专题04 细胞呼吸与光合作用（知识清单江苏专用）（原卷版及全解全析）

专题04细胞呼吸与光合作用1.细胞呼吸（1）探究酵母菌细胞的呼吸方式①酵母菌是单细胞真菌，属于生物。有氧条件下产生；无氧条件下产生。②产物检验：酒精：用酸性溶液检验。CO₂：用或溶液检验。（2）有氧呼吸的过程过程场所发生反应第一阶段细胞质基质第二阶段第三阶段（3）有氧呼吸和无氧呼吸的过程及异同①总反应式有氧呼吸：；无氧呼吸：植物的根、酵母菌等：；动物、马铃薯的块茎、乳酸菌等：；②有氧呼吸和无氧呼吸的比较呼吸方式有氧呼吸无氧呼吸不同点场所、线粒体细胞质基质条件氧气、酶无氧气参与、酶物质变化葡萄糖分解，产生二氧化碳和水葡萄糖分解，生成酒精、二氧化碳或生成乳酸能量变化释放能量，合成大量ATP释放能量，合成少量ATP相同点相同；实质相同，都是分解，释放。【记忆口诀】有氧呼吸三步曲，葡糖分解丙酮酸，二步进入线粒体，彻底氧化放能量；无氧呼吸两类型，酒精乳酸来区分，场所都在细胞质，释放能量比较少。（4）细胞呼吸的意义及其应用①意义：为生物体的生命活动提供。为细胞代谢提供许多。②应用：a.农业生产上，设法适当细胞呼吸，以促进作物的生长、发育。如水稻生产中适时露田和晒田等措施是为了改善土壤通气条件，以增强根系的。b.粮食储藏和果蔬保鲜，要设法细胞的呼吸强度，尽可能减少的消耗。粮食储藏时，要注意温度和保持，细胞呼吸；果蔬储藏时，采用氧气浓度、充氮气或温度等方法抑制细胞呼吸。2.光合作用（1）光合作用的场所及光合色素①绿色植物光合作用的场所是。叶绿体增大膜面积的方式是形成基粒。吸收光能的四种色素分布在上；与光合作用有关的酶分布在和中。②绿叶中的色素包括和两大类。叶绿素分为和，类胡萝卜素分为和。叶绿素主要吸收，类胡萝卜素主要吸收。叶绿素对绿光吸收量最，绿光被反射出来，所以叶片呈现绿色。（2）光合作用的发现过程①叶绿体功能验证实验——恩格尔曼实验过程：将水绵和好氧细菌的临时装片放在没有空气的小室内，在黑暗中用极细光束照射水绵，发现细菌只向叶绿体被光束照射到的部位集中。如果装置放在光下，细菌则分布在叶绿体所有受光的部位。结论：是绿色植物光合作用的场所，氧气是由释放的。②1937年希尔（英国）在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂（悬浮液中有H₂O，没有CO₂），发现在光照下产生了。③1954年阿尔农（美国）发现，在光照下，叶绿体可合成ATP，这一过程总是与相伴随。④鲁宾和卡门实验证明：光合作用释放的O2全部来自，实验方法是。⑤卡尔文用14C标记的14CO₂供小球藻（一种绿藻，真核生物）进行光合作用，然后追踪检测放射性14C的去向（同位素标记法）。实验探明了CO₂中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径（即循环）。⑥光合作用的总反应式：（3）光合作用的过程过程光反应阶段暗反应阶段所需条件必须有光有光、无光均可进行场所膜上中物质变化；ATP的合成；C₃的还原能量转换光能转化为中的化学能ATP和NADPH中的化学能转化为中的化学能联系光反应产生的参与暗反应C₃的还原，暗反应为光反应提供ADP、Pi、NADP⁺；无光反应，暗反应无法进行；无暗反应，有机物无法合成；植物长时间无光照，光合作用无法进行。【记忆口诀】光合作用两反应，光暗交替同进行，光暗各分两步走，光为暗还供氢能，色素吸光两用途，解水释氧暗供氢，ADP变ATP，光变不稳化学能；光完成行暗反应，后还原来先固定，二氧化碳气孔入，C5结合C3生，C3多步被还原，需酶需能还需氢，还原产物有机物，能量储存在其中，C5离出再反应，循环往复永不停。（4）影响光合作用的环境因素①光照强度A点：植物体只进行作用。B点：光合作用速率呼吸作用速率（光补偿点）。A～C段：光合作用速率随光照强度增加而增加。C～D段：影响光合作用速率的外界因素主要是等（光照强度不再是限制因素）。【易错提醒】净光合与总光合混淆：总光合速率=净光合速率+呼吸速率（黑暗条件下测呼吸速率）。易错把“光照下的CO₂吸收量”“O₂释放量”当成总光合速率（实际是净光合）。②CO₂浓度：影响曲线与光照强度对光合作用速率的影响曲线相似。③温度：光合作用仅在一定温度范围内进行，温度时速率最快，高于或低于最适温度，速率降低。（5）光合作用原理在农业生产中的应用根据光合作用的原理，在农业生产上主要靠光照时间、光照面积、提高光合效率来提高粮食产量。①农业上采用套种、等措施，使农作物充分吸收阳光，以达到增产的目的。②利用大棚栽培植物，可适当、和，以提高光合作用的效率。温室大棚采用玻璃；温室栽培植物时，白天适当温度，晚上适当温度；温室栽培多施有机肥或放置干冰，以提高浓度。（6）化能合成作用①概念：利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放出的能量（）来制造有机物。②实例：生活在土壤中的硝化细菌，能将土壤中的氨（NH₃）氧化成亚硝酸（HNO₂），进而将亚硝酸（HNO₂）氧化成硝酸（HNO₃）。硝化细菌能够利用这两个化学反应中释放出的化学能，将二氧化碳和水合成为，维持自身生命活动。

