高一上学期生物人教版必修1第五单元 细胞的能量供应和利用单元复习学案

这是一份高一上学期生物人教版必修1第五单元 细胞的能量供应和利用单元复习学案，共20页。
第五单元 细胞的能量供应和利用
第一步：单元学习目标整合
1.
绝大多数酶是一类能催化化学反应的蛋白质，酶活性受到环境因素（如H和温度等）的影响。
2.
ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。
3.
植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量，这些能量在二氧化碳和水转化为糖与氧气的过程中，转化为糖分子中的化学能。
4.
生物通过细胞呼吸将储存在有机物中的能量转化为生命活动可以利用的能量。
第二步：单元思维导图回顾知识

第三步：单元重难知识易混易错
（一）酶与ATP
1． 酶的化学本质：蛋白质或RNA
2． 酶在细胞代谢中的作用：酶可以降低化学反应所需的活化能
3． 酶只能在细胞内发生催化作用吗？
提示：酶虽然是活细胞产生的，一般情况下都是在生物体内发挥催化作用但在体外适宜的条件下也具有催化作用
4． 酶促反应速率不同于酶活性
（1）温度、pH都能影响酶的空间结构，改变酶的活性，进而影响酶促反应速率。
（2）底物浓度或酶浓度也能影响酶促反应速率。当底物浓度相同在一定范围内，随着酶浓度的增大，酶促反应速率增大当酶浓度相同时，在一定范围内，随着底物浓度的增大，酶促反应速率增大。但底物浓度或酶浓度没有改变酶活性。
5． 不同酶的最适pH不同：动物体内的酶最适pH大多在6.5-80之间，但也有例外，如胃蛋白酶的最适pH为1.5；植物体内的酶最适pH大多在4.5~6.5之间。
6． ATP与ADP的转化并不是完全可逆的：ATP与ADP的相互转化，从物质方面来看是可逆的，从酶进行的场所、能量方面来看是不可逆的，即从整体上来看二者的转化并不可逆，但可以实现不同形式的能量之间的转化，保证生命活动所需能量的持续供应。
7． 误认为ATP等同于能量：ATP是一种高能磷酸化合物，其分子式可以简写为A-P~P~P，高能磷酸键水解时能够释放出高达30.54kJ/mol的能量，所以ATP是与能量有关的一种物质，不能将两者等同起来。
8． ATP转化为ADP也需要消耗水：ATP转化为ADP又称“ATP的水解反应”，这一过程需ATP酶的催化，同时也需要消耗水。凡是大分子有机物（如蛋白质、脂肪、淀粉等）的水解都需要消耗水。
例题：
1.以下关于酶和ATP的叙述，正确的是( )
A.蛋白质、多糖等大分子合成和水解的过程中都需要酶，酶促反应不一定都需要ATP供能
B.酶既可以在细胞内也可以在细胞外发挥作用，ATP只能在细胞内发挥作用
C.同一生物体不同种类细胞中的酶都不相同
D.为了保持酶的活性，应在酶的最适温度和最适pH条件下保存酶
【答案】A
【解析】蛋白质、多糖等大分子合成和水解的过程中都需要酶，有些酶促反应属于放能反应，不需要ATP供能，A正确；酶和ATP在细胞内外都可以发挥作用，B错误；同一生物体不同种类细胞中的酶可能相同，如ATP水解酶，C错误；酶应在低温(0~4℃)条件下保存，D错误。
2.细胞内有多种高能磷酸化合物，如NTP和dNTP。ATP是NTP家族中的一员，dATP是dNTP家族中的一员。每个NTP分子失去两个磷酸基团后的产物是核糖核苷酸，而每个dNTP分子失去两个磷酸基团后的产物是脱氧核糖核苷酸。下列相关叙述不合理的是( )
A.NTP和dNTP都能作为直接能源物质
B.dNTP彻底水解的产物中可能含尿嘧啶
C.ATP失去离腺苷最远的磷酸基团可得到ADP
D.每个NTP分子中都含有3个磷酸基团
【答案】B
【解析】NTP和dNTP都是高能磷酸化合物，都可以作为直接能源物质，A正确；小NTP彻底水解的产物是脱氧核糖、磷酸和碱基，该碱基可能是腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶或胞嘧啶，但一定不是尿嘧啶B错误； ATP失去离腺苷最远的磷酸基团可得到ADP，C正确； 每个NTP分子失去两个磷酸基团后的产物是核糖核苷酸，每个核糖核苷酸分子中含有1个磷酸基团，故每个NTP分子中都含有3个磷酸基团。
3.下图曲线Ⅰ、Ⅱ分别表示反应物A在无催化剂条件和有酶催化条件下生成产物P所需的能量变化过程。下列相关叙述错误的是( )

