专题4 微专题1 光合作用与细胞呼吸的原理-【创新教程】2026年高考生物大二轮专题增分方案学生用书

第一篇专题四光合作用与细胞呼吸丨 专题四 光合作用与细胞呼吸 [网络重构] 场所 (第一阶段)和线粒体 探索光合作用原理的部分实验分析 第二、三阶段) ① 总反 应式 总反 应式 -CH,0,+6,0+60,商6C0,+12H,0+能量 光、色素、酶等、条件 ② ,场所 有 三个 →C,H,0,酶2C,H,0,+4+能量（少量） 水的光解和ATP、NADPHS形成物质变化 反 呼 阶段 反应 2C,H0,+6H,0酶-6C0,+20H+能量（少量） 应 吸 光能→ATP和NADPH中|能量变化 长 花 式 -24+60,膨12H,0+能量大量) 活跃的化学能 NADPH、ATP、多种酶条件 合 胞 实验 探究酵母菌细胞呼吸的方式（实验步骤 02 现象及相应产物的检测) ③ 场所 秀 C02 呼 C0,的周定：C0,+C,壁2C,物质 暗 C,还原：2 CNADPH AT平CHO+C,变花 无 总反1C,H,0,酶2C,H,0H酒精+2C0,+少量能量 酶 用 坚 氧 应式 或C,H60,酶2C,H,0,乳酸+少量能量 NADPH、ATP中活跃的化学能|能量 场所 -⑤ →(CH,O)中稳定的化学能 变化 光照强度、C0,浓度、 影响因素 温度、0，浓度、H,0等 温度等 影响因素 探究环境因素对光合作用强度 实验 的影响 光合速率和呼吸速率的测定 光合作用和细胞呼吸在生产、生活中的应用及实例 No.1/ 知识查漏 1.无氧运动比有氧运动更有利于控制体重。 6.将小麦色素提取液滴加到滤纸条，然后将色素滴 (2025·北京卷，1C)( 加部位浸入层析液进行层析。 (2025·河北卷，5C)( 2.水直接参与了有氧呼吸过程中丙酮酸的生成。 7.叶绿体中的ATP合成酶，可将光能直接转化为 (2024·江西卷，5C)( ATP中的化学能。(2025·安徽卷，1D)（) 3.有氧呼吸的终产物在体内可转变成HCO3。 8.降低光照将直接影响光反应的进行，从而影响暗 (2024·湖北卷，9A)( 反应；改变CO2浓度则直接影响暗反应的进行。 4.有氧呼吸中氧气的消耗发生在线粒体的内膜。 () 9.鲁宾、卡门用放射性同位素标记的方法，研究了 (2025·重庆卷，13B)( 光合作用中氧气的来源。 () 5.叶绿体基质中消耗CO2,而线粒体基质中生成 10.光合作用强度就是指植物在单位时间内通过光 C02。 (2025·河北卷，4B)( 合作用积累糖类的数量。 ) ·29· |生物学 No.2 概念清障 1.(必修1P90-91“探究·实践”)可根据 7.(必修1P1o1“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 检测酵母菌培养液中CO2的产生情况。 绿藻的水层分布情况是 2.(必修1Pg4“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。 8.（必修1P104“正文”)光照下卡尔文向小球藻悬 3.(必修1Pg5“思考·讨论”)储藏水果、粮食的仓 液通入经过14C标记的4CO2,一定时间后杀死 库，常通过降低温度、降低氧气含量等措施，目的 小球藻，同时提取产物并分析。实验发现，仅仅 是 30s的时间，放射性代谢产物多达几十种。缩短 ,以延长保质期。 时间到7s,发现放射性代谢产物减少到12种， 4.(必修1P5“思考·讨论”)花盆里的土壤板结 若要探究CO2转化成的第一个产物是什么，实 后，空气不足，会影响根系生长，甚至造成烂根现 验思路是 象，原因是 5.(必修1P96“拓展应用T1”改编)松土对农作物 的意义是 9.(必修1P15“探究·实践”)大棚种植使用有机 ,对全球气候的影响 肥有利于增产，从影响光合作用的因素分析，原 是 因是 6.(必修1Pg7“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 微专题1光合作用与细胞呼吸的原理 核心要点 1.细胞呼吸 特别提醒 “三看法”判断细胞呼吸的类型 反应物广消耗0，或产物中有H,0,一定存在 (1)不要认为有氧呼吸的全过程都需要O2。有氧 一看》 产物、产物中有酒精或乳酸，一定有 呼吸只有第三阶段消耗O2。 