呼吸作用和光合作用

1、一、有氧呼吸一、有氧呼吸 有氧呼吸有氧呼吸是細(xì)胞在有氧的條件下，將糖類等有機(jī)物徹底氧化分解，產(chǎn)生二氧化碳和水，同時(shí)釋放出大量能量的過程。主要場所：是線粒體還有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)C6H12O62丙酮酸丙酮酸酶酶4H能能2ATP熱熱線粒體線粒體細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)第一階段：葡萄糖的初步分解第一階段：葡萄糖的初步分解C6H12O6酶酶+4H + 能量能量場所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)場所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)2C3HO（少量）（少量） C6H12O62丙酮酸丙酮酸酶酶6CO24H能能2ATP熱熱能能2ATP熱熱酶酶6H2O20H線粒體線粒體細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)丙酮酸徹底分解丙酮酸徹底分解酶酶6CO2 +20H+能量能量場所：線粒體

2、場所：線粒體第二階段：第二階段：2C3HO+6H2O（少量）（少量）C6H12O62丙酮酸丙酮酸酶酶6CO24H能能2ATP熱熱能能2ATP熱熱酶酶6H2O20H12H2O6O2酶酶能能34ATP熱熱線粒體線粒體細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)氧的參與氧的參與酶酶12H2O + 能量能量場所：線粒體場所：線粒體第三階段：第三階段：24H + 6O2（大量）（大量）總反應(yīng)式：總反應(yīng)式：酶酶 C6H12O66HO6O6CO2 12HO能量能量 1mol葡萄糖釋放葡萄糖釋放2870KJ，有，有1161KJ轉(zhuǎn)移至轉(zhuǎn)移至ATP（合成（合成38molATP），能量效率高達(dá)，能量效率高達(dá)40其余主要以其余主要以熱能熱能

3、(1709KJ)的形式散失掉。的形式散失掉。二、無氧呼吸二、無氧呼吸 無氧呼吸無氧呼吸是指細(xì)胞在無氧條件下，通過酶的催化作用，把葡萄糖等有機(jī)物分解成為不徹底的氧化產(chǎn)物，同時(shí)釋放出少量能量的過程。C6H12O62丙酮酸丙酮酸酶酶4H能能線粒體線粒體細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)第一階段：葡萄糖的初步分解第一階段：葡萄糖的初步分解C6H12O6酶酶+4H + 能量能量場所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)場所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)2C3HO（少量）（少量） C6H12O62丙酮酸丙酮酸酶酶4H能能線粒體線粒體細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)第二階段：丙酮酸不徹底分解第二階段：丙酮酸不徹底分解C3HO酶酶C3H6O3(乳酸乳酸)+ 能量能量C3HOC2

4、H5OH(酒精酒精) +CO2 + 能量能量酶酶酶酶C3H6O3（乳酸）（乳酸）C2H5OH（酒精）（酒精）+CO2酶酶場所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)場所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)能能能能（少量）（少量） （少量）（少量） 總反應(yīng)式總反應(yīng)式（1）高等植物）高等植物(水稻、蘋果等）和酵母菌的無氧呼吸：水稻、蘋果等）和酵母菌的無氧呼吸：C6H12O6 2C2H5OH（酒精）（酒精）+2CO2 + 能量能量酶（2）高等動物、人和乳酸菌的無氧呼吸：）高等動物、人和乳酸菌的無氧呼吸：C6H12O6 2C3H6O3（乳酸）（乳酸）+ 能量能量酶例外：例外：馬鈴薯塊莖馬鈴薯塊莖和和甜菜塊根甜菜塊根無氧呼吸產(chǎn)生乳酸無氧呼吸產(chǎn)生乳酸（酒精

