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题型 7 光合作用与细胞呼吸相关的实验探究（题
型集训）
【基础题型】
1. （2022•历下区校级模拟）酸碱等物质在生物实验中有广泛的应用，下列表述完全准确的一组是
①在“检测生物组织中的糖类”实验中，NaOH用于营造碱性环境②在“pH对酶活性的影响”探究实
验中，仅加入盐酸，就可调节pH③在“酵母菌细胞呼吸的方式”的实验中，NaOH用于吸收空气中的
CO 2④在“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验中，用浓盐酸创造重铬酸钾与乙醇发生化学反应的酸性条
件⑤在“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验中，盐酸用于低温处理的根尖组织细胞形态的固
定（ ）
A．①④ B．③ C．④ D．③⑤
2. （2022•朝阳区校级模拟）科研人员探究了不同温度（25℃和0.5℃）条件下密闭容器内蓝莓果实的CO 生
2
成速率的变化，结果发现，与25℃相比，0.5℃条件下果实的CO 生成速率较低。为验证上述实验结果，
2
某同学设计如下方案：
①取两个成熟程度相似、大小相同的蓝莓果实，分别装入甲、乙两个容积相同的瓶内，然后密封。
②将甲、乙瓶分别置于25℃和0.5℃条件下储存，每隔一段时间测定各瓶中的CO 浓度。
2
③记录实验数据并计算CO 生成速率。
2
根据上述方案分析，该方案（ ）
A．设计完善，无不足 B．缺少对照实验
C．未能控制单一变量 D．样本数量过少且未重复实验
3. （2022•辽宁二模）通过如图甲、乙两组装置探究酵母菌细胞的呼吸方式。取 20g新鲜的食用酵母菌，均分
为两份，分别放入锥形瓶A（500mL）和锥形瓶B（500mL）中，再分别向瓶中注入5%的葡萄糖溶液，实
验装置置于25～35℃的环境中培养8～10h。下列分析错误的是（ ）A．甲、乙两组为对比实验，实验结果事先都是已知的
B．若适当增加A、B瓶中葡萄糖溶液的量，不会影响实验结果
C．若环境温度低于25～35℃，可适当延长培养时间，不会影响实验结论
D．若通过检测酒精的产生确定酵母菌的呼吸方式，应将酵母菌的培养时间适当延长
4. （2022•金华模拟）以酵母菌和葡萄糖为材料进行实验，装置如图。下列关于该实验的叙述，正确的是（
）
A．乙试管中的丙酮酸被氧化成乙醇和CO
2
B．通过的空气应先除去CO ，以排除对实验结果的干扰
2
C．乙试管中酵母菌细胞呼吸产生的水中的氢全部来自葡萄糖
D．丙试管中酵母菌进行细胞呼吸时将葡萄糖中的能量大部分转化成热能
5. （2019•江苏）如图为某次光合作用色素纸层析的实验结果，样品分别为新鲜菠菜 叶和
一种蓝藻经液氮冷冻研磨后的乙醇提取液。下列叙述正确的是（ ）
A．研磨时加入CaCO 过量会破坏叶绿素
3
B．层析液可采用生理盐水或磷酸盐缓冲液
C．在敞开的烧杯中进行层析时，需通风操作
D．实验验证了该种蓝藻没有叶绿素b
6. （2022•定远县校级模拟）以下关于如图所示高中生物学实验的说法中，正确的是（ ）A．图甲中色素带②和④分别是黄色的叶黄素和蓝绿色的叶绿素a
B．若乙图是正在发生质壁分离的植物细胞，其吸水能力逐渐增强
C．丙图中培养酵母菌的锥形瓶应封口放置一段时间后再连接，目的是让酵母菌繁殖
D．丙图中澄清的石灰水变浑浊，说明酵母菌进行了无氧呼吸
7. （2022•江门模拟）为探究月季紫红叶片中的色素种类和性质，某实验小组使用不同的试剂作为层析液对该
叶片色素提取物进行分离，结果如图，以下分析错误的是（ ）
A．甲组的实验结果说明在该组层析液中各种色素的溶解度差异较大
