高三生物高考第一轮复习课件细胞的能量供应和利用 课件.ppt

第五章细胞的能量供应和利用 考点一 酶 作用 本质 特性 影响因子 考点二 atp 结构通式 atp与adp的相互转化机制 考点三 细胞呼吸 过程 场所 条件 物质变化 能量变化和影响因子 考点四 光合作用 色素 过程 场所 条件 物质变化 能量变化和影响因子 知识结构 考点一 酶 知识点 一 酶的作用 二 酶的本质 三 酶的催化特性 四 影响酶促反应速度的因素 一 酶的作用 意大利科学家斯帕兰扎尼的实验中要解决什么问题 是什么物质使肉块消失了 问题探讨 概念 细胞内全部有序的化学变化的总称 场所 活细胞 主要在细胞质基质 内容 同化作用和异化作用 同时 对立 物质代谢和能量代谢 同时 伴随 细胞代谢 条件 常温常态的状态下 离不开酶的催化 思考 为什么使用催化剂可以提高反应速率呢 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称为活化能 酶的催化机理是降低化学反应的活化能 1 有一种酶催化反应p q r 右图中实线表示在没有酶时此反应的进程 在t1时 将催化此反应的酶加于反应混合物中 图中表示此反应进行过程的曲线是 p q r 分别代表p q r的浓度 a 曲线ab 曲线bc 曲线cd 曲线d c 2 雅礼08 下列图中 表示有酶催化的反应曲线 表示没有酶催化的反应曲线 e表示酶降低的活化能 正确的图解是 c 酶是一类生物催化剂 活细胞 具有生物催化作用 是 有机物 产生的一类 大部分酶是蛋白质 也有少数是rna 二 酶的本质 的 酶的概念 思考 酶与蛋白质 激素的关系 蛋白质 激素 酶 注意 酶 激素和维生素的比较 a b c 酶 蛋白质 激素的关系图解 酶 激素 维生素比较 酶 活细胞产生催化作用 细胞内或外 激素 内分泌腺或具分泌功能的细胞产生调节作用维生素 一般不能合成 只能从食物中摄取多数是酶辅助因子的组成成份 高效 微量高效 1 酶具有高效性 三 酶的特性 2 酶具有专一性 3 酶的作用条件温和 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 问题讨论 四 影响酶促反应速率的因素 1 温度 3 酶的浓度 4 底物浓度 酶量一定 2 ph 反应速率随酶浓度的升高而加快 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 雅礼08 右图某酶在不同处理条件 a b c 下催化某反应生成物的量和反应时间的关系 解读此图可获得的信息是 a 三个处理中b是此酶促反应的最适条件b 三个处理条件的差异不可能是酶制剂的量不同c 三个处理条件的差异可能是反应底物的量不同d 三个处理条件的差异很可能是处理温度的不同 例 师大附中08 有关某种淀粉酶的实验 处理方式及结果如下表及下图所示 根据结果判断 下列叙述正确的是 a 甲物质是淀粉酶抑制剂b 此种淀粉酶较适合在40 的环境下起作用c 此种淀粉酶在中性环境中的作用速度比碱性中的快d 此种淀粉酶在作用35分钟后便会失去活性 有关酶的实验设计与分析 实验 比较过氧化氢在不同条件下的分解 加热 2滴fecl3 2滴肝脏研磨液 2h2o22h2o o2 变量是实验中由实验者操纵的因素或条件 实验设计中实验变量的种类和控制 变量 实验变量 自变量 无关变量 实验结果 因变量 额外影响 实验设计要遵循 单一变量 的原则 确认实验变量的方法 方法一 直接从实验目的获取 比较过氧化氢在不同条件下的分解 实验变量是什么 无关变量有哪些 过氧化氢分解速度用产生气泡数目多少表示 加入试剂的量 实验室的温度 氯化铁和肝脏研磨液的新鲜程度等 1号试管 2 3 4号试管 2号 90度水浴加热3号 加入3 的氯化铁4号 加入20 肝脏研磨液 无 很少 不亮 较多 发亮 很多 复燃 实验结果的检测 确认实验变量的方法 实验目的 实验原理 证明气孔具有开启和关闭的功能 方法一 直接从实验目的获取 方法二 分析实验目的和实验原理推出 保卫细胞吸水或细胞失水 实验变量 保卫细胞外界溶液的渗透压 各加入唾液淀粉酶1ml 振荡 试管下半部浸入37 左右的水中 反应5min 加入2ml蔗糖溶液 加斐林试剂 振荡 约沸水浴2min 加入2ml淀粉溶液 蓝色 无变化 棕色 砖红色沉淀 淀粉酶只能催化淀粉水解 不能催化蔗糖水解 探究酶的特性 专一性 1号试管 2号试管 3号试管 加入唾液淀粉酶1ml 振荡反应约5min 试管各加入2ml淀粉溶液 蓝色 保持0 冰水中 加热至100 加热至37 