A.E2段表示在有酶条件下反应发生需要的活化能
B.若将酶改为无机催化剂，则曲线Ⅱ将向上移动
C.若其他条件不变，E1越大，则酶的催化效率越高
D.若增加反应体系中的酶量，则E2减小，反应速率提高
【答案】D
【解析】E2段由初态到发生反应的活化状态所需的活化能较低、表示在有酶催化的条件下发生化学反应需要的活化能，A正确； 酶的催化效率大约是无机催化剂的107~1013倍（酶的催化作用具有高效性），若将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则由初态到发生反应的活化状态所需的活化能较酶催化时高，所以此时曲线Ⅱ在纵轴上将向上移，B正确其他条件不变，E1越大，说明酶降低活化能的效果佳，则酶的催化效率越高，C正确； 增加反应体系中的酶量，反应速率提高，但酶降低活化能的量不变，D错误。
故选：D。
（二） 细胞呼吸
1. 酵母菌是一种单细胞真菌，在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧菌
2. 真核生物细胞呼吸的场所不是只有线粒体
（1）在有氧呼吸的第一阶段，1分子葡萄糖分解成2分子丙阶段，芮酮酸和水彻底芬解成CO2和[H]，[H]和O2结合生成H2O这两个过程在线粒体中进行
（2）无氧呼吸始终在细胞质基质中进行。
3. 误认为有氧呼吸的全过程都需要O2：有氧呼吸的第一、二阶段不需要O2，只有第三阶段需要O2。
4. 影响细胞呼吸的主要外界因素以及应用
（1）温度
ü 影响（如图）：细胞呼吸是一系列酶促反应，温度通过影响酶的活性而影响细胞呼吸速率。细胞呼吸的最适温度一般在25～35 ℃之间。

ü 应用
a.低温储存食品
b.大棚栽培在夜间和阴天适当降温
c.温水和面发得快
（2）氧气
ü 影响（如图）：O2是有氧呼吸所必需的，且O2对无氧呼吸过程有抑制作用。

a.O2浓度＝0时，只进行无氧呼吸。
b.01，说明酵母菌既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，无氧呼吸释放的能量少，B项正确；长期营养不足或患糖尿病的人，体内存储的脂肪会被消耗，脂肪氧化分解消耗的O=量大于产生的CO2量，故长期营养不足或患糖尿病的人RQ1，D正确。
3.向盛有5%葡萄糖溶液的锥形瓶中加入适量酵母菌，在不同氧气浓度条件下测得相同时间内酵母菌产生的酒精和CO2的量如下图所示，据图分析不合理的是( )

