专题04 光合作用和呼吸作用-2025年高考生物【热点·重点·难点】专练（天津专用）

专题04 光合作用和呼吸作用 目录 1.命题趋势：明考情知方向 2.重难诠释：知重难、掌技巧、攻薄弱 3.创新情境练：知情境练突破 4.限时提升练：（30min）综合能力提升 三年考情分析 2025命题预测 2024天津卷T15 光反应、暗（碳）反应的物质变化和能量变化 影响光合作用的因素 2023天津卷T1 有氧呼吸过程 2023天津卷T5 探究酵母菌细胞呼吸的方式 2023天津卷T9 光反应、暗（碳）反应的物质变化和能量变化 2022天津卷T3 绿叶中色素的提取和分离实验 2022天津卷T4 影响光合作用的因素 2022天津卷T8 细胞呼吸原理在生产和生活中的应用 2022天津卷T16有氧呼吸过程 光反应、暗（碳）反应的物质变化和能量变化 要求学生在题干信息提取加工的基础上，结合教材原型知识进行作答，通常是考查学生已学知识在新情境中的迁移应用。常以特定细胞或细胞器中多种物质协同转运的文字或图例为情境，考查学生利用教材知识准确辨析这些物质跨膜运输的方式；ATP常融合其他知识一块考查；酶常通过曲线分析、实验结果的分析等形式考查。有氧呼吸和光合作用过程的文字或图解为情境；(2)以科学家所做的一种或多种环境因素对两过程影响的实验数据表或坐标曲线为情境。 重难点核心背记： 1.图解有氧呼吸与无氧呼吸的联系 图4-1 2.注意无氧呼吸的3点提醒 (1)不同生物无氧呼吸的产物 无氧呼吸 产物不同的直接原因是　参与催化的酶　不同,根本原因是　控制酶合成的基因　不同。  (2)无氧呼吸只释放少量能量的原因:大部分能量储存在　酒精或乳酸　中。  (3)水稻等植物长期水淹后烂根的原因:无氧呼吸产生的　酒精　对细胞有毒害作用。  3.C3和C5含量变化的分析方法 (1)据卡尔文循环,叶绿体基质中C3的含量通常是C5的2倍。 (2)当光照强度或CO2浓度改变后,短时间内C3和C5的含量均会发生变化。无论分析哪种物质的含量变化,都要从生成和消耗两个角度分析。C3产生于CO2的固定过程,消耗于C3的还原过程,C5产生于C3的还原过程,消耗于CO2的固定过程。 条件 光照强度 二氧化碳浓度 强→弱 弱→强 高→低 低→高 C3 增加 减少 减少 增加 C5 减少 增加 增加 减少 ATP、[H] 减少 增加 增加 减少 4.综合分析光合作用与有氧呼吸过程 图4-2 (1)元素转移途径 C:CO2C3(CH2O)丙酮酸CO2 O:H2OO2H2O H:H2O[H](CH2O)[H] (2)能量转化关系 图4-3 高分解题技巧： 1.把握与细胞呼吸影响因素相关的“四类”曲线 图4-5 (1)甲图:温度通过影响与细胞呼吸有关的　酶的活性　来影响呼吸速率。  (2)乙图(酵母菌群体、大多数植物等): ①O2浓度=0时,只进行　无氧呼吸　。  ②0<O2浓度<10%时,同时进行有氧呼吸和无氧呼吸。随O2浓度增大,　无氧呼吸　逐渐被抑制,　有氧呼吸　不断加强。  ③O2浓度≥10%时,只进行　有氧呼吸　。  ④O2浓度=5%时,有机物消耗　最少　。  (3)丙图:自由水含量较高时呼吸作用旺盛。 (4)丁图:CO2是细胞呼吸的产物,对细胞呼吸具有　抑制　作用。  2.把握与光合作用影响因素相关的3类曲线 影响因素 原理 图像 图像解读 光照强度 　影响　光反应　阶段ATP、[H]的产生  　P点的限制因素: 　①外因:　温度、CO2浓度　等  　②内因:色素含量、酶的数量和活性、C5的含量 CO2浓度 　影响　暗反应　阶段C3的生成  　P点的限制因素: 　①外因:　温度、光照强度　等  　②内因:酶的数量和活性、色素含量、C5的含量 温度 　通过影响　酶的活性　来影响光合作用  　P点对应的温度为进行光合作用的　最适温度　  3.光合作用曲线中特殊点含义及移动情况分析 图4-6 (1)A点:只进行细胞呼吸。AB段:光合速率　小于　呼吸速率。B点以后:　光合速率大于呼吸速率　。  (2)B点:　光合速率等于呼吸速率　,B点的光照强度称为光补偿点;C点的光照强度称为光饱和点。  (3)增加CO2浓度,B点　左移　,C点　右移　,D点向右上方移动。  (4)若适当提高温度,光合速率的增加值小于呼吸速率的增加值,则补偿点B应相应地向　右　移,通过增加光照强度来提高光合速率,使光合速率等于呼吸速率。若适当减少CO2浓度,则补偿点B应相应地向　右　移,饱和点C应相应地向　左　移。 4.图示法理解光合速率与呼吸速率的关系 图4-7 (1)各种速率的表示方法及相互关系 ①呼吸速率:有机物或O2消耗量、CO2产生量。 ②净光合速率:有机物积累量、O2释放量、CO2吸收量。 ③总(真正)光合速率:有机物或O2产生量、CO2消耗量。 ④总(真正)光合速率:净光合速率+呼吸速率。 (2)净光合速率和总(真)光合速率的判定方法 ①若为坐标曲线形式,当光照强度为0时,CO2吸收值为0,则该曲线表示总(真)光合速率,若CO2吸收值为负值,则该曲线表示净光合速率。 ②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。 ③有机物积累量表示净光合速率,制造量表示总(真正)光合速率。 (3)光合速率与植物生长的判断 ①当净光合速率>0时,植物因积累有机物而生长。 ②当净光合速率=0时,植物不能生长。 ③当净光合速率<0时,植物不能生长,长时间处于此种状态,植物将死亡。 （建议用时：10分钟） 1．渍害是因洪涝积水或地下水位过度升高，作物根系长期缺氧，而对植株造成的伤害。发生溃害时，地下部分的一些细胞通过无氧呼吸产生乙醇，乙醇在乙醇脱氢酶的催化下，生成NADH等，使乙醇得以分解。下列有关叙述错误的是（    ） A．发生渍害时，地上部分的细胞仍以有氧呼吸为主 B．乙醇脱氢酶活性升高，有利于减轻植物渍害 C．地下部分细胞产生乙醇的场所是细胞质基质 D．地下部分的细胞能合成NADH，地上部分不能合成 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．龙血树在《本草纲目》中被誉为“活血圣药”，有消肿止痛、收敛止血的功效。下图为龙血树在不同温度下相关指标的变化曲线（其余条件均相同），下列说法正确的是（    ）    A．在光照条件下，30℃环境中龙血树的实际光合速率比25℃环境中小 B．昼夜时间相同且温度不变，P点时龙血树无法正常生长发育 C．30℃时，光照条件下叶肉细胞吸收CO2的速率等于3.5mg/h D．该实验的自变量是温度，因变量是CO2的吸收速率或释放速率 4．为提高温室黄瓜的产量，农科院对其光合特性进行了研究。下图为7-17时黄瓜叶片光合作用相关指标的测定结果，其中净光合速率和Rubisco（固定CO2的酶）活性日变化均呈“双峰”曲线。下列分析正确的是（    ） A．7-17时，黄瓜叶片有机物干重不断增加 B．7-17时，净光合速率两次降低的限制因素相同 C．7-17时，胞间CO2浓度两次上升都说明光合速率大于呼吸速率 D．13时叶绿体内光反应的速率远低于暗反应的速率 阅读下列材料完成下面小题。 材料：高效藻类光生物反应器可实现藻类大规模培养，科研人员为藻类生物反应器设计光照系统、二氧化碳配气系统，借助多参数检测系统对反应器中的pH和温度等进行检测，并通过计算机对检测数据在线采集和处理（图1），研究补充CO2对某藻类光合作用及呼吸作用特性的影响，实验结果如图2所示。 5．经不同条件下培养后，为测得该藻类光合作用及呼吸作用特性的相关数据，必须在该反应器主体中增加与计算机连接的装置是（    ） A．二氧化碳传感器 B．溶解氧传感器 C．湿度传感器 D．光传感器 6．以下有关该实验的分析，错误的是（    ） A．呼吸速率应在黑暗条件下分别进行测定 B．研究该藻类光合作用及呼吸作用特性时，应测得其重量 C．该藻类光合作用速率随反应器主体中CO2浓度的增大而提高 D．连续补充CO2组的藻类呼吸速率低可能与培养液pH有关 （建议用时：30分钟） 一、单选题 1．菜粉蝶幼虫细胞中NADH脱氢酶（一种催化[H]（NADH）与氧反应的酶）对广泛存在于植物的根韧皮部中的鱼藤酮十分敏感。生产上常利用鱼藤酮来防治害虫。叙述正确的是（    ） A．鱼藤酮主要抑制菜粉蝶幼虫细胞有氧呼吸的第三阶段 B．NADH是还原性辅酶Ⅱ，主要在菜粉蝶幼虫细胞的线粒体基质中产生 C．鱼藤酮作用机制是抑制ATP水解使菜粉蝶幼虫因为缺乏能量而死亡 D．长期使用鱼藤酮将导致菜粉蝶基因突变而使其种群抗药性基因频率增加 2．一般的金鱼细胞呼吸与其他鱼类没有多大区别，可处于北极的一种金鱼能在极度缺氧的环境下生存很长一段时间，原因是金鱼肌细胞在长期进化过程中形成了一种新的“无氧代谢”机制——“分解葡萄糖产生乙醇（-80℃不结冰）”的奇异代谢过程，金鱼代谢部分过程如图所示。下列叙述正确的是（　　） A．过程③只有在极度缺氧环境中才会发生 B．