光合作用和呼吸作用

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我将通过打破科学教师的沉默准则来开始这个，因为我们最喜​​欢的诡计问题是关于光合作用和呼吸的一个。自从小学以来，植物做光合作用和动物呼吸的小学已经教过。并且光合作用的细胞器是叶绿体，有氧呼吸的细胞器是线粒体。到目前为止这么好，所以诀窍是什么？诀窍是提出这样的问题;在植物细胞，细胞壁，线粒体，叶绿体，乘体中发现以下哪项。一直在课堂上关注的孩子们继续，“植物，他们没有骨头，哦，他们有一个细胞墙。有一个并做光合作用或叶绿体，所以它必须是I和III。”这是诀窍。

记住，光合作用就是获取能量并用它来生成糖，储存能量。植物不需要这些能量吗?为了分解糖，它们必须进行有氧呼吸，所以它们实际上需要线粒体。所以正确答案是c。这突出了孩子们经常向我报告光合作用和呼吸困难的众多原因之一。

现在，它们不仅是在微观层面上进行的，所以孩子们看不到它们在他们面前发生，而且一般来说，老师们是分开教它们的。所以孩子们很难看出其中的联系。它们其实并不难理解，特别是如果你记住它们是非常相似的过程，只是反向运行。这有点像穿衣服，和脱衣服的方式很相似。

所以我将通过快速概述光合作用来开始这个，然后概述有氧呼吸。然后，我会通过比较和对比这两个流程来完成，因为那种文章问题通常会在AP生物学问题或论文问题上抛出孩子。所以我会为你准备好。

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为了让你们理解这整个过程，我要讲一点化学。但别担心，我不会逼得太紧。我只需要你知道，物质是由分子组成的。分子是由原子组成的。如果我从分子中分离出一些原子，用它们来构建新的分子，这就叫做化学反应。不强硬。现在我要讲一点“不要问太多问题”就是关于能量的整个概念。

现在希望你知道，能源只是工作的能力，或者导致改变。现在有许多方法可以存储能量，并且可以存储能量的位置，是在一本书中。如果你站在书架旁边，那么有一本低架子上的书，与高架，哪一个更担心摔倒在你的脚上。高度，因为低的一个没有能量造成变化的能量，就像重新排列在脚下的骨头形状一样。或者如果其中一个在这里，如果它落在这里，那么有更多的能量。

只是为了确保你全部清楚，光合作用是植物完成的过程，以便从空中抓住能量。它也由藻类或光合细菌等其他生物进行。现在，这是这样的基本思想，它使用光的能量从空气中抓住二氧化碳，并将它们放在一起，以产生一些葡萄糖和氧气。我将在这里得到所有科学的，我将提出其中一个科学反应。

这里我们看到6CO2 + 6H2O +光，生成C6H12O6 + 6O2。在你们开始认为我在上大学预修微积分之前，这里有数学，这不是很难的数学。首先要注意的是，所有的数字基本上都是6或2，或者6乘以2。

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在这里看到我们这里有6个二氧化碳。请注意，葡萄糖中有6个碳。我们在这里有6个水域，那里有6次2,12氢。我们在这里有6个氧气，并负责二氧化碳带来的602秒。我们可以在这里使用这些氧气来制作那些6个人。现在，我在多年前教导了这一位学生，他们看过太多恐怖电影正在看待这个，“如果6 6 6那样，敌基督者的计划！”

在大学里被迫上了那么多纽扣课之后，我不太喜欢计划，但我从来没有指责计划导致了世界末日。但如果这有帮助，那好啊，为什么不呢。

因此，如果您在AP生物文章中对该方程响起了关于光合作用的，您已经让自己成为了一个观点。如果您可以获得两三个或三个，您将获得平均通过等级。但如果你想获得更多积分，那么你需要做的是你需要开始谈论叶绿体的结构。嗯，让我们来看看。

这里我们看到一个叶绿体它有双层外膜，内部的第三层膜覆盖着这些折叠的圆盘，叫做类囊体。现在你会看到类囊体排列在这些称为基粒的堆栈中。单个堆栈称为粒。在它们周围，在叶绿体的双层膜或包膜内，是一种被称为基质的水状液体，基质中显然有一些水以及各种酶和其他物质漂浮在里面。正是在这些类囊体圆盘中，光合作用的前半部分，即光反应发生。让我们来看看。

