专题04 细胞呼吸与光合作用（讲义江苏专用）（原卷版）

3/3专题04细胞呼吸与光合作用目录目录学考要求速览必备知识梳理高频考点精讲（2大必备知识点）考点一：细胞呼吸考点二：光合作用进阶分级练1、理解细胞呼吸的基本概念，包括有氧呼吸和无氧呼吸的定义与区别。2、掌握细胞呼吸的主要过程：糖酵解、柠檬酸循环（Krebs循环）和电子传递链的关键步骤及发生场所。3、能够解释ATP在细胞呼吸中的作用及其生成机制。4、分析氧气在有氧呼吸中的重要性，并能说明无氧呼吸的产物及意义。5、理解光合作用的基本概念与过程，掌握光反应和暗反应的主要区别与联系。6、能够描述叶绿体的结构及其在光合作用中的作用，解释色素的功能。7、掌握光合作用的原料（二氧化碳和水）与产物（氧气和有机物）之间的关系。8、分析影响光合作用效率的主要因素，如光照强度、二氧化碳浓度和温度。必备知识1细胞呼吸1．细胞呼吸细胞呼吸是指有机物在经过一系列的氧化分解，生成或其他产物，释放能量并生成的过程。其实质是细胞内的有机物氧化分解，并。2.[实验]探究酵母菌细胞呼吸方式（1）酵母菌：一种，属于真菌类。其细胞具有细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核和多种细胞器（如线粒体、内质网等）。生活方式：在有氧和无氧的条件下都能生存，属于，因此便于用来研究细胞呼吸的不同方式。（2）实验原理：检测二氧化碳的产生：通过变浑浊或溶液颜色变化（由蓝变绿再变黄）判断二氧化碳的生成。检测酒精的产生：利用在条件下与酒精反应变为的现象检测酒精。（3）实验方法——对比实验设置两个或两个以上的，通过对结果的比较分析，来探究某种因素对实验对象的影响，这样的实验叫作对比实验，也叫实验。（4）实验步骤：①配制酵母菌培养液：酵母菌＋质量分数为5%的葡萄糖溶液，分别装入A、B两锥形瓶中。甲组乙组②甲组中空气先通过NaOH溶液的目的是。③乙组中B瓶先密封放置一段时间后，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶的目的。④观察现象，得出结果A.CO2检测及结论：现象：甲乙两组澄清石灰水都变浑浊，且有氧呼吸装置比无氧呼吸的更浑浊。结论：。B.酒精检测：取A、B瓶中滤液各2mL分别注入两支干净的试管中，向两试管中分别滴加0.5mL溶有0.1g重铬酸钾的浓硫酸溶液，并轻轻振荡，使它们混合均匀，观察试管中溶液的颜色变化。现象：甲组保持橙色，乙组橙色重铬酸钾溶液在酸性下与酒精发生反应，变成灰绿色结论：不产生酒精，产生酒精。【易错提醒】①装置应先排尽反应瓶中原有空气，再连接检测装置；或先通入氮气排尽原有气体。有氧条件装置必须持续通入无菌空气，保证O2的充足。②由于葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化，因此应将酵母菌的培养时间适当延长以耗尽溶液中的葡萄糖。2.有氧呼吸（1）概念：细胞在的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物，产生二氧化碳和水，释放能量，生成的过程。（2）过程：注意：[H]是指NADH(还原型辅酶Ⅰ)。①有氧呼吸过程中，水的利用发生在阶段，水的产生发生在阶段，氧的利用发生在阶段，CO2的产生发生在阶段。②有氧呼吸过程的三个阶段都释放能量，释放能量最多的是阶段。能产生[H]的有阶段，产生的[H]能与氧气结合形成水，并释放。③在有氧呼吸过程中[H]的转移途径为、到。（3）总反应式及原子去向分析：（4）能量转化：有机物中稳定的化学能→热能+能（5）特点：①反应过程：。②能量释放：有机物中的能量逐步释放。③能量转化：释放的能量大部分以热能形式散失，一部分储存在ATP中。（6）意义:使有机物中的能量逐步转移到ATP中；逐步缓慢释放能量，保证有机物中的能量得到最充分的利用且有利于维持细胞的相对稳定状态。3.无氧呼吸过程（1）概念：在条件下，葡萄糖等有机物在细胞内通过一系列的氧化分解，产生的氧化产物，如或，同时释放出的过程。（2）过程：（3）场所：细胞质基质（4）总反应式：①产物为酒精：_________________________________________________。②产物为乳酸：_________________________________________________。（5）能量：①只在第一阶段释放少量能量，生成少量ATP；②葡萄糖分子中的大部分能量存留在酒精或乳酸中。（6）意义：为生物体提供能量；的枢纽（7）能量转化：有机物中稳定的化学能→热能+ATP中活跃的化学能（8）应用：实例运用稻田定期排水促进水稻根细胞有氧呼吸，防止提倡慢跑促进肌细胞有氧呼吸，防止酸奶、泡菜的制作乳酸菌无氧呼吸产生乳酸用透气纱布或“创可贴”包扎伤口增加通气量，抑制的无氧呼吸酿酒早期通气——促进酵母菌有氧呼吸，有利于；后期密封发酵罐——促进酵母菌无氧呼吸，有利于【得分速记】（1）无氧呼吸产生酒精的生物有：大多数植物细胞、酵母菌、某些细菌（2）无氧呼吸产生乳酸的生物有：几乎所有高等动物、乳酸菌、部分植物器官（马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚等）。【易错提醒】①真核细胞如蛔虫细胞、哺乳动物成熟的红细胞只能进行无氧呼吸。②有些原核生物无线粒体仍可进行有氧呼吸，如蓝细菌、硝化细菌等。③葡萄糖不能进入线粒体被分解。④人体的CO2只来自有氧呼吸，无氧呼吸的产物是乳酸，无CO2。4.细胞呼吸的影响因素及应用（1）温度①原理：温度通过影响而影响细胞呼吸速率。（细胞呼吸的最适温度一般在25℃～35℃之间。）②图像：③应用：储存蔬菜、水果、粮食；大棚栽培在夜间和阴天适当；温水和面发得快。CO2浓度①原理：CO2是细胞呼吸的最终产物，积累过多会细胞呼吸的进行。②图像：③应用：应用：在蔬菜和水果保鲜中，CO2浓度。（3）水①原理：水是有氧呼吸的反应物，可参与反应；许多生化反应需在水中才能进行，自由水含量升高，细胞呼吸。②图像：③应用：粮食储存前要进行晒干处理；水果、蔬菜储存时保持一定的湿度。

