高中必修生物｜光合作用與呼吸作用：反應流程、能量轉換與考試重點

高中必修生物_光合作用(高一不涉及詳細機制)

高中必修生物_呼吸作用(高一不涉及詳細機制)

高中必修生物 發酵作用

1. 光合作用

(1) 植物利用光能將水和二氧化碳合成醣類的過程。

(2) 光合作用簡式：

6 CO₂ + 12 H₂O (\xrightarrow{\text{太陽能、葉綠素}}) C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ + 6 H₂O

	光反應	碳反應（卡爾文循環）
位置	葉綠體類囊體膜	葉綠體基質
功能	產生能量供碳反應使用	將 CO₂ 固定並合成醣類
能量來源	太陽能	光反應產生的能量
原料	水	二氧化碳
產物	氧氣	水、葡萄糖

2. 呼吸作用

(1) 細胞將葡萄糖氧化，釋出能量的過程，能量一般以 ATP 的形式儲存。

(2) 依據環境中氧氣的有無，分為有氧呼吸及無氧呼吸。

a. 有氧呼吸

簡式：

C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ → 6 CO₂ + 6 H₂O + 能量

b. 發酵作用：細胞在無氧的情況下

酒精發酵：葡萄糖 → 丙酮酸＋少許能量 → 乙醇

作用細胞：植物細胞、酵母菌。

乳酸發酵：葡萄糖 → 丙酮酸＋少許能量 → 乳酸

作用細胞：肌肉細胞、乳酸菌。

3. 光合作用與呼吸作用的比較

	光合作用	呼吸作用
進行部位	含葉綠體的細胞	所有細胞
場所	葉綠體	細胞質＋粒線體
時間	有光時進行	只要活著都要進行
反應物	二氧化碳＋水	葡萄糖＋氧氣
產物	氧氣＋葡萄糖	二氧化碳＋水
代謝作用	同化作用	異化作用

4. 呼吸作用及發酵作用比較

比較項目	有氧呼吸作用	酒精發酵	乳酸發酵
O₂ 參與	需要	不需要	不需要
原料	葡萄糖	葡萄糖	葡萄糖
產物	二氧化碳、水	酒精、二氧化碳	乳酸
ATP	大量	少量	少量
場所	細胞質、粒線體	細胞質液	細胞質液

範例 2

關於植物行光合作用與呼吸作用的比較，下列敘述哪些正確？（應選 3 項）

選項	光合作用	呼吸作用
(A)場所	粒線體	葉綠體
(B)能量轉換方式	光能→化學能	化學能→化學能
(C)時間	有光時才能進行	無光時才能進行
(D)產物	氧氣、葡萄糖、水	二氧化碳、水、能量
(E)屬於何種代謝作用	合成作用	分解作用

解答：BDE

(A) 呼吸作用：細胞質和粒線體，光合作用：葉綠體；(C)呼吸作用：有光無光都進行。

範例 3

光合作用的碳反應所需之條件包括下列哪些？（應選 3 項）

(A) ATP　(B) H₂O　(C) CO₂　(D)酵素　(E) N₂

解答：ACD

(B) 光反應才需水；(E)碳反應不需 N₂。

範例 4

下列哪些是真核細胞的呼吸作用中，有氧呼吸與無氧呼吸的共同特徵？（應選 2 項）

(A)皆會產生 ATP　(B)皆有糖解的過程　(C)皆有將丙酮酸還原成乳酸的過程　(D)皆發生在粒線體中　(E)全都會產生酒精

解答：AB

(C)僅見於乳酸發酵中；(D)無氧呼吸不需要粒線體參與；(E)酒精發酵才會產生酒精。

範例 5

下列有關生物進行無氧呼吸之敘述，哪些正確？（應選 3 項）

(A)會產生 CO₂　(B)會產生 ATP　(C)種子淹水過久，會由有氧呼吸轉變為無氧呼吸　(D)葡萄經由酵母菌的無氧呼吸作用可釀成葡萄酒　(E)人體劇烈運動後，肌肉缺氧時會產生酒精堆積

解答：BCD

(A)酵母菌的無氧呼吸才會產生 CO₂，人類只產生乳酸不產生 CO₂；(E)乳酸堆積。

莫斯利提醒：光合作用與呼吸作用的考試關鍵

1. 光合作用：植物利用光能將水和二氧化碳合成醣類。

2. 光反應：位置在葉綠體類囊體膜，原料為水，產物為氧氣，產生能量供碳反應使用。

3. 碳反應（卡爾文循環）：位置在葉綠體基質，將 CO₂ 固定並合成醣類。

4. 呼吸作用：細胞將葡萄糖氧化，釋出能量，能量一般以 ATP 的形式儲存。

5. 有氧呼吸：葡萄糖與氧氣反應，產生二氧化碳、水及能量。

6. 發酵作用：細胞在無氧的情況下進行；酒精發酵可產生乙醇，乳酸發酵可產生乳酸。

7. 光合作用與呼吸作用：光合作用屬於同化作用，呼吸作用屬於異化作用。

8. 呼吸作用的共同特徵：有氧呼吸與無氧呼吸皆會產生 ATP，且皆有糖解的過程。

莫斯利自然科學｜高中必修生物，從光合作用、呼吸作用到能量轉換與代謝作用，掌握生物重要觀念與考試重點。