文档内容
第 04 讲 细胞呼吸和光合作用
目录
01 题型突破练
【题型一】细胞呼吸过程及比较
【题型二】影响细胞呼吸的因素及应用
【题型三】绿叶中色素的提取与分离
【题型四】光合作用的基本过程
【题型五】环境因素对光合作用速率的影响
02 重难创新练
03 真题实战练
题型一 细胞呼吸过程及比较
1．酵母菌广泛分布于自然界中，是一种典型的异养兼性厌氧微生物，在有氧和无氧条件下都能够存活，
是一种天然发酵剂。下列关于酵母菌叙述错误的是（ ）
A．酵母菌细胞膜的基本支架由双层磷脂分子“尾对尾”构成
B．酵母菌的细胞壁具有维持细胞正常结构与功能的作用
C．酵母菌在有氧条件下培养时，线粒体将丙酮酸彻底分解
D．酵母菌是单细胞生物，不具备生物膜系统
【答案】D
【解析】磷脂双分子层构成细胞膜的基本骨架，磷脂分子的头部亲水，尾部疏水，双层磷脂分子的“尾对
尾”进行排列，保证头部位于细胞质一侧和细胞膜外侧有水的环境中，A正确；细胞壁具有保护和支撑作
用，酵母菌的细胞壁具有维持细胞正常结构与功能的作用，B正确；酵母菌在有氧条件下培养时进行有氧
呼吸，
葡萄糖在细胞质基质分解形成的丙酮酸在线粒体内被彻底分解，C正确；酵母菌是单细胞真核生物，具备
细胞膜、细胞器膜和核膜，因此具备生物膜系统，D错误。
2．[新考法]一个肿瘤中常存在A型和B型两种癌细胞，两种癌细胞的代谢方式不同，但可以通过MCT4和
MCT1载体建立物质上的联系，进而形成协同代谢，促进肿瘤的发生与发展，下图所示为两种癌细胞的代
谢过程和联系方式相关叙述错误的是（ ）A．B型癌细胞比A型癌细胞吸收葡萄糖速率更快
B．和正常细胞相比，B型癌细胞上的MCT1表达更多
C．过程③与②相比，除了场所不同，过程③还需要氧气
D．研制能抑制MCT4或MCT1的药物可用于治疗癌症
【答案】A
【解析】A型癌细胞以糖酵解为主要产能方式，B型癌细胞以线粒体氧化为主要产能方式，糖酵解产能效
率低，需要吸收更多葡萄糖来满足能量需求，所以应该是A型癌细胞比B型癌细胞吸收葡萄糖速率更快，
A错误；因为B型癌细胞以线粒体氧化为主要产能方式，且两种癌细胞可通过MCT4和MCT1建立联系，由
图可知B型癌细胞上MCT1的存在使得与A型癌细胞有物质联系，A型癌细胞吸收葡萄糖速率更快，产生的
乳酸更多，所以和正常细胞相比，B型癌细胞上的MCT1表达更多，将乳酸运入细胞进行代谢，B正确；过
程②是无氧呼吸产生乳酸的过程，过程③是有氧呼吸过程，有氧呼吸和无氧呼吸相比，除了场所不同（有
氧呼吸主要场所是线粒体，无氧呼吸场所是细胞质基质），有氧呼吸还需要氧气，C正确；由于两种癌细
胞通过MCT4和MCT1载体建立联系促进肿瘤发生发展，所以研制能抑制MCT4或MCT1的药物可破坏这种联
系，从而用于治疗癌症，D正确。
3．[新情境]如图是真核生物细胞呼吸过程中电子传递链的部分示意图（e 表示电子，→表示物质运输及
方向）。电子传递过程中释放的能量用于建立膜两侧H 浓度差，使能量转换成H 电化学势能。在氧化酶
⁻
AOX的参与下，电子可不通过蛋白复合体Ⅲ和Ⅳ直接传递给O ，并最终生成H O，同时大量能量以热能的
⁺ ⁺
形式释放，此途径称为AOX途径。图中UQ（泛醌，脂溶性化合物）、蛋白复合体（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ）可
₂ ₂
以传递电子，同
时蛋白复合体（Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ）又将H 运输到膜间隙，使膜两侧形成H 浓度差；H 通过ATP合成酶进入线粒
体基质，并驱动ATP生成，H 还可以通过UCP蛋白跨膜运输到线粒体基质。下列叙述错误的是（
⁺ ⁺ ⁺
）
⁺
A．图中的NADH来自有氧呼吸的第一和第二阶段B．图中ATP合成所需能量来自电子传递过程中建立的H 电化学势能
C．耗氧量相同时，AOX途径比正常有氧呼吸产生的ATP量更多
⁺
D．当耗氧量不变时，若线粒体内膜上UCP含量提高，则形成的ATP量减少
【答案】C
【解析】图中的NADH来自有氧呼吸的第一和第二阶段，A正确；ATP合成酶在催化ATP合成时，需要H 顺
浓度梯度进入线粒体基质，因此ATP合成所需能量来自电子传递过程中建立的H 电化学势能，B正确；
⁺
AOX途径中大量能量以热能的形式释放，因此储存在ATP中的能量就会减少，C错误；H 通过线粒体内膜
⁻
上UCP流入线粒体基质时，会降低电子传递过程中建立的H 浓度梯度，不利于ATP合成酶合成ATP，因此
⁺
当耗氧量不变时，若线粒体内膜上UCP含量提高，则形成的ATP量减少，D正确。
⁺
4．将一批刚采摘的大小及生理状况均相近的新鲜蓝莓均分为两份，一份用高浓度的CO 处理48h后，贮
2
藏在温度为1℃的冷库内，另一份则直接贮藏在 1℃的冷库内。从采摘后算起每10天定时定量取样一
次，测定其单位时间内CO 释放量和O 吸收量，计算二者的比值得到如图所示曲线。下列相关叙述正确的
2 2
是（ ）
A．若实验在光照条件下进行则对实验结果会产生显著影响
B．第10天时, 对照组和CO 处理组的有氧呼吸强度相同
2
C．第40天对照组蓝莓有氧呼吸比无氧呼吸消耗的葡萄糖少
D．本实验的自变量是贮藏天数，因变量是CO 和O 的比值
2 2
【答案】C
【解析】新鲜蓝莓几乎没有光合色素，不能进行光合作用，因此如果实验在光照条件下进行，不会对实验
结果产生显著影响，A错误；第10天时，对照组和CO 处理组的CO 释放量和O 吸收量的比值等于1，只
2 2 2
能说明此时两组蓝莓只进行有氧呼吸，但不能说明两组蓝莓的呼吸强度相同，B错误；第40天，对照组
CO 释放量和O 吸收量的比值等于2，由于有氧呼吸消耗1个葡萄糖同时产生6个CO ，而无氧呼吸消耗一
2 2 2
个葡萄糖会产生2个CO ，设有氧呼吸消耗的葡萄糖为x，无氧呼吸消耗的葡萄糖为y，则有关系式（6x＋
2
2y）÷6x＝2，解得x∶y＝1∶3，即无氧呼吸消耗的葡萄糖多，C正确；结合图示可知，该实验的自变量
是贮藏天数和是否用高浓度的CO 处理，D错误。
2
5．细胞呼吸是联系糖类、脂肪和蛋白质相互转化的枢纽。如图是人体肝细胞内的部分生化反应及其联系
的示意图。图中编号表示过程，字母表示物质。下列叙述错误的是（ ）A．摄入葡萄糖过多，A会转化脂肪储存
B．有氧运动会减少A转化为甘油和脂肪酸
C．脂肪作为主要的能源物质参与细胞呼吸
D．④过程中大部分化学能转化成热能
【答案】C
【解析】血液中的葡萄糖除供细胞利用外，多余的部分可以合成糖原储存起来；如果葡萄糖还有富余，就
可以转变成脂肪和某些氨基酸。由图可知，葡萄糖初步分解产生A丙酮酸，丙酮酸可通过⑧和⑥转化为脂
肪储存，A正确；有氧运动会增强细胞代谢，能量消耗量增加，A丙酮酸更多的被氧化分解供能，转化为
甘油和脂肪酸的量会减少，B正确；脂肪是细胞内良好的储能物质，糖类才是细胞主要的能源物质，C错
误；
④指有氧呼吸第三阶段，该过程中释放大量能量，其中大部分能量以热能的形式散失，少部分转化为ATP
中活跃的化学能，D正确。
题型二 影响细胞呼吸的因素及应用
6．如图表示苹果果实在一段时间内，随着环境中O 浓度的提高，其O 的吸收量和CO 的释放量的变化
2 2 2
（细胞呼吸利用的主要是葡萄糖）。据图分析适于储存苹果的O 浓度为（ ）
2
A．O点 B．P点 C．Q点 D．R点
【答案】B
【解析】图中P点CO 的释放量最低，消耗的有机物较少，故适合储存苹果。
2
综上所述，ACD不符合题意，B符合题意。
7．[改编题]为探究温度、O
2
浓度对采收后苹果贮存的影响进行了相关实验，实验结果如图所示。相关叙
述正确的是（ ）A．O 浓度大于20%后，苹果细胞产生CO 的场所为细胞质基质
2 2
B．低温储存时有机物消耗减少是因为低温破坏呼吸酶的空间结构
C．O 浓度为20%～30%范围内，温度对CO 的生成量几乎无影响
2 2
D．据图分析，在3℃、5%O 浓度条件下贮存苹果效果最佳
2
【答案】D
【解析】O 浓度达到20%以上后，苹果细胞只进行有氧呼吸，不进行无氧呼吸，因为CO 生成量不再随氧
2 2
气浓度增加而增加，故O 浓度大于20%后，苹果细胞产生CO 的场所为线粒体基质，A错误；低温抑制酶
2 2
的活性，不会破坏酶的空间结构，B错误；由图可知，O 浓度为20%~30%范围内，温度影响CO 的相对生
2 2
成量，C错误；据图分析，在3℃、5%O 浓度条件下，细胞呼吸最弱，CO 释放量最少，该条件下贮存苹果
2 2
效果最佳，D正确。
8．[新考法]下图表示光照、贮藏温度对番茄果实呼吸强度变化的影响。下列有关叙述正确的是（
）
A．番茄果实细胞呼吸产生H O的场所是细胞质基质
2
B．光照对番茄果实呼吸的抑制作用2℃时比15℃时更强
C．低温、黑暗条件下更有利于贮存番茄果实
D．贮藏温度下降时果实呼吸作用减弱，可能与细胞内酶的空间结构被破坏有关
【答案】B