在光反应中，它显然需要光。发生的是，光线照射到类囊体膜这个基粒。

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在囊体膜中嵌入许多不同的分子中，包括称为叶绿素的东西。这是一种植物颜料。氯是绿色的，phyl是指叶。它被称为，因为它在叶子中发现是绿色的。因此这种叶绿素分子吸收光的能量。它吸收了它给出了一些电子的能量。那些电子有足够的能量来旋转并飞离叶绿素分子。那些电子不仅仅像某种奇怪的闪电球一样射击，而是沿着三个特殊分子的一个特殊分子通过一个特殊分子，称为电子传输系统。

这些高能电子的能量，被用来将基质中的氢离子搁置到类囊体盘的内部空间，称为腔。当这些氢离子最终从类囊体中倒流出来时，它们必须偿还用于放置它们的能量。它们被用来创造一种叫做ATP的能量分子，也就是三磷酸腺苷。你通过取二磷酸腺苷，ADP，和单个磷酸离子，把它们放在一起得到ATP。这就是我们需要的产物之一。

接下来发生的是更多的光被吸收。这些光被传递给另一个叶绿素分子。叶绿素中的电子会变成一个高能的电子载体，叫做NADP+。我们在这里看到，NADP+过来它接收了叶绿素释放的电子，变成了一种叫做NADPH的东西。所以它被还原为NADPH。现在，你可能会想叶绿素失去了很多电子。电子是将原子连接在一起的物质，它们形成了化学键。如果我们一直放弃所有组成叶绿素的电子，为什么叶绿素没有分解。这是个好问题，它需要得到替代电子。

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很明显，在所有的活细胞中都有大量的水。所以植物所做的，就是用水来获得这些替代电子。记住，水是H2O，有一对氢连着一个氧。你把束缚它们的键扯下来，拿走电子，把它们还给叶绿素。叶绿素没问题，但水已经分解形成了氧气。氢在哪里?这是我的氢被带走了。

因此，接下来会发生什么，现在我们已经暂时存储在ATP中的能量，并且由NADPH携带的高能量电子，类似的高能量电子出租车。他们去做一个名为Calvin周期的过程。

现在，Calvin循环是一种在电池的水性基质中发生的一系列生化反应，其用ATP提供的能量和使用所提供的高能电子，而不是NADPH。它们从空气中抓取二氧化碳，并将其组装成糖等糖。这就是我们在这里看到的。二氧化碳进入，碳水化合物出来。所以你只能继续做这个过程。现在，一旦发生这种情况，ATP和高能量电子的用尽能量会发生什么？好的能量现在处于葡萄糖中。如果这个过程一直在发生，那么出现了什么？好吧，让我们看看。

我们在这里看到，ADP和磷酸盐返回光反应，并且NADP +也回来了。所以你可以继续骑自行车，在这里被吸收和交付能量。然后，能量用于创造存储能量的糖。不仅适用于储存能量，而且葡萄糖也是细胞的非常方便的建筑材料。

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既然我们已经了解了能量是如何被用来制造葡萄糖的，现在让我们来看看我们如何通过分解葡萄糖来将能量释放出来。有氧呼吸就是利用空气中的氧气，分解葡萄糖。在这个星球上，几乎每一种细胞，都以这样或那样的方式进行呼吸。比如细菌，原生生物，植物，真菌。而我们动物，我们都能做有氧呼吸。注意，有一些事情是专门做这个版本的无氧呼吸。但我将重点关注我们这些能做有氧呼吸的人，这是这个星球上的大多数生物。

我们来看看它的化学方程式。你们可以看到这个看起来很熟悉。记住之前的光合作用，我们有二氧化碳，水和能量，作为反应物，现在它们是产物，被生产出来的东西。在这里，我们有葡萄糖和6个氧分子，它们现在是反应物，而之前是生成物。所以，如果你记住它们是相同的东西只是反向运行，你的生活将会更简单。当然有一些细节是不同的。我们做有氧呼吸，这样我们就可以走路、说话、拥抱或思考。我们不是为了发光。所以在光合作用中，能量以光的形式存在。这是ATP的形式，细胞可以利用它做任何它想做的事情，比如合成蛋白质或发送信号。

