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专题四 细胞呼吸和光合作用
知识点一 细胞呼吸
必备知识---------教材知识整合
一、细胞呼吸的类型及过程
1．呼吸作用的实质及类型
（1）实质：细胞内的有机物氧化分解，并释放能量，因此也叫细胞呼吸。
（2）类型：有氧呼吸、无氧呼吸
2．有氧呼吸
(1)概念：是指细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和
水，释放能量，生成大量ATP 的过程。
(2)过程：
第一阶段：
①场所：细胞质基质
②物质变化：C6H12O6――→2C3H4O3(丙酮酸)＋4[H]＋少量能量
第二阶段：
①场所：线粒体基质
②物质变化：2C3H4O3+6H2O――→6CO2＋20[H]＋少量能量
第三阶段：
①场所：线粒体内膜
②物质变化：24[H]+6O2――→12H2O＋20[H]＋少量能量
（3）放能：1 mol 葡萄糖释放的能量中有977.28 kJ 左右的能量转移至ATP 中，其余能量则以热能形式散失。
3．无氧呼吸
(1)概念：无氧呼吸是指细胞在没有氧气参与的情况下，葡萄糖等有机物经过不完全分解，释放少量能量的过程。
(2)场所：全过程都是在细胞质基质中进行的。
(3)过程
第一阶段
葡萄糖――→丙酮酸＋[H]＋少量能量
第二阶段
产酒精
[H]＋丙酮酸――→酒精＋CO2
大多数植物、酵母菌等
产乳酸
[H]＋丙酮酸――→乳酸
高等动物、马铃薯块茎、甜菜块根、乳
酸菌等
(4)产物不同的原因
①直接原因：酶不同。
②根本原因：基因不同或基因的选择性表达。
(5)放能：1 mol 葡萄糖释放196.65 kJ(生成乳酸)或225.94 kJ(生成酒精)的能量，其中均有61.08 kJ 左右转移
至ATP 中。
（6）注意：
①人体内产生的CO2 只能是有氧呼吸的产物，因为人体细胞无氧呼吸的产物是乳酸，无CO2。
②不同生物无氧呼吸的产物不同，其直接原因在于催化反应的酶不同，根本原因在于控制酶合成的基因不同。
1
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③细胞呼吸释放的能量，大部分以热能的形式散失，少部分以化学能的形式储存在ATP 中。
二、细胞呼吸方式的判断(以真核生物以例)
(1)依据反应方程式和发生场所判断
(2)通过液滴移动法探究细胞呼吸的方式
①探究装置：欲确认某生物的细胞呼吸方式，应设置两套实验装置，如图所示(以发芽种子为例)：
②结果与结论
实验结果
结论
装置一液滴
装置二液滴
不动
不动
只进行产生乳酸的无氧呼吸或种子已经死亡
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
只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸
左移
左移
种子进行有氧呼吸时，底物中除糖类外还含有脂质
③误差校正：为使实验结果精确，除减少无关变量的干扰外，还应设置对照装置三。装置三与装置二相比，不同
点是用“煮熟的种子”代替“发芽种子”，其余均相同。
三、探究酵母菌的呼吸方式
1．实验原理
(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，因此便于用来研究细胞呼吸的不同方
2
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式。
(2)酵母菌细胞呼吸以葡萄糖作为底物时，通过测定有氧和无氧条件下细胞呼吸的产物，来确定细胞呼吸的类型及
对应产物。
2.实验的条件控制
(1)有氧条件：装置甲连通橡皮球(或气泵)，让空气间歇性地依次通过三个锥形瓶，既保证O2 的充分供应，又使
空气先经过盛有NaOH 溶液的锥形瓶，除去空气中的CO2，保证第三个锥形瓶的澄清石灰水变混浊是酵母菌有氧呼
吸产生的CO2 所致。
(2)无氧条件：装置乙中B 瓶应封口放置一段时间后，待酵母菌将B 瓶中的O2 消耗完，再连通盛有澄清石灰水的锥
形瓶，确保是无氧呼吸产生的CO2 使澄清的石灰水变混浊。
四、呼吸作用的影响因素及应用
1．内部因素
(1)遗传特性：不同种类的植物呼吸速率不同。
实例：旱生植物小于水生植物，阴生植物小于阳生植物。
(2)生长发育时期：同一植物在不同的生长发育时期呼吸速率不同。
实例：幼苗期呼吸速率高，成熟期呼吸速率低。
(3)器官类型：同一植物的不同器官呼吸速率不同。
实例：生殖器官大于营养器官。
2．外界因素
(1)温度
①原理：细胞呼吸是一系列酶促反应，温度通过影响酶的活性进而影响细胞呼吸速率。
②应用：储存水果、蔬菜时应选取零上低温(填“高温”“零上低温”或“零下低温”)。
(2)O2浓度
①原理：O2是有氧呼吸所必需的，且O2对无氧呼吸过程有抑制作用。
②解读：a.O2浓度低时，无氧呼吸占优势。
b．随着O2浓度增大，无氧呼吸逐渐被抑制，有氧呼吸不断加强。
3
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c．当O2浓度达到一定值后，随着O2浓度增大，有氧呼吸不再加强(受呼吸酶数量等因素的影响)。
③应用
a．选用透气的消毒纱布包扎伤口，抑制破伤风芽孢杆菌等厌氧细菌的无氧呼吸。
b．作物栽培中及时松土，保证根的正常细胞呼吸。
c．提倡慢跑，防止肌细胞无氧呼吸产生乳酸。
d．稻田定期排水，抑制无氧呼吸产生酒精，防止酒精中毒，烂根死亡。
(3)CO2浓度
①原理：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浓度可抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗。
(4)含水量
①解读：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：粮食储存前要进行晒干处理，目的是降低粮食中的自由水含量，降低细胞呼吸强度，减少储存时有机物
的消耗。水果、蔬菜储存时保持一定的湿度。
细胞呼吸过程的综合
1.与传统的水稻、小麦等粮食作物相比，玉米具有很强的耐旱性、耐寒性、耐贫瘠性以及极好的环境适应性。玉
米的营养价值较高，是优良的粮食作物。下图是玉米不同部位的部分细胞呼吸流程图，下列相关叙述正确的是(
)
A．晴朗夏季的中午，玉米叶肉细胞产生的物质b 只可参与光合作用
B．人体细胞中也可产生物质c，c 进入血浆后，血浆pH 也会基本稳定
C．被水淹的玉米根进行细胞呼吸时葡萄糖中的能量只有2 个去路
D．检测酒精时，试剂甲可以是溶有重铬酸钾的盐酸溶液
【答案】 B
能力拓展
4
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【解析】 由题图可推知，物质a 为CO2，物质b 为水，晴朗夏季的中午，玉米叶肉细胞可进行光合作用，发生水
的光解，也可进行细胞呼吸，水在有氧呼吸第二阶段参与反应，A 错误；检测酒精时，试剂甲可以是溶有重铬酸钾
的浓硫酸溶液，不能用盐酸溶液代替浓硫酸溶液，D 错误。
细胞呼吸类型的判断
2.将苹果储藏在密闭容器中，较长时间后会闻到酒香。当通入不同浓度的O2时，其O2的消耗量和CO2的产生量如下
表所示(假设细胞呼吸的底物都是葡萄糖)。下列叙述错误的是( )
氧浓度/%
a
b
c
d
e
CO2产生速率/(mol·min－1)
1.2
1.0
1.3
1.6
3.0
O2消耗速率/(mol·min－1)
0
0.5
0.7
1.2
3.0
A.氧浓度为a 时，苹果的细胞呼吸只在细胞质基质中进行
B．氧浓度为c 时，苹果产生酒精的速率为0.6 mol·min－1
C．氧浓度为d 时，消耗的葡萄糖中有1/4 用于酒精发酵
D．表中5 个氧浓度条件下，氧浓度为b 时，较适宜苹果的储藏
【答案】 C
【解析】 氧浓度为d 时，有氧呼吸与无氧呼吸CO2产生速率分别为1.2 mol·min－1和0.4 mol·min－1，消耗葡萄
糖之比为1∶1，即有1/2 的葡萄糖用于酒精发酵，C 错误。
3．某研究小组利用检测气压变化的密闭装置来探究微生物的细胞呼吸，实验设计如下。关闭活栓后，U 形管右侧
液面高度变化反映瓶中气体体积变化，实验开始时将右管液面高度调至参考点，实验中定时记录右管液面高度相
对于参考点的变化(忽略其他原因引起的气体体积变化)。下列有关说法错误的是( )
A．甲组右侧液面高度变化，表示的是微生物细胞呼吸时O2的消耗量
B．乙组右侧液面高度变化，表示的是微生物细胞呼吸时CO2释放量和O2消耗量之间的差值
C．甲组右侧液面升高，乙组右侧液面高度不变，说明微生物可能只进行有氧呼吸
D．甲组右侧液面高度不变，乙组右侧液面高度下降，说明微生物进行乳酸发酵
【答案】 D
【解析】 甲组右侧液面高度不变，说明微生物不消耗氧气，即进行无氧呼吸，乙组右侧液面高度下降，说明二
氧化碳的释放量大于氧气的消耗量，因此微生物进行酒精发酵，不是乳酸发酵，D 错误。
探究酵母菌细胞呼吸的方式
5
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4.下列关于“探究酵母菌的呼吸方式”实验的叙述，错误的是( )
A．酸性重铬酸钾溶液鉴定酒精，颜色呈现灰绿色
B．实验中需控制的无关变量有温度、pH、培养液浓度等
C．实验中将葡萄糖溶液煮沸的目的是灭菌和去除溶液中的 O2
D．可通过观察澄清石灰水是否变混浊来判断酵母菌的呼吸方式
【答案】 D
【解析】 酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸的产物中都有CO2，均能使澄清石灰水变混浊，因此不能通过观察澄清石灰
水是否变混浊来判断酵母菌的呼吸方式，D 错误。
呼吸作用的影响因素
5.科研人员探究温度对密闭罐中水蜜桃果肉细胞呼吸速率的影响，结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A．20 h 内，果肉细胞产生ATP 的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体
B．50 h 后，30 ℃条件下果肉细胞没有消耗O2，密闭罐中CO2浓度会增加
C．50 h 后，30 ℃的有氧呼吸速率比2 ℃和15 ℃慢，是因为温度高使酶活性降低
D．实验结果说明温度越高，果肉细胞有氧呼吸速率越大
【答案】 B
【解析】 果肉细胞不能进行光合作用，其产生ATP 的场所有细胞质基质、线粒体，A 错误；50 h 后，30 ℃条件
下果肉细胞没有消耗O2，是由于此温度条件下酶的活性较高，有氧呼吸已将O2消耗殆尽，以后仅进行无氧呼吸，
故密闭罐中CO2浓度会增加，B 正确、C 错误；由于酶具有最适温度，若超过最适温度，有氧呼吸速率会降低，D 错
误。
教材易错知识点提醒
1．(必修1 P93)有氧呼吸：指细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生
二氧化碳和水，释放能量，生成大量ATP 的过程。
2．请书写有氧呼吸和无氧呼吸的反应式。
(1)有氧呼吸：C6H12O6＋6H2O＋6O2――→6CO2＋12H2O＋能量。
(2)产酒精的无氧呼吸：C6H12O6――→2C2H5OH(酒精)＋2CO2＋少量能量。
(3)产乳酸的无氧呼吸：C6H12O6――→2C3H6O3(乳酸)＋少量能量。
经典例题训练-------高考真题感悟
〖2023 年高考真题〗
