专题四-光合作用与呼吸作用总结

细胞呼吸一、知识结构概念：有机体在细胞内经过一系列氧化分解，产生二氧化碳或其他产物，释放能量，生成ATP的过程地点：细胞质气质和线粒体酶1条件：需要氧气细胞呼吸有氧呼吸反应式：步骤1:c 6 h12 o 6 2比罗浮山4 h能源(较少)酶2细胞质基质进程：步骤2:2丙酮酸6h2o 33546co 2 20h能源(较少)酶3线粒体步骤3:24h6 o 2 3354334334335412 H2O能源(大)方法线粒体酶1地点：细胞质矩阵条件：不需要氧气步骤1:c 6 h12 o 6 2比罗浮山4 h能源(较少)酶22C2H5OH CO2能源(较少)2C3H6O3能源(较少)进程：细胞质基质无氧呼吸第2步：2皮鲁卜山细胞质基质酶产物是酒精和CO2酶类型：反应性：c 6 h12 o 6 2 c2h5oh CO2能源(较少)产物是：乳酸反应性：c 6 h12 o 6 2 c3h6 o 3能源(较少)发酵：酒精发酵：微生物产生酒精的厌氧呼吸乳酸发酵：微生物产生乳酸的厌氧呼吸二、分析要点要点1有氧呼吸与厌氧呼吸的比较项目有氧呼吸无氧呼吸处理步骤酶1c 6 h12 o 6 33542 C3 h4o 3(丙酮酸)22H 2ATP酶22C3H4O3 6H2O6CO2 20H 2ATP酶324 h 6 O2 - 12h2o34 ATP有氧呼吸酶22C3H4O3 22H2C3H6O3(乳酸)2ATP酶2或者2 c3h4 o 3 2 2h-2 c2h5oh 2 CO2 2 ATP地点在细胞质基质中，分别在线粒体基质和线粒体内膜中、在细胞质基质中。物质变化分解有机物需要氧气，完全分解后成为无机小分子分解有机物是没有氧气，不彻底，小分子有机物能源变化释放能量大，完全氧化1摩尔葡萄糖释放的总能量为2870kJ/mol。其中，1161kJ/mol移动到ATP，1709kJ/mol丢失为热能减少释放能量，通过1摩尔葡萄糖释放乳酸发酵196.65kJ/mol，酒精发酵225.94kJ/mol，61.05kJ/mol合成ATP联系有氧呼吸在无氧呼吸的基础上进化，第一阶段完全相同有氧呼吸与厌氧呼吸的第一阶段完全相同。(2)有氧呼吸的第二阶段和第三阶段都在线粒体中进行，第二阶段水参与，第三阶段产生水，第三阶段产生能量最多。厌氧呼吸的全过程在细胞质基质上进行。(3)无氧呼吸从丙酮酸转化为酒精或乳酸的过程，必须在没有氧气的情况下以H为还原剂。(。(4)高等动物厌氧呼吸的产物是乳酸。高等植物无氧气呼吸的产物主要是酒精和二氧化碳的特定器官中无氧气呼吸的产物。是玉米胚和土豆的块茎般的乳酸。(5)无氧呼吸一方面释放的能量少，另一方面酒精或乳酸对原生质有毒性影响，因此植物和动物都不能长时间无氧呼吸。(6)有氧呼吸比氧气呼吸释放更多的能量，能量的利用率为l 16l/2 870=40.5%，后者为61.08/196.65=3l%。要点2探讨酵母细胞呼吸的方法。酵母是单细胞真菌。可以在没有有氧和氧气的条件下生存。属于兼性厌氧菌，容易用于研究细胞呼吸的其他方法。酵母在有氧和厌氧条件下精心测定细胞呼吸的产物，决定酵母细胞呼吸的方法。二氧化碳可以使清澈的石灰水变模糊，或将溴麝香酚蓝水溶液从青绿色变成黄绿色。根据石灰水混浊度或溴麝香酚蓝水溶液变成黄色的时间，可以检测酵母培养液中二氧化碳的发生情况。橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下产生乙醇(通常是酒精)和化学反应。