2020版高考生物一轮复习第3单元第4讲细胞呼吸教学案苏教版必修.pdf

第 4 讲 细胞呼吸第 4 讲 细胞呼吸 考纲展示 1.细胞呼吸() 2.实验：探究酵母菌的呼吸方式 考点一| 细胞呼吸的类型和过程 1细胞呼吸 (1)概念：指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放出 能量并生成 ATP 的过程。 (2)类型：有氧呼吸和无氧呼吸。 2有氧呼吸 (1)第一阶段：葡萄糖的酵解。 场所：细胞质基质。 过程：一分子葡萄糖分解成 2 分子丙酮酸，产生少量H，并释放少量能量。 反应式： C6H12O62 丙酮酸4H少量热能。 (2)第二阶段：丙酮酸的分解。 场所：线粒体基质。 过程：丙酮酸和水彻底分解，生成二氧化碳和H，并释放少量能量。 反应式： 2 丙酮酸6H2O6CO220H少量热能。 (3)第三阶段：H2O 的生成。 场所：线粒体内膜。 过程：前两个阶段产生的H和 O2结合生成水，并释放大量能量。 反应式：6O224H12H2O大量能量。 (4)总反应式及各元素来源与去路 各反应物参与的阶段：葡萄糖在第一阶段参与，H2O 在第二阶段参与，O2在第三阶段参 与。 各生成物产生的阶段：H在第一、二阶段都产生，CO2在第二阶段产生，H2O 在第三阶 段产生。 3无氧呼吸 (1)概念：细胞在无氧条件下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物不彻底地氧化 分解，产生 C2H5OH(乙醇)和 CO2或 C3H6O3(乳酸)，释放出少量能量，生成少量 ATP 的过程。 (2)过程 第一阶段：和有氧呼吸第一阶段相同。 a场所：细胞质基质。 b过程：一分子葡萄糖分解成 2 分子丙酮酸，产生少量H，并释放少量能量。 c反应式：C6H12O62C3H4O3(丙酮酸)4H少量能量。 第二阶段 a场所：细胞质基质。 b过程：第一阶段产生的丙酮酸在不同酶的催化作用下，分别生成酒精和二氧化碳，或 转化成乳酸，无 ATP 形成。 c反应式： (3)总反应式 产生酒精：C6H12O62C2H5OH2CO2少量能量。 酶 产生乳酸：C6H12O62C3H6O3少量能量。 酶 判断与表述 1判断正误(正确的打“” ，错误的打“×”) (1)有氧呼吸产生的H在线粒体基质中与氧结合生成水。(×) 提示：H与氧结合生成水的过程发生在线粒体内膜上。 (2)线粒体将葡萄糖氧化分解成 CO2和 H2O。(×) 提示：在线粒体中参与氧化分解的是丙酮酸。 (3)检测酵母菌培养过程中是否产生 CO2可判断其呼吸方式。(×) 提示：酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都能产生 CO2。 (4)有氧呼吸第二、三阶段都能产生大量 ATP。(×) 提示：有氧呼吸第二阶段产生少量的 ATP。 (5)无氧呼吸不需要 O2参与，最终有H的积累。(×) 提示：无氧呼吸第二阶段消耗H，H被用于还原丙酮酸。 (6)人在剧烈运动时产生的 CO2全部来自有氧呼吸。() 2思考回答(规范表述) (1)粮食储藏过程中有时会发生粮堆湿度增大现象，其主要原因是什么？ 提示：种子在有氧呼吸过程中产生了水。 (2)C6H12O6和丙酮酸分解产生的H代表的物质是什么？ 提示：C6H12O6和丙酮酸分解产生的H代表的是还原型辅酶(NADH)。 (3)如果是以脂肪为底物进行有氧呼吸， 消耗 O2的量要大于产生 CO2的量， 其原因是什么？ 提示：与葡萄糖相比，脂肪含 H 量高，因此有氧呼吸消耗 O2的量大于产生 CO2的量。 