失蹤標記法光合作用和細胞呼吸中碳氧原子的去向

時間 2021-08-30 10:41:11

1樓:匿名使用者

光合作用與呼吸作用反應式在中學生解題中應用較廣泛。反應式不但能簡明反映有機物及能量代謝的原料和產物,同時亦能反映出參與反應的各分子中原子的來龍去脈。本人在多年教學過程中發現有相當一部分同學對這兩個反應式不能很好掌握,甚至有些同學認為是簡單的逆轉,就這兩個反應式談談自己的看法。

呼吸作用所分解的有機物正是光合作用合成的有機物。

呼吸作用所釋放的能量正是光合作用所貯存的能量。

呼吸作用所產生的二氧化碳和水正是光合作用所需要的原料

從上面兩個反應式看,光合作用的原料剛好是呼吸作用的產物,光合作用的產物又是呼吸作用的原料。看上去很象是簡單的逆轉,但它們是截然不同的複雜過程。

就光合作用來看,它經過複雜的光反應和暗反應過程。它的發現是始於2023年,歷經70年後,科學家完成了光合作用的反應簡式為:

使用多年後為了方便,簡化為:

式中(ch2o)表示糖類。這個簡式容易產生一些誤解。如式中產生氧氣的氧原子數是水能提供的氧原子的兩倍,容易使人想到是從二氧化碳來的。

2023年科學家用小球藻(一種單細胞綠藻)做實驗,將同位素[18o]引入水分子中,用來標記水分子中氧原子,然後測定光合作用所釋放的氧來自二氧化碳還是水。實驗結果;光合作用所放的氧是來自水分子的,而葡萄糖中的碳和氧是來自二氧化碳的,氫是來自水分子的。實質上,反應物中水的光解所產生的氫一方面可用於暗反應中還原二氧化碳為糖類,同時亦可形成水分子。

由此看來,光合作用反應式應有所改變,才更合於實際。

就呼吸作用來看,它經過複雜的糖酵解、三羧酸迴圈和氧化磷酸化三個過程。起初反應式是:

這個簡式亦易引起誤解。如式中產生的水的氧原子數是氧氣提供的氧原子數的一半,容易認為產物二氧化碳中的氧是由氧氣提供的。實際上,二氧化碳的放出是呼吸作用過程第二階段(三羧酸迴圈階段)產生的,其中碳和氧原子均來自葡萄糖中。

而氧氣的利用是呼吸作用過程的第三階段(氧化磷酸化階段)才開始的,與二氧化碳的放出無直接關係。全過程可總結如下三步化學反應:

①c6h12o62ch3cocooh(丙酮酸)+4〔h〕+2atp

②2ch3cocooh+6h2o6co2+20〔h〕+2atp

③24〔h〕+6o212h2o+34atp

將以上①②③式綜合為:

c6h12o6+6o2+6h2o6co2+12h2o+38atp

因此,呼吸作用反應式應有所改變,才更合於實際:

c6h12o6+6o2+6h2o6co2+12h2o+能量

掌握光合作用和呼吸作用的反應式,使學生對綠色植物的有機物及能量代謝的理解會更深刻,同時對解有關這類題目亦有很大幫助。例如,用含18o的二氧化碳作原料,讓一株植物進行光合作用。這株植物通過呼吸作用產生的二氧化碳和水中,含有18o的是:

(a)水 (b)二氧化碳 (c)水和二氧化碳 (d)水和二氧化碳都沒有

解析:二氧化碳作為光合作用的原料,其中氧原子將進入產物糖類中,而該糖類作為該植物呼吸作用的原料,其中的氧將在產物二氧化碳中出現,而水中則沒有。故選(b)

當然,就光合作用與呼吸作用反應式本身並不完善,用一個反應式來表示其複雜的生理過程亦是很困難的。但搞清反應式中分子的來龍去脈卻是十分必要的。

2樓:

光合作用中,碳原子的去向是到有機物出來,而呼吸作用中是以co2出來(若在光補償點之前,co2直接排入大氣中,在光補償點及其之後,co2還會有一部分進入葉綠體進行光合作用)

用同位素標記法研究光合作用和有氧呼吸過程中氧原子的來龍去脈,下列結論錯誤的是(  )a.光合作用的

3樓:由亦巧

a、光合作用過程中氧氣的產生來自光反應過程中水的光解,因此物o2中的o全部來自原料中的h2o,a正確;

b、光合作用過程中葡萄糖產生於暗反應階段,其中的o全部來自原料中的co2,b正確;

c、有氧呼吸的產物h2o是由有氧呼吸的第三階段,[h]與氧氣結合形成的,因此有氧呼吸的產物h2o中的o全部來自原料中的o2,c正確;

d、有氧呼吸過程中二氧化碳是丙酮酸與水反應產生的,丙酮酸是葡萄糖酵解產生的,因此有氧呼吸的產物co2中的o自原料中的c6h12o6和水,d錯誤.

故選:d.