（4）O2浓度①原理：O2促进呼吸；当O2浓度达到一定值时，无氧呼吸会被。②图像：曲线整体分析：A.O₂浓度低时，占优势；随着O₂浓度增大，逐渐被抑制，不断加强；当O₂浓度达到一定值后，随O₂浓度增大，有氧呼吸(受呼吸酶数量等因素的影响)。B.对应O₂浓度用来储存水果、蔬菜、种子；对应O₂浓度细胞只进行有氧呼吸；对应O₂浓度有氧呼吸和无氧呼吸释放出来的CO2量相等，但是消耗的葡萄糖的物质的量：无氧呼吸∶有氧呼吸＝。③应用：a.中耕松土促进植物根部有氧呼吸。b.无氧发酵过程需要严格控制无氧环境。c.低氧仓储存粮食、水果和蔬菜【得分速记】果实、蔬菜需零上低温、低氧、高二氧化碳、适宜水分；种子需要零上低温、低氧、高二氧化碳、干燥条件。5.探究细胞呼吸方式的其他实验(1)实验装置(以萌发种子为例)(2)实验原理①装置一中NaOH溶液的作用是，着色液滴移动的距离代表。②装置二中着色液滴移动的距离代表萌发种子与的差值。(3)实验现象和结论实验现象结论装置一液滴装置二液滴不动不动不动右移只进行产生酒精的无氧呼吸左移右移左移不动只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸左移左移种子进行有氧呼吸时，反应物中除糖类外还含有必备知识2光合作用1.捕获光能的色素和结构（1）绿叶中色素的提取和分离（2）滤纸条上色素分布叶绿体中的色素叶绿素（含量约占叶绿体中的色素叶绿素（含量约占）类胡萝卜素（含量约占）叶绿素a（蓝绿色）叶绿素b（黄绿色）胡萝卜素（橙黄色）叶黄素（黄色）4胡萝卜素：橙黄色叶黄素：黄色叶绿素a：蓝绿色叶绿素b：黄绿色含量排名：123含量排名：123（3）色素的分布和作用①分布：叶绿体类囊体薄膜上。②作用：吸收、、转化光能。（4）吸收光谱分析（右图）①叶绿素主要吸收，叶绿素a和叶绿素b的吸收峰值不同②类胡萝卜素主要吸收。（5）叶绿体的结构与功能①结构②功能：进行光合作用的场所恩格尔曼的实验【得分速记】恩格尔曼实验设计的巧妙之处：①实验材料用水绵和需氧细菌，水绵的叶绿体呈螺旋带状分布，便于观察，用需氧细菌可确定释放氧气的部位。②没有空气的黑暗环境排除了氧气和光的干扰。③用极细的光束照射，叶绿体上可分为有光照和无光照的部位，相当于一组对比实验。④临时装片局部曝光与完全暴露在光下的实验再一次验证实验结果。2.光合作用的原理和应用（1）概念：光合作用是指绿色植物通过利用光能，把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物并且释放出的过程。（2）总反应式：注意：原核生物蓝细菌也可以进行光合作用，不是在叶绿体中进行的，是在细胞质中进行的。（3）探索光合作用原理的部分实验①希尔反应：离体叶绿体在适当条件下发生水的光解、产生氧气的化学反应。②鲁宾和卡门实验结论：光合作用释放的氧气来自水。③阿尔农实验：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）光合作用的过程①光反应A.