版生物浙江省学业水平考试专题复习精美WORD全解析专题四 细胞呼吸与光合作用.docx

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版生物浙江省学业水平考试专题复习精美WORD全解析专题四细胞呼吸与光合作用

[考核要求]　1.细胞呼吸：

（1）需氧呼吸与厌氧呼吸的概念和过程（b）；

（2）细胞呼吸在实践中的应用（b）。

2.光合作用：

（1）光合作用的概念、阶段、场所和产物（b）；

（2）色素的种类、颜色和吸收光谱（a）；（3）光反应和碳反应的过程（b）；（4）活动：

光合色素的提取与分离（b）；（5）活动：

探究环境因素对光合作用的影响（c）。

细胞呼吸

一、需氧呼吸与厌氧呼吸

1．需氧呼吸和厌氧呼吸的概念

（1）需氧呼吸的概念：

细胞在氧气的参与下，通过酶的催化作用，把糖类等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，同时释放出能量，生成大量ATP的过程。

（2）厌氧呼吸的概念：

指在无氧条件下通过酶的催化作用，细胞把糖类等有机物不彻底氧化分解，同时释放少量能量，生成少量ATP的过程。

2．需氧呼吸反应式、过程

（1）总反应式：

C6H12O6＋6O2

6CO2＋6H2O＋能量。

（2）过程

阶段

第一阶段

第二阶段

第三阶段

名称

糖酵解

柠檬酸循环

电子传递链

场所

细胞溶胶

线粒体基质、嵴

线粒体内膜

物质变化（反应式）

C6H12O6

丙酮酸＋[H]

丙酮酸＋H2O

CO2＋[H]

[H]＋O2

H2O

产能情况

少量ATP

少量ATP

大量ATP

3.厌氧呼吸反应式、过程

（1）乙醇反应式：

C6H12O6＋2ADP＋Pi―→2C2H5OH（乙醇）＋2CO2＋2ATP

或乳酸发酵反应式：

C6H12O6―→2C3H6O3（乳酸）＋2ATP。

（2）过程

阶段

场所

反应物

生成物

第一阶段：

糖酵解

细胞溶胶

葡萄糖

丙酮酸、[H]和少量能量

第二阶段

乳酸发酵

丙酮酸、[H]

乳酸

乙醇发酵

丙酮酸、[H]

乙醇和二氧化碳

二、细胞呼吸在实践中的应用

在生产实践中，根据需要常采取一定的措施来促进或抑制细胞呼吸。

在作物栽培中，中耕松土就是为了保证根的正常细胞呼吸。

粮油种子的贮藏，需降低种子中的含水量，降低细胞呼吸，减少有机物消耗。

果实和蔬菜保鲜中，可采用零上低温、降低氧气浓度等方法使细胞呼吸减弱，减少有机物消耗。

例1

　（2018·浙江4月学考）以酵母菌和葡萄糖为材料进行“乙醇发酵实验”，装置图如下。

下列关于该实验过程与结果的叙述，错误的是（　　）

A．将温水化开的酵母菌悬液加入盛有葡萄糖液的甲试管后需振荡混匀

B．在甲试管内的混合液表面需滴加一薄层液体石蜡以制造富氧环境

C．乙试管中澄清的石灰水变浑浊可推知酵母菌细胞呼吸产生了CO2

D．拔掉装有酵母菌与葡萄糖混合液的甲试管塞子后可闻到酒精的气味

答案　B

解析　将温水化开的酵母菌悬液加入盛有葡萄糖液的甲试管后需振荡混匀，目的是使酵母菌与底物充分接触，利于发生反应，A正确；在甲试管内的混合液表面滴加一薄层液体石蜡以制造无氧环境，利于乙醇发酵，B错误；CO2可以使澄清的石灰水变浑浊，乙试管中澄清的石灰水变浑浊可推知酵母菌细胞呼吸产生了CO2，C正确；酵母菌厌氧呼吸的产物是乙醇和CO2，乙醇具有挥发性，拔掉装有酵母菌与葡萄糖混合液的甲试管塞子后可闻到酒精的气味，D正确。