若给肌细胞提供18O标记的O2，在CO2中也会检测到18O C．过程①②③⑤均能生成ATP，其中过程②生成的ATP更多 D．向该金鱼培养液中加入酸性重铬酸钾溶液后可能会出现由蓝变绿再变黄的现象 3．如图表示植物叶肉细胞中光合作用和呼吸作用的过程简图，其中a、b、c、d表示生理过程，甲、乙表示场所，下列有关叙述正确的是（    ）。 A．a过程产生的NADPH可以用于CO2的固定 B．甲的内膜上含有催化ATP合成的酶 C．给植物提供H218O一段时间后，a、b、c、d的产物都会出现18O D．该植物用于叶肉细胞中载体蛋白合成的能量可来自a、c、d 4．关于细胞的叙述，正确的是（    ） A．固定CO2的细胞一定含有能捕获光能的色素 B．丙酮酸分解为CO2的过程一定发生在线粒体基质 C．分泌蛋白的加工及分泌不一定与内质网和高尔基体有关 D．A-U配对、T-A配对的现象不会发生在细胞核的核仁处 5．图1和图2分别为电镜下观察到的正常细胞和胶质母细胞瘤的线粒体结构，下列有关癌细胞的结构和功能分析哪一项是错误的（    ） A．线粒体发生了嵴融合 B．线粒体基质中会产生大量丙酮酸 C．无氧呼吸强，产生大量乳酸 D．葡萄糖的消耗量大，需要摄取更多的葡萄糖 6．用密闭的培养瓶培养等量的绿藻（单细胞藻类），将其置于4种不同温度下（t1<t2<t3<t4）培养，分别测定光照和黑暗条件下培养瓶中氧气的含量变化如图所示。下列叙述正确的是（　　） A．氧气产生和消耗的场所分别为叶绿体类囊体薄膜、线粒体基质 B．温度逐渐升高过程中，绿藻的光反应速率不变，暗反应速率增强 C．温度为t4时，光合速率与呼吸速率相同，此时绿藻无法积累有机物 D．温度逐渐升高过程中，绿藻的光合速率和呼吸速率均逐渐增强 7．为研究低氧状态对青瓜根细胞呼吸的影响，某研究小组用A、B两个青瓜品种进行实验研究，图示结果为一周后测得的根系中乙醇的含量。据图分析，下列说法正确的是（    ） A．在低氧条件下A品种的根细胞只可能进行无氧呼吸 B．根细胞中丙酮酸分解为乙醇的过程也要产生ATP C．正常通气时青瓜根细胞产生的CO2来自线粒体和细胞质基质 D．低氧时根细胞通过无氧呼吸产生的CO2，B品种比A品种多 8．细胞内的ATP合酶可催化ATP合成，其催化中心的蛋白质有三种不同构象：O态（ATP与酶亲和力低）、L态（ADP、Pi与酶结合疏松）、T态（ADP、Pi与酶结合紧密），ATP合酶的催化功能是由H+跨膜回流时驱动这三种构象的动态变化实现的，如图所示。下列叙述正确的是（　　） A．原核细胞中存在ATP合酶，叶肉细胞中ATP合酶仅存在于线粒体内膜上 B．T态有利于ATP释放，推测该酶催化中心构象呈L、T、O的周期性变化 C．ATP合酶催化的结果是使H+势能转化为化学能，储存到特殊的化学键中 D．温度和pH都仅通过影响H+的跨膜速率，进而影响ATP的合成速率 9．下图表示利用纸层析法分离新鲜菠菜叶中光合色素的实验示意图。下列相关叙述正确的是（　　） A．实验所用吸水纸的干燥度不影响实验的结果 B．①和②对应的色素主要吸收蓝紫光和红光 C．①～④对应的色素依次为胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b D．若在研磨叶片时没有加入二氧化硅，则得不到任何色素环 10．将某种植物放在特定的实验装置内，研究温度对光合作用与呼吸作用的影响，实验以该植物光合作用吸收的CO2总量与呼吸作用CO2的释放量为指标，实验结果如下表所示。下列对该植物数据表格分析正确的是（　　） 温度 /℃ 20 25 30 35 40 45 光照下CO2吸收总量/mg•h-1 1 1.75 2.5 3.25 3.75 3.5 黑暗中CO2释放量/mg•h-1 0.5 0.75 1 1.5 2.25 3 A．昼夜不停地光照，温度为20℃时该植物不能生长 B．昼夜不停地光照，温度为45℃时，最有利于有机物的积累 C．每天交替进行8h光照16h黑暗，温度均保持在25℃条件下，不能生长 D．每天交替进行12h光照12h黑暗，温度均保持在35℃条件下，能正常生长 11．中科院天津工业生物所科研团队历时六年科研攻关，实现了世界上第一次二氧化碳到淀粉的人工合成，这是基础研究领域的重大突破。技术路径如下图所示，图中①~⑥表示相关过程，以下分析错误的是（    ）    A．该系统与叶肉细胞相比，不进行细胞呼吸消耗糖类，能积累更多的有机物 B．该过程④⑤⑥类似于固定二氧化碳产生糖类的过程 C．该过程实现了“光能→活跃的化学能→有机物中稳定的化学能”的能量转化 D．该过程能更大幅度地缓解粮食短缺，同时能节约耕地和淡水资源 12．植物液泡膜上的水通道蛋白（TIPs）是运输水分子的通道，可使水分子顺相对含量的梯度进行跨膜运输。研究发现TIPs在植物细胞内只分布在液泡膜上，可作为标记物用于识别不同植物或组织。下列说法不正确的是（    ） A．破坏TIPs的结构，可能会影响同一细胞中叶绿体的光合作用 B．破坏TIPs的结构，不直接影响植物细胞中葡萄糖的转运 C．用荧光染料标记TIPs可实现对植物细胞中液泡的定位 D．土壤溶液浓度过高时，水分子通过TIPs的跨膜运输需消耗能量 阅读以下材料，回答下列小题 某种香茄的黄化突变体与野生型相比，叶片中的叶绿素、类胡萝卜素含量均降低。净光合作用速率（实际光合作用速率-呼吸速率〉呼吸速率及相关指标如表所示。 材料 叶绿素a/b 类胡萝卜素/叶绿素 净光合作用速率 （unol CO2 nn．-2． S-1） 细胞间CO2浓度 呼吸速率（μmol CO2m-2． S-1） 突变体 9．30 0．32 5．66 239．0 3．60 野生型 6．94 0．28 8．13 210．86 4．07 13．如图为野生型叶片四种色素在滤纸条上的分离结果，其中（  ）色素带含有镁元素。 A．a、b B．a、d C．c、d D．b、c 14．突变体叶片中叶绿体对CO2的消耗速率比野生型降低了（    ）μmolu.m-2． S-1 A．0． 47 B．2． 47 C．2． 94 D．28． 21 阅读资料，回答下列小题： 叶绿体与线粒体间信号交流调控植物程序性细胞死亡 程序性细胞死亡（PCD）是生物体受遗传调控的自主细胞死亡现象，在植物生长发育和抵抗环境胁迫中起重要作用。植物在遭受各种生物或非生物胁迫时，体内ROS增加，ROS作为信号分子会增加线粒体膜的通透性，诱导细胞发生程序性死亡。 中国科学院遗传与发育生物学研究所李家洋研究组筛选出1个拟南芥细胞死亡突变体mod1，该突变体中存在明显的ROS积累，暗示ROS的过量积累与该突变体的细胞死亡表型相关。通过modl突变体克隆鉴定出MODI基因，该基因编码叶绿体中的脂肪酸合酶，负调控植物PCD。 近年来的研究表明，线粒体在PCD中起核心作用。一个有趣的问题是，叶绿体中导致ROS产生的信号是否可传递到线粒体中激发ROS产生并最终诱导PCD?为探明其中的作用机制，他们针对modl突变体构建了其T-DNA插入突变体库，从中筛选出能够抑制modl细胞死亡和ROS积累表型的抑制突变体，并克隆了这些抑制突变体对应的抑制基因，该基因与线粒体电子传递链复合体I（mETC复合体I）的组装及活性有关。modl是叶绿体中脂肪酸合酶的突变体，其PCD表型却能被线粒体中mETC复合体I的功能缺失所恢复，由此暗示植物细胞中存在叶绿体与线粒体之间的信号交流调控PCD。 最近，研究组通过大规模筛选modl突变体的抑制突变体，克隆了3个新的抑制基因pINAD-MDH、DiT l和mMDH 1。此3个基因分别编码质体定位的NAD+依赖的苹果酸脱氢酶、叶绿体被膜定位的二羧酸转运蛋白1和线粒体定位的苹果酸脱氢酶1，突变后都可抑制mod1中ROS的积累及PCD的发生。通过对这些基因进行深入的功能分析，他们论证了苹果酸从叶绿体到线粒体的转运，对线粒体中ROS的产生及随后PCD的诱导起重要作用（如图）。 该研究拓展了我们对植物细胞中细胞器间交流的认识，为我们深入理解植物PCD发生机制提供了新线索，是该领域的一项突破性进展。 15．根据上述图文信息，下列关于植物细胞中叶绿体与线粒体之间的信号交流调控PCD机制的叙述，错误的是（    ） A．叶绿体中MOD1功能缺失导致NADH/H+在叶绿体中大量积累，草酰乙酸在pINAD-MDH作用下被氧化为苹果酸 B．苹果酸通过DiT1转运到细胞质中，并进一步转移到线粒体 C．在线粒体中，mMDH1将苹果酸转化为草酰乙酸，同时NADH/H+水平升高 D．mETC复合体I活性增加，产生过量ROS，引发PCD 16．根据文中信息，下列证据中能够支持上述机制的是（    ） A．拟南芥细胞死亡突变体mod1中存在明显的ROS积累，暗示ROS的过量积累与该突变体的细胞死亡表型相关 B．mod1是叶绿体中脂肪酸合酶的突变体，其PCD表型却能被线粒体中mETC复合体1所恢复 C．抑制突变体的三个抑制基因突变后均可抑制MOD1发生PCD D．