物质变化：水的光解：2NADPH的形成：ATP的生成：B.能量变化：光能转化为能，储存在ATP和NADPH中，均用于暗反应。C.场所：类囊体薄膜②暗反应A.物质变化O2的固定：3三碳化合物的还原：_______________________________（在酶的催化下，三碳化合物接受ATP、NADPH释放的能量并被NADPH还原形成五碳化合物和糖类等。）B.能量变化:ATP和NADPH中的化学能转化为能C.场所：叶绿体基质（5）光照和CO2浓度变化对植物细胞内C3、C5、[H]、ATP和O2及(CH2O)含量的影响[H]ATPO2产生量C3C5(CH2O)光照强→弱CO2供应不变减少减少上升下降减少光照弱→强CO2供应不变增多增多下降上升光照不变CO2供应减少相对增加相对增加相对减少光照不变CO2供应增加相对减少相对减少上升下降相对增加（6）光合作用中元素的转移3.影响光合作用的因素(1)单因子变量对光合作用影响的曲线分析①光照强度②CO2浓度③温度④水a．原理：水既是光合作用的原料，又是体内各种化学反应的介质，如植物缺水将导致萎蔫，使光合速率下降。另外，水分还能影响的开闭，间接影响CO2进入植物体内。b．曲线分析：图1表明在农业生产中，可根据作物的需水规律，合理灌溉。图2曲线上E点处光合作用强度暂时降低，是因为温度较高，植物部分气孔关闭，影响了CO2的供应。c．应用：预防干旱，合理灌溉。⑤矿质元素a．原理：矿质元素是参与光合作用的许多重要化合物的组成成分，缺乏会影响光合作用的进行。例如，N是酶的组成元素，是ATP、磷脂的组成元素，Mg是的组成元素等。b．曲线分析：在一定浓度范围内，增大必需矿质元素的供应，可提高光合作用强度；但当矿质元素超过一定含量后，土壤溶液的浓度过高，植物会因渗透失水而使光合作用强度下降。c．应用：合理施肥、补充土壤中的矿质元素。(2)多因子对光合速率的影响4.光合速率与呼吸速率的含义及相互关系绿色植物组织在黑暗条件下测得的数值表示呼吸速率。绿色植物组织在有光的条件下，光合作用与细胞呼吸同时进行，测得的数值表示净光合速率。真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。用O2、CO2或葡萄糖的量表示如下：①光合作用产生的O2量＝实际测得的O2释放量＋细胞呼吸消耗的O2量。②光合作用固定的CO2量＝实际测得的CO2吸收量＋细胞呼吸释放的CO2量。③光合作用产生的葡萄糖量＝葡萄糖的积累量(增重部分)＋细胞呼吸消耗的葡萄糖量。考点一：细胞呼吸例题1.（2024高二上·江苏·学业考试）下图为人体细胞有氧呼吸过程第一阶段示意图，图中甲表示的物质是（）A．丙酮酸 B．氧气 C．水 D．乳酸例题2.（2024高二上·江苏·学业考试）陆生高等植物长时间浸泡在水中易烂根，这是因为根细胞无氧呼吸产生并积累了大量的（）A．酒精 B．二氧化碳 C．乳糖 D．核酸例题3.．（2023高一上·江苏·学业考试）日常生活中常通过适当降低温度来储藏水果，主要是由于低温能（

