高三生物二輪復(fù)習(xí)光合作用和細(xì)胞呼吸

專題四

呼吸作用與光合作用2一、細(xì)胞呼吸的類型及其過(guò)程1.細(xì)胞呼吸的類型（1）酵母菌進(jìn)行無(wú)氧呼吸的反應(yīng)式為

，進(jìn)行有氧呼吸的反應(yīng)式為

。（2）乳酸發(fā)酵的反應(yīng)式為

。（3）細(xì)胞呼吸的產(chǎn)物CO2可用澄清石灰水溶液或

水溶液檢測(cè)，酒精可用

溶液檢測(cè)。C6H12O62C2H5OH+2CO2+少量能量C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量酶→酶→C6H12O62C3H6O3+少量能量酶→

溴麝香草酚藍(lán)橙色的重鉻酸鉀3

階段項(xiàng)目第一階段第二階段第三階段場(chǎng)所細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)線粒體基質(zhì)線粒體內(nèi)膜反應(yīng)物

丙酮酸+H2O［H］+O2

生成物丙酮酸+［H］CO2+［H］H2OATP產(chǎn)生量少量少量大量2.有氧呼吸的三個(gè)階段葡萄糖

影響呼吸作用的因素：1、內(nèi)部因素①不同種類的植物呼吸速率不同。如旱生<水生；陰生<陽(yáng)生②同一植物不同生長(zhǎng)期呼吸速率不同。如幼苗、開(kāi)花期呼吸速率高，成熟期呼吸速率低③同一植物不同組織器官呼吸速率不同。如生殖器官>營(yíng)養(yǎng)器官2、環(huán)境因素（一）影響因素①溫度：溫度能影響呼吸作用，主要是影響呼吸酶的活性。一般而言，在一定的溫度范圍內(nèi)，呼吸強(qiáng)度隨著溫度的升高而增強(qiáng)。如圖所示,根據(jù)溫度對(duì)呼吸強(qiáng)度的影響原理，在生產(chǎn)實(shí)踐上貯藏蔬菜和水果時(shí)應(yīng)該降低溫度，以減少呼吸消耗。溫度降低的幅度以不破壞植物組織為標(biāo)準(zhǔn)，否則細(xì)胞受損，對(duì)病原微生物的抵抗力大減，也易腐爛損壞。

②氧氣濃度（氧分壓）：氧氣是植物正常呼吸的重要因子，氧氣不足直接影響呼吸速度，也影響到呼吸的性質(zhì)。在低氧條件下通常無(wú)氧呼吸與有氧呼吸都能發(fā)生，氧氣的存在對(duì)無(wú)氧呼吸起抑制作用。有氧呼吸強(qiáng)度隨氧濃度的增加而增強(qiáng)。關(guān)于無(wú)氧呼吸和有氧呼吸與氧濃度之間的關(guān)系用圖5-7的曲線來(lái)表示。微生物的無(wú)氧呼吸稱為發(fā)酵，氧氣對(duì)發(fā)酵有抑制作用。圖5-7的曲線也適用于對(duì)微生物的無(wú)氧呼吸和有氧呼吸的描述。③CO2：增加CO2的濃度對(duì)呼吸作用有明顯的抑制效應(yīng)。這可以從化學(xué)平衡的角度得到解釋。據(jù)此原理，在蔬菜和水果的保鮮中，增加CO2的濃度也具有良好的保鮮效果。注意：生物體細(xì)胞能否進(jìn)行有氧呼吸的關(guān)鍵是細(xì)胞內(nèi)是否存在有氧呼吸酶，而非線粒體的存在。8二、光合作用色素的種類、分布和功能1.綠葉中色素的提取和分離（1）提取色素的提取液是

