必修一-第5章-细胞的能量供应和利用

第五章细胞的能量供应和利用必修一分子与细胞1.酶的本质及生理功能酶的本质及生理功能 第第1 1节节 降低化学反应活化能的酶降低化学反应活化能的酶2.酶化学本质的实验验证酶化学本质的实验验证n(1)证明某种酶是蛋白质证明某种酶是蛋白质对照组：已知蛋白液双缩脲试剂对照组：已知蛋白液双缩脲试剂出现紫色反应。出现紫色反应。实验组：待测酶液双缩脲试剂实验组：待测酶液双缩脲试剂是否出现紫色反应。是否出现紫色反应。n(2)证明某种酶是证明某种酶是RNA对照组：已知对照组：已知RNA溶液吡罗红染液溶液吡罗红染液出现红色。出现红色。实验组：待测酶液吡罗红染液实验组：待测酶液吡罗红染液是否呈现红色。是否呈现红色。酶催化作用的特点与相关曲线酶催化作用的特点与相关曲线n催化剂可加快化学反应速率，与无机催化剂相催化剂可加快化学反应速率，与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。比，酶的催化效率更高。n酶只能缩短达到化学平衡所需时间，不改变化酶只能缩短达到化学平衡所需时间，不改变化学反应的平衡点。学反应的平衡点。(1)(1)在一定温度在一定温度(pH)(pH)范围内，随温度范围内，随温度(pH)(pH)的升高，酶的催化的升高，酶的催化作用增强，超过这一范围，酶的催化作用逐渐减弱。作用增强，超过这一范围，酶的催化作用逐渐减弱。(2)(2)在最适温度在最适温度(pH)(pH)时，酶的催化作用最强，高于或低于最时，酶的催化作用最强，高于或低于最适温度适温度(pH)(pH)酶的催化作用都将减弱。酶的催化作用都将减弱。(3)(3)过酸、过碱、高温都会使酶失活，而过酸、过碱、高温都会使酶失活，而低温只是抑制酶的低温只是抑制酶的活性，酶分子结构未被破坏，活性，酶分子结构未被破坏，温度升高可恢复活性。温度升高可恢复活性。4.底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响(1)(1)甲图：在其他条件适宜、酶量一定的情况下，酶甲图：在其他条件适宜、酶量一定的情况下，酶促反应速率随底物浓度增加而加快，但当底物达到一促反应速率随底物浓度增加而加快，但当底物达到一定浓度后，受酶数量和酶活性限制，酶促反应速率不定浓度后，受酶数量和酶活性限制，酶促反应速率不再增加。再增加。(2)(2)乙图：在底物充足，其他条件适宜的情况下，酶乙图：在底物充足，其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度成正比。促反应速率与酶浓度成正比。影响酶活性的条件影响酶活性的条件(2)用淀粉酶分别催化淀粉和蔗糖后，再用斐林试剂鉴用淀粉酶分别催化淀粉和蔗糖后，再用斐林试剂鉴定，根据是否有砖红色沉淀生成来判断淀粉酶是否对二定，根据是否有砖红色沉淀生成来判断淀粉酶是否对二者都有催化作用，从而探究酶的专一性。者都有催化作用，从而探究酶的专一性。一、酶的专一性一、酶的专一性2.实验操作程序实验操作程序二、温度对酶活性的影响二、温度对酶活性的影响1.实验原理实验原理温度影响酶的活性，从而影响淀粉的水解，滴加碘液，温度影响酶的活性，从而影响淀粉的水解，滴加碘液，根据是否出现蓝色及蓝色的深浅来判断酶的活性。根据是否出现蓝色及蓝色的深浅来判断酶的活性。三、三、pH对酶活性的影响对酶活性的影响1.实验原理实验原理(2)pH可可影影响响酶酶活活性性，从从而而影影响响O2的的产产生生量量，根根据据O2产生量的多少可判断产生量的多少可判断pH对酶活性的影响。对酶活性的影响。1.