光合作用和呼吸作用知識總結(jié)

1、光合作用和呼吸作用學案考試大綱解讀直擊考綱考綱解讀1、酶在代謝中的作用掌握酶的本質(zhì)、作用、特性、及影響酶活性的因素2、ATP在能量代謝中的作用了解ATP化學組成及特點；掌握 ATP與ATP的相 互轉(zhuǎn)化；能解釋ATP在能量代謝中的作用3、細胞呼吸掌握細胞呼吸的原理、過程及影響細胞呼吸的環(huán)境因素4、光合色素的作用及提取與分離了解光合色素的種類和作用，理解提取和分離葉綠體色素的原理并正確的進行試驗5、光合作用的基本過程理解光反應和暗反應的場所、過程、物質(zhì)、和能量的變化及二者的關(guān)系6、影響光合速率的環(huán)境因素掌握影響光合速率的環(huán)境因素，并能將原理運用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實踐7、光合作用和細胞呼吸的關(guān)系掌握光合作用

2、和細胞呼吸中物質(zhì)和能量的變化知識框架重難點突破一、 酶1、酶的化學本質(zhì)及作用酶是活細胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機物， 絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是RNA 酶未必都是蛋白質(zhì)；未必均能與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應；其 合成原料未必都是氨基酸；其合成場所未必都是核糖體 酶未必只在細胞內(nèi)發(fā)揮作用（如消化酶） 酶一定只能起催化作用（無其他功能）2、酶的特性.高效性：酶的催化效率大約是無機催化劑的1071013倍。.專一性：每一種酶只能催化一種或一類化學反應。.作用條件較溫和 最適pH和溫度下，酶活性最高，溫度和pH偏高或偏低，酶活性 都會明顯降低。 過酸、過堿或高溫下，酶失活。3、與酶有關(guān)的實驗設(shè)計實驗名稱實

3、驗組對照組實驗組衡量標準驗證酶是蛋白質(zhì)待測酶液+雙已知蛋白液+雙縮脲試劑是否出現(xiàn)紫色縮脲試劑驗證酶具有催化作用底物+相應酶液底物+等量蒸餾水底物是否被分解驗證酶的專一性底物+相應酶液另一底物+相同酶液底物是否被分解驗證酶具有咼效性底物+相應酶液底物+無機催化劑底物分解速度探索酶的適溫度（或pH）梯度下的同一溫度底物的分解速度宜溫度（或 pH）（或pH）處理后的底物和酶混合或底物的剩余量.與酶有關(guān)的曲線分析1 .表示酶高效性的曲線分析：（1）催化劑可加快化學反應速率，與無機催化劑相比，酶的催 化效率更高。(2)酶只能縮短達到化學平衡所需時間，不改變化學反應的平衡點2表示酶專一性的曲線分析：加入酶

4、 B 的反應速率與無酶 A 或空白對照條件下的反應速率 相同，而加入酶 A 的反應速率隨反應物濃度增大明顯加快， 說明酶 B 對此反應無催化作用。進而說明酶具有專一性。3影響酶活性的曲線分析： (1) 甲、乙曲線表明：在一定溫度(pH)范圍內(nèi)，隨溫度(pH)的升高，酶的催化作用增 強，超過這一范圍，酶的催化作用逐漸減弱。過酸、過堿、高溫都會使酶失活，而低溫只是抑制酶的活性， 酶分子結(jié)構(gòu)未被破壞，溫度升高可恢復活性。(2)從丙圖可以看出：反應溶液 pH 的變化不影響酶作用的最適溫度 4底物濃度和酶濃度對酶促反應的影響分析： (1)在其他條件適宜，酶量一定條件下，酶促反應速率隨底物 濃度增加而加快

5、， 但當?shù)孜镞_到一定濃度后， 受酶數(shù)量和酶活性限制， 酶促反應速率不再增加。(2)在底物充足，其他條件適宜的條件下，酶促反應速率與酶濃度成 正比。二、 細胞的能量通貨 ATP1ATP 的結(jié)構(gòu)和功能(1) ATP 分子結(jié)構(gòu)簡式ATP是三磷酸腺苷的英文名稱縮寫，其結(jié)構(gòu)簡式是 A PP-P， (遠離腺苷 A 的那個高能磷酸鍵容易斷裂，也容易形成 )各字母代表的含義：A腺苷（腺嘌呤+核糖）;P磷酸基 團；高能磷酸鍵。ATP的功能:細胞內(nèi)的一種高能磷酸化合物，直接給細胞生命活 動提供能量2 . ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化*4匕土 A0F*+ E+ * HI AH 死2. ATP的形

