解决光下叶肉细胞气体转移问题的关键.doc

不同光照条件下气体在叶绿体和线粒体之间以及叶肉细胞和空气之间的交换,一直是困扰老师和学生的大问题,解决这一问题的关键就是自由扩散。:物质通过简单的扩散作用进出细胞叫作自由扩散。像co2和o2这样的物质通过细胞膜进出细胞就是自由扩散,细胞膜、线粒体膜、叶绿体膜都是生物膜,co2和o2跨膜进出线粒体、叶绿体也是自由扩散。自由扩散的重要特点就是顺浓度梯度扩散,物质运输的速度主要取决于浓度差。co2和o2在空气、叶绿体和线粒体中的浓度是怎样的呢?叶绿体在光下能不断进行光合作用消耗co2生成o2,可认为co2浓度最低,o2浓度最高;线粒体不断进行有氧呼吸消耗o2生成co2,可认为o2浓度最低,co2浓度最高;空气中co2和o2浓度介于叶绿体中的浓度和线粒体中的浓度之间。即光下三者之间o2浓度的关系:叶绿体中o2浓度>空气中o2浓度>线粒体中o2浓度;光下三者之间co2浓度的关系:线粒体中co2浓度>空气中co2浓度>叶绿体中co2浓度。叶绿体和线粒体之间的o2浓度差最大;线粒体和叶绿体之间的co2浓度差最大。,自然环境中,气体的转移情况如图所示。(用co2的吸收和释放来表示),克服气体进出平衡的那一部分,我们可以这么理解:当光照强度为零时,也就是a点对应的位置。只有呼吸作用而没有光合作用,线粒体沿d途径从空气中获取o2,产生的co2沿c途径排入空气。当光照强度处于ob段,即光合作用强度小于呼吸作用的强度时。对于线粒体来说,o2可来源于叶绿体和空气,考虑到叶绿体和线粒体之间o2的浓度差最大,可以说o2快速来源于叶绿体,不足的由空气中的o2补充,即o2主要沿b、d途径进入线粒体;同理分析线粒体产生的co2主要沿a、c途径扩散到叶绿体和空气。对于叶绿体来说,叶绿体可快速从线粒体处获取co2,由于光合作用强度很弱,所需的co2完全可由线粒体提供,即叶绿体所需的co2主要沿a途径进入;同理分析叶绿体产生的少量o2主要沿b途径扩散。当光照强度为b,即光合作用强度和呼吸作用强度相等时。对于线粒体来说,考虑到叶绿体和线粒体之间o2的浓度差最大,可以说o2快速来源于叶绿体,且叶绿体产生的o2恰好满足线粒体的需求,即线粒体所需的o2主要沿b途径进入;同理分析线粒体产生的co2可沿a途径散失。对于叶绿体来说也是如此分析,叶绿体所需的co2主要沿a途径进入,产生的o2主要沿b途径散失。当光照强度大于b,光合作用强度大于呼吸作用强度时。对于线粒体来说,所需的o2可快速来源叶绿体,由于呼吸作用相对较弱,需要的o2较少,就是说线粒体需要的o2沿b途径进入就能满足,产生的co2的主要沿a途径散失;对于叶绿体来说,所需的co2可快速来源于线粒体,不能满足的部分由空气中的co2补充,即co2主要沿a、e途径进入叶绿体,叶绿体产生的o2主要沿b、f途径散失。同样的分析方法,请看下面的例题,注意叶片周围的空气是经过naoh溶液的。,置于充足的光照下,分析d处的气体成分,最可能的是( ) :经过naoh溶液后,b处没有co2,浓度为零;叶绿