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第5章细胞的能量供应和利用
第5章细胞的能量供应和利用
第3节ATP的主要来源——细胞呼吸
第4节能量之源——光与光合作用
知识方面:
1.简述线粒体的结构和功能,说明细胞呼吸的方式、原理和实质,探讨细胞呼吸原理的应用。
2.简述叶绿体的结构和功能,说明光合作用的原理和应用以及科学家对光合作用原理的认识过程,研究影响光合作用强度的环境因素。
【复习重点】
1.有氧呼吸的过程及原理。
2.绿叶中色素的种类和作用。
3.光合作用的发现及研究历史。
4.光合作用的光反应、暗反应过程及相互关系。
5.影响光合作用强度的环境因素。
【基础回顾】
第3节ATP的主要来源——细胞呼吸
1.细胞的能量“通货”是___________。
ATP分子高能磷酸键中能量的主要来源是___________________。
由于呼吸作用是在细胞内进行的,因此也叫________________。
2.细胞呼吸是指有机物在____________经过一系列的_______________,生成___________
_______________,释放出_____________并生成___________的过程。
3.酵母菌是一种_________________,在__________和__________的条件下都能生存,属于__________________,因此便于用来研究细胞呼吸的不同方式。
在有氧条件下,酵母菌通过细胞呼吸产生大量的____________和_________;在无氧条件下,酵母菌通过细胞呼吸产生____________,还产生少量的_____________。
4.细胞呼吸可分为_______________和_______________两种类型。
5.对于绝大多数生物来说,_______________是细胞呼吸的主要形式,这一过程必须有________的参与。
有氧呼吸的主要场所是________________。
线粒体具有内、外两层膜,内膜的某些部位向线粒体的内腔折叠形成___________,___________使内膜的表面积大大增加。
嵴的周围充满了液态的_____________。
线粒体的___________上和___________中含有许多种与有氧呼吸有关的____________。
6.有氧呼吸最常利用的物质是_____________,其反应式可以简写成
____________________________________________________________________________。
7.有氧呼吸的第一个阶段,1分子的葡萄糖分解成2分子的_______________,产生少量的
_________,并且释放出___________________。
这一阶段不需要___________的参与,是在____________________中进行的。
第二个阶段是,丙酮酸和_______彻底分解成________和_________,并释放出__________________。
这一阶段不需要__________的参与,是在_______________中进行的。
第三个阶段是,第一个阶段和第二个阶段产生的_________,经过一系列的反应,与___________结合形成__________,同时释放出_________________。
这一阶段需要________的参与,是在_____________________进行的。
8.有氧呼吸是指细胞在__________的参与下,通过多种酶的_______________,把________等有机物_____________________,产生________________和__________,释放_________,生成许多_________的过程。
9.同有机物在生物体外的燃烧相比,有氧呼吸具有不同的特点:
有氧呼吸是在___________的条件下进行的;有机物中的能量是经过一系列的______________逐步释放的;这些能量有相当一部分储存在____________ATP中。
10.在细胞内,1mol的葡萄糖彻底氧化分解以后,可使____________kJ左右的能量储存在
__________中,其余的能量则以______________的形式散失掉了。
11.除________________以外,还有许多种__________和___________能够进行无氧呼吸。
