专题04 细胞呼吸与光合作用（讲义江苏专用）（解析版）

3/3专题04细胞呼吸与光合作用目录目录学考要求速览必备知识梳理高频考点精讲（2大必备知识点）考点一：细胞呼吸考点二：光合作用进阶分级练1、理解细胞呼吸的基本概念，包括有氧呼吸和无氧呼吸的定义与区别。2、掌握细胞呼吸的主要过程：糖酵解、柠檬酸循环（Krebs循环）和电子传递链的关键步骤及发生场所。3、能够解释ATP在细胞呼吸中的作用及其生成机制。4、分析氧气在有氧呼吸中的重要性，并能说明无氧呼吸的产物及意义。5、理解光合作用的基本概念与过程，掌握光反应和暗反应的主要区别与联系。6、能够描述叶绿体的结构及其在光合作用中的作用，解释色素的功能。7、掌握光合作用的原料（二氧化碳和水）与产物（氧气和有机物）之间的关系。8、分析影响光合作用效率的主要因素，如光照强度、二氧化碳浓度和温度。必备知识1细胞呼吸1．细胞呼吸细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放能量并生成ATP的过程。其实质是细胞内的有机物氧化分解，并释放能量。2.[实验]探究酵母菌细胞呼吸方式（1）酵母菌：一种单细胞真核生物，属于真菌类。其细胞具有细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核和多种细胞器（如线粒体、内质网等）。生活方式：在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧菌，因此便于用来研究细胞呼吸的不同方式。（2）实验原理：检测二氧化碳的产生：通过澄清石灰水变浑浊或溴麝香草酚蓝溶液颜色变化（由蓝变绿再变黄）判断二氧化碳的生成。检测酒精的产生：利用重铬酸钾溶液在酸性条件下与酒精反应变为灰绿色的现象检测酒精。（3）实验方法——对比实验设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的比较分析，来探究某种因素对实验对象的影响，这样的实验叫作对比实验，也叫相互对照实验。（4）实验步骤：①配制酵母菌培养液：酵母菌＋质量分数为5%的葡萄糖溶液，分别装入A、B两锥形瓶中。甲组乙组②甲组中空气先通过NaOH溶液的目的是去除空气中的CO2。③乙组中B瓶先密封放置一段时间后，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶的目的是耗尽瓶中原有的氧气。④观察现象，得出结果A.CO2检测及结论：现象：甲乙两组澄清石灰水都变浑浊，且有氧呼吸装置比无氧呼吸的更浑浊。结论：有氧呼吸与无氧呼吸都产生CO2，且有氧呼吸产生的更多。B.酒精检测：取A、B瓶中滤液各2mL分别注入两支干净的试管中，向两试管中分别滴加0.5mL溶有0.1g重铬酸钾的浓硫酸溶液，并轻轻振荡，使它们混合均匀，观察试管中溶液的颜色变化。现象：甲组保持橙色，乙组橙色重铬酸钾溶液在酸性下与酒精发生反应，变成灰绿色结论：有氧呼吸不产生酒精，无氧呼吸产生酒精。【易错提醒】①装置应先排尽反应瓶中原有空气，再连接检测装置；或先通入氮气排尽原有气体。有氧条件装置必须持续通入无菌空气，保证O2的充足。②由于葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化，因此应将酵母菌的培养时间适当延长以耗尽溶液中的葡萄糖。2.有氧呼吸（1）概念：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：2丙酮酸＋6H2O酶62丙酮酸＋6H2O酶6CO2＋20[H]大量能量24[H]＋6O2酶12H2O线粒体内膜线粒体基质细胞质基质注意：[H]是指NADH(还原型辅酶Ⅰ)。①有氧呼吸过程中，水的利用发生在第二阶段，水的产生发生在第三阶段，氧的利用发生在第三阶段，CO2的产生发生在第二阶段。②有氧呼吸过程的三个阶段都释放能量，释放能量最多的是第三阶段。能产生[H]的有第一、二阶段，产生的[H]能与氧气结合形成水，并释放大量能量。③在有氧呼吸过程中[H]的转移途径为细胞质基质、线粒体基质到线粒体内膜。（3）总反应式及原子去向分析：（4）能量转化：有机物中稳定的化学能→热能+ATP中活跃的化学能（5）特点：①反应过程：温和。②能量释放：有机物中的能量逐步释放。③能量转化：释放的能量大部分以热能形式散失，一部分储存在ATP中。（6）意义:使有机物中的能量逐步转移到ATP中；逐步缓慢释放能量，保证有机物中的能量得到最充分的利用且有利于维持细胞的相对稳定状态。3.无氧呼吸过程（1）概念：在无氧条件下，葡萄糖等有机物在细胞内通过一系列的氧化分解，产生不彻底的氧化产物，如乳酸或酒精和二氧化碳，同时释放出少量能量的过程。（2）过程：酒精＋CO2酒精＋CO2乳酸（3）场所：细胞质基质（4）总反应式：①产物为酒精：_________________________________________________。②产物为乳酸：_________________________________________________。（5）能量：①只在第一阶段释放少量能量，生成少量ATP；②葡萄糖分子中的大部分能量存留在酒精或乳酸中。（6）意义：为生物体提供能量；生物体代谢的枢纽（7）能量转化：有机物中稳定的化学能→热能+ATP中活跃的化学能（8）应用：实例运用稻田定期排水促进水稻根细胞有氧呼吸，防止无氧呼吸产生酒精，造成烂根、烂芽提倡慢跑促进肌细胞有氧呼吸，防止无氧呼吸产生大量乳酸，使肌肉酸胀乏力酸奶、泡菜的制作乳酸菌无氧呼吸产生乳酸用透气纱布或“创可贴”包扎伤口增加通气量，抑制破伤风芽孢杆菌的无氧呼吸酿酒早期通气——促进酵母菌有氧呼吸，有利于酵母菌的繁殖；后期密封发酵罐——促进酵母菌无氧呼吸，有利于产生酒精【得分速记】（1）无氧呼吸产生酒精的生物有：大多数植物细胞、酵母菌、某些细菌（2）无氧呼吸产生乳酸的生物有：几乎所有高等动物、乳酸菌、部分植物器官（马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚等）。【易错提醒】①真核细胞如蛔虫细胞、哺乳动物成熟的红细胞只能进行无氧呼吸。②有些原核生物无线粒体仍可进行有氧呼吸，如蓝细菌、硝化细菌等。③葡萄糖不能进入线粒体被分解。④人体的CO2只来自有氧呼吸，无氧呼吸的产物是乳酸，无CO2。4.细胞呼吸的影响因素及应用（1）温度①原理：温度通过影响酶的活性而影响细胞呼吸速率。（细胞呼吸的最适温度一般在25℃～35℃之间。）②图像：③应用：低温储存蔬菜、水果、粮食；大棚栽培在夜间和阴天适当降温；温水和面发得快。CO2浓度①原理：CO2是细胞呼吸的最终产物，积累过多会抑制细胞呼吸的进行。②图像：③应用：应用：在蔬菜和水果保鲜中，增加CO2浓度。（3）水①原理：水是有氧呼吸的反应物，可直接参与反应；许多生化反应需在水中才能进行，自由水含量升高，细胞呼吸加快。②图像：③应用：粮食储存前要进行晒干处理；水果、蔬菜储存时保持一定的湿度。

