第1篇 专题4 微专题1 光合作用与细胞呼吸的原理（word教参）-【创新教程】2025年高考生物大二轮专题增分方案（单选）

知识查漏 1．检测到水淹的玉米根有CO2的产生不能判断是否有酒精生成。 (2023·山东卷，4B)(√) 2．水直接参与了有氧呼吸过程中丙酮酸的生成。 (2024·江西卷，5C)(×) 3．有氧呼吸的终产物在体内可转变成HCO。 (2024·湖北卷，9A)(√) 4．各种细胞进行有氧呼吸的主要场所都是线粒体。(×) 5．高温往往使植物叶片变黄、变褐、减产的原因可能是蒸腾作用增强，植物易失水发生萎蔫。 (2023·湖北卷，11C)(×) 6．无水乙醇在色素的提取和分离实验中起到分离色素的作用。(×) 7．夏季晴天，植物光合作用“午休”现象的主要原因是环境中CO2浓度过低。(×) 8．降低光照将直接影响光反应的进行，从而影响暗反应；改变CO2浓度则直接影响暗反应的进行。(√) 9．鲁宾、卡门用放射性同位素标记的方法，研究了光合作用中氧气的来源。(×) 10．光合作用强度就是指植物在单位时间内通过光合作用积累糖类的数量。(×) 概念清障 1．(必修1 P90－91“探究·实践”)可根据_________________________________ ________________________________________________________________________， 检测酵母菌培养液中CO2的产生情况。 提示：澄清石灰水浑浊程度或溴麝香草酚蓝溶液变成黄色的时间长短 2．(必修1 P94“小字内容”)细胞呼吸除了能为生物体提供能量，还是生物体代谢的枢纽。　_________________　的代谢，都可以通过细胞呼吸过程联系起来。 提示：蛋白质、糖类和脂质 3．(必修1 P95“思考·讨论”)储藏水果、粮食的仓库，常通过降低温度、降低氧气含量等措施，目的是　_____________________________________________________　，以延长保质期。 提示：减弱水果和粮食的呼吸作用 4．(必修1 P95“思考·讨论”)花盆里的土壤板结后，空气不足，会影响根系生长，甚至造成烂根现象，原因是_________________________________________________ ________________________________________________________________________。 提示：根细胞无氧呼吸产生的酒精会对根系造成伤害 5．(必修1 P96“拓展应用T1”改编)松土对农作物的意义是　________________________________________________________　，对全球气候的影响是　______________________________________　。 提示：使根细胞进行充分的有氧呼吸，从而有利于根系的生长和对无机盐的吸收，促进农作物生长　可吸收更多的CO2，缓解全球气候变暖现象 6．(必修1 P97“问题探讨”改编)大棚蔬菜生产中，用无色透明的塑料薄膜做顶棚时产量高，原因是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 提示：有色塑料薄膜主要透过同色光，其他色光很少或不能透过，光照强度会减弱，不利于光合作用，日光中各种颜色的光均能透过无色透明的塑料薄膜，光照强度较大，有利于光合作用 7．(必修1 P101“拓展应用T1”改编)从水层透光与植物光能捕获两层面分析，海洋中红藻、褐藻和绿藻的水层分布情况是_________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 提示：光的波长越短，在水中的穿透性越强，所以吸收红光的绿藻分布于海水的浅层，吸收黄绿光的褐藻分布于海水的中层，吸收蓝紫光和绿光较多的红藻分布于海水深层 8．