文档内容
专题一 分子与细胞（综合题特训）
本专题考点梳理：
细胞的分子组成
细胞的结构与功能
细胞代谢
细胞的生命历程
选择题训练：
1．图甲表示狗尾草的叶肉细胞和维管束鞘细胞中部分物质代谢关系，其中的①～⑧代表代谢过程。请分析并回答
下列问题：
(1)据图甲分析，叶肉细胞CO 固定的产物天冬氨酸通过 （填结构名称）进入维管束鞘细胞中，经过一系列
2
反应后转变为苹果酸；图甲中卡尔文循环发生的场所是 。代谢过程④⑤⑧中，属于放能反应的有 。
(2)龙舌草是一种水生植物，在同一叶肉细胞内就能完成图甲中类似代谢过程，据此推测龙舌草叶肉细胞中的叶绿
体有 种类型。为了适应水体中低CO 浓度的环境，龙舌草光合作用所需的CO 除了由苹果酸提供外，还能
2 2
吸收 用于光合作用。
(3)为进一步探究龙舌草昼夜酸度变化趋势与光合作用的关系，研究小组进行了相关实验并得出图乙、图丙所示的
结果。在低CO 浓度条件下，龙舌草叶片昼夜酸度变化规律是 。据实验结果推测，龙舌草叶片昼夜酸度变化的原
2
因可能是 。
2．下图为高等植物细胞亚显微结构模式图。请据图回答：（示例[①]高尔基体）
(1)细胞中的“养料制造车间”是[ ]叶绿体。
(2)既可以调节细胞内的环境，又可以使细胞保持坚挺的细胞器是[⑥] 。
(3)细胞代谢和遗传的控制中心是[⑦] 。
(4)细胞的边界是[ ]细胞膜。
(5)分离各种细胞器常用的方法是 。
3．图是有氧呼吸过程图解。请据图回答下列问题。（1）依次写出图中1、2、3所代表的物质名称 、 、 。
（2）有氧呼吸的主要场所是 ，进入该场所的呼吸底物是 。
（3）人体内血红蛋白携带的O 进入组织细胞的线粒体至少要通过 层生物膜。
2
（4）如果O 供应不足，则人体内C H O 的分解产物是 ，反应场所是 。
2 6 12 6
4．细胞作为基本的生命系统，其结构复杂而精巧；各组分之间分工合作成为一个统一的整体，使生命活动能够在
变化的环境中自我调控、高度有序地进行。下图是某动物细胞的亚显微结构模式图(编号①~⑨表示结构)。
回答下列问题：
(1)图中结构①是 ，它的基本支架是 。
(2)图中结构②是细胞质，它由 和细胞器两部分组成，细胞器并非漂浮于细胞质中，而是由蛋白质纤维组
成的网架结构锚定并支撑着，这种网架结构是 。(3)图中结构④是核膜，它具有 层膜；结构⑤是 ，它能实现细胞核与细胞质之间频繁的物质交换和信息
交流。
(4)若图示细胞是豚鼠胰腺的腺泡细胞，向该细胞中注射3H标记的亮氨酸，一段时间后，带放射性标记的物质将先
后出现在核糖体→ (填编号)→ (填编号)这些细胞器中，随后出现在细胞外。像这种用放射性同位素
追踪物质运行和变化规律的科学方法是 。
5．血液中的物质经过过滤形成原尿，原尿进入肾小管后，其中的全部葡萄糖、大部分水和部分无机盐等物质被肾
小管上皮细胞重吸收。下图为原尿中部分物质重吸收的示意图，回答下列问题。
(1)据图分析，肾小管上皮细胞吸收 的条件是 和 。
(2)葡萄糖进出肾小管上皮细胞的方式分别是 和 。
(3)钠钾泵对葡萄糖进入肾小管上皮细胞的作用是 。
6．烟酰胺磷酸核糖转移酶（NAMPT）是一种蛋白质类物质，它普遍存在于哺乳动物体内，对延缓细胞衰老有重
要作用。
(1)对哺乳动物而言，细胞衰老与个体衰老并不是一回事，二者的关系是 。细胞衰老是细胞的生理状态
和化学反应发生复杂变化的过程，最终细胞核会表现出 的特征。
(2)研究发现，衰老细胞中NAD+的含量明显降低。通常情况下，哺乳动物细胞的 （填场所）中可通过
有氧呼吸将NAD+转化成NADH。NAMPT是NAD+合成的关键限速酶（指整条代谢通路中催化反应速度最慢的
酶），其可决定代谢中NAD+的水平。为探究细胞衰老与NAMIPT之间的关系，研究小组选取了两组健康的小鼠，
甲组注射 补充剂，乙组注射等量生理盐水，结果发现甲组小鼠的平均寿命约为2．8年，乙组小鼠的平
均寿命约为2．4年，且与乙组相比较，甲组小鼠的脂肪细胞、心肌细胞等处均检测出了高水平的NAD+。由此推
测NAMPT延缓细胞衰老的机制是 。
7．为了研究樱桃叶片光合作用对弱光环境的适应性调节机制，某研究小组进行了一系列实验，部分结果如图所示。
回答下列问题：注：比叶重=叶干重/叶面积
(1)由图可知，随着光照强度的减弱，叶面积逐渐 ，这是叶细胞 的结果。
(2)随着光照强度的减弱，樱桃叶片的净光合速率降低，主要原因是 。进一步研究发现，随着光照强度的减弱，
叶片中可溶性蛋白的含量逐渐增加，从弱光环境下光合作用的适应性调节的角度分析，其可能的原因是 （答
出一点）。
