生物中的呼吸作用、光合作用及之間聯繫

2020-11-27 搜狐網

原標題:生物中的呼吸作用、光合作用及之間聯繫

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

①場所:先在細胞質的基質,後在線粒體。

②過程:第一階段、(葡萄糖)C6H12O6→2C3H4O3(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]+O2→12H2O+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)

①場所:始終在細胞質基質。

②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

①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。

③氧化分解:有氧呼吸--徹底,無氧呼吸--不徹底。

④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。⑤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

①分布:基粒片層結構的薄膜上。

②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:2H2O→4[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+C5→2C3b、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

①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。

②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。

③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。

④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。

⑤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。

二者的區別

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