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专题04 细胞的能量供应和利用
目录
1.命题趋势：明考情知方向
2.重难诠释：知重难、掌技巧、攻薄弱
3.创新情境练：知情境练突破
4.限时提升练：（30min）综合能力提升
考点
三年考情分析
2025 考向预测
细胞呼吸
（2024.贵州卷.T17）细胞呼吸过程、影响
因素及相关计算
（2024.甘肃卷.T3）细胞呼吸过程及应用
（2024.安徽卷.T1）有氧呼吸过程
（2024.广东卷.T5）细胞呼吸过程
（2024.山东卷.T16）细胞呼吸过程及影响
因素
考点预测：细胞呼吸的过程、影响
因素和应用
考法预测： 考察细胞呼吸的基本过
程；结合农业生产实例综合考察细
胞呼吸与光合作用相关知识
光合作用
（2024.重庆卷.T18）光合作用场所、过程
及影响因素
（2024.贵州卷.T3）光合作用过程
（2024.江西卷.T5）光合作用意义
（2024.北京卷.T4）光合作用影响因素
（2024.浙江卷.T15）光合作用过程
考点预测：光合作用的场所、过程
及影响因素；绿叶中色素的提取和
分离实验
考法预测：考察光合作用的基本过
程；结合农业生产实例综合考察细
胞呼吸与光合作用相关知识
1.细胞呼吸
（1）酵母菌是单细胞真菌，在有氧和无氧条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。
（2）CO2 和酒精的检测
二氧化碳
澄清的石灰水
变混浊
溴麝香草酚蓝水溶液
由蓝变绿再变黄
酒精
酸性重铬酸钾溶液
橙色变成灰绿色
（3）实验装置图
1
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（4）有氧呼吸的过程及总反应式
（5）无氧呼吸的过程及总反应式
第一阶段
葡萄糖 → 丙酮酸、[H]和少量能量
第二阶段
酒精发酵
丙酮酸 → 乙醇+CO2
大多数植物、酵母菌等
乳酸发酵
丙酮酸 → 乳酸
高等动物、马铃薯块茎、甜菜块
根、玉米胚、乳酸菌等
总反应式：①无氧呼吸产生酒精的反应式：C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+ 少量能量
。
②无氧呼吸产生乳酸的反应式：C6H12O6
2C3H6O3+ 少量能量
2.光合作用
（1）“绿叶中色素的提取和分离”实验
a.色素提取和分离实验中几种药品的作用：无水乙醇：提取色素；SiO2：使研磨更充分；CaCO3：防止色素
被破坏。
b.叶绿素a 和叶绿素b 主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。
2
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（2）光合作用的化学反应式：
CO2＋
H 2O――→
（
CH
2O ）＋
O 2。
（3）光合作用的过程：
长难句作答：
1. 探究细胞呼吸装置中NaOH 溶液目的是使进入
空气先经
过
NaOH
的处理，除去其中的
CO
2，排除其对实验
结果的干扰
。
2. 无氧呼吸产生能量少的原因是有机物的分解不彻底，还有大量约能量储存在未彻底氧化分解的有机物
( 酒精或乳酸
) 中
。
3. 检测酒精的试剂及反应条件是将酸性
重铬酸钾
滴加到
酵母菌培养液的滤液中，观察到
橙色变成灰绿色
。
4. 影响细胞呼吸的因素有温度、氧气、二氧化碳、水等。
5. 细胞呼吸的实质是细胞内的有机物氧化分解并释放能量，释放的能量大部分以热能的形式散失，少数储
存在
ATP
中。
6.
提取色素的原理是绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，分离色素的原理是色素在层析液中
的溶解度不同，溶解度越高， 随层析液在滤纸上扩散的速度越快。
7.
影响光合作用的因素有内因：植物种类、叶龄等；外因：光照强度、温度、二氧化碳浓度、水、矿质
元素等
。
8.
滤纸条看不到色素带的原因有①
忘记画滤液细线；
②
滤液细线接触到层析液，且时间较长，色素全部溶
解到层析液中
。
9.
