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专题二 细胞的代谢
第4讲 光合作用和细胞呼吸
一、易错辨析
1. 细胞呼吸与光合作用的过程
(1) 线粒体将葡萄糖氧化分解产生二氧化碳和水。 ( × )
(2) 人在剧烈运动时产生的CO 全部来自有氧呼吸。 ( √ )
2
(3) 无氧呼吸不需要O 参与，最终有[H]的积累。( × )
2
(4) 无氧呼吸产生的ATP少，是因为大部分能量以热能的形式散失。 ( × )(5) 放置时间过长的牛奶发生胀袋，是乳酸菌污染导致的。 ( × )
(6) 无水乙醇在色素的提取和分离实验中起到分离色素的作用。 ( × )
(7) 叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光。( √ )
(8) 光合作用过程中光能转变为化学能，细胞呼吸过程中化学能转变为热能和ATP。 ( × )
(9) 暗反应中14C的转移途径是14CO→14C →14C →(14CHO)。 ( × )
2 3 5 2
[解析]
(1) 葡萄糖的初步分解发生在细胞质基质中。
(2) 人在剧烈运动时，既会进行有氧呼吸也会进行无氧呼吸，但人无氧呼吸产物是乳酸，无 CO，故人在剧烈
2
运动时产生的CO 全部来自有氧呼吸。
2
(3) 无氧呼吸第二阶段消耗[H]，无[H]的积累。
(4) 无氧呼吸过程中，有机物中的能量大部分未释放，储存在不彻底氧化分解产物中，仅释放少量能量。在释
放的能量中仅有少部分用于合成ATP，故产生的ATP少。
(5) 乳酸菌无氧呼吸产生乳酸，不能产生气体，所以胀袋不是乳酸菌污染导致的。
(6) 无水乙醇在色素的提取和分离实验中起到提取色素的作用，层析液起分离色素的作用。
(7) 叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光。
(8) 细胞呼吸过程中有机物中的化学能转变为热能和ATP中的能量，ATP是直接能源物质，不是能量。
(9) 暗反应中14C的转移途径是14CO→14C →(14CHO)。
2 3 2
(10) 出现光合“午休”现象是因为夏季中午温度高，气孔关闭，二氧化碳吸收减少。
2. 细胞呼吸与光合作用的影响因素及应用
(1) 及时排涝，能防止根细胞受酒精毒害。 ( √ )
(2) 降低光照将直接影响光反应的进行，从而影响暗反应；改变CO 浓度则直接影响暗反应的进行。 ( √ )
2
(3) 番茄幼苗在缺镁的培养液中培养一段时间后，光反应强度降低，暗反应强度也降低。 ( √ )
(4) 夏季连续阴天，大棚中白天适当增加光照，夜晚适当降低温度，可提高作物产量。 ( √ )
(5) 夏季晴天，植物光合作用的“午休”现象的主要原因是环境中CO 浓度过低。( × )
2
(6) 净光合速率长期为零时会导致幼苗停止生长。 ( √ )
(7) 将一株生长正常的绿色植物置于密闭的玻璃容器内，在适宜条件下光照培养，随培养时间的延长，玻璃容
器内CO 浓度可出现的变化趋势是降低至一定水平时保持相对稳定。( √ )
2
[解析]
(1) 由于植物根细胞在水中进行无氧呼吸，产生酒精，所以及时排涝，能防止根细胞受酒精毒害。
(2) 由于光反应需要在光照条件下进行，暗反应需要光反应提供的ATP和NADPH，所以降低光照将直接影响
光反应的进行，从而影响暗反应；CO 是暗反应的原料之一，所以改变CO 浓度直接影响暗反应的进行。
2 2(3) 镁是叶绿素合成的必需元素，叶绿素的主要功能是吸收、传递、转化光能，所以缺镁条件下幼苗叶绿素合
成受阻，光反应强度降低，为暗反应提供的ATP、NADPH减少，故暗反应强度也降低。
(4) 连续阴天，光照强度不足，所以白天适当增加光照，可以增大光合作用速率，从而增加有机物的积累；夜
晚适当降低温度，可以降低呼吸作用强度，减少有机物的消耗，从而提高作物产量。
(5) 出现光合“午休”现象是因为夏季中午温度高，气孔关闭，二氧化碳吸收减少。
(6) 净光合速率长期为零，说明长期没有有机物积累，故幼苗停止生长。
(7) 在适宜条件下光照，开始一段时间容器内CO 浓度较高，光合速率较高，大于呼吸速率，吸收的CO 量大
2 2
于细胞呼吸释放的CO 量，容器内CO 浓度不断下降；当CO 浓度下降到较低浓度时，这是光合速率较低，等
2 2 2
于呼吸速率，吸收的CO 量大于细胞呼吸释放的CO 量，容器内CO 浓度不再下降，维持在一个较低浓度。
2 2 2
3. 光合作用和细胞呼吸的实验
(1) 检测酵母菌培养过程中是否产生CO，可判断其呼吸方式。( × )
2
(2) 在探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中可直接向酵母菌培养液中添加酸性的重铬酸钾溶液检测酒精。( ×
)
(3) 制备小圆形叶片，用打孔器打孔时，不需要避开大的叶脉。 ( × )
(4) 在探究光照强度对光合作用的影响实验中，光照越强，相同时间内叶片浮起的数量越多。( × )
[解析]
(1) 酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸均能产生CO，故不能通过是否产生CO 来判断酵母菌的呼吸方式。
2 2
(2) 在探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中可用酸性重铬酸钾溶液检测酒精，但不能直接向酵母菌培养液中添加，
而应先得到酵母菌培养液的滤液，再向滤液中添加酸性重铬酸钾溶液检测酒精。
(3) 叶脉中没有叶绿体，而且会延长小圆形叶片上浮的时间，影响实验结果的准确性。
(4) 在一定范围内，随光照强度增强，光合作用强度逐渐增加，但当达到光饱和点之后，光照强度再增加，光
合作用强度不会再增加。
二、规范表述
(1) 高温、干旱环境中植物出现光合午休的原因是 防止水分过度蒸发，气孔部分关闭， CO 的供应减少，影
2
响光合作用的暗反应 。
(2) 在农业生产中为避免出现光合“午休”现象，应采取的措施是 适时进行合理灌溉 。
(3) “正其行，通其风”提高作物产量的原理是 增大田间 CO 浓度 ; 使植株分布均匀，有利于充分接受光照 ;
2
降低田间温度，减少呼吸作用对有机物的消耗 。
(4) 施用农家肥可以促进植物生长的原理是 ①农家肥中的有机物被微生物分解成无机盐，为植物提供养
分 ;② 有机肥被微生物分解释放 CO ，为光合作用提供原料，使生成的有机物增多 。
2
(5) 秋天，植物叶片变黄，光合速率下降的原因是 叶绿素含量减少使光反应速率减小，导致光反应供给暗反应的 NADPH 和 ATP 减少，光合速率降低 。
(6) 土壤板结时，光合速率下降的原因是 土壤中缺氧，根细胞呼吸产生的 ATP 减少，影响了矿质元素的吸
收，从而影响了光合色素和酶的合成，使光合速率下降 。
(7) 短暂无光期间，植物体内依旧能生成(CHO)的原因是 无光期间，光反应已经产生的 [H ] 和 ATP 还能继续
2
用于 C 的还原 。
3
(8) 将小球藻细胞中的叶绿体和线粒体采用一定方法分离后，进行了如下实验：将叶绿体和线粒体分别加入甲、
乙两支试管中，甲中盛有适宜浓度的NaHCO 溶液，乙中盛有适宜浓度的丙酮酸溶液，当处于充足光照且
3
其他条件适宜的环境中，两支试管内都会产生气泡。若原实验在黑暗且其他条件相同的环境中进行，则甲、
乙两支试管内的实验现象分别是 甲试管中无气泡产生，乙试管中有气泡产生 ，原因是 黑暗条件下甲
试管中不能进行光合作用 ( 光反应 ) ，而乙试管中线粒体基质中丙酮酸和水反应产生 CO 。
2
考点1 光合作用与细胞呼吸的过程及内在联系
1. 光合作用与有氧呼吸过程图解
(1)物质名称：b O ，c ATP ，d ADP ，e NADPH ，f C ，g CO ，h C 。
2 5 2 3
(2)填写生理过程及场所
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ
有氧呼吸第 1 阶 有氧呼吸第 3 阶
生理过程 光反应 暗反应 有氧呼吸第 2 阶段
段 段
场所 叶绿体类囊体薄膜 叶绿体基质 细胞质基质 线粒体基质 线粒体内膜
2. 光合作用与细胞呼吸的物质转化与能量转换关系
(1)元素转移
C：H：
O：
(2)能量转换
注意无氧呼吸的4点提醒
（1）不同生物无氧呼吸的产物
（2）产物不同的直接原因是 参与催化的酶 不同，根本原因是 控制酶合成的基因 不同。
（3）无氧呼吸只释放少量能量的原因：大部分能量储存在 酒精或乳酸 中。
（4）水稻等植物长期水淹后烂根的原因：无氧呼吸产生的 酒精 对细胞有毒害作用。
3. 改变条件后，C、C、NADPH、ATP的含量及（CH O）合成量的变化
3 5 2
（1）分析方法——借助模式图，利用表格进行分析（提示：从物质生成和消耗两个方面综合分析）光照由强变弱，CO 供应不变 光照不变，CO 供应减少
2 2
原因 结果 原因 结果
生成：光反应 ↓ 生成：光反应 →
ATP、NADPH 减少 增加
消耗：C 的还原 → 消耗：C 的还原 ↓
3 3
生成：CO 的固定 → 生成：CO 的固定 ↓
2 2
C 增加 减少
3
消耗：C 的还原 ↓ 消耗：C 的还原 →
3 3
生成：C 的还原 ↓ 生成：C 的还原 →
3 3
C 减少 增加
5
消耗：CO 的固定 → 消耗：CO 的固定 ↓
2 2
（2）结果归纳
光照由强变弱， 光照由弱变强， 光照不变，CO 供应 光照不变，CO 供应
2 2
CO 供应不变 CO 供应不变 由充足到不足 由不足到充足
2 2
ATP和
减少 增加 增加 减少
NADPH
C 减少 增加 增加 减少
5
C 增加 减少 减少 增加
3
模型分
析
（3）注意（CHO）的含量变化
2
①正常情况下，（CHO）的含量变化只与 C 的还原 有关，且呈正相关。如：当光照不变，CO 供应由充
2 3 2
足到不足时，CO 的固定减少，C 的还原暂时不变→C 的含量减少→C 还原减少→（CHO）的含量减少。
2 3 3 3 2
②若（CHO）运出受阻，则会导致光合作用速率 减慢 。
2
考法1 综合考查光合作用与细胞呼吸的关系
1. （2022•湖北模拟）人的肌肉组织分为快肌纤维和慢肌纤维两种，快肌纤维几乎不含有线粒体，与短跑等