结构式及各组分的含义结构式及各组分的含义第第2节节 细胞的能量细胞的能量“通货通货”ATP2.ATP的再生与利用1.ATP1.ATP在细胞中的含量处于在细胞中的含量处于动态平衡动态平衡之中，不断被消耗也之中，不断被消耗也在不断合成；在不断合成；2.ATP2.ATP是细胞内是细胞内直接能源物质直接能源物质，葡萄糖是，葡萄糖是主要能源物质，主要能源物质，光能是光能是根本能源物质根本能源物质。3.ATP3.ATP与与ADPADP的相互转化：的相互转化：ATPATP在细胞内含量并不多，但可在细胞内含量并不多，但可迅速转化循环利用。迅速转化循环利用。ATPATP分子中，远离分子中，远离A A的那个高能磷酸键的那个高能磷酸键容易水解和重新生成，这对于细胞中能量的捕获、贮存和容易水解和重新生成，这对于细胞中能量的捕获、贮存和释放非常重要。释放非常重要。生物体内生物体内ATP的去向的去向 1.1.光能是生物体生命活动所需能量的根本来源，植物光合作光能是生物体生命活动所需能量的根本来源，植物光合作用是生物界最基本的物质代谢和能量代谢。用是生物界最基本的物质代谢和能量代谢。2.2.光能进入生物群落后，是以化学能的形式储存于有机物中，光能进入生物群落后，是以化学能的形式储存于有机物中，以有机物为载体通过食物链而流动的。能量流动是物质循环以有机物为载体通过食物链而流动的。能量流动是物质循环的动力，物质是能量的载体。的动力，物质是能量的载体。3.ATP3.ATP水解释放的能量是储存于高能磷酸键中的化学能，可水解释放的能量是储存于高能磷酸键中的化学能，可直接用于各项生命活动（直接用于各项生命活动（光反应阶段合成的光反应阶段合成的ATPATP只用于暗反应只用于暗反应）；而合成；而合成ATPATP所需能量则主要来自有机物氧化分解释放的化学所需能量则主要来自有机物氧化分解释放的化学能或光合作用所固定的光能。能或光合作用所固定的光能。4.4.病毒等少数种类的生物不具有独立代谢能力，在其生命活病毒等少数种类的生物不具有独立代谢能力，在其生命活动动增殖中也消耗增殖中也消耗ATPATP，但这些，但这些ATPATP则来自于其宿主细胞。则来自于其宿主细胞。第3节ATP的主要来源细胞呼吸 细胞呼吸概念类型和意义一、细胞呼吸一、细胞呼吸1概念：概念：有机物在有机物在细胞内胞内经过一系列的一系列的 ，生成生成 ，释放出能量并生成放出能量并生成 的的过程。程。2类型：类型：有氧呼吸和无氧呼吸。有氧呼吸和无氧呼吸。二、二、细胞呼吸的胞呼吸的实质及意及意义1实质：氧化分解有机物，：氧化分解有机物，释放能量。放能量。2意意义：为生物体的生命活生物体的生命活动提供能量；提供能量；为体内其他化合物合成提供原料。体内其他化合物合成提供原料。氧化分解氧化分解二氧化碳或其他二氧化碳或其他产物物ATP2能量：1 moL葡萄糖葡萄糖彻底氧化分解共底氧化分解共释放能量放能量 kJ，有，有 kJ左右的能量左右的能量储存在存在ATP中，中，其余能量以其余能量以热能形式散失掉了。能形式散失掉了。3反应式：.28701161三、有氧呼吸三、有氧呼吸1细胞胞在在氧氧的的参参与与下下，通通过多多种种酶酶的的催催化化作作用用，把把葡萄糖等葡萄糖等有机物有机物 ，产生生二二氧氧化化碳碳和和水水，释放能量，生成放能量，生成大量大量ATP的的过程程彻底氧化分解底氧化分解四、无氧呼吸四、无氧呼吸1概念概念：细胞在无氧条件下，通胞在无氧条件下，通过酶酶的催化作用，把糖的催化作用，把糖类等有机物分解等有机物分解为 氧化氧化产物，同物，同时产生少量能量生少量能量的的过程。程。2场所：所：3反应式 4能量能量：1 mol葡萄糖不葡萄糖不彻底分解底分解释放放196.65 kJ，有，有 kJ的能量的能量储存在存在ATP中。中。