2026江苏春季高考生物总复习：专题04 细胞呼吸及光合作用（知识梳理+3大考点）（原卷版）

专题03呼吸与光合作用

目录

第一部分明晰学考要求·精准复习

第二部分基础知识梳理·全面提升

第三部分考点精讲精练·对点突破

考点01细胞呼吸类型及原理

考点02绿叶中色素提取与分离及光合作用原理

考点03光合作用与呼吸作用综合

第四部分实战能力训练·满分必刷

考试目标层次

知识内容学考预测

A（了解水平）B（理解水平）C（应用水平）

考点01细胞呼

√考点1中主要考察细胞

吸类型及原理

呼吸类型判断以及影

考点02绿叶中

响呼吸作用因素；考点

色素提取与分

2中主要考察绿叶中色

√

离及光合作用

素提取与分离及光合

原理

作用影响因素；考点3

考点03光合作中主要考察光合作用

用与呼吸作用√与呼吸作用综合应用。

综合

知识点一细胞呼吸类型及原理

一、细胞呼吸

1、细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化塘或其他产物，释放能量并生成ATP

的过程。

①发生的场所：细胞内

②分解的底物：生物体内的有机物（糖类、脂质和蛋白质等）

③呼吸产物：二氧化碳和水或不彻底的氧化产物（无氧呼吸）

④能量变化：将有机物中的化学能释放出来

2、实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式

①酵母菌是一种单细胞真菌，在有氧和无氧条件下都能生存，属于兼性厌氧菌，可通过测定酵母菌在有

氧无氧条件下细胞呼吸的产物，来确定酵母菌细胞呼吸方式。

②CO2可使澄清石灰水变浑浊，也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。

③橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与乙醇发生化学反应，变成灰绿色。

④结论：酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。在有氧条件下，酵母菌通过呼吸产生大量二氧

化碳和水，无氧条件下，酵母菌通过呼吸产生酒精，还产生少量二氧化碳。

二、有氧呼吸

1、有氧呼吸的概念和实质：

（1）概念：指细胞在有氧的参与下，通过多种酶的催化作用下，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二

氧化碳和水，释放出大量能量，生成ATP的过程。

（2）实质：细胞在氧气的参与下，分解有机物，释放能量。

2、有氧呼吸的场所：细胞质基质和线粒体（主要）

3、线粒体的内膜上和基质中含有许多种与有氧呼吸有关的酶，少量的DNA。

4、有氧呼吸最常利用的物质是葡萄糖，反应方程式可以简写成：

总反应式：C6H12O6+6O2+6H2O——→（酶）6CO2+12H2O+能量

有氧呼吸场所反应式

第一阶段细胞质基质C6H12O6→2丙酮酸+4[H]+少量能量

第二阶段线粒体基质2丙酮酸+6H2O→6CO2+20[H]+少量能量

第三阶段线粒体内膜24[H]+6O2→12H2O+大量能量

三、无氧呼吸

1、无氧呼吸的概念和实质：

（1）概念：一般是指细胞在无氧的条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解为不彻底的氧化产

物（酒精或乳酸），同时释放出少量能量的过程。

（2）实质：有机物不彻底的氧化分解，释放能量。

2、场所：细胞质基质

3、方程式：

酶

CHO——→2CHOH（酒精）+2CO+少量能量

6126酶252

C6H12O6——→2C3H6O3(乳酸)+少量能量

4、微生物的无氧呼吸也叫发酵，生成乳酸的叫乳酸发酵，生成酒精的叫酒精发酵

有氧呼吸无氧呼吸

不条件需氧不需氧

同场所细胞质基质（一），线粒体（二，三）细胞质基质

点分解产物CO2和H2O乳酸或酒精和CO2

释放能量较多较少

相反应条件需酶和适宜温度

同本质氧化分解有机物，释放能量，生成ATP供生命活动所需

点过程第一阶段相同

意义为生物体的各项生命活动提供能量

知识点二绿叶中色素提取与分离及光合作用原理

一、绿叶中色素的提取和分离

（1）实验原理：

①色素的提取原理：绿叶中色素不溶于水，易溶于无水乙醇、丙酮等有机溶剂

②色素的分离原理：不同色素在层析液中溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散的速度快，反之

则慢。

实验材料：新鲜的绿叶（如菠菜的绿叶），无水乙醇，层析液（由20份在60～90℃下分馏出来的石油醚、2

份丙酮和1份苯混合而成。93号汽油也可代用），二氧化硅和碳酸钙。

实验过程：

二、叶绿体的结构：

1、叶绿体只存在于植物的绿色细胞中，扁平的椭球形或球形，双层膜（透明的，有利于光照的透过）。

2、叶绿体内部由多个类囊体堆叠成基粒，基粒上有色素，吸收光能的色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上。

