光合作用和细胞呼吸
高中生物知识点总结光合作用和细胞呼吸
高中生物知识点总结光合作用和细胞呼吸高中生物知识点总结:光合作用和细胞呼吸在生物学中,光合作用和细胞呼吸是两个重要的生命过程。
光合作用是指植物将光能转化为化学能,通过合成有机物来维持生命活动;而细胞呼吸则是指细胞内有机物被氧化分解,同时释放能量。
一、光合作用光合作用是指光能转化为化学能,并且通过合成有机物质的过程。
这个过程通常发生在植物和一些原生生物的叶绿体中。
光合作用是维持地球上生物生存的重要过程之一。
1. 光合作用的公式光合作用的主要公式如下:6CO2 + 6H2O + 光能→ C6H12O6 + 6O2这个公式表示,在光合作用中,光能被捕获后,二氧化碳和水通过一系列的酶催化反应,生成葡萄糖和氧气。
2. 光合作用的过程光合作用可分为光能捕获、光化学反应和暗反应三个过程:(1)光能捕获:光合作用一开始就是光能的捕获过程,光能被叶绿素等光合色素吸收。
(2)光化学反应:捕获到的光能被传递给反应中心,进而激发电子,从而开始一系列的光化学反应。
(3)暗反应:在光化学反应中,通过ATP和NADPH等能源分子提供的能量,将二氧化碳还原为有机物质(通常是葡萄糖)的过程。
3. 光合作用的条件光合作用是依赖于一定的条件才能进行的,主要有以下几个方面:(1)光照:光合作用需要光的能量,因此光照是光合作用进行的基本条件。
(2)温度:适宜的温度有利于光合作用的进行,其中20-30摄氏度是最适合的温度范围。
(3)二氧化碳浓度:光合作用需要二氧化碳作为原料,因此较高的二氧化碳浓度有利于光合作用的进行。
二、细胞呼吸细胞呼吸是指在细胞内将有机物氧化分解为二氧化碳和水,并通过这个过程释放能量的过程。
细胞呼吸在生物体的新陈代谢和能量供应中起着重要的作用。
1. 细胞呼吸的公式细胞呼吸的主要公式如下:C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + 能量这个公式表示,在细胞呼吸过程中,葡萄糖和氧气通过一系列的反应,被分解为二氧化碳、水和能量。
细胞呼吸与光合作用
细胞呼吸与光合作用细胞呼吸与光合作用是生物学中重要的两个过程,负责维持生物体的能量供应和环境气体平衡。
细胞呼吸将有机物质转化为ATP(三磷酸腺苷),提供给细胞进行各项生物活动;光合作用则利用太阳能将二氧化碳和水转化为有机物质,同时释放出氧气。
本文将分别探讨细胞呼吸和光合作用的基本原理及其在生物体中的重要性。
一、细胞呼吸细胞呼吸是一系列生化反应过程,通过将有机物质(主要是葡萄糖)氧化分解为二氧化碳和水,生成能量。
细胞呼吸主要发生在细胞的线粒体内,包括三个主要步骤:糖解、Krebs循环和呼吸链。
1. 糖解:糖分子在胞质中被分解成两个三碳分子的丙酮酸,再经过一系列反应生成二磷酸腺苷(ADP)和磷酸根(Pi)的反应,产生ATP和尼酸腺嘌呤二核苷酸(NADH)。
2. Krebs循环:丙酮酸经过进一步的分解,释放出二氧化碳和氢原子,生成进一步的ATP和NADH。
3. 呼吸链:NADH和另一种辅酶FADH2通过一系列蛋白质复合物,在线粒体内的内膜上依次释放出氢离子和电子,最终与氧气结合生成水,同时释放出能量,该能量用于通过细胞膜上的ATP合酶酶解离ADP和Pi合成ATP。
细胞呼吸过程中最终生成的ATP是维持细胞生命活动的重要能源。
此外,细胞呼吸还是调节细胞内的氧分压和二氧化碳分压的主要方式之一,参与了维持动态的呼吸代谢平衡。
二、光合作用光合作用是植物、藻类和一些细菌中利用光能将二氧化碳和水转化为有机物质并释放出氧气的过程。
光合作用主要发生在植物叶绿体中的叶绿体膜系统中,主要包括光反应和暗反应两个阶段。
1. 光反应:光反应发生在光合色素存在的腺苷二磷酸酰基(ADP)和磷酸根(Pi)参与的过程中,接收到太阳能的光合色素产生高能态的电子,光合色素释放出的电子参与到一系列电子传递链反应中,逐渐转移到特定电子接受体上,最终生成ATP和还原型辅酶NADPH。
2. 暗反应:又称为Calvin循环,暗反应发生在叶绿体基质中没有光的存在下,利用光反应产生的ATP和NADPH,经过多次酶催化反应,将二氧化碳和水转化为三碳糖物质葡萄糖,并同时生成ADP和磷酸根(Pi),完成能量和物质的转化。
高一生物细胞呼吸和光合作用知识点
高一生物细胞呼吸和光合作用知识点对于绝大多数生物来说,有氧呼吸是细胞呼吸的主要形式,这一过程必须有氧的参与。
有氧呼吸的主要场所是线粒体,最常利用的物质是葡萄糖。
线粒体具有内、外两层膜,内膜的某些部位向线粒体的内腔折叠形成嵴,嵴使内膜的表面积大大增加。
嵴的周围充满了液态的基质。
线粒体的内膜上和基质中含有许多种与有氧呼吸有关的酶。
1、有氧呼吸:(1)概念:细胞在氧的参与下,通过多种酶的催化作用,把葡萄糖等有机物彻底氧化分解,产生二氧化碳和水,释放能量,生成大量ATP 的过程。
(2)过程:(3)总反应式及反应中各原子的去向:C 6H 12O 6+6H 2O+6O 2−−→酶6CO 2+12H 2O+能量2、无氧呼吸(1)概念:在没有氧气参与的情况下,葡萄糖等有机物经过不完全分解,释放少量能量的过程,就是无氧呼吸。