。在研磨時(shí)，需加入少許

。（2）色素分離的原理是利用不同色素在層析液中的

不同而將其分離。分離結(jié)束后，濾紙條上從上到下依次是

、葉黃素、

和葉綠素b。2.葉綠體色素的分布與功能（1）葉綠體中色素都分布于

。無(wú)水乙醇SiO2和CaCO3溶解度胡蘿卜素葉綠素a類囊體的薄膜上9二、光合作用的基本過(guò)程

過(guò)程項(xiàng)目光反應(yīng)暗反應(yīng)場(chǎng)所類囊體的薄膜上物質(zhì)變化①H2O［H］+O2②ADP+Pi─→ATP①CO2─→C3─→（CH2O）②ATPADP+Pi+能量能量變化光能─→

ATP中活躍化學(xué)能─→光

酶光能固定還原酶

有機(jī)物中穩(wěn)定化學(xué)能葉綠體基質(zhì)（2）葉綠體色素的功能是吸收、傳遞和轉(zhuǎn)換光能，其中葉綠素a和葉綠素b主要吸收

，胡蘿卜素和葉黃素主要吸收藍(lán)紫光。紅光和藍(lán)紫光暗反應(yīng)：在葉綠體的基質(zhì)中進(jìn)行的。進(jìn)行暗反應(yīng)必須具備4個(gè)基本條件：CO2、酶、[H]和ATP。其中[H]和ATP來(lái)自光反應(yīng)，CO2主要來(lái)自大氣中，酶是葉綠體本身所固有的。，具備上述4個(gè)基本條件，不論有光和無(wú)光暗反應(yīng)都能進(jìn)行。關(guān)于光合作用的公式6co2+12H2oc6H12o6+6H2o+6o2光葉綠體光合作用的主要產(chǎn)物是糖類（單糖、二糖和多糖）。但一些實(shí)驗(yàn)證明，蛋白質(zhì)、脂肪和有機(jī)酸也是直接產(chǎn)物。11三、光合作用強(qiáng)度及其影響因素1.光合作用強(qiáng)度可通過(guò)測(cè)一定時(shí)間內(nèi)

或

的數(shù)量來(lái)定量地表示。2.影響光合作用強(qiáng)度的環(huán)境因素（1）光（2）空氣中

的濃度（3）土壤中

（4）

的高低原料消耗

產(chǎn)物生成光照長(zhǎng)短光照強(qiáng)弱光的成分CO2水分和礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)等溫度12考點(diǎn)一光合作用過(guò)程的理解1.光合作用中光反應(yīng)與暗反應(yīng)的比較項(xiàng)目光反應(yīng)暗反應(yīng)實(shí)質(zhì)光能轉(zhuǎn)化為活躍化學(xué)能（ATP），放出氧氣活躍化學(xué)能轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定化學(xué)能儲(chǔ)存在（CH2O）中時(shí)間短促、以微秒計(jì)較緩慢條件需色素、光、酶不需要色素和光，需要酶場(chǎng)所葉綠體的類囊體薄膜上葉綠體的基質(zhì)中13物質(zhì)變化2H2O—→4［H］+O2ADP+Pi—→ATPCO2的固定：CO2+C5→2C3CO2的還原：2C3————→（CH2O）+C5+H2O能量變化葉綠素將光能轉(zhuǎn)化成活躍的化學(xué)能儲(chǔ)存在ATP中ATP中的活躍化學(xué)能轉(zhuǎn)化為糖等有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能實(shí)質(zhì)光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛钴S的化學(xué)能，水光解產(chǎn)生O2和［H］同化CO2形成（CH2O）聯(lián)系①光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供［H］和能量ATP②暗反應(yīng)產(chǎn)生的ADP和Pi為光反應(yīng)合成ATP提供原料ATP、［H］酶光光酶142.光反應(yīng)和暗反應(yīng)中C3、C5、ATP和CO2之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系（1）停止光照、短時(shí)間內(nèi)C3、C5、ATP、ADP相對(duì)含量變化↓停止光照過(guò)程①停止，ATP不再產(chǎn)生ATP含量減少ADP含量增加15原有ATP仍可為③過(guò)程提供能量，但由于ATP含量減少，C3還原減弱，而④過(guò)程仍進(jìn)行↓C3含量相對(duì)增加

