第2讲 光合作用与细胞呼吸[考纲要求] 1.光合作用的基本过程(Ⅱ)。
2.影响光合作用速率的环境因素(Ⅱ)。
3.细胞呼吸(Ⅱ)。
1．细胞呼吸的过程图解2．影响细胞呼吸的环境因素分析[1．有氧和无氧时，酵母菌呼吸作用产物不同(2013·新课标Ⅱ，3D)(√)2．有氧呼吸产生的[H]在线粒体基质中与氧结合生成水(2010·课标全国，2B)(×)3．无氧呼吸不需要O2的参与，该过程最终有[H]的积累(2010·课标全国，2C)(×)4．人体在剧烈运动时所需要的能量由乳酸分解提供(2014·新课标Ⅱ，6C)(×)5．无氧呼吸的终产物是丙酮酸(2010·课标全国，2A)(×)6．葡萄糖氧化分解为丙酮酸只发生在细胞有氧时(2012·上海，25A)(×)7．及时排涝，能防止根细胞受酒精毒害(2012·福建，1B)(√)8．无氧和零下低温环境有利于水果的保鲜(2009·浙江，4A)(×)题组一从细胞呼吸的过程与方式进行考查1．人的肌肉组织分为快肌纤维和慢肌纤维两种，快肌纤维几乎不含有线粒体，与短跑等剧烈运动有关；慢肌纤维与慢跑等有氧运动有关。
下列叙述错误的是()A．消耗等摩尔葡萄糖，快肌纤维比慢肌纤维产生的A TP多B．两种肌纤维均可在细胞质基质中产生丙酮酸、[H]和A TPC．短跑时快肌纤维无氧呼吸产生大量乳酸，故产生酸痛感觉D．慢跑时慢肌纤维产生的A TP主要来自于线粒体内膜答案 A解析由题意可知，快肌纤维进行无氧呼吸，慢肌纤维进行有氧呼吸。
慢跑时慢肌纤维产生的ATP 主要来自于线粒体内膜。
消耗等摩尔葡萄糖时，快肌纤维比慢肌纤维产生的ATP要少。
两种肌纤维均可在细胞质基质中产生丙酮酸、[H]和ATP，短跑时快肌纤维无氧呼吸产生大量乳酸，故产生酸痛感觉。
2．不同种类的生物在不同的条件下，呼吸作用方式不同。
若分解底物是葡萄糖，下列对呼吸作用方式的判断不正确的是()A．若只释放CO2，不消耗O2，则细胞只进行无氧呼吸B．若CO2的释放量多于O2的吸收量，则细胞既进行有氧呼吸，也进行无氧呼吸C．若CO2的释放量等于O2的吸收量，则细胞只进行有氧呼吸D ．若既不吸收O 2也不释放CO 2，则说明该细胞已经死亡 答案 D解析 动物细胞或乳酸菌，无氧呼吸的产物为乳酸，此时细胞既不吸收O 2，也不释放CO 2，故D 错误。
技法提炼判断细胞呼吸类型的五大方法(以葡萄糖为底物)(1)产生CO 2量＝消耗O 2量→有氧呼吸。
(2)不消耗O 2，产生CO 2→无氧呼吸(酒精发酵)。
(3)释放CO 2量>吸收O 2量→同时进行有氧呼吸和无氧呼吸(酒精发酵)。
(4)不吸收O 2，不释放CO 2→乳酸发酵或细胞已经死亡。
(5)有水生成一定是有氧呼吸，有二氧化碳生成一定不是乳酸发酵。
题组二 以曲线图形式考查细胞呼吸类型、过程及影响因素 3.现有一瓶混有酵母菌和葡萄糖的培养液，通入不同浓度的O 2时，产生酒精和CO 2的量如图所示，下列说法不正确的是( )A ．曲线a 表示CO 2量，曲线b 表示酒精量B ．O 2浓度为c 时，酵母菌无氧呼吸消耗的葡萄糖量约占葡萄糖总消耗量的34C ．曲线a 、b 初始端的量相等，故不能确定此时酵母菌是否进行有氧呼吸D ．酵母菌无氧呼吸的产物可用溴麝香草酚蓝水溶液和酸性重铬酸钾溶液鉴定 答案 C解析 随O 2浓度升高，酵母菌无氧呼吸减弱，有氧呼吸增强，所以酒精产生量减少，CO 2产生量增加，故曲线a 表示CO 2量，曲线b 表示酒精量。
