必修1細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用知識(shí)點(diǎn)

1、第五章 細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用第一節(jié) 降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶一、相關(guān)概念： 1、細(xì)胞代謝：細(xì)胞中每時(shí)每刻都進(jìn)行著的許多化學(xué)反應(yīng)，統(tǒng)稱為細(xì)胞代謝。3、活化能：分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需要的能量。二、酶在細(xì)胞代謝中的作用（實(shí)驗(yàn)：比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解）（一）實(shí)驗(yàn)過(guò)程：試管編號(hào)實(shí)驗(yàn)設(shè)置試驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)果分析對(duì)照組1號(hào)（2mLH2O2）不處理無(wú)明顯氣泡放出H2O2的自然分解非常緩慢實(shí)驗(yàn)組2號(hào)（2mLH2O2）水浴加熱（90）有明顯氣泡放出、有助燃性加熱能促進(jìn)H2O2的分解3號(hào)（2mLH2O2）加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.5%的FeCl3溶液2滴有較多氣泡放出、助燃性強(qiáng)Fe3+能促進(jìn)H2O2的

2、分解4號(hào)（2mLH2O2）加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)味20%的肝臟研磨液2滴有大量氣泡放出、助燃性更強(qiáng)H2O2酶也有催化H2O2分解的作用，且效率更高（二）注意事項(xiàng)： 要求用新鮮的肝臟，因?yàn)樾迈r的肝臟中H2O2酶的含量及活性較高； 要經(jīng)過(guò)研磨，這樣能使肝臟細(xì)胞破裂，酶分子充分釋放出來(lái)； 試管中插入點(diǎn)燃但沒(méi)有火焰的衛(wèi)生香時(shí)，不要插入氣泡中，以免衛(wèi)生香熄滅； 注意安全，H2O2具有一定的腐蝕性，不要濺到皮膚上，如果不慎濺到皮膚上要及時(shí)用用清水沖洗。（三）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：酶具有催化作用，并且催化效率要比無(wú)機(jī)催化劑Fe3+高得多，酶的作用：同無(wú)機(jī)催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著，因而催化效率更高。（四）控制變量法：1

3、、 變量：實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可以變化的因素稱為變量。2、 自變量：人為改變的變量稱做自變量。3、 因變量：隨著自變量的變化而變化的變量稱做因變量。4、 無(wú)關(guān)變量：除自變量外，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可能還會(huì)存在一些可變因素，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響，這些變量稱為無(wú)關(guān)變量。5、 對(duì)照實(shí)驗(yàn)：除一個(gè)因素外，其余因素都保持不變的實(shí)驗(yàn)稱為對(duì)照實(shí)驗(yàn)。對(duì)照實(shí)驗(yàn)一般要設(shè)置對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組，除了要觀察的變量外，其他變量都應(yīng)當(dāng)始終保持相同。三、酶的本質(zhì)1、關(guān)于酶本質(zhì)的探索時(shí)間發(fā)現(xiàn)者實(shí)驗(yàn)過(guò)程現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論酶的發(fā)現(xiàn)1773年（意）斯帕蘭札尼將裝有肉塊的小金屬籠子讓鷹吞下，一段時(shí)間后取出，發(fā)現(xiàn)籠內(nèi)的肉塊小時(shí)胃具有化學(xué)消化作用1857年（法）巴斯德、1

4、897年（德）李比希、畢希納糖類通過(guò)酵母菌發(fā)酵產(chǎn)社工酒精，并從細(xì)胞中提取出酶細(xì)胞提取液中含有酶1926年（美）薩姆納從刀豆種子種提取了脲酶結(jié)晶，并證實(shí)是蛋白質(zhì)酶是一類具有催化作用的蛋白質(zhì)20世紀(jì)30年代許多科學(xué)家相繼提取出多種酶的蛋白質(zhì)結(jié)晶20世紀(jì)8年代（美）切赫、奧特曼發(fā)現(xiàn)少數(shù)RNA也具有生物催化功能2、酶的本質(zhì)：酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物，其中絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)。 注： 由活細(xì)胞產(chǎn)生（與核糖體有關(guān)） 催化性質(zhì)：A.比無(wú)機(jī)催化劑更能減低化學(xué)反應(yīng)的活化能，提高化學(xué)反應(yīng)速度。  B.反應(yīng)前后酶的性質(zhì)和數(shù)量沒(méi)有變化。  成分：絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是RN

