光合作用与呼吸作用知识点1

光合作用与呼吸作用知识点

一、光反应与暗反应的区别和联系

【易错易混点】：

1. 吸收光能：所有色素

传递光能：绝大多数叶绿素a，全部叶绿素b、

胡萝卜素和叶黄素

转换光能：少数处于特殊状态的叶绿素a

2.光合作用中ATP形成于光反应，只能用于C3

化合物的还原。

3.光反应中光能转换成电能转换成活跃的化学

能储存在ATP和NADPH中，并不是只储存在ATP中。NADPH的作用有二：用作还原剂和为暗反应提供能量。

4.光能在叶绿体中的转换

（1）第一阶段：光能→电能（光反应阶段，部位：囊状结构薄膜）

①叶绿体中色素按功能分类：吸收、传递光能：绝大多数叶绿素a，全部叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素

转换光能：少数处于特殊状态的叶绿素a

②电子的来源、去路: 最初电子供体：少数处于特殊状态的叶绿素a

最终电子供体：水（水分子的分解反应方程式：2H2O??

?光、酶4e-+4H++O2）

?→

最终电子受体：NADP+

（2）第二阶段：电能→活跃的化学能（光反应阶段，部位：囊状结构薄膜）

①活跃的化学能储存在NADPH+和ATP中

②反应方程式：ATP分子的形成（光合磷酸化）：ADP+Pi+能量??

?光、酶ATP

?→

NADPH分子的形成：NADP++2e+H+?→

?2NADPH

（3）第三阶段：活跃的化学能→稳定的化学能（暗反应阶段，部位：叶绿体基质）

ATP的作用：为C3还原提供能量

NADPH的作用：供能并作为还原剂，稳定的化学能储存在糖类等有机物中

二、叶绿体处于不同条件下的物质量的动态变化

三、鉴别C3、C4植物的方法

途径。

四、影响光合作用速率的因素及应用

1．内部因素

(1)举例：

弱光下阴生植物＞阳生植物

植物种类不同

低CO2浓度C4植物＞C3植物

植物的生长阶段开花期＞营养生长期＞幼苗期

叶片的生长阶段幼叶→壮叶→老叶呈现先增后减趋势

(2)应用

①可根据植物在不同生长发育阶段光合作用速率的不同，适时、适量地提供水肥及其他环境条件，以使植物茁壮成长。

②可根据老叶光合作用速率下降的原理，对农作物、果树管理后期适当

摘除老叶、残叶，以减少细胞呼吸消耗有机物，增加产量。

2．外部因素

(1)光：①光照强度(如图)

a．曲线意义

在一定范围内，光合作用速率随光照强度的增强而增加，但当光照强度增加到

一定强度时，光合作用速率不再增加。

b．关键点意义及变化

A点表示光合作用速率等于呼吸作用速率，B点表示光合作用速率达到最大值

时的最低光照强度。若改变某一因素(如CO2浓度)，使光合作用增大(减小)，

而呼吸作用不受影响时，光补偿点应左移(右移)，光饱和点应右移(左移)；若

改变某一因素(如温度)，使呼吸作用增大(减小)，则光补偿点应右移(左移)。

c．不同植物关键点的比较

阴生植物的光补偿点和光饱和点都比阳生植物低，即在弱光下阴生植物光合作用速率大于阳生植物，在强光下，阳生植物的光合作用速率大于阴生植物。

②光质：复色光(白光下)，光合作用速率最快；单色光中，蓝紫光下，光合作用速率最快，红光次之。③光合面积

④应用：适当提高光照强度、延长光合作用时间、增加光合作用面积或间作套种不同种类植物，都可提高光能利用率。

2、CO2浓度

①曲线分析：图1和图2都表示在一定范围内，光合作用速率随CO2浓度增加而增大，但当CO2达到一定浓度后，光合作用速率不再增加。

图1中A点表示光合作用速率等于细胞呼吸速率时的CO2浓度，即CO2补偿点；图2中的A′点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度。

