光合作用和呼吸作用在生物学中的关系

赵光大

【摘要】植物的光合作用和呼吸作用在生物学的范畴内都占有重要的地位，在高中生物的教学教材上，光合作用和呼吸作用的知识占有很大的比例。明确光合作用和呼吸作用二者的区别和联系，深入了解这两项生理活动的实质和意义，对于整个高中生物的学习具有非常重要的作用。本文通过二者一系列的比较来阐述植物光合作用和呼吸作用之间的关系，让同学们发现大自然生物学的奇妙之处。

【中图分类号】G633.91 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2015）19-0105-01

植物与动物不同，他们没有独立的消化系统，所以它们要靠其他技能来补充自身所需要的物质，就绿色植物而言，光合作用和呼吸作用是摄取营养和释放能量的过程，就好像人类吃饭排泄一样，是维持植物生存的一种天生的技能。在我们的研究中发现，植物的这两种本能之间存在着千丝万缕的区别和联系，是相互依存又独立存在的两种生理活动。

一、概念比较

光合作用是指含有叶绿体的绿色植物在可见光的照射下，吸收二氧化碳，将二氧化碳和水转变成自己需要的物质，并释放出氧气的过程。这个过程的关键参与者是叶绿体。由叶子进到内部的二氧化碳和由根部进到内部的水，在叶绿体的作用下转变成为淀粉。呼吸作用是细胞内有机物在氧气的参与下被分解成二氧化碳和水，同时释放能量的过程。呼吸作用可以分为有氧呼吸和无氧呼吸，有氧呼吸是生物体在细胞内将有机物氧化分解并产生能量的化学过程，生物的生命活动都需要消耗能量，这些能量来自生物体内糖类、ATP等的能量。无氧呼吸是细胞呼吸的一种方式，指细胞生活在无氧或者缺氧的条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物不彻底的氧化分解成酒精或乳酸等，同时释放出能量。通过概念的比较我们可以看出，光合作用产生的氧气可以供给植物进行呼吸作用，呼吸作用产生的二氧化碳由植物直接吸收进行光合作用，二者之间形成了一个小自给自足的循环关系。

二、光合作用和呼吸作用的意义

光合作用的意义在于，它制造的淀粉等产物为动物和人提供了食物的来源，吸收二氧化碳释放氧气的过程维持了地球的碳——氧平衡，因此，人类乃至整个生物界都离不开植物的光合作用。呼吸作用的意义是能为植物的生命活动提供能量，植物的生长、营养物质的吸收、有害物质的排放等都离不开植物的呼吸作用，植物呼吸作用产生的酶，不仅是供自己生长的必需品，人们还能够利用这些酶进行一些工业的加工制造，可以酿造葡萄酒等等。由此我们可以发现，光合作用和呼吸作用都有自己独特的作用，二者都是在为植物这个整体服务的，所以二者又是互为个体的关系，无论是光合作用还是呼吸作用都有自己独立的工作系统，都是大自然带给它们的，生存的能力。

三、二者的区别和联系

1、区别：（1）光合作用把二氧化碳和水制造成氧气和有机物，呼吸作用把有机物和氧气结合起来生成二氧化碳和水。（2）光合作用的动力来自光能，呼吸作用的动力来自有机物。（3）光合作用的条件是光、叶绿素等色素、酶等，呼吸作用的条件是氧气和酶等。（4）光合作用是真核细胞在类囊体的薄膜和叶绿体基质中进行反应，呼吸作用是绝大多数真核细胞在线粒体和细胞质基质中进行的。

2、联系：在绿色植物中，光合作用和呼吸作用这两个生理活动是相互联系、相互制约的，呼吸作用需要的物质和能量来自光合作用，光合作用需要的原料来自呼吸作用，二者即相互依赖又是不同的两个生理过程。

四、光合作用和呼吸作用的应用

随着人们对生物学的研究越来越透彻，光合作用和呼吸作用的关系被人们熟悉掌握以后，利用二者的关系来为人类服务，给人类的生活带来了翻天覆地的变化，为人类的生活带来了意想不到的惊喜。对于光合作用来讲，在人们充分了解了光合作用的本质以后，利用光合作用给人类带来了意想不到的便利。首先就是塑料大棚的普及，使用蓝紫色塑料薄膜搭建种植农作物的场所，可以补充冬季阳光的不足，提高光合作用的强度。根据光合作用和呼吸作用的关系，向大棚内释放二氧化碳，以降低呼吸作用的强度，来保证农作物的生长。根据温度对二者的影响，白天把大棚的温度适当提高，夜晚再想办法降低温度，通过增大昼夜温差来提高产量。然后是对人类健康的改变，比如在室内适当的养一些花草，可以提高室内的空气质量，有利于人们的呼吸和健康，还有超市的蔬菜水果用保鲜袋包裹，减少氧气的进入，降低呼吸作用，保持蔬菜水果的新鲜，等等这些实例告诉我们，明确理解植物的光合作用和呼吸作用的关系，对我们人类的健康和发展有非常大的好处。

五、全面理解光合作用和呼吸作用的关系

从时间、影响因素、物质、能量、代谢等方面来全面掌握光合作用和呼吸作用的关系。光合作用主要在白天有光的时候进行，呼吸作用白天晚上都在进行。有一些因素是相同的，有些因素不同，如温度既能影响光合作用也能影响呼吸作用，光和二氧化碳只能影响光合作用，能量方面，光合作用利用的是光能，呼吸作用只能利用化学能。通过实验观察，探索各种光合作用和呼吸作用的各种性质，全面掌握课本知识的同时，阅读课外生物学文献，争取融会贯通光合作用和呼吸作用的知识。

综上所述，在高中生物乃至整个生物学的研究中，我们可以发现，植物的光合作用和呼吸作用都是植物进行生存的生理活动。二者之间有区别，有着不同的工作机能，更有千丝万缕的联系，光合作用离不开呼吸作用，呼吸作用更离不开光合作用，这两项生理活动相互联系、相互供给。由光合作用和呼吸作用的关系我们可以发现大自然的魅力，每一颗渺小的枝丫都是一个有着自己完美的生存系统的生命，所以世间万物之间都存在着千丝万缕的关系，等着我们去探究。

参考文献：

[1]刘汉超.植物的呼吸作用和光合作用的区别与联系[J].考试（高考.理科版）.2006（10）

[2]陈宜胜.比较植物光合作用与呼吸作用[J].农村青少年科学探究.2009（08）

[3]陈丰华.对“植物呼吸作用产生二氧化碳”演示实验的改进[J].新课程（下）.2013（02）