光合作用和呼吸作用知识总结

光合作用和呼吸作用学案

考试大纲解读

重难点突破

一、酶

1、酶的化学本质及作用

酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，绝大多数酶是蛋白质，少

数酶是RNA

①酶未必都是蛋白质；未必均能与双缩脲试剂发生紫色反应；其

合成原料未必都是氨基酸；其合成场所未必都是核糖体

②酶未必只在细胞内发挥作用（如消化酶）

③酶一定只能起催化作用（无其他功能）

2、酶的特性

⑴．高效性：酶的催化效率大约是无机催化剂的107～1013倍。

⑵．专一性：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。

⑶．作用条件较温和

①最适pH和温度下，酶活性最高，温度和pH偏高或偏低，酶活性都会明显降低。

②过酸、过碱或高温下，酶失活。

3、与酶有关的实验设计

探索酶的适宜温度(或pH) 温度(或pH)梯度下的同一温度

(或pH)处理后的底物和酶混合

底物的分解速度

或底物的剩余量

二．与酶有关的曲线分析

1．表示酶高效性的曲线

分析：(1)催化剂可加快化学反应速率，与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。

(2)酶只能缩短达到化学平衡所需时间，不改变化学反应的平衡点

2．表示酶专一性的曲线

分析：加入酶B的反应速率与无酶A或空白对照条件下的反应速率相同，而加入酶A的反应速率随反应物浓度增大明显加快，说明酶B对此反应无催化作用。进而说明酶具有专一性。

3．影响酶活性的曲线

分析：(1)甲、乙曲线表明：

①在一定温度(pH)范围内，随温度(pH)的升高，酶的催化作用增强，超过这一范围，酶的催化作用逐渐减弱。

②过酸、过碱、高温都会使酶失活，而低温只是抑制酶的活性，酶分子结构未被破坏，温度升高可恢复活性。

(2)从丙图可以看出：反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度。4．底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响

分析：(1)在其他条件适宜，酶量一定条件下，酶促反应速率随底物浓度增加而加快，但当底物达到一定浓度后，受酶数量和酶活性限制，酶促反应速率不再增加。

(2)在底物充足，其他条件适宜的条件下，酶促反应速率与酶浓度成正比。

二、细胞的能量通货——ATP

1．ATP的结构和功能

(1) ATP分子结构简式

ATP是三磷酸腺苷的英文名称缩写，其结构简式是A—P～P～P，

(远离腺苷A的那个高能磷酸键容易断裂，也容易形成)

各字母代表的含义：A——腺苷(腺嘌呤＋核糖)；P——磷酸基团；～——高能磷酸键。

(2) ATP的功能:细胞内的一种高能磷酸化合物，直接给细胞生命活

动提供能量

2．ATP与ADP的相互转化

⑴A TP与ADP的相互转化

三、 ATP的主要来源----细胞呼吸

1、有氧呼吸和无氧呼吸过程对比

2、反应式对比

3、影响细胞呼吸的因素

影响呼吸作用的因素有温度、氧气浓度、二氧化碳浓度、含水量等，其中主要是温度。现在简单谈谈这些因素的影响及其在生产实践中的应用。

1. 温度

呼吸作用在最适温度（25℃~35℃）时最强；超过最适温度，呼吸酶活性降低甚至变性失活，呼吸作用受抑制；低于最适温度，酶活性下降，呼吸作用受抑制。

生产上常利用这一原理在低温下储存蔬菜、水果。在大棚蔬菜的栽培过程中夜间适当降温，抑制呼吸作用，减少有机物的消耗，可达到提高产量的目的。

2. 氧气浓度

在氧气浓度为零时，只进行无氧呼吸；氧气浓度为10%以下时，既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸；氧气浓度为10%以上时，只进行有氧呼吸。

生活中常利用降低氧气浓度能抑制呼吸作用，减少有机物消耗这一原理来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，分解的有机物也较多，一样不利于蔬菜水果的保质、保鲜，所以一般采用低氧（5%）保存，此时有氧呼吸较弱，而无氧呼吸又受到抑制。

无土栽培通入空气，农耕松土等都是为了增加氧气的含量，加强根部的有氧呼吸，保证能量供应，促进矿质元素的吸收。

3. 二氧化碳浓度

CO

2是呼吸作用产生的，从化学平衡角度分析，CO

2

浓度增加，呼吸速率下降。

在密闭的地窖中，氧气浓度低，CO

2

浓度较高，抑制细胞的呼吸作用，使整个器官的代谢水平降低，有利于保存蔬菜水果。

4. 含水量

呼吸作用的各种化学反应都是在水中进行的，自由水含量增加，代谢加强。

粮油种子的贮藏，必须降低含水量，使种子处于风干状态，从而使呼吸作用降至最低，以减少有机物消耗。如果种子含水量过高，呼吸作用加强，使贮藏的种子堆中温度上升，反过来又进一步促进种子的呼吸作用，使种子的品质变坏。

四、光合作用

1．光合作用的过程分析

4、分析：光照与CO 2浓度变化对植物细胞内C 3、C

5、[H]、A TP 、C 6H 12O 6合成量的影响

当外界因素中光照强弱、CO 2浓度骤然变化时，短时间内将直接影响光合作用过程中C 3、C 5、[H]、ATP 及C 6H 12O 6生成量，进而影响叶肉细胞中这些物质的含量，它们的关系归纳如下：

(1)⎩⎪⎨⎪⎧光照强→弱CO 2

供应不变――→光反应减弱⎩⎪⎨⎪⎧[H]减少ATP 减少――→暗反应 ⎩⎪⎨⎪⎧C 3还原减弱CO 2固定仍正常进行―→⎩

⎪⎨⎪⎧C 3含量上升C 5含量下降―→

（CH 2O ）合成量 减少

即：停止光照(强→弱)时，[H]↓，ATP↓，C 3↑，C 5↓，(CH 2O)↓。 (2)同理：突然增强光照时，[H]↑，ATP↑，C 3↓，C 5↑，(CH 2O)↑。

(3)⎩⎪⎨⎪⎧光照不变减少CO 2供应――→暗反应⎩

⎪⎨⎪⎧CO 2固定减弱C 3还原仍正常进行―→ ⎩⎪⎨⎪⎧C 3含量下降C 5含量上升―→⎩

⎪⎨⎪⎧[H]相对增加ATP 相对增加―→

（CH 2O ）合成量相对 减少 即：停止(减少)CO 2供应时，C 3↓，C 5↑，[H]↑，ATP↑，(CH 2O)↓。 (4)同理：突然增加CO 2供应时，C 3↑，C 5↓，[H]↓，A TP↓，(CH 2O)↑。

五、影响光合作用的环境因素及其在生产上的应用

（一）内部因素对光合作用速率的影响 1．同一植物的不同生长发育阶段

曲线分析：在外界条件相同的情况下，光合作用速率由弱到强依次是幼苗期、营养生长期、开花期。

应用：根据植物在不同生长发育阶段光合作用速率不同，适时、适量地提供水肥及其他环境条件，以使植物茁壮成长。

2．同一叶片的不同生长发育时期

曲线分析：随幼叶发育为壮叶，叶面积增大，叶绿素含量不断增加，光合速率增大；老叶内叶绿素被破坏，光合速率随之下降。

应用：农作物、果树管理后期适当摘除老叶、残叶及茎叶蔬菜及时换新叶，都是根据其原理，可降低其细胞呼吸消耗的有机物。

（二）单因子变量对光合作用的影响(外界因素) 1．光照——光合作用的动力

①光照时间越长，产生的光合产物越多。

②光质，由于色素吸收可见光中的红光和蓝紫光最多，吸收绿光最少，故不同波长的光对光合作用的影响不一样，建温室时，选用无色透明的的玻璃(或塑料薄膜)做顶棚，能提高