文档内容
专题 4 细胞呼吸与光合作用
专题分析
题型解读
该专题是高中阶段的第一个重难点考察点，属于高考必考且压轴的内容，常以大题形式
出现，属于必须攻克的重难点。
考向分析
围绕细胞呼吸和光合作用的基本过程、影响因素、实际应用进行，常把二者结合一起考
察。
答题技巧
结合课本知识和图像分析，精准理解每一个转折点、以及曲线走势的含义，从而获得解
对点训练
答的关键信息。
一、单选题
1．（2023·福建漳州·统考模拟预测）在有氧呼吸第三阶段，线粒体基质中的
NADH脱去 并释放电子，电子经线粒体内膜最终传递给 ，电子传递过程中
释放能量驱动 经甲蛋白不断泵入膜间隙，随后 经乙蛋白返回线粒体基质并
促使ATP合成，然后与接受了电子的 结合生成水。线粒体内膜合成ATP的方
式如下图1所示。为研究短时低温对该阶段的影响，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2所示。已知DNP可使 进入线粒体基
质时不经过乙蛋白。下列相关说法错误的是（ ）
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学科网（北京）股份有限公司A．乙蛋白运输H+的过程属于协助扩散
B．4℃时线粒体内膜上的电子传递受阻
C．与25℃时相比，4℃时有氧呼吸产热多
D．DNP导致膜间隙中H+浓度降低，生成的ATP减少
【答案】B
【详解】A、由题意可知，H+ 经乙蛋白返回线粒体基质并促使 ATP合成，说明
H+返回线粒体基质是顺浓度梯度的，因此乙蛋白运输H+的过程属于协助扩散，
A正确；
B、与25℃相比，4℃耗氧量增加，根据题意，电子经线粒体内膜最终传递给氧
气，说明电子传递未受阻，B错误；
C、与 25℃相比，短时间低温 4℃处理，ATP合成量较少，耗氧量较多，说明
4℃时有氧呼吸释放的能量较多的用于产热，C正确；
D、DNP使H+不经ATP合酶返回基质中，会使线粒体内外膜间隙中 H+浓度降低，
导致ATP合成减少， D正确。
2．（2023·浙江·统考三模）细胞色素 C氧化酶（CytC）是细胞呼吸中电子传递
链末端的蛋白复合物，缺氧时，随着膜的通透性增加，外源性 CytC进入线粒体
内，参与［H］和氧气的结合，从而增加ATP的合成，提高氧气利用率，外源性
CytC因此可用于各种组织缺氧的急救或辅助治疗，下列叙述错误的是（
）
A．真核细胞中，线粒体内膜折叠形成嵴增加了CytC的附着位点
B．正常情况下，有（需）氧呼吸第三阶段中与氧气结合的[H]部分来自丙酮酸
C．相对缺氧时，外源性CytC进入线粒体发挥作用抑制了肌细胞中乳酸的产生
D．相对缺氧时，外源性CytC的使用提高了有（需）氧呼吸释放能量转化到ATP
中的效率
【答案】D
【详解】A、分析题意可知，Cytc是细胞呼吸中电子传递链末端的蛋白复合物，
是有氧呼吸第三阶段的物质，场所是线粒体内膜，故线粒体内膜折叠形成嵴增
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学科网（北京）股份有限公司加了CytC的附着位点，A对；
B、正常情况下，有（需）氧呼吸第三阶段中与氧气结合的[H]来自丙酮酸和葡
萄糖的分解，B正确；
C、分析题意可知，缺氧时，外源性CytC进入线粒体内，参与［H］和氧气的结
合，从而增加ATP的合成，即促进了有氧呼吸第三阶段的进行，促进丙酮酸的
利用抑制乳酸的产生，C正确；
