课件67张PPT。细胞的能量供应和利用第五章第1节 降低化学反应活化能的酶第五章
1．细胞代谢是细胞中化学反应的总称。
2．酶是生物催化剂，其催化作用的原理是降低化学反应的活化能。
3．酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，绝大多数是蛋白质，少部分是RNA。
4．酶的特性是高效性、专一性和作用条件的温和性。
5．酶具有高效性的原因是：与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著。
6．过酸、过碱或温度过高，都会使酶因空间结构破坏而失活。
7．在一定低温下，酶的活性低，但空间结构稳定，并未失活，在适宜温度下酶的活性可升高。目标预览：
1．掌握控制实验变量的科学方法。
2．描述酶的作用、本质和特性。(重点)
3．设计实验探究“影响酶活性的条件”。(重、难点)
情境导入：
生命活动要求体内环境稳定，温度控制是稳定内环境的一个重要环节。可是陆地的气候变化很大，一切变温动物，如昆虫、两栖类、爬行类等，它们的生命活动受到季节变化的很大限制，一般都要进行冬眠，有的甚至进行夏蛰。只有恒温动物，能够保持一定的体温，进行正常的代谢活动，才是真正的陆地动物，真正地占领了陆地。
为什么温度对生物的生命活动影响这么大呢？
(一)问题探讨
1．这个实验要解决的问题是：鸟类的胃是否只有物理性消化，没有化学性消化？
2．是胃内的化学物质将肉块分解了。
3．提示：收集胃内的化学物质，看看这些物质在体外是否也能将肉块分解。
(二)实验
1．2号试管放出的气泡多。这一现象说明加热能促进过氧化氢的分解，提高反应速率。
2．不能。
3．说明FeCl3中的Fe3＋和新鲜肝脏中的过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解的速率。
4．4号试管的反应速率比3号试管快得多。说明过氧化氢酶比Fe3＋的催化效率高得多。细胞内每时每刻都在进行着成千上万种化学反应，这些化学反应需要在常温、常压下高效率地进行，只有酶能够满足这样的要求，所以说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要。(三)资料分析
1．巴斯德认为发酵与活细胞有关是合理的，但是认为发酵是整个细胞而不是细胞中的某些物质在起作用是不正确的；李比希认为引起发酵的是细胞中的某些物质是合理的，但是认为这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用是不正确的。
2．提示：巴斯德是微生物学家，特别强调生物体或细胞的作用；李比希是化学家，倾向于从化学的角度考虑问题。他们的争论促使后人把对酶的研究的目标集中在他们争论的焦点上，使科学研究更加有的放矢。
3．毕希纳的实验说明，酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后继续起催化作用，就像在活酵母细胞中一样。
4．萨姆纳历时9年用正确的科学方法，坚持不懈、百折不挠的科学精神，将酶提纯出来。成功属于不畏艰苦的人。
(四)旁栏思考题
绝大多数酶是蛋白质，强酸、强碱、高温等剧烈条件都会影响到蛋白质的结构，所以酶比较“娇气”。自 主 预 习细胞中 化学反应 细胞生命活动 水浴加热 FeCl3溶液 过氧化氢酶 (2)实验步骤：2 mL过氧化氢溶液 90℃ 水浴 2滴 肝脏研磨液 气泡数量 燃烧程度
(3)实验结果：________________________________ _______________________。
(4)实验结论：
________在常温常压下，可以高效地完成对化学反应的________。4号试管产生的气泡最多，卫生香燃烧猛烈 酶 催化
二、酶的本质和作用原理
1．判断下列有关酶本质的描述
(1)酶只能在活细胞中合成。( )
(2)所有的酶都是蛋白质。( )
(3)任何细胞内的RNA都可以起催化作用。( )
√ × × 2．作用原理
(1)活化能：分子从__________转变为容易发生化学反应的________状态所需要的能量
(2)作用机制：同无机催化剂相比，酶降低________的作用更显著，因而催化效率更高
结果：由于酶的催化作用，细胞代谢才能在温和条件下________进行常态 活跃 活化能 快速 无机催化剂 细胞代谢 一种或一类 细胞代谢 3．温度和pH对酶活性影响及曲线
(1)温度对酶活性的影响及曲线：
①T0表示酶促反应的____________，此时酶活性______。
②温度________________，酶活性降低。
③温度__________，酶会失活。最适温度 最高 偏高或偏低 过高 (2)pH对酶活性的影响及曲线：
①P表示酶促反应的________，此时酶活性________。
②pH______________，酶活性降低。
③pH______________，酶会失活。最适pH 最高 偏高或偏低 过高或过低
1.我们吃芹菜时，无论咀嚼多长时间，都感觉不到甜，而吃馒头时，咀嚼时间长了就会有甜味，你知道是什么原因吗？
2．酶是否只能在活细胞内起作用？举例说明。
3．人体口腔内的唾液淀粉酶进入胃之后还能继续发挥作用吗？为什么？
互 动 探 究
提示：1.芹菜中含大量纤维素，馒头中主要成分为淀粉，人的唾液中含淀粉酶而不含纤维素酶，而酶具有专一性，淀粉酶可将淀粉分解为具有甜味的麦芽糖，却不能将纤维素分解 。
2．不是，酶既可以在细胞内起作用，也可以在细胞外起作用，如消化酶等。
3．不能。因为胃内pH很低，导致唾液淀粉酶失活。1.酶的概念和作用机理
(1)酶的概念理解：1酶的作用和本质 要 点 归 纳(2)酶的作用机理：
分析可知：
①E1这一部分的活化能是指酶所降低的能量；
②E2这一部分的能量是指酶促反应过程中所需能量；
③E1＋E2＝E这一部分的能量是反应所需总能量，是指无酶催化的时候，分子从常态转变成活跃状态所需的能量，即反应活化能。
2．“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验分析讨论
(1)与1号试管相比，2号试管出现什么不同的现象？这一现象说明什么？
2号试管有大量气泡产生；说明加热能促进过氧化氢的分解。
(2)在细胞内，能通过加热来提高反应速率吗？不能。
(3)3号和4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明什么？
过氧化氢(H2O2)在一定催化剂和较温和的条件下，就可以被分解。
(4)3号试管与4号试管相比，哪支试管中的反应速率快？这说明什么？为什么说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要？
4号试管的反应速率比3号试管快。说明过氧化氢酶比Fe3＋的催化效率高得多。细胞内每时每刻都在进行着成千上万种化学反应，这些化学反应需要在常温、常压下高效率地进行，只有酶能够满足这样的要求。
结论
从以上实验中可以看出，4号试管最先产生气泡，并且产生的气泡多。由于放出的气泡是过氧化氢分解产生的氧气，所以4号试管中的卫生香燃烧得更猛烈，由此可以证明，与无机催化剂Fe3＋相比，过氧化氢酶的催化效率要高得多。也就是说，酶的催化作用具有高效性的特点。事实上，酶的催化效率是无机催化剂的107倍～1013倍。
在做有关酶的实验时，必须根据实验目的确定自变量，平衡无关变量。遵循对照原则和单一变量原则。然后才能观察到科学有效的实验现象，比较因变量，得出正确的结论。 为了认识酶作用的特性，以20%过氧化氢溶液为底物进行了一组实验，结果如下表所示。从表中不能得到的结论是( ) 典 例 导 析1A.从催化反应条件看，酶有温和性
B．从催化活性看，高温使酶失活
C．从催化底物范围看，酶有专一性
D．从催化反应效率看，酶有高效性
[解析] 从实验3和实验4对照，可以得出结论，酶发挥作用需要适宜的温度，高温能够使酶失去活性，故A、B正确；从实验1、2和3进行对照可以得出结论，酶具有高效性，故D正确；由于本实验不能证明酶的专一性，故C错误。
[答案] C(2014·南通)某同学设计了如下实验，下列叙述正确的是( )1
A.本实验的自变量是催化剂的有无
B．本实验的原理是酶能降低化学反应的活化能
C．最终试管1中溶液颜色较深
D．若肝脏研磨液不新鲜，可导致两组试管卫生香的复燃程度相同
[答案] D
[解析] 本实验探究的是酶的高效性，自变量是催化剂的种类而不是有无，比较的是过氧化氢酶与无机盐的催化效率，A错误；本实验的原理是催化能力越强，过氧化氢分解产生的氧气越多，带火星的卫星香检测，燃烧程度可以判断出氧气产生的多少，B错误；本实验不涉及颜色比较，如果选用的肝脏不新鲜，有可能导致过氧化氢酶失去作用，从而使两组试管卫生香的复燃程度相同，D正确。1.酶的特性