(2)场所:细胞质基质(3)类型:①产酒精的无氧呼吸:第一阶段反应式:C 6H 12O 6→2C 3H 4O 3+4[H]+少量能量第二阶段反应式:2C 3H 4O 3+4[H]→2C 2H 5OH+2CO 2总反应方程式:C 6H 12O 6→2C 2H 5OH+2CO 2+少量能量实例:酵母菌、绝大数植物细胞和某些细菌等②产乳酸的无氧呼吸:第一阶段反应式:C 6H 12O 6→2C 3H 4O 3+4[H]+少量能量第二阶段反应式:2C 3H 4O 3+4[H]→2C 3H 6O 3总反应方程式:C 6H 12O 6→2C 3H 6O 3+少量能量实例:乳酸菌、几乎所有动物细胞、马铃薯的块茎、玉米胚、甜菜的块根等3、氧气浓度:氧气是有氧呼吸的反应物,且对无氧呼吸有抑制作用A 点:细胞进行有氧呼吸C 点:细胞进行无氧呼吸AC 段:细胞进行无氧呼吸和有氧呼吸B 点:此时细胞呼吸释放的CO 2最低,细胞呼吸最弱,储藏果蔬等应选此点对应的氧气浓度。
D 点:有氧呼吸CO 2释放量等于无氧呼吸CO 2释放量,此时有氧呼吸与无氧呼吸消耗的葡萄糖量之比为1:34、通过装置中液滴的移动方向判断细胞呼吸方式:场所每个阶段的化学反应[H](NADH)来源、去路第一阶段细胞质基质C 6H 12O 6−−→酶2丙酮酸+4[H]+能量(少量)来源:C 6H 12O 6第二阶段线粒体基质2丙酮酸+6H 2O −−→酶6CO 2+20[H]+能量(少量)来源:丙酮酸第三阶段线粒体内膜24[H]+6O 2−−→酶12H 2O+能量(大量)去路:与O 2结合生成H 2O 实验结果结论装置一液滴装置二液滴不动不动只进行产生乳酸的无氧呼吸或种子已死亡不动右移只进行产生酒精的无氧呼吸左移右移进行有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸左移不动只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸ACB .D .光合作用:I提取绿叶中的色素:(1)原理:绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中,所以可以用无水乙醇提取绿叶中的色素。
光合作用与呼吸作用
光合作用与呼吸作用在自然界中,光合作用和呼吸作用是生物体生存和生长所必需的两种关键过程。
光合作用是指植物和某些微生物将光能转化为化学能,并将二氧化碳和水转化为有机物质,同时释放出氧气。
呼吸作用则是指生物体利用有机物质和氧气产生能量,同时产生二氧化碳和水。
这两个过程在能量转化和物质循环中起着重要的作用。
一、光合作用光合作用是通过植物叶绿素和其他色素吸收光能,并将其转化为化学能的过程。
光合作用发生在植物叶绿体的叶绿体内膜系统中。
其主要反应方程式如下:6CO2 + 6H2O + 光能→ C6H12O6 + 6O2光合作用分为光反应和暗反应两个阶段。
光反应发生在叶绿体的基质与内膜系统之间的光栅中,依赖于光能。
在光反应中,植物叶绿体中的光合色素通过光能激发,释放出高能电子,形成ATP(三磷酸腺苷)和NADPH(辅酶NADP的还原形式)等能量载体。
暗反应则是在光反应之后,在叶绿体基质中进行的一系列化学反应。
暗反应中,ATP和NADPH提供能量和氢源,将二氧化碳还原为葡萄糖等有机物。
光合作用是地球上维持生物多样性和能量循环的重要过程之一。
通过光合作用,植物能够将太阳能转化为化学能,并将二氧化碳转化为氧气,释放出大量氧气供其他生物体进行呼吸作用。
二、呼吸作用呼吸作用是生物体通过氧气氧化有机物质,释放出能量并产生二氧化碳和水的过程。
呼吸作用可以在有氧条件下进行,也可以在没有氧气的情况下进行。
主要的呼吸作用方程式如下:C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + 能量(ATP)有氧呼吸是在氧气丰富的条件下进行的,其能量产物主要是ATP。
有氧呼吸主要发生在生物体的线粒体内。
通过有氧呼吸,生物体能够高效地将有机物质分解为二氧化碳和水,同时释放出大量能量供生物体的生长和代谢所需。
无氧呼吸发生在没有氧气的条件下,其能量产物主要是乳酸(动物)或乙醇和二氧化碳(酵母、细菌等)。
无氧呼吸是一种维持能量供应的代谢途径,但其能量产率相对较低。
光合作用与细胞呼吸的关系
代谢特点 只进行细胞呼吸,不 进行光合作用 光照情况 代谢特点
弱光 细胞呼吸速 率大于实际 光合速率
图 示
气体交换
(二)以气体变化探究光合作用与呼吸作用的关系
Ⅰ—不同状态下植物的代谢特点及相对强度的关系
图示
气体交换特征
从外界吸收 O
细胞呼吸速率大于光 合作用速率
(二)以气体变化探究光合作用与呼吸作用的关系
Ⅰ—不同状态下植物的代谢特点及相对强度的关系
情况光照情况代谢特点 代谢特点
只进行细胞 呼吸,不进 黑暗 只进行细胞呼吸,不 行光合作用
图 示 图示
气体交换特 气体交换特征
呼吸所需O2 全部从外界 吸收,产生 从外界吸收 CO2全部释 放到外界
暗
进行光合作用
光合速率与呼吸速率的测定实验探究
(1)曲线分析:A点光照强度为0,此时只进行细胞呼吸, 细胞内的代谢特点如图2所示,释放的CO2量可表示此时细胞
1、呼吸速率的测定(如图)
①用NaOH溶液,以吸收植物
呼吸作用释放的CO2。
②植物呼吸作用的指标:植物呼吸作用 吸收氧气,释放CO2,CO2被NaOH溶液吸收 ,使容器内气体压强减小,毛细管内的 水滴左移。单位时间内液滴左移的体积
合作用速率
光照情况
代谢特点
图示
植物与外界 换,即没有 吸收 气体交换特征
光合速率大 时进行光合作用和 于细胞呼吸 强光 速率 胞呼吸,且光合作
