1、专题5 光合作用与细胞呼吸【关键点填一填】1叶绿体是进行光合作用的场所。光合作用色素分布于类囊体的薄膜上。与光合作用有关的酶分布于基粒的类囊体及叶绿体基质中。2色素的种类和功能：叶绿素包括蓝绿色的叶绿素a与黄绿色的叶绿素b；类胡萝卜素包括黄色的叶黄素，橙黄色的胡萝卜素。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。3光合作用反应式：CO2H2O(CH2O)O2。4光反应阶段：必须有光才能进行， 场所：类囊体薄膜上，包括水的光解和ATP形成。光反应中，光能转化为电能再转化为ATP中活跃的化学能。5暗反应阶段：有光无光都能进行，场所：叶绿体基质，包括CO2的固定和C3的还原。暗反应中，AT
2、P中活跃的化学能转化为（CH2O）中稳定的化学能。6影响光合作用的主要因素：光照强度、二氧化碳浓度、温度等。7.光合作用意义主要有：为自然界提供有机物和O2：维持大气中O2和CO2 含量的相对稳定酶8有氧呼吸：（1）总反应式：C6H12O6 +6O2 6CO2 +6H2O +大量能量 （2）场所：细胞质基质与线粒体。线粒体中有氧呼吸的酶存在于线粒体内膜及线粒体基质中。9.无氧呼吸(1)场所：细胞质基质。(2)条件：无氧和多种酶。(3)生成物：酒精和二氧化碳或乳酸。(4)反应式产物为酒精：C6H12O62C2H5OH2CO2少量能量。产物为乳酸：C6H12O62C3H6O3少量能量。10影响细胞
3、呼吸的主要因素：氧气浓度、温度等。【易混点辨一辨】1叶绿体是光合作用的主要场所 ()2叶绿体中的色素主要分布在类囊体腔内 ()3光合作用需要的酶只分布在叶绿体基质中 ()4暗反应必须在无光条件下进行。 ()5与光合作用有关的酶只分布在叶绿体基质中 ( )6无氧呼吸是不需氧的呼吸，因而其底物分解不属于氧化反应 ()7水果贮藏在完全无氧的环境中，可将损失减小到最低程度 ()8有氧呼吸的酶存在于细胞质基质、线粒体内膜、线粒体基质中 ()9人体剧烈运动时，CO2/O21，即CO2既可在线粒体又可在细胞质基质中产生 ()10无氧呼吸对生物体都有害 ()11有水产生的细胞呼吸一定是有氧呼吸 ( )12叶绿
4、体和线粒体都有ATP合成酶，都能发生氧化还原反应 ( )13只要提供O2，线粒体就能为叶绿体提供O2和ATP ( )14植物叶肉细胞的线粒体基质、叶绿体基质和细胞质基质中都能产生ATP ( )15在叶肉细胞中，CO2的固定和产生场所分别是叶绿体基质、线粒体基质 ( )16夏季连续阴天，大棚中白天适当增加光照，夜晚适当降低温度，可提高作物产量( )17破坏叶绿体外膜后，O2不能产生( )18细胞呼吸必须在酶的催化下进行( )19光下只要有氧气的释放就只进行光合作用( )20细胞呼吸释放的能量都生成了ATP ( )【基本技能讲一讲】技能1 光合作用的过程（1）光合作用过程知识结构 （2）比较光反应
5、和暗反应项目光反应暗反应条件需要光、色素和酶等不需要光和色素，但需要多种酶、ATP和H场所叶绿体类囊体的薄膜上叶绿体的基质中物质转化水的光解：H2OHO2 ATP的形成：ADPPi光能ATPCO2的固定：CO2C52C3 C3的还原：C3H(CH2O)C5能量转化光能电能活跃的化学能活跃的化学能有机物中稳定的化学能联系光反应为暗反应提供H和ATP，暗反应为光反应提供ADP和Pi例1 【2015安徽卷T2】下图为大豆叶片光合作用暗反应阶段的示意图。下列叙述正确的是A.CO2的固定实质上是将ATP中的化学能转变为C3中的化学能B.CO2可直接被H还原，再经过一系列的变化形成糖类C.被还原的C3在相