D、据题可知，外源性CytC的使用提高了无氧条件下ATP的合成，但无法得出
提高了有（需）氧呼吸释放能量转化到ATP中的效率的结论，D错误。
3．（2023·全国·模拟预测）杜鹃叶山茶是中国特有的珍稀濒危物种，常规育种
中种子萌发是关键环节。科研人员开展了杜鹃叶山茶萌发种子呼吸作用的相关
研究，利用如图所示装置探究其呼吸方式。实验开始前将阀门 B打开，红色液
滴静止位置标记为O点，关闭阀门B后持续观察液滴的移动情况，待稳定后记
录测量结果，不考虑环境条件可能造成的影响。下列有关分析错误的是（
）
A．为使测量结果更准确，还需增设对照组，即将装置内萌发种子替换为等量煮
熟的萌发种子
B．若红色液滴向O点右侧移动了L单位，则L表示萌发种子对O2的消耗量
C．若红色液滴移动至O点左侧，说明该萌发种子中一定存在无氧呼吸
D．若红色液滴移动至 O点右侧，说明该萌发种子呼吸作用的底物中可能还有
脂肪等物质
【答案】B
【详解】A、增设将装置内萌发种子替换为等量煮熟萌发种子的对照组可排除无
关因素的影响，使测量结果更准确，A正确；
B、装置的烧杯中盛放的是蒸馏水，几乎不吸收CO2和O2，若红色液滴向O点
右侧移动，则说明种子至少进行了有氧呼吸，L表示萌发种子的 O2消耗量和
CO2产生量的差值，B错误；
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学科网（北京）股份有限公司C、红色液滴移动至O点左侧，说明萌发种子的CO2产生量大于O2消耗量，说
明该萌发种子中一定存在无氧呼吸，C正确；
D、若红色液滴移动至O点右侧，表明该萌发种子进行了有氧呼吸，且 O2消耗
量大于CO2产生量，脂质分子比糖类分子的含氢量更高、含氧量更低，可推知
呼吸作用的底物中除了葡萄糖外，还可能有脂肪等物质，D正确。
4．（2023·黑龙江·统考二模）下图为研究人员对不同时间和深度的渍涝胁迫程
度下不同花生栽培品种中关键性呼吸酶之一乙醇脱氢酶(简称ADH，可催化底物
形成乙醇)活性的测定情况，下列相关推测不正确的是（ ）
A．ADH催化有机物氧化分解时释放的能量大量储存在ATP中
B．不同程度渍涝处理下3个品种中ADH活性均出现升高和回落
C．长时间渍涝胁迫可使植株因体内乙醇的大量积累而死亡
D．图中所示的不同品种对渍涝胁迫的适应性有一定的差异
【答案】A
【详解】A、ADH催化有机物氧化分解时释放的能量大部分以热能的形式散失，
少部分储存在ATP中，A错误；
B、根据曲线图可知，几种程度渍涝处理下3个品种中ADH活性均出现升高和
回落，B正确；
C、乙醇积累会对细胞产生毒害作用，故长时间渍涝胁迫可使植株因体内乙醇的
大量积累而死亡，C正确；
D、根据不同品种的在不同时间和深度的渍涝胁迫程度下，酶活性的变化有差
异可知，图中所示的不同品种对渍涝胁迫的适应性有一定的差异，D正确。
5．（2023·辽宁·二模）下列有关生物学原理在农业生产中应用的叙述，错误的
是（ ）
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学科网（北京）股份有限公司A．在同一块地里轮流种植不同作物可提高产量，这与不同作物根系对矿质元素
的选择性吸收有关
B．脂肪比糖类的碳氢比例高，而油料作物种子富含脂肪，因此油料作物种子要
进行深层播种
C．合理密植不仅可以使植物更充分利用光能，而且可以保持空气流通，适当提
高CO₂ 浓度以提高光合效率
