光合作用和呼吸作用
光合作用与细胞呼吸”专题在必修一中属于细胞代谢，是分两节内容展开的，光合作用和 呼吸作用是高中生物知识体系的核心内容。在前面复习中学生对于课本知识已基本掌握， 而高 考中常把两者之间的关系和有关的实验设计及其计算作为考点。学生如果不能把者关系掌握透
彻，往往失分较多。
光合作用和呼吸作用是高中生物知识体系的核心内容，是历年来高考命题的重点,从考查 角度上看,大多围绕光合作用和呼吸作用的过程展开,通过两项生理过程的发生部位、产物、影 响因素相互联系等方面进行全方位的考查, 因此从近几年的高考试题可以看出,这部分内容的题
目设计多趋向于与其他知识的结合。
光合作用和呼吸作用考查内容的考试题既有选择题,又有简答题,其中包括图表题、分析说 明题和实验设计题等,特别是曲线图,属于生物模型的一种， 这是新课标的一大特色。可以预见, 随着新课程的全面推广,有关此类题型会越来越多,而且往往学生不分析不到位。而考查光合作
用和呼吸作用等生理过程'则以简答题为主,这部分试题难度较大。
回归教材重难点
一、基础再现：
（一）细胞呼吸的概念方式和过程
1.细胞呼吸:是指有机物在 经过一系列的氧化分解,生成 ，释放出能量
并生成 的过程。
2.有氧呼吸:是指细胞在 的参与下,通过多种酶的催化作用,把葡萄糖等有机物 ，产生
,释放能量,生成大量 ATP 的过程。
3.有氧呼吸的总反应式: 。
4.无氧呼吸:全过程是在 中进行的。
5.请写出两种无氧呼吸的反应式及常见生物。
①产酒精: 。常见生物: (举
两例)。
②产乳酸: 。常见生物: (举
两例)。
6.细胞呼吸原理的应用(列举三例)
① 。
② 。
③ 。
（二）光合作用
1.叶绿体能完成光合作用的原因是 ,蓝藻也能进行光合作
用的原因是 。
2.正常情况下叶片呈现绿色的原因是 ，秋天叶片变黄的
原因是
。
3.如何测定不同色素的吸收光谱 。 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较：
比较项目 光合作用 化能合成作用
区别 能量
代表生物
相同
二、教材重要结论性语句
1.由于呼吸作用是在 进行的，因此也叫细胞呼吸。
2.活细胞中的线粒体往往可以定向运动到 。
3.肌细胞中的肌质体就是由大量变形的 组成的，肌质体有利于对肌细胞的 供应。
4.设置 或 的 ，通过对 ，来探究某种因素与实验对象的关系，这样的
实验叫做对比实验。
5.呼吸作用中产生的[H]实际上是 ( )转化为 ( )。
6.对绝大多数生物来说，活细胞所需能量的最终源头是来自 。
7.将绿叶中的 种色素溶液，分别放在 和 之间，从连续光谱中可以看到不同波长的光被
的情况。
8. 因为 ，所以叶片呈绿色。
9.一般情况下,光合作用所利用的光都是 。
10.同位素可用于追踪物质的 和 ，通过追踪同位素标记的化合物，可以弄清 。
11.光合作用过程中产生的[H]( )是 ( )与 ( )结合形成的。
三、要点判断：
1.有氧呼吸酶主要分布在线粒体的外膜、内膜和基质中。 ( )
2.线粒体可在有氧条件下将葡萄糖氧化分解为 CO2 和水。 ( )
3.用 18O 标记葡萄糖，则产物水中不会检测到放射性。 ( )
4.进行有氧呼吸的细胞都含有线粒体。
5.酵母菌经研磨搅拌高温高压过滤后得到的提取液仍可进行呼吸作用。
6.某植物的绿色幼苗在黑暗中变成黄色，这种变化是由环境造成的。
7.叶绿体中可进行 CO。的固定但不能合成 ATP 。( )
9. 照光培养一段时间的绿藻， 用黑布迅速将培养瓶罩上，绿藻细胞的叶绿体内 CO.的固定加快。
9.从新鲜的绿叶中提取叶绿素 a ，需要用到无水乙醇碳酸钙、二氧化硅。
10.由 550nm 波长的光转为 670nm 波长的光后，叶绿体中 C3 的量减少。 ( )
四、长句表述：
1.有氧呼吸与生物体外燃烧相比有哪些差异
2. 请你结合所学知识分析，新疆盛产的哈密瓜为什么特别甜
3.请问海洋中的绿藻、褐藻、红藻它们在海水中的垂直分布依次是浅、中、深,这与光能的捕获有关吗
查补易混易错
易错易混【01】对有氧呼吸和无氧呼吸区别不清，对利用呼吸反应式进行相关计算掌握不熟练。
一、细胞呼吸方式的判断
根据反应 物和产物 消耗 O2
产生 H2O
有酒精或乳酸
无 CO2 释放
根据物质 量的关系 CO2= O2
CO2 > O2
根据场所 只在细胞质基质中
有线粒体参与
注：以上数量关系是以葡萄糖为底物的细胞呼吸，若 CO2 < O2 ，则可存在 的氧化分解。
二、利用“数量关系”进行细胞呼吸的相关计算（以葡萄糖为呼吸底物）
1. 明确以下几个等量关系
（1）CO2 释放总量= + 。
（2）O2 吸收量= 。
（3）酒精产生量= 。
2. 有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸各物质间的关系比
（1）有氧呼吸中葡萄糖∶O2 ∶CO2= 。
（2）无氧呼吸中葡萄糖∶CO2 ∶酒精= 或葡萄糖∶乳酸= 。
（3）消耗等量的葡萄糖时，无氧呼吸与有氧呼吸产生的 CO2 摩尔数之比为 。
（4）消耗等量的葡萄糖时，有氧呼吸消耗的 O2 摩尔数与有氧呼吸和无氧呼吸产生 CO2 摩尔数之和的比为
。
易错易混【02】液滴移动法探究细胞呼吸方式或速率的实验，对不同条件下液滴移动所代表的含义不清楚；
不能正确设置实验对照组等。
一、液滴移动法判断细胞呼吸方式
1. 装置：
2. 原理：植物呼吸作用吸收 O2 释放 CO2 ， CO2 被 溶液吸收，使容器内气体压强 ，刻度管
内的红墨水滴 移。单位时间内红墨水滴 移的体积即表示 。
3. 结果分析：
（1）若甲红墨水滴左移，乙红墨水滴不动，则只进行 呼吸。
（2）若甲红墨水滴不动，乙红墨水滴右移，则只进行 呼吸。
（3）若甲红墨水滴 移，乙红墨水滴 移，则既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸。
4. 物理误差的校正：设置丙装置，除将装置中生物材料换为 外，其余均与乙装置相同。
二、液滴移动法测定细胞呼吸速率
1. 装置：
2. 指标：细胞呼吸速率常用单位时间内 或 来表示。
3. 原理：组织细胞呼吸吸收 O2 ，释放 CO2 ，CO2 被 溶液吸收，使容器内气体压强 ，刻度管
内的液滴 移。单位时间内液滴左移的体积即表示 。
4. 物理误差的校正：
（1）如果实验材料是绿色植物，整个装置应 处理，否则植物的 会干扰细胞呼吸速率
的测定。
（2）如果实验材料是种子，为防止 对实验结果的干扰，应对装置及所测种子进行 处理。
（3）为防止 等物理因素所引起的误差，应设置 ，将所测的生物材料 （如
),其他条件均不变。
【特别提醒】 脂肪分子中含氢量 ，含氧量 ，等质量的脂肪与葡萄糖相比，氧化分解时耗氧量 ，
而产生 CO2 量 。因此脂肪有氧呼吸时，产生的 CO2 量 消耗的 O2 量，有色液滴移动明显。
易错易混【04】对有关光合作用的实验要点掌握不清
绿色植物的叶绿体中含有四种色素，纸层析后，形成的色素带从上到下依次是： （ 色）、
（ 色）、 （ 色）、 （ 色）。蓝细菌（原核生物）只含有
。
易错易混【05】对光合作用的过程、原理理解不到位
1、光合作用中光反应和暗反应的比较：
比较项目 光反应 暗反应
场所
条件
反应产物
物质变化
能量变化
实质
联系 ①光反应为暗反应提供 ； ②暗反应为光反应提供 ； ③ 光反应与暗反应相互偶联， 离开了彼此均会受阻， 即无光反应， 暗反应无 法进行。若无暗反应，有机物无法合成，同样光反应也会停止。
解题技巧
1 ．通过光合作用过程从物质的生成和消耗两个方面分析。如光照强度不变， CO2 供应减少，短时间内 C3、
C5 、NADPH 和 ATP 的含量变化：
由于光照强度不变，CO2 供应减少，Ⅱ减弱，Ⅲ暂时不变：①C3 合成 ，消耗量 ，C3 含 量 ； ②C5 消耗 ，合成量 ，C5 含量 ；Ⅲ随后减弱， Ⅰ暂时不变：③NADPH
和 ATP 含量 。
2 ．短时间各物质变化模型
条件 光照由强到弱， CO2 供应不变 光照由弱到强， CO2 供应不变 CO2 供应由充足到 不足，光照不变 CO2 供应由不足到 充足，光照不变
C3
C5
NADPH 和 ATP
（CH2O） 合成量
模型图
①图 1 中曲线甲表示 ，曲线乙表示 合成量。
②图 2 中曲线甲表示 合成量，曲线乙表示 。
