福建省福清元洪高级中学高中生物 第五章《细胞的能量供应和利用》复习课件 新人教版必修1.ppt

第五章细胞的能量供应和利用 考点 1 酶的发现过程的科学史 2 酶的概念 与酶的特性有关的实验 1酶的发现 酶是在研究动物对食物的消化时发现的 长期以来 人们一直认为动物消化食物吸收营养就像磨豆腐那样 把食物磨碎后将营养过滤到体内 而不能滤过的残渣则形成粪便排出去 而不认为在消化的过程中发生了化学反应 事实到底是不是这样呢 科学家做了大量的实验对此进行探究 广东省四会市四会中学方仲扬 1酶的发现 提出问题 实验设计 预期结果 实验工具与操作 食物的消化到底是只有食物的磨碎还是同时还有化学分解 让动物吃入的食物不能被磨碎 a食物的消化只是被磨碎 不能被磨碎的食物不被消化 b食物的消化有化学分解 不能被磨碎的食物也会被消化 我们先看看科学家们是如何做的 1783年 意大利科学家斯帕兰札尼设计了一个巧妙的实验 将肉块放入小巧的金属笼内 然后让鹰把小笼子吞下去 过一段时间他把小笼子取出来发现笼内的肉块消失了 巴斯德之前 发酵是纯化学反应 与生命活动无关 巴斯德 发酵与活细胞有关 发酵是整个细胞而不是细胞中某些物质起作用 引起发酵的是细胞中的某些物质 但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用 毕希纳 酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后继续起催化作用 就像在活酵母细胞中一样 萨姆纳 酶是蛋白质 李比希 切赫 奥特曼 少数rna也具有生物催化功能 总结酶的定义 酶的定义 酶是 由活细胞产生的 来源 具有催化能力的 功能 有机物 化学本质 生物体内的酶绝大多数是蛋白质 20世纪末科学家发现少数酶是rna 广东省四会市四会中学方仲扬 2酶的特性 酶是具有催化能力的有机物 它的催化跟无机催化剂相比 有什么不同的特点呢 广东省四会市四会中学方仲扬 活化能 分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量 右表 20 测得的过氧化氢分解的活化能 得出结论 同无机催化剂相比 酶降活化能的作用更为显著 因而催化效率更高 酶的催化效率是无机催化剂的107 1013倍 比较过氧化氢在不同条件下的分解速率 常温 90 fecl3 肝脏研磨液 2滴 2滴 不明显 少量 较多 大量 不复燃 变亮 复燃 过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样 反应条件 h2o2浓度 剂量 剂量 气泡产生 卫生香燃烧 对照组 实验组 2ml 3 不复燃 可以变化的因素称为变量 对实验结果造成影响 但不是实验要研究的变量 人为改变的变量称为自变量 随着自变量的变化而变化的变量称为因变量 过氧化氢分解速度 有 无 无 有 2 酶的催化具有专一性 广东省四会市四会中学方仲扬 不变 蓝色 蓝色 3 酶的催化需要适宜的温度 广东省四会市四会中学方仲扬 0 温度 酶的催化效率 酶的催化受温度影响 最适温度 广东省四会市四会中学方仲扬 一般地 动物体内的酶最适温度在35 40 之间 植物体内的酶最适温度在40 50 之间 细菌和真菌体内的酶最适温度差别较大 不变 变蓝 变蓝 4 酶的催化需要适宜的ph值 0 ph值 酶的催化效率 最适ph值 酶的催化受ph值影响 广东省四会市四会中学方仲扬 高温 低温 过酸和过碱对酶活性的影响其本质相同吗 不同 过酸 过碱或温度过高 会使酶的空间结构遭到破坏 使酶永久失活 低温使酶活性明显下降 但在适宜温度下其活性可以恢复 酶适于在0 4 保存 思考 酶的特性 高效性 只要少许酶就能催化大量底物发生反应 专一性 一种酶只能催化一种或一类物质发生反应 需要适宜条件 适宜的 适宜的 温度 ph值 广东省四会市四会中学方仲扬 影响酶促反应速率的因素 1 温度 3 酶的浓度 反应速率随酶浓度的升高而加快 4 底物浓度 在一定浓度范围内 反应速率随浓度的升高而加快 但达到一定浓度 反应速率不再变化 2 ph 1 加酶洗衣粉中一般含有蛋白酶 请回答下面的问题 1 这种洗衣粉为什么能够很好地除去衣物上的奶渍和血渍 2 使用这种洗衣粉为什么要用温水 3 含有蛋白酶的洗衣粉不宜用来洗涤下列哪些衣料 a 化纤b 纯毛c 纯棉d 