[拓展链接]有氧呼吸时1mol葡萄糖彻底氧化分解释放出2870KJ的能量，有1161KJ的能量储存在ATP中。由此可见，有氧呼吸释放出的能量多，所以有氧呼吸是细胞呼吸的主要形式。无氧呼吸不管生成酒精和二氧化碳，还是转化为乳酸，都只在第一阶段释放出少量的能量，生成少量ATP，而葡萄糖分子中大部分能量则存留在酒精或乳酸中。以乳酸为例，1mol葡萄糖在分解成乳酸后，只释放出196.65KJ的能量，其中只有61.08KJ的能量储存在ATP中。

类型三 影响细胞呼吸的因素分析

【例3】下图表示大气中氧的浓度对植物组织内产生CO2的影响，试根据图完成问题：

(1)A点表示植物组织释放的CO2较多，这些是________的产物。

(2)由A到B，CO2的释放量急剧减少，其原因是____________________________

(3)由B到C，CO2的释放量又不断增加，其主要原因是_____________________。

(4)为了有利于贮藏蔬菜或水果，贮藏室内的氧气应调节到图中的______________点所对应的浓度。采取这一措施的理由是______________。

【思路解析】：此题主要考查氧气浓度对呼吸作用的影响，关键在于抓住A点、B点、C点二氧化碳释放的相对值与大气中氧浓度的关系。由A—B随氧浓度增大，呼吸作用减弱.而由B—C呼吸作用随氧浓度增大又逐渐增强，至最高峰，这就说明了由A—B无氧呼吸由于氧浓度的增大被抑制，当超过B点所对应的氧浓度时，植物进行的主要是有氧呼吸。

【答案】：(1)无氧呼吸  (2)氧气增加，无氧呼吸受到抑制  (3)有氧呼吸加强，CO2释放增多  (4)B  此时植物组织呼吸最弱，有机物分解量最少

第3讲  能量之源—光与光合作用

要点一、对“绿叶中色素的提取和分离”实验解读

1.实验原理：

①利用色素溶于有机溶剂而不溶于水的性质，可以用无水乙醇等有机溶剂提取绿叶中的色素。

②利用各种色素在层析液中溶解度不同，随层析液在滤纸上扩散速度不同的原理可以使各种色素相互分离，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢。

2.实验过程：

观察结果：滤纸条上色素带有四条，分别是(由上到下)橙黄色的胡萝卜素，黄色的叶黄素，蓝绿色的叶绿素a，黄绿色的叶绿素b。如图：

3.实验中几种化学试剂的作用：

①无水乙醇用于提取绿叶中的色素;

②层析液用于分离绿叶中的色素;

③SiO2可增加杵棒与研钵间的摩擦力，破坏细胞结构，使研磨充分;.

④碳酸钙可防止研磨过程中色素被破坏。

4.注意的问题：

①剪取干燥的定性滤纸，双手尽量不要接触纸面，手要干净、干燥(可以套上塑料袋)，以免污染滤纸。

②加入的SiO2和CaCO3一定要少，否则滤液混浊，杂质多，颜色浅，实验效果差。

③根据试管的长度制备滤纸条，让滤纸条长度高出试管约1 cm，高出部分做直角弯折。

④画滤液细线时，用力要均匀，速度要适中。

[特别提醒]色素提取液呈淡绿色的原因：①研磨不充分，色素未能充分提取出来。  ②称取绿叶过少或加入无水乙醇过多，色素溶液浓度小。③未加碳酸钙或加入过少，色素分子部分被破坏。

要点二、叶绿体的结构和功能及色素的种类和作用的理解新课 标第 一网

1.叶绿体的结构和功能

(1)结构(如下图所示)

①双层膜：分内、外膜，包围着几个到几十个绿色基粒等细微结构。

②基粒：每个基粒由许多圆饼状的囊状结构堆叠而成，这些囊状结构称为类囊体，色素就分布在类囊体的薄膜上。

③基质：在基粒和基粒之间充满基质，含有与光合作用有关的酶。

(2)功能:叶绿体内的基粒和类囊体扩展了其受光面积，含有许多吸收光能的色素分子和光合作用所必需的酶，因此叶绿体是高等植物进行光合作用的场所。

2.叶绿体中的色素种类及作用

(1)色素的种类和作用

(2)色素与吸收光谱

(3)不同颜色温室大棚的光合效率

①无色透明大棚日光中各色光均能透过，有色大棚主要透过同色光，其他光被其吸收，所以用无色透明的大棚光合效率最高。

②叶绿素对绿光吸收最少，因此绿色塑料大棚光合效率最低。

[特别提醒]影响叶绿素合成的因素

(1)光照：光是影响叶绿素合成的主要条件，一般植物在黑暗中不能合成叶绿素，因而叶片发黄。

(2)温度：温度可影响与叶绿素合成有关的酶的活性，进而影响叶绿素的合成。低温时，叶绿素分子易被破坏，而使叶子变黄。

(3)必需元素：叶绿素中含N、Mg等必需元素，缺乏N、Mg将导致叶绿素无法合成，叶变黄。另外，Fe是叶绿素合成过程中某些酶的辅助成分，缺Fe也将导致叶绿素合成受阻，叶变黄。

