高中生物
第五章细胞的能量供应和利用
《AdeL生物》整理
知识清单ATP
ATP是一种不稳定的高能化合物，由1分子腺嘌呤，1分子核糖和3分子磷酸基团组成。
ATP的元素组成为：C、H、O、N、P，分子简式A-P~P~P，式中的A表示腺苷，T表示三个（英文的triple的开头字母T），P代表磷酸基团，“-”表示普通的磷酸键，“~”代表一种特殊的化学键，称为高能磷酸键（能量大于29.32kJ/mol的磷酸键称为高能磷酸键）。它有2个高能磷酸键，1个普通磷酸键。合成ATP的能量，对于动物、人、真菌和大多数细菌来说，均来自于细胞进行呼吸作用释放的能量；对于绿色植物来说，除了呼吸作用之外，在进行光合作用时，ADP合成ATP还利用了光能。ATP在ATP水解酶的作用下离A（腺苷）最远的“~”（高能磷酸键）断裂，ATP水解成ADP+Pi（游离磷酸基团）+能量。ATP分子水解时，实际上是指ATP分子中高能磷酸键的水解。高能磷酸键水解时释放的能量多达30.54kJ/mol，所以说ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物。
ATP是一种高能磷酸化合物，在细胞中，它能与ADP的相互转化实现贮能和放能，从而保证了细胞各项生命活动的能量供应。生成ATP的途径主要有两条：一条是植物体内含有叶绿体的细胞，在光合作用的光反应阶段生成ATP；另一条是所有活细胞都能通过细胞呼吸生成ATP。
1、功能：ATP是生命活动的直接能源物质
注：生命活动的主要的能源物质是糖类（葡萄糖）；
生命活动的储备能源物质是脂肪。
生命活动的根本能量来源是太阳能。
2、结构：
3、ATP与ADP的相互转化：
注：
（1）向右：表示ATP水解，所释放的能量用于各种需要能量的生命活动。
向左：表示ATP合成，所需的能量来源于生物化学反应释放的能量。
（在人和动物体内，来自细胞呼吸；绿色植物体内则来自细胞呼吸和光合作用）
（2）ATP能作为直接能源物质的原因是细胞中ATP与ADP循环转变，且十分迅速。
酶
酶（英文：Enzyme），通常是指由活细胞产生的、具有催化活性的一类生物催化功能的高分子物质（大多数酶的化学本质是蛋白质，少数为RNA）所有的酶都含有C、H、O、N四种元素。
特点：
1.高效性：酶的催化效率比无机催化剂更高，使得反应速率更快；
2.专一性：一种酶只能催化一种或一类底物，如蛋白酶只能催化蛋白质水解成多肽。
3.温和性：是指酶所催化的化学反应一般是在较温和的条件下进行的。
影响酶促反应速率的因素
（1）PH:在最适pH下，酶的活性最高，pH值偏高或偏低酶的活性都会明显降低。（PH过高或过低，酶活性丧失）
（2）温度:在最适温度下酶的活性最高，温度偏高或偏低酶的活性都会明显降低。（温度过低，酶活性降低；温度过高，酶活性丧失）
另外：还受酶的浓度、底物浓度、产物浓度的影响。
光合作用
光合作用的发现
比利时，范·海尔蒙特：植物生长所需要的养料主要来自于水,而不是土壤。
英国，普利斯特莱：植物可以更新空气。
荷兰，扬·英根豪斯：植物只有绿叶才能更新空气；并且需要阳光才能更新空气。
美国，恩吉(格)尔曼：光合作用的场所在叶绿体。
德国，萨克斯：叶片在光下能产生淀粉.
