呼吸作用和光合作用总结.docx

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呼吸作用和光合作用总结

第三节ATP的主要来源——细胞呼吸

一、探究酵母菌细胞呼吸的方式

1、酵母菌：

一种单细胞真菌，在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。

2、CO2多少的检测方法：

（1）CO2使澄清石灰水变浑浊的程度；

（2）CO2使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄，用溴麝香草酚蓝水溶液变黄的时间长短判断。

3、酒精的检测方法：

橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下与酒精发生反应，变成灰绿色。

4、实验注意事项：

（1）探究酵母菌有氧呼吸实验中，空气持续通入保证了O2的充足供应，而进入锥形瓶的空气先通过盛有NaOH溶液的锥形瓶，是为了排除空气中的CO2，保证最后通入澄清石灰水的CO2是由于酵母菌有氧呼吸产生的。

（2）探究酵母菌无氧呼吸实验中，先将盛有酵母菌的锥形瓶静置一段时间，是为了让其先进行有氧呼吸将锥形瓶的氧气消耗尽，再连通装置，检测其无氧呼吸产物。

5、实验结论：

（1）酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸；

（2）在有氧条件下酵母菌通过细胞呼吸产生大量的二氧化碳和水；在无氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生少量的二氧化碳和酒精。

二、呼吸作用

1、概念：

有机物在细胞经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放出能量并生成ATP的过程。

2、细胞呼吸可分为有氧呼吸和无氧呼吸两种类型。

有氧呼吸是细胞呼吸的主要形式。

三、有氧呼吸

酶

主要场所：

线粒体

总反应式：

C6H12O6+6O2+6H2O

6CO2+12H2O+大量能量

酶

第一阶段：

细胞质基质C6H12O62C3H4O3（丙酮酸）+4[H]+少量能量

第二阶段：

线粒体基质2丙酮酸+6H2O6CO2+20[H]+少量能量

第三阶段：

线粒体膜24[H]+6O212H2O+大量能量

有氧呼吸的概念：

细胞在氧的参与下，通过多种酶的的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生出二氧化碳和水，释放能量，生成大量ATP的过程。

3、无氧呼吸场所：

细胞质基质

无氧呼吸的概念：

细胞在无氧条件下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物不彻底氧化分解，产生酒精和CO2或乳酸，同时释放出少量能量的过程。