1细胞呼吸中能量的释放与去向 2不同生物细胞无氧呼吸的产物 生物无氧呼吸产物 大多数植物细胞，如根细胞酒精和 CO2 植物 马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚等乳酸 动物骨骼肌细胞、哺乳动物成熟的红细胞等乳酸 乳酸菌等乳酸微生 物酵母菌等酒精和 CO2 考法 1 考查细胞呼吸的过程 1(2018·山东师范大学附中期中)如图是酵母菌呼吸作用实验示意图，相关叙述正确的 是( ) A条件 X 下葡萄糖中能量的去向有三处 B玉米胚乳、甜菜块根在 X 条件下也会产生物质 a C条件 Y 下，葡萄糖在线粒体中被分解，并产生 CO2和水 D试剂甲为溴麝香草酚蓝水溶液，现象 Z 是由蓝变绿再变黄 A 根据产物酒精判断条件 X 为无氧，无氧呼吸过程中葡萄糖中的能量一部分储存在酒 精中，一部分储存在 ATP 中，其余以热能形式散失，A 正确；玉米胚乳、甜菜块根在 X(无氧) 条件下会产生乳酸，a 是二氧化碳，B 错误；线粒体不能利用葡萄糖，C 错误；试剂甲为酸性 重铬酸钾溶液，D 错误。 2(2019·大连模拟)如图表示萌发的小麦种子中可能发生的相关生理过程，ae 表示物 质，表示过程。下列有关叙述正确的是( ) A催化反应和的酶都存在于细胞质基质中 B图中物质 c 为H，它只在有氧呼吸过程中产生 C图中过程主要发生在小麦种子萌发早期，其中 e 为 ATP D过程为有氧呼吸的三个阶段，其中物质 a、d 分别是丙酮酸和 O2 D 题图为细胞呼吸的全过程， 过程为无氧呼吸， 过程为有氧呼吸， a、 b、 c、 d、 e 分别表示丙酮酸、CO2、H、O2、酒精；催化反应和的酶分别存在于细胞质基质和线粒体 基质中，A 项错误；无氧呼吸的第一阶段也产生H，B 项错误；小麦种子在萌发早期进行无 氧呼吸，e 不表示 ATP，C 项错误；过程分别表示有氧呼吸第一、第二和第三阶段，D 项正确。 细胞呼吸的场所与过程的五点提醒 1线粒体是进行有氧呼吸的主要场所，但部分原核生物无线粒体，也能进行有氧呼吸。 2无线粒体的真核生物(或细胞)只能进行无氧呼吸，如蛔虫、哺乳动物成熟的红细胞等。 3不同生物无氧呼吸的产物不同，其直接原因在于催化反应的酶不同，根本原因在于控 制酶合成的基因不同。 4 细胞呼吸释放的能量， 大部分以热能的形式散失， 少部分以化学能的形式储存在 ATP 中。 5人体内产生的 CO2只来自有氧呼吸，人体无氧呼吸的产物是乳酸，无 CO2。 考法 2 考查细胞呼吸方式的判断与综合 解题指导 细胞呼吸方式的三大判断依据 3(2018·潍坊期中)下列关于细胞呼吸的叙述，正确的是( ) A细胞的有氧呼吸产生 CO2，无氧呼吸不产生 CO2 B有 H2O 产生的细胞呼吸方式一定是有氧呼吸 C若细胞既不吸收 O2也不放出 CO2，说明细胞呼吸已停止 D分生组织细胞的呼吸速率通常比成熟组织细胞的小 B 无氧呼吸也能产生 CO2 ，A 项错误；有 H2O 产生的细胞呼吸方式一定是有氧呼吸，B 项正确；若细胞既不吸收 O2也不放出 CO2，也可能是产生乳酸的无氧呼吸，C 项错误；分生组 织细胞的呼吸速率通常比成熟组织细胞的大，D 项错误。 4(2019·成都七中模拟)有关高等动物细胞利用葡萄糖进行细胞呼吸的过程。下列说法 正确的是( ) A产物 CO2中的氧全部来源于葡萄糖 B若细胞呼吸过程中消耗的 O2等于生成的 CO2，则只进行有氧呼吸 C有氧呼吸和无氧呼吸过程都要产生 NADPH D用 18O 标记(CH2O)，在水中不能检测到18O D 有氧呼吸第二阶段有水的参与，其产生的 CO2中的氧有一部分来自水中的氧，A 错误 ； 高等动物无氧呼吸不会产生二氧化碳，只有有氧呼吸才能产生 CO2，所以若细胞呼吸过程中消 耗的 O2等于生成的 CO2时，可能也进行了无氧呼吸，B 错误；有氧呼吸和无氧呼吸产生的H 不是 NADPH 而是 NADH，NADH 是一种辅酶，也叫还原型辅酶，NADPH 也是一种辅酶，叫还原 型辅酶，C 错误；用 18O 标记(CH2O)，有氧呼吸过程中葡萄糖中的氧原子的转移途径是葡萄 糖丙酮酸二氧化碳，因此用 18O 标记葡萄糖完成该过程后，产物水中检测不到放射性，D 正确。 考点二| 影响细胞呼吸的因素及应用 1温度对细胞呼吸的影响 (1)影响(如图)：细胞呼吸是一系列酶促反应，温度通过影响酶的活性而影响细胞呼吸速 率。细胞呼吸的最适温度一般在 2535 之间。 (2)应用 零上低温储存食品 大棚栽培：在夜间和阴天适当降温 温水和面发得快) 2氧气对细胞呼吸的影响 (1)影响(如图)：O2是有氧呼吸所必需的，且 O2对无氧呼吸过程有抑制作用。 O2浓度为 0 时，只进行无氧呼吸。 