2019版高考生物一轮复习 第3单元 光合作用和细胞呼吸 第3讲 细胞呼吸学案 苏教版

第3讲细胞呼吸考纲要求全国卷五年考情1.细胞呼吸()2017卷T30，2017卷T29，2016卷T31，2014卷T62014卷T29，2013卷T32.实验：探究酵母菌的呼吸方式无考题考点一| 细胞呼吸的类型与过程(对应学生用书第58页)识记基础梳理1细胞呼吸的概念主要是指糖类、脂质和蛋白质等有机物在活细胞内氧化分解为二氧化碳或其他产物，释放出能量并生成ATP的过程。2有氧呼吸(1)有氧呼吸过程与场所(2)总反应式C6H12O66H2O6O26CO212H2O能量。3无氧呼吸(1)场所：细胞质基质。(2)过程第一阶段：与有氧呼吸第一阶段完全相同。第二阶段：丙酮酸在不同酶的催化作用下，分解成酒精和CO2或转化成乳酸。(3)反应式产物为酒精：C6H12O62C2H5OH2CO2能量。产物为乳酸：C6H12O62C3H6O3能量。(4)能量只在第一阶段释放少量能量，生成少量ATP。葡萄糖分子的大部分能量存留在酒精或乳酸。教材边角知识据教材必修1P81“积极思维”中的“事实1”分析说明有机物在体外燃烧和在体内氧化分解的区别。【提示】有机物在体外燃烧往往伴有剧烈的发光发热现象，而有机物在体内氧化分解则是在细胞内的温和条件下被酶催化逐步释放能量的过程。1判断正误(1)有氧呼吸只有在第三阶段才能产生ATP。()【提示】在第一、二阶段有少量ATP的产生。(2)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与氧结合生成水在线粒体内膜。(3)线粒体将葡萄糖氧化分解成CO2和H2O。()【提示】线粒体氧化分解的是丙酮酸。(4)人体细胞内O2/CO2的比值，线粒体内比细胞质基质高。()【提示】O2、CO2的运输方式均为自由扩散，线粒体中进行有氧呼吸消耗O2产生CO2，故线粒体内O2/CO2的比值比细胞质基质的低。(5)细胞内葡萄糖分解成丙酮酸和H的反应，只发生在有氧条件下。()【提示】无氧呼吸第一阶段也产生丙酮酸和H。(6)无氧呼吸能产生ATP，但没有H的生成过程。()【提示】无氧呼吸第一阶段产生H。(7)无氧呼吸两个阶段都产生ATP。()【提示】无氧呼吸只在第一阶段产生ATP。(8)乳酸菌细胞内，细胞呼吸第一阶段产生H，第二阶段消耗H。()2据图思考(1)甲、乙、丙分别代表丙酮酸、H、H2O。(2)乙来源于甲和C6H12O6(填物质和标号)，丙和丁代表相同(填“不同”或“相同”)的化合物。(3)过程发生的场所分别是细胞质基质、线粒体内膜。(4)用18O标记C6H12O6，在物质丙中不能(填“能”或“不能”)检测到18O。理解深化探究有氧呼吸与无氧呼吸过程分析1有氧呼吸中氧元素的来源和去路2反应物和产物(1)CO2是在第二阶段产生的，是由丙酮酸和水反应生成的，场所是线粒体基质。(2)O2参与了第三阶段，H和O2结合生成水，所以细胞呼吸产生的水中的氧来自于O2，场所是线粒体内膜。(3)有氧呼吸过程中的反应物和生成物中都有水，反应物中的水用于第二阶段的反应，生成物中的水是有氧呼吸第三阶段H和O2结合生成的。3细胞呼吸中H和ATP的来源和去路来源去路H有氧呼吸：C6H12O6和H2O无氧呼吸：C6H12O6有氧呼吸：与O2结合生成水无氧呼吸：还原丙酮酸ATP有氧呼吸：三个阶段都产生无氧呼吸：只在第一阶段产生用于各项生命活动4.能量代谢(1)有氧呼吸三个阶段都释放能量产生ATP，而无氧呼吸只在第一阶段释放能量产生ATP。(2)细胞呼吸释放的能量大部分以热能散失，少部分转移到ATP中。运用考向对练考向1细胞呼吸过程分析1(2018福建三明一中期中)“格瓦斯”是由酵母菌和乳酸菌双菌发酵的传统谷物发酵饮料。传统做法是采用俄式大面包为基质，加入菌种发酵生成微量乙醇、一定量的CO2以及丰富的有机酸物质。下列相关叙述中，正确的是()A发酵过程需要密闭条件B两菌种的细胞呼吸方式相同CCO2由两菌种共同产生D两菌种细胞呼吸的场所均只为细胞质基质A酵母菌的发酵和乳酸菌的发酵需要密闭条件，A正确；乳酸菌只能进行无氧呼吸，酵母菌是兼性厌氧微生物，两菌种的呼吸方式不同，B错误；乳酸菌的无氧呼吸产物是乳酸，C错误；酵母菌进行有氧呼吸的场所为细胞质基质和线粒体，D错误。