各加入两滴碘液 振荡 无明显现象 酶需要适宜的温度 过高或过低都会影响酶的活性 蓝色 探究温度对淀粉酶活性的影响 如果加入的不是碘液 而是斐林试剂 可不可以 1号试管 2号试管 3号试管 加2ml水 3支试管各加入1ml唾液淀粉酶溶液 砖红色沉淀 各加入2ml淀粉溶液 并在37 下水浴 3支试管分别加入2ml斐林试剂 边加试剂边振荡 沸水浴2min 观察颜色变化 无明显变化 无明显变化 探究ph对淀粉酶活性的影响 加2mlhcl 加2mlnaoh 酶需要适宜的ph值 过高或过低都会影响酶的活性 例1 08年高考广东卷 生产中使用的普通淀粉酶的最适温度在40 60 之间 而极端耐热淀粉酶在100 仍能保持较高的活性 因此具有更为广泛的应用前景 某同学正在设计一个实验以探究温度对两种淀粉酶活性的影响 其中有些问题需要你的帮助 1 此实验中除自变量和因变量外 还需要考虑 及等因素 底物 淀粉液 的浓度和数量 ph 添加试剂的量 实验操作顺序 2 在此实验中 因变量可以用碘液和斐林试剂检测 两种试剂各与何种物质反应生色 检测的是底物还是产物 碘液与淀粉反应 碘液检测的是底物 斐林试剂与还原性糖反应 检测的是产物 50 100 酶活性 50 100 温度 普通淀粉酶 耐热淀粉酶 3 假设实验结果如下表 请在给出的坐标纸上绘图反映实验结果 例2 广东 动物脑组织中含有丰富的谷氨酸脱羧酶 能专一催化1mol谷氨酸分解为1mol 氨基丁酸和1molco2 某科研小组从小鼠的脑中得到该酶后 在谷氨酸起始浓度为10mmol l 最适温度 最适ph值的条件下 对该酶的催化反应过程进行研究 结果见图1和图2 图1产物co2浓度随时间变化曲线图2酶催化反应速率随酶浓度变化曲线 注 酶浓度固定 注 反应物浓度过量 1 在图1画出反应过程中谷氨酸浓度随时间变化的曲线 请用 1 标注 请根据以上实验结果 回答下列问题 10 30 物质浓度 mmol l 时间 分 2 当一开始时 将混合物中谷氨酸脱羧酶的浓度增加50 或降低反应温度10 请在图1中分别画出理想条件下co2浓度随时间变化的曲线 请用 2 标注酶浓度增加后的变化曲线 用 3 标注温度降低后的变化曲线 并分别说明原因 图 参考答案 当谷氨酸脱竣酶的浓度增加50 时 见曲线2 其原因 酶量增加50 酶催化反应速率相应提高 反应完成所需时间减少 当温度降低10 时 见曲线3 其原因 温度降低 酶催化反应速率下降 但酶并不失活 反应完成所需时间增加 3 重金属离子能与谷氨酸脱羧酶按比例牢固结合 不可解离 迅速使酶失活 在反应物浓度过量的条件下 向反应混合物中加人一定量的重金属离子后 请在图2中画出酶催化反应速率随酶浓度变化的曲线 请用 4 标注 并说明其原因 酶浓度 图 催化反应速率mmol 分 见曲线4 原因 一定量的重金属离子使一定量的酶失活 当加人的酶量使重金属离子完全与酶结合后 继续加人的酶开始表现酶活力 此时酶的催化反应速率与酶浓度变化的直线关系不变 考点二 atp 知识点 二 atp与adp的相互转化机制 一 结构通式 一 atp分子中具有高能磷酸键 atp 三磷酸腺苷 高能磷酸键 1 atp的结构简式 2 atp是高能磷酸化合物 简式 a p p p a 腺苷 t 三个 p 磷酸基团 atp水解时能放出能量高达30 54kj mol a p p padp pi 能量 水解酶 光能 能源 光合作用 生理过程及合成场所 类囊体 稳定化学能 呼吸作用 细胞质基质及线粒体 活跃的化学能 磷酸肌酸水解 骨骼肌细胞 生命活动 细胞内atp和adp快速相互转化的意义 上述两个反应可逆否 二 atp和adp的相互转化 此反应不是可逆反应 其理由是 1 从反应条件上来看 atp的合成反应的酶是atp激酶属于合成酶 atp的分解反应的酶是atp酯酶属于水解酶 即条件不同 2 从能量上看 正反应的能量来源于有机物氧化分解释放的化学能或太阳能 逆反应释放能量是储存于高能磷酸键内的化学能 即能量来源不同 3 从atp合成与分解的场所来看 atp合成场所是细胞质基质 线粒体和叶绿体 而atp分解发生在叶绿体基质和细胞质基质 细胞核等 即合成与分解场所不同 意味着反应并不是同时进行 a物质运输 b 物质合成 c 细胞分裂 d 肌肉收缩 e 生物发光等 d 长沙一中09 下列与atp有关的描述中 正确的是 atp所含化学能主要储存在腺苷与磷酸基团之间的化学键中 b 组成生物体的主要元素在atp中都能找到 c 若右图纵轴表示atp的生成量 横轴表示呼吸作用强度 正确表示两者之间关系的曲线是c d 若右图纵轴表示细胞中atp的含量 