(1)高效性：催化效率很高，使得反应速率很快。
(2)专一性：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。
(3)反应条件的温和性：酶促反应在常温、常压、适宜pH条件下进行，过酸、过碱或高温都能使酶变性失去活性。2酶的特性及实验验证 要 点 归 纳
②变量分析：实验中自变量是不同底物或不同酶液，因变量是底物是否被分解。
③实例
a．探究胃蛋白酶对蛋白块和淀粉块的分解作用。
b．探究胃蛋白酶和唾液淀粉酶对蛋白块的分解作用。(1)由于酶具有专一性，而细胞内的化学反应极其繁多，不同的反应需要不同的酶来催化，这说明酶具有多样性。
(2)实验中温度和pH的控制
在设计酶需要适宜的温度和pH的实验中，每一组实验都必须事先将底物、酶液分别处理到各自所需要控制的温度和pH，使反应一开始便达到预设温度和pH，减小实验误差。若先将底物与酶液混合后再控制温度和pH，则会由于酶的高效性，导致酶促反应在达到所控温度和pH条件前发生。 一份淀粉酶能使一百万份淀粉水解成麦芽糖，而对麦芽糖的水解却不起作用。这种现象说明酶具有( )
A．高效性和多样性 B．高效性和专一性
C．专一性和多样性 D．稳定性和多样性
[解析] 淀粉酶与淀粉的比例为1 ：1000000，这足以体现其高效性；而对麦芽糖不起作用，又体现了它的专一性。
[答案] B典 例 导 析2为了探究口腔的分泌液中是否有蛋白酶，某学生设计了两组实验，如下图所示。在37℃水浴中保温一段时间后，1、2中加入适量双缩脲试剂，3、4中不加任何试剂，下列实验能达到目的的是( )2
A．实验②
B．实验①
C．实验①、实验②都能
D．实验①、实验②都不能
[答案] A
[解析] 双缩脲试剂检测的是蛋白质，蛋白酶也是蛋白质，故本题无法从化学特性上达到目的，只有考虑物理特性，如蛋白块的变小或消失。11.酶对化学反应的影响与酶相关的曲线分析
(1)甲图中说明：在底物充足，其他条件适宜的情况下，酶浓度与酶促反应速率成正比。
(2)乙图说明：酶A会促进A反应物的酶促反应，酶B则不会，所以酶具有专一性。
(3)丙图说明：
①与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。
②酶只会缩短达到化学平衡所需的时间，不改变化学反应的平衡点。2．pH和温度对酶活性的影响
(1)甲图说明：①在最适pH时，酶的催化作用最强，高于或低于最适pH，酶的催化作用将减弱。
②过酸过碱都会使酶失活。
③不同的酶最适pH不同。
(2)乙图说明：①在一定温度范围内，随温度的升高，酶的催化作用增强，超过这一范围酶催化作用将减弱。
②低温只会抑制酶的活性，而高温会使酶失活。
(3)丙图说明：反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度。探究点 评价性实验的解题思路
——探究影响酶活性的因素
[案例] 某班同学进行了探究影响酶活性的因素的实验。
(1)某同学设计了如下实验方案和步骤：取3支大小相同的试管，编号为甲、乙、丙，分别向3支试管中加入3 mL糨糊，再各加入2 mL新鲜的唾液淀粉酶溶液，振荡后，将甲、乙、丙3支试管分别置于0℃、35℃、100℃下约5 min，取出试管，各加入2 mL斐林试剂(边加边振荡)，50℃～65℃水浴条件下观察试管内颜色的变化。同一小组的同学对此实验设计进行了简要评价，其中正确的是________。①实验步骤不正确
②温度设置不合理
③不能用斐林试剂检验
(2)某小组同学对过氧化氢酶的活性是否受pH影响的问题很感兴趣，并设计了实验操作步骤：
①向甲、乙试管内各加入2 mL新配制的体积分数为3%的过氧化氢溶液；
②向甲试管内加入1 mL质量分数为5%的盐酸，向乙试管内加入1 mL质量分数为5%的氢氧化钠溶液；
③向甲、乙试管内各加入2滴新鲜的质量分数为20%的猪肝研磨液；④观察试管中发生的变化。
a．小组讨论1：__________________________
是本实验的因变量，可观测到的指标是________________ __________________________________________________；
b．小组讨论2：操作步骤中存在缺陷，应该____________ __________________________________________________；
c．小组讨论3：若按改进后的方案进行实验，可能出现的实验结果和结论是_________________________________ __________________________________________________。
[标准答案] (1)①和③
(2)a.过氧化氢分解速率 试管中产生的气泡数量
b．增加丙试管，在第②步中加入1 mL蒸馏水，其他操作与甲、乙试管相同
c．甲、乙两试管中产生的气泡数量少，丙试管中产生的气泡数量多，则过氧化氢酶的活性受pH影响；甲、乙、丙3支试管中产生气泡的情况基本一样，则过氧化氢酶的活性不受pH影响
[方法警示] 1.得分要点：
(1)答案惟一，只能是“①和③”。
(2)a.因变量必须体现能表示过氧化氢分解速率的内容，如“过氧化氢分解速率”或“O2产生速率”，观察指标与气泡产生的速率和多少有关。
b．不能是指出缺陷，必须是改正，即“增设加蒸馏水的对照组”。
2．错因案例：
(1)只答为“①”。
(2)b.答为“设置对照组”。
[技法提炼] (1)评价性实验题的解题技巧：
一看有无设置对照实验。对照组一般不做特殊处理，实验(2)中甲、乙两试管分别加入盐酸和氢氧化钠，缺少空白对照，应再设置一组不加酸或碱液，只加蒸馏水的对照组。
二看步骤顺序是否合理。实验(1)是探究温度对酶活性的影响，而在进行不同温度处理之前已将淀粉和淀粉酶混合，应先对淀粉和淀粉酶做同温处理后再混合。
三看试剂材料选择是否恰当。 实验(1)中不能选用斐林试剂检验，因为斐林试剂检验还原糖需要加热，改变了实验的自变量。
四看实验条件是否满足。实验的温度、光照等条件是否合理，是否需要搅拌、加热等。
(2)实验变量的确定与控制：
①自变量是实验中由实验者操纵的因素或条件，如实验(1)中的温度和实验(2)中的pH；因变量是自变量所引起的结果或结论，如实验(1)中淀粉水解程度，实验(2)中过氧化氢的分解速率，无关变量是除实验变量以外的影响实验结果与现象的因素或条件。
②实验中应操纵自变量，控制无关变量，检测因变量。 课件51张PPT。细胞的能量供应和利用第五章第2节 细胞的能量“通货”——ATP第五章
4．细胞内ATP与ADP的相互转化是生物界的共性。
5．动物、人、真菌等合成ATP的途径是呼吸作用。
6．绿色植物合成ATP的途径是光合作用和呼吸作用。
7．ATP是生命活动的直接能源物质。目标预览：
1．简述ATP的化学组成、结构简式和特点。(重点)
2．分析ATP和ADP之间的相互转化。(重、难点)
3．解释ATP在能量代谢中的作用。
情境导入：
如果你去商店用存折买一支铅笔、一块橡皮、一根雪糕等小件物品，店主肯定不卖给你所需的东西，因为存折不具有流通性；拿出百元的人民币，店主也不会喜欢，因为很难找零；拿出小额人民币，你会很快拿到所需要的东西。细胞利用能量也是如此，ATP就相当于可在细胞内方便流通的“小票”。
那么，这种细胞内的“小票”结构如何？它是怎样在细胞内“流通”的？
(一)问题探讨
1．萤火虫发光的生物学意义主要是相互传递求偶信号，以便交尾、繁衍后代。
2．萤火虫腹部后端细胞内的荧光素，是其特有的发光物质。
3．有。萤火虫腹部细胞内一些有机物中储存的化学能，只有在转变为光能时，萤火虫才能发光。
(二)思考与讨论
1．1分子葡萄糖所含的能量，约是1分子ATP所含能量的94倍(指ATP转化为ADP时释放的能量)。
2．有道理。糖类和脂肪分子中的能量很多而且很稳定，不能被细胞直接利用。这些稳定的化学能只有转化成ATP分子中活跃的化学能，才能被细胞直接利用。自 主 预 习三磷酸腺苷
A—P～P～P 腺苷核糖 磷酸基团
高能磷酸键
2．结构特点
(1)高能量：ATP是一种___________________________，
含有两个______________。
(2)不稳定：在有关酶的催化作用下，__________________ ____________易水解，释放出大量能量。高能磷酸化合物 高能磷酸键 远离腺苷的高能磷酸键二、ATP与ADP的相互转化
1．写出相互转化的反应式_________________________。
2．相互转化特点(判断正误)
(1)细胞内储存有大量的ATP，为生命活动提供能量。( )
(2)ATP与ADP的相互转化时刻不停地发生并且处于动态平衡之中。( )
(3)细胞内ATP与ADP相互转化的能量供应机制是生物界的共性。( )× √ √ 光合作用
呼吸作用
呼吸作用 三、ATP的利用
