資源簡介

光合作用和呼吸作用
光合作用與細胞呼吸”專題在必修一中屬于細胞代謝，是分兩節內容展開的，光合作用和 呼吸作用是高中生物知識體系的核心內容。在前面復習中學生對于課本知識已基本掌握， 而高 考中常把兩者之間的關系和有關的實驗設計及其計算作為考點。學生如果不能把者關系掌握透
徹，往往失分較多。
光合作用和呼吸作用是高中生物知識體系的核心內容，是歷年來高考命題的重點,從考查 角度上看,大多圍繞光合作用和呼吸作用的過程展開,通過兩項生理過程的發生部位、產物、影 響因素相互聯系等方面進行全方位的考查, 因此從近幾年的高考試題可以看出,這部分內容的題
目設計多趨向于與其他知識的結合。
光合作用和呼吸作用考查內容的考試題既有選擇題,又有簡答題,其中包括圖表題、分析說 明題和實驗設計題等,特別是曲線圖,屬于生物模型的一種， 這是新課標的一大特色。可以預見, 隨著新課程的全面推廣,有關此類題型會越來越多,而且往往學生不分析不到位。而考查光合作
用和呼吸作用等生理過程'則以簡答題為主,這部分試題難度較大。
回歸教材重難點
一、基礎再現：
（一）細胞呼吸的概念方式和過程
1.細胞呼吸:是指有機物在 經過一系列的氧化分解,生成 ，釋放出能量
并生成 的過程。
2.有氧呼吸:是指細胞在 的參與下,通過多種酶的催化作用,把葡萄糖等有機物 ，產生
,釋放能量,生成大量 ATP 的過程。
3.有氧呼吸的總反應式: 。
4.無氧呼吸:全過程是在 中進行的。
5.請寫出兩種無氧呼吸的反應式及常見生物。
①產酒精: 。常見生物: (舉
兩例)。
②產乳酸: 。常見生物: (舉
兩例)。
6.細胞呼吸原理的應用(列舉三例)
① 。
② 。
③ 。
（二）光合作用
1.葉綠體能完成光合作用的原因是 ,藍藻也能進行光合作
用的原因是 。
2.正常情況下葉片呈現綠色的原因是 ，秋天葉片變黃的
原因是
。
3.如何測定不同色素的吸收光譜 。 4.色素吸收的光能有何用途 。
（三）光合作用和化能合成作用的比較：
比較項目 光合作用 化能合成作用
區別 能量
代表生物
相同
二、教材重要結論性語句
1.由于呼吸作用是在 進行的，因此也叫細胞呼吸。
2.活細胞中的線粒體往往可以定向運動到 。
3.肌細胞中的肌質體就是由大量變形的 組成的，肌質體有利于對肌細胞的 供應。
4.設置 或 的 ，通過對 ，來探究某種因素與實驗對象的關系，這樣的
實驗叫做對比實驗。
5.呼吸作用中產生的[H]實際上是 ( )轉化為 ( )。
6.對絕大多數生物來說，活細胞所需能量的最終源頭是來自 。
7.將綠葉中的 種色素溶液，分別放在 和 之間，從連續光譜中可以看到不同波長的光被
的情況。
8. 因為 ，所以葉片呈綠色。
9.一般情況下,光合作用所利用的光都是 。
10.同位素可用于追蹤物質的 和 ，通過追蹤同位素標記的化合物，可以弄清 。
11.光合作用過程中產生的[H]( )是 ( )與 ( )結合形成的。
三、要點判斷：
1.有氧呼吸酶主要分布在線粒體的外膜、內膜和基質中。 ( )
2.線粒體可在有氧條件下將葡萄糖氧化分解為 CO2 和水。 ( )
3.用 18O 標記葡萄糖，則產物水中不會檢測到放射性。 ( )
4.進行有氧呼吸的細胞都含有線粒體。
5.酵母菌經研磨攪拌高溫高壓過濾后得到的提取液仍可進行呼吸作用。
6.某植物的綠色幼苗在黑暗中變成黃色，這種變化是由環境造成的。
7.葉綠體中可進行 CO。的固定但不能合成 ATP 。( )
9. 照光培養一段時間的綠藻， 用黑布迅速將培養瓶罩上，綠藻細胞的葉綠體內 CO.的固定加快。
9.從新鮮的綠葉中提取葉綠素 a ，需要用到無水乙醇碳酸鈣、二氧化硅。
10.由 550nm 波長的光轉為 670nm 波長的光后，葉綠體中 C3 的量減少。 ( )
四、長句表述：
1.有氧呼吸與生物體外燃燒相比有哪些差異
2. 請你結合所學知識分析，新疆盛產的哈密瓜為什么特別甜
3.請問海洋中的綠藻、褐藻、紅藻它們在海水中的垂直分布依次是淺、中、深,這與光能的捕獲有關嗎
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易錯易混【01】對有氧呼吸和無氧呼吸區別不清，對利用呼吸反應式進行相關計算掌握不熟練。
一、細胞呼吸方式的判斷
根據反應 物和產物 消耗 O2
產生 H2O
有酒精或乳酸
無 CO2 釋放
根據物質 量的關系 CO2= O2
CO2 > O2
根據場所 只在細胞質基質中
有線粒體參與
注：以上數量關系是以葡萄糖為底物的細胞呼吸，若 CO2 < O2 ，則可存在 的氧化分解。
二、利用“數量關系”進行細胞呼吸的相關計算（以葡萄糖為呼吸底物）
1. 明確以下幾個等量關系
（1）CO2 釋放總量= + 。
（2）O2 吸收量= 。
（3）酒精產生量= 。
2. 有氧呼吸和產生酒精的無氧呼吸各物質間的關系比
（1）有氧呼吸中葡萄糖∶O2 ∶CO2= 。
（2）無氧呼吸中葡萄糖∶CO2 ∶酒精= 或葡萄糖∶乳酸= 。
（3）消耗等量的葡萄糖時，無氧呼吸與有氧呼吸產生的 CO2 摩爾數之比為 。
（4）消耗等量的葡萄糖時，有氧呼吸消耗的 O2 摩爾數與有氧呼吸和無氧呼吸產生 CO2 摩爾數之和的比為
。
易錯易混【02】液滴移動法探究細胞呼吸方式或速率的實驗，對不同條件下液滴移動所代表的含義不清楚；
不能正確設置實驗對照組等。
一、液滴移動法判斷細胞呼吸方式
1. 裝置：
2. 原理：植物呼吸作用吸收 O2 釋放 CO2 ， CO2 被 溶液吸收，使容器內氣體壓強 ，刻度管
內的紅墨水滴 移。單位時間內紅墨水滴 移的體積即表示 。
3. 結果分析：
（1）若甲紅墨水滴左移，乙紅墨水滴不動，則只進行 呼吸。
（2）若甲紅墨水滴不動，乙紅墨水滴右移，則只進行 呼吸。
（3）若甲紅墨水滴 移，乙紅墨水滴 移，則既進行有氧呼吸，又進行無氧呼吸。
4. 物理誤差的校正：設置丙裝置，除將裝置中生物材料換為 外，其余均與乙裝置相同。
二、液滴移動法測定細胞呼吸速率
1. 裝置：
2. 指標：細胞呼吸速率常用單位時間內 或 來表示。
3. 原理：組織細胞呼吸吸收 O2 ，釋放 CO2 ，CO2 被 溶液吸收，使容器內氣體壓強 ，刻度管
內的液滴 移。單位時間內液滴左移的體積即表示 。
4. 物理誤差的校正：
（1）如果實驗材料是綠色植物，整個裝置應 處理，否則植物的 會干擾細胞呼吸速率
的測定。
（2）如果實驗材料是種子，為防止 對實驗結果的干擾，應對裝置及所測種子進行 處理。
（3）為防止 等物理因素所引起的誤差，應設置 ，將所測的生物材料 （如
),其他條件均不變。
【特別提醒】 脂肪分子中含氫量 ，含氧量 ，等質量的脂肪與葡萄糖相比，氧化分解時耗氧量 ，
而產生 CO2 量 。因此脂肪有氧呼吸時，產生的 CO2 量 消耗的 O2 量，有色液滴移動明顯。
易錯易混【04】對有關光合作用的實驗要點掌握不清
綠色植物的葉綠體中含有四種色素，紙層析后，形成的色素帶從上到下依次是： （ 色）、
（ 色）、 （ 色）、 （ 色）。藍細菌（原核生物）只含有
。
易錯易混【05】對光合作用的過程、原理理解不到位
1、光合作用中光反應和暗反應的比較：
比較項目 光反應 暗反應
場所
條件
反應產物
物質變化
能量變化
實質
聯系 ①光反應為暗反應提供 ； ②暗反應為光反應提供 ； ③ 光反應與暗反應相互偶聯， 離開了彼此均會受阻， 即無光反應， 暗反應無 法進行。若無暗反應，有機物無法合成，同樣光反應也會停止。
解題技巧
1 ．通過光合作用過程從物質的生成和消耗兩個方面分析。如光照強度不變， CO2 供應減少，短時間內 C3、
C5 、NADPH 和 ATP 的含量變化：
由于光照強度不變，CO2 供應減少，Ⅱ減弱，Ⅲ暫時不變：①C3 合成 ，消耗量 ，C3 含 量 ； ②C5 消耗 ，合成量 ，C5 含量 ；Ⅲ隨后減弱， Ⅰ暫時不變：③NADPH
和 ATP 含量 。
2 ．短時間各物質變化模型
條件 光照由強到弱， CO2 供應不變 光照由弱到強， CO2 供應不變 CO2 供應由充足到 不足，光照不變 CO2 供應由不足到 充足，光照不變
C3
C5
NADPH 和 ATP
（CH2O） 合成量
模型圖
①圖 1 中曲線甲表示 ，曲線乙表示 合成量。
②圖 2 中曲線甲表示 合成量，曲線乙表示 。
③圖 3 中曲線甲表示 ，曲線乙表示 合成量。
④圖 4 中曲線甲表示 合成量，曲線乙表示 。
易錯易混【06】對有關光合和呼吸綜合的曲線類圖解不會識別和理解
解題技巧
1 ．植物的呼吸速率、凈光合速率和真正光合速率
（1）呼吸速率（黑暗條件）：單位時間內一定量組織的 CO2 釋放量或 O2 吸收量。
（2）凈光合速率（光照條件）：單位時間內一定量組織的 CO2 吸收量或 O2 釋放量。
（3）真正光合速率=凈光合速率+呼吸速率。
（4）曲線解讀：
① 點：只呼吸不光合，植物釋放 ，吸收 。
②AB 段：光合速率 呼吸速率，植物釋放 ，吸收 。
③ 點：光合速率 呼吸速率，植物表觀上不與外界發生氣體交換。
④B 點之后：光合速率 呼吸速率，植物吸收 ，釋放 。
2 ． 自然環境及密閉容器中 CO2 含量變化分析
（1）自然環境中一晝夜植物光合作用曲線及分析
圖 1 曲線分析 圖 2 曲線分析
