專題三 細胞呼吸與光合作用 考點1 細胞呼吸一、知識要求1需氧呼吸與厭氧呼吸的概念和過程必考(b)、加試(b)。2需氧呼吸與厭氧呼吸的異同加試(b)。3細胞呼吸在實踐中的應用必考(b)、加試(b)。4光合作用的概念、階段、場所和產物必考(b)、加試(b)。5色素的種類、顏色和吸收光譜必考(a)、加試(a)。6光反應和碳反應的過程必考(b)、加試(b)。7環境因素對光合速率的影響加試(c)。8光合作用與細胞呼吸的異同加試(b)。二、活動要求1光合色素的提取與分離必考(b)、加試(b)。2探究環境因素對光合作用的影響必考(c)、加試(c)。考點1細胞呼吸1需氧呼吸與厭氧呼吸的正誤判斷(1)人體細胞內O2/CO2的比值，線粒體內比細胞溶膠高()提示線粒體內消耗O2產生CO2，因此，線粒體內O2/CO2的比值比細胞溶膠的低。(2)有氧和無氧時，酵母菌呼吸作用產物不同()(3)厭氧呼吸能產生ATP，但沒有H的生成過程()提示厭氧呼吸第一階段產生H。(4)厭氧呼吸不需要O2的參與，該過程最終有H的積累()提示厭氧呼吸過程產生的H將丙酮酸還原為乙醇或乳酸。2細胞呼吸在實踐中的應用的正誤判斷(1)及時排澇，能防止根細胞受乙醇毒害()(2)人體在劇烈運動時所需要的能量由乳酸分解提供()提示人在劇烈運動時所需的能量由需氧呼吸和厭氧呼吸提供。(3)破傷風(芽孢)桿菌在有氧條件下能大量繁殖()提示破傷風(芽孢)桿菌是厭氧生物，在有氧條件下不能繁殖。(4)需氧型細菌需氧呼吸的主要場所是線粒體()提示細菌無線粒體，需氧型細菌的需氧呼吸在細胞溶膠或細胞膜上進行。3(綜合應用)將玉米種子置于25 、黑暗、水分適宜的條件下萌發，每天定時取相同數量的萌發種子，一半直接烘干稱重，另一半切取胚乳烘干稱重，計算每粒的平均干重，結果如下圖所示。若只考慮種子萌發所需的營養物質來源于胚乳，據圖回答下列問題：(1)萌發過程中胚乳組織中的淀粉被水解成_，再通過_作用為種子萌發提供能量。(2)萌發過程中在_小時之間種子的呼吸速率最大，在該時間段內每粒種子呼吸消耗的平均干重為_mg。(3)萌發過程中胚乳的部分營養物質轉化成幼苗的組成物質，其最大轉化速率為_mg粒1d1。(4)若保持實驗條件不變，120小時后萌發種子的干重變化趨勢是_，原因是_。答案(1)葡萄糖呼吸(或生物氧化)(2)729626.5(3)22(4)持續下降萌發種子呼吸作用消耗有機物，且不能進行光合作用解析解答本題的突破點：正確分析坐標曲線的生物學含義：隨著時間的延續，胚乳干重逐漸減少，種子的干重也逐漸減少。兩條曲線變化趨勢不一致的原因：第(3)小問提到的“胚乳的部分營養物質轉化成幼苗的組成物質”。(1)淀粉被水解成葡萄糖后才能被細胞通過呼吸作用利用，為種子萌發提供能量。(2)因為胚乳減少的干重中有一部分轉化成幼苗的組成物質，所以衡量種子的呼吸速率應以種子的干重減少量為指標。由圖示曲線可以看出，在7296 h之間，單位時間內種子的干重減少量最大，該時間段(24 h)內每粒種子呼吸消耗的平均干重為204.2177.726.5(mg)。(3)轉化速率(胚乳的減少量種子的干重減少量)/單位時間。在7296 h內，轉化速率為(161.7118.1)(204.2177.7)17.1(mg粒1d1)，96120 h內，轉化速率為(118.191.1)(177.7172.7)22(mg粒1d1)，因此最大轉化速率為22 mg粒1d1。(4)黑暗條件下，萌發種子只能進行細胞呼吸而不能進行光合作用，因而種子干重持續下降。一、細胞呼吸的原理和過程1需氧呼吸、厭氧呼吸過程2畫出需氧呼吸總反應式及各元素來源和去路。3. 不同生物厭氧呼吸的產物不同生物厭氧呼吸產物植物大多數植物細胞乙醇和CO2馬鈴薯塊莖、甜菜塊根等乳酸動物哺乳動物、人乳酸微生物乳酸菌等乳酸酵母菌等乙醇和CO2二、影響細胞呼吸的“四類”因素1甲圖：溫度通過影響與細胞呼吸有關酶的活性來影響呼吸速率。2乙圖：(1)O2濃度0時，只進行厭氧呼吸。(2)0O2濃度O2的吸收量，說明此時該植物同時進行需氧呼吸和厭氧呼吸，根據表中數據可知，需氧呼吸消耗O2的相對值為3，需氧呼吸產生CO2的相對值為3，厭氧呼吸產生CO2的相對值為5，則需氧呼吸消耗葡萄糖的相對值為0.5，厭氧呼吸消耗葡萄糖的相對值為2.5，所以厭氧呼吸消耗的葡萄糖比需氧呼吸多，B項錯誤；c條件下，CO2的釋放量O2的吸收量，說明此時該植物同時進行需氧呼吸和厭氧呼吸，C項錯誤；d條件下，CO2的釋放量與O2的吸收量相同，說明此時該植物只進行需氧呼吸，此時產生的CO2全部來自線粒體，D項正確。判斷細胞呼吸類型的五大方法以葡萄糖為呼吸底物：(1)產生CO2量消耗O2量需氧呼吸。(2)不消耗O2，產生CO2厭氧呼吸(乙醇發酵)。(3)釋放CO2量吸收O2量同時進行需氧呼吸和厭氧呼吸(乙醇發酵)。(4)不吸收O2，不釋放CO2乳酸發酵或細胞已經死亡。(5)有水生成一定是需氧呼吸，有二氧化碳生成一定不是乳酸發酵。題型二影響細胞呼吸因素的分析3(經典題)“有氧運動”近年來成為一個很流行的詞匯，得到很多學者和專家的推崇，它是指人體吸入的氧氣與需求的相等，達到生理上的平衡狀態。下圖所示為人體運動強度與血液中乳酸含量和氧氣消耗速率的關系。結合所學知識，分析下列說法正確的是()Aab段為需氧呼吸，bc段為需氧呼吸和厭氧呼吸，cd段為厭氧呼吸B運動強度大于c后，肌肉細胞CO2的產生量將大于O2消耗量C厭氧呼吸使有機物中的能量大部分以熱能散失，其余貯存在ATP中D若運動強度長時間超過c，會因為乳酸增加而使肌肉酸脹乏力答案D解析從圖中乳酸含量和O2消耗速率變化可判斷，ab段為需氧呼吸，bc段開始出現厭氧呼吸，cd段需氧呼吸和厭氧呼吸并存，但bc段需氧呼吸占優勢，cd段需氧呼吸強度不再增加，厭氧呼吸強度逐漸上升，A項錯誤；運動強度大于c后，雖然厭氧呼吸增強，但人體厭氧呼吸不產生CO2，需氧呼吸中CO2的產生量等于O2消耗量，B項錯誤；厭氧呼吸的產物是乳酸，乳酸中仍貯存有部分能量，C項錯誤；運動強度長時間超過c點，厭氧呼吸產生的乳酸增加，使肌肉酸脹乏力，D項正確。4某植物器官的呼吸強度(用CO2釋放量表示)與O2吸收量的關系如圖所示，下列分析正確的是()Aa點時釋放的CO2全部是厭氧呼吸的產物Ba點時細胞呼吸的產物中有乙醇Cb點時需氧呼吸和厭氧呼吸的CO2釋放量相等DO2濃度越低，呼吸強度越小答案B解析a點釋放的CO2為需氧呼吸和厭氧呼吸共同的產物，A錯誤；此植物器官厭氧呼吸生成乙醇和CO2，B正確；b點時，消耗的O2等于生成的CO2，表明只進行需氧呼吸，C錯誤；從圖中看，O2濃度大約5%時，呼吸強度最小，D錯誤。曲線中細胞呼吸方式的判斷以葡萄糖為呼吸底物：(1)Q點：不消耗O2，產生CO2，只進行厭氧呼吸。(2)P點及P點以后：消耗O2量產生CO2量，只進行需氧呼吸。(3)QP段：產生CO2量消耗O2量，同時進行需氧呼吸和厭氧呼吸。專題強化練一、選擇題1(2016寧波一模)下列關于人體細胞呼吸的敘述，正確的是()A合成ATP的酶只存在于線粒體內膜上B檸檬酸循環只發生在線粒體基質中C在無氧條件下，丙酮酸在線粒體基質中被還原成乳酸D肌肉細胞厭氧呼吸產生的乳酸可以運輸到肝臟再生成葡萄糖答案D解析需氧呼吸的三個階段都有ATP的產生，所以在細胞溶膠、線粒體基質和線粒體內膜上都有合成ATP的酶，A錯誤；檸檬酸循環發生在線粒體基質和嵴中，B錯誤；無氧條件下，丙酮酸在細胞溶膠中被還原成乳酸，C錯誤；肌肉細胞厭氧呼吸產生的乳酸可以運輸到肝臟再生成葡萄糖，D正確。2(2017紹興模擬)下列關于厭氧呼吸的敘述，正確的是()A生物厭氧呼吸的產物只有乳酸或乙醇B第二階段是對丙酮酸進一步氧化形成不徹底的氧化產物C人體細胞進行厭氧呼吸時產生CO2的場所是細胞溶膠D厭氧呼吸的過程中體現了吸能反應和放能反應的關聯答案D解析生物厭氧呼吸的產物是乳酸或乙醇、二氧化碳，A項錯誤；厭氧呼吸的第二階段是將丙酮酸還原成不徹底的氧化產物乳酸或乙醇、CO2，B項錯誤；人體細胞進行厭氧呼吸時只產生乳酸，不產生CO2，C項錯誤；厭氧呼吸的過程中，有機物的氧化分解釋放能量，是放能反應，ATP的形成是吸能反應，所以體現了吸能反應和放能反應的關聯，D項正確。3如圖所示為不同距離的跑步過程中，需氧呼吸和厭氧呼吸供能的百分比。下列說法中正確的是()A跑步距離越長，厭氧呼吸供能所占比例越大B1 500米跑時，需氧呼吸與厭氧呼吸消耗的葡萄糖的量相當C100米跑時，所需ATP主要由需氧呼吸產生D馬拉松跑時，肌肉細胞呼吸釋放的CO2量與吸收的O2量之比為11答案D解析分析題圖可知，跑步距離越長，厭氧呼吸供能所占比例越小。1 500米跑時，需氧呼吸與厭氧呼吸供能的百分比相同，可推知需氧呼吸比厭氧呼吸消耗的葡萄糖的量少；100米跑時，所需ATP主要由厭氧呼吸產生；馬拉松跑時，主要是進行需氧呼吸，但仍進行部分厭氧呼吸，人體肌肉細胞進行厭氧呼吸時不消耗O2也不產生CO2，故肌肉細胞呼吸釋放的CO2量與吸收的O2量之比為11。4如圖表示光照、貯藏溫度對番茄果實呼吸速率變化的影響。下列有關敘述中不正確的是()A番茄果實細胞產生CO2的場所是線粒體和細胞溶膠B光照對番茄果實呼吸的抑制作用8 時比15 時更強C低溫、黑暗條件下更有利于貯存番茄果實D貯藏溫度下降時果實呼吸減弱，可能與細胞內酶活性降低有關答案C解析番茄果實細胞需氧呼吸和厭氧呼吸均可產生CO2，需氧呼吸第二階段在線粒體中產生CO2，厭氧呼吸在細胞溶膠中產生CO2，A項正確；計算“8 時光照條件下呼吸速率比黑暗條件下呼吸速率的減少量占黑暗條件下呼吸速率的百分比”與“15 時光照條件下呼吸速率比黑暗條件下呼吸速率的減少量占黑暗條件下呼吸速率的百分比”，比較二者可知，B項正確；圖示信息表明，光照條件下細胞呼吸比黑暗條件下細胞呼吸弱，所以光照條件下更有利于番茄果實的貯存，C項錯誤；溫度降低會使與呼吸作用有關的酶的活性降低，細胞呼吸減弱，D項正確。