1．列举利用ATP的实例主动运输 思考 吸能 ATP的水解
ATP的合成 ATP分子 1.ATP中去除两个磷酸基团后是构建哪种物质的基本单位？
2．人们不论在运动时还是休息时，细胞内时刻进行着ATP与ADP的相互转化，这种转化属于可逆反应吗？
3．细胞内的所有生命活动都需要ATP直接提供能量吗？举例说明。
提示：1.RNA
2．不属于，所需酶及场所等不同。
3．不是，如自由扩散等。互 动 探 究1.ATP的分子组成1ATP的结构和生理功能 要 点 归 纳2．ATP的生理功能
细胞代谢所需的能量绝大多数是由细胞内的ATP直接提供的。ATP是细胞代谢所需能量的直接来源。
3．ATP的结构与功能的相互关系
(1)ATP的结构特点保证了细胞内有一个相对稳定的能量供应库。ATP中远离腺苷的高能磷酸键容易水解和形成，可保证ATP数量的相对稳定和能量的持续供应。
(2)ATP在供能中处于核心地位，许多能源物质需转化为ATP才能为生命活动供能。在生命活动中，ATP中的能量可转化为不同形式的能量。(1)DNA和RNA的组成中的A表示腺嘌呤这种碱基，而在ATP中A代表的是腺苷，即核糖与腺嘌呤的组合体。
(2)每个ATP分子中只含有2个高能磷酸键(～)，其中只有远离腺苷的高能磷酸键易断裂或合成。 下列关于ATP分子的叙述正确的是( )
A．A表示的是腺嘌呤
B．ATP分子中含有C、H、O、N、P 5种元素
C．T表示胸腺嘧啶，因而ATP的结构与核苷酸很相似
D．1 mol ATP水解，能释放出30.54 kJ的能量，这些能量贮存在2个高能磷酸键中
[解析] 根据ATP分子的结构简式可知，A表示的是腺苷，由腺嘌呤和核糖组成，故A项错误；ATP分子中含有C、H、O、N、P 5种元素，故B项正确；T表示的不是胸腺嘧啶而是指三个，故C项错误；ATP分子中有2个高能磷酸键，只有远离腺苷的那个易断裂、易形成，故ATP水解时释放出的能量应是贮存在1个高能磷酸键中的能量，D项错误。
[答案] B当其他条件均可满足时，20个腺苷和60个磷酸最多可以组成的ATP个数和所有ATP分子中所含的高能磷酸键个数是( )
A．20个和30个 B．20个和40个
C．40个和40个 D．40个和60个
[答案] B
[解析] 每个ATP分子含有1个腺苷，3个磷酸基团，2个高能磷酸键。所以20个腺苷和60个磷酸共可以组成20个ATP，共含40个高能磷酸键。12ATP和ADP可以相互转化 要 点 归 纳解读：
(1)光合作用和呼吸作用等放能反应与ATP的合成相联系，呼吸作用中释放的能量一部分储存在ATP中，另一部分以热能的形式散失。
(2)主动运输等吸能反应与ATP的分解相联系，所以ATP是直接供能物质。
(3)ATP在生物体内含量很少，又不断通过各种生命活动大量消耗，但ATP在细胞内的转化十分迅速，从而使细胞中的ATP总是处于一种动态平衡之中。2．ATP与ADP的相互转化是不可逆的过程
综上所述，ATP和ADP相互转化的过程应判断为“物质是可逆的，能量是不可逆的”或解释为“物质是可以循环利用的，能量是不能循环的”。不要因为ATP是细胞中的直接能源物质就误认为细胞中的ATP含量很高，细胞内ATP的含量并不高，ATP可以与ADP迅速地相互转化，满足机体的能量需要。 以下是对生物体内ATP的有关叙述，其中正确的一项是( )
A．ATP与ADP的相互转化，在活细胞中其循环是永无休止的
B．ATP与ADP是同一种物质的两种形态
C．生物体内的ATP含量很多，从而保证了生命活动所需能量的持续供应
D．ATP与ADP的相互转化，使生物体内各项化学反应能在常温常压下快速顺利地进行
[解析] ATP与ADP并不是同一种物质；ATP在细胞中含量很少；酶的催化作用使各种化学反应快速顺利地进行。
[答案] A
2C．①过程的能量供人体各项生命活动利用，②过程的能量来自糖类等有机物的氧化分解
D．①过程的能量来自于糖类等有机物的氧化分解，②过程的能量供人体各项生命活动利用
[答案] C
[解析] 人体细胞中，①过程表示ATP的水解，能量来自ATP中远离腺苷的高能磷酸键的断裂，ATP分解后释放的能量用于各项生命活动的进行；②过程表示ATP的合成过程，人体内生成ATP的能量主要来自有机物的氧化分解。11.ATP的形成途径
对于动物、人、真菌和大多数细菌来说，均来自细胞进行细胞呼吸时有机物分解所释放的能量；对于绿色植物来说，除了依赖细胞呼吸所释放的能量外，在叶绿体内进行光合作用时，ADP转化为ATP还利用了光能。ATP的形成途径与能源物质 2细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接提供能量的，ATP是生物体内直接供给可利用能量的物质，是细胞内能量转换的“中转站”。各种形式的能量转换都是以ATP为中心环节的。生物体内由于有各种酶作为生物催化剂，同时又有细胞中生物膜系统的存在，因此，ATP中的能量可以直接转换成其他各种形式的能量，用于各项生命活动。这些能量形式主要有以下几种：ATP与其他形式的能量
1．机械能 生物体内的细胞以及细胞内各种结构的运动都在做机械功，所消耗的就是机械能。例如，纤毛和鞭毛的摆动、肌细胞的收缩、细胞分裂期间染色体的运动等，都是由ATP提供能量来完成的。
2．电能 生物体内神经系统传导冲动和某些生物能够产生电流，所做的功消耗的就是电能。电能也是由ATP所提供的能量转换而成的。
3．渗透能 细胞的主动运输是逆浓度梯度进行的，物质过膜移动所做的功消耗了能量，这些能量叫做渗透能，渗透能也来自ATP。
4．化学能 生物体内物质的合成需要化学能，小分子物质合成大分子物质时，必须有直接或间接的能量供应。另外，物质在分解的开始阶段，也需要化学能来活化成能量较高的物质(如葡萄糖活化成磷酸葡萄糖)。在生物体的物质代谢中，可以说到处都需要由ATP转换的化学能来做化学功。
5．光能 例如萤火虫尾部的发光细胞中含有荧光素和荧光素酶。荧光素接受ATP提供的能量后就被激活，在荧光素酶的催化作用下，激活的荧光素与氧发生化学反应，形成氧化荧光素并且发出荧光。
6．热能 生物体内的热能，来源于有机物的氧化分解。大部分的热能通过各种途径向外界环境散发，只有一小部分热能用于维持细胞或恒温动物的体温。通常情况下，热能的形成往往是细胞能量转换和传递过程中的副产品。探究点 探究性实验的结论
——探究萤火虫的发光强度与ATP浓度的关系
[案例] 在自然界中生物的发光现象普遍存在，生物通过细胞的生化反应而发光。请设计实验探究萤火虫的发光强度与ATP浓度的关系。
(1)实验材料：萤火虫的荧光器晒干后研磨成的粉末、ATP粉末、蒸馏水、大小相同的小烧杯若干、大小相同的试管若干、标签纸若干等其他实验所需材料。
(2)实验原理：萤火虫的荧光器中相关酶利用ATP而发光。
(3)实验步骤：
①配置6种不同浓度的等浓度梯度的ATP溶液置于6只大小相同的小烧杯中，分别贴上标签。
②将________分成若干等份分别放于6支试管中，贴上标签。
③在6支试管中加入______________________________ __________________________________________。
④观察6支试管的发光现象并记录。(4)实验现象预测及结论：
(5)最可能的结果是：______________________________ __________________________________________________________________________________________________。[解析] 本题属于实验探究题，同学们要知道，探究性实验中的结论是不确定的，会有多种可能。本实验的目的是探究萤火虫的发光强度与ATP浓度的关系，因此我们需要配制一系列不同浓度的ATP溶液，然后将等量的萤火虫荧光器粉末放入上述溶液中，观察不同浓度的ATP溶液中粉末的发光情况。本实验的现象可能有三种：(1)发光现象随ATP溶液浓度的升高而逐渐增强；(2)发光现象随ATP溶液浓度的升高而逐渐减弱；(3)在ATP溶液不同浓度的条件下，发光现象没有变化。根据所学知识可以得出各现象说明的结论。
[答案] (3)②荧光器粉末 ③等量的不同浓度的ATP溶液
(4)①成正相关 ②逐渐减弱 成负相关 ③在ATP溶液浓度不同的条件下，发光现象没有变化
(5)在ATP浓度的一定范围内，荧光强度与ATP浓度成正相关课件84张PPT。细胞的能量供应和利用第五章第3节 ATP的主要来源
——细胞呼吸第五章目标预览：
1．探究酵母菌的细胞呼吸方式，认识有氧呼吸和无氧呼吸的条件及各自的产物。(难点)
2．分析比较有氧呼吸和无氧呼吸的过程。(重点)
3．掌握细胞呼吸原理的应用。
情境导入：
2009年，齐齐哈尔市遭受了历史罕见的旱、涝、风、虫和低温寡照等自然灾害，为了保证粮食收获后减少损失或不损失，市粮食局、农委联合在全市范围内开展了玉米、水稻等主要粮食品种的科学存储工作，帮助农民解决粮食收获、入院储存和降水提质过程中的技术难题。