③图 3 中曲线甲表示 ，曲线乙表示 合成量。
④图 4 中曲线甲表示 合成量，曲线乙表示 。
易错易混【06】对有关光合和呼吸综合的曲线类图解不会识别和理解
解题技巧
1 ．植物的呼吸速率、净光合速率和真正光合速率
（1）呼吸速率（黑暗条件）：单位时间内一定量组织的 CO2 释放量或 O2 吸收量。
（2）净光合速率（光照条件）：单位时间内一定量组织的 CO2 吸收量或 O2 释放量。
（3）真正光合速率=净光合速率+呼吸速率。
（4）曲线解读：
① 点：只呼吸不光合，植物释放 ，吸收 。
②AB 段：光合速率 呼吸速率，植物释放 ，吸收 。
③ 点：光合速率 呼吸速率，植物表观上不与外界发生气体交换。
④B 点之后：光合速率 呼吸速率，植物吸收 ，释放 。
2 ． 自然环境及密闭容器中 CO2 含量变化分析
（1）自然环境中一昼夜植物光合作用曲线及分析
图 1 曲线分析 图 2 曲线分析
a 点：凌晨 2 时～4 时，温度 ，呼吸作用 , CO2 释放 。 b 点：有微弱光照，植物 进行光合作用。 bc 段：光合作用 呼吸作用。 c 点：光合作用 呼吸作用， c 点后开始 ce 段：光合作用 呼吸作用。 d 点：温度过 ，部分气孔 ，出现“ 现象。 e 点：光合作用 呼吸作用，有机物积累量 的点。 ef 段：光合作用 呼吸作用。 fg 段：没有光照， 光合作用，只进行 。 AB 段： 光照，植物只进行 。 BC 段：温度 ，呼吸作用 。 CD 段：4 时后，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。 D 点：随光照增强，光合作用强度 呼吸作用强 度。 DH 段：光照继续增强，光合作用强度 呼吸作用 强度。其中 FG 段表示“ ”现象。 H 点：随光照 ，光合作用强度 ，光合作 用强度 呼吸作用强度。 HI 段：光照继续 ，光合作用强度 呼吸作 用强度，直至光合作用完全停止。
易错易混【01】对有氧呼吸和无氧呼吸区别不清，对利用呼吸反应式进行相关计算掌握不熟练。
1 ．（2022·江苏 · 二模）下图表示葡萄糖在细胞内氧化分解过程的示意图， ①②③表示过程， X、Y 表示物质。
下列叙述错误的是( )
A . ①过程发生在细胞质基质， X 可为丙酮酸 B . ②过程可能没有 ATP 产生
C . ③过程不一定发生在线粒体内膜 D ．Y 可能是 H2O 或酒精或乳酸
2 ．（2022·河北 · 武安市第一中学模拟预测）某实验室用两种方式进行酵母菌发酵葡萄糖生产酒精。甲发酵 罐中保留一定量的氧气，乙发酵罐中没有氧气，其余条件相同且适宜。实验过程中每小时测定一次两发酵
罐中氧气和酒精的物质的量，记录数据并绘成如图所示坐标图。据此下列说法中正确的是( )
A ．甲、乙两发酵罐分别在第 10 h 和第 7 h 厌氧呼吸速率最快
B ．实验结束时甲、乙两发酵罐中产生的二氧化碳量之比为 8∶5
C ．甲发酵罐实验结果表明在有氧气存在时酵母菌无法进行厌氧呼吸
D ．该实验证明向葡萄糖溶液中通入大量的氧气可以提高酒精的产量
易错易混【02】液滴移动法探究细胞呼吸方式或速率的实验，对不同条件下液滴移动所代表的含义不清楚；
不能正确设置实验对照组等。
1 ．（2022·四川泸州 ·三模）某生物科技活动小组利用下图装置测量萌发小麦种子的呼吸速率，测试前打开
A 、B 开关，待 U 形管两侧液面高度相等后，关闭 A 、B 进行测试。下列有关分析正确的是( )
A ．小麦种子细胞中消耗 O2 和产生 CO2 只在线粒体内进行
B ．一段时间后， U 形管两侧液面的高度差表示种子呼吸产生 CO2 量
C ．可用重铬酸钾来检测小麦种子呼吸过程中是否生成了酒精和 CO2
D ．增设将装置内小麦种子替换为等量煮熟小麦种子的对照组可使检测结果更准确
2 ．（2022·湖北 ·模拟预测）如图为探究水稻种子萌发时细胞呼吸类型的实验装置，假设萌发种子仅以葡萄 糖为呼吸底物， 观察到单位时间内装置 1 的红色液滴左移了 6 个单位， 装置 2 的红色液滴右移了 2 个单位。
下列有关分析错误的( )
A ．水稻种子萌发过程中有机物的总量减少，有机物种类增多
B ．水稻种子萌发时进行细胞呼吸的场所有细胞质基质和线粒体
C ．水稻种子萌发时有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖之比为 3∶1
D ．实验期间萌发的水稻种子细胞不会进行产生乳酸的无氧呼吸
易错易混【04】对有关光合作用的实验要点掌握不清
1. 如图为某次光合作用色素纸层析的实验结果，样品分别为新鲜菠菜叶和一种蓝细菌经液氮冷冻研磨后的
乙醇提取液。下列叙述正确的是
A. 研磨时加入 CaCO3 过量会破坏叶绿素 B. 层析液可采用生理盐水或磷酸盐缓冲液
C. 在敞开的烧杯中进行层析时，需通风操作 D. 实验验证了该种蓝藻没有叶绿素 b
易错易混【05】对光合作用的过程、原理理解不到位
1 ．（2022·天津河东 · 二模）对正在进行光合作用的植物，若突然降低植物周围环境中的 CO2 浓度，则短时
间内，下列有关生理变化的叙述，正确的是( )
A ．叶绿体中 C5/C3 的值上升 B ．叶绿体中 ATP/ADP 的值下降
C ．NADPH/NADP＋ 的值下降 D ．光反应速率加快
2.（2022·浙江 · 二模） 光合作用是生命的发动机，也是地球上生物圈形成与运转的关键环节，更是未来能源 的希望。下图甲是叶绿体中光合作用部分过程的简化示意图(①和②是可移动载体）；图乙为某实验小组
探究影响光合作用环境因素的实验装置。
回答下列问题：
（1）图甲中所示的生物膜是 膜，其中含有光合色素的复合物是 （用罗马数字表示）。与
图甲中复合物Ⅳ具有相似功能的物质还存在于真核生物的 膜上。
（2）图甲中 e-表示电子，当环境中 CO2 浓度适度增加时， e-在脂双层上传递的速度将 （填“增大”
或“减小” ）。
（3）在适宜的条件下离体培养叶绿体，若向培养液中加入某种物质，该物质阻断复合物Ⅳ对 H+ 的运输，
则 ATP 的生成速率将 （填“增大”或“减小”）。 ATP 为碳反应提供了 。
（4）由图乙装置可分析，该实验小组测量光合速率的指标是 。若突然增加光源
与装置的距离，则短时间内叶绿体中含量会增加的是 （填“三碳酸”或“RuBP”）。
易错易混【06】对有关光合和呼吸综合的曲线类图解不会识别和理解
1.（2022·北京房山 · 二模）研究者测定了野生型和气孔发育不良突变体拟南芥在不同光强下 CO2 吸收速率，
结果如图所示。下列叙述不正确的是( )
A ．无光照时突变体呼吸速率与野生型基本相同
B ．野生型和突变体均在光强为 Р 时开始进行光合作用
C ．光强度大于 250 μmol·m-2 ·s-1 时，单位时间内突变体有机物的积累量小于野生型
D ．光强为 Q 时，二者光合速率的差异可能主要是由于二氧化碳浓度引起的
2.（2022·陕西西安 · 三模）蕨麻也叫“人参果” ，具有很高的营养价值和药用价值。科研工作者为了研究高原
寒冷地区蕨麻的光合作用效率和外界影响因素，选择若尔盖高原（位于青藏高原东部，年平均气温 1.7℃) 中高寒草地和高寒湿地两个典型生态系统对植物的光合速率进行了实验，结果如下图所示。回答下列有关
问题：
（1）若要获取蕨麻的总光合速率的数据，还需测量 数据。
（2）上图是根据在晴朗的天气下测得的数据绘制的曲线，分析两条曲线：从总体趋势上来看，两种植物的 净光合速率均呈现 的趋势。湿地蕨麻比草地蕨麻在 08：00～18：00 之间的净光合
速率要 （填“高”或“低” ）。
（3）两种植物均出现“光合午休”现象，图中曲线出现 c1 、c2 的原因可能是 。
（4）有人认为， 限制高寒地区植物光合作用的因素主要为温度， 若将温度上升为 20℃, 蕨麻的光合速率会
有大幅度的提高，为了驳斥这种观点，你的理由是
。
_____________________________________________________________________________
1 ．（2022·全国甲卷 · 高考真题）线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所。研究发现，经常运动的人肌细胞
中线粒体数量通常比缺乏锻炼的人多。下列与线粒体有关的叙述，错误的是( )
A ．有氧呼吸时细胞质基质和线粒体中都能产生 ATP