无C0,产生 (2)不要认为进行有氧呼吸一定需要线粒体，真核 不消耗02， ·只进行产生乳酸的无氧呼吸 但产生C02, 只进行 的无氧呼吸 生物一定需要线粒体进行有氧呼吸。原核生 消耗02= 物没有线粒体，但有些原核生物因为含有与有 C02/02 释放CO, 只进行以葡萄糖为底物的有氧呼吸 看 或同时进行产生乳酸的无氧呼吸 氧呼吸有关的酶，也可以进行有氧呼吸；无线 C0.释放量> 0,吸收量 既进行有氧呼吸，也进行产生酒精 粒体的真核生物或真核细胞只能进行无氧呼 C0,释放量<的无氧呼吸 0,吸收量、呼吸底物中可能含“脂质” 吸，如蛔虫、哺乳动物成熟的红细胞等。 真核→只在细胞质基质进行→无氧呼吸 (3)写细胞呼吸的反应式时不能用ATP来代替能 三看反应场所细胞一有线粒体参与一一存在有氧呼吸 量，因为细胞呼吸释放的能量包括储存在 原核、呼吸场所为细胞质与细胞膜，呼吸类型 细胞可依据H,0、酒精、乳酸等确认 ATP中的能量和以热能形式散失的能量。 注：动物细胞CO2只产自有氧呼吸过程，产生的 2.光合作用 唯一场所为线粒体基质（动物细胞无氧呼吸只产 外界条件变化时，C、C3、NADPH、ATP等物质 生乳酸，不产生CO2)。 的量的变化判断 补充单一维生素利少弊多各种维生素成分之间可以相互依赖，而单独补充一种维生素在多数 ·30·情况下利少弊多。尤其是长期补同一种维生素，很容易和食物来源的营养产生相加效应，造成单一维 生素过量的危险。在临床上，服用一种维生素大多用于治疗相应的营养缺陷性疾病。 第一篇专题四光合作用与细胞呼吸 (1)光照强度变化 (3)理清光合作用与有氧呼吸过程中ATP的来源 光照光照弱 强 ① 光照强 与去路 来源 ③ 三个阶段均产生 ④ 有氧呼吸 0 时间 0 去路作为细胞中绝大多数需要能 时间 量的生命活动的“直接”能源 曲线①表示 ATP- 曲线②表示 来源光反应（光能→ATP中 活跃的化学能) 曲线③表示 光合作用 曲线④表示 去路主要用于 (2)CO2浓度变化 3C0,C0 }060,充足 (4)写出光合作用与有氧呼吸在物质上的联系（相 不足， 应元素转移过程分析) 充足不足 -③ -① ① ③ 呼吸 ⑤ -② a.C:CO,- +② -CH206 →④ →C0 ④ O 有氧呼吸 时间 时间 光合作用 曲线①表示 光反应 暗反应 呼吸I、Ⅱ呼吸Ⅲ b.:H,0 曲线②表示 *⑦ →→⑧ 曲线③表示 光合作用 有氧呼吸 曲线④表示 光反应 c.0:H,0 呼H0 C0 特别提醒 ② ① (1)光合作用中色素吸收光能不需要酶的参与。 4.四种状况下“光合与呼吸”关系 (2)进行光合作用的细胞不一定含叶绿体，如蓝细 状况2：弱光 状况3：光补偿点 “细胞呼吸”>“光合作用”， “细胞呼吸”=“光合作用” 菌、光合细菌能进行光合作用，但没有叶绿体。 02需“外援”，C02则有余 02与C02完全靠“内供" (3)CO2浓度对光合作用强度的影响：CO2浓度很 02C02 低时，光合作用不能进行。 二三 3.光合作用与细胞呼吸的内在联系 02C0 (1)过程图解 根空气 空气 0C02 02C02 线粒体 状况1：无光 状况4： 的光照 只进行 ① ATP 细胞分裂、 “光合作用”>“细胞呼吸” 4 ADPR广物质合成等 02完全来自“外界” 除内部交换外， ② -2C 02 C02则全释放到外界 缺热外老梁 光→色素 ATP 丙周酸 ATP 5.真正光合速率、净光合速率和细胞呼吸速率的判 ADP+Pi .C1H0 能量 叶绿体 细胞质基质 定方法 (1)根据坐标曲线判定 (2)理清光合作用与细胞呼吸过程中NADPH、 D NADH的来源与去路 8 净光合速率 光合速 光合速率 光合作用 细胞呼吸 ,呼吸 光照强度 葡萄糖 速率 水 (细胞质基质) 8 A 光照强度 (类囊体薄膜) 有氧时 丙酮酸、水 图甲 图乙 NADPH NADI(线粒体基质 ①当光照强度为0时，若CO2吸收值为 (叶绿体基质) 无氧时（细 胞质基质) 有氧时（线粒体内膜） 该值的绝对值代表细胞 ,直线代表净 还原C, 光合速率，如图甲。 还原 与氧结合 ②当光照强度为0时，光合速率也为0，曲线代 丙酮酸 生成水 表真正光合速率，如图乙。 31· 1生物学 (2)根据关键词判定 检测 净光合 特别提醒 细胞呼吸速率 真正（总）光合速率 指标 速率 (1)判断植物体能否正常生长，即判断植物有机物 C02 释放量（黑暗） 吸收量 利用量、固定量、消耗量 积累量是否大于0。 