第4章 细胞的代谢-必背知识清单（沪科2020版必修1）

第4章细胞的代谢细胞通过质膜与外界进行物质交换细胞质膜透性的模拟实验透析袋是一种半透膜，我们可以用透析袋模拟细胞质膜，直观认识其对物质的选择透过性。取两个15cm长的透析袋，向透析袋A中加入5%可溶性淀粉溶液至距顶端5cm处。向透析袋B中加入等量蒸馏水。在流水中冲洗除去透析袋外表面的淀粉。将A、B透析袋分别放在盛有蒸馏水的烧杯中，在水中加足量的碘溶液至水呈棕黄色。静置10min，预测并观察记录两个烧杯及透析袋内溶液的颜色变化情况。补充：细胞质膜透性的模拟实验透析袋是一种半透膜，我们可以用透析袋模拟细胞质膜，直观认识其对物质的选择透过性。取两个15cm长的透析袋，向透析袋A中加入5%可溶性淀粉溶液至距顶端5cm处。向透析袋B中加入等量蒸馏水。在流水中冲洗除去透析袋外表面的淀粉。将A、B透析袋分别放在盛有蒸馏水的烧杯中，在水中加足量的碘溶液至水呈棕黄色。静置10min，预测并观察记录两个烧杯及透析袋内溶液的颜色变化情况。①A图中渗透达到平衡，半透膜两侧有水分子的进出。②A图中Δh不变时，S1、S2溶液浓度的大小关系为：S1>S2（S1、S2中溶质不能通过半透膜)。③在B图所示的U形玻璃管内，左右管内分别装入质量分数相等的葡萄糖、麦芽糖溶液。初始时两管中液面相平，假设溶质分子不能透过半透膜。a．一段时间后，两管中液面的变化为：左管液面升高，右管液面降低。b．液面高度稳定后再同时向两管内加入等量的麦芽糖酶，两管中液面的变化分别为：左管液面下降，右管液面上升，最后稳定在一定高度。1.细胞质膜具有选择透过性1．组成：细胞器膜和细胞膜、核膜等结构。2．特点(1)各种生物膜的组成成分和结构很相似。(2)在结构和功能上紧密联系，体现了细胞内各种结构之间的协调与配合。3．功能2.小分子物质经被动运输或主动运输进出细胞1．概念：小分子物质通常以以扩散方式透过细胞质膜，不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量。2．类型比较项目自由扩散协助扩散定义物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式运输方向顺浓度梯度（分子多-分子少）顺浓度梯度（分子多-分子少）是否需要转运蛋白不需要需要是否消耗能量不消耗不消耗举例①气体：O2、CO2、NH3等②乙醇、苯等脂溶性的小分子有机物③少部分水（通过由于磷脂分子运动而产生的间隙）①葡萄糖、氨基酸以及一些离子等；葡萄糖进入红细胞、肌细胞②大部分水（细胞膜上存在水通道蛋白，水分子可以通过通道蛋白通过细胞膜）（通道蛋白都是协助扩散）补充：K+-Na+通道蛋白都是协助扩散图例3.影响因素(1)膜内外物质浓度梯度的大小。(2)某些物质的运输速率还与转运蛋白的数量有关。(3)温度变化会影响物质运输速率。4.渗透现象水分子以被动运输的方式透过质膜，从溶液浓度低的一侧（水分子多）渗入到溶液浓度高的的一侧（水分子少），这一现象称为渗透。渗透压：溶质微粒对水的吸引力补充：渗透作用条件：半透膜；半透膜两侧的溶液存在浓度差5.主动运输（1）物质运输方向：物质逆浓度梯度从细胞外吸收或向细胞外排除一些物质。（2）条件：物质逆浓度梯度（分子少的-分子多的地方运输）进出细胞需借助质膜上的载体蛋白，还需要细胞提供能量。（3）实例：K＋、Ca2＋、Na＋等离子通过细胞；人的红细胞吸收葡萄糖。（4）意义：主动选择吸收所需要的物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质，从而保证细胞和个体生命活动的需要。3.大分子物质通过胞吞和胞吐进出细胞1．胞吞（不属于跨膜运输）细胞还需要摄取或排出一些大分子或颗粒物。举例：①变形虫等单细胞生物从外界环境中摄取食物②白细胞吞噬人侵的细菌和病毒,细胞从血液中吸收脂蛋白胞吞过程：分子或颗粒物与质膜上的受体结合,引起质膜内陷,将大分子或颗粒物包围起来形成小囊泡；随后小囊泡从细胞质膜上脱离下来进入细胞内部。在细胞内，小囊泡通常会与溶酶体融合，然后对被吞噬的物质进行分解。举例：生物大分子进出肾小管上皮细胞的方式是胞吞和胞吐。2．胞吐胞吐过程（不需要受体）：细胞将需要分泌、排出的大分子或颗粒物,用膜包裹形成小囊泡，运输到细胞质膜内侧后，与细胞质膜融合，将内含物排出细胞。体现了膜的半流动性补充：胞吞和胞吐的易错点1.胞吞过程需要某些特定的膜蛋白的作用，但是不需要转运蛋白的作用，消耗细胞呼吸所释放的能量。2.胞吐不是只能运输大分子物质，也可以运输小分子物质，如神经递质。3.被动运输和主动运输主要体现了膜的选择透过性，胞吞、胞吐主要体现了膜的流动性。补充：“三看法”快速判定物质出入细胞的方式维持浓度差：主动运输消除浓度差：被动运输1.影响物质跨膜运输因素的分析(1)物质浓度(2)氧气浓度(3)温度物质进入细胞的方式被动运输主动运输胞吞胞吐自由扩散协助扩散运输方向顺浓度梯度（高→低）顺浓度梯度（高→低）逆浓度梯度（低→高）胞外→胞内胞内→胞外是否需要转运蛋白不需要需要需要--是否消耗能量不消耗不消耗消耗消耗消耗运输的分子高浓度时的饱和性无有有-举例①气体：O2、CO2、NH3等②乙醇、苯等脂溶性的小分子有机物③少部分水（通过由于磷脂分子运动而产生的间隙）①葡萄糖、氨基酸以及一些离子等；葡萄糖进入红细胞、肌细胞②大部分水（细胞膜上存在水通道蛋白，水分子可以通过通道蛋白通过细胞膜）K＋、Ca2＋、Na＋等离子通过细胞；人的红细胞吸收葡萄糖。大分子、颗粒性物质4.实验4-1探究植物细胞的吸水和失水的实验操作1.观察外界溶液对植物细胞质壁分离和复原的影响。2.实验原理：当植物细胞失去水分时，液泡体积减小，原生质体（相当于半透膜）变形，而细胞壁伸缩性较弱，部分区域的细胞质膜与细胞壁脱离，即发生质壁分离。原生质体的体积变化可以作为判断植物细胞内水分变化的标志。3.实验步骤：1.30%蔗糖溶液（NaCL溶液、葡萄糖溶液、KNO3溶液也可以）对植物细胞质壁分离的影响。