1、细胞呼吸及代谢类型【本章知识框架】【疑难精讲】1糖酵解、发酵、无氧呼吸糖酵解：淀粉在无氧状态下分解成丙酮酸的过程。糖酵解的底物一般是淀粉，场所在细胞质中。发酵：微生物分解糖类产生酒精或乳酸的过程。发酵场所也在细胞质中。发酵又分酒精发酵和乳酸发酵两种类型。无氧呼吸：一般是指在无氧条件下，通过酶的催化作用，生物细胞把糖类等有机物分解成为不彻底的氧化产物，同时释放少量能量的过程。由于糖酵解和发酵的中间化学变化相似，而且两者的代谢过程都不需要氧气参加，故亦通称为无氧呼吸。无氧呼吸不叫发酵，只有微生物的无氧呼吸习惯上叫发酵。注意二者的区别。2植物体内各种代谢之间的联系绿色植物的新陈代谢包括水分代谢、矿质
2、代谢、有机物和能量的代谢，各种代谢过程是相互联系、协调一致的。植物代谢过程中进行的各种生化反应都是在水中进行的，离开水，植物无法生存，因而水分代谢是植物体内其他代谢过程的基础。矿质代谢过程中根吸收的矿质元素离子是植物体合成重要化合物的成分，例如叶绿素的合成需要镁，ATP的合成需要磷、蛋白质（酶）的合成需要氮，而光合作用和呼吸作用都需要酶。光合作用能将光能转变为化学能贮存起来，呼吸作用过程能将有机物分解，将其中化学能释放出来，用于生命活动的各个方面。【学法指导】本部分安排1课时完成。由于该部分知识不难，学生自己能够看懂，所以在复习时，教师出示一个以习题为主的导学提纲，学生按照提纲中的要求去做即可
3、。提纲的设计可参照知识网络栏目。本节内容的考查常常与动、植物新陈代谢的光合作用、矿质代谢和生态系统的物质循环和能量流动联系在一起，试题命题点较多。复习时要遵循结构决定功能的原则，呼吸的过程离不开细胞的结构基础，要联系相关的知识复习，形成整体的知识体系。掌握关于代谢类型的概念和举例，复习时要抓住本质，找出差异，用对比法进行复习和记忆。【典型例题精讲】例1（2002年天津高考题）下列关于植物呼吸作用的叙述，正确的是A呼吸作用的中间产物丙酮酸可以通过线粒体双层膜B是否产生二氧化碳是有氧呼吸和无氧呼吸的主要区别C高等植物进行有氧呼吸，不能进行无氧呼吸D种子库中贮存的风干种子不进行呼吸作用【解析】此题考
4、查植物有氧呼吸和无氧呼吸及有关的结构问题。有氧呼吸和无氧呼吸的第一步是相同的。有氧呼吸的第二步过程是丙酮酸进入线粒体，线粒体是双层膜；有氧呼吸和无氧呼吸的主要区别是是否需要氧气，而与能否产生二氧化碳无关。任何活的细胞或生物体，都要进行呼吸作用，如种子是具有活性的，只是呼吸的速度很慢仍要进行呼吸作用。此题的关键是要明确有氧呼吸和无氧呼吸的基本原理和过程，明确其区别点。【答案】A例2用酵母菌酿酒时，向原料中通入足够的空气，酵母菌与酒精的数量分别会A死亡、增多 B增多、增多 C死亡、不再产生 D增多、不再产生【解析】上述条件下，酵母菌只进行有氧呼吸生成CO2和H2O，并在此过程中大量繁殖，不再产生酒
5、精，这也是酿酒厂在发酵制酒时，先向发酵罐内通气，让酵母菌大量繁殖，再进行密封，产生酒精的原理所在。【答案】D例3让一只小白鼠吸入有放射性的18O2，该小白鼠体内最早出现含18O2的化合物是ACO2B水 C丙酮酸D乳酸【解析】此题考查有氧呼吸的过程。有氧呼吸分为三个阶段，吸收的氧是与动物体内分解有机物产生的H结合成水，也就是发生在有氧呼吸的第三步。该过程产生大量的能量。【答案】B例4一运动员正在进行长跑锻炼，从他的大腿肌细胞中检测到3种化学物质，其浓度变化如下图所示，图中P、Q、R三条曲线依次代表AO2、CO2、乳酸 B乳酸、CO2、O2 CCO2、O2、乳酸 DCO2、乳酸、O2【解析】人在平
6、静时，体内的各种成分保持在一个相对稳定（平衡）的水平（该题间接给出的条件是同平静时相比较）。当人剧烈运动时，原先的平衡就被打破，体内的某些成分就会发生较大的变化，这是由于剧烈运动需要消耗大量的能量，而能量主要来自葡萄糖的氧化分解（有氧呼吸、无氧呼吸同时进行）。肌细胞进行有氧呼吸时，消耗O2、产生CO2，使肌细胞中的O2浓度下降，CO2的浓度升高（事实上，肌细胞中磷酸肌酸的含量亦下降）。肌细胞进行无氧呼吸时，除产生少量的ATP供给肌肉收缩外，还产生乳酸，故肌细胞中乳酸的含量上升。【答案】B例5（2003年春季高考题）生活污水中含有大量的有机和无机含氮化合物，这些过量的含氮化合物会造成水体污染，危