美国，鲁宾和卡门（用放射性同位素标记法）：光合作用释放的氧全部来自参加反应的水。（糖类中的氢也来自水）。
美国，梅尔文·卡尔文：用标14C标记的CO2追踪了光合作用过程中碳元素的行踪，进一步了解到光合作用中复杂的化学反应。
实验五色素的提取和分离
1、原理：叶绿体中的色素能溶解在有机溶剂丙酮或无水乙醇——提取色素各色素在层析液中的溶解度不同,随层析液在滤纸上扩散速度不同——分离色素
2、步骤：
（1）提取色素
（2）制备滤纸条
（3）画滤液细线：均匀，直，细，重复若干次
（4）分离色素：不能让滤液细线触及层析液
（5）观察和记录:结果滤纸条上从上到下依次为:橙黄色(胡萝卜素)、黄色(叶黄素)、蓝绿色(叶绿素a)、黄绿色(叶绿素b).
含量：叶绿素a叶绿素b叶黄素胡萝卜素
注意：
丙酮的用途是提取（溶解）叶绿体中的色素，
层析液的的用途是分离叶绿体中的色素；
石英砂的作用是为了研磨充分，
碳酸钙的作用是防止研磨时叶绿体中的色素受到破坏；
分离色素时，层析液不能没及滤液细线的原因是滤液细线上的色素会溶解到层析液中；
色素的位置和功能
叶绿体中的色素存在于叶绿体类囊体薄膜上。
叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光；
胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光及保护叶绿素免受强光伤害的作用。
Mg是构成叶绿素分子必需的元素。
光合作用
1、概念：
指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转变成储存能量的有机物，并且释放出氧气的过程。（注：蓝藻是原核生物，它没有叶绿体，但它能进行光合作用，原因是它具有光合色素。）
2、过程：
3、总反应式：
4、实质：把无机物转变成有机物，把光能转变成有机物中的化学能
影响光合作用的环境因素：
光照强度、CO2浓度、温度等
（1）光照强度：在一定的光照强度范围内，光合作用的速率随着光照强度的增加而加快。
（2）CO2浓度：在一定浓度范围内，光合作用速率随着CO2浓度的增加而加快。
（3）温度：光合作用只能在一定的温度范围内进行，在最适温度时，光合作用速率最快，高于或低于最适温度，光合作用速率下降。
五、农业生产中提高光能利用率采取的方法:
延长光照时间如：补充人工光照、多季种植
增加光照面积如：合理密植、套种
增强光合作用效率:
1.光照强弱的控制：阳生植物（强光），阴生植物（弱光）
2.适当提高CO2浓度：施农家肥
3.适当提高白天温度（降低夜间温度）
4.必需矿质元素的供应
细胞呼吸
细胞呼吸就是细胞内进行的将糖类等有机物分解成无机物或小分子有机物，并且释放出能量的过程。
有氧呼吸
1、概念：有氧呼吸是指活细胞在有氧气的参与下，通过酶的催化作用，把某些有机物彻底氧化分解，产生出二氧化碳和水，同时释放大量能量的过程。
3、意义：是大多数生物特别是人和高等动植物获得能量的主要途径
无氧呼吸
概念：
无氧呼吸是指细胞在无氧条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解成乙醇和二氧化碳或乳酸,同时释放少量能量的过程。
总反应式乳酸发酵：C6H12O6--酶-→2C3H6O3（乳酸）+少量能量
酒精发酵：C6H12O6--酶-→2C2H5OH（酒精）+2CO2+少量能量
意义：高等植物在水淹的情况下，可以进行短暂的无氧呼吸，将葡萄糖分解为酒精和二氧化碳，释放出能量以适应缺氧环境条件。（酒精会毒害根细胞，产生烂根现象）
人在剧烈运动时，需要在相对较短的时间内消耗大量的能量，肌肉细胞则以无氧呼吸的方式将葡萄糖分解为乳酸，释放出一定能量，满足人体的需要。
有氧呼吸和无氧呼吸的区别
区别：有氧呼吸主要在线粒体内,而无氧呼吸主要在细胞基质内.有氧呼吸需要分子氧参加,而无氧呼吸不需要分子氧参加。有氧呼吸分解产物是二氧化碳和水,无氧呼吸分解产物是酒精或者乳酸。有氧呼吸释放能量较多,无氧呼吸释放能量较少.
