专题04 细胞呼吸和光合作用（2大核心整合+能力进阶）（复习讲义）2026年高考生物二轮复习讲练测

该高中生物学高考复习讲义聚焦细胞呼吸和光合作用核心考点，按“过程-影响因素-综合应用”逻辑架构知识，通过自查探针诊断薄弱点，核心串讲梳理有氧/无氧呼吸、光合色素提取及光/暗反应等要点，能力进阶指导“三看法”判断呼吸类型、“模型法”分析物质含量变化，配合真题训练突破难点。 资料以高考命题趋势为导向，融入农业抗逆、生态修复等真实情境，采用科学思维方法如曲线分析、实验设计，设置分层练习和素养拓展，培养生命观念与探究实践能力，帮助学生高效构建知识网络，为教师提供系统复习路径，助力提升应考能力。

专题04 细胞呼吸和光合作用 目录 01 析·考情精解 2 02 构·知能架构 3 03 串·核心通络 4 核心整合一 光合作用和细胞呼吸的过程 4 自查探针 4道真题选改判，“探”出薄弱点，“诊”明提分路！ 核心串讲 串讲1 有氧呼吸和无氧呼吸的比较 串讲2 绿叶中色素的提取和分离实验要点 串讲3 光合作用的原理 串讲4 光合作用与细胞呼吸的比较 能力进阶 能力1 “三看法”判断细胞呼吸类型 能力2 “模型法”表示C3和C5等物质含量变化 核心整合二 影响光合作用和细胞呼吸的因素 9 自查探针 6道真题选改判，“探”出薄弱点，“诊”明提分路！ 核心串讲 串讲1 影响细胞呼吸与光合作用的因素以及曲线分析 串讲2 光合作用的相关曲线 能力进阶 能力1 光合速率与呼吸速率的常用表示方法 能力2 光合作用与细胞呼吸实验的设计技巧 04 破·题型攻坚 16 真题动向 引入科技前沿、农业生产实践等新情境、融合新概念反套路命题！ 命题预测 考向1 细胞呼吸及其应用 考向2 光合作用的过程及影响因素 考向3 细胞呼吸与光合作用综合考查 05 拓·素养提升 30 素养链接 情境拓展 高考预测 7道最新模拟，精准预测素养考向 命题轨迹透视 从近三年高考试题来看，细胞呼吸和光合作用属于高频必考点。考查题型：以选择题实验分析与探究题、图文分析题的形式出现，通过坐标曲线（如光照强度-光合速率曲线）、装置图（如密闭培养装置）、代谢流程图等，考查对数据和图像的解读能力，以及知识的迁移应用。命题趋势：命题越来越多地结合农业生产（如作物抗逆性、产量提升）、生态修复（如污染物降解）、生物技术（如基因工程调控光合效率）等真实情境，强调知识的实际应用。核心素养导向：生命观念：通过考查光合与呼吸的物质和能量转换 等生命观念；科学思维：要求考生基于实验证据进行逻辑推理、归纳概括；科学探究：引导考生设计实验、分析实验变量、评价实验方案；社会责任：结合农业生产、生态保护等情境，考查考生运用生物学知识解决实际问题的意识。 高考命题风向 新情境：水通道蛋白NtPIP基因过量表达的油菜为研究对象、以对硝基苯酚（一种难降解污染物）的生物降解为背景，设置栅藻（真核生物）与细菌的原始合作实验、技术结合（如冷冻电镜成像、荧光标记追踪）。新考法：分子机制与生理生态的结合、逆向推导代谢路径、从微生物与藻类的原始合作关系出发，分析其协同降解污染物的过程。新角度：结合根细胞呼吸速率、氧浓度变化、通过对硝基苯酚浓度梯度实验，探究化学污染物对藻类光合放氧的调控作用。 考点频次总结 考点 2025年 2024年 2023年 细胞呼吸和光合作用的过程 河南卷T1，3分 河北卷T1，3分 甘肃卷T1，3分 甘肃卷T1，3分 浙江6月卷T1，2分 浙江1月卷T1，2分 浙江1月卷T1，2分 山东卷T1，2分 天津卷T1，3分 细胞呼吸和光合作用的影响因素 四川卷T3，3分 北京卷T6，3分 广西卷T3，3分 甘肃卷T4，3分 全国新课标T7，6分 湖南卷T1，3分 福建卷T1，3分 2026命题预测 预计在2026年高考中，2026 年细胞呼吸和光合作用的命题考查方向将紧扣真实情境、跨模块整合、素养落地三大核心，具体可精简为以下三点：以农业抗逆（如基因调控提升作物耐涝性）、生态修复（如藻菌协同降解污染物）、碳中和（植物固碳与呼吸平衡）为载体，考查知识在实际问题中的迁移。