光合作用和呼吸作用

《光合作用和呼吸作用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、光合作用與呼吸作用重點大綱前言ATP/化學滲透假說能量與代謝作用─偶聯作用(couplingreaction)光合作用概論葉綠體構造光合作用圖示光合作用流程說明影響光合作用之因素Engleman(英格曼)的光合作用實驗呼吸作用概論粒線體的組成與呼吸作用呼吸作用過程與圖示無氧呼吸影響呼吸作用的因素光合作用與呼吸作用的討論前言在生態學原理中提到生態系的組成條件有二：能量流動和物質循環。前者若以生命世界與無生物世界為討論背景，則光合作用與呼吸作用恰為能量流動的橋樑。透過光合作用，生物得以將日光能轉為化學能儲存起來；再透過呼吸作用，將能量釋出

2、，並表現出種種生命現象。能量貨幣─ATPATP(三磷酸腺苷)是細胞新陳代謝所需能量的直接來源，可視為細胞的「能量貨幣」(energycurrency)分子組成包括一分子腺嘌呤、一分子核糖和三分子磷酸，能量儲存在磷酸鍵上，當磷酸鍵水解時，能量就被釋放。ATP＋H2O→ADP＋Pi＋能量ATP結構式ATP、ADP、AMP的關係ATP合成酶與化學滲透假說化學滲透假說(Chemiosmosishypothesis）由英國生化學家米契爾(PeterMitchell)提出。簡言之，透過膜內外的質子濃度梯度，使ATP合成酶可以將ADP+Pi轉變成A

3、TP的理論，可以解釋光反應和粒線體電子傳遞鏈產生ATP的過程。磷酸化(ADP+Pi→ATP)光合磷酸化：ATP的能量來自光能氧化磷酸化：ATP的能量來自其他物質(NADH或FADH2)的氧化能量與代謝─couplingreaction細胞代謝作用包括分解(異化)與合成(同化)前者釋出能量，後者需要能量；而能量傳遞者主要就是ATP細胞的新陳代謝可促使ATP分解為ADP，也可使ADP合成ATP，兩者循環不息，故稱為偶聯作用(couplingreaction)光合作用概論葉綠體構造兩層膜的胞器，內有：葉綠餅：由囊狀膜(葉綠囊)堆成，為光反應

4、場所。膜上又有光系統：由光合色素構成電子傳遞鏈：電子載體ATP合成酶基質：含多種酵素，為碳反應場所光合作用圖示光合作用產物可以從葡萄糖轉為蔗糖或其他物質光合作用流程：第一階段(光反應)光合色素吸光葉綠素a電子吸收光能成激態(高能)電子電子進入電子傳遞鏈，能量轉入ATP和NADPH(電子接受者)水光解成H+和e-，其中e-補充葉綠素失去的電子(故水分子的角色只是要補充葉綠素a失去的電子)光合作用流程：第二階段(暗反應/碳反應)卡爾文循環CO2固定合成磷酸甘油醛雙磷酸核酮糖再生ps.兩個磷酸甘油醛形成一個葡萄糖註：學測只需知道卡爾文循環

5、產生的三碳糖會形成蔗糖、澱粉或其他有機物，及光反應產生的能量在第二階段的利用方式影響因素生物因素葉的發育與外形：因為葉綠素、酵素、氣孔數與葉肉組織的成熟度都和光合作用密切相關光合作用產物輸出：產物堆積在葉綠體內會迴饋抑制二氧化碳的固定速率，影響光合作用的光反應速率非生物因素：光照：在正常情況下，光照強度愈強，光反應也愈旺盛(如右上圖)溫度：溫度主要影響酵素的活性，間接影響氣孔的開閉。水分：水是光反應的原料，亦會影響氣孔的開閉。二氧化碳：二氧化碳是暗反應的原料。一般而言，二氧化碳濃度愈高，光合作用愈大，但太高時可能導致氣孔關閉，間接抑制

6、了光合作用的進行。無機養分：如鎂和氮是構成葉綠素的基本元素，所以當植物缺乏上述兩種元素時，葉不能正常合成葉綠素，因此不能進行光合作用。註：英格曼光合作用實驗實驗目的：色光與光合作用的關係。實驗設計：利用絲狀水綿及好氧細菌，以三稜鏡折射成的光譜照射水綿。實驗結果：發現細菌聚集在紫光、藍光、紅光部位推論：水綿吸收紫光、藍光、紅光進行光合作用而產生氧氣供給好氧細菌。呼吸作用概論呼吸作用respiration廣義而言，呼吸作用指養分分解釋出ATP的過程，不論過程是否有無O2參與；由此可見，呼吸作用包含有氧呼吸和無氧呼吸。狹義解釋時，呼吸作用通

7、常指葡萄糖氧化分解，產生36~38ATP的過程，簡式如下：C6H12O6+O2→CO2+H2O+36~38ATP討論呼吸作用時，同學們必須注意：人類的呼吸運動是氣體交換過程，而非呼吸作用植物也必須隨時進行呼吸作用，才能提供細胞足夠的ATP，不像光合作用是受到光線影響粒線體構造在真核細胞中，粒線體可以進行呼吸作用的多數反應。構造包括內外膜與基質，其中內膜向內凹陷形成內褶膜(或稱為嵴，cristae)粒線體和葉綠體的比較：都具有雙層膜都有部分DNA可以製造蛋白質前者與呼吸作用(能量釋出)有關，後者與光合作用(能量轉化與儲存)有關呼吸作用過

8、程糖解作用：葡萄糖分解成丙酮酸，在細胞質中進行乙醯輔酶A形成：在粒線體基質中進行克列伯循環：在粒線體基質中進行電子傳遞鏈：在粒線體內膜上進行，產生ATP雖然我們說呼吸作用在粒線體進行，不過第一階段的糖解作用卻是在細胞質中