真丝 4 为了更好地除去衣物上的油渍 在洗衣粉中还可以加入什么酶 bd 脂肪酶 课堂巩固 3 人在发高烧时 常常不思饮食 其根本原因时a 消化道内食物尚未消化b 发烧使胃肠蠕动减弱c 体内的食物残渣排出受阻d 高温使酶的活性减弱 2 下列有关酶的叙述错误的是a 组成大多数酶的基本单位是氨基酸b 少数的酶是rnac 每种酶都具有高效性 专一性d 酶都具有消化功能 4 胃蛋白酶进入小肠后就几乎没有了催化作用 主要原因是a ph不合适b 在胃里发挥了作用 不能再继续起作用了c 被小肠内的物质包裹起来 不能起作用了d 小肠内没有蛋白质可被消化 5 关于酶的特性 下列表述中错误的是a 酶是活细胞产生的具有催化能力的有机物b 化学反应前后 酶的化学性质和数量不变c 酶的催化效率很高 但易受温度和酸碱度影响d 一旦离开活细胞 酶就失去催化能力 6 用纯唾液和用稀释10倍的唾液做唾液淀粉酶的催化实验 其效果完全相同 这说明酶具有 a 专一性b 多样性c 高效性d 多变性 7 能水解脂肪酶的酶是a 淀粉酶b 蛋白酶c 脂肪酶d 麦芽糖酶 c b 8 将唾液淀粉酶先放入沸水中2分钟 再放在370c的恒温水浴中 酶的催化效率前后变化是a 不断降低b 先升后降c 先降后升d 没有变化 d 9 图中是一种酶促反应p qr 曲线e表示在没有酶时此反应的过程 在t1时 将催化此反应的酶加于反应混合物中 则表示此反应进程的曲线是 a b c d c 时间 t1 e 10 现将胃蛋白酶置于ph值为10的溶液中一段时间后 把溶液的ph值逐渐降低 下列有关该酶活性变化的图正确的是 c 细胞生命活动的能源 根本来源 直接来源 主要能源物质 能源物质 主要的储能物质 atp 细胞中的能量 通货 太阳能 atp 葡萄糖 糖类 脂肪 蛋白质 脂肪 a b c 等量捣碎的发光器和生理盐水 atp制剂 0 1 葡萄糖 蒸馏水 这个实验能说明什么问题 用小刀将数十只萤火虫的发光器割下 干燥后研磨成粉末 a b c 等量捣碎的发光器和生理盐水 atp制剂 0 1 葡萄糖 蒸馏水 这个实验能说明什么问题 脂肪 一 atp是生命活动的直接能源物质 1 atp的生理功能 生命活动的直接能源物质2 atp的结构式 腺嘌呤 高能磷酸键 3 atp 三磷酸腺苷 的结构简式 特点 远离a的高能磷酸键容易生成 伴随能量储存 容易断裂 伴随能量的释放 4 atp是一种高能磷酸化合物 5 atp与adp的相互转化 1 远离a的断裂 atppi adp 能量 2 远离a的生成 atppi adp 能量 酶 酶 1 过程 2 特点细胞内的atp含量极少 转化十分迅速 3 意义 为生物体内部提供稳定的供能环境 atp与adp可以相互转化 a p p p 水解酶 合成酶 a p p pi atp adp 能量 思考 此反应式是否为可逆反应 催化剂不同反应场所不同能量的来源和去向不同 4 活细胞内atp与adp的相互转化的同时伴随着能量的储存和释放 为生命活动提供直接能量 6 atp的形成途径 7 atp的利用 生命活动的直接能源物质 1 如果测得一个高能磷酸键的化学能是8p 那么 一个atp分子中所含的化学能应该是 a 8pb 16pc 大于16p小于24pd 24p c 2 atp有细胞内的能量 通货 之称 这是因为 a atp中有高能磷酸键b atp中有储存大量的能量c atp储存着活跃的 随时可利用的能量d atp在细胞内含量非常高 c 3 如果adp脱去了一个磷酸基团 该物质就是组成ran的基本单位之一 称为 a 腺嘌呤核糖核苷酸b 腺嘌呤脱氧核糖核苷酸c 腺苷d 鸟嘌呤核糖核苷酸 a 4 在剧烈运动时 人体骨骼肌所需要的能量直接来源于 a 肌糖原b 葡萄糖c atpd 脂肪5 atp在细胞内的含量及其生成是 a 很多 很快b 很少 很慢c 很多 很慢d 很少 很快 c d 6 下列哪些生理活动不会导致细胞内 含量增加 小肠绒毛上皮细胞吸收 和 肾小管对葡萄糖的重吸收 纺锤体牵引染色体向细胞两极移动 甘油进入小肠绒毛上皮细胞 d 7 如下图所示 能表示动物肌细胞内atp含量与氧供给之间的曲线是 a ab bc cd d 氧的供给量 atp产生量 a b c d b 作业 世纪金榜p34 41知能梯级训练套题p211 212 第3节atp的主要来源 细胞呼吸 内膜 酶基质 酶 有氧呼吸三个阶段的比较 细胞质基质 主要是葡萄糖 