專題四

呼吸作用與光合作用2一、細胞呼吸的類型及其過程1.細胞呼吸的類型（1）酵母菌進行無氧呼吸的反應式為

，進行有氧呼吸的反應式為

。（2）乳酸發酵的反應式為

。（3）細胞呼吸的產物CO2可用澄清石灰水溶液或

水溶液檢測，酒精可用

溶液檢測。C6H12O62C2H5OH+2CO2+少量能量C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量酶→酶→C6H12O62C3H6O3+少量能量酶→

溴麝香草酚藍橙色的重鉻酸鉀3

階段項目第一階段第二階段第三階段場所細胞質基質線粒體基質線粒體內膜反應物

丙酮酸+H2O［H］+O2

生成物丙酮酸+［H］CO2+［H］H2OATP產生量少量少量大量2.有氧呼吸的三個階段葡萄糖

影響呼吸作用的因素：1、內部因素①不同種類的植物呼吸速率不同。如旱生<水生；陰生<陽生②同一植物不同生長期呼吸速率不同。如幼苗、開花期呼吸速率高，成熟期呼吸速率低③同一植物不同組織器官呼吸速率不同。如生殖器官>營養器官2、環境因素（一）影響因素①溫度：溫度能影響呼吸作用，主要是影響呼吸酶的活性。一般而言，在一定的溫度范圍內，呼吸強度隨著溫度的升高而增強。如圖所示,根據溫度對呼吸強度的影響原理，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。溫度降低的幅度以不破壞植物組織為標準，否則細胞受損，對病原微生物的抵抗力大減，也易腐爛損壞。

②氧氣濃度（氧分壓）：氧氣是植物正常呼吸的重要因子，氧氣不足直接影響呼吸速度，也影響到呼吸的性質。在低氧條件下通常無氧呼吸與有氧呼吸都能發生，氧氣的存在對無氧呼吸起抑制作用。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圖5-7的曲線來表示。微生物的無氧呼吸稱為發酵，氧氣對發酵有抑制作用。圖5-7的曲線也適用于對微生物的無氧呼吸和有氧呼吸的描述。③CO2：增加CO2的濃度對呼吸作用有明顯的抑制效應。這可以從化學平衡的角度得到解釋。據此原理，在蔬菜和水果的保鮮中，增加CO2的濃度也具有良好的保鮮效果。注意：生物體細胞能否進行有氧呼吸的關鍵是細胞內是否存在有氧呼吸酶，而非線粒體的存在。8二、光合作用色素的種類、分布和功能1.綠葉中色素的提取和分離（1）提取色素的提取液是

。在研磨時，需加入少許

。（2）色素分離的原理是利用不同色素在層析液中的

不同而將其分離。分離結束后，濾紙條上從上到下依次是

、葉黃素、

和葉綠素b。2.葉綠體色素的分布與功能（1）葉綠體中色素都分布于

。無水乙醇SiO2和CaCO3溶解度胡蘿卜素葉綠素a類囊體的薄膜上9二、光合作用的基本過程

過程項目光反應暗反應場所類囊體的薄膜上物質變化①H2O［H］+O2②ADP+Pi─→ATP①CO2─→C3─→（CH2O）②ATPADP+Pi+能量能量變化光能─→

ATP中活躍化學能─→光

酶光能固定還原酶

有機物中穩定化學能葉綠體基質（2）葉綠體色素的功能是吸收、傳遞和轉換光能，其中葉綠素a和葉綠素b主要吸收

，胡蘿卜素和葉黃素主要吸收藍紫光。紅光和藍紫光暗反應：在葉綠體的基質中進行的。進行暗反應必須具備4個基本條件：CO2、酶、[H]和ATP。其中[H]和ATP來自光反應，CO2主要來自大氣中，酶是葉綠體本身所固有的。，具備上述4個基本條件，不論有光和無光暗反應都能進行。關于光合作用的公式6co2+12H2oc6H12o6+6H2o+6o2光葉綠體光合作用的主要產物是糖類（單糖、二糖和多糖）。但一些實驗證明，蛋白質、脂肪和有機酸也是直接產物。11三、光合作用強度及其影響因素1.光合作用強度可通過測一定時間內

或

的數量來定量地表示。2.影響光合作用強度的環境因素（1）光（2）空氣中

的濃度（3）土壤中

（4）

的高低原料消耗

產物生成光照長短光照強弱光的成分CO2水分和礦質營養等溫度12考點一光合作用過程的理解1.光合作用中光反應與暗反應的比較項目光反應暗反應實質光能轉化為活躍化學能（ATP），放出氧氣活躍化學能轉變成穩定化學能儲存在（CH2O）中時間短促、以微秒計較緩慢條件需色素、光、酶不需要色素和光，需要酶場所葉綠體的類囊體薄膜上葉綠體的基質中13物質變化2H2O—→4［H］+O2ADP+Pi—→ATPCO2的固定：CO2+C5→2C3CO2的還原：2C3————→（CH2O）+C5+H2O能量變化葉綠素將光能轉化成活躍的化學能儲存在ATP中ATP中的活躍化學能轉化為糖等有機物中穩定的化學能實質光能轉變為活躍的化學能，水光解產生O2和［H］同化CO2形成（CH2O）聯系①光反應為暗反應提供［H］和能量ATP②暗反應產生的ADP和Pi為光反應合成ATP提供原料ATP、［H］酶光光酶142.光反應和暗反應中C3、C5、ATP和CO2之間的轉化關系（1）停止光照、短時間內C3、C5、ATP、ADP相對含量變化↓停止光照過程①停止，ATP不再產生ATP含量減少ADP含量增加15原有ATP仍可為③過程提供能量，但由于ATP含量減少，C3還原減弱，而④過程仍進行↓C3含量相對增加