剧烈运动有关；慢肌纤维与慢跑等有氧运动有关。下列叙述错误的是（ ）
A．两种肌纤维均可在细胞质基质中产生丙酮酸、[H]和ATPB．消耗等摩尔葡萄糖，快肌纤维比慢肌纤维产生的ATP少
C．短跑时，快肌纤维中ATP的消耗速率远高于它的合成速率
D．慢跑时，慢肌纤维产生的ATP主要来自于线粒体内膜
【分析】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[H]，释放少量能量；第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H]，释
放少量能量；第三阶段是氧气和[H]反应生成水，释放大量能量。无氧呼吸的场所是细胞质基质，无氧呼吸
的第一阶段和有氧呼吸的第一阶段相同。
【解答】解：A、两种肌纤维均可发生细胞呼吸，无论有氧呼吸还是无氧呼吸，均可在细胞质基质发生细胞
呼吸的第一阶段的过程，且产物是丙酮酸、[H]和ATP，A正确；
B、快肌纤维几乎不含有线粒体，所以进行无氧呼吸，消耗等摩尔葡萄糖，无氧呼吸产生的 ATP少，即快
肌纤维比慢肌纤维产生的ATP少，B正确；
C、短跑时，快肌纤维中ATP的消耗速率和它的合成速率依然处于动态平衡之中，只不过此时 ATP和合成
与消耗速率都加快而已，从而满足短跑过程中能量的需求，C错误；
D、由题意知，慢肌纤维与慢跑等有氧运动有关，有氧呼吸能量主要来自于第三阶段产生，场所在线粒体内
膜，D正确。
故选：C。
【点评】本题考查细胞呼吸相关知识，意在考查考生从题目所给的文字中获取有效信息的能力，通过比较、
分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理，做出合理的判断或得出正确的结论的能力．
2. （2022•涪陵区校级一模）如图是生物体内能量供应及利用的示意图，下列说法错误的是（ ）
A．a过程一定伴随O 的释放，d过程不需要O 的直接参与
2 2
B．a过程产生的ATP和NADPH可用于b过程中C 的还原
3
C．a、c中合成ATP所需的能量来源不同
D．c过程葡萄糖中的化学能全部转移到ATP中
【分析】分析题图：图中a表示光反应阶段，b表示暗反应阶段，c表示细胞呼吸过程，d表示ATP水解供
能过程。
【解答】解：A、a表示光反应阶段，该过程一定伴随O 的释放，d表示ATP水解过程，该过程不需要O
2 2的直接参与，A正确；
B、a光反应过程产生的ATP和NADPH可用于b暗反应过程中C 的还原，B正确；
3
C、a、c中合成ATP所需的能量来源不同，a过程合成ATP所需能量来自光能，而c过程合成ATP所需能
量来自有机物，C正确；
D、c过程葡萄糖中的化学能只有少部分转移到ATP中，大部分以热能的形式散失，D错误。
故选：D。
【点评】本题结合图解，考纲光合作用和细胞呼吸的相关知识，要求考生识记光合作用和细胞呼吸的具体
过程，能正确分析题图，再结合所学的知识准确答题。
3. （2022•保定模拟）如图表示植物叶肉细胞叶绿体的类囊体膜上发生的部分代谢过程，其中运输 H+的载体
蛋白有两种类型，从而实现H+在膜两侧间的穿梭。下列分析不正确的是（ ）
A．图中过程产生了氧气、ATP和NADPH等
B．H+可由叶绿体基质进入类囊体腔，该过程属于主动运输但消耗的能量不是由ATP提供的
C．通过类囊体膜转运H+的两种机制不相同
D．据图分析，氧气产生后扩散到细胞外共需要穿过3层生物膜
【分析】叶绿体是绿色植物细胞中重要的细胞器，其主要功能是进行光合作用。叶绿体由双层膜、类囊体
和基质三部分构成。类囊体是一种扁平的小囊状结构，在类囊体薄膜上，有进行光合作用必需的色素和酶。
许多类囊体叠合而成基粒。基粒之间充满着基质，其中含有与光合作用有关的酶。
【解答】解：A、光合作用包括光反应和暗反应两个阶段，图示过程为光合作用的光反应阶段，发生在类囊
体膜上，该过程产生了氧气、ATP和NADPH等，A正确；
B、图中在类囊体膜上H+的顺浓度梯度的推动下促进了ATP的合成，显然H+由叶绿体基质进入类囊体腔是
逆浓度梯度进行的属于主动运输，消耗能量，从图中看出，没有消耗ATP，B正确；
C、通过类囊体膜转运H+的两种机制不相同，H+进入类囊体腔是逆浓度进入的属于主动运输，而从类囊体
腔转运出去是通过协助扩散完成的，C正确；
D、O 在类囊体腔中产生，首先需要穿过类囊体膜达到叶绿体基质中，再穿过叶绿体的两层膜结构到达细
2
胞质基质中，再穿过细胞膜到达细胞外，该过程穿越了4层生物膜，D错误。故选：D。
【点评】本题主要考查光合作用过程中的物质和能量转化的相关知识，意在考查学生对基础知识的理解掌
握，难度适中。
4. （2021•新华区校级模拟）同位素标记法是生物学实验中常用的方法，下列各项表示利用该方法进行物质
转移路径的探究，相关叙述正确的是（ ）
A．用14C标记CO ，卡尔文循环中14C的转移路径为14CO →14C →14C →（14CH O）
2 2 3 5 2
B．给浆细胞提供15N标记的氨基酸，15N在具膜细胞器间的转移路径为核糖体→内质网→高尔基体
C．在含15N标记的尿嘧啶核糖核苷酸的培养液中培养洋葱根尖，15N的转移路径可为细胞质→细胞核→核
糖体
D．用35S标记的T 噬菌体侵染大肠杆菌，35S的传递路径是亲代T 噬菌体→子代T 噬菌体
2 2 2
【分析】同位素标记法在生物学中具有广泛的应用：
（1）用35S标记噬菌体的蛋白质外壳，用32P标记噬菌体的DNA，分别侵染细菌，最终证明DNA是遗传物
质。
（2）用3H标记氨基酸，探明分泌蛋白的合成与分泌过程。
（3）15N标记DNA分子，证明了DNA分子的复制方式是半保留复制。
（4）卡尔文用14C标记CO ，研究出碳原子在光合作用中的转移途径，即CO →C →有机物。
2 2 3
（5）鲁宾和卡门用18O标记水，证明光合作用所释放的氧气全部来自于水。
【解答】解：A、14C在卡尔文循环中的转移路径为14CO →14C →（14CH O）或（14CH O）和C ，A错误；
2 3 2 2 5
B、核糖体是无膜的细胞器，B错误，
C、15N标记的尿嘧啶核糖核苷酸可参与转录过程，培养液中15N标记的尿嘧啶核糖核苷酸可先进入细胞质，
再进入细胞核中参与转录，转录生成的mRNA与核糖体结合作为翻译的模板，C正确；
D、在T 噬菌体亲、子代之间传递的物质是DNA，35S标记的是T 噬菌体的蛋白质，子代T 噬菌体中不含
2 2 2
35S，D错误。
故选：C。
【点评】本题考查课本基础实验的原理和选材，意在考查学生能独立完成“生物知识内容表”所列的生物
实验，理解实验目的、原理、方法和操作步骤，掌握相关的操作技能，能将这些实验涉及的方法和技能进
行综合运用；并对实验现象和结果进行解释、分析、处理。
5. （2022•烟台三模）我国科学家模拟植物光合作用，设计了一条利用二氧化碳合成淀粉的人工路线，流程
如图所示。下列叙述不正确的是（ ）A．①、②过程模拟暗反应中CO 的固定，③、④过程模拟C 的还原
2 3
B．步骤①需要催化剂，②、③、④既不需要催化剂也不需消耗能量
C．该过程与植物光合作用的本质都是将光能转化成化学能储存于有机物中
D．该体系与植物光合作用固定的CO 量相等时，植物体内淀粉的积累量较低
2
【分析】分析题图可知，该过程利用无机催化剂将二氧化碳还原为甲醛，再通过酶转化为三碳化合物和六
碳化合物，最后转化为聚合淀粉；①②过程模拟二氧化碳的固定，③④过程模拟三碳化合物的还原。
【解答】解：A、分析题图，①②过程模拟暗反应中二氧化碳的固定，③④过程模拟暗反应中三碳化合
物的还原，A正确；
B、由图可知，①过程是利用催化剂在一定条件下进行的化学反应，反应过程较剧烈，②③④是在酶的
催化下完成的，反应较温和，B错误；
C、植物光合作用的本质是利用光能将无机物二氧化碳和水转化为有机物，同时将光能转化为有机物中的化
学能，图示过程也将二氧化碳和水转化为淀粉，同时储存能量，二者的本质是相同的，C正确；
D、该体系与植物光合作用固定的CO 量相等时，因为植物体内会有一些不参与光合作用的细胞消耗糖类，
2
所以植物体内淀粉的积累量较低，D正确；
故选：B。
【点评】熟知光合作用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。
考法2 考查光合色素与光合作用的过程
6. （2022•湖北模拟）叶绿体内的叶绿素和类胡萝卜素都包埋在类囊体膜中，其中叶绿素a分子含有一个卟
啉环的是亲水的“头部”和一个叶绿醇的疏水的“尾部”，呈蝌蚪型，该特点与磷脂有很大相似性；这也
决定了叶绿素分子在类囊体膜上有规则的定向排列。下列分析错误的是（ ）A．叶绿素a分子与磷脂共有的元素是C、H、O、N
B．叶绿素a与磷脂的元素组成说明无机盐能构成复杂的化合物
C．叶绿素a分子的尾部与磷脂“尾部”相亲和利于其在类囊体膜上的固定
D．叶绿素a分子的“头部”是亲水的，不能与类囊体膜上的蛋白质结合在一起
【分析】1、无机盐的主要存在形式是离子，有些无机盐是某些复杂化合物的组成成分；许多无机盐对于维
持细胞和生物体的生命活动具有重要作用，有的无机盐还对维持渗透压和酸碱平衡具有重要作用。
2、绿叶中的色素包括叶绿素和类胡萝卜素，其中叶绿素a含有Mg元素。
【解答】解：A、叶绿素a分子C H MgN O 与磷脂的组成C、H、O、N、P共有的元素是C、H、O、
55 72 4 5
N，A正确；
B、N、Mg参与构成叶绿素a，N、P参与构成磷脂等复杂的化合物，B正确；
CD、叶绿素a分子的疏水性“尾部”与磷脂的疏水性“尾部”相亲和，叶绿素分子的亲水“头部”与亲水
性蛋白质也能亲和，两两相互作用决定了叶绿素分子在类囊体膜上有规则的定向排列，C正确、D错误。
故选：D。
【点评】本题考查细胞内的元素和化合物以及叶绿素的相关知识，意在考查学生对基础知识的理解掌握，
难度适中。
7. （2022•重庆模拟）研究发现，小球藻在高氮条件下光合作用强，油脂积累少；在低氮条件下生长较慢，
但能积累更多油脂。为获得油脂生产能力强的小球藻用于制造生物质燃料，科研人员进行了图 1所示实验，
发现培养基上的藻落（由一个小球藻增殖而成的群体）中，只有一个为黄色（小球藻 X），其余均为绿色
（小球藻Y）。为检测油脂生产能力，研究者进一步实验，得到图2所示结果。下列相关说法正确的是（
