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专题02 光合作用与呼吸作用相关实验探究
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一、真题考法归纳
考法01 借助细胞呼吸的影响因素考查科学思维
考法02 借助细胞呼吸的原理与应用考查社会责任
考法03 借助光合色素考查生命观念
考法04 借助光合作用因素考查科学探究
新考法 借助光合作用和呼吸作用的关系考查社会责任
二、常考热点实验梳理
三、实验热点专练
四、实验命题预测
考法
01
借助细胞呼吸的影响因素考查科学思维
1．（2022·广东·高考真题）种子质量是农业生产的前提和保障。生产实践中常用TTC 法检
测种子活力，TTC（无色）进入活细胞后可被[H]还原成TTF（红色）。大豆充分吸胀后，取
种胚浸于0.5%TTC 溶液中，30℃保温一段时间后部分种胚出现红色。下列叙述正确的是（
）
A．该反应需要在光下进行
B．TTF 可在细胞质基质中生成
C．TTF 生成量与保温时间无关
D．不能用红色深浅判断种子活力高低
【答案】B
【解析】大豆种子充分吸水胀大，此时未形成叶绿体，不能进行光合作用，该反应不需要在
光下进行，A 错误；细胞质基质中可通过细胞呼吸第一阶段产生[H]，TTF 可在细胞质基质中
生成，B 正确；保温时间较长时，较多的TTC 进入活细胞，生成较多的红色TTF，C 错误；相
同时间内，种胚出现的红色越深，说明种胚代谢越旺盛，据此可判断种子活力的高低，D 错
误。
2．（2021·湖南·统考高考真题）下列有关细胞呼吸原理应用的叙述，错误的是（
）
A．南方稻区早稻浸种后催芽过程中，常用40℃左右温水淋种并时常翻种，可以为种子的
呼吸作用提供水分、适宜的温度和氧气
B．农作物种子入库贮藏时，在无氧和低温条件下呼吸速率降低，贮藏寿命显著延长
C．油料作物种子播种时宜浅播，原因是萌发时呼吸作用需要大量氧气
D．柑橘在塑料袋中密封保存，可以减少水分散失、降低呼吸速率，起到保鲜作用
【答案】B
1
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【解析】南方稻区早稻浸种后催芽过程中，“常用40℃左右温水淋种”可以为种子的呼吸作
用提供水分和适宜的温度，“时常翻种”可以为种子的呼吸作用提供氧气，A 正确；种子无
氧呼吸会产生酒精，因此，农作物种子入库储藏时，应在低氧和零上低温条件下保存，贮藏
寿命会显著延长，B 错误；油料作物种子种含有大量脂肪，脂肪中C、H 含量高，O 含量低，
油料作物种子萌发时呼吸作用需要消耗大量氧气，因此，油料作物种子播种时宜浅播，C 正
确；柑橘在塑料袋中“密封保存”使水分散失减少，氧气浓度降低，从而降低了呼吸速率，
低氧、一定湿度是新鲜水果保存的适宜条件，D 正确。
考法
02
借助细胞呼吸的原理与应用考查社会责任
3．（2023·湖南·统考高考真题）食品保存有干制、腌制、低温保存和高温处理等多种方法。
下列叙述错误的是（ ）
A．干制降低食品的含水量，使微生物不易生长和繁殖，食品保存时间延长
B．腌制通过添加食盐、糖等制造高渗环境，从而抑制微生物的生长和繁殖
C．低温保存可抑制微生物的生命活动，温度越低对食品保存越有利
D．高温处理可杀死食品中绝大部分微生物，并可破坏食品中的酶类
【答案】C
【解析】干制能降低食品中的含水量，使微生物不易生长和繁殖，进而延长食品保存时间，A
正确；腌制过程中添加食盐、糖等可制造高渗环境，从而微生物的生长和繁殖，B 正确；低
温保存可以抑制微生物的生命活动，但不是温度越低越好，一般果蔬的保存温度为零上低温，
C 错误；高温处理可杀死食品中绝大部分微生物，并通过破坏食品中的酶类，降低酶类对食
品有机物的分解，有利于食品保存，D 正确。
4．（2022·浙江·高考真题）下列关于细胞呼吸的叙述，错误的是（ ）
A．人体剧烈运动会导致骨骼肌细胞产生较多的乳酸
B．制作酸奶过程中乳酸菌可产生大量的丙酮酸和CO2
C．梨果肉细胞厌氧呼吸释放的能量一部分用于合成ATP
D．酵母菌的乙醇发酵过程中通入O2会影响乙醇的生成量
【答案】B
【解析】 剧烈运动时人体可以进行厌氧呼吸，厌氧呼吸的产物是乳酸，故人体剧烈运动时会
导致骨骼肌细胞产生较多的乳酸，A 正确；制作酸奶利用的是乳酸菌厌氧发酵的原理，乳酸
菌厌氧呼吸的产物是乳酸，无二氧化碳产生，B 错误； 梨果肉细胞厌氧呼吸第一阶段能产生
少量能量，该部分能量大部分以热能的形式散失了，少部分可用于合成ATP，C 正确；酵母菌
乙醇发酵是利用酵母菌在无氧条件产生乙醇的原理，故发酵过程中通入氧气会导致其厌氧呼
吸受抑制而影响乙醇的生成量，D 正确。
5．（2021·湖北·统考高考真题）采摘后的梨常温下易软化。果肉中的酚氧化酶与底物接触
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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O2减少，CO2增多，利于保鲜
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
【答案】C
【解析】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；密封条件下，梨呼吸作用导致O2减少，CO2增多，抑制呼吸，有氧呼吸减弱，
消耗的有机物减少，故利于保鲜，B 正确；细胞中自由水的含量越多，则细胞代谢越旺盛，C
错误；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。
6．（2020·山东·统考高考真题）我国的酿酒技术历史悠久，古人在实际生产中积累了很多
经验。《齐民要术》记载：将蒸熟的米和酒曲混合前需“浸曲发，如鱼眼汤，净淘米八斗，
炊作饭，舒令极冷”。意思是将酒曲浸到活化，冒出鱼眼大小的气泡，把八斗米淘净，蒸熟，
摊开冷透。下列说法错误的是（ ）
A．“浸曲发” 过程中酒曲中的微生物代谢加快
B．“鱼眼汤” 现象是微生物呼吸作用产生的CO2释放形成的
C．“净淘米”" 是为消除杂菌对酿酒过程的影响而采取的主要措施
D．“舒令极冷”的目的是防止蒸熟的米温度过高导致酒曲中的微生物死亡
【答案】C
【解析】“浸曲发”是将酵母菌活化，可以使微生物代谢加快，A 正确；“鱼眼汤”是指酵
母菌在呼吸过程中产生CO2，使溶液中出现气泡，B 正确；在做酒过程中，为消除杂菌的影响
主要靠“炊作饭”，即蒸熟，C 错误；“舒令极冷”是将米饭摊开冷透，防止温度过高导致
微生物（酵母菌死亡），D 正确。
7．（2021·河北·统考高考真题）《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（ ）
