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专题 03 光合作用和细胞呼吸
一、单选题
1．（2022·全国甲卷·高考真题）线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所。研究发现，经常运动的人肌细胞
中线粒体数量通常比缺乏锻炼的人多。下列与线粒体有关的叙述，错误的是（ ）
A．有氧呼吸时细胞质基质和线粒体中都能产生ATP
B．线粒体内膜上的酶可以参与[H]和氧反应形成水的过程
C．线粒体中的丙酮酸分解成CO 和[H]的过程需要O 的直接参与
2 2
D．线粒体中的DNA能够通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成
2．（2022·全国乙卷·高考真题）某同学将一株生长正常的小麦置于密闭容器中，在适宜且恒定的温度和光
照条件下培养，发现容器内CO 含量初期逐渐降低，之后保持相对稳定。关于这一实验现象，下列解释合
2
理的是（ ）
A．初期光合速率逐渐升高，之后光合速率等于呼吸速率
B．初期光合速率和呼吸速率均降低，之后呼吸速率保持稳定
C．初期呼吸速率大于光合速率，之后呼吸速率等于光合速率
D．初期光合速率大于呼吸速率，之后光合速率等于呼吸速率
3．（2022·山东·高考真题）植物细胞内10%~25%的葡萄糖经过一系列反应，产生NADPH、CO 和多种中
2
间产物，该过程称为磷酸戊糖途径。该途径的中间产物可进一步生成氨基酸和核苷酸等。下列说法错误的
是（ ）
A．磷酸戊糖途径产生的NADPH与有氧呼吸产生的还原型辅酶不同
B．与有氧呼吸相比，葡萄糖经磷酸戊糖途径产生的能量少
C．正常生理条件下，利用14C标记的葡萄糖可追踪磷酸戊糖途径中各产物的生成
D．受伤组织修复过程中所需要的原料可由该途径的中间产物转化生成
4．（2022·广东·高考真题）种子质量是农业生产的前提和保障。生产实践中常用TTC法检测种子活力，
TTC（无色）进入活细胞后可被[H]还原成TTF（红色）。大豆充分吸胀后，取种胚浸于0.5%TTC溶液中，
30℃保温一段时间后部分种胚出现红色。下列叙述正确的是（ ）
A．该反应需要在光下进行
B．TTF可在细胞质基质中生成
C．TTF生成量与保温时间无关
D．不能用红色深浅判断种子活力高低
学科网（北京）股份有限公司5．（2022·浙江·高考真题）下列关于细胞呼吸的叙述，错误的是（ ）
A．人体剧烈运动会导致骨骼肌细胞产生较多的乳酸
B．制作酸奶过程中乳酸菌可产生大量的丙酮酸和CO
2
C．梨果肉细胞厌氧呼吸释放的能量一部分用于合成ATP
D．酵母菌的乙醇发酵过程中通入O 会影响乙醇的生成量
2
6．（2022年6月·浙江·高考真题）线粒体结构模式如图所示，下列叙述错误的是（ ）
A．结构1和2中的蛋白质种类不同
B．结构3增大了线粒体内膜的表面积
C．厌氧呼吸生成乳酸的过程发生在结构4中
D．电子传递链阻断剂会影响结构2中水的形成
二、多选题
7．（2022·山东·高考真题）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O，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
2
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O 结合生成水。为研究短时低温对
2
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
学科网（北京）股份有限公司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
8．（2022·湖南·高考真题）在夏季晴朗无云的白天，10时左右某植物光合作用强度达到峰值，12时左右
光合作用强度明显减弱。光合作用强度减弱的原因可能是（ ）
A．叶片蒸腾作用强，失水过多使气孔部分关闭，进入体内的CO 量减少
2
B．光合酶活性降低，呼吸酶不受影响，呼吸释放的CO 量大于光合固定的CO 量
2 2
C．叶绿体内膜上的部分光合色素被光破坏，吸收和传递光能的效率降低
D．光反应产物积累，产生反馈抑制，叶片转化光能的能力下降
三、非选择题
9．（2022·全国甲卷·高考真题）根据光合作用中CO 的固定方式不同，可将植物分为C 植物和C 植物等
2 3 4
类型。C 植物的CO 补偿点比C 植物的低。CO 补偿点通常是指环境CO 浓度降低导致光合速率与呼吸速
4 2 3 2 2
率相等时的环境CO 浓度。回答下列问题。
2
(1)不同植物（如C 植物和C 植物）光合作用光反应阶段的产物是相同的，光反应阶段的产物是
3 4
____________（答出3点即可）。
(2)正常条件下，植物叶片的光合产物不会全部运输到其他部位，原因是____________（答出1点即可）。
(3)干旱会导致气孔开度减小，研究发现在同等程度干旱条件下，C 植物比C 植物生长得好。从两种植物
