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专题 11 细胞代谢综合分析
1．光合作用与细胞呼吸综合曲线中“三率”含义
细胞呼吸速率 净光合速率 真正光合速率
依据净光合速率和细胞呼吸速率计算得
植物体(组织)在黑暗 植物体(组织)在一定光照条
出，不能直接测得，真正光合速率＝净
条件下测得的值 件下测得的值
光合速率＋细胞呼吸速率
2.“三率”测定的指标
测定指标 细胞呼吸速率 真正光合速率 净光合速率
O 吸收量(黑暗) 产生量、制造量 释放量
2
CO 释放量(黑暗) 利用量、固定量 吸收量
2
有机物 消耗量(黑暗) 产生量、制造量 积累量
说明：若测定指标为叶绿体中O 释放量、CO 吸收量，则表示实际光合速率。
2 2
3．光合作用与细胞呼吸综合曲线模型
(1)当光照强度为0时，若CO 吸收值为负值，该值的绝对值代表细胞呼吸速率，该曲
2
线代表净光合速率，如图甲。
(2)当光照强度为0时，光合速率也为0，该曲线代表真正光合速率，如图乙。
4.光合作用与细胞呼吸综合计算关系
关系：真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。
解读：也可写成净光合速率＝真正光合速率－呼吸速率；真正光合速率即通过光合作用合成
的有机物的量，仅与光合作用有关；呼吸速率即通过细胞呼吸消耗有机物的量；通过光合作
用合成的有机物不能全部保留，其中一部分会通过呼吸作用消耗，剩下的才是积累的有机
物，即净光合速率，它既与光合作用有关，也与细胞呼吸有关，等于光合作用和细胞呼吸的
差值。
5．曲线模型中“三点”的移动问题关于改变光合作用条件后曲线上“三点”(呼吸速
率点、光补偿点和光饱和点)的移动问题，其解题
关键是搞清楚相应的因素是如何影响光合作用
的，然后确定“三率”大小的变动。结合光照强
度对光合作用的影响图示分析如下：
(1)当图中温度是最适温度时，降低温度，其他条件不变，a点上移，b点左移，c点下移。
(2)当图中曲线为阳生植物的，则阴生植物的a点上移，b点左移，c点下移。
(3)当植物缺镁时，其他条件不变，a点不动，b点右移，c点下移。
(4)适当提高CO 浓度，其他条件不变，a点不变，b点左移，c点上移。
2
(5)干旱初期，对呼吸作用影响不大，a点不变，但植物气孔关闭，CO 吸收量少，则b点右
2
移，c点下移。
一、单选题
1．已知某种细胞器的生物膜上能合成ATP，下列相关分析正确的是（ ）
A．此ATP能为细胞内的各项生命活动提供能量
B．在产生ATP的同时该生物膜上还能产生[H]
C．温度是影响膜上ATP合成的唯一环境因素
D．该细胞器具有双层膜且参与细胞的能量代谢
【答案】D
【分析】ATP由一分子腺嘌呤、一分子核糖和三分子磷酸组成，含有高能磷酸键。
【详解】A、若该细胞器是叶绿体，则产生的ATP只能用于暗反应，不能为细胞内各项生命活动提供能量，
A错误；
B、若该细胞器是线粒体，在该生物膜为线粒体内膜，其上进行的是有氧呼吸的第三阶段，该阶段产生
ATP的同时会消耗[H]，B错误；
C、温度、pH等均会影响ATP的合成，C错误；
D、该细胞器可能是线粒体和叶绿体，具有双层膜，线粒体可以参与有氧呼吸，叶绿体可以参与光合作用，
D正确。
故选D。
2．萌发的某种子中的酶有两个来源：一是由干种子中的酶活化而来，二是种子萌发时重新合成。研究发
现，当种子萌发时，新的RNA在种子吸水后12h才会开始合成，而蛋白质的合成则在种子吸水后15-20min便可以开始。下列相关叙述正确的是（ ）
A．种子萌发过程中有机物的含量和种类均减少
B．干种子中没有自由水，但含有一定量的结合水
C．种子萌发时消耗的能量的根本来源是母体的光合作用
D．种子吸水后20min-12h，其细胞中不进行基因的转录，也不存在翻译过程
【答案】C
【分析】1、细胞中水的存在形式包括自由水和结合水，自由水和结合水的比值与新陈代谢的旺盛程度有
关，新陈代谢越旺盛，该比值越高，否则越低。2、基因控制蛋白质的合成包括转录和翻译两个步骤，其
中转录是以DNA的一条链为模板合成RNA，翻译是以mRNA为模板合成蛋白质，该过程需要mRNA作
为模板，需tRNA转运氨基酸，还需要酶、能量和原料（氨基酸）。3、根据题干信息“一是由干燥种子种
的酶活化而来”“新RNA在吸水后12h开始合成”可知有些酶、RNA可以在干种子中长期保存。
【详解】A、种子萌发时，有机物分解，获得的有机物的种类增加，A错误；
B、干燥的种子有自由水和结合水，只不过自由水的含量比鲜种子低，B错误；
C、种子萌发时消耗的有机物根本上来源于母体的光合作用，C正确；
D、根据题干信息可知：当种子萌发时，新的RNA在种子吸水后12h才会开始合成，而蛋白质的合成则在
种子吸水后15～20min便可以开始。可见种子吸水后20min～12h，其细胞中不进行基因的转录，但存在翻
译过程，D错误。
故选C。
3．下列关于生物学实验的相关叙述，正确的是（ ）
A．用显微镜观察小麦根尖成熟区表皮细胞，可观察到有丝分裂的图像，从而判断出每个细胞中的染色
体数
B．小白鼠吸入18O 后，呼出的二氧化碳不可能含有18O
2
C．用32P标记噬菌体的侵染实验中，上清液存在少量放射性可能是保温时间不足或者过长所致
D．观察DNA和RNA的分布实验中，盐酸的作用是使细胞分散开便于观察
【答案】C
【分析】1、观察植物有丝分裂选择根尖分生区细胞。
2、噬菌体侵染细菌的过程：吸附→注入→合成→组装→释放。T2噬菌体侵染细菌的实验步骤：分别用
35S或32P标记噬菌体→噬菌体与大肠杆菌混合培养→噬菌体侵染未被标记的细菌→在搅拌器中搅拌，然
后离心，检测上清液和沉淀物中的放射性物质。
【详解】A、小麦根尖成熟区表皮细胞是高度分化的细胞，不再进行分裂，无法观察到有丝分裂，A错误；
B、有氧呼吸过程中二氧化碳产生于有氧呼吸的第二阶段，反应物是丙酮酸和水，产物是二氧化碳和[H]，因此有氧呼吸过程中释放的CO2中的氧来自丙酮酸和水，而氧气参与有氧呼吸第三步，与[H]反应生成水，
这些水再参与有氧呼吸第二步，产生二氧化碳，所以二氧化碳中也可能含18O，B错误；
C、上清液有放射性是保温时间过短， 有一部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清
液中，使上清液出现放射性；二是从噬菌体和大肠杆菌混合培养到用离心机分离，这一段保温时间过长，
噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放子代，经离心后分布于上清液，也会使上清液的放射性含量升高，C正确；
D、观察DNA和RNA在细胞中的分布的实验盐酸的作用是改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞，
同时使染色质中的DNA与蛋白质分离，有利于DNA与染色剂结合，进而有利于对DNA进行染色，D错
误。
故选C。
