课程内容
《细胞的能量供应和利用(二)》
色素的种类
类胡萝卜素1/4:胡萝卜素(橙黄色)、叶黄素(黄色)
叶绿素3/4:叶绿素a(蓝绿色)、叶绿素b(黄绿色)
色素的作用
实验表明:叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。
捕获光能的色素和结构
外膜、内膜、基质、基粒
光合作用的过程
光合作用过程:
(1)光反应阶段
①发生部位:叶绿体类囊体薄膜上
②反应条件:光、水、色素分子、酶
③物质变化
a、水的光解:H2O→2[H]+1/2O2
b、ATP形成:ADP+Pi+能量→ATP
④能量转变:光能→ATP中活越化学能
(2)暗反应阶段
①发生部位:叶绿体基质中
②反应条件:CO2、多种酶
③物质变化
a、CO2固定:CO2+C5→2C3
b、C3化合物还原:2C3→(CH20)+C5
④能量转变:ATP中活跃化学能→有机物中稳定化学能。
光合作用光反应与暗反应的对比
项目 | 光反应 | 暗反应 |
部位 | 叶绿体基粒囊状膜上 | 叶绿体基质中 |
条件 | 光、色素、酶、水 | CO2多种酶 |
物质变化 | ①水的光解:2H2O→4[H]+O2 ②ATP的合成:ADP+Pi+能量→ATP |
①CO2+C5→2C3 ②C3的还原:2C3→(CH20) |
能量转换 | 光能→ATP中活跃的化学能 | ATP中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能 |
联系 |
1、内部因素
(1)阳生植物与阴生植物对光能利用的不同,如下图
由图示看出,阴生植物光补偿点与光饱和点均小于阳生植物,即b (2)自身叶面积指数、叶生长情况对光能利用能力不同
由甲图知,无论是栽培农作物,还是植树、养花,种植的密度都应当合理。由乙图知,农作物、果树管理后期适当摘除老叶、残叶及茎叶,以降低细胞呼吸消耗有机物。
2、温度、光照强度、CO2浓度综合因素对光合作用强度的影响
(1)变化曲线(如图)
在其他条件适宜的情况下,在供试植物正常进行光合作用时突然停止光照,并在黑暗中立即开始连续取样分析,在短时间内叶绿体中C3和C5化合物含量的变化是(C)
A、C3和C5都迅速减少
B、C3和C5都迅速增加
C、C3迅速增加,C5迅速减少
D、C3迅速减少,C5迅速增加
2.1有氧呼吸过程
①葡萄糖的初步分解:场所:细胞质基质
C6H12O6→2丙酮酸(C3H4O3)+4[H]+能量(少量)
②丙酮酸彻底分解:场所:线粒体基质
2丙酮酸+H2O→6CO2+2O[H]+能量(少量)
③[H]的氧化:场所:线粒体内膜
24[H]+6O2→12H2O+能量(大量)
2.2主要场所:线粒体
2.3能量去向:一部分以热能形式散失(约60%);另一部分转移到ATP中(约40%)。
2.4总反应式:
C6H12O6+6H2O+6O2→6CO2+12H2O+能量
2.5概念:
有氧呼吸是指细胞在氧的参与下,通过多种酶的催化作用,把葡萄糖等有机物彻底氧化分解,产生二氧化碳和水,释放能量,生成许多ATP的过程。
3 无氧呼吸 细菌、真菌、马铃薯块茎、苹果果实、动物骨骼肌细胞
3.1 过程
①葡萄糖的初步分解 场所:细胞质基质
C6H12O6→丙酮酸+[H]+能量(少量)
与有氧呼吸第一阶段相同
场所:细胞质基质
②丙酮酸(不彻底分解)→2C3H6O3(乳酸)
丙酮酸→2C2H5OH(酒精)+2CO2
A、生成乳酸类型:
C6H12O6→2C3H6O3(乳酸)+少量能量
例:高等动物、乳酸菌、高等植物的某些器官(马铃薯块茎、甜菜块根等)
B、生成酒精
C6H12O6→2C2H5OH(酒精)+CO2+少量能量
例:大多数植物、酵母菌
3.4有氧呼吸与无氧呼吸的区别与联系
有氧呼吸和无氧呼吸的异同点
反应场所 | 反应条件 | 产物 | 能量 | 实质 | 联系 | |
有氧呼吸 | 现在细胞质基质,后在线粒体 | 氧气,酶 | 彻底,水和二氧化碳 | 大量(2870KJ/mol),38个ATP | 氧化分解有机物,释放能量 | 第一阶段完全相同;本质也是相同的。 |
无氧呼吸 |
在细胞质基质 | 不需要氧气,需酶 | 不彻底,乳酸或酒精二氧化碳 | 少量,2个ATP | 第一阶段完全相同;本质也是相同的。 |
1、影响细胞呼吸的内部因素
(1)不同种类的植物呼吸速率不同,如一般情况下,旱生植物小于水生植物,阴生植物小于阳生植物。
(2)同一植物在不同的生长发育时期呼吸速率不同,如幼苗期、开花期呼吸速率升高,成熟期呼吸率下降。
影响细胞呼吸的外部因素
因素 | 原因 | 曲线 | 应用 |
温度 | 最是温度时,细胞呼吸最强,超过最适温度呼吸酶活性降低,甚至变性失活,细胞呼吸受抑制;低于最适温度酶活性下降,细胞呼吸受抑制 | ①低温下贮存蔬菜、水果 ②大棚蔬菜夜间适当降温以降低呼吸消耗,提高产量 |
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O2 | O2浓度低时,无氧呼吸占优势;随O2浓度增大,无氧呼吸逐渐被抑制,有氧呼吸不断加强,但当O2浓度达到一定值后,随O2浓度增大,有氧呼吸不再加强(受呼吸酶数量等因素的影响) | 适当降低氧气浓度,抑制呼吸消耗,延长蔬菜、水果的保鲜时间 |
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水 | 在一定范围内,细胞呼吸速率随含水量的增加而加快,随含水量的减少而减慢 |
将种子晒干,以减弱呼吸消耗,有利于贮藏 |
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CO2 | CO2是细胞呼吸的产物,对细胞呼吸有抑制作用 | 在蔬菜、水果保鲜中,增加CO2浓度(或充入N2)可抑制细胞呼吸,减少有机物消耗 |
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孙老师
女,中教高级职称
市优秀教师,优秀班主任,骨干教师,先进工作者,所撰写的论文多次获省优秀论文一等奖。