横轴表示运动时间 则某同学百米赛跑过程中 细胞内atp含量的变化曲线最接近于b 长沙一中09 在某细胞培养液中加入32p标记的磷酸分子 短时间内分离出细胞的atp 发现其含量变化不大 但部分atp的末端磷酸基已带上放射性标记 该现象能够说明 atp中远离a的高能磷酸键在一定条件下容易水解 部分32p标志的atp是伴随着能量储存而重新合成的 atp是细胞内所有化学变化的直接能源物质 该过程中atp既有合成又有分解 a b c d c 考点三 细胞呼吸 你知道 呼吸 和 细胞呼吸 有什么区别吗 呼吸 是指生物体或细胞吸入氧气和呼出二氧化碳的过程 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 呼吸全过程的三个连续环节 探究酵母菌细胞呼吸的方式 实验原理1 酵母菌是单细胞真菌属于兼性厌氧菌 进行有氧呼吸产生水和co2 无氧呼吸产生酒精和co2 2 co2的检测方法 1 co2使澄清石灰水变浑浊 2 co2使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄3 酒精的检测橙色的重酪酸钾溶液在酸性下与酒精发生反应 变成灰绿色 基本原理 检测原理 酵母菌在有氧和无氧条件下均能进行细胞呼吸 在有氧条件下 通过细胞呼吸产生大量的co2 在无氧条件下通过细胞呼吸产生酒精和少量的co2 有氧呼吸装置 无氧呼吸装置 细胞呼吸的类型根据是否需要氧 1 有氧呼吸2 无氧呼吸 c6h12o6 2丙酮酸 酶 能量 4 h 6h2o 酶 24 h 2atp 6co2 能量 有氧呼吸的全过程 6o2 酶 12h2o 能量 adp pi 2atp adp pi 34atp adp pi 酶 酶 酶 一 有氧呼吸 细胞呼吸的主要形式 细胞质基质 葡萄糖 丙酮酸 少量 少量 线粒体 丙酮酸h2o co2 h 大量 少量 线粒体 h o2 h2o 大量 场所 主要是线粒体 或先在细胞质基质后在线粒体 有氧呼吸各阶段过程比较 例 长郡09 向正在进行有氧呼吸的细胞悬液中分别加入a b c d四种抑制剂 下列说法正确的是 a 若a能抑制 h 氧化成水 则使o2的消耗减少b 若b能抑制葡萄糖分解 则使丙酮酸增加c 若c能抑制atp的形成 则使adp的消耗增加d 若d能抑制丙酮酸分解 则使葡萄糖的消耗增加 a c6h12o6 4 h 2c2h5oh 2co2 酶 酶 2c3h6o3 2丙酮酸 酶 少量能量 第一阶段 细胞质基质 第二阶段 细胞质基质 二 无氧呼吸 乳酸 酒精 大多数植物 酵母菌 高等动物 乳酸菌 高等植物的某些器官如马铃薯块茎 甜菜块根 玉米胚 细胞质基质和线粒体 细胞质基质 需氧 不需氧 co2 h2o 酒精和co2 乳酸 较多 atp多 较少 atp少 分解有机物 释放能量 供生命活动 第一阶段完全相同 细胞呼吸过程中能量的变化 1mol的葡萄糖 2870kj的能量 有1161kj的能量储存在38molatp中 约60 的能量都以热能的形式散失 有氧呼吸 能量变化 无氧呼吸 能量变化 释放 196 65kj转移 61 08kj 2molatp 有氧呼吸 无氧呼吸 应用 贮藏水果时氧气浓度在什么点最有利贮藏 有氧呼吸与无氧呼吸曲线图分析 181260 现有一瓶混有酵母菌和葡萄糖的培养液 通入不同浓度的氧气时 其产生的酒精和co2的量如图所示 问 在o2浓度为a时a 酵母菌只进行发酵b 67 的葡萄糖用于发酵c 33 的葡萄糖用于发酵d 酵母菌停止发酵 ao2 co2酒精 b 小结 细胞呼吸状况的判断 1 无co2释放 细胞只进行产生乳酸的无氧呼吸 2 不消耗o2 但产生co2 细胞只进行产生酒精的无氧呼吸 3 co2的释放量等于o2的吸收量 细胞只进行有氧呼吸 4 co2的释放量大于o2的吸收量 细胞同时进行有氧和无氧呼吸 何种呼吸占优势 分以下三种情况 1 vco2 vo2 4 3 有氧呼吸与无氧呼吸速率相等 2 vco2 vo2 4 3 有氧呼吸小于无氧呼吸 3 vco2 vo2 4 3 有氧呼吸大于无氧呼吸 思考 若co2释放量小于o2的吸收量 则细胞呼吸状况 细胞呼吸底物不是糖类 可能是脂肪 归纳 呼吸作用生理指标及其测定方法 呼吸速率呼吸速率是最常用的代表呼吸强弱的生理指标 它可以用单位时间单位重量 干重 鲜重 的植物组织或单位细胞所放出的co2的量 qco2 或吸收的o2的量 qo2 来表示 呼吸商植物组织在一定时间内 放出二氧化碳的量与吸收氧气的量的比值叫做呼吸商 rq rq 放出的co2量 吸收的o2量 