5、A。3、酶化學(xué)本質(zhì)的驗(yàn)證試驗(yàn)證明某種酶是蛋白質(zhì)： 實(shí)驗(yàn)組：待測(cè)酶液+雙縮脲試劑是否出現(xiàn)紫色反應(yīng) 對(duì)照組：已知蛋白液+雙縮脲試劑出現(xiàn)紫色反應(yīng)證明某種酶是RNA： 實(shí)驗(yàn)組：待測(cè)酶液+吡羅紅染液是否呈現(xiàn)紅色 對(duì)照組：已知RNA溶液 +吡羅紅染液出現(xiàn)紅色四、酶的特性酶具有高效性：催化效率很高，使反應(yīng)速度很快酶具有專一性：每一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)。酶的作用條件比較溫和。（溫度和pH值）酶的最適溫度：動(dòng)物 3540；植物 4050；細(xì)菌和真菌 70。最適PH值：植物 4.56.5；動(dòng)物 6.58.0、胃蛋白酶最適PH值為1.5；注：過(guò)酸、過(guò)堿或溫度過(guò)高，會(huì)使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，使酶永久失活。0

6、左右，酶的活性很低，但酶的空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，在適宜的溫度下酶的活性可以升高。低溫04下保存酶。五、影響酶促反應(yīng)的因素1、 底物濃度 2、酶濃度 3、PH值：過(guò)酸、過(guò)堿使酶失活4、 溫度：高溫使酶失活。低溫降低酶的活性，在適宜溫度下酶活性可以恢復(fù)。影響因素酶濃度底物濃度溫度圖例V 酶濃度 V底物濃度S V溫度解析 在底物足夠，其他因素固定的條件下，酶促反應(yīng)的速度與酶濃度成正比。 在S在一定范圍內(nèi)，V隨S增加而加快，近乎成正比；當(dāng)S很大且達(dá)到一定限度時(shí)，V也達(dá)到一個(gè)最大值，此時(shí)即使再增加S，反應(yīng)幾乎不再改變。  在一定溫度范圍內(nèi)V隨T的升高而加快在一定條件下，每一種酶在某

7、一溫度時(shí)活力最大，稱最適溫度；當(dāng)溫度升高到一定限度時(shí)，V反而隨溫度的升高而降低。 第二節(jié) 細(xì)胞的能量“通貨”ATP生命活動(dòng)的主要能源物質(zhì)：糖類 主要儲(chǔ)能物質(zhì)：脂肪 植物細(xì)胞內(nèi)儲(chǔ)能物質(zhì)：淀粉 動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)儲(chǔ)能物質(zhì)：糖原直接能源物質(zhì)：ATP 最終能量來(lái)源：太陽(yáng)能一、ATP（細(xì)胞內(nèi)的一種高能磷酸化合物，中文名稱叫做三磷酸腺苷）1、組成元素：C、H、O、N、P 2、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：APPP A代表腺苷（腺嘌呤+核糖） P代表磷酸基團(tuán) T是三的意思普通化學(xué)鍵（水解時(shí)是釋放的能量13.8KJ/mol）代表高能磷酸鍵（水解時(shí)是釋放的能量多達(dá)30.54kJmol）二、ATP和ADP之間的相互轉(zhuǎn)化綠色植物的呼吸作用和光

