专题2 细胞代谢 微专题2 光合作用与细胞呼吸的过程
高中生物知识点总结光合作用和细胞呼吸
高中生物知识点总结光合作用和细胞呼吸高中生物知识点总结：光合作用和细胞呼吸在生物学中，光合作用和细胞呼吸是两个重要的生命过程。
光合作用是指植物将光能转化为化学能，通过合成有机物来维持生命活动；而细胞呼吸则是指细胞内有机物被氧化分解，同时释放能量。
一、光合作用光合作用是指光能转化为化学能，并且通过合成有机物质的过程。
这个过程通常发生在植物和一些原生生物的叶绿体中。
光合作用是维持地球上生物生存的重要过程之一。
1. 光合作用的公式光合作用的主要公式如下：6CO2 + 6H2O + 光能→ C6H12O6 + 6O2这个公式表示，在光合作用中，光能被捕获后，二氧化碳和水通过一系列的酶催化反应，生成葡萄糖和氧气。
2. 光合作用的过程光合作用可分为光能捕获、光化学反应和暗反应三个过程：（1）光能捕获：光合作用一开始就是光能的捕获过程，光能被叶绿素等光合色素吸收。
（2）光化学反应：捕获到的光能被传递给反应中心，进而激发电子，从而开始一系列的光化学反应。
（3）暗反应：在光化学反应中，通过ATP和NADPH等能源分子提供的能量，将二氧化碳还原为有机物质（通常是葡萄糖）的过程。
3. 光合作用的条件光合作用是依赖于一定的条件才能进行的，主要有以下几个方面：（1）光照：光合作用需要光的能量，因此光照是光合作用进行的基本条件。
（2）温度：适宜的温度有利于光合作用的进行，其中20-30摄氏度是最适合的温度范围。
（3）二氧化碳浓度：光合作用需要二氧化碳作为原料，因此较高的二氧化碳浓度有利于光合作用的进行。
二、细胞呼吸细胞呼吸是指在细胞内将有机物氧化分解为二氧化碳和水，并通过这个过程释放能量的过程。
细胞呼吸在生物体的新陈代谢和能量供应中起着重要的作用。
1. 细胞呼吸的公式细胞呼吸的主要公式如下：C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + 能量这个公式表示，在细胞呼吸过程中，葡萄糖和氧气通过一系列的反应，被分解为二氧化碳、水和能量。
(新高考适用)2023版高考生物二轮总复习 专题2 细胞代谢 第2讲 细胞呼吸与光合作用课件
2．环境条件改变时光合作用中相关物质的含量变化 (1)分析方法：需从物质的生成和消耗两个方面综合分析。 示例：CO2供应正常，光照停止时C3的含量变化
(2)物质含量变化
条件
光 照 由 强 到 光照由弱到强，CO2 供 应 由 CO2供应由不
弱，CO2供应 不变
CO2供应不变
充足到不足，足 到 充 足 ， 光照不变 光照不变
【解析】 分析题图可知，H＋由线粒体基质进入线粒体膜间腔时需 要蛋白的协助，A正确；有氧呼吸过程中，第三阶段在线粒体的内膜上 进行，前两个阶段产生的NADH与O2反应生成水，并产生大量能量形成 大量ATP，B正确；分析题图可知，还原型辅酶NADH中的H＋和电子被 电子传递体所接受，结果使得线粒体内膜外侧H＋浓度升高，线粒体内膜 两侧形成H＋梯度，C错误；分析题图，NADH中的H＋和电子被电子传 递体所接受，使得线粒体内膜外侧H＋浓度升高，在线粒体内膜两侧形成 一个质子跨膜梯度，NADH中的能量变为H＋的电化学势能，再通过H＋ 向膜内跨膜运输变为ATP中的能量，D正确。
变式三 影响细胞呼吸的环境因素及应用
3．(2022·开封模拟)干种子萌发过程中，CO2释放量(QCO2)和O2吸 收量(QO2)的变化趋势如图所示(假设呼吸底物都是葡萄糖)。回答下列问 题：