你知道长期贮藏农作物种子、蔬菜或水果的方法吗？
(一)问题探讨
1．两者的共同点是：都是物质的氧化分解过程；都能产生二氧化碳等产物，并且都释放出能量。
2．不能。否则，组成细胞的化合物会迅速而彻底地氧化分解，能量会迅速地全部释放出来，细胞的基本结构也就会遭到彻底的破坏。
3．在无氧条件下，细胞能够通过无氧呼吸来释放能量。但是，无氧呼吸比有氧呼吸释放的能量要少很多。(二)探究
提示：重铬酸钾可以检测有无酒精存在。这一原理可以用来检测汽车司机是否喝了酒。具体做法是：让司机呼出的气体直接接触到载有用硫酸处理过的重铬酸钾或三氧化铬的硅胶(两者均为橙色)，如果呼出的气体中含有酒精，重铬酸钾或三氧化铬就会变成灰绿色的硫酸铬。
(三)小字部分的问题
有氧呼吸的能量转换效率大约是40%。这些能量大约可以使2.3×1025个ADP转化为ATP。
(四)旁栏思考题
提示：一般来说，如果无氧呼吸产生的乳酸或酒精过多，会对细胞产生毒害。酵母菌在无氧以及其他条件适合的情况下，随着发酵产物(如酒精)的增多，营养物质的减少以及pH发生变化等的影响，它的繁殖速率逐渐下降，死亡率逐渐上升，酒精发酵最终就会停止。其他的例子如用乳酸杆菌使牛奶发酵形成酸牛奶，最终情况也是这样。
(五)资料分析
1．提示：参见本节参考资料。
2．提示：胖人通过适量的运动，细胞呼吸的速率会加快，细胞内有机物的分解会增加，体重就会下降。应当将蔬菜和瓜果放入冰箱或地窖等冷凉的地方储藏，这样能够降低细胞呼吸的速率，减少细胞内有机物的损耗。一、细胞呼吸
1．概念
(1)物质变化：有机物氧化分解，生成_______________ __________。
(2)能量变化：释放能量并生成__________。
2．探究酵母菌细胞呼吸的方式
(1)酵母菌作为实验材料的原因：在____________的条件下都能生存，属于____________。自 主 预 习二氧化碳或 ATP 其他产物 有氧和无氧 兼性厌氧菌 有氧呼吸和无氧呼吸 CO2、水、酒精 葡萄糖 二氧化碳和水 氧 多种酶 大量ATP 2．主要场所——线粒体嵴 表面积 基质 酶 3．过程
4.写出总反应式
_____________________________________________。细胞质基质 丙酮酸、[H]、
ATP 少量能量 线粒体
基质 CO2 线粒体内膜 大量能量
5．判断对有氧呼吸特点描述的正误
(1)必须在温和条件下进行。( )
(2)能量是逐步释放的。( )
(3)能量全部储存到ATP中。( )
√ √ ×
三、无氧呼吸
1．发酵的概念
酵母菌、乳酸菌等微生物的__________也叫发酵，根据产物不同可分为__________和__________。无氧呼吸 酒精发酵 乳酸发酵2．两种方式细胞质基质 [H]＋丙酮酸酒精＋CO2 乳酸 2C2H5OH＋2CO2 2C3H6O3 第一阶段 少量ATP 酒精或乳酸 1.线粒体是进行有氧呼吸的必需条件吗？若不是请举例说明。
2．北方人做馒头时，利用酵母菌发面，发好的面团柔软而且表面水汪汪的。你知道为什么吗？
提示：1.不是，蓝藻无线粒体可进行有氧呼吸，具有有氧呼吸酶是进行有氧呼吸的必需条件。
2．酵母菌有氧呼吸产生的CO2，使面团充气而变软，有氧呼吸产生的水使面团表面有水。互 动 探 究1.实验原理
(1)酵母菌是兼性厌氧菌，在有氧和无氧条件下均能生存，有氧呼吸产生H2O和CO2，无氧呼吸产生酒精和CO2。1 探究酵母菌的呼吸方式 要 点 归 纳2．探究过程
提出问题：酵母菌使葡萄糖发酵产生酒精是在有氧还是无 氧条件下；酵母菌在有氧和无氧条件下细胞呼 吸的产物是什么？
作出假设：针对上述问题，根据已有的知识和生活经验 (如酵母菌可用于酿酒、发面等)作出合理的假 设
特别提醒：
(1)通入A瓶的空气中不能含有CO2，以保证使第三个锥形瓶中的澄清石灰水变混浊是由酵母菌有氧呼吸产生的CO2所致。
(2)B瓶应封口放置一段时间，待酵母菌将B瓶中的氧气消耗完，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，确保是酵母菌无氧呼吸产生的CO2通入澄清的石灰水中。酵母菌是兼性厌氧生物，是因为它既能进行有氧呼吸也能进行无氧呼吸，而人体中的某些细胞既能进行有氧呼吸也能短暂的进行无氧呼吸，但人只能是需氧型生物，所以生物异化作用类型的区分，不是以能否进行有氧、无氧呼吸为依据的，而是以在有氧或无氧的条件下能否正常生存为依据的。 某生物实验小组为“探究酵母菌呼吸方式”设计了如图所示的实验装置。实验中，先向气球中加入10 mL含酵母菌培养液，再向气球中注入一定量的氧气，扎紧气球，置于装有20℃温水的烧杯中。再将整个装置置于20℃的恒温水浴中，记录实验开始30 min后烧杯中液面变化量。下列说法错误的是( )典 例 导 析1
A．还应设置一个气球中加入等量煮沸过的酵母菌培养液的相同装置作为对照
B．若30 min后液面没有变化是因为酵母菌只进行了有氧呼吸
C．若酵母菌进行了无氧呼吸，则液面应该下降
D．该装置还可以用来“探究酵母菌进行无氧呼吸的最适温度”
[解析] 若酵母菌只进行有氧呼吸，则消耗的氧气和产生的二氧化碳体积相等，不会引起液面变化；若进行了无氧呼吸，则产生的二氧化碳多于消耗的氧气，气体体积增大，液面上升。
[答案] C酵母菌被广泛用于发酵，为研究酒精发酵的产物，某研究小组设计了如图所示的装置。1号、2号试管中均加入3 mL蒸馏水和少许0.1 %BTB溶液至蓝绿色(酸性较强时，BTB溶液变为黄色)。下列有关评价合理的是( )1A．1号试管可以去除或将1号试管中BTB溶液换成澄清石灰水
B．该装置无法检验二氧化碳的生成，仍需再补充其他装置
C．温度偏高，导致发酵管内氧气少，酵母菌繁殖速度减慢，不利于发酵
D．为使发酵管中尽量少含氧气，应先将有葡萄糖液煮沸，待冷却后加入鲜酵母，再加入少许石蜡油，使之浮于混合液表面
[答案] D
[解析] 1号试管起对比作用；酵母菌产生的二氧化碳会使2号试管中的BTB溶液由蓝绿色变成黄色，无需其他补充装置；80℃导致酵母菌死亡和发酵过程中酶变性失活；酵母菌在无氧条件下才发酵产生酒精，发酵前将葡萄糖溶液煮沸，会使氧气逸出，冷却后加酵母菌是防止高温杀死酵母菌，加石蜡油达到隔绝空气的目的。1.概括地说，有氧呼吸是指细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，生成许多ATP的过程。2有氧呼吸 要 点 归 纳三个阶段可表示如下：
特别提醒：这里的[H]是一种十分简化的表示方式。这一过程实际上是氧化型辅酶Ⅰ转化成还原型辅酶Ⅰ。
综合上述每氧化1mol葡萄糖，生成6mol的二氧化碳和12mol的水，同时生成38mol ATP。在细胞内，1mol的葡萄糖彻底氧化分解以后，释放出来的总能量是2870kJ，其中只有1161kJ转移至ATP的高能磷酸键上，能量转变效率只有40%左右，其余部分(1709kJ)的能量就以热能的形式散失掉了。有氧呼吸有如下特点：
①有氧呼吸需要氧气。氧气是氧化剂，将有机物氧化分解。②有氧呼吸能将有机物彻底氧化分解。所谓的彻底氧化分解，是指把有机物分解为二氧化碳和水等无机物。③释放大量的能量。由于有机物被分解成无机物，有机物分子化学键中储存的能量全部释放出来，所以释放大量的热量。 用含18O的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程中的氧原子，18O转移的途径是( )
A．葡萄糖―→丙酮酸―→水
B．葡萄糖―→丙酮酸―→氧
C．葡萄糖―→氧―→水
D．葡萄糖―→丙酮酸―→二氧化碳
典 例 导 析2
[解析] 葡萄糖的有氧呼吸过程分为三个阶段，第一阶段是葡萄糖在无氧参与的情况下分解成丙酮酸(糖酵解)，同时产生[H]和少量ATP，第二阶段是丙酮酸分解成CO2，同时产生[H]和少量ATP；第三阶段是第一阶段和第二阶段产生的[H]还原从空气中吸收进来的氧，生成水，同时产生了大量的ATP。从C6H12O6被氧化分解产生H2O和CO2的全过程可以看出，葡萄糖中18O的转移途径是葡萄糖→丙酮酸→二氧化碳。
[答案] D葡萄糖在细胞质内分解至丙酮酸的过程中，下列叙述正确的是( )
A．在线粒体中进行无氧呼吸
B．需在有氧条件下进行
C．不产生CO2
D．反应速度不受温度影响
[答案] C
2
[解析] 葡萄糖在细胞质基质中分解成两分子丙酮酸和少量[H]及少量的能量，这一阶段也是无氧呼吸的第一阶段，因此不需氧的参与。3无氧呼吸 要 点 归 纳
3．无氧呼吸的全过程，可以概括地分为两个阶段，这两个阶段需要不同的酶催化，但都是在细胞质基质中进行的。
第一个阶段与有氧呼吸的第一个阶段完全相同。
第二个阶段是，丙酮酸在不同酶的催化作用下，分解成酒精和二氧化碳，或者转化成乳酸。
