影响细胞呼吸的因素

'.;.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'.;.CO2是呼吸作用产生的，从化学平衡角度分析，CO2浓度增加，呼吸速率下降。在密闭的地窖中，氧气浓度低，CO2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、细胞呼吸类型的判断原理：仅以葡萄糖为呼吸底物，二氧化碳的释放量和氧气的吸收量是判断呼吸底物的重要依据。1、无CO2的释放——_____________________________2、不消耗O2，放CO2——_________________________________3、放CO2=耗O2——_________________________________________4、放CO2耗O2——_________________________________________(1)有氧呼吸=无氧呼吸（消耗葡萄糖相等）——___________________________(2)有氧呼吸无氧呼吸——___________________________(3)有氧呼吸无氧呼吸——___________________________注：如以脂肪为呼吸底物进行有氧呼吸时——______________________________五、细胞呼吸速率的测定'.;.（一）1、甲不动，乙不动——__产生乳酸的无氧呼吸___________2、甲不动，乙右移——产生酒精的无氧呼吸3、甲左移，乙不动——只进行有氧呼吸4、甲左移，乙右移——二氧化碳释放量大于氧气吸收量5、甲左移，乙左移——氧气吸收量大于二氧化碳释放量【要点四】光合作用与细胞呼吸的比较从反应式看，光合作用与呼吸作用看似是两个简单的逆转，其实它们是两个截然不同的生理过程项目光合作用有氧呼吸区别生物绿色植物大部分生物细胞叶肉细胞所有活细胞场所叶绿体线粒体、细胞质基质条件光、色素、酶氧气、酶物质变化无机物→有机物H2O＋CO2→C6H12O6有机物→无机物C6H12O6→H2O＋CO2能量变化光能→ATP→有机物中化学能有机物中化学能→ATP+热能联系①光合作用为呼吸作用提供物质基础——有机物和氧气。②呼吸作用为光合作用提供能量和CO2光合作用知识点：一、光合作用的的探究历程1、海尔蒙特实验：植物生长所需的原料来自于水2、普里斯特利实验：绿色植物可以更新空气3、萨克斯实验：光合作用需要光，光合作用能产生淀粉。实验注意事项：置于暗处48小时——使叶子里的淀粉消耗完，避免影响实验的准确性；用酒精脱色——使叶子中的叶绿素溶解，避免遮挡反应的颜色，叶绿素只溶解在有机溶剂中，如酒精，丙酮等；分别用碘蒸汽处理叶片，发现遮光的没有变成蓝色，曝光的则呈现深蓝色。4、1880年（美国）恩格尔曼实验：O2是由叶绿体释放的该实验的巧妙之处：1．实验材料选用：水绵和好氧性细菌。因为水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察，用好氧性细菌可确定释放氧气的部位。2．环境：选用黑暗并且没有空气的，排除了氧气和光的干扰。3．对比试验：先用极细光束照射水绵，而后又让水绵完全曝露在光下。先选极细光束，叶绿体上可分为光照多和光照少的部位，相当于一组对比实验；用好氧细菌检测，能准确判断水绵细胞中释放氧的部位。而后用完全曝光的水绵'.;.与之做对照，从而再一次证明实验结果完全是光照引起的，并且氧是由叶绿体释放出来的。5、美国鲁宾和卡门实验（同位素标记法）：光合作用产生的O2来自于H2O。6：美国卡尔文：用14C标记14CO2，供小球藻进行光合作用，探明了CO2中的C的去向，称为卡尔文循环。14CO2——14C3——14CH2O光合作用发现小结：一、捕获光能的色素和结构1、捕获光能的色素实验：绿叶中色素的提取和分离实验原理：提取(无水乙醇)、分离(层析液)目的要求：绿叶中色素的提取和分离及色素的种类材料用具：新鲜的绿叶、定性滤纸等、无水乙醇等方法步骤：1.提取绿叶中的色素2.制备滤纸条3.画滤液细线4.分离绿叶中的色素5.观察和记录方法与步骤：称取5g左右的鲜叶，剪碎，放入研钵中。加少许的二氧化硅（充分研磨）和碳酸钙(防止研磨中色素被破坏)与10ml无水乙醇。在研钵中快速研磨。将研磨液进行过滤。讨论：1.滤纸条上色带的数目、排序、宽窄？1664年，比利时海尔蒙特1771年，英国普利斯特利1864年，德国萨克斯1880年，美国恩格尔曼20世纪30年代，美国鲁宾与卡门原料:水原料和产物:更新空气(二氧化碳和氧气)产物:淀粉条件:光场所:叶绿体条件:光产物氧来自于水。实验原则：对照原则单一变量原则实验方法：同位素标记法类胡萝卜素胡萝卜素叶黄素(占1/4)叶绿素叶绿素a叶绿素b(占3/4)'.;.胡萝卜素：橙黄色叶黄素：黄色叶绿素a：蓝绿色叶绿素b：黄绿色2.滤纸条上的滤液细线，为什么不能触及层析液？3、春夏叶片为什么是绿色？而秋天树叶为什么会变黄？四种色素对光的吸收:叶绿素主要吸收_______类胡萝卜素主要吸收________绿叶中色素的种类和作用项目色素颜色吸收光谱定性滤纸上显现的色素层析图谱对光的作用叶绿素叶绿素a蓝绿色红光和蓝紫光第三带呈蓝绿色吸收传递转化叶绿素b黄绿色第四带呈黄绿色吸收传递类胡萝卜素胡萝卜素橙黄色蓝紫光第一带呈橙黄色吸收传递叶黄素黄色第二带呈黄色吸收传递【画龙点睛】因为叶绿索对绿光吸收是少，绿光被反射出来，所以叶片呈现绿色。