4 3
CO 补偿点的角度分析，可能的原因是______________。
2
10．（2022·全国乙卷·高考真题）农业生产中，农作物生长所需的氮素可以 的形式由根系从土壤中吸
收。一定时间内作物甲和作物乙的根细胞吸收 的速率与O 浓度的关系如图所示。回答下列问题。
2
(1)由图可判断 进入根细胞的运输方式是主动运输，判断的依据是______。
(2)O 浓度大于a时作物乙吸收 速率不再增加，推测其原因是______。
2
学科网（北京）股份有限公司(3)作物甲和作物乙各自在 最大吸收速率时，作物甲根细胞的呼吸速率大于作物乙，判断依据是______。
(4)据图可知，在农业生产中，为促进农作物对 的吸收利用，可以采取的措施是______。
11．（2022·湖南·高考真题）将纯净水洗净的河沙倒入洁净的玻璃缸中制成沙床，作为种子萌发和植株生
长的基质。某水稻品种在光照强度为8～10μmol/（s·m2）时，固定的CO 量等于呼吸作用释放的CO 量;日
2 2
照时长短于12小时才能开花。将新采收并解除休眠的该水稻种子表面消毒，浸种1天后，播种于沙床上。
将沙床置于人工气候室中，保湿透气，昼/夜温为35℃/25℃，光照强度为2μmol/（s·m2），每天光照时长
为14小时。回答下列问题:
(1)在此条件下，该水稻种子____（填“能”或“不能”）萌发并成苗（以株高≥2厘米，至少1片绿叶视
为成苗），理由是_____________________________。
(2)若将该水稻适龄秧苗栽植于上述沙床上，光照强度为10μmol/（s·m2），其他条件与上述实验相同，该
水稻___（填“能”或“不能”）繁育出新的种子，理由是___________________（答出两点即可）。
(3)若该水稻种子用于稻田直播（即将种子直接撒播于农田），为防鸟害、鼠害减少杂草生长，须灌水覆盖，
该种子应具有_________特性。
12．（2022·山东·高考真题）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
学科网（北京）股份有限公司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。
13．（2022·广东·高考真题）研究者将玉米幼苗置于三种条件下培养10天后（图a），测定相关指标（图
b），探究遮阴比例对植物的影响。
回答下列问题：
(1)结果显示，与A组相比，C组叶片叶绿素含量________________，原因可能是________________。
(2)比较图b中B1与A组指标的差异，并结合B2相关数据，推测B组的玉米植株可能会积累更多的
________________，因而生长更快。
(3)某兴趣小组基于上述B组条件下玉米生长更快的研究结果，作出该条件可能会提高作物产量的推测，由
此设计了初步实验方案进行探究：
实验材料：选择前期________________一致、生长状态相似的某玉米品种幼苗90株。
实验方法：按图a所示的条件，分A、B、C三组培养玉米幼苗，每组30株；其中以________________为
对照，并保证除________________外其他环境条件一致。收获后分别测量各组玉米的籽粒重量。
结果统计：比较各组玉米的平均单株产量。
分析讨论：如果提高玉米产量的结论成立，下一步探究实验的思路是________________。
14．（2022年1月·浙江·高考真题）不同光质及其组合会影响植物代谢过程。以某高等绿色植物为实验材
料，研究不同光质对植物光合作用的影响，实验结果如图1，其中气孔导度大表示气孔开放程度大。该高
等植物叶片在持续红光照射条件下，用不同单色光处理（30s/次），实验结果如图2，图中“蓝光+绿光”
学科网（北京）股份有限公司表示先蓝光后绿光处理，“蓝光+绿光+蓝光”表示先蓝光再绿光后蓝光处理。
回答下列问题：
(1)高等绿色植物叶绿体中含有多种光合色素，常用____________方法分离。光合色素吸收的光能转化为
ATP和NADPH中的化学能、可用于碳反应中____________的还原。
(2)据分析，相对于红光，蓝光照射下胞间CO 浓度低，其原因是____________。气孔主要由保卫细胞构成、
2
保卫细胞吸收水分气孔开放、反之关闭，由图2可知，绿光对蓝光刺激引起的气孔开放具有阻止作用，但
这种作用可被____________光逆转。由图1图2可知蓝光可刺激气孔开放，其机理是蓝光可使保卫细胞光
合产物增多，也可以促进K+、Cl-的吸收等，最终导致保卫细胞____________，细胞吸水，气孔开放。
(3)生产上选用__________LED灯或滤光性薄膜获得不同光质环境，用于某些药用植物的栽培。红光和蓝光
以合理比例的____________或____________、合理的光照次序照射，利于次生代谢产物的合成。
15．（2022年6月·浙江·高考真题）通过研究遮阴对花生光合作用的影响，为花生的合理间种提供依据。