(必修1 P104“正文”)光照下卡尔文向小球藻悬液通入经过14C标记的14CO2，一定时间后杀死小球藻，同时提取产物并分析。实验发现，仅仅30 s的时间，放射性代谢产物多达几十种。缩短时间到7 s，发现放射性代谢产物减少到12种，若要探究CO2转化成的第一个产物是什么，实验思路是________________________________________________ ________________________________________________________________________。 提示：不断缩短光照时间后杀死小球藻，同时提取产物并分析，直到最终提取物中只有1种放射性代谢产物，该物质即为CO2转化成的第一个产物 9．(必修1 P105“探究·实践”)大棚种植使用有机肥有利于增产，从影响光合作用的因素分析，原因是________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 提示：有机肥被微生物分解成CO2、H2O和无机盐，可提高作物的光合速率 微专题1　光合作用与细胞呼吸的原理 1．细胞呼吸 “三看法”判断细胞呼吸的类型 注：动物细胞CO2只产自有氧呼吸过程，产生的唯一场所为线粒体基质(动物细胞无氧呼吸只产生乳酸，不产生CO2)。 (1)不要认为有氧呼吸的全过程都需要O2。有氧呼吸只有第三阶段消耗O2。 (2)不要认为进行有氧呼吸一定需要线粒体，真核生物一定需要线粒体进行有氧呼吸。原核生物没有线粒体，但有些原核生物因为含有与有氧呼吸有关的酶，也可以进行有氧呼吸；无线粒体的真核生物或真核细胞只能进行无氧呼吸，如蛔虫、哺乳动物成熟的红细胞等。 (3)写细胞呼吸的反应式时不能用ATP来代替能量，因为细胞呼吸释放的能量包括储存在ATP中的能量和以热能形式散失的能量。 2．光合作用 外界条件变化时，C5、C3、NADPH、ATP等物质的量的变化判断 (1)光照强度变化 曲线①表示　C3　 曲线②表示　C5、NADPH、ATP　 曲线③表示　C5、NADPH、ATP　 曲线④表示　C3　 (2)CO2浓度变化 曲线①表示　C5、NADPH、ATP　 曲线②表示　C3　 曲线③表示　C3　 曲线④表示　C5、NADPH、ATP　 (1)光合作用中色素吸收光能不需要酶的参与。 (2)进行光合作用的细胞不一定含叶绿体，如蓝细菌、光合细菌能进行光合作用，但没有叶绿体。 (3)CO2浓度对光合作用强度的影响：CO2浓度很低时，光合作用不能进行。 3．光合作用与细胞呼吸的内在联系 (1)过程图解 (2)理清光合作用与细胞呼吸过程中NADPH、NADH的来源与去路 (3)理清光合作用与有氧呼吸过程中ATP的来源与去路 (4)写出光合作用与有氧呼吸在物质上的联系(相应元素转移过程分析) 4．四种状况下“光合与呼吸”关系 5．真正光合速率、净光合速率和细胞呼吸速率的判定方法 (1)根据坐标曲线判定 ①当光照强度为0时，若CO2吸收值为　负值　，该值的绝对值代表细胞　呼吸速率　，直线代表净光合速率，如图甲。 ②当光照强度为0时，光合速率也为0，曲线代表真正光合速率，如图乙。 (2)根据关键词判定 检测指标 细胞呼吸速率 净光合速率 真正(总)光合速率 CO2 释放量(黑暗) 吸收量 利用量、固定量、消耗量 O2 吸收量(黑暗) 释放量 产生量 有机物 消耗量(黑暗) 积累量 制造量、产生量 (3)根据实验条件判定 实验结果所给数值若为黑暗条件下绿色植物的测定值，则为呼吸速率；若所给数值为有光条件下绿色植物的测定值，则为净光合速率。 (1)判断植物体能否正常生长，即判断植物有机物积累量是否大于0。 (2)注意所求与已知的物质是否一致，如已知CO2的量，所求为葡萄糖的量，则需要借助反应式进行换算。 (3)计算结果还应注意时间、面积、质量、物质的量等单位是否统一。 ►[命题点1]　细胞呼吸的过程 1．(2024·安徽卷，3)细胞呼吸第一阶段包含一系列酶促反应，磷酸果糖激酶1(PFK1)是其中的一个关键酶。细胞中ATP减少时，ADP和AMP会增多。当ATP/AMP浓度比变化时，两者会与PFK1发生竞争性结合而改变酶活性，进而调节细胞呼吸速率，以保证细胞中能量的供求平衡。下列叙述正确的是(　　) A．在细胞质基质中，PFK1催化葡萄糖直接分解为丙酮酸等 B．PFK1与ATP结合后，酶的空间结构发生改变而变性失活 C．ATP/AMP浓度比变化对PFK1活性的调节属于正反馈调节 D．运动时肌细胞中AMP与PFK1结合增多，细胞呼吸速率加快 解析：D　[细胞呼吸第一阶段葡萄糖最终分解为丙酮酸，需要一系列酶促反应即需要多种酶参与，而磷酸果糖激酶1(PFK1)是其中的一个关键酶，因此PFK1不能催化葡萄糖直接分解为丙酮酸，A错误；由题意可知，当ATP/AMP浓度比变化时，两者会与PFK1发生竞争性结合而改变酶活性，进而调节细胞呼吸速率，以保证细胞中能量的供求平衡，说明PFK1与ATP结合后，酶的空间结构发生改变但还具有其活性，B错误；由题意可知，ATP/AMP浓度比变化，最终保证细胞中能量的供求平衡，说明其调节属于负反馈调节，C错误；运动时肌细胞消耗ATP增多，细胞中ATP减少，ADP和AMP会增多，从而AMP与PFK1结合增多，细胞呼吸速率加快，细胞中ATP含量增多，从而维持能量供应，D正确。] 2．(2024·广东卷，5)研究发现，敲除某种兼性厌氧酵母(WT)sqr基因后获得的突变株△sqr中，线粒体出现碎片化现象，且数量减少。下列分析错误的是(　　) A．碎片化的线粒体无法正常进行有氧呼吸 B．线粒体数量减少使△sqr的有氧呼吸减弱 C．有氧条件下，WT比△sqr的生长速度快 D．无氧条件下，WT比△sqr产生更多的ATP 解析：D　[有氧呼吸的主要场所在线粒体，碎片化的线粒体无法正常进行有氧呼吸，A正确；有氧呼吸的第二、三阶段发生在线粒体，线粒体数量减少使△sqr的有氧呼吸减弱，B正确；与△sqr相比，WT正常线粒体数量更多，有氧条件下，WT能获得更多的能量，生长速度比△sqr快，C正确；无氧呼吸的场所在细胞质基质，与线粒体无关，所以无氧条件下WT产生ATP的量与△sqr相同，D错误。] 3．(2024·湖北模拟)耐力性运动是指机体进行一定时间(每次30 min以上)的低中等强度的运动，如步行、游泳、慢跑、骑行等，有氧呼吸是耐力性运动中能量供应的主要方式。坚持耐力性运动训练，肌纤维中线粒体数量会出现适应性变化。下列叙述正确的是(　　) A．肌细胞进行有氧呼吸时，能产生ATP的场所是线粒体 B．若肌细胞进行有氧呼吸作用产生30 mol的CO2，则需消耗5 mol葡萄糖 C．推测每周坚持耐力性运动会使无氧呼吸增强，线粒体数量减少 D．线粒体中丙酮酸分解生成CO2和H2O的过程需要O2的参与 解析：B　[肌细胞进行有氧呼吸时，能产生ATP的场所是线粒体和细胞质基质，A错误；有氧呼吸的方程式为：C6H12O6＋6O2＋6H2O6CO2＋12H2O＋能量，故肌细胞进行有氧呼吸作用产生30 mol 的CO2，则需消耗5 mol葡萄糖，B正确；依据题干信息，有氧呼吸是耐力性运动中能量供应的主要方式，线粒体是有氧呼吸的主要场所，故推测每周坚持耐力性运动会使线粒体数量先增多后保持相对稳定，C错误；丙酮酸分解生成CO2发生在有氧呼吸第二阶段，不需要O2的参与；有氧呼吸第三阶段生成H2O的过程，需要O2的参与，D错误。] 