7、害水生生物生存和人类的健康。脱氮是污水处理的重要内容之一。下面是生物脱氮工艺流程示意图。（1）在1级反应池内，有机物在细菌、原生动物等作用下会大量减少。从同化和异化方式看，这些生物的代谢类型主要是_，这些生物在自然生态系统中属于_者。（2）在2级反应池内，pH为8.08.4时，硝化细菌大量繁殖，它们能将NH3氧化成NO和NO，并利用这一硝化过程所释放的_合成_，用于自身的生长发育和繁殖。（3）实践发现，当2级反应池中有机物含量过多时，硝化细菌难以大量繁殖起来，原因是_。（4）在3级反应池内加入适量的有机物（如甲醇），并在低氧或无氧条件下，反硝化细菌繁殖起来，通过无氧呼吸把NO和NO还原成N2，
8、无氧呼吸除释放能量外，还为还原反应提供了_。【解析】此题是一个联系实际的消除生态系统污染的问题。实际上考查了生物的代谢类型和呼吸作用的过程。生态系统的分解者主要的代谢类型是异养需氧型；硝化细菌是一种化能合成作用的生物，其能量来自氧化分解NH3，并利用化学能把二氧化碳等无机物合成有机物；反应池中有机物含量增多，导致异养生物大量的繁殖，消耗氧气，抑制了硝化细菌的繁殖；反硝化细菌无氧呼吸过程中，可以产生还原剂氢。【答案】（1）异养需氧型 分解（2）能量 有机物（3）异养生物大量繁殖，抑制硝化细菌生长繁殖（4）氢【达标训练】一、选择题1（2003年上海高考题）刚进入西藏的上海援藏干部，对高原缺氧环境所
9、产生的生理性反应是造血功能增强，红细胞数增多 呼吸频率加快 细胞大多以无氧呼吸获得能量心率加快AB CD【解析】因刚进入缺氧环境（西藏）红细胞不可能立即大量增长。此时机体所需要的能量其来源有二：主要来源是有氧呼吸所释放的能量；部分能量来自于无氧呼吸。因血液与外界空气的交换值下降，故通过增加呼吸频率和提高血液循环速度来满足机体对氧气的需求。【答案】D2人体肌细胞通过呼吸作用可产生的物质有A二氧化碳和水 B二氧化碳、水和乳酸 C酒精 D乳酸和酒精【解析】生物体细胞无氧呼吸可产生乳酸，也可产生CO2和酒精，这是由细胞中所含酶的种类不同决定的，人体肌肉细胞无氧呼吸产生的是乳酸，而不是酒精和CO2，植物
10、细胞的无氧呼吸主要产物是酒精和CO2，马铃薯块茎和甜菜块根等少数植物细胞无氧呼吸的产物是乳酸。【答案】B3在大小两个容器内加入等量的乳酸菌和葡萄糖的混合液，然后密封瓶口，过一段时间后进行定量分析，应得到的结果是A小容器的乳酸比大容器的多 B小容器的乳酸比大容器的少C大容器的葡萄糖比小容器的少 D大容器与小容器内乳酸的数量相等【解析】乳酸菌是厌氧型的细菌。根据厌氧型生物在有氧气存在时呼吸作用受到抑制的特点可知，大容器中氧气多，抑制了乳酸菌的呼吸作用，繁殖得比较慢，小容器中氧气含量少，乳酸菌繁殖得快，无氧呼吸产生的乳酸应比大容器的多。而葡萄糖的量则相反，即大容器中的葡萄糖比小容器中的多。【答案】A
11、4在酿酒时，应注意对原料采取A保持空气流通 B保持缺氧环境 C只通气、不搅拌 D一阶段通气，另一阶段密封【解析】酵母菌是兼性呼吸的微生物，既能有氧呼吸也能无氧呼吸；有氧呼吸时代谢旺盛，大量繁殖，不产生酒精；无氧呼吸时产生酒精。因此应先通气一段时间后，再密封发酵，以产生大量的酒精。【答案】D5在呼吸作用过程中，有CO2放出时，可判断此过程A一定是无氧呼吸 B一定是有氧呼吸 C一定不是酒精发酵 D一定不是乳酸发酵【解析】该题考查学生对有氧呼吸、无氧呼吸中的酒精发酵和乳酸发酵过程。在呼吸作用过程中有CO2放出时，不能确定是无氧呼吸，还是有氧呼吸，这两种呼吸方式中都有CO2放出，因此有CO2放出时，既