02 吸收量（黑暗）释放量 产生量 (2)注意所求与已知的物质是否一致，如已知CO2 有机物消耗量（黑暗）积累量 制造量、产生量 的量，所求为葡萄糖的量，则需要借助反应式进 (3)根据实验条件判定 行换算。 实验结果所给数值若为黑暗条件下绿色植物的 (3)计算结果还应注意时间、面积、质量、物质的量 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。 等单位是否统一。 命题重点 ◆[命题点1]细胞呼吸的过程 4.(2025·北京高考真题)如图是植物细胞局部亚 1.(2025·山东高考真题)关于细胞以葡萄糖为原 显微结构示意图。在有氧呼吸过程中，细胞不同 料进行有氧呼吸和无氧呼吸的过程，下列说法正 部位产生ATP的量不同。以下选项正确的是 确的是 () A.有氧呼吸的前两个阶段均需要O2作为原料 B.有氧呼吸的第二阶段需要H2O作为原料 C.无氧呼吸的两个阶段均不产生NADH D.经过无氧呼吸，葡萄糖分子中的大部分能量 以热能的形式散失 2.(不定项)(2025·黑吉辽蒙卷)下图为植物细胞 呼吸的部分反应过程示意图，图中NADH可储 存能量，①②和③表示不同反应阶段。下列叙述 选项 部位1 部位2 部位3 部位4 正确的是 大量 少量 少量 无 H,0 B 大量 大量 少量 无 葡萄糖① 丙酮酸 ② C02 C 少量 大量 无 少量 NADH ®H,0 0 少量 无 大量 大量 02 A.A B.B C.C D.D -NADH A.①发生在细胞质基质，②和③发生在线粒体 ◆[命题点2]光合作用的过程 B.③中NADH通过一系列的化学反应参与了水 5.(2025·黑吉辽蒙卷)黑暗条件下，叶绿体内膜的 的形成 载体蛋白NTT顺浓度梯度运输ATP、ADP和 C.无氧条件下，③不能进行，①和②能正常进行 Pi的过程示意图如下。其他条件均适宜，下列叙 D.无氧条件下，①产生的NADH中的部分能量 述正确的是 ( 转移到ATP中 ATP 3.(2025·江苏高考真题)关于人体细胞和酵母细 ADP+Pi 胞呼吸作用的比较分析，下列叙述正确的是 叶绿体外膜 NTT ( ATP 叶绿体内膜 A.细胞内葡萄糖分解成丙酮酸的场所不同 ADP+Pi B.有氧呼吸第二阶段都有O2和H2O参与 类囊体膜 C.呼吸作用都能产生[H]和ATP D.无氧呼吸的产物都有CO2 种前必耕土壤翻耕，就是要保证植物根细胞的呼吸。对于板结的土壤及时进行松土透气，可以使根细 ·32·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。此外，松士透气还有利于土壤中好氧微生 物的生长繁殖，能够促使这些微生物分解土壤中的有机物，从而有利于植物对无机盐的吸收。 第一篇专题四光合作用与细胞呼吸 A.ATP、ADP和Pi通过NTT时，无需与NTT (2)类囊体浓度用单位体积类囊体悬液中叶绿素的 结合 含量表示。吸取5l类囊体悬液溶于995l的 B.NTT转运ATP、ADP和Pi的方式为主动 溶液中，混匀后，测定出叶绿素浓度为 运输 3ug/ml,则类囊体的浓度为 g/ml。 (3)为检测类囊体活性，实验前需对类囊体进行 C.图中进入叶绿体基质的ATP均由线粒体 多次洗涤，目的是消除类囊体悬液中原有光反应 产生 产物对后续实验结果的影响，这些产物主要 D.光照充足，NTT运出ADP的数量会减少甚至 少 停止 (4)已知荧光素PY的 光照 6.(不定项)(2025·山东高考真题)在低氧条件下， 强弱与pH大小正相 某单细胞藻叶绿体基质中的蛋白F可利用H 关。图示具有光反应 和光合作用产生的NADPH生成H2。为研究藻 活性的人工细胞，在适 类囊体 宜光照下，荧光强度 释放H2的培养条件，将大肠杆菌和藻按一定比 (填“变强” 荧光素PY 例混合均匀后分成2等份，1份形成松散菌一藻 “不变”或“变弱”)，说明类囊体膜具有的功能有 体，另1份形成致密菌一藻体，在CO2充足的封 闭体系中分别培养并测定体系中的气体含量， (5)在光反应研究的基础上，利用人工细胞开展 2种菌一藻体培养体系中的O2含量变化相同， 类似碳反应生成糖类的实验研究，理论上还需要 结果如图所示。培养过程中，任意时刻2体系之 的物质有 间的光反应速率无差异。下列说法错误的是 [命题点3]光合作用与细胞呼吸的联系 8.(2025·河北高考真题)对绿色植物的光合作用 ( 和呼吸作用过程进行比较，下列叙述错误的是 致密菌一藻体 4 4 埏 () 3 3 松散菌-藻体 A.