此外,________________、____________________等植物器官的细胞以及_______________等,除了能够进行有氧呼吸,在________________条件下也能进行无氧呼吸。
一般地说,无氧呼吸最常利用的物质也是_______________。
12.无氧呼吸的全过程,可以概括的分为两个阶段,这两个阶段需要不同的________的催化,但都是在_________________中进行的。
第一个阶段与________________________完全相同。
第二阶段是,___________在不同__________的催化作用下,分解成_________和___________,或者转化成______________。
无氧呼吸只在第一阶段释放出_____________,生成少量_________。
葡萄糖分子中的大部分能量则存留在__________或___________中。
无氧呼吸的反应式可以概括为以下两种:
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
13.酵母菌、乳酸菌等微生物的无氧呼吸也叫做___________。
产生酒精的叫做__________;产生乳酸的叫做___________________。
第4节能量之源——光与光合作用
1.追根溯源,对绝大多数生物来说,活细胞所需能量的最终源头是____________________。
将光能转换成细胞能够利用的________________的是______________。
2.绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂_________________中,所以,可以用______________提取绿叶中的色素。
绿叶中的色素不只一种,它们都能溶解在______________中。
然而,它们在层析液中的_______________不同:
溶解度高的随______________在滤纸上扩散得____________;反之则______________。
这样几分钟之后,绿叶中的色素就会随着________在滤纸上的扩散而分离开。
____________(蓝绿色)
3.__________________主要吸收_____
(含量约占______)和___________
____________(黄绿色)
绿叶中的色素
____________(橙黄色)
主要吸收_____
__________________和___________
(含量约占______)____________(黄色)
这些色素吸收的光能都可用于_____________。
因为叶绿素对___________吸收最少,绿光被___________出来,所以叶片呈现绿色。
4.在光学显微镜下观察,水稻、柑橘等被子植物的叶绿体一般呈_____________________或___________。
在电子显微镜下观察,可以看到叶绿体的外表有______________,内部有许多___________,___________与______________之间充满了__________。
每个基粒都由一个个_____________堆叠而成。
吸收光能的四种色素,就分布在___________的薄膜上。
5.______________是进行光合作用的场所。
它内部巨大_____________上,不仅分布着许多吸收光能的_____________,还有许多进行光合作用所必需的___________。
6.光合作用是指绿色植物通过____________,利用____________,把_____________和__________转化成储存着___________的____________,并且释放__________的过程。
7.光合作用的探究历程:
(1)1771年。
,英国科学家普利斯特利通过实验证实_________________________________.但是,他没有发现___________在植物更新空气中的作用,而是将空气的更新归因于___________________。
(2)1779年,荷兰科学家英格豪斯做了500多次植物更新空气的实验,结果发现:
____________________________________________________________________________。
(3)1785年,由于发现了空气的组成,人们才明确绿叶在光下放出的气体是____________,吸收的是___________。