每个基粒由2-100个类囊体组成，增大叶绿体内的膜面积，扩大色素酶附着面，扩大了受光面积，有利于提

高光能的利用率。

3、基粒与基粒之间充满了基质，基质光合作用中暗反应进行的场所。

三、光合作用的探究历程

①、1648年海尔蒙脱(比利时)，把一棵2.3kg的柳树苗种植在一桶90.8kg的土壤中，然后只用雨水浇灌

而不供给任何其他物质，5年后柳树增重到76.7kg，而土壤只减轻了57g。指出：植物的物质积累

来自水

②、1771年英国科学家普里斯特利发现，将点燃的蜡烛与绿色植物一起放在密闭的玻璃罩内，蜡烛不容

易熄灭；将小鼠与绿色植物一起放在玻璃罩内，小鼠不容易窒息而死，证明：植物可以更新空气。

③、1785年，由于空气组成的发现，人们明确了绿叶在光下放出的气体是氧气，吸收的是二氧化碳。

1845年，德国科学家梅耶指出，植物进行光合作用时，把光能转换成化学能储存起来。

④、1864年,德国科学家把绿叶放在暗处理的绿色叶片一半暴光，另一半遮光。过一段时间后，用碘蒸

气处理叶片，发现遮光的那一半叶片没有发生颜色变化，曝光的那一半叶片则呈深蓝色。证明：绿

色叶片在光合作用中产生了淀粉。

⑤、1880年，德国科学家思吉尔曼用水绵进行光合作用的实验。证明：叶绿体是绿色植物进行光合作用

的场所，氧是叶绿体释放出来的。

18

⑥、20世纪30年代美国科学家鲁宾卡门采用同位素标记法研究了光合作用。第一组相植物提供H2O和

1818

CO2，释放的是O2；第二组提供H2O和CO，释放的是O2。光合作用释放的氧全部来自来水。

四、光合作用的过程CO2+H2O(光能）——→（叶绿体）(CH2O)+O2

1、光合作用的过程图解

2、光合作用总反应式中标出各元素的来源和去路

3、光反应和暗反应

项目光反应暗反应

不需要光和色素，但需要多种酶、

条件需要光、色素和酶等

ATP和

场所叶绿体类囊体的薄膜上[H叶]绿体的基质中

CO2的固定：CO2＋五碳化合物

水的光解：H2O→＋O2酶

――→三碳化合物

物质转化ATP的形成：ADP[＋HP]i＋光能

酶三碳化合物的还原：三碳化合物＋

――→ATP酶

――→(CH2O)＋五碳化合物

活[H跃]的化学能→有机物中稳定的化

能量转化光能→活跃的化学能

学能

联系光反应为暗反应提供和ATP，暗反应为光反应提供ADP和Pi

[H]

知识点三光合作用与呼吸作用综合

一、不同条件下叶绿体内各物质的动态变化规律

条件三碳化合物五碳化合物和ATP模型分析

[H]

光照由强到弱，

增加减少减少或没有

CO2供应不变

光照由弱到强，

减少增加增加

CO2供应不变

光照不变，CO2由

减少增加增加

充足到不足

光照不变，CO2由

增加减少减少

不足到充足

二、影响光合作用的环境因素

(1)光照强度

①原理分析：光照强度影响光合速率的原理是通过影响光反应阶段，制约ATP和[H]的产生，进而制约暗反

应阶段。

②图像分析：A点时只进行细胞呼吸；AB段随着光照强度的增强，光合作用强度也增强，但是仍然小于细

胞呼吸强度；B点时代谢特点为光合作用强度等于细胞呼吸强度；BC段随着光照强度的增强，光合作用强

度也不断增强；C点对应的光照强度为光饱和点，限制C点的环境因素可能有温度或二氧化碳浓度等。

(2)光照面积

①图像分析：OA段表明随叶面积的不断增大，光合作用实际量不断增大，A点为光合作用面积的饱和点。

随叶面积的增大，光合作用强度不再增加，原因是有很多叶被遮挡，光照不足。

OB段表明干物质量随光合作用增加而增加，而由于A点以后光合作用强度不再增加，但叶片随叶面积的不

断增加，呼吸量(OC段)不断增加，所以干物质积累量不断降低(BC段)。

②应用分析：适当间苗、修剪，合理施肥、浇水，避免徒长。封行过早，使中下层叶子所受的光照往往在

光补偿点以下，白白消耗有机物，造成不必要的浪费。

(3)CO2浓度

①原理分析：CO2浓度影响光合作用的原理是通过影响暗反应阶段，制约C3生成。

②图像分析：图1中A点表示光合作用速率等于细胞呼吸速率时的CO2浓度，即CO2补偿点，而图2中的

A′点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度；两图中的B和B′点都表示CO2饱和点，两图都表示在一