a 點：凌晨 2 時～4 時，溫度 ，呼吸作用 , CO2 釋放 。 b 點：有微弱光照，植物 進行光合作用。 bc 段：光合作用 呼吸作用。 c 點：光合作用 呼吸作用， c 點后開始 ce 段：光合作用 呼吸作用。 d 點：溫度過 ，部分氣孔 ，出現“ 現象。 e 點：光合作用 呼吸作用，有機物積累量 的點。 ef 段：光合作用 呼吸作用。 fg 段：沒有光照， 光合作用，只進行 。 AB 段： 光照，植物只進行 。 BC 段：溫度 ，呼吸作用 。 CD 段：4 時后，微弱光照，開始進行光合作用，但光 合作用強度 呼吸作用強度。 D 點：隨光照增強，光合作用強度 呼吸作用強 度。 DH 段：光照繼續增強，光合作用強度 呼吸作用 強度。其中 FG 段表示“ ”現象。 H 點：隨光照 ，光合作用強度 ，光合作 用強度 呼吸作用強度。 HI 段：光照繼續 ，光合作用強度 呼吸作 用強度，直至光合作用完全停止。
易錯易混【01】對有氧呼吸和無氧呼吸區別不清，對利用呼吸反應式進行相關計算掌握不熟練。
1 ．（2022·江蘇 · 二模）下圖表示葡萄糖在細胞內氧化分解過程的示意圖， ①②③表示過程， X、Y 表示物質。
下列敘述錯誤的是( )
A . ①過程發生在細胞質基質， X 可為丙酮酸 B . ②過程可能沒有 ATP 產生
C . ③過程不一定發生在線粒體內膜 D ．Y 可能是 H2O 或酒精或乳酸
2 ．（2022·河北 · 武安市第一中學模擬預測）某實驗室用兩種方式進行酵母菌發酵葡萄糖生產酒精。甲發酵 罐中保留一定量的氧氣，乙發酵罐中沒有氧氣，其余條件相同且適宜。實驗過程中每小時測定一次兩發酵
罐中氧氣和酒精的物質的量，記錄數據并繪成如圖所示坐標圖。據此下列說法中正確的是( )
A ．甲、乙兩發酵罐分別在第 10 h 和第 7 h 厭氧呼吸速率最快
B ．實驗結束時甲、乙兩發酵罐中產生的二氧化碳量之比為 8∶5
C ．甲發酵罐實驗結果表明在有氧氣存在時酵母菌無法進行厭氧呼吸
D ．該實驗證明向葡萄糖溶液中通入大量的氧氣可以提高酒精的產量
易錯易混【02】液滴移動法探究細胞呼吸方式或速率的實驗，對不同條件下液滴移動所代表的含義不清楚；
不能正確設置實驗對照組等。
1 ．（2022·四川瀘州 ·三模）某生物科技活動小組利用下圖裝置測量萌發小麥種子的呼吸速率，測試前打開
A 、B 開關，待 U 形管兩側液面高度相等后，關閉 A 、B 進行測試。下列有關分析正確的是( )
A ．小麥種子細胞中消耗 O2 和產生 CO2 只在線粒體內進行
B ．一段時間后， U 形管兩側液面的高度差表示種子呼吸產生 CO2 量
C ．可用重鉻酸鉀來檢測小麥種子呼吸過程中是否生成了酒精和 CO2
D ．增設將裝置內小麥種子替換為等量煮熟小麥種子的對照組可使檢測結果更準確
2 ．（2022·湖北 ·模擬預測）如圖為探究水稻種子萌發時細胞呼吸類型的實驗裝置，假設萌發種子僅以葡萄 糖為呼吸底物， 觀察到單位時間內裝置 1 的紅色液滴左移了 6 個單位， 裝置 2 的紅色液滴右移了 2 個單位。
下列有關分析錯誤的( )
A ．水稻種子萌發過程中有機物的總量減少，有機物種類增多
B ．水稻種子萌發時進行細胞呼吸的場所有細胞質基質和線粒體
C ．水稻種子萌發時有氧呼吸和無氧呼吸消耗的葡萄糖之比為 3∶1
D ．實驗期間萌發的水稻種子細胞不會進行產生乳酸的無氧呼吸
易錯易混【04】對有關光合作用的實驗要點掌握不清
1. 如圖為某次光合作用色素紙層析的實驗結果，樣品分別為新鮮菠菜葉和一種藍細菌經液氮冷凍研磨后的
乙醇提取液。下列敘述正確的是
A. 研磨時加入 CaCO3 過量會破壞葉綠素 B. 層析液可采用生理鹽水或磷酸鹽緩沖液
C. 在敞開的燒杯中進行層析時，需通風操作 D. 實驗驗證了該種藍藻沒有葉綠素 b
易錯易混【05】對光合作用的過程、原理理解不到位
1 ．（2022·天津河東 · 二模）對正在進行光合作用的植物，若突然降低植物周圍環境中的 CO2 濃度，則短時
間內，下列有關生理變化的敘述，正確的是( )
A ．葉綠體中 C5/C3 的值上升 B ．葉綠體中 ATP/ADP 的值下降
C ．NADPH/NADP＋ 的值下降 D ．光反應速率加快
2.（2022·浙江 · 二模） 光合作用是生命的發動機，也是地球上生物圈形成與運轉的關鍵環節，更是未來能源 的希望。下圖甲是葉綠體中光合作用部分過程的簡化示意圖(①和②是可移動載體）；圖乙為某實驗小組
探究影響光合作用環境因素的實驗裝置。
回答下列問題：
（1）圖甲中所示的生物膜是 膜，其中含有光合色素的復合物是 （用羅馬數字表示）。與
圖甲中復合物Ⅳ具有相似功能的物質還存在于真核生物的 膜上。
（2）圖甲中 e-表示電子，當環境中 CO2 濃度適度增加時， e-在脂雙層上傳遞的速度將 （填“增大”
或“減小” ）。
（3）在適宜的條件下離體培養葉綠體，若向培養液中加入某種物質，該物質阻斷復合物Ⅳ對 H+ 的運輸，
則 ATP 的生成速率將 （填“增大”或“減小”）。 ATP 為碳反應提供了 。
（4）由圖乙裝置可分析，該實驗小組測量光合速率的指標是 。若突然增加光源
與裝置的距離，則短時間內葉綠體中含量會增加的是 （填“三碳酸”或“RuBP”）。
易錯易混【06】對有關光合和呼吸綜合的曲線類圖解不會識別和理解
1.（2022·北京房山 · 二模）研究者測定了野生型和氣孔發育不良突變體擬南芥在不同光強下 CO2 吸收速率，
結果如圖所示。下列敘述不正確的是( )
A ．無光照時突變體呼吸速率與野生型基本相同
B ．野生型和突變體均在光強為 Р 時開始進行光合作用
C ．光強度大于 250 μmol·m-2 ·s-1 時，單位時間內突變體有機物的積累量小于野生型
D ．光強為 Q 時，二者光合速率的差異可能主要是由于二氧化碳濃度引起的
2.（2022·陜西西安 · 三模）蕨麻也叫“人參果” ，具有很高的營養價值和藥用價值。科研工作者為了研究高原
寒冷地區蕨麻的光合作用效率和外界影響因素，選擇若爾蓋高原（位于青藏高原東部，年平均氣溫 1.7℃) 中高寒草地和高寒濕地兩個典型生態系統對植物的光合速率進行了實驗，結果如下圖所示。回答下列有關
問題：
（1）若要獲取蕨麻的總光合速率的數據，還需測量 數據。
（2）上圖是根據在晴朗的天氣下測得的數據繪制的曲線，分析兩條曲線：從總體趨勢上來看，兩種植物的 凈光合速率均呈現 的趨勢。濕地蕨麻比草地蕨麻在 08：00～18：00 之間的凈光合
速率要 （填“高”或“低” ）。
（3）兩種植物均出現“光合午休”現象，圖中曲線出現 c1 、c2 的原因可能是 。
（4）有人認為， 限制高寒地區植物光合作用的因素主要為溫度， 若將溫度上升為 20℃, 蕨麻的光合速率會
有大幅度的提高，為了駁斥這種觀點，你的理由是
。
_____________________________________________________________________________
1 ．（2022·全國甲卷 · 高考真題）線粒體是細胞進行有氧呼吸的主要場所。研究發現，經常運動的人肌細胞
中線粒體數量通常比缺乏鍛煉的人多。下列與線粒體有關的敘述，錯誤的是( )
A ．有氧呼吸時細胞質基質和線粒體中都能產生 ATP
B ．線粒體內膜上的酶可以參與[H]和氧反應形成水的過程
C ．線粒體中的丙酮酸分解成 CO2 和[H]的過程需要 O2 的直接參與
D ．線粒體中的 DNA 能夠通過轉錄和翻譯控制某些蛋白質的合成
2 ．（2022·全國乙卷 · 高考真題）某同學將一株生長正常的小麥置于密閉容器中，在適宜且恒定的溫度和光 照條件下培養，發現容器內 CO2 含量初期逐漸降低，之后保持相對穩定。關于這一實驗現象，下列解釋合
理的是( )
A ．初期光合速率逐漸升高，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，之后呼吸速率保持穩定
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
3 ．（2022·浙江 · 高考真題）下列關于細胞呼吸的敘述，錯誤的是( )
A ．人體劇烈運動會導致骨骼肌細胞產生較多的乳酸
B ．制作酸奶過程中乳酸菌可產生大量的丙酮酸和 CO2
C ．梨果肉細胞厭氧呼吸釋放的能量一部分用于合成 ATP
D ．酵母菌的乙醇發酵過程中通入 O2 會影響乙醇的生成量
4 ． （多選） （2022·山東 · 高考真題） 在有氧呼吸第三階段，線粒體基質中的還原型輔酶脫去氫并釋放電子， 電子經線粒體內膜最終傳遞給 O2 ，電子傳遞過程中釋放的能量驅動 H+從線粒體基質移至內外膜間隙中， 隨 后 H+經 ATP 合酶返回線粒體基質并促使 ATP 合成， 然后與接受了電子的 O2 結合生成水。為研究短時低溫 對該階段的影響， 將長勢相同的黃瓜幼苗在不同條件下處理， 分組情況及結果如圖所示。已知 DNP 可使 H+
進入線粒體基質時不經過 ATP 合酶。下列相關說法正確的是( )
A ．4℃時線粒體內膜上的電子傳遞受阻
B ．與 25℃時相比， 4℃時有氧呼吸產熱多
C ．與 25℃時相比， 4℃時有氧呼吸消耗葡萄糖的量多
D ．DNP 導致線粒體內外膜間隙中 H+濃度降低，生成的 ATP 減少
5 ．（2022·全國甲卷 · 高考真題）根據光合作用中 CO2 的固定方式不同，可將植物分為 C3 植物和 C4 植物等 類型。C4 植物的 CO2 補償點比 C3 植物的低。CO2 補償點通常是指環境 CO2 濃度降低導致光合速率與呼吸速
率相等時的環境 CO2 濃度?；卮鹣铝袉栴}。
(1)不同植物（如 C3 植物和 C4 植物）光合作用光反應階段的產物是相同的，光反應階段的產物是
（答出 3 點即可）。
