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多角度复习光合作用与细胞呼吸 ——高考生物二轮专题复习讲与练 细胞代谢是高中生物课中的重点内容，为历年生物高考中必考的重点，其中光合作用与细胞呼吸的部分更是考查的重中之重，故有人称之为细胞代谢的“绝代双骄”。且二者的生理过程还有着千丝万缕的联系，现从以下几个方面对两者之间的关系进行探讨分析，以期同学们对此有更深的认识与理解。 一、从［H］的角度拓展 在光合作用的光反应阶段，水光解时产生的H 与NADP （氧化型辅酶Ⅱ）在相应酶的作用下生成NADPH（还原型辅酶Ⅱ），即光合作用中的［H］。 在呼吸作用的第一阶段（有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段相同）及有氧呼吸的第二阶段，NAD （氧化型辅酶Ⅰ）与H 在相应酶的作用下生成NADH（还原型辅酶Ⅰ），即呼吸作用中的［H］。 当然，尽管［H］类型不同，其作用对象也不同，但它们都属于强还原性物质，从这个角度又可将它们统称为［H］。在中学阶段，当试题中给出［H］时，它既可表示光合作用中产生的［H］，也可表示呼吸作用中产生的［H］。 在光合作用中，［H］在暗反应阶段为还原剂还原C3，而在有氧呼吸的第三阶段，前两个阶段产生的［H］与O2结合生成水，在无氧呼吸过程中，［H］用于还原丙酮酸生成乳酸或酒精和二氧化碳。 关于［H］的来源、去路如图所示。 ［典例1］　如图表示生物细胞内［H］的转移过程，下列分析正确的是（　　） A.①过程可以发生在叶绿体基粒上，且伴随着ADP的产生 B.②过程一定发生在叶绿体基质中，且必须在光下才能进行 C.真核细胞的③过程发生在线粒体内膜上，且必须有氧气参与 D.无氧条件下④过程产生的［H］会在细胞中积累 解题思路 如图所示，①过程表示光反应，可以发生在叶绿体基粒上，且伴随着ATP的产生，A错误；②过程通常表示光合作用的暗反应，故光不是必须条件，并且也可发生在没有叶绿体的原核细胞中，此外，还有一些细菌通过化能合成作用可将二氧化碳和水合成（CH2O），此过程也不需要光，也没有叶绿体参与，B错误；真核细胞的③过程表示有氧呼吸的第三阶段，发生在线粒体内膜上，且必须有氧气参与，C正确；④过程表示呼吸作用第一阶段，无氧呼吸产生的［H］还原丙酮酸生成乳酸或酒精和二氧化碳，不会造成细胞内［H］的积累，D错误。 答案：C 二、从能量变化的角度再审视 光合作用与呼吸作用都能产生ATP，但二者也存在着一定的区别。 在光合作用的光反应阶段，光能转化为活跃的化学能储存在ATP中，此阶段产生的ATP只用于暗反应过程，并将活跃的化学能转化为稳定的化学能储存在糖类等有机物中。 在有氧呼吸过程中，以葡萄糖为例，葡萄糖完全分解释放的能量较多，一部分以热量形式释放，另有一少部分能量则转移到ATP中，故此过程产生的能量不等同于ATP中储存的能量，且只有呼吸作用产生的ATP才能作为直接能源用于各项生命活动。 对一个正在生长的植物来说，光合作用过程产生的ATP应多于呼吸作用过程产生的ATP。因为一方面正在生长的植物有机物有积累，即光合作用产生的有机物要多于呼吸作用消耗的有机物；另一方面，光合作用过程中有机物中的能量都来自ATP中能量的转化，而呼吸作用过程中的有机物分解释放的能量一大部分以热能形式散失。 关于ATP的来源、去路如图所示。 ［典例2］　试验田中某棉花在适宜的光照和温度下生长，叶肉细胞中能产生［H］的场所有　　　　　　　　　。 根尖细胞中能产生［H］的物质有　　 　　　　　　　　　　　　　　　　。 叶肉细胞中能产生ATP的场所有　　 　　　。根尖细胞中产生ATP最多的场所是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 解题思路 在适宜的光照和温度下叶肉细胞可以进行光合作用，且能进行呼吸作用，因此叶肉细胞中能产生［H］的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体。而根尖细胞只进行呼吸作用，在有氧呼吸过程中，第一阶段产生的［H］来源于葡萄糖，第二阶段产生的［H］来源于丙酮酸和水。叶肉细胞中光合作用与呼吸作用都能产生ATP，呼吸作用中在第三阶段产生的能量最多，其场所是线粒体内膜。 答案：细胞质基质、线粒体、叶绿体　葡萄糖、丙酮酸、水　叶绿体（类囊体薄 膜）、线粒体、细胞质基质　线粒体内膜 三、从水与二氧化碳的转化角度看反应 1. 水：光合作用既消耗水（光反应），同时也产生水。有氧呼吸也是既消耗水（第二阶段），同时也产生水（第三阶段）。总体来说，光合作用消耗的水多于产生的，而有氧呼吸产生的水多于消耗的。 在光合作用过程中，水光解产生O2和［H］。在有氧呼吸过程中，水和丙酮酸参与第二阶段产生CO2和大量的［H］。 对于呼吸作用来说，产物中有水的一定是有氧呼吸，产物中无水的则为无氧呼吸。 2. 二氧化碳 （1）呼吸作用中二氧化碳来历 对于呼吸作用来说，有二氧化