定范围内，光合作用速率随CO2浓度增加而增大。

③应用分析：大气中的CO2浓度处于OA′段时，植物无法进行光合作用；在农业生产中可通过“正其行，

通其风”和增施农家肥等措施增加CO2浓度，提高光合作用速率。

三、经典图例

1、夏季植物CO2气体吸收与释放典型曲线分析：

曲线分析：

①Oa段：凌晨3时～4时，温度降低，细胞呼吸强度减弱，CO2释放减少。

②b点：上午6时左右，太阳出来，开始进行光合作用。

③bc段：光合作用强度小于细胞呼吸强度。

④c点：上午7时左右，光合作用强度等于细胞呼吸强度。

⑤ce段：光合作用强度大于细胞呼吸强度。

⑥d点：温度过高，失水过多导致部分气孔关闭，出现“午休”现象。

午休现象：由于中午气温过高，植物失水过多，为避免过度失水，植物关闭气孔，同时导致吸收的CO2减少，

光合作用受阻的现象。

⑦e点：下午6时左右，光合作用强度等于细胞呼吸强度。

⑧ef段：光合作用强度小于呼吸作用强度。

⑨fg段：太阳落山，光合作用停止，只进行细胞呼吸。

2、有机物产生与消耗情况的分析：

①积累有机物时间段：ce段。c点和e点时，光合作用强度与细胞呼吸强度相等，ce段由于光照强度增加，

光合作用强度大于细胞呼吸强度，故不断积累有机物。

②制造有机物时间段：bf段。b点大约早上6时，太阳升起，有光照，开始进行光合作用；f点大约为下午

6时，太阳落山，无光，停止光合作用。

③消耗有机物时间段：Og段。一天24小时，细胞的生命活动时刻进行，即不停消耗能量，故细胞呼吸始终

进行。

④一天中有机物积累最多时间点：e点。白天，光合作用强度大于细胞呼吸强度，积累有机物；e点后，随

着光照减弱，细胞呼吸强度大于光合作用强度，故e点时有机物积累量最多。

3、密闭容器中一昼夜植物光合作用曲线：

①AB段：无光照，植物只进行呼吸作用。

②BC段：温度降低，呼吸作用减弱。

③CD段：4时候，微弱光照，开始进行光合作用，但光合作用强度＜呼吸作用强度。

④D点：光合作用强度=呼吸作用强度。

⑤DH点：光合作用强度＞呼吸作用强度，其中FG段表示“午休”现象。

⑥H点：光合作用强度=呼吸作用强度。

⑦HI段：光照继续减弱，光合作用强度＜呼吸作用强度，直至光合作用完全停止。

经过一天24小时后，CO2总浓度降低，说明植物积累了有机物，植物生长了。

考点01细胞呼吸类型及原理

【典型例题1】

（2022·江苏·高考真题）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

1．水稻的剑叶是水稻的重要器官，剑叶细胞进行的相关生理过程的图解，如图所示。剑叶有直立剑叶和水

平剑叶两种类型，某生物科研小组在相同且适宜的光照下测定两种剑叶的气孔导度（气孔开放程度）、胞

间CO2浓度和净光合速率，结果如下表所示。下列叙述错误的是（）

剑叶类

-2-1-1-2-1

气孔导度（molH2O·ms）胞间CO2浓度（μmolCO2·mol）净光合速率（umolCO2·m·s）

型

直立剑

0.7625712

叶

水平剑

0.7516823

叶

A．晴朗的白天，剑叶细胞中产生ATP的过程是①②④

1818

B．若给水稻叶片提供CO2，水稻根中的糖类会含有O

C．水平剑叶与光照方向几乎垂直，有利于最大程度地利用光能

D．水平剑叶比直立剑叶从胞间吸收的CO2更多，净光合速率更强

2．下图为不同生物体内葡萄糖分解代谢过程的图解（图1表示不同O2体积分数的气体交换情况：图2表

示葡萄糖分解代谢过程图解，其中①-⑤表示过程、AB表示物质）。据下图回答问题：

18

(1)若图1表示人在剧烈运动时的代谢过程，则不应该有过程（填标号），产生的H2O含有

放射性，其放射性来自于反应物中的。

(2)若某生物细胞呼吸方式有图1中①③和①④⑤两种，则其细胞呼吸强度（可以/不可以）

用CO2释放量来表示，原因是。

(3)若图2表示某植物的非绿色器官在不同氧浓度下O2吸收量和CO2释放量的变化，当O2浓度达到25%以后，

O2吸收量不再继续增加的内因主要是；在点最适于储存水果蔬菜，判断理由

是。

有关细胞呼吸的7个易错点

(1)有H2O生成的一定是有氧呼吸，有CO2生成的可能是有氧呼吸，也可能是无氧呼吸，但一定不是乳酸发

酵。

(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。

(3)无氧呼吸只释放少量能量，其余能量储存在分解不彻底的氧化产物——酒精或乳酸中。

(4)水稻等植物长期水淹后烂根的原因是无氧呼吸产生的酒精对细胞有毒害作用。

(5)有氧呼吸与无氧呼吸产物最大的区别是无氧呼吸没有水生成，并且无氧呼吸只在第一阶段产生ATP。

(6)真核生物细胞并非都能进行有氧呼吸，如蛔虫细胞、哺乳动物成熟的红细胞只能进行无氧呼吸。