1．（2023·北京·统考高考真题）运动强度越低，
骨骼肌
的耗氧量越少。如图显示在不同强度体育运动时，
骨骼肌
消耗的糖类和脂类的相对量。对这一结果正确的理
解是（
）
6
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A．低强度运动时，主要利用脂肪酸供能
B．中等强度运动时，主要供能物质是血糖
C．高强度运动时，糖类中的能量全部转变为ATP
D．肌糖原在有氧条件下才能氧化分解提供能量
【答案】A
【详解】A、由图可知，当运动强度较低时，主要利用脂肪酸供能，A 正确；B、由图可知，中等强度运动时，主
要供能物质是肌糖原，其次是脂肪酸，B 错误；C、高强度运动时，糖类中的能量大部分以热能的形式散失，少部
分转变为ATP，C 错误；D、高强度运动时，机体同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，肌糖原在有氧条件和无氧条件均
能氧化分解提供能量，D 错误。故选A。
2．（2023·山东·高考真题）水淹时，玉米根细胞由于较长时间进行无氧呼吸导致能量供应不足，使液泡膜上的
H+转运减缓，引起细胞质基质内H+积累，无氧呼吸产生的乳酸也使细胞质基质pH 降低。pH 降低至一定程度会引
起细胞酸中毒。细胞可通过将无氧呼吸过程中的丙酮酸产乳酸途径转换为丙酮酸产酒精途径，延缓细胞酸中毒。
下列说法正确的是（ ）
A．正常玉米根细胞液泡内pH 高于细胞质基质
B．检测到水淹的玉米根有CO2的产生不能判断是否有酒精生成
C．转换为丙酮酸产酒精途径时释放的ATP 增多以缓解能量供应不足
D．转换为丙酮酸产酒精途径时消耗的[H]增多以缓解酸中毒
【答案】B
【详解】A、玉米根细胞由于较长时间进行无氧呼吸导致能量供应不足，使液泡膜上的H+转运减缓，引起细胞质基
质内H+积累，说明细胞质基质内H+转运至液泡需要消耗能量，为主动运输，逆浓度梯度，液泡中H+浓度高，正常
玉米根细胞液泡内pH 低于细胞质基质，A 错误；B 、玉米根部短时间水淹，根部氧气含量少，部分根细胞可以进
行有氧呼吸产生CO2，检测到水淹的玉米根有CO2的产生不能判断是否有酒精生成，B 正确；C、转换为丙酮酸产酒
精途径时，无ATP 的产生，C 错误；D、丙酮酸产酒精途径时消耗的[H]与丙酮酸产乳酸途径时消耗的[H]含量相同，
D 错误。故选B。
3．（2023·天津·统考高考真题）衣原体缺乏细胞呼吸所需的酶，则其需要从宿主细胞体内摄取的物质是（ ）
A．葡萄糖
B．糖原
C．淀粉
D．ATP
【答案】D
【详解】细胞生命活动所需的能量主要是由细胞呼吸提供的，衣原体缺乏细胞呼吸所需的酶，不能进行细胞呼吸，
缺乏能量，ATP 是直接的能源物质，因此衣原体需要从宿主细胞体内摄取的物质是ATP，D 正确，ABC 错误。故选
D。
4．（2023·广东·统考高考真题）在游泳过程中，参与呼吸作用并在线粒体内膜上作为反应物的是（ ）
A．还原型辅酶Ⅰ
B．丙酮酸
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C．氧化型辅酶Ⅰ
D．二氧化碳
【答案】A
【详解】游泳过程中主要以有氧呼吸提供能量，有氧呼吸的第一阶段和第二阶段都产生了[H]，这两个阶段产生的
[H]在第三阶段经过一系列的化学反应，在线粒体内膜上与氧结合生成水，这里的[H]是一种简化的表示方式，实际
上指的是还原型辅酶Ⅰ，A 正确。故选A。
5．（2023·全国·统考高考真题）植物可通过呼吸代谢途径的改变来适应缺氧环境。在无氧条件下，某种植物幼苗
的根细胞经呼吸作用释放CO2的速率随时间的变化趋势如图所示。下列相关叙述错误的是（ ）
A．在时间a 之前，植物根细胞无CO2释放，只进行无氧呼吸产生乳酸
B．a~b 时间内植物根细胞存在经无氧呼吸产生酒精和CO2的过程
C．每分子葡萄糖经无氧呼吸产生酒精时生成的ATP 比产生乳酸时的多
D．植物根细胞无氧呼吸产生的酒精跨膜运输的过程不需要消耗ATP
【答案】C
【详解】A、植物进行有氧呼吸或无氧呼吸产生酒精时都有二氧化碳释放，图示在时间a 之前，植物根细胞无CO2
释放，分析题意可知，植物可通过呼吸代谢途径的改变来适应缺氧环境，据此推知在时间a 之前，只进行无氧呼
吸产生乳酸，A 正确；B、a 阶段无二氧化碳产生，b 阶段二氧化碳释放较多，a~b 时间内植物根细胞存在经无氧呼
吸产生酒精和CO2的过程，是植物通过呼吸途径改变来适应缺氧环境的体现，B 正确；C、无论是产生酒精还是产
生乳酸的无氧呼吸，都只在第一阶段释放少量能量，第二阶段无能量释放，故每分子葡萄糖经无氧呼吸产生酒精
时生成的ATP 和产生乳酸时相同，C 错误；D、酒精跨膜运输方式是自由扩散，该过程不需要消耗ATP，D 正确。故
选C。
6．（2023·浙江·统考高考真题）为探究酵母菌的细胞呼吸方式，可利用酵母菌、葡萄糖溶液等材料进行实验。下
列关于该实验的叙述，正确的是（ ）
A．酵母菌用量和葡萄糖溶液浓度是本实验的自变量
B．酵母菌可利用的氧气量是本实验的无关变量
C．可选用酒精和CO2生成量作为因变量的检测指标
D．不同方式的细胞呼吸消耗等量葡萄糖所释放的能量相等
【答案】C
【详解】A、酵母菌用量和葡萄糖溶液是无关变量，A 错误；B、氧气的有无是自变量，B 错误；C、有氧呼吸不产
生酒精，无氧呼吸产生酒精和CO2且比值为1:1，因此可选用酒精和CO2生成量作为因变量的检测指标，C 正确；
D、等量的葡萄糖有氧呼吸氧化分解彻底，释放能量多；无氧呼吸氧化分解不彻底，大部分能量还储存在酒精中，
释放能量少，D 错误。故选C。
7．（2023·湖北·统考高考真题）为探究环境污染物A 对斑马鱼生理的影响，研究者用不同浓度的污染物A 溶液处
8
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理斑马鱼，实验结果如下表。据结果分析，下列叙述正确的是（ ）
A 物质浓度（μg·L-1）
指标
0
10
50
100
①
肝脏糖原含量（mg·g-1）
25．0±0．6
12．1±0．7
12．0±0．7
11．1±0．2
②
肝脏丙酮酸含量（nmol·g-1）
23．6±0．7
17．5±0．2
15．7±0．2
8．8±0．4
③
血液中胰高血糖素含量（mIU·mg·prot-1）
43．6±1．7
87．2±1．8
109．1±3．0
120．0±2．1
A．由②可知机体无氧呼吸减慢，有氧呼吸加快
B．由①可知机体内葡萄糖转化为糖原的速率加快
C．①②表明肝脏没有足够的丙酮酸来转化成葡萄糖
D．③表明机体生成的葡萄糖增多，血糖浓度持续升高
【答案】D
【详解】A、有氧呼吸第一阶段和无氧呼吸的第一阶段都产生丙酮酸，故无法判断有氧呼吸和无氧呼吸快慢，A 错
误；B、由①可知，随着A 物质浓度增大，肝脏糖原含量逐渐减小，葡萄糖转化为糖原的速率减慢，B 错误；C、①
中肝糖原含量减小，②中丙酮酸减少，细胞呼吸减弱，葡萄糖分解为丙酮酸减少，C 错误；D、③中血液中胰高血
糖素含量增多，通过增加肝糖原分解等使血糖浓度持续升高，D 正确。故选D。
8．（2023·山东·高考真题·多选）某种植株的非绿色器官在不同O2浓度下，单位时间内O2吸收量和CO2释放量的变
化如图所示。若细胞呼吸分解的有机物全部为葡萄糖，下列说法正确的是（ ）
A．甲曲线表示O2吸收量
B．O2浓度为b 时，该器官不进行无氧呼吸
C．O2浓度由0 到b 的过程中，有氧呼吸消耗葡萄糖的速率逐渐增加
D．O2浓度为a 时最适合保存该器官，该浓度下葡萄糖消耗速率最小
【答案】BC
【详解】A、分析题意可知，图中横坐标是氧气浓度，据图可知，当氧气浓度为0 时，甲曲线仍有释放，说明甲表
示二氧化碳的释放量，乙表示氧气吸收量，A 错误；B、O2浓度为b 时，两曲线相交，说明此时氧气的吸收量和二
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氧化碳的释放量相等，细胞呼吸分解的有机物全部为葡萄糖，故此时植物只进行有氧呼吸，不进行无氧呼吸，B 正
确；C、O2浓度为0 时，植物只进行无氧呼吸，氧气浓度为a 时，植物同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，氧气浓度为
b 时植物只进行有氧呼吸，故O2浓度由0 到b 的过程中，有氧呼吸消耗葡萄糖的速率逐渐增加，C 正确；D、O2浓
度为a 时并非一定最适合保存该器官，因为无氧呼吸会产生酒精，不一定能满足某些生物组织的储存，且该浓度
下葡萄糖的消耗速率一定不是最小， 据图，此时气体交换相对值 CO2为0.6，O2为0.3，其中CO2有0.3 是有氧呼
吸产生，0.3 是无氧呼吸产生。 按有氧C6 : O2 : CO2=1:6:6，无氧呼吸C6:CO2=1:2，算得C6（葡萄糖）的相对消耗量
为0.05+0.15=0.2。 而无氧呼吸消失点时，O2和CO2的相对值为0.7，算得C6 的相对消耗量为0.11，明显比a 点时
要低！所以a 点时葡萄糖的消耗速率一定不是最小，D 错误。故选BC。
〖2022 年高考真题〗
1．（2022·山东·高考真题）植物细胞内10%~25%的葡萄糖经过一系列反应，产生NADPH、CO2和多种中间产物，
该过程称为磷酸戊糖途径。该途径的中间产物可进一步生成氨基酸和核苷酸等。下列说法错误的是（ ）
A．磷酸戊糖途径产生的NADPH 与有氧呼吸产生的还原型辅酶不同
B．与有氧呼吸相比，葡萄糖经磷酸戊糖途径产生的能量少
C．正常生理条件下，利用14C 标记的葡萄糖可追踪磷酸戊糖途径中各产物的生成
D．受伤组织修复过程中所需要的原料可由该途径的中间产物转化生成
【答案】C
【解析】根据题意，磷酸戊糖途径产生的NADPH 是为其他物质的合成提供原料，而有氧呼吸产生的还原型辅酶是
NADH，能与O2反应产生水，A 正确；有氧呼吸是葡萄糖彻底氧化分解释放能量的过程，而磷酸戊糖途径产生了多种
中间产物，中间产物还进一步生成了其他有机物，所以葡萄糖经磷酸戊糖途径产生的能量比有氧呼吸少，B 正确；
正常生理条件下，只有10%~25%的葡萄糖参加了磷酸戊糖途径，其余的葡萄糖会参与其他代谢反应，例如有氧呼吸，
所以用14C 标记葡萄糖，除了追踪到磷酸戊糖途径的含碳产物，还会追踪到参与其他代谢反应的产物，C 错误；受
伤组织修复即是植物组织的再生过程，细胞需要增殖，所以需要核苷酸和氨基酸等原料，而磷酸戊糖途径的中间
产物可生成氨基酸和核苷酸等，D 正确。
2．（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。
3．（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
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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。
4．（2022·山东·高考真题）在有氧呼吸第三阶段，线粒体基质中的还原型辅酶脱去氢并释放电子，电子经线粒
体内膜最终传递给O2，电子传递过程中释放的能量驱动H+从线粒体基质移至内外膜间隙中，随后H+经ATP 合酶返
回线粒体基质并促使ATP 合成，然后与接受了电子的O2结合生成水。为研究短时低温对该阶段的影响，将长势相
同的黄瓜幼苗在不同条件下处理，分组情况及结果如图所示。已知DNP 可使H+进入线粒体基质时不经过ATP 合酶。
下列相关说法正确的是（ ）
A．4℃时线粒体内膜上的电子传递受阻