B ．线粒体内膜上的酶可以参与[H]和氧反应形成水的过程
C ．线粒体中的丙酮酸分解成 CO2 和[H]的过程需要 O2 的直接参与
D ．线粒体中的 DNA 能够通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成
2 ．（2022·全国乙卷 · 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
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
4 ． （多选） （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
5 ．（2022·全国甲卷 · 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 。
6 ．（2022·全国乙卷 · 高考真题） 农业生产中， 农作物生长所需的氮素可以NO 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NO 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NO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NO速率不再增加，推测其原因是 。
(3)作物甲和作物乙各自在NO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NO 的吸收利用，可以采取的措施是 。
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 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。
8.（2022·江苏南通 · 一模）下图一是微生物细胞呼吸中的主要生化反应示意图，①~⑤表示过程， A～D 表 示物质；图二是检测气压变化的密闭装置， 反应瓶和中心小杯中放置有关实验材料和试剂， 关闭活栓后， U
形管右管液面高度变化反映瓶中气体体积变化。请回答下列问题：
（1）图一中产生 ATP 最多的过程是 （填中序号），图一中物质 C 是 。
（2）④和⑤过程产生的物质不同，直接原因是 。有人认为过程②和③并不都在
线粒体中进行，理由是 。
（3）某同学利用图二所示装置探究某种微生物的细胞呼吸方式，取甲、乙两套该闭装置设计实验。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
的容积变化）。
①请补充下表有关内容：
装 置 反应瓶中加入的材料 小杯中加入的材 料 液面高度变化的含义
甲 一定浓度的葡萄糖溶液、微生物悬浮液 各 1mL 适量的 NaOH 溶 液 a ：
乙 b： c ： 细胞呼吸时 CO2 的释放量与 O2 消耗量 的差值
②将甲、乙装置均置于 28℃恒温条件下进行实验（实验过程中微生物保持活性）， 60 min 后读数。请补充
下表有关内容：
预期试验结果 微生物的细胞呼吸方式
甲 乙
上升 不变 d：
e ： 下降 只进行产生 B 和 CO2 的无氧呼吸
上升 下降 f：
g： 不变 只进行产生 A 的无氧呼吸
9.（2022·湖南永州 ·三模） 生物兴趣小组对光合作用的过程及其影响因素进行了相关研究。如图是某一年生
的高等植物细胞中光合作用过程图解，图中英文字母代表相应物质。回答下列问题：
（1）兴趣小组在研究过程中增强光照强度， 检测到图中的 A 物质产生量迅速增多， 但不久又恢复到一定水 平。 A 物质无法维持在一个较高水平，最可能的外因是图中物质 （填字母） 的供应量未能同步增加：
在同一过程中 C3 的变化规律是
,原因是 。
____________________
（2）给该种高等植物施氮肥的同时补充水分，其光合速率会更大，试从水的角度分析其原因：
（答出两点即可）。
（3）卡尔文运用同位素标记法研究了光合作用过程中 CO2 中碳的转移途径，请你用同位素标记法设计实验
探究外源提供的 B 物质是否可以被光合作用的暗反应所利用。
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
（要求：写出简单的实验设计思路）。
10.（2022·浙江 · 二模）光合作用是生命的发动机，也是地球上生物圈形成与运转的关键环节，更是未来能 源的希望。下图甲是叶绿体中光合作用部分过程的简化示意图(①和②是可移动载体）；图乙为某实验小
组探究影响光合作用环境因素的实验装置。
回答下列问题：
（1）图甲中所示的生物膜是 膜，其中含有光合色素的复合物是 （用罗马数字表示）。与
图甲中复合物Ⅳ具有相似功能的物质还存在于真核生物的 膜上。
（2）图甲中 e-表示电子，当环境中 CO2 浓度适度增加时， e-在脂双层上传递的速度将 （填“增大”
或“减小” ）。
（3）在适宜的条件下离体培养叶绿体，若向培养液中加入某种物质，该物质阻断复合物Ⅳ对 H+ 的运输，
则 ATP 的生成速率将 （填“增大”或“减小”）。 ATP 为碳反应提供了 。
（4）由图乙装置可分析，该实验小组测量光合速率的指标是 。若突然增加光源
与装置的距离，则短时间内叶绿体中含量会增加的是 （填“三碳酸”或“RuBP”）。光合作用和呼吸作用
光合作用与细胞呼吸”专题在必修一中属于细胞代谢，是分两节内容展开的，光合作用和 呼吸作用是高中生物知识体系的核心内容。在前面复习中学生对于课本知识已基本掌握， 而高 考中常把两者之间的关系和有关的实验设计及其计算作为考点。学生如果不能把者关系掌握透
彻，往往失分较多。
光合作用和呼吸作用是高中生物知识体系的核心内容，是历年来高考命题的重点,从考查 角度上看,大多围绕光合作用和呼吸作用的过程展开,通过两项生理过程的发生部位、产物、影 响因素相互联系等方面进行全方位的考查, 因此从近几年的高考试题可以看出,这部分内容的题
目设计多趋向于与其他知识的结合。
光合作用和呼吸作用考查内容的考试题既有选择题,又有简答题,其中包括图表题、分析说 明题和实验设计题等,特别是曲线图,属于生物模型的一种， 这是新课标的一大特色。可以预见, 随着新课程的全面推广,有关此类题型会越来越多,而且往往学生不分析不到位。而考查光合作
用和呼吸作用等生理过程'则以简答题为主,这部分试题难度较大。
回归教材重难点
一、基础再现：
（一）细胞呼吸的概念方式和过程
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 二氧化碳或其他产物，释放出能量并生成
ATP 的过程。
2.有氧呼吸:是指细胞在 氧气的参与下,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。
3.有氧呼吸的总反应式: 酶
C6H12O6+6O2+6H20 → 6 CO2+12H2O+能量
4.无氧呼吸:全过程是在 细胞质基质中进行的。
5.请写出两种无氧呼吸的反应式及常见生物。
①产酒精:C6H12O6───酶→2C2H5OH+2CO2+少量能量 。常见生物:酵母菌和大部分的植物细胞 (举两例)。
②产乳酸:C6H12O6───酶→2C3H6O3+少量能量 。常见生物: 乳酸菌、马铃薯块茎、甜菜块根、哺乳动物成熟
红细胞、玉米的胚(举两例)。
6.细胞呼吸原理的应用(列举三例)
① 稻田定期排水防止无氧呼吸产生酒精导致烂根 。
② 中耕松土增加根细胞周围氧气浓度提高细胞呼吸强度有利于吸收更多无机盐离子。
③利用微生物的呼吸作用发酵生产果酒、果醋、味精等。
（二）光合作用
1.叶绿体能完成光合作用的原因是叶绿体中含有与光合作用有关的酶和色素 ,蓝藻也能进行光合作用的原因
是 蓝藻中含有藻蓝素和叶绿素以及相关的酶。
2.正常情况下叶片呈现绿色的原因是色素对绿光的吸收上绿光被反射呈现绿色，秋天叶片变黄的原因是低温
下叶绿素被分解呈现类胡萝卜素的颜色 。
3.如何测定不同色素的吸收光谱 将色素滤液放在阳光和三棱镜之间测定色素的吸收光谱 。
4.色素吸收的光能有何用途 一方面可用于水的光解将水分解成氧气和还原性氢，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较：
比较项目 光合作用 化能合成作用
区别 能量 光能 氧化无机物释放的能量
代表生物 绿色植物及光合细菌 硝化细菌
相同 都能将 CO2 和 H2O 等无机物合成有机物
二、教材重要结论性语句
1.由于呼吸作用是在细胞内进行的，因此也叫细胞呼吸。
2.活细胞中的线粒体往往可以定向运动到代谢比较旺盛的部位。
3.肌细胞中的肌质体就是由大量变形的线粒体组成的，肌质体有利于对肌细胞的能量供应。
4.设置两个或两个以上的实验组，通过对 结果的比较分析，来探究某种因素与实验对象的关系， 这样的实验
叫做对比实验。
5.呼吸作用中产生的[H]实际上是氧化型辅酶 I(NAD+ )转化为还原型辅酶 I(NADH)。
6.对绝大多数生物来说，活细胞所需能量的最终源头是来自太阳的光能。
7.将绿叶中的 4 种色素溶液， 分别放在阳光和三棱镜之间， 从连续光谱中可以看到不同波长的光被吸收的情
况。
8. 因为叶绿素对绿光的吸收少，绿光被反射出来，所以叶片呈绿色。
9.一般情况下,光合作用所利用的光都是可见光。
10.同位素可用于追踪物质的运行和变化规律，通过追踪同位素标记的化合物，可以弄清 化学反应的详细过
程。
11.光合作用过程中产生的[H](NADPH)是氧化型辅酶 II(NADP+ )与电子和质子(H+)结合形成的。
三、要点判断：
1.有氧呼吸酶主要分布在线粒体的外膜、内膜和基质中。 ( x )
2.线粒体可在有氧条件下将葡萄糖氧化分解为 CO2 和水。 ( x )
3.用 18O 标记葡萄糖，则产物水中不会检测到放射性。(√ )
4.进行有氧呼吸的细胞都含有线粒体。 ( x )
5.酵母菌经研磨搅拌高温高压过滤后得到的提取液仍可进行呼吸作用。（x）
6.某植物的绿色幼苗在黑暗中变成黄色，这种变化是由环境造成的。(√ )
7.叶绿体中可进行 CO。的固定但不能合成 ATP 。( x )
8.照光培养一段时间的绿藻， 用黑布迅速将培养瓶罩上，绿藻细胞的叶绿体内 CO.的固定加快。（ x）
9.从新鲜的绿叶中提取叶绿素 a ，需要用到无水乙醇碳酸钙、二氧化硅。( √ )
10.由 550nm 波长的光转为 670nm 波长的光后，叶绿体中 C3 的量减少。( √ )
四、长句表述：
1.有氧呼吸与生物体外燃烧相比有哪些差异
有氧呼吸是在较温和的条件下进行的，有机物中的能量是经过一系列化学反应逐步释放出来的，这些能量
有相当一部分储存在 ATP 中。
2.请你结合所学知识分析，新疆盛产的哈密瓜为什么特别甜
哈密地区位于我国高纬度地区（夏季的白天长），阳光充足，而且光照强烈，所以哈密瓜植株的叶片进行 光合作用的时间长，光合作用的强度大，产生的糖类自然就会多，哈密地区夜间温度比较低，哈密瓜植物 植株的细胞呼吸相对较弱，消耗的糖类物质就会比较少，这样哈密瓜内积存的糖类比较多。哈密瓜细胞内
糖类在有关酶的催化作用下，最终转化为果糖和葡萄糖所以哈密瓜特别甜。
3.请问海洋中的绿藻、褐藻、红藻它们在海水中的垂直分布依次是浅、中、深,这与光能的捕获有关吗
是的。不同颜色的藻类吸收不同的波长的光。藻类本身的颜色是反射出来的光，即红藻反射出红光，绿藻 反射出绿光，褐藻反射出黄色的光。水层对光波中的红、橙部分吸收显著多于对蓝、绿部分的吸收，即到 达深水层的光线是相对富含短波长的光，所以吸收红光和蓝紫光较多的绿藻分布于海水的浅层，吸收蓝紫
光和绿光较多的红皂分布与海水深的地方
查补易混易错
易错易混【01】对有氧呼吸和无氧呼吸区别不清，对利用呼吸反应式进行相关计算掌握不熟练。
一、细胞呼吸方式的判断
根据反应 物和产物 消耗 O2 一定存在有氧呼吸
产生 H2O 一定存在有氧呼吸
有酒精或乳酸 一定存在无氧呼吸
无 CO2 释放 一定为产乳酸的无氧呼吸
根据物质 量的关系 CO2= O2 只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产乳酸的无氧呼吸
CO2 > O2 两类呼吸方式并存，差值为无氧呼吸产生的 CO2 量
根据场所 只在细胞质基质中 无氧呼吸（主要指真核生物）
有线粒体参与 有氧呼吸（或两类呼吸并存）
注：以上数量关系是以葡萄糖为底物的细胞呼吸，若 CO2 < O2 ，则可存在 脂质的氧化分解。
二、利用“数量关系”进行细胞呼吸的相关计算（以葡萄糖为呼吸底物）
1. 明确以下几个等量关系
（1）CO2 释放总量=有氧呼吸释放的 CO2 量+无氧呼吸释放的 CO2 量。
（2）O2 吸收量=有氧呼吸释放的 CO2 量。
（3）酒精产生量=无氧呼吸释放的 CO2 量。
2. 有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸各物质间的关系比
（1）有氧呼吸中葡萄糖∶O2 ∶CO2=1∶6∶6。
（2）无氧呼吸中葡萄糖∶CO2 ∶酒精=1∶2∶2 或葡萄糖∶乳酸=1∶2。
（3）消耗等量的葡萄糖时，无氧呼吸与有氧呼吸产生的 CO2 摩尔数之比为 1∶3。
（4）消耗等量的葡萄糖时，有氧呼吸消耗的 O2 摩尔数与有氧呼吸和无氧呼吸产生 CO2 摩尔数之和的比为
3∶4。
易错易混【02】液滴移动法探究细胞呼吸方式或速率的实验，对不同条件下液滴移动所代表的含义不清楚；
不能正确设置实验对照组等。
一、液滴移动法判断细胞呼吸方式
1. 装置：
2. 原理：植物呼吸作用吸收 O2 释放 CO2 ， CO2 被 NaOH 溶液吸收，使容器内气体压强减小，刻度管内的
红墨水滴左移。单位时间内红墨水滴左移的体积即表示呼吸速率。
3. 结果分析：
（1）若甲红墨水滴左移，乙红墨水滴不动，则只进行有氧呼吸。
（2）若甲红墨水滴不动，乙红墨水滴右移，则只进行无氧呼吸。
（3）若甲红墨水滴左移，乙红墨水滴右移，则既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸。
4. 物理误差的校正：设置丙装置，除将装置中生物材料换为杀死的等量同种生物材料外，其余均与乙装置
相同。
二、液滴移动法测定细胞呼吸速率
1. 装置：
2. 指标：细胞呼吸速率常用单位时间内 CO2 释放量或 O2 吸收量来表示。
3. 原理：组织细胞呼吸吸收 O2 ，释放 CO2 ，CO2 被 NaOH 溶液吸收，使容器内气体压强减小，刻度管内的
液滴左移。单位时间内液滴左移的体积即表示细胞呼吸速率。
4. 物理误差的校正：
（1）如果实验材料是绿色植物，整个装置应遮光处理，否则植物的光合作用会干扰细胞呼吸速率的测定。
（2）如果实验材料是种子，为防止微生物呼吸对实验结果的干扰，应对装置及所测种子进行消毒处理。
（3）为防止气压、温度等物理因素所引起的误差，应设置对照实验，将所测的生物材料 灭活 （如将种子煮
熟），其他条件均不变。
【特别提醒】 脂肪分子中含氢量高，含氧量 低，等质量的脂肪与葡萄糖相比，氧化分解时耗氧量 高，而产
生 CO2 量少。因此脂肪有氧呼吸时，产生的 CO2 量小于消耗的 O2 量，有色液滴移动明显。
易错易混【04】对有关光合作用的实验要点掌握不清
绿色植物的叶绿体中含有四种色素，纸层析后，形成的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）。蓝细菌（原核生物） 只含有叶绿素 a 和胡萝卜
素。
易错易混【05】对光合作用的过程、原理理解不到位
1、光合作用中光反应和暗反应的比较：
比较项目 光反应 暗反应
场所 类囊体薄膜 叶绿体基质
条件 色素、光、酶、水、 ADP 、Pi 多种酶、 CO2 、ATP 、[H]
反应产物 [H] 、O2 、ATP 有机物、 ADP 、Pi 、NADP+ 、水
物质变化 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 的还原：2C3 [H]、 、酶 （CH2O）+C5
能量变化 光能→ 电能→ATP 中活跃的化学 能 ATP 中活跃的化学能→糖类等有机物 中稳定的化学能
实质 光能转变为化学能， 水光解产生 O2 和[H] 同化 CO2 形成（CH2O）
联系 ①光反应为暗反应提供[NADPH]和 ATP； ②暗反应为光反应提供 ADP 、Pi 和 NADP+； ③ 光反应与暗反应相互偶联， 离开了彼此均会受阻， 即无光反应， 暗反应无 法进行。若无暗反应，有机物无法合成，同样光反应也会停止。
解题技巧
1 ．通过光合作用过程从物质的生成和消耗两个方面分析。如光照强度不变， CO2 供应减少，短时间内 C3、