12、可能是无氧呼吸又可能是有氧呼吸，所以选项A、B均错。C选项一定不是酒精发酵，结论也不对，在酒精发酵过程中，分解1 mol葡萄糖，可释放2 mol CO2。因此有CO2放出时，就可能是酒精发酵。只有乳酸发酵不产生CO2。【答案】D6人呼气所呼出的二氧化碳主要产生于A肺泡中B静脉血中C组织液中D细胞的线粒体中【解析】从题干中分析，题目要求回答的问题是二氧化碳在体内的产生部位。人体呼出的二氧化碳（除一部分来自吸入的气体，未进入血液外），大部分是由线粒体内分解有机物形成的。这些二氧化碳扩散入组织液，由组织液进入血液，经运输至肺部毛细血管，经自由扩散进入肺泡，由肺泡内呼出。【答案】D7在有氧呼吸的下列反
13、应阶段中，不在线粒体中进行的只有AH传递给O2生成水BC6H12O6发酵为丙酮酸和HC丙酮酸分解为CO2和HDADP与磷酸反应生ATP【解析】此题的关键是分清有氧呼吸的全过程。在有氧呼吸的三个阶段中，第一阶段由C6H12O6分解为丙酮酸和H的过程，是在细胞质基质中进行的，而A、C、D过程是在线粒体中进行的。【答案】B8贮藏水果和粮食时，充加CO2或抽取空气，能延长贮藏时间，主要是由于A抑制有氧呼吸B促进有氧呼吸C抑制无氧呼吸D促进无氧呼吸【解析】有氧呼吸分解有机物产生H2O、CO2和热量，不利于水果和粮食的贮存。有氧呼吸进行得快慢主要与氧的含量、周围二氧化碳浓度的高低有关系；氧气的含量低（抽取
14、空气），有氧呼吸进行得慢，CO2对呼吸作用有抑制作用。【答案】A9（2003年上海高考题）让实验动物猴吸入混有18O2的空气，该猴体内最先出现含18O的化合物是ACO2BH2OCC2H5OHDC3H6O3【解析】在有氧呼吸的过程中氧的去向是在有氧呼吸的第3阶段，吸进的氧与前两个阶段脱下的氢结合形成水。【答案】B10在营养丰富，水分充足，气温适宜，黑暗密闭的环境中，分别培养下列生物，过一段时间后，它们中仍能生存的是A乳酸菌B蘑菇 C白菜D蚯蚓【解析】该环境条件的关键是不透空气和没有阳光，在这样的条件下，只有异养、厌氧型的生物才能进行正常的生命活动。白菜是自养需氧型，蚯蚓和蘑菇是异养需氧型，只有乳
15、酸菌是异养厌氧型。【答案】A11硝化细菌通过化能合成作用形成有机物，需要下列哪些环境条件ANH3、缺氧B具有NH3和氧 C具有硝酸和氧D具有硝酸和缺氧【解析】硝化细菌是通过氧化周围环境中的NH3成亚硝酸或硝酸的过程中，释放出的能量来合成有机物的，故需要氧气和环境中的NH3。【答案】B12分析下图，所代表的生理过程依次是A光合作用、化能合成作用、无氧呼吸、有氧呼吸B化能合成作用、乳酸发酵、酒精发酵、呼吸作用C光合作用、无氧呼吸、酒精发酵、有氧呼吸D主动运输、自由扩散、无氧呼吸、有氧呼吸【解析】这类题目的分析应抓住反应物、反应条件和生成物三个要点，图中指CO2和H2在叶绿体中利用光能合成6H12O
16、6的过程，这是光合作用；是硝化细菌利用环境中NH3氧化产生的能量，把CO2和H2O合成自身6H12O6的过程，是化能合成作用；是指C6H12O6在无氧条件下，在酶催化下，生成酒精和CO2的过程，是无氧呼吸；是C6H12O6在酶催化下彻底氧化为CO2和H2O的过程，属于有氧呼吸。【答案】A13在生物生命活动中，能产生ATP的细胞结构有A细胞核、高尔基体、叶绿体 B细胞核、线粒体、核糖体C线粒体、高尔基体、细胞质基质 D线粒体、叶绿体、细胞质基质【解析】植物的光合作用能产生ATP；有氧呼吸的第一阶段及无氧呼吸是在细胞质基质中进行的，能产生少量的ATP；有机物在线粒体内进行彻底氧化分解，该阶段能产生
17、大量的ATP。【答案】D14人体内脂肪和蛋白质共同的代谢终产物有A二氧化碳和尿素 B胆固醇和氨 C尿素和尿酸 D二氧化碳和水【解析】从组成元素上看，蛋白质除了同脂肪一样含有C、H、O外，还含有N元素，蛋白质代谢的终产物除二氧化碳和水外还有含氮废物（尿素）。 【答案】D15下图中能够说明运动员在中长跑过程中和长跑结束后血液乳酸浓度变化的曲线是 A曲线aB曲线b C曲线cD曲线d【解析】人在跑步时，呼吸加深加快，但仍满足不了全身细胞对氧气的需要，此时，组织细胞通过无氧呼吸来分解有机物，产生少量能量，补充人体对能量的需要，这是一种应激性反应，此过程产生乳酸进入血液后，使血液中乳酸含量升高，同时人会感