O2消耗曲线与 CO2生成曲线重合以后(图中P点以后)，只进行有氧呼吸。 O2消耗曲线与 CO2生成曲线重合之前(图中P点之前，不包括 0 点)，既进行有氧呼吸又 进行产生酒精的无氧呼吸。 阴影部分的相对值表示不同氧浓度下无氧呼吸中 CO2的释放量。 (2)应用 中耕松土促进植物根部有氧呼吸 无氧发酵过程需要严格控制无氧环境 低氧贮藏粮食、水果和蔬菜) 3水分对细胞呼吸的影响 (1)影响 水作为有氧呼吸的反应物可直接参与反应 水作为生物化学反应的介质影响反应的进行 在一定范围内，细胞呼吸速率随含水量的增加 而加快，随含水量的减少而减慢) (2)应用粮食在入仓前要进行晾晒处理 干种子萌发前进行浸泡处理) 4CO2浓度对细胞呼吸的影响 (1)影响：CO2是细胞呼吸的最终产物，积累过多会抑制细胞呼吸的进行，如图。 (2)应用：适当增加 CO2浓度，有利于水果和蔬菜的保鲜。 判断与表述 1判断正误(正确的打“” ，错误的打“×”) (1)同一叶片在不同生长发育时期，其细胞呼吸速率有差异。() (2)严格的无氧环境有利于水果保鲜是因为此条件下细胞呼吸分解有机物最少。(×) 提示：无氧环境中，细胞无氧呼吸消耗的有机物较多。 (3)粮食种子适宜在零上低温、低氧和中等湿度的环境中储藏。(×) 提示：粮食种子应储藏在干燥环境中。 (4)温室大棚中，可以通过夜间适当降温来提高农作物的产量。() (5)破伤风杆菌易在锈钉扎过的伤口深处繁殖，原因是伤口深处氧气缺乏。() 2思考回答(规范表述) (1)鱼在夏季黎明时分常常浮头的原因是什么？ 提示：原因是黎明时分水中溶解氧不足。 (2)密封地窑能长时间储存水果、地瓜、马铃薯的原因是什么？ 提示：密封的地窑 CO2浓度高，能够抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗。 (3)大豆种子萌发过程中，氧气消耗量等于 CO2释放量时，是无氧呼吸的消失点吗？ 提示：大豆种子富含脂肪，而脂肪氧化分解时耗氧量大于 CO2释放量，故当二者相等时， 大豆种子应该还在进行微弱的无氧呼吸。 考法 1 考查环境因素对细胞呼吸影响的分析及实验 1稻田长期浸水，会导致水稻幼根变黑腐烂。测得水稻幼根从开始浸水到变黑腐烂时细 胞呼吸速率的变化曲线如图。下列叙述正确的是( ) A阶段幼根细胞的有氧呼吸速率和无氧呼吸速率皆降低 B阶段幼根细胞的有氧呼吸速率和无氧呼吸速率皆升高 C阶段和阶段呼吸速率下降的主要原因相同 D为避免幼根变黑腐烂，稻田宜在阶段前适时排水 D 水稻幼根刚开始浸水时即阶段时，由于水中氧气的含量降低，有氧呼吸速率降低， 有些细胞开始进行无氧呼吸；随着浸泡时间的延长，在阶段时，有氧呼吸越来越弱，而无 氧呼吸强度不断增强；阶段由于水中氧气含量少，有氧呼吸速率降低，阶段由于无氧呼 吸使酒精积累，对植物根细胞产生毒害作用，导致无氧呼吸速率下降；水稻幼根变黑腐烂是 因为细胞进行无氧呼吸产生的酒精会毒害幼根，故应在阶段前适时排水。 2(2018·天津高考)为探究酵母菌的呼吸方式，在连通 CO2和 O2传感器的 100 mL 锥形瓶 中， 加入 40 mL 活化酵母菌和 60 mL 葡萄糖培养液， 密封后在最适温度下培养。 培养液中的 O2 和 CO2相对含量变化见如图。有关分析错误的是( ) At1t2，酵母菌的有氧呼吸速率不断下降 Bt3时，培养液中葡萄糖的消耗速率比t1时快 C若降低 10 培养，O2相对含量达到稳定所需时间会缩短 D实验后的培养液滤液加入适量酸性重铬酸钾溶液后变成灰绿色 C 在t1t2时刻，单位时间内氧气的减少速率越来越慢，说明酵母菌的有氧呼吸速率 不断下降，A 正确；t3时刻，培养液中氧气的含量不再发生变化，说明酵母菌基本不再进行有 氧呼吸， 此时主要进行无氧呼吸，t1和t3产生 CO2的速率相同， 即单位时间内产生相同量的 CO2， 所以单位时间内无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的 3 倍，因此t3时，溶液中消耗葡萄糖的 速率比t1时快，B 正确；图示所给温度是最适温度，此时酶的活性最高，反应速率最快，因 此若降低温度，氧气相对含量达到稳定时所需要的时间会变长，C 错误；据图可知，酵母菌进 行了无氧呼吸，无氧呼吸过程会产生酒精，酒精与酸性重铬酸钾溶液反应后变成灰绿色，D 正 确。 