滤纸条只呈现胡萝卜素、叶黄素色素带的原因是忘记加碳酸钙导致叶绿素被破坏或所用叶片为“黄叶”
。
10. 光合午休现象的原因是气温过高，植物为减少蒸腾作用关闭气孔，导致二氧化碳不足，光合作用速率降
低
。
高分解题技巧：
1.
影响细胞呼吸的因素——氧气
3
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①0 点时，氧浓度为零，细胞只进行无氧呼吸。10%之前：有氧呼吸与无氧呼吸共存，CO2 释放总量＝有氧呼
吸释放量＋无氧呼吸释放量；
②氧浓度为 0～10%时，随氧浓度的升高，无氧呼吸速率减慢，有氧呼吸加快。B 点时，有氧呼吸释放的
CO2 量等于无氧呼吸释放的 CO2 量；
③氧浓度在 0～20%时，随氧浓度升高，有氧呼吸速率逐渐加快。
④随氧浓度的升高，细胞呼吸速率先减慢后加快，最后趋于稳定。
⑤氧浓度为
5%
左右时，细胞呼吸强度最弱
。
2.
细胞呼吸方式的判断
方法一：根据吸收氧气和释放二氧化碳比例
方法二：液滴移动法判断
装置结果分析：
现象
结论
甲装置液滴
乙装置液滴
不动
不动
只进行产生乳酸的无氧呼吸或种子已死亡
不动
右移
只进行产生酒精的无氧呼吸
左移
右移
进行有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸
左移
不动
只进行有氧呼吸或同时进行有氧呼吸和
产生乳酸的无氧呼吸
3.
影响光合作用的因素
4
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（1）
植物种类：阴生植物与阳生植物
（2）
光照强度
4.
C5、C3 含量的变化
C3 和 C5 含量的变化是相反的，若 C3 含量增加，则 C5 含量减少；[H]、ATP 和 C5 的含量变化是一致的，
都增加，或都减少。
例如：突然停止光照，相关物质的量变化情况为：NADPH、ATP 下降、C3增加、C5下降。
5.
真光合、净光合速率
真光合速率
O2 产生(生成)速率
CO2 固定速率
有机物产生(制
造、生成)速率
净(表观)光合
速率
O2 释放速率
CO2 吸收速率
有机物积累速率
呼吸速率
黑暗中 O2 吸收速率黑暗中 CO2 释放速
率
有机物消耗速率
6.
易错易混
（1）酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都能产生 CO2，因此不能根据酵母菌培养过程中是否产生 CO2 来判断其呼
吸方式。
（2）无氧呼吸只在第一阶段释放出少量的能量，生成少量 ATP，第二阶段丙酮酸转化成乳酸过程中不释放
5
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能量，不生成少量
ATP
。
（3）动物细胞内 CO2 的来源：只来自有氧呼吸，因为动物细胞无氧呼吸的产物是乳酸。
（4）真核生物细胞并非都能进行有氧呼吸：如蛔虫细胞、哺乳动物成熟的红细胞只能进行无氧呼吸。
（5）误认为暗反应在光下不能进行：光反应在光下才能进行，暗反应在有光、无光的条件下都可以进行，
但需要光反应的产物[H]和 ATP。
（6）叶绿体并不是进行光合作用的必要条件：进行光合作用的细胞不一定含叶绿体，如蓝藻、光合细菌能
进行光合作用，但没有叶绿体。
（建议用时：10 分钟）
1．【生活现象】下列关于俗语或者生活现象的理解不合理的是（ ）
A．“种地不上粪，等于瞎胡混”——粪便中有丰富的有机物能被植物吸收利用
B．“立秋无雨是空秋，万物（特指谷物）历来一半收”——立秋时节谷物生长需要较多水分
C．“豆麦轮流种，十年九不空”——豆科植物与根瘤菌共生能给土壤带来氮肥，有利于大豆、小麦合
成蛋白质等物质
D．“犁地深一寸，等于上层粪”——犁地松土有利于增加根部细胞有氧呼吸，促进根部对矿质元素的
吸收
【答案】A
【分析】植物生长需要光照、水分和二氧化碳以及适宜的矿质营养，从而满足了植物光合作用的需要为植
物的增产创造了条件，植物是自养生物，不能利用现成的有机物，而是能利用无机物合成自身需要的有机
物，满足自身生长需要。
【详解】A、粪便中有丰富的有机物经过分解者的分解作用之后转变为无机物能被植物吸收利用，而植物
不能利用其中的有机物，A 错误；
B、不同的植物、不同的生长期、不同的季节、不同的地区，植物的需水量不同，立秋时节谷物生长需要
较多水分，B 正确；
C、豆科植物与根瘤菌共生能给土壤带来氮肥，有利于大豆、小麦合成蛋白质、核苷酸等，进而有利于大
豆和小麦的生长，C 正确；
D、犁地松土有利于增加根部细胞有氧呼吸，为根部吸收矿质元素提供能量来源，进而促进根部对矿质元
素的吸收，D 正确。
故选A
2．【种子质检】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。下列叙述错误的是（ ）
A．该反应不需要在光下进行
6
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B．TTF 不能在线粒体基质中生成
C．TTF 生成量与保温温度有关
D．可以用红色深浅判断种子活力高低
【答案】B
【分析】题意分析，检测种子活力的原理是，活细胞进行呼吸作用产生的[H]能与TTC 反应生成TTF（红
