淺談光合作用和呼吸作用的關系

■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,把二氧化碳和水轉化成儲存著能量的有機物,并釋放出氧氣的過程。光合作用是能量之源。

1.光合作用的總反應式為CO2+H2O。

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

二、呼吸作用

呼吸作用指生物體的有機物在細胞內經過一系列的氧化分解,最終生成二氧化碳或其他產物,并釋放出能量的過程。呼吸作用是生物體的共同特征,為生命活動提供能量。

1.呼吸作用的反應式為CH2O+O2。

2.呼吸作用主要包括有氧呼吸和無氧呼吸兩種方式。

(1)有氧呼吸：細胞在有氧的參與下,把糖類等有機物徹底氧化分解,產生二氧化碳和水,同時釋放出大量能量的過程。有氧呼吸先在細胞質的基質中進行,后在線粒體中進行。有氧呼吸的總反應式為C6H12O6+。

(2)無氧呼吸：一般是指細胞在無氧的條件下,通過酶的催化作用,把糖類等有機物分解為不徹底的氧化產物,同時釋放出少量能量的過程。無氧呼吸始終在細胞質的基質中進行。無氧呼吸的總反應式為2C2H5OH(酒精)+2CO2+少量能量或。

注意：消耗等量的葡萄糖時,無氧呼吸與有氧呼吸產生的二氧化碳的物質的量之比為1∶3；產生同樣數量的ATP 時,無氧呼吸與有氧呼吸消耗的葡萄糖的物質的量之比為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系

1.光合作用和呼吸作用是相對獨立、相互依存、互為條件的兩個過程。

植物的光合作用為呼吸作用提供了物質基礎,呼吸作用為光合作用提供了能量和原料,二者共處在一個統一體中。沒有光合作用合成的有機物,就沒有呼吸作用與氧氣反應而被分解的有機物；沒有光合作用釋放的氧氣,就沒有持續足夠供給生物呼吸的氧氣。如果沒有呼吸作用釋放的能量,光合作用就無法進行,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單的逆轉。

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

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

(3)從反應的場所看：呼吸作用的場所是細胞質和線粒體,而光合作用的場所是葉綠體。

(4)從能量變化來看：呼吸作用是將有機物中的化學能轉變為熱能和ATP,而光合作用則是將光能轉變為化學能。

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,光合作用的碳循環和呼吸作用的磷酸戊糖途徑基本上是互為逆反應的。