高一生物單元速記與巧練（人教版）第五章 細胞的能量供應與利用（二）速記清單（解析版）

第五章細胞的能量供應和利用（二）

第三節(jié)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(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他產(chǎn)

物，釋放出能量并產(chǎn)生ATP的過程。

（2）呼吸作用的實質(zhì)：是細胞內(nèi)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(yǎng)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(zhì)檢測試劑實驗現(xiàn)象

CO2澄清石灰水變混濁（根據(jù)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(jù)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(chǎn)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(chǎn)物，酒精和CO2。

③無關(guān)變量:影響實驗結(jié)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(yǎng)液(酵母菌＋葡萄糖溶液)

②檢測CO2產(chǎn)生的多少的裝置如圖所示。

③檢測酒精的產(chǎn)生：從A、B中各取2mL酵母菌培養(yǎng)液的濾液，分別注入編號為1、2的兩

支試管中→分別滴加0.5mL溶有0.1g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(jié)果

條件澄清石灰水/出現(xiàn)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(xiàn)灰綠色

（7）實驗結(jié)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(chǎn)生大量的CO2和水；在無氧條件下，酵母菌通過

細胞呼吸產(chǎn)生酒精，還產(chǎn)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(chǎn)

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(nèi)膜的某些部位向線粒體的內(nèi)腔折疊形成嵴，嵴使內(nèi)膜的表面積大大增加。

（2）線粒體的內(nèi)膜上和基質(zhì)中含有許多種與有氧呼吸有關(guān)的酶。

3.有氧呼吸過程

①第一階段：場所：細胞質(zhì)基質(zhì)

物質(zhì)變化：葡萄糖→2丙酮酸+4[H]

產(chǎn)能情況：少量能量

②第二階段：場所：線粒體基質(zhì)

物質(zhì)變化：2丙酮酸+6H2O→6CO2+20[H]

產(chǎn)能情況：少量能量

③第三階段：場所：線粒體內(nèi)膜

物質(zhì)變化：24[H]+6O2→12H2O

產(chǎn)能情況：大量能量

4.總反應：C6H12O6+6O2→6CO2+12H2O+能量

（1）物質(zhì)變化：有機物（葡萄糖）→無機物（CO2+H2O）

（2）能量變化：有機物中穩(wěn)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(jīng)過不完全分解，釋放少量能量的

過程。

（2）實質(zhì)：細胞內(nèi)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(zhì)基質(zhì)

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(shù)高等植物

（2）第二階段：丙酮酸的不完全分解

①場所：細胞質(zhì)基質(zhì)

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(fā)酵：C6H12O6→2C2H5OH+2CO2+能量（少量）

②乳酸發(fā)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(shù)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(chǎn)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(zhì)代謝形成的某些產(chǎn)物與細胞呼吸中間產(chǎn)物

相同，這些物質(zhì)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(huán)境中儲藏的蘋果會有酒味散發(fā)，而馬鈴薯儲藏久了卻不會有酒味

產(chǎn)生，為什么會產(chǎn)生這種差異？請分析其中的原因。

【答案】蘋果無氧呼吸的產(chǎn)物是酒精和CO2，馬鈴薯無氧呼吸的產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(jù)圖分析：對于厭氧生物來說，無氧呼吸第二階段不產(chǎn)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(xù)以獲

得ATP,NADH就要轉(zhuǎn)化成NAD＋來實現(xiàn)循環(huán)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(xù)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(zhuǎn)化成乳酸進入血液后運輸?shù)礁闻K細胞，

在肝臟細胞中可以轉(zhuǎn)化成丙酮酸、葡萄糖或糖原來利用，減少了物質(zhì)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(chǎn)生乳酸的意義是什么？

【答案】乳酸菌產(chǎn)生的乳酸排到外界環(huán)境中，會導致環(huán)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(jù)優(yōu)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(fā)酵控制無氧環(huán)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(fā)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(chǎn)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(nèi)，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(nèi)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(fā)育時期：同一植物在不同的生長發(fā)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(yǎng)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(chǎn)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(chǎn)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(fā)酵可以生產(chǎn)各種酒。