（1）取一片紫色的洋葱鳞叶（便于观察，有花青素（水溶性色素）），用刀片在鳞叶外表皮上划出一个小方块（5mm×5mm），再用镊子撕下该部分表皮，放在载玻片中央的清水滴里，展平并盖上盖玻片。（2）先用低倍镜再用高倍镜，观察洋葱外表皮细胞的正常状态、细胞中央液泡的大小以及细胞核的位置。拍摄记录观察结果（取3个视野）。（3）在盖玻片的一侧滴加1～2滴30%蔗糖溶液，在盖玻片的对侧用吸水纸引流。重复几次，使蔗糖溶液渗入盖玻片下方，浸润洋葱外表皮。（4）每隔1min用低倍镜观察洋葱外表皮细胞的变化，注意液泡体积和颜色变化，以及是否出现质壁分离现象。拍摄记录观察结果（取3个视野）。8～10min后停止实验。2.蒸馏水对质壁分离细胞的影响（1）在已发生质壁分离样品的盖玻片一侧滴加蒸馏水，重复引流操作，使样品浸润在蒸馏水中。（2）每隔1min观察细胞复原情况，并拍摄记录（取3个视野）。3.数据处理（1）选取细胞长宽比为3:1到2:1的质壁分离细胞3个，用测微尺测量其细胞长度（l1）和原生质体长度（l2），或者用软件计算细胞面积（S1）和原生质体面积（S2），记录测量结果。（2）计算出每个时间点三个细胞l2/11（或S2/S1）的平均值，并以此为纵坐标，以时间为横坐标，绘制曲线。补充：质壁分离和复原实验分析质壁分离发生的条件：前提：细胞壁伸缩性小细胞壁伸缩性小①外因：活的成熟的植物细胞a．死细胞、动物细胞及未成熟的植物细胞(如根尖分生区细胞)不发生质壁分离及复原现象。b．具有中央大液泡的成熟的植物活细胞可发生质壁分离及复原现象，且细胞液最好带有一定的颜色，便于观察，以活的紫色洋葱鳞片叶外表皮最佳。c．细菌细胞也能发生质壁分离，但现象不明显。②内因：外界溶液浓度大于细胞液浓度a．在一定浓度(溶质不能透过膜)的溶液中只会发生质壁分离现象。b．在一定浓度(溶质可透过膜)的溶液(如KNO3、乙二醇、甘油等)中可发生质壁分离后自动复原现象（KNO3可以使细胞发生自动复原的原理：钾离子和硝酸根离子的转运速度没有水快，所以初期的时候外界溶液的浓度高于细胞液浓度，细胞逐步发生质壁分离。后期随着钾离子和硝酸根离子转运到细胞内，细胞液的浓度升高，细胞发生渗透作用吸水，质壁分离现象得到缓解。）盐酸、酒精、醋酸等溶液会杀死细胞，不适于做质壁分离实验的溶液。c．本实验选用质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液。若质量浓度过高，质壁分离速度虽快，但会使细胞在短时间内因失水过多而死亡，质壁分离后不能复原。（2）质壁分离后在细胞壁和细胞膜之间的是浓度降低的外界溶液。（3）本实验无对立的对照组，为什么还叫对照实验？本实验中，实验组和对照组在同一装片中先后进行，属于自身对照。（第一次和第二次质壁分离对照）（4）当细胞处于质壁分离状态时，细胞可能正在失水、正在吸水或正处于最大失水状态。（5）将新鲜的大蒜放在蔗糖与食醋配制成的糖醋汁中，开始时大蒜出现萎缩，糖醋汁液面上升的原因？这是因为大蒜细胞在糖醋汁中失水，发生质壁分离。两天后，糖醋汁液面下降，蒜瓣出现膨胀，品尝蒜瓣有酸甜的味道的原因？这是因为大蒜细胞因质壁分离过度而死亡，细胞膜失去选择透过性，糖醋汁自由进入大蒜细胞，从而使蒜瓣具有酸甜味道。二、酶催化细胞的化学反应1.酶是生物催化剂1.观察酶的催化实验动物肝脏细胞中有丰富的过氧化氢酶，可催化过氧化氢（H2O2）的分解，放出O2。FeCl3是无机催化剂，也可催化H2O2分解。通过比较两种催化反应的气泡产生量，可以判断酶的催化效率。取3支试管，分别标记为A、B、C。加入试剂和材料，并用封口膜盖住试管口。观察各试管内气泡产生情况。(1)实验原理（过氧化氢分解）2H2O2eq\o(―――――――――――→,\s\up11(水浴加热),\s\do4(或FeCl3溶液或过氧化氢酶))2H2O＋O2↑反应物称为底物；酶作为催化剂，可以反复使用(2)实验结论：酶具有催化作用，同无机催化剂相比，酶的催化效率更高。2.酶：活细胞产生的具有催化能力的生物大分子。(1)来源：酶由活细胞产生，普遍存在于生物体中，可直接从生物体中分离提纯。只要环境条件允许，酶在脱离了生命机体后仍然有催化活性。(2)生理作用：催化作用(3)化学本质：化学本质（绝大多数）蛋白质（少数）RNA合成原料氨基酸核糖核苷酸合成场所核糖体（合成蛋白质）（主要）细胞核（合成RNA）（真核生物）、线粒体、叶绿体存在场所主要在细胞内（进行代谢），也可存在于细胞外（消化酶、血浆中的酶等比较少，代谢主要发生在细胞内）3.酶活性我们将酶催化特定化学反应的能力称为酶活性，也叫酶活力，可用其在一定条件下催化某一化学反应的速率表示。应用：洗衣粉中的超效加酶：成分：除含有普通洗衣粉的成分外，还含有多种酶制剂：蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶等。其中，蛋白酶主要是来自枯草杆菌的碱性蛋白酶。所以这类型洗衣粉不能洗真丝的衣服。4.酶的特性（1）酶具有高效性旺盛的生命活动需要快速的化学反应作为基本保障。酶具有非常高的催化效率（高效性）。例如，单个过氧化氢酶分子在1s内可以催化四千万个过氧化氢分子分解。①含义解读：与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。②作用实质：酶和无机催化剂一样，只能缩短到达化学平衡所需要的时间，不能改变化学反应的平衡点。因此，酶不能改变最终生成物的量。（2）酶具有专一性酶细胞中已知的酶有数千种，每一种酶通常只催化一种或一类化学反应。例如，过氧化氢酶只催化H2O2的分解，不会催化其他的反应。酶分子上有与底物结合并起催化作用的空间区域，称为活性中心。底物只有与酶的活性中心契合时才能被催化。反应完成后，酶释放出产物，又会接受下一个底物分子进行新一轮反应。（无论是特异性还是专一性，都是空间结构相匹配）我们知道蛋白质的功能与其空间结构有关，不同种类酶的活性中心结构不同，所以酶的催化作用具有专一性。