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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
【答案】ACD
【解析】荫坑和气调冷藏库环境中的低温均可通过降低温度抑制与呼吸作用相关的酶的活性，
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，有氧呼吸和无氧呼吸均减
弱，从而减缓了果蔬中营养成分和风味物质的分解，A 正确；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；温度会影响酶的活
性，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，C 正确；乙烯促进果实
成熟，催熟是乙烯最主要和最显著的效应。所以气调冷藏库配备的气体过滤装置及时清除乙
烯，可延长果蔬的保鲜时间，D 正确。
考法
0 3
借助光合色素考查生命观念
8．（2023·江苏·统考高考真题）下列关于“提取和分离叶绿体色素”实验叙述合理的是（
）
A．用有机溶剂提取色素时，加入碳酸钙是为了防止类胡萝卜素被破坏
B．若连续多次重复画滤液细线可累积更多的色素，但易出现色素带重叠
C．该实验提取和分离色素的方法可用于测定绿叶中各种色素含量
D．用红色苋菜叶进行实验可得到5 条色素带，花青素位于叶绿素a、b 之间
【答案】B
【解析】用有机溶剂提取色素时，加入碳酸钙是为了防止叶绿素被破坏，A 错误；画滤液细
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线时要间断画2～3 次，即等上一次干了以后再画下一次，若连续多次重复画滤液细线虽可累
积更多的色素，但会造成滤液细线过宽，易出现色素带重叠，B 正确；该实验中分离色素的
方法是纸层析法，可根据各种色素在滤纸条上呈现的色素带的宽窄来比较判断各色素的含量，
但该实验不能具体测定绿叶中各种色素含量，C 错误；花青素存在于液泡中，溶于水不易溶
于有机溶剂，故若得到5 条色素带，距离滤液细线最近的色素带为花青素，应在叶绿素b 的
下方，D 错误。
9．（2023·全国·统考高考真题）植物叶片中的色素对植物的生长发育有重要作用。下列有
关叶绿体中色素的叙述，错误的是（ ）
A．氮元素和镁元素是构成叶绿素分子的重要元素
B．叶绿素和类胡萝卜素存在于叶绿体中类囊体的薄膜上
C．用不同波长的光照射类胡萝卜素溶液，其吸收光谱在蓝紫光区有吸收峰
D．叶绿体中的色素在层析液中的溶解度越高，随层析液在滤纸上扩散得越慢
【答案】D
【解析】叶绿素的元素组成是C、H、O、N、Mg，氮元素和镁元素是构成叶绿素分子的重要元
素，A 正确；光反应的场所是类囊体的薄膜，需要光合色素吸收光能，叶绿素和类胡萝卜素
存在于叶绿体中类囊体的薄膜上，B 正确；类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，用不同波长的光照
射类胡萝卜素溶液，其吸收光谱在蓝紫光区有吸收峰，C 正确；叶绿体中的色素在层析液中
的溶解度越高，随层析液在滤纸上扩散得越快，D 错误。
10．（2021·湖北·统考高考真题）在真核细胞中，由细胞膜、核膜以及各种细胞器膜等共
同构成生物膜系统。下列叙述错误的是（ ）
A．葡萄糖的有氧呼吸过程中，水的生成发生在线粒体外膜
B．细胞膜上参与主动运输的ATP 酶是一种跨膜蛋白
C．溶酶体膜蛋白高度糖基化可保护自身不被酶水解
D．叶绿体的类囊体膜上分布着光合色素和蛋白质
【答案】A
【解析】葡萄糖的有氧呼吸过程中，水的生成发生在有氧呼吸第三阶段，场所是线粒体内膜，
A 错误；真核细胞的细胞膜上参与主动运输的ATP 酶是一种跨膜蛋白，该类蛋白发挥作用时可
催化ATP 水解，为跨膜运输提供能量，B 正确；溶酶体内有多种水解酶，能溶解衰老、损伤的
细胞器，溶酶体膜蛋白高度糖基化可保护自身不被酶水解，C 正确；叶绿体的类囊体膜是光
反应的场所，其上分布着光合色素和蛋白质（酶等），利于反应进行，D 正确。
11．（2023·湖北·统考高考真题）植物光合作用的光反应依赖类囊体膜上PS Ⅰ和PS Ⅱ光
复合体，PS Ⅱ光复合体含有光合色素，能吸收光能，并分解水。研究发现，PS Ⅱ光复合体上
的蛋白质LHC Ⅱ，通过与PS Ⅱ结合或分离来增强或减弱对光能的捕获（如图所示）。LHC Ⅱ
与PS Ⅱ的分离依赖LHC 蛋白激酶的催化。下列叙述错误的是（ ）
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A．叶肉细胞内LHC 蛋白激酶活性下降，PS Ⅱ光复合体对光能的捕获增强
B．Mg2+含量减少会导致PS Ⅱ光复合体对光能的捕获减弱
C．弱光下LHC Ⅱ与PS Ⅱ结合，不利于对光能的捕获
D．PS Ⅱ光复合体分解水可以产生H+、电子和O2
【答案】C
【解析】叶肉细胞内LHC 蛋白激酶活性下降，LHC Ⅱ与PS Ⅱ分离减少，PSI Ⅱ光复合体对光
能的捕获增强，A 正确；Mg2+是叶绿素的组成成分，其含量减少会导致PS Ⅱ光复合体上的叶
绿素含量减少，导致对光能的捕获减弱 ，B 正确；弱光下LHC Ⅱ与PS Ⅱ结合，增强对光能的
捕获，C 错误；PS Ⅱ光复合体能吸收光能，并分解水，水的光解产生H+、电子和O2，D 正确。
考法
0 4
借助光合作用因素考查科学探究
12．（2023·江苏·统考高考真题）气孔对植物的气体交换和水分代谢至关重要，气孔运动
具有复杂的调控机制。图1 所示为叶片气孔保卫细胞和相邻叶肉细胞中部分的结构和物质代
谢途径。①~④表示场所。请回答下列问题：
(1)光照下，光驱动产生的NADPH 主要出现在 （从①~④中选填）；NADPH 可用于CO2固
定产物的还原，其场所有 （从①~④中选填）。液泡中与气孔开闭相关的主要成分有
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H2O、 （填写2 种）等。
(2)研究证实气孔运动需要ATP，产生ATP 的场所有 （从①~④中选填）。保卫细胞中的
糖分解为PEP，PEP 再转化为 进入线粒体，经过TCA 循环产生的 最终通过电子传
递链氧化产生ATP。
(3)蓝光可刺激气孔张开，其机理是蓝光激活质膜上的AHA，消耗ATP 将H+泵出膜外，形成跨
膜的 ，驱动细胞吸收K+等离子。
(4)细胞中的PEP 可以在酶作用下合成四碳酸OAA，并进一步转化成Mal，使细胞内水势下降
（溶质浓度提高），导致保卫细胞 ，促进气孔张开。
(5)保卫细胞叶绿体中的淀粉合成和分解与气孔开闭有关，为了研究淀粉合成与细胞质中ATP