苹果酸也可以由线粒体运输到叶绿体 二、非选择题 17．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 。 18．莱因衣藻可进行光合作用将太阳能转化为氢能，其类囊体薄膜上的光合电子传递和产氢过程如下图1所示，PSI、PSI、Cytb6f表示结构。请回答下列问题： (1)菜因衣藻光合作用产生氢气的场所是 。在光合作用的光反应阶段，光能有两方面用途即利于 。 (2)氢酶对氧气极其敏感，当氧分压达到2%时即可迅速失活。在光合作用过程中衣藻通常产氢量较低，原因是 。 (3)在早晚弱光环境及夜晚条件下，无氧呼吸方式对于莱因衣藻的生存很重要，无氧呼吸过程中丙酮酸能够进一步代谢产生甲酸、乙酸等各种弱酸（HA），导致了类囊体腔的酸化。研究人员根据多项研究提出了“离子陷阱”模型（如图2）。 ①在光照较弱的时候，莱茵衣藻进行无氧呼吸产生HA，HA可进入类囊体腔，并解离出氢离子，由于 导致腔内氢离子不断积累，出现酸化。 ②下列可作为证据支持无氧呼吸产生弱酸导致类囊体腔酸化的有 （多选）。 A．类囊体腔内的酸化程度与无氧呼吸产生弱酸的总积累量呈正相关 B．外源添加甲酸、乙酸等弱酸后衣藻均出现类囊体腔酸化的现象 C．无氧呼吸不产生弱酸的突变体在强光条件下未发现类囊体腔酸化 D．HA与氢离子比较，透过类囊体薄膜的通透性更大 19．气孔对植物的气体交换和水分代谢至关重要，气孔运动具有复杂的调控机制。下图所示为叶片气孔保卫细胞和相邻叶肉细胞中部分的结构和物质代谢途径。①～④表示场所请回答下列问题： (1)光照下，在叶绿体的 上将光能转变成化学能，参与这一过程的两类色素是 。光驱动产生的 可用于CO₂固定产物的还原。 (2)液泡中的成分与气孔开闭相关，如图，细胞中的PEP可以在酶作用下合成草酰乙酸OAA，进一步转化成Mal，进入细胞液中，使液泡内水势下降（溶质浓度提高），导致保卫细胞 ，促进气孔张开。 (3)研究证实气孔运动需要ATP，产生ATP的场所有 （从①～③中选填）。保卫细胞中的糖分解为PEP，PEP再转化为 进入线粒体参与有氧呼吸的第二阶段，有氧呼吸的第一、二阶段产生的NADH最终通过电子传递链氧化产生ATP。 (4)线粒体对维持旺盛的光合作用至关重要。为研究线粒体对光合作用的影响，用寡霉素（电子传递链抑制剂）处理大麦，实验方法是：取培养10～14d大麦苗，将其茎浸入添加了不同浓度寡霉素的水中，通过蒸腾作用使药物进入叶片。光照培养后，测定，计算光合放氧速率（单位为μmolO₂·mg⁻¹chl·h⁻¹，chl为叶绿素）。请完成下表。 实验操作的目的 简要操作过程 配制不同浓度的寡霉素丙酮溶液 寡霉素难溶于水，需先溶于丙酮，配制高浓度母液，并用丙酮稀释成不同药物浓度，用于加入水中 ① 在水中加入相同体积不含寡霉素的丙酮 ② 对照组和各实验组均测定多个大麦叶片 测定光合放氧速率 用氧电极测定叶片放氧 ③ 称重叶片，加无水乙醇研磨，定容，离心，取上清液测定 20．研究发现，线粒体内膜上存在专门运输ATP和ADP的转运体（AAC），AAC只能1：1交换ADP和ATP，确保细胞正常代谢的能量需求。线粒体ADP/ATP载体在两种状态之间循环：在一种称为细胞质开放状态的状态下，它的中心结合位点可用于结合ADP，而在另一种称为基质开放状态的状态下，这种结合位点可用于结合新合成的ATP，过程如下图1所示。呼吸电子传递链是指在线粒体内膜上由一系列呼吸电子传递体组成的将电子传递到分子氧的“轨道”，如下图2所示。请回答下列问题： (1)线粒体外膜和内膜的功能不同，主要体现在所含的 （成分）不同，在运载ATP时和运载ADP时，载体的 结构不同。 (2)图2表示的过程发生场所是 ，据图2可知，为ATP的合成提供驱动力的是 。 (3)泡发过久的黑木耳会被椰毒假单胞杆菌污染，该细菌会分泌毒性极强的米醇菌酸，米酵菌酸可以竞争性地结合在AAC上，从而抑制 ，导致 ，进而引发人体中毒。 (4)NTT是叶绿体内膜上运输ATP/ADP的载体，在叶绿体未成熟和 条件下，光反应不能进行时，负责将细胞质基质中的ATP转运至 ，从而满足叶绿体中依赖ATP的代谢活动的需要。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题04 光合作用和呼吸作用 目录 1.命题趋势：明考情知方向 2.重难诠释：知重难、掌技巧、攻薄弱 3.创新情境练：知情境练突破 4.限时提升练：（30min）综合能力提升 三年考情分析 2025命题预测 2024天津卷T15 光反应、暗（碳）反应的物质变化和能量变化 影响光合作用的因素 2023天津卷T1 有氧呼吸过程 2023天津卷T5 探究酵母菌细胞呼吸的方式 2023天津卷T9 光反应、暗（碳）反应的物质变化和能量变化 2022天津卷T3 绿叶中色素的提取和分离实验 2022天津卷T4 影响光合作用的因素 2022天津卷T8 细胞呼吸原理在生产和生活中的应用 2022天津卷T16有氧呼吸过程 光反应、暗（碳）反应的物质变化和能量变化 要求学生在题干信息提取加工的基础上，结合教材原型知识进行作答，通常是考查学生已学知识在新情境中的迁移应用。常以特定细胞或细胞器中多种物质协同转运的文字或图例为情境，考查学生利用教材知识准确辨析这些物质跨膜运输的方式；ATP常融合其他知识一块考查；酶常通过曲线分析、实验结果的分析等形式考查。有氧呼吸和光合作用过程的文字或图解为情境；(2)以科学家所做的一种或多种环境因素对两过程影响的实验数据表或坐标曲线为情境。 重难点核心背记： 1.图解有氧呼吸与无氧呼吸的联系 图4-1 2.注意无氧呼吸的3点提醒 (1)不同生物无氧呼吸的产物 无氧呼吸 产物不同的直接原因是　参与催化的酶　不同,根本原因是　控制酶合成的基因　不同。  (2)无氧呼吸只释放少量能量的原因:大部分能量储存在　酒精或乳酸　中。  (3)水稻等植物长期水淹后烂根的原因:无氧呼吸产生的　酒精　对细胞有毒害作用。  3.C3和C5含量变化的分析方法 (1)据卡尔文循环,叶绿体基质中C3的含量通常是C5的2倍。 (2)当光照强度或CO2浓度改变后,短时间内C3和C5的含量均会发生变化。无论分析哪种物质的含量变化,都要从生成和消耗两个角度分析。C3产生于CO2的固定过程,消耗于C3的还原过程,C5产生于C3的还原过程,消耗于CO2的固定过程。 条件 光照强度 二氧化碳浓度 强→弱 弱→强 高→低 低→高 C3 增加 减少 减少 增加 C5 减少 增加 增加 减少 ATP、[H] 减少 增加 增加 减少 4.综合分析光合作用与有氧呼吸过程 图4-2 (1)元素转移途径 C:CO2C3(CH2O)丙酮酸CO2 O:H2OO2H2O H:H2O[H](CH2O)[H] (2)能量转化关系 图4-3 高分解题技巧： 1.把握与细胞呼吸影响因素相关的“四类”曲线 图4-5 (1)甲图:温度通过影响与细胞呼吸有关的　酶的活性　来影响呼吸速率。  (2)乙图(酵母菌群体、大多数植物等): ①O2浓度=0时,只进行　无氧呼吸　。  ②0<O2浓度<10%时,同时进行有氧呼吸和无氧呼吸。随O2浓度增大,　无氧呼吸　逐渐被抑制,　有氧呼吸　不断加强。  ③O2浓度≥10%时,只进行　有氧呼吸　。  ④O2浓度=5%时,有机物消耗　最少　。  (3)丙图:自由水含量较高时呼吸作用旺盛。 (4)丁图:CO2是细胞呼吸的产物,对细胞呼吸具有　抑制　作用。  2.把握与光合作用影响因素相关的3类曲线 影响因素 原理 图像 图像解读 光照强度 　影响　光反应　阶段ATP、[H]的产生  　P点的限制因素: 　①外因:　温度、CO2浓度　等  　②内因:色素含量、酶的数量和活性、C5的含量 CO2浓度 　影响　暗反应　阶段C3的生成  　P点的限制因素: 　①外因:　温度、光照强度　等  　②内因:酶的数量和活性、色素含量、C5的含量 温度 　通过影响　酶的活性　来影响光合作用  　P点对应的温度为进行光合作用的　最适温度　  3.光合作用曲线中特殊点含义及移动情况分析 图4-6 (1)A点:只进行细胞呼吸。AB段:光合速率　小于　呼吸速率。B点以后:　光合速率大于呼吸速率　。  (2)B点:　光合速率等于呼吸速率　,B点的光照强度称为光补偿点;C点的光照强度称为光饱和点。  (3)增加CO2浓度,B点　左移　,C点　右移　,D点向右上方移动。  (4)若适当提高温度,光合速率的增加值小于呼吸速率的增加值,则补偿点B应相应地向　右　移,通过增加光照强度来提高光合速率,使光合速率等于呼吸速率。若适当减少CO2浓度,则补偿点B应相应地向　右　移,饱和点C应相应地向　左　移。 4.图示法理解光合速率与呼吸速率的关系 图4-7 (1)各种速率的表示方法及相互关系 ①呼吸速率:有机物或O2消耗量、CO2产生量。 ②净光合速率:有机物积累量、O2释放量、CO2吸收量。 ③总(真正)光合速率:有机物或O2产生量、CO2消耗量。 ④总(真正)光合速率:净光合速率+呼吸速率。 (2)净光合速率和总(真)光合速率的判定方法 ①若为坐标曲线形式,当光照强度为0时,CO2吸收值为0,则该曲线表示总(真)光合速率,若CO2吸收值为负值,则该曲线表示净光合速率。 ②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。 ③有机物积累量表示净光合速率,制造量表示总(真正)光合速率。 (3)光合速率与植物生长的判断 ①当净光合速率>0时,植物因积累有机物而生长。 ②当净光合速率=0时,植物不能生长。 ③当净光合速率<0时,植物不能生长,长时间处于此种状态,植物将死亡。 （建议用时：10分钟） 1．渍害是因洪涝积水或地下水位过度升高，作物根系长期缺氧，而对植株造成的伤害。发生溃害时，地下部分的一些细胞通过无氧呼吸产生乙醇，乙醇在乙醇脱氢酶的催化下，生成NADH等，使乙醇得以分解。下列有关叙述错误的是（    ） A．发生渍害时，地上部分的细胞仍以有氧呼吸为主 B．乙醇脱氢酶活性升高，有利于减轻植物渍害 C．地下部分细胞产生乙醇的场所是细胞质基质 D．地下部分的细胞能合成NADH，地上部分不能合成 【答案】D 【分析】有氧呼吸分为三个阶段，第一阶段在细胞质进行，第二阶段在线粒体基质进行，第三阶段在线粒体内膜进行，且第三阶段释放的能量最多。无氧呼吸分为两个阶段，均在细胞质基质进行。由表可知，胞间CO2浓度与光合速率和气孔导度呈负相关，即虽然气孔导度下降，但胞间CO2上升，说明光合速率下降主要由非气孔限制因素导致的。 【详解】A、发生渍害时，地上部分的细胞不缺氧，则仍以有氧呼吸为主，A正确； B、乙醇在乙醇脱氢酶的催化下，生成NADH等，使乙醇得以分解，所以乙醇脱氢酶活性升高，有利于减轻植物渍害，B正确； C、细胞无氧呼吸产生乙醇的场所是细胞质基质，C正确； D、细胞通过有氧呼吸和无氧呼吸都可以产生NADH，所以地下部分的细胞和地上部分的细胞都能合成NADH，D错误。 故选D。 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．龙血树在《本草纲目》中被誉为“活血圣药”，有消肿止痛、收敛止血的功效。下图为龙血树在不同温度下相关指标的变化曲线（其余条件均相同），下列说法正确的是（    ）    A．在光照条件下，30℃环境中龙血树的实际光合速率比25℃环境中小 B．昼夜时间相同且温度不变，P点时龙血树无法正常生长发育 C．30℃时，光照条件下叶肉细胞吸收CO2的速率等于3.5mg/h D．该实验的自变量是温度，因变量是CO2的吸收速率或释放速率 【答案】B 【分析】据图分析，实线表示吸收二氧化碳速率，代表净光合作用速率，虚线表示呼吸速率。 【详解】A、实际光合速率=净光合速率+呼吸速率。在光照条件下，由图可知，30℃时净光合速率（ 吸收速率）为3.5mg/h，呼吸速率为3.0mg/h，实际光合作用速率为6.5mg/h，25℃时净光合速率为3.75mg/h，呼吸速率为2.25mg/h，实际光合作用速率为6.0mg/h，所以在光照条件下， 30℃环境中龙血树的实际光合速率比25℃环境中大，A错误； B、P点时净光合速率等于呼吸作用速率 ，昼夜时间相同且温度不变，意味着白天光合作用制造的有机物等于夜晚呼吸作用消耗的有机物，没有有机物的积累，所以龙血树无法正常生长发育，B正确； C、30℃时，光照条件下叶肉细胞吸收CO2的速率为净光合速率，由图可知是3.5mg/h，但植物中还有其他细胞进行呼吸作用会释放CO2，所以叶肉细胞真正从外界吸收CO2的速率要大于3.5mg/h，C错误； D、由图可知，该实验的自变量是温度和光照条件，因变量是CO2的吸收速率或释放速率，D错误。 故选B。 4．为提高温室黄瓜的产量，农科院对其光合特性进行了研究。下图为7-17时黄瓜叶片光合作用相关指标的测定结果，其中净光合速率和Rubisco（固定CO2的酶）活性日变化均呈“双峰”曲线。下列分析正确的是（    ） A．7-17时，黄瓜叶片有机物干重不断增加 B．7-17时，净光合速率两次降低的限制因素相同 C．7-17时，胞间CO2浓度两次上升都说明光合速率大于呼吸速率 D．13时叶绿体内光反应的速率远低于暗反应的速率 【答案】A 【分析】分析图 随着时间的变化，黄瓜叶片净光合速率逐渐升高，到正午由于出现午休现象，光合速率下降，然后上升，直到下午，光照减弱，净光合速率又逐渐下降。 【详解】A、7-17时，净光合速率始终大于0，干重不断增加，A正确； B、7-17时，净光合速率两次降低的限制因素不同，第一次下降是由于温度过高Rubisco活性下降，第二次下降是由于光照减弱，B错误； C、胞间CO2浓度上升的原因应该是从外界吸收的CO2和呼吸作用产生的CO2大于光合作用消耗的CO2，C错误； D、13时后，叶片的CO2浓度快速下降，是由于细胞呼吸速率小于光合速率，而暗反应需要光反应提供的ATP和NADPH，因此暗反应速率不可能高于光反应速率，D错误。 故选A。 阅读下列材料完成下面小题。 材料：高效藻类光生物反应器可实现藻类大规模培养，科研人员为藻类生物反应器设计光照系统、二氧化碳配气系统，借助多参数检测系统对反应器中的pH和温度等进行检测，并通过计算机对检测数据在线采集和处理（图1），研究补充CO2对某藻类光合作用及呼吸作用特性的影响，实验结果如图2所示。 5．经不同条件下培养后，为测得该藻类光合作用及呼吸作用特性的相关数据，必须在该反应器主体中增加与计算机连接的装置是（    ） A．二氧化碳传感器 B．溶解氧传感器 C．湿度传感器 D．光传感器 6．以下有关该实验的分析，错误的是（    ） A．呼吸速率应在黑暗条件下分别进行测定 B．研究该藻类光合作用及呼吸作用特性时，应测得其重量 C．该藻类光合作用速率随反应器主体中CO2浓度的增大而提高 D．连续补充CO2组的藻类呼吸速率低可能与培养液pH有关 【答案】5．B 6．B 【解析】:1、影响光合作用的因素主要有光照强度、温度和二氧化碳浓度，图1的反应器中，设计光照系统、二氧化碳配气系统，借助多参数检测系统对反应器中的pH和温度等进行检测。在光照条件下，通过计算机检测反应器中氧气的释放情况，测定净光合作用速率；在黑暗条件下，通过计算机检测反应器中氧气的消耗情况，测定呼吸速率。2、分析图2可知，与充空气组对照，连续补充二氧化碳，呼吸速率下降，间歇性补充二氧化碳，呼吸速率上升；连续补充二氧化碳和间歇性补充二氧化碳，净光合速率都上升。 5．藻类光合作用吸收二氧化碳，产生氧气；呼吸作用吸收氧气，产生二氧化碳。该实验的课题是研究补充CO2对某藻类光合作用及呼吸作用特性的影响，二氧化碳浓度是该实验的自变量，故可通过在光照条件下，检测反应器中氧气的释放情况，测定净光合作用速率；在黑暗条件下，检测反应器中氧气的消耗情况，测定呼吸速率。总光合速率=净光合速率+呼吸速率。据以上分析可知，经不同条件下培养后，为测得该藻类光合作用及呼吸作用特性的相关数据，必须在该反应器主体中增加与计算机连接的装置是溶解氧传感器。B正确，ACD错误。 故选B。 6．A、为排除光合作用的影响，呼吸速率应在黑暗条件下分别进行测定，A正确； B、研究该藻类光合作用及呼吸作用特性时，应测反应器中氧气含量的变化，B错误； C、图2所测得的光合速率为净光合速率，总光合速率=净光合速率+呼吸速率，据图2数据可知，该藻类光合作用速率随反应器主体中CO2浓度的增大而提高，C正确； D、连续补充CO2，使培养液pH下降，影响了呼吸酶的活性，导致连续补充CO2组的藻类呼吸速率低，D正确。 故选B。 （建议用时：30分钟） 一、单选题 1．菜粉蝶幼虫细胞中NADH脱氢酶（一种催化[H]（NADH）与氧反应的酶）对广泛存在于植物的根韧皮部中的鱼藤酮十分敏感。生产上常利用鱼藤酮来防治害虫。叙述正确的是（    ） A．鱼藤酮主要抑制菜粉蝶幼虫细胞有氧呼吸的第三阶段 B．NADH是还原性辅酶Ⅱ，主要在菜粉蝶幼虫细胞的线粒体基质中产生 C．鱼藤酮作用机制是抑制ATP水解使菜粉蝶幼虫因为缺乏能量而死亡 D．长期使用鱼藤酮将导致菜粉蝶基因突变而使其种群抗药性基因频率增加 【答案】A 【来源】天津市武清区杨村一中2023-2024学年高三上学期第三次质量检测生物试题 【分析】根据题干分析，NADH脱氢酶是一种催化[H]与氧反应的酶，说明催化有氧呼吸的第三阶段，主要分布在线粒体内膜上；而对植物的根皮部中的鱼藤酮十分敏感，说明可利用鱼藤酮来防治害虫。 【详解】A、NADH脱氢酶对鱼藤酮十分敏感，NADH脱氢酶是一种催化[H]与氧反应的酶，主要作用于有氧呼吸第三阶段，故说明鱼藤酮主要抑制菜粉蝶幼虫细胞有氧呼吸的第三阶段，A正确； B、NADH是还原性辅酶I，主要在有氧呼吸第二阶段产生，即主要在菜粉蝶幼虫细胞的线粒体基质中产生，B错误； C、鱼藤酮作用机制是抑制ATP合成使菜粉蝶幼虫因为缺乏能量而死亡，C错误； D、鱼藤酮不会导致菜粉蝶基因突变，鱼藤酮起选择作用，改变了种群抗药性基因频率，D错误。 