不不彻底底细胞胞质基基质61.08实验原理实验原理1.酵酵母母菌菌属属于于兼兼性性厌厌氧氧菌菌。酵酵母母菌菌进进行行有有氧氧呼呼吸吸能能产产生生大量的大量的CO2，在进行无氧呼吸时能产生酒精和，在进行无氧呼吸时能产生酒精和CO2。2.CO2可可使使澄澄清清的的石石灰灰水水变变混混浊浊，也也可可使使溴溴麝麝香香草草酚酚蓝蓝水水溶液溶液由蓝变绿再变黄。由蓝变绿再变黄。3.橙橙色色的的重重铬铬酸酸钾钾溶溶液液，在在酸酸性性条条件件下下可可与与乙乙醇醇发发生生化化学反应，变成学反应，变成灰绿色。灰绿色。探究酵母菌细胞呼吸的方式探究酵母菌细胞呼吸的方式1.1.通入通入A A瓶的空气中不能含有瓶的空气中不能含有COCO2 2，以保证使第三个锥形瓶中，以保证使第三个锥形瓶中的澄清石灰水变混浊是由酵母菌有氧呼吸产生的的澄清石灰水变混浊是由酵母菌有氧呼吸产生的COCO2 2所致。所致。2.B2.B瓶应封口放置一段时间，待酵母菌将瓶应封口放置一段时间，待酵母菌将B B瓶中的氧气消耗完，瓶中的氧气消耗完，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，确保是无氧呼吸产生的再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，确保是无氧呼吸产生的COCO2 2通入澄清的石灰水中。通入澄清的石灰水中。3.3.该实验为对比实验，有氧和无氧条件下的实验都有实验组。该实验为对比实验，有氧和无氧条件下的实验都有实验组。有氧呼吸和无氧呼吸的过程图解有氧呼吸和无氧呼吸的过程图解 细胞呼吸的过程分析在在以以C6H12O6为为呼呼吸吸底底物物的的情情况况下下，据据CO2释释放放量量和和O2吸收量判断细胞呼吸类型：吸收量判断细胞呼吸类型：1.不消耗不消耗O2，但产生，但产生CO2进行产生酒精的无氧呼吸。进行产生酒精的无氧呼吸。2.CO2释放量释放量O2消耗量消耗量只进行有氧呼吸。只进行有氧呼吸。3.CO2释释放放量量O2消消耗耗量量，细细胞胞同同时时进进行行有有氧氧呼呼吸吸和和无无氧呼吸。氧呼吸。回顾记忆1呼吸速率呼吸速率n是指单位数量的活体组织，在单单位位时时间间内内分分解解有有机机物物的的速速率率。它是植物细胞呼吸强弱的指标，一般在遮光条件下测定植物释放二氧化碳或吸收氧气的速率释放二氧化碳或吸收氧气的速率来衡量呼吸速率。2影响细胞呼吸的内因：遗传因素决定酶的种类和数量影响细胞呼吸的内因：遗传因素决定酶的种类和数量n(1)不同种类的植物呼吸速率不同，如旱生植物小于水生植物，阴生植物小于阳生植物。n(2)同一植物在不同的生长发育时期呼吸速率不同，如幼苗、开花期呼吸速率升高，成熟期呼吸速率下降。n(3)同一植物的不同器官呼吸速率不同，如生殖器官大于营养器官。影响细胞呼吸的因素及应用3影响细胞呼吸的外界因素(1)温温度度：温温度度影影响响细细胞胞呼呼吸吸，主主要要是是通通过影响呼吸酶的活性来实现的。过影响呼吸酶的活性来实现的。n温温室室栽栽培培中中增增大大昼昼夜夜温温差差(降降低低夜夜间间温温度度)，以减少夜间呼吸消耗有机物。，以减少夜间呼吸消耗有机物。n一般细胞呼吸的最适温度为一般细胞呼吸的最适温度为252535 35。(2)氧氧气气：氧氧气气直直接接影影响响呼呼吸吸速速率率和和呼呼吸吸的性质。的性质。nO O2 2浓度为零时只进行无氧呼吸，浓度为零时只进行无氧呼吸，nO O2 2浓浓度度在在10%10%以以下下，既既进进行行有有氧氧呼呼吸吸又又进行无氧呼吸，进行无氧呼吸，nO O2 2浓度在浓度在10%10%以上，只进行有以上，只进行有氧呼吸氧呼吸。(3)CO2：CO2是细胞呼吸的产物，对细胞呼吸有抑制作用，实验证明，在CO2浓度升高到1%10%时，细胞呼吸明显被抑制。