②利用乳酸菌發(fā)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(chǎn)酒精。

第四節(jié)光合作用與能量轉(zhuǎn)化

考點1:捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)

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(jié)果：濾紙條上呈現(xiàn)四條顏色、寬度不同的色素帶。

【注意】（1）層析液易揮發(fā)，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(jié)果分析

①色素帶的條數(shù)與光合色素種類有關(guān)，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(guān)，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(guān)，擴散速度越快說明溶解度越高。

2.捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)

（1）葉綠體結(jié)構(gòu)

①外膜和內(nèi)膜：將葉綠體內(nèi)部與外界的細胞質(zhì)基質(zhì)分隔開，保證內(nèi)

部的光合作用集中在一個相對獨立的區(qū)間不受干擾、高效有序地進

行。

②基質(zhì)：呈液態(tài)，分布著大量與光合作用暗反應有關(guān)的酶。

③類囊體：生物膜圍成的囊狀結(jié)構(gòu)，分布著大量的光合色素和與光

合作用光反應階段有關(guān)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(guān)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(jié)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(qū)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(qū)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

①種類

葉綠素a（黃綠色）

葉綠素

（含量約占3/4）

葉綠素b（黃綠色）

綠葉中的色素

胡蘿卜素（橙黃色）

類胡蘿卜素

（含量約占1/4）

葉黃素（黃色）

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(nèi)

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(jié)構(gòu)堆疊而成。這些囊狀結(jié)構(gòu)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(zhì)中有與光合作用有關(guān)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?？梢姽獾牟ㄩL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(shù)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(zhuǎn)換光能：少數(shù)處于特殊狀態(tài)的葉綠素a有將光能轉(zhuǎn)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(gòu)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(zhuǎn)化成儲存著能量的有機物，并

且釋放出氧氣的過程。

葉綠體

②反應式：CO2+H2O(CH2O)+O2

光能

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，O2被釋放，

C與H2O結(jié)合成甲醛，然后甲醛分子縮合成糖

1928年科學家發(fā)現(xiàn)甲醛對植物有毒害作用，而且甲醛不能通過光合作用轉(zhuǎn)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

18

1941年魯賓、用同位素示蹤的方法，研究了光合作用中氧氣的來源，HO+CO2→植物

1818

卡門→O2,H2O+CO2→植物→O2，得出光合作用釋放的氧全部來自水

1954年阿爾農(nóng)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(jù)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(xiàn)在也稱為碳反應，

兩個階段。

（1）光反應

①場所：葉綠體內(nèi)的類囊體薄膜上；

②條件：光、色素、酶；

+

③物質(zhì)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。

（2）暗反應

①條件：NADPH、ATP、酶；

②場所：葉綠體基質(zhì)；

③物質(zhì)變化：CO2的固定：CO2＋C5→2C3；

ATP

C3的還原：2C3(CH2O)+C5

NADPH

④能量變化：活躍的化學能轉(zhuǎn)變?yōu)樘穷惖扔袡C物中穩(wěn)定的化學能。

（3）光反應與暗反應的聯(lián)系

光反應產(chǎn)生的NADPH、ATP為暗反應提供還原劑和能量；暗反應產(chǎn)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(zhuǎn)移

18181818

①O元素的轉(zhuǎn)移途徑：HO→O2CO2→C3→(CO)

14141414

②C元素的轉(zhuǎn)移途徑：CO2→C3→(CH2O)+C5

③H元素的轉(zhuǎn)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(chǎn)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(diào)整臺燈和燒

杯之間的距離來調(diào)節(jié)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(nèi)被抽去

空氣的圓形小葉片上浮的數(shù)量或者是浮起相同數(shù)量的葉片所用的時間長短來衡量光合作用

的強弱。

（3）無關(guān)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(wěn)定，為光合作用提供CO2

（4）實驗結(jié)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）404040

臺燈與燒杯的距離（cm）102030

葉片漂起的5min000

數(shù)量10min989

15min1099

20min131010

25min131011

光照強度對光合作用強度有影響：在一定的范圍內(nèi)，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(chǎn)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(jié)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(huán)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(nèi)，光照強度增加，光反