6、关酶的催化作用下，可再形成C5D.光照强度由强变弱时，短时间内C5含量会升高【答案】C技能2 分析当光照与CO2浓度发生如表变化时，各种物质含量变化条件C3C5H和ATP光照由强到弱，CO2供应不变增加减少减少或没有光照由弱到强，CO2供应不变减少增加增加光照不变，CO2由充足到不足减少增加增加光照不变，CO2由不足到充足增加减少减少例2【2015安徽卷T29】科研人员探究了不同温度（25和0.5）条件下密闭容器内蓝莓果实的CO2生成速率的变化，结果见图1和图2. （1） 由图可知，与25相比，0.5条件下果实的CO2生成速率较低，主要原因是_；随着果实储存时间的增加，密闭容器内的_浓度越来越
7、高，抑制了果实的细胞呼吸。该实验还可以通过检测_浓度的变化来计算呼吸速率。（2） 某同学拟验证上述实验结果，设计如下方案：称取两等份同一品种的蓝莓果实，分别装入甲、乙两个容积相同的瓶内，然后密封。将甲、乙瓶分别置于25和0.5条件下储存，每隔一段时间测定各瓶中的CO2浓度。记录实验数据并计算CO2生成速率。为使实验结果更可靠，请给出两条建议，以完善上述实验方案（不考虑温度因素）。a. _，b._。【答案】（1） 低温降低了细胞呼吸相关酶活性 CO2 O2 （2） a、选取的果实成熟度还应一致； b、每个温度条件下至少有3个平行重复实验技能3 影响光合作用的环境因素及其在生产上的应用 (1)光照
8、强度A点时只进行细胞呼吸；AB段随着光照强度的增强，光合作用强度也增强，但是仍然小于细胞呼吸强度；B点时代谢特点为光合作用强度等于细胞呼吸强度；BC段随着光照强度的增强，光合作用强度也不断增强；C点对应的光照强度为光饱和点，限制C点的环境因素可能有温度或二氧化碳浓度等。（2）CO2浓度图1中A点表示光合作用速率等于细胞呼吸速率时的CO2浓度，即CO2补偿点，而图2中的A点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度；两图中的B和B点都表示CO2饱和点，两图都表示在一定范围内，光合作用速率随CO2浓度增加而增大。（3）温度低温导致酶的活性降低，引起植物的光合作用速率降低，在一定范围内随着温度的升高酶活性
9、升高进而引起光合速率也增强；温度过高会引起酶活性降低，植物光合速率降低。例3【2015年江苏卷】为了研究2 个新育品种 P1、P2 幼苗的光合作用特性,研究人员分别测定了新育品种与原种(对照)叶片的净光合速率、蛋白质含量和叶绿素含量,结果如下图所示。请回答下列问题: (1)图1 的净光合速率是采用叶龄一致的叶片,在 _ 相同的实验条件下,测得的单位时间、单位叶面积 的释放量。(2)光合作用过程中,CO2 与C5 结合生成 _ ,消耗的C5 由 _ 经过一系列反应再生。(3)由图可知,P1 的叶片光合作用能力最强,推断其主要原因有:一方面是其叶绿素含量较高,可以产生更多的 _；另一方面是其蛋白质
10、含量较高,含有更多的 _ 。(4)栽培以后,P2 植株干重显著大于对照,但籽实的产量并不高,最可能的生理原因是_ 。【答案】(1)光照强度、CO2 浓度 O2 (2)C3 C3 (3)H和 ATP 参与光合作用的酶 (4)P2 光合作用能力强,但向籽实运输的光合产物少技能4 分析比较有氧呼吸与无氧呼吸的过程（1）细胞呼吸的过程图解（3）比较有氧呼吸和无氧呼吸项目有氧呼吸无氧呼吸不同点场所细胞质基质和线粒体细胞质基质条件需O2、酶不需O2、需酶产物CO2、H2O酒精和CO2或乳酸能量大量少量特点有机物彻底分解，能量完全释放有机物没有彻底分解，能量没有完全释放相同点联系葡萄糖分解为丙酮酸阶段完全相
