高中生物：细胞呼吸和光合作用考前必背

一、细胞呼吸

1.呼吸作用的实质是细胞内的有机物氧化分解，并释放能量的过程，因此也叫细胞呼吸，其中有氧呼吸是高等动植物细胞呼吸的主要形式，场所是细胞质基质和线粒体，最常利用的物质是葡萄糖。

2.有氧呼吸的过程:

第一阶段:1分子葡萄糖分解成2分子丙酮酸，产生少量的[H]，并释放少量能量。

场所:细胞质基质。

第二阶段:丙酮酸

和水彻底分解成二氧化碳和[H]并释放少量的能量

场所:线粒体基质

第三阶段:[H]和氧结合生成水并释放大量的能量

场所:线粒体内膜

总反应式:

C6H12O6+6O2+6H20-酶→6CO2

+12H2O+能量

①C02的生成在第二(一、二、三)阶段，O2参与反应在第三(一、二、三)阶段，大量能量的释放在第三(一、二、三)阶段;H20参与反应在第二(一、二、三)阶段，H2O的生成在第三(一、二、三)阶段。产物H2O中的0全部来自氧气，H来自葡萄糖和水，CO2中的0来自葡萄糖和水，C来自葡萄糖。

②1mol葡萄糖彻底氧化分解释放2870KJ能量，可以使977.28KJ左右的能量储存在ATP中，大约使

32molADP转化为ATP,有氧呼吸产生的能量大多数(少部分、大多数)以热能的形式散失。3.无氧呼吸的场所是细胞质基质。

4.无氧呼吸的过程:第一阶段与有氧呼吸相同，第二阶段丙酮酸在不同酶的催化作用下，分解成酒精和二氧化碳或转化成乳酸。无氧呼吸都只在第一

(一、二)阶段释放出少量的能量，生成少量ATP。葡萄糖分子中的大部分能量则存留在酒精或乳酸中。5.无氧呼吸总反应式:

产生酒精：C6H12O6

-酶→2C2H5OH+2CO2+能量产生乳酸：C6H12O6

-酶→2C3H6O3+能量

。

6.无氧呼吸产生乳酸的生物有乳酸菌、马铃薯块茎、玉米的胚、甜菜块根、动物的某些细胞无氧呼吸(乳酸菌、酵母菌、马铃薯块茎、玉米的胚、甜菜块根、动物的某些细胞无氧呼吸、玉米的根);无氧呼吸产生酒精的生物有酵母菌、

高等植物的某些器官等。7.呼吸作用产生的[H]是氧化型辅酶INAD+转化成还原型辅酶INADH，光合作用会发生氧化型辅酶II

NADP+与电子和质子(H+)结合，形成还原型辅酶II

NADPH的过程。

8.1mol葡萄精在分解成乳酸以后释放出196.65kJ

的能量，其中只有61.08kJ的能量储存在ATP中，近69%的能量都以

热能的形式散失。人体肌细胞无氧呼吸产生的乳酸能在肝脏中再次转化成葡萄糖。

9.酵母菌、乳酸菌等微生物的无氧呼吸也叫作发酵催化反应的酶不同。不同生物无氧呼吸的产物不同的直接原因是

遗传信息不同。

10.细胞呼吸的意义是为生物体提供能量，生物代谢的枢纽。

11.影响呼吸速率的外界因素:

①温度:通过影响有关酶的活性来影响细胞的呼吸作用。将会减弱或受抑制。

②氧气:氧气充足，则无氧呼吸将受抑制;氧气不足，则有氧呼吸将会减弱或受抑制。③水分:一般来说;细胞水分充足:呼吸作用将增强，但陆生植物根部长时间被水浸没，根部

缺氧，进行无氧呼吸，产生过多酒精，可使根部细胞坏死。

④CO2:环境CO2浓度提高，将抑制细胞呼吸，可用此原理来储藏水果和蔬菜。

12.细胞呼吸原理的应用

①花盆里的土壤板结后，需要及时松土目的是:让根进行有氧呼吸，为根的主动运输等供能。

②粮食储藏，要风干、降温，降低氧气含量的目的是:能抑制呼吸作用，减少有机物消耗。

③水果、蔬菜保鲜时，要低温(低温、高温)、低氧(低氧、无氧)、增加(增加、降低)二氧

化碳浓度，其目的是减弱果蔬的呼吸作用，以减少有机物的消耗。

④包扎伤口时，需要选用透气的消毒纱布或“创可贴”等敷料目的是避免厌氧菌的大量繁殖。

⑤破伤风杆菌是厌氧型(需氧型、厌氧型)生物;水稻体内存在通气组织(气腔)，可使水稻长期在水中进行有氧(有氧、无氧)呼吸;人的无氧呼吸没有(有、没有)二氧化碳的产生;酸奶制作时利用乳酸菌的无氧呼吸。

