细胞代谢学案.doc

细 胞 代 谢
——《呼吸作用与光合作用》
【学习目标】
1．掌握细胞内物质代谢的过程、相互关系和条件；
2．探究影响细胞物质代谢的环境因素；
3．分析光合作用和呼吸作用的关系。
【活动方案】
活动一：认识光合作用和呼吸作用的基本过程。
下图表示高等生物细胞内发生的生理过程示意图，其中甲、乙代表细胞内结构；①、②、③、④、⑤、⑥、⑦表示生理过程；A、B、C、D、E、F代表有关物质。请分析图像，回答有关问题：

图1
图中甲、乙所代表的细胞内结构名称是什么？数字①、②、③、④、⑤、⑥、⑦中代表光合作用、有氧呼吸、无氧呼吸生理过程的分别是哪些？A、B、C、D、E、F代表的物质名称分别是什么？

活动二：细胞呼吸作用方式的实验探究。
为探究细胞呼吸作用方式，以酵母菌培养液为实验材料，用以下装置进行实验设计

图2
基础问题：
1、甲装置中NaOH起什么作用？
2、甲装置液滴移动代表了什么生物学含义？
3、乙装置中NaOH换成了水，乙装置液滴移动代表了什么生物学含义？
检测性问题：
（1）通过装置　 可以测量到呼吸作用消耗的O2。通过装置　 可以测量到呼吸作用产生的CO2量。若甲的液滴向左移动距离为a, 乙的液滴向右移动距离为b,那么，该实验中酵母菌呼吸作用释放的二氧化碳量是 。
（2） 若考虑温度等因素导致气体胀缩而影响液滴移动，则仅仅凭甲装置能精确的测量出有氧呼吸消耗掉的氧气量吗？应选用装置 进行实验。
（3）如果用装置甲、丙进行实验，丙的液滴向右移动距离为d，则甲装置中酵母菌呼吸作用消耗的O2量＝　　　　。
（4）若考虑温度等因素导致气体胀缩而影响液滴移动，则仅仅凭乙装置能精确的测量出无氧呼吸所释放的二氧化碳量吗？应选用装置 进行实验。
（5）如果用装置乙、丁进行实验，丁的液滴向右移动距离为c，则乙装置中酵母菌无氧呼吸所释放的二氧化碳量＝ 。
（6）用甲、乙两装置进行实验，且呼吸底物是葡萄糖，则根据下表中所记录到的实验现象，推测酵母菌的呼吸方式：
实验组别
现 象
结 论
第一组
甲中液滴向左移动，乙中液滴不移动。

第二组
甲中液滴不移动， 乙中液滴向右移动。

第三组
甲中液滴向左移动，乙中液滴向右移动。

活动三：影响光合作用因素的实验探究。
1、影响光合作用的因素有哪些？请列举出来。
2、光照强度是影响细胞光合作用的重要因素，你能借助图2实验器材，设计实验来验证这一观点吗吗？
（1）如何设置实验装置？
（2）实验中变量如何控制：
①自变量是什么？
②因变量是什么？其观测的指标是什么？
③无关变量有哪些？如何控制？
（3）对照组的设置
（4）实验结果如何处理？
活动四：细胞呼吸作用与光合作用关系研究。
绿色植物在黑暗条件下只进行呼吸作用，从外界吸收O2，释放CO2;有光照条件，既能进行呼吸作用，也能进行光合作用。
如果光照较弱，呼吸作用强于光合作用，呼吸作用产生的CO2除被光合作用利用外，还释放到外界；
如光照较强，光合作用强于呼吸作用，光合作用除了要利用呼吸作用产生的CO2，还要从外界吸收；
在某一光照强度下，光合作用速率等于呼吸作用速率，呼吸作用产生的CO2刚好被光合作用全部利用。
例题训练：
1.将某植物体形态、大小、生理状况相同的绿叶分成四等份，在不同温度下分别暗处理1h，再用适当的相同的光照射1h，测其重量变化（假设在光下和黑暗条件下，细胞呼吸消耗有机物量相同），得到下表的数据。请分析并回答问题：

组 别
1
2
3
4
温度/℃
27
28
29
30
暗处理后重量变化/mg
-1
-2
-3
-1
光照后与暗处理前重量变化/mg
+3
+3
+3
+1
根据本实验所测数据，分析：
（1）各温度条件下，该绿叶细胞呼吸速率分别是 ___ mg/h；
（2）各温度条件下，该绿叶细胞真光合速率分别是 ___ mg/h；
（3）各温度条件下，该绿叶细胞净光合速率分别是 ___ mg/h。
2.下列是关于光合作用和细胞呼吸的图像，温度分别为t1℃ 、t2℃、 t3℃ 、t4℃条件时 ，哪个温度条件下植物净光合作用最小？哪个温度条件下植物净光合作用最大？

