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专题05 光合作用与细胞呼吸
(甘肃省2024)3. 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
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
【解析】
【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。
(甘肃省2024)17. 类胡萝卜素不仅参与光合作用，还是一些植物激素的合成前体。研究者发现了某作物
的一种胎萌突变体，其种子大部分为黄色，少部分呈白色，白色种子未完全成熟即可在母体上萌发。经鉴
定，白色种子为某基因的纯合突变体。在正常光照下（400μmol·m-2•s-1），纯合突变体叶片中叶绿体发育异
常、类囊体消失。将野生型和纯合突变体种子在黑暗中萌发后转移到正常光和弱光（1μmol·m-2•s-1）下培养
一周，提取并测定叶片叶绿素和类胡萝卜素含量，结果如图所示。回答下列问题。
1
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（1）提取叶片中叶绿素和类胡萝卜素常使用的溶剂是______，加入少许碳酸钙可以______。
（2）野生型植株叶片叶绿素含量在正常光下比弱光下高，其原因是______。
（3）正常光照条件下种植纯合突变体将无法获得种子，因为______。
（4）现已知此突变体与类胡萝卜素合成有关，本研究中支持此结论的证据有：①纯合体种子为白色；
②______。
（5）纯合突变体中可能存在某种植物激素X 的合成缺陷，X 最可能是______。若以上推断合理，则干旱
处理能够提高野生型中激素X 的含量，但不影响纯合突变体中X 的含量。为检验上述假设，请完成下面的
实验设计：
①植物培养和处理：取野生型和纯合突变体种子，萌发后在______条件下培养一周，然后将野生型植株均
分为A、B 两组，将突变体植株均分为C、D 两组，A、C 组为对照，B、D 组干旱处理4 小时。
②测量指标：每组取3-5 株植物的叶片，在显微镜下观察、测量并记录各组的______。
③预期结果：______。
【答案】（1） ①. 无水乙醇 ②. 防止研磨中色素被破坏
（2）叶绿素的形成需要光照，正常光下更有利于叶绿素的形成
（3）纯合突变体叶片中的叶绿素和类胡萝卜素的相对含量都极低，光合作用极弱，无法满足植株生长对
有机物的需求，
（4）与野生型相比，纯合突变体叶片中类胡萝卜素含量极低（几乎为零）。
（5） ①. 细胞分裂素 ②. 含水量等适宜 ③. 叶绿体的大小及数量，取其平均值 ④. B 组叶
2
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绿体的大小及数量高于A 组，C、D 两组叶绿体的大小及数量无差异且均明显低于A、B 两组。
【解析】
【分析】影响植物光合作用的因素有光合色素的含量、光照、水等。细胞分裂素能够促进叶绿素的合成。
【小问1 详解】
叶片中的叶绿素和类胡萝卜素都能溶解在有机溶剂中，所以常使用无水乙醇提取。加入少许碳酸钙可以防
止研磨中色素被破坏。
【小问2 详解】
叶绿素的形成需要光照，正常光下更有利于叶绿素的形成，所以野生型植株叶片叶绿素含量在正常光下比
弱光下高。
【小问3 详解】
在正常光照下（400μmol·m-2•s-1），纯合突变体叶片中叶绿体发育异常、类囊体消失，叶绿素和类胡萝卜
素的相对含量都极低，分别为0.3 和0.1，说明纯合突变体的光合作用极弱，无法满足植株生长对有机物的
需求，使得植株难以生长，因此正常光照条件下种植纯合突变体将无法获得种子。
【小问4 详解】
由图可知：与野生型相比，纯合突变体叶片中类胡萝卜素含量极低（几乎为零），说明此突变体与类胡萝
卜素合成有关。
【小问5 详解】
纯合突变体中可能存在某种植物激素X 的合成缺陷。由图可知：纯合突变体叶片中的叶绿素和类胡萝卜素
的相对含量都极低，而细胞分裂素能促进叶绿素的合成， 据此可推知：X 最可能是细胞分裂素。若以上推
断合理，则干旱处理能够提高野生型中激素X 的含量，但不影响纯合突变体中X 的含量。为检验上述假设，
并结合题意“在正常光照下，纯合突变体叶片中叶绿体发育异常、类囊体消失”可知：该实验的自变量是
植株的种类和培养条件，因变量是叶绿体的大小及数量，而在实验过程中对植株的生长有影响的无关变量
应控制相同且适宜。据此，依据实验设计遵循的对照原则和单一变量原则和题干中给出的不完善的实验设
计可推知，补充完善的实验设计如下：
①植物培养和处理：取野生型和纯合突变体种子，萌发后在含水量等适宜条件下培养一周，然后将野生型
植株均分为A、B 两组，将突变体植株均分为C、D 两组，A、C 组为对照，B、D 组干旱处理4 小时。
②测量指标：每组取3-5 株植物的叶片，在显微镜下观察、测量并记录各组的叶绿体的大小及数量，取其
平均值。
③预期结果：本实验为验证性实验，其结论是已知的，即干旱处理能够提高野生型中激素X 的含量，但不
影响纯合突变体中X 的含量，所以预期的结果是：B 组叶绿体的大小及数量高于A 组，C、D 两组叶绿体的
大小及数量无差异且均明显低于A、B 两组。
(2024 年湖北省)4. 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（ ）
组
别
光照处理
首次开花时
间
茎粗
（mm）
花的叶黄素含量（g/
kg）
鲜花累计平均产量（
）
①
光照8h/黑暗
7 月4 日
9.5
2.3
13000
3
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16h
②
光照12h/黑暗
12h
7 月18 日
10.6
4.4
21800
③
光照16h/黑暗
8h
7 月26 日
11.5
2.4
22500
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】
【分析】据表分析，该实验的自变量是不同光照处理，因变量是首次开花时间、茎粗、花的叶黄素含量、
鲜花累计平均产量，数据表明③组的产量最高，②组的品质最高，①组最先开花。
【详解】A、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；
B、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；
C、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；
D、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。
故选C。
(2024 年湖北省)9. 磷酸盐体系（
/
）和碳酸盐体系（
/
）是人体内两种重要
的缓冲体系。下列叙述错误的是（ ）
A. 有氧呼吸的终产物在机体内可转变为
B. 细胞呼吸生成ATP 的过程与磷酸盐体系有关
C. 缓冲体系的成分均通过自由扩散方式进出细胞
D. 过度剧烈运动会引起乳酸中毒说明缓冲体系的调节能力有限
【答案】C
【解析】
【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
4
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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，在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、有氧呼吸的终产物为二氧化碳和水，二氧化碳溶于水后形成H2CO3 ，再由H2CO3 形成H+和
HCO3-，A 正确；
B、细胞呼吸生成ATP 的过程与磷酸盐体系有关，如在细胞呼吸中磷酸盐作为底物参与了糖酵解和柠檬酸
循环等过程，B 正确；
C、缓冲体系的成分如HCO3-、HPO42− 携带电荷，不能通过自由扩散方式进出细胞，C 错误；
D、机体内环境中的缓冲物质能够对乳酸起缓冲作用，但过度剧烈运动会引起乳酸中毒说明缓冲体系的调
节能力有限，D 正确。
故选C。
(2024 年山东省）16. 种皮会限制O2进入种子。豌豆干种子吸水萌发实验中子叶耗氧量、乙醇脱氢酶活
性与被氧化的NADH 的关系如图所示。已知无氧呼吸中，乙醇脱氢酶催化生成乙醇，与此同时NADH 被
氧化。下列说法正确的是（ ）
A. p 点为种皮被突破的时间点
B. Ⅱ阶段种子内O2浓度降低限制了有氧呼吸
C. Ⅲ阶段种子无氧呼吸合成乙醇的速率逐渐增加
D. q 处种子无氧呼吸比有氧呼吸分解的葡萄糖多
【答案】ABD
【解析】
【分析】在种皮被突破前，种子主要进行无氧呼吸，种皮被突破后，种子吸收氧气量增加，有氧呼吸加强，
无氧呼吸减弱。
【详解】A、由图可是，P 点乙醇脱氢酶活性开始下降，子叶耗氧量急剧增加，说明此时无氧呼吸减弱，有
氧呼吸增强，该点为种皮被突破的时间点，A 正确；
B、Ⅱ阶段种子内O2 浓度降低限制了有氧呼吸，使得子叶耗氧速率降低，但为了保证能量的供应，乙醇脱
氢酶活性继续升高，加强无氧呼吸提供能量，B 正确；
C、Ⅲ阶段种皮已经被突破，种子有氧呼吸增强，无氧呼吸合成乙醇的速率逐渐降低，C 错误；
D、q 处种子无氧呼吸与有氧呼吸氧化的NADH 相同，根据有氧呼吸和无氧呼吸的反应式可知，此时无氧呼
5
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吸比有氧呼吸分解的葡萄糖多，D 正确。
故选ABD。
（2024 年安徽省）3. 细胞呼吸第一阶段包含一系列酶促反应，磷酸果糖激酶1(PFK1）是其中的一个关
键酶。细胞中 ATP 减少时，ADP 和AMP 会增多。当ATP/AMP 浓度比变化时，两者会与PFK1 发生竞争
性结合而改变酶活性，进而调节细胞呼吸速率，以保证细胞中能量的供求平衡。下列叙述正确的是（
）
A. 在细胞质基质中，PFK1 催化葡萄糖直接分解为丙酮酸等
B. PFK1 与ATP 结合后，酶的空间结构发生改变而变性失活
C. ATP/AMP 浓度比变化对PFK1 活性的调节属于正反馈调节
D. 运动时肌细胞中 AMP 与PFK1 结合增多，细胞呼吸速率加快
【答案】D
【解析】
【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]，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。
【详解】A、细胞呼吸第一阶段葡萄糖最终分解为丙酮酸，需要一系列酶促反应即需要多种酶参与，而磷
酸果糖激酶1(PFK1）是其中的一个关键酶，因此PFK1 不能催化葡萄糖直接分解为丙酮酸，A 错误；
B、由题意可知，当ATP/AMP 浓度比变化时，两者会与PFK1 发生竞争性结合而改变酶活性，进而调节细胞
呼吸速率，以保证细胞中能量的供求平衡，说明PFK1 与ATP 结合后，酶的空间结构发生改变但还具有其活
性，B 错误；
C、由题意可知，ATP/AMP 浓度比变化，最终保证细胞中能量的供求平衡，说明其调节属于负反馈调节，C
错误；
D、运动时肌细胞消耗ATP 增多，细胞中 ATP 减少，ADP 和AMP 会增多，从而 AMP 与PFK1 结合增多，细
胞呼吸速率加快，细胞中 ATP 含量增多，从而维持能量供应，D 正确。
故选D。
（2024 年安徽省）16. 为探究基因 OsNAC 对光合作用的影响研究人员在相同条件下种植某品种水稻的
野生型(WT)、OsNAC 敲除突变体(KO)及 OsNAC 过量表达株(OE)，测定了灌浆期旗叶(位于植株最顶端)
净光合速率和叶绿素含量,结果见下表。回答下列问题。
净光合速率
（umol.m2.s-1）
叶绿素含量
（mg·g-1）
WT
24.0
4.0
KO
20.3
3.2
OE
27.7
4.6
6
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（1）旗叶从外界吸收1 分子 CO2与核酮糖-1,5-二磷酸结合，在特定酶作用下形成2 分子3-磷酸甘油酸；
在有关酶的作用下，3-磷酸甘油酸接受_______释放的能量并被还原，随后在叶绿体基质中转化为_______。
（2）与WT 相比，实验组KO 与OE 的设置分别采用了自变量控制中的_______、_______（填科学方法）。
（3）据表可知，OsNAC 过量表达会使旗叶净光合速率_______。为进一步探究该基因的功能，研究人员测
定了旗叶中编码蔗糖转运蛋白基因的相对表达量、蔗糖含量及单株产量，结果如图。
结合图表，分析OsNAC 过量表达会使旗叶净光合速率发生相应变化的原因：①______________；
②__________________。
【答案】（1） ①. ATP 和 NADPH ②. 核酮糖-1,5－二磷酸和淀粉等
（2） ①. 减法原理 ②. 加法原理
（3） ①. 增大 ②. 与 WT 组相比，OE 组叶绿素含量较高，增加了对光能的吸收、传递和转换，
光反应增强，促进旗叶光合作用 ③. 与 WT 组相比OE 组旗叶中编码蔗糖转运蛋白基因的表达量较高,
可以及时将更多的光合产物(蔗糖)向外运出,从而促进旗叶的光合作用速率
【解析】
【分析】在对照实验中，控制自变量可以采用“加法原理”或“减法原理”。与常态比较，人为增加某种