(1)干种子吸水后，自由水比例大幅增加，会导致细胞中新陈代谢速 率明显加快，原因是_自__由__水__是__细__胞__内__的__良__好__溶__剂__，__许__多__生__物___化__学__反__应__ _需__要__水__的__参__与__，__水__参__与__物__质__运__输_____(至少答出两点)。
【解析】 有氧呼吸的第一阶段场所是细胞质基质，第二、三阶段 在线粒体，三个阶段均可产生ATP，故有氧呼吸时细胞质基质和线粒体 都可产生ATP，A正确；线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所，该阶 段氧气和[H]反应生成水，该过程需要酶的催化，B正确；丙酮酸分解为 CO2和[H]是有氧呼吸第二阶段，场所是线粒体基质，该过程需要水的参 与，不需要氧气的参与，C错误；线粒体是半自主性细胞器，其中含有 少量DNA，可以通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成，D正确。
高考生物二轮复习 专题二 细胞的代谢 第2讲 光合作用和细胞呼吸课件
(2)如果某生物不消耗O2，只产生CO2，则只进行_无__氧__呼__吸_。 (3)如果某生物_释__放__的__C__O_2_量比_吸__收__的__O__2_量多，则两种呼吸
方式都进行。
(4)如果某生物无O2的吸收和CO2的释放，则该生物只进行无 氧呼吸(产物为___乳__酸___)或生物已死亡。
(5)_无__氧__呼__吸_的产物中没有水，如果呼吸作用的产物中有水，
则一定是进行了有氧呼吸。
二、光合作 1．光合作用的过程
(1)光合作用分为__光__反__应__和_暗 __反 ___应__两个阶段。(填代号及名 称)
(2)C5固定CO2发生于叶绿体的___基__质___中。 (3)由图示CO2与O2的关系可推断此植物的光合速率__大__于____ 呼吸速率。
答案：D
[解题探究] 解答本题的关键是将光合作用图解和细胞呼吸图解进行综合
分析，并能正确判断图示中的4个过程。 (1)是____________过程，场所是____________。 (2)是____________过程，场所是____________。 (3)是____________过程，场所是____________。 (4)是____________过程，场所是____________。
解析：本题以光合作用和呼吸作用过程的综合图解为载体，
考查对这两种生理过程中物质变化的理解。图中①③过程为光合
作用，②④过程为有氧呼吸，①为光反应，③为暗反应，②为有 氧呼吸的第三阶段，④为有氧呼吸的第一、二阶段，a表示水，b 表示CO2。光反应是在叶绿体类囊体薄膜上进行的，光反应光解水 产生的[H]用于暗反应，暗反应的产物除葡萄糖外还有C5。有氧呼 吸第二阶段有水参与，第三阶段产生的能量最多。
2023新教材高考生物二轮专题复习 专题二 生命系统的代谢 第2讲 细胞呼吸和光合作用课件
②对照原则的应用，不能仅用一套装置通过逐渐改变其条件进行实
验，而应该用一系列装置进行相互对照。
③无论哪种装置，在光下测得的数值均为“净光合作用强度”值。
(2)解答光合作用与细胞呼吸的实验探究题时必须关注的信息是加
“NaOH”还是加“NaHCO3”；给予“光照”处理还是“黑暗”处理；是
条件改变
△面积
光(CO2)补偿点
适当提高温度
适当增大CO2
浓度(光照强度)
适当减少CO2
浓度(光照强度)
植物缺少Mg元
素
减少
右移
光(CO2)
饱和点
左移
增加
左移
右移
减少
右移
左移
减少
右移
左移
注：适当提高温度指在最适光合作用温度的基础上而适当提高；光照强度或
CO2浓度的改变均是在饱和点之前。
四、完善光合作用与细胞呼吸相关实验设计的六种方法总结