速率大于细胞呼吸 速率
植物光合作用所 植物光合作 消耗的 CO2量: 呼吸产生的+外 CO2: N=N 界吸收的 植物光合作用所 产生的O2量:呼 吸消耗的+释放 到外界的
光合作用与细胞呼吸的联系
生物高频考点13:光合作用和细胞呼吸的能量转化
2.光合作用与呼吸作用的联系
(1)物质转化关系: 暗反应 呼吸Ⅰ 呼吸Ⅱ C:CO2―——→(CH2O)―——→C3H4O3―——→CO2 光反应 呼吸Ⅲ O:H2O―——→O2―——→H2O 光反应 暗反应 呼吸Ⅰ、Ⅱ 呼吸Ⅲ H:H2O ——→ [H] ——→ (CH2O) —-----→ [H]——--→H2O (2)能量转化关系: 光反应 暗反应 光能 ——→ ATP 中活跃化学能―——→(CH2O)
光合作用 ATP
有氧呼吸第一、二、三阶段均 产生, 其中第三阶段产生最多, 有氧呼吸、 无氧呼吸 直接用于各项生命活动 能量来自有机物的分解;无氧 呼吸第一阶段
热能 细胞呼吸 ―——―→ ATP中活跃化学能→各项生命活动
3.光合作用与细胞呼吸的关系图示
4.细胞内[H]、ATP 来源、去路的比较
项目 光合作用 [H] 来源 光反应中水的光解 去路 作为暗反应阶段的还原剂,用 于还原 C3 合成有机物等
有氧呼吸用于第三阶段还原氧 有氧呼吸第一阶段、第二阶段 气产生水, 同时释放大量能量; 有氧呼吸、 无氧呼吸 及无氧呼吸第一阶段产生 无氧呼吸用于第二阶段还原丙 酮酸生成相应产物 在光反应阶段合成 ATP,其合 用于暗反应阶段 C3 的还原, 并 成所需能量来自色素吸收转化 以稳定的化学能形式贮存在有 的太阳能 机物中
光合作的比较
项目 物质变化 能量变化 实质 场所 条件 光合作用 合成 无机物――→有机物 光能―→化学能(储能) 合成有机物,储存能量 叶绿体 只在光下进行 有氧呼吸 分解 有机物――→无机物 化学能―→ATP 中活跃的化学能、热能(放能) 分解有机物、释放能量,供细胞利用 活细胞(主要在线粒体) 有光、无光都能进行
简述光合作用与呼吸作用的关系
简述光合作用与呼吸作用的关系光合作用的实质是把水和二氧化碳等无机物,转变成葡萄糖,储存在有机物中。
呼吸作用的实质是把葡萄糖氧化分解,释放出二氧化碳和水,同时释放出能量。
二者的区别是:一个是将食物中的有机物分解成二氧化碳和水,同时产生ATP;另一个是将葡萄糖转变成二氧化碳和水,同时释放出能量。
它们又是密切相关的。
光合作用的原料是水、二氧化碳和有机物,而呼吸作用的原料是有机物和氧气。
绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物,并且释放出氧气。
光合作用释放的氧气多,呼吸作用释放的二氧化碳多。
呼吸作用吸收的氧气多,释放出的二氧化碳少。
可见,植物的光合作用强,产生的有机物就多,释放出的氧气也多。
反之,呼吸作用强,消耗的有机物就多,释放出的氧气也少。
可见光线能够使水、二氧化碳和有机物结合起来形成淀粉,储存能量。
同时植物细胞中的叶绿体能够把光能转变成化学能。
所以,只要有阳光,植物就能进行光合作用,合成有机物,释放氧气,用来给自己制造食物。
反之,植物不能进行光合作用,只能靠消耗有机物中的能量来维持生命活动。
光合作用是指绿色植物利用光能,把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物(如葡萄糖),并释放出氧气的过程。
呼吸作用是指绿色植物利用氧气,把葡萄糖分解成二氧化碳和水,并且把储存着能量的有机物,如淀粉、脂肪和蛋白质等,分解成二氧化碳和水,并且释放出能量的过程。
光合作用与呼吸作用都属于细胞呼吸作用。
细胞呼吸作用是生物界普遍存在的一种生理现象,所有活细胞都要进行细胞呼吸作用。
植物进行光合作用的条件是二氧化碳和水,其他两项是光照和温度。
呼吸作用与光合作用都是通过光合作用中间产物的积累(淀粉)来完成的。
二者在遗传和变异上都有着紧密联系。
光合作用为呼吸作用提供原料,呼吸作用为光合作用提供能量。
但二者的不同点也是很明显的:光合作用是通过叶绿体,呼吸作用是通过线粒体。
光合作用吸收的光能主要用于合成有机物;呼吸作用吸收的光能主要用于细胞内的有机物的分解和能量的释放。
光合作用与细胞呼吸的关系
光合作用有氧呼吸物质变化无机物――→合成有机物 有机物――→分解无机物能量变化 光能→化学能(储能) 化学能→ATP 中活跃的化学能、热能(放能)实质 合成有机物,储存能量分解有机物、释放能量、供细胞利用场所 叶绿体 活细胞(主要在线粒体) 条件 只在光下进行 有光、无光都能进行 (1)物质方面:C :CO 2――→暗反应(CH 2O)――→呼吸ⅠC 3H 4O 3――→呼吸ⅡCO 2O :H 2O ――→光反应O 2――→呼吸ⅢH 2OH :H 2O ――→光反应[H]――→暗反应(CH 2O)――→呼吸Ⅰ、Ⅱ[H]――→呼吸ⅢH 2O (2)能量方面:光能――→光反应ATP 中活跃的化学能――→暗反应(CH 2O) ――→细胞呼吸⎩⎨⎧热能ATP 中活跃的化学能→各项生命活动3.光合作用与细胞呼吸的关系图示(1)光合作用只有植物的绿色细胞和光合细菌能进行,细胞呼吸则是所有的活细胞都能进行。
(2)光合作用中光反应产生的ATP只供暗反应利用,而细胞呼吸产生的ATP可供各项生命活动利用。