A.氧浓度为a时，酵母菌细胞呼吸合成ATP的场所只有细胞质基质
B.氧浓度为b时，在线粒体基质中产生的CO2比细胞质基质中多
C.氧浓度为c时，酵母菌有氧呼吸消耗的葡萄糖量是无氧呼吸消耗的1/2
D.氧浓度为d时，细胞呼吸产生的NADH在线粒体内膜上与氧气结合生成水
【答案】B
【解析】分析曲线图：两条坐标曲线中，一条是CO2的产生量，另一条是酒精的产生量；点氧气浓度下，CO2的产生量等于酒精的产生量，说明酵母菌只进行无氧呼吸：b、c两点氧气浓度下CO2的产生量大于酒精的产生量，说明酵母菌存在有氧呼吸和无氧呼吸两种呼吸方式：d点氧气浓度下酒精的产生量为0，说明从该点氧气浓度开始只进行有氧呼吸。
4.细胞无氧呼吸与有氧呼吸的第一阶段完全相同，由1分子葡萄糖分解成2分子丙酮酸，并产生少量NADH。在乳酸菌的细胞质基质中，丙酮酸与NADH可在相关酶的催化下转化为乳酸和NAD+。在酵母菌的细胞质基质中，丙酮酸在丙酮酸脱氢酶的催化下分解为CO2与乙醛，乙醛与NADH再在相关酶的催化下转化为乙醇和NAD+。下列相关分析正确的是( )
A.乳酸菌细胞与酵母菌细胞中均存在NAD+向NADH转化的过程
B.有氧条件下，酵母菌细胞中无氧呼吸第二阶段生成酒精但无法合成ATP
C.乳酸菌与酵母菌的无氧呼吸产物不同，其根本原因是基因的选择性表达
D.若酵母菌在无氧条件产生的CO2量与有氧条件相同，则无氧条件消耗葡萄糖量是有氧条件的2倍
【答案】A
【解析】乳酸菌细胞与酵母菌细胞中呼吸作用第一阶段，均产生了NADH，即均存在NAD+向NADH转化的过程，A正确；酵母菌是兼性厌氧型生物，在有氧条件下，酵母菌细胞进行的是有氧呼吸，B错误；乳酸菌与酵母菌是不同的生物，其无氧呼吸的产物不同，根本原因是遗传物质不同，C错误；由于有氧呼吸消耗1分子葡萄糖，产生6分子二氧化碳，而无氧呼吸消耗1分子葡萄糖，产生2分子二氧化碳，所以若酵母菌在无氧条件产生的CO2量与有氧条件相同，则无氧条件消耗葡萄糖量是有氧条件的3倍，D错误。
（三） 光合作用
1. 光合色素：叶绿素对橙光，黄光吸收较少，对绿光吸收最少，主要吸收红光和蓝紫光
2. 暗反应过程并非不需要光
ü 光合作用的过程可以分为两个阶段，即光反应和暗反应。
ü 前者在光下才能进行，并在一定范围内随着光照强度的增加而增强；后者在有光、无光的条件下都可以进要光反应的产物[H]和ATP，因此在无光条件下不可以长期进行
3. 影响光合作用的因素及其应用
（1）光照强度
ü 光照强度与光合作用强度的关系曲线分析：

A点：光照强度为0，此时只进行细胞呼吸，释放的CO2量可表示此时细胞呼吸的强度。
AB段：随光照强度增强，光合作用强度也逐渐增强，CO2释放量逐渐减少，这是因为细胞呼吸释放的CO2有一部分用于光合作用，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CO2全部用于光合作用，即光合作用强度等于细胞呼吸强度（光照强度只有在B点以上时，植物才能正常生长）。
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点以后不再加强。限制C点以后光合作用强度不再增加的内部因素是色素含量、酶的数量和最大活性，外部因素是CO2浓度等除光照强度之外的环境因素。
ü 应用：阴雨天适当补充光照，及时对大棚除霜消雾。
（2）CO2浓度

ü 曲线分析：A点是进行光合作用所需的最低CO2浓度，B点是CO2饱和点；B点以后，随着CO2浓度的增加光合作用强度不再增加。
ü 应用：温室中适当增加CO2浓度，如投入干冰等，大田中“正其行，通其风”，多施有机肥来提高CO2浓度。
（3）温度

ü B点是最适温度，此时光合作用最强，高于或低于此温度光合作用强度都会下降，因为温度会影响酶的活性。
ü 应用：温室栽培时白天适当提高温度，夜间适当降低温度。
（4）水及矿质元素对光合作用的影响
ü 原理：
N、 Mg、Fe等是叶绿素合成的必需元素，若这些元素缺乏，会影响叶绿素的合成从而影响光合作用。
水既是光合作用的原料，又是体内各种化学反应的介质，水还会影响气孔的开闭，从而影响CO2进入植物体。
ü 应用：合理施肥；预防干旱，合理灌溉。
4. 植物“三率”
ü 常考易错的“三率”
（1）呼吸速率：植物非绿色组织（如苹果果肉细胞）或绿色组织在黑暗条件下测得的值－单位时间内一定组织的CO2释放量或O2吸收量。
（2）真正（总）光合速率：表示植物绿色组织在有光条件下进行光合作用消耗的CO2或产生O2的量。
（3）净光合速率：植物绿色组织在有光条件下，总光合作用与细胞呼吸同时进行时，测得的数据为净光合速率。从数值关系上：净光合速率＝总光合速率－呼吸速率。
ü 植物“三率”的判断
（1）根据坐标曲线判定：当光照强度为0时，若CO2吸收值为负值，该值代表呼吸速率，该曲线则代表净光合速率；若CO2吸收值为0，该曲代表真正（总）光合速率。
（2）根据实验条件判定：实验结果所给数值若为黑暗条件下绿色植物的测定值，则为呼吸速率；若所给数值为有光条件下绿色植物的测定值，则为净光合速率。
（3）根据代谢过程图解进行判定：

