光合作用和细胞呼吸专题详解一、色素的种类和作用滤纸条上色素带有四条，分别是（由上到下）橙黄色的胡萝卜素，黄色的叶黄素，蓝绿色的叶绿素a，黄绿色的叶绿素b。

其含量、吸收光谱和色素带如下图：将可见太阳光通过三棱镜分光，在屏幕上可以得到七种光的连续光谱带；如果让可见太阳光先经过高等植物的色素溶液，再通过三棱镜分光得到的光谱带为色素的吸收光谱，与连续光谱相比，色素的吸收光谱在不同光质区段发生了不同程度的变暗，其中在红光和蓝紫光区呈现出明显的暗带，由此说明植物光合作用主要吸收红光和蓝紫光，而对绿光却利用的最少。

所以叶绿素的溶液呈现绿色。

放在右图中a、b、c、d所示位置，经照射1小时后，取出衣藻加热脱色，滴加碘液，则呈现蓝色较浅的应是哪支试管中的衣藻（）A.aB.bC.cD.d二、光合作用的过程1．光反应和暗反应的比较：2．叶绿体处于不同的条件下，C3、C5、[H]、ATP以及（CH2O）合成量的动态变化。

(1)填出图中字母所表示的物质：a____________，b____________，c____________，d____________。

(2)光反应为暗反应提供了____________和____________。

(3)光合作用中的能量转变是：光能→____________→____________。

(4)如小麦在适宜条件下栽培，突然将d 降至极低水平，则小麦叶片中的三碳化合物含量会突然减少，其原因是__________________；若降低d 的同时，又停止光照，则不会出现上述现象，其原因是__________________。

(5)若对植物作如下处理：（甲）持续光照10分钟，（乙）光照5秒后再黑暗处理5秒，连续交替进行20分钟，若其它条件不变，则在甲、乙两种情况下植物所制造的有机物的总量是（ ）A.甲多于乙B.甲少于乙C.甲和乙相等D.无法确定 三、环境因素对光合作用强度的影响及其在农业生产中的应用空气中CO2的浓度，土壤中水分的多少，光照的长短和强弱、光的成分以及温度的高低等，都是影响光合作用强度的外界因素。