(3)光合作用的光反应中产生的[H]来自水的光解,用于暗反应中C3的还原以生成(CH2O);有氧呼吸中产生的[H]来自第一、二阶段有机物的氧化,用于第三阶段与O2结合生成H2O,并产生大量的ATP。
角度一 以物质转化示意图为载体,考查光合作用与细胞呼吸的关系 1.(2014·天津高考)如图是细胞中糖类合成与分解过程示意图。
下列叙述正确的是( )A .过程①只在线粒体中进行,过程②只在叶绿体中进行B .过程①产生的能量全部储存在ATP 中C .过程②产生的(CH 2O)中的氧全部来自H 2OD .过程①和②中均能产生[H],二者还原的物质不同解析:选D 过程①②分别表示有氧呼吸和光合作用。
若题中所述细胞为真核细胞,则过程①进行的场所是细胞质基质和线粒体,过程②只发生在叶绿体中;若题中所述细胞为原核细胞,则过程①②均发生在细胞质中,A 错误;过程①通过有氧呼吸氧化分解有机物释放的能量大部分以热能的形式散失,只有小部分储存在ATP 中,B 错误;过程②产生的(CH 2O)中的氧全部来自CO 2,而不是H 2O ,C 错误;过程①通过光反应产生的[H],用于暗反应还原C 3,而有氧呼吸第一、二阶段产生的[H],用于第三阶段还原O 2,生成H 2O ,因此二者还原的物质不同,D 正确。
光合作用和细胞呼吸比较及影响光合速率的因素
光合作用和细胞呼吸比较及影响光合速率的因素光合作用和细胞呼吸都是发生在细胞内的重要生物化学过程。
光合作用是绿色植物和一些原核生物中的一个关键过程,它将太阳能转化为化学能,并产生氧气和有机物质。
细胞呼吸则是细胞释放能量的过程,通过氧化有机物质产生ATP,并释放二氧化碳和水。
1.作用类型:光合作用是一种化学反应,它利用太阳能、二氧化碳和水来合成有机物质。
细胞呼吸是一种氧化反应,它将有机物质分解为二氧化碳和水,并释放能量。
2.能量转化:光合作用将太阳能转化为化学能,并储存于有机物质中。
细胞呼吸则是将有机物质中储存的化学能转化为ATP的过程。
3.化学反应区域:光合作用发生在叶绿体的叶绿体膜和叶绿体基质中。
细胞呼吸发生在线粒体的线粒体内膜和线粒体基质中。
4.产物和废物:光合作用的产物是葡萄糖和氧气。
细胞呼吸的产物是ATP、二氧化碳和水。
影响光合速率的因素有很多,主要包括光强、温度、二氧化碳浓度和水分等。
1.光强:光合作用是一个通过光能转化化学能的过程,光强对光合速率有重要影响。
当光强增加时,光合速率也随之增加,因为光合作用需要足够的光能来进行光化学反应。
然而,过强的光强会使叶绿体膜中的光反应过载,从而损伤光合作用过程。
2.温度:光合速率对温度敏感。
适宜的温度有利于酶的活性,从而促进光合作用的进行。
通常,光合速率在适宜温度范围内随温度升高而增加,但当温度过高时,酶的活性会受到损害,导致光合速率下降。
3.二氧化碳浓度:二氧化碳是光合作用的底物之一,二氧化碳浓度越高,光合速率越快。
在自然环境中,二氧化碳的浓度通常是影响光合速率的主要因素之一、然而,一些环境条件下,二氧化碳浓度限制了光合作用的速率,称为光合作用受限。
4.水分:适宜的水分对于光合作用也非常重要。
叶片过干或过湿都会限制气体交换,降低光合速率。
适宜的水分条件下,水可以维持细胞膜的结构和功能,确保光合作用的高效进行。
除了以上因素外,还有一些其他因素,如叶片结构、养分性质和土壤pH等,也会对光合速率产生影响。
光合作用和细胞呼吸比较及影响光合速率的因素
光合作用和细胞呼吸比较及影响光合速率的因素首先,光合作用是一个光合反应,它发生在细胞质中的叶绿体中的叶黄素等特殊化学物质的光合膜上。
光合作用的反应方向是把二氧化碳和水转化为氧气和葡萄糖。
这个过程可以分为光反应和暗反应两个阶段。
光反应是在光合膜上通过叶绿素和色素分子将光能转化为化学能的过程,产生了氧气和ATP。
暗反应是在质体内通过ATP的参与将二氧化碳和水转化为葡萄糖的过程。
相反,细胞呼吸是一个有氧过程,它发生在细胞质中的线粒体。
细胞呼吸的反应方向是将葡萄糖和氧气转化为二氧化碳、水和ATP。
细胞呼吸也可以分为三个阶段:糖解、异名酸倒换、呼吸链。
糖解是通过一系列酶的作用将葡萄糖分解为丙酮酸,同时产生了一小部分ATP。
异名酸倒换是将丙酮酸转化为柠檬酸,在此过程中产生一些ATP和还原剂NADH。
呼吸链是通过线粒体内膜上的酶和电子传递体系将NADH和氧气转化为水,同时产生大量ATP。
光合速率受到多种因素的影响。
其中最重要的因素是光照强度、二氧化碳浓度和温度。
光照强度是光合作用的主要限制因素,过强或过弱的光照都会降低光合速率。
适宜的光照强度可以激活叶绿体中的色素分子,促进光反应的进行。
二氧化碳浓度是光合作用的呼吸物质,足够的二氧化碳浓度可以提高暗反应的速率。
然而,高浓度的二氧化碳会限制气孔开放,减少水分蒸腾,影响光合速率。
温度是另一个重要因素,适宜的温度可以促进酶的活性,但过高或过低的温度都会降低光合速率。
除了以上提到的因素,光合速率还受到光合膜中叶绿素和其他色素分子的含量、叶片的厚度和表面积、氮磷等养分的供应、光合作用酶的活性等因素的影响。
叶绿素和其他色素分子的含量越多,可以吸收更多的光能,提高光合效率。
叶片的厚度和表面积也会影响光合速率,较大的表面积可以吸收更多的光能,并提供更多的二氧化碳吸收面积。
养分的供应也是一个重要因素,适宜的氮磷含量可以提高光合速率。
综上所述,光合作用和细胞呼吸是两个基本的能量代谢过程,它们在反应方向、化学物质参与以及产物与消耗物等方面存在差异。
光合作用和细胞呼吸
光合作用和细胞呼吸