a.呼吸速率：②或⑤
b.净光合速率：①或④
c.总光合速率：③=①+②；⑥=④+⑤.
ü 光合作用和细胞呼吸综合曲线解读

（1）绿色组织在黑暗条件下或非绿色组织只进行呼吸作用，测得的数值为呼吸速率（A点）
（2）绿色组织在有光条件下，光合作用与细胞呼吸同时进行，测得的数据为净光合速率
（3）环境条件改变时光补偿点、光饱和点的移动
①光补偿点的移动：呼吸速率增加，其他条件不变时，光补偿点应右移，反之左移。呼吸速率基本不变，相关条件的改变使光合速率下降时，光补偿点应右移，反之左移。
②光饱和点的移动：相关条件的改变（如增大CO2浓度）使光合速率增大时，光饱和点C应右移，反之左移。
ü 不同条件下一昼夜植物光合作用曲线
（1）自然环境中一昼夜植物光合作用曲线：

①开始进行光合作用的点：b
②光合作用与呼吸作用相等的点：c、e
③开始积累有机物的点：c
④有机物积累量最大的点：e
（2） 密闭容器中一昼夜植物光合作用曲线：

①光合作用强度与呼吸作用强度相等的点：D、H.
②该植物一昼夜表现为生长，其原因是I点CO2浓度低于A点CO2浓度，说明一昼夜密闭容器中CO2浓度减小，即植物光合作用制造的有机物量＞呼吸作用消耗的有机物量，植物生长。
例题：
1.中国科学家宣布将CO2合成了淀粉，该研究将CO2合成淀粉分为了四个大模块：分别是以CO2制备甲醇的—碳反应C1模块、由甲醇制备3-磷酸甘油醛的三碳反应C3模块、由3-磷酸甘油醛制备6-磷酸葡糖的六碳反应C6模块以及由6-磷酸葡糖至淀粉的n碳反应Cn模块。下列说明错误的是( )
A.人工将CO2合成淀粉的过程模拟了植物细胞光合作用中的暗反应过程
B.甲醇制备3-磷酸甘油醛的三碳反应C3模块相当于暗反应中CO2的固定过程
C.由3-磷酸甘油醛制备6-磷酸葡糖的六碳反应C6模块相当于C3还原过程
D.植物体内由6-磷酸葡糖合成淀粉的n碳反应发生在细胞质基质中
【答案】D
【解析】根据分析可知，由CO2合成淀粉属于暗反应过程，A正确； CO2的固定过程是指CO2被C5固定形成C3，因此C3模块相当于暗反应中CO2的固定过程， B正确； C3还原过程是指C3在光反应提供的ATP和还原氢的作用下还原生成C5和糖类等有机物，因此6-磷酸葡糖的六碳反应C6模块相当于C3还原过程，C正确； 暗反应阶段合成淀粉，因此葡萄糖合成淀粉的过程发生在叶绿体基质中，D错误。
2.植物真正光合速率一般用单位时间内同化CO2的微摩尔数表示。将生长状况相同的某种植物在不同温度下分别暗处理1h，再光照1h(光照强度相同)，测定CO2浓度，得到如下图数据。下列分析正确的是( )