【解析】番茄果实细胞通过有氧呼吸产生水，场所是线粒体内膜，无氧呼吸不产生水，A错误；由题图看
出2℃时黑暗条件下与光照条件下呼吸强度差值比15°C时的差值大，即光照对番茄果实呼吸的抑制作用
2℃时比15℃时更强，B正确；由图看出低温条件下呼吸强度更低，但黑暗条件下比光照条件下呼吸强度
高，所以黑暗条件下不利于果实的储存，C错误；储存番茄果实需在零上低温条件下进行，温度降低会使
与呼吸作用有关的酶活性降低，细胞呼吸减弱，但此时的温度并没有使酶的空间结构被破坏，D错误。
9．[新情境]同学们用包装盒制作水培装置种植菠菜，如图所示。用增氧泵向水中通气，有利于菠菜根进
行（ ）A．光合作用 B．呼吸作用
C．蒸腾作用 D．扩散作用
【答案】B
【解析】图中的生理过程可以表示绿色植物的呼吸作用。利用增氧泵向水中通气来增加氧气在水中的含
量，有利于菠菜根进行呼吸作用。
10．图甲是酵母菌细胞呼吸过程示意图，图乙表示某些环境因素对酵母菌有氧呼吸速率的影响。下列相关
叙述正确的是（ ）
A．若只检测是否生成酒精，则无法判断细胞呼吸方式
B．图甲中条件Y下产生物质a的场所是线粒体基质
C．由图乙可知，30℃是酵母菌有氧呼吸的最适温度
D．由图乙可知，当O 浓度为40%时是各温度下的最适氧浓度
2
【答案】B
【解析】酵母菌无氧呼吸能产生酒精，有氧呼吸不会产生酒精，因此若只检测是否生成酒精，可以判断细
胞呼吸方式，A错误；物质a是二氧化碳，在图甲中条件Y表示有氧条件，有氧呼吸产生二氧化碳的场所
是线粒体基质，B正确；根据图乙只能判断酵母菌有氧呼吸的最适温度在30 ℃左右，不能说就是30
℃，C错误；据图乙可知，在不同温度条件下，O 浓度饱和点不同，比如温度为30 ℃和35℃下，O 浓度
2 2
为40%是最适氧浓度，但温度为15 ℃和20℃下，O 浓度为30%是最适氧浓度，D错误。
2
题型三 绿叶中色素的提取与分离
11．[新情境]分光光度法是通过测定物质在特定波长下的吸光度，进而对该物质进行定性和定量分析的方
法。某兴趣小组为探究红枫的叶色在秋季呈现“绿→黄→红”的原因，利用分光光度法测定了叶肉细胞中
色素含量的变化，发现光合色素的含量逐渐减少、花青素的含量逐渐增多。下列有关叙述错误的是
（ ）
A．可用无水乙醇提取叶肉细胞中的光合色素
B．测定叶绿素的含量时选用蓝紫光波段最佳
C．光合色素相对含量不同可使叶色出现差异D．红枫秋季叶片变红与花青素含量增多有关
【答案】B
【解析】色素能溶解在有机溶剂酒精有机溶剂中，所以可用无水乙醇等提取色素，A正确；叶绿素和类胡
萝卜素都可以吸收蓝紫光，所以不能用蓝紫光波段测定叶绿素含量，B错误；不同光合色素颜色不同，因
此光合色素相对含量不同可使叶色出现差异 ，叶绿素多使叶片呈现绿色，而秋季类胡萝卜素增多使叶片
呈黄色，C正确；秋季叶片花青素含量增多会使红枫秋季叶片变红，D正确。
12．[改编题]某生物兴趣小组选取新鲜菠菜的“绿叶”和“嫩黄叶”分别做“绿叶中色素的提取和分
离”两组实验。色素分离结果如图，下列叙述正确的是（ ）
A．叶绿体中色素的分离原理是色素能溶解在无水乙醇中
B．绿叶中含量越多的色素，其在滤纸条上扩散得越快
C．研磨时加入二氧化硅（石英砂）有利于保护色素
D．两组实验提取的色素在吸收光谱上最明显的差异出现在红光区域
【答案】D
【解析】叶绿体中色素的分离原理是各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，从而分离色素。溶解度大，
扩散速度快；溶解度小，扩散速度慢，A错误；绿叶中在层析液中溶解度大的色素，其在滤纸条上扩散得
越快，B错误；研磨时加入二氧化硅（石英砂）是使研磨充分，C错误；由于叶绿素主要吸收红光和蓝紫
光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，两组实验提取的色素在吸收光谱最明显的差异出现在红光区域，D正
确。
13．[新考法]红光和乙烯均可影响柑橘果实中类胡萝卜素的含量，进而影响柑橘的品质。对于红光可提高
柑橘果实中类胡萝卜素含量的原因，科学家提出了如下两种假说：假说1，红光直接调控类胡萝卜素合成
相关基因的表达；假说2，红光促进乙烯的合成，进而促进类胡萝卜素合成相关基因的表达。现以野生型
柑橘、乙烯合成缺陷型柑橘为材料设计如下表所示实验，下列叙述正确的是（ ）
观测指标
分
柑橘类型 处理
处理前
组
处理后测
测
甲 野生型 红光处理 类胡萝卜素相对含量
乙 ①_____ ②_____
A．宜用层析液提取类胡萝卜素等光合色素
B．类胡萝卜素主要吸收红光用于光合作用
C．表中①处为乙烯合成缺陷型，②处为红光处理
D．若处理后甲组类胡萝卜素相对含量高于乙组，则支持假说1
【答案】C
【解析】常用无水乙醇提取光合色素，A错误；叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，B错误；根据实验设计的单一变量和对照原则，自变量为乙烯的有无，则乙组所用柑橘类型为乙烯合
成缺陷型，且进行红光处理，C正确；若实验结果为甲组类胡萝卜素相对含量提高而乙组类胡萝卜素相对
含量几乎不变（或甲组类胡萝卜素相对含量的增加幅度高于乙组），则说明红光促进乙烯的合成，进而促
进类胡萝卜
素合成相关基因的表达，即支持假说2，D错误。
14．下列关于“绿叶中色素的提取和分离”实验的叙述，正确的是（ ）
A．为提取出更多的色素，研磨时10mL无水乙醇应当一次性加入
B．层析完毕后应迅速记录结果，否则叶绿素条带会很快随溶剂挥发消失
C．叶绿体中色素能通过层析分离的原因是不同色素在无水乙醇中的溶解度不同
D．若滤液细线画得太粗，可能会导致滤纸条上的色素带部分重叠
【答案】D
【解析】研磨时，10mL无水乙醇不能一次性加入，应分多次加入，这样有助于充分研磨，A错误；层析完
毕后应待色素带稳定后再记录结果，B错误；绿叶中色素分离的原理是不同色素在层析液中的溶解度不
同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢，C错误；若滤液细线画得太粗，会导致色素含量
较多，在滤纸条上扩散时可能会使色素带部分重叠，D正确。
15．[新考法]银杏是我国特有的珍稀植物，其叶片变黄后极具观赏价值。某同学用纸层析法探究银杏绿叶
和黄叶的色素差别，下列实验操作正确的是（ ）
A．选择新鲜程度不同的叶片混合研磨
B．研磨时用水补充损失的提取液
C．类胡萝卜素主要吸收红光和蓝紫光
D．提取色素时加入碳酸钙的目的是防止色素被破坏
【答案】D
【解析】本实验是探究银杏绿叶和黄叶的色素差别，因此选择新鲜程度不同的叶片分开研磨，A错误；光
合色素为脂溶性色素，研磨时用无水乙醇补充损失的提取液，B错误；叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类
胡萝卜素主要吸收蓝紫光，C错误；提取色素时加入碳酸钙的目的是防止色素（叶绿素）被破坏，D正
确。
题型四 光合作用的基本过程
16．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上升
【答案】A
【解析】夏季中午叶片蒸腾作用强，失水过多使气孔部分关闭，进入体内的CO 量减少，暗反应减慢，光
2
合作用强度明显减弱，A正确；夏季中午气温过高，导致光合酶活性降低，呼吸酶不受影响（呼吸酶最适
温度高于光合酶），光合作用强度减弱，但此时光合作用强度仍然大于呼吸作用强度，即呼吸释放的CO
2
量小于光合固定的CO 量，B错误；光合色素分布在叶绿体的类囊体薄膜而非叶绿体内膜上，C错误；夏
2
季中午叶片蒸腾作用强，失水过多使气孔部分关闭，进入体内的CO 量减少，暗反应减慢，导致光反应产
2
物积累，产生反馈抑制，使叶片转化光能的能力下降，光合作用强度明显减弱，D错误。17．[新情境]阳生植物受到周围环境其它植物遮荫时会出现图1所示遮荫反应，该反应与环境光照中红光
（R）和远红光（FR，植物不吸收）的比值变化有关。科学家模拟遮荫环境，研究了番茄植株的遮荫反
应，结果如图2、图3所示。下列相关说法正确的是（ ）
A．R/FR比值升高，番茄遮荫反应更强
B．遮荫反应会降低番茄光合作用强度
C．刚进入遮荫环境时，叶绿体中C 含量降低
3
D．遮荫处理的番茄株高生长加快，产量降低
【答案】D
【解析】由图2可知，遮阴组与正常光照组比较，相对叶绿素含量降低，而叶绿素会选择性吸收红光和蓝
紫光，不吸收远红光，所以R/FR比值升高，番茄遮荫反应相对减弱，A错误；遮荫反应会使茎伸长速度
加快、株高和节间距增加、叶柄伸长等，有利于植物进行光合作用，会增大番茄的光合作用强度，B错
误；刚进入遮荫环境时，光照强度减弱，光反应变慢，ATP和NADPH减少，C 还原变慢，叶绿体中C 含量
3 3
增加，C错误；遮荫处理的番茄株高生长加快，用于茎的生长的有机物变多，导致产量降低，D正确。
18．下图为高等植物光合作用的部分过程示意图。甲、乙表示物质，①②表示反应阶段。正确的是
（ ）