⑥提倡慢跑等有氧运动的原因是避免肌细胞因供氧不足进行无氧呼吸产生大量的乳酸，乳酸过多会使肌肉酸胀乏力。

13.等量的葡萄糖在体外燃烧与在体内氧化分解的异同点是同点:二者释放的总能量是相等的。不同点:有氧呼吸是在温和条件下进行的，有机物中的能量是经过一系列的化学反应逐步释放的。体外燃烧全部变为热能形式，体内氧化除大部分转变为热能外，还有相当一部分能量储存在

ATP中。

14.与燃烧迅速释放能量相比，有氧呼吸是逐步释放能量的，这对于生物体来说其意义是保证有机物中的能量得到最充分的利用，主要表现在可以使有机物中的能量逐步地转移到ATP中，同时能量缓慢有序的释放，有利于维持细胞的相对稳定性。

二、光合作用

1.捕获光能的色素:

①分布:叶绿体类囊体薄膜上。

②功能:吸收、

传递、转化光能。

③种类:叶绿素(含Mg)含量约占3/4；叶绿素a（蓝绿色)和叶绿素b(黄绿色);类胡萝卜素含量约占1/4，胡萝卜素(橙黄色)和叶黄素(黄色)

2.叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。绿色植物对绿光的吸收最少，被反射出来，所以叶片呈现绿(绿、黄)色。(光合作用的最有效光是白光，其次是蓝紫光和红光，最无效光是绿)。光是一种电磁波。可见光的波长范围大约是400-760nm。一般情况下，光合作用所利用的光是可见光(可见光、紫外光、红外光)。温室或大棚种植蔬菜时，应选择无色透明的玻璃或塑料薄膜，如果用同等光照强度的光源在夜间补充光照应选用

蓝紫光或红光，

不能(能、不能)用绿色的光源，原因是.绿光几乎不能被光合色素吸收，不利于光合作用合成有机物。

3.绿色植物光合作用的场所是叶绿体，

有关酶分布于基粒的类囊体薄膜上及基质中。

4.叶绿体中每个基粒都含有两个以上的类囊体，众多的基粒和类囊体增大了受光面积，这种结构必需借助电子显微镜(光学显微镜、电子显微镜)才能看到。1.①②③

5.光合作用的过程:

光合作用总反应式(1)光反应阶段:①部位:叶绿体类囊体薄膜

。

②条件:光、光合色素、酶、ADP、

Pi、H,0、NADP+等。

③过程:水的光解:2H20→4H+

+02

+

4e-

，NADPH的形成:NADP+

+H+

+2e-

-酶→NADPH

ATP的形成:

ADP+Pi+

能量

-酶→ATP

④能量变化:

光能→ATP和NADPH中活跃的化学能。

(2)暗反应阶段也称碳反应阶段或卡尔文循环。

①部位:叶绿体基质。

②条件:酶、

ATP、

NADPH、

C3、CO2等。

③过程:

CO2的固定

：CO2+

C5→2C3

。

C3的还原：2C3→(CH20)

+C5。

CO2的固定需要(需要、不需要)酶，C3接受

ATP和NADPH(ATP、NADPH、ATP和NADPH)释放的能量，并且被

NADPH还原，在酶的作用下经过一系列的反应转化成(CH2O)即糖类，另一些C3接受能量经过一系列变化，形成

C5。

④能量变化:

ATP、

NADPH中活跃的化学能-→有机物中稳定的化学能，氧气的产生和糖类的合成不是(是、不是)同一个化学反应。

6.光合作用过程注意:

①光反应中水分解为氧和H的同时，被叶绿体夺去两个电子，电子经传递，可用于NADP+和H+结合形成NADPH。

②这里的C3是指三碳化合物3-磷酸甘油酸，C5是指五碳化合物核酮糖-1，

5-二磷酸(RuBP)。

③光合作用的产物有一部分是淀粉，还有一部分是蔗糖，蔗糖可以进入筛管(导管、筛

管)再通过韧皮部(木质部、韧皮部)运输到植株各处。

7.停止光照，其他条件不变时，短时间内C3含量增多，C5含量减少，(CH20)含量减少。

当CO2减少，其他条件不变时，短时间内C3含量减少，C5含量增多，(CH20)含量减少。

8.影响光合作用的因素

①光:主要影响光反应，光质、光照强度、光照时间对光合作用均有影响。

a.合理密植是指在一定面积的土地上，为了提高农作物的产量，应该让阳光尽量多地照射到农作物上，尽量少照射到空地上，并且要尽量避免农作物互相遮光。这就是说种植农作物既不能过稀，又不能过密，应该合理密植使农作物充分利用阳光进行光合作用，以达到提高单位面积农作物产量的目的。