影响因素的称为“加法原理”。与常态比较，人为去除某种影响因素的称为“减法原理”。
【小问1 详解】
在光合作用的暗反应阶段，CO2 被固定后形成的两个3-磷酸甘油酸（C3）分子，在有关酶的催化作用下，
接受ATP 和NADPH 释放的能量，并且被NADPH 还原。随后在叶绿体基质中转化为核酮糖-1,5－二磷酸
（C5）和淀粉等。
小问2 详解】
与某品种水稻的野生型（WT）相比，实验组KO 为OsNAC 敲除突变体，其设置采用了自变量控制中的减法
原理；实验组OE 为 OsNAC 过量表达株，其设置采用了自变量控制中的加法原理。
【小问3 详解】
题图和表中信息显示：OE 组的净光合速率、叶绿素含量、旗叶中编码蔗糖转运蛋白基因的相对表达量、单
株产量都明显高于WT 组和KO 组，OE 组蔗糖含量却低于WT 组和KO 组，说明OsNAC 过量表达会使旗叶
净光合速率增大，究其原因有：①与 WT 组相比，OE 组叶绿素含量较高，增加了对光能的吸收、传递和
转换，光反应增强，促进旗叶光合作用；②与 WT 组相比OE 组旗叶中编码蔗糖转运蛋白基因的表达量较
高，可以及时将更多的光合产物（蔗糖）向外运出，从而促进旗叶的光合作用速率。
（2024 年安徽省）17. 大气中二氧化碳浓度升高会导致全球气候变化。研究人员探究了390 μL·L（p1当
前空气中的浓度）和1000 μL·L（p2）两个 CO2浓度下，盐生杜氏藻（甲）和米氏凯伦藻（乙）在单独培
7
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养及混合培养下的细胞密度变化，实验中确保养分充足，结果如图1。
回答下列问题。
（1）实验中发现，培养液的pH 值会随着藻细胞密度的增加而升高，原因可能是____________。（答出1
点即可）。
（2）与单独培养相比，两种藻混合培养的结果说明__________________________。推行绿色低碳生活更
有利于减缓______填“甲”或“乙”）的种群增长。
（3）为进一步探究混合培养下两种藻生长出现差异的原因，研究人员利用培养过一种藻的过滤液去培养
另一种藻，其他培养条件相同且适宜，结果如图2。综合图1 和图2，分析混合培养引起甲、乙种群数量变
化的原因分别是①______________；②___________________。
（4）一定条件下，藻类等多种微型生物容易在近海水域短期内急剧增殖，引发赤潮，主要原因是
__________。
【答案】（1）藻细胞密度增加，光合作用强度增大吸收培养液中的 CO2 增多，从而导致培养液的 pH 升
高
（2） ①. 混合培养时，两种藻类之间存在种间竞争，并且甲在竞争中处于劣势，最终两种藻类的K 值
都下降 ②. 乙
（3） ①. 甲生长受到抑制主要是由于乙释放的抑制物所致 ②. 乙代谢产生的物质明显抑制甲的生
长混合培养时资源、空间有限，导致乙的种群数量下降，乙的种群数量下降与甲代谢产生的物质无关
（4）受人类活动等的影响，近海水域中的 N、P 等矿质元素增多、CO2 浓度较高，藻类大量增殖
【解析】
8
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【分析】分析题图：图1 随着培养时间延长，盐生杜氏藻的细胞密度都增多，加了乙滤液（米氏凯伦藻）
的实验组的细胞密度低于同等条件下的在盐生杜氏藻的细胞密度；图2 随着培养时间延长，米氏凯伦藻的
细胞密度都增多，且加了甲滤液（盐生杜氏藻）的实验组细胞密度与同等条件下的在米氏凯伦藻的细胞密
度接近。
【小问1 详解】
由于藻类能进行光合作用，因此藻细胞密度增加，光合作用强度增大吸收培养液中的 CO2 增多，从而导
致培养液的 pH 升高。
【小问2 详解】
根据图示，图1 随着培养时间延长，盐生杜氏藻的细胞密度都增多，加了乙滤液（米氏凯伦藻）的实验组
的细胞密度低于同等条件下的在盐生杜氏藻的细胞密度；图2 随着培养时间延长，米氏凯伦藻的细胞密度
都增多，且加了甲滤液（盐生杜氏藻）的实验组细胞密度与同等条件下的在米氏凯伦藻的细胞密度接近，
因此可知，加了滤液相当于两种藻类混合培养，而混合培养对藻类的密度有影响，因此两种藻类之间存在
种间竞争，并且甲在竞争中处于劣势，最终两种藻类的K 值都下降。推行绿色低碳生活使得大气中二氧化
碳的浓度下降，而在低浓度的二氧化碳下，甲的生长受影响不大，乙的生长受影响较大，细胞密度更低，
因此推行绿色低碳生活更有利于减缓乙种群的增长。
【小问3 详解】
根据图示，图1 随着培养时间延长，甲的细胞密度增多，但加了乙滤液的实验组的细胞密度远远低于同等
条件下的细胞密度，可能是乙代谢产生的物质明显抑制甲的生长；图2 随着培养时间延长，乙细胞密度都
增多，且加了甲滤液实验组细胞密度与同等条件下的乙的细胞密度差距不大，因此，乙的种群数量下降与
甲代谢产生的物质无关，但随着培养时间的增长，混合培养时资源、空间有限，导致乙的种群数量下降。
【小问4 详解】
藻类的生长需要N、P 等矿质元素，此外还需要进行光合作用，因此，一定条件下，藻类等多种微型生物
容易在近海水域短期内急剧增殖，引发赤潮，主要原因是受人类活动等的影响，近海水域中的 N、P 等矿
质元素增多、CO2 浓度较高，藻类大量增殖。
（2024 年广东省）3. 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. 将两组滤纸条置于同一烧杯中层析
D. 用过的层析液直接倒入下水道
【答案】C
【解析】
【分析】叶绿体色素提取的原理：叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂； 色素分离原理：叶绿体中的色
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，溶解度低的随层析液在滤纸上扩散
得慢。
【详解】A、本实验目的是用纸层析法探究银杏绿叶和黄叶的色素差别，选择新鲜程度不同的叶片分开研
磨，A 错误；
9
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B、色素溶于有机溶剂，提取液为无水乙醇，光合色素不溶于水，B 错误；
C、由于滤纸条不会相互影响，层析液从成分相同，两组滤纸条可以置于同一个烧杯中层析，C 正确；
D、用过的层析液含有石油醚、丙酮和苯，不能直接倒入下水道，D 错误。
故选C。
（2024 年广东省）5. 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
D. 无氧条件下，WT 比△sqr 产生更多的ATP
【答案】D
【解析】
【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
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。
（2024 年吉林省）21. 在光下叶绿体中的C5能与CO2反应形成C3；当CO2/O2比值低时，C5也能与O2反
应形成C2等化合物。C2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。上述过
程在叶绿体与线粒体中主要物质变化如图1。
10
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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CO2的来源除了有外界环境外，还可来自______
和______（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）CO2 的固定
（2） ①. 细胞质基质 ②. 线粒体基质
（3） ①. 光呼吸 ②. 呼吸作用 ③. 7—10 时，随着光照强度的增加，株系1 和2 由于转入了改
变光呼吸的相关基因，导致光呼吸速率降低，光呼吸将已经同化的碳释放，且整体上是消耗能量的过程
④. 不能 ⑤. 总光合速率=净光合速率+呼吸速率，呼吸速率为光照强度为0 时二氧化碳的释放速率，图
3 的横坐标为二氧化碳的浓度，无法得出呼吸速率，
（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】
【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
光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体
膜上）：水的光解产生NADPH 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NADPH 的作用下还原生成糖类等有机物；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。
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；第三阶段是氧气和NADH 反应生成水，合成大量ATP。
【小问1 详解】
在光合作用的暗反应过程中，CO2 在特定酶的作用下，与C5 结合形成两个C3，这个过程称作CO2 的固定，
故反应①是CO2 的固定过程。
【小问2 详解】
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
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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。
【小问3 详解】
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CO2 的来源除了有
外界环境外，还可来自光呼吸、呼吸作用。7—10 时，随着光照强度的增加，株系1 和2 由于转入了改变光
呼吸的相关基因，导致光呼吸速率降低，光呼吸将已经同化的碳释放，且整体上是消耗能量的过程，因此
与WT 相比，株系1 和2 的净光合速率较高。总光合速率=净光合速率+呼吸速率，呼吸速率为光照强度为0
时二氧化碳的释放速率，图3 的横坐标为二氧化碳的浓度，因此无法得出呼吸速率，故据图3 中的数据不
能计算出株系1 的总光合速率。
【小问4 详解】
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。
（2024 年高考全国甲卷）7. 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。
（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） ①. 不相等 ②. 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
【解析】
【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。
【小问1 详解】
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该植物叶片在温度a 和c 时的光合速率相等，但由于呼吸速率不同，因此叶片有机物积累速率不相等。
【小问2 详解】
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。
【小问3 详解】
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。
【小问4 详解】
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。
(2024 年1 月浙江省)20. 长江流域的油菜生产易受渍害。渍害是因洪、涝积水或地下水位过度升高，导
致作物根系长期缺氧，对植株造成的胁迫及伤害。
回答下列问题：
（1）发生渍害时，油菜地上部分以有氧（需氧）呼吸为主，有氧呼吸释放能量最多的是第____阶段。地
下部分细胞利用丙酮酸进行乙醇发酵。这一过程发生的场所是____，此代谢过程中需要乙醇脱氢酶的催化，
促进氢接受体（NAD+）再生，从而使____得以顺利进行。因此，渍害条件下乙醇脱氢酶活性越高的品种越
____（耐渍害/不耐渍害）。
（2）以不同渍害能力的油菜品种为材料，经不同时长的渍害处理，测定相关生理指标并进行相关性分析，
结果见下表。
光合速
率
蒸腾速
率
气孔导
度
胞间CO2浓
度
叶绿素含
量
光合速率
1
蒸腾速率
0.95
1
气孔导度
0.99
0.94
1
胞间CO2浓
度
-0.99
-0.98
-0.99
1
叶绿素含量
0.86
0.90
0.90
-0.93
1
注：表中数值为相关系数（r），代表两个指标之间相关的密切程度。当|r|接近1 时，相关越密切，越接近
0 时相关越不密切。
据表分析，与叶绿素含量呈负相关的指标是____。已知渍害条件下光合速率显著下降，则蒸腾速率呈____
趋势。综合分析表内各指标的相关性，光合速率下降主要由____（气孔限制因素/非气孔限制因素）导致的，
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理由是____。
（3）植物通过形成系列适应机制响应渍害。受渍害时，植物体内____（激素）大量积累，诱导气孔关闭，