的关系，对拟南芥野生型WT 和NTT 突变体ntt1（叶绿体失去运入ATP 的能力）保卫细胞的淀
粉粒进行了研究，其大小的变化如图2．下列相关叙述合理的有______。
A．淀粉大量合成需要依赖呼吸作用提供ATP
B．光照诱导WT 气孔张开与叶绿体淀粉的水解有关
C．光照条件下突变体ntt1 几乎不能进行光合作用
D．长时间光照可使WT 叶绿体积累较多的淀粉
【答案】(1) ④ ①④ K+等无机离子、苹果酸（Mal）等有机酸
(2) ①②④ 丙酮酸NADH
(3)氢离子电化学势能
(4)吸水膨胀（或吸水或膨胀）
(5)ABD
【分析】题图分析，图中①表示细胞质基质，②表示线粒体，③表示液泡，④为叶绿体。
【解析】（1）光照下，光驱动产生的NADPH 主要出现在④叶绿体中；NADPH 可用于CO2固定
产物的还原，据图可知，OAA 的还原也需要NADPH 的参与，NADPH 用于CO2固定产物还原的场
所有①④。液泡中与气孔开闭相关的主要成分有H2O、钾离子等无机盐离子和Mal 等有机酸，
其中钾离子和Mal 影响细胞液的渗透压，进而影响保卫细胞的吸水力，影响气孔的开闭。
（2）研究证实气孔运动需要ATP，叶绿体可通过光反应产生ATP，细胞呼吸的场所是细胞质
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基质和线粒体，因此产生ATP 的场所有细胞质基质、线粒体，即图中的①②④。保卫细胞中
的糖分解为PEP，PEP 再转化为丙酮酸进入线粒体参与有氧呼吸的第二、三阶段，经过TCA 循
环产生的NADH 最终通过电子传递链氧化产生ATP，即有氧呼吸的第三阶段。
（3）蓝光可刺激气孔张开，其机理是蓝光激活质膜上的AHA，消耗ATP 将H+泵出膜外，形成
跨膜的氢离子浓度梯度，并提供电化学势能驱动细胞吸收K+等离子，进而提高细胞液浓度，
促进细胞吸水，进而表现为气孔张开。
（4）细胞中的PEP 可以在酶作用下合成四碳酸OAA，并进一步转化成Mal，进入到细胞液中，
使细胞内水势下降（溶质浓度提高），导致保卫细胞吸水膨胀，促进气孔张开。
（5）A、结合图示可知，黑暗时突变体ntt1 淀粉粒面积远小于WT，突变体ntt1 叶绿体失去
运入ATP 的能力，据此推测保卫细胞淀粉大量合成需要依赖呼吸作用提供ATP ，A 正确；
B、保卫细胞叶绿体中的淀粉合成和分解与气孔开闭有关，结合图1 可以看出，光照条件会促
进保卫细胞淀粉粒的水解，光照诱导WT 气孔张开与叶绿体淀粉的水解有关，B 正确；
C、NTT 突变体ntt1 叶绿体失去运入ATP 的能力，光照条件下突变体ntt1 保卫细胞的的淀粉
粒几乎无变化，不能说明该突变体不能进行光合作用，C 错误；
D、结合图示可以看出，较长时间光照可使WT 叶绿体面积增大，因而推测，积累较多的淀粉，
D 正确。
★新考法 借助光合作用和呼吸作用的关系考查社会责任
1．（2023·重庆·统考高考真题）水稻是我国重要的粮食作物，光合能力是影响水稻产量的
重要因素。
(1)通常情况下，叶绿素含量与植物的光合速率成正相关。但有研究发现，叶绿素含量降低的
某一突变体水稻，在强光照条件下，其光合速率反而明显高于野生型。为探究其原因，有研
究者在相同光照强度的强光条件下，测定了两种水稻的相关生理指标（单位省略），结果如
下表。
光反应
暗反应
光能转化效率
类囊体薄膜电子传递速率
RuBP 羧化酶含量
Vmax
野生型
0．49
180．1
4．6
129．5
突变体
0．66
199．5
7．5
164．5
注：RuBP 羧化酶：催化CO2固定的酶：Vmax：RuBP 羧化酶催化的最大速率
①类囊体薄膜电子传递的最终产物是 。RuBP 羧化酶催化的底物是CO2和 。
②据表分析，突变体水稻光合速率高于野生型的原因是 。
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(2)研究人员进一步测定了田间光照和遮荫条件下两种水稻的产量（单位省略），结果如下表。
田间光照产量
田间遮阴产量
野生
型
6．93
6．20
突变
体
7．35
3．68
①在田间遮荫条件下，突变体水稻产量却明显低于野生型，造成这个结果的内因是 ，外
因是 。
②水稻叶肉细胞的光合产物有淀粉和 ，两者可以相互转化，后者是光合产物的主要运输
形式，在开花结实期主要运往籽粒。
③根据以上结果，推测两种水稻的光补偿点（光合速率和呼吸速率相等时的光照强度），突
变体水稻较野生型 （填“高”、“低”或“相等”）。
【答案】(1) NADPH（[H]） C5（核酮糖—1，5-二磷酸，RuBP） 突变体的光反
应与暗反应速率都较野生型快
(2) 突变体叶绿素含量太低 光照强度太低 蔗糖 高
【解析】（1）①根据分析可知，光合作用的光反应阶段在类囊体薄膜上反应。这个阶段电子
传递的最终产物是NADPH。RuBP 羧化酶是催化CO2固定的酶，根据分析可知这个阶段是暗反应
阶段（CO2的固定），在这个反应中 CO2，在CO2固定酶的作用下与C5（一种五碳化合物）结
合，所以RuBP 羧化酶催化的底物是CO2和C5。
②根据分析可知，表中的类囊体薄膜电子传递速率代表了光反应速率，电子传递速率越高，
则光反应速率越快；RuBP 羧化酶含量高低与暗反应速率有关，RuBP 羧化酶含量越高，暗反应
速率越快。由表可知突变体的光反应和暗反应速率都比野生型快，所以突变型水稻的光合速
率高于野生型。
（2）①根据光合作用的分析可知，只要影响到原料、能量的供应都是影响光合作用的因素，
比如CO2的浓度、叶片气孔的开闭情况，光照强度等；叶绿体是光合作用的场所，影响叶绿体
的形成，结构的因素，比如叶绿体光合色素含量低等也会影响光合作用。根据题干可知在遮
荫情况下突变体水稻产量明显低于野生型，因此推测这种结果的内因则是突变体自身叶绿素
含量太低，外因则是光照强度太低。
②蔗糖是光合作用的主要产物，也是植物光合作用远距离运输的主要形式。所以水稻叶肉细
胞的光合产物有淀粉和蔗糖，两者可以相互转化，后者是光合产物的主要运输形式，在开花
结实期主要运往籽粒。
③根据以上结果可知，在同等光合速率下突变体水稻所需要的光照更强，因此突变体水稻的
光补偿点较野生型高。
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2．（2023·辽宁·统考高考真题）花生抗逆性强，部分品种可以在盐碱土区种植。下图是四
个品种的花生在不同实验条件下的叶绿素含量相对值（SPAD）（图1）和净光合速率（图
2）。回答下列问题：
(1)花生叶肉细胞中的叶绿素包括 ，主要吸收 光，可用 等有机溶剂从叶片中
提取。
(2)盐添加量不同的条件下，叶绿素含量受影响最显著的品种是 。
(3)在光照强度为500μmol·m2·s ¹、无NaCl 添加的条件下，LH12 的光合速率 （填