用同位素標記法研究光合作用和有氧呼吸過程中氧的來龍去脈,下列錯誤的結論(  )a.光合作用的產物o2

4樓:杞雁山

a、光合作用過程中氧氣的產生來自光反應過程中水的光解,因此物o2中的o全部來自原料中的h2o,a正確;

b、有氧呼吸過程中二氧化碳是丙酮酸與水反應產生的,丙酮酸是葡萄糖酵解產生的,因此有氧呼吸的產物co2中的o自原料中的c6h12o6和水,b錯誤;

c、有氧呼吸的產物h2o是由有氧呼吸的第三階段,[h]與氧氣結合形成的,因此有氧呼吸的產物h2o中的o全部來自原料中的o2,c正確;

d、光合作用過程中葡萄糖產生於暗反應階段,其中的o全部來自原料中的co2,d正確.

故選:b.

植物生理學家對植物的光合作用和細胞呼吸進行了大量的研究,圖甲表示溫度對某植物co2吸收與釋放量的影響

5樓:熹癤囈

(1)甲圖中,綠色植物光照下進行光合作用,據光合作用的生理過程可知,吸收的co2首先在葉綠體(或葉綠體基質)中合成三碳化合物,然後利用atp和nadph再合成葡萄糖;

(2)甲圖中,環境溫度為15℃時,該植物光照下二氧化碳的吸收量為2.5mg,黑暗中細胞呼吸釋放的二氧化碳為1mg,故該植物通過光合作用每小時消耗二氧化碳為2.5+1═3.

5mg;從圖中可以看出,與30℃條件下植物的真正的光合作用強度=呼吸作用強度(3.0)+淨光合作用強度(3.5)=6.

5,該植物在35℃時真正的光合作用強度=呼吸作用強度(3.5)+淨光合作用強度(3.0)=6.

5,所以與30℃條件下相比,該植物在35℃時光合作用合成有機物的量不變.

(3)乙圖中,當外界氧濃度為5%時,由於氧濃度過低,植物進行微弱的有氧呼吸和無氧呼吸,無氧呼吸的產物是酒精,有氧呼吸產物是二氧化碳和水,外界氧濃度為為15%時,氧濃度較高,植物不能再進行無氧呼吸產生酒精,只進行有氧呼吸,外界氧濃度為5%時產生co2的結構是細胞質基質和線粒體;由乙圖可知,外界氧濃度為3%時,有氧呼吸吸收氧氣量為0.25,產生的二氧化碳量也是0.25,據有氧呼吸反應式可知消耗的葡萄糖為0.

25÷6═1

24,無氧呼吸產生的二氧化碳量1-0.25═0.75,據無氧呼吸反應式可知消耗的葡萄糖為0.75÷2═3

8,無氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的38÷1

24═9倍;此時呼吸作用釋放出的能量大部分以熱能形式散失,少量用於自身的生命活動.

故答案為:

(1)葉綠體(或葉綠體基質)   三碳化合物   atp和nadph  葡萄糖(或有機物,或光合作用產物)

(2)3.5   不變

(3)酒精   細胞質基質和線粒體  9  以熱能形式散失(或來自有氧呼吸)

以下有關研究方法的運用,敘述正確的是(  )a.科學家一般採用同位素標記法研究光合作用和細胞呼吸的

6樓:手機使用者

a、魯賓和卡門用o18標記水和二氧化碳證明光合作用產生的氧氣來自於水,卡爾內文追蹤光合作用中碳元素的行容蹤,瞭解到光合作用中複雜的化學反應.細胞呼吸中產生的水中的氧原子全部來自氧氣,與反應物水中的氧原子無關.故a正確.

b、薩頓推論出基因在染色體上運用的是類比推論.故b錯誤.c、沃森和克里克用演繹推理的方法研究dna的複製方式.故c錯誤.d、孟德爾遺傳定律的發現運用了假說演繹法.故d錯誤.故選a.

筆記作業,1.關於基因與染色體的關係,薩頓與摩爾根分別用了什麼實驗方法,結論?

7樓:qq89068752沃

a、薩頓運用類比推理法提出了基因在染色體上,摩爾根用假說演繹**證了基因位於染色體上,孟德爾運用假說-演繹法發現了遺傳學的第一和第二定律,a錯誤;

b、科學家一般採用同位素標記法研究光合作用和細胞呼吸的化學反應過程,如:魯賓和卡門用o18標記水和二氧化碳證明光合作用產生的氧氣來自於水;卡爾文追蹤光合作用中碳元素的行蹤,瞭解到光合作用中複雜的化學反應;細胞呼吸中產生的水中的氧原子全部來自氧氣,與反應物水中的氧原子無關,b正確;

c、沃森和克里克利用的模型法研究了dna分子雙螺旋結構模型,運用演繹推理的方法研究dna的複製方式,c錯誤;

d、將s型菌的dna和dna酶混合加入含r型菌的培養基中,由於s型細菌的dna被dna酶水解,因此培養基中將不能產生s型菌,d錯誤.

故選:b.

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