光合作用可以分为光反应和暗反应两个阶段。
光反应主要发生在叶绿
体叶片的叶绿体膜内,当叶绿体受到光照时,激发了叶绿体中的光合色素,光合色素通过一系列反应将光能转化为化学能,并将水分解产生氧气和电
子供应给暗反应。
暗反应发生在叶绿体中的基质中,利用光反应产生的ATP和NADPH等能量物质来合成有机物质,即将二氧化碳还原成葡萄糖等
有机物。
相比之下,细胞呼吸是植物和动物细胞内利用有机物(如葡萄糖)氧
化成二氧化碳和水,生成ATP分解释放能量的过程。
细胞呼吸可以分为有
氧呼吸和无氧呼吸两种类型。
有氧呼吸是在有氧条件下进行的,通过三个
主要过程:糖酵解、三羧酸循环和线粒体呼吸链来产生ATP和水。
在糖酵
解中,葡萄糖分解成丙酮酸和乳酸,产生少量ATP和NADH;在三羧酸循
环中,丙酮酸经过一系列反应生成更多的ATP和NADH;在线粒体呼吸链中,NADH和FADH2经过电子传递链产生大量ATP,同时氧氧化成水。
无氧
呼吸是在无氧条件下进行的,通过发酵来产生ATP,但ATP的产量较有氧
呼吸少。
细胞呼吸和光合作用总反应方程式和分阶段的反应方程式
6CO2 + 6H2O + light energy → C6H12O6 + 6O2
这个反应式表示光合作用过程中二氧化碳和水在光能的作用下,经过一系列反应,合成了糖分子和氧气
光合作用可以分为两个阶段,光反应和呼吸反应。
光反应阶段,在叶绿体中,二氧化碳和水在光能的作用下经过光合酶催化反应,产生糖分子和氧气。
细胞呼吸可以分为三个阶段,即酶解阶段、转运阶段和电子传递阶段。
酶解阶段,糖分子经过酶解成为两个三碳糖醛酸分子。
C6H12O6 → 2 C3H4O3
转运阶段,三碳糖醛酸分子经过一系列反应,最终生成二氧化碳和水
C3H4O3 + 3 NAD+ + 3 H+ → 3 CO2 + 3 NADH + 3 H+
电子传递阶段,NADH和FADH2将电子传递给电子运输链,释放出能量,最终合成ATP
6CO2 + 6H2O + light energy → C6H12O6 + 6转运和电子传递阶段,最终产生二氧化碳和水,并释放出能量(ATP)
综上所述,细胞呼吸和光合作用是细胞能量代谢的两个重要过程,它们是相互关联和相互补充的。光合作用是细胞内合成有机物的过程,而细胞呼吸是细胞内燃烧有机物的过程,两者相结合可以为细胞提供能量。
细胞呼吸和光合作用总反应方程式和分阶段的反应方程式
细胞呼吸和光合作用是细胞内两种主要的能量代谢过程。
细胞呼吸的总反应方程式是:
C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + energy (ATP)
这个反应式表示细胞呼吸过程中糖分子(C6H12O6)和氧气(O2)经过一系列酶催化反应,产生二氧化碳(CO2)和水(H2O),并释放出大量的能量(ATP)
光合作用与细胞呼吸
光合作用与细胞呼吸光合作用和细胞呼吸是生物体内的两个重要生化过程,它们在能量的转换和维持生物体正常生活活动中起着至关重要的作用。
本文将从定义、过程和相互关系等方面详细阐述光合作用和细胞呼吸。
光合作用是指植物和一些原核生物通过光能转化为化学能的过程。
它在光合细胞器(如叶绿体)中进行,需要太阳光的能量和水或其他无机物作为反应物,产生氧气和有机物(如葡萄糖)作为产物。
光合作用可以分为两个阶段:光能吸收和光合碳还原。
在光能吸收阶段中,叶绿素等色素吸收太阳光的能量,并将其转化为植物细胞所需的化学能。
光合色素分子中的电子被激发,从低能级跃迁到高能级,形成激发态,然后通过一系列传递链将能量传递给最终的电子受体。
最常见的电子受体是酶分子中的特定蛋白质,它们接受电子并催化水的分解。
在光合碳还原阶段中,通过光合合成反应,激发的电子从光合色素分子传递给电子受体,最终与二氧化碳结合,形成有机物分子(如葡萄糖)。
这个过程称为光合碳还原反应,它主要发生在光合细胞器的叶绿体基质中。
与光合作用在光合胞器中进行不同,细胞呼吸是指将有机物(如葡萄糖)分解为二氧化碳和水释放能量的过程。
细胞呼吸在所有细胞中都进行,它主要发生在细胞质和线粒体中。
细胞呼吸可以分为三个阶段:糖解、Krebs循环和呼吸链。
在糖解阶段中,葡萄糖分子被分解为较小的分子,产生较少的ATP和两个分子的低能态产物。
这个过程发生在细胞质中,是通过一系列酶促反应进行的。
在Krebs循环中,低能态产物被进一步分解,释放出更多的ATP和二氧化碳。
这个过程发生在线粒体的基质中,也被称为三羧酸循环。
在呼吸链中,原子核和离子电子在各种酶和蛋白质的协作下进行电子传递,从而生成更多的ATP。
这个过程发生在线粒体的内膜。
光合作用和细胞呼吸之间存在着相互依赖关系。
光合作用是通过吸收太阳能将无机物转化为有机物,同时释放出氧气。
这些有机物是细胞呼吸的重要物质基础,通过细胞呼吸提供能量给光合细胞器和细胞质中其他生化反应的进行。
细胞呼吸与光合作用
细胞呼吸与光合作用细胞呼吸和光合作用是生物体内两个非常重要的生物化学过程。
细胞呼吸是指生物体将有机物质分解为能量并储存的过程,而光合作用则是指生物体利用光能将水和二氧化碳转化为有机物质和氧气的过程。
这两个过程在维持生物体能量平衡和生物圈的稳定方面起着关键作用。
本文将分别介绍细胞呼吸和光合作用的基本原理、过程及其在自然界和生物体中的重要性。
一、细胞呼吸细胞呼吸是一种通过有机物质代谢产生能量的过程,它在大多数有氧生物中发生。
