专题四光合作用和细胞呼吸

1、 专题四光合作用和细胞呼吸一、ATP和酶（一）、ATP1、功能：ATI是生命活动的直接能源物质注：生命活动的主要的能源物质是糖类（葡萄糖）；生命活动的储备能源物质是脂肪。生命活动的根本能量来源是太阳能2、结构:中文名：腺嘌呤核苷三磷酸（三磷酸腺苷）构成：腺嘌吟一核糖一磷酸基团磷酸基团磷酸基团简式：A-PPP（A:腺嘌吟核苷；T:3；P:磷酸基团；：咼能磷酸键，第二个高能磷酸键相当脆弱，水解时容易断裂）3、ATP与ADP的相互转化：酶ATP斗ADP+Pi+能量注：（1）向右：表示ATP水解，所释放的能量用于各种需要能量的生命活动向左：表示ATP合成，所需的能量来源于生物化学反应释放的能量（在人和

2、动物体内，来自细胞呼吸：绿色植物体内则来自细胞呼吸和光合作用（2）ATP能作为直接能源物质的原因是细胞中ATP与ADP循环转变，且十分迅速例：1下列物质中，能够直接给细胞生命活动提供能量的是（）A.脂肪B.钙离子C.糖D.ATP2、在生物体内，下列生理活动只能单向进行的是（）质壁分离过程中水分子的扩散生长素在胚芽鞘中的极性运输肝细胞中糖原与葡萄糖的转化活细胞内ATP与ADP的转化3、关于真核细胞中生命活动与能量关系的叙述，错误的是（）DNA复制需要消耗能量光合作用的暗反应阶段需要消耗能量物质通过协助扩散进出细胞时需要消耗ATP细胞代谢所需的ATP可在细胞质基质中产生参考答案：1-3ADC二）、

3、酶1、概念：酶通常是指由活细胞产牛的、具有催化活性的一类特殊的蛋白质，又称为生物催化剂。（少数核酸也具有生物催化作用，它们被称为“核酶”）。2、特性：催化性、高效性、特异性3、影响酶促反应速率的因素（1）PH:在最适pH下，酶的活性最高，pH值偏高或偏低酶的活性都会明显隆低（PH过高或过低，酶活性丧失）（2）温度：在最适温度下酶的活性最高，温度偏高或偏低酶的活性都会明显降低。（温度过低，酶活性降低;温度过高，酶活性丧失）。另外：还受酶的浓度、底物浓度、产物浓度的影响。例：1、用蛋白酶去除大肠杆菌核糖体的蛋白质，处理后的核糖体仍可催化氨基酸的脱水缩合反应。由此可推测核糖体中能催化该反应的物质是（

4、）蛋白酶B.RNA聚合酶C.RNAD.逆转录酶2、关于酶的叙述，错误的是（）同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中低温能降低酶活性的原因是其破坏了酶的空间结构酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速度酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个化学反应的底物3、细胞代谢受酶的调节和控制。下列叙述正确的是（）激素都是通过影响细胞内酶活性来调节细胞代谢代谢的终产物可反馈调节相关酶活性，进而调节代谢速度同一个体各种体细胞酶的种类相同、数量不同，代谢不同对于一个细胞来说，酶的种类和数量不会发生变化4、下列所采取的措施中，不涉及“降低化学反应活化能”原理的是：（）利用果胶酶提高水果的出汁率滴加肝脏研磨液促使过

5、氧化氢的分解滴加FeCl3溶液提高过氧化氢的分解速率利用水浴加热提高胡萝卜素的萃取效率参考答案：CBBD三、光合作用（一）、光合作用的发现1648比利时，范海尔蒙特：植物生长所需要的养料主要来自于水，而不是土壤1771英国，普利斯特莱：植物可以更新空气1779荷兰，扬英根豪斯：植物只有绿叶才能更新空气;并且需要阳光才能更新空气。1880美国，恩吉（格）尔曼：光合作用的场所在叶绿体1864德国，萨克斯：叶片在光下能产生淀粉1940美国，鲁宾和卡门（用放射性同位素标记法）:光合作用释放的氧全部来自参加反应的水。（糖类中的氢也来自水）。1948美国，梅尔文卡尔文：用标14C标记的CO2追踪了光合作用