变成灰绿色，检测酒精的生成。微生物在厌氧呼吸时产生酵母等酒精。有些产乳酸，如乳酸菌。高等植物在淹水时可以无氧呼吸，产生酒精和二氧化碳。酒精对植物有毒性影响，长期浸泡容易成为植物死亡的原因。还有像土豆块茎、甜菜根等没有氧气的呼吸中也产生乳酸的植物。特别值得注意的是，高动物和人在进行厌氧呼吸时也会发生乳酸。要点3影响细胞呼吸的因素1、内部因素-遗传因素(决定呼吸酶的种类和数量)不同的植物呼吸率不同。同一种植物在不同的发育阶段呼吸率不同。阴生植物比阳生植物大，苗期比成熟期大，生殖器比营养器官大，这与植物的呼吸率不同。2外部因素-环境因素(1)温度温度影响呼吸速率的原因主要影响呼吸酶活性。在最低点和最合适的点之间，呼吸速度总是随着温度的升高而加快。超过最佳点，温度升高，呼吸速度下降。如图所示：和龙点穴一般接近0 时，植物的细胞呼吸很慢，但某些植物的最低温度可能低于-10 。细胞呼吸的最佳温度一般在25 35之间。细胞呼吸的最高温度通常在35 45之间，最高温度在短时间内。呼吸率更高，达到最佳温度，但时间久了，细胞呼吸急剧下降，主要是因为高温下蛋白质和酶容易变质，停用。(2)O2浓度：O2浓度为零时。厌氧呼吸最强。有氧呼吸率为0。随着O2浓度的增加，厌氧呼吸逐渐抑制，有氧呼吸继续加强。O2浓度达到一定值时，O2浓度增加。健美操不再受(呼吸酶数的影响)加强。如图所示：短无氧呼吸和部分无氧呼吸(如透气性差的水果内部)对生物几乎没有危害。但是无氧呼吸时间太长，生物体就会受到伤害。原因主要有三个。植物无氧呼吸产生的酒精使细胞质的蛋白质变性。因此引起酒精中毒。由于动物性厌氧呼吸，乳酸过多会导致血液中pH的变化。因为无氧调用引起的能源利用率低。生物需要维持正常的生理。要消耗太多有机物。所以在生物体中营养消耗太多。没有丙酮酸氧化过程。这个过程中的中间产物形成的很多物质再也不能完成了。农作物死于水灾。主要原因就在这里。(3)二氧化碳二氧化碳是细胞呼吸的最终产物。在外部环境中，二氧化碳浓度增加，呼吸速率减慢。这个原理可以用来储存水果和蔬菜。(4)水分含量细胞呼吸强度随着含水量的增加而加强，随着含水量的减少而减少。细胞内游离水的含量越高，呼吸率越高。3、实际应用(1)中经松、合理灌溉、土壤移植等都是为了确保肌细胞的正常呼吸。(2)粮食和食用油种子的保管必须干燥低温，旨在降低呼吸作用，减少有机物消耗。(3)水果、蔬菜保存措施中低温，空气中二氧化碳浓度增加等。目的是减弱细胞呼吸，延缓衰老。(4)在农业生产中，为了向人们需要的器官积累有机物，底部变黄，消除已经没有光合作用能力、仍然消耗养分的枝叶，将光合作用的产物转移到具有经济价值的机关。要点4光合作用与细胞呼吸的比较反应式看来，光合作用和呼吸作用是两个简单的反转，但实际上是两个截然不同的生理过程项目光合作用有氧呼吸区分生物绿色植物大多数生物细胞叶肉细胞所有活细胞地点叶绿体线粒体，细胞质矩阵条件光、色素、酶氧，酶物质变化无机物有机物H2o CO2 c 6 h12 o 6有机物无机物C 6 h12 o 6 H2O CO2能源变化光能ATP有机物的化学能有机化学能ATP热联系光合作用为呼吸作用提供物质基础有机物和氧气。呼吸为光合作用提供能量和二氧化碳绿色植物在光、雾的时候都有细胞呼吸。细胞呼吸强度与温度相关，与光无关。绿色植物在光下光合作用和细胞呼吸并行。比较光合作用和细胞呼吸强度的大小可分为三种情况：(1)光合作用的强度大于细胞呼吸强度时，环境中的CO2减少，就像植物从外部吸收CO2，释放O2一样。