資源簡介

第五章 細胞的能量供應和利用（二）
第三節 細胞呼吸的原理和應用
考點 1:細胞呼吸的方式
1.細胞呼吸
（1）概念：細胞呼吸是指有機物在細胞內經過一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他產
物，釋放出能量并產生 ATP 的過程。
（2）呼吸作用的實質： 。
2.【探究實踐】探究酵母菌細胞呼吸的方式
（1）實驗材料：酵母菌
①生物類型： （真核生物）
②代謝類型：異養兼性厭氧型
③呼吸類型：
（2）實驗原理
檢測物質 檢測試劑 實驗現象
CO2 變混濁（根據石灰水的混濁程度可比較 CO2 的多少）
由藍變綠再變黃(根據溴麝香草酚藍溶液變成黃色時 間長短可比較 CO2 的多少)
酒精 由橙色變成灰綠色
（3）實驗思路：分別給酵母菌提供有氧 和 無氧 的條件，一段時間后檢測其產物是否含
或 。
（4）分析變量
①自變量: 。
②因變量: 。
③無關變量: 。
（5）實驗步驟
①配制酵母菌培養液(酵母菌＋葡萄糖溶液)
②檢測 CO2 產生的多少的裝置如圖所示。
③檢測酒精的產生：從 A 、B 中各取 2 mL 酵母菌培養液的濾液，分別注入編號為 1 、2 的兩
支試管中→分別滴加 0.5 mL 溶有 0.1 g 重鉻酸鉀的濃硫酸溶液→振蕩并觀察溶液的顏色變化
。
（6）實驗結果
條件 澄清石灰水/出現的時間 重鉻酸鉀-濃硫酸溶液
有氧 變混濁程度高／快 不變灰綠色
無氧 變混濁程度低／慢 出現灰綠色
（7）實驗結論
①酵母菌在 條件下都能進行細胞呼吸。
②在有氧條件下，酵母菌通過細胞呼吸產生大量的 ；在無氧條件下，酵母菌通過
細胞呼吸產生 ，還產生少量 。
考點 2:有氧呼吸
1.概念：細胞在 的參與下，通過多種酶的催化作用，把 等有機物徹底氧
化分解，產生 ，釋放 ，生成大量 ATP 的過程。
2.反應的主要場所： 。
（1）線粒體內膜的某些部位向線粒體的內腔折疊形成嵴，嵴使 。
（2）線粒體的內膜上和基質中含有許多種與有氧呼吸有關的 。
3.有氧呼吸過程
①第一階段：場所：
物質變化：
產能情況：
②第二階段：場所：
物質變化：
產能情況：
③第三階段：場所：
物質變化：
產能情況：
4.總反應：
（1）物質變化：有機物（葡萄糖） → 無機物（CO2+H2O）
（2）能量變化：有機物中穩定的化學能 → +ATP 中活躍的化學能
考點 3:無氧呼吸
1.概念
（1）定義：在沒有 參與的情況下，葡萄糖等有機物經過不完全分解，釋放少量能
量的過程。
（2）實質：細胞內有機物不徹底氧化分解，釋放能量。
2.過程
（1）第一階段：葡萄糖的分解（與有氧呼吸第一階段相同）
①場所：細胞質基質
②反應：
③實例：酵母菌、大多數高等植物
（2）第二階段：丙酮酸的不完全分解
①場所：
②反應： a.
b.
③實例：人和動物細胞，乳酸菌，某些植物的特殊器官馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、玉米胚
。
（3）總反應：
①酒精發酵：
②乳酸發酵：
3. 呼吸作用的意義
（1）為生物體的生命活動提供能量。絕大多數生命活動的所需要的能量（ATP）都是來源
于細胞呼吸。因此，細胞呼吸是 ATP 的主要來源。
（2）生物體代謝的樞紐，為生物體其他化合物的合成提供原料。細胞呼吸產生的丙酮酸可 以作為合成脂肪、非必需氨基酸的原料。非糖物質代謝形成的某些產物與細胞呼吸中間產物
相同，這些物質可以進一步形成葡萄糖。
4.【拓展討論】
（1）在通風條件不好的環境中儲藏的蘋果會有酒味散發，而馬鈴薯儲藏久了卻不會有酒味
產生，為什么會產生這種差異？請分析其中的原因。
【答案】
（2）劇烈運動后的肌肉酸疼是怎樣造成的？
【答案】
（3）病毒進行有氧呼吸還是無氧呼吸？
【答案】
（4）請據圖分析：對于厭氧生物來說，無氧呼吸第二階段不產生 ATP，但還要進行第二階
段反應的原因是：對于厭氧生物來講，只要能不斷地從食物
中獲得葡萄糖，細胞就能不停地通過無氧呼吸合成出用于
生命活動的 ATP。由于細胞中的 NAD＋的含量不多，伴隨著
NADH 的積累，NAD＋逐漸會被消耗。當 NAD＋ 的含量很低
的時候，細胞呼吸的第一階段的過程就會停止， ATP 的合成
也會停止。因此為了保障通過細胞呼吸第一階段的持續以
獲得 ATP, NADH 就要轉化成 NAD＋來實現循環利用，來自
NADH 中的氫就會被乙醛或丙酮酸接收。另外，丙酮酸是不能運出細胞的，如果持續積累
,也會抑制細胞呼吸第一階段的進行。
（5）骨骼肌中的丙酮酸被還原成乳酸的意義是什么？
【答案】動物從外界獲得有機物相對困難，丙酮酸轉化成乳酸進入血液后運輸到肝臟細胞，
在肝臟細胞中可以轉化成丙酮酸、葡萄糖或糖原來利用，減少了物質和能量的浪費。
（6）請從競爭的角度思考，乳酸菌通過無氧呼吸產生乳酸的意義是什么？
【答案】乳酸菌產生的乳酸排到外界環境中， 會導致環境中 pH 降低， 使得一些不耐酸的微
生物死亡，有利于乳酸菌在競爭中占據優勢。
（7）無氧呼吸釋放的能量為什么比有氧呼吸少？
【答案】
考點 4:影響細胞呼吸的因素及應用
1.O2 濃度對細胞呼吸的影響
（1）機理： O2 是有氧呼吸所必需的，且 O2 對無氧呼吸過程有抑制作用。
（2）呼吸方式的判斷：
①O2 濃度＝0 時，只進行 。
②0＜O2 濃度＜10%時，同時進行 。
③O2 濃度≥10%時，只進行 。
（3）應用：
①中耕松土促進根呼吸。
②無氧發酵控制無氧環境。
③低氧儲存糧食、蔬菜、水果。
2.溫度對細胞呼吸的影響
①解讀：溫度通過影響 而影響細胞呼吸速率。細胞
呼吸的最適溫度一般在 25 ℃~35 ℃之間。
②應用： a.零上低溫儲存食物；
b.大棚栽培在夜間和陰天適當降低溫度以降低呼吸作用消耗
的有機物；
c.溫水和面發得快。
3.CO2 濃度對細胞呼吸的影響
①原理：CO2 是細胞呼吸的最終產物，積累過多會抑制細胞呼吸
的進行。
②應用：在蔬菜和水果保鮮中，增加 CO2 濃度可抑制細胞呼吸，
減少有機物的消耗。
4.水對細胞呼吸的影響
①解讀： 一定范圍內，細胞中自由水含量越多，代謝越 ，細
胞呼吸越強。
②應用： 糧食儲存前要進行曬干處理， 目的是降低糧食中的
含量，降低細胞呼吸強度，減少儲存時有機物的消耗。水果、蔬
菜儲存時保持一定的濕度。
5.內因
① ：不同種類的植物細胞呼吸速率不同。
實例：旱生植物小于水生植物，陰生植物小于陽生植物。
② ：同一植物在不同的生長發育時期細胞呼吸速率不同。
實例：幼苗期細胞呼吸速率高，成熟期細胞呼吸速率低。
③ ：同一植物的不同器官細胞呼吸速率不同。
實例：生殖器官大于營養器官。
6.細胞呼吸原理的應用
（1）對有氧呼吸原理的應用
①提倡慢跑等有氧運動,使細胞進行有氧呼吸,避免肌細胞產生大量乳酸。
②稻田定期排水有利于根系有氧呼吸, 防止幼根因缺氧變黑、腐爛。
③利用淀粉、醋酸桿菌或谷氨酸棒狀桿菌可以生產食醋或味精。
（2）對無氧呼吸原理的應用
①利用糧食通過酵母菌發酵可以生產各種酒。
②利用乳酸菌發酵可以制作泡菜、酸奶。
③破傷風桿菌可通過無氧呼吸進行大量繁殖,包扎傷口應選用透氣的敷料,抑制破傷風桿菌的
無氧呼吸;較深的傷口需及時清理、注射破傷風抗毒血清等。
④在種子的儲存過程中,營造低溫、低氧、干燥條件,抑制細胞呼吸,減少有機物消耗;保存新鮮
果蔬時,營造低溫、低氧條件,一來抑制細胞呼吸,二來避免進行無氧呼吸產酒精。
第四節 光合作用與能量轉化
考點 1:捕獲光能的色素和結構
1. 實驗：綠葉中色素的提取與分離
（1）實驗原理
①提取色素的原理：綠葉中的色素能夠溶解在有機溶劑 中，用無水乙醇可提取葉
綠體中的色素。
②分離色素的原理： ，溶解度越高的色素隨層析液在濾紙上的擴散速度就 ，
反之則慢。
③分離色素的方法： 。
（2）實驗試劑
①無水乙醇的作用： 。
②層析液的作用： 。
（3）實驗步驟
①色素提取
稱：稱取 5g 綠葉；
剪：剪去主葉脈，剪碎，放入研缽中；
加：二氧化硅- ；碳酸鈣- ；無水乙醇- ；
磨：迅速、充分的進行研磨；
濾：用單層尼龍布過濾，收集濾液。
②色素的分離
制：制備濾紙條，將濾紙條的一端剪去兩角，在距這一端底部 1cm 處用鉛筆畫一條細的橫
線；
畫：畫濾液細線，用毛細吸管吸取少量濾液，沿鉛筆線均勻地畫出一條
細線，待濾液干后，再重畫一到兩次；
析：紙層析色素，將適量的層析液倒入試管中，將濾紙條輕輕插入層析液
中。用棉塞塞緊試管口。
(4)實驗結果：濾紙條上呈現四條顏色、寬度不同的色素帶。
棉塞
(
層析液
)濾液細線
【注意】（1）層析液易揮發，實驗時要密封；（2）濾液細線不能插入層析液中，防止色素
被溶解。
胡蘿卜素
葉黃素
葉綠素 a
葉綠素 b
（5）結果分析
①色素帶的條數與光合色素種類有關，四條色素帶說明有四種光合色素；
②色素帶的寬窄與色素含量有關，色素帶越寬說明此種色素含量越多;
③色素帶擴散速度與溶解度有關，擴散速度越快說明溶解度越高。
2.捕獲光能的色素和結構
（1）葉綠體結構
①外膜和內膜：將葉綠體內部與外界的細胞質基質分隔開，保證內
