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2019-2020年高考生物二輪專題復(fù)習(xí) 專題三 光合作用與細(xì)胞呼吸 1）光合作用 一．發(fā)現(xiàn) ◎光合作用是指綠色植物通過葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存著能量的有機(jī)物，并釋放出氧氣的過程。影響因素有：光、溫度、CO2濃度、水分、礦質(zhì)元素等。 二．場(chǎng)所 雙層膜 葉綠體 基質(zhì) 基粒 多個(gè)類囊體（片層）堆疊而成 胡蘿卜素（橙黃色）1/3 類胡蘿卜素 葉黃素（黃色） 2/3 吸藍(lán)紫光 色素 （1/4） 葉綠素A（藍(lán)綠色）3/4 葉綠素（3/4） 葉綠素B（黃綠色）1/4 吸紅橙和藍(lán)紫光 綠葉中色素的提取與分離 1．過程 步驟 原理 試劑 備注 提取 色素能溶于有機(jī)溶劑 無水乙醇、丙酮 5g綠葉+丙酮+二氧化硅+碳酸鈣 制備濾紙條 畫濾液細(xì)線（細(xì)、直） 分離 溶解度有異，且在濾紙上擴(kuò)散速度不同 層析液（石油醚、丙酮和苯） 細(xì)線不觸及層析液 2．結(jié)果 顏色 種類 含量 溶解度 擴(kuò)散速度 橙黃色 胡蘿卜素 最少 最高 最快 黃色 葉黃素 較少 較高 較快 藍(lán)綠色 葉綠素a 最多 較低 較慢 黃綠色 葉綠素b 較多 最低 最慢 3．注意事項(xiàng) ①研磨不充分，色素未能充分提取出來； ◎淡綠色 ②丙酮加入量太多，稀釋了色素提取液； ③未加入碳酸鈣粉末，葉綠素分子已破壞。 ◎熒光現(xiàn)象：提取液在透射光下是翠綠色的，而在反射光下是棕紅色。 三．過程 條件：一定需要光 光反應(yīng)階段 場(chǎng)所：類囊體薄膜， 產(chǎn)物：[H]、O2和能量 光合作用的過程 過程：（1）水的光解，水在光下分解成[H]和O2； 2H2O—→4[H]+O2 （2）形成ATP：ADP+Pi+光能ATP 能量變化：光能變?yōu)锳TP中活躍的化學(xué)能 條件：有沒有光都可以進(jìn)行 場(chǎng)所：葉綠體基質(zhì) 暗反應(yīng)階段 產(chǎn)物：糖類等有機(jī)物和五碳化合物 過程：（1）CO2的固定：1分子C5和CO2生成2分子C3 （2）C3的還原：C3在[H]和ATP作用下，部分還原成 糖類，部分又形成C5 能量變化：ATP活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成化合物中穩(wěn)定的化學(xué)能 光反應(yīng) 暗反應(yīng) 條件 光、色素、酶 CO2、[H]、ATP、酶 時(shí)間 短促 較緩慢 場(chǎng)所 內(nèi)囊體的薄膜 葉綠體的基質(zhì) 過程 ① 水的光解 2H2O → 4[H] + O2 ② ATP的合成/光合磷酸化 ADP + Pi + 光能 → ATP ① CO2的固定 CO2 + C5 → 2C3 ② C3/ CO2的還原 2C3 + [H] →（CH2O） 實(shí)質(zhì) 光能 → 化學(xué)能，釋放O2 同化CO2，形成（CH2O） 總式 CO2 + H2O → （CH2O）+ O2 或 CO2 + 12H2O → （CH2O）6 + 6O2 + 6H2O 物變 無機(jī)物CO2、H2O → 有機(jī)物（CH2O） 能變 光能 → ATP中活躍的化學(xué)能 → 有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能 聯(lián)系：光反應(yīng)階段與暗反應(yīng)階段既有區(qū)別又緊密聯(lián)系，是缺一不可的整體，光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供[H]和ATP，暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADP+Pi，沒有光反應(yīng)，暗反應(yīng)無法進(jìn)行，沒有暗反應(yīng)，有機(jī)物無法合成。 ◎ 同位素示蹤 14C 光反應(yīng) 2C 3 暗反應(yīng) （14CH2O） 3H2O 固定 [3H] 還原 （C3H2O） H218O 光 18O2 注：（A）環(huán)境因素對(duì)光合作用速率的影響 ①空氣中C02濃度 ②溫度高低 ③光照強(qiáng)度 ④光照長(zhǎng)短 ⑤光的成分 44、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及溫室中提高農(nóng)作物產(chǎn)量的方法 ⑴、控制光照強(qiáng)度的強(qiáng)弱 ⑵、控制溫度的高低 ⑶、適當(dāng)?shù)脑黾幼魑锃h(huán)境中二氧化碳的濃度 ⑷、延長(zhǎng)光合作用的時(shí)間。 ⑸、增加光合作用的面積-----合理密植，間作套種。 ⑹、溫室大棚用無色透明玻璃。 ⑺、溫室栽培植物時(shí)，白天適當(dāng)提高溫度，晚上適當(dāng)降溫。