(3)若想初步比较不同光照条件下的樱桃叶片中叶绿素的含量差异，根据所学的知识，你该如何设计实验来探究？
（简要写出实验思路即可） 。
8．下图为菠菜叶肉细胞进行光合作用的示意图，A、B、C代表反应的场所，①~⑤表示相关物质。据图回答：
（1）B和C表示 ；图中的②接受水光解产生的 还原剂NADPH；C过程要形成1分子葡萄糖至
少需要 分子的④参与卡尔文循环。
（2）为了研究光强度对菠菜光合速率的影响，制备了多份等量的菠菜叶图片，叶图片经抽气后分别置于适宜浓度
的NaHCO 溶液中，改变光强度，通过观察 即可比较叶片光合速率的大小。
3
（3）为了进行光合色素的提取和分离，可取适量烘干的菠菜叶片，剪碎后放到研钵中，并加入适量的药剂进行充
分研磨，其中的 可防止叶绿素被破坏，研磨后的液体经过滤得到色素提取液。在纸层析时，滤液细线要
高于 ，分离后，从下往上第二条色素带的颜色为 。
9．在全球气候变化日益加剧的背景下，多重联合胁迫对作物生长发育及作物产量形成的不利影响日益显著。研究
者把在适宜条件下生长了20天的玉米幼苗均分为4组：对照组（CT）、单一干旱组（D）、单一冷害组（C）、
二者联合胁迫组（C&D）。各组先分别在对应的条件下培养7天（各组其他条件均相同且适宜），再在适宜
条件下培养2天（恢复期），测定苗期玉米在胁迫期和恢复期的净光合速率，结果如图甲。请回答下列问题：（1）用文字和箭头表示出CO 转变成葡萄糖、再由葡萄糖转变成CO 的过程 。
2 2
（2）从细胞水平看，干旱胁迫下玉米叶片出现萎蔫的原因是 。在干旱胁迫下玉米净光合速率下
降的原因主要是 。
（3）根据图甲可知： （干旱/冷害）对玉米光合和生长等造成的损伤更大，当遇到冷冻极端天气
时 （增加/减少）灌溉，有助于缓解冷冻带来的危害。
（4）检测发现冷害胁迫组细胞中蔗糖、淀粉积累，从而推测蔗糖、淀粉积累会抑制光合作用速率。检测
蔗糖对离体叶绿体光合作用的影响结果如图乙，图乙中蔗糖介于 mol·L-1浓度范围的实验数据支持
上述推测。研究发现叶绿体中淀粉积累会导致 结构被破坏，进而直接影响光反应。
10．植物所接受的光能超过其利用能力时，光合作用下降的现象称为“光抑制”。其可能的机理是强光下，部分
电子传递给О 形成O-，而O-会损伤光合结构。实验小组研究了植物遭受逆境胁迫后不同光照条件的影响。取生
2 2 2
理状况相似的同种植株随机均分为A、B、C三组，A组置于室温和适宜光照强度下培养（结果用曲线1表示）、
B组在低温培养箱中处理4d后移入室温和强光照下恢复8d；C组在低温培养箱中处理4d后移入室温和40%光照下
恢复8d。整个实验过程中三组番茄植株净光合速率（Pn）的变化如下图所示。请回答下列问题：
(1)低温会导致植物净光合速率（Pn） （增高、下降），从叶绿素合成的角度分析，其可能的原因是
。
(2)图中可以表示B组实验结果的曲线最可能是 ，判断的理由是 。
(3)光合作用中光反应产生的电子可与 反应生成NADPH。我国科学家设法导出强光下植物光合系统内
的部分电子，可以有效解除光合作用的光抑制现象。其原理是 。11．试管苗的光合作用能力较弱，需逐步适应外界环境才能往大田移栽。研究人员进行了“改变植物组织培养条
件缩短试管苗适应过程”的实验，实验在适宜温度下进行，图甲和图乙表示其中两个实验结果。请回答下列问题：
（1）试管幼苗光合作用有关的酶分布在 ，幼苗叶绿体中的类胡萝卜素主要吸收 。
（2）据图甲分析，与不添加蔗糖相比，试管苗在添加蔗糖的培养基中光饱和点更 （填“高”或“低”）；
当试管苗达到光饱和点后，光合速率不再提高，此时限制光合速率最主要的外界因素是 。
（3）图乙是试管苗在密闭、无糖培养基条件下测得的24h内CO 浓度变化曲线。图中bc段CO 浓度升高缓慢是因
2 2
为 ；若d点后打开培养瓶，短时间内试管幼苗的叶肉细胞的叶绿体中C 含量
5
。
（4）根据上述实验结果推知，采用 （至少答出两点）措施可缩短试管幼苗的适应过程。
12．植物工厂在人工精密控制光照、温度、湿度、CO 浓度和营养液成分等条件下生产蔬菜等植物，是一种智能化
2
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，生菜成熟叶片在不同光照强度下光合速率的变化曲
线如图所示，回答下列问题：
(1)用生菜叶片作实验材料提取光合色素常用的试剂是 ，用纸层析法分离光合色素的原理是 。
(2)用营养液无土栽培生菜的过程中，智能系统偶发异常时会出现生菜根部溃烂现象，可能的原因是 。
(3)a点时，生菜叶肉细胞中能产生ATP的场所是 ；ac段限 制生菜光合速率的内部因素主要是 ；为提