18、到肌肉（特别是腿部肌肉）酸痛。当跑步结束后，细胞无氧呼吸停止，不再产生乳酸，血液中乳酸逐步分解、转化成其他物质等，使其浓度降低。 【答案】C16（2003年上海高考题）葡萄糖在细胞质内分解至丙酮酸的过程中，下列叙述正确的是 A在线粒体中进行的无氧呼吸 B需在有氧条件下进行C不产生CO2 D反应速度不受温度影响【解析】葡萄糖在细胞质基质中分解成2分子丙酮酸和少量的H及少量的能量，这一阶段也是无氧呼吸的第一阶段，因此不需氧的参与。【答案】C17用酵母菌通过发酵制葡萄酒时，一般葡萄酒中所含的酒精成分不超过14%，其原因是A因人们喜欢低度酒精而配制的 B原料中用于发酵的糖含量过少C一定浓度的酒精妨碍了
19、酵母菌的存活 D发酵产生热造成了酵母菌的死亡【解析】酵母菌进行无氧呼吸产生酒精，当酒精产生达到一定浓度后，影响了酵母菌的生存，所以其酒精浓度限制在一定的水平。【答案】C18在马拉松长跑中，运动员骨胳肌肌纤维所消耗的能量，主要来自A葡萄糖的有氧分解B磷酸肌酸的水解C葡萄糖的酵解D脂肪酸的氧化【解析】无氧呼吸（糖酵解）其意义是可以满足人在特殊情况下（如：剧烈运动、人从平原到高原的初期、大失血等）人体对能量的需求；当人体内的ATP过分减少时，磷酸肌酸可以释放出其能量使ADP形成ATP，但磷酸肌酸等高能化合物所储存的能量也是有限的，因此，在长时间的剧烈运动中，虽也有可能少部分的脂肪氧化分解，释放能量，
20、但与有氧呼吸提供的能量相比还是少量的。事实上，细胞生命活动所需的能量都主要来自有氧呼吸。【答案】A19人在剧烈运动后，血浆中的pH会明显下降，其原因是A血浆中碳酸增多 B血浆中磷酸肌酸增多C血浆中乳酸增多 D血浆中丙酮酸增多【解析】动物的无氧呼吸产物全部是乳酸。人在剧烈运动时，肌肉细胞进行无氧呼吸产生较多的乳酸，导致血浆中的pH下降。【答案】C20新鲜蔬菜放在冰箱的冷藏室中，能适当延长保鲜时间的生理原因是A呼吸作用减弱B呼吸作用加强 C光合作用减弱D促进了物质分解【解析】新鲜蔬菜的细胞是活细胞，活细胞不断进行着呼吸作用，而呼吸作用又是在酶的作用下进行的，温度能影响呼吸酶的催化效率，故当温度降低
21、时，能降低酶的活性，使细胞的呼吸作用减弱，能适当延长蔬菜的保鲜时间。【答案】A二、非选择题21下图的横坐标如果代表氧分压，据图回答问题：（1）图中曲线_表示酵母菌无氧呼吸产生二氧化碳的变化。（2）图中曲线_表示酵母菌有氧呼吸耗糖速度的变化。（3）曲线_表示根吸收矿质离子速度的变化。（4）如果横坐标表示温度，图中曲线_反应根吸收离子速度与土壤温度的关系。【解析】根据氧气对厌氧型呼吸和需氧型呼吸的影响，很易确定（1）A（2）B，在一定的温度条件下，O2分压增多能促进有氧呼吸，从而提高离子的吸收速度，但根对离子的吸收又要受到载体数量的限制，故（3）选C。考虑到氧分压不变时，离子吸收速度主要受呼吸酶活
22、性影响，故（4）选D。【答案】（1）A （2）B （3）C （4）D22下图表示大气中氧的浓度对植物组织内CO2产生的影响，试据图回答：（1）A点表示植物组织释放的CO2较多，这些CO2是_的产物。（2）由A到B，CO2的释放量急剧减少，其原因是_。（3）由B到C，CO2的释放量又不断增加，其主要原因是_。（4）为了有利于贮藏蔬菜和水果，贮藏室内的氧气应调节到图中的哪一点所对应的浓度？_。采取这一措施的理由是_。【解析】植物组织内CO2的产生是通过细胞的呼吸作用完成的，在氧气浓度不同的环境中，植物细胞呼吸作用的主要方式会发生变化。在氧气浓度较低的环境中（如A点），植物细胞主要进行无氧呼吸，在酶
23、的作用下，将葡萄糖分解为不彻底的氧化产物酒精，同时产生少量CO2。随着氧气浓度的增加（如B点），无氧呼吸受到抑制，有氧呼吸尚未开始，此时通过无氧呼吸产生的CO2会急剧减少。在一定浓度范围内，随着氧气浓度的继续升高（如BC），植物细胞的无氧呼吸不再进行，有氧呼吸开始后其速度逐渐加快，在此过程中不断地将葡萄糖等有机物进行彻底氧化分解，产生大量CO2。生产实践中，人们应用以上原理，在贮运蔬菜、水果等农产品的仓库或车厢内，通过调节和控制其中氧的浓度，使植物细胞的呼吸作用控制在非常微弱的状态，减少贮运过程中有机物的消耗。当然，人们还可以应用降低温度，充填CO2气体等措施来达到以上目的。【答案】（1）无氧