图1和图2中的B和B′点都表示CO2饱和点。

②应用：在农业生产上可以通过“正其行，通其风”，增施农家肥等增大CO2浓度，提高光能利用率。

(3)必需矿质元素

①曲线分析：在一定浓度范围内，增大必需矿质元素的供应，可提高光合作

用速率，但当超过一定浓度后，会因土壤溶液浓度过高而导致植物光合作用

速率下降。

②应用：在农业生产上，根据植物的需肥规律，适时、适量地增施肥料，可以提高作物的光能利用率。

(4)温度

①曲线分析：温度主要是通过影响与光合作用有关酶的活性而影响光合作用速

率。

在低温中，植物酶促反应下降，限制了光合作用的进行；在高温中，叶绿体和细

胞质的结构会遭到破坏，叶绿体的酶发生钝化。

【特别提醒】(1)一般植物可在10～35 ℃下正常地进行光

合作用，其中以25～30 ℃最适宜，在35 ℃以上时光合作

用就开始下降，40～50 ℃时即完全停止。

(2)低温会影响光合酶的活性，使植物净光合效率降低；高温

使呼吸作用加强，净光合效率下降。

②应用：冬天，温室栽培可适当提高温度；夏天，温室栽培可适当降低温度。白天调到光合作用最适温度，以提高光合作用；晚上适当降低温室温度，以降低细胞呼吸，保证植物有机物的积累。

(5)多因子对光合作用速率影响的分析(如图所示)

①曲线分析：P点时，限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随其因子的不断加强，光合速率不断提高。当到Q点时，横坐标所表示的因素，不再是影响光合速率的因子，要想提高光合速率，可采取适当提高图示中的其他因子的方法。

②应用：温室栽培时，在一定光照强度下，白天适当提高温度，增加光合作用酶的活性，提高光合速率，也可同时充入适量的CO2，进一步提高光合速率；当温度适宜时，可适当增加光照强度和CO2浓度以提高光合速率。总之，要根据具体情况，通过增加光照强度，调节温度或增加CO2浓度等来充分提高光合速率，以达到增产的目的。

五、光合作用和呼吸作用的比较

1．光合作用与呼吸作用的关系

(1)从反应式上追踪元素的来龙去脉

①光合作用总反应式：

③光合作用与呼吸过程关系图

2.两种生理过程进行的场所及其关系

曲线分析：光合作用发生于叶绿体中，有氧呼吸发生于线粒体中，二者可同时进行，但随光照强度变化状况，叶绿体及线粒体中气体移动存在下列几种类型：

3.[H]的来源及去路分析

来源:

光合作用：光合作用过程中[H]来自于光反应中水的光解，该过程发生于叶绿体囊状结构薄膜上

呼吸作用：呼吸作用过程中[H]来自于细胞质基质中第一阶段从葡萄糖到丙酮酸，发生于线粒体中的第二阶段丙酮酸与H2O分解所产生(前者产生4个正[H]、后者产生20个[H])

去路：

光合作用：[H]存在于NADPH中，它作为还原剂用于暗反应阶段中还原C3化合物，以形成C6H12O6并产生H2O

呼吸作用：两阶段所产的[H]均被用于第三阶段还原O2产生H2O，同时释放大量能量

4.ATP的来源及去路分析

来源：

光合作用：ADP形成ATP时所需的能量来自太阳光能，该过程发生于叶绿体囊状结构薄膜上进行的光反应中

呼吸作用：在呼吸作用第一阶段从葡萄糖到丙酮酸及第二、第三阶段中均有ATP生成，但第三阶段产生的最多

去路：

光合作用：光反应所产生的ATP专用于C3化合物还原时的能量之需，其能量释放出来后可

以稳定化学能形式储存于有机物中

呼吸作用：三个阶段所产生的ATP均可作为能量货币用于各项生命活动，如矿质离子吸收、生长素运输等

5.不同温度下光合和呼吸速率

分析：①由图说明呼吸作用酶的最适温度高于光合作用。

②真正光合速率即实际光合速率或总光合速率，表观光合速率即净光合速率或

可见光合速率，相互关系表示为：

实际光合速率＝可见光合速率+呼吸速度。

具体可表示为：实际光合速率＝从外界吸收的CO2+呼吸释放的CO2或实际光合速率＝释放到外界的O2+呼吸消

耗的O2。

③随温度升高曲线l将下降，曲线3将上升，曲线1与曲线3的交点表示光合速率＝呼吸速率，此时净光合速率为0。