①含义解读：每一种酶只能催化一种（专一性高）或一类（专一性低）化学反应。②曲线解读：酶A可催化底物水解，酶B则与“无酶”相同，说明酶催化具有专一性。酶的命名：来源+底物+反应类型（水解反应可以省略）2.酶活性受环境因素影响任何影响底物与酶结合的环境因素都会影响酶活性。其中，温度、pH是最常见的影响因素。（1）酶的作用需要适宜的温度酶通常在其适合的温度时活性最高,如人体内酶的最适温度范围是35-40℃,低于或高于最适温度,酶活性均会降低。高温会破坏酶的空间结构,产生不可逆的变化,使酶活性丧失。不同种类的生物,其细胞中的酶有各自最适温度（2）酶的作用需要适宜的pH环境酸碱度对酶活力影响很大。每一种酶都有其最适的pH范围，与其发挥作用的环境pH一致。例如，口腔内的唾液淀粉酶适合中性环境，胃蛋白酶的最适pH范围则在2左右，而胰腺分泌的胰蛋白酶在小肠工作，适应弱碱性的环境。曲线解读：在最适宜的温度和pH条件下，酶的活性最高；高温、过酸、过碱等条件会使酶的空间结构遭到破坏而永久失活；低温条件下酶的活性很低，但空间结构稳定。（反应酶活性的指标）酶促反应速率的具体指标：单位时间底物的消耗量或者产物的生成量底物浓度影响酶促反应速率曲线的分析(1)底物浓度较低时，酶促反应速率与底物浓度成正比，即随底物浓度的增加而加快。(2)（当所有的酶都与底物结合后，再增加底物浓度，酶促反应速率不再加快(此时限制酶促反应速率的因素是酶的数量)。2．酶浓度影响酶促反应速率曲线的分析在有足够底物且不受其他因素影响的情况下，酶促反应速率与酶浓度成正比。3．温度和pH共同作用对酶活性的影响(1)反应溶液中pH的变化不影响酶作用的最适温度。(2)反应溶液中温度的变化不影响酶作用的最适pH。4.产物浓度对酶活性的影响比方说，A+B在酶的作用下生成C，C会抑制酶的活性。C多抑制酶活性增强，反应速率降低，C的含量保持相对稳定。5.作用地点对酶活性的影响胃蛋白酶不能在胃腺细胞里面发挥作用，要分泌出来之后在消化道中发挥作用。在盐酸作用下把它激活，这时候才有作用。6.内因：酶结构不同本质原因：酶基因不同，导致酶结构不同。(1)适当增加酶的浓度会提高反应速率，但生成物的量不会增加；若适当增加反应物的浓度，提高反应速率的同时生成物的量也增加。(2)不同因素影响酶促反应速率的本质不同①温度和pH通过影响酶的活性而影响酶促反应速率。②底物浓度和酶浓度通过影响酶与底物的接触而影响酶促反应速率，并不影响酶的活性。③抑制剂、激活剂也影响酶活性。补充：酶抑制剂（可逆抑制剂）有一些物质会对酶产生抑制作用，引起酶的活性降低或丧失，这类物质统称为酶抑制剂。常见的抑制形式：①（竞争性）抑制剂与底物竞争酶的活性中心，减少底物与酶的有效结合；②（非竞争性）抑制剂与酶的其他部位结合，改变了酶的空间结构，使酶的活性中心不能与底物有效结合许多农药和药物是依据这种机理设计的，如除草剂草甘膦、镇痛的布洛芬以及多种抗癌药物等。一些外源性的毒素也是通过酶活性抑制途径对生物体产生毒性的。（A）抑制剂与底物竞争酶的活性中心（B）抑制剂引起酶活性中心空间结构改变3.1探究温度对淀粉酶活性的影响1.实验目标：温度对淀粉酶活性的影响。2.实验原理：酶活性是反映酶功能的重要指标，一般通过测定单位时间内底物的减少量或产物的增加量来表示。淀粉酶催化淀粉水解产生还原糖，DNS试剂（主要成分为二硝基水杨酸）与还原糖反应产生颜色变化，还原糖量越多，颜色变化越大。可通过分光光度法定量测定颜色变化来测定淀粉酶活性。3.实验步骤：（1）取5支试管，分别标上A1~A5，各注入0.25%可溶性淀粉溶液1mL。（2）另取5支试管，分别标上B1~B5，各注入0.005%淀粉酶溶液1mL。（3）取5只烧杯（或恒温水浴锅）标为1~5组，依次设置水温为4℃（冰浴）、室温（记录水温）、45℃、65℃、85℃。（4）将1~5号的A、B试管分别放置在相应编号的烧杯水浴中保温5min后，将B试管中的淀粉酶溶液倒入相应编号的A试管，摇匀后继续保温5min。随后，加入1mL5%NaOH溶液终止反应。（5）另取1支试管，标上A0，加入1mL0.25%可溶性淀粉溶液、1mL蒸馏水和1mL5%NaOH溶液。分别向A0～A5试管中加入DNS试剂1mL，摇匀后置于85℃水浴5min，冷却至室温。观察各试管中的颜色变化并记录。（6）用分光光度计在540nm处以A0的溶液调零，然后分别测A1～A5试管中溶液的吸光度，记录数据。每个样品重复测三次，取平均值。以温度为横坐标，吸光度为纵坐标进行作图。三、细胞通过分解有机分子获取能量1.ATP是生命活动的直接能源物质1．中文名称：腺苷三磷酸（1个腺苷+3个磷酸）2．结构简式：A—P～P～P，其中A代表腺苷（腺嘌呤+核糖），T代表三，P代表磷酸基团，～代表特殊的化学键（高能磷酸键连接最外面的两个磷酸基团的；储存了大量的能量，所以需要供能的时候，高能磷酸键断裂释放能量，断一个键ADP，再断一个AMP（腺嘌呤核糖核苷酸，RNA基本单位））。3．ATP的两种供能方式：(1)在酶的作用下，ATP的磷酸基团可水解，末端两个磷酸基团水解均可释放30kJ/mol的能量。ATP失去末端一个磷酸基团后水解为ADP（腺苷二磷酸），失去末端两个磷酸基团后水解为AMP（腺苷一磷酸）。（2）ATP普遍存在于细胞中，主要通过含磷基团转移到目标分子上或水解，为生命活动提供能量。例如肌细胞中，ATP结合到肌球蛋白上并释放能量，改变肌球蛋白构象，使肌动蛋白丝移动，导致肌细胞收缩；细胞质膜主动运输过程中，为载体蛋白提供能量的也是ATP。4.功能：ATP是生命活动的直接能源物质5.ATP与ADP之间的相互转化及ATP的利用细胞内ATP分子的总量是有限的，人体细胞内ATP总量只能维持生命活动15s左右。但正常情况下，细胞内的ATP是不会耗尽的：当ATP减少、ADP增加时，细胞通过氧化分解有机物，在酶的催化下，通过能量转换，使ADP和Pi重新结合，形成新的ATP。ATP与ADP的相互转换，可源源不断地为生命活动提供直接能源。