光合作用与呼吸作用知识点一、光反应与暗反应的区别和联系项目光反应暗反应条件需 和光、、水不需色素和光，需要多种 酶、 ,NADPHXO2场所物质转化在叶绿体类囊体 薄膜上进行① 水的光解2H2O^4H+ +Qz + 4e② NADPH的形成NADP+H+ +2e—NADPH③ATP的形成中进行能量转化ADP + P1+ 电能ATP一电能一②电子的:光能转变为化学源；括路出0最初电① CO?的固定酶C02 + cs — 2C；② G的还原CsZATP、酶NADPH(CH2O)+ h2o活跃的化学能一子供体C少数处于特殊状态的【易错易混点】1. 吸收光能：所有色素 传递光能：绝大多数叶绿素a,全部叶绿素b、 胡萝卜素和叶黄素转换光能：少数处于特殊状态的叶绿素a 2•光合作用中ATP形成于光反应，只能用于C3 化合物的还原3. 光反应中光能转换成电能转换成活跃的化学 能储存在ATP和NADPH中，并不是只储存在ATP 中NADPH的作用有二：用作还原剂和为暗反应 提供能量4. 光能在叶绿体中的转换（1）第一阶段：光能一电能（光反应阶段, 部位：囊状结构薄膜）①叶绿体中色素按功能分类：吸收、传递光 能：绝大多数叶绿素a,全部叶绿素b、胡萝卜 素和叶黄素转换光能：少数处于特殊状态的叶绿素a ■绿素a最终电子供体：水（水分子的分解反应方程式：2电0 ―光、酶＞ 4e-+4H++02） 最终电子受体：NADP+（2）第二阶段：电能一活跃的化学能（光反应阶段，部位：囊状结构薄膜）① 活跃的化学能储存在NADPH+和ATP中② 反应方程式：ATP分子的形成（光合磷酸化）：ADP+Pi+能量 光、酶＞ ATPNADPH 分子的形成：NADP++2e+H+ ＞2NADPH（3）第三阶段：活跃的化学能一稳定的化学能（暗反应阶段，部位：叶绿体基质） ATP的作用：为C”还原提供能量NADPH的作用：供能并作为还原剂，稳定的化学能储存在糖类等有机物中、叶绿体处于不同条件下的物质量的动态变化改变条件C3C5[H]和 ATPC6H1206合成量C02供应不变，停止光照增加减少不产生减少一没有光照不变，停止C02供应减少增加增加减少一没有光照不变，C02供应过量增加减少减少增加光照不变，C02供应不变，但C6H1206运输受阻增加减少增加减少三、鉴别C3、C4植物的方法方法原理条件和过程现象和指标结论生理 学方 法在强光照、干旱、高温、 低C0时，4植物能进行2光合作用，C3植物不能。
饥饿处理的生长健壮的C3 植物、C4植物一分别置于相 同的低C02浓度环境中（密 闭、强光照、干旱、高温）生长状况： 正常生长 或枯萎死亡正常生长：C4植物 枯萎死亡：C3植物形态 学方 法叶的结构差异制作植物叶片横切面临时 装片，用显微镜主要通过观 察以下两个方面判断①维管束外细胞的排列是 否有两圈花环状细胞②维管 束鞘细胞中是否有叶绿体是：C4植物否：C3植物化学 方法① 合成淀粉的场所不同② 酒精溶解叶绿素③ 淀粉遇碘变蓝叶片脫绿f加碘f过叶脉 横切f制片f观察出现蓝色：① 蓝色出现在维管束鞘细胞② 蓝色出现在叶肉细胞出现①现象时： C4植物出现②现象时：C3植物同位 素标 记法C4植物CO2固定的途径 先C4途径，再C3途径， C3植物则只有C3途径同位素检测仪进行检测① 14CO f 14C f (14CH O)2 3 2② 14CO f 14C f 14C f (14CH O)2 4 3 2出现①现象时：C3植物 出现②现象时：C4植物四、影响光合作用速率的因素及应用1.内部因素⑴举例：植物种类不同弱光下阴生植物〉阳生植物低CO2浓度C4植物〉C3植物植物的生长阶段 开花期〉营养生长期〉幼苗期叶片的生长阶段 幼叶f壮叶f老叶呈现先增后减趋势（2）应用①可根据植物在不同生长发育阶段光合作用速率的不同，适时、适量地提供水肥及其他环境条件，以使植物茁壮成长。