8、合作用人、動(dòng)物的呼吸作用APP(二磷酸腺苷) + Pi + 能量（30.5 kJ/mol） APPP酶酶主動(dòng)運(yùn)輸；用于生物發(fā)電、發(fā)光；肌肉收縮；用于生物合成；用于大腦思考（物質(zhì)可逆，能量和酶不可逆）ADP中文名稱叫二磷酸腺苷，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式APP，Pi表示磷酸，遠(yuǎn)離A的那個(gè)高能磷酸鍵斷裂（1molATP水解釋放30.54KJ能量）ATP在細(xì)胞內(nèi)含量很少，但在細(xì)胞內(nèi)的轉(zhuǎn)化速度很快，用掉多少馬上形成多少。ATP與ADP的這種轉(zhuǎn)化，是時(shí)刻不停地發(fā)生并且處于動(dòng)態(tài)平衡之中。意義：能量通過(guò)ATP分子在吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)之間循環(huán)流通，ATP是細(xì)胞里的能量流通的能量“通貨”生物界的共性：細(xì)胞內(nèi)ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化

9、的能量供應(yīng)機(jī)制。第三節(jié) ATP的主要來(lái)源細(xì)胞呼吸細(xì)胞呼吸：由于呼吸作用是在細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行的，因此也叫細(xì)胞呼吸。細(xì)胞呼吸是指有機(jī)物在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過(guò)一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他產(chǎn)物，釋放出能量并生成ATP的過(guò)程。一、細(xì)胞呼吸的方式1、實(shí)驗(yàn)：探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式（1）實(shí)驗(yàn)原理：酵母菌是一種單細(xì)胞真菌（真核生物），在有氧和無(wú)氧的條件下都能生存，屬于兼性厭氧，便于探究細(xì)胞呼吸方式。CO2可使石灰水變混濁，也可使溴麝香草酚藍(lán)水溶液由藍(lán)變綠再變黃。根據(jù)石灰水混濁程度或溴麝香草酚藍(lán)水溶液變成黃色的時(shí)間長(zhǎng)短，可以檢測(cè)酵母菌培養(yǎng)CO2的產(chǎn)生情況。橙色的重鉻酸鉀溶液，在酸性條件下與乙醇（俗稱酒精）發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，

10、變成灰綠色。（2）實(shí)驗(yàn)過(guò)程： 制備酵母液：取兩份新鮮酵母，每份10 g，分別放入兩個(gè)編好號(hào)的500 mL廣口瓶或錐形瓶中，再向瓶中分別加入200 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5的葡萄糖溶液，制成酵母發(fā)酵液，簡(jiǎn)稱酵母液。 實(shí)驗(yàn)裝置裝置1： 裝置2：   質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%酵母液 石灰水（或Ba(OH)2溶液） 酵母液 石灰水（或Ba(OH)2溶液）  的NaOH溶液裝置3： 同裝置1或裝置2，但要將酵母液換成葡萄糖液。實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)：（1）空氣持續(xù)通入保證了O2的充足供應(yīng)，而進(jìn)入錐形瓶的空氣先通過(guò)盛有NaOH溶液的錐形瓶，洗除空氣中的CO2，保證最后通入澄清石灰水的CO2是

11、由于酵母菌有氧呼吸產(chǎn)生的。（2）探究酵母菌無(wú)氧呼吸實(shí)驗(yàn)中，先將盛有酵母菌的錐形瓶靜置一段時(shí)間，讓其先進(jìn)行有氧呼吸將錐形瓶?jī)?nèi)的O2消耗盡，再連通裝置，檢測(cè)其無(wú)氧呼吸產(chǎn)物。 檢測(cè)、使用石灰水（或Ba(OH)2溶液）檢測(cè)CO2的生成、使用溴麝香草酚藍(lán)溶液檢測(cè)CO2的生成、使用重鉻酸鉀檢測(cè)酒精生成（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)論： 酵母菌在有氧和無(wú)氧條件下都能進(jìn)行呼吸細(xì)胞呼吸；在有氧條件下酵母菌通過(guò)細(xì)胞呼吸產(chǎn)生大量的二氧化碳和誰(shuí)；在無(wú)氧條件下，酵母菌通過(guò)細(xì)胞呼吸產(chǎn)生少量的二氧化碳和酒精。2、對(duì)比實(shí)驗(yàn)：設(shè)置兩個(gè)或兩個(gè)以上的實(shí)驗(yàn)組，通過(guò)對(duì)結(jié)果的比較分析，來(lái)探究某種因素與實(shí)驗(yàn)對(duì)象的關(guān)系，這樣的實(shí)驗(yàn)叫做對(duì)比實(shí)驗(yàn)。3、細(xì)胞呼吸可

