酶、光合作用、細(xì)胞呼吸曲線解讀

酶、光合作用、細(xì)胞呼吸曲線解讀一、酶促反應(yīng)的曲線解讀影響酶活性的因素都能影響有關(guān)生化反應(yīng)和生理過程，正確分析圖表、充分挖掘圖中隱含的內(nèi)容、理解圖中包含的信息對(duì)于解決坐標(biāo)曲線題目是至關(guān)重要。1.酶高效性的曲線（1）催化劑可以加快化學(xué)反應(yīng)速率，與無機(jī)催化劑相比，酶的催化效率更高（2）酶只能縮短達(dá)到化學(xué)平衡點(diǎn)所需的時(shí)間，不改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點(diǎn)2.酶專一性的曲線在A反應(yīng)物中加入酶A，反應(yīng)速度較未加酶時(shí)明顯加快，說明酶A催化底物A參加反應(yīng)。在A反應(yīng)物中加入酶B，反應(yīng)速度和未加酶時(shí)相同，說明酶B不催化底物A參加反應(yīng)。3.溫度對(duì)酶促反應(yīng)的影響：酶促反應(yīng)在一定溫度范圍內(nèi)其反應(yīng)速率隨溫度的升高而加快；但當(dāng)溫度升高到一定限度時(shí)，酶促反應(yīng)速率不僅不再加快反而隨著溫度的升高而下降。在一定條件下，每一種酶在某一溫度時(shí)活性最大，這個(gè)溫度稱為這種酶的最適溫度，如下圖所示?！咎貏e提醒】低溫和高溫時(shí)酶的活性都降低，但兩者的性質(zhì)不同。低溫下酶的活性受抑制，空間結(jié)構(gòu)并未改變，在溫度升至適溫時(shí)，活性可恢復(fù)；高溫下因變性而失活，即使再提供適溫，酶的活性也不會(huì)恢復(fù)。pH對(duì)酶促反應(yīng)的影響：每一種酶只能在一定限度的pH范圍內(nèi)才表現(xiàn)活性，超過這個(gè)范圍酶就會(huì)失去活性。其特點(diǎn)如下圖中曲線變化所示。在一定條件下，每一種酶在某一pH時(shí)活性最大，這個(gè)pH稱為這種酶的最適pH?！咎貏e提醒】①在過酸或過堿環(huán)境中，酶均失去活性而不能恢復(fù)。不能理解為過低ＰＨ時(shí)活性較低，ＰＨ升高后，酶活性也逐漸得以發(fā)揮（這一點(diǎn)與過低溫度對(duì)酶活性的影響不同）。②同一種酶在不同PH下活性不同，不同的酶的最適PH不同。③反應(yīng)溶液酸堿度的變化不影響酶作用的最適溫度。酶濃度對(duì)酶促反應(yīng)的影響：在底物足夠，其他條件固定的條件下，反應(yīng)系統(tǒng)中不舍有抑制酶活性的物質(zhì)及其他不利酶發(fā)揮作用的因素時(shí)，酶促反應(yīng)的速率與酶濃度成正比，如下圖所示。底物濃度對(duì)酶促反應(yīng)的影響：在底物濃度較低時(shí)，反應(yīng)速率隨底物濃度增加而加快，反應(yīng)速率與底物濃度近乎成正比，在底物濃度較高時(shí)，底物濃度增加，反應(yīng)速率也隨之加快，但不顯著；當(dāng)?shù)孜餄舛群艽笄疫_(dá)到一定限度時(shí)，反應(yīng)速率就達(dá)到一個(gè)最大值，此時(shí)即使再增加底物濃度，反應(yīng)速率也幾乎不再改變。如下圖所示。二．光合作用影響因素曲線解讀（1）內(nèi)部因素1）由于植物種類不同，同一植物在不同的生長(zhǎng)發(fā)育階段、同一植物不同部位的葉片、同一葉片的不同生產(chǎn)發(fā)育期等，其光合速率都不盡相同。圖1：分析坐標(biāo)曲線，說明葉面積與光合速率的關(guān)系。葉面積較小時(shí)，隨葉面積增大，光合速率逐漸加快；葉面積達(dá)到最大值時(shí)，光合速率達(dá)到最高值；以后隨著葉齡增大，葉面積不再增大，而由于葉片的老化、葉綠素分解等原因，導(dǎo)致光合速率逐漸下降。故葉面積大，光合速率不一定大。下圖：OA段表明隨葉面積的不斷增大，光合作用實(shí)際量不斷增大。A點(diǎn)為光合作用的飽和點(diǎn)，隨葉面積的增大，光合作用不再增加，原因是有很多葉被遮擋，光照強(qiáng)度處于光補(bǔ)償點(diǎn)以下。OB段表示干物質(zhì)的量隨著光合作用增加而增加，由于A點(diǎn)以后光合作用量不再增加，而隨葉面積的不斷增加，OC段呼吸量不斷增加，所以干物質(zhì)積累量不斷降低，如BC段。植物的葉面積指數(shù)不能超過C點(diǎn)，若超過C點(diǎn)，植物代謝消耗大于積累，無法生存下去?！咎貏e提醒】圖像關(guān)鍵點(diǎn)的含義:OA段表明葉面積的不斷增大,光合作用實(shí)際量不斷增大。A點(diǎn)為光合作用面積的飽和點(diǎn)。ＯＢ段干物質(zhì)量隨光合作用增加而增加，由于Ａ點(diǎn)以后光合作用的實(shí)際量不再增加，而葉片隨葉面積的不斷增大ＯＣ段呼吸量不斷增加，所以干物質(zhì)積累量不斷降低如ＢＣ段。