研究人员从开花至果实成熟，每天定时对花生植株进行遮阴处理。实验结果如表所示。
指标
单株果
处 单株光 单株叶
光饱和 光补偿 实光合
理 低于5klx光合曲线的斜率 叶绿素含量 合产量 光合产
点 点 产量
（mgCO ．dm-2．hr-1．klx-1） （mg·dm-2） （g干 量（g
（klx） （lx） 2 （g干
重） 干重）
重）
不
遮 40 550 1.22 2.09 18.92 3.25 8.25
阴
遮
阴
2 35 515 1.23 2.66 18.84 3.05 8.21
小
时
遮
阴 30 500 1.46 3.03 16.64 3.05 6.13
4
学科网（北京）股份有限公司小
时
注：光补偿点指当光合速率等于呼吸速率时的光强度。光合曲线指光强度与光合速率关系的曲线。
回答下列问题：
(1)从实验结果可知，花生可适应弱光环境，原因是在遮阴条件下，植株通过增加___________，提高吸收
光的能力；结合光饱和点的变化趋势，说明植株在较低光强度下也能达到最大的___________；结合光补
偿点的变化趋势，说明植株通过降低___________，使其在较低的光强度下就开始了有机物的积累。根据
表中___________的指标可以判断，实验范围内，遮阴时间越长，植株利用弱光的效率越高。
(2)植物的光合产物主要以___________形式提供给各器官。根据相关指标的分析，表明较长遮阴处理下，
植株优先将光合产物分配至___________中。
(3)与不遮阴相比，两种遮阴处理的光合产量均___________。根据实验结果推测，在花生与其他高秆作物
进行间种时，高秆作物一天内对花生的遮阴时间为___________（A．<2小时 B．2小时
C．4小时 D．>4小时），才能获得较高的花生产量。
一、单选题
1．（2021辽宁高考真题）植物工厂是通过光调控和通风控温等措施进行精细管理的高效农业生产系统，
常采用无土栽培技术。下列有关叙述错误的是（ ）
A．可根据植物生长特点调控光的波长和光照强度
B．应保持培养液与植物根部细胞的细胞液浓度相同
C．合理控制昼夜温差有利于提高作物产量
D．适时通风可提高生产系统内的CO 浓度
2
2．（2021湖南高考真题）下列有关细胞呼吸原理应用的叙述，错误的是（ ）
A．南方稻区早稻浸种后催芽过程中，常用40℃左右温水淋种并时常翻种，可以为种子的呼吸作用提供水
分、适宜的温度和氧气
B．农作物种子入库贮藏时，在无氧和低温条件下呼吸速率降低，贮藏寿命显著延长
C．油料作物种子播种时宜浅播，原因是萌发时呼吸作用需要大量氧气
D．柑橘在塑料袋中密封保存，可以减少水分散失、降低呼吸速率，起到保鲜作用
3．（2021湖南高考真题）绿色植物的光合作用是在叶绿体内进行的一系列能量和物质转化过程。下列叙
述错误的是（ ）
A．弱光条件下植物没有O 的释放，说明未进行光合作用
2
B．在暗反应阶段，CO 不能直接被还原
2
学科网（北京）股份有限公司C．在禾谷类作物开花期剪掉部分花穗，叶片的光合速率会暂时下降
D．合理密植和增施有机肥能提高农作物的光合作用强度
4．（2021年湖北高考真题）采摘后的梨常温下易软化。果肉中的酚氧化酶与底物接触发生氧化反应，逐
渐褐变。密封条件下4℃冷藏能延长梨的贮藏期。下列叙述错误的是（ ）
A．常温下鲜梨含水量大，环境温度较高，呼吸代谢旺盛，不耐贮藏
B．密封条件下，梨呼吸作用导致O 减少，CO 增多，利于保鲜
2 2
C．冷藏时，梨细胞的自由水增多，导致各种代谢活动减缓
D．低温抑制了梨的酚氧化酶活性，果肉褐变减缓
5．（2021年福建高考真题）下列关于“探究酵母菌细胞呼吸的方式”（实验I）和“培养液中酵母菌种群
数量的变化”（实验II）的叙述，正确的是（ ）
A．实验I、Ⅱ都要将实验结果转化为数学模型进行分析
B．实验I、Ⅱ通气前都必须用NaOH去除空气中的CO
2
C．实验I中，有氧组和无氧组都能使澄清石灰水变浑浊
D．实验Ⅱ中，可用滤纸在盖玻片另一侧吸引培养液进入计数室
6．（2021年北京高考真题）将某种植物置于高温环境（HT）下生长一定时间后，测定HT植株和生长在
正常温度（CT）下的植株在不同温度下的光合速率，结果如图。由图不能得出的结论是（ ）
A．两组植株的CO 吸收速率最大值接近
2
B．35℃时两组植株的真正（总）光合速率相等
C．50℃时HT植株能积累有机物而CT植株不能
D．HT植株表现出对高温环境的适应性
7．（2021.6月浙江高考真题）需氧呼吸必须有氧的参加，此过程中氧的作用是（ ）
A．在细胞溶胶中，参与糖酵解过程
B．与丙酮酸反应，生成 CO
2
C．进入柠檬酸循环，形成少量 ATP
D．电子传递链中，接受氢和电子生成HO
2
学科网（北京）股份有限公司8．（2021年全国甲卷）某同学将酵母菌接种在马铃薯培养液中进行实验，不可能得到的结果是（
）
A．该菌在有氧条件下能够繁殖
B．该菌在无氧呼吸的过程中无丙酮酸产生
C．该菌在无氧条件下能够产生乙醇
D．该菌在有氧和无氧条件下都能产生CO
