专题04 细胞呼吸和光合作用（3大要点+3大题型）（专题专练）（浙江专用）2026年高考生物二轮复习讲练测

专题04细胞呼吸和光合作用 目录 第一部分 高考风向解读 洞察考向，感知前沿 第二部分 核心要点提升 要点精析、能力提升 知识串联·核心必记 要点01 细胞呼吸核心知识 要点02 光合作用核心知识 要点03 细胞呼吸与光合作用的联系 专题拓展·能力提升 热点情境 人工光合系统与碳中和 微专题拓展 光合与呼吸速率的综合测定 第三部分 题型精准突破 固本培优，精准提分 A组·保分基础练 题型01细胞呼吸的过程实质及应用 题型02光合作用的机制原理及应用 题型03光合作用和细胞呼吸的综合计算 B组·增分能力练 第四部分 真题演练进阶 对标高考，感悟考法 考情解读 核心要点 高考考情 高考新风向 细胞呼吸 （2025浙江卷）有氧呼吸场所、无氧呼吸产物 （2024浙江卷）细胞呼吸速率影响因素、呼吸作用应用 （2023浙江卷）有氧呼吸三阶段物质变化、无氧呼吸能量释放 1. 结合农业生产（如大棚通风、种子储存）、人体健康（如运动供能）等新情境考查细胞呼吸原理应用 2. 以曲线、表格为新载体，综合分析温度、氧气浓度对呼吸速率的影响 3. 关联光合作用、细胞代谢综合考查物质和能量转化逻辑 4. 结合新能源开发（如人工光合系统）、生态修复等热点情境命题 5.关联物质跨膜运输（如CO₂吸收）、酶的特性等知识点 光合作用 （2025浙江卷）光反应与暗反应的物质交换、光合色素特性 （2024浙江卷）光合作用速率计算、环境因素对光合的影响 （2023浙江卷）叶绿体结构、光合作用与呼吸作用的联系 新风向演练 1．【新情境·光抑制】（2025·贵州贵阳·模拟预测）当叶片吸收的光能超过其暗反应所消耗的能量时，过剩的光能会造成自由基及其他有害物质的积累导致光合速率下降，该现象称为光抑制。下列叙述错误的是（ ） A．叶绿体可利用640~660nm波长光产生氧气 B．CO2固定效率高的植物更容易发生光抑制现象 C．自由基可破坏磷脂、蛋白质分子从而影响光合速率 D．消耗光反应产生的过剩ATP、NADPH可缓解光抑制 2．【新载体·Akk菌】（2025·浙江杭州·二模）Akk菌是一种肠道益生细菌，能通过提高宿主细胞ATP合成酶的效率来促进能量代谢。下列关于Akk菌影响宿主细胞代谢机理的叙述，不合理的是（ ） A．促进宿主细胞线粒体中葡萄糖的降解 B．提高宿主细胞中ATP-ADP的循环速率 C．促进宿主细胞线粒体中二氧化碳的产生 D．促进宿主细胞需氧呼吸，减少脂肪的积累 3．【新考法·酵母发酵】（2025·浙江金华·模拟预测）某酒厂对比了密闭罐（氧气含量<0.1%）与半密闭罐（氧气含量5%）中酿酒酵母的发酵效果，数据如下。下列叙述错误的是（    ） 发酵条件 乙醇产量（g/L） 葡萄糖消耗量（g/L） 密闭罐 12.3 18.5 半密闭罐 4.1 15.2 A．密闭罐中酵母菌主要通过厌氧呼吸产生ATP B．密闭罐中酵母菌线粒体功能比半密闭罐中的更弱 C．密闭罐中比半密闭罐中产生乙醇更多，能量利用率更高 D．密闭罐中与半密闭罐中丙酮酸代谢的终产物有所不同 知识串联·核心必记 要点01 细胞呼吸核心知识 1. 过程对比表 类型 场所 反应物 产物 能量释放 关键酶 有氧呼吸第一阶段 细胞质基质 葡萄糖 丙酮酸、[H] 少量 葡萄糖激酶 有氧呼吸第二阶段 线粒体基质 丙酮酸、水 CO₂、[H] 少量 丙酮酸脱氢酶 有氧呼吸第三阶段 线粒体内膜 [H]、O₂ H₂O 大量 细胞色素c氧化酶 无氧呼吸（植物） 细胞质基质 葡萄糖 酒精、CO₂ 少量 酒精脱氢酶 无氧呼吸（动物） 细胞质基质 葡萄糖 乳酸 少量 乳酸脱氢酶 2. 应用场景 种子储存：低氧、低温、干燥（抑制呼吸消耗有机物） 果蔬保鲜：低氧、零上低温、一定湿度（兼顾保鲜与呼吸抑制） 运动供能：短跑依赖无氧呼吸，长跑以有氧呼吸为主 【易错易混】 1.有氧呼吸第三阶段不消耗葡萄糖，只消耗前两阶段产生的[H] 2.无氧呼吸只在第一阶段产生少量ATP，第二阶段不产能 3.线粒体不能直接利用葡萄糖，葡萄糖需在细胞质基质分解为丙酮酸后进入线粒体 【典例1】为研究不同运动强度下呼出气体中的CO2浓度，某同学在完成相应运动后，向蒸馏水中吹入等量气体，测定pH。结果见下表。 运动状态 静坐2min 步行2min 跳绳2min pH 6.1 5.6 5.3 下列叙述正确的是（    ） A．剧烈运动时经厌氧呼吸产生的CO2增加 B．运动过程中细胞内氧气浓度有一定程度的降低 C．运动强度越大，细胞内ATP的浓度越高 D．剧烈运动时机体产生酒精，酒精主要运输到肝脏转化 要点02 光合作用核心知识 1. 光反应与暗反应关联 阶段 场所 条件 物质变化 能量转化 光反应 类囊体薄膜 光照、光合色素、酶 水的光解（产生O₂、[H]）、ATP合成 光能→ATP中活跃化学能 暗反应 叶绿体基质 酶、ATP、[H] CO₂固定（生成C₃）、C₃还原（生成有机物） ATP中活跃化学能→有机物中稳定化学能 2. 影响因素及应用 光照强度：阴生植物光饱和点低于阳生植物（如绿萝 vs 向日葵） CO₂浓度：大棚种植增施有机肥或通风，提高光合效率 温度：影响酶活性，适宜温度（25-30℃）利于光合作用 【易错易混】 1.光合色素只吸收红光和蓝紫光，不吸收绿光（故叶片呈绿色） 2.光反应为暗反应提供ATP和[H]，暗反应为光反应提供ADP和Pi 3.光合作用产生的O₂来自水的光解，而非CO₂ 【典例2】希尔将离体叶绿体加入含有草酸铁（作为氧化剂，可接受氢）的溶液中，照光后发现草酸铁被还原为草酸亚铁，同时释放出氧气。下列有关该实验的说法，正确的是（ ） A．该实验模拟了光合作用暗反应阶段的物质变化 B．希尔反应的发生不需要光照 C．该实验证明了光合作用产生的氧气中的氧全部来自水 D．若降低溶液中草酸铁的浓度，氧气释放速率可能会下降 要点03 细胞呼吸与光合作用的联系 1． 物质联系：光合作用产生的O₂和有机物，为细胞呼吸提供原料；细胞呼吸产生的CO₂和水，为光合作用提供原料 2． 能量联系：光合作用储存的化学能，通过细胞呼吸释放供细胞利用 3． 速率关系： 净光合速率 = 总光合速率 - 呼吸速率 光照下CO₂吸收量代表净光合速率，黑暗中CO₂释放量代表呼吸速率 【典例3】在最适温度下，研究人员测得的某植物叶肉细胞光合速率随光照强度的变化曲线如图所示。下列叙述正确的是（ ） A．若适当升高温度重新进行测定，d点将下移 B．c点光照强度下该植物光合速率和呼吸速率相等 C．限制de段的主要环境因素可能是CO2浓度和光照强度 D．一天光照12h，该叶肉细胞一昼夜积累的有机物量为0 专题拓展·能力提升 热点情境拓展 人工光合系统与碳中和 情境解读 1.技术原理：人工光合系统模拟自然光合作用，通过催化剂将CO₂和水转化为有机物和O₂，实现CO₂固定与能源生产双重目标，是碳中和的关键技术之一。 2.技术突破：2025年我国科研团队研发的新型人工光合装置，利用纳米催化剂提升光反应效率，使CO₂转化效率较自然光合作用提高3倍。 3.命题关联：该技术涉及光合色素的作用、光反应与暗反应的物质转化、能量流动等核心知识点，常结合装置图或数据表格考查原理应用。 命题分析 1.对比自然光合作用与人工光合系统的异同（如场所、催化剂、能量来源） 2.结合CO₂吸收量、有机物生成量等数据，计算人工光合系统的转化效率 3.关联生态系统碳循环，分析人工光合技术对碳中和的意义 【典例4】人参是阴生植物，常生长在以红松为主的针阔混交林中。已知人参和红松光合作用的最适温度为25℃，呼吸作用的最适温度为30℃。在25℃条件下人参和红松光合速率与呼吸速率比值（P/R）随光照强度的变化曲线如图。下列叙述正确的是（    ） A．光照强度为a时，每日光照12小时，人参可正常生长而红松不能 B．光照强度为c时，人参和红松光合作用合成有机物的量相等 C．在b点之后，限制人参P/R增大的主要外界因素是CO2浓度 D．若将环境温度提高至30℃，其他条件不变，a点将左移 微专题拓展 光合与呼吸速率的综合测定 1.装置：密闭容器（含NaOH溶液吸收CO₂，或NaHCO₃溶液维持CO₂浓度稳定）+ 氧气传感器或液滴移动装置 2.指标： 呼吸速率：黑暗条件下，容器内O₂减少量或CO₂增加量 总光合速率：光照条件下，净光合速率 + 呼吸速率 误差分析：温度变化、装置漏气、微生物呼吸等会影响测定结果 【典例5】甲同学用如图装置测定虎耳草的真光合速率。实验设计如下：取两株虎耳草放入两个相同的装置中，编号为1号、2号；将1号装置放置在黑暗环境中，2号装置放置在自然光照条件下；实验结束后记录红色液滴移动的刻度。下列说法错误的是（ ） A．虎耳草的生长状况、温度均为无关变量，需保证相同且适宜 B．该实验设计所用的虎耳草太少，实验结果易受偶然因素影响 C．一段时间内2号液滴不动，说明该段时间叶肉细胞的光合强度等于呼吸强度 D．1号中虎耳草呼吸强度随O2浓度下降而下降，导致得出的真光合值偏小 01 细胞呼吸的过程实质及应用 1．（2025·浙江·一模）丙酮酸是细胞呼吸过程的重要中间物质。丙酮酸根和H+以协同运输的方式借助丙酮酸转运蛋白（MPC）通过线粒体内膜的过程如图。下列叙述错误的是（    ） A．图中丙酮酸根进入线粒体的方式为易化扩散 B．使用MPC抑制剂可导致动物细胞产生更多的乳酸 C．若电子传递链受阻可能通过抑制丙酮酸的运输而影响其他过程 D．葡萄糖不能进入线粒体可能是缺乏类似MPC的结构 2．（2025·浙江嘉兴·一模）为研究不同运动强度下呼出气体中的CO2浓度，某同学在完成相应运动后，向蒸馏水中吹入等量气体，测定pH。结果见下表。 运动状态 静坐2min 步行2min 跳绳2min pH 6.1 5.6 5.3 下列叙述正确的是（    ） A．剧烈运动时经厌氧呼吸产生的CO2增加 B．运动过程中细胞内氧气浓度有一定程度的降低 C．运动强度越大，细胞内ATP的浓度越高 D．剧烈运动时机体产生酒精，酒精主要运输到肝脏转化 3．（2025·浙江·一模）研究发现，敲除野生型酵母菌sqr基因后获得的突变型酵母菌中，线粒体出现碎片化现象，且线粒体数量减少。下列叙述错误的是（　　） A．无氧条件下，突变型酵母菌糖酵解释放的能量大部分以热能散失 B．无氧条件下，野生型酵母菌比突变型酵母菌产生更多的ATP C．氧气充足时，野生型酵母菌种群增殖速率大于突变型酵母菌 D．氧气充足时，野生型酵母菌培养液过滤后，滤液中加入重铬酸钾酸溶液显橙色 4．（2025·浙江宁波·一模）纤维素的水解产物可用于生产乙醇。兴趣小组利用自制的秸秆纤维素水解液（含5%葡萄糖）培养酵母菌并检测其无氧呼吸产物，实验装置如图所示。下列叙述错误的是（    ） A．酵母菌无氧呼吸的场所在细胞质基质 B．甲瓶应封口放置一段时间再连通乙瓶 C．增加甲瓶的酵母菌数可以提高乙醇的最大产量 D．乙瓶溶液由蓝色变成黄色表明酵母菌已产生CO2 5．（2025·浙江·三模）某酵母菌存在以葡萄糖为代谢起点的3种细胞呼吸途径，如下图。下列叙述错误的是（　　） A．酵母菌通过途径一可以获得生存所需的物质和能量 B．在生物界中，途径三不仅仅发生在具有线粒体的细胞中 C．酵母菌通过途径二将葡萄糖中大部分能量转移到了乙醇中 D．途径一和二的存在说明发酵环境中pH的变化可影响代谢产物的种类 02 光合作用的机制原理及应用 6．（2025·浙江·一模）对硝基苯酚可用于生产某些农药和染料，其化学性质稳定。某细菌需在有氧条件下能降解对硝基苯酚并释放CO2。栅藻为真核生物，在特定条件下培养时，对硝基苯酚含量影响其光合放氧量情况如图1所示。为进一步分析栅藻与细菌共培养条件下对硝基苯酚的降解能力，开展了对比试验，结果如图2所示。分析相关叙述正确的是（    ） A．栅藻的光合放氧反应在细胞质基质中进行 B．对硝基苯酚能促进栅藻的光合放氧反应 C．细菌利用对硝基苯酚时，氧气是无关因子 D．细菌与栅藻共同合作可净化被污染水体 7．（2024·浙江·模拟预测）气孔张开与保卫细胞吸水有关。下图是保卫细胞在光下气孔开启的机理。下列叙述正确的是（    ） A．在光照下，K＋、Cl－进入液泡使其渗透压升高 B．Cl⁻进入保卫细胞的过程不需要消耗能量 C．光为H＋—ATP酶的主动转运直接提供能量 D．光照下气孔张开不利于植物进行光合作用 8．（2024·浙江金华·一模）农谚有云：“雨生百谷”。“雨”有利于种子的萌发，是“百谷”丰收的基础。下列叙述错误的是（    ） A．种子萌发时，细胞内水的含量升高 B．种子萌发时，细胞内代谢水平升高 C．需氧呼吸中，水是丙酮酸生成的原料 D．光合作用中，水的光解发生在类囊体薄膜上 9．（2024·浙江·三模）Pf和Pfr是莴苣种子中光敏色素的两种构象。黑暗条件下光敏色素主要为Pf型，定位在细胞质中，性质稳定，不易降解。光照条件下Pf和Pfr可以相互转化（下图）。下列说法正确的是（    ） A．光照条件下，光敏色素参与光合作用促进种子萌发 B．