[特别提醒]将叶绿体长时间置于暗处，叶绿体则转变成不含色素的白色体或只有类胡萝卜素的有色体，但光照后叉可恢复为具有叶绿素的叶绿体。基粒之间还有基粒类囊体与基粒的类囊体相连，从而使各类囊体的腔彼此相通。与光反应有关的色素和酶都分布在类囊体的膜上;与暗反应有关的酶则分布在基质上;叶绿体还含有少量的DNA、RNA。

3.正确分析光合作用的探究历程中的几个重要实验

1.普利斯特利的实验：

(1)实验过程及现象：

(2)结论：植物可以更新空气

(3)实验分析：

①由于缺少空白对照，实验结果说服力不强，应将点燃的蜡烛和小鼠分别单独置于玻璃罩内，作为空白对照。

②没有认识到光在植物更新空气中的作用，而将空气的更新归因于植物的生长。

③限于当时科学发展水平的限制，没有明确植物更新气体的成分。

2.萨克斯的实验：

(1)实验过程及现象：

(2)结论：绿色叶片在光合作用中产生淀粉。

(3)实验分析：

①设置了自身对照，自变量为光照，因变量是颜色变化。

②实验的关键是饥饿处理，以使叶片中的营养物质消耗掉，增强了实验的说服力。

③本实验除了证明光合作用的产物有淀粉外，还证明光是光合作用的必要条件。

3.鲁宾和卡门的实验：

(1)实验过程及结论：

①过程：H218O+C02→植物1802    C18O2+H20→植物→02

②结论：光合作用释放的氧气全部来自于水的分解。

(2)实验分析：设置了对照实验，自变量是标记物质(H218O和C18O2)，因变量是O2的放射性.

[特别提醒]科学的发展和技术的关系：通过这几个实验可以看出，光合作用的研究发展与物理学和化学的研究进展密切相关，同时科学技术的进步也推动了生物科学研究的发展。

要点四、对光合作用的过程的理解

光合作用是指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，并且释放出氧的过程。用反应式概括为：CO2+H2O (CH2O)+O2。其实光合作用的过程十分复杂，人们根据是否需要光能，把它分为光反应和暗反应两个阶段。具体过程用图解来表示：

1.光反应和暗反应具有明显的区别和联系，如下表：

注：本表中“物质转化”中的序号与上图中的序号一致

[特别提醒]叶绿体处于不同条件下，C3、C5、[H]、ATP以及(CH2O)合成量的动态变化

2.光合作用过程中的能量转换过程

要点五、影响光合作用的环境因素分析及其应用

1.光合作用强度表示方法

①单位时间内光合作用产生糖的数量

②单位时间内光合作用吸收CO2的量

③单位时间内光合作用放出O2的量

注意：最容易检测的是③。

2.环境因素对光合作用强度的影响及应用

(1)光照强度

①曲线分析

A点光照强度为O，此时只进行细胞呼吸，释放的CO2量可表示此时细胞呼吸的强度。

AB段：随光照强度增强，光合作用强度也逐渐增强，CO2释放量逐渐减少，这是因为细胞呼吸释放的CO2有一部分用于光合作用，此时细胞呼吸强度大于光合作用强度。

B点：细胞呼吸释放的C02全部用于光合作用，即光合作用强度等于细胞呼吸强度(光照强度只有在B点以上时，植物才能正常生长)，B点所示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点所示光照强度称为光饱和点。

②应用：阴生植物的B点前移，C点较低，如图中虚线所示，间作套种农作物的种类搭配，林带树种的配置，可合理利用光能;适当提高光照强度可增加大棚作物产量。

(2)CO2 浓度

①曲线分析：图l和图2都表示在一定范围内，光合作用速率随CO2浓度的增加而增大，但当CO2浓度增加到一定范围后，光合作用速率不再增加。

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。

图1和图2中的B和B'点都表示CO2饱和点。

②应用：在农业生产上可以通过“正其行，通其风”，增施农家肥等增大CO2浓度，提高光能利用率。

(3)温度

①曲线分析：温度主要是通过影响与光合作用有关酶的活性而影响光合作用速率。

②应用：冬天，温室栽培可适当提高温度，温室栽培也可适当降低温度。白天调到光合作用最适温度，以提高光合作用;晚上适当降低温室温度，以降低细胞呼吸，保证植物有机物的积累。