丙酮酸 h 少量 丙酮酸 水 co2 h 少量 h o2 h2o 大量 对比 主要场所 线粒体 能量去向 一部分以热能形式散失另一部分转移到atp中 总反应式 有氧呼吸概念 细胞在 的参与下 通过 的催化作用 把 等有机物 产生 和 释放 生成 的过程 1709kj mol 约60 1161kj mol 约40 氧 多种酶 葡萄糖 co2 h2o 能量 彻底氧化分解 许多atp 38个atp 无氧呼吸过程及场所 细胞质基质 第一阶段 第二阶段 4 能量利用1mol葡萄糖在分解成乳酸后 共放出196 65kj的能量 其中有61 08kj的能量储存在atp中 其余以热能形式散失 5 意义 使生物暂时适应不利环境 缺氧环境 无氧呼吸总反应式 c6h12o6 酶 2c3h6o3 乳酸 少量能量 c6h12o6 2c2h5oh 酒精 2co2 少量能量 酶 例 高等动物 乳酸菌 高等植物的某些器官 马铃薯块茎 甜菜块根 玉米胚细胞等 例 大多数植物 酵母菌 同样是分解葡萄糖 为何无氧呼吸只能释放少量能量 发酵 微生物的无氧呼吸 酒精发酵 乳酸发酵 无氧呼吸中葡萄糖分子中的大部分能量存留在酒精或乳酸中 场所 主要在线粒体内 细胞质基质 是否需氧 需 不需 分解产物 c2h5oh co2或c3h6o3 释放能量 2870kj 38atp 196 65kj 2atp 有氧呼吸 无氧呼吸 有氧呼吸与无氧呼吸之间的区别 co2和h2o 在有氧条件下 也会进行无氧呼吸 但会受到抑制 下面是家庭酿酒的具体操作过程 将大米煮熟 米饭中加一定量的酒药 并拌匀 加盖后在适当温度下保温12小时即成 思考 1 酒药是什么 为什么要待米饭冷却以后再加酒药 主要是酵母菌 同时还含有霉菌等其他真菌 冷却是为了避免杀死真菌 2 可用大豆制甜酒吗 不行 因为大豆含淀粉少 3 在中间挖一个洞的目的是什么 既然是酒为什么甜 酿制甜酒酿时 总是先 水 后来 酒 为什么 一是那个洞是用来通气的 酵母菌可以有氧呼吸 充足的氧气可以让它产生更多的后代 第二是为了方便固液分离 并方便检查产酒量 酒曲中的霉菌将淀粉分解成葡萄糖 而酵母菌则将葡萄糖分解成酒精和二氧化碳 甜酒罐密封后 在开始的阶段 酵母菌等微生物进行的是有氧气呼吸 不产生酒精 过一段时间后 罐里的氧气不足 这时酵母菌进行无氧呼吸 释放出酒精 因此 酿制甜酒时 总是先来 水 后来酒 影响呼吸作用速率的外界因素 温度 co2 o2 水分 ph 呼吸底物 1 温度呼吸作用在最适温度 25 35 时最强 超过最适温度 呼吸酶的活性降低甚至变性失活 呼吸作用受抑制 低于最适温度 酶活性下降 呼吸作用受抑制 生产上常利用这一原理在低温下储存蔬菜 水果 在大棚蔬菜的栽培过程中 夜间适当降温 抑制呼吸作用 减少有机物的消耗 可达到提高产量的目的 在实践上贮藏水果 蔬菜时应降低温度 以减少呼吸消耗 延长保鲜时间 温度降低的幅度以不破坏植物组织为宜 否则细胞受损 对病原微生物的抵抗力大减 也易腐烂 2 o2的浓度 1 在o2浓度为零时 2 浓度为10 以下 3 浓度为10 以上 生产中常利用降低氧气浓度能抑制呼吸作用 减少有机物消耗这一原理来延长蔬菜 水果保鲜时间 但是 在完全无氧的情况下 无氧呼吸强 分解的有机物也较多 同时产生酒精 一样不利于蔬菜 水果的保质 保鲜 所以一般采用低氧 5 保存 此时有氧呼吸较弱 而无氧呼吸又受到抑制 只进行无氧呼吸 既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸 只进行有氧呼吸 如图 氧气是植物正常呼吸的重要因子 氧气不足直接影响呼吸速率 也影响到呼吸的性质 绿色植物在完全缺氧条件下就进行无氧呼吸 大多数陆生植物根尖细胞的无氧呼吸产物是酒精和二氧化碳 酒精对细胞有毒害作用 所以大数陆生植物不能长时间忍受无氧呼吸 3 co2浓度从化学平衡的角度分析 co2浓度增加 呼吸速率下降 如图 在密闭的地窖中 氧气浓度低 co2浓度较高 抑制细胞的呼吸作用 使整个器官的代谢水平降低 有利于保存蔬菜 水果 4 含水量在一定范围内 呼吸作用强度随含水量的增加而加强 随含水量的减少而减弱 如图 粮油种子的贮藏 必须降低含水量 使种子处于风干状态 从而使呼吸作用降至最低 以减少有机物的消耗 如果种子含水量过高 呼吸作用加强 使贮藏的种子堆中的温度上升 反过来又进一步促进种子的呼吸作用 