无论是分解成酒精和二氧化碳或者是转化成乳酸，无氧呼吸都只在第一阶段释放出少量的能量，生成少量ATP。
葡萄糖分子中的大部分能量则存留在酒精或乳酸中。1．无氧呼吸有如下特点：
①细胞的无氧呼吸是在缺氧的条件下进行的，以适应不利的环境条件。②细胞的无氧呼吸过程中，把有机物不彻底氧化分解，形成不彻底氧化产物。所谓不彻底的氧化产物，是指有机物经过无氧呼吸分解后，仍然是一些小分子有机物，如酒精、乳酸等。③释放能量少。因为这个过程没有氧气参与，只依靠细胞内的酶来分解有机物，形成的不彻底的氧化产物中仍储存着大量能量，所以无氧呼吸过程释放的能量很少。2．1mol葡萄糖在分解成乳酸以后，只释放出196.65kJ的能量，其中只有61.08kJ的能量储存在ATP中，近69%的能量都以热能的形式散失了。无氧呼吸过程不但释放的能量很少，而且产生的酒精等不彻底氧化产物对生物细胞有毒害作用。所以，一般陆生植物和动物细胞不能长期忍受无氧呼吸。
3．除酵母菌外，还有许多种细菌和真菌能够进行无氧呼吸。此外，马铃薯块茎、苹果果实等植物器官的细胞以及动物骨骼肌的肌细胞等，除了能够进行有氧呼吸外，在缺氧条件下也能进行无氧呼吸。 人红细胞无线粒体但能携带氧。红细胞所需能量的来源主要是利用( )
A．葡萄糖，进行有氧呼吸
B．葡萄糖，进行无氧呼吸
C．乳酸，进行有氧呼吸
D．乳酸，进行无氧呼吸
典 例 导 析3
[解析] 红细胞尽管携带氧气，但由于本身不含有线粒体(不含进行有氧呼吸的酶)，所以不能进行有氧呼吸。但红细胞含有无氧呼吸的酶，能够进行无氧呼吸。动物细胞无氧呼吸的原料是葡萄糖，产物是乳酸和能量。考查红细胞的能量来源。
[答案] B下列关于呼吸作用的叙述，正确的是( )
A．无氧呼吸的终产物是丙酮酸
B．有氧呼吸产生的[H]在线粒体基质中与氧结合生成水
C．无氧呼吸不需要O2的参与，该过程最终有[H]的积累
D．质量相同时，脂肪比糖原有氧氧化释放的能量多
[答案] D
[解析] 本题考查细胞呼吸的相关知识。质量相同的脂肪和糖原相比，前者H的含量高一些，因此在氧化分解时所释放的能量也会更多。31.温度：通过影响呼吸酶的活性来影响呼吸强度。与温度影响酶催化效率的曲线特征一致。
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，来降低细胞呼吸，减少有机物的消耗。4影响细胞呼吸的环境因素及在生产中的应用 要 点 归 纳2．氧气浓度
(1)对于无氧呼吸：随氧气浓度增加而受抑制，氧气浓度越高，抑制作用越强，氧气浓度达到一定值时，被完全抑制。如图乙所示。
(2)对于有氧呼吸：氧气是有氧呼吸的原料之一，在一定范围内，随着氧气浓度的增加，有氧呼吸速率增强，但当氧气浓度增加到一定值时，有氧呼吸速率不再增加。如图丙所示。(3)绝大多数植物的非绿色器官或酵母菌的呼吸速率受氧气浓度的影响。如图丁所示。
除了温度、氧气外，二氧化碳对有氧呼吸有抑制作用。生物含水量的多少影响呼吸作用，在一定范围内，呼吸作用强度随含水量的增加而增大。
(4)应用
①作物栽培中，采取中耕松土，防止土壤板结等措施，都是尽量使O2浓度位于E点之上，保证根细胞的正常呼吸，有利于肥料的吸收。
②生产中利用低氧(A点的浓度)抑制细胞呼吸、减少对有机物的消耗来延长蔬菜、水果、粮食的保存时间。
3．CO2：增加CO2浓度对细胞呼吸有明显的抑制作用 。
4．水：水既是细胞呼吸的原料，也是产物，细胞呼吸过程必须在有水的环境中才能完成。一定范围内随水含量的增加细胞呼吸加强。
应用：粮油种子在贮藏时，必须降低含水量，使种子呈风干状态，降低细胞呼吸强度，减少有机物消耗；同时防止微生物大量繁殖而使种子变质。细胞呼吸方式的判断方法
①如果某生物产生CO2的量和消耗O2的量相等，则该生物只进行有氧呼吸；
②如果某生物不消耗O2，只产生CO2，则只进行无氧呼吸；
③如果某生物释放的CO2量比吸收的O2量多，则两种呼吸方式都进行；
④如果某生物无O2的吸收和CO2的释放，则该生物只进行无氧呼吸(产物为乳酸)或生物已死亡。 如图表示某种植物的非绿色器官在不同氧气浓度下的氧气吸收量和无氧呼吸过程中二氧化碳的释放量，据图判断下列说法正确的是( )典 例 导 析4
A．图中乙曲线在氧气浓度为b时无氧呼吸最强
B．图中甲曲线表示在不同氧气浓度下无氧呼吸过程中二氧化碳的释放量
C．氧气浓度为d时该器官的细胞既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸
D．若甲代表的细胞呼吸方式在氧气浓度为b时消耗了A mol的葡萄糖，则乙代表的细胞呼吸方式在氧浓度为b时消耗的葡萄糖为A/2 mol
[解析] 图中乙曲线表示有氧呼吸中O2吸收量(即CO2释放量)随氧气浓度的变化；图中甲曲线表示无氧呼吸CO2的释放量随氧气浓度的变化；当氧气浓度为b时，无氧呼吸和有氧呼吸释放的CO2量是相等的，有氧呼吸消耗的葡萄糖为无氧呼吸的1/3；当氧气浓度为d时无氧呼吸已经停止，只进行有氧呼吸。
[答案] B雨水过多时，农作物发生烂根现象的原因是( )
A．土壤中缺乏氧气，根进行无氧呼吸产生酒精，对根细胞有毒害作用
B．土壤中水分充足，微生物繁殖而引起烂根
C．土壤中有毒物质溶解到水中，使根遭到毒害
D．土壤因水涝温度低，使根受低温损害
[答案] A
[解析] 雨水过多时，使得土壤中氧气缺乏，氧气缺乏，根系进行无氧呼吸产生的酒精对根有毒害作用；答案选A。411.细胞呼吸的过程图解有氧呼吸与无氧呼吸的区别与联系
说明：(1)图中忽略细胞与线粒体大小比例。
(2)有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段完全相同。从丙酮酸开始由于条件的不同，才分别沿着不同的途径形成不同的产物。
2．有氧呼吸与无氧呼吸的比较
特别提醒：①两者相比，有氧呼吸特有的产物为水。
②无氧呼吸产生乳酸还是酒精，与细胞内酶的种类有关。
③有些高等植物的某些器官如玉米胚、马铃薯块茎、甜菜块根等进行无氧呼吸时产生乳酸。
探究点 探究实验中确定与控制实验变量的方法
——酵母菌在不同条件下的呼吸作用
[案例] 如图表示的是测定保温桶内温度变化实验装置。某研究小组以该装置探究酵母菌在不同条件下呼吸作用的情况。
材料用具：保温桶(500 mL)、温度计、活性干酵母、质量浓度为0.1 g/mL的葡萄糖溶液、棉花、石蜡油。
实验假设：酵母菌在有氧条件下呼吸作用比无氧条件下呼吸作用放出热量更多。(1)取A、B两装置设计实验如下，请补充下表中内容：(2)B装置葡萄糖溶液煮沸的主要目的是__________ ______，这是控制实验的________变量。
(3)要测定B装置因呼吸作用引起的温度变化量，还需要增加一个C装置。请写出C装置的实验步骤：
(4)实验预期：在适宜条件下实验，30分钟后记录实验结果，若装置A、B、C温度大小关系是：____________________ (用“<、＝、>”表示)，则假设成立。
[标准答案] (1)①不加入石蜡油
②加入10 g活性干酵母
(2)去除氧气 自
(3)③加入240 mL煮沸后冷却的葡萄糖溶液
④不加入活性干酵母(或加入10 g无活性干酵母)
(4)A>B>C
[方法警示] 1.得分要点：
(1)①必须体现“不加入石蜡油”。
②必须体现“10 g、活性”。
(2)必须体现“去除氧气”，必须是“自”。
(3)③必须体现“240 mL”、“煮沸后冷却”。
④必须体现“不加入活性干酵母”或“加入10 g无活性干酵母”。
(4)必须是“A>B>C”。
2．错因案例：
(1)①错答成“加入石蜡油，铺满液面”(错因：不能达到控制实验自变量O2的目的)。
②错答成“加入10 g无活性干酵母”(错因：错误地将实验自变量理解为酵母菌)。
(2)错答成“杀菌”或“去除气体”；第二问错答成“无关”。
(3)③错答成“加入240 mL的葡萄糖溶液”，④错答成“加入10 g活性干酵母”。
(4)错答为“C>B>A”。[技法提炼] (1)分析影响“呼吸产热”的因素，找准“变量”：
①氧气影响呼吸产热。据实验的假设可知：不同的条件是“有氧”与“无氧”，确定“有无氧气”是实验的自变量，实验过程中必须加以控制。怎样来实现无氧条件呢？从表中给予的步骤可以确定，B装置中步骤三“加入石蜡油，铺满液面”的目的是隔绝空气中的氧气，也就是说B装置是控制无氧的环境，以观察实验中能量释放情况。所以A装置是用于观察有氧条件下呼吸作用释放能量的情况，方法步骤三中应该不加入石蜡油，以便空气能与溶液中的酵母菌接触。
②溶液的量、细胞的数量对产热量的影响。葡萄糖溶液的量和酵母菌细胞的数量是本实验的无关变量，同样能影响产热的多少。这些对于实验结果有影响的因素，都要严格控制，因此实验组和对照组加入的葡萄糖溶液浓度和体积要一致，方法步骤二中加入的活性干酵母的量要相同，避免无关变量对实验结果的干扰。
