光合作用和呼吸作用知识总结

光合作用学考试大纲解读直击试验解读考试纲要1 .酶在代谢中的作用掌握影响酶的本质、作用、特性和酶活性的因素2.ATP在能量代谢中的作用了解ATP化学组成和特征可以说明ATP在掌握ATP与ATP相互转换的能量代谢中的作用3 .细胞呼吸掌握影响细胞呼吸原理、过程和细胞呼吸的环境因素4 .光合色素的作用、提取和分离了解光合色素的种类和作用，了解叶绿体色素的提取和分离原理，进行了准确的实验五、光合作用的基本过程了解光反应和暗反应的场所、过程、物质、能量的变化以及两者的关系6 .影响光合速率的环境因素掌握影响光合速度的环境因素，将原理应用于农业生产实践7 .光合作用与细胞呼吸的关系掌握光合作用和细胞呼吸中物质和能量的变化知识框架突破重大难点一、酶1 .酶的化学本质和作用酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA酶不一定与蛋白质相反，其合成原料不一定与双缩二脲试剂紫色反应，其合成场所不一定是核糖体酶不一定在细胞内发挥作用(如消化酶)。酶只有催化作用(没有其他功能)2 .酶的特性高效率：酶的催化效率约为无机催化剂的1071013倍。特异性：每种酶只能催化一种或一种化学反应。作用条件温和最佳pH值和温度下酶活性最高，温度和pH值高或低，酶活性显着降低。过酸、过碱或高温下酶失活。3 .酶相关实验设计实验名称实验组对照组实验组的测量标准验证酶是蛋白质测定对象酶液缩二脲试剂已知蛋白液缩二脲试剂是否出现紫色验证酶具有催化作用基质对应酶溶液基质等量蒸馏水基质是否分解验证酶的专业一致性基质对应酶溶液另外一种基质相同酶液基质是否分解验证酶是高效的基质对应酶溶液基质无机催化剂基质分解速度探索酶的适当温度(或pH )温度(或pH )梯度下的相同温度(或pH )将处理后的基质与酶混合基质分解速度或基质的残留量2 .与酶有关的曲线分析1 .显示酶效率的曲线分析： (1)催化剂可以加快化学反应速度，与无机催化剂相比酶的催化效率高。(2)酶只能缩短达到化学平衡的时间，不能改变化学反应的平衡点2 .表示酶特异性的曲线分析：添加酶b的反应速度与不添加酶a时和空白对照条件下的反应速度相同，但添加酶a的反应速度随反应物浓度的增加显着加快，表明酶b对该反应无催化作用。 进而表明酶具有特异性。3 .影响酶活性的曲线分析： (1)甲、乙曲线表明：在一定的温度(pH )范围内，随着温度(pH )的升高，酶的催化作用增强，超过该范围，酶的催化作用逐渐减弱。过酸、过碱、高温会使酶失活，而低温只会抑制酶的活性，酶的分子结构不会被破坏，温度上升会恢复活性。(2)丙图表明，反应溶液pH的变化不影响酶作用的最佳温度。4 .基质浓度和酶浓度对酶促反应的影响分析： (1)在其他条件适宜、酶量一定的条件下，酶促反应速度随基质浓度的增加而加快，但基质达到一定浓度后，受酶量和酶活性的限制，酶促反应速度不增加。(2)在基质充足、其它条件适宜的条件下，酶的反应速度与酶浓度成正比。二、细胞能量货币ATP1 .可承诺量的结构与功能(1)简化ATP分子结构ATP是三磷酸腺苷的英文简称，其结构简单，为a-pp (远离腺苷a的高能磷酸键易断裂，易形成)。各字母的意思： A腺苷(腺嘌呤核糖) P磷酸基； 高能磷酸键。(2) ATP的功能：细胞内的高能磷酸化合物直接为细胞的生命活动提供能量2.ATP与ADP的互转换ATP与ADP的互换三、ATP的主要来源细胞呼吸1 .有氧呼吸与无氧呼吸过程的比较2 .反应式比较3 .影响细胞呼吸的因素影响呼吸作用的主要因素有温度、氧气浓度、二氧化碳浓度、水分含量等，其中主要有温度。 现简述这些因素的影响及其在生产实践中的应用。1 .温度呼吸作用在最佳温度(2535)超过最强最佳温度时，呼吸酶活性降低，变性失活，低于呼吸作用受到抑制的最佳温度时，酶活性降低，呼吸作用受到抑制。生产上多利用这一原理在低温下贮藏蔬菜和水果。 大棚蔬菜种植过程中夜间适度降温，抑制呼吸作用，减少有机物消耗，达到提高产量的目的。2 .氧浓度氧浓度为零时，只进行无氧呼吸的氧浓度为10%以下时，同时进行氧呼吸和无氧呼吸的氧浓度为10%以上时，只进行氧呼吸。生活中降低氧浓度可以抑制呼吸作用，利用减少有机物消耗的原理延长蔬菜水果的保鲜时间。 但是，在完全无氧的情况下，无氧呼吸强，分解的有机物也多，不利于蔬菜水果的保质保鲜，因此一般以低氧(5% )保存，这种情况下，有氧呼吸弱，无氧呼吸受到抑制。在无土栽培中流通空气，农耕松土等是为了增加氧的含量，强化根的氧呼吸，保证能源供给，促进矿物质的吸收。3 .二氧化碳浓度CO2是由呼吸作用引起的，从化学平衡的角度分析，CO2浓度增加，呼吸速度降低。在密闭的地下室，氧浓度低，CO2浓度高，有助于抑制细胞的呼吸作用，降低整个器官的代谢水平，保存蔬菜水果。