⑻、溫室栽培多施有機(jī)肥或放置干冰，提高二氧化碳濃度。 四．意義 （1） 制造有機(jī)物，實(shí)現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)變——“綠色工廠” （2）調(diào)節(jié)大氣中O2和CO2的含量——“自動(dòng)的空氣凈化劑”； （3）生物生命活動(dòng)所需能量的最終來源——“巨大的能量轉(zhuǎn)換器”； （4）對(duì)生物的進(jìn)化具有重要的作用。 #光合作用是生物界最基本的物質(zhì)代謝和能量代謝。 １． 比較同化作用的類型 不同點(diǎn) 相同點(diǎn) 能量來源 物質(zhì)來源 舉例 自養(yǎng)型 光能自養(yǎng) 光能 能用無機(jī)物制造有機(jī)物 綠色植物 光合細(xì)菌 都從外界攝取物質(zhì)，經(jīng)過極其復(fù)雜的變化，轉(zhuǎn)變成自身的組成物質(zhì)，并且貯存能量 化能自養(yǎng) 體外環(huán)境的物質(zhì)氧化時(shí)所放出的能量 硫細(xì)菌 鐵細(xì)菌 硝化細(xì)菌 異養(yǎng)型 所攝取的有機(jī)物中儲(chǔ)存的能量 不能利用無機(jī)物制造有機(jī)物，只能攝取現(xiàn)成的有機(jī)物 人類、動(dòng)物和營(yíng)腐生、寄生的菌類 2） 細(xì)胞呼吸 ◎呼吸是通過呼吸運(yùn)動(dòng)吸進(jìn)氧氣，排出二氧化碳的過程。 ◎細(xì)胞呼吸是指有機(jī)物在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他產(chǎn)物，釋放出能量并生成ATP的過程。分為： 有氧呼吸 無氧呼吸 概念 指細(xì)胞在氧的參與下，通過多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機(jī)物徹底氧化分解，產(chǎn)生二氧化碳和水，釋放能量，生成許多ATP的過程。 指細(xì)胞在氧的參與下，通過多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機(jī)物分解成不徹底的氧化產(chǎn)物，同時(shí)釋放出少量能量的過程。 過程 第一階段：1分子葡萄糖分解為2分子丙酮酸和少量[H]，釋放少量能量，細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) C6H12O6 → 2丙酮酸 + [H] + 2ATP 第二階段：丙酮酸和水徹底分解成CO2 和[H]，釋放少量能量，線粒 體基質(zhì) 2丙酮酸+ 6H2O → 6CO2 + [H]+ 2ATP 第三階段：[H]和O2結(jié)合生成水， 大量能量，線粒體內(nèi)膜[H] + 6O2 → 12H2O + 34ATP 第一階段：同有氧呼吸 C6H12O6 → 2丙酮酸 + [H] + 2ATP O2 第二階段：丙酮酸在不同酶催化作用 下，分解成酒精和CO2或 轉(zhuǎn)化成乳酸 → 2C3H6O3 ② 2丙酮酸 → 2C2H5OH + 2C 反應(yīng)式 C6H12O6+6H2O+6O2→6CO2 + 12H2O + 38ATP C6H12O6 → 2C3H6O3 + 2ATP → 2C2H5OH + 2CO2 + 2ATP 不同點(diǎn) 場(chǎng)所 ： ①②線粒體基質(zhì) ③內(nèi)膜 始終在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 條件 ： 除①外，需分子氧、酶 不需分子氧、需酶 產(chǎn)物 ： CO2 、H2O 酒精和CO2或乳酸 能量 ： 大量、合成38ATP（1161KJ） 少量、合成2ATP(61.08KJ) 相同點(diǎn) 聯(lián)系 ： 從葡萄糖分解成丙酮酸階段相同，以后階段不同 實(shí)質(zhì) ： 分解有機(jī)物，釋放能量，合成ATP 意義 ： 為生物體的各項(xiàng)生命活動(dòng)提供能量；為體內(nèi)其他化合物合成提供原料 注：細(xì)胞呼吸的意義及其在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用 呼吸作用的意義：①為生命活動(dòng)提供能量②為其他化合物的合成提供原料 細(xì)胞呼吸：有機(jī)物在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過一系列氧化分解，生成CO2或其他產(chǎn)物，釋放能量并 生成ATP過程 細(xì)胞呼吸應(yīng)用： 包扎傷口，選用透氣消毒紗布，抑制細(xì)菌無氧呼吸 酵母菌釀酒：選通氣，后密封。