使种子的品质变坏 1 a点表示植物组织中释放的co2较多 这些co2是的产物 2 由a b co2的释放量急剧减少 其原因是 3 由b c co2的释放量又不断增加 其主要原因是 4 为有利于贮藏蔬菜和水果 贮藏室内的氧气浓度应调节到图中的哪一点所对应的浓度 无氧呼吸 氧气浓度开始升高 有氧呼吸较弱 无氧呼吸受抑制 氧气充足 有氧呼吸增强 释放co2快速增加 b点 理由是 总呼吸作用强度最低 有氧呼吸较弱 无氧呼吸也被抑制 有机物分解得最慢 在贮藏蔬菜和水果时就降低氧的浓度 一般降到无氧呼吸的消失点 或细胞呼吸强度最弱 如在长途运输新鲜的蔬菜水果或花卉时 在装箱时 在塑料袋中常充氮气 就是降低氧的浓度 降低呼吸消耗 延长保鲜时间 五 据co2释放量和o2消耗量判断细胞呼吸状况 在以c6h12o6为呼吸底物的情况下 co2释放量和o2的消耗量是判断细胞呼吸类型的重要依据 总结如下 无co2释放时 细胞只进行产生乳酸的无氧呼吸 此种情况下 容器内气体体积不发生变化 如马铃薯块茎的无氧呼吸 不消耗o2 但产生co2 细胞只进行产生酒精的无氧呼吸 此种情况下容器内气体体积可增大 如酵母菌的无氧呼吸 co2释放量等于o2消耗量时 细胞只进行有氧呼吸 此种情况下 容器内气体体积不变化 但若将co2吸收 可引起气体体积减小 1 无co2释放时 2 不消耗o2 但产生co2 3 co2释放量等于o2消耗量时 细胞同时进行产生酒精的无氧呼吸和有氧呼吸两种方式 如酵母菌在不同o2浓度下的细胞呼吸 此种情况下 判断哪种呼吸方式占优势 可如下分析 若 有氧呼吸和无氧呼吸消耗葡萄糖的速率相等 若 无氧呼吸消耗葡萄糖速率大于有氧呼吸 若 有氧呼吸消耗葡萄糖速率大于无氧呼吸 4 当co2释放量大于o2消耗量时 例1 表格表示 将等量且足量的苹果新鲜果肉分别置于o2浓度不同的密闭容器中 1小时后 测定o2的吸收量和co2的释放量 结果如下表 下列有关叙述中正确的是 a 在o2浓度为0 3 和5 25 时 细胞分别进行无氧呼吸和有氧呼吸b 贮藏苹果时 应该选择o2浓度为5 的适宜环境条件c 氧气浓度越高 苹果果肉细胞有氧呼吸越旺盛 产生的atp越多d 苹果果肉细胞在进行无氧呼吸时 产生乳酸和co2 b 酵母菌既能进行有氧呼吸 又能进行无氧呼吸 且两种呼吸都能产生co2 若放出的co2的体积与吸收的o2的体积比为1 1 则只进行有氧呼吸 若放出的co2的体积与吸收的o2的体积比大于1 则有氧呼吸和无氧呼吸共存 若只有co2的放出而无o2的吸收 则只进行无氧呼吸 计算依据 c6h12o6 6o2 6co2c6h12o6 2c2h5oh 2co2例2 2006上海 一密闭容器中加入葡萄糖溶液和酵母菌 1小时后测得该容器中o2减少24ml co2增加48ml 则在1小时内酒精发酵所消耗的葡萄糖量是有氧呼吸的 a 1 3倍b 1 2倍c 2倍d 3倍 d 例3 将酵母菌研磨 离心后 得到上清液 含细胞质基质 和沉淀物 含细胞器 把等量的上清液 沉淀物和未离心的匀浆 分别放入甲 乙 丙三个试管中 进行四项独立的实验 前三项实验从供选答案中选出正确答案的字母填空 实验四作简答 供选答案 a co2 h2ob 乙醇 co2c h2o o2d 无反应e 丙酮酸 1 实验一 向三个试管分别滴加等量的c6h12o6溶液 各试管的最终产物 甲是 乙是 丙是 2 实验二 向三个试管分别滴加丙酮酸 各试管的终产物甲是 乙是 丙是 3 实验三 在隔绝空气的条件下 重复实验一 各试管的终产物是 甲是 乙是 丙是 4 实验四 向三个试管分别滴加等量的萤光素 从萤光虫尾提取的可以发光的物质 重复实验一和实验二 从理论上分析 发出萤光最强的是实验 中的 试管 理由是 e d b b d d a a a 一 丙 丙试管含全部与呼吸作用相关结构 物质 产生atp最多 51015202530相对浓度 相对值 o2的吸收量 co2的释放量 p 1 在p点以前释放的二氧化碳比吸收的氧气多说明了什么问题 无氧呼吸强过有氧呼吸 2 在p点时吸收的氧气量等于释放的二氧化碳 此时有没有无氧呼吸 此种氧气浓度下无氧呼吸消失了 3 在p点以后吸收的氧气量等于释放的二氧化碳 此时呼吸以什么方式为主 有氧呼吸随着氧气浓度的上升而加强 d 3 在d点后曲线保持平衡说明了什么问题 有氧呼吸在此时的氧气浓度下达到了最高 