4．某研究小组随机选取100粒小麦种子，检测了不同萌发时间的各项数据，得到平均值如下表所示。下列
有关分析正确的是（ ）
1 萌发时间 0天 1天 2天 3天 4天
14．
1 整株鲜重（g） 5．31 9．11 9．79 14．87
81
4．
2 整株干重（g） 4．88 4．51 4．38 4．19
60
3 根苗鲜重（g） 0 0 1．58 7．13 6．43
4 籽粒浸出液与双缩脲试剂反应结果 - + +++ +++ ++
注：根苗指植物的根和最初突破种皮长出的部分；表格中“-”表示无阳性反应，“+”表示有阳性反应，
“+”越多阳性反应结果越显著。
A．第2行显示整株干重下降是由于有机物的总量和种类都减少
B．第4行显示种子萌发时可能在细胞代谢过程中合成了新的蛋白质
C．第1行和第3行数据说明根苗鲜重增加就是整株植物鲜重增加的原因
D．在此期间细胞内部的有机物逐渐减少，推测细胞渗透吸水能力逐渐下
【答案】B
【分析】分析表格数据可知，随着萌发时间的延长，整株鲜重增加，整株干重减少，根苗鲜重增加。籽粒
浸出液与双缩脲试剂反应结果可以表示蛋白质含量，故可知随着萌发时间的延长蛋白质含量先增加后减少。
【详解】A、种子萌发期间有机物总量逐渐减少，但有机物种类增多，A错误；
B、第4行显示种子萌发时蛋白质含量先增加后减少，说明种子萌发中可能在细胞代谢过程中合成了新的
蛋白质，B正确；C、根据第1行和第3行数据，整株鲜重增加，根苗鲜重也增加，推测根苗鲜重是整株植物鲜重增加的原
因之一，C错误；
D、在此期间细胞内部的有机物总量逐渐减少，有机物种类增多，大分子有机物分解为小分子，细胞液浓
度增加，推测细胞渗透吸水能力逐渐增强，D错误。
故选B。
5．据报道，美国华盛顿大学圣路易斯分校的研究人员找到了一种叫做集胞藻6803（一种单细胞蓝藻）的
微生物，其通过光合作用可生产出乙醇、氢、正丁醇、异丁醇和潜在的生物柴油。下列有关描述正确的是
（ ）
A．集胞藻6803的光反应阶段在类囊体薄膜上进行
B．集胞藻6803是异养兼性厌氧型生物
C．和传统化工技术相比，该技术不需要光也能进行
D．集胞藻6803既有助于减缓全球变暖，又可以提供能源物质
【答案】D
【分析】集胞藻6803通过光合作用可生产出乙醇、氢、正丁醇、异丁醇和潜在的生物柴油是一种自养需氧
型单细胞蓝藻，能进行光合作用。集胞藻6803（一种单细胞蓝藻）能通过光合作用可生产出乙醇、氢、正
丁醇、异丁醇和潜在的生物柴油，和传统化工技术相比，该技术需要光照才能进行，既有助于减缓全球变
暖，又可维持能源供应。
【详解】A、集胞藻6803是一种单细胞蓝藻，无叶绿体，A错误；
B、集胞藻6803是一种单细胞蓝藻，能进行光合作用，是自养需氧型生物，B错误；
C、集胞藻6803能通过光合作用可生产出乙醇、氢、正丁醇、异丁醇和潜在的生物柴油，和传统化工技术
相比，该技术需要光照才能进行，C错误；
D、集胞藻6803能通过光合作用可生产出乙醇、氢、正丁醇、异丁醇和潜在的生物柴油，可以既有助于减
缓全球变暖，又可维持能源供应，D正确。
故选D。
【点睛】
6．真核生物的生物膜将细胞内分隔成不同的“区室”，有利于细胞代谢高效、有序地进行，下列关于细
胞内的不同“区室”说法正确的是（ ）
A．植物细胞的色素分子只储存于双层膜包围成的区域中
B．由双层膜包围而成的区域均既可产生 ATP，也可消耗ATP
C．产生水的反应既可发生在双层膜包围的区域，也可发生在无膜包围的区域D．蛋白质、糖类、核酸、脂质的合成均发生于单层膜围成的区域中
【答案】C
【分析】生物膜系统是指在真核细胞中，细胞膜、核膜以及内质网、高尔基体、线粒体等由膜围绕而成的
细胞器，在结构和功能上是紧密联系的统一整体，生物膜系统在成分和结构上相似，在结构和功能上相互
联系。细胞中，双层膜的结构有细胞核、线粒体、叶绿体，无膜结构的有中心体和核糖体。
【详解】A、植物细胞的色素除了分布在双层膜的叶绿体中，还分布在单层膜的液泡中，A错误；
B、由双层膜包围而成的区域，可以是线粒体、叶绿体 、细胞核，其中细胞核只消耗ATP，不产生ATP，
B错误；
C、线粒体中有氧呼吸第三阶段可以产生水，叶绿体中进行的光合作用也可以产生水，细胞核中合成DNA
也产生水，核糖体无膜包围，在核糖体中氨基酸脱水缩合可形成多肽，C正确；
D、蛋白质的合成在核糖体中，核糖体无膜结构，D错误。
故选C。
【点睛】
7．关于下列各坐标曲线的叙述中错误的是（ ）
A．图甲表示在一定范围内，随着反应物浓度增大，酶的催化反应速率逐渐加快
B．图乙表示细胞可以逆浓度梯度吸收物质，属于主动运输方式
C．图丙表示某草本植物在炎热夏季一天中的水分变化，其中发生萎蔫的时间段为4～16时
D．图丁表示黄豆种子萌发早期种子和胚中有机物含量的变化
【答案】C
【分析】图甲曲线随着反应物浓度增加，反应速率加快，但到达某一值后，反应速率保持不变，此时限制因素是酶浓度；图乙物质能逆浓度梯度运输属于主动运输；图丙表示蒸腾作用与吸收水分随时间的关系；
图丁表示种子萌发是有机物含量的变化。
【详解】A、由图曲线可知，图甲表示在一定范围内，随着反应物浓度增大，酶的催化反应速率逐渐加快，
达到饱和之后，随着反应物浓度增大，酶的催化反应速率保持不变，A正确；
B、由图曲线可知，当细胞内浓度大于细胞外浓度时，该物质还可以从细胞外运输到细胞内，说明图乙表
示的细胞可以逆浓度梯度吸收物质，属于主动运输方式，B正确；
C、植物通过蒸腾作用以水蒸气的形式散发到大气中去，使得植物失水，在4～16时，只能表明蒸腾作用
失去的水分大于植物吸收的水分，但由于细胞中会产生水以及本身含有大量的自由水等，所以无法判断该
时间段植物会发生萎蔫，C错误；
D、种子萌发早期时，植物不能进行光合作用，同时能进行呼吸作用消耗有机物，种子和胚中有机物含量
会减小，因此图丁能表示黄豆种子萌发早期种子和胚中有机物含量的变化，D正确。
故选C。
【点睛】
8．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，有关叙述错误的是（ ）
A．催化PGA合成的酶存在于叶绿体类囊体上，催化TP合成蔗糖的酶存在于细胞质基质中
B．根瘤菌固氮产生的NH 可用于氨基酸的合成
3
C．叶绿体中合成ATP的能量来自光能，根瘤中合成ATP的能量主要源于糖类的分解
D．大多数植物长距离运输的主要有机物是蔗糖而不是葡萄糖，原因之一是蔗糖是非还原糖，性质较稳
定
【答案】A
【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个过程，光反应发生于类囊体薄膜上，暗反应发生于叶绿体基质
中。葡萄糖等还原糖性质较为活泼。【详解】A、据图所示可知，催化PGA（C3）合成的酶存在于叶绿体基质中； CO2进入叶绿体基质形成
PGA，然后PGA被还原，形成TP，TP被运出叶绿体，在细胞质基质中TP合成为蔗糖，可推知催化该过
程的酶存在于细胞质基质中，A错误；
B、NH3中含有N元素，可以组成氨基酸中的氨基，B正确；
C、光合作用的光反应中，叶绿体的色素吸收光能，将ADP和Pi合成为ATP；根瘤菌与植物共生，从植物
根细胞中吸收有机物，主要利用糖类作原料进行细胞呼吸，释放能量，合成ATP，C正确；
D、葡萄糖是单糖，而蔗糖是二糖，以蔗糖作为运输物质，其溶液中溶质分子个数相对较少，渗透压相对
稳定，而且蔗糖为非还原糖，性质较稳定，D正确。
故选A。
9．下列有关细胞内物质含量比值的关系，正确的是（ ）
A．细胞内结合水/自由水的比值，种子萌发时比休眠时高
B．人体细胞内O/CO 的比值，线粒体内比细胞质基质高
2 2
C．体细胞中RNA/DNA的比值，代谢旺盛的细胞比衰老细胞高
D．细胞线粒体膜上蛋白质/脂质的比值，外膜一般比内膜高
【答案】C
【分析】1、细胞中的水包括结合水和自由水，自由水与结合水的比值越大，细胞代谢越旺盛，抗逆性越
差，反之，比值越小，细胞代谢越慢，抗逆性越强。
2、线粒体是细胞有氧呼吸的主要场所，有氧呼吸第二阶段在线粒体基质中进行，该阶段会产生二氧化碳，
二氧化碳从线粒体产生后进入细胞质基质；有氧呼吸第三阶段在线粒体内膜上进行，该过程中氧气从细胞
质基质进入线粒体产生水。
【详解】A、种子萌发时，细胞代谢活动旺盛，结合水与自由水的比值低，A错误；
B、线粒体是细胞进行有氧呼吸的场所，消耗O2产生CO2，线粒体内O2/CO2比值比细胞质基质的低，B
错误；
C、代谢旺盛的细胞会进行大量的蛋白质合成，转录的RNA较多，因此代谢旺盛的细胞中RNA与DNA的
比值比衰老细胞高，C正确；
D、线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所，含有较多酶，因此蛋白质/脂质的比值一般大于外膜，D错误。
故选C。
10．Rubisco酶是绿色植物光合作用过程中的关键酶，当CO 浓度较高时，该酶催化CO 与C 反应，进行
2 2 5
光合作用。当O 浓度较高时，该酶催化C 与O 反应，最后在线粒体内生成CO，植物这种在光下吸收O
2 5 2 2 2
产生CO 的现象称为光呼吸。下列叙述错误的是（ ）
2A．绿色植物进行光呼吸的场所有叶绿体基质和线粒体
B．植物光呼吸的进行导致光合作用产生的有机物减少
C．光合作用过程中，CO 和C 反应需要消耗NADPH要消耗和ATP
2 5
D．植物黑暗中细胞呼吸产生CO 的场所为细胞质基质或线粒体基质
2
【答案】C
【分析】光合作用的反应阶段：
1、光反应阶段：场所是类囊体薄膜
（1）水的光解：2H2O 4[H]+O2
（2）ATP的生成：ADP+Pi ATP
2、暗反应阶段：场所是叶绿体基质
（1）CO2的固定：CO2+C5 2C3
（2）C3的还原：2C3 （CH2O）+C5
【详解】A、绿色植物进行光呼吸的过程为C5与O2反应，最后在线粒体生成CO2，因此场所为叶绿体基
质和线粒体，A正确；
B、植物光呼吸的过程会消耗C5生成CO2，因此会导致光合作用产生的有机物减少，B正确；
C、光合作用过程中CO2与C5反应生成C3，不需NADPH和ATP参与，而在C3的还原过程中需NADPH
和ATP参与，C错误；
D、植物细胞黑暗中可以进行无氧呼吸或有氧呼吸，因此产生CO2的场所为细胞质基质或线粒体基质，D
正确。
故选C。
11．单羧酸转运蛋白（MCT1）是哺乳动物细胞膜上同向转运乳酸和H+的跨膜蛋白。在癌细胞中，MCT1
基因显著表达，导致呼吸作用产生大量乳酸；当葡萄糖充足时，MCTl能将乳酸和H+运出细胞，当葡萄糖
缺乏时则将乳酸和H+运进细胞。下列推测错误的是（ ）
A．合成与运输MCT1，体现细胞内结构之间的协调配合
B．乳酸被MCT1运进细胞，可作为替代葡萄糖的能源物质
C．癌细胞细胞质中乳酸产生较多使细胞内pH显著降低
D．MCTl会影响癌细胞增殖，其基因可作癌症治疗新靶点
【答案】C【解析】由题意知：在癌细胞中，MCT1显著高表达，呼吸作用会产生大量的乳酸，说明进行无氧呼吸；
当葡萄糖充足时，MCT1能将乳酸和H+运出细胞，当葡萄糖缺乏时则运进细胞，说明乳酸被MCT1运进细
胞，可作为替代葡萄糖的能源物质。
【详解】A、MCT1是哺乳动物细胞膜上的蛋白质，其合成与运输需要核糖体、内质网、高尔基体之间的
协调配合，A正确；
B、根据题干信息“当葡萄糖缺乏时则将乳酸运进细胞”，说明乳酸可作为替代葡萄糖的能源物质，B正
确；
C、癌细胞细胞质中乳酸产生较多，但当葡萄糖缺乏时则将乳酸运进细胞，说明癌细胞存在乳酸代谢，使
细胞内pH不会显著降低，C错误；
D、MCT1会通过影响细胞代谢从而影响癌细胞增殖，其基因可作癌症治疗新靶点，D正确。
故选C。
【点睛】
12．如图为实验测得的小麦、大豆、花生干种子中三类有机物的含量比例，据图分析正确的是（ ）
A．同等质量的种子中，小麦所含的N元素最多，花生所含的最少
B．三种种子中有机物均来自土壤吸收，含量的差异与所含基因有关
C．萌发时，三种种子细胞中有机物的含量和种类都会不断减少
D．相同质量的三种种子萌发需要O 的量不同，所以种植深度有差异
2
【答案】D
【分析】（1）蛋白质的基本组成元素是C、H、O、N四种，有的蛋白质还含有S等元素。糖类和脂肪的
组成元素都是C、H、O。（2）萌发的种子进行细胞呼吸时会消耗有机物。（3）据图可知，小麦种子中淀
粉含量高；大豆种子中蛋白质含量多；花生种子中脂肪含量多。
【详解】A、蛋白质含有N元素，糖类和脂肪都不含有N元素，由图可知，同等质量的种子中，大豆所含
的蛋白质最多，小麦所含的蛋白质最少，所以大豆所含的N元素最多，小麦所含的N元素最少，A错误；
B、三种种子中有机物均来自光合作用，不同生物种子有机物含量的差异与所含基因有关，B错误；
C、萌发时，三种种子均会通过细胞呼吸而消耗有机物，并产生丙酮酸等细胞代谢物，因此三种种子细胞中有机物的含量都会不断减少，但有机物的种类都会增加，C错误。
D、同等质量的脂肪氧化分解时消耗的氧气较糖类和蛋白质的多，由于花生种子中脂肪含量最多，小麦所
含的脂肪最少，所以相同质量的三种种子萌发时需要O2量不同，种植深度也不同，即种植深度为小麦＞
大豆＞花生，D正确。
故选D。
13．下图是细胞中糖类合成与分解过程示意图。有关叙述正确的是（ ）
A．过程②产生的能量全部储存在 ATP 中
B．过程①产生的（CHO）中的氧全部来自 HO
2 2
C．过程②只在线粒体中进行，过程①只在叶绿体中进行
D．蛋白质、糖类和脂质的代谢都可以通过过程②联系起来
【答案】D
【分析】1、光合作用的具体的过程：
①光反应阶段：场所是类囊体薄膜
水的光解 2H2O→4[H]+O2；ATP的生成：ADP+Pi+能量→ATP
②暗反应阶段：场所是叶绿体基质
CO2的固定：CO2+C5→2C3；三碳化合物的还原：2C3→（CH2O）+C5+H2O
2、有氧呼吸的过程：
第一阶段：在细胞质的基质中：
反应式：C6H12O6（葡萄糖）→2C3H4O3（丙酮酸）+4[H]+少量能量 （2ATP）
第二阶段：在线粒体基质中进行：
反应式：2C3H4O3（丙酮酸）+6H2O→20[H]+6CO2+少量能量 （2ATP）
第三阶段：在线粒体的内膜上：
反应式：24[H]+6O2→12H2O+大量能量（34ATP）
3、据图分析：①表示光合作用的总反应式，②表示有氧呼吸的总反应式。
【详解】A、②表示有氧呼吸的总反应式，有氧呼吸过程中产生的能量大部分以热能的形式散失，少量储
存在ATP中，A错误；
B、①表示光合作用的总反应式，光合作用过程中水中的氧经过光反应以氧气的形式释放，有机物中的氧
来自二氧化碳，B错误；C、②有氧呼吸进行的场所在细胞质基质和线粒体中，①光合作用的过程在叶绿体或光能自养型的生物细
胞内，如蓝藻，C错误；
D、②表示有氧呼吸的总反应式，细胞呼吸是生物体代谢的枢纽，如在有氧呼吸过程中会产生许多中间代
谢产物，可以转化为甘油、氨基酸等非糖物质，非糖物质代谢产生的一些中间产物与细胞呼吸代谢的中间
产物相同，因此蛋白质、糖类和脂质的代谢都可以通过细胞呼吸过程联系起来，D正确。
故选D。
14．科研人员将某油料作物种子置于条件适宜的环境中培养，定期检测种子萌发过程中（含幼苗）的脂肪
含量和干重，结果如图所示。下列叙述错误的是（ ）
A．脂肪转化为糖类可导致ab段种子干重增加
B．导致ab段种子干重增加的元素主要是氧
C．有机物的氧化分解导致bc段种子干重减少
D．c点后，幼苗开始进行光合作用
【答案】D
【解析】由图分析可知，油料作物种子萌发初期脂肪转变为糖类，糖类与脂肪相比，含有较多的O元素，
从而使有机物的总量增加，导致ab段种子干重增加的主要元素是O；糖类经过呼吸作用，氧化分解，释放
能量，导致种子干重减少，c点种子干重再次增加，说明光合速率大于呼吸速率。
【详解】A、由分析可知，种子萌发初期，脂肪转化为糖类可导致ab段种子干重增加，A正确；
B、种子萌发过程中（含幼苗）的脂肪会转变成糖类，脂肪含量减少，糖类与脂肪相比含有较多的O原子，
所以有机物含量增加，因此导致ab段种子干重增加的主要元素是O，B正确；
C、种子萌发过程中，由于细胞呼吸，有机物氧化分解导致种子干重下降，C正确；
D、幼苗可以进行光合作用，当光合作用强度大于呼吸作用强度时，有机物开始积累，所以c点幼苗光合
作用强度大于呼吸作用强度，种子干重增加，幼苗开始进行光合作用应该在c点之前，D错误。
故选D。15．寄生于胃中的幽门螺旋杆菌可引起很多消化道疾病。体检时可通过13C 尿素呼气试验来检测其感染情
况，具体做法是：受试者口服13C 标记的尿素胶囊后， 尿素可被幽门螺旋杆菌产生的脲酶催化分解为NH
3
和13CO，定时收集受试者吹出的气体并测定其中是否含有13CO。下列叙述正确的是（ ）
2 2
A．幽门螺旋杆菌的细胞膜具有双层磷脂分子，但其不具有选择透过性
B．幽门螺旋杆菌感染者吹出气体中的13CO 是其细胞有氧呼吸产生的
2
C．检测 13CO 的可用溴麝香草酚蓝水溶液在高倍镜下镜检分析
2
D．幽门螺旋杆菌产生的脲酶在 pH 小于 7 的条件下依然能发挥作用
【答案】D
【分析】幽门螺旋杆菌是原核生物，原核细胞与真核细胞相比，最大的区别是原核细胞没有被核膜包被的
成形的细胞核（没有核膜、核仁和染色体）；原核细胞只有核糖体一种细胞器，但部分原核生物也能进行
有氧呼吸和光合作用，如蓝藻。原核细胞含有细胞质、细胞膜等结构，也含有核酸（DNA和RNA）和蛋
白质等物质。据此答题。
【详解】A、幽门螺旋杆菌细胞膜的基本支架是磷脂双分子层，具有一定的流动性，也具有选择透过性，A
错误；
B、通过题干信息可知，受试者口服含有13C标记的尿素胶囊，如果受试者胃里有幽门螺旋杆菌，则会被
幽门螺旋杆菌产生的脲酶分解成13CO2和NH3，故感染者呼出的13CO2来自于幽门螺旋杆菌分解尿素，
不是人体细胞有氧呼吸而来，B错误；
C、溴麝香草酚蓝水溶液可检测二氧化碳，但不能检测放射性，放射性检验可利用放射性自显影技术，C
错误；
D、通过题干信息可知，幽门螺旋杆菌主要寄生于人体的胃里，胃中是酸性环境，故幽门螺旋杆菌产生的
脲酶适宜在酸性条件下发挥作用，D正确。
故选D。
16．研究发现，杀虫剂三甲基锡能抑制三磷酸腺苷酶（ATP水解酶）的活性，进而影响细胞内能量的直接
供应。若将其喷洒到植物上，则植物细胞内不受影响的生理活动是（ ）
A．三碳酸的还原 B．DNA的分子复制
C．根细胞对矿质离子的吸收 D．根尖细胞对水分的吸收
【答案】D
【分析】根据题干信息，“杀虫剂三甲基锡能抑制三磷酸腺苷酸的活性”，说明其影响ATP的合成，进而
影响细胞内需要ATP提供能量的获能反应或生理过程；不需要ATP提供能量，则不受影响。
【详解】A、三碳化合物的还原，需要光反应提供的ATP和[H]，A错误；B、DNA分子的复制属于合成代谢，需要ATP提供能量，B错误；
C、根细胞对矿质离子的吸收属于主动运输，需要载体和ATP提供能量，C错误；
D、根尖细胞对水分的吸收属于自由扩散，运输动力是浓度差，不需要ATP提供能量，D正确。
故选D。
【点睛】
17．图 1 表示油菜种子成熟过程中各种有机物的变化情况（1 表示可溶性糖，2 表示淀粉，3 表示含氮
化合物，4 表示脂肪）。图 2 表示小麦种子成熟过程中蛋白质、葡萄糖、淀粉含量和淀粉磷酸酶（催化
淀粉的生物合成）活性的变化。相关分析正确的是（ ）
A．图 1 和图 2 中蛋白质含量的差异本质上是由生长环境中的光照和温度决定的
B．图 2 中曲线②代表淀粉含量变化，曲线①代表淀粉磷酸酶活性变化，随着淀粉的不断积累，酶活
性逐渐降低
C．图 1 中曲线 4 呈上升趋势是由于可溶性糖可被氧化分解外，还有部分转化成脂肪
D．油菜和小麦成熟的过程中受 IAA 的调节作用
【答案】C
【分析】据图1分析可知，在油菜种子成熟过程中，细胞中可溶性糖和淀粉的含量下降，蛋白质含量基本
不变，脂肪含量升高；据图2分析，在小麦种子成熟过程，葡萄糖逐渐转化为多糖淀粉，因此①表示葡萄
糖，②表示淀粉，则③表示淀粉磷酸化酶，其活性先增加后降低。
【详解】A、图1和图2中蛋白质含量的差异本质上是由遗传物质决定的，A错误；
B、根据以上分析已知，图2中曲线②代表的是淀粉的含量，曲线③代表的是淀粉磷酸化酶的活性，B错误；
C、根据以上分析已知，图1中细胞中可溶性糖和淀粉的含量下降，蛋白质含量基本不变，脂肪含量升高，
说明脂肪可由淀粉、可溶性糖转化而来，C正确；D、种子成熟过程受乙烯等多种激素的共同调节，D错误。
故选C。
18．下图表示小麦种子发育、成熟储存和萌发过程示意图，该过程中细胞含水量、分裂分化程度、大分子
化合物的合成和分解等都发生了一系列变化，下列有关说法正确的是（ ）
A．④阶段由于淀粉的氧化分解导致还原糖增多
B．若为油料作物种子，其萌发初期干重有所增加与氧元素有关
C．种子形成时干重增加是由于种子细胞进行了光合作用
D．种子发育时，细胞分化的根本原因是不同细胞中的蛋白质不同
【答案】B
【分析】种子在城市过程中，葡萄糖等可溶性糖会转变成淀粉。种子在萌发的过程中需要大量的能量，这
时淀粉会分解成可溶性糖，从而为种子代谢提供能量。
【详解】A、④阶段淀粉会水解成还原糖，而不是氧化分解，A错误；
B、导致萌发种子干重增加的主要元素是氧，原因是由于油料作用的种子含脂肪多，需要吸水转化，水中
的两种元素中，氧占16，而氢只占2，所以使种子重量增加的元素主要是氧，B正确；
C、种子形成时干重增加与种子的光合作用无关，因为种子细胞不能进行光合作用，C错误；
D、种子发育时，细胞分化的根本原因是基因的选择性表达，D错误。
故选B。
19．下图是综合不同细胞代谢特点绘制的部分物质变化示意图，下列有关叙述正确的是（ ）
A．酵母细胞中过程③⑤进行的场所不相同，但都能合成ATP
B．光下叶肉细胞中，过程⑥C 还原时所需的ATP依赖于过程⑤
3C．同一细胞中，①～⑥过程不能同时进行，④⑤需要氧气参与
D．①②、①③、①⑤都表示呼吸作用过程，需要的酶种类相同
【答案】C
【分析】根据题意和图示分析可知：①为细胞呼吸的第一阶段，②为产物是乳酸的无氧呼吸第二阶段，③
为产物是酒精的无氧呼吸第二阶段，④是酒精进一步氧化成醋酸，⑤为有氧呼吸的第二、三阶段，⑥是光
合作用。
【详解】A、酵母菌是真核细胞，过程③发生在细胞质基质，⑤发生在线粒体，但③过程不能合成ATP，A
错误；
B、光下叶肉细胞中，⑥光合作用所需ATP来自于光反应，不会依赖于过程⑤呼吸作用，B错误；
C、通常一个细胞中不会发生②③两种无氧呼吸，④在醋酸杆菌中进行，该菌不能进行⑥光合作用，醋酸
杆菌属于好氧菌，C正确；
D、由于酶具有专一性，呼吸作用各步骤反应不同，需要的酶种类不完全相同，D错误。
故选C。
20．科学家利用细胞结构完全被破坏后的HeLa细胞匀浆为实验对象，研究了细胞色素C（线粒体中与有
氧呼吸有关的一种蛋白质）和dATP（三磷酸脱氧腺苷）与细胞凋亡的关系，结果如图所示。下列分析正
确的是
A．随着细胞色素C的含量增加，促细胞凋亡的效果增加
B．据图判断dATP和细胞色素C的存在能促进细胞凋亡
C．有细胞色素C参与的细胞呼吸过程伴随着ATP的消耗
D．dATP与ATP在化学组成上的差异是dATP特有腺嘌呤
【答案】B
【分析】由图知有dATP的情况下，随细胞色素C浓度的升高促进细胞凋亡的效果升高，在同一细胞色素
C浓度下存在dATP（三磷酸脱氧腺苷）较不存在dATP促进细胞凋亡的效果明显升高。
【详解】A. 由图知在有dATP的情况下，随着细胞色素C的含量增加，促细胞凋亡的效果增加，A错误。
B. 据图判断dATP和细胞色素C的存在能促进细胞凋亡，B正确。C. 据题意无法判断有细胞色素C参与的细胞呼吸过程伴是否随着ATP的消耗，C错误。
D. dATP与ATP在化学组成上的差异是dATP特有脱氧核糖，D错误。
【点睛】本题以华裔科学家王晓东利用细胞结构完全被破坏后的HeLa细胞匀浆为实验对象，研究了细胞
色素C和dATP（三磷酸脱氧腺苷）与细胞凋亡的关系所得的结果图像，考查细胞中的化合物和功能、细
胞代谢的知识，考生识记细胞中的化合物的种类和作用、明确细胞呼吸的过程、通过分析题干中的曲线图
获取信息是解题的关键。
二、多选题
21．下列有关细胞内物质含量比值大小的比较，正确的是（ ）
A．种子细胞内自由水/结合水：萌发时＞休眠时
B．人体细胞内O/CO ：线粒体内＞细胞质基质内
2 2
C．细胞中RNA/核DNA：生长旺盛细胞＞衰老细胞
D．叶绿体中C /C ：有光照时＞暂停光照时
3 5
【答案】AC
【分析】1、水对生命活动的影响：
（1）对代谢的影响：自由水含量高--代谢强度强。
（2）对抗性的影响：结合水含量高--抗寒、抗旱性强。
2、线粒体是细胞有氧呼吸的主要场所，该过程中氧气从细胞质基质进入线粒体参与有氧呼吸的第三阶段，
二氧化碳从线粒体产生后进入细胞质基质。
3、影响光合作用的环境因素包括：光照强度、温度、二氧化碳浓度等。
光照强度主要影响光合作用的光反应阶段，首先导致光反应中[H]和ATP的含量变化，进而影响暗反应过
程；
二氧化碳浓度主要影响暗反应阶段，二氧化碳首先参与暗反应中二氧化碳的固定，首先导致三碳化合物含
量的变化，进而影响光反应产生的[H]和ATP的含量变化。
【详解】A、种子萌发时细胞代谢旺盛，自由水含量增多，细胞内自由水/结合水的比值比休眠时高，A正
确；
B、人体细胞在进行有氧呼吸时消耗氧气，释放二氧化碳，其场所为线粒体，故同细胞质基质相比，线粒
体氧气浓度降低，二氧化碳浓度升高，所以人体细胞内O2/CO2的比值，线粒体内比细胞质基质低，B错
误；
C、代谢旺盛的细胞，需要合成大量的蛋白质，通过转录产生的RNA量比衰老细胞多，而代谢旺盛的细胞与衰老的细胞核DNA含量基本相同，因此，细胞中RNA / DNA的比值，代谢旺盛的细胞比衰老细胞高，
C正确；
D、暂停光照时，光反应停止，C3的还原减慢，但二氧化碳的固定速率不变，故C3的含量增加，C5减少，
所以叶绿体中C3/C5的比值，有光照时＜暂停光照时，D错误。
故选AC。
22．下图为生命体内部分物质与能量代谢关系示意图。下列叙述正确的有（ ）
A．三羧酸循环是代谢网络的中心，可产生大量的[H]和CO 并消耗O
2 2
B．生物通过代谢中间物，将物质的分解代谢与合成代谢相互联系
C．乙酰CoA在代谢途径中具有重要地位
D．物质氧化时释放的能量都储存于ATP
【答案】BC
【分析】本题考查了三大营养物质代谢的相互转化及细胞呼吸的相关知识。由题图可知三羧酸循环是三大
营养素（糖类、脂质、氨基酸）的最终代谢通路，又是糖类、脂质、氨基酸代谢联系的枢纽。三羧酸循环
是需氧生物体内普遍存在的代谢途径，原核生物中分布于细胞质，真核生物中分布在线粒体。因为在这个
循环中几个主要的中间代谢物是含有三个羧基的有机酸，例如柠檬酸，所以叫做三羧酸循环，又称为柠檬
酸循环。
【详解】A、题图分析可知三羧酸循环是代谢网络的中心，可产生大量的[H]和CO2，但不消耗O2，呼吸
链会消耗，A错误；
B、题图分析可知代谢中间物（例：丙酮酸、乙酰CoA等），将物质的分解代谢与合成代谢相互联系，B
正确；C、题图分析可知丙酮酸、乙酰CoA在代谢途径中将蛋白质、糖类、脂质、核酸的代谢相互联系在一起，
具有重要地位，C正确；
D、物质氧化时释放的能量一部分储存于ATP中，一部分以热能的形式散失，D错误。
故选BC。
23．下图中间的主线是细胞呼吸的过程（柠檬酸循环是细胞呼吸中的某个阶段），由图可以看出细胞呼吸
是细胞代谢的中心。下列相关说法正确的是（ ）
A．多糖先水解后以单糖形式进行糖酵解
B．糖酵解、柠檬酸循环、电子传递链完成的场所是线粒体
C．脂肪分解成的甘油和脂肪酸分别进入糖酵解和柠檬酸循环
D．蛋白质先分解成氨基酸脱氨基后进入柠檬酸循环
【答案】ACD
【分析】由代谢图分析可知，图中所示为蛋白质、糖类、脂肪的氧化途径。蛋白质氧化途径是蛋白质水解
成氨基酸，在形成氨基酸后，一部分会形成丙酮酸，一 部分会形成二碳化合物参与柠檬酸循环，一部分
会直接参与柠檬酸循环。糖类氧化途径是多糖分解成单糖，单糖经糖酵解产生丙酮酸，丙酮酸经过反应形
成二碳化合物参与柠檬酸循环。脂肪的氧化途径是脂肪会分解成甘油和脂肪酸，其中甘油经糖酵解产生丙
酮酸，丙酮酸经过反应形成二碳化合物参与柠檬酸循环，而脂肪酸则经过反应形成二碳化合物参与柠檬酸
循环。三种物质经过氧化后，最终都会产生ATP，给各种生理活动提供能量。
【详解】A、由图示可知，多糖水解成单糖后，以单糖的形式参与糖酵解，A正确；
B、糖酵解的场所是细胞质基质，柠檬酸循环和电子传递链完成的场所是线粒体，B错误；
C、由图示可知，脂肪会分解成甘油和脂肪酸，其中甘油经糖酵解产生丙酮酸，脂肪酸则经过反应形成二碳化合物参与柠檬酸循环，C正确；
D、由图示可知，蛋白质水解成氨基酸，氨基酸脱氨基后进入柠檬酸循环，D正确。
故选ACD。
24．胆固醇在血液中以LDL（低密度脂蛋白）的形式运输。如果胆固醇在血液中含量过高，会在血管壁上
沉积，造成血管堵塞，动脉发生粥样硬化，进而引发冠心病。下图表示人体细胞内胆固醇的来源及调节过
程。下列说法正确的是（ ）
A．LDL受体基因缺陷的人比正常人更易患动脉粥样硬化
B．正常人如果饮食不合理，缺乏运动，可能会患动脉粥样硬化，甚至是冠心病
C．LDL可以从细胞膜的任意部位被吸收进入细胞
D．细胞对胆固醇的合成存在反馈调节
【答案】ABD
【分析】1、胆固醇：构成细胞膜的重要成分，参与血液中脂质的运输。
2、据图分析，血浆中的LDL与细胞膜上的受体结合，以内吞的方式进入细胞；细胞内过多的胆固醇，抑
制LDL受体的合成(转录和翻译），抑制乙酰CoA转化为胆固醇。
【详解】A、LDL受体基因缺陷的人，胆固醇在血液中含量过高，会在血管壁上沉积，造成血管堵塞，比
正常人更易患动脉粥样硬化，A正确；
B、正常人如果饮食不合理，摄入胆固醇过多，缺乏运动，会造成胆固醇在血液中含量过高，可能会患动
脉粥样硬化，甚至是冠心病，B正确；
C、胆固醇在血液中以LDL（低密度脂蛋白）的形式运输，携带胆固醇的LDL（低密度脂蛋白）与细胞膜
上的LDL受体结合，才能进入细胞，C错误；
D、由图中可知组织细胞中胆固醇过多时，细胞通过抑制乙酰CoA转化为胆固醇，以减少自身的胆固醇合
成；抑制LDL受体基因的转录，减少LDL受体的合成，从而减少LDL的摄取；属于负反馈调节，D正确。
故选ABD。25．下图为人体内能源物质代谢的部分过程图解，下列有关叙述不正确的是（ ）
A．处于饥饿状态时，人体可以通过神经-体液调节来维持血液中的葡萄糖浓度的相对稳定
B．甘油和脂肪酸组成的脂肪氧含量比较高，所以单位质量所含能量比糖类多，是人体良好的储能物
质
C．葡萄糖是细胞呼吸最常利用的物质，故图中的[H]只来自于葡萄糖的氧化分解
D．人体所需的葡萄糖最终来源于绿色植物的光合作用，人在生态系统中属于消费者
【答案】BC
【分析】分析题图：a表示细胞呼吸的第一阶段；b表示甘油转化形成丙酮酸；c表示脂肪酸参与三羧酸循
环；d表示脱氨基或转氨基作用；e表示二氧化碳。
【详解】A、处于饥饿状态时，血糖浓度降低，人体可以通过神经-体液调节来维持血液中的葡萄糖浓度的
相对稳定，A正确；
B、甘油和脂肪酸组成的脂肪氢含量比较高，所以单位质量所含能量比糖类多，是人体良好的储能物质，B
错误；
C、葡萄糖是细胞呼吸最常利用的物质，图中的[H]来自于葡萄糖和水，C错误；
D、人属于异养生物，所需的葡萄糖最终来源于绿色植物的光合作用，人在生态系统中属于消费者，D正
确。
故选BC。
26．下图是人体内葡萄糖转化成脂肪的部分过程示意图。下列有关叙述正确的是
A．长期偏爱高糖膳食的人体内，图示过程会加强，进而导致体内脂肪积累
B．细胞质基质中有催化过程①的酶，该过程会产生少量[H]和ATP
C．酒精是过程②产生的二碳化合物之一
D．在糖尿病患者体内，图示过程会减弱，进而导致脂肪分解加快【答案】ABD
【详解】据图分析，人体内葡萄糖可以通过一系列的过程转化成脂肪，故长期偏爱高糖膳食的人，图示过
程会加强而导致体内脂肪积累，A正确；呼吸作用第一阶段在细胞质基质中进行，故细胞质基质中有催化
过程①（有氧呼吸第一阶段）的酶，该过程会产生少量[H]和ATP，B正确；人体有氧呼吸和无氧呼吸都不
能产生酒精，C错误；在糖尿病人体内，胰岛素含量低，糖进入组织细胞和在细胞内的转换和利用发生障
碍，导致图示过程减弱，脂肪分解增加，D正确。
三、综合题
27．超重的乙同学为了减肥，在购买饮料时挑选了标有“0脂肪”字样的含蔗糖饮料，但连续饮用一个月
后，体重反而增加了，通过翻查资料发现，糖类和脂质的代谢可以通过细胞呼吸过程联系起来，其联系的
示意图如下（编号表示过程，字母表示物质），请分析：
(1)图中③过程中未标出的产物有 ，发生的场所是 。④过程中大部分化学能转化成
，对于人体来说，这部分能量转化的生物学意义是 。
(2)蔗糖水解产生的葡萄糖被小肠上皮细胞以 的方式吸收。当摄入葡萄糖等有机物过多时，A
（填名称）会转化为 再通过反应合成脂肪，从而使甲同学体重增加。
(3)脂肪是人体健康所必需的。脂肪是细胞内良好的 物质，检测脂肪可以用苏丹Ⅲ染液来染色，
用 洗去多余的染料，如果细胞中含有脂肪可以被染成 。
(4)除了注意合理膳食外，适量的有氧运动（主要以有氧呼吸提供运动中所需能量的运动方式）也能减肥，
请据图分析，进行有氧运动有助减肥的科学原理（原因）是 。
【答案】(1) NADH、ATP和二氧化碳 线粒体基质 热能 有利于维持体温的恒定
(2) 主动运输 丙酮酸 甘油和脂肪酸
(3) 储能 50%酒精 橘黄色
(4) 有氧运动消耗能量增多，因而可促进丙酮酸进入线粒体氧化分解，进而减少其转化为甘油和脂肪酸的
途径，最终导致合成脂肪较少。【分析】题图分析：①是葡萄糖转变为A丙酮酸，称为糖酵解的过程；过程③是三羧酸循环，发生在线粒
体基质中；产生能量最多的阶段是有氧呼吸第三阶段的反应，即④过程。
【详解】（1）图中③过程为三羧酸循环，发生在线粒体基质中，未标出的产物有NADH、ATP和二氧化
碳。④过程中大部分化学能转化成热能，对于人体来说，这部分能量用于维持体温，即其意义是有利于维
持体温的恒定。
（2）蔗糖水解产生的葡萄糖被小肠上皮细胞以主动运输的方式吸收，该方式需要消耗ATP。当摄入葡萄
糖等有机物过多时，葡萄糖会合成糖原，也可通过A丙酮酸转化为甘油和脂肪酸，二者再通过反应合成脂
肪储存起来，从而使甲同学体重增加。
（3）脂肪是人体健康所必需的。脂肪是细胞内良好的储能物质，另外脂肪还具有保温和缓冲机械压力的
作用，检测脂肪可以用苏丹Ⅲ染液来染色，根据橘黄色脂肪滴的出现来检测脂肪的存在，在进行实验时，
用50%的酒精洗去多余的染料，避免对颜色的观察造成干扰。
（4）有氧运动可以促进丙酮酸进入线粒体氧化分解，减少其转化为甘油和脂肪酸最终合成脂肪，因此适
量的有氧运动也能减肥。
28．下列图示中，图甲表示Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种植物光合作用强度与光照强度之间的关系；图乙表示某绿色植
物某些代谢过程中物质的变化，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别表示不同的代谢过程；图丙表示在种植植物的密闭玻璃温
室中，CO 浓度随光照强度变化而变化的情况；图丁表示在最适温度下，麦芽糖酶的催化速率与麦芽糖浓
2
度之间的关系。请据图回答：
(1)图甲三种植物中最适合间作的两种是 ；叶肉细胞在a、b点时都可以产生ATP的细胞器是
。
(2)图乙中Ⅰ中产生的O 参与Ⅲ的第 阶段；Ⅱ进行的场所是 。
2
(3)从图丙曲线变化分析，图中代表光合速率与呼吸速率相等的点为 。
(4)图丁中，如果温度上升5 ℃，b点将向 (填“左上”“右下”“左下”或“右上”)方移动。(5)植物光合作用光饱和点可通过测定不同 下的光合速率来确定。在一定条件下，某植物在温
度由25 ℃降为5 ℃的过程中光饱和点逐渐减小，推测该植物在光照充足时的光合作用最适温度
(选填：＜、≤、＝、≥、＞)25 ℃。
(6)请用化学反应式来概括光合作用的过程： 。
【答案】(1) Ⅰ和Ⅲ 线粒体
(2) 三 叶绿体基质
(3)b、c
(4)左下
(5) 光强度 ≥
(6)CO2＋H2O (CH2O)＋O2
【分析】光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能把二氧化碳和水转变成储存着能量的有机物，并释
放出氧气的过程；呼吸作用是指生物体内的有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，最终生成二氧化碳或
其他产物，并且释放出能量的总过程；在光照条件下，植物既能光合作用又能呼吸作用，光合作用为呼吸
作用提供氧气和有机物，呼吸作用为光合作用提供水和二氧化碳，二者是相互影响，相互作用的；在黑暗
条件下，植物只能进行呼吸作用，由此分析。
【详解】（1）由图甲可知，I需要强光条件，Ⅲ需要弱光条件，Ⅱ介于二者之间，因此I和Ⅲ最适合间作，
图甲中a点光合作用等于细胞呼吸强度，产生ATP的细胞器是线粒体和叶绿体，b点无光，只进行细胞呼
吸，产生ATP的细胞器是线粒体，因此在a、b点时都可以产生ATP的细胞器是线粒体。
（2）图乙中Ⅰ是光反应阶段，Ⅱ是暗反应阶段，Ⅲ是有氧呼吸，O2参与有氧呼吸的第三阶段，暗反应进
行的场所是叶绿体基质。
（3）从图丙曲线变化分析，图中代表光合速率与呼吸速率相等的点为b、c，光照弱时，呼吸作用速率高
于光合作用速率，密封玻璃温室中的二氧化碳浓度持续升高，随着光照强度的增加，光合速率增加，直到
b点两者速率相等；bc段光合作用速率开始大于呼吸作用速率，随着二氧化碳浓度逐渐减少，光合作用速
率降低，直至c点与呼吸作用速率相等。
（4）图丁表示在最适温度下，麦芽糖酶的催化速率与麦芽糖浓度的关系，因此如果温度上升5℃，麦芽糖
酶的活性将下降，催化速率降低，b点将向左下方移动。
（5）光饱和点是植物光合速率达到最大值时的最低光照强度，可以通过测定不同的光照强度下的光合速
率来确定，温度由25℃降为5℃的过程中光饱和点逐渐减小，推测该植物在光照充足时的光合作用最适温度应该大于或等于25℃。
（6）光合作用的过程可表示为：CO2＋H2O (CH2O)＋O2。
29．下图甲表示某同学利用轮叶黑藻（一种沉水植物）探究“光照强度对光合速的影响”的实验装置；图
乙表示在一定光强度下轮叶黑藻叶肉细胞的部分代谢过程，其中a、b、c、d代表不同的细胞结构，①~⑤
代表不同的物质；图丙是轮叶黑藻细胞光合作用相关过程示意图（有研究表明，水中CO 浓度降低能诱导
2
轮叶黑藻光合途径由C 途径向C 途径转变，而且两条途径在同一细胞中进行）。请据图回答问题：
3 4(1)图甲中CO 缓冲液的作用是 ，有色液滴的移动是由装置中 （填某物质）
2
引起的。若要测轮叶黑藻有氧呼吸速率的大小，则应将图甲装置进行 的处理。
(2)图乙所给的结构中，能够产生⑤的结构有 （用字母表示），K+从细胞外进入细胞的跨膜
运输速率受 的限制。
(3)图丙CO 转变为HCO -过程中，生成的H+以 的方式运出细胞；催化过程①和过程④中
2 3
CO 固定的两种酶（PEPC、Rubisco）中，与CO 亲和力较高的是 ；过程②消耗的
2 2
NADPH主要来源于结构A中进行的 过程；丙酮酸产生的场所除了图示③以外还可能有
。
(4)为证明低浓度CO 能诱导轮叶黑藻光合途径的转变，研究人员开展相关实验，请完成下表（提示：实验
2
中利用pH-stat法测定轮叶黑藻净光合速率：用缓冲液提取光合酶）。
实验步
骤的目 主要实验步骤
的
制作生 取20只玻璃缸，在缸底铺经处理的底泥并注入适量池水：每只缸中各移栽3株生长健壮、长势
态缸 基本一致的轮叶黑藻，驯化培养10d。
设置对
将20只生态缸随机均分为两组：一组密闭，另一组通入适量CO
照实验 2
控制无 两组生态缸均置于适宜温度和光照等条件下培养14d；每天定时利用pH-stat法测定轮叶黑藻净
关变量 光合速率。
制备酶 取等量的两组黑藻叶片，利用液氮冷冻处理（目的是① ）后迅速研磨：再加入
粗提液 适量冷的缓冲液继续研磨，离心取② （“上清液”或“沉淀物”）。
测定酶
利用合适方法测定两组酶粗提液中PEPC的活性，并比较。
活性预期实 实验组轮叶黑藻净光合速率和PEPC的活性明显③ （“高于”或“低于”）对
验结果 照组。
【答案】(1) 维持瓶内二氧化碳浓度相对稳定 氧气 黑暗（遮光）处理
(2) a、b、d 能量及载体蛋白数量
(3) 主动运输 PEPC 光反应 细胞质基质
(4) 充分破碎植物细胞 上清液 高于
【分析】1、在适宜光照强度下，装置乙有色小液滴向右移动，说明此时黑藻的光合作用大于呼吸作用，
释放氧气增多，导致瓶内压强增大，液滴向右移动。
2、在乙图中，细胞器a能吸收光能，将①②转变成三碳糖，可推知细胞器a是叶绿体、物质①是水分子、
②是CO2；同时可以推知细胞器c具有调节渗透压的功能，是液泡；K+在⑤的协助下进入细胞，可推知⑤
是ATP；三碳糖经一系列变化生成④并进入细胞器b与③生成①②，可推知细胞器b是线粒体、③是氧气、
④是丙酮酸。
3、图丙是轮叶黑藻细胞光合作用相关过程示意图（有研究表明，水中CO2浓度降低能诱导轮叶黑藻光合
途径由C3途径向C4途径转变，而且两条途径在同一细胞中进行）。
【详解】（1）图甲中CO2缓冲液的作用是维持瓶内二氧化碳浓度相对稳定，有色液滴的移动是由装置中
氧气的变化量引起的。只要有光照，黑藻就会进行光合作用，对呼吸速率的测定产生影响，若要测黑藻有
氧呼吸速率的大小，则应将图甲装置的广口瓶进行黑暗（遮光）处理。
（2）图乙中的④代表丙酮酸，在图乙所给的结构中，能够产生⑤ATP的结构有a叶绿体、b线粒体、d细
胞质基质，K+从细胞外进入细胞属于主动运输，其跨膜运输速率受能量及载体蛋白数量的限制。
（3）根据图示，质子H+转运需要相应转运蛋白参与并消耗ATP，属于主动运输；根据题干信息水中CO2
浓度降低，能诱导其光合途径由C3途径向C4途径转变，说明C4循环中PEPC与CO2的亲和力高于C3循
