（1）温度
温度以影响酶的活性影响呼吸速率。在最低点与最适点之间，呼吸酶活性低，呼吸作用受抑制，呼吸速率随温度的升高而加快。超过最适点，呼吸酶活性降低甚至变性失活，呼吸作用受到抑制，呼吸速率则会随着温度的增高而下降。
（2）O2的浓度
植物在O2浓度为0时只进行无氧呼吸，大多数植物无氧呼吸的产物是酒精和CO2；O2浓度在0~10%时，既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸；在O2浓度5%时，呼吸作用最弱；在O2浓度超过10%时，只进行有氧呼吸。有氧环境对无氧呼吸起抑制作用，抑制作用随氧浓度的增加而增强，直至无氧呼吸完全停止在一定氧浓度范围内，有氧呼吸的强度随氧浓度的增加而增强。 （3）CO2浓度 （4）含水量 呼呼 吸吸强强 度度 CO2浓度 从化学平衡角度分析，CO2浓度增加，呼吸速率下降。环境CO2浓度提高，将抑制细胞呼吸，可用此原理来贮藏水果和蔬菜。 三、细胞呼吸应用：
1、作物栽培时，要有适当措施保证根的正常呼吸，如疏松土壤等。
2、粮油种子贮藏时，要风干、降温，降低氧气含量，则能抑制呼吸作用，减少有机物消耗。 3、水果、蔬菜保鲜时，要低温或降低氧气含量及增加二氧化碳浓度，抑制呼吸作用。 4、包扎伤口，选用透气消毒纱布，抑制细菌无氧呼吸。
5、酵母菌酿酒：选通气，后密封。先让酵母菌有氧呼吸，大量繁殖，再无氧呼吸产生酒精。 6、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。 7、提倡慢跑：防止剧烈运动，肌细胞无氧呼吸产生乳酸。 8、破伤风杆菌感染伤口：须及时清洗伤口，以防无氧呼吸
含水量% 在一定范围内，呼吸作用强度随含水量的增加而增强，随含水量的减少而减弱。但陆生植物根部如长时间受水浸没，根部缺氧，进行无氧呼吸，产生过多酒精，可使根部细胞坏死。
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第四节 能量之源——光与光合作用
一、捕获光能的色素
1、实验：绿叶中色素的提取和分离
实验原理： 提取原理：色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中：
分离原理：溶解度高的随层析液在滤纸上扩散的速度快，反之则慢。
实验材料：新鲜的绿叶（如菠菜的绿叶），无水乙醇，层析液（由20份在60～90℃下分馏出来的石油醚、2份丙酮和1份苯混合而成。93号汽油也可代用），二氧化硅和碳酸钙。
实验用具：干燥的定性滤纸，试管，棉塞，试管架，研钵，玻璃漏斗，尼龙布，毛细吸管，剪刀，药勺，量筒（10ml），天平。
方法步骤: （1）称取5g绿色叶片并剪碎，放入研钵中 提取色素 研磨→漏斗过滤→收集到试管内并塞紧管口 （2）加入少量SiO2、CaCO3和10ml无水乙醇 （注：SiO2有助于研磨充分，CaCO3防止研磨中色素被破坏）
（1）将干燥的滤纸剪成6cm长，1cm宽的纸条，剪去一端两角（使层析液同时到达滤液细线） 制滤纸条 （2）在距剪角一端1cm处用铅笔画线
（1）用毛细管吸少量的滤液沿铅笔线处小心均匀地划一条滤液细线（用力均匀，速度适中） 滤液划线 （2）干燥后重复划2-3次
（1）向试管中倒入3ml层析液（以层析液不没及滤液细线为准） 纸上层析 （2）将滤纸条尖端朝下轻轻插入层析液中， （3）随后用棉塞塞紧试管口。
（注：不要让层析液没及滤纸条上的滤液细线，以免滤液细线中的色素溶解在层析液中。）
观察结果：滤纸条上出现四条宽度、颜色不同的彩带（如下图）
◎最宽：叶绿素a；（含量最多） ◎最窄：胡萝卜素；（含量最少） ◎相邻色素带最近：叶绿素a和叶绿素b； ◎相邻色素带最远：胡萝卜素和叶黄素。 ◎扩散最快的是胡萝卜素（橙黄色） ◎扩散最慢的是叶绿素b（黄绿色）。 叶绿素a(蓝绿色)
叶绿素 主要吸收红光和蓝紫光 （3/4） 叶绿素b（黄绿素） 2、绿叶中的色素 胡萝卜素（橙黄色） 类胡萝卜素 主要吸收蓝紫光 （1/4） 叶黄素（黄色）
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◎因为叶绿素对绿光吸收最少，绿光配反射出来，所以叶片呈现绿色。 二、叶绿体的结构（外膜、内膜、基粒、基质）
1、叶绿体只存在于植物的绿色细胞中。扁平的椭球形或球形，双层膜（透明的，有利于光照的透过）。 2、叶绿体内部由多个类囊体堆叠成基粒，基粒上有色素，吸收光能的色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上。每个基粒由2-100个类囊体组成，增大叶绿体内的膜面积，扩大色素酶附着面，扩大了受光面积，有利于提高光能的利用率。
3、基粒与基粒之间充满了基质，基质和基粒中含有与光合作用有关的酶，是光合作用的场所。 三、光合作用的原理
1、光合作用：绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并释放出氧气的过程。
①场所：绿色植物的叶绿体中 ②能量来源：光能 ③反应物：二氧化碳和水 ④产物：无机物和氧气 ⑤实质：合成有机物，储存能量。 2、光合作用的探究历程：
