷酸（三磷酸腺苷）構(gòu)成：腺嘌吟一核糖一磷酸基團磷酸基團磷酸基團簡式：A-PPP（A:腺嘌吟核苷；T:3；P:磷酸基團；：咼能磷酸鍵，第二個高能磷酸鍵相當(dāng)脆弱，水解時容易斷裂）3、ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化：酶ATP斗ADP+Pi+能量注：（1）向右：表示ATP水解，所釋放的能量用于各種需要能量的生命活動向左：表示ATP合成，所需的能量來源于生物化學(xué)反應(yīng)釋放的能量（在人和

2、動物體內(nèi)，來自細胞呼吸：綠色植物體內(nèi)則來自細胞呼吸和光合作用（2）ATP能作為直接能源物質(zhì)的原因是細胞中ATP與ADP循環(huán)轉(zhuǎn)變，且十分迅速例：1下列物質(zhì)中，能夠直接給細胞生命活動提供能量的是（）A.脂肪B.鈣離子C.糖D.ATP2、在生物體內(nèi)，下列生理活動只能單向進行的是（）質(zhì)壁分離過程中水分子的擴散生長素在胚芽鞘中的極性運輸肝細胞中糖原與葡萄糖的轉(zhuǎn)化活細胞內(nèi)ATP與ADP的轉(zhuǎn)化3、關(guān)于真核細胞中生命活動與能量關(guān)系的敘述，錯誤的是（）DNA復(fù)制需要消耗能量光合作用的暗反應(yīng)階段需要消耗能量物質(zhì)通過協(xié)助擴散進出細胞時需要消耗ATP細胞代謝所需的ATP可在細胞質(zhì)基質(zhì)中產(chǎn)生參考答案：1-3ADC二）、

3、酶1、概念：酶通常是指由活細胞產(chǎn)牛的、具有催化活性的一類特殊的蛋白質(zhì)，又稱為生物催化劑。（少數(shù)核酸也具有生物催化作用，它們被稱為“核酶”）。2、特性：催化性、高效性、特異性3、影響酶促反應(yīng)速率的因素（1）PH:在最適pH下，酶的活性最高，pH值偏高或偏低酶的活性都會明顯隆低（PH過高或過低，酶活性喪失）（2）溫度：在最適溫度下酶的活性最高，溫度偏高或偏低酶的活性都會明顯降低。（溫度過低，酶活性降低;溫度過高，酶活性喪失）。另外：還受酶的濃度、底物濃度、產(chǎn)物濃度的影響。例：1、用蛋白酶去除大腸桿菌核糖體的蛋白質(zhì)，處理后的核糖體仍可催化氨基酸的脫水縮合反應(yīng)。由此可推測核糖體中能催化該反應(yīng)的物質(zhì)是（

4、）蛋白酶B.RNA聚合酶C.RNAD.逆轉(zhuǎn)錄酶2、關(guān)于酶的敘述，錯誤的是（）同一種酶可存在于分化程度不同的活細胞中低溫能降低酶活性的原因是其破壞了酶的空間結(jié)構(gòu)酶通過降低化學(xué)反應(yīng)的活化能來提高化學(xué)反應(yīng)速度酶既可以作為催化劑，也可以作為另一個化學(xué)反應(yīng)的底物3、細胞代謝受酶的調(diào)節(jié)和控制。下列敘述正確的是（）激素都是通過影響細胞內(nèi)酶活性來調(diào)節(jié)細胞代謝代謝的終產(chǎn)物可反饋調(diào)節(jié)相關(guān)酶活性，進而調(diào)節(jié)代謝速度同一個體各種體細胞酶的種類相同、數(shù)量不同，代謝不同對于一個細胞來說，酶的種類和數(shù)量不會發(fā)生變化4、下列所采取的措施中，不涉及“降低化學(xué)反應(yīng)活化能”原理的是：（）利用果膠酶提高水果的出汁率滴加肝臟研磨液促使過

