生物的新陳代謝

/生物的新陳代謝?光合作用

呼吸作用【知識網絡結構和知識點歸納】【重點、難點、拓展知識解析】一、葉綠體色素葉綠體色素不溶于水，是一種脂溶性物質,因而能穩(wěn)定地分布于以磷脂為骨架的類囊體膜上，溶于有機溶劑中。因而可以用有機溶劑提取色素.正常葉片葉綠素／類胡蘿卜素為3/１,所以呈綠色；條件不正常(秋天)或衰老葉片中的葉綠素較易被破壞分解，類胡蘿卜素相對穩(wěn)定，所以葉片變黃。至于秋天葉片變紅，是因為降溫使體內積累較多的糖分,以適應寒冷,體內可溶性糖的增多,有利于形成紅色的花色.物體呈現出不同的顏色和該物體對光的吸收光譜有關.當某種物質吸收其中的一種光,而反射或透射出其余光時，該物質就呈現出其余光所組合成的顏色。紅色物體可以吸收除紅光以外的所有光;白色物體不吸收而反射出所有的光。黑色物體則吸收所有的光。葉綠體的色素基本不吸收綠光,所以植物的葉片通常為綠色。二、光合作用的過程植物不費任何力氣,只要生長，就能完成自然界中最偉大的化學反應:把二氧化碳和水轉化為有機物，把光能轉變?yōu)榛瘜W能，在植物的葉綠體中，如何完成這一了不起的過程？可概括如下：

＊＊光反應：

葉綠體色素吸收光能后,受光激發(fā)了的葉綠體色素分子釋放出高能電子,光能轉化為電能,水做為葉綠體色素的電子供體，在光的作用下分解，并釋放出H+和氧氣.電子和H+通過類囊體膜上的一系列電子傳遞體的氧化還原反應，最終將電子和氫傳遞給ＮADP，形成NADPH（即教材中的［H］），電子傳遞的過程中形成ＡTP；將光能變成活躍的化學能。光合作用的光反應和暗反應的比較

項

目光反應暗反應區(qū)別反應部位

與光關系?反應步驟

主要產物?反應實質葉綠體片層膜上由光引起，在光下進行?①葉綠素吸收和轉化光能

②水光解和放氧

③光合磷酸化

O2、ＡTP、［H］

光能→電能→化學能葉綠體基質中不需要光?①CO２的固定

②三碳酸被還原?③合成葡萄糖等

葡萄糖等有機物?同化CO２形成貯能有機物兩者聯系光反應為暗反應提供ATＰ和有還原能力的[Ｈ];暗反應繼續(xù)完成儲存能量于光合產物的過程三、呼吸作用的過程想一想你的房間.整潔的時候，它是一個有序的體系。這種狀態(tài)能維持多久？你的房間的趨勢是變成無序的狀態(tài)，書籍和衣物雜亂無章，到處都是。要使你的房間重新處于有序的狀態(tài)，需要收拾，即需要工作消耗能量。生物體的結構極端復雜，組成生物的分子或原子都排列在高度組織的體系中，細胞結構的精巧完美和高度有序令我們驚嘆不已。這種有序狀態(tài)的維持必須有能量，死的生物體會腐爛而無序,因為沒有能量的輸入。植物的光合作用把光能轉化為化學能，儲存在葡萄糖等有機物中,為植物和其它生物直接或間接提供能量，那幺有機物中的能量如何釋放出來？在體外,有機物質中的能量可以通過燃燒釋放出來,食物在體外燃燒的本質是在有氧的條件下把有機物分解成二氧化碳和水，同時釋放能量的過程。在細胞內,有一個類似于體外燃燒的過程,使營養(yǎng)物質釋放其中的能量,既細胞呼吸。所以細胞呼吸的本質是分解有機物釋放能量的過程。包括有氧呼吸和無氧呼吸.可概括如下:

在體外燃燒的情況下，葡萄糖分子中大量能量以光和熱能的形式迅速地不受控制地被釋放出來。而在細胞內，一分子葡萄糖,經過有氧呼吸,能把能量逐步地釋放出來,并將其釋放能量的44％用于形成細胞各種生命活動的直接能源—ATP,可謂效率非凡。而相比之下，汽車發(fā)動機只能把汽油能量的25%轉化為可以利用的形式.動物和植物的細胞總有處于相對缺氧的時候，某些生物則生活在完全無氧的環(huán)境中，他們如何生活？