6、过程中碳元素的行踪，进一步了解到光合作用中复杂的化学反应。（二）、实验：提取和分离叶绿体中的色素1、原理：叶绿体中的色素能溶解于有机溶剂（如丙酮、酒精等）。叶绿体中的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。2、过程：（见书P61）3、结果：色素在滤纸条上的分布自上而下：叶縁秦和英他色妻飆色主要吸收光谱与光合作用联系橙黄色最少蓝紫光胡夢卜素吸雌龍黄色叶黄嘉蓝绿色红光和藍紫光叶緑索a黄绿色较少红光和誌紫光叶绿素b4、注意：丙酮的用途是提取（溶解）叶绿体中的色素层析液的的用途是分离叶绿体中的色素;石英砂的作用是为了研磨充分碳酸钙的作用是防止研磨时叶绿体中的色素受到破

7、坏;分离色素时，层析液不能没及滤液细线的原因是滤液细线上的色素会溶解到层析液中5、色素的位置和功能叶绿体中的色素存在于叶绿体类囊体薄膜上。叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光:胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光及保护叶绿素免受强光伤害的作用。Mg是构成叶绿素分子必需的兀素。光合作用1、概念：指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转变成储存能量的有机物，并且释放出氧气的过程。2、过程：H叶绿体中的色素ADP+Pi光反应阶民H-O光能一*供議里还各：1催亿光合作用的过程：光条件光、色素、酶反场所在类囊体的薄膜上光酶应阶段物质变化水的分解:H2OfH+O2tATP的生成:ADP+PifATP能

8、量变化光能fATP中的活跃化学能暗反应阶段条件酶、ATP、H场所叶绿体基质物质变化CO2的固定：CO2+C5酶f2C3C3的还原：C3+Hf(CH2O)33ATP2能量变化ATP中的活跃化学能f(CH2O)中的稳定化学能总反应式1光能JJ6CO+12HO能CHoO+6O+6HO22叶绿体*6126+22HATPO2产生量C3C5(CHQ)光照强f弱CO2供应不变减少减少减少上升下降减少光照弱f强CO2供应不变增多增多增多下降上升增加光照不变CO2供应减少相对增加相对增加减少下降上升相对减少光照不变CO2供应增加相对减少相对减少增加上升下降相对增加3、光照和CO2浓度变化对植物细胞内C3、C5、

9、H、ATP和O2及(CH2O)含量的影响4、影响光合作用的环境因素：光照强度、CO2浓度、温度等因素图像JC./-8。光服强度Af表示境大关键点的含义A点光照强度为0,此时只进行呼吸作用，释放CO2的量，表明此时的呼吸强度。aB段表明随光照强度加强，光合作用逐渐加强，CO2的释放量逐渐减少，有一部分用于光合作用；B点时，呼吸作用释放的CO,全部用于光合作用，即光合作用强度=呼吸作用强度，称B点为光补偿点(植物白天光照强度应在光补偿点以上，植物才能正常生长)。BC段表明随着光照强度不断加强，光合作用强度不断加强，到C点以上不再加强了。C点为光合作用的饱和点。在生产上的应用适当提高光照强度延长光合

10、作用时间(例：轮作)对温室大棚用无色透明玻璃若要降低光合作用则用有色玻璃。如用红色玻璃，则透红光吸收其他波长的光，光合能力较白光弱。但较其他单色光强。OA段表明随叶面积的不断增大，光合作用实际量不断增大适当间苗、修剪，合理施肥、物A.光合作用实际量面积封行过早，使中下层叶子所受的光照往往在光补偿点以下，白白消耗有机物，造成不必要的浪费。温室栽培植物时，可增加光合作用面积，合理密植是增加光合作用面积的一项重要措施。A点为光合作用面积的饱和点，随叶面积的增大，光合作用不再增强，原因是有很多叶被遮挡在光补偿点以下。0B段干物质量随光合作用增强而增加，而由于A点以后光合作用量不再增加，而叶片随叶面积的

