呼吸作用和光合作用專(zhuān)家講座

呼吸作用

和

光合作用呼吸作用和光合作用專(zhuān)家講座第1頁(yè)一、有氧呼吸

有氧呼吸是細(xì)胞在有氧條件下，將糖類(lèi)等有機(jī)物徹底氧化分解，產(chǎn)生二氧化碳和水，同時(shí)釋放出大量能量過(guò)程。1、定義：2、有氧呼吸場(chǎng)所：主要場(chǎng)所：是線(xiàn)粒體還有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)呼吸作用和光合作用專(zhuān)家講座第2頁(yè)C6H12O62丙酮酸酶4[H]能2ATP熱線(xiàn)粒體細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)①第一階段：葡萄糖初步分解C6H12O6酶+4[H]+能量場(chǎng)所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)2C3H４O３（少許）呼吸作用和光合作用專(zhuān)家講座第3頁(yè)C6H12O62丙酮酸酶6CO24[H]能2ATP熱能2ATP熱酶6H2O20[H]線(xiàn)粒體細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)②①丙酮酸徹底分解酶6CO2+20[H]+能量場(chǎng)所：線(xiàn)粒體第二階段：2C3H４O３+6H2O（少許）呼吸作用和光合作用專(zhuān)家講座第4頁(yè)C6H12O62丙酮酸酶6CO24[H]能2ATP熱能2ATP熱酶6H2O20[H]12H2O6O2酶能34ATP熱線(xiàn)粒體細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)②①③氧參加酶12H2O+能量場(chǎng)所：線(xiàn)粒體第三階段：24[H]+6O2（大量）呼吸作用和光合作用專(zhuān)家講座第5頁(yè)總反應(yīng)式：

酶

C6H12O6＋6H２O＋6O２—→6CO2＋

12H２O＋能量1mol葡萄糖釋放2870KJ，有1161KJ轉(zhuǎn)移至ATP（合成38molATP），能量效率高達(dá)40％其余主要以熱能(1709KJ)形式散失掉。呼吸作用和光合作用專(zhuān)家講座第6頁(yè)二、無(wú)氧呼吸

無(wú)氧呼吸是指細(xì)胞在無(wú)氧條件下，經(jīng)過(guò)酶催化作用，把葡萄糖等有機(jī)物分解成為不徹底氧化產(chǎn)物，同時(shí)釋放出少許能量過(guò)程。2、無(wú)氧呼吸場(chǎng)所：1、定義：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)呼吸作用和光合作用專(zhuān)家講座第7頁(yè)C6H12O62丙酮酸酶4[H]能線(xiàn)粒體細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)①第一階段：葡萄糖初步分解C6H12O6酶+4[H]+能量場(chǎng)所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)2C3H４O３（少許）缺氧呼吸作用和光合作用專(zhuān)家講座第8頁(yè)C6H12O62丙酮酸酶4[H]能線(xiàn)粒體細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)①缺氧第二階段：丙酮酸不徹底分解２C3H４O３酶２C3H6O3(乳酸)+能量２C3H４O３２C2H5OH(酒精)+２CO2+能量酶酶２C3H6O3（乳酸）２C2H5OH（酒精）+２CO2酶場(chǎng)所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)能能（少許）（少許）呼吸作用和光合作用專(zhuān)家講座第9頁(yè)總反應(yīng)式（1）高等植物(水稻、蘋(píng)果等）和酵母菌無(wú)氧呼吸：C6H12O62C2H5OH（酒精）+2CO2+能量酶（2）高等動(dòng)物、人和乳酸菌無(wú)氧呼吸：C6H12O62C3H6O3（乳酸）+能量酶例外：馬鈴薯塊莖和甜菜塊根無(wú)氧呼吸產(chǎn)生乳酸（酒精發(fā)酵）（乳酸發(fā)酵）呼吸作用和光合作用專(zhuān)家講座第10頁(yè)C6H12O6

細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)2C2H5OH+2CO2+能量有氧呼吸與無(wú)氧呼吸聯(lián)絡(luò)和區(qū)分6CO2+12H2O+能量2C3H6O3+能量2丙酮酸有O2線(xiàn)粒體無(wú)O2