D．适当松土不仅可以促进植物根系的有氧呼吸，而且可促进土壤中好氧微生
物对土壤中有机物的氧化分解，但松土过度不利于土壤肥力的保持
【答案】B
【详解】A、各种作物从土壤中吸收各种养分的数量和比例各不相同，在同一块
地里轮流种植不同种类的作物可保证土壤养分的均衡利用，避免其片面消耗，
并会提高作物的相对产量，A正确；
B、脂肪比糖类的碳氢比例高，氧比例少，油料作物种子富含脂肪，故油料作物
种子播种前最好对土壤进行浅播，以满足其对于氧气的需求，B错误；
C、合理密植是指在单位面积上，栽种作物或树木时密度要适当，行株距要合理，
合理密植不仅可以使植物更充分利用光能，而且可以保持空气流通，适当提高
CO₂ 浓度以提高光合效率，C正确；
D、适当松土不仅可以促进植物根系的有氧呼吸，而且可促进土壤中好氧微生
物对土壤中有机物的氧化分解，但过度松土会极大促进土壤微生物分解有机物
的速度，导致有机质消耗过快，而且过度松土会导致水土流失严重，不利于肥
力的保持，D正确。
6．（2020·安徽·统考模拟预测）英国植物学家希尔发现：在光下，若给含叶绿
体的叶片提取液（淡绿色）提供特定的与氢离子结合的氢受体 2，6―D（一种
墨绿色染料，接受氢离子并被还原成无色），在无 CO2时进行光照，可观察到
提取液由墨绿色变为淡绿色，并释放出 O2；但放在暗处，则试管中的液体仍为
墨绿色，且无O2的释放，如图所示。下列关于该实验的叙述和推论，错误的是
（ ）
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学科网（北京）股份有限公司A．该实验证明了光照条件下释放的氧气完全来自于H2O的光解
B．该实验证明了光照条件下叶绿体内产生了还原性物质
C．若给A组提供14CO2等物质，可能会检测到（14CH2O）的生成
D．该实验无法证明叶绿体是植物细胞合成糖类的场所
【答案】A
【详解】A、该实验说明了光照条件下释放了氧气，但是不能说明氧气来自于水
的光解，A错；
B、该实验证明了光照条件下叶绿体内产生了还原性物质（氢离子），B正确；
C、CO2是光合作用暗反应的原料，若给 A组提供14 CO2等物质，可能会检测
到（14CH2O）的生成，C正确；
D、该实验只能证明叶绿体在光照条件下产生了氧气和氢离子，无法证明叶绿
体是植物细胞合成糖类的场所，D正确。
7．（2023·浙江温州·统考二模）德国科学家瓦尔堡设法把光合作用的光反应、
碳反应分开研究，他的办法是在人工光源“间歇光”下测定光合作用。科研人
员重新设计瓦尔堡的实验：分离出某植物的叶绿体，让叶绿体交替接受5秒光
照、5秒黑暗处理，持续进行20分钟，并用灵敏传感器记录环境中O2和CO2
的变化，部分实验记录如下图所示。
下列分析正确的是（ ）
A．a-c段为光反应阶段，c-e段为碳反应阶段
B．S1、S3 可分别表示光反应释放的 O2 总量与碳反应吸收的 CO2 总量，且
S1=S3
C．由O2的释放速率和CO2的吸收速率推测，光反应速率与碳反应速率始终相
等
D．与“间歇光”20分钟相比，持续光照20分钟处理的叶绿体有机物合成总量
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【答案】D
【详解】A、光反应阶段需要光照，碳反应阶段有光无光都可以进行，a-c段既
有光反应也有暗反应，c-e段在黑暗开始之前也有光反应，黑暗开始之后，只有
暗反应，没有光反应，A错误；