4．(2024·湖北新势力协作体模拟)如图表示葡萄糖在细胞内进行细胞呼吸(有氧呼吸或无氧呼吸)过程中发生的变化。图中①②③④表示过程，请回答下列问题： (1)葡萄糖经①生成A，再经②生成二氧化碳和水的变化过程属于　___________　(选填“有氧呼吸”或“无氧呼吸”)，其中A代表的物质是　___________　。 (2)人体在剧烈运动时，肌细胞在缺氧状态下会通过过程①④生成乳酸。该过程是否需要酶的催化？　___________　(选填“需要”或“不需要”)。在由葡萄糖到乳酸的过程中，　___________　(选填“没有”或“有”)能量释放。 (3)一些植物在生长期长期被水淹会烂根死亡，主要原因是根细胞无氧呼吸产生的　___________　(选填“酒精”或“CO2”)对其产生了毒害。 解析：(1)葡萄糖经①细胞呼吸的第一阶段生成A丙酮酸，再经②有氧呼吸第二、三阶段生成二氧化碳和水的变化过程属于有氧呼吸。 (2)机体内的代谢需要相应酶的催化，所以肌细胞在缺氧状态下会通过过程①④无氧呼吸生成乳酸。该过程需要酶的催化。在由葡萄糖到乳酸的过程中，包括无氧呼吸第一、二阶段，只有第一阶段会释放能量，第二阶段没有能量的释放，所以整个过程有能量的释放。 (3)一些植物在生长期长期被水淹会烂根死亡，主要原因是根细胞无氧呼吸产生的酒精对其产生了毒害。 答案：(1)有氧呼吸　丙酮酸 (2)需要　有　(3)酒精 ►[命题点2]　光合作用的过程 5．(2024·甘肃张掖模拟)英国植物学家希尔发现，在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂(悬浮液中有H2O，没有CO2)，在光照下可以释放出氧气。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称为“希尔反应”。下列说法错误的是(　　) A．希尔反应不能说明植物光合作用产生的氧气中的氧元素全部来自水 B．可用放射性同位素标记法追踪水中氧原子的去路 C．希尔反应模拟了叶绿体光反应阶段的部分变化 D．希尔反应说明水的光解和糖的合成不是同一个化学反应 解析：B　[希尔反应证明了光合作用产生O2，但不能证明植物光合作用产生的O2中的氧元素全部来自H2O，也可能来自于其他有机物，A正确；氧原子的同位素18O是稳定性同位素，无放射性，B错误；希尔反应模拟的是光合作用光反应阶段的部分变化，发生在叶绿体中，C正确；希尔反应的悬浮液中只有水，没有CO2，不能合成糖类，说明水的光解和糖的合成不是同一个化学反应，D正确。] 6．(2024·河北卷，19)高原地区蓝光和紫外光较强，常采用覆膜措施辅助林木育苗。为探究不同颜色覆膜对藏川杨幼苗生长的影响，研究者检测了白膜、蓝膜和绿膜对不同光的透过率，以及覆膜后幼苗光合色素的含量，结果如图、表所示。 覆膜处理 叶绿素含量(mg/g) 类胡萝卜素含量(mg/g) 白膜 1.67 0.71 蓝膜 2.20 0.90 绿膜 1.74 0.65 回答下列问题。 (1)如图所示，三种颜色的膜对紫外光、蓝光和绿光的透过率有明显差异，其中　________　光可被位于叶绿体　________　上的光合色素高效吸收后用于光反应，进而使暗反应阶段的C3还原转化为　________　和　________　。与白膜覆盖相比，蓝膜和绿膜透过的　________　较少，可更好地减弱幼苗受到的辐射。 (2)光合色素溶液的浓度与其光吸收值成正比，选择适当波长的光可对色素含量进行测定。提取光合色素时，可利用　________________________　作为溶剂。