光合作用强度可以通过测定一定时间内原料消耗或产物的生成的数量来定量的表示。

假设在一定范围内随光照强度的增强，光合作用强度也增强。

1．光照强度与光合作用强度的关系曲线⑴曲线分析：A 点光照强度为0，此时只进行细胞呼吸，释放的CO 2量可表示此时细胞呼吸的强度。

AB 段：随光照强度加强，光合作用强度逐渐加强，细胞呼吸释放的CO 2有一部分用于光合作用，CO 2的释放量逐渐减少，此时细胞呼吸强度大于光合作用强度。

B 点：细胞呼吸释放的CO 2全部用于光合作用，即光合作用强度＝细胞呼吸强度。

BC 段：表明随着光照强度不断加强，光合作用强度不断加强，到C 点以上不再加强了。

⑵应用：阴生植物的B 点前移，C 点较低，如图中虚线所示。

间作套种时农作物的种类搭配，林带树种的配置，冬季温室栽培避免高温等都是对这一原理的具体运用。

2.温度光合作用是在酶催化下进行的，温度直接影响酶的活性。

AB 段随温度的升高，光合作用逐渐加强；B 点表示光合作用的最适温度。

当温度超过B 点（BC 段）时，与光合作用有关的酶活性下降，光合作用强度也开始下降；50℃左右光合作用几乎停止。

⑵应用：冬天，温室栽培可适当提高温度；夏天，温室栽培要适当降低温度。

白天调到光合作用最适温度，以提高光合作用；晚上适当降低温度，降低酶的活性，以降低细胞呼吸强度，保证有机物积累。

3.CO 2浓度、含水量和矿质元素⑴曲线分析AB 段：CO 2和水是光合作用的原料，矿质元素直接或间接影响光合作用。

在一定范围内，随CO 2浓度、水和矿质元素的增多，植物的光合作用强度越高。

A 点：表示植物进行光合作用所需CO 2、水、矿质元素的最低浓度。

B 点：表示CO 2、水、矿质元素的饱和点，超过该点，植物的光合作用强度不再增加。

⑵应用 ①对农田里的农作物应合理密植，“正其行，通其风”；对温室作物来说，应增施农家肥料或使用CO 2发生器。

②矿质元素直接或间接影响光合作用。

N 是构成叶绿素、酶、ATP 等的元素；P 是构成ATP 等的元素，参与叶绿体膜的构成；Mg 是构成叶绿素的元素；K 影响糖类的合成和运输。

因此要合理施肥。

③水是光合作用的原料和化学反应的介质，水对光合作用的影响在多数情况下是间接影响。

缺水导致气孔关闭，限制CO 2进入叶片；缺水引起叶片内淀粉水解加强，可溶性糖过多，光合产物输出缓慢等。

因此要预防干旱，合理灌溉。

[典题3] 如图所示为研究光照强度和CO 2浓度对某植物光合作用速率的影响。

下列有关叙述中不正确．．．的是（ ） A.曲线中a 点转向b 点时，叶绿体中C 3浓度升高 B.曲线中b 点转向d 点时，叶绿体中C 5浓度升高C.在一定范围内增加光照和CO 2浓度，有利于提高光合效率D.曲线中C 点产生的限制因素是叶绿体中酶数量 四、呼吸作用的过程 1.有氧呼吸的过程2．无氧呼吸的过程场所：细胞质基质过程：(1)高等植物可以进行短时间的无氧呼吸，将葡萄糖分解为酒精和二氧化碳，并释放少量能量。

它的反应式是：C 6H 12O 6→2C 2H 5OH ＋2CO 2＋能量（少量）（2）高等动物和人、马铃薯块茎、甜菜根等可进行无氧呼吸产生乳酸，释放少量能量，反应式是： C 6H 12O 6→2C 3H 6O 3＋能量（少量）（1）有氧呼吸的三个阶段进行的化学反应都需要不同的酶来催化。

（2）对于真核细胞来讲，有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体，主要场所是线粒体(第二、三阶段在线粒体中进行，大量能量也是在线粒体中生成的)；对于原核细胞，有氧呼吸的场所都是在细胞质基质中进行的。

（3）1 mol葡萄糖在体内彻底氧化分解和体外燃烧都能释放出2870 kJ的能量，但是体内氧化分解的能量是逐步释放的，其中有1161kJ的能储存在ATP中（约38 molATP），其余的能量以热能的形式散失。

（4）同位素标记法可以追踪呼吸作用中标记元素的变化情况。

（5）无氧呼吸的产物是酒精还是乳酸取决于催化反应的酶的种类，不同的酶催化反应的产物不同。

（6）无氧呼吸有三个特点：细胞的无氧呼吸是在缺氧的条件下进行的，以适应不利的环境；细胞的无氧呼吸过程中，把有机物不彻底的氧化分解为小分子有机物，例如酒精、乳酸等；释放的能量少，因为形成的不彻底的氧化产物中仍含有大量的能量。

动物肌细胞无氧呼吸产生的乳酸，绝大部分随血液进入肝脏，在肝脏中转变为丙酮酸。

丙酮酸可以氧化分解释放能量，也可以形成新的肝糖元或葡萄糖。

还有极少量的乳酸可通过血液循环到达肾脏，随尿排出体外。

[典题4] 将酵母菌研磨成匀浆，离心后得上清液(细胞质基质)和沉淀物(含线粒体)，把等量的上清液、沉淀物和未曾离心的匀浆分别放入甲、乙、丙三个试管中，各加入等量葡萄糖溶液，然后置于隔绝空气的条件下。

下列叙述正确的是（）A．甲试管中最终产物为CO2和H2O B．乙试管中不发生反应C．丙试管中有大量的ATP产生D．丙试管中无CO2产生五.影响呼吸速率的因素（1）温度呼吸作用在最适温度（25℃～35℃）时最强；超过最适温度，呼吸酶活性下降，呼吸受抑制。