当O 2浓度为c 时，产生的酒精量约为7 mol ，所以酵母菌无氧呼吸产生的CO 2量也约为7 mol ，CO 2的总产生量约为14 mol ，说明有氧呼吸产生的CO 2量也约为14－7＝7(mol)，再根据无氧呼吸和有氧呼吸的反应式可知，无氧呼吸消耗的葡萄糖量为7×12＝72(mol)，有氧呼吸消耗的葡萄糖量为7×16＝76(mol)，因此无氧呼吸消耗的葡萄糖量占葡萄糖总消耗量的3/4。
曲线a、b的初始端CO2与酒精的生成量相等，此时酵母菌不进行有氧呼吸。
溴麝香草酚蓝水溶液和酸性重铬酸钾溶液分别用于鉴定无氧呼吸的产物CO2和酒精。
4．(2014·海南，26)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12～24 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。
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制造有机物，同时进行呼吸作用消耗有机物，使有机物的总量下降(3)有氧解析(1)据图可知，在12～24 h期间，氧气吸收量很少，而二氧化碳释放量很多，表明此时的呼吸作用主要是无氧呼吸；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，种子不进行光合作用制造有机物，同时进行呼吸作用消耗有机物，使有机物的总量下降。
(3)胚根长出后，氧气的吸收量明显增多，说明有氧呼吸的速率明显提高。
技法提炼细胞呼吸的曲线识别技巧(1)下降型曲线：呼吸反应速率逐渐减缓，一般受生成物含量的影响，随生成物的增多而减缓，如CO2浓度。
(2)上升型曲线：呼吸反应速率逐渐加快，一般受反应物含量的影响，随反应物的增多而加快，如O2含量。
题组三探究外界因素对细胞呼吸速率的影响5．为研究淹水时KNO3溶液浓度对甜樱桃根呼吸的影响，设四组盆栽甜樱桃，其中一组淹入清水，其余三组分别淹入不同浓度的KNO3溶液，保持液面高出盆土表面，每天定时测定甜樱桃根有氧呼吸速率，结果如图。
下列说法正确的是()A．樱桃根细胞无氧呼吸生成CO2的场所是线粒体B．图中A、B、C三点，在单位时间内与氧结合的还原氢最多的是C点C．淹水时KNO3对甜樱桃根有氧呼吸速率降低有减缓作用D．实验过程中可以改用CO2的产生量作为检测有氧呼吸速率的指标答案 C解析甜樱桃根细胞无氧呼吸生成CO2的场所是细胞质基质，有氧呼吸的主要场所是线粒体，A错误；图中A、B、C三点，在单位时间内与氧结合的还原氢最多的是A点，B错误；由图知KNO3浓度越高，有氧呼吸速率越强，说明淹水时KNO3对甜樱桃根有氧呼吸速率降低有减缓作用，C正确；植物有氧呼吸和无氧呼吸都可以产生CO2，所以实验过程中不可以改用CO2的产生量作为检测有氧呼吸速率的指标，D错误。
6．某同学用如图所示的装置，探究不同浓度2,4－D溶液对大豆种子细胞呼吸速率的影响，结果如表所示。
(1)在实验变量中，有色液滴移动的距离应为______变量。
(2)实验装置中NaOH溶液的作用是________________________，因而有色液滴移动的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)若某一阶段大豆种子依然存活，但不见液滴移动，此时大豆种子中产生ATP的场所是________________________________________________________________________。
(4)与D组相比，当2,4－D溶液浓度为10－12 mol/L时，有色液滴在单位时间内移动的距离更________。