Pfr通过解除对CA3ox2的抑制促进GA的合成 C．莴苣种子依次经红光、远红光照射后能够萌发 D．黑暗条件下莴苣种子不能萌发的原因是无法合成Pf 10．（2024·浙江·模拟预测）下图为叶绿体中类囊体膜的结构示意图，其中PSI和PSII是色素与蛋白质的复合体。下列叙述正确的是（    ） A．物质运输只与膜蛋白有关与磷脂分子无关 B．类囊体囊腔内pH高于外部，有利于促进ATP合成 C．ATP合酶运输H+的过程中空间结构改变引起变性 D．PSI和PSII具有吸收、传递、转化光能的作用 03 光合作用和细胞呼吸的综合计算 11．（2023·浙江·模拟预测）现以某种多细胞绿藻为材料，研究环境因素对其叶绿素a含量和光合速率的影响。实验结果如图所示，其中的绿藻质量为鲜重。下列说法错误的是（　　） A．由甲图可知，绿藻在低光强下一定比高光强下需吸收更多的Mg2+ B．由乙图可知，在实验温度范围内，高光强条件下光合速率并不是随着温度升高而升高 C．由乙图分析可知，在20℃下持续光照2h，高光强组比低光强组多消耗CO2150μmol·g-1 D．若细胞呼吸的耗氧速率为30μmol·g-1·h-1，则在30℃、高光强下每克绿藻每小时制造葡萄糖 26.5μmol 12．（2025·陕西宝鸡·二模）科研人员将一盆绿萝放在透明且密闭的容器内，并在一定条件下培养，在不同温度下分别测定其黑暗条件下的CO₂释放量和适宜光照下CO₂吸收量并绘制曲线如图所示，图2表示绿萝叶肉细胞内的线粒体和叶绿体的关系。据图分析，正确的是（    ） A．24℃适宜光照条件下，绿萝的CO₂固定速率会大于60mol/s B．在29℃时，绿萝的呼吸速率等于光合速率 C．植株的CO₂吸收速率为零时，其叶肉细胞的状态如图2中③所示 D．在29℃且每天光照10小时的环境中，植株不能积累有机物 13．（2025·四川成都·模拟预测）下图是在不同温度下，测定光照强度相同时植物幼苗CO2吸收速率的变化曲线和黑暗条件下CO2释放速率的变化曲线，下列说法正确的是（    ） A．光照条件下，植物体内ATP的产生场所是叶绿体和线粒体 B．光合作用的最适温度高于细胞呼吸的最适温度 C．为使该植物生长最快，白天应将其置于25℃环境中 D．35℃时，该植物细胞呼吸强度和光合作用强度相等 14．（2024·浙江·模拟预测）棉铃是棉花子房逐渐膨大形成的果实，子房膨大过程中，营养物质主要来自邻近叶片。为研究棉花去棉铃后对叶片光合作用的影响，研究者选取至少具有10个棉铃的植株，去除不同比例的棉铃，3天后测定叶片的CO2固定速率以及蔗糖和淀粉的含量，结果如图所示。请回答下列问题：    (1)光反应产生的[H]实质上是辅酶Ⅱ与 结合形成的。碳反应利用光反应产生的物质和能量，在叶绿体基质中首先将CO2还原为 ，进而形成蔗糖等有机物运输到棉铃。 (2)由图1可知，本实验中对照组（空白对照组）植株CO2固定速率相对值是 ，随着去除棉铃百分率的升高，叶片光合速率的变化是 （填“升高”、“降低”或“不变”）。 (3)由图2可知，去除棉铃后，植株叶片中淀粉和蔗糖的含量增加，原因最可能是 A．叶片光合作用下降 B．叶片细胞呼吸增强 C．叶片的光合产物利用量减少 D．叶片对淀粉和蔗糖的需要量增加 (4)验证上述推测的一种方法是：去除植株上的棉铃并对部分叶片进行遮光处理，使遮光叶片成为需要光合产物输入的器官，检测 叶片的干重和光合速率，与只去除棉铃植株的叶片相比，若检测结果是 ，则支持上述推测。 (5)综合上述结果可推测，叶片光合产物被运到植物体各器官被利用，这对光合作用的影响是 （填“促进”、“抑制”、或“没有影响”）。 15．（2024·浙江·模拟预测）下图中，图1是非洲茉莉叶肉细胞中光合作用和有氧呼吸的物质变化示意简图，其中①~⑤为生理过程，a~h为物质名称。图2为将非洲茉莉放置在密闭透明的容器中，给予恒定且适宜的光照，在不同的温度条件下测定容器中CO2浓度的变化（该植物光合作用的最适温度为25℃，细胞呼吸的最适温度为30℃）。图3改变非洲茉莉光照时，a表示该植物在夜晚单位时间内CO2的释放量，b、c、d表示在不同光照条件下单位时间内该植物O2产生的总量。图4表示进行图3实验过程其叶肉细胞部分结构气体进出示意图。请分析并回答下列问题。 (1)图1在生物膜上进行的生理过程有 （填图中序号）。图中①—⑤的代谢过程在光照环境中，能够直接为茉莉细胞物质转运、蛋白质的合成提供ATP的过程包括 （填图中数字标号）。若用18O标记土壤中的水，那么植物产生的哪些物质中含有18O。（填三种物质） (2)图2中B、C点时限制光合速率的主要环境因素分别是 。与B点相比，C点时植物的光合速率 （填“变大”、“不变”或“变小”）；处理12h后，该植物的干重 （填 “减少”、“增加”或“不变”），判断理是 。 (3)图4中只有c、d箭头发生时对应图3中的 （选填a、b、c或d）的光照强度。图4在图3中d强度光照时，存在 （选填a、b、c、d、e、f）气体进出过程。 (4)科研工作者发现一种突变型非洲茉莉，在适宜光照下，与正常非洲茉莉相比，其光合速率明显上升。某生物兴趣小组推测，突变型非洲茉莉光合速率的上升是与其光反应速率上升有关。请利用正常非洲茉莉和突变型非洲茉莉的类囊体悬浮液、光源等实验材料，设计简单实验验证上述推测。请简要写出实验思路： 。 1．（2024·浙江·模拟预测）氮元素是植物生长发育必不可少的营养元素。NRT1.1是硝酸盐转运蛋白，相关转运机制如图所示。下列叙述不正确的是（　　） A．NO3-通过 NRT1.1 进入细胞和H⁺出细胞的方式相同 B．施肥后及时松土可以促进植物细胞对NO3-的吸收 C． NO3-进入细胞和H⁺进出细胞均体现了细胞膜的功能特性 D．吸收的NO3-可用于各种光合色素的合成 2．（23-24高三上·浙江嘉兴·阶段练习）胞间连丝是相邻细胞之间穿过细胞壁的细胞质通道。叶肉细胞产生的蔗糖运输到筛管有两种方式： 一是依次通过相邻细胞之间的胞间连丝向筛管集中；二是先转运到细胞外空间，再由转运蛋白SU运入筛管。下列实验结果中，支持某种植物“存在两种运输方式”的是（    ） A．叶片吸收14CO₂后，放射性蔗糖很快出现在筛管附近的细胞外空间 B．用少量蔗糖跨膜运输抑制剂处理叶片，蔗糖进入筛管的速率降低 C．将不能通过细胞膜的荧光物质注入到叶肉细胞，筛管中出现荧光 D．与野生型相比， SU 基因敲除个体的叶肉细胞中积累更多的蔗糖和淀粉 3．（2021·浙江杭州·模拟预测）图1为某种绿色植物叶片的气孔结构示意图，中间两个呈肾形的细胞称为保卫细胞，其细胞壁近气孔侧更厚是调节气孔开闭的结构基础。研究人员将该叶片放在内部温度为15℃的密闭容器中，研究光照强度与光合作用速率的关系，下列有关叙述错误的是（    ） A．图1所示箭头为水分流动的总方向，此时叶肉细胞RuBP含量将减少 B．图1所示箭头为水分流动的总方向，此时保卫细胞的吸水能力逐渐增强 C．据图2分析，在lklx光照条件下，该叶片8小时内光合作用产生O2量为179．2mL D．土壤缺水，叶片中脱落酸含量将增加，气孔关闭，使蒸腾作用减弱 4．（2023·浙江·一模）光合作用与呼吸作用环环相扣、相互依存，两者虽然都是为植物的存活而整体进行服务，但二者又有各自独立的工作系统，所以又互为个体。如图是某植物光合作用和细胞呼吸过程示意图，Ⅰ～Ⅶ代表物质，①～③代表过程。下列叙述正确的是（    ） A．甲过程中的I物质与乙过程中的V物质所含元素不一致。 B．乙过程中①过程与②过程所产生的能量之和多于③过程所产生的能量。 C．叶肉细胞中甲过程产生的IV物质多于乙过程所消耗的Ⅳ物质时，植物将生长。 D．乙过程产生的ATP并不能用于甲过程。 5．（2024·浙江绍兴·模拟预测）科研人员测定了一定温度条件下，某绿色植物随光照强度增加，在不同时刻CO2吸收速率的变化，结果如图所示。下列叙述正确的是（    ） A．光合作用的碳（暗）反应不需要光照，因此黑暗条件下碳反应可持续进行 B．CO2吸收速率为0时叶肉细胞的平均光合速率仍大于呼吸速率 C．光照2~10min时CO2吸收速率上升较慢的主要限制因素是光照强度 D．适当提高环境温度，绿色植物在光照6min时的CO2吸收速率下降 6．（2025·北京东城·二模）真核细胞正常的生理功能与生物膜的完整性密切相关。下列说法错误的是（    ） A．内质网和高尔基体膜受损会影响蛋白质的正常折叠 B．线粒体内膜受损会导致有氧呼吸的第三阶段受阻 C．类囊体膜受损会导致叶绿体内NADP+和ADP含量降低 D．溶酶体膜受损会导致细胞无法消化衰老、损伤的细胞器 7．（2025·浙江绍兴·模拟预测）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）是其中某一阶段的一种关键酶。当细胞中ATP/AMP的值发生变化时，ATP和AMP竞争性结合PFK1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．组成PFK1的组成元素除了C、H、O外，还有P元素 B．PKF1催化葡萄糖直接分解为丙酮酸等 C．ATP/AMP值变化与PFK1活性之间存在负反馈调节 D．运动时，肌细胞中ATP与PFK1结合增多以保证能量的供应 8．（2025·浙江·一模）金鱼可以在氧气不足的环境中存活5个月。下图为金鱼不同细胞的细胞呼吸代谢图解。据图分析，下列叙述正确的是（　　） A．金鱼骨骼肌细胞无氧条件下分解丙酮酸的场所是细胞质基质 B．金鱼组织细胞厌氧呼吸的终产物是乙醇和CO2 C．金鱼组织细胞厌氧呼吸产生的乳酸会运至肝脏细胞发生转化 D．金鱼在无氧条件下一段时间，体内也不会累积大量乳酸 9．（2025·浙江·一模）AMPK（AMP激活的蛋白激酶）作为细胞的核心能量传感器，其激活机制与下游调控是细胞维持能量稳态的关键。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AMPK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，AMPK催化葡萄糖直接分解为丙酮酸等 B．AMPK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AMPK活性的调节属于正反馈调节 D．运动时肌细胞中AMP与AMPK结合增多，细胞呼吸速率加快 10．（2025·浙江·一模）科研小组探究水通道蛋白NtPIP对作物耐涝性的影响，测定了油菜的野生型（WT）及NtPIP基因过量表达株（OE）在正常供氧（AT）和低氧（HT，模拟涝渍）条件下的根细胞的呼吸速率和氧浓度，相关结果及分析说法正确的是（    ） A．低氧条件下，野生型油菜根细胞的呼吸作用只在细胞质基质和线粒体基质中进行 B．NtPIP基因过量表达株的根细胞有氧呼吸产生的ATP主要用于主动运输吸收水分 C．低氧条件下，NtPIP过量表达株通过主动运输吸收更多无机盐，为叶绿体物质合成提供充足原料，从而使叶片光合速率更高 D．利用植物体细胞杂交技术，将NtPIP基因过量表达株的相关基因导入其他作物，可提高其耐涝性 （2023·浙江宁波·模拟预测）阅读下列材料，回答问题。 高粱等植物在演化过程中形成如图所示的生理机制，这类植物被称为C4植物。水稻等植物不存在C4途径，仅通过叶肉细胞中的C3途径固定CO2，这类称为C3植物。C4植物能利用叶肉细胞间隙中浓度极低的CO2，维管束鞘细胞中CO2浓度比叶肉细胞高10倍。R酶既可催化碳反应中CO2与C5糖结合，也可催化C5糖与O2结合。C5糖与O2结合后形成一个C3酸和一个C2，这个C2随后进入线粒体被氧化为CO2，这个过程称为光呼吸。 11．下列关于C4途径叙述正确的是（    ） A．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不同的 B．C4植物细胞可以在夜间吸收CO2用于卡尔文循环 C．由这种CO2浓缩机制可以推测，P酶与无机碳的亲和力高于R酶 D．叶绿体中的C3糖大多数离开叶绿体后转化为蔗糖 12．下列关于光呼吸过程叙述正确的是（    ） A．光呼吸过程中消耗O2的场所和细胞呼吸相同 B．正常进行光合作用的水稻，突然停止光照，叶片CO2释放量先增加后降低 C．R酶既可催化CO2与C5糖结合，也可催化C5糖与O2结合，说明R酶不具有专一性 D．光呼吸会消耗有机物导致减产，我们可以敲除控制R酶合成的基因从而提高产量 13．（2025·浙江·一模）呼吸熵是指单位时间内细胞进行呼吸作用所释放的CO2和吸收的O2物质的量的比值，下列叙述错误的是（　　） A．呼吸熵的大小可反应呼吸底物的种类以及氧气的供应状态 B．若测得植物非绿色器官呼吸熵为1，细胞可能同时进行需氧和厌氧呼吸 C．人体内的骨骼肌细胞在任何状态下呼吸熵不可能大于1 D．某植物在遮光的密闭容器中放置一段时间，容器内气压不可能降低 二、解答题 14．