無氧呼吸的過程有氧呼吸與無氧呼吸的比較項目有氧呼吸無氧呼吸區(qū)別與氧氣關系需氧不需氧有機物分解程度徹底：Ｃ6H12O6→CＯ2＋H２O不徹底：釋放能量多少大量少量聯系過程都有糖酵解階段實質分解有機物釋放能量的過程意義為生命活動提供能量;其中間產物為其它化合物的合成提供原料四、需注意的問題綜合考試目標中，強調設計和完成實驗的能力，包括正確解釋實驗現象和結果，通過分析和推理得出實驗結論；強調讀懂自然科學方面的資料，包括理解圖、表的主要內容及特征;強調應用生物學基本知識分析和解決一些日常生活和社會發(fā)展中的有關現實問題,關注生命科學發(fā)展中的重大熱點問題。本部分知識的考察能體現學生的上述能力水平，要在上述方面給予額外的關注。【例題解析】1、下圖中，在黑暗條件下,試管內含氧量有變化,黑暗中,氧氣含量最多的試管是:?１234A

試管1

Ｂ

試管２

Ｃ

試管3

D

試管4[解析］

本題綜合考察了植物的光合作用和呼吸作用的條件，黑暗條件下,上述試管中的植物均不能進行光合作用,但卻要進行呼吸作用而消耗氧氣，所以試管4中含氧氣最多，故答案為D。本題同時考察了學生讀懂生物圖解的能力。２、下圖是小球藻進行光合作用的示意圖，圖中物質①與物質②分子量之比是＿_＿___＿_A

9:8

B

1：２

Ｃ

2：1

D

8：9?[解析]本題考察的知識點是光合作用釋放的氧氣中氧的來源，同時考察學生讀圖的能力，答案為A3、光照強度和CO２濃度是影響光合作用的兩個主要外界因素，下圖是北方夏季一天中棉花葉片光合作用強度的變化曲線，請指出正確的圖解是:

C

Ｄ［解析]一天中,由于光照條件發(fā)生變化，光合作用的速度發(fā)生相應的變化。早晨，隨著光強的增強,光合速度增強;中午，強光和度溫使蒸騰作用加強，因而植物氣孔關閉,二氧化碳供應量減少，光合速率降低；下午光強逐漸降低，光合速度增強.本題要求能看懂生物學圖解。答案為C4、將酵母菌研磨，離心后，把得到的上清液（含細胞質基質）、沉淀物（含細胞器）和未離心的勻漿,分別加入甲、乙、丙三只試管中，向試管滴加等量的丙酮酸后，其終產物是CＯ２和水的試管是：A

甲和乙

B

乙

C

丙

D

乙和丙［解析］本題考察的知識點是有氧呼吸的場所，乙和丙中均含有線粒體，能將丙酮酸進一步氧化分解為二氧化碳和水.答案為D５、油料種子和其它種子相比,在播種時，不可過深埋于土壤中，其原因是：Ａ

幼苗不能頂出土面

?B

土壤深處水分不足

C

油料種子萌發(fā)時需要更多的氧氣來氧化分解儲藏物質?Ｄ

油料種子不耐寒［解析]本題考察的知識點是糖類、脂類、蛋白質分子作為呼吸作用的底物的的差異.由于油料作物種子含有更多的脂肪，脂肪分子氧化分解時釋放出更多的氫，因而需要更多的氧氣，所以播種時,不可埋得過深。答案為C6、下列敘述錯誤的是：A

在葉綠體、線粒體中都能合成ATP

?B

在光反應、暗反應中都能合成AＴP?C

在有氧呼吸、無氧呼吸中都能合成ＡTＰ

D

在動植物細胞中都能合成ATＰ[解析]光合作用的暗反應只消耗AＴP，答案為B７、我國青藏高原農區(qū)小麥產量高，新疆、甘肅產的瓜果特別甜,其主要原因是:A

晝夜溫差大，太陽輻射強

B

CＯ２濃度高，?C

雨量充沛

D

氣溫偏低,水分蒸發(fā)少[解析]本題考察的知識點為影響光合作用和呼吸作用的因素.同時考察應用所學知識解釋生產中的實際問題的能力.我國青藏高原地區(qū)海拔高,太陽輻射強，白天可以形成更多的糖類等光合產物；同時由于晝夜溫差大，夜晚溫度低，呼吸消耗的有機物減少，因此瓜果特別甜。，答案為A8、蘋果內部腐爛時消耗一定量的葡萄糖可產生Ａ摩爾的二氧化碳，其植物體葉片在正常生長時,消耗同樣數量的葡萄糖可產生二氧化碳:A

