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高中一年级生物

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    甲图表示小麦叶肉细胞在不同光照强度条件下的CO2,乙图表示小麦叶肉细胞中两种细胞器之间以及细胞器与外界环境之间气体的转移过程,请分析回答:

    (1) 在有氧条件下,小麦叶肉细胞的细胞质基质、线粒体基质和叶绿体基质中的代谢产物分别是                                      
    (2)当光照强度达到甲图中b点时,从O2、CO2,改正乙图中存在的不当之处(请直接在图中改正)。
    (3)为探究光合作用产生的氧气来源于水还是二氧化碳,鲁宾和卡门采用放射性同位素标记的方法,进行了有关实验:取长势相同的两组同种植物,向第一组植物提供                 ,向第二组植物提供               ;在其他条件相同的情况下,收集两组植物释放的氧气并加以分析,结果是第一组释放的氧气全部是O2;第二组释放的氧气全部是18O2
    (4)细胞作为一个基本的生命系统,需要外界的能量供应。从能量输入叶肉细胞到能被生命活动所直接利用,其能量转移的具体途径是                         (用文字和箭头表示)。
    本题信息:2011年山东省月考题生物读图填空题难度较难 来源:姚瑶
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本试题 “甲图表示小麦叶肉细胞在不同光照强度条件下的CO2,乙图表示小麦叶肉细胞中两种细胞器之间以及细胞器与外界环境之间气体的转移过程,请分析回答:(1) 在有氧条...” 主要考查您对

有氧呼吸

光合作用的过程

光合作用的探究历程

光照强度

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有氧呼吸:

1.线粒体的结构和功能
(1)形状:粒状、棒状。
(2)功能:有氧呼吸的主要场所。
(3)结构:

具有内、外两层膜,内膜向内折叠形成嵴,大大增加了内膜表面积,嵴周围充满液态的基质,内膜上和基质中含有多种与有氧呼吸有关的酶。

2.有氧呼吸的概念有氧呼吸是指细胞在O2的参与下,通过多种酶的催化作用,把葡萄糖等有机物彻底氧化分解成C02和 H2O,并释放能量,生成大量ATP的过程。

3.有氧呼吸分为三个阶段:
①葡萄糖的初步分解:
场所:细胞质基质
C6H12O62CH3COCOOH(丙酮酸:C3H4O3)+4[H]+2ATP
②丙酮酸彻底分解:
场所:线粒体基质
2CH3COCOOH(丙酮酸)6CO2+20[H]+2ATP
③[H]的氧化:
场所:线粒体内膜
24[H]+6O212H2O+34ATP
能量去向:以活跃的化学能形式储存在ATP中,以热能形式散失。


有氧呼吸过程三个阶段的比较:

阶段 第一阶段 第二阶段 第三阶段
场所 细胞质基质 线粒体基质 线粒体内膜
物质变化 C6H12O62CH3COCOOH(丙酮酸:C3H4O3)+4[H]+2ATP 2CH3COCOOH(丙酮酸)6CO2+20[H]+2ATP
24[H]+6O212H2O+34ATP
能量释放 少量能量 少量能量 大量能量
O2参与情况 不参与 不参与 参与

知识点拨:

1、反应中各原子的去向和来源

2、有氯呼吸中的能量利用率 1mol葡萄糖在体内彻底氧化分解和体外燃烧都能释放出2870kJ能量,但是体内氧化分解的能量是逐步释放的,其中有1161kJ左右的能量储存在ATP中(约38molATP),其余的能量以热能的形式散式,以维持体温的恒定。葡萄糖有氧分解时,能量利用率为 40.45%左右,还有59.55%左右的能量以热能形式散失。
3、细胞内有机物在氧气参与下,进行氧化分解,产生的能量合成ATP,这个过程即为有氧呼吸。 4、细胞内O2浓度为零时,细胞内的ATP含量不为零,因为无氧呼吸分解有机物,产生少量ATP。
思维拓展:

1、同种生物的不同细胞往往含有线粒体的数量不同,生命活动旺盛,消耗能量多的细胞中线粒体数量越多。
2、各反应参与的阶段:葡萄糖在第一阶段参与, H2O在第二阶段参与,O2在第三阶段参与。 3、各生成物产生的阶段:[H]存第一、二阶段都产生,CO2在第二阶段产生,H2O在第三阶段产生。
4、1mol葡萄糖彻底氧化释放的总能量为 2870kJ,可记为“二爸70岁”;其中有1161kJ合成 ATP,1161可记为“爷爷61岁”。

光合作用过程:

1、光合作用的概念:
绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物,并且释放出氧气的过程。
2、光合作用图解:


3、光合作用的总反应式及各元素去向


光反应与暗反应的比较:

