细胞的能量供应和利用(=).doc

细胞的能量供应和利用(二)主讲：张孝中一周强化一、一周知识概述1、细胞呼吸的方式；2、有氧呼吸的过程及原理；3、细胞呼吸原理的应用；4、绿叶中色素的种类和作用；5、光合作用的发现；6、光合作用的光反应、暗反应过程及相互关系；7、影响光合作用强度的环境因素。二、重难点讲解（一）细胞呼吸及其方式1、细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其它产物，释放能量并生成ATP的过程。2、细胞呼吸的方式有氧呼吸与无氧呼吸的联系与区别（二）有氧呼吸的过程（三）细胞呼吸原理的应用原理：选用“创可贴”等敷料包扎伤口，既为伤口敷上了药物，又为伤口创造了疏松透气的环境、避免厌氧病原菌的繁殖，从而有利于伤口的痊愈。原理：酵母菌是兼性厌氧微生物。酵母菌在适宜的通气、温度和pH等条件下，进行有氧呼吸并大量繁殖；在无氧条件下则进行酒精发酵。醋酸杆菌是一种好氧细菌。在氧气充足和具有酒精底物的条件下，醋酸杆菌大量繁殖并将酒精氧化分解成醋酸。谷氨酸棒状杆菌是一种厌氧细菌。在无氧条件下，谷氨酸棒状杆菌能将葡萄糖和含氮物质(如尿素、硫酸铵、氨水)合成为谷氨酸。谷氨酸经过人们的进一步加工，就成为谷氨酸钠味精。原理：对于板结的土壤及时进行松土透气，可以使根细胞进行充分的有氧呼吸，从而有利于根系的生长和对无机盐的吸收。此外，松土透气还有利于土壤中好氧微生物的生长繁殖，这能够促使这些微生物对土壤中有机物的分解，从而有利于植物对无机盐的吸收。原理：水稻的根系适于在水中生长，这是因为水稻的茎和根能够把从外界吸收来的氧气通过气腔(见下图)运送到根部各细胞，而且与旱生植物相比，水稻的根也比较适应无氧呼吸。但是，水稻根的细胞仍然需要进行有氧呼吸，所以稻田需要定期排水。如果稻田中的氧气不足，水稻根的细胞就会进行酒精发酵，时间长了，酒精就会对根细胞产生毒害作用，使根系变黑、腐烂。水稻根的横切面原理：较深的伤口里缺少氧气，破伤风芽孢杆菌适合在这种环境中生存并大量繁殖。所以，伤口较深或被锈钉扎伤后，患者应及时请医生处理。原理：有氧运动是指人体细胞充分获得氧的情况下所进行的体育锻炼。人体细胞通过有氧呼吸可以获得较多的能量。相反，百米冲刺和马拉松长跑等无氧运动，是人体细胞在缺氧条件下进行的高速运动。无氧运动中，肌细胞因氧不足，要靠乳酸发酵来获取能量。因为乳酸能够刺激肌细胞周围的神经末梢，所以人会有肌肉酸胀乏力的感觉。思考：生活和生产中还有哪些应用细胞呼吸原理的事例？（四）绿叶中色素的种类和作用1、种类绿叶中的色素有4种，它们可以归纳为两类：2、作用捕获光能。（五）叶绿体的功能叶绿体是进行光合作用的场所。它内部的巨大膜表面上，不仅分布着许多吸收光能的色素分子，还有许多进行光合作用所必需的酶。思考：1、恩格尔曼实验的结论是什么？2、恩格尔的实验方法有什么巧妙之处？（六）光合作用的过程思考：1、光反应阶段和暗反应阶段在所需条件、进行场所、发生的物质变化和能量转换等方面有什么区别？2、光反应阶段和暗反应阶段之间的物质和能量的联系是怎样的？（七）影响光合作用强度的环境因素及其在生产上的应用 同步练习窗体顶端一、选择题1、对植物的细胞分裂、生长、矿质元素的吸收、新物质的合成等生命活动最重要的生理作用是（）A光合作用B呼吸作用C蒸腾作用D渗透作用2、有氧呼吸过程中的CO2产生于（）A丙酮酸和水彻底分解时B葡萄糖刚要分解时CADT形成ATP时 DH和O2结合时3、有氧呼吸产生大量ATP是在（）A葡萄糖分解成丙酮酸时B产生CO2时C氢与氧结合生成H2O时D丙酮酸大量脱H4、土豆在纯空气中储存了一周，然后在纯氮气中储存一周，然后又置于纯空气中储存一周，在试验中测定释放的CO2量绘制成如下图曲线，在第三周多产生和释放CO2可能来自（）A乙醇B乙醛C乳酸DH5、下列不属于有氧呼吸第二阶段产物的是（）AATPBH2OCHDCO26、植物细胞中，C6H12O6的生成和分解依次发生在（）A叶绿体、线粒体B线粒体、内质网C叶绿体和线粒体、细胞质基质D叶绿体和细胞质基质、线粒体7、有氧呼吸全过程的3个阶段中，相同的产物是（）AATPBH2O和CO2CH2O和丙酮酸 