调整相关反应，防止有毒物质积累，提高植物对渍害的耐受力；渍害发生后，有些植物根系细胞通过____，
将自身某些薄壁组织转化腔隙，形成通气组织，促进氧气运输到根部，缓解渍害。
【答案】（1） ①. 三##3 ②. 细胞质基质 ③. 葡萄糖分解（糖酵解） ④. 耐渍害
（2） ①. 胞间CO2 浓度 ②. 下降 ③. 非气孔限制因素 ④. 胞间CO2 浓度与光合速率和气
孔导度呈负相关
（3） ①. 脱落酸 ②. 程序性死亡##凋亡
【解析】
【分析】有氧呼吸分为三个阶段，第一阶段在细胞质进行，第二阶段在线粒体基质进行，第三阶段在线粒
体内膜进行，且第三阶段释放的能量最多。无氧呼吸分为两个阶段，均在细胞质基质进行。
由表可知，胞间CO2 浓度与光合速率和气孔导度呈负相关，即虽然气孔导度下降，但胞间CO2 上升，说明
光合速率下降主要由非气孔限制因素导致的。
【小问1 详解】
有氧呼吸第三阶段在线粒体内膜进行，是有氧呼吸过程中释放能量最多的阶段。乙醇发酵（无氧呼吸）的
场所是细胞质基质。葡萄糖分解形成丙酮酸和NADH，该过程需要NAD+参与，所以氢接受体（NAD+）再
生，有利于葡萄糖分解的正常进行，由此可知，渍害条件下乙醇脱氢酶活性越高的品种能产生更多的能量
维持生命活动的进行，更加耐渍害。
【小问2 详解】
由表可知，叶绿素含量与胞间CO2 浓度的相关系数为负值，说明二者呈负相关。光合速率与蒸腾速率的相
关系数为0.95，为正相关，所以光合速率显著下降，则蒸腾速率呈下降趋势。由于胞间CO2 浓度与光合速
率和气孔导度呈负相关，即虽然气孔导度下降，但胞间CO2 上升，说明光合速率下降主要由非气孔限制因
素导致的。
【小问3 详解】
脱落酸具有诱导气孔关闭的功能，在受渍害时，其诱导气孔关闭，调整相关反应，防止有毒物质积累，提
高植物对渍害的耐受力。渍害发生后，有些植物根系细胞通过通过凋亡（程序性死亡），从而形成腔隙，
进一步形成通气组织，促进氧气运输到根部，缓解渍害。
(河南省2024)7. 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） ①. 红光和蓝紫光 ②. 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） ①. b ②. 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
【解析】
【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 中的化学能舰艇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。
【小问1 详解】
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。
【小问2 详解】
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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。
【小问3 详解】
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。
【小问4 详解】
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。
（2024 届陕西省安康市高新中学高三下学期5 月模拟预测理综试题）1. 为探究远红光强度对黄
瓜幼苗形态和光合作用的影响，研究人员以黄瓜幼苗为材料，在固定红蓝光强度及光合有效辐射的基础上，
添加3 种不同强度的远红光，使得各处理组的红光/远红光的值分别为10（L-FR）、1.2（M-FR）和0.8
（H-FR），比较不同处理对于黄瓜幼苗生长及光合作用的影响，结果如表、图所示。请回答下列问题：
组别
株高
（cm）
鲜重
（g）
干重
（g）
总叶面积
（cm2）
L-FR
23.95
19 796
1.829
605.963
M-FR
72.00
31.682
2.079
573.087
H-FR
82.97
31.000
2.037
567.203
（1）实验中，各组红蓝光强度及光合有效辐射固定的目的是____。黄瓜幼苗的光合色素中，可吸收蓝紫
光的色素有____。
（2）根据表中信息分析，随着远红光强度的增加，黄瓜幼苗的株高明显增加，但干重的增加并不明显，
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原因可能是____，这会影响光反应产物____的生成，进而影响暗反应中有机物的合成。
（3）气孔导度可反映气孔的开放程度，由图可知，与L-FR 处理组相比，H-FR 处理组的气孔导度明显增
大。据此推测，H-FR 处理组幼苗鲜重明显增加的原因是____。在光照强度不变的情况下，气孔导度增大
在短时间内会导致叶绿体基质中C3、C5含量的变化分别为____（从“增多”“减少”中选择）。
【答案】（1） ①. 保证实验的自变量为红光/远红光的值 ②. 叶绿素和类胡萝卜素
（2） ①. 远红光不能被光合色素吸收 ②. ATP 和NADPH
（3） ①. 气孔导度增大，吸收的CO2 增多，导致暗反应增强，积累的有机物增多 ②. 增多、减少
【解析】
【分析】1、探究性实验需要遵循的原则有：①科学性原则：实验原理、步骤、方法等必须科学合理；②
可行性原则：与生产实践紧密联系，实验切实可行；③对照原则：要排除无关变量的干扰；④单一变量原
则：严格控制无关变量相同且适宜。
2、该实验
自变量为红光/远红光的值(分别为10（L-FR）、1.2（M-FR）和0.8（H-FR））。
【小问1 详解】
探究性实验需要遵循单一变量原则，严格控制无关变量相同且适宜，因此实验中，各组红蓝光强度及光合
有效辐射固定的目的是严格控制无关变量相同且适宜，保证实验的自变量为红光/远红光的值；植物叶绿体
中色素的光吸收特点为：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，
因此可吸收蓝紫光的色素有叶绿素和类胡萝卜素。
【小问2 详解】
由于远红光不能被光合色素吸收，随着远红光强度的增加，影响光反应产物ATP 和NADPH 的生成，进而影
响暗反应中有机物的合成，导致黄瓜幼苗的株高明显增加，但干重的增加并不明显。
【小问3 详解】
与L-FR 处理组相比，H-FR 处理组的气孔导度明显增大，H-FR 处理组幼苗鲜重明显增加的原因可能是气孔导
度增大，吸收的CO2 增多，导致暗反应增强，积累的有机物增多；在光照强度不变的情况下，气孔导度增
大在短时间内可以增加叶片细胞中CO2 的含量，使CO2 和C5 固定形成C3 的反应加快，而光反应不变，C3
的还原不变，C3 含量增多，C5 含量减少。
（2024 届陕西省安康市汉滨区高三下学期联考模拟预测（四））2. 矮壮素（CCC）是一种植物
生长调节剂，能提高玉米植株抗盐碱能力。科研人员为研究碱性土壤胁迫和喷施CCC 对玉米植株光合速率
的影响机理，在温度、光照、CO2浓度等因素均相同且适宜的条件下，进行了4 组实验，所得结果如图所
示，另外正常土壤组的气孔导度（气孔开启的程度）低于正常土壤+CCC 组的气孔导度。回答下列问题：
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（1）在实验室中，可利用无水乙醇和层析液分别从玉米的幼嫩叶片中提取和分离色素，原理分别是____、
____。该科研人员测量各组玉米叶片中的叶绿素含量采用的不是纸层析法，原因是____。
（2）该实验设置的正常土壤组、正常土壤+CCC 组、碱性土壤组、碱性土壤+CCC 组中，可以构成____个
对照实验，这些对照实验都遵循了____原则。
（3）据图可知，碱性土壤可导致玉米植株的净光合速率下降，原因可能是____。
【答案】（1） ①. 色素易溶解在酒精或丙酮等有机溶剂中 ②. 各色素在层析液中的溶解度不同，
随层析液在滤纸上扩散速度不同 ③. 不同条件下叶片中叶绿素的含量相差不大
（2） ①. 4 ②. 单一变量
（3）碱性土壤条件下叶片的气孔导度减小，CO2 的吸收量减少
【解析】
【分析】叶绿体色素的提取和分离实验：
①提取色素原理：色素易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：各色素在层析液中
溶解度不同，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。
【小问1 详解】
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；各色素随层析液在滤纸上扩散速
度不同，从而分离色素；由图可知，不同条件下叶片中叶绿素的含量相差不大；
【小问2 详解】
正常土壤组、正常土壤+CCC 组、碱性土壤组、碱性土壤+CCC 组中可以构成正常土壤组与正常土壤+CCC 组、
正常土壤组与碱性土壤组、正常土壤+CCC 组与碱性土壤+CCC 组、碱性土壤组与碱性土壤+CCC 组这样4 个
对照组，这些对照实验都遵循了单一变量原则；
【小问3 详解】
由图可知，碱性土壤条件时叶绿素的含量相差不大，但胞间CO2 浓度减小，可能是碱性土壤的气孔导度减
小，吸收的CO2 减少，导致玉米植株的净光合速率下降。
（2024 届陕西省宝鸡市高三下学期三模考试）3. 科学家利用以下装置开展了某项研究，如图所示。
请回答下列问题：
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（1）科学家利用图中装置可以研究生物的细胞呼吸这一生理活动，若生物材料是绿色植物，还应添加的
实验条件是___。装置甲使用NaOH 溶液的目的是___，实验设置装置丙的目的是___。
（2）若生物材料选择酵母菌，给其提供葡萄糖培养液，关闭活塞一段时间后，装置甲的液滴向左移动，
而装置乙的液滴没有移动，试解释液滴移动现象的原因：___。又过了较长时间后，装置乙的液滴最可能
___移动。
（3）若生物材料选择人的成熟红细胞，实验条件与题（2）相似，则经过一段时间后，装置甲的液滴最可
能___移动，试述原因：___。
【答案】（1） ①. 遮光处理 ②. 吸收有氧呼吸释放的CO2 ③. 纠（校）正环境因素引起的实
验测量误差
（2） ①. 酵母菌此时只进行有氧呼吸，吸收的O2 量和释放的CO2 量相同 ②. 向右
（3） ①. 不 ②. 人的成熟红细胞不能进行有氧呼吸，而无氧呼吸的产物是乳酸
【解析】
【分析】分析图示，装置甲加入氢氧化钠溶液的目的是吸收呼吸作用产生的CO2，有色液滴移动的距离代
表呼吸作用消耗的O2；装置乙有色液滴移动的距离代表消耗的O2 和释放的CO2 的体积之差；装置丙的目
的是校正环境因素引起的实验测量误差。
【小问1 详解】
如果要利用图中装置研究绿色植物的细胞呼吸，则应该遮光处理，因为植物光合作用会影响实验结果。装
置甲使用NaOH 溶液的目的是吸收有氧呼吸释放的CO2，装置丙属于空白对照，纠（校）正环境因素引起
的实验测量误差。
【小问2 详解】
若生物材料选择酵母菌，给其提供葡萄糖培养液，关闭活塞一段时间后，装置甲的液滴向左移动，而装置
乙的液滴没有移动，其中的原因是酵母菌此时进行有氧呼吸，吸收的O2 和释放的CO2 量相同。又过了较
长时间，装置乙中的酵母菌可能进行无氧呼吸，其中的液滴最可能向右移动。
【小问3 详解】
若生物材料选择人的成熟红细胞，人的成熟红细胞不能进行有氧呼吸，而无氧呼吸的产物是乳酸，不会和
周围进行气体交换，经过一段时间后，装置甲的液滴最可能不移动。
（2024 届陕西省部分学校高三下学期5 月份高考适应性考试理科综合试题）4. 为了满足快速增
殖的能量需求和生物合成过程，癌细胞通常消耗葡萄糖的速率远高于正常细胞。即使在氧气充足的条件下，
癌细胞也会进行旺盛的无氧呼吸。请根据所学内容及材料回答下列问题：
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（1）癌细胞的无氧呼吸发生在__________，第一阶段反应的产物是__________，第二阶段反应时
__________（填“能”或“不能”）产生ATP。
（2）与有氧呼吸相比，癌细胞中等量的葡萄糖经过无氧呼吸释放的总能量较少的主要原因是：_____。
（3）进一步研究发现，癌细胞内的酶M 和酶L 均能催化NAD+的再生，以保证糖酵解（有氧或无氧呼吸
第一阶段反应）的正常进行。但酶M 仅存在于线粒体中，酶L 仅存在于细胞质基质中。科研人员用溶剂N
配制不同浓度2DG（糖酵解抑制剂）溶液，处理正在分裂的癌细胞组织。测量在不同浓度2DG 溶液下，
癌细胞内酶M 和酶L 活性相对值。
①该实验表明，糖酵解速率相对值较低时，癌细胞优先进行_____（填“有氧”或“无氧”）呼吸
②糖酵解速率相对值超过60 时，酶M 的活性达到饱和，酶L 的活性迅速提高。若糖酵解速率继续提高时，
癌细胞则会表现为进行较旺盛的__________（填“有氧”或“无氧”）呼吸。
③综上所述，癌细胞在氧气充足的条件下还能进行旺盛无氧呼吸的原因是：__________。
（4）针对上述癌细胞糖代谢特点提出一条抗癌治疗策略：__________。
【答案】（1） ①. 细胞质基质 ②. 丙酮酸和NADH（或[H]） ③. 不能
（2）有氧呼吸能将有机物彻底氧化分解，而无氧呼吸是有机物不完全氧化分解，还有大量能量储存在乳
酸中
（3） ①. 有氧 ②. 无氧 ③.