B．与25℃时相比，4℃时有氧呼吸产热多
C．与25℃时相比，4℃时有氧呼吸消耗葡萄糖的量多
D．DNP 导致线粒体内外膜间隙中H+浓度降低，生成的ATP 减少
【答案】BCD
【解析】与25℃相比，4℃耗氧量增加，根据题意，电子经线粒体内膜最终传递给氧气，说明电子传递未受阻，A
错误；与25℃相比，短时间低温4℃处理，ATP 合成量较少，耗氧量较多，说明4℃时有氧呼吸释放的能量较多的
用于产热，消耗的葡萄糖量多， BC 正确；DNP 使H+不经ATP 合酶返回基质中，会使线粒体内外膜间隙中H+浓度降
低，导致ATP 合成减少， D 正确。
5．（2022·全国·高考真题）农业生产中，农作物生长所需的氮素可以
的形式由根系从土壤中吸收。一定时
间内作物甲和作物乙的根细胞吸收
的速率与O2浓度的关系如图所示。回答下列问题。
(1)由图可判断
进入根细胞的运输方式是主动运输，判断的依据是______。
(2)O2浓度大于a 时作物乙吸收
速率不再增加，推测其原因是______。
(3)作物甲和作物乙各自在
最大吸收速率时，作物甲根细胞的呼吸速率大于作物乙，判断依据是______。
(4)据图可知，在农业生产中，为促进农作物对
的吸收利用，可以采取的措施是______。
【答案】(1)主动运输需要呼吸作用提供能量，O2浓度小于a 点，根细胞对
的吸收速率与O2浓度呈正相关
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(2)主动运输需要载体蛋白，此时载体蛋白数量达到饱和
(3)甲的
最大吸收速率大于乙，甲需要能量多，消耗O2多
(4)定期松土
【解析】
(1)主动运输是低浓度向高浓度运输，需要能量的供应、需要载体蛋白协助，由图可知，当氧气浓度小于a 点时，
随着O2浓度的增加，根细胞对NO3
－ 的吸收速率也增加，说明根细胞吸收NO3
－需要能量的供应，为主动运输。
(2)主动运输需要能量和载体蛋白，呼吸作用可以为主动运输提供能量，O2浓度大于a 时作物乙吸收NO3
－的速率不
再增加，能量不再是限制因素，此时影响根细胞吸收NO3
－速率的因素是载体蛋白的数量，此时载体蛋白数量达到
饱和。
(3)曲线图分析，当甲和乙根细胞均达到最大的NO3
－的吸收速率时，甲的NO3
－最大吸收速率大于乙，说明甲需要能
量多，消耗O2多，甲根部细胞的呼吸速率大于作物乙。
(4)在农业生产中，为了促进根细胞对矿质元素的吸收，需要定期松土，增加土壤中的含氧量，促进根细胞的有氧
呼吸，为主动运输吸收矿质元素提供能量。
知识点二 光合作用
必备知识---------教材知识整合
一、绿叶中色素的提取和分离
(1)实验原理
(2)实验步骤
(3)实验结果
色素种类
色素颜色
色素含量
溶解度
扩散速度
胡萝卜素
橙黄色
最少
最高
最快
叶黄素
黄色
较少
较高
较快
叶绿素a
蓝绿色
最多
较低
较慢
叶绿素b
黄绿色
较多
最低
最慢
(4)实验出现异常现象的原因分析
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异常现象
原因分析
收集到的滤
液绿色过浅
①未加二氧化硅，研磨不充分；
②使用放置数天的菠菜叶，滤液色素(叶绿素)太少；
③一次加入大量的无水乙醇，提取液浓度太低(正确做法：分次加入少量
无水乙醇)；
④未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏
滤纸条色素
带重叠
①滤液细线不直；
②滤液细线过粗
滤纸条无色
素带
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
二、光合作用过程
(1)光合作用过程图解
项目
光反应
暗反应
场所
叶绿体类囊体的薄膜
叶绿体基质
条件
光、色素、酶
酶、NADPH
、
ATP
等
物质变化
(1)H2O――→O2＋
H ＋
(2)NADP＋＋H＋―→NADPH
(3)ADP＋Pi――――→ATP
(1)CO2＋C5――→2C3
(2)2C3――――――→(CH2O)＋C5
能量变化
联系
光反应为暗反应提供NADPH 和ATP，暗反应为光反应提供NADP
＋、ADP 和Pi。
(2)反应式
①产物为(CH2O)：CO2＋
H 2O ――→
(CH
2O)
＋
O 2。
②产物为C6H12O6：6CO2＋
12H
2O ――→
C 6H12O6＋
6O
2＋
6H
2O。
③元素的转移途径
a．H：3H2O―――→NADPH―――→(C
3 H 2O)。
b．C：14CO2――――→14 C 3――――→( 14 CH
2O)。
c．O：HO―――→18 O 2；C18O2――――→C3―――→(CH2
18 O)
。
三、光合作用的影响因素及其应用
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，光反应速率加快，产生的NADPH 和
ATP 增多，使暗反应中C3的还原加快，从而使光合作用产物增加。
(2)曲线解读
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：温室大棚中，适当增强光照强度，以提高光合速率，使作物增产。
2．CO2浓度
(1)原理：CO2影响暗反应阶段，制约C3的形成。
(2)曲线解读
①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。
②图2 中A′点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度。
③B 点和B′点对应的CO2浓度都表示CO2饱和点。
(3)应用：在农业生产上可以通过通风，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，主要制约暗反应。
(2)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．水分和矿质元素
(1)原理
①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。
②矿质元素通过影响与光合作用有关的化合物的合成，对光合作用产生直接或间接的影响。
(2)应用：施肥的同时，往往适当浇水，小麦的光合速率会更大，此时浇水的原因是肥料中的矿质元素只有溶解在
水中，以离子形式存在，才能被作物根系吸收。同时可以保证小麦吸收充足的水分，保证叶肉细胞中CO2的供应。
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5．影响光合作用的内部因素
(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
(2)植物叶片的叶龄、叶绿素含量及酶
(3)植物叶面积指数
绿叶中色素的提取与分离
1.如图是某同学用无水乙醇分别提取正常光照和强光照下某种植物等量叶片中的光合色素，然后用层析液进行纸
层析得到的结果(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为色素条带)。下列相关叙述正确的是( )
A．实验研磨操作中若加入的二氧化硅或碳酸钙过少，都会导致色素条带颜色变深
B．实验中对研磨液过滤时，采用滤纸过滤，实验效果更好
C．色素分离过程中如果滤液细线触及层析液，会缩短四条色素带间的距离
D．与正常光照下相比，该植物强光照下叶片会发黄
能力拓展
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【答案】 D
【解析】 实验研磨操作中若加入的二氧化硅(研磨充分)或碳酸钙(保护叶绿素)过少，都会导致色素条带颜色变
浅，A 错误；实验中对研磨液过滤时，采用滤纸过滤，会使色素吸附在滤纸上，导致实验失败，B 错误；色素分离
过程中如果滤液细线触及层析液，会使色素溶解在层析液中，看不到四条色素带，C 错误。
光合作用的过程
2.下图为光合作用暗反应的产物磷酸丙糖的代谢途径，研究表明，磷酸丙糖转移蛋白(TPT)的活性是限制光合速率
大小的重要因素，CO2充足时，TPT 活性降低。下列有关叙述错误的是( )
A．Pi 输入叶绿体减少时，磷酸丙糖从叶绿体输出减少
B．暗反应中磷酸丙糖的合成需要消耗光反应产生的ATP
C．叶肉细胞的光合产物主要是以蔗糖形式运出细胞的
D．农业生产上可通过增加CO2浓度来提高作物中蔗糖的含量
【答案】 D
【解析】 据图示信息，磷酸丙糖通过TPT 从叶绿体输出的同时伴随着Pi 进入叶绿体，因此Pi 输入叶绿体减少，
说明磷酸丙糖从叶绿体中的输出过程受阻，即输出减少，A 正确；光反应产生的ATP 能用于暗反应中C3的还原过程，
由图示可知，该过程能合成磷酸丙糖，B 正确；由图示可知，叶肉细胞的光合产物磷酸丙糖会在细胞质基质中用于
合成蔗糖，然后以蔗糖形式运出细胞，C 正确；根据题意可知，CO2充足时，TPT 活性降低，则磷酸丙糖运出叶绿体
合成蔗糖的过程会受到影响，作物中淀粉含量会上升，而蔗糖含量下降，D 错误。
探究光合作用影响因素
3.下图是各种环境因素影响黑藻光合速率变化的示意图。下列相关叙述正确的是( )
A．若在t1前充CO2，则暗反应速率将显著提高
B．t1→t2，光反应速率显著提高而暗反应速率不变
C．t3→t4，叶绿体基质中NADPH 的消耗速率提高
D．t4后短暂时间内，叶绿体中C3/C5比值下降
【答案】 C
【解析】 O～t1，光照较弱，光合速率较慢，限制因素为光照强度，若在t1前充CO2，则暗反应速率不会显著提
高，A 错误；t1→t2，光反应速率显著提高，产生的NADPH 和ATP 增加，导致暗反应速率也增加，B 错误；t3→t4，
CO2浓度增加，叶绿体基质中生成的C3增加，消耗NADPH 的速率提高，C 正确；t4后短暂时间内，由于缺少光照，
ATP 和NADPH 减少，还原C3的速率减慢，但短时间内C3继续生成，故叶绿体中C3/C5比值将上升，D 错误。
光(CO2)补偿点、饱和点的移动问题
4.如图所示，在图甲装置A 与装置B 中敞口培养相同数量的小球藻，以研究光照强度对小球藻产生氧气的影响。装
置A 的曲线如图乙。据图分析，下列叙述错误的是( )
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A．适当提高温度，P 点将上移
B．P 点处能产生ATP 的细胞器只有线粒体
C．降低CO2浓度时，在图乙上的R 点应右移
D．在图乙上绘制装置B 的曲线，Q 点应右移
【答案】 C
【解析】 适当提高温度，酶的活性升高，呼吸作用强度提高，P 点上升，A 正确；P 点光照强度为0，不进行光合
作用，只进行呼吸作用，故产生ATP 的场所是细胞质基质和线粒体，细胞器只有线粒体，B 正确；降低二氧化碳浓
度，光饱和点会向左移动，氧气释放量减少，即R 点应向左上移，C 错误；装置B 是缺镁培养液，则小球藻中叶绿
素合成受阻，吸收光能减少，直接降低光合作用强度。Q 点时光合作用强度等于呼吸作用强度，但是呼吸作用强度
不变，则需要增加光照强度，提高光合作用强度，从而保证光合作用强度等于呼吸作用强度，故Q 点应右移，D 正
确。
教材易错知识点提醒
1.与光合作用有关的5 个易错点
(1)光合作用的场所不一定是叶绿体：原核生物不含叶绿体，但某些原核生物也可以进行光合作用，如蓝细菌；对
于真核生物，光合作用的场所一定是叶绿体。
(2)绿色植物进行光合作用的全过程并非都发生在生物膜上：绿色植物进行光合作用的场所为叶绿体，其中光反应
