关于生物细胞器和光合作用的知识点整理
细胞器篇
细胞器的知识纷繁复杂，你能否一一理清呢?也许总有一些遗漏。
我在此并不会简单重复课本的内容，我在上文中也尽量的避开了课本直接叙述了的知识，更多的都是在学习与做题中收获的想法，所以接下来我会在讲述中加入在高三学习中补充的知识，以及考试中要注意的细节。
首先，我们来区分两个概念，细胞质和细胞质基质。细胞质就是除了细胞膜和细胞核以外的部分，它包括了所有的细胞器以及细胞质基质。我们常说的细胞质遗传，其实也就包括了线粒体和叶绿体了。
下面从内质网开始：
我们先来认识内质网如何存在于细胞中。很多人通过课本上两个经典的细胞器图，产生了一种直观的印象：内质网就是包裹在细胞核外的一点点东西，其实这种印象是有误区的。更为确切地说，内质网覆盖了整个细胞，它是一张非常大的网，教材中称它向内连接了细胞核，向外连接了细胞膜。
而内质网分为两种类型，如下图：粗面内质网和滑面内质网。粗面内质网与细胞核直接相连，上面附有很多核糖体，附在上面的核糖体主要合成分泌蛋白，为什么说主要?因为还是存在例外的，比如说溶酶体中的水解酶(胞内蛋白)就是由内质网上的核糖体合成的(游离的核糖体则负责胞内蛋白)。核糖体附着在内质网上，就有利于内质网对新生肽链进行加工修饰，比如说：糖基化。
你知道脂质的合成场所吗?
这虽然在课本上已经提及，不过不是考查的重点，往往会被忽略。
脂质的合成场所，也就是我要谈的滑面内质网，它的上面不附着核糖体，当然，它也有着其它的作用，像解毒之类的，并不在考试要求范围中。
物质的结构和功能是相适应的，这个观点很重要，能帮助你理解很多生物现象。
内质网在分泌蛋白的合成中扮演着非常重要的角色，所以说分泌旺盛的细胞往往内质网十分发达(当然高尔基体也是，囊泡会比较多)，比如说浆细胞，要合成大量抗体，从课本(必修3)体液调节图解中就可以看到浆细胞里面有密密麻麻的网络，那就是内质网了。
那么，我们再深化地理解一下这个概念吧。
举举例子。比如说骨骼肌细胞、心肌细胞线粒体含量很多;阴生植物的叶绿体一般会比较大(来弥补光照的不足);神经细胞树突发达可以形成更多的突触……
另外，还有一个类似概念，结构和环境相适应。(有别于用进废退)
我们可以继续举例。叶绿素只在有光的时候产生，所以埋在地下的基本都不是绿色的(马铃薯，萝卜，洋葱……)，冒出来的部分可能变绿;细胞衰老了的时候，细胞核往往会变大(功能衰退所以需要变大才能维持原来的水平)……
既然提到了内质网，接下来就该谈和它有着密切合作关系的高尔基体，它们的关系十分微妙，有科学家揣测高尔基体就是由滑面内质网进化而来的。
高尔基体的方向是朝着外面的，也就是说它的凹面对着细胞膜，凸面对着细胞核。这样看起来似乎是为了更好地向外运送物质。
高尔基体的功能可谓多之又多，除了分泌蛋白的合成，在动物细胞中，它与其它分泌物的形成也有关：比如说大名鼎鼎的突触小泡，就是由高尔基体吐出来。而就连溶酶体也不过是高尔基体的分泌产物。(生物必修1书中介绍了溶酶体发现史，有兴趣者可翻阅课本)
而在植物细胞中，我们见过这样一句话：高尔基体与细胞壁的合成有关，因而在植物细胞有丝分裂末期形成细胞板时，高尔基体就十分活跃了。我们可以深入地想一想，细胞壁是由什么构成的?纤维素和果胶。由此我们可以得出一个猜想：高尔基体参与了纤维素和果胶的合成，也就是说，高尔基体可以合成糖类。事实上，这个猜想是正确的。如此看来，“有关”这个表述也未免过于含蓄了。