(7)原核生物无线粒体，但有些原核生物仍可进行有氧呼吸，如蓝藻、硝化细菌等，因为其细胞中含有与有

氧呼吸有关的酶。

考点02绿叶中色素提取与分离及光合作用原理

【典型例题1】

（2023·江苏·高考真题）下列关于“提取和分离叶绿体色素”实验叙述合理的是（）

A．用有机溶剂提取色素时，加入碳酸钙是为了防止类胡萝卜素被破坏

B．若连续多次重复画滤液细线可累积更多的色素，但易出现色素带重叠

C．该实验提取和分离色素的方法可用于测定绿叶中各种色素含量

D．用红色苋菜叶进行实验可得到5条色素带，花青素位于叶绿素a、b之间

1．研究人员以低叶绿素含量突变体水稻（YL，比野生型低50%）和其野生型（WT）为材料进行光合作用实

验。在幼苗期先进行低光强（LL）和高光强（HL）处理，培养一段时间后，检测不同光照强度下的光合值，

结果如图。下列分析合理的是（）

A．YL主要吸收蓝紫光，WT主要吸收红光和蓝紫光

B．HL处理能够有效提高YL和WT的光合速率

C．光强大于1000molm2s1，YL的生长更有优势

D．维持叶片高叶绿素含量是提高光合速率的必要条件

2．Zn2+是我国土壤中典型的重金属污染物。高羊茅、黑麦草、草地早熟禾等草坪草对Zn2+的吸收和耐受能

力有一定差异。回答下列问题：

(1)Zn2+是生物体内的元素，以方式进入植物根细胞。过量的Zn2+进入土壤最终会通过的

传递危害人类自身健康。

(2)研究人员以高羊茅、黑麦草、草地早熟禾等草坪草为材料，测定不同浓度Zn2+胁迫下草坪草光合速率的

影响，结果见下图。

①三种草坪草中对Zn2+处理浓度最为敏感的是，在上述实验所设的浓度中，能促进黑麦草净光合速

率的最大Zn2+浓度为。

②随着Zn2+浓度过度增加，会影响等元素的吸收，导致合成叶绿素的原料减少；同时，的活

性下降，从而使叶绿素含量下降。

2＋

(3)研究人员进一步测定了在Zn胁迫下高羊茅的净光合速率（Pn）、胞间CO2浓度（Ci）、气孔导度（Gs）

以及Zn2+含量，结果如下表。

表：Zn2+胁迫下高羊茅的光合指标及重金属含量

2+2+

Zn浓度净光合速率Pn胞间CO2浓度Ci气孔导度GsZn的含量

-1-2-1-1-2-1-1

（Mg·L）（μmolCO2·m·s）（μmolCO2·mol）（molH2O·m·S）（g·kg）

02.16201851.02

5003.06101921.38

8003.96052001.45

11004.16152201.79

14001.74581051.55

（注：净光合速率常用光照条件下单位时间内单位面积叶片（CO2吸收量或O2释放量表示）

据表分析，随Zn2+处理浓度的上升，高羊茅的净光合速率先上升后下降，其中下降是否受气孔因素的影

响？。随Zn2+处理浓度的上升，高羊茅中Zn2＋含量也先上升后下降，从进化的角度分析，这能体现

高羊茅对重金属Zn2+胁迫的。实验所测得的数据还不能反映高羊茅一天的有机物积累情况，原因

是。

1．叶绿体中的色素有4种，即叶绿素a、叶绿素b、叶黄素和胡萝卜素。

2．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。

3．吸收光能的四种色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上。

4．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。

5．光合作用释放的O2来自于H2O。

6．光反应阶段就是叶绿体中的色素吸收光能，将H2O分解成[H]和O2，同时形成ATP的过程。

7．暗反应过程是在叶绿体基质内，在多种酶催化下完成的，包括CO2的固定和C3的还原等过程。

考点03光合作用与呼吸作用综合

【典型例题1】

（2024·江苏·高考真题）科研人员对蓝细菌的光合放氧、呼吸耗氧和叶绿素a含量等进行了系列研究。图1

是蓝细菌光合作用部分过程示意图，图2是温度对蓝细菌光合放氧和呼吸耗氧影响的曲线图。请回答下列

问题：

+

(1)图1中H从类囊体膜内侧到外侧只能通过ATP合酶，而O2能自由通过类囊体膜，说明类囊体膜具有的特

性是。碳反应中C3在的作用下转变为（CH2O），此过程发生的区域位于蓝细菌的中。

(2)图2中蓝细菌光合放氧的曲线是（从“甲”“乙”中选填），理由为。

(3)在一定条件下，测定样液中蓝细菌密度和叶绿素a含量，建立叶绿素a含量与蓝细菌密度的相关曲线，

用于估算水体中蓝细菌密度。请完成下表：

实验目的简要操作步骤

测定样液蓝细菌数量按一定浓度梯度稀释样液，分别用血细胞计数板计数，取样前需①

浓缩蓝细菌②

③将浓缩的蓝细菌用一定量的乙醇重新悬浮

④用锡箔纸包裹装有悬浮液的试管，避光存放

建立相关曲线用分光光度计测定叶绿素a含量，计算