在类囊体薄膜上进行，暗反应则在叶绿体基质中进行。
(3)光合作用全过程并非都需要酶：光反应中光合色素吸收光能不需要酶，但光能转化为化学能需要酶参与。
(4)叶绿体中的色素并非都吸收蓝紫光和红光：叶绿体中的色素包括叶绿素和类胡萝卜素，其中叶绿素主要吸收蓝
紫光和红光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，两类色素一般情况下吸收的都是可见光。
(5)光反应产生的ATP 主要用于暗反应，进而实现光能转化为有机物中稳定的化学能，一般不用于叶绿体外进行的
生命活动。
2.教材结论性语句
(1)(必修1 P101)吸收光能的四种色素就分布在类囊体的薄膜上。
(2)(必修1 P101)叶绿体是进行光合作用的场所。它内部的巨大膜表面上，不仅分布着许多吸收光能的色素分子，
还有许多进行光合作用所必需的酶。
(3)(必修1 P103)光反应可为暗反应提供ATP 和NADPH，暗反应可为光反应提供ADP、Pi 和NADP＋。
(4)(必修1 P102)光合作用产物O2中的氧全来自水，有氧呼吸产物H2O 中氧全来自O2。
(5)(必修1 P107)光合作用的过程分为光反应和暗反应两个阶段。光反应阶段发生在类囊体薄膜上，将光能转化为
储存在ATP 中的化学能；暗反应阶段发生在叶绿体基质中，将ATP 中的化学能转化为储存在糖类等有机物中的化学
能。
经典例题训练-------高考真题感悟
〖2023 年高考真题〗
1．（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
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【答案】D
【详解】A、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；
B、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；C、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；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快，D 错误。故选D。
2．（2023·北京·统考高考真题）在两种光照强度下，不同温度对某植物CO2吸收速率的影响如图。对此图理解错误
的是（ ）
A．在低光强下，CO2吸收速率随叶温升高而下降的原因是呼吸速率上升
B．在高光强下，M 点左侧CO2吸收速率升高与光合酶活性增强相关
C．在图中两个CP 点处，植物均不能进行光合作用
D．图中M 点处光合速率与呼吸速率的差值最大
【答案】C
【详解】A、CO2吸收速率代表净光合速率，低光强下，CO2吸收速率随叶温升高而下降的原因是呼吸速率上升，需
要从外界吸收的CO2减少，A 正确；B、在高光强下，M 点左侧CO2吸收速率升高主要原因是光合酶的活性增强，B
正确；C、CP 点代表呼吸速率等于光合速率，植物可以进行光合作用，C 错误；D、图中M 点处CO2吸收速率最大，
即净光合速率最大，也就是光合速率与呼吸速率的差值最大，D 正确。故选C。
3．（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PSⅠ和PSⅡ光复合体，PSⅡ光复合体含
有光合色素，能吸收光能，并分解水。研究发现，PSⅡ光复合体上的蛋白质LHCⅡ，通过与PSⅡ结合或分离来增
强或减弱对光能的捕获（如图所示）。LHCⅡ与PSⅡ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，PSIⅡ光复合体对光能的捕获增强
B．Mg2+含量减少会导致PSⅡ光复合体对光能的捕获减弱
C．弱光下LHCⅡ与PSⅡ结合，不利于对光能的捕获
D．PSⅡ光复合体分解水可以产生H+、电子和O2
【答案】C
【详解】A、叶肉细胞内LHC 蛋白激酶活性下降，LHCⅡ与PSⅡ分离减少，PSIⅡ光复合体对光能的捕获增强，A
正确；B、Mg2+是叶绿素的组成成分，其含量减少会导致PSⅡ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；C、弱光下LHCⅡ与PSⅡ结合，增强对光能的捕获，C 错误；D、PSⅡ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。故选C。
4．（2023·全国·统考高考真题）某同学将从菠菜叶中分离到的叶绿体悬浮于缓冲液中，给该叶绿体悬浮液照光后
糖产生。回答下列问题。
(1)叶片是分离制备叶绿体的常用材料，若要将叶肉细胞中的叶绿体与线粒体等其他细胞器分离，可以采用的方法
是 （答出1 种即可）。叶绿体中光合色素分布 上，其中类胡
萝卜素主要吸收 （填“蓝紫光”“红光”或“绿光”）。
(2)将叶绿体的内膜和外膜破坏后，加入缓冲液形成悬浮液，发现黑暗条件下悬浮液中不能产生糖，原因是
。
(3)叶片进行光合作用时，叶绿体中会产生淀粉。请设计实验证明叶绿体中有淀粉存在，简要写出实验思路和预期
结果。
【答案】(1)差速离心 类囊体（薄）膜 蓝紫光 (2)悬液中具有类囊体膜以及叶绿体基质暗反应相关
的酶，但黑暗条件下，光反应无法进行，暗反应没有光反应提供的原料ATP 和NADPH，所以无法形成糖类。
(3)思路：将生长状况良好且相同的植物叶片分为甲乙两组，两组植物应均进行饥饿处理（置于黑暗中一段时间消
耗有机物），甲组放置在有光条件下，乙组放置在其他环境相同的黑暗状态下，一段时间后，用差速离心法提取
出甲乙两组的叶绿体，脱绿后制作成匀浆，分别加入碘液后观察。结果：甲组匀浆出现蓝色，有淀粉产生；乙组
无蓝色出现，无淀粉产生。
【详解】（1）植物细胞器的分离方法可用差速离心法，叶绿体中的光合色素分布在类囊体膜上，光合色素叶绿素
主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。（2）光合作用光反应和暗反应同时进行，黑暗条件下无光，
光反应不能进行，无法为暗反应提供原料ATP 和NADPH，暗反应无法进行，产物不能生成。
（3）要验证叶绿体中有光合作用产物淀粉，需要将叶绿体提取出来并检测其中淀粉。因此将生长状况良好且相同
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的植物叶片分为甲乙两组，先进行饥饿处理，排除原有淀粉的干扰。之后甲组放置在有光条件下，乙组放置在其
他环境相同的黑暗状态下，一段时间后，用差速离心法提取出甲乙两组的叶绿体，需要脱绿处理，制作成匀浆，
分别加入碘液后观察。预期的结果：甲组匀浆出现蓝色，有淀粉产生；乙组无蓝色出现，无淀粉产生。
5．（2023·浙江·统考高考真题）植物工厂是一种新兴的农业生产模式，可人工控制光照、温度、CO2浓度等因素。
不同光质配比对生菜幼苗体内的叶绿素含量和氮含量的影响如图甲所示，不同光质配比对生菜幼苗干重的影响如
图乙所示。分组如下：CK 组（白光）、A 组（红光：蓝光=1：2）、B 组（红光：蓝光=3：2）、C 组（红光：蓝光
=2：1），每组输出的功率相同。
回答下列问题：
(1)光为生菜的光合作用提供 ，又能调控生菜的形态建成。生菜吸收营养液中含氮的离子满足其对氮
元素需求，若营养液中的离子浓度过高，根细胞会因 作用失水造成生菜萎蔫。
(2)由图乙可知，A、B、C 组的干重都比CK 组高，原因是 。由图甲、
图乙可知，选用红、蓝光配比为 ，最有利于生菜产量的提高，原因是
。
(3)进一步探究在不同温度条件下，增施CO2对生菜光合速率的影响，结果如图丙所示。由图可知，在25℃时，提
高CO2浓度对提高生菜光合速率的效果最佳，判断依据是 。植物工厂利用
秸秆发酵生产沼气，冬天可燃烧沼气以提高CO2浓度，还可以 ，使光合速率进一步
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提高，从农业生态工程角度分析，优点还有
。
【答案】(1)能量 渗透 (2)光合色素主要吸收红光和蓝紫光 红光：蓝光=3：2 叶绿素和含氮
物质的含量最高,光合作用最强 (3)光合速率最大且增加值最高 升高温度 减少环境污染，实
现能量多级利用和物质循环再生
【详解】（1）植物进行光合作用需要在光照下进行，光为生菜的光合作用提供能量，又能作为信号调控生菜的形
态建成。生菜吸收营养液中含氮的离子满足其对氮元素需求，若营养液中的离子浓度过高，造成外界溶液浓度高
于细胞液浓度，根细胞会因渗透作用失水使植物细胞发生质壁分离，造成生菜萎蔫。（2）分析图乙可知，与CK
组相比，A、B、C 组的干重都较高。结合题意可知，CK 组使用的是白光照射，而A、B、C 组使用的是红光和蓝紫
光，光合色素主要吸收红光和蓝紫光，故A、B、C 组吸收的光更充分，光合作用速率更高，积累的有机物含量更
高，植物干重更高。由图乙可知，当光质配比为B 组（红光：蓝光=3：2）时，植物的干重最高；结合图甲可知，
B 组植物叶绿素和氮含量都比A 组（红光：蓝光=1：2）、C 组（红光：蓝光=2：1）高，有利于植物充分吸收光能
用于光合作用，即B 组植物的光合作用速率大于A 组（红光：蓝光=1：2）、C 组（红光：蓝光=2：1）两组，有机
物积累量最高，植物干重最大，最有利于生菜产量的增加。（3）由图可知，在25℃时，提高CO2浓度时光合速率
增幅最高，因此，在25℃时，提高CO2浓度对提高生菜光合速率的效果最佳。植物工厂利用秸秆发酵生产沼气，
冬天可燃烧沼气以提高CO2浓度，还可以升高温度，使光合作用有关的酶活性更高，使光合速率进一步提高。从农
业生态工程角度分析，优点还有减少环境污染，实现能量多级利用和物质循环再生等。
6．（2023·山东·高考真题）当植物吸收的光能过多时，过剩的光能会对光反应阶段的PSⅡ复合体（PSⅡ）造成损
伤，使PSⅡ活性降低，进而导致光合作用强度减弱。细胞可通过非光化学淬灭（NPQ）将过剩的光能耗散，减少
多余光能对PSⅡ的损伤。已知拟南芥的H 蛋白有2 个功能：①修复损伤的PSⅡ；②参与NPQ 的调节。科研人员以
拟南芥的野生型和H 基因缺失突变体为材料进行了相关实验，结果如图所示。实验中强光照射时对野生型和突变
体光照的强度相同，且强光对二者的PSⅡ均造成了损伤。
(1)该实验的自变量为 。该实验的无关变量中，影响光合作用强度的主要环境因素有
（答出2 个因素即可）。
(2)根据本实验， （填“能”或“不能”）比较出强光照射下突变体与野生型的PSⅡ活性强弱，理由是
。
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(3)据图分析，与野生型相比，强光照射下突变体中流向光合作用的能量 （填“多”或“少”）。若测
得突变体的暗反应强度高于野生型，根据本实验推测，原因是
。
【答案】(1)光、H 蛋白 CO2浓度、温度 (2)不能 突变体PS11 系统光损伤小但不能修复，野生型
光PS11 系统损伤大但能修复 (3)少 突变体PNQ 高，PS11 系统损伤小，虽然损伤不能修复，但是PS11
活性高，光反应产物多
【详解】（1）据题意拟南芥的野生型和H 基因缺失突变体为材料进行了相关实验，实验中强光照射时对野生型和
突变体光照的强度相同，结合题图分析实验的自变量有光照、H 蛋白；影响光合作用强度的主要环境因素有CO2浓
度、温度、水分等。（2）据图分析，强光照射下突变体的NPQ/相对值比野生型的NPQ/相对值高，能减少强光对
PSⅡ复合体造成损伤。但是野生型含有H 蛋白，能对损伤后的PSⅡ进行修复，故不能确定强光照射下突变体与野
