第五章 細胞的能量供應(yīng)與利用(二) 【速記清單】_第1頁
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文檔簡介

學而優(yōu)·教有方PAGEPAGE1細胞的能量供應(yīng)和利用(二)第三節(jié)細胞呼吸的原理和應(yīng)用考點1:細胞呼吸的方式1.細胞呼吸(1)概念:細胞呼吸是指有機物在細胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解,生成二氧化碳或其他產(chǎn)物,釋放出能量并產(chǎn)生ATP的過程。(2)呼吸作用的實質(zhì):。2.【探究實踐】探究酵母菌細胞呼吸的方式(1)實驗材料:酵母菌①生物類型:(真核生物)②代謝類型:異養(yǎng)兼性厭氧型③呼吸類型:實驗原理檢測物質(zhì)檢測試劑實驗現(xiàn)象CO2變混濁(根據(jù)石灰水的混濁程度可比較CO2的多少)由藍變綠再變黃(根據(jù)溴麝香草酚藍溶液變成黃色時間長短可比較CO2的多少)酒精由橙色變成灰綠色(3)實驗思路:分別給酵母菌提供有氧和無氧的條件,一段時間后檢測其產(chǎn)物是否含或。(4)分析變量①自變量:。②因變量:。③無關(guān)變量:。(5)實驗步驟①配制酵母菌培養(yǎng)液(酵母菌+葡萄糖溶液)②檢測CO2產(chǎn)生的多少的裝置如圖所示。③檢測酒精的產(chǎn)生:從A、B中各取2mL酵母菌培養(yǎng)液的濾液,分別注入編號為1、2的兩支試管中→分別滴加0.5mL溶有0.1g重鉻酸鉀的濃硫酸溶液→振蕩并觀察溶液的顏色變化。實驗結(jié)果條件澄清石灰水/出現(xiàn)的時間重鉻酸鉀-濃硫酸溶液有氧變混濁程度高/快不變灰綠色無氧變混濁程度低/慢出現(xiàn)灰綠色(7)實驗結(jié)論①酵母菌在條件下都能進行細胞呼吸。②在有氧條件下,酵母菌通過細胞呼吸產(chǎn)生大量的;在無氧條件下,酵母菌通過細胞呼吸產(chǎn)生,還產(chǎn)生少量??键c2:有氧呼吸1.概念:細胞在的參與下,通過多種酶的催化作用,把等有機物徹底氧化分解,產(chǎn)生,釋放,生成大量ATP的過程。2.反應(yīng)的主要場所:。(1)線粒體內(nèi)膜的某些部位向線粒體的內(nèi)腔折疊形成嵴,嵴使。(2)線粒體的內(nèi)膜上和基質(zhì)中含有許多種與有氧呼吸有關(guān)的。3.有氧呼吸過程①第一階段:場所:物質(zhì)變化:產(chǎn)能情況:②第二階段:場所:物質(zhì)變化:產(chǎn)能情況:③第三階段:場所:物質(zhì)變化:產(chǎn)能情況:4.總反應(yīng):(1)物質(zhì)變化:有機物(葡萄糖)→無機物(CO2+H2O)(2)能量變化:有機物中穩(wěn)定的化學能→+ATP中活躍的化學能考點3:無氧呼吸1.概念(1)定義:在沒有參與的情況下,葡萄糖等有機物經(jīng)過不完全分解,釋放少量能量的過程。(2)實質(zhì):細胞內(nèi)有機物不徹底氧化分解,釋放能量。2.過程(1)第一階段:葡萄糖的分解(與有氧呼吸第一階段相同)①場所:細胞質(zhì)基質(zhì)②反應(yīng):③實例:酵母菌、大多數(shù)高等植物(2)第二階段:丙酮酸的不完全分解①場所:②反應(yīng):a.b.③實例:人和動物細胞,乳酸菌,某些植物的特殊器官馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、玉米胚。(3)總反應(yīng):①酒精發(fā)酵:②乳酸發(fā)酵:呼吸作用的意義(1)為生物體的生命活動提供能量。絕大多數(shù)生命活動的所需要的能量(ATP)都是來源于細胞呼吸。因此,細胞呼吸是ATP的主要來源。(2)生物體代謝的樞紐,為生物體其他化合物的合成提供原料。細胞呼吸產(chǎn)生的丙酮酸可以作為合成脂肪、非必需氨基酸的原料。非糖物質(zhì)代謝形成的某些產(chǎn)物與細胞呼吸中間產(chǎn)物相同,這些物質(zhì)可以進一步形成葡萄糖。4.【拓展討論】(1)在通風條件不好的環(huán)境中儲藏的蘋果會有酒味散發(fā),而馬鈴薯儲藏久了卻不會有酒味產(chǎn)生,為什么會產(chǎn)生這種差異?請分析其中的原因?!敬鸢浮浚?)劇烈運動后的肌肉酸疼是怎樣造成的?【答案】(3)病毒進行有氧呼吸還是無氧呼吸?【答案】(4)請據(jù)圖分析:對于厭氧生物來說,無氧呼吸第二階段不產(chǎn)生ATP,但還要進行第二階段反應(yīng)的原因是:對于厭氧生物來講,只要能不斷地從食物中獲得葡萄糖,細胞就能不停地通過無氧呼吸合成出用于生命活動的ATP。由于細胞中的NAD+的含量不多,伴隨著NADH的積累,NAD+逐漸會被消耗。當NAD+的含量很低的時候,細胞呼吸的第一階段的過程就會停止,ATP的合成也會停止。因此為了保障通過細胞呼吸第一階段的持續(xù)以獲得ATP,NADH就要轉(zhuǎn)化成NAD+來實現(xiàn)循環(huán)利用,來自NADH中的氫就會被乙醛或丙酮酸接收。另外,丙酮酸是不能運出細胞的,如果持續(xù)積累,也會抑制細胞呼吸第一階段的進行。(5)骨骼肌中的丙酮酸被還原成乳酸的意義是什么?【答案】動物從外界獲得有機物相對困難,丙酮酸轉(zhuǎn)化成乳酸進入血液后運輸?shù)礁闻K細胞,在肝臟細胞中可以轉(zhuǎn)化成丙酮酸、葡萄糖或糖原來利用,減少了物質(zhì)和能量的浪費。(6)請從競爭的角度思考,乳酸菌通過無氧呼吸產(chǎn)生乳酸的意義是什么?【答案】乳酸菌產(chǎn)生的乳酸排到外界環(huán)境中,會導(dǎo)致環(huán)境中pH降低,使得一些不耐酸的微生物死亡,有利于乳酸菌在競爭中占據(jù)優(yōu)勢。(7)無氧呼吸釋放的能量為什么比有氧呼吸少?【答案】考點4:影響細胞呼吸的因素及應(yīng)用1.O2濃度對細胞呼吸的影響(1)機理:O2是有氧呼吸所必需的,且O2對無氧呼吸過程有抑制作用。(2)呼吸方式的判斷:①O2濃度=0時,只進行。②0<O2濃度<10%時,同時進行。③O2濃度≥10%時,只進行。(3)應(yīng)用:①中耕松土促進根呼吸。②無氧發(fā)酵控制無氧環(huán)境。③低氧儲存糧食、蔬菜、水果。2.溫度對細胞呼吸的影響①解讀:溫度通過影響而影響細胞呼吸速率。細胞呼吸的最適溫度一般在25℃~35℃之間。②應(yīng)用:a.零上低溫儲存食物;b.大棚栽培在夜間和陰天適當降低溫度以降低呼吸作用消耗的有機物;c.溫水和面發(fā)得快。3.CO2濃度對細胞呼吸的影響①原理:CO2是細胞呼吸的最終產(chǎn)物,積累過多會抑制細胞呼吸的進行。②應(yīng)用:在蔬菜和水果保鮮中,增加CO2濃度可抑制細胞呼吸,減少有機物的消耗。4.水對細胞呼吸的影響①解讀:一定范圍內(nèi),細胞中自由水含量越多,代謝越,細胞呼吸越強。②應(yīng)用:糧食儲存前要進行曬干處理,目的是降低糧食中的含量,降低細胞呼吸強度,減少儲存時有機物的消耗。水果、蔬菜儲存時保持一定的濕度。5.內(nèi)因①:不同種類的植物細胞呼吸速率不同。實例:旱生植物小于水生植物,陰生植物小于陽生植物。②:同一植物在不同的生長發(fā)育時期細胞呼吸速率不同。實例:幼苗期細胞呼吸速率高,成熟期細胞呼吸速率低。③:同一植物的不同器官細胞呼吸速率不同。實例:生殖器官大于營養(yǎng)器官。6.細胞呼吸原理的應(yīng)用(1)對有氧呼吸原理的應(yīng)用①提倡慢跑等有氧運動,使細胞進行有氧呼吸,避免肌細胞產(chǎn)生大量乳酸。②稻田定期排水有利于根系有氧呼吸,防止幼根因缺氧變黑、腐爛。③利用淀粉、醋酸桿菌或谷氨酸棒狀桿菌可以生產(chǎn)食醋或味精。(2)對無氧呼吸原理的應(yīng)用①利用糧食通過酵母菌發(fā)酵可以生產(chǎn)各種酒。②利用乳酸菌發(fā)酵可以制作泡菜、酸奶。③破傷風桿菌可通過無氧呼吸進行大量繁殖,包扎傷口應(yīng)選用透氣的敷料,抑制破傷風桿菌的無氧呼吸;較深的傷口需及時清理、注射破傷風抗毒血清等。④在種子的儲存過程中,營造低溫、低氧、干燥條件,抑制細胞呼吸,減少有機物消耗;保存新鮮果蔬時,營造低溫、低氧條件,一來抑制細胞呼吸,二來避免進行無氧呼吸產(chǎn)酒精。第四節(jié)光合作用與能量轉(zhuǎn)化考點1:捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)實驗:綠葉中色素的提取與分離實驗原理①提取色素的原理:綠葉中的色素能夠溶解在有機溶劑中,用無水乙醇可提取葉綠體中的色素。②分離色素的原理:,溶解度越高的色素隨層析液在濾紙上的擴散速度就,反之則慢。