5、發(fā)酵）（酒精發(fā)酵）（乳酸發(fā)酵）（乳酸發(fā)酵）三三. 細(xì)胞呼吸的意義和應(yīng)用細(xì)胞呼吸的意義和應(yīng)用1.為生物體各項(xiàng)生命活動提供能量。為生物體各項(xiàng)生命活動提供能量。2.為體內(nèi)其他化合物的合成提供原料。為體內(nèi)其他化合物的合成提供原料。呼吸作用呼吸作用釋放能量釋放能量熱能散失或維持體溫恒定熱能散失或維持體溫恒定轉(zhuǎn)移儲存于轉(zhuǎn)移儲存于ATP（水解后釋放能量用于細(xì)胞分裂、（水解后釋放能量用于細(xì)胞分裂、礦質(zhì)吸收、肌肉收縮、神經(jīng)傳導(dǎo)等生命活動）礦質(zhì)吸收、肌肉收縮、神經(jīng)傳導(dǎo)等生命活動） 呼吸過程產(chǎn)生一些中間產(chǎn)物如丙酮酸，可以通過氨基轉(zhuǎn)換呼吸過程產(chǎn)生一些中間產(chǎn)物如丙酮酸，可以通過氨基轉(zhuǎn)換作用合成丙氨酸，也可以在肝臟中合成

6、肝糖元或者葡萄糖等。作用合成丙氨酸，也可以在肝臟中合成肝糖元或者葡萄糖等。下圖是探究酵母菌進(jìn)行呼吸方式類型的裝置，下面敘述正確的是A假設(shè)裝置一中的液滴左移，裝置二中的液滴不動，則說明酵母菌只進(jìn)行有氧呼吸。B假設(shè)裝置一中的液滴不移動，裝置二中的液滴右移，則說明酵母菌只進(jìn)行無氧呼吸C假設(shè)裝置一中的液滴左移，裝置二中的液滴右移，則說明酵母菌既進(jìn)行有氧呼吸又進(jìn)行無氧呼吸D假設(shè)裝置一、二中的液滴均不移動說明酵母菌只進(jìn)行有氧呼吸或只進(jìn)行無氧呼吸1、溫度溫度：溫度能影響呼吸作用，主要是影響呼吸酶的活性。在生產(chǎn)實(shí)踐上貯藏蔬菜貯藏蔬菜和水果水果時(shí)應(yīng)該降低溫度，以減少呼吸消耗。2、氧氣氧氣：有氧呼吸強(qiáng)度隨氧濃度的

7、增加而增強(qiáng)。關(guān)于無氧呼吸和有氧呼吸與氧濃度之間的關(guān)系用下圖所示的曲線來表示：3、水分水分應(yīng)用應(yīng)用促進(jìn)生長發(fā)育促進(jìn)生長發(fā)育糧食儲藏糧食儲藏 和和 果蔬保鮮果蔬保鮮 增強(qiáng)細(xì)胞呼吸增強(qiáng)細(xì)胞呼吸（因需能量和原料）（因需能量和原料）降低呼吸速率，降低呼吸速率，減少有機(jī)物的消減少有機(jī)物的消耗耗疏松土壤疏松土壤早稻育秧初期適時(shí)早稻育秧初期適時(shí)排水排水、水稻生產(chǎn)中、水稻生產(chǎn)中適時(shí)適時(shí)露田露田和和曬田曬田糧食儲藏要糧食儲藏要降低溫降低溫度度和和保持干燥，保持干燥，可可采用采用曬干、充氮、曬干、充氮、通風(fēng)和密閉通風(fēng)和密閉等措施等措施水果儲藏采用降低氧水果儲藏采用降低氧濃度或溫度和密閉的濃度或溫度和密閉的方法方法措

8、施措施29（2012新課標(biāo)，11分）將玉米種子置于25、黑暗、水分適宜的條件下萌發(fā)，每天定時(shí)取相同數(shù)量的萌發(fā)種子， 一半直接烘干稱重，一半切取胚乳烘干稱重，計(jì)算每粒的平均干重，結(jié)果如圖所示。若只考慮種子萌發(fā)所需的營養(yǎng)物質(zhì)來源于胚乳，據(jù)圖回答下列問題。（1）萌發(fā)過程中胚乳組織中的淀粉被水解（2）萌發(fā)過程中在_小時(shí)之間種子的呼吸速率最大，在該時(shí)間段內(nèi)每粒種子呼吸消耗的平均干重為_mg。（3）萌發(fā)過程中胚乳的部分營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)化成幼苗的組成物質(zhì)，其最大轉(zhuǎn)化速率為 _ mg粒-1d-1。（4）若保持實(shí)驗(yàn)條件不變，120小時(shí)后萌發(fā)種子的干重變化趨勢是_ ，原因是_。 光光合作用是指綠色植物通過合作用是指綠色

