酶、光合作用、細胞呼吸曲線解讀

酶、光合作用、細胞呼吸曲線解讀一、酶促反應的曲線解讀影響酶活性的因素都能影響有關生化反應和生理過程，正確分析圖表、充分挖掘圖中隱含的內容、理解圖中包含的信息對于解決坐標曲線題目是至關重要。1.酶高效性的曲線（1）催化劑可以加快化學反應速率，與無機催化劑相比，酶的催化效率更高（2）酶只能縮短達到化學平衡點所需的時間，不改變化學反應的平衡點2.酶專一性的曲線在A反應物中加入酶A，反應速度較未加酶時明顯加快，說明酶A催化底物A參加反應。在A反應物中加入酶B，反應速度和未加酶時相同，說明酶B不催化底物A參加反應。3.溫度對酶促反應的影響：酶促反應在一定溫度范圍內其反應速率隨溫度的升高而加快；但當溫度升高到一定限度時，酶促反應速率不僅不再加快反而隨著溫度的升高而下降。在一定條件下，每一種酶在某一溫度時活性最大，這個溫度稱為這種酶的最適溫度，如下圖所示?！咎貏e提醒】低溫和高溫時酶的活性都降低，但兩者的性質不同。低溫下酶的活性受抑制，空間結構并未改變，在溫度升至適溫時，活性可恢復；高溫下因變性而失活，即使再提供適溫，酶的活性也不會恢復。pH對酶促反應的影響：每一種酶只能在一定限度的pH范圍內才表現(xiàn)活性，超過這個范圍酶就會失去活性。其特點如下圖中曲線變化所示。在一定條件下，每一種酶在某一pH時活性最大，這個pH稱為這種酶的最適pH。【特別提醒】①在過酸或過堿環(huán)境中，酶均失去活性而不能恢復。不能理解為過低ＰＨ時活性較低，ＰＨ升高后，酶活性也逐漸得以發(fā)揮（這一點與過低溫度對酶活性的影響不同）。②同一種酶在不同PH下活性不同，不同的酶的最適PH不同。③反應溶液酸堿度的變化不影響酶作用的最適溫度。酶濃度對酶促反應的影響：在底物足夠，其他條件固定的條件下，反應系統(tǒng)中不舍有抑制酶活性的物質及其他不利酶發(fā)揮作用的因素時，酶促反應的速率與酶濃度成正比，如下圖所示。底物濃度對酶促反應的影響：在底物濃度較低時，反應速率隨底物濃度增加而加快，反應速率與底物濃度近乎成正比，在底物濃度較高時，底物濃度增加，反應速率也隨之加快，但不顯著；當?shù)孜餄舛群艽笄疫_到一定限度時，反應速率就達到一個最大值，此時即使再增加底物濃度，反應速率也幾乎不再改變。如下圖所示。二．光合作用影響因素曲線解讀（1）內部因素1）由于植物種類不同，同一植物在不同的生長發(fā)育階段、同一植物不同部位的葉片、同一葉片的不同生產發(fā)育期等，其光合速率都不盡相同。圖1：分析坐標曲線，說明葉面積與光合速率的關系。葉面積較小時，隨葉面積增大，光合速率逐漸加快；葉面積達到最大值時，光合速率達到最高值；以后隨著葉齡增大，葉面積不再增大，而由于葉片的老化、葉綠素分解等原因，導致光合速率逐漸下降。故葉面積大，光合速率不一定大。下圖：OA段表明隨葉面積的不斷增大，光合作用實際量不斷增大。A點為光合作用的飽和點，隨葉面積的增大，光合作用不再增加，原因是有很多葉被遮擋，光照強度處于光補償點以下。OB段表示干物質的量隨著光合作用增加而增加，由于A點以后光合作用量不再增加，而隨葉面積的不斷增加，OC段呼吸量不斷增加，所以干物質積累量不斷降低，如BC段。植物的葉面積指數(shù)不能超過C點，若超過C點，植物代謝消耗大于積累，無法生存下去?！咎貏e提醒】圖像關鍵點的含義:OA段表明葉面積的不斷增大,光合作用實際量不斷增大。A點為光合作用面積的飽和點。ＯＢ段干物質量隨光合作用增加而增加，由于Ａ點以后光合作用的實際量不再增加，而葉片隨葉面積的不斷增大ＯＣ段呼吸量不斷增加，所以干物質積累量不斷降低如ＢＣ段。