高中生物 呼吸作用和光合作用知识点集锦 新人教版

高中生物呼吸作用和光合作用知识点集锦新人教版

一、呼吸作用

1、过程分析：

(1)无氧呼吸的第二阶段是第一阶段产生的[H]将丙酮酸还原为C2H5OH 和 CO2或乳酸的过程。

(2)有氧呼吸中 H2O 既是反应物，又是生成物，且生成的H2O中的氧全部来自于O2。

(3)有氧呼吸的三个阶段的共同产物是 ATP，无氧呼吸只在第一阶段产生 ATP。

(4)有氧呼吸、无氧呼吸全过程均需要不同的酶催化；不同生物的无氧呼吸的产物不同，其原因在于催化反应的酶不同。

(5)原核生物无线粒体，有些原核生物(如硝化细菌、蓝藻)仍可进行有氧呼吸。

(6)只能进行无氧呼吸的真核生物(如蛔虫)，其细胞内无线粒体。

【突破题1】(2011年潮州期末统考)细胞呼吸对生命活动意义重大，下面关于细胞呼吸的叙述正确的是( )

A．线粒体是有氧呼吸的主要场所，没有线粒体的细胞只能进行无氧呼吸

B．有叶绿体的细胞可以自行合成 ATP，因此不需要细胞呼吸提供能量

C．酵母菌无氧呼吸产生 A mol CO2，人在正常情况下消耗等量葡萄糖可形成 3A mol CO2

D．细胞呼吸中有机物的分解必须有水和氧气的参与才能释放储存的能量

外界因素分析应用图解

温度最适温度时，细胞呼吸

最强；超过最适温度呼

吸酶活性降低，甚至变

性失活，细胞呼吸受抑

制；低于最适温度酶活

性下降，细胞呼吸受抑

制①在低温下贮存蔬菜、水果

②在大棚种植时，夜间适当降温(降低细

胞呼吸，减少有机物的消耗)，提高产量

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、磷酸、

ADP 等因素的影响)

①利用适当降低O2浓

度等能够抑制细胞呼

吸、减少有机物消耗的

原理来延长蔬菜、水果

的保鲜时间

②中耕松土增加根的

有氧呼吸

③在医疗上选用透气

的消毒纱布等包扎伤

口，可抑制厌氧病原菌

的繁殖

含水量（自由水）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

在作物种子储藏时，将

种子风干，以减弱细胞

呼吸，减少有机物的消

耗

CO2浓度CO2浓度增加，呼吸速

率下降

蔬菜和水果的保鲜中，

增加 CO2浓度具有良

好的保鲜效果

矿质元素有些矿质元素是酶的

激活剂，影响与细胞呼

吸有关的酶的活性

合理施肥

图 5－3－2

(1)从甲图中可知，细胞呼吸最旺盛时的温度在___点。AB段说明：在一定温度范围内，随着温度升高，细胞呼吸_____。温度的变化主要是影响_____的活性。

(2)乙图中曲线Ⅰ表示_________呼吸类型。如果曲线Ⅱ描述的是水稻根细胞的呼吸，那么在 DE 段根细胞内积累的物质是___________。曲线Ⅱ表示的生理过程所利用的有机物主要是。