③分離色素的方法:。(2)實驗試劑①無水乙醇的作用:。②層析液的作用:。(3)實驗步驟①色素提取稱:稱取5g綠葉;剪:剪去主葉脈,剪碎,放入研缽中;加:二氧化硅-;碳酸鈣-;無水乙醇-;磨:迅速、充分的進行研磨;濾:用單層尼龍布過濾,收集濾液。②色素的分離制:制備濾紙條,將濾紙條的一端剪去兩角,在距這一端底部1cm處用鉛筆畫一條細的橫線;畫:畫濾液細線,用毛細吸管吸取少量濾液,沿鉛筆線均勻地畫出一條細線,待濾液干后,再重畫一到兩次;析:紙層析色素,將適量的層析液倒入試管中,將濾紙條輕輕插入層析液中。用棉塞塞緊試管口。(4)實驗結(jié)果:濾紙條上呈現(xiàn)四條顏色、寬度不同的色素帶。【注意】(1)層析液易揮發(fā),實驗時要密封;(2)濾液細線不能插入層析液中,防止色素被溶解。葉綠素b葉綠素a胡蘿卜素葉黃素葉綠素b葉綠素a胡蘿卜素葉黃素結(jié)果分析①色素帶的條數(shù)與光合色素種類有關(guān),四條色素帶說明有四種光合色素;②色素帶的寬窄與色素含量有關(guān),色素帶越寬說明此種色素含量越多;③色素帶擴散速度與溶解度有關(guān),擴散速度越快說明溶解度越高。2.捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)(1)葉綠體結(jié)構(gòu)①外膜和內(nèi)膜:將葉綠體內(nèi)部與外界的細胞質(zhì)基質(zhì)分隔開,保證內(nèi)部的光合作用集中在一個相對獨立的區(qū)間不受干擾、高效有序地進行。②基質(zhì):呈液態(tài),分布著大量與光合作用有關(guān)的酶。③類囊體:生物膜圍成的囊狀結(jié)構(gòu),分布著大量的和與光合作用階段有關(guān)的酶。④基粒:擴大了膜面積,有利于的附著。(2)葉綠體的功能:進行的場所。(3)葉綠體功能的實驗證明【恩格爾曼實驗一】①實驗材料:水綿:水綿的葉綠體呈螺旋式帶狀,便于觀察。好氧菌:好氧細菌可確定釋放O2的部位。②自變量:;③因變量:;④結(jié)論:?!径鞲駹柭鼘嶒灦竣賹嶒灧治鯝.在第二個實驗中,大量的需氧細菌聚集在紅光和藍紫光區(qū)域,為什么?【答案】。B.綜合上述資料,你認為葉綠體具有什么功能?【答案】。(2)捕獲光能的色素①種類綠葉中的色素綠葉中的色素葉綠素(含量約占3/4)類胡蘿卜素(含量約占1/4)葉綠素a(黃綠色)葉綠素b(黃綠色)胡蘿卜素(橙黃色)葉黃素(黃色)②捕捉光能的色素在細胞中的位置A.而每個基粒都含有兩個以上的類囊體,多者可達100個以上。葉綠體內(nèi)有如此多的基粒和類囊體,極大地擴大了。B.每個基粒都由一個個圓餅狀的囊狀結(jié)構(gòu)堆疊而成。這些囊狀結(jié)構(gòu)稱為類囊體。吸收光能的四種色素就分布在上。C.基質(zhì)中有與光合作用有關(guān)的酶,少量DNA、RNA,核糖體。(3)不同色素對光的吸收差異光是一種電磁波,分為可見光和不可見光??梢姽獾牟ㄩL是400-760nm。不同波長的光,顏色不同。①葉綠素主要吸收和。②葉綠素a和葉綠素b的吸收峰值不同。③類胡蘿卜素主要吸收(4)功能①:葉綠素a和葉綠素b主要吸收藍紫光和紅光,胡蘿卜素和葉黃素主要吸收藍紫光。絕大多數(shù)葉綠素a、全部葉綠素b、葉黃素和胡蘿卜素可以吸收和傳遞光能。②:少數(shù)處于特殊狀態(tài)的葉綠素a有將光能轉(zhuǎn)換成電能的作用。(5)影響葉綠素合成的因素(1):光是葉綠素合成的必要條件,植物在黑暗中葉呈黃色。(2):低溫抑制葉綠素的合成,破壞已有的葉綠素分子,從而使葉片變黃。(3)等無機鹽:鎂是構(gòu)成葉綠素的重要成分,缺鎂葉片變黃。考點2:光合作用的原理和應(yīng)用1.探索光合作用原理的部分實驗(1)光合作用的概念與反應(yīng)式葉綠體①概念:指綠色植物通過,利用光能,把轉(zhuǎn)化成儲存著能量的,并且釋放出的過程。葉綠體光能②反應(yīng)式:CO2+H2O(CH2O)+O2光能③光合作用探索過程19世紀末科學界普遍認為,在光合作用中,CO2分子的C和O被分開,被釋放,C與H2O結(jié)合成甲醛,然后甲醛分子縮合成糖1928年科學家發(fā)現(xiàn)甲醛對植物有毒害作用,而且甲醛不能通過光合作用轉(zhuǎn)化成糖1937年希爾在離體葉綠體的懸浮液中加入鐵鹽或其他氧化劑(懸浮液中有H2O,沒有CO2),在光照下可以釋放出1941年魯賓、卡門用同位素示蹤的方法,研究了光合作用中氧氣的來源,H18O+CO2→植物→18O2,H2O+C18O2→植物→O2,得出光合作用釋放的氧全部來自水1954年阿爾農(nóng)在光照下,葉綠體可合成,這一過程總是與相伴隨2.光合作用原理的基本過程根據(jù)是否需要光能,這些化學反應(yīng)可以概括地分為和,現(xiàn)在也稱為碳反應(yīng),兩個階段。(1)光反應(yīng)①場所:;②條件:;③物質(zhì)變化::H2O→O2+H+:H++NADP++2e-→NADPH:ADP+Pi+能量(光能→ATP④能量變化:。暗反應(yīng)①條件:NADPH、ATP、酶;②場所:;ATPNADPH③物質(zhì)變化::CO2+C5→2C3ATPNADPH:2C3(CH2O)+C5④能量變化:活躍的化學能轉(zhuǎn)變?yōu)樘穷惖扔袡C物中穩(wěn)定的化學能。(3)光反應(yīng)與暗反應(yīng)的聯(lián)系光反應(yīng)產(chǎn)生的為暗反應(yīng)提供還原劑和能量;暗反應(yīng)產(chǎn)生的為光反應(yīng)形成ATP提供了原料。(4)光合作用過程中元素的轉(zhuǎn)移①O元素的轉(zhuǎn)移途徑:②C元素的轉(zhuǎn)移途徑:③H元素的轉(zhuǎn)移途徑:??键c3:探究光照強度對光合作用強度的影響實驗原理:葉片中含有氣體會上浮,抽氣葉片下沉,光合作用產(chǎn)生氧氣充滿細胞間隙,葉片上浮。實驗裝置分析自變量的設(shè)置:是自變量,通過調(diào)整之間的距離來調(diào)節(jié)的大小。因變量是,可通過觀測來衡量光合作用的強弱。(3)無關(guān)變量①實驗葉片:②燒杯中清水:NaHCO3緩沖液的作用是:(4)實驗結(jié)果不同光照強度處理下葉片漂起的狀況(室溫:25℃)臺燈燈泡的功率(W)404040臺燈與燒杯的距離(cm)102030葉片漂起的數(shù)量5min00010min98915min109920min13101025min131011光照強度對光合作用強度有影響:【注意】葉片上浮的原因:光合作用產(chǎn)生的O2大于有氧呼吸消耗的O2,釋放氧氣,使葉肉細胞間隙充滿了氣體,浮力增大,葉片上浮。打孔時要避開大的葉脈,因為其中沒有葉綠體,而且會延長圓形小葉片上浮的時間,影響實驗結(jié)果的準確性。為確保溶液中CO2含量充足,圓形小葉片可以放入NaHCO3溶液中??键c4:光合作用的影響因素及其應(yīng)用1.環(huán)境因素(1)光照強度①原理:光照強度通過影響植物的光反應(yīng)影響光合速率。一定范圍內(nèi),光照強度增加,光反應(yīng)速率,產(chǎn)生的增多,這使得暗反應(yīng)中C3的還原速率加快,從而使光合作用產(chǎn)物含量增加。②曲線分析:A點:只進行,CO2釋放量表明此時的。AB段:B點:光補償點,。BC段:C點對應(yīng)的橫坐標:光飽和點,增加光照強度光合作用。點點段段③總光合與凈光合關(guān)系:B.關(guān)系圖表示方法項目表示方法凈光合速率(又稱表觀光合速率)真正光合速率(又稱實際光合速率)呼吸速率(黑暗中測量)④應(yīng)用:欲使植物生長,必須使光照強度大于光補償點。溫室生產(chǎn)中,適當增加光照強度,可以提高光合速率,使作物增產(chǎn)。(2)二氧化碳濃度①圖1和圖2都表示在一定范圍內(nèi),光合速率隨CO2濃度的增加而,但當CO2濃度增加到一定范圍后,光合速率;②圖1中A點表示光合速率等于細胞呼吸速率時的CO2濃度,即CO2;圖2中的A'點表示進行光合作用所需CO2的最低濃度。圖1和圖2中的B和B'點都表示CO2。應(yīng)用:施用有機肥;溫室栽培植物時,可以適當提高室內(nèi)CO2濃度。