（2）外部因素影響植物光合速率的外部因素主要有光照強度、光照面積、CO2濃度、含水量、礦質元素和溫度等。1）光照強度①植物的光合作用強度在一定范圍內是隨著光照強度的增加，同化CO2的速度也相應增加，但當光照強度達到一定時，光合作用的強度不再隨著光照強度的增加而增強。（光補償點:一般陽生植物高于陰生植物。光飽和點:陽生植物高于陰生植物。）②應用：適當間苗、修剪、合理施肥、澆水、避免徒長。封行過早，中下層葉子所受的光照強度往往在光補償點以下，白白消耗有機物，造成不必要的浪費?！咎貏e提醒】總光合作用是指植物在光照下制造的有機物的總量(吸收的CO2總量)。凈光合作用是指在光照下制造的有機物總量(或吸收的CO2總量)中扣除掉在這一段時間中植物進行呼吸作用所消耗的有機物(或釋放的CO2)后，凈增的有機物的量。2).溫度:①提高溫度可以提高酶的活性，加快反應速度。如下圖2，光合作用是在酶的催化下進行的，溫度直接影響酶的活性。一般植物在10℃～35℃下正常進行光合作用，在AB段光合作用隨溫度的升高而逐漸加強，B點以后光合酶的活性下降，光合速率降低，C點以后光合作用將完全停止。在一定的溫度范圍內，在正常的光照強度下，提高溫度會促進光合作用的進行。但提高溫度也會促進呼吸作用。(如圖3所示)所以植物凈光合作用的最適溫度不一定就是植物體內酶的最適溫度。②應用：冬天，溫室栽培可適當提高溫度；夏天，溫室栽培可適當降低溫度。白天調到光合作用最適溫度，以提高光合速率；晚上適當降低溫室的溫度，以降低呼吸作用，增加植物有機物的積累量。3).CO2濃度：①植物能夠進行光合作用的最低CO2濃度稱為CO2的補償點，即在此CO2濃度條件下，植物通過光合作用吸收的CO2與植物呼吸作用釋放的CO2相等。但達到一定濃度后，光合作用強度就不再增加或增加很少，這時的CO2濃度稱為CO2的飽和點。如CO2濃度繼續(xù)升高，光合作用不但不會增加，反而要下降，甚至引起植物CO2中毒而影響植物正常的生長發(fā)育。②應用:“正其行，通其風”，溫室大棚內充入CO2，即提高CO2濃度，可增加產量?！咎貏e提醒】多因子的影響：①圖4：P點時，影響光合速率的因素應為橫坐標所表示的因素。隨其因子的不斷增強，光合速率不斷提高，當?shù)竭_Q點時，橫坐標所表示的因素，不再影響光合速率，要提高光合速率，可適當調整圖示的其他因子。圖像關鍵點的含義：Ｐ點時，限制光合速率的因素為橫坐標所表示的因子，隨基因子的不斷加強，光合速率不斷提高。當?shù)剑腰c時，橫坐標所表示的因子不再是影響光合速率的因子要想提高光合速率，可采取適當提高圖示的基他因子。②應用：溫室栽培時，在一定的光照強度下，白天適當?shù)靥岣邷囟?，增加光合酶的活性，提高光合速率，也可同時充入適量的CO2，進一步提高光合速率，當溫度適宜時，可適當增加光照強度和CO2濃度，以提高光合速率。總之，要根據(jù)具體情況，通過增加光照強度，調節(jié)溫度或增加CO2濃度等來充分提高光合速率，以達到增產的目的。三．細胞呼吸影響因素曲線解讀①溫度：溫度能影響呼吸作用，主要是影響呼吸酶的活性。在一定溫度范圍內，呼吸作用的強度隨溫度的上升而增加，超過一定的限度，呼吸作用的強度下降，甚至呼吸作用停止。應用:在生產實踐上貯藏蔬菜和水果時應該降低溫度，以減少呼吸消耗。②氧氣：有氧呼吸強度隨氧濃度的增加而增強。關于無氧呼吸和有氧呼吸與氧濃度之間的關系用下圖所示的曲線來表示：【特別提醒】從上圖可看出:Ⅰ:O2的濃度對無氧呼吸的影響：在一定范圍內，隨著氧氣濃度的