共同点：1．从物质和能量的变化看，两者都是分解有机物释放能量。
2．从反应过程来看，这两种呼吸类型的第一步反应，都是在细胞质基质中把葡萄糖分解成丙酮酸。
3．从生物进化的角度看，原始地球的大气不含氧气。所以，那时候的生物的呼吸方式都为无氧呼吸。当蓝藻等自养型生物出现以后，大气中有了氧气，才出现了有氧呼吸。可见，有氧呼吸是在无氧呼吸的基础上发展而成的。
细胞呼吸的意义
为生物体的生命活动提供能量，其中间产物还是各种有机物之间转化的枢纽。
应用：
1、水稻生产中适时的露田和晒田可以改善土壤通气条件，增强水稻根系的细胞呼吸作用。
2、储存粮食时，要注意降低温度和保持干燥，抑制细胞呼吸。
3、果蔬保鲜时，采用降低氧浓度、充氮气或降低温度等方法，抑制细胞呼吸，注意要保持一定的湿度。
实验探究酵母菌的呼吸方式
1、原理:酵母菌在有氧条件下进行有氧呼吸,产生二氧化碳和水：C6H12O6＋6O2＋6H2O6→CO2＋12H2O＋能量
在无氧条件下进行无氧呼吸,产生酒精和少量二氧化碳：
C6H12O6→2C2H5OH＋2CO2＋少量能量2、装置：
3、检测：（1）检测CO2的产生：使澄清石灰水变浑浊，或使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。（2）检测酒精的产生：橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与酒精发生反应，变成灰绿色。
4，结论：酵母能进行有氧呼吸，也能进行无氧呼吸。
光合作用和呼吸作用的关系
考点分析
1考点一酶的作用原理和酶的特性
1.酶的作用原理
下图曲线表示在无酶催化条件和有酶催化条件下某化学反应的能量变化过程。
(1)没有酶催化的反应曲线是②。
(2)有酶催化的反应曲线是①。
(3)AC段的含义是在无催化剂的条件下，反应所需要的活化能。
(4)BC段的含义是酶降低的活化能。
(5)若将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则B点在纵轴上将向上移动，即反应需要的活化能要增大。
2．酶的特性
特点
原因
高效性
酶降低化学反应活化能的作用更显著
专一性
酶只能催化特定的化学反应
作用条件较温和
在高温、过酸、过碱的条件下都会使酶失活
小提示
(1)酶并不只在细胞内发挥作用：
酶由活细胞产生，可以在细胞内发挥作用，如细胞内的呼吸氧化酶；也可以分泌到细胞外发挥作用，如各种消化酶；在生物体外适宜的条件下也能发挥作用，如实验证明唾液淀粉酶水解淀粉的实验。
(2)产生激素的细胞一定能产生酶，但产生酶的细胞不一定能产生激素。
酶与激素的比较
项目
酶
激素
来源及作用场所
活细胞产生；细胞内或细胞外
专门的内分泌腺或特定部位细胞产生；细胞外发挥作用
化学本质
绝大多数是蛋白质，少数是RNA
固醇类、多肽、蛋白质、氨基酸衍生物、脂质等
生物功能
催化作用
调节作用
共性
在生物体内均属高效能物质，即含量少、作用大、生物代谢不可缺少
2考点二与酶有关的曲线分析
1.表示酶高效性的曲线及实验验证
(1)曲线模型：
①与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。
②酶只能缩短达到化学平衡所需的时间，不能改变化学反应的平衡点。
(2)实验验证：
对照组：反应物＋无机催化剂→反应物分解速率；
实验组：反应物＋等量酶溶液→反应物分解速率。
实验中自变量是催化剂种类，因变量是反应物分解速率。
实验结论：酶的催化效率远大于无机催化剂的催化效率。
2．表示酶专一性的曲线及实验验证
(1)曲线模型：
①加入酶B的反应速率和无酶条件下的反应速率相同，说明酶B对此反应无催化作用。