D乳酸和ATP8、甲酵母菌进行有氧呼吸，而乙酵母菌进行发酵，若它们消耗了等量的葡萄糖，问它们放出的二氧化碳总量和吸入的氧气的体积之比是（ ）A12B11C23D439、下图中的各图分别表示在发酵罐中培养酵母菌时，各环境因素对酵母菌繁殖速度的影响，其中不正确的是（）ABCD10、在一密封的玻璃钟罩内，种有绿色植物，并养有以此植物为食的小动物。罩内的O2用18O原子为标记，每天给以光照。若干时间后，18O可在下列哪项自身组成的有机物中出现（）A只在植物体内B动植物体内均有C只在动物体内D动植物体内均无11、在叶绿体中，消耗ADP和Pi与产生ADP和Pi的部位依次是（）内膜基粒片层基质外膜ABCD12、在有二氧化碳存在时，溴麝香草酚蓝转变成溴麝草酚黄，当移去二氧化碳时，溶液将重现蓝色。将两种绿色水生植物分别放入试管中，各自装有水及溴麝香草酚黄，将塞子塞住两个试管口，一个试管放在有光线处，另一个试管放在黑暗处，几天后被放在光线处的试管中的液体为蓝色，此证据说明，在光合作用中，绿色植物 （）A需要溴麝香草酚蓝B吸收二氧化碳C释放出氧气D形成ATP分子13、在绿色植物光合作用生成的葡萄糖中，碳、氢、氧分别来自（）五碳化合物三碳化合物水二氧化碳ABCD14、在温室栽培条件下，除哪项措施外，均有利于提高光能利用率（）A适当增加空气湿度B适当增大CO2浓度C适当增加光照强度D延长光照持续时间15、根据光合作用的原理，下列提高农作产量的措施中，哪些与该原理有关（多选）（）A适时播种、套种B施用有机肥料C合理密植、间作D及时松土16、对某植株作如下处理：（甲）持续光照10min，（乙）光照5s后，再暗处理5s，连续交替处理20min。若其它条件不变，则在甲、乙两种情况下，植株所制造的有机物总量是（）A甲多于乙B甲少于乙C甲等于乙D无法确定17、下列关于光合作用的叙述中，不正确的是（）A水的分解发生在叶绿体片层结构的薄膜上B光反应和暗反应都有许多酶参加C温度降到0度，仍有植物进行光合作用D NADP在暗反应中起还原作用，并将能量转移到糖类分子中18、欲测定植物是否进行光反应，可以检测是否有 （ ）A葡萄糖的生成 B淀粉的生成CO2的释放DCO2的吸收19、下图是验证水生绿色植物进行光合作用的实验装置图，锥形瓶中放有天然水和新鲜水草，瓶口用带有导管的橡皮塞塞紧。一段时间后，U 形管左侧管内液面的高度变化和锥形瓶中液体的 pH 变化分别是 （ ）A升高、升高B升高、降低C降低、升高D降低、降低20、实验测得小麦在不同波长光照下光合速率的变化和小麦植物中叶绿素 a 对不同波长光线的相对吸收量，根据实验数据制成如下图所示的曲线图。下列关于曲线图的分析不正确者为 （ ）A从图可看出叶绿素a主要吸收红橙色光和蓝紫色光B在波长450nm光照下比波长700nm光照下产糖速率高C在波长750 800nm的光下，小麦进出CO2为0D叶绿素a吸收光能后被激发放出一个高能电子窗体底端答案第1题答案错误!正确答案为 B第2题答案错误!正确答案为 A第3题答案错误!正确答案为 C第4题答案错误!正确答案为 C第5题答案错误!正确答案为 B第6题答案错误!正确答案为 D第7题答案错误!正确答案为 A第8题答案错误!正确答案为 D第9题答案错误!正确答案为 C第10题答案错误!正确答案为 B第11题答案错误!正确答案为 C第12题答案错误!正确答案为 B第13题答案错误!正确答案为 C第14题答案错误!正确答案为 A第15题答案错误!正确答案为 AC第16题答案错误!正确答案为 B第17题答案错误!正确答案为 D第18题答案错误!正确答案为 C第19题答案错误!正确答案为 C第20题答案错误!