等面积的叶片，分别烘干称重，记为MA、MB，开始时二者相应的有
机物含量应视为相等，照光后的叶片重量大于暗处的叶片重量，超出
部分即为光合作用产物的量，再通过计算可得出光合速率。
5．叶圆片上浮法
首先通过对叶片打孔、抽气、沉底的材料处理，然后根据不同的实
验目的给予不同的单一变量操作，最后观察并记录叶片上浮所用的平
A
的释放量或O2的吸收量，即图1中____点。
②净光合速率：绿色组织在有光条件下测得的一定时间内O2的释放
C′C
量、CO2 的吸收量或有机物的积累量，即图1中的________段对应的
CO2的量，也称为表观光合速率。
了解细胞呼吸和光合作用的过程
了解细胞呼吸和光合作用的过程细胞呼吸与光合作用是生物体中两个重要的能量转化过程。
细胞呼吸将有机物质氧化还原生成能量，而光合作用利用太阳能将无机物质转化为有机物质并释放氧气。
本文将详细介绍细胞呼吸和光合作用的各个过程。
一、细胞呼吸的过程细胞呼吸是生物体内将有机物质氧化还原以释放能量的过程。
它分为三个主要阶段：糖解过程、三羧酸循环和氧化磷酸化。
1. 糖解过程糖分子在细胞质中被分解为较小的分子，通过一系列酶的作用来释放能量。
糖分子经过磷酸化和分解反应，产生乙酸和少量的能量。
这个过程中产生的某些酶催化了乙酸进一步的氧化。
2. 三羧酸循环乙酸进入线粒体，在三羧酸循环中结合辅酶A生成乙酰辅酶A，然后通过一系列酶催化反应和分解，乙酰辅酶A分解为二氧化碳和氢离子，释放出更多的能量。
3. 氧化磷酸化氢离子和电子被载体NAD+接受，生成NADH。
这些电子通过电子传递链往复运动，释放出大量的能量，并将能量转化为电子传递链中的质子泵运作，产生质子梯度。
质子梯度推动了氢离子通过ATP合成酶，使ADP和无机磷酸结合形成ATP。
同时，电子和氧结合生成水。
二、光合作用的过程光合作用是光能转化为化学能的过程，它包括光依赖反应和暗反应。
1. 光依赖反应光依赖反应发生在叶绿体的光合体中。
它的主要过程是光能捕获和光合色素激发。
光合色素吸收光能后，会激发电子跃迁，形成能量丰富的激发态。
光合色素释放出的电子和光释放的质子，通过一系列嵌入在光合体膜中的酶和传递分子的媒介，形成ATP和NADPH。
2. 暗反应暗反应发生在叶绿体的基质中。
它以ATP和NADPH为能量和电子供给物，将二氧化碳还原为葡萄糖。
暗反应的主要酶是RuBisCO（核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶）。
RuBisCO催化二氧化碳与核酮糖-1,5-二磷酸反应生成丙酮酸，然后通过多个中间产物和能量反应途径，最终合成葡萄糖，并释放出副产物氧气。
三、细胞呼吸和光合作用的关系细胞呼吸和光合作用是生物体中互为逆过程的两个重要的能量转化过程。
细胞代谢课件光合作用和细胞呼吸
6）植物或叶绿体“产生”葡萄糖
7）植物固定的CO2量
8）植物产生的O2量
9）净植光物合制量造的有机1）物或2）者产3）生的有机物
总光合量 4）5）6）7）8）9）
例5以测定的CO2吸收量与释放量为指标，研究温度对某 绿色植物光合作用与呼吸作用的影响，结果如下表所示：
⑴温度在25~30℃间光合作用制造的
实验材料Y 试剂X
植物光合作用速率大于呼吸作用速率，释放氧气，吸收 二氧化碳， NaHCO3溶液保证了容器内CO2浓度的恒定， 所以容器内气体压强增大，毛细管内的水滴右移。单位 时间内液滴右移的体积即是净光合速率。
原理：
生物呼吸作用消耗氧气，释放CO2 ，而释放的CO2又被 NaOH吸收，造成密闭容器中气体减少，压强减小，液 滴左移，单位时间内液滴左移的体积即是呼吸速率。
光合速率的测定(如图)