O2增加，用于植物光合作用的二氧化碳量是植物从外部吸收的二氧化碳量和细胞呼吸中释放的二氧化碳量。光合作用产生的O2量是植物向外释放的O2量和细胞呼吸消耗的O2量之和。图1 .(2)光合作用的强度等于细胞呼吸强度时，环境中O2和CO2的量不变，植物光合作用吸收的二氧化碳量等于细胞呼吸释放的二氧化碳量，光合作用释放的O2的量等于细胞呼吸吸收的O2的量。图2 .(3)光合作用的强度小于细胞呼吸强度，表明植物从外部吸收O2。(。释放cO2。也就是说，环境中的O2减少了。cO2增加。植物细胞呼吸消耗的O2量是植物从外部吸收的O2和光合作用中O2的总和，如图3所示。叶绿体CO2O2线粒体CO2 O2植物体叶绿体CO2O2线粒体(图2)植物体(图1)光合作用一、知识结构绿叶中的色素：胡萝卜素(约四分之一的内容):胡萝卜素(顶部有橙色)、叶黄素(顶部第二个条带有黄色)叶绿素(3/4左右):叶绿素a(顶部第三个带是蓝绿色，叶绿素b(底部带是黄绿色)叶绿素a和叶绿素b主要吸收红橙色和蓝紫色光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收青紫光。因为最少被绿色光吸收，绿色反射，树叶看起来是绿色的叶绿体结构：叶绿体通常是椭球体或球体。电子显微镜下可以看到外面有双层膜，里面有很多囊(由圆形胶囊结构组成)在基质之间填充的基本粒子；吸收光能的各种色素分布在胶囊形态的薄膜上叶绿体有很多颗粒和胶囊的意思是，它大大扩展了光的区域。概念：光合作用是指绿色植物通过叶绿体利用光能，将二氧化碳和水变成储存能量的有机物，并释放氧气的过程。1，1771年，英国科学家普立兹证实，蜡烛燃烧或老鼠呼吸污染的空气可以更新光合作用的探索过程：2，1779年，荷兰科学家英格乌斯(ingers trie)进行的实验中，普立利处理的实验只有光能成功，植物只能更新绿色叶污染的空气，植物在光下释放氧气，吸收二氧化碳3，1845年，德国科学家迈尔说，根据能量转换和保存规律，植物进行光合作用时，会把光转换成化学能量并储存起来4，1 864年，德国科学家萨克斯成功地实验了光合作用产物氧以外还有淀粉。CO2 O2(图3)植物体叶绿体CO2O2线粒体那个实验的目的是为了去除叶子上的养分，把绿叶遮在阴凉处光合作用5，1939年。美国科学家鲁宾和卡门使用同位素示踪法。强烈证明光合作用释放氧气是来自水中的光叶绿体6，40年代，美国科学家卡尔文等通过使用小球藻的实验，最终查明了二氧化碳的碳从光合作用转化为有机物碳的方式，称为卡尔文循环。反应性：CO2 H2O (CH2O) O2光反应概念：光合作用的第一阶段化学反应，需要光才能进行反应场所岩囊型胶片光合作用色素吸收光的用途1:将水分解为氧气和H，光合作用的过程二是酶的作用，ADP和Pi发生化学反应，形成ATP光反应为癌症反应提供H和ATP癌症反应概念：光合作用第二阶段的化学反应会发光吗反应场所：叶绿体矩阵固定CO2:CO2与植物C5结合，固定CO2形成的C3由H还原为碳水化合物或C5，这是ATP关于酶的最佳功能光反应与暗反应的关系在光合作用过程中存在差异，密切联系，是不可缺少的。光合作用原理的应用光合作用的强度是植物通过光合作用在单位时间内制造糖分的量提高光合作用强度的措施：控制光的强度和温度的高低，适当增加作物环境中二氧化碳的浓度环境因素对光合作用的影响影响光合作用的因素：照明强度、光质、CO2浓度、水、温度、无机盐等可用于光合作用的强度：可以测量一定时间内原料消耗或产物生成的数量，以定量表示。向