(2)正常條件下，植物葉片的光合產物不會全部運輸到其他部位，原因是 （答出 1 點即可）。 (3)干旱會導致氣孔開度減小， 研究發現在同等程度干旱條件下， C4 植物比 C3 植物生長得好。從兩種植物 CO2
補償點的角度分析，可能的原因是 。
6 ．（2022·全國乙卷 · 高考真題） 農業生產中， 農作物生長所需的氮素可以NO 的形式由根系從土壤中吸收。
一定時間內作物甲和作物乙的根細胞吸收NO 的速率與 O2 濃度的關系如圖所示?；卮鹣铝袉栴}。
(1)由圖可判斷NO進入根細胞的運輸方式是主動運輸，判斷的依據是 。
(2)O2 濃度大于 a 時作物乙吸收NO速率不再增加，推測其原因是 。
(3)作物甲和作物乙各自在NO最大吸收速率時， 作物甲根細胞的呼吸速率大于作物乙， 判斷依據是 。
(4)據圖可知，在農業生產中，為促進農作物對NO 的吸收利用，可以采取的措施是 。
7 ．（2022·湖南 · 高考真題）將純凈水洗凈的河沙倒入潔凈的玻璃缸中制成沙床，作為種子萌發和植株生長 的基質。某水稻品種在光照強度為 8～10μmol/（s·m2）時，固定的 CO2 量等于呼吸作用釋放的 CO2 量;日照 時長短于 12 小時才能開花。將新采收并解除休眠的該水稻種子表面消毒， 浸種 1 天后， 播種于沙床上。將 沙床置于人工氣候室中， 保濕透氣， 晝/夜溫為 35℃/25℃, 光照強度為 2μmol/（s·m2），每天光照時長為 14
小時?；卮鹣铝袉栴}:
(1)在此條件下，該水稻種子 （填“ 能”或“不能” ）萌發并成苗（以株高≥2 厘米，至少 1 片綠葉視為成
苗），理由是 。
(2)若將該水稻適齡秧苗栽植于上述沙床上，光照強度為 10μmol/（s·m2），其他條件與上述實驗相同，該水
稻 （填“ 能”或“不能” ）繁育出新的種子，理由是 （答出兩點即可）。
(3)若該水稻種子用于稻田直播（即將種子直接撒播于農田） ，為防鳥害、鼠害減少雜草生長， 須灌水覆蓋，
該種子應具有 特性。
8.（2022·江蘇南通 · 一模）下圖一是微生物細胞呼吸中的主要生化反應示意圖，①~⑤表示過程， A～D 表 示物質；圖二是檢測氣壓變化的密閉裝置， 反應瓶和中心小杯中放置有關實驗材料和試劑， 關閉活栓后， U
形管右管液面高度變化反映瓶中氣體體積變化。請回答下列問題：
（1）圖一中產生 ATP 最多的過程是 （填中序號），圖一中物質 C 是 。
（2）④和⑤過程產生的物質不同，直接原因是 。有人認為過程②和③并不都在
線粒體中進行，理由是 。
（3）某同學利用圖二所示裝置探究某種微生物的細胞呼吸方式，取甲、乙兩套該閉裝置設計實驗。實驗開 始時將右管液面高度調至參考點，實驗中定時記錄右管液面高度相對于參考點的變化（忽略其他原因引起
的容積變化）。
①請補充下表有關內容：
裝 置 反應瓶中加入的材料 小杯中加入的材 料 液面高度變化的含義
甲 一定濃度的葡萄糖溶液、微生物懸浮液 各 1mL 適量的 NaOH 溶 液 a ：
乙 b： c ： 細胞呼吸時 CO2 的釋放量與 O2 消耗量 的差值
②將甲、乙裝置均置于 28℃恒溫條件下進行實驗（實驗過程中微生物保持活性）， 60 min 后讀數。請補充
下表有關內容：
預期試驗結果 微生物的細胞呼吸方式
甲 乙
上升 不變 d：
e ： 下降 只進行產生 B 和 CO2 的無氧呼吸
上升 下降 f：
g： 不變 只進行產生 A 的無氧呼吸
9.（2022·湖南永州 ·三模） 生物興趣小組對光合作用的過程及其影響因素進行了相關研究。如圖是某一年生
的高等植物細胞中光合作用過程圖解，圖中英文字母代表相應物質?；卮鹣铝袉栴}：
（1）興趣小組在研究過程中增強光照強度， 檢測到圖中的 A 物質產生量迅速增多， 但不久又恢復到一定水 平。 A 物質無法維持在一個較高水平，最可能的外因是圖中物質 （填字母） 的供應量未能同步增加：
在同一過程中 C3 的變化規律是
,原因是 。
____________________
（2）給該種高等植物施氮肥的同時補充水分，其光合速率會更大，試從水的角度分析其原因：
（答出兩點即可）。
（3）卡爾文運用同位素標記法研究了光合作用過程中 CO2 中碳的轉移途徑，請你用同位素標記法設計實驗
探究外源提供的 B 物質是否可以被光合作用的暗反應所利用。
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（要求：寫出簡單的實驗設計思路）。
10.（2022·浙江 · 二模）光合作用是生命的發動機，也是地球上生物圈形成與運轉的關鍵環節，更是未來能 源的希望。下圖甲是葉綠體中光合作用部分過程的簡化示意圖(①和②是可移動載體）；圖乙為某實驗小
組探究影響光合作用環境因素的實驗裝置。
回答下列問題：
（1）圖甲中所示的生物膜是 膜，其中含有光合色素的復合物是 （用羅馬數字表示）。與
圖甲中復合物Ⅳ具有相似功能的物質還存在于真核生物的 膜上。
（2）圖甲中 e-表示電子，當環境中 CO2 濃度適度增加時， e-在脂雙層上傳遞的速度將 （填“增大”
或“減小” ）。
（3）在適宜的條件下離體培養葉綠體，若向培養液中加入某種物質，該物質阻斷復合物Ⅳ對 H+ 的運輸，
則 ATP 的生成速率將 （填“增大”或“減小”）。 ATP 為碳反應提供了 。
（4）由圖乙裝置可分析，該實驗小組測量光合速率的指標是 。若突然增加光源
與裝置的距離，則短時間內葉綠體中含量會增加的是 （填“三碳酸”或“RuBP”）。光合作用和呼吸作用
光合作用與細胞呼吸”專題在必修一中屬于細胞代謝，是分兩節內容展開的，光合作用和 呼吸作用是高中生物知識體系的核心內容。在前面復習中學生對于課本知識已基本掌握， 而高 考中常把兩者之間的關系和有關的實驗設計及其計算作為考點。學生如果不能把者關系掌握透
徹，往往失分較多。
光合作用和呼吸作用是高中生物知識體系的核心內容，是歷年來高考命題的重點,從考查 角度上看,大多圍繞光合作用和呼吸作用的過程展開,通過兩項生理過程的發生部位、產物、影 響因素相互聯系等方面進行全方位的考查, 因此從近幾年的高考試題可以看出,這部分內容的題
目設計多趨向于與其他知識的結合。
光合作用和呼吸作用考查內容的考試題既有選擇題,又有簡答題,其中包括圖表題、分析說 明題和實驗設計題等,特別是曲線圖,屬于生物模型的一種， 這是新課標的一大特色。可以預見, 隨著新課程的全面推廣,有關此類題型會越來越多,而且往往學生不分析不到位。而考查光合作
用和呼吸作用等生理過程'則以簡答題為主,這部分試題難度較大。
回歸教材重難點
一、基礎再現：
（一）細胞呼吸的概念方式和過程
1.細胞呼吸:是指有機物在細胞內經過一系列的氧化分解,生成 二氧化碳或其他產物，釋放出能量并生成
ATP 的過程。
2.有氧呼吸:是指細胞在 氧氣的參與下,通過多種酶的催化作用,把葡萄糖等有機物 徹底氧化分解，產生二氧
化碳和水 ,釋放能量,生成大量 ATP 的過程。
3.有氧呼吸的總反應式: 酶
C6H12O6+6O2+6H20 → 6 CO2+12H2O+能量
4.無氧呼吸:全過程是在 細胞質基質中進行的。
5.請寫出兩種無氧呼吸的反應式及常見生物。
①產酒精:C6H12O6───酶→2C2H5OH+2CO2+少量能量 。常見生物:酵母菌和大部分的植物細胞 (舉兩例)。
②產乳酸:C6H12O6───酶→2C3H6O3+少量能量 。常見生物: 乳酸菌、馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、哺乳動物成熟
紅細胞、玉米的胚(舉兩例)。
6.細胞呼吸原理的應用(列舉三例)
① 稻田定期排水防止無氧呼吸產生酒精導致爛根 。
② 中耕松土增加根細胞周圍氧氣濃度提高細胞呼吸強度有利于吸收更多無機鹽離子。
③利用微生物的呼吸作用發酵生產果酒、果醋、味精等。
（二）光合作用
1.葉綠體能完成光合作用的原因是葉綠體中含有與光合作用有關的酶和色素 ,藍藻也能進行光合作用的原因
是 藍藻中含有藻藍素和葉綠素以及相關的酶。
2.正常情況下葉片呈現綠色的原因是色素對綠光的吸收上綠光被反射呈現綠色，秋天葉片變黃的原因是低溫
下葉綠素被分解呈現類胡蘿卜素的顏色 。
3.如何測定不同色素的吸收光譜 將色素濾液放在陽光和三棱鏡之間測定色素的吸收光譜 。
4.色素吸收的光能有何用途 一方面可用于水的光解將水分解成氧氣和還原性氫，另一方面可用于 ATP 的
合成。
（三）光合作用和化能合成作用的比較：
比較項目 光合作用 化能合成作用
區別 能量 光能 氧化無機物釋放的能量
代表生物 綠色植物及光合細菌 硝化細菌
相同 都能將 CO2 和 H2O 等無機物合成有機物
二、教材重要結論性語句
1.由于呼吸作用是在細胞內進行的，因此也叫細胞呼吸。
2.活細胞中的線粒體往往可以定向運動到代謝比較旺盛的部位。
3.肌細胞中的肌質體就是由大量變形的線粒體組成的，肌質體有利于對肌細胞的能量供應。
4.設置兩個或兩個以上的實驗組，通過對 結果的比較分析，來探究某種因素與實驗對象的關系， 這樣的實驗
叫做對比實驗。
5.呼吸作用中產生的[H]實際上是氧化型輔酶 I(NAD+ )轉化為還原型輔酶 I(NADH)。
6.對絕大多數生物來說，活細胞所需能量的最終源頭是來自太陽的光能。
7.將綠葉中的 4 種色素溶液， 分別放在陽光和三棱鏡之間， 從連續光譜中可以看到不同波長的光被吸收的情
況。
8. 因為葉綠素對綠光的吸收少，綠光被反射出來，所以葉片呈綠色。
9.一般情況下,光合作用所利用的光都是可見光。