1．在光照等条件下，番茄叶片叶肉细胞进行光合作用与有氧呼吸、以及细胞内外交换的示意图如下（数字

表示结构，小写字母代号表示物质的移动情况），有关说法错误的是（）

A．图中线粒体中2处释放的能量远远多于3处

B．叶绿体内发生光能转变为C6H12O6的化学能

C．物质A进入线粒体后彻底分解需要水的参与

D．h=c，d=g时的光照强度为番茄植株的光补偿点

2．图甲表示水稻的叶肉细胞在光照强度分别为A、B、C、D时的CO2释放速率和O2产生速率的变化。图乙

表示蓝细菌的CO2吸收速率与光照强度的关系，下列说法正确的是（）

A．图甲中，光照强度为B时，水稻叶肉细胞的光合速率等于呼吸速率

B．图甲中，光照强度为D时，水稻叶肉细胞从周围环境中吸收CO2的速率相对值为2

C．图乙中，光照强度为X时，蓝细菌产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体

D．图乙中，限制E、F、G点光合速率的主要因素是光照强度

光合作用、细胞呼吸曲线中关键点的移动

(1)CO2(或光)补偿点和饱和点的移动方向：一般有左移、右移之分，其中CO2(或

光)补偿点B是曲线与横轴的交点，CO2(或光)饱和点C则是最大光合速率对应的CO2浓度(或光照强度)，位

于横轴上。

①呼吸速率增加，其他条件不变时，CO2(或光)补偿点B应右移，反之左移。

②呼吸速率基本不变，相关条件的改变使光合速率下降时，CO2(或光)补偿点B应右移，反之左移。

③阴生植物与阳生植物相比，CO2(或光)补偿点和饱和点都应向左移动。

(2)曲线上其他点(补偿点之外的点)的移动方向：在外界条件的影响下，通过分析光合速率和呼吸速率的变化，

进而对曲线上某一点的纵、横坐标进行具体分析，确定横坐标左移或右移，纵坐标上移或下移，最后得到

该点的移动方向。

①呼吸速率增加，其他条件不变时，曲线上的A点下移，其他点向左下方移动，反之A点上移，其他点向

右上方移动。

②呼吸速率基本不变，相关条件的改变使光合速率下降时，曲线上的A点不动，其他点向左下方移动，反

之向右上方移动。

1．霸王棕是庭院中常见的观赏植物，自然条件下，霸王棕24小时内CO2的变化情况如图所示。下列相关

叙述正确的是（）

A．CO2在细胞质基质中被固定不需要消耗能量

B．10：00~12：00曲线b下降的原因是气孔部分关闭，CO2供应不足

C．10：00~12：00霸王棕的呼吸速率增大，总光合速率也增大

D．18：00时叶肉细胞光合作用强度等于呼吸作用强度

2．巴黎奥运会男子100米自由泳决赛中，中国选手潘展乐夺得金牌，并打破该项运动的世界记录。在激烈

的游泳运动时，肌肉细胞有氧呼吸产生NADH的速度超过其再形成NAD+的速度，这时肌肉中形成的丙酮酸

由乳酸脱氢酶催化转变为乳酸，使NAD+再生，保证葡萄糖到丙酮酸能够继续进行产生ATP。肌肉中的乳酸

扩散到血液并随着血液进入肝细胞，在肝细胞内通过葡糖异生途径转变为葡萄糖。下列说法正确的是（）

A．激烈的游泳运动中，肌细胞产生的CO2与消耗的O2的比值始终等于1

B．有氧呼吸过程中，NADH在细胞质基质中产生，在线粒体基质和内膜处被消耗

C．肌细胞产生的乳酸需在肝细胞中重新合成葡萄糖，说明这两种细胞内的核酸相同

D．丙酮酸被还原为乳酸的过程中会生成NAD+和少量的ATP，供给肌细胞使用

3．科学家研究发现，细胞内脂肪的合成与有氧呼吸过程有关，机理如下图所示。下列有关叙述正确的是（）

A．细胞内包裹脂肪的脂滴膜最可能是由单层磷脂分子构成的

B．Ca2+在线粒体内膜上调控有氧呼吸的第三阶段，进而影响脂肪的合成

C．Ca2+进入内质网腔的方式属于协助扩散

D．图示过程为细胞呼吸能为生物体供能提供了直接有力的证据

4．水淹、灌溉不均匀等极易使植株根系供氧不足，造成低氧胁迫。某研究小组利用水培技术探究了低氧条

件对A、B两个黄瓜品种根细胞呼吸的影响，测得第6天时根细胞中丙酮酸和乙醇的含量，结果如图1、2

所示。下列说法正确的是（）

A．该实验的自变量是通气情况、黄瓜品种，因变量是丙酮酸和乙醇的含量

B．氧气充足时，黄瓜根细胞产生丙酮酸的场所是线粒体基质

C．正常通气情况下，根细胞只进行有氧呼吸，而在低氧胁迫情况下则进行有氧呼吸和无氧呼吸

D．低氧胁迫情况下，品种A的根细胞中催化丙酮酸转化为乙醇的酶的活性低于品种B的

二、多选题

5．如图为足球运动员在一次冲刺时，肌肉收缩过程中存量ATP、无氧呼吸和有氧呼吸释放能量随时间变化

的示意图。下列分析正确的是（）

A．最开始的6～8秒，运动员细胞内的ATP含量急剧减少

B．无氧呼吸时，葡萄糖中的能量主要转化为热能

C．运动员细胞呼吸产生CO2意味着进行了有氧呼吸

D．与60～90秒相比，10～40秒细胞呼吸消耗了更多的葡萄糖