12、分為有氧呼吸和無(wú)氧呼吸兩種類型。有氧呼吸是細(xì)胞呼吸的主要形式。4、有氧呼吸：指細(xì)胞在有氧的參與下，通過(guò)多種酶的催化作用下，把葡萄糖等有機(jī)物徹底氧化分解，產(chǎn)生二氧化碳和水，釋放出大量能量，生成ATP的過(guò)程。酶 總反應(yīng)式： C6H12O6 + 6H2O + 6O2 6CO2 + 12H2O + 能量（38ATP）有氧呼吸場(chǎng)所反應(yīng)式第一階段細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)C6H12O62丙酮酸+4H+ 少量能量（2ATP）第二階段線粒體基質(zhì)2丙酮酸+6H2O6CO2+20H+ 少量能量（2ATP）第三階段線粒體內(nèi)膜24H+6O212H2O+大量能量（34ATP）有氧呼吸過(guò)程中O2的去路：O2用于和H生成H2O酶5、無(wú)氧呼

13、吸：一般是指細(xì)胞在無(wú)氧的條件下，通過(guò)酶的催化作用，把葡萄糖等有機(jī)物分解為不徹底的氧化產(chǎn)物（酒精、CO2或乳酸），同時(shí)釋放出少量能量的過(guò)程。酶 總反應(yīng)式： C6H12O6 2C3H6O3 (乳酸) + 少量能量（2ATP） C6H12O6 2C2H5OH(酒精) + 2CO2 +少量能量（2ATP） 無(wú)氧呼吸場(chǎng)所反應(yīng)式第一階段細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)C6H12O62丙酮酸+4H+ 少量能量（2ATP）第二階段細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)2丙酮酸2C3H6O3 (乳酸)2丙酮酸2C2H5OH(酒精) + 2CO2無(wú)氧呼吸產(chǎn)生酒精的：酵母菌細(xì)胞和大多數(shù)植物細(xì)胞等無(wú)氧呼吸產(chǎn)生乳酸的：乳酸菌細(xì)胞、哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞、骨骼肌細(xì)胞、馬鈴薯

14、塊莖發(fā)酵：微生物（如：酵母菌、乳酸菌）的無(wú)氧呼吸。產(chǎn)生酒精的叫酒精發(fā)酵；產(chǎn)生乳酸的叫乳酸發(fā)酵。6、有氧呼吸和無(wú)氧呼吸的比較有氧呼吸無(wú)氧呼吸不同點(diǎn)場(chǎng)所細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)條件氧氣、酶酶物質(zhì)變化葡萄糖徹底分解，產(chǎn)生CO2和H2O葡萄糖分解不徹底，生成酒精和CO2或乳酸能量變化釋放大量能量（1161kJ被利用，其余以熱能散失），形成大量ATP（38ATP）釋放少量能量（61.08KJ），形成少量ATP（2ATP），大部分儲(chǔ)存于乳酸或酒精中相同點(diǎn)聯(lián)系從葡萄糖到丙酮酸階段相同，以后不同(第一階段相同)實(shí)質(zhì)分解有機(jī)物，釋放能量，產(chǎn)生ATP意義為生命活動(dòng)提供能量二、影響細(xì)胞呼吸作用的因素1、內(nèi)部因素