细胞呼吸的基本过程包括糖类的降解、产生三磷酸腺苷(ATP)和释放二氧化碳。
细胞呼吸主要分为三个阶段:糖酵解、三羧酸循环和氧化磷酸化。
1. 糖酵解:糖酵解是将葡萄糖分解为两分子丙酮酸的过程。
在糖酵解中,一分子葡萄糖经过一系列反应转化为两分子丙酮酸,并释放出少量的ATP。
2. 三羧酸循环:三羧酸循环是在线粒体内进行的,它将丙酮酸转化为二氧化碳和水,并释放出更多的ATP和电子载体。
3. 氧化磷酸化:在氧化磷酸化过程中,氧气参与其中,氧气与电子载体反应生成水,并释放出大量的ATP。
细胞呼吸是生物体内能量供应的主要途径,几乎所有细胞都通过细胞呼吸获得能量。
通过细胞呼吸,有机物质被降解,原子中的化学能转化为细胞所需的能量(ATP),进而维持生物体正常的代谢和生命活动。
二、光合作用光合作用是一种通过光能将二氧化碳和水转化为有机物质和氧气的过程。
光合作用发生在植物、藻类和一些细菌的叶绿体中。
光合作用可以分为两个主要阶段:光反应和暗反应。
1. 光反应:光反应发生在光合作用的第一阶段,它需要光能的输入。
在光反应中,光能被叶绿素吸收,激发电子从水中释放出来,形成氧气并产生ATP和电子载体。
2. 暗反应:暗反应发生在光合作用的第二阶段,它不需要光能的输入。
在暗反应中,ATP和电子载体提供能量,将二氧化碳转化为有机物质(如葡萄糖)。
光合作用是地球上最重要的生物化学过程之一,它通过将太阳能转化为化学能,为地球上所有生物提供了能量和有机物质。
生物学中的光合作用与呼吸作用
生物学中的光合作用与呼吸作用生物学研究了许多关于生物体代谢的过程,其中光合作用和呼吸作用是两个至关重要的过程。
光合作用是指植物及某些类似细菌的生物利用光能将二氧化碳和水转化为有机物质的过程。
而呼吸作用则是指生物体利用有机物质分解释放能量的过程。
本文将对光合作用和呼吸作用进行深入探讨,并比较二者之间的异同。
一、光合作用光合作用是植物中最主要的代谢过程之一。
它发生在叶绿体中的叶绿体色素中,其中叶绿素是光合作用的关键物质。
光合作用的基本方程式可以表示为:6CO2 + 6H2O + 光能→ C6H12O6 + 6O2从方程式中可以看出,光合作用需要光能的输入,同时也需要二氧化碳和水。
通过光合作用,植物将二氧化碳和水转化为葡萄糖和氧气。
葡萄糖是植物体内的主要有机物质,它可以被植物利用作为能量源,也可以用来构建其他有机物质。
光合作用可以分为光化反应和暗反应两个阶段。
光化反应是指植物叶绿体中的光合色素吸收光能后产生的一系列反应,其中产生的能量储存在ATP和NADPH分子中。
而暗反应则是在光化反应的基础上,利用ATP和NADPH将二氧化碳转化为葡萄糖的过程。
二、呼吸作用呼吸作用是生物细胞中产生能量的过程,它发生在细胞质和线粒体中。
呼吸作用的基本方程式可以表示为:C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + 能量从方程式中可以看出,呼吸作用需要有机物质葡萄糖和氧气。
通过呼吸作用,有机物质被分解产生二氧化碳、水和能量。
这个能量可以用于维持生物体的正常代谢活动,例如运动、生长和繁殖等。
呼吸作用可以分为三个阶段:糖解、柠檬酸循环和氧化磷酸化。
糖解是指葡萄糖分子在细胞质中被分解为两个三碳糖分子。
柠檬酸循环是将三碳糖分子进一步分解为二氧化碳,并产生少量能量分子。
氧化磷酸化是最主要的能量生成过程,其中通过线粒体内的电子传递链将能量转化为ATP分子。
三、光合作用与呼吸作用的比较1. 能量转化方向:光合作用是利用光能将无机物转化为有机物和能量,而呼吸作用则是将有机物分解为无机物和能量。
光合作用与细胞呼吸的关系
光合作用与细胞呼吸的关系
其次,光合作用和细胞呼吸在化学反应中的反应物和产物方面也有一
定的相互关系。
在光合作用中,植物吸收二氧化碳和水,通过光合色素吸
收太阳能,将二氧化碳和水合成为葡萄糖和氧气。
而在细胞呼吸中,有机
物质(如葡萄糖)和氧气作为反应物,生成二氧化碳、水和能量(ATP)。
可以看出,光合作用和细胞呼吸是相互衔接、互为反应物和产物的两个过程。
最后,光合作用和细胞呼吸也在空气中二氧化碳和氧气的浓度调节方
面起到了重要的协调作用。
光合作用通过吸收二氧化碳,释放氧气,增加
了空气中氧气的浓度,并减少了二氧化碳的浓度,这是细胞呼吸所需的反
应物。
细胞呼吸则介导将氧气转化为二氧化碳的过程,增加了二氧化碳的
浓度,以供光合作用的反应物。
可以说,光合作用和细胞呼吸维持着空气
中氧气和二氧化碳浓度的平衡。
总之,光合作用和细胞呼吸是生物体内两个互为依存且相互促进的能
量转换过程。
光合作用通过吸收太阳能,将无机物质转化为有机物质,并
储存大量的化学能,供给细胞呼吸和其他生物化学反应。
细胞呼吸则将有
机物质氧化分解,释放出能量以供细胞使用,并将氧气和二氧化碳的浓度
保持平衡,为光合作用提供反应物。
可以说,光合作用和细胞呼吸是生物
体内能量的循环,是生命的基础。
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细胞呼吸和光合作用专题复习这一部分时,不仅要理解这两个生理过程进行的场所、详尽的反应阶段、反应方程式的写法、探究影响这两个生理过程的外界因素、在生产实践中的应用等,还要理解在同一个细胞中光合作用和细胞呼吸的相互影响,不同光照、温度等条件下O2和CO2的流动方向,光合作用和细胞呼吸对其他代谢活动的影响,光合作用和细胞呼吸在物质循环和能量流动中的作用等。