5(2016浙江10月選考，19)真核細胞需氧呼吸的基本過程示意圖如下。下列敘述正確的是()A階段A為糖酵解，該階段的產物是丙酮酸和物質B階段B為檸檬酸循環，該過程產生大量ATPC階段A和階段B為階段C提供H和ATPD階段C為電子傳遞鏈，有關酶存在于線粒體內膜答案D解析由題圖可知，物質是指二氧化碳和水，第一階段(階段A)的產物是丙酮酸、少量ATP和H；第二階段(階段B)產生少量ATP；第一階段(階段A)和第二階段(階段B)只為第三階段(階段C)提供H，故A、B、C錯誤，D正確。6如圖表示的是細胞呼吸的相關過程，下列敘述正確的是()A在人體內環境中可以發生過程B缺氧條件下馬鈴薯塊莖發生過程C乳酸菌無線粒體，但具有與有關的酶D都產生ATP，為生命活動供能答案B解析由圖分析可知，是細胞呼吸第一階段，在細胞溶膠中進行。是在線粒體中產生二氧化碳和水，是需氧呼吸的第二階段和第三階段。是在細胞溶膠進行的厭氧呼吸。也是在細胞溶膠中進行的厭氧呼吸。細胞溶膠不屬于人體內環境，故A錯誤。馬鈴薯屬于塊莖，進行產生乳酸的厭氧呼吸，故B正確。乳酸菌為異養厭氧型生物，產生的是乳酸，故C錯誤。這4個過程中只有和能產生ATP，故D錯誤。7下列各曲線所代表的生物學含義及描述，正確的是()A甲圖可表示人的成熟紅細胞中ATP的生成速率與氧氣濃度的關系B乙圖所示物質轉運速率不受呼吸酶抑制劑的影響C丙圖表示酵母菌呼吸時氧氣濃度與CO2生成速率的關系，a點時產生的CO2全都來自需氧呼吸D丁圖表示小鼠體內酶活性與環境溫度的關系答案A解析人的成熟紅細胞進行厭氧呼吸，因此ATP的生成速率與氧氣濃度無關，A正確；由物質轉運速率受氧氣濃度影響可知，該物質的轉運方式是主動轉運，呼吸酶抑制劑可使物質轉運速率減慢，B錯誤；a點時酵母菌進行需氧呼吸和厭氧呼吸，CO2由兩種呼吸方式共同產生，C錯誤；小鼠是恒溫動物，體內酶的活性不受環境溫度的影響，D錯誤。8測定下列哪一項，可簡便且準確判斷貯存的小麥種子的細胞呼吸方式()A有無酒精生成B有無水生成C有無有機物消耗DO2消耗量與CO2生成量的比值答案D解析O2消耗量與CO2生成量可以簡便、準確地測定，若二者比值等于1，則小麥種子進行的是需氧呼吸；若比值為0，則進行的是厭氧呼吸；若比值在01之間，則需氧呼吸和厭氧呼吸同時存在。9某些植物在早春開花時，花序細胞的耗氧速率高出其他細胞100倍以上，但單位質量葡萄糖生成ATP的量卻只有其他細胞的40%，此時的花序細胞()A主要通過厭氧呼吸生成ATPB產生的熱量遠多于其他細胞C線粒體基質不參與需氧呼吸D沒有進行需氧呼吸第三階段答案B解析耗氧速率高說明需氧呼吸強；單位質量的葡萄糖有氧分解產生的總能量在不同細胞中相同，有產熱和形成ATP兩個去路，ATP少說明產熱多，B項正確。10(2017稽陽聯考)下列有關需氧呼吸第二階段檸檬酸循環的敘述，正確的是()A將CO2還原成三碳糖B釋放的能量大部分轉變成了熱能C為第三階段電子傳遞鏈提供大量還原氫和ATPD其產物CO2中的氧原子全部來自于丙酮酸答案B解析將CO2還原成三碳糖的過程屬于卡爾文循環，A項錯誤；需氧呼吸每個階段所釋放的能量都大部分轉變成了熱能，少部分轉化為ATP中的能量，B項正確；第二階段為第三階段提供大量還原氫，但不提供ATP，C項錯誤；第二階段檸檬酸循環的反應物有丙酮酸和水，產物CO2中的氧原子除了來自于丙酮酸，還來自于水，D項錯誤。