（2025·浙江·一模）某绿藻为适应水生环境，进化出特殊的光合效率提升机制，其关键过程如图所示（光反应产生的物质X可进入线粒体促进ATP合成）。请结合图示及所学知识，回答下列问题： (1)物质X是 ，该物质进入线粒体后参与需氧呼吸的第 阶段，从而促进ATP合成。 (2)据图分析，通过 方式进入叶绿体基质。光反应中水光解产生的H+可促进 ，同时可促进CO2的生成，从而提高类囊体腔内CO2水平。上述机制解决了水生环境中CO2在水中的溶解度较低问题，确保 过程的顺利进行。 (3)研究发现，该绿藻的光饱和点低于陆生植物。从进化的角度分析，其原因可能是 ；若适当提高水中CO2浓度，该绿藻的光饱和点会 （填“升高”“降低”或“不变”），原因是CO2浓度升高，碳反应增强，需要光反应提供更多的 ，因此可提高对光照强度的利用上限。 (4)若将绿藻从适宜温度移到高温的溶液环境，一段时间后，其光合作用的强度和呼吸作用的强度分别将 ，其主要原因是 。 1．（2025·浙江·高考真题）某同学欲研究酵母菌的细胞呼吸方式，设置有氧组和无氧组，装置如图所示。已知有氧组装置内氧气量仅满足部分葡萄糖氧化分解。下列叙述正确的是（　　）    A．装置内有氧气或无氧气可作为实验的无关变量 B．有氧组和无氧组酵母菌细胞产生CO2的场所均为细胞质基质 C．若葡萄糖充分反应，有氧组和无氧组均可检测到酒精 D．若葡萄糖充分反应，有氧组和无氧组产生的CO2比值大于3：1 2．（2025·浙江·高考真题）西兰花可食用部分为绿色花蕾、花茎组成花球，采摘后容易出现褪色、黄化、老化等现象。某兴趣小组进行如下实验，以探究西兰花花球的保鲜方法。 实验分黑暗组、日光组和红光组三组。日光组和红光组的光照强度均为50μmol·m-2·s-1。各处理的西兰花球均贮藏于20℃条件下，测定指标和结果如图所示。 回答下列问题： (1)西兰花球采摘后水和 供应中断。水是光合作用的原料在光反应中，水裂解产生O2和 。 (2)三组实验中花球的质量损失率均随着时间延长而 。前3天日光组和红光组的质量损失率低于黑暗组，原因有 。第4天日光组的质量损失率高于黑暗组，原因可能是日光诱导气孔开放，引起 增强从而散失较多水分。 (3)第4天日光组和红光组的 下降比黑暗组更明显，但过氧化氢酶活性仍高于黑暗组，因此推测日光或红光照射能减轻 过程产生的过氧化氢对细胞的损伤，从而延缓衰老。 (4)第4天黑暗组西兰花花球出现褪色、黄化现象，原因是 。综合分析图中结果， 处理对西兰花花球保鲜效果最明显。 3．（2024·浙江·高考真题）植物细胞胞质溶胶中的、通过离子通道进入液泡，Na+、Ca2+逆浓度梯度转运到液泡，以调节细胞渗透压。白天光合作用合成的蔗糖可富集在液泡中，夜间这些蔗糖运到胞质溶胶。植物液泡中部分离子与蔗糖的转运机制如图所示。下列叙述错误的是（    ）    A．液泡通过主动运输方式维持膜内外的H+浓度梯度 B．、通过离子通道进入液泡不需要ATP直接供能 C．Na+、Ca2+进入液泡需要载体蛋白协助不需要消耗能量 D．白天液泡富集蔗糖有利于光合作用的持续进行 4．（2023·浙江·高考真题）为探究酵母菌的细胞呼吸方式，可利用酵母菌、葡萄糖溶液等材料进行实验。下列关于该实验的叙述，正确的是（    ） A．酵母菌用量和葡萄糖溶液浓度是本实验的自变量 B．酵母菌可利用的氧气量是本实验的无关变量 C．可选用酒精和CO2生成量作为因变量的检测指标 D．不同方式的细胞呼吸消耗等量葡萄糖所释放的能量相等 5．（2023·浙江·高考真题）植物工厂是一种新兴的农业生产模式，可人工控制光照、温度、CO2浓度等因素。不同光质配比对生菜幼苗体内的叶绿素含量和氮含量的影响如图甲所示，不同光质配比对生菜幼苗干重的影响如图乙所示。分组如下：CK组（白光）、A组（红光：蓝光=1：2）、B组（红光：蓝光=3：2）、C组（红光：蓝光每组输出的功率相同。    回答下列问题： (1)光为生菜的光合作用提供 ，又能调控生菜的形态建成。生菜吸收营养液中含氮的离子满足其对氮元素需求，若营养液中的离子浓度过高，根细胞会因 作用失水造成生菜萎蔫。 (2)由图乙可知，A、B、C组的干重都比CK组高，原因是 。由图甲、图乙可知，选用红、蓝光配比为 ，最有利于生菜产量的提高，原因是 。 (3)进一步探究在不同温度条件下，增施CO2对生菜光合速率的影响，结果如图丙所示。由图可知，在25℃时，提高CO2浓度对提高生菜光合速率的效果最佳，判断依据是 。植物工厂利用秸秆发酵生产沼气，冬天可燃烧沼气以提高CO2浓度，还可以 ，使光合速率进一步提高，从农业生态工程角度分析，优点还有 。 6．（2022·浙江·高考真题）线粒体结构模式如图所示，下列叙述错误的是（    ） A．结构1和2中的蛋白质种类不同 B．结构3增大了线粒体内膜的表面积 C．厌氧呼吸生成乳酸的过程发生在结构4中 D．电子传递链阻断剂会影响结构2中水的形成 7．（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 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题04细胞呼吸和光合作用 目录 第一部分 高考风向解读 洞察考向，感知前沿 第二部分 核心要点提升 要点精析、能力提升 知识串联·核心必记 要点01 细胞呼吸核心知识 要点02 光合作用核心知识 要点03 细胞呼吸与光合作用的联系 专题拓展·能力提升 热点情境 人工光合系统与碳中和 微专题拓展 光合与呼吸速率的综合测定 第三部分 题型精准突破 固本培优，精准提分 A组·保分基础练 题型01细胞呼吸的过程实质及应用 题型02光合作用的机制原理及应用 题型03光合作用和细胞呼吸的综合计算 B组·增分能力练 第四部分 真题演练进阶 对标高考，感悟考法 考情解读 核心要点 高考考情 高考新风向 细胞呼吸 （2025浙江卷）有氧呼吸场所、无氧呼吸产物 （2024浙江卷）细胞呼吸速率影响因素、呼吸作用应用 （2023浙江卷）有氧呼吸三阶段物质变化、无氧呼吸能量释放 1. 结合农业生产（如大棚通风、种子储存）、人体健康（如运动供能）等新情境考查细胞呼吸原理应用 2. 以曲线、表格为新载体，综合分析温度、氧气浓度对呼吸速率的影响 3. 关联光合作用、细胞代谢综合考查物质和能量转化逻辑 4. 结合新能源开发（如人工光合系统）、生态修复等热点情境命题 5.关联物质跨膜运输（如CO₂吸收）、酶的特性等知识点 光合作用 （2025浙江卷）光反应与暗反应的物质交换、光合色素特性 （2024浙江卷）光合作用速率计算、环境因素对光合的影响 （2023浙江卷）叶绿体结构、光合作用与呼吸作用的联系 新风向演练 1．【新情境·光抑制】（2025·贵州贵阳·模拟预测）当叶片吸收的光能超过其暗反应所消耗的能量时，过剩的光能会造成自由基及其他有害物质的积累导致光合速率下降，该现象称为光抑制。下列叙述错误的是（ ） A．叶绿体可利用640~660nm波长光产生氧气 B．CO2固定效率高的植物更容易发生光抑制现象 C．自由基可破坏磷脂、蛋白质分子从而影响光合速率 D．消耗光反应产生的过剩ATP、NADPH可缓解光抑制 【答案】B 【解析】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，色素吸收光能、传递光能，并将一部分光能用于水的光解生成[H]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，三碳化合物在光反应产生的[H]和ATP的作用下被还原，进而合成有机物。 A、叶绿体中的叶绿素主要吸收红光（640~660nm）和蓝紫光，用于光反应中水的光解并产生氧气，A正确； B、CO₂固定效率高的植物暗反应速率快，能及时消耗光反应产生的ATP和NADPH，减少光能过剩，因此不易发生光抑制，B错误； C、自由基会攻击生物膜系统（如类囊体膜）中的磷脂和蛋白质，破坏结构，影响光反应和暗反应，导致光合速率下降，C正确； D、若通过增强暗反应或其他途径消耗过剩的ATP和NADPH，可减少光能过剩引发的自由基积累，从而缓解光抑制，D正确。 故选B。 2．【新载体·Akk菌】（2025·浙江杭州·二模）Akk菌是一种肠道益生细菌，能通过提高宿主细胞ATP合成酶的效率来促进能量代谢。下列关于Akk菌影响宿主细胞代谢机理的叙述，不合理的是（ ） A．促进宿主细胞线粒体中葡萄糖的降解 B．提高宿主细胞中ATP-ADP的循环速率 C．促进宿主细胞线粒体中二氧化碳的产生 D．促进宿主细胞需氧呼吸，减少脂肪的积累 【答案】A 【解析】线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所，生命活动所需要的能量，大约95%来自线粒体，是细胞的“动力车间”。 A、葡萄糖的降解发生在细胞质基质中，A错误； B、代谢旺盛的细胞中ATP的水解速率等于合成速率，但水解和合成的速率会加快，即细胞中ATP-ADP的循环速率提高了，B正确； C、宿主细胞代谢旺盛时，细胞呼吸速率会加快，宿主细胞线粒体基质中二氧化碳的产生速率会加快，C正确； D、宿主细胞代谢旺盛时，细胞呼吸速率会加快，细胞内有机物消耗增加，所以促进宿主细胞需氧呼吸，会减少脂肪的积累，D正确。 故选A。 3．【新考法·酵母发酵】（2025·浙江金华·模拟预测）某酒厂对比了密闭罐（氧气含量<0.1%）与半密闭罐（氧气含量5%）中酿酒酵母的发酵效果，数据如下。下列叙述错误的是（    ） 发酵条件 乙醇产量（g/L） 葡萄糖消耗量（g/L） 密闭罐 12.3 18.5 半密闭罐 4.1 15.2 A．密闭罐中酵母菌主要通过厌氧呼吸产生ATP B．密闭罐中酵母菌线粒体功能比半密闭罐中的更弱 C．密闭罐中比半密闭罐中产生乙醇更多，能量利用率更高 D．密闭罐中与半密闭罐中丙酮酸代谢的终产物有所不同 【答案】C 【解析】酵母菌的代谢类型是兼性厌氧型，在有氧气的条件下，代谢产物是二氧化碳和水，在无氧条件下，代谢产物是二氧化碳和酒精。 A、密闭罐中氧气含量<0.1%，氧气含量极低，酵母菌主要进行厌氧呼吸，厌氧呼吸过程中会产生ATP，A正确； B、半密闭罐中氧气含量相对较高（5%），酵母菌可进行有氧呼吸，线粒体是有氧呼吸的主要场所，而密闭罐中酵母菌主要进行厌氧呼吸，线粒体功能比半密闭罐中的更弱，B正确； C、密闭罐中比半密闭罐中产生乙醇更多，厌氧呼吸相比有氧呼吸，能量大部分储存在未彻底氧化分解的产物如乙醇中，能量利用率更低，C错误； D、密闭罐中酵母菌主要进行厌氧呼吸，丙酮酸代谢终产物是乙醇和CO2，半密闭罐中氧气含量相对较高，酵母菌可进行有氧呼吸，丙酮酸代谢终产物是CO2和水，二者丙酮酸代谢的终产物有所不同，D正确。 故选C。 知识串联·核心必记 要点01 细胞呼吸核心知识 1. 过程对比表 类型 场所 反应物 产物 能量释放 关键酶 有氧呼吸第一阶段 细胞质基质 葡萄糖 丙酮酸、[H] 少量 葡萄糖激酶 有氧呼吸第二阶段 线粒体基质 丙酮酸、水 CO₂、[H] 少量 丙酮酸脱氢酶 有氧呼吸第三阶段 线粒体内膜 [H]、O₂ H₂O 大量 细胞色素c氧化酶 无氧呼吸（植物） 细胞质基质 葡萄糖 酒精、CO₂ 少量 酒精脱氢酶 无氧呼吸（动物） 细胞质基质 葡萄糖 乳酸 少量 乳酸脱氢酶 2. 应用场景 种子储存：低氧、低温、干燥（抑制呼吸消耗有机物） 果蔬保鲜：低氧、零上低温、一定湿度（兼顾保鲜与呼吸抑制） 运动供能：短跑依赖无氧呼吸，长跑以有氧呼吸为主 【易错易混】 1.有氧呼吸第三阶段不消耗葡萄糖，只消耗前两阶段产生的[H] 2.无氧呼吸只在第一阶段产生少量ATP，第二阶段不产能 3.线粒体不能直接利用葡萄糖，葡萄糖需在细胞质基质分解为丙酮酸后进入线粒体 【典例1】为研究不同运动强度下呼出气体中的CO2浓度，某同学在完成相应运动后，向蒸馏水中吹入等量气体，测定pH。结果见下表。 运动状态 静坐2min 步行2min 跳绳2min pH 6.1 5.6 5.3 下列叙述正确的是（    ） A．剧烈运动时经厌氧呼吸产生的CO2增加 B．运动过程中细胞内氧气浓度有一定程度的降低 C．运动强度越大，细胞内ATP的浓度越高 D．剧烈运动时机体产生酒精，酒精主要运输到肝脏转化 【答案】B 【解析】A、厌氧呼吸（无氧呼吸）在人体内仅产生乳酸，不产生CO2，A错误； B、运动过程中，细胞代谢增强，有氧呼吸速率加快，氧气消耗量增加，若供氧不足，细胞内氧气浓度会降低；实验数据（pH降低）支持有氧呼吸增强，B正确； C、运动强度越大，ATP消耗速率和合成速率均加快（通过呼吸作用），但细胞内ATP浓度保持相对稳定，不会显著升高，C错误； D、剧烈运动时，人体细胞进行无氧呼吸产生乳酸，不产生酒精，D错误。 故选B。 要点02 光合作用核心知识 1. 