(4)呼吸速率与含水量的关系呼吸速率与含水量的关系(如图)n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。n在作物种子储藏时，将种子风干，以减弱细胞呼吸，减少有机物的消耗。(2)应用：用：贮藏藏水水果果、蔬蔬菜菜、种种子子时降降低低O2浓度度，以以减减少少有有机物消耗，但不能无机物消耗，但不能无O2，否，否则产生酒精，生酒精，导致腐致腐烂。选用用“创可可贴”、透透气气的的消消毒毒纱布布包包扎扎伤口口，为伤口口创造造透透气气的的环境境，避避免免厌氧氧病病原原菌菌的的繁繁殖殖，利利于于伤口愈合。口愈合。(如如厌氧型破氧型破伤风杆菌杆菌)生生产酒是利用酵母菌的无氧呼吸。酒是利用酵母菌的无氧呼吸。作作物物松松土土透透气气，利利用用根根系系有有氧氧呼呼吸吸，促促进无无机机盐的的吸吸收收；稻稻田田需需定定期期排排水水，否否则会会因因根根部部进行行无无氧氧呼呼吸吸产生生大大量量酒酒精精对根根细胞胞产生生毒毒害害作作用用，使使根根腐腐烂。【例【例2】如图表示某种植物的非绿色器官在不同的氧浓度】如图表示某种植物的非绿色器官在不同的氧浓度下下O2吸收量和吸收量和CO2生成量的变化，请据图回答：生成量的变化，请据图回答：(1)图中曲中曲线QR区段区段CO2生成量急生成量急剧减少的主要原因？减少的主要原因？(2)_点点的的生生物物学学含含义是是无无氧氧呼呼吸吸消消失失点点，由由纵轴、CO2生生成成量量和和O2吸吸收收量量共共同同围成成的的面面积所所代代表表的的生生物物学学含含义是？是？(3)在在原原图中中绘出出无无氧氧呼呼吸吸产生生的的CO2随随氧氧气气浓度度变化化而而变化的曲化的曲线。【解析】本题以细胞呼吸的两种类型为核心命题点，考查了有氧呼吸、无氧呼吸随O2浓度变化的特点，综合考查了解读曲线、根据已知曲线画未知曲线的能力以及解决相关实际问题的能力。解题时应注意：Q点只进行无氧呼吸，P点只进行有氧呼吸，B点有氧呼吸、无氧呼吸释放的CO2量相等，R点释放的CO2量最少，此时有利于蔬菜运输。(4)若若图中中的的AB段段与与BC段段的的距距离离等等长，说明明此此时有有氧氧呼呼吸吸释放放的的CO2与与无无氧氧呼呼吸吸释放放的的CO2相相比比_(填填“一一样多多”或或“更更多多”或或“更更少少”)，有有氧氧呼呼吸吸消消耗耗的的葡葡萄萄糖糖量量是是无无氧氧呼呼吸吸的的_。(5)在在长途途运运输新新鲜蔬蔬菜菜时，常常常常向向塑塑料料袋袋中中充充入入氮氮气气，目目的的是是？。你你认为氧氧浓度度应调节到到_点点的的对应浓度度，更更有利于蔬菜的运有利于蔬菜的运输，试说明理由：？明理由：？(4)一样多一样多1/3(5)降低氧浓度，减少有机物的消降低氧浓度，减少有机物的消耗耗R此时有氧呼吸强度较低，同时此时有氧呼吸强度较低，同时又抑制了无氧呼吸，蔬菜中的有机又抑制了无氧呼吸，蔬菜中的有机物消耗最少物消耗最少酵母菌或植物某些部位酵母菌或植物某些部位细胞呼吸的判断。细胞呼吸的判断。1.若若只只产产生生CO2，不不消消耗耗O2，则则只只进进行行无无氧氧呼呼吸吸(图图中中A点点)。2.若若产产生生CO2的的物物质质的的量量比比吸吸收收O2的的物物质质的的量量多多，则则两两种呼吸同时并存种呼吸同时并存(图中图中AC段段)。3.若若产产生生CO2的的物物质质的的量量与与吸吸收收O2的的物物质质的的量量相相等等，则则只进行有氧呼吸只进行有氧呼吸(图中图中C点以后点以后)。4.B点点表表示示无无氧氧呼呼吸吸与与有有氧氧呼呼吸吸速速率率相相等等(用用CO2释释放放量量表表示示)，此此时时CO2的的总总释释放放量量最最低低。