大田生產(chǎn)“正其行,通其風”,即為提高CO2濃度,增加產(chǎn)量(3)溫度①原理:溫度通過影響影響光合作用。②曲線分析AB段在B點之前,隨著溫度升高,光合速率增大B點酶的溫度,光合速率最大BC段隨著溫度升高,酶的活性下降,光合速率,50℃左右光合速率幾乎為零③原理2:影響氣孔開閉盛夏的中午,溫度高,。(4)水分和礦質(zhì)元素①原理a.水既是光合作用的,又是體內(nèi)各種化學反應(yīng)的介質(zhì),如植物缺水導(dǎo)致萎蔫,使光合速率。b.礦質(zhì)元素通過影響等相關(guān)化合物的合成,對光合作用產(chǎn)生直接或間接的影響。②應(yīng)用:施肥的同時,往往適當澆水,小麥的光合速率會更大,此時澆水的原因是:。2.內(nèi)部因素(1)葉面指數(shù)①一定范圍內(nèi)隨葉面積指數(shù)增大,總光合量不斷,干物質(zhì)積累量不斷,呼吸量不斷。②當增大到一定程度后,總光合量不再增加,原因是許多葉片被遮擋,但呼吸量隨葉面積指數(shù)增大仍不斷增加,故干物質(zhì)積累量逐漸降低。③生產(chǎn)應(yīng)用:適當間苗、修剪,合理施肥、澆水,避免枝葉徒長;合理密植。(2)葉齡OA:一定范圍內(nèi)隨著幼葉不斷生長,葉面積不斷增大,葉內(nèi)葉綠體不斷增多,光合速率不斷增加。AB:壯葉時,葉面積、葉綠體基本穩(wěn)定,光合速率基本穩(wěn)定。BC:老葉時,隨葉齡增加,葉綠素被破壞,光合速率下降。生產(chǎn)應(yīng)用:農(nóng)作物、果樹管理后期應(yīng)適當摘除老葉、殘葉。3.外部因素(多因子影響)(1)光照強度、CO2濃度和溫度對光合作用的綜合作用P點:限制光合速率的因素應(yīng)為所表示的因子,隨著因子的不斷加強,光合速率不斷增大。Q點:橫坐標所表示的因子不再是影響光合速率的因素,影響因素主要為各曲線所表示的因子。應(yīng)用:溫室栽培時,在一定光照強度下,白天適當提高溫度,增加光合酶的活性,提高光合速率,也可同時適當增加CO2濃度,進一步提高光合速率;當溫度適宜時,可適當增加和以提高光合速率。4.右圖是在夏季晴朗的白天,某種綠色植物葉片光合作用強度的曲線圖。分析曲線圖并回答問題:①7~10時的光合作用強度不斷增強的原因是。②10~12時左右的光合作用強度明顯減弱的原因是。③14~17時的光合作用強度不斷下降的原因是。④依據(jù)本題提供的信息,提出提高綠色植物光合作用強度的一些措施:??键c5:化能合成作用1.概念:某些細菌利用體外環(huán)境中的某些無機物氧化時所釋放的能量來制造有機物,這種合成作用叫化能合成作用,這些細菌屬于自養(yǎng)生物。2.化能合成作用與光合作用的比較(1)相同點:本質(zhì)相同,都是將無機物合成有機物。(2)不同點:利用的能源不同,光合作用利用的是光能,化能合成作用利用的是化學能。疑難1:探究酵母菌細胞呼吸的方式(一)根據(jù)液滴移動方向探究細胞的呼吸方式1.實驗設(shè)計: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)。實驗現(xiàn)象結(jié)論裝置一液滴裝置二液滴不動不動只進行乳酸的無氧呼吸或種子已死亡不動右移只進行產(chǎn)生酒精的無氧呼吸左移右移進行有氧呼吸和產(chǎn)生酒精的無氧呼吸左移不動只進行有氧呼吸或進行有氧呼吸和產(chǎn)乳酸的無氧呼吸(二)種子萌發(fā)時呼吸速率的測定1.實驗裝置2.指標及原理指標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)的著色液左移。單位時間內(nèi)著色液左移的距離即表示呼吸速率3.物理誤差的校正(1)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。(2)如果實驗材料是種子,為防止微生物的細胞呼吸對實驗結(jié)果的干擾,應(yīng)對裝置及所測種子進行消毒處理。(3)為防止氣壓、溫度等物理因素引起誤差,應(yīng)設(shè)置對照實驗,將所測的生物材料滅活(如將發(fā)芽的種子煮熟),其他條件均不變。4.實驗拓展:呼吸底物與著色液移動的關(guān)系脂肪含氫量高,含氧量低,等質(zhì)量的脂肪與葡萄糖相比,脂肪氧化分解時耗氧量高,產(chǎn)生CO2量少。因此脂肪有氧呼吸時,產(chǎn)生的CO2量小于消耗的O2量,著色液移動更明顯。疑難2:有氧呼吸1.有氧呼吸總反應(yīng)式及各元素的來源和去路(1)CO2在第二階段產(chǎn)生,是由丙酮酸和水反應(yīng)生成的,場所是線粒體基質(zhì)。(2)O2參與了第三階段,[H]和O2結(jié)合生成水,所以細胞呼吸產(chǎn)生的水中的氧全部來自O(shè)2,場所是線粒體內(nèi)膜。(3)有氧呼吸過程中的反應(yīng)物和生成物中都有水,反應(yīng)物中的水參與第二階段的反應(yīng),而生成物中的水是有氧呼吸第三階段由[H]和O2結(jié)合生成的。2.與有機物在生物體外燃燒相比,有氧呼吸是在溫和的條件下進行的,有機物中的能量是逐步釋放的,一部分能量儲存在ATP中,兩者的共同點是都有大量能量以熱能形式散失。疑難3:有氧呼吸和無氧呼吸的比較項目有氧呼吸無氧呼吸不同點反應(yīng)條件需要O2、酶和適宜的溫度不需要O2,需要酶和適宜的溫度反應(yīng)場所細胞質(zhì)基質(zhì)(第一階段)、線粒體(第二、三階段)細胞質(zhì)基質(zhì)分解產(chǎn)物CO2和H2O乳酸或CO2和酒精能量轉(zhuǎn)化有機物中的化學能轉(zhuǎn)化為ATP中的化學能、熱能有機物中的化學能轉(zhuǎn)化為不徹底氧化產(chǎn)物中的化學能、ATP中的化學能、熱能特點有機物徹底氧化分解,能量完全釋放有機物沒有徹底氧化分解,能量沒有完全釋放相同點實質(zhì)分解有機物,釋放能量,生成ATP意義①為生物體提供能量;②生物體代謝的樞紐聯(lián)系第一階段(從葡萄糖到丙酮酸)完全相同,之后在不同的條件、不同的場所和不同酶的作用下沿不同的途徑形成不同的產(chǎn)物疑難4:解讀呼吸作用曲線疑難5:呼吸作用易錯點(1)無氧呼吸產(chǎn)物不同的原因:直接原因是參與催化反應(yīng)的酶不同;根本原因是控制酶合成的基因不同。(2)無氧呼吸僅在第一階段產(chǎn)生少量ATP,第二階段不產(chǎn)生ATP。(3)呼吸作用中有H2O生成一定存在有氧呼吸,有CO2生成不一定是有氧呼吸,但對動物和人體而言,有CO2生成一定存在有氧呼吸,因為動物和人體無氧呼吸產(chǎn)物為乳酸。(4)葡萄糖分子不能直接進入線粒體被分解,必須在細胞質(zhì)基質(zhì)中分解為丙酮酸,丙酮酸進入線粒體被分解。(5)進行有氧呼吸不一定需要線粒體,如某些原核生物;真核細胞進行有氧呼吸則需要線粒體,無線粒體的真核細胞只能進行無氧呼吸,如哺乳動物成熟的紅細胞、蛔蟲等。(6)水稻等植物長期水淹后爛根的原因是細胞無氧呼吸產(chǎn)生的酒精對根有毒害作用。玉米種子爛胚的原因是細胞無氧呼吸產(chǎn)生的乳酸對胚有毒害作用。(7)線粒體是進行有氧呼吸的主要場所,原核生物有氧呼吸的場所是細胞質(zhì)和細胞膜,真核生物有氧呼吸的場所是細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體。疑難6:色素提取與分離實驗異常原因分析收集到的濾液中綠色過淺的原因分析未加二氧化硅(石英砂),研磨不充分。使用放置數(shù)天的菠菜葉,濾液色素(葉綠素)太少。一次加入大量的無水乙醇,提取濃度太低。(4)未加碳酸鈣或加入過少,色素分子被破壞。2.濾紙條色素帶重疊(1)濾液細線不直;(2)濾液細線過粗3.濾紙條無色素帶(1)忘記畫濾液細線;(2)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疑難7:光反應(yīng)與暗反應(yīng)的比較光反應(yīng)階段暗反應(yīng)階段條件光、色素、酶不需光、酶、NADPH、ATP場所葉綠體類囊體薄膜葉綠體基質(zhì)中物質(zhì)變化水的光解;ATP、NADPH的生成CO2的固定;C3的還原能量變化光能→ATP、NADPH中活躍化學能活躍化學能→有機物中穩(wěn)定的化學能聯(lián)系光反應(yīng)是暗反應(yīng)的基礎(chǔ),為暗反應(yīng)提供NADPH和ATP,暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADP和Pi、NADP+。疑難8:環(huán)境改變時光合作用各物質(zhì)含量的變化分析1.“來源—去路”法分析各物質(zhì)變化下圖中Ⅰ表示光反應(yīng),Ⅱ表示CO2的固定,Ⅲ表示C3的還原,當外界條件(如光照、CO2)突然發(fā)生變化時,分析相關(guān)物質(zhì)含量在短時間內(nèi)的變化:2.“模型法”表示C3、C5等物質(zhì)的含量變化(1)圖1中曲線甲表示C3,曲線乙表示C5、NADPH、ATP。