“大于”“等于”或“小于"）HH1 的光合速率，判断的依据是 。在光照强度为
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1500μmolm2·s-1、NaCl 添加量为3．0g·kg ¹的条件下，HY25 的净光合速率大于其他三个品
种的净光合速率，原因可能是HY25 的 含量高，光反应生成更多的 ，促进了暗反应
进行。
(4)依据图2，在中盐（2．0g·kg-1）土区适宜选择种植 品种。
【答案】(1) 叶绿素a 和叶绿素b 红光和蓝紫 无水乙醇
(2)HH1
(3) 大于 在光照强度为500μmol·m2·s ¹、无NaCl 添加的条件下，LH12 的净光合
速率和HH1 的净光合速率相同，但由于前者的呼吸速率大于后者，且总光合速率等于净光合
速率和呼吸速率之和， 叶绿素 ATP 和NADPH
(4)LH12
【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）。
【解析】（1）花生叶肉细胞中的叶绿素包括叶绿素a 和叶绿素b，主要吸收红光和蓝紫光，
可用无水乙醇等有机溶剂从叶片中提取，因为叶片中的色素能溶解到有机溶剂中。
（2）结合图1 实验结果可以看出，盐添加量不同的条件下，叶绿素含量受影响最显著的品种
是HH1，因为该品种的叶绿素含量受盐浓度变化影响更显著。
（3）在光照强度为500μmol·m-2·s-1、无NaCl 添加的条件下，LH12 的净光合速率和HH1 的
净光合速率相同，但由于前者的呼吸速率大于后者，且总光合速率等于净光合速率和呼吸速
率之和，因此可以判断，LH12 的光合速率大于HH1 的光合速率。在光照强度为
1500μmolm-2·s-1、NaCl 添加量为3．0g·kg ¹的条件下，HY25 的净光合速率大于其他三个品
种的净光合速率，原因可能是HY25 的叶绿素含量高与其他三个品种，光反应生成更多的ATP
和NADPH，进而促进了暗反应进行，提高了光合速率。
（4）根据图2 数据可知，在中盐（2．0g·kg-1）土区适宜选择种植LH12 品种，因为该条件
下，该品种的净光合速率更大，说明产量更高，因而更适合在该地区种植。
3．（2023·海南·高考真题）海南是我国火龙果的主要种植区之一、由于火龙果是长日照植
物，冬季日照时间不足导致其不能正常开花，在生产实践中需要夜间补光，使火龙果提前开
花，提早上市。某团队研究了同一光照强度下，不同补光光源和补光时间对火龙果成花的影
响，结果如图。
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回答下列问题。
(1)光合作用时，火龙果植株能同时吸收红光和蓝光的光合色素是 ；用纸层析法分离叶
绿体色素获得的4 条色素带中，以滤液细线为基准，按照自下而上的次序，该光合色素的色
素带位于第 条。
(2)本次实验结果表明，三种补光光源中最佳的是 ，该光源的最佳补光时间是 小
时/天，判断该光源是最佳补光光源的依据是 。
(3)现有可促进火龙果增产的三种不同光照强度的白色光源，设计实验方案探究成花诱导完成
后提高火龙果产量的最适光照强度（简要写出实验思路）。
【答案】(1) 叶绿素（或叶绿素a 和叶绿素b） 一和二
(2) 红光+蓝光 6 不同的补光时间条件下，红光+蓝光光源组平均花朵数均最多
(3)三组长势相同，成花诱导完成的火龙果植株，经不同光照强度的白光处理相同时间到果实
成熟时(其他条件相同且适宜)，分别测量不同组火龙果产量，产量最高的组的光线对应最适
光线强度
【解析】（1）火龙果植株能同时吸收红光和蓝光的光合色素是叶绿素a 和叶绿素b，二者统
称为叶绿素。用纸层析法分离叶绿体色素获得的4 条色素带中，以滤液细线为基准，按照自
下而上的次序，该光合色素的色素带位于第一条和第二条。
（2）根据实验结果，三种补光光源中最佳的是红光+蓝光，因为在不同补光时间条件下，红
光+蓝光组平均花朵数都最多，该光源的补光时间是6 小时/天时，平均花朵数最多，所以最
佳补光时间是6 小时/天。
（3）本实验要求对三种不同光照强度的白色光源，探究成花诱导完成后提高火龙果产量的最
适光照强度，所以将生长状况相同的火龙果分三组，成花诱导完成后，经不同光照强度的白
光处理相同时间到果实成熟时(其他条件相同且适宜)，分别测量不同组火龙果产量，产量最
高的组的光线对应最适光线强度。
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知识点一、细胞呼吸的影响因素
1．温度
(1)影响(如图)：细胞呼吸是一系列酶促反应，温度通过影响酶的活性而影响细胞呼吸速率。
细胞呼吸的最适温度一般在25～35 ℃之间。
(2)应用：①低温储存食品。
②大棚栽培在夜间和阴天适当降温。
③温水和面发得快。
2．氧气
(1)影响(如图)：O2是有氧呼吸所必需的，且O2对无氧呼吸过程有抑制作用。
①O2浓度＝0 时，只进行无氧呼吸。
②0<O2浓度<10%时，同时进行有氧呼吸和无氧呼吸。
③O2浓度≥10%时，只进行有氧呼吸。
④O2浓度＝5%时，有机物消耗最少。
(2)应用：①中耕松土促进植物根部有氧呼吸。
②无氧发酵过程需要严格控制无氧环境。
③低氧储存粮食、水果和蔬菜。
④选用透气的消毒纱布包扎伤口。
⑤提倡慢跑，防止肌细胞无氧呼吸产生乳酸。
⑥稻田定期排水，防止酒精中毒，烂根死亡。
3．CO2浓度
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(1)CO2是细胞呼吸的最终产物，积累过多会抑制(填“促进”或“抑制”)细胞呼吸的进行。
(2)应用：在蔬菜和水果保鲜中，增加CO2浓度。
4．含水量
(1)一定范围内，细胞中自由水含量越多，代谢越旺盛，细胞呼吸越强。
(2)应用：①粮食储存前要进行晒干处理。
②水果、蔬菜储存时保持一定的湿度。
知识点二、捕获光能的色素
1．绿叶中色素的提取和分离
(1)实验原理
试剂
原理
提取
无水乙
醇
绿叶中的色素溶于有机溶剂，而不溶于水
分离
层析液
各种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
(2)实验步骤
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(3)实验结果分析
色素种类
颜色
吸收光谱
胡萝卜素
类胡萝卜素(含量约占
1/4)
橙黄色
主要吸收蓝紫光
叶黄素
黄色
叶绿素a
叶绿素(含量约占3/4)
蓝绿色
主要吸收蓝紫光和红
光
叶绿素b
黄绿色
结果分析：
①色素带的条数与色素种类有关，四条色素带说明有四种色素。
②色素带的宽窄与色素含量有关，色素带越宽说明此种色素含量越多。色素带最宽的是叶绿