技法总结 影响细胞呼吸外界因素的分析 影响细胞呼吸的外界因素主要有温度、氧气浓度和二氧化碳浓度，除了记住其原理外， 还应注意外部因素在影响呼吸作用时是综合起作用的，有时在其他因素满足的情况下，某一 因素成为限制因素。如动物冬眠时呼吸速率低的限制因素是温度，而夏季作物受涝死亡，其 限制因素则是 O2浓度。 考法 2 考查细胞呼吸原理的应用 3(2018·菏泽期中)下列有关细胞呼吸原理的应用的叙述，错误的是( ) A用透气纱布包扎伤口能防止厌氧菌的繁殖 B对板结土壤松土，有利于根系吸收无机盐 C慢跑等有氧运动，能防止肌细胞进行无氧呼吸，避免肌肉酸胀 D稻田定期排水，能防止根细胞进行无氧呼吸产生乳酸导致烂根 D 由于氧气的存在能抑制厌氧病菌的繁殖，所以选用透气的消毒纱布包扎伤口，可以 避免厌氧病菌的繁殖，从而有利于伤口的痊愈，A 正确；对板结土壤松土可促进根细胞的有氧 呼吸，为主动运输供能，有利于根吸收无机盐，B 正确；提倡慢跑等有氧运动，原因之一是人 体细胞在缺氧条件下进行无氧呼吸，积累大量的乳酸，会使肌肉产生酸胀乏力的感觉，C 正确 ； 稻田需要定期排水，如果稻田中的氧气不足，水稻根部会因细胞无氧呼吸产生大量的酒精而 不是乳酸的毒害作用，而使根系变黑、腐烂，D 错误。 4(2019·山西名校联考)细胞呼吸原理广泛用于生产实践中。下表中有关措施与对应目 的不搭配的是( ) 选项应用措施目的 A种子贮存晒干降低自由水含量，降低细胞呼吸 B乳酸菌制作酸奶 先通气，后 密封 加快乳酸菌繁殖，有利于乳酸发酵 C水果保鲜低温降低酶的活性，降低细胞呼吸 D栽种庄稼疏松土壤促进根有氧呼吸，利于吸收矿质离子 B 种子的贮藏，必须降低含水量，使种子处于风干状态，从而使呼吸作用降至最低， 以减少有机物的消耗，A 正确；乳酸菌是厌氧型微生物，所以整个过程要严格密封，B 错误； 水果保鲜的目的既要保持水分，又要降低呼吸作用，所以低温是最好的方法，C 正确；植物根 对矿质元素的吸收过程是一个主动运输过程，需要能量和载体蛋白，植物生长过程中的松土， 可以提高土壤中氧气的含量，有利于根细胞的有氧呼吸作用，从而为根吸收矿质离子提供更 多的能量，D 正确。 考点三| 探究酵母菌的呼吸方式(实验) 1实验原理 2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。 (2)设计对比实验 甲组中空气先通过 NaOH 溶液的目的是去除空气中的 CO2。 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是耗尽瓶 中原有的氧气。 CO2检测：观察两组装置中澄清石灰水的变化。 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. 5 mL 溶有 0.1 g 重铬酸钾的浓硫酸溶液，并轻轻振荡，观察试管中溶液的颜色变化。 (3)实验现象 条件澄清石灰水的变化1、2 两试管的变化 甲组变混浊快无变化 乙组变混浊慢出现灰绿色 (4)实验结论 酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。 在有氧条件下产生 CO2多而快，在无氧条件下产生酒精，还产生少量的 CO2。 1酵母菌呼吸方式探究实验注意事项 (1)通入甲 A 瓶的空气中不能含有 CO2，以保证使第三个锥形瓶中的澄清石灰水变浑浊的 CO2是由酵母菌有氧呼吸产生的。 (2)乙 B 瓶应封口放置一段时间，待酵母菌将 B 瓶中的氧气消耗完后，再连通盛有澄清石 灰水的锥形瓶，确保是无氧呼吸产生的 CO2通入澄清的石灰水中。 2实验流程分析 (1)实验中的变量。 自变量：是否有氧气。 因变量：澄清的石灰水变混浊的程度，滴加酸性重铬酸钾溶液后的颜色变化等。 无关变量：酵母菌以及培养液的用量、培养时间、温度等。 (2)此实验为对比实验，两组实验均为实验组。 (3)进行实验前必须检验装置的气密性，否则会因细胞呼吸产生的 CO2不能全部通入澄清 的石灰水中导致实验失败。 (4)乙组B瓶应封口放置一段时间， 待瓶内的O2消耗完后再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶。 1(2018·江西金溪期中联考)有关“探究酵母菌细胞呼吸方式的实验”的叙述，正确的 是( ) A培养液中葡萄糖的浓度过高会影响酵母菌的生长和繁殖 B重铬酸钾能在碱性条件下与酒精反应变成灰绿色 C适当降低温度对培养液中气泡的产生速率无影响 D该实验中有氧组为实验组，无氧组为空白对照组 A 培养液中葡萄糖浓度过高， 会导致酵母菌细胞失水， 从而影响酵母菌的生长和繁殖， A 正确；重铬酸钾在酸性条件下与酒精反应变成灰绿色，B 错误；温度改变，酶活性改变，会影 响酵母菌细胞呼吸速率，从而影响气泡产生速率，C 错误；该实验为对比实验，有氧组和无氧 组均为实验组，D 错误。 2(2019·宁夏育才中学月考)为了探究酵母菌细胞呼吸的方式，某同学将实验材料和用 具按如图所示安装好。以下关于该实验的说法，不正确的是( ) 甲组 乙组 A甲、乙两组实验探究的分别是酵母菌在有氧、无氧条件下的呼吸方式 B加入质量分数为 10%的 NaOH 溶液是为了吸收空气中的 CO2 C将橙色的重铬酸钾溶液滴入 B 瓶中变成灰绿色，证明有酒精产生 D乙组中 B 瓶先封口放置一段时间的目的是消耗 B 瓶中的 O2以形成无氧的环境 C 甲组营造的是有氧环境，乙组营造的是无氧环境，A 正确；甲组加入 NaOH 溶液的目 的是吸收空气中的 CO2， 即排除空气中的 CO2对实验结果的干扰， B 正确 ； 橙色的重铬酸钾溶液， 在酸性条件下与酒精发生化学反应，变成灰绿色，C 错误；乙组中 B 瓶先封口放置一段时间的 目的是消耗 B 瓶中的 O2以形成无氧的环境，D 正确。 3(2019·山东联考)如图是探究酵母菌细胞呼吸方式类型的装置，下列说法正确的是 ( ) 装置一 装置二 A装置一中液滴左移，装置二中液滴右移，说明酵母菌只进行无氧呼吸 B装置一中液滴不移，装置二中液滴右移，说明酵母菌只进行有氧呼吸 C装置一中液滴左移，装置二中液滴不移动，说明酵母菌死亡 D装置一中液滴左移，装置二中液滴右移，说明酵母菌进行有氧呼吸和无氧呼吸 D 装置一中液滴左移，装置二中液滴右移，说明酵母菌进行有氧呼吸和无氧呼吸，A 错 误、D 正确。装置一中液滴不移，装置二中液滴右移，说明酵母菌只进行无氧呼吸，B 错误； 装置一中液滴左移，装置二中液滴不移动，说明酵母菌只进行有氧呼吸，C 错误。 4某生物兴趣小组对酵母菌细胞的呼吸方式进行了如下的探究实验。请据图分析回答问 题。 (1)请根据实验目的选择装置序号，并按照实验的组装要求排序(装置可重复使用)。有氧 条件下的装置序号：_；无氧条件下的装置序号：_。 (2)装置中 c 瓶的作用是_。 (3)d 瓶应封口放置一段时间后，再连通 b 瓶，其原因是 _ _。 (4)如果要进一步检测酵母菌细胞呼吸产物中有无酒精，常用试剂是_。 若颜色变为_，说明有酒精产生。此方法在实践中的应用是_(举一例)。 解析：解答本题的关键：一是弄清各装置的作用，a 瓶用于通气条件下的酵母菌培养，b 瓶可检验是否有 CO2产生，c 瓶用于去除空气中的 CO2，d 瓶用于不通气条件下的酵母菌培养； 二是掌握酵母菌细胞呼吸的类型及异同，有氧呼吸在有氧条件下进行，产生 CO2和 H2O，无氧 呼吸在无氧条件下进行，产生酒精和 CO2。若探究有氧呼吸，装置连接的顺序为 cab 或 cbab；若探究无氧呼吸，装置连接的顺序为 db。d 瓶应封口放置一段时间后，再连 通 b 瓶，主要目的是使装置内本身存在的 O2被彻底消耗，以确保通入澄清石灰水中的 CO2是 由酵母菌通过无氧呼吸产生的。 答案：(1)cab(或 cbab) db (2)吸收空气中的 CO2，排除其对实验结果的 干扰(其他合理答案也可) (3)d 瓶封口放置一段时间后，酵母菌会将瓶中的氧气消耗完，再连通 b 瓶，就可以确保 通入澄清石灰水的 CO2是由酵母菌通过无氧呼吸产生的(其他合理答案也可) (4)酸性重铬酸钾溶液 灰绿色 交通警察对司机进行酒后驾驶检测 考点四| 光合作用与细胞呼吸的关系及综合应用 光合作用与细胞呼吸过程的联系 (1)写出下列物质名称：b：O2，c：ATP，d：ADP，e：NADPH(H)，f：C5，g：CO2，h：C3。 (2)填写下表生理过程及场所 序号 生理 过程 光反应暗反应有氧呼吸第一阶段 有氧呼吸第二阶 段 有氧呼吸第三 阶段 场所 叶绿体类 囊体薄膜 叶绿体 基质 细胞质基质线粒体基质线粒体内膜 (3)物质方面 C：CO2C6H12O6丙酮酸CO2 暗反应 有氧呼吸 第一阶段 有氧呼吸 第二阶段 O：H2OO2H2O 光反应 有氧呼吸 第三阶段 H：H2OHC6H12O6HH2O 光反应 暗反应 有氧呼吸 第一、二阶段 有氧呼吸 第三阶段 (4)能量方面 光 能ATP 中 活 跃 化 学 能C6H12O6中 稳 定 的 化 学 能 光反应 暗反应 有氧 呼吸 热能 ATP中活跃化学能各项生命活动) 判断与表述 1判断正误(正确的打“” ，错误的打“×”) (1)在叶肉细胞中，CO2的固定和产生场所分别是类囊体薄膜和线粒体内膜。(×) 提示：CO2固定的场所是叶绿体基质，CO2产生的场所是线粒体基质。 (2)CO2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。(×) 提示：C6H12O6分解成丙酮酸的过程发生在细胞质基质中，丙酮酸分解成 CO2的过程发生在 线粒体中。 (3)光合作用过程中光能转变成化学能， 细胞呼吸过程中 C6H12O6中的化学能转变成 ATP 中 的化学能。(×) 提示：细胞呼吸过程中 C6H12O6中的部分化学能转化成了热能。 (4)净光合速率长期为零时会导致幼苗停止生长。() (5)适宜光照下，植物吸收 CO2的总量等于固定的 CO2的总量。(×) 提示：适宜光照下，植物固定的 CO2总量等于植物吸收 CO2的量与细胞呼吸产生 CO2的量 之和。 (6)ATP 和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。(×) 提示：在线粒体中随水的生成，消耗H，产生 ATP。 2思考回答(规范表述) (1)实验过程中，给甲植物浇灌 H O，发现叶肉细胞中出现了(CH O)。分析其最可能的转 18 218 2 化途径是什么？ 提示：有氧呼吸(第二阶段)生成二氧化碳(C18O2)，二氧化碳(C18O2)再参与暗反应(光合作 用)生成有机物(CH O)。 18 2 (2)植物在光合作用过程中产生的 ATP 的量远大于细胞呼吸产生的 ATP 的量。 请说明原因。 提示：植物在光合作用过程中产生的 ATP 中的能量转化为有机物中的能量，植物体合成 的有机物只有一部分通过呼吸作用氧化分解，而且在此过程中大部分的能量以热能形式散失， 少部分转移到 ATP 中。 1光合作用和有氧呼吸中H、ATP 来源和去路 比较项目来源去路 光合作用光反应中水的光解 作为暗反应阶段的还原剂， 用于 还原 C3合成有机物等 H 有氧呼吸第一、二阶段产生 用于第三阶段与氧气结合产生 水，同时释放大量能量 光合作用 在光反应阶段合成 ATP，其合成 所需能量来自色素吸收、转换的 太阳能 用于暗反应阶段 C3还原时的能 量之需， 以稳定的化学能形式储 存在有机物中 ATP 有氧呼吸 第一、二、三阶段均产生，其中 第三阶段产生最多，能量来自有 机物的分解 作为直接能源物质用于各项生 命活动 2.光合作用与细胞呼吸之间的气体变化 下列为叶肉细胞内线粒体与叶绿体之间的气体变化图示，据图判断生理过程。 图：表示黑暗中，只进行细胞呼吸； 图：表示细胞呼吸速率光合作用速率； 图：表示细胞呼吸速率光合作用速率； 图：表示细胞呼吸速率光合作用速率。 3光合作用与细胞呼吸曲线中的“关键点”移动 (1)细胞呼吸对应点(A 点)的移动：细胞呼吸增强，A 点下移；细胞呼吸减弱，A 点上移。 (2)补偿点(B 点)的移动 细胞呼吸速率增加，其他条件不变时，CO2(或光)补偿点应右移，反之左移。 细胞呼吸速率基本不变，相关条件的改变使光合速率下降时，CO2(或光)补偿点应右移， 反之左移。 (3)饱和点(C 点)和 D 点的移动：相关条件的改变(如增大光照强度或增大 CO2浓度)使光 合速率增大时，C 点右移，D 点上移的同时右移；反之，移动方向相反。 