10.同位素可用于追蹤物質的運行和變化規律，通過追蹤同位素標記的化合物，可以弄清 化學反應的詳細過
程。
11.光合作用過程中產生的[H](NADPH)是氧化型輔酶 II(NADP+ )與電子和質子(H+)結合形成的。
三、要點判斷：
1.有氧呼吸酶主要分布在線粒體的外膜、內膜和基質中。 ( x )
2.線粒體可在有氧條件下將葡萄糖氧化分解為 CO2 和水。 ( x )
3.用 18O 標記葡萄糖，則產物水中不會檢測到放射性。(√ )
4.進行有氧呼吸的細胞都含有線粒體。 ( x )
5.酵母菌經研磨攪拌高溫高壓過濾后得到的提取液仍可進行呼吸作用。（x）
6.某植物的綠色幼苗在黑暗中變成黃色，這種變化是由環境造成的。(√ )
7.葉綠體中可進行 CO。的固定但不能合成 ATP 。( x )
8.照光培養一段時間的綠藻， 用黑布迅速將培養瓶罩上，綠藻細胞的葉綠體內 CO.的固定加快。（ x）
9.從新鮮的綠葉中提取葉綠素 a ，需要用到無水乙醇碳酸鈣、二氧化硅。( √ )
10.由 550nm 波長的光轉為 670nm 波長的光后，葉綠體中 C3 的量減少。( √ )
四、長句表述：
1.有氧呼吸與生物體外燃燒相比有哪些差異
有氧呼吸是在較溫和的條件下進行的，有機物中的能量是經過一系列化學反應逐步釋放出來的，這些能量
有相當一部分儲存在 ATP 中。
2.請你結合所學知識分析，新疆盛產的哈密瓜為什么特別甜
哈密地區位于我國高緯度地區（夏季的白天長），陽光充足，而且光照強烈，所以哈密瓜植株的葉片進行 光合作用的時間長，光合作用的強度大，產生的糖類自然就會多，哈密地區夜間溫度比較低，哈密瓜植物 植株的細胞呼吸相對較弱，消耗的糖類物質就會比較少，這樣哈密瓜內積存的糖類比較多。哈密瓜細胞內
糖類在有關酶的催化作用下，最終轉化為果糖和葡萄糖所以哈密瓜特別甜。
3.請問海洋中的綠藻、褐藻、紅藻它們在海水中的垂直分布依次是淺、中、深,這與光能的捕獲有關嗎
是的。不同顏色的藻類吸收不同的波長的光。藻類本身的顏色是反射出來的光，即紅藻反射出紅光，綠藻 反射出綠光，褐藻反射出黃色的光。水層對光波中的紅、橙部分吸收顯著多于對藍、綠部分的吸收，即到 達深水層的光線是相對富含短波長的光，所以吸收紅光和藍紫光較多的綠藻分布于海水的淺層，吸收藍紫
光和綠光較多的紅皂分布與海水深的地方
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易錯易混【01】對有氧呼吸和無氧呼吸區別不清，對利用呼吸反應式進行相關計算掌握不熟練。
一、細胞呼吸方式的判斷
根據反應 物和產物 消耗 O2 一定存在有氧呼吸
產生 H2O 一定存在有氧呼吸
有酒精或乳酸 一定存在無氧呼吸
無 CO2 釋放 一定為產乳酸的無氧呼吸
根據物質 量的關系 CO2= O2 只進行有氧呼吸或進行有氧呼吸和產乳酸的無氧呼吸
CO2 > O2 兩類呼吸方式并存，差值為無氧呼吸產生的 CO2 量
根據場所 只在細胞質基質中 無氧呼吸（主要指真核生物）
有線粒體參與 有氧呼吸（或兩類呼吸并存）
注：以上數量關系是以葡萄糖為底物的細胞呼吸，若 CO2 < O2 ，則可存在 脂質的氧化分解。
二、利用“數量關系”進行細胞呼吸的相關計算（以葡萄糖為呼吸底物）
1. 明確以下幾個等量關系
（1）CO2 釋放總量=有氧呼吸釋放的 CO2 量+無氧呼吸釋放的 CO2 量。
（2）O2 吸收量=有氧呼吸釋放的 CO2 量。
（3）酒精產生量=無氧呼吸釋放的 CO2 量。
2. 有氧呼吸和產生酒精的無氧呼吸各物質間的關系比
（1）有氧呼吸中葡萄糖∶O2 ∶CO2=1∶6∶6。
（2）無氧呼吸中葡萄糖∶CO2 ∶酒精=1∶2∶2 或葡萄糖∶乳酸=1∶2。
（3）消耗等量的葡萄糖時，無氧呼吸與有氧呼吸產生的 CO2 摩爾數之比為 1∶3。
（4）消耗等量的葡萄糖時，有氧呼吸消耗的 O2 摩爾數與有氧呼吸和無氧呼吸產生 CO2 摩爾數之和的比為
3∶4。
易錯易混【02】液滴移動法探究細胞呼吸方式或速率的實驗，對不同條件下液滴移動所代表的含義不清楚；
不能正確設置實驗對照組等。
一、液滴移動法判斷細胞呼吸方式
1. 裝置：
2. 原理：植物呼吸作用吸收 O2 釋放 CO2 ， CO2 被 NaOH 溶液吸收，使容器內氣體壓強減小，刻度管內的
紅墨水滴左移。單位時間內紅墨水滴左移的體積即表示呼吸速率。
3. 結果分析：
（1）若甲紅墨水滴左移，乙紅墨水滴不動，則只進行有氧呼吸。
（2）若甲紅墨水滴不動，乙紅墨水滴右移，則只進行無氧呼吸。
（3）若甲紅墨水滴左移，乙紅墨水滴右移，則既進行有氧呼吸，又進行無氧呼吸。
4. 物理誤差的校正：設置丙裝置，除將裝置中生物材料換為殺死的等量同種生物材料外，其余均與乙裝置
相同。
二、液滴移動法測定細胞呼吸速率
1. 裝置：
2. 指標：細胞呼吸速率常用單位時間內 CO2 釋放量或 O2 吸收量來表示。
3. 原理：組織細胞呼吸吸收 O2 ，釋放 CO2 ，CO2 被 NaOH 溶液吸收，使容器內氣體壓強減小，刻度管內的
液滴左移。單位時間內液滴左移的體積即表示細胞呼吸速率。
4. 物理誤差的校正：
（1）如果實驗材料是綠色植物，整個裝置應遮光處理，否則植物的光合作用會干擾細胞呼吸速率的測定。
（2）如果實驗材料是種子，為防止微生物呼吸對實驗結果的干擾，應對裝置及所測種子進行消毒處理。
（3）為防止氣壓、溫度等物理因素所引起的誤差，應設置對照實驗，將所測的生物材料 滅活 （如將種子煮
熟），其他條件均不變。
【特別提醒】 脂肪分子中含氫量高，含氧量 低，等質量的脂肪與葡萄糖相比，氧化分解時耗氧量 高，而產
生 CO2 量少。因此脂肪有氧呼吸時，產生的 CO2 量小于消耗的 O2 量，有色液滴移動明顯。
易錯易混【04】對有關光合作用的實驗要點掌握不清
綠色植物的葉綠體中含有四種色素，紙層析后，形成的色素帶從上到下依次是： 胡蘿卜素（橙黃色）、葉 黃素（黃色）、葉綠素 a（藍綠色）、葉綠素 b（黃綠色）。藍細菌（原核生物） 只含有葉綠素 a 和胡蘿卜
素。
易錯易混【05】對光合作用的過程、原理理解不到位
1、光合作用中光反應和暗反應的比較：
比較項目 光反應 暗反應
場所 類囊體薄膜 葉綠體基質
條件 色素、光、酶、水、 ADP 、Pi 多種酶、 CO2 、ATP 、[H]
反應產物 [H] 、O2 、ATP 有機物、 ADP 、Pi 、NADP+ 、水
物質變化 水的光解： 2H2O 光 素 4[H]+O2 ATP 的生成： ADP+Pi+光能 酶 ATP CO2 的固定： CO2+C5 酶 2C3 C3 的還原：2C3 [H]、 、酶 （CH2O）+C5
能量變化 光能→ 電能→ATP 中活躍的化學 能 ATP 中活躍的化學能→糖類等有機物 中穩定的化學能
實質 光能轉變為化學能， 水光解產生 O2 和[H] 同化 CO2 形成（CH2O）
聯系 ①光反應為暗反應提供[NADPH]和 ATP； ②暗反應為光反應提供 ADP 、Pi 和 NADP+； ③ 光反應與暗反應相互偶聯， 離開了彼此均會受阻， 即無光反應， 暗反應無 法進行。若無暗反應，有機物無法合成，同樣光反應也會停止。
解題技巧
1 ．通過光合作用過程從物質的生成和消耗兩個方面分析。如光照強度不變， CO2 供應減少，短時間內 C3、
C5 、NADPH 和 ATP 的含量變化：
由于光照強度不變， CO2 供應減少， Ⅱ減弱， Ⅲ暫時不變：①C3 合成減少，消耗量 暫時不變，C3 含量減少；
②C5 消耗減少，合成量 暫時不變，C5 含量增加；Ⅲ隨后減弱， Ⅰ暫時不變：③NADPH 和 ATP 含量減少。
2 ．短時間各物質變化模型
條件 光照由強到弱， CO2 供應不變 光照由弱到強， CO2 供應不變 CO2 供應由充足到 不足，光照不變 CO2 供應由不足到 充足，光照不變
C3 增加↑ 減少↓ 減少↓ 增加↑
C5 減少↓ 增加↑ 增加↑ 減少↓
NADPH 和 ATP 減少↓ 增加↑ 增加↑ 減少↓
（CH2O） 合成量 減少↓ 增加↑ 減少↓ 增加↑
模型圖
①圖 1 中曲線甲表示 C3 ，曲線乙表示 C5 、NADPH 、ATP、（CH2O）合成量。
②圖 2 中曲線甲表示 C5 、NADPH 、ATP、（CH2O）合成量，曲線乙表示 C3。
③圖 3 中曲線甲表示 C5 、NADPH 、ATP ，曲線乙表示 C3、（CH2O）合成量。
④圖 4 中曲線甲表示 C3、（CH2O）合成量，曲線乙表示 C5 、NADPH 、ATP。
易錯易混【06】對有關光合和呼吸綜合的曲線類圖解不會識別和理解
解題技巧
1 ．植物的呼吸速率、凈光合速率和真正光合速率
（1）呼吸速率（黑暗條件）：單位時間內一定量組織的 CO2 釋放量或 O2 吸收量。
（2）凈光合速率（光照條件）：單位時間內一定量組織的 CO2 吸收量或 O2 釋放量。
（3）真正光合速率=凈光合速率+呼吸速率。
（4）曲線解讀：
①A 點：只呼吸不光合，植物釋放 CO2 ，吸收 O2。
②AB 段：光合速率＜呼吸速率，植物釋放 CO2 ，吸收 O2。
③B 點：光合速率=呼吸速率，植物表觀上不與外界發生氣體交換。
④B 點之后：光合速率＞呼吸速率，植物吸收 CO2 ，釋放 O2。
2 ． 自然環境及密閉容器中 CO2 含量變化分析
（1）自然環境中一晝夜植物光合作用曲線及分析
圖 1 曲線分析 圖 2 曲線分析
