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）（解析版）

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

【答案】BC

【分析】本题考查了三大营养物质代谢的相互转化及细胞呼吸的相关知识。由题图可知三羧酸循环是三大

营养素（糖类、脂质、氨基酸）的最终代谢通路，又是糖类、脂质、氨基酸代谢联系的枢纽。三羧酸循环

是需氧生物体内普遍存在的代谢途径，原核生物中分布于细胞质，真核生物中分布在线粒体。因为在这个

循环中几个主要的中间代谢物是含有三个羧基的有机酸，例如柠檬酸，所以叫做三羧酸循环，又称为柠檬

酸循环。

【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BC。

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

【答案】A

【分析】图中①-④依次表示光反应、暗反应、有氧呼吸第三阶段、有氧呼吸第一、二阶段。

据表分析：该实验的目的是探究不同的水稻剑叶类型对光合作用的影响，该实验的自变量是剑叶类型，因

变量是净光合速率、气孔导度和胞间二氧化碳浓度。数据表明，水平剑叶的气孔导度与直立剑叶的相近，

胞间二氧化碳浓度低于直立剑叶，净光合速率大于直立剑叶的。据此分析作答。

【详解】A、图中①-④依次表示光反应、暗反应、有氧呼吸第三阶段、有氧呼吸第一、二阶段，晴朗的白

天，剑叶细胞即可进行光合作用，也可进行呼吸作用，产生ATP的过程是①③④，A错误；

181818

B、若给水稻叶片提供CO2，其合成的糖类含有O，经运输到水稻根中的糖类会含有O，B正确；

C、水平剑叶与光照方向几乎垂直，有利于光照的吸收，有利于最大程度地利用光能，C正确；

D、二者气孔导度相差不大，水平剑叶对应的胞间CO2浓度低于直立剑叶，说明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，D正确。

故选A。

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。

18

【答案】(1)②氧气/O2

(2)不可以该生物无氧呼吸不产生CO2

(3)呼吸酶的数量是有限的CC点CO2的释放量最少，此时细胞呼吸最弱，有机物的消耗最少

【分析】分析图1可知：①表示有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段，②表示酒精发酵的第二阶段，③表示

乳酸发酵的第二阶段，④表示有氧呼吸的第二阶段，⑤表示有氧呼吸的第三阶段。

依据图2中不同氧浓度下CO2释放量和O2吸收量数值的大小明辨细胞呼吸方式。

【详解】（1）分析图1可知：①表示有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段，②表示酒精发酵的第二阶段，③

表示乳酸发酵的第二阶段，④表示有氧呼吸的第二阶段，⑤表示有氧呼吸的第三阶段。人体进行剧烈运动

时需要有氧呼吸和无氧呼吸（乳酸发酵）提供能量，但是不能进行②（酒精发酵）过程。有氧呼吸产生的

水是在线粒体内膜NADH与氧气结合形成的，所以产生的H2O含有放射性，其放射性来自于反应物中的氧

气。

（2）若某生物进行图2中①（有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶）③（乳酸发酵的第二阶段）和①④（有氧

呼吸的第二阶段）⑤（有氧呼吸的第三阶段）两种呼吸方式，因为该生物无氧呼吸不产生CO2，所以不能

通过CO2的释放量表示呼吸强度。

（3）由于呼吸酶的数量是有限的，所以当O2浓度达到25%以后，O2吸收量不再继续增加。C点CO2的释放

量最少，此时细胞呼吸最弱，有机物的消耗最少，所以在C点最适于储存水果蔬菜。

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

【答案】B

【分析】绿叶中色素的提取和分离实验，提取色素时需要加入无水乙醇（溶解色素）、石英砂（使研磨更

充分）和碳酸钙（防止色素被破坏）；分离色素时采用纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同，

随着层析液扩散的速度不同，最后的结果是观察到四条色素带，从上到下依次是胡萝卜素（橙黄色）、叶

黄素（黄色）、叶绿素a（蓝绿色）、叶绿素b（黄绿色）。

【详解】A、用有机溶剂提取色素时，加入碳酸钙是为了防止叶绿素被破坏，A错误；

B、画滤液细线时要间断画2～3次，即等上一次干了以后再画下一次，若连续多次重复画滤液细线虽可累

积更多的色素，但会造成滤液细线过宽，易出现色素带重叠，B正确；

C、该实验中分离色素的方法是纸层析法，可根据各种色素在滤纸条上呈现的色素带的宽窄来比较判断各色

素的含量，但该实验不能具体测定绿叶中各种色素含量，C错误；

D、花青素存在于液泡中，溶于水不易溶于有机溶剂，故若得到5条色素带，距离滤液细线最近的色素带为

花青素，应在叶绿素b的下方，D错误。

故选B。

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

【答案】C

【分析】光合色素可分为叶绿素（包括叶绿素a和叶绿素b）和类胡萝卜素（包括胡萝卜素和叶黄素），其

中，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。

【详解】A、叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，YL和WT都含有叶绿素，因此YL和WT都主要吸收红光和蓝紫