A．物质甲是O ，图中①是光合作用的暗反应阶段
2
B．吸收光能的色素分布在叶绿体的基质中
C．图中①为②提供的物质乙是NADH
D．图中②阶段包括的生理过程有CO 的固定和C 的还原
2 3
【答案】D
【解析】光反应的水的光解可产生氧气，物质甲为氧气，①是光反应阶段，A错误；吸收光能的色素分布
在叶绿体的类囊体薄膜上，B错误；①为光反应阶段，②为暗反应阶段，①为②提供的物质乙是NADPH，C
错误；②是暗反应阶段，该过程的物质变化包括CO 的固定和C 的还原，D正确。
2 3
19．[新情境]油菜是重要的油料作物，但我国部分油菜种植区土壤钾含量偏低，使其产量下降。研究发现
油菜叶绿体中的 Rubisco是一种非常关键的双功能酶，光照适宜时，在O /CO 值偏低时, 催化 RuBP结合
2 2
CO 形成C 与卡尔文循环合成有机物； 如果O /CO 值偏高时，它催化RuBP 结合O 发生氧化反应，进行光
2 3 2 2 2
呼吸，过程如图甲所示。钾含量对 Rubisco活性的影响如图乙所示。下列说法错误的是（ ）A．参与暗反应中 CO 固定的反应物C 实质上是 RuBP
B．油菜植物长期处于高浓度O 条件下，会明显减产
₂ ₅
C．光呼吸生成的C 可提供给卡尔文循环，因此可通过研究光呼吸促进剂提高光合产量
₂
D．土壤缺钾抑制了暗反应，提高了 RuBP 的氧化与羧化反应速率的比值，导致油菜产量下降
₃
【答案】C
【解析】在卡尔文循环中，参与暗反应CO 固定的反应物C （核酮糖 - 1,5 - 二磷酸，即RuBP），A正
2 5
确；
当油菜植物长期处于高浓度O 条件下，根据题意，O /CO 值偏高时，Rubisco催化RuBP结合O 发生氧化
2 2 2 2
反应（光呼吸），而不是主要进行CO 的固定形成有机物，所以会明显减产，B正确；光呼吸过程中会消
2
耗ATP和[H]，光呼吸生成的C 虽然可提供给卡尔文循环，但总体来说光呼吸是一种浪费能量的过程，不
3
应该通过研究光呼吸促进剂提高光合产量，C错误； 从图乙可以看出，土壤缺钾时，Rubisco的羧化活性
（催化CO 结合反应）降低，氧化活性（催化O 结合反应）升高，抑制了暗反应，提高了RuBP的氧化与
2 2
羧化反应速率的比值，导致油菜产量下降，D正确。
20．科学家希尔发现，在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂（悬浮液中有H O，没有CO ），
2 2
在光照下可以释放出氧气，该反应称为希尔反应。下列相关叙述错误的是 （ ）
A．希尔反应过程中加入的铁盐相当于光合作用过程中的NADP
+
B．希尔反应不能说明植物光合作用产生的氧气中氧元素都来自水
C．该实验没有排除叶绿体中其他物质的干扰，也没有直接观察氧元素的转移
D．希尔反应不能说明水的光解与糖的合成是两个相对独立的过程
【答案】D
【解析】希尔反应悬浮液中铁盐的作用与NADP 的作用相似，都具有氧化的作用，A正确；希尔反应不能
+
证明光合作用产生的O 中的氧元素全部来自于H O，实验中其他物质也含有氧，需要进一步研究，B正
2 2
确；叶绿体中还有其他物质，该实验没有排除其他物质对实验的干扰，要观察氧元素的转移，需要对氧元
素进行标记，该实验没有直接观察氧元素的转移，C正确；希尔反应有水的分解，但没有糖的合成，可以
说明水的光解和糖的合成不是同一个化学反应，D错误。
题型五 环境因素对光合作用速率的影响
21．龙血树在《本草纲目》中被誉为“活血圣药”，有消肿止痛、收敛止血的功效。下图为龙血树在不同
温度下相关指标的变化曲线（其余条件均相同且适宜），下列说法错误的是（ ）A．昼夜时间相同且温度不变，P点时龙血树无法正常生长发育
B．在光照条件下，30℃环境中龙血树的实际光合速率比25℃环境中小
C．P点时若突然降低光照，短时间内C 的消耗速率降低
3
D．在温度5℃～25℃的区间，温度是限制光合作用的因素
【答案】B
【解析】P点时净光合速率等于呼吸作用速率 ，昼夜时间相同且温度不变，意味着白天光合作用制造的
有机物等于夜晚呼吸作用消耗的有机物，没有有机物的积累，所以龙血树无法正常生长发育，A正确；实
际光合速率=净光合速率+呼吸速率。在光照条件下，由图可知，30℃时净光合速率（ 吸收速率）为
3.5mg/h，呼吸速率为3.0mg/h，实际光合作用速率为6.5mg/h，25℃时净光合速率为3.75mg/h，呼吸速
率为2.25mg/h，实际光合作用速率为6.0mg/h，所以在光照条件下， 30℃环境中龙血树的实际光合速率
比25℃环境中大，B错误；P点时净光合速率等于呼吸作用速率，若突然降低光照，短时间内光反应产生
的ATP和NADPH减少，故C 的消耗速率降低，C正确；由图可知，在温度5℃～25℃的区间，随温度升高
3
净光合速率加快，故温度是限制光合作用的因素，D正确。
22．[改编题]将某种植物栽培于玻璃温室内，下图为用CO
2
浓度测定仪测定的密闭玻璃温室内一昼夜CO
2
浓
度的变化情况，则下列相关说法不正确的是（ ）
A．图中曲线表示植物积累有机物的区段是bf
B．g点与a点相比，植物体内有机物含量更高
C．de段CO 浓度下降趋于平缓的原因是部分气孔关闭，吸收CO 减少
2 2
D．玻璃罩内的O 浓度在bg段一直上升
2
【答案】D
【解析】分析题图，当测定的二氧化碳浓度下降时，表示光合速率大于呼吸速率，即植物积累有机物，因
此图中曲线积累有机物的区段是bf段，A正确；g点CO 浓度低于a点，说明经过24小时后植物光合作用
2
消耗的二氧化碳大于呼吸作用释放的二氧化碳，会积累有机物，B正确；de段部分气孔关闭，CO 吸收减
2
少，光合速率下降，CO 浓度下降趋于平缓，C正确；bf段氧气含量上升，fg段氧气含量下降，D错误。
2
23．细叶桉（阳生）和蛤蒌（阴生）均为我国南方地区常见的植物。下图为这两种植物在温度、水分均适
宜的条件下，光合作用速率与呼吸速率的比值（P/R）随光照强度变化的曲线图，下列有关说法中错误的
是（ ）A．当光照强度为a时，叶肉细胞内产生ATP的膜结构有类囊体薄膜、线粒体内膜
B．若适当增加土壤中无机盐镁的含量一段时间后，B植物的a点左移
C．光照强度在c点之后，限制B植物P/R值增大的主要外界因素是CO 浓度
2
D．光照强度在c时，每日光照12小时，一昼夜中细叶桉的干重将增加，蛤蒌的干重将减少
【答案】D
【解析】当光照强度为a时，植物A、B都既进行光合作用又进行呼吸作用，光合作用产生ATP的场所是
叶绿体中类囊体薄膜，细胞呼吸产生ATP场所包括细胞质基质和线粒体，因此叶肉细胞内产生ATP的膜结
构有类囊体薄膜、线粒体内膜，A正确；若适当增加土壤中无机盐镁的含量一段时间后，植物吸收镁增加
使得细胞中叶绿素含量增加，植物的光合作用速率增加，而此时细胞呼吸速率不变，因此B植物的a点左
移，B正确；光照强度在c点之后（d点之前），随着光照强度的增加，B植物的光合速率不再增加，限制
B植物P/R值增大的主要外界因素是CO 浓度，C正确；蛤蒌为阴生植物，对应图中的B曲线，细叶桉为阳
2
生植物，对应曲线A，光照强度在c时，蛤蒌P/R＞2，而细叶桉P/R＜2，因此，每日光照12小时，一昼
夜中细叶桉的干重将减少，蛤蒌的干重将增加，D错误。
24．[新考法]为研究CO
2
浓度和温度升高对三角褐指藻光合速率和呼吸速率的影响，科学家分别检测高浓
度 和低浓度 、20℃和24℃条件下三角褐指藻的光合速率和呼吸速率，结果如图所示。
下列分析错误的是（ ）
A．本实验的自变量是不同浓度的CO 和不同的温度
2
B． CO 浓度升高的条件下，20℃温度环境可能更有利于培育三角褐指藻
2
C．20℃时，CO 浓度升高导致三角褐指藻光合速率和呼吸速率均上升
2
D．24℃时，CO 浓度升高对三角褐指藻光合作用影响较小，但抑制其呼吸作用
2
【答案】D
【解析】本实验为研究CO 浓度和温度升高对三角褐指藻光合速率和呼吸速率的影响，自变量是不同浓度
2
的CO 和不同的温度，A正确；CO 浓度升高的条件下，20℃温度环境三角褐指藻的净光合速率最大，更有
2 2
利于培育三角褐指藻，B正确；20℃时，CO 浓度升高三角褐指藻的光合速率和呼吸速率均上升，C正确；
224℃时，CO 浓度升高对三角褐指藻光合作用影响较小，但促进其呼吸作用，D错误。
2
25．实验中常用希尔反应来测定除草剂对杂草光合作用的抑制效果。希尔反应基本过程：将黑暗中制备的
离体叶绿体加到含有DCIP（氧化型）、蔗糖和pH7.3磷酸缓冲液的溶液中并照光。水在光照下被分解，
产生氧气等，溶液中的DCIP被还原，颜色由蓝色变成无色。用不同浓度的某除草剂分别处理品种甲和品
种乙杂草的离体叶绿体并进行希尔反应，实验结果如图所示。下列叙述正确的是（ ）
A．相同浓度除草剂处理下，单位时间内溶液颜色变化快的品种受除草剂抑制效果更显著
B．与品种乙相比，除草剂抑制品种甲类囊体体的功能较强
C．除草剂浓度为K时，品种乙的叶绿体类囊体膜中能产生三碳糖