1、某校科研小组的同学研究了在适宜的温度条件下,周围环境中某些因素与小麦光合作用关系并作出如下的曲线(1)如图甲所示,当CO2浓度超过B点后,可通过的方法,使光合作用强度继续增强;此时A点应向移动。
(2)如图乙所示,限制AD段小麦光合作用强度提高的主要因素是;C点时,小麦叶肉细胞中产生ATP的结构有。
(3)分析比较图丙和图丁,可以得出的结论是:①,②。
2、为了研究A和B两个植物物种对温度变化的反应,科学家将这两种植物的叶片以不同的温度处理,然后测定其光合作用和呼吸作用的速率。
对照实验则在30℃进行。
研究结果如下图所示:(1)指出超出什么温度时,物种A的呼吸作用便会受抑制?。
(2)对两个物种而言,哪个过程(光合作用还是呼吸作用)对温度较为敏感?。
(3)指出在高温时导致光合作用和呼吸作用受抑制的两个原因。
①;②。
(4)这两个植物物种原产于两个不同地方——温带和热带。
你认为哪个物种原产于热带?根据实验结果,解释你的选择。
(5)指出导致物种B受热致死的临界温度。
举出一项实验证据支持你的答案。
(6)水果和蔬菜在生长季节内长期处于不致死的高温影响下,甜度会较低。
参考本研究的结果,解释产生这种现象的生理基础。
3、下图示某植物光合作用速度与环境因素之间的关系,请据图分析:(1)甲图表示在光线弱的情况下,光合作用速度随的增加而增加。
这种情况下,可以认为此时主要影响的是光合作用过程的阶段。
(2)乙图中C点表示光照强度为B时,光合速率的。
出现CD段的原因是。
(3)请在甲图中绘制50℃,植物光合作用速度变化的曲线(4)请根据甲图,在乙图中绘制光照强度为A时,不同温度下,光合作用速度变化的曲线。
(5)作为限制光合作用速度的环境因素,除此之外还有等。
4、(09四川卷)夏季晴朗无云的某天,某种C3植物光合(1)该植物一天中有机物积累最多的时刻是。
(2)在12:00左右出现光合作用强度“低谷”,此时叶片气孔处于关闭状态的数量增多。
请比较图中B、C两个点对应的时刻,时刻叶肉细胞之间的CO2浓度相对较高,时刻叶肉细胞叶绿体中C3化合物的含量相对较大。
(3)研究发现,在其他环境因子相对稳定时,植物根系部位土壤相对缺水是导致气孔关闭的主要因素。
请据此推测图中C、D两个点对应的时刻中,时刻根系部位土壤溶液的浓度较高。
(4)研究还发现,当土壤干旱时,根细胞会迅速合成某种化学物质X。
有人推测根部合成X运输到叶片,能调节气孔的开闭。
他们做了如下实验:从同一植株上剪取大小和生理状态一致的3片叶,分别将叶柄下部浸在不同浓度X的培养液中。
一段时间后,测得的有关数据如下表所示。
(注:气孔导度越大。
气孔开启程度越大)以上方案有不完善的地方,请指出来并加以修正。
5、下图X、Y、Z曲线分别表示一天24小时的温度、某植物的光合速率(CO2mhg/h)、表观(净)光合速率(CO2mg/h)的变化。
请据图回答(1)中午12点时,Z曲线下降,可能原因是。
(2)如果中午12点时,Y曲线也下降,则原因可能是。
此时若比较d、e 两个点对应的时刻,时刻叶肉细胞叶绿体中五碳化合物的含量相对较大。
(3)中午12点,植物的呼吸速率约为CO2mg/h。
(4)Z曲线的a点上升,其原因是。
(5)图中光合速率与呼吸速率相等的点是。
(6)据图分析,你认为该植物能否正常生长?为什么?6、(10浙江)Ⅰ.试管苗的光合作用能力较弱,需要逐步适应外界环境才能往大田移栽。
研究人员进行了“改变植物组织培养条件缩短试管苗适应过程”的实验,实验在适宜温度下进行,图甲和图乙表示其中的两个实验结果。
请回答:(1)图甲的实验是在大气CO2浓度下进行的。
据图分析,试管苗在不加蔗糖的培养基中和更高。
(2)图乙是试管苗在密闭、无糖培养基条件下测得的24h内CO2浓度变化曲线。
图中b-c段CO2浓度升高缓慢是因为,c-d段CO2浓度急剧下降是因为试管苗。
若d点时打开培养瓶塞,试管苗的光合速率。
(3)根据上述实验结果推知,采用无糖培养基、和可缩短试管苗的适应过程。
7、将长势相同、数量相等的甲、乙两个品种的大豆幼苗分别置于两个相同的密闭透明玻璃罩内,在光照、温度等相同且适宜的条件下培养,定时测定玻璃罩内CO2的含量,结果如图。
据图回答:⑴0~25min期间,影响甲品种大豆幼苗光合作用强度的主要因素是含量。
⑵乙植株比甲植株固定CO2的能力。
⑶0~15min期间植株释放O2速率的变化趋势是。
⑷30~45min期间两个玻璃罩内CO2含量相对稳定的原因是。
8、在充满N2与CO2的密闭容器中,用水培法栽培几株番茄,CO2充足。
测得系统的呼吸速率和光合速率变化曲线如下图,请回答问题。
(1)6~8h间,光合速率(大于、小于)呼吸速率,容器内的O2含量,CO2含量,植株干重。
(2)9~10h间,光合速率迅速下降,推测最可能发生变化的环境因素是;10h时不再产生ATP的细胞器是;若此环境因素维持不变,容器内的O2含量将逐渐下降并完全耗尽,此时另一细胞器即停止ATP的合成,成为A TP合成的唯一场所。
(3)若在8h时,将容器置于冰浴中,请推测呼吸速率会出现的变化及其原因。
9、将两株植物放在封闭的玻璃罩内,用完全营养液置于室外进行培养,如下图a所示,假定玻璃罩内植物的生理状态和自然环境中相同,且空气湿度对植物蒸腾作用的影响、微生物对CO2浓度影响均忽略不计。
现用CO2浓度测定仪测定了该玻璃罩内CO2浓度的变化情况,绘制成如图b曲线。