例2

　（2018·浙江名校协作体高三下学期考试）关于细胞呼吸的叙述，正确的是（　　）

A．需氧呼吸一定发生在有线粒体的细胞中

B．糖酵解和电子传递链产生的ATP都较少

C．线粒体基质和嵴分布着与柠檬酸循环有关的酶

D．人在剧烈运动时细胞呼吸产生的CO2多于消耗的O2

答案　C

解析　需氧呼吸不一定发生在有线粒体的细胞中，如硝化细菌，A错误；电子传递链发生在需氧呼吸第三阶段，此阶段每个NADH经过电子传递链后，可形成2～3个ATP。

电子传递的最后一站是与氧结合生成水并释放大量能量，因而其产生的ATP最多，B错误；在线粒体基质中，存在着与柠檬酸循环有关的酶，也有少量与柠檬酸循环有关的酶在嵴上，C正确；人在剧烈运动时细胞呼吸产生的CO2等于消耗的O2，人的厌氧呼吸不会产生CO2，D错误。

光合作用

一、光合作用的概念、阶段、场所和产物

1．概念：

是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成贮存着能量的有机物，并且释放出氧气的过程。

2．总反应式：

6CO2＋12H2O

C6H12O6＋6H2O＋6O2。

3．阶段：

光反应阶段和碳反应阶段。

4．场所：

叶绿体。

5．产物：

H2O、C6H12O6、O2。

二、色素的种类、颜色和吸收光谱

种类

颜色

吸收光谱

功能

类胡萝卜素

胡萝卜素

橙黄色

蓝紫光

吸收、传递、转化光能

叶黄素

黄色

叶绿素

叶绿素a

蓝绿色

红光、蓝紫光

叶绿素b

黄绿色

三、光反应和碳反应的过程

比较项目

光反应

碳反应

场所

叶绿体类囊体膜

叶绿体基质

条件

必须在光下

有光、无光都可以

物质转化

水的裂解：

2H2O

4H＋＋4e－＋O2

ATP的形成：

ADP＋Pi＋能量

ATP

NADPH的形成：

NADP＋＋2e－＋H＋

NADPH

CO2的固定：

CO2＋RuBP―→2个三碳酸分子

三碳酸的还原：

2个三碳酸

2个三碳糖

RuBP的再生：

三碳糖

RuBP

能量转换

光能→活跃的化学能，并贮存在ATP和NADPH中

ATP中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能

实质

光能转换为化学能，并放出O2

同化CO2形成有机物

四、活动：

光合色素的提取与分离

1．实验原理

（1）色素提取的原理：

色素易溶于有机溶剂。

（2）色素分离的原理：

不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快。

2．实验步骤、操作方法及目的

步骤

操作方法

目的

提取叶绿体中的色素

（1）加入二氧化硅：

有助于研磨得充分；

（2）加入碳酸钙：

防止研磨过程中叶绿素被破坏；（3）加入体积分数为95%的乙醇：

溶解、提取色素

将研磨液迅速倒入基部垫有单层尼龙布的小漏斗中过滤，将滤液收集到试管中，并用棉塞塞紧试管口

（1）单层尼龙布：

过滤叶脉及二氧化硅等；

（2）及时用棉塞塞紧试管口：

防止乙醇挥发

制备滤纸条

（1）干燥的滤纸条：

透性好、吸收滤液多；

（2）剪去两角：

使层析液同步到达滤液细线而得到直线排列的色素带

点样

用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔细线均匀地画出一条细而直的滤液细线，待滤液干后再画一次，共画3～4次