素a，最窄的是胡萝卜素，叶绿素b 的色素带比叶黄素的稍宽。
③色素带扩散速度与溶解度有关，扩散速度越快说明溶解度越高。
④相邻两条色素带之间距离最远的是胡萝卜素和叶黄素，最近的是叶绿素a 和叶绿素b。
知识点三、光合作用的影响因素及其应用
一、外部因素
(1)光照强度
①原理：光照强度通过影响植物的光反应进而影响光合速率。光照强度增加，光反应速度加
快，产生的NADPH 和ATP 增多，使暗反应中C3还原过程加快，从而使光合作用产物增加。
②曲线分析
项目
生理过程
气体交换
生理状态模型
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A 点
只进行呼吸
作用
吸收O2、释放CO2
AB 段
呼吸作用大
于光合作用
吸收O2、释放CO2
B 点
呼吸作用等
于光合作用
不与外界进行气体交
换
B 点
以后
呼吸作用小
于光合作用
吸收CO2、释放O2
③应用：温室生产中，适当增强光照强度，以提高光合速率，使作物增产；阴生植物的光补
偿点和光饱和点都较阳生植物低，间作套种农作物，可合理利用光能。
(2)CO2浓度
①原理：CO2影响暗反应阶段，制约C3的形成。
②曲线分析
图1 中A 点表示CO2补偿点，即光合速率等于呼吸速率时的CO2浓度，图2 中A′点表示进行光
合作用所需CO2的最低浓度。B 点和B′点都表示CO2饱和点。
③应用：在农业生产上可以通过“正其行，通其风”、增施农家肥等增大CO2浓度，提高光合
速率。
(3)温度
①原理：温度通过影响酶的活性影响光合作用。
②曲线分析
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AB 段
在B 点之前，随着温度升高，光合速率增大
B 点
酶的最适温度，光合速率最大
BC 段
随着温度升高，酶的活性下降，光合速率减小，50 ℃左右光合速
率几乎为零
③应用：温室栽培植物时，白天调到光合作用最适温度，以提高光合速率；晚上适当降低温
室内温度，以降低细胞呼吸速率，保证植物有机物的积累。
(4)水分
①原理：水既是光合作用的原料，又是体内各种化学反应的介质，如植物缺水导致萎蔫，使
光合速率下降。另外，水分还能影响气孔的开闭，间接影响CO2进入植物体内。
②曲线分析
图1 表明在农业生产中，可根据作物的需水规律，合理灌溉。图2 曲线中间E 处光合作用强
度暂时降低，是因为温度高，蒸腾作用过强，部分气孔关闭，影响了CO2的供应。
(5)矿质元素
①原理：N、Mg、Fe 等是叶绿素合成的必需元素，若这些元素缺乏，会影响叶绿素的合成，
从而影响光合作用。
②应用：在农业生产上，根据植物的需肥规律，适时、适量地增施肥料，可以提高作物的光
合作用效率。
二、内部因素
(1)植物自身的遗传特性，如植物品种不同，以阴生植物、阳生植物为例
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(2)植物叶片的叶龄、叶绿素含量及酶
(3)植物叶面积指数
1．不同植物品种对低氧胁迫的耐受能力不同，研究人员采用无土栽培的方法，研究了低氧胁
迫对两个丝瓜品种（A、B）根系细胞呼吸的影响，测得第7 天时根细胞中丙酮酸和乙醇的相
对含量，结果如表所示。假定细胞呼吸的底物都是等量葡萄糖，下列有关说法错误的是（
）
组别
甲
乙
丙
丁
实验处理
（品种A）正常通
气
（品种B）正常通
气
（品种A）低
氧
（品种B）低
氧
丙酮酸相对含
0.18
0.19
0.21
0.34
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量
乙醇相对含量
2.45
2.49
6.00
4.00
A．正常通气条件下，品种A 的无氧呼吸消耗葡萄糖的速率比品种B 的快
B．正常通气条件下，丝瓜根细胞会在细胞质基质中产生乙醇
C．低氧条件下，品种A 中丙酮酸转化为乙醇的能力比品种B 的强
D．低氧条件下，品种A 与品种B 无氧呼吸消耗葡萄糖的比例为3:2
【答案】A
【分析】由表中信息可知，正常通气情况下，两个丝瓜品种根系细胞产生了酒精，说明其呼
吸方式为有氧呼吸和无氧呼吸。低氧胁迫下，酒精产量升高，说明有氧呼吸受阻，根系通过
加强无氧呼吸来提供能量。
【详解】A、正常通气条件下，品种A 的乙醇相对含量小于品系B，说明品系A 无氧呼吸消耗
葡萄糖的速率比品种B 的慢，A 错误；
B、据表可知，正常通气情况下，丝瓜品种A 和B 的根细胞也会产生酒精，酒精是无氧呼吸的
产物，无氧呼吸的场所是细胞质基质，B 正确；
C、实验结果表明，低氧条件A 品种根细胞中丙酮酸相对含量小于B 品种，而酒精增加量大于
B 品种，说明A 品种根细胞中丙酮酸更多的转变为乙醇，丝瓜品种A 催化丙酮酸转变为乙醇的
酶活性较高，C 正确；
D、无氧呼吸消耗一分子葡萄糖，产生两分子CO2，根据丙组乙醇相对含量为6，丁组乙醇相
对含量为4，可知低氧条件下，品种A 与品种B 无氧呼吸消耗葡萄糖的比例为3∶2，D 正确。
故选A。
2．低氧胁迫会对植物的生长造成不利影响，某实验小组利用水培技术探究低氧对两个油菜品
种（甲、乙）根部细胞呼吸的影响，实验结果如图所示。下列分析不正确的是（ ）
A．正常氧气条件下油菜根部细胞只进行有氧呼吸
B．低氧条件下甲品种体内催化丙酮酸形成乙醇的酶活性更高
C．长期处于低氧条件下植物根系会变黑、腐烂
D．乙品种比甲品种更耐低氧胁迫
【答案】A
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【分析】1、有氧呼吸全过程：第一阶段：在细胞质基质中，一分子葡萄糖形成两分子丙酮酸、
少量的[H]和少量能量，这一阶段不需要氧的参与。第二阶段：丙酮酸进入线粒体的基质中，
分解为二氧化碳、大量的[H]和少量能量。第三阶段：在线粒体的内膜上，[H]和氧气结合，
形成水和大量能量，这一阶段需要氧的参与。
2、无氧呼吸全过程：第一阶段：在细胞质的基质中，与有氧呼吸的第一阶段完全相同。即一
分子的葡萄糖在酶的作用下分解成两分子的丙酮酸，过程中释放少量的[H]和少量能量。第二
阶段：在细胞质的基质中，丙酮酸在不同酶的催化下，分解为酒精和二氧化碳，或者转化为
乳酸。无氧呼吸第二阶段不产生能量。
【详解】A、由图可知，对照组为正常氧气条件，此条件下，甲、乙品种根细胞中均含乙醇，
说明正常氧气条件下油菜根部细胞会进行无氧呼吸，A 错误；
B、低氧条件下，甲品种体内的乙醇含量更高，推测甲品种体内催化丙酮酸形成乙醇的酶活性
更高，B 正确；
C、长期处于低氧条件下，根部细胞积累的乙醇增多，会导致植物根系变黑、腐烂，C 正确；
D、结合图示可以看出，低氧条件对乙品种根系含有的乙醇量较少，因而根系受到的毒害程度
小于甲品种，故乙品种比甲品种更耐低氧胁迫，D 正确。
故选A。