2(2018山西四校联考)细胞内可能发生如图所示的生理过程，下列说法正确的是()A过程的三个阶段产生的H最终与氧气反应生成水B马铃薯块茎既能进行过程，也能进行过程C产生相同能量时，过程消耗的葡萄糖的量高于或过程D过程的第二阶段在线粒体内膜上完成B本题考查细胞呼吸的过程和场所，意在考查考生的分析理解能力，难度中等。图中表示有氧呼吸过程，该过程中第一和第二阶段产生H，第三阶段H与O2结合生成水，A错误；图中为产生乳酸的无氧呼吸过程，马铃薯块茎既能进行有氧呼吸也能进行无氧呼吸，B正确；过程为产生酒精的无氧呼吸过程，因无氧呼吸过程中释放的能量少，故产生相同能量时过程消耗的葡萄糖的量低于或过程，C错误；有氧呼吸的第二阶段在线粒体基质中进行，D错误。3(2018山东菏泽期中)下列关于植物呼吸作用的叙述正确的是()A呼吸作用的中间产物丙酮酸可以通过线粒体双层膜B是否产生二氧化碳是有氧、无氧呼吸的主要区别C高等植物无氧呼吸过程中有H的积累，有氧呼吸过程中无H的积累D无氧呼吸过程同有氧呼吸一样每一阶段都有ATP生成A有氧呼吸过程中，呼吸作用的中间产物丙酮酸可以通过线粒体双层膜，A正确；植物体有氧呼吸和无氧呼吸都能产生二氧化碳，B错误；高等植物无氧呼吸过程和有氧呼吸过程中均无H的积累，C错误；无氧呼吸的第一阶段有ATP的生成，第二阶段没有，D错误。误区警示 1有H2O生成的一定是有氧呼吸，有CO2生成的不一定是有氧呼吸，也可能是无氧呼吸，但一定不是乳酸发酵。2有氧呼吸的场所并非只是线粒体(1)真核细胞有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体。(2)原核细胞无线粒体，在细胞质中和细胞膜上进行有氧呼吸。如图表示某真核生物细胞发生的某种生理作用的过程，其中甲、乙、丙代表着有关生理过程发生的场所，代表有关物质。下列有关叙述中，正确的是()A该图表示光合作用的生理过程B酵母菌和乳酸菌都可在甲和乙内发生生理过程C物质表示丙酮酸，物质表示ATPD丙表示线粒体内膜，该处能产生大量的ATPD该图表示有氧呼吸过程；甲、乙分别表示细胞质基质、线粒体基质，酵母菌是真核生物，可以在甲、乙中发生生理过程，乳酸菌是原核生物，只能在甲中发生生理过程；物质表示丙酮酸，物质表示H；丙表示线粒体内膜，在该处H和氧气反应生成水，同时产生大量能量，生成大量ATP。考向2细胞呼吸类型的判断4(2018山西晋中四校联考)现测得某植物种子在不同条件下O2和CO2体积变化的相对值如下表(种子一直保持活力)。若底物是葡萄糖，则下列叙述正确的是()条件O2吸收量CO2释放量a010b38c46d77A该植物种子在a条件下会产生乳酸B在b条件下，该植物种子无氧呼吸消耗的葡萄糖比有氧呼吸少C该植物种子在c条件下进行细胞呼吸的场所是线粒体和细胞质基质D在d条件下，该植物种子能同时进行有氧呼吸和无氧呼吸Ca条件下，O2吸收量为0，CO2释放量为10，说明此过程不进行有氧呼吸，CO2全部是酒精发酵产生的，乳酸发酵产物中没有CO2，故该植物种子在a条件下不会产生乳酸，A错误；b条件下，有氧呼吸消耗的葡萄糖是360.5，无氧呼吸消耗的葡萄糖是(83)22.5，所以该植物种子无氧呼吸消耗的葡萄糖比有氧呼吸多，B错误；c条件下，CO2的释放量O2的吸收量，说明此时该植物同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，进行细胞呼吸的场所是细胞质基质和线粒体，C正确；d条件下，O2吸收量和CO2释放量相等，此时只进行有氧呼吸，D错误。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，萌发种子的_呼吸速率明显升高。解析(1)据图可知，在1224 h期间，氧气吸收量很少，而二氧化碳释放量很多，表明此时的呼吸方式主要是无氧呼吸；无氧呼吸的场所是细胞质基质，产物是酒精和二氧化碳。(2)第12 h到胚根长出期间不进行光合作用，不能制造有机物，同时细胞呼吸消耗有机物，使有机物总量下降。(3)胚根长出后，氧气的吸收量明显增多，说明有氧呼吸速率明显提高。答案(1)无氧细胞质基质酒精和二氧化碳(2)减少种子不进行光合作用，不能制造有机物，同时细胞呼吸消耗有机物，使有机物总量下降(3)有氧技法总结_细胞呼吸类型的判断 1.有H2O生成有氧呼吸2.3.4.