②可根据老叶光合作用速率下降的原理，对农作物、果树管理后期适当摘除老叶、残叶，以减少细胞呼吸消耗有机物,阳生植物 阴生植物•光强增加产量2. 外部因素⑴光：①光照强度（如图）a.曲线意义在一定范围内，光合作用速率随光照强度的增强而增加，但当光照强度 增加到一定强度时，光合作用速率不再增加b关键点意义及变化A点表示光合作用速率等于呼吸作用速率，B点表示光合作用速率达到最大值时的最低光照强度若改变某一因素（如CO2浓度），使光合作用增大（减小），而呼吸作用不受影响时，光补偿 点应左移（右移），光饱和点应右移（左移）；若改变某一因素（如温度），使呼吸作用增大（减小），则光补偿点应右移（左A光合作用实际量C呼吸量c.不同植物关键点的比较 阴生植物的光补偿点和光饱和点都比阳生植物低，即在弱光下阴生植物光合作用速率大于阳生植物，在强光下，阳生 植物的光合作用速率大于阴生植物②光质：复色光（白光下），光合作用速率最快；单色光中，蓝紫光下，光合作 用速率最快，红光次之③光合面积④应用：适当提高光照强度、延长光合作用时间、增加光合作用面积或间作 套种不同种类植物，都可提高光能利用率2、CO2浓度① 曲线分析：图1和图2都表示在一定范围内，光合作用速率随CO2浓度增加 而增大，但当CO2达到一定浓度后，光合作用速率不再增加。
图1中A点表示光合作用速率等于细胞呼吸速率时的CO2浓 度，即CO2补偿点；图2中的A'点表示进行光合作用所需 CO2的最低浓度图1和图2中的B和B'点都表示CO2饱和点② 应用：在农业生产上可以通过“正其行，通其风”，增施 农家肥等增大CO2浓度，提高光能利用率3）必需矿质兀素吸收C01放° 出C024 6 8叶面积指数A B C02浓度0 A'B' C02浓度o N、P、K等矿质元素① 曲线分析：在一定浓度范围内，增大必需矿质元素的供应，可提高光合作 用速率，但当超过一定浓度后，会因土壤溶液浓度过高而导致植物光合作用 速率下降② 应用：在农业生产上，根据植物的需肥规律，适时、适量地增施肥料，可 以提高作物的光能利用率4) 温度 ①曲线分析：温度主要是通过影响与光合作用有关酶的活性而影响光合作用速 率在低温中，植物酶促反应下降，限制了光合作用的进行；在高温中，叶绿体和细 胞质的结构会遭到破坏，叶绿体的酶发生钝化特别提醒】(1)一般植物可在10〜35 °C下正常地进行光合作用，其中以25〜30 C最适宜，在35 C以上时光合作用就开始下降，40〜50 C时即完全停止2)低温会影响光合酶的活性，使植物净光合效率降低；高温使呼吸作用加强，净光合效率下降。