9、植物通過葉綠體葉綠體，利用，利用光能光能，把把二氧化碳二氧化碳和和水水轉(zhuǎn)化成儲存能量的轉(zhuǎn)化成儲存能量的有機(jī)物有機(jī)物，并且，并且釋放出釋放出氧氣氧氣的過的過程。程。 6CO2 +12H2O* C6H12O6+6O2*+6H2O 光能光能葉綠體葉綠體外膜外膜內(nèi)膜內(nèi)膜基質(zhì)基質(zhì)基粒基粒光合色素光合色素位置：位置： 葉綠體葉綠體類囊體薄膜類囊體薄膜類囊體類囊體葉綠素葉綠素a（藍(lán)綠色藍(lán)綠色）葉綠素葉綠素b（黃綠色黃綠色）胡蘿卜素（胡蘿卜素（橙黃色橙黃色）葉黃素（葉黃素（黃色黃色）C55H72O5N4MgC55H70O6N4MgC40H56C40H56O2種類：種類：1、光光照強(qiáng)度照強(qiáng)度：植物的光合作用強(qiáng)度

10、在一定范圍內(nèi)隨著光照強(qiáng)度的增加而增強(qiáng)，同化CO2的速率也相應(yīng)增加，但當(dāng)光照強(qiáng)度達(dá)到一定時(shí)，光合作用的強(qiáng)度不再隨著光照強(qiáng)度的增加而增強(qiáng)。植物在進(jìn)行光合作用的同時(shí)也在進(jìn)行呼吸作用：2、溫溫度度：植物所有的生活過程都受溫度的影響，因?yàn)樵谝欢ǖ臏囟确秶鷥?nèi)，提高溫度可以提高酶的活性，加快反應(yīng)速率。光合作用也不例外，在一定的溫度范圍內(nèi)，在正常的光照強(qiáng)度下，提高溫度會促進(jìn)光合作用的進(jìn)行。但提高溫度也會促進(jìn)呼吸作用。3、CO2濃濃度度： CO2是植物進(jìn)行光合作用的原料，只有當(dāng)環(huán)境中的CO2達(dá)到一定濃度時(shí)，植物才能進(jìn)行光合作用。植物能夠進(jìn)行光合作用的最低CO2濃度稱為CO2的補(bǔ)償點(diǎn)，即在此CO2濃度條件下，植物

11、通過光合作用吸收的CO2與植物呼吸作用釋放的CO2相等。環(huán)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。4、必必需礦質(zhì)元素的供應(yīng)需礦質(zhì)元素的供應(yīng)：綠色植物進(jìn)行光合作用時(shí)，需要多種必需的礦質(zhì)元素。氮氮是催化光合作用過程各種酶以及NADP+和ATP的重要組成成分；磷磷也是NADP+和ATP的重要組成成分?？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)，用磷脂酶將離體葉綠體膜結(jié)構(gòu)上的磷脂水解掉后，在原料和條件都具備的情況下，這些葉綠體的光合作用過程明顯受到阻礙，可見磷在維持葉綠體膜的結(jié)構(gòu)和功能上起著重要的作用。綠色植物通過光合作用合成糖類，以及將糖類運(yùn)輸?shù)綁K根、塊莖和種子等器官中，都需要

12、鉀鉀。鎂鎂是葉綠體的重要組成成分，沒有鎂就不能合成葉綠素等。5、光照面積光照面積29.(課標(biāo)卷10分)某植物凈光合速率的變化趨勢如圖所示。據(jù)圖回答下列問題：（1）當(dāng)CO2濃度為a時(shí)，高光強(qiáng)下該植物的凈光合速率為 。CO2濃度在ab之間時(shí)，曲線 表示了凈光合速率隨CO2濃度的增高而增高。（2）CO2濃度大于c時(shí)，曲線B和C所表示的凈光合速率不再增加，限制其增加的環(huán)境因素是 。（3）當(dāng)環(huán)境中CO2濃度小于a 時(shí)，在圖示的3種光強(qiáng)下，該植物呼吸作用產(chǎn)生的CO2量 (填“大于”、“等于”或“小于”)光合作用吸收的CO2量。（4）據(jù)圖可推測，在溫室中，若要采取提高CO2濃度的措施來提高該種植物的產(chǎn)量，還