故选A。 2．一般的金鱼细胞呼吸与其他鱼类没有多大区别，可处于北极的一种金鱼能在极度缺氧的环境下生存很长一段时间，原因是金鱼肌细胞在长期进化过程中形成了一种新的“无氧代谢”机制——“分解葡萄糖产生乙醇（-80℃不结冰）”的奇异代谢过程，金鱼代谢部分过程如图所示。下列叙述正确的是（　　） A．过程③只有在极度缺氧环境中才会发生 B．若给肌细胞提供18O标记的O2，在CO2中也会检测到18O C．过程①②③⑤均能生成ATP，其中过程②生成的ATP更多 D．向该金鱼培养液中加入酸性重铬酸钾溶液后可能会出现由蓝变绿再变黄的现象 【答案】B 【来源】2023届天津市十二区重点学校高三联考（二）考前模拟检测生物试题 【分析】分析题图，①③过程均为葡萄糖分解产生丙酮酸的过程，场所为细胞质基质，②过程产生的乳酸通过血液循环进入到肌细胞中，转化为丙酮酸后分解产生酒精和二氧化碳。 【详解】A、过程③是有氧呼吸的第一阶段，因而在有氧条件下过程③也会发生，A错误； B、18O标记的O2进行有氧呼吸产生H218O，之后进入肌细胞的基质与丙酮酸反应生成C18O2，B正确； C、①③过程能产生ATP，②⑤过程不能生成ATP，C错误； D、向该金鱼培养液中加入酸性重铬酸钾溶液后可能会出现由橙色变为灰绿色的现象，D错误。 故选B。 3．如图表示植物叶肉细胞中光合作用和呼吸作用的过程简图，其中a、b、c、d表示生理过程，甲、乙表示场所，下列有关叙述正确的是（    ）。 A．a过程产生的NADPH可以用于CO2的固定 B．甲的内膜上含有催化ATP合成的酶 C．给植物提供H218O一段时间后，a、b、c、d的产物都会出现18O D．该植物用于叶肉细胞中载体蛋白合成的能量可来自a、c、d 【答案】C 【来源】2024届天津市八校高三下学期联合考试生物（二）试题 【分析】光合作用，通常是指绿色植物（包括藻类）吸收光能，把二氧化碳和水合成富能有机物，同时释放氧气的过程。光合作用分为光反应阶段和暗反应阶段。光反应阶段的特征是在光驱动下生成氧气、ATP和NADPH的过程。暗反应阶段是利用光反应生成NADPH和ATP进行碳的同化作用，使气体二氧化碳还原为糖。由于这阶段基本上不直接依赖于光，而只是依赖于NADPH和ATP的提供，故称为暗反应阶段。 【详解】A、a过程为水光解，产生的NADPH可以用于C3的还原，A错误； B、甲的场所是叶绿体类囊体薄膜，叶绿体类囊体薄膜上含有催化ATP合成的酶，B错误； C、给植物提供H218O一段时间后，水光解（a）产生18O2，水参与有氧呼吸的第二阶段（H2O+丙酮酸→CO2+[H]+能量），c过程会出现C18O2，18O2参与有氧呼吸的第三阶段生成H2O，d过程会出现H218O，b过程为CO2参与的碳反应，C18O2参与b过程会生成18O的葡萄糖，C正确； D、呼吸产生的ATP用于各项生命活动，光反应产生的ATP只用于暗反应，因此该植物用于叶肉细胞中载体蛋白合成的能量可来自c（有氧呼吸的第二阶段）、d（有氧呼吸的第三阶段），D错误。 故选C。 4．关于细胞的叙述，正确的是（    ） A．固定CO2的细胞一定含有能捕获光能的色素 B．丙酮酸分解为CO2的过程一定发生在线粒体基质 C．分泌蛋白的加工及分泌不一定与内质网和高尔基体有关 D．A-U配对、T-A配对的现象不会发生在细胞核的核仁处 【答案】C 【来源】2024届河北省部分学校高三下学期大数据应用调研联合测评（六）生物试题 【分析】叶绿体是光合作用的场所，线粒体是有氧呼吸的主要场所。光合作用包括光反应和暗反应，光合作用的光反应场所是叶绿体的类囊体膜上，重要的物质变化是水的光解产生[H]与氧气，以及ATP的形成。暗反应场所是叶绿体的基质，重要的物质变化是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。 【详解】A、固定CO2的细胞不一定含有能捕获光能的色素，如硝化细菌，A错误； B、丙酮酸分解为CO2的过程可发生在细胞质基质以及原核细胞内，原核细胞不含线粒体，B错误； C、原核细胞不具有内质网和高尔基体，其加工、分泌蛋白的过程与内质网和高尔基体无关，C正确； D、rRNA是DNA转录形成的，核仁与rRNA的合成有关，故核仁处能发生A-U配对、T-A配对，D错误。 故选C。 5．图1和图2分别为电镜下观察到的正常细胞和胶质母细胞瘤的线粒体结构，下列有关癌细胞的结构和功能分析哪一项是错误的（    ） A．线粒体发生了嵴融合 B．线粒体基质中会产生大量丙酮酸 C．无氧呼吸强，产生大量乳酸 D．葡萄糖的消耗量大，需要摄取更多的葡萄糖 【答案】B 【来源】2024届天津市河东区高三下学期一模考试生物试题 【分析】线粒体为有氧呼吸的主要场所，有氧呼吸的第一阶段发生在细胞质基质：葡萄糖分解为丙酮酸和NADH；第二阶段发生在线粒体基质：丙酮酸与水反应生成二氧化碳和NADH；第三阶段发生在线粒体内膜：NADH与氧气反应生成水。 【详解】A．分析题图可知，癌细胞线粒体缺少向内凸起的嵴，可能是线粒体发生了嵴融合，A正确； B．细胞质基质中产生大量丙酮酸，B错误； C．癌细胞线粒体缺少向内凸起的嵴，无氧呼吸强，产生大量乳酸，C正确； D．癌细胞无氧呼吸强，代谢旺盛，对能量需求量大，而无氧呼吸释放的能量少，故葡萄糖的消耗量大，D正确。 故答案为：B。 6．用密闭的培养瓶培养等量的绿藻（单细胞藻类），将其置于4种不同温度下（t1<t2<t3<t4）培养，分别测定光照和黑暗条件下培养瓶中氧气的含量变化如图所示。下列叙述正确的是（　　） A．氧气产生和消耗的场所分别为叶绿体类囊体薄膜、线粒体基质 B．温度逐渐升高过程中，绿藻的光反应速率不变，暗反应速率增强 C．温度为t4时，光合速率与呼吸速率相同，此时绿藻无法积累有机物 D．温度逐渐升高过程中，绿藻的光合速率和呼吸速率均逐渐增强 【答案】D 【来源】天津市部分区2023-2024学年高三下学期质量调查（一）生物试题 【分析】光照条件下氧气增加速率可代表净光合速率，黑暗条件下氧气消耗量可表示呼吸速率。 【详解】A、绿藻是真核生物，有氧呼吸的主要场所是线粒体，氧气消耗的场所为线粒体内膜，光合作用中O2产生的场所为叶绿体中的类囊体薄膜，A错误； B、真光合速率=净光合速率+呼吸速率，图中光照条件下氧气增加速率可代表净光合速率，黑暗条件下氧气消耗量可表示呼吸速率，据图可知，温度逐渐升高的过程，光合速率逐渐增加，即绿藻的光反应速率和暗反应速率均增强，B错误； C、温度为t4时，净光合速率大于0，绿藻可以积累有机物，C错误； D、真光合速率=净光合速率+呼吸速率，图中光照条件下氧气增加速率可代表净光合速率，黑暗条件下氧气消耗量可表示呼吸速率，据图可知，温度逐渐升高的过程，绿藻的光合速率和呼吸速率均逐渐增强，D正确。 故选D。 7．为研究低氧状态对青瓜根细胞呼吸的影响，某研究小组用A、B两个青瓜品种进行实验研究，图示结果为一周后测得的根系中乙醇的含量。据图分析，下列说法正确的是（    ） A．在低氧条件下A品种的根细胞只可能进行无氧呼吸 B．根细胞中丙酮酸分解为乙醇的过程也要产生ATP C．正常通气时青瓜根细胞产生的CO2来自线粒体和细胞质基质 D．低氧时根细胞通过无氧呼吸产生的CO2，B品种比A品种多 【答案】C 【来源】2023届天津市河北区高三下学期总复习质量监测（二）生物试题 【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。有氧呼吸的三个阶段中有氧呼吸的第三阶段释放的能量最多，合成的ATP数量最多。 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。 【详解】A、在低氧条件下A品种的根细胞进行无氧呼吸产生的乙醇比B品种多，但不能确定A品种的根细胞只能进行无氧呼吸，A错误； B、根细胞中丙酮酸分解为乙醇的过程发生在无氧呼吸第二阶段，不会产生ATP，B错误； C、正常通气时，测得的根系中有少量的乙醇，说明青瓜根细胞既进行有氧呼吸也进行无氧呼吸，所以产生的CO2来自线粒体和细胞质基质，C正确； D、在低氧条件下A品种的根细胞进行无氧呼吸产生的乙醇比B品种多，说明在低氧条件下，A品种的根细胞进行无氧呼吸产生的CO2比B品种多，D错误。 故选C。 8．细胞内的ATP合酶可催化ATP合成，其催化中心的蛋白质有三种不同构象：O态（ATP与酶亲和力低）、L态（ADP、Pi与酶结合疏松）、T态（ADP、Pi与酶结合紧密），ATP合酶的催化功能是由H+跨膜回流时驱动这三种构象的动态变化实现的，如图所示。下列叙述正确的是（　　） A．原核细胞中存在ATP合酶，叶肉细胞中ATP合酶仅存在于线粒体内膜上 B．T态有利于ATP释放，推测该酶催化中心构象呈L、T、O的周期性变化 C．