a 點：凌晨 2 時～4 時， 溫度降低，呼吸作用減弱， CO2 釋放減少。 b 點：有微弱光照，植物開始進行光合作用。 bc 段：光合作用＜呼吸作用。 c 點：光合作用=呼吸作用， c 點后開始積累有機 物。 ce 段：光合作用＞呼吸作用。 d 點：溫度過高，部分氣孔 關閉，出現“午休”現象。 e 點：光合作用等于呼吸作用，有機物積累量最大 的點。 ef 段：光合作用＜呼吸作用。 fg 段：沒有光照， 停止光合作用，只進行呼吸作 用。 AB 段： 無光照，植物只進行呼吸作用。 BC 段：溫度降低，呼吸作用減弱。 CD 段：4 時后，微弱光照，開始進行光合作用，但光合 作用強度<呼吸作用強度。 D 點：隨光照增強，光合作用強度＝呼吸作用強度。 DH 段：光照繼續增強，光合作用強度>呼吸作用強度。 其中 FG 段表示“光合午休”現象。 H 點：隨光照減弱，光合作用強度 下降，光合作用強度= 呼吸作用強度。 HI 段：光照繼續減弱，光合作用強度<呼吸作用強度， 直至光合作用完全停止。
易錯易混【01】對有氧呼吸和無氧呼吸區別不清，對利用呼吸反應式進行相關計算掌握不熟練。
1 ．（2022·江蘇 · 二模）下圖表示葡萄糖在細胞內氧化分解過程的示意圖， ①②③表示過程， X、Y 表示物質。
下列敘述錯誤的是( )
A . ①過程發生在細胞質基質， X 可為丙酮酸 B . ②過程可能沒有 ATP 產生
C . ③過程不一定發生在線粒體內膜 D ．Y 可能是 H2O 或酒精或乳酸
【答案】D
【解析】由圖分析可知，若為有氧呼吸，則①為有氧呼吸第一階段，②為有氧呼吸第二階段，③為有氧呼 吸第三階段；X 為丙酮酸（或丙酮酸和[H]），Y 為 H2O。若為無氧呼吸，則①為無氧呼吸第一階段，②③
為無氧呼吸第二階段；X 為丙酮酸（或丙酮酸和[H]），Y 為酒精。①過程為有氧呼吸（或無氧呼吸）第一
階段， 發生在細胞質基質， X 可為丙酮酸， A 正確；如果是無氧呼吸， ②過程是無氧呼吸第二階段， 沒有 ATP 產生， B 正確；如果是無氧呼吸，③過程是無氧呼吸第二階段，發生在細胞質基質， C 正確；因為產物中有
二氧化碳，所以 Y 不可能是乳酸， D 錯誤。故選 D。
2 ．（2022·河北 · 武安市第一中學模擬預測）某實驗室用兩種方式進行酵母菌發酵葡萄糖生產酒精。甲發酵 罐中保留一定量的氧氣，乙發酵罐中沒有氧氣，其余條件相同且適宜。實驗過程中每小時測定一次兩發酵
罐中氧氣和酒精的物質的量，記錄數據并繪成如圖所示坐標圖。據此下列說法中正確的是( )
A ．甲、乙兩發酵罐分別在第 10 h 和第 7 h 厭氧呼吸速率最快
B ．實驗結束時甲、乙兩發酵罐中產生的二氧化碳量之比為 8∶5
C ．甲發酵罐實驗結果表明在有氧氣存在時酵母菌無法進行厭氧呼吸
D ．該實驗證明向葡萄糖溶液中通入大量的氧氣可以提高酒精的產量
【答案】B
【解析】據圖分析：甲發酵罐中保留一定量的氧氣，隨著時間的推移，氧氣含量逐漸減少，酵母菌的無氧 呼吸逐漸增強，且在第 5 小時無氧呼吸速率最快，實驗結束時甲發酵罐中產生的酒精量為 18 mol；乙發酵 罐中沒有氧氣，一開始就進行無氧呼吸產生酒精，并且在第 3 小時無氧呼吸速率最快，實驗結束時乙發酵 罐中產生的酒精量為 15 mol。由此可見，向葡萄糖溶液中通入少量的氧氣可以提高酒精的產量。由分析可 知，甲、乙兩發酵罐分別在第 5 小時和第 3 小時無氧呼吸速率最快， A 錯誤；發酵罐中消耗的氧氣是 6，產 生的二氧化碳也是 6，產生的酒精是 18，產生的二氧化碳也是 18，甲發酵罐產生的二氧化碳是 6+18=24 ， 乙發酵罐產生的酒精是 15，產生的二氧化碳也是 15，則實驗結束時甲、乙兩發酵罐中產生的二氧化碳量之 比為 24∶ 15=8∶ 5 ，B 正確；甲發酵罐從第二小時開始有酒精產生，即進行無氧呼吸，此時有氧氣存在， 也進行無氧呼吸， C 錯誤；適當提高氧氣可以使酵母菌數量迅速增加而提高酒精的產量，若通入氧氣過多，
酵母菌只進行有氧呼吸不產生酒精， D 錯誤。故選 B。
易錯易混【02】液滴移動法探究細胞呼吸方式或速率的實驗，對不同條件下液滴移動所代表的含義不清楚；
不能正確設置實驗對照組等。
1 ． 022· 四川瀘州 ·三模）某生物科技活動小組利用下圖裝置測量萌發小麥種子的呼吸速率，測試前打開 A、
B 開關，待 U 形管兩側液面高度相等后，關閉 A 、B 進行測試。下列有關分析正確的是( )
A ．小麥種子細胞中消耗 O2 和產生 CO2 只在線粒體內進行
B ．一段時間后， U 形管兩側液面的高度差表示種子呼吸產生 CO2 量
C ．可用重鉻酸鉀來檢測小麥種子呼吸過程中是否生成了酒精和 CO2
D ．增設將裝置內小麥種子替換為等量煮熟小麥種子的對照組可使檢測結果更準確
【答案】D
【解析】分析裝置圖：氫氧化鈉溶液可以吸收裝置中的二氧化碳，因此 U 形管兩側液柱高度的變化量可表 示有氧呼吸消耗氧氣量，據此答題。小麥種子消耗氧氣是在有氧呼吸的第三階段，場所是線粒體內膜；但 無氧呼吸也可以產生二氧化碳，場所是細胞質基質，A 錯誤；裝置中的 NaOH 溶液可吸收呼吸作用產生的 二氧化碳， U 形管兩側液面的高度差表示種子氧氣的消耗量， B 錯誤；重鉻酸鉀可用于檢測小麥種子呼吸過 程中是否生成了酒精， 兩者反應呈灰綠色， 但二氧化碳的產生應用澄清石灰水或者溴麝香草酚藍溶液檢測， C 錯誤；增設將裝置內小麥種子替換為等量煮熟小麥種子的對照組可排除物理因素的影響，可使檢測結果
更準確， D 正確。故選 D。
2 ．（2022·湖北 ·模擬預測）如圖為探究水稻種子萌發時細胞呼吸類型的實驗裝置，假設萌發種子僅以葡萄 糖為呼吸底物， 觀察到單位時間內裝置 1 的紅色液滴左移了 6 個單位， 裝置 2 的紅色液滴右移了 2 個單位。
下列有關分析錯誤的( )
A ．水稻種子萌發過程中有機物的總量減少，有機物種類增多
B ．水稻種子萌發時進行細胞呼吸的場所有細胞質基質和線粒體
C ．水稻種子萌發時有氧呼吸和無氧呼吸消耗的葡萄糖之比為 3∶1
D ．實驗期間萌發的水稻種子細胞不會進行產生乳酸的無氧呼吸
【答案】C
【解析】裝置 1 中：NaOH 吸收了 CO2 ，所以測定的是 O2 的吸收量，因此能判斷有氧呼吸的強度。液滴向 左移動，說明吸收了 O2 ，進行了有氧呼吸。裝置 2 中：紅色液滴向右移動，說明 CO2 的釋放大于 O2 的吸 收，表明進行了無氧呼吸。水稻種子萌發過程中由于呼吸作用消耗，有機物的總量減少，由于有有機物的 轉化，有機物種類增多，A 正確；觀察到單位時間內裝置 1 的紅色液滴左移了 6 個單位，裝置 2 的紅色液 滴右移了 2 個單位，說明萌發是既進行了有氧呼吸，又進行了無氧呼吸，故其呼吸場所有細胞質基質和線 粒體，B 正確；裝置 1 的紅色液滴左移了 6 個單位，說明有氧呼吸消耗了 6 個單位的氧氣，對應消耗 1 個 單位的葡萄糖，裝置 2 的紅色液滴右移了 2 個單位，說明無氧呼吸產生了 2 個單位的二氧化碳，說明無氧 呼吸對應產生 1 個單位的葡萄糖，故萌發時有氧呼吸和無氧呼吸消耗的葡萄糖之比為 1∶1 ，C 錯誤；水稻
種子無氧呼吸產生酒精和二氧化碳， D 正確。故選 C。
易錯易混【04】對有關光合作用的實驗要點掌握不清
1. 如圖為某次光合作用色素紙層析的實驗結果，樣品分別為新鮮菠菜葉和一種藍細菌經液氮冷凍研磨后的
乙醇提取液。下列敘述正確的是
A. 研磨時加入 CaCO3 過量會破壞葉綠素 B. 層析液可采用生理鹽水或磷酸鹽緩沖液
C. 在敞開的燒杯中進行層析時，需通風操作 D. 實驗驗證了該種藍藻沒有葉綠素 b
【答案】D
【解析】綠色植物的葉綠體中含有四種色素，紙層析后，形成的色素帶從上到下依次是：胡蘿卜素（橙黃
色）、葉黃素（黃色）、葉綠素 a （藍綠色）、葉綠素 b（黃綠色）。
由圖可知，菠菜含有四種色素，藍細菌（原核生物）只含有葉綠素 a 和胡蘿卜素。
A、研磨時加入碳酸鈣是為了保護葉綠素， A 錯誤；
B、層析液可以由石油醚、丙酮和苯混合而成，也可以用 92 號汽油代替，生理鹽水或磷酸鹽緩沖液起不到
層析的效果， B 錯誤；
C、層析時，為了防止層析液揮發，需要用培養皿蓋住小燒杯， C 錯誤；
D、綠色植物的葉綠體中含有四種色素，紙層析后，形成的色素帶從上到下依次是：胡蘿卜素（橙黃色）、
葉黃素（黃色） 、葉綠素 a （藍綠色） 、葉綠素 b（黃綠色）。由圖可知，菠菜含有四種色素，藍藻只有兩
條色素帶，不含有葉黃素和葉綠素 b ，D 正確。
故選 D。
易錯易混【05】對光合作用的過程、原理理解不到位
1 ．（2022·天津河東 · 二模）對正在進行光合作用的植物，若突然降低植物周圍環境中的 CO2 濃度，則短時
間內，下列有關生理變化的敘述，正確的是( )
A ．葉綠體中 C5/C3 的值上升 B ．葉綠體中 ATP/ADP 的值下降
C ．NADPH/NADP＋ 的值下降 D ．光反應速率加快
【答案】A
【解析】在植物光合作用時突然降低 CO2 濃度，這將抑制暗反應中二氧化碳的固定，導致三碳化合物含量 減少，短時間內 C5 增多，故葉綠體中 C5/C3 的值上升，A 正確；C3 減少，則 C3 還原變慢，消耗的 ATP 和 NADPH 變少，故葉綠體中 ATP/ADP 的值上升，NADPH/NADP＋ 的值上升，B 、C 錯誤；暗反應過程受抑
制，進而影響光反應過程，光反應變慢， D 錯誤。故選 A。
2.（2022·浙江 · 二模） 光合作用是生命的發動機，也是地球上生物圈形成與運轉的關鍵環節，更是未來能源 的希望。下圖甲是葉綠體中光合作用部分過程的簡化示意圖(①和②是可移動載體）；圖乙為某實驗小組