类囊体膜上消耗H2O,而线粒体基质中生 2 2 1 -02 1 成H2O 0 0 B.叶绿体基质中消耗CO2,而线粒体基质中生成 24 72 120 时间(h) C02 A.菌一藻体不能同时产生O2和H2 C.类囊体膜上生成O2,而线粒体内膜上消耗O2 D.叶绿体基质中合成有机物，而线粒体基质中 B.菌一藻体的致密程度可影响H2生成量 分解有机物 C.H2的产生场所是该藻叶绿体的类囊体薄膜 9.(2025·陕西渭南模拟)当植物的光合速率大于 D.培养至72h,致密菌一藻体暗反应产生的有 呼吸速率时，植物积累有机物，从而能正常生长。 机物多于松散菌一藻体 下列有关植物光合作用和呼吸作用的叙述，错误 7.(2025·江苏高考真题)科研人员从植物叶绿体 的是 () 中分离类囊体，构建含类囊体的人工细胞，并探 A.某植物叶片的净光合速率>0时，该植株的有 究光照等因素对人工细胞功能的影响。请回答 机物可能会减少 下列问题。 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 (1)细胞破碎后，在适宜温度下用低渗溶液处理， C.玉米胚乳细胞进行无氧呼吸时只在第一阶段 涨破 膜，获得类体悬液。经离心分离获 产生少量的能量 得类囊体，为保持其活性、需加人 溶液 D.呼吸作用和光合作用产生的气体中的氧元素 重新悬浮，并保存备用。 都可能来自反应物水中的氧 33· 1生物学 10.(2025·山东高考真题)高光强环境下，植物光 (2)据图分析，生成NADPH所需的电子源自于 合系统吸收的过剩光能会对光合系统造成损 。 采用同位素示踪法可追踪物质 伤，引起光合作用强度下降。植物进化出的多 的去向，用含3H2O的溶液培养该绿藻一段时 种机制可在一定程度上减轻该损伤。某绿藻可 间后，以其光合产物葡萄糖为原料进行有氧呼 在高光强下正常生长，其部分光合过程如图 吸时，能进入线粒体基质且被3H标记的物质有 所示。 H2O、 ,离心收集绿藻并重新放入含 02H202+H20 ADP+Pi H218O的培养液中，在适宜光照条件下继续培养， 2 NADP+H ATP合酶)基质 绿藻产生的带18O标记的气体有 类囊体腔 (3)据图分析，通过途径①和途径②消耗过剩的 H20 O+H 光能减轻光合系统损伤的机制分别为 注：~→表示电子的传递路径；Y、Z表示光合色素分子 (1)叶绿体膜的基本支架是 :叶绿 体中含有许多由类囊体组成的 C温馨提污 扩展了受光面积。 学习至此，请完成配套专题精准强化7 微专题2 影响光合作用与细胞呼吸的因素 核心要点 1.影响细胞呼吸的四类曲线 光合作用最适温度 原理：温度影响酶活性 02为0：只进行无氧呼吸 原理：通过影响酶的 应用：低温储存果蔬，大棚 01,果蔬最佳储存点 活性来影响光合速率 夜间降温减少有机物消耗 下有氧呼吸 温度 无氧呼吸 无氧呼吸消失点 3.总光合速率与呼吸速率的关系 温度/元 05101520253002浓度1% (1)净光合速率、呼吸速率与总光合速率的关系 甲 乙 有机物积累量、02释放量、C02吸收量 原理：CO,反馈性抑制 哥↑为减少有机物 长期浸入 表示方法 细胞呼吸 消耗，宜将种 水中可因 有机物 应用：窑藏储存果蔬 子风干 无氧呼吸 净光合 或0，产 产生毒害 速率 示 生量 合速 C02消 8 光照强度 耗量或 C02浓度 含水量/% 呼吸速率 固定量 丙 表示方法 2.影响光合作用因素的三类曲线 黑暗环境中有机物或0，消耗量、C02产生量 P点限制因素：①外因：温度、CO2浓度等； (2)呼吸速率和净光合速率测定的常用方法 ②内因：色素种类和含量、酶的数量和活性、 C,的含量 有色液滴 有色液滴 1 P 毛细管 毛细管 原理：影响光反应阶段ATP、NADPH的生成 绿色植物 绿色植物 0 光照强度 溶液（吸收C0) 溶液 (提供C0) 原理：影响暗反应中C,的生成 下，有色液 下，有色液 P点的限制因素 滴左移距离代表有 滴右移距离代表释 架 ①外因：温度、光照强度； ②内因：酶的数量和活性 氧呼吸消耗O2的 放O2的量，即净光 色素含量、C,的含量 量，即呼吸速率 合速率 C02浓度 温柔的肠道乳酸菌人体肠道内的寄生菌就有400多种，它们维持着肠道的“生态平衡”，为人体 ·34·提供维生素和氨基酸等不可或缺的物质。其中的乳酸杆菌就是这样一种有益菌，这种微生物生活在人 的肠道里，可以降低呼吸道感染，防止腹泻的发生，还可以在腹泻后加速康复等。