专题04细胞呼吸与光合作用1.细胞呼吸（1）探究酵母菌细胞的呼吸方式①酵母菌是单细胞真菌，属于兼性厌氧型生物。有氧时产二氧化碳和水；无氧时产二氧化碳和酒精。②产物检验：酒精：用酸性重铬酸钾溶液检验。CO₂：用澄清石灰水或溴麝香草酚蓝溶液检验。（2）有氧呼吸的过程过程场所发生反应第一阶段细胞质基质第二阶段线粒体基质第三阶段线粒体内膜（3）有氧呼吸和无氧呼吸的过程及异同①总反应式有氧呼吸：无氧呼吸：植物的根、酵母菌等：动物、马铃薯的块茎、乳酸菌等：②有氧呼吸和无氧呼吸的比较呼吸方式有氧呼吸无氧呼吸不同点场所细胞质基质、线粒体细胞质基质条件氧气、酶无氧气参与、酶物质变化葡萄糖彻底分解，产生二氧化碳和水葡萄糖分解不彻底，生成酒精、二氧化碳或生成乳酸能量变化释放大量能量，合成大量ATP释放少量能量，合成少量ATP相同点第一阶段相同；实质相同，都是分解有机物，释放能量【记忆口诀】有氧呼吸三步曲，葡糖分解丙酮酸，二步进入线粒体，彻底氧化放能量；无氧呼吸两类型，酒精乳酸来区分，场所都在细胞质，释放能量比较少。（4）细胞呼吸的意义及其应用①意义：为生物体的生命活动提供能量。为细胞代谢提供许多中间产物。②应用：a.农业生产上，设法适当增强细胞呼吸，以促进作物的生长、发育。如水稻生产中适时露田和晒田等措施是为了改善土壤通气条件，以增强根系的细胞呼吸。b.粮食储藏和果蔬保鲜，要设法降低细胞的呼吸强度，尽可能减少有机物的消耗。粮食储藏时，要注意降低温度和保持干燥，抑制细胞呼吸；果蔬储藏时，采用降低氧气浓度、充氮气或降低温度等方法抑制细胞呼吸。2.光合作用（1）光合作用的场所及光合色素①绿色植物光合作用的场所是叶绿体。叶绿体增大膜面积的方式是类囊体堆叠形成基粒。吸收光能的四种色素分布在类囊体薄膜上；与光合作用有关的酶分布在类囊体薄膜上和叶绿体基质中。②绿叶中的色素包括叶绿素和类胡萝卜素两大类。叶绿素分为叶绿素a和叶绿素b，类胡萝卜素分为胡萝卜素和叶黄素。叶绿素主要吸收蓝紫光和红光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。叶绿素对绿光吸收量最少，绿光被反射出来，所以叶片呈现绿色。（2）光合作用的发现过程①叶绿体功能验证实验——恩格尔曼实验过程：将水绵和好氧细菌的临时装片放在没有空气的小室内，在黑暗中用极细光束照射水绵，发现细菌只向叶绿体被光束照射到的部位集中。如果装置放在光下，细菌则分布在叶绿体所有受光的部位。结论：叶绿体是绿色植物光合作用的场所，氧气是由叶绿体释放的。②1937年希尔（英国）在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂（悬浮液中有H₂O，没有CO₂），发现在光照下产生了氧气。③1954年阿尔农（美国）发现，在光照下，叶绿体可合成ATP，这一过程总是与水的光解相伴随。④鲁宾和卡门实验证明：光合作用释放的O2全部来自水，实验方法是同位素标记法。⑤卡尔文用14C标记的14CO₂供小球藻（一种绿藻，真核生物）进行光合作用，然后追踪检测放射性14C的去向（同位素标记法）。实验探明了CO₂中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径（即卡尔文循环）。⑥光合作用的总反应式：（3）光合作用的过程过程光反应阶段暗反应阶段所需条件必须有光有光、无光均可进行场所类囊体膜上叶绿体的基质中物质变化水的光解ATP的合成CO₂的固定C₃的还原能量转换光能转化为ATP和NADPH中的化学能ATP和NADPH中的化学能转化为有机物中的化学能联系光反应产生的NADPH和ATP参与暗反应C₃的还原，暗反应为光反应提供ADP、Pi、NADP⁺；无光反应，暗反应无法进行；无暗反应，有机物无法合成；植物长时间无光照，光合作用无法进行。【记忆口诀】光合作用两反应，光暗交替同进行，光暗各分两步走，光为暗还供氢能，色素吸光两用途，解水释氧暗供氢，ADP变ATP，光变不稳化学能；光完成行暗反应，后还原来先固定，二氧化碳气孔入，C5结合C3生，C3多步被还原，需酶需能还需氢，还原产物有机物，能量储存在其中，C5离出再反应，循环往复永不停。（4）影响光合作用的环境因素①光照强度A点：植物体只进行呼吸作用。B点：光合作用速率等于呼吸作用速率