探究影響光合作用環境因素的實驗裝置。
回答下列問題：
（1）圖甲中所示的生物膜是 膜，其中含有光合色素的復合物是 （用羅馬數字表示）。與
圖甲中復合物Ⅳ具有相似功能的物質還存在于真核生物的 膜上。
（2）圖甲中 e-表示電子，當環境中 CO2 濃度適度增加時， e-在脂雙層上傳遞的速度將 （填“增大”
或“減小” ）。
（3）在適宜的條件下離體培養葉綠體，若向培養液中加入某種物質，該物質阻斷復合物Ⅳ對 H+ 的運輸，
則 ATP 的生成速率將 （填“增大”或“減小”）。 ATP 為碳反應提供了 。
（4）由圖乙裝置可分析，該實驗小組測量光合速率的指標是 。若突然增加光源
與裝置的距離，則短時間內葉綠體中含量會增加的是 （填“三碳酸”或“RuBP”）。
【答案】（1）類囊體 I 和Ⅲ 線粒體內 （2）增大 （3）減小 能量和磷酸基團
（4）單位時間、單位面積氧氣釋放量（氧氣釋放速率） 三碳酸
【解析】（1）圖甲能吸收光能，進行水的光解，表示光反應，光反應的場所是葉綠體的類囊體薄膜，因此 圖甲中所示的生物膜是類囊體膜，光合色素能夠吸收和傳遞光能，因此圖中含有光合色素的復合物是 I 和 Ⅲ。圖甲中復合物Ⅳ能運輸 H+ ，還能催化 ATP 的形成，該物質還可以分布在線粒體內膜上，將 H+運進線
粒體內膜的同時催化 ATP 合成。
（2）環境中 CO2 濃度適度增加時， 暗反應速率加快， 會消耗更多光反應產物 NADPH 和 ATP，故圖中的電
子在脂雙層上傳遞的速度將加快，以形成更多的 NADPH 和 ATP。
（3）從圖上可知，復合物 IV 對 H+ 的運輸促成了 ATP 的合成，若此過程被阻斷， ATP 生成速率將會下降。
ATP 水解為碳反應提供了能量和磷酸基團。
（4）圖乙為某實驗小組探究影響光合作用環境因素的實驗裝置，可用單位時間、單位面積氧氣釋放量（氧 氣釋放速率）來表示凈光合速率，若默認為不同條件下呼吸速率不變，也可用單位時間、單位面積氧氣釋 放量（氧氣釋放速率）來比較光合速率的大??；若突然增加光源與裝置的距離，則光照強度減弱，光反應 產生的 ATP 和 NADPH 減少， 暗反應還原 C3 的速率減小， 短時間內 CO2 固定速率不變， 因此短時間內葉綠
體中三碳酸（C3 ）含量增加，而 RuBP（C5 ）減少。
易錯易混【06】對有關光合和呼吸綜合的曲線類圖解不會識別和理解
1.（2022·北京房山 · 二模）研究者測定了野生型和氣孔發育不良突變體擬南芥在不同光強下 CO2 吸收速率，
結果如圖所示。下列敘述不正確的是( )
A ．無光照時突變體呼吸速率與野生型基本相同
B ．野生型和突變體均在光強為 Р 時開始進行光合作用
C ．光強度大于 250 μmol·m-2 ·s-1 時，單位時間內突變體有機物的積累量小于野生型
D ．光強為 Q 時，二者光合速率的差異可能主要是由于二氧化碳濃度引起的
【答案】B
【解析】由曲線圖可以看出無光照時，兩曲線合成一條曲線，表明無光照時突變體呼吸速率與野生型基本 相同， A 正確；P 點是野生型和突變體光合作用強度和呼吸作用強度相等的點，野生型和突變體在光照強度 為 P 點前就已開始進行光合作用，B 錯誤；從圖中可以看出，光照強度大于 250 μmol m-2 s-1 時，突變型凈 光合作用小于野生型，所以單位時間內有機物的積累量突變體小于野生型，C 正確；由于突變體的氣孔發 育不良，影響了植物對 CO2 的吸收。結合圖像所給信息可知，光照強度為 Q 時，野生型的光合作用強度比 突變型的大， 可能是由于突變體的氣孔小于野生型， 造成突變型對外界 CO2 的吸收量不足引起的， D 正確。
故選 B。
2.（2022·陜西西安 · 三模）蕨麻也叫“人參果” ，具有很高的營養價值和藥用價值?？蒲泄ぷ髡邽榱搜芯扛咴?寒冷地區蕨麻的光合作用效率和外界影響因素，選擇若爾蓋高原（位于青藏高原東部，年平均氣溫 1.7℃) 中高寒草地和高寒濕地兩個典型生態系統對植物的光合速率進行了實驗，結果如下圖所示。回答下列有關
問題：
（1）若要獲取蕨麻的總光合速率的數據，還需測量 數據。
（2）上圖是根據在晴朗的天氣下測得的數據繪制的曲線，分析兩條曲線：從總體趨勢上來看，兩種植物的
凈光合速率均呈現 的趨勢。濕地蕨麻比草地蕨麻在 08：00～18：00 之間的凈光合
速率要 （填“高”或“低” ）。
（3）兩種植物均出現“光合午休”現象，圖中曲線出現 c1 、c2 的原因可能是 。
（4）有人認為， 限制高寒地區植物光合作用的因素主要為溫度， 若將溫度上升為 20℃, 蕨麻的光合速率會
有大幅度的提高，為了駁斥這種觀點，你的理由是
。
_____________________________________________________________________________
【答案】（1）蕨麻的呼吸作用速率 （2）先上升后下降 高
（3）中午光照增強，氣溫上升，引起部分氣孔關閉，植物吸收 CO2 的能力減弱，暗反應速率減弱，凈光合
速率降低
（4）生物和環境具有適應性， 蕨麻是適應高寒環境的生物， 將溫度提高到 20℃可能導致酶活性降低甚至失
活，會出現光合速率降低甚至光合作用不能進行的情況
【解析】（1）總光合速率等于凈光合速率與呼吸速率之和，圖中呈現了凈光合速率隨時間的變化情況，因
此需在黑暗條件下測定蕨麻細胞的呼吸作用速率，然后計算得到總光合速率。
（2）分析兩條曲線可知，從總體趨勢上來看，兩種植物的凈光合速率呈現先上升后下降趨勢，且兩者差異
變化不大；濕地蕨麻比草地蕨麻在 08：00～18：00 之間的凈光合速率要高。
（3）由圖可知，c1 、c2 對應的時間大概是中午十二點左右，該時間段光照增強，氣溫上升，引起部分氣孔
關閉，植物吸收 CO2 的能力減弱，暗反應速率減弱，凈光合速率降低，出現 c1 、c2 的“光合午休”現象。
（4）由于自然選擇的作用， 生物和環境具有適應性， 蕨麻具有適應高寒環境的能力， 將溫度提高到 20℃可 能導致酶活性降低甚至失活，會出現光合速率降低甚至光合作用不能進行的情況，因此不會出現光合速率
升高的情況。
1 ．（2022·全國甲卷 · 高考真題）線粒體是細胞進行有氧呼吸的主要場所。研究發現，經常運動的人肌細胞
中線粒體數量通常比缺乏鍛煉的人多。下列與線粒體有關的敘述，錯誤的是( )
A ．有氧呼吸時細胞質基質和線粒體中都能產生 ATP
B ．線粒體內膜上的酶可以參與[H]和氧反應形成水的過程
C ．線粒體中的丙酮酸分解成 CO2 和[H]的過程需要 O2 的直接參與
D ．線粒體中的 DNA 能夠通過轉錄和翻譯控制某些蛋白質的合成
【答案】C
【解析】有氧呼吸的第一、二、三階段的場所依次是細胞質基質、線粒體基質和線粒體內膜。有氧呼吸第 一階段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，合成少量 ATP；第二階段是丙酮酸和水反應生成二氧化碳和[H]，合
成少量 ATP；第三階段是氧氣和[H]反應生成水，合成大量 ATP。
A、有氧呼吸的第一階段場所是細胞質基質， 第二、三階段在線粒體， 三個階段均可產生 ATP，故有氧呼吸
時細胞質基質和線粒體都可產生 ATP ，A 正確；
B、線粒體內膜是有氧呼吸第三階段的場所，該階段氧氣和[H]反應生成水，該過程需要酶的催化， B 正確； C、丙酮酸分解為 CO2 和[H]是有氧呼吸第二階段，場所是線粒體基質，該過程需要水的參與，不需要氧氣
的參與， C 錯誤；
D、線粒體是半自主性細胞器，其中含有少量 DNA，可以通過轉錄和翻譯控制蛋白質的合成， D 正確。
故選 C。
2 ．（2022·全國乙卷 · 高考真題）某同學將一株生長正常的小麥置于密閉容器中，在適宜且恒定的溫度和光 照條件下培養，發現容器內 CO2 含量初期逐漸降低，之后保持相對穩定。關于這一實驗現象，下列解釋合
理的是( )
A ．初期光合速率逐漸升高，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，之后呼吸速率保持穩定
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】光合作用會吸收密閉容器中的 CO2 ，而呼吸作用會釋放 CO2 ，在溫度和光照均適宜且恒定的情況
下，兩者速率主要受容器中 CO2 和 O2 的變化影響。
A、初期容器內 CO2 含量較大， 光合作用強于呼吸作用， 植物吸收 CO2 釋放 O2 ，使密閉容器內的 CO2 含量
下降， O2 含量上升， A 錯誤；
B、根據分析由于密閉容器中，在適宜且恒定的溫度和光照條件下，容器內的 CO2 含量下降,所以說明植物 光合速率大于呼吸速率，但由于 CO2 含量逐漸降低，從而使植物光合速率逐漸降低，直到光合作用與呼吸
作用相等，容器中氣體趨于穩定， B 錯誤；
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 錯誤， D 正確。
故選 D。
3 ．（2022·浙江 · 高考真題）下列關于細胞呼吸的敘述，錯誤的是( )
A ．人體劇烈運動會導致骨骼肌細胞產生較多的乳酸
B ．制作酸奶過程中乳酸菌可產生大量的丙酮酸和 CO2
C ．梨果肉細胞厭氧呼吸釋放的能量一部分用于合成 ATP
D ．酵母菌的乙醇發酵過程中通入 O2 會影響乙醇的生成量
【答案】B