5、氧化氫的分解滴加FeCl3溶液提高過氧化氫的分解速率利用水浴加熱提高胡蘿卜素的萃取效率參考答案：CBBD三、光合作用（一）、光合作用的發(fā)現(xiàn)1648比利時，范海爾蒙特：植物生長所需要的養(yǎng)料主要來自于水，而不是土壤1771英國，普利斯特萊：植物可以更新空氣1779荷蘭，揚英根豪斯：植物只有綠葉才能更新空氣;并且需要陽光才能更新空氣。1880美國，恩吉（格）爾曼：光合作用的場所在葉綠體1864德國，薩克斯：葉片在光下能產(chǎn)生淀粉1940美國，魯賓和卡門（用放射性同位素標(biāo)記法）:光合作用釋放的氧全部來自參加反應(yīng)的水。（糖類中的氫也來自水）。1948美國，梅爾文卡爾文：用標(biāo)14C標(biāo)記的CO2追蹤了光合作用

6、過程中碳元素的行蹤，進一步了解到光合作用中復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)。（二）、實驗：提取和分離葉綠體中的色素1、原理：葉綠體中的色素能溶解于有機溶劑（如丙酮、酒精等）。葉綠體中的色素在層析液中的溶解度不同,溶解度高的隨層析液在濾紙上擴散得快；反之則慢。2、過程：（見書P61）3、結(jié)果：色素在濾紙條上的分布自上而下：葉縁秦和英他色妻飆色主要吸收光譜與光合作用聯(lián)系橙黃色最少藍紫光胡夢卜素吸雌龍黃色葉黃嘉藍綠色紅光和藍紫光葉緑索a黃綠色較少紅光和誌紫光葉綠素b4、注意：丙酮的用途是提?。ㄈ芙猓┤~綠體中的色素層析液的的用途是分離葉綠體中的色素;石英砂的作用是為了研磨充分碳酸鈣的作用是防止研磨時葉綠體中的色素受到破

7、壞;分離色素時，層析液不能沒及濾液細線的原因是濾液細線上的色素會溶解到層析液中5、色素的位置和功能葉綠體中的色素存在于葉綠體類囊體薄膜上。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及保護葉綠素免受強光傷害的作用。Mg是構(gòu)成葉綠素分子必需的兀素。光合作用1、概念：指綠色植物通過葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)變成儲存能量的有機物，并且釋放出氧氣的過程。2、過程：H葉綠體中的色素ADP+Pi光反應(yīng)階民H-O光能一*供議里還各：1催億光合作用的過程：光條件光、色素、酶反場所在類囊體的薄膜上光酶應(yīng)階段物質(zhì)變化水的分解:H2OfH+O2tATP的生成:ADP+PifATP能

8、量變化光能fATP中的活躍化學(xué)能暗反應(yīng)階段條件酶、ATP、H場所葉綠體基質(zhì)物質(zhì)變化CO2的固定：CO2+C5酶f2C3C3的還原：C3+Hf(CH2O)33ATP2能量變化ATP中的活躍化學(xué)能f(CH2O)中的穩(wěn)定化學(xué)能總反應(yīng)式1光能JJ6CO+12HO能CHoO+6O+6HO22葉綠體*6126+22HATPO2產(chǎn)生量C3C5(CHQ)光照強f弱CO2供應(yīng)不變減少減少減少上升下降減少光照弱f強CO2供應(yīng)不變增多增多增多下降上升增加光照不變CO2供應(yīng)減少相對增加相對增加減少下降上升相對減少光照不變CO2供應(yīng)增加相對減少相對減少增加上升下降相對增加3、光照和CO2濃度變化對植物細胞內(nèi)C3、C5、

9、H、ATP和O2及(CH2O)含量的影響4、影響光合作用的環(huán)境因素：光照強度、CO2濃度、溫度等因素圖像JC./-8。光服強度Af表示境大關(guān)鍵點的含義A點光照強度為0,此時只進行呼吸作用，釋放CO2的量，表明此時的呼吸強度。aB段表明隨光照強度加強，光合作用逐漸加強，CO2的釋放量逐漸減少，有一部分用于光合作用；B點時，呼吸作用釋放的CO,全部用于光合作用，即光合作用強度=呼吸作用強度，稱B點為光補償點(植物白天光照強度應(yīng)在光補償點以上，植物才能正常生長)。BC段表明隨著光照強度不斷加強，光合作用強度不斷加強，到C點以上不再加強了。C點為光合作用的飽和點。在生產(chǎn)上的應(yīng)用適當(dāng)提高光照強度延長光合

