第二讲 光合作用与细胞呼吸2
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细胞呼吸与光合作用细胞呼吸与光合作用是生物学中重要的两个过程,负责维持生物体的能量供应和环境气体平衡。
细胞呼吸将有机物质转化为ATP(三磷酸腺苷),提供给细胞进行各项生物活动;光合作用则利用太阳能将二氧化碳和水转化为有机物质,同时释放出氧气。
本文将分别探讨细胞呼吸和光合作用的基本原理及其在生物体中的重要性。
一、细胞呼吸细胞呼吸是一系列生化反应过程,通过将有机物质(主要是葡萄糖)氧化分解为二氧化碳和水,生成能量。
细胞呼吸主要发生在细胞的线粒体内,包括三个主要步骤:糖解、Krebs循环和呼吸链。
1. 糖解:糖分子在胞质中被分解成两个三碳分子的丙酮酸,再经过一系列反应生成二磷酸腺苷(ADP)和磷酸根(Pi)的反应,产生ATP和尼酸腺嘌呤二核苷酸(NADH)。
2. Krebs循环:丙酮酸经过进一步的分解,释放出二氧化碳和氢原子,生成进一步的ATP和NADH。
3. 呼吸链:NADH和另一种辅酶FADH2通过一系列蛋白质复合物,在线粒体内的内膜上依次释放出氢离子和电子,最终与氧气结合生成水,同时释放出能量,该能量用于通过细胞膜上的ATP合酶酶解离ADP和Pi合成ATP。
细胞呼吸过程中最终生成的ATP是维持细胞生命活动的重要能源。
此外,细胞呼吸还是调节细胞内的氧分压和二氧化碳分压的主要方式之一,参与了维持动态的呼吸代谢平衡。
二、光合作用光合作用是植物、藻类和一些细菌中利用光能将二氧化碳和水转化为有机物质并释放出氧气的过程。
光合作用主要发生在植物叶绿体中的叶绿体膜系统中,主要包括光反应和暗反应两个阶段。
1. 光反应:光反应发生在光合色素存在的腺苷二磷酸酰基(ADP)和磷酸根(Pi)参与的过程中,接收到太阳能的光合色素产生高能态的电子,光合色素释放出的电子参与到一系列电子传递链反应中,逐渐转移到特定电子接受体上,最终生成ATP和还原型辅酶NADPH。
2. 暗反应:又称为Calvin循环,暗反应发生在叶绿体基质中没有光的存在下,利用光反应产生的ATP和NADPH,经过多次酶催化反应,将二氧化碳和水转化为三碳糖物质葡萄糖,并同时生成ADP和磷酸根(Pi),完成能量和物质的转化。
第二讲光合作用与细胞呼吸[考纲要求]1.光合作用的基本过程(Ⅱ) 2.影响光合作用速率的环境因素(Ⅱ) 3.细胞呼吸(Ⅱ)[知识主干·系统联网]理基础建网络回扣关键知识授课提示:对应学生用书第29页■高考必背——记一记1.光合作用的核心知识(1)光反应在光下才能进行,暗反应在有光、无光的条件下都可以进行,但需要光反应的产物[H]和ATP;光反应产生的ATP只为暗反应供能,细胞呼吸产生的ATP为其他各项生命活动供能。
(2)影响光合作用的因素,温度主要影响暗反应,因为参与暗反应的酶的种类和数量都比参与光反应的多;CO2浓度影响暗反应,但CO2浓度很低时,光合作用不能进行。
光照强度是直接影响光反应的速率,光反应产物[H]和A TP的数量多少会影响暗反应的速率。
(3)总光合量、净光合量的表示方法①CO2的吸收量;②O2的产生量、制造量;③CO2的固定量、消耗量;④O2的释放量;⑤有机物的增加量、积累量;⑥有机物的制造量。
其中,②③⑥表示总光合量,①④⑤表示净光合量。
2.细胞呼吸的核心知识(1)真核细胞有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体,无氧呼吸的场所是细胞质基质。
(2)水参与有氧呼吸第二阶段的化学反应,水生成于有氧呼吸的第三阶段;CO2生成于有氧呼吸的第二阶段。
(3)温度通过影响酶的活性而影响细胞呼吸速率;O2是有氧呼吸所必需的,且对无氧呼吸有抑制作用;水直接参与有氧呼吸过程,又是化学反应的介质,因此在一定范围内,随水含量的增加细胞呼吸速率加快;CO2浓度过高会抑制细胞呼吸的进程。
■易混易错——判一判1.判断下列有关光合作用叙述的正误(1)类胡萝卜素在红光区吸收的光能可用于光反应中ATP的合成。
(全国卷Ⅲ)(×)(2)在叶绿体中可进行CO2的固定但不能合成ATP。
(全国卷Ⅰ)(×)(3)光合作用中CO2可直接被[H]还原,再经过一系列的变化形成糖类。
(安徽卷)(×)(4)在适宜反应条件下,用白光照射离体的新鲜叶绿体一段时间后,突然改用光照强度与白光相同的红光照射,则未被还原的C3上升。
光合作⽤与细胞呼吸教案《光合作⽤与细胞呼吸》的专题复习(第⼆课时)考纲要求:1、细胞呼吸(Ⅱ)2、光合作⽤的基本过程(Ⅱ)。
3、影响光合作⽤速率的环境因素(Ⅱ)。
4、实验:⑴探究酵母菌的呼吸⽅式;⑵叶绿体⾊素的提取与分离。