D．不用除草剂处理时，品种乙的叶绿体放氧速率高于品种甲
【答案】B
【解析】相同浓度除草剂处理下，单位时间内溶液颜色变化快的品种生成的氢较多，说明其受除草剂抑制
效果较差，A错误；相同浓度除草剂处理下，品种乙的叶绿体放氧速率高于品种甲，说明除草剂抑制品种
甲类囊体体的功能较强，B正确；除草剂浓度为K时，品种乙的叶绿体虽能为暗反应阶段提供NADPH和
ATP，但缺乏二氧化碳，无法合成三碳糖，C错误；由题图可知，不用除草剂处理，品种乙的叶绿体放氧
速率等于品种甲，D错误。
1．（2024·海南·一模）在有氧呼吸中，葡萄糖分解产生的丙酮酸先转化成乙酰CoA，再氧化分解生成
CO 和H O。人体缺乏营养时，脂滴自噬分解脂肪产生的脂肪酸，进一步在线粒体中氧化分解供能，脂肪酸
2 2
产生和代谢过程如图所示。下列叙述正确的是（ ）
A．细胞中丙酮酸和脂酰CoA产生的过程有[H]生成，但不释放能量
B．乙酰CoA来源于丙酮酸、脂肪酸等，将糖类和脂质代谢联系起来
C．糖类和脂肪氧化分解的相同代谢过程是③，其场所为线粒体内膜
D．用透气纱布包扎伤口及慢跑都是为了促进人体细胞进行有氧呼吸
【答案】B
【解析】细胞中丙酮酸和脂酰CoA产生的过程有[H]生成，释放出少量能量，A错误；依据题图信息可
知，乙酰CoA来源于丙酮酸、脂肪酸等，从而将糖类和脂质代谢联系了起来，B正确；依据题图信息可知，糖类和脂肪氧化分解的相同代谢过程是③，产物中CO 是有氧呼吸第二阶段的产物，产生场所为线粒
2
体基质，H O是有氧呼吸第三阶段的产物，产生场所为线粒体内膜，所以③过程的场所是线粒体基质和线
2
粒体内膜，C错误；慢跑是为了促进人体细胞进行有氧呼吸，而用透气纱布包扎伤口是为了抑制厌氧型微
生物的大量繁殖，D错误。
2．（2024·甘肃兰州·一模）小麦幼苗根系细胞能通过K 载体蛋白吸收外界环境中的K 。研究人员利用
+ +
无
土栽培技术培养小麦幼苗，检测营养液中不同的O 含量对小麦幼苗根系细胞吸收K 的影响，结果如图所
2 +
示。下列分析正确的是（ ）
A．O 含量为0时，小麦幼苗根系细胞不能吸收K
2 +
B．小麦幼苗根系细胞吸收K 的方式是协助扩散
+
C．K 载体蛋白每次转运K 时，其空间结构都会发生变化
+ +
D．a点前，限制小麦幼苗根系细胞吸收K 的因素是K 载体蛋白的数量
+ +
【答案】C
【解析】氧气含量为0时，细胞可进行无氧呼吸，小麦幼苗根系细胞通过消耗无氧呼吸产生的ATP来吸收
K ，A错误；图中a点之前，钾离子吸收速率与营养液中氧气含量成正比，在一定范围内，氧气含量越
+
多，细胞有氧呼吸越旺盛，产生的ATP速率越快，说明钾离子的吸收需要消耗ATP，是主动运输，B错
误；载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过，而且每次转运时都会发生自身构象的改
变，C正确；
由图可知，a点之前，小麦幼苗根系细胞吸收K 的速率与氧气浓度呈正比，说明在a点之前，限制小麦幼
+
苗根系细胞吸收K 的因素是细胞呼吸产生的ATP，D错误。
+
3．（2024·重庆九龙坡·三模）某校生物兴趣小组研究酵母菌的细胞呼吸过程，绘制出酵母菌在密闭容
器内以葡萄糖为底物的呼吸速率变化过程的坐标图。下列分析错误的是（ ）
A．在6~8h时段可用酸性重铬酸钾溶液来检测无氧呼吸是否产生了CO
2
B．在9h时酵母菌无氧呼吸分解葡萄糖释放了部分能量
C．在7h时有氧呼吸产生的ATP的数量大于无氧呼吸产生的
D．在0~6h时段容器内气体的体积基本不变，培养液的pH变小
【答案】A
【解析】酸性重铬酸钾是用来检测酒精，6～8h，酵母菌进行有氧呼吸和无氧呼吸，培养液中的葡萄糖未
消耗完，酸性重铬酸钾溶液能与葡萄糖反应，变成灰绿色，需要将培养液中的葡萄糖消耗完后，再用酸性
重铬酸钾溶液检测酵母菌无氧呼吸是否产生了酒精，A错误；在9h时酵母菌只进行无氧呼吸，酵母菌无氧呼吸分解葡萄糖释放了部分能量，大部分能量储存在酒精中，B正确；7h时，有氧呼吸速率等于无氧呼
吸速率，此时有氧呼吸产生的ATP的数量大于无氧呼吸产生的，C正确；0～6h间，酵母菌只进行有氧呼
吸，消耗的氧气和释放的二氧化碳相等，容器内气体的体积保持不变，培养液的pH变小，D正确。
4．（2024·全国·模拟预测）探究不同波长的光对光合强度的影响。实验小组选取生长状态良好的绿萝
叶片，使用下图所示密封装置，可调节装置中LED灯带使其发出不同波长的光。下列相关叙述正确的是（
）
A．同一波长下无需重复测定O 和CO 含量
2 2
B．利用此装置无法测定绿萝叶片的呼吸作用强度
C．红光实验结束后只需调整光的波长即可做紫光实验
D．桶中初始O 和CO 含量是需控制的无关变量
2 2
【答案】D
【解析】本实验的因变量是光合强度，而实际光合速率=净光合速率（光照下氧气的释放量或二氧化碳的
吸收量）＋呼吸速率（黑暗条件下二氧化碳的释放量），故同一波长下需要重复测定O 和CO 含量，A错
2 2
误；
利用此装置可以测定绿萝叶片的呼吸作用强度：在黑暗环境中测定二氧化碳的释放量或氧气的消耗量，B
错误；红光实验结束后除了需要调整光的波长，还需要检测O 和CO 含量，方可进行紫光实验，C错误；
2 2
本实验目的是探究不同波长的光对光合强度的影响，实验的自变量是不同波长，桶中初始O 和CO 含量也
2 2
会对实验结果造成影响，是需控制的无关变量，D正确。
5．（2024·贵州黔东南·三模）某农作物种子的呼吸作用利用的物质是淀粉分解产生的葡萄糖。该农作
物
干种子萌发过程中，细胞呼吸CO 释放量和O 吸收量的变化趋势如图所示，下列相关叙述错误的是
2 2
（ ）
A．种子萌发过程中，蛋白质、RNA种类会增加B．图例A、B分别表示CO 释放量和O 吸收量
2 2
C．0~10h，该种子的细胞呼吸主要是无氧呼吸
D．30~40h，该农作物种子有氧呼吸和无氧呼吸相等
【答案】D
【解析】种子萌发过程中，蛋白质合成等生命活动增强，蛋白质、RNA种类会增加，A正确；萌发时间为
0小时，只有A气体，说明此事种子进行无氧呼吸，A气体代表CO 释放量，B代表O 吸收量，B正确；萌
2 2
发时间为0小时，只有A气体，说明此事种子进行无氧呼吸，A气体代表CO 释放量，B代表O 吸收
2 2
量，，因该种子呼吸作用所利用的物质是葡萄糖，有氧呼吸消耗的氧气和产生的二氧化碳相等，无氧呼吸
不耗氧，但可产生二氧化碳，0-10小时，无氧呼吸产生的CO 比有氧呼吸多，无氧呼吸消耗的葡萄糖液比
2
无糖呼吸多，说明该种子的细胞呼吸主要是无氧呼吸，C正确；30~40h，CO 释放量和O 吸收量相等，说
2 2
明种子只进行有氧呼吸，D项错误。
6．（2024·浙江·模拟预测）近年来，鲜切哈密瓜深受消费者的青睐，机械损伤会导致哈密瓜产生乙
烯。下图为不同材质保鲜膜包装对鲜切哈密瓜贮藏生理生化品质的影响。下列相关叙述错误的是（
）
A．根据实验结果图，PE膜的保鲜效果较好
B．10天后使用OPP膜贮藏的哈密瓜细胞呼吸强度上升，可能是该膜透气性过低导致的
C．由图推测，乙烯会导致哈密瓜的细胞呼吸速率变化
D．通过两图数据可知，第一天哈密瓜的失重主要是由于细胞呼吸消耗有机物导致的
【答案】B
【解析】4种保鲜膜中，PE膜处理对哈密瓜的失重率、细胞呼吸强度影响最小，从而能够保持哈密瓜的外
观品质和口感，更大限度地延长了保鲜期，A正确；10天后使用OPP膜贮藏的哈密瓜细胞呼吸强度上升，
可能是该膜透气性过高导致的氧气增加，B错误；机械损伤会导致哈密瓜产生乙烯，哈密瓜的细胞呼吸速
率变化可能是乙烯引起的，C正确；薄膜包装处理能有效抑制水分的散失，通过两图数据可知，第一天哈
密瓜的呼吸强度增加，其失重主要是由于细胞呼吸消耗有机物导致的，D正确。
7．（2024·黑龙江·三模）为研究低氧胁迫对两个黄瓜品种根系细胞呼吸的影响，科研人员进行了相关
实验，结果如图所示。下列有关叙述错误的是（ ）A．根细胞进行无氧呼吸生成丙酮酸的过程中有ATP产生
B．正常通气和低氧胁迫下黄瓜根细胞产生CO 的场所不同
2
C．据图可知，品种B黄瓜根细胞对低氧的耐受性强于品种A
D．低氧胁迫可能通过影响根细胞吸收Mg 影响黄瓜光合速率
2+
【答案】B
【解析】根细胞无氧呼吸第一阶段生成丙酮酸的过程中有ATP产生，A正确；据图可知，正常通气下和低
氧胁迫下，黄瓜根细胞均有酒精产生，说明两种情况下，根细胞既进行有氧呼吸，也进行无氧呼吸，两种
情况下，根细胞产生CO 的场所都是线粒体和细胞质基质，B错误；据图可知，低氧胁迫下，品种B黄瓜
2
根细胞无氧呼吸产生的酒精少于品种A，说明其对低氧的耐受性强于品种A，C正确；低氧胁迫会影响根
细胞呼吸速率，进而影响其吸收Mg ，影响叶绿素的合成，影响黄瓜的光合速率，D正确。
2+
8．（2024·河北·二模）呼吸作用的原理在生产、生活实际中有很多应用，如指导农业生产、食品的保
存
等。下列叙述错误的是（ ）
A．肉类冷冻保存的主要目的是减弱自身细胞的呼吸作用