判断呼吸作用强度和性质的指标主要有呼吸速率和呼吸商 三 影响细胞呼吸的因素 1 影响细胞呼吸的内因 2 影响细胞呼吸的外因 1 影响细胞呼吸的内部因素 不同种类的植物呼吸吸速率不同 如旱生植物小于水生植物 阴生植物小于阳生植物 同一植物在不同的生长发育期呼吸速率不同 如幼苗 开花期呼吸速率升高 成熟期呼吸速率下降 同一植物的不同器官呼吸速率不同 如生殖器官大于营养器官 幼嫩器官大于衰老器官 2 影响细胞呼吸的外界因素 1 温度 植物最适30 35 应用 贮存水果时 适当降低温度 可降低与细胞呼吸有关酶的活性 而延长保存时间 2 水分 自由水含量越多 代谢越旺盛 细胞呼吸越强 应用 粮油种子贮藏前风干 晾晒 减少水分 呼吸作用干种子萌发前浸泡 含水量增高 呼吸作用 降低细胞 提高细胞 1 亚麻 2 玉米 3 小麦 o2 贮藏水果时下降到 最有利贮藏 co2 增加co2浓度 降低o2浓度有良好的保鲜效果 co2释放 o2吸收 o2浓度 气体交换相对值 a b c d 0 a点 有氧 c6h12o6 6o2 6h2o 6co2 12h2o无氧 c6h12o6 2c2h5oh 2co2 思考 虚线代表什么含义 3 氧气 右图表示植物非绿器官在不同o2浓度下 co2释放量和o2吸收量的变化曲线 无氧呼吸产生的co2量 3 贮藏种子 必须降低含水量 2 贮藏蔬菜和水果 适当降低温度和氧气浓度 增加co2的浓度 1 中耕松土 保证根的正常呼吸作用 促进矿质元素的吸收 小结 呼吸作用在农业生产中的应用 4 把植物体下部变黄的枝叶去掉 减少养分的消耗 使有机物向人们需要的器官积累 四 细胞呼吸的意义 1 为生命活动提供能量 2 为体内其他化合物合成提供原料 例 下图中曲线a表示水稻根有氧呼吸和无氧呼吸所释放的co2总量的变化 曲线b表示有氧呼吸释放的co2量的变化 则表示无氧呼吸释放的co2量的变化是下图中的 b a b 长沙一中09 将质量均为xg的苹果果肉分别放在o2浓度不同的密闭容器中 lh后测定o2的吸收量和co2的释放量如表 由此得出的判断不正确的是 a 在o2相对浓度为3 时 苹果细胞既有无氧呼吸也有有氧呼吸b xg的果肉在o2相对浓度为3 时每小时分解葡萄糖0 15molc 表中最适宜贮藏苹果的环境是o2相对浓度为5 d o2相对浓度为5 时无氧呼吸和有氧呼吸强度均最弱 d 1 师大附中08 为了探究酵母菌所进行的呼吸作用类型 请根据所给的实验材料和用具设计实验 1 实验目的 探究酵母菌的呼吸作用类型 2 实验原理 酵母菌如果只进行有氧呼吸 即需氧型 则吸收的o2量与放出的co2量相等 如果只进行无氧呼吸 即厌氧型 则不吸收o2 能放出co2 如果既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸 即兼性厌氧型 则吸收的o2量小于放出的co2量 3 实验材料和用具 酵母菌培养液 带橡皮塞的广口瓶两只 100ml烧杯4个 两根弯曲的带有红色液滴的刻度玻璃管 naoh溶液 清水 凡士林 4 实验方法 将实验材料和用具按照图a装配好实验装置 如果想得到实验结论还必须同时设计另一个实验 请在方框内绘出相应的装置图b 并根据实验需遵循的原则给予必要的文字说明 4分 文字说明 5 4分 请设计一个表格并在表格中写出实验可能出现的结果及相关结论 强调等量的酵母菌培养液和用等量的蒸馏水代替naoh 观察红色液滴的移动情况 左移 不移动 只进行有氧呼吸 不移动 右移 只进行无氧呼吸 左移 右移 既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸 长沙一中08 在科学研究中常用呼吸商 rq 表示生物用于有氧呼吸的能源物质不同 测定发芽种子呼吸商的装置如下图 关闭活塞 在25 下经20分钟读出刻度管中着色液移动距离 设装置1和装置2种子呼吸商的装置如下图 设装置1和装置2的着色液分别向左移动x和y mm x和y值反映了容器内气体体积的减少 下列说法正确的是 vco2的量 vo2的量 a 装置1的小瓶中加入naoh溶液的目的是提供光合作用所需要的二氧化碳 b x代表消耗氧和释放二氧化碳的体积之差 y代表消耗氧的体积 c 若要测定已长出一片真叶幼苗的rq值 则应将该装置放于黑暗条件下进行 d 为使测得的x和y值更精确 还应再设置一对照装置 对照装置中只在小瓶内放入5ml蒸馏水 c 考点四 光合作用 一 实验 绿叶中色素的提取和分离二 叶绿体中的色素三 光合作用的探索历程四 光合作用的过程五 影响光合作用强度的环境因素及应用六 光合作用与有氧呼吸的比较 