光反应与暗反应关联 阶段 场所 条件 物质变化 能量转化 光反应 类囊体薄膜 光照、光合色素、酶 水的光解（产生O₂、[H]）、ATP合成 光能→ATP中活跃化学能 暗反应 叶绿体基质 酶、ATP、[H] CO₂固定（生成C₃）、C₃还原（生成有机物） ATP中活跃化学能→有机物中稳定化学能 2. 影响因素及应用 光照强度：阴生植物光饱和点低于阳生植物（如绿萝 vs 向日葵） CO₂浓度：大棚种植增施有机肥或通风，提高光合效率 温度：影响酶活性，适宜温度（25-30℃）利于光合作用 【易错易混】 1.光合色素只吸收红光和蓝紫光，不吸收绿光（故叶片呈绿色） 2.光反应为暗反应提供ATP和[H]，暗反应为光反应提供ADP和Pi 3.光合作用产生的O₂来自水的光解，而非CO₂ 【典例2】希尔将离体叶绿体加入含有草酸铁（作为氧化剂，可接受氢）的溶液中，照光后发现草酸铁被还原为草酸亚铁，同时释放出氧气。下列有关该实验的说法，正确的是（ ） A．该实验模拟了光合作用暗反应阶段的物质变化 B．希尔反应的发生不需要光照 C．该实验证明了光合作用产生的氧气中的氧全部来自水 D．若降低溶液中草酸铁的浓度，氧气释放速率可能会下降 【答案】D A、该实验模拟了光合作用光反应阶段的物质变化（水光解、氧气释放），而非暗反应阶段（暗反应包括CO₂固定、C₃还原等，无需光），A错误； B、希尔反应的发生需要光照，因为光照是驱动叶绿体进行光反应（如水的光解）的必要条件，实验中“照光后”表明光照不可或缺，B错误； C、希尔实验的主要目的是验证叶绿体在光照下可以释放出氧气，不能说明植物光合作用产生的氧气全部来自水，C错误； D、降低草酸铁浓度可能减少电子受体数量，导致电子传递速率下降，进而可能降低水的光解和氧气释放速率，D正确。 故选D。 要点03 细胞呼吸与光合作用的联系 1． 物质联系：光合作用产生的O₂和有机物，为细胞呼吸提供原料；细胞呼吸产生的CO₂和水，为光合作用提供原料 2． 能量联系：光合作用储存的化学能，通过细胞呼吸释放供细胞利用 3． 速率关系： 净光合速率 = 总光合速率 - 呼吸速率 光照下CO₂吸收量代表净光合速率，黑暗中CO₂释放量代表呼吸速率 【典例3】在最适温度下，研究人员测得的某植物叶肉细胞光合速率随光照强度的变化曲线如图所示。下列叙述正确的是（ ） A．若适当升高温度重新进行测定，d点将下移 B．c点光照强度下该植物光合速率和呼吸速率相等 C．限制de段的主要环境因素可能是CO2浓度和光照强度 D．一天光照12h，该叶肉细胞一昼夜积累的有机物量为0 【答案】A 【解析】A、图中数据是在最适温度下测定的，升高温度会使与光合作用有关的酶活性下降，导致d点下移，A正确； B、c点光照强度下，该植物叶肉细胞光合速率和呼吸速率相等，整个植物中还有根细胞等不进行光合作用，故该植物在c点光照强度下，光合速率小于呼吸速率，B错误； C、限制de段的主要环境因素可能是二氧化碳浓度，光照强度已不是限制光合速率的因素，C错误； D、叶肉细胞一昼夜有机物积累量=光照12h总光合产生量-一昼夜（24h）呼吸消耗量。呼吸速率（a点）为6（单位），一昼夜呼吸消耗总量为6×24。若仅光照12h，且假设光照时总光合速率为d点的18（12+6=18）（单位），则总光合产生量为12×18，此时积累量为12×18 -6×24=72，积累量大于0。但题目未说明光照强度是“光饱和点强度”，且叶肉细胞在光照强度较低时（如光补偿点），总光合产生量会小于呼吸消耗量，积累量不为0，因此无法确定一昼夜积累量一定为0，D错误。 故选A。 专题拓展·能力提升 热点情境拓展 人工光合系统与碳中和 情境解读 1.技术原理：人工光合系统模拟自然光合作用，通过催化剂将CO₂和水转化为有机物和O₂，实现CO₂固定与能源生产双重目标，是碳中和的关键技术之一。 2.技术突破：2025年我国科研团队研发的新型人工光合装置，利用纳米催化剂提升光反应效率，使CO₂转化效率较自然光合作用提高3倍。 3.命题关联：该技术涉及光合色素的作用、光反应与暗反应的物质转化、能量流动等核心知识点，常结合装置图或数据表格考查原理应用。 命题分析 1.对比自然光合作用与人工光合系统的异同（如场所、催化剂、能量来源） 2.结合CO₂吸收量、有机物生成量等数据，计算人工光合系统的转化效率 3.关联生态系统碳循环，分析人工光合技术对碳中和的意义 【典例4】人参是阴生植物，常生长在以红松为主的针阔混交林中。已知人参和红松光合作用的最适温度为25℃，呼吸作用的最适温度为30℃。在25℃条件下人参和红松光合速率与呼吸速率比值（P/R）随光照强度的变化曲线如图。下列叙述正确的是（    ） A．光照强度为a时，每日光照12小时，人参可正常生长而红松不能 B．光照强度为c时，人参和红松光合作用合成有机物的量相等 C．在b点之后，限制人参P/R增大的主要外界因素是CO2浓度 D．若将环境温度提高至30℃，其他条件不变，a点将左移 【答案】C 【解析】分析题图可知：阳生植物的光饱和点大于阴生植物的，因此曲线A表示红松，曲线B表示人参。 A、光照强度为a时，对于人参（B）而言，光合作用速率与呼吸速率的比值（ P/R）为1，白天12小时没有积累有机物，晚上进行呼吸作用消耗有机物，一昼夜干重减少，因此人参和红松均不能正常生长，A错误； B、c点代表人参和红松的光合作用速率与呼吸速率的比值（ P/R）相等，并不能代表人参和红松光合作用合成有机物的量相等，B错误； C、影响光合作用的外界因素主要是温度、光照强度、CO2浓度，而b点为人参的光饱和点，温度为光合作用的最适温度为25℃，因此在b点之后，限制人参P/R增大的主要外界因素是CO2浓度，C正确； D、若将环境温度提高至30℃，人参的光合作用会减弱，呼吸作用会增强，所以其他条件不变，a点将右移，D错误。 故选C。 微专题拓展 光合与呼吸速率的综合测定 1.装置：密闭容器（含NaOH溶液吸收CO₂，或NaHCO₃溶液维持CO₂浓度稳定）+ 氧气传感器或液滴移动装置 2.指标： 呼吸速率：黑暗条件下，容器内O₂减少量或CO₂增加量 总光合速率：光照条件下，净光合速率 + 呼吸速率 误差分析：温度变化、装置漏气、微生物呼吸等会影响测定结果 【典例5】甲同学用如图装置测定虎耳草的真光合速率。实验设计如下：取两株虎耳草放入两个相同的装置中，编号为1号、2号；将1号装置放置在黑暗环境中，2号装置放置在自然光照条件下；实验结束后记录红色液滴移动的刻度。下列说法错误的是（ ） A．虎耳草的生长状况、温度均为无关变量，需保证相同且适宜 B．该实验设计所用的虎耳草太少，实验结果易受偶然因素影响 C．一段时间内2号液滴不动，说明该段时间叶肉细胞的光合强度等于呼吸强度 D．1号中虎耳草呼吸强度随O2浓度下降而下降，导致得出的真光合值偏小 【答案】C A、该实验的自变量是“有无光照”，因变量是液滴移动刻度（反映O2变化）。虎耳草生长状况（如长势、叶片数量）、温度会影响光合和呼吸速率，属于无关变量，需保证相同且适宜，避免干扰实验结果，A正确； B、实验仅用两株虎耳草，样本数量过少，易受植株个体差异、偶然损伤等因素影响，导致实验结果误差较大，重复性差，B正确； C、2号装置液滴不动，说明整个植株的净光合速率为0。但植株中存在根、茎等非光合细胞，这些细胞只进行呼吸作用，不进行光合作用。因此，叶肉细胞的光合强度必须大于其呼吸强度，才能弥补非光合细胞的呼吸消耗，使整体净光合速率为0，C错误； D、1号装置在黑暗环境中，虎耳草只进行呼吸作用，消耗O2、释放CO2（被CO2缓冲液吸收）。随着O2浓度下降，呼吸强度会逐渐降低，测得的呼吸速率偏小。而真光合速率=净光合速率+呼吸速率，呼吸速率测量值偏小会导致最终计算的真光合值偏小，D正确。 故选C。 01 细胞呼吸的过程实质及应用 1．（2025·浙江·一模）丙酮酸是细胞呼吸过程的重要中间物质。丙酮酸根和H+以协同运输的方式借助丙酮酸转运蛋白（MPC）通过线粒体内膜的过程如图。下列叙述错误的是（    ） A．图中丙酮酸根进入线粒体的方式为易化扩散 B．使用MPC抑制剂可导致动物细胞产生更多的乳酸 C．若电子传递链受阻可能通过抑制丙酮酸的运输而影响其他过程 D．葡萄糖不能进入线粒体可能是缺乏类似MPC的结构 【答案】A A、据图可判断借助MPC，H+利用其顺浓度电势差为丙酮酸根的主动转运提供能量，因此，丙酮酸根进入线粒体的方式为主动转运，A错误； B、MPC抑制剂会抑制丙酮酸进入线粒体，会有更多的丙酮酸在动物细胞溶胶中进行无氧呼吸，从而产生更多的乳酸，B正确； C、结合图示可知，H+会协助丙酮酸根进入线粒体，pH与H+浓度的变化有关，若电子传递链受阻，会通过影响线粒体基质的pH影响丙酮酸根的转运，从而影响其他细胞呼吸过程，C正确； D、葡萄糖为小分子物质，进出膜结构都需要转运蛋白的协助，不能进入线粒体的原因是缺乏转运蛋白，D正确。 故选A。 2．（2025·浙江嘉兴·一模）为研究不同运动强度下呼出气体中的CO2浓度，某同学在完成相应运动后，向蒸馏水中吹入等量气体，测定pH。结果见下表。 运动状态 静坐2min 步行2min 跳绳2min pH 6.1 5.6 5.3 下列叙述正确的是（    ） A．剧烈运动时经厌氧呼吸产生的CO2增加 B．运动过程中细胞内氧气浓度有一定程度的降低 C．运动强度越大，细胞内ATP的浓度越高 D．剧烈运动时机体产生酒精，酒精主要运输到肝脏转化 【答案】B A、厌氧呼吸（无氧呼吸）在人体内仅产生乳酸，不产生CO2，A错误； B、运动过程中，细胞代谢增强，有氧呼吸速率加快，氧气消耗量增加，若供氧不足，细胞内氧气浓度会降低；实验数据（pH降低）支持有氧呼吸增强，B正确； C、运动强度越大，ATP消耗速率和合成速率均加快（通过呼吸作用），但细胞内ATP浓度保持相对稳定，不会显著升高，C错误； D、剧烈运动时，人体细胞进行无氧呼吸产生乳酸，不产生酒精，D错误。 故选B。 3．（2025·浙江·一模）研究发现，敲除野生型酵母菌sqr基因后获得的突变型酵母菌中，线粒体出现碎片化现象，且线粒体数量减少。下列叙述错误的是（　　） A．无氧条件下，突变型酵母菌糖酵解释放的能量大部分以热能散失 B．无氧条件下，野生型酵母菌比突变型酵母菌产生更多的ATP C．氧气充足时，野生型酵母菌种群增殖速率大于突变型酵母菌 D．氧气充足时，野生型酵母菌培养液过滤后，滤液中加入重铬酸钾酸溶液显橙色 【答案】B A、糖酵解阶段释放的能量大部分以热能散失，少量转化为ATP，A正确； B、无氧呼吸仅发生在细胞质基质中，与线粒体无关，野生型和突变型酵母菌无氧呼吸产生的ATP量相同，B错误； C、氧气充足时，野生型线粒体功能正常，有氧呼吸效率高，提供更多能量支持增殖，而突变型线粒体受损，增殖速率较低，C正确； D、氧气充足时，酵母菌进行有氧呼吸，不产生酒精，滤液中无乙醇，加入重铬酸钾酸溶液不会显灰绿色（保持橙色），D正确。 故选B。 4．（2025·浙江宁波·一模）纤维素的水解产物可用于生产乙醇。兴趣小组利用自制的秸秆纤维素水解液（含5%葡萄糖）培养酵母菌并检测其无氧呼吸产物，实验装置如图所示。下列叙述错误的是（    ） A．酵母菌无氧呼吸的场所在细胞质基质 B．甲瓶应封口放置一段时间再连通乙瓶 C．增加甲瓶的酵母菌数可以提高乙醇的最大产量 D．乙瓶溶液由蓝色变成黄色表明酵母菌已产生CO2 【答案】C A、酵母菌无氧呼吸的整个过程都在细胞质基质中进行，A正确； B、甲瓶封口放置一段时间，是为了让瓶内的氧气被消耗尽，营造无氧环境，然后再连通乙瓶，这样能保证后续检测到的是无氧呼吸产生的气体，B正确； C、乙醇的最大产量取决于甲瓶中葡萄糖的量，因为酵母菌无氧呼吸分解葡萄糖产生乙醇，葡萄糖的量是一定的，所以增加酵母菌数只能加快乙醇产生的速率，不能提高乙醇的最大产量，C错误； D、溴麝香草酚蓝溶液可用于检测CO2，当有CO2产生时，溶液会由蓝色变成黄色，所以乙瓶溶液由蓝色变成黄色表明酵母菌已产生CO2，D正确。 故选C。 5．（2025·浙江·三模）某酵母菌存在以葡萄糖为代谢起点的3种细胞呼吸途径，如下图。下列叙述错误的是（　　） A．酵母菌通过途径一可以获得生存所需的物质和能量 B．在生物界中，途径三不仅仅发生在具有线粒体的细胞中 C．酵母菌通过途径二将葡萄糖中大部分能量转移到了乙醇中 D．途径一和二的存在说明发酵环境中pH的变化可影响代谢产物的种类 【答案】A 【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、途径一为无氧条件，总得来看不产生ATP，因此仅通过途径一不能获得满足生长必需的能量，A错误； B、途径三过程也可发生在不含线粒体的细胞中，如硝化细菌、蓝细菌等，B正确； C、途径二为无氧呼吸，无氧呼吸中的能量大部分储存乙醇中，少部分能量转移到ATP中，还有一部分以热能散失，C正确； D、途径一和途径二均是在无氧、酸性条件下产生的，但酸性条件不同，说明发酵环境中pH的变化可影响代谢产物的种类，D正确。 故选A。 02 光合作用的机制原理及应用 6．（2025·浙江·一模）对硝基苯酚可用于生产某些农药和染料，其化学性质稳定。