高生菜产量，可在培植区适当提高CO 浓度，该条件下c点会向 方向移动。
2
(4)工作人员发现若营养液中缺乏Mg2+，生菜生长缓慢，叶片从绿色变成淡黄色，严重时会干枯脱落。请根据“减
法原理”和“加法原理”，设计实验证明Mg是生菜生长的必需元素，写出实验思路 。
13．淀粉和蔗糖是西瓜叶片光合作用的两个主要末端产物。蔗糖是光合产物从叶片向各器官移动的主要形式，淀
粉是一种暂贮形式。蔗糖从叶片中输出会减少叶肉细胞中淀粉的积累。淀粉和蔗糖生物合成的两条途径会竞争共
同底物磷酸丙糖。磷酸转运器能将卡尔文循环产生的磷酸丙糖不断运到叶绿体外，同时将释放的Pi（无机磷酸）运回叶绿体基质，是调控磷酸丙糖运输的关键结构。
（1）若磷酸转运器的活性受到抑制光合作用速率会降低。据图分析，导致光合作用速率降低的原因是叶绿体内磷
酸丙糖、 积累，抑制暗反应和 积累，抑制光反应。
（2）当Pi缺乏时，磷酸丙糖从叶绿体中输出 （填“增多”或“减少”），在农业生产上可以采取
措施增加蔗糖的合成，从而增加西瓜产量。
（3）某兴趣小组欲用适量的PO 充当磷元素补充剂，在满足西瓜基本生长需要的两块沙质土壤上进行西瓜种植实
2 5
验，探究磷元素是否会减少西瓜叶片中淀粉的积累，写出该探究实验的简要思路并预期结果（请设置两组实验，
只考虑磷元素对磷酸转运器的影响）。
14．生活在沙漠、高盐沼泽等进水受限的环境中的多肉植物（如仙人掌、瓦松等）， 为适应环境它们夜间气孔开
放，白天气孔关闭，以一种特殊的方式固定CO，使光合作用最大化，下图为瓦松部分细胞的生理过程模式图，
2
请据图回答：
（1）图中物质A为 ，酶1和酶2分别位于 和 。
（2）夜间瓦松能吸收CO 合成C H O 吗？ ，原因是 。
2 6 12 6
（3）夜间瓦松的细胞液pH通常会下降，请据图分析原因： 。
（4）某同学将一株瓦松置于密闭装置内进行遮光处理，用CO 传感器测定装置中 CO 的变化速率，以此作为该植
2 2
物的呼吸速率，这种做法是否合理 ，原因是 。
15．仙人掌夜间可以通过气孔吸收CO，并把CO 经一系列反应合成苹果酸，储存在液泡中。白天液泡中的苹果
2 2
酸可以运送至细胞溶胶，经过反应产生CO，进而参与卡尔文循环（如图所示）。表格表示不同光照条件下某植
2
物的部分生长指标。请据图回答：光照强
平均叶面积（cm2） 气孔密度（个·mm-2） 净光合速率（μmolCO ·m-2·s-1）
度 2
强 13.6（100%） 826（100%） 4.33（100%）
中 20.3（149%） 768（93%） 4.17（96%）
弱 28.4（209%） 752（91%） 3.87（89%）
注：括号内的百分数以强光的数据作为参照。
(1)仙人掌的叶片因适应炎热环境而成为针形，那么仙人掌进行光合作用的器官是 。
(2)晚上仙人掌可以吸收CO，同时释放出O，那么，仙人掌进行光反应和碳反应的时间分别发生在 、
2 2
（填“白天”或“晚上”）
(3)仙人掌参与CO 固定的物质是 。白天较强光照时，叶绿体产生O 的速率 （填“大于”“小于”或
2 2
“等于”）苹果酸分解产生CO 的速率。
2
(4)据表格分析，该植物应对弱光光照的生长的策略是 、 。
(5)对强光下生长的该植物适度遮阴，持续观测叶色、叶面积和净光合速率。这三个指标中，最先发生改变的是
。参考答案：
1．(1) 胞间连丝 维管束鞘细胞的叶绿体基质 ⑤
(2) 2 水体中的CO、水体中的HCO -、自身细胞呼吸作用产生的CO
2 3 2
(3) 夜晚升高，白天降低 苹果酸夜晚积累，白天分解产生CO，消耗苹果酸
2
【详解】（1）高等植物相邻两个细胞之间形成通道，携带信息的物质可以通过通道进入另一个细胞。根据图甲可
以看出，天冬氨酸通过细胞之间的通道，即胞间连丝，进入维管束鞘细胞；据图甲和已有知识可知，卡尔文循环
（暗反应）发生的场所是维管束鞘细胞的叶绿体基质；据图甲信息判断，代谢过程④⑤⑧中，④将NADPH转化
为NADP+，根据光合作用光反应的能量变化，推测该过程为吸能反应，⑤将NAD+转化成NADH，根据细胞呼吸
的能量变化，推测该过程为放能反应，⑧消耗了ATP，为吸能反应。
（2）除图甲所示光合作用类型外，还有常规的光合作用类型（叶绿体中完成全部环节），故推测龙舌草叶肉细胞
内的叶绿体有2种类型；从图甲可知，HCO -和CO 可以相互转化，据此判断，龙舌草光合作用所需的CO 除由苹
3 2 2
果酸提供外，吸收水体中的CO、自身细胞呼吸作用产生的CO、水体中的HCO -产生的CO 均可用于其进行光合
2 2 3 2
作用。