(4)1845年,德国科学家梅耶根据能量转换和守恒定律明确指出,植物在进行光合作用时,把_________转换成____________储存起来。
(5)1864年,德国科学家萨克斯做了一个实验。
实验成功地证明光合作用的产物除_____外还有_____________。
(6)1939年,美国科学家鲁宾和卡门利用_______________进行了探究。
他们用氧的同位素________分别标记H2O和CO2。
这一实验有力地证明光合作用释放的氧气来自_______。
(7)进入20世纪40年代,科学家开始用放射性同位素__________做实验。
美国科学家卡尔文等用小球藻做实验最终探明了CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径,这一途径称为________________。
8.光合作用的反应式:
________________________________________________________
9.光合作用的过程十分复杂,包括一系列化学反应。
根据是否需要光能,这些化学反应可以概括地分为____________和___________两个阶段。
10.光合作用第一个阶段中的反应,必须_______才能进行,这个阶段叫做____________。
此阶段的化学反应是在_______________________上进行的。
11.叶绿体中______________吸收的光能,有两方面用途:
一是将水分解成________和________,________直接以分子的形式释放出去,_________则被传递到叶绿体内的______中,作为活泼的___________,参与到___________________的化学反应中去;二是在有关________的催化作用下,促成____________与__________发生化学反应,形成_________。
这样,光能就转变成储存在_________中的化学能。
12.光合作用第二个阶段中的化学反应,__________________都可以进行,这个阶段叫做________________。
这阶段的化学反应是在叶绿体内的______________中进行的。
13.在暗反应阶段中,绿叶通过___________从外界吸收进来来的二氧化碳,不能直接被_______还原。
它必须首先与植物体内的________结合,这个过程叫做________________。
一个二氧化碳分子被一个_______分子固定以后,很快形成两个_________分子。
在有关酶的催化作用下,________接受__________释放的能量并且被________还原。
随后,一些接受能量并被还原的________则经过一系列的化学变化,又形成_________,从而使暗反应阶段的化学反应持续地进行下去。
14.农业生产上许多增加农作物产量的措施,是为了提高______________________(简单地说,是指植物________________________________________).例如,_________________
________________________,______________________________________________,等等。
15.绿色植物以________为能源、以____________和________为原料合成________,_______中储存着由_________转换来的________。
因此,绿色植物属于____________。
人、动物、真菌以及大多数细菌,细胞中没有___________,不能进行______________,他们只能利用环境中现成的____________来维持自身的生命活动,它们属于_______________。
16.除了绿色植物,自然界中少数种类的细菌,虽然细胞中没有____________,不能进行_____________,但是能够利用体外环境中的某些无机物__________时所释放的能量来制造____________,这种合成作用,叫做___________________。
这些细菌也属于________。
17.生活在土壤中硝化细菌,不能利用光能,但是能将土壤中的_________氧化成________,进而将_________氧化成__________。
