呼吸作用和光合作用

呼吸作用和光合作用一、有氧呼吸有氧呼吸是细胞在有氧的条件下，将糖类等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，同时释放出大量能量的过程。1、定义：2、有氧呼吸的场所：主要场所：是线粒体还有细胞质基质C6H12O62丙酮酸酶4[H]能2ATP热线粒体细胞质基质①第一阶段：葡萄糖的初步分解C6H12O6酶+4[H]+能量场所：细胞质基质2C3H４O３（少量）C6H12O62丙酮酸酶6CO24[H]能2ATP热能2ATP热酶6H2O20[H]线粒体细胞质基质②①丙酮酸彻底分解酶6CO2+20[H]+能量场所：线粒体第二阶段：2C3H４O３+6H2O（少量）C6H12O62丙酮酸酶6CO24[H]能2ATP热能2ATP热酶6H2O20[H]12H2O6O2酶能34ATP热线粒体细胞质基质②①③氧的参与酶12H2O+能量场所：线粒体第三阶段：24[H]+6O2（大量）总反应式：酶C6H12O6＋6H２O＋6O２—→6CO2＋12H２O＋能量1mol葡萄糖释放2870KJ，有1161KJ转移至ATP（合成38molATP），能量效率高达40％其余主要以热能(1709KJ)的形式散失掉。二、无氧呼吸无氧呼吸是指细胞在无氧条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解成为不彻底的氧化产物，同时释放出少量能量的过程。2、无氧呼吸的场所：1、定义：细胞质基质C6H12O62丙酮酸酶4[H]能线粒体细胞质基质①第一阶段：葡萄糖的初步分解C6H12O6酶+4[H]+能量场所：细胞质基质2C3H４O３（少量）C6H12O62丙酮酸酶4[H]能线粒体细胞质基质①第二阶段：丙酮酸不彻底分解２C3H４O３酶２C3H6O3(乳酸)+能量２C3H４O３２C2H5OH(酒精)+２CO2+能量酶酶２C3H6O3（乳酸）２C2H5OH（酒精）+２CO2酶场所：细胞质基质能能（少量）（少量）总反应式（1）高等植物(水稻、苹果等）和酵母菌的无氧呼吸：C6H12O62C2H5OH（酒精）+2CO2+能量酶（2）高等动物、人和乳酸菌的无氧呼吸：C6H12O62C3H6O3（乳酸）+能量酶例外：马铃薯块茎和甜菜块根无氧呼吸产生乳酸（酒精发酵）（乳酸发酵）C6H12O6细胞质基质2C2H5OH+2CO2+能量有氧呼吸与无氧呼吸的联系和区别6CO2+12H2O+能量2C3H6O3+能量2丙酮酸有O2线粒体无O2细胞质基质共同进行分别进行三.细胞呼吸的意义和应用1.为生物体各项生命活动提供能量。2.为体内其他化合物的合成提供原料。呼吸作用释放能量热能散失或维持体温恒定转移储存于ATP（水解后释放能量用于细胞分裂、矿质吸收、肌肉收缩、神经传导等生命活动）呼吸过程产生一些中间产物如丙酮酸，可以通过氨基转换作用合成丙氨酸，也可以在肝脏中合成肝糖元或者葡萄糖等。下图是探究酵母菌进行呼吸方式类型的装置，下面叙述正确的是A．假设装置一中的液滴左移，装置二中的液滴不动，则说明酵母菌只进行有氧呼吸。B．假设装置一中的液滴不移动，装置二中的液滴右移，则说明酵母菌只进行无氧呼吸C．假设装置一中的液滴左移，装置二中的液滴右移，则说明酵母菌既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸D．假设装置一、二中的液滴均不移动说明酵母菌只进行有氧呼吸或只进行无氧呼吸影响呼吸作用的因素：1、温度：温度能影响呼吸作用，主要是影响呼吸酶的活性。在生产实践上贮藏蔬菜和水果时应该降低温度，以减少呼吸消耗。2、氧气：有氧呼吸强度随氧浓度的增加而增强。关于无氧呼吸和有氧呼吸与氧浓度之间的关系用下图所示的曲线来表示：3、水分应用促进生长发育粮食储藏和果蔬保鲜增强细胞呼吸（因需能量和原料）降低呼吸速率，减少有机物的消耗疏松土壤早稻育秧初期适时排水、水稻生产中适时露田和晒田粮食储藏要降低温度和保持干燥，可采用晒干、充氮、通风和密闭等措施水果储藏采用降低氧浓度或温度和密闭的方法措施29．（2012新课标，11分）将玉米种子置于25℃、黑暗、水分适宜的条件下萌发，每天定时取相同数量的萌发种子，一半直接烘干称重，一半切取胚乳烘干称重，计算每粒的平均干重，结果如图所示。若只考虑种子萌发所需的营养物质来源于胚乳，据图回答下列问题。（1）萌发过程中胚乳组织中的淀粉被水解……（2）萌发过程中在____小时之间种子的呼吸速率最大，在该时间段内每粒种子呼吸消耗的平均干重为____mg。（3）萌发过程中胚乳的部分营养物质转化成幼苗的组成物质，其最大转化速率为____mg·粒-1·d-1。（4）若保持实验条件不变，120小时后萌发种子的干重变化趋势是____，原因是____________。光合作用的概念：光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物，并且释放出氧气的过程。