③“变量”随实验目的改变而改变。“测定B装置因呼吸作用引起的温度变化量”，呼吸作用有无就成了实验的自变量。B装置中酵母菌是可以进行呼吸作用的，那么需要设置的C装置当然就应该是不进行呼吸作用的。与B装置相比，方法步骤二中不加入活性干酵母或加入10 g无活性干酵母，其余的操作都应该与B装置保持相同。
(2)“煮沸”是灭菌还是除氧：
据题中信息：B装置对葡萄糖溶液进行了煮沸的处理。煮沸容易让我们联想到是为了除去溶液中的杂菌。如果是以此为目的，A、B两装置应进行同样的操作，否则实验变量不惟一。因此，B装置煮沸是为了去除葡萄糖溶液中的氧气，保证初始状态下酵母菌就能在无氧条件下进行呼吸。课件116张PPT。细胞的能量供应和利用第五章第4节 能量之源——光与光合作用第五章
1．用无水乙醇提取色素的原理是色素能溶解在无水乙醇中。
2．不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢。
3．二氧化硅有助于研磨充分，碳酸钙可防止研磨中色素被破坏。
4．层析后滤纸条上自上而下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b。目标预览：
1．实验探究绿叶中色素的种类，说明各种色素的作用。(难点)
2．说出叶绿体的结构和功能。(重点)
3．概述光合作用发现史。
4．理解光反应和暗反应之间的物质和能量的变化。(重、难点)
5．探究影响光合作用强度的环境因素。(重、难点)
6．了解光合作用的原理在农业生产中的应用。情境导入：
2009年12月，温家宝总理在哥本哈根国际气候变化大会上再次指出：“中国是世界人工造林面积最大的国家。我们将持续大规模开展退耕还林和植树造林，大力增加森林碳汇。”目前我国人工林保存面积达6 168.84万公顷，居世界第一位。森林是陆地上最大的“储碳库”和最经济的“吸碳器”，科学研究表明：森林每生长1立方米，平均能吸收 1.83吨二氧化碳。
植物通过光合作用吸收CO2，该过程是 怎样进行的？
(一)问题探讨
1．用这种方法可以提高光合作用强度。因为叶绿素吸收最多的是光谱中的蓝紫光和红光。不同颜色的光照对植物的光合作用会有影响。
2．因为叶绿素对绿光吸收最少，所以不使用绿色的塑料薄膜或补充绿色光源。
(二)实验
1．滤纸条上有4条不同颜色的色素带，从上往下依次为：胡萝卜素(橙黄色)、叶黄素(黄色)、叶绿素a(蓝绿色)、叶绿素b(黄绿色)。这说明绿叶中的色素有4种，它们在层析液中的溶解度不同，随层析液在滤纸上扩散的快慢也不一样。
2．滤纸上的滤液细线如果触到层析液，细线上的色素就会溶解到层析液中，就不会在滤纸上扩散开来，实验就会失败。
(三)资料分析
1．恩格尔曼实验的结论是：氧气是叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。
2．提示：实验材料选择水绵和好氧细菌，水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察 ，用好氧细菌可确定释放氧气多的部位；没有空气的黑暗环境排除了氧气和光的干扰；用极细的光束照射，叶绿体上可分为光照多和光照少的部位，相当于一组对照实验；临时装片暴露在光下的实验再一次验证实验结果等。
3．叶绿体是进行光合作用的场所。2．提示：从人类对光合作用的探究历程来看，生物学的发展与物理学和化学的研究进展关系很密切。例如，直到1785年，由于发现了空气的组成，人们才明确绿叶在光下放出的气体是氧气，吸收的是二氧化碳，这个事例说明生物学的发展与化学领域的研究进展密切相关。又如，鲁宾和卡门利用同位素示踪法证明光合作用释放的氧气来自水，而不是来自二氧化碳；卡尔文用同位素示踪技术探明了二氧化碳中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径，都说明在科学发展的进程中，相关学科的互相促进，以及技术手段的进步对科学发展的推动作用。(六)思考与讨论2
2.物质联系：光反应阶段产生的[H]，在暗反应阶段用于还原C3；
能量联系：光反应阶段生成的ATP，在暗反应阶段中将其储存的化学能释放出来，还原C3形成糖类，ATP中的化学能则转化为储存在糖类中的化学能。
一、捕获光能的色素
1．提取绿叶中的色素
(1)原理：绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂__________中。自 主 预 习无水乙醇 5 g绿叶 二氧化硅 碳酸钙 无水乙醇 玻璃漏斗 单层尼龙布 棉塞 2．分离绿叶中的色素
(1)原理：不同色素在层析液中的________不同，________的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢。
(2)步骤：溶解度 溶解度高剪去两角 距去角的一端1 cm 毛细吸管 一两 滤液细线 滤液细线 3.分析四种色素对光吸收的差异胡萝卜素 叶黄素 蓝紫光 叶绿素b 叶绿素a 蓝紫光和红光
二、叶绿体的结构和功能
1．结构：一般呈扁平的椭球形成或球形，外表具________，内部有基粒和________，基粒是由________堆叠而成。吸收光能的色素分布于____________，与光合作用有关的酶分布在_______________________。
2．功能：是进行__________的场所。
双层膜 基质 类囊体 类囊体薄膜 叶绿体基粒上和基质中 光合作用
三、光合作用的探究历程
1．1864年，德国的萨克斯的实验证实了光合作用的产物有________。
2．1939年，美国的鲁宾和卡门利用___________________证明了____________________________。
3．20世纪40年代，美国的卡尔文，利用_______________技术最终探明了______在光合作用中转化成____________的途径。淀粉 同位素标记法 光合作用释放的氧气来自水 放射性同位素标记 CO2 有机物中碳
四、光合作用的过程及应用
1．光反应
(1)场所：叶绿体的___________上。
(2)条件：________、色素、酶等。
(3)物质变化：将水分解为__________，将ADP和Pi合成ATP。
(4)能量变化：光能转变为______________。类囊体薄膜 光照 [H]和O2 活跃的化学能
2．暗反应
(1)场所：叶绿体的________中。
(2)条件：酶、[H]、ATP。
(3)物质变化：
a．CO2的固定：C5＋CO2→________；b.C3的还原：C3＋[H]＋ATP→____________。
(4)能量变化：ATP中活跃的化学能转变为____________。基质 2C3 C6H12O6 稳定的化学能 无机物的氧化 无机物―→有机物 NH3、HNO2 CO2和H2O 绿色植物 硝化细菌
(2)异养生物：
①概念：只能利用环境中_______________来维持自身生命活动的生物。
②代表生物：人、动物、真菌、大多数细菌。现成的有机物 1.夏季的树叶多为绿的海洋，到了深秋时节更有“看万山红遍，层林尽染”的美景，试从生物学角度分析其原因。
2．植物能进行光合作用制造有机物，有位同学就想：“如果人能像绿色植物一样，岂不是不用吃饭了吗？”如果该同学的想法能实现，你认为人体细胞应具备什么样的结构？
3．在进行植物温室栽培时，大棚内常常放几个燃烧的煤炉，你知道是什么原因吗？
4．在大棚种植时一般选用哪种颜色的薄膜？为什么？互 动 探 究
提示：1.春夏时节叶绿素所占比例大，故叶子为绿色，而到了深秋叶绿素大量分解，类胡萝卜素含量相对增加，故叶子为黄色或橙黄色。
2．细胞质中有叶绿体。
3．既能提高温度，又能提高棚内CO2的浓度，有利于提高作物的光合作用强度。
4．一般选用无色透明的薄膜，因为能够透过各种单色光。1绿叶中色素的提取和分离 要 点 归 纳2．实验步骤
3.有关色素带的分析
(1)从色素带的位置可知道各种色素在层析液中溶解度的高低依次为：胡萝卜素>叶黄素>叶绿素a>叶绿素b。(记忆口诀：胡黄ab)
(2)从色素带的宽度可知各种色素的含量一般情况下为：叶绿素a>叶绿素b>叶黄素>胡萝卜素。
(3)在滤纸条上距离最近的两条色素带是叶绿素a与叶绿素b，距离最远的相邻的两条色素带是胡萝卜素和叶黄素。
4．绿叶中的色素对光的吸收特点
(1)绿叶中的色素只吸收可见光，对红外光和紫外光等不吸收。
(2)叶绿素对红光和蓝紫光的吸收量大，类胡萝卜素对蓝紫光的吸收量大，对其他可见光并非不吸收，只是吸收量较少。实验中的注意事项
加入无水乙醇后，要进行迅速、充分的研磨，迅速研磨可以防止溶剂挥发，充分研磨是为了使更多的色素溶解在溶剂中，否则提取的色素量减少。
过滤时，不能用滤纸，要用单层尼龙布(或脱脂棉)，因为滤纸可以吸附色素，降低滤液中色素的含量，使实验效果不明显。 下列有关“叶绿体色素的提取和分离”的实验叙述正确的是( )
A．加入碳酸钙防止滤液挥发