部的光合作用集中在一個相對獨立的區間不受干擾、高效有序地
進行。
②基質：呈液態，分布著大量與光合作用 有關的酶。
③類囊體：生物膜圍成的囊狀結構，分布著大量的 和與
光合作用 階段有關的酶。
④基粒：擴大了膜面積，有利于 的附著。
（2）葉綠體的功能：進行 的場所。
（3）葉綠體功能的實驗證明
【恩格爾曼實驗 一】
①實驗材料：水綿：水綿的葉綠體呈螺旋式帶狀，便于觀察。好氧菌：好氧細菌可確定釋放
O2 的部位。
②自變量： ；
③因變量： ；
④結論： 。
【恩格爾曼實驗二】
(
①種類
) (
葉綠素
a
（黃綠色
) (
葉綠素
b
（黃綠色
) (
胡蘿卜素（橙黃色）
) (
葉黃素（黃色）
) (
葉綠素
（含量約占
3/4
）
) (
類胡蘿卜素
（含量約占
1/4
）
)
①實驗分析
A.在第二個實驗中，大量的需氧細菌聚集在紅光和藍紫光區域，為什么？
【答案】 。
B.綜合上述資料，你認為葉綠體具有什么功能？
【答案】 。
（2）捕獲光能的色素
綠葉中的色素
②捕捉光能的色素在細胞中的位置
A.而每個基粒都含有兩個以上的類囊體，多者可達 100 個以上。葉綠體內
有如此多的基粒和類囊體，極大地擴大了 。
B.每個基粒都由一個個圓餅狀的囊狀結構堆疊而成。這些囊狀結構稱為類
囊體。吸收光能的四種色素就分布在 上。
C.基質中有與光合作用有關的酶，少量 DNA 、RNA，核糖體。
（3）不同色素對光的吸收差異
光是一種電磁波， 分為可見光和不可見光。可見光的波長是 400-760nm。不同波長的光
,顏色不同。
①葉綠素主要吸收 和 。
②葉綠素 a 和葉綠素 b 的吸收峰值不同。
③類胡蘿卜素主要吸收
（4）功能
① ：葉綠素 a 和葉綠素 b 主要吸收藍紫光和紅光， 胡蘿卜素和葉黃素主要吸收
藍紫光。絕大多數葉綠素 a 、全部葉綠素 b、葉黃素和胡蘿卜素可以吸收和傳遞光能。
② ：少數處于特殊狀態的葉綠素 a 有將光能轉換成電能的作用。
（5）影響葉綠素合成的因素
(1) ：光是葉綠素合成的必要條件，植物在黑暗中葉呈黃色。
(2) ：低溫抑制葉綠素的合成，破壞已有的葉綠素分子，從而使葉片變黃。
(3) 等無機鹽：鎂是構成葉綠素的重要成分，缺鎂葉片變黃。
考點 2:光合作用的原理和應用
1.探索光合作用原理的部分實驗
（1）光合作用的概念與反應式
①概念：指綠色植物通過 ，利用光能，把 轉化成儲存著能量的 ，
并且釋放出 的過程。
②反應式： CO2+H2O 光能 (葉綠體) (CH2O)+O2
③光合作用探索過程
19 世紀末 科學界普遍認為， 在光合作用中， CO2 分子的 C 和 O 被分開， 被釋放 , C 與 H2O 結合成甲醛，然后甲醛分子縮合成糖
1928 年 科學家發現甲醛對植物有毒害作用，而且甲醛不能通過光合作用轉化成糖
1937 年希爾 在離體葉綠體的懸浮液中加入鐵鹽或其他氧化劑(懸浮液中有 H2O，沒有 CO2)，在光照下可以釋放出
1941 年魯賓、 卡門 用同位素示蹤的方法，研究了光合作用中氧氣的來源，H18O+CO2→ 植物 → 18O2,H2O+C18O2→植物→O2 ，得出光合作用釋放的氧全部來自 水
1954 年阿爾農 在光照下，葉綠體可合成 ，這一過程總是與 相伴隨
2. 光合作用原理的基本過程
根據是否需要光能， 這些化學反應可以概括地分為 和 ，現在也稱為碳
反應，兩個階段。
（1）光反應
①場所： ；
②條件： ；
③物質變化： ：H2O→O2 +H+
： H++NADP+ +2e-→NADPH
：ADP＋Pi ＋能量（光能→ATP
④能量變化： 。
（2）暗反應
①條件： NADPH 、ATP、酶；
②場所： ；
③物質變化： ：CO2＋C5→2C3；
：2C3 NA (AT)D (P)PH (CH2O)+C5
④能量變化：活躍的化學能轉變為糖類等有機物中穩定的化學能。
（3）光反應與暗反應的聯系
光反應產生的 為暗反應提供還原劑和能量；暗反應產生的 為光
反應形成 ATP 提供了原料。
（4）光合作用過程中元素的轉移
①O 元素的轉移途徑：
②C 元素的轉移途徑：
③H 元素的轉移途徑: 。
考點 3:探究光照強度對光合作用強度的影響
1. 實驗原理：葉片中含有氣體會上浮，抽氣葉片下沉，光合作用產生氧氣充滿細胞間隙，
葉片上浮。
2. 實驗裝置分析
(1) 自變量的設置： 是自變量，通過調整
之間的距離來調節 的大小
。
(2) 因變量是 ，可通過觀測
來衡量光合作用的強弱。
（3）無關變量
①實驗葉片：
②燒杯中清水：
NaHCO3 緩沖液的作用是：
（4）實驗結果
不同光照強度處理下葉片漂起的狀況（室溫： 25 ℃)
臺燈燈泡的功率（W） 40 40 40
臺燈與燒杯的距離（cm） 10 20 30
葉片漂起的 數量 5min 0 0 0
10min 9 8 9
15min 10 9 9
20min 13 10 10
25min 13 10 11
光照強度對光合作用強度有影響：
【注意】
（1）葉片上浮的原因：光合作用產生的 O2 大于有氧呼吸消耗的 O2 ，釋放氧氣，使葉肉細
胞間隙充滿了氣體，浮力增大，葉片上浮。
（2）打孔時要避開大的葉脈，因為其中沒有葉綠體，而且會延長圓形小葉片上浮的時間，
影響實驗結果的準確性。
（3）為確保溶液中 CO2 含量充足，圓形小葉片可以放入 NaHCO3 溶液中。
考點 4:光合作用的影響因素及其應用
1.環境因素
（1）光照強度
①原理：光照強度通過影響植物的光反應影響光合速率。 一定范圍內，光照強度增加，光反 應速率 ，產生的 增多，這使得暗反應中 C3 的還原速率加快，從而使
光合作用產物含量增加。
②曲線分析：
A 點：只進行 ，CO2 釋放量表明此時的 。
AB 段：
B 點：光補償點， 。
BC 段：
C 點對應的橫坐標：光飽和點，增加光照強度光合作用 。
點 點 段 段
③總光合與凈光合
A. 關系：
B.關系圖
C. 表示方法
項目 表示方法
凈光合速率（又稱表觀光合速率）
真正光合速率（又稱實際光合速率）
呼吸速率（黑暗中測量）
④應用：欲使植物生長，必須使光照強度大于光補償點。溫室生產中，適當增加光照強度，
可以提高光合速率，使作物增產。
（2）二氧化碳濃度
①圖 1 和圖 2 都表示在一定范圍內,光合速率隨 CO2 濃度的增加而 ,但
當 CO2 濃度增加到一定范圍后,光合速率 ;
②圖 1 中 A 點表示光合速率等于細胞呼吸速率時的 CO2 濃度, 即 CO2 ;
圖 2 中的 A'點表示進行光合作用所需 CO2 的最低濃度。圖 1 和圖 2 中的 B 和
B'點都表示 CO2 。
應用：施用有機肥;溫室栽培植物時,可以適當提高室內 CO2 濃度。
大田生產“正其行,通其風”,即為提高 CO2 濃度,增加產量
（3）溫度
①原理：溫度通過影響 影響光合作用。
②曲線分析
AB 段 在 B 點之前，隨著溫度升高，光合速率增大
B 點 酶的 溫度，光合速率最大
BC 段 隨著溫度升高，酶的活性下降，光合速率 ，50 ℃左右光合速率幾乎為零
③原理 2:影響氣孔開閉
盛夏的中午，溫度高， 。
（4）水分和礦質元素
①原理
a.水既是光合作用的 ，又是體內各種化學反應的介質， 如
植物缺水導致萎蔫， 使光合速率 。
b.礦質元素通過影響 等相關化合物的合成，對光合作用產生直接或間接的影響。
②應用：施肥的同時，往往適當澆水， 小麥的光合速率會更大，此時澆水的原因是：
。
2.內部因素
（1）葉面指數
①一定范圍內隨葉面積指數增大，總光合量不斷 ，干物質積累量不斷 ，呼吸
量不斷 。
②當增大到一定程度后， 總光合量不再增加， 原因是許多葉片被遮擋， 但呼吸量隨葉面積指
數增大仍不斷增加，故干物質積累量逐漸降低。
③生產應用：適當間苗、修剪，合理施肥、澆水，避免枝葉徒長；合理密植。
（2）葉齡
OA：一定范圍內隨著幼葉不斷生長，葉面積不斷增大，葉內葉綠體不斷增多，光合速率不
斷增加。
AB：壯葉時，葉面積、葉綠體基本穩定，光合速率基本穩定。
BC：老葉時，隨葉齡增加，葉綠素被破壞，光合速率下降。
生產應用：農作物、果樹管理后期應適當摘除老葉、殘葉。
3.外部因素（多因子影響）
（1）光照強度、 CO2 濃度和溫度對光合作用的綜合作用
P 點：限制光合速率的因素應為 所表示的因子，隨著因子的不斷加強，光合速率不
斷增大。
Q 點：橫坐標所表示的因子不再是影響光合速率的因素，影響因素主要為各曲線所表示的因
子。
應用：溫室栽培時，在一定光照強度下，白天適當提高溫度，增加光合酶的活性，提高光合
速率，也可同時適當增加 CO2 濃度，進一步提高光合速率；當溫度適宜時，可適當增加
和 以提高光合速率。
4.右圖是在夏季晴朗的白天， 某種綠色植物葉片光合作用強度的曲線圖。分析曲線圖并回答
問題：
①7～10 時的光合作用強度不斷增強的原因是 。
②10～12 時左右的光合作用強度明顯減弱的原因是 。
③14～17 時的光合作用強度不斷下降的原因是 。
④依據本題提供的信息，提出提高綠色植物光合作用強度的一些措施： 。
考點 5:化能合成作用
1.概念：某些細菌利用體外環境中的某些無機物氧化時所釋放的能量來制造有機物，這種合