11、同实质分解有机物，释放能量，合成ATP意义为生物体的各项生命活动提供能量例4【2014年高考海南卷】某豆科植物种子萌发过程中CO2释放和O2吸收速率的变化趋势如图所示。请据图回答问题：在1224h期间，呼吸速率逐渐增强，在此期间呼吸作用的主要方式是 呼吸，该呼吸方式在细胞中发生的部位是 ，其产物是 。从第12h到胚根长出期间，萌发种子的干物质总量会 ，主要原因是 。胚根长出后，萌发种子的 呼吸速率明显升高。【答案】（1）氧 细胞质基质 酒精和二氧化碳 减少 细胞分裂消耗小号有机物，此时没有进行光合作用制造有机物 有氧技能5 细胞呼吸类型的判断（1）若细胞呼吸产生水，则一定存在有氧呼吸方式；（2
12、）若细胞呼吸产生的二氧化碳量多于消耗的氧气量，则存在有氧呼吸和无氧呼吸两种细胞呼吸方式；（3）若细胞呼吸产生的二氧化碳量等于消耗的氧气量，则只存在有氧呼吸方式；（4）根据细胞呼吸产生二氧化碳，不能判断细胞呼吸的方式，因为无氧呼吸和有氧呼吸均可以产生二氧化碳。例5【2013江苏卷】将图中果酒发酵装置改装后用于探究酵母菌呼吸方式的实验，下列相关操作错误的是 （ ）A.探究有氧条件下酵母菌呼吸方式时打开阀aB.经管口3取样检测酒精和CO2的产生情况C.实验开始前对改装后整个装置进行气密性检查D.改装时将盛有澄清石灰水的试剂瓶与管口2连通【解析】图中管口1为进气口，管口2为排气孔，管口3可以检查液体中
13、的成分，因此探究有氧条件下酵母菌的呼吸，应打开阀门a通入氧气，A正确；管口3可以检测酒精，管口2可以与澄清石灰水相连以检查CO2，因此B错误。 【答案】B技能6 影响细胞呼吸的环境因素及应用 （1） 温度：温度通过影响与细胞呼吸有关酶的活性来影响呼吸速率最适温度时，细胞呼吸最强。超过最适温度时，呼吸酶活性降低，甚至变性失活，细胞呼吸受抑制。低于最适温度呼吸酶活性下降，细胞呼吸受抑制。（2） O2浓度O2浓度低时，无氧呼吸占优势。随O2浓度增大，无氧呼吸逐渐被抑制，有氧呼吸不断加强。当O2浓度达到一定值后，随O2浓度增大，有氧呼吸不再加强(受呼吸酶数量等因素的影响)。例6【2013福建卷】为研究
14、淹水时KNO3 对甜樱桃根呼吸的影响，设四组盆栽甜樱桃，其中一组淹入清水，其余三组分别淹入不同浓度的KNO3 溶液，保持液面高出盆土表面，每天定时测定甜樱桃根有氧呼吸速率，结果如图。 请回答：（1）细胞有氧呼吸生成CO2 的场所是 ，分析图中A、B、C 三点，可知 点在单位时间内与氧结合的H最多。（2）图中结果显示，淹水时KNO3 对甜樱桃根有氧呼吸速率降低有 作用，其中 mmolL-1 的KNO3 溶液作用效果最好。（3）淹水缺氧使地上部分和根系的生长均受到阻碍，地上部分叶色变黄，叶绿素含量减少，使光反应为暗反应提供的H和 减少；根系缺氧会导致根细胞无氧呼吸增强，实验过程中能否改用CO2 作
15、为检测有氧呼吸速率的指标？请分析说明 。【答案】（1）线粒体基质 A（2）减慢 30（3）ATP 不能，因为无氧呼吸可能会产生 CO2【趁热打铁练一练】1.（2015-2016学年福建省三明市一中高三第二次考试生物试卷）有氧呼吸第二阶段的产物是ACO2、水、ATP B丙酮酸、H和ATPC水、H、ATP DCO2、H和ATP【答案】D【解析】有氧呼吸第一阶段在细胞质基质进行，葡萄糖分解生成丙酮酸和H以及少量ATP；第二阶段在线粒体基质进行，丙酮酸和水反应生成二氧化碳和H以及少量ATP；第三阶段在线粒体内膜进行，H和氧气生成水，同时生成大量ATP。综上所述，D正确。【考点定位】有氧呼吸2（2015