C5含量相對減少

即：停止光照，ATP↓，ADP↑，C3↑，C5↓（2）停止CO2供應，短時間內C3、C5、ATP、ADP相對含量變化停止CO2供應↓過程④停止，C5不再消耗，C3不再產生，原有C3仍可還原產生C5C3含量相對減少

C5含量相對增加16↓C3減少，C3還原減弱，ATP消耗減少，而①過程仍進行ATP含量相對增加

ADP含量相對下降

即：停止CO2供應，ATP↑，ADP↓，C3↓，C5↑（3）同理可分析并得出：突然增強光照，ATP↑，ADP↓，C3↓，C5↑

突然增加CO2供應，ATP↓，ADP↑，C3↑，C5↓4、光合作用的意義：5、影響光合作用的因素：主要有光照強度、CO2濃度、溫度和礦質營養。

第一、制造有機物，實現巨大的物質轉變，將CO2和H2O合成有機物第二、轉化并儲存太陽能第三、凈化空氣，使大氣中的O2和CO2含量保持相對穩定；第四、對生物的進化具有重要作用①光照強度：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。植物在進行光合作用的同時也在進行呼吸作用，當植物在某一光照強度條件下，進行光合作用所吸收的CO2與該溫度條件下植物進行呼吸作用所釋放的CO2量達到平衡時，這一光照強度就稱為光補償點。這時光合作用強度主要是受光反應產物的限制。當光照強度增加到一定強度后，植物的光合作用強度不再增加或增加很少時，這一光照強度就稱為植物光合作用的光飽和點，此時的光合作用強度是受暗反應系統中酶的活性和CO2濃度的限制光補償點在不同的植物是不一樣的，主要與該植物的呼吸作用強度有關，與溫度也有關系一般陽生植物的光補償點比陰生植物高。光飽和點也是陽生植物高于陰生植物。所以在栽培農作物時，陽生植物必須種植在陽光充足的條件下才能提高光合作用效率，增加產量；而陰生植物應當種植在陰濕的條件下，才有利于生長發育，光照強度大，蒸騰作用旺盛，植物體內因失水而不利于其生長發育農業生產上的應用1、適當提高光照強度；2、延長光合作用時間；3、增加光合作用面積---合理密植；4、對溫室大棚用無色透明玻璃。植物在進行光合作用的同時也在進行著呼吸作用，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：植物所有的生活過程都受溫度的影響，因為在一定的溫度范圍內，提高溫度可以提高酶的活性，加快反應速度。CO2濃度：CO2是植物進行光合作用的原料，只有當環境中的CO2達到一定濃度時，植物才能進行光合作用。植物能夠進行光合作用的最低CO2濃度稱為CO2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。環境中的CO2低于這一濃度，植物的光合作用就會低于呼吸作用，消耗大于積累，長期如此植物就會死亡。一般來說，在一定的范圍內，植物光合作用的強度隨CO2濃度的增加而增加，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育。CO2補償點CO2的飽和點7、光合速率及光合作用的計算（1）光合速率光合作用的指標是光合速率。光合速率常以每小時每平方分米葉面積吸收二氧化碳毫克數表示，一般測定光合速率的方法都沒有把葉子的呼吸作用考慮在內，所以結果是光合作用減去呼吸作用的差數，叫表觀光合速率或凈光合速率。（總）真正光合速率=表觀光合速率+呼吸速率光合作用實際產氧量=實測的氧氣釋放量+呼吸作用耗氧量光合作用實際二氧化碳消耗量=實測的二氧化碳消耗量+呼吸作用二氧化碳釋放量光合作用葡萄糖凈生產量=光合作用葡萄糖實際生產量-呼吸作用葡萄糖消耗量（2）光合速率的計算實際光合速率=從外界吸收的CO2+呼吸釋放的CO2或實際光合速率=釋放到外界的O2+呼吸消耗的O226考點三光合作用與呼吸作用的關系

1.光合作用與呼吸作用的關系圖272.光合作用和呼吸作用中的物質循環（1）［H］的來源及去路分析光合作用呼吸作用［H］的來源過程場所過程場所光反應中水的光解葉綠體類囊體薄膜上第一階段從葡萄糖到丙酮酸（4個［H］）細胞質基質第二階段丙酮酸與H2O分解所產生（20個［H］）線粒體［H］的去路［H］存在于NADPH中，它作為還原劑用于暗反應階段中還原C3化合物，以形成C6H12O6并產生H2O兩階段所產的［H］均被用于第三階段還原O2產生H2O，同時釋放大量能量28（2）CO2中C和O的轉化29點撥光合作用和呼吸作用過程的分析（1）分析元素轉移時，應從原子守恒角度分析，并牢記光合作用產生的O2全部來自于H2O，有氧呼吸中O2全部用于生成H2O。（2）考查物質轉化時，題干中常限定轉化時間，若是“短時間內”，一般只考慮光合作用或細胞呼吸；若是“若干時間”“足夠長時間”則應光合作用和細胞呼吸同時考慮。30（3）ATP的來源及去路分析光合作用呼吸作用ATP的來源過程場所過程場所ADP形成ATP時所需能量來自太陽光能葉綠體類囊體薄膜第一階段從葡萄糖到丙酮酸（少）細胞質基質第二階段（少），第三階段（多）線粒體ATP的去路光反應所產生的ATP專用于