4 .含水量呼吸作用的各种化学反应均在水中进行，自由水含量增加，代谢加强。粮食种子的贮藏需要降低水分含量，使种子处于风干状态，降低呼吸作用，减少有机物的消耗。 种子含水量过高，呼吸作用增强，贮藏种子堆积过程中温度上升，反而进一步促进种子呼吸作用，种子质量下降。四、光合作用1 .光合作用的工艺分析4、分析光和CO2浓度变化对植物细胞内C3、C5、H、ATP、C6H12O6合成量的影响当光强、CO2浓度因外界因素急剧变化时，短时间内会直接影响光合过程中C3、C5、H、ATP和C6H12O6的生成量，影响叶肉细胞中这些物质的含量，它们之间的关系总结如下(1)也就是说，在停止发光(强弱)的情况下，是H、ATP、C3、C5、(CH2O).(2)同样，当突然光增强时，H、ATP、C3、C5、(CH2O)。(3)即，当停止(减少) CO2供给时，成为C3、C5、H、ATP、(CH2O).(4)同样，在CO2供给突然增加的情况下，C3、C5、H、ATP、(CH2O)。五、影响光合作用的环境因素及其在生产中的应用(1)内部因素对光合速率的影响；1 .同一植物的不同生长阶段曲线分析：外界条件相同时，光合速率由弱到强依次为幼苗期、营养长期、开花期。应用：不同植物生长阶段光合速率不同，适时适量提供水肥及其他环境条件，使植物茁壮成长。2 .同一叶的不同生长时期曲线分析：随着幼叶发育为壮叶，叶面积增大，叶绿素含量增加，光合速率增大，老叶内叶绿素遭到破坏，光合速率降低。应用：农作物、果树管理后期适当提取叶、残叶、茎叶蔬菜，基于其原理，是降低细胞呼吸消耗的有机物。(2)单因子变量对光合作用的影响(外在因素)1 .光光合作用的动力光的时间越长，光合产物就越多。光质最少能吸收可见光的红色光和蓝紫色光，因此不同波长的光对光合作用的影响不同，在建造温室时，可以将无色透明的玻璃(或塑料薄膜)作为天花板，提高光能利用率。光强度：在一定的光强度范围内，增加光强度可提高光合速度。曲线分析： a点。 a点的光的强度为0，此时只进行细胞呼吸，释放CO2的量表示此时的呼吸强度。AB段的光强度强，光合作用速度逐渐强，CO2的释放量逐渐减少，一部分表示用于光合作用。另外，一到b点，细胞呼吸中释放的CO2全部用于光合作用，光合作用的强度=细胞呼吸的强度，与b点对应的光的强度称为光补偿点。BC分段显示，随着光强度的增强，光合作用的强度增强，不再强化到c点以上。 对应于c点的光的强度称为光饱和点。应用：阴生植物的光补偿点和光饱和点较低，如上图虚线所示。 间作栽培时农作物种类的组合、林带树种的配置、冬季温室栽培避免高温等与光补偿点有关。当外界条件变化时，CO2(光)补偿点的移动规则：呼吸速度增加，CO2 (光)补偿点向右偏移呼吸速度减小，CO2(光)补偿点向左移动呼吸速度几乎没有变化，条件的变化降低光合成速度，在使CO2(光)补偿点向右移动的条件的变化下光合成速度上升时，CO2(光)补偿点向左移动2 .照明面积曲线分析： OA段随着叶面积的增大，光合实际量增大，a点为光合面积的饱和点。 随着叶面积的增大，光合强度不再增加，原因是许多叶片被遮挡，光线不足。OB段显示，随着光合作用的增加，干物的品质增加，但是a点以后光合作用的强度没有增加，但是随着叶面积的增加，叶的呼吸量(OC段)增加，干物的蓄积量减少(BC段)。应用：适当间苗，修剪，合理施肥，浇水，避免徒弟长。 封行过早，使中下层叶片接受的光在光补偿点以下，浪费有机物，导致浪费。3.CO2浓度曲线分析：图1中的a点表示光合速率与细胞呼吸速率相等时的CO2浓度，即CO2补偿点图2中的a点表示光合作用所需的CO2的最低浓度。两个图的b和b点都表示CO2饱和点，两个图都在一定范围内，光合成速度随着CO2浓度增加而增大。应用：大田为“正行、通风”，可在多施有机肥的温室内适当补充CO2，即适当提高CO2浓度可以提高农作物产量。4 .必需矿物质曲线分析：在一定浓度范围内，可以增加必要的矿物质供应，提高光合速率，但超过一定浓度时，由于土壤溶液浓度过高，植物光合速率降低。应用：在农业生产中，可以根据植物需肥规律，适时增加适量的施肥材料，提高作物的光能利用率。5 .温度曲线分析：温度主要通过影响光合作用酶的活性来影响光合作用速度。应用：冬季温室栽培可适当升温，夏季温室栽培可适当降温。 白天将温度调节到最适合光合作用的温度，加快光合作用速度夜晚适度降低温室温度，降低细胞呼吸速度，保证植物有机物的积蓄。(3)多因子变量对光合速度影响的分析(外在因素)曲线分析：在p点的情况下，限制光合成速度的要素是横轴所示的要素，随着该要素的强化，光合成速度提高。到达q点，横轴所示的要素不再是影响光合成速度的要素，为了提高光合成速度，能采取适当地提