分析呼吸类型时，要根据反应式中物质变化的数量来判断

(1)无 CO2释放，细胞只进行产生乳酸的无氧呼吸。

(2)CO2产生量＝O2吸收量，则只进行有氧呼吸。

(3)只产生 CO2，不消耗 O2，则只进行产生酒精和二氧化碳的无氧呼吸。

(4)CO2产生量＞O2吸收量，则两种呼吸同时存在，多余的CO2来自无氧呼吸：

①∶＝4∶3，有氧呼吸和无氧呼吸消耗葡萄糖的速率相等。

②∶＞4∶3，有氧呼吸消耗葡萄糖的速率小于无氧呼吸消耗葡萄糖的速率。

③∶＜4∶3，有氧呼吸消耗葡萄糖的速率大于无氧呼吸消耗葡萄糖的速率。

(5)酒精量＝CO2，只进行无氧呼吸。

(6)酒精量＜CO2，则两种呼吸同时存在，多余的 CO2来自有氧呼吸。

(7)有水产生一定进行着有氧呼吸。

(8)酵母菌的无氧呼吸和有氧呼吸都有 CO2的产生，因此不能用有无 CO2产生来判断酵母菌的呼吸作用方式。

二、光合作用

（一）、捕获光能的色素

1．绿叶中色素的种类：叶绿素和类胡萝卜素，前者主要吸收①_______________，后者主要吸收②________。

2．实验：绿叶中色素的提取和分离(纸层析法)的结果，从上而下的色素带分别为③_________________、④___________、⑤_______________、⑥_____________________。

（二）、叶绿体的结构与功能

1．结构：由双层膜、基质和基粒构成，基粒由类囊体堆叠而成(增大膜面积)，分布着⑦____________________。

2．功能：是进行⑧_________的细胞器。

（三）、光合作用过程

1．光反应

(1)条件：⑨_______________________。

(2)场所：叶绿体类囊体的薄膜上。

(4)能量变化：光能→?____中活跃的化学能。

2．暗反应

(1)条件：?________________ 。

(2)场所：叶绿体基质。

(4)能量变化

?_____中活跃的化学能→(CH2O)中稳定的化学能

3．意义

(1)制造有机物，将?_____转化为化学能，储存在有机物中，是生物生命活动所需能量的最终来源。

(2)光合作用是最基本的能量代谢和物质代谢。

(3)维持大气中 O2与 CO2相对稳定。

（四）叶绿体中的色素、色素的吸收光谱和色素的合成

1．色素与吸收光谱

(1)叶绿体中的色素只吸收可见光，而对红外光和紫外光等不吸收。

(2)叶绿素对红光和蓝紫光的吸收量大，类胡萝卜素对蓝紫光的吸收量大，但对其他波段的光并非不吸收，只是吸收量较少。

2．不同颜色温室大棚的光合效率

(1)无色透明大棚能透过日光中的各色光，有色大棚主要透过同色光，其他光被其吸收，所以用无色透明大棚的光合效率最高。

(2)叶绿素对绿光吸收最少，因此绿色塑料大棚光合效率最低。

3．影响叶绿素合成的因素

(1)光照：光是影响叶绿素合成的主要条件，一般植物在黑暗中不能合成叶绿素，因而叶片发黄。

(2)温度：温度可影响与叶绿素合成有关的酶的活性，进而影响叶绿素的合成。低温时，叶绿素分子易被破坏，而使叶变黄。

(3)必需元素：叶绿素中含 N、Mg 等必需元素，缺乏 N、Mg 将导致叶绿素无法合成，叶变黄。另外，Fe 是叶绿素合成过程中某些酶的辅助成分，缺 Fe 也将导致叶绿素合成受阻，叶变黄。

【易错易混】海洋中藻类的分层现象与植物中色素吸收光的颜色的关系

不同波长的光穿透性不同，不同藻类吸收不同波长的光。上层分布着吸收红光的绿藻，中层是褐藻，下层是吸收蓝紫光的红藻。

【突破题 3】图 5－4－2 表示叶绿体色素吸收光能的情况。根据此图并结合所学知识，以下说法中正确的是( )