2
9．（2021年广东卷）在高等植物光合作用的卡尔文循环中，唯一催化CO 固定形成C 的酶被称为
2 3
Rubisco。下列叙述正确的是（ ）
A．Rubisco存在于细胞质基质中
B．激活Rubisco需要黑暗条件
C．Rubisco催化CO 固定需要ATP
2
D．Rubisco催化C 和CO 结合
5 2
10.（2021年广东卷）秸秆的纤维素经酶水解后可作为生产生物燃料乙
醇的原料。生物兴趣小组利用自制的纤维素水解液（含5%葡萄糖）培养酵母菌并探究其细胞呼吸（如
图）。下列叙述正确的是（ ）
A．培养开始时向甲瓶中加入重铬酸钾以便检测乙醇生成
B．乙瓶的溶液由蓝色变成红色，表明酵母菌已产生了CO
2
C．用甲基绿溶液染色后可观察到酵母菌中线粒体的分布
D．实验中增加甲瓶的酵母菌数量不能提高乙醇最大产量
11．（2021年1月浙江卷）苹果果实成熟到一定程度，呼吸作用突然增强，然后又突然减弱，这种现象称
为呼吸跃变，呼吸跃变标志着果实进入衰老阶段。下列叙述正确的是（ ）
A．呼吸作用增强，果实内乳酸含量上升
B．呼吸作用减弱，糖酵解产生的CO 减少
2
C．用乙烯合成抑制剂处理，可延缓呼吸跃变现象的出现
D．果实贮藏在低温条件下，可使呼吸跃变提前发生
学科网（北京）股份有限公司二、多选题
12．（2021年河北卷）《齐民要术》中记载了利用荫坑贮存葡萄的方法（如图）。目前我国果蔬主产区普
遍使用大型封闭式气调冷藏库（充入氮气替换部分空气），延长了果蔬保鲜时间、增加了农民收益。下列
叙述正确的是（ ）
A．荫坑和气调冷藏库环境减缓了果蔬中营养成分和风味物质的分解
B．荫坑和气调冷藏库贮存的果蔬，有氧呼吸中不需要氧气参与的第一、二阶段正常进行，第三阶段受到
抑制
C．气调冷藏库中的低温可以降低细胞质基质和线粒体中酶的活性
D．气调冷藏库配备的气体过滤装置及时清除乙烯，可延长果蔬保鲜时间
三、非选择题
13．（2021辽宁高考真题）早期地球大气中的O 浓度很低，到了大约3．5亿年前，大气中O 浓度显著增
2 2
加，CO 浓度明显下降。现在大气中的CO 浓度约390μmol·mol-1，是限制植物光合作用速率的重要因素。
2 2
核酮糖二磷酸羧化酶/加氧酶（Rubisco）是一种催化CO 固定的酶，在低浓度CO 条件下，催化效率低。
2 2
有些植物在进化过程中形成了CO 浓缩机制，极大地提高了Rubisco所在局部空间位置的CO 浓度，促进
2 2
了CO 的固定。回答下列问题：
2
(1)真核细胞叶绿体中，在Rubisco的催化下，CO 被固定形成___________，进而被还原生成糖类，此过程
2
发生在___________中。
(2)海水中的无机碳主要以CO 和HCO -两种形式存在，水体中CO 浓度低、扩散速度慢，有些藻类具有图
2 3 2
1所示的无机碳浓缩过程，图中HCO -浓度最高的场所是__________（填“细胞外”或“细胞质基质”或
3
学科网（北京）股份有限公司“叶绿体”），可为图示过程提供ATP的生理过程有___________。
(3)某些植物还有另一种CO 浓缩机制，部分过程见图2。在叶肉细胞中，磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶
2
（PEPC）可将HCO -转化为有机物，该有机物经过一系列的变化，最终进入相邻的维管束鞘细胞释放
3
CO，提高了Rubisco附近的CO 浓度。
2 2
①由这种CO 浓缩机制可以推测，PEPC与无机碳的亲和力__________（填“高于”或“低于”或“等
2
于”）Rubisco。
②图2所示的物质中，可由光合作用光反应提供的是__________。图中由Pyr转变为PEP的过程属于
__________（填“吸能反应”或“放能反应”）。
③若要通过实验验证某植物在上述CO 浓缩机制中碳的转变过程及相应场所，可以使用__________技术。
2
(4)通过转基因技术或蛋白质工程技术，可能进一步提高植物光合作用的效率，以下研究思路合理的有
__________。
A．改造植物的HCO -转运蛋白基因，增强HCO -的运输能力
3 3
B．改造植物的PEPC基因，抑制OAA的合成
C．改造植物的Rubisco基因，增强CO 固定能力
2
D．将CO 浓缩机制相关基因转入不具备此机制的植物
2
14．（2021年江苏高考真题）线粒体对维持旺盛的光合作用至关重要。下图示叶肉细胞中部分代谢途径，
虚线框内示“草酰乙酸/苹果酸穿梭”，请据图回答下列问题。
学科网（北京）股份有限公司(1)叶绿体在___上将光能转变成化学能，参与这一过程的两类色素是_____。
(2)光合作用时，CO 与C 结合产生三碳酸，继而还原成三碳糖（C ），为维持光合作用持续进行，部分新
2 5 3
合成的C 必须用于再生______；运到细胞质基质中的C 可合成蔗糖，运出细胞。每运出一分子蔗糖相当
3 3
于固定了___个CO 分子。
2