B．水果低温保存的主要目的是减弱水果细胞的呼吸作用
C．“犁地深一寸，等于上层粪”主要是“犁地”能促进营养物质的吸收
D．“饭后走一走，活到九十九”主要是倡导有氧运动，促进新陈代谢
【答案】A
【解析】低温可以降低微生物的活性，减缓其生长速度，肉类食品低温保存可以降低微生物的呼吸作用，
延缓肉类腐坏变质，A错误；水果低温保存的主要目的是降低酶的活性，进而减弱水果细胞的呼吸作用，
B正确；“犁地深一寸，等于上层粪”说明犁地松土有利于根部细胞的有氧呼吸，促进根细胞对矿质元素
的吸收，，C正确；“饭后走一走，活到九十九”主要是倡导散步等有氧运动，避免肌细胞进行无氧呼吸
产生大量乳酸，引起肌肉酸胀乏力，并促进新陈代谢，D正确。
9．（2024·江西·一模）乙醇脱氢酶（ADH）、乳酸脱氢酶（LDH）是植物细胞中无氧呼吸的关键酶，其
催化的代谢途径如图1所示。为探究Ca 对淹水处理的植物根细胞呼吸作用的影响，研究人员将辣椒幼苗
2+
进行分组和3种处理：甲组（未淹水）、乙组（淹水）和丙组（淹水+Ca ），在其它条件适宜且相同的
2+
条件下进行实验，结果如图2所示。下列说法正确的是（ ）A．丙酮酸生成乳酸或酒精的过程中，利用NADH的能量合成ATP
B．辣椒幼苗在淹水的条件下，其根细胞无氧呼吸的产物仅有乳酸
C．Ca 影响ADH、LDH的活性，减少乙醛和乳酸积累造成的伤害
2+
D．淹水胁迫时，该植物根细胞酒精的产生速率小于乳酸的产生速率
【答案】C
【解析】丙酮酸生成乳酸或酒精的过程是无氧呼吸第二阶段，该阶段不产生ATP，A错误；分析题意，乙
醇脱氢酶（ADH白色柱形图）、乳酸脱氢酶（LDH黑色柱形图）是植物细胞中无氧呼吸的关键酶，而图2
显示
乙醇脱氢酶（ADH）、乳酸脱氢酶（LDH）活性均＞0，说明辣椒幼苗在淹水条件下，其根细胞的无氧呼吸
产物有乳酸和酒精，B错误；据图分析，与乙组相比，丙组是淹水+Ca 组，ADH含量较高，LDH含量较
2+
低，说明水淹条件下，适当施用Ca 可减少根细胞厌氧呼吸产物乳酸和乙醛的积累，从而减轻其对根细胞
2+
的伤害，C正确；甲为对照组，是正常生长的幼苗，乙为实验组，为淹水条件，乙醇脱氢酶（ADH）、乳
酸脱氢酶（LDH）活性升高，根据纵坐标值看ADH酶活性更高，据此可推测淹水条件下酒精产生的速率高
于乳酸产生速率，D错误。
10．（2024·江苏·三模）如图为人体内部分物质与能量代谢关系示意图。下列叙述正确的是（
）
A．三羧酸循环、呼吸链发生场所分别为线粒体内膜和线粒体基质
B．三羧酸循环是多糖和脂肪分解代谢的最终共同途径
C．图示说明脂肪转化为葡萄糖一定需要通过乙酰CoA
D．三羧酸循环是有氧呼吸和无氧呼吸共有的途径
【答案】B
【解析】三羧酸循环产生CO 和[H]是有氧呼吸的第二阶段，发生在线粒体基质，呼吸链消耗氧气，生成
2
ATP，发生场所为线粒体内膜，A错误；据图可知，多糖和脂肪都能分解为乙酸CoA然后进入线粒体进行
三羧酸循环，所以三羧酸循环是多糖和脂肪分解代谢的最终共同途径，B正确；脂肪转化为葡萄糖可以通过脂肪→甘油和脂肪酸→葡萄糖途径进行，可以不通过乙酰CoA，C错误；三羧酸循环发生在线粒体基质
看，无氧呼吸的全过程都是在细胞质基质中进行的，因此三羧酸循环不是有氧呼吸和无氧呼吸共有的途
径，D错误。
11．（2024·四川内江·一模）分光光度法是通过测定物质在特定波长下的吸光度，进而对该物质进行定
性和定量分析的方法。某兴趣小组为探究红枫的叶色在秋季呈现“绿→黄→红”的原因，利用分光光度法
测定了叶肉细胞中色素含量的变化，发现光合色素的含量逐渐减少、花青素的含量逐渐增多。下列有关叙
述错误的是（ ）
A．可用无水乙醇提取叶肉细胞中的光合色素
B．测定叶绿素的含量时选用蓝紫光波段最佳
C．光合色素相对含量不同可使叶色出现差异
D．红枫秋季叶片变红与花青素含量增多有关
【答案】B
【解析】光合色素易溶于有机溶剂，可用无水乙醇提取叶肉细胞中的光合色素，A正确；叶绿素和类胡萝
卜素都可以吸收蓝紫光，所以不能用蓝紫光波段测定叶绿素含量，B错误；不同光合色素颜色不同，因此
光合色素相对含量不同可使叶色出现差异：叶绿素多使叶片呈现绿色，而秋季类胡萝卜素增多使叶片呈黄
色，C正确；液泡中的色素与颜色有关，红枫秋季叶片变红与花青素含量增多有关，D正确。
12．（2024·安徽·一模）下列关于绿叶中色素的提取和分离实验的说法，错误的是（ ）
A．实验选材宜选鲜绿的，光合色素含量高且细胞含水量少的叶片
B．滤纸条自上而下第三条色素带为蓝绿色的叶绿素a
C．色素提取的原理是四种色素在无水乙醇中的溶解度不同
D．色素在滤纸上的扩散速度与其在层析液中的溶解度呈正相关
【答案】C
【解析】光合色素不溶于水，实验选材宜选鲜绿的，光合色素含量高且细胞含水量少的叶片，利于光合色
素的提取，A正确；叶绿素a呈蓝绿色，且位于滤纸条的第三条带（自上而下），B正确；光合色素提取
的原理是色素易溶于有机溶剂无水乙醇，C错误；色素在滤纸条上的扩散速度与其在层析液中的溶解度呈
正相关，溶解度高的随层析液扩散的速度快，D正确。
13．（2024·甘肃白银·一模）某科研小组从菠菜叶肉细胞中分离出类囊体，并用磷脂分子包裹形成图甲
所示的“油包水液滴”结构。向该结构中加入足量的光反应所需的NADP 等物质，并对其进行明暗交替处
+
理，及时检测该结构内产生NADPH的量，其结果如图乙所示。下列有关说法正确的是（ ）
A．若向该结构中补充CO ，则会有糖类的积累
2
B．图甲所示类囊体腔中会有NADPH的合成
C．图甲所示结构能将光能转化为化学能，且均储存在NADPH中
D．根据希尔反应可知，若将NADP 换成铁盐，则理论上该结构可产生氧气
+【答案】D
【解析】图甲所示结构中没有暗反应所需的酶等物质，通入CO 不能发生暗反应，A错误；光反应发生的
2
场所为类囊体薄膜，B错误；光反应过程中，光能转化为化学能，储存在NADPH和ATP中，C错误；铁盐
是氧化剂，根据希尔反应可知，若将NADP 换成铁盐，则理论上该结构可产生氧气，D正确。
+
14．（2024·江苏·一模）研究发现，不同环境条件下，叶绿素a和叶绿素b之间可以相互转化，这种转
化称为“叶绿素循环”。在适当遮光条件下，叶绿素a与叶绿素b的比值会降低，以适应环境。如图为绿
叶中色素的吸收光谱，其中②表示叶绿素b，③表示叶绿素a。下列叙述错误的是（ ）
A．叶片在640~660nm波长光下释放氧气主要是由叶绿素参与光合作用引起的
B．利用纸层析法分离色素时，②对应的条带离画线处最近
C．由550nm波长的光转为670nm波长的光后，短时间内叶绿体中C 的量增加
3
D．弱光下②的相对含量增高有利于植物对弱光的利用
【答案】C
【解析】只有叶绿素能吸收640~660nm波长光，此波长下，释放氧气是叶绿素吸收、传递、转化光能引起
的，A正确；叶绿素b的溶解度最低，扩散速度最慢，利用纸层析法分离色素时，②叶绿素b对应的条带
离画线处最近，B正确；由550nm波长的光转为670nm波长的光后，光照增强，色素吸收的光能增多，光
反应增强，ATP和NADPH增多，短时间内C 的量减少，C错误；②叶绿素b弱光下含量增高，可能有利于
3
植物对弱光的利用，D正确。
15．（2024·四川南充·一模）某实验小组为了探究适宜温度下CO 浓度对光合作用的影响，将四组等量
2
菠菜叶圆片排气后，分别置于等体积不同浓度的NaHCO 溶液中，给予相同浓度的适宜光照，记录叶圆片
3
上浮的时长，如图所示，下列叙述错误的是（ ）
A．叶圆片上浮时长所需时长主要取决于叶圆片光合作用释放氧气的速率
B．本实验也可将同一时间段内各组装置中叶圆片浮起的数量作为因变量
C．若继续增大NaHCO 溶液浓度，叶圆片上浮所需时长会继续缩短
3
D．若想探究光照强度对光合作用的影响，可通过调节光源与烧杯的距离实现
【答案】C【解析】当光合作用产生的氧气大于细胞呼吸消耗的氧气时，叶圆片上浮，叶圆片上浮所需时长主要取决
于叶圆片光合作用释放氧气的速率，A正确；本实验是探究适宜温度下CO 浓度对光合作用的影响，自变
2
量为CO 浓度（NaHCO 溶液浓度），也可将同一时间段内各组装置中叶圆片浮起的数量作为因变量，B正
2 3
确；
若继续增大NaHCO 溶液浓度，叶细胞会因过度失水而死亡，C错误；通过调节光源与烧杯的距离可代表光
3
照强度的强弱，D正确。
16．（2024·四川绵阳·一模）水稻的剑叶是水稻的重要器官，剑叶细胞进行的相关生理过程的图解，如
图所示。剑叶有直立剑叶和水平剑叶两种类型，某生物科研小组在相同且适宜的光照下测定两种剑叶的气
孔导度（气孔开放程度）、胞间CO 浓度和净光合速率，结果如下表所示。下列叙述错误的是（
2
）
剑叶类 气孔导度 胞间CO 浓度 净光合速率
2
型 （molH O·m s ） （μmolCO ·mol ） （umolCO2·m ·s ）
2 -2 -1 2 -1 -2 -1
直立剑
0.76 257 12
叶
水平剑
0.75 168 23
叶