）
A．小球藻通过光反应，将水裂解产生氧气、[H]和ATPB．为增大小球藻目标变异类型产生的可能性，诱变处理设置为高氮营养条件
C．小球藻X可能无法合成叶绿素，可检测其叶绿体颜色来初步判断
D．图2表明低氮条件下的小球藻Y更适于制造生物质燃料
【分析】1、叶绿素是高等植物和其它所有能进行光合作用的生物体含有的一类绿色色素。叶绿素有多种，
例如叶绿素a、b、c和d，以及细菌叶绿素和绿菌属叶绿素等，与食品有关的主要是高等植物中的叶绿素 a
和b两种。
2、光合作用的过程图解：
。
【解答】解：A、小球藻通过光反应，将水裂解产生氧气、[H]，没有产生ATP，A错误；
B、变异是不定向的，小球藻目标变异类型产生的概率，与诱变处理设置为高氮或低氮营养条件无关，B错
误；
C、小球藻X为黄色，可能无法合成叶绿素，可检测其叶绿体颜色来初步判断，C正确；
D、图2表明在高氮条件下的小球藻X更适于制造生物质燃料，D错误。
故选：C。
【点评】本题以小球藻生产生物质燃料为材料，考查对光合作用的基础知识掌握，以及对题干信息的提取、
分析运用的能力。
考点2 光合作用与细胞呼吸的影响因素及应用
1. 影响细胞呼吸因素相关的曲线
影响因素 图像 解读
（1）原理：温度通过影响与细胞呼吸有关的 酶的活性 来影
响呼吸速率。
温度
（2）应用
零上低温 条件下储存蔬菜和水果大棚夜间适当 降温 ，减少有机物消耗
（1）曲线分析
①O 浓度=0时，只进行 无氧呼吸 。
2
②00时，植物因积累有机物而生长。
②当净光合速率=0时，植物不能生长。
③当净光合速率<0时，植物不能生长，长时间处于此种状态，植物将死亡。
5. 一昼夜气体变化的2类曲线
（1）自然环境中一昼夜植物CO 吸收或释放速率的变化
2
a点 凌晨， 温度 降低， 呼吸酶 活性降低，使细胞呼吸 减弱 ，释放的CO 减少。
2
b点 开始 光合作用
清晨和傍晚光照较弱，光合作用强度 ＜ 呼吸作用强度；植物体内有机物的总量 减少
bc和ef段
，环境中CO 量 增加 ，O 量 减少
2 2
光合作用强度 ＝ 呼吸作用强度。
c点和e点
其中c点 开始 积累有机物，e点有机物积累量达到 最大 。
c~e段 光合作用强度 ＞ 呼吸作用强度；植物体内有机物总量 增加 。
中午 气温 过高，为减少蒸腾作用的水分散失，叶片表皮 气孔部分关闭 ，CO 吸收量
d点 2
减少 ，光合作用强度下降。此现象被称为“光合午休”。1. 当植物的光合作用强度 = 呼吸作用强度时，叶肉细胞的光合作用强度＞呼吸作用强度 。原因是植物只有含叶
绿体的细胞进行光合作用，而整个植物的所有活细胞都要进行呼吸作用，所以只有叶肉细胞的光合作用强度
＞呼吸作用强度时，才可能使植物的光合作用强度=呼吸作用强度。
2. 经过一昼夜植物生长与否的判断——面积法（S - （ S +S ））
1 2 3
当S - （ S +S ）＞0时，说明一昼夜内有有机物积累，植物生长；
1 2 3
当S - （ S +S ）=0时，说明一昼夜内有机物既不积累，也不消耗，植物不生长；
1 2 3
当S - （ S +S ）＜0时，说明一昼夜内有机物不积累，被消耗，植物不生长。
1 2 3
（2）密闭容器内一昼夜CO 含量或O 含量与时间的关系曲线
2 2
①光合速率等于呼吸速率的点： C 、 E 。
②图甲中N点低于虚线，该植物一昼夜表现为 生长 ，其原因是N点低于M点，说明一昼夜密闭容器中
CO 含量 减少 ，即总光合量 大于 总呼吸量，该植物生长。
2
③图乙中N点低于虚线，该植物一昼夜 不能 生长，其原因是N点低于M点，说明一昼夜密闭容器中O 含
2
量 减少 ，即总光合量 小于 总呼吸量，植物不能生长。
考法1 考查影响光合速率和呼吸速率的因素
1. （2022•襄城区校级二模）如图为细胞在密闭容器内氧化分解葡萄糖过程中呼吸速率的变化情况。相关叙
述正确的是（ ）
A．若为酵母菌，0﹣8h容器内的水由于细胞呼吸消耗而不断减少
B．若为肌细胞，6h后开始产生酒精，6﹣10h酒精产生速率逐渐增大C．若为根细胞，0﹣6h容器内压强不断增大，在6h时达到最大值
D．若为酵母菌，9h取容器内的液体用酸性重铬酸钾检测出现灰绿色
【分析】分析题图：0～6h间，细胞只进行有氧呼吸；6﹣8h间，细胞同时进行无氧呼吸和有氧呼吸，但有
氧呼吸速率逐渐降低，无氧呼吸速率逐渐增加；8﹣12h时，细胞只进行无氧呼吸，且无氧呼吸速率快速增
加。
【解答】解：A、若为酵母菌，在0～8h间，酵母菌能进行有氧呼吸，有氧呼吸产生的水比消耗的水多，所
以容器内的水由于细胞呼吸而增多，A错误；
B、若为肌细胞，6h后开始进行无氧呼吸，其产物是乳酸，不能产生酒精，B错误；
C、若为根细胞，在0～6h间，细胞只进行有氧呼吸，吸收氧气的量和释放二氧化碳的量相等，所以容器内
压强不变，C错误；
D、若为酵母菌，8h起酵母菌开始进行无氧呼吸产生酒精，所以9h取容器内的液体用酸性重铬酸钾检测出
现灰绿色，D正确。
故选：D。
【点评】本题以曲线图为载体，考查酵母菌细胞呼吸的相关知识，意在考查考生分析曲线图提取有效信息
的能力；能理解所学知识要点，把握知识间内在联系的能力；能运用所学知识，准确判断问题和得出正确
结论的能力。
2. （2022•黄州区校级二模）细胞呼吸和光合作用的原理在农业生产中具有广泛的运用。下列有关叙述中，
错误的是（ ）
A．中耕松土有利于根细胞的有氧呼吸，从而促进根细胞对无机盐的吸收
B．农作物生长发自过程中，及时去掉衰老变黄的叶片有利于有机物的积累
C．合理密植和增施有机肥均有利于提高农作物的光合作用强度
D．温室种植农作物时，为促进光合作用，白天要适时通风，以保证O 供应
2
【分析】1、绿色植物的光合作用是绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转变成贮存能量的有
机物，并释放出氧气的过程。影响光合作用效率的环境因素有：光照、温度、二氧化碳的浓度等。为了提
高农作物的产量，就要充分的利用光能，合理密植、间作套种充分的利用光能的重要措施，增加光合作用
的有效面积等。
2、细胞呼吸原理的应用：
1）种植农作物时，疏松土壤能促进根细胞有氧呼吸，有利于根细胞对矿质离子的主动吸收。
2）利用酵母菌发酵产生酒精的原理酿酒，利用其发酵产生二氧化碳的原理制作面包、馒头。
3）利用乳酸菌发酵产生乳酸的原理制作酸奶、泡菜。
4）稻田中定期排水可防止水稻因缺氧而变黑、腐烂。5）皮肤破损较深或被锈钉扎伤后，破伤风芽孢杆菌容易大量繁殖，引起破伤风。
6）提倡慢跑等有氧运动，是不致因剧烈运动导致氧的不足，使肌细胞因无氧呼吸产生乳酸，引起肌肉酸胀
乏力。
7）粮食要在低温、低氧、干燥的环境中保存。
8）果蔬、鲜花的保鲜要在低温、低氧、适宜湿度的条件下保存。
【解答】解：A、松土可以增加土壤中的空气含量，有助于植物根系细胞的有氧呼吸，从而促进根细胞对无
机盐的吸收，A正确；
B、在作物种植过程中，及时去除老叶等措施，减少有机物的消耗，增加有机物的积累，从而实现增产的目
的，B正确；
C、种植过密，植物叶片相互遮盖，被遮盖的叶片不能光合作用但仍然要呼吸作用消耗有机物，这样有机物
积累减少；种植过稀，部分光能得不到利用，光能利用率低；增施农家肥，土壤中的微生物会将有机物分
解为无机盐和CO ，从而有利于植物的光合作用，故合理密植和增施有机肥均有利于提高农作物的光合作
2
用强度，C正确；
D、温室种植农作物时，为促进光合作用，白天要适时通风，以保证CO 供应，D错误。
2
故选：D。
【点评】本题考查细胞呼吸和光合作用的相关知识，要求考生识记影响光合作用速率和细胞呼吸速率的环
境因素，能理论联系实际，运用所学的知识合理解释生活中的生物学问题。
3. （2022•沧县校级模拟）科研人员分别在不同时间干旱胁迫（CK为0h）条件下对3个葡萄品种（贝达、夏
黑、晨香）的叶片叶绿素含量进行测定，以探究不同葡萄品种对干旱条件的响应，部分实验结果如图所示。
下列相关叙述错误的是（ ）
A．用层析法分离色素，干旱处理下夏黑绿色色素带最窄
B．干旱胁迫可能促进叶绿素的分解并抑制叶绿素的合成
C．干旱胁迫24h、96h，“晨香”“贝达”的叶片的光合速率相等
D．干旱胁迫条件下葡萄的呼吸速率可能会降低【分析】曲线分析：随干旱胁迫时间越长，3个葡萄品种所含的叶绿素都减少，但夏黑叶绿素最少。
【解答】解：A、由曲线图可知，干旱处理下夏黑的叶绿素含量最少，因此分离色素后绿色色素带最窄，A
正确
B、干旱胁迫所含的叶绿素减少，说明干旱胁迫可能促进叶绿素的分解并抑制叶绿素的合成，B正确
C、干旱胁迫24h、96h，“晨香”“贝达”的叶片所含的叶绿素含量相等，但不能说明二者叶片的光合速
率相等，C错误。
D、干旱胁迫条件葡萄的水含量都在下降，最终可能使葡萄的呼吸速率降低，D正确。
故选：C。
【点评】本题借助曲线图，考查光合速率的影响因素，意在考查考生分析曲线图的能力和理解能力，试题
难度中等。
4. （2022•九龙坡区校级模拟）某课题小组在自然光照的基础上分别用三种不同波长的光对温室中的植物进
行了补光实验，补光的光强度均为 150μmol•m﹣2•s﹣1，采用冷光源补光，补光时间为上午 7：00～10：
00，温度适宜，并设置一对照组（CK组），实验结果如图所示。下列叙述错误的是（ ）
A．该实验目的是研究不同波长的光对温室植物光合作用的影响
B．采用冷光源补光是为了避免温度对植物光合作用造成干扰
C．结果表明680nm补光组的CO 吸收速率明显高于其他补光组
2
D．若10：00时突然停止光照，此时植物有机物的合成立即停止
【分析】分析图形：与对照组相比，给植株补充 580nm光源时植株吸收二氧化碳的速率降低，说明此光源
对该植株光合速率的增加具有一定的抑制作用，给植株补充450nm和680nm光源时植株吸收二氧化碳的速
率升高，说明此光源对该植株光合速率的增加具有一定的促进作用。
【解答】解：A、据图可知，该实验目的是研究不同波长的光对温室植物光合作用的影响，A正确；
B、为了排除温度（无关变量）对实验结果的影响，在补光时应采用冷光源，B正确；
C、据图可知，680nm补光组的二氧化碳吸收速率明显高于其他补光组，C正确；
D、光照停止，叶绿体依然积累有ATP和[H]，暗反应可继续进行，此时植物仍可合成有机物，D错误。