癌细胞的细胞分裂需要大量能量，但糖酵解速率过快时，产生的NADH 速率超过了线粒体酶M 的最大处理
能力（产生的NADH 过多使酶M 的活性达到饱和）。为了继续获得更多的能量，酶L 的活性迅速提高，从
而使无氧呼吸的速率大幅提升
（4）特异性抑制癌细胞无氧呼吸途径；抑制无氧呼吸的关键酶或相关通路，降低癌细胞的能量获取能力；
特异性的干扰癌细胞对葡萄糖的摄取或利用（答案合理即可，2 分）
【解析】
【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]，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。
【小问1 详解】
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癌细胞的无氧呼吸主要发生在细胞质基质中，其第一阶段反应的产物是丙酮酸和NADH（或[H]）。无氧呼
吸只在第一阶段产生ATP，无氧呼吸的第二阶段不产生ATP。
【小问2 详解】
与有氧呼吸相比，无氧呼吸释放的能量较少。这是因为有氧呼吸能将有机物彻底氧化分解，释放出大量的
能量，而无氧呼吸则是有机物的不完全氧化分解，还有大量的能量储存在乳酸等有机物中，因此释放的能
量相对较少。
【小问3 详解】
①根据实验结果，当糖酵解速率相对值较低时，酶M 的酶活性较高且迅速上升，说明线粒体的代谢活跃，
癌细胞优先进行有氧呼吸。②当糖酵解速率相对值超过60 时，酶M 的活性达到饱和，而酶L 的活性则迅
速提高。如果糖酵解速率继续提高，癌细胞会表现出较旺盛的无氧呼吸。③综上所述，癌细胞在氧气充足
的条件下仍然能进行旺盛的无氧呼吸，原因可能是癌细胞分裂需要大量能量，但当糖酵解速率过快时，产
生的NADH 超过了线粒体酶M 的最大处理能力。为了继续获得更多的能量，癌细胞提高了酶L 的活性，从
而使无氧呼吸的速率大幅提升。
【小问4 详解】
针对癌细胞的糖代谢特点，一种抗癌治疗策略是特异性抑制癌细胞的无氧呼吸途径。这可以通过抑制无氧
呼吸的关键酶或相关通路来实现，从而降低癌细胞的能量获取能力。另外，特异性的干扰癌细胞对葡萄糖
的摄取或利用也是一个有效的策略。这些措施有望减缓癌细胞的生长和扩散，为抗癌治疗提供新的思路和
方法。
【点睛】本题主要考查了有氧呼吸和无氧呼吸的过程和异同以及癌细胞的特点，发生原因和防治措施，学
生通过识记相关知识内容即可答题。
（2024 届陕西省商洛市高三下学期第五次模拟检测理综试题）5. 我国北方地区的冬油菜在油料作
物布局和经济效益中起着深远的影响。抗寒性是北方寒旱区冬油菜生产获得高产稳产性的前提条件。为提
高抗寒品质，选育抗寒品种，某实验室将已有的不同抗寒性冬油菜典型代表性品种——陇油7 号（超强抗
寒性）、陇油8 号（强抗寒性）、天油4 号（弱抗寒性），在20℃和一4℃条件下分别处理72h 后，进行
了光合特征的对比分析，结果如表所示。回答下列问题：
品种
叶绿素含
量/（mg·g-1）
净光合速
率/（μmol·m-2·s-1）
气孔导
度/（mmol·m-2·s-1）
胞间CO2浓
度/（μmol·mol-1）
20℃
-4 ℃
20℃
-4℃
20℃
-4℃
20℃
-4℃
陇油7
号
32.15
22.86
6.73
5.11
0.74
0.35
338 76
272.44
陇油8
号
31.56
14.91
7.65
2.91
0.73
0.41
298.51
300.12
天油4
号
30.57
9.45
5.89
0.12
0.57
0.12
297.98
280.72
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（1）一般用_________（填试剂名称）提取植物叶绿体中的色素。若叶绿素含量降低，主要影响植物对
_________（填“红光”“蓝紫光”或“红光和蓝紫光”）的吸收。光合色素吸收的光能在光反应中的用
途有_________。
（2）分析表中数据可知，低温处理后陇油7 号胞间 CO2浓度降低的原因是_________。-4℃条件下，陇油
8 号的净光合速率下降主要是_________（填“气孔因素”或“非气孔因素”）引起的。
（3）结合表中数据，从光反应速率和暗反应速率的角度分析天油4 号抗寒能力弱于陇油7 号的原因是
_________。
【答案】（1） ①. 无水乙醇 ②. 红光和蓝紫光 ③. 将水分解成氧和H⁺及为ATP 和NADPH
形成提供能量
（2） ①. 光合作用固定胞间CO2 的量与通过气孔向叶肉细胞胞间输入 CO2 的量都减少，但光合作用
固定胞间 CO2 的量多于胞间输入CO2 的量 ②. 非气孔因素
（3）低温处理后，相比于陇油7 号，天油4 号的叶绿素含量下降幅度更大，导致该品种光反应产生的ATP
和 NADPH 的量更少，且低温下的气孔导度更小，导致CO2 的吸收量减少，从而使光合作用效率下降更多
【解析】
【分析】叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以，可以用无水乙醇提取绿叶中的色素。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。
【小问1 详解】
一般用无水乙醇提取植物叶绿体中的色素。叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，若叶绿素含量降低，主要影响
植物对红光和蓝紫光的吸收。光合色素吸收的光能可用于将水分解成氧、H⁺及为ATP 和NADPH 的形成提
供能量等。
【小问2 详解】
低温使光合作用固定胞间CO2 的量与通过气孔向叶肉细胞胞间输入CO2 的量都减少，但光合作用胞间固定
CO2 的量多于胞间输入CO2 的量，导致陇油7 号胞间CO2 浓度降低。低温导致陇油8 号的气孔导度下降，
但胞间CO2 浓度升高，因此陇油8 号的净光合速率下降主要是非气孔因素引起的。
【小问3 详解】
结合表中数据可知，天油4 号抗寒能力弱于陇油7 号的原因是低温处理后，相比于陇油7 号，天油4 号的
叶绿素含量下降幅度更大，导致该品种光反应产生的ATP 和 NADPH 的量更少，且低温下的气孔导度更小，
导致CO2 的吸收量减少，从而使光合作用效率下降更多。
（2024 届陕西省铜川市高三下学期第三次模拟考试）6. 土壤含水量会影响植物的生长。某研究小
组以盆栽天竺葵幼苗为研究对象，探究不同土壤含水量对其光合特性的影响，实验两周后测得的部分数据
如下表所示。回答下列问题：
土壤含水量
叶绿素含
量/（mg·cm-2）
胞间CO2浓
度/（μmol·mol-1）
净光合速
率/（μmolCO2·m-2·s-1）
40%
3.02
307.81
3.17
20%
3.43
308.53
3.38
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12%
2.59
253.78
2.62
5%（干旱）
1.72
180.74
1.17
3%（严重干旱）
0.64
71.65
-0.22
（1）若要检测叶绿素含量，需要先提取叶绿素。实验中，常用无水乙醇来提取绿叶中的色素，原因是
________。
（2）干旱处理一段时间后，检测到光反应释放的O2减少，据表分析，可能是叶绿体内________________
（填结构名称）受损导致叶绿素含量下降，同时________，导致C3的生成速率降低，使天竺葵幼苗光合速
率降低。
（3）研究发现，在干旱条件下，天竺葵幼苗的气孔每隔十分钟会进行周期性的闭合，称为“气孔振荡”，
推测在干旱条件下植物“气孔振荡”的意义是________。
（4）实验结果表明，天竺葵幼苗适宜生长的土壤含水量为________。在土壤含水量40%条件下，影响天
竺葵幼苗净光合速率大小的主要是光反应而不是暗反应，判断依据是________________。
【答案】（1）绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中
（2） ①. 类囊体薄膜 ②. 胞间CO2 浓度下降，CO2 供应不足
（3）既能降低蒸腾作用强度，又能保障CO2 供应，使光合作用正常进行
（4） ①. 20% ②. 与土壤含水量20%相比，土壤含水量40%
叶绿素含量下降，而胞间CO2 浓度
基本不变
【解析】
【分析】1、绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以用无水乙醇提取绿叶中的色素。
2、分析题意可知，本实验以盆栽天竺葵幼苗为研究对象，探究不同土壤含水量对其光合特性的影响，则
实验的自变量是不同土壤含水量，因变量是光合特性，包括净光合速率、叶绿素含量和胞间二氧化碳浓度。
【小问1 详解】
由于光合色素易溶于有机溶剂，故实验中，常用有机溶剂无水乙醇来提取绿叶中的色素。
【小问2 详解】
光合色素分布在叶绿体类囊体薄膜上，分析表格数据可知，与其它组别相比，干旱处理一段时间后，叶绿
素含量降低，故可能是叶绿体内类囊体薄膜受损导致叶绿素含量下降，CO2 可参与暗反应过程中C3 的还原，
故干旱处理一段时间后，胞间CO2 浓度下降，CO2 供应不足，导致C3 的生成速率降低，使天竺葵幼苗光
合速率降低。
【小问3 详解】
气孔是二氧化碳进出细胞的结构，蒸腾作用中水分通过气孔散失到大气中，“气孔振荡”是在干旱条件下
发生，天竺葵幼苗的气孔每隔十分钟会进行周期性的闭合，其意义是：既能降低蒸腾作用失水，又能保障
CO2 供应进行光合作用。
【小问4 详解】
分析表格数据可知，实验处理范围内，土壤含水量20%条件下，净光合速率最高，故天竺葵幼苗适宜生长
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的土壤含水量为20%；在土壤含水量40%条件下，与土壤含水量20%相比，土壤含水量40%的叶绿素含量
下降，而胞间CO2 浓度基本不变，叶绿素含量下降，光能利用率降低，导致净光合速率下降，因此土壤含
水量40%条件下，影响天竺葵幼苗净光合速率大小的主要是光反应而不是暗反应。
（2024 届陕西省渭南市高三下学期教学质量检测考试理综试卷（Ⅱ））7. 为了探究沙地柏在遮
荫处理下的光合特性，兴趣小组测定了75%遮荫处理和自然条件下的沙地柏叶面积、叶绿素含量等生理指
标，结果如表所示。回答下列问题：
组别
叶面积
叶绿素
胞间
浓度
净光合速率
75%遮荫
3715
1.67
297
4.47
自然条件
2856
1.41
178
14.05
（1）叶绿素主要吸收______光。若比较75%遮荫、自然条件下叶片中叶绿素含量的多少，可进行色素的
提取和分离，观察滤纸条上第______条色素带（从上往下计数）的宽窄，进行分析。
（2）测定净光合速率是以单位时间、单位叶面积的
______（填“固定”、“吸收”或“释放”）量
为指标，测定的数据______（填“需要”或“不需要”）加上遮光处理测得的
释放量。
（3）结果显示，自然条件下胞间
浓度更低，推测其原因是________________________。75%遮荫处
理后，沙地柏产生了有利于提升其光能利用率的变化，据表分析，这些变化有__________________。
（4）在75%遮荫条件下，沙地柏的株高显著升高。研究表明，这是因为在弱光条件下，植株光合作用产
物向茎分配增多所致。为验证该观点，兴趣小组测定了上述两组条件下沙地柏植株茎的干重与全株干重的
占比，预期结果为________________________。
【答案】（1） ①. 红光和蓝紫 ②. 三、四
（2） ①. 吸收 ②. 不需要
（3） ①. 光照强度大，净光合速率高，消耗CO2 较多 ②. 叶绿素含量增加，叶面积增大
（4）75％遮荫组茎干重与全株干重的占比高于自然条件组
【解析】
【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段。光反应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上，色素吸收、
传递和转换光能，并将一部分光能用于水的光解生成NADPH 和氧气，另一部分光能用于合成ATP，暗反应
发生场所是叶绿体基质中，首先发生二氧化碳的固定，即二氧化碳和五碳化合物结合形成两分子的三碳化
合物，三碳化合物利用光反应产生的NADPH 和ATP 被还原。
【小问1 详解】
叶绿素主要吸收红光和蓝紫光。若比较75%遮荫、自然条件下叶片中叶绿素含量的多少，可进行色素的提
取和分离，滤纸条上的色素带从上到下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a 和叶绿素b，观察滤纸条上第
三、四条色素带的宽窄，进行分析。
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【小问2 详解】
光合作用强度是指植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量，或者单位时间、单位叶面积的CO2 固
定的数量，也叫做真光合速率。而净光合速率是指单位时间、单位叶面积的CO2 吸收量，测定的数据不需
要加上遮光处理测得的CO2 释放量。
【小问3 详解】
结果显示，自然条件下胞间CO2 浓度更低，可能是因为光照强度大，叶片的净光合速率高，消耗CO2 较多。
根据题意可知，75%遮荫处理后，沙地柏产生了有利于提升其光能利用率的变化，据表分析，这些变化有
叶绿素含量增加，叶面积增大，进而能够提高植物的光能利用率。
【小问4 详解】
因为在弱光条件下，植株光合作用产物向茎分配增多所致，所以当75％遮荫组植株光合作用产物向茎分配
更多，其茎干重与全株干重的占比高于自然条件组。
（2024 届陕西省西安市新城区西安中学高三下学期第九次模拟）8. 为探究某植物生长所需的适
宜光照，在不同光照条件下，测得该植物叶片的呼吸速率、净光合速率和叶绿素含量如下图所示。回答下
列问题：
注：自然光下用遮阳网遮光，透过的光占自然光的百分数为透光率（%）
（1）图1 表明，植物叶片在透光率25%~75%内，呼吸速率随透光率降低而下降，可能
原因是___。
（2）据图可知，在25%透光率下叶片固定二氧化碳的速率是___μmolm-1s-1。
（3）根据上述结果，初步判断最适合该植株生长的透光率是___，依据是___。
（4）图3 中50%、75%透光率下植物叶片中叶绿素含量不同，设计实验验证这种差异（简要写出实验思路
和预期结果）___。
【答案】（1）通过降低叶片呼吸速率以减少自身消耗以确保自身有机物正常积累量，从而保证自身正常
生长
（2）7.5 （3） ①. 75% ②. 此透光率下净光合速率最高，有机物的积累量最多
（4）实验思路：取等量的50%、75%透光率下植物叶片若干，分为甲乙两组，分别提取两组叶片中的叶绿
素，并比较两组中叶绿素的含量
预期结果：75%透光率组的内叶片中叶绿素的含量高于50%透光率的组内叶片中叶绿素的含量
【解析】
【分析】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
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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。
【小问1 详解】
图1 表明，植物叶片在透光率25%~75%内，呼吸速率随透光率降低而下降，可能的原因是：植株在遮光环
境下通过降低叶片呼吸速率以减少自身消耗以确保自身有机物正常积累量，从而保证自身正常生长。
【小问2 详解】
据图可知，在25% 透光率下叶片固定二氧化碳的速率是总光合速率= 净光合速率+ 呼吸速率
=6+1.5=7.5µmol·m-1·s-1。
【小问3 详解】
根据上述结果，初步判断最适合该植株生长的透光率是75%，依据是此透光率下净光合速率最高，有机物
的积累量最多。
【小问4 详解】
图3 中50%、75%透光率下植物叶片中叶绿素含量不同，设计实验验证这种差异，核心步骤是能够提取植
物叶片中的色素并能比较其含量的多少，故：
实验思路为：取等量的50%、75%透光率下植物叶片若干，分为甲乙两组，分别提取两组叶片中的叶绿素，
并比较两组中叶绿素的含量。
预期结果：75%透光率的组内叶片中叶绿素的含量高于50%透光率的组内叶片中叶绿素的含量。
（2024 届陕西省西安市长安区高三下学期第二次模拟考试）9. 有些植物光合作用时CO2被固定的
最初产物是C3，这些植物称为C3植物；而有些生活在热带干旱地区的植物，其在夜间气孔开放时，CO2被
转化成苹果酸储存在液泡中，在白天气孔关闭时，液泡中的苹果酸会释放出CO2，进而在叶绿体中完成卡
尔文循环，这些植物称为CAM 植物。请回答下列问题：
（1）在C3植物的__________中，CO2被C5固定成C3，C3再接受ATP 和NADPH 的能量被还原成糖类，
（2）如图是CAM 植物在进行光合作用时固定CO2的方式，据图判断，苹果酸进入细胞质基质和液泡的物
质运输方式分别为_________。CAM 植物在白天光合作用所需CO2的来源有苹果酸脱羧和___________；在
夜间气孔开放时，CAM 植物可以合成[H]，原因是_________。
（3）植物甲是一种兼性CAM 植物，当其在干旱的环境时，表现为气孔夜间开放、白天关闭的CAM 类型，
当其在水分充足的环境时，则转变为气孔白天开放、夜间关闭的C3类型。若以液泡pH 的变化为检测指标，
请设计实验验证植物甲是兼性CAM 植物，简要写出实验思路和预期结果。
实验思路：________________；
预期结果：_____________。
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【答案】（1）C5 （2） ①. 主动运输、协助扩散 ②. 细胞呼吸 ③. 夜间植物细胞可以通过
有氧呼吸的第一、二阶段合成［H］
（3） ①. 选取若干正常生长的植物甲，随机均分为A、B 两组，将A 组置于干旱环境下培养，B 组置
于水分充足环境下培养，其他条件相同且适宜，培养一段时间后，在夜晚和次日白天检测A、B 两组植物
液泡的pH ②. A 组次日白天液泡pH 明显大于夜间，B 组次日白天液泡pH 与夜间相差不大
【解析】
【分析】光合作用：
①光反应场所在叶绿体类囊体薄膜，发生水的光解、ATP 和NADPH 的生成；
②暗反应场所在叶绿体的基质，发生CO2 的固定和C3 的还原，消耗ATP 和NADPH。
【小问1 详解】
在C3 植物的叶绿体中，CO2 被C5 固定成C3，C3 再接受ATP、NADPH 的能量被还原成糖类。
【小问2 详解】
夜晚是苹果酸从细胞质基质中向液泡内的逆浓度梯度运输，需要消耗ATP 水解产生的能量且需要载体，该
过程为主动运输，液泡中的苹果酸浓度大于白天气孔关闭时细胞质基质中的苹果酸浓度，白天苹果酸从液
泡到细胞质基质的运输不消耗能量，其运输方式是协助扩散。CAM 植物白天光合作用所需CO2 的来源有苹
果酸脱羧和细胞呼吸释放的CO2；无论白天还是夜间，植物细胞都可以通过有氧呼吸的第一、二阶段合成
［H］。
【小问3 详解】
该实验是验证植物甲是兼性CAM 植物，兼性CAM 植物是指当其在干旱的环境时，表现为气孔夜间开放，
白天关闭的CAM 类型，当其在水分充足的环境时，则转变为气孔白天开放，夜间关闭的C3 类型，因此该
实验的自变量是水分的多少，因变量是液泡中pH 的变化，因此实验的思路是选取若干正常生长的植物甲，
随机均分为A、B 两组，将A 组置于干旱的环境下培养，B 组置于水分充足的环境下培养，保持其他条件相
同且适宜，培养一段时间后，在夜晚和次日白天检测A、B 两组植物液泡的pH；预期结果，由于产生苹果
酸会导致液泡的pH 下降，故A 组在夜间时液泡的pH 会下降，次日白天液泡的pH 会升高，而在水分充足
时，植物甲细胞中不会产生苹果酸，则夜间和次日白天液泡的pH 相差不大。
（2024 届陕西省西安中学高三下学期第九次模拟考试）10. 为探究某植物生长所需的适宜光照，
在不同光照条件下，测得该植物叶片的呼吸速率、净光合速率和叶绿素含量如下图所示。回答下列问题：
注：自然光下用遮阳网遮光，透过的光占自然光的百分数为透光率（%）
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（1）图1 表明，植物叶片在透光率25%~75%内，呼吸速率随透光率降低而下降，可能的原因是___。
（2）据图可知，在25%透光率下叶片固定二氧化碳的速率是___μmolm-1s-1。
（3）根据上述结果，初步判断最适合该植株生长的透光率是___，依据是___。
（4）图3 中50%、75%透光率下植物叶片中叶绿素含量不同，设计实验验证这种差异（简要写出实验思路
和预期结果）___。
【答案】（1）通过降低叶片呼吸速率以减少自身消耗以确保自身有机物正常积累量，从而保证自身正常
生长
（2）7.5 （3） ①. 75% ②. 此透光率下净光合速率最高，有机物的积累量最多
（4）实验思路：取等量的50%、75%透光率下植物叶片若干，分为甲乙两组，分别提取两组叶片中的叶绿
素，并比较两组中叶绿素的含量
预期结果：75%透光率组的内叶片中叶绿素的含量高于50%透光率的组内叶片中叶绿素的含量
【解析】
【分析】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。
【小问1 详解】
图1 表明，植物叶片在透光率25%~75%内，呼吸速率随透光率降低而下降，可能的原因是：植株在遮光环
境下通过降低叶片呼吸速率以减少自身消耗以确保自身有机物正常积累量，从而保证自身正常生长。
【小问2 详解】
据图可知，在25% 透光率下叶片固定二氧化碳的速率是总光合速率= 净光合速率+ 呼吸速率
=6+1.5=7.5µmol·m-1·s-1。
【小问3 详解】