ㄧ生物学 下，能催化荧光素产生氧化荧光素并发出荧光，由此可知，该 微专题1光合作用与细胞呼吸的原理 过程伴随着ATP水解供能，即荧光素酶催化的反应是吸能 核心要点 反应，ATP中的化学能转化为光能，C错误：所有生物活细胞 1.有氧呼吸无氧呼吸产生酒精 中都含有ATP,不同细胞中ATP浓度差异不大，这是以荧光 2.(1)CC、NADPH、ATPC、NADPH、ATPC 强度反应来检测微生物含量的前提，D正确。门 (2)C、NADPH、ATPC3 CC、NADPH,ATP 命题预测 3.(1)①H2O②NADPH③(CH2O)④CO2+H2O+能量 1.D[由题图可知，即SGLT逆浓度梯度将葡萄糖从肠腔侧转 ⑤C2HOH+CO2(3)还原C 运进小肠上皮细胞，葡萄糖逆浓度梯度进入细胞的驱动力是 (4)①CO2的固定②C③C的还原④丙酮酸⑤呼吸 利用了Na十浓度梯度所蕴含的势能，其运输方式为主动运 Ⅱ⑥NADPH⑦CH2O⑧H2O⑨呼吸Ⅱ光合作用 输，A正确：SGLT顺浓度梯度将Na十从肠腔侧转运进小肠 ⑩有氧呼吸 上皮细胞，该运输方式为协助扩散，B正确：一种载体蛋白往 4.细胞呼吸大于光补偿点 往只适合转运特定的物质，细胞膜上载体蛋白的种类、数量 5.(1)负值 呼吸速率 载体蛋白空间结构的变化对许多物质的跨膜运输起着决定 命题重点 性的作用，细胞膜的选择透过性与细胞膜上的载体蛋白有 1.B[有氧呼吸第一阶段的物质变化为葡萄糖分解为丙酮酸 关，C正确；Na进细胞的运输方式是顺浓度进行的协助扩 和NADH(不需要氧的参与)，第二阶段丙酮酸和H2O反应 散，不需要消耗ATP,运输速率不受氧气浓度的影响，Na 产生CO,和NADH(不需要氧直接参与)，第三阶段NADH 出细胞的运输方式是逆浓度进行的主动运输，需要消耗 和O2反应生成HO,A错误，B正确；无氧呼吸第一阶段和 ATP,运输速率会受氧气浓度的影响，D错误。] 有氧呼吸第一阶段完全相同，无氧呼吸第二阶段的物质变化 2.C[由图可知，细胞液的pH为3一6，胞质溶胶的pH为7.5， 是丙酮酸和NADH反应产生乳酸或者酒精和CO2,无氧呼 说明细胞液的H十浓度高于胞质溶胶，若要长期维持膜内外 吸只在第一阶段释放出少量的能量，因此在无氧呼吸过程中 的H十浓度梯度，需通过主动运输将胞质溶胶中的H+运输 葡萄糖分子中的大部分能量储存在酒精或乳酸中，C、D 错误。 到细胞液中，A正确：通过离子通道运输为协助扩散，C NO与通过离子通道进入液泡属于协助扩散，不需要ATP直 2.AB[①为有氧呼吸第一阶段，发生在细胞质基质，②为有 氧呼吸第二阶段（丙酮酸分解为二氧化碳并产生NADH),发 接供能，B正确：液泡膜上的载体蛋白能将H十转运出液泡的 生在线粒体基质；③为有氧呼吸第三阶段(NADH与氧气结 同时将细胞质基质中的Na十、Ca2十转运到液泡内，说明 合生成水)，发生在线粒体内膜。②和③发生在线粒体，A正 Na,Ca2十进入液泡的直接驱动力是液泡膜两侧的H电化 确：有氧呼吸第三阶段（③）中，NADH通过电子传递链将电 学梯度，因此该过程Na+、Ca十的进入液泡的方式为主动运 子传递给氧气，最终与质子结合生成水。NADH直接参与 输，需要消耗能量，能量由液泡膜两侧的H十电化学梯度提 了水的形成，B正确：①（有氧呼吸第一阶段）可正常进行，但 供，C错误；白天蔗糖进入液泡，使光合作用产物及时转移， ②（有氧呼吸第二阶段）需要线粒体和氧气参与，无氧时植物 减少光合作用产物蔗糖在细胞质基质中过度积累，有利于光 细胞转向无氧呼吸，丙酮酸在细胞质基质中转化为酒精和二 合作用的持续进行，D正确。] 氧化碳，不进行②过程，C错误：无氧呼吸仅第一阶段（①）产 3.C[GTP中G表示鸟苷，P表示磷酸基团，则GTP是由鸟 生少量ATP,第二阶段不产生ATP,NADH的能量用于还原 嘌吟，核糖和3个磷酸基团结合而成，A错误；ARF由非活跃 丙酮酸（如生成酒精），未转移到ATP中，D错误。 状态转化为活跃状态，增加一个磷酸，其空间结构发生改变， 3.C[葡萄糖分解为丙酮酸是细胞呼吸的第一阶段，发生在细 B错误；ARF结合GDP的不活跃状态和结合GTP的活跃状 胞质基质中，人体细胞和酵母菌的场所相同，A错误：有氧呼 态，则ARF由不活跃状态转化为活跃状态需要储存能量，属 吸第二阶段是丙酮酸与水反应生成CO2和[H],O2参与的 于吸能反应，C正确；核糖体无膜，运输货物蛋白的囊泡可能 是第三阶段（与[H门结合生成水），B错误；人体细胞和酵母菌 来自内质网或高尔基体，体现膜的流动性，D错误。 