光合作用和呼吸作用在生物學(xué)中的關(guān)系

趙光大

【摘要】植物的光合作用和呼吸作用在生物學(xué)的范疇內(nèi)都占有重要的地位，在高中生物的教學(xué)教材上，光合作用和呼吸作用的知識(shí)占有很大的比例。明確光合作用和呼吸作用二者的區(qū)別和聯(lián)系，深入了解這兩項(xiàng)生理活動(dòng)的實(shí)質(zhì)和意義，對(duì)于整個(gè)高中生物的學(xué)習(xí)具有非常重要的作用。本文通過(guò)二者一系列的比較來(lái)闡述植物光合作用和呼吸作用之間的關(guān)系，讓同學(xué)們發(fā)現(xiàn)大自然生物學(xué)的奇妙之處。

【中圖分類號(hào)】G633.91 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2015）19-0105-01

植物與動(dòng)物不同，他們沒(méi)有獨(dú)立的消化系統(tǒng)，所以它們要靠其他技能來(lái)補(bǔ)充自身所需要的物質(zhì)，就綠色植物而言，光合作用和呼吸作用是攝取營(yíng)養(yǎng)和釋放能量的過(guò)程，就好像人類吃飯排泄一樣，是維持植物生存的一種天生的技能。在我們的研究中發(fā)現(xiàn)，植物的這兩種本能之間存在著千絲萬(wàn)縷的區(qū)別和聯(lián)系，是相互依存又獨(dú)立存在的兩種生理活動(dòng)。

一、概念比較

光合作用是指含有葉綠體的綠色植物在可見光的照射下，吸收二氧化碳，將二氧化碳和水轉(zhuǎn)變成自己需要的物質(zhì)，并釋放出氧氣的過(guò)程。這個(gè)過(guò)程的關(guān)鍵參與者是葉綠體。由葉子進(jìn)到內(nèi)部的二氧化碳和由根部進(jìn)到內(nèi)部的水，在葉綠體的作用下轉(zhuǎn)變成為淀粉。呼吸作用是細(xì)胞內(nèi)有機(jī)物在氧氣的參與下被分解成二氧化碳和水，同時(shí)釋放能量的過(guò)程。呼吸作用可以分為有氧呼吸和無(wú)氧呼吸，有氧呼吸是生物體在細(xì)胞內(nèi)將有機(jī)物氧化分解并產(chǎn)生能量的化學(xué)過(guò)程，生物的生命活動(dòng)都需要消耗能量，這些能量來(lái)自生物體內(nèi)糖類、ATP等的能量。無(wú)氧呼吸是細(xì)胞呼吸的一種方式，指細(xì)胞生活在無(wú)氧或者缺氧的條件下，通過(guò)酶的催化作用，把葡萄糖等有機(jī)物不徹底的氧化分解成酒精或乳酸等，同時(shí)釋放出能量。通過(guò)概念的比較我們可以看出，光合作用產(chǎn)生的氧氣可以供給植物進(jìn)行呼吸作用，呼吸作用產(chǎn)生的二氧化碳由植物直接吸收進(jìn)行光合作用，二者之間形成了一個(gè)小自給自足的循環(huán)關(guān)系。

二、光合作用和呼吸作用的意義

光合作用的意義在于，它制造的淀粉等產(chǎn)物為動(dòng)物和人提供了食物的來(lái)源，吸收二氧化碳釋放氧氣的過(guò)程維持了地球的碳——氧平衡，因此，人類乃至整個(gè)生物界都離不開植物的光合作用。呼吸作用的意義是能為植物的生命活動(dòng)提供能量，植物的生長(zhǎng)、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收、有害物質(zhì)的排放等都離不開植物的呼吸作用，植物呼吸作用產(chǎn)生的酶，不僅是供自己生長(zhǎng)的必需品，人們還能夠利用這些酶進(jìn)行一些工業(yè)的加工制造，可以釀造葡萄酒等等。由此我們可以發(fā)現(xiàn)，光合作用和呼吸作用都有自己獨(dú)特的作用，二者都是在為植物這個(gè)整體服務(wù)的，所以二者又是互為個(gè)體的關(guān)系，無(wú)論是光合作用還是呼吸作用都有自己獨(dú)立的工作系統(tǒng)，都是大自然帶給它們的，生存的能力。