11、不断增加0C段呼吸量不断增加，所以干物质积累量不断降低如BC段。植物的叶面积指数不能超过C点，若超过C点，植物将入不敷出，无多因子影响二氧化碳浓度温度叶龄矿质元盍图像00】池度肯水co2是光合作用的原料，在一定范围内，CO2越多，光合作用速率越大，但到A点时，即CO2达到饱和时，就不再增加了2温室栽培植物时适当提高室内CO2的浓度,如释放一定量的干冰或多施有机肥，使根部吸收的CO2增多。大田生产“正其行，通其风”，即为提高CO2浓度、增加产量光合作用是在酶催化下进行的，温度直接影响酶的活性。一般植物在10C35C下正常进行光合作用，其中AB段(10C35C)，随温度的升高而逐渐加强，B点(35

12、C)以上光合酶活性下降，光合作用开始下降,40C50C光合作用几平完全停止适时播种温室栽培植物时，白天适当提高温度,晚上适当降温植物“午休”现象的原因之一OA段为幼叶，随幼叶的不断生长，叶面积不断增大，叶内叶绿体不断增多，叶绿素含量不断增加，光合作用速率不断增加。AB段为壮叶，叶片的面积、叶绿体和叶绿素都处于稳定状态，光合速率也基本稳定。BC段为老叶,随叶龄的增加，叶片内叶绿素被农作物、果树管理后期适当摘除老叶、残叶及茎叶蔬菜及时换新叶,都是根据其原理。又可降低其呼吸作用消耗有机物矿质元素是光合作用的产物一一葡萄糖进一步合成许多有机物时所必需的物质。如缺少N，就影响蛋白质(酶)的合成；缺少P就

13、会影响ATP的合成；缺少Mg就会影响叶绿素的合成合理施肥可促进叶片面积增大，提高酶的合成率，提高光合作用速率Jtrt光4注f-克敞農co：中傩度CO!低诳COiit照强度含义应用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，横坐标所表示的因子，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的苴他因子温室栽培时，在一定光照强度下，白天适当提高温度，增加光合酶的活性，提高光合速率，也可同时适当充加CO2，进一步提高光合速率。当温度适宜时，可适当增加光照强度和CO2浓度以提高光合作用速率。总之，可根据具体情况，通过增加光照强度，调

14、节或增加CO2浓度,以达到增产的目的四、细胞呼吸(一)、有氧呼吸1、概念：有氧呼吸是指活细胞在有氧气的参与下，通过酶的催化作用，把某些有机物彻底氧化分解，产生出二氧化碳和水，同时释放大量能量的过程。2、过程：三个阶段有氧呼吸的过程和场所C6H12细胞质基质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）不同的酶来隹F化的2ATP（少）细胞质基质24H（注：3个阶段的各个化3、总反应式:C6H12O6+6H2O+6O2酶6CO2+妙2+能量4、意义：是大多数生物特别是人和高等动植物获得能量的主要途径（二）、

15、无氧呼吸1、概念：学反应是由6CO2+线粒体线粒体内膜VS1排粒本基质无氧呼吸是指细胞在无氧条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解成乙醇和二氧化碳或乳酸,同时释放少量能量的过程。2、过程：二个阶段:与有氧呼吸第一阶段完全相同细胞质基质丙酮酸酶.C2H5OH（酒精）+CO2细胞质基质高等植物、酵母菌等）或丙酮酸酶卜C3H6O3（乳酸）（动物和人3、总反应式：C6H12O6酶訐2C2H5OH（酒精）+2CO2+能量C6H12O6酶.2C3H6O3（乳酸）+能量61263634、意义：高等植物在水淹的情况下，可以进行短暂的无氧呼吸，将葡萄糖分解为酒精和二氧化碳释放出能量以适应缺氧环境条件。（