B．用NaCl溶液提取叶片中的色素
C．用无水酒精或丙酮分离滤液中的色素
D．加入二氧化硅(石英砂)有利于充分研磨
典 例 导 析1
[解析] 本题考查实验中药品和试剂的作用。加入碳酸钙的目的是防止叶绿素被有机酸破坏掉；色素的提取利用的是无水乙醇；色素的分离利用的是层析液；加入二氧化硅是使研磨更充分。
[答案] D在进行叶绿体色素提取和分离的实验中，不能让层析液没及滤液细线的原因是( )
A．滤纸上的几种色素会扩散不均而影响实验效果
B．滤纸上的滤纸细线会变粗而使色素带相互重叠
C．色素会溶解在层析液中，在滤纸上达不到层析效果
D．会导致不同色素随层析液在滤纸上扩散的速度不同
[答案] C
[解析] 若层析液没及了滤液细线，会使色素溶解在层析液中，使层析效果不明显。11.叶绿体的结构及功能
(1)结构：
①双层膜：分为内膜和外膜，其主要功能是控制物质进出叶绿体。2叶绿体的结构和功能 要 点 归 纳
②基粒：由囊状结构堆叠而成，这些囊状结构称为类囊体。吸收光能的四种色素就分布在类囊体的薄膜上。
③基质：在基粒与基粒之间充满基质，基质中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，因此叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。
(3)实验设计巧妙之处：
①实验材料选择水绵和好氧细菌：水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察；用好氧细菌可确定释放氧气的部位。
②没有空气的黑暗环境：排除了氧气和光的干扰。
③用极细的光束点状投射：叶绿体上可分为获得光照和无光照的部位，相当于一组对照实验。
④进行黑暗(局部光照)和完全暴露在光下的对照实验：明确实验结果完全是由光照引起的等。(1)光合作用的酶分布在类囊体的薄膜上和基质中，但光合色素只分布在类囊体的薄膜上。
(2)叶绿体以囊状结构堆叠成基粒的方式增大膜面积，而线粒体以内膜向内腔折叠形成嵴的方式增大膜面积。 叶绿体是植物进行光合作用的细胞器，下面有关叶绿体的叙述正确的是( )
A．叶绿体中的色素都分布在囊状结构的膜上
B．叶绿体中的色素分布在外膜和内膜上
C．光合作用的酶只分布在叶绿体基质中
D．光合作用的酶只分布在外膜、内膜和基粒上
[解析] 叶绿体中的色素都分布在囊状结构的薄膜上。
[答案] A典 例 导 析21880年，美国科学家恩格尔曼设计了一个实验研究光合作用的光谱。他将棱镜产生的光谱投射到丝状水绵上，并在水绵悬液中放入好氧细菌，观察细菌的聚集情况。他得出光合作用在红光区和蓝光区最强。这个实验的结论是( )
A．细菌对不同的光反应不一，细菌集中的地方，细菌光合作用强
B．好氧细菌集中的地方，O2浓度高，水绵光合作用强
C．好氧细菌集中的地方，产生的有机物多，水绵光合作用强2
D．好氧细菌大量消耗O2，使水绵光合作用速率加快，则该种光有利于光合作用
[答案] B
[解析] 好氧细菌集中的地方就是O2多的地方，O2是光合作用的产物，所以此处的光合作用强。该实验的思路就是以好氧细菌聚集为观察指标，代表O2的释放情况，表明光合作用在哪种光区最强，而与产生有机物的多少无关。1.探究历程3光合作用的探究历程 要 点 归 纳2.从光合作用的探究历程可知：
(1)普利斯特利的实验的优点和不足
(2)萨克斯实验的成功之处
①方法的成功：
a．设置了对照实验，自变量为光照，因变量是叶片颜色的变化。
b．实验的关键是饥饿处理，使叶片中的营养物质消耗掉，避免了对实验结果的干扰。
②认识上的成功：本实验在证明光合作用的产物是淀粉的同时，还证明了光照是光合作用的必要条件。
(3)鲁宾和卡门实验
①巧妙之处：两组实验相互对照直观地表现出氧气是来自于水的光解，而不是来自于二氧化碳中的氧。
②自变量为被标记的C18O2和HO，因变量是O2的放射性。 如图，在温室下，将3株脱淀粉(经过充分“饥饿”处理)的同种植株和相同体积的不同溶液放在钟罩内，给予相同强度的光照，本实验可以证明( )典 例 导 析3
A．光合作用速率随CO2浓度增大而增大
B．光合作用的必需条件是CO2
C．过多的CO2阻碍光合作用
D．NaHCO3能抑制光合作用
[解析] 该实验的自变量是CO2浓度，丙组缺少CO2，乙组CO2浓度比甲组高，本实验CO2浓度值组数设置不够，不能说明光合作用速率与CO2浓度的关系。
[答案] B英国科学家普利斯特利将点燃的蜡烛与绿色植物一起放在一个密闭的玻璃罩内，蜡烛不容易熄灭。今天我们对这一现象的合理解释是( )
A．植物可以更新空气
B．蜡烛燃烧所需物质来自绿色植物
C．绿色植物在光下能制造有机物
D．绿色植物在光下能释放氧气
[答案] D
[解析] 在今天，我们已经明确了空气中的成分以及蜡烛燃烧时消耗氧气，氧气来自于植物的光合作用。3光合作用过程是由一系列的化学反应组成的。通常是根据是否需要光能，将光合作用的过程分为需要光能的光反应阶段和不需要光能的暗反应阶段。各阶段的物质和能量变化可用下图表示：4光合作用的过程 要 点 归 纳1.过程图解2．光反应与暗反应的区别
3.光反应与暗反应的联系
(1)光反应为暗反应提供[H]和ATP；暗反应为光反应提供ADP和Pi，即两个反应阶段相辅相成，密切联系。
(2)没有光反应，暗反应缺乏[H]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。不同的条件下叶绿体内各种物质的动态变化规律
说明：以上各物质含量的变化是在外界条件改变后的短时间内发生的，且是相对含量的变化。 在正常条件下进行光合作用的某植物，当突然改变某条件后，发现其叶肉细胞内五碳化合物含量突然上升，则改变的条件是( )
A．停止光照 B．停止光照并降低CO2浓度
C．升高CO2浓度 D. 降低CO2浓度
[解析] 在植物光合作用的暗反应过程中，五碳化合物能固定CO2，形成三碳化合物，三碳化合物被还原成葡萄糖和五碳化合物。植物体内五碳化合物增多，说明CO2的固定减弱。
[答案] D典 例 导 析4欲测定植物是否进行光反应，可以检测是否有( )
A．葡萄糖生成 B．淀粉生成
C．O2的释放 D．CO2的吸收
[答案] C
[解析] 植物光合作用中的光反应过程，是叶绿素吸收光能，将水分解为氢和氧气，另一部分能量被ADP吸收形成ATP。从题目给定的答案中，只有氧气是光反应的产物。45探究光照强弱对光合作用强度的影响 要 点 归 纳(3)变量分析 在做植物实验的暗室内，为了尽可能地降低植物光合作用的强度，最好安装( )
A．红橙光灯 B．绿光灯
C．白炽灯 D．蓝光灯
典 例 导 析5
[解析] 本题考查学生运用光合作用知识分析实验设计的能力，叶绿素主要吸收红橙光、蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。这些色素所吸收的光能，都能用于光合作用。光合作用不吸收或很少吸收绿光，绿光下植物光合作用强度最低，题目中要求“尽可能地降低植物光合作用的强度”，当然就不能使用发红橙光和蓝紫光的灯，安装绿光灯是安全的。至于白炽灯，物理常识告诉我们，白光是由七色光组成的。
[答案] B在日光下，植物叶片中的叶绿素( )
A．大量吸收绿光
B．等量吸收不同波长的光
C．主要吸收蓝紫光和绿光
D．主要吸收蓝紫光和红光
[答案] D
[解析] 叶绿素主要吸收红光和蓝紫光。 51.硝化细菌进行化能合成作用的过程6化能合成作用 要 点 归 纳
2．与光合作用的区别
化能合成作用与光合作用的不同之处仅在于光合作用是利用光能将CO2和H2O合成有机物，而化能合成作用是利用化学能将CO2和H2O合成有机物。 硝化细菌通过化能合成作用形成有机物，需要下列哪种环境条件( )
A．具有NH3及缺氧 B．具有NH3和氧
C．具有硝酸和氧 D．具有硝酸和缺氧
[解析] 硝化细菌的化能合成作用所需要的能量来自土壤中的氨(NH3)氧化成亚硝酸(HNO2)和硝酸(HNO3)的过程中释放出来的能量。因此，硝化细菌所需要的环境条件是有NH3和氧气。
[答案] B 典 例 导 析6光合作用和化能合成作用的相同点是( )
A．都需要把太阳光作为能源
B．把无机物转变为有机物
C．都需要利用氧气
D．都需要物质氧化形成的能量
[答案] B
[解析] 光合作用和化能合成作用的相同点是把无机物CO2和H2O转变为有机物。61.多种因素对光合作用产生影响的分析影响光合作用速率的因素及其在生产应用上的分析 2.提高作物产量的途径21.光合作用与有氧呼吸的比较光合作用与细胞呼吸之间的关系 2.光合作用与细胞呼吸的计算
(1)光合作用速率表示方法及分类：
①表示方法：通常以一定时间内CO2等原料的消耗或O2、(CH2O)等产物的生成量来表示。
②分类：但由于测量时的实际情况，光合作用速率又分为表观光合速率和真正光合速率。
(2)呼吸速率的表示方法：