知识点 一 实验 绿叶中色素的提取和分离 实验原理 提取 无水乙醇 分离 层析液 各种色素能溶解在有机溶剂中形成溶液 使色素从生物组织中提取出来 各种色素都能溶解在层析液中 但在层析液中的溶解度不同 溶解度大的色素分子随层析液在滤纸上扩散得快 反之则慢 因而不同色素可以在滤纸上扩散而分开 各种色素分子在滤纸上形成不同的色素带 绿叶中色素的提取和分离 操作步骤 1 提取色素 无水乙醇 碳酸钙 二氧化硅 2 制备滤纸条 3 画滤液细线 细 直 齐 4 分离色素 层析液 5 观察与记录 1 在 色素的提取和分离 实验中得到的色素带颜色较淡 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 取的叶片叶脉过多 叶肉细胞过少a b c d c 2 某同学在做 叶绿体中色素的提取和分离 实验时 操作情况如下所述 将5g新鲜完整的菠菜叶 烘干后放在研钵中 加无水乙醇 石英砂 caco3以后 迅速研磨 用毛细吸管吸取少量滤液 沿滤纸上的铅笔线处小心均匀地画出一条滤液细线 并连续迅速地重复画2 3次 把画好细线的滤纸条插入层析液中 并不断摇晃 以求加快色素在滤纸条上的扩散 结果实验失败 请指出其错误所在 a b c 不应用完整叶片而应剪碎 不应连续迅速重复画线 而应干后重复画线 不应摇晃 以免层析液没及滤液细线 二 叶绿体中的色素 叶绿素 类胡萝卜素 叶绿素a 蓝绿色 叶绿素b 黄绿色 胡萝卜素 橙黄色 叶黄素 黄色 吸收红光和蓝紫光 吸收蓝紫光 3 4 1 4 叶绿体中的吸收光谱 类囊体 基粒 基质 酶 叶绿体 双层膜结构 三 光合作用的探究历程 湖南长郡卫星远程学校 2 蜡烛不容易熄灭 3 小白鼠不易窒息而死 1 1 蜡烛易熄灭 小白鼠易窒息而死 1 普利斯特利小白鼠 蜡烛实验 实验目的 实验方法 巧妙之处 实验过程 得出结论 证明植物是否可以更新空气 对比实验 类比归纳推理排除干扰 植物可以更新空气 1864年 萨克斯 juliusvonsachs 1 为什么对天竺葵先进行暗处理 2 为什么让叶片的一半曝光 另一半遮光呢 实验目的 实验方法 巧妙之处 实验过程 得出结论 2 萨克斯半叶法实验 有待改正 证明绿色植物叶片在光合作用过程中产生淀粉 对比实验 半叶法 预处理 检测方法 酒精脱色 碘蒸汽 碘液 光合作用产生淀粉 光是光合作用的必要条件 黑暗中 光照下 为什么好氧细菌集中在叶绿体所有受光部位的周围 极细光束 1880年 恩吉尔曼 c engelmann 实验目的 实验方法 巧妙之处 实验过程 得出结论 3 恩吉尔曼水绵 好氧菌实验 证明氧是叶绿体释放出来的 叶绿体是光合作用的场所 对照 取材 水绵 叶绿体大 带状 好氧菌 结果检测明显 对比非常严密 局部光的设置 实验过程排除了氧气的干扰 氧是叶绿体释放出来的 叶绿体是光合作用的场所 4 鲁宾 卡门同位素标记试验 co2 18o2 c18o2 o2 h218o h2o 光照射下的小球藻悬液 光合作用释放的o2全部来自水 实验结论 实验方法 巧妙之处 实验过程 得出结论 4 鲁宾 卡门放射性同位素实验 光合作用释放的氧来自哪里 实验目的 对比实验 运用了物理 化学中先进手段 对比非常严密 结果准确 光合作用释放的氧全部来自水 5 20世纪40年代 卡尔文 m calvin 用14c标记的co2供小球藻实验 追踪检测其放射性 探明co2中的c的转移途径 卡尔文循环 co2 c3 ch2o 对照 单一变量 通过平衡消除其他变量的干扰 实验现象 呈现要直观 明显 通过预处理 排除干扰 实验设计 在可实现目的的前提下 尽可能简洁明了 严谨 逻辑性强 光合作用实验小结 四 光合作用的过程 co2 五碳化合物c5 co2的固定 三碳化合物2c3 c3的还原 叶绿体基质多种酶 糖类 h2o 类囊体膜 酶 光反应过程 暗反应过程 光合作用过程 光能 糖类 叶绿体基粒囊状结构中 叶绿体基质中 光 色素和酶 atp nadph 多种酶 光能转换成活跃的化学能 atp nadph中 活跃的化学能变成稳定的化学能 光反应为碳反应提供nadph和atp 碳反应为光反应提供nadp 和adp和pi co2的固定 co2 c52c3 酶 2c3c5 酶 adp pi 2c3三碳糖 2h2oo2 4h 4e 光色素 nadp 2e h nadph 酶 adp pi 电能atp 酶 c3的还原 atp nadph c5的再生 nadph atp 酶 讨论 光合作用的过程分析 1 能量的转换过程 光能atp中的化学能有机物中稳定的化学能 4 当条件改变时 