B．光合色素易溶于无水乙醇，因此无水乙醇适用于光合色素的分离
C．分析甲、乙组实验结果可排除紫红色素属于类胡萝卜素的可能性
D．分析丙组实验结果可推测紫红色素可能是位于液泡的水溶性色素
8. （2019•海南）下列关于高等植物光合作用的叙述，错误的是（ ）
A．光合作用的暗反应阶段不能直接利用光能
B．红光照射时，胡萝卜素吸收的光能可传递给叶绿素a
C．光反应中，将光能转变为化学能需要有ADP的参与
D．红光照射时，叶绿素b吸收的光能可用于光合作用
9. （2022•深圳模拟）在植物进行光合作用的场所中，类囊体薄膜发挥了至关重要的作用。下列叙述错误的是
（ ）
A．类囊体薄膜上有四种色素，是光能吸收、传递和转换的场所
B．类囊体薄膜上合成的ATP能为各项生命活动提供能量
C．类囊体薄膜属于生物膜系统，其具有选择透过性
D．类囊体薄膜上氧气的产生速率是实际光合作用速率
10. （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
11. （2022•江西三模）某实验小组欲测定叶绿素对光的吸收情况，他们用三棱镜将白光中不同波长的光分散
开，然后通过特殊装置移动狭缝，选择特定波长的光，使特定波长的光照射到叶绿素溶液，最后用光电管
来检测透过叶绿素溶液的光的强弱，透过光合色素溶液的光越多，越强，光电管测定的数值越大。下列相
关叙述错误的是（ ）
A．叶绿素溶于酒精，可用无水乙醇提取叶片中的叶绿素
B．推测用绿光进行照射时，最终光电管测定的数值最大
C．若将叶绿素溶液替换为类胡萝卜素溶液，则实验结果不同
D．预期实验结果，叶绿素溶液吸收红光和蓝紫光，而不吸收其他光
12. （多选）（2022•长沙县校级一模）下列与呼吸作用和光合作用有关的实验，正确的是．（ ）
A．密闭发酵时，酵母菌将有机物转化为酒精的主要目的是防止杂菌污染
B．澄清石灰水、溴麝香草酚蓝水溶液都只能检测酵母菌培养液中CO 的产生情况
2
C．恩格尔曼的实验证明了叶绿体是光合作用的场所
D．鲁宾和卡门用同位素示踪的方法证明了光合作用释放的氧气来自水
【创新提升】
13. （2022•海淀区一模）开发生物燃料替代化石燃料，可实现节能减排。如图为生物燃料生产装置示意图，据
图分析合理的是（ ）A．光照时，微藻产生ADP和NADP+供给暗反应
B．图中①为CO ，外源添加可增加产物生成量
2
C．图中②为暗反应阶段产生的酒精等有机物质
D．该体系产油量的高低不受温度和pH等影响
14. （2022•渭南一模）将长势相同的甲、乙两株同种植物分别置于两个同样大小密闭的透明玻璃罩 a、b中，
甲给予适宜强度的光照，乙给予黑暗处理，其他条件相同。下列分析正确的是（ ）
A．a玻璃罩中的CO 浓度将持续降低至0
2
B．b玻璃罩中植株的干重将持续降低
C．甲、乙两植株的叶肉细胞中形成ATP的场所完全不同
D．甲植株的光合作用强度不会等于乙植株的呼吸作用强度
15. （2022•泰州模拟）“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，设法阻止两部分联系。光照6小时，在A、B截取等面积的叶片，烘干称重，分别记为a、b，光照前
截取同等面积的叶片烘干称重的数据为m ，下列说法错误的是（ ）
0
A．若m ﹣a＝b﹣m ，则表明该实验条件下番茄叶片的光合速率等于呼吸速率
0 0
B．本实验需阻止叶片光合产物向外运输，同时不影响水和无机盐的输送
C．忽略水和无机盐的影响，A部分叶片可在给B光照时剪下进行等时长的暗处理
D．选择叶片时需注意叶龄、着生节位、叶片的对称性及受光条件的一致性
16. （2022•永州三模）图甲为研究光合作用的实验装置，用打孔器在某植物的叶片上打出多个圆片，再用气泵