（举例，肌肉收缩、主动运输、蛋白质合成、大脑思考、生物发电等）项目ATP的合成（放能反应）ATP的水解（吸能反应：需要能量，来自于ATP释放的能量）反应式ADP＋Pi＋能量eq\o(→,\s\up7(酶))ATPATPeq\o(→,\s\up7(酶))ADP＋Pi＋能量所需酶ATP合成酶ATP水解酶能量来源光能(植物来自细胞呼吸（有机物分解释放的能量）和光合作用（产的ATP只供碳反应使用）)、化学能(动物来自细胞呼吸)储存在特殊化学键中的能量能量去路储存在特殊化学键中水解断裂最外侧高能磷酸键，释放能量用于各项生命活动反应场所细胞质基质、线粒体、叶绿体生物体的需能部位结论：物质是可逆的，能量是不可逆的，酶也不相同，因此ATP和ADP的相互转化不是可逆反应。补充：生物体内的能源物质总结(1)能源物质：糖类、脂肪、蛋白质、ATP。(2)主要能源物质：糖类。(3)储能物质：脂肪、淀粉(植物细胞)、糖原(动物细胞)。(4)主要储能物质：脂肪。(5)直接能源物质：ATP。(6)最终能量来源：太阳能。补充：(1)ATP的利用(2)ATP为主动运输供能的机理①参与Ca2＋主动运输的载体蛋白是一种能催化ATP水解的酶。当膜内侧的Ca2＋与其相应位点结合时，其酶活性就被激活了。②在载体蛋白这种酶的作用下，ATP分子的末端磷酸基团脱离下来与载体蛋白结合，这一过程伴随着能量的转移，这就是载体蛋白的磷酸化。③载体蛋白磷酸化导致其空间结构发生变化，使Ca2＋的结合位点转向膜外侧，将Ca2＋释放到膜外。(3)ATP是细胞内流通的能量“货币”①吸能反应一般与ATP水解的反应相联系，由ATP水解提供能量。②放能反应一般与ATP的合成相联系，释放的能量储存在ATP中。③能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通。2.有氧呼吸产生大量ATP1.细胞呼吸：细胞通过氧化分解有机物，将有机物中的能量换成可供生命活动直接使用的ATP，这个过程称为细胞呼吸。2.细胞呼吸的类型：有氧呼吸和无氧呼吸。3.有氧呼吸（大多数真核生物细胞呼吸过程有O2的参与，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化，分别产生水和CO2，释放能量，生成大量ATP的过程）（1）化学反应式：有氧呼吸场所：反应可归纳为两个阶段，分别在细胞质基质和线粒体中进行。真核细胞有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体；原核细胞无线粒体，有氧呼吸在细胞质和细胞膜上进行。有氧呼吸过程：①（场所:细胞质基质）第一阶段称为糖酵解：1分子葡萄糖在酶的催化下分解成2分子丙酮酸（C3H4O3三碳化合物），同时形成少量ATP，脱下的H由还原型辅酶Ⅰ（NADH）携带进入线粒体。（大部分能量以热能形式散失，小部分推动ADP形成ATP）②（场所：线粒体基质）第二阶段①三羧酸循环：在氧气充足的情况下，丙酮酸进入线粒体，在线粒体基质中氧化脱去一个C02，生成乙酰辅酶A（二碳化合物），参与到“三羧酸循环”的反应中，彻底氧化分解为CO2，并形成一定的ATP以及NADH。CO2从细胞中排出；③（场所：线粒体内膜）第二阶段②电子传递链：NADH携带的电子经线粒体内膜上的电子传递链，逐渐释放能量（氧化磷酸化：高能电子能量降低驱动H+主动运输到膜间隙，H+通过线粒体内膜的ATP合酶再协助扩散再运回到线粒体基质的时候，驱动酶催化ATP形成。这一步产生大量能量，H+和氧气产生水）。释放的能量部分转化生成ATP，部分以热能的形式释放。电子最终传递给O2，生成H2O。场所细胞质基质线粒体（有氧呼吸的主要场所）过程糖酵解三羧酸循环、电子传递链产物丙酮酸（C3H403）CO2和H20能量少量ATP和热能（大部分以热能的形式散失）大量ATP和热能（大部分以热能的形式散失）物质变化糖酵解：C6H12O6eq\o(――→,\s\up7(酶))2丙酮酸（C3）+4NADH（还原性辅酶Ⅰ）+少量能量三羧酸循环：丙酮酸（C3）eq\o(――→,\s\up7(酶))CO2+乙酰辅酶A（二碳化合物）；三羧酸循环：乙酰辅酶A（二碳化合物）+H20eq\o(――→,\s\up7(酶))CO2+NADPH+少量能量总：2丙酮酸（C3）+6H20eq\o(――→,\s\up7(酶))6C02+20NADH+少量能量电子传递链（氧化磷酸化）：24NADH（H+）+02→12H20+大量能量产物丙酮酸（C3H403）、释放少量能量、形成少量ATPCO2、H+、释放少量能量、形成少量ATP；H20、释放大量能量、形成大量ATP三羧酸循环中，乙酰辅酶A与草酰乙酸（四碳化合物）结合形成柠檬酸（六碳化合物），在一系列酶的催化下，逐步氧化释放CO2后仍生成草酰乙酸，可再与乙酰辅酶A结合进行下一轮循环。此过程直接产生少ATP和一定量NADH。（电子传递链）NADH携带的电子在线粒体内膜上的传递过程中，内膜上的蛋白质利用电子的能量，将线粒体基质中的H+泵入内外膜间隙，使内膜两侧H+浓度差增加。膜间隙的H+从ATP合酶（一种具有合成ATP功能的酶）处流回基质，驱动ATP合酶将ADP磷酸化形成ATP。此过程的能量来源于NADH的氧化，故称为氧化磷酸化。1分子葡萄糖经糖酵解、三羧酸循环和氧化磷酸化彻底氧化分解约产生30个ATP。（细胞在无氧的条件下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物不彻底的氧化分解，产生遗传和CO2或乳酸，释放出少量能量，生成少量ATP的过程）（1）场所：细胞质基质（2）过程：C6H12O6eq\o(→,\s\up7(酶))2C2H5OH+2CO2+能量;C6H12O6eq\o(→,\s\up7(酶))2C3H6O3+能量第一个阶段糖酵解：与有氧呼吸的第一阶段相同；第二个阶段（乳酸发酵）：无氧呼吸过程中，糖酵解形成的NADH不进入线粒体，而是在细胞质基质中将丙酮酸还原（脱H叫氧化，加H叫还原），最终产物是乳酸。这一过程中，1分子葡萄糖分解为2分子的乳酸，形成2个ATP。