高尔基体旁边有很多泡泡，它们可能来自于内质网，也可能是高尔基体自己产生的，书本上称之为囊泡，当然你也会看到有些地方叫它具膜小泡。这再一次验证了高尔基体是一个合格的枢纽。
我们现在看看两大半自主性细胞器：叶绿体和线粒体。
不久后你将会知道，或者说你已经知道了这样一些有趣的东西(内共生假说)。叶绿体和线粒体可能本是蓝藻(光合细菌)和好氧细菌，后来被其它生物通过捕食摄入。绝大多数的它们应该都被消化为其它生物的一体，而却有少部分侥幸逃脱，进入了生物的细胞，开始了奇妙的寄生生活。
它们和宿主细胞慢慢地形成了一种合作关系。叶绿体依附于细胞提供物质来源，也为细胞合成糖类以供能;线粒体则帮助细胞完成稳定的化学能到活跃的化学能的转化使能量变得可直接利用。通过漫长的进化历程，逐渐形成了今天的局面。
有了如上的假说，我们就可以更好地理解叶绿体和线粒体的独特之处了。
1.细胞中仅有的含双层膜细胞器。有人说不对呀，被吞噬的细菌本来也只是单层膜，为何的双层膜呢?你可以试想一下在胞吞过程中，会有一个小泡包裹住细菌，两层膜就是这么来的了。
2.细胞中仅有的含DNA，RNA，核糖体的细胞器。其中DNA是环状的，这和原核生物的特点接近(大型环状DNA和具有抗药性的质粒)，它其中的质基因可以自主表达一些蛋白质，而它们自身也受到核基因的调控，在二者共同作用下存在。
叶绿体结构如课本图，不再赘述。像光合色素就分布在类囊体薄膜的内侧上，因而类囊体就成为了光反应的场所，也就是说光反应的产物在运输出叶绿体还要跨过一层薄膜。
提到了产物的运输，我们来想想，氧气的浓度在叶绿体中浓度高还是在线粒体中浓度高?通过对自由扩散概念的理解，我们认为还是在叶绿体中浓度高的，因为氧气只能从高浓度向低浓度扩散。
这样的思维方式在很多地方都可以用到。
比如说，对于正在进行质壁分离的植物细胞，外界溶液的浓度大于细胞液的浓度;对于携带着氧气的动脉血，氧气将从血浆进入组织液再进入细胞内液，因而氧气浓度排序是血浆>组织液>细胞内液。(如下)
其它未上榜的细胞器(或结构)，在此仅收录。
1.核糖体。由rRNA蛋白质构成，细胞核核仁与之相关。有很多人到了高三还是搞不清楚复制转录翻译场所，在此简述。
在真核生物中，核DNA在细胞核复制，也在细胞核进行转录，转录后得到RNA，从核孔钻出来，再去寻找细胞质中的核糖体进行翻译。(核孔只能让RNA钻出却不能让DNA钻出);在原核生物中，转录和翻译在拟核区(不考虑质粒)同时进行。
核糖体因而成为了细胞生物(唯一)共有的细胞器。
2.液泡。内含很多东西，水、蛋白质、色素、糖类等等。其中色素与光合色素有别，是水溶性的，而光合色素在类囊体薄膜，是脂溶性的(所以在我们做光合色素提取分离实验时，用的是有机溶剂无水乙醇或者丙酮)。比如说：红色的瓜瓤，红色的枫叶，紫色的洋葱……
液泡有小液泡，也有成熟大液泡。只有成熟大液泡才具有渗透吸水的能力，它可以占据整个细胞2/3的空间。而其它不含大液泡的细胞只能进行吸胀吸水。
说到液泡，我下面将结合根尖细胞来谈谈。
根尖细胞无疑都是没有叶绿体的。但是液泡呢?我们来普及一下吧。
分生区和根冠都是没有液泡或只有小液泡的，而伸长区和成熟区却是有成熟大液泡的。
和高中生物有关的知识：分生区细胞呈正方形，在观察洋葱有丝分裂时选取的就应该是分生区细胞，标准取法：截取根尖2-3mm，不能太长了，这个数据建议背下。
液泡也含有很多水解酶，感觉和溶酶体有了异曲同工之妙，只不过液泡比溶酶体大的多了，因而液泡也就具备了维持细胞形态和维持渗透压的功能。