應速率加快，產(chǎn)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(chǎn)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(guān)系：真正光合速率=凈光合速率+呼吸速率

B.關(guān)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(chǎn)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(chǎn)中，適當增加光照強度，

可以提高光合速率，使作物增產(chǎn)。

（2）二氧化碳濃度

①圖1和圖2都表示在一定范圍內(nèi),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(nèi)CO2濃度。

大田生產(chǎn)“正其行,通其風”,即為提高CO2濃度,增加產(chǎn)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(guān)閉，植物因為缺少CO2而光合作用強度下降。

（4）水分和礦質(zhì)元素

①原理

a.水既是光合作用的原料，又是體內(nèi)各種化學反應的介質(zhì)，如植物缺水導

致萎蔫，使光合速率下降。

b.礦質(zhì)元素通過影響葉綠素等相關(guān)化合物的合成，對光合作用產(chǎn)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(zhì)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(nèi)部因素

（1）葉面指數(shù)

①一定范圍內(nèi)隨葉面積指數(shù)增大，總光合量不斷增大，干物質(zhì)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(shù)增大仍不斷增加，故干物質(zhì)積累量逐漸降低。

③生產(chǎn)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(nèi)隨著幼葉不斷生長，葉面積不斷增大，葉內(nèi)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(wěn)定，光合速率基本穩(wěn)定。

BC：老葉時，隨葉齡增加，葉綠素被破壞，光合速率下降。

生產(chǎn)應用：農(nóng)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(jù)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(huán)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(yǎng)生物。

2.化能合成作用與光合作用的比較

（1）相同點：本質(zhì)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(jù)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(fā)芽種子為例)。

實驗現(xiàn)象結(jié)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(chǎn)生酒精的無氧呼吸

左移右移進行有氧呼吸和產(chǎn)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(chǎn)乳酸的無氧呼吸

(二)種子萌發(fā)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(nèi)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(nèi)氣體壓

強減小，刻度管內(nèi)的著色液左移。單位時間內(nèi)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(jié)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(fā)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(guān)系

脂肪含氫量高，含氧量低，等質(zhì)量的脂肪與葡萄糖相比，脂肪氧化分解時耗氧量高，產(chǎn)生

CO2量少。因此脂肪有氧呼吸時，產(chǎn)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(chǎn)生,是由丙酮酸和水反應生成的,場所是線粒體基質(zhì)。

（2）O2參與了第三階段,[H]和O2結(jié)合生成水,所以細胞呼吸產(chǎn)生的水中的氧全部來自O2,場

所是線粒體內(nèi)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(jié)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(zhì)基質(zhì)（第一階段）、線粒體細胞質(zhì)基質(zhì)

（第二、三階段）

不

分解產(chǎn)物CO2和H2O乳酸或CO2和酒精

同能量轉(zhuǎn)化有機物中的化學能轉(zhuǎn)化為ATP中有機物中的化學能轉(zhuǎn)化為不徹底氧

點的化學能、熱能化產(chǎn)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，能量完全釋有機物沒有徹底氧化分解，能量沒

放有完全釋放

相同實質(zhì)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(lián)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)生少量ATP,第二階段不產(chǎn)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(chǎn)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(zhì)基質(zhì)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(chǎn)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(chǎn)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(zhì)和細胞膜,真核生

物有氧呼吸的場所是細胞質(zhì)基質(zhì)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(shù)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(zhì)中

物質(zhì)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(wěn)定的化學能

聯(lián)系光反應是暗反應的基礎(chǔ)，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(huán)境改變時光合作用各物質(zhì)含量的變化分析

1.“來源—去路”法分析各物質(zhì)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(fā)生變化時，分析相關(guān)物質(zhì)含量在短時間內(nèi)的變化：

2.“模型法”表示C3、C5等物質(zhì)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(xù)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(zhì)中有少量的積累，在光反應停止

時，暗反應仍可持續(xù)進行一段時間，有機物還能繼續(xù)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(xù)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(nèi)在關(guān)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(nèi)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(nèi)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(jù)坐標曲線判定:當光照強度為0時,若CO2吸收值為負值,該數(shù)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(jù)關(guān)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(chǎn)生量