将植物置于黑暗中，实验容器中CO2增加量、O2减少量或有机物减少量，即表示呼吸速率。
(3)二者之间的关系：
在有光条件下，植物同时进行光合作用和细胞呼吸，实验容器中O2增加量、CO2减少量或有机物的增加量，称为表观光合速率，而植物真正光合速率＝表观光合速率＋呼吸速率。
如图所示：
(4)有机物的积累量：
一昼夜有机物的积累量(用CO2量表示)可表示为：
积累量＝白天从外界吸收的CO2量－晚上呼吸释放的CO2量。
3．通过气体代谢判定光合作用与细胞呼吸强度关系的方法
(1)黑暗情况时(A点)：
植物只进行细胞呼吸，不进行光合作用。此状态下，植物从外界吸收O2，并将细胞呼吸产生的CO2释放到体外(如图甲)。(2)弱光情况下(AB段)：
植物同时进行光合作用和细胞呼吸。
①细胞呼吸速率大于光合作用速率：植物的气体代谢特点与黑暗情况下相同。但放出CO2量较少(如图乙)。
②细胞呼吸速率等于光合作用速率时(B点)；植物与外界不进行气体交换，即没有O2和CO2的吸收与释放(如图丙)。
(3)较强光照时(B点以后)；
植物同时进行光合作用和细胞呼吸，且光合作用速率大于细胞呼吸速率。气体代谢特点(如图丁)。光合总产量和光合净产量的判定方法
光下CO2的吸收量、O2的释放量和葡萄糖的积累量均表示光合作用的净产量；
光合作用CO2的消耗量、O2的产生量和葡萄糖的制造量，则均表示光合作用的总产量。
探究点1 获取题干隐含信息的方法
——影响光合作用的因素
[案例] 在有光条件下，水稻叶肉细胞的叶绿体能吸收CO2进行暗反应，该过程如图a所示。研究发现，在有光、较高O2浓度条件下，水稻叶肉细胞的叶绿体也能吸收O2，而O2同样与C5结合，但形成C3与C2(一种二碳化合物)，C2在其他细胞器的参与下，经一系列反应，最终生成CO2，该过程如图b所示。请回答下列问题：(1)图a中的过程①称为________，过程②需要光反应为其提供____________。
(2)在适宜光照等条件下，若水稻栽培环境O2浓度增大，则水稻叶肉细胞光合速率将降低，其主要原因是高浓度的O2在叶绿体中与CO2竞争________(化合物)，导致图a中的过程________(填序号)首先受到抑制。
(3)请利用下列实验材料与用具，设计实验方案验证：在O2浓度较高且光照等其他条件适宜的情况下，水稻叶肉细胞能释放出CO2。实验材料与用具：
新鲜水稻叶肉细胞、培养液(中性或偏碱)、BTB溶液(BTB对光不敏感，当受测溶液为中性或偏碱性时呈淡蓝色，弱酸性时呈淡黄色)、照明灯、O2瓶等。
实验方案：
①将适量水稻叶肉细胞放入培养液中，提供________等条件。
②向培养液中滴加适量的BTB溶液。
③利用O2瓶等装置，持续往培养液中通O2。
④一段时间后，观察溶液颜色的变化情况。
预测结果及结论：
若溶液颜色呈________色，则表明在较高浓度O2且光照等其他条件适宜的情况下水稻叶肉细胞能释放出CO2。
有同学认为该实验还不足以证明上述结论，原因是____________________。
[标准答案] (1)CO2的固定 [H]和ATP
(2)C5 ①
(3)适宜的光照 淡黄 缺少O2浓度适宜的对照组
[方法警示] 1.得分要点：
(1)答案惟一，第一个空必须是“CO2的固定”，第二个空必须是“[H]和ATP”。
(2)答案惟一，应分别填写“C5”和“①”。
(3)①答案只能填写“适宜的光照”。
预测结果及结论的答案惟一，必须是“淡黄”和“缺少对照组”。
2．错因案例：
(1)第二个空答为“O2、[H]和ATP”。
(2)答为“ C3 ”和“②”。(错因：混淆C3和C5两种物质的关系)
(3)溶液颜色答为“淡蓝”。
[技法提炼] (1)据题意，获取解题信息：
①结合图b和题干信息“在有光、较高O2浓度条件下，O2与C5结合，形成C3与C2”可以确定在O2浓度高时，O2与CO2竞争C5，导致CO2的固定受阻，C3生成量减少，光合速率降低。
②实验目的是验证“在O2浓度较高且光照等其他条件适宜的情况下，水稻叶肉细胞能释放出CO2”，结合题干信息可知，BTB溶液在酸性时呈淡黄色，CO2为酸性气体，因此实验结果中，溶液颜色呈淡黄色。
(2)从常规实验设计步骤中确定实验的科学性：
常规实验步骤为分组编号→变量处理→培养或观察。一般实验都需设置对照组和实验组。由此可确定该实验的明显不足是没有设置对照实验。探究点2 对实验结果的分析
——植物生长与光合作用的关系
[案例] 如图是某实验室将发电厂排出的废气(含较多CO2等)引入温室来增加植物的生长速率的研究示意图。该实验将一些生长状况相近的同种幼苗平均分成2组，分别在相邻的2个大小相同的温室内培养，除气体外室内其他条件均相同。在实验前和实验第14天，这2组植物的茎的平均高度记录如下表：(1)解释该实验需要设置对照组B的原因：____________ ____________________________________________________________________________________________________。
(2)试解释A、B 2组结果出现差别的原因：_____________ ________________________________________________________________________________________________________。
(3)该实验为什么使用相邻的2个温室，而不是不同地区的2个温室？_______________________________________ _________________________________________________________________________________________________________。(4)在上述实验基础上如何进一步设计实验确定2组植物在第14天至第28天的生长速率的差别只是由废气引起的？请简要说明实验思路。__________________________________ _______________________________________________________________________________________________。
(5)以废气培养种植蔬菜和水果供人类食用，试提出一个可能风险并解释。___________________________________ _____________________________________________________________________________________________________。
[标准答案] (1)找出没有废气(或只有空气)的情况下的植物生长速率，将其与有废气供应的数值相比，由此可知有废气供应对生长速率的影响(其他答案合理也可)
(2)A组有废气供应，废气中的CO2浓度比空气中的高，CO2是光合作用的原料，原料供应较多，使得A组的植物有较高的光合作用速率，因而生长速度也较快(其他答案合理也可)
(3)相邻的温室有较相近的周围环境，确保2组植物生长速率的差别不是因周围环境不同所引起的
(4)将A组植物移至温室B和将B组植物移至温室A，观察植物生长速率(或比较2组植物茎的长度)(其他答案合理也可)
(5)废气可能含有有毒气体，植物可能吸收这些有毒气体而贮存在叶或果实中，人类食用有可能会损害健康(其他合理答案也可)
[方法警示] 1.得分要点：
(1)答案必须表达出“以植物在没有废气(或只有空气)的情况下的生长速率做参照”的含义，否则不得分。
(2)答案必须表达出“废气中含较多的CO2，可促进光合作用”的含义，否则不得分。
(3)答案必须表达出“排除其他因素带来的影响”的含义，否则不得分。
2．错因案例：
(1)答为“保证只有废气这一个单一变量”。
(2)答为“A组有废气供应，废气来自发电厂，温度较高，光合作用强”。(错因：忽视题干内容，没有找准自变量)
(3)答为“相邻的2个温室大小相同”。
[技法提炼] (1)植物的生长速率与光合作用：
植物体内的光合作用制造有机物，储存能量，细胞呼吸则分解有机物，释放能量，用于各种生命活动。
一天内，当：
①光合作用制造的有机物>细胞呼吸分解的有机物时，植物表现生长现象；
②光合作用制造的有机物＝细胞呼吸分解的有机物时，植物不生长；
③光合作用制造的有机物<细胞呼吸分解的有机物时，植物不生长，甚至死亡。
因此，植物的生长速率的大小与光合作用的强弱呈正相关。
(2)影响光合作用的环境因素：
①CO2浓度和光照强度：一定范围内，随CO2浓度和光照强度增大，光合作用强度增大，达到最大光合作用强度时，不再增大。
②温度：温度通过影响酶活性而影响光合作用强度。
此外还有矿质元素、水、叶龄、叶面积指数等因素，这些因素综合影响光合作用。在研究某一因素对光合作用的影响时要排除其他因素可能带来的影响，保证单一变量。