11(2017浙江11月選考，8)下列關于細胞呼吸在生產生活中應用的敘述，錯誤的是()A面團“發起”是酵母菌產生CO2所致B干燥和無氧的環境有利于蔬菜的長期保鮮C利用乳酸細菌制作酸奶過程中需密閉隔絕空氣D黑暗條件下綠豆萌發成豆芽的過程中有機物總量不斷減少答案B解析面團“發起”是酵母菌厭氧呼吸產生CO2所致，A正確；蔬菜的保鮮應在一定的濕度和低氧環境下，B錯誤；制作酸奶利用的原理是乳酸細菌進行厭氧呼吸產生乳酸，所以需密閉隔絕空氣，C正確；黑暗條件下，綠豆萌發過程需要進行細胞呼吸消耗有機物，所以有機物總量會不斷減少，D正確。12(模擬題改編)細胞呼吸的過程如下圖所示，其中代表有關生理過程發生的場所，甲、乙代表有關物質。下列相關敘述錯誤的是()A是細胞溶膠，是線粒體B甲進入的前提是有O2存在C若乙是乳酸，則中都能夠產生ATPD本圖所示的生理過程如果發生在酵母菌體內，則乙一定是乙醇和CO2答案C解析題干中的細胞呼吸圖解包括需氧呼吸和厭氧呼吸，根據乙的不同，厭氧呼吸可以產生乳酸，也可以產生乙醇和CO2。需氧呼吸第一階段的反應場所是細胞溶膠()，第二、三階段的場所都是線粒體()，三個階段均能產生ATP；厭氧呼吸第一、二階段發生的場所都是細胞溶膠，但是厭氧呼吸第二階段不產生ATP；甲是丙酮酸，丙酮酸必須在有氧氣存在的前提下才能進入線粒體進行需氧呼吸。酵母菌既能進行需氧呼吸，也能進行厭氧呼吸并產生乙醇和CO2。二、非選擇題13為了探究植物體呼吸速率的變化規律，研究人員在不同的溫度和不同的氧含量下，測定了一定大小的新鮮菠菜葉的二氧化碳釋放量，其數據如下表所示(表中為相對值)。請據表分析回答：O2含量CO2釋放量溫度0.1%1.0%3.0%10.0%20.0%40.0%3 6.23.61.24.45.45.310 31.253.75.921.533.632.620 46.435.26.438.965.567.230 59.821.48.856.610010240 48.217.37.142.474.273.5(1)為了能使實驗數據真實地反映呼吸速率的變化，在實驗環境條件上應特別注意的是什么？為什么？_。(2)研究人員在對數據分析時，發現在溫度、O2含量分別為_的條件下所測數據最可能是錯誤的。(3)圖中數據反映出當O2含量從20%上升到40%時，植物的呼吸速率一般_，其原因是_。(4)就表中數據分析，蔬菜長期貯藏的最佳環境控制條件是_。此條件下植物細胞內CO2的產生場所是_。答案(1)遮光，處于黑暗狀態。防止葉片進行光合作用而干擾呼吸速率的測定(2)10 、1.0%(3)保持相對穩定受酶的數量限制(或受線粒體數量限制)(4)溫度、O2含量分別為3 、3.0%細胞溶膠、線粒體解析本題要觀察呼吸速率的變化，采用的觀察指標是CO2的含量，但是光合作用會吸收CO2，為避免光合作用的干擾，所以實驗要遮光。呼吸作用最弱的時候，消耗有機物最少，最利于保存蔬菜。據表分析，在3 、O2含量為3.0%時釋放CO2最少。但是此時因為有O2，所以蔬菜仍然會進行需氧