（4）O2浓度①原理：O2促进有氧呼吸；当O2浓度达到一定值时，无氧呼吸会被抑制。②图像：曲线整体分析：A.O₂浓度低时，无氧呼吸占优势；随着O₂浓度增大，无氧呼吸逐渐被抑制，有氧呼吸不断加强；当O₂浓度达到一定值后，随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)。B.R点对应O₂浓度用来储存水果、蔬菜、种子；P点对应O₂浓度细胞只进行有氧呼吸；B点对应O₂浓度有氧呼吸和无氧呼吸释放出来的CO2量相等，但是消耗的葡萄糖的物质的量：无氧呼吸∶有氧呼吸＝3∶1。③应用：a.中耕松土促进植物根部有氧呼吸。b.无氧发酵过程需要严格控制无氧环境。c.低氧仓储存粮食、水果和蔬菜【得分速记】果实、蔬菜需零上低温、低氧、高二氧化碳、适宜水分；种子需要零上低温、低氧、高二氧化碳、干燥条件。5.探究细胞呼吸方式的其他实验(1)实验装置(以萌发种子为例)(2)实验原理①装置一中NaOH溶液的作用是吸收细胞呼吸所产生的CO2，着色液滴移动的距离代表萌发种子细胞呼吸吸收O2的量。②装置二中着色液滴移动的距离代表萌发种子细胞呼吸产生CO2的量与吸收O2量的差值。(3)实验现象和结论实验现象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，反应物中除糖类外还含有脂质必备知识2光合作用1.捕获光能的色素和结构（1）绿叶中色素的提取和分离高层析液有机高层析液有机二氧化硅碳酸钙扩散均匀二氧化硅碳酸钙扩散均匀（2）滤纸条上色素分布叶绿体中的色素叶绿素（含量约占叶绿体中的色素叶绿素（含量约占3/4）类胡萝卜素（含量约占1/4）叶绿素a（蓝绿色）叶绿素b（黄绿色）胡萝卜素（橙黄色）叶黄素（黄色）4胡萝卜素：橙黄色叶黄素：黄色叶绿素a：蓝绿色叶绿素b：黄绿色含量排名：123含量排名：123（3）色素的分布和作用①分布：叶绿体类囊体薄膜上。②作用：吸收、传递、转化光能。（4）吸收光谱分析（右图）①叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，叶绿素a和叶绿素b的吸收峰值不同②类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。（5）叶绿体的结构与功能①结构暗反应光反应色素类囊体暗反应光反应色素类囊体②功能：进行光合作用的场所恩格尔曼的实验所有受光部位被光束照射到的部位所有受光部位被光束照射到的部位【得分速记】恩格尔曼实验设计的巧妙之处：①实验材料用水绵和需氧细菌，水绵的叶绿体呈螺旋带状分布，便于观察，用需氧细菌可确定释放氧气的部位。②没有空气的黑暗环境排除了氧气和光的干扰。③用极细的光束照射，叶绿体上可分为有光照和无光照的部位，相当于一组对比实验。④临时装片局部曝光与完全暴露在光下的实验再一次验证实验结果。2.光合作用的原理和应用（1）概念：光合作用是指绿色植物通过叶绿体利用光能，把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物并且释放出氧的过程。（2）总反应式：注意：原核生物蓝细菌也可以进行光合作用，不是在叶绿体中进行的，是在细胞质中进行的。（3）探索光合作用原理的部分实验①希尔反应：离体叶绿体在适当条件下发生水的光解、产生氧气的化学反应。②鲁宾和卡门实验结论：光合作用释放的氧气来自水。③阿尔农实验：在光照下，叶绿体可合成ATP。这一过程总是与水的光解相伴随。（4）光合作用的过程①光反应A.物质变化：水的光解：2H2O→4H＋＋4e－＋O2NADPH的形成：NADP＋＋H＋＋2e－→NADPHATP的生成：ADP＋Pi＋能量→ATPB.能量变化：光能转化为活跃的化学能，储存在ATP和NADPH中，均用于暗反应。C.场所：类囊体薄膜②暗反应A.物质变化2C3（CH2O)＋C5酶ATP、NADPHCO2C3（CH2O)＋C5酶ATP、NADPH三碳化合物的还原：_______________________________（在酶的催化下，三碳化合物接受ATP、NADPH释放的能量并被NADPH还原形成五碳化合物和糖类等。）B.能量变化:ATP和NADPH中的化学能转化为有机物中的化学能C.场所：叶绿体基质（5）光照和CO2浓度变化对植物细胞内C3、C5、[H]、ATP和O2及(CH2O)含量的影响[H]ATPO2产生量C3C5(CH2O)光照强→弱CO2供应不变减少减少减少上升下降减少光照弱→强CO2供应不变增多增多增多下降上升增加光照不变CO2供应减少相对增加相对增加减少下降上升相对减少光照不变CO2供应增加相对减少相对减少增加上升下降相对增加（6）光合作用中元素的转移3.影响光合作用的因素(1)单因子变量对光合作用影响的曲线分析①光照强度②CO2浓度③温度④水a．原理：水既是光合作用的原料，又是体内各种化学反应的介质，如植物缺水将导致萎蔫，使光合速率下降。另外，水分还能影响气孔的开闭，间接影响CO2进入植物体内。b．曲线分析：图1表明在农业生产中，可根据作物的需水规律，合理灌溉。图2曲线上E点处光合作用强度暂时降低，是因为温度较高，植物部分气孔关闭，影响了CO2的供应。c．应用：预防干旱，合理灌溉。⑤矿质元素a．原理：矿质元素是参与光合作用的许多重要化合物的组成成分，缺乏会影响光合作用的进行。例如，N是酶的组成元素，N、P是ATP、磷脂的组成元素，Mg是叶绿素的组成元素等。b．曲线分析：在一定浓度范围内，增大必需矿质元素的供应，可提高光合作用强度；但当矿质元素超过一定含量后，土壤溶液的浓度过高，植物会因渗透失水而使光合作用强度下降。c．应用：合理施肥、补充土壤中的矿质元素。(2)多因子对光合速率的影响4.光合速率与呼吸速率的含义及相互关系绿色植物组织在黑暗条件下测得的数值表示呼吸速率。绿色植物组织在有光的条件下，光合作用与细胞呼吸同时进行，测得的数值表示净光合速率。真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。用O2、CO2或葡萄糖的量表示如下：①光合作用产生的O2量＝实际测得的O2释放量＋细胞呼吸消耗的O2量。②光合作用固定的CO2量＝实际测得的CO2吸收量＋细胞呼吸释放的CO2量。③光合作用产生的葡萄糖量＝葡萄糖的积累量(增重部分)＋细胞呼吸消耗的葡萄糖量。考点一：细胞呼吸例题1.（2024高二上·江苏·学业考试）下图为人体细胞有氧呼吸过程第一阶段示意图，图中甲表示的物质是（）A．丙酮酸 B．氧气 C．水 D．乳酸【答案】A【知识点】有氧呼吸过程【分析】有氧呼吸全过程分为三个阶段：第一阶段发生在细胞质基质中，其过程是1分子葡萄糖分解成2分子丙酮酸，产生少量的[H]，并释放少量的能量；第二阶段发生在线粒体基质中，其过程是丙酮酸与水一起被彻底分解生成CO2和[H]，释放少量的能量；第三阶段是在线粒体内膜上完成的，其过程是前两个阶段产生的[H]与氧结合生成H2O，并释放大量的能量。【详解】图示为人体细胞有氧呼吸过程的第一阶段，而有氧呼吸第一阶段的过程是：1分子葡萄糖分解成2分子丙酮酸，产生少量的[H]，并释放少量的能量，因此图中甲表示的物质是丙酮酸，A正确，BCD错误。故选A。例题2.（2024高二上·江苏·学业考试）陆生高等植物长时间浸泡在水中易烂根，这是因为根细胞无氧呼吸产生并积累了大量的（）A．酒精 B．二氧化碳 C．乳糖 D．核酸【答案】A【知识点】无氧呼吸过程【分析】无氧呼吸的全过程可以概括地分为两个阶段，这两个阶段需要不同酶的催化，但都是在细胞质基质中进行的。无氧呼吸的第一阶段与有氧呼吸的第一阶段完全相同，都是1分子葡萄糖分解成2分子丙酮酸，产生少量的[H]，并释放少量的能量。无氧呼吸的第二阶段，丙酮酸在不同酶的催化作用下，分解成酒精和二氧化碳，或者转化为乳酸。【详解】陆生高等植物长时间浸泡在水中，植物根细胞会因缺氧而进行无氧呼吸产生并积累酒精，进而引起烂根，A正确，BCD错误。故选A。例题3.．（2023高一上·江苏·学业考试）日常生活中常通过适当降低温度来储藏水果，主要是由于低温能（