D点点表表示示O2浓浓度度超超过过一定值一定值(10%)时，无氧呼吸消失，表明时，无氧呼吸消失，表明O2对无氧呼吸抑制。对无氧呼吸抑制。第4节能量之源光与光合作用 光光合合作作用用探探索索历历程程光合作用探索历程经典实验思路简析科学家进行实验探究的一般方法和过程：科学家进行实验探究的一般方法和过程：提出问题提出问题作出假设作出假设设计实验设计实验结果分析结果分析得出结论得出结论再提出问题再提出问题 光合作用场所叶绿体叶叶绿体体：分布于叶肉细胞（主要）、保卫细胞、幼嫩茎的皮层细胞、某些果实的表皮细胞等。酶酶：分布于基粒（类囊体）和基质色素色素：分布于基粒（类囊体）上色素与光吸收色素与光吸收叶绿体中的色素色素的种类和主要吸收的可见光区域 n色素分叶绿素和类胡萝卜素，叶绿素分叶绿素a和叶绿素b；类胡萝卜素分胡萝卜素和叶黄素。n类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光实验1.1.叶绿素都能吸收和传递光能，少量能转化光能叶绿素都能吸收和传递光能，少量能转化光能2.2.叶绿素参与光反应阶段即与叶绿素参与光反应阶段即与H H2 2O O的光解、的光解、O O2 2、HH和和ATPATP的生成有关的生成有关影响叶绿素合成的因素影响叶绿素合成的因素1.光照：光是影响叶绿素合成的主要条件，一般植物在黑光照：光是影响叶绿素合成的主要条件，一般植物在黑暗中不能合成叶绿素，因而叶片发黄。暗中不能合成叶绿素，因而叶片发黄。2.温度：温度可影响与叶绿素合成有关的酶的活性，进而温度：温度可影响与叶绿素合成有关的酶的活性，进而影响叶绿素的合成。低温时，叶绿素分子易被破坏，而使影响叶绿素的合成。低温时，叶绿素分子易被破坏，而使叶子变黄。叶子变黄。3.必需元素：叶绿素中含必需元素：叶绿素中含N、Mg等必需元素，缺乏等必需元素，缺乏N、Mg将导致叶绿素无法合成，叶变黄。另外，将导致叶绿素无法合成，叶变黄。另外，Fe是叶绿素合成是叶绿素合成过程中某些酶的辅助成分，缺过程中某些酶的辅助成分，缺Fe也将导致叶绿素合成受阻，也将导致叶绿素合成受阻，叶变黄。叶变黄。1总反反应式：式：2光反光反应与暗反与暗反应的比的比较：光合作用的过程光合作用的过程续表续表续表续表3.3.当条件改变时，当条件改变时，C C3 3、C C5 5、ATPATP、HH含量变化含量变化1.导致导致C3增加的因素有：光照减弱，增加的因素有：光照减弱，CO2浓度增加。浓度增加。2.C3和和C5含含量量的的变变化化是是相相反反的的，即即C3增增加加，则则C5减减少少；H和和ATP的的含含量量变变化化是是一一致致的的，都都增增加加，或或都都减减少少，且与且与C5变化趋势相同。变化趋势相同。光合作用的原理小结1.表示方法：表示方法：单位时间内单位面积单位时间内单位面积叶片叶片利用利用CO2(或放出或放出O2生产生产有机物有机物)的量。的量。2.单位：单位：mg/(cm2h)。3.图解与计算图解与计算(1)表观光合速率、真正光合速率和呼吸速率的关系：表观光合速率、真正光合速率和呼吸速率的关系：1.(2)计算方法：计算方法：真正真正(实际实际)光合速率光合速率表观光合速率表观光合速率(净光净光合速率合速率或实测光合速率或实测光合速率)细胞呼吸速率细胞呼吸速率。4.测定方法测定方法(1)呼吸速率：将植物置于黑暗中，测定实验容器中呼吸速率：将植物置于黑暗中，测定实验容器中CO2增增加量、加量、O2减少量或有机物减少量。减少量或有机物减少量。(2)表观光合速率：将植物置于光下，测定实验容器中表观光合速率：将植物置于光下，测定实验容器中O2增增加量、加量、CO2减少量或有机物增加量。减少量或有机物增加量。