6、成途徑杭物一 光合作悶（光反應）光能 乎壬譬A電能ADP+Pi熱能一散失匯aATP動物呼吸作用冇機物牠化分齢*化學能ADP+PP三、ATP的主要來源-細胞呼吸1、有氧呼吸和無氧呼吸過程對比” 2CiHX>.+能 tri （少）All*4HJC扎5_-弋十仃輒呼崛口一階段2、反應式對比mMl1幀2 .-I-耿It冊髓1戲齢小)怫購齡川血3、影響細胞呼吸的因素影響呼吸作用的因素有溫度、氧氣濃度、二氧化碳濃度、含水量等，其中主要是 溫度?，F(xiàn)在簡單談談這些因素的影響及其在生產(chǎn)實踐中的應用。1.溫度 呼吸作用在最適溫度(25 °C35 °C)時最強；超過最適溫度，呼吸酶活性降低

7、甚至變性失活，呼吸作用受抑制；低于最適溫度，酶活性下降，呼吸作用受抑制。生產(chǎn)上常利用這一原理在低溫下儲存蔬菜、 水果。在大棚蔬菜的栽培過程中夜間 適當降溫，抑制呼吸作用，減少有機物的消耗，可達到提高產(chǎn)量的目的。2.氧氣濃度GO?的釋放量在氧氣濃度為零時，只進行無氧呼吸；氧氣濃度為 10%以下時，既進行有氧呼 吸，又進行無氧呼吸；氧氣濃度為10%以上時，只進行有氧呼吸。生活中常利用降低氧氣濃度能抑制呼吸作用， 減少有機物消耗這一原理來延長蔬 菜水果的保鮮時間。但是，在完全無氧的情況下，無氧呼吸強，分解的有機物也 較多，一樣不利于蔬菜水果的保質(zhì)、保鮮，所以一般采用低氧（5%）保存，此時有氧呼吸較弱

8、，而無氧呼吸又受到抑制。無土栽培通入空氣，農(nóng)耕松土等都是為了增加氧氣的含量，加強根部的有氧呼吸, 保證能量供應，促進礦質(zhì)元素的吸收 3.二氧化碳濃度CO2是呼吸作用產(chǎn)生的，從化學平衡角度分析，CO2濃度增加，呼吸速率下降 在密閉的地窖中，氧氣濃度低，C02濃度較高，抑制細胞的呼吸作用，使整個器 官的代謝水平降低，有利于保存蔬菜水果。4.含水量含水量（熾呼吸作用的各種化學反應都是在水中進行的，自由水含量增加，代謝加強 糧油種子的貯藏，必須降低含水量，使種子處于風干狀態(tài)，從而使呼吸作用降至 最低，以減少有機物消耗。如果種子含水量過高，呼吸作用加強，使貯藏的種子 堆中溫度上升，反過來又進一步促進種子

9、的呼吸作用，使種子的品質(zhì)變壞。四、光合作用1.光合作用的過程分析”比較光合作用的光反應和暗反應光反應暗反應實質(zhì)光能轉(zhuǎn)化為活躍化學 能(ATP.H),放出 氧氣活躍化學能轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定 化學能儲存起來 (：&()時間短促，以微秒計較緩慢條件需色素、光、酶不需要色素和光,需要酶場所在葉綠體的嘰 狀結(jié)構(gòu)薄膜(:在葉綠體的幕質(zhì)中物質(zhì) 變化2 H z O土 4H 丨 + ( bCOg的固定= C(J2 + c52C3 c的懷康2C A"叫milADP+Pi ATP(CH?+心能量 變化葉綠素將光能轉(zhuǎn)化成 活麻的化學能儲存在 ATP中ATP中活躍化學能轉(zhuǎn) 化為糖等有機物中穩(wěn) 定的化學能聯(lián)系