(2)圖2中曲線甲表示C5、NADPH、ATP,曲線乙表示C3。(3)圖3中曲線甲表示C5、NADPH、ATP,曲線乙表示C3。(4)圖4中曲線甲表示C3,曲線乙表示C5、NADPH、ATP。3.連續(xù)光照和間隔光照下的有機物合成量分析(1)光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供的NADPH和ATP在葉綠體基質(zhì)中有少量的積累,在光反應(yīng)停止時,暗反應(yīng)仍可持續(xù)進行一段時間,有機物還能繼續(xù)合成。(2)在總光照時間、總黑暗時間均相同的條件下,光照和黑暗間隔處理比一直連續(xù)光照處理有機物的積累量要多。疑難9:植物光合作用1.植物“三率”(1)植物“三率”間的內(nèi)在關(guān)系a.呼吸速率:植物非綠色組織(如蘋果果肉細胞)或綠色組織在黑暗條件下測得的值——單位時間內(nèi)一定量組織的CO2釋放量或O2吸收量。b.凈光合速率:植物綠色組織在有光條件下測得的值——單位時間內(nèi)一定量葉面積所吸收的CO2量或釋放的O2量。c.總(真正)光合速率=凈(表觀)光合速率+呼吸速率。(2)植物“三率”的判定a.根據(jù)坐標曲線判定:當光照強度為0時,若CO2吸收值為負值,該數(shù)值的絕對值代表呼吸速率,該曲線代表凈光合速率;當光照強度為0時,若CO2吸收值為0,該曲線代表真正光合速率。b.根據(jù)關(guān)鍵詞判定:檢測指標呼吸速率凈光合速率總光合速率二氧化碳釋放量(黑暗)吸收量利用量、固定量、消耗量氧氣吸收量(黑暗)釋放量產(chǎn)生量有機物消耗量(黑暗)積累量制造量、產(chǎn)生量2.自然環(huán)境及密閉容器中植物光合作用曲線的分析(1)自然環(huán)境中一晝夜植物光合作用曲線:A.開始進行光合作用的點:b。B.光合作用與呼吸作用相等的點:c、e。C.開始積累有機物的點:c。D.有機物積累量最大的點:e。?a.光合作用強度與呼吸作用強度相等的點:D、H。b.該植物一晝夜表現(xiàn)為生長,其原因是Ⅰ點CO2濃度低于A點CO2濃度,說明一晝夜密閉容器中CO2濃度減小,即植物的光合作用強度>呼吸作用強度,植物表現(xiàn)為生長。疑難10:光合速率的測定方法1.“液滴移動法”(1)測定呼吸速率①裝置燒杯中放入適宜濃度的NaOH溶液用于吸收CO2。②玻璃鐘罩遮光處理,以排除光合作用干擾。③置于適宜溫度環(huán)境中。④紅色液滴向左移動(單位時間內(nèi)左移距離代表呼吸速率)。(2)測定凈光合速率①裝置燒杯中放入適宜濃度的CO2緩沖液,用于保證容器內(nèi)CO2濃度恒定,滿足光合作用需求。②必須給予足夠光照處理,且溫度適宜。③紅色液滴向右移動(單位時間內(nèi)右移距離代表凈光合速率)。(3)物理誤差的校正:為防止氣壓、溫度等物理因素所引起的誤差,應(yīng)設(shè)置對照實驗,即用死亡的綠色植物分別進行上述實驗,根據(jù)紅色液滴的移動距離對原實驗結(jié)果進行校正。2.“黑白瓶法”:黑瓶為黑布罩住的玻璃瓶,瓶中生物只進行細胞呼吸,而白瓶中的生物既能進行光合作用又能進行細胞呼吸,所以黑瓶(無光照的一組)測得的為細胞呼吸強度值,白瓶(有光照的一組)測得的為表觀(凈)光合作用強度值,綜合兩者即可得到真正光合作用強度值。3.“稱重法”:將葉片一半遮光,一半曝光,遮光的一半測得的數(shù)據(jù)變化值代表細胞呼吸強度值,曝光的一半測得的數(shù)據(jù)變化值代表表觀(凈)光合作用強度值,綜合兩者可計算出真正光合作用強度值。需要注意的是該種方法在實驗之前需對葉片進行特殊處理,以防止有機物的運輸。呼吸作用有氧呼吸與無氧呼吸該考點基礎(chǔ)層級訓練內(nèi)容為細胞呼吸的場所、過程、產(chǎn)物、實質(zhì)等內(nèi)容,重難、綜合層級考查兩種呼吸方式的區(qū)分判斷。細胞呼吸的影響因素及應(yīng)用該考點基礎(chǔ)層級訓練內(nèi)容為細胞呼吸原理的實際應(yīng)用的判定,重難層級考查影響細胞呼吸的因素的分析,往往與生產(chǎn)生活實踐相結(jié)合。光合作用捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)本考點基礎(chǔ)部分內(nèi)容主要包括光合色素的種類、作用、分布及提取和分離、葉綠體的結(jié)構(gòu)等內(nèi)容,重難及綜合部分主要考查光合色素與無機鹽的關(guān)系、光合色素的區(qū)分、在光合作用中的相關(guān)作用等內(nèi)容。光合作用本考點重點考查光合作用過程,光反應(yīng)和暗反應(yīng)中物質(zhì)和能量的變化??偣夂虾蛢艄夂系年P(guān)系及表示方法;影響光合作用的因素等?!菊骖}再現(xiàn)】1.(2023·北京·統(tǒng)考高考真題)運動強度越低,骨骼肌的耗氧量越少。如圖顯示在不同強度體育運動時,骨骼肌消耗的糖類和脂類的相對量。對這一結(jié)果正確的理解是()A.低強度運動時,主要利用脂肪酸供能B.中等強度運動時,主要供能物質(zhì)是血糖C.高強度運動時,糖類中的能量全部轉(zhuǎn)變?yōu)锳TPD.肌糖原在有氧條件下才能氧化分解提供能量2.(2023·山東·高考真題)水淹時,玉米根細胞由于較長時間進行無氧呼吸導(dǎo)致能量供應(yīng)不足,使液泡膜上的H+轉(zhuǎn)運減緩,引起細胞質(zhì)基質(zhì)內(nèi)H+積累,無氧呼吸產(chǎn)生的乳酸也使細胞質(zhì)基質(zhì)pH降低。pH降低至一定程度會引起細胞酸中毒。細胞可通過將無氧呼吸過程中的丙酮酸產(chǎn)乳酸途徑轉(zhuǎn)換為丙酮酸產(chǎn)酒精途徑,延緩細胞酸中毒。下列說法正確的是(

)A.正常玉米根細胞液泡內(nèi)pH高于細胞質(zhì)基質(zhì)B.檢測到水淹的玉米根有CO2的產(chǎn)生不能判斷是否有酒精生成C.轉(zhuǎn)換為丙酮酸產(chǎn)酒精途徑時釋放的ATP增多以緩解能量供應(yīng)不足D.轉(zhuǎn)換為丙酮酸產(chǎn)酒精途徑時消耗的[H]增多以緩解酸中毒3.(2023·湖北·統(tǒng)考高考真題)為探究環(huán)境污染物A對斑馬魚生理的影響,研究者用不同濃度的污染物A溶液處理斑馬魚,實驗結(jié)果如下表。據(jù)結(jié)果分析,下列敘述正確的是()A物質(zhì)濃度(μg·L-1)指標01050100①肝臟糖原含量(mg·g-1)25.0±0.612.1±0.712.0±0.711.1±0.2②肝臟丙酮酸含量(nmol·g-1)23.6±0.717.5±0.215.7±0.28.8±0.4③血液中胰高血糖素含量(mIU·mg·prot-1)43.6±1.787.2±1.8109.1±3.0120.0±2.1A.由②可知機體無氧呼吸減慢,有氧呼吸加快B.由①可知機體內(nèi)葡萄糖轉(zhuǎn)化為糖原的速率加快C.①②表明肝臟沒有足夠的丙酮酸來轉(zhuǎn)化成葡萄糖D.③表明機體生成的葡萄糖增多,血糖濃度持續(xù)升高4.(2023·北京·統(tǒng)考高考真題)在兩種光照強度下,不同溫度對某植物CO2吸收速率的影響如圖。對此圖理解錯誤的是()A.在低光強下,CO2吸收速率隨葉溫升高而下降的原因是呼吸速率上升B.在高光強下,M點左側(cè)CO2吸收速率升高與光合酶活性增強相關(guān)C.在圖中兩個CP點處,植物均不能進行光合作用D.圖中M點處光合速率與呼吸速率的差值最大5.(2023·江蘇·統(tǒng)考高考真題)下列關(guān)于“提取和分離葉綠體色素”實驗敘述合理的是()A.用有機溶劑提取色素時,加入碳酸鈣是為了防止類胡蘿卜素被破壞B.若連續(xù)多次重復(fù)畫濾液細線可累積更多的色素,但易出現(xiàn)色素帶重疊C.該實驗提取和分離色素的方法可用于測定綠葉中各種色素含量D.用紅色莧菜葉進行實驗可得到5條色素帶,花青素位于葉綠素a、b之間6.(2023·天津·統(tǒng)考高考真題)下圖是某種植物光合作用及呼吸作用部分過程的圖,關(guān)于此圖說法錯誤的是(

)A.HCO3-經(jīng)主動運輸進入細胞質(zhì)基質(zhì)B.HCO3-通過通道蛋白進入葉綠體基質(zhì)C.光反應(yīng)生成的H+促進了HCO3-進入類囊體D.光反應(yīng)生成的物質(zhì)X保障了暗反應(yīng)的CO2供應(yīng)