（2）外部因素影響植物光合速率的外部因素主要有光照強(qiáng)度、光照面積、CO2濃度、含水量、礦質(zhì)元素和溫度等。1）光照強(qiáng)度①植物的光合作用強(qiáng)度在一定范圍內(nèi)是隨著光照強(qiáng)度的增加，同化CO2的速度也相應(yīng)增加，但當(dāng)光照強(qiáng)度達(dá)到一定時(shí)，光合作用的強(qiáng)度不再隨著光照強(qiáng)度的增加而增強(qiáng)。（光補(bǔ)償點(diǎn):一般陽(yáng)生植物高于陰生植物。光飽和點(diǎn):陽(yáng)生植物高于陰生植物。）②應(yīng)用：適當(dāng)間苗、修剪、合理施肥、澆水、避免徒長(zhǎng)。封行過早，中下層葉子所受的光照強(qiáng)度往往在光補(bǔ)償點(diǎn)以下，白白消耗有機(jī)物，造成不必要的浪費(fèi)。【特別提醒】總光合作用是指植物在光照下制造的有機(jī)物的總量(吸收的CO2總量)。凈光合作用是指在光照下制造的有機(jī)物總量(或吸收的CO2總量)中扣除掉在這一段時(shí)間中植物進(jìn)行呼吸作用所消耗的有機(jī)物(或釋放的CO2)后，凈增的有機(jī)物的量。2).溫度:①提高溫度可以提高酶的活性，加快反應(yīng)速度。如下圖2，光合作用是在酶的催化下進(jìn)行的，溫度直接影響酶的活性。一般植物在10℃～35℃下正常進(jìn)行光合作用，在AB段光合作用隨溫度的升高而逐漸加強(qiáng)，B點(diǎn)以后光合酶的活性下降，光合速率降低，C點(diǎn)以后光合作用將完全停止。在一定的溫度范圍內(nèi)，在正常的光照強(qiáng)度下，提高溫度會(huì)促進(jìn)光合作用的進(jìn)行。但提高溫度也會(huì)促進(jìn)呼吸作用。(如圖3所示)所以植物凈光合作用的最適溫度不一定就是植物體內(nèi)酶的最適溫度。②應(yīng)用：冬天，溫室栽培可適當(dāng)提高溫度；夏天，溫室栽培可適當(dāng)降低溫度。白天調(diào)到光合作用最適溫度，以提高光合速率；晚上適當(dāng)降低溫室的溫度，以降低呼吸作用，增加植物有機(jī)物的積累量。3).CO2濃度：①植物能夠進(jìn)行光合作用的最低CO2濃度稱為CO2的補(bǔ)償點(diǎn)，即在此CO2濃度條件下，植物通過光合作用吸收的CO2與植物呼吸作用釋放的CO2相等。但達(dá)到一定濃度后，光合作用強(qiáng)度就不再增加或增加很少，這時(shí)的CO2濃度稱為CO2的飽和點(diǎn)。如CO2濃度繼續(xù)升高，光合作用不但不會(huì)增加，反而要下降，甚至引起植物CO2中毒而影響植物正常的生長(zhǎng)發(fā)育。②應(yīng)用:“正其行，通其風(fēng)”，溫室大棚內(nèi)充入CO2，即提高CO2濃度，可增加產(chǎn)量?！咎貏e提醒】多因子的影響：①圖4：P點(diǎn)時(shí)，影響光合速率的因素應(yīng)為橫坐標(biāo)所表示的因素。隨其因子的不斷增強(qiáng)，光合速率不斷提高，當(dāng)?shù)竭_(dá)Q點(diǎn)時(shí)，橫坐標(biāo)所表示的因素，不再影響光合速率，要提高光合速率，可適當(dāng)調(diào)整圖示的其他因子。圖像關(guān)鍵點(diǎn)的含義：Ｐ點(diǎn)時(shí)，限制光合速率的因素為橫坐標(biāo)所表示的因子，隨基因子的不斷加強(qiáng)，光合速率不斷提高。當(dāng)?shù)剑腰c(diǎn)時(shí)，橫坐標(biāo)所表示的因子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(dāng)提高圖示的基他因子。②應(yīng)用：溫室栽培時(shí)，在一定的光照強(qiáng)度下，白天適當(dāng)?shù)靥岣邷囟?，增加光合酶的活性，提高光合速率，也可同時(shí)充入適量的CO2，進(jìn)一步提高光合速率，當(dāng)溫度適宜時(shí)，可適當(dāng)增加光照強(qiáng)度和CO2濃度，以提高光合速率?？傊?，要根據(jù)具體情況，通過增加光照強(qiáng)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(dá)到增產(chǎn)的目的。三．細(xì)胞呼吸影響因素曲線解讀①溫度：溫度能影響呼吸作用，主要是影響呼吸酶的活性。在一定溫度范圍內(nèi)，呼吸作用的強(qiáng)度隨溫度的上升而增加，超過一定的限度，呼吸作用的強(qiáng)度下降，甚至呼吸作用停止。應(yīng)用:在生產(chǎn)實(shí)踐上貯藏蔬菜和水果時(shí)應(yīng)該降低溫度，以減少呼吸消耗。②氧氣：有氧呼吸強(qiáng)度隨氧濃度的增加而增強(qiáng)。關(guān)于無氧呼吸和有氧呼吸與氧濃度之間的關(guān)系用下圖所示的曲線來表示：【特別提醒】從上圖可看出:Ⅰ:O2的濃度對(duì)無氧呼吸的影響：在一定范圍內(nèi)，隨著氧氣濃度的