让我们通过有氧呼吸的步骤，现在我们已经看到了这一方程。有氧呼吸的第一步是糖酵解。如果你看一下Glyco意味着糖，裂缝意味着分裂，这就是发生的事情。我们抱着我们的葡萄糖，我们将它分成两半。现在这样做，这发生在细胞的细胞溶胶或细胞质中。填充细胞膜内部的含水液体。

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在那里，使用酶来对葡萄糖进行一些能量，使其破坏它，然后一些其他酶可以分解葡萄糖，最终形成一对称为丙酮的碳分子。再次葡萄糖有6个碳，我们将其捕获一半，我们现在有2个壁板。

当你这样做时，你会出去一些ATP。我们花了两个你四个。我们还能够采用原始葡萄糖中的几个高能量电子，并将它们放在另一个高能量电子载体上，其中一些NADP +称为NAD +。这表明了nadph。

接下来，我们取丙酮然后进入线粒体。现在让我们快速看一下线粒体，这样我们就能确保你们理解它的结构，就像你们理解叶绿体的结构一样。线粒体很像叶绿体，有不止一层膜。它有一层外膜类似于叶绿体的包膜，还有一层折叠的内膜。就像叶绿体折叠的类囊体膜一样。在这个折叠的薄膜里面，有一种水状液体，听起来很熟悉。这个叫做矩阵。

现在线粒体的折叠内膜称为嵴。让我们来看看下一步，这表明这是什么发生在那个丙烷上。它进入基质，线粒体的含水液体。在那里，丙烷通过一系列生化事件，就像Calvin循环一样，作为一系列生化事件。在这里，酶开始拔掉，这些二氧化碳最终最初构建该葡萄糖最初的葡萄糖。随着二氧化碳拆下，将其握住它的一些高能量电子被递送至NAD +，使NADH制成。我们看到这种情况发生在这里，我们看到这里发生这种情况。

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你也可以得到一些ATP和另一种叫做FAD的高能电子载体。这也变成了FADH。通过糖酵解，我们把葡萄糖分成了两半，现在我们进入了线粒体。在线粒体中，我们开始分解丙酮酸，然后得到一些ATP，以及一些NADH和FADH，生成高能电子载体。

如果你能记得在一篇关于有氧呼吸的文章中提到这种高能电子载体，你就又多得了一分。记住糖酵解之后是克雷布斯循环，还有几个点。现在我们该怎么处理这些高能电子呢?让我们来看看。

还记得早期叶绿体中的高能电子吗?它们被用于几个目的。一个被发送去制造葡萄糖，这些能量电子的另一个目的，记得我提到过的关于泵送氢离子并制造ATP的东西吗?这是高能电子。它们脱落了，我们可以看到，就像在类囊体膜中一样，一个电子传输系统在线粒体的嵴膜中。所以高能量的电子被丢弃这些电子的能量被用来将氢离子放置在外层膜和嵴之间的空间中。

最终，这些氢离子会穿过这个叫做ATP合酶的特殊分子。就像在类囊体膜上的ATP合酶，重新合成ATP。这就是为什么它被称为ATP合酶。“Ase”的意思是酶，这是一种合成ATP的酶。

现在，你可能会想，这些高能量的电子，它们的能量已经被利用了，所以最后发生的事情就是我们最终得到了这些电子。现在它们的能量消失了，它们变成了低能电子。

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让我们把它们放回水中这就是氧气的用途。它吸收电子，夺取一些氢离子，没有水。有氧呼吸就讲完了。

我知道有很多地面覆盖物。希望你已经开始意识到这非常简单，特别是当你知道它有多重复的时候。例如这两个方程，它们本质上是相同的只是反过来。让我们仔细看看。

同样，在这里，我们看到光合作用的反应物，是有氧呼吸的产品。虽然光合作用产品是有氧呼吸的反应物。刚提到这一点，会给你一个点。只是专注于这种东西，这并不难。同样，它是关于储存能量或释放能量的全部。