环中的Rubisco。 图示结构A为叶绿体类囊体薄膜，是光反应场所，光反应过程需要光照、叶绿素等光合
色素、酶等条件，光反应产生ATP、NADPH、O2。细胞中的丙酮酸还可以由葡萄糖在细胞质基质中分解
产生，丙酮酸在线粒体基质被彻底氧化分解形成CO2。
（4）根据实验目的“证明低浓度CO2能诱导黑藻光合途径转变”，确定实验自变量是黑藻培养的CO2浓
度，因变量为净光合速率。制备酶粗提液步骤中，从植物细胞中提取DNA首先需要破碎细胞，因此步骤
①中苹果组织研磨前先经液氮冷冻处理能够充分破碎植物细胞，叶片研磨并离心后，酶存在上清液中，因
此应该取上清液。根据题干信息“水中CO2浓度降低能诱导轮叶黑藻（一种沉水植物）光合途径由C3途径向C4途径转变”，因此预期实验结果是实验组黑藻因低浓度CO2诱导，PEPC活性和净光合速率（C4
循环）明显大于对照组。
30．炎热条件下，植物体内用于散失的水分多少与气孔开放度大小呈正相关。为了探究光照强度和土壤含
水量对密闭容器中某植株光合速率的影响，研究小组进行了相关实验，实验处理及其结果如下表所示。请
回答下列问题：
土壤含水量
光合速率 20% 40% 60%
光照强度
强 13.3（A组） 13.9（B组） 14.5（C组）
中 19.3（D组） 20.4（E组） 21.5（F组）
弱 10.1（G组） 11.1（H组） 12.3（Ⅰ组）
注：光合速率单位为mgCO ·dm-2·h-1，密闭容器中每组的温度和CO 浓度均相同
2 2
(1)由实验可知，对该植株的光合速率影响较大的因素是 ，判断依据是
。
(2)炎热的中午植物会产生“光合午休”现象。通常认为引起植物“光合午休”的原因包括两个方面：一是
气孔限制值增大引起 ，直接影响暗反应；二是温度升高，导致 上的光合色素或
者酶的活性降低，使光反应减弱，供给暗反应的 减少，导致叶片光合作用能力降低。
(3)炎热条件下，适当提高土壤含水量能提高光合速率的原理是 。
(4)当土壤中含水量过高时，反而不利于植物的正常生长，可能的原因有 （答出两点即可）。
【答案】(1) 光照强度 在相同土壤含水量条件下，改变光照强度时光合速率变化更大
(2) CO2供应不足 叶绿体类囊体薄膜 NADPH和ATP
(3)炎热条件下，适当增大土壤含水量，气孔开放度提高，进入气孔的CO2增多，光合速率提高
(4)植物根部因缺氧进行无氧呼吸，根部能量供应不足，影响物质运输；无氧呼吸产生大量酒精而出现烂根
现象等
【分析】影响光合作用的因素包括内因和外因，酶数量和活性、色素的种类和数量等属于内因，光照强度、
温度、二氧化碳浓度、水和无机盐等属于外因。
【详解】（1）根据分析可知，在相同土壤含水量条件下，改变光照强度时光合速率变化更大，因此光照
强度对植物的光合速率影响较大。
（2）引起植物“光合午休”的原因：一是气孔限制值增大引起CO2供应不足，直接影响暗反应；二是温度升高，导致叶绿体类囊体薄膜上的光合色素或者酶的活性降低，使光反应减弱，供给暗反应的NADPH
和ATP减少，导致叶片光合作用能力降低。
（3）根据题意，炎热条件下，植物体内用于散失的水分的多少与气孔开放度大小呈正相关。因此在炎热
条件下，适当提高土壤含水量，气孔开放度提高，进入气孔的CO2增多，光合速率提高。
（4）当土壤中含水量过高时，会导致土壤中含氧量降低，引起植物细胞的无氧呼吸，无氧呼吸产生能量
较少，导致根部能量供应不足，影响物质的运输，同时由于无氧呼吸产生大量酒精，会出现烂根现象等，
因此不利于植物的生长。
【点睛】本题考查影响光合作用的因素以及影响细胞呼吸的因素等知识点，要求考生能够正确分析表格中
的数据获取有效信息，结合影响光合作用的因素正确判断出表中因素对光合作用的影响情况，这是本题考
查的重点；同时要求考生掌握无氧呼吸对植物生长的影响，根据题意能够利用所学的光合作用和细胞呼吸
的知识点解决问题是突破本题的关键。
31．为研究遮阴和施盐处理下银叶树幼苗的光合生理及适应能力，以银叶树盆栽幼苗为研究对象，以全光
无盐为对照（CK），设置遮阴（遮光率为80%）与2.5%盐水处理，经60 d的处理，测定其叶绿素含量与
光合速率如表所示。
叶绿素a 叶绿素b 最大净光合速率 呼吸速率
处理 光 盐
（mg·g−1） （mg·g−1） （μmol·m−2·s−1 ） （μmol·m−2·s−1 ）
CK 100% 0% 1.17 0.33 11.65 1.70
FLS 100% 2.5% 0.33 0.11 2.72 0.72
SWS 20% 0% 1.29 0.49 10.36 0.69
SAS 20% 2.5% 0.56 0.25 3.09 0.80
回答下列问题：
(1)实验中用 提取光合色素，过滤和定容后采用分光光度计测定提取液分别在664、647、466
nm处的吸光率，该过程中影响吸光率的因素主要包括 （答出2点即可）。
(2)在无盐条件下，遮阴显著 了叶绿素a与叶绿素b的比值；在施盐条件下，SAS 处理下叶
片叶绿素b含量显著 FLS处理相应值。在遮阴或施盐处理下，银叶树通过降低
以维持植株正常生长，从而表现出了较强的适应能力。
(3)施盐显著降低了银叶树幼苗最大净光合速率，这可能是由于盐胁迫激发渗透胁迫，导致 ，此
时其体内的 （激素）含量会明显升高。
(4)为研究脯氨酸通过提高液泡内Na+浓度增强植物吸水能力。以脯氨酸基因敲除突变体为实验组的材料、模拟盐碱胁迫环境处理，则检测指标应包括 （答出2点即可）。
【答案】(1) 95%乙醇 光合色素种类与含量、波长
(2) 降低 高于 呼吸速率
(3) 气孔关闭 脱落酸
(4)测定液泡内Na+浓度、植株吸水能力
【分析】分析题表：相对全光无盐为对照（CK）而言，遮阴（SWS）会显著降低呼吸作用，盐水处理
（FLS）和遮阴又盐水处理（SAS）使叶绿素a、b，最大净光合速率和呼吸速率均降低。
【详解】（1）光合色素的提取用95%乙醇。采用分光光度计测定提取液分别在664、647、466 nm处吸光
率的过程中，光合色素种类与含量、波长均会影响吸光率。
（2）从题表可知在无盐条件下，100%光照时，叶绿素a与叶绿素b的比值为1.17/0.33=7.1，而20%光照时
时，该比值为1.29/0.49=2.63，显著降低了。SAS 处理与FLS处理结果比较可知，SAS 处理下叶片叶绿素
b含量（0.25）显著高于FLS处理相应值（0.11）。FLS、SWS和SAS相较于CK组，呼吸速率较低，由此
可推知，在遮阴或施盐处理下，银叶树通过降低呼吸速率以维持植株正常生长。
（3）由题表分析可知，施盐显著降低了银叶树幼苗最大净光合速率，其原因可能是盐胁迫激发渗透胁迫，
引起气孔关闭。在此情况下，脱落酸会升高。
（4）研究脯氨酸通过提高液泡内Na+浓度增强植物吸水能力，应以脯氨酸基因敲除突变体为实验组的材料、
模拟盐碱胁迫环境处理，并检测液泡内Na+浓度、植株吸水能力等。
【点睛】掌握光合色素提取方法，会从题表中提取有效信息，结合所知识进行综合分析是解题的关键所在。