生型的PSⅡ活性强弱。（3）据图分析，强光照射下突变体中NPQ/相对值，而NPQ 能将过剩的光能耗散，从而使
流向光合作用的能量减少；突变体的NPQ 强度大，能够减少强光对PSII 的损伤且减少作用大于野生型H 蛋白的修
复作用，这样导致突变体的PSⅡ活性高，能为暗反应提供较多的NADPH 和ATP 促进暗反应进行，因此突变体的暗
反应强度高于野生型。
7．（2023·湖南·统考高考真题）下图是水稻和玉米的光合作用暗反应示意图。卡尔文循环的Rubisco 酶对CO2的Km
为450μmol·L-1（K 越小，酶对底物的亲和力越大）,该酶既可催化RuBP 与CO2反应，进行卡尔文循环，又可催化
RuBP 与O2反应，进行光呼吸（绿色植物在光照下消耗O2并释放CO2的反应）。该酶的酶促反应方向受CO2和O2相
对浓度的影响。与水稻相比，玉米叶肉细胞紧密围绕维管束鞘，其中叶肉细胞叶绿体是水光解的主要场所，维管
束鞘细胞的叶绿体主要与ATP 生成有关。玉米的暗反应先在叶肉细胞中利用PEPC 酶（PEPC 对CO2的Km为
7μmol·L-1）催化磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）与CO2反应生成C4,固定产物C4转运到维管束鞘细胞后释放CO2,再进行卡
尔文循环。回答下列问题：
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(1)玉米的卡尔文循环中第一个光合还原产物是 （填具体名称）,该产物跨
叶绿体膜转运到细胞质基质合成 （填"葡萄糖""蔗糖"或"淀粉"）后，再通过 长距离
运输到其他组织器官。
(2)在干旱、高光照强度环境下，玉米的光合作用强度 （填"高于"或"低于"）水稻。从光合作用机制及
其调控分析，原因是
（答出三点即可）。
(3)某研究将蓝细菌的CO2浓缩机制导入水稻，水稻叶绿体中CO2浓度大幅提升，其他生理代谢不受影响，但在光饱
和条件下水稻的光合作用强度无明显变化。其原因可能是
（答出三点即可）。
【答案】(1)3-磷酸甘油醛 蔗糖 维管组织 (2)高于 高光照条件下玉米可以将光合产物及时转
移；玉米的PEPC 酶对CO2的亲和力比水稻的Rubisco 酶更高；玉米能通过PEPC 酶生成C4，使维管束鞘内的CO2浓
度高于外界环境，抑制玉米的光呼吸 (3)酶的活性达到最大，对CO2的利用率不再提高；受到ATP 以及
NADPH 等物质含量的限制；原核生物和真核生物光合作用机制有所不同
【详解】（1）玉米的光合作用过程与水稻相比，虽然CO2的固定过程不同，但其卡尔文循环的过程是相同的，结
合水稻的卡尔文循环图解，可以看出CO2固定的直接产物是3-磷酸甘油酸，然后直接被还原成3-磷酸甘油醛。3-磷
酸甘油醛在叶绿体中被转化成淀粉，在叶绿体外被转化成蔗糖，蔗糖是植物长距离运输的主要糖类，蔗糖在长距
离运输时是通过维管组织。（2）干旱、高光强时会导致植物气孔关闭，吸收的CO2减少，而玉米的PEPC 酶对CO2
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的亲和力比水稻的Rubisco 酶更高；玉米能通过PEPC 酶生成C4，使维管束鞘内的CO2浓度高于外界环境，抑制玉米
的光呼吸；且玉米能将叶绿体内的光合产物通过维管组织及时转移出细胞。因此在干旱、高光照强度环境下，玉
米的光合作用强度高于水稻。（3）将蓝细菌的CO2浓缩机制导入水稻叶肉细胞，只是提高了叶肉细胞内的CO2浓
度，而植物的光合作用强度受到很多因素的影响；在光饱和条件下如果光合作用强度没有明显提高，可能是水稻
的酶活性达到最大，对CO2的利用率不再提高，或是受到ATP 和NADPH 等物质含量的限制，也可能是因为蓝细菌
是原核生物，水稻是真核生物，二者的光合作用机制有所不同。
8．（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。
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)将生长状况相同的火龙果分三组，分别用三种不同光照强度的白色光源
对火龙果进行夜间补光6 小时，其他条件相同且适宜，一段时间后观察记录每组平均花朵数
【详解】（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
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+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，分别用三种不同光照强度的白色光源对火龙果进行夜间补光6 小时，其他条件相
同且适宜，一段时间后观察记录每组平均花朵数。
9．（2023·广东·统考高考真题）光合作用机理是作物高产的重要理论基础。大田常规栽培时，水稻野生型（WT）
的产量和黄绿叶突变体（ygl）的产量差异不明显，但在高密度栽培条件下ygl 产量更高，其相关生理特征见下表和
图。（光饱和点：光合速率不再随光照强度增加时的光照强度；光补偿点：光合过程中吸收的CO2与呼吸过程中释
放的CO2等量时的光照强度。
水稻材
料
叶绿素（mg/g）
类胡萝卜素（mg/g）
类胡萝卜素/叶绿素
WT
4.08
0.63
0.15
ygl
1.73
0.47
0.27
分析图表，回答下列问题：
(1)ygl 叶色黄绿的原因包括叶绿素含量较低和 ，叶片
主要吸收可见光中的 光。
(2)光照强度逐渐增加达到2000μmol m-2 s-1时，ygl 的净光合速率较WT 更高，但两者净光合速率都不再随光照强度
的增加而增加，比较两者的光饱和点，可得ygl WT（填“高于”、“低于”或“等于”）。ygl 有较高的
光补偿点，可能的原因是叶绿素含量较低和 。
(3)与WT 相比，ygl 叶绿素含量低，高密度栽培条件下，更多的光可到达下层叶片，且ygl 群体的净光合速率较高，
表明该群体 ，是其高产的原因之一。
(4)试分析在0~50μmol m-2 s-1范围的低光照强度下，WT 和ygl 净光合速率的变化，在给出的坐标系中绘制净光合速
率趋势曲线。在此基础上，分析图a 和你绘制的曲线，比较高光照强度和低光照强度条件下WT 和ygl 的净光合速
率，提出一个科学问题
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。
【答案】(1)类胡萝卜素/叶绿素比例上升 红光和蓝紫 (2)高于 呼吸速率较高
(3)有机物积累较多
(4)
为什么达到光饱和点时，ygl 的净光合速率高于WT？
【详解】（1）根据表格信息可知，ygl 植株叶绿素含量较低且类胡萝卜素/叶绿素比值比较高，故叶片呈现出黄绿
色。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，由ygl 叶色呈黄绿可推测，主要吸收红光和蓝紫
光。（2）根据图a 净光合速率曲线变化可知，WT 先到达光饱和点，即ygl 的光饱和点高于WT。光补偿点是光合
速率等于呼吸速率的光照强度，据图b 和图c 可知，ygl 有较高的光补偿点是因为叶绿素含量较低导致相同光照强
度下光合速率较低，且由图c 可知ygl 呼吸速率较高。（3）净光合速率较高则有机物的积累量较多，更有利于植
株生长发育，因此产量较多。（4）由于ygl 呼吸速率较高，且有较高的光补偿点，因此在0~50μmol m-2 s-1范围的
低光照强度下，WT 和ygl 的净光合速率如下图：
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分析图a 和图示曲线，高光照强度和低光照强度条件下WT 和ygl 的净光合速率不同，根据两图可提出问题：为什
么达到光饱和点时，ygl 的净光合速率高于WT
〖2022 年高考真题〗
1．（2022·全国·高考真题）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CO2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（ ）
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
【答案】D
【解析】初期容器内CO2含量较大，光合作用强于呼吸作用，植物吸收CO2释放O2，使密闭容器内的CO2含量下降，
O2含量上升，A 错误；根据分析由于密闭容器中，在适宜且恒定的温度和光照条件下，容器内的CO2含量下降,所以
说明植物光合速率大于呼吸速率，但由于CO2含量逐渐降低，从而使植物光合速率逐渐降低，直到光合作用与呼吸
作用相等，容器中气体趋于稳定，B 错误；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。
2．（2022·广东·高考真题）我国自古“以农立国”，经过悠久岁月的积累，形成了丰富的农业生产技术体系。
下列农业生产实践中，与植物生长调节剂使用直接相关的是（ ）
A．秸秆还田
B．间作套种
C．水旱轮作
D．尿泥促根
【答案】D
【解析】农田生态系统中秸秆还田有利于提高土壤的储碳量，该过程主要是利用了物质循环的特点，与植物生长
调节剂无直接关系，A 不符合题意； 采用间作、套种的措施可以提高植物产量，其原理是保证作物叶片充分接收
阳光，提高光能利用率，与植物生长调节剂无直接关系，B 不符合题意；水旱轮作改变了生态环境和食物链，使害
虫难以生存，能减少病虫害的发生，与植物生长调节剂无直接关系，C 不符合题意；尿泥促根与生长素（类似物）
密切相关，与题意相符，D 符合题意。
3．（2022·湖南·高考真题）在夏季晴朗无云的白天，10 时左右某植物光合作用强度达到峰值，12 时左右光合
作用强度明显减弱。光合作用强度减弱的原因可能是（ ）
A．叶片蒸腾作用强，失水过多使气孔部分关闭，进入体内的CO2量减少
B．光合酶活性降低，呼吸酶不受影响，呼吸释放的CO2量大于光合固定的CO2量
C．叶绿体内膜上的部分光合色素被光破坏，吸收和传递光能的效率降低
D．光反应产物积累，产生反馈抑制，叶片转化光能的能力下降
【答案】AD
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【解析】夏季中午叶片蒸腾作用强，失水过多使气孔部分关闭，进入体内的CO2量减少，暗反应减慢，光合作用强
度明显减弱，A 正确；夏季中午气温过高，导致光合酶活性降低，呼吸酶不受影响（呼吸酶最适温度高于光合酶），
光合作用强度减弱，但此时光合作用强度仍然大于呼吸作用强度，即呼吸释放的CO2量小于光合固定的CO2量，B
错误；
光合色素分布在叶绿体的类囊体薄膜而非叶绿体内膜上，C 错误；夏季中午叶片蒸腾作用强，失水过多使气孔部分
关闭，进入体内的CO2量减少，暗反应减慢，导致光反应产物积累，产生反馈抑制，使叶片转化光能的能力下降，
光合作用强度明显减弱，D 正确。
故选AD。
4．（2022·浙江·高考真题）通过研究遮阴对花生光合作用的影响，为花生的合理间种提供依据。研究人员从开
花至果实成熟，每天定时对花生植株进行遮阴处理。实验结果如表所示。
处
理
指标
光饱和
点
（klx）
光补偿
点
（lx）
低于5klx 光合曲线的斜率
（mgCO2．dm-2．hr-1．klx-1）
叶绿素含量
（mg·dm-2）
单株光
合产量
（g 干
重）
单株叶
光合产
量（g 干
重）
单株果