1A摩爾

B

2A摩爾

C

3A摩爾

D

４A摩爾［解析］根據呼吸作用的反應式，消耗同樣數量的葡萄糖，有氧呼吸產生的二氧化碳量是無氧呼吸的3倍。蘋果內部腐爛，蘋果內部細胞進行無氧呼吸；而正常生長的葉片的呼吸方式是有氧呼吸。答案為C９、下圖是某同學驗證呼吸作用產生二氧化碳的實驗裝置,在透明的容器B中放入濕潤的種子,把這種裝置放在濕潤的光下,實驗也能成功的原因是：Ａ

種子不進行光合作用,檢測到的二氧化碳是呼吸產生的

B

光下，呼吸作用旺盛?Ｃ

濕潤的光下,種子進行光合作用?Ｄ

在黑暗條件下,種子不呼吸［解析]用種子驗證呼吸作用產生二氧化碳，不受是否照光的影響.因為種子在有光、無光條件下，都能進行呼吸，但不進行光合作用。答案為A1０、把載有新鮮水綿和細菌的臨時裝片,置于顯微鏡載物臺上進行觀察.光線從反光鏡反射上來后，可看到細菌從分散狀態(tài)逐漸向水綿方向移動.水綿附近的細菌密度增加。如果在反光鏡上放置一個三棱鏡,使７種不同顏色的光束照射水綿的不同部位,這時，看到細菌逐漸聚集成明顯的兩堆（如圖所式)。請回答：

?⑴

實驗用的細菌的異化作用類型是＿_______＿_。做出這一判斷的依據是_＿____＿＿。水綿同化作用類型是_＿__＿＿__。⑵放置三棱鏡后,細菌聚集成兩堆的原因是＿__＿＿___。［解析]藻類植物水綿能夠進行光合作用，釋放氧氣，其新陳代謝的同化作用類型屬于自氧型。細菌會聚集到水綿周圍，說明該細菌的異化作用的類型屬于需氧型.水綿的葉綠體色素主要吸收紅光和藍紫光，所以水綿進行光合作用主要利用的光為紅光和藍紫光。在紅光和藍紫光的光帶,水綿光合作用強,釋放出更多的氧氣,所以聚集更多的好氧細菌。本實驗是人們在研究光合作用的過程中設計的一個很巧妙的實驗。了解了設計者的實驗意圖,本題并不難，但本題考察了新陳代謝的類型、光合作用放氧、葉綠體色素的吸收光譜幾個知識點,也考察了同學們應用所學知識分析、解決問題的能力。課外拓展一、光合作用中，物質、能量的變化及聯系

?光合作用中的各種變化可簡單歸納為：由以上表中內容可總結如下幾點：?

（1)光反應為暗反應提供物質條件［H］和能量條件ＡTP。

（2）葉綠體的代謝活動既消耗水，同時又產生代謝水，產生的代謝水既可作為原料再參與以后的光合作用過程,也可以參與其它的代謝過程。

（３）用放射性同位素標記追蹤可知,Ｏ2來自水的光解,Ｃ6H1２Ｏ6的Ｃ和O全來自于CO2，即Ｃ６H12Ｏ6中的Ｃ并不來自C５。??(4）光合作用的反應式中兩側的水不能抵消去。通過小球藻實驗可以看出產生6分子氧氣需１2分子水（因氧氣中的氧全部來自H2O而不是來自CO２）,生成物水和葡萄糖中的氧來自ＣO2。?

（５)光合作用過程中,可循環(huán)利用的物質為:C5、ADＰ和Ｐi。

(６)光合作用將光能→AＴＰ→有機物中化學能是能量流動過程的開始;在物質循環(huán)中的作用是將無機物轉變成有機物。

?二、影響光合作用的因素?

影響光合作用的條件主要包括光（可分為光照強度、光質和光照時間的長短),環(huán)境中ＣO2的濃度、溫度（主要影響光合作用酶的催化作用）及水肥條件等。這些因素中，任何一種的改變都將影響光合作用的進程.?