）A．抑制光合作用 B．促进光合作用C．抑制细胞呼吸 D．促进细胞呼吸【答案】C【知识点】细胞呼吸原理在生产和生活中的应用【分析】在储藏果实、蔬菜时，往往需要采取降低温度、降低氧气含量等措施减弱果蔬的呼吸作用，以减少有机物的消耗。【详解】AB、果实不能进行光合作用，因此储存果蔬过程中，低温不会抑制或促进光合作用，AB错误；CD、在储藏水果时需要降低细胞呼吸以减少有机物消耗，细胞呼吸需要多种酶参与，其中低温可抑制酶活性而抑制细胞呼吸，因此降低温度的主要目的是抑制细胞呼吸，C正确，D错误。故选C。1．酵母菌进行有氧呼吸和无氧呼吸的共同终产物是（）A．CO2 B．H2O2 C．酒精 D．乳酸【答案】A【知识点】探究酵母菌细胞呼吸的方式【分析】酵母菌是兼性厌氧型微生物，既可以进行有氧呼吸，也可以进行无氧呼吸：（1）有氧呼吸可以分为三个阶段：第一阶段：在细胞质的基质中：1分子葡萄糖被分解为2分子丙酮酸和少量的还原氢，释放少量能量；第二阶段：在线粒体基质中进行，丙酮酸和水在线粒体基质中被彻底分解成二氧化碳和还原型氢；释放少量能量；第三阶段：在线粒体的内膜上，前两个阶段产生的还原型氢和氧气发生反应生成水并释放大量的能量。（2）酵母菌无氧呼吸分为两个阶段：第一阶段：和有氧呼吸第一阶段相同。第二阶段：生成酒精和二氧化碳。【详解】酵母菌有氧呼吸的产物是二氧化碳和水，无氧呼吸的产物是二氧化碳和酒精，因此两者共同终产物是二氧化碳。A正确，BCD错误。故选A。2．下列有关真核细胞有氧呼吸的叙述，正确的是()A．有氧呼吸的场所是线粒体 B．水在第二阶段参与反应C．生成CO2的场所是线粒体内膜 D．只在第三阶段释放能量【答案】B【知识点】有氧呼吸过程【分析】有氧呼吸分为三个阶段：第一阶段发生于细胞质基质，1分子葡萄糖分解为两分子丙酮酸，产生少量[H]并释放少量能量；第二阶段发生于线粒体基质，丙酮酸和水彻底分解为二氧化碳和[H]并释放少量能量；第三阶段发生于线粒体内膜，[H]与氧气结合成水并释放大量能量。【详解】A、有氧呼吸的第一阶段发生的场所是细胞质基质，第二、三阶段发生的场所是线粒体，A错误；B、有氧呼吸过程中，水在第二阶段参与反应，即丙酮酸和水彻底分解为二氧化碳和[H]并释放少量能量，B正确；C、有氧呼吸第二阶段产生CO2，该过程发生的场所是线粒体基质，C错误；D、有氧呼吸三个阶段都释放能量，D错误。故选B。3．无氧呼吸和有氧呼吸过程都能产生的物质是（）A．乳酸 B．NADPH C．丙酮酸 D．酒精【答案】C【知识点】有氧呼吸过程、无氧呼吸过程【分析】有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，合成少量ATP；第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H]，合成少量ATP；第三阶段是氧气和[H]反应生成水，合成大量ATP。无氧呼吸的场所是细胞质基质，无氧呼吸的第一阶段和有氧呼吸的第一阶段相同。【详解】A、无氧呼吸产生乳酸，有氧呼吸不产生乳酸，A错误；B、有氧呼吸和无氧呼吸都不产生NADPH，B错误；C、生物有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段相同，都产生丙酮酸，C正确；D、无氧呼吸产生酒精，有氧呼吸不产生酒精，D错误。故选C。4．在“探究酵母菌的呼吸方式”实验中，为检测产物中是否含有酒精，应选取的试剂是（

