生物中的呼吸作用、光合作用及之間聯繫

最新 09-29

生物的呼吸作用定義

指生物體的有機物在細胞內經過一系列的氧化分解，最終生成二氧化碳或其它產物，並且釋放出能量的過程。（馬上點標題下「高中生物」關注可獲得更多知識乾貨，每天更新喲！）

分類

有氧呼吸：指細胞在有氧的參與下，把糖類等有機物徹底氧化分解，產生二氧化碳和水，同時釋放出大量能量的過程。

無氧呼吸：一般是指細胞在無氧的條件下，通過酶的催化作用，把有機物分解為不徹底的氧化產物，同時釋放出少量能量的過程。

發酵：微生物的無氧呼吸。

反應過程

有氧呼吸：

場所：先在細胞質的基質，後在線粒體。

過程：第一階段、（葡萄糖）C6H12O62C3H4O3（丙酮酸）+4[H]+少量能量（細胞質的基質）；第二階段、2C3H4O3（丙酮酸）6CO2+2O[H]+少量能量（線粒體）；第三階段、24[H]+O212H2O+大量能量（線粒體）。

無氧呼吸（有氧呼吸是由無氧呼吸進化而來）：

場所：始終在細胞質基質。

過程：第一階段、和有氧呼吸的相同；第二階段、2C3H4O3（丙酮酸）C2H5OH（酒精）+CO2(或C3H6O3乳酸)

高等植物被淹產生酒精(如水稻)，(蘋果、梨可以通過無氧呼吸產生酒精)；高等植物某些器官（如馬鈴薯塊莖、甜菜塊根）產生乳酸，高等動物和人無氧呼吸的產物是乳酸。

有氧呼吸與無氧呼吸的區別和聯繫

場所：有氧呼吸第一階段在細胞質的基質中，第二、三階段在線粒體

O2和酶：有氧呼吸第一、二階段不需O2，；第三階段：需O2，第一、二、三階段需不同酶；無氧呼吸--不需O2，需不同酶。

氧化分解：有氧呼吸--徹底，無氧呼吸--不徹底。

能量釋放：有氧呼吸（釋放大量能量38ATP）---1mol葡萄糖徹底氧化分解，共釋放出2870kJ的能量，其中有1161kJ左右的能量儲存在ATP中；無氧呼吸（釋放少量能量2ATP）--1mol葡萄糖分解成乳酸共放出196.65kJ能量，其中61.08kJ儲存在ATP中。有氧呼吸和無氧呼吸的第一階段相同。

呼吸作用的意義

為生物的生命活動提供能量。為其它化合物合成提供原料。

關於呼吸作用的計算規律

消耗等量的葡萄糖時，無氧呼吸與有氧呼吸產生的二氧化碳物質的量之比為1：3

產生同樣數量的ATP時無氧呼吸與有氧呼吸的葡萄糖物質的量之比為19：1。如果某生物產生二氧化碳和消耗的氧氣量相等，則該生物只進行有氧呼吸；如果某生物不消耗氧氣，只產生二氧化碳，則只進行無氧呼吸；如果某生物釋放的二氧化碳量比吸收的氧氣量多，則兩種呼吸都進行。

呼吸作用產生ATP的生理過程

有氧呼吸、光反應、無氧呼吸（暗反應不能產生）。在綠色植物的葉肉細胞內，形成ATP的場所是：細胞質基質（無氧呼吸）、葉綠體基粒（光反應）、線粒體（有氧呼吸的主要場所）

生物的光合作用名詞

光合作用：發生範圍（綠色植物）、場所（葉綠體）、能量來源（光能）、原料（二氧化碳和水）、產物（儲存能量的有機物和氧氣）。

葉綠體的色素

分布：基粒片層結構的薄膜上。

色素的種類：高等植物葉綠體含有以下四種色素。A、葉綠素主要吸收紅光和藍紫光，包括葉綠素a（藍綠色）和葉綠素b（β類胡蘿蔔素主要吸收藍紫光，包括胡蘿蔔素和葉素

葉綠體的酶

分布在葉綠體基粒片層膜上（光反應階段的酶）和葉綠體的基質中（暗反應階段的酶）。

光合作用的過程

光反應階段a、水的光解：2H2O4[H]+O2（為暗反應提供氫）b、ATP的形成：ADP+Pi+光能—ATP（為暗反應提供能量）

暗反應階段：a、CO2的固定：CO2+C52C3b、C3化合物的還原：2C3+[H]+ATP(CH2O)+C5

光反應與暗反應的區別與聯繫

場所：光反應在葉綠體基粒片層膜上，暗反應在葉綠體的基質中。

條件：光反應需要光、葉綠素等色素、酶，暗反應需要許多有關的酶。

物質變化：光反應發生水的光解和ATP的形成，暗反應發生CO2的固定和C3化合物的還原。

能量變化：光反應中光能ATP中活躍的化學能，在暗反應中ATP中活躍的化學能CH2O中穩定的化學能。

聯繫：光反應產物[H]是暗反應中CO2的還原劑，ATP為暗反應的進行提供了能量，暗反應產生的ADP和Pi為光反應形成ATP提供了原料。

光反應的進行必須在光下才能進行，並隨著光照強度的增加而增強，暗反應有光、無光都可以進行。暗反應需要光反應提供能量和[H]，在較弱光照下生長的植物，其光反應進行較慢，故當提高二氧化碳濃度時，光合作用速率並沒有隨之增加。光照增強，蒸騰作用隨之增加，從而避免葉片的灼傷，但炎熱夏天的中午光照過強時，為了防止植物體內水分過度散失，通過植物進行適應性的調節，氣孔關閉。雖然光反應產生了足夠的ATP和〔H〕，但是氣孔關閉，CO2進入葉肉細胞葉綠體中的分子數減少，影響了暗反應中葡萄糖的產生。

光合作用的意義

提供了物質來源和能量來源。

維持大氣中氧和二氧化碳含量的相對穩定。

對生物的進化具有重要作用。

總之，光合作用是生物界最基本的物質代謝和能量代謝。

影響光合作用的因素

有光照（包括光照的強度、光照的時間長短）、二氧化碳濃度、溫度（主要影響酶的作用)和水等。

這些因素中任何一種的改變都將影響光合作用過程。如：在大棚蔬菜等植物栽種過程中，可採用白天適當提高溫度、夜間適當降低溫度（減少呼吸作用消耗有機物）的方法，來提高作物的產量。再如，二氧化碳是光合作用不可缺少的原料，在一定範圍內提高二氧化碳濃度，有利於增加光合作用的產物。

當低溫時暗反應中(CH2O)的產量會減少，主要由於低溫會抑制酶的活性；適當提高溫度能提高暗反應中(CH2O)的產量，主要由於提高了暗反應中酶的活性。

考點

由強光變成弱光時，[產生的H]、ATP數量減少，此時C3還原過程減弱，而CO2仍在短時間內被一定程度的固定，因而C3含量上升，C5含量下降，(CH2O)的合成率也降低。

CO2濃度降低時，CO2固定減弱，因而產生的C3數量減少，C5的消耗量降低，而細胞的C3仍被還原，同時再生，因而此時，C3含量降低，C5含量上升。