3．慢跑属于有氧运动，骨骼肌主要靠有氧呼吸供能，如图是有氧呼吸某阶段示意图。短跑属
于无氧运动，骨骼肌除进行有氧呼吸外，还会进行无氧呼吸。下列叙述错误的是（ ）
A．慢跑时，人体消耗的O2用于与[H]结合生成水
B．细胞质基质中的H+流回线粒体基质推动了ADP 和Pi 合成ATP
C．短跑过程中消耗的O2量等于产生的CO2量
D．短跑时，骨骼肌无氧呼吸消耗的葡萄糖中的能量大部分储存在乳酸中
【答案】B
【分析】在剧烈运动时，人体同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，以维持能量的供应，其中无氧
呼吸的产物是乳酸。
【详解】A、慢跑时，消耗的氧气用于有氧呼吸的第三阶段，与[H]结合生成水，并释放大量
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能量，A 正确；
B、线粒体是双层膜结构，据图可知，图中H+不在细胞质基质，H+沿线粒体内膜上的ATP 合成
酶、顺浓度梯度流回线粒体基质中，利用H+顺浓度梯度运输的势能将ADP 和Pi 合成ATP，B
错误；
C、在短跑过程中，人体进行无氧呼吸产生乳酸，不产生CO2，因此，短跑过程中呼吸消耗的
O2量等于产生的CO2量，C 正确；
D、无氧呼吸释放的能量少，因此大部分能量还在乳酸中，D 正确。
4．在慢跑过程中，肌肉细胞不断通过细胞呼吸给肌肉提供能量。下列叙述错误的是（ ）
A．跑得气喘吁吁时，肌肉主要依靠有氧呼吸供能
B．可以通过检测有无酒精产生判断肌肉细胞的呼吸类型
C．每日适量的有氧运动，不仅有助于强健体魄，也有助于心理健康
D．没有彻底氧化分解的产物，可能运至肝脏，转化成可以再利用的物质
【答案】B
【分析】1、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]，合成少量ATP；第二阶段是丙酮酸和水
反应生成二氧化碳和[H]，合成少量ATP；第三阶段是氧气和[H]反应生成水，合成大量ATP。
2、无氧呼吸是指细胞在无氧条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物质分解成为不彻
底的氧化产物，同时释放出少量能量的过程，无氧呼吸的场所是细胞质基质。
【详解】A、有氧呼吸释放的能量更多，跑得气喘吁吁时，肌肉主要依靠有氧呼吸供能，A 正
确；
B、肌肉细胞无氧呼吸不产生酒精，产生乳酸，因此不能通过检测有无酒精产生判断肌肉细胞
的呼吸类型，B 错误；
C、适量的有氧运动有助于身心健康，不仅有助于强健体魄，也有助于心理健康，C 正确；
D、没有彻底氧化分解的产物，可能运至肝脏，转化成可以再利用的物质，如肌细胞产生的乳
酸可以运至肝脏再生成葡萄糖，D 正确。
5．为探究十字花科植物羽衣甘蓝的叶片中所含色素种类，某兴趣小组做了如下的色素分离实
验：将其叶片色素提取液在滤纸上进行点样，先置于层析液中层析分离，再置于蒸馏水中进
行层析，过程及结果如下图所示，图中1、2、3、4、5 代表不同类型的色素。分析正确的是
（ ）
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A．色素1、2、3、4、5 均难溶于水，易溶于有机溶剂
B．色素1、2、3、4 可能分布在叶绿体中，色素5 可能存在于液泡中
C．色素1 和2 主要吸收蓝紫光和红光，色素3、4、5 主要吸收蓝紫光
D．色素1 在层析液中的溶解度最小，色素4 在层析液中溶解度最大
【答案】B
【分析】纸层析法分离色素的原理是不同的色素分子在层析液中的溶解度不同，溶解度大的
在滤纸条上的扩散速率快，反之则慢。
【详解】AB、分析题图可知：1、2、3、4 在层析液中具有不同的溶解度，推测是光合色素，
光合色素易溶于有机溶剂，分布在叶绿体中；根据在蒸馏水中的层析结果说明，色素5 可以
溶解在蒸馏水中，推测其可能是存在于植物液泡中的色素，色素5 易溶于水，A 错误，B 正确；
C、色素1、2、3、4 是光合色素，依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b,色素1 和2
即胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光，色素3 和4 即叶绿素a 和叶绿素b,主要吸收蓝紫光和
红光，C 错误；
D、根据层析的结果，色素1 距离起点最远，说明色素1 在层析液中的溶解度最大，而色素4
距离起点最近，说明色素4 在层析液中的溶解度最小，D 错误。
6．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．使用未剪去叶柄的叶片将会导致提取液颜色变浅
B．提取的色素溶液中要及时加入 CaCO3，以保护叶绿素
C．画滤液细线时应连续多次画线，以使色素分离现象更清晰
D．使用层析液分离红苋菜叶片的色素，红色将散布于四条色素带边缘
【答案】A
【分析】1、色素提取和分离过程中几种化学物质的作用：（1）无水乙醇作为提取液，可溶
解绿叶中的色素。（2）层析液用于分离色素。（3）二氧化硅破坏细胞结构，使研磨充分。
（4）碳酸钙可防止研磨过程中色素被破坏。
2、分离色素原理：各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，从而分离色素。
【详解】A、叶柄中所含的叶绿素较少，故使用未剪去叶柄的叶片进行色素提取将会导致提取
液颜色变浅，A 正确；
B、提取色素开始前（研磨过程中）要及时加入CaCO3以保护叶绿素，B 错误；
C、画滤液细线时应多次画线，待上一次划线干燥后在进行下一次划线，以使色素分离现象更
清晰，C 错误；
D、使用层析液可分离绿叶中用于光合作用的色素，液泡中的红色素不溶于有机溶剂，红色将
不会被提取，D 错误。
7．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。图甲、乙
分别为龙血树在不同条件下相关指标的变化曲线（单位： mmol•cm-2•h-1）。下列叙述正确的
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是（ ）
A．据图甲分析，温度为 30℃和40℃时，叶绿体消耗 CO 的速率相等
₂
B．40℃条件下，若黑夜和白天时间相等，龙血树能正常生长
C．补充适量的矿质元素可能导致图乙中 D 点右移
D．图乙中影响 C、D、E 三点光合速率的主要环境因素不同
【答案】A
【分析】据图分析：图甲中，实线表示吸收二氧化碳速率，为净光合作用速率，虚线为CO ₂
产生速率，表示呼吸作用速率，40℃时净光合速率等于呼吸速率为5。图乙中，呼吸速率为
2，处于光饱和点时，总光合作用为10。