）A．NaOH溶液 B．澄清石灰水C．酸性重铬酸钾溶液 D．生理盐水【答案】C【知识点】探究酵母菌细胞呼吸的方式【分析】酵母菌是异养兼性厌氧菌，其有氧呼吸的产物是CO2和水，无氧呼吸的产物是CO2和酒精，其中CO2和可以用澄清石灰水或溴麝香草酚蓝水溶液鉴定，而酒精可以用酸性的重铬酸钾溶液鉴定。【详解】酸性重铬酸钾溶液能与酒精反应呈现灰绿色，是检验酒精的试剂，C正确，ABD错误。故选C。5．真核细胞有氧呼吸主要发生在线粒体内。下图为线粒体的局部结构示意图，进行有氧呼吸第三阶段的部位是（

）A．① B．② C．③ D．①和②【答案】C【知识点】细胞器的结构、功能及分离方法、有氧呼吸过程【分析】①是线粒体外膜，②是线粒体基质，③是线粒体内膜。【详解】进行有氧呼吸第三阶段的场所是线粒体内膜，ABD错误，C正确。故选C。考点二：光合作用例题1．（2023高一上·江苏·学业考试）在“绿叶中色素的提取和分离”实验中，提取色素常用的试剂是（

）A．生理盐水 B．蒸馏水C．澄清石灰水 D．无水乙醇【答案】D【知识点】绿叶中色素的提取和分离实验【分析】色素提取和分离过程中几种化学物质的作用：（1）无水乙醇作为提取液，可溶解绿叶中的色素；（2）层析液用于分离色素；（3）二氧化硅破坏细胞结构，使研磨充分；（4）碳酸钙可防止研磨过程中色素被破坏。【详解】在做“绿叶中色素的提取和分离”实验时，由于色素能溶解在无水乙醇等有机溶剂中，所以可用无水乙醇提取色素，D正确，ABC错误。故选D。例题2．（2023高一上·江苏·学业考试）连日阴雨时，下列措施有利于提高大棚中蔬菜产量的是（