测定叶绿素含量时，应选择红光而不能选择蓝紫光，原因是____________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)研究表明，覆盖蓝膜更有利于藏川杨幼苗在高原环境的生长。根据上述检测结果，其原因为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (答出两点即可) 解析：(1)位于叶绿体类囊体薄膜上的光合色素主要吸收红光和蓝紫光。光反应产生的NADPH和ATP参与暗反应的C3还原过程，使C3转化为(CH2O)和C5。分析图表，蓝膜与绿膜对紫外光的透过率低于白膜，减弱了紫外光对幼苗的辐射。 (2)无水乙醇可作为提取光合色素的试剂。类胡萝卜素和叶绿素都能吸收蓝紫光，而叶绿素还能吸收红光，因此测定叶绿素含量时应选择红光，以避免类胡萝卜素对实验的干扰。 (3)分析表格，蓝膜覆盖下藏川杨幼苗的叶绿素含量和类胡萝卜素含量均高于白膜和绿膜，光合色素含量高，吸收的光能较多，藏川杨幼苗的光合速率较强。分析柱形图，蓝膜覆盖下蓝光透过率高于白膜和绿膜，有利于植物进行光合作用；蓝膜覆盖下紫外光的透过率低于白膜和绿膜，减弱了对幼苗的伤害，有利于幼苗生长。故覆盖蓝膜更有利于藏川杨幼苗在高原环境的生长。 答案：(1)蓝　类囊体薄膜　(CH2O)(或糖类)　C5　紫外光 (2)无水乙醇　叶绿素和类胡萝卜素都能吸收蓝紫光，选择红光可以避免类胡萝卜素对实验的干扰 (3)蓝膜覆盖下蓝光透过率高于白膜和绿膜，有利于藏川杨幼苗进行光合作用；蓝膜覆盖下叶绿素含量和类胡萝卜素的含量均高于白膜和绿膜，藏川杨幼苗光合速率较强；蓝膜覆盖下紫外光的透过率低于白膜和绿膜，减弱了对幼苗的伤害 7．(2024·湖北荆州模拟)绿色植物为地球上其他生物提供了丰富的食物和氧气。如图为神农架国家森林公园中的珙桐叶片叶绿体中发生的光合作用过程示意图，请回答下列问题。 (1)图中D阶段为　______________　(选填“光反应”或“暗反应”)阶段。 (2)图中B代表的物质是　______　。图中C5(五碳化合物)与CO2结合生成C3(即三碳化合物)的过程，称为　______　(选填“CO2的固定”或“C3的还原”)。 (3)光反应进行的场所是叶绿体　______________　(选填“类囊体薄膜”或“基质”)。在进行光合作用时，绿叶中的胡萝卜素主要吸收　________　(选填“红光”或“蓝紫光”)。 解析：(1)图中D阶段进行了水的光解和ATP的形成，为光反应阶段。 (2)图中B代表的物质是ATP，图中C5(五碳化合物)与CO2结合生成C3(即三碳化合物)的过程，称为CO2的固定。 (3)光反应进行的场所是叶绿体类囊体薄膜。在进行光合作用时，绿叶中的胡萝卜素主要吸收蓝紫光。 答案：(1)光反应 (2)ATP　CO2的固定 (3)类囊体薄膜　蓝紫光 ►[命题点3]　光合作用与细胞呼吸的联系 8．(2024·广东卷，2)2019年，我国科考队在太平洋马里亚纳海沟采集到一种蓝细菌，其细胞内存在由两层膜组成的片层结构，此结构可进行光合作用与呼吸作用。在该结构中，下列物质存在的可能性最小的是(　　) A．ATP　 B．NADP＋　 C．NADH　 D．DNA 解析：D　[由题干信息可知，采集到蓝细菌其细胞内存在由两层膜组成的片层结构，此结构可进行光合作用与呼吸作用，进行光合作用时，光反应阶段可以将ADP和Pi转化为ATP，NADP＋和H＋转化为NADPH，用于暗反应，有氧呼吸的第一阶段和第二阶段都可以生成NADH，而DNA主要存在于蓝细菌的拟核中，D正确，ABC错误。] 9．(2024·陕西渭南模拟)当植物的光合速率大于呼吸速率时，植物积累有机物，从而能正常生长。下列有关植物光合作用和呼吸作用的叙述，错误的是(　　) A．某植物叶片的净光合速率>0时，该植株的有机物可能会减少 B．