24、呼吸（2）氧气增加，无氧呼吸受到抑制（3）氧气含量增加，有氧呼吸加强，释放的CO2量增多（4）B点 有氧呼吸非常微弱，同时又抑制无氧呼吸，蔬菜、水果内有机物消耗得慢23禾谷类种子萌发时，细胞内的主要储能物质_在_酶的催化下水解成麦芽糖，麦芽糖在酶的催化下进一步水解成葡萄糖。部分葡萄糖分解生成的_进入细胞的_内，经有氧呼吸过程分解释放能量；能量中的一部分储藏在_中，并由它转移，供幼苗生命活动所需。【解析】考查禾谷类种子萌发时细胞内物质和能量的代谢过程及特点。禾谷类种子如玉米、小麦、水稻等，内藏丰富的营养物质。从种子的结构上分析，这些营养物质主要以胚乳的形式存在，其主要成分是植物淀粉。当这些种子在
25、适宜的温度、湿度条件下萌发时，种子细胞内发生着旺盛的物质和能量转变，从而为种子的顺利萌发提供必需的能量。我们知道，淀粉是禾谷类种子细胞内的主要储能物质，但它不能直接被氧化分解，必需先经过一系列转变，即先在淀粉酶作用下水解成麦芽糖，再在麦芽糖酶的作用下水解成葡萄糖，然后才能被种子细胞加以氧化分解释放能量。葡萄糖被种子细胞氧化分解的主要形式是有氧呼吸，第一个阶段是在细胞质基质内进行的，一分子葡萄糖分解成两分子丙酮酸，同时产生少量的ATP和少量的H，第二、三阶段是在线粒体内完成的，即两分子丙酮酸进入线粒体后，和水一起被氧化分解成CO2，同时产生H和少量ATP。前两个阶段产生的H和O2结合生成H2O，
26、同时生成大量的ATP。这些ATP就是幼苗生命活动所需能量的直接来源。在有氧呼吸过程中，所释放的能量中还有一部分以热能形式散失掉了。【答案】淀粉 淀粉 丙酮酸 线粒体 ATP24（2003年新课程理综高考题）据下面的图解回答：生物体内葡萄糖分解代谢过程的图解如下。（1）反应中，可在人体细胞中进行的是_。（2）粮食贮藏过程中，有时会发生粮堆湿度增大现象，这是因为_。（3）在微生物体内丙酮酸可以转为酮戊二酸，该酸在酶的催化下可以转化为谷氨酸，当谷氨酸增多并与酶结合时，可导致谷氨酸合成减少，其原因是_。【解析】（1）根据图示信息分析：是呼吸作用的第一步骤，在细胞质的基质中进行；是有氧呼吸的第二阶段和第
27、三阶段，在线粒体内完成；是无氧呼吸中的酒精发酵，在人体细胞中没有此反应发生；是无氧呼吸中产生乳酸的过程，在细胞质基质中进行，但人体剧烈运动，局部细胞会发生此反应，以补充能源的不足。所以在人体细胞内进行的是、和。（2）粮食贮藏进程中有时会发生粮堆湿度增大现象，是由于呼吸过程中有水的产生。（3）代谢过程中产生的物质与酶结合，使酶的结构发生变化，抑制酶的活性，所以导致谷氨酸合成减少。【答案】（1）、和（2）呼吸作用产生水（3）酶的活性受到抑制【资料补充】1关于酶的专一性某酒厂生产的啤酒，放置久了产生了一些沉淀，经化验得知沉淀物是蛋白质。为解决这一问题，提出了两种方案：甲：在酒中加入少量的蛋白酶；乙：
28、在酒中加入少量的氨基酸氧化酶。请评价这两种方案：_方案合理，原因是_。_方案不合理，原因是_。酶具有高效性和专一性，蛋白酶只能分解蛋白酶成多肽；氨基酸氧化酶氧化分解氨基酸，啤酒中的氨基酸是生物体的营养物质，在酒中不沉淀，应该保留。蛋白质也是营养物质，应该也保留，但由于蛋白质在啤酒中形成沉淀，影响啤酒的销售，应该除去蛋白质，需要蛋白酶。因此，甲方案是合理的，用蛋白酶分解蛋白质成多肽，既除去沉淀，又保存养分；乙方案不合理，氨基酸氧化酶不能分解蛋白质，不能除去沉淀，还分解氨基酸，降低了啤酒的质量。2提高光合作用效率的措施光合作用知识在生产实践中的应用是复习的重要内容。光合速率通常以每小时每平方分米叶
29、面积吸收二氧化碳毫克数表示，一般测定光合速率的方法都没有把叶子的呼吸作用考虑在内，所以测定的结果实际是光合作用减去呼吸作用的差数，叫净光合速率。影响光合作用速率的主要因素有：（1）光照：光照时间的长短、光质、光照强度的高低都可以影响光合作用速率。就光照时间来讲：光照时间越长，产生的光合产物越多；光质：由于色素吸收可见太阳光中的红光和蓝紫光最多，吸收绿光最少，故不同颜色的光对光合作用的影响不一样，建温室时，应选用无色透明的玻璃（或塑料膜）做顶棚，能提高光能利用率；光照强度：在一定光强度范围内，增加光强度可提高光合作用速率，如下图所示光补偿点：指同一叶子在同一时间内，光合过程中吸收的二氧化碳和呼吸