6．线粒体内膜上有核基因编码的专门运输ATP和ADP的转运体蛋白AAC，AAC只能1：1交换ADP和ATP，

确保细胞正常代谢的能量需求。一种被称为米酵菌酸的不饱和脂肪酸毒素，可以竞争性地结合在AAC的ATP

结合位点上。如图表示线粒体外膜在线粒体上的ATP及H+的转运机制。下列有关说法正确的是（）

A．ATP和ADP携带不等负电荷跨膜使线粒体内膜两侧形成了膜电位差

B．线粒体内膜是合成ATP的唯一场所，内膜面积与外膜面积基本相同

C．线粒体内外膜间隙内容物的组成可能和细胞质基质相似

D．误食含米酵菌酸的食物可能会导致食物中毒

7．研究发现，精子运动依赖于Ca2+的内流。树鼩精子头部及鞭毛处存在特异性Ca2+通道（CatSper）蛋白，

用Ca2+通道抑制剂HC-056456处理精子，精子的运动能力显著降低，用HC-056456和孕酮共同处理精子，

精子的运动能力大大提高。下列叙述正确的是（）

A．Ca2+通过CatSper进入树鼩精子内需要消耗ATP

B．Ca2+作为信息分子传递信息从而调节精子的运动

C．孕酮或能够解除HC-056456对CatSper的抑制作用

D．树鼩精子运动所需能量主要来源于有氧呼吸

8．有机农产品是纯天然、无污染的AA级绿色产品，生产的全部过程中禁止使用人工合成物质，而是在封

闭状态下利用动物、植物、微生物和土壤4种生产因素的有效循环进行生产。下列叙述错误的是（）

A．可增大农作物种植密度，以提高有机农产品的产量

B．生产毗邻区的环境污染可能会影响有机农产品的品质

C．使用有益天敌除虫和使用机械的方法除杂草都属于生物防治

D．可大量种植转基因新品种，以提高产品的产量和营养价值

9．如图为某植物叶肉细胞在A、B、C、D四种不同条件下的CO2相对交换示意图（其中显示了线粒体和叶

绿体两种细胞器），下列相关叙述正确的是（）

A．图中B条件可能是黑暗环境，此时植物不进行光合作用

B．图中只有在C、D条件下叶肉细胞才进行光合作用

C．图中D条件下，植物叶肉细胞的光合作用速率大于呼吸速率

D．该植物处于图中C条件下，体内的有机物不会减少

三、非选择题

10．卡尔文循环是由CO2产生糖的途径，存在几乎所有光合生物中，其过程如图1所示。卡尔文循环中的

Rubisco在CO2少而O2很多的情况下能催化C5与O2结合产生一种二碳化合物，最终生成CO2和H2O，该过

程称为光呼吸，如图2所示。回答下列相关问题：

(1)图1中，CO2固定的第一个产物是；NADPH在卡尔文循环中的作用是。

(2)光合作用产物中进入筛管，再通过韧皮部运输到植株各处。与葡萄糖相比，光合作用产物以该物质

的形式进行运输的优点是（答出1点）。

(3)由图2可知，与光呼吸发生相关的细胞器有。研究发现，在强光照、干旱的条件下，植物的光呼吸

会增强，从CO2与O2的角度分析，其原因是。

(4)光呼吸会导致参与光合作用的碳流失，使光合产物生成量下降。请从Rubisco的角度提出一条利用现代生

物技术提高植物产量的研究思路：。

11．根据光合作用暗反应过程中CO2的固定途径，绿色植物可以分为C3植物、C4植物和CAM植物。C4植物

的CO2补偿点（光合速率与呼吸速率相等时的环境CO2浓度）比C3植物的低，通过C4途径能固定低浓度CO2

生成C4，C4植物的CO2固定途径如图1所示。CAM植物的两个CO2固定途径在时间上是分开的，其中晚上

气孔开放，从外界吸收CO2并以苹果酸的形式储存在液泡中，白天气孔部分或全部关闭，CO2来自细胞内部，

CAM植物的CO2固定途径如图2所示。C4植物和CAM植物都能适应干旱环境。回答下列问题：

(1)C3途径（卡尔文循环）中与CO2分子结合的物质X是；C4植物中进行C3途径的场所为细

胞。

(2)C4植物能适应干旱环境是因为叶肉细胞中的P酶与CO2的亲和力（填“高”或“低”），C4植物、CAM

植物都能进行C4途径和C3途径，CAM植物进行卡尔文循环所需CO2的来源是（填过程）。

(3)现有C3植物甲、C4植物乙和CAM植物丙。将大小相近、生长良好的植物甲和乙的幼苗置于光照、温度等

条件适宜且有一定浓度CO2的同一透明密闭容器中，一段时间后，植物甲先停止生长，原因是；

将植物丙置于干旱条件下培养，一段时间后，其叶肉细胞细胞液的pH在晚上会降低，原因是。

12．当光照过强，植物吸收的光能超过植物所需时，会导致光合速率下降，这种现象称为光抑制。强光条

件下，叶肉细胞生成有毒物质，会攻击叶绿素和PSⅡ反应中心的D1蛋白，使D1蛋白高度磷酸化，并形成

D1蛋白交联聚合物，损伤光合结构。下图表示eATP与呼吸链对某植物光合作用的影响（细胞内ATP为iATP，

细胞外ATP为eATP），由交替氧化酶（AOX）主导的呼吸途径利于植物抵抗强光。根据所学知识回答下列

问题：

(1)图中eATP可能来源于线粒体、产生的iATP。eATP可能是调节细胞光合作用的信号分子，因为