原料、产物、场所和条件是什么？光合作用的总反应式6CO2+12H2O*C6H12O6+6O2*+6H2O光能叶绿体外膜内膜基质基粒光合色素位置：叶绿体类囊体薄膜类囊体叶绿素a（蓝绿色）叶绿素b（黄绿色）胡萝卜素（橙黄色）叶黄素（黄色）C55H72O5N4MgC55H70O6N4MgC40H56C40H56O2种类：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用：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。3、CO2浓度：CO2是植物进行光合作用的原料，只有当环境中的CO2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CO2浓度称为CO2的补偿点，即在此CO2浓度条件下，植物通过光合作用吸收的CO2与植物呼吸作用释放的CO2相等。环境中的CO2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。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。①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；②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。③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。④镁是叶绿体的重要组成成分，没有镁就不能合成叶绿素等。5、光照面积29.(课标Ⅱ卷10分)某植物净光合速率的变化趋势如图所示。据图回答下列问题：（1）当CO2浓度为a时，高光强下该植物的净光合速率为①。CO2浓度在a～b之间时，曲线②表示了净光合速率随CO2浓度的增高而增高。（2）CO2浓度大于c时，曲线B和C所表示的净光合速率不再增加，限制其增加的环境因素是③。（3）当环境中CO2浓度小于a时，在图示的3种光强下，该植物呼吸作用产生的CO2量④(填“大于”、“等于”或“小于”)光合作用吸收的CO2量。（4）据图可推测，在温室中，若要采取提高CO2浓度的措施来提高该种植物的产量，还应该同时考虑⑤这一因素的影响，并采取相应措施。光合作用与呼吸作用的区别光合作用呼吸作用原料CO2、H2OO2、葡萄糖等有机物产物O2、葡萄糖等有机物CO2、H2O等能量转换贮藏能量的过程光能→活跃的化学能→稳定的化学能释放能量的过程稳定的化学能→活跃的化学能发生部位有叶绿体的细胞，叶绿体活细胞，线粒体、细胞质发生条件光照下才可发生光下、暗处都可发生光合作用和呼吸作用的关系（原料与产物）：光合作用和呼吸作用的关系（气体）：CO2CO2CO2CO2CO2CO2ABCD在此基础上进一步理解一天24小时中，何时放CO2，何时吸CO2呢？由于在光下，植物既进行光合作用，又进行呼吸作用，而夜晚只进行呼吸作用，可用下图表示（甲图春季，乙图夏季）：光合作用和呼吸作用中的化学计算：光合作用反应式：6CO2＋12H2O→C6H12O6＋6O2＋6H2O呼吸作用反应式：有氧：C6H12O6＋6O2＋6H2O→6CO2＋12H2O无氧：C6H12O6→2C2H5OH＋2CO2光合作用和呼吸作用中的化学计算：一般以光合速率和呼吸速率（即单位时间单位叶面积吸收和放出CO2的量或放出和吸收O2的量）来表示植物光合作用和呼吸作用的强度，并以此间接表示植物合成和分解有机物的量的多少。1、在黑暗条件下植物不进行光合作用，只进行呼吸作用，因此此时测得的氧气吸收量（即空气中O2的减少量）或二氧化碳释放量（即空气中的CO2增加量）直接反映呼吸速率。2、在光照条件下，植物同时进行光合作用和呼吸作用，此时测得的空气中氧气的增加量（或二氧化碳减少量）比植物实际光合作用所产生的O2量（或消耗的CO2量要）少，因为植物在光合作用的同时也在通过呼吸作用消耗氧气、放出二氧化碳。因此此时测得的值并不能反映植物的实际光合速率，而反映出表观光合速率或称净光合速率。（1）光合作用实际产氧量＝实测的氧气释放量＋呼吸作用耗氧量（2）光合作用实际二氧化碳消耗量＝实测的二氧化碳消耗量＋呼吸作用二氧化碳释放量（3）光合作用葡萄糖净生产量＝光合作用实际葡萄糖生产量—呼吸作用葡萄糖消耗量将某绿色植物置于密闭玻璃罩内，在黑暗条件下，罩内CO2含量每小时增加了20mg；在充足光照条件下，罩内CO2含量每小时减少了45mg。据测定，上述光照条件下，光合作用共合成葡萄糖50mg/h。若呼吸底物和光合产物均为葡萄糖，请回答：①该植物在光照条件下通过光合作用每小时共吸收CO2mg。②该植物在光照条件下通过呼吸作用每小时产生CO2mg，在光照条件下呼吸作用放出CO2比在无光条件下呼吸作用放出的CO2多mg。③光照条件下该植物每小时净积累葡萄糖mg。