細胞的能量供應(yīng)和利用(二)第三節(jié)細胞呼吸的原理和應(yīng)用考點1:細胞呼吸的方式1.細胞呼吸(1)概念:細胞呼吸是指有機物在細胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解,生成二氧化碳或其他產(chǎn)物,釋放出能量并產(chǎn)生ATP的過程。(2)呼吸作用的實質(zhì):是細胞內(nèi)的有機物氧化分解,并釋放能量。2.【探究實踐】探究酵母菌細胞呼吸的方式(1)實驗材料:酵母菌①生物類型:真菌(真核生物)②代謝類型:異養(yǎng)兼性厭氧型③呼吸類型:有氧呼吸和無氧呼吸實驗原理檢測物質(zhì)檢測試劑實驗現(xiàn)象CO2澄清石灰水變混濁(根據(jù)石灰水的混濁程度可比較CO2的多少)溴麝香草酚藍溶液由藍變綠再變黃(根據(jù)溴麝香草酚藍溶液變成黃色時間長短可比較CO2的多少)酒精重鉻酸鉀溶液(酸性)由橙色變成灰綠色(3)實驗思路:分別給酵母菌提供有氧和無氧的條件,一段時間后檢測其產(chǎn)物是否含酒精或二氧化碳。(4)分析變量①自變量:細胞呼吸的條件-有氧和無氧。②因變量:細胞呼吸的產(chǎn)物,酒精和CO2。③無關(guān)變量:影響實驗結(jié)果的可變因素如溫度、酵母菌活性。(5)實驗步驟①配制酵母菌培養(yǎng)液(酵母菌+葡萄糖溶液)②檢測CO2產(chǎn)生的多少的裝置如圖所示。③檢測酒精的產(chǎn)生:從A、B中各取2mL酵母菌培養(yǎng)液的濾液,分別注入編號為1、2的兩支試管中→分別滴加0.5mL溶有0.1g重鉻酸鉀的濃硫酸溶液→振蕩并觀察溶液的顏色變化。實驗結(jié)果條件澄清石灰水/出現(xiàn)的時間重鉻酸鉀-濃硫酸溶液有氧變混濁程度高/快不變灰綠色無氧變混濁程度低/慢出現(xiàn)灰綠色(7)實驗結(jié)論①酵母菌在有氧和無氧條件下都能進行細胞呼吸。②在有氧條件下,酵母菌通過細胞呼吸產(chǎn)生大量的CO2和水;在無氧條件下,酵母菌通過細胞呼吸產(chǎn)生酒精,還產(chǎn)生少量CO2??键c2:有氧呼吸1.概念:細胞在氧的參與下,通過多種酶的催化作用,把葡萄糖等有機物徹底氧化分解,產(chǎn)生二氧化碳和水,釋放能量,生成大量ATP的過程。2.反應(yīng)的主要場所:線粒體。(1)線粒體內(nèi)膜的某些部位向線粒體的內(nèi)腔折疊形成嵴,嵴使內(nèi)膜的表面積大大增加。(2)線粒體的內(nèi)膜上和基質(zhì)中含有許多種與有氧呼吸有關(guān)的酶。3.有氧呼吸過程①第一階段:場所:細胞質(zhì)基質(zhì)物質(zhì)變化:葡萄糖→2丙酮酸+4[H]產(chǎn)能情況:少量能量②第二階段:場所:線粒體基質(zhì)物質(zhì)變化:2丙酮酸+6H2O→6CO2+20[H]產(chǎn)能情況:少量能量③第三階段:場所:線粒體內(nèi)膜物質(zhì)變化:24[H]+6O2→12H2O產(chǎn)能情況:大量能量4.總反應(yīng):C6H12O6+6O2→6CO2+12H2O+能量(1)物質(zhì)變化:有機物(葡萄糖)→無機物(CO2+H2O)(2)能量變化:有機物中穩(wěn)定的化學能→熱能散失+ATP中活躍的化學能考點3:無氧呼吸1.概念(1)定義:在沒有氧氣參與的情況下,葡萄糖等有機物經(jīng)過不完全分解,釋放少量能量的過程。(2)實質(zhì):細胞內(nèi)有機物不徹底氧化分解,釋放能量。2.過程(1)第一階段:葡萄糖的分解(與有氧呼吸第一階段相同)①場所:細胞質(zhì)基質(zhì)②反應(yīng):葡萄糖→2丙酮酸+4[H]+少量能量③實例:酵母菌、大多數(shù)高等植物(2)第二階段:丙酮酸的不完全分解①場所:細胞質(zhì)基質(zhì)②反應(yīng):a.丙酮酸→2C2H5OH(酒精)+2CO2b.丙酮酸→2C3H6O3(乳酸)③實例:人和動物細胞,乳酸菌,某些植物的特殊器官馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、玉米胚。(3)總反應(yīng):①酒精發(fā)酵:C6H12O6→2C2H5OH+2CO2+能量(少量)②乳酸發(fā)酵:C6H12O6→2C3H6O3(乳酸)+能量(少量)呼吸作用的意義(1)為生物體的生命活動提供能量。絕大多數(shù)生命活動的所需要的能量(ATP)都是來源于細胞呼吸。因此,細胞呼吸是ATP的主要來源。(2)生物體代謝的樞紐,為生物體其他化合物的合成提供原料。細胞呼吸產(chǎn)生的丙酮酸可以作為合成脂肪、非必需氨基酸的原料。非糖物質(zhì)代謝形成的某些產(chǎn)物與細胞呼吸中間產(chǎn)物相同,這些物質(zhì)可以進一步形成葡萄糖。4.【拓展討論】(1)在通風條件不好的環(huán)境中儲藏的蘋果會有酒味散發(fā),而馬鈴薯儲藏久了卻不會有酒味產(chǎn)生,為什么會產(chǎn)生這種差異?請分析其中的原因?!敬鸢浮刻O果無氧呼吸的產(chǎn)物是酒精和CO2,馬鈴薯無氧呼吸的產(chǎn)物是乳酸。因為不同生物細胞所具有的酶不同,導(dǎo)致反應(yīng)途徑不同,產(chǎn)物也不同。(2)劇烈運動后的肌肉酸疼是怎樣造成的?【答案】劇烈運動,氧氣供應(yīng)不足,肌肉細胞進行無氧呼吸,產(chǎn)生了乳酸,造成肌肉酸疼,但還是以有氧呼吸為主。(3)病毒進行有氧呼吸還是無氧呼吸?【答案】病毒不能進行細胞呼吸。它是特殊的生物體,其所需要的ATP等全部從宿主細胞中獲得。(4)請據(jù)圖分析:對于厭氧生物來說,無氧呼吸第二階段不產(chǎn)生ATP,但還要進行第二階段反應(yīng)的原因是:對于厭氧生物來講,只要能不斷地從食物中獲得葡萄糖,細胞就能不停地通過無氧呼吸合成出用于生命活動的ATP。由于細胞中的NAD+的含量不多,伴隨著NADH的積累,NAD+逐漸會被消耗。當NAD+的含量很低的時候,細胞呼吸的第一階段的過程就會停止,ATP的合成也會停止。因此為了保障通過細胞呼吸第一階段的持續(xù)以獲得ATP,NADH就要轉(zhuǎn)化成NAD+來實現(xiàn)循環(huán)利用,來自NADH中的氫就會被乙醛或丙酮酸接收。另外,丙酮酸是不能運出細胞的,如果持續(xù)積累,也會抑制細胞呼吸第一階段的進行。(5)骨骼肌中的丙酮酸被還原成乳酸的意義是什么?【答案】動物從外界獲得有機物相對困難,丙酮酸轉(zhuǎn)化成乳酸進入血液后運輸?shù)礁闻K細胞,在肝臟細胞中可以轉(zhuǎn)化成丙酮酸、葡萄糖或糖原來利用,減少了物質(zhì)和能量的浪費。(6)請從競爭的角度思考,乳酸菌通過無氧呼吸產(chǎn)生乳酸的意義是什么?【答案】乳酸菌產(chǎn)生的乳酸排到外界環(huán)境中,會導(dǎo)致環(huán)境中pH降低,使得一些不耐酸的微生物死亡,有利于乳酸菌在競爭中占據(jù)優(yōu)勢。(7)無氧呼吸釋放的能量為什么比有氧呼吸少?【答案】無氧呼吸只在第一階段釋放少量能量,生成少量ATP。有機物分解不徹底,還有大部分能量儲存于乳酸和酒精中??键c4:影響細胞呼吸的因素及應(yīng)用1.O2濃度對細胞呼吸的影響(1)機理:O2是有氧呼吸所必需的,且O2對無氧呼吸過程有抑制作用。(2)呼吸方式的判斷:①O2濃度=0時,只進行無氧呼吸。②0<O2濃度<10%時,同時進行有氧呼吸和無氧呼吸。③O2濃度≥10%時,只進行有氧呼吸。(3)應(yīng)用:①中耕松土促進根呼吸。②無氧發(fā)酵控制無氧環(huán)境。③低氧儲存糧食、蔬菜、水果。2.溫度對細胞呼吸的影響①解讀:溫度通過影響酶的活性而影響細胞呼吸速率。細胞呼吸的最適溫度一般在25℃~35℃之間。②應(yīng)用:a.零上低溫儲存食物;b.大棚栽培在夜間和陰天適當降低溫度以降低呼吸作用消耗的有機物;c.溫水和面發(fā)得快。3.CO2濃度對細胞呼吸的影響①原理:CO2是細胞呼吸的最終產(chǎn)物,積累過多會抑制細胞呼吸的進行。②應(yīng)用:在蔬菜和水果保鮮中,增加CO2濃度可抑制細胞呼吸,減少有機物的消耗。4.水對細胞呼吸的影響①解讀:一定范圍內(nèi),細胞中自由水含量越多,代謝越旺盛,細胞呼吸越強。②應(yīng)用:糧食儲存前要進行曬干處理,目的是降低糧食中的自由水含量,降低細胞呼吸強度,減少儲存時有機物的消耗。水果、蔬菜儲存時保持一定的濕度。5.內(nèi)因①遺傳特性:不同種類的植物細胞呼吸速率不同。實例:旱生植物小于水生植物,陰生植物小于陽生植物。②生長發(fā)育時期:同一植物在不同的生長發(fā)育時期細胞呼吸速率不同。實例:幼苗期細胞呼吸速率高,成熟期細胞呼吸速率低。③器官類型:同一植物的不同器官細胞呼吸速率不同。實例:生殖器官大于營養(yǎng)器官。6.細胞呼吸原理的應(yīng)用(1)對有氧呼吸原理的應(yīng)用①提倡慢跑等有氧運動,使細胞進行有氧呼吸,避免肌細胞產(chǎn)生大量乳酸。