某细菌需在有氧条件下能降解对硝基苯酚并释放CO2。栅藻为真核生物，在特定条件下培养时，对硝基苯酚含量影响其光合放氧量情况如图1所示。为进一步分析栅藻与细菌共培养条件下对硝基苯酚的降解能力，开展了对比试验，结果如图2所示。分析相关叙述正确的是（    ） A．栅藻的光合放氧反应在细胞质基质中进行 B．对硝基苯酚能促进栅藻的光合放氧反应 C．细菌利用对硝基苯酚时，氧气是无关因子 D．细菌与栅藻共同合作可净化被污染水体 【答案】D A、栅藻是真核生物，其光合放氧反应在叶绿体中进行，A错误； B、分析图1可知，对硝基苯酚能抑制栅藻的光合放氧反应，且在一定范围内，随着对硝基苯酚浓度增加，栅藻的光合放氧量逐渐下降，对光合放氧的抑制作用增强，B错误； C、 由题意知，该细菌不能在无氧条件下生长，栅藻在光照下会产生氧气，分析图2可知，I、Ⅱ、Ⅲ三组对比，I组有氧气，Ⅱ、Ⅲ组有细菌+氧气，Ⅱ、Ⅲ组对硝基苯酚相对含量下降趋势基本一致，I组基本不变，则细菌在有氧条件下可降解对硝基苯酚，可推知细菌利用对硝基苯酚时，氧气是限制因子，不是无关因子，C错误； D、 结合题意和图示信息可知，在光照条件下栅藻进行光合放氧为细菌提供有氧环境，而细菌在有氧环境下可降解对硝基苯酚，并为栅藻提供CO2，因此，细菌与栅藻共同合作可净化被污染水体，D正确。 故选D。 7．（2024·浙江·模拟预测）气孔张开与保卫细胞吸水有关。下图是保卫细胞在光下气孔开启的机理。下列叙述正确的是（    ） A．在光照下，K＋、Cl－进入液泡使其渗透压升高 B．Cl⁻进入保卫细胞的过程不需要消耗能量 C．光为H＋—ATP酶的主动转运直接提供能量 D．光照下气孔张开不利于植物进行光合作用 【答案】A 【解析】题图分析，H+-ATP酶被光诱导激活后会利用ATP水解释放的能量将H+运到细胞外，说明氢离子转运出该细胞的方式是主动运输，此时细胞外的K+运进保卫细胞，同时其他相关阴离子Cl－在H+协助下也进入保卫细胞，进而使细胞液浓度上升，吸水力增强，从而使气孔张开。 A、结合题图可知，H+-ATP酶被光诱导激活后会利用ATP水解释放的能量将H+运到细胞外，此时细胞外的K+运进保卫细胞的液泡内，同时其他相关阴离子Cl－在H+协助下也进入保卫细胞的液泡内，进而使细胞液浓度上升，吸水力增强，从而使气孔张开，A正确； B、Cl⁻进入保卫细胞的过程需要消耗能量，此能量来自于膜两侧H＋的浓度差带来的势能，B错误； C、光激活H＋—ATP酶，为H＋—ATP酶的主动转运直接提供能量的是ATP，C错误； D、光照下气孔张开利于植物吸收外界二氧化碳，从而有利于植物进行光合作用，D错误。 故选A。 8．（2024·浙江金华·一模）农谚有云：“雨生百谷”。“雨”有利于种子的萌发，是“百谷”丰收的基础。下列叙述错误的是（    ） A．种子萌发时，细胞内水的含量升高 B．种子萌发时，细胞内代谢水平升高 C．需氧呼吸中，水是丙酮酸生成的原料 D．光合作用中，水的光解发生在类囊体薄膜上 【答案】C 【解析】细胞内的水以自由水与结合水的形式存在，自由水具有能够流动和容易蒸发的特点，结合水与细胞内其他大分子物质结合是细胞的重要组成成分，自由水与结合水的比值越大，细胞新陈代谢越旺盛，抗逆性越差，自由水与结合水的比值越小细胞的新陈代谢越弱，抗逆性越强。 AB、种子萌发时，种子吸水，自由水增多，代谢加强，细胞内水的含量升高，AB正确； C、丙酮酸的生成属于有氧呼吸第一阶段，没有水的参与，C错误； D、光合作用中，水的光解属于光反应阶段，发生在类囊体薄膜上，D正确。 故选C。 9．（2024·浙江·三模）Pf和Pfr是莴苣种子中光敏色素的两种构象。黑暗条件下光敏色素主要为Pf型，定位在细胞质中，性质稳定，不易降解。光照条件下Pf和Pfr可以相互转化（下图）。下列说法正确的是（    ） A．光照条件下，光敏色素参与光合作用促进种子萌发 B．Pfr通过解除对CA3ox2的抑制促进GA的合成 C．莴苣种子依次经红光、远红光照射后能够萌发 D．黑暗条件下莴苣种子不能萌发的原因是无法合成Pf 【答案】B 【解析】由图可知，Pr型光敏色素，经红光处理后，其转换为生理激活型Pfr，Pfr进入细胞核通过抑制RVE1/2基因的表达，解除对CA30x2的抑制，从而促进GA的合成，从而促进种子萌发，抑制种子休眠。 A、光照条件下，光敏色素能吸收光能作为光信号，不参与光合作用，A错误； B、由图可知，在红光条件下，Pf转化为Pfr，Pfr进入细胞核，通过抑制RVE1/2基因的表达，解除对CA30x2的抑制，从而促进GA的合成，B正确； C、由图可知， Pfr经远红光照射后，转化为Pf，将不能促进GA的合成，从而不能促进种子萌发，C错误； D、黑暗条件下莴苣种子不能萌发的原因是无红光，Pf不能转化为Pfr，D错误。 故选B。 10．（2024·浙江·模拟预测）下图为叶绿体中类囊体膜的结构示意图，其中PSI和PSII是色素与蛋白质的复合体。下列叙述正确的是（    ） A．物质运输只与膜蛋白有关与磷脂分子无关 B．类囊体囊腔内pH高于外部，有利于促进ATP合成 C．ATP合酶运输H+的过程中空间结构改变引起变性 D．PSI和PSII具有吸收、传递、转化光能的作用 【答案】D 【解析】分析图示可知，水光解发生在类囊体腔内，该过程产生的电子经过电子传递链的作用与NADP+、H+结合形成NADPH。ATP合成酶由CF0和CF1两部分组成，在进行H+顺浓度梯度运输的同时催化ATP的合成，运输到叶绿体基质中的H+可与NADP+结合形成NADPH，H+还能通过 PQ运输回到类囊体腔内。 A、物质运输物质运输与膜蛋白有关和磷脂分子都有关，因为有些物质能穿过磷脂分子层进入细胞，A错误； B、由图可知，类囊体薄膜上的ATP合酶，能利用从高浓度到低浓度转运质子（H+）合成ATP，因此类囊体囊腔内H+高于外部，即pH低于外部，有利于促进ATP合成，B错误； C、ATP合酶运输H+的过程中空间结构改变是酶催化的正常现象，与变性没关，C错误； D、由图可知，光反应过程中光能转化为NADPH、ATP中活跃的化学能，因此PSI和PSII具有吸收、传递、转化光能的作用，D正确。 故选D。 03 光合作用和细胞呼吸的综合计算 11．（2023·浙江·模拟预测）现以某种多细胞绿藻为材料，研究环境因素对其叶绿素a含量和光合速率的影响。实验结果如图所示，其中的绿藻质量为鲜重。下列说法错误的是（　　） A．由甲图可知，绿藻在低光强下一定比高光强下需吸收更多的Mg2+ B．由乙图可知，在实验温度范围内，高光强条件下光合速率并不是随着温度升高而升高 C．由乙图分析可知，在20℃下持续光照2h，高光强组比低光强组多消耗CO2150μmol·g-1 D．若细胞呼吸的耗氧速率为30μmol·g-1·h-1，则在30℃、高光强下每克绿藻每小时制造葡萄糖 26.5μmol 【答案】A 【解析】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。 A、Mg2+可参与构成叶绿素，由甲图可知，与高光强组相比，低光强组叶绿素a的含量较高，以增强吸光的能力，从而以适应低光强环境，但不能得出绿藻在低光强下一定比高光强下需吸收更多的Mg2+的结论，A错误； B、由乙图可知，在高光强条件下，在25℃下的光合速率高于在20℃下和在30℃下的光合速率，故在实验温度范围内，高光强条件下光合速率并不是随着温度升高而升高，B正确； C、乙图中的绿藻放氧速率表示净光合速率，则在20℃下持续光照2h，高光强组比低光强组释放的氧气量多2×75=150（μmol·g-1），根据光合作用的反应式可知，6分子的氧气对应6分子的二氧化碳，则多消耗二氧化碳的量也为150μmol·g-1，C正确； D、乙图中的绿藻放氧速率表示净光合速率，根据光合作用的反应式可知，6分子的氧气对应1分子的葡萄糖，若绿藻在30℃、高光强条件下细胞呼吸的耗氧速率为30μmol·g-1·h-1，则用氧气表示，在该条件下总光合速率为30+129=159μmol·g-1·h-1，根据光合作用的反应式可知此时每小时制造葡萄糖 =159/6= 26.5μmol，D正确。 故选A。 12．（2025·陕西宝鸡·二模）科研人员将一盆绿萝放在透明且密闭的容器内，并在一定条件下培养，在不同温度下分别测定其黑暗条件下的CO₂释放量和适宜光照下CO₂吸收量并绘制曲线如图所示，图2表示绿萝叶肉细胞内的线粒体和叶绿体的关系。据图分析，正确的是（    ） A．24℃适宜光照条件下，绿萝的CO₂固定速率会大于60mol/s B．在29℃时，绿萝的呼吸速率等于光合速率 C．植株的CO₂吸收速率为零时，其叶肉细胞的状态如图2中③所示 D．在29℃且每天光照10小时的环境中，植株不能积累有机物 【答案】A A、二氧化碳固定量等于光照时CO2吸收速率加黑暗条件下CO2释放速率，实线24℃吸收速率约为52mol/s加虚线24℃释放速率10mol/s，故CO2固定速率62mol/s，大于60mol/s，A正确； B、光照时CO2吸收速率为净光合速率，黑暗条件下CO2释放速率为呼吸速率，根据图1可知，29℃两曲线相交，但二者对应数值不同，光合速率大于呼吸速率，B错误； C、由于植物体内存在不进行光合作用的细胞，因此当绿萝植株的CO2吸收速率（净光合速率）为零时，其叶肉细胞的净光合速率应该大于零，因此状态如图2中④所示，C错误； D、29℃时叶片的净光合速率约为38mol/s，细胞呼吸速率约为18mol/s，在每天光照10小时的环境中一昼夜有机物的积累量为38×10-18×（24-10）=128，因此在29℃且每天光照10小时的环境中植株叶片能积累有机物，D错误。 故选A。 13．（2025·四川成都·模拟预测）下图是在不同温度下，测定光照强度相同时植物幼苗CO2吸收速率的变化曲线和黑暗条件下CO2释放速率的变化曲线，下列说法正确的是（    ） A．光照条件下，植物体内ATP的产生场所是叶绿体和线粒体 B．光合作用的最适温度高于细胞呼吸的最适温度 C．为使该植物生长最快，白天应将其置于25℃环境中 D．35℃时，该植物细胞呼吸强度和光合作用强度相等 【答案】C 【解析】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变成储存着能量的有机物，并释放出氧气的过程。 光合作用根据是否需要光照，可以概括地分为光反应和暗反应。光反应阶段必须需要光照才能进行，发生在类囊体薄膜上。主要发生水的光解，NADPH的合成，ATP的合成；暗反应阶段有没有光照都能进行，发生在叶绿体基质中，主要发生二氧化碳的固定和三碳化合物的还原。光反应和暗反应之间是紧密联系的，能量转化和物质变化密不可分。 A、光照条件下，植物细胞呼吸（细胞质基质、线粒体）和光合作用（叶绿体）均产生ATP，不仅是叶绿体和线粒体，A错误； B、光合作用最适温度（CO₂吸收速率峰值，约25℃）低于细胞呼吸最适温度（CO₂释放速率峰值，约40℃），B错误； C、植物生长最快需净光合速率最大。25℃时CO₂吸收速率（净光合速率）最高，因此白天置于25℃环境生长最快，C正确； D、35℃时，CO₂吸收速率（净光合速率）为4，CO₂释放速率（呼吸速率）也为4。总光合速率=净光合速率+呼吸速率=8，光合强度大于呼吸强度，D错误。 故选C。 14．（2024·浙江·模拟预测）棉铃是棉花子房逐渐膨大形成的果实，子房膨大过程中，营养物质主要来自邻近叶片。为研究棉花去棉铃后对叶片光合作用的影响，研究者选取至少具有10个棉铃的植株，去除不同比例的棉铃，3天后测定叶片的CO2固定速率以及蔗糖和淀粉的含量，结果如图所示。请回答下列问题：    (1)光反应产生的[H]实质上是辅酶Ⅱ与 结合形成的。碳反应利用光反应产生的物质和能量，在叶绿体基质中首先将CO2还原为 ，进而形成蔗糖等有机物运输到棉铃。 (2)由图1可知，本实验中对照组（空白对照组）植株CO2固定速率相对值是 ，随着去除棉铃百分率的升高，叶片光合速率的变化是 （填“升高”、“降低”或“不变”）。 (3)由图2可知，去除棉铃后，植株叶片中淀粉和蔗糖的含量增加，原因最可能是 A．叶片光合作用下降 B．叶片细胞呼吸增强 C．叶片的光合产物利用量减少 D．叶片对淀粉和蔗糖的需要量增加 (4)验证上述推测的一种方法是：去除植株上的棉铃并对部分叶片进行遮光处理，使遮光叶片成为需要光合产物输入的器官，检测 叶片的干重和光合速率，与只去除棉铃植株的叶片相比，若检测结果是 ，则支持上述推测。 (5)综合上述结果可推测，叶片光合产物被运到植物体各器官被利用，这对光合作用的影响是 （填“促进”、“抑制”、或“没有影响”）。 【答案】(1) 电子和氢离子 三碳糖 (2) 28 降低 (3)C (4) 未遮光的 干重下降，光合速率上升   (5)促进 【解析】据图分析：随着去除棉铃的百分率的增加，叶片的CO2固定速率不断下降，而叶片中淀粉的含量和蔗糖的含量均有所增加，并且淀粉的增加幅度更大。 （1）光合作用的光反应为暗反应提供[H]也就是NADPH和ATP，光反应产生的[H]实质上是NADPH的合成:NADP++H++e------NADPH，暗反应可以为光反应提供ADP、Pi、NADP+。暗反应阶段，在叶绿体基质中CO2首先与五碳化合物结合后形成三碳化合物也就是三碳糖，然后经过还原后转化为淀粉和蔗糖等。 （2）由图1可知，随着去除棉铃百分率的提高，叶片光合速率逐渐降低。本实验中对照组（空白对照组）植株为不去除棉铃植株，其CO2固定速率相对值是28。 （3）由图2可知，去除棉铃后，植株叶片中淀粉和蔗糖的含量增加，因为叶片光合产物会被运到棉铃等器官并被利用，因此去除棉铃后，叶片光合产物利用量减少，淀粉和蔗糖的输出量降低，在叶片积累。积累的光合产物会抑制光合作用的正常进行，ABD错误，C正确。 故选C。 （4）去除植株上的棉铃并对部分叶片进行遮光处理，使遮光叶片成为需要光合产物输入的器官，检测未遮光叶片的光合产物含量和光合速率，与只去除棉铃植株的叶片相比，若检测结果是未遮光叶片的光合产物含量下降，光合速率上升，说明叶片光合产物被运到植物体各器官被利用，光合作用的产物减少对光合作用具有促进作用。 （5）由图2可知，去除棉铃后，植株叶片中淀粉和蔗糖的含量增加，因为叶片光合产物会被运到棉铃等器官并被利用，因此去除棉铃后，叶片光合产物利用量减少，淀粉和蔗糖的输出量降低，在叶片积累。积累的光合产物会抑制光合作用的正常进行，因此叶片光合产物被运到植物体各器官被利用，这对光合作用的影响是促进。 15．（2024·浙江·模拟预测）下图中，图1是非洲茉莉叶肉细胞中光合作用和有氧呼吸的物质变化示意简图，其中①~⑤为生理过程，a~h为物质名称。图2为将非洲茉莉放置在密闭透明的容器中，给予恒定且适宜的光照，在不同的温度条件下测定容器中CO2浓度的变化（该植物光合作用的最适温度为25℃，细胞呼吸的最适温度为30℃）。图3改变非洲茉莉光照时，a表示该植物在夜晚单位时间内CO2的释放量，b、c、d表示在不同光照条件下单位时间内该植物O2产生的总量。图4表示进行图3实验过程其叶肉细胞部分结构气体进出示意图。请分析并回答下列问题。 (1)图1在生物膜上进行的生理过程有 （填图中序号）。图中①—⑤的代谢过程在光照环境中，能够直接为茉莉细胞物质转运、蛋白质的合成提供ATP的过程包括 （填图中数字标号）。若用18O标记土壤中的水，那么植物产生的哪些物质中含有18O。（填三种物质） (2)图2中B、C点时限制光合速率的主要环境因素分别是 。与B点相比，C点时植物的光合速率 （填“变大”、“不变”或“变小”）；处理12h后，该植物的干重 （填 “减少”、“增加”或“不变”），判断理是 。 (3)图4中只有c、d箭头发生时对应图3中的 （选填a、b、c或d）的光照强度。图4在图3中d强度光照时，存在 （选填a、b、c、d、e、f）气体进出过程。 (4)科研工作者发现一种突变型非洲茉莉，在适宜光照下，与正常非洲茉莉相比，其光合速率明显上升。某生物兴趣小组推测，突变型非洲茉莉光合速率的上升是与其光反应速率上升有关。请利用正常非洲茉莉和突变型非洲茉莉的类囊体悬浮液、光源等实验材料，设计简单实验验证上述推测。请简要写出实验思路： 。 【答案】(1) ①⑤ ③④⑤     氧气、水、（CH2O） (2) 二氧化碳浓度、温度 变大 增加 起点A的二氧化碳浓度大于终点C时的二氧化碳浓度 (3) c a、 b、 c、 d (4)可以取等量的正常非洲茉莉和突变型非洲茉莉的类囊体悬浮液分别置于 A、B 试管中，给予相同且适宜的光照，检测两组的氧气释放速率。 【解析】光合作用的概念: 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过程。呼吸作用是生物体内的有机物在细胞内经过一系列的氧化分解,最终生成二氧化碳或其他产物,并且释放出能量的总过程，包括有氧呼吸和无氧呼吸。 （1）图1是光合作用和有氧呼吸的物质变化示意简图，①光反应阶段，在类囊体薄膜上进行，⑤呼吸作用的第三阶段，在线粒体内膜上进行,所以是①⑤；①～⑤的生理过程能产生ATP的用于细胞物质转运、蛋白质的合成有③④⑤，③④⑤依次代表有氧呼吸的三个阶段，有氧呼吸产生的能量用于各项生命活动，光反应产生的ATP不能用于细胞物质转运、蛋白质的合成；若用18O标记土壤中的水，首先18O会经过光合作用形成氧气，植物吸收氧气会进行呼吸作用，产生二氧化碳和水，二氧化碳又会被利用进行光合作用，产生有机物，所以经过光合作用和呼吸作用，最后植物产生的水、O2、（CH2O）都可能含有18O； （2）据图可知，B点之前，二氧化碳浓度降低，则在B点时限制光合作用的因素是二氧化碳浓度，B之后温度升高，二氧化碳浓度增加，说明光合速率小于呼吸速率，据此推测C点时限制光合作用的因素是温度；B、C点时二氧化碳浓度均不变，细胞的呼吸速率=光合速率，与B点相比，C点时的呼吸作用的酶活性更高，呼吸速率更强，故植株的光合速率变大；处理12h后，起点A的二氧化碳浓度大于终点C时的二氧化碳浓度，说明该段时间内，植物的光合速率＞呼吸速率，整体过程植物净光合速率大于零，存在有机物积累，则植物的干重会增加； （3）图4中只有c、d箭头发生时，说明光合速率=呼吸速率，对应图3中的c光照强度,此时氧气的产生总量=二氧化碳的释放量；图4在图3中d强度光照时，光合速率大于呼吸速率，光合作用氧气的产生总量大于二氧化碳的释放量，就会向细胞外释放气体，因此存在a、 b、 c、 d气体进出过程； （4）某生物兴趣小组推测，突变型非洲茉莉光合速率的上升是与其光反应速率上升有关，本实验可以单独研究光反应，遵循单一变量、对照、等量原则，可以取等量的正常非洲茉莉和突变型非洲茉莉的类囊体悬浮液分别置于 A、B 试管中，给予相同且适宜的光照，检测两组的氧气释放速率，进行比较，得出结论。 1．（2024·浙江·模拟预测）氮元素是植物生长发育必不可少的营养元素。NRT1.1是硝酸盐转运蛋白，相关转运机制如图所示。下列叙述不正确的是（　　） A．NO3-通过 NRT1.1 进入细胞和H⁺出细胞的方式相同 B．施肥后及时松土可以促进植物细胞对NO3-的吸收 C． NO3-进入细胞和H⁺进出细胞均体现了细胞膜的功能特性 D．吸收的NO3-可用于各种光合色素的合成 【答案】D 【解析】物质进出细胞的方式有自由扩散、协助扩散、主动运输。自由扩散特点：高浓度到低浓度，不需要载体和能量；协助扩散特点：高浓度到低浓度，需要载体不需要能量；主动运输特点：低浓度到高浓度，需要载体需要能量。 A、由图可知，NO3﹣进入细胞需要载体协助，消耗H＋的电化学势能，方式为主动运输，H⁺出细胞需要消耗ATP，方式为主动运输，A正确； B、由图可知，NO3﹣进入细胞需要载体协助，消耗H＋的电化学势能，方式为主动运输，施肥后及时松土有利于有氧呼吸产生能量促进H⁺出细胞，进而促进植物细胞对NO3-的吸收，B正确； C、NO3-进入细胞和H⁺进出细胞均体现了细胞膜的功能特性选择透过性，C正确； D、光合色素包括类胡萝卜素和叶绿素，类胡萝卜素不含氮元素，故吸收的NO3-不能用于类胡萝卜素的合成，D错误； 故选D。 2．（23-24高三上·浙江嘉兴·阶段练习）胞间连丝是相邻细胞之间穿过细胞壁的细胞质通道。叶肉细胞产生的蔗糖运输到筛管有两种方式： 一是依次通过相邻细胞之间的胞间连丝向筛管集中；二是先转运到细胞外空间，再由转运蛋白SU运入筛管。下列实验结果中，支持某种植物“存在两种运输方式”的是（    ） A．叶片吸收14CO₂后，放射性蔗糖很快出现在筛管附近的细胞外空间 B．用少量蔗糖跨膜运输抑制剂处理叶片，蔗糖进入筛管的速率降低 C．将不能通过细胞膜的荧光物质注入到叶肉细胞，筛管中出现荧光 D．与野生型相比， SU 基因敲除个体的叶肉细胞中积累更多的蔗糖和淀粉 【答案】B 【解析】胞间连丝贯穿两个相邻的植物细胞的细胞壁，并连接两个原生质体的胞质丝。它们使相邻细胞的原生质连通，是植物物 质运输、信息传导的特有结构。 A、叶片吸收14CO2后，放射性蔗糖很快出现在筛管附近的细胞外空间，说明蔗糖可以通过细胞外空间运输，但不能说明蔗糖通过胞间连丝运输，不能支持某种植物“存在两种运输方式”，A错误； B、 用少量蔗糖“跨膜运输抑制剂”处理叶片，蔗糖进入筛管的速率降低，但不为0，即蔗糖通过“跨膜运输”进入筛管的途径受阻，同时说明存在其他途径，B正确； C、将不能通过细胞膜的荧光物质注入到叶肉细胞，筛管中出现荧光，蔗糖可能通过胞间连丝进入筛管，不能支持某种植物“存在两种运输方式”，C错误； D、与野生型相比， SU 基因敲除个体的叶肉细胞中积累更多的蔗糖和淀粉，说明转运蛋白 SU 是将叶肉细胞中的蔗糖转运进筛管中的重要途径，不能说明某种植物“存在两种运输方式”，D错误。 故选B。 3．（2021·浙江杭州·模拟预测）图1为某种绿色植物叶片的气孔结构示意图，中间两个呈肾形的细胞称为保卫细胞，其细胞壁近气孔侧更厚是调节气孔开闭的结构基础。研究人员将该叶片放在内部温度为15℃的密闭容器中，研究光照强度与光合作用速率的关系，下列有关叙述错误的是（    ） A．图1所示箭头为水分流动的总方向，此时叶肉细胞RuBP含量将减少 B．图1所示箭头为水分流动的总方向，此时保卫细胞的吸水能力逐渐增强 C．据图2分析，在lklx光照条件下，该叶片8小时内光合作用产生O2量为179．2mL D．土壤缺水，叶片中脱落酸含量将增加，气孔关闭，使蒸腾作用减弱 【答案】A 【解析】分析题图：图1为某种绿色植物叶片的气孔结构示意图，保卫细胞围成气孔部分的细胞壁较厚，而外侧的壁较薄，当保卫细胞失水时，气孔将关闭，正常情况下处于打开状态。 图2是将该叶片放在温度为15℃的密闭容器中，光照强度与光合作用速率的关系图，该温度较低，图中光照强度到达3以后氧气的释放量不再变化，此时限制光合作用的因素为温度。 A、据图1分析可知，此时保卫细胞失水，气孔关闭，二氧化碳供应不足，二氧化碳固定反应减弱，则此时叶肉细胞RuBP含量将增加，A错误； B、据图1分析可知，此时保卫细胞失水，则细胞液浓度升高，保卫细胞的吸水能力逐渐增强，B正确； C、据图2可知，1klx的光照条件下，净光合量为11.2 mL/h，呼吸消耗量为11.2mL/h，光合总量=净光合量十呼吸消耗量= 11.2 mL/h+11.2 mL/h=22.4 mL/h，因此8 h时间内，光合作用产生O2的量为22.4×8=179.2 mL，C正确； D、土壤缺水，叶片中脱落酸含量将增加，气孔关闭，使蒸腾作用减弱，D正确。 故选A。 4．（2023·浙江·一模）光合作用与呼吸作用环环相扣、相互依存，两者虽然都是为植物的存活而整体进行服务，但二者又有各自独立的工作系统，所以又互为个体。如图是某植物光合作用和细胞呼吸过程示意图，Ⅰ～Ⅶ代表物质，①～③代表过程。下列叙述正确的是（    ） A．甲过程中的I物质与乙过程中的V物质所含元素不一致。 B．乙过程中①过程与②过程所产生的能量之和多于③过程所产生的能量。 C．叶肉细胞中甲过程产生的IV物质多于乙过程所消耗的Ⅳ物质时，植物将生长。 D．乙过程产生的ATP并不能用于甲过程。 【答案】D 【解析】甲图是光合作用的过程，Ⅰ是NADPH，Ⅱ是氧气，Ⅲ是二氧化碳，Ⅳ是葡萄糖；乙图是有氧过程，Ⅴ是NADH，Ⅵ是氧气，Ⅶ二氧化碳；①是有氧呼吸和无氧呼吸第一阶段，②是有氧呼吸第二阶段，③是有氧呼吸第三阶段。 A、甲过程中的I物质是NADPH，乙过程中的V是NADH，二者所含元素都是C、H、O、N、P，A错误； B、乙过程中①过程是有氧呼吸第一阶段，②过程是有氧呼吸第二阶段，③过程是有氧呼吸第三阶段，③过程所产生的能量远远多于①和②产生能量之和，B错误； C、甲是光合作用的过程，乙是有氧呼吸，叶肉细胞有机物的产生量多于所有细胞细胞呼吸消耗量植物才能生长，叶肉细胞光合作用产生的葡萄糖多于叶肉细胞有氧过程消耗的葡萄糖时，植物未必生长，C错误； D、甲是光合作用的过程，乙是有氧呼吸，甲过程暗反应需要的ATP来自于光反应，乙过程产生的ATP不用于甲过程，用于其他各项生命活动，D正确。 故选D。 5．（2024·浙江绍兴·模拟预测）科研人员测定了一定温度条件下，某绿色植物随光照强度增加，在不同时刻CO2吸收速率的变化，结果如图所示。下列叙述正确的是（    ） A．光合作用的碳（暗）反应不需要光照，因此黑暗条件下碳反应可持续进行 B．CO2吸收速率为0时叶肉细胞的平均光合速率仍大于呼吸速率 C．光照2~10min时CO2吸收速率上升较慢的主要限制因素是光照强度 D．适当提高环境温度，绿色植物在光照6min时的CO2吸收速率下降 【答案】B 【解析】1、光反应阶段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将水分解为氧和H+，氧直接以氧分子的形式释放出去，H+与氧化型辅酶Ⅱ（NADP+）结合，形成还原型辅酶Ⅱ（NADPH）。