光合作用光反应产生的ATP可为植物吸收矿质元素提供能量 C．玉米胚乳细胞进行无氧呼吸时只在第一阶段产生少量的能量 D．呼吸作用和光合作用产生的气体中的氧元素都可能来自反应物水中的氧 解析：B　[真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率，而某植物叶片的净光合速率>0时，整个植株的呼吸速率可能大于光合速率，有机物消耗大于有机物合成，故会出现有机物减少的情况，A正确；光合作用光反应阶段产生的ATP不可用于植物吸收矿质元素，B错误；玉米胚乳细胞进行无氧呼吸时只在第一阶段产生少量能量，第二阶段不能产生能量，C正确；呼吸作用产生的气体为二氧化碳，二氧化碳中的氧元素来自反应物水中的氧(有氧呼吸第二阶段)，光合作用产生的气体为氧气，氧气中的氧元素来自反应物水中的氧(光合作用的光反应阶段)，D正确。] 10．(2023·辽宁卷)花生抗逆性强，部分品种可以在盐碱土区种植。下图是四个品种的花生在不同实验条件下的叶绿素含量相对值(SPAD)(图1)和净光合速率(图2)。回答下列问题。 图1 图2 (1)花生叶肉细胞中的叶绿素包括　__________　，主要吸收　_____________　光，可用　_____________　等有机溶剂从叶片中提取。 (2)盐添加量不同的条件下，叶绿素含量受影响最显著的品种是　_____________　。 (3)在光照强度为500 μmol·m－2·s－1、无NaCl添加的条件下，LH12的光合速率　_________　(填“大于”“等于”或“小于”)HH1的光合速率，判断的依据是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 在光照强度为1 500 μmol m－2·s－1、NaCl添加量为3.0 g·kg－1的条件下，HY 25的净光合速率大于其他三个品种的净光合速率，原因可能是HY 25的　_____________　含量高，光反应生成更多的　_____________________________________　，促进了暗反应进行。 (4)依据图2，在中盐(2.0 g·kg－1)土区适宜选择种植　_____________　品种。 解析：(1)花生叶肉细胞中的叶绿素包括叶绿素a和叶绿素b，主要吸收红光和蓝紫光，可用无水乙醇等有机溶剂从叶片中提取，因为叶片中的色素能溶解到有机溶剂中。 (2)结合图1实验结果可以看出，盐添加量不同的条件下，叶绿素含量受影响最显著的品种是HH1。 (3)在光照强度为500 μmol·m－2·s－1、无NaCl添加的条件下，LH12的净光合速率和HH1的净光合速率相同，但由于前者的呼吸速率大于后者，且总光合速率等于净光合速率和呼吸速率之和，因此可以判断，LH12的光合速率大于HH1的光合速率。在光照强度为1 500 μmol m－2·s－1、NaCl添加量为3.0 g·kg－1的条件下，HY25的净光合速率大于其他三个品种的净光合速率，原因可能是HY25的叶绿素含量高于其他三个品种，光反应生成更多的ATP和NADPH，进而促进了暗反应进行，提高了光合速率。 (4)根据图2数据可知，在中盐(2.0 g·kg－1)土区适宜选择种植LH12品种，因为该条件下，该品种的净光合速率更大，说明产量更高，因而更适合在该地区种植。 答案：(1)叶绿素a和叶绿素b　红光和蓝紫　无水乙醇　(2)HH1 (3)大于　在光照强度为500 μmol·m－2·s－1、无NaCl添加的条件下，LH12的净光合速率和HH1的净光合速率相同，但由于前者的呼吸速率大于后者，且总光合速率等于净光合速率和呼吸速率之和　叶绿素　ATP和NADPH (4)LH12 学科网（北京）股份有限公司 $$