【详解】A、图甲中，CO 吸收速率表示净光合作用速率，
₂
CO 产生速率表示呼吸作用速率，叶
₂
绿体消耗的CO2量是指总光合作用量，总光合速率=呼吸速率＋净光合速率，温度为 30℃和
40℃时，叶绿体总光合速率相等，因此叶绿体消耗 CO 的速率相等，
₂
A 正确；
B、40℃条件下，龙血树净光合速率和呼吸速率相等，若白天和黑夜时间相等，则有机物积累
量为0，植物不能生长，B 错误；
C、补充适量的无机盐可能使龙血树的光合作用速率增加，则光补偿点会降低，即D 点左移，
C 错误；
D、图乙中影响C、D、E 三点随着光照强度增强，光合速率逐渐增加，因此影响 C、D、E 三点
光合速率的主要环境因素都是光照强度，D 错误。
1．“稻米流脂粟米白，公私仓廪俱丰实。”又到了每年的丰收季，稻米等多种农作物开始收
获，如图是水稻叶肉细胞的叶绿体内进行光合作用合成有机物的过程。下列相关叙述正确的
是（ ）
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A．光反应阶段中水被分解为H+离子和物质甲，物质甲通过叶绿体膜的方式为协助扩散
B．物质丙中包括NADPH 和ATP，其中NADPH 是还原型辅酶II，它与呼吸作用中的还原型辅
酶是同一种酶
C．丁和戊是光合作用中暗反应阶段的物质，两种物质的转化被称为卡尔文循环
D．光合作用暗反应阶段没有酶的参与，因此不受环境温度的影响
【答案】C
【分析】光合作用包括光反应和暗反应阶段：
1、光反应阶段是在类囊体的薄膜上进行的。叶绿体中光合色素吸收的光能将水分解为氧和
H+，氧直接以氧分子的形式释放出去，H+与氧化型辅酶Ⅱ（NADP+）结合，形成还原型辅酶Ⅱ
（NADPH）。还原型辅酶Ⅱ作为活泼的还原剂，参与暗反应阶段的化学反应，同时也储存部分
能量供暗反应阶段利用；在有关酶的催化作用下，提供能量促使ADP 与Pi 反应形成ATP。
2、暗反应在叶绿体基质中进行，在特定酶的作用下，二氧化碳与五碳化合物结合，形成两个
三碳化合物。在有关酶的催化作用下，三碳化合物接受ATP 和NADPH 释放的能量，并且被
NADPH 还原。一些接受能量并被还原的三碳化合物，在酶的作用下经过一系列的反应转化为
糖类；另一些接受能量并被还原的三碳化合物，经过一系列变化，又形成五碳化合物。
【详解】A、光反应阶段是水的光解，水在光作用下被分解为氧和H+继续参与反应，氧直接以
分子的形式排出，气体的运输方式一般是自由扩散，A 错误；
B、光合作用中的辅酶为NADPH，呼吸作用中的辅酶为NADH，二者不是同一种物质，B 错误；
C、暗反应阶段是三碳化合物与五碳化合物的相互转化，期间五碳化合物与二氧化碳结合形成
两个三碳化合物，部分三碳化合物转化为有机物，部分三碳化合物继续参与循环，这个循环
是卡尔文循环，C 正确；
D、光合作用的暗反应阶段有多种酶的参与，反应速度受到温度等因素的影响，D 错误。
故选C。
2．我国劳动人民在漫长的历史进程中，积累了丰富的生产、生活经验，并在实践中应用。关
于生产和生活中常采取的一些措施，下列说法合理的是（ ）
A．低温储存，即果实、蔬菜等在低温条件下存放；该措施的主要目的是利用低温条件破
坏酶的空间结构从而降低呼吸作用强度
B．风干储藏，即小麦、玉米等种子收获后经适当风干处理后储藏；该措施的主要目的是
通过去除所有自由水从而减少有机物的消耗
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C．合理密植，即栽种作物时做到密度适当，行距、株距合理；该措施的主要目的是通过
提高作物的光合作用强度从而增加单株农作物的产量
D．间作种植，即同一生长期内，在同一块土地上间行种植两种高矮不同的作物；该措施
主要目的是通过提高作物的光能利用率从而实现增产
【答案】D
【分析】1、细胞呼吸原理的应用：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；粮食要在低温、低氧、干燥的环境中保存；果蔬、鲜花的保
鲜要在低温、低氧、适宜湿度的条件下保存。
2、影响植物光合作用的因素有温度、光照等，应合理应用，以提高光合速率。
3、高等植物生长发育是受环境因素调节的，光、温度、重力对植物生长发育的调节尤为重要。
【详解】A、低温储存，即果实、蔬菜等在低温条件下存放；低温没有破坏酶的空间结构，低
温储存能够降低呼吸酶的活性，从而降低果实、蔬菜的呼吸作用强度，A 错误；
B、风干储藏可以减少自由水，从而减弱细胞呼吸，降低有机物的消耗，B 错误；
C、合理密植，即栽种作物时做到密度适当，行距、株距合理，主要目的是能充分利用光能，
增加经济效益，C 错误；
D、间作种植，即同一生长期内，在同一块土地上隔行种植两种高矮不同的作物，主要目的是
能充分利用光能，增加经济效益，D 正确。
故选D。
3．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绿色新型人工体系
（ASAP），流程如图所示。据图判断下列相关叙述错误的是（ ）
A．图中由CO2经甲醇到C3化合物的生成过程，类似于光合作用中CO2的固定
B．图示的ASAP 过程与植物细胞中的暗反应一样能循环进行
C．与植物细胞固定等量的CO2相比，该体系积累的淀粉较多
D．ASAP 代谢路线有助于减少农药、化肥等对环境造成的负面影响
【答案】B
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【分析】光合作用，通常是指绿色植物吸收光能，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。
【详解】A、图中由CO2经甲醇到C3化合物的生成过程，类似于光合作用中CO2的固定，A 正确；
B、图示的ASAP 过程不能够循环进行，B 错误；
C、在与植物光合作用固定的CO2量相等的情况下，光合作用、人工合成淀粉两种途径合成糖
类相同，而人工光合作用系统没有呼吸作用消耗糖类（或：植物呼吸作用消耗糖类），因此
人工合成淀粉的积累量更多，C 正确；
D、在能量供给充足条件下，人工合成淀粉途径由于产量高，对环境中水的依赖程度较低，可
节约耕地和淡水；此外有可能彻底解决粮食危机，提高粮食安全水平；避免农药、化肥等对
环境的污染等，D 正确。
故选B。
4．格鲁于1682 年所写的书中提到芦荟有时尝起来是酸的。班杰明·海那发现：落地生根的
叶子在早晨嚼起来是酸的，到中午时则无味，晚时则略苦，有科学家后来以石蕊试纸证实了
海那的发现。原来景天科植物（如景天、落地生根）的叶子有一个很特殊的CO2固定方式：夜
间气孔开放，吸收的CO2生成苹果酸储存在液泡中，白天气孔关闭，液泡中的苹果酸经脱羧作
用释放CO2用于光合作用，其部分代谢途径如图所示。下列分析正确的是（ ）