(3)在光照过强时，细胞必须耗散掉叶绿体吸收的过多光能，避免细胞损伤。草酸乙酸/苹果酸穿梭可有效地
将光照产生的______中的还原能输出叶绿体，并经线粒体转化为______中的化学能。
(4)为研究线粒体对光合作用的影响，用寡霉素（电子传递链抑制剂）处理大麦，实验方法是:取培养
10~14d大麦苗，将其茎漫入添加了不同浓度寡霉素的水中，通过蒸腾作用使药物进入叶片。光照培养后，
测定，计算光合放氧速率（单位为µmolO2•mg-1chl•h-1，chl为叶绿素）。请完成下表。
实验步骤的目的 简要操作过程
配制不同浓度的寡霉素丙酮 寡霉素难溶于水，需先溶于丙酮，配制高浓度母液，并用丙酮稀释成不同药
溶液 物浓度，用于加入水中
设置寡霉素为单一变量的对
①_______________
照组
②_______________ 对照组和各实验组均测定多个大麦叶片
光合放氧测定 用氧电极测定叶片放氧
③_______________ 称重叶片，加乙醇研磨，定容，离心，取上清液测定
15．（2021湖南高考真题）图a为叶绿体的结构示意图，图b为叶绿体中某种生物膜的部分结构及光反应
过程的简化示意图。回答下列问题：
学科网（北京）股份有限公司（1）图b表示图a中的______结构，膜上发生的光反应过程将水分解成O、H+和e-，光能转化成电能，最
2
终转化为______和ATP中活跃的化学能。若CO 浓度降低．暗反应速率减慢，叶绿体中电子受体NADP+减
2
少，则图b中电子传递速率会______（填“加快”或“减慢”）。
（2）为研究叶绿体的完整性与光反应的关系，研究人员用物理、化学方法制备了4种结构完整性不同的叶
绿体，在离体条件下进行实验，用Fecy或DCIP替代NADP+为电子受体，以相对放氧量表示光反应速率，
实验结果如表所示。
学科网（北京）股份有限公司叶绿体 叶绿体B：双 叶绿体C：双 叶绿体D：所
A：双层 层膜局部受 层膜瓦解，类 有膜结构解体
膜结构完 损，类囊体略 囊体松散但未 破裂成颗粒或
整 有损伤 断裂 片段
实验一：以Fecy为电子受体时的放氧
100 167.0 425.1 281.3
量
实验二：以DCIP为电子受体时的放氧
100 106.7 471.1 109.6
量
注：Fecy具有亲水性，DCIP具有亲脂性。
据此分析：
①叶绿体A和叶绿体B的实验结果表明，叶绿体双层膜对以_________（填“Fecy”或“DCIP”）为电子受
体的光反应有明显阻碍作用，得出该结论的推理过程是_________。
②该实验中，光反应速率最高的是叶绿体C，表明在无双层膜阻碍、类囊体又松散的条件下，更有利于
_________，从而提高光反应速率。
③以DCIP为电子受体进行实验，发现叶绿体A、B、C和D的ATP产生效率的相对值分别为1、0.66、
0.58和0.41。结合图b对实验结果进行解释_________。
16．（2021年海南高考真题）植物工厂是全人工光照等环境条件智能化控制的高效生产体系。生菜是植物
工厂常年培植的速生蔬菜。回答下列问题。
(1)植物工厂用营养液培植生菜过程中，需定时向营养液通入空气，目的是____________。除通气外，还需
更换营养液，其主要原因是____________。
(2)植物工厂选用红蓝光组合LED灯培植生菜，选用红蓝光的依据是____________。生菜成熟叶片在不同
光照强度下光合速率的变化曲线如图，培植区的光照强度应设置在____________点所对应的光照强度；为
提高生菜产量，可在培植区适当提高CO 浓度，该条件下B点的移动方向是____________。
2
(3)将培植区的光照/黑暗时间设置为14h/10h，研究温度对生菜成熟叶片光合速率和呼吸速率的影响，结果
学科网（北京）股份有限公司如图，光合作用最适温度比呼吸作用最适温度____________；若将培植区的温度从T 调至T，培植24h后，
5 6
与调温前相比，生菜植株的有机物积累量________________________。
17．（2021年福建高考真题）大气中浓度持续升高的CO 会导致海水酸化，影响海洋藻类生长进而影响海
2
洋生态。龙须菜是我国重要的一种海洋大型经济藻类，生长速度快，一年可多次种植和收获。科研人员设
置不同大气CO 浓度（大气CO 浓度LC和高CO 浓度HC）和磷浓度（低磷浓度LP和高磷浓度HP）的实
2 2 2
验组合进行相关实验，结果如下图所示。
回答下列问题：
(1)本实验的目的是探究在一定光照强度下，____________。
(2)ATP水解酶的主要功能是____________。ATP水解酶活性可通过测定____________表示。
(3)由图1、2可知，在较强的光照强度下，HC+HP处理比LC+HP处理的龙须菜净光合速率低，推测原因
是在酸化环境中，龙须菜维持细胞酸碱度的稳态需要吸收更多的矿质元素，因而细胞____________增强，
导致有机物消耗增加。
(4)由图2可知，大气CO 条件下，高磷浓度能____________龙须菜的净光合速率。磷等矿质元素的大量排
2