c3 c5含量如何变化 2 h的转移 3 c的转移 光照强 弱 供应不变 光反应减弱 减少 减少 暗反应 还原减弱 固定仍进行 含量上升 含量下降 含量减少 光照弱 强 供应不变 光反应增强 增多 增多 暗反应 还原增强 固定仍进行 含量下降 含量上升 含量增多 光照不变减少 供应 光照不变增加 供应 暗反应 暗反应 固定减弱 固定增强 还原仍进行 含量下降 含量上升 还原仍进行 含量上升 含量下降 相对增加 相对减少 相对增加 相对减少 合成量相对减少 合成量相对增加 蓝藻 低等植物 总结 5 光合作用的进化 高等植物 没有专门的光合作用细胞器 光合作用细胞没有分化 c3植物 光反应与暗反应没有分开 c4植物 暗反应在维管束鞘细胞中 无光合作用 有光合作用 无专门场所 有专门场所 只有c3途径 有c3 c4途径 例 长沙一中09 如果将一株绿色植物栽培在含h218o的完全培养液中 给予充足的光照 经过较长时间后 18o可能存在于下列哪一组物质中 周围空气的氧气中 暗反应过程中产生的葡萄糖中 周围空气中的水分子中 a 只有 是正确的b 只有 是正确的c 除 之外都正确d 都正确 d 五 影响光合作用强度的环境因素及应用 1 植物自身的因素 2 外界环境因素 光合速率 光合强度 是指一定量的植物 如一定的叶面积 在单位时间内进行多少光合作用 如释放多少o2 消耗多少co2 合成多少淀粉或葡萄糖 表观 净 光合速率 真正 总 光合速率 表观光合速率 真正光合速率 呼吸速率 光合作用的生理指标 1 影响光合作用的内因 物种遗传性 阳生植物与阴生植物 同一植物不同发育阶段 叶面积指数 叶龄 2 影响光合作用速率的外界环境因素 光照强度温度二氧化碳浓度水分的供应必需矿质元素 单一因子作用与多因子综合作用 综合因素和主要因素 光照强度 温度和co2浓度对光合作用的影响是综合性的 但在某些情况下会有一个起限制性的主要因素 如 夏季早晨和正午光合作用下降 主要因素分别是光照强度 co2等 单一因素对光合作用影响的图像分析 多因素对光合作用影响的图象 识图 光合速率的日变化 延长光照时间 轮作 增大光合作用面积 间作套种 合理密植 放一定量的干冰施有机肥 用无色透明玻璃 正其行 通其风 施有机肥 适时播种植物 午休 现象是温度过高 白天提高温度夜间降低温度 合理灌溉 合理施肥 n p k对光合作用 植株生长的作用 3 应用 提高农作物的光能利用率 提高农作物产量的措施 延长光合作用时间 增加光合作用面积 增加光能利用率 提高光合作用效率 控制光照强弱控制光质控制co2供应控制必需矿质元素供应 提高复种指数温室中人工光照 合理密植间作套种 通风透光在温室中施有机肥 使用co2发生器 阴生植物阳生植物 适时适量施肥 则在哪一温度条件下 每小时叶片光合作用产生的氧气量最多 a 27 b 28 c 29 d 30 长沙一中09 将某植物的大小相似的绿色叶片分组进行如下实验 实验前先称出叶片的重量 各组均相等 在不同温度下分别暗处理1小时 测其重量变化 立刻再光照1小时 光强度等条件相同 再测其重量变化 得到如下结果 d 长沙一中09 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 b 图中 y因素应该是氧分压 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 四个图中 能较准确地反映光合作用受温度影响的曲线是图 a 图中的x因素可表示co2浓度 c4植物的a点值一般要比c3植物的低 d 长郡09 在下列4种实验条件下 测定了不同光照强度对光合作用速率的影响 实验条件记录于下表中 根据实验结果绘制成的曲线如下图所示 从以上实验可知对光合作用速率限制的因素正确的是 d 例如 硝化细菌 硫细菌 铁细菌等少数种类的细菌 化能合成作用 原理 有少数种类的细菌能够利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量 把co2等无机物制造有机物 这种合成作用 叫做化能合成作用 小结 生物新陈代谢类型 自养生物 异养生物 光能自养生物 化能自养生物 所需的能量来源不同 光能 化学能 例 绿色植物 例 硝化细菌 例 人 动物 真菌 大部分细菌 能力提升 一 光合作用坐标曲线题的解题策略 坐标曲线题是高考中的一种常见题型 它以直角坐标系为表现形式 通过曲线的变化 揭示生命现象与某些因素之间的内在联系 或反映某项生理指标随某些因素的变化而发生的规律性变化 包括定性和定量两类曲线图 识图的关键是是三看 