考点二| 影响细胞呼吸的因素及其应用(对应学生用书第60页)识记基础梳理1探究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2探究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0时，只进行无氧呼吸。0O2浓度10%时，同时进行有氧呼吸和无氧呼吸。O2浓度10%时，只进行有氧呼吸。O2浓度5%时，有机物消耗最少。(2)应用3探究水分对细胞呼吸的影响(1)影响(2)应用4探究CO2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，如图所示。(2)应用：适当增加CO2浓度，有利于水果和蔬菜的保鲜。1判断正误(1)无氧条件下，动物细胞因缺乏能量而无法转运K。()【提示】无氧呼吸也可以提供少量能量。(2)破伤风杆菌在有氧条件下能大量繁殖。()【提示】破伤风杆菌是厌氧生物，在有氧条件下不能繁殖。(3)水既是有氧呼吸和无氧呼吸的反应物，又是呼吸作用的产物。()【提示】无氧呼吸无水的参与和生成。(4)保存蔬菜水果时为了降低有机物的消耗应放在完全无氧的环境中。()【提示】生物体各项生命活动需要的能量来自细胞呼吸，无氧时，无氧呼吸消耗大量有机物，而且产生的酒精对蔬菜水果也有一定的毒害作用，故应在低氧环境下保存蔬菜水果。2据图思考甲、乙两图都表示某植物的非绿色器官CO2释放量和O2吸收量的变化，请填写：(1)甲图解读(2)乙图解读曲线a、b、c分别表示无氧呼吸、有氧呼吸和CO2释放的总量。在O2浓度为0时，CO2的释放量为A，此时只进行无氧呼吸；当O2浓度D时，只进行有氧呼吸，此时释放的CO2量吸收的O2量；当0O2浓度D时，既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸。在保存蔬菜、水果时，应选择B点对应的O2浓度，因为此时细胞呼吸最弱，同时宜保持零上低温、低氧条件。(3)甲、乙图对应解读甲图中氧浓度为a时的情况对应乙图中的A点。甲图中氧浓度为b时的情况对应乙图中的AC段之间。甲图的a、b、c、d四种氧浓度中c是最适合蔬菜、水果的贮藏。甲图中氧浓度为d时没有酒精产生。运用考向对练考向1环境因素对细胞呼吸的影响1(2018福建宁德毕业班质检)科研人员探究温度对密闭罐中水蜜桃果肉细胞呼吸速率的影响，结果如图。下列叙述正确的是() 温度对成熟水蜜桃呼吸速率的影响A20 h内，果肉细胞产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体B50 h后，30 条件下果肉细胞没有消耗O2，密闭罐中CO2浓度会增加C50 h后，30 的有氧呼吸速率比2 和15 慢，是因为温度高使酶活性降低D实验结果说明温度越高，果肉细胞有氧呼吸速率越大B果肉细胞不能进行光合作用，其产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体，A错误；50 h后，30 条件下果肉细胞没有消耗O2，是由于此温度条件下酶的活性较高，有氧呼吸已将O2消耗殆尽，以后仅进行无氧呼吸，故密闭罐中CO2浓度会增加，B正确、C错误；由于酶具有最适温度，若超过最适温度，有氧呼吸速率会降低，D错误。2(2018湖南十三校一联)将等量且足量的花生种子分别放在不同O2浓度的密闭容器中，一段时间后测定O2的吸收量和CO2的释放量，结果如下表：O2浓度变化量01%2%3%5%7%10%15%20%25%O2吸收量/mol00.10.20.30.480.60.720.840.960.96CO2释放量/mol10.80.60.50.40.50.60.70.80.8下列有关叙述中正确的是()A花生种子细胞在O2浓度为03%只进行无氧呼吸，在3%25%时只进行有氧呼吸B同等质量的花生比小麦在有氧呼吸条件下产CO2少C就表中数据来看，贮藏花生应将O2浓度控制在5%D在O2浓度为5%时，无氧呼吸开始受到抑制C花生种子细胞在O2浓度为03%时既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，A错误；脂肪中C、H含量比同等质量糖类高，因此同等质量的花生在有氧呼吸条件下产CO2多，B错误；O2浓度在5%时，CO2释放量最少，有机物消耗最少，最有利于贮藏花生，C正确；在氧气为0时，无氧呼吸最大，有氧气存在时，无氧呼吸都受到抑制，D错误。