光合作用与呼吸作用地关系

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1、二轮复习理清光合作用与呼吸作用的关系I 光合作用一、光反应把光能转变成活跃的化学能，通过暗反应把co和H0合成有机物，同时把 活跃的化学能转变成稳定的化学能贮存在有机物中。二、总反应式：CO + H O T (CH O) + O其中,CH O)表示糖类2 2 2 2 26CO +12H O T C H O + 6H O + 6O2 2 6 12 6 2 2(1) 根据是否需要光能，可将其分为光反应和暗反应两个阶段。(2) 光反应阶段：必须有光才能进行 场所：类囊体薄膜上，包括水的光解和ATP形成。 光反应中，光能转化为ATP中活跃的化学能。(3) 暗反应阶段：有光无光都能进行，场所：叶绿体基质

2、，包括C02的固定和C3的还原。暗反应中，ATP中活跃的化学能转化为(CHO)中稳定的化学能。23(4) 光反应和暗反应的联系：光反应为暗反应提供ATP和H,暗反应为光反应提供合 成ATP的原料ADP和Pio三、色素【总结】绿叶中的色素包括叶绿素(叶绿素a、叶绿素b)和类胡萝卜素(胡萝卜素、 叶黄素)，其中叶绿素a呈现蓝绿色，叶绿素b呈现黄绿色，胡萝卜素呈现橙黄色，叶黄素 呈现黄色。绿叶中的四种色素含量依次是：叶绿素a 叶绿素b 叶黄素胡萝卜素(叶绿素a与叶 绿素b的比约为3 ： 1，叶黄素与胡萝卜素之比约2 ： 1)色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的色素分子随层析液在滤纸上扩散得快，溶解

3、 度低的色素分子随层析液在滤纸上扩散得慢，因而可用层析液将不同色素分离。四种色素的 溶解度高低依次为胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素bo在滤纸条上出现四条宽度、颜色不同的色带，从上到下依次为胡萝卜素、叶黄素、叶绿 素a、叶绿素b。在滤纸条上，两色素带间距离最大的是：胡萝卜素与叶绿素b，两色素带 间距离最小的是：叶绿素a与叶绿素b，相邻两色素带间距离最大的是：胡萝卜素与叶黄素。【练习】 1用纸层析法分离叶绿体中的色素，可以看到滤纸上出现4条色素带，其中 最宽的色素带是( A )，最窄的色素带是( C )。A.叶绿素aB.叶绿素b C.胡萝卜素D.叶黄素2用层析法分离叶绿体中的色素，滤纸条上距离

4、滤液细线由近到远的颜色依次为( C )A.橙黄色、黄色、蓝绿色、黄绿色B.蓝绿色、黄绿色、橙黄色、黄色C.黄绿色、蓝绿色、黄色、橙黄色D.黄色、橙黄色、黄绿色、蓝绿色3. 对圆形滤纸中央点的叶绿体色素滤纸进行色素分离，会得到近似同心的四圈色素环， 排在最外圈的色素是 ( A )A.橙黄色的胡萝卜素B.黄色的叶黄素C.蓝绿色的叶绿素aD.黄绿色的叶绿素 b4. 用纸层析法分离叶绿体中的色素，可以看到滤纸上出现4条色素带，其中两色素带 间距离最大的是 ( D )，两色素带间距离最小的是( C )A.胡萝卜素与叶黄素B.叶黄素与叶绿素aC.叶绿素a与叶绿素bD.叶绿素b与胡萝卜素5用纸层析法分离叶绿

5、体中的色素，可以看到滤纸上出现4条色素带，其中相邻两色 素带间距离最大的是 （ A ）A.胡萝卜素与叶黄素B.叶黄素与叶绿素aC.叶绿素a与叶绿素bD.叶绿素b与胡萝卜素【第 5 题的解析】 根据实验结果，滤纸条上出现四条色素带，自上而下依次是：胡萝 卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b。由于胡萝卜素扩散的速度最快，所以，相邻色素带之 间距离最大的是胡萝卜素和叶黄素。四、影响光合作用的因素：1、光照强度：植物的光合作用强度在一定范围内随着光照强度的增加而增强，同化 CO2 的速率也相应增加，但当光照强度达到一定时，光合作用的强度不再随着光照强度的增加而 增强。植物在进行光合作用的同时也在进行呼吸作