②应用：冬天，温室栽培可适当提高温度；夏天，温室栽培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；晚上适当降低温室温度，以降低细胞呼吸，保证植物有机物的积累5) 多因子对光合作用速率影响的分析(如图所示)①曲线分析：P点时，限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随其因子的不断加强，光合速率不断提高当到Q点时，横坐标所表示的因素，不再是影响光合速率的因子，要想提高光合速率，可采取适当提高图示中的其他因子的 方法②应用：温室栽培时，在一定光照强度下，白天适当提高温度，增加光合作用酶的活性，提高光合速率，也可同时充 入适量的CO2，进一步提高光合速率；当温度适宜时，可适当增加光照强度和CO2浓度以提高光合速率总之，要根据 具体情况，通过增加光照强度，调节温度或增加CO2浓度等来充分提高光合速率，以达到增产的目的五、光合作用和呼吸作用的比较1.光合作用与呼吸作用的关系(1)从反应式上追踪元素的来龙去脉①光合作用总反应式：<2〉从貝体过稈中寻找物质循环利]能量流动 <：多呼吸n^co2①物质循环暗反应 呼吸ICSCO2 -CCHzO)—一 …一光反应— 呼职ni乙图曲线1甲图相应状况植物外观表现a点 11植物外观 上 表现 为从 夕卜界 吸收(人向夕卜界书F出c< k (此时可测 植物口乎吸扶况)ab段植物外观表现与a点.相同 (但此时的呼 吸状 况测 定 应 为呼吸作用一光合作用)b点；3贮合=呼吸(补偿点)植物外观表现为不与夕卜界 发生气体交换Ab点C bed 段)光合A呼吸植物外观表现为从夕卜畀吸 收 CC)2，向夕卜界输出< >2 < +< 物只有处于此种状况下.方 可表现出“生长”)O2H . H2 O呼吸mo②餡量流动(单向、谨减〉比能 ATP呼吸 lATP 产生热龍合呼吸工、口” [ %Q沁 令園C6浓度 中浓应 低CO2浓度各项生命活动③光合作用与呼吸过程关系图Q2.两种生理过程进行的场所及其关系光强光强曲线分析：光合作用发生于叶绿体中，有氧呼吸发生于线粒体中，二者可同时进行，但随光照强度变化状况，叶绿体 及线粒体中气体移动存在下列几种类型：3. ［H］的来源及去路分析来源：光合作用：光合作用过程中［H］来自于光反应中水的光解，该过程发生于叶绿体囊状结构薄膜上呼吸作用：呼吸作用过程中［H］来自于细胞质基质中第一阶段从葡萄糖到丙酮酸，发生于线粒体中的第二阶段丙酮酸与 H2O分解所产生（前者产生4个正［H］、后者产生20个［H］）去路：光合作用：［H ］存在于NADPH中，它作为还原剂用于暗反应阶段中还原C3化合物，以形成CHO并产生HO6 12 6 2呼吸作用：两阶段所产的［H］均被用于第三阶段还原0产生HO，同时释放大量能量2 24. ATP的来源及去路分析 来源：光合作用：ADP形成ATP时所需的能量来自太阳光能，该过程发生于叶绿体囊状结构薄膜上进行的光反应中 呼吸作用：在呼吸作用第一阶段从葡萄糖到丙酮酸及第二、第三阶段中均有ATP生成，但第三阶段产生的最多 去路：光合作用：光反应所产生的ATP专用于q化合物还原时的能量之需，其能量释放出来后可 以稳定化学能形式储存于有机物中、生长素运输等呼吸作用：三个阶段所产生的ATP均可作为能量货币用于各项生命活动，如矿质离子吸收5. 不同温度下光合和呼吸速率分析：①由图说明呼吸作用酶的最适温度高于光合作用。
4②真正光合速率即实际光合速率或总光合速率，表观光合速率即净光合速率或 3可见光合速率，相互关系表示为：实际光合速率=可见光合速率+呼吸速度具体可表示为：实际光合速率=从外界吸收的C02+呼吸释放的C02或实际光合 o③随温度升高曲线l将下降，曲线3将上升，曲线1与曲线3的交点表示光合速率=呼吸速率，此时净光合速率为0速率=释放到外界的02+呼吸消耗的02 2 2。