光，A错误；

B、据图分析可知，高光强处理后WT的光合作用反而降低了，B错误；

C、无论是哪种光强处理，光强大于1000mol⋅m−2⋅s−1时，YL光合值都大于WT，所以在生长上占据优势，

C正确；

D、从题意分析，叶绿素含量降低并没有影响光合值，反而提高了，所以提高叶绿素含量并不是提高光合速

率的必要条件，D错误。

故选C。

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。

【答案】(1)微量主动运输食物链

(2)草地早熟禾1100mg/L镁、氮叶绿素合成酶

(3)受气孔因素影响适应还要考虑晚上细胞呼吸消耗有机物、根茎呼吸消耗有机物

【分析】绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物，并且释放出氧气的

过程，叫做光合作用，光合作用的强度除受二氧化碳浓度的影响外，还受温度、光照强度、水等因素的影

响。

【详解】（1）Zn2+是生物体内的微量元素，以主动运输方式进入植物根细胞。过量的Zn2+进入土壤最终会

通过食物链的传递危害人类自身健康。

2+2+

（2）三种草坪草中对Zn处理浓度最为敏感的是草地早熟禾，因为相同的Zn处理浓度，草地早熟禾CO2

浓度变化最大，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1100mg/L。随着Zn2+

浓度过度增加，会影响镁、氮等元素的吸收，导致合成叶绿素的原料减少；同时，叶绿素合成酶的活性下

降，从而使叶绿素含量下降。

（3）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，其中下降受气孔因素的影响，

2+

因为随着气孔导度下降，胞间CO2浓度下降，净光合速率也下降，所以净光合速率受气孔影响。随Zn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