光合速率一、单因子影响一、单因子影响 1.光照强度光照强度(1)A点：光照点：光照强强度度为0，此，此时只只进行行细胞呼吸，胞呼吸，释放的放的CO2量可表示此量可表示此时细胞呼吸的胞呼吸的强强度。度。AB段：随光照段：随光照强强度加度加强强，光合作用，光合作用强强度逐度逐渐加加强强，此，此时细胞呼吸胞呼吸强强度度大于光合作用大于光合作用强强度。度。B点：光合作用点：光合作用强强度等于度等于细胞呼吸胞呼吸强强度度(光照光照强强度只有在度只有在B点以上点以上时，植物才能正常生植物才能正常生长)。BC段：表明随着光照段：表明随着光照强强度不断加度不断加强强，光合作用，光合作用强强度不断加度不断加强强，到，到C点点以上不再加以上不再加强强了了(主要受主要受细胞内胞内酶酶的数量、的数量、酶酶的活性、的活性、C3和和C5的含量的含量、CO2浓度浓度的限制的限制)。(2)应用：阴生植物的用：阴生植物的B点左移，点左移，C点点较低，低，如图中虚线所示。间作套种时农作物的种类搭配，林带树种的配置等都是这一原理的具体运用。影响光合作用的环境因素及其在生产上的应用影响光合作用的环境因素及其在生产上的应用2.温度温度(1)光合作用是在酶催化下进行的，光合作用是在酶催化下进行的，温度直接影响酶的活性。温度直接影响酶的活性。其中其中AB段段(1035)随温度的升高光合作用逐渐加强；随温度的升高光合作用逐渐加强；B点点(35)表示光合作用的最适温度。表示光合作用的最适温度。当温度超过当温度超过B点点(BC段段)时，与光合作用有关的酶活性下降，时，与光合作用有关的酶活性下降，光合作用强度也开始下降；光合作用强度也开始下降；50左右光合作用几乎停止。左右光合作用几乎停止。(2)应用：冬天，温室栽培可适当提高温度；夏天，温室栽培应用：冬天，温室栽培可适当提高温度；夏天，温室栽培可适当降低温度。白天调到光合作用最适温度，以提高光合可适当降低温度。白天调到光合作用最适温度，以提高光合作用的强度；晚上适当降低温度，降低酶的活性，以降低细作用的强度；晚上适当降低温度，降低酶的活性，以降低细胞呼吸强度，保证有机物积累。胞呼吸强度，保证有机物积累。3.CO2浓度、含水量和矿质元素浓度、含水量和矿质元素(1)AB段：在一定范段：在一定范围内，随内，随CO2浓度、水和度、水和矿质元素的增元素的增加，植物的光合作用加，植物的光合作用强强度增加。度增加。A点：表示植物点：表示植物进行光合作行光合作用所需用所需CO2、水、水、矿质元素的最低元素的最低浓度。度。B点：表示点：表示CO2、水、水、矿质元素的元素的饱和点，超和点，超过该点，随点，随CO2浓度、含水量增度、含水量增加，植物的光合作用加，植物的光合作用强强度不再增加度不再增加(主要受主要受细胞内胞内酶酶的数量的数量和和酶酶的活性的限制的活性的限制)；随必需；随必需矿质元素元素浓度的增加，因土壤度的增加，因土壤溶液溶液浓度度过高而高而导致植物光合速率下降。致植物光合速率下降。(2)应用：用：农田里的田里的农作物作物应合理密植，合理密植，“正其行，通其正其行，通其风”；对温室作物来温室作物来说，应增施增施农家肥料或使用家肥料或使用CO2发生器。生器。矿质元素直接或元素直接或间接影响光合作用。接影响光合作用。N是构成叶是构成叶绿素、素、酶酶、ATP等的元素；等的元素；P是构成是构成ATP等的元素，参与叶等的元素，参与叶绿体体膜的构成；膜的构成；Mg是构成叶是构成叶绿素的元素；素的元素；K影响糖影响糖类的合成和的合成和运运输。因此要合理施肥。因此要合理施肥。水是光合作用的化学反水是光合作用的化学反应的介的介质，水是光合作用的原料和化学反，水是光合作用的原料和化学反应的介的介质，水，水对光合作光合作用的影响在多数情况下是用的影响在多数情况下是间接影响。