放导致了某海域海水富营养化，有人提出可以在该海域种植龙须菜。结合以上研究结果，从经济效益和环
境保护的角度分析种植龙须菜的理由是____________。
18．（2021.6月浙江高考真题）不同光强度下，无机磷浓度对大豆叶片净光合速率的影响如图甲；16h光
学科网（北京）股份有限公司照，8h黑暗条件下，无机磷浓度对大豆叶片淀粉和蔗糖积累的影响如图乙。回答下列问题：
（1）叶片细胞中，无机磷主要贮存于__________，还存在于细胞溶胶、线粒体和叶绿体等结构，光合作
用过程中，磷酸基团是光反应产物__________的组分，也是卡尔文循环产生并可运至叶绿体外的化合物
__________的组分。
（2）图甲的O～A段表明无机磷不是光合作用中__________过程的主要限制因素。由图乙可知，光照下，
与高磷相比，低磷条件的蔗糖和淀粉含量分别是_________；不论高磷、低磷，24 h内淀粉含量的变化是
__________。
（3）实验可用光电比色法测定淀粉含量，其依据是__________。为确定叶片光合产物的去向，可采用
__________法。
（2021年全国乙卷）7．生活在干旱地区的一些植物（如植物甲）具有特殊的CO 固定方式。这类植物晚
2
上气孔打开吸收CO，吸收的CO 通过生成苹果酸储存在液泡中；白天气孔关闭，液泡中储存的苹果酸脱
2 2
羧释放的CO 可用于光合作用。回答下列问题：
2
（1）白天叶肉细胞产生ATP的场所有__________。光合作用所需的CO 来源于苹果酸脱羧和
2
______________释放的CO。
2
（2）气孔白天关闭、晚上打开是这类植物适应干旱环境的一种方式，这种方式既能防止______________，
又能保证_____________正常进行。
（3）若以pH作为检测指标，请设计实验来验证植物甲在干旱环境中存在这种特殊的CO 固定方式。
2
_____（简要写出实验思路和预期结果）
19．（2021年河北卷）为探究水和氮对光合作用的影响，研究者将一批长势相同的玉米植株随机均分成三
组，在限制水肥的条件下做如下处理：（1）对照组；（2）施氮组，补充尿素（12g·m-2）（3）水+氮组，
补充尿素（12g·m-2）同时补水。检测相关生理指标，结果见下表。
生理指标 对照组 施氮组 水+氮组
自由水/结合水 6.2 6.8 7.8
学科网（北京）股份有限公司气孔导度（mmol·m-2s-1） 85 65 196
叶绿素含量（mg·g-1） 9.8 11.8 12.6
RuBP羧化酶活性（μmol·h-1g-1） 316 640 716
光合速率（μmol·m-2s-1） 6.5 8.5 11.4
注：气孔导度反映气孔开放的程度
回答下列问题：
（1）植物细胞中自由水的生理作用包括____________________等（写出两点即可）。补充水分可以促进
玉米根系对氮的__________，提高植株氮供应水平。
（2）参与光合作用的很多分子都含有氮。氮与__________离子参与组成的环式结构使叶绿素能够吸收光
能，用于驱动__________两种物质的合成以及__________的分解；RuBP羧化酶将CO 转变为羧基加到
2
__________分子上，反应形成的产物被还原为糖类。
（3）施氮同时补充水分增加了光合速率，这需要足量的CO 供应。据实验结果分析，叶肉细胞CO 供应
2 2
量增加的原因是______________________________。
20．（2021年山东卷）光照条件下，叶肉细胞中 O 与 CO 竞争性结合 C ，O 与 C 结合后经一系列反应
2 2 5 2 5
释放 CO 的过程称为光呼吸。向水稻叶面喷施不同浓度的光呼吸抑制剂 S oBS 溶液，相应的光合作用强
2
度和光呼吸强度见下表。光合作用强度用固定的 CO 量表示，SoBS 溶液处理对叶片呼吸作用的影响忽略
2
不计。
（1）光呼吸中 C 与 O 结合的反应发生在叶绿体的____________中。正常进行光合作用的水稻，突然停
5 2
止光照，叶片 CO 释放量先增加后降低，CO 释放量增加的原因是___。
2 2
（2）与未喷施 SoBS 溶液相比，喷施 100mg/L SoBS 溶液的水稻叶片吸收和放出CO 量相等时所需的光
2
照强度________(填：“高”或“低”)，据表分析，原因是____。
（3）光呼吸会消耗光合作用过程中的有机物，农业生产中可通过适当抑制光呼吸以增加作物产量。为探
究 SoBS 溶液利于增产的最适喷施浓度，据表分析，应在____mg/L 之间再设置多个浓度梯度进一步进行
学科网（北京）股份有限公司实验。
21．（2021年天津卷）Rubisco是光合作用过程中催化CO 固定的酶。但其也能催化O 与C 结合，形成C
2 2 5 3
和C ，导致光合效率下降。CO 与O 竞争性结合Rubisco的同一活性位点，因此提高CO 浓度可以提高光
2 2 2 2
合效率。
(1)蓝细菌具有CO 浓缩机制，如下图所示。
2