（3）观察图乙可知，在低CO 浓度条件下，龙舌草叶片酸度变化为夜晚升高，白天降低；由图丙可知，低CO 浓
2 2
度条件下，苹果酸含量白天降低，夜晚升高。据此推测，龙舌草叶片昼夜酸度变化的原因可能是苹果酸夜晚积累，
白天分解产生CO，消耗苹果酸。
2
2．(1)⑤
(2)液泡
(3)细胞核
(4)④
(5)差速离心法
【分析】题图分析：图中①表示高尔基体；②表示线粒体；③表示细胞壁；④表示细胞膜；⑤表示叶绿体；⑥表
示液泡；⑦表示细胞核；⑧是内质网。
【详解】（1）叶绿体是光合作用的场所，被称为细胞中的“养料制造车间”，即为图中的⑤叶绿体。
（2）⑥液泡可以调节细胞内的环境，又可以使细胞保持坚挺，液泡与植物细胞的吸水和失水有关。
（3）细胞核是细胞的遗传信息库，控制着细胞的代谢和遗传，故细胞代谢和遗传的控制中心是细胞核，即图中的
⑦。
（4）细胞膜是系统的边界，细胞是最基本的生命系统，故细胞的边界是细胞膜，即图中的④。
（5）为了研究细胞器，首先要获得细胞器，通常分离各种细胞器常用的方法是差速离心法。
3． 丙酮酸 HO CO 线粒体 丙酮酸 6 乳酸 细胞质基质
2 2
【分析】1、有氧呼吸的过程：第一阶段：在细胞质基质中，葡萄糖被分解成丙酮酸和少量[H]，释放少量能量；第二阶段：在线粒体基质中，丙酮酸和水反应生成二氧化碳和大量[H]，释放少量能量；第三阶段：在线粒体内膜
上，[H]和氧气结合生成水，释放大量能量。
2、结合图示分析可知，1为丙酮酸，2为HO，3为CO，4、5为少量能量，6为大量能量。
2 2
【详解】（1）根据有氧呼吸三个阶段的物质变化，结合图示可知1为丙酮酸，2为HO，3为CO。
2 2
（2）有氧呼吸三个阶段的场所分别为细胞质基质、线粒体基质、线粒体内膜，故有氧呼吸的主要场所为线粒体；
第二阶段丙酮酸与水反应，生成二氧化碳和大量[H]，释放少量能量，故进入线粒体的呼吸底物为丙酮酸。
（3）人体内血红蛋白携带的O 首先穿过1层红细胞膜进入血浆，接着穿过毛细血管壁细胞（2层膜）进入组织液，
2
再穿过1层组织细胞膜进入细胞内，最后穿过2层线粒体膜，总共穿过6层生物膜。
（4）当O 供应不足时，人体细胞进行无氧呼吸，将葡萄糖分解为乳酸，并释放少量能量，场所在细胞质基质。
2
【点睛】本题考查细胞呼吸的相关内容，对于有氧呼吸过程的理解和掌握、对无氧呼吸的场所和产物的记忆是解
题的关键。
4．(1) 细胞膜 磷脂双分子层
(2) 细胞质基质 细胞骨架
(3) 双 核孔
(4) ⑦ ③ 放射性同位素标记法
【分析】图中结构①～⑨依次是①为细胞膜、②为细胞质、③为高尔基体、④为核膜、⑤为核孔、⑥为线粒体、
⑦为内质网、⑧为核糖体、⑨为中心体。
【详解】（1）图中结构①是细胞膜，细胞膜的基本支架是磷脂双分子层。
（2）②是细胞质，细胞质是由细胞质基质和细胞器两部分组成。细胞质中的各种细胞器并非漂浮于细胞质中，而
是由蛋白质纤维组成的网架结构，即细胞骨架锚定并支撑着它们。
（3）④为核膜，核膜具有双层膜结构，⑤为核孔，核孔是核质之间频繁进行物质交换和信息交流的通道；在代谢
旺盛的细胞中，核孔的数目较多。
（4）分泌蛋白合成与分泌过程：核糖体合成蛋白质→内质网进行粗加工→内质网“出芽”形成囊泡→高尔基体进
行再加工形成成熟的蛋白质→高尔基体“出芽”形成囊泡→细胞膜。向该细胞中注射3H标记的亮氨酸，一段时间
后，带放射性标记的物质将先后出现在核糖体→⑦（内质网）→③（高尔基体），随后出现在细胞外。放射性同
位素可用于追踪物质的运行和变化规律，借助同位素原子可以研究有机反应历程，故像这种用放射性同位素追踪
物质运行和变化规律的科学方法是放射性同位素标记法。
5．(1) ATP提供能量 载体蛋白协助
(2) 主动运输 协助扩散
(3)对肾小管上皮细胞吸收葡萄糖提供动力
【分析】主动运输：从低浓度到高浓度、需要载体蛋白、消耗能量，协助扩散：从高浓度到低浓度，需要载体蛋白。
【详解】（1）分析图可知，肾小管上皮细胞吸收钾离子是逆着浓度梯度且需要消耗ATP,故其中一个条件是需要
ATP提供能量，钾离子通过钠钾泵被吸收，钠钾泵可看作为载体蛋白质，所以离子被吸收到肾小管上皮细胞内，
还需要载体蛋白的协助。
（2）分析图可知，葡萄糖在细胞外的浓度低于细胞内的浓度，且需要借助蛋白质并消耗钠离子产生的渗透能，故
葡萄糖进入肾小管上皮细胞的方式为主动运输。葡萄糖出肾小管上皮细胞时，细胞内浓度大于细胞外浓度，且需
要载体蛋白协助但不消耗能量，故属于协助扩散。
（3）肾小管上皮细胞从原尿中吸收葡萄糖是从低浓度到高浓度需要载体蛋白的协助属于主动运输，正常情况下，
细胞外钠离子比细胞内多很多，葡萄糖和钠离子在载体蛋白的作用下，从细胞外到细胞内，如果钠钾泵异常的话，