识标 明点 析线 第一看 坐标图中纵 横坐标的含义 即识标 第二看 曲线中的特殊点 起点 顶点 转折点 终点 交叉点 平衡点等 即明点 第三看 曲线的走向 变化趋势 上升 平缓 转折 即析线 1 识图 识图是基础 是做好坐标曲线题的前提 坐标曲线题的解题思路和步骤 co2吸收量 o co2释放量 光照强度 a b c 阳生植物 识图 要点 1 交点2 拐点3 曲线变化趋势 o2吸收量 o2释收量 0 光照强度 a b c 动动手 若光合作用强度用02的吸收量表示 则曲线如何 2 析图 根据图形分析事物的变化 探索变化的规律 图中为什么会出现这些特殊点 曲线为什么有这样的变化趋势和走向 分析曲线变化因果关系 3 用图 迁移 将相关的生物学知识与图像曲线紧密结合 在头脑中构建新的曲线 知识体系 应用 运用新的曲线 知识体系 揭示问题的实质 解决实际问题 联想 通过联想再现与图像曲线相关的知识点 生物学概念 原理 规律等 4 构图 文字信息转变成坐标曲线 构建坐标曲线图的原则 抓住 二标一线一名称 二标 即横 纵坐标的表达含义 刻度和单位 一线 即曲线的变化走势 特别应抓住曲线的三点 起点 转折点 或平衡点 终点 或发展趋势 一名称 即要准确命名 坐标曲线图 依要求而定 例 下左图表示叶片中的物质相对量与叶片年龄的关系 下列各项中 适合图中关系的是 a 叶绿素的含量b k 的含量c ca2 的含量d 单位时间内光合作用生成量 abd 定性曲线 例 右图所示某阳生植物细胞在夏季晴天某一天内的光合用过程中c3 c5化合物的数量变化 若第二天中午天气光照强烈转向阴天时 叶绿体中c3含量的变化 c5含量变化分别相当于曲线中的 a c d段 x b c段 y b d e段 x d e段 y c d e段 y c d段 x d b c段 y b c段 x 定性曲线 co2的浓度 光合作用的速率 0 a b c 例 下图表示co2浓度和光合作用强度之间的关系 据图回答有关问题 1 图中的a点表明 此点表明光合作用吸收的co2量和呼吸作用放出的co2量 只有当环境中的co2浓度 a时 植物才能 否则长此下去植物就会死亡 相等 大于 正常的生长 定性曲线 2 若在大棚生产中进一步增加co2浓度 则在下图中画出c点后曲线的走势 并解释造成曲线这种走势的原因是什么 co2的浓度 光合作用的速率 0 a b c 随着co2浓度进一步提高植物的呼吸作用受到抑制 所以光合作用也将受到抑制 如 光合作用的产物不能及时运走 例 上海 下图 表示某绿色植物光合作用中光强度和氧气释放速度的关系 图4表示该植物在不同温度 15 和25 下 某一光强度时氧气释放量和时间的关系 据图回答 当图4纵坐标分别表示光合作用所产生氧气的净释放量和总量时 则它们分别是在光强度为 和 千勒克司下的测定值 2 5 4 识图 解析 当图 表示氧气净释放量时 从图 可看出 时为 ml 时 时为 ml 时 从图 中直接读出的是净释放量 即为 当图 表示总量时 从图 中读出数据要加上呼吸量才是总量 即为 定量曲线 若该植物的呼吸商 呼吸商 呼吸放出的co2量 呼吸消耗的o2量 为0 8 在25 条件下 1小时内呼吸作用放出的co2量为 毫升 在4千勒克司光强度下 25 时该植物每小时光合作用所产生的葡萄糖量是15 时的 倍 这主要是因为 若该植物的呼吸商为0 8 在25 4千勒克司光强度下 该植物进行光合作用时除完全利用呼吸所产生的co2外 每小时还应从外界吸收co2 毫升 16 54 1 4 温度影响光合作用中酶的活性 暗反应的酶活性 定量曲线 类型二 有关光合作用的计算 注意以下几条基本原理 1 有光和无光条件下 植物都进行呼吸作用 2 光合作用实际产氧量 实测的氧气释放量 呼吸作用耗氧量 3 光合作用实际co2消耗量 实测的co2消耗量 呼吸作用co2释放量 5 计算时 应该先列出光合作用和呼吸作用的反应时 然后列出方程予以计算 4 光合作用葡萄糖净生产量 实际光合作用葡萄糖生产量 呼吸作用葡萄糖消耗量 例 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实际产生葡萄糖30mg 请回答 1 在上述条件下 光照时呼吸作用的速率与黑暗时呼吸作用的速率相比较谁大谁小 2 在光照时 该植物每小时葡萄糖净生产量是 mg 3 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 4 若要使这株植物有更多的有机物积累 你认为可采取的措是 相等 24 5 减少 延长光照时间 