C5 、NADPH 和 ATP 的含量变化：
由于光照强度不变， CO2 供应减少， Ⅱ减弱， Ⅲ暂时不变：①C3 合成减少，消耗量 暂时不变，C3 含量减少；
②C5 消耗减少，合成量 暂时不变，C5 含量增加；Ⅲ随后减弱， Ⅰ暂时不变：③NADPH 和 ATP 含量减少。
2 ．短时间各物质变化模型
条件 光照由强到弱， CO2 供应不变 光照由弱到强， CO2 供应不变 CO2 供应由充足到 不足，光照不变 CO2 供应由不足到 充足，光照不变
C3 增加↑ 减少↓ 减少↓ 增加↑
C5 减少↓ 增加↑ 增加↑ 减少↓
NADPH 和 ATP 减少↓ 增加↑ 增加↑ 减少↓
（CH2O） 合成量 减少↓ 增加↑ 减少↓ 增加↑
模型图
①图 1 中曲线甲表示 C3 ，曲线乙表示 C5 、NADPH 、ATP、（CH2O）合成量。
②图 2 中曲线甲表示 C5 、NADPH 、ATP、（CH2O）合成量，曲线乙表示 C3。
③图 3 中曲线甲表示 C5 、NADPH 、ATP ，曲线乙表示 C3、（CH2O）合成量。
④图 4 中曲线甲表示 C3、（CH2O）合成量，曲线乙表示 C5 、NADPH 、ATP。
易错易混【06】对有关光合和呼吸综合的曲线类图解不会识别和理解
解题技巧
1 ．植物的呼吸速率、净光合速率和真正光合速率
（1）呼吸速率（黑暗条件）：单位时间内一定量组织的 CO2 释放量或 O2 吸收量。
（2）净光合速率（光照条件）：单位时间内一定量组织的 CO2 吸收量或 O2 释放量。
（3）真正光合速率=净光合速率+呼吸速率。
（4）曲线解读：
①A 点：只呼吸不光合，植物释放 CO2 ，吸收 O2。
②AB 段：光合速率＜呼吸速率，植物释放 CO2 ，吸收 O2。
③B 点：光合速率=呼吸速率，植物表观上不与外界发生气体交换。
④B 点之后：光合速率＞呼吸速率，植物吸收 CO2 ，释放 O2。
2 ． 自然环境及密闭容器中 CO2 含量变化分析
（1）自然环境中一昼夜植物光合作用曲线及分析
图 1 曲线分析 图 2 曲线分析
a 点：凌晨 2 时～4 时， 温度降低，呼吸作用减弱， CO2 释放减少。 b 点：有微弱光照，植物开始进行光合作用。 bc 段：光合作用＜呼吸作用。 c 点：光合作用=呼吸作用， c 点后开始积累有机 物。 ce 段：光合作用＞呼吸作用。 d 点：温度过高，部分气孔 关闭，出现“午休”现象。 e 点：光合作用等于呼吸作用，有机物积累量最大 的点。 ef 段：光合作用＜呼吸作用。 fg 段：没有光照， 停止光合作用，只进行呼吸作 用。 AB 段： 无光照，植物只进行呼吸作用。 BC 段：温度降低，呼吸作用减弱。 CD 段：4 时后，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。 D 点：随光照增强，光合作用强度＝呼吸作用强度。 DH 段：光照继续增强，光合作用强度>呼吸作用强度。 其中 FG 段表示“光合午休”现象。 H 点：随光照减弱，光合作用强度 下降，光合作用强度= 呼吸作用强度。 HI 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。
易错易混【01】对有氧呼吸和无氧呼吸区别不清，对利用呼吸反应式进行相关计算掌握不熟练。
1 ．（2022·江苏 · 二模）下图表示葡萄糖在细胞内氧化分解过程的示意图， ①②③表示过程， X、Y 表示物质。
下列叙述错误的是( )
A . ①过程发生在细胞质基质， X 可为丙酮酸 B . ②过程可能没有 ATP 产生
C . ③过程不一定发生在线粒体内膜 D ．Y 可能是 H2O 或酒精或乳酸
【答案】D
【解析】由图分析可知，若为有氧呼吸，则①为有氧呼吸第一阶段，②为有氧呼吸第二阶段，③为有氧呼 吸第三阶段；X 为丙酮酸（或丙酮酸和[H]），Y 为 H2O。若为无氧呼吸，则①为无氧呼吸第一阶段，②③
为无氧呼吸第二阶段；X 为丙酮酸（或丙酮酸和[H]），Y 为酒精。①过程为有氧呼吸（或无氧呼吸）第一
阶段， 发生在细胞质基质， X 可为丙酮酸， A 正确；如果是无氧呼吸， ②过程是无氧呼吸第二阶段， 没有 ATP 产生， B 正确；如果是无氧呼吸，③过程是无氧呼吸第二阶段，发生在细胞质基质， C 正确；因为产物中有
二氧化碳，所以 Y 不可能是乳酸， D 错误。故选 D。
2 ．（2022·河北 · 武安市第一中学模拟预测）某实验室用两种方式进行酵母菌发酵葡萄糖生产酒精。甲发酵 罐中保留一定量的氧气，乙发酵罐中没有氧气，其余条件相同且适宜。实验过程中每小时测定一次两发酵
罐中氧气和酒精的物质的量，记录数据并绘成如图所示坐标图。据此下列说法中正确的是( )
A ．甲、乙两发酵罐分别在第 10 h 和第 7 h 厌氧呼吸速率最快
B ．实验结束时甲、乙两发酵罐中产生的二氧化碳量之比为 8∶5
C ．甲发酵罐实验结果表明在有氧气存在时酵母菌无法进行厌氧呼吸
D ．该实验证明向葡萄糖溶液中通入大量的氧气可以提高酒精的产量
【答案】B
【解析】据图分析：甲发酵罐中保留一定量的氧气，随着时间的推移，氧气含量逐渐减少，酵母菌的无氧 呼吸逐渐增强，且在第 5 小时无氧呼吸速率最快，实验结束时甲发酵罐中产生的酒精量为 18 mol；乙发酵 罐中没有氧气，一开始就进行无氧呼吸产生酒精，并且在第 3 小时无氧呼吸速率最快，实验结束时乙发酵 罐中产生的酒精量为 15 mol。由此可见，向葡萄糖溶液中通入少量的氧气可以提高酒精的产量。由分析可 知，甲、乙两发酵罐分别在第 5 小时和第 3 小时无氧呼吸速率最快， A 错误；发酵罐中消耗的氧气是 6，产 生的二氧化碳也是 6，产生的酒精是 18，产生的二氧化碳也是 18，甲发酵罐产生的二氧化碳是 6+18=24 ， 乙发酵罐产生的酒精是 15，产生的二氧化碳也是 15，则实验结束时甲、乙两发酵罐中产生的二氧化碳量之 比为 24∶ 15=8∶ 5 ，B 正确；甲发酵罐从第二小时开始有酒精产生，即进行无氧呼吸，此时有氧气存在， 也进行无氧呼吸， C 错误；适当提高氧气可以使酵母菌数量迅速增加而提高酒精的产量，若通入氧气过多，
酵母菌只进行有氧呼吸不产生酒精， D 错误。故选 B。
易错易混【02】液滴移动法探究细胞呼吸方式或速率的实验，对不同条件下液滴移动所代表的含义不清楚；
不能正确设置实验对照组等。
1 ． 022· 四川泸州 ·三模）某生物科技活动小组利用下图装置测量萌发小麦种子的呼吸速率，测试前打开 A、
B 开关，待 U 形管两侧液面高度相等后，关闭 A 、B 进行测试。下列有关分析正确的是( )
A ．小麦种子细胞中消耗 O2 和产生 CO2 只在线粒体内进行
B ．一段时间后， U 形管两侧液面的高度差表示种子呼吸产生 CO2 量
C ．可用重铬酸钾来检测小麦种子呼吸过程中是否生成了酒精和 CO2
D ．增设将装置内小麦种子替换为等量煮熟小麦种子的对照组可使检测结果更准确
【答案】D
【解析】分析装置图：氢氧化钠溶液可以吸收装置中的二氧化碳，因此 U 形管两侧液柱高度的变化量可表 示有氧呼吸消耗氧气量，据此答题。小麦种子消耗氧气是在有氧呼吸的第三阶段，场所是线粒体内膜；但 无氧呼吸也可以产生二氧化碳，场所是细胞质基质，A 错误；装置中的 NaOH 溶液可吸收呼吸作用产生的 二氧化碳， U 形管两侧液面的高度差表示种子氧气的消耗量， B 错误；重铬酸钾可用于检测小麦种子呼吸过 程中是否生成了酒精， 两者反应呈灰绿色， 但二氧化碳的产生应用澄清石灰水或者溴麝香草酚蓝溶液检测， C 错误；增设将装置内小麦种子替换为等量煮熟小麦种子的对照组可排除物理因素的影响，可使检测结果
更准确， D 正确。故选 D。
2 ．（2022·湖北 ·模拟预测）如图为探究水稻种子萌发时细胞呼吸类型的实验装置，假设萌发种子仅以葡萄 糖为呼吸底物， 观察到单位时间内装置 1 的红色液滴左移了 6 个单位， 装置 2 的红色液滴右移了 2 个单位。
下列有关分析错误的( )
A ．水稻种子萌发过程中有机物的总量减少，有机物种类增多
B ．水稻种子萌发时进行细胞呼吸的场所有细胞质基质和线粒体
C ．水稻种子萌发时有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖之比为 3∶1
D ．实验期间萌发的水稻种子细胞不会进行产生乳酸的无氧呼吸