6、用： 当植物在某一光照强度条件下，进行光合作用所吸收的CO与该温度条件下植物进行 呼吸作用所释放的CO量达到平衡时，这一光照强度就称为光补偿点，这时光合作用强度主 要是受光反应产物的限制。 当光照强度增加到一定强度后，植物的光合作用强度不再增加或增加很少时，这一光 照强度就称为植物光合作用的光饱和点，此时的光合作用强度是受暗反应系统中酶的活性和CO2浓度的限制。（如图1所示）光照强度总先舍柞用 71K占图丨一1总（真）光合作用是指植物在光照下制造的有机物的总量（吸收的CO总量）。2净光合作用是指在光照下制造的有机物总量（或吸收的CO总量）中扣除掉在这一段时2间中植物进行呼吸作用所消耗的有机物（

7、或释放的co）后，净增的有机物的量。2、温度：植物所有的生活过程都受温度的影响，因为在一定的温度范围内，提高温度 可以提高酶的活性，加快反应速率。光合作用也不例外，在一定的温度范围内，在正常的光 照强度下，提高温度会促进光合作用的进行。但提高温度也会促进呼吸作用。（如图丨一 2 所示）所以植物净光合作用的最适温度不一定就是植物体内酶的最适温度。光舍作用呼吸作用温座图丨一2【应用】冬天，温室栽培可适当提高温度；夏天，温室栽培又可适当降低温度。白天调 到光合作用最适温度，以提高光合作用；晚上适当降低温室的温度，以降低呼吸作用，保证植物有机物的积累。3、CO浓度：CO是植物进行光合作用的原料，只有当

8、环境中的CO达到一定浓度时，2 2 2植物才能进行光合作用。植物能够进行光合作用的最低CO浓度称为CO的补偿点，即在此 CO浓度条件下，植物通过光合作用吸收的CO与植物呼吸作用释放的CO2相等。环境中的CO2 2 2 2 低于这一浓度，植物的光合作用就会低于呼吸作用，消耗大于积累，长期如此植物就会死亡。一般来说，在一定的范围内，植物光合作用的强度随co浓度的增加而增加，但达到一 定浓度后，光合作用强度就不再增加或增加很少，这时的CO；浓度称为CO的饱和点。如CO2 浓度继续升高，光合作用不但不会增加，反而要下降，甚至引起植物CO中毒而影响植物正 常的生长发育。如图I3斯J UT*/的嚴度图丨一

9、3【应用】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。4、必需矿质元素的供应：绿色植物进行光合作用时，需要多种必需的矿质元素。 氮是催化光合作用过程各种酶以及NADP+和ATP的重要组成成分； 磷也是NADP+和ATP的重要组成成分。科学家发现，用磷脂酶将离体叶绿体膜结构上 的磷脂水解掉后，在原料和条件都具备的情况下，这些叶绿体的光合作用过程明显受到阻碍， 可见磷在维持叶绿体膜的结构和功能上起着重要的作用。 绿色植物通过光合作用合成糖类，以及将糖类运输到块根、块茎和种子等器官中，都 需要钾。 镁是叶绿体的重要组成成分，没有镁就不能

10、合成叶绿素等。5、光照面积图象（如图I 4） 关键点含义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，光合作用不再增加，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加而增加.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，植物将人不敷出，无法生活下去。 应用：适当间苗、修剪，合理施肥、浇水，避免徒长，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。五、影响光合作用的某个条件