13、應(yīng)該同時(shí)考慮 這一因素的影響，并采取相應(yīng)措施。光合作用與呼吸作用的區(qū)別光合作用與呼吸作用的區(qū)別光合作用光合作用呼吸作用呼吸作用原料原料CO2、H2OO2、葡萄糖等有機(jī)物、葡萄糖等有機(jī)物產(chǎn)物產(chǎn)物O2、葡萄糖等有機(jī)物、葡萄糖等有機(jī)物CO2、H2O等等能量能量轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換貯藏能量的過程貯藏能量的過程光能光能活躍的化學(xué)能活躍的化學(xué)能穩(wěn)定的化學(xué)能穩(wěn)定的化學(xué)能釋放能量的過程釋放能量的過程穩(wěn)定的化學(xué)能穩(wěn)定的化學(xué)能活躍活躍的化學(xué)能的化學(xué)能發(fā)生發(fā)生部位部位有葉綠體的細(xì)胞，葉綠有葉綠體的細(xì)胞，葉綠體體活細(xì)胞，線粒體、細(xì)活細(xì)胞，線粒體、細(xì)胞質(zhì)胞質(zhì)發(fā)生發(fā)生條件條件光照下才可發(fā)生光照下才可發(fā)生光下、暗處都可發(fā)生光下、暗處都

14、可發(fā)生光合作用和呼吸作用的光合作用和呼吸作用的關(guān)系關(guān)系：光合作用和呼吸作用的光合作用和呼吸作用的關(guān)系關(guān)系： 在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步理解一天24小時(shí)中，何時(shí)放CO2，何時(shí)吸CO2呢？由于在光下，植物既進(jìn)行光合作用，又進(jìn)行呼吸作用，而夜晚只進(jìn)行呼吸作用，可用下圖表示（甲圖春季，乙圖夏季）：光合作用和呼吸作用中的化學(xué)計(jì)光合作用和呼吸作用中的化學(xué)計(jì)算：算：光合作用反應(yīng)式：光合作用反應(yīng)式：6CO212H2OC6H12O66O26H2O呼吸作用反應(yīng)式：呼吸作用反應(yīng)式：有氧：有氧：C6H12O66O26H2O 6CO212H2O無氧：無氧：C6H12O62C2H5OH2CO2 光合作用和呼吸作用中的化學(xué)計(jì)光合作用

15、和呼吸作用中的化學(xué)計(jì)算：算： 一般以光合速率和呼吸速率（即單位時(shí)間單位葉面積吸收和放出CO2的量或放出和吸收O2的量）來表示植物光合作用和呼吸作用的強(qiáng)度，并以此間接表示植物合成和分解有機(jī)物的量的多少。1、在黑暗條件下植物不進(jìn)行光合作用，只進(jìn)行呼吸作用，因此此時(shí)測得的氧氣吸收量（即空氣中O2的減少量）或二氧化碳釋放量（即空氣中的CO2增加量）直接反映呼吸速率。2、在光照條件下，植物同時(shí)進(jìn)行光合作用和呼吸作用，此時(shí)測得的空氣中氧氣的增加量（或二氧化碳減少量）比植物實(shí)際光合作用所產(chǎn)生的O2量（或消耗的CO2量要）少，因?yàn)橹参镌诠夂献饔玫耐瑫r(shí)也在通過呼吸作用消耗氧氣、放出二氧化碳。因此此時(shí)測得的值并不能反映植物的實(shí)際光合速率，而反映出表觀光合速率或稱凈光合速率。（1）光合作用實(shí)際產(chǎn)氧量）光合作用實(shí)際產(chǎn)氧量實(shí)測的氧氣釋放量實(shí)測的氧氣釋放量呼吸作用耗氧量呼吸作用耗氧量（2）光合作用實(shí)際二氧化碳消耗量實(shí)）光合作用實(shí)際二氧化碳消耗量實(shí)測的二氧化碳消耗量測的二氧化碳消耗量呼吸作用二氧呼吸作用二氧化碳釋放量化碳釋放量（3）光合作用葡萄糖凈生產(chǎn)量）光合作用葡萄糖凈生產(chǎn)量光合作用實(shí)際葡萄糖生產(chǎn)量光合作用實(shí)際葡萄糖生產(chǎn)量呼吸作用葡萄呼