光合作用与呼吸作用

高中生物呼吸作用与光合作用思维导图，光合作用是植物、藻类和一些细菌利用光能将二氧化碳和水转换成有机物和氧气的过程。这个过程主要发生在绿色植物的叶绿体中，是地球上最重要的化学反应之一。

光合作用与呼吸作用

• 光合作用
  • 概念： 光合作用是指绿色植物通过叶绿体利用光能将二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧气的过程
  • 捕获光能的色素
    • 实验P98绿叶色素的提取分离注意事项
      • ①用滤纸提取色素的方法：纸层析法
      • ②要用无水乙醇溶解色素
      • ③二氧化硅有助于研磨更充分；碳酸钙防止色素被破坏
      • ④滤纸条一端要剪去两个角
    • 绿叶中的色素
      • 叶绿素（占3/4），分为叶绿素a(蓝绿色）和叶绿素b（黄绿色）
      • 类胡萝卜素（占1/4），分为胡萝卜素（橙黄色）和叶黄素（黄色）
      • 作用：吸收传递转化光能
      • 考点：色素在铝纸条上的分布特征（如图）
      • 分工：叶绿素a and b主要吸收蓝紫光和红光；胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光
  • 捕获光的结构：叶绿体的结构特点
    • i叶绿体由双层膜构成（②外膜①内膜）
    • ii叶绿体内有许多③基粒构成，它们堆叠形成类囊体
    • iii光合色素四种就分布于类囊体薄膜上
    • iv基粒之间充满了基质④
  • 光和作用原理
    • 光反应阶段
      • 概念：光合作用第一个阶段的化学反应必须有光才能进行，这个阶段叫做光反应阶段
      • 水的光解
        • 希尔反应：氧气中的O部分来源于水→鲁宾和卡门同位素示踪法：氧气中的痒全部来源于水
        • 水的光解化学式：（ ）
      • NADPH的合成：化学式：（ ）
      • ATP的合成：ADP+Pi+能量→ATP
      • 光合色素吸收光能的用途
        • ①将水分解为氧和氢离子，氧直接以氧分子的形式释放出去，氢离子与氧化性辅酶2 （NADP+）正结合，形成还原性辅酶2 （NADPH）
        • ②在有关酶的催化作用下，提供能量，促使ADP与pi反应形成ATP
    • 暗反应阶段（卡尔文循环）
      • 概念：光合作用第二个阶段中的化学反应，有没有光都能进行
      • 场所：叶绿体基质
      • 卡尔文同位素标记法：明确CO2中的C是如何转化为有机物中的C
      • CO2的固定：CO2+C5→2C3（反应条件：酶）
      • C3还原：2C3→（CH2O）+C5（条件：ATP，NADPH，酶） *将ATP，NADPH中活跃的化学能转化为有机物中稳定的化学能
      • ATP水解：ATP→ADP+Pi+能量（条件：酶）
    • 光反应与暗反应间的联系
      • 光反应为暗反应提供ATP，NADPH；暗反应为光反应提供ADP和NADP+
      • 光能通过光反应转化为ATP，NADPH中的活跃的化学能，再由暗反应转化为有机物中稳定的化学能
      • 可以同时进行
  • 硝化细菌不用通过光合作用，通过自身的化学反应也能制造有机物
• 呼吸作用
  • 酵母菌的有氧呼吸与无氧呼吸
    • 酵母菌：异养生物，单细胞，出芽生殖，真核生物
    • 实验P91
      • 检测酒精：橙色重铬酸钾在酸性条件下与乙醇反应，变为灰绿色。由于葡萄糖也能与重铬酸钾发生颜色变化，应将酵母菌的培养时间适当延长以耗尽溶液中的葡萄糖
      • 检测二氧化碳：二氧化碳可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄
      • 酵母菌的有氧呼吸：呼吸作用产生大量的二氧化碳和水
      • 酵母菌的无氧呼吸：呼吸作用产生酒精以及少量的二氧化碳
  • 有氧呼吸
    • 有氧呼吸的场所：线粒体
      • 线粒体由内外两层膜，内膜向内腔折叠形成嵴
      • 嵴的周围充满了液态基质
      • 内膜和基质中有许多与有氧呼吸相关的酶
    • 有氧呼吸第一阶段
      • 葡萄糖（C6H12O6)＝＝2丙酮酸（C3H4O）+4【H】（NADH还原型辅酶一）+少量能量
      • 场所：细胞质基质
    • 有氧呼吸第二阶段
      • 2丙酮酸（C3H4O3）+6水（H2O）＝＝6二氧化碳（CO2）+20【H】（同上）+少量能量
      • 场所：线粒体基质
    • 有氧呼吸第三阶段
      • 24【H】+6氧气（O2）＝＝12水+大量能量
      • 场所：线粒体内膜
    • 有氧呼吸总结
      • C6H12O6+6H2O+6O2→6CO2+12H2O+能量
      • 有氧呼吸是指细胞在氧的参与下，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
  • 无氧呼吸
    • 无氧呼吸第一阶段
      • 同有氧呼吸第一阶段
    • 无氧呼吸第二阶段
      • 丙酮酸分解为酒精和二氧化碳（类型一）
      • 丙酮酸转化为乳酸（类型二）
      • 主要原因：促进分解的酶不同
    • 两种无氧呼吸总结
      • 类型一：C6H12O6→2C3H6O3（乳酸）+少量能量
        • 马铃薯块茎
        • 玉米胚
        • 甜菜块根
        • 乳酸菌
        • 动物（骨络肌细胞）：运动完肌肉疼痛
      • 类型二：C6H12O6→2C2H5OH（酒精）+2CO2+少能
        • 大多数植物：水稻烂根
        • 酵母菌
      • 都释放少能：葡萄糖无氧呼吸大部分能量去哪？存储在酒精乳酸中
  • 细胞呼吸原理的应用
    • 课本P95（酿酒，包扎伤口，松土，储存水果，储存粮食，慢跑，破伤风）
• (胡黄ab)
  • 可得出结论：
    • ①速度：由上到下，速度递减
    • ②溶解度：由上到下，溶解度递减
    • ③含量：叶绿素a含量最多，叶绿素b含量较多，叶黄素含量较少，胡萝卜素含量最少