C5含量相對(duì)減少

即：停止光照，ATP↓，ADP↑，C3↑，C5↓（2）停止CO2供應(yīng)，短時(shí)間內(nèi)C3、C5、ATP、ADP相對(duì)含量變化停止CO2供應(yīng)↓過(guò)程④停止，C5不再消耗，C3不再產(chǎn)生，原有C3仍可還原產(chǎn)生C5C3含量相對(duì)減少

C5含量相對(duì)增加16↓C3減少，C3還原減弱，ATP消耗減少，而①過(guò)程仍進(jìn)行ATP含量相對(duì)增加

ADP含量相對(duì)下降

即：停止CO2供應(yīng)，ATP↑，ADP↓，C3↓，C5↑（3）同理可分析并得出：突然增強(qiáng)光照，ATP↑，ADP↓，C3↓，C5↑

突然增加CO2供應(yīng)，ATP↓，ADP↑，C3↑，C5↓4、光合作用的意義：5、影響光合作用的因素：主要有光照強(qiáng)度、CO2濃度、溫度和礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)。

第一、制造有機(jī)物，實(shí)現(xiàn)巨大的物質(zhì)轉(zhuǎn)變，將CO2和H2O合成有機(jī)物第二、轉(zhuǎn)化并儲(chǔ)存太陽(yáng)能第三、凈化空氣，使大氣中的O2和CO2含量保持相對(duì)穩(wěn)定；第四、對(duì)生物的進(jìn)化具有重要作用①光照強(qiáng)度：植物的光合作用強(qiáng)度在一定范圍內(nèi)是隨著光照強(qiáng)度的增加，同化CO2的速度也相應(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，當(dāng)植物在某一光照強(qiáng)度條件下，進(jìn)行光合作用所吸收的CO2與該溫度條件下植物進(jìn)行呼吸作用所釋放的CO2量達(dá)到平衡時(shí)，這一光照強(qiáng)度就稱為光補(bǔ)償點(diǎn)。這時(shí)光合作用強(qiáng)度主要是受光反應(yīng)產(chǎn)物的限制。當(dāng)光照強(qiáng)度增加到一定強(qiáng)度后，植物的光合作用強(qiáng)度不再增加或增加很少時(shí)，這一光照強(qiáng)度就稱為植物光合作用的光飽和點(diǎn)，此時(shí)的光合作用強(qiáng)度是受暗反應(yīng)系統(tǒng)中酶的活性和CO2濃度的限制光補(bǔ)償點(diǎn)在不同的植物是不一樣的，主要與該植物的呼吸作用強(qiáng)度有關(guān)，與溫度也有關(guān)系一般陽(yáng)生植物的光補(bǔ)償點(diǎn)比陰生植物高。光飽和點(diǎn)也是陽(yáng)生植物高于陰生植物。所以在栽培農(nóng)作物時(shí)，陽(yáng)生植物必須種植在陽(yáng)光充足的條件下才能提高光合作用效率，增加產(chǎn)量；而陰生植物應(yīng)當(dāng)種植在陰濕的條件下，才有利于生長(zhǎng)發(fā)育，光照強(qiáng)度大，蒸騰作用旺盛，植物體內(nèi)因失水而不利于其生長(zhǎng)發(fā)育農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用1、適當(dāng)提高光照強(qiáng)度；2、延長(zhǎng)光合作用時(shí)間；3、增加光合作用面積---合理密植；4、對(duì)溫室大棚用無(wú)色透明玻璃。植物在進(jìn)行光合作用的同時(shí)也在進(jìn)行著呼吸作用，總光合作用是指植物在光照下制造的有機(jī)物的總量（吸收的CO2總量）。凈光合作用是指在光照下制造的有機(jī)物總量（或吸收的CO2總量）中扣除掉在這一段時(shí)間中植物進(jìn)行呼吸作用所消耗的有機(jī)物（或釋放的CO2）后，凈增的有機(jī)物的量。②溫度：植物所有的生活過(guò)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)速度。CO2濃度：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補(bǔ)償點(diǎn)，即在此CO2濃度條件下，植物通過(guò)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(huì)低于呼吸作用，消耗大于積累，長(zhǎng)期如此植物就會(huì)死亡。一般來(lái)說(shuō)，在一定的范圍內(nèi)，植物光合作用的強(qiáng)度隨CO2濃度的增加而增加，但達(dá)到一定濃度后，光合作用強(qiáng)度就不再增加或增加很少，這時(shí)的CO2濃度稱為CO2的飽和點(diǎn)。如CO2濃度繼續(xù)升高，光合作用不但不會(huì)增加，反而要下降，甚至引起植物CO2中毒而影響植物正常的生長(zhǎng)發(fā)育。CO2補(bǔ)償點(diǎn)CO2的飽和點(diǎn)7、光合速率及光合作用的計(jì)算（1）光合速率光合作用的指標(biāo)是光合速率。光合速率常以每小時(shí)每平方分米葉面積吸收二氧化碳毫克數(shù)表示，一般測(cè)定光合速率的方法都沒(méi)有把葉子的呼吸作用考慮在內(nèi)，所以結(jié)果是光合作用減去呼吸作用的差數(shù)，叫表觀光合速率或凈光合速率。（總）真正光合速率=表觀光合速率+呼吸速率光合作用實(shí)際產(chǎn)氧量=實(shí)測(cè)的氧氣釋放量+呼吸作用耗氧量光合作用實(shí)際二氧化碳消耗量=實(shí)測(cè)的二氧化碳消耗量+呼吸作用二氧化碳釋放量光合作用葡萄糖凈生產(chǎn)量=光合作用葡萄糖實(shí)際生產(chǎn)量-呼吸作用葡萄糖消耗量（2）光合速率的計(jì)算實(shí)際光合速率=從外界吸收的CO2+呼吸釋放的CO2或?qū)嶋H光合速率=釋放到外界的O2+呼吸消耗的O226考點(diǎn)三光合作用與呼吸作用的關(guān)系

1.光合作用與呼吸作用的關(guān)系圖272.光合作用和呼吸作用中的物質(zhì)循環(huán)（1）［H］的來(lái)源及去路分析光合作用呼吸作用［H］的來(lái)源過(guò)程場(chǎng)所過(guò)程場(chǎng)所光反應(yīng)中水的光解葉綠體類囊體薄膜上第一階段從葡萄糖到丙酮酸（4個(gè)［H］）細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)第二階段丙酮酸與H2O分解所產(chǎn)生（20個(gè)［H］）線粒體［H］的去路［H］存在于NADPH中，它作為還原劑用于暗反應(yīng)階段中還原C3化合物，以形成C6H12O6并產(chǎn)生H2O兩階段所產(chǎn)的［H］均被用于第三階段還原O2產(chǎn)生H2O，同時(shí)釋放大量能量28（2）CO2中C和O的轉(zhuǎn)化29點(diǎn)撥光合作用和呼吸作用過(guò)程的分析（1）分析元素轉(zhuǎn)移時(shí)，應(yīng)從原子守恒角度分析，并牢記光合作用產(chǎn)生的O2全部來(lái)自于H2O，有氧呼吸中O2全部用于生成H2O。（2）考查物質(zhì)轉(zhuǎn)化時(shí)，題干中常限定轉(zhuǎn)化時(shí)間，若是“短時(shí)間內(nèi)”，一般只考慮光合作用或細(xì)胞呼吸；若是“若干時(shí)間”“足夠長(zhǎng)時(shí)間”則應(yīng)光合作用和細(xì)胞呼吸同時(shí)考慮。30（3）ATP的來(lái)源及去路分析光合作用呼吸作用ATP的來(lái)源過(guò)程場(chǎng)所過(guò)程場(chǎng)所ADP形成ATP時(shí)所需能量來(lái)自太陽(yáng)光能葉綠體類囊體薄膜第一階段從葡萄糖到丙酮酸（少）細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)第二階段（少），第三階段（多）線粒體ATP的去路光反應(yīng)所產(chǎn)生的ATP專用于