内容正文:
第2讲 光合作用和细胞呼吸
[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)。
考点一 光合作用和细胞呼吸的过程
1.有关细胞呼吸的5点说明
(1)无氧呼吸只在第一阶段产生少量ATP,第二阶段不能产生ATP,[H]在第一阶段产生,第二阶段被利用,无[H]的积累。
(2)原核生物无线粒体,但有些原核生物仍可进行有氧呼吸,如蓝藻等,原因是原核生物细胞中含有与有氧呼吸有关的酶。
(3)真核生物的细胞并非都能进行有氧呼吸,如蛔虫细胞、哺乳动物成熟的红细胞只进行无氧呼吸。
(4)对动物和人体而言,有CO2生成的呼吸方式一定是有氧呼吸,因为动物及人体无氧呼吸的产物为乳酸。
(5)无氧呼吸的产物酒精或乳酸对细胞有毒害作用,例如酵母菌酿酒时酒精含量超过16%时,发酵停止,意味着酵母菌被杀死;稻田定期排水,是为了防止水稻幼根因缺氧而变黑、腐烂;玉米种子浸泡在水中会腐烂等。
2.有关光合作用的3点提醒
(1) 光合作用中的[H](NADPH) ≠细胞呼吸中的[H](NADH)。
(2)叶绿体不是所有植物光合作用的必要条件,如原核生物中蓝藻没有叶绿体但也能进行光合作用。
(3)与光合作用有关的色素是脂溶性的,而液泡中的花青素是水溶性的,不能参与光能的吸收、转化和传递。
3.光合作用与细胞呼吸关系
(1)物质转化
(2)能量转化
1.(2020·全国Ⅰ,2)种子贮藏中需要控制呼吸作用以减少有机物的消耗。若作物种子呼吸作用所利用的物质是淀粉分解产生的葡萄糖,下列关于种子呼吸作用的叙述,错误的是( )
A.若产生的CO2与乙醇的分子数相等,则细胞只进行无氧呼吸
B.若细胞只进行有氧呼吸,则吸收O2的分子数与释放CO2的相等
C.若细胞只进行无氧呼吸且产物是乳酸,则无O2吸收也无CO2释放
D.若细胞同时进行有氧和无氧呼吸,则吸收O2的分子数比释放CO2的多
答案 D
解析 有氧呼吸的反应式为C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量,无氧呼吸的反应式为C6H12O62C2H5OH+2CO2+少量能量或C6H12O62C3H6O3+少量能量。据此推理,若产生的CO2与乙醇的分子数相等,则细胞只进行产生乙醇和CO2的无氧呼吸,A项正确;若细胞只进行有氧呼吸,则吸收O2的分子数与释放CO2的分子数相等,B项正确;若细胞只进行无氧呼吸且产物为乳酸,则无O2吸收也无CO2释放,C项正确;若细胞同时进行有氧呼吸和产物为乙醇、CO2的无氧呼吸,则吸收O2的分子数比释放CO2的少;若细胞同时进行有氧呼吸和产物为乳酸的无氧呼吸,则吸收O2的分子数等于释放CO2的分子数,D项错误。
方法技巧 “三看法”判断细胞呼吸的类型
2.(2018·江苏,29节选)如图为某植物叶肉细胞中有关甲、乙两种细胞器的部分物质及能量代谢途径示意图(NADPH指[H]),请回答下列问题:
(1)甲可以将光能转变为化学能,参与这一过程的两类色素为________________________,其中大多数高等植物的________需在光照条件下合成。
(2)在甲发育形成过程中,细胞核编码的参与光反应中心的蛋白,在细胞质中合成后,转运到甲内,在________________(填场所)组装;核编码的Rubisco(催化CO2固定的酶)小亚基转运到甲内,在________(填场所)组装。
(3)甲输出的三碳糖在氧气充足的条件下,可被氧化为______后进入乙,继而在乙的_______(填场所)彻底氧化分解成CO2;甲中过多的还原能可通过物质转化,在细胞质中合成NADPH,NADPH中的能量最终可在乙的________(填场所)转移到ATP中。
答案 (1)叶绿素、类胡萝卜素 叶绿素 (2)类囊体薄膜上 基质中 (3)丙酮酸 基质中 内膜上
解析 (1)题图中甲是叶绿体,是进行光合作用的场所。叶绿体中含有叶绿素和类胡萝卜素,可以吸收光能,并将光能转变为化学能;叶绿素通常需要在有光的条件下才能合成。(2)光反应在叶绿体的类囊体薄膜上进行,参与光反应的酶(蛋白质)在细胞质中合成后,转运到叶绿体的类囊体薄膜上组装;CO2的固定发生在叶绿体基质中,催化CO2固定的酶在叶绿体基质中组装。(3)图中乙为线粒体,是进行有氧呼吸的主要场所。氧气充足时,光合作用产生的三碳糖可被氧化为丙酮酸后进入线粒体,丙酮酸在线粒体基质中被彻底氧化分解成CO2,同时产生[H]和ATP;有氧呼吸前两个阶段产生的[H]在线粒体内膜上参与有氧呼吸的第三阶段,即和O2反应生成水,同时产生大量ATP。叶绿体中产生的过多的还原能通过物质转化合成NADPH,NADPH可通过参与有氧呼吸第三阶段产生ATP。
思维延伸 (1)不同状况下“光合作用与细胞呼吸”的关系
(2)若用含有18