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生物考点重点难点疑点热点焦点（三）
——生物的新陈代谢
一、影响光合作用速度的曲线分析及应用
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因素 |
图像 |
关键点的含义 |
在生产上
的应用 |
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单因子影响 |
光照强度 |
A点光照强度为0，此时只进行呼吸作用，释放CO2的量，表明此时的呼吸强度。AB段表明随光照强度加强，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；到B点时，呼吸作用释放的CO2全部用于光合作用，即光合作用强度=呼吸作用强度，称B点为光补偿点(植物白天光照强度应在光补偿点以上，植物才能正常生长)。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点为光合作用的饱和点。 |
(1)适当提高光照强度
(2)延长光合作用时间(例：轮作)
(3)对温室大棚用无色透明玻璃
(4)若要降低光合作用则用有色玻璃。如用红色玻璃，则透红光吸收其他波长的光，光合能力较白光弱。但较其他单色光强。 |
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光合面积 |
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，光合作用不再增强，原因是有很多叶被遮挡在光补偿点以下。OB段干物质量随光合作用增强而增加，而由于A点以后光合作用量不再增加，而叶片随叶面积的不断增加OC段呼吸量不断增加，所以干物质积累量不断降低如BC段。植物的叶面积指数不能超过C点，若超过C点，植物将入不敷出，无法生活下去。 |
适当间苗、修剪，合理施肥、浇水，避免陡长，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。温室栽培植物时，可增加光合作用面积，合理密植是增加光合作用面积的一项重要措施。 |
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二氧化碳浓度 |
CO2是光合作用的原料，在一定范围内，CO2越多，光合作用速率越大，但到A点时，即CO2达到饱和时，就不再增加了 |
温室栽培植物时适当提高室内CO2的浓度，如释放一定量的干冰或多施有机肥，使根部吸收的CO2增多。大田生产“正其行，通其风”，即为提高CO2浓度、增加产量 |
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温度 |
光合作用是在酶催化下进行的，温度直接影响酶的活性。一般植物在10℃～35℃下正常进行光合作用，其中AB段(10℃～35℃)，随温度的升高而逐渐加强，B点(35℃)以上光合酶活性下降，光合作用开始下降，40℃～50℃光合作用几乎完全停止 |
(1)适时播种
(2)温室栽培植物时，白天适当提高温度，晚上适当降温
(3)植物“午休”现象的原因之一 |
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叶龄 |
OA段为幼叶，随幼叶的不断生长，叶面积不断增大，叶内叶绿体不断增多，叶绿素含量不断增加，光合作用速率不断增加。AB段为壮叶，叶片的面积、叶绿体和叶绿素都处于稳定状态，光合速率也基本稳定。BC段为老叶，随叶龄的增加，叶片内叶绿素被破坏，光合速率也随之下降 |
农作物、果树管理后期适当摘除老叶、残叶及茎叶蔬菜及时换新叶，都是根据其原理。又可降低其呼吸作用消耗有机物 |
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矿质元素 |
矿质元素是光合作用的产物——葡萄糖进一步合成许多有机物时所必需的物质。如缺少N，就影响蛋白质(酶)的合成；缺少P就会影响ATP的合成；缺少Mg就会影响叶绿素的合成 |
合理施肥可促进叶片面积增大，提高酶的合成率，提高光合作用速率 |
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多因子影响 |
图像 |
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含义 |
P点时，限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随其因子的不断加强，光合速率不断提高。当到Q点时，横坐标所表示的因子，不再是影响光合速率的因子，要想提高光合速率，可采取适当提高图示的其他因子 |
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应用 |
温室栽培时，在一定光照强度下，白天适当提高温度，增加光合酶的活性，提高光合速率，也可同时适当充加CO2，进一步提高光合速率。当温度适宜时，可适当增加光照强度和CO2浓度以提高光合作用速率。总之，可根据具体情况，通过增加光照强度，调节或增加CO2浓度来充分提高光合效率，以达到增产的目的 |
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二、影响植物呼吸速率的因素及相关曲线