缺水接影响。缺水导致气孔关致气孔关闭，限制限制CO2进入叶片；缺水引起叶片内淀粉水解加入叶片；缺水引起叶片内淀粉水解加强强，可溶，可溶性糖性糖过多，光合多，光合产物物输出出缓慢等。因此要慢等。因此要预防干旱，合理防干旱，合理灌灌溉。4.绿叶面积绿叶面积(1)OA段：随叶面积的不断增大，光合作用实际量不断增大。段：随叶面积的不断增大，光合作用实际量不断增大。A点：为光合作用叶面积的饱和点。超过此点，随叶面积的点：为光合作用叶面积的饱和点。超过此点，随叶面积的增大，光合作用不再增加，原因是叶片相互遮挡，影响对光增大，光合作用不再增加，原因是叶片相互遮挡，影响对光的吸收。的吸收。OB段：表明干物质量段：表明干物质量(有机物净生产量，即光合作有机物净生产量，即光合作用的生产量呼吸消耗量用的生产量呼吸消耗量)随叶面积增加而增加。随叶面积增加而增加。BC段：由段：由于于A点以后光合作用不再增加，但叶片的呼吸量点以后光合作用不再增加，但叶片的呼吸量(OC段段)随叶随叶面积的增大而增加，所以干物质积累量降低。面积的增大而增加，所以干物质积累量降低。(2)应用：适当间苗，合理密植，适当修剪，避免徒长。封应用：适当间苗，合理密植，适当修剪，避免徒长。封行过早，使中下层叶子所受的光照往往在光补偿点以下，白行过早，使中下层叶子所受的光照往往在光补偿点以下，白白消耗有机物，造成不必要的浪费。白消耗有机物，造成不必要的浪费。二、二、多因多因子影子影响响2.关关键点点的的含含义：P时，限限制制光光合合速速率率的的因因素素应为横横坐坐标所所表表示示的的因因子子，随随其其因因子子的的不不断断加加强强，光光合合速速率率不不断断提提高高。当当到到Q点点时，横横坐坐标所所表表示示的的因因素素，不不再再是是影影响响光光合合速速率率的的因因子子，要要想提高光合速率，可采取适当提高想提高光合速率，可采取适当提高图示的其他因子。示的其他因子。3.应用用：温温室室栽栽培培时，在在一一定定光光照照强强度度下下，白白天天适适当当提提高高温温度度，增增加加光光合合酶酶的的活活性性，提提高高光光合合速速率率，也也可可同同时适适当当增增加加CO2浓度度，进一一步步提提高高光光合合速速率率。当当温温度度适适宜宜时，可可适适当当增增加加光光照照强强度度和和CO2浓度度以以提提高高光光合合作作用用速速率率。总之之，可可根根据据具具体体情情况况，通通过增增加加光光照照强强度度、调节温温度度或或增增加加CO2浓度度来来充充分分提提高高光光合合速率，以达到增速率，以达到增产的目的。的目的。1.影影响响光光合合作作用用的的因因素素可可分分为为内内部部自自身身的的因因素素(同同一一植植物物不不同同生生长长发发育育阶阶段段，同同一一叶叶片片不不同同生生长长发发育育期期)和和外外界环境因素界环境因素(光照强度、光照强度、CO2浓度浓度)。2.熟熟练练习习掌掌握握一一些些特特殊殊点点的的含含义义如如光光补补偿偿点点、光光饱饱和和点并明确在这些点可进一步影响光合作用的因素。点并明确在这些点可进一步影响光合作用的因素。例题解析n如右图所示为光照强度对植物光合作用的影响。下列有关曲线的相关叙述中，错误的是()nAb代表光下植物干物质积累量nBa的大小与外界温度密切相关nCn点之后植物吸收CO2的量不再增加与叶绿体中酶数量等有关nD若植物长期处于光照强度为m的自然环境中，植物仍能生长n答案：D一、光合作用与细胞呼吸的区别与联系一、光合作用与细胞呼吸的区别与联系光合作用与细胞呼吸的关系光合作用与细胞呼吸的关系二、二、H和和ATP的来源、去路的比较的来源、去路的比较三、光合作用速率与呼吸作用速率三、光合作用速率与呼吸作用速率1呼呼吸吸速速率率的的表表示示方方法法：植植物物置置于于黑黑暗暗环环境境中中，测测定实验容器内定实验容器内CO2增加量、增加量、O2减少量或有机物减少量。