10、作用時間(例：輪作)對溫室大棚用無色透明玻璃若要降低光合作用則用有色玻璃。如用紅色玻璃，則透紅光吸收其他波長的光，光合能力較白光弱。但較其他單色光強。OA段表明隨葉面積的不斷增大，光合作用實際量不斷增大適當(dāng)間苗、修剪，合理施肥、物A.光合作用實際量面積封行過早，使中下層葉子所受的光照往往在光補償點以下，白白消耗有機物，造成不必要的浪費。溫室栽培植物時，可增加光合作用面積，合理密植是增加光合作用面積的一項重要措施。A點為光合作用面積的飽和點，隨葉面積的增大，光合作用不再增強，原因是有很多葉被遮擋在光補償點以下。0B段干物質(zhì)量隨光合作用增強而增加，而由于A點以后光合作用量不再增加，而葉片隨葉面積的

11、不斷增加0C段呼吸量不斷增加，所以干物質(zhì)積累量不斷降低如BC段。植物的葉面積指數(shù)不能超過C點，若超過C點，植物將入不敷出，無多因子影響二氧化碳濃度溫度葉齡礦質(zhì)元盍圖像00】池度肯水co2是光合作用的原料，在一定范圍內(nèi)，CO2越多，光合作用速率越大，但到A點時，即CO2達到飽和時，就不再增加了2溫室栽培植物時適當(dāng)提高室內(nèi)CO2的濃度,如釋放一定量的干冰或多施有機肥，使根部吸收的CO2增多。大田生產(chǎn)“正其行，通其風(fēng)”，即為提高CO2濃度、增加產(chǎn)量光合作用是在酶催化下進行的，溫度直接影響酶的活性。一般植物在10C35C下正常進行光合作用，其中AB段(10C35C)，隨溫度的升高而逐漸加強，B點(35

12、C)以上光合酶活性下降，光合作用開始下降,40C50C光合作用幾平完全停止適時播種溫室栽培植物時，白天適當(dāng)提高溫度,晚上適當(dāng)降溫植物“午休”現(xiàn)象的原因之一OA段為幼葉，隨幼葉的不斷生長，葉面積不斷增大，葉內(nèi)葉綠體不斷增多，葉綠素含量不斷增加，光合作用速率不斷增加。AB段為壯葉，葉片的面積、葉綠體和葉綠素都處于穩(wěn)定狀態(tài)，光合速率也基本穩(wěn)定。BC段為老葉,隨葉齡的增加，葉片內(nèi)葉綠素被農(nóng)作物、果樹管理后期適當(dāng)摘除老葉、殘葉及莖葉蔬菜及時換新葉,都是根據(jù)其原理。又可降低其呼吸作用消耗有機物礦質(zhì)元素是光合作用的產(chǎn)物一一葡萄糖進一步合成許多有機物時所必需的物質(zhì)。如缺少N，就影響蛋白質(zhì)(酶)的合成；缺少P就

13、會影響ATP的合成；缺少Mg就會影響葉綠素的合成合理施肥可促進葉片面積增大，提高酶的合成率，提高光合作用速率Jtrt光4注f-克敞農(nóng)co：中儺度CO!低誑COiit照強度含義應(yīng)用P點時，限制光合速率的因素應(yīng)為橫坐標(biāo)所表示的因子，隨其因子的不斷加強，光合速率不斷提高。當(dāng)?shù)絈點時，橫坐標(biāo)所表示的因子，不再是影響光合速率的因子，要想提高光合速率，可采取適當(dāng)提高圖示的苴他因子溫室栽培時，在一定光照強度下，白天適當(dāng)提高溫度，增加光合酶的活性，提高光合速率，也可同時適當(dāng)充加CO2，進一步提高光合速率。當(dāng)溫度適宜時，可適當(dāng)增加光照強度和CO2濃度以提高光合作用速率?？傊?，可根據(jù)具體情況，通過增加光照強度，調(diào)