有氧呼吸各阶段均能产生ATP,第一、第二阶段能产生[H], 4.B[根据题千信息可知，开关蛋白具有GTP水解酶的作用， 第三阶段利用[H],无氧呼吸第一阶段产生少量ATP和[H 可以降低化学反应的活化能，A正确；图中显示信号输入过 (后续被消耗)，因此两者呼吸作用均能产生[H]和ATP, 程需提供额外的GTP替换开关蛋白上的GDP,B错误；GDP C正确：人体细胞无氧呼吸产物为乳酸，不产生CO2:酵母菌 释放出一个磷酸后变为鸟嘌呤核糖核苷酸，可参与形成 无氧呼吸产物为CO2和酒精，D错误。] RNA,C正确：活化和非活化的开关蛋白都含有肽键，故都可 4.C[部位1是线粒体基质，进行有氧呼吸第二阶段的反应， 与双缩脲试剂发生紫色反应，D正确。] 产生少量ATP:部位2是线粒体内膜，进行有氧呼吸第三阶 专题四 光合作用与细胞呼吸 段的反应，可以产生大量ATP:部位3是线粒体外膜，没有 网络重构 ATP生成；部位4是细胞质基质，可以进行有氧呼吸第一阶 光能 段的反应，产生少量ATP。C正确。] ①CO2+H2O (CH20)+O2 ②叶绿体类囊体的薄 叶绿体 5.D[载体蛋白的作用机制通常需要与底物结合后才能转运 膜上③叶绿体基质 ④细胞质基质⑤细胞质基质 物质。NTT作为载体蛋白，运输ATP、ADP和Pi时需要结 No.1 知识查漏 合底物，A错误：黑暗条件下，叶绿体内膜的载体蛋白NTT 顺浓度梯度运输ATP、ADP和Pi,因此不是主动运输，B错 × 2.×3./4./5./6.×7.×8./ 9.× 10.× 误；黑暗条件下，叶绿体无法进行光反应，自身不能合成 N。.2概念清障 ATP。此时进入叶绿体基质的ATP可来自细胞呼吸，但细 1.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 胞呼吸产生ATP的场所包括细胞质基质（糖酵解）和线粒体 时间长短 (有氧呼吸第二、三阶段)，C错误；光照充足时，叶绿体类囊 2.提示：蛋白质、糖类和脂质 体膜上进行光反应合成ATP,需要消耗大量ADP和Pi作为 3.提示：减弱水果和粮食的呼吸作用 原料。此时叶绿体基质中的ADP和Pi会优先被类最体膜利 4.提示：根细胞无氧呼吸产生的酒精会对根系造成伤害 用，导致叶绿体基质中ADP浓度降低。由于NTT顺浓度梯 5.提示：使根细胞进行充分的有氧呼吸，从而有利于根系的生 度运输ADP(从叶绿体基质到细胞质基质)，当叶绿体基质中 长和对无机盐的吸收，促进农作物生长 可吸收更多的 ADP不足时，NTT运出ADP的数量会减少甚至停止， CO2,缓解全球气候变暖现象 D正确。 6,提示：有色塑料薄膜主要透过同色光，其他色光很少或不能 6.ACD[单细胞藻叶绿体类囊体薄膜上送行水的光解产生 透过，光照强度会减弱，不利于光合作用，日光中各种颜色的 O2,同时产生的电子和H十用于NADPH的合成，在叶绿体 光均能透过无色透明的塑料薄膜，光照强度较大，有利于光 基质中蛋白F利用H和NADPH生成H2,产生O2与产生 合作用 H2的过程既有联系又相对独立，两者可以同时进行，A错 7.提示：光的波长越短，在水中的穿透性越强，所以吸收红光的 误。根据题干和题图可知，混合均匀后的致密菌一藻体比松 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 散菌一藻体产生的H2多，故推测菌一藻体的致密程度可影 层，吸收蓝紫光和绿光较多的红藻分布于海水深层 响H2生成量，B正确。题干指出单细胞藻叶绿体基质中的 8.提示：不断缩短光照时间后杀死小球藻，同时提取产物并分 蛋白F可利用H和光合作用产生的NADPH生成H2,故 析，直到最终提取物中只有1种放射性代谢产物，该物质即 H2产生的场所是叶绿体基质，C错误。培养至72h,致密 为CO2转化成的第一个产物 菌一藻体产生的H,含量明显高于松散菌一藻体，说明致密 9.提示：有机肥被微生物分解成CO2、H2O和无机盐，可提高 菌一藻体消耗了较多的光反应产物NADPH用于生成H2。 作物的光合速率 已知任意时刻2体系之间的光反应速率无差异，故致密菌 ·240 答案精析 藻体用于暗反应产生有机物的NADPH会减少，即暗反应产 进行，因此突变体中有氧呼吸的第二阶段减弱，B错误：T蛋 生的有机物少于松散菌一藻体，D错误。