15、遺傳因素（決定酶的種類和數(shù)量）2、外界因素（環(huán)境因素）（1）溫度溫度以影響酶的活性影響呼吸速率。在最低點(diǎn)與最適點(diǎn)之間，呼吸酶活性低，呼吸作用受抑制，呼吸速率隨溫度的升高而加快。超過(guò)最適點(diǎn)，呼吸酶活性降低甚至變性失活，呼吸作用受到抑制，呼吸速率則會(huì)隨著溫度的增高而下降。（2）O2的濃度植物在O2濃度為0時(shí)只進(jìn)行無(wú)氧呼吸，大多數(shù)植物無(wú)氧呼吸的產(chǎn)物是酒精和CO2；O2濃度在010%時(shí)，既進(jìn)行有氧呼吸又進(jìn)行無(wú)氧呼吸；在O2濃度5%時(shí)，呼吸作用最弱；在O2濃度超過(guò)10%時(shí)，只進(jìn)行有氧呼吸。有氧環(huán)境對(duì)無(wú)氧呼吸起抑制作用，抑制作用隨氧濃度的增加而增強(qiáng)，直至無(wú)氧呼吸完全停止在一定氧濃度范圍內(nèi)，有氧呼吸的強(qiáng)度隨

16、氧濃度的增加而增強(qiáng)。呼吸強(qiáng)度呼吸強(qiáng)度（3）CO2濃度 （4）含水量含水量%CO2濃度從化學(xué)平衡角度分析，CO2濃度增加，呼吸速率下降。環(huán)境CO2濃度提高，將抑制細(xì)胞呼吸，可用此原理來(lái)貯藏水果和蔬菜。在一定范圍內(nèi)，呼吸作用強(qiáng)度隨含水量的增加而增強(qiáng)，隨含水量的減少而減弱。但陸生植物根部如長(zhǎng)時(shí)間受水浸沒(méi)，根部缺氧，進(jìn)行無(wú)氧呼吸，產(chǎn)生過(guò)多酒精，可使根部細(xì)胞壞死。三、細(xì)胞呼吸應(yīng)用：1、作物栽培時(shí)，要有適當(dāng)措施保證根的正常呼吸，如疏松土壤等。2、糧油種子貯藏時(shí)，要風(fēng)干、降溫，降低氧氣含量，則能抑制呼吸作用，減少有機(jī)物消耗。3、水果、蔬菜保鮮時(shí)，要低溫或降低氧氣含量及增加二氧化碳濃度，抑制呼吸作用。4、包扎

17、傷口，選用透氣消毒紗布，抑制細(xì)菌無(wú)氧呼吸。5、酵母菌釀酒：選通氣，后密封。先讓酵母菌有氧呼吸，大量繁殖，再無(wú)氧呼吸產(chǎn)生酒精。6、稻田定期排水：抑制無(wú)氧呼吸產(chǎn)生酒精，防止酒精中毒，爛根死亡。7、提倡慢跑：防止劇烈運(yùn)動(dòng)，肌細(xì)胞無(wú)氧呼吸產(chǎn)生乳酸。8、破傷風(fēng)桿菌感染傷口：須及時(shí)清洗傷口，以防無(wú)氧呼吸第四節(jié) 能量之源光與光合作用一、捕獲光能的色素1、實(shí)驗(yàn)：綠葉中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)原理： 提取原理：色素能夠溶解在有機(jī)溶劑無(wú)水乙醇中： 分離原理：溶解度高的隨層析液在濾紙上擴(kuò)散的速度快，反之則慢。實(shí)驗(yàn)材料：新鮮的綠葉（如菠菜的綠葉），無(wú)水乙醇，層析液（由20份在6090下分餾出來(lái)的石油醚、2份丙酮和1份苯混