还原型辅酶Ⅱ作为活泼的还原剂，参与暗反应阶段的化学反应，同时也储存部分能量供暗反应阶段利用；在有关酶的催化作用下，提供能量促使ADP与Pi反应形成ATP。 2、暗反应在叶绿体基质中进行，在特定酶的作用下，二氧化碳与五碳化合物结合，形成两个三碳化合物。在有关酶的催化作用下，三碳化合物接受ATP和NADPH释放的能量，并且被NADPH还原。一些接受能量并被还原的三碳化合物，在酶的作用下经过一系列的反应转化为糖类；另一些接受能量并被还原的三碳化合物，经过一系列变化，又形成五碳化合物。 A、光合作用的暗反应不需要光照，但是暗反应需要光反应提供ATP和NADPH，因此黑暗条件下暗反应不能持续进行，A错误； B、当绿色植物的光合速率等于呼吸速率时，这其中叶肉细胞的光合速率大于呼吸速率，因为别的某些细胞（如根细胞）只能进行呼吸作用，B正确； C、光照2~10min时，光照强度在增加，但是CO2吸收速率上升较慢，主要原因可能是CO2浓度等的限制，C错误； D、由题干可知，曲线是一定温度条件下的数据，但不知道是不是最适温度，若在最适温度条件下测定，适当提高环境温度会导致绿色植物在光照6min时的CO2吸收速率下降，D错误。 故选B。 6．（2025·北京东城·二模）真核细胞正常的生理功能与生物膜的完整性密切相关。下列说法错误的是（    ） A．内质网和高尔基体膜受损会影响蛋白质的正常折叠 B．线粒体内膜受损会导致有氧呼吸的第三阶段受阻 C．类囊体膜受损会导致叶绿体内NADP+和ADP含量降低 D．溶酶体膜受损会导致细胞无法消化衰老、损伤的细胞器 【答案】C 【解析】细胞器的分类：①具有双层膜结构的细胞器有：叶绿体、线粒体．具有双层膜结构的细胞结构有叶绿体、线粒体和核膜；②具有单层膜结构的细胞器有内质网、高尔基体、溶酶体、液泡．具有单层膜结构的细胞结构有内质网、高尔基体、溶酶体、液泡和细胞膜；③不具备膜结构的细胞器有核糖体和中心体；④能产生水的细胞器有线粒体、核糖体、高尔基体、叶绿体；⑤与碱基互补配对有关的细胞器有核糖体、叶绿体、线粒体；⑥含有 DNA 的细胞器有叶绿体和线粒体；⑦含有 RNA 的细胞结构有叶绿体、线粒体和核糖体。 A、内质网和高尔基体是蛋白质合成和加工的场所，若内质网和高尔基体膜受损会影响蛋白质的正常折叠，A正确； B、线粒体内膜向内折叠形成嵴增大了酶的附着面积，有氧呼吸的第三阶段在线粒体内膜上进行，若线粒体内膜受损会导致有氧呼吸的第三阶段受阻，B正确； C、类囊体膜受损会影响光合作用光反应的进行，使ATP和NADPH生成减少，进而导致叶绿体内NADP+和ADP含量升高，C错误； D、溶酶体中含有多种水解酶，能分解衰老、损伤的细胞器，若溶酶体膜受损则会导致细胞无法消化衰老、损伤的细胞器，D正确。 故选C。 7．（2025·浙江绍兴·模拟预测）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）是其中某一阶段的一种关键酶。当细胞中ATP/AMP的值发生变化时，ATP和AMP竞争性结合PFK1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．组成PFK1的组成元素除了C、H、O外，还有P元素 B．PKF1催化葡萄糖直接分解为丙酮酸等 C．ATP/AMP值变化与PFK1活性之间存在负反馈调节 D．运动时，肌细胞中ATP与PFK1结合增多以保证能量的供应 【答案】C A、PFK1是酶，化学本质为蛋白质，其组成元素主要为C、H、O、N，不含P元素，A错误； B、PFK1催化果糖-6-磷酸生成果糖-1,6-二磷酸，而非直接分解葡萄糖为丙酮酸，B错误； C、当ATP含量较高时，ATP与PFK1结合，使PFK1活性降低，细胞呼吸速率下降，ATP产生减少；当AMP含量较高时，AMP与PFK1结合，使PFK1活性升高，细胞呼吸速率加快，ATP产生增多，这种调节方式属于负反馈调节，C正确； D、运动时，细胞需要更多能量，此时ATP消耗加快，细胞中ATP含量减少，AMP含量相对增加，应该是AMP与PFK1结合增多，使PFK1活性升高，促进细胞呼吸，以保证能量的供应，而不是ATP与PFK1结合增多，D错误。 故选C。 8．（2025·浙江·一模）金鱼可以在氧气不足的环境中存活5个月。下图为金鱼不同细胞的细胞呼吸代谢图解。据图分析，下列叙述正确的是（　　） A．金鱼骨骼肌细胞无氧条件下分解丙酮酸的场所是细胞质基质 B．金鱼组织细胞厌氧呼吸的终产物是乙醇和CO2 C．金鱼组织细胞厌氧呼吸产生的乳酸会运至肝脏细胞发生转化 D．金鱼在无氧条件下一段时间，体内也不会累积大量乳酸 【答案】D A、由图可知，金鱼骨骼肌细胞无氧条件下进行无氧呼吸，分解丙酮酸的场所是线粒体，在线粒体中将丙酮酸分解为乙醇和CO2，A错误； B、从图中可知，金鱼其他组织细胞厌氧呼吸的终产物是乳酸，并不是所有组织细胞厌氧呼吸终产物都是乙醇和CO2，B错误； C、由图可知，金鱼组织细胞厌氧呼吸产生的乳酸会运至骨骼肌细胞，在骨骼肌细胞中转化为丙酮酸，丙酮酸进入线粒体进一步转化为乙醇和CO2排出体外，C错误； D、因为金鱼组织细胞在无氧条件下产生的乳酸会运至骨骼肌细胞转化为丙酮酸，丙酮酸进入线粒体被分解为CO2、H2O或乙醇和CO2，所以金鱼在无氧条件下一段时间，体内也不会累积大量乳酸，D正确。 故选D。 9．（2025·浙江·一模）AMPK（AMP激活的蛋白激酶）作为细胞的核心能量传感器，其激活机制与下游调控是细胞维持能量稳态的关键。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AMPK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，AMPK催化葡萄糖直接分解为丙酮酸等 B．AMPK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AMPK活性的调节属于正反馈调节 D．运动时肌细胞中AMP与AMPK结合增多，细胞呼吸速率加快 【答案】D A、葡萄糖分解为丙酮酸的过程由细胞质基质中的相关酶催化，而AMPK作为蛋白激酶起调节作用，并非直接催化该反应，A错误； B、AMPK与ATP结合可能导致其构象改变，抑制活性，但“变性失活”指结构破坏且不可逆，与题意不符，B错误； C、ATP/AMP浓度比变化通过调节AMPK活性恢复能量平衡，属于负反馈而非正反馈，C错误； D、运动时ATP消耗导致AMP增多，AMP与AMPK结合激活其活性，促进细胞呼吸以补充ATP，D正确。 故选D。 10．（2025·浙江·一模）科研小组探究水通道蛋白NtPIP对作物耐涝性的影响，测定了油菜的野生型（WT）及NtPIP基因过量表达株（OE）在正常供氧（AT）和低氧（HT，模拟涝渍）条件下的根细胞的呼吸速率和氧浓度，相关结果及分析说法正确的是（    ） A．低氧条件下，野生型油菜根细胞的呼吸作用只在细胞质基质和线粒体基质中进行 B．NtPIP基因过量表达株的根细胞有氧呼吸产生的ATP主要用于主动运输吸收水分 C．低氧条件下，NtPIP过量表达株通过主动运输吸收更多无机盐，为叶绿体物质合成提供充足原料，从而使叶片光合速率更高 D．利用植物体细胞杂交技术，将NtPIP基因过量表达株的相关基因导入其他作物，可提高其耐涝性 【答案】C A、低氧条件下，野生型（WT）油菜根细胞既进行有氧呼吸（场所：细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜），也进行无氧呼吸（场所：细胞质基质），A错误； B、根细胞吸收水分的方式是协助扩散（通过水通道蛋白），不需要 ATP；有氧呼吸产生的ATP主要用于其他生命活动（如主动运输吸收无机盐等），B错误； C、从图表看，低氧（HT）条件下，NtPIP过量表达株（OE）的氧浓度更高（右图），说明其有氧呼吸更旺盛，能产生更多ATP。无机盐的吸收为主动运输（需要ATP供能），因此OE株可通过主动运输吸收更多无机盐；这些无机盐可为叶绿体物质合成（如叶绿素、酶等的合成）提供充足原料，进而提高叶片光合速率，C正确； D、将 “NtPIP 基因过量表达株的相关基因导入其他作物” 属于基因工程技术（转基因技术），而植物体细胞杂交技术是将不同植物的原生质体融合，不涉及单个基因的导入，D错误。 故选C。 （2023·浙江宁波·模拟预测）阅读下列材料，回答问题。 高粱等植物在演化过程中形成如图所示的生理机制，这类植物被称为C4植物。水稻等植物不存在C4途径，仅通过叶肉细胞中的C3途径固定CO2，这类称为C3植物。C4植物能利用叶肉细胞间隙中浓度极低的CO2，维管束鞘细胞中CO2浓度比叶肉细胞高10倍。R酶既可催化碳反应中CO2与C5糖结合，也可催化C5糖与O2结合。C5糖与O2结合后形成一个C3酸和一个C2，这个C2随后进入线粒体被氧化为CO2，这个过程称为光呼吸。 11．下列关于C4途径叙述正确的是（    ） A．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不同的 B．C4植物细胞可以在夜间吸收CO2用于卡尔文循环 C．由这种CO2浓缩机制可以推测，P酶与无机碳的亲和力高于R酶 D．叶绿体中的C3糖大多数离开叶绿体后转化为蔗糖 12．下列关于光呼吸过程叙述正确的是（    ） A．光呼吸过程中消耗O2的场所和细胞呼吸相同 B．正常进行光合作用的水稻，突然停止光照，叶片CO2释放量先增加后降低 C．R酶既可催化CO2与C5糖结合，也可催化C5糖与O2结合，说明R酶不具有专一性 D．光呼吸会消耗有机物导致减产，我们可以敲除控制R酶合成的基因从而提高产量 【答案】11．C 12．B 【解析】C5糖与O2结合后形成一个C3酸和一个C2，这个C2随后进入线粒体被氧化为CO2，这个过程称为光呼吸。呼吸是进行光合作用的细胞在光照和高氧低二氧化碳情况下发生的一个生化过程。 由图可知，C4植物的光合作用在叶肉细胞和维管束鞘细胞中完成的。 11．A、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，均有O2、ATP和NADPH，A错误； B、由图可知，C4植物细胞可以在夜间吸收CO2在P酶的作用下与PEP结合形成C4酸，B错误； C、由“C4植物能利用叶肉细胞间隙中浓度极低的CO2，维管束鞘细胞中CO2浓度比叶肉细胞高10倍”可知，由图可知，P酶位于叶肉细胞中，R酶位于高浓度CO2的维管束鞘细胞中，所以由这种CO2浓缩机制可以推测，P酶与无机碳的亲和力高于R酶，C正确； D、由图和题干信息并不能推测叶绿体中的C3糖大多数离开叶绿体后转化为蔗糖，D错误。 故选C。 12．A、光呼吸过程中消耗O2的场所在叶绿体，细胞呼吸消耗O2的产所是线粒体，A错误； B、正常进行光合作用的水稻，突然停止光照，光反应产生的ATP和NADPH的量减少，暗反应消耗的C5减少，C5与O2的结合增加，通过光呼吸产生的CO2增多，随着时间的延长，光呼吸停止，最终叶片中释放的CO2均来自细胞呼吸释放的CO2，B正确； C、R酶既可催化CO2与C5糖结合，也可催化C5糖与O2结合，这是在不同条件下R酶催化不同的反应，R酶具有专一性，C错误； D、R酶既可催化CO2与C5糖结合，也可催化C5糖与O2结合，若敲除控制R酶合成的基因，光合作用的暗反应不能进行，无法合成有机物，D错误。 故选B。 13．（2025·浙江·一模）呼吸熵是指单位时间内细胞进行呼吸作用所释放的CO2和吸收的O2物质的量的比值，下列叙述错误的是（　　） A．呼吸熵的大小可反应呼吸底物的种类以及氧气的供应状态 B．若测得植物非绿色器官呼吸熵为1，细胞可能同时进行需氧和厌氧呼吸 C．人体内的骨骼肌细胞在任何状态下呼吸熵不可能大于1 D．某植物在遮光的密闭容器中放置一段时间，容器内气压不可能降低 【答案】D 【解析】A、呼吸熵反映底物种类（如葡萄糖、脂肪）和氧气供应（是否进行无氧呼吸），A正确； B、若植物非绿色器官同时进行有氧呼吸（分解脂肪，RQ<1）和无氧呼吸（分解葡萄糖，产CO₂），总CO₂可能与O₂消耗量相等，使RQ=1，B正确； C、人体骨骼肌细胞无氧呼吸不产CO₂，CO₂仅来自有氧呼吸，故RQ≤1（分解葡萄糖时RQ=1，脂肪时RQ<1），不可能大于1，C正确； D、若呼吸底物为脂肪，O₂消耗量大于CO₂释放量，容器内气体总量减少，气压可能降低，D错误。 故选D。 二、解答题 14．（2025·浙江·一模）某绿藻为适应水生环境，进化出特殊的光合效率提升机制，其关键过程如图所示（光反应产生的物质X可进入线粒体促进ATP合成）。请结合图示及所学知识，回答下列问题： (1)物质X是 ，该物质进入线粒体后参与需氧呼吸的第 阶段，从而促进ATP合成。 (2)据图分析，通过 方式进入叶绿体基质。光反应中水光解产生的H+可促进 ，同时可促进CO2的生成，从而提高类囊体腔内CO2水平。上述机制解决了水生环境中CO2在水中的溶解度较低问题，确保 过程的顺利进行。 (3)研究发现，该绿藻的光饱和点低于陆生植物。从进化的角度分析，其原因可能是 ；若适当提高水中CO2浓度，该绿藻的光饱和点会 （填“升高”“降低”或“不变”），原因是CO2浓度升高，碳反应增强，需要光反应提供更多的 ，因此可提高对光照强度的利用上限。 (4)若将绿藻从适宜温度移到高温的溶液环境，一段时间后，其光合作用的强度和呼吸作用的强度分别将 ，其主要原因是 。 【答案】(1) 氧气 三 (2) 主动转运 进入类囊体 碳反应 (3) 水中光照强度较弱，绿藻长期适应弱光环境 升高 ATP和NADPH (4) 减弱、减弱 高温导致酶的结构改变，活性下降 【解析】据图分析可知，水生环境中的进入细胞质基质进而进入叶绿体基质的过程中都需要消耗ATP，因此是逆浓度梯度的运输，因此叶绿体基质中的的浓度大于水生环境，而叶绿体基质中的进入类囊体腔需要类囊体膜上的载体蛋白在H+提供电化学势能的作用下运输，也是逆浓度梯度的运输，因此叶绿体基质中的浓度小于类囊体腔。 （1）光反应产生的物质X是O2，需要出叶绿体的两层膜，再穿过线粒体两层膜在线粒体内膜上参与有氧呼吸的第三阶段，促进ATP 合成。 （2）水生环境中的进入细胞质基质进而进入叶绿体基质的过程中都需要消耗ATP，因此是通过主动转运方式进入叶绿体基质，促进叶绿体基质中暗反应的发生，从而促进CO2的生成，提高类囊体腔内CO2水平。该机制解决了水生环境中CO2在水中的溶解度较低问题，确保碳反应过程的顺利进行。 （3）水中光照强度较弱，绿藻长期适应弱光环境，所以该绿藻的光饱和点一般会低于陆生植物。若适当提高水中CO2浓度，暗反应速率加快，需要光反应提供的产物ATP和NADPH较多，该绿藻的光饱和点会升高。 （4）若将绿藻从适宜温度移到高温的溶液环境，高温导致相关酶的结构改变、活性下降，导致光合作用的强度和呼吸作用的强度都减弱。 1．（2025·浙江·高考真题）某同学欲研究酵母菌的细胞呼吸方式，设置有氧组和无氧组，装置如图所示。已知有氧组装置内氧气量仅满足部分葡萄糖氧化分解。下列叙述正确的是（　　）    A．装置内有氧气或无氧气可作为实验的无关变量 B．有氧组和无氧组酵母菌细胞产生CO2的场所均为细胞质基质 C．若葡萄糖充分反应，有氧组和无氧组均可检测到酒精 D．若葡萄糖充分反应，有氧组和无氧组产生的CO2比值大于3：1 【答案】C A、本实验研究酵母菌的细胞呼吸方式，有氧气或无氧气是实验的自变量，而不是无关变量，A错误； B、有氧组因为氧气仅满足部分葡萄糖氧化分解，所以既进行有氧呼吸（CO2的场所是线粒体基质），又进行无氧呼吸（产生CO2的场所是细胞质基质）；无氧组只进行无氧呼吸，产生CO2的场所是细胞质基质。所以有氧组产生CO2的场所是线粒体基质和细胞质基质，无氧组是细胞质基质，B错误； C、有氧组虽然进行有氧呼吸，但也进行无氧呼吸（因为氧气不足），无氧呼吸会产生酒精；无氧组进行无氧呼吸，也产生酒精。所以有氧组和无氧组均能检测到酒精，C正确； D、有氧呼吸时，1分子葡萄糖产生6分子CO2；无氧呼吸时，1分子葡萄糖产生2分子CO2。由于有氧组同时进行有氧和无氧呼吸，所以有氧组产生的CO2量比仅进行有氧呼吸时少，那么有氧组和无氧组产生CO2的比值会小于6:2=3:1，D错误。 故选C。 2．（2025·浙江·高考真题）西兰花可食用部分为绿色花蕾、花茎组成花球，采摘后容易出现褪色、黄化、老化等现象。某兴趣小组进行如下实验，以探究西兰花花球的保鲜方法。 实验分黑暗组、日光组和红光组三组。日光组和红光组的光照强度均为50μmol·m-2·s-1。各处理的西兰花球均贮藏于20℃条件下，测定指标和结果如图所示。 回答下列问题： (1)西兰花球采摘后水和 供应中断。水是光合作用的原料在光反应中，水裂解产生O2和 。 (2)三组实验中花球的质量损失率均随着时间延长而 。前3天日光组和红光组的质量损失率低于黑暗组，原因有 。第4天日光组的质量损失率高于黑暗组，原因可能是日光诱导气孔开放，引起 增强从而散失较多水分。 (3)第4天日光组和红光组的 下降比黑暗组更明显，但过氧化氢酶活性仍高于黑暗组，因此推测日光或红光照射能减轻 过程产生的过氧化氢对细胞的损伤，从而延缓衰老。 (4)第4天黑暗组西兰花花球出现褪色、黄化现象，原因是 。综合分析图中结果， 处理对西兰花花球保鲜效果最明显。 【答案】(1) 矿质营养 H+、e- (2) 提高 这两组通过光合作用合成有机物，抑制细胞呼吸消耗有机物 蒸腾作用 (3) 呼吸强度 细胞代谢 (4) 叶绿素分解加快，胡萝卜素和叶黄素的颜色显现 红光 【解析】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变成储存着能量的有机物，并释放出氧气的过程。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NADPH与氧气，同时合成ATP。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NADPH的作用下还原生成糖类等有机物。 （1）西兰花球采摘后则不能吸收空气中的CO2，所以导致水和矿质营养供应中断。水是光合作用的原料在光反应中，水在光照条件下裂解产生H+、e-和O2。 （2）据图可知，三组实验中花球的质量损失率均随着时间延长而提高。由于这两组通过光合作用合成有机物，抑制细胞呼吸消耗有机物，所以前3天日光组和红光组的质量损失率低于黑暗组。日光诱导气孔开放，导致蒸腾作用增强从而散失较多水分，所以第4天日光组的质量损失率高于黑暗组。 （3）图中，第4天日光组和红光组的呼吸强度下降比黑暗组更明显，但过氧化氢酶活性仍高于黑暗组，过氧化氢酶能将过氧化氢分解为水和氧气，从而降低过氧化氢对细胞的损伤，因此推测日光或红光照射能减轻细胞代谢过程产生的过氧化氢对细胞的损伤，从而延缓衰老。 （4）由于叶绿素分解加快，胡萝卜素和叶黄素的颜色显现，所以第4天黑暗组西兰花花球出现褪色、黄化现象。综合分析图中结果，第4天时，红光组条件下比日光组和黑暗组，叶绿素降低的幅度低，氧化氢酶活性最高，能延缓褪色、黄化、老化等现象，所以红光处理对西兰花花球保鲜效果最明显。 3．（2024·浙江·高考真题）植物细胞胞质溶胶中的、通过离子通道进入液泡，Na+、Ca2+逆浓度梯度转运到液泡，以调节细胞渗透压。白天光合作用合成的蔗糖可富集在液泡中，夜间这些蔗糖运到胞质溶胶。植物液泡中部分离子与蔗糖的转运机制如图所示。下列叙述错误的是（    ）    A．液泡通过主动运输方式维持膜内外的H+浓度梯度 B．、通过离子通道进入液泡不需要ATP直接供能 C．Na+、Ca2+进入液泡需要载体蛋白协助不需要消耗能量 D．白天液泡富集蔗糖有利于光合作用的持续进行 【答案】C 【解析】液泡内的细胞液中H+浓度大于细胞质基质，说明H+运出液泡是顺浓度梯度，因此方式是协助扩散；液泡膜上的载体蛋白能将H+转运出液泡的同时将细胞质基质中的Na+、Ca2+转运到液泡内，说明Na+、Ca2+进入液泡的直接驱动力是液泡膜两侧的H+电化学梯度，因此该过程Na+、Ca2+的进入液泡的方式为主动运输。 A、由图可知，细胞液的pH3-6，胞质溶胶的pH7.5，说明细胞液的H+浓度高于细胞溶胶，若要长期维持膜内外的H+浓度梯度，需通过主动运输将细胞溶胶中的H+运输到细胞液中，A正确； B、通过离子通道运输为协助扩散，、通过离子通道进入液泡属于协助扩散，不需要ATP直接供能，B正确； C、液泡膜上的载体蛋白能将H+转运出液泡的同时将细胞质基质中的Na+、Ca2+转运到液泡内，说明Na+、Ca2+进入液泡的直接驱动力是液泡膜两侧的H+电化学梯度，因此该过程Na+、Ca2+的进入液泡的方式为主动运输，需要消耗能量，能量由液泡膜两侧的H+电化学梯度提供，C错误； D、白天蔗糖进入液泡，使光合作用产物及时转移，减少光合作用产物蔗糖在细胞质基质中过度积累，有利于光合作用的持续进行，D正确。 故选C。 4．（2023·浙江·高考真题）为探究酵母菌的细胞呼吸方式，可利用酵母菌、葡萄糖溶液等材料进行实验。下列关于该实验的叙述，正确的是（    ） A．酵母菌用量和葡萄糖溶液浓度是本实验的自变量 B．酵母菌可利用的氧气量是本实验的无关变量 C．可选用酒精和CO2生成量作为因变量的检测指标 D．不同方式的细胞呼吸消耗等量葡萄糖所释放的能量相等 【答案】C 【解析】探究酵母菌的细胞呼吸方式的实验中，酵母菌用量和葡萄糖溶液是无关变量；氧气的有无是自变量；需氧呼吸比厌氧呼吸释放的能量多。 A、酵母菌用量和葡萄糖溶液是无关变量，A错误； B、氧气的有无是自变量，B错误； C、有氧呼吸不产生酒精，无氧呼吸产生酒精和CO2且比值为1:1，因此可选用酒精和CO2生成量作为因变量的检测指标，C正确； D、等量的葡萄糖有氧呼吸氧化分解彻底，释放能量多；无氧呼吸氧化分解不彻底，大部分能量还储存在酒精中，释放能量少，D错误。 故选C。 5．（2023·浙江·高考真题）植物工厂是一种新兴的农业生产模式，可人工控制光照、温度、CO2浓度等因素。不同光质配比对生菜幼苗体内的叶绿素含量和氮含量的影响如图甲所示，不同光质配比对生菜幼苗干重的影响如图乙所示。分组如下：CK组（白光）、A组（红光：蓝光=1：2）、B组（红光：蓝光=3：2）、C组（红光：蓝光每组输出的功率相同。    回答下列问题： (1)光为生菜的光合作用提供 ，又能调控生菜的形态建成。生菜吸收营养液中含氮的离子满足其对氮元素需求，若营养液中的离子浓度过高，根细胞会因 作用失水造成生菜萎蔫。 (2)由图乙可知，A、B、C组的干重都比CK组高，原因是 。由图甲、图乙可知，选用红、蓝光配比为 ，最有利于生菜产量的提高，原因是 。 (3)进一步探究在不同温度条件下，增施CO2对生菜光合速率的影响，结果如图丙所示。由图可知，在25℃时，提高CO2浓度对提高生菜光合速率的效果最佳，判断依据是 。植物工厂利用秸秆发酵生产沼气，冬天可燃烧沼气以提高CO2浓度，还可以 ，使光合速率进一步提高，从农业生态工程角度分析，优点还有 。 【答案】(1) 能量 渗透 (2) 光合色素主要吸收红光和蓝紫光 红光：蓝光=3：2 叶绿素和含氮物质的含量最高,光合作用最强 (3) 光合速率最大且增加值最高 升高温度 减少环境污染，实现能量多级利用和物质循环再生 【解析】影响光合作用的因素有温度、光照强度、二氧化碳浓度、叶绿素的含量，酶的含量和活性等。 （1）植物进行光合作用需要在光照下进行，光为生菜的光合作用提供能量，又能作为信号调控生菜的形态建成。生菜吸收营养液中含氮的离子满足其对氮元素需求，若营养液中的离子浓度过高，造成外界溶液浓度高于细胞液浓度，根细胞会因渗透作用失水使植物细胞发生质壁分离，造成生菜萎蔫。 （2）分析图乙可知，与CK组相比，A、B、C组的干重都较高。结合题意可知，CK组使用的是白光照射，而A、B、C组使用的是红光和蓝紫光，光合色素主要吸收红光和蓝紫光，故A、B、C组吸收的光更充分，光合作用速率更高，积累的有机物含量更高，植物干重更高。由图乙可知，当光质配比为B组（红光：蓝光=3：2）时，植物的干重最高；结合图甲可知，B组植物叶绿素和氮含量都比A组（红光：蓝光=1：2）、C组（红光：蓝光=2：1）高，有利于植物充分吸收光能用于光合作用，即B组植物的光合作用速率大于A组（红光：蓝光=1：2）、C组（红光：蓝光=2：1）两组，有机物积累量最高，植物干重最大，最有利于生菜产量的增加。 （3）由图可知，在25℃时，提高CO2浓度时光合速率增幅最高，因此，在25℃时，提高CO2浓度对提高生菜光合速率的效果最佳。植物工厂利用秸秆发酵生产沼气，冬天可燃烧沼气以提高CO2浓度，还可以升高温度，使光合作用有关的酶活性更高，使光合速率进一步提高。从农业生态工程角度分析，优点还有减少环境污染，实现能量多级利用和物质循环再生等。 6．（2022·浙江·高考真题）线粒体结构模式如图所示，下列叙述错误的是（    ） A．结构1和2中的蛋白质种类不同 B．结构3增大了线粒体内膜的表面积 C．厌氧呼吸生成乳酸的过程发生在结构4中 D．电子传递链阻断剂会影响结构2中水的形成 【答案】C 【解析】线粒体是具有双层膜结构的细胞器，外膜光滑，内膜向内折叠形成嵴，增大了内膜面积。线粒体是有氧呼吸的主要场所，在线粒体基质中进行有氧呼吸第二阶段，在线粒体内膜上进行有氧呼吸第三阶段。 A、结构1外膜和2内膜的功能不同，所含的蛋白质种类和数量不同，A正确； B、内膜向内折叠形成3（嵴），增大了内膜面积，B正确； C、厌氧呼吸生成乳酸的过程发生细胞质基质中，C错误； D、2内膜是有氧呼吸第三阶段的场所，电子传递链阻断剂会影响结构2中水的形成，D正确。 故选C。 7．（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。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $