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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，下列解释合理
2
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 和多种中间
2
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H+经
2
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。为研究短时低温对该阶
2
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
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 植物等类型。
2 3 4
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率相等
4 2 3 2 2
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(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;日照时长
2 2
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”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
处 单株叶 单株果
光饱 光补 单株光
理 低于5klx光合曲线的斜率 叶绿素含量 光合产 实光合
和点 偿点 合产量(g
(mgCO ．dm-2．hr-1．klx-1) (mg·dm-2) 量(g干 产量(g
(klx) (lx) 2 干重)
重) 干重)
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4
30 500 1.46 3.03 16.64 3.05 6.13
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．(2022·湖北武汉·模拟预测)维生素B 与ATP反应生成焦磷酸硫胺素(TPP)。丙酮酸脱氢酶只有与TPP结
1
合，才能催化丙酮酸氧化分解。维生素B 缺乏的人丙酮酸脱氢酶活性降低，丙酮酸会被转化为乳酸，引起
1
高乳酸血症。下列有关叙述正确的是( )
A．TPP主要在线粒体基质中起作用
B．甲亢患者对维生素B 的需求量降低
1
C．高乳酸血症患者无氧呼吸产生的CO 增多
2
D．维生素B 缺乏导致供给丙酮酸氧化分解的活化能减少
1
2．(2022·河南开封·模拟预测)下列关于影响植物光合作用因素的叙述，错误的是( )
A．不同光质一定导致同一植物的最大光合作用速率不同
B．蒸腾作用很可能会影响植物的光合作用速率
C．不同浓度盐溶液条件下同一植物的光合作用速率可能不同
D．“正其行，通其风”能提高植物周围CO 浓度进而促进光合作用
2
3．(2022·山东省郓城第一中学模拟预测)如图表示某植株在不同光强度下，单位时间内 释放量和 产
生总量的相对变化。对植物生理过程分析正确的是( )A．光强度为a时，该植株内有机物总量将减少
B．光强度为b时，该植株的光合作用强度是细胞呼吸强度的两倍
C．光强度为c时，叶肉细胞的光合作用强度与细胞呼吸强度相等
D．光强度为d时，叶肉细胞产生ATP的细胞器是细胞溶胶、线粒体、叶绿体
4．(2022·湖北·华中师大一附中模拟预测)为了研究某种植物光合速率和呼吸速率对生长发育的影响，研究
者做了以下相关实验：将长势相同的该植物幼苗分成若干组，分别置于不同温度下(其他条件相同且适宜)，
暗处理1h，再光照1h，测其干重变化，得到如图所示的结果。下列说法错误的是( )
A．32℃时植物的光合速率大于呼吸速率
B．24小时恒温26℃条件下，当光照时间超过4小时，该植物幼苗能正常生长
C．该植物进行光合作用时，当光照强度突然增加，C 的量减少
3
D．将该植物放在H18O的水中培养，光照一段时间后可以在体内发现(CH18O)
2 2
二、多选题
5．(2022·湖南·长郡中学模拟预测)豌豆种子细胞呼吸时，底物经脱氢酶催化所释放的氢，能将无色的三苯
基氯化四唑(TTC)还原为红色的三苯甲胺。在种子萌发过程中，其CO 释放速率和O 吸收速率的变化如图
2 2
所示，下列有关种子萌发和发育说法正确的是( )A．12～14小时这段时间，种子主要的呼吸方式为无氧呼吸
B．在豌豆种子发育，有机物快速积累时期，应创设低温条件
C．可以使用三苯基氯化四唑(TTC)鉴定种子“死活”
D．b点后氧化分解的底物可能包括糖类、脂肪等物质
三、非选择题
6．(2022·四川·树德中学模拟预测)城市小区绿化植物容易受到建筑物遮荫的困扰。风箱果是珍贵的灌木绿
化树种，为研究光照对其生活的影响，研究人员以1年生风箱果幼苗为研究对象，选取生长一致的幼苗60
株，设置3组实验：甲组(X处理)、乙组(轻度遮荫，即60%全光)和丙组(重度遮荫，即20%全光)进行实验。
下表为研究结果，其中AQY反映了叶片利用弱光的能力，其值越大表明植物利用弱光能力越强。
遮荫对风箱果幼苗光合——光响应参数的影响
组别
参数
甲组 乙组 丙组
表观量子效率AQY(μmol·m-2·s-1) 0.066 0.046 0.037
最大净光合速率P (μmol·m-2·s-1) 22.6 13.2 11.0
mix
呼吸速率R (μmol·m-2·s-1) 1.3 0.8 0.3
d
光补偿点LCP 25.9 19.0 8.6
光饱和点LSP 1066.8 676.8 640.4
(1)甲组的X处理是指_________________。
(2)乙组的净光合速率为0时，风箱果叶肉细胞中产生ATP的具体场所有_________________。
(3)甲组与丙组相比，风箱果幼苗最大光合速率的差值为_____________μmol·m-2·s-1。光照强度大于1066.8时，影响甲组光合速率的主要外界因素是____________________。
(4)表中数据显示遮荫降低了风箱果的AQY，表明风箱果利用弱光能力变弱，请推测遮荫条件下呼吸速率
降低的意义：___________________。
(5)请结合实验结果，对生产实践中风箱果幼苗的栽植提出合理建议：___________________。
7．(2022·安徽淮北·二模)农业生产中合理施肥对实现粮食稳产、高产至关重要，科研工作者以水稻为研究
材料，设置4种不同的处理方式，分别为不施氮肥(CK)低氮150 kg·hm-2(LN)、 中氮240kg·hm-2(MN)、高
氮330kg·hm-2(HN)，研究施肥对水稻生命活动的影响，研究结果见下表，据表回答：
净光合速率 气孔导度 标记CO 浓度
处理 2
Pn(µmol•m-2•s-1) Ga(mol•m-2•s-1) Ci(µmol•mol-1)
CK 19.8 0.36 305
LN 22.9 0.41 301
MN 24.3 0.47 312
HN 26.2 0.53 306
(1)净光合速率可以用测得的单位时间、单位叶面积的___________(写出1种即可)表示。
(2)叶肉细胞的叶绿体中，氮元素主要存在于____________等物质中(写出2种即可)。
(3)分析表格数据可知，适当增施氮肥可以___________(填“提高”或“降低”)水稻光合作用速率，原因是
___________________。
(4)研究表明，大量施用化肥会导致土壤结构不良和土壤酸化；减施氮肥并用有机肥替代部分氮肥对维持土
壤肥力，保障粮食生产安全具有重要意义。施用有机肥的优点有_____________________________(写出2
点即可)。
8．(2022·河北衡水中学模拟预测)CO 是影响植物光合作用的重要因素。不同植物在长期的自然选择中形成
2
了不同的适应特征。图1是三种不同类型植物的CO 同化方式示意图，图2表示生活在不同地区的上述三
2
种植物在晴朗夏季的CO 吸收速率日变化曲线。已知玉米叶肉细胞叶绿体中固定CO 的酶对CO 的亲和力
2 2 2
高于水稻，回答下列问题：(1)色素提取过程中添加碳酸钙的目的是______________，以光合色素的吸光百分率为纵坐标，以波长为横
坐标，获得光合色素的吸收光谱。通过对比各组提取液对___________(填“红光”“蓝紫光”或“绿光”)
的吸光率来比较叶片中的叶绿素含量。
(2)图1水稻、玉米和景天科植物中，最适应炎热干旱环境的植物是_____，原因是________________。
(3)图2中，10点到12点间，B植物的光合速率下降而C植物继续升高，原因是_____________。
(4)图2中，在12点时A植物能不能进行光合作用？___________。
(5)同位素标记法是生物学研究中的一种重要方法，可用此研究光合作用中___________。
9．(2022·湖北·恩施市第一中学模拟预测)以大豆为实验材料，研究了CO 浓度升高的条件下，干旱胁迫及
2
复水后大豆的生理变化。生长室分成实验组和对照组2个组，每组2个处理。对照组(充分供水和重度干
旱)，CO 浓度为当前大气CO 浓度(350μmol/mol)；实验组(充分供水和重度干旱)，每天7：00~19：00分别
2 2
通入浓度为700μmol/mol的CO(为大气CO 浓度的2倍)。干旱处理的第5天开始复水，使土壤含水量恢复
2 2
至充分供水程度。实验结果如图1和图2所示。请回答下列问题：
(1)CO 进入__________后，与__________结合而被固定。
2(2)第1~4天，无论是充分供水还是干旱胁迫，高浓度CO 处理的大豆净光合速率均__________大气CO 浓
2 2
度处理的，原因是__________________________________________________。干旱胁迫使大豆光合效率
__________。CO 浓度升高短期内可__________大豆的光合效率，长期则会出现适应性改变。
2
(3)由图2分析可得，充分供水时，高CO 浓度条件下，大豆的蒸腾速率__________。而干旱胁迫条件下蒸
2
腾速率急剧下降，原因可能是______________________，涉及的植物激素是__________。
10．(2022·山西·怀仁市第一中学校模拟预测)日光温室中黄瓜植株高大，叶片多，叶面积大，研究不同叶位
叶片的光合作用对提高黄瓜产量具有重要的意义。下表是某科研小组在日光温室中开展相关研究，得到的
部分实验数据。请回答下列问题：
叶位 光合速率(COμmol·m-2·s-2) 基粒厚度(μm) 片层数
2
上位叶 14．79 1．79 10．90
中上位叶 17．45 2．46 17．77
基部叶 3．72 3．06 17．91
(1)叶绿体中对光能的吸收发生在_____(填场所)。据表分析，黄瓜上位叶的光合速率低于中上位叶，主要原
因是_____。
(2)基部叶的基粒厚度和片层数最大，但基部叶片光合速率最低。研究人员推测，这可能是由于_____导致
基部叶片接受的光照相对较弱造成的。
(3)为证实(2)的推测，需要设计实验进一步研究，请简要写出实验设计思路：_____。
(4)若上述推测成立，请你为温室栽培提高黄瓜产量，提出一条可行的措施：_____。