16、酒精会毒害根细胞，产生烂根现象）人在剧烈运动时，需要在相对较短的时间内消耗大量的能量，肌肉细胞则以无氧呼吸的方式将葡萄糖分解为乳酸，释放出一定能量，满足人体的需要。（三）、细胞呼吸的意义为生物体的生命活动提供能量，其中间产物还是各种有机物之间转化的枢纽（四）、应用：1、水稻生产中适时的露田和晒田可以改善土壤通气条件，增强水稻根系的细胞呼吸作用。2、储存粮食时，要注意降低温度和保持干燥,抑制细胞呼吸。3、果蔬保鲜时，采用降低氧浓度、充氮气或降低温度等方法，抑制细胞呼吸，注意要保持一定的湿度。（五）实验：探究酵母菌的呼吸方式1、过程（见书p69）2、结论：酵母能进行有氧呼吸，也能进行无氧呼吸（六）

17、、呼吸作用和光合作用的关系63消耗*生严生匸6嚅耗吸收co为比有乍用强度P呼頤件用逼度02（2）光合件用强度二呼吸杵用强度黑暗光合佇库产主的有矶切一呼喪作用消耗的時机物=百机物的稅累光合件托产生的6呼吸作用泪耗的02=02対释放量呼吸伫托产生的CO2-7*C合作用沖耗的CO2=C02的U）亢咅件用強度戶吸乍用强鹿口氏肘针对训练一、选择题（本题共20小题，每小题3分，共60分）1在色素的提取与分离实验中，研磨绿叶时要加入无水乙醇，其目的是防止叶绿素被破坏B.使叶片充分研磨C.使各种色素充分溶解在无水乙醇中D.使叶绿素溶解在无水乙醇中2在进行色素的提取与分离实验时，不能让层析液没及滤液细线的原因是

18、滤纸条上几种色素会扩散不均匀而影响结果滤纸条上滤液细线会变粗而使色素太分散色素会溶解在层析液中而使结果不明显滤纸条上的几种色素会混合起来。3在圆形滤纸的中央滴上叶绿体的色素滤液进行色素分离，要看到近似同心环状的四个色素圈，排列在最外圈的一个呈蓝绿色B.黄绿色C.黄色D.橙黄色4有人对恩吉尔曼实验进行如此改进：“让一束白光通过棱镜再投射到水绵的叶绿体上”，你预期此时好氧性细菌聚集的区域是B.红光和绿光的投影区域内红光的投影区域内C.红光和蓝紫光的投影区域内D.黄光和橙光的投影区域内生长于较弱光照下的植物，当提高CO2浓度时，其光合作用并未随之增强，主要限制因素是呼吸作用和暗反应B.光反应C.暗反

19、应D.呼吸作用6在下列有关光合作用和呼吸作用的说法中，正确的是呼吸作用是光合作用的逆反应两者除能量转变有别外，其它都是可逆的光合作用与呼吸作用是单独进行的，二者不可能同时进行D.对不同生物而言，光合作用与呼吸作用的进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中的氧为18,你预计释放的02中被180标记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，光反应对暗反应的连续进行的主要作用在于，生成的物质促进了a.C02的固定B.C3的还原c.葡萄糖的产生d.C5的再生在右图所示的玻璃容器中，注入一定浓度的N

20、aHC03溶液并投入少量的新鲜绿叶碎片，密闭后，设法减小液面上方的气体压强，会看到叶片沉入水中。然后再用光照射容器，又会发现叶片重新浮出液面。光照后叶片重新浮出液面的原因是叶片吸水膨胀，密度减小的缘故溶液内产生的C0大量附着在叶面上的缘故叶片进行光合作用所产生的0附着在叶面上的缘故NaHCO3溶液因放出c02而密度?曾大的缘故将藻和草履虫置于同一溶液中，在有光条件下持续生活一周。已知草履虫消耗O.lOmol葡萄糖、藻消耗0.12mol葡萄糖，还净产生葡萄糖0.25mol。藻每星期净产生氧的量是多少A.0.18molB.2.10molC.2.22molD.2.82mol哺乳动物进行有氧呼吸的场所