10、光反應為暗反應提供還原劑HR能量.ATP; 暗反應為光反應提供ADP和Pi 沒有光反應，暗反應無法進行；沒有喑反應，有 機物無法合成總之，光反應是暗反應的物質(zhì)和能量的準備階 段，暗反應是光反應的繼續(xù)，是物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)化 的完成階段口二者是光合作用全過稈的兩個階 段，是相輔相成的3.光合作用反應式及其元素去向 CO= +H2O(GH1O)+ O26CO2 + 12 H2O«I*-CoH jjOb +6O2 + 6H;O4、分析：光照與C02濃度變化對植物細胞內(nèi) C3、C5、H、ATP、C6H12O6合成量的影響當外界因素中光照強弱、C02濃度驟然變化時，短時間內(nèi)將直接影響光合作用過程中C

11、3、C5、H、ATP及C6H12O6生成量，進而影響葉肉細胞中這些物質(zhì)的含量，它們的關(guān)系 歸納如下:【H減少暗反應>ATP減少光照強T弱光反應減弱(1)>C02供應不變C3還原減弱C3含量上升(CH20 )合成量> >C02固定仍正常進行C5含量下降減少即：停止光照(強T弱)時，H J, ATC3R,C5 J,(CH20) J。同理：突然增強光照時，H f, C3ATRC51 , (CH 20) To光照不變 暗反應C0 2固定減弱(3)曰一應一>減少C0 2供應C3還原仍正常進行C3含量下降H相對增加(CH20)合成量相對> >C5含量上升ATP相對

12、增加減少即：停止(減少)C02 供應時，C3j,C5f, H T, ATCH20)Jo同理：突然增加 C02供應時，C3?,C5 J, H J, ATCJ20)To五、影響光合作用的環(huán)境因素及其在生產(chǎn)上的應用(一)內(nèi)部因素對光合作用速率的影響1 同一植物的不同生長發(fā)育階段曲線分析： 在外界條件相同的情況下， 光合作用速率由弱到強依次是幼苗期、 營養(yǎng)生長 期、開花期。應用： 根據(jù)植物在不同生長發(fā)育階段光合作用速率不同， 適時、適量地提供水肥及其他 環(huán)境條件，以使植物茁壯成長。2同一葉片的不同生長發(fā)育時期曲線分析：隨幼葉發(fā)育為壯葉，葉面積增大，葉綠素含量不斷增加，光合速率增大；老 葉內(nèi)葉綠素被破壞

13、，光合速率隨之下降。應用：農(nóng)作物、 果樹管理后期適當摘除老葉、 殘葉及莖葉蔬菜及時換新葉， 都是根據(jù)其 原理，可降低其細胞呼吸消耗的有機物。（二）單因子變量對光合作用的影響 （外界因素 ） 1光照光合作用的動力 光照時間越長，產(chǎn)生的光合產(chǎn)物越多。 光質(zhì)， 由于色素吸收可見光中的紅光和藍紫光最多， 吸收綠光最少， 故不同波長的光 對光合作用的影響不一樣，建溫室時，選用無色透明的的玻璃 （或塑料薄膜 ）做頂棚，能提高 光能利用率。 光照強度：在一定光照強度范圍內(nèi)，增加光照強度可提高光合作用速率。曲線分析： A 點。 A 點光照強度為 0，此時只進行細胞呼吸， 釋放 CO2 量表示此時的呼 吸強度。

14、AB 段表明光照強度加強，光合作用速率逐漸加強，CO2 的釋放量逐漸減少，有一部分用于光合作用；而到 B點時，細胞呼吸釋放的 CO 2全部用于光合作用，即光合作用強度= 細胞呼吸強度， B 點對應的光照強度稱為光補償點。BC段表明隨著光照強度不斷加強，光合作用強度不斷加強，到C點以上不再加強了。C 點對應的光照強度稱為光飽和點。應用： 陰生植物的光補償點和光飽和點比較低， 如上圖虛線所示。 間作套種時農(nóng)作物的 種類搭配，林帶樹種的配置，冬季溫室栽培避免高溫等都與光補償點有關(guān)。外界條件變化時， CO 2（光）補償點移動規(guī)律：呼吸速率增加， CO 2（光）補償點右移呼吸速率減小， CO 2（光）補