）A．补充人工光照 B．夜间显著提高温度C．降低CO2浓度 D．提高O2浓度【答案】A【知识点】影响光合作用的因素【分析】影响光合作用的环境因素有：光照强度、温度、二氧化碳浓度、含水量和矿质元素等。【详解】A、连日阴雨时，光照不足，光合作用强度会受到影响，补充人工光照可以增加光照强度，使植物能够进行更充分的光合作用，从而有利于提高蔬菜产量，A正确；B、夜间植物主要进行呼吸作用，显著提高温度会使呼吸作用增强，消耗更多的有机物，不利于提高蔬菜产量，B错误；C、降低CO2浓度会使光合作用的原料减少，不利于光合作用的进行，从而不利于提高蔬菜产量，C错误；D、提高O2浓度对提高蔬菜产量没有直接的积极作用，D错误。故选A。例题3．（2023高一上·江苏·学业考试）下图是绿色植物光合作用的光反应过程示意图，其中物质X代表的是（

）

A．O2 B．CO2 C．C3 D．C5【答案】A【知识点】光反应、暗（碳）反应的物质变化和能量变化【分析】光合作用的过程包括光反应和暗反应，光反应能够为暗反应提供的物质是ATP和NADPH，暗反应能够为光反应提供的物质是NADP+、ADP和Pi。【详解】据图分析，题图表示在类囊体薄膜上进行的光反应，该过程叶绿体中光合色素吸收的光能将水分解为O2和NADPH，并合成ATP，所以图中的物质X代表的是O2，A正确，BCD错误。故选A。1．卡尔文用14C标记的14CO2追踪光合作用中放射性14C的转移途径，其结果为（

）A．14CO2→乙醇→糖类B．14CO2→三碳化合物→糖类C．14CO2→五碳化合物→ATPD．14CO2→NADPH→糖类【答案】B【知识点】光反应、暗（碳）反应的物质变化和能量变化【分析】光合作用过程包括光反应阶段和暗反应阶段，光反应阶段发生的场所是类囊体薄膜，包括水的光解和ATP、NADPH的合成；暗反应阶段发生的场所是叶绿体基质，包括二氧化碳的固定和三碳化合物的还原。【详解】根据暗反应中二氧化碳的固定过程可知二氧化碳中的碳原子转移到三碳化合物中，然后暗反应进行的是三碳化合物的还原，所以碳原子又转移到到有机物中，即14CO2→三碳化合物→糖类，B正确，ACD错误。故选B。2．如图表示植物光合作用的一个阶段，下列关于该反应阶段的叙述错误的是（

）

A．反应场所是叶绿体的类囊体膜B．需要多种酶、NADPH、ATP和CO2等的参与C．CO2的碳原子转移途径是CO2→C3→（CH2O）D．将ATP中的化学能转化为CH2O）中的化学能【答案】A【知识点】光反应、暗（碳）反应的物质变化和能量变化【分析】暗反应阶段，CO2和C5结合，生成2个C3，C3接受ATP释放的能量并且被NADPH]还原，形成糖类和C5。【详解】A、图示为暗反应过程，场所是叶绿体基质，A错误；B、图示为暗反应过程，该过程需要光反应提供的NADPH和ATP、多种酶和CO2等的参与，B正确；C、CO2的碳原子转移途径是：首先经过CO2的固定转移到C3化合物中，然后再经过C3的还原，转移到(CH2O)，C正确；D、图示为暗反应过程，该过程将ATP中的化学能转化为(CH2O)中稳定的化学能，D正确。故选A。3．2021年9月24日，《科学》杂志在线发表了我国在世界上首次利用二氧化碳人工合成淀粉的科研成果。在绿色植物光合作用过程中，合成淀粉的细胞器是（

）A．液泡 B．内质网 C．叶绿体 D．线粒体【答案】C【知识点】细胞器的结构、功能及分离方法、光反应、暗（碳）反应的物质变化和能量变化【分析】叶绿体是植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”。【详解】在绿色植物光合作用过程中，合成淀粉的细胞器是叶绿体，叶绿体是养料制造车间，C正确，ABD错误。故选C。4．如图表示植物光合作用的一个阶段，有关叙述正确的是（

）A．该反应的场所是叶绿体的类囊体B．无光条件有利于暗反应进行C．提高温度一定能促进的生成D．生成（）需要NADPH、ATP和多种酶【答案】D【知识点】光反应、暗（碳）反应的物质变化和能量变化【分析】根据题意和图示分析可知：图示表示植物光合作用暗反应阶段，该过程在叶绿体基质中进行，包括二氧化碳的固定：CO2+C5→2C3和C3的还原：2C3→（CH2O）+C5，其中C3的还原需要[H]、ATP和多种酶参与。【详解】A、图示包括CO2固定和C3还原，表示植物光合作用暗反应阶段，该过程在叶绿体基质中进行，A错误；B、C3的还原需要光反应产生的[H]、ATP参与，无光不能形成[H]、ATP，不利于暗反应进行，B错误；C、若图示是在最适温度条件下进行的，提高温度则会降低酶的活性，进而影响葡萄糖的生成，C错误；D、C3还原为（CH2O）的过程需要光反应产生的NADPH、ATP参与，还需要叶绿体基质中多种酶的参与，D正确。故选D。5．下列措施有利于提高玉米等粮食作物产量的是（

）A．减少光照面积 B．缩短光照时间C．降低光照强度 D．适当增施农家肥【答案】D【知识点】影响光合作用的因素【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。影响光合作用效率的环境因素有:光照、温度、二氧化碳浓度等。【详解】A、减少光照面积，会降低光合作用合成有机物的量，不利于提高玉米等粮食作物产量，A错误；B、缩短光照时间，光合作用合成有机物的量会减少，不利于提高玉米等粮食作物产量，B错误；C、降低光照强度，会降低光合速率，不利于提高玉米等粮食作物产量，C错误；D、适当增施农家肥，农家肥中的有机物被微生物分解产生二氧化碳和无机盐，有利于光合作用的进行，有利于提高玉米等粮食作物产量，D正确。故选D。训练1．下列关于绿色植物光合作用的叙述，错误的是（

