高三生物二轮复习光合作用和细胞呼吸

专题四

呼吸作用与光合作用2一、细胞呼吸的类型及其过程1.细胞呼吸的类型（1）酵母菌进行无氧呼吸的反应式为

，进行有氧呼吸的反应式为

。（2）乳酸发酵的反应式为

。（3）细胞呼吸的产物CO2可用澄清石灰水溶液或

水溶液检测，酒精可用

溶液检测。C6H12O62C2H5OH+2CO2+少量能量C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量酶→酶→C6H12O62C3H6O3+少量能量酶→

溴麝香草酚蓝橙色的重铬酸钾3

阶段项目第一阶段第二阶段第三阶段场所细胞质基质线粒体基质线粒体内膜反应物

丙酮酸+H2O［H］+O2

生成物丙酮酸+［H］CO2+［H］H2OATP产生量少量少量大量2.有氧呼吸的三个阶段葡萄糖

影响呼吸作用的因素：1、内部因素①不同种类的植物呼吸速率不同。如旱生<水生；阴生<阳生②同一植物不同生长期呼吸速率不同。如幼苗、开花期呼吸速率高，成熟期呼吸速率低③同一植物不同组织器官呼吸速率不同。如生殖器官>营养器官2、环境因素（一）影响因素①温度：温度能影响呼吸作用，主要是影响呼吸酶的活性。一般而言，在一定的温度范围内，呼吸强度随着温度的升高而增强。如图所示,根据温度对呼吸强度的影响原理，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。温度降低的幅度以不破坏植物组织为标准，否则细胞受损，对病原微生物的抵抗力大减，也易腐烂损坏。

②氧气浓度（氧分压）：氧气是植物正常呼吸的重要因子，氧气不足直接影响呼吸速度，也影响到呼吸的性质。在低氧条件下通常无氧呼吸与有氧呼吸都能发生，氧气的存在对无氧呼吸起抑制作用。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图5-7的曲线来表示。微生物的无氧呼吸称为发酵，氧气对发酵有抑制作用。图5-7的曲线也适用于对微生物的无氧呼吸和有氧呼吸的描述。③CO2：增加CO2的浓度对呼吸作用有明显的抑制效应。这可以从化学平衡的角度得到解释。据此原理，在蔬菜和水果的保鲜中，增加CO2的浓度也具有良好的保鲜效果。注意：生物体细胞能否进行有氧呼吸的关键是细胞内是否存在有氧呼吸酶，而非线粒体的存在。8二、光合作用色素的种类、分布和功能1.绿叶中色素的提取和分离（1）提取色素的提取液是

。在研磨时，需加入少许

。（2）色素分离的原理是利用不同色素在层析液中的

不同而将其分离。分离结束后，滤纸条上从上到下依次是

、叶黄素、

和叶绿素b。2.叶绿体色素的分布与功能（1）叶绿体中色素都分布于

。无水乙醇SiO2和CaCO3溶解度胡萝卜素叶绿素a类囊体的薄膜上9二、光合作用的基本过程

过程项目光反应暗反应场所类囊体的薄膜上物质变化①H2O［H］+O2②ADP+Pi─→ATP①CO2─→C3─→（CH2O）②ATPADP+Pi+能量能量变化光能─→

ATP中活跃化学能─→光

酶光能固定还原酶

有机物中稳定化学能叶绿体基质（2）叶绿体色素的功能是吸收、传递和转换光能，其中叶绿素a和叶绿素b主要吸收

，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。红光和蓝紫光暗反应：在叶绿体的基质中进行的。进行暗反应必须具备4个基本条件：CO2、酶、[H]和ATP。其中[H]和ATP来自光反应，CO2主要来自大气中，酶是叶绿体本身所固有的。，具备上述4个基本条件，不论有光和无光暗反应都能进行。关于光合作用的公式6co2+12H2oc6H12o6+6H2o+6o2光叶绿体光合作用的主要产物是糖类（单糖、二糖和多糖）。但一些实验证明，蛋白质、脂肪和有机酸也是直接产物。11三、光合作用强度及其影响因素1.光合作用强度可通过测一定时间内

或

的数量来定量地表示。2.影响光合作用强度的环境因素（1）光（2）空气中

的浓度（3）土壤中

（4）

的高低原料消耗

产物生成光照长短光照强弱光的成分CO2水分和矿质营养等温度12考点一光合作用过程的理解1.光合作用中光反应与暗反应的比较项目光反应暗反应实质光能转化为活跃化学能（ATP），放出氧气活跃化学能转变成稳定化学能储存在（CH2O）中时间短促、以微秒计较缓慢条件需色素、光、酶不需要色素和光，需要酶场所叶绿体的类囊体薄膜上叶绿体的基质中13物质变化2H2O—→4［H］+O2ADP+Pi—→ATPCO2的固定：CO2+C5→2C3CO2的还原：2C3————→（CH2O）+C5+H2O能量变化叶绿素将光能转化成活跃的化学能储存在ATP中ATP中的活跃化学能转化为糖等有机物中稳定的化学能实质光能转变为活跃的化学能，水光解产生O2和［H］同化CO2形成（CH2O）联系①光反应为暗反应提供［H］和能量ATP②暗反应产生的ADP和Pi为光反应合成ATP提供原料ATP、［H］酶光光酶142.光反应和暗反应中C3、C5、ATP和CO2之间的转化关系（1）停止光照、短时间内C3、C5、ATP、ADP相对含量变化↓停止光照过程①停止，ATP不再产生ATP含量减少ADP含量增加15原有ATP仍可为③过程提供能量，但由于ATP含量减少，C3还原减弱，而④过程仍进行↓C3含量相对增加