16、届江苏省姜堰市蒋垛中学高三上学期第一次诊断性考试生物试卷）经常要给庄稼进行中耕松土，以下不能成立的理由是A.增强根细胞的呼吸作用B.促进矿质养料在体内的运输C.促进根细胞吸收矿质元素D.使根细胞内产生更多的ATP【答案】B【解析】中耕松土增加了根的透气性，根细胞呼吸作用增强，使根细胞产生更多的ATP，促进了根细胞对矿质元素的吸收，而矿质元素在体内是随水分运输而运输的，因此与蒸腾作用有关。3（2015-2016学年江西省高安中学高三重点班上期中生物试卷）下列关于叶绿体内色素提取和分离实验的说法，不正确的是 （ ）A实验中需要加入SiO2进行研磨，以破碎细胞和叶绿体B在研磨过程中加入CaCO3的目
17、的是防止叶绿素被破坏C纸层析法分离色素后在滤纸条上形成的4条色素带从上至下分别呈橙黄色、黄色、蓝绿色、黄绿色D色素带的宽度反映了色素在层析液中溶解度的大小【答案】D【考点定位】叶绿体内色素提取和分离实验【名师点睛】该实验中，色素带的宽度代表色素含量的多少，色素带距滤液细线的距离大小代表色素在层析液中溶解度的大小。4（2016届辽宁大连第20中高三上学期期末考试生物试卷）下列关于“葡萄糖丙酮酸CO2”的过程，叙述错误的是（ ）A过程可在植物细胞中进行，也可在动物细胞中进行B过程可产生ATP，也可不产生ATPC过程可产生H，也可消耗HD过程可在线粒体中进行，也可在细胞质基质中进行【答案】D考点：本
18、题考查细胞呼吸的相关知识，意在考查考生能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系，形成知识网络的能力；能从图形中获取有效信息，运用所学知识与观点，通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理，做出合理判断或得出正确结论的能力。5.（2015届海南省文昌中学高三模拟考试（三）生物试卷）如图所示某植物上的绿叶经锡箔覆盖处理后在阳光照射24小时后，将其脱色并用碘液处理，结果有锡箔覆盖的位置不呈蓝色，而不被锡箔覆盖的部分呈蓝色，本实验证明( )(1) 光合作用需要CO2 (2) 光合作用需要光 (3) 光合作用需要叶绿体 (4) 光合作用放出氧 (5) 光合作用制造淀粉A. (1)、(2)
19、 B. (3)、(5) C. (2)、(5) D. (1)、(3)【答案】C【解析】试题分析：本实验中叶片遮光部位与曝光部分形成对照，说明光合作用需要光照条件，同时使用碘液可以检测淀粉的产生，证明了光合作用制造了淀粉。C项正确。考点：本题考查光合作用的相关知识，意在考查学生能理解光合作用发生的条件。6.（2015-2016学年甘肃省肃南县第一中学高三第一次月考生物卷）如果给绿色植物提供H218O和CO2，在条件适宜的情况下，其光合作用产物应该是( )A. (CH218O)和18O2 B. (CH2O)和O2C. (CH218O)和O2 D.(CH2O)和18O2【答案】D【解析】试题分析：光合
20、作用的产物是氧气和(CH2O)，其中产生的氧气全部来自于水，所以产物氧气为18O2，(CH2O)中的氧来自于二氧化碳，所以(CH2O)没有氧18，所以D正确。 考点：本题考查光合作用的相关知识，意在考查考生理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系的能力。7.（2016届天津南开中学高三第二次月考生物试卷）下列关于无氧呼吸的说法正确的是（ ）A马铃薯块茎和动物骨骼肌细胞只能进行无氧呼吸B无氧呼吸的第一阶段与有氧呼吸的第一阶段相同C在同一细胞内无氧呼吸能够同时产生酒精和乳酸D无氧呼吸的两个阶段都产生ATP【答案】B8.（2016届江西省九江县一中高三9月月考理科生物试卷）下列关于光合作用与细胞呼吸