細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)共同進(jìn)行分別進(jìn)行呼吸作用和光合作用專(zhuān)家講座第11頁(yè)三.細(xì)胞呼吸意義和應(yīng)用1.為生物體各項(xiàng)生命活動(dòng)提供能量。2.為體內(nèi)其它化合物合成提供原料。呼吸作用釋放能量熱能散失或維持體溫恒定轉(zhuǎn)移儲(chǔ)存于ATP（水解后釋放能量用于細(xì)胞分裂、礦質(zhì)吸收、肌肉收縮、神經(jīng)傳導(dǎo)等生命活動(dòng)）

呼吸過(guò)程產(chǎn)生一些中間產(chǎn)物如丙酮酸，能夠經(jīng)過(guò)氨基轉(zhuǎn)換作用合成丙氨酸，也能夠在肝臟中合成肝糖元或者葡萄糖等。呼吸作用和光合作用專(zhuān)家講座第12頁(yè)下列圖是探究酵母菌進(jìn)行呼吸方式類(lèi)型裝置，下面敘述正確是A．假設(shè)裝置一中液滴左移，裝置二中液滴不動(dòng)，則說(shuō)明酵母菌只進(jìn)行有氧呼吸。B．假設(shè)裝置一中液滴不移動(dòng)，裝置二中液滴右移，則說(shuō)明酵母菌只進(jìn)行無(wú)氧呼吸C．假設(shè)裝置一中液滴左移，裝置二中液滴右移，則說(shuō)明酵母菌既進(jìn)行有氧呼吸又進(jìn)行無(wú)氧呼吸D．假設(shè)裝置一、二中液滴均不移動(dòng)說(shuō)明酵母菌只進(jìn)行有氧呼吸或只進(jìn)行無(wú)氧呼吸呼吸作用和光合作用專(zhuān)家講座第13頁(yè)影響呼吸作用原因：1、溫度：溫度能影響呼吸作用，主要是影響呼吸酶活性。在生產(chǎn)實(shí)踐上貯藏蔬菜和水果時(shí)應(yīng)該降低溫度，以降低呼吸消耗。

2、氧氣：有氧呼吸強(qiáng)度隨氧濃度增加而增強(qiáng)。關(guān)于無(wú)氧呼吸和有氧呼吸與氧濃度之間關(guān)系用下圖所示曲線(xiàn)來(lái)表示：3、水分呼吸作用和光合作用專(zhuān)家講座第14頁(yè)應(yīng)用促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育糧食儲(chǔ)備和果蔬保鮮

增強(qiáng)細(xì)胞呼吸（因需能量和原料）降低呼吸速率，降低有機(jī)物消耗疏松土壤早稻育秧早期適時(shí)排水、水稻生產(chǎn)中適時(shí)露田和曬田糧食儲(chǔ)備要降低溫度和保持干燥，可采取曬干、充氮、通風(fēng)和密閉等辦法水果儲(chǔ)備采取降低氧濃度或溫度和密閉方法措施呼吸作用和光合作用專(zhuān)家講座第15頁(yè)29．（新課標(biāo)，11分）將玉米種子置于25℃、黑暗、水分適宜條件下萌發(fā)，天天定時(shí)取相同數(shù)量萌發(fā)種子，二分之一直接烘干稱(chēng)重，二分之一切取胚乳烘干稱(chēng)重，計(jì)算每粒平均干重，結(jié)果如圖所表示。若只考慮種子萌發(fā)所需營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)起源于胚乳，據(jù)圖回答以下問(wèn)題。

（1）萌發(fā)過(guò)程中胚乳組織中淀粉被水解……

（2）萌發(fā)過(guò)程中在____小時(shí)之間種子呼吸速率最大，在該時(shí)間段內(nèi)每粒種子呼吸消耗平均干重為_(kāi)___mg。呼吸作用和光合作用專(zhuān)家講座第16頁(yè)（3）萌發(fā)過(guò)程中胚乳部分營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)化成幼苗組成物質(zhì)，其最大轉(zhuǎn)化速率為_(kāi)___

mg·粒-1·d-1。

（4）若保持試驗(yàn)條件不變，120小時(shí)后萌發(fā)種子干重改變趨勢(shì)是____，原因是____________。呼吸作用和光合作用專(zhuān)家講座第17頁(yè)光合作用概念：

光合作用是指綠色植物經(jīng)過(guò)葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存能量有機(jī)物，而且釋放出氧氣過(guò)程。

原料、產(chǎn)物、場(chǎng)所和條件是什么？呼吸作用和光合作用專(zhuān)家講座第18頁(yè)呼吸作用和光合作用專(zhuān)家講座第19頁(yè)光合作用總反應(yīng)式