C5含量相对减少

即：停止光照，ATP↓，ADP↑，C3↑，C5↓（2）停止CO2供应，短时间内C3、C5、ATP、ADP相对含量变化停止CO2供应↓过程④停止，C5不再消耗，C3不再产生，原有C3仍可还原产生C5C3含量相对减少

C5含量相对增加16↓C3减少，C3还原减弱，ATP消耗减少，而①过程仍进行ATP含量相对增加

ADP含量相对下降

即：停止CO2供应，ATP↑，ADP↓，C3↓，C5↑（3）同理可分析并得出：突然增强光照，ATP↑，ADP↓，C3↓，C5↑

突然增加CO2供应，ATP↓，ADP↑，C3↑，C5↓4、光合作用的意义：5、影响光合作用的因素：主要有光照强度、CO2浓度、温度和矿质营养。

第一、制造有机物，实现巨大的物质转变，将CO2和H2O合成有机物第二、转化并储存太阳能第三、净化空气，使大气中的O2和CO2含量保持相对稳定；第四、对生物的进化具有重要作用①光照强度：植物的光合作用强度在一定范围内是随着光照强度的增加，同化CO2的速度也相应增加，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受暗反应系统中酶的活性和CO2浓度的限制光补偿点在不同的植物是不一样的，主要与该植物的呼吸作用强度有关，与温度也有关系一般阳生植物的光补偿点比阴生植物高。光饱和点也是阳生植物高于阴生植物。所以在栽培农作物时，阳生植物必须种植在阳光充足的条件下才能提高光合作用效率，增加产量；而阴生植物应当种植在阴湿的条件下，才有利于生长发育，光照强度大，蒸腾作用旺盛，植物体内因失水而不利于其生长发育农业生产上的应用1、适当提高光照强度；2、延长光合作用时间；3、增加光合作用面积---合理密植；4、对温室大棚用无色透明玻璃。植物在进行光合作用的同时也在进行着呼吸作用，总光合作用是指植物在光照下制造的有机物的总量（吸收的CO2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CO2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CO2）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，加快反应速度。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。一般来说，在一定的范围内，植物光合作用的强度随CO2浓度的增加而增加，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CO2浓度称为CO2的饱和点。如CO2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CO2中毒而影响植物正常的生长发育。CO2补偿点CO2的饱和点7、光合速率及光合作用的计算（1）光合速率光合作用的指标是光合速率。光合速率常以每小时每平方分米叶面积吸收二氧化碳毫克数表示，一般测定光合速率的方法都没有把叶子的呼吸作用考虑在内，所以结果是光合作用减去呼吸作用的差数，叫表观光合速率或净光合速率。（总）真正光合速率=表观光合速率+呼吸速率光合作用实际产氧量=实测的氧气释放量+呼吸作用耗氧量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光合作用葡萄糖净生产量=光合作用葡萄糖实际生产量-呼吸作用葡萄糖消耗量（2）光合速率的计算实际光合速率=从外界吸收的CO2+呼吸释放的CO2或实际光合速率=释放到外界的O2+呼吸消耗的O226考点三光合作用与呼吸作用的关系

1.光合作用与呼吸作用的关系图272.光合作用和呼吸作用中的物质循环（1）［H］的来源及去路分析光合作用呼吸作用［H］的来源过程场所过程场所光反应中水的光解叶绿体类囊体薄膜上第一阶段从葡萄糖到丙酮酸（4个［H］）细胞质基质第二阶段丙酮酸与H2O分解所产生（20个［H］）线粒体［H］的去路［H］存在于NADPH中，它作为还原剂用于暗反应阶段中还原C3化合物，以形成C6H12O6并产生H2O两阶段所产的［H］均被用于第三阶段还原O2产生H2O，同时释放大量能量28（2）CO2中C和O的转化29点拨光合作用和呼吸作用过程的分析（1）分析元素转移时，应从原子守恒角度分析，并牢记光合作用产生的O2全部来自于H2O，有氧呼吸中O2全部用于生成H2O。（2）考查物质转化时，题干中常限定转化时间，若是“短时间内”，一般只考虑光合作用或细胞呼吸；若是“若干时间”“足够长时间”则应光合作用和细胞呼吸同时考虑。30（3）ATP的来源及去路分析光合作用呼吸作用ATP的来源过程场所过程场所ADP形成ATP时所需能量来自太阳光能叶绿体类囊体薄膜第一阶段从葡萄糖到丙酮酸（少）细胞质基质第二阶段（少），第三阶段（多）线粒体ATP的去路光反应所产生的ATP专用于