成作用叫化能合成作用，這些細菌屬于自養生物。
2.化能合成作用與光合作用的比較
（1）相同點：本質相同，都是將無機物合成有機物。
（2）不同點：利用的能源不同，光合作用利用的是光能，化能合成作用利用的是化學能。
疑難 1:探究酵母菌細胞呼吸的方式
(一)根據液滴移動方向探究細胞的呼吸方式
1 ．實驗設計：欲確認某生物的呼吸類型，應設置兩套呼吸裝置，如圖所示(以發芽種子為例
)。
實驗現象 結論
裝置一液滴 裝置二液滴
不動 不動 只進行乳酸的無氧呼吸或種子已死亡
不動 右移 只進行產生酒精的無氧呼吸
左移 右移 進行有氧呼吸和產生酒精的無氧呼吸
左移 不動 只進行有氧呼吸或進行有氧呼吸和產乳酸的無氧呼吸
(二)種子萌發時呼吸速率的測定
1 ．實驗裝置
2 ．指標及原理
指標 細胞呼吸速率常用單位時間內 CO2 釋放量或 O2 吸收量來表示
原理 組織細胞呼吸作用吸收 O2 ，釋放 CO2 ，CO2 被 NaOH 溶液吸收，使容器內氣體壓 強減小，刻度管內的著色液左移。單位時間內著色液左移的距離即表示呼吸速率
3 ．物理誤差的校正
(1)如果實驗材料是綠色植物，整個裝置應遮光處理，否則植物的光合作用會干擾呼吸速率
的測定。
(2)如果實驗材料是種子，為防止微生物的細胞呼吸對實驗結果的干擾，應對裝置及所測種
子進行消毒處理。
(3)為防止氣壓、溫度等物理因素引起誤差，應設置對照實驗，將所測的生物材料滅活(如將
發芽的種子煮熟)，其他條件均不變。
4 ．實驗拓展：呼吸底物與著色液移動的關系
脂肪含氫量高， 含氧量低， 等質量的脂肪與葡萄糖相比， 脂肪氧化分解時耗氧量高， 產生 CO2
量少。因此脂肪有氧呼吸時，產生的 CO2 量小于消耗的 O2 量，著色液移動更明顯。
疑難 2:有氧呼吸
1.有氧呼吸總反應式及各元素的來源和去路
（1）CO2 在第二階段產生,是由丙酮酸和水反應生成的,場所是線粒體基質。
（2）O2 參與了第三階段,[H]和 O2 結合生成水,所以細胞呼吸產生的水中的氧全部來自 O2,場
所是線粒體內膜。
（3）有氧呼吸過程中的反應物和生成物中都有水,反應物中的水參與第二階段的反應,而生成
物中的水是有氧呼吸第三階段由[H]和 O2 結合生成的。
2.與有機物在生物體外燃燒相比,有氧呼吸是在溫和的條件下進行的,有機物中的能量是逐步
釋放的,一部分能量儲存在 ATP 中,兩者的共同點是都有大量能量以熱能形式散失。
疑難 3:有氧呼吸和無氧呼吸的比較
項目 有氧呼吸 無氧呼吸
不 同 點 反應條件 需要 O2 、酶和適宜的溫度 不需要 O2,需要酶和適宜的溫度
反應場所 細胞質基質（第一階段） 、線粒體 （第二、三階段） 細胞質基質
分解產物 CO2 和 H2O 乳酸或 CO2 和酒精
能量轉化 有機物中的化學能轉化為 ATP 中 的化學能、熱能 有機物中的化學能轉化為不徹底氧 化產物中的化學能、ATP 中的化學 能、熱能
特點 有機物徹底氧化分解， 能量完全釋 放 有機物沒有徹底氧化分解，能量沒 有完全釋放
相同 實質 分解有機物，釋放能量，生成 ATP
點 意義 ①為生物體提供能量；②生物體代謝的樞紐
聯系 第一階段（從葡萄糖到丙酮酸）完全相同，之后在不同的條件、不同的 場所和不同酶的作用下沿不同的途徑形成不同的產物
疑難 4:解讀呼吸作用曲線
疑難 5:呼吸作用易錯點
(1)無氧呼吸產物不同的原因:直接原因是參與催化反應的酶不同;根本原因是控制酶合成的基
因不同。
(2)無氧呼吸僅在第一階段產生少量 ATP,第二階段不產生 ATP。
(3)呼吸作用中有 H2O 生成一定存在有氧呼吸,有 CO2 生成不一定是有氧呼吸,但對動物和人
體而言,有 CO2 生成一定存在有氧呼吸, 因為動物和人體無氧呼吸產物為乳酸。
(4)葡萄糖分子不能直接進入線粒體被分解,必須在細胞質基質中分解為丙酮酸,丙酮酸進入
線粒體被分解。
(5)進行有氧呼吸不一定需要線粒體,如某些原核生物;真核細胞進行有氧呼吸則需要線粒體,
無線粒體的真核細胞只能進行無氧呼吸,如哺乳動物成熟的紅細胞、蛔蟲等。
(6)水稻等植物長期水淹后爛根的原因是細胞無氧呼吸產生的酒精對根有毒害作用。 玉米種
子爛胚的原因是細胞無氧呼吸產生的乳酸對胚有毒害作用。
(7)線粒體是進行有氧呼吸的主要場所,原核生物有氧呼吸的場所是細胞質和細胞膜,真核生
物有氧呼吸的場所是細胞質基質和線粒體。
疑難 6:色素提取與分離實驗異常原因分析
1. 收集到的濾液中綠色過淺的原因分析
（1）未加二氧化硅(石英砂)，研磨不充分。
（2）使用放置數天的菠菜葉，濾液色素(葉綠素)太少。
（3）一次加入大量的無水乙醇，提取濃度太低。
（4）未加碳酸鈣或加入過少，色素分子被破壞。
2.濾紙條色素帶重疊
（1）濾液細線不直；
（2）濾液細線過粗
3.濾紙條無色素帶
（1）忘記畫濾液細線；
（2）濾液細線接觸到 層析液，且時間較長，色素全部溶解到層析液中
疑難 7:光反應與暗反應的比較
光反應階段 暗反應階段
條件 光、色素、酶 不需光、酶、 NADPH 、ATP
場所 葉綠體類囊體薄膜 葉綠體基質中
物質變化 水的光解； ATP 、NADPH 的生成 CO2 的固定； C3 的還原
能量變化 光能→ATP 、NADPH 中活躍化學能 活躍化學能→有機物中穩定的化學能
聯系 光反應是暗反應的基礎，為暗反應提供 NADPH 和 ATP，暗反應為光反應提供 ADP 和 Pi 、NADP+ 。
疑難 8:環境改變時光合作用各物質含量的變化分析
1.“來源—去路”法分析各物質變化
下圖中Ⅰ表示光反應， Ⅱ表示 CO2 的固定， Ⅲ表示 C3 的還原， 當外界條件(如光照、CO2)
突然發生變化時，分析相關物質含量在短時間內的變化：
2.“模型法”表示 C3 、C5 等物質的含量變化
（1）圖 1 中曲線甲表示 C3 ，曲線乙表示 C5 、NADPH 、ATP。
（2）圖 2 中曲線甲表示 C5 、NADPH 、ATP，曲線乙表示 C3。
（3）圖 3 中曲線甲表示 C5 、NADPH 、ATP，曲線乙表示 C3。
（4）圖 4 中曲線甲表示 C3 ，曲線乙表示 C5 、NADPH 、ATP。
3.連續光照和間隔光照下的有機物合成量分析
（1）光反應為暗反應提供的 NADPH 和 ATP 在葉綠體基質中有少量的積累， 在光反應停止
時，暗反應仍可持續進行一段時間，有機物還能繼續合成。
（2）在總光照時間、總黑暗時間均相同的條件下，光照和黑暗間隔處理比一直連續光照處
理有機物的積累量要多。
疑難 9:植物光合作用
1.植物“三率”
(1)植物“三率” 間的內在關系
a.呼吸速率:植物非綠色組織(如蘋果果肉細胞)或綠色組織在黑暗條件下測得的值——單位時
間內一定量組織的 CO2 釋放量或 O2 吸收量。
b.凈光合速率:植物綠色組織在有光條件下測得的值——單位時間內一定量葉面積所吸收的
CO2 量或釋放的 O2 量。
c.總(真正)光合速率=凈(表觀)光合速率+呼吸速率。
(2)植物“三率” 的判定
a.根據坐標曲線判定: 當光照強度為 0 時,若 CO2 吸收值為負值,該數值的絕對值代表呼吸速率
,該曲線代表凈光合速率;當光照強度為 0 時,若 CO2 吸收值為 0,該曲線代表真正光合速率。
b.根據關鍵詞判定:
檢測指標 呼吸速率 凈光合速率 總光合速率
二氧化碳 釋放量(黑暗) 吸收量 利用量、固定量、消耗量
氧氣 吸收量(黑暗) 釋放量 產生量
有機物 消耗量(黑暗) 積累量 制造量、產生量
2.自然環境及密閉容器中植物光合作用曲線的分析
(1)自然環境中一晝夜植物光合作用曲線:
A.開始進行光合作用的點:b。
B.光合作用與呼吸作用相等的點:c 、e。
C.開始積累有機物的點:c。
D.有機物積累量最大的點:e。
a.光合作用強度與呼吸作用強度相等的點:D 、H。
b.該植物一晝夜表現為生長,其原因是Ⅰ點 CO2 濃度低于 A 點 CO2 濃度,說明一晝夜密閉容器
中 CO2 濃度減小, 即植物的光合作用強度>呼吸作用強度,植物表現為生長。
疑難 10:光合速率的測定方法
1.“液滴移動法”
(1)測定呼吸速率
①裝置燒杯中放入適宜濃度的 NaOH 溶液用于吸收 CO2。
②玻璃鐘罩遮光處理，以排除光合作用干擾。
③置于適宜溫度環境中。
④紅色液滴向左移動(單位時間內左移距離代表呼吸速率)。
(2)測定凈光合速率
①裝置燒杯中放入適宜濃度的 CO2 緩沖液，用于保證容器內 CO2 濃度恒定，滿足光合作用
需求。
②必須給予足夠光照處理，且溫度適宜。
③紅色液滴向右移動(單位時間內右移距離代表凈光合速率)。
(3)物理誤差的校正：為防止氣壓、溫度等物理因素所引起的誤差，應設置對照實驗，即用
死亡的綠色植物分別進行上述實驗，根據紅色液滴的移動距離對原實驗結果進行校正。
2.“黑白瓶法” ：黑瓶為黑布罩住的玻璃瓶，瓶中生物只進行細胞呼吸，而白瓶中的生物既能 進行光合作用又能進行細胞呼吸， 所以黑瓶(無光照的一組)測得的為細胞呼吸強度值， 白瓶 (有光照的一組)測得的為表觀(凈)光合作用強度值， 綜合兩者即可得到真正光合作用強度值。 3.“稱重法”：將葉片一半遮光， 一半曝光，遮光的一半測得的數據變化值代表細胞呼吸強度 值， 曝光的一半測得的數據變化值代表表觀(凈)光合作用強度值， 綜合兩者可計算出真正光 合作用強度值。需要注意的是該種方法在實驗之前需對葉片進行特殊處理， 以防止有機物的