第二个阶段（酒精发酵）：酵母无氧呼吸的产物是乙醇（酒精）和CO2。糖酵解产生的丙酮酸，继续降解释放出1个CO2分子后，接受NADH的H+和电子，形成乙醇，该过程称为酒精发酵。酒精积累会对细胞产生伤害，在葡萄酒酿制过程中，当酒精含量达到12%～16%时，发酵停止。（3）类型及反应式：第一阶段（细胞质基质）葡萄糖eq\o(→,\s\up7(酶))丙酮酸＋NADH＋少量能量第二阶段（细胞质基质）酒精发酵大多数植物、酵母菌等乳酸发酵高等动物、马铃薯块茎、甜菜块根、乳酸菌等（4）无氧呼吸意义：一些动植物细胞和微生物能通过无氧呼吸的方式分解有机物获取能量，以保障短时间缺氧环境下生命活动的进行。（5）比较有氧呼吸和无氧呼吸项目有氧呼吸无氧呼吸不同点反应条件需要氧气、酶和适宜的温度不需氧气，需要酶和适宜的温度场所细胞质基质(第一阶段)线粒体(第二阶段)细胞质基质分解程度葡萄糖被彻底分解葡萄糖分解不彻底分解产物CO2、H2O乳酸或酒精和CO2能量释放大量少量相同点反应条件需酶和适宜温度本质氧化分解有机物，释放能量，生成ATP供生命活动所需过程第一阶段从葡萄糖到丙酮酸完全相同意义为生物体的各项生命活动提供能量补充：有氧呼吸和无氧呼吸的易错点(1)葡萄糖是有氧呼吸最常利用的物质，但不是唯一的物质。(2)葡萄糖不能进入线粒体，需要在细胞质基质中分解为丙酮酸和[H]后，丙酮酸才能进入线粒体中进一步分解。(3)真核细胞中哺乳动物成熟的红细胞、蛔虫无线粒体，只能进行无氧呼吸。线粒体不是进行有氧呼吸必需的结构，如蓝细菌(原核生物)无线粒体，但能进行有氧呼吸。（4）不是所有植物细胞无氧呼吸的产物都是酒精和二氧化碳，玉米胚、甜菜块根、马铃薯块茎等植物细胞无氧呼吸的产物是乳酸。人体细胞无氧呼吸的产物是乳酸，因此人体细胞产生二氧化碳只能通过有氧呼吸。（5）无氧呼吸只有第一阶段释放能量，第二阶段不释放能量。（6）无氧呼吸产物不同的原因：不同生物体内催化反应进行的酶的种类不同。（7）无氧呼吸并不是必须在绝对无氧的条件下进行。有氧但氧气浓度较低的条件下同样可以进行无氧呼吸。（8）有氧条件下葡萄糖中能量的去向有两个：大部分以热能的形式散失，少部分储存在ATP中。无氧条件下葡萄糖中能量的去向有三个：①未释放的能量储存在酒精或乳酸中；②释放的能量大部分以热能的形式散失；③释放的能量少部分储存在ATP中。补充：细胞呼吸的影响因素及其应用1．内部因素(1)遗传特性：不同种类的植物呼吸速率不同。实例：旱生植物小于水生植物，阴生植物小于阳生植物。(2)生长发育时期：同一植物在不同的生长发育时期呼吸速率不同。实例：幼苗期呼吸速率高，成熟期呼吸速率低。(3)器官类型：同一植物的不同器官呼吸速率不同。实例：生殖器官大于营养器官。2．外界因素(1)温度①原理：细胞呼吸是一系列酶促反应，温度通过影响酶的活性进而影响细胞呼吸速率。（和酶活性曲线相似）②应用：储存水果、蔬菜时应选取零上低温。(2)O2浓度①原理：O2是有氧呼吸所必需的，且O2对无氧呼吸过程有抑制作用。②a.O2浓度低时，无氧呼吸占优势。b．随着O2浓度增大，无氧呼吸逐渐被抑制，有氧呼吸不断加强。c．当O2浓度达到一定值后，随着O2浓度增大，有氧呼吸不再加强(受呼吸酶数量等因素的影响)。蔬果储存p点（总的CO2释放的最低点）③应用a．选用透气的消毒纱布包扎伤口，抑制破伤风芽孢杆菌等厌氧细菌的无氧呼吸。b．作物栽培中及时松土，保证根的正常细胞呼吸。c．提倡慢跑，防止肌细胞无氧呼吸产生乳酸。d．稻田定期排水，抑制无氧呼吸产生酒精，防止酒精中毒，烂根死亡。(3)CO2浓度①原理：CO2是细胞呼吸的最终产物，积累过多会抑制细胞呼吸的进行。②应用：在蔬菜和水果保鲜中，增加CO2浓度可抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗。(4)含水量①解读：一定范围内，细胞中自由水含量越多，代谢越旺盛，细胞呼吸越强。②应用：粮食储存前要进行晒干处理，目的是降低粮食中的自由水含量，降低细胞呼吸强度，减少储存时有机物的消耗。水果、蔬菜储存时保持一定的湿度。脂肪和蛋白质等有机物也可以成为细胞有氧呼吸的原料。在酶的作用下，脂肪可被水解为甘油和脂肪酸。其中，甘油可转变成丙酮酸进入糖的氧化分解途径；脂肪酸在酶的作用下逐步氧化分解形成乙酰辅酶A，并进入三羧酸循环被彻底氧化。因此，脂肪酸的彻底氧化分解需要在有氧条件下进行。蛋白质需要水解成氨基酸才能被氧化分解。当体内糖类供应不足时，氨基酸也可作为能源物质。在酶的作用下，氨基酸脱去氨基（脱氨基作用：脱去N），剩下的碳链（丙酮酸或乙酰辅酶A）可进入到细胞有氧呼吸的各环节中，氧化分解放出能量；脱下的氨基则被转化成尿素等含氮废物排出体外。细胞在不同的生活环境中，都能通过细胞呼吸将储存在有机分子中的能量转化为生命活动可以利用的能量，这体现了生命的适应性。四、叶绿体将光能转换并储存在糖分子中1.叶绿体是植物光合作用场所主要发生在植物的绿色部位，这些部位的细胞中有叶绿体。电子显微镜下可观察到，叶绿体内部有许多单层膜构成的扁平囊状的类囊体，悬浮在叶绿体的基质中。1．叶绿体的形态：扁平的椭球形或球形。2．叶绿体的结构模式图(1)结构eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(外表：①双层膜,内部\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(②基质,③基粒：由单层膜构成的扁平囊状的类囊体堆叠而成))))↓决定(2)功能：类囊体膜上分布着丰富的与光合作用有关的色素和蛋白质，是光能吸收和转换的场所。3．叶绿体捕获光能、进行光合作用的物质基础(1)在叶绿体内部巨大的膜表面上，分布着许多吸收光能的色素分子。(2)在类囊体膜上和叶绿体基质中，还有许多进行光合作用所必需的酶。补充：（3）稳定的反应场所（双层膜保护内部，控制物质进出）。（4）极大的受光面积（类囊体结构）4.高等植物叶绿体中的色素分为两大类：3/4叶绿素（包括叶绿素a和叶绿素b）；1/4类胡萝卜素（包括胡萝卜素和叶黄素）。