eATP需要与结合后才能激发细胞内的信号转导，作用于PSI和PSⅡ发挥作用。

(2)PSⅠ和PSⅡ是由蛋白质和光合色素组成的复合物，可实现光能的。镉可使PSⅡ的活性降低，对

O2释放有显著的抑制作用，说明PSⅡ上发生光反应的过程。图中NADPH和ATP将参与暗反应中

过程。

(3)细胞色素氧化酶（COX）和AOX都位于线粒体内膜上，氰化物可抑制COX的活性从而抑制细胞呼吸，植

物可通过AOX进行抗氰呼吸，但该过程释放的热量更多。AOX和COX均能参与有氧呼吸的第阶段。

与正常细胞呼吸相比，抗氰呼吸过程中生成的ATP（填“较多”或“较少”）。

(4)将强光下的植物移至正常光照下，叶肉细胞会修复D1蛋白。在该过程中，D1蛋白磷酸化比例和D1蛋白

交联聚合物比例变化分别是（填“升高”“不变”或“降低”）。

(5)某科研小组提取并用纸层析法分离了该植物植株甲（因连续阴雨，叶片发黄）和植株乙（光照充足）叶

片的光合色素，且对色素带进行了比较。分离色素时，重复画滤液细线2~3次的目的是。与乙相

比，甲的色素带的主要特点是。

13．图示为线粒体内外膜的结构示意图，③是线粒体孔蛋白，负责将丙酮酸运输到膜间隙；④是线粒体丙

酮酸载体（MPC），负责将丙酮酸运输到线粒体内部。①细胞色素C氧化酶、②ATP合酶是内膜上参与有

氧呼吸第三阶段的蛋白质。回答下列问题：

(1)在有氧呼吸过程中，丙酮酸通过线粒体外膜和内膜进入线粒体内的转运方式分别是、。

(2)在无氧条件下，丙酮酸不能进入线粒体的原因是。NADH积累在细胞质基质中，将丙酮酸还原

为。

(3)氰化钾是一种剧毒物质，专一性破坏线粒体内膜上细胞色素C氧化酶的结构，使其不能将电子传递给氧

气，导致ATP不能正常形成。氰化钾中毒会引起动物体温（“升高”/“降低”），此外，动物中毒后血浆

pH会（“升高”/“降低”）。

(4)绿色植物的光反应过程中，ATP的形成与光系统介导的H+浓度梯度也有关，当类囊体膜两侧的H+浓度突

然消失，其他条件不变，短时间内碳反应中的C3的含量（“增加”/“不变”/“减少”）。

(5)为研究补光措施与效率，科研人员向离体叶绿体悬浮液中加入适量NaHCO3溶液和必要物质，在适宜条件

下进行闪光实验，结果如图2。

图2实验测定的是光合作用速率，a阴影部分的面积可用来表示一个光周期的光照时间内[H]和ATP的

积累量，阴影a部分的面积（“大于”/“等于”/“小于”）阴影b部分的面积，原因是。

14．光合作用和呼吸作用是植物能量代谢和物质代谢的中心枢纽，为植物细胞提供各种代谢所需的ATP和

碳骨架。为了研究氧苯酮对海生植物代谢的影响，分别用不同浓度的氧苯酮处理野生龙须菜，在无光条件

下以及80μmol/(m2·s−1)的光强下连续光照得到的实验结果如图1所示。光反应过程图解如图2所示。据图

分析，回答下列问题：

(1)利用黑白瓶法测定龙须菜的代谢速率时，若测得白瓶、黑瓶的溶解氧初始浓度为W0μmol/g，8h后，测得

白瓶、黑瓶的溶解氧浓度分别为W1μmol/g和W2μmol/g，且W1＞W0＞W2，则龙须菜的呼吸速率和光合速

率分别为μmol/g·h−1、μmol/g·h−1。

(2)根据图1可知，氧苯酮浓度对龙须菜净光合速率的影响是；在不同环境条件下，氧苯酮浓

度对龙须菜呼吸速率的影响是。

(3)进一步研究发现，氧苯酮处理会直接伤害龙须菜PSⅡ受体侧电子载体PQ或细胞色素b6f，限制了电子在

之间的传递。对ATP和NADPH生成量的影响是，其原因是。

15．1897年德国科学家毕希纳发现，利用无细胞的酵母汁可以进行乙醇发酵；还有研究发现，乙醇发酵的

酶发挥催化作用需要小分子和离子辅助。某研究小组为验证上述结论，利用下列材料和试剂进行了实验。

材料和试剂：酵母菌、酵母汁、A溶液（含有酵母汁中的各类生物大分子）、B溶液（含有酵母汁中的各类

小分子和离子）、葡萄糖溶液、无菌水。

实验共分6组，其中4组的实验处理和结果如下表。

组别实验处理实验结果

①葡萄糖溶液+无菌水－

②葡萄糖溶液+酵母菌+

③+

④葡萄糖溶液+A溶液－

⑤葡萄糖溶液+B溶液－

⑥+

注：“+”表示有乙醇生成，“－”表示无乙醇生成回答下列问题。

(1)第③组和第⑥组实验处理分别是；。

(2)第⑤组无乙醇生成的原因是。

(3)若为了研究B溶液中离子M对乙醇发酵是否是必需的，可增加一组实验，该组的处理

是。

(4)如何检测酵母汁中是否含有活细胞？（写出1种方法及应用的相应原理）方法：；原

理：。

(5)根据组合实验结果可验证乙醇发酵的酶发挥催化作用需要小分子和离子。

16．下图1是某植物体内细胞呼吸的主要生化反应示意图，①~⑤表示过程，A~D表示物质。

(1)图1中物质A是，物质B可以利用溶液进行鉴定。

(2)过程④和过程⑤产生的物质不同，直接原因是。过程③发生的场所是.