（1）大部分植物，酵母菌的无氧呼吸：

酶

C6H12O62C2H5OH（酒精）+2CO2+少量能量

（2）动物，人和乳酸菌以及少数植物细胞的无氧呼吸（马铃薯块茎，甜菜的块根、玉米胚的无氧呼吸也是产生乳酸）：

酶

C6H12O62C3H6O3（乳酸）+少量能量

（3）微生物的无氧呼吸也叫发酵，生成乳酸的叫乳酸发酵，生成酒精的叫酒精发酵

4、有氧呼吸与无氧呼吸的比较：

有氧呼吸

无氧呼吸

不同点

场所

细胞质基质、线粒体

细胞质基质

条件

氧气、酶

酶

产物

CO2、H2O

酒精和CO2或乳酸

能量

大量

少量

相同点

联系

从葡萄糖到丙酮酸阶段相同，以后不同（第一阶段相同）

实质

分解有机物，释放能量，产生ATP

意义

为生命活动提供能量

有氧呼吸的过程

6、影响呼吸作用的因素

温度、含水量、O2的浓度、CO2的浓度等

第四节能量之源——光与光合作用

一、实验：

绿叶中色素的提取和分离

1实验原理：

提取原理：

色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中：

分离原理：

色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散的速度快，反之则慢

2注意事项：

（1）研磨时放入少量的SiO2的目的是使研磨充分；

（2）放入少量CaCO3的目的是防止色素被破坏；

制备滤纸条时，要剪去两角是防止滤液在滤纸边缘处扩散过快；

（3）层析时，不要让层析液触及滤纸条上的滤液细线，以免滤液细线中的色素溶解在层析液中。

3实验结果：

如图滤纸条上会出现四条颜色不同的色素带；最宽的色素带是：

叶绿素a；

叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。

白光下光合作用最强，其次是红光和蓝紫光，绿光下最弱。

二、捕获光能的结构——叶绿体

1、结构：

外膜，膜，基质，基粒（由类囊体构成）

2、与光合作用有关的酶分布于基粒的类囊体膜及基质中。

光合作用色素分布于类囊体的薄膜上。

三、光和作用探索历程

发现者

时间

结论

普利斯特利

1771年

植物可以更新空气

英格豪斯

1779年

只有在光照下只有绿叶才可以更新空气

1785年

明确了光下释放的是O2吸收的是CO2

梅耶

1845年

光合作用把光能转换成化学能储存起来

萨克斯

1864年

植物叶片光合作用产生了淀粉

恩格尔曼

1880年

氧气是叶绿体释放出来的、叶绿体是光合作用的场所

鲁宾和卡门

1939年

光合作用释放的O2全部来自于H2O

卡尔文

20世纪40年代

探明了CO2转化成有机物的途径即卡尔文循环

四、光合作用的过程：

（熟练掌握课本P103下方的图）

光能

叶绿体

1、总反应式：

CO2+H2O

（CH2O）+O2，其中，（CH2O）表示糖类。

总反应方程式：

光能

叶绿体

6CO2+12H2O

C6H12O6+6H2O+6O2

2、根据是否需要光能，可将其分为光反应和暗反应两个阶段。

（1）光反应阶段：

条件：

光、色素、酶

场所：

叶绿体的类囊体薄膜

水的光解：

物质变化

ATP的合成：

能量变化：

光能转变为活跃的化学能储存在ATP中。

（1）暗反应阶段：

条件：

酶、[H]、ATP

场所：

叶绿体基质

CO2的固定：

CO2+C52C3

物质变化

C3化合物的还原：

能量变化：

ATP中活跃的化学能转变为糖类等有机物中稳定的化学能。

联系：

光反应为暗反应提供ATP和[H]，暗反应为光反应提供合成ATP的原料ADP和Pi

光合作用过程图

①是H2O②是O2③是[H]④是ATP⑤是ADP和Pi⑥是C3⑦是CO2⑧是C5⑨是（CH2O）

五、影响光合作用的因素及在生产实践中的应用

（1）光对光合作用的影响

①光的波长：

叶绿体中色素的吸收光波主要在红光和蓝紫光。

②光照强度：

植物的光合作用强度在一定围随着光照强度的增加而增加，但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加

③光照时间：

光照时间长，光合作用时间长，有利于植物的生长发育。

（2）温度：

温度低，光合速率低。

随着温度升高，光合速率加快，温度过高时会影响酶的活性，光合速率降低。

生产上白天升温，增强光合作用，晚上降低室温，抑制呼吸作用，以积累有机物。

（3）CO2浓度：

在一定围，植物光合作用强度随着CO2浓度的增加而增加，但达到一定浓度后，光合作用强度不再增加。

生产上使田间通风良好，供应充足的CO2

（4）水分的供应

当植物叶片缺水时，气孔会关闭，减少水分的散失，同时影响CO2进入叶，暗反应受阻，光合作用下降。

生产上应适时灌溉，保证植物生长所需要的水分。

六、化能合成作用

1、概念：

自然界中少数种类的细菌，虽然细胞没有叶绿素，不能进行光合作用，但是能够利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物，这种合成作用，叫做化能合成作用，这些细菌也属于自养生物。

如：

硝化细菌

2、自养生物：

能够利用光能或其他能量，把CO2、H2O等无机物转变成有机物来维持自身的生命活动的生物。

例如：

绿色植物、硝化细菌

3、异养生物：

只能利用环境中现成的有机物来维持自身的生命活动的生物。

例如人、动物、真菌及大多数的细菌。

七、光合作用与呼吸作用计算公式

酶

1、相关反应方程式：

有氧呼吸：

C6H12O6+6O2+6H2O

6CO2+12H2O+大量能量

酶

无氧呼吸：

C6H12O62C2H5OH（酒精）+2CO2+少量能量

光能

酶

C6H12O62C3H6O3（乳酸）+少量能量

叶绿体

光合作用：

6CO2+12H2O

C6H12O6+6H2O+6O2

2、总（真）光合作用是指植物在光照下制造的有机物的总量（固定的CO2总量）。

3、净光合作用是指在光照下制造的有机物总量（或固定的CO2总量）中扣除掉在这一段时间中植物进行细胞呼吸所消耗的有机物（或释放的CO2）后，净增的有机物的量。

4、净光合作用=总光合作用﹣细胞呼吸，对应的关系分别如下：

制造的有机物=积累的有机物+呼吸消耗的有机物

固定的二氧化碳=吸收的二氧化碳+呼吸释放的二氧化碳

产生的氧气=释放的氧气+呼吸消耗的氧气

5、典型图

（1）光补偿点：

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细胞呼吸所释放的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。

（2）光饱和点：

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。

（如下图所示）

（3）当外界条件变化时，C02（光）补偿点移动规律如下：

a、若呼吸速率增加，C02（光）补偿点应右移。

b、若呼吸速率减小，C02（光）补偿点应左移。

c、若呼吸速率基本不变，条件的改变使光合速率下降时，C02（光）补偿点应右移；条件的改变使光合速率增加时，C02（光）补偿点应左移。