運輸。
1. 呼吸作用
（1）有氧呼吸與無氧呼吸
該考點基礎層級訓練內容為細胞呼吸的場所、過程、產物、實質等內容,重難、綜合
層級考查兩種呼吸方式的區分判斷。
（2）細胞呼吸的影響因素及應用
該考點基礎層級訓練內容為細胞呼吸原理的實際應用的判定,重難層級考查影響細胞呼
吸的因素的分析,往往與生產生活實踐相結合。
2. 光合作用
（1）捕獲光能的色素和結構
本考點基礎部分內容主要包括光合色素的種類、作用、分布及提取和分離、葉綠體的結 構等內容,重難及綜合部分主要考查光合色素與無機鹽的關系、光合色素的區分、在光合作
用中的相關作用等內容。
（2）光合作用
本考點重點考查光合作用過程， 光反應和暗反應中物質和能量的變化。總光合和凈光合
的關系及表示方法；影響光合作用的因素等。
【真題再現】
1 ．（2023·北京 · 統考高考真題）運動強度越低，骨骼肌的耗氧量越少。如圖顯示在不同強
度體育運動時，骨骼肌消耗的糖類和脂類的相對量。對這一結果正確的理解是( )
A ．低強度運動時，主要利用脂肪酸供能
B ．中等強度運動時，主要供能物質是血糖
C ．高強度運動時，糖類中的能量全部轉變為 ATP
D ．肌糖原在有氧條件下才能氧化分解提供能量
2 ．（2023·山東 · 高考真題）水淹時，玉米根細胞由于較長時間進行無氧呼吸導致能量供應 不足， 使液泡膜上的 H+轉運減緩， 引起細胞質基質內 H+積累， 無氧呼吸產生的乳酸也使細 胞質基質 pH 降低。 pH 降低至一定程度會引起細胞酸中毒。細胞可通過將無氧呼吸過程中
的丙酮酸產乳酸途徑轉換為丙酮酸產酒精途徑， 延緩細胞酸中毒。下列說法正確的是( )
A ．正常玉米根細胞液泡內 pH 高于細胞質基質
B ．檢測到水淹的玉米根有 CO2 的產生不能判斷是否有酒精生成
C ．轉換為丙酮酸產酒精途徑時釋放的 ATP 增多以緩解能量供應不足
D ．轉換為丙酮酸產酒精途徑時消耗的[H]增多以緩解酸中毒
3 ．（2023·湖北 · 統考高考真題）為探究環境污染物 A 對斑馬魚生理的影響，研究者用不同
濃度的污染物 A 溶液處理斑馬魚， 實驗結果如下表。據結果分析， 下列敘述正確的是( )
A 物質濃度(μg·L-1） 0 10 50 100
指標
① 肝臟糖原含量（mg·g-1） 25 ．0±0 ．6 12 ．1±0 ．7 12 ．0±0 ．7 11 ．1±0 ．2
② 肝臟丙酮酸含量（nmol·g-1） 23 ．6±0 ．7 17 ．5±0 ．2 15 ．7±0 ．2 8 ．8±0 ．4
③ 血液中胰高血糖素含量 （mIU·mg·prot-1） 43 ．6±1 ．7 87 ．2±1 ．8 109 ．1±3 ．0 120 ．0±2 ．1
A ．由②可知機體無氧呼吸減慢，有氧呼吸加快
B ．由①可知機體內葡萄糖轉化為糖原的速率加快
C . ①②表明肝臟沒有足夠的丙酮酸來轉化成葡萄糖
D . ③表明機體生成的葡萄糖增多，血糖濃度持續升高
4 ．（2023·北京 · 統考高考真題）在兩種光照強度下，不同溫度對某植物 CO2 吸收速率的影
響如圖。對此圖理解錯誤的是( )
A ．在低光強下， CO2 吸收速率隨葉溫升高而下降的原因是呼吸速率上升
B ．在高光強下， M 點左側 CO2 吸收速率升高與光合酶活性增強相關
C ．在圖中兩個 CP 點處，植物均不能進行光合作用
D ．圖中 M 點處光合速率與呼吸速率的差值最大
5 ．（2023·江蘇 · 統考高考真題） 下列關于“提取和分離葉綠體色素”實驗敘述合理的是( )
A ．用有機溶劑提取色素時，加入碳酸鈣是為了防止類胡蘿卜素被破壞
B ．若連續多次重復畫濾液細線可累積更多的色素，但易出現色素帶重疊
C ．該實驗提取和分離色素的方法可用于測定綠葉中各種色素含量
D ．用紅色莧菜葉進行實驗可得到 5 條色素帶，花青素位于葉綠素 a 、b 之間
6 ．（2023·天津 · 統考高考真題）下圖是某種植物光合作用及呼吸作用部分過程的圖，關于
此圖說法錯誤的是( )
A ．HCO3-經主動運輸進入細胞質基質
B ．HCO3-通過通道蛋白進入葉綠體基質
C ．光反應生成的 H+促進了 HCO3-進入類囊體
D ．光反應生成的物質 X 保障了暗反應的 CO2 供應第五章 細胞的能量供應和利用（二）
第三節 細胞呼吸的原理和應用
考點 1:細胞呼吸的方式
1.細胞呼吸
（1）概念：細胞呼吸是指有機物在細胞內經過一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他產
物，釋放出能量并產生 ATP 的過程。
（2）呼吸作用的實質： 是細胞內的有機物氧化分解，并釋放能量。
2.【探究實踐】探究酵母菌細胞呼吸的方式
（1）實驗材料：酵母菌
①生物類型： 真菌 （真核生物）
②代謝類型：異養兼性厭氧型
③呼吸類型： 有氧呼吸和無氧呼吸
（2）實驗原理
檢測物質 檢測試劑 實驗現象
CO2 澄清石灰水 變混濁（根據石灰水的混濁程度可比較 CO2 的多少）
溴麝香草酚藍溶液 由藍變綠再變黃(根據溴麝香草酚藍溶液變成黃色時 間長短可比較 CO2 的多少)
酒精 重鉻酸鉀溶液（酸性） 由橙色變成灰綠色
（3）實驗思路：分別給酵母菌提供有氧和無氧的條件，一段時間后檢測其產物是否含酒精
或二氧化碳。
（4）分析變量
①自變量:細胞呼吸的條件-有氧和無氧。
②因變量:細胞呼吸的產物，酒精和 CO2。
③無關變量:影響實驗結果的可變因素如溫度、酵母菌活性。
（5）實驗步驟
①配制酵母菌培養液(酵母菌＋葡萄糖溶液)
②檢測 CO2 產生的多少的裝置如圖所示。
③檢測酒精的產生：從 A 、B 中各取 2 mL 酵母菌培養液的濾液，分別注入編號為 1 、2 的兩
支試管中→分別滴加 0.5 mL 溶有 0.1 g 重鉻酸鉀的濃硫酸溶液→振蕩并觀察溶液的顏色變化
。
（6）實驗結果
條件 澄清石灰水/出現的時間 重鉻酸鉀-濃硫酸溶液
有氧 變混濁程度高／快 不變灰綠色
無氧 變混濁程度低／慢 出現灰綠色
（7）實驗結論
①酵母菌在有氧和無氧條件下都能進行細胞呼吸。
②在有氧條件下，酵母菌通過細胞呼吸產生大量的 CO2 和水；在無氧條件下，酵母菌通過
細胞呼吸產生酒精，還產生少量 CO2。
考點 2:有氧呼吸
1.概念：細胞在氧的參與下，通過多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機物徹底氧化分解，產
生二氧化碳和水，釋放 能量，生成大量 ATP 的過程。
2.反應的主要場所： 線粒體。
（1）線粒體內膜的某些部位向線粒體的內腔折疊形成嵴，嵴使內膜的表面積大大增加。
（2）線粒體的內膜上和基質中含有許多種與有氧呼吸有關的酶。
3.有氧呼吸過程
①第一階段：場所： 細胞質基質
物質變化： 葡萄糖→2 丙酮酸+4[H]
產能情況： 少量能量
②第二階段：場所： 線粒體基質
物質變化： 2 丙酮酸+6H2O→6CO2+20[H]
產能情況： 少量能量
③第三階段：場所： 線粒體內膜
物質變化： 24[H]+6O2→ 12H2O
產能情況： 大量能量
4.總反應： C6H12O6+6O2→6CO2+12H2O+能量
（1）物質變化：有機物（葡萄糖） → 無機物（CO2+H2O）
（2）能量變化：有機物中穩定的化學能 → 熱能散失+ATP 中活躍的化學能
考點 3:無氧呼吸
1.概念
（1）定義：在沒有氧氣參與的情況下，葡萄糖等有機物經過不完全分解，釋放少量能量的
過程。
（2）實質：細胞內有機物不徹底氧化分解，釋放能量。
2.過程
（1）第一階段：葡萄糖的分解（與有氧呼吸第一階段相同）
①場所：細胞質基質
②反應： 葡萄糖→2 丙酮酸+4[H]+少量能量
③實例：酵母菌、大多數高等植物
（2）第二階段：丙酮酸的不完全分解
①場所： 細胞質基質
②反應： a.丙酮酸→2C2H5OH（酒精） +2CO2
b.丙酮酸→2C3H6O3 （乳酸）
③實例：人和動物細胞，乳酸菌，某些植物的特殊器官馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、玉米胚
。
（3）總反應：
①酒精發酵： C6H12O6→2C2H5OH+ 2CO2+ 能量（少量）
②乳酸發酵： C6H12O6→2C3H6O3 （乳酸） + 能量（少量）
3. 呼吸作用的意義
（1）為生物體的生命活動提供能量。絕大多數生命活動的所需要的能量（ATP）都是來源
于細胞呼吸。因此，細胞呼吸是 ATP 的主要來源。
（2）生物體代謝的樞紐，為生物體其他化合物的合成提供原料。細胞呼吸產生的丙酮酸可 以作為合成脂肪、非必需氨基酸的原料。非糖物質代謝形成的某些產物與細胞呼吸中間產物
相同，這些物質可以進一步形成葡萄糖。
4.【拓展討論】
（1）在通風條件不好的環境中儲藏的蘋果會有酒味散發，而馬鈴薯儲藏久了卻不會有酒味
產生，為什么會產生這種差異？請分析其中的原因。