A.该植物在29℃和30℃时依然表现生长现象
B.该植物细胞呼吸和光合作用的最适温度分别是29℃和28℃
C.在28℃和29℃时，光合作用积累的有机物的量相等
D.30℃时光合作用速率等于细胞呼吸速率，CO2变化都是20微摩尔/小时
【答案】A
【解析】暗处理后浓度的增加量代表呼吸作用强度，光照后与暗处理前浓度的减少量代表：光合作用固定的量（=）-呼吸作用释放的量（）；植物在时，总光合作用速率=浓度的减少量+浓度的增加量微摩尔/小时，净光合作用速率=总光合速率-呼吸速率微摩尔/小时，植物在时，总光合作用速率微摩尔/小时，净光合作用速率=总光合速率-呼吸速率微摩尔/小时，该植物在和时，净光合速率都大于零，依然表现生长现象，A正确。总光合作用速率=浓度的减少量+浓度的增加量，在时光合速率最大；暗处理1h后浓度的增加量代表呼吸作用速率，在时呼吸速率最大，B错误。C项，在时，光合作用制造的有机物的量即总光合速率微摩尔/小时；时，光合作用制造的有机物的量即总光合速率微摩尔/小时；时，光合作用制造的有机物的量即总光合速率微摩尔/小时，在、和时，光合作用制造的有机物的量不相等，C错误。时，光合作用速率微摩尔/小时，细胞呼吸速率=20微摩尔/小时，光合作用速率大于细胞呼吸速率，D错误。
7.在适宜温度和大气CO2浓度条件下，测得某森林中四种主要乔木幼苗叶片的生理指标（见下表），下列分析正确的是( )
生理指标
构树
刺槐
香樟
胡颓子
光补偿点（千勒克斯）
6
4
1.8
1.1
光饱和点（千勒克斯）
13
9
3.5
2.6
注：光补偿点：光合速率等于呼吸速率时的光强；光饱和点：达到最大光合速率所需的最小光强。
A.光照强度为1.1千勒克斯时，胡颓子的幼苗的净光合速率小于零
B.光照强度为10千勒克斯时，影响构树和刺槐幼苗光合速率的环境因素都有光照强度和CO2浓度
C.若将光照强度突然由2千勒克斯增加到3千勒克斯，香樟幼苗叶绿体中的CO2会增加
D.光照强度大于13千勒克斯时，构树幼苗光合作用固定的CO2全部来自外界
【答案】A
【解析】本题考查光合作用相关知识。光照强度为1.1千勒克斯时，胡颓子幼苗叶片到达光补偿点，此时叶片的光合速率等于呼吸速率，但由于幼苗中有部分细胞不能进行光合作用，而且还要进行呼吸作用，因此整个幼苗的净光合速率小于零，A正确；光照强度为10千勒克斯时，构树还没有达到光饱和点，此时影响构树幼苗光合速率的环境因素主要是光照强度，而光照强度为10千勒克斯时，刺槐已经达到光饱和点，此时影响刺槐幼苗光合速率的环境因素主要是CO2浓度，B错误；若将光照强度突然由2千勒克斯增加到3千勒克斯，香樟幼苗的光合速率增加，吸收更多的CO2，因此其叶绿体中的CO2会减少，C错误；光照强度大于13千勒克斯时，构树幼苗光合作用固定的CO2部分来自自身呼吸，部分来自外界，D错误。
8.如图表示夏季晴天，某植物放在密闭的玻璃罩内一昼夜CO2的浓度变化（假设一昼夜5时日出，19时日落，假定玻璃罩内植物的生理状态与自然环境中相同）。用CO2测定仪测得了一天内该玻璃罩内CO2浓度变化情况，绘制成如图的曲线。下列有关说法正确的是( )