细胞内外钠离子浓度差会减小，钠离子渗透能降低，转运葡萄糖的动力也会减少，葡萄糖的吸收受到影响。
6．(1) 个体衰老也是组成个体的细胞普遍衰老的过程 体积增大，核膜内折，染色质收缩、染色加深
(2) 细胞质基质和线粒体基质/线粒体基质和细胞质基质 NAMPT NAMPT通过促进NAD+的合成来延
缓细胞衰老
【分析】衰老的细胞主要具有以下特征：细胞内水分减少、多种酶活性降低、色素积累、呼吸速率减慢；细胞核
的体积增大，核膜内折，染色质收缩、染色加深；细胞膜通透性改变，运输功能降低。
【详解】（1）对哺乳动物而言，细胞衰老与个体衰老并不是一回事，二者的关系是个体衰老也是组成个体的细胞
普遍衰老的过程；细胞衰老是细胞的生理状态和化学反应发生复杂变化的过程，最终细胞核会表现出体积增大，
核膜内折，染色质收缩、染色加深的特征。
（2）通常情况下，哺乳动物细胞的细胞质基质和线粒体基质中可通过有氧呼吸将NAD+转化成NADH；NAMPT
是NAD+合成的关键限速酶（指整条代谢通路中催化反应速度最慢的酶），其可决定代谢中NAD+的水平。为探究
细胞衰老与NAMIPT之间的关系，研究小组选取了两组健康的小鼠，甲组注射NAMPT补充剂，乙组注射等量生
理盐水，结果发现甲组小鼠的平均寿命约为2.8年，乙组小鼠的平均寿命约为2.4年，且与乙组相比较，甲组小鼠
的脂肪细胞、心肌细胞等处均检测出了高水平的NAD+，则能推断出NAD+的含量会影响细胞的衰老，由此推测
NAMPT延缓细胞衰老的机制是NAMPT通过促进NAD+的合成来延缓细胞衰老。
【点睛】本题考查衰老细胞的主要特征、细胞呼吸的过程，意在考查学生的识记能力和判断能力，难度不大。
7．(1) 增大 生长（细胞数量和体积增加或者细胞分裂核分化）
(2) 光照强度减弱使单位面积樱桃叶片的光合作用减弱，即总光合速率降低，而樱桃叶片的呼吸速率变化不大
参与光反应的相关蛋白质含量增加或光合作用暗反应相关酶的含量增加等
(3)挑选等量的在不同光照条件下培养的樱桃叶片，在相同条件下进行绿叶中色素的提取和分离实验，比较不同组
之间叶绿素所在的条带的宽度即可得出结论
【分析】绿叶中色素的提取和分离实验，提取色素时需要加入无水乙醇（溶解色素）、石英砂（使研磨更充分）和碳酸钙（防止色素被破坏）；分离色素时采用纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩
散的速度不同，最后的结果是观察到四条色素带，从上到下依次是胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素（黄色）、叶绿
素a（蓝绿色）、叶绿素b（黄绿色）。
题图分析：根据图示信息可知，自变量为相对光照，因变量为叶面积和比叶重，图形可以看出随着相对光照的下
降，叶面积逐渐增大，比叶重逐渐减小。
(1)
随着光照强度的减弱，叶面积逐渐增大，以获取更多的光能用于光合作用，叶面积增大是细胞分裂和细胞生长增
加细胞数目和增大细胞体积的结果。
(2)
随着光照强度的减弱，光照强度影响光反应强度，从而影响光合作用强度，即随着相对光照强度的下降，使的櫻
桃叶片的光合作用速率减慢，而叶面积增大，呼吸速率增强，故樱桃叶片的净光合速率降低。随着光照强度的减
弱，植物自我调节性的适应，参与光反应的相关蛋白质含量增加或光合作用暗反应相关酶的含量增加，因而导致
叶片中可溶性蛋白的含量逐渐增加，以环节光照减弱带来的光合速率下降的危害。
(3)
若想比较不同光照条件下的樱桃叶片中叶绿素的含量差异，可采用色素的提取和分离实验进行，具体操作为：取
等质量的在不同光照条件下培养的樱桃叶片，在相同条件下利用纸层析法进行绿叶中色素的提取和分离实验，通
过比较不同组之间叶绿素所在的条带的宽度，来确定它们的大小，进而得出相应的结论。
【点睛】熟知光合作用的过程及其过程中的物质变化和能量变化是解答本题的关键，掌握影响光合作用的影响因
素的影响机理是解答本题的另一关键，色素的提取和分离实验的原理和应用也是本题的重要考点。
8． 叶绿体基质 氢（H+和e-） 6 叶圆片上浮到液面的平均时间（或一定时间上浮到液面的叶
圆片数量） 碳酸钙 层析液 蓝绿色
【分析】由图可知，A中发生光反应，场所为叶绿体的类囊体膜，B中发生暗反应，场所为叶绿体的基质，C中葡
萄糖形成淀粉，场所为叶绿体的基质；图中的②为NADP+，在光反应中，水光解产生的H+和e-将其还原为
NADPH；离开卡尔文循环的三碳糖大部分运到叶绿体外转变为蔗糖被植物体利用，而要1分子三碳糖离开卡尔文