【答案】蘋果無氧呼吸的產物是酒精和 CO2，馬鈴薯無氧呼吸的產物是乳酸。因為不同生物
細胞所具有的酶不同，導致反應途徑不同，產物也不同。
（2）劇烈運動后的肌肉酸疼是怎樣造成的？
【答案】劇烈運動，氧氣供應不足，肌肉細胞進行無氧呼吸，產生了乳酸，造成肌肉酸疼，
但還是以有氧呼吸為主。
（3）病毒進行有氧呼吸還是無氧呼吸？
【答案】病毒不能進行細胞呼吸。它是特殊的生物體，其所需要的 ATP 等全部從宿主細胞
中獲得。
（4）請據圖分析：對于厭氧生物來說，無氧呼吸第二階段不產生 ATP，但還要進行第二階
段反應的原因是：對于厭氧生物來講，只要能不斷地從食物
中獲得葡萄糖，細胞就能不停地通過無氧呼吸合成出用于
生命活動的 ATP。由于細胞中的 NAD＋的含量不多，伴隨著
NADH 的積累，NAD＋逐漸會被消耗。當 NAD＋ 的含量很低
的時候，細胞呼吸的第一階段的過程就會停止， ATP 的合成
也會停止。因此為了保障通過細胞呼吸第一階段的持續以
獲得 ATP, NADH 就要轉化成 NAD＋來實現循環利用，來自
NADH 中的氫就會被乙醛或丙酮酸接收。另外，丙酮酸是不能運出細胞的，如果持續積累
,也會抑制細胞呼吸第一階段的進行。
（5）骨骼肌中的丙酮酸被還原成乳酸的意義是什么？
【答案】動物從外界獲得有機物相對困難，丙酮酸轉化成乳酸進入血液后運輸到肝臟細胞，
在肝臟細胞中可以轉化成丙酮酸、葡萄糖或糖原來利用，減少了物質和能量的浪費。
（6）請從競爭的角度思考，乳酸菌通過無氧呼吸產生乳酸的意義是什么？
【答案】乳酸菌產生的乳酸排到外界環境中， 會導致環境中 pH 降低， 使得一些不耐酸的微
生物死亡，有利于乳酸菌在競爭中占據優勢。
（7）無氧呼吸釋放的能量為什么比有氧呼吸少？
【答案】無氧呼吸只在第一階段釋放少量能量，生成少量 ATP。有機物分解不徹底，還有
大部分能量儲存于乳酸和酒精中。
考點 4:影響細胞呼吸的因素及應用
1.O2 濃度對細胞呼吸的影響
（1）機理： O2 是有氧呼吸所必需的，且 O2 對無氧呼吸過程有抑制作用。
（2）呼吸方式的判斷：
①O2 濃度＝0 時，只進行無氧呼吸。
②0＜O2 濃度＜10%時，同時進行有氧呼吸和無氧呼吸。
③O2 濃度≥10%時，只進行有氧呼吸。
（3）應用：
①中耕松土促進根呼吸。
②無氧發酵控制無氧環境。
③低氧儲存糧食、蔬菜、水果。
2.溫度對細胞呼吸的影響
①解讀：溫度通過影響酶的活性而影響細胞呼吸速率。細胞呼
吸的最適溫度一般在 25 ℃~35 ℃之間。
②應用： a.零上低溫儲存食物；
b.大棚栽培在夜間和陰天適當降低溫度以降低呼吸作用消耗
的有機物；
c.溫水和面發得快。
3.CO2 濃度對細胞呼吸的影響
①原理：CO2 是細胞呼吸的最終產物，積累過多會抑制細胞呼吸
的進行。
②應用：在蔬菜和水果保鮮中，增加 CO2 濃度可抑制細胞呼吸，減少有機物的消耗。
4.水對細胞呼吸的影響
①解讀：一定范圍內，細胞中自由水含量越多，代謝越旺盛，細
胞呼吸越強。
②應用：糧食儲存前要進行曬干處理，目的是降低糧食中的自由水
含量，降低細胞呼吸強度，減少儲存時有機物的消耗。水果、蔬
菜儲存時保持一定的濕度。
5.內因
①遺傳特性：不同種類的植物細胞呼吸速率不同。
實例：旱生植物小于水生植物，陰生植物小于陽生植物。
②生長發育時期：同一植物在不同的生長發育時期細胞呼吸速率不同。
實例：幼苗期細胞呼吸速率高，成熟期細胞呼吸速率低。
③器官類型：同一植物的不同器官細胞呼吸速率不同。
實例：生殖器官大于營養器官。
6.細胞呼吸原理的應用
（1）對有氧呼吸原理的應用
①提倡慢跑等有氧運動,使細胞進行有氧呼吸,避免肌細胞產生大量乳酸。
②稻田定期排水有利于根系有氧呼吸, 防止幼根因缺氧變黑、腐爛。
③利用淀粉、醋酸桿菌或谷氨酸棒狀桿菌可以生產食醋或味精。
（2）對無氧呼吸原理的應用
①利用糧食通過酵母菌發酵可以生產各種酒。
②利用乳酸菌發酵可以制作泡菜、酸奶。
③破傷風桿菌可通過無氧呼吸進行大量繁殖,包扎傷口應選用透氣的敷料,抑制破傷風桿菌的
無氧呼吸;較深的傷口需及時清理、注射破傷風抗毒血清等。
④在種子的儲存過程中,營造低溫、低氧、干燥條件,抑制細胞呼吸,減少有機物消耗;保存新鮮
果蔬時,營造低溫、低氧條件,一來抑制細胞呼吸,二來避免進行無氧呼吸產酒精。
第四節 光合作用與能量轉化
考點 1:捕獲光能的色素和結構
1. 實驗：綠葉中色素的提取與分離
（1）實驗原理
①提取色素的原理：綠葉中的色素能夠溶解在有機溶劑無水乙醇中，用無水乙醇可提取葉綠
體中的色素。
②分離色素的原理：不同的色素在層析液中的溶解度不同，溶解度越高的色素隨層析液在濾
紙上的擴散速度就越快，反之則慢。
③分離色素的方法： 紙層析法。
（2）實驗試劑
①無水乙醇的作用： 溶解色素、提取色素。
②層析液的作用： 分離色素。
（3）實驗步驟
①色素提取
稱：稱取 5g 綠葉；
剪：剪去主葉脈，剪碎，放入研缽中；
加：二氧化硅-有助于研磨得充分；碳酸鈣- 防止研磨中色素被破壞；無水乙醇-溶解色素；
磨：迅速、充分的進行研磨；
濾：用單層尼龍布過濾，收集濾液。
②色素的分離
制：制備濾紙條，將濾紙條的一端剪去兩角，在距這一端底部 1cm 處用鉛筆畫一條細的橫
線；
畫：畫濾液細線，用毛細吸管吸取少量濾液，沿鉛筆線均勻地畫出一條
細線，待濾液干后，再重畫一到兩次；
析：紙層析色素，將適量的層析液倒入試管中，將濾紙條輕輕插入層析液
中。用棉塞塞緊試管口。
(4)實驗結果：濾紙條上呈現四條顏色、寬度不同的色素帶。
棉塞
(
層析液
)濾液細線
【注意】（1）層析液易揮發，實驗時要密封；（2）濾液細線不能插入層析液中，防止色素
被溶解。
胡蘿卜素
葉黃素
葉綠素 a
葉綠素 b
（5）結果分析
①色素帶的條數與光合色素種類有關，四條色素帶說明有四種光合色素；
②色素帶的寬窄與色素含量有關，色素帶越寬說明此種色素含量越多;
③色素帶擴散速度與溶解度有關，擴散速度越快說明溶解度越高。
2.捕獲光能的色素和結構
（1）葉綠體結構
①外膜和內膜：將葉綠體內部與外界的細胞質基質分隔開，保證內
部的光合作用集中在一個相對獨立的區間不受干擾、高效有序地
進行。
②基質：呈液態，分布著大量與光合作用暗反應有關的酶。
③類囊體：生物膜圍成的囊狀結構，分布著大量的光合色素和與光
合作用光反應階段有關的酶。
④基粒：擴大了膜面積，有利于光合色素和與光反應相關的酶的附著。
（2）葉綠體的功能：進行光合作用的場所。
（3）葉綠體功能的實驗證明
【恩格爾曼實驗 一】
①實驗材料：水綿：水綿的葉綠體呈螺旋式帶狀，便于觀察。好氧菌：好氧細菌可確定釋放
O2 的部位。
②自變量： 光照、黑暗；
③因變量： 需氧菌聚集部位；
④結論： 氧是由葉綠體釋放出來的，葉綠體是光合作用的場所。
【恩格爾曼實驗二】
(
①種類
) (
葉綠素
a
（黃綠色
) (
葉綠素
b
（黃綠色
) (
胡蘿卜素（橙黃色）
) (
葉黃素（黃色）
) (
類胡蘿卜素
（含量約占
1/4
）
) (
葉綠素
（含量約占
3/4
）
)
①實驗分析
A.在第二個實驗中，大量的需氧細菌聚集在紅光和藍紫光區域，為什么？
【答案】這是因為水綿葉綠體上的光合色素主要吸收紅光和藍紫光，在此波長光的照射下，
葉綠體會釋放氧氣，適于好氧細菌在此區域分布。
B.綜合上述資料，你認為葉綠體具有什么功能？
【答案】 葉綠體是進行光合作用的場所，并且能夠吸收特定波長的光。
（2）捕獲光能的色素
綠葉中的色素
②捕捉光能的色素在細胞中的位置
A.而每個基粒都含有兩個以上的類囊體，多者可達 100 個以上。葉綠體內
有如此多的基粒和類囊體，極大地擴大了受光面積。
B.每個基粒都由一個個圓餅狀的囊狀結構堆疊而成。這些囊狀結構稱為類
囊體。吸收光能的四種色素就分布在類囊體的薄膜上。
C.基質中有與光合作用有關的酶，少量 DNA 、RNA，核糖體。
（3）不同色素對光的吸收差異
光是一種電磁波， 分為可見光和不可見光。可見光的波長是 400-760nm。不同波長的光
,顏色不同。
①葉綠素主要吸收紅光和藍紫光。
②葉綠素 a 和葉綠素 b 的吸收峰值不同。
③類胡蘿卜素主要吸收藍紫光
（4）功能
①吸收、傳遞光能：葉綠素 a 和葉綠素 b 主要吸收藍紫光和紅光，胡蘿卜素和葉黃素主要吸
收藍紫光。絕大多數葉綠素 a 、全部葉綠素 b、葉黃素和胡蘿卜素可以吸收和傳遞光能。
②轉換光能：少數處于特殊狀態的葉綠素 a 有將光能轉換成電能的作用。
（5）影響葉綠素合成的因素
(1)光照：光是葉綠素合成的必要條件，植物在黑暗中葉呈黃色。
(2)溫度：低溫抑制葉綠素的合成，破壞已有的葉綠素分子，從而使葉片變黃。
(3)鎂等無機鹽：鎂是構成葉綠素的重要成分，缺鎂葉片變黃。
考點 2:光合作用的原理和應用
1.探索光合作用原理的部分實驗
（1）光合作用的概念與反應式
①概念：指綠色植物通過葉綠體，利用光能，把 CO2 和水轉化成儲存著能量的有機物，并
且釋放出氧氣的過程。
（2）暗反應
②反應式： CO2+H2O
③光合作用探索過程
光能 (葉綠體) (CH2O)+O2
