自主学习05“细胞代谢”答案
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三、核心名词
1.细胞呼吸:有机物在细胞内经过一系列的氧化分解,生成二氧化碳或其他产物,释放出能量并生成ATP的过程。
2.有氧呼吸: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,生成大量ATP的过程。
3.无氧呼吸:在无氧调节下,细胞将糖类等有机物进行不彻底的分解,获得少量能量的呼吸方式。
4.乳酸发酵:无氧呼吸的产物是乳酸,几乎所有动物的无氧呼吸都是这种类型。
5.乙醇发酵:无氧呼吸的产物是乙醇和二氧化碳,绝大多数植物的无氧呼吸是这种类型。
6.NADH:还原型辅酶I,参与细胞呼吸作用。
7.NADPH:还原性辅酶II,参与光合作用暗反应中C3化合物的还原反应。
8.光合色素:在光合作用中参与吸收、传递、转化光能的色素,植物中光合色素主要包括叶绿素和类胡萝卜素。
9.类囊体:叶绿体内部有很多基粒,每个基粒由一个个圆饼状的囊状结构堆叠而成,这些囊状结构是类囊体。
10.基粒:叶绿体内由类囊体堆叠而形成的结构。
11.光合作用:绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物,并且释放出氧气的过程。
12.光反应:光合作用第一个阶段的化学反应,必须在光下进行,包括水在光下分解,及[H]和ATP的合成。
13.暗反应:光合作用第二阶段的化学反应,有没有光都可以进行,包括二氧化碳的固定和还原及C5化合物再生。
14.光补偿点:光合作用吸收的二氧化碳与呼吸作用放出的二氧化碳相等时的光强。
15.光饱和点:在一定的光强范围内,植物的光合速率随光照度的上升而增大,当光照度上升到某一数值之后,光合速率不再继续提高时的光照度值。
16.总光合作用
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17.净光合作用:光合作用所固定的二氧化碳的量减去因呼吸作用而释放的二氧化碳的量。
18.同位素标记法:同位素用于追踪物质的运输和变化规律,用同位素标记的化合物,其化学性质不会改变,通过这种标记方法,可以弄清化学反应的详细过程。
19.化能合成作用:能够利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物。
20.同化作用:生物体把从外界环境中获取的营养物质转变成自身的组成物质或能量储存的过程
21.异化作用:机体将来自环境的或细胞自己储存的有机营养物的分子,通过分解反应,将分解最终产物排出体外并释放出能量的过程
22.
*23.糖酵解:葡萄糖通过化学反应,生成两分子的丙酮酸的过程。
*24.三羧酸循环:有氧呼吸的一个反应阶段,该循环的第一步是由乙酰CoA与草酰乙酸缩合形成柠檬酸,柠檬酸是三羧酸,通过该循环会重新生成草酰乙酸。
*25.电子传递链:参与电子传递链的载体分子固定在线粒体内膜上,利用电子“坠落”释放的势能将H+大量由线粒体内膜里侧运到外侧。
*26.磷酸肌酸:在肌肉或其他兴奋性组织(如脑和神经)中的一种高能磷酸化合物,是高能磷酸基的暂时贮存形式。
*27.FADH2:和NADH功能类似,在呼吸作用中,参与电子传递。
*28.呼吸商:生物体在同一时间内,释放二氧化碳与吸收氧气的分子数之比,糖、脂肪、蛋白质的呼吸商一般不同,可用于粗略判断细胞是利用何种物质作为呼吸作用的底物。
*29.
*30.CAM(景天科)植物:在夜间通过开放的孔吸收CO2,通过化学反应生成苹果酸,进入液泡储存;第二天光照后苹果酸从液泡中运出,释放CO2,参与暗反应。
*31.希尔反应:叶绿体在光照条件下照光,使水分解,释放氧气并还原电子受体的反应。证明光合作用的氧气来自于水,而不是二氧化碳。
*32.光合磷酸化:质子通过类囊体膜上的ATP合成酶复合体上的管道,从类囊体腔流向叶绿体基质的同时,将质子的电化学势能通过磷酸化而储存在ATP中,这一磷酸化过程在光反应过程中发生,叫光合磷酸化。
*33.RuBP:1,5-二磷酸核酮糖,是在光合作用暗反应中的C5化合物。。
*34.光呼吸:进行光合作用的细胞在光照和高氧低二氧化碳情况下发生的一个生化过程,是光合作用一个损耗能量的副反应。RuBP羧化酶能催化CO2与RuBP结合,也能在低CO2高O2时,催化O2与RuBP结合,进而通过一系列反应,使有机物最终分解为CO2。光呼吸对光合作用产物的积累不利。
四、概念模型
五、重难原理
1.关于“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验,请思考以下问题:
(1)酵母菌属于原核还是真核细胞?属于何种代谢类型?(2)怎样控制有氧和无氧的条件?(3)怎样鉴定有无酒精产生?怎样鉴定有无CO2产生?如何比较CO2产生的多少?(4)如何排除空气中的CO2对实验结果的影响?
