第5章细胞呼吸与光合作用

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1、5.细胞呼吸与光合作用5.3细胞呼吸一、细胞呼吸的方式（一）细胞呼吸：是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解 ，生成二氧化碳或其他产物 ，释放出能量并生成ATP 的过程。（二）有氧呼吸1、反应式：C6H12O66H2O6O2 6CO212H2O能量。2、过程：第一阶段第二阶段第三阶段场所细胞质基质线粒体线粒体反应物葡萄糖丙酮酸和水H和氧气生成物丙酮酸、H、ATPCO2、H、ATPH2O、ATP能量少量少量大量（三）无氧呼吸1、反应式：（1）转化成乳酸的反应式：C6H12O6 2C3H6O3能量 。（2）分解成酒精的反应式：C6H12O6 2C2H5OH2CO2能量 。2、过程：第一阶段与有氧呼

2、吸第一阶段相同 。第二阶段的产物是酒精和二氧化碳 或乳酸 。其全过程都在细胞质基质 中进行。基础训练1、有一瓶混有酵母菌和葡萄糖的培养液，当通入不同浓度的氧气时，其产生酒精和CO2的量如图所示（两种细胞呼吸速率相等），在氧浓度为a时（ B ）A、酵母菌只进行无氧呼吸B、2/3的葡萄糖用于无氧呼吸C、1/3的葡萄糖用于无氧呼吸D、酵母菌停止发酵2、让一只白鼠吸入含有放射性的18O2，该白鼠体内最先出现含18O的化合物是（ B ）A、CO2B、H2OC、丙酮酸D、乳酸3、生物体内葡萄糖分解代谢过程的图解如下：据图回答下列问题：（1）图中A是丙酮酸，其产生的部位是细胞质基质。（2）反应中，必须在有氧

3、条件下进行的是， 可在人体细胞中进行的是。（3）苹果贮藏久了，会有酒味产生，其原因是发生了图中 过程；而马铃薯块茎贮藏久了却没有酒味产生，其原因是马铃薯块茎在无氧条件下进行了图中 过程。（4）粮食贮藏过程中有时会发生粮堆湿度增大现象，这是因为种子在有氧呼吸过程中产生了水。（5）如果有氧呼吸和无氧呼吸产生等量的CO2，所消耗的葡萄糖之比为13 。有关细胞呼吸的相关曲线的分析及应用一、有氧呼吸和无氧呼吸的过程分析（一）过程分析：1、无氧呼吸的第二阶段是第一阶段产生的H将丙酮酸还原为C2H5OH和CO2 或乳酸 的过程。2、有氧呼吸中H2O既是反应物 ，又是生成物 ，且H2O中的氧全部来自于O2 。

4、3、有氧呼吸的三个阶段共同的产物是ATP ，无氧呼吸只在第一 阶段产生ATP。二、相关曲线的分析及应用（一）酵母菌细胞呼吸类型的判断：1、若只产生CO2，不消耗O2，则只进行无氧 呼吸（图中A点）。2、若产生CO2的物质的量比吸收O2的物质的量多，则两种呼吸同时存在 （图中AC段）。3、若产生CO2的物质的量与吸收O2的物质的量相等，则只进行有氧 呼吸（图中C点以后）。4、B点表示无氧呼吸与有氧呼吸速率相等 （用CO2释放量表示），此时CO2的总释放量最低 。D点表示O2浓度超过一定值（10%）以上时，无氧呼吸消失 ，细胞只进行有氧 呼吸。（二）影响细胞呼吸的环境因素及其在实践中的应用：1、呼

5、吸速率与温度的关系（如图）：（1）最适温度时，细胞呼吸最强 ，超过最适温度呼吸酶活性降低 ，甚至变性失活 ，细胞呼吸受抑制 ；低于最适温度时，酶活性下降，细胞呼吸受抑制。（2）生产上常利用这一原理在低 温下贮存蔬菜、水果，在大棚蔬菜的栽培过程中夜间适当降温，降低细胞呼吸，减少有机物的消耗，提高产量。2、呼吸速率与O2浓度的关系（如图）：（1）O2浓度低时，无氧呼吸占优势，随O2浓度增大，无氧呼吸逐渐被抑制，有氧呼吸不断加强；但当O2浓度达到一定值后，随O2浓度增大，有氧呼吸不再加强 （受呼吸酶数量 等因素的影响）。（2）生产上常利用适当降低 氧气浓度等能够抑制细胞呼吸、减少有机物消耗的原理来延