18、合而成。93號(hào)汽油也可代用），二氧化硅和碳酸鈣。實(shí)驗(yàn)用具：干燥的定性濾紙，試管，棉塞，試管架，研缽，玻璃漏斗，尼龍布，毛細(xì)吸管，剪刀，藥勺，量筒（10ml），天平。方法步驟: （1）稱取5g綠色葉片并剪碎，放入研缽中 提取色素 研磨漏斗過(guò)濾收集到試管內(nèi)并塞緊管口 （2）加入少量SiO2、CaCO3和10ml無(wú)水乙醇 （注：SiO2有助于研磨充分，CaCO3防止研磨中色素被破壞） （1）將干燥的濾紙剪成6cm長(zhǎng)，1cm寬的紙條，剪去一端兩角（使層析液同時(shí)到達(dá)濾液細(xì)線）制濾紙條 （2）在距剪角一端1cm處用鉛筆畫線 （1）用毛細(xì)管吸少量的濾液沿鉛筆線處小心均勻地劃一條濾液細(xì)線（用力均勻，速度適中）

19、濾液劃線 （2）干燥后重復(fù)劃2-3次 （1）向試管中倒入3ml層析液（以層析液不沒(méi)及濾液細(xì)線為準(zhǔn)）紙上層析 （2）將濾紙條尖端朝下輕輕插入層析液中， （3）隨后用棉塞塞緊試管口。（注：不要讓層析液沒(méi)及濾紙條上的濾液細(xì)線，以免濾液細(xì)線中的色素溶解在層析液中。）觀察結(jié)果：濾紙條上出現(xiàn)四條寬度、顏色不同的彩帶（如下圖）最寬：葉綠素a；（含量最多） 最窄：胡蘿卜素；（含量最少） 相鄰色素帶最近：葉綠素a和葉綠素b； 相鄰色素帶最遠(yuǎn)：胡蘿卜素和葉黃素。擴(kuò)散最快的是胡蘿卜素（橙黃色） 擴(kuò)散最慢的是葉綠素b（黃綠色）。葉綠素a(藍(lán)綠色) 葉綠素 主要吸收紅光和藍(lán)紫光 （3/4） 葉綠素b（黃綠素）2、綠葉中

20、的色素胡蘿卜素（橙黃色） 類胡蘿卜素 主要吸收藍(lán)紫光 （1/4） 葉黃素（黃色）因?yàn)槿~綠素對(duì)綠光吸收最少，綠光配反射出來(lái)，所以葉片呈現(xiàn)綠色。二、葉綠體的結(jié)構(gòu)（外膜、內(nèi)膜、基粒、基質(zhì)）1、葉綠體只存在于植物的綠色細(xì)胞中。扁平的橢球形或球形，雙層膜（透明的，有利于光照的透過(guò)）。2、葉綠體內(nèi)部由多個(gè)類囊體堆疊成基粒，基粒上有色素，吸收光能的色素分布在葉綠體的類囊體薄膜上。每個(gè)基粒由2-100個(gè)類囊體組成，增大葉綠體內(nèi)的膜面積，擴(kuò)大色素酶附著面，擴(kuò)大了受光面積，有利于提高光能的利用率。3、基粒與基粒之間充滿了基質(zhì)，基質(zhì)和基粒中含有與光合作用有關(guān)的酶，是光合作用的場(chǎng)所。三、光合作用的原理1、光合作用：綠

21、色植物通過(guò)葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存著能量的有機(jī)物，并釋放出氧氣的過(guò)程。場(chǎng)所：綠色植物的葉綠體中 能量來(lái)源：光能 反應(yīng)物：二氧化碳和水 產(chǎn)物：無(wú)機(jī)物和氧氣 實(shí)質(zhì)：合成有機(jī)物，儲(chǔ)存能量。2、光合作用的探究歷程：發(fā)現(xiàn)者時(shí)間結(jié)論普利斯特利1771年植物可以更新空氣英格豪斯1779年只有在光照下只有綠葉才可以更新空氣1785年明確了光下釋放的是O2吸收的是CO2梅耶1845年光合作用把光能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能儲(chǔ)存起來(lái)薩克斯1864年植物葉片光合作用產(chǎn)生了淀粉恩格爾曼1880年氧氣是葉綠體釋放出來(lái)的、葉綠體是光合作用的場(chǎng)所魯賓和卡門1939年光合作用釋放的O2全部來(lái)自于H2O卡爾文20世紀(jì)40年

