光合作用与呼吸作用
1、呼吸作用的本质是氧化分解有机物,释放能量,不一定需要氧气,分为有氧呼吸和无氧呼吸。
2、有氧呼吸的反应式:
,
第一阶段在细胞质基质 进行,原料是糖类等,产物是 丙酮酸 、氢 、 ATP ,第二阶段在线粒体 进行,原料是丙酮酸和水 ,产物是 C02 、ATP 、氢 ,第三阶段在线粒体进行,原料是 氢 和 氧 ,产物是 水、 ATP ,第一、二阶段的共同产物是氢 、 ATP,三个阶段的共同产物是 ATP 。1mol葡萄糖有氧呼吸产生能量 2870 KJ,可用于生命活动的有1161 KJ( 38molATP),以热能散失 1709 KJ,无氧呼吸产生的可利用能量是 61.08 KJ( 2 molATP),1molATP水解后放出能量 30.54 KJ 。 第一阶段 场所 细胞质 基质 发生反应 葡萄糖 酶 2丙酮酸 + [H] 产物 丙酮酸、[H]、释放少量+ 少量能量 能量,形成少量ATP 第二阶段 线粒体 少量CO2、[H]、释放少量能酶 6CO2 + [H] + 基质 2丙酮酸 + 6H2O 量,形成少量ATP 能量 线粒体 内膜 第三阶段 [H] + O2 酶 H2O + 大量能量 生成H2O、释放大量能 量,形成大量ATP
3、写出2条无氧呼吸反应式 C6H12O6 C6H12O6 2C2H5OH(酒精)+2CO2+能量 2C3H3O3+能量 和段
无氧呼吸的场所是细胞质基质,分 2个阶段,第一个阶段 有氧 呼吸的相同,是由 葡萄糖分解为 丙酮酸 ,第二阶
的反应是由丙酮酸分解成CO2和酒精 或转化成 C3H3O3(乳酸) 。熟悉95页图。 4、影响呼吸速率的外界因素:
1、温度:温度通过影响细胞内与呼吸作用有关的
酶的活性来影响细胞的呼吸作用。 温度过低或过高都会影响细胞正常的呼吸作用。在一定温度范围内,温度越低,细胞呼吸越弱;温度越高,细胞呼吸越强。
2、氧气:氧气充足,则无氧呼吸将受抑制;氧气不足,则有氧呼吸将会减弱或受抑制。 3、水分:一般来说,细胞水分充足,呼吸作用将增强。但陆生植物根部如长时间受水
浸没,根部缺氧,进行无氧呼吸,产生过多酒精,可使根部细胞坏死。
4、CO2:环境CO2浓度提高,将抑制细胞呼吸,可用此原理来贮藏水果和蔬菜。
5、呼吸作用在生产上的应用:
1、作物栽培时,要有适当措施保证根的正常呼吸,如疏松土壤等。
2、粮油种子贮藏时,要风干、降温,降低氧气含量,则能抑制呼吸作用,减少有机物消耗。
3、水果、蔬菜保鲜时,要低温或降低氧气含量及增加二氧化碳浓度,抑制呼吸作用。 6、光合作用的的探究历程
①、1648年海尔蒙脱(比利时),把一棵2.3kg的柳树苗种植在一桶90.8kg的土壤中,然后只用雨水浇灌而不供给任何其他物质,5年后柳树增重到76.7kg,而土壤只减轻了57g。指出:植物的物质积累来自水
②、1771年英国科学家普里斯特利发现,将点燃的蜡烛与绿色植物一起放在密闭的玻璃
罩内,蜡烛不容易熄灭;将小鼠与绿色植物一起放在玻璃罩内,小鼠不容易窒息而死,证明:植物可以更新空气。
③、1785年,由于空气组成的发现,人们明确了绿叶在光下放出的气体是氧气,吸收的
是二氧化碳。
? 1845年,德国科学家梅耶指出,植物进行光合作用时,把光能转换成化学能储存起
来。
④、1864年,德国科学家把绿叶放在暗处理的绿色叶片一半暴光,另一半遮光。过一段时
间后,用碘蒸气处理叶片,发现遮光的那一半叶片没有发生颜色变化,曝光的那一半叶片则呈深蓝色。证明:绿色叶片在光合作用中产生了淀粉。
⑤、1880年,德国科学家思吉尔曼用水绵进行光合作用的实验。证明:叶绿体是绿色植
物进行光合作用的场所,氧是叶绿体释放出来的。
⑥、20世纪30年代美国科学家鲁宾卡门采用同位素标记法研究了光合作用。第一组相
植物提供H218O和CO2,释放的是18O2;第二组提供H2 O和C18O,释放的是O2。光合作用释放的氧全部来自来水。