②稻田定期排水有利于根系有氧呼吸,防止幼根因缺氧變黑、腐爛。③利用淀粉、醋酸桿菌或谷氨酸棒狀桿菌可以生產(chǎn)食醋或味精。(2)對無氧呼吸原理的應(yīng)用①利用糧食通過酵母菌發(fā)酵可以生產(chǎn)各種酒。②利用乳酸菌發(fā)酵可以制作泡菜、酸奶。③破傷風桿菌可通過無氧呼吸進行大量繁殖,包扎傷口應(yīng)選用透氣的敷料,抑制破傷風桿菌的無氧呼吸;較深的傷口需及時清理、注射破傷風抗毒血清等。④在種子的儲存過程中,營造低溫、低氧、干燥條件,抑制細胞呼吸,減少有機物消耗;保存新鮮果蔬時,營造低溫、低氧條件,一來抑制細胞呼吸,二來避免進行無氧呼吸產(chǎn)酒精。第四節(jié)光合作用與能量轉(zhuǎn)化考點1:捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)實驗:綠葉中色素的提取與分離實驗原理①提取色素的原理:綠葉中的色素能夠溶解在有機溶劑無水乙醇中,用無水乙醇可提取葉綠體中的色素。②分離色素的原理:不同的色素在層析液中的溶解度不同,溶解度越高的色素隨層析液在濾紙上的擴散速度就越快,反之則慢。③分離色素的方法:紙層析法。(2)實驗試劑①無水乙醇的作用:溶解色素、提取色素。②層析液的作用:分離色素。(3)實驗步驟①色素提取稱:稱取5g綠葉;剪:剪去主葉脈,剪碎,放入研缽中;加:二氧化硅-有助于研磨得充分;碳酸鈣-防止研磨中色素被破壞;無水乙醇-溶解色素;磨:迅速、充分的進行研磨;濾:用單層尼龍布過濾,收集濾液。②色素的分離制:制備濾紙條,將濾紙條的一端剪去兩角,在距這一端底部1cm處用鉛筆畫一條細的橫線;畫:畫濾液細線,用毛細吸管吸取少量濾液,沿鉛筆線均勻地畫出一條細線,待濾液干后,再重畫一到兩次;析:紙層析色素,將適量的層析液倒入試管中,將濾紙條輕輕插入層析液中。用棉塞塞緊試管口。(4)實驗結(jié)果:濾紙條上呈現(xiàn)四條顏色、寬度不同的色素帶?!咀⒁狻浚?)層析液易揮發(fā),實驗時要密封;(2)濾液細線不能插入層析液中,防止色素被溶解。葉綠素b葉綠素a胡蘿卜素葉黃素葉綠素b葉綠素a胡蘿卜素葉黃素結(jié)果分析①色素帶的條數(shù)與光合色素種類有關(guān),四條色素帶說明有四種光合色素;②色素帶的寬窄與色素含量有關(guān),色素帶越寬說明此種色素含量越多;③色素帶擴散速度與溶解度有關(guān),擴散速度越快說明溶解度越高。2.捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)(1)葉綠體結(jié)構(gòu)①外膜和內(nèi)膜:將葉綠體內(nèi)部與外界的細胞質(zhì)基質(zhì)分隔開,保證內(nèi)部的光合作用集中在一個相對獨立的區(qū)間不受干擾、高效有序地進行。②基質(zhì):呈液態(tài),分布著大量與光合作用暗反應(yīng)有關(guān)的酶。③類囊體:生物膜圍成的囊狀結(jié)構(gòu),分布著大量的光合色素和與光合作用光反應(yīng)階段有關(guān)的酶。④基粒:擴大了膜面積,有利于光合色素和與光反應(yīng)相關(guān)的酶的附著。(2)葉綠體的功能:進行光合作用的場所。(3)葉綠體功能的實驗證明【恩格爾曼實驗一】①實驗材料:水綿:水綿的葉綠體呈螺旋式帶狀,便于觀察。好氧菌:好氧細菌可確定釋放O2的部位。②自變量:光照、黑暗;③因變量:需氧菌聚集部位;④結(jié)論:氧是由葉綠體釋放出來的,葉綠體是光合作用的場所。【恩格爾曼實驗二】①實驗分析A.在第二個實驗中,大量的需氧細菌聚集在紅光和藍紫光區(qū)域,為什么?【答案】這是因為水綿葉綠體上的光合色素主要吸收紅光和藍紫光,在此波長光的照射下,葉綠體會釋放氧氣,適于好氧細菌在此區(qū)域分布。B.綜合上述資料,你認為葉綠體具有什么功能?【答案】葉綠體是進行光合作用的場所,并且能夠吸收特定波長的光。(2)捕獲光能的色素①種類綠葉中的色素綠葉中的色素葉綠素(含量約占3/4)類胡蘿卜素(含量約占1/4)葉綠素a(黃綠色)葉綠素b(黃綠色)胡蘿卜素(橙黃色)葉黃素(黃色)②捕捉光能的色素在細胞中的位置A.而每個基粒都含有兩個以上的類囊體,多者可達100個以上。葉綠體內(nèi)有如此多的基粒和類囊體,極大地擴大了受光面積。B.每個基粒都由一個個圓餅狀的囊狀結(jié)構(gòu)堆疊而成。這些囊狀結(jié)構(gòu)稱為類囊體。吸收光能的四種色素就分布在類囊體的薄膜上。C.基質(zhì)中有與光合作用有關(guān)的酶,少量DNA、RNA,核糖體。(3)不同色素對光的吸收差異光是一種電磁波,分為可見光和不可見光。可見光的波長是400-760nm。不同波長的光,顏色不同。①葉綠素主要吸收紅光和藍紫光。②葉綠素a和葉綠素b的吸收峰值不同。③類胡蘿卜素主要吸收藍紫光(4)功能①吸收、傳遞光能:葉綠素a和葉綠素b主要吸收藍紫光和紅光,胡蘿卜素和葉黃素主要吸收藍紫光。絕大多數(shù)葉綠素a、全部葉綠素b、葉黃素和胡蘿卜素可以吸收和傳遞光能。②轉(zhuǎn)換光能:少數(shù)處于特殊狀態(tài)的葉綠素a有將光能轉(zhuǎn)換成電能的作用。(5)影響葉綠素合成的因素(1)光照:光是葉綠素合成的必要條件,植物在黑暗中葉呈黃色。(2)溫度:低溫抑制葉綠素的合成,破壞已有的葉綠素分子,從而使葉片變黃。(3)鎂等無機鹽:鎂是構(gòu)成葉綠素的重要成分,缺鎂葉片變黃??键c2:光合作用的原理和應(yīng)用1.探索光合作用原理的部分實驗(1)光合作用的概念與反應(yīng)式葉綠體①概念:指綠色植物通過葉綠體,利用光能,把CO2和水轉(zhuǎn)化成儲存著能量的有機物,并且釋放出氧氣的過程。葉綠體光能②反應(yīng)式:CO2+H2O(CH2O)+O2光能③光合作用探索過程19世紀末科學界普遍認為,在光合作用中,CO2分子的C和O被分開,O2被釋放,C與H2O結(jié)合成甲醛,然后甲醛分子縮合成糖1928年科學家發(fā)現(xiàn)甲醛對植物有毒害作用,而且甲醛不能通過光合作用轉(zhuǎn)化成糖1937年希爾在離體葉綠體的懸浮液中加入鐵鹽或其他氧化劑(懸浮液中有H2O,沒有CO2),在光照下可以釋放出氧氣1941年魯賓、卡門用同位素示蹤的方法,研究了光合作用中氧氣的來源,H18O+CO2→植物→18O2,H2O+C18O2→植物→O2,得出光合作用釋放的氧全部來自水1954年阿爾農(nóng)在光照下,葉綠體可合成ATP,這一過程總是與水的光解相伴隨2.光合作用原理的基本過程根據(jù)是否需要光能,這些化學反應(yīng)可以概括地分為光反應(yīng)和暗反應(yīng),現(xiàn)在也稱為碳反應(yīng),兩個階段。(1)光反應(yīng)①場所:葉綠體內(nèi)的類囊體薄膜上;②條件:光、色素、酶;③物質(zhì)變化:水的光解:H2O→O2+H+NADPH的合成:H++NADP++2e-→NADPHATP的合成:ADP+Pi+能量(光能→ATP④能量變化:光能→ATP、NADPH中活躍的化學能。暗反應(yīng)①條件:NADPH、ATP、酶;②場所:葉綠體基質(zhì);ATPNADPH③物質(zhì)變化:CO2的固定:CO2+C5→2C3ATPNADPHC3的還原:2C3(CH2O)+C5④能量變化:活躍的化學能轉(zhuǎn)變?yōu)樘穷惖扔袡C物中穩(wěn)定的化學能。(3)光反應(yīng)與暗反應(yīng)的聯(lián)系光反應(yīng)產(chǎn)生的NADPH、ATP為暗反應(yīng)提供還原劑和能量;暗反應(yīng)產(chǎn)生的ADP、Pi為光反應(yīng)形成ATP提供了原料。(4)光合作用過程中元素的轉(zhuǎn)移①O元素的轉(zhuǎn)移途徑:H18O→18O2C18O2→C3→(C18O)②C元素的轉(zhuǎn)移途徑:14CO2→14C3→(14CH2O)+14C5③H元素的轉(zhuǎn)移途徑:H2O→NADPH→(CH2O)??键c3:探究光照強度對光合作用強度的影響實驗原理:葉片中含有氣體會上浮,抽氣葉片下沉,光合作用產(chǎn)生氧氣充滿細胞間隙,葉片上浮。實驗裝置分析(1)自變量的設(shè)置:光照強度是自變量,通過調(diào)整臺燈和燒杯之間的距離來調(diào)節(jié)光照強度的大小。(2)因變量是光合作用強度,可通過觀測單位時間內(nèi)被抽去空氣的圓形小葉片上浮的數(shù)量或者是浮起相同數(shù)量的葉片所用的時間長短來衡量光合作用的強弱。