根据上述结果，初步判断最适合该植株生长的透光率是75%，依据是此透光率下净光合速率最高，有机物
的积累量最多。
【小问4 详解】
图3 中50%、75%透光率下植物叶片中叶绿素含量不同，设计实验验证这种差异，核心步骤是能够提取植
物叶片中的色素并能比较其含量的多少，故：
实验思路为：取等量的50%、75%透光率下植物叶片若干，分为甲乙两组，分别提取两组叶片中的叶绿素，
并比较两组中叶绿素的含量。
预期结果：75%透光率的组内叶片中叶绿素的含量高于50%透光率的组内叶片中叶绿素的含量。
（2024 届陕西省咸阳市高三下学期三模）11. 胡杨具有较强的抗旱性和耐盐性，在个体的不同发育
阶段形成了独特的异形叶型，研究团队以某自然保护区胡杨林为研究对象，在大气CO2浓度及最适温度下
测得数据如表。请回答下列问题：
叶
型
最大净光合速率
（μmol·m2·s-1）
光补偿点
（μmol·m-2·s-1）
光饱和点
（μmol·m-2·s-1）
呼吸作用速率
（μmol·m-2·s-1）
光呼吸速率
（μmol·m2·s-1）
叶绿
素
a/b
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卵
形
叶
17.47
1881
2891
2.31
8.9
4.337
锯
齿
叶
16.54
2066
4260
3.08
9.12
4.397
条
形
叶
12.56
1428
2542
1.38
6.65
3.996
注：光饱和点为光合速率不再随光照强度增加而增加时的光照强度；光补偿点为光合作用固定CO2与呼吸
作用释放CO2相等时的光照强度；光呼吸有保护光合结构免受强光伤害的功能；叶绿素b 对荫蔽条件下占
优势的漫射光的吸收能力大于叶绿素a。
（1）胡杨叶片中的叶绿素具有______光能的作用，可用____________法进行分离。当光照强度大于
4260μmol·m-2·s-1时，限制锯齿叶光合速率的环境因素主要是__________________。
（2）一株胡杨树出现三种叶型的根本原因是________________________。据表中数据推测，条形叶分布
在胡杨下部，依据为光补偿点和饱和点均______（填“较低”或“较高”），能在弱光下生存；叶绿素b
所占比例______（填“较低”或“较高”），能充分利用荫蔽条件下的弱光。
（3）据表分析，卵形叶有利于加快树体生长的机理是________________________；锯齿叶有利于胡杨在
极端强光环境下生存的原因是________________________（答出1 点）。
【答案】（1） ①. 吸收、传递和转化 ②. 纸层析 ③. CO2 浓度
（2） ①. 基因的选择性表达 ②. 较低 ③. 较高
（3） ①. 净光合速率高，可快速积累光合产物 ②. 光呼吸速率高，可保护光合作用相关结构免
受强光伤害
【解析】
【分析】 光合作用包括光反应和暗反应两个阶段。光反应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上，色素吸收、
传递和转换光能，并将一部分光能用于水的光解生成NADPH 和氧气，另一部分光能用于合成ATP，暗反应
发生场所是叶绿体基质中，首先发生二氧化碳的固定，即二氧化碳和五碳化合物结合形成两分子的三碳化
合物，三碳化合物利用光反应产生的NADPH 和ATP 被还原。
【小问1 详解】
胡杨叶片中的叶绿素具有吸收、传递和转化光能功能；由于不同色素在层析液中的溶解度不同，故可用纸
层析法进行分离：不同的色素在层析液中溶解度不同，溶解度越高的扩散速率越快；当光照强度大于
4260μmol·m-2·s-1 时，限制叶片净光合速率的环境因素不再是光照，限制锯齿叶净光合速率的环境因素主
要是CO2 浓度（题干已经告诉温度是最适的）。
【小问2 详解】
同一棵植株所含基因都相同，出现三种叶型是细胞分化现象，细胞分化的实质是基因选择性表达；据表格
可知，条形叶光补偿点和饱和点均较低，能在弱光下生存；叶绿素b 所占比例较高，能充分利用遮蔽条件
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下的弱光，因此分布在胡杨下部。
【小问3 详解】
据表格可知，卵形叶净光合速率高，易于快速积累光合产物，利于加快树体生长；锯齿叶有利于胡杨在极
端强光环境下生存的原因是光呼吸速率高，可保护光合作用相关结构免受强光伤害。
（2024 届陕西省榆林市高三下学期4 月份大联考(三模)）12. 陕西作为一个大部分区域地处北方的
省份，因气候、土壤等环境问题，适宜种植的主要农作物是小麦。小麦光合作用强度和呼吸作用强度受多
种因素的影响，研究人员进行了小麦的相关实验，结果如图所示。回答下列问题：
测定
指标
叶绿素含量
（mg·g-1）
气孔导度
（mmol·m-2·s-1）
胞间CO2浓度
（μmol·m-2·s-1）
净光合速率
（μmol·m-2·s-1）
对照
组
1.16
0.42
304.97
17.28
遮阴
1.57
0.26
304.63
7.93
盐胁
迫
1.02
0.07
214 53
5.14
干旱
1.23
0.09
219 02
9.62
（1）实验结果表明，干旱处理条件下，气孔导度明显降低，此变化的意义是______。
（2）据表分析，遮阴处理后，小麦可通过______，从而适应弱光环境。遮阴条件下，限制光合作用的主
要因素______（填“是”或“不是”）气孔因素，判断依据是______。
（3）合理施肥是实现小麦高产、稳产的重要措施。有机肥料养分全、肥效慢，化肥肥分浓、见效快，常
用的化肥有氮肥、磷肥和钾肥等。其中，氮肥被农作物吸收后，可以参与合成______（至少答出两点），
从而有效提高光合作用；施有机肥同样有助于增产，原因是______。
（4）研究发现：盐胁迫处理时，小麦净光合速率明显降低，这可能与叶绿体中的叶绿素b 易被降解有关，
若想进一步证明盐胁迫仅引起叶绿素b 降解，而对叶绿素a 基本没有影响，请写出实验思路：______。
【答案】（1）减少蒸腾作用散失水分
（2） ①. 增加叶绿素含量 ②. 不是 ③. 与对照组相比，遮阴条件下胞间CO2 浓度基本不变
（3） ①. 叶绿素、光合作用相关酶、NADPH、ADP、ATP 等 ②. 有机肥经土壤微生物分解后可以为
小麦提供CO2 和无机盐
（4）分别取等量的盐胁迫和正常环境中生长的小麦叶片，提取并分离叶片中的色素，观察比较两组的叶
绿素a 和叶绿素b 条带的宽度及颜色深浅（或观察比较两组滤纸条自上而下第三、第四条色素带的宽度及
颜色深浅）
【解析】
【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 使气体二氧化碳还原为糖。由于这阶段基本
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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。
【小问1 详解】
干旱条件下植物缺水，关闭气孔可以减少蒸腾作用散失水分，有助于植物适应干旱条件。
【小问2 详解】
从表中实验数据可知，遮阴处理后小麦叶绿素含量明显增加，这有利于叶片吸收更多光能，以适应弱光环
境。遮阴条件下，限制光合作用的主要因素不是气孔因素，判断依据是据表中数据可知，遮阴处理后气孔
导度虽然比对照组低，但胞间CO2 浓度基本不变，说明限制光合作用的主要因素并不是CO2 吸收不足，所
以不是气孔因素。
【小问3 详解】
氮肥被农作物吸收后，可以参与合成能的含氮化合物有：叶绿素、光合作用相关酶、NADPH、ADP、ATP 等；
施有机肥能增产主要是因为有机肥经土壤微生物分解后可以为小麦提供CO2 和无机盐，CO2 是小麦光合作
用的原料，无机盐有利于植物正常生长发育，另外，有机肥还有利于培育土壤微生物，改善土壤结构。
【小问4 详解】
若想进一步证明盐胁迫仅引起叶绿素b 降解，而对叶绿素a 基本没有影响，实验思路是分别取等量
盐胁
迫和正常环境中生长的小麦叶片，用无水乙醇提取绿叶中的色素，然后用纸层析法分离叶片中的色素，观
察比较两组滤纸条上的叶绿素a 和叶绿素b 条带的宽度，可具体观察比较两组滤纸条自上而下第三、第四
条色素带的宽度，或者观察比较两组滤纸条上蓝绿色和黄绿色色素带的宽度，若盐胁迫组与正常对照组叶
绿素a 条带宽度基本相同，盐胁迫组叶绿素b 条带宽度小于正常对照组，则证明盐胁迫仅引起叶绿素b 降
解，而对叶绿素a 基本没有影响。
（2024 届陕西省柞水中学高考冲刺压轴（二））13. 细胞呼吸是细胞内的有机物在酶的催化下，逐
步氧化分解并释放能量合成ATP 的一系列过程。根据是否有O2的参与可分为有氧呼吸和无氧呼吸两种类
型。回答下列问题：
（1）如图1 为人在不同强度体育运动时，骨骼肌消耗糖类和脂类的相对量。与相同质量的糖类相比，脂肪
彻底氧化分解释放的能量更多，原因是_____________；但在高强度运动下脂肪供能占比极少，肌糖原供
能占主导，推测原因是_____________。
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（2）某实验小组以酵母菌为材料探究呼吸作用的类型。他们按图2 所示组装装置1 和装置2，并进行实验。
若两组装置均不通入O2，一段时间后观察红色液滴移动情况；若逐渐增加O2浓度，观察红色液滴移动情
况并测量移动距离。
①若O2浓度为0，则装置1 和装置2 的液滴移动情况分别为____________。
②若逐渐增大装置1 和装置2 中的O2浓度，某一时刻测得左移距离/右移距离=3，此时有氧呼吸强度=酒精
发酵强度；若左移距离/右移距离<3，此时____________；若_________________，此时酵母菌只进行有氧
呼吸。
【答案】（1） ①. 脂肪中O 元素含量少，H 元素含量多，彻底氧化分解消耗的氧气较多，释放的能量
也较多 ②. 高强度运动时肌细胞会快速消耗大量能量，脂肪需要转化为糖类才能分解供能，因此不能
及时补充肌细胞所需的大量能量
（2） ①. 不移动、右移 ②. 有氧呼吸强度
酒精发酵强度 ③. 装置1 液滴左移距离继续增大，
装置2 液滴右移距离为0
【解析】
【分析】1、放NaOH 的装置：由于CO2 被吸收，所以液滴移动是由有氧呼吸消耗的氧气引起，移动距离则
代表耗氧量，对此该装置是测定酵母菌有氧呼吸速率的。
2、放蒸馏水的装置：由于蒸馏水对酵母菌细胞呼吸消耗的氧气与产生CO2 均无明显影响，结合有氧呼吸
耗氧量等于产生的CO2 量，所以该装置液滴移动距离代表酵母菌无氧呼吸产生的CO2 量，对此该装置是用
于测定酵母菌的无氧呼吸速率的。
【小问1 详解】
与相同质量的糖类相比，脂肪彻底氧化分解释放的能量更多，原因是脂肪中O 元素含量少，H 元素含量多，
彻底氧化分解消耗的氧气较多，释放的能量也较多；在高强度运动下脂肪供能占比极少，肌糖原供能占主
导的原因主要在于高强度运动情况下，肌细胞会快速消耗大量能量，脂肪需要转化为糖类才能被分解供能，