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(1)真核细胞;异养兼性厌氧 (2)用橡皮球或气泵通气 (3)酸性条件下重铬酸钾与酒精发生化学反应,由橙色变成灰绿色; 鉴定二氧化碳:澄清石灰水或溴麝香草酚蓝由蓝变绿再变黄; 石灰水的浑浊程度或者颜色变化时间长短 (4)质量分数为10%的氢氧化钠溶液 |
2.有氧呼吸的主要场所是哪里?它有哪些结构特点与有氧呼吸相适应?
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线粒体;内膜向内折叠成嵴,增加了膜面积,增加了酶的附着面积 |
3.有氧呼吸的三个阶段都发生了哪些反应,在哪里进行?以葡萄糖为例,填写下面表格。
4.与有机物在生物体外燃烧相比,有氧呼吸有哪些特点?
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有氧呼吸是在温和条件下进行的;有机物中能量是逐步释放的;这些能量有一部分储存在ATP中。 |
5.有氧呼吸过程中有机物分解释放的能量有哪些去路?
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一部分形成ATP,绝大部分以热能形式散失。 |
6.1mol葡萄糖有氧呼吸和无氧呼吸的能量转换效率大约分别是多少?其他能量哪去了?
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有氧呼吸1 mol 葡萄糖彻底氧化分解,释放2870 kJ,其中1161 kJ能量储存在ATP中,转换效率约40 %; 无氧呼吸1 mol 葡萄糖分解为乳酸后,释放196.65 kJ,只有61.08 kJ能量储存在ATP中,转换效率约31%。 其他能量都以热能形式散失了。 |
7.从过程看,无氧呼吸和有氧呼吸的区别与联系有哪些?
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无氧呼吸第一阶段与有氧呼吸完全相同;都将有机物分解,释放能量;有氧呼吸有机物彻底氧化分解,无氧呼吸不彻底;有氧呼吸释放能量多,无氧呼吸释放能量少,大部分能量留在了酒精或乳酸中。 |
8.为什么有些生物无氧呼吸产生乳酸,而有些生物无氧呼吸却产生酒精和二氧化碳呢?
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不同的生物,催化代谢的酶不同,导致了无氧呼吸产物不同。 |
9.包扎伤口时,为什么要选用透气的消毒纱布或创可贴?花盆的土壤板结,为什么要及时松土?
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破伤风芽孢杆菌是厌氧菌,透气的纱布或创可贴可以抑制厌氧菌繁殖; 促进根系的有氧呼吸,促进根细胞吸收矿质元素。 |
10.影响细胞呼吸作用的因素都有哪些?
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内部因素:不同的生物细胞,不同的组织及同一细胞不同生理状态下呼吸速率都不同,一般生长代谢旺盛的细胞呼吸速率大; 外部因素:温度,通过影响酶的活性来影响呼吸速率;二氧化碳浓度;氧气浓度等。 |
11.对绝大多数生物来说,活细胞所需能量的最终源头是什么能?光合作用中能量发生了什么转换?
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光能
光合作用中,能量首先是光能转化为电能,然后电能转化为ATP中活跃的化学能,最后转化为有机物中的稳定化学能。 |
12.关于“绿叶中色素的提取和分离”实验,请思考以下问题:
(1)绿叶中的色素可以溶于哪些溶剂?因此可以用此来提取色素(2)分离绿叶中的色素的原理是什么?
(3)在提取色素的过程中,加入二氧化硅和碳酸钙的目的分别是什么?(4)将滤液收集到试管中后,为什么要及时用棉塞将试管口塞严?(5)制备滤纸条时,为什么将滤纸条的一端减去两角?(6)为什么不能将滤液细线触及层析液?(7)滤纸条上有几条不同颜色的色带?从上到下依次是什么颜色?分别对应什么色素?