色素种类色素颜色色素含量溶解度扩散速度叶黄素黄色最少最高最快胡萝卜素橙黄色较少较高较快叶绿素a蓝绿色最多较低较慢叶绿素b黄绿色较多最低最慢正常叶片中叶绿素含量约为类胡萝卜素的3倍，但随着叶片衰老或季节变化，这两类色素的比例会发生改变。1883年,德国科学家恩格曼（植物学家和微生物学家，获得成功巧妙的利用微生物要用实验）利用水绵（真核，有叶绿体）和需氧的运动细菌，对光合作用的有效光源进行了探索。恩格曼把一束丝状的水绵（绿色藻类）放在显微镜的载玻片上，同时在水绵周边滴加含有需氧细菌的溶液。通过调整棱镜，将照射在水绵上的可见光束分成不同颜色的光，就像彩虹一样穿过这束丝状的水绵。然后，在显微镜下观察细菌的运动。不久便观察到，细菌在水绵两边的蓝紫光和红光区域聚集成群，而绿光区域却很少。恩格曼的结论是：蓝紫光和红光是水绵光合作用中最有效的光源。5.叶绿体色素吸收光谱补充：(1)光谱：阳光是由不同波长的光组合成的复合光，在穿过三棱镜时，不同波长的光会分散开，形成不同颜色的光带，称为光谱。(2)色素的吸收光谱叶绿体色素的显著特点是能吸收可见光中特定波长的光：主要集中在蓝紫光和红橙光区域，几乎不吸收绿光。不同色素分子吸收的光的波长有差异。叶绿素主要吸收红橙光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。在自然界中，晴天的直射光中红橙光的比例高，阴天的散射光中蓝紫光比例高。1.1实验4-3叶绿体色素的提取分离及叶绿素含量的测定1．提取绿叶中的色素(1)实验原理：叶绿体色素分布于类囊体膜，具有亲脂性，能溶于有机溶剂，可用乙醇或丙酮将它们从叶片中提取出来。(2)实验步骤①叶片匀浆：称取1g经干燥（老教材：用新鲜的叶片，新鲜的液泡里有有机酸会破坏叶绿素，所以还需要加碳酸钙保护叶绿素，可以防止液泡中的细胞液中的酸性物质对于光合色素产生影响）处理的叶片，剪碎后放入研钵中，加6mL95%乙醇（溶解色素），研磨成匀浆。②过滤：漏斗内放置滤纸或底部放一层脱脂棉，将上述叶片匀浆液倒入玻璃漏斗过滤，并将过滤液收集到一个小试管中，得到色素提取液，封口膜封住试管口备用（因为乙醇的挥发性较强）。2．分离绿叶中的色素(1)原理：不同色素在有机溶剂中的溶解度不同，在吸附载体上的吸附能力不同，因此，不同色素随着有机溶剂在吸附载体上扩散的速率也就不同，这样就可将它们彼此分离。这种方法称为层析法。（距离滤液细线最远的色素，在层析液中的溶解度最高；距离滤液细线最近的色素，在层析液中的溶解度最低；最宽的色素带色素含量最高，最窄的色素带色素含量最低）(2)实验步骤①层析薄膜准备：将层析用的聚酰胺薄膜剪成2cm×8cm的长条。②点样：用玻璃毛细管取色素提取液（4种色素），于距层析薄膜底边1.5cm处划线（画细而直线，为了保证同一起点），晾干（为了防止湿的时候一次次重复会晕开）。重复点样3～5次（如果滤液不足，色素带颜色较淡，不能保证实验效果）。③层析：在烧杯中加入适量95%乙醇作为层析液，薄膜的点样端朝下放入层析液中，注意点样线不能进入或接触到层析液（如果没过，色素就会直接溶解在烧杯中，薄膜上得不到色素带）。用培养皿盖住烧杯，进行层析。④观察和记录：持续观察色素在薄膜上的分离现象，直至各色素带的相对位置不变后，取出晾干。记录薄膜上各色素带的颜色和位置。3.叶绿素含量的测定(1)原理：叶绿素具有特定的吸收波长，且吸光度值与叶绿素a、叶绿素b的含量有关。分别测定叶绿素在649nm和665nm处的吸光度，根据相关公式，可计算出其含量。(2)实验步骤①提取色素：小组内分工选取经干燥处理过的同种植物不同部位的叶片（成熟或幼嫩），加等量95%乙醇研磨后过滤，获取色素提取液。②稀释色素：将色素提取液用95%乙醇稀释到合适倍数（N），摇匀，备用。③测定吸光度：以95%乙醇为对照调零，在分光光度计中分别测定各部位色素提取液在665nm、649nm波长处的吸光度（A），分别记为A665nm和A649nm。④数据处理:按以下公式计算各部位色素稀释液中的叶绿素a、叶绿素b浓度和总叶绿素浓度。叶绿素a浓度（mg/L)=13.70A665nm-5.76A649nm；叶绿素b浓度（mg/L)=25.80A649nm-7.60A665nm；总叶绿素浓度（mg/L)=叶绿素a浓度+叶绿素b浓度。补充：实验出现异常现象的原因分析异常现象原因分析收集到的滤液绿色过浅①叶片滤液色素(叶绿素)太少；③一次加入大量的无水乙醇，提取液浓度太低(正确做法：分次加入少量无水乙醇)；滤纸条色素带重叠①滤液细线不直；②滤液细线过粗滤纸条无色素带①忘记画滤液细线；②滤液细线接触到层析液，且时间较长，色素全部溶解到层析液中补充：影响叶绿素合成的因素(1)光照：光是叶绿素合成的必要条件，植物在黑暗中叶呈黄色。(2)温度：低温抑制叶绿素的合成，破坏已有的叶绿素分子，从而使叶片变黄。(3)镁等无机盐：镁是构成叶绿素的重要成分，缺镁叶片变黄。补充：叶子为什么会变色？新生的树叶通常为绿色，这是由于新生叶子中主要含叶绿素与类胡萝卜素，其中叶绿素含量多(约占3/4)，叶绿素对绿光吸收最少，绿光被反射出来的缘故。在春季与夏季，植物为了生长会产生大量的叶绿素进行光合作用，所以此时叶子多呈绿色。树叶变黄是由于树叶中的各种色素在秋季来临之时会发生分解。树叶中的营养会被重新分配给树干与树根，以备过冬。而叶绿素的分解速度比叶黄素等快很多，叶绿素迅速分解完，叶黄素的颜色显露出来。因此秋季树叶多呈黄色。而树叶变红则是因为当温度低于7℃时，树叶中会生成花青素。花青素是植物花瓣中主要的显色物质，如玫瑰、牡丹等。在树叶落地后，树叶中的各种色素会逐渐降解，这时残留于叶中“单宁”的颜色——褐色便呈现出来，因此落叶最后呈褐色。2.光合作用是物质和能量的转换和过程1．概念：2．光合作用的反应式：CO2＋H2Oeq\o(――→,\s\up11(光能),\s\do4(叶绿体))(CH2O)＋O23．探索光合作用原理的部分实验时间/发现者内容1642年比利时科学家赫尔蒙特认为，植物生长增加的质量主要来源于水，而不是土壤。