色），据此可检测种子的生活力。
【详解】A、与TTC 反应的是呼吸作用产生的[H]，呼吸作用不需要光照也能进行，A 正确；
B、有氧呼吸第一阶段在细胞质基质进行，产物是丙酮酸和[H]，所以TTF 可在细胞质基质中生成，B 错误；
C、30℃保温一段时间可以让TTC 充分进入细胞与[H]结合，所以TTF 的生成量与保温时间有关，并且在相同
时间内，种子活力越高，呼吸作用越强，生成的TTF 越多，红色越深，C 正确；
D、相同时间内红色越深，说明与TTC 反应的还原氢越多，说明单位时间内产生的还原氢越多，说明种子
活力较高，D 正确。
故选B。
3．【肿瘤细胞】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
【分析】1、无氧呼吸的二阶段：第一阶段：和有氧呼吸第一阶段相同。第二阶段：在细胞质基质中丙酮
酸重新生成乳酸，一般植物细胞内生成酒精和二氧化碳。
2、细胞癌变的根本原因是原癌基因和抑癌基因发生基因突变，其中原癌基因负责调节细胞周期，控制细
胞生长和分裂的过程，抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖。
7
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【详解】A、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；
B、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；
C、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；
D、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。
故选A。
4．【中医药材】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、
乙为同一批龙血树分别在不同温度、光照强度下相关指标的变化曲线（其余条件均相同）（单位：
mmol·cm-2h-1）下列说法错误的是（ ）
A．据图甲分析，温度为30℃和40℃时，叶绿体消耗CO2的速率相等
B．图甲40℃条件下，若黑夜和白天时间相等，龙血树不能正常生长
C．补充适量的氮、镁等矿质元素可能导致图乙中D 点左移
D．若图乙是30℃下测得的结果，则图甲 A 点对应的光照强度为4klx
【答案】D
【分析】据图分析：图甲中，实线表示吸收二氧化碳速率，虚线表示呼吸速率，40℃时净光合速率等于呼
吸速率为5。图乙中，呼吸速率为2，光饱和点时，总光合作用为10。
【详解】A、图甲中，CO2吸收速率表示净光合作用速率，CO2产生速率表示呼吸作用速率，叶绿体消耗的
CO2量是指总光合作用量，根据总光合作用速率=净光合作用速率+呼吸作用速率，可知温度为30 ℃时，叶
绿体消耗CO2的速率=8+2=10（mmol·cm-2·h-1）；温度为40 ℃时，叶绿体消耗CO2的速率=5+5=10
8
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（mmol·cm-2·h-1），A 正确；
B、由图甲可知，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，则有机物不
会积累，植物不能生长，B 正确；
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 正确；
D、30℃下图乙中，呼吸速率为2，光饱和点4klx 时，总光合作用为10，当光照强度大于4klx，总光合作用
仍为10，而图甲30℃下，A 点对应CO2吸收速率表示净光合作用速率为8，CO2产生速率表示呼吸作用速率
为2，总光合速率为10，则则图甲 A 点对应的光照强度为等于或大于4klx，D 错误。
故选D。
（建议用时：30 分钟）
一、单选题
1．（2024·江西卷）2．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
【分析】细胞内的水以自由水与结合水的形式存在，自由水具有能够流动和容易蒸发的特点，结合水与细
胞内其他大分子物质结合是细胞的重要组成成分，自由水与结合水的比值越大，细胞新陈代谢越旺盛，抗
逆性越差，自由水与结合水的比值越小细胞的新陈代谢越弱，抗逆性越强。
【详解】A、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；
B、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；
C、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；
D、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。
故选C。
2．（2024·浙江卷）植物细胞胞质溶胶中的
、
通过离子通道进入液泡，Na+、Ca2+逆浓度梯度转运
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（ ）