循环，需要经过3轮卡尔文循环，形成1分子葡萄糖需要2分子三碳糖，故形成1分子葡萄糖至少需要6分子的五
碳糖参与卡尔文循环。
【详解】（1）根据以上分析已知，图中B和C表示叶绿体基质；②表示NADP+，其接受水的光解产生的氢(H+和
e-)还原成NADPH；C中形成1分子葡萄糖至少需要6分子五碳化合物参与卡尔文循环。
（2）研究光照强度对菠菜光合速率的影响可用叶圆片上浮到液面的平均时间或一定时间上浮到液面的叶圆片数量
来表示。
（3）进行光合色素的提取和分离时，可取适量烘干的菠菜叶片，剪碎后放入研钵中，并加入适量SiO、CaCO 和
2 3
无水乙醇进行充分研磨，其中SiO 可使研磨充分，CaCO 可防止叶绿素被破坏,95%乙醇可对色素进行提取；为了
2 3
防止滤液细线溶解于层析液，在纸层析时，滤液细线要高于层析液；层析后得到的滤纸条，从下往上第二条是叶绿素a，呈现蓝绿色。
【点睛】本题考查光合作用的知识点，要求学生掌握光合作用的过程以及光反应和暗反应的具体物质变化和场所，
理解光合速率的表示方法和意义，把握叶绿体中色素的提取和分离的实验的原理、方法步骤和试剂的应用以及实
验结果、结论，这是该题考查的重点。能够正确识图分析判断图中发生的生理过程及其物质名称，这是突破该题
的关键。
9． CO→C →葡萄糖→丙酮酸→CO（或CO→C →C +葡萄糖，葡萄糖→丙酮酸→CO） 部分细胞渗透
2 3 2 2 3 5 2
失水出现质壁分离 干旱导致部分气孔关闭，CO 吸收量减少 冷害 减少 0．47—0．57 类
2
囊体（或基粒）
【分析】分析图甲，自变量为胁迫类型和生长时期，因变量为净光合速率。在胁迫期二者联合胁迫组（C&D
组）净光合速率最低，恢复期单一冷害组（C组）净光合速率最低。
分析图乙，蔗糖浓度为0.27mol•L-1时，光合速率最大，低于或高于0.27mol•L-1，光合速率都会下降。
【详解】（1）在光合作用的暗反应过程中CO 转变为葡萄糖，在有氧呼吸的第一、第二阶段，葡萄糖先分解为丙
2
酮酸和[H]，丙酮酸再与HO反应生成CO 和[H]，用文字和箭头表示过程如下：CO→C →葡萄糖→丙酮酸→CO
2 2 2 3 2
（或CO→C →C +葡萄糖，葡萄糖→丙酮酸→CO）。
2 3 5 2
（2）从细胞水平看，干旱胁迫下玉米叶片出现萎蔫的原因是部分细胞渗透失水出现质壁分离。在干旱胁迫下，玉
米植株部分气孔关闭，CO 吸收量减少，导致净光合速率下降。
2
（3）由图甲可知，单一冷害组（C组）比单一干旱组（D组）净光合速率更低，所以冷害对玉米光合和生长等造
成的损伤更大。遇到冷冻极端天气时减少灌溉，降低植株细胞内自由水含量，有助于缓解冷冻带来的危害。
（4）图乙中，光合速率相对值低于7表示抑制光合作用速率，对应蔗糖浓度是0．47—0．57mol·L-1。光反应的发
生场所是叶绿体的类囊体（或基粒），故叶绿体中淀粉积累会导致类囊体（或基粒）被破坏而直接影响光反应。
【点睛】本题借环境对作物生长的影响实验为背景考查了考生对光合速率影响因素的理解能力，识图能力，运用
光合作用相关知识结合题干信息解答问题的能力。
10．(1) 下降 低温会降低与叶绿素合成有关的酶的活性
(2) 曲线3 低温胁迫后植物的光合作用下降，强光照下恢复会使番茄所接受的光能超过其利用能力，对
光合结构产生伤害（出现光抑制），（净）光合速率会下降
(3) H+和NADP+ 导出强光下植物光合系统内的电子，能避免电子传递给O 形成O-，损伤光合结构
2 2
【分析】叶绿体和光反应：（1）场所：叶绿体的类囊体薄膜上。（2）条件：光照、色素、酶等。（3）物质变化：
叶绿体利用吸收的光能，将水分解成[H]和O，同时促成ADP和Pi发生化学反应，形成ATP。（4）能量变化：光
2
能转变为ATP、NADPH中的活跃的化学能。影响光合作用的主要外界因素是光照强度、温度、CO 浓度、矿质元
2
素、水等。
【详解】（1）图中低温处理后，曲线2、3和对照组1相比，净光合速率下降。从叶绿素合成的角度分析，可能是
低温会降低与叶绿素合成有关的酶的活性，使叶绿素的合成速率下降。（2）B组在低温培养箱中处理4d后移入室温和强光照下恢复8d，低温胁迫后植物的光合作用下降，强光照下恢
复会使番茄所接受的光能超过其利用能力，对光合结构产生伤害（出现光抑制），（净）光合速率会下降，对应
曲线3。
（3）光合作用中光反应中水分解产生H+、电子和O，产生的电子可与NADP+和H+反应生成NADPH。我国科学
2
家设法导出强光下植物光合系统内的部分电子，可以有效解除光合作用的光抑制现象。强光下，部分电子传递给