（1）滤液细线画得细而直：

可防止色素带重叠而影响分离效果；

（2）画3～4次：

积累更多的色素，使分离后的色素带更明显

分离叶绿体中的色素

（1）层析液用于分离叶绿体中的色素；

（2）层析液不能没及滤液细线，以防止色素溶解于层析液中而无法分离；（3）加棉塞是为了防止层析液挥发

观察与分析

（1）色素带的宽窄反映了色素含量的多少；

（2）色素带特点：

四种色素中，含量最多的是叶绿素a，含量最少的是胡萝卜素；扩散速度最快的是胡萝卜素，扩散速度最慢的是叶绿素b

例3

　（2017·嘉兴一中高二期中）要测定藻类植物是否进行了光反应，最好是检验其（　　）

A．葡萄糖的生成情况B．淀粉的生成情况

C．O2的释放情况D．CO2的吸收情况

答案　C

解析　光合作用可分为光反应和碳反应两个阶段，光反应发生水的光解，产生氧气，如果要测定藻类植物是否进行了光反应，最好是检验其氧气的释放情况。

例4

　（2018·嘉兴一中高二期中）将绿色植物置于密闭的装置中连续光照培养，光强度、温度均适宜且恒定，关于培养过程的曲线图，正确的是（　　）

答案　B

解析　将绿色植物置于密闭的装置中连续光照培养，二氧化碳含量将越来越少，最终光合作用和细胞呼吸达到一个动态平衡，故选B。

例5

　（2018·嘉兴一中高二期中）在“光合色素的提取和分离”实验中，如果没有95%的乙醇和菠菜叶片，要使提取液中色素含量丰富，可以用来替代的实验试剂和材料分别是（　　）

A．NaCl溶液和新鲜青菜叶

B．丙酮和新鲜青菜叶

C．蒸馏水和大白菜叶

D．乙醇和大白菜叶

答案　B

解析　叶绿体中的色素能溶解在95%的乙醇或丙酮等有机溶剂中，不溶于NaCl溶液，A错误；丙酮是有机溶剂，能溶解叶绿体中的色素；青菜叶中含有较多的叶绿体，B正确；叶绿体中的色素不溶于蒸馏水，大白菜叶中几乎不含叶绿体，C、D错误。

专题专练

[对点训练]

题组一　细胞呼吸的概念、过程及应用

1．下列叙述中，符合生物学原理的是（　　）

A．水稻根部主要进行厌氧呼吸，所以能长期适应缺氧环境

B．登山时，人体的能量主要来自有机物分解产生二氧化碳和水的过程

C．蔬菜在低氧、干燥、低温的环境中，可延长保鲜时间

D．淀粉经发酵可产生乙醇，是通过乳酸细菌的厌氧呼吸实现的

答案　B

解析　氧气从水稻中空的茎可到达根部细胞，水稻根部细胞进行的主要是需氧呼吸，故A项错误；蔬菜的贮藏环境应该是低氧、零摄氏度以上的低温和适宜的湿度，故C项错误；淀粉先水解成葡萄糖，再通过酵母菌的厌氧呼吸，才能形成乙醇，乳酸细菌进行的是乳酸发酵，故D项错误；登山时，人体的能量供应主要来自需氧呼吸将有机物分解成二氧化碳和水的过程，故B项正确。