考法 1 综合考查光合作用和细胞呼吸的过程 1(2019·福建模拟)如图为绿色植物部分物质和能量转换过程的示意图，下列叙述正确 的是( ) A过程发生在叶绿体中，过程发生在线粒体中 B过程产生 NADH，过程消耗 NADPH C若叶肉细胞中过程速率大于过程，则植物干重增加 D过程中 ATP 的合成与放能反应相联系，过程与吸能反应相联系 D 过程发生在叶绿体中，过程发生在细胞质基质和线粒体中，A 项错误；过程产 生 NADPH，过程产生 NADH，也消耗 NADH，B 项错误；若叶肉细胞中过程速率大于过程， 则植物干重不一定增加，因为植物体还有很多细胞没有叶绿体，只进行细胞呼吸，C 项错误； 过程中 ATP 的合成与放能反应相联系，过程与吸能反应相联系，D 项正确。 2(2017·全国卷)如图是表示某植物叶肉细胞光合作用和呼吸作用的示意图。 据图回答下列问题： (1)图中、 、 、 代表的物质依次是_、 _、 _、 _， H 代表的物质主要是_。 (2)B 代表一种反应过程，C 代表细胞质基质，D 代表线粒体，则 ATP 合成发生在 A 过程， 还发生在_(填“B 和 C”“C 和 D”或“B 和 D”)。 (3)C 中的丙酮酸可以转化成酒精，出现这种情况的原因是 _ _。 解析：考查光合作用的过程、有氧呼吸和无氧呼吸的过程。 (1)分析图示，A 过程为光合作用的光反应阶段，B 过程是光合作用的暗反应阶段。图中 为水光解产生的 O2；由和 H2O 产生与 NADPH(H，即还原型辅酶)可知，是 NADP； 由转化成 ATP 可知，是 ADPPi； 由与 CO2结合生成 C3可知，为 C5。呼吸作用过程中 的H代表的物质主要是 NADH(还原型辅酶)。 (2)光合作用的光反应阶段(A)可产生 ATP，而暗反应阶段(B)不产生 ATP。有氧呼吸的三 个阶段都产生 ATP，其中细胞质基质(C)中进行有氧呼吸的第一阶段，线粒体(D)中进行有氧呼 吸的第二和第三阶段。 (3)在缺氧条件下，植物细胞可进行无氧呼吸，将丙酮酸转化成酒精。 答案：(1)O2 NADP ADPPi C5 NADH(或答：还原型辅酶) (2)C 和 D (3)在缺氧 条件下进行无氧呼吸 考法 2 光合作用和细胞呼吸的综合性考查 3(2019·丰台区练习)将某绿藻细胞悬浮液放入密闭容器中，保持适宜的 pH 和温度， 改变其他条件，测定细胞悬浮液中溶解氧的浓度，结果如图所示。下列有关绿藻细胞代谢的 说法正确的是( ) A前 5 分钟只进行呼吸作用 B第 4 分钟只发生光能转化为化学能 C第 7 分钟 C5的数量瞬间增加 D912 分钟光合作用速率等于呼吸作用速率 D 由曲线图可知，第 4 分钟时光照开始，说明前 4 分钟只进行呼吸作用，A 错误；第 4 分钟时光照开始，光反应过程中发生光能转化为化学能，暗反应过程中发生 ATP 中活跃化学 能转变为稳定的化学能， B 错误 ； 第 7 分钟添加一定量的 CO2， CO2与 C5反应生成 C3， 故此时 C5 的数量瞬间减少， C 错误 ； 912 分钟溶解氧保持不变， 说明光合作用速率等于呼吸作用速率，D 正确。 4两棵同种生长状况基本相同的植物，分别置于透明的玻璃罩内，如图甲、乙所示；在 相同自然条件下，测得一昼夜中植物氧气释放速率分别如图丙、丁曲线所示。回答下列问题： (1)ab 段和 cd 段，引起曲线下降的主要环境因素分别是_和_。 (2)一昼夜中，装置甲、乙中植物积累的有机物较多的是_(填“甲”或“乙”)。 (3)导致 e 点(12 时左右)时光合作用强度明显减弱的主要原因是 _ _。 (4)装置甲的植物叶绿体中，在 14 时 C5含量比 10 时_(填“高 ”或“低”)。 解析：(1)图丙中，ab 段下降的原因是密闭装置中二氧化碳被光合作用消耗，浓度降低； 图丁中 cd 段下降的原因是光照减弱。(2)根据图丙和图丁可知，一昼夜中，图丁中曲线和横 轴围成的面积，上部与下部的差值远大于图丙，说明装置乙中植物积累的有机物较多。(3)e 点(12 时左右)时， 温度高， 蒸腾作用强， 为减少水分散失， 气孔大量关闭， 二氧化碳供应减少， 导致光合作用强度明显减弱。