请据图分析回答:(1)上图显示,影响光合作用的外界因素有等。
(2)BC段与AB段相比说明能影响的活性。
CD段与AB 段相比,曲线上升较缓,其原因是。
(3)EF段植物体的叶绿体内C3和C5的变化是,其原因最可能是。
(4)G点时植物生理活动过程的特点是。
与图b中的哪一点(填字母)相同。
18时与0时相比,植物体内有机物总量的变化情况最可能是。
植物光合作用产生的O2来自H2O,还是来自CO2?请写出简单实验思路证明你的结论。
10、右图是探究绿色植物光合作用速率的实验示意图,装置中的碳酸氢钠溶液可维持瓶内的二氧化碳浓度。
该装置放在20℃环境中。
实验开始时,针筒的读数是0.2mL,毛细管内的水滴在位置X。
30分钟后,针筒的容量需要调至0.6mL的读数,才能使水滴仍维持在X的位置。
据此实验回答下列问题:⑴以释放出的氧气量来代表光合作用速率,该植物的光合作用速率是__________mL/h。
⑵用这一方法测量光合作用速率,比实际的光合速率为低,原因是:__________。
⑶假若将该植物的叶肉下表皮涂上一层凡士林,光合作用的速率会大幅度下降,原因是__________ ___________ ___________ _。
⑷如果在原实验中只增加光照强度,则针筒的容量仍维持在0.6mL读数处。
在另一相同实验装置中,若只将温度提升至30℃,则针筒容量需要调至0.8mL读数,才能使水滴维持在X的位置上。
比较两个实验可以得出什么结论_____________________。
11、现有A、B、C三种灯泡,其发出光波的波长与光辐射强度的关系如下图1所示,现需从中选择一种灯泡用于温室中给植物补光,期望最大限度地增加光合作用的强度。
为此某同学设计了图II所示的实验装置。
回答下列问题:(注:叶绿体中的色素主要吸收430—450nm的蓝紫光和640—660nm的红橙光。
)(1)那么根据图II实验现象推断A、B、C三种灯泡与图I中三条曲线之间的对应关系:A 、B 、C ,温室中应选择种灯泡能最大限度地增加光合作用强度。
(2)将图Ⅱ中任意一组装置由明处移至黑暗,则细胞中C5化合物的含量,其原因是。
(3)如果给黑藻提供NaH14CO3,则14C的转移途径大致是。
(4)黑藻细胞叶绿体含有4种色素,若用层析液对色素进行提取与分离,可以看到滤纸出现4条色素带,他们的颜色由上到下依次是。
12.下图表示叶绿体膜结构上磷酸转运器的运转机制,请据图回答问题:(1)请描述叶绿体内膜的大致结构_______。
(2)CO2以_______方式从细胞质基质进入叶绿体内。
(3)磷酸转运器的功能是___________。
(4)请说明①②过程的生理意义___________。
(5)根据图中信息,光合作用的直接产物是_______,间接产物是______。
(6)卡尔文循环的进行并不直接需要光,那么,在黑暗中,卡尔文循环在植物体内能正常进行吗?请说明理由:____________________________________。
(7)图中所示叶绿体结构还缺少一个重要的部分,这个部分的名称________。
小结:1.光合作用和细胞呼吸进行的场所,反应阶段是最基本的知识点,各种题型都是在此基础上拓展完成的.2、判断外界因素对生理过程的影响时,要注意单一变量原则.3.影响光合作用和细胞呼吸的外界因素有多种,答题时要注意“命题意图”,考虑本题的考点.1、(1)提高光照强度,左;(2)光照强度,细胞质基质、线粒体;(3)①在一定范围内,随着K、P元素吸收量的增加,小麦光合速率加快;②在同一光合速率条件下,小麦进行光合作用需要K元素的量比P元素多。
2、(1)55℃(2分)(2)光合作用(2分)(3)气孔在高温时关闭,影响气体交换(2分);高温使光合作用及呼吸作用中的酶变性(2分)(或叶绿体和线粒体的膜受到破坏)(4)A是热带(1分)与B 比较,A的光合作用和呼吸作用速率在较高的温度才开始下跌,显示它较能抵抗热带地区出现的高温(2分)(5)52℃(1分)在这一温度呼吸作用速率会降至零,显示细胞死亡(2分)(6)在不致死的高温下,光合作用速率下降,呼吸作用速率较高,糖的净产量减少,故蔬菜、水果储存的糖份较少(2分)4、(1)19∶30(或E点(2)B点(或10∶00)C点(或12∶00)(3)C点(或12∶00)(4)a.样本量太小。
应“取叶片若干,等分为三组”。
b.缺乏空白对照。
增加1组,将叶片的叶柄下浸在不含X的培养液中。
5、(1)温度上升,呼吸作用加强,光合速率基本不变(2分)(2)植物叶片气孔关闭,CO2吸收减少,光合速率下降(2分)e(2分)(3)30 (2分)(4)温度下降,酶活性下降,呼吸速率下降,释放的CO2量减少。
(2分)(5)c、h(2分)(6)能正常生长(1分)24小时内净光合作用大于0(或Z曲线和横轴围成的面积的代数和大于0)6、(1)光合速率光饱和点(2)CO2的浓度过高使细胞呼吸减弱进行光合作用吸收了CO2 提高(3)适当提高CO2浓度适当提高光照强度7、答案:⑴CO2⑵强⑶减慢⑷植物呼吸作用释放CO2的量与其光合作用消耗CO2的量相等(或呼吸速率与光合速率相等)8、(1)大于上升下降增加(2)光照强度叶绿体线粒体细胞质基质(3)呼吸速率下降,相关酶的活性因降温而下降9、(1)光照强度、CO2浓度;(两者都答对得2分)(2)温度;(2分)呼吸作用酶;(2分)光合作用吸收部分的CO2;(2分)(3)C3 化合物下降,C5 化合物上升。