(4)必需元素供应

①曲线分析：在一定浓度范围内，增大必需元素的供应，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渗透失水而萎蔫。

②应用：根据作物的需肥规律，适时、适量地增施肥料，可提高农作物产量。

(5)水分

①影响：水是光合作用的原料，缺水既可直接影响光合作用，又会导致叶片气孔关闭，限制CO2进入叶片，从而间接影响光合作用。

②应用：根据作物的需水规律合理灌溉。

[自主探究3]将川芎植株的一叶片置于恒温的密闭小室，调节小室CO2浓度，在适宜光照强度下测定叶片光合作用的强度(以CO2吸收速率表示)，测定结果如图。下列相关叙述，正确的是(  )

A.如果光照强度适当降低，a点左移，b点左移

B.如果光照强度适当降低，a点左移，b点右移

C.如果光照强度适当增加，a点右移，b点右移

D.如果光照强度适当增加，a点左移，b点右移

【答案与解析】D  假定光照强度降低，要达到点a，则需要浓度更高的二氧化碳，a点应右移;假定光照强度升高，二氧化碳利用率升高，要达到点a，在二氧化碳浓度低一些的时候即可达到，a点应左移。另外，光照强度升高.则需要更高浓度的CO2才能达到最大光合作用强度，b点应右移。

[特别提醒]

叶龄与光合效率之间的关系：如图随幼叶的生长，叶面积不断增大，叶内叶绿体不断增加，光合作用速率不断增加;壮叶的叶面积、叶绿体和叶绿素都处于稳定状态，光合速率也基本稳定;随着叶龄的增加，叶内的叶绿素被破坏，光合速率随之下降。

农业生产中主要通过延长光照时间，增加光照面积和增强光合作用效率等途径提高光能利用率，如轮作、套种和间作等，合理密植。设法满足光合作用的各种环境因素，如利用大棚适当增加光照强度，提高CO2浓度和温度，来提高光合作用效率。

要点六、光合作用与细胞呼吸的区别和联系

1.光合作用与细胞呼吸的区别：

2.联系：

①物质方面

②能量方面

总之，光合作用与细胞呼吸既有区别又相互联系，是相辅相成的。

[特别提醒]光合作用与细胞呼吸的计算

植物进行光合作用吸收CO2的同时，还进行呼吸作用释放CO2，而呼吸作用释放的部分或全部CO2未出植物体又被光合作用利用，这时在光照下测定的CO2的吸收量称为表观光合速率或净光合速率。表观光合速率与真正光合速率的关系如图：

在不考虑光照强度对呼吸速率影响的情况下，OA段代表植物呼吸速率，OD段表示植物表观光合作用速率，OA+0D段表示真正光合速率，它们的关系为：真正光合速率=表现光合速率+呼吸速率。

具体表达为：光合作用消耗总CO2=从外界吸收的CO2+呼吸产生的CO2;

光合作用产生的总O2=释放到外界的O2+呼吸消耗的O2

一昼夜有机物的积累量(用CO2量表示)：积累量=白天从外界吸收的CO2—晚上呼吸释放的CO2。

要点七、自养生物和异养生物以及化能合成作用的区分

【例1】(2008广东6)关于蛋白酶的叙述，不正确的

A.蛋白酶是蛋白质             B.蛋白酶可以作为药品治疗某些疾病

C.蛋白酶可以水解所有的肽键    D.利用酶工程可以提高蛋白酶的稳定性

【思路解析】酶是活细胞产生的，具有催化作用的有机物，绝大多数的酶是蛋白质，少数是RNA。蛋白酶可以水解特定的肽键，将蛋白质水解为多肽，并不是可以水解所有的肽键;利用酶工程可以提高蛋白酶的稳定性，固定化酶比液体的稳定性高

【答案】C

[拓展链接]酶化学本质的实验验证：酶的化学本质还可利用酶的专一性原理进行证明，其方法是将某一待测酶分别用蛋白酶和核糖核酸酶进行处理，然后观察该待测酶是否还具有催化作用。

(1)证明某种酶是蛋白质：

实验组：待测酶液+双缩脲试剂→是否出现紫色反应。

对照组：已知蛋白液+双缩脲试剂→出现紫色反应。

(2)证明某种酶是RNA：

实验组：待测酶液+吡罗红染液→是否呈现红色。

对照组：已知RNA溶液+吡罗红染液→出现红色。