淺談光合作用和呼吸作用的關(guān)系

■張淑娟

一、光合作用

光合作用是指綠色植物通過葉綠體,利用光能,把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存著能量的有機(jī)物,并釋放出氧氣的過程。光合作用是能量之源。

1.光合作用的總反應(yīng)式為CO2+H2O。

2.影響光合作用的外界因素主要有光照強(qiáng)度、溫度、二氧化碳濃度、必需礦物質(zhì)元素和水。

二、呼吸作用

呼吸作用指生物體的有機(jī)物在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解,最終生成二氧化碳或其他產(chǎn)物,并釋放出能量的過程。呼吸作用是生物體的共同特征,為生命活動(dòng)提供能量。

1.呼吸作用的反應(yīng)式為CH2O+O2。

2.呼吸作用主要包括有氧呼吸和無(wú)氧呼吸兩種方式。

(1)有氧呼吸：細(xì)胞在有氧的參與下,把糖類等有機(jī)物徹底氧化分解,產(chǎn)生二氧化碳和水,同時(shí)釋放出大量能量的過程。有氧呼吸先在細(xì)胞質(zhì)的基質(zhì)中進(jìn)行,后在線粒體中進(jìn)行。有氧呼吸的總反應(yīng)式為C6H12O6+。

(2)無(wú)氧呼吸：一般是指細(xì)胞在無(wú)氧的條件下,通過酶的催化作用,把糖類等有機(jī)物分解為不徹底的氧化產(chǎn)物,同時(shí)釋放出少量能量的過程。無(wú)氧呼吸始終在細(xì)胞質(zhì)的基質(zhì)中進(jìn)行。無(wú)氧呼吸的總反應(yīng)式為2C2H5OH(酒精)+2CO2+少量能量或。

注意：消耗等量的葡萄糖時(shí),無(wú)氧呼吸與有氧呼吸產(chǎn)生的二氧化碳的物質(zhì)的量之比為1∶3；產(chǎn)生同樣數(shù)量的ATP 時(shí),無(wú)氧呼吸與有氧呼吸消耗的葡萄糖的物質(zhì)的量之比為19∶1。

3.影響呼吸速率的外界因素主要有溫度、氧氣含量、水分、二氧化碳的濃度。

三、光合作用和呼吸作用的關(guān)系

1.光合作用和呼吸作用是相對(duì)獨(dú)立、相互依存、互為條件的兩個(gè)過程。

植物的光合作用為呼吸作用提供了物質(zhì)基礎(chǔ),呼吸作用為光合作用提供了能量和原料,二者共處在一個(gè)統(tǒng)一體中。沒有光合作用合成的有機(jī)物,就沒有呼吸作用與氧氣反應(yīng)而被分解的有機(jī)物；沒有光合作用釋放的氧氣,就沒有持續(xù)足夠供給生物呼吸的氧氣。如果沒有呼吸作用釋放的能量,光合作用就無(wú)法進(jìn)行,呼吸作用釋放的二氧化碳也是光合作用的原料之一。

2.光合作用與呼吸作用不是簡(jiǎn)單的逆轉(zhuǎn)。

(1)從生物角度看：所有生物都能進(jìn)行呼吸作用,而只有綠色植物才能進(jìn)行光合作用。

(2)從細(xì)胞角度看：所有活細(xì)胞都能進(jìn)行呼吸作用,而光合作用一般在葉肉細(xì)胞或綠莖皮層細(xì)胞中進(jìn)行。

(3)從反應(yīng)的場(chǎng)所看：呼吸作用的場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)和線粒體,而光合作用的場(chǎng)所是葉綠體。

(4)從能量變化來(lái)看：呼吸作用是將有機(jī)物中的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芎虯TP,而光合作用則是將光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能。

注意：光合作用所需的ADP 和輔酶NADP+與呼吸作用所需的ADP 和輔酶NADP+是相同的,光合作用的碳循環(huán)和呼吸作用的磷酸戊糖途徑基本上是互為逆反應(yīng)的。