3.下列是关于绿色植物光合作用图，b点时，植物对CO2的总吸收量是多少个单位？

【课堂跟踪训练】
1、下图表示一个水稻叶肉细胞内发生的部分代谢简图。图中①～⑤表示反应过程，A～L表示细胞代谢过程中的相关物质，a、Ks5u b、c表示细胞的相应结构。请据图作答：

（1）上图中，反应过程①的场所是 ▲ ，反应过程④的场所是 ▲ 。
（2）结构a中发生的能量转换过程是 ▲ 。在其他环境条件适宜而光照强度恰为光补偿点时，单位时间内A～L各物质中产生量与消耗量相等的有 ▲ 。
（3）叶肉细胞在③④⑤过程中，产生能量最多的过程是 ▲ 。
（4）干旱初期，水稻光合作用速率明显下降，其主要原因是反应过程 ▲
受阻。小麦灌浆期若遇阴雨天则会减产，其原因是反应过程 ▲ 受阻。
2、甲、乙两图都表示某植物的非绿色器官CO2释放量和O2吸收量的变化。下列相关叙述不正确的是 （ ）

A．甲图中氧浓度为a时的情况对应的是乙图中的A点
B．甲图中氧浓度为b时的情况对应的是乙图中的CD段
C．甲图的a、b、c、d四个浓度中b是最适合贮藏的
D．甲图中氧浓度为d时没有酒精产生
3、请说出下列生产和生活实际中的操作所运用的细胞呼吸作用原理是什么？
（1）.农作物栽种中适时进行中耕松土，能促进作物生长发育。
（2）.粮食储藏时注意降低氧浓度和温度以及保持干燥能延长保存期限。
（3）.发酵酿酒过程中，一般先通入一定量无菌空气，而后隔绝空气。
（4）.手指受伤时，选择透气的消毒纱布包扎 。
4、绿色植物光合作用的影响因素是多方面的，其外界因素有光照强度、CO2的含量，温度等；其内部因素有酶的活性、色素的数量、五碳化合物的含量等。请根据图A影响光合作用的因素分析：

（1）如果横坐标代表光照强度，其影响光合速率主要是影响光合作用的 阶段，此时内部限制性因素最可能是 。若阴生植物的光合作用曲线为c，则阳生植物的光合作用曲线最可能是 。
（2）如果横坐标代表温度，温度主要通过影响 来影响光合速率。
（3）如果横坐标代表CO2的含量，其影响光合作用主要是影响 的产生，此时内部限制性因素最可能是
5、 某同学做了如下实验：将8株各有20个叶片、大小和长势相似的盆栽天竺葵植株，分别放在密闭的玻璃容器中，在不同实验条件下，利用传感器定时测定密闭容器中二氧化碳含量的变化。实验结果统计如下表，请分析回答下列问题：
实验编号
1
2
3
4
5
6
7
8
温度（℃）
10
10
20
20
30
30
40
40
光照强度（LX）
1000
0
1000
0
1000
0
1000
0
开始时CO2量（单位）
5.0
5.0
5.0
5.0
5.0
5.0
5.0
5.0
12ｈ后CO2量（单位）
4.5
5.1
3.5
5.4
1.9
5.9
2.0
5.8
⑴1、3、5、7实验组合研究的实验变量是______。
⑵2、4、6、8实验中，叶肉细胞能产生ATP的场所有______。
⑶比较实验2和3不能得出正确的结论，原因是___。
⑷根据表中实验数据，在坐标图里绘制出该植物的呼吸作用速率变化曲线和光合作用实际固定CO2速率变化曲线。

⑸若突然将第3组中的光照强度改为3000单位（其他条件不变），则该植物叶绿体中ATP的含量变化是______，五碳化合物的含量变化是______。
6.为了调查某湖泊中某一水层是否有自养生物存在，及其产氧量能否维持本层水体生物呼吸耗氧所需，可用黑自瓶法测定该水层生物昼夜平均代谢率来判定。白瓶为透明玻璃瓶，其水体溶解O2的昼夜变化值为水中生物光合作用产生的O2与呼吸消耗的O2的差值(以WDO表示)；黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶，瓶中水体溶解O2的昼夜变化值为水中生物呼吸消耗的O2(以BDO表示)。实验步骤如下：
①用采水器取该层水样，分别注满500ml黑、白瓶并密封，剩余水样用于测定原初溶解氧浓度 ；
②将黑、白瓶挂回原水层24h后取出黑、白瓶 ；
③分别测其溶解氧浓度。
预测实验结果并分析 。

b
a
c

CO2
吸收量
0
光照强度

6