B、虚线表示O2的释放速率的变化，实线表示CO2吸收速率的变化，在一个光
周期内，二者从开始的0经过一段时间的反应以后又变为0，结合光合作用的总
反应式来看，在一个光周期内释放的 O2总量与暗反应吸收的CO2总量是相等
的，S1+S2=S2+S3，所以S1=S3，但是S1不能代表光合作用释放 O2的总量，S3
也不能代表暗反应吸收的CO2总量，B错误；
C、从图中开始光照的点来看，O2的释放速率明显大于CO2吸收速率，也就是
碳反应速率限制了光反应的速率，所以才会导致O2的释放速率下降，C错误；
D、从一个光周期来看，“间歇光”在一个光周期内光反应的产物恰好能被暗
反应利用，如果用面积来表示，恰好是S1+S2或S2+S3，如果是持续光照，那么
光反应与碳反应达到平衡时反应速率保持相等，也就是图中的 cd段，把cd段
延长以后能看出，持续光照20分钟叶绿体释放氧气的总量明显大于“间歇光”，
即前者叶绿体有机物合成总量更多，D正确。
8．（2023·安徽黄山·统考一模）“半叶法”测定光合速率时，将对称叶片的一
部分（A）遮光，另一部分（B）不做处理，设法阻止两部分之间的物质运输。
适宜光照下4小时，在A、B截取等面积的叶片，烘干称重，分别记为a、b。
下列说法错误的是（ ）
A．若要测定叶片的呼吸速率，需要在光照前截取同等面积的叶片烘干称重
B．选择叶片时需注意叶龄、着生部位、叶片对称性及受光条件等的一致性
C．分析实验数据可知，该叶片的净光合作用速率的数值为：（b-a）/4
D．若用“半叶法”探究光合作用的产物是否为淀粉，则实验前需要对植物做
饥饿处理
【答案】C
【详解】A、黑暗条件下植物只进行呼吸作用，不进行光合作用，因此对称叶的
遮光部分在单位时间内干重的减少量为细胞呼吸速率，因此若要测定叶片的呼
吸速率，需要在光照前截取同等面积的叶片烘干称重，作为起始干重，A正确；
B、本实验的自变量为是否光照，叶龄、着生部位、叶片对称性及受光条件等属
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学科网（北京）股份有限公司于无关变量，各组应保证其他条件相同且适宜，否则会导致实验结果不准确，B
正确；
C、该叶片的净光合作用速率=（b－初始干重）÷4，初始干重=a+呼吸速率×4，
因此净光合作用速率=（b－a－呼吸速率×4）÷4，由于初始干重和呼吸速率都是
未知的，因此不能确定该叶片的净光合作用速率，C错误；
D、若用“半叶法”探究光合作用的产物是否为淀粉，则实验前需要对植物做
饥饿处理，以排除自身储存的淀粉对实验结果的影响，D正确。
9．“端稳中国碗，装满中国粮”，党的二十大对粮食安全提出了更高要求。农
业生产上可采取相应栽培措施以提高粮食产量，以下哪项措施不能提高粮食产
量（ ）
A．适时播种、“正其行，通其风”
B．合理施肥，“犁地深一寸，等于上层粪”
C．“地尽其用田不荒，合理密植多打粮”
D．夏季夜间时，关闭蔬菜大棚的门帘
【答案】D
【详解】A、适时播种直接影响种子萌发、保苗率和粮食产量；“正其行，通其
风”能保证作物周围有充足的二氧化碳，可提高粮食产量，A不符合题意；
B、合理施肥能保证作物有充足的矿质元素和水分，从而提高光合作用效率，进
而提高粮食产量，B不符合题意；
C、合理密植能使作物充分利用光照，从而提高光合作用效率，进而提高粮食产
量，C不符合题意；
D、夏季夜间时，关闭蔬菜大棚的门帘，会使大鹏内温度升高，呼吸作用增强，
不利用粮食增产，D符合题意.