7、叶绿体色素吸收 可见光,主要吸收红橙光和 蓝紫 光,(叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红橙光,胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光),光反应的场所是 叶绿体类囊体膜上 ,(因为所有色素和所有光反应的酶都在囊状结构上),原料是 水,ADP、Pi ,动力是 光能 ,产物是 氧、氢和ATP ,暗反应场所是 叶绿体基质 ,原料是 CO2 ,动力是 ATP水解释放的能量 ,产物是有机物(CH2O)和C5 ,光反应为暗反应提供 还原剂氢 和ATP(能量),CO2被还原前先要进行固定 ,C3化合物一部分 被还原为有机物 ,另一部分又变成 五碳化合物 。光合作用的总反应式:CO2+H2O(CH2O)+O2。自然界最基本的物质、能量代谢是光合作用 ,光合作用产生的氧气来自 H20 ,有机物中的O来自 CO2 。光合作用的意义:1.制造有机物,固定太阳能,为其他生物提供物质和能量需要,2.制造氧气,维持O2 与CO2的平衡,使好氧生物得以发展3.形成O3层,使生物由水生向陆生进化。熟悉103页图。
8、光合作用的过程:
光 反 应 阶 段 暗 反 应 阶 段 条件 场所 物质变化 能量变化 条件 场所 光 光、色素、酶 在类囊体的薄膜上 水的分解:H2O → [H] + O2↑ ATP的生成:ADP + Pi → ATP 光能→ATP中的活跃化学能 酶、ATP、[H] 叶绿体基质 CO2的固定:CO2 + 酶 C5 → 酶 酶 2C3 物质变化 C3的还原: C3 + [H] 能量变化 ATP → (CH2O) 总反应式 ATP中的活跃化学能→(CH2O)中的稳定化学能 光能 CO2 + H2O 叶绿体 O2 + (CH2O)
9、提高农作物产量的重要条件之一,是提高农作物对光能的利用率。要提高农作物的光能的利用率的方法有:
1)延长光合作用的时间 2)增加光合作用的面积(合理密植,间作套种)
3)光照强弱的控制 4)必需矿质元素的供应 5)CO2的供应(温室栽培多施有机肥或放置干冰,提高二氧化碳浓度)。
影响光合作用速度的曲线分析及应用 因素 单光因照子强影度 响 关键点的含义 A点光照强度为0,此时只进行呼吸作用,释放CO2的量,表明此时的呼吸强度。AB段表明随光照强度加强,光合作用逐渐加强,CO2的释放量逐渐减少,有一部分用于光合作用; B点时,呼吸作用释放的CO2全部用于光合作用,即光合作用强度=呼吸作用强度,称B点为光补偿点(植物白天光照强度应在光补偿点以上,植 物才能正常生长)。BC段表明随着光照强度不断加强,光合作用强度不断加强,到C点以上不再加强了。C点为光合作用的饱和点。 OA段表明随叶面积的不断增大, 光合作用实际量不断增大,A点光合作用实际量 为光合作用面积的饱和点,随叶A 面积的增大,光合作用不再增强,B 干物质量 原因是有很多叶被遮挡在光补偿点以下。OB段干物质量随光合作用增强而增加,而由于A点以后C 光合作用量不再增加,而叶片随叶面积的不断增加OC段呼吸量呼吸量 不断增加,所以干物质积累量不4 6 8 叶面积指数 断降低如BC段。植物的叶面积指数不能超过C点,若超过C点,植物将入不敷出,无法生活下去。 图像 在生产上的应用 (1)适当提高光照强度 (2)延长光合作用时间(例:轮作) (3)对温室大棚用无色透明玻璃 (4)若要降低光合作用则用有色玻璃。如用红色玻璃,则透红光吸收其他波长的光,光合能力较白光弱。但较其他单色光强。 光合面物 积 质 的 量 · · · O 2 适当间苗、修剪,合理施肥、浇水,避免陡长,封行过早,使中下层叶子所受的光照往往在光补偿点以下,白白消耗有机物,造成不必要的浪费。温室栽培植物时,可增加光合作用面积,合理密植是增加光合作用面积的一项重要措施。