影響細胞呼吸的因素

1、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 r 35C )時最強；超過最適溫度，呼吸酶活性降低甚 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

2、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，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CO是呼吸作用產(chǎn)生的，從化學平衡角度分析， CO濃度增加，呼吸速率下降。在密閉的地窖中，氧氣濃度低，CO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. 含水量呼吸作用的各種化學反應都

3、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的呼吸作用，使種子的品質(zhì)變壞。四、細胞呼吸類型的判斷原理：僅以葡萄糖為呼吸底物，二氧化碳的釋放量和氧氣的吸收量是判斷呼吸底 物的重要依據(jù)。1、無CO2的釋放一一2、不消耗02放CO 3、放 C02耗 024、放 C02耗 02(1) 有氧呼吸二無氧呼吸(消耗葡萄糖相等)一一(2) 有氧呼吸 無氧呼吸(3) 有氧呼吸 無氧呼吸一一注：如以脂肪為呼吸底物進行有氧呼吸時一一 五、細

4、胞呼吸速率的測定1、2、3、4、5、甲不動，乙不動一一 產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸 甲不動，乙右移一一產(chǎn)生酒精的無氧呼吸甲左移，乙不動一一只進行有氧呼吸甲左移，乙右移一一二氧化碳釋放量大于氧氣吸收量 甲左移，乙左移氧氣吸收量大于二氧化碳釋放量【要點四】光合作用與細胞呼吸的比較從反應式看，光合作用與呼吸作用看似是兩個簡單的逆轉(zhuǎn)，其實它們是兩個截然不同的生理過程項目光合作用有氧呼吸區(qū)別生物綠色植物大部分生物細胞葉肉細胞所有活細胞場所葉綠體線粒體、細胞質(zhì)基質(zhì)條件光、色素、酶氧氣、酶物質(zhì)變 化無機物7有機物Hh0+ C07 C6H12O有機物7無機物GH20 7H20+ C0能量變化光能7 ATP7有機物中化

5、學能有機物中化學能7 ATP+熱能聯(lián)系 光合作用為呼吸作用提供物質(zhì)基礎(chǔ)一一有機物和氧氣。 呼吸作用為光合作用提供能量和C0光合作用知識點：一、光合作用的的探究歷程1、海爾蒙特實驗：植物生長所需的原料來自于水2、普里斯特利實驗：綠色植物可以更新空氣3、 薩克斯實驗：光合作用需要光，光合作用能產(chǎn)生淀粉。實驗注意事項：置于暗處48小時使葉子里的淀粉消耗完，避免影響實驗的準確性；用酒精脫色一一使葉子中的葉綠素溶解，避免遮擋反應的顏色，葉綠素只溶解在有機溶劑中，如酒精，丙酮等；分別用碘蒸 汽處理葉片，發(fā)現(xiàn)遮光的沒有變成藍色，曝光的則呈現(xiàn)深藍色。4、 1880年（美國）恩格爾曼實驗：O2是由葉綠體釋放的該

6、實驗的巧妙之處：1.實驗材料選用：水綿和好氧性細菌。因為水綿的葉綠體呈螺旋式帶狀，便于 觀察，用好氧性細菌可確定釋放氧氣的部位。2 .環(huán)境：選用黑暗并且沒有空氣的，排除了氧氣和光的干擾。3.對比試驗：先用極細光束照射水綿，而后又讓水綿完全曝露在光下。先選極細光束，葉綠體上可分為光照多和光照少的部位，相當于一組對比實驗；用好氧細菌檢測，能準確判斷水綿細胞中釋放氧的部位。而后用完全曝光的水綿 與之做對照，從而再一次證明實驗結(jié)果完全是光照引起的，并且氧是由葉綠體釋放出來的。5、 美國魯賓和卡門實驗（同位素標記法）：光合作用產(chǎn)生的O2來自于H2Qco沖的C的去向，稱為6:美國卡爾文：用14C標記14C

7、O2供小球藻進行光合作用，探明了卡爾文循環(huán)。14CO214C3 14CH2O光合作用發(fā)現(xiàn)小結(jié)：1664年，比利時海爾 蒙特1771 年，英國普利 斯特利1864 年, 德國薩克 斯1880年，美國恩格 爾曼20世紀30年代，美國 魯賓與卡 門原料: 水VTV原料和產(chǎn)物：產(chǎn)物:淀粉場所：葉更新空氣條件：光綠體條（二氧化碳和件：光氧氣）對照原則I產(chǎn)物氧 來自于 水。實驗原則:單-變量原則實驗方法:同位素標記法一、捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)1、捕獲光能的色素類胡蘿卜素I胡蘿卜素（占 1/4）葉黃素葉綠素a葉綠素葉綠素b（占 3/4）實驗：綠葉中色素的提取和分離實驗原理：提取（無水乙醇）、分離（層析液） 目

8、的要求：綠葉中色素的提取和分離及色素的種類 材料用具：新鮮的綠葉、定性濾紙等、無水乙醇等方法步驟：1.提取綠葉中的色素 2.制備濾紙條3.畫濾液細線4.分離綠葉中的色素5. 觀察和記錄方法與步驟：稱取 5g左右的鮮葉，剪碎，放入研缽中。加少許的二氧化硅(充分研磨)和 碳酸鈣(防止研磨中色素被破壞)與10ml無水乙醇。在研缽中快速研磨。 將研磨液進行過濾。 討論：1. 濾紙條上色帶的數(shù)目、排序、寬窄2. 濾紙條上的濾液細線，為什么不能觸及層析液3 、春夏葉片為什么是綠色而秋天樹葉為什么會變黃四種色素對光的吸收：葉綠素主要吸收類胡蘿卜素主要吸收一胡蘿卜素：橙黃色葉黃素：黃色一葉綠素a:藍綠色葉綠素