14、節(jié)或增加CO2濃度,以達到增產(chǎn)的目的四、細胞呼吸(一)、有氧呼吸1、概念：有氧呼吸是指活細胞在有氧氣的參與下，通過酶的催化作用，把某些有機物徹底氧化分解，產(chǎn)生出二氧化碳和水，同時釋放大量能量的過程。2、過程：三個階段有氧呼吸的過程和場所C6H12細胞質(zhì)基質(zhì)602酶C6H12O6酶2丙酮酸4H-,T匕丙酮酸2ATP丙酮酸+4H（少）+6CO2+20H+2ATP（少12H2O+34ATP（大量）不同的酶來隹F化的2ATP（少）細胞質(zhì)基質(zhì)24H（注：3個階段的各個化3、總反應(yīng)式:C6H12O6+6H2O+6O2酶6CO2+妙2+能量4、意義：是大多數(shù)生物特別是人和高等動植物獲得能量的主要途徑（二）、

15、無氧呼吸1、概念：學(xué)反應(yīng)是由6CO2+線粒體線粒體內(nèi)膜VS1排粒本基質(zhì)無氧呼吸是指細胞在無氧條件下，通過酶的催化作用，把葡萄糖等有機物分解成乙醇和二氧化碳或乳酸,同時釋放少量能量的過程。2、過程：二個階段:與有氧呼吸第一階段完全相同細胞質(zhì)基質(zhì)丙酮酸酶.C2H5OH（酒精）+CO2細胞質(zhì)基質(zhì)高等植物、酵母菌等）或丙酮酸酶卜C3H6O3（乳酸）（動物和人3、總反應(yīng)式：C6H12O6酶訐2C2H5OH（酒精）+2CO2+能量C6H12O6酶.2C3H6O3（乳酸）+能量61263634、意義：高等植物在水淹的情況下，可以進行短暫的無氧呼吸，將葡萄糖分解為酒精和二氧化碳釋放出能量以適應(yīng)缺氧環(huán)境條件。（

16、酒精會毒害根細胞，產(chǎn)生爛根現(xiàn)象）人在劇烈運動時，需要在相對較短的時間內(nèi)消耗大量的能量，肌肉細胞則以無氧呼吸的方式將葡萄糖分解為乳酸，釋放出一定能量，滿足人體的需要。（三）、細胞呼吸的意義為生物體的生命活動提供能量，其中間產(chǎn)物還是各種有機物之間轉(zhuǎn)化的樞紐（四）、應(yīng)用：1、水稻生產(chǎn)中適時的露田和曬田可以改善土壤通氣條件，增強水稻根系的細胞呼吸作用。2、儲存糧食時，要注意降低溫度和保持干燥,抑制細胞呼吸。3、果蔬保鮮時，采用降低氧濃度、充氮氣或降低溫度等方法，抑制細胞呼吸，注意要保持一定的濕度。（五）實驗：探究酵母菌的呼吸方式1、過程（見書p69）2、結(jié)論：酵母能進行有氧呼吸，也能進行無氧呼吸（六）

17、、呼吸作用和光合作用的關(guān)系63消耗*生嚴(yán)生匸6嚅耗吸收co為比有乍用強度P呼頤件用逼度02（2）光合件用強度二呼吸杵用強度黑暗光合佇庫產(chǎn)主的有磯切一呼喪作用消耗的時機物=百機物的稅累光合件托產(chǎn)生的6呼吸作用淚耗的02=02対釋放量呼吸佇托產(chǎn)生的CO2-7*C合作用沖耗的CO2=C02的U）亢咅件用強度戶吸乍用強鹿口氏肘針對訓(xùn)練一、選擇題（本題共20小題，每小題3分，共60分）1在色素的提取與分離實驗中，研磨綠葉時要加入無水乙醇，其目的是防止葉綠素被破壞B.使葉片充分研磨C.使各種色素充分溶解在無水乙醇中D.使葉綠素溶解在無水乙醇中2在進行色素的提取與分離實驗時，不能讓層析液沒及濾液細線的原因是