A.BC段较AB段CO2增加速度减慢，原因是低温使植物呼吸作用减弱
B.从D点开始CO2下降，说明植物进行光合作用是从D点开始的
C.FG段CO2下降不明显，原因是光照强度减弱，光合作用减弱
D.H点CO2浓度最低，说明此时植物对CO2的吸收最多，光合作用最强
【答案】A
【解析】由图可知BC段较AB段CO2增加减慢，二氧化碳的增加是呼吸作用释放出来的，此时温度较低，A正确；二氧化碳下降从D点开始，D点说明光合作用等于呼吸作用强度，B错误；FG段二氧化碳下降不明显，是因为光照强度太强，气孔关闭，二氧化碳供应减少导致光合作用减弱，C错误；H点二氧化碳浓度最低，说明一天中此时积累的有机物最多，但并不是光合作用最强，D错误。
第四步：单元核心素养对接高考
虽然学生对于植物的生长有一些感性的认识，但是并没有系统地观察和记录植物生长过程的经历。因此，本单元设置了观看南瓜幼苗生长的缩时视频以及无土栽培植物的活动。目的在于培养学生的观察、科学记录、分析数据等科学实践能力，培养学生基于证据和逻辑得出结论的科学论证能力。
关于“植物是如何长大的”这一主题，学生普遍存在一些错误的认识，如植物干重的增加主要来自土壤，认为植物是“吃土”长大的。为了帮助学生深刻理解概念，本单元设计了不同光照条件下植物对二氧化碳浓度影响的实验，主要目的在于提供机会让学生验证自己实验假设的正误，并且理解光合作用是植物长大的主要原因。
知识点1 ATP的结构组成及其在能量代谢中的作用
ü ATP的结构组成：ATP分子的结构可以简写成A-P～P～P，其中A代表腺苷P代表磷酸基团，～代表一种特殊的化学键（高能磷酸键）。

ü ATP在细胞代谢中的作用：ATP是生物体内的直接能源物质，能量在生物体内的吸能反应和放能反应之间循环流通。
ü 其中ATP水解释放的能量在生物体内可转化为以下多种形式：
（1）机械能：肌肉收缩、染色体运动
（2）电能：神经冲动的传导、生物发电。
（3）渗透能：主动运输。
（4）化学能：蛋白质或DNA等物质的合成。
（5）光能：萤火虫发光。
例题：【2022·浙江】下列关于腺苷三磷酸分子的叙述，正确的是( )
A.由1个脱氧核糖、1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成
B.分子中与磷酸基团相连接的化学键称为高能磷酸键
C.在水解酶的作用下不断地合成和水解
D.是细胞中吸能反应和放能反应的纽带
【答案】D
【解析】
解析：本题考查ATP的结构和作用的有关知识。
选项
正误
原因
A
×
1分子的ATP是由1分子腺嘌呤、1分子核糖和3分子磷酸基团组成
B
×
腺苷与磷酸基团之间的化学键是普通磷酸键，磷酸基团之间的化学键是高能磷酸键
C
×
ATP在水解酶的作用下水解生成ADP和磷酸，ADP和磷酸在合成酶的作用下合成ATP
D
√
吸能反应一般与ATP的水解有关，放能反应一般与ATP的合成有关，故吸能反应和放能 反应之间的纽带就是ATP
知识点2 酶的特性
（1）高效性：酶的催化效率是无机催化剂的107~1013倍。
意义：保证细胞代谢顺利进行。
（2）专一性：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。
（3）酶的作用条件较温和：酶作用需要较温和的条件。绝大多数酶是蛋白质，过酸过碱和高温都能使蛋白质分子的空间结构遭到破坏，从而引起酶活性的改变。
例题：【2022·广东】某同学对蛋白酶TSS的最适催化条件开展初步研究，结果见下表。下列分析错误的是( )
组别
pH
CaCl2
温度（℃）
降解率（%）
①
9
+
90
38
②
9
+
70
88
③
9
-
70
0
④
7
+
70
58
⑤
5
+
40
30
注：+/–分别表示有/无添加，反应物为Ⅰ型胶原蛋白
A.该酶的催化活性依赖于CaCl2
B.结合①②组的相关变量分析，自变量为温度
C.该酶催化反应的最适温度70℃，最适pH为9
D.尚需补充实验才能确定该酶是否能水解其他反应物
【答案】C
【解析】本题考查探究酶的最适催化条件实验。比较②③组，③组没有添加CaCl2，降解率为0，说明该酶的催化活性依赖于CaCl2，A项正确；比较①②组，温度不同，其他变量均相同，说明自变量为温度，B项正确；②组酶的活性最高，此时pH为9，温度为70 ℃，但由于温度梯度和pH梯度都较大，不能说明最适温度为70 ℃，最适pH为9，C项错误；该实验的反应物为Ⅰ型胶原蛋白，要确定该酶能否水解其他反应物还需补充实验，D项正确。
知识点3 有氧呼吸过程中物质与能量的变化
ü 概念：指细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，生成大量ATP的过程。
ü 实质：细胞在氧的参与下，分解有机物，释放能量。
ü 主要场所：线粒体。
ü 过程分析：