22、代探明了CO2轉(zhuǎn)化成有機(jī)物的途徑即卡爾文循環(huán)四、光合作用的過(guò)程條件C3C5H、ATPCO2供應(yīng)不變、停止光照或沒(méi)有CO2供應(yīng)不變、突然光照光照不變、停止CO2光照不變、增加CO2 總反應(yīng)式：光能光能葉綠體葉綠體CO2 + H2O   （CH2O）+ O2 或 6CO2 + 12H2O   C6H12O6+ 6O2 + 6H2O 注意：光合作用釋放的氧氣全部來(lái)自水根據(jù)是否需要光能，可將其分為光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個(gè)階段。1、光反應(yīng)階段：必須有光才能進(jìn)行條件：光、色素、酶、水光能場(chǎng)所：葉綠體的類

23、囊體薄膜上H2O H + O2 水的光解： 酶物質(zhì)變化 ADP + Pi + 光能 ATP ATP的合成：能量變化：光能轉(zhuǎn)化為ATP中活躍的化學(xué)能。2、暗反應(yīng)階段：有光無(wú)光都能進(jìn)行條件：酶、CO2、H、ATP酶CO2 + C5 2C3場(chǎng)所：葉綠體基質(zhì) CO2的固定：2C3 + H (CH2O) + C5 + ADP + Pi 物質(zhì)變化ATP C3化合物的還原：能量變化：ATP中活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)樘穷惖扔袡C(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能。3、聯(lián)系：光反應(yīng)階段與暗反應(yīng)階段既有區(qū)別又緊密聯(lián)系，是缺一不可的整體，光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供ATP和H，暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供合成ATP的原料ADP和Pi，沒(méi)有光反應(yīng)，暗反應(yīng)無(wú)法進(jìn)行

24、，沒(méi)有暗反應(yīng)，有機(jī)物無(wú)法合成。4、光合作用的意義 制造有機(jī)物，實(shí)現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)變，將CO2和H2O合成有機(jī)物，轉(zhuǎn)化并儲(chǔ)存太陽(yáng)能； 調(diào)節(jié)大氣中的O2和CO2含量保持相對(duì)穩(wěn)定； 生物生命活動(dòng)所需能量的最終來(lái)源；注：光合作用是生物界最基本的物質(zhì)代謝和能量代謝。五、影響光合作用的因素：光合作用的強(qiáng)度：是指植物在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)光合作用制造糖類的數(shù)量。光合速率：是光合作用強(qiáng)度的指標(biāo)，它是指單位時(shí)間內(nèi)單位面積的葉片合成有機(jī)物的速率。影響因素包括植物自身內(nèi)部的因素，如處在不同生育期等，以及多種外部因素。1、單因子對(duì)光合作用速率影響的分析（1）光照強(qiáng)度(如圖所示)曲線分析： A點(diǎn)光照強(qiáng)度為0，此時(shí)只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，釋放

25、CO2量表明此時(shí)的呼吸強(qiáng)度。 AB段表明光照強(qiáng)度加強(qiáng)，光合作用逐漸加強(qiáng)，CO2的釋放量逐漸減少，有一部分用于光合作用； 到B點(diǎn)時(shí)，細(xì)胞呼吸釋放的CO2全部用于光合作用，即光合作用強(qiáng)度=細(xì)胞呼吸強(qiáng)度，稱B點(diǎn)為光補(bǔ)償點(diǎn)(植物白天的光照強(qiáng)度在光補(bǔ)償點(diǎn)以上，植物才能正常生長(zhǎng))。 BC段表明隨著光照強(qiáng)度不斷加強(qiáng)，光合作用強(qiáng)度不斷加強(qiáng)，到C點(diǎn)不再加強(qiáng)了，稱C點(diǎn)為光飽和點(diǎn)。應(yīng)用：陰生植物的光補(bǔ)償點(diǎn)和光飽和點(diǎn)比較低，如上圖虛線所示。間作套種時(shí)農(nóng)作物的種類搭配，林帶樹(shù)種的配置，冬季溫室栽培避免高溫等都與光補(bǔ)償點(diǎn)有關(guān)。有光計(jì)算 真光合作用速率=凈光合作用速率+細(xì)胞呼吸作用速率 CO2吸收DB真光合作用=凈光合作用