复习⽬标1、光合作⽤与细胞呼吸的过程及影响因素2、光合作⽤与细胞呼吸的原理在⽣产⽣活⽅⾯的应⽤3、与光合作⽤和细胞呼吸有关的实验探究⼀、复习提问:1.⽆氧和零下低温环境有利于⽔果的保鲜2.有氧呼吸产⽣的[H]在线粒体基质中与氧结合⽣成⽔3.⽆氧呼吸不需要O2的参与,该过程最终有[H]的积累4.⽆氧呼吸的终产物是丙酮酸5.硝化细菌⽆线粒体,只能通过⽆氧呼吸获得能量6.叶绿体中的⾊素主要分布在类囊体腔内7.H2O在光下分解为[H]和O2的过程发⽣在基质中8.在叶⾁细胞中,CO2的固定和产⽣场所分别是叶绿体基质、线粒体基质9.光合作⽤过程中光能转变为化学能,细胞呼吸过程中化学能转变为热能和ATP10.番茄幼苗在缺镁的培养液中长时间培养后,光反应强度会降低,暗反应强度也降低11.叶⾁细胞在光照下进⾏光合作⽤,不进⾏呼吸作⽤12.夏季连续阴天,⼤棚中⽩天适当增加光照,夜晚适当降低温度,可提⾼产量13.破坏叶绿体外膜后,O2不能产⽣⼆、典例解析:细胞呼吸和光合作⽤的⽣理过程、产物、影响因素及彼此的制约关系是⾼考命题的热点。
命题者往往通过⽂字叙述、实验数据、图表、曲线等形式考查学⽣分析、综合应⽤能⼒。
这就要求对课本知识全⾯理解、掌握,培养对图表、曲线等表达形式的对⽐、分析获取信息的能⼒。
1.下图表⽰绿⾊植物细胞内部分物质的转化过程,以下有关叙述正确的是AA.物质①、②依次是H2O和O2B.图中产⽣[H]的场所都是线粒体C.⽤18O标记葡萄糖,则产物⽔中会检测到放射性D.图⽰过程只能在有光的条件下进⾏2.将⽣长状况相同的轮藻叶⽚分成4等份,在不同的温度下分别暗处理1 h,再光照1 h(光照强度相同),测其重量变化,得到如下的数据。
光合作用和细胞呼吸
光合作用可以分为光反应和暗反应两个阶段。
光反应主要发生在叶绿
体叶片的叶绿体膜内,当叶绿体受到光照时,激发了叶绿体中的光合色素,光合色素通过一系列反应将光能转化为化学能,并将水分解产生氧气和电
子供应给暗反应。
暗反应发生在叶绿体中的基质中,利用光反应产生的ATP和NADPH等能量物质来合成有机物质,即将二氧化碳还原成葡萄糖等
有机物。
相比之下,细胞呼吸是植物和动物细胞内利用有机物(如葡萄糖)氧
化成二氧化碳和水,生成ATP分解释放能量的过程。
细胞呼吸可以分为有
氧呼吸和无氧呼吸两种类型。
有氧呼吸是在有氧条件下进行的,通过三个
主要过程:糖酵解、三羧酸循环和线粒体呼吸链来产生ATP和水。
在糖酵
解中,葡萄糖分解成丙酮酸和乳酸,产生少量ATP和NADH;在三羧酸循
环中,丙酮酸经过一系列反应生成更多的ATP和NADH;在线粒体呼吸链中,NADH和FADH2经过电子传递链产生大量ATP,同时氧氧化成水。
无氧
呼吸是在无氧条件下进行的,通过发酵来产生ATP,但ATP的产量较有氧
呼吸少。
细胞呼吸与光合作用细胞呼吸和光合作用是生物体内两个非常重要的生物化学过程。
细胞呼吸是指生物体将有机物质分解为能量并储存的过程,而光合作用则是指生物体利用光能将水和二氧化碳转化为有机物质和氧气的过程。
这两个过程在维持生物体能量平衡和生物圈的稳定方面起着关键作用。
本文将分别介绍细胞呼吸和光合作用的基本原理、过程及其在自然界和生物体中的重要性。
一、细胞呼吸细胞呼吸是一种通过有机物质代谢产生能量的过程,它在大多数有氧生物中发生。
细胞呼吸的基本过程包括糖类的降解、产生三磷酸腺苷(ATP)和释放二氧化碳。
细胞呼吸主要分为三个阶段:糖酵解、三羧酸循环和氧化磷酸化。
1. 糖酵解:糖酵解是将葡萄糖分解为两分子丙酮酸的过程。
在糖酵解中,一分子葡萄糖经过一系列反应转化为两分子丙酮酸,并释放出少量的ATP。
2. 三羧酸循环:三羧酸循环是在线粒体内进行的,它将丙酮酸转化为二氧化碳和水,并释放出更多的ATP和电子载体。
3. 氧化磷酸化:在氧化磷酸化过程中,氧气参与其中,氧气与电子载体反应生成水,并释放出大量的ATP。
细胞呼吸是生物体内能量供应的主要途径,几乎所有细胞都通过细胞呼吸获得能量。
通过细胞呼吸,有机物质被降解,原子中的化学能转化为细胞所需的能量(ATP),进而维持生物体正常的代谢和生命活动。
二、光合作用光合作用是一种通过光能将二氧化碳和水转化为有机物质和氧气的过程。
光合作用发生在植物、藻类和一些细菌的叶绿体中。
光合作用可以分为两个主要阶段:光反应和暗反应。
1. 光反应:光反应发生在光合作用的第一阶段,它需要光能的输入。
在光反应中,光能被叶绿素吸收,激发电子从水中释放出来,形成氧气并产生ATP和电子载体。
2. 暗反应:暗反应发生在光合作用的第二阶段,它不需要光能的输入。
在暗反应中,ATP和电子载体提供能量,将二氧化碳转化为有机物质(如葡萄糖)。
光合作用是地球上最重要的生物化学过程之一,它通过将太阳能转化为化学能,为地球上所有生物提供了能量和有机物质。