技法总结_影响细胞呼吸的外界因素的应用注意点 1影响细胞呼吸的因素并不是单一的(1)若需要增强细胞呼吸强度，可采取供水、升温、高氧等措施。(2)若需降低细胞呼吸强度，可以采取干燥、低温、低氧等措施。2储存蔬菜和水果与储存种子的条件不同(1)蔬菜和水果应储存在“零上低温、湿度适中、低氧”的条件下保鲜。(2)种子应储存在“零上低温、干燥、低氧”条件下。3(2018张家港模拟)长期浸水会导致树根变黑腐烂。树根从开始浸水到变黑腐烂的过程中，细胞呼吸速率的变化曲线如图所示。下列叙述不正确的是()A阶段根细胞的有氧呼吸速率下降B阶段根细胞的无氧呼吸速率上升C阶段曲线下降的主要原因与阶段不同D细胞在a点的有氧呼吸强度小于b点D阶段，由于长期浸水土壤中氧气浓度降低，细胞有氧呼吸的速率下降，A项正确；随O2浓度的进一步降低，对无氧呼吸的抑制作用减弱，细胞的无氧呼吸速率上升，B正确；阶段呼吸速率下降是由于O2浓度降低，呼吸速率下降是由于无氧呼吸产生的酒精对根细胞产生毒害作用，二者下降的主要原因不同，C正确；a点O2浓度高于b点，有氧呼吸强度比b大，D错误。考向2细胞呼吸原理的应用4(2018浙江名校第三次联考)下列关于厌氧呼吸的叙述中，正确的是()A用透气的纱布包扎伤口，可以抑制所有微生物的繁殖B人体肌细胞厌氧呼吸的产物有乳酸或酒精C利用乳酸菌制作酸奶时会冒出少量气泡D酵母发酵所产生的CO2使面团“发起”D用透气的纱布包扎伤口，可以抑制厌氧微生物的繁殖，A错误；人体肌细胞厌氧呼吸的产物没有酒精，B错误；乳酸菌发酵没有气泡产生，C错误；酵母发酵产生的二氧化碳使面团变得蓬松，D正确。5(2018广东深圳一模)松土是农作物栽培的传统耕作措施。相关看法不合理的是()A可以增加土壤的透气性，促进植物对无机盐的吸收B能加快枯枝落叶、动物遗体和粪便等有机物的分解C容易造成水土流失，可能成为沙尘暴的一种诱发因素D降低土壤微生物的呼吸作用强度，减少二氧化碳排放D松土可增加土壤缝隙中空气的含量，使根细胞进行充分的有氧呼吸，从而促进植物根系对无机盐的吸收，A正确；松土透气有利于土壤中好氧微生物的生长繁殖，能加快枯枝落叶、动物遗体和粪便等有机物的分解，B正确；松土容易造成水土流失，可能成为沙尘暴的一种诱发因素，C正确；松土可增加土壤透气性，促进土壤中好氧微生物的呼吸作用，增加二氧化碳排放，D错误。技法总结_细胞呼吸原理的应用及判定 1在生产或生活实践中，若需要增强相关植物或其器官的细胞呼吸强度，可采取供水、升温、高氧等措施；若需减弱细胞呼吸强度，可以采取干燥、低温、低氧等措施。2蔬菜、水果在储藏时都应在低温低氧条件下，种子应保持干燥，而蔬菜、水果应保持一定的湿度。低温以不破坏植物组织为标准，一般为零上低温。3分析题目给定的生产生活实际情境，判断是需要促进细胞呼吸还是需要抑制细胞呼吸。例如，中耕松土，促进细胞呼吸；储存种子，抑制细胞呼吸。下列生产措施或生活中所涉及的细胞呼吸知识的叙述，不正确的是()A提倡慢跑，可防止因无氧呼吸产生乳酸使人体肌肉酸胀乏力B用酵母菌发酵生产酒精的过程中，pH发生变化是其死亡率上升的原因之一C选用透气性好的“创可贴”，是为保证人体细胞的有氧呼吸D作物种子贮藏前需要干燥，主要是通过减少水分以抑制细胞呼吸C本题考查细胞呼吸原理的应用，意在考查考生的理解能力及实际应用能力，难度中等。慢跑过程中肌细胞内氧气供应充足，可避免因无氧呼吸产生大量乳酸使肌肉酸胀，A正确；酵母菌发酵过程中，因有大量二氧化碳的产生，pH会逐渐降低，从而引起酶活性的变化，这是引起酵母菌死亡的原因之一，B正确；选用透气性好的“创可贴”，是为了抑制厌氧菌的生存和繁殖，人体细胞有氧呼吸需要的氧气来自组织液，C错误；作物种子在贮藏前需要干燥，使其散失大量自由水，以抑制细胞呼吸，减少有机物消耗，D正确。考点三| 探究酵母菌的细胞呼吸方式(实验)(对应学生用书第62页)原理流程1实验原理(1)酵母菌细胞呼吸方式酵母菌为兼性厌氧型微生物，其细胞呼吸方式为有氧呼吸和无氧呼吸。(2)产物的检测试剂现象(颜色变化)CO2澄清的石灰水变混浊溴麝香草酚蓝水溶液蓝色绿色黄色酒精在酸性条件下，使用橙色的重铬酸钾溶液橙色灰绿色2.实验流程(1)配制酵母菌培养液。(2)设计对比实验：图甲中空气先通过NaOH溶液的目的是消除CO2。图乙中B瓶先密封放置一段时间后，再连通盛澄清石灰水的锥形瓶的目的是耗尽氧气。