b.间作套种是指在同一土地上按照不同比例种植不同种类农作物的种植方式。间作套种是运用群落的空间结构原理，充分利用光能、空间等资源提高农作物产量。

②温度:影响光反应和暗反应，主要是影响酶的活性，对暗反应影响更大

哈密瓜盛产于新疆的哈密地区。在哈密地区农作物的生长季节里，阳光充沛、昼夜温差大，哈密瓜特别甜的原因是由于阳光充沛，哈密瓜植株的叶片进行光合作用的时间长，光合作用的强度大，产生的糖类多。哈密地区夜间温度较低，哈密瓜植株的细胞呼吸相对较弱，消耗的糖类物质较少，因此哈密瓜内积累的糖类较多。③CO2浓度:影响暗反应，当植物光合速率大于呼吸速率时，植物所需的CO2有部来自于细胞呼吸，另一部分是绿叶通过气孔从外界吸收的。

④水:主要影响气孔的开闭进而影响光合作用暗反应。

⑤无机盐:主要影响光合色素、酶、ATP

等物质的形成等。

轮作是针对不同作物根系对矿质元素(无机盐离子)的选择性吸收而采取的生产措施。如果长期在同一块田里种植同种作物，肥力就会下降，即某种元素含量下降，会影响作物的产量。

9.少数种类的细菌，细胞内无叶绿素不能(能、不能)进行光合作用，但是却能利用体外环境中某些无机物氧化所释放的能量来制造有机物。例如硝化细菌能将土壤中的NH3氧化成HNO2再氧化成HNO3，利用这两个反应释放出来的化学能合成有机物。

10.叶绿体功能的实验:德国科学家恩格尔曼选择水绵和需氧细菌进行实验，选用水绵的优点是水绵的叶绿体呈螺旋带状分布，便于观察

。用需氧细菌的目的是可确定释放氧气多的部位，把载有水绵和需氧细菌的临时装片放在没有空气的黑暗环境中，其目的是排除氧气和光的干扰，然后用极细的光束照射水绵，发现大量细菌向叶绿体被光東照射到的部位集中，这说明了叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧，用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，发现大量的需氧细菌聚集在红光区和蓝紫光区，这说明了水绵的叶绿体主要吸收红光和蓝紫光。11.探索光合作用原理的部分实验

①1937年希尔发现，在离体叶绿体的悬浮液中(悬液中有水，没有二氧化碳)加人铁盐或其他氧化剂，在光照的情况下可释放出氧气，

该化学反应过程称为希尔反应，希尔反应是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。希尔的实验不能(能、不能)说明植物光合作用产生的氧气中的氧元素全部来自于水，原因是该实验没有排除叶绿体中其他物质的干扰，也没有直接观察到氧元素的转移。希尔的实验能(能、不能)说明水的光解与糖的合成不是一个化学反应，原因是实验的悬浮液中有水，没有合成糖的原料二氧化碳，因此该实验说明水的光解与糖的合成不是同一个化学反应

。

②1941年，鲁宾和卡门用同位素示踪法，研究了光合作用中氧气的来源。用18O分别标记H2O和CO2，使他们分别变成H218O和C18O2，然后进行两组实验：第一组给植物提供H218O和CO2，第二组给植物提供H2O和C18O2。在其他条件都相同的情况下，检测产生的氧气的分子质量，第一组释放氧气都是18O2，第二组释放氧气都是O2。③1954年美国科学家阿尔农发现，在光照下，叶绿体可合成ATP，1957年，他发现这一过程总是与水的光解相伴随。

12.海洋中的藻类植物，习惯上依其颜色分为绿藻、褐藻和红藻，它们在海水中的垂直分布依次是浅、中深，这与光能的捕获有关(有关、无关)，原因是不同颜色的藻

类吸收不同波长的光，到达深水层的光线是相对富含短波长的光，吸收红光和蓝紫光较多的绿藻分布于海水的浅层，红藻吸收蓝紫光和绿光较多，反射出红光分布于海水深的地方。

13.白化苗产生的直接原因是无法合成光合作用相关的色素。根本原因可能是与光合色素

合成相关的基因发生基因突变。

14.黄化苗含有的色素是类胡萝卜素(胡萝卜素和叶黄素)。造成幼苗黄化的外部原因(或环境因素)可能是缺乏Mg等矿质元素，或缺乏光照等

。

15.光合作用强度是指植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。

16.探究光照强度对光合作用强度的影响

①取生长旺盛的绿叶，用直径为0.6cm的打孔器打出圆形小叶片30片(注意避开大的叶脉)

②将圆形小叶片置于注射器内，注射器吸人清水，待排出注射器内残留的空气后，用手堵住注射器前端的小孔并缓缓拉动活塞，使圆形小叶片内的气体溢出，这一步骤可重复

2-3次。

③将处理过的圆形小叶片，放人黑暗处盛有清水的烧杯中待用。这样的叶片因为细胞间隙充满了水，所以全都沉到水底。

④取3只小烧杯，分别倒入20mL