的适应，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，原因是还要考虑晚上细胞呼吸消耗

有机物、根茎呼吸消耗有机物。

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

【答案】(1)选择透过性ATP和NADPH细胞质基质

(2)乙常温下光合作用产生氧气的量大于呼吸作用消耗氧气的量，这样植物才能积累有机物，正

常生长

(3)摇匀稀释样液离心，取下层沉淀物提取叶绿素防止叶绿素降解

【分析】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。

【详解】（1）类囊体膜允许某些物质通过，而限制另一些物质通过，这体现了类囊体膜具有选择透过性。

碳反应中，C3在光反应产生的ATP和NADPH的作用下，三碳化合物被还原为糖类等有机物，蓝细菌是原核

生物，此过程发生在蓝细菌的细胞质基质中。

（2）光合作用产生氧气，而呼吸作用消耗氧气。一般来说，光合作用在一定温度范围内随温度升高而增强，

产生的氧气增多；呼吸作用在一定温度范围内随温度升高而增强，消耗的氧气增多。但通常光合作用产生

氧气的量大于呼吸作用消耗氧气的量，这样植物才能积累有机物，正常生长，所以图2中蓝细菌光合放氧

的曲线是乙。

（3）第一步：测定样液蓝细菌密度时，取样前需摇匀，以保证计数的准确性。

第二步：浓缩蓝细菌，将稀释样液离心，取下层沉淀物。

第三步：将浓缩的蓝细菌用一定量的乙醇重新悬浮，是为了提取叶绿素。

第四步：用锡箔纸包裹装有悬浮液的试管，避光存放，以防止叶绿素降解。

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

【答案】D

【分析】线粒体是真核细胞主要细胞器（动植物都有），程粒状、棒状，具有双膜结构，内膜向内突起形

成嵴，内膜基质和基粒上有与有氧呼吸有关的酶，含少量的DNA、RNA，在机能旺盛的细胞中含量多。

有氧呼吸的三阶段：

叶绿体只存在于植物的绿色细胞中，呈扁平的椭球形或球形，双层膜结构，基粒上有色素，基质和基粒中

含有与光合作用有关的酶，是光合作用的场所，含少量的DNA、RNA。

光合作用过程：

根据题可知，该图是叶绿体的结构和功能、线粒体的结构和功能及光合作用过程与呼吸作用过程的关系，

其中h和a代表线粒体释放二氧化碳；b和c代表叶绿体从外界吸收二氧化碳；d和e代表叶绿体向外界释

放氧气；f和g代表线粒体从外界吸收氧气；物质A是丙酮酸。1代表线粒体外膜；2代表线粒体内膜；3

代表线粒体基质；6代表叶绿体外膜；7代表叶绿体内膜；8代表叶绿体的基粒（由类囊体薄膜堆叠形成）；

9代表叶绿体基质。

【详解】A、根据题图分析可知，2代表线粒体内膜，发生有氧呼吸第三阶段的反应，而3代表线粒体基质，

发生第二阶段的反应，因为有氧呼吸第三阶段产生的能量最多，所以2处释放的能量远远多于3处，A正确；

B、叶绿体是光合作用的场所，光反应阶段发生光能转变为ATP中活跃的化学能的能量，在暗反应阶段发生

ATP中活跃的化学能的能量转化为有机物中化学能的能量，B正确；

C、根据题图分析可知，物质A是丙酮酸，其在线粒体基质中和水在酶的催化下生成[H]和二氧化碳，产生少

量的能量，C正确；

D、根据题图分析可知，h代表线粒体释放二氧化碳，c代表叶绿体从外界吸收二氧化碳，而d代表叶绿体

向外界释放氧气；g代表线粒体从外界吸收氧气；若h=c，d=g时，说明净光合作用速率为零，但题图是表

示番茄叶片叶肉细胞，所以h=c，d=g时的光照强度为番茄叶肉细胞的光补偿点，而番茄植株还有根尖等不

能进行光合作用，只进行呼吸作用，所以整个番茄植株呼吸作用速率应该大于光合作用速率，D错误。

故选D。

【点睛】本题以图示为情景，考查光合作用和呼吸作用的综合应用。考生要识记光合作用和呼吸的具体过

程，掌握影响光合速率的因素及相关曲线。考生要能正确分析题图，同时能结合图中信息和各选项的描述

进行推理判断准确答题。

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

【答案】B

【分析】图甲中，光照强度为A时，O2产生总量为0，说明水稻只进行呼吸作用。光照强度为B、C、D时，

O2产生总量不为0，说明水稻同时进行呼吸作用和光合作用。图乙中，E点只进行呼吸作用。F点光合作用

速率等于呼吸作用速率，为光补偿点。G点之后，光照强度增大，而光合作用速率不再改变，则G点为光

饱和点。

【详解】A、分析甲图可知，光照强度为B时，CO2释放量和O2产生总量相等，都为3单位，呼吸作用释放

的CO2首先供应叶绿体进行光合作用,剩余部分释放到外界，说明此时呼吸作用大于光合作用，A错误；

B、光照强度为D时，水稻叶肉细胞光合作用速率大于呼吸作用速率，光照强度为A时，CO2释放量即为呼

吸速率，则光照强度为D时，O2产生总量为8单位，需要消耗的CO2也为8单位，所以单位时间内需从外

界吸收CO2为2单位，B正确；

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，蓝细菌无叶绿体，C错误；

D、图乙中，限制G点光合作用速率的因素不是光照强度，可能是二氧化碳浓度及温度等，D错误。

故选B。

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

【答案】C

【分析】分析坐标曲线：a曲线表示二氧化碳的消耗量，代表总光合作用强度，b曲线表示的是CO2吸收量，

即代表的是净光合作用强度，其强度随光照强度的变化而变化，无光照以后两者重合，只进行细胞呼吸；

净光合速率=总光合速率-呼吸速率。

【详解】A、二氧化碳在叶绿体基质中被固定，A错误；

B、10：00以后图中曲线b吸收CO2速率下降，净光合速率下降，但是二氧化碳的消耗量增加，总光合速率

增强，说明此时是因为呼吸速率加快引起的，B错误；

C、10：00～12：00a曲线上升，二氧化碳消耗量增加，说明此时间段内总光合速率增加，10：00～12：00b

曲线下降，净光合速率降低，但总光合速率上升，说明呼吸速率上升，C正确；

D、图中结果测量的是霸王棕植株24小时内的总光合速率和净光合速率，18：00时b曲线为零，说明此时

霸王棕净光合速率为零，但因为霸王棕中只有一部分细胞（如叶肉细胞）能进行光合作用，而所有活细胞

均要进行呼吸作用，因此此时叶肉细胞光合作用大于呼吸作用，D错误。

故选C。

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

【答案】A

【分析】1、有氧呼吸过程分为三个阶段，第一阶段是葡萄糖分解形成丙酮酸和[H]，发生在细胞质基质中；

有氧呼吸的第二阶段是丙酮酸和水反应产生二氧化碳和[H]，发生在线粒体基质中；有氧呼吸的第三阶段是[H]