18、濾紙條上幾種色素會擴散不均勻而影響結(jié)果濾紙條上濾液細線會變粗而使色素太分散色素會溶解在層析液中而使結(jié)果不明顯濾紙條上的幾種色素會混合起來。3在圓形濾紙的中央滴上葉綠體的色素濾液進行色素分離，要看到近似同心環(huán)狀的四個色素圈，排列在最外圈的一個呈藍綠色B.黃綠色C.黃色D.橙黃色4有人對恩吉爾曼實驗進行如此改進：“讓一束白光通過棱鏡再投射到水綿的葉綠體上”，你預(yù)期此時好氧性細菌聚集的區(qū)域是B.紅光和綠光的投影區(qū)域內(nèi)紅光的投影區(qū)域內(nèi)C.紅光和藍紫光的投影區(qū)域內(nèi)D.黃光和橙光的投影區(qū)域內(nèi)生長于較弱光照下的植物，當(dāng)提高CO2濃度時，其光合作用并未隨之增強，主要限制因素是呼吸作用和暗反應(yīng)B.光反應(yīng)C.暗反

19、應(yīng)D.呼吸作用6在下列有關(guān)光合作用和呼吸作用的說法中，正確的是呼吸作用是光合作用的逆反應(yīng)兩者除能量轉(zhuǎn)變有別外，其它都是可逆的光合作用與呼吸作用是單獨進行的，二者不可能同時進行D.對不同生物而言，光合作用與呼吸作用的進行可以互相提供原料7如果光合作用所用的原料中，0.2%水的含同位素180、0.68%的CO2中的氧為18,你預(yù)計釋放的02中被180標(biāo)記的比例最可能是等于0.2%B.大于0.2%C.等于0.48%D.等于0.88%8光合作用中，光反應(yīng)對暗反應(yīng)的連續(xù)進行的主要作用在于，生成的物質(zhì)促進了a.C02的固定B.C3的還原c.葡萄糖的產(chǎn)生d.C5的再生在右圖所示的玻璃容器中，注入一定濃度的N

20、aHC03溶液并投入少量的新鮮綠葉碎片，密閉后，設(shè)法減小液面上方的氣體壓強，會看到葉片沉入水中。然后再用光照射容器，又會發(fā)現(xiàn)葉片重新浮出液面。光照后葉片重新浮出液面的原因是葉片吸水膨脹，密度減小的緣故溶液內(nèi)產(chǎn)生的C0大量附著在葉面上的緣故葉片進行光合作用所產(chǎn)生的0附著在葉面上的緣故NaHCO3溶液因放出c02而密度?曾大的緣故將藻和草履蟲置于同一溶液中，在有光條件下持續(xù)生活一周。已知草履蟲消耗O.lOmol葡萄糖、藻消耗0.12mol葡萄糖，還凈產(chǎn)生葡萄糖0.25mol。藻每星期凈產(chǎn)生氧的量是多少A.0.18molB.2.10molC.2.22molD.2.82mol哺乳動物進行有氧呼吸的場所

21、是A.肺泡B.細胞質(zhì)基質(zhì)C.線粒體D.細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體下列有關(guān)呼吸作用的說法中，不正確的是生物體吸收的02用于在線粒體內(nèi)與H結(jié)合生成水無線粒體的生物不一定不能進行有氧呼吸在線粒體內(nèi)進行的物質(zhì)氧化必需在有氧條件下對植物而言，產(chǎn)生C02的部位一定在線粒體同位素標(biāo)記法可應(yīng)用于光合作用、呼吸作用反應(yīng)機理的研究，在利用180標(biāo)記法研究相關(guān)機理的過程中，不可能出現(xiàn)的是ch180fCH180f50B.Cs0fC化合物fc化合物61263432635c.H180fC化合物fCH180D.C80fC化合物fCH180236126636126右圖表示蘋果在氧濃度為a、b、c、d時C02釋放量和02吸收量關(guān)系。下

22、列敘述正確的是A.氧濃度為a時最適于貯藏該植物器官氧濃度為b時，無氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的5倍氧濃度為c時，無氧呼吸最弱氧濃度為d時，有氧呼吸強度與無氧呼吸強度相等下列有關(guān)馬鈴薯塊莖細胞呼吸的說法，正確的是A.有氧呼吸與無氧呼吸消耗相同葡萄糖時，有氧時釋放的能量是無氧的19倍無氧呼吸釋放能量較少，是因為絕大多數(shù)能量以熱能的形式散發(fā)掉無氧呼吸釋放能量較少，是因為絕大多數(shù)能量還在乳酸中未有釋放D.有氧呼吸釋放的能量絕大部分形成了ATP，無氧呼吸釋放的能量只有少量形成了ATP16.在其它條件適宜的情況下，以CO2的吸收量與釋放量為指標(biāo)在光照和黑暗條件進行光合作用實驗的結(jié)果如下表所示：2溫度(

23、C)5101520253035光照下吸收CO2(mg/h)1.001.752.503.253.753.53.00黑暗中釋放CO(mg/h)0.500.751.001.502.253.003.50下列對該表數(shù)據(jù)的分析正確的是在連續(xù)光照的情況下，該植物在0C條件下不能生長晝夜不停地光照，該植物生長的最適溫度為30C每天光照與黑暗時間相等，在恒溫條件下，30C時該植物積累的有機物最多每天光照與黑暗時間相等，在恒溫條件下，30C與10C條件下積累的有機物相等在馬拉松長跑中，運動員骨骼肌肌纖維所消耗的能量主要來自A.葡萄糖的有氧分解B.丙酮酸的水解C.無氧呼吸D.磷酸肌酸轉(zhuǎn)移人在劇烈運動后，血液pH會明

24、顯下降，其原因是A.血漿中乳酸過少B.血漿中CO2過多C.血漿中乳酸過多D.血漿中丙酮酸過多缺氧時酵母菌產(chǎn)生AmolC02，正常情況下，人體在消耗等量的葡萄糖時可形成的CO2是A.7/3AmolB.1/12AmolC.6AmolD.3Amol在一普通錐形瓶中，加入含有酵母菌的葡萄糖溶液，如下圖所示。在下列有關(guān)的坐標(biāo)圖中，不正確的是C-.阿nJI二、非選擇題(本大題共3個小題，共40分)(12分)為研究果實貯藏效率與02濃度的關(guān)系，將質(zhì)量相同的蘋果果肉放在02濃度不同的密閉容器中，一小時后測定o2吸收量和co2釋放量，結(jié)果如下表，據(jù)表回答以下問題：氧氣相對量(%)01235710152025O2

25、吸收量(mol)00.10.20.30.40.50.60.70.81.0CO釋放量(mol)1.00.80.60.50.40.50.60.70.81.0據(jù)上表數(shù)據(jù)，在方格紙中繪出o2吸收量與co2釋放量的關(guān)系曲線，并注明坐標(biāo)圖的名稱、橫坐標(biāo)及縱坐標(biāo)。在氧濃度為3%時，每小時葡萄糖有氧分解量為mol，根據(jù)以上實驗結(jié)果分析，倉庫中貯藏蘋果時，02相對濃度在時較好。在蘋果植株的葉肉細胞中，葡萄糖有氧分解產(chǎn)生的H可用于葡萄糖的合成嗎？。寫出光合作用過程中H的來源和用途:、(14分)右邊是植物體內(nèi)的部分代謝示意圖，請回答：A過程表示光合作用的階段，在葉綠體的中進行。其中為C化合物的還原提供能量的是，還原劑是；B過程中發(fā)生的能量變化是，寫出形成c的反應(yīng)方程式如果把該植物突然從光下移到黑暗處，其他條件不變，則細胞中b、c及C5化合物的含量變化分別是;光合作用過程中形成的部分(CHO)可能通過C、D、E途徑又會生成HO并釋放大量能22量，此時，發(fā)生反應(yīng)的場所，被消耗的(