①实验材料Y： 绿色植物 试剂X：NaHCO3溶液
② NaHCO3溶液作用：
保证了容器内CO2浓度的恒定， ③条件：整个装置必须在适宜光下 ④原理：
一、光合作用和有氧呼吸中［H］、ATP的来源和去路的比较
光反应中水的光解 用于暗反应 中C3 的还原
第一、二阶段
光反应阶段
第一、二、三 阶段均产生，
（第三阶段最多）
用于第三阶段还原 O2
用于暗反应阶段 C3还原
用于各项生命活动
（植物C3还原除外）
例1：根据图示，下列叙述正确的是（ D ）
A.①过程产生的［H］和④过程产生的［H］都能与 氧气结合产生水 B. ①③④⑤过程都能产生ATP，其中①过程产生能 量最多且都能用于生物体的各种生命活动 C.②过程自始至终需要[H]、ATP和多种酶参与。 D. 能直接提供给植物非绿色器官各种活动所需能 量最多的过程是⑤
二轮专题二二讲光合作用与细胞呼吸PPT课件
光合作用与细胞呼吸的发现历程
光合作用的发现
光合作用的概念最早由18世纪瑞典植物学家卡尔·冯·林奈提出，而其具体过程 则由20世纪初美国植物学家萨克斯实验证实。
细胞呼吸的发现
03 细胞呼吸的过程与影响
细胞呼吸的定义与类型
定义
细胞呼吸是指细胞内的有机物在 酶的作用下，经过一系列的氧化 分解反应，释放能量并生成ATP 的过程。
类型
细胞呼吸分为有氧呼吸和无氧呼 吸两种类型。
细胞呼吸的反应过程
有氧呼吸
细胞在有氧条件下，通过一系列酶促 反应，将葡萄糖彻底氧化分解为二氧 化碳和水，并释放能量。
详细描述
光合作用是地球上最重要的化学反应之一，它利用光能将无机物转化为有机物， 为生物界提供了食物和氧气的来源。光合作用可以分为光反应和暗反应两个阶段 ，其中光反应需要光照，而暗反应不需要光照。
光合作用的反应过程
总结词
光合作用的反应过程可以分为光反应 和暗反应两个阶段。光反应阶段包括 水的光解和光能转化为活跃的化学能 ，而暗反应阶段则包括二氧化碳的固 定和有机物的合成。
无氧呼吸
细胞在无氧条件下，通过一系列酶促 反应，将葡萄糖分解为乙醇或乳酸， 并释放少量能量。
细胞呼吸的影响因素
A
氧气浓度
氧气浓度是影响细胞呼吸速率的重要因素。在 一定范围内，细胞呼吸速率随氧气浓度的增加 而增加。
温度
温度对细胞呼吸速率也有影响。在一定范 围内，温度越高，细胞呼吸速率越快。但 过高的温度会抑制细胞呼吸。
详细描述
在光反应阶段，植物吸收光能将水分 子分解为氧气和还原态氢，同时生成 ATP和NADPH。这些能量在暗反应阶 段被用于将二氧化碳固定为有机物， 如葡萄糖。
高考生物二轮复习 专题2 细胞代谢2 光合作用和细胞呼吸
高考生物二轮复习专题2 细胞代谢2 光合作用和细胞呼吸核心考点整合考点整合一：光合作用过程光合作用的过程包括光反应和暗反应两个阶段，二者的比较如下：【例1】（2010山东临沂检测）下列关于光合作用的描述中，正确的是A．黑暗情况下叶肉细胞内无ATP产生B．叶绿体的类囊体薄膜上含有自身光合作用所需的各种色素C．光照下叶绿体中的ATP主要是由光合作用合成的糖经有氧呼吸产生的D．光合作用强烈时，暗反应过程直接将3个CO2分子合成一个三碳化合物p7[解析] 在黑暗情况下，叶肉细胞可通过进行细胞呼吸产生ATP；叶绿体的类囊体薄膜上含有自身光合作用所需的各种色素；光照下叶绿体中的ATP是由光反应产生的；在暗反应过程中，一分子CO2被C5固定，产生两分子C3。
[答案] Bp8[知识总结] ①叶绿体在离体条件下，只需保持其正常生存状态的条件，即可正常发挥其生理作用。
②在植物体中，并非是每个细胞都存在叶绿体，如高等植物的根细胞就没有。
③进行光合作用的生物不一定都有叶绿体，但必须都有相关的色素和酶，如蓝藻和光合细菌，因其为原核细胞，没有叶绿体等典型的细胞器，靠细胞质中的色素和酶进行光合作用。