打通分子（基因、酶）—细胞（光合/呼吸过程）—生态（种间关系、物质循环）的知识壁垒，构建 “基因表达→酶活性→代谢速率→生物性状” 的逻辑链条。聚焦实验探究（实验设计、方案评价）、数据处理（光合/呼吸速率计算、曲线关键点分析）、逆向推理（根据代谢产物推导路径），强化科学思维与探究能力的落地。 核心整合一 光合作用和细胞呼吸的过程 1.（2025·山东等级考）无氧呼吸的两个阶段均不产生NADH。（　 　） 2.（2025·山东等级考）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。（　 　） 3.（2024·安徽选择考）[H]与氧结合生成水并形成ATP的过程发生在线粒体基质和内膜上。（　 　） 4.（2023·广东高考）还原型辅酶Ⅰ参与呼吸作用并在线粒体内膜上作为反应物。（　 　） 【答案】1.× 2.× 3.× 4.√ 串讲1 有氧呼吸和无氧呼吸的比较 1.比较有氧呼吸与无氧呼吸的异同 项目 有氧呼吸 无氧呼吸 不同点 条件 需氧 不需氧 场所 细胞质基质线粒体(主要场所) 细胞质基质 分解程度 葡萄糖被彻底分解 葡萄糖分解不彻底 产物 CO2、H2O 乳酸或酒精和CO2 能量释放 大量能量 少量能量 相同点 反应条件 需酶和适宜温度 本质 氧化分解有机物，释放能量，生成ATP 过程 第一阶段从葡萄糖到丙酮酸完全相同 意义 为生物体的各项生命活动提供能量 2.有氧呼吸总反应式及无氧呼吸两种类型的总反应式 (1)有氧呼吸总反应式C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量 (2)无氧呼吸产酒精总反应式C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋能量 (3)无氧呼吸产乳酸总反应式C6H12O62C3H6O3＋能量 3.有氧呼吸与无氧呼吸作用过程图 串讲2 绿叶中色素的提取和分离实验要点 1.原理 (1)提取原理：色素能溶解在有机溶剂无水乙醇中。 (2)分离原理：不同色素在层析液中的溶解度不同，导致其在滤纸条上扩散的速度不同。 2.重要材料 (1)二氧化硅：有助于研磨充分。 (2)碳酸钙：防止研磨中色素被破坏。 (3)无水乙醇：溶解色素。 3.实验结果：滤纸条上从上到下四条色素带依次为胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b。 串讲3 光合作用的原理 比较项目 光反应 暗反应 条件 色素、酶、水、ADP、NADP＋、Pi，必须有光 多种酶、ATP、NADPH、CO2、C5，有无光均可 场所 在叶绿体内的类囊体薄膜上进行 在叶绿体基质中进行 物质转化 ①水的光解： 2H2O4H＋＋O2； ②ATP的合成： ADP＋Pi＋能量ATP； ③NADPH的合成： NADP＋＋H＋NADPH ①CO2的固定：CO2＋C52C3；　②C3的还原：2C3(CH2O)＋C5 (注：在C3还原时，NADPH作为还原剂，并提供能量) 能量转化 光能→ATP和NADPH中活跃的化学能 ATP和NADPH中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能 实质 光能转换为化学能，并放出O2 