）A．抑制光合作用 B．促进光合作用C．抑制细胞呼吸 D．促进细胞呼吸1．酵母菌进行有氧呼吸和无氧呼吸的共同终产物是（）A．CO2 B．H2O2 C．酒精 D．乳酸2．下列有关真核细胞有氧呼吸的叙述，正确的是()A．有氧呼吸的场所是线粒体 B．水在第二阶段参与反应C．生成CO2的场所是线粒体内膜 D．只在第三阶段释放能量3．无氧呼吸和有氧呼吸过程都能产生的物质是（）A．乳酸 B．NADPH C．丙酮酸 D．酒精4．在“探究酵母菌的呼吸方式”实验中，为检测产物中是否含有酒精，应选取的试剂是（

）A．NaOH溶液 B．澄清石灰水C．酸性重铬酸钾溶液 D．生理盐水5．真核细胞有氧呼吸主要发生在线粒体内。下图为线粒体的局部结构示意图，进行有氧呼吸第三阶段的部位是（

）A．① B．② C．③ D．①和②考点二：光合作用例题1．（2023高一上·江苏·学业考试）在“绿叶中色素的提取和分离”实验中，提取色素常用的试剂是（

）A．生理盐水 B．蒸馏水C．澄清石灰水 D．无水乙醇例题2．（2023高一上·江苏·学业考试）连日阴雨时，下列措施有利于提高大棚中蔬菜产量的是（

）A．补充人工光照 B．夜间显著提高温度C．降低CO2浓度 D．提高O2浓度例题3．（2023高一上·江苏·学业考试）下图是绿色植物光合作用的光反应过程示意图，其中物质X代表的是（

）

A．O2 B．CO2 C．C3 D．C51．卡尔文用14C标记的14CO2追踪光合作用中放射性14C的转移途径，其结果为（

）A．14CO2→乙醇→糖类B．14CO2→三碳化合物→糖类C．14CO2→五碳化合物→ATPD．14CO2→NADPH→糖类2．如图表示植物光合作用的一个阶段，下列关于该反应阶段的叙述错误的是（

）

A．反应场所是叶绿体的类囊体膜B．需要多种酶、NADPH、ATP和CO2等的参与C．CO2的碳原子转移途径是CO2→C3→（CH2O）D．将ATP中的化学能转化为CH2O）中的化学能3．2021年9月24日，《科学》杂志在线发表了我国在世界上首次利用二氧化碳人工合成淀粉的科研成果。在绿色植物光合作用过程中，合成淀粉的细胞器是（