第一阶：段
第二阶段
第三阶段
场所
细胞质基质
线粒体基质
线粒体内膜
反应物
C6H12O6（葡萄糖）
CH3COCOOH（丙酮酸）+H2O
[H]+O2
生成物
CH3COCOOH（丙酮酸）+[H]
CO2+[H]
H2O
产生ATP的数量
少量
少量
大量
是否需氧
不需氧
不需氧
需氧
能量变化
稳定的化学能热能
稳定的化学能化学能
ü 各元素转移途径

ü 能量转化：1mol葡萄糖在体内彻底氧化分解释放出2870kJ的能量，其中有977.28kJ的能量储存在ATP中，其余能量以热能的形式散失，以维持体温的恒定。
例题：【2022·广东】在有氧呼吸第三阶段，线粒体基质中的还原型辅酶脱去氢并释放电子，电子经线粒体内膜最终传递给O2，电子传递过程中释放的能量驱动H+从线粒体基质移至内外膜间隙中，随后H+经ATP合酶返回线粒体基质并促使ATP合成，然后与接受了电子的O2结合生成水。为研究短时低温对该阶段的影响，将长势相同的黄瓜幼苗在不同条件下处理，分组情况及结果如图所示。已知DNP可使H+进入线粒体基质时不经过ATP合酶。下列相关说法正确的是( )

A.4℃时线粒体内膜上的电子传递受阻
B.与25℃时相比，4℃时有氧呼吸产热多
C.与25℃时相比，4℃时有氧呼吸消耗葡萄糖的量多
D.DNP导致线粒体内外膜间隙中H+浓度降低，生成的ATP减少
【答案】BCD
【解析】本题考查细胞呼吸的有关知识。由题意可知，电子经线粒体内膜最终传递给O2，4 ℃与25 ℃相比，O2消耗增加，说明其电子传递过程没有受阻，A项错误；细胞呼吸时有机物的化学能转化成ATP的能量和热能，与25 ℃时相比，4 ℃时消耗O2多，但ATP生成量减少，说明其产热多，消耗葡萄糖的量多，B、C项正确；已知DNP可使H+从内外膜间隙进入线粒体基质时不经过ATP合酶，减少了ATP生成，同时从内外膜间隙进入线粒体基质的H+增加，使内外膜间隙的H+浓度降低，D项正确。
知识点4 影响光合作用的因素及应用
ü 光照强度
（1）原理：光照强度通过影响植物的光反应进而影响光合速率。光照强度增大，光反应速率加快，产生的NADPH和ATP增多，使暗反应中还原过程加快，从而使光合产物增加。
（2）应用：
①在温室大棚生产过程中，适当增加光照强度可以提高光合速率，使作物增产。
②一般阴生植物的光补偿点和光饱和点都比阳生植物的低，间作套种农作物，可合理利用光能。
（3）曲线分析

①A点：光照强度为0，此时只进行细胞呼吸。
②AB段（不包含B点）：随光照强度增大，光合作用强度也逐渐增大，CO2释放量逐渐减少。
③B点：为光补偿点，细胞呼吸释放的CO2，全部用于光合作用，即光合作用强度等于细胞呼吸强度。
④BC段（不包含B点）：表示随着光照强度不断增大，光合作用强度不断增大达到C点后不再增大了。
⑤D点：为光饱和点限制D点以后光合作用强度不再增大的内部因素是光合色素含量酶的数量和活性，外部因素是CO2浓度、温度等除光照强度之外的环境因素。
ü CO2浓度
（1）原理：CO2度影响暗反应阶段，制约C3的形成。
（2）应用：
①在农业生产上可以通过增施农家肥等措施来增大CO2浓度，提高光合速率。
②大量生产时“正其行通其风”，加快空气流通，增大CO2浓度，提高光合速率。
③温室栽培农作物可以投放干冰或与鸡舍等相连。
（3）曲线分析