19 世紀末 科學界普遍認為，在光合作用中， CO2 分子的 C 和 O 被分開， O2 被釋放， C 與 H2O 結合成甲醛，然后甲醛分子縮合成糖
1928 年 科學家發現甲醛對植物有毒害作用，而且甲醛不能通過光合作用轉化成糖
1937 年希爾 在離體葉綠體的懸浮液中加入鐵鹽或其他氧化劑(懸浮液中有 H2O，沒有 CO2)，在光照下可以釋放出氧氣
1941 年魯賓、 卡門 用同位素示蹤的方法，研究了光合作用中氧氣的來源，H18O+CO2→ 植物 → 18O2,H2O+C18O2→植物→O2 ，得出光合作用釋放的氧全部來自 水
1954 年阿爾農 在光照下，葉綠體可合成 ATP ，這一過程總是與水的光解相伴隨
2. 光合作用原理的基本過程
根據是否需要光能， 這些化學反應可以概括地分為光反應和暗反應，現在也稱為碳反應
,兩個階段。
（1）光反應
①場所：葉綠體內的類囊體薄膜上；
②條件：光、色素、酶；
③物質變化：水的光解： H2O→O2 +H+
NADPH 的合成： H++NADP+ +2e-→NADPH
ATP 的合成： ADP＋Pi ＋能量（光能→ATP
④能量變化：光能→ATP 、NADPH 中活躍的化學能。
①條件： NADPH 、ATP、酶；
②場所：葉綠體基質；
③物質變化： CO2 的固定： CO2＋C5→2C3；
ATP
(
NADPH
)C3 的還原： 2C3 (CH2O)+C5
④能量變化：活躍的化學能轉變為糖類等有機物中穩定的化學能。
（3）光反應與暗反應的聯系
光反應產生的 NADPH 、ATP 為暗反應提供還原劑和能量；暗反應產生的 ADP 、Pi 為
光反應形成 ATP 提供了原料。
（4）光合作用過程中元素的轉移
①O 元素的轉移途徑： H18O→ 18O2 C18O2→C3→(C18O)
②C 元素的轉移途徑： 14CO2→ 14C3→(14CH2O)+14C5
③H 元素的轉移途徑:H2O→NADPH→(CH2O)。
考點 3:探究光照強度對光合作用強度的影響
1. 實驗原理：葉片中含有氣體會上浮，抽氣葉片下沉，光合作用產生氧氣充滿細胞間隙，
葉片上浮。
2. 實驗裝置分析
(1)自變量的設置：光照強度是自變量，通過調整臺燈和燒
杯之間的距離來調節光照強度的大小。
(2)因變量是光合作用強度，可通過觀測 單位時間內被抽去
空氣的圓形小葉片上浮的數量或者是浮起相同數量的葉片所用的時間長短來衡量光合作用
的強弱。
（3）無關變量
①實驗葉片： 同種、生長狀況相同、小圓形葉片大小相同、等量 …
②燒杯中清水： 等量,有足夠的 CO2
NaHCO3 緩沖液的作用是： 維持裝置中 CO2 濃度的穩定，為光合作用提供 CO2
（4）實驗結果
不同光照強度處理下葉片漂起的狀況（室溫： 25 ℃)
臺燈燈泡的功率（W） 40 40 40
臺燈與燒杯的距離（cm） 10 20 30
葉片漂起的 數量 5min 0 0 0
10min 9 8 9
15min 10 9 9
20min 13 10 10
25min 13 10 11
光照強度對光合作用強度有影響：在一定的范圍內，隨著光照強度的不斷增強，光合作用不
斷增強。
【注意】
（1）葉片上浮的原因：光合作用產生的 O2 大于有氧呼吸消耗的 O2 ，釋放氧氣，使葉肉細
胞間隙充滿了氣體，浮力增大，葉片上浮。
（2）打孔時要避開大的葉脈，因為其中沒有葉綠體，而且會延長圓形小葉片上浮的時間，
影響實驗結果的準確性。
（3）為確保溶液中 CO2 含量充足，圓形小葉片可以放入 NaHCO3 溶液中。
考點 4:光合作用的影響因素及其應用
1.環境因素
（1）光照強度
①原理：光照強度通過影響植物的光反應影響光合速率。 一定范圍內，光照強度增加，光反 應速率加快，產生的 NADPH 和 ATP增多， 這使得暗反應中 C3 的還原速率加快， 從而使光
合作用產物含量增加。
②曲線分析：
A 點：只進行細胞呼吸，CO2 釋放量表明此時的呼吸強度。
AB 段： 光合<呼吸
B 點：光補償點， 光合作用強度 =細胞呼吸強度。
BC 段： 光合>呼吸
C 點對應的橫坐標：光飽和點，增加光照強度光合作用強度不再增加。
A 點
B 點
BC 段
AB 段
③總光合與凈光合
A.關系： 真正光合速率=凈光合速率+呼吸速率
B.關系圖
C. 表示方法
項目 表示方法
凈光合速率（又稱表觀光合速率） O2 的釋放量、 CO2 的吸收量、有機物的積累量
真正光合速率（又稱實際光合速率） O2 的產生量、 CO2 的固定量、有機物的制造量
呼吸速率（黑暗中測量） CO2 的釋放量、 O2 的吸收量、有機物的消耗量
④應用：欲使植物生長，必須使光照強度大于光補償點。溫室生產中，適當增加光照強度，
可以提高光合速率，使作物增產。
（2）二氧化碳濃度
①圖 1 和圖 2 都表示在一定范圍內,光合速率隨 CO2 濃度的增加而增大,但當
CO2 濃度增加到一定范圍后,光合速率不再增加;
②圖 1 中 A 點表示光合速率等于細胞呼吸速率時的 CO2 濃度, 即 CO2 補償點
;圖2 中的A'點表示進行光合作用所需 CO2 的最低濃度。圖 1 和圖2 中的B 和
B'點都表示 CO2 飽和點。
應用：施用有機肥;溫室栽培植物時,可以適當提高室內 CO2 濃度。
大田生產“正其行,通其風”,即為提高 CO2 濃度,增加產量
（3）溫度
①原理：溫度通過影響酶的活性影響光合作用。
②曲線分析
AB 段 在 B 點之前，隨著溫度升高，光合速率增大
B 點 酶的最適溫度，光合速率最大
BC 段 隨著溫度升高，酶的活性下降，光合速率減少，50 ℃左右光合速率幾乎為零
③原理 2:影響氣孔開閉
盛夏的中午，溫度高， 氣孔大多關閉，植物因為缺少 CO2 而光合作用強度下降。
（4）水分和礦質元素
①原理
a.水既是光合作用的原料，又是體內各種化學反應的介質， 如植物缺水導
致萎蔫， 使光合速率下降。
b.礦質元素通過影響葉綠素等相關化合物的合成，對光合作用產生直接
或間接的影響。
②應用：施肥的同時，往往適當澆水，小麥的光合速率會更大，此時澆水的原因是：肥料中 的礦質元素只有溶解在水中， 以離子形式存在， 才能被作物根系吸收。同時可以保證小麥吸
收充足的水分，保證葉肉細胞中 CO2 的供應。
2.內部因素
（1）葉面指數
①一定范圍內隨葉面積指數增大， 總光合量不斷增大，干物質積累量不斷增加，呼吸量不斷
增加。
②當增大到一定程度后， 總光合量不再增加， 原因是許多葉片被遮擋， 但呼吸量隨葉面積指
數增大仍不斷增加，故干物質積累量逐漸降低。
③生產應用：適當間苗、修剪，合理施肥、澆水，避免枝葉徒長；合理密植。
（2）葉齡
OA：一定范圍內隨著幼葉不斷生長，葉面積不斷增大，葉內葉綠體不斷增多，光合速率不
斷增加。
AB：壯葉時，葉面積、葉綠體基本穩定，光合速率基本穩定。
BC：老葉時，隨葉齡增加，葉綠素被破壞，光合速率下降。
生產應用：農作物、果樹管理后期應適當摘除老葉、殘葉。
3.外部因素（多因子影響）
（1）光照強度、 CO2 濃度和溫度對光合作用的綜合作用
P 點：限制光合速率的因素應為橫坐標所表示的因子，隨著因子的不斷加強，光合速率不斷
增大。
Q 點：橫坐標所表示的因子不再是影響光合速率的因素，影響因素主要為各曲線所表示的因
子。
應用：溫室栽培時，在一定光照強度下，白天適當提高溫度，增加光合酶的活性，提高光合 速率，也可同時適當增加 CO2 濃度，進一步提高光合速率；當溫度適宜時，可適當增加
光照強度和 CO2 濃度以提高光合速率。
4.右圖是在夏季晴朗的白天， 某種綠色植物葉片光合作用強度的曲線圖。分析曲線圖并回答
問題：
①7～10 時的光合作用強度不斷增強的原因是光照強度逐漸增大。
②10～12 時左右的光合作用強度明顯減弱的原因是此時溫度很高， 導致氣孔開度減小， CO2
無法進入葉片組織，致使光合作用暗反應受到限制。
③14～17 時的光合作用強度不斷下降的原因是光照強度不斷減弱。
④依據本題提供的信息，提出提高綠色植物光合作用強度的一些措施：可以利用溫室大棚控 制光照強度、溫度的方式， 如補光、遮陰、生爐子、噴淋降溫等， 提高綠色植物光合作用強
度。
考點 5:化能合成作用
1.概念：某些細菌利用體外環境中的某些無機物氧化時所釋放的能量來制造有機物，這種合
成作用叫化能合成作用，這些細菌屬于自養生物。
2.化能合成作用與光合作用的比較
（1）相同點：本質相同，都是將無機物合成有機物。
（2）不同點：利用的能源不同，光合作用利用的是光能，化能合成作用利用的是化學能。
疑難 1:探究酵母菌細胞呼吸的方式
(一)根據液滴移動方向探究細胞的呼吸方式
1 ．實驗設計：欲確認某生物的呼吸類型，應設置兩套呼吸裝置，如圖所示(以發芽種子為例
)。
實驗現象 結論
裝置一液滴 裝置二液滴
不動 不動 只進行乳酸的無氧呼吸或種子已死亡
不動 右移 只進行產生酒精的無氧呼吸
左移 右移 進行有氧呼吸和產生酒精的無氧呼吸
左移 不動 只進行有氧呼吸或進行有氧呼吸和產乳酸的無氧呼吸
(二)種子萌發時呼吸速率的測定
1 ．實驗裝置
2 ．指標及原理
指標 細胞呼吸速率常用單位時間內 CO2 釋放量或 O2 吸收量來表示