(3)無關(guān)變量①實驗葉片:同種、生長狀況相同、小圓形葉片大小相同、等量…②燒杯中清水:等量,有足夠的CO2NaHCO3緩沖液的作用是:維持裝置中CO2濃度的穩(wěn)定,為光合作用提供CO2(4)實驗結(jié)果不同光照強度處理下葉片漂起的狀況(室溫:25℃)臺燈燈泡的功率(W)404040臺燈與燒杯的距離(cm)102030葉片漂起的數(shù)量5min00010min98915min109920min13101025min131011光照強度對光合作用強度有影響:在一定的范圍內(nèi),隨著光照強度的不斷增強,光合作用不斷增強?!咀⒁狻咳~片上浮的原因:光合作用產(chǎn)生的O2大于有氧呼吸消耗的O2,釋放氧氣,使葉肉細胞間隙充滿了氣體,浮力增大,葉片上浮。打孔時要避開大的葉脈,因為其中沒有葉綠體,而且會延長圓形小葉片上浮的時間,影響實驗結(jié)果的準確性。為確保溶液中CO2含量充足,圓形小葉片可以放入NaHCO3溶液中??键c4:光合作用的影響因素及其應(yīng)用1.環(huán)境因素(1)光照強度①原理:光照強度通過影響植物的光反應(yīng)影響光合速率。一定范圍內(nèi),光照強度增加,光反應(yīng)速率加快,產(chǎn)生的NADPH和ATP增多,這使得暗反應(yīng)中C3的還原速率加快,從而使光合作用產(chǎn)物含量增加。②曲線分析:A點:只進行細胞呼吸,CO2釋放量表明此時的呼吸強度。AB段:光合<呼吸B點:光補償點,光合作用強度=細胞呼吸強度。BC段:光合>呼吸C點對應(yīng)的橫坐標:光飽和點,增加光照強度光合作用強度不再增加。A點B點BC段AB段③總光合與凈光合A.關(guān)系:真正光合速率=凈光合速率+呼吸速率B.關(guān)系圖表示方法項目表示方法凈光合速率(又稱表觀光合速率)O2的釋放量、CO2的吸收量、有機物的積累量真正光合速率(又稱實際光合速率)O2的產(chǎn)生量、CO2的固定量、有機物的制造量呼吸速率(黑暗中測量)CO2的釋放量、O2的吸收量、有機物的消耗量④應(yīng)用:欲使植物生長,必須使光照強度大于光補償點。溫室生產(chǎn)中,適當增加光照強度,可以提高光合速率,使作物增產(chǎn)。(2)二氧化碳濃度①圖1和圖2都表示在一定范圍內(nèi),光合速率隨CO2濃度的增加而增大,但當CO2濃度增加到一定范圍后,光合速率不再增加;②圖1中A點表示光合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和圖2中的B和B'點都表示CO2飽和點。應(yīng)用:施用有機肥;溫室栽培植物時,可以適當提高室內(nèi)CO2濃度。

大田生產(chǎn)“正其行,通其風”,即為提高CO2濃度,增加產(chǎn)量(3)溫度①原理:溫度通過影響酶的活性影響光合作用。②曲線分析AB段在B點之前,隨著溫度升高,光合速率增大B點酶的最適溫度,光合速率最大BC段隨著溫度升高,酶的活性下降,光合速率減少,50℃左右光合速率幾乎為零③原理2:影響氣孔開閉盛夏的中午,溫度高,氣孔大多關(guān)閉,植物因為缺少CO2而光合作用強度下降。(4)水分和礦質(zhì)元素①原理a.水既是光合作用的原料,又是體內(nèi)各種化學反應(yīng)的介質(zhì),如植物缺水導(dǎo)致萎蔫,使光合速率下降。b.礦質(zhì)元素通過影響葉綠素等相關(guān)化合物的合成,對光合作用產(chǎn)生直接或間接的影響。②應(yīng)用:施肥的同時,往往適當澆水,小麥的光合速率會更大,此時澆水的原因是:肥料中的礦質(zhì)元素只有溶解在水中,以離子形式存在,才能被作物根系吸收。同時可以保證小麥吸收充足的水分,保證葉肉細胞中CO2的供應(yīng)。2.內(nèi)部因素(1)葉面指數(shù)①一定范圍內(nèi)隨葉面積指數(shù)增大,總光合量不斷增大,干物質(zhì)積累量不斷增加,呼吸量不斷增加。②當增大到一定程度后,總光合量不再增加,原因是許多葉片被遮擋,但呼吸量隨葉面積指數(shù)增大仍不斷增加,故干物質(zhì)積累量逐漸降低。③生產(chǎn)應(yīng)用:適當間苗、修剪,合理施肥、澆水,避免枝葉徒長;合理密植。(2)葉齡OA:一定范圍內(nèi)隨著幼葉不斷生長,葉面積不斷增大,葉內(nèi)葉綠體不斷增多,光合速率不斷增加。AB:壯葉時,葉面積、葉綠體基本穩(wěn)定,光合速率基本穩(wěn)定。BC:老葉時,隨葉齡增加,葉綠素被破壞,光合速率下降。生產(chǎn)應(yīng)用:農(nóng)作物、果樹管理后期應(yīng)適當摘除老葉、殘葉。3.外部因素(多因子影響)(1)光照強度、CO2濃度和溫度對光合作用的綜合作用P點:限制光合速率的因素應(yīng)為橫坐標所表示的因子,隨著因子的不斷加強,光合速率不斷增大。Q點:橫坐標所表示的因子不再是影響光合速率的因素,影響因素主要為各曲線所表示的因子。應(yīng)用:溫室栽培時,在一定光照強度下,白天適當提高溫度,增加光合酶的活性,提高光合速率,也可同時適當增加CO2濃度,進一步提高光合速率;當溫度適宜時,可適當增加光照強度和CO2濃度以提高光合速率。4.右圖是在夏季晴朗的白天,某種綠色植物葉片光合作用強度的曲線圖。分析曲線圖并回答問題:

①7~10時的光合作用強度不斷增強的原因是光照強度逐漸增大。②10~12時左右的光合作用強度明顯減弱的原因是此時溫度很高,導(dǎo)致氣孔開度減小,CO2無法進入葉片組織,致使光合作用暗反應(yīng)受到限制。③14~17時的光合作用強度不斷下降的原因是光照強度不斷減弱。④依據(jù)本題提供的信息,提出提高綠色植物光合作用強度的一些措施:可以利用溫室大棚控制光照強度、溫度的方式,如補光、遮陰、生爐子、噴淋降溫等,提高綠色植物光合作用強度??键c5:化能合成作用1.概念:某些細菌利用體外環(huán)境中的某些無機物氧化時所釋放的能量來制造有機物,這種合成作用叫化能合成作用,這些細菌屬于自養(yǎng)生物。2.化能合成作用與光合作用的比較(1)相同點:本質(zhì)相同,都是將無機物合成有機物。(2)不同點:利用的能源不同,光合作用利用的是光能,化能合成作用利用的是化學能。疑難1:探究酵母菌細胞呼吸的方式(一)根據(jù)液滴移動方向探究細胞的呼吸方式1.實驗設(shè)計: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)。實驗現(xiàn)象結(jié)論裝置一液滴裝置二液滴不動不動只進行乳酸的無氧呼吸或種子已死亡不動右移只進行產(chǎn)生酒精的無氧呼吸左移右移進行有氧呼吸和產(chǎn)生酒精的無氧呼吸左移不動只進行有氧呼吸或進行有氧呼吸和產(chǎn)乳酸的無氧呼吸(二)種子萌發(fā)時呼吸速率的測定1.實驗裝置2.指標及原理指標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)的著色液左移。單位時間內(nèi)著色液左移的距離即表示呼吸速率3.物理誤差的校正(1)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。(2)如果實驗材料是種子,為防止微生物的細胞呼吸對實驗結(jié)果的干擾,應(yīng)對裝置及所測種子進行消毒處理。(3)為防止氣壓、溫度等物理因素引起誤差,應(yīng)設(shè)置對照實驗,將所測的生物材料滅活(如將發(fā)芽的種子煮熟),其他條件均不變。4.實驗拓展:呼吸底物與著色液移動的關(guān)系脂肪含氫量高,含氧量低,等質(zhì)量的脂肪與葡萄糖相比,脂肪氧化分解時耗氧量高,產(chǎn)生CO2量少。因此脂肪有氧呼吸時,產(chǎn)生的CO2量小于消耗的O2量,著色液移動更明顯。疑難2:有氧呼吸1.有氧呼吸總反應(yīng)式及各元素的來源和去路(1)CO2在第二階段產(chǎn)生,是由丙酮酸和水反應(yīng)生成的,場所是線粒體基質(zhì)。(2)O2參與了第三階段,[H]和O2結(jié)合生成水,所以細胞呼吸產(chǎn)生的水中的氧全部來自O(shè)2,場所是線粒體內(nèi)膜。(3)有氧呼吸過程中的反應(yīng)物和生成物中都有水,反應(yīng)物中的水參與第二階段的反應(yīng),而生成物中的水是有氧呼吸第三階段由[H]和O2結(jié)合生成的。2.與有機物在生物體外燃燒相比,有氧呼吸是在溫和的條件下進行的,有機物中的能量是逐步釋放的,一部分能量儲存在ATP中,兩者的共同點是都有大量能量以熱能形式散失。