上图表示某植物非绿色器官在氧浓度为a b c d时co2释放量和o2吸收量的变化 下列相关叙述正确的是a 氧浓度为a时 最适宜贮藏该植物器官b 氧浓度为b时 无氧呼吸消耗葡萄糖量是有氧呼吸的5倍c 氧浓度为c时 无氧呼吸最弱d 氧浓度为d时 有氧呼吸强度与无氧呼吸强度相等 b 作业 1 世纪金榜p41 452 套题p213 214 第4节能量之源 光与光合作用 第五单元细胞的能量输入和输出 2012届高考生物第一轮复习 2012 考纲解读 1 捕获光能的色素的提取分离实验2 光合作用的基本过程3 影响光合作用的因素4 光合作用与呼吸作用的关系 回扣基础要点 一 捕获光能的色素和结构 1 绿叶中色素的提取与分离 实验 1 色素提取液 2 色素分离方法 法 3 色素分离原理 四种色素在层析液中不同 溶液度高的扩散速度 4 分离结果 滤纸条上自上而下呈现四条色素带 5 该实验中化学物质的作用 二氧化硅的作用是使 碳酸钙的作用是 无水乙醇 纸层析 溶解度 快 研磨充分 保护色素 世纪金榜p52 c 解析a未见色素带的原因多种 如忘记画滤液细线 滤液细线触及层析液b色素始终在滤纸上是因为画过滤液细线后丙酮或者是其它溶剂挥发d因为胡萝卜素是在层析液中溶解度最高 而不是提取液 胡萝卜素 橙黄色 叶绿素 类胡萝卜素 叶绿素a 蓝绿色 叶绿素b 黄绿色 叶黄素 黄色 3 4 1 4 说明色素的种类 拓展延伸1 本实验中圆形滤纸中央滴一滴滤液 对叶绿体中的色素进行层析 会得到近似同心的四个色素环 由内到外依次是黄绿色 蓝绿色 黄色 橙黄色 2 用丙酮或其它有机溶剂代替无水乙醇提取色素 但丙酮有毒 研磨时需采取措施防止蒸发 也可用汽油代替层析液进行层析 可用其它绿色叶片代替菠菜 但不能用大白菜等不含叶绿素的材料 2 叶绿体中色素的种类 含量及作用 橙黄色 类胡萝卜素 蓝紫光 叶绿素a 叶绿素b 黄绿色 红光和 蓝紫光 胡萝卜素 最大 最小 叶黄素 特别提醒 叶绿体中的色素只吸收可见光 而对红外光和紫外光等不吸收 叶绿素对红光和蓝紫光的吸收量大 类胡萝卜素对蓝紫光的吸收量大 但对其他波段的光并非不吸收 只是吸收量较少 1 含量最多的色素为 含量最少的为2 在滤纸条上两者之间相距最远的为 3 光合作用中最有效的光为 最无效的光为 叶绿素a 胡萝卜素 白光 绿光 叶黄素和胡萝卜素 提示叶片是绿色的原因有二个 一是叶绿素是类胡萝卜素含量的三倍 二是色素不吸收绿光被反射回来 秋天叶片变黄是低温使叶绿素遭到破坏 呈现出类胡萝卜素的颜色 变红则是液泡中花青素的颜色 故农业上一般用无色薄膜覆盖大棚 而实验室中黑暗处理有机物时需要有光条件下操作时最好选用绿光灯 想一想叶片为什么一般是绿色的 秋天变黄变红是怎么回事 议一议 1 海洋中藻类有分层现象 与植物中的色素吸收光的颜色有什么关系 2 在温室内自然光照射基础上 给植物人工补充哪些单色光对增产有利 答案 1 不同波长的光穿透性不同 不同藻类吸收不同波长的光 2 红光 蓝紫光属于对植物光合作用最有效的光谱 因此可以补充这两种光达到增产的目的 猜一猜 按照如图所示的方式来观察滤液 会看到什么现象 答案 在透射光下观察 滤液呈绿色 在反射光下观察 滤液呈红色 我们把这种叶绿素溶液在透射光下呈绿色 在反射光下呈红色的现象称为荧光现象 光源 光源 观察 观察 拓展延伸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 因而叶子变黄 3 矿质元素 叶绿素中含n mg等矿质元素 若缺乏将导致叶绿素无法合成 老叶先变黄 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 幼叶先变黄 对位训练1 2009 广东理基 43 将在黑暗中放置一段时间的叶片均分4块 置于不同的试管中 按下表进行实验 着色最浅叶片所在的试管是 注 表示具有该条件 解析将叶片在黑暗中放置一段时间是进行饥饿处理 消耗掉有机物 然后用不同的光照射 进行光合作用 用碘液处理看有机物产生的多少 因为叶绿体中的色素几乎不吸收绿光 所以着色最浅叶片所在的试管是 号 a b c d d 2 在 绿叶中色素的提取与分离 实验中得到的色素带颜色较浅 分析其原因可能是 加入的丙酮太多 用无水乙醇代替丙酮 层析液没及滤液细线 研磨时没有加入caco3 研磨时没有加入sio2 取的叶片的叶脉过多 叶肉细胞过少 