11、在短时间内对叶绿体中某些化合物含量的影响光昭八、二氧化碳较强T弱（黑暗）弱T较强较高T低低T较高ATP、 H减少增力口增力口减少C3增力口减少减少增力口C减少增力口增力口减少(CH O)减少增力口减少增力口六、光合速率、光能利用率与光合作用效率的辨析光合速率：光合作用的指标，是指植物在一定时间内将光能转化为化学能的多少。通常 以每小时每平方分米叶面积吸收CO毫克数表示。它由植物在单位时间内吸收光能的多少及2它对光能的转化率决定。光能利用率：植物将一年中照射到该土地上的光能转化成化学能的效率。指植物光合作 用所累积的有机物所含能量，占照射在同一地面上的日光能量的比率。它由该土地上植物的 多少、进

12、行光合作用时间的长短及植物吸收利用光能的能力决定。提高的途径有延长光合时 间（如轮作）、增加光合面积（如间作、套种），提高光合作用效率。光合作用效率：是指植物将照射到植物上的光能转化为化学能的效率。植物通过光合作 用制造有机物中所含有的能量与光合作用中吸收的光能的比值，它由植物叶片吸收光能的能 力、及将吸收了的光能转化为化学能的能力决定。提高的途径有光照强度的控制，温度的控 制， CO 的供应，水分的供应，必需矿质元素的供应。光能利用率和光合作用效率这“两率”的比例式中，主要是分母不同。光能利用率比例 式中分母是指照射在同一时期同一地面上太阳辐射能，而光合作用效率比例式中分母是同一 时期同一土

13、地面积农作物光合作用所接受的太阳能；两比例式中分子都是作物光合作用积累 的有机物中所含能量。光能利用率与复种指数、合理密植、作物生育期、植株株型、 CO 浓度、光照强度、温2 度、矿质元素等都有密切关系；农作物的光合作用效率与光照强度、温度、 CO 浓度、矿质2 元素等有密切关系。提高光能利用率，主要是通过延长光合作用时间、增加光合作用面积和提高光合作用效 率等途径。阳光、温度、水分、矿质元素和CO2等都可以影响单位绿叶面积的光合作用效率。II 细胞呼吸细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放 出能量并生成 ATP 的过程。一、有氧呼吸与无氧呼吸34ATP4

14、 H1劉胆质基质中 2ATPCOH+ZCOj I St粒体内20蛭Hp 12COa 工、S+6H.0+ avrX： 1、有氧呼吸 概念：细胞在氧的参与下，通过酶的催化作用，把糖类等有机物彻底氧化分解，产生 出二氧化碳和水，同时释放出大量能量的过程。有氧呼吸最常利用的物质是葡萄糖，但脂肪、 蛋白质也可作为有氧呼吸的底物。 总反应式：C6Hi2CV6H2O-O2 6CO2+I2H2O+ 能量 过程：水在第二阶段参与，氧气在第三阶段参与；二氧化碳在第二阶段形成，水在第 三阶段形成；第一、二阶段产生能量少，第三阶段产生能量多；三个阶段都形成 ATP。 场所：线粒体是有氧呼吸的主要场所。第一阶段在细胞质

15、基质中，第二阶段在线粒体 基质中，第三阶段在线粒体内膜上。第一阶段产生的丙酮酸通过协助扩散的方式进入到线粒 体中。 能量：1mol葡萄糖彻底分解释放2870kJ能量，1161kJ储存在ATP中，形成38ATP （第 一阶段形成2ATP、第二阶段形成2ATP、第三阶段形成34ATP），其余以热能散失。 需氧型细菌等原核生物体内虽然无线粒体，但细胞膜上存在着有氧呼吸酶，也能进行 有氧呼吸。2、无氧呼吸 概念：细胞在无氧条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物质分解成为不彻底的氧化产物，同时释放出少量能量的过程。总反应式：c2C2H5 OH（酒精）+2CO2 + 能量酵母菌、植物细胞在无氧条件下的呼吸C&HQ/26Ha（乳酸）+ 能量高等动物和人体的骨骼肌细胞、马铃薯块茎、甜菜块根、胡萝卜的叶、玉米的胚等细 胞在无氧条件下的呼吸，蛔虫和人体成熟的红细胞中（无细胞核）无线粒体，也只进行无氧 呼吸。