故选：D。【点评】本题考查学生从题图中获取相关实验信息，并结合所学影响光合作用的因素做出正确判断，属于
应用层次的内容，难度适中。
5. （2022•秦皇岛二模）玉米是我国重要的粮食作物，研究其光合特性有利于促进高产。玉米的维管束内层
细胞是维管束鞘细胞，外层细胞是叶肉细胞，这两种细胞有不同的叶绿体。玉米能利用较低浓度的 CO ，
2
并将其固定储存在苹果酸中，玉米细胞进行光合作用的相关反应如图所示。下列叙述不正确的是（ ）
A．玉米叶肉细胞进行细胞呼吸在线粒体中产生的丙酮酸能在光合作用中被消耗
B．玉米叶肉细胞的叶绿体能利用较低浓度的CO ，可能是PEP羧化酶的活性较高
2
C．维管束鞘细胞能合成淀粉等光合产物，抑制苹果酸的生成会导致光合产物减少
D．在适宜条件下，较低浓度的CO 就能使玉米的光合速率与呼吸速率达到平衡
2
【分析】光合作用，通常是指绿色植物（包括藻类）吸收光能，把二氧化碳和水合成富能有机物，同时释
放氧气的过程。光合作用分为光反应阶段和暗反应阶段。光反应阶段的特征是在光驱动下生成氧气、ATP
和NADPH的过程。暗反应阶段是利用光反应生成 NADPH和ATP进行碳的同化作用，使气体二氧化碳还
原为糖。由于这阶段基本上不直接依赖于光，而只是依赖于NADPH和ATP的提供，故称为暗反应阶段。
【解答】解：A、玉米叶肉细胞进行细胞呼吸产生丙酮酸的过程发生在细胞质基质中，A错误；
B、玉米叶肉细胞的叶绿体之所以能利用较低浓度的CO ，是因为PEP羧化酶的活性较高，固定二氧化碳能
2
力更强，因而能利用较低浓度的二氧化碳，B正确；
C、结合图示可知，玉米的维管束鞘细胞中能合成淀粉等光合产物，若抑制苹果酸的生成，则会导致进入维
管束鞘细胞中参与卡尔文循环过程的二氧化碳减少，进而会导致光合产物减少，C正确；
D、在适宜条件下，由于玉米能利用较低浓度的CO ，因而在该条件下能使玉米的光合速率与呼吸速率达到
2
平衡，即光合速率等于呼吸速率，D正确。
故选：A。
【点评】本题主要考查环境因素对光合作用的影响，要求学生掌握光合作用的生理过程，能从图中获取有
效信息，具有一定的分析推理应用的能力。考法2 考查特殊点及其移动
6. （2022•保定二模）图 1表示玉米光合作用和有氧呼吸过程中的部分物质变化，图 2表示玉米在充足
CO 、不同温度和不同光照强度下的光合速率。下列叙述正确的是（ ）
2
A．图1中，在生物膜上进行的过程有①②③，⑤过程需要消耗ATP
B．图1中，若叶肉细胞内②过程与④过程的速率相等，则玉米植株可正常生长
C．图2中，P点对应光照强度下，限制玉米光合速率的主要环境因素是CO 浓度
2
D．图2中，若环境中CO 浓度降低，则曲线上的Q点将向左下方移动
2
【分析】分析图1：①表示水的光解，②表示细胞呼吸第一阶段，③有氧呼吸或者无氧呼吸的第二阶段，
④表示C 的还原，⑤表示二氧化碳的固定。
3
分析图2：玉米在充足CO 、不同温度和不同光照强度下的光合速率，P点和Q点限制因素为温度。
2
【解答】解：A、①表示水的光解，场所是类囊体薄膜上，②表示细胞呼吸第一阶段，场所是细胞质基质，
③表示有氧呼吸或者无氧呼吸的第二阶段，场所是线粒体基质或者细胞质基质，因此在生物膜上进行的过
程有①，⑤表示二氧化碳的固定，该过程不需要消耗ATP，A错误；
B、玉米细胞中有的能进行光合作用（含叶绿体），有的不能，因此图1中，若叶肉细胞内②过程（可代
表呼吸速率）与④过程（可代表光合速率）的速率相等，玉米的光合速率应该是小于呼吸速率，故玉米植
株不能正常生长，B错误；
C、该图是在充足CO 测得的，P点对应光照强度下，限制玉米光合速率的主要环境因素不是CO 浓度，而
2 2
是温度，C错误；
D、若环境中CO 浓度降低，光合作用速率下降，植物体利用的光照强度降低，因此曲线上的Q点将向左
2
下方移动，D正确。
故选：D。
【点评】解答本题的关键是掌握光合作用与呼吸作用的详细过程，确定图1中各个结构和物质的名称，并
弄清楚图2中各个点的生理学意义，明确实际光合速率＝净光合速率+呼吸速率。
7. （2022•重庆一模）红松（阳生）和人参（阴生）均为我国北方地区的植物。如图为两种植物在温度、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，下列叙述正确的是（ ）
A．光照强度为a时，每天光照12小时，一昼夜后人参干重不变，红松干重减少
B．光照强度在b点之后，限制红松和人参P/R值增大的主要外界因素都是CO 浓度
2
C．光照强度为c时，红松和人参的净光合速率相等
D．若适当增加土壤中Mg2+的含量，一段时间后人参的a点左移
【分析】1、光合作用第一个阶段中的化学反应，必须有光才能进行，这个阶段叫做光反应阶段。光反应阶
段的化学反应是在类囊体的薄膜上进行的。
2、叶绿体中的光合色素吸收的光能，有两方面用途：一是将水分解成氧和[H]，氧直接以分子的形成释放
出去，[H]则被传递到叶绿体内的基质中，作为活跃的还原剂，参与到暗反应阶段的化学反应中去；二是在
有关酶的催化作用下，促成ADP与Pi发生化学反应，形成ATP。这样光能就转变为储存在ATP中的化学
能，这些ATP将参与光合作用第二个阶段的化学反应。
3、分析题图：阳生植物的光饱和点大于阴生植物的，因此曲线A表示红松，曲线B表示人参。
【解答】解：A、光照强度为a时，对于人参（B）而言，光合作用速率与呼吸速率的比值（P/R）为1，白
天12小时没有积累有机物，晚上进行光合作用消耗有机物，一昼夜干重减少，A错误；
B、光照强度在b点之后，限制红松（A）P/R值增大的主要外界因素仍然是光照强度，在d点之后，限制
其P/R值增大的主要外界因素才是二氧化碳，B错误；
C、阴生植物的呼吸速率比阳生植物的呼吸速率更低，光强为c时，二者的P/R值相同，但呼吸速率不同，
故净光合速率不同，C错误；
D、对于人参（B）而言，a点光合作用速率与呼吸速率的比值（P/R）为1，对应的光照强度为光补偿点；
若适当增加土壤中无机盐镁的含量，B植物合成叶绿素增多，达到光补偿点需要的光照强度变小，故一段
时间后B植物的a点左移，D正确。
故选：D。
【点评】本题考查学生从题图中获取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，并
结合所学光合作用和呼吸作用的知识做出正确判断，属于理解和应用层次的内容，难度适中。
考法3 综合考查总光合速率、净光合速率与呼吸速率
8. （2022•罗田县校级模拟）如图甲为光合作用最适温度条件下，植物光合速率测定装置图，图乙中 a、b为测定过程中某些生理指标相对量的变化。下列说法不正确的是（ ）
A．图甲装置在较强光照下有色液滴向右移动，再放到黑暗环境中有色液滴向左移动
B．若将图甲中的CO 缓冲液换成质量分数为1%的NaOH溶液，其他条件不变，则植物幼苗叶绿体产生
2
NADPH的速率将变小
C．一定光照条件下，如果再适当升高温度，真光合速率会发生图乙中从b到a的变化，同时呼吸速率可能
会发生从a到b的变化
D．若图乙表示图甲植物光合速率由a到b的变化，则可能是适当提高了CO 缓冲液的浓度
2
【分析】图甲：装置中二氧化碳缓冲液是为了维持二氧化碳的稳定，液滴的移动取决于氧气的差值变化。
【解答】解：A、装置中的二氧化碳缓冲液在光照下可以为光合作用提供氧气，所以在较强光照下氧气不断
产生导致气压增大，有色液滴向右移动，再放到黑暗环境中，二氧化碳缓冲液可以吸收呼吸作用产生的二
氧化碳，氧气不断被消耗，气压减小，有色液滴向左移动，A正确；
B、将图甲中的二氧化碳缓冲液换成质量分数为1%的氢氧化钠溶液，装置内的二氧化碳全部被氢氧化钠吸
收，光合作用只能利用来自于植物自身呼吸作用产生的二氧化碳，光合速率下降，暗反应会抑制光反应的
进行，故植物幼苗叶绿体产生NADPH的速率将减小，B错误；
C、再适当升高温度，光合速率下降，真光合速率会发生图乙中从b到a的变化，同时呼吸速率可能增大，
故可能会发生从a到b的变化，C正确；
D、图示是在最适温度条件下进行的，若适当提高二氧化碳缓冲液的浓度，光合强度会增加，D正确。
故选：B。
【点评】熟知光合作用和呼吸作用物质变化是解答本题的关键，正确辨析图示的信息是解答本题的前提，
掌握影响光合作用的因素的影响机理是解答本题的另一关键。
9. （2022•黄州区校级四模）如图表示夏季时某植物体在不同程度遮光条件下净光合速率的部分日变化曲线，
据图分析有关叙述正确的是（ ）A．一天中适当遮光均会显著增强净光合速率
B．b﹣M段叶肉细胞内合成ATP的场所只有细胞质基质和线粒体
C．M点时叶肉细胞消耗的CO 量一般等于呼吸产生的CO 量
2 2
D．e﹣f段净光合速率降低的原因是CO 吸收量减少影响暗反应所致
2
【分析】分析题文和图形：该实验的自变量是时间和遮光程度，因变量是净光合速率，据此分析作答。
【解答】解：A、据图分析，在5：30至7：30间，30%遮光时的净光合速率较不遮光的低，A错误；
B、b﹣M段光合作用强度小于呼吸作用强度，结合题图可知，此时该植物能进行光合作用，故 b﹣M段叶
肉细胞内合成ATP的场所不仅有细胞质基质和线粒体，还有叶绿体，B错误；
C、M点80%遮光时该植物体净光合速率等于0，也就是植物体内所有能进行光合作用的细胞消耗的二氧化
碳量等于所有细胞呼吸产生的二氧化碳量，但是就叶肉细胞来说，其光合作用消耗的二氧化碳量一般大于
该细胞呼吸作用产生的二氧化碳量，C错误；
D、图示为夏季时某植物体在不同程度遮光条件下净光合速率，不遮光条件下，e﹣f段净光合速率降低，原
因是该时间内气孔关闭，二氧化碳吸收量减少，影响暗反应所致，D正确。
故选：D。
【点评】本题主要考查光合作用中净光合速率的相关知识点，考生需掌握相关知识，才能正确解题。
10. （2022•湖北模拟）图1表示利用大豆幼苗的绿叶进行色素提取和分离实验的结果，图2表示温室中该幼
苗的光合速率、呼吸速率随温度变化的曲线。据图分析错误的是（ ）
A．甲、乙主要吸收蓝紫光和红光B．在收获时节，大豆叶片中色素量的含量是（甲+乙）大于（丙+丁）
C．在B、D点时，光合作用制造的有机物是细胞呼吸消耗有机物的两倍
D．为获得最大的经济效益，温室应控制的温度为20℃
【分析】分离色素的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。溶解度越大，扩散速