项目 光反应(准备阶段) 暗反应(完成阶段)
场所  叶绿体的类囊体薄膜上  叶绿体的基质中
条件 光、色素、酶、水、ADP、
Pi
 多种酶、[H]、ATP、CO2、C5
物质变化
能量的变化 光能转变成ATP中活跃的化学能 ATP中活跃的化学能转变成(CH2O)中稳定的化学能
相互联系 光反应产物[H]、ATP为暗反应提供还原剂和能量;暗反应产生的ADP、Pi为光反应形成ATP提供了原料
 
易错点拨:

1、光合作用总反应式两边的水不可轻易约去,因为反应物中的水在光反应阶段消耗,而产物中的水则在暗反应阶段产生。
2、催化光反应与暗反应的酶的分布场所不同,前者分布在类囊体薄膜上,后者分布在叶绿体基质中。
知识拓展:

1、氮能够提高光合作用的效率的原因是:氮是许多种酶的组成成分光合作用的场所:光合作用第一个阶段中的化学反应,必须有光才能进行。在类囊体的薄膜上进行;光合作用的第二个阶段中的化学反应,有没有光都可以进行。在叶绿体基质中进行。
2、玉米是C4植物,其维管束鞘细胞中含有没有基粒的叶绿体,能够进行光合作用的暗反应。C4植物主要是那些生活在干旱热带地区的植物。
①四碳植物能利用强日光下产生的ATP推动PEP与CO2的结合,提高强光、高温下的光合速率,在干旱时可以部分地收缩气孔孔径,减少蒸腾失水,而光合速率降低的程度就相对较小,从而提高了水分在四碳植物中的利用率。
②二氧化碳固定效率比C3高很多,有利于植物在干旱环境生长。C3植物行光合作用所得的淀粉会贮存在叶肉细胞中;而C4植物的淀粉将会贮存于维管束鞘细胞内,维管束鞘细胞不含叶绿体。

3、光合细菌:利用光能和二氧化碳维持自养生活的有色细菌。光合细菌(简称PSB)是地球上出现最早、自然界中普遍存在、具有原始光能合成体系的原核生物,是在厌氧条件下进行不放氧光合作用的细菌的总称,是一类没有形成芽孢能力的革兰氏阴性菌,是一类以光作为能源、能在厌氧光照或好氧黑暗条件下利用自然界中的有机物、硫化物、氨等作为供氢体兼碳源进行光合作用的微生物。光合细菌广泛分布于自然界的土壤、水田、沼泽、湖泊、江海等处,主要分布于水生环境中光线能透射到的缺氧区。

光合作用的探究历程:

1.普利斯特利的实验

(1)普利斯特利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。
(2)由于当时科学发展水平的限制,没有明确更新气体的成分。
2.萨克斯的实验

(1)该实验设置了自身对照,自变量为光的有无,因变量是颜色变化(有无淀粉生成)。
(2)该实验的关键是: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。
(3)本实验除证明了光合作用的产物有淀粉外,还证明光是光合作用的必要条件。
3.恩格尔曼实验

(1)结论:叶绿体是光合作用的场所,光合作用过程能产生氧气。
(2)实验点评:
①设置极细光束和黑暗、完全曝光和黑暗两组对照。
②自变量为光照和黑暗,因变量为好氧菌聚集的部位。
4.鲁宾和卡门的实验
H218O+CO2   植物 18O2
H2O+C18O2植物O2

(l)该实验设置了对照,自变量是标记物质(H218O 和C18O2),因变量是O2的放射性。
(2)鲁宾和卡门的同位素标记法可以追踪CO2和 H2O中的C、H、O等元素在光合作用中的转移途径。


光照强度:

光照强度是光合作用过程中影响光合作用的条件之一。

光补偿点(b):是指在此光强下光合作用合成的有机物的量正好=呼吸作用消耗的量,也就是:总光合作用-呼吸作用消耗=净光合作用=0。
光饱和点(c):指光合作用达到最大值那一时刻的光强,也就是说此点之后,光合速率的曲线为一条稳定的平行与横轴的直线(没有特殊情况的条件下)。
呼吸速率点(a):黑暗条件下的测得CO2的释放量,即呼吸速率。
a—b点表示呼吸速率>光合速率。
b点之后表示光合速率大于呼吸速率。
知识点拨:

c点之后光合速率不随光照的增加而增强主要是因为受其他条件的限制,例,色素、酶的数量、CO2的浓度等条件的限制。
知识拓展:

1、植物在光下实际合成有机物的速率为实际(总)光合速率;光照下测定的CO2吸收速率(或O2释放速率)则为净(表观)光合速率。
2、当净(表观)光合速率>0时,植物积累有机物而生长;当净光合速率=0时,植物不能生长;当净光合速率<0时,植物不能生长,长时间处于此种状态,植物将死亡。
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