实光合
产量（g
干重）
不
遮
阴
40
550
1.22
2.09
18.92
3.25
8.25
遮
阴2
小
时
35
515
1.23
2.66
18.84
3.05
8.21
遮
阴4
小
时
30
500
1.46
3.03
16.64
3.05
6.13
注：光补偿点指当光合速率等于呼吸速率时的光强度。光合曲线指光强度与光合速率关系的曲线。
回答下列问题：
(1)从实验结果可知，花生可适应弱光环境，原因是在遮阴条件下，植株通过增加___________，提高吸收光的能
力；结合光饱和点的变化趋势，说明植株在较低光强度下也能达到最大的___________；结合光补偿点的变化趋势，
说明植株通过降低___________，使其在较低的光强度下就开始了有机物的积累。根据表中___________的指标可
以判断，实验范围内，遮阴时间越长，植株利用弱光的效率越高。
(2)植物的光合产物主要以___________形式提供给各器官。根据相关指标的分析，表明较长遮阴处理下，植株优
先将光合产物分配至___________中。
(3)与不遮阴相比，两种遮阴处理的光合产量均___________。根据实验结果推测，在花生与其他高秆作物进行间
种时，高秆作物一天内对花生的遮阴时间为___________（A．<2 小时 B．2 小时
C．4 小时 D．>4 小时），才能获得较高的花生产量。
【答案】(1) 叶绿素含量 光合速率 呼吸速率 低于5klx 光合曲线的斜率
(2) 蔗糖 叶
(3) 下降 A
【解析】
(1)从表中数据可以看出，遮阴一段时间后，花生植株的叶绿素含量在升高，提高了对光的吸收能力。光饱和点在
下降，说明植株为适应低光照强度条件，可在弱光条件下达到饱和点。光补偿点也在降低，说明植物的光合作用
下降的同时呼吸速率也在下降，以保证植物在较低的光强下就能达到净光合大于0 的积累效果。
低于5klx 光合曲线的斜率体现弱光条件下与光合速率的提高幅度变化，在实验范围内随遮阴时间增长，光合速率
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提高幅度加快，故说明植物对弱光的利用效率变高。
(2)植物的光合产物主要是以有机物（蔗糖）形式储存并提供给各个器官。结合表中数据看出，较长（4 小时）遮
阴处理下，整株植物的光合产量下降，但叶片的光合产量没有明显下降，从比例上看反而有所上升，说明植株优
先将光合产物分配给了叶。
(3)与对照组相比，遮阴处理的两组光合产量有不同程度的下降。若将花生与其他高秆作物间种，则应尽量减少其
他作物对花生的遮阴时间，才能获得较高花生产量。
5．（2022·山东·高考真题）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。
【答案】(1)蓝紫
(2)五碳化合物供应不足
CO2供应不足 强光照射后短时间内，光反应速率增强，水光解产生的氧气速率增强
(3) 减弱 促进光反应关键蛋白的合成
【解析】
(1)苹果幼苗叶肉细胞中的色素有叶绿素a、叶绿素b、叶黄素、胡萝卜素，其中胡萝卜素在层析液中溶解度最大，
故色素分离时，随层析液在滤纸上扩散速度最快的色素是胡萝卜素，主要吸收蓝紫光。
(2)影响光合作用的外界因素有光照强度、CO2的含量，温度等；其内部因素有酶的活性、色素的数量、五碳化合
物的含量等。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，可能的原因有五碳化合
物供应不足、CO2供应不足；氧气的产生速率继续增加的原因是强光照射后短时间内，光反应速率增强，水光解产
生的氧气速率增强。
(3)据图分析，与甲组相比，乙组加入BR 后光合作用强度较高，说明加入BR 后光抑制减弱；乙组用BR 处理，丙组
用BR 和试剂L 处理，与乙组相比，丙组光合作用强度较低，由于试剂L 可抑制光反应关键蛋白的合成，说明BR 可
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能通过促进光反应关键蛋白的合成发挥作用的。
6．（2022·广东·高考真题）研究者将玉米幼苗置于三种条件下培养10 天后（图a），测定相关指标（图b），
探究遮阴比例对植物的影响。
回答下列问题：
(1)结果显示，与A 组相比，C 组叶片叶绿素含量________________，原因可能是________________。
(2)比较图b 中B1 与A 组指标的差异，并结合B2 相关数据，推测B 组的玉米植株可能会积累更多的
________________，因而生长更快。
(3)某兴趣小组基于上述B 组条件下玉米生长更快的研究结果，作出该条件可能会提高作物产量的推测，由此设计
了初步实验方案进行探究：
实验材料：选择前期________________一致、生长状态相似的某玉米品种幼苗90 株。
实验方法：按图a 所示的条件，分A、B、C 三组培养玉米幼苗，每组30 株；其中以________________为对照，并
保证除________________外其他环境条件一致。收获后分别测量各组玉米的籽粒重量。
结果统计：比较各组玉米的平均单株产量。
分析讨论：如果提高玉米产量的结论成立，下一步探究实验的思路是________________。
【答案】(1) 高 遮阴条件下植物合成较多的叶绿素
(2)糖类等有机物
(3) 光照条件 A 组 遮光程度 探究能提高作物产量的具体的最适遮光比例是
多少
【解析】(1)分析题图b 结果可知，培养10 天后，A 组叶绿素含量为4.2，C 组叶绿素含量为4.7，原因可能是遮阴
条件下植物合成较多的叶绿素，以尽可能地吸收光能。
(2)比较图b 中B1 叶绿素含量为 5.3，B2 组的叶绿素含量为3.9，A 组叶绿素含量为4.2；B1 净光合速率为20.5，
B2 组的净光合速率为7.0，A 组净光合速率为11.8，可推测B 组的玉米植株总叶绿素含量为（5.3+3.9）÷2=4.6，
净光合速率为（20.5+7.0）/2=13.75，两项数据B 组均高于A 组，推测B 组可能会积累更多的糖类等有机物，因而
生长更快。
(3)分析题意可知，该实验目的是探究B 组条件下是否提高作物产量。该实验自变量为玉米遮光程度，因变量为作
物产量，可用籽粒重量表示。实验设计应遵循对照原则、单一变量原则、等量原则等，无关变量应保持相同且适
宜，故实验设计如下：实验材料：选择前期光照条件一致、生长状态相似的某玉米品种幼苗90 株。实验方法：按
图a 所示条件，分为A、B、C 三组培养玉米幼苗，每组30 株；其中以A 组为对照，并保证除遮光条件外其他环境
条件一致，收获后分别测量各组玉米的籽粒重量。结果统计：比较各组玉米的平均单株产量。分析讨论：如果B
组遮光条件下能提高作物产量，则下一步需要探究能提高作物产量的具体的最适遮光比例是多少。
7．（2022·湖南·高考真题）将纯净水洗净的河沙倒入洁净的玻璃缸中制成沙床，作为种子萌发和植株生长的基
质。某水稻品种在光照强度为8～10μmol/（s·m2）时，固定的CO2量等于呼吸作用释放的CO2量;日照时长短于
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12 小时才能开花。将新采收并解除休眠的该水稻种子表面消毒，浸种1 天后，播种于沙床上。将沙床置于人工气
候室中，保湿透气，昼/夜温为35℃/25℃，光照强度为2μmol/（s·m2），每天光照时长为14 小时。回答下列问
题:
(1)在此条件下，该水稻种子____（填“能”或“不能”）萌发并成苗（以株高≥2 厘米，至少1 片绿叶视为成
苗），理由是_____________________________。
(2)若将该水稻适龄秧苗栽植于上述沙床上，光照强度为10μmol/（s·m2），其他条件与上述实验相同，该水稻
___（填“能”或“不能”）繁育出新的种子，理由是___________________（答出两点即可）。
(3)若该水稻种子用于稻田直播（即将种子直接撒播于农田），为防鸟害、鼠害减少杂草生长，须灌水覆盖，该种
子应具有_________特性。
【答案】(1) 能 种子萌发形成幼苗的过程中，消耗的能量主要来自种子胚乳中储存的有机物，
且光照有利于叶片叶绿素的形成
(2) 不能 光照强度为10μmol/(s•m2)，等于光补偿点，每天光照时长为14 小时，此时光照时
没有有机物的积累，黑暗中细胞呼吸仍需消耗有机物，故全天没有有机物积累；且每天光照时长大于12 小时，植
株不能开花
(3)耐受酒精毒害
【解析】
(1)种子萌发形成幼苗的过程中，消耗的能量主要来自种子胚乳中储存的有机物，因此在光照强度为2μmol/
(s•m2)，每天光照时长为14 小时，虽然光照强度低于光补偿点，但光照有利于叶片叶绿素的形成，种子仍能萌发
并成苗。
(2)将该水稻适龄秧苗栽植于上述沙床上，光照强度为10μmol/(s•m2)，等于光补偿点，每天光照时长为14 小时，
此时光照时没有有机物的积累，黑暗中细胞呼吸仍需消耗有机物，且每天光照时长大于12 小时，植株不能开花，
因此该水稻不能繁育出新的种子。
(3)该水稻种子用于稻田直播(即将种子直接撒播于农田)，为防鸟害、鼠害减少杂草生长，须灌水覆盖，此时种子
获得氧气较少，可通过无氧呼吸分解有机物供能，无氧呼吸产生的酒精对种子有一定的毒害作用，推测该种子应
具有耐受酒精毒害的特性。
8．（2022·全国·高考真题）根据光合作用中CO2的固定方式不同，可将植物分为C3植物和C4植物等类型。C4植
物的CO2补偿点比C3植物的低。CO2补偿点通常是指环境CO2浓度降低导致光合速率与呼吸速率相等时的环境CO2浓
度。回答下列问题。
(1)不同植物（如C3植物和C4植物）光合作用光反应阶段的产物是相同的，光反应阶段的产物是____________（答
出3 点即可）。
(2)正常条件下，植物叶片的光合产物不会全部运输到其他部位，原因是____________（答出1 点即可）。
(3)干旱会导致气孔开度减小，研究发现在同等程度干旱条件下，C4植物比C3植物生长得好。从两种植物CO2补偿
点的角度分析，可能的原因是______________。
【答案】(1)O2、[H]和ATP
(2)自身呼吸消耗或建造植物体结构
(3)C4植物的CO2补偿点低于C3植物，C4植物能够利用较低浓度的CO2
【解析】
【分析】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。
(1)光合作用光反应阶段的场所是叶绿体的类囊体膜上，光反应发生的物质变化包括水的光解以及ATP 的形成，因
此光合作用光反应阶段生成的产物有O2、[H]和ATP。
(2)叶片光合作用产物一部分用来建造植物体结构和自身呼吸消耗，其余部分被输送到植物体的储藏器官储存起来。
故正常条件下，植物叶片的光合产物不会全部运输到其他部位。
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(3)C4植物的CO2固定途径有C4和C3途径，其主要的CO2固定酶是PEPC，Rubisco；而C3植物只有C3途径，其主要的
CO2固定酶是Rubisco。干旱会导致气孔开度减小，叶片气孔关闭，CO2吸收减少；由于C4植物的CO2补偿点低于C3
植物，则C4植物能够利用较低浓度的CO2，因此光合作用受影响较小的植物是C4植物，C4植物比C3植物生长得好。
细胞的代谢综合
〖2023 年高考真题〗
1．（2023·天津·统考高考真题）如图是某种植物光合作用及呼吸作用部分过程的图，关于此图说法错误的是（