度越快；溶解度越小，扩散速度越慢。滤纸条从上到下依次是：胡萝卜素（最窄）、叶黄素、叶绿素 a（最
宽）、叶绿素b（第2宽）。因此图1中：丁为胡萝卜素，丙为叶黄素，乙为叶绿素a，甲为叶绿素b。
图2中“从空气中吸收的二氧化碳”表示净光合作用，“呼吸作用消耗氧气的量”表示呼吸作用。光合作
用强度＝净光合作用强度+呼吸作用强度。A点净光合作用为0，说明在A点光合作用强度等于呼吸作用强
度。
【解答】解：A、乙为叶绿素a，甲为叶绿素b，叶绿素主要吸收蓝紫光和红光，A正确；
B、大豆在收获时节，叶片发黄，叶绿素大量分解，所以叶片中色素量的变化是（甲+乙）＜（丙+丁），B
错误；
C、在B、D两点时呼吸作用强度＝净光合强度，由光合作用强度＝净光合作用强度+呼吸作用强度可知：
此时光合作用制造的有机物量是呼吸作用消耗有机物量的两倍，C正确；
D、图2中植物有机物积累量（即净光合）就是用图中“从空气中吸收二氧化碳的量”表示，温度为 20℃
时净光合最大，有机物积累最多，且这时可以使呼吸保持较低的强度，D正确。
故选：B。
【点评】本题主要考查“光合作用强度＝净光合作用强度+呼吸作用强度”的理解以及正确识别坐标曲线，
这类问题的关键点之一是明确净光合作用和光合作用用什么来描述；关键点之二是正确的识别图象．
11. （2022•保定模拟）科研人员向离体叶绿体悬浮液中加入适量 NaHCO 溶液和必要物质，在适宜条件下进
3
行闪光实验，结果如图，下列各项分析错误的是（ ）
A．悬浮液中加入的必要物质应与细胞质基质成分相似，以保证叶绿体正常的代谢活动
B．该实验直接测出来的数值代表的是净光合速率
C．在每次光照结束时，都有[H]和ATP的积累，在黑暗条件下继续用于C 的还原
3D．离体的叶绿体吸收利用光能的色素分布在类囊体薄膜上
【分析】在光合作用中产生的高能物质分别是 ATP与NADPH，本实验考查对光合作用中净光合与总光合
的理解，真正光合速率＝净光合速率+呼吸速率，以及光合作用产生能量的机理。
【解答】解：A、叶绿体生活的环境是细胞质基质，为保证叶绿体正常的代谢活动，故悬浮液中加入的必要
物质应与细胞质基质成分相似，A正确；
B、由于该实验中只存在离体的叶绿体，所以测出O 的释放速率全为光合作用的效果，不存在呼吸作用，
2
真正光合速率＝净光合速率+呼吸速率，故测量出来的是真正光合速率，B错误；
C、通过题图可以看出，在每次光照结束后，叶绿体可以继续吸收CO 一段时间，说明在每次光照结束时，
2
都有[H]和ATP的积累，在黑暗条件下继续用于C 的还原，C正确；
3
D、无论是否离体，叶绿体中吸收光能的色素都分布在类囊体薄膜上，D正确。
故选：B。
【点评】本题结合曲线图，意在考查考生的审题能力、分析曲线图的能力和理解能力，属于中等难度题。
12. （2022•重庆模拟）为探究温度对绿藻光合作用和呼吸作用的影响，将绿藻培养液均分成 4份，装入密闭
培养瓶中，置于4种不同温度（已知t ＜t ＜t ＜t ）下培养，分别在光照和黑暗条件下测定密闭培养瓶中
1 2 3 4
氧气的含量变化，得到如图所示数据。下列分析错误的是（ ）
A．在光照的条件下，t 温度时绿藻细胞群体的净光合速率为零
4
B．在光照的4种温度实验条件下，t 温度时绿藻增殖速度最快
3
C．光合作用相关酶的最适温度可能比呼吸作用相关酶的最适温度低
D．四个组别的绿藻呼吸作用相关酶的活性随温度升高而升高
【分析】黑暗条件下氧气的消耗值代表了呼吸速率，且已知t ＜t ＜t ＜t 。由图可知，随着温度的升高，呼
1 2 3 4
吸速率逐渐增加，说明在实验温度范围内，绿藻呼吸作用相关酶的活性与温度呈正相关；光下氧气的增加
值代表了净光合速率（净光合速率＝总光合速率﹣呼吸速率），随着温度的升高净光合速率先逐渐增加后
降低，t 时净光合速率与呼吸速率相等。
4
【解答】解：A、根据以上分析已知，t 条件下绿藻的净光合速率与呼吸速率相等，净光合速率＝12mg/h，
4
A错误；B、t 条件下绿藻的净光合速率与呼吸速率差值最大，故t 温度时绿藻增殖速度最快，B正确；
3 3
C、t 条件下绿藻的净光合速率最大，t 条件下绿藻的呼吸速率最大，故光合作用相关酶的最适温度可能比
3 4
呼吸作用相关酶的最适温度低，C正确；
D、根据图示判断，四个组别的绿藻呼吸作用相关酶的活性随温度升高而升高，D正确。
故选：A。
【点评】本题结合坐标图，主要考查光合作用的影响因素，要求考生从图形中获取有效信息，明确净光合
速率、总光合速率、呼吸速率三者之间的关系，属于考纲理解和应用层次的考查。
考法4 考查一昼夜气体变化曲线
13. （2022•山东模拟）连续48h测定温室内CO 浓度及植物CO 吸收（或释放）速率，得到如图所示曲线
2 2
（整个过程中呼吸作用强度恒定）。下列有关叙述正确的是（ ）
A．实验的前3小时叶肉细胞产生ATP的场所是线粒体内膜和线粒体基质
B．如改用相同强度绿光进行实验，c点的位置将下移，48小时净积累量为负值
C．由图可知在植物叶肉细胞中，呼吸速率与光合速率相等的时刻为第6、18、30、42小时
D．实验中该植物前24小时有机物积累量小于后24小时有机物积累量
【分析】分析题图可知，实线表示室内CO 浓度变化，虚线表示CO 吸收或释放速率；若植物只进行呼吸
2 2
作用或光合作用速率小于呼吸作用速率，则植物会向外界释放 CO ，故室内CO 浓度升高；若植物光合作
2 2
用速率大于呼吸作用速率，则植物会从外界吸收CO ，故室内CO 浓度降低。
2 2
【解答】解：A、实验的前3小时CO 释放速率不变，说明叶肉细胞只进行呼吸作用，故叶肉细胞产生ATP
2
的场所是细胞质基质、线粒体内膜和线粒体基质，A错误；
B、如改用相同强度绿光进行实验，光合作用减弱，吸收的CO 减少，c点的位置将升高，B错误；
2
C、由图可知在植物呼吸速率与光合速率相等的时刻为第 6、18、30、42小时，但由于植物还有很多不进行
光合作用的部位，故在这4个时刻，叶肉细胞光合作用速率大于呼吸作用速率，C错误；
D、分析曲线可知，24时与0时室内CO 浓度相等，48时室内CO 浓度低于24时，故该植物前24小时有
2 2
机物积累量小于后24小时有机物积累量，D正确。故选：D。
【点评】本题考查光合作用、细胞呼吸及其影响因素，意在考查学生对知识的理解和应用能力、分析题图
获取信息的能力。
14. （多选）（2022•菏泽二模）图甲表示某油科植物种子萌发过程中CO 释放和O 吸收速率的变化趋势，图
2 2
乙表示油科植物叶肉细胞中C 的相对含量在夏季某天24h内（有一段时间乌云遮蔽）的变化趋势。下列
3
叙述错误的是（ ）
A．图甲中，在12～24h期间，萌发种子的呼吸方式主要是无氧呼吸
B．图甲中第48h后，萌发的种子O 吸收速率超过CO 释放速率，其原因是幼苗开始进行光合作用
2 2
C．图乙中，叶肉细胞进行光合作用的区间是B～I，乌云遮蔽开始的时间可能是曲线上D点对应的时刻
D．与F点相比，G点叶绿体中NADPH的含量较高
【分析】1、分析图甲：种子萌发过程中，当胚根未长出时，种子不能进行光合作用，进行细胞呼吸作用，
消耗细胞中的有机物，为种子萌发提供能量和营养，有机物的总量下降；当胚根长出后，种子可以从土壤
中获取营养物质；细胞呼吸包括有氧呼吸和无氧呼吸，有氧呼吸吸收的氧气量等于呼出二氧化碳的量，可
释放出大量的能量；根据图中的二氧化碳和氧气量的变化，可以判断 12h～24h，种子主要进行无氧呼吸，
胚根长出后，种子的有氧呼吸呼吸速率明显增大。
2、分析图乙：影响光合作用的环境因素包括光照强度、二氧化碳浓度、温度等，由于该图表示夏季的某天，
因此影响该植物光合作用的环境因素主要为光照强度和二氧化碳；由于题干中提出“有一段时间乌云遮
蔽”，这会导致光照强度减弱，光反应减弱，这将抑制暗反应过程中三碳化合物的还原，而二氧化碳固定
仍在进行，因此三碳化合物的含量将上升，对应曲线中的CD段。
【解答】解：A、据图可知，在12～24h期间，CO 释放速率很大，而O 吸收速率很低，表明此时的呼吸
2 2
作用主要是无氧呼吸，A正确；
B、据图可知48h后，消耗的氧气大于释放的二氧化碳，所以细胞呼吸底物不只是糖类，还有脂肪等，B错
误；
C、图乙中，AB段时间为0点到6点，此时无光照且C 的含量不变，只有呼吸作用，从B到I，C 的含量
3 3
在降低，说明叶肉细胞在利用C ，且这段时间有光照，因此植物在进行光合作用。有乌云时，光照强度降
3低，C 的还原减慢，二氧化碳固定生成C 的速率不变，故C 含量一直升高，因此云遮蔽开始的时间可能
3 3 3
是曲线上C点对应的时刻，C错误；
D、G点相对F点，中午气温较高，气孔关闭，吸收的二氧化碳减少，二氧化碳的固定速度减慢，C 的含量
3
减少，还原所需要的NADPH减少，故NADPH含量高，D正确。
故选：BC。
【点评】本题结合曲线图，考查细胞呼吸的过程及意义以及影响光合作用的环境因素等，要求考生识记植
物细胞有氧呼吸和无氧呼吸的总反应式，能根据曲线图中信息准确判断各选项，属于考纲识记和理解层层
次的考查。
15. （2022•许昌三模）将叶面积相等的甲、乙两种植物分别置于两个相同的、温度恒定且适宜的密闭透明玻
璃小室内，给予充足光照，定时测定CO 含量。实验一段时间后，甲、乙装置内均达到平衡且甲装置内
2
CO 含量较低。下列有关说法正确的是（ ）
2
A．达到平衡时甲、乙两植物的光合作用强度一定相同
B．实验过程中甲、乙两植物的呼吸速率相同且一直保持不变
C．甲植物固定CO 的能力较乙植物低
2
D．若将甲、乙两植物放在上述同一密闭装置中，一段时间后乙植物可能先死亡
【分析】植物光合作用吸收二氧化碳，呼吸作用释放二氧化碳，密闭小室中二氧化碳含量的变化是由光合
作用和呼吸作用强度共同决定，光合作用强度大于呼吸作用强度，密闭小室中二氧化碳浓度降低，光合作
用强度小于呼吸作用强度，密闭小室中二氧化碳升高，光合作用强度与呼吸作用强度相等时密闭小室中二
氧化碳浓度相对稳定。
【解答】解：A、达到平衡时，甲装置内的CO 含量较低，说明在相同时间内甲的净光合速率更大，故平
2
衡时虽然都是光合作用强度与呼吸作用强度相等，但甲的光合作用强度更大，A错误；
B、由题干信息无法判断判断甲、乙植物的呼吸速率大小，且因为氧气含量的变化，呼吸作用的速率也是变