ATP合酶催化的结果是使H+势能转化为化学能，储存到特殊的化学键中 D．温度和pH都仅通过影响H+的跨膜速率，进而影响ATP的合成速率 【答案】C 【来源】天津市蓟州区第一中学2024—2025学年高三上学期第一次学情调研生物试题 【分析】据图分析：图示酶结构通过改变其构象催化ATP的合成和水解，且ATP的合成和水解同时进行。 【详解】A、原核细胞中有ATP合成，因此存在ATP合酶，叶肉细胞中ATP合酶存在于线粒体内膜、类囊体薄膜、细胞质基质，A错误； B、催化中心的蛋白质呈O态时，ATP与酶亲和力低，有利于ATP释放，B错误； C、据题干信息“ATP合酶的催化功能是由H+跨膜回流时驱动这三种构象的动态变化实现的”可知，ATP合酶催化的结果是将ADP、Pi合成ATP，该过程中H+势能转化为化学能，储存到特殊的化学键中，C正确； D、温度和pH不仅影响蛋白质(酶）的结构，还通过影响H+跨膜回流的速度影响ATP的合成，D错误。 故选C。 9．下图表示利用纸层析法分离新鲜菠菜叶中光合色素的实验示意图。下列相关叙述正确的是（　　） A．实验所用吸水纸的干燥度不影响实验的结果 B．①和②对应的色素主要吸收蓝紫光和红光 C．①～④对应的色素依次为胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b D．若在研磨叶片时没有加入二氧化硅，则得不到任何色素环 【答案】C 【来源】天津市蓟州区第一中学2024—2025学年高三上学期第一次学情调研生物试题 【分析】1、叶绿体中的色素都能溶解于有机溶剂中，如：丙酮（酒精）等，所以可以用丙酮提取叶绿体中的色素。碳酸钙的作用是防止色素被破坏；石英砂的作用是使研磨更充分。 2、各种光合色素在层析液中的溶解度不同，溶解度最大的，最先在滤纸上层析，扩散的距离最远；溶解度最小，最后在滤纸上层析，扩散的距离最近。 【详解】A、实验所用吸水纸的干燥度影响实验的结果，故应用干燥的吸水纸，A错误； BC、溶解度最大的最先在滤纸上层析，扩散的距离最远，根据色素在滤纸上扩散的距离，可以判断①~④对应的色素依次为胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b，其中①和②主要吸收蓝紫光，B错误，C正确； D、在研磨时没有加入二氧化硅，则研磨不充分，结果各条色素带均会变窄颜色变浅，D错误。 故选C。 10．将某种植物放在特定的实验装置内，研究温度对光合作用与呼吸作用的影响，实验以该植物光合作用吸收的CO2总量与呼吸作用CO2的释放量为指标，实验结果如下表所示。下列对该植物数据表格分析正确的是（　　） 温度 /℃ 20 25 30 35 40 45 光照下CO2吸收总量/mg•h-1 1 1.75 2.5 3.25 3.75 3.5 黑暗中CO2释放量/mg•h-1 0.5 0.75 1 1.5 2.25 3 A．昼夜不停地光照，温度为20℃时该植物不能生长 B．昼夜不停地光照，温度为45℃时，最有利于有机物的积累 C．每天交替进行8h光照16h黑暗，温度均保持在25℃条件下，不能生长 D．每天交替进行12h光照12h黑暗，温度均保持在35℃条件下，能正常生长 【答案】D 【来源】生物（天津卷01）-2024年高考押题预测卷 【分析】据表分析：光照下CO2吸收总量代表真正光合速率，黑暗中释放CO2的量代表呼吸速率；净光合速率=真正光合速率-呼吸速率；①昼夜不停地光照，植物一天的积累量为：（真正光合速率-呼吸作用速率）×24；②每天交替进行12 h光照、12 h黑暗，植物一天的积累量为：真正光合作用速率×12-呼吸作用速率×24。 【详解】A、温度为20℃时，光照下CO2吸收总量为1.00mg/h，该值表示真光合速率，真正光合速率大于呼吸速率，昼夜不停地光照，该植物能够正常生长，A错误； B、光照下CO2吸收总量代表净光合速率，黑暗中释放CO2的量代表呼吸速率；真正光合速率=净光合速率-呼吸速率，昼夜不停地光照，温度为40℃时有机物积累最多，B错误； C、每天交替进行8h光照16h黑暗，温度均保持在25℃条件下，1.75×8-0.75×16＞0，能正常生长，C错误； D、每天交替进行12 h光照、12 h黑暗，温度均保持在35℃时，该植物的有机物积累量=12×3.25-12×1.5=21（mg），故该植物可以正常生长，D正确。 故选D。 11．中科院天津工业生物所科研团队历时六年科研攻关，实现了世界上第一次二氧化碳到淀粉的人工合成，这是基础研究领域的重大突破。技术路径如下图所示，图中①~⑥表示相关过程，以下分析错误的是（    ）    A．该系统与叶肉细胞相比，不进行细胞呼吸消耗糖类，能积累更多的有机物 B．该过程④⑤⑥类似于固定二氧化碳产生糖类的过程 C．该过程实现了“光能→活跃的化学能→有机物中稳定的化学能”的能量转化 D．该过程能更大幅度地缓解粮食短缺，同时能节约耕地和淡水资源 【答案】C 【来源】2023届天津市耀华中学高三二模生物试题 【分析】图示人工合成淀粉的途径模拟自然界中植物的光合作用途径，因此利用的是光合作用原理，而光合作用包括光反应和暗反应，光反应在叶绿体类囊体薄膜上进行的，暗反应在叶绿体基质进行。 【详解】A、该系统与叶肉细胞相比，不进行细胞呼吸消耗糖类，该系统与叶肉细胞相比，在相同条件下能积累更多的有机物，A正确； B、该过程④⑤⑥过程形成有机物，类似于固定二氧化碳产生糖类的过程，B正确； C、该过程实现了“光能→有机物中稳定的化学能”的能量转化，C错误； D、该研究成果将来的意义在于有助于实现碳中和、缓解人类粮食短缺问题、可以节约耕地资源和淡水资源，D正确。 故选C。 12．植物液泡膜上的水通道蛋白（TIPs）是运输水分子的通道，可使水分子顺相对含量的梯度进行跨膜运输。研究发现TIPs在植物细胞内只分布在液泡膜上，可作为标记物用于识别不同植物或组织。下列说法不正确的是（    ） A．破坏TIPs的结构，可能会影响同一细胞中叶绿体的光合作用 B．破坏TIPs的结构，不直接影响植物细胞中葡萄糖的转运 C．用荧光染料标记TIPs可实现对植物细胞中液泡的定位 D．土壤溶液浓度过高时，水分子通过TIPs的跨膜运输需消耗能量 【答案】D 【来源】2023届天津市南开区高三第一次模拟考试生物试题 【分析】根据题干信息，“液泡膜上的水通道蛋白（TIPs）是运输水分子的通道，可使水分子顺相对含量的梯度进行跨膜运输”，说明水分子的运输方式可以是协助扩散。 【详解】A、根据题干信息“水通道蛋白（TIPs）是运输水分子的通道”，若破坏TIPs的结构，会影响细胞对水分的吸收，而水是光合作用的原料，故可能会影响同一细胞中叶绿体的光合作用，A正确； B、水通道蛋白（TIPs）是运输水分子的通道，不能运输葡萄糖，因此破坏TIPs的结构，不直接影响植物细胞中葡萄糖的转运，B正确； C、“TIPs在植物细胞内只分布在液泡膜上，可作为标记物用于识别不同植物或组织”，说明用荧光染料标记TIPs可实现对液泡位置的定位，C正确； D、水通道蛋白（TIPs）是运输水分子的通道，可使水分子顺相对含量的梯度进行跨膜运输，其运输方式为协助扩散，不需要消耗能量，D错误。 故选D。 阅读以下材料，回答下列小题 某种香茄的黄化突变体与野生型相比，叶片中的叶绿素、类胡萝卜素含量均降低。净光合作用速率（实际光合作用速率-呼吸速率〉呼吸速率及相关指标如表所示。 材料 叶绿素a/b 类胡萝卜素/叶绿素 净光合作用速率 （unol CO2 nn．-2． S-1） 细胞间CO2浓度 呼吸速率（μmol CO2m-2． S-1） 突变体 9．30 0．32 5．66 239．0 3．60 野生型 6．94 0．28 8．13 210．86 4．07 13．如图为野生型叶片四种色素在滤纸条上的分离结果，其中（  ）色素带含有镁元素。 A．a、b B．a、d C．c、d D．b、c 14．突变体叶片中叶绿体对CO2的消耗速率比野生型降低了（    ）μmolu.m-2． S-1 A．0． 47 B．2． 47 C．2． 94 D．28． 21 【答案】13．C 14．C 【来源】2021届天津市和平区高三下学期第三次质量调查生物试题 【分析】1、分析表格：影响光合作用的环境因素主要有光照强度、温度和二氧化碳浓度等。题表表明油菜的黄化突变体叶绿素a/b与类胡萝卜素/叶绿素及胞间CO2浓度升高，但呼吸作用速率和净光合作用速率下降。2、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。 3、分离绿叶中色素原理：各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，从而分离色素。溶解度大，扩散速度快；溶解度小，扩散速度慢。滤纸条从上到下依次是：胡萝卜素（最窄）、叶黄素、叶绿素a（最宽）、叶绿素b（第2宽），色素带的宽窄与色素含量相关。 13．