21、是A.肺泡B.细胞质基质C.线粒体D.细胞质基质和线粒体下列有关呼吸作用的说法中，不正确的是生物体吸收的02用于在线粒体内与H结合生成水无线粒体的生物不一定不能进行有氧呼吸在线粒体内进行的物质氧化必需在有氧条件下对植物而言，产生C02的部位一定在线粒体同位素标记法可应用于光合作用、呼吸作用反应机理的研究，在利用180标记法研究相关机理的过程中，不可能出现的是ch180fCH180f50B.Cs0fC化合物fc化合物61263432635c.H180fC化合物fCH180D.C80fC化合物fCH180236126636126右图表示苹果在氧浓度为a、b、c、d时C02释放量和02吸收量关系。下

22、列叙述正确的是A.氧浓度为a时最适于贮藏该植物器官氧浓度为b时，无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的5倍氧浓度为c时，无氧呼吸最弱氧浓度为d时，有氧呼吸强度与无氧呼吸强度相等下列有关马铃薯块茎细胞呼吸的说法，正确的是A.有氧呼吸与无氧呼吸消耗相同葡萄糖时，有氧时释放的能量是无氧的19倍无氧呼吸释放能量较少，是因为绝大多数能量以热能的形式散发掉无氧呼吸释放能量较少，是因为绝大多数能量还在乳酸中未有释放D.有氧呼吸释放的能量绝大部分形成了ATP，无氧呼吸释放的能量只有少量形成了ATP16.在其它条件适宜的情况下，以CO2的吸收量与释放量为指标在光照和黑暗条件进行光合作用实验的结果如下表所示：2温度(

23、C)5101520253035光照下吸收CO2(mg/h)1.001.752.503.253.753.53.00黑暗中释放CO(mg/h)0.500.751.001.502.253.003.50下列对该表数据的分析正确的是在连续光照的情况下，该植物在0C条件下不能生长昼夜不停地光照，该植物生长的最适温度为30C每天光照与黑暗时间相等，在恒温条件下，30C时该植物积累的有机物最多每天光照与黑暗时间相等，在恒温条件下，30C与10C条件下积累的有机物相等在马拉松长跑中，运动员骨骼肌肌纤维所消耗的能量主要来自A.葡萄糖的有氧分解B.丙酮酸的水解C.无氧呼吸D.磷酸肌酸转移人在剧烈运动后，血液pH会明

24、显下降，其原因是A.血浆中乳酸过少B.血浆中CO2过多C.血浆中乳酸过多D.血浆中丙酮酸过多缺氧时酵母菌产生AmolC02，正常情况下，人体在消耗等量的葡萄糖时可形成的CO2是A.7/3AmolB.1/12AmolC.6AmolD.3Amol在一普通锥形瓶中，加入含有酵母菌的葡萄糖溶液，如下图所示。在下列有关的坐标图中，不正确的是C-.阿nJI二、非选择题(本大题共3个小题，共40分)(12分)为研究果实贮藏效率与02浓度的关系，将质量相同的苹果果肉放在02浓度不同的密闭容器中，一小时后测定o2吸收量和co2释放量，结果如下表，据表回答以下问题：氧气相对量(%)01235710152025O2

25、吸收量(mol)00.10.20.30.40.50.60.70.81.0CO释放量(mol)1.00.80.60.50.40.50.60.70.81.0据上表数据，在方格纸中绘出o2吸收量与co2释放量的关系曲线，并注明坐标图的名称、横坐标及纵坐标。在氧浓度为3%时，每小时葡萄糖有氧分解量为mol，根据以上实验结果分析，仓库中贮藏苹果时，02相对浓度在时较好。在苹果植株的叶肉细胞中，葡萄糖有氧分解产生的H可用于葡萄糖的合成吗？。写出光合作用过程中H的来源和用途:、(14分)右边是植物体内的部分代谢示意图，请回答：A过程表示光合作用的阶段，在叶绿体的中进行。其中为C化合物的还原提供能量的是，还原剂是；B过程中发生的能量变化是，写出形成c的反应方程式如果把该植物突然从光下移到黑暗处，其他条件不变，则细胞中b、c及C5化合物的含量变化分别是;光合作用过程中形成的部分(CHO)可能通过C、D、E途径又会生成HO并释放大量能22量，此时，发生反应的场所，被消耗的(