2．（2018·绍兴高三期末）下列有关厌氧呼吸的叙述，错误的是（　　）

A．产生少量ATP

B．可产生水

C．酵母菌细胞可释放二氧化碳

D．在细胞溶胶中进行

答案　B

解析　厌氧呼吸在细胞溶胶中进行，把葡萄糖等有机物不彻底地分解成乙醇和CO2或乳酸，产生少量能量，但不产生水。

3．（2018·温州十校高三联考）下列关于人体肌肉细胞厌氧呼吸的叙述，错误的是（　　）

A．第一阶段进行糖酵解

B．不消耗O2，不产生CO2

C．两个阶段都在细胞溶胶中进行

D．乳酸被运至肾脏再生成葡萄糖

答案　D

解析　人体肌肉细胞产生的乳酸被运至肝脏再生成葡萄糖。

4．（2018·台州2月高三模拟）细胞呼吸中，葡萄糖被分解为丙酮酸的过程只发生在（　　）

A．细胞有氧时B．细胞缺氧时

C．线粒体内D．细胞溶胶中

答案　D

解析　葡萄糖分解为丙酮酸在需氧呼吸和厌氧呼吸过程中都会发生，发生场所是细胞溶胶。

5．（2018·浙江吴越联盟第二次联考）真核细胞需氧呼吸的基本过程示意图如图所示。

下列叙述中，正确的是（　　）

A．过程Ⅰ是糖酵解，该过程的产物X为3磷酸甘油酸

B．过程Ⅱ是柠檬酸循环，有关的酶只存在于线粒体基质中

C．过程Ⅲ是电子传递链，该过程产生大量的ATP

D．过程Ⅰ和Ⅱ为过程Ⅲ提供[H]和ATP

答案　C

解析　过程Ⅰ是糖酵解，在此过程中，1个葡萄糖分子被分解为2个丙酮酸，X是丙酮酸，A项错误；过程Ⅱ是柠檬酸循环，与该过程有关的酶大部分在线粒体基质中，也有少量在线粒体的嵴上，B项错误；过程Ⅲ是电子传递链，该过程产生大量ATP，C项正确；过程Ⅰ和Ⅱ不为过程Ⅲ提供ATP，D项错误。

6．（2018·温州2月高三模拟）光照、温度对贮藏的番茄果实呼吸强度的影响如图所示，分析正确的是（　　）

A．光照对番茄果实呼吸有促进作用

B．番茄果实的呼吸强度仅与温度有关

C．光照、2℃条件更有利于番茄果实的贮藏

D．番茄果实在黑暗、8℃条件下呼吸强度大于光照、15℃条件下

答案　C

解析　在每一温度下，黑暗条件下的细胞呼吸强度都比光照条件下大，说明光照对呼吸强度有抑制作用，A错误；根据柱形图分析，番茄果实的呼吸强度与温度、光照有关，B错误；由图可看出，低温条件下呼吸强度更低，且光照条件下比黑暗条件下呼吸强度低，所以光照、2℃条件更有利于番茄果实的贮藏，C正确；根据柱形图中呼吸强度相对值的大小，可判断番茄果实在黑暗、8℃条件下呼吸强度小于光照、15℃条件下，D错误。

题组二　光合作用原理及应用

7．离体的叶绿体在光照下进行稳定的光合作用时，如果突然中断CO2气体的供应和突然增强光照，短时间内叶绿体中三碳酸分子与RuBP相对含量的变化分别是（　　）

A．三碳酸分子增多、RuBP减少；三碳酸分子增多、RuBP减少

B．三碳酸分子减少、RuBP增多；三碳酸分子减少、RuBP增多

C．三碳酸分子增多、RuBP增多；三碳酸分子减少、RuBP减少

D．三碳酸分子减少、RuBP减少；三碳酸分子增多、RuBP增多

答案　B

解析　二氧化碳含量的改变直接影响的是碳反应中二氧化碳的固定这个反应，二氧化碳含量由高到低时，二氧化碳的固定减弱，则这个反应的反应物RuBP消耗减少，剩余的RuBP相对增多，生成物三碳酸分子生成量减少；所以突然中断CO2气体的供应，短时间内叶绿体中三碳酸分子的含量减少、RuBP的含量增多。

光照突然增强：

由于光照突然增强，使得光反应加快，三碳酸分子的还原增加，又由于二氧化碳固定继续按原来速度进行，所以三碳酸分子含量减少；RuBP的生成量增加，而碳反应不变，即RuBP的消耗速率不变，故RuBP的含量增加。