【答案】C
【解析】装置 1 中：NaOH 吸收了 CO2 ，所以测定的是 O2 的吸收量，因此能判断有氧呼吸的强度。液滴向 左移动，说明吸收了 O2 ，进行了有氧呼吸。装置 2 中：红色液滴向右移动，说明 CO2 的释放大于 O2 的吸 收，表明进行了无氧呼吸。水稻种子萌发过程中由于呼吸作用消耗，有机物的总量减少，由于有有机物的 转化，有机物种类增多，A 正确；观察到单位时间内装置 1 的红色液滴左移了 6 个单位，装置 2 的红色液 滴右移了 2 个单位，说明萌发是既进行了有氧呼吸，又进行了无氧呼吸，故其呼吸场所有细胞质基质和线 粒体，B 正确；装置 1 的红色液滴左移了 6 个单位，说明有氧呼吸消耗了 6 个单位的氧气，对应消耗 1 个 单位的葡萄糖，装置 2 的红色液滴右移了 2 个单位，说明无氧呼吸产生了 2 个单位的二氧化碳，说明无氧 呼吸对应产生 1 个单位的葡萄糖，故萌发时有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖之比为 1∶1 ，C 错误；水稻
种子无氧呼吸产生酒精和二氧化碳， D 正确。故选 C。
易错易混【04】对有关光合作用的实验要点掌握不清
1. 如图为某次光合作用色素纸层析的实验结果，样品分别为新鲜菠菜叶和一种蓝细菌经液氮冷冻研磨后的
乙醇提取液。下列叙述正确的是
A. 研磨时加入 CaCO3 过量会破坏叶绿素 B. 层析液可采用生理盐水或磷酸盐缓冲液
C. 在敞开的烧杯中进行层析时，需通风操作 D. 实验验证了该种蓝藻没有叶绿素 b
【答案】D
【解析】绿色植物的叶绿体中含有四种色素，纸层析后，形成的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）。
由图可知，菠菜含有四种色素，蓝细菌（原核生物）只含有叶绿素 a 和胡萝卜素。
A、研磨时加入碳酸钙是为了保护叶绿素， A 错误；
B、层析液可以由石油醚、丙酮和苯混合而成，也可以用 92 号汽油代替，生理盐水或磷酸盐缓冲液起不到
层析的效果， B 错误；
C、层析时，为了防止层析液挥发，需要用培养皿盖住小烧杯， C 错误；
D、绿色植物的叶绿体中含有四种色素，纸层析后，形成的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）。由图可知，菠菜含有四种色素，蓝藻只有两
条色素带，不含有叶黄素和叶绿素 b ，D 正确。
故选 D。
易错易混【05】对光合作用的过程、原理理解不到位
1 ．（2022·天津河东 · 二模）对正在进行光合作用的植物，若突然降低植物周围环境中的 CO2 浓度，则短时
间内，下列有关生理变化的叙述，正确的是( )
A ．叶绿体中 C5/C3 的值上升 B ．叶绿体中 ATP/ADP 的值下降
C ．NADPH/NADP＋ 的值下降 D ．光反应速率加快
【答案】A
【解析】在植物光合作用时突然降低 CO2 浓度，这将抑制暗反应中二氧化碳的固定，导致三碳化合物含量 减少，短时间内 C5 增多，故叶绿体中 C5/C3 的值上升，A 正确；C3 减少，则 C3 还原变慢，消耗的 ATP 和 NADPH 变少，故叶绿体中 ATP/ADP 的值上升，NADPH/NADP＋ 的值上升，B 、C 错误；暗反应过程受抑
制，进而影响光反应过程，光反应变慢， D 错误。故选 A。
2.（2022·浙江 · 二模） 光合作用是生命的发动机，也是地球上生物圈形成与运转的关键环节，更是未来能源 的希望。下图甲是叶绿体中光合作用部分过程的简化示意图(①和②是可移动载体）；图乙为某实验小组
探究影响光合作用环境因素的实验装置。
回答下列问题：
（1）图甲中所示的生物膜是 膜，其中含有光合色素的复合物是 （用罗马数字表示）。与
图甲中复合物Ⅳ具有相似功能的物质还存在于真核生物的 膜上。
（2）图甲中 e-表示电子，当环境中 CO2 浓度适度增加时， e-在脂双层上传递的速度将 （填“增大”
或“减小” ）。
（3）在适宜的条件下离体培养叶绿体，若向培养液中加入某种物质，该物质阻断复合物Ⅳ对 H+ 的运输，
则 ATP 的生成速率将 （填“增大”或“减小”）。 ATP 为碳反应提供了 。
（4）由图乙装置可分析，该实验小组测量光合速率的指标是 。若突然增加光源
与装置的距离，则短时间内叶绿体中含量会增加的是 （填“三碳酸”或“RuBP”）。
【答案】（1）类囊体 I 和Ⅲ 线粒体内 （2）增大 （3）减小 能量和磷酸基团
（4）单位时间、单位面积氧气释放量（氧气释放速率） 三碳酸
【解析】（1）图甲能吸收光能，进行水的光解，表示光反应，光反应的场所是叶绿体的类囊体薄膜，因此 图甲中所示的生物膜是类囊体膜，光合色素能够吸收和传递光能，因此图中含有光合色素的复合物是 I 和 Ⅲ。图甲中复合物Ⅳ能运输 H+ ，还能催化 ATP 的形成，该物质还可以分布在线粒体内膜上，将 H+运进线
粒体内膜的同时催化 ATP 合成。
（2）环境中 CO2 浓度适度增加时， 暗反应速率加快， 会消耗更多光反应产物 NADPH 和 ATP，故图中的电
子在脂双层上传递的速度将加快，以形成更多的 NADPH 和 ATP。
（3）从图上可知，复合物 IV 对 H+ 的运输促成了 ATP 的合成，若此过程被阻断， ATP 生成速率将会下降。
ATP 水解为碳反应提供了能量和磷酸基团。
（4）图乙为某实验小组探究影响光合作用环境因素的实验装置，可用单位时间、单位面积氧气释放量（氧 气释放速率）来表示净光合速率，若默认为不同条件下呼吸速率不变，也可用单位时间、单位面积氧气释 放量（氧气释放速率）来比较光合速率的大小；若突然增加光源与装置的距离，则光照强度减弱，光反应 产生的 ATP 和 NADPH 减少， 暗反应还原 C3 的速率减小， 短时间内 CO2 固定速率不变， 因此短时间内叶绿
体中三碳酸（C3 ）含量增加，而 RuBP（C5 ）减少。
易错易混【06】对有关光合和呼吸综合的曲线类图解不会识别和理解
1.（2022·北京房山 · 二模）研究者测定了野生型和气孔发育不良突变体拟南芥在不同光强下 CO2 吸收速率，
结果如图所示。下列叙述不正确的是( )
A ．无光照时突变体呼吸速率与野生型基本相同
B ．野生型和突变体均在光强为 Р 时开始进行光合作用
C ．光强度大于 250 μmol·m-2 ·s-1 时，单位时间内突变体有机物的积累量小于野生型
D ．光强为 Q 时，二者光合速率的差异可能主要是由于二氧化碳浓度引起的
【答案】B
【解析】由曲线图可以看出无光照时，两曲线合成一条曲线，表明无光照时突变体呼吸速率与野生型基本 相同， A 正确；P 点是野生型和突变体光合作用强度和呼吸作用强度相等的点，野生型和突变体在光照强度 为 P 点前就已开始进行光合作用，B 错误；从图中可以看出，光照强度大于 250 μmol m-2 s-1 时，突变型净 光合作用小于野生型，所以单位时间内有机物的积累量突变体小于野生型，C 正确；由于突变体的气孔发 育不良，影响了植物对 CO2 的吸收。结合图像所给信息可知，光照强度为 Q 时，野生型的光合作用强度比 突变型的大， 可能是由于突变体的气孔小于野生型， 造成突变型对外界 CO2 的吸收量不足引起的， D 正确。
故选 B。
2.（2022·陕西西安 · 三模）蕨麻也叫“人参果” ，具有很高的营养价值和药用价值。科研工作者为了研究高原 寒冷地区蕨麻的光合作用效率和外界影响因素，选择若尔盖高原（位于青藏高原东部，年平均气温 1.7℃) 中高寒草地和高寒湿地两个典型生态系统对植物的光合速率进行了实验，结果如下图所示。回答下列有关
问题：
（1）若要获取蕨麻的总光合速率的数据，还需测量 数据。
（2）上图是根据在晴朗的天气下测得的数据绘制的曲线，分析两条曲线：从总体趋势上来看，两种植物的
净光合速率均呈现 的趋势。湿地蕨麻比草地蕨麻在 08：00～18：00 之间的净光合
速率要 （填“高”或“低” ）。
（3）两种植物均出现“光合午休”现象，图中曲线出现 c1 、c2 的原因可能是 。
（4）有人认为， 限制高寒地区植物光合作用的因素主要为温度， 若将温度上升为 20℃, 蕨麻的光合速率会
有大幅度的提高，为了驳斥这种观点，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）中午光照增强，气温上升，引起部分气孔关闭，植物吸收 CO2 的能力减弱，暗反应速率减弱，净光合