1771年英国化学家普里斯特利认为植物能够净化由于蜡烛燃烧、动物呼吸而变得“污浊”空气。1779年荷兰科学家英格豪斯发现植物净化空气的必要条件。1785年随着空气组成成分的发现，人们才明确植物在光下放出的气体是O2，吸收的是CO21804年瑞士化学家索绪尔证明植物体的碳来自植物同化大气中的CO219世纪中期德国物理学家迈尔发现植物把太阳能转化成化学能贮存起来，成为能量的供给者1864年德国植物生理学家萨克斯说明叶片在光下制造了淀粉。1897年法国科学家佩弗将绿色植物利用太阳能将CO2和H2O合成为有机物并释放O2的过程。1941年美国科学家鲁宾和卡门用同位素标记法实验为O2的来源提供直接的证据。（O2中的O来自哪里？来自于H20）20世纪40年代美国科学家卡尔文团队使用同位素标记和双向纸层析技术1929年中国科学家殷宏章发现“光色瞬变效应”，进一步证实了光合作用有两种光系统。4．光合作用过程(1)光反应:类囊体膜上的光合色素捕获光能，并将光能转变成活跃化学能、释放O2。①条件：光②场所：类囊体薄膜③物质变化a．将H2O分解为氧和H＋，其中H＋与NADP＋结合形成NADPH。b．使ADP和Pi反应形成ATP。④能量变化：类囊体膜上的光合色素捕获光能，并将光能转变成活跃化学能、释放O2。⑤光反应过程：(1)H2Oeq\o(――→,\s\up11(光能),\s\do4(酶))O2＋H＋(2)NADP＋＋H＋―→NADPH(3)ADP＋Pieq\o(――――→,\s\up11(光能),\s\do4(色素、酶))ATP1）光能的捕获与转换：类囊体膜上的光合色素吸收光能并传递到特定的叶绿素a上，使叶绿素a分子激发释放出高能电子。（光→色素→叶绿素a→氧化叶绿素a+e-）2）（类囊体膜上）水的光解：失去电子后的叶绿素a分子具强氧化性（氧化性叶绿素a），从类囊体腔内的H2O中夺取电子，叶绿素a分子被还原（氧化性叶绿素a恢复成稳定性叶绿素a），继续参与光反应；失去电子后的H2O分子裂解为H+和O2。O2可以自由穿过（自由扩散）各级膜释放到细胞外，H+留在类囊体腔内。2H2Oeq\o(――→,\s\up11(光能),\s\do4(酶))4H++O2↑+e-3）高能化合物的形成：叶绿素a释放的高能电子在类囊体膜上传递，最终与基质中的氧化型辅酶Ⅱ（NADP+）以及H+结合形成高能的还原型辅酶Ⅱ（NADPH）；电子传递过程中，类囊体膜蛋白将叶绿体基质中H+泵入类囊体，使类囊体腔中H+浓度高于类囊体外基质。H+顺浓度梯度穿过类囊体膜上的ATP合酶，驱动ATP的形成。光反应产生的ATP、NADPH推动叶绿体基质中碳反应的进行。（NADP++e-+eq\o(――→,\s\up11(H+),\s\do4(酶))NADPH，ADP+Pieq\o(――→,\s\up11(H+),\s\do4(酶))ATP）(2)碳反应：叶绿体利用ATP、NADPH将CO2合成为糖的过程。又称卡尔文循环。①条件：有没有光都能进行②场所：叶绿体基质③过程(卡尔文循环)：(1)CO2固定：CO2＋C5eq\o(――→,\s\up7(酶))2C3(2)C3还原：2C3eq\o(――――――→,\s\up11(ATP、NADPH),\s\do4(酶))(CH2O)＋C5(1)C02的固定：植物吸收的CO2与叶绿体基质中的五碳糖结合，在酶的催化下形成2个三碳化合物（C3）。(2)C3的还原：C3在ATP的驱动下，接受NADPH提供的H+和电子，形成三碳糖（磷酸甘油醛），将活跃的化学能转变为稳定的化学能。一部分三碳糖再生为五碳糖，继续参与卡尔文循环。另一部分三碳糖从叶绿体转运到细胞质基质中转变成蔗糖，并运输到植物体的各个部分；或变成淀粉暂时储存在叶绿体中，因此光照条件下在叶片中能检测到淀粉的存在。植物中的淀粉、纤维素、氨基酸、脂质等都是利用光合作用产生的糖转变的。④能量变化：NADPH、ATP中活跃的化学能变为有机物中稳定的化合能。光反应为碳反应提供NADPH和ATP，暗反应为光反应提供ADP和Pi、NADP＋。⑤C3和C5含量变化光合作用的两个阶段之间不仅会相互促进，也会相互制约。光反应减慢，提供的ATP和NADPH减少，碳反应中固定CO2的速率也会随之降低。如果CO2供应量减少，ATP和NADPH消耗降低，可提供给光反应的ADP和NADP+不足，同样制约光反应进行的速率。所以，中午阳光直射条件下，一些陆生植物关闭气孔以减少蒸腾，CO2吸收下降，光反应速率也会降低。条件光照由强到弱CO2供应不变光照由弱到强CO2供应不变CO2供应由充足到不足，关照不变CO2供应由不足到充足，关照不变C3含量增加减少减少增加C5含量减少增加增加减少NADPH和ATP减少或没有增加增加减少（CH20）的合成量减少增加减少增加补充：比较光合作用的两个阶段比较项目光反应阶段碳反应阶段（无需光、色素、ATP合酶）区别反应场所叶绿体的类囊体薄膜上叶绿体的基质中反应速度较快较缓慢与光的关系必须在光下进行不需要叶绿素和光，需要多种酶物质变化①水的光解：H2Oeq\o(――→,\s\up11(光),\s\do4(色素))2H＋＋eq\f(1,2)O2＋2e－②NADPH的合成：NADP＋＋2H＋＋2e－eq\o(――→,\s\up7(酶))NADPH＋H＋③ATP的合成：ADP＋Pi＋能量eq\o(――→,\s\up7(酶))ATP①CO2的固定：CO2＋C5eq\o(――→,\s\up7(酶))2C3②C3的还原：2C3eq\o(――――――→,\s\up11(酶),\s\do4(ATP、NADPH))C5＋(CH2O)③ATP的水解：ATPeq\o(――→,\s\up7(酶))ADP＋Pi＋能量④NADPH的分解：NADPHeq\o(――→,\s\up7(酶))NADP＋＋H＋＋2e－能量变化光能→电能→ATP和NADPH中活跃的化学能ATP和NADPH中活跃的化学能→糖类等有机物中稳定的化学能联系①光反应是暗反应的基础，光反应为暗反应提供NADPH和ATP(ATP从类囊体薄膜移向叶绿体基质)；暗反应为光反应提供ADP、Pi和NADP＋(ADP从叶绿体基质移向类囊体薄膜)；②没有光反应，暗反应缺乏NADPH和ATP，无法进行；暗反应受阻，光反应因产物积累也不能正常进行。