虽然动物有线粒体仅此而已，但记住，植物两者都有。它们有叶绿体和线粒体。白天，它们都在跑步。在白天，光能进入植物进行光合作用，植物开始排出葡萄糖和氧气。在白天，植物利用一些碳水化合物和氧气来制造ATP，这是细胞运行各种过程所需要的。像我提到的蛋白质合成，或者把东西泵出细胞。这会将二氧化碳和水释放到空气中或者直接释放回叶绿体中。然而在晚上，却不能这样做，所以这是唯一发生的过程。

这是一种可以测量这两个不同物体的速率的方法。因为如果你有一个二氧化碳室，你可以把一个植物细胞放在那里然后测量有多少二氧化碳在阳光下被吸收。然后当你关灯时，你就可以测量释放出多少二氧化碳。释放出来的二氧化碳是由有氧呼吸引起的。

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之前有光的时候，二氧化碳在下降，这里有个技巧。这是因为光合作用。后退一点，因为有氧呼吸。光合作用的真正方法是你在光和黑暗中测量到的绝对差异。这就是所谓的总初级生产力和净初级生产力的对比，让你又多了一分。

在他们使用电子传输系统的这两个过程中发生的其他一些事情，因为它在制造ATP时非常有效。在这里，它在紫曲面膜中，这里是嵴膜。这是关于高能电子的电子传输系统。在ATP的生产中，这些高能量电子被用于在膜上搁置氢离子。虽然，当他们出来时，他们会制作ATP。

涉及到什么电子载流子?在光合作用中有NADPH，在有氧呼吸中有NADH。我以前和我的学生们有一个问题，就是他们不记得哪个是光合作用，哪个不是。如果有一些线索表明植物利用NADPH进行光合作用就好了。在交替有氧呼吸中存在FADH。如果只有一种方法可以弄清楚只使用一次?这是一种时尚。

我要讲的最后一件事是这些过程的划分。这里，你注意到这里有一个隔间，这个内部的隔间和那里的隔间。在有氧呼吸中，记住那些氢离子被电子传输系统泵入，它们被泵入这个空间。

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用叶绿体，氢离子被泵入囊体膜的内部空间。为什么这很重要？那些关于化学物质的人可能会说，“嘿氢离子，大量的氢离子是指酸。”这是正确的。如果您了解酶，酸和酶通常不起作用。

注意它们在这里被抽离基质，在这里被抽离基质。参与无氧呼吸和光合作用的酶在哪里?这里是克雷布斯循环。这就是卡尔文循环。

所以克雷布斯循环和卡尔文循环都在膜的安全侧。同样，这些东西是一样的，只是反过来。我的意思是，想想，光合作用是从什么开始的?电子传递系统，它最后做了一些生物化学的简单分子。有氧呼吸开始于生物化学分解分子，然后结束于电子传输系统生成ATP。就是这样。只要记住这些东西，还有论文的要点。

就像我一直说的，如果你能记住这两个过程本质上是一样的只是反向运行，学习和研究这些东西就会简单得多。最小值，记住方程。记住这里有6O2s, 6H2O，氧和一个葡萄糖。光合作用是把二氧化碳和水结合在一起，再加上能量，产生葡萄糖和氧气。而呼吸作用则是将葡萄糖和氧气分解，产生二氧化碳和水，并将能量释放出来。

光合作用始于涉及使用高能电子的电子传输系统，通过泵送氢离子来制造ATP的光反应。

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就像一个副作用一样，这被称为化学症。提到这一点，还有一个关于你的散文。然后通过制造高能量电子将其持续到称为NADPH的高能载体继续。这脱离了Calvin的循环，它使用来自NADPH的ATP，高能量电子构建葡萄糖。有氧呼吸从糖酵解开始，采取这种葡萄糖，收获一半然后通过克雷斯循环贯穿。分解丙烷分开，在NADH和FADH上发出一点点ATP和一些高能量电子。它用化学症完成，使用电子传输系统泵送一些氢离子并踢出一吨ATP并将那些使用的电子在氧气下施加到氧气下。

需要很多步骤来恢复，但如果你能按我刚才讲的做，你就能在选择题部分做得很好。为了让你们更敏锐，我强烈建议你们看我的视频我集中在光合作用和呼吸的细节上。这么做，你就会掌握它，你就能在AP生物学考试中踢出一大部分。