）
A．HCO3
-经主动运输进入细胞质基质
B．HCO3
-通过通道蛋白进入叶绿体基质
C．光反应生成的H+促进了HCO3
-进入类囊体
D．光反应生成的物质X 保障了暗反应的CO2供
应
【答案】B
【详解】A、据图可知，HCO3
-进入细胞质基质需要
线粒体产生的ATP 供能，属于主动运输，A 正确；
B、HCO3
-进入叶绿体基质也需要线粒体产生的ATP 供能，属于主动运输，通道蛋白只能参与协助扩散，B 错误；
C、据图可知，光反应中水光解产生的H+促进HCO3
-进入类囊体，C 正确；D、据图可知，光反应生成的物质X
（O2）促进线粒体的有氧呼吸，产生更多的ATP，有利于HCO3
-进入叶绿体基质，产生CO2，保证了暗反应的CO2供
应，D 正确。故选B。
2．（2023·湖北·统考高考真题）高温是制约世界粮食安全的因素之一，高温往往使植物叶片变黄、变褐。研究发
现平均气温每升高1℃，水稻、小麦等作物减产约3%~8%。关于高温下作物减产的原因，下列叙述错误的是（
）
A．呼吸作用变强，消耗大量养分
B．光合作用强度减弱，有机物合成减少
C．蒸腾作用增强，植物易失水发生萎蔫
D．叶绿素降解，光反应生成的NADH 和ATP 减少
【答案】D
【详解】A、高温使呼吸酶的活性增强，呼吸作用变强，消耗大量养分，A 正确；B、高温使气孔导度变小，光合
作用强度减弱，有机物合成减少，B 正确；C、高温使作物蒸腾作用增强，植物易失水发生萎蔫，C 正确；D、高温
使作物叶绿素降解，光反应生成的NADPH 和ATP 减少，D 错误。故选D。
3．（2023·山西·统考高考真题）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
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应用。生产和生活中常采取的一些措施如下。
①低温储存，即果实、蔬菜等收获后在低温条件下存放
②春化处理，即对某些作物萌发的种子或幼苗进行适度低温处理
③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
④光周期处理，即在作物生长的某一时期控制每天光照和黑暗的相对时长
⑤合理密植，即栽种作物时做到密度适当，行距、株距合理
⑥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
关于这些措施，下列说法合理的是（ ）
A．措施②④分别反映了低温和昼夜长短与作物开花的关系
B．措施③⑤的主要目的是降低有机物的消耗
C．措施②⑤⑥的主要目的是促进作物的光合作用
D．措施①③④的主要目的是降低作物或种子的呼吸作用强度
【答案】A
【详解】A、措施②春化处理是为了促进花芽形成，反映了低温与作物开花的关系，④光周期处理，反映了昼夜长
短与作物开花的关系，A 正确； B、措施③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，⑤
合理密植的主要目的是提高能量利用率，促进光合作用，B 错误；C、措施②春化处理是为了促进花芽形成，⑤⑥
的主要目的是促进作物的光合作用，C 错误； D、措施①③的主要目的是降低作物或种子的呼吸作用强度，④光
周期处理，目的是促进或抑制植物开花，D 错误。故选A。
4．（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
【详解】A、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；B、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；C、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；D、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。故选C。
5．（2023·全国·统考高考真题）植物的气孔由叶表皮上两个具有特定结构的保卫细胞构成。保卫细胞吸水体积膨
大时气孔打开，反之关闭，保卫细胞含有叶绿体，在光下可进行光合作用。已知蓝光可作为一种信号促进保卫细
胞逆浓度梯度吸收K⁺．有研究发现，用饱和红光（只用红光照射时，植物达到最大光合速率所需的红光强度）照
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射某植物叶片时，气孔开度可达最大开度的60%左右。回答下列问题。
(1)气孔的开闭会影响植物叶片的蒸腾作用、 （答
出2 点即可）等生理过程。
(2)红光可通过光合作用促进气孔开放，其原因是
。
(3)某研究小组发现在饱和红光的基础上补加蓝光照射叶片，气孔开度可进一步增大，因此他们认为气孔开度进一
步增大的原因是，蓝光促进保卫细胞逆浓度梯度吸收K＋。请推测该研究小组得出这一结论的依据是
。
(4)已知某种除草剂能阻断光合作用的光反应，用该除草剂处理的叶片在阳光照射下气孔 （填“能”或“不
能”）维持一定的开度。
【答案】(1)光合作用和呼吸作用 (2)叶绿体中的叶绿素对红光有较高的吸收峰值，红光照射下保卫细胞进
行光合作用制造有机物，使保卫细胞的渗透压上升，细胞吸水膨胀，气孔开放 (3)蓝光作为信号能促进保
卫细胞逆浓度梯度吸收K＋，使保卫细胞渗透压上升，细胞吸水膨胀，气孔张开 (4)能
【详解】（1）气孔是植物体与外界气体交换的通道，光合作用、呼吸作用与蒸腾作用中氧气、二氧化碳和水蒸气
都是经过气孔进出植物叶肉细胞的，故气孔开闭影响植物的光合作用、呼吸作用和蒸腾作用等生理过程。（2）叶
绿素主要吸收红光和蓝紫光。红光照射下保卫细胞进行光合作用制造的有机物，使细胞的渗透压，促进保卫细胞
吸水，细胞体积膨涨，气孔开放。（3）题中显示，蓝光可作为一种信号促进保卫细胞逆浓度梯度吸收K+，提高了
细胞的渗透压，保卫细胞吸水能力增强，体积膨大，气孔开放，因此，在饱和红光的基础上补加蓝光照射叶片，
气孔开度可进一步增大。（4）保卫细胞渗透压的调节有光合作用产生有机物的因素，还有非光合作用因素----蓝光
照射引起钾离子的吸收。所以当光合作用被阻断，钾离子在蓝光的调节下仍可以进入细胞，提高细胞的渗透压，
引起细胞吸水，气孔维持一定开度。
6．（2023·浙江·统考高考真题）叶片是给植物其他器官提供有机物的“源”，果实是储存有机物的“库”。现以
某植物为材料研究不同库源比（以果实数量与叶片数量比值表示）对叶片光合作用和光合产物分配的影响，实验
结果见表1。
表1
项目
甲组
乙组
丙组
处理
库源比
1/2
1/4
1/6
34
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单位叶面积叶绿素相对含量
78.7
75.5
75.0
净光合速率（μmol·m－2·s－1）
9.31
8.99
8.75
果实中含
13C 光合产物（mg）
21.96
37.38
66.06
单果重（g）
11.81
12.21
19.59
注：①甲、乙、丙组均保留枝条顶部1 个果实并分别保留大小基本一致的2、4、6 片成熟叶，用
13CO2供应给各组
保留的叶片进行光合作用。②净光合速率：单位时间单位叶面积从外界环境吸收的
13CO2量。
回答下列问题：
(1)叶片叶绿素含量测定时，可先提取叶绿体色素，再进行测定。提取叶绿体色素时，选择乙醇作为提取液的依据
是 。
(2)研究光合产物从源分配到库时，给叶片供应
13CO2，
13CO2先与叶绿体内的 结合而被固定，形成的产物
还原为糖需接受光反应合成的 中的化学能。合成的糖分子运输到果实等库中。在本实验中，
选用
13CO2的原因有
（答出2 点即可）。
(3)分析实验甲、乙、丙组结果可知，随着该植物库源比降低，叶净光合速率 （填“升高”或“降
低”）、果实中含
13C 光合产物的量 （填“增加”或“减少”）。库源比降低导致果实单果重变化的原
因是
。
(4)为进一步研究叶片光合产物的分配原则进行了实验，库源处理如图所示，用
13CO2供应给保留的叶片进行光合作
用，结果见表2。
果实位
置
果实中含
13C 光合产物（mg）
单果重（g）
第1 果
26.91
12.31
第2 果
18.00
10.43
第3 果
2.14
8.19
根据表2 实验结果，从库与源的距离分析，叶片光合产物分配给果实的特点是
。
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(5)综合上述实验结果，从调整库源比分析，下列措施中能提高单枝的合格果实产量（单果重10g 以上为合格）的
是哪一项？__________
A．除草
B．遮光
C．疏果
D．松土
【答案】(1)叶绿体中的色素易溶于无水乙醇 (2)
ATP 和NADPH CO2是光合作用的原料；
13C
可被仪器检测 (3) 降低 增加 库源比降低，植株总的叶片光合作用制造的有机物增多，
运输到单个果实的有机物量增多，因此单果重量增加。 (4)离叶片越近的果实分配到的有机物越多，即
库与源距离越近，库得到的有机物越多 (5)C
【详解】（1）叶绿体中的色素易溶于无水乙醇，因此用乙醇作为提取液；（2）研究光合产物从源分配到库时，
给叶片供应
13
，
13
先与叶绿体内的
结合而被固定，形成的产物还原为糖需接受光反应合成的ATP 和
NADPH 中的化学能，合成的糖分子运输到果实等库中。在本实验中，选用
13
的原因是CO2是光合作用的原料；
13C 可被仪器检测 。（3）分析实验甲、乙、丙组结果可知，随着该植物库源比降低，叶净光合速率降低；果实中
含
光合产物的量增多；库源比降低导致果实单果重变化的原因是植株总的叶片光合作用制造的有机物增多，运
输到单个果实的有机物量增多，因此单果重量增加。（4）根据表2 实验结果，从库与源的距离分析，叶片光合产
物分配给果实的特点是离叶片越近的果实分配到的有机物越多，即库与源距离越近，库得到的有机物越多。（5）
综合上述实验结果，从调整库源比分析，能提高单枝的合格果实产量的是疏果，减小库和源的比值，能提高果实
产量，故选C。
〖2022 年高考真题〗
1．（2022·福建·统考高考真题）下列关于黑藻生命活动的叙述，错误的是（ ）
A．叶片细胞吸水时，细胞液的渗透压降低
B．光合作用时，在类囊体薄膜上合成ATP
C．有氧呼吸时，在细胞质基质中产生CO2 D．细胞分裂时，会发生核膜的消失和重建
【答案】C
【详解】A、黑藻有大液泡，当叶片细胞吸水时，水分进入细胞内导致细胞液的渗透压降低，A 正确；B、黑藻是
真核细胞，有叶绿体，进行光合作用时，类囊体薄膜上的色素将光能转变为ATP 中的化学能，合成ATP，B 正确；
C、有氧呼吸时，在线粒体基质发生的第二阶段能产生CO2，C 错误；D、真核细胞进行有丝分裂时，会周期性的发
生核膜的消失（前期）和重建（末期），D 正确。故选C。
2．（2022·福建·统考高考真题）曲线图是生物学研究中数学模型建构的一种表现形式。下图中的曲线可以表示相
应生命活动变化关系的是（ ）
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A．曲线a 可表示自然状态下，某植物CO2吸收速率随环境CO2浓度变化的关系
B．曲线a 可表示葡萄糖进入红细胞时，物质运输速率随膜两侧物质浓度差变化的关系
C．曲线b 可表示自然状态下，某池塘草鱼种群增长速率随时间变化的关系
D．曲线b 可表示在晴朗的白天，某作物净光合速率随光照强度变化的关系