）A．液泡 B．内质网 C．叶绿体 D．线粒体4．如图表示植物光合作用的一个阶段，有关叙述正确的是（

）A．该反应的场所是叶绿体的类囊体B．无光条件有利于暗反应进行C．提高温度一定能促进的生成D．生成（）需要NADPH、ATP和多种酶5．下列措施有利于提高玉米等粮食作物产量的是（

）A．减少光照面积 B．缩短光照时间C．降低光照强度 D．适当增施农家肥训练1．下列关于绿色植物光合作用的叙述，错误的是（

）A．光反应发生在叶绿体的类囊体膜上B．光反应为碳反应提供NADPH和ATPC．碳反应中光能转化为有机物中的化学能D．光合作用所需的CO2可来自细胞呼吸2．持续高温天气对大棚蔬菜的栽培过程带来巨大挑战，下列措施中不能有效提高蔬菜产量的是（

）A．施农家肥 B．合理灌溉C．合理密植 D．保持昼夜恒温3．下图所示为叶肉细胞光合作用强度与光照强度关系曲线图。下列有关叙述错误的是（

）

A．a点细胞只进行呼吸作用 B．b点细胞光合作用强度与呼吸作用强度相等C．超过一定的光照强度，光合速率不再上升 D．适当提高CO2浓度，m点不会发生变化4．叶肉细胞内的下列生理过程，一定在生物膜上进行的是()A．O2的产生 B．CO2的消耗 C．[H]的消耗 D．ATP的合成5．如图是[H]随化合物在生物体内转移的途径，下列分析正确的是()A．①产生的[H]可在②中将五碳化合物还原B．[H]经⑤转移到水中，其过程需CO2参与C．能形成ATP的过程有①②③④D．晴天时小麦①过程比在阴雨天时旺盛6．我国西北地区，夏季日照时间长，昼夜温差大，那里出产的瓜果往往很甜，这是因为（

）A．白天光合作用微弱，晚上呼吸作用微弱B．白天光合作用旺盛，晚上呼吸作用强烈C．白天光合作用旺盛，晚上呼吸作用微弱D．白天光合作用微弱，晚上呼吸作用强烈7．某植物净光合速率的变化趋势如图所示。下列相关叙述错误的是（

）

A．影响光合速率的环境因素有CO2浓度、光照强度等B．当CO2浓度为a时，高光强下该植物的净光合速率为0C．CO2浓度大于c时，B和C所示的净光合速率不再增加D．CO2浓度为b时，高光强下该植物有机物的积累速率最小8．若白天光照充足，下列哪种条件可能对作物增产最有利（）A．昼夜恒温25℃B．白天温度25℃，夜间温度15℃C．昼夜恒温15℃D．白天温度25℃，夜间温度24℃9．下面是某植物叶肉细胞中光合作用和呼吸作用的物质变化示意简图，其中①一⑤为生理过程，a一h为物质名称，请回答；(1)物质a主要分布在,图中b代表的物质是(2)适宜的光照下，①过程为②过程提供的物质是(3)上述①一⑤过程中，能够产生ATP的过程是（填序号）,过程④发生的场所是10．下图是植物叶肉细胞中光合作用的过程示意图，其中阶段I、Ⅱ分别表示光合作用的两个阶段。请回答下列问题：

(1)阶段I表示光合作用的反应，该阶段发生的场所是（填“类囊体膜”或“叶绿体基质”）。(2)在三碳化合物的还原过程中，需要和提供能量。(3)新疆地区种植的哈密瓜特别甜，这是因为夏季光照强度高、光照时间长、昼夜温差大，导致细胞内积累的较多。11．图1为大棚内菠菜叶肉细胞中气体交换示意图，A、B表示气体，①~④表示相关结构；图2表示在适宜温度下菠菜吸收CO2速率随光照强度变化的情况。请据图回答问题：(1)图1中A表（填名称），在叶肉细胞中被利用的场所（填序号）。(2)图1中能产生ATP的场所有