像一些原生动物也会含有液泡，就是食物泡伸缩泡之类的。至于它和囊泡有什么区别，这还有待商讨。
3.细胞骨架：蛋白质纤维构成。详见课本。
4.中心体：两个垂直中心粒构成，在间期复制，存在于动物和低等植物(这个知识点大家耳熟能详，不过逢考必有人跪，比如广州二模和省实三模跪倒一片，为什么?等你错了你就会知道那种被中心体彻底洗脑无视隐藏的高等植物存在的感觉)。在课本图上表现为两个小帽子，连着纺锤丝。
一般来说，间期完成DNA复制蛋白质合成，当然在分裂期时也会有少量蛋白质合成，因为还残留着一些间期合成的RNA，但是就不再有DNA合成了，因为DNA已经高度螺旋化了。
RNA，神经递质，抗体……这些都是用完了就灭活或者被回收了。(那为什么血清中还会有抗体?因为还没作用呢。)
顺手来一个：洋葱的用法。
1.观察根尖分生区细胞的有丝分裂。(取材：洋葱根尖)
2.低温诱导染色体加倍。(取材：洋葱根尖)
3.观察质壁分离和复原。(取材：优选洋葱外表皮细胞，内表皮搭配有色溶液也凑合)
4.观察DNA和RNA在细胞中的分布。(取材：内表皮细胞)
5.探究生物酶的高效性：催化过氧化氢的分解。(更优选择是猪肝)
其实还有很多，但感觉都有些牵强(不是必需材料)所以没有收纳
光合作用篇
先来个要背的，色素的作用：吸收传递转化。
光合呼吸的具体过程在此省略，影响光合作用的因素也省略;我们接下来就直接进入光合呼吸常见图像的整理。(这个是多年做题得来的经验，一般教辅上不会归纳这些知识的。)
经典图像1：类正弦函数图像
适用背景：密闭玻璃罩里的绿色植物
(感觉这个图画的比较奇怪，二氧化碳浓度还能是负的，它的意思应该是和初始玻璃罩内二氧化碳浓度相比较的浓度)
AB段(0-2时)：凌晨时分，植物只进行呼吸作用，放出二氧化碳。
BC段(2-6时)(按照我们老师的说法是2-5时)：植物仍然只进行呼吸作用，不同的是温度降低，呼吸速率减慢。
CD段(6-8时)：太阳升起，植物开始进行光合作用，但尚未达到光补偿点。
D点：植物达到光补偿点，即光合作用强度等于呼吸作用强度。接下来二氧化碳浓度就开始降低了。
DE段(8-11时)：光合作用强度大于呼吸作用强度，植物开始有净积累量。
EF段(11-14时)：午休阶段。温度过高，为防止蒸腾失水，气孔关闭，胞间二氧化碳增大，吸收二氧化碳含量减少，暗反应速率下降，进而总(净)光合速率下降。
FG段(14-18时)：午休解除。净光合速率上升。
G点：植物达到光补偿点。
GH点(18-20时)：温度降低，光照减弱，呼吸作用强于光合作用。
HI点(20-24时)：光照彻底消失，二氧化碳浓度加速上升。
既然找到的两张图放在了一起，那就一起讲吧。
阴生植物适合于弱光环境。在一定的弱光条件下(不能太弱)，阴生植物生长的会比阳生植物更好。在群落演替的过程中，当高大的乔木逐渐成为优势种，光照被抢夺时，自然选择了一部分耐受弱光的植物。
阴生植物的叶片肥厚，叶绿体大、多，光合作用的效率更高，因而光补偿点也更靠前了。还有一个原因是无光照时，阴生植物呼吸作用强度比阳生植物弱。
阴生植物光饱和点较低，这也可以看作是自然选择的一个结果。
提高光照利用率：阴生植物和阳生植物间种套作。
乙图
放这个图做什么呢，我们可以来提取一下信息，不要觉得很无趣，高考就考信息提取与概括这些奇怪的题目。
只看一条曲线，这就是一个普通的净光合速率随温度变化的钟型曲线，再加上一条呢?信息可就多了。