抽出气体直至叶片沉底，然后将等量的叶圆片转至不同温度的相同浓度的NaHCO 溶液中，给予一定的光
3
照，测量每个培养皿叶片上浮至液面所用的平均时间（图乙）。下列相关叙述错误的是（ ）A．利用图甲装置，可研究CO 浓度对该植物光合速率的影响
2
B．叶圆片上浮至液面的时间可反映叶圆片释放O 的速率大小
2
C．图乙ab段说明随着水温的增加，净光合速率逐渐增大
D．通过图乙能确定影响总光合速率的最适温度在bc之间
17. （2022•桃城区校级模拟）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。下列说法错误的是（ ）
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
2
生NADPH的速率将不变
C．一定光照条件下，如果再适当升高温度，图甲植物光合速率会发生图乙中从b到a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
18. （2022•香坊区校级四模）某小组为了探究夏季连续阴天对大棚农作物叶片光合作用的影响，做了一系列实
验。回答下列问题：
（1）为测定并比较叶片的叶绿素含量，需用 （试剂）提取叶绿体的色素。
（2）夏季连续阴天，大棚中白天适当增加 色的光源，提高植物光合作用强度，晚
上可适当 温度，可提高作物产量。
（3）为初步验证该种农作物叶片光合作用产生O 的部位和固定CO 的部位，该小组设计两组实验：
2 2
实验组Ⅰ：将叶肉细胞破碎后，经离心分离出叶绿体；
实验组Ⅱ：将叶肉细胞破碎后，经离心分离出生物膜。将分离到的生物结构置于适宜培养液中，在光照等条件适宜的密闭环境中，用 O 传感器和CO 传感器
2 2
分别检测两组实验装置的O 和CO 变化，请预测实验结果。（注：1．不考虑叶肉细胞的呼吸作用；
2 2
2．分离得到的细胞结构及功能不发生改变）
实验组Ⅰ： ，
实验组Ⅱ： ，
请分析出现上述结果的原因
。
19. （2021•福建）大气中浓度持续升高的CO 会导致海水酸化，影响海洋藻类生长，进而影响海洋生态。龙须
2
菜是我国重要的一种海洋大型经济藻类，生长速度快，一年可多次种植和收获。科研人员设置不同 CO 浓
2
度（大气CO 浓度LC和高CO 浓度HC）和磷浓度（低磷浓度LP和高磷浓度HP）的实验组合进行相关实
2 2
验，结果如图所示。
回答下列问题：
（1）本实验的目的是探究在一定光照强度下，
。
（2）ATP水解酶的主要功能是 。ATP水解酶活性可通过测定
表示。
（3）由图1、2可知，在较强的光照强度下，HC+HP处理比LC+HP处理的龙须菜净光合速率低，推测
原因是在酸化环境中，龙须菜维持细胞酸碱度的稳态需要吸收更多的矿质元素，因而细胞
增强，导致有机物消耗增加。
（4）由图2可知，大气CO 条件下，高磷浓度能 龙须菜的净光合速率。磷等矿质元素的大量
2
排放导致了某海域海水富营养化，有人提出可以在该海域种植龙须菜。结合以上研究结果，从经济效益
和环境保护的角度分析种植龙须菜的理由是
。20. （2021•浙江）不同光强度下，无机磷浓度对大豆叶片净光合速率的影响如图甲；16h光照，8h黑暗条件
下，无机磷浓度对大豆叶片淀粉和蔗糖积累的影响如图乙。回答下列问题：
（1）叶片细胞中，无机磷主要贮存于 ，还存在于细胞溶胶、线粒体和叶绿体等结构。光合作
用过程中，磷酸基团是光反应产物 的组分，也是卡尔文循环产生并可运至叶绿
体外的化合物 的组分。
（2）图甲的O～A段表明无机磷不是光合作用中 过程的主要限制因素。由图乙可知，光