?②而加入酶A的反应速率随反应物浓度的增大明显加快，说明酶具有专一性。
?(2)实验验证：
?用淀粉酶分别催化淀粉和蔗糖后，再用斐林试剂鉴定，根据是否有砖红色沉淀来判断淀粉酶是否对二者都有催化作用，从而探究酶的专一性。
3．影响酶促反应的因素
(1)温度和pH：
①在一定温度(pH)范围内，随温度(pH)的升高，酶的催化作用增强，超过这一范围，酶的催化作用逐渐减弱。
②过酸、过碱、高温都会使酶变性失活，而低温只是抑制酶的活性，酶分子结构未被破坏，温度升高可恢复活性。③从丙图可以看出：反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度。
(2)底物浓度和酶浓度对酶促反应速率的影响：
?①甲图：在其他条件适宜、酶量一定的情况下，酶促反应速率随底物浓度增加而加快，但当底物达到一定浓度后，受酶数量和酶活性限制，酶促反应速率不再增加。
?②乙图：在底物充足、其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度成正比。
能力提升
“四看法”分析酶促反应曲线
?1．一看两坐标轴的含义：分清自变量与因变量，了解两个变量的关系。
?2．二看曲线的变化：利用数学模型法观察同一条曲线的升、降或平的变化，掌握变量变化的生物学意义。如在分析影响酶促反应的因素时，一般情况下，生成物的量未达到饱和时，限制因素是横坐标所表示的因素，当达到饱和后，限制因素是除横坐标所表示的因素之外的其他因素。?3．三看特殊点：即曲线的起点、终点、顶点、转折点、交叉点等五点，理解特殊点的意义。
?4．四看不同曲线的变化：理解曲线之间的内在联系，找出不同曲线的异同及变化的原因。
?与酶相关的实验探究
?1．验证酶的本质
(1)验证酶是蛋白质
?实验组：待测酶溶液＋双缩脲试剂→是否出现紫色反应；?对照组：标准蛋白质溶液＋双缩脲试剂→紫色反应。?变量分析：自变量为待测酶溶液和标准蛋白质溶液；?因变量为是否有紫色反应。
?(2)验证酶是RNA
?实验组：待测酶溶液＋吡罗红试剂→是否出现红色；
对照组：标准RNA溶液＋吡罗红试剂→出现红色。
?变量分析：自变量为待测酶溶液和标准RNA溶液；因变量为是否出现红色。
?2．验证酶的催化作用
?实验组：底物＋相应的酶液→底物是否被分解；
?对照组：底物＋等量蒸馏水→底物不被分解。
?变量分析：自变量为相应的酶液的有无；因变量为底物是否被分解。
?3．验证酶的专一性
?(1)方案一：用同种酶催化两种不同物质
?实验组：反应物＋相应酶溶液→反应物被分解；
?对照组：另一反应物＋等量相同酶溶液→反应物不被分解。
?(2)方案二：用两种不同酶催化同一物质
?实验组：反应物＋相应酶溶液→反应物被分解；
?对照组：相同反应物＋等量另一种酶溶液→反应物不被分解。
?变量分析：方案一中的自变量为反应物的不同，方案?二的自变量为酶溶液的不同，因变量均为反应物是否被分解。
?4．验证酶的高效性(案例——比较过氧化氢在不同条件下的分解)
?变量分析：
3考点三ATP的结构和转化
1.ATP的结构
(1)元素组成：C、H、O、N、P。
(2)化学组成：1分子腺苷和3分子磷酸基团。
(3)结构式：
由结构式可看出，ATP的结构特点可用“一、二、三”来总结，即一个腺苷、两个高能磷酸键、三个磷酸基团。
(4)结构简式：A－P～P～P。
2．ATP的形成途径
3．ATP与ADP的相互转化
ATP的合成
ATP的水解
反应式
ADP＋Pi＋能量ATP
ATPADP＋Pi＋能量
所需酶
ATP合成酶
ATP水解酶
能量来源
光能(光合作用)，化学能(细胞呼吸)
储存于高能磷酸键中的能量
能量去路
储存于形成的高能磷酸键中
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