26、+呼吸作用凈光合作用O A C呼吸作用 光照強(qiáng)度ECO2釋放 光合作用制造的有機(jī)物=光合作用積累的有機(jī)物+細(xì)胞呼吸消耗的有機(jī)物解析：制造的就是生產(chǎn)的總量，其中一部分被儲(chǔ)存起來(lái)，就是積累的，另一部分被呼吸消耗。 光合作用利用CO2的量=從外界吸收的CO2的量+細(xì)胞呼吸釋放的CO2的量解析：光合作用利用CO2的量有兩個(gè)來(lái)源，一個(gè)是外界吸收的，另一個(gè)是自身呼吸放出的，二者都被光合作用利用。（2）光照面積(如圖所示)曲線分析： 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)為光合作用葉面積的飽和點(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)度在光補(bǔ)償點(diǎn)以下。 OB段表明

27、干物質(zhì)量隨光合作用增加而增加，而由于A點(diǎn)以后光合作用不再增加，但葉片隨葉面積的不斷增加呼吸量(OC段)不斷增加，所以干物質(zhì)積累量不斷降低(BC段)。應(yīng)用：適當(dāng)間苗、修剪，合理施肥、澆水，避免徒長(zhǎng)。封行過(guò)早，使中下層葉子所受的光照往往在光補(bǔ)償點(diǎn)以下，白白消耗有機(jī)物，造成不必要的浪費(fèi)。（3）CO2濃度、含水量和礦質(zhì)元素(如圖所示)曲線分析： CO2和水是光合作用的原料，礦質(zhì)元素直接或間接影響光合作用。在一定范圍內(nèi)，CO2、水和礦質(zhì)元素越多，光合作用速率越快，但到A點(diǎn)時(shí)，即CO2、水、礦質(zhì)元素達(dá)到飽和時(shí)，就不再增加了。 水分的供應(yīng)當(dāng)植物葉片缺水時(shí)，氣孔會(huì)關(guān)閉，減少水分的散失，同時(shí)影響CO2進(jìn)入葉內(nèi)，

28、暗反應(yīng)受阻，光合作用下降。應(yīng)用：“正其行，通其風(fēng)”；溫室內(nèi)充CO2，即提高CO2濃度；適時(shí)灌溉，保證植物生長(zhǎng)所需要的水分；合理施肥可促進(jìn)葉片面積增大，提高酶的合成速率，增加光合作用速率。（4）溫度(如圖所示)曲線分析：光合作用是在酶催化下進(jìn)行的，溫度直接影響酶的活性。一般植物在1035下正常進(jìn)行光合作用，其中AB段(1035)隨溫度的升高而逐漸加強(qiáng)，B點(diǎn)(35)以上光合酶活性下降，光合作用開(kāi)始下降，50左右光合作用完全停止。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，以提高光合作用：晚上適當(dāng)降低溫室溫度，以降低細(xì)胞呼吸，保證有機(jī)物的積累。（5）光的波長(zhǎng)葉綠體中色素的吸收光波主要在紅光和藍(lán)紫光。因此白光下光合作用最強(qiáng)，其次是紅光和藍(lán)紫光，綠光下最弱。（6）光照時(shí)間光照時(shí)間長(zhǎng)，光合作用時(shí)間長(zhǎng)，有利于植物的生長(zhǎng)發(fā)育。2、多因子對(duì)光合作用速率影響的分析（如圖所示）曲線分析：P點(diǎn)時(shí)，限制光合