9
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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+、Ca2+进入液泡需要载体蛋白协助不需要消耗能量
D．白天液泡富集蔗糖有利于光合作用的持续进行
【答案】C
【分析】液泡内的细胞液中H+浓度大于细胞质基质，说明H+运出液泡是顺浓度梯度，因此方式是协助扩散；
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+、Ca2+转运到液泡内，说明Na+、
Ca2+进入液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+、Ca2+的进入液泡的方式为主动
运输。
【详解】A、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；
B、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；
C、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+、Ca2+转运到液泡内，说明Na+、
Ca2+进入液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+、Ca2+的进入液泡的方式为主动
运输，需要消耗能量，能量由液泡膜两侧的H+电化学梯度提供，C 错误；
D、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。
故选C。
3 （2024·甘肃卷）梅兰竹菊为花中四君子，很多人喜欢在室内或庭院种植。花卉需要科学养护，养护不当
会影响花卉的生长，如兰花会因浇水过多而死亡，关于此现象，下列叙述错误的是（ ）
A．根系呼吸产生的能量减少使养分吸收所需的能量不足
B．根系呼吸产生的能量减少使水分吸收所需的能量不足
10
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C．浇水过多抑制了根系细胞有氧呼吸但促进了无氧呼吸
D．根系细胞质基质中无氧呼吸产生的有害物质含量增加
【答案】B
【分析】1、有氧呼吸是指细胞在氧气的参与下，通过酶的催化作用，把糖类等有机物彻底氧化分解，产
生出二氧化碳和水，同时释放出大量能量的过程；
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NADP，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NADP，释
放少量能量；第三阶段是氧气和NADP 反应生成水，释放大量能量；
3、无氧呼吸是指在无氧条件下通过酶的催化作用，细胞把糖类等有机物不彻底氧化分解，同时释放少量
能量的过程；
4、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，无氧呼吸的第二阶
段丙酮酸和NADP 反应生成酒精和CO2或乳酸，第二阶段不合成ATP。
【详解】A、大多数营养元素的吸收是与植物根系代谢活动密切相关的过程，这些过程需要根系细胞呼吸
产生的能量，浇水过多会使根系呼吸产生的能量减少，使养分吸收所需的能量不足，A 正确；
B、根系吸收水分是被动运输，不消耗能量，B 错误；
C、浇水过多使土壤含氧量减少，抑制了根细胞的有氧呼吸，但促进了无氧呼吸的进行，C 正确；
D、根细胞无氧呼吸整个过程都发生在细胞质基质中，会产生酒精或乳酸等有害物质，D 正确。
故选B。
4.从图中选取装置,用于探究酵母菌细胞呼吸方式,正确的组合是( )
注:箭头表示气流方向
A.⑤→⑧→⑦和⑥→③
B.⑧→①→③和②→③
C.⑤→⑧→③和④→⑦
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D.⑧→⑤→③和⑥→⑦
【答案】B
【来源】2022 年重庆市普通高等学校全国统一招生选择性考试生物试题
【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：
能量；
（2）在无氧条件下，反应式如下：
能量。
【详解】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CO2，再将空气通入酵母菌培养液，最后连接澄清石灰水检测CO2的浓度，通气体
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，B 正确，ACD 错误。
故选B。
5. （2024·贵州卷）为探究不同光照强度对叶色的影响，取紫鸭跖草在不同光照强度下，其他条件相同且
适宜，分组栽培，一段时间后获取各组光合色素提取液，用分光光度法（一束单色光通过溶液时，溶液的
吸光度与吸光物质的浓度成正比）分别测定每组各种光合色素含量。下列叙述错误的是（ ）
A．叶片研磨时加入碳酸钙可防止破坏色素
B．分离提取液中的光合色素可采用纸层析法
C．光合色素相对含量不同可使叶色出现差异
D．测定叶绿素的含量时可使用蓝紫光波段
【答案】D