1．内部因素
(1)不同种类的植物呼吸速率不同，如旱生植物小于水生植物，阴生植物小于阳生植物。
(2)同一植物在不同的生长发育时期呼吸速率不同，如幼苗在开花期呼吸速率升高，成熟期呼吸速率下降。
(3)同一植物的不同器官呼吸速率不同，如生殖器官大于营养器官。
2．环境因素
（1）温度 呼吸作用在最适温度(25℃～35℃)时最强；超过最适温度酶活性降低，甚至变性失活，呼吸受抑制；低于最适温度酶活性下降，呼吸受抑制。
(2)O2的浓度 O2浓度直接影响呼吸作用的性质。O2浓度为零时只进行无氧呼吸；浓度为10％以下时，既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸；浓度为10％以上时，只进行有氧呼吸。
(3)CO2浓度 从化学平衡的角度分析：CO2浓度增加，呼吸速率下降。
三、从光合作用和呼吸作用分析物质循环和能量流动
1．从反应式上追踪元素的来龙去脉
①光合作用总反应式：
②有氧呼吸反应式：
2．从具体过程中寻找物质循环和能量流动
四、新陈代谢知识在农业生产实践及生活中的应用
1．水分代谢知识在农业生产实践及生活中的应用
(1)对农作物合理灌溉，既满足作物对水分的需要，同时也降低了土壤溶液浓度，促进水分的吸收。(2)盐碱地中植物更易缺水或不易存活；一次施肥过多，会造成“烧苗”现象。这些是因为土壤溶液浓度过高，甚至超过根细胞液浓度，这样，根就不易吸水或因失水而造成“烧苗”现象。(3)夏季中午叶的气孔关闭，是为了减少水分的过分蒸腾。(4)农民在移栽白菜时往往去掉一些大叶片，是因为去掉几片大叶片可以减少水分散失，以避免造成失水过多而死亡，从而提高成活率。(5)糖渍、盐渍食品(如盐渍新鲜鱼、肉)不变质的原因是在食品的外面形成很高浓度的溶液，从而抑制了微生物(如细菌)和生长、繁殖而较长时间地保存。(6)用浓度较高的糖或盐腌制食品，细胞大量失水死亡，细胞膜失去选择透过性，糖或Na+大量进入死细胞，使腌制食品具有甜味或咸昧。(7)医生注射用的生理盐水浓度为0.9％，是为了维持组织细胞正常的形态和功能。
2．矿质代谢的知识在生产实践中的应用
(1)在农业生产实践中，中耕松土措施，可以增加土壤的透气性，提高根细胞的呼吸强度，从而促进根对矿质离子的吸收。(2)适当施肥，可以及时补充土壤溶液中缺乏的植物必需的矿质离子；无土栽培技术的推广运用，可以提高产量、减少污染。(3)无土栽培植物是指不用土壤而用营养液和其他设备栽培植物的方法。营养液是根据植物体生长发育所需矿质元素，按照一定的比例配制而成的培养液。无土栽培的最大特点是可以人工直接调节和控制根系的生活环境。
3．光合作用知识在生产实践中的应用(见专题一)
4．呼吸作用知识在生产实践及生活中的应用 ，
(1)作物栽培措施，都是为保证根的正常细胞呼吸。
(2)粮油种子的储藏，必须降低含水量，使种子处于风干状态，使细胞呼吸降至最低，以减少有机物消耗。如果种子含水量过高，呼吸加强，使储藏的种子堆中温度上升，反过来又进一步促进种子的呼吸，同时温暖潮湿的环境有利于霉菌等微生物，使种子变质。
(3)在果实和蔬菜的保鲜中，常通过控制细胞呼吸以降低它们的代谢强度，达到保鲜的目的。例如，某些果实和蔬菜可放在低温下或降低空气中的氧含量及增加二氧化碳的浓度来减弱细胞呼吸，使整个器官代谢水平降低，延缓老化。
(4)在农业生产中，为了使有机物向着人们需要的器官积累，常把下部变黄的、已无光合能力、仍然消耗养分的枝叶去掉，使光合作用的产物更多转运到有经济价值的器官中去。
(5)选用“创可贴”等敷料包扎伤口，既为伤口敷上了药物，又为伤口创造了疏松透气的环境、避免厌氧病原菌的繁殖，从而有利于伤口的痊愈。
(6)酵母菌是兼性厌氧微生物。酵母菌在通气、适宜的温度和pH等条件下，进行有氧呼吸并大量繁殖；在无氧条件下则进行酒精发酵。醋酸杆菌是一种好氧细菌，在氧气充足和具有酒精底物的条件下，醋酸杆菌大量繁殖并将酒精氧化分解成醋酸。
(7)水稻的根系适于在水中生长，这是因为水稻的茎和根中都有较大的空腔能够把从外界吸收来的氧气运送到根部各细胞，而且与旱生植物相比，水稻的根比较适应无氧呼吸。但是，水稻根细胞仍然需要进行有氧呼吸，所以稻田需要定期排水。如果稻田中的氧气不足，水稻根细胞就会进行酒精发酵，时间长了，酒精就会对根细胞产生毒害作用，使根系变黑、腐烂。
(8)较深的伤口里缺少氧气，破伤风芽孢杆菌适合在这种环境中生存、大量繁殖。所以伤口较深或被锈钉扎伤后，患者应及时请医生处理。
(9)有氧运动是指人体细胞充分获得氧的情况下所进行的体育锻炼。人体细胞通过有氧呼吸可以获得较多的能量。相反，百米冲刺和马拉松长跑等无氧运动，是因为运动剧烈而人体细胞处在相对缺氧条件下进行的高速运动。无氧运动中，肌细胞因氧不足，要靠无氧呼吸来获取能量，因为乳酸能够刺激肌细胞周围的神经末梢，所以人会有肌肉酸胀乏力的感觉。
五、植物体的物质代谢、能量代谢与细胞器的联系图分析示例
对照下图可分析下列问题：
(1)在叶绿体结构中磷酸含量主要集中在哪里?暗反应为电能转换成活跃的化学能过程主要提供哪些物质? (2)经测定，在白天植物不消耗O2，却消耗大量的CO2，这是否意味着植物体不进行呼吸作用?为什么? (3)夏季中午，植物不吸收也不释放CO2，此时光合作用速率有何特点? (4)在同一细胞中，线粒体产生的CO2。参与光合作用时，一般要穿过几层磷脂分子?若是相邻细胞呢? (5)水稻、油菜、大豆种子中淀粉、脂肪、蛋白质主要储存在什么结构中?绿色植物通过光合作用合成糖类，以及将糖类运输到种子中都需要哪种矿质元素的参与?
[分析](1)磷酸与ADP吸收能量在酶的催化下能形成ATP。在叶绿体结构中，在类囊体薄膜上，光能经过四种色素吸收和传递，少数特殊状态的叶绿素a将光能转换成电能，其中一部分电能可将ADP和Pi转化成ATP，而ADP和Pi是主要集中在叶绿体基质中的。所以，暗反应为电能转换成活跃的化学能过程主要提供的物质有ADP、Pi、NADP+等。 (2)植物体的呼吸作用是不停地进行的，但在白天，光合作用强度远大于呼吸作用强度，所以从总体上看，植物不消耗O2，还释放O2，并消耗大量的CO2。 (3)夏季中午，高温、光照强烈时，植物气孔关闭，减少水分的散失；或者在干旱条件下，气孔也关闭，这是一种保护性适应。对于C3植物来说，光合作用速率下降，有机物合成减少；而C4植物则能够利用叶片内细胞间隙中含量很低的CO2进行光合作用。 (4)在同一细胞中，线粒体产生的CO2经过自由扩散到叶绿体中，需要穿过线粒体和叶绿体的各两层膜，共四层膜，即八层磷脂分子；若是相邻的细胞，还要加上出自身细胞膜和进相邻细胞的细胞膜，即再加两层膜，四层磷脂分子，共十二层磷脂分子。 (5)水稻种子中淀粉等物质主要存在于胚乳中；油菜、大豆种子中脂肪和蛋白质主要储存在子叶中。绿色植物通过光合作用合成糖类，以及将糖类运输到种子中都需要钾的参与。
六、“糖类”小专题知识归纳
1．糖类的化学组成、种类和结构
(1)化学组成和种类
(2)葡萄糖、核糖、脱氧核糖的结构简式，可联系的内容有：组成糖类的化学元素，核糖、脱氧核糖、葡萄糖的化学式和结构简式，蔗糖、麦芽糖、乳糖、淀粉、纤维素、糖元的化学式，单糖、二糖、多糖的分布和功能。
2．几种糖的性质
(1)葡萄糖的化学性质。①还原性，可联系的内容有：银镜反应，用班氏试剂进行尿糖的测定，用斐林试剂进行组织中还原性糖的测定；②能跟酸起酯化反应；③氧化反应，可联系的内容有：动、植物细胞进行有氧呼吸和无氧呼吸时的比较，厌氧发酵(酒精发酵、乳酸发酵)，兼性厌氧型微生物——酵母菌。
(2)蔗糖和麦芽糖的化学性质。①蔗糖不具有还原性，而麦芽糖具有还原性，可联系的内容有：还原性糖(还有果糖)与非还原性糖的鉴定；②水解反应，蔗糖水解生成一分子葡萄糖和一分子果糖，而麦芽糖水解生成两分子葡萄糖，可联系的内容有：蔗糖不具有还原性，而它的水解产物具有还原性。
(3)淀粉的化学性质。①跟碘作用呈现蓝色，可联系的内容有：用碘液检验淀粉；②水解反应，可联系的内容有：食物中淀粉的化学性消化的过程，工业上用硫酸等无机酸作催化剂水解制葡萄糖。
(4)纤维素的化学性质:水解反应；
3．糖类的功能：是生物体进行生命活动的主要能源物质。
4．绿色植物体内糖类的代谢
可联系的内容有：光合作用的概念、反应式、过程，叶片遮光实验，适当提高温室内CO2的浓度，有氧呼吸和无氧呼吸的概念、反应式、过程，中耕松土，种子的储藏，蔬菜的保鲜。
5．人和动物体内糖类的代谢
可联系的内容有：糖类的化学性消化过程及部位，葡萄糖被吸收的方式、途径，葡萄糖在细胞内的代谢，血糖的正常值，低血糖症、高血糖症和糖尿病血糖浓度的范围，高等动物和人体在剧烈运动时细胞呼吸的产物、能量，北京鸭等饲养动物的肥育过程，糖代谢与蛋白质代谢、脂肪代谢的关系。
6．人体内血糖平衡的调节
可联系的内容有：血糖的平衡及其意义，参与血糖平衡调节的主要激素及其作用，参与血糖平衡的神经——激素调节的具体过程，低血糖的病症、病因及其防治，糖尿病的诊断、病症、病因及其防治。
7．生物学意义
①糖类是构成生物体的重要成分，也是细胞的主要能源物质；②淀粉和糖元分别是植物和动物细胞中储藏能量的物质，纤维素是植物细胞壁的成分。 |