化的，B错误；
C、从达到平衡时甲装置中的CO 含量较低可知，甲植物固定CO 的能力较乙植物高，C错误；
2 2
D、由于二氧化碳达到平衡时，甲装置二氧化碳浓度较低，说明甲植物二氧化碳的补偿点低，因此将甲、乙
两种植物放在上述同一密闭装置中，一段时间后乙植物可能先死亡，D正确。
故选：D。
【点评】本题旨在考查学生理解光合作用和呼吸作用之间的关系，分析密闭小室中二氧化碳浓度变化的因
素，把握知识的内在联系，形成知识网络，并应用相关知识结合题干信息进行推理、判断。1. （2022•重庆）从如图中选取装置，用于探究酵母菌细胞呼吸方式，正确的组合是（ ）
A．⑤→⑧→⑦和⑥→③ B．⑧→①→③和②→③
C．⑤→⑧→③和④→⑦ D．⑧→⑤→③和⑥→⑦
【分析】酵母菌的代谢类型为异养兼性厌氧型。
（1）在有氧条件下，反应式如下：C H O +6H O+6O 6CO +12H O+能量；
6 12 6 2 2 2 2
（2）在无氧条件下，反应式如下：C H O 2CO +2C H OH+能量。
6 12 6 2 2 5
【解答】解：酵母菌属于异养兼性厌氧型生物，既能进行有氧呼吸，又能进行无氧呼吸。进行有氧呼吸时，
先用NaOH去除空气中的CO ，再将空气通入酵母菌培养液，最后连接澄清石灰水检测CO 的浓度，通气
2 2
体的管子要注意应该长进短出，装置组合是⑧→①→③；无氧呼吸装置是直接将酵母菌培养液与澄清石
灰水相连，装酵母菌溶液的瓶子不能太满，以免溢出，装置组合是②→③。
故选：B。
【点评】本题考查有氧呼吸和无氧呼吸的相关知识，主要考查考生对实验原理的理解能力及实验操作能力。
2. （2022•河北）关于呼吸作用的叙述，正确的是（ ）
A．酵母菌无氧呼吸不产生使溴麝香草酚蓝水溶液变黄的气体
B．种子萌发时需要有氧呼吸为新器官的发育提供原料和能量
C．有机物彻底分解、产生大量ATP的过程发生在线粒体基质中
D．通气培养的酵母菌液过滤后，滤液加入重铬酸钾浓硫酸溶液后变为灰绿色
【分析】有氧呼吸与无氧呼吸的异同：项目 有氧呼吸 无氧呼吸
区别 进行部位 第一步在细胞质基质中， 始终在细胞质基质中
然后在线粒体
是否需O 需氧 不需氧
2
最终产物 CO +H O 不彻底氧化物酒精、CO 或乳酸
2 2 2
可利用能量 1255kJ 61.08KJ
联系 将C H O 分解成丙酮酸这一阶段相同，都在细胞质基质中进行
6 12 6
【解答】解：A、酵母菌无氧呼吸产生二氧化碳，可使溴麝香草酚蓝溶液变黄，A错误；
B、种子萌发时种子中的有机物经有氧呼吸氧化分解，为新器官的发育提供原料和能量，B正确；
C、有机物彻底分解、产生大量ATP的过程是有氧呼吸第三阶段，发生在线粒体内膜上，C错误；
D、通气培养时酵母菌进行有氧呼吸，不产生酒精，酵母菌液过滤后的滤液加入重铬酸钾浓硫酸溶液后不会
变为灰绿色，D错误。
故选：B。
【点评】本题考查呼吸作用相关知识，意在考查考生理解所学知识要点，运用所学知识进行分析、判断能
力。
3. （2021•湖北）采摘后的梨常温下易软化。果肉中的酚氧化酶与底物接触发生氧化反应，逐渐褐变。密封
条件下4℃冷藏能延长梨的贮藏期。下列叙述错误的是（ ）
A．常温下鲜梨含水量大，环境温度较高，呼吸代谢旺盛，不耐贮藏
B．密封条件下，梨呼吸作用导致O 减少，CO 增多，利于保鲜
2 2
C．冷藏时，梨细胞的自由水增多，导致各种代谢活动减缓
D．低温抑制了梨的酚氧化酶活性，果肉褐变减缓
【分析】1、自由水与结合水的比值越高，新陈代谢越旺盛，抗逆性越差。
2、水果、蔬菜的储藏应选择零上低温、低氧等环境条件。
【解答】解：A、常温下鲜梨含水量大，环境温度较高，呼吸代谢旺盛，细胞消耗的有机物增多，不耐贮藏，
A正确；
B、密封条件下，梨呼吸作用导致O 减少，CO 增多，抑制呼吸，有氧呼吸减弱，消耗的有机物减少，故
2 2
利于保鲜，B正确；
C、细胞中自由水的含量越多，则细胞代谢越旺盛，冷藏时细胞内酶活性降低，代谢活动减缓，自由水并未
增多，C错误；
D、酶活性的发挥需要适宜的温度等条件，结合题意“果肉中的酚氧化酶与底物接触发生氧化反应，逐渐褐
变，密封条件下4℃冷藏能延长梨的贮藏期”可知，低温抑制了梨的酚氧化酶活性，果肉褐变减缓，D正确。故选：C。
【点评】本题考查酶的特性和细胞呼吸的相关知识，要求考生能够掌握酶的特性以及酶的化学本质，掌握
细胞呼吸原理在生产生活中的应用，能理论联系实际，再结合所学知识判断各选项。
4. （2022•湖北）某植物的2种黄叶突变体表现型相似，测定各类植株叶片的光合色素含量（单位：μg•g﹣
1），结果如表。下列有关叙述正确的是（ ）
植林类型 叶绿素a 叶绿素b 类胡萝卜素 叶绿素/类胡萝卜素
野生型 1235 519 419 4.19
突变体1 512 75 370 1.59
突变体2 115 20 379 0.36
A．两种突变体的出现增加了物种多样性
B．突变体2比突变体1吸收红光的能力更强
C．两种突变体的光合色素含量差异，是由不同基因的突变所致
D．叶绿素与类胡萝卜素的比值大幅下降可导致突变体的叶片呈黄色
【分析】1、光合色素包括叶绿素和类胡萝卜素，其中叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，而类胡萝卜素主要吸
收蓝紫光。
2、表格分析：与野生型比较，两种突变体叶绿素 a、叶绿素b、类胡萝卜素、叶绿素/胡萝卜素四项指标都
下降。
【解答】解：A、两种突变体应该是同一物种，并没有增加物种多样性，A错误；
B、由表格可知，突变体2的叶绿素含量明显小于突变体1，因此吸收红光的能力不如突变体1，B错误；
C、两种突变体的光合色素含量差异，是由相同基因发生不同方向的突变所致，C错误；
D、叶绿素显绿色，类胡萝卜素显黄色，叶绿素与类胡萝卜素的比值大幅下降可导致突变体的叶片呈黄色，
D正确。
故选：D。
【点评】本题的知识点是光合作用色素的种类和功能，主要考查学生分析表格获取信息并理解有效信息解
决问题的能力，强化学生对相关知识的理解与运用。
5. （2022•乙卷）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，下列解释合理的是
2
（ ）
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
【分析】根据题意分析可知：生长正常的小麦置于密闭容器内，适宜条件下培养，培养初期小麦的光合作
用速率大于细胞呼吸速率，使容器内CO 含量降低；当小麦光合作用速率等于细胞呼吸速率时，容器内
2
CO 含量保持相对稳定。
2
【解答】解：A、培养初期，容器内CO 含量逐渐降低，光合速率逐渐减慢，之后光合速率等于呼吸速率，
2
A错误；
B、初期光合速率减慢，由于光合速率大于呼吸速率，容器内O 含量升高，呼吸速率会有所升高，之后保
2
持稳定，B错误；
CD、根据上述分析，初期光合速率大于呼吸速率，之后光合速率等于呼吸速率，C错误，D正确。
故选：D。
【点评】本题结合“密闭容器中CO 含量变化”这一经典情境考查了CO 浓度对光合作用的影响以及光合
2 2
作用和呼吸作用之间的关系，意在考查考生的分析能力和理解能力，要求考生能够分析题干关键信息从而
明确培养过程中光合速率与呼吸速率的变化过程，再对选项进行分析判断。
6. （2021•重庆）如图为类囊体膜蛋白排列和光反应产物形成的示意图。据图分析，下列叙述错误的是（
）
A．水光解产生的O 若被有氧呼吸利用，最少要穿过4层膜
2
B．NADP+与电子（e﹣）和质子（H+）结合形成NADPH
C．产生的ATP可用于暗反应及其他消耗能量的反应
D．电子（e﹣）的有序传递是完成光能转换的重要环节
【分析】1、细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放出能量
并生成ATP的过程，其中有氧呼吸分为三个阶段，第一阶段在细胞质基质中进行，第二阶段在线粒体基质
中进行，第三阶段在线粒体内膜中进行；无氧呼吸两个阶段都在细胞质基质中进行。
2、光合作用的光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体膜上）：水的光解产生[H]与氧气，以及ATP的形成。
光合作用的暗反应阶段（场所是叶绿体的基质中）：二氧化碳被五碳化合物固定形成三碳化合物，三碳化
合物在光反应提供的ATP和[H]的作用下还原生成糖类有机物。
【解答】解：A、水光解产生的O 场所是叶绿体的类囊体膜上，若被有氧呼吸利用，其场所在线粒体内膜，
2氧气从叶绿体类囊体膜开始，穿过叶绿体2层膜，然后进入同一细胞中的线粒体，经过外膜后就到达了内
膜，所以至少要穿过3层膜，A错误；
B、光反应中NADP+与电子（e﹣）和质子（H+）结合形成NADPH，提供给暗反应，B正确；
C、由图可知，产生的ATP可用于暗反应以及核酸代谢，色素合成等其他消耗能量的反应，C正确；
D、电子（e﹣）的有序传递是完成光能转换的重要环节，D正确。
故选：A。
【点评】本题主要考查光合作用中光反应的过程，考生需掌握相关知识，才能准确答题。
7. （多选）（2021•山东）关于细胞中的H O和O ，下列说法正确的是（ ）
2 2
A．由葡萄糖合成糖原的过程中一定有H O产生
2
B．有氧呼吸第二阶段一定消耗H O
2
C．植物细胞产生的O 只能来自光合作用
2
D．光合作用产生的O 中的氧元素只能来自于H O
2 2
【分析】1、有氧呼吸可以分为三个阶段：第一阶段：在细胞质的基质中：1分子葡萄糖被分解为2分子丙
酮酸和少量的还原型氢，释放少量能量；第二阶段：在线粒体基质中进行，丙酮酸和水在线粒体基质中被
彻底分解成二氧化碳和还原型氢；释放少量能量；第三阶段：在线粒体的内膜上，前两个阶段产生的还原
型氢和氧气发生反应生成水并释放大量的能量。
2、光合作用的光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体膜上）：水的光解产生[H]与氧气，以及ATP的形成；
光合作用的暗反应阶段（场所是叶绿体的基质中）：CO 被C 固定形成C ，C 在光反应提供的ATP和[H]
2 5 3 3
的作用下还原生成糖类等有机物。
【解答】解：A、葡萄糖是单糖，通过脱水缩合形成多糖的过程有水生成，A正确；