①少数特殊状态下的叶绿素对 420nm、670nm 光的转换率较高

②在晚间用大约 550nm 波长的绿光照射行道树，目的是通过植物光合作用以增加夜间空气中的氧气浓度

③据图可知，用白光中 450nm 左右波长的光比白光更有利于提高光合作用强度

④在层析液中，类胡萝卜素的溶解度大于叶绿素

⑤土壤中缺乏镁时，420nm～470nm 左右波长的光的利用量显著减少，且镁在老叶中的利用量比新叶中显著减少

⑥由 550nm 波长的光转为 670nm 波长的光后，叶绿体中C3的量减少

A．①④⑤⑥ B．①③④⑤ C．②③④⑤ D．①②④⑤

（五）光合作用过程分析

1．光合作用过程图解

2．反应方程式及元素去向

(1)光合产物主要是糖类，包括单糖(葡萄糖和果糖)、二糖(蔗糖)和多糖(淀粉)，其中以蔗糖和淀粉最为普遍，但蛋白质、脂肪和有机酸也是光合作用的直接产物。

(2) 元素转移： H218O→18O2、 C18O2→(CH218O) 、14CO2→14C3→(14CH2O)。

3．叶绿体处于不同条件下C3、C5、[H] 、ATP、(CH2O) 合成量的动态变化

4.光合作用中光反应阶段和暗反应阶段的区别与联系

光反应阶段暗反应阶段所需条件必须有光有光无光均可

进行场所类囊体的薄膜上叶绿体内的基质中

物质变化H2O分解成 O2和[H]；形成 ATP CO2被固定；C3被[H]还原，最终形成糖类；ATP 转化成ADP 和 Pi

能量转换光能转变为化学能，储存在ATP 中ATP 中的化学能转化为糖类中储存的化学能

联系①物质：光反应阶段产生的[H]，在暗反应阶段用于还原 C3

②能量：光反应阶段生成的 ATP，在暗反应阶段中将其储存的化学能释放出来，

帮助 C3形成糖类，ATP 中的化学能转化为储存在糖类中的化学能

【突破题 4】(2010 年珠海二模)下列关于光合作用的叙述中，正确的是（）A．光合作用制造的有机物中的氧全部来自于水

B．光合作用中各种酶的活性与温度呈正相关

C．光反应阶段和暗反应阶段均有 ATP 的合成

D．光反应阶段为暗反应阶段提供了还原剂[H]

（六）影响光合作用强度的环境因素及在生产上的应用

1．光照强度

(1)曲线分析：

①A 点：光照强度为 0，此时只进行细胞呼吸，释放的 CO2量可表示细胞呼吸的强度。

②AB 段：随光照强度增强，光合作用强度也逐渐增强，CO2释放量逐渐减少，这是因为细胞呼吸释放的 CO2有一部分用于光合作用，此时细胞呼吸强度大于光合作用强度。

③B 点：细胞呼吸释放的 CO2全部用于光合作用，即光合作用强度等于细胞呼吸强度(光照强度只有在 B 点以上时，植物才能正常生长)，B 点所示光照强度称为光补偿点。

④BC 段：表明随着光照强度不断加强，光合作用强度不断加强，到 C 点以上不再加强，C 点所示光照强度称为光饱和点。

⑤总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率

(2)应用：阴生植物的 A 点上移，B 点较小，C 点较低。间作套种农作物的种类搭配，林带树种的配置，可合理利用光能；适当提高光照强度可增加大棚作物产量。

2．CO2浓度

(1)曲线分析

①图 1 和图 2 表示在一定范围内，光合作用速率随 CO2浓度的增加而增大，但当 CO2浓度增加到一定范围后，光合作用速率不再增加。

②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；图 2 中 A′点表示进行光合作用所需 CO2的最低浓度。

③图 1 和图 2 中的 B 和 B′点都表示 CO2饱和点。

(2)应用：在农业生产上可以通过“正其行，通其风”，增施农家肥等增大 CO2浓度，提高光合作用速率。

3．温度

(1)曲线分析：温度主要是通过影响与光合作用有关酶的活性而影响光合作用速率。

(2)应用：冬天，温室栽培时，白天调到光合作用最适温度，以提高光合作用速率；晚上适当降低温室温度，以降低细胞呼吸速率，保证植物有机物的积累。

4．矿质元素

(1)曲线分析：在一定浓度范围内，增大必需元素的供应，可提高光合作用速率，但当超过一定浓度后，会因土壤溶液浓度过高而导致植物渗透失水而萎蔫。

(2)应用：根据作物的需肥规律，适时、适量地增施肥料，可提高农作物产量。

5．水分

(1)影响：水是光合作用的原料，缺水既可直接影响光合作用，又会导致叶片气孔关闭，限制 CO2进入叶片，从而间接影响光合作用。

(2)应用：根据作物的需水规律合理灌溉。

【易错易混】当外界条件变化时，CO2 (光)补偿点移动规律①若呼吸速率增加，CO2 (光)补偿点应右移，反之应左移。②若呼吸速率基本不变，条件的改变使光合速率下降时CO2 (光)补偿点应右移，反之应左移。