有機物消耗量(黑暗)積累量制造量、產(chǎn)生量

2.自然環(huán)境及密閉容器中植物光合作用曲線的分析

(1)自然環(huán)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(xiàn)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(xiàn)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(huán)境中。

④紅色液滴向左移動(單位時間內(nèi)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(nèi)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(nèi)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(jù)紅色液滴的移動距離對原實驗結(jié)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(shù)據(jù)變化值代表細胞呼吸強度

值，曝光的一半測得的數(shù)據(jù)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(chǔ)層級訓練內(nèi)容為細胞呼吸的場所、過程、產(chǎn)物、實質(zhì)等內(nèi)容,重難、綜合

層級考查兩種呼吸方式的區(qū)分判斷。

（2）細胞呼吸的影響因素及應用

該考點基礎(chǔ)層級訓練內(nèi)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(chǎn)生活實踐相結(jié)合。

2.光合作用

（1）捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)

本考點基礎(chǔ)部分內(nèi)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(jié)

構(gòu)等內(nèi)容,重難及綜合部分主要考查光合色素與無機鹽的關(guān)系、光合色素的區(qū)分、在光合作

用中的相關(guān)作用等內(nèi)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(zhì)和能量的變化?？偣夂虾蛢艄夂?/p>

的關(guān)系及表示方法；影響光合作用的因素等。

【真題再現(xiàn)】

1．（2023·北京·統(tǒng)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(jié)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(zhì)是血糖

C．高強度運動時，糖類中的能量全部轉(zhuǎn)變?yōu)锳TP

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(zhì)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(zhì)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(zhuǎn)變?yōu)锳TP，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(zhuǎn)運減緩，引起細胞質(zhì)基質(zhì)內(nèi)H+積累，無氧呼吸產(chǎn)生的乳酸也使細

胞質(zhì)基質(zhì)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(chǎn)乳酸途徑轉(zhuǎn)換為丙酮酸產(chǎn)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(nèi)pH高于細胞質(zhì)基質(zhì)

B．檢測到水淹的玉米根有CO2的產(chǎn)生不能判斷是否有酒精生成

C．轉(zhuǎn)換為丙酮酸產(chǎn)酒精途徑時釋放的ATP增多以緩解能量供應不足

D．轉(zhuǎn)換為丙酮酸產(chǎn)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(zhì)基質(zhì)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(zhì)基質(zhì)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(zhuǎn)運減緩，引起細胞質(zhì)基質(zhì)內(nèi)H+積累，說明細胞質(zhì)基質(zhì)內(nèi)H+轉(zhuǎn)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(nèi)pH低于細胞質(zhì)基質(zhì)，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(chǎn)生CO2，檢

測到水淹的玉米根有CO2的產(chǎn)生不能判斷是否有酒精生成，B正確；

C、轉(zhuǎn)換為丙酮酸產(chǎn)酒精途徑時，無ATP的產(chǎn)生，C錯誤；

D、丙酮酸產(chǎn)酒精途徑時消耗的[H]與丙酮酸產(chǎn)乳酸途徑時消耗的[H]含量相同，D錯誤。

故選B。

3．（2023·湖北·統(tǒng)考高考真題）為探究環(huán)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(jié)果如下表。據(jù)結(jié)果分析，下列敘述正確的是（）

A物質(zhì)濃度（μg·L-1）

01050100

指標

①肝臟糖原含量（mg·g-1）25．0±0．612．1±0．712．0±0．711．1±0．2

②肝臟丙酮酸含量（nmol·g-1）23．6±0．717．5±0．215．7±0．28．8±0．4

血液中胰高血糖素含量109．1±3．120．0±2．

③43．6±1．787．2±1．8

（mIU·mg·prot-1）01

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(nèi)葡萄糖轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(xù)升高

【答案】D

【分析】本實驗的目的是探究環(huán)境污染物A對斑馬魚生理的影響，自變量是A物質(zhì)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(chǎn)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(zhì)濃度增大，肝臟糖原含量逐漸減小，葡萄糖轉(zhuǎn)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(xù)升高，D正確。

故選D。

4．（2023·北京·統(tǒng)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