第三節　 光合作用與呼吸作用.

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1 第三節　 光合作用與呼吸作用

2 地球上的能量來源 太陽輻射能

3 光合作用 植物 吸收太陽輻射能轉換為化學能 貯存在植物體內，以供本身及其他生物利用

4 呼吸作用 生物 將醣類、脂質及蛋白質等氧化轉化為ATP 執行各項生理作用

5 光合作用

6 光合作用（photosynthesis）
植物藉由葉綠素吸收太陽的能量 把二氧化碳轉化成碳水化合物的化學反應過程

7 光合作用 植物的葉肉組織的葉綠體（chloroplast）內進行
葉綠體的葉綠餅（granum）及基質（stroma）分別執行光合作用中的光反應和暗反應

8 光合作用 提供地球生物的食物、能量和氧氣

9 光合作用的過程可分為： 光反應（light reaction） 暗反應（dark reaction）

10 光反應（light reaction） 有光能存在才能 在葉綠體的囊狀膜上進行

11 葉綠餅的囊狀膜上含有多種色素，可接收光能
葉綠素a 為主要色素 當葉綠素a接受光能後，能放出電子，電子經一連串的電子傳遞，最後傳給NADP＋ 形成NADPH

12 為了補充葉綠素a傳遞出去的電子消耗，使得反應能持續進行

13 質子在葉綠體內造成濃度梯度差，透過膜上蛋白，形成ATP
氧則為光反應的副產物，釋出至大氣中供生物使用

14 光反應的步驟和產物

15 暗反應（dark reaction） 緊接在光反應之後，在葉綠體的基質中進行 經由基質中的酵素催化，把二氧化碳固定下來，

16 暗反應（dark reaction） 利用光反應產生的ATP及NADPH，先合成三碳糖，再經過多個步驟合成蔗糖或澱粉

17

18 影響光合作用的因素

19 影響光合作用的因素 生物因素 非生物因素

20 生物因素 葉的發育和外形 光合作用產物的輸出

21 葉的發育過程中 幼葉的葉綠素和葉綠體含量少 氣孔密度偏低 葉肉組織分化不完整 使幼葉的光合作用速率比成熟葉片來的低

22 非生物因素 光照 氣溫高低 土壤中的含水量 空氣中的二氧化碳濃度

23 光照 主要是影響光反應的進行 在正常情況下，光照強度愈強，光反應也愈旺盛，光合作用效率就愈高

24 圖2-18　光照強度與光合作用速率模式圖 （樟樹Cinnamomum camphora 幼苗）

25 溫度 主要是影響酵素的活性 當溫度在一定範圍內時，升高溫度可促進光合作用速率

26 溫度也間接影響氣孔的開閉，對二氧化碳的進出及水分的蒸散作用有所影響 當溫度太高時，氣孔關閉，光合作用速率就會降低
圖2-19　溫度與光合作用速率模式圖（樟樹幼苗）

27 水不但是光反應的原料，亦會影響氣孔的開閉
當土壤中的含水量低時，光合作用速率降低

28 二氧化碳 二氧化碳是暗反應的原料 二氧化碳濃度高時光合作用速率高 若缺少二氧化碳，則無法進行暗反應
圖2-20　二氧化碳濃度與光合作用速率模式圖 （樟樹幼苗）

29 呼吸作用

30 植物可藉光合作用製造所需要的養分，除了供植物體的本身利用外
還可把養分儲存於根、莖、葉、花、 果實或種子，而成為人類和其他動物的養分來源

31 細胞呼吸作用（cellular respiration）
不管是自營或異營的生物都要藉由酵素的作用將細胞內的有機物質 例如：醣類、蛋白質及脂質等大分子分解，並於過程中產生能量

32 呼吸作用 有氧呼吸（aerobic respiration） 無氧呼吸（anaerobic respiration）

33 以植物細胞內的葡萄糖為例： 有氧呼吸：在有氧氣參與的情形下，葡萄糖在細胞質中可氧化分解為丙酮酸，丙酮酸進入粒線體內再進一步分解成二氧化碳、水並釋出能量

34 有氧呼吸

35 無氧呼吸（或稱發酵作用）：如果在沒有氧氣參與的情況下，葡萄糖會分解為二氧化碳、酒精和釋出少量的能量

36 植物有氧呼吸過程中可產生較多的ATP 無氧呼吸產生的能量較少 因此有氧呼吸是植物最常採用的方式

37 影響呼吸作用的因素

38 影響呼吸作用的主要環境因素： 氧氣 溫度

39 氧為有氧呼吸所必須 若是缺氧，則進行無氧呼吸

40 呼吸作用需由酵素協助完成 酵素的活性則直接受溫度的影響，在一定的溫度範圍內 低溫會抑制呼吸作用 高溫可促進呼吸作用

41 植物的呼吸速率會因植物種類、發育時期和生理狀態而有所差別
呼吸速率高：幼嫩、生長旺盛的組織 呼吸速率低：成熟和衰老的組織