1、实验成功的关键(1)叶片要新鲜、颜色要深绿。(2)滤液收集后要及时用棉塞将试管口塞紧．以免滤液挥发。(3)滤液细线不仅细、直，而且含有比较多的色素(可以重复画二三次)。(1)滤纸上的滤液细线不能浸入层析液中。【画龙点睛】本实验中的注意事项（1）本实验的实验材料要选择成熟的绿色叶片，如可选用大叶黄杨，因为它的叶片水量相对较少颜色深绿，含色素较多．层析效果明显。(2)制备滤纸条时，要将滤纸条的一端剪去两角．这样可以使色素在滤纸条上扩散均匀，便于观察实验结果。(3)根据烧杯的高度制备滤纸条，让滤纸条长度高出烧杯1cm高出的部分做直角弯折。(4)画滤液细线时，用力要均匀，速度要适中。(5)研磨要迅速、充分。①因为丙酮容易挥发；②为了使叶绿体完全破裂．从而能提取较多的色素；③叶绿素极不稳定，能被活细胞中的叶绿素酶水解而破坏一、光合作用强度1、什么是光合作用强度？光合作用强度通常用光合速率表示，即单位叶面积叶片在单位时间内反应物的消耗量或产物的生成量。总光合速率=净光合速率+呼吸速率可以测出净光合速率和呼吸速率，只能计算出总光合速率光反应阶段条件光、色素、酶场所在类囊体的薄膜上物质变化水的分解：H2O→[H]+O2↑ATP的生成：ADP+Pi→ATP能量变化光能→ATP中的活跃化学能光酶'.;.二、光合作用过程:、光合作用的意义:1、把光能转化成化学能储存在所制造的有机物中。2.对生物的进化具有重要作用。3、释放氧气,消耗大气中二氧化碳，维持生物圈二氧化碳和氧气的平衡。4、制造的有机物一部分用来构建自身，为自身生命活动提供能量；大部分用来为生物圈中其他生物的生命活动提供营养和能量。六.影响光合作用的因素有：（1）光：光照强弱直接影响光反应；暗反应阶段条件酶、ATP、[H]（有光、没光都行）场所叶绿体基质物质变化CO2的固定：CO2+C5→2C3C3的还原：C3+[H]→（CH2O）能量变化ATP中的活跃化学能→（CH2O）中的稳定化学能酶酶ATP'.;.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，能提高光能利用率。③光照强度：在一定光照强度范围内，增加光照强度可提高光合作用速率。曲线分析：A点。A点光照强度为0，此时只进行细胞呼吸，释放CO2量表示此时的呼吸强度。AB段表明光照强度加强，光合作用速率逐渐加强，CO2的释放量逐渐减少，有一部分用于光合作用；而到B点时，细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用，即光合作用强度＝细胞呼吸强度，B点对应的光照强度称为光补偿点。BC段表明随着光照强度不断加强，光合作用强度不断加强，到C点以上不再加强了。C点对应的光照强度称为光饱和点。应用：阴生植物的光补偿点和光饱和点比较低，如上图虚线所示。间作套种时农作物的种类搭配，林带树种的配置，冬季温室栽培避免高温等都与光补偿点有关。外界条件变化时，CO2(光)补偿点移动规律：①呼吸速率增加，CO2(光)补偿点右移呼吸速率减小，CO2(光)补偿点左移②呼吸速率基本不变，条件的改变使光合速率下降，CO2(光)补偿点右移；条件的改变使光合速率上升时，CO2(光)补偿点左移'.;.2．光照面积曲线分析：OA段表明随叶面积的不断增大，光合作用实际量不断增大，A点为光合作用面积的饱和点。随叶面积的增大，光合作用强度不再增加，原因是有很多叶被遮挡，光照不足。OB段表明干物质量随光合作用增加而增加，而由于A点以后光合作用强度不再增加，但叶片随叶面积的不断增加，呼吸量(OC段)不断增加，所以干物质积累量不断降低(BC段)。应用：适当间苗、修剪，合理施肥、浇水，避免徒长。封行过早，使中下层叶子所受的光照往往在光补偿点以下，白白消耗有机物，造成不必要的浪费。3．CO2浓度曲线分析：图1中A点表示光合作用速率等于细胞呼吸速率时的CO2浓度，即CO2补偿点图2中的A′点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度。两图中的B和B′点都表示CO2饱和点，两图都表示在一定范围内，光合作用速率随CO2浓度增加而增大。应用：大田要“正其行，通其风”，多施有机肥；温室内可适当补充CO2，即适当提高CO2浓度可提高农作物产量。4．必需矿质元素曲线分析：在一定浓度范围内，增大必需矿质元素的供应，可提高光合作用速率，但当超过一定浓度后，会因土壤溶液浓度过高而导致植物光合作用速率下降。应用：在农业生产上，根据植物的需肥规律，适时、适量地增施肥料，可以提高作物的光能利用率。5．温度'.;.曲线分析：温度主要是通过影响影响与光合作用有关酶的活性而影响光合作用速率。应用：冬天，温室栽培可适当提高温度；夏天，温室栽培可适当降低温度。白天调到光合作用最适温度，以提高光合作用速率；晚上适当降低温室温度，以降低细胞呼吸速率，保证植物有机物的积累。.多因子的影响关键点含义：①P点：限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随着该因子的不断加强，光合速率不断提高。②Q点：到达Q点时，横坐标所表示的因素就不再是影响光合速率的因子，要提高光合速率，可以采取适当措施提高图示的其它因子。应用：温室栽培时，在