(4)装置甲中 14 时比 10 时 CO2浓度低，消耗的 C5少，因此 14 时植物叶绿体中 C5含量高。 答案：(1)二氧化碳浓度 光照强度 (2)乙 (3)温度高，导致气孔关闭，二氧化碳供应 减少 (4)高 归纳提升 自然环境中昼夜植物光合作用曲线 (1)a 点：夜温降低，细胞呼吸减弱，CO2释放减少。 (2)开始进行光合作用的点：b，结束光合作用的点：m。 (3)光合速率与呼吸速率相等的点：c、h，有机物积累量最大的点：h。 (4)de 段下降的原因是气孔关闭，CO2吸收减少，fh 段下降的原因是光照减弱。 真题体验| 感悟高考 淬炼考能 1(2018·全国卷)有些作物的种子入库前需要经过风干处理。与风干前相比，下列说 法错误的是( ) A风干种子中有机物的消耗减慢 B风干种子上微生物不易生长繁殖 C风干种子中细胞呼吸作用的强度高 D风干种子中结合水与自由水的比值大 C 风干种子中自由水含量减少，细胞呼吸强度降低，有机物消耗减慢，A 项正确、C 项 错误；风干种子中自由水含量减少，其上微生物不易生长繁殖，B 项正确；风干种子中自由水 含量减少，其结合水与自由水的比值较风干前大，D 项正确。 2(2018·全国卷)下列关于生物体中细胞呼吸的叙述，错误的是( ) A植物在黑暗中可进行有氧呼吸也可进行无氧呼吸 B食物链上传递的能量有一部分通过细胞呼吸散失 C有氧呼吸和无氧呼吸的产物分别是葡萄糖和乳酸 D植物光合作用和呼吸作用过程中都可以合成 ATP C 植物在黑暗中既可进行有氧呼吸也可进行无氧呼吸，A 正确；食物链上某一营养级同 化的能量大部分用于呼吸消耗，B 正确；对于以糖类为底物的呼吸作用来说，有氧呼吸的产物 是 CO2和 H2O，无氧呼吸的产物为乳酸或者酒精和 CO2，C 错误；植物光合作用的光反应阶段、 有氧呼吸过程的第一、第二、第三阶段以及无氧呼吸第一阶段都可以合成 ATP，D 正确。 3(2017·海南高考)下列有关植物细胞呼吸作用的叙述，正确的是( ) A分生组织细胞的呼吸速率通常比成熟组织细胞的小 B若细胞既不吸收 O2也不放出 CO2，说明细胞已停止无氧呼吸 C适当降低氧浓度可降低果实的有氧呼吸进而减少有机物的消耗 D利用葡萄糖进行有氧呼吸时，吸收 O2与释放 CO2的摩尔数不同 C 分生组织细胞进行旺盛的分裂，呼吸速率通常比成熟组织细胞的大，A 错误；若细胞 既不吸收 O2也不放出 CO2，可能是产生乳酸的无氧呼吸，如马铃薯块茎、甜菜块根，B 错误； 适当降低氧浓度可降低果实的有氧呼吸进而减少有机物的消耗，C 正确；利用葡萄糖进行有氧 呼吸时，吸收 O2与释放 CO2的摩尔数相同，D 错误。 4(2017·海南高考)某染料(氧化型为无色，还原型为红色)可用于种子生活力的鉴定。 某同学将吸胀的小麦种子平均分成甲、乙两组，并进行染色实验来了解种子的生活力，结果 如表所示。 分组甲组乙组 处理种子与染料混合保温种子煮沸后与染料混合保温 结果种子中的胚呈红色种子中的胚未呈红色 下列叙述错误的是( ) A甲组的胚发生了氧化还原反应 B呼吸作用产生的 NADH 使染料变成红色 C乙组胚细胞膜上的载体蛋白能将染料运出细胞 D种子中胚细胞代谢活动的强弱会影响染色效果 C 依题意染料可用于种子生活力的鉴定，染料若被氧化则呈无色，被还原则呈红色， 活细胞有细胞呼吸产生还原剂，染料被还原，故呈红色，死种子没有代谢，不能将染料还原； 甲组细胞是活细胞，胚会发生氧化还原反应，A 正确；呼吸作用产生的 NADH 作为还原剂使染 料变成红色，B 正确；乙组中的种子煮沸后细胞已经死亡，细胞膜上的载体蛋白变性失活，细 胞失去了选择透过性，不能将染料运出细胞，C 错误 ； 依题意“染料可用于种子生活力的鉴定” 可知，种子中胚细胞代谢活动的强弱会影响染色效果，D 正确。 5(2014·海南高考)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： (1)在 1224 h 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_。 (2)从第 12 h 到胚根长出期间，萌发种子的干物质总量会_，主要原因是 _。 (3)胚根长出后，萌发种子