降低夜间温度 增加co2浓度 类型三 光合作用的实验分析与设计 例 06全国卷i 为了验证叶片在光合作用和呼吸作用过程有气体的产生和消耗 请用所提供的实验材料与用具 在给出的实验步骤和预测实验结果的基础上 继续完成实验步骤的设计和预测实验结果 并对你的预测结果进行分析 实验材料与用具 烟草幼苗 试管两支 蒸馏水 nahco3 稀溶液 为光合作用提供原料 真空泵 暗培养箱 日光灯 实验过程中光照和温度等条件适宜 空气中o2和co2 在水中的溶解量及无氧呼吸忽略不计 实验步骤和预测实验结果 2 用真空泵抽去两支试管内液体中和叶肉细胞间隙中的气体后 敞开试管口 可观察到叶片均下沉到试管底部 分析预测的结果 l 剪取两小块相同的烟草叶片 分别放人盛有等量蒸馏水和nahco3稀溶液的两支试管中 此时 叶片均浮在液面上 实验设计题解题策略 审题 三明确 实验目的实验原理实验变量 解题 三环节 选择实验材料用具书写实验设计步骤预测解释实验结果 设计 三步走 分组 或组装 对照 或处理 记录 或描述 三明确 明确目的明确变量明确原理 一 审题 分析理解能力 1 明确实验目的 是实验的核心 弄清是验证性实验还是探究性实验 为了验证叶片在光合作用和呼吸作用过程有气体的产生和消耗 请用所提供的实验材料与用具 在给出的实验步骤和预测实验结果的基础上 继续完成实验步骤的设计和预测实验结果 并对你的预测结果进行分析 变量是实验中由实验者操纵的因素或条件 2 明确实验变量 变量 实验变量 无关变量 变化结果 额外影响 是解题的关键 思考 请分别找出这些变量 反应变量 额外变量 变化原因 实验材料与用具 烟草幼苗 试管两支 蒸馏水 nahco3稀溶液 为光合作用提供原料 真空泵 暗培养箱 日光灯 实验过程中光照和温度等条件适宜 空气中o2和co2 在水中的溶解量及无氧呼吸忽略不计 实验步骤和预测实验结果 实验变量 有无 反应变量 试管中叶片的变化 无关变量 实验材料 空气中 和 光照与黑暗时间的控制 温度的变化 真空泵对叶片内气体抽出的程度等 额外变量 由无关变量引起的实验误差 l 剪取两小块相同的烟草叶片 分别放人盛有等量蒸馏水和nahco3稀溶液的两支试管中 此时 叶片均浮在液面上 2 用真空泵抽去两支试管内液体中和叶肉细胞间隙中的气体后 敞开试管口 可观察到叶片均下沉到试管底部 实验分组 如何排出无关变量产生的影响 相同的处理 适宜的条件 反应变量的检测 叶片上浮或下沉的变化 3 明确实验原理 原理的来源 其一 来自题干其二 课本中的相关知识 解读题干或联想课本相关知识来获取 是正确解题的保证 课本的原理 光合作用吸收 放出 呼吸作用吸收 放出 光下光合作用大于呼吸作用 黑暗只有呼吸作用 题干的原理 叶片中有气体就上浮 叶片中无气体就下沉 光合作用需 从 ahco3溶液中吸收 呼吸作用放出的 进入nahco3溶液中 湖南长郡卫星远程学校 2009年上学期 制作12 选择实验材料用具书写实验设计步骤预测解释实验结果 二 解题 语言表达能力 三环节 一 选择实验材料用具 1 生物实验题中已提供实验材料和用具 一般应全部用上 不可遗漏 除非这道实验题是让你 选择使用 主要分析 有什么用 怎么用 2 自行确定实验材料和用具 1 实验材料要恰当 可以用 效果好 2 实验用具要科学 如 临时装片制作与观察 根据实验步骤 迁移运用教材相关实验中的实验用具 环节二 书写实验设计步骤 三步走 分组 或组装 对照 或处理 记录 或描述 一步分组 l 剪取两小块相同的烟草叶片 分别放人盛有等量蒸馏水和nahco3稀溶液的两支试管中 此时 叶片均浮在液面上 2 用真空泵抽去两支试管内液体中和叶肉细胞间隙中的气体后 敞开试管口 可观察到叶片均下沉到试管底部 请指出实验组与对照组 分组时要注意什么 二步处理 实验组与对照组进行相同处理 先光照 后黑暗 三步培养与记录 对实验组与对照组处理时其生命活动能正常进行 观察叶片的上浮与下沉的情况 例 06全国卷i 为了验证叶片在光合作用和呼吸作用过程有气体的产生和消耗 请用所提供的实验材料与用具 在给出的实验步骤和预测实验结果的基础上 继续完成实验步骤的设计和预测实验结果 并对你的预测结果进行分析 实验材料与用具 烟草幼苗 试管两支 蒸馏水 nahco3 稀溶液 为光合作用提供原料 真空泵 暗培养箱 日光灯 实验过程中光照和温度等条件适宜 空气中o2和co2 在水中的溶解量及无氧呼吸忽略不计 实验步骤和预测实验结果 l 剪取两小块相同的烟草叶片 分别放人盛有等量蒸馏水和nahco3稀溶液的两支试管中 此时 叶片均浮在液面上 2 用真空泵抽去