【突破题 5】科学家研究小麦在 20℃时光合作用强度与光照强度的关系，得到如图 5－4－8 的曲线。下列有关叙述错误的是（）

A．在 25℃条件下研究时，cd 段位置会下移，a 会上移

B．a 点时叶肉细胞产生 ATP 的细胞器只有线粒体

C．其他条件适宜，当植物缺 Mg 时，b 点将向右移动

D．c 点之后小麦光合作用强度不再增加可能与叶绿体中酶的浓度有关

（七）光合作用与细胞呼吸的比较

光合作用细胞呼吸代谢类型合成代谢(或同化作用) 分解代谢(或异化作用)

场所叶绿体活细胞(主要在线粒体中)

条件光、色素、酶酶、有光无光均可进行

物质变化

合成

无机物→有机物

分解

无机物→有机物

能量变化光能→化学能(储能) 化学能→ ATP＋热能(放能) 实质合成有机物，储存能量分解有机物，释放能量

意义①实现了物质和能量的转化

②维持大气中O2和CO2的相对平衡

①为生命活动供能

②为体内物质合成提供原料

联系①光合作用为细胞呼吸提供物质和能量基础，细胞呼吸为光合作用提供原料

②共同维持自然界的碳循环

①光合作用只在部分细胞中进行（如：植物的绿色细胞和光合细菌等），但细胞呼吸则是所有活细胞

都要进行的。

②光合作用光反应产生的 ATP 只供暗反应利用，而细胞呼吸产生的 ATP 可供各项生命活动利用。

③光合作用的光反应中产生的[H]（即 NADPH)来自水的光解，用于暗反应中C3的还原以生成（CH2O）；有氧呼吸中产生的[H]（即 NADH）来自第一、二阶段有机物的氧化，用于第三阶段与O2结合生成H2O,并产生大量 ATP。

【突破题6】(2010年江门一模)图 5－4－9 表示植物细胞内的代谢过程，下列叙述不正确的是( )

A．X、Y 物质分别代表三碳化合物和丙酮酸

B．①④过程可以产生[H]，②过程需要消耗[H]

C．①②③④四个过程中既没有消耗氧气，也没有产生氧气

D．①过程发生在线粒体基质中，②过程发生在叶绿体基质中

《练习》：

1．根据不同成分的植物种子在萌发时需氧量不同，下列种子在种植时埋土最浅的是( ) A．花生B．玉米

C．小麦D．水稻

2、下列关于植物光合作用和细胞呼吸的叙述，正确的是( )

A．光合作用和细胞呼吸的第一阶段都有丙酮酸的产生

B．光合作用产生的ATP有一部分用于细胞呼吸

C．光合作用进行的同时不一定都伴随着细胞呼吸的进行

D．光合作用和细胞呼吸都有水分的参与

3、有一瓶混有酵母菌的葡萄糖培养液，当通入不同浓度的氧气时，其产生的C2H5OH和CO2的量如下表

氧浓度(%) a b c d

产生CO2的量9 mol 12.5 mol 15 mol 30 mol

产生酒精的量9 mol 6.5 mol 6 mol 0 mol

A. a

B．b浓度时酵母菌有氧呼吸速率大于无氧呼吸速率

C．c浓度时有50%的葡萄糖有于酵母菌的酒精发酵

D．d浓度时酵母菌只进行有氧呼吸未进行无氧呼吸

4、(2009·泰安模拟)现有一瓶酵母菌和葡萄糖的混合液，通入不同浓度的氧气，产生的酒精和二氧

化碳如图所示。则在氧气浓度为a时( )

A．酵母菌只进行无氧呼吸不进行有氧呼吸

B．用于无氧呼吸的葡萄糖的比例是2/5

C．酵母菌有氧呼吸消耗9 mL氧气

D．有氧呼吸与无氧呼吸释放能量的比例是1：2

5、在自然条件下，有关植物呼吸作用的叙述中，正确的是( )