О 形成O2-，而O2-会损伤光合结构，造成“光抑制”。导出强光下植物光合系统内的电子，能避免电子传递给O
2 2
形成O2-，损伤光合结构。
11． 类囊体薄膜和叶绿体基质 蓝紫光 低 CO 浓度 试管中CO 浓度过高（或O 浓度过
2 2 2
低）抑制细胞呼吸，使呼吸作用减弱 减少 无糖培养基、适当提高CO 浓度和光照强度
2
【分析】分析甲图：甲图表示光合速率随着光照强度的变化曲线，由图可知，不加蔗糖的组光合速率较高。分析
乙图：图乙是试管苗在密闭、无糖培养基条件下测得的24h内CO 浓度变化曲线。ab段，植物只进行呼吸作用释
2
放二氧化碳；bc段，CO 浓度升高缓慢；c-d段由于植物进行了光合作用，CO 浓度急剧下降；d点之后CO 浓度
2 2 2
保持相对稳定，且处于较低水平。
【详解】（1）试管幼苗光合作用的场所为叶绿体，有关的酶分布在类囊体薄膜和叶绿体基质，幼苗叶绿体中的类
胡萝卜素主要吸收蓝紫光。
（2）由图甲分析可知，试管苗在不加蔗糖的培养液中光合速率和光饱和点更高。当试管苗处于光饱和点时，光照
强度继续增加，光合速率不再提高，此时限制其光合速率最主要的外界因素是二氧化碳浓度。
（3）乙图表示一昼夜中CO 浓度变化曲线，b-c段上升缓慢的原因是凌晨温度较低，酶活性降低，呼吸速率较慢
2
导致CO 释放减少所致；c-d段急剧下降是因为光合作用消耗大量CO 所致，d点时密闭容器中的二氧化碳量低，
2 2
抑制了光合速率，因此若d点时打开培养瓶塞，空气中二氧化碳进入，C 的消耗速率增加，而短时间内C 的生成
5 5
速率不变，所以试管苗的叶肉细胞的叶绿体中C 化合物含量减少。
5
（4）根据上述实验结果推知，采用无糖培养基、增加光照强度、延长光照时间、增加CO 等措施均可缩短试管苗
2
的适应过程。
【点睛】本题考查了影响光合作用和呼吸作用的环境因素，以曲线图为载体意在考查考生能理解所学知识的要点，
综合运用所学知识解决生活中的一些生物学问题的能力和从题目所给的图形中获取有效信息的能力。
12．(1) 无水乙醇 不同色素在层析液中的溶解度不同，随层析液在滤纸上的扩散速度不同
(2)培养液中缺少O，生菜根细胞进行无氧呼吸，产生的酒精使细胞中毒死亡，导致根部溃烂
2
(3) 细胞质基质、线粒体和叶绿体类囊体膜 光合色素和酶的含量 右上
(4)将长势良好的生菜幼苗均分成A、B两组，A组用完全营养液培养，B组用缺镁营养液培养，其他条件相同且适
宜，一段时间后观察两组生菜的生长状况；B组生菜叶片变成淡黄色后，更换成完全营养液，继续在相同环境中
培养，观察生菜生长状况。
【分析】分析图示可知，a点为光补偿点，净光合速率为0，b点为光饱和点，c点对应的光合速率最大。【详解】（1）光合色素易溶于有机溶剂，用生菜叶片作实验材料提取光合色素常用的试剂是无水乙醇，由于不同
色素在层析液中的溶解度不同，随层析液在滤纸上的扩散速度不同，因此可用纸层析法分离光合色素。
（2）用营养液无土栽培生菜的过程中，由于培养液中缺少O，生菜根细胞进行无氧呼吸，产生的酒精使细胞中毒
2
死亡，导致根部溃烂。
（3）a点时叶肉细胞既能进行光合作用也能进行细胞呼吸，因此叶肉细胞中能产生ATP的场所是细胞质基质、线
粒体和叶绿体类囊体膜。ac段随着光照强度增强，CO 吸收速率增加，此时限制生菜光合速率的外部因素主要是
2
光照强度，而限 制生菜光合速率的内部因素主要是光合色素和酶的含量。适当提高CO 浓度，可促进光合速率，
2
CO 吸收速率增加，可利用的最大光照强度增加，因此c点会向右上方向移动。
2
（4）若要证明Mg是生菜生长的必需元素，则实验的自变量为是否含有Mg2+，因此实验思路为：将长势良好的生
菜幼苗均分成A、B两组，A组用完全营养液培养，B组用缺镁营养液培养，其他条件相同且适宜，一段时间后观
察两组生菜的生长状况；B组生菜叶片变成淡黄色后，更换成完全营养液，继续在相同环境中培养，观察生菜生
长状况。
13． 淀粉 ATP和[H] 减少 施加磷肥 设计思路：将西瓜植株平均分成两组，实验组用
PO 培养，对照组不用PO 培养，在西瓜生长期，分布检测叶片中淀粉的含量。
2 5 2 5
预期结果：若实验组淀粉含量少于对照组，说明磷元素会减少西瓜淀粉的积累；
若实验组淀粉含量多于对照组，说明磷元素会促进西瓜淀粉的积累；
若两组淀粉含量接近，说明磷不会减少西瓜淀粉的积累。
【分析】图中A是HO，B是CO，C是O；从图中看出磷酸转运器将磷酸丙糖运出叶绿体的同时，将Pi运入叶
2 2 2
绿体。
【详解】（1）磷酸转运器可以将磷酸丙糖运出叶绿体，同时将Pi从细胞质中运入叶绿体，如果磷酸转运器的活性