门 白缺失会造成线粒体内膜受损，线粒体内膜是有氧呼吸第三 7.解析：(1)类囊体位于叶绿体内，故细胞破碎后，在适宜温度 阶段的场所，因此突变体线粒体内膜上的呼吸作用阶段受 下用低渗溶液处理，涨破叶绿体内外膜，获得类囊体悬液 阻，C正确：突变体有氧呼吸中间产物「H门更多且线粒体内膜 经离心分离获得类囊体，为保持其活性，保持类囊体的渗透 受损，因此有氧呼吸强度变小，而突变体乳酸含量远大于野 压，需加入等渗溶液重新悬浮，并保存备用。 生型，因此无氧呼吸增强，D正确。] (2)类囊体浓度用单位体积类囊体悬液中叶绿素的含量表 2.CD 厂“锄头下有水，锄头下有肥”，描述的是中耕松土，中耕 示。由于叶绿素溶解在有机溶剂，故吸取5类囊体悬液溶 松土有利于根细胞进行有氧呼吸，促进植物根细胞吸收无机 于995的有机溶剂溶液中，稀释200倍，混匀后，测定出叶绿 盐等，根细胞不能直接吸收有机物，A错误：合理密植可以提 素浓度为3g/ml,则类囊体的浓度为600g/ml。 高光的利用率，而不是提高光合作用速率，B错误；“谷田必 (3)光反应产物有O2,NADPH和ATP。 须岁易”，指的是轮作，可以避免长期种植谷物引起的土壤中 (4)已知荧光素PY的强弱与PH大小正相关。图示具有光 某些必需元素的减少，有利于作物的生长，可以有效防止病 反应活性的人工细胞，类囊体膜进行类囊体膜上分布着光合 虫害的发生和杂草的繁殖，C正确：谷物生长需要适宜的温 色素（如叶绿素），在适宜光照下，这些色素能够捕捉光能并 度，温度过低会影响结实，影响谷物的产量，D正确。] 将其转化为化学能。在类囊体膜上裂解水分子，产生氧气 3.解析：(1)当胞间CO2浓度在900~1200amol·mol1范国 质子(H)和电子，其中氧气释放到胞外，质子在类囊体腔内 时，从图a中红光曲线来看，随着CO2浓度增加，光合速率不 累积形成pH梯度，pH降低，荧光强度变弱 再上升，说明此时CO,浓度不是限制因子，而可能是光照强 (5)要进行暗反应，需要原科CO2C6 度、光质等其他因素限制了光合速率。对于蓝光下净光合速 答案：(1)叶绿体等渗(2)有机溶剂 600 率更高的原因，可能是蓝光能够促进光合作用中某些关键酶 (3)ATP,NADPH(4)变弱吸收（和转化）光能，裂解水分 的活性，或者蓝光被光合色素吸收后转化为化学能的效率更 子(5)CO2、C、ATP等 高等。 8.A[类囊体膜上进行水的光解消耗H2O,而线粒体内膜上 (2)已知红光下植物的相关反应与白天相似，远红光下植物 进行有氧呼吸第三阶段生成H2O,线粒体基质中进行有氧呼 的相关反应与夜间相似，突变体发生了PILI5基因的功能缺 吸第二阶段不生成H2O,A错误：叶绿体基质中送行暗反应， 失，且该基因参与脱落酸信号通路的调控。在远红光与红光 消耗CO2,进行二氧化碳的固定，线粒体基质中进行有氧呼 条件下蒸腾速率接近，推测原因可能是突变体中PILI5基因 吸第二阶段，涉及丙酮酸和水反应生成CO2,B正确；类囊体 功能缺失，使得脱落酸信号通路对气孔的调控作用减弱，导 膜上进行水的光解生成O2,线粒体内膜上进行有氧呼吸第 致在不同光质（远红光和红光）下气孔开放程度变化不大，从 三阶段，消耗O2和NADH生成水，C正确；叶绿体基质中进 而蒸腾速率接近。 行暗反应，合成葡萄糖等有机物，线粒体基质中进行有氧呼 (3)通路1中，①为光合色素，吸收的光在叶绿体中最终被转 吸第二阶段，分解有机物（丙酮酸），生成CO2和NADH 化为化学能（储存在ATP和NADPH中，最终储存在有机物 D正确。 中)。通路2中吸收光的物质②为光敏色素。由于突变体发 9,B「真正光合速率=净光合速率十呼吸速率，而某植物叶片 生PL5基因功能缺失后，在远红光与红光条件下蒸腾速率 的净光合速率>0时，整个植株的呼吸速率可能大于光合速 接近，可推测光敏色素吸收光信号后，通过影响PL5基因 率，有机物消耗大于有机物合成，故会出现有机物减少的情 的表达，进而影响脱落酸信号通路，对气孔开放程度进行调 况，A正确；光合作用光反应阶段产生的ATP不可用于植物 控。且从图b中突变体在远红光和红光下蒸腾速率变化不 吸收矿质元素，B错误；玉米胚乳细胞进行无氧呼吸时只在 大，可推断光敏色素对PILI5基因表达的影响是正相关， 第一阶段产生少量能量，第二阶段不能产生能量，C正确：呼 PILI5基因对脱落酸信号通路是正相关，脱落酸信号通路对 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 气孔开放程度是负相关，即光敏色素→（十）PILI5基因→ 应物水中的氧（有氧呼吸第二阶段），光合作用产生的气体为 (十)脱落酸信号通路→（一）气孔开放程度。 