正确答案为 C1、注意呼吸作用的意义。3、有氧呼吸产生大量ATP的阶段是有氧呼吸过程的第三阶段。5、有氧呼吸第二阶段的产物有CO2、大量的H和少量的ATP。6、解答要注意题干的“依次”。9、发酵罐的容积有限，所盛的营养物质和氧有限，酵母菌的繁殖速率呈直线增长。10、18O有下列去向：11、光反应利用ADP和Pi合成ATP，在基粒片层结构薄膜上进行；暗反应将 ATP 分解产生 ADP 和 Pi 。16、光合作用包括光反应和暗反应两个阶段。在黑暗时，植物的暗反应并未停止，因此，乙处理条件下，进行光合作用的总时间多，制造的有机物总量也多些。17、NADP能与氢结合形成NADPH，一般用H表示，作为还原剂参与暗反应，但并不能传递能量。19、光合作用吸收的CO2与放出的O2体积相等，但CO2在水里的溶解度比O2大，锥形瓶内的压力增大，U形管左侧管内液面下降。20、在波长为750 800nm的光下，光合作用速率很小，需要的CO2很少；但是呼吸作用的速率并不受光的影响，放出的CO2仍然较多。 考点分析例1、下列关于植物光合作用和细胞呼吸的叙述，正确的是（）A无氧和零下低温环境有利于水果的保鲜BCO2的固定过程发生在叶绿体中，C6H12O6分解成CO2的过程发生在线粒体中C光合作用过程中光能转变为化学能，细胞呼吸过程中化学能转变为热能和ATPD夏季连续阴天，大棚中白天适当增加光照，夜晚适当降低温度，可提高作物产量解析：无氧条件下植物细胞无氧呼吸产生酒精对水果细胞有毒害作用，零下低温易引起细胞结冰，二者均不利于水果的保鲜；C6H12O6在细胞质基质中分解产生丙酮酸，丙酮酸进入线粒体中进一步分解产生CO2和H2O；光合作用过程包括光反应和暗反应，可将光能转变为稳定的化学能，细胞呼吸过程是将有机物中稳定的化学能转变成ATP和热能，因ATP也属于化学能，故C项不确切；夏季连续阴雨天，限制光合作用的主要因素是光照，适当增加光照能够提高光合速率，夜间适当降低温度可降低呼吸速率，二者结合起来，可提高作物产量。答案：D例2、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BH2O在光下分解为H和O2的过程发生在基质中CCO2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解析：叶绿体中的色素分布在类囊体的薄膜上，是进行光反应阶段的必需条件。叶绿体基质是进行暗反应阶段的场所，而淀粉就是暗反应阶段合成的。答案：D例3、利用地窖贮藏种子、果蔬在我国历史悠久。地窖中的CO2浓度较高，有利于（）A降低呼吸强度B降低水分吸收C促进果实成熟D促进光合作用解析：贮藏种子、果蔬必须降低呼吸作用强度，减少有机物的消耗。增加CO2浓度、低温均可以降低呼吸作用强度。答案：A例4、用高倍显微镜观察黑藻叶片细胞，正确的结论是（）A叶绿体在细胞内是固定不动的B叶绿体在细胞内是均匀分布的C叶绿体的存在是叶片呈绿色的原因D叶肉细胞含有叶绿体，不含线粒体解析：叶绿体中具有叶绿素，而且叶绿素占的比例大，叶绿素对绿光吸收比较少，绿光被反射出来，使叶片呈现绿色。答案：C例5、从高等植物叶片中分离出4种光合色素，其中呈橙黄色的是（）A叶绿素aB叶绿素bC胡萝卜素D叶黄素解析：在叶绿体色素的提取和分离实验中，由于提取的色素在层析液中的溶解度不同，则在滤纸上扩散速度也不同，从而将色素分离开来。滤纸条上出现4条色素带，它们的颜色从上到下依次是橙黄色、黄色、蓝绿色和黄绿色，从上到下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b。答案：C例6、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（）试管编号实验处理CO2溶液+光照白光蓝光红光绿光碘液+注：“+”表示具有该条件。