画滤液细线的次数少 使用放置数天的波菜叶a b c d 解析滤纸条上的色素带颜色较浅的原因是 和滤液中色素含量少 滤液中色素含量少的原因可能是 导致研磨不充分 使部分色素被破坏 色素含量低 里面的色素被破坏 使色素溶解在层析液中 c 3 叶绿体的结构和功能 光合作用探索历程 植物可以更新空气 只有在光照下只有绿叶才可以更新空气 植物在光合作用时把光能转变成了化学能储存起来 绿色叶片光合作用产生淀粉 氧由叶绿体释放出来 叶绿体是光合作用的场所 光合作用释放的氧来自水 光合产物中有机物的碳来自co2 色素分子 可见光 c5 2c3 adp pi atp 2h2o o2 4 h 多种酶 酶 ch2o co2 吸收 光解 能 固定 还原 供氢酶 光反应 暗反应 光合作用的过程 二 光合作用的原理和应用 叶绿体基粒类囊体薄膜上 叶绿体基质中 光 色素和酶 atp nadph 多种酶 不需要光 光能转变成活跃的化学能 atp nadph中 活跃的化学能转变成稳定的化学能 光反应为暗反应提供nadph和atp 暗反应产生的adp和pi为光反应合成atp提供原料 水的光解2h2o 4 h o2合成atpadp pi atp 光 酶光能 co2的固定co2 c5 2c3c3的还原2c3 ch2o c5 酶 酶atp h 过程 光反应阶段和暗反应阶段的比较 想一想 叶绿体是高等植物进行光合作用的主要场所 这句话表述是否确切 答案 不确切 叶绿体不仅含有捕捉光能的4种色素 而且含有多种与光合作用有关的酶 并且具有在光合作用中吸收co2释放o2的特性 可见 光合作用全过程都在叶绿体内进行 练一练 2009 安徽卷 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 d 考点一光合作用的场所和过程1 光反应和暗反应的关系 2 反应式及元素去向co2 h2o ch2o o2 2 碳元素 3 氢元素 光能叶绿体 1 氧元素 h2o o2 co2c3 ch2o h2o h ch2o 世纪金榜p49 特别提醒1 光反应为暗反应提供两种重要物质 h 和atp 暗反应为光反应也提供两种物质 adp和pi 注意产生位置和移动方向 2 没有光反应 暗反应无法进行 所以晚上植物只进行呼吸作用 不进行光合作用 没有暗反应 有机物无法合成 生命活动也就不能持续进行 3 色素只存在于光反应部位 叶绿体类囊体薄膜上 但光反应和暗反应都需要酶参与 所以光合作用有关酶存在于两个部位 叶绿体类囊体薄膜上和基质中 3 叶绿体处不同条件下 c3 c5 h atp以及 ch2o 合成量的动态变化 增加 下降 减少 增加 增加 增加 增加 增加 增加 增加 增加 增加 减少或没有 减少或没有 减少或没有 减少 减少 减少 减少 减少 世纪金榜p48 对位训练1 下图为光反应 暗反应联系示意图 据图回答下列问题 1 填出图中字母所表示的物质 a b c d 2 光反应为暗反应提供了和 3 光合作用中的能量转变是 光能 4 若对某植物作如下处理 甲 持续光照10分钟 乙 光照5秒后再黑暗处理5秒 连续交替进行20分钟 若其他条件不变 则在甲 乙两种情况下植物所制造的有机物总量是 a 甲多于乙b 甲少于乙c 甲和乙相等d 无法确定 b o2 atp h co2 h atp atp中的化学能 糖类 有机物 考点二影响光合速率的因素 内因 植物种类 阴生植物 阳生植物 植物的生长阶段叶片的生长阶段叶面积指数外因 光 co2 温度 矿质元素 水等 1 光 光照强度 光质 光的波长 外界因素 光照强度 a 坐标曲线分析 一看标 二明点 三析线 阴生植物的光补偿点 光饱和点都比阳生植物低 措施 阳生植物应种植在阳光充裕的地方 阴生植物应种植在荫蔽的方 光强必须达到一定值 世纪金榜p48 2 co2浓度与光合速率的关系 曲线分析 a点 b点 表示光合速率等于细胞呼吸速率时co2浓度 co2补偿点 当环境中的co2低于这一浓度时 植物的光合作用就会低于呼吸作用 消耗大于积累 长期如此植物就会死亡 在一定的范围内 植物的光合作用强度随co2浓度的增加而增加 但达到一定浓度后 光合作用就不再增加或增加很少 这时的co2浓度称为co2的饱和点 光合作用不但不会增加 反而会下降 甚至引起植物co2中毒而影响正常的生长发育 如右上图所示 若co2浓度继续升高 co2吸收量 