A．如果白天适当提高CO2浓度，景天科植物的光合作用速率将随之提高
B．由景天科植物特殊的CO2固定方式推测其可能生活在高温干旱地区
C．白天景天科植物叶肉细胞内苹果酸的含量和葡萄糖的含量可能呈正相关
D．景天科植物参与卡尔文循环的CO2就是来源于苹果酸的分解
【答案】B
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【分析】分析图可知，景天科植物气孔白天关闭正好应对了高温干旱的环境，避免了水分大
量蒸发，同时其固定CO2的机制也保证了光合作用的正常进行，且景天科植物参与光合作用的
CO2既来自于苹果酸的分解，也来自呼吸作用产生的CO2，据此答题即可。
【详解】A、由题意可知，白天适当提高CO2浓度，景天科植物的光合作用速率不会提高，因
为此时叶肉细胞的气孔是关闭的，A 错误；
B、由景天科植物特殊的CO2固定方式推测其可能生活在高温干旱地区，因为气孔白天关闭正
好应对了高温干旱的环境，避免了水分大量蒸发，同时其固定CO2的机制也保证了光合作用的
正常进行，B 正确；
C、白天景天科植物叶肉细胞内苹果酸会通过脱羧作用形成CO2参与光合作用，进而合成葡萄
糖，显然白天苹果酸的含量和葡萄糖的含量呈负相关，C 错误；
D、景天科植物参与卡尔文循环的CO2除了来源于苹果酸的分解外，还有呼吸作用产生的CO2，
D 错误。
5．“玉米―红豆”间作模式是深受农户喜爱的种植模式，大大提高了经济效益。相对于红豆，
玉米具有根深，株高的特点。下图表示适宜温度下玉米和红豆植株的光合作用强度随光照强
度变化的曲线，下列叙述错误的是（ ）
A．若适当降低温度，则a 点释放的能量中以热能形式散失的会增加，b 点会右移
B．“玉米一红豆”间作模式可提高作物对不同层次的光能和土壤内养分的利用
C．光照强度为2．5×103lx 时，红豆植株固定的CO2来源于细胞呼吸和外界环境
D．b 点时玉米叶肉细胞的光合作用强度等于其呼吸作用强度
【答案】AD
【分析】分析图可知，图中a 点光照强度为0，此时植株只进行呼吸作用；当光照强度为b 点
时，玉米光合作用等于呼吸作用，表示光补偿点，据此答题即可。
【详解】A、由题意可知，题图所示结果是在适宜温度下测定的，若适当降低温度，呼吸作用
减弱，a 点释放的能量可能会减少，光补偿b 点可能会右移，A 错误；
B、玉米和红豆的株高不同，“玉米一红豆”间作模式可提高作物对不同层次的光能和土壤内
养分的利用，B 正确；
C、光照强度为2．5×103lx 时，红豆植株光合作用大于呼吸作用，所以红豆植株固定的CO2
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来源于细胞呼吸和外界环境，C 正确；
D、b 点时整株玉米的光合作用强度等于呼吸作用强度，但对叶肉细胞而言，其光合作用强度
大于自身的呼吸作用强度，D 错误。
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6．秸秆直接焚烧容易造成空气污染等环境问题。秸秆还田是当代农业生产上经常采用的措施，
研究秸秆还田模式对秸秆合理利用具有重要指导意义。某科研小组研究秸秆还田和氮肥配施
模式对玉米光合作用的影响。测量相关指标，实验结果如图：
注：SR 表示秸秆还田，NSR 表示秸秆不还田，蒸腾速率指单位时间内单位叶面积通过蒸腾作
用散失的水量
回答以下问题：
(1)玉米绿叶中的叶绿素主要吸收 光。据图1 图2 推测，与NSR 比较，SR 玉米叶肉细胞的
光反应产生较多的 据图2 可知，与NSR 相比，在相同的施氮量条件下，SR 显著提高了玉
米的净光合速率，其净光合速率随氮肥施肥量变化的趋势是 。
(2)根据以上结果分析，下列关于玉米光合作用的说法正确的是____。
A．胞间CO2浓度与气孔开放程度和细胞对CO2固定量有关。
B．与SR 组对比，NSR 会降低玉米的蒸腾速率，但有利于细胞对CO2的利用。
C．与SR 组对比，NSR 的胞间CO2浓度较高，叶肉细胞对CO2的固定量更高
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D．在施氮量为180kg．hm-2时，玉米叶肉细胞加大了对CO2的固定，导致胞间CO2浓度降
低
E．当施氮量超过180kg．hm-2时，过多的施氮量不利于细胞对CO2的利用，最终导致叶绿
素对光能的转化效率下降。
(3)综合以上实验结果，请从经济效益和环境保护的角度说明玉米种植不宜过度施用氮肥氮的
原因 。
【答案】(1) 红光和蓝紫 NADPH、ATP 先增后降
(2)ABCDE
(3)过多的施氮量会使细胞吸收的CO2减少，最终导致叶绿素转化光能的效率下降，故氮肥使
用超过生长所吸收利用的用量，成本会不断增加，产量不增反减，施肥经济效益下降，还会
造成污染环境等问题
【分析】光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能把二氧化碳和水转变成储存着能量的
有机物，并释放出氧气的过程。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]（NADPH)与氧气,同时合成ATP。光合作用的暗反应阶段（场所是叶绿体的基
质中）：CO2被C5固定形成C3， C3在光反应提供的ATP 和[H]（NADPH)的作用下还原生成糖类
等有机物。
【详解】（1）叶绿素主要吸收的是红光和蓝紫光。据图1、2 可推测，等量配施氮肥条件下，
与NSR 相比，SR 的玉米叶肉细胞中光反应会产生更多的NADPH、ATP。据图2 可知，与NSR 相
比SR 显著提高了净光合速率，其净光合速率随着施氮量的增加呈先增后降。
（2）A、由图可知，胞间CO2浓度与气孔开放程度及细胞对CO2的固定量有关，A 正确；
B、由图可知，与SR 相比，NSR 蒸腾速率更低，胞间CO2浓度更高，有利于细胞对CO2的吸收，
B 正确；
C、由图可知，与SR 相比，净光合速率更高，细胞对CO2的固定量更多，C 正确；
D、由图可知，当配施氮肥量为180kg·hm-2时，细胞加大了对CO2的固定，利用的多，剩余的
少导致胞间CO2浓度降低，D 正确；
E、由图可知，与配施氮肥量为180kg·hm-2相比，过多的施氮量会胞间CO2浓度比之前增多，
说明使用的少，导致细胞吸收的CO2减少，最终导致叶绿素转化光能的效率下降，E 正确。
故选：ABCDE。
（3）结合上述实验结果可知，过多的施氮量会使细胞吸收的CO2减少，最终导致叶绿素转化
光能的效率下降，故氮肥使用超过生长所吸收利用的用量，成本会不断增加，产量不增反减，
施肥经济效益下降，还会造成污染环境等问题。
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