速率降低
（4）生物和环境具有适应性， 蕨麻是适应高寒环境的生物， 将温度提高到 20℃可能导致酶活性降低甚至失
活，会出现光合速率降低甚至光合作用不能进行的情况
【解析】（1）总光合速率等于净光合速率与呼吸速率之和，图中呈现了净光合速率随时间的变化情况，因
此需在黑暗条件下测定蕨麻细胞的呼吸作用速率，然后计算得到总光合速率。
（2）分析两条曲线可知，从总体趋势上来看，两种植物的净光合速率呈现先上升后下降趋势，且两者差异
变化不大；湿地蕨麻比草地蕨麻在 08：00～18：00 之间的净光合速率要高。
（3）由图可知，c1 、c2 对应的时间大概是中午十二点左右，该时间段光照增强，气温上升，引起部分气孔
关闭，植物吸收 CO2 的能力减弱，暗反应速率减弱，净光合速率降低，出现 c1 、c2 的“光合午休”现象。
（4）由于自然选择的作用， 生物和环境具有适应性， 蕨麻具有适应高寒环境的能力， 将温度提高到 20℃可 能导致酶活性降低甚至失活，会出现光合速率降低甚至光合作用不能进行的情况，因此不会出现光合速率
升高的情况。
1 ．（2022·全国甲卷 · 高考真题）线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所。研究发现，经常运动的人肌细胞
中线粒体数量通常比缺乏锻炼的人多。下列与线粒体有关的叙述，错误的是( )
A ．有氧呼吸时细胞质基质和线粒体中都能产生 ATP
B ．线粒体内膜上的酶可以参与[H]和氧反应形成水的过程
C ．线粒体中的丙酮酸分解成 CO2 和[H]的过程需要 O2 的直接参与
D ．线粒体中的 DNA 能够通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成
【答案】C
【解析】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。
A、有氧呼吸的第一阶段场所是细胞质基质， 第二、三阶段在线粒体， 三个阶段均可产生 ATP，故有氧呼吸
时细胞质基质和线粒体都可产生 ATP ，A 正确；
B、线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所，该阶段氧气和[H]反应生成水，该过程需要酶的催化， B 正确； C、丙酮酸分解为 CO2 和[H]是有氧呼吸第二阶段，场所是线粒体基质，该过程需要水的参与，不需要氧气
的参与， C 错误；
D、线粒体是半自主性细胞器，其中含有少量 DNA，可以通过转录和翻译控制蛋白质的合成， D 正确。
故选 C。
2 ．（2022·全国乙卷 · 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】光合作用会吸收密闭容器中的 CO2 ，而呼吸作用会释放 CO2 ，在温度和光照均适宜且恒定的情况
下，两者速率主要受容器中 CO2 和 O2 的变化影响。
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。
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】1 、 需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； 需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；需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、厌氧呼吸的第一阶段与需氧呼吸的第一阶段相同， 都是葡萄糖分解形成丙酮酸和[H]，发生在细胞质基质
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。
A 、 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
生较多的乳酸， A 正确；
B 、 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； C 、 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；
D 、 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。
故选 B。
4 ． （多选） （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】NDP 可使 H+进入线粒体基质时不经过 ATP 合酶，即 NDP 可抑制 ATP 的合成。
A、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；
BC、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；
D、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。
故选 BCD。
5 ．（2022·全国甲卷 · 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】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。
(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。
6 ．（2022·全国乙卷 · 高考真题） 农业生产中， 农作物生长所需的氮素可以NO 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NO 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NO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NO速率不再增加，推测其原因是 。
(3)作物甲和作物乙各自在NO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NO 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NO 的吸收速率与 O2 浓度呈正
相关 (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】根据物质运输的方向以及运输过程中是否需要能量，将物质跨膜运输分为被动运输和主动运输， 其中主动运输为逆浓度方向运输，需要载体蛋白和能量的供应。曲线图分析，当氧气浓度小于 a 时，影响 根细胞吸收 NO3－ 的因素是能量，当氧气浓度大于 a 时，影响根细胞吸收 NO3－ 的因素是载体蛋白的数量。 (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。
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 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】种子萌发初期，消耗的能量主要来自种子胚乳中储存的有机物，有机物含量逐渐减少；当幼苗出
土、形成绿叶后，开始通过光合作用合成有机物，但光合作用大于呼吸作用时，植株有机物开始增加。
(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·江苏南通 · 一模）下图一是微生物细胞呼吸中的主要生化反应示意图，①~⑤表示过程， A～D 表 示物质；图二是检测气压变化的密闭装置， 反应瓶和中心小杯中放置有关实验材料和试剂， 关闭活栓后， U
形管右管液面高度变化反映瓶中气体体积变化。请回答下列问题：
（1）图一中产生 ATP 最多的过程是 （填中序号），图一中物质 C 是 。
（2）④和⑤过程产生的物质不同，直接原因是 。有人认为过程②和③并不都在
线粒体中进行，理由是 。
（3）某同学利用图二所示装置探究某种微生物的细胞呼吸方式，取甲、乙两套该闭装置设计实验。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