减少量或有机物减少量。2.净光合速率和真正光合速率净光合速率和真正光合速率(1)净净光光合合速速率率：常常用用一一定定时时间间内内O2释释放放量量、CO2吸吸收量或有机物积累量表示；收量或有机物积累量表示；(2)真真正正光光合合速速率率：常常用用一一定定时时间间内内O2产产生生量量、CO2固定量或有机物产生量表示。固定量或有机物产生量表示。(3)光合速率与呼吸速率的关系：光合速率与呼吸速率的关系：1.黑暗条件下黑暗条件下植物只进行细胞呼吸，不进行光合作用。植物只进行细胞呼吸，不进行光合作用。此状态下，植物从外界吸收此状态下，植物从外界吸收O2，并将，并将细胞呼吸产生的细胞呼吸产生的CO2释放到体外。释放到体外。2.弱光条件下弱光条件下植物同时进行光合作用和细胞呼吸：植物同时进行光合作用和细胞呼吸：(1)细细胞胞呼呼吸吸速速率率大大于于光光合合作作用用速速率率：植植物物的的气气体体代代谢谢特特点点与与黑黑暗暗情情况况下相同。但吸收下相同。但吸收O2放出放出CO2量较少。量较少。(2)细细胞胞呼呼吸吸速速率率等等于于光光合合作作用用速速率率时时：植植物物与与外外界界不不进进行行气气体体交交换换，即没有即没有O2和和CO2的吸收与释放。的吸收与释放。3.较强光照时较强光照时植物同时进行光合作用和细胞呼吸，且光合作用速率大于细胞呼吸速率。植物同时进行光合作用和细胞呼吸，且光合作用速率大于细胞呼吸速率。植物细胞中两大生理过程联系图解1.1.不同能源物质之间的关系不同能源物质之间的关系细胞中能量供应和利用2.2.生态系统中能量转化及转移途径生态系统中能量转化及转移途径例例(2011新课标全国卷新课标全国卷)在光照等适宜在光照等适宜条条件下，将培养在件下，将培养在CO2浓度为浓度为1%环境中环境中的某植物迅速转移到的某植物迅速转移到CO2浓度为浓度为0.003%的环境中，其叶片暗反应中的环境中，其叶片暗反应中C3和和C5化合物微摩尔浓度的变化趋势如化合物微摩尔浓度的变化趋势如右图。回答问题：右图。回答问题：(1)图中物质图中物质A是是_(C3化合物、化合物、C5化合物化合物)。(2)在在CO2浓度为浓度为1%的环境中，物质的环境中，物质B的浓度比的浓度比A的低，原因是的低，原因是_；将将CO2浓度从浓度从1%迅速降低到迅速降低到0.003%后，物质后，物质B浓度升高的原因是浓度升高的原因是_。(3)若使该植物继续处于若使该植物继续处于CO2浓度为浓度为0.003%的环境中，暗反应中的环境中，暗反应中C3和和C5化合物浓度达到稳定时，物质化合物浓度达到稳定时，物质A的浓度将比的浓度将比B的的_(低、高低、高)。(4)CO2浓度为浓度为0.003%时，该植物光合速率最大时所需要的光照强度比时，该植物光合速率最大时所需要的光照强度比CO2浓度为浓度为1%时的时的_(高、低高、低)，其原因是，其原因是_。(1)C3化合物化合物(2)暗反应速率在该环境中已达到稳定，即暗反应速率在该环境中已达到稳定，即C3和和C5化化合物的含量稳定。根据暗反应的特点，此时合物的含量稳定。根据暗反应的特点，此时C3化合物的分子数化合物的分子数是是C5化合物的化合物的2倍当倍当CO2浓度突然降低时，浓度突然降低时，C5化合物的合成速化合物的合成速率不变，消耗速率却减慢，导致率不变，消耗速率却减慢，导致C5化合物积累化合物积累(3)高高(4)低低CO2浓度低时，暗反应的强度低，所需浓度低时，暗反应的强度低，所需ATP和和H少少