6CO2+12H2O*

C6H12O6+6O2*+6H2O

光能葉綠體呼吸作用和光合作用專(zhuān)家講座第20頁(yè)外膜內(nèi)膜基質(zhì)基粒光合色素位置：葉綠體類(lèi)囊體薄膜類(lèi)囊體呼吸作用和光合作用專(zhuān)家講座第21頁(yè)葉綠素a（藍(lán)綠色）葉綠素b（黃綠色）胡蘿卜素（橙黃色）葉黃素（黃色）C55H72O5N4MgC55H70O6N4MgC40H56C40H56O2種類(lèi)：呼吸作用和光合作用專(zhuān)家講座第22頁(yè)影響光合作用原因：1、光照強(qiáng)度：植物光合作用強(qiáng)度在一定范圍內(nèi)伴隨光照強(qiáng)度增加而增強(qiáng)，同化CO2速率也對(duì)應(yīng)增加，但當(dāng)光照強(qiáng)度到達(dá)一定時(shí)，光合作用強(qiáng)度不再伴隨光照強(qiáng)度增加而增強(qiáng)。植物在進(jìn)行光合作用同時(shí)也在進(jìn)行呼吸作用：呼吸作用和光合作用專(zhuān)家講座第23頁(yè)2、溫度：植物全部生活過(guò)程都受溫度影響，因?yàn)樵谝欢囟确秶鷥?nèi)，提升溫度能夠提升酶活性，加緊反應(yīng)速率。光合作用也不例外，在一定溫度范圍內(nèi)，在正常光照強(qiáng)度下，提升溫度會(huì)促進(jìn)光合作用進(jìn)行。但提升溫度也會(huì)促進(jìn)呼吸作用。呼吸作用和光合作用專(zhuān)家講座第24頁(yè)3、CO2濃度：CO2是植物進(jìn)行光合作用原料，只有當(dāng)環(huán)境中CO2到達(dá)一定濃度時(shí)，植物才能進(jìn)行光合作用。植物能夠進(jìn)行光合作用最低CO2濃度稱(chēng)為CO2賠償點(diǎn)，即在此CO2濃度條件下，植物經(jīng)過(guò)光合作用吸收CO2與植物呼吸作用釋放CO2相等。環(huán)境中CO2低于這一濃度，植物光合作用就會(huì)低于呼吸作用，消耗大于積累，長(zhǎng)久如此植物就會(huì)死亡。呼吸作用和光合作用專(zhuān)家講座第25頁(yè)4、必需礦質(zhì)元素供給：綠色植物進(jìn)行光合作用時(shí)，需要各種必需礦質(zhì)元素。①氮是催化光合作用過(guò)程各種酶以及NADP+和ATP主要組成成份；②磷也是NADP+和ATP主要組成成份?？茖W(xué)家發(fā)覺(jué)，用磷脂酶將離體葉綠體膜結(jié)構(gòu)上磷脂水解掉后，在原料和條件都具備情況下，這些葉綠體光合作用過(guò)程顯著受到妨礙，可見(jiàn)磷在維持葉綠體膜結(jié)構(gòu)和功效上起著主要作用。③綠色植物經(jīng)過(guò)光合作用合成糖類(lèi)，以及將糖類(lèi)運(yùn)輸?shù)綁K根、塊莖和種子等器官中，都需要鉀。④鎂是葉綠體主要組成成份，沒(méi)有鎂就不能合成葉綠素等。5、光照面積呼吸作用和光合作用專(zhuān)家講座第26頁(yè)29.(課標(biāo)Ⅱ卷10分)某植物凈光合速率改變趨勢(shì)如圖所表示。據(jù)圖回答以下問(wèn)題：（1）當(dāng)CO2濃度為a時(shí)，高光強(qiáng)下該植物凈光合速率為①。CO2濃度在a～b之間時(shí)，曲線(xiàn)

②

表示了凈光合速率隨CO2濃度增高而增高。（2）CO2濃度大于c時(shí)，曲線(xiàn)B和C所表示凈光合速率不再增加，限制其增加環(huán)境原因是

③。呼吸作用和光合作用專(zhuān)家講座第27頁(yè)（3）當(dāng)環(huán)境中CO2濃度小于a時(shí)，在圖示3種光強(qiáng)下，該植物呼吸作用產(chǎn)生CO2量