(3)某同学利用图2所示的装置探究某种发芽种子的细胞呼吸方式(以发芽种子分解葡萄糖为例)，取甲、乙两

套该装置设计实验。甲装置试管中加入适量的NaOH溶液，目的是；乙装置试管中应加入

实验现象

结论

甲装置液滴乙装置液滴

不动①只进行产A的无氧呼吸

不动右移②

左移右移③

④不动只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产A的无氧呼吸

17．植物叶绿体中的淀粉含量在白天和夜晚的变化很大，淀粉作为储能物质，可在夜间光合作用不能进行

时，为植物提供充足的能量。如图1为植物细胞中物质的运输与转化过程。温度对光合产物运输也会产生

14

影响，科学家把CO2供给甘蔗叶片吸收以后，分别置于不同条件下培养，相同时间后测定其光合产物碳水

化合物的运输情况，结果如图2.回答下列问题：

(1)卡尔文循环发生的场所是，为这个循环提供能量的物质是，这个能量是通过（物质）

吸收可见光能后转化而来的。

(2)从图2曲线可以看出，有机物运输的最适温度是在22℃左右。低于最适温度，可能的原因是植株呼吸作

用减弱，产生的减少，导致运输速度降低；高于最适温度，可能的原因是植株呼吸作用增强，消耗

的增多，导致运输速度降低。

(3)在白天光合产物磷酸丙糖，除了用于合成蔗糖，还可用于合成。研究发现，白天在叶绿体中常见

到大的淀粉粒，而夜晚叶绿体中的淀粉粒则消失，同时发现在夜晚蔗糖的合成速率和白天几乎无差别。分

析这一现象出现的原因可能是。

18．机体中糖类和脂质与能量代谢密切相关。延胡索酸水合酶（FH）是有氧呼吸第二阶段的重要酶。

(1)研究者将野生型小鼠FH基因敲除（无FH基因）后，构建了FH基因敲除小鼠。发现正常饮食下基因敲除

小鼠体重下降和脂肪含量下降。

①因为相同质量的脂肪比糖类，彻底氧化分解比糖类释放的能量多，所以它是人体细胞良好的

物质，主要通过饮食摄入，也可以由、等物质转化而来。

②分别检测该小鼠促进有氧呼吸的第二阶段标志蛋白CS和第三阶段标志蛋白CytC的含量，及细胞ATP生

成量。结果显示，与正常脂肪细胞相比，。由此可知基因敲除小鼠的脂肪细胞中能源物质氧化分解

产生的能量更多转化为，打破了细胞呼吸的能量代谢平衡。

(2)根据上述研究，有人提出，肥胖者可以服用相关药物抑制FH蛋白的功能来减肥。请问该观点是否可

行？。并说明原因：。

19．下图是有关棉花成熟绿叶组织的相关图解，其中图1是叶肉细胞的光合作用过程图解；图2表示某光

照强度和适宜温度下，光合作用强度增长率随CO2浓度变化的情况。请回答下列问题：

(1)由图1可知，甲、乙分别代表的物质是、。过程Ⅰ发生在叶绿体的类囊体薄膜上，该过程表示。

(2)过程Ⅱ发生的场所是，该过程形成的NADH中的能量通过呼吸链转移到（填物质名称）中。线

粒体中产生的CO2扩散到相邻细胞的叶绿体中被利用至少要经过层生物膜。

(3)图2中限制D点光合作用速率的主要环境因素是。

(4)从生长状况相同的棉花叶片上剪出大小、部位相同的若干圆叶片，抽取叶片细胞内的气体，平均分成若

干份，然后，置于不同浓度的NaHCO3溶液中，给予相同的一定强度光照，最适温度，测量圆叶片上浮至液

面所需时间，其记录结果绘成曲线如图3。请据此回答：

①该实验的目的是探究CO2浓度或NaHCO3溶液对的影响。

②bc段曲线平缓的限制因素主要是。而c点以后曲线上行，其原因应该是NaHCO3溶液浓度太大，

从而影响细胞代谢。

(5)在光能的驱动下，蛋白质及色素分子进行电子传递，将来源于的电子传递给NADP+并与H+合成

了。

20．水稻苗期遇到低温天气，会导致水稻减产。为挖掘新的水稻耐冷调控基因了解其耐冷机理，某团队利

用水稻苗期低温敏感突变体ospus1进行了相关研究。将突变体水稻ospus1置于低温下种植，会出现叶绿体

发育缺陷、叶片白化现象。活性氧（ROS）主要来源于有氧呼吸第三阶段，能介导植物受非生物因素胁迫的

响应。研究发现细胞内ROS的积累是引起突变体水稻ospus1出现低温白化的原因。回答下列有关问题：

(1)突变体水稻ospus1白化苗中位于上的光合色素缺少，直接影响了光合作用的阶段。

(2)有氧呼吸第三阶段发生在线粒体，这里存在由复合物Ⅰ等分子构成的电子传递链，能将NADH形

成电子和H+，并经过一系列的电子传递最终传递给，该过程会产生大量能量。

(3)研究者欲获得新的水稻耐冷调控基因，进一步研究水稻的耐冷机理。请选取合适选项，完成获得耐冷调

控基因的研究思路。

a．建立针对突变体水稻ospus1的诱变库

b．建立针对野生型水稻的诱变库

c．筛选低温下表型为绿色的幼苗

d．筛选低温下表型为白色的幼苗

e．筛选正常温度下表型为绿色的幼苗

f．获取耐冷调控基因并进行克隆

(4)后续实验发现该耐冷调控基因与sop10蛋白的合成有关，该蛋白可以影响线粒体内电子传递链中复合物

Ⅰ的合成。研究者从突变体水稻ospus1中筛选出的sop10突变体（ospuslsop10突变体）在低温下种植，发

现其叶片正常，表现为耐冷的特性。请根据以上研究，分析水稻ospuslsop10突变体耐冷的机理。

21．为探究绿色植物的生理活动，某生物兴趣小组设计了如下图所示的实验方案：先把该植物放到黑暗处

一昼夜，然后再将植株上同样大小的两片叶片A、B分别罩上了透明塑料袋和黑色塑料袋，连接好其它实验

装置，关闭阀门①和②后，放在阳光下3～4小时。据图分析回答。

(1)先把植物放到黑暗处一昼夜的目的是。

(2)A、B两叶片分别罩上透明塑料袋和黑色塑料袋形成了实验，由此推测，此探究实验的变量

是。光照3～4小时后打开阀门②，将黑色塑料袋中的气体通入乙试管，结果发现澄清的石灰

水变，说明B叶片进行了作用。

(3)取下叶片A、B，用酒精脱色、漂洗后滴加碘液，观察叶片颜色变化，变蓝的是叶片。此实验验证

了光合作用所需的条件是