A．晴朗的白天，剑叶细胞中产生ATP的过程是①②④
B．若给水稻叶片提供C O ，水稻根中的糖类会含有 O
18 2 18
C．水平剑叶与光照方向几乎垂直，有利于最大程度地利用光能
D．水平剑叶比直立剑叶从胞间吸收的CO 更多，净光合速率更强
2
【答案】A
【解析】图中①-④依次表示光反应、暗反应、有氧呼吸第三阶段、有氧呼吸第一、二阶段，晴朗的白
天，剑叶细胞即可进行光合作用，也可进行呼吸作用，产生ATP的过程是①③④，A错误；若给水稻叶片
提供C O ，其合成的糖类含有 O，经运输到水稻根中的糖类会含有 O，B正确；水平剑叶与光照方向几
18 2 18 18
乎垂直，有利于光照的吸收，有利于最大程度地利用光能，C正确；二者气孔导度相差不大，水平剑叶对
应的胞间CO 浓度低于直立剑叶，说明水平剑叶比直立剑叶从胞间吸收的CO 更多，净光合速率更强，D
2 2
正确。1．（2024·贵州·高考真题）种子萌发形成幼苗离不开糖类等能源物质，也离不开水和无机盐。下列叙
述正确的是（ ）
A．种子吸收的水与多糖等物质结合后，水仍具有溶解性
B．种子萌发过程中糖类含量逐渐下降，有机物种类不变
C．幼苗细胞中的无机盐可参与细胞构建，水不参与
D．幼苗中的水可参与形成NADPH，也可参与形成NADH
【答案】D
【解析】种子吸收的水与多糖等物质结合后，这部分水为结合水，失去了溶解性，A错误；种子萌发过程
中糖类含量逐渐下降，有机物种类增加，B错误；水也参与细胞构成，如结合水是细胞的重要组成成分，
C错
误；幼苗中的水可参与光合作用形成NADPH，也可通过有氧呼吸第二阶段丙酮酸和水生成NADH，D正确。
2．（2024·江西·高考真题）农谚有云：“雨生百谷”。“雨”有利于种子的萌发，是“百谷”丰收的
基础。下列关于种子萌发的说法，错误的是（ ）
A．种子萌发时，细胞内自由水所占的比例升高
B．水可借助通道蛋白以协助扩散方式进入细胞
C．水直接参与了有氧呼吸过程中丙酮酸的生成
D．光合作用中，水的光解发生在类囊体薄膜上
【答案】C
【解析】种子萌发时，代谢加强，结合水转变为自由水，细胞内自由水所占的比例升高，A正确；水可借
助通道蛋白以协助扩散方式进入细胞，不需要消耗能量，B正确；丙酮酸的生成属于有氧呼吸第一阶段，
没有水的参与，C错误；光合作用中，水的光解属于光反应阶段，发生在类囊体薄膜上，D正确。
3．（2024·山东·高考真题）仙人掌的茎由内部薄壁细胞和进行光合作用的外层细胞等组成，内部薄壁
细胞的细胞壁伸缩性更大。水分充足时，内部薄壁细胞和外层细胞的渗透压保持相等；干旱环境下，内部
薄壁细胞中单糖合成多糖的速率比外层细胞快。下列说法错误的是（ ）
A．细胞失水过程中，细胞液浓度增大
B．干旱环境下，外层细胞的细胞液浓度比内部薄壁细胞的低
C．失水比例相同的情况下，外层细胞更易发生质壁分离
D．干旱环境下内部薄壁细胞合成多糖的速率更快，有利于外层细胞的光合作用
【答案】B
【解析】细胞失水过程中，水从细胞液流出，细胞液浓度增大，A正确； 依题意，干旱环境下，内部薄
壁细胞中单糖合成多糖的速率比外层细胞快，则外层细胞的细胞液单糖多，且外层细胞还能进行光合作用
合成单糖，故外层细胞液浓度比内部薄壁细胞的细胞液浓度高，B错误； 依题意，内部薄壁细胞细胞壁
的伸缩性比外层细胞的细胞壁伸缩性更大，失水比例相同的情况下，外层细胞更易发生质壁分离，C正
确；依题意，干旱环境下，内部薄壁细胞中单糖合成多糖的速率比外层细胞快，有利于外层细胞光合作用
产物向内部薄壁细胞转移，可促进外层细胞的光合作用，D正确。
4．（2024·湖北·高考真题）植物甲的花产量、品质（与叶黄素含量呈正相关）与光照长短密切相关。
研究人员用不同光照处理植物甲幼苗，实验结果如下表所示。下列叙述正确的是（ ）光照处 首次开花 茎粗 花的叶黄素含量（g/ 鲜花累计平均产量（
组
理 时 （mm） kg） ）
别 间
7月4
① 光照8h/黑暗16h 9.5 2.3 13000
日
7月18
② 光照12h/黑暗12h 10.6 4.4 21800
日
7月26
③ 光照16h/黑暗8h 11.5 2.4 22500
日
A．第①组处理有利于诱导植物甲提前开花，且产量最高
B．植物甲花的品质与光照处理中的黑暗时长呈负相关
C．综合考虑花的产量和品质，应该选择第②组处理
D．植物甲花的叶黄素含量与花的产量呈正相关
【答案】C
【解析】由表中数据分析可知，三组中，第①组首次开花时间最早，说明第①组处理有利于诱导植物甲提
前开花，但在三组中产量最低，A错误；由题干信息可知，植物甲的花品质与叶黄素含量呈正相关，根据
表格数据分析，第①组光照处理中的黑暗时长最长，花的叶黄素含量最低，而第③组光照处理中的黑暗时
长最短，但花的叶黄素含量却不是最高的，说明植物甲花的品质与光照处理中的黑暗时长不是呈负相关，
B错误；由表中信息可知，第②组光照处理，花的叶黄素含量最高，植物甲的花品质最好，第③组光照处
理，鲜花累计平均产量最高，说明植物甲的花产量最高，综合考虑花的产量和品质，应该选择第②组处
理，C正确；由表中数据分析可知，第②组光照处理，花的叶黄素含量最高，但鲜花累计平均产量却不是
最高，说明植物甲花的产量不是最高，所以植物甲花的叶黄素含量与花的产量不是呈正相关，D错误。
5．（2024·新疆河南·高考真题）干旱缺水条件下，植物可通过减小气孔开度减少水分散失。下列叙述
错误的是（ ）
A．叶片萎蔫时叶片中脱落酸的含量会降低
B．干旱缺水时进入叶肉细胞的 会减少
C．植物细胞失水时胞内结合水与自由水比值增大
D．干旱缺水不利于植物对营养物质的吸收和运输
【答案】A
【解析】叶片萎蔫时，叶片中的脱落酸(ABA)含量会增加，达到一定程度叶片可能会脱落，A错误；干旱
缺水时，植物气孔开度减小，吸收的二氧化碳会减少，植物的光合速率会降低，B正确；植物细胞失水时
主要失去自由水，自由水含量下降，结合水与自由水比值会增大，C正确；缺水会影响植物体内各种需要
水分参与的生理反应，植物对营养物质的吸收和运输往往需要水分参与，缺水不利于该过程，D正确。
6．（2024·福建·高考真题）叶片从黑暗中转移到光照下，其光合速率要先经过一个增高过程，然后达
到稳定的高水平状态，这个增高过程称为光合作用的光诱导期。已知黑暗中的大豆叶片气孔处于关闭状
态，壳梭孢素处理可使大豆叶片气孔充分开放。为研究气孔开放与光诱导期的关系，科研人员将大豆叶片
分为两组，A组不处理，B组用壳梭孢素处理，将两组叶片从黑暗中转移到光照下，测定光合速率，结果如图所示。
下列分析正确的是（ ）
A．0min时，A组胞间CO 浓度等于B组胞间CO 浓度
2 2
B．30min时，B组叶绿体中C 生成和还原速率均大于A组
3
C．30min时，限制A组光合速率的主要因素是光照时间
D．与A组叶片相比，B组叶片光合作用的光诱导期更长
【答案】B
【解析】题图横坐标是光照时间，在0min之前，A和B两组已经黑暗了一段时间，而二者不是相同条件，
B组已经用壳梭孢素处理，壳梭孢素处理可使大豆叶片气孔充分开放，所以B组和A组胞间CO 浓度不相
2
等，A错误；30min时，B组的光合速率相对值高于A组，叶绿体中C 生成和还原速率均大于A组，B正
3
确；30min时，限制A组光合速率的主要因素是气孔开放度，随着光照时间增加，A组光合速率相对值不
在改变，限制因素不是光照时间，C错误；题意叶片从黑暗中转移到光照下，其光合速率要先经过一个增
高过程，然后达到稳定的高水平状态，这个增高过程称为光合作用的光诱导期。B组达到最高平衡点用的
光照时间比A组短，与A组叶片相比，B组叶片光合作用的光诱导期更短，D错误。
7．（2024·北京·高考真题）某同学用植物叶片在室温下进行光合作用实验，测定单位时间单位叶面积
的
氧气释放量，结果如图所示。若想提高X，可采取的做法是（ ）
A．增加叶片周围环境CO 浓度
2
B．将叶片置于4℃的冷室中
C．给光源加滤光片改变光的颜色
D．移动冷光源缩短与叶片的距离
【答案】A
【解析】二氧化碳是光合作用的原料，增加叶片周围环境CO 浓度可增加单位时间单位叶面积的氧气释放
2
量，A符合题意；降低温度会降低光合作用的酶活性，会降低单位时间单位叶面积的氧气释放量，B不符
合题意；
给光源加滤光片，减少了光源，会降低光合速率，C不符合题意；移动冷光源缩短与叶片的距离会使光照
强度增大，但单位时间单位叶面积的最大氧气释放量可能不变，因为光饱和点之后，光合作用强度不再随着光照强度的增强而增强，D不符合题意。
8．（2024·浙江·高考真题）植物细胞胞质溶胶中的 、 通过离子通道进入液泡，Na 、Ca 逆浓
+ 2+
度梯度转运到液泡，以调节细胞渗透压。白天光合作用合成的蔗糖可富集在液泡中，夜间这些蔗糖运到胞
质溶胶。植物液泡中部分离子与蔗糖的转运机制如图所示。下列叙述错误的是（ ）
A．液泡通过主动运输方式维持膜内外的H 浓度梯度
+
B． 、 通过离子通道进入液泡不需要ATP直接供能
C．Na 、Ca 进入液泡需要载体蛋白协助不需要消耗能量