21、的叙述，正确的是A无氧和零下低温环境有利于水果的保鲜BCO2的固定过程发生在叶绿体中，C6H12O6分解成CO2的过程发生在线粒体中C光合作用过程中光能转变为化学能，细胞呼吸过程中化学能有一部分转变为热能D夏季连续阴天，大棚中白天适当提高光照，夜晚适当降低温度，可提高作物产量【答案】CD【解析】试题分析：由于无氧呼吸释放的能量少，因此植物细胞无氧呼吸消耗有机物增多，且产生酒精对水果细胞有毒害作用，零下低温易引起细胞结冰，细胞坏死，二者均不利于水果的保鲜， A项错误；CO2的固定是光合作用的暗反应过程，发生在叶绿体中， C6H12O6在细胞质基质中分解产生丙酮酸，丙酮酸进入线粒体中进一步分解产生
22、CO2和H2O，B项错误；光合作用过程包括光反应和暗反应，可将光能转变为稳定的化学能，细胞呼吸过程是将有机物中稳定的化学能转变成ATP中活跃的化学能和热能，C项错误；夏季连续阴天，限制光合作用的主要因素是光照，适当增加光照能够提高光合速率，夜间适当降低温度可降低呼吸速率，二者结合起来，可提高作物产量，D项正确。故选CD。考点：本题考查光合作用的基本过程、影响光合作用速率的环境因素、细胞呼吸，意在考查学生能运用所学知识与观点，通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理，做出合理的判断或得出正确的结论。9.（2015届河南省新野县第三高中10月阶段测试生物试卷）下图是探究酵母菌细胞呼
23、吸方式的实验装置，以下说法中错误的是A.a瓶中通入的空气，是否经过灭菌对实验结果影响不大B.装置甲中NaOH的作用是吸收空气中的CO2，以排除对实验结果的影响C.装置乙中应将d放置一段时间后再与e连接D短时间内，c瓶中的浑浊程度要比e瓶中的浑浊程度大【答案】A考点：本题考查“探究酵母菌细胞呼吸方式实验”的相关知识，意在考查考生验证简单生物学事实，并对实验现象和结果进行解释、分析和处理的能力。10.（2016届山东师范大学附属中学高三上学期第二次模拟生物试卷）下列关于叶绿体和线粒体的比较的叙述，正确的是A叶绿体中可发生CO2C3C6H12O6，在线粒体中则会发生C6H12O6C3CO2BATP和
24、H在叶绿体中随水的分解而产生，在线粒体中随水的生成而产生C光能转变成化学能发生在叶绿体中，化学能转变成光能发生在线粒体中D都具有较大膜面积和复杂的酶系统，有利于细胞代谢高效而有序地进行【答案】D【解析】叶绿体中可发生CO2C3C6H12O6，在线粒体中则会发生C3H4O3CO2的过程，A错误；ATP和H在叶绿体中随水的分解而产生，在线粒体中随CO2的产生而产生，B错误；光能转变成化学能发生在叶绿体中，在线粒体中化学能转化成热能和活跃的化学能，C错误；线粒体和叶绿体都是双层膜，线粒体的嵴和叶绿体的基粒都增加了膜面积，再加上复杂的酶系统，有利于细胞代谢高效而有序地进行。【考点定位】光合作用与呼吸作