15、償點左移呼吸速率基本不變，條件的改變使光合速率下降，C02（光）補償點右移；條件的改變使光合速率上升時， CO 2 （光）補償點左移2光照面積曲線分析： 0A 段表明隨葉面積的不斷增大，光合作用實際量不斷增大，A 點為光合作用面積的飽和點。隨葉面積的增大， 光合作用強度不再增加， 原因是有很多葉被遮擋， 光照 不足。0B 段表明干物質(zhì)量隨光合作用增加而增加，而由于 A 點以后光合作用強度不再增加，但葉片隨葉面積的不斷增加， 呼吸量（0C段）不斷增加，所以干物質(zhì)積累量不斷降低 （BC段）。 應用：適當間苗、修剪，合理施肥、澆水，避免徒長。封行過早，使中下層葉子所受的光照往往在光補償點以下，白白消

16、耗有機物，造成不必要的浪費。3CO2 濃度曲線分析：圖 1 中 A 點表示光合作用速率等于細胞呼吸速率時的 補償點圖2中的A '點表示進行光合作用所需CO2的最低濃度。兩圖中的B和B'點都表示C02飽和點，兩圖都表示在一定范圍內(nèi)， 濃度增加而增大。C02 濃度，即 C02光合作用速率隨 C02應用：大田要“正其行，通其風”，多施有機肥；溫室內(nèi)可適當補充高C02濃度可提高農(nóng)作物產(chǎn)量。4必需礦質(zhì)元素C02,即適當提但當曲線分析： 在一定濃度范圍內(nèi)， 增大必需礦質(zhì)元素的供應，可提高光合作用速率，超過一定濃度后，會因土壤溶液濃度過高而導致植物光合作用速率下降。應用：在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，根據(jù)植

17、物的需肥規(guī)律，適時、適量地增施肥料，可以提高作物的 光能利用率。5溫度曲線分析：溫度主要是通過影響影響與光合作用有關(guān)酶的活性而影響光合作用速率。應用：冬天，溫室栽培可適當提高溫度；夏天，溫室栽培可適當降低溫度。白天調(diào)到光 合作用最適溫度，以提高光合作用速率； 晚上適當降低溫室溫度， 以降低細胞呼吸速率，保證植物有機物的積累。三）多因子變量對光合作用速率影響的分析 （外界因素 ）曲線分析： P 點時，限制光合速率的因素應為橫坐標所表示的因子，隨其因子的不斷 加強，光合速率不斷提高。當?shù)?Q 點時，橫坐標所表示的因素不再是影響光合速率的因子，要想提高光合速率， 可采取適當提高圖示中的其他因子的方法

18、。應用：溫室栽培時，在一定光照強度下白天適當提高溫度，增加光合作用酶的活性， 提高光合速率，也可同時充入適量的CO 2，進一步提高光合速率，當溫度適宜時，要適當提高光照強度和 CO2 濃度以提高光合速率?？傊?，可根據(jù)具體情況，通過提高光照強度、 調(diào)節(jié)溫度或增加 CO2 濃度等來充分提高光合速率，以達到增產(chǎn)的目的。適當提高光照強度和 CO2 濃度以提高光合速率。易錯易混點L醯知識的正誤辨析正確說法錯誤說法產(chǎn)生 場所凡是活細胞都能產(chǎn)牛 （不再慮人的成熟紅細 胞）貝有分泌功能的細 胞才能產(chǎn)生化學 本質(zhì)冇機物（或多數(shù)是責B 質(zhì)，少數(shù)為RNA）是蛋白質(zhì)基本 單位氨基?；蚝颂呛藚`酸氨基酸酶與激累的比較激素來源化怦 木質(zhì) 牛物功能活細胞產(chǎn)1生專門的內(nèi)分泌腺或 持定部位細胞產(chǎn)生絕大多數(shù)JE潼門 質(zhì)，少數(shù)足RNA固醇類*多肽、責白質(zhì)r 統(tǒng)幕酸輛斤質(zhì)等催化作用調(diào)¥作用共性:在竺物休內(nèi)均屈高效能物質(zhì)，即含屋