8．（2018·杭州重点中学联考）把新鲜的叶绿素溶液放在光源与分光镜之间，在光谱中可以看到最强的吸收区在（　　）

A．绿光部分B．红光和蓝紫光部分

C．蓝紫光部分D．黄橙光部分

答案　B

解析　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，B正确。

9．卡尔文等人在小球藻培养液中通入14CO2，再给予不同的光照时间后，从小球藻中提取并分析放射性物质。

预测实验结果是（　　）

A．光照时间越长，三碳酸的积累越多

B．光照时间越长，RuBP的积累越多

C．光照时间越长，产生的放射性物质的种类越多

D．无论光照时间长短，放射性物质都会集中分布在类囊体膜上

答案　C

解析　光合作用过程中，由碳元素的转移途径可知，由RuBP与三碳酸分子参与的卡尔文循环是一个动态平衡系统，正常情况下会保持相对平衡的状态，光照时间延长不会使三碳酸和RuBP积累更多，A、B项错误；类囊体膜上进行光反应，二氧化碳的固定和还原是在叶绿体基质中进行的，如果光照时间短，类囊体膜上无放射性，D项错误。

10．如图所示为绿色植物体内能量供应及利用的示意图。

下列说法中，错误的是（　　）

A．①中合成ATP的部分是类囊体膜

B．②发生的场所是叶绿体基质

C．①、③中合成ATP所需的能量来源相同

D．④中的能量可用于耗能的生命活动

答案　C

解析　①、③中合成ATP所需的能量分别来自光能、有机物中的化学能。

11．（2018·吴越联盟联考）下列关于叶绿体内光合色素的描述，正确的是（　　）

A．植物生长过程中，叶绿体内各种色素的比例保持不变

B．叶绿素a吸收的光能可在类囊体膜上转化为ATP和NADPH中的化学能

C．层析液中溶解度最大的光合色素是叶绿素a

D．叶绿素呈绿色是因为它大量吸收绿光，几乎不吸收其他颜色的光

答案　B

解析　植物生长过程中，叶绿体内各种色素的比例是会发生变化的，秋天叶子变黄，说明叶绿素分解了，叶黄素没有分解，比例明显发生了改变，A项错误；叶绿素a等色素吸收的光能可在类囊体膜上转化为ATP和NADPH中的化学能，B项正确；层析液中溶解度最大的光合色素是胡萝卜素，C项错误；叶绿素呈绿色是因为它几乎不吸收绿光，绿光被反射回来，D项错误。

12．下列有关光合作用的叙述，不正确的是（　　）

A．水的裂解发生在叶绿体的类囊体膜上

B．光反应和碳反应中都有许多酶参与

C．温度降到0℃，仍有植物进行光合作用

D．NADPH在光反应和碳反应中都起还原作用，并将能量转移到糖类分子中

答案　D

解析　光反应进行的部位是叶绿体的类囊体膜，主要完成水的裂解及ATP和NADPH的合成；在光合作用过程中，光反应和碳反应都需要多种酶的参与；温度为0℃时，仍有植物可以进行光合作用，只是光合速率很慢；还原剂NADPH只能在碳反应中起还原作用，在光反应中不起还原作用。

[综合强化]

13．（2018·绍兴学考科目诊断性考试）下图甲为某植物叶肉细胞内光合作用的部分过程示意图（A～G表示相关物质），图乙是正常绿叶中色素经纸层析后得到的实验结果（a～d表示四条色素带）。