【答案】C
【详解】A、自然状态下，环境CO2浓度变化情况，达不到抑制光合作用的程度，不可能造成曲线下降，不能用a
曲线表示自然状态下，某植物CO2吸收速率随环境CO2浓度变化的关系，A 错误；B、葡萄糖以协助扩散的方式进
入红细胞，膜两侧葡萄糖浓度差越大，运输速率越大，但是最终受到细胞膜上葡萄糖载体数量的限制，曲线达到
最高点后维持水平，a 曲线与其不符，B 错误；C、自然状态下，某池塘草鱼种群数量呈S 形增长，其增长速率随时
间变化先上升后下降至零，曲线b 可表示其变化，C 正确；D、在晴朗的白天，某作物净光合速率随光照强度变化，
清晨或傍晚可能小于零，b 曲线与其不符，D 错误。故选C。
3．（2022·江苏·统考高考真题）下列关于细胞代谢的叙述正确的是（ ）
A．光照下，叶肉细胞中的ATP 均源于光能的直接转化
B．供氧不足时，酵母菌在细胞质基质中将丙酮酸转化为乙醇
C．蓝细菌没有线粒体，只能通过无氧呼吸分解葡萄糖产生ATP
D．供氧充足时，真核生物在线粒体外膜上氧化[H]产生大量ATP
【答案】B
【详解】A、光照下，叶肉细胞可以进行光合作用和有氧呼吸，光合作用中产生的ATP 来源于光能的直接转化，有
氧呼吸中产生的ATP 来源于有机物的氧化分解，A 错误；B、供氧不足时，酵母菌在细胞质基质中进行无氧呼吸，
将丙酮酸转化为乙醇和二氧化碳 ，B 正确；C、蓝细菌属于原核生物，没有线粒体，但进行有氧呼吸，C 错误；
D、供氧充足时，真核生物在线粒体内膜上氧化[H]产生大量ATP ，D 错误。故选B。
4．（2022·湖北·统考高考真题）氨基酸在人体内分解代谢时，可以通过脱去羧基生成CO2和含有氨基的有机物（有
机胺），有些有机胺能引起较强的生理效应。组氨酸脱去羧基后的产物组胺，可舒张血管；酪氨酸脱去羧基后的
产物酪胺，可收缩血管；天冬氨酸脱去羧基后的产物β-丙氨酸是辅酶A 的成分之一。下列叙述正确的是（
）
A．人体内氨基酸的主要分解代谢途径是脱去羧基生成有机胺
B．有的氨基酸脱去羧基后的产物可作为生物合成的原料
C．组胺分泌过多可导致血压上升
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D．酪胺分泌过多可导致血压下降
【答案】B
【详解】A、人体内氨基酸的主要分解代谢途径是经过脱氨基作用，含氮部分转化成尿素，不含氮部分氧化分解产
生二氧化碳和水，A 错误；B、有的氨基酸脱去羧基后的产物可作为生物合成的原料，如天冬氨酸脱去羧基后的产
物β-丙氨酸是辅酶A 的成分之一，B 正确；C、组胺可舒张血管，组胺分泌过多可导致血压下降，C 错误；D、酪胺
可收缩血管，酪胺分泌过多可导致血压上升，D 错误。故选B。
5．（2022·全国·统考高考真题）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CO2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（
）
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
【答案】D
【详解】A、初期容器内CO2含量较大，光合作用强于呼吸作用，植物吸收CO2释放O2，使密闭容器内的CO2含量
下降，O2含量上升，A 错误；B、根据分析由于密闭容器中，在适宜且恒定的温度和光照条件下，容器内的CO2含
量下降,所以说明植物光合速率大于呼吸速率，但由于CO2含量逐渐降低，从而使植物光合速率逐渐降低，直到光
合作用与呼吸作用相等，容器中气体趋于稳定，B 错误；CD、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。
6．（2022·江苏·统考高考真题·多选）下图为生命体内部分
物质
与能量代谢关系示意图。下列叙述正确的有（ ）
A．三羧酸循环是代谢网络的中心，可产生大量的[H]和
CO2并
消耗O2
B．生物通过代谢中间物，将物质的分解代谢与合成代
谢相
互联系
C．乙酰CoA 在代谢途径中具有重要地位
D．物质氧化时释放的能量都储存于ATP
【答案】BC
【详解】A、题图分析可知三羧酸循环是代谢网络的中心，可产生大量的[H]和CO2，但不消耗O2，呼吸链会消耗，
A 错误；B、题图分析可知代谢中间物（例：丙酮酸、乙酰CoA 等），将物质的分解代谢与合成代谢相互联系，B
正确；C、题图分析可知丙酮酸、乙酰CoA 在代谢途径中将蛋白质、糖类、脂质、核酸的代谢相互联系在一起，具
有重要地位，C 正确；D、物质氧化时释放的能量一部分储存于ATP 中，一部分以热能的形式散失，D 错误。故选
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BC。
7．（2022·福建·统考高考真题）栅藻是一种真核微藻，具有生长繁殖快、光合效率高、可产油脂等特点。为提高
栅藻的培养效率和油脂含量，科研人员在最适温度下研究了液体悬浮培养和含水量不同的吸附式膜培养（如图1）
对栅藻生长和产油量的影响，结果如图2。
回答下列问题：
(1)实验中，悬浮培养和膜培养装置应给予相同的 （答出2 点即可）。
(2)为测定两种培养模式的栅藻光合速率，有人提出可以向装置中通入C18O2，培养一段时间后检测C18O2释放量。你
认为该方法 （填“可行”或“不可行”），理由是
。
(3)由图2 的结果可知，膜培养的栅藻虽然叶绿素含量较低，但膜培养仍具一定的优势，体现在
。结合图
1，从影响光合效率因素的角度分析，膜培养具有这种优势的原因是
。
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(4)根据图2 的结果，对利用栅藻生产油脂的建议是
。
【答案】(1)光照强度、通气量、接种量 (2)不可行 C18O2中的
18O 经光合作用可转移到水中，生成物水参
与呼吸作用可生成C18O2，释放的二氧化碳也有来自呼吸作用的，因此根据被标记的二氧化碳的减少量不能测定栅
藻光合速率 (3) 生物量(产率)和油脂产率较高 膜培养时栅藻更充分利用光照和CO2/膜培养时栅藻对
光照和CO2利用率更高 (4)使用2%琼脂浓度培养基对应含水量的膜培养方式
【详解】（1）分析题意可知，本实验中科研人员在最适温度下研究了液体悬浮培养和含水量不同的吸附式膜培养，
实验的自变量是含水量等不同，实验除了自变量，其他的无关变量要保持相同且适宜，所以悬浮培养和膜培养装
置应给予相同的光照强度、通气量、接种量。（2）分析题意，本实验目的是测定两种培养模式的栅藻光合速率，
由于C18O2 经光合作用可转移到水中，生成物水参与呼吸作用可生成C18O2，释放的二氧化碳也有来自呼吸作用的，
因此根据被标记的二氧化碳的减少量不能测定栅藻光合速率。（3）由图2 的结果可知，与悬浮培养相比，膜培养
的栅藻生物量（产率）和油脂产率更高，可能是因为虽然膜培养的栅藻叶绿素含量较低，但栅藻更充分利用光照
和CO2。（4）比较图2 各组膜培养的栅藻，2%琼脂浓度培养基培养的栅藻油脂产率最高，所以建议对栅藻采用2%
琼脂浓度培养基对应含水量的膜培养方式。
8．（2022·江苏·统考高考真题·节选）图1 所示为光合作用过程中部分物质的代谢关系（①～⑦表示代谢途径）。
Rubisco 是光合作用的关键酶之一，CO2和O2竞争与其结合，分别催化C5的羧化与氧化。C5羧化固定CO2合成糖；
C5氧化则产生乙醇酸（C2），C2在过氧化物酶体和线粒体协同下，完成光呼吸碳氧化循环。请都图回各下列问题：
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(1)图1 中，类囊体膜直接参与的代谢途径有 （从①～⑦中选填），在红光照射条件下，参与这些途径
的主要色素是 。
(2)在C2循环途径中，乙醇酸进入过氧化物酶体被继续氧化，同时生成的 在过氧化氢酶催
化下迅速分解为O2和H2O。
(3)将叶片置于一个密闭小室内，分别在CO2浓度为0 和0.03%的条件下测定小室内CO2浓度的变化，获得曲线a、b
（图Ⅱ）。
①曲线a，0～t1时（没有光照，只进行呼吸作用）段释放的CO2源于细胞呼吸；t1～t2时段，CO2的释放速度有所增
加，此阶段的CO2源于 。
②曲线b，当时间到达t2点后，室内CO2浓度不再改变，其原因是
。
【答案】(1)①⑥ 叶绿素a 和叶绿素b (2)过氧化氢 (3) 光呼吸和呼吸作用 光合作用强度
等于呼吸作用
【详解】（1）类囊体薄膜发生的反应有水的光解产生[H]与氧气，以及ATP 的形成，即①⑥。叶绿素主要吸收红光
和蓝紫光，叶绿素主要有叶绿素a 和叶绿素b 两种，叶绿素a 呈蓝绿色，叶绿素b 呈黄绿色；类胡萝卜素主要吸收
蓝紫光，用红光照射参与反映的主要是叶绿素啊和叶绿素b。（2）过氧化氢酶能将过氧化氢分解为O2和H2O，所
以在C2循环途径中，乙醇酸进入过氧化物酶体被继续氧化，同时生成的过氧化氢在过氧化氢酶催化下迅速分解为
O2和H2O。（3）a 曲线t1～t2时段，有光照，所以CO2是由细胞呼吸和光呼吸共同产生。b 曲线有光照后t1～t2时段
CO2下降最后达到平衡，说明光呼吸细胞呼吸和光合作用达到了平衡。
9．（2022·海南·统考高考真题）细胞膜上存在的多种蛋白质参与细胞的生命活动。回答下列问题。
(1)细胞膜上不同的通道蛋白、载体蛋白等膜蛋白，对不同物质的跨膜运输起着决定性作用，这些膜蛋白能够体现
出细胞膜具有的功能特性是 。
(2)细胞膜上的水通道蛋白是水分子进出细胞的重要通道，水分子借助水通道蛋白进出细胞的方式属于
。
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(3)细胞膜上的H＋-ATP 酶是一种转运H＋的载体蛋白，能催化ATP 水解，利用ATP 水解释放的能量将H＋泵出细胞，
导致细胞外的pH ；此过程中，H＋-ATP 酶作为载体蛋白在转运H＋时发生的变化是
。
(4)细胞膜上的受体通常是蛋白质。人体胰岛B 细胞分泌的胰岛素与靶细胞膜上的受体结合时，会引起靶细胞产生
相应的生理变化，这一过程体现的细胞膜的功能是 。
(5)植物根细胞借助细胞膜上的转运蛋白逆浓度梯度吸收磷酸盐，不同温度下吸收速率的变化趋势如图。与25℃相
比，4℃条件下磷酸盐吸收速率低的主要原因是
。
【答案】(1)选择透过性 (2)协助扩散 (3)降低 载体蛋白发生磷酸化，导致其空间结构改变
(4)进行细胞间信息交流 (5)温度降低，酶的活性降低，呼吸速率减慢，为主动运输提供的能量减少
【详解】（1）细胞膜上不同的通道蛋白、载体蛋白等膜蛋白，对不同物质的跨膜运输起着决定性作用，说明细胞
膜对物质的运输具有选择透过性。（2）水分子借助水通道蛋白进出细胞的方式不消耗能量，属于协助扩散。
（3）细胞膜上的H＋-ATP 酶是一种转运H＋的载体蛋白，能催化ATP 水解，利用ATP 水解释放的能量将H＋泵出细胞，
导致细胞外的H＋增加，pH 降低，此过程中，H＋-ATP 酶作为载体蛋白在转运H＋时会发生磷酸化，导致其空间结构
改变，进而运输H＋。（4）人体胰岛B 细胞分泌的胰岛素与靶细胞膜上的受体结合时，会引起靶细胞产生相应的
生理变化，这一过程体现了细胞膜具有进行细胞间信息交流的功能。（5）植物根细胞借助细胞膜上的转运蛋白逆
浓度梯度吸收磷酸盐属于主动运输，需要消耗细胞呼吸提供的能量，而温度降低，酶的活性降低，会导致呼吸速
率降低，为主动运输提供的能量减少，因此与25℃相比，4℃条件下磷酸盐吸收速率低。
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