）A．光反应发生在叶绿体的类囊体膜上B．光反应为碳反应提供NADPH和ATPC．碳反应中光能转化为有机物中的化学能D．光合作用所需的CO2可来自细胞呼吸【答案】C【知识点】光反应、暗（碳）反应的物质变化和能量变化【详解】A、光反应的场所是叶绿体的类囊体膜，此处分布光合色素和酶，用于光能的吸收与转化，A正确；B、光反应生成的NADPH和ATP为暗反应中C3的还原提供能量和还原剂，B正确；C、在碳反应（暗反应）中，是将光反应产生的ATP和NADPH中的化学能转化为有机物中的化学能，而不是光能直接转化，光能是在光反应中转化为ATP和NADPH中的化学能的，C错误；D、植物细胞呼吸产生的CO2可以作为光合作用的原料，进入叶绿体参与碳反应（暗反应），D正确。故选C。2．持续高温天气对大棚蔬菜的栽培过程带来巨大挑战，下列措施中不能有效提高蔬菜产量的是（

）A．施农家肥 B．合理灌溉C．合理密植 D．保持昼夜恒温【答案】D【知识点】细胞呼吸原理在生产和生活中的应用、影响光合作用的因素、光合作用原理的应用、总、净光合与呼吸【分析】目前认为植物产量的构成与光合产物直接相关，光合速率提高是植物产量提高的主要目标，影响光合作用速率的外界因素是光照强度、二氧化碳浓度和温度等。【详解】A、施农家肥可通过微生物的分解作用产生更多的二氧化碳，进而促进光合作用，提高光合速率，提高产量，A不符合题意；B、合理灌溉能实时满足农作物对水的需求，从而提高光合作用速率，提高光合产量，B不符合题意；C、合理密植能最大限度增加有效光合作用的面积，同时也不至于由于光合作用面积增加引起的呼吸速率提高导致净光合速率下降，因此合理密植能提高光合速率，进而提高产量，C不符合题意；D、温度通过影响酶活性来影响光合作用和呼吸作用，保持昼夜恒温不利于农作物产量的提高，在晚上只有呼吸作用，可适当降低温度降低酶活性来降低呼吸消耗，进而促进光合产量的提高，即适当降低夜间温度可提高产量，D符合题意。故选D。3．下图所示为叶肉细胞光合作用强度与光照强度关系曲线图。下列有关叙述错误的是（

）

A．a点细胞只进行呼吸作用 B．b点细胞光合作用强度与呼吸作用强度相等C．超过一定的光照强度，光合速率不再上升 D．适当提高CO2浓度，m点不会发生变化【答案】D【知识点】影响光合作用的因素、总、净光合与呼吸【分析】据图可知，图中a点只进行呼吸作用，b表示光合作用的补偿点，此时光合作用等于呼吸作用，m点表示光合作用达到最大值。【详解】A、a点时，光照强度为0，不能进行光合作用，只能进行呼吸作用，A正确；B、b点时光合作用强度为0，表明叶肉细胞内叶绿体产生的氧气刚好利用于线粒体的呼吸作用，因此光合作用强度等于呼吸作用强度，B正确；C、据图可知，超过一定的光照强度，随着光照强度的升高，光合速率不再上升，C正确；D、m点时光合作用达到最大值，此时限制光合作用的因素可能是CO2浓度，此时适当提高CO2浓度，m点会变大，D错误。故选D。4．叶肉细胞内的下列生理过程，一定在生物膜上进行的是()A．O2的产生 B．CO2的消耗 C．[H]的消耗 D．ATP的合成【答案】A【知识点】细胞呼吸的方式及过程、光合作用与细胞呼吸在物质和能量代谢上的区别与联系【详解】A．叶肉细胞光合作用的光反应阶段产生O2，反应场所是叶绿体类囊体薄膜，A正确；B．光合作用的暗反应阶段消耗CO2，反应场所是叶绿体基质，B错误；C．光合作用的暗反应阶段消耗[H]，反应场所是叶绿体基质，无氧呼吸的第二阶段也消耗[H]，场所是细胞质基质，C错误；D．有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段均发生在细胞质基质，产生ATP，D错误；答案选A。[点睛]：本题考查光合作用和呼吸作用过程，解题的关键是要结合光合作用和呼吸作用的模式图以及相关的化学反应方程式，进行相关生理过程的分析：有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜；光合作用的光反应阶段场所是叶绿体的类囊体膜上，暗反应阶段场所是叶绿体的基质中。5．如图是[H]随化合物在生物体内转移的途径，下列分析正确的是()A．①产生的[H]可在②中将五碳化合物还原B．[H]经⑤转移到水中，其过程需CO2参与C．能形成ATP的过程有①②③④D．晴天时小麦①过程比在阴雨天时旺盛【答案】D【知识点】光合作用与细胞呼吸在物质和能量代谢上的区别与联系【分析】根据题意和图示分析可知：图示是[H]随化合物在生物体内转移的过程，其中①表示光反应阶段；②表示暗反应阶段；③表示细胞呼吸的第一阶段；④表示无氧呼吸的第二阶段；⑤表示有氧呼吸的第二和第三阶段。【详解】A、①表示光反应阶段，②表示暗反应阶段，光反应阶段产生的[H]可在暗反应过程中将三碳化合物还原，A错误；B、⑤包括有氧呼吸的第二和第三阶段，其中第三阶段，[H]与O2结合形成水，不需CO2参与，B错误；C、②光合作用的暗反应阶段消耗ATP，不能合成ATP；④乳酸发酵和酒精发酵的第二阶段不能合成ATP，C错误；D、①是光反应阶段，所以晴天比阴天时旺盛，D正确。故选D。6．我国西北地区，夏季日照时间长，昼夜温差大，那里出产的瓜果往往很甜，这是因为（