降低，则会造成叶绿体内磷酸丙糖积累，磷酸丙糖将合成淀粉，造成淀粉积累，同时由于ATP和[H]积累，抑制了
光反应。
（2）当Pi缺乏，磷酸转运器不能将磷酸丙糖运出叶绿体，导致输出量减少；农业生产上可以采取施加磷肥的措施
增加蔗糖的合成，从而增加西瓜产量。
（3）本实验自变量是磷元素，因变量是西瓜叶片淀粉含量，所以实验设计思路：将西瓜植株平均分成两组，实验
组用PO 培养，对照组不用PO 培养，在西瓜生长期，分别检测叶片中淀粉的含量。
2 5 2 5
预期结果：若实验组淀粉含量少于对照组，说明磷元素会减少西瓜淀粉的积累；
若实验组淀粉含量多于对照组，说明磷元素会促进西瓜淀粉的积累；
若两组淀粉含量接近，说明磷不会减少西瓜淀粉的积累。
【点睛】本题难点是理解磷酸转运器的作用，在设计实验时，需要考虑这是个探究性实验，所以要考虑多种结果。
14． 丙酮酸（C HO） 叶绿体基质 细胞质基质 不能 没有光照，光反应不能正常进行，
3 4 3
无法为暗反应提供所需的ATP、[H] 夜间气孔开放，叶肉细胞可以从外界吸收CO 转化为苹果酸，再运输至
2
液泡，使细胞液pH降低 不合理 因为多肉植物在遮光条件下进行细胞呼吸（呼吸作用）产生CO 的同时
2也吸收CO 用于合成苹果酸，所以容器内CO 的变化速率作为该植物的呼吸速率不合理（“吸收CO 用于合成苹
2 2 2
果酸”）
【分析】根据题干信息和图形分析，夜晚没有光照，不能进行光合作用，但是植物细胞中的PEP可以与二氧化碳
反应生成OAA ，进一步反应产生苹果酸储存在液泡中；白天苹果酸由液泡进入细胞质基质分解产生二氧化碳和物
质A，其中二氧化碳进入叶绿体参与光合作用暗反应，而物质A进入线粒体反应生成二 氧化碳供叶绿体使用，说
明物质A是丙酮酸。
【详解】（1）根据以上分析已知，图中物质A是丙酮酸；据图分析，酶1催化CO 固定的场所是叶绿体基质，酶
2
2催化CO 固定的场所是细胞质基质。
2
（2）夜晚多肉植物能吸收CO，但是不能合成C H O，原因是没有光照，光反应不能正常进行，无法为暗反应提
2 6 12 6
供所需的ATP、[H]。
（3）据图分析可知，夜间气孔开放，叶肉细胞可以从外界吸收CO 转化为苹果酸，再运至液泡，使细胞液pH 降
2
低。
（4）某同学将多肉植物置于密闭容器内进行遮光处理，测定容器内CO 的增加量，并以单位时间内CO 的增加量
2 2
作为该植物的呼吸速率。这种做法不合理，原因是多肉植物在遮光条件下可以进行细胞呼吸（呼吸作用）产生
CO，但同时也能够吸收CO 并固定在苹果酸（四碳化合物）中，所以以容器内单位时间CO 的增加量作为该植物
2 2 2
的呼吸速率不合理。
【点睛】解答本题的关键是掌握光合作用和呼吸作用的过程，弄清楚图中的物质变化以及二氧化碳的来源和去路，
明确苹果酸在夜晚和白天的去向是不同的，并准确判断图中物质A的名称。
15．(1)茎
(2) 白天 白天
(3) PEP和五碳糖（2个答全才给分） 大于
(4) 植物叶面积增加吸收更多光能 气孔总数增多吸收更多二氧化碳
(5)净光合速率
【分析】根据题意可知，仙人掌光合作用的特点，白天液泡中的苹果酸可以运送至细胞溶胶，经过反应产生
CO，进而参与卡尔文循环，光反应和暗反应都发生在白天。据表分析，光照强度会影响植物的叶面积、气孔密度、
2
净光合速率。
【详解】（1）仙人掌的叶片因适应炎热环境成为针形的优点是减少水分的散失，仙人掌的茎是绿色的且能够进行
光合作用，所以仙人掌进行光合作用的器官是茎。
（2）仙人掌虽然具有晚上吸收二氧化碳、释放氧气的特性，但光反应必须发生在有光照的情况下，即白天。碳反
应需要光反应提供的ATP、NADPH，所以碳反应也发生在白天。晚上虽然有二氧化碳的供应，但由于缺乏光反应
提供的ATP、NADPH，故晚上不能进行碳反应。
（3）从图中可以看出，仙人掌参与二氧化碳固定的物质是PEP和五碳糖；白天较强光照时，叶绿体产生氧气的速率是总光合速率，苹果酸分解产生二氧化碳的速率只是用于碳反应的一部分，二氧化碳还有一部分来自细胞呼吸
（关键点），可见叶绿体产生氧气的速率大于苹果酸分解产生二氧化碳的速率。
（4）根据表格分析，该植物应对弱光光照的生长策略是植物叶面积增加，吸收更多的光能；弱光下，气孔密度虽
然下降，但叶面积增大了，所以气孔总数增多，可吸收更多的二氧化碳。
（5）因为叶片的颜色、叶面积大小发生改变，都需要一个较长的过程，而净光合速率指的是总光合速率减去呼吸
速率，这个值随光照条件改变几乎马上就会发生改变。因此对强光下生长的该植物适度遮阴，持续观测叶色、叶
面积、净光合速率，这三个指标中最先发生改变的是净光合速率。