光合速度的日變化。影響光合作用的外界條件的每天都在時時刻刻變化著,所以光合速度在一天中也有變化。例如當晴天無云而太陽光照強烈時，光合作用便形成兩個高峰,一個是在上午，一個在下午。中午前后光合速度下降,呈"午休"現象，其原因有三點:第一,水分在中午供給不上,氣孔關閉，第二，CＯ2供應不足；第三，光合產物來不及運走,積累在葉肉細胞的細胞質中,阻礙細胞內ＣO2的運輸。?三、光合作用與呼吸作用的比較比較項目光合作用呼吸作用（有氧)區(qū)別反應場所葉綠體細胞質基質、線粒體(為主）反應條件需光、葉綠素、多種酶多種酶物質變化無機物→有機物：ＣＯ2→Ｃ６H12O6有機物徹底氧化分解：C6H12Ｏ6→ＣO2+Ｈ2O能量變化光能→貯存在有機物中的化學能有機物中化學能釋放,一部分貯存在ATP中，一部分以熱能形式散失聯系光合作用為呼吸作用提供物質基礎,而呼吸作用為光合作用提供能量基礎?四、人和動物的呼吸

機體與環(huán)境之間氧和二氧化碳的氣體交換過程，稱為呼吸.人和哺乳動物的呼吸系統(tǒng)由呼吸道（鼻、咽、喉、氣管、支氣管）和肺兩大部分組成。

人和哺乳動物呼吸的全過程由三個連續(xù)的環(huán)節(jié)組成：即外呼吸、氣體在血液中的運輸和內呼吸。（如下圖)

這三個環(huán)節(jié)，主要涉及呼吸運動、氣體擴散和氣體在血液中的運輸等幾個基本原理，具體如下：

(１）呼吸運動

由呼吸肌舒縮引起的胸廓擴大和縮小，稱呼吸運動.呼吸運動決定于呼吸肌的活動，呼吸肌主要包括膈肌和肋間肌等。膈肌和肋間外肌收縮使胸腔擴大,因而使胸腔內的氣壓小于大氣壓,即產生了胸負壓,于是空氣被吸進肺，這是吸氣動作;當膈肌和肋間外肌舒張時,肋骨和胸骨恢復原位,膈肌上升，導致胸腔縮小，肺也回到原位,這樣，胸內壓就上升而高于大氣壓，肺內氣體被驅出.平靜呼吸時，吸氣是主動的，呼氣則是被動的過程;深呼吸時,無論是吸氣還是呼氣，都是主動的.

（２)氣體在血液中的運輸

①Ｏ2的運輸

血液中的O2只有少量溶于血漿中,大部分與血紅蛋白結合，靠血紅蛋白運輸。血紅蛋白的特性適于運輸O2:在肺中的氧分壓高，血紅蛋白容易與氧結合而成氧合血紅蛋白（HbＯ2)；當血液流到組織中時,由于組織代謝產生的CＯ２導致氧分壓下降,氧合血紅蛋白又能與氧分離而成血紅蛋白和Ｏ２.ＨbO2呈鮮紅色,而Ｈｂ呈暗藍色。

此外，Ｈｂ還能與CO結合成HｂCO,呈櫻桃紅色。Hｂ與CO結合的親和力比Ｏ２大210倍,Hb與ＣO結合后就失去了運輸O2的能力，這就是煤氣中毒，如果有５０%以上的Hb與CＯ結合后,就會因組織缺氧而致死。

②CO2的運輸

血液從組織吸收的CO2，只有很少一部分溶于血漿中,90％以上進入紅細胞，以兩種化學結合的方式進行運輸：

ａ．形成碳酸氫鹽

約占CO2運輸總量的88％。在組織毛細血管中，CO２分子進入紅細胞后，在碳酸酐酶作用下，迅速與水結合成碳酸，并立即解離為H＋和ＨCＯ3－;ＨＣO3-擴散到血漿中，與Nａ＋結合成為NaHCO3.血液流經肺部時，這里的CO2分壓比較低,血液中的碳酸氫鹽向相反方向迅速離解成水和ＣＯ2，擴散到肺泡中的ＣO2通過呼吸排出體外。b.形成氨基甲酸血紅蛋白