可见，二者相互制约③光合作用的光反应阶段产生的ATP只能用于暗反应，不用于其他生命活动过程影响光反应：光照强度和光质影响碳反应：CO2浓度、温度1.光合作用的强度（又称光合速率）：光合作用的强度，又称为光合速率,可以用单位面积叶片在单位时间内进行光合作用释放的O2量或消耗的CO2量来表示，植物的光合速率不仅受内在因索的控制，还受多种环境因素的影响。2.影响因素-外因光合作用强度eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(影响因素\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(土壤中水分的多少,环境中CO2浓度,温度的高低,光照的长短和强弱及光的成分))))1．光合作用和有氧呼吸中各种元素的去向(1)C：CO2eq\o(→,\s\up7(暗反应))有机物eq\o(→,\s\up11(有氧呼吸),\s\do4(第一阶段))丙酮酸eq\o(→,\s\up11(有氧呼吸),\s\do4(第二阶段))CO2。(2)H：H2Oeq\o(→,\s\up7(光反应))NADPHeq\o(→,\s\up7(暗反应))(CH2O)eq\o(→,\s\up11(有氧呼吸),\s\do4(第一、二阶段))[H]eq\o(→,\s\up11(有氧呼吸),\s\do4(第三阶段))H2O。(3)O：H2Oeq\o(→,\s\up7(光反应))O2eq\o(→,\s\up11(有氧呼吸),\s\do4(第三阶段))H2Oeq\o(→,\s\up11(有氧呼吸),\s\do4(第二阶段))CO2eq\o(→,\s\up7(暗反应))(CH2O)。（1）光照强度原理：光照强度通过影响植物的光反应进而影响光合速率。光照强度增加，光反应速率加快，产生的NADPH和ATP增多，使暗反应中C3的还原加快，从而使光合作用产物增加。项目生理过程气体交换生理状态模型A点只进行呼吸作用吸收O2、释放CO2AB段呼吸作用＞光合作用（净光合速率＜0）吸收O2、释放CO2B点呼吸作用=光合作用（净光合速率=0）不与外界进行气体交换B点以后呼吸作用＜光合作用（净光合速率＞0）吸收CO2、释放O2应用：温室大棚中，适当增强光照强度，以提高光合速率，使作物增产。a．阴雨天适当补充光照，及时对大棚除霜消雾。b．阴生植物的光补偿点(光合速率等于呼吸速率时的光照强度)和光饱和点(光合速率最大时所对应的最小光照强度)一般都比阳生植物低，注意间作套种时农作物的种类搭配、林带树种的配置。（光补偿点越低越适应弱光）根据关键词判定真正光合速率、净光合速率和细胞呼吸速率项目表示方法(单位：g·cm－2·h－1)呼吸速率线粒体释放CO2量(m1)；黑暗条件下细胞(植物体)释放CO2量线粒体吸收O2量(n1)；黑暗条件下细胞(植物体)吸收O2量有机物(葡萄糖)消耗量净光合速率（可能＜0、总小于呼为负值；测量到的是净光合）细胞(植物体)吸收的CO2量(m2)细胞(植物体)释放的O2量(n2)植物(叶片)积累的有机物(葡萄糖)量真正(总)光合速率（不可能＜0，算出来的总光合）叶绿体利用、固定CO2量m3或(m1＋m2)叶绿体产生、释放O2量n3或(n1＋n2)植物(叶绿体)产生的有机物(葡萄糖)量2.真正光合速率、净光合速率和细胞呼吸速率的内在关系(1)植物绿色组织在黑暗条件下或非绿色组织测得的数值为呼吸速率(A点)。(2)植物绿色组织在有光条件下光合作用与细胞呼吸同时进行，测得的数据为净光合速率。(3)真正（实际或者总）光合速率＝呼吸速率＋净（表观：表面测到的）光合速率。3.光饱和点和补偿点的移动问题(1)细胞呼吸对应点(A点)的移动：细胞呼吸增强，A点下移，细胞呼吸减弱，A点上移。(2)补偿点(B点)的移动①细胞呼吸速率增加，其他条件不变时，CO2(或光)补偿点应右移，反之左移。②细胞呼吸速率基本不变，相关条件的改变使光合速率下降时，CO2(或光)补偿点应右移，反之左移。(3)饱和点(D点)的移动相关条件的改变(如增大光照强度或增大（2）CO2浓度CO2是光合作用的原料，大气中CO2浓度约为0.03%，基本稳定。原理：CO2影响碳反应阶段，制约C3的形成。限制因素，光照强度，酶，色素等。①图1中A点表示CO2补偿点，即光合速率等于呼吸速率时的CO2浓度。②图2中A′点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度。③B点和B′点对应的CO2浓度都表示CO2饱和点。气孔导度↓→（来源减少）胞间二氧化碳浓度↓→光合速率↓非气孔因素→（胞间吸收的二氧化碳少，去路减少，含量升高）胞间二氧化碳浓度↑→光合速率↓来源减少的程度比去路减少的程度更大，所以是↓↓应用：在人工温室栽培时补充室内CO2的浓度，可使一些作物生长加快，增产效果明显。图甲为自然环境中一昼夜CO2吸收和释放变化曲线，图乙为密闭玻璃罩内CO2浓度与时间关系曲线。图甲：夏季一昼夜CO2吸收和释放变化曲线图乙：密闭玻璃罩内CO2浓度与时间的关系曲线b点：凌晨2～4时，温度降低，细胞呼吸减弱，CO2释放减少。c点：有微弱光照，植物开始进行光合作用。cd段：光合速率＜呼吸速率。d点：上午7时左右，光合速率=呼吸速率。dh段：光合速率＞呼吸速率。f点：温度过高，部分气孔关闭，出现“光合午休”现象。h点：下午6时左右，光合速率=呼吸速率。hi段：光合速率＜呼吸速率。ij段：无光照，光合作用停止，只进行细胞呼吸AC段：无光照，植物只进行细胞呼吸。AB段：温度降低，细胞呼吸减弱。CD段：4时后，有微弱光照，开始进行光合作用，但光合作用强度＜细胞呼吸强度。D点：随光照增强，光合作用强度=细胞呼吸强度。DH段：光合作用强度＞细胞呼吸强度。其