的容积变化）。
①请补充下表有关内容：
装 置 反应瓶中加入的材料 小杯中加入的材 料 液面高度变化的含义
甲 一定浓度的葡萄糖溶液、微生物悬浮液 适量的 NaOH 溶 a ：
各 1mL 液 __________________
乙 b： c ： 细胞呼吸时 CO2 的释放量与 O2 消耗量 的差值
②将甲、乙装置均置于 28℃恒温条件下进行实验（实验过程中微生物保持活性）， 60 min 后读数。请补充
下表有关内容：
预期试验结果 微生物的细胞呼吸方式
甲 乙
上升 不变 d：
e ： 下降 只进行产生 B 和 CO2 的无氧呼吸
上升 下降 f：
g： 不变 只进行产生 A 的无氧呼吸
【答案】（1） ③ 水
（2） 参与反应的酶不同 有的原核生物含②③相关的酶，也能进行上述过程
（3）细胞呼吸 O2 的消耗量 一定浓度的葡萄糖溶液、微生物悬浮液各 1mL 等量蒸馏水 只进行有氧
呼吸 不变 同时进行有氧呼吸和产生酒精、 CO2 的无氧呼吸 不变
【解析】分析图一，①表示呼吸作用第一阶段， ②表示有氧呼吸第二阶段， ③表示有氧呼吸第三阶段， ④⑤
表示无氧呼吸第二阶段； A 表示乳酸， B 为酒精， C 是水， D 是水。
（1）有氧呼吸过程中产生 ATP 最多的是有氧呼吸的第三阶段，对应图中③; 图一中物质 C 可与丙酮酸参
与有氧呼吸第二阶段，表示水。
（2）④和⑤都是无氧呼吸第二阶段，两个过程产生的物质不同，直接原因是参与反应的酶不同；有人认为 过程②和③并不都在线粒体中进行，理由是有的原核生物无线粒体，但含有与有氧呼吸有关的酶，也能进
行上述过程。
（3）①根据甲中所放的材料和试剂和液面高度变化的含义可以判断，反应瓶中细胞呼吸释放的 CO2 被 NaOH 溶液吸收，同时可能消耗 O2 ，所以液面高度变化的含义是细胞呼吸时氧气的消耗量；根据乙中液面 高度变化的含义，可以判断反应瓶中所加材料应与甲相同为一定浓度的葡萄糖溶液、微生物悬浮液各 1ml，
而小杯内加入的材料应该是等量蒸馏水。
②甲液滴上升，说明消耗了氧气，乙液滴不变，说明消耗的氧气量等于产生的二氧化碳量或既没有消耗氧 气也没有产生二氧化碳，因此微生物只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸；若微生物只 进行产生酒精和 CO2 的无氧呼吸，说明不消耗氧气，但产生了二氧化碳，则表现为乙液滴下降，甲液滴不 变；甲液滴上升，说明消耗了氧气，乙液滴下降，说明产生的二氧化碳量多于消耗的氧气量，因此微生物 同时进行有氧呼吸和产生酒精、 CO2 的无氧呼吸；若微生物只进行产生乳酸的无氧呼吸，则既不消耗氧气，
也不产生二氧化碳，故甲液滴不变，乙液滴也不变。
9.（2022·湖南永州 ·三模） 生物兴趣小组对光合作用的过程及其影响因素进行了相关研究。如图是某一年生
的高等植物细胞中光合作用过程图解，图中英文字母代表相应物质。回答下列问题：
（1）兴趣小组在研究过程中增强光照强度， 检测到图中的 A 物质产生量迅速增多， 但不久又恢复到一定水 平。 A 物质无法维持在一个较高水平，最可能的外因是图中物质 （填字母） 的供应量未能同步增加：
在同一过程中 C3 的变化规律是
,原因是 。
____________________
（2）给该种高等植物施氮肥的同时补充水分，其光合速率会更大，试从水的角度分析其原因：
（答出两点即可）。
（3）卡尔文运用同位素标记法研究了光合作用过程中 CO2 中碳的转移途径，请你用同位素标记法设计实验
探究外源提供的 B 物质是否可以被光合作用的暗反应所利用。
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
（要求：写出简单的实验设计思路）。
【答案】（1）E 先迅速减少，不久后达到相对稳定的水平 由于光照强度增强，ATP 和 NADPH 突然 增加， C3 的还原加快， 而 CO2 的固定基本不变， 导致 C3 迅速减少， 但由于 CO2 供应不足， 随后达到相对稳
定的水平
（2）水作为良好的溶剂，补充水分可以降低土壤溶液浓度，有利于小麦根细胞对氮、磷等元素的吸收；同 时可保证小麦吸收充足的水分，促进气孔开放（或有利于增大气孔导度），从而保证了叶肉细胞中 CO2 的
供应
（3）将叶绿体中的 B 物质用放射性同位素标记， 并将植物置于光照、温度等条件均适宜的环境中， 一段时
间后，采用一定的方法检测光合产物糖类中是否出现了放射性
【解析】（1）水光解可以产生氧气和 H+ 、e- ，图中 A 为氧气，e-和 H+与来自叶绿体基质的 NADP+反应生 成 NADPH，由于光反应和暗反应偶联， CO2 是暗反应的原料， 因此若 CO2 供应未能同步， 即 CO2 不足， 光 反应也不能持续进行，且产生的氧气也会释放到环境中或用于细胞呼吸，即不久又恢复到一定水平；由于 光照强度增强，光反应产物 ATP 和 NADPH 突然增加，C3 的还原加快（C3 还原需要光反应产物 ATP 和 NADPH），而 CO2 的固定基本不变，导致 C3 迅速减少，但由于 CO2 供应不足，随后达到相对稳定的水平，
因此 C3 的变化规律是先迅速减少，不久后达到相对稳定的水平。
（2）水作为光合作用的原料；水作为良好的溶剂，补充水分可以降低土壤溶液浓度，有利于小麦根细胞对 氮、磷等元素的吸收；同时可保证小麦吸收充足的水分，促进气孔开放（或有利于增大气孔导度），气孔
是 CO2 的通道，从而保证了叶肉细胞中 CO2 的供应。
（3）同位素标记可以追踪物质的去向，若要探究外源提供的 B 物质是否可以被光合作用的暗反应所利用， 可将叶绿体中的 B 物质用放射性同位素标记，并将植物置于光照、温度等条件均适宜的环境中，一段时间
后，采用一定的方法检测光合产物糖类中是否出现了放射性。
10.（2022·浙江 · 二模）光合作用是生命的发动机，也是地球上生物圈形成与运转的关键环节，更是未来能 源的希望。下图甲是叶绿体中光合作用部分过程的简化示意图(①和②是可移动载体）；图乙为某实验小
组探究影响光合作用环境因素的实验装置。
回答下列问题：
（1）图甲中所示的生物膜是 膜，其中含有光合色素的复合物是 （用罗马数字表示）。与
图甲中复合物Ⅳ具有相似功能的物质还存在于真核生物的 膜上。
（2）图甲中 e-表示电子，当环境中 CO2 浓度适度增加时， e-在脂双层上传递的速度将 （填“增大”
或“减小” ）。
（3）在适宜的条件下离体培养叶绿体，若向培养液中加入某种物质，该物质阻断复合物Ⅳ对 H+ 的运输，
则 ATP 的生成速率将 （填“增大”或“减小”）。 ATP 为碳反应提供了 。
（4）由图乙装置可分析，该实验小组测量光合速率的指标是 。若突然增加光源
与装置的距离，则短时间内叶绿体中含量会增加的是 （填“三碳酸”或“RuBP”）。
【答案】（1）类囊体 I 和Ⅲ 线粒体内 （2）增大 （3）减小 能量和磷酸基团
（4）单位时间、单位面积氧气释放量（氧气释放速率） 三碳酸
【解析】（1）图甲能吸收光能，进行水的光解，表示光反应，光反应的场所是叶绿体的类囊体薄膜，因此 图甲中所示的生物膜是类囊体膜，光合色素能够吸收和传递光能，因此图中含有光合色素的复合物是 I 和 Ⅲ。图甲中复合物Ⅳ能运输 H+ ，还能催化 ATP 的形成，该物质还可以分布在线粒体内膜上，将 H+运进线
粒体内膜的同时催化 ATP 合成。
（2）环境中 CO2 浓度适度增加时， 暗反应速率加快， 会消耗更多光反应产物 NADPH 和 ATP，故图中的电
子在脂双层上传递的速度将加快，以形成更多的 NADPH 和 ATP。
（3）从图上可知，复合物 IV 对 H+ 的运输促成了 ATP 的合成，若此过程被阻断， ATP 生成速率将会下降。
ATP 水解为碳反应提供了能量和磷酸基团。
（4）图乙为某实验小组探究影响光合作用环境因素的实验装置，可用单位时间、单位面积氧气释放量（氧 气释放速率）来表示净光合速率，若默认为不同条件下呼吸速率不变，也可用单位时间、单位面积氧气释 放量（氧气释放速率）来比较光合速率的大小；若突然增加光源与装置的距离，则光照强度减弱，光反应 产生的 ATP 和 NADPH 减少， 暗反应还原 C3 的速率减小， 短时间内 CO2 固定速率不变， 因此短时间内叶绿
体中三碳酸（C3 ）含量增加，而 RuBP（C5 ）减少。