首先，我们发现大气二氧化碳浓度并不是饱和的。这也就意味着我们可以通过提高二氧化碳的浓度来提高光合速率。
相同温度下两条曲线差距的长度有什么意义呢?也就是将大气二氧化碳浓度提升到饱和二氧化碳浓度光合速率的提升量，我们可以发现在35度时这个提升是最大的。
那么，我们怎样提高二氧化碳浓度?施放干冰，施放有机肥都是可行的。有机肥也就是农家肥，可以补充微量元素，不过这和二氧化碳有什么关系?原因在于微生物的分解作用(分解作用其中很重要的一个环节就是呼吸作用，是包含关系)，这个过程是比较缓慢的。
另外，加速空气流动也是很有必要的，这样才会有二氧化碳随时来补充，这和开窗户透气是一个道理，“正其风，通其行”是经典的概括。
其次，我们发现两条曲线的最适温度并不是重合的，也就是说，最适温度还与二氧化碳浓度有关。
这是一个双变量的问题，进而我们因此可以推测二氧化碳的浓度影响了酶的活性，具体原因欢迎大家查阅文献寻求答案。
在双变量的影响下，结果往往是多变的。比如说，双变量组合条件下的实验，两个最优条件的搭配有时候不一定是最好的，因为两个变量可能存在叠加或是排斥效应，这也就导致了结果偏差。做生物实验题时，这是尤其需要注意的一点。
当然有些双变量也是不受影响的，比如在不同温度下，最适PH是相同的。
随后，我们还可以发现，温度在饱和二氧化碳浓度时作用效应更明显。(曲线波动幅度更大)当二氧化碳达到饱和，不再成为限制条件时，温度自然就成为了影响光合作用的主要因素，所以温度的效应就明显了。而在二氧化碳浓度较低时，就有二氧化碳不足在限制光合速率增长，导致光合速率变化幅度小。
根据高中化学知识，碳酸氢钠只有在固态的时候加热才会分解产生二氧化碳。
事实上，那个错误装置的灵感来自这个实验：用光照射不同浓度碳酸氢钠溶液中的叶圆片，观察叶片上浮的时间。
因为叶片通过光合作用产生了氧气，气体托起叶片上升。光合作用越强，单位时间产生氧气越多，上浮时间就越短。
在碳酸氢钠溶液中，随溶液酸性增强会有二氧化碳产生，浓度越大产生越多，上浮时间自然缩短。那么为什么之后时间又变长了呢?原因就和把叶片放到高浓度蔗糖溶液里一样，渗透失水，必然影响光合作用。
而以上那个实验又是课本实验的改装。原课本实验装置如上(课本用的是小圆形叶片而不是水藻)，通过白炽灯距离植物的远近来调节光照强度，进而探究光照强度对光合作用的影响。
有些教辅指出：最好使用节能灯之类的灯泡，因为白炽灯产热(可视为将电能全部转化为热能)会影响实验结果。
这个图是一个非常经典的图像，用于检验你对净光合速率、总(真)光合速率的辨析。
光照下CO2吸收量反映了净光合速率，黑暗下CO2释放量反映了呼吸速率，而真正的光合速率是两条曲线的值相加。由此可见大约35度时总光合作用最强。
之后我们可以推测：真光合速率将会在35℃之后下降，在45℃左右减为0，呼吸作用的最适温度会比光合作用要高(这个是普遍规律)，大约在40℃左右，然后就会下降。
当然这个也要因植物而异，因为每个植物的酶都不一样(根本原因就是遗传物质不同)，在该图的这类植物中以上最适温度都是普遍适用的。
然而植物的生长主要看净光合速率，因此25℃是植物的最适生长温度。
既然谈到了温度，在农业生产中怎样提高产量呢?
前提是在温室栽培。
白天适当提高温度(适当这个词是你需要学会使用的，它很可能就是一个踩分点)，光合作用会加快，呼吸作用也会加快，当然你要相信“适当”一词保证了光合速率提高更快。
晚上适当降低温度，目的是降低呼吸作用的强度。
昼夜温差大有利于有机物积累，原因就一目了然了。