三、二者的區(qū)別和聯(lián)系

1、區(qū)別：（1）光合作用把二氧化碳和水制造成氧氣和有機(jī)物，呼吸作用把有機(jī)物和氧氣結(jié)合起來(lái)生成二氧化碳和水。（2）光合作用的動(dòng)力來(lái)自光能，呼吸作用的動(dòng)力來(lái)自有機(jī)物。（3）光合作用的條件是光、葉綠素等色素、酶等，呼吸作用的條件是氧氣和酶等。（4）光合作用是真核細(xì)胞在類囊體的薄膜和葉綠體基質(zhì)中進(jìn)行反應(yīng)，呼吸作用是絕大多數(shù)真核細(xì)胞在線粒體和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行的。

2、聯(lián)系：在綠色植物中，光合作用和呼吸作用這兩個(gè)生理活動(dòng)是相互聯(lián)系、相互制約的，呼吸作用需要的物質(zhì)和能量來(lái)自光合作用，光合作用需要的原料來(lái)自呼吸作用，二者即相互依賴又是不同的兩個(gè)生理過(guò)程。

四、光合作用和呼吸作用的應(yīng)用

隨著人們對(duì)生物學(xué)的研究越來(lái)越透徹，光合作用和呼吸作用的關(guān)系被人們熟悉掌握以后，利用二者的關(guān)系來(lái)為人類服務(wù)，給人類的生活帶來(lái)了翻天覆地的變化，為人類的生活帶來(lái)了意想不到的驚喜。對(duì)于光合作用來(lái)講，在人們充分了解了光合作用的本質(zhì)以后，利用光合作用給人類帶來(lái)了意想不到的便利。首先就是塑料大棚的普及，使用藍(lán)紫色塑料薄膜搭建種植農(nóng)作物的場(chǎng)所，可以補(bǔ)充冬季陽(yáng)光的不足，提高光合作用的強(qiáng)度。根據(jù)光合作用和呼吸作用的關(guān)系，向大棚內(nèi)釋放二氧化碳，以降低呼吸作用的強(qiáng)度，來(lái)保證農(nóng)作物的生長(zhǎng)。根據(jù)溫度對(duì)二者的影響，白天把大棚的溫度適當(dāng)提高，夜晚再想辦法降低溫度，通過(guò)增大晝夜溫差來(lái)提高產(chǎn)量。然后是對(duì)人類健康的改變，比如在室內(nèi)適當(dāng)?shù)酿B(yǎng)一些花草，可以提高室內(nèi)的空氣質(zhì)量，有利于人們的呼吸和健康，還有超市的蔬菜水果用保鮮袋包裹，減少氧氣的進(jìn)入，降低呼吸作用，保持蔬菜水果的新鮮，等等這些實(shí)例告訴我們，明確理解植物的光合作用和呼吸作用的關(guān)系，對(duì)我們?nèi)祟惖慕】岛桶l(fā)展有非常大的好處。

五、全面理解光合作用和呼吸作用的關(guān)系

從時(shí)間、影響因素、物質(zhì)、能量、代謝等方面來(lái)全面掌握光合作用和呼吸作用的關(guān)系。光合作用主要在白天有光的時(shí)候進(jìn)行，呼吸作用白天晚上都在進(jìn)行。有一些因素是相同的，有些因素不同，如溫度既能影響光合作用也能影響呼吸作用，光和二氧化碳只能影響光合作用，能量方面，光合作用利用的是光能，呼吸作用只能利用化學(xué)能。通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察，探索各種光合作用和呼吸作用的各種性質(zhì)，全面掌握課本知識(shí)的同時(shí)，閱讀課外生物學(xué)文獻(xiàn)，爭(zhēng)取融會(huì)貫通光合作用和呼吸作用的知識(shí)。

綜上所述，在高中生物乃至整個(gè)生物學(xué)的研究中，我們可以發(fā)現(xiàn)，植物的光合作用和呼吸作用都是植物進(jìn)行生存的生理活動(dòng)。二者之間有區(qū)別，有著不同的工作機(jī)能，更有千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系，光合作用離不開呼吸作用，呼吸作用更離不開光合作用，這兩項(xiàng)生理活動(dòng)相互聯(lián)系、相互供給。由光合作用和呼吸作用的關(guān)系我們可以發(fā)現(xiàn)大自然的魅力，每一顆渺小的枝丫都是一個(gè)有著自己完美的生存系統(tǒng)的生命，所以世間萬(wàn)物之間都存在著千絲萬(wàn)縷的關(guān)系，等著我們?nèi)ヌ骄俊?/p>

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