B、有氧呼吸第二阶段是丙酮酸和水反应生成CO 和[H]，所以一定消耗H O，B正确；
2 2
C、有些植物细胞含有过氧化氢酶（例如土豆），可以分解过氧化氢生成O ，因此植物细胞产生的O 不一
2 2
定只来自光合作用，C错误；
D、光反应阶段水的分解产生氧气，故光合作用产生的O 中的氧元素只能来自于H O，D正确。
2 2
故选：ABD。
【点评】本题主要考查有氧呼吸和光合作用的相关知识，要求考生识记有氧呼吸和光合作用的过程，理解
产生水和消耗水的过程，再结合所学知识判断各选项。
8. （多选）（2021•河北）《齐民要术》中记载了利用荫坑贮存葡萄的方法（如图）。目前我国果蔬主产区
普遍使用大型封闭式气调冷藏库（充入氮气替换部分空气），延长了果蔬保鲜时间、增加了农民收益。下
列叙述正确的是（ ）A．荫坑和气调冷藏库环境减缓了果蔬中营养成分和风味物质的分解
B．荫坑和气调冷藏库贮存的果蔬，有氧呼吸中不需要氧气参与的第一、二阶段正常进行，第三阶段受到抑
制
C．气调冷藏库中的低温可以降低细胞质基质和线粒体中酶的活性
D．气调冷藏库配备的气体过滤装置及时清除乙烯，可延长果蔬保鲜时间
【分析】粮食储藏需要低温、干燥、低氧的环境，而水果、蔬菜储藏需要（零上）低温、低氧、湿度适中，
这样可以降低细胞呼吸速率，减少有机物的消耗，达到长时间储藏、保鲜的效果。
【解答】解：A、荫坑和气调冷藏库环境里温度低、缺氧，抑制了细胞的呼吸作用，进而减缓了果蔬中营养
成分和风味物质的分解，A正确；
B、荫坑和气调冷藏库贮存中的低温可以降低呼吸作用相关酶的活性，大型封闭式气调冷藏库（充入氮气替
换部分空气）降低氧气浓度，其中酶的活性降低对有氧呼吸的三个阶段均有影响，B错误；
C、气调冷藏库环境里温度低，可以降低细胞质基质和线粒体中酶的活性，C正确；
D、乙烯具有催熟作用，因此气调冷藏库配备的气体过滤装置及时清除乙烯，可延长果蔬保鲜时间，D正确。
故选：ACD。
【点评】本题考查细胞呼吸原理在生产和生活中的应用，要求考生理解和掌握影响细胞呼吸的因素，并能
理论联系实际，解释日常生活中的生物学问题，属于考纲理解和应用层次的考查。
9. （2021•山东）光照条件下，叶肉细胞中O 与CO 竞争性结合C ，O 与C 结合后经一系列反应释放CO
2 2 5 2 5 2
的过程称为光呼吸。向水稻叶面喷施不同浓度的光呼吸抑制剂 SoBS溶液，相应的光合作用强度和光呼吸
强度见表。光合作用强度用固定的CO 量表示，SoBS溶液处理对叶片呼吸作用的影响忽略不计。
2
SoBS浓度
0 100 200 300 400 500 600
（mg/L）
光合作用强度
（CO µmol•m2•s 18.9 20.9 20.7 18.7 17.6 16.5 15.7
2
﹣1）
光呼吸强度
（CO µmol•m2•s 6.4 6.2 5.8 5.5 5.2 4.8 4.3
2
﹣1）
（1）光呼吸中C 与O 结合的反应发生在叶绿体的 中。正常进行光合作用的水稻，突然停止光照，
5 2叶片CO 释放量先增加后降低，CO 释放量增加的原因是
2 2
。
（2）与未喷施SoBS溶液相比，喷施100mg/LSoBS溶液的水稻叶片吸收和放CO 量相等时所需的光照强度
2
（填：“高”或“低”），据表分析，原因是
。
（3）光呼吸会消耗光合作用过程中的有机物，农业生产中可通过适当抑制光呼吸以增加作物产量。为探究
SoBS溶液利于增产的最适喷施浓度，据表分析，应在 mg/L之间再设置多个浓度梯度进一步
进行实验。
【分析】分析题文和表格：光呼吸会抑制暗反应，光呼吸会产生CO 。向水稻叶面喷施不同浓度的光呼吸
2
抑制剂SoBS溶液后，由表格数据可知，光合作用的强度随着SoBS浓度的增加出现先增加后下降的现象。
【解答】解：（1）C 位于叶绿体基质中，则O 与C 结合发生的场所在叶绿体基质中。突然停止光照，则
5 2 5
光反应产生的ATP、[H]减少，暗反应消耗的C 减少，C 与O 结合增加，产生的CO 增多。
5 5 2 2
（2）叶片吸收和放出CO 量相等时所需的光照强度即为光饱和点，与对照相比，喷施 100mg/LSoBS溶液
2
后，光合作用固定的CO 增加，光呼吸释放的CO 减少，即叶片的CO 吸收量增加，释放量减少，此时，
2 2 2
在更低的光照强度下，两者即可相等。
（3）光呼吸会消耗有机物，但光呼吸会释放CO ，补充光合作用的原料，适当抑制光呼吸可以增加作物产
2
量，由表可知，在SoBS溶液浓度为200mg/LSoBS时光合作用强度与光呼吸强度差值最大，即光合产量最
大，为了进一步探究最适喷施浓度，应在100～300mg/L之间再设置多个浓度梯度进一步进行实验。
故答案为：
（1）基质 光照停止，产生的ATP、[H]减少，暗反应消耗的C 减少，C 与O 结合增加，产生的CO 增
5 5 2 2
多
（2）低 喷施SoBS溶液后，光合作用固定的CO 增加，光呼吸释放的CO 减少，即叶片的CO 吸收量
2 2 2
增加，释放量减少，此时，在更低的光照强度下，两者即可相等
（3）100～300
【点评】本题着重考查了光合作用的影响因素等方面的知识，意在考查考生能识记并理解所学知识的要点，
把握知识间的内在联系，形成一定知识网络的能力，并且具有一定的分析能力和理解能力。
10. （2021•乙卷）生活在干旱地区的一些植物（如植物甲）具有特殊的CO 固定方式。这类植物晚上气孔打
2
开吸收CO ，吸收的CO 通过生成苹果酸储存在液泡中；白天气孔关闭，液泡中储存的苹果酸脱羧释放的
2 2
CO 可用于光合作用。回答下列问题：
2
（1）白天叶肉细胞产生ATP的场所有 。光合作用所需的CO 来源于苹果酸脱羧
2
和 释放的CO 。
2（2）气孔白天关闭、晚上打开是这类植物适应干旱环境的一种方式，这种方式既能防止
，又能保证 正常进行。
（3）若以pH作为检测指标，请设计实验来验证植物甲在干旱环境中存在这种特殊的 CO 固定方式。（简
2
要写出实验思路和预期结果）
【分析】1、光合作用的光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体膜上）：水的光解产生[H]与氧气，以及ATP
的形成；光合作用的暗反应阶段（场所是叶绿体的基质中）：CO 被C 固定形成C ，C 在光反应提供的
2 5 3 3
ATP和[H]的作用下还原生成糖类等有机物。
2、光合作用的实质上是绿色植物通过叶绿体利用光能把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物（如淀
粉），并且释放出氧气的过程。
3、光合作用的意义：
①提供了物质来源和能量来源。
②维持大气中氧和二氧化碳含量的相对稳定。
③对生物的进化具有重要作用。
总之，光合作用是生物界最基本的物质代谢和能量代谢。
【解答】解：（1）白天叶肉细胞产生ATP的途径有呼吸作用和光合作用，对应的场所有细胞质基质、线粒
体、叶绿体。光合作用所需的CO 来源于苹果酸脱羧和细胞呼吸释放的CO 。
2 2
（2）气孔白天关闭、晚上打开是这类植物适应干旱环境的一种方式，这种方式既能防止蒸腾作用丢失大量
水分，又能保证光合作用暗反应的正常进行。
（3）实验设计时遵循对照原则和单一变量原则，无关变量相同且适宜。若以pH作为检测指标，验证植物
甲在干旱环境中存在这种特殊的CO 固定方式。具体实验思路为：取若干生理状态相同的植物甲，平均分
2
为A、B两组并于夜晚测定其细胞液pH值。将A组置于干旱条件下培养，B组置于水分充足的条件下培养，
其它条件保持相同且适宜。一段时间后，分别测定A、B两组植物夜晚细胞液的pH值并记录。由于植物甲
在干旱环境中存在这种特殊的CO 固定方式，因此预期结果为：A组pH值小于B组，且B组pH值实验前
2
后变化不大，说明植物甲在干旱环境中存在这种特殊的CO 固定方式。
2
故答案为：
（1）细胞质基质、线粒体、叶绿体（类囊体薄膜） 细胞呼吸
（2）蒸腾作用丢失大量水分 光合作用（暗反应）
（3）实验思路：取若干生理状态相同的植物甲，平均分为A、B两组并于夜晚测定其细胞液pH值。将A
组置于干旱条件下培养，B组置于水分充足的条件下培养，其它条件保持相同且适宜。一段时间后，分别
测定A、B两组植物夜晚细胞液的pH值并记录
预期结果：A组pH值小于B组，且B组pH值实验前后变化不大，说明植物甲在干旱环境中存在这种特殊的CO 固定方式
2
【点评】本题考查光合作用的实质和意义等相关知识，意在考查学生对所学知识的理解与掌握程度，培养
了学生分析实验、获取信息、解决问题的综合应用的能力。
11. （2021•重庆）人线粒体呼吸链受损可导致代谢物X的积累，由此引发多种疾病。动物实验发现，给呼吸
链受损小鼠注射适量的酶A和酶B溶液，可发生如图所示的代谢反应，从而降低线粒体呼吸链受损导致
的危害。据图回答以下问题：
（1）呼吸链受损会导致 （填“有氧”或“无氧”）呼吸异常，代谢物X是 。
（2）过程⑤中酶B的名称为 ，使用它的原因是
。
（3）过程④将代谢物X消耗，对内环境稳态的作用和意义是
。
【分析】有氧呼吸分为三个阶段：第一阶段发生在细胞质基质，葡萄糖分解成丙酮酸和还原性氢，释放少
量能量；第二阶段发生在线粒体基质，丙酮酸和水反应生成二氧化碳和还原性氢，释放少量能量；第三阶
段发生在线粒体内膜，还原性氢和氧气反应生成水并释放大量能量。
【解答】解：（1）有氧呼吸主要在线粒体内，而无氧呼吸在细胞质基质。人线粒体呼吸链受损，会导致有
氧呼吸异常。丙酮酸能够分解转化成代谢产物X，场所在细胞质基质中，可以得出X是无氧呼吸的产物乳
酸。
（2）酶B可以使过氧化氢分解为水和氧气，所以为过氧化氢酶，催化过氧化氢的分解，避免过氧化氢对细
胞的毒害作用。
（3）代谢物X为乳酸，过程④可以将其分解，避免了乳酸的大量积累，维持细胞内的 PH稳定；是机体
进行正常生命活动的必要条件。
故答案为：
（1）有氧 乳酸（C H O ）
3 6 3（2）过氧化氢酶 催化过氧化氢的分解，避免过氧化氢对细胞的毒害
（3）避免代谢产物的积累，维持细胞内的 PH；是机体进行正常生命活动的条件
【点评】本题考查考生有氧呼吸、酶以及内环境稳态的意义等知识，要求考生能够结合图文进行分析，运
用相关知识解决问题。本题难度不大。
12. （2022•重庆）科学家发现，光能会被类囊体转化为“某种能量形式”，并用于驱动产生 ATP（如图Ⅰ）。