发现者 普利斯特利 英格豪斯 梅耶 萨克斯 恩格尔曼 鲁宾和卡门 卡尔文 四、光合作用的过程
条件 CO2供应不变、 停止光照 CO2供应不变、 突然光照 光照不变、 停止CO2 光照不变、 增加CO2 C3 ↑ C5 ↓ [H]、ATP ↓或没有 时间 1771年 1779年 1785年 1845年 1864年 1880年 1939年 20世纪40年代 植物可以更新空气 结论 只有在光照下只有绿叶才可以更新空气 明确了光下释放的是O2吸收的是CO2 光合作用把光能转换成化学能储存起来 植物叶片光合作用产生了淀粉 氧气是叶绿体释放出来的、叶绿体是光合作用的场所 光合作用释放的O2全部来自于H2O 探明了CO2转化成有机物的途径即卡尔文循环 ↓ ↑ ↑ ↓ ↑ ↑ ↑ ↓ ↓ 总反应式：
光能 光能
CO2 + H2O （CH2O）+ O2 或 6CO2 + 12H2O C6H12O6+ 6O2 + 6H2O
叶绿体 叶绿体 注意：光合作用释放的氧气全部来自水
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◎根据是否需要光能，可将其分为光反应和暗反应两个阶段。 1、光反应阶段：必须有光才能进行 条件：光、色素、酶、水 场所：叶绿体的类囊体薄膜上
水的光解： H2O [H] + O2
物质变化 酶
ATP的合成： ADP + Pi + 光能 ATP 能量变化：光能转化为ATP中活跃的化学能。 2、暗反应阶段：有光无光都能进行 条件：酶、CO2、[H]、ATP 场所：叶绿体基质
CO2 + C5 CO2的固定： 物质变化 2C3 + [H] C3化合物的还原：
酶
光能
2C3
酶 ATP
(CH2O) + C5 + ADP + Pi
能量变化：ATP中活跃的化学能转变为糖类等有机物中稳定的化学能。
3、联系：光反应阶段与暗反应阶段既有区别又紧密联系，是缺一不可的整体，光反应为暗反应提供ATP和[H]，暗反应为光反应提供合成ATP的原料ADP和Pi，没有光反应，暗反应无法进行，没有暗反应，有机物无法合成。 4、光合作用的意义
① 制造有机物，实现物质转变，将CO2和H2O合成有机物，转化并储存太阳能；② 调节大气中的O2和CO2含量保持相对稳定； ③ 生物生命活动所需能量的最终来源； 注：光合作用是生物界最基本的物质代谢和能量代谢。 五、影响光合作用的因素：
◎光合作用的强度：是指植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。
◎光合速率：是光合作用强度的指标，它是指单位时间内单位面积的叶片合成有机物的速率。影响因素包括植物自身内部的因素，如处在不同生育期等，以及多种外部因素。 1、单因子对光合作用速率影响的分析 （1）光照强度(如图所示)
曲线分析：
① A点光照强度为0，此时只进行细胞呼吸，释放CO2量表明此时的呼吸强度。
② AB段表明光照强度加强，光合作用逐渐加强，CO2的释放量逐渐减少，有一部分用于光合作用；
③ 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，称B点为光补偿点(植物白天的光照强度在光补偿点以上，植物才能正常生长)。
④ 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点不再加强了，称C点为光饱和点。
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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。
◎有光计算
① 真光合作用速率=净光合作用速率+细胞呼吸作用速率 CO2吸收
D B 净光合作用 真光合作用=净光合作用+呼吸作用
C O A 光照强度 呼吸作用
E CO2释放 ② 光合作用制造的有机物=光合作用积累的有机物+细胞呼吸消耗的有机物
解析：制造的就是生产的总量，其中一部分被储存起来，就是积累的，另一部分被呼吸消耗。 ③ 光合作用利用CO2的量=从外界吸收的CO2的量+细胞呼吸释放的CO2的量
解析：光合作用利用CO2的量有两个来源，一个是外界吸收的，另一个是自身呼吸放出的，二者都被光合作用利用。
（2）光照面积(如图所示)
曲线分析：
① 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点为光合作用叶面积的饱和点。随叶面积的增大，光合作用不再增加，原因是有很多叶被遮挡，光照强度在光补偿点以下。
② 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、含水量和矿质元素(如图所示)
曲线分析：
① CO2和水是光合作用的原料，矿质元素直接或间接影响光合作用。在一定范围内，CO2、水和矿质元素越多，光合作用速率越快，但到A点时，即CO2、水、矿质元素达到饱和时，就不再增加了。 ② 水分的供应当植物叶片缺水时，气孔会关闭，减少水分的散失，
同时影响CO2进入叶内，暗反应受阻，光合作用下降。
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必修1第五章 细胞的能量供应和利用(知识点)