【解析】1 、 需氧呼吸過程分為三個階段，第一階段是葡萄糖分解形成丙酮酸和[H]，發生在細胞質基質中； 需氧呼吸的第二階段是丙酮酸和水反應產生二氧化碳和[H]，發生在線粒體基質中；需氧呼吸的第三階段是
[H]與氧氣反應形成水，發生在線粒體內膜上。
2、厭氧呼吸的第一階段與需氧呼吸的第一階段相同， 都是葡萄糖分解形成丙酮酸和[H]，發生在細胞質基質
中；第二階段是丙酮酸和[H]反應產生二氧化碳和酒精或者是乳酸，發生在細胞質基質中。
A 、 劇烈運動時人體可以進行厭氧呼吸，厭氧呼吸的產物是乳酸，故人體劇烈運動時會導致骨骼肌細胞產
生較多的乳酸， A 正確；
B 、 制作酸奶利用的是乳酸菌厭氧發酵的原理，乳酸菌厭氧呼吸的產物是乳酸，無二氧化碳產生， B 錯誤； C 、 梨果肉細胞厭氧呼吸第一階段能產生少量能量，該部分能量大部分以熱能的形式散失了，少部分可用
于合成 ATP ，C 正確；
D 、 酵母菌乙醇發酵是利用酵母菌在無氧條件產生乙醇的原理，故發酵過程中通入氧氣會導致其厭氧呼吸
受抑制而影響乙醇的生成量， D 正確。
故選 B。
4 ． （多選） （2022·山東 · 高考真題） 在有氧呼吸第三階段，線粒體基質中的還原型輔酶脫去氫并釋放電子， 電子經線粒體內膜最終傳遞給 O2 ，電子傳遞過程中釋放的能量驅動 H+從線粒體基質移至內外膜間隙中， 隨 后 H+經 ATP 合酶返回線粒體基質并促使 ATP 合成， 然后與接受了電子的 O2 結合生成水。為研究短時低溫 對該階段的影響， 將長勢相同的黃瓜幼苗在不同條件下處理， 分組情況及結果如圖所示。已知 DNP 可使 H+
進入線粒體基質時不經過 ATP 合酶。下列相關說法正確的是( )
A ．4℃時線粒體內膜上的電子傳遞受阻
B ．與 25℃時相比， 4℃時有氧呼吸產熱多
C ．與 25℃時相比， 4℃時有氧呼吸消耗葡萄糖的量多
D ．DNP 導致線粒體內外膜間隙中 H+濃度降低，生成的 ATP 減少
【答案】BCD
【解析】NDP 可使 H+進入線粒體基質時不經過 ATP 合酶，即 NDP 可抑制 ATP 的合成。
A、與 25℃相比， 4℃耗氧量增加，根據題意，電子經線粒體內膜最終傳遞給氧氣，說明電子傳遞未受阻，
A 錯誤；
BC、與 25℃相比，短時間低溫 4℃處理， ATP 合成量較少，耗氧量較多，說明 4℃時有氧呼吸釋放的能量
較多的用于產熱，消耗的葡萄糖量多， BC 正確；
D、DNP 使 H+不經 ATP 合酶返回基質中， 會使線粒體內外膜間隙中 H+濃度降低， 導致 ATP 合成減少， D
正確。
故選 BCD。
5 ．（2022·全國甲卷 · 高考真題）根據光合作用中 CO2 的固定方式不同，可將植物分為 C3 植物和 C4 植物等 類型。C4 植物的 CO2 補償點比 C3 植物的低。CO2 補償點通常是指環境 CO2 濃度降低導致光合速率與呼吸速
率相等時的環境 CO2 濃度?；卮鹣铝袉栴}。
(1)不同植物（如 C3 植物和 C4 植物）光合作用光反應階段的產物是相同的，光反應階段的產物是
（答出 3 點即可）。
____________
(2)正常條件下，植物葉片的光合產物不會全部運輸到其他部位，原因是 （答出 1 點即可）。 (3)干旱會導致氣孔開度減小， 研究發現在同等程度干旱條件下， C4 植物比 C3 植物生長得好。從兩種植物 CO2
補償點的角度分析，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體結構
(3)C4 植物的 CO2 補償點低于 C3 植物， C4 植物能夠利用較低濃度的 CO2
【解析】光合作用包括光反應和暗反應兩個階段：（1）光合作用的光反應階段（場所是葉綠體的類囊體膜
上）：水的光解產生[H]與氧氣，以及 ATP 的形成；（2）光合作用的暗反應階段（場所是葉綠體的基質
中） ：CO2 被 C5 固定形成 C3 ，C3 在光反應提供的 ATP 和[H]的作用下還原生成糖類等有機物是指綠色植物
通過葉綠體，利用光能把二氧化碳和水轉變成儲存著能量的有機物，并釋放出氧氣的過程。
(1)光合作用光反應階段的場所是葉綠體的類囊體膜上， 光反應發生的物質變化包括水的光解以及 ATP 的形
成，因此光合作用光反應階段生成的產物有 O2 、[H]和 ATP。
(2)葉片光合作用產物一部分用來建造植物體結構和自身呼吸消耗，其余部分被輸送到植物體的儲藏器官儲
存起來。故正常條件下，植物葉片的光合產物不會全部運輸到其他部位。
(3)C4 植物的 CO2 固定途徑有 C4 和 C3 途徑，其主要的 CO2 固定酶是 PEPC ，Rubisco；而 C3 植物只有 C3 途
徑，其主要的 CO2 固定酶是 Rubisco。干旱會導致氣孔開度減小，葉片氣孔關閉， CO2 吸收減少；由于 C4 植物的 CO2 補償點低于 C3 植物，則 C4 植物能夠利用較低濃度的 CO2，因此光合作用受影響較小的植物是 C4
植物， C4 植物比 C3 植物生長得好。
6 ．（2022·全國乙卷 · 高考真題） 農業生產中， 農作物生長所需的氮素可以NO 的形式由根系從土壤中吸收。
一定時間內作物甲和作物乙的根細胞吸收NO 的速率與 O2 濃度的關系如圖所示?；卮鹣铝袉栴}。
(1)由圖可判斷NO進入根細胞的運輸方式是主動運輸，判斷的依據是 。
(2)O2 濃度大于 a 時作物乙吸收NO速率不再增加，推測其原因是 。
(3)作物甲和作物乙各自在NO最大吸收速率時， 作物甲根細胞的呼吸速率大于作物乙， 判斷依據是 。
(4)據圖可知，在農業生產中，為促進農作物對NO 的吸收利用，可以采取的措施是 。
【答案】(1)主動運輸需要呼吸作用提供能量， O2 濃度小于 a 點，根細胞對NO 的吸收速率與 O2 濃度呈正
相關 (2)主動運輸需要載體蛋白，此時載體蛋白數量達到飽和
(3)甲的NO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】根據物質運輸的方向以及運輸過程中是否需要能量，將物質跨膜運輸分為被動運輸和主動運輸， 其中主動運輸為逆濃度方向運輸，需要載體蛋白和能量的供應。曲線圖分析，當氧氣濃度小于 a 時，影響 根細胞吸收 NO3－ 的因素是能量，當氧氣濃度大于 a 時，影響根細胞吸收 NO3－ 的因素是載體蛋白的數量。 (1)主動運輸是低濃度向高濃度運輸，需要能量的供應、需要載體蛋白協助，由圖可知，當氧氣濃度小于 a 點時，隨著 O2 濃度的增加，根細胞對 NO3－ 的吸收速率也增加，說明根細胞吸收 NO3－需要能量的供應，
為主動運輸。
(2)主動運輸需要能量和載體蛋白， 呼吸作用可以為主動運輸提供能量， O2 濃度大于 a 時作物乙吸收 NO3－ 的 速率不再增加， 能量不再是限制因素， 此時影響根細胞吸收 NO3－速率的因素是載體蛋白的數量， 此時載體
蛋白數量達到飽和。
(3)曲線圖分析，當甲和乙根細胞均達到最大的 NO3－ 的吸收速率時，甲的 NO3－最大吸收速率大于乙，說明
甲需要能量多，消耗 O2 多，甲根部細胞的呼吸速率大于作物乙。
(4)在農業生產中，為了促進根細胞對礦質元素的吸收，需要定期松土，增加土壤中的含氧量，促進根細胞
的有氧呼吸，為主動運輸吸收礦質元素提供能量。
7 ．（2022·湖南 · 高考真題）將純凈水洗凈的河沙倒入潔凈的玻璃缸中制成沙床，作為種子萌發和植株生長 的基質。某水稻品種在光照強度為 8～10μmol/（s·m2）時，固定的 CO2 量等于呼吸作用釋放的 CO2 量;日照 時長短于 12 小時才能開花。將新采收并解除休眠的該水稻種子表面消毒， 浸種 1 天后， 播種于沙床上。將 沙床置于人工氣候室中， 保濕透氣， 晝/夜溫為 35℃/25℃, 光照強度為 2μmol/（s·m2），每天光照時長為 14
小時。回答下列問題:
(1)在此條件下，該水稻種子 （填“ 能”或“不能” ）萌發并成苗（以株高≥2 厘米，至少 1 片綠葉視為成
苗），理由是 。
(2)若將該水稻適齡秧苗栽植于上述沙床上，光照強度為 10μmol/（s·m2），其他條件與上述實驗相同，該水
稻 （填“ 能”或“不能” ）繁育出新的種子，理由是 （答出兩點即可）。
(3)若該水稻種子用于稻田直播（即將種子直接撒播于農田） ，為防鳥害、鼠害減少雜草生長， 須灌水覆蓋，
該種子應具有 特性。
【答案】(1) 能 種子萌發形成幼苗的過程中，消耗的能量主要來自種子胚乳中儲存的有機物，且光照
有利于葉片葉綠素的形成
(2) 不能 光照強度為 10μmol/(s m2)，等于光補償點，每天光照時長為 14 小時，此時光照時沒有有機物 的積累，黑暗中細胞呼吸仍需消耗有機物，故全天沒有有機物積累；且每天光照時長大于 12 小時，植株不
能開花
(3)耐受酒精毒害
【解析】種子萌發初期，消耗的能量主要來自種子胚乳中儲存的有機物，有機物含量逐漸減少；當幼苗出
土、形成綠葉后，開始通過光合作用合成有機物，但光合作用大于呼吸作用時，植株有機物開始增加。
(1)種子萌發形成幼苗的過程中，消耗的能量主要來自種子胚乳中儲存的有機物，因此在光照強度為
2μmol/(s m2)，每天光照時長為 14 小時， 雖然光照強度低于光補償點， 但光照有利于葉片葉綠素的形成， 種
子仍能萌發并成苗。
(2)將該水稻適齡秧苗栽植于上述沙床上， 光照強度為 10μmol/(s m2)，等于光補償點， 每天光照時長為 14 小 時， 此時光照時沒有有機物的積累， 黑暗中細胞呼吸仍需消耗有機物， 且每天光照時長大于 12 小時， 植株