原理 組織細胞呼吸作用吸收 O2 ，釋放 CO2 ，CO2 被 NaOH 溶液吸收，使容器內氣體壓 強減小，刻度管內的著色液左移。單位時間內著色液左移的距離即表示呼吸速率
3 ．物理誤差的校正
(1)如果實驗材料是綠色植物，整個裝置應遮光處理，否則植物的光合作用會干擾呼吸速率
的測定。
(2)如果實驗材料是種子，為防止微生物的細胞呼吸對實驗結果的干擾，應對裝置及所測種
子進行消毒處理。
(3)為防止氣壓、溫度等物理因素引起誤差，應設置對照實驗，將所測的生物材料滅活(如將
發芽的種子煮熟)，其他條件均不變。
4 ．實驗拓展：呼吸底物與著色液移動的關系
脂肪含氫量高， 含氧量低， 等質量的脂肪與葡萄糖相比， 脂肪氧化分解時耗氧量高， 產生 CO2
量少。因此脂肪有氧呼吸時，產生的 CO2 量小于消耗的 O2 量，著色液移動更明顯。
疑難 2:有氧呼吸
1.有氧呼吸總反應式及各元素的來源和去路
（1）CO2 在第二階段產生,是由丙酮酸和水反應生成的,場所是線粒體基質。
（2）O2 參與了第三階段,[H]和 O2 結合生成水,所以細胞呼吸產生的水中的氧全部來自 O2,場
所是線粒體內膜。
（3）有氧呼吸過程中的反應物和生成物中都有水,反應物中的水參與第二階段的反應,而生成
物中的水是有氧呼吸第三階段由[H]和 O2 結合生成的。
2.與有機物在生物體外燃燒相比,有氧呼吸是在溫和的條件下進行的,有機物中的能量是逐步
釋放的,一部分能量儲存在 ATP 中,兩者的共同點是都有大量能量以熱能形式散失。
疑難 3:有氧呼吸和無氧呼吸的比較
項目 有氧呼吸 無氧呼吸
反應條件 需要 O2 、酶和適宜的溫度 不需要 O2,需要酶和適宜的溫度
反應場所 細胞質基質（第一階段） 、線粒體 （第二、三階段） 細胞質基質
不 同 點 分解產物 CO2 和 H2O 乳酸或 CO2 和酒精
能量轉化 有機物中的化學能轉化為 ATP 中 的化學能、熱能 有機物中的化學能轉化為不徹底氧 化產物中的化學能、ATP 中的化學 能、熱能
特點 有機物徹底氧化分解， 能量完全釋 放 有機物沒有徹底氧化分解，能量沒 有完全釋放
相同 實質 分解有機物，釋放能量，生成 ATP
點 意義 ①為生物體提供能量；②生物體代謝的樞紐
聯系 第一階段（從葡萄糖到丙酮酸）完全相同，之后在不同的條件、不同的 場所和不同酶的作用下沿不同的途徑形成不同的產物
疑難 4:解讀呼吸作用曲線
疑難 5:呼吸作用易錯點
(1)無氧呼吸產物不同的原因:直接原因是參與催化反應的酶不同;根本原因是控制酶合成的基
因不同。
(2)無氧呼吸僅在第一階段產生少量 ATP,第二階段不產生 ATP。
(3)呼吸作用中有 H2O 生成一定存在有氧呼吸,有 CO2 生成不一定是有氧呼吸,但對動物和人
體而言,有 CO2 生成一定存在有氧呼吸, 因為動物和人體無氧呼吸產物為乳酸。
(4)葡萄糖分子不能直接進入線粒體被分解,必須在細胞質基質中分解為丙酮酸,丙酮酸進入
線粒體被分解。
(5)進行有氧呼吸不一定需要線粒體,如某些原核生物;真核細胞進行有氧呼吸則需要線粒體,
無線粒體的真核細胞只能進行無氧呼吸,如哺乳動物成熟的紅細胞、蛔蟲等。
(6)水稻等植物長期水淹后爛根的原因是細胞無氧呼吸產生的酒精對根有毒害作用。 玉米種
子爛胚的原因是細胞無氧呼吸產生的乳酸對胚有毒害作用。
(7)線粒體是進行有氧呼吸的主要場所,原核生物有氧呼吸的場所是細胞質和細胞膜,真核生
物有氧呼吸的場所是細胞質基質和線粒體。
疑難 6:色素提取與分離實驗異常原因分析
1. 收集到的濾液中綠色過淺的原因分析
（1）未加二氧化硅(石英砂)，研磨不充分。
（2）使用放置數天的菠菜葉，濾液色素(葉綠素)太少。
（3）一次加入大量的無水乙醇，提取濃度太低。
（4）未加碳酸鈣或加入過少，色素分子被破壞。
2.濾紙條色素帶重疊
（1）濾液細線不直；
（2）濾液細線過粗
3.濾紙條無色素帶
（1）忘記畫濾液細線；
（2）濾液細線接觸到 層析液，且時間較長，色素全部溶解到層析液中
疑難 7:光反應與暗反應的比較
光反應階段 暗反應階段
條件 光、色素、酶 不需光、酶、 NADPH 、ATP
場所 葉綠體類囊體薄膜 葉綠體基質中
物質變化 水的光解； ATP 、NADPH 的生成 CO2 的固定； C3 的還原
能量變化 光能→ATP 、NADPH 中活躍化學能 活躍化學能→有機物中穩定的化學能
聯系 光反應是暗反應的基礎，為暗反應提供 NADPH 和 ATP，暗反應為光反應提供 ADP 和 Pi 、NADP+ 。
疑難 8:環境改變時光合作用各物質含量的變化分析
1.“來源—去路”法分析各物質變化
下圖中Ⅰ表示光反應， Ⅱ表示 CO2 的固定， Ⅲ表示 C3 的還原， 當外界條件(如光照、CO2)
突然發生變化時，分析相關物質含量在短時間內的變化：
2.“模型法”表示 C3 、C5 等物質的含量變化
（1）圖 1 中曲線甲表示 C3 ，曲線乙表示 C5 、NADPH 、ATP。
（2）圖 2 中曲線甲表示 C5 、NADPH 、ATP，曲線乙表示 C3。
（3）圖 3 中曲線甲表示 C5 、NADPH 、ATP，曲線乙表示 C3。
（4）圖 4 中曲線甲表示 C3 ，曲線乙表示 C5 、NADPH 、ATP。
3.連續光照和間隔光照下的有機物合成量分析
（1）光反應為暗反應提供的 NADPH 和 ATP 在葉綠體基質中有少量的積累， 在光反應停止
時，暗反應仍可持續進行一段時間，有機物還能繼續合成。
（2）在總光照時間、總黑暗時間均相同的條件下，光照和黑暗間隔處理比一直連續光照處
理有機物的積累量要多。
疑難 9:植物光合作用
1.植物“三率”
(1)植物“三率” 間的內在關系
a.呼吸速率:植物非綠色組織(如蘋果果肉細胞)或綠色組織在黑暗條件下測得的值——單位時
間內一定量組織的 CO2 釋放量或 O2 吸收量。
b.凈光合速率:植物綠色組織在有光條件下測得的值——單位時間內一定量葉面積所吸收的
CO2 量或釋放的 O2 量。
c.總(真正)光合速率=凈(表觀)光合速率+呼吸速率。
(2)植物“三率” 的判定
a.根據坐標曲線判定: 當光照強度為 0 時,若 CO2 吸收值為負值,該數值的絕對值代表呼吸速率
,該曲線代表凈光合速率;當光照強度為 0 時,若 CO2 吸收值為 0,該曲線代表真正光合速率。
b.根據關鍵詞判定:
檢測指標 呼吸速率 凈光合速率 總光合速率
二氧化碳 釋放量(黑暗) 吸收量 利用量、固定量、消耗量
氧氣 吸收量(黑暗) 釋放量 產生量
有機物 消耗量(黑暗) 積累量 制造量、產生量
2.自然環境及密閉容器中植物光合作用曲線的分析
(1)自然環境中一晝夜植物光合作用曲線:
A.開始進行光合作用的點:b。
B.光合作用與呼吸作用相等的點:c 、e。
C.開始積累有機物的點:c。
D.有機物積累量最大的點:e。
a.光合作用強度與呼吸作用強度相等的點:D 、H。
b.該植物一晝夜表現為生長,其原因是Ⅰ點 CO2 濃度低于 A 點 CO2 濃度,說明一晝夜密閉容器
中 CO2 濃度減小, 即植物的光合作用強度>呼吸作用強度,植物表現為生長。
疑難 10:光合速率的測定方法
1.“液滴移動法”
(1)測定呼吸速率
①裝置燒杯中放入適宜濃度的 NaOH 溶液用于吸收 CO2。
②玻璃鐘罩遮光處理，以排除光合作用干擾。
③置于適宜溫度環境中。
④紅色液滴向左移動(單位時間內左移距離代表呼吸速率)。
(2)測定凈光合速率
①裝置燒杯中放入適宜濃度的 CO2 緩沖液，用于保證容器內 CO2 濃度恒定，滿足光合作用
需求。
②必須給予足夠光照處理，且溫度適宜。
③紅色液滴向右移動(單位時間內右移距離代表凈光合速率)。
(3)物理誤差的校正：為防止氣壓、溫度等物理因素所引起的誤差，應設置對照實驗，即用
死亡的綠色植物分別進行上述實驗，根據紅色液滴的移動距離對原實驗結果進行校正。
2.“黑白瓶法” ：黑瓶為黑布罩住的玻璃瓶，瓶中生物只進行細胞呼吸，而白瓶中的生物既能 進行光合作用又能進行細胞呼吸， 所以黑瓶(無光照的一組)測得的為細胞呼吸強度值， 白瓶 (有光照的一組)測得的為表觀(凈)光合作用強度值， 綜合兩者即可得到真正光合作用強度值。 3.“稱重法”：將葉片一半遮光， 一半曝光，遮光的一半測得的數據變化值代表細胞呼吸強度 值， 曝光的一半測得的數據變化值代表表觀(凈)光合作用強度值， 綜合兩者可計算出真正光 合作用強度值。需要注意的是該種方法在實驗之前需對葉片進行特殊處理， 以防止有機物的
運輸。
1. 呼吸作用
（1）有氧呼吸與無氧呼吸
該考點基礎層級訓練內容為細胞呼吸的場所、過程、產物、實質等內容,重難、綜合
層級考查兩種呼吸方式的區分判斷。
（2）細胞呼吸的影響因素及應用
該考點基礎層級訓練內容為細胞呼吸原理的實際應用的判定,重難層級考查影響細胞呼
吸的因素的分析,往往與生產生活實踐相結合。
2. 光合作用
（1）捕獲光能的色素和結構
本考點基礎部分內容主要包括光合色素的種類、作用、分布及提取和分離、葉綠體的結 構等內容,重難及綜合部分主要考查光合色素與無機鹽的關系、光合色素的區分、在光合作