因此不能及时补充肌细胞所需的大量能量，而肝糖原在能量供应不足时，能够及时转化为葡萄糖，氧化分
解。
【小问2 详解】
①当O2 浓度为0 时，装置1 和装置2 均进行无氧呼吸，产生酒精和CO2，区别在于装置1 中烧杯内是
NaOH，可以吸收CO2，所以装置1 红色液滴不移动；装置2 中是蒸馏水，不能吸收CO2，会引起装置内压
强的变化，红色液滴向右移动。
②有氧呼吸过程中每分解1 分子葡萄糖，消耗1 分子的氧气，产生6 分子的CO2，无氧呼吸过程中每消耗1
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分子葡萄糖，产生2 分子CO2，装置1 中红色液滴移动的距离反映了有氧呼吸O2 的消耗量，而装置2 中红
色液滴移动的距离反映了CO2 产生量与O2 消耗量的差值，即无氧呼吸CO2 的释放量，所以逐渐增大装置
1 和装置2 中的O2 浓度，某一时刻测得左移距离/右移距离=3，此时有氧呼吸强度=酒精发酵强度；若左移
距离/右移距离<3，则说明了有氧呼吸强度<酒精发酵强度；当酵母菌只进行有氧呼吸时，则装置1 红色液
滴左移的距离逐渐增大，装置2 则不移动，或者说右移距离为0。
（2024 年陕西省高三第二次模拟考试生物试卷）14. 小麦灌浆是指小麦茎、叶内的营养物质向种子
输送并积存的过程。在灌浆期，小麦种子碳的来源主要有两个途径：是光合作用产物的直接供给，二是来
自茎秆中贮藏型WSC（WSC 表示水溶性碳水化合物）。小麦茎秆中贮藏型WSC 主要是大分子果聚糖，蔗
糖是小麦体内WSC 运输的主要形式，果聚糖可由蔗糖合成，也可分解为蔗糖。请回答下列问题。
（1）小麦茎秆中果聚糖的组成元素为______，可用_______试剂来鉴定果聚糖是否具有还原性。
（2）灌浆期是决定小麦产量的关键时期，此时如果遇到干旱、高温天气，会导致______关闭，从而影响
光合作用；此时小麦茎秆中果聚糖的合成量______（填“大于”、“小于”或“等于”）分解量，从而缓
解光合作用下降产生的影响。
（3）依据上述内容可知，筛选茎秆中______的小麦品种可为抗旱、耐高温小麦的育种提供新思路。
（4）小麦收割后，余下的茎秆焚烧会污染环境，通常用微生物进行厌氧发酵处理后作为牲畜的饲料，该
过程不宜采用好氧菌进行需氧发酵，原因是______。
【答案】（1） ①. C、H、O ②. 斐林
（2） ①. 气孔 ②. 小于
（3）贮藏型水溶性碳水化合物（贮藏型WSC）含量高
（4）与有氧呼吸相比，无氧呼吸分解有机物不彻底，能量损耗少
【解析】
【分析】1、斐林试剂可用于鉴定还原糖，在水浴加热的条件下，产生砖红色沉淀。斐林试剂只能检验生
物组织中还原糖（如葡萄糖、麦芽糖、果糖）存在与否，而不能鉴定非还原性糖（如淀粉）。
2、影响光合作用的因素包括光照强度、CO2 浓度、温度、水和无机盐。
【小问1 详解】
蔗糖的元素组成为C、H、O，果聚糖可由蔗糖合成，因此果聚糖的组成元素为C、H、O。斐林试剂可用于
鉴定还原糖，在水浴加热的条件下，产生砖红色沉淀，因此可用斐林试剂来鉴定果聚糖是否具有还原性。
【小问2 详解】
CO2 的光合作用的原料，干旱、高温天气，会导致气孔关闭，CO2 吸收减少，光合作用减弱。在灌浆期，
小麦种子碳的来源主要有两个途径：是光合作用产物的直接供给，二是来自茎秆中贮藏型WSC（WSC 表示
水溶性碳水化合物），干旱、高温天气导致光合作用下降，光合作用产物直接供给减少，需要来自茎秆中
贮藏型WSC 供给更多，贮藏型WSC 主要是大分子果聚糖，果聚糖可分解为蔗糖，蔗糖是小麦体内WSC 运
输的主要形式，因此此时小麦茎秆中果聚糖的合成量小于分解量，分解形成蔗糖运输到种子中，从而缓解
光合作用下降产生的影响。
【小问3 详解】
小麦茎秆中果聚糖含量高，可分解产生更多的蔗糖，运输到种子，能缓解光合作用下降产生的影响，干旱、
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高温天气光合作用下降，因此筛选茎秆中贮藏型水溶性碳水化合物（贮藏型WSC）含量高的小麦品种可为
抗旱、耐高温小麦的育种提供新思路。
【小问4 详解】
与有氧呼吸相比，无氧呼吸分解有机物不彻底，能量损耗少，这样处理后还剩余能量较多，可作为牲畜的
饲料，因此通常用微生物进行厌氧发酵，不宜采用好氧菌进行需氧发酵。
（山西省晋中市平遥县平遥中学2023-2024 学年高三二模考试+(六)）15. 民间自古就有“种豆肥
田”的说法，其原因是豆科植物进化出根瘤来容纳根瘤菌以进行生物固氮。为研究大豆根瘤形成的机理，
科研人员进行了一系列研究。如图是大豆光合作用产物的形成及运输和大豆与根瘤菌关系示意图。请分析
回答：
（1）大豆与根瘤菌的种间关系是________，与大豆相比，根绿瘤菌在细胞结构上最显著的区别是
________，其代谢类型是________需氧型生物。
（2）根瘤菌进行生物固氮时起关键作用的是其产生的固氮酶，该酶发挥作用的机制是________。根瘤菌
所固定的氮元素被豆科植物利用后，除了可以用于合成图示的氨基酸，进而形成蛋白质外，还可用来合成
很多其他的物质，其中由光反应产生并参与暗反应的物质有________。
（3）为大豆叶片提供C18O2，大豆根中的淀粉会含
18O，请写出元素
18O 转移的路径（用图中相关物质的名
称及箭头表示）：________。
（4）为充分利用大气这一天然氮库，科学家将豆科植物体内与固氮相关的基因转移到非豆科植物细胞中，
期望培育出可进行生物固氮的转基因作物，中科院王二沸团队在此领域的研究已取得初步进展。培育进行
生物固氮作物的重要意义是________（至少写出两点）。
【答案】（1） ①. 互利共生 ②. 没有以核膜为界限的细胞核 ③. 异养
（2） ①. 将空气中的氮气还原成氨 ②. ATP 和NADPH
（3）C18O2→C3→TP→蔗糖→淀粉
（4）为植物生长提供了可利用的氮素；促进了自然界中氮的循环
【解析】
【分析】1、光合作用包括光反应和暗反应两个阶段，其中光反应包括水的光解和ATP 的生成，暗反应包括
二氧化碳的固定和三碳化合物的还原等。
2、群落的种间关系中有捕食、种间竞争、寄生和互利共生等。
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【小问1 详解】
分析题意，根瘤菌能够固氮，从而为大豆提供氮肥，而大豆又能为根瘤菌提供营养，因此大豆与根瘤菌的
种间关系是互利共生；大豆属于真核生物，根绿瘤菌属于原核生物，与大豆相比，根绿瘤菌在细胞结构上
最显著的区别是没有以核膜为界限的细胞核；根绿瘤菌不能将无机物转化为有机物，属于异养型生物。
【小问2 详解】
酶可催化化学反应的进行，根瘤菌进行生物固氮时起关键作用的是其产生的固氮酶，该酶发挥作用的机制
主要是将空气中的氮气还原成氨；由光反应产生并参与暗反应的物质有ATP 和NADPH，两者可参与暗反应
过程中C3 的还原。
【小问3 详解】
为大豆叶片提供C18O2 会参与光合作用的暗反应固定为C3，据图所示可知，C3 转换为磷酸丙糖（TP），
TP 运出叶绿体后合成蔗糖，蔗糖进入维管束细胞，最终运输至根部形成淀粉，因此元素18O 转移的路径：
C18O2→C3→TP→蔗糖→淀粉。
【小问4 详解】
分析题意可知，培育进行生物固氮作物的重要意义是为植物生长提供了可利用的氮素；促进了自然界中氮
的循环。
（陕西省西安市第一中学2023-2024 学年高三下学期期中考试）16. 微量元素肥料（微肥）会影
响植物的光合作用。水培橡胶苗时，叶面微肥或配施促吸收剂会影响叶片的光合作用速率，其相关生理指
标见图和表。（CK 组：叶面喷施超纯水；W 组：叶面喷施微肥；C1+W 组：叶面喷施促吸收剂C1+微肥；
C2+W 组：叶面喷施促吸收剂C2+微肥。）回答下列问题：
组别
叶绿素a
叶绿素b
总叶绿素
CK
1.65
0.57
2.22
W
1.72
0.81
2.53
C1+W
1.75
0.94
2.69
C2+W
1.76
1.82
3.58
（1）对植物的生长发育有重要作用的微肥有____（写出3 种）等元素。
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（2）据图分析可知，与对照组（CK 组）相比，微肥单施或与促吸收剂C1 配施对光合色素的促进作用在
于显著提高____（填“叶绿素a”或“叶绿素b”或“叶绿素a 和叶绿素b”）的含量；比较叶绿素含量需
要提取色素，其方法是____。
（3）植物根长和根总体积增加主要是根细胞____的结果；据表可知，微肥单施或与促吸收剂配施可促进
橡胶苗生长，原因是____。研究发现，叶面喷施微肥后可显著促进氮元素在植物体内的代谢，推测其原因
是____。橡胶叶片角质层厚，实际生产中采用微肥叶施促进橡胶的氮含量效果不显著，为此，请设计一个
实验方案来提高橡胶的氮含量，写出实验思路：____。
【答案】（1）铁、锰、硼、锌、钼、铜
（2） ①. 叶绿素b ②. 用无水乙醇等有机溶剂溶解色素
（3） ①. 增殖（分裂） ②. 微肥可通过促进橡胶苗根系发育来促进根对无机盐和水分的吸收以及
增加叶绿素含量，从而提高其净光合速率 ③. 提高氮代谢有关酶的活性（或微肥有助于氮代谢相关酶
的合成） ④. 在橡胶林底下种植豆科植物，利用其根部根瘤菌的固氮作用增加土壤中无机氮的含量
（或施用固氮菌微生物肥料，利用这些微生物的固氮作用增加土壤中氮肥的含量）
【解析】
【分析】植物光合作用受诸多因素的影响，最大限度地满足农作物光合作用对水、无机盐、温度、光照等
方面的要求，农业生产就能获得丰收。
【小问1 详解】
微量元素是指含量占生物总重量万分之一以下的元素，包括Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo 等，即对植物的生
长发育有重要作用的微肥有铁、锰、硼、锌、钼、铜等元素。
【小问2 详解】
与对照组相比，微肥单施或与促吸收剂配施可提高橡胶叶片叶绿素a、叶绿素b 和总叶绿素总量的含量，
其中叶绿素b 含量表现为C2+W>C1+W>W，表明微肥与促吸收剂2 配施更加有利于两种叶绿素的合成。
C1+W 组和W 组的叶绿素a 和叶绿素总量无显著差异，表明微肥单施或与促吸收剂Cl 配施对光合色素的促
进作用在于显著提高叶绿素b 的含量。比较叶绿素含量可采用的提取色素的方法是用无水乙醇等有机溶剂
溶解色素。
【小问3 详解】
植物根长和根总体积增加主要是细胞增殖（细胞分裂）的结果；据表可知，与对照组相比，微肥单施或与
促吸收剂配施可通过促进橡胶苗根系发育来促进根对无机盐和水分的吸收以及增加叶绿素含量，从而提高
其净光合速率，进而促进橡胶苗生长。细胞代谢需要酶的作用，叶面喷施微肥后可显著促进氮元素在植物
体内的代谢，推测其原因是提高氮代谢有关酶的活性。豆科植物与根瘤菌之间存在共生关系，根瘤菌能够
在豆科植物根部形成根瘤，并在其中进行固氮作用，将大气中的氮气转化为植物可利用的氮素，通过这种
方式，豆科植物可以提高土壤中无机氮的含量，据此可知，要提高橡胶的氮含量，可采用提高橡胶的氮代