）A．白天光合作用微弱，晚上呼吸作用微弱B．白天光合作用旺盛，晚上呼吸作用强烈C．白天光合作用旺盛，晚上呼吸作用微弱D．白天光合作用微弱，晚上呼吸作用强烈【答案】C【知识点】影响细胞呼吸的因素、影响光合作用的因素、总、净光合与呼吸【分析】根据题意分析：西北地区，夏季日照时间长，昼夜温差大，白天光合作用强，晚上温度低，呼吸作用弱，糖类等有机物积累多。【详解】根据题意可知，西北地区，夏季日照时间长，昼夜温差大，白天光合作用强，晚上温度低，呼吸作用微弱，糖类物质消耗少，总体来说，糖类物质积累多，所以出产的瓜果都特别甜，ABD错误，C正确。故选C。7．某植物净光合速率的变化趋势如图所示。下列相关叙述错误的是（

）

A．影响光合速率的环境因素有CO2浓度、光照强度等B．当CO2浓度为a时，高光强下该植物的净光合速率为0C．CO2浓度大于c时，B和C所示的净光合速率不再增加D．CO2浓度为b时，高光强下该植物有机物的积累速率最小【答案】D【知识点】影响光合作用的因素、总、净光合与呼吸【分析】分析曲线：本实验探究了二氧化碳浓度和光照强度对光合作用的影响，曲线中因变量为净光合速率，净光合速率=总光合速率-呼吸速率。【详解】A、据图可知，影响光合速率的环境因素有CO2浓度（横坐标）、光照强度（图例不同曲线）等，A正确；B、据图可知CO2浓度为a时，高光强（曲线A）下，光合强度=呼吸强度，净光合速率为0，B正确；C、当CO2浓度大于c时，B和C所示的净光合速率不再随二氧化碳浓度增加而增加，此时限制曲线B、C因素是光照强度，C正确；D、纵坐标是净光合速率，据图可知，当CO2浓度为b时，高光强下该植物有机物的积累速率（净光合速率）最大，D错误。故选D。8．若白天光照充足，下列哪种条件可能对作物增产最有利（）A．昼夜恒温25℃B．白天温度25℃，夜间温度15℃C．昼夜恒温15℃D．白天温度25℃，夜间温度24℃【答案】B【知识点】影响细胞呼吸的因素、影响光合作用的因素、光合作用原理的应用、总、净光合与呼吸【分析】响光合作用的因素主要有光照强度、光质、光照时间的长短、二氧化碳浓度、温度（主要影响酶的催化作用）等．光合作用产生有机物，而呼吸作用消耗有机物，因此，要想有机物大量积累，必须加强植物的光合作用，适当降低植物的呼吸作用．【详解】A、作物增产主要是指有机物积累得多，25℃对光合作用来说属于适宜温度，因此在此条件下白天合成有机物较多，但是此温度下呼吸作用消耗有机物也较多，A错误；B、在白天光照充足、温度25℃（酶催化作用的最适温度）的条件下，光合作用积累的有机物最多；夜间温度15℃，由于影响呼吸作用的因素主要是温度，夜晚适当降低温度可以降低作物对有机物的消耗，达到增产的目的，B正确；C、昼夜恒温15℃对光合作用来说，光合作用强度弱，不利于有机物的积累，C错误；D、夜间24℃温度过高，并且昼夜温差小，不利于有机物积累，D错误。故选B。9．下面是某植物叶肉细胞中光合作用和呼吸作用的物质变化示意简图，其中①一⑤为生理过程，a一h为物质名称，请回答；(1)物质a主要分布在,图中b代表的物质是(2)适宜的光照下，①过程为②过程提供的物质是(3)上述①一⑤过程中，能够产生ATP的过程是（填序号）,过程④发生的场所是【答案】(1)叶绿体类囊体薄膜O2(2)[H]和ATP(3)①③④⑤线粒体基质【知识点】有氧呼吸过程、光反应、暗（碳）反应的物质变化和能量变化、光合作用与细胞呼吸在物质和能量代谢上的区别与联系【分析】光合作用分为两个阶段：光反应和暗反应（1）光反应阶段：光合作用第一个阶段中的化学反应，必须有光才能进行，这个阶段叫做光反应阶段。光反应阶段的化学反应是在类囊体的薄膜上进行的。叶绿体中光合色素吸收的光能，有两方面用途：一是将水分解成氧和[H]，氧直接以分子的形式释放出去，[H]则被传递到叶绿体内的基质中，作为活泼的还原剂，参与到暗反应阶段的化学反应中去；二是在有关酶的催化作用下，促成ADP与Pi发生化学反应，形成ATP。这样，光能就转变为储存在ATP中的化学能。这些ATP将参与光合作用第二个阶段的化学反应。（2）暗反应阶段：光合作用第二个阶段中的化学反应，有没有光都可以进行，这个阶段叫做暗反应阶段。暗反应阶段的化学反应是在叶绿体内的基质中进行的。在暗反应阶段中，绿叶通过气孔从外界吸收进来的二氧化碳，不能直接被[H]还原。它必须首先与植物体内的C5(一种五碳化合物)结合，这个过程叫做二氧化碳的固定。一个二氧化碳分子被一个C5分子固定以后，很快形成两个C3(一种三碳化合物)分子。在有关酶的催化作用下，C3接受ATP释放的能量并且被[H]还原。随后，一些接受能量并被还原的C3经过一系列变化，形成糖类；另些接受能量并被还原的C3则经过一系列的化学变化，又形成C5从而使暗反应阶段的化学反应持续地进行下去。【详解】（1）分析图可知，图中①表示光反应阶段，其中a表示光合色素，主要分布在叶绿体类囊体薄膜，b表示水光解产生的氧气。（2）分析图可知，②表示暗反应阶段，①光反应为②暗反应提供的物质是[H]和ATP。（3）图中①〜⑤过程依次为光反应阶段、暗反应阶段和有氧呼吸的第一、二、三阶段，其中可以产生ATP的过程有：①③④⑤；④所示生理过程为有氧呼吸的第二阶段，发生的场所是线粒体基质。10．下图是植物叶肉细胞中光合作用的过程示意图，其中阶段I、Ⅱ分别表示光合作用的两个阶段。请回答下列问题：