(8)哪条色素带最宽?说明了什么?
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(1)酒精、丙酮等有机溶剂; (2)因为不同色素在有机溶剂中的溶解度不同:在层析液中溶解度高的随层析液在滤纸上扩散快,反之则慢。所以四种色素会分开。 (3)加入二氧化硅是研磨充分;加入碳酸钙是为了中和有机酸,防止色素破坏 (4)防止乙醇挥发 (5)因为层析液在纸带边缘扩散速度快,内部慢(因为边缘有更多和空气的接触界面,毛细作用强)。因此需要减去两角,不让两侧渗透过快,使色带走成一条直线 (6)若滤液细线触及层析液,上面的色素就会溶解在有机溶剂中,这样色素就不能分离出来 (7)四条
(8)第三条黄色的叶绿素a色带最宽,说明它的含量最多 |
13.为什么叶片呈现绿色?
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因为叶片的叶肉细胞含有的叶绿体里具有叶绿素,叶绿素是植物进行光合作用的主要色素,叶绿素吸收大部分的红光和紫光但反射绿光,所以叶绿素呈现绿色。 |
14.叶绿体内可以达到100多个类囊体,这样的结构与什么功能相适应?
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捕获光能,通过增大膜面积来吸收光能。 |
15.植物体吸收光能的色素,除存在于叶片的一些细胞外,还存在于哪些部位的细胞中?
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植物绿色茎的皮层细胞或某些果实的表皮细胞。 |
16.海洋中的藻类分为绿藻、褐藻和红藻,在海水中的垂直分布依次是浅、中、深,这与光能捕获有关吗?
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有关
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17.萨克斯,恩格尔曼,鲁宾和卡门的实验分别证明了什么?
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萨克斯证明了光合作用的产物有淀粉;恩格尔曼发现叶绿体是进行光合作用的场所,氧是由叶绿体释放出来的;鲁宾和卡门的实验证明光合作用释放的氧气来自水。 |
18.回顾光合作用的过程,完成下列表格。
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项目 |
光反应 |
暗反应 |
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条件 |
色素、光和酶 |
不需色素和光,需多种酶 |
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场所 |
叶绿体类囊体的薄膜上 |
叶绿体基质中 |
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物质变化 |
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能量变化 |
光能→ATP中活跃的化学能 |
ATP中活跃的化学能→糖类等有机物中稳定的化学能 |
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相互联系 |
光反应和暗反应是一个整体,二者紧密联系。光反应是暗反应的基础,光反应阶段为暗反应阶段提供能量(ATP)和还原剂([H]),暗反应产生的ADP和Pi为光反应合成ATP提供原料 |
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19.为什么蓝藻没有叶绿体,却能进行光合作用,而细菌没有线粒体也能进行有氧呼吸?
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蓝藻细胞内有光合片层,上面有叶绿素、藻蓝素等光合色素,可以进行光合作用。 细菌催化有氧呼吸的酶在细胞膜上及细胞质基质中。 |
20. 影响光合作用的因素都有哪些?
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(1)内因:植物生理因素,包括叶绿体数量、光合色素含量等。 (2)外因:光照、温度、水、二氧化碳含量、矿质营养等。 |
*21.ATP合成酶如何在线粒体内膜大量合成ATP?那么类囊体膜上的ATP合成酶复合体又是如何合成ATP的?
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(1)通过线粒体内膜上电子传递链的电子传递,质子泵将质子从线粒体基质泵到内外膜之间的腔(膜间隙)。线粒体内膜上的ATP合成酶复合体上有通道,可以让质子顺电化学梯度,从膜间隙到线粒体基质,同时合成ATP。 (2)电子在类囊体膜上传递,同时将H+从叶绿体基质泵入类囊体腔,在类囊体内外两侧建立质子梯度。质子再从类囊体膜上的ATP合成酶复合体上的管道,从类囊体腔流向叶绿体基质,同时将质子的电化学势能通过磷酸化而储存在ATP中。 |
*22.脂肪和蛋白质等如何被细胞呼吸利用呢?
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脂肪和蛋白质等被消化分解为小分子或单体后,从多个节点进入糖酵解和三羧酸循环,而进一步分解释放能量。 |
*23.瓦尔堡
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通过人工光源极短时间的光照和极短时间的黑暗处理,结果发现相同时长的光照时间,间歇照明比连续照射时的光合作用效率要高。证明了光合作用暗反应的存在。 |

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