25、用11.（2016届河北省衡水中学高三二调生物试卷）下列有关探索过程，说法错误的是 ( )A.德国科学家梅耶指出植物进行光合作用时，把光能转换成化学能储存起来B.萨克斯采用碘液检测淀粉的方法，证明叶片在光下能产生淀粉C.美国科学家切赫和奥特曼发现少数RNA也具有生物催化功能D.恩格尔曼用水绵做为实验材料证明了植物需要阳光才能制造出氧气【答案】D考点：本题主要考查光合作用的发现史，意在考查考生关注对科学、技术和社会发展有重大影响和意义的生物学新进展以及生物科学发展史上的重要事件的能力。12.（2016届湖南浏阳第一中学高三上学期第一次月考生物试卷）关于叶绿素的叙述，错误的是（ ）A叶绿素a和叶绿
26、素b都含有镁元素B被叶绿素吸收的光可用于光合作用C叶绿素a和叶绿素b对可见光的吸收峰值不同D植物呈绿色是因为叶绿素能有效吸收绿光【答案】D【解析】试题分析：叶绿素中都含有镁元素，故A正确。叶绿素吸收的光经过转化、传递可以用于光合作用，故B正确。叶绿素a最高的吸收峰值在400-450，叶绿素b在450-500之间，故C正确。植物呈绿色是因为叶绿素吸收的绿光很少，故D错误。考点：本题考查光合作用相关知识，意在考察考生对知识点的识记理解掌握程度。13.（2015内蒙古北方重工业集团有限公司三中高三9月月考生物卷）下图是某植物叶肉细胞中光合作用与呼吸作用之间的关系图，其中AE表示相关过程，ae表示相关
27、物质，据图回答：图中A、B过程分别表示 、 ，a、b物质分别表示 、 。C过程发生在_ _，A过程产生的a物质参与C过程，至少经过 层生物膜。AE过程中，玉米叶肉细胞能产生ATP的是 ，玉米根尖分生区细胞能进行的是 ，乳酸菌细胞中能进行的是_。【答案】（1）光反应；暗反应；氧气；二氧化碳（2）线粒体；4（3）ACDE；CDE；E考点：本题主要考查光合作用的相关知识，意在考查考生能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系的能力。14（2015-2016学年贵州省遵义航天高中高三10月考生物试卷）如图表示某种植物的非绿色器官在不同氧浓度下02吸收量和CO2释放量的变化，请据图回答：（1）外界氧浓度
28、为5%以下时，该器官的呼吸作用方式是 ，你作出这种判断的理由是 。（2）外界氧浓度为5%15%时，该器官的呼吸作用方式是 ，你作出这种判断的理由是 。（3）该器官C02的释放与O2的吸收两条曲线在B点相交后重合为一条曲线，这表明此时该器官的呼吸作用方式是 ，你作出这种判断的理由是 （4）当外界氧浓度为10%时，该器官CO2释放量的相对值为06，而02吸收量的相对值为04此时，无氧呼吸的CO2释放量相当于有氧呼吸的 ；消耗葡萄糖的相对值相当于有氧呼吸的 倍（5）为了有利于贮藏蔬菜和水果，贮藏室内的氧气应调节到图中的哪一点所对应的浓度？ ；除氧气外，储存蔬菜和水果还应该注意的措施是 【答案】（1）
29、无氧呼吸 此时不吸收氧气，但有二氧化碳释放（2）无氧呼吸和有氧呼吸 二氧化碳的释放量大于氧气的吸收量（3）有氧呼吸 二氧化碳的释放量等于氧气的吸收量（4）一半 15（5）A 降低温度、保持水分所以一般采用低氧保存，此时有氧呼吸较弱，而无氧呼吸又受到抑制，在本题中使氧含量保持在A点时呼吸作用最弱除氧气外，储存蔬菜和水果还应该注意的措施是降低温度、保持水分【考点定位】细胞呼吸、光合作用【名师点睛】细胞有氧呼吸的产物是二氧化碳和水，在有氧呼吸过程中产生的二氧化碳与产生的氧气相等，无氧呼吸过程产生二氧化碳和酒精，无氧呼吸过程不消耗氧气，只释放二氧化碳，因此当细胞只释放二氧化碳不吸收氧气时，细胞只进行无氧呼吸，二氧化碳释放量大于氧气的消耗量时细胞既进行有氧呼吸也进行无氧呼吸，当二氧化碳释放量与氧气吸收量相等时，细胞只进行有氧呼吸