(1)阶段I表示光合作用的反应，该阶段发生的场所是（填“类囊体膜”或“叶绿体基质”）。(2)在三碳化合物的还原过程中，需要和提供能量。(3)新疆地区种植的哈密瓜特别甜，这是因为夏季光照强度高、光照时间长、昼夜温差大，导致细胞内积累的较多。【答案】(1)光类囊体膜(2)ATPNADPH(3)（CH2O）【知识点】光反应、暗（碳）反应的物质变化和能量变化、总、净光合与呼吸【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）阶段I可产生ATP等物质，为光合作用的光反应阶段，场所为类囊体膜。（2）三碳化合物的还原过程发生与暗反应中，该过程需要光反应产生的ATP和NADPH提供能量。（3）在我国新疆地区，夏季日照时间长，光照充足，昼夜温差大，这样白天因温度适宜、光照充足而使得光合作用旺盛有机物合成多，晚上因温度低而导致呼吸作用微弱有机物消耗少，因此有机物积累多，储存在果实中的糖类（CH2O）多，因此新疆地区出产的哈密瓜往往特别甜。11．图1为大棚内菠菜叶肉细胞中气体交换示意图，A、B表示气体，①~④表示相关结构；图2表示在适宜温度下菠菜吸收CO2速率随光照强度变化的情况。请据图回答问题：(1)图1中A表（填名称），在叶肉细胞中被利用的场所（填序号）。(2)图1中能产生ATP的场所有（填序号）；图2曲线中c点后限制CO2吸收速率的外界环境因素主要是。(3)结合图1、图2分析，提高大棚内菠菜产量的措施有（答出一点即可）。【答案】(1)氧气③(2)①③④CO2浓度(3)提高光照强度，提高CO2浓度，增大昼夜温差【知识点】影响光合作用的因素、光合作用与细胞呼吸在物质和能量代谢上的区别与联系【分析】图1中A是氧气，B是CO2，①是类囊体薄膜，②是叶绿体基质，③是线粒体内膜，④是线粒体基质。【详解】（1）图中A表示叶绿体进行光合作用为线粒体细胞呼吸提供的氧气，参与有氧呼吸第三阶段的反应，场所在线粒体内膜。（2）能够产生ATP的生理反应有光合作用光反应（场所在①类囊体薄膜），有氧呼吸三个阶段（第一阶段反应场所在细胞质基质，图中没有序号表示，第二阶段场所在线粒体基质②，第三阶段场所在线粒体内膜③）。图2的c点表示随着光照强度增加，CO2的吸收速率达到最大，此时是光饱和，由于实验是在最适温度下进行的，所以限制器速率的主要外界因素是CO2浓度。（3）结合图1、图2分析，提高大棚内菠菜产量的措施有提高光照强度，提高CO2浓度，增大昼夜温差。12．如图是在浓度一定、环境温度为25、不同光照强度下测得的小麦叶片的光合作用强度。请回答下列问题：(1)图中A点时，小麦叶肉细胞中产生的场所有。(2)图中B点是（填“光补偿点”或“光饱和点”），此时小麦叶片的光合速率（填“大于”“等于”或“小于”）呼吸速率。(3)图中C点时，该叶片的净光合速率为（用吸收量表示）。C点以后限制光合作用强度继续上升的环境因素是。【答案】(1)细胞质基质、线粒体(2)光补偿点等于(3)15浓度【知识点】总、净光合与呼吸、光合作用与呼吸作用的综合计算问题、细胞呼吸综合【分析】分析题图可知，该曲线纵轴表示二氧化碳的吸收量，为净光合作用强度，横轴表示光照强度，A点光照强度为0，该点只进行呼吸作用不进行光合作用，B点是光的补偿点，此光照强度下，光合作用与呼吸作用相等，C点是光的饱和点，C点之后光照强度增加，光合作用不再增强，此时限制光合作用的因素不再是光照强度。【详解】（1）A点时，没有光照，不能进行光合作用，但可以进行呼吸作用，所以叶肉细胞中产生ATP的细胞结构是细胞质基质、线粒体。（2）B点时，植物叶片二氧化碳的吸收量为0，即光合作用速率和呼吸作用速率相等，是光的补偿点。（3）分析题图可知，该曲线纵轴表示二氧化碳的吸收量，为净光合作用强度，C点时，该植物的净光合作用速率为图上纵轴数值，为15mg·dm-2·h-1，C点时达到光饱和点，若此时环境温度为25℃是植物光合作用最适温度，则C点以后限制光合作用强度继续上升的主要环境因素是CO2浓度。13．下图1表示绿色植物光合作用与细胞呼吸之间的关系，图2表示某植物吸收CO₂速率随光照强度变化的情况。请据图回答下列问题：

(1)图1中过程①进行的场所是，Y物质的名称是。(2)图2中a点状态对应在图1中的生理过程主要有(填序号)。(3)图2中c