④改变条合成量【互动探究1】如图表示某植物的叶肉细胞在温室中、一定的光照强度（N点后停止光照）条件下，O点开始提供14C标记的质量分数为0.03%的CO2，叶肉细胞内C3和C5中14C含量相对值随时间的变化曲线。
分析回答：（1）图中表示用14C标记C5含量相对值变化的曲线是________（填字母）。
（2）a曲线在P至N时间段内14C含量相对值稳定不变的原因是________________________________________。
（3）N点后，b曲线下降的原因是________________________________________________________________________。
bCO2固定的速率等于C3被还原的速率停止光照后，ATP和[H]不能合成、C3不能被还原形成C5，C5和CO2还能形成C3p12（4）实验过程中，叶肉细胞内糖类中14C含量相对值随时间变化的趋势是__________________________。
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专题2 细胞代谢
微专题2 光合作用与细胞呼吸的过程
1.图解有氧呼吸与光合作用的过程
①光合作用中色素吸收光能不需要酶的参与，叶绿体中的色素能吸收、传递、转换光能，不能制造能量。
②光反应停止，暗反应不会立刻停止，因为光反应产生的NADPH和ATP还可以维持一段时间的暗反应。
③人和动物细胞呼吸产生CO2的场所是线粒体，酵母菌细胞呼吸产生CO2的场所是线粒体和细胞质基质；植物固定CO2的场所是叶绿体基质，蓝细菌、硝化细菌等固定CO2的场所是细胞质基质。
2.光合作用与细胞呼吸中的物质变化关系
(1)“三种”元素转移途径
(2)[H](NADH或NADPH)和ATP的来源和去路
3.深度解读总光合速率与呼吸速率的关系
①如果题干中给出的信息是叶绿体消耗CO2或叶绿体产生O2的量，则该数据为
总光合速率。
②整株绿色植物净光合速率为0时，叶肉细胞的光合作用强度大于细胞呼吸强度。
③叶肉细胞的液泡中含有的一些水溶性色素，不能用于光合作用。
经典考题重现
生命活动的正常进行需要能量的驱动，而能量的供应和利用离不开光合作用和细胞呼吸。
下列关于细胞呼吸和光合作用的表述正确的有①⑥。
①酵母菌在有氧和无氧条件下都能产生CO2。
(2021·全国甲卷，2D)
②植物细胞产生的O2只能来自光合作用。
(2021·山东卷，16C)
③弱光条件下植物没有O2的释放，说明未进行光合作用。
(2021·湖南卷，7A)
④葡萄糖的有氧呼吸过程中，水的生成发生在线粒体外膜。
(2021·湖北卷，1A)
⑤马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生丙酮酸的过程不能生成ATP。
(2019·全国卷Ⅱ，2C)
⑥光合作用旺盛时，很多植物合成的糖类通常会以淀粉的形式临时储存在叶绿体中[2019·江苏卷，2(4)]
高考重点训练
考向1借助光合作用与细胞呼吸的过程，考查分析判断能力
1.(2022·江苏前黄中学学情检测)阳光穿过上层植物的空隙形成光斑，它会随太阳的运动而移动。
下图为红薯叶在光斑照射前后吸收CO2和释放O2的情况。
下列分析错误的是()
A.图中A点光反应速率小于暗反应
B.BC段，植物的光反应与暗反应趋于相等
C.光斑移开后一段时间光合作用仍在进行一段时间
D.CD段变化主要是因为光斑移开，导致植物缺乏光照
答案A
解析分析题图，光照直接影响光反应，光反应又为暗反应提供ATP和NADPH，图中光斑开始和光斑移开是氧气和二氧化碳量变化的原因。