+ 2+
D．白天液泡富集蔗糖有利于光合作用的持续进行
【答案】C
【解析】由图可知，细胞液的pH3-6，胞质溶胶的pH7.5，说明细胞液的H 浓度高于细胞溶胶，若要长期
+
维持膜内外的H 浓度梯度，需通过主动运输将细胞溶胶中的H 运输到细胞液中，A正确；通过离子通道运
+ +
输为协助扩散， 、 通过离子通道进入液泡属于协助扩散，不需要ATP直接供能，B正确；液泡膜
上的载体蛋白能将H 转运出液泡的同时将细胞质基质中的Na 、Ca 转运到液泡内，说明Na 、Ca 进入液
+ + 2+ + 2+
泡的直接驱动力是液泡膜两侧的H 电化学梯度，因此该过程Na 、Ca 的进入液泡的方式为主动运输，需
+ + 2+
要消耗能量，能量由液泡膜两侧的H 电化学梯度提供，C错误；白天蔗糖进入液泡，使光合作用产物及时
+
转移，减少光合作用产物蔗糖在细胞质基质中过度积累，有利于光合作用的持续进行，D正确。
9．（2024·广东·高考真题）2019年，我国科考队在太平洋马里亚纳海沟采集到一种蓝细菌，其细胞内
存在由两层膜组成的片层结构，此结构可进行光合作用与呼吸作用。在该结构中，下列物质存在的可能性
最小的是（ ）
A．ATP B．NADP C．NADH D．DNA
+
【答案】D
【解析】由题干信息可知，采集到的蓝细菌其细胞内存在由两层膜组成的片层结构，此结构可进行光合作
用与呼吸作用，进行光合作用时，光反应阶段可以将ADP和Pi转化为ATP，NADP 和H 转化为NADPH，用
+ +
于暗反应，有氧呼吸的第一阶段和第二阶段都可以生成NADH，而DNA存在于蓝细菌的拟核中，D正确，
ABC错误。
10．（2023·湖北·高考真题）高温是制约世界粮食安全的因素之一，高温往往使植物叶片变黄、变褐。
研究发现平均气温每升高1℃，水稻、小麦等作物减产约3%~8%。关于高温下作物减产的原因，下列叙述
错误的是（ ）
A．呼吸作用变强，消耗大量养分
B．光合作用强度减弱，有机物合成减少
C．蒸腾作用增强，植物易失水发生萎蔫
D．叶绿素降解，光反应生成的NADH和ATP减少
【答案】D【解析】高温使呼吸酶的活性增强，呼吸作用变强，消耗大量养分，A正确；高温往往使植物叶片变黄、
变
褐，使气孔导度变小，光合作用强度减弱，有机物合成减少，B正确；高温使作物蒸腾作用增强，植物易
失水发生萎蔫，C正确；高温使作物叶绿素降解，光反应生成的NADPH和ATP减少，D错误。
11．（2024·江苏·高考真题）科研人员对蓝细菌的光合放氧、呼吸耗氧和叶绿素a含量等进行了系列研
究。图1是蓝细菌光合作用部分过程示意图，图2是温度对蓝细菌光合放氧和呼吸耗氧影响的曲线图。请
回答下列问题：
(1)图1中H 从类囊体膜内侧到外侧只能通过ATP合酶，而O 能自由通过类囊体膜，说明类囊体膜具有的
+ 2
特性是 。碳反应中C 在 的作用下转变为（CH O），此过程发生的区域位于蓝细菌的
3 2
中。
(2)图2中蓝细菌光合放氧的曲线是 （从“甲”“乙”中选填），理由为 。
(3)在一定条件下，测定样液中蓝细菌密度和叶绿素a含量，建立叶绿素a含量与蓝细菌密度的相关曲
线，用于估算水体中蓝细菌密度。请完成下表：
实验目的 简要操作步骤
测定样液蓝细菌数量 按一定浓度梯度稀释样液，分别用血细胞计数板计数，取样前需①
浓缩蓝细菌 ②
③ 将浓缩的蓝细菌用一定量的乙醇重新悬浮
④ 用锡箔纸包裹装有悬浮液的试管，避光存放
建立相关曲线 用分光光度计测定叶绿素a含量，计算
【答案】(1) 选择透过性 ATP、NADPH和酶 细胞质基质
(2) 乙 常温下光合作用产生氧气的量大于呼吸作用消耗氧气的量，这样植物才能积累有机物，
正
常生长
(3) 摇匀 稀释样液离心，取下层沉淀物 提取叶绿素 防止叶绿素降解
【解析】（1）类囊体膜允许某些物质通过，而限制另一些物质通过，这体现了类囊体膜具有选择透过
性。碳反应中，C 在ATP、NADPH和酶的作用下，三碳化合物被还原为糖类等有机物，蓝细菌是原核生
3
物，此过程发生在蓝细菌的细胞质基质中。
（2）光合作用产生氧气，而呼吸作用消耗氧气。一般来说，光合作用在一定温度范围内随温度升高而增
强，产生的氧气增多；呼吸作用在一定温度范围内随温度升高而增强，消耗的氧气增多。但通常光合作用产生氧气的量大于呼吸作用消耗氧气的量，这样 植物才能积累有机物，正常生长，所以图2中蓝细菌
光合放氧的曲线是乙。
（3）第一步：测定样液蓝细菌密度时，取样前需摇匀，以保证计数的准确性。
第二步：浓缩蓝细菌，将稀释样液离心，取下层沉淀物。
第三步：将浓缩的蓝细菌用一定量的乙醇重新悬浮，是为了提取叶绿素 。
第四步：用锡箔纸包裹装有悬浮液的试管，避光存放，以防止叶绿素降解。
12．（2024·浙江·高考真题）原产热带的观赏植物一品红，花小，顶部有像花瓣一样的红色叶片，下部
叶片绿色。回答下列问题：
(1)科学研究一般经历观察现象、提出问题、查找信息、作出假设、验证假设等过程。
①某同学观察一品红的叶片颜色，提出了问题：红叶是否具有光合作用能力。
②该同学检索文献获得相关资料：植物能通过光合作用合成淀粉。检测叶片中淀粉的方法，先将叶片浸入
沸水处理；再转入热甲醇处理；然后将叶片置于含有少量水的培养皿内并展开，滴加碘-碘化钾溶液（或
碘液），观察颜色变化。
③结合上述资料，作出可通过实验验证的假设： 。
④为验证假设进行实验。请完善分组处理，并将支持假设的预期结果填入表格。
分组处理 预期结果
绿叶+光照 变蓝
绿叶+黑暗 不变蓝
ⅰ ⅱ
ⅲ ⅳ
⑤分析：检测叶片淀粉的方法中，叶片浸入沸水处理的目的是 。热甲醇处理的目的是 ．
(2)对一品红研究发现，红叶和绿叶的叶绿素含量分别为0.02g（Chl）·m 和0.20g（Chl）·m ，红叶
-2 -2
含有较多的水溶性花青素。在不同光强下测得的q 值和电子传递速率（ETR）值分别如图甲、乙所示。
NP
q 值反映叶绿体通过热耗散的方式去除过剩光能的能力；ETR值反映光合膜上电子传递的速率，与光反应
NP
速率呈正相关。花青素与叶绿素的吸收光谱如图丙所示。
①分析图甲可知，在光强500～2000μmol·m ·s 范围内，相对于绿叶，红叶的 能力较弱。分析
-2 -1
图乙可知，在光强800～2000μmol·m ·s ，范围内，红叶并未出现类似绿叶的光合作用被 现
-2 -1
象。结合图丙可知，强光下，贮藏于红叶细胞 内的花青素可通过 方式达到保护叶绿体的作用。
②现有实验证实，生长在高光强环境下的一品红，红叶叶面积大，颜色更红。综合上述研究结果可知，在
强光环境下，红叶具有较高花青素含量和较大叶面积，其作用除了能进行光合作用外，还有保护 的功能。一品红的花小，不受关注，但能依赖花瓣状的红叶吸引 ，完成传粉。
【答案】(1) 假设一：若一品红的红色叶片具有光合作用的能力，则红色叶片内可检测到淀 粉；
假设二：若一品红的红色叶片不具有光合作用的能力，则红色叶片内无法检 测到淀粉 红叶+光照
变蓝（对应假设一）或不变蓝（对应假设二） 红叶+黑暗 不变蓝 增加细胞透性，使水溶性
色素渗出 充分去除脂溶性色素
(2) 叶绿体通过热耗散的方式去除过剩光能 抑制 液泡 吸收过剩光能的 自身和下
部绿叶 媒介昆虫（蜜蜂、蝴蝶等）
【解析】（1）根据实验的问题，提出假设一：若一品红的红色叶片具有光合作用的能力，则红色叶片内
可检测到淀 粉；
假设二：若一品红的红色叶片不具有光合作用的能力，则红色叶片内无法检 测到淀粉。
为探究红叶是否像绿叶一样具有光合作用的能力，需分别设置绿叶+光照、绿叶+黑暗、红叶+光照、红叶+
黑暗四个小组。若假设红叶具有光合作用能力成立，则红叶+光照组中，溶液变蓝；红叶+黑暗组中，溶液
不变蓝。若假设红叶不具有光合作用能力成立，则红叶+光照组中，溶液不变蓝；红叶+黑暗组中，溶液不
变蓝。整个实验步骤中，先用沸水处理叶片，增加细胞透性，使水溶性色素渗出；再将叶片转移到甲醇溶
液中充分去除脂溶性色素，以免影响后续实验结果的观察。
（2）分析图甲可知，自变量为光照强度和叶片颜色，因变量为q 值，当光照强度为500～
NP
2000μmol·m ·s 范围内时，红叶的q 值较小，即红叶中叶绿体通过热耗散的方式去除过剩光能的能
-2 -1 NP
力较弱。
分析图乙可知，随着光照强度的增加，绿叶的ETR值显增大，当光照强度超过800μmol·m ·s 时，
-2 -1
ETR值减小，即随着光照强度增加，绿叶光合速率先增大后减小，推出光照强度超过一定范围时，绿叶的
光合作用反而被抑制。而根据图示可知，在光照强度为500～2000μmol·m ·s 范围内时，红叶并未出
-2 -1
现光合作用被抑制的情况。
红叶中叶绿体通过热耗散的方式去除过剩光能的能力较低，结合图丙可知，储藏在细胞的液泡中花青素，
可通过吸收吸收多余光能（蓝光、绿光）的方式，从而保护叶绿体不受强光损伤。
大量研究表明，花青素具有缓解叶片中光氧化损伤的潜力，主要通过屏蔽叶绿体过多的高能量量子和清除