【分析】叶绿体色素的提取和分离实验：（1）提取色素原理：色素能溶解在酒精或丙酮等有机溶剂中，
所以可用无水酒精等提取色素。（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。溶解度大，扩散速度快；溶解度小，扩散速度慢。（3）各物质作用：无水乙醇或丙酮：提取色素；
层析液：分离色素；二氧化硅：使研磨得充分；碳酸钙：防止研磨中色素被破坏。（4）结果：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），色素带的宽窄与色
素含量相关。
【详解】A、提取光合色素加入碳酸钙可以防止色素被破坏，A 正确；
B、由于不同色素在层析液中溶解度不同，因此在滤纸上的扩散速度不同，从而达到分离的效果，这是纸
层析法，B 正确；
C、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，
12
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而秋季类胡萝卜素增多使叶片呈黄色，C 正确；
D、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，D 错误。
故选D。
6．（2024·北京卷）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CO2浓度
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
【分析】温度对光合作用的影响：在最适温度下酶的活性最强，光合作用强度最大，当温度低于最适温度，
光合作用强度随温度的增加而加强，当温度高于最适温度，光合作用强度随温度的增加而减弱。
【详解】A、二氧化碳是光合作用的原料，增加叶片周围环境CO2浓度可增加单位时间单位叶面积的氧气释
放量，A 符合题意；
B、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；
C、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；
D、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。
故选A。
7．（2024·福建卷）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。
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下列分析正确的是（ ）
A．0min 时，A 组胞间CO2浓度等于B 组胞间CO2浓度
B．30min 时，B 组叶绿体中C3生成和还原速率均大于A 组
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
【分析】二氧化碳浓度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强。
当二氧化碳浓度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。光照强度对光合作用的影响：在一定范围内，
光合作用强度随光照强度的增加而增强。当光照强度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。植物实际
光合速率 = 净光合速率+呼吸速率。
【详解】A、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CO2浓度
不相等，A 错误；
B、30min 时，B 组的光合速率相对值高于A 组，叶绿体中C3生成和还原速率均大于A 组，B 正确；
C、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；
D、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。
故选B。
8．（2024·广东卷）研究发现，敲除某种兼性厌氧酵母（WT）sqr 基因后获得的突变株△sqr 中，线粒体出
现碎片化现象，且数量减少。下列分析错误的是（ ）
A．碎片化的线粒体无法正常进行有氧呼吸
B．线粒体数量减少使△sqr 的有氧呼吸减弱
C．有氧条件下，WT 比△sqr 的生长速度快
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D．无氧条件下，WT 比△sqr 产生更多的ATP
【答案】D
【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。无氧呼吸由于不同
生物体中相关的酶不同，一般在大多数植物细胞和酵母菌中产生酒精和二氧化碳，在动物细胞和乳酸菌中
产生乳酸。
【详解】A、有氧呼吸的主要场所在线粒体，碎片化的线粒体无法正常进行有氧呼吸，A 正确；
B、有氧呼吸第二、三阶段发生在线粒体，线粒体数量减少使△sqr 的有氧呼吸减弱，B 正确；
C、与△sqr 相比，WT 正常线粒体数量更多，有氧条件下，WT 能获得更多的能量，生长速度比△sqr 快，C