小提示(1)ATP≠能量：
ATP是一种高能磷酸化合物，是与能量有关的一种物质，不能将两者等同起来。
(2)细胞中ATP的含量并不多：
ATP是生命活动的直接能源物质，但它在细胞中的含量很少。ATP与ADP时刻不停地进行相互转化，这是细胞的能量供应机制。
4考点四细胞呼吸的过程分析1.有氧呼吸图解
2．过程分析
(1)在有氧呼吸总反应式中标出氧元素的来源和去路
(2)反应物和产物：
①CO2是在第二阶段产生的，是由丙酮酸和水反应生成的，场所是线粒体基质。
②O2参与了第三阶段，[H]和O2结合生成水，所以细胞呼吸产生的水中的氧来自于O2，场所是线粒体内膜。
③有氧呼吸过程中的反应物和生成物中都有水，反应物中的水用于第二阶段和丙酮酸反应，生成物中的水是有氧呼吸第三阶段[H]和O2结合生成的。
(3)细胞呼吸中[H]和ATP的来源和去路：
(4)能量代谢：
①有氧呼吸三个阶段都释放能量产生ATP，而无氧呼吸只在第一阶段释放能量产生ATP。
②细胞呼吸释放的能量大部分以热能散失，少部分转移到ATP中。
5考点五影响细胞呼吸的主要因素及实践应用1.温度
(1)曲线模型：如下图。
(2)模型解读：温度通过影响与细胞呼吸有关酶的活性来影响呼吸速率。
①最适温度时，细胞呼吸最强。
②超过最适温度时，呼吸酶活性降低，甚至变性失活，细胞呼吸受抑制。
③低于最适温度呼吸酶活性下降，细胞呼吸受抑制。
(3)应用：
①低温下贮存蔬菜水果。
②温室栽培中增大昼夜温差(降低夜间温度)，以减少夜间呼吸消耗有机物。
2．O2浓度
(1)曲线模型：如下图
(2)模型解读
①O2浓度低时，无氧呼吸占优势。
②随O2浓度增大，无氧呼吸逐渐被抑制，有氧呼吸不断加强。
③当O2浓度达到一定值后，随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)。
(3)应用：贮藏水果、蔬菜、种子时，降低O2浓度，以减少有机物消耗，但不能无O2，否则产生酒精过多，导致腐烂。
3.含水量
(1)曲线模型：如下图
(2)模型解读：在一定范围内，细胞呼吸速率随含水量的增加而加快，随含水量的减少而减慢。当含水量过多时，呼吸速率减慢，甚至死亡。
(3)应用：作物栽培中，合理灌溉。
4.CO2浓度
(1)曲线模型：如下图
(2)模型解读：CO2是细胞呼吸的产物，对细胞呼吸具有抑制作用。
(3)应用：在蔬菜、水果保鲜中，增加CO2浓度(或充入N2)可抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗。
5．细胞呼吸原理在生产生活中的6点应用举例
(1)“创可贴”包扎伤口，为伤口创造疏松透气的环境，从而防止厌氧菌繁殖。
(2)工业发酵罐酿酒，先通气让酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖，后密封让酵母菌进行无氧呼吸产生酒精。
(3)稻田需要定期排水，促进根细胞有氧呼吸，防止无氧呼吸产生的酒精毒害细胞。
(4)作物栽培需中耕松土，防止土壤板结，促进根细胞有氧呼吸，保证能量供应，促进矿质元素的吸收。
(5)粮食种子保存：零上低温、低氧、干燥；果蔬贮藏：零上低温、低氧、中等湿度。
(6)提倡慢跑，防止无氧呼吸产生乳酸使肌肉酸胀。
能力提升根据气体的变化和场所情况判断细胞呼吸类型的方法
(1)根据CO2释放量与O2消耗量判断(呼吸底物为葡萄糖)：
①不消耗O2，释放CO2→只进行无氧呼吸。
②无CO2释放→只进行产生乳酸的无氧呼吸。
③酒精产生量等于CO2量→只进行产生酒精的无氧呼吸。④CO2释放量等于O2的吸收量→只进行有氧呼吸。
⑤CO2释放量大于O2的吸收量→既进行有氧呼吸，又进行酒精发酵；多余的CO2来自酒精发酵。