注：羧化体具有蛋白质外壳，可限制气体扩散
据图分析，CO 依次以___________和___________方式通过细胞膜和光合片层膜。蓝细菌的CO 浓缩机制
2 2
可提高羧化体中Rubisco周围的CO 浓度，从而通过促进___________和抑制___________提高光合效率。
2
(2)向烟草内转入蓝细菌Rubisco的编码基因和羧化体外壳蛋白的编码基因。若蓝细菌羧化体可在烟草中发
挥作用并参与暗反应，应能利用电子显微镜在转基因烟草细胞的___________中观察到羧化体。
(3)研究发现，转基因烟草的光合速率并未提高。若再转入HCO -和CO 转运蛋白基因并成功表达和发挥作
3 2
用，理论上该转基因植株暗反应水平应___________，光反应水平应___________，从而提高光合速率。
22．（2021年1月浙江卷）现以某种多细胞绿藻为材料，研究环境因素对其叶绿素a含量和光合速率的影
响。实验结果如下图，图中的绿藻质量为鲜重。
学科网（北京）股份有限公司回答下列问题：
（1）实验中可用95%乙醇溶液提取光合色素，经处理后，用光电比色法测定色素提取液的_________，计
算叶绿素a的含量。由甲图可知，与高光强组相比，低光强组叶绿素a的含量较_________，以适应低光强
环境。由乙图分析可知，在_________条件下温度对光合速率的影响更显著。
（2）叶绿素a的含量直接影响光反应的速率。从能量角度分析，光反应是一种_________反应。光反应的
产物有_________和O
2。
（3）图乙的绿藻放氧速率比光反应产生O 的速率_________，理由是_________。
2
（4）绿藻在20℃、高光强条件下细胞呼吸的耗氧速率为30μmol·g-1·h-1，则在该条件下每克绿藻每小时光
合作用消耗CO 生成________μmol的3-磷酸甘油酸。
2
学科网（北京）股份有限公司1．（2020年天津高考生物试卷·5）研究人员从菠菜中分离类囊体，将其与16种酶等物质一起用单层脂
质分子包裹成油包水液滴，从而构建半人工光合作用反应体系。该反应体系在光照条件下可实现连续的
CO 固定与还原，并不断产生有机物乙醇酸。下列分析正确的是（ ）
2
A．产生乙醇酸的场所相当于叶绿体基质
B．该反应体系不断消耗的物质仅是CO
2
C．类囊体产生的ATP和O 参与CO 固定与还原
2 2
D．与叶绿体相比，该反应体系不含光合作用色素
2．（2020年浙江省高考生物试卷（7月选考)·25）将某植物叶片分离得到的叶绿体，分别置于含不同蔗
糖浓度的反应介质溶液中，测量其光合速率，结果如图所示。图中光合速率用单位时间内单位叶绿素含量
消耗的二氧化碳量表示。下列叙述正确的是（ ）
A．测得的该植物叶片的光合速率小于该叶片分离得到的叶绿体的光合速率
B．若分离的叶绿体中存在一定比例的破碎叶绿体，测得的光合速率与无破碎叶绿体的相比，光合速率偏
大
C．若该植物较长时间处于遮阴环境，叶片内蔗糖浓度与光合速率的关系与图中B-C段对应的关系相似
D．若该植物处于开花期，人为摘除花朵，叶片内蔗糖浓度与光合速率的关系与图中A-B段对应的关系相
似
3．（2020年全国统一高考生物试卷（新课标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CO 与乙醇的分子数相等，则细胞只进行无氧呼吸
2
B．若细胞只进行有氧呼吸，则吸收O 的分子数与释放CO 的相等
2 2
C．若细胞只进行无氧呼吸且产物是乳酸，则无O 吸收也无CO 释放
2 2
D．若细胞同时进行有氧和无氧呼吸，则吸收O 的分子数比释放CO 的多
2 2
4．（2020年山东省高考生物试卷（新高考)·2）癌细胞即使在氧气供应充足的条件下也主要依赖无氧呼
学科网（北京）股份有限公司吸产生ATP，这种现象称为“瓦堡效应”。下列说法错误的是（ ）
A．“瓦堡效应”导致癌细胞需要大量吸收葡萄糖
B．癌细胞中丙酮酸转化为乳酸的过程会生成少量ATP
C．癌细胞呼吸作用过程中丙酮酸主要在细胞质基质中被利用
D．消耗等量的葡萄糖，癌细胞呼吸作用产生的NADH比正常细胞少
5．（2020年山东省高考生物试卷（新高考)·12）我国的酿酒技术历史悠久，古人在实际
生产中积累了很多经验。《齐民要术》记载：将蒸熟的米和酒曲混合前需“浸曲发，如鱼眼汤，净淘米八
斗，炊作饭，舒令极冷”。意思是将酒曲浸到活化，冒出鱼眼大小的气泡，把八斗米淘净，蒸熟，摊开冷
透。下列说法错误的是（ ）
A．“浸曲发” 过程中酒曲中的微生物代谢加快
B．“鱼眼汤” 现象是微生物呼吸作用产生的CO 释放形成的
2
C．“净淘米”" 是为消除杂菌对酿酒过程的影响而采取的主要措施
D．“舒令极冷”的目的是防止蒸熟的米温度过高导致酒曲中的微生物死亡
6．（2020年浙江省高考生物试卷（7月选考)·6）下列关于细胞的需氧呼吸与厌氧呼吸的叙述，正确的是
（ ）
A．细胞的厌氧呼吸产生的ATP比需氧呼吸的多
B．细胞的厌氧呼吸在细胞溶胶和线粒体嵴上进行
C．细胞的需氧呼吸与厌氧呼吸过程中都会产生丙酮酸
D．若适当提高苹果果实贮藏环境中的O 浓度会增加酒精的生成量
2
7．（2020年山东省高考生物试卷（新高考)·21）人工光合作用系统可利用太阳能合成糖类，相关装置及
过程如下图所示，其中甲、乙表示物质，模块3中的反应过程与叶绿体基质内糖类的合成过程相同。
（1）该系统中执行相当于叶绿体中光反应功能的模块是________________，模块3中的甲可与CO 结合，
2
甲为________________。
（2）若正常运转过程中气泵突然停转，则短时间内乙的含量将________________ （填：增加或减少）。
学科网（北京）股份有限公司若气泵停转时间较长，模块2中的能量转换效率也会发生改变，原因是________________。
（3）在与植物光合作用固定的CO 量相等的情况下，该系统糖类的积累量________________ （填：高于、
2
低于或等于）植物，原因是________________。
（4）干旱条件下，很多植物光合作用速率降低，主要原因是________________。人工光合作用系统由于
对环境中水的依赖程度较低，在沙漠等缺水地区有广阔的应用前景。
8．（2020年江苏省高考生物试卷·27）大豆与根瘤菌是互利共生关系，下图所示为大豆叶片及根瘤中部
分物质的代谢、运输途径，请据图回答下列问题：
（1）在叶绿体中，光合色素分布在__________上；在酶催化下直接参与CO 固定的化学物质是HO和
2 2
__________。
（2）上图所示的代谢途径中，催化固定CO 形成3-磷酸甘油酸（PGA）的酶在__________中，PGA还原
2
成磷酸丙糖（TP）运出叶绿体后合成蔗糖，催化TP合成蔗糖的酶存在于__________。
（3）根瘤菌固氮产生的NH 可用于氨基酸的合成，氨基酸合成蛋白质时，通过脱水缩合形成__________
3
键。
（4）CO 和N 的固定都需要消耗大量ATP。叶绿体中合成ATP的能量来自__________；根瘤中合成ATP
2 2
的能量主要源于__________的分解。
（5）蔗糖是大多数植物长距离运输的主要有机物，与葡萄糖相比，以蔗糖作为运输物质的优点是
__________。
9．（2020年全国统一高考生物试卷（新课标Ⅰ)·30）农业生产中的一些栽培措施可以影响作物的生理活
动，促进作物的生长发育，达到增加产量等目的。回答下列问题：
（1）中耕是指作物生长期中，在植株之间去除杂草并进行松土的一项栽培措施，该栽培措施对作物的作
用有_____________________（答出2点即可）。
（2）农田施肥的同时，往往需要适当浇水，此时浇水的原因是_____________________（答出1点即可）。
（3）农业生产常采用间作（同一生长期内，在同一块农田上间隔种植两种作物）的方法提高农田的光能
学科网（北京）股份有限公司利用率。现有4种作物，在正常条件下生长能达到的株高和光饱和点（光合速率达到最大时所需的光照强
度）见下表。从提高光能利用率的角度考虑，最适合进行间作的两种作物是___________________，选择
这两种作物的理由是___________________。
作物 A B C D
株高/cm 170 65 59 165
光饱和点/μmol·m-2·s-1 1 200 1 180 560 623
10．（2020年全国统一高考生物试卷（新课标Ⅲ)·29）照表中内容，围绕真核细胞中ATP的合成来完成
下表。
（1）
反应部位 叶绿体的类囊体膜 线粒体
__________
反应物 葡萄糖 丙酮酸等
（2）
反应名称 光合作用的光反应 有氧呼吸的部分过程
__________
合成ATP的能量来源 化学能 （3）__________ 化学能
终产物（除ATP外） 乙醇、CO （4）__________ （5）__________
2
11．（2020年江苏省高考生物试卷·30）研究发现，线粒体内的部分代谢产物可参与调控核内基因的表达，
进而调控细胞的功能。下图为T细胞中发生上述情况的示意图，请据图回答下列问题：
（1）丙酮酸进入线粒体后先经氧化脱羧形成乙酰辅酶A，再彻底分解成__________和[H]。[H]经一系列复
杂反应与__________结合，产生水和大量的能量，同时产生自由基。
（2）线粒体中产生的乙酰辅酶A可以进入细胞核，使染色质中与__________结合的蛋白质乙酰化，激活
干扰素基因的转录。
（3）线粒体内产生的自由基穿过线粒体膜到__________中，激活NFAT等调控转录的蛋白质分子，激活的
NFAT可穿过__________进入细胞核，促进白细胞介素基因的转录。转录后形成的__________分子与核糖
学科网（北京）股份有限公司体结合，经__________过程合成白细胞介素。
（4）T细胞内乙酰辅酶A和自由基调控核内基因的表达，其意义是__________。
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