与氧气反应形成水，发生在线粒体内膜上。

2、无氧呼吸的第一阶段与有氧呼吸的第一阶段相同，都是葡萄糖分解形成丙酮酸和[H]，发生在细胞中基质

中；第二阶段是丙酮酸和[H]反应产生二氧化碳和酒精或者是乳酸，发生在细胞质基质中。

【详解】A、人体激烈运动时，肌细胞中既存在有氧呼吸，也存在无氧呼吸，有氧呼吸产生的CO2与消耗的

O2相等，无氧呼吸不消耗O2，也不产生CO2，因此总产生的CO2与总消耗的O2的比值等于1，A正确；

B、有氧呼吸过程中，NADH在细胞质基质和线粒体基质中产生，在线粒体内膜处被消耗，B错误；

C、肌肉中的乳酸扩散到血液并随着血液进入肝脏细胞，在肝细胞内通过葡糖异生途径转变为葡萄糖，根本

原因是葡糖异生途径相关基因的选择性表达，两细胞中的RNA种类不完全相同，C错误；

D、丙酮酸被还原为乳酸为无氧呼吸的第二阶段，该阶段生成NAD+，不产生ATP，D错误。

故选A。

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

【答案】A

【分析】1、由图可知，Ca2+在载体蛋白协助下进入内质网，该过程消耗ATP水解释放的能量，是主动运输

的方式；

2、有氧呼吸分为三个阶段：第一阶段是葡萄糖酵解形成丙酮酸和还原氢，同时产生少量的ATP，该过程发

生在细胞质基质中，第二阶段是丙酮酸和水反应产生二氧化碳和还原氢，同时也产生少量的ATP，该过程发

生在线粒体基质中，第三阶段是还原氢与氧气在线粒体内膜上结合形成水，同时释放出大量的能量。

【详解】A、根据磷脂分子的特点，头部亲水，尾部疏水，包裹脂肪的应该是尾部朝向内侧的单层磷脂分子

围成的膜结构，A正确；

B、Ca2+在线粒体基质发挥作用，调控的是有氧呼吸的第二阶段，B错误；

C、由图可知，Ca2+进入内质网腔的方式需要转运蛋白的协助，还需要ATP提供能量，是主动运输，C错误；

D、细胞呼吸除了为生物体供能，还是生物体代谢的枢纽，图示过程为细胞呼吸作为生物体代谢的枢纽提供

了有力的证据，D错误。

故选A。

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

【答案】A

【分析】分析题图信息，对于同一品种的黄瓜而言，低氧情况和正常通气情况下都产生乙醇，且低氧情况

下黄瓜根系细胞中的乙醇含量明显高于正常通气情况下。

【详解】A、由图中信息可知，该实验的自变量有两个，分别为黄瓜品种和氧气浓度的高低，因变量为丙酮

酸和乙醇的含量，A正确；

B、无氧呼吸的第一阶段和有氧呼吸的第一阶段相同，均为在细胞质基质中将葡萄糖氧化分解产生丙酮酸，

B错误；

C、分析图中数据可知，在正常通气情况下，也有乙醇产生，但与低氧情况相比，乙醇量较少，因此正常通

气情况下，黄瓜根系细胞的呼吸方式为有氧呼吸与无氧呼吸；低氧胁迫下，酒精产量升高，说明有氧呼吸

受阻，C错误；

D、实验结果表明，低氧胁迫条件A品种根细胞中丙酮酸增加量小于B品种，而酒精增加量大于B品种，说

明A品种根细胞中丙酮酸更多的转变为乙醇，丙酮酸转化为乙醇的酶的活性高于品种B，D错误。

故选A。

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

【答案】CD

【分析】细胞呼吸类型包括有氧呼吸和无氧呼吸。有氧呼吸是细胞或微生物在氧的参与下，通过多种酶的

催化作用，把有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，合成大量ATP的过程。无氧呼吸根据

参与酶的不同可分为酒精发酵和乳酸发酵，人体进行的无氧呼吸类型是乳酸发酵。

【详解】A、细胞内的ATP含量相对稳定，A错误；

B、肌肉细胞无氧呼吸过程中葡萄糖中的能量主要留在乳酸中，B错误；

C、动物细胞无氧呼吸产生乳酸的过程中，不产生CO2，人体细胞呼吸产生CO2就意味着进行了有氧呼吸，C

正确；

D、60～90秒细胞主要进行有氧呼吸，产生ATP多，10～40秒细胞主要进行无氧呼吸，产生的ATP少，所

以与60～90秒相比，10～40秒细胞呼吸消耗了更多的葡萄糖，D正确。

故选CD。

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

【答案】ACD

【分析】线粒体是一种存在于大多数真核细胞中的细胞