進入紅細胞內的ＣO2除大部分形成HCＯ3—外，還有小部分直接與血紅蛋白的自由氨基結合，形成氨基甲酸血紅蛋白（HbNHCOOＨ)。當血液流經肺泡時，它又解離，CＯ２由肺排出體外。

在線測試1、將置于陽光下的盆栽植物移至黑暗處,則細胞內三碳化合物與葡萄糖生成量的變化是(）

A、C3突然增加,C6H12Ｏ6減少B、C3與C6H１２O6都減少

Ｃ、Ｃ3與C６H12O6都增加Ｄ、C3突然減少，Ｃ6H12Ｏ6增加2、用含１8Ｏ的葡萄糖跟蹤有氧呼吸過程中的氧原子，1８Ｏ轉移的途徑是（)?A、葡萄糖→丙酮酸→水B、葡萄糖→丙酮酸→氧?C、葡萄糖→氧→水D、葡萄糖→丙酮酸→二氧化碳3、下圖表示氧氣濃度對培養(yǎng)液中草履蟲、乳酸菌、酵母菌呼吸作用的影響，則呼吸曲線a、b、c分別代表了（）

Ａ、酵母菌、乳酸菌、草履蟲B、草履蟲、乳酸菌、酵母菌?Ｃ、乳酸菌、酵母菌、草履蟲Ｄ、酵母菌、草履蟲、乳酸菌４、外界空氣中的氧進入人體血液中要通過幾層磷脂分子（）?A、2層B、4層C、6層Ｄ、8層5、綠色植物置于哪種光下產生的氧氣最多(）?Ａ、藍紫光B、紅光C、綠光D、白光6、播種前浸種時間過長，就會引起爛種和爛芽，其主要原因是()

A、細胞二氧化碳中毒B、細胞酒精中毒

C、細胞乳酸中毒D、細胞無法進行呼吸作用7、某科學家用含碳的同位素14C的二氧化碳來追蹤光合作用碳原子在下列分子中的轉移.最可能的途徑是(）?Ａ、二氧化碳→葉綠素→ＡTPＢ、二氧化碳→葉綠素→ADＰ?C、二氧化碳→酒精→AＤPD、二氧化碳→三碳化合物→葡萄糖8、為了促進作物根系吸收礦質元素,在農業(yè)生產上應采取的措施是（）?A、大量施用化肥B、進行中耕,疏松土壤

C、大量灌溉D、增加光照,促進蒸騰9、下列哪一種作用是有機物相互轉化的樞紐（）?Ａ、光合作用B、蒸騰作用C、呼吸作用D、滲透作用10、在光合作用過程中，光能最初用于（)

A.碳和氧的化學合成B．氫和二氧化碳的合成?C.將水分解為氧和氫D。將淀粉分解為葡萄糖答案和講解答案：1、A2、D３、Ｄ4、D5、Ｄ6、B７、D8、B９、C10、C講解：１、光合作用包括光反應和暗反應兩個階段，光反應為暗反應提供［H］和ＡTP，［H］用于還原三碳化合物最終生成Ｃ６Ｈ12O6,ＡＴＰ是暗反應的能量，但光反應的能量直接來自太陽光，即必須在光下進行。將盆栽植物移至暗處停止了光照，而其他條件如ＣO2濃度等沒有變化的情況下，當停止光照時,從氣孔中進入的CO2仍被C５固定生成C3，C3因缺乏［H］和ATP不能還原成C6H12Ｏ６,故此時的葉肉細胞內Ｃ3暫時增加,C6H1２O6的生成量自然減少。2、葡萄糖的有氧呼吸過程可分為三個階段,第一階段是葡萄糖在無氧參與的情況下分解成丙酮酸（糖酵解），同時產生[Ｈ］和少量ATP；第二階段是丙酮酸分解生成CO2，同時產生［Ｈ]和少量ATP;第三階段是第一階段和第二階段產生的[H]還原從空氣中吸收進來的氧，生成水,同時產生大量的ATＰ.從C6H1２O6被氧化分解產生Ｈ2O和ＣO2的全過程可以看出，葡萄糖中1８O的轉移途徑是葡萄糖?丙酮酸?二氧化碳。3、題干文字說明中要求分別指出三種生物的呼吸曲線,圖像中提供了三條曲線的走向.分析可知b為需氧型生物的呼吸曲線,Ｃ為厭氧型生物的，a先下降后上升為兼性厭氧生物的。經過對錯誤選項的排除，可得到正確