答案(1)因(2)吸收有氧呼吸释放出的CO2有氧呼吸消耗O2后引起左侧瓶内气体体积减小，气压下降(3)细胞质基质(4)小解析(1)变量包括自变量、因变量和无关变量，自变量为实验过程中实验者设臵的变量，因变量是由于自变量的变化而引起变化的量，无关变量应为实验过程中除自变量和因变量之外的其他因素，题中2,4－D溶液的浓度应为自变量，有色液滴的移动距离应为因变量。
(2)装臵中NaOH溶液的作用是吸收二氧化碳，故二氧化碳的产生量并不影响装臵中的压强，但种子细胞有氧呼吸吸收氧气后，装臵内压强减小，有色液滴左移。
综上所述，导致有色液滴移动的唯一因素为有氧呼吸吸收氧气的量。
(3)有色液滴不动表明装臵内没有氧气的消耗，也就是细胞此时不进行有氧呼吸，故此时种子只进行无氧呼吸，其场所应为细胞质基质。
(4)根据表格可以看出，B组(10－12 mol/L)移动的速度小于D组(10－8 mol/L)的。
实验归纳1.测定组织细胞呼吸速率的装置与原理(1)装置(如图所示)(2)指标：细胞呼吸速率常用单位时间CO2释放量或O2吸收量来表示。
(3)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，刻度管内的有色液滴左移。
单位时间内液滴左移的体积即表示呼吸速率。
(4)物理误差的校正①如果实验材料是绿色植物，整个装置应遮光处理，否则植物的光合作用会干扰呼吸速率的测定。
②如果实验材料是种子，为防止微生物呼吸对实验结果的干扰，应对装置及所测种子进行消毒处理。
③为防止气压、温度等物理因素所引起的误差，应设置对照实验，将所测的生物材料灭活(如将种子煮熟)，其他条件均不变。
2．有关细胞呼吸方式探究的装置与实验分析(1)最常用的实验装置如图所示：(2)实验材料分析：①装置一、二中试剂的作用分别是NaOH溶液吸收CO2，蒸馏水作为对照。
②在利用葡萄糖作为能源物质的条件下，有氧呼吸气体体积不变，无氧呼吸气体体积增加。
(3)实验结果分析考点二光合作用1．色素的吸收光谱2．光合作用的过程图解[错混诊断]1．磷酸是光反应中合成ATP所需的反应物(2014·新课标Ⅱ，6A)(√)2．光合作用中叶绿素吸收光能不需要酶的参与(2014·新课标Ⅱ，6B)(√)3．植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光(2013·新课标Ⅱ，2D)(×)4．叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同(2013·新课标Ⅱ，2C)(√)5．光反应为暗反应提供[H]和H2O(2010·海南，4A)(×)6．H2O在光下分解为[H]和O2的过程发生在叶绿体基质中(2009·安徽，1B)(×)7．番茄幼苗在缺镁的培养液中培养一段时间后，光反应强度会降低，暗反应强度也降低(2011·新课标，3改编)(√)8．离体的叶绿体基质中添加ATP、[H]和CO2后，可完成碳(暗)反应(2011·浙江，1D)(√)题组一从光合作用的过程进行考查1.如图表示植物光合作用的一个阶段，下列各项叙述正确的是()A．该反应的场所是叶绿体的类囊体B．C3生成C6H12O6需要[H]、A TP和多种酶的参与C．提高温度一定能促进C6H12O6的生成D．在无光条件下，有利于暗反应进行答案 B解析图示为光合作用的暗反应阶段，该反应进行的场所是叶绿体基质，故A错误；C3生成C6H12O6需在多种酶的催化下，利用ATP提供的能量，通过[H]的还原进行，故B正确；若该生理过程已在最适温度条件下进行，提高温度反而会降低酶的活性，会使反应减慢，故C错误；在无光条件下，暗反应会因[H]和A TP的缺乏受到限制，故D错误。