10．（2021·湖北·统考模拟预测）厌氧型绿硫细菌以硫化物为氢供体进行光合作
用，是最古老的光合细菌之一。图表示绿硫细菌的光复合系统参与的代谢过程
简图。下列叙述错误的是（ ）
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学科网（北京）股份有限公司A．绿硫细菌的光复合系统含有色素和蛋白质
B．绿硫细菌能为生态系统中其他生物提供氧气和有机物
C．培养绿硫细菌时不需要通入氧气也无需提供有机碳源
D．图示过程实现了光能到有机物中的化学能的转化
【答案】B
【详解】A、绿硫细菌的光复合系统也能吸收光能，并发生化学反应（需要相关
酶），说明绿硫细菌的光复合系统含有色素和蛋白质，A正确；
B、厌氧型绿硫细菌以硫化物为氢供体进行光合作用，由图可知，绿硫细菌光反
应不产生氧气，因此不能为其他生物提供氧气，B错误；
C、厌氧型绿硫细菌以硫化物为氢供体进行光合作用，因此培养绿硫细菌时不需
要通入氧气，也无需提供有机碳源，C正确；
D、图中光反应中绿硫细菌将光能转化为化学能，储存在 ATP和NADPH（有机
物）中，D正确。
二、多选题
11．（2023·江苏南通·统考模拟预测）下图是酵母菌、脱硫杆菌、乳酸菌葡萄糖
氧化分解的过程。相关叙述正确的是（ ）
A．酵母菌有氧呼吸和脱硫杆菌无氧呼吸都能将葡萄糖彻底氧化分解
B．脱硫杆菌进行②、④过程的场所分别是线粒体基质、线粒体内膜
C．酵母菌的发酵过程和乳酸菌的发酵过程都没有电子传递链途径
D．酵母菌的发酵和乳酸菌的发酵分解等量的葡萄糖产生的热量不等
【答案】ACD
【详解】A、酵母菌有氧呼吸将葡萄糖彻底氧化分解为 CO2和H2O，脱硫杆菌
无氧呼吸可将葡萄糖彻底氧化分解为CO2和H2S，A正确；
B、脱硫杆菌是原核生物，没有线粒体，B错误；
C、酵母菌的发酵过程和乳酸菌的发酵过程产生了丙酮酸和[H]，没有电子传递
链途径，C正确；
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学科网（北京）股份有限公司D、由于酵母菌可以进行有氧呼吸和无氧呼吸，乳酸菌只能进行无氧呼吸，所
以酵母菌的发酵和乳酸菌的发酵分解等量的葡萄糖产生的热量不等，D正确。
12．（2023·江苏南通·统考三模）活化状态的Rubisco能催化 固定。黑暗条
件下，Rubisco与C5结合呈钝化状态。光照条件下，光激活Rubisco活化酶，使
Rubisco构象发生变化释放C5暴露出活性位点，然后Rubisco活性位点与 结
合后再与类囊体排出的 结合，形成活化状态的Rubisco，过程如下图所示。
相关叙述正确的是（ ）
A．Rubisco活化酶吸收、传递、转换光能后被激活
B．光能驱动H+从类囊体薄膜外向类囊体内腔移动
C．类囊体内腔中的pH下降有利于Mg2+释放到基质
D． 和Mg2+既是Rubisco的活化剂也是Rubisco的催化底物
【答案】BC
【详解】A、酶只有催化作用，吸收、传递、转化光能的是光合色素，A错误；
B、由图可知，光能驱动H+从类囊体薄膜外向类囊体内腔移动，进而维持类囊
体中的高H+浓度，B正确；
C、类囊体内腔中的pH下降，消耗H+势能，有利于Mg2+释放到基质，C正确；
D、Mg2+是Rubisco的活化剂，但不是Rubisco的催化底物，D错误。
三、综合题
13．（2023·海南·统考模拟预测）有氧呼吸过程中的电子、H+需要经一系列过
程传递给分子氧，之后氧与[H]结合生成水，下图为其传递过程的两条途径，生
物体内存在其中的一条或两条途径。请回答下列问题：
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学科网（北京）股份有限公司(1)在有氧呼吸的过程中，[H]来自__________（填化合物）。
(2)“物质6→物质7”过程易被氰化物抑制。若小鼠氰化物中毒，呼吸作用全被
抑制，导致死亡；而天南星科植物经氰化物处理后，呼吸速率降低，但并未完
全被抑制。则出现这种差异的原因是小鼠体内只存在图中途径__________，天