(3)产物检测与实验现象条件澄清的石灰水的变化/出现变化的时间重铬酸钾浓硫酸溶液甲组(有氧)变浑浊/快无变化乙组(无氧)变浑浊/慢出现灰绿色(4)实验结论葡萄糖3实验关键(1)酵母菌呼吸方式探究实验注意事项通入甲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。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)呼吸状况探究实验材料的选择若探究种子呼吸状况不必遮光，但需死种子作为对照。若探究植株(或幼苗)呼吸状况，应做遮光处理，以防止光合作用的干扰，同时可设置同种状况但杀死的植株或幼苗作为对照。(3)实验流程分析实验中的变量。a自变量：是否有氧气。b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。c无关变量：酵母菌以及培养液的用量、培养时间、温度等。此实验为对比实验，两组实验均为实验组。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。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。对点练习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| 光合作用和细胞呼吸的综合运用(对应学生用书第63页)理解深化探究1光合作用与有氧呼吸的区别光合作用有氧呼吸物质变化无机物有机物有机物无机物能量变化光能稳定的化学能(储能)稳定的化学能ATP中活跃的化学能、热能(放能)实质合成有机物，储存能量分解有机物、释放能量，供细胞利用场所叶绿体活细胞(主要在线粒体)条件只在光下进行有光、无光都能进行2.光合作用与有氧呼吸的联系(1)物质方面C：CO2C6H12O6C3H4O3CO2O：H2OO2H2OH：H2OHC6H12O6HH2O(2)能量方面光能ATP中活跃化学能C6H12O6中稳定的化学能3探究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。4光合作用与细胞呼吸的计算(1)净光合速率和总光合速率的关系：总光合速率净光合速率呼吸速率。凡是进行光合作用的植物，同时也在进行着呼吸作用。在不考虑光照强度对呼吸速率影响的情况下，C点时，OA段代表植物呼吸速率，OD段代表植物净光合速率，OAOD表示总光合速率，故总光合速率净光合速率呼吸速率。图中B点既不吸收也不释放二氧化碳，表示总光合速率呼吸速率，净光合速率为_0_。在考题中，常需根据图表中的信息找出净光合速率和呼吸速率，进而推出总光合速率。(2)净光合速率和总光合速率的判定方法：若为坐标曲线形式，当光照强度为0时，CO2吸收值为0，则为总光合速率，若是负值则为净光合速率。若所给数值为有光条件下绿色植物的测定值，则为净光合速率。有机物积累量为净光合速率，制造量为总光合速率。运用考向对练1(2017北京高考)某植物光合作用、呼吸作用与温度的关系如下图。据此，对该植物生理特性理解错误的是()A呼吸作用的最适温度比光合作用的高B净光合作用的最适温度约为25 C在025 范围内，温度变化对光合速率的影响比对呼吸速率的大D适合该植物生长的温度范围是1050 DA对、B对：据图可知，总光合作用的最适温度约为30 ，呼吸作用的最适温度要高于50 ，净光合作用的最适温度约为25 。C对：在025 范围内，随着温度升高，光合速率曲线的升高幅度要远大于呼吸速率，这说明温度变化对光合速率的影响比对呼吸速率的大。D错：净光合作用是指一定时间内光合作用合成量与呼吸作用消耗量的差值，也称为净积累量。只有净积累量为正值时，植物才能生长。在4550 范围内，呼吸速率比光合速率大，净积累量为负值，植物不能生长。2(2018山西大学附中模拟)光合作用和有氧呼吸过程中都有H的生成和利用，下列分析中合理的是()A从本质上讲，二者都具有还原性，是同一种物质，数量相同，功能相同B从来源上看，前者来源于水的光解，后者来源于丙酮酸和产物中的H2OC二者产生的H在还原底物时，都释放出大量的能量，供给生物体生命活动所需D从去路上看，前者产生的H用于还原C3化合物，后者与O2结合生成H2OD光合作用中的H为NADPH，有氧呼吸中的为NADH，二者都具有还原性，但本质不一样，功能不同，A错误；有氧呼吸的H不是来自于产物中的H2O，而是来源于葡萄糖、丙酮酸和反应物H2O，B错误；光合作用H2O的光解产生H，在还原底物时消耗能量，C错误；NADPH参与还原C3生成有机物和C5，NADH与O2反应生成H2O，D正确。3将某种绿色植物的叶片放在特定的实验装置中，研究其在10 、20 的温度条件下，分别处于5 klx、10 klx光照条件和黑暗条件下的光合作用和细胞呼吸，结果如图。据图判断下列推测正确的是()A该叶片在20 、10 klx的光照强度下，每小时光合作用固定的CO2量约是8.25 mgB该叶片在5 klx的光照强度下，10 时积累的有机物比20 时的少C该叶片在10 、5 klx的光照强度下，每小时光合作用所产生的O2量是3 mgD通过实验可知，叶片的净光合速率与温度和光照强度均成正比A叶片在20 、10 klx时，每小时光合作用固定的CO2量是(102)/2(44/32)8.25(mg)；在5 klx的光照强度下，10 时积累的有机物(虚线)比20 (实线)时的多；在10 、5 klx的光照强度下，每小时光合作用所产生的O2量是(61)/23.5(mg)；净光合速率与植物细胞的呼吸速率和总光合速率有关，仅就图中曲线而言，不能得出净光合速率与温度和光照强度的关系。技法总结_光合速率与呼吸速率的表示方法 项目表示方法净光合速率CO2吸收量、O2释放量、C6H12O6积累量真正光合速率CO2固定量、O2产生量、C6H12O6制造量呼吸速率(遮光条件下测得)CO2释放量、O2吸收量、C6H12O6消耗量如图为某植物细胞部分结构示意图，据图分析，下列四项叙述中，正确的是()Aa、b箭头表示的是O2进出细胞的过程Be、f箭头表示的是CO2进出细胞的过程C以C18O2作原料进行光合作用，在较强光照下，测得含18O的呼吸作用产物的主要去向是图中的dD以HO作原料进行光合作用，在较强呼吸作用下，测得含18O的光合作用产物的主要去向是图中的bC结合图示考查光合作用和细胞呼吸的联系及物质转化关系。a表示叶绿体吸收CO2，b表示叶绿体释放O2，e表示线粒体吸收O2，f表示线粒体释放CO2，c表示叶绿体产生的O2被线粒体利用，d表示线粒体产生的CO2被叶绿体利用。以C18O2作原料进行光合作用，18O的转移途径为C18O2有机物C18O2，在较强光照下，光合作用速率大于呼吸作用速率，呼吸产物C18O2主要被叶绿体利用，即主要去向是图中的d。以HO作原料进行光合作用，18O全部生成氧气，在较强呼吸作用下，氧气主要被线粒体利用，进行有氧呼吸，即主要去向是图中的c。真题验收| 感悟高考淬炼考能(对应学生用书第64页)1(2013全国卷)下列与微生物呼吸有关的叙述，错误的是()A肺炎双球菌无线粒体，但能进行有氧呼吸B与细菌呼吸有关的酶由拟核中的基因编码C破伤风芽孢杆菌适宜生活在有氧的环境中D有氧和无氧时，酵母菌呼吸作用产物不同C据题干可知，本题重点考查微生物的细胞呼吸，可首先联系细胞呼吸的方式(有氧呼吸和无氧呼吸)，然后分析每个选项提供的信息，逐项解答。肺炎双球菌属于原核生物，细胞中只有核糖体一种细胞器，与有氧呼吸有关的酶存在于细胞膜和细胞质基质中，故A项正确。细菌的拟核有环状DNA，为细菌的遗传物质，其上的基因控制着相关蛋白质的合成，故B项正确。破伤风芽孢杆菌的细胞呼吸方式是无氧呼吸，其适宜的生活环境应为无氧环境，故C项错误。酵母菌为兼性厌氧型微生物，进行有氧呼吸时，呼吸产物是CO2和水，进行无氧呼吸时，呼吸产物是酒精和CO2，故D项正确。2(2016四川高考)叶肉细胞内的下列生理过程，一定在生物膜上进行的是() 【导学号：41780047】AO2的产生BH2O的生成CH的消耗DATP的合成A叶肉细胞中O2的产生只能发生在叶绿体的类囊体薄膜上，A选项符合题意；叶肉细胞中H2O的产生可以发生在线粒体内膜、核糖体、高尔基体等处，B选项不符合题意；叶肉细胞中H的消耗可以发生在线粒体内膜、叶绿体基质等处，C选项不符合题意；叶肉细胞中ATP的合成可以发生在细胞质基质、线粒体基质、线粒体内膜、叶绿体类囊体薄膜上，D选项不符合题意。3(2017全国卷)下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(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，其中细胞质基质中进行有氧呼吸的第一阶段(C)，线粒体中进行有氧呼吸的第二和第三阶段(D)。