照下，与高磷相比，低磷条件的蔗糖和淀粉含量分别是 ；不论高磷、低磷，24h内淀粉
含量的变化是 。
（3）实验可用光电比色法测定淀粉含量，其依据是
。为确定叶片光合产物的去向，可采用 法。
21. （2022•哈尔滨模拟）轮作是指在同一块田里种植的作物种类会因年份有所不同的种植方式。苜蓿（豆科植
物）一小麦轮作能够显著提高小麦的光合作用速率，减少小麦种植时对化学氮肥的依赖。但苜蓿根系发
达，会引起土壤水分匮乏，对小麦生长有一定的抑制作用。回答下列问题：
（1）光合作用过程中，是光反应产物 和NADPH的组成元素。水分可通过影响气孔的开闭间
接影响胞间 浓度。
（2）有实验结果表明，增水对轮作中小麦光合作用速率的提高比例大于施氨肥，结合信息对该结果进
行解释：一、豆科植物根部共生的根瘤菌具有固氨作用，降低了小麦对外源氨肥的需求；二、苜蓿具有
发达的根系， 。
（3）农业生产中，可采用同时增水和施氢肥显著提高苜蓿一小麦轮作中小麦的光合作用速率，请设计
实验验证以上结论（简要写出实验思路及预期结果，其他实验条件适宜。光合作用速率测量方法不做要
求）
。22. （2022•河南四模）玉米是我国主要粮食作物之一，合理增大种植密度可以提高玉米的产量。请回答玉米增
产的有关问题。
（1）种植过密会使玉米产量下降。从植物细胞代谢角度分析，过度密植
（写出两点原因），导致植株群体光合速率下降，而 增
加，使得产量下降。
（2）适当多施氮肥，可以提高玉米植株光合作用的能力，其原因是叶肉细胞中与光合作用有直接关系
的
物质增加所导致的（写出三种）。
（3）农民常采用小麦一玉米套种、玉米一大豆间作等传统种植模式。这些种植模式使得农田群落结构
复杂，从而提高了 。
（4）研究发现叶片喷施褪黑素能促进干旱处理后复水条件下玉米净光合速率的恢复。请设计实验进行
验证。（写出实验思路和结果）
。
23. （2022•河南三模）为测定光合作用速率的变化，某科研小组将番茄放入密闭的透明玻璃小室中，如图甲所
示。将该装置放于自然环境中，测定夏季一昼夜小室内植物氧气释放速率的变化，结果如图乙。请据图分
析并回答下列问题：
（1）图乙曲线中，a～b段上升的原因是 ；e～f段下降是因为
，从而导致光合速率下降；h点时番茄叶肉细胞
内产生ATP的场所有 。
（2）图乙曲线中d点时刻，图甲装置中有色液滴的位置位于起始位置（0点）的 （“左侧”
“右侧”或“起始位置”）。有色液滴移到最右侧对应图乙曲线中的 点。小组成员在上午某段
时间内，记录有色液滴移动位置时，获得了以下数据：
每隔20分钟记录一次数据
…… 11 13 17 23 ……则该组实验数据是在图乙曲线的 段获得的。
（3）如果要测定该植物的真正光合作用速率，还需增加一组实验，其设计思路是：
。
24. （2022•淮南二模）我国科学家在国际上首次实现了二氧化碳到淀粉的人工合成，这是典型的“0”到“1”的
原创性突破，对实现碳中和目标也具有具有里程碑式的意义。回答下列问题：
（1）植物叶肉细胞中利用CO 合成淀粉发生的具体场所是 ，与植物光合作用合成淀粉相
2
比，人工合成淀粉消耗同样多的CO ，积累的淀粉要高于植物，原因是
2
。
（2）研究发现，NaHSO 溶液对植物合成淀粉会产生影响。图一为光照强度对某植物叶片净光合速率
3
的影响。图二为图一C点所对应的光照条件下（其他条件与图一实验相同）不同浓度NaHSO 溶液对该
3
植物净光合速率的影响（CK为空白对照组）。
①图一中B点时叶肉细胞的光合速率 （填“大于”、“小于”或“等于”）呼吸速率。对该
植物叶片喷施2mmol/LNaHSO 溶液后，能使图一中C点向 方移动。
3
②如果在图二基础上探究NaHSO 溶液对该植物总光合速率的影响，简要写出实验设计思路：
3
。