南星科植物体内存在图中途径_________________________。
(3)天南星在开花时，其花序会释放大量能量，花序温度比周围高 15-35℃，促
使恶臭物质散发以吸引昆虫进行传粉。研究发现，此时花序中 ATP生成量并没
有明显增加。花序温度升高但 ATP 生成没有明显增加的原因可能是
______________________________________________（从物质传递途径分析）。
【答案】(1)葡萄糖和水/葡萄糖、丙酮酸和水 (2) 1 1和2
(3)途径2增强，物质氧化分解释放的能量储存在ATP中较少，大量以热能形式
散失
【详解】（1）有氧呼吸第一阶段和第二阶段都能产生[H]，其中第一阶段产生
的[H]来自葡萄糖，第二阶段产生的[H]来自丙酮酸和水。
（2）“物质6→物质7”过程易被氰化物抑制。若小鼠氰化物中毒，呼吸作用
全被抑制，导致死亡，说明小鼠只存在途径 1；对天南星科植物用氰化物处理，
呼吸速率降低，但并未完全被抑制，说明南星科植物存在途径1和途径2。
（3）天南星在开花时，花序温度升高但ATP生成没有明显增加的原因途径2增
强，物质氧化分解释放的能量储存在ATP中较少，大量以热能形式散失。
14．科研人员将某绿色植物放在温度适宜的密闭容器内（如图1所示），经黑
暗处理后置于5W的LED灯下并测量容器内氧气的变化量，测量的结果如图 2
所示。回答下列问题：
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学科网（北京）股份有限公司(1)图1中，若不改变灯泡的功率，可通过__________来调节光照强度。
(2)将多株生长状态相同且大小相似（假设干重相同）的该植株幼苗随机均分为
甲、乙两组，置于图1的装置中。甲组适宜光照处理，乙组黑暗处理，其他条
件相同且适宜。8小时后，将甲、乙两组中的植株烘干称重，分别记为 M甲、
M乙。若M=M甲-M乙，则M表示__________。
(3)图2中，A点后叶片通过__________上的光合色素将光能转化成__________。
B 点时，叶肉细胞的光合作用速率__________（填“大于”“小于”或“等
于”）呼吸作用速率，判断的理由是__________。
【答案】(1)调节光源（LED灯）与容器的距离
(2)甲组植株在8小时内（实验过程中）通过光合作用合成的有机物总量
(3) （叶绿体）类囊体膜 ATP和NADPH中的化学能 大于 B
点时，容器内氧气量不再变化，整个植株的光合速率等于呼吸速率，但植物体
非绿色器官只进行呼吸作用，因此叶肉细胞的光合速率大于呼吸速率
【详解】（1）图1中，若不改变灯泡的功率，也可以通过调节光源与容器的距
离来调节光照强度，距离越近，光照强度越强。
（2）据题意可知：甲组适宜光照处理，乙组黑暗处理，8小时后甲、乙植株烘
干称重，分别记为M甲、M乙，设实验前甲、乙植株的干重均为 a，则甲组植
株在8小时内光合作用积累有机物的量=M甲-a，即净光合量，甲组植株在8小
时内呼吸作用消耗有机物的量=a-M乙，那么，甲组植株在8小时内光合作用合
成的有机物总量=净光合作用量+呼吸作用量=（M甲-a）+（a-M乙）=M甲-M乙。
若M=M甲-M乙，则M表示甲组植株在8小时内（或实验过程中）通过光合作
用合成的有机物总量，即总光合量。
（3）A点后开始进行光合作用，通过叶绿体类囊体膜上的光合色素吸收光能并
将其转变成ATP和NADPH中的化学能。图2中，B点时，密闭容器内氧气量不
再变化，就整个植株而言光合速率=呼吸速率，影响光合作用强度的因素最可能
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学科网（北京）股份有限公司是CO2浓度、光照强度等。植物体某些部位如根只进行呼吸作用，故此时叶肉
细胞的光合作用速率大于呼吸作用速率。
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