不能開花，因此該水稻不能繁育出新的種子。
(3)
該水稻種子用于稻田直播(即將種子直接撒播于農田)，為防鳥害、鼠害減少雜草生長， 須灌水覆蓋， 此時種
子獲得氧氣較少，可通過無氧呼吸分解有機物供能，無氧呼吸產生的酒精對種子有一定的毒害作用，推測
該種子應具有耐受酒精毒害的特性。
8.（2022·江蘇南通 · 一模）下圖一是微生物細胞呼吸中的主要生化反應示意圖，①~⑤表示過程， A～D 表 示物質；圖二是檢測氣壓變化的密閉裝置， 反應瓶和中心小杯中放置有關實驗材料和試劑， 關閉活栓后， U
形管右管液面高度變化反映瓶中氣體體積變化。請回答下列問題：
（1）圖一中產生 ATP 最多的過程是 （填中序號），圖一中物質 C 是 。
（2）④和⑤過程產生的物質不同，直接原因是 。有人認為過程②和③并不都在
線粒體中進行，理由是 。
（3）某同學利用圖二所示裝置探究某種微生物的細胞呼吸方式，取甲、乙兩套該閉裝置設計實驗。實驗開 始時將右管液面高度調至參考點，實驗中定時記錄右管液面高度相對于參考點的變化（忽略其他原因引起
的容積變化）。
①請補充下表有關內容：
裝 置 反應瓶中加入的材料 小杯中加入的材 料 液面高度變化的含義
甲 一定濃度的葡萄糖溶液、微生物懸浮液 適量的 NaOH 溶 a ：
各 1mL 液 __________________
乙 b： c ： 細胞呼吸時 CO2 的釋放量與 O2 消耗量 的差值
②將甲、乙裝置均置于 28℃恒溫條件下進行實驗（實驗過程中微生物保持活性）， 60 min 后讀數。請補充
下表有關內容：
預期試驗結果 微生物的細胞呼吸方式
甲 乙
上升 不變 d：
e ： 下降 只進行產生 B 和 CO2 的無氧呼吸
上升 下降 f：
g： 不變 只進行產生 A 的無氧呼吸
【答案】（1） ③ 水
（2） 參與反應的酶不同 有的原核生物含②③相關的酶，也能進行上述過程
（3）細胞呼吸 O2 的消耗量 一定濃度的葡萄糖溶液、微生物懸浮液各 1mL 等量蒸餾水 只進行有氧
呼吸 不變 同時進行有氧呼吸和產生酒精、 CO2 的無氧呼吸 不變
【解析】分析圖一，①表示呼吸作用第一階段， ②表示有氧呼吸第二階段， ③表示有氧呼吸第三階段， ④⑤
表示無氧呼吸第二階段； A 表示乳酸， B 為酒精， C 是水， D 是水。
（1）有氧呼吸過程中產生 ATP 最多的是有氧呼吸的第三階段，對應圖中③; 圖一中物質 C 可與丙酮酸參
與有氧呼吸第二階段，表示水。
（2）④和⑤都是無氧呼吸第二階段，兩個過程產生的物質不同，直接原因是參與反應的酶不同；有人認為 過程②和③并不都在線粒體中進行，理由是有的原核生物無線粒體，但含有與有氧呼吸有關的酶，也能進
行上述過程。
（3）①根據甲中所放的材料和試劑和液面高度變化的含義可以判斷，反應瓶中細胞呼吸釋放的 CO2 被 NaOH 溶液吸收，同時可能消耗 O2 ，所以液面高度變化的含義是細胞呼吸時氧氣的消耗量；根據乙中液面 高度變化的含義，可以判斷反應瓶中所加材料應與甲相同為一定濃度的葡萄糖溶液、微生物懸浮液各 1ml，
而小杯內加入的材料應該是等量蒸餾水。
②甲液滴上升，說明消耗了氧氣，乙液滴不變，說明消耗的氧氣量等于產生的二氧化碳量或既沒有消耗氧 氣也沒有產生二氧化碳，因此微生物只進行有氧呼吸或進行有氧呼吸和產生乳酸的無氧呼吸；若微生物只 進行產生酒精和 CO2 的無氧呼吸，說明不消耗氧氣，但產生了二氧化碳，則表現為乙液滴下降，甲液滴不 變；甲液滴上升，說明消耗了氧氣，乙液滴下降，說明產生的二氧化碳量多于消耗的氧氣量，因此微生物 同時進行有氧呼吸和產生酒精、 CO2 的無氧呼吸；若微生物只進行產生乳酸的無氧呼吸，則既不消耗氧氣，
也不產生二氧化碳，故甲液滴不變，乙液滴也不變。
9.（2022·湖南永州 ·三模） 生物興趣小組對光合作用的過程及其影響因素進行了相關研究。如圖是某一年生
的高等植物細胞中光合作用過程圖解，圖中英文字母代表相應物質?；卮鹣铝袉栴}：
（1）興趣小組在研究過程中增強光照強度， 檢測到圖中的 A 物質產生量迅速增多， 但不久又恢復到一定水 平。 A 物質無法維持在一個較高水平，最可能的外因是圖中物質 （填字母） 的供應量未能同步增加：
在同一過程中 C3 的變化規律是
,原因是 。
____________________
（2）給該種高等植物施氮肥的同時補充水分，其光合速率會更大，試從水的角度分析其原因：
（答出兩點即可）。
（3）卡爾文運用同位素標記法研究了光合作用過程中 CO2 中碳的轉移途徑，請你用同位素標記法設計實驗
探究外源提供的 B 物質是否可以被光合作用的暗反應所利用。
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
（要求：寫出簡單的實驗設計思路）。
【答案】（1）E 先迅速減少，不久后達到相對穩定的水平 由于光照強度增強，ATP 和 NADPH 突然 增加， C3 的還原加快， 而 CO2 的固定基本不變， 導致 C3 迅速減少， 但由于 CO2 供應不足， 隨后達到相對穩
定的水平
（2）水作為良好的溶劑，補充水分可以降低土壤溶液濃度，有利于小麥根細胞對氮、磷等元素的吸收；同 時可保證小麥吸收充足的水分，促進氣孔開放（或有利于增大氣孔導度），從而保證了葉肉細胞中 CO2 的
供應
（3）將葉綠體中的 B 物質用放射性同位素標記， 并將植物置于光照、溫度等條件均適宜的環境中， 一段時
間后，采用一定的方法檢測光合產物糖類中是否出現了放射性
【解析】（1）水光解可以產生氧氣和 H+ 、e- ，圖中 A 為氧氣，e-和 H+與來自葉綠體基質的 NADP+反應生 成 NADPH，由于光反應和暗反應偶聯， CO2 是暗反應的原料， 因此若 CO2 供應未能同步， 即 CO2 不足， 光 反應也不能持續進行，且產生的氧氣也會釋放到環境中或用于細胞呼吸，即不久又恢復到一定水平；由于 光照強度增強，光反應產物 ATP 和 NADPH 突然增加，C3 的還原加快（C3 還原需要光反應產物 ATP 和 NADPH），而 CO2 的固定基本不變，導致 C3 迅速減少，但由于 CO2 供應不足，隨后達到相對穩定的水平，
因此 C3 的變化規律是先迅速減少，不久后達到相對穩定的水平。
（2）水作為光合作用的原料；水作為良好的溶劑，補充水分可以降低土壤溶液濃度，有利于小麥根細胞對 氮、磷等元素的吸收；同時可保證小麥吸收充足的水分，促進氣孔開放（或有利于增大氣孔導度），氣孔
是 CO2 的通道，從而保證了葉肉細胞中 CO2 的供應。
（3）同位素標記可以追蹤物質的去向，若要探究外源提供的 B 物質是否可以被光合作用的暗反應所利用， 可將葉綠體中的 B 物質用放射性同位素標記，并將植物置于光照、溫度等條件均適宜的環境中，一段時間
后，采用一定的方法檢測光合產物糖類中是否出現了放射性。
10.（2022·浙江 · 二模）光合作用是生命的發動機，也是地球上生物圈形成與運轉的關鍵環節，更是未來能 源的希望。下圖甲是葉綠體中光合作用部分過程的簡化示意圖(①和②是可移動載體）；圖乙為某實驗小
組探究影響光合作用環境因素的實驗裝置。
回答下列問題：
（1）圖甲中所示的生物膜是 膜，其中含有光合色素的復合物是 （用羅馬數字表示）。與
圖甲中復合物Ⅳ具有相似功能的物質還存在于真核生物的 膜上。
（2）圖甲中 e-表示電子，當環境中 CO2 濃度適度增加時， e-在脂雙層上傳遞的速度將 （填“增大”
或“減小” ）。
（3）在適宜的條件下離體培養葉綠體，若向培養液中加入某種物質，該物質阻斷復合物Ⅳ對 H+ 的運輸，
則 ATP 的生成速率將 （填“增大”或“減小”）。 ATP 為碳反應提供了 。
（4）由圖乙裝置可分析，該實驗小組測量光合速率的指標是 。若突然增加光源
與裝置的距離，則短時間內葉綠體中含量會增加的是 （填“三碳酸”或“RuBP”）。
【答案】（1）類囊體 I 和Ⅲ 線粒體內 （2）增大 （3）減小 能量和磷酸基團
（4）單位時間、單位面積氧氣釋放量（氧氣釋放速率） 三碳酸
【解析】（1）圖甲能吸收光能，進行水的光解，表示光反應，光反應的場所是葉綠體的類囊體薄膜，因此 圖甲中所示的生物膜是類囊體膜，光合色素能夠吸收和傳遞光能，因此圖中含有光合色素的復合物是 I 和 Ⅲ。圖甲中復合物Ⅳ能運輸 H+ ，還能催化 ATP 的形成，該物質還可以分布在線粒體內膜上，將 H+運進線
粒體內膜的同時催化 ATP 合成。
（2）環境中 CO2 濃度適度增加時， 暗反應速率加快， 會消耗更多光反應產物 NADPH 和 ATP，故圖中的電
子在脂雙層上傳遞的速度將加快，以形成更多的 NADPH 和 ATP。
（3）從圖上可知，復合物 IV 對 H+ 的運輸促成了 ATP 的合成，若此過程被阻斷， ATP 生成速率將會下降。
ATP 水解為碳反應提供了能量和磷酸基團。
（4）圖乙為某實驗小組探究影響光合作用環境因素的實驗裝置，可用單位時間、單位面積氧氣釋放量（氧 氣釋放速率）來表示凈光合速率，若默認為不同條件下呼吸速率不變，也可用單位時間、單位面積氧氣釋 放量（氧氣釋放速率）來比較光合速率的大??；若突然增加光源與裝置的距離，則光照強度減弱，光反應 產生的 ATP 和 NADPH 減少， 暗反應還原 C3 的速率減小， 短時間內 CO2 固定速率不變， 因此短時間內葉綠
體中三碳酸（C3 ）含量增加，而 RuBP（C5 ）減少。

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