用中的相關作用等內容。
（2）光合作用
本考點重點考查光合作用過程， 光反應和暗反應中物質和能量的變化?？偣夂虾蛢艄夂?br/>的關系及表示方法；影響光合作用的因素等。
【真題再現】
1 ．（2023·北京 · 統考高考真題）運動強度越低，骨骼肌的耗氧量越少。如圖顯示在不同強
度體育運動時，骨骼肌消耗的糖類和脂類的相對量。對這一結果正確的理解是( )
A ．低強度運動時，主要利用脂肪酸供能
B ．中等強度運動時，主要供能物質是血糖
C ．高強度運動時，糖類中的能量全部轉變為 ATP
D ．肌糖原在有氧條件下才能氧化分解提供能量
(
【答案】
A
【分析】如圖顯示在不同強度體育運動時，
骨骼肌消耗的糖類和脂類的相對量，
當運動強度
較低時， 主要利用脂肪酸供能；當中等強度運動時，
主要供能物質
是肌糖原，
其次是脂肪酸；
當高強度運動時，主要利用肌糖原供能。
【詳解】
A
、由圖可知，當運動強度較低時，主要利用脂肪酸供能，
A
正確；
B
、由圖可知，中等強度運動時，主要供能物質是肌糖原，其次是脂肪酸，
B
錯誤；
C
、高強度運動時，糖類中的能量大部分以熱能的形式散失，少部分轉變為
ATP
，
C
錯誤；
D
、高強度運動時，
機體同時進行有氧呼吸和無氧呼吸，
肌糖原在有氧條件和無氧條件均能
氧化分解提供能量，
D
錯誤。
故選
A
。
)
2 ．（2023·山東 · 高考真題）水淹時，玉米根細胞由于較長時間進行無氧呼吸導致能量供應 不足， 使液泡膜上的 H+轉運減緩， 引起細胞質基質內 H+積累， 無氧呼吸產生的乳酸也使細 胞質基質 pH 降低。 pH 降低至一定程度會引起細胞酸中毒。細胞可通過將無氧呼吸過程中
的丙酮酸產乳酸途徑轉換為丙酮酸產酒精途徑， 延緩細胞酸中毒。下列說法正確的是( )
A ．正常玉米根細胞液泡內 pH 高于細胞質基質
B ．檢測到水淹的玉米根有 CO2 的產生不能判斷是否有酒精生成
C ．轉換為丙酮酸產酒精途徑時釋放的 ATP 增多以緩解能量供應不足
D ．轉換為丙酮酸產酒精途徑時消耗的[H]增多以緩解酸中毒
(
【答案】
B
【分析】無氧呼吸全過程
：（
1
）第一階段：在細胞質基質中，
一分子葡萄糖
形成兩分子丙
酮酸、少量的
[H]
和少量能量，
這一階段不需要氧的
參與。（
2
）第二階段：在細胞質基質中，
丙酮酸分解為二氧化碳和酒精或乳酸。
【詳解】
A
、玉米根細胞由于較長時間進行無氧呼吸導致能量供應不足，使液泡膜上的
H
+
轉運減緩，
引起細胞質基質內
H
+
積累， 說明細胞
質基質內
H
+
轉運至液泡需要消耗能量，
為
主動運輸， 逆濃度梯度，
液泡中
H
+
濃度高， 正常玉米根細
胞液泡內
pH
低于細胞質基質，
A
錯誤；
B
、玉米根部短時間水淹，根部氧氣含量少，部分根細胞可以進行有氧呼吸產生
CO
2
，檢
測到水淹的玉米根有
CO
2
的產生不能判斷是否有酒精生成，
B
正確；
C
、轉換為丙酮酸產酒精途徑時，無
ATP
的產生，
C
錯誤；
D
、丙酮酸產酒精途徑時消耗的
[H]
與丙酮酸產乳酸途徑時消耗的
[H]
含量相同
，
D
錯誤。
)
(
故選
B
。
)
3 ．（2023·湖北 · 統考高考真題）為探究環境污染物 A 對斑馬魚生理的影響，研究者用不同
濃度的污染物 A 溶液處理斑馬魚， 實驗結果如下表。據結果分析， 下列敘述正確的是( )
A 物質濃度(μg·L-1） 指標 0 10 50 100
① 肝臟糖原含量（mg·g-1） 25 ．0±0 ．6 12 ．1±0 ．7 12 ．0±0 ．7 11 ．1±0 ．2
② 肝臟丙酮酸含量（nmol·g-1） 23 ．6±0 ．7 17 ．5±0 ．2 15 ．7±0 ．2 8 ．8±0 ．4
③ 血液中胰高血糖素含量 （mIU·mg·prot-1） 43 ．6±1 ．7 87 ．2±1 ．8 109 ．1±3 ．0 120 ．0±2 ．1
A ．由②可知機體無氧呼吸減慢，有氧呼吸加快
B ．由①可知機體內葡萄糖轉化為糖原的速率加快
C . ①②表明肝臟沒有足夠的丙酮酸來轉化成葡萄糖
D . ③表明機體生成的葡萄糖增多，血糖濃度持續升高
(
【答案】
D
【分析】本實驗的目的是探究環境污染物
A
對斑馬魚生理的影響
，自變量是
A
物質濃度大
小，因變量是肝臟糖原含量、肝臟丙酮酸含量和血液中胰
高血糖素含量的多少。
【詳解】
A
、有氧呼吸第一階段和無氧呼吸的第一階段都產生丙酮酸，
故無法判斷有氧呼吸
和無氧呼吸快慢，
A
錯誤；
B
、由①可知，
隨著
A
物質濃度增大，
肝臟糖原含量逐漸減小，
葡萄糖轉化為糖原的速率減
慢，
B
錯誤；
C
、①中肝糖原含量減小，
②中丙酮酸減少，
細胞呼吸減弱，
葡萄糖分解為丙酮酸減
少，
C
錯誤；
D
、③中血液中胰高血糖素含量增多， 通過增加肝糖原分解等使血糖濃度持續
升高，
D
正確。
故選
D
。
)
4 ．（2023·北京 · 統考高考真題）在兩種光照強度下，不同溫度對某植物 CO2 吸收速率的影
響如圖。對此圖理解錯誤的是( )
A ．在低光強下， CO2 吸收速率隨葉溫升高而下降的原因是呼吸速率上升
B ．在高光強下， M 點左側 CO2 吸收速率升高與光合酶活性增強相關
C ．在圖中兩個 CP 點處，植物均不能進行光合作用
D ．圖中 M 點處光合速率與呼吸速率的差值最大
(
【答案】
C
【分析】本實驗的自變量為光照強度和溫度，因變量為
CO
2
吸收速率。
【詳解】
A
、
CO
2
吸收速率代表凈光合速率，低光強下，
CO
2
吸收速率隨葉溫升高
而下降的
原因是呼吸速率上升，需要從外界吸收的
CO
2
減少，
A
正確；
B
、在高光強下，
M
點左側
CO
2
吸收速率升高主要原因是光合酶
的活性增強，
B
正確；
C
、
CP
點代表呼吸速率等于光合速率，植物可以進行光合作用，
C
錯
誤；
D
、圖中
M
點處
CO
2
吸收速率最大，即凈光合速率最大，也就是光合速率與呼吸速率的差
值最大，
D
正確。
故選
C
。
)
5 ．（2023·江蘇 · 統考高考真題） 下列關于“提取和分離葉綠體色素”實驗敘述合理的是( )
A ．用有機溶劑提取色素時，加入碳酸鈣是為了防止類胡蘿卜素被破壞
B ．若連續多次重復畫濾液細線可累積更多的色素，但易出現色素帶重疊
C ．該實驗提取和分離色素的方法可用于測定綠葉中各種色素含量
D ．用紅色莧菜葉進行實驗可得到 5 條色素帶，花青素位于葉綠素 a 、b 之間
(
【答案】
B
【分析】綠葉中色素的提取和分離實驗，
提取色素
時需要加入無水乙醇（溶解色素）
、石英
砂（使研磨更充分）和碳酸鈣（防止色素被破壞
）
；
分離色素時采用紙層析法，原理是色素
在層析液中的溶解度不同，隨著層析液擴散的速度不同，最后的結果是觀察到四
條色素帶，
從上到下依次是胡蘿卜素（橙黃色）
、葉黃素（黃色）、葉綠素
a
（藍綠色）、葉綠素
b
（黃
綠色）。
)
(
【詳解】
A
、用有機溶劑提取色素時，加入碳酸鈣是為了防止葉綠素被破壞，
A
錯誤；
B
、畫濾液細線時要間斷畫
2
～
3
次，即等上一次干了以后再畫下一次，若連續多次重復畫
濾液細線雖可累積更多的色素，但會造成濾液
細線過寬，易出現色素帶重疊，
B
正確；
C
、該實驗中分離色素的方法是紙層析法，
可根據各種色素在濾紙條上呈現的色素帶的寬窄
來比較判斷各色素的含量，但該實驗不能具體測定
綠葉中各種色素含量，
C
錯誤；
D
、花青素存在于液泡中，
溶于水不易溶于有
機溶劑，
故若得到
5
條色素帶， 距離濾液細線
最近的色素帶為花青素，應在葉綠素
b
的下方，
D
錯誤。
故選
C
。
)
6 ．（2023·天津 · 統考高考真題）下圖是某種植物光合作用及呼吸作用部分過程的圖，關于
此圖說法錯誤的是( )
A ．HCO3-經主動運輸進入細胞質基質
B ．HCO3-通過通道蛋白進入葉綠體基質
C ．光反應生成的 H+促進了 HCO3-進入類囊體
D ．光反應生成的物質 X 保障了暗反應的 CO2 供應
(
【答案】
B
【分析】光反應階段在葉綠體囊狀結構薄膜上進行，
此過程必須有光、色素、光合作用的
酶．具體反應步驟：①水的光解，水在光下分解成氧氣和還原氫；②
ATP
生成，
ADP
與
Pi
接受光能變成
ATP
，此過程將光能變為
ATP
活躍的化學能。
【詳解】
A
、據圖可知，
HCO
3
-
進入細胞質基質需要線粒體產生的
ATP
供能，
屬于主動運輸，
A
正確；
B
、
HCO
3
-
進入葉綠體基質也需要線粒體產生的
ATP
供能， 屬于主動運輸，
通道蛋白只
能參
與協助擴散，
B
錯誤；
)
(
C
、據圖可知，光反應中水光解產生的
H
+
促進
HCO
3
-
進入類囊體，
C
正確；
D
、據圖可知，
光反應生成的物質
X
（
O
2
）促進線粒體的有氧呼吸，
產生更多的
ATP
，有利
于
HCO
3
-
進入葉綠體基質，產生
CO
2
，保證了暗反應的
CO
2
供應，
D
正確。
故選
B
。
)

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