9、b：黃綠色綠葉中色素的種類和作用項目色素顏 色吸收光譜定性濾紙上顯現(xiàn) 的色素層析圖譜對光的作用葉綠素葉綠素a藍綠色紅光和第三帶呈藍綠色吸收傳遞轉(zhuǎn)化葉綠素b黃綠色藍紫光第四帶呈黃綠色吸收傳遞類胡蘿卜素胡蘿卜素橙黃色藍紫光第一帶呈橙黃色吸收傳遞葉黃素黃色第二帶呈黃色吸收傳遞【畫龍點睛】因為葉綠索對綠光吸收是少，綠光被反射出來，所以葉片呈現(xiàn)綠色。1 、實驗成功的關(guān)鍵(1) 葉片要新鮮、顏色要深綠。(2) 濾液收集后 要及時用棉塞將試管口塞緊.以免濾液揮發(fā)。(3) 濾液細線不僅細、直，而且含有比較多的色素(可以重復畫二三次)。(1) 濾紙上的濾液細線不能浸入層析液中?！井孆堻c睛】本實驗中的注意事項(1

10、)本實驗的實驗材料要選擇成熟的綠色葉片，如可選用大葉黃楊，因為它的葉片水 量相對較少顏色深綠，含色素較多.層析效果明顯。(2) 制備濾紙條時，要將濾紙條的一端剪去兩角.這樣可以使色素在濾紙條上擴散均勻,1cm高出的部分做直角彎折。便于觀察實驗結(jié)果。(3) 根據(jù)燒杯的高度制備濾紙條，讓濾紙條長度高出燒杯(4) 畫濾液細線時，用力要均勻，速度要適中。(5) 研磨要迅速、充分。因為丙酮容易揮發(fā)；為了使葉綠體完全破裂.從而能提取 較多的色素；葉綠素極不穩(wěn)定，能被活細胞中的葉綠素酶水解而破壞 一、光合作用強度1、什么是光合作用強度光合作用強度通常用光合速率表示，即單位葉面積葉片在單位時間 內(nèi)反應物的消耗

11、量或產(chǎn)物的生成量?？偣夂纤俾?凈光合速率+呼吸速率可以測出凈光合速率和呼吸速率，只能計算出總光 合速率條件光、色素、酶場所在類囊體的薄膜上物質(zhì)變化水的分解：h2Q 3 H + Q 2?ATP的生成：ADP + Pi 唾 ATP能量變化光能7 ATP中的活躍化學能條件酶、ATP H（有光、沒光都行）暗場所葉綠體基質(zhì)反酶應CQ的固定：CQ + C 5 3 2C3物質(zhì)變化酶階段C3 的還原：C3 + H A3 (CHQ)能量變化ATP中的活躍化學能3（ CHQ）中的穩(wěn)定化學能二、光合作用過程：、光合作用的意義：1、把光能轉(zhuǎn)化成化學能儲存在所制造的有機物中。2.對生物的進化具有重要作用。3、釋放氧氣，

12、消耗大氣中二氧化碳，維持生物圈二氧化碳和氧氣的平衡。4、 制造的有機物一部分用來構(gòu)建自身，為自身生命活動提供能量；大部分用來為生物圈中 其他生物的生命活動提供營養(yǎng)和能量。六.影響光合作用的因素有:（1）光：光照強弱直接影響 光反應;1.光照一一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。強度。CQ2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 C

13、Q量表示此時的呼吸. 釋AB段表明光照強度加強，光合作用速率逐漸加強，CQ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 CQ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，CQ2（光）補償點移動規(guī)律:呼吸速率增加， CQ2（ 光）補償點右移 呼吸速率減小，CQ（光）補償點左移

14、呼吸速率基本不變，條件的改變使光合速率下降,CO（光）補償點右移；條件的改變使光合速率上升時，CQ（光）補償點左移2光照面積曲線分析：QA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。QB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（QC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，白白消耗有機物，造成不必要的浪費。3. C

15、Q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CQ濃度，即CO補償圖2中的A點表示進行光合作用所需 CQ的最低濃度。兩圖中的B和B點都表示CQ飽和點，兩圖都表示在一定范圍內(nèi),光合作用速率隨 CQ2濃度增加而增大。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CQ,即適當提高CQ濃度可提高農(nóng)作物產(chǎn)量。4.必需礦質(zhì)元素曲線分析： 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，但當超過一定濃度后，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

16、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。.多因子的影響關(guān)鍵點含義:P點：限制光合速率的因素應為橫坐標所表示的因子,隨著該因子的不斷加強， 光合速率不斷提咼。Q點：到達Q點時，橫坐標所表示的因素就不再是影響光合速率的因子,要提高光合速率，可以采取適當措施提高圖示的其它因子。應用：溫室栽培時，在一定光照強度下，白天適當提高溫度，增加酶的活性提高光合速率，也可同時提高 CQ濃度，進一步提高光合作用速率。在溫度適宜時，可適通過增當增加光照強度和 CQ濃度以提高光合速率?？傊?，可根據(jù)具體情況，加光照強度、調(diào)節(jié)溫度或增加 CQ濃度來充分提高光合速率， 以達到增產(chǎn)的目的。途徑措施或方法延長光時補充光照增大光合作用面積間作、合理密植提高光合作用效率控制適宜光強、提高 CQ濃度（如通風）、合理施肥提高凈光合作用速率維持適當晝夜溫差（白天適當升溫，晚上適當降溫）七.提高作物產(chǎn)量的途徑G、C5、4、當外界因素光照強度、CQ2濃度變化時，短時間內(nèi)將直接影響光合作用過程中H、ATP及C6H12Q6合成量，進