为探寻这种能量形式，他们开展了后续实验。
（1）制备类囊体时，提取液中应含有适宜浓度的蔗糖，以保证其结构完整，原因是
；为避免膜蛋白被降解，提取液应保持 （填“低温”或“常温”）。
（2）在图Ⅰ实验基础上进行图Ⅱ实验，发现该实验条件下，也能产生ATP。但该实验不能充分证明“某种
能量形式”是类囊体膜内外的H+浓度差，原因是
。
（3）为探究自然条件下类囊体膜内外产生H+浓度差的原因，对无缓冲液的类囊体悬液进行光、暗交替处
理 ， 结 果 如 图 Ⅲ 所 示 ， 悬 液 的 pH 在 光 照 处 理 时 升 高 ， 原 因 是
。类囊体膜内外的H+浓度差是通过光合电子传递和H+转运形成的，电子的最终来源物质是 。
（4）用菠菜类囊体和人工酶系统组装的人工叶绿体，能在光下生产目标多碳化合物。若要实现黑暗条件下
持续生产，需稳定提供的物质有 。生产中发现即使增加光照强度，产量也不再增
加，若要增产，可采取的有效措施有 （答两
点）。
【分析】1、光合作用的光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体膜上）：水的光解产生[H]与氧气，以及ATP
的形成。
2、光合作用的暗反应阶段（场所是叶绿体的基质中）：二氧化碳被五碳化合物固定形成三碳化合物，三碳
化合物在光反应提供的ATP和[H]的作用下还原生成糖类等有机物。
【解答】解：（1）制备类囊体时，其提取液中需要添加适宜浓度的蔗糖，保持类囊体内外的渗透压，避免
类囊体破裂，以保证其结构完整。提取液应该保持低温降低蛋白酶的活性，避免膜蛋白被降解。
（2）从图Ⅱ实验中可知，在光照条件下，将处于pH＝4的类囊体转移到pH＝8的锥形瓶中，再在遮光的条
件下加入ADP和Pi，也产生了ATP，但该实验不能充分证明“某种能量形式”是类囊体膜内外的H+浓度差，因为实验Ⅱ是在光照条件下对类囊体进行培养，无法证明某种能量是来自于光能还是来自膜内外氢离子浓
度差。
（3）对无缓冲液的类囊体悬液进行光、暗交替处理，悬液的pH在光照处理时升高，推测可能是类囊体膜
外H+被转移到类囊体膜内，造成溶液pH升高。类囊体膜内外的H+浓度差是通过光合电子传递和H+转运形
成的，光反应过程中，水的光解伴随着电子的传递，故电子的最终来源是水。
（4）人工叶绿体，能在光下生产目标多碳化合物，若要在黑暗条件下持续生产，则需要提供光反应产生的
物质NADPH和ATP，以及暗反应的原料CO 。生产中发现即使增加光照强度，产量也不再增加，说明暗反
2
应已经达到最大速率，增加二氧化碳的浓度和适当提高环境温度增加酶的活性，可有效提高光合效率。
故答案为：
（1）保持类囊体内外的渗透压，避免类囊体破裂 低温
（2）实验Ⅱ是在光照条件下对类囊体进行培养，无法证明某种能量是来自于光能还是来自膜内外氢离子浓
度差
（3）类囊体膜外H+被转移到类囊体膜内，造成溶液pH升高 水
（4）NADPH、ATP和CO 增加二氧化碳的浓度和适当提高环境温度
2
【点评】本题考查光合作用的相关知识，意在考查学生的识记能力和判断能力，运用所学知识综合分析问
题的能力是解答本题的关键。
13. （2022•山东）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。【分析】1、光合作用的光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体膜上）：水的光解产生[H]与氧气，以及ATP
的形成。
2、光合作用的暗反应阶段（场所是叶绿体的基质中）：二氧化碳被五碳化合物固定形成三碳化合物，三碳
化合物在光反应提供的ATP和[H]的作用下还原生成糖类等有机物。
【解答】解：（1）随层析液在滤纸上扩散速度最快的色素是胡萝卜素，主要吸收的光的颜色是蓝紫色。
（2）苹果幼苗光合作用暗反应速率不再增加，可能的原因有酶的数量达到饱和或者二氧化碳的浓度不足。
氧气是光反应产生的，产生速率继续增加的原因是光反应仍在继续进行，且光反应速率在增加。
（3）据图分析，甲组是对照组，与甲组相比，乙组加入BR后光抑制减弱，乙组与丙组相比，丙组加入的
是BR+L，其光合作用强度与甲组无明显差异，说明BR可能通过增强光反应关键蛋白的活性来增强光合作
用的强度。
故答案为：
（1）蓝紫色
（2）酶的数量达到饱和 二氧化碳的浓度不足 光反应速率仍旧在增加
（3）减弱 增强光反应关键蛋白的活性（或增加了关键蛋白的合成）
【点评】本题主要是考查光合作用的相关知识，意在考生考生的识记能力和理解能力，难度不大。
14. （2021•重庆）GR24是新型植物激素独脚金内酯的人工合成类似物，在农业生产上合理应用可提高农作物
的抗逆性和产量。
（1）某小组研究了弱光条件下GR24对番茄幼苗生长的影响，结果（均值）见表：
指标 叶绿素a含量 叶绿素b含量 叶绿素a/b 单株干重 单株分枝数
（mg•g﹣1） （mg•g﹣1） （g） （个）
处理
弱光+水 1.39 0.61 2.28 1.11 1.83
弱光+GR24 1.98 0.98 2.02 1.30 1.54
①结果表明，GR24处理使幼苗叶绿素含量上升、叶绿素a/b （填“上升”或“下降”），净光合
速率 ，提高了幼苗对弱光的利用能力。GR24处理抑制了幼苗分枝，与该作用效应相似的另一类激素
是 。
②若幼苗长期处于弱光下，叶绿体的发育会产生适应性变化，类囊体数目会 。若保持其他条件不
变，适度增加光照强度，气孔开放程度会 （填“增大”或“减小”）。
（2）列当是根寄生性杂草。土壤中的列当种子会被番茄根部释放的独脚金内酯诱导萌发，然后寄生在番茄
根部使其减产；若缺乏宿主，则很快死亡。
①应用GR24降低列当对番茄危害的措施为
。②为获得被列当寄生可能性小的番茄品种，应筛选出释放独脚金内酯能力 的植株。
【分析】1、植物激素是指植物体内一定部位产生，从产生部位运输到作用部位，对植物的生长发育有显著
影响的微量有机物。人工合成的对植物的生长发育有调节作用的化学物质称为植物生长调节剂。
2、表格数据分析：GR24处理可以使叶绿素a、叶绿素b的含量增加，叶绿素a/b比值降低，单株干重增加，
单株分枝数减少。
【解答】解：（1）①根据表中数据分析，与弱光+水处理相比，弱光+GR24处理使幼苗叶绿素含量上升、
叶绿素a/b下降，净光合速率增加。GR24处理抑制了幼苗分枝，属于抑制侧芽生长的作用，与该作用效应
相似的另一类激素是生长素，其生理作用具有两重性。②若幼苗长期处于弱光下，为适应弱光环境，植物
叶绿体中类囊体数目会增多。若保持其他条件不变，适度增加光照强度，植物对二氧化碳的需求增大，气
孔开放程度会增大。
（2）根据题意，独脚金内酯可以诱导列当种子萌发，列当种子萌发后若缺乏宿主，会很快死亡，故可以在
种植前用GR24处理土壤，促进土壤中的列当种子萌芽，待其死亡后再种植番茄。为获得被列当寄生可能
性小的番茄品种，应筛选出释放独脚金内酯能力弱的植株，以减少列当种子萌发的概率。
故答案为：
（1）下降 增加 生长素 增多 增
大
（2）在种植番茄前用 GR24 处理土壤，促进土壤中的列当种子提前萌芽，待其死亡后种植番茄
弱
【点评】本题结合实验数据和相关材料，考查植物激素调节对光合作用的影响和对植物生命活动的影响，
意在考查考生分析数据和材料以获取有效信息的能力，要能够理解所学知识要点，把握知识间内在联系的
能力，再将所学知识进行迁移运用。
15. （2021•河北）为探究水和氮对光合作用的影响，研究者将一批长势相同的玉米植株随机均分成三组，在
限制水肥的条件下做如下处理：（1）对照组；（2）施氮组，补充尿素（12g•m﹣2）；（3）水+氮组，补
充尿素（12g•m﹣2）同时补水。检测相关生理指标，结果见下表。
生理指标 对照组 施氮组 水+氮组
自由水/结合水 6.2 6.8 7.8
气孔导度（mmol•m﹣2s﹣1） 85 65 196
叶绿素含量（mg•g﹣1） 9.8 11.8 12.6
RuBP羧化酶活性（μmol•h﹣1g﹣1） 316 640 716
光合速率（μmol•m﹣2s﹣1） 6.5 8.5 11.4注：气孔导度反映气孔开放的程度
回答下列问题：
（1）植物细胞中自由水的生理作用包括 等（写出两点即可）。
补充水分可以促进玉米根系对氮的 ，提高植株氮供应水平。
（2）参与光合作用的很多分子都含有氮。氮与 离子参与组成的环式结构使叶绿素能够吸收光能，用
于驱动 两种物质的合成以及 的分解；RuBP羧化酶将CO 转变为羧基加到 分
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子上，反应形成的产物被还原为糖类。
（3）施氮同时补充水分增加了光合速率，这需要足量的 CO 供应。据实验结果分析，叶肉细胞CO 供应量
2 2
增加的原因是
。
【分析】由题分析可知：施氮组，水+氮组相比于对照组，光合速率提高。影响光合速率的因素有：自由
水/结合水，气孔导度，叶绿素含量，RuBP羧化酶活性。
【解答】解：（1）自由水是细胞中良好的溶剂，能运输物质，参与细胞代谢和补充营养，是许多生物化学
反应的介质，还能调节生物的体温；补充水分可以使玉米根系细胞渗透压降低，从而促进玉米根系对无机
盐的吸收。
（2）氨与镁离子参与组成的环式结构使叶绿素能够吸收光能，从而促进光合作用的光反应阶段NADPH、
ATP的合成和水的分解；在暗反应阶段，RuBP羧化酶将CO 转变为羧基加到C 分子上，反应形成C 被还
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原成糖类。
（3）由表格中水+氮组可知，叶肉细胞CO 供应量增加的原因是气孔导度增大，对于外界二氧化碳的吸收
2
增加，RuBP羧化酶的活性变大，二氧化碳固定效率增大。
故答案为：
（1）自由水是细胞中良好的溶剂，能运输物质 吸收
（2）镁 NADPH、ATP 水 C
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（3）气孔导度增大，对于外界二氧化碳的吸收增加，RuBP羧化酶的活性变大，二氧化碳固定效率增大
【点评】本题考查影响光合作用的因素相关知识，意在考查考生的分析能力，并根据表格信息准确得出结
论是解题关键。
