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、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→A TP→有机物中化学能有机物中化学能→A TP+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:
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
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
b :黄绿色 1.滤纸条上色带的数目、排序、宽窄?
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________
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
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
条件 光、色素、酶 场所
在类囊体的薄膜上
光
酶。