①趋势分析：图1和图2都表示在一定范围内，光合速率也称光合作用速率，随CO2浓度的增大而增大。但当CO2浓度增大到一定值后，光合速率不再增大。
②关键点分析：图1中的A点表示光合速率等于呼吸速时的CO2浓度，即CO2补偿点；图2中的A'点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度。图1和图2中的B点和B'点都表示CO2饱和点。限制B点以后光合速率不再增大的是色素含量、酶的数量和活性等环境因素。
ü 温度：
（1）原理：温度通过影响酶的活性进而影响光合作用，主要制约暗反应。
（2）应用：
①适时播种。
②温室栽培植物时，白天将温度调到光合作用的最适温度，以提高光合速率；晚上适当降低温室内温度，以降低呼吸速率，保证植物有机物的积累
（3）曲线分析：

B点对应的温度是光合作用的最适温度，此时光合速率最大，高于或低于此温度，光合速率都会下降。
ü 水分或矿质元素
（1）原理
①水既是光合作用的原料，又是体内各种化学反应的介质，如植物缺水导致萎蔫，使光合速率下降。另外，水分还能影响气孔的开闭间接影响CO2进人植物
②矿质元素通过影响与光合作用有关的化合物的合成，对光合作用产生直接或间接的影响。如镁可以影响叶绿素的合成，从而影响光反应。但当超过一定浓度后，会因土壤溶液浓度过高，导致植物渗透失水萎缩。
（2）应用：农业生产中，可根据作物的生长规律，合理灌溉和施肥。
ü 多种因素对光合速率的影响：温室栽培时，在一定光照强度下，白天适当调高温度，提高与光合作用有关的酶的活性，提高光合速率，也可同时充入适量的CO2进一步提高光合速率；当温度适宜时，要适当提高光照强度和CO2浓度以提高光合速率。
（3）曲线分析：

①P点之前，限制光合速率的因素度为横坐标所表示的因素，三图中依次为光照强度、光照强度和温度
②Q点之后横坐标所表示的因素不再是影响光合速的主要因素，此时的主要影响因素依次为温度、CO2浓度和光照强度。
例题：【2022·山东】强光条件下，植物吸收的光能若超过光合作用的利用量，过剩的光能可导致植物光合作用强度下降，出现光抑制现象。为探索油菜素内酯（BR）对光抑制的影响机制，将长势相同的苹果幼苗进行分组和处理，如表所示，其中试剂L可抑制光反应关键蛋白的合成。各组幼苗均在温度适宜、水分充足的条件下用强光照射，实验结果如图所示。
分组
处理
甲
清水
乙
BR
丙
BR+L

（1）光可以被苹果幼苗叶片中的色素吸收，分离苹果幼苗叶肉细胞中的色素时，随层析液在滤纸上扩散速度最快的色素主要吸收的光的颜色是______。
（2）强光照射后短时间内，苹果幼苗光合作用暗反应达到一定速率后不再增加，但氧气的产生速率继续增加。苹果幼苗光合作用暗反应速率不再增加，可能的原因有______、______（答出2种原因即可）；氧气的产生速率继续增加的原因是______。
（3）据图分析，与甲组相比，乙组加入BR后光抑制______（填“增强”或“减弱”）；乙组与丙组相比，说明BR可能通过______发挥作用。
【答案】（1）蓝紫光
（2）CO2供应不足；与暗反应有关的酶活性降低(合理即可)；水的光解持续进行
（3）减弱；促进光反应关键蛋白的合成
解析：本题考查光合作用的影响因素。
（1）分离叶肉细胞中的色素时，随层析液在滤纸上扩散速度最快的是胡萝卜素，胡萝卜素主要吸收蓝紫光。
（2）由题意可知，强光照射短时间内，温度升高，与暗反应有关酶的活性下降，同时部分气孔关闭，CO2的供应不足，导致暗反应达到一定速率后不再增加；氧气的产生速率继续增加的原因是水的光解持续进行。
（3）与甲组(清水)相比，乙组的光合作用强度较强，说明加入BR后光抑制减弱；丙组加入可抑制光反应关键蛋白的合成的试剂L，乙组与丙组相比，丙组加入的是BR+L,但是丙组的光合作用强度与甲组的无明显差异，乙组的光合作用强度较强，说明BR可能通过促进光反应关键蛋白的合成来增加光合作用的强度。