ABCD解析：绿叶吸收绿光最少，植物在绿光下合成的淀粉最少，与碘液反应着色最浅。答案：D例7、某研究性学习小组采用盆栽实验，探究土壤干旱对某种植物叶片光合速率的影响。实验开始时土壤水分充足，然后实验组停止浇水，对照组土壤水分条件保持适宜，实验结果如下图所示。下列有关分析正确的有（多选）（）A叶片光合速率随干旱时间延长而呈下降趋势B叶片光合速率下降先于叶片叶绿素含量下降C实验24天，光合速率下降是由叶片叶绿素含量下降引起的D实验24天，光合速率下降可能是由叶片内CO2浓度下降引起的解析：由图示曲线信息可知，实验条件下，随干旱时间的延长叶片的光合速率呈下降趋势；对比甲、乙图示可知，叶片光合速率下降先于叶片叶绿素含量下降；由于24天光合速率下降早于叶绿素含量下降，因此，光合速率的下降不是叶绿素含量下降引起的；实验条件下，随时间推移，植物缺水严重、叶片失水、气孔关闭，导致CO2吸收减少，使光合速率下降。答案：ABD例8、在其他条件适宜的情况下，在供试植物正常进行光合作用时突然停止光照，并在黑暗中立即开始连续取样分析，在短时间内叶绿体中C3和C5化合物含量的变化是（）AC3和C5都迅速减少BC3和C5都迅速增加CC3迅速增加，C5迅速减少DC3迅速减少，C5迅速增加解析：在植物进行光合作用的过程中突然停止光照，使光反应产生的ATP、H减少，C3不能被还原，因而C3化合物的量增加，同时CO2与C5化合物的结合不受影响，导致C5量迅速减少。答案：C例9、关于有氧呼吸的叙述，错误的是（ ）A主要在线粒体内进行B与无氧呼吸的全过程不完全相同C释放出的能量较多 D产物为二氧化碳、酒精或乳酸解析：有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段是相同的，即场所相同、物质变化相同和所需要的酶相同。有氧呼吸的第二、三阶段是在线粒体内进行的，且释放的能量多，有氧呼吸的产物是二氧化碳和水，酒精或乳酸是无氧呼吸的产物。答案：D例10、机体在一定时间内，呼吸作用产生的CO2摩尔数与消耗的O2摩尔数的比值，常被用来判断呼吸分解有机物的种类。根据葡萄糖彻底氧化分解反应式计算，此比值应是（ ）A0.5B1.0C1.5D2.0解析：根据有氧呼吸的反应式：C6H12O66H2O6O26CO212H2O能量，可知：葡萄糖彻底氧化分解产生的二氧化碳数和消耗的氧气数相等，两者的比值为11。答案：B例11、在相同光照和温度条件下，空气中CO2含量与植物光合产量（有机物积累量）的关系如图所示。理论上某种C3植物能更有效地利用CO2，使光合产量高于m点的选项是（）A若a点在a2，b点在b2时 B若a点在a1，b点在b1时C若a点在a2，b点在b1时 D若a点在a1，b点在b2时解析：考查。植物的光合作用与二氧化碳浓度的关系，能力要求C。该题的关键是看清题目要求，是看有机物的积累量，表现在图中则是平面关系，即两点所距越远，有机物的积累量越多。答案：D例12、在光合作用的暗反应中发生的反应过程有（）ACO2的固定，O2的释放BCO2的固定，糖的生成CH2O的分解，O2的释放DCO2的固定和C3化合物的还原解析：考查光合作用暗反应过程中的物质变化，能力要求B。暗反应首先是二氧化碳的固定，即二氧化碳与五碳化合物结合形成2个三碳化合物，三碳化合物接受光反应阶段产生的H和ATP，再经过一系列变化形成糖（有机物），并储存能量，氧气是在光反应阶段释放出的，不符合题意。答案：BD 拓展提升1、细胞呼吸在线粒体中进行的部位和途径通过细胞匀浆法和分级离心技术等手段处理，然后测定各细胞亚显微结构的成分得知，有氧呼吸中参与糖酵解阶段的酶存在于细胞质基质中。参与三羧酸循环阶段和氧化磷酸化阶段的酶，都存在于线粒体内：与三羧酸循环阶段有关的酶存在于线粒体基质中；与氧化磷酸化阶段有关的酶存在于线粒体内膜上。总之，细胞质基质是有氧呼吸第一阶段的场所；线粒体则是有氧呼吸第二阶段和第三阶