(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)O2NADPADPPiC5NADH(或答：还原型辅酶)(2)C和D(3)在缺氧条件下进行无氧呼吸4(2016全国卷)BTB是一种酸碱指示剂。BTB的弱碱性溶液颜色可随其中CO2浓度的增高而由蓝变绿再变黄。某同学为研究某种水草的光合作用和呼吸作用，进行了如下实验：用少量的NaHCO3和BTB加水配制成蓝色溶液，并向溶液中通入一定量的CO2使溶液变成浅绿色，之后将等量的绿色溶液分别加入到7支试管中。其中6支加入生长状况一致的等量水草，另一支不加水草，密闭所有试管。各试管的实验处理和结果见下表。试管编号1234567水草无有有有有有有距日光灯的距离(cm)20遮光*1008060402050 min后试管中溶液的颜色浅绿色X浅黄色黄绿色浅绿色浅蓝色蓝色*遮光是指用黑纸将试管包裹起来，并放在距日光灯100 cm的地方。若不考虑其他生物因素对实验结果的影响，回答下列问题：(1)本实验中，50 min后1号试管的溶液是浅绿色，则说明2至7号试管的实验结果是由_引起的；若1号试管的溶液是蓝色，则说明2至7号试管的实验结果是_(填“可靠的”或“不可靠的”)。(2)表中X代表的颜色应为_(填“浅绿色”“黄色”或“蓝色”)，判断依据是_。(3)5号试管中的溶液颜色在照光前后没有变化，说明在此条件下水草_。解析(1)1号试管中没有加水草，50 min后1号试管的溶液颜色仍为浅绿色，说明无关变量不会引起溶液颜色的变化，2至7号试管的实验结果应是由水草的光合作用、呼吸作用引起的；若1号试管的溶液是蓝色，说明无水草的光照条件下溶液中CO2含量减少了，无关变量对实验结果有影响，则说明2至7号试管的实验结果是不可靠的。(2)2号试管进行了遮光，水草不能进行光合作用，只能进行呼吸作用产生CO2，而且与3号试管(光合作用强度小于呼吸作用强度)相比，2号试管溶液中的CO2含量更多，颜色应为黄色。(3)5号试管中的溶液颜色在照光前后没有变化，说明在此条件下溶液中CO2含量没有变化，水草的光合作用强度与呼吸作用强度相等，吸收与释放的CO2量相等。答案(1)不同光强下水草的光合作用和呼吸作用不可靠的(2)黄色水草不进行光合作用，只进行呼吸作用，溶液中CO2浓度高于3号管(3)光合作用强度等于呼吸作用强度，吸收与释放的CO2量相等5(2012全国卷)将玉米种子置于25 、黑暗、水分适宜的条件下萌发，每天定时取相同数量的萌发种子，一半直接烘干称重，另一半切取胚乳烘干称重，计算每粒的平均干重，结果如下图所示。若只考虑种子萌发所需的营养物质来源于胚乳，据图回答下列问题。(1)萌发过程中胚乳组织中的淀粉被水解成_，再通过_作用为种子萌发提供能量。(2)萌发过程中在_小时之间种子的呼吸速率最大，在该时间段内每粒种子呼吸消耗的平均干重为_mg。(3)萌发过程中胚乳的部分营养物质转化成幼苗的组成物质，其最大转化速率为_mg粒1d1。(4)若保持实验条件不变，120小时后萌发种子的干重变化趋势是_，原因是_。解析(1)淀粉被分解成葡萄糖后才能被细胞通过呼吸作用利用，为种子萌发提供能量。(2)因为胚乳减少的干重中有一部分转化成幼苗的组成物质，所以衡量种子的呼吸速率应以种子的干重减少量为指标。由图示曲线可以看出，在7296 h之间，单位时间内种子的干重减少量最大，该时间段(24 h)内每粒种子呼吸消耗的平均干重为204.2177.726.5 mg。(3)转化速率(胚乳的减少量种子的干重减少量)/单位时间。在7296 h内，转化速率为(161.7118.1)(204.2177.7)17.1 mg粒1d1，96120 h内，转化速率为(118.191.1)(177.7172.7)22 mg粒1d1，因此最大转化速率为22 mg粒1d1。(4)黑暗条件下，萌发种子只能进行细胞呼吸而不能进行光合作用，因而种子干重持续下降。答案(1)葡萄糖呼吸(或生物氧化)(2)729626.5(3)22(4)下降幼苗呼吸作用消耗有机物，且不能进行光合作用1CO2可使澄清石灰水变浑浊，也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。2有氧呼吸三个阶段均能产生ATP，第三阶段产生ATP最多，无氧呼吸只在第一阶段产生ATP。3有水产生的细胞呼吸一定是有氧呼吸。4有氧呼吸和无氧呼吸的实质都是氧化分解有机物，释放能量，形成ATP。