正确；
D、无氧呼吸的场所在细胞质基质，与线粒体无关，所以无氧条件下WT 产生ATP 的量与△sqr 相同，D 错
误。
故选D。
9．（2024·山东卷）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
【分析】成熟的植物细胞由于中央液泡占据了细胞的大部分空间，将细胞质挤成一薄层，所以细胞内的液
体环境主要指的是液泡里面的细胞液。细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质称为原生质层。原生质层
有选择透过性，相当于一层半透膜，植物细胞也能通过原生质发生吸水或失水现象。
【详解】A、细胞失水过程中，水从细胞液流出，细胞液浓度增大，A 正确；
B、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；
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C、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；
D、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。
故选B。
10．（2024·海南·联考）20．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
CO2和H2O。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
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
【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H2O 反应生成CO2和[H]，释放少
量能量；第三阶段是O2和[H]反应生成水，释放大量能量。
【详解】A、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；
B、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；
C、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CO2是有氧呼吸第二阶段的产物，
产生场所为线粒体基质，H2O 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
线粒体基质和线粒体内膜，C 错误；
D、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。
故选B。
11.植物的光合作用细胞依赖光照，但光能超过光合系统所能利用的能量时，光合器官可能遭到破坏，该现
象称为光抑制。光呼吸能利用部分有机物，在吸收O2放出CO2的同时消耗多余光能，对光合器官起保护作
用。下图为某植物叶片在白天和夜晚的气体交换过程，其中PR、R、GP 代表不同的生理过程。下列相关
叙述错误的是（ ）
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A．图中的PR、R 过程分别代表呼吸作用、光呼吸，叶片中有机物的积累量取决于GP、R、PR 之间的
差值
B．光呼吸虽然消耗部分有机物，但是从一定程度上能避免光抑制的发生，有利于植物生长发育
C．植物通过调节叶片角度回避强光或进行细胞内叶绿体的避光运动均可减弱光抑制现象
D．在农业生产中，适当抑制白天光呼吸和夜间呼吸作用的进行，有利于提高农作物产量
【答案】A
【分析】1、光合作用包括光反应和暗反应两个阶段：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）：
CO2被C5固定形成C3，C3在光反应提供的ATP 和[H]的作用下还原生成糖类等有机物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。
2、题图分析：R 是叶片吸收O2和放出CO2的过程，在夜晚和白天都进行，因此R 代表呼吸作用强度；GP
为吸收CO2，释放O2的过程，表示植物的真正光合作用强度；PR 是叶片吸收O2和放出CO2的过程，只在白
天进行，因此是光呼吸过程。
【详解】A、分析题图可知，由于叶片在夜晚和白天都进行R 过程，故R 代表呼吸作用，PR 是叶片吸收O2
和放出CO2的过程，因此是光呼吸，A 错误；
B、由题干可知光呼吸虽然消耗部分有机物，但可以消耗多余能量，对光合器官起保护作用，从一定程度
上能避免光抑制的发生，有利于植物生长发育，B 正确；
C、光能超过光合系统所能利用的能量时，光合器官可能遭到破坏，植物本身的调节如叶子调节角度回避
强光、叶绿体避光运动等都可以避免强光直射造成光合结构破坏，是对光抑制的保护性反应，C 正确；
D、白天光呼吸和夜间呼吸作用均会消耗光合作用的有机物，适当减少可以增多有机物的积累，增加农作
物产量，D 正确。
故选A。
二、综合题
12．（2024·全国甲卷）在自然条件下，某植物叶片光合速率和呼吸速率随温度变化的趋势如图所示。回答
下列问题。