6、长蔬菜、水果的保鲜时间，中耕松土增加 根的有氧呼吸；在医疗上选用透气的消毒纱布或松软的“创可贴”包扎伤口，可抑制厌氧病原菌的繁殖。3、呼吸速率与含水量的关系（如图）： （1）在一定范围内，细胞呼吸速率随含水量的增加而加快 ，随含水量的减少而减慢 。（2）在作物种子储藏时，将种子风干，以减弱 细胞呼吸，减少 有机物的消耗。基础训练2、比较植物的有氧呼吸与无氧呼吸，正确的是（ D ）A、葡萄糖是有氧呼吸的主要原料，不是无氧呼吸的主要原料B、CO2是有氧呼吸的产物，不是无氧呼吸的产物C、有氧呼吸逐步释放能量，无氧呼吸瞬间释放能量D、有氧呼吸产生还原性氢，无氧呼吸也能产生还原性氢3、1861年巴斯德发

7、现，利用酵母菌酿酒的时候，如果发酵容器中存在氧气，会导致酒精产生停止，这就是所谓的巴斯德效应。直接决定“巴斯德效应”发生与否的反应及其场所是（ C ）A、酒精O2丙酮酸，细胞质基质B、丙酮酸O2CO2，线粒体基质C、HO2H2O，线粒体内膜D、H2OO2H，类囊体薄膜5.1捕获光能的色素和结构一、捕获光能的色素（“绿叶中色素的提取和分离”的实验分析）（一）原理解读：1、色素的提取：可以用无水乙醇（或丙酮） 作溶剂提取绿叶中的色素，而不能用水，因为叶绿体中的色素不能溶于水 。2、色素的分离：利用色素在层析液中的溶解度 不同进行分离，溶解度大 的在滤纸上扩散得快，反之则慢。（二）实验流程：1、提取

8、色素 ：（1）称取绿叶；（2）剪碎；（3）研磨：加入少许SiO2、CaCO3和10mL无水乙醇；（4）过滤：漏斗基部放一块单层尼龙布；（5）收集滤液。2、制备滤纸条 ：（1）长与宽略小于试管，在一端剪去两角；（2）在距剪去两角的一端1cm处画铅笔线。3、画滤液细线 ：（1）沿铅笔线画一条直且均匀的滤液细线；（2）干燥后，再画一两次。4、色素分离 ：将滤液条插入有3mL层析液的试管中，有滤液细线的一端朝下。5、观察结果 ：滤纸条上色素带有四条(顺序)（三）色素的吸收光谱：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。（四）实验中几种化学试剂的作用：1、无水乙醇 用于提

9、取绿叶中的色素。2、层析液 用于分离绿叶中的色素。3、二氧化硅 可增加杵棒与研钵间的摩擦力，破坏细胞结构，使研磨充分。4、碳酸钙 可防止研磨过程中色素被破坏。（五）实验中的注意事项：1、选材：应选取鲜嫩、颜色深绿 的叶片，以保证含有较多的色素。2、提取色素：研磨要迅速、充分 ，且加入各物质的量要成比例，以保证提取较多的色素和色素浓度适宜。3、画滤液细线：用力要均匀，快慢要适中。滤液细线要细、直，且干燥后重复画一两次，使滤液细线既有较多的色素，又使各色素扩散的起点相同。4、色素分离：滤液细线不要触及 层析液，否则滤液细线中的色素分子将溶解到层析液中，滤纸条上得不到色素带。（六）色素提取液呈淡黄绿

10、色的原因分析：1、研磨不充分，色素未能充分提取出来。2、称取绿叶过少或加入无水乙醇过多，色素溶液浓度小。3、未加碳酸钙或加入过少，色素分子部分被破坏。（七）不同颜色温室大棚的光合速率：1、无色透明大棚日光中各色光均能透过，有色大棚主要透过同色光，其他光被其吸收，所以用无色透明 的大棚光合效率最高。2、叶绿素对绿光吸收量少，因此绿色塑料大棚光合速率最低。（八）影响叶绿素合成的因素：1、光照：光是影响叶绿素合成的主要条件，一般植物在黑暗中不能合成叶绿素，因而叶片发黄。2、温度：温度可影响与叶绿素合成有关的酶的活性，进而影响叶绿素的合成。低温时，叶绿素分子易被破坏，而使叶子变黄。3、必需元素：叶绿素