图中A点氧气的产生速率高于二氧化碳的吸收速率，说明此时光反应速率大于暗反应，A错误；BC 段，氧气的产生速率等于二氧化碳的吸收速率，说明此阶段植物的光反应与暗反应趋于相等，B正确；光斑移开后一段时间后仍有二氧化碳的吸收，说明光合作用仍在进行一段时间，C正确；CD段变化主要是因为光斑移开，导致植物缺乏光照，光反应不能进行，D正确。
2.(多选)(2022·江苏百校大联考)蓝细菌是引起“水华”现象的主要微生物。
如图是蓝细菌光合作用和呼吸作用过程中含碳化合物相互转化的部分图解。
下列相关叙述错误的是()
A.与过程①②有关的酶分布在叶绿体基质中
B.有氧呼吸中，与过程③相比，过程④产生[H]的量较多
C.过程③④能为过程②提供ATP和NADPH
D.在乳酸菌细胞中能发生的过程是③和④
答案ACD
解析分析题图，对于绿色植物来讲，过程①②分别表示二氧化碳的固定和C3还原过程，为光合作用的暗反应阶段，发生在叶绿体基质中，但图示的过程发生在蓝细菌细胞中，蓝细菌没有叶绿体，因此，蓝细菌细胞中，与过程①②有关的酶分布在细胞质基质中，A错误；有氧呼吸中，与过程③有氧呼吸的第一阶段相比，过程④有氧呼吸的第二阶段产生[H]的量较多，B正确；过程③是有氧呼吸的第一阶段，过程④有氧呼吸的第二阶段，这两个过程有ATP的产生，同时也有还原氢的生成，但这两个过程的还原氢是NADH，C错误；乳酸菌为厌氧细菌，在乳酸菌细胞中发生乳酸发酵过程，能发生的过程是③，D错误。
考向2围绕细胞呼吸的应用，考查社会责任
3. (2022·江苏扬州月考)人体的骨骼肌纤维可分为慢肌纤维和快肌纤维两大类，慢肌纤维含有更高密度的线粒体和肌红蛋白，血液的供应较充足，更能抵抗疲劳；
快肌纤维无氧代谢能力强，有较高的糖原储备。
下列叙述正确的是()
A.快肌纤维无氧呼吸会产生大量乳酸、CO2以及少量ATP
B.慢肌纤维中产生的ATP主要来自线粒体中葡萄糖的分解
C.慢肌纤维和快肌纤维在细胞代谢过程中都可以产生丙酮酸和NADH
D.与非耐力项目运动员相比，耐力项目运动员骨骼肌中快肌纤维的占比较高
答案C
解析快肌纤维无氧呼吸能力强，进行无氧呼吸产生大量乳酸和少量ATP，不产生CO2，A错误；慢肌纤维中线粒体多，主要进行有氧呼吸，在还原氢和氧气结合成水的阶段会产生大量ATP，且葡萄糖不能在线粒体中分解，B错误；有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段相同，都是在细胞质基质中进行的，把葡萄糖分解成丙酮酸和NADH，故慢肌纤维和快肌纤维在细胞代谢过程中都可以产生丙酮酸和NADH，C正确；根据题意可知：快肌纤维主要进行无氧呼吸，负责缺氧的剧烈运动，慢肌纤维主要进行有氧呼吸，负责有氧运动，故与非耐力项目运动员相比，耐力项目运动员骨骼肌中慢肌纤维的占比较高，D错误。
4.(2022·江苏盐城模拟)少耕法是指在常规耕作基础上尽量减少松土，收获时只收割麦穗等部位，将经过处理后的农作物秸秆和残茬保留在农田地表。
提倡少耕法取代传统松土措施的原因不包括()
A.残茬覆盖减轻水土流失及沙尘暴的发生
B.降低生产成本、减少对土壤结构的破坏
C.增加土壤的透气性，促进根系的有氧呼吸
D.减少了农田生态系统的物质输出，使土壤肥力得以提高
答案C
解析残茬覆盖的地表破坏少，有利于水土保持，能减少水土流失和沙尘暴的发生，A正确；少耕法是在常规耕作基础上尽量减少松土，可降低生产成本、减少对土壤结构的破坏，B正确；少耕法尽量减少松土，不能增加土壤的透气性，也无法促进根系的有氧呼吸，C错误；农作物秸秆和残茬保留在农田地表，减少了农田生态系统的物质输出，可增加土壤中的有机质含量，从而提高了土壤肥力，D正确。