光合作用与呼吸作用的关系

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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H2O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：CO2 h2o （ch 2O） O2 其中，（CH 2。）表示糖类6CO2 12H 2O C6H12O6 6H 2O 6O2（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，包括 CO的固定和C

2、3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。（ 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Pi。、色素第 # 页 共 38 页【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

3、分子随层析液在滤纸上扩散得快， 溶解度低 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 b。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

4、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 a D.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

5、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

6、度在一定 范围内随着光照强度的增加而增强，同化C02勺 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用： 当植物在某一光照强度条件下， 进行光合 作用所吸收的 CO2 与该温度条件下植物进行呼吸 作用所释放的 CO2 量达到平衡时，这一光照强度 第 # 页 共 38 页就称为光补偿点，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，植物的光在需陆中呼吸所矽闵的COiflt第#页共38页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

7、受暗反应系统中酶的活性和 CO浓度 的限制。（如图I 1所示）图I 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）。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间 中植物进行呼吸作用所消耗的有机物（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I 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

8、适温度。第图I 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：CC2是植物进行光合作用的原 料，只有当环境中的CO达到一定浓度时，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CQ的补偿点，即在此CO浓度条 件下，植物通过光合作用吸收的 CQ与植物呼吸 作用释放的CQ相等。环境中的CQ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CQ浓度

9、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CQ浓度称为CQ的饱和点。如CQ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I 3所示：【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NADH 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

10、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 能合成叶绿素等。 图象（如图I 4）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0C段呼吸量不断增加，所以干 物质积累量不断降低，如

11、 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在短时间内对叶绿体中某些化合物含量的影响光昭八、一氧化碳较强T 弱（黑暗）较T强弱较咼T 低低T较 高ATR H减少增加增加减少C3增加减少减少增加C5减少增加增加减少(CHO)减少增加减少增加六、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

12、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 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

13、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， CO2 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、 CO2 浓度、光照强度、温度、 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、矿质元素等有 密切关系。提高光能利用

14、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 CO等都 可以影响单位绿叶面积的光合作用效率。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。、有氧呼吸与无氧呼吸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：c &Hi2Ot1-6H2O-O 6C03+I2H20+ 能量 过程：水在第二阶段参与，氧气

15、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34ATF）,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 C&HiQ謬2C2H5OH（酒精）+2C6 +能量 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:C tKdOb* 2C3HO3 （乳酸 + 能量酵母菌、植物细胞在无氧 条件下的呼吸高等动物和人体