先讓酵母菌有氧呼吸，大量繁殖，再無氧呼吸產(chǎn)生酒精 花盆經(jīng)常松土：促進(jìn)根部有氧呼吸，吸收無機(jī)鹽等 稻田定期排水：抑制無氧呼吸產(chǎn)生酒精，防止酒精中毒，爛根死亡 提倡慢跑：防止劇烈運(yùn)動(dòng)，肌細(xì)胞無氧呼吸產(chǎn)生乳酸 破傷風(fēng)桿菌感染傷口：須及時(shí)清洗傷口，以防無氧呼吸 自養(yǎng)生物：可將CO2、H2O等無機(jī)物合成葡萄糖等有機(jī)物，如綠色植物，硝化細(xì)菌（化能合成作用） 異養(yǎng)生物：不能將CO2、H2O等無機(jī)物合成葡萄糖等有機(jī)物，只能利用環(huán)境中現(xiàn)成的有機(jī)物來維持自身生命活動(dòng)，如許多動(dòng)物。 呼吸作用的意義：①為生命活動(dòng)提供能量②為其他化合物的合成提供原料 光合作用 呼吸作用 反應(yīng)場(chǎng)所 綠色植物（在葉綠體中進(jìn)行） 所有生物（主要在線粒體中進(jìn)行） 反應(yīng)條件 光、色素、酶 酶（時(shí)刻進(jìn)行） 物質(zhì)轉(zhuǎn)變 把無機(jī)物CO2和H2O合成有機(jī)物（CH2O） 分解有機(jī)物產(chǎn)生CO2和H2O 能量轉(zhuǎn)變 把光能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能儲(chǔ)存在有機(jī)物中 釋放有機(jī)物的能量，部分轉(zhuǎn)移ATP 實(shí)質(zhì) 合成有機(jī)物、儲(chǔ)存能量 分解有機(jī)物、釋放能量、產(chǎn)生ATP 聯(lián)系 有機(jī)物、氧氣 光合作用 呼吸作用 能量、二氧化碳 ◎比較 思維擴(kuò)展：ATP與ADP的轉(zhuǎn)化 ATP 動(dòng) 態(tài) 平 衡 呼吸作用 水解酶 合成酶 （線粒體） 吸 Pi （細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)） 能 吸收分泌（滲透能） （葉綠體） 放 肌肉收縮（機(jī)械能） 光合作用 Pi 能 神經(jīng)傳導(dǎo)、生物電（電能） ADP (每個(gè)活細(xì)胞) 合成代謝（化學(xué)能） 體溫（熱能） 螢火蟲（光能） ◎ 糖類—主要能源物質(zhì) 熱能 散失 太陽光能 脂肪—主要儲(chǔ)能物質(zhì) 氧化 （直接能源） 蛋白質(zhì)—能源物質(zhì)之一 分解 化學(xué)能 ATP 水解酶、放 ◎ ATP ADP + Pi + 能量 合成酶、吸 實(shí)驗(yàn)二、觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原 1、原理：原生質(zhì)層：細(xì)胞膜、液泡膜以及兩層膜之間的細(xì)胞質(zhì) 細(xì)胞液：液泡里面的液體 植物細(xì)胞的原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜，當(dāng)細(xì)胞液濃度小于外界溶液渡度時(shí)， 細(xì)胞不斷失水，逐漸出現(xiàn)質(zhì)壁分離；當(dāng)細(xì)胞液濃度大于外界溶液濃度時(shí)，細(xì)胞 就會(huì)不斷吸水，逐漸出生質(zhì)壁分離的復(fù)原。 2、材料：紫色洋蔥鱗片葉（含成熟的液泡），0.3g/ml的蔗糖溶液，清水。 3、步驟中的關(guān)鍵： （1）制作臨時(shí)裝片 （2）一側(cè)滴加蔗糖，蓋玻片另一側(cè)用吸水低吸引，重復(fù)幾次。 實(shí)驗(yàn)三：探究影響酶活性的因素 1、原理：（1）酶的作用條件較溫和，高溫、過酸、過堿均會(huì)使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞， 使酶永久失活，低溫使酶活性明顯降低。 （2）在最適宜的溫度和pH條件下，酶活性最高。 實(shí)驗(yàn)四：探究酵母菌的呼吸方式： 原理：酵母菌是一種單細(xì)胞真菌（真核生物），在有氧和無氧條件下都能生存，屬于兼性 厭氧菌，便于探究細(xì)胞呼吸方式。 酵母菌有氧呼吸反應(yīng)式：C6H12O6+6O26CO2+6H2O+能量 酵母菌無氧呼吸反應(yīng)式：C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量 CO2檢驗(yàn)：通入澄清石灰水，石灰水變渾濁 C2H5OH（酒精）檢驗(yàn)：橙色重鉻酸鉀，變成灰綠色 實(shí)驗(yàn)五：綠葉中色素提取和分離 1、原理： （1）提取原理：色素能夠溶解在有機(jī)溶劑無水乙醇中。 （2）分離原理：各種色素在層析液中溶解度不同，溶解度高的隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得 快，反之，則慢。 2、材料，新鮮菠菜葉：SiO2、CaCO3 3、步驟中注意點(diǎn)： （1）SiO2有助于研磨充分；CaCO3可防止研磨中色素被破壞 （2）濾紙條一端必須剪去兩角目的：①作標(biāo)記；②使擴(kuò)散速度均勻。 （3）不能讓濾液細(xì)線觸及層析線，因?yàn)榉乐股厝芙獾綄游鲆褐小? 4、實(shí)驗(yàn)結(jié)果：擴(kuò)散最快的是橙黃色的胡蘿卜素、色素帶最寬的是藍(lán)綠色的葉綠素a。