谢的方法：在橡胶林底下种植豆科植物，利用其根部根瘤菌的固氮作用增加土壤中无机氮的含量或施用固
氮菌微生物肥料，利用这些微生物的固氮作用增加土壤中氮肥的含量。
(江西省上饶市广丰中学2023-2024 学年下学期高三年级5 月生物检测卷)17. 下图是某绿色植物
光合作用的示意图，其中a、b 表示物质，Ⅰ、Ⅱ表示反应阶段。下列叙述错误的是（ ）
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A. 缺Mg 会影响该植物Ⅰ阶段对光能的吸收、传递和转化
B. 在类囊体薄膜上产生的a 和b 可参与叶绿体基质中的Ⅱ阶段
C. 若光照强度减弱，则短时间内该植物细胞中 C3/C5的值变小
D. 该植物经光合作用可将光能转变成糖类中稳定的化学能
【答案】C
【解析】
【分析】Ⅰ、Ⅱ分别表示光反应和暗反应阶段，a、b 表示物质NADPH 和ATP。
【详解】A、缺Mg 会影响叶绿素的合成，进而影响光反应阶段对光能的吸收、传递和转化，A 正确；
B、Ⅰ、Ⅱ分别表示光反应和暗反应阶段，a、b 表示物质NADPH 和ATP，在类囊体薄膜上产生的NADPH 和
ATP 可参与叶绿体基质中的暗阶段，B 正确；
C、若光照强度减弱，则短时间内 NADPH 和 ATP 的生成量减少，C₃ 的还原减弱，导致C3/C5 的值变大，C
错误；
D、该植物经光合作用可将光能转变成糖类中稳定的化学能，D 正确。
故选C。
(江西省上饶市广丰中学2023-2024 学年下学期高三年级5 月生物检测卷)18. 近年来土壤盐渍化
面积不断扩大，严重限制了农业的可持续、高效发展。为探究土壤盐渍化对作物光合作用的影响，研究人
员用一系列不同浓度的 NaCl 溶液处理玉米幼苗，测得玉米幼苗中无机盐和可溶性糖的相对浓度变化如图
1 所示；用150 mmol/L NaCl 溶液处理玉米幼苗30 天，并分别在第5、10、15、20、25、30 天时，测得玉
米幼苗胞间 CO2相对浓度及光合色素相对含量变化如图2 所示。回答下列问题。
（1）由图1 可知，随着盐浓度的升高，玉米幼苗细胞中无机盐和可溶性糖的含量均增加，推测可能的原因
是_________。
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（2）玉米幼苗中，光合色素位于_________上。某实验小组用纸层析法分离玉米幼苗中的光合色素，结果
如图3 所示。扩散速度最快且呈橙黄色的是色素_________（填标号）；若色素③④的条带宽度变窄，则可
能的原因是_________（从实验试剂角度分析）。
（3）由图2 可知，第 15 天后玉米幼苗胞间CO2浓度不断增大，推测可能的原因是_________。
（4）研究发现，高盐胁迫会诱导植物激素如ABA 的含量增加，来抵抗高盐胁迫。植物生长发育的调控，
是由激素调节、_______共同完成的。根据以上信息，请提出一条农业生产上应对土壤盐渍化的措施：
_________。
【答案】（1）无机盐和可溶性糖含量的增加使细胞内液泡（细胞液）的渗透压增大，有利于细胞吸水，
保证了高盐度条件下水分的正常供应
（2） ①. 类囊体薄膜 ②. ① ③. 提取光合色素时未添加CaCO3，导致叶绿素被破坏
（3）随着盐（NaCl）处理时间的延长，光合色素含量下降，光反应速率下降，从而导致暗反应速率下降，
消耗的CO2 减少
（4） ①. 基因表达调控和环境因素调节 ②. 外施一定浓度的ABA
【解析】
【分析】1、植物光合作用包括光反应和暗反应阶段，其中光反应阶段发生的物质变化是：水的光解产生
[H]和氧气、ATP 的形成；暗反应阶段的物质变化是：二氧化碳的固定、三碳化合物的还原。光反应为暗反
应提供ATP 和[H]。
2、分析图1 可知：当NaCl 溶液浓度低于150 mmol/L 时，随着NaCl 溶液浓度的升高，根尖细胞内无机盐的
浓度逐渐增加，可溶性糖浓度变化不大；当NaCl 溶液浓度高于150 mmol/L 时，随着NaCl 溶液浓度的升高，
根尖细胞内无机盐的浓度变化不大，可溶性糖浓度大幅度增加。
3、分析图2 可知，高盐胁迫条件下，该海水稻叶肉细胞的胞间CO2 浓度先降后升；第15 天之前色素含量
下降不大，第15 天之后色素含量大幅度下降。
【小问1 详解】
由图1 可知，随着盐浓度的升高，玉米幼苗细胞中无机盐和可溶性糖的含量均增加，推测可能的原因是无
机盐和可溶性糖含量的增加使细胞内液泡（细胞液）的渗透压增大，有利于细胞吸水，保证了高盐度条件
下水分的正常供应。
【小问2 详解】
玉米幼苗中，光合色素位于类囊体薄膜上。某实验小组用纸层析法分离玉米幼苗中的光合色素，结果如图
3 所示。扩散速度最快且呈橙黄色的是色素①胡萝卜素；若色素③叶绿素a、④叶绿素b 的条带宽度变窄，
则可能的原因是提取光合色素时未添加CaCO3，导致叶绿素被破坏。
【小问3 详解】
由图2 可知，第 15 天后玉米幼苗胞间CO2 浓度不断增大，推测可能的原因是随着盐（NaCl）处理时间的
延长，光合色素含量下降，光反应速率下降，从而导致暗反应速率下降，消耗的CO2 减少。
【小问4 详解】
研究发现，高盐胁迫会诱导植物激素如ABA 的含量增加，来抵抗高盐胁迫。植物生长发育的调控，是由激
素调节、基因表达调控和环境因素调节共同完成的。根据以上信息，提出一条农业生产上应对土壤盐渍化
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的措施为外施一定浓度的ABA。
(2024 年江西省宜春市第一中学高三下学期第三次模拟考试生物试卷（新高考）)19. 玉米根细
胞缺氧期间，葡萄糖分解产生的丙酮酸最初转化为乳酸，导致细胞质基质pH 降低。在低pH 时，乳酸脱氢
酶活性被抑制，丙酮酸脱羧酶被激活，引起酒精含量增加，生成的乳酸含量减少。下列说法错误的是（
）
A. 丙酮酸转化为酒精或乳酸的过程中不能产生ATP
B. 检测到玉米根细胞中有乳酸时一定有酒精生成
C. 玉米根细胞的酒精发酵途径和乳酸发酵途径均在细胞质基质中进行
D. 酒精发酵能有效延缓酸中毒，使根细胞可以长时间处于缺氧状态
【答案】BD
【解析】
【分析】无氧呼吸全过程：（1）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。（2）第二阶段：在细胞质基质中，丙酮酸分解为二氧化碳和
酒精或乳酸。
【详解】A、丙酮酸转化为酒精或乳酸的过程属于无氧呼吸第二阶段，该阶段不会产生能量，不会产生
ATP，A 正确；
B、由题干可知，玉米根细胞在缺氧时先进行乳酸发酵，再进行酒精发酵，检测到乳酸时，不一定有酒精
生成，B 错误；
C、无氧呼吸发生在细胞质基质中，因此玉米根细胞的酒精发酵途径和乳酸发酵途径均在细胞质基质中进
行，C 正确；
D、根据题干信息可知，乳酸的生成导致细胞质基质pH 降低，低pH 时，乳酸发酵被抑制，细胞转为酒精
发酵，该过程可减缓细胞酸中毒，但酒精对细胞也有毒害作用，不能使根细胞长时间处于缺氧状态，D 错
误。
故选BD。
(2024 年江西省宜春市第一中学高三下学期第三次模拟考试生物试卷（新高考）)20. 5-氨基乙酰
丙酸（ALA）是叶绿素进行生物合成的前体物质，在植物的光合作用等生理活动中发挥着重要作用。研究
表明，适宜浓度的ALA 处理能有效提高植物的光合能力，同时外源ALA 处理可以提高果实品质。科研人
员以露地栽培条件下克瑞森无核葡萄为研究对象，探究ALA 处理对葡萄叶片叶绿体色素含量、光合作用
积累的影响。实验结果如表。回答下列问题：
处理浓
度/
（mg·L-1）
叶绿素总
量/
（mg·L-1）
净光合速
率/
（μmol·m-2·s-1）
气孔导
度/
（mol·m-2·s-1）
胞间CO2浓度
（μmol·mol-1）
蒸腾速
率/
（mmol·m-2·s-1）
单
粒
质
量/
g
CK（清
1.17
7.82
0.12
260
2.80
3.65
39
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水）
10
1.10
11.2
0.14
258
3.20
3.72
25
1.28
13.8
0.35
300
6.80
3.86
50
1.09
12 0
0.25
270
5.60
3.70
（1）叶绿素的合成离不开ALA 的参与，研究不同处理浓度下葡萄叶片叶绿素的含量变化，常用_________
提取光合色素。在露地栽培条件下，一定ALA 范围内处理的葡萄叶片吸收_________光明显增多，葡萄叶
片光反应产生的_________（物质）增多。
（2）ALA 浓度为25mg·L-1时，比10.50mg·L-1处理
单粒质量高且味甜，据表分析原因是_________。
（3）葡萄叶肉细胞中存在一种由B 基因编码的水通道蛋白（简称B 蛋白）。研究发现，正常种植条件下，
露地葡萄和突变株系（B 蛋白过量表达）的气孔开放程度基本相同，但突变株系光合效率更高，科学家推
测原因在于超表达的B 蛋白能促进CO2的吸收。为验证这一推测，请写出实验思路并预期实验结果。
实验思路：_________。
预期结果：_________。
【答案】（1） ①. 无水乙醇 ②. 红光和蓝紫 ③. NADPH 和ATP
（2）ALA 浓度为25mg·L-1 时，葡萄叶片的净光合速率最高，气孔导度最大，胞间CO2 浓度高，用于CO2
固定产生的C3 增多，C3 经还原使有机物含量增加
（3） ①. 选择若干长势一致的露地葡萄和突变体植株分别编号甲组、乙组，在相同且适宜的条件下培
养一段时间，分别检测两组的胞间CO2 浓度 ②. 露地葡萄的胞间CO2 浓度高于突变体
【解析】
【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。
【小问1 详解】
叶绿素的合成离不开ALA 的参与，研究不同处理浓度下葡萄叶片叶绿素的含量变化，常用无水乙醇提取光
合色素。在露地栽培条件下，一定ALA 范围内处理的葡萄叶片叶绿素总量增多，吸收红光和蓝紫光明显增
多，葡萄叶片光反应产生的NADPH 和ATP 增多。
【小问2 详解】
ALA 浓度为25mg·L-1 时，比10.50mg·L-1 处理的单粒质量高且味甜，据表分析原因是ALA 浓度为25mg·L-1
时，葡萄叶片的净光合速率最高，气孔导度最大，胞间CO2 浓度高，用于CO2 固定产生的C3 增多，C3 经
还原使有机物含量增加。
【小问3 详解】
选择若干长势一致的露地葡萄和突变体植株分别编号甲组、乙组，在相同且适宜的条件下培养一段时间，
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分别检测两组的胞间CO2 浓度。因为两类植株气孔开放程度基本相同，突变体植株超表达的B 蛋白能促进
CO2 的吸收，故突变体植株胞间CO2 浓度较低。
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