30、过程放出二氧化碳等量时的光照强度。光饱合点：指当达到某一光照强度时，光合速率就不再增加，这时的光照强度为光饱合点。以光饱合点来说，阳生植物的光饱合点是全光照的100%，而阴生植物的则是全光照的10%50%。（2）二氧化碳浓度：适当增加空气中二氧化碳的浓度，则会使植物对二氧化碳的吸收大大增加，促进光合作用的进行。如果空气中二氧化碳浓度低于0.033%（即0.65 mg/L），则光合作用速率会急剧降低。夏日中午，叶片气孔关闭，二氧化碳吸收量减少，光合作用降低，出现午休现象。（3）温度：温度是通过影响光合作用的酶来影响光合作用速率的。一般植物可在10 35下正常进行光合作用，其中以2530最为适宜，
31、35以上时开始下降，4050即完全停止。高温时：一方面高温破坏叶绿体和细胞质的结构，并使叶绿体酶钝化；另一方面，在高温时，呼吸速率大于光合速率。低温时，酶促反应下降，限制了光合作用的进行。3内环境与稳态也就是细胞直接生活的环境。内环境这一概念是19世纪法国生理学家巴贝尔纳提出的。他认为：高等生物的绝大多数细胞，生活在一个与体外环境不同的内部环境之中。多种动物的细胞外液，不仅在成分上与身体周围的水或空气不同，而且在外环境成分变动时，或食物等物质进入体内后，仍能保持内环境的相对恒定性。内环境的恒定性是生物体自由生存的必要条件。细胞由细胞膜与其周围环境隔开，细胞内部情况与细胞周围液体有很大差别，细胞
32、与周围液体不断进行物质交换并保持其内部的恒定性，这种恒定性的保持就是细胞稳态的保持。保持整个身体稳态，在高等动物要靠激素和神经系统的整合作用。一方面激素保持身体的稳态，另一方面，身体中又有及时使激素开始和停止分泌的能力，这种能力就是激素所产生的效应，也就是激素可以调节其本身的分泌作用，这就是激素分泌的稳态的保持。中枢神经系统的稳态依赖于其所接触的内环境的恒定性和从身体各处来的传入神经冲动的作用。保持稳态的各种调节作用，在细节上各有不同，它们之间到底有无共同的原则，却是生理学所关心的一个问题。20世纪50年代起，学者们考虑到生物稳态调节系统和工程控制系统具有相似之处，生物稳态调节系统与工程控制系
33、统的作用中，都包括有负反馈过程，生理学中常把稳态的调节与负反馈作用联系起来。例如，当细胞外液中的二氧化碳量增加时，肺通气量随之增加，结果细胞外液的二氧化碳量就会减少。在这种调节中，终末反应与始动刺激之间表现反作用的关系，所以是一种负反馈过程。反之，当二氧化碳量减少时，通过调节系统的负反馈过程，又可以使细胞外液的二氧化碳量再行增加。细胞外液的二氧化碳量由调节肺通气量呼出适量的二氧化碳而保持恒定，是生物稳态调节系统中的一种直接调节方式。有些因素，例如，细胞外液的含氧量，是间接被调节的。细胞外液的氧量主要依赖于大气中氧量和肺通气量的多少，后者受细胞外液二氧化碳量的调节，这也就是细胞外液的二氧化碳量可
34、以间接地影响它的氧量。另外，生物系统稳态的保持中，对某一因素常受反馈过程的调节，例如，动脉血压的调节中，包括多种感受器和效应器的作用。这也是生物稳态调节系统的特点之一。4糖类代谢的调节在正常情况下，血糖含量总是保持相对稳定的。当机体的内外环境发生变化时，糖代谢也会发生变化以适应环境的变化和整体的需要，这与糖代谢具有的双重调节机制，即神经调节和神经体液调节是分不开的。（1）神经调节：科学实验表明，当刺激支配肝脏的交感神经时，会引起肝糖元的减少和血糖含量的增加；刺激支配肝脏的副交感神经时，会引起血糖含量降低。科学家们还发现，把摄取糖与声音刺激多次结合以后，单独的声音刺激就能够引起几乎与摄取糖时同样
35、的血糖含量增加，这说明大脑皮层在糖代谢中具有重要的调节作用。（2）神经体液调节：脑垂体、肾上腺、甲状腺和胰岛的活动对糖代谢具有重要的调节作用，但是这些内分泌腺的活动又受着中枢神经系统的调节。例如，胰岛分泌的胰岛素能够促进血糖合成糖元，加速血糖的分解，从而降低血糖的含量。但是，胰岛的活动是受副交感神经和更高级的神经中枢所支配的。因此，当副交感神经兴奋时，胰岛的活动增强，胰岛素的分泌增加，因而血糖含量降低。5肝脏在三大营养物质代谢中的作用肝脏对于人体的内糖类、脂类和蛋白质的代谢具有重要作用。肝脏在糖类代谢中占有重要地位。在肝脏中，葡萄糖和糖元可以互相转化；从小肠吸收来的其他单糖（如果糖、半乳糖等）
36、可以转化为葡萄糖；脂肪和蛋白质代谢过程中产生的某些非糖物质也可以转化成糖。其中特别重要的作用是维持血糖含量的相对恒定，以保证全身（特别是脑组织）糖的供应。血糖的含量通常维持在80120 mg/dL的范围内。当大量的食物经过消化，陆续吸收到体内，血糖含量会显著地增加。这时，肝脏可以把一部分葡萄糖转变成糖元，暂时储存起来，使血糖含量仍然维持在80120 mg/dL的范围内。由于细胞进行生理活动要消耗血糖，血糖的含量会逐渐降低。这时，肝脏中的糖元又可以转变成葡萄糖，陆续释放到血液中，使血糖的含量仍然维持在80120 mg/dL的范围内。肝脏在脂类代谢中也有重要作用。肝细胞分泌的胆汁可以促进脂类的消化
37、和吸收。肝功能障碍时，胆汁分泌减少，脂肪消化不良，就出现厌油食等症状，所以肝病患者要少吃脂肪。此时，肝脏还是合成磷脂、胆固醇等的重要场所。肝脏在蛋白质的合成和分解的过程中都起着重要的作用。人体的一般组织细胞都能合成自己的蛋白质，但是肝脏除能合成自己的蛋白质以外，还能合成大部分的血浆蛋白质（如白蛋白、纤维蛋白原等）。据估计，肝脏合成的蛋白质占全身合成蛋白质问题的40%以上。所以患慢性肝炎或严重肝病变的病人，血中的白蛋白含量显著降低。肝脏中氨基酸代谢比其他组织中的氨基酸代谢活跃，这是因为肝脏中含有丰富的催化氨基酸代谢的酶类，谷氨酸丙酮酸转氨酶（简称GPT）就是其中之一。正常肝细胞中的GPT很少进入
38、血液，只有肝病变时，由于肝细胞的细胞膜通透性增加，或肝细胞坏死，GPT可以大量进入血液。所以，临床上常用测定血清中GPT的数值，作为诊断肝脏疾病的重要指标之一。6水在植物体内的重要生理作用（1）水是原生质的主要成分。原生质的含水量一般在80%90%，这些水使原生质呈溶胶状态，从而保证了新陈代谢旺盛地进行，例如根尖、茎尖就是这样。如果含水量减少，原生质会由溶胶状态变成凝胶状态，生命活动就大大减弱，例如休眠的种子就是这样。如果细胞失水过多，就可能引起原生质破坏而招致细胞死亡。（2）水是新陈代谢过程的反应物质。在光合作用、呼吸作用、有机物的合成和分解的过程中，都必须有水分子参与。（3）水是植物对物质
39、吸收和运输的溶剂。一般说来，植物不能直接吸收固态的无机物和有机物，这些物质只有溶解在水中才能被植物吸收。同样，各种物质在植物体内的运输也必须溶解于水中才能进行。（4）水能保持植物体的固有状态。细胞含有大量水分，能够维持细胞的紧张度（即膨胀），植物体的枝叶挺立，便于充分接受光照和交换气体，同时也使花朵开放，有利于传粉。（5）水能维持植物体的正常体温。水具有很高的汽化热和比热，又有较高的导热性，因此水在植物体内的不断流动和叶面蒸腾，能够顺利地散发叶片所吸收的热量，保证植物体即使在炎夏强烈的光照下，也不致被阳光灼伤。从上面的简要叙述可以知道，植物体内的水分状况涉及许多重要的植物生理活动。同时，水又是
40、植物体与周围环境相互联系的重要纽带。水是生命发生的环境，也是生命发展的条件。植物的水分代谢一旦失去平衡，就会打乱植物体的正常生理活动，严重时能使植物体死亡。7几种植物必需的元素植物必需的矿质元素有13种，其中N、P、K、S、Ca、Mg属大量元素；Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Cl属微量元素。据最新版植物生理学（高等教育出版社）介绍，现已证明有16种矿质元素为植物生长所必需，除上述的13种外，还有Si、Na、Ni也被列为植物必需的矿质元素，其中Si为大量元素，Na、Ni为微量元素。作为植物必需的矿质元素，必须具备3个条件：（1）如缺乏该元素，植物发育发生障碍，不能完成生活史。（2）除去该元素