co2释放量 移动的规律方法co2 光 补偿点随外界条件变化的移动规律1 若呼吸速率增加 co2 光 补偿点应右移 反之应左移2 若呼吸速率基本不变 条件的改变使光合速率下降时 co2 光 补偿点应右移 反之应左移 如缺co2 mg 3 阴生与阳生植物相比 co2 光 补偿点和饱和点都应向左移4 co2和光照强度具有互补效应 增强光照 co2补偿点会左移 增加co2浓度 光补偿点也左移 co2吸收 co2释放 光 co2 补偿点 b 光 co2 饱和点 c d 光照强度co2浓度 2008唐山期末 已知某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25 和30 有图表示的是30 时光合作用与光照强度的关系 若温度下降到25 原光照强度和co2浓度不变 理论上图中相应点a b c三点移动分别为 c a 下移 右移 下移b 下移 左移 下移 c 上移 左移 上移d 上移 右移 上移 c 有关点移动问题 将某一绿色植物置于密闭的玻璃容器内 在一定条件下不给光照 co2的含量每小时增加8mg 给予充足光照后 容器内co2的含量每小时减少36mg 若上述光照条件下光合作用每小时能产生葡萄糖30mg 请回答 1 在光照时 该植物每小时葡萄糖净生产量是mg 24 5 2 若一昼夜中先光照4小时 接着放置在黑暗情况下20小时 该植物体内有机物含量变化是 填增加或减少 减少 一昼夜 24h 中 4h制造的葡萄糖总量为4 30 120mg 消耗总量为24 5 5 132mg 说明该植物体内有机物含量减少 方法一 方法二 提高co2措施 空气中co2含量一般占330mg l 与植物光合所需最适浓度 1000mg l 相差太远 必须指出 增加co2可以提高光合效率 但是无限制地在全球范围内提高co2浓度 会产生 温室效应 大田 大棚 确保良好通风 合理密植 增施有机肥料 深施 碳酸氢铵 a 施有机肥 农家肥 b 使用co2发生器 释放干冰等c 开窗通气 增大co2浓度 降低湿度 温度d 无土栽培时加nahco3 调节ph 释放co2 解释植物光合作用的 午休 现象 4 矿质元素与光合速率的关系 n p k fe mg等 光合速率 在一定浓度范围内 增大必需元素的供应 可提高光合速率 但当超过一定浓度后 会因土壤溶液浓度过大而导致植物光合速率下降 3 温度与光合速率的关系 光合速率 t 温度主要是通过影响与光合作用相关的酶的活性影响光合速率 应用 适时播种 温室栽培昼夜温度调节 冬天温室栽培可适当提高温度 夏天温室栽培可适当降低温度 适当增大昼夜温差 以提高作物产量 b a c a 曲线含义b 关键点含义a b c三点 5 水分的供应对光合作用速率的影响 1 影响 水是光合作用的原料 缺水既可直接影响光合作用 又会导致叶片气孔关闭 限制co2进入叶片 从而间接影响光合作用 2 应用 根据作物的需水规律合理灌溉 6 叶龄对光合速率的影响 随幼叶不断生长 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 光合速率不断增加 壮叶时 叶面积 叶绿体 叶绿素都处于稳定状态 光合速率基本稳定 老叶时 随叶龄增加 叶内叶绿素被破坏 光合速率下降 2 应用 摘除老叶 残叶 1 曲线分析 oa段 ab段 bc段 多因子影响因素 光合速率 光照强度 30 20 10 q p 光合速率 t 高光强 中光强 低光强 p q 光合速率 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其他因子 p点时 q点时 分析曲线的限制因素问题 d c 对位训练2 经典高考题 科学家研究co2浓度 光照强度和温度对同一种植物光合作用强度的影响 得到实验结果如下图 请据图判断下列叙述不正确的是 c 光照强度为a b时曲线 光合作用强度随光照强度升高而升高d 光照强度为a c时曲线 光合作用强度随光照强度升高而升高解析光合作用强度与光照强度和co2浓度有着密切的关系 在不同阶段 起决定作用的因素不一样 光照强度为a c 曲线 光合作用强度随光照强度升高而升高 曲线 则由于co2浓度的限制不升高 a 光照强度为a时 造成曲线 和 光合作用强度差异的原因是co2浓度不同 b 光照强度为b时 造成曲线 和 光合作用强度差异的原因是温度不同 d 3 