A．有氧呼吸过程中，中间产物丙酮酸必须进入线粒体才能彻底氧化分解

B．高等植物只能进行有氧呼吸，不能进行无氧呼吸

C．有氧呼吸产生二氧化碳，无氧呼吸不产生二氧化碳

D．有氧呼吸的强度晚上比白天强

6、CO2供应不足最终可影响到绿色植物释放O2减少，下列叙述中最直接的原因是( )

A．CO2不足使固定形成的三碳化合物减少

B．三碳化合物还原所消耗的ATP和NADPH减少

C．ATP和NADPH减少使光反应分解水减少

D．ADP、Pi、NADP＋减少使光反应分解水减少

7、离体的叶绿体在光照下进行稳定光合作用时，如果突然中断CO2气体的供应，短时间内叶绿体中C3化合物与C5化合物相对含量的变化是( )

A．C3化合物增多、C5化合物减少

B．C3化合物增多、C5化合物增多

C．C3化合物减少、C5化合物增多

D．C3化合物减少、C5化合物减少

8、下图表示的是一昼夜北方某作物植株CO2吸收量的变化。甲图为盛夏的某一晴天，乙图为春天的某一晴天。对两图的相关原因分析不正确的是( )

A．甲图中有机物积累最多的是G点，两图中B点植物干重均低于A点时的干重

B．植株有机物总积累量可用横轴上下曲线围成的有关面积表示，适当提高温度可以增加OA的绝对值

C．两图中DE时间段叶绿体中C3含量均大大减少

D．甲图中E点和G点相比，叶绿体中的ATP含量较多

9、科学家研究小麦20°C时光合作用强度与光照强度的关系，得到如下图所示曲线，下列有关叙述不正确的是( )

A．随着环境温度的升高，cd段位置不断上移

B ．a 点时的叶肉细胞中产生ATP 的细胞器只有线粒体

C ．其他条件适宜，当植物缺Mg 时，b 点将向右移动

D ．外界条件均适宜时，c 点后小麦光合作用强度不再增加可能与叶绿体中酶的数量有关

10、如图为用分光光度计测定叶片中两类色素吸收不同波长光波的曲线图，请判定A 和B 分别为何种色素 (

)

A ．叶绿素、类胡萝卜素

B ．类胡萝卜素、叶绿素

C ．叶黄素、叶绿素a

D ．叶绿素a 、叶绿素b

11（9分）下图表示了某一绿色植物的一些结构．生理的情况。其中图1表示某一细胞的结构，图2

表示某绿色植物叶肉细胞中的两种细胞器之间的关系。请据图分析回答：

（1）如图1，具有双层膜的结构有______________________（要求填写序号与名称）。 （2）若图1表示一个绿色植物的叶肉细胞，那么在光学显微镜下观察时通常可看到的细胞器是

__________。

（3）图2中的甲．乙两种细胞器都是重要的“能量转换器”，其中在乙细胞器中完成的能量转换

过程是______________________________________________。分别在甲．乙两种细胞器中进行的生理活动的物质变化有何相同之处？____________________（至少答出2点）。 (4)图2中甲．乙两种结构的膜面积都很大，其中甲增加膜面积是通过______________来实现，

乙增加膜面积是通过____________________________来实现。

12、(8分) 下图一表示绿色植物叶肉细胞内发生的光合作用和有氧呼吸的过程，其中a 、b 为光合作用的原料，①~④表示相关过程。图二、图三表示外界相关条件对植物光合作用和呼吸作用的影响。请据图回答：

① ③ ② ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩

甲

乙

大气中的O 2

图1

图2

(1) 图一中①②过程进行的场所分别是______________、______________。

(2) ①过程中产生的[H]用于③过程____________________________。

(3)如果在图二的乙点突然停止光照，叶绿体内三碳化合物的含量将______________。

(4)图三中，真光合速率=净光合速率+呼吸速率。40℃时植物体__________（填“能”或“不能”）显示生长现象；而5℃时的状态可用图二中___________点表示。

(5)用大棚种植蔬菜时，白天最好控制光强为图二中的____________点对应的光照强度，温度为图三中的____________℃最佳。