活性氧物质。综合上述研究结果可知，在强光环境下，大面积的红叶细胞中富含花青素，能有效保护自身
和下部绿叶不受强光损伤。一品红的花小，不受关注，但能依赖花瓣状的红叶吸引昆虫（蜜蜂、蝴蝶
等），为其完成传粉工作。
13．（2024·天津·高考真题）蓝细菌所处水生环境随时会发生光线强弱变化。蓝细菌通过调控图1中关
键酶XPK的活性以适应这种变化。(1)图1所示循环过程为蓝细菌光合作用的暗反应，反应场所为 。
(2)光暗循环条件下，将蓝细菌的野生型和xpk基因敲除株（Δxpk）分别用含NaH CO 的培养基培养，测
14 3
定其碳固定率和胞内ATP浓度，结果如图2。
在第10-11分钟，野生型菌XPK被激活，将暗反应的中间产物6-磷酸果糖等转化为其它物质，导致暗反应
快速终止。推测ATP是XPK的 （激活剂/抑制剂）。在同一时期，Δxpk会继续进行暗反应，此时消
耗的ATP和NADPH来源于 。
在第11-13分钟，Δxpk碳固定率继续升高，胞内 过程来源的ATP被用于 而消耗，导致
Δxpk的生长速率比野生型更慢。
(3)蓝细菌在高密度培养时，由于互相遮挡，菌体环境也会出现光线强弱变化。为验证该条件下，蓝细菌
是否采用上述机制进行调节，可分别使用野生型和Δxpk、选用如下 条件组合进行实验，定时测定
C固定率和胞内ATP浓度。
14
①高浓度蓝细菌②低浓度蓝细菌③持续光照④光暗循环⑤培养基中加入NaH CO ⑥培养基中加入
14 3
C H O
14 6 12 6
【答案】(1)细胞质基质（或细胞质）
(2) 抑制剂 第10分钟之前的光反应 细胞呼吸（或呼吸作用） 暗反应（或碳固定，或
C 还原，或碳反应）
3
(3)①③⑤
【解析】（1）蓝细菌为原核生物，图1为蓝细菌的光合作用暗反应过程，该过程的反应场所为细胞质基
质。
（2）光暗循环条件下，将蓝细菌的野生型和xpk基因敲除株（Δxpk）分别用含NaH CO 的培养基培养，
14 3
测定其碳固定率和胞内ATP浓度，结果如图2。在第10-11分钟，野生型菌细胞中ATP含量下降，此时
XPK被激活，将暗反应的中间产物6-磷酸果糖等转化为其它物质，导致暗反应快速终止。推测ATP是XPK
的抑制剂。在同一时期，Δxpk会继续进行暗反应，此时消耗的ATP和NADPH来源于第10分钟之前的光反
应。在第11-13分钟，Δxpk碳固定率继续升高，此时处于黑暗条件，因而推测，此时碳固定速率上升消
耗的ATP来自细胞呼吸，导致Δxpk的生长速率比野生型更慢。
（3）蓝细菌在高密度培养时，由于互相遮挡，菌体环境也会出现光线强弱变化。为验证蓝细菌是否采用
上述机制进行调节，则实验过程中首先需要创造高密度蓝细菌、而后需要持续光照，同时需要在培养基中
加入NaH CO ，因此，实验中可使用野生型和Δxpk，在①高浓度蓝细菌、③持续光照、⑤培养基中加入
14 3
NaH CO 条件组合进行实验，定时测定 C固定率和胞内ATP浓度，进而得出相应的结论。
14 3 1414．（2024·重庆·高考真题）重庆石柱是我国著名传统中药黄连的主产区之一，黄连生长缓慢，存在明
显
的光饱和（光合速率不再随光强增加而增加）和光抑制（光能过剩导致光合速率降低）现象。
(1)探寻提高黄连产量的技术措施，研究人员对黄连的光合特征进行了研究，结果见图1。
①黄连的光饱和点约为 umol*m *s 。光强大于1300umol*m *s 后，胞间二氧化碳浓度增加主要
-2 -1 -2 -1
是由于 。
②推测光强对黄连生长的影响主要表现为 。黄连叶片适应弱光的特征有 （答2点）。
(2)黄连露天栽培易发生光抑制，严重时其光合结构被破坏（主要受损的部位是位于类囊体薄膜上的色素
蛋白复合体），为减轻光抑制，黄连能采取调节光能在叶片上各去向（题图2）的比例，提升修复能力等
防御机制，具体可包括 （多选）。①叶片叶绿体避光运动，②提高光合产物生成速率，③自由基
清除能力增强，④提高叶绿素含量，⑤增强热耗散。
(3)生产上常采用搭棚或林下栽培减轻黄连的光抑制，为增强黄连光合作用以提高产量还可采取的措施施
及其作用是 。
【答案】(1) 500 光合作用受到抑制，消耗的二氧化碳减少，且气孔导度增加 黄连在弱光
随光强增加生长快速达到最大，光照过强其生长受到抑制 叶片较薄，叶绿素较多，（叶色深绿，叶
绿体颗粒较大，叶绿体类囊体膜面积更大）
(2)①②③⑤
(3)合理施肥增加光合面积，补充二氧化碳提高暗反应
【解析】（1）①光饱和点为光合速率不再随光强增加而增加时的光照强度，由图1净光合速率的曲线可
知当光照强大达到500umol*m *s 时光合速率不再增加；光强大于1300umol*m *s 后，由图1可知光合
-2 -1 -2 -1
作用受到抑制，且气孔导度增加，所以胞间二氧化碳浓度增加主要是由于光合作用受到抑制，消耗的二氧
化碳减少，且气孔导度增加。
②由图1净光合速率曲线可知光强对黄连生长的影响主要表现为在弱光随光强增加生长快速达到最大，光
照过强其生长受到抑制；弱光时，可通过增加受光面积或增加光合色素的含量来增加光合速率，所以黄连
叶片适应弱光的特征有叶片较薄，叶绿素较多，（叶色深绿，叶绿体颗粒较大，叶绿体类囊体膜面积更
大）。
（2）为减轻光抑制，黄连能采取调节光能在叶片上各去向的比例，由图2可看出光能的主要去向为热消
耗，所以黄连提升修复能力等防御机制，具体可包括⑤增强热耗散；①叶片叶绿体避光运动：减少对光的
吸收；②提高光合产物生成速率，从而提高光合速率消耗更多的光能；③自由基清除能力增强：减少对光
合结构的破坏。而④提高叶绿素含量会增加对光能的吸收不能减轻光抑制。（3）为增强黄连光合作用以提高产量还可采取的措施及其作用有合理施肥增加光合面积，补充二氧化碳
提高暗反应，合理密植等。
15．（2024·吉林·高考真题）在光下叶绿体中的C 能与CO 反应形成C ；当CO /O 比值低时，C 也能与
5 2 3 2 2 5
O 反应形成C 等化合物。C 在叶绿体、过氧化物酶体和线粒体中经过一系列化学反应完成光呼吸过程。
2 2 2
上述过程在叶绿体与线粒体中主要物质变化如图1。
光呼吸将已经同化的碳释放，且整体上是消耗能量的过程。回答下列问题。
(1)反应①是 过程。
(2)与光呼吸不同，以葡萄糖为反应物的有氧呼吸产生NADH的场所是 和 。
(3)我国科学家将改变光呼吸的相关基因转入某种农作物野生型植株（WT），得到转基因株系1和2，测
定净光合速率，结果如图2、图3。图2中植物光合作用CO 的来源除了有外界环境外，还可来自 和
2
（填生理过程）。7—10时株系1和2与WT净光合速率逐渐产生差异，原因是 。据图3中的数据
（填“能”或“不能”）计算出株系1的总光合速率，理由是 。
(4)结合上述结果分析，选择转基因株系1进行种植，产量可能更具优势，判断的依据是 。
【答案】(1)CO 的固定
2
(2) 细胞质基质 线粒体基质
(3) 光呼吸 呼吸作用 净光合速率=总光合速率-呼吸速率-光呼吸速率，7—10时，随着光
照强度的增加，与WT相比，株系1、株系2因转基因，增强了总光合速率，降低了光呼吸强度 不能
总光合速率=净光合速率+细胞呼吸速率+光呼吸速率，在图3中，能看到净光合速率和呼吸作用速率，但
无法得知光呼吸速率
(4)与株系2与WT相比，转基因株系1的净光合速率最大
【解析】（1）在光合作用的暗反应过程中，CO 在特定酶的作用下，与C 结合形成两个C ，这个过程称
2 5 3
作CO 的固定，故反应①是CO 的固定过程。
2 2
（2）有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸第一
阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和NADH，合成少量ATP；第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和NADH，
合成少量ATP，以葡萄糖为反应物的有氧呼吸产生NADH的场所是细胞质基质、线粒体基质。（3）由图1可知，在线粒体中进行光呼吸的过程中，也会产生二氧化碳，因此植物光合作用CO 的来源
2
除了有外界环境外，还可来自光呼吸、呼吸作用。净光合速率=总光合速率-呼吸速率-光呼吸速率，7—10
时，随着光照强度的增加，与WT相比，株系1、株系2因转基因，增强了总光合速率，降低了光呼吸强
度。总光合速率=净光合速率+细胞呼吸速率+光呼吸速率，随着CO2浓度增加，光合速率增加，光呼吸速
率减弱，图3中有净光合速率，该参数已知。当CO2浓度为0时，不能进行光合作用，只能进行呼吸作
用，此时净光合速率是个负值，取正后相当于呼吸速率，图3曲线虽然没有与纵轴相交，但稍微延长即可
见其与纵轴将交于-10的点，因此呼吸速率也可以大致确定。但公式中的最后一项参数光呼吸速率随CO2
的变化完全未知，导致总光合速率无法计算。
（4）由图2、图3可知，与株系2与WT相比，转基因株系1的净光合速率最大，因此选择转基因株系1
进行种植，产量可能更具优势。