下列 曲线图均表示光合作用与某些影响因素的关系 在下列各选项中 不正确的是 a 图中的x因素可表示co2浓度 植物在较强光照时的a点值一般要比在较弱光照时的低b 图中 阴生植物的b点值一般比阳生植物的低c 图中z因素 z3 z2 z1 可以表示co2浓度 当光照强度小于c值时 限制光合速率增加的主要因素是光照强度d 图中y因素最有可能代表光照强度 解析 图中y因素最有可能代表温度 而不是光照强度 光照强度增加到一定程度时 光合速率不再增加 但是不会下降 d 光合作用的意义 1 为生物生存提供了物质来源 2 为生物生存提供了能量来源 3 维持了大气中o2和co2的相对稳定 4 对生物的进化有直接意义 呼吸作用和光合作用的比较 物质变化 能量变化 场所 条件 呼吸作用 光合作用 光 色素 酶 氧气 酶 叶绿体 细胞质基质 线粒体 无机物 有机物 有机物 无机物 光能 有机物化学能 有机物化学能 atp 热能 联系 1 共同完成有机物和能量的代谢 2 光合作用为有氧呼吸提供有机物和氧气有氧呼吸为光合作用提供二氧化碳 a b 光照强度 净光合速率 co2吸收量 co2释放量 真正光合速率 净光合速率 呼吸速率 呼吸速率 世纪金榜p50 光合速率和呼吸速率 真正光合速率 光合速率常常用单位时间内消耗的co2量或产生o2量来表示 1 光合作用消耗co2量 2 光合作用产生的总o2量 3 一昼夜有机物的积累量 用co2量表示 可以用下式来表示 从外界吸收的co2量 呼吸产生的co2量 释放到外界的o2量 呼吸消耗的o2量 积累量 白天从外界吸收的co2量 晚上呼吸释放的co2量 化能合成作用 基础回顾 化能合成作用 少数种类的细菌不能利用 但能够利用体外环境中的某些 来制造有机物 这种合成作用叫做化能合成作用 这些细菌属于 生物 自养 光能 所释放的能量 无机物氧化时 广泛地分布在土壤和水域环境中的硫化细菌 硝化细菌 氢细菌与铁细菌等都属于这类微生物 氢细菌通过将h2氧化为水 硫细菌将h2s氧化为硫酸盐 硝化细菌主要分两类 一类是亚硝化细菌 可将氨氧化成亚硝酸 另一类是硝化细菌 可以把亚硝酸氧化成硝酸 来驱动二氧化碳的固定 完成有机物的合成 二 光合作用与化能合成作用 注 光合细菌的光合作用可用下式表示 co2 2h2s ch2o 2s h2o 物质变化 将无机物 co2等 转化为储存着能量的有机物 跟踪训练 1 硝化细菌进行化能合成作用时 其获能的方式是 a 还原氨b 氧化氨c 还原亚硝酸d 还原硝酸 解析 硝化细菌在化能合成作用时 是将氨氧化为亚硝酸 硝酸 利用释放的能量来进行合成有机物的 b 2 硝化细菌之所以归类为自养生物 根据是 a 它能把氨合成为亚硝酸和硝酸b 它能以亚硝酸和硝酸作为自身的组成物质 并贮存能量c 它能利用化学能合成有机物d 它能把氨氧化所释放的化学能合成atp 直接供各种生命活动需要 判断一种生物是自养型还是异养型关键看能否合成有机物 能将无机物合成有机物的是自养型 c 直击高考 10全国卷1 3 下列四种现象中 可以用右图表示的是a 在适宜条件下光合作用强度随co2含量的变化b 条件适宜 底物充足时反应速率随酶量的变化c 一个细胞周期中dna含量随时间的变化d 理想条件下种群数量随时间的变化 a 解析 b项对应的曲线起点不正确 曲线的走势一直为增函数 不会出现饱和效应 c项对应的曲线就更不正确了 起点纵坐标等于终点 且大于0 d项曲线为种群的 j 型增长曲线 10浙江卷 29 26分 回答下列 小题 试管苗的光合作用能力较弱 需要逐步适应外界环境才能往大田移栽 研究人员进行了 改变植物组织培养条件缩短试管苗适应过程 的实验 实验在适宜温度下进行 图甲和图乙表示其中的两个实验结果 请回答 1 图甲的实验是在大气co2浓度下进行的 据图分析 试管苗在不加蔗糖的培养中 和 更高 2 图乙是试管苗在密闭 无糖培养基条件下测得的24h内co2浓度变化曲线 图中b c段co2浓度升高缓慢是因为 c d段co2浓度急剧下降是因为试管苗 若d点时打开培养瓶塞 试管苗的光合速率 3 根据上述实验结果推知 采用无糖培养基 和 可缩短试管苗的适应过程 光合速率 光饱和点 温度较低 酶的活性降低 细胞呼吸较弱 产生的co2较少 光合作用增强 消耗大量的co2 所以co2浓度急剧下降 升高 增加光照强度 任选两个 c d段光照的增强 加co2浓度 延长光照