生产上常利用这一原理在低温下贮存蔬菜、水果，在大棚蔬菜的栽培过程中夜间适当降温，降低呼吸作用，减少有机物的消耗，提高产量。

（2）O2的浓度如图所示在O2浓度为零时只能进行无氧呼吸；浓度为10%以下，既进行有氧呼吸也进行无氧呼吸；浓度为10%以上，只进行有氧呼吸。

生产中常利用降低氧的浓度抑制呼吸作用，减少有机物消耗这一原理来延长蔬菜、水果保存鲜时间。

水果储存时氧气的浓度并不是越少越好，因为氧气很低时，无氧呼吸反而是加强了，无氧呼吸时产生的酒精对植物细胞有一定的破坏作用。

选择控制储存条件时，要注意根据储存的目的和对象有选择的控制。

储存粮食就要减少水分，降低呼吸强度，但是对于蔬菜和水果为了达到保鲜的目的，就要保持含有一定的水，只能用较低的温度防止冻伤。

[典题5]蔬菜和水果长时间储藏、保鲜所需要的条件应为（）A．低温、干燥、低氧B．低温、湿度适中、低氧C．高温、干燥、高氧D．高温、湿度适中、高氧六、常见曲线图解读七、不同状况下，同一植物气体代谢特点及代谢相对强度的表示方法1．黑暗状况时，植物只进行细胞呼吸，不进行光合作用。

(1)气体代谢特点：此状态下，植物从外界吸收0。

，并将细胞呼吸产生的CO2 释放到体外(图A表示)。

(2)细胞呼吸相对强度可用如下三种方式表示：①用CO2释放量(或实验容器内CO2增加量)表示；②用O2吸收量(或实验容器内CO2减少量)表示；③用植物重量(有机物)的减轻量表示。

2．弱光情况下：植物同时进行光合作用和细胞呼吸。

(1)细胞呼吸速率大于光合作用速率，此状态下，植物的气体代谢特点与黑暗情况下相同。

但吸收O2放出CO2量较少(如图B)。

细胞呼吸相对强度可用如下三种方式表示：①用CO2释放量表示：N1=N2—N；②用O2吸收量表示：m2=m1—m；③用植物重量(有机物)减少量表示。

(2)细胞呼吸速率等于光合作用速率时，植物与外界不进行气体交换，即没有O2和CO2的吸收与释放(如图C)。

此时表现呼吸或光合速率等于0。

3．较强光照时植物同时进行光合作用和细胞呼吸，且光合作用速率大于细胞呼吸速率。

(1)气体代谢特点(如图D)：植物光合作用所利用的CO2(用N表示)除来自植物自身细胞呼吸(N2)之外，不足部分来自外界(N1)；植物光合作用产生的氧气(m)除用于自身细胞呼吸之外(m1)，其余氧气释放到周围环境中(m2)。

分析图可知：N=N1+N2，m=m1+m2(2)光合作用相对强度的表示方法：①用O2释放量(或容器中氧气的增加量)表示：m2=m—m；②用CO2吸收量(或容器中CO2的减少量)表示：N1=N—N2。

③用植物重量(或有机物量)的增加量表示。

[典题6](2007宣武模拟)图中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( )A．a、b箭头表示的是O2进出细胞的过程B．e、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dD．以H218O作原料进行光合作用，在较强呼吸作用下，测得含18 O的光合作用产物的主要去向是图中的b典题答案和解析1. C 由于不同光质的光折射角不同，经三棱镜折光后，照射到三棱镜后面的白屏上的光线将出现七条光带。

从上到下依次为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。

由图中的位置可以判断出b处为红光区，d处为蓝紫光区，所以c处为绿光区。

光合作用在白光下效率最高，其次是红橙光和蓝紫光，叶绿素对绿光吸收量最少，图中太阳光经三棱镜折射后照射到b试管的是红橙光，照射到d试管的是蓝紫光，c试管上的光是绿光。