请回答：

（1）A是________，C是________，E到D发生的场所是________。

（2）C、E是将F________为G所必需的，F到G的过程从能量变化来看属于________反应。

（3）为了使研磨充分得到更多的叶绿体色素，研磨时可加入适量的________。

对该植物落叶中色素提取液进行纸层析分离，会发现图乙中的________两条色素带变浅或者缺失。

答案　

（1）O2　NADPH　叶绿体基质　

（2）还原　吸能

（3）二氧化硅（SiO2）　a、b

解析　

（1）分析题图甲可知，A是水的光解产生的氧气，C是NADPH，E（ATP）到D（ADP和Pi）发生的场所是叶绿体基质。

（2）C、E是将F（三碳酸分子）还原为G（三碳糖）所必需的，F到G的过程从能量变化来看属于吸能反应，把NADPH和ATP中活跃的化学能贮存在G（三碳糖）中。

（3）为了使研磨充分得到更多的叶绿体色素，研磨时可加入适量的二氧化硅（SiO2）。

植物落叶中叶绿素含量减少，对该植物落叶中色素提取液进行纸层析分离，会发现题图乙中的a、b两条色素带变浅或者缺失。

14．（2018·金华高三期末）如图为植物光合作用示意图，图中Ⅰ和Ⅱ表示叶绿体的结构，A、B、C、D、E表示有关物质，①和②表示反应过程。

请回答：

（1）结构Ⅰ上有多种光合色素，除叶绿素外，还有许多种黄色、橙色和红色的色素，合称为________________。

（2）物质E是________________；在反应①和②中能生成NADP＋的是反应__________。

（3）卡尔文循环中三碳糖以后的许多反应，都是为了________。

（4）若磷酸转运器的活性受到抑制，则短时间内叶绿体内Pi的含量将________，C物质的产生速率将________。

（5）三碳酸分子还原直接利用的能量来自___________________________________________。

答案　

（1）类胡萝卜素　

（2）氧气　②　（3）再生RuBP　（4）下降　加快　（5）ATP和NADPH

解析　

（1）结构Ⅰ的名称是类囊体。

该结构上有多种光合色素，除叶绿素外，还有类胡萝卜素，包括胡萝卜素和叶黄素，呈现多种黄色、橙色和红色。

（2）物质E是氧气。

在光的照射下水进行光解产生氧气和高能态的氢。

高能态的氢用于三碳酸分子的还原过程，即在反应①和②中能生成NADP＋的是反应②。

（3）反应生成的三碳糖少数离开卡尔文循环，多数参与RuBP的再生。

（4）磷酸转运器位于叶绿体膜上，其功能是转运三碳糖磷酸和Pi，若磷酸转运器的活性受到抑制，会导致三碳糖磷酸在叶绿体内积累同时运至叶绿体基质的Pi下降，因此短时间内叶绿体内Pi的含量将减少，所以叶绿体中三碳糖磷酸的分解加快，C物质的产生速率将加快。

（5）光反应阶段产生的ATP和NADPH为三碳酸分子还原直接提供能量。

15．如下图所示，图甲是某植物细胞内部分物质转化示意图，①～④表示生理过程；图乙是在“探究光强度对某植物光合作用的影响”的活动中得到的实验结果。

请据图回答下列问题：

（1）图甲的①～④中属于需氧呼吸的是______________（填标号），需氧呼吸的场所是____________和________。

（2）图甲的①～④中属于光合作用碳反应阶段的是________（填标号）。

完成④过程需要光反应提供的物质是________________。

在其他条件不变的情况下，若突然停止光照，则三碳酸含量的瞬时变化是________（填“增加”或“减少”）。

（3）图乙中，如果连绵阴雨一周，白天的光强度始终为A，那么这段时间内，该植物体内有机物含量将__________（填“增加”或“减少”）。

答案　

（1）①②　细胞溶胶　线粒体　

（2）③④　ATP和NADPH　增加　（3）减少

解析　图甲中：

①②表示需氧呼吸的过程，③④表示碳反应的部分过程。

需氧呼吸的场所是细胞溶胶和线粒体。

碳反应过程需要光反应阶段提供ATP和NADPH。

在其他条件不变的情况下，若突然停止光照，则三碳酸含量会增加。

如果连绵阴雨一周，白天的光强度始终为A，植物的光合速率与细胞呼吸速率相同，晚上只进行细胞呼吸，那么该植物体内有机物含量将减少。