氧气，氧气中的氧元素来自反应物水中的氧（光合作用的光 (4)根据图c中相关信息，植物利用光的方式有：一方面，通 反应阶段)，D正确。 过叶绿体中的光合色素吸收光能，将其转化为化学能用于光 10.解析：(1)叶绿体膜属于生物膜，其基本支架是磷脂双分子 合作用合成有机物；另一方面，通过光敏色素吸收光信号，调 层 。叶绿体中含有许多由类囊体堆叠而成的基粒，扩展了 控基因（如PILI5基因）表达，进而影响植物的生理过程（如 受光面积 通过脱落酸信号通路调控气孔开放程度)。 (2)据题图可知，H2○光解产生电子，电子的受体为 答案：(1)光照强度、光质蓝光能促进光合作用相关酶的活 性（或蓝光被光合色素吸收的效率更高等合理答案）(2)突 NADP+,因此生成NADPH所需的电子源自于H2O。用 变体中PL5基因功能缺失，阻断了脱落酸信号通路对气孔 含3H,O的溶液培养该绿藻一段时间后，3H会通过光合作 开放程度的调控，使得气孔开放程度在远红光和红光条件下 用进入产物葡萄糖中，使葡萄糖被3H标记，以该葡萄糖为 无明显差异。 (3)有机物中的化学能光敏色素 光敏色 原料进行有氧呼吸时，经有氧呼吸第一阶段产生的丙酮酸 素→（十）PIL5基因→（十）脱落酸信号通路→（一）气孔开 和[H]均会被3H标记，丙酮酸进入线粒体基质进行有氧呼 放程度。 (4)通过叶绿体中的光合色素吸收光能用于光合 吸第二阶段时分解产生[H,故在线粒体基质中被H标记 作用合成有机物；通过光敏色素吸收光信号调控基因表达， 的物质有H2O、丙酮酸和[H]。将离心收集的绿藻重新放 影响植物生理过程 入含有H218O的培养液中，在适宜的光照条件下继续培 4.C[缺镁会影响叶绿素的合成，植物捕获光能的能力下降， 养，绿藻中的H218O经过光合作用产生了18O2:而18O2中 导致光反应速率下降，对呼吸速率影响不大，所以在缺镁培 的18O可通过有氧呼吸第三阶段进入H2O中，再通过有氧 养液中培养后，C点向左下方移动，A点不会有明显移动，A、 呼吸第二阶段可进入CO2中，故绿藻产生的带18O标记的 B正确；B,点为光补偿，点，该点的呼吸作用强度与光合作用强 气体有02和C02 度相等；植物体缺镁时，呼吸速率影响不大，而体内叶绿素合 (3)据题图可知，过剩的光能可通过途径①以电能的方式耗 成减少，光合作用速率下降，植物必须在较强光照下光合速 散；还可通过途径②以热能的方式耗散，减轻光合系统的 率才能与呼吸速率相同，故B点会右移，C错误；D点为正常 植物的光饱和，点，缺铁植物的光合速率下降，D点会向左移 损伤。 答案：(1)磷脂双分子层基粒(2)H2O丙酮酸、[H] 动，D正确。 5.解析：(1)Rubisco是光合作用暗反应中的关锭酶，暗反应的 02,C02 (3)途径①以电能的方式耗散光能，途径②以热 能的方式耗散光能。 场所是叶绿体基质，因此Rubisco在叶绿体基质中催化C 与CO,结合生成C。在C3的还原过程中需要ATP和 微专题2影响光合作用与细胞呼吸的因素 NADPH提供能量，部分产物经过一系列反应形成(CH2O), 核心要点 这一过程中能量转换是ATP和NADPH中活跃的化学能转 3.(2)NaOH NaHCO3黑暗光照 化为有机物(CH2O)中稳定的化学能。 命题重点 (2)①②曲线的自变量是有无补光（光照强度），②③曲线的 1.ACD 「细胞质基质中可以进行糖酵解，产生[H],进入线粒 自变量是有无转入Rubisco基因(Rubisco的含量)。据图分 体参与有氧呼吸的第三阶段，A正确；玉米T蛋白可影响线 析，当胞间C○，浓度低于B,点时，曲线②)高于③，是因为② 粒体内与呼吸作用相关的多种酶，T登白缺失还会造成线粒 中Rubisco的含量多，固定CO2的能力强，当胞间CO2浓度 体内膜受损，有氧呼吸第二阶段能产生[H门，第三阶段[H]和 高于于B点时，曲线②与③重合，说明Rubisco的量已经不 氧气生成水，导致第一、二阶段积累的H被消耗，突变体线 是限制光合速率的因素，而曲线①的光合速率高于曲线② 粒体内膜受损，第三阶段减弱，[H]积累，会抑制第二阶段的 ③，曲线①的有较高的光照强度，因此曲线②与③重合是由 ·241·