疑難3:有氧呼吸和無氧呼吸的比較項目有氧呼吸無氧呼吸不同點反應(yīng)條件需要O2、酶和適宜的溫度不需要O2,需要酶和適宜的溫度反應(yīng)場所細胞質(zhì)基質(zhì)(第一階段)、線粒體(第二、三階段)細胞質(zhì)基質(zhì)分解產(chǎn)物CO2和H2O乳酸或CO2和酒精能量轉(zhuǎn)化有機物中的化學能轉(zhuǎn)化為ATP中的化學能、熱能有機物中的化學能轉(zhuǎn)化為不徹底氧化產(chǎn)物中的化學能、ATP中的化學能、熱能特點有機物徹底氧化分解,能量完全釋放有機物沒有徹底氧化分解,能量沒有完全釋放相同點實質(zhì)分解有機物,釋放能量,生成ATP意義①為生物體提供能量;②生物體代謝的樞紐聯(lián)系第一階段(從葡萄糖到丙酮酸)完全相同,之后在不同的條件、不同的場所和不同酶的作用下沿不同的途徑形成不同的產(chǎn)物疑難4:解讀呼吸作用曲線疑難5:呼吸作用易錯點(1)無氧呼吸產(chǎn)物不同的原因:直接原因是參與催化反應(yīng)的酶不同;根本原因是控制酶合成的基因不同。(2)無氧呼吸僅在第一階段產(chǎn)生少量ATP,第二階段不產(chǎn)生ATP。(3)呼吸作用中有H2O生成一定存在有氧呼吸,有CO2生成不一定是有氧呼吸,但對動物和人體而言,有CO2生成一定存在有氧呼吸,因為動物和人體無氧呼吸產(chǎn)物為乳酸。(4)葡萄糖分子不能直接進入線粒體被分解,必須在細胞質(zhì)基質(zhì)中分解為丙酮酸,丙酮酸進入線粒體被分解。(5)進行有氧呼吸不一定需要線粒體,如某些原核生物;真核細胞進行有氧呼吸則需要線粒體,無線粒體的真核細胞只能進行無氧呼吸,如哺乳動物成熟的紅細胞、蛔蟲等。(6)水稻等植物長期水淹后爛根的原因是細胞無氧呼吸產(chǎn)生的酒精對根有毒害作用。玉米種子爛胚的原因是細胞無氧呼吸產(chǎn)生的乳酸對胚有毒害作用。(7)線粒體是進行有氧呼吸的主要場所,原核生物有氧呼吸的場所是細胞質(zhì)和細胞膜,真核生物有氧呼吸的場所是細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體。疑難6:色素提取與分離實驗異常原因分析收集到的濾液中綠色過淺的原因分析未加二氧化硅(石英砂),研磨不充分。使用放置數(shù)天的菠菜葉,濾液色素(葉綠素)太少。一次加入大量的無水乙醇,提取濃度太低。(4)未加碳酸鈣或加入過少,色素分子被破壞。2.濾紙條色素帶重疊(1)濾液細線不直;(2)濾液細線過粗3.濾紙條無色素帶(1)忘記畫濾液細線;(2)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疑難7:光反應(yīng)與暗反應(yīng)的比較光反應(yīng)階段暗反應(yīng)階段條件光、色素、酶不需光、酶、NADPH、ATP場所葉綠體類囊體薄膜葉綠體基質(zhì)中物質(zhì)變化水的光解;ATP、NADPH的生成CO2的固定;C3的還原能量變化光能→ATP、NADPH中活躍化學能活躍化學能→有機物中穩(wěn)定的化學能聯(lián)系光反應(yīng)是暗反應(yīng)的基礎(chǔ),為暗反應(yīng)提供NADPH和ATP,暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADP和Pi、NADP+。疑難8:環(huán)境改變時光合作用各物質(zhì)含量的變化分析1.“來源—去路”法分析各物質(zhì)變化下圖中Ⅰ表示光反應(yīng),Ⅱ表示CO2的固定,Ⅲ表示C3的還原,當外界條件(如光照、CO2)突然發(fā)生變化時,分析相關(guān)物質(zhì)含量在短時間內(nèi)的變化:2.“模型法”表示C3、C5等物質(zhì)的含量變化(1)圖1中曲線甲表示C3,曲線乙表示C5、NADPH、ATP。(2)圖2中曲線甲表示C5、NADPH、ATP,曲線乙表示C3。(3)圖3中曲線甲表示C5、NADPH、ATP,曲線乙表示C3。(4)圖4中曲線甲表示C3,曲線乙表示C5、NADPH、ATP。3.連續(xù)光照和間隔光照下的有機物合成量分析(1)光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供的NADPH和ATP在葉綠體基質(zhì)中有少量的積累,在光反應(yīng)停止時,暗反應(yīng)仍可持續(xù)進行一段時間,有機物還能繼續(xù)合成。(2)在總光照時間、總黑暗時間均相同的條件下,光照和黑暗間隔處理比一直連續(xù)光照處理有機物的積累量要多。疑難9:植物光合作用1.植物“三率”(1)植物“三率”間的內(nèi)在關(guān)系a.呼吸速率:植物非綠色組織(如蘋果果肉細胞)或綠色組織在黑暗條件下測得的值——單位時間內(nèi)一定量組織的CO2釋放量或O2吸收量。b.凈光合速率:植物綠色組織在有光條件下測得的值——單位時間內(nèi)一定量葉面積所吸收的CO2量或釋放的O2量。c.總(真正)光合速率=凈(表觀)光合速率+呼吸速率。(2)植物“三率”的判定a.根據(jù)坐標曲線判定:當光照強度為0時,若CO2吸收值為負值,該數(shù)值的絕對值代表呼吸速率,該曲線代表凈光合速率;當光照強度為0時,若CO2吸收值為0,該曲線代表真正光合速率。b.根據(jù)關(guān)鍵詞判定:檢測指標呼吸速率凈光合速率總光合速率二氧化碳釋放量(黑暗)吸收量利用量、固定量、消耗量氧氣吸收量(黑暗)釋放量產(chǎn)生量有機物消耗量(黑暗)積累量制造量、產(chǎn)生量2.自然環(huán)境及密閉容器中植物光合作用曲線的分析(1)自然環(huán)境中一晝夜植物光合作用曲線:A.開始進行光合作用的點:b。B.光合作用與呼吸作用相等的點:c、e。C.開始積累有機物的點:c。D.有機物積累量最大的點:e。?a.光合作用強度與呼吸作用強度相等的點:D、H。b.該植物一晝夜表現(xiàn)為生長,其原因是Ⅰ點CO2濃度低于A點CO2濃度,說明一晝夜密閉容器中CO2濃度減小,即植物的光合作用強度>呼吸作用強度,植物表現(xiàn)為生長。疑難10:光合速率的測定方法1.“液滴移動法”(1)測定呼吸速率①裝置燒杯中放入適宜濃度的NaOH溶液用于吸收CO2。②玻璃鐘罩遮光處理,以排除光合作用干擾。③置于適宜溫度環(huán)境中。④紅色液滴向左移動(單位時間內(nèi)左移距離代表呼吸速率)。(2)測定凈光合速率①裝置燒杯中放入適宜濃度的CO2緩沖液,用于保證容器內(nèi)CO2濃度恒定,滿足光合作用需求。②必須給予足夠光照處理,且溫度適宜。③紅色液滴向右移動(單位時間內(nèi)右移距離代表凈光合速率)。(3)物理誤差的校正:為防止氣壓、溫度等物理因素所引起的誤差,應(yīng)設(shè)置對照實驗,即用死亡的綠色植物分別進行上述實驗,根據(jù)紅色液滴的移動距離對原實驗結(jié)果進行校正。2.“黑白瓶法”:黑瓶為黑布罩住的玻璃瓶,瓶中生物只進行細胞呼吸,而白瓶中的生物既能進行光合作用又能進行細胞呼吸,所以黑瓶(無光照的一組)測得的為細胞呼吸強度值,白瓶(有光照的一組)測得的為表觀(凈)光合作用強度值,綜合兩者即可得到真正光合作用強度值。3.“稱重法”:將葉片一半遮光,一半曝光,遮光的一半測得的數(shù)據(jù)變化值代表細胞呼吸強度值,曝光的一半測得的數(shù)據(jù)變化值代表表觀(凈)光合作用強度值,綜合兩者可計算出真正光合作用強度值。需要注意的是該種方法在實驗之前需對葉片進行特殊處理,以防止有機物的運輸。呼吸作用有氧呼吸與無氧呼吸該考點基礎(chǔ)層級訓練內(nèi)容為細胞呼吸的場所、過程、產(chǎn)物、實質(zhì)等內(nèi)容,重難、綜合層級考查兩種呼吸方式的區(qū)分判斷。細胞呼吸的影響因素及應(yīng)用該考點基礎(chǔ)層級訓練內(nèi)容為細胞呼吸原理的實際應(yīng)用的判定,重難層級考查影響細胞呼吸的因素的分析,往往與生產(chǎn)生活實踐相結(jié)合。光合作用捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)本考點基礎(chǔ)部分內(nèi)容主要包括光合色素的種類、作用、分布及提取和分離、葉綠體的結(jié)構(gòu)等內(nèi)容,重難及綜合部分主要考查光合色素與無機鹽的關(guān)系、光合色素的區(qū)分、在光合作用中的相關(guān)作用等內(nèi)容。光合作用本考點重點考查光合作用過程,光反應(yīng)和暗反應(yīng)中物質(zhì)和能量的變化。總光合和凈光合的關(guān)系及表示方法;影響光合作用的因素等?!菊骖}再現(xiàn)】1.(2023·北京·統(tǒng)考高考真題)運動強度越低,骨骼肌的耗氧量越少。如圖顯示在不同強度體育運動時,

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