⑥酒精产生量小于CO2量→既进行有氧呼吸，又进行酒精发酵；多余的CO2来自有氧呼吸。
(2)根据场所判断：
对于真核细胞来说，若整个呼吸过程均在细胞质基质中进行，则为无氧呼吸；若部分过程在线粒体中进行，则为有氧呼吸。
探究酵母菌细胞呼吸的方式
1．实验原理
(1)酵母菌在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。酵母菌进行有氧呼吸能产生大量的CO2，在进行无氧呼吸时能产生酒精和CO2。
(2)CO2可使澄清的石灰水变浑浊，也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄，根据石灰水浑浊程度或溴麝香草酚蓝水溶液变成黄色的时间长短，可以检测酵母菌培养液中CO2的产生情况。
(3)橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下可与乙醇发生化学反应，变成灰绿色。
2．实验过程
(1)配制酵母菌培养液(酵母菌＋葡萄糖溶液)
(2)设计对比实验
①空气先通过NaOH溶液的目的是清除CO2。
②B瓶应先封口放置一段时间，再连通盛澄清石灰水的锥形瓶，这样做的目的是耗尽氧气。
(3)检测产物
①检测CO2的产生，装置如上图所示。
②检测酒精的产生：从A、B中各取2mL滤液分别注入编号为1、2的两支试管中→分别滴加0.5mL溶有0.1g重铬酸钾的浓硫酸溶液→振荡并观察溶液中的颜色变化
(4)实验现象
①两装置中石灰水都变浑浊，但有氧实验组中浑浊程度高且速度快。
②2号试管中溶液由橙色变成灰绿色，1号试管不变色。
(5)实验结论
酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。在有氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生二氧化碳；在无氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生酒精和二氧化碳。
6考点六光合作用发现史中的经典实验分析
(1)本实验的实验组为极细光束照射处的叶绿体，对照组为黑暗处的叶绿体和完全曝光的叶绿体。
(2)本实验为自身对照，自变量为光照(照光处与不照光处；黑暗与完全曝光)，因变量为好氧细菌分布。
恩格尔曼实验方法的巧妙之处
(1)实验材料选得妙：用水绵作为实验材料。水绵不仅具有细而长的带状叶绿体，而且叶绿体螺旋状地分布在细胞中，便于观察和分析研究。
(2)排除干扰的方法妙：实验成功的关键之一在于控制无关变量和减少额外变量，恩格尔曼将临时装片放在黑暗并且没有空气的环境中，排除了环境中光线和氧的影响，从而确保实验能够正常进行。
(3)观测指标设计得妙：通过好氧细菌的分布进行检测，从而能够准确地判断出水绵细胞中释放氧的部位。
(4)实验对照设计得妙：进行黑暗(局部光照)和曝光的对比实验，从而明确实验结果完全是由光照引起的。
7考点七光合作用的过程
光合作用的过程
1．在光合作用总反应式中标出各元素的来源和去路
2．比较光反应和暗反应
小提示(1)若同一植物处于两种不同情况下进行光合作用，甲：一直光照10min；乙：光照5s，黑暗5s，持续20min，则光合作用制造的有机物：甲乙(暗反应时间长)。
(2)CO2中C进入C3但不进入C5，最后进入(CH2O)，C5中C不进入(CH2O)，可用放射性同位素标记法证明。
(3)光合作用光反应产生的ATP只用于暗反应阶段，不能用于其他生命活动，其他生命活动所需ATP只能来自细胞呼吸。
8考点八影响光合作用的环境因素及其在生产上的应用
1.光照
(1)光照强度
①原理分析：光照强度影响光合速率的原理是通过影响光反应阶段，制约ATP和[H]的产生，进而制约暗反应阶段。