④(填“大于”、“等于”或“小于”)光合作用吸收CO2量。（4）據(jù)圖可推測(cè)，在溫室中，若要采取提升CO2濃度辦法來(lái)提升該種植物產(chǎn)量，還應(yīng)該同時(shí)考慮

⑤

這一原因影響，并采取對(duì)應(yīng)辦法。呼吸作用和光合作用專(zhuān)家講座第28頁(yè)光合作用與呼吸作用區(qū)分光合作用呼吸作用原料CO2、H2OO2、葡萄糖等有機(jī)物產(chǎn)物O2、葡萄糖等有機(jī)物CO2、H2O等能量轉(zhuǎn)換貯藏能量過(guò)程光能→活躍化學(xué)能→穩(wěn)定化學(xué)能釋放能量過(guò)程穩(wěn)定化學(xué)能→活躍化學(xué)能發(fā)生部位有葉綠體細(xì)胞，葉綠體活細(xì)胞，線(xiàn)粒體、細(xì)胞質(zhì)發(fā)生條件光照下才可發(fā)生光下、暗處都可發(fā)生呼吸作用和光合作用專(zhuān)家講座第29頁(yè)光合作用和呼吸作用關(guān)系（原料與產(chǎn)物）：呼吸作用和光合作用專(zhuān)家講座第30頁(yè)呼吸作用和光合作用專(zhuān)家講座第31頁(yè)光合作用和呼吸作用關(guān)系（氣體）：呼吸作用和光合作用專(zhuān)家講座第32頁(yè)

在此基礎(chǔ)上深入了解一天24小時(shí)中，何時(shí)放CO2，何時(shí)吸CO2呢？因?yàn)樵诠庀?，植物既進(jìn)行光合作用，又進(jìn)行呼吸作用，而夜晚只進(jìn)行呼吸作用，可用下圖表示（甲圖春季，乙圖夏季）：呼吸作用和光合作用專(zhuān)家講座第33頁(yè)光合作用和呼吸作用中化學(xué)計(jì)算：光合作用反應(yīng)式：6CO2＋12H2O→C6H12O6＋6O2＋6H2O呼吸作用反應(yīng)式：有氧：C6H12O6＋6O2＋6H2O→6CO2＋12H2O無(wú)氧：C6H12O6→2C2H5OH＋2CO2呼吸作用和光合作用專(zhuān)家講座第34頁(yè)光合作用和呼吸作用中化學(xué)計(jì)算：

普通以光合速率和呼吸速率（即單位時(shí)間單位葉面積吸收和放出CO2量或放出和吸收O2量）來(lái)表示植物光合作用和呼吸作用強(qiáng)度，并以此間接表示植物合成和分解有機(jī)物量多少。1、在黑暗條件下植物不進(jìn)行光合作用，只進(jìn)行呼吸作用，所以此時(shí)測(cè)得氧氣吸收量（即空氣中O2降低許）或二氧化碳釋放量（即空氣中CO2增加量）直接反應(yīng)呼吸速率。2、在光照條件下，植物同時(shí)進(jìn)行光合作用和呼吸作用，此時(shí)測(cè)得空氣中氧氣增加量（或二氧化碳降低許）比植物實(shí)際光合作用所產(chǎn)生O2量（或消耗CO2量要）少，因?yàn)橹参镌诠夂献饔猛瑫r(shí)也在經(jīng)過(guò)呼吸作用消耗氧氣、放出二氧化碳。所以此時(shí)測(cè)得值并不能反應(yīng)植物實(shí)際光合速率，而反應(yīng)出表觀(guān)光合速率或稱(chēng)凈光合速率。呼吸作用和光合作用專(zhuān)家講座第35頁(yè)（1）光合作用實(shí)際產(chǎn)氧量＝實(shí)測(cè)氧氣釋放量＋呼吸作用耗氧量（2）光合作用實(shí)際二氧化碳消耗量＝實(shí)測(cè)二氧化碳消耗量＋呼吸作用二氧化碳釋放量（3）光合作用葡萄糖凈生產(chǎn)量＝光合作用實(shí)際葡萄糖生產(chǎn)量—呼吸作用葡萄糖消耗量呼吸作用和光合作用專(zhuān)家講座第36頁(yè)

將某綠色植物置于密閉玻璃罩內(nèi)，在黑暗條件下，罩內(nèi)CO2含量每小時(shí)增