11、中含N、Mg等必需元素，缺乏N、Mg将导致叶绿素无法合成，叶变黄。另外，Fe是叶绿素合成过程中某些酶的辅助成分，缺Fe也将导致叶绿素合成受阻，叶变黄。二、叶绿体的结构和功能：（一）结构：一般呈扁平的椭球形或球形，外表有双层膜 ，内部的许多基粒 是由囊状结构 堆叠而成的。（二）色素和酶的分布：吸收光能的色素分布于类囊体的薄膜上 ，与光合作用有关的酶分布在类囊体的薄膜上 和基质中 。（三）功能：进行光合作用 的 场所。【思考感悟】正常植物的叶为什么呈绿色？秋冬季有些植物叶变黄的原因是什么？叶绿体中叶绿素的含量多，对绿色吸收量最小，绿光被反射出来，所以呈绿色。秋冬季，植物叶中的叶绿素分子易被破坏，而

12、类胡萝卜素较稳定，所以显示出类胡萝卜素的颜色 。【基础训练】1、下列有关叶绿体的说法正确的是（ D ）A、叶绿体增大膜面积的方式与线粒体相同B、叶绿体中的色素都分布在类囊体薄膜上，酶都分布在基质中C、叶绿体产生的O2除供自身利用外，还可被线粒体利用D、线粒体产生的CO2被叶绿体利用至少需穿过4层磷脂双分子层2、提取和分离绿叶中色素的实验中，正确的操作顺序应该是（ D ）进行纸层析；制取滤液；在滤纸条上画线；将实验材料剪碎、研磨。A、B、C、D、5.2光合作用的探究历程一、光合作用的探究历程中的几个重要实验分析（一）普利斯特利的实验1、实验过程及现象：密闭玻璃罩绿色植物蜡烛（不易熄灭）或小鼠（不

13、易窒息死亡）。2、实验分析（1）缺少空白对照 ，实验结果说服力不强，应将点燃的蜡烛和小鼠分别单独置于玻璃罩内，作为空白对照。（2）没有认识到光在植物更新空气中的作用，而将空气的更新归因于植物的生长。（3）限于当时科学发展水平的限制，没有明确植物更新气体的成分。（二）萨克斯的实验1、实验过程及现象黑暗中饥饿处理的绿叶一半曝光用碘蒸气处理变蓝，另一半遮光用碘蒸气处理不变蓝。2、实验分析（1）设置了自身对照，自变量为照光和遮光，因变量是颜色变化（有无淀粉生成）。（2）实验的关键是饥饿处理，以使叶片中的营养物质消耗掉，增强了实验的说服力。为了使实验结果更明显，在用碘处理之前应用热酒精对叶片进行脱绿处理

14、。（3）本实验除证明了光合作用的产物有淀粉外，还证明了光是光合作用的必要条件。（三）鲁宾和卡门的实验1、实验过程及结论H218OCO2植物18O2；H2OC18O2植物O2。光合作用释放的O2全部来自水。2、实验分析设置了对照实验，自变量是标记物质（H218O和C18O2），因变量是O2的放射性。【思考感悟】叶绿体的两层膜应是什么颜色，其意义是什么？应为无色。有利于透过各种波长的光。基础训练1、现有四个实验装置，若要验证绿色植物产生O2需要光和验证O2是否由绿色植物释放，应选用的实验组合分别是（ B ）A、和B、和 C、和D、和2、将长势相同的三盆麦苗分别置于钟罩内，如图所示，若干天后，与丙盆相比，甲、乙两盆麦苗长势（ C ）A、甲、乙、丙三盆麦苗长势相近 B、甲与丙长势相近，乙比丙长势差C、乙与丙长势相近，甲比丙长势差 D、甲、乙长势都比丙好3、（2008宁夏理综2）为证实叶绿体有放氧功能