②图像分析：A点时只进行细胞呼吸；AB段随着光照强度的增强，光合作用强度也增强，但是仍然小于细胞呼吸强度；B点时代谢特点为光合作用强度等于细胞呼吸强度；BC段随着光照强度的增强，光合作用强度也不断增强；C点对应的光照强度为光饱和点，限制C点的环境因素可能有温度或二氧化碳浓度等。
③应用分析：欲使植物正常生长，则必须使光照强度大于B点对应的光照强度；适当提高光照强度可增加大棚作物产量。
(2)光照面积
①图像分析：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，呼吸量不断增加(OC段)，所以干物质积累量不断降低(BC段)。
②应用分析：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。
②图像分析：
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，而图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。
③应用分析：大气中的CO2浓度处于OA′段时，植物无法进行光合作用；在农业生产中可通过“正其行，通其风”和增施农家肥等措施增加CO2浓度，提高光合作用速率。
(4)温度
①原理分析：
是通过影响酶活性进而影响光合作用。
②图像分析：低温导致酶的活性降低，引起植物的光合作用速率降低，在一定范围内随着温度的升高酶活性升高进而引起光合速率也增强；温度过高会引起酶活性降低，植物光合速率降低。
③应用分析：温室中白天调到光合作用最适温度，以提高光合作用速率；晚上适当降低温室的温度，以降低细胞呼吸，保证植物有机物积累。
(5)必需矿质元素
①图像分析：
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。
②应用分析：
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。
(2)应用：
温室栽培时，在一定光照强度下，白天适当提高温度，增加光合作用酶的活性，提高光合速率，也可同时充入适量的CO2进一步提高光合速率，当温度适宜时，要适当提高光照强度和CO2浓度以提高光合速率。
能力提升光合速率与呼吸速率的关系
真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。
关系式用O2、CO2或葡萄糖的量表示如下：
(1)光合作用产氧量＝氧气释放量＋细胞呼吸耗氧量；
(2)光合作用固定CO2量＝CO2吸收量＋细胞呼吸释放CO2量；
(3)光合作用葡萄糖产生量＝葡萄糖积累量(增重部分)＋细胞呼吸消耗葡萄糖量。
叶绿体中的色素提取和分离
1.实验过程
2．实验中的注意事项及操作目的
过程
注意事项
操作目的
提取色素
(1)
选新鲜绿色的叶片
使滤液中色素含量高
(2)
研磨时加无水乙醇
溶解色素
(3)
加少量SiO2和CaCO3
研磨充分和保护色素
(4)
迅速、充分研磨
防止乙醇挥发，充分溶解色素
(5)
盛放滤液的试管管口加棉塞
防止乙醇挥发和色素氧化
分离色素
(1)
滤纸预先干燥处理
使层析液在滤纸上快速扩散
(2)
滤液细线要直、细、匀
使分离出的色素带平整不重叠
(3)
滤液细线干燥后再画一两次
使分离出的色素带清晰分明
(4)
滤液细线不触及层析液
防止色素直接溶解到层析液中
3．色素的功能
吸收、传递、转化光能
其中叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。
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