叶绿体中色素分布在类囊体薄膜（基粒）上，可用无水乙醇提取；叶绿素a、叶绿素b含有镁元素，而且滤纸条从上到下依次是：胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，如图为野生型叶片四种色素在滤纸条上的分离结果，其中c、d色素带含有镁元素。故选C。 14．根据题表可知，突变体叶片中叶绿体的CO2的消耗速率为净光合速率+呼吸速率=5.66+3.60=9.26，同理，野生型叶片中叶绿体的CO2的消耗速率为8.13+4.07=12.20，突变体叶片中叶绿体的CO2的消耗速率比野生型低12.20-9.26=2.94μmolCO2•m-2•s-1。故选C。 【点睛】 阅读资料，回答下列小题： 叶绿体与线粒体间信号交流调控植物程序性细胞死亡 程序性细胞死亡（PCD）是生物体受遗传调控的自主细胞死亡现象，在植物生长发育和抵抗环境胁迫中起重要作用。植物在遭受各种生物或非生物胁迫时，体内ROS增加，ROS作为信号分子会增加线粒体膜的通透性，诱导细胞发生程序性死亡。 中国科学院遗传与发育生物学研究所李家洋研究组筛选出1个拟南芥细胞死亡突变体mod1，该突变体中存在明显的ROS积累，暗示ROS的过量积累与该突变体的细胞死亡表型相关。通过modl突变体克隆鉴定出MODI基因，该基因编码叶绿体中的脂肪酸合酶，负调控植物PCD。 近年来的研究表明，线粒体在PCD中起核心作用。一个有趣的问题是，叶绿体中导致ROS产生的信号是否可传递到线粒体中激发ROS产生并最终诱导PCD?为探明其中的作用机制，他们针对modl突变体构建了其T-DNA插入突变体库，从中筛选出能够抑制modl细胞死亡和ROS积累表型的抑制突变体，并克隆了这些抑制突变体对应的抑制基因，该基因与线粒体电子传递链复合体I（mETC复合体I）的组装及活性有关。modl是叶绿体中脂肪酸合酶的突变体，其PCD表型却能被线粒体中mETC复合体I的功能缺失所恢复，由此暗示植物细胞中存在叶绿体与线粒体之间的信号交流调控PCD。 最近，研究组通过大规模筛选modl突变体的抑制突变体，克隆了3个新的抑制基因pINAD-MDH、DiT l和mMDH 1。此3个基因分别编码质体定位的NAD+依赖的苹果酸脱氢酶、叶绿体被膜定位的二羧酸转运蛋白1和线粒体定位的苹果酸脱氢酶1，突变后都可抑制mod1中ROS的积累及PCD的发生。通过对这些基因进行深入的功能分析，他们论证了苹果酸从叶绿体到线粒体的转运，对线粒体中ROS的产生及随后PCD的诱导起重要作用（如图）。 该研究拓展了我们对植物细胞中细胞器间交流的认识，为我们深入理解植物PCD发生机制提供了新线索，是该领域的一项突破性进展。 15．根据上述图文信息，下列关于植物细胞中叶绿体与线粒体之间的信号交流调控PCD机制的叙述，错误的是（    ） A．叶绿体中MOD1功能缺失导致NADH/H+在叶绿体中大量积累，草酰乙酸在pINAD-MDH作用下被氧化为苹果酸 B．苹果酸通过DiT1转运到细胞质中，并进一步转移到线粒体 C．在线粒体中，mMDH1将苹果酸转化为草酰乙酸，同时NADH/H+水平升高 D．mETC复合体I活性增加，产生过量ROS，引发PCD 16．根据文中信息，下列证据中能够支持上述机制的是（    ） A．拟南芥细胞死亡突变体mod1中存在明显的ROS积累，暗示ROS的过量积累与该突变体的细胞死亡表型相关 B．mod1是叶绿体中脂肪酸合酶的突变体，其PCD表型却能被线粒体中mETC复合体1所恢复 C．抑制突变体的三个抑制基因突变后均可抑制MOD1发生PCD D．苹果酸也可以由线粒体运输到叶绿体 【答案】15．A 16．C 【来源】天津市南开中学2023—2024学年高三下学期5月模拟生物试题 【分析】根据题干信息和图示可知： （1）ROS作为信号分子会增加线粒体膜的通透性，诱导细胞发生程序性死亡。 （2）针对mod1突变体构建了其T-DNA插入突变体库，从中筛选出能够抑制mod1细胞死亡和ROS积累表型的抑制突变体，并克隆了这些抑制突变体对应的抑制基因，该基因与线粒体电子传递链复合体I(mETC复合体I）的组装及活性有关。modl是叶绿体中脂肪酸合酶的突变体，其PCD表型却能被线粒体中mETC复合体I的功能缺失所恢复，由此暗示植物细胞中存在叶绿体与线粒体之间的信号交流调控PCD。 （3）抑制突变体3个抑制基因plNAD-MDH、DiT1和mMDH1分别编码质体定位的NAD+依赖的苹果酸脱氢酶、叶绿体被膜定位的二羧酸转运蛋白1和线粒体定位的苹果酸脱氢酶1，突变后都可抑制modl中ROS的积累及PCD的发生”。 15．据图中的信息，叶绿体中MOD1的功能是运输和催化，能催化NADH/H+转变成NAD+，若其功能缺失，则NADH/H+在叶绿体中就会大量积累→草酰乙酸在plNAD-MDH作用下被还原为苹果酸→通过DIT1转运到细胞质中，并进一步转移到线粒体→在线粒体中，mMDH1将苹果酸转化为草酰乙酸，同时NADH/H+水平升高→mETC复合体I活性增加，产生过量ROS，引发PCD，A错误，BCD正确。 故选A。 16．据题干的信息可知，能够支持叶绿体与线粒体间信号交流调控植物程序性细胞死亡机制的有： （1）modl是叶绿体中脂肪酸合酶的突变体，其PCD表型却能被线粒体中mETC复合体I的功能缺失所恢复，由此暗示植物细胞中存在叶绿体与线粒体之间的信号交流调控PCD；（2）抑制突变体3个抑制基因plNAD-MDH、DiT1和mMDH1分别编码质体定位的NAD+依赖的苹果酸脱氢酶、叶绿体被膜定位的二羧酸转运蛋白1和线粒体定位的苹果酸脱氢酶1，突变后都可抑制modl中ROS的积累及PCD的发生；C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 二、非选择题 17．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 。 【答案】(1) 二氧化碳/CO2 NADPH和ATP 光反应 (2) 细胞质基质、线粒体 腺苷三磷酸 6/六 (3)光照强度 (4) 光合作用速率 光照强度 导致细胞失水 (5) 水/H2O NADPH 【来源】天津市蓟州区第一中学2024—2025学年高三上学期第一次学情调研生物试题 【分析】1、图1是光合作用过程图解，图中甲表示CO2，乙表示光反应产生的NADPH和ATP。 2、图2中，只要增长率大于零，光合作用强度就不断增加．图中可以看出，BC段增长率最大，到D点时增长率降为0，此时光合作用强度达到最大。 3、影响光合作用的环境因素包括：光照强度、温度、CO2浓度等。 【详解】（1）CO2是光合作用的反应物，参与暗反应，光反应为暗反应提供NADPH和ATP，根据图1光合作用过程可知，甲表示CO2，乙表示水光解生成的NADPH和ATP；过程 Ⅰ 属于光反应，发生在叶绿体的类囊体薄膜上。 （2）光合作用分为光反应和碳反应，由（1）分析可知，过程 Ⅱ 吸收二氧化碳产生有机物属于碳反应，发生在叶绿素基质中，由图1可知，该过程形成的NADH中的能量通过呼吸链转移到腺苷三磷酸（ATP）中。线粒体中产生的二氧化碳扩散到相邻细胞的叶绿体被利用至少要先后经过线粒体内膜、线粒体外膜、两层细胞膜、叶绿体外膜、叶绿体内膜，共6层生物膜。 （3）影响光合作用的环境因素有光照强度、温度和二氧化碳浓度等，图2中D点时光合作用增长率不再随CO2浓度的增大而增大，且实验是在最适温度下进行的，故此时限制的主要环境因素是光照强度。 （4）①从题意“置于不同浓度的NaHCO3溶液中，给予相同的一定强度光照”可知，该实验的自变量是不同浓度的NaHCO3溶液，而NaHCO3溶液可以为光合作用提供CO2，因此该实验的目的是探究CO2浓度（或NaHCO3溶液）对光合作用速率的影响。 ②bc段CO2浓度逐渐增大，但光合速率基本不变，曲线平缓的限制因素可能是光照强度；c点以后曲线上行，说明光合作用强度逐渐减弱，其原因是：NaHCO3浓度太大，导致细胞失水而影响代谢。 （5）光合作用中，在光能的驱动下，蛋白质及色素分子进行电子传递，将来源于水的电子传递给NADP+，并与H+合成NADPH。 18．莱因衣藻可进行光合作用将太阳能转化为氢能，其类囊体薄膜上的光合电子传递和产氢过程如下图1所示，PSI、PSI、Cytb6f表示结构。请回答下列问题： (1)菜因衣藻光合作用产生氢气的场所是 。在光合作用的光反应阶段，光能有两方面用途即利于 。 (2)氢酶对氧气极其敏感，当氧分压达到2%时即可迅速失活。在光合作用过程中衣藻通常产氢量较低，原因是 。 (3)在早晚弱光环境及夜晚条件下，无氧呼吸方式对于莱因衣藻的生存很重要，无氧呼吸过程中丙酮酸能够进一步代谢产生甲酸、乙酸等各种弱酸（HA），导致了类囊体腔的酸化。研究人员根据多项研究提出了“离子陷阱”模型（如图2）。 ①在光照较弱的时候，莱茵衣藻进行无氧呼吸产生HA，HA可进入类囊体腔，并解离出氢离子，由于 导致腔内氢离子不断积累，出现酸化。 ②下列可作为证据支持无氧呼吸产生弱酸导致类囊体腔酸化的有 （多选）。 A．类囊体腔内的酸化程度与无氧呼吸产生弱酸的总积累量呈正相关 B．外源添加甲酸、乙酸等弱酸后衣藻均出现类囊体腔酸化的现象 C．无氧呼吸不产生弱酸的突变体在强光条件下未发现类囊体腔酸化 D．HA与氢离子比较，透过类囊体薄膜的通透性更大 【答案】(1) 叶绿体基质 水光解和ATP的合成 (2)光合作用产生氧气使氧气浓度升高导致氢酶失活，不能生成氢气 (3) 氢离子无法直接穿过类囊体膜 ABD 【来源】2024届天津市耀华中学高三下学期第一次模拟考试生物试卷 【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段。光反应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上，色素吸收、传递和转换光能，并将一部分光能用于水的光解生成NADPH和氧气，另一部分光能用于合成ATP，暗反应发生场所是叶绿体基质中，首先发生二氧化碳的固定，即二氧化碳和五碳化合物结合形成两分子的三碳化合物，三碳化合物利用光反应产生的NADPH和ATP被还原。 【详解】（1）图中所示的生物膜为类囊体膜，水光解产生H+的一侧为类囊体腔，因此据图所示氢气产生的场所是叶绿体基质。在光合作用的光反应阶段，光能有两方面用途①利于水光解，②ATP的合成所需的能量来源于H+的浓度差。 （2）由于光合作用产生氧气使氧气浓度升高导致氢酶失活，不能生成氢气，因此在光合作用过程中衣藻通常产氢量较低。 （3）①由图可知，弱酸分子可进入类囊体腔，并解离出氢离子，由于氢离子无法直接穿过类囊体膜，且类囊体腔内的缓冲能力有限，导致腔内氢离子不断积累，出现酸化。 ②A、类囊体腔内的酸化程度与无氧呼吸产生弱酸的总积累量呈正相关，即无氧呼吸产生弱酸的总积累量多，进而类囊体腔内的酸化程度高，可说明无氧呼吸产生弱酸导致类囊体腔酸化，A正确； B、甲酸、乙酸都是弱酸，外源添加弱酸后衣藻均出现类囊体腔酸化的现象，可说明无氧呼吸产生弱酸导致类囊体腔酸化，B正确； C、无氧呼吸过程中不产生弱酸的突变体在黑暗条件下未发现类囊体腔酸化，可能与突变等现象有关，不能直接证明无氧呼吸产生弱酸导致类囊体腔酸化，C错误； D、由于HA透过类囊体薄膜的通透性更大，所以HA可以进入类囊体，分解产生的H+由于通透性小，无法离开类囊体腔，因此导致酸化，D正确。 故选ABD。 19．气孔对植物的气体交换和水分代谢至关重要，气孔运动具有复杂的调控机制。下图所示为叶片气孔保卫细胞和相邻叶肉细胞中部分的结构和物质代谢途径。①～④表示场所请回答下列问题： (1)光照下，在叶绿体的 上将光能转变成化学能，参与这一过程的两类色素是 。光驱动产生的 可用于CO₂固定产物的还原。 (2)液泡中的成分与气孔开闭相关，如图，细胞中的PEP可以在酶作用下合成草酰乙酸OAA，进一步转化成Mal，进入细胞液中，使液泡内水势下降（溶质浓度提高），导致保卫细胞 ，促进气孔张开。 (3)研究证实气孔运动需要ATP，产生ATP的场所有 （从①～③中选填）。保卫细胞中的糖分解为PEP，PEP再转化为 进入线粒体参与有氧呼吸的第二阶段，有氧呼吸的第一、二阶段产生的NADH最终通过电子传递链氧化产生ATP。 (4)线粒体对维持旺盛的光合作用至关重要。为研究线粒体对光合作用的影响，用寡霉素（电子传递链抑制剂）处理大麦，实验方法是：取培养10～14d大麦苗，将其茎浸入添加了不同浓度寡霉素的水中，通过蒸腾作用使药物进入叶片。光照培养后，测定，计算光合放氧速率（单位为μmolO₂·mg⁻¹chl·h⁻¹，chl为叶绿素）。请完成下表。 实验操作的目的 简要操作过程 配制不同浓度的寡霉素丙酮溶液 寡霉素难溶于水，需先溶于丙酮，配制高浓度母液，并用丙酮稀释成不同药物浓度，用于加入水中 ① 在水中加入相同体积不含寡霉素的丙酮 ② 对照组和各实验组均测定多个大麦叶片 测定光合放氧速率 用氧电极测定叶片放氧 ③ 称重叶片，加无水乙醇研磨，定容，离心，取上清液测定 【答案】(1) 类囊体薄膜 叶绿素和类胡萝卜素 ATP和NADPH (2)吸水 (3) ①② 丙酮酸 (4) 设置寡霉素为单一变量的对照组 减少叶片差异造成的误差 叶绿素定量测定（或测定叶绿素含量） 【来源】2024届天津市河东区高三下学期高中学业水平等级性考试第二次模拟考试生物试题 【分析】有氧呼吸的三个阶段：细胞质基质进行有氧呼吸第一阶段，葡萄糖形成丙酮酸和[H]，同时释放少量能量，线粒体基质中，丙酮酸与水反应形成二氧化碳和[H]，同时释放少量能量，有氧呼吸第三阶段，在线粒体内膜上，NADH与氧气结合生产水，同时释放大量能量，细胞呼吸释放的能量大部分以热能的形式散失，少部分用于合成ATP。 【详解】（1）光合色素可吸收光能进行光反应，分布在叶绿体类囊体薄膜上，因此光照下，在叶绿体的类囊体薄膜上进行光反应将光能转变成化学能，参与这一过程的两类色素是叶绿素和类胡萝卜素。光驱动产生的ATP和NADPH可用于CO₂固定产物C3的还原。 （2）细胞中的PEP可以在酶作用下合成草酰乙醇OAA，进一步转化成Mal，进入细胞液中，使液泡内水势下降（溶质浓度提高），即细胞液的渗透压增大，导致保卫细胞吸水，促进气孔张开。 （3）图示①为细胞质基质、②为线粒体，③为液泡。有氧呼吸的三个阶段都能产生ATP，场所是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜，因此产生ATP的场所有①②。保卫细胞中的糖分解为PEP，PEP再转化为丙酮酸进入线粒体参与有氧呼吸的第二阶段。 （4）设计实验应遵循单一变量原则，对照原则，等量原则，对照组为在水中加入相同体积不含寡霉素丙酮溶液。对照组和各实验组均测定多个大麦叶片的原因是减少叶片差异造成的误差。称重叶片，加无水乙醇研磨，定容，离心，取上清液测定其中叶绿素的含量。因此表中按序号相应位置应填：①设置寡霉素为单一变量的对照组；②减少叶片差异造成的误差；③叶绿素定量测定（或测定叶绿素含量）。 20．研究发现，线粒体内膜上存在专门运输ATP和ADP的转运体（AAC），AAC只能1：1交换ADP和ATP，确保细胞正常代谢的能量需求。线粒体ADP/ATP载体在两种状态之间循环：在一种称为细胞质开放状态的状态下，它的中心结合位点可用于结合ADP，而在另一种称为基质开放状态的状态下，这种结合位点可用于结合新合成的ATP，过程如下图1所示。呼吸电子传递链是指在线粒体内膜上由一系列呼吸电子传递体组成的将电子传递到分子氧的“轨道”，如下图2所示。请回答下列问题： (1)线粒体外膜和内膜的功能不同，主要体现在所含的 （成分）不同，在运载ATP时和运载ADP时，载体的 结构不同。 (2)图2表示的过程发生场所是 ，据图2可知，为ATP的合成提供驱动力的是 。 (3)泡发过久的黑木耳会被椰毒假单胞杆菌污染，该细菌会分泌毒性极强的米醇菌酸，米酵菌酸可以竞争性地结合在AAC上，从而抑制 ，导致 ，进而引发人体中毒。 (4)NTT是叶绿体内膜上运输ATP/ADP的载体，在叶绿体未成熟和 条件下，光反应不能进行时，负责将细胞质基质中的ATP转运至 ，从而满足叶绿体中依赖ATP的代谢活动的需要。 【答案】(1) 蛋白质 空间 (2) 线粒体内膜 H+浓度差 (3) ADP和ATP的交换 细胞内ATP的合成减少 (4) 缺乏水、ADP和Pi等原料 叶绿体基质 【来源】2024届天津市部分区高三下学期质量调查（二）生物试题 【分析】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着能量的有机物，并且释放出氧气的过程。包括光反应和暗反应两个阶段。 【详解】（1）蛋白质是生命活动的主要承担者和体现者，细胞膜的功能复杂程度与细胞膜上蛋白质的种类和数量有关，功能越复杂的细胞，蛋白质的种类和数量越多，因此线粒体外膜和内膜的功能不同，主要原因是蛋白质不同。结构决定功能，在运载ATP时和运载ADP时，它的空间结构不同。 （2）图2的反应是氧气和H+结合形成水，是有氧呼吸的第三阶段，在线粒体内膜上进行。电子在传递的过程中，能量驱动H+进入到膜间隙，从而建立起跨线粒体内膜的浓度差，当H+返回线粒体基质时，H+浓度差提供动力合成ATP。 （3） 线粒体内膜上存在专门运输ATP和ADP的转运体（AAC），AAC只能1：1交换ADP和ATP，米酵菌酸可以竞争性地结合在AAC上，从而抑制ADP和ATP的交换，从而使得细胞内ATP的合成减少，细胞因缺少能量，进而引发人体中毒。 （4） 光合作用的光反应需要光照，ADP、Pi为原料合成ATP，如果缺少光以及ADP、Pi，则光反应无法进行，因此NTT负责将细胞质基质中的ATP转运至叶绿体基质进行暗反应。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$