5不同生物细胞进行无氧呼吸产物不同的直接原因是所含酶的种类不同。6O2抑制细胞无氧呼吸，促进细胞有氧呼吸。7光合速率与呼吸速率的关系：(1)绿色植物组织在黑暗条件下测得的数值表示呼吸速率。(2)绿色植物组织在有光的条件下，光合作用与细胞呼吸同时进行，测得的数值表示净光合速率。(3)真光合速率净光合速率呼吸速率。（四）细胞呼吸的相关实验(对应学生用书第66页)1细胞呼吸速率的测定(1)实验装置(2)实验原理：组织细胞呼吸作用吸收O2，释放CO2，CO2被NaOH溶液吸收，使容器内气体压强减小，刻度管内的水滴左移。单位时间内液滴左移的体积即表示呼吸速率。装置乙为对照。2细胞呼吸类型的探究(1)实验装置装置甲中NaOH溶液的作用是吸收掉呼吸所产生的CO2，红色液滴移动的距离代表酵母菌细胞呼吸吸收的O2量。装置乙中红色液滴移动的距离代表酵母菌细胞呼吸吸收的O2量与产生的CO2量的差值。(2)实验分析现象结论甲装置乙装置液滴左移液滴不动只进行有氧呼吸液滴不动液滴右移只进行无氧呼吸液滴左移液滴右移既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸3.探究细胞呼吸过程场所的实验(一般是探究第二阶段的场所)：常见方法是用离心的方法把动物细胞的细胞质基质和线粒体分开，分别加入丙酮酸，检测CO2的产生。4注意事项(1)为防止微生物呼吸对实验结果的干扰，应将装置进行灭菌，所测种子进行消毒处理。(2)对照组的设置：为防止气压、温度等物理膨胀因素所引起的误差，应设置对照实验，将所测定的生物灭活(将种子煮熟)，其他条件均不变。(3)若选用绿色植物作实验材料，测定细胞呼吸速率，需将整个装置进行遮光处理，否则植物的光合作用会干扰呼吸速率的测定。(2018聊城月考)下面三个装置可用于研究萌发的种子的呼吸作用的方式及其产物，有关分析不正确的是()A三个装置中的种子都必须进行消毒处理，都不需要设置对照实验B甲装置可用于探究呼吸作用是否产生热量C乙装置可用于探究萌发的种子是否进行有氧呼吸D丙装置可用于探究萌发的种子的呼吸作用是否产生CO2思路点拨为排除微生物呼吸作用的影响，种子必须进行消毒处理，为排除无关变量(外界温度、气压等)对实验的影响，上述实验需要设置对照实验。若乙装置中种子进行有氧呼吸，就会有氧气的消耗，产生的等体积的二氧化碳被NaOH溶液吸收，装置瓶内气体体积减小，液滴左移；若只进行无氧呼吸，则没有氧气的消耗，液滴不移动。答案A下图是测定发芽种子的细胞呼吸类型所用的装置(假设呼吸底物只有葡萄糖)，装置1、2中分别放入等量的发芽种子，装置3中为等量的煮熟种子。若装置1左移10 cm，装置2右移12 cm，装置3右移2 cm，则有氧呼吸消耗葡萄糖与无氧呼吸消耗葡萄糖的相对比值为()A65B56C25D52思路点拨答案C对点练习1(2018河南三门峡一模)某兴趣小组在室温下进行酵母菌无氧呼吸的探究实验(如图)。下列分析错误的是()A滴管中冒出气泡是反应产生CO2的结果B从试管中的水取样不能检测到有酒精产生C若试管中的水换成冷水，气泡释放速率下降D被分解的葡萄糖中的能量一部分转移至ATP，其余的存留在酒精中D酵母菌无氧呼吸产生酒精和二氧化碳，滴管中冒出气泡是反应产生CO2的结果，A正确；从试管中的水取样不能检测到有酒精产生，B正确；若试管中的水换成冷水，酶活性降低，则气泡释放速率下降，C正确；被分解的葡萄糖中的能量一部分转移至ATP，一部分存留在酒精中，还有一部分以热能的形式散失，D错误。2(2018山东齐鲁教科研协作体第一次联考)如图是探究酵母菌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。下图是一种可测定呼吸速率的密闭实验装置，把装置放在隔热且适宜的条件下培养。下列分析不合理的是()A该装置可用来测定小麦种子有氧呼吸速率B若将NaOH溶液换为清水，可用来测定小麦种子无氧呼吸速率C若把小麦种子换为死种子，可作为该装置的对照，排除无关变量的影响D在实验全过程中温度计的示数不变D小麦种子进行有氧呼吸吸收了O2产生了CO2，CO2被NaOH溶液吸收，液滴的移动代表了O2的消耗速率，A项正确；NaOH溶液换为清水后，小麦种子无氧呼吸产生的CO2使液滴右移，液滴的移动代表了无氧呼吸速率，B项正确；把活的小麦种子换为死种子，可作为对照装置，C项正确；实验过程中细胞呼吸释放的能量，使温度计的温度升高。25