硝化细菌能够利用这两个化学反应中释放出的___________,将______________和__________合成为___________,这些_________可供硝化细菌维持自身的生命活动。
【例题讲解】
例1.有氧呼吸和无氧呼吸的实质是()
A.生物体与外界进行交换B.生物体进行能量的转移与利用
C.进行ADP和ATP的转化D.分解有机物和能量的释放
变式训练:
下列有关有氧呼吸与无氧呼吸的叙述中不正确的是()
A.都从葡萄糖开始,产生丙酮酸B.都产生CO2和H2O
C.都是有机物的氧化分解D.都有能量释放,并产生ATP
例2.某种毒素侵入人体后,妨碍了细胞呼吸而影响人体的正常生理活动,这种毒素可能作用于()
A.核糖体B.中心体
C.线粒体D.高尔基体
变式训练:
将酵母菌研磨,离心后,把得到的上清液(含细胞质基质)、沉淀物(含细胞器)和未离心的匀浆,分别加入甲、乙、丙三支试管中,向试管滴加等量的丙酮酸后,其终产物是CO2和H2O的试管是()
A.甲和乙B.乙
C.丙D.乙和丙
例3.储藏水果和粮食时,充加CO2或抽取空气,能延长储藏时间,主要是由于()
A.抑制有氧呼吸B.促进有氧呼吸
C.抑制无氧呼吸D.促进无氧呼吸
变式训练:
负责某温室的工人发现温室中的农作物缺少氮肥,再放入一定量的(NH4)2CO3的同时,适量浇水,再采取下列哪项措施更有利于氮的吸收()
A.适量浇水B.耕地松土
C.提高温度D.增加光照
例4.关于高等植物细胞内的色素的叙述中,错误的是()
A.绿叶中的叶绿素是类胡萝卜素的3倍,所以叶呈绿色
B.所有植物细胞内都含有四种色素
C.细胞内的叶绿体中的色素吸收光能用于光合作用
D.有的植物细胞的液泡内也含有一定量的色素
变式训练:
把新鲜叶绿素溶液放在光源与分光镜之间,可以看到光谱中吸收最强的是()
A.红光部分B.红橙光与蓝紫光部分
C.绿光部分D.紫光部分
例5.光合作用的过程可分为光反应和暗反应两个阶段,下列说法正确的是()
A.叶绿体的类囊体膜上进行光反应和暗反应
B.叶绿体的类囊体膜上进行暗反应,不进行光反应
C.叶绿体基质中可进行光反应和暗反应
D.叶绿体基质中进行暗反应,不进行光反应
变式训练:
在下列有关光合作用的叙述中,不正确的是()
A.水的分解发生在叶绿体片层结构薄膜上
B.光反应和暗反应中都有许多酶参与
C.温度降到0℃,仍有植物进行光合作用
D.[H]在光反应和暗反应中起还原作用,并将能量转移到糖类分子中
【巩固练习】
1.在光合作用的暗反应中没有消耗的物质是:
A.[H]和ATPB.H2O和CO2
C.五碳化合物和酶D.三碳化合物和ATP
2.下列关于光合作用的叙述正确的是:
A.光反应必须在光下进行,暗反应必须在暗处进行
B.暗反应需大量的酶参加,光反应不需要酶
C.光反应必须在叶绿体基粒上进行,暗反应必须在叶绿体基质里进行
D.没有光反应,暗反应就不能进行;没有暗反应,光反应则仍能顺利进行
3.光合作用中,光能转变成稳定化学能发生在下列哪一过程中:
A.水的光解B.ATP的水解C.CO2的固定D.三碳化合物的还原
4.某学生在玻璃温室里进行植物栽培实验。
为此,他对室内空气中的CO2含量进行了24小时的测定,下图所示曲线中能正确表示其测定结果的是(横坐标为当日时间,纵坐标为CO2浓度)
5.
光合作用过程中,水的分解及三碳化合物形成葡萄糖所需能量分别来自:
A.呼吸作用产生的ATP和光能B.都是呼吸作用产生的ATP
C.光能和光反应产生的ATPD.都是光反应产生的ATP
6.
如下图所示,某植物的绿叶经光照24小时后,然后脱色用碘处理,结果有锡箔覆盖的位置不呈蓝色而不被锡箔覆盖的部位呈蓝色。
该实验证明:
(1)光合作用需要叶绿素
(2)光合作用需要光
(3)光合作用放出氧气(4)光合作用制造淀粉
A.
(1)(4)B.
(2)(4)C.
(2)(3)D.
(1)(3)
7.生物体在呼吸作用过程中有CO2放出时,则可判断此过程一定:
A.不是产生酒精的无氧呼吸B.不是产生乳酸的无氧呼吸
C.是有氧呼吸D.是无氧呼吸
8.
请据图回答,经数小时后,U形管A、B两处的液面会出现下列哪种情况:
(实验装置足以维持实验期间小白鼠的生命活动,瓶口密封,忽略水蒸气和温度变化对实验结果的影响)
A.A处上升,B处下降B.A、B两处都下降
C.A处下降,B处上升D.A、B两处都不变
9.在“叶绿体中色素的提取和分离”实验中,滤纸条上扩散速度最慢的色素及其主要吸收的光是:
A.叶绿素a,蓝紫光B.叶绿素a,红光和蓝紫光
C.叶绿素b,蓝紫光D.叶绿素b,红光和蓝紫光
10.下列哪项是光合作用、有氧呼吸、无氧呼吸共有的现象:
A.在植物体内随时进行B.分解葡萄糖
C.产生ATPD.在线粒体内发生
11.细胞有氧呼吸释放的CO2中的氧元素:
A.全部来自H2OB.部分来自O2
C.全部来自C6H12O6D.部分来自C6H12O6
12.为延长水果仓贮时间,向贮仓中加入N2和CO2的目的是:
A.抑制无氧呼吸B.促进无氧呼吸
C.抑制有氧呼吸 D.促进有氧呼吸
13.下列可被称作发酵的现象是:
A.梨在腐烂过程中产生酒精B.肌肉细胞在激烈收缩时产生乳酸
C.酵母菌在制酒过程中产生酒精和CO2D.玉米胚细胞无氧呼吸产生乳酸
14.验证酶的高效性实验成功的关键是:
A.试管是否干净 B.肝脏是否新鲜
C.卫生香(或火柴梗)是否点燃 D.所用肝脏研磨液的多少
15.将乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液淀粉酶和适量水混合装入一个容器内,调整pH至2.0,保存于37℃的水浴锅中,过一段时间后,容器内剩余的物质是:
A.淀粉、胃蛋白酶、多肽、水
B.唾液淀粉酶、淀粉、胃蛋白酶、水
C.唾液淀粉酶、胃蛋白酶、多肽、水
D.唾液淀粉酶、麦芽糖、胃蛋白酶、多肽、水
16.人在发高烧时食欲降低,感觉食之无味,其原因是:
A.体温升高,导致肠胃不能及时排空
B.体温升高,完全抑制了消化酶的分泌
C.体温升高,消化酶的活性受到影响
D.体温升高,破坏了体温调节系统,从而影响了肠胃的吸收
17.一位科学家做了如下实验:
将水绵(丝状绿藻)放在暗处,一束白光通过棱镜再投射到水绵的叶绿体上,这时好氧性细菌将明显聚集在:
A.红光的投影区域内B.红光和绿光的投影区域内
C.红光和蓝紫光的投影区域内D.黄光和橙光的投影区域内
18.下列关于ATP
ADP+Pi+能量的反应式的叙述中,正确的是:
A.反应式中物质可逆,能量不可逆
B.反应式中能量可逆,物质不可逆
C.反应式中的物质和能量均可逆
D.生物体内ADP转变成ATP所需能量都来自呼吸作用
19.下列有关线粒体的描述中,不正确的是:
A.线粒体具有内外两层膜,内膜折叠成嵴,使内膜的表面积大大增加
B.线粒体内膜和基质中含有许多与有氧呼吸有关的酶
C.线粒体进行呼吸作用时必须有氧的参与
D.细胞产生CO2的部位一定是线粒体
20.在四支试管中虽含有下列不同的化学物质和活性酵母细胞制备物,经一定时间的保温后,能产生的CO2的是:
A.葡萄糖+细胞膜已经破裂的细胞 B.葡萄糖+线粒体
C.丙酮酸+核糖体 D.丙酮酸+内质网
21.制作泡菜时泡菜坛子必须密封,其根本原因是:
A.防止产生的乳酸挥发 B.防止水分过度蒸发
C.防止氧气进入坛内 D.防止坛内蔬菜萎蔫
22.绿叶中的色素能够在滤纸上彼此分离开的原因是:
A.色素提取液中的不同色素已经分层
B.阳光的照射使各种色素能彼此分开
C.色素在层析液中的溶解度不同
D.丙酮使色素溶解并且彼此分离的扩散速度不同
23.在夏季中午光照最强的情况下,绿色植物的光合作用强度略有下降。
这时,叶肉细胞内的C3、C5、ATP的含量变化依次是:
A.升、降、升 B.降、升、降
C.降、升、升 D.升、降、降
24.由于硝化细菌的作用,土壤中的氨可以转变成植物制造何种物质的原料?
A.核糖和脂肪 B.葡萄糖和淀粉
C.氨基酸和核苷酸 D.脂肪酸和氨基酸
25.一学生做了如下实验:
将小球藻放在一只玻璃容器内,使之处于封闭状态。
实验在保持适宜温度的暗室中进行,并从第5分钟起给予光照。
实验中仪器记录了该容器内氧气含量的变化,结果如下图,请分析回答:
(1)在0~5分钟之内,氧气量减少的原因是______________________________。
(2)给予光照后,氧气量马上增加的原因是______________________________。
(3)在5~20分钟之间,氧气量增加的速率逐渐减小,这是因为____________________。
(4)加入少量的NaHCO3溶液后,氧气产生量呈直线上升,这是因为________________。
26.将酵母菌研磨、离心后得到上清液(含细胞质基质),和沉淀物(含细胞器等),把等量的上清液、沉淀物和未离心的研磨匀浆分别放入甲、乙、丙三个试管内:
(1)向三个试管分别滴
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