41、，则植物表现出专一的缺乏症，而这种缺乏症是可以预防和恢复的。（3）该元素在植物营养生理上应表现直接的结果，决不是因土壤或培养基的物理、化学、微生物条件的改变而产生的间接效果。Si、Na、Ni都存在于植物体内，但以前由于培养技术、药品不纯等原因，把它们作为非必需元素，而现在则明确了它们的生理作用，且具备成为必需矿质元素的条件。下面介绍这3种元素的生理作用。Si占植物体干重的0.1%，在水溶液中主要以原硅酸（H4SiO4）的形式存在，并以此形式被植物体吸收和运输。硅主要以非结晶水化合物的形式沉积在内质网、细胞壁和细胞间隙中，也可以与多酚类物质形成复合物成为细胞壁加厚的物质，以增加细胞壁的刚性和弹性
42、。施用适量的硅可促进作物生长和增加籽粒产量。缺硅时，蒸腾加快，生长受阻，植株易倒伏且易被真菌感染而发病。Na占植物体干重的0.001%，以离子形式被吸收，是大多数C4植物和景天科酸代谢植物（例如景天、落地生根、仙人掌等）生长所必需。它能催化磷酸烯醇式丙酮酸的再生作用。缺钠时，这些植物呈现黄化和坏死现象。另外Na+还能增加C3植物细胞的膨压，从而促进生长，部分Na还可以代替K的作用，提高细胞液的渗透势。Ni占植物体干重的0.0001%，主要吸收形式是Ni2+。镍是脲酶的金属成分。而脲酶的作用是催化尿素水解成CO2和NH4+。缺Ni时，叶尖处积累较多的脲，出现坏死现象。另外，Ni也是固氮菌脱氢酶的
43、成分。8植物缺乏矿质元素病症检索表病症缺乏元素A老叶病症B病症常遍布整株，基部叶片干焦C植株浅绿，基部叶片黄色，干燥时呈褐色，茎短而细氮C植株深绿，常呈红或紫色，基部叶片黄色，干燥时暗绿，茎短而细磷B病症常限于局部，基部叶片不干焦，但杂色或缺绿，叶缘杯状卷起或卷皱C叶杂色或缺绿，有时呈红色，有坏死斑点，茎细镁C叶杂色或缺绿，在叶脉间或叶尖和叶缘有坏死斑点，小，茎细钾A嫩叶病症B顶芽死亡，嫩叶变形和枯坏C嫩叶初呈钩状，后从叶尖和叶缘向内枯死钙C嫩叶基部浅绿，从叶基起枯死，叶卷曲硼B顶芽仍活，但缺绿或萎蔫C嫩叶萎蔫，无失绿，茎尖弱铜C嫩叶不萎蔫，有失绿D坏死斑点小，叶脉仍绿锰D无坏死斑点E叶脉仍绿
44、铁E叶脉失绿硫9相关网（页）站（1）高中新课程教学设计生物：（2）科学（Science）http:/www.china.sciencemag.org（3）自然（Nature）（4）木子新闻 【知识拓展】1设计淀粉分解实验现有装于试管中的唾液10 mL，1%淀粉液20 mL，装于滴瓶中的碘液，滴管1支，白瓷板一块，200 mL的烧杯一个（内装有少量水），酒精灯、温度计和秒表等共9种物品。请严格按照本题所给物品的种类和数量（不得多用，不得少用），设计一个实验，证明在人体内大约需要多少时间，10 mL唾液才能分解完20 mL 1%淀粉液？2写一篇文章，结合内外环境，谈一下“人体内的细胞是怎样获得氧气
45、和营养物质，怎样排出二氧化碳和废物及物质在细胞内的变化情况”，从而加深对动物代谢有关问题的理解与掌握。3探究某种植物细胞液的浓度结合研究性学习课程，将学生分成若干小组，各小组分别选取不同的植物，按照教材中质壁分离复原实验的方法，配制一系列不同浓度的蔗糖溶液，测定植物细胞液的浓度，写出实验报告进行交流。（提示：如何设计实验，才能缩短实验时间？）4配制植物不同的培养液，水培法栽培花卉，看植物缺乏某种矿质元素离子时出现何症状？是否符合植物缺乏矿质元素病症检索表中所给出的症状？某生物科技小组为了证明镁和钾都是植物生活所必需的元素，他们设计了如下实验：（1）配制溶液：配制完全营养液甲。配制无镁、钾的营养液乙。（2）培养植株：将长势相似、数量相同的两组玉米幼苗分别种植在两个盛有沙土的容器内，分别浇灌甲和乙营养液。（3）观察记录：定期观察记录幼苗生长状况。（4）结果结论：一定时间后，发现浇甲营养液的玉米生长旺盛，浇乙营养液的玉米弱小瘦黄。镁、钾元素是植物生活必需的矿质元素。（5）问题修正：该科技小组的实验方案不够完善、严谨。请指出秕漏：请依据秕漏加以完善.精品资料。欢迎使用。高考资源网w。w-w*k&s%5￥u高考资源网w。w-w*k&s%5￥u