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(1)该植物叶片在温度a 和c 时的光合速率相等，叶片有机物积累速率 （填“相等”或“不相
等”），原因是 。
(2)在温度d 时，该植物体的干重会减少，原因是 。
(3)温度超过b 时，该植物由于暗反应速率降低导致光合速率降低。暗反应速率降低的原因可能是
。（答出一点即可）
(4)通常情况下，为了最大程度地获得光合产物，农作物在温室栽培过程中，白天温室的温度应控制在
最大时的温度。
【答案】(1) 不相等 温度a 和c 时的呼吸速率不相等
(2)温度d 时，叶片的光合速率与呼吸速率相等，但植物的根部等细胞不进行光合作用，仍呼吸消耗有机物，
导致植物体的干重减少
(3)温度过高，导致部分气孔关闭，CO2供应不足，暗反应速率降低；温度过高，导致酶的活性降低，使暗
反应速率降低
(4)光合速率和呼吸速率差值
【分析】影响光合作用的因素有：光照强度、温度、CO2浓度、酶的活性和数量、光合色素含量等。
【详解】（1）在自然条件下，该植物叶片在温度a 和c 时的净光合速率相等，但由于黑暗时呼吸速率不同，
因此叶片有机物积累速率不相等。
（2）在温度d 时，叶片的光合速率与呼吸速率相等，但由于植物有些细胞不进行光合作用如根部细胞，因
此该植物体的干重会减少。
（3）温度超过b 时，为了降低蒸腾作用，部分气孔关闭，使CO2供应不足，暗反应速率降低；同时使酶的
活性降低，导致CO2固定速率减慢，C3还原速率减慢，进而使暗反应速率降低。
（4）为了最大程度地获得光合产物，农作物在温室栽培过程中，白天温室的温度应控制在光合速率与呼
吸速率差值最大时的温度，有利于有机物的积累。
13．（2024·新课标卷）某同学将一种高等植物幼苗分为4 组（a、b、c、d），分别置于密闭装置中照光培
养，a、b、c、d 组的光照强度依次增大，实验过程中温度保持恒定。一段时间（t）后测定装置内O2浓度，
结果如图所示，其中M 为初始O2浓度，c、d 组O2浓度相同。回答下列问题。
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(1)太阳光中的可见光由不同颜色的光组成，其中高等植物光合作用利用的光主要是 ，原因是
。
(2)光照t 时间时，a 组CO2浓度 （填“大于”“小于”或“等于”）b 组。
(3)若延长光照时间c、d 组O2浓度不再增加，则光照t 时间时a、b、c 中光合速率最大的是 组，判
断依据是 。
(4)光照t 时间后，将d 组密闭装置打开，并以c 组光照强度继续照光，其幼苗光合速率会 （填
“升高”“降低”或“不变”）。
【答案】(1) 红光和蓝紫光 光合色素可分为叶绿素和类胡萝卜素，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
(2)大于
(3) b 再延长光照时长，c 和d 组氧气的浓度不再增加，说明此时受CO2的影响，光合速率等于呼
吸速率，由于温度保持恒定，所以a、b、c 三组的呼吸速率都是一样的，ac 两组的光合速率都等于呼吸速
率，说明a、c 两组的光合速率都相等且都等于呼吸速率，而b 组的由于光照较弱，消耗的CO2较少，所以
t 时光合速率仍然大于呼吸速率
(4)升高
【分析】1、光合作用的过程：
（1）光反应阶段：①场所：类囊体薄膜；②物质变化：水的光解、ATP 的合成；③能量变化：光能
→ATP、NADPH 中的化学能。
（1）暗反应阶段：①场所：叶绿体基质；②物质变化：CO2的固定、C3的还原；③能量变化：ATP、
NADPH 中的化学能→有机物中稳定的化学能。
2、分析题干：将植株置于密闭容器中并给予光照，植株会进行光合作用和呼吸作用，瓶内O2浓度的变化
可表示净光合速率。a、b、c、d 组的光照强度依次增大，但c、d 组O2浓度相同，说明c 点的光照强度为
光饱和点。
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【详解】（1）光合色素可分为叶绿素和类胡萝卜两大类，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，属于可见光。
（2）植物会进行光合作用和呼吸作用，光合作用消耗CO2产生O2，呼吸作用消耗O2产生CO2。分析图可
知，光照t 时间时，a 组中的O2浓度少于b 组，说明b 组产生的O2更多，光合速率更大，消耗的CO2更多，
即a 组CO2浓度大于b 组。
（3）再延长光照时长，c 和d 组氧气的浓度不再增加，说明此时受CO2的影响，光合速率等于呼吸速率，
由于温度保持恒定，所以a、b、c 三组的呼吸速率都是一样的，ac 两组的光合速率都等于呼吸速率，说明
a、c 两组的光合速率都相等且都等于呼吸速率，而b 组的由于光照较弱，消耗的CO2较少，所以t 时光合
速率仍然大于呼吸速率。
（4）光照t 时间后，c、d 组O2浓度相同，即c、d 组光合速率不再变化，c 组的光照强度为光饱和点。将d
组密闭装置打开，会增加CO2浓度，并以c 组光照强度继续照光，其幼苗光合速率会升高。
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