同化CO2形成有机物，将活跃化学能转换为稳定化学能 关系 光反应为暗反应提供NADPH和ATP；暗反应为光反应提供NADP＋、ADP和Pi 串讲4 光合作用与细胞呼吸的比较 比较项目 光合作用 呼吸作用 发生范围 含叶绿体的植物细胞；光合细菌（如蓝细菌）等 所有活细胞 发生场所 叶绿体（真核生物）细胞质（原核生物） 真核细胞：有氧呼吸为细胞质基质、线粒体；无氧呼吸为细胞质基质 原核细胞：细胞质基质和细胞膜 发生条件 只在光下进行 有光、无光都能进行 物质变化 无机物有机物 有机物无机物 能量变化 光能→化学能 化学能→ATP中活跃的化学能、热能 实质 无机物有机物；储存能量 有机物无机物（或简单有机物）；释放能量 能量转化的联系 元素转移的联系 C：CO2（CH2O）丙酮酸CO2 O：H2OO2H2O H：H2OH＋―→NADPH（CH2O）[H]H2O 过程联系 能力1 “三看法”判断细胞呼吸类型 能力解读 （1）一看——反应物和产物 ①消耗O2或产物中有H2O，一定存在有氧呼吸。 ②产物中有酒精或乳酸，一定存在无氧呼吸。 （2）二看——物质的量的关系 根据CO2释放量与O2消耗量判断 ①不消耗O2，释放CO2→只进行产酒精的无氧呼吸。 ②不消耗O2，不释放CO2→只进行产乳酸的无氧呼吸或细胞已死亡。 ③CO2释放量等于O2吸收量→只进行有氧呼吸或既进行有氧呼吸又进行产乳酸的无氧呼吸。 ④CO2释放量大于O2吸收量→既进行有氧呼吸又进行产酒精的无氧呼吸。 （3）三看——反应的场所 ①真核细胞：若整个细胞呼吸过程均在细胞质基质中进行，则为无氧呼吸；若部分过程在线粒体中进行，则为有氧呼吸。 ②原核细胞：原核细胞没有线粒体，故原核细胞的细胞呼吸在细胞质基质和细胞膜上进行，其呼吸方式应根据产物判断。 【技法拨云见日】 不同生物无氧呼吸的产物不同，其直接原因在于催化反应的酶不同，根本原因在于控制酶合成的基因不同。有些生物在特殊情况下无氧呼吸方式会发生改变，根本原因是基因的选择性表达。 典题示例1.(2025·八省联考内蒙古卷)某酵母菌以葡萄糖为底物的3种呼吸途径中，部分物质变化如图，下列叙述正确的是(　　) A.途径二葡萄糖中的能量最终都转移到了乙醇和少量ATP中 B.途径二和途径三的存在，降低了酵母菌对环境的适应力 C.酵母菌仅通过途径三不能获得满足生长必需的能量 D.生物界中，途径一仅发生在具有线粒体的细胞中 【答案】C 【解析】途径二为无氧呼吸，无氧呼吸中的能量大部分储存在乙醇中，少部分能量转移到ATP，还有一部分能量以热能形式散失，A错误；途径二和途径三的存在，使酵母菌在无氧环境且pH为酸性或碱性的条件下都能生存，提高了酵母菌对环境的适应力，B错误；途径三为无氧呼吸，产生的ATP较少，因此酵母菌仅通过途径三不能获得满足生长必需的能量，C正确；途径一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，D错误。 能力2 “模型法”表示C3和C5等物质含量变化 能力解读 典题示例2.高温是制约世界粮食安全的因素之一，高温往往使植物叶片变黄、变褐。研究发现平均气温每升高1 ℃，水稻、小麦等作物减产约3%～8%。关于高温下作物减产的原因，下列叙述错误的是(　　) A．呼吸作用变强，消耗大量养分 B．光合作用强度减弱，有机物合成减少 C．蒸腾作用增强，植物易失水发生萎蔫 D．叶绿素降解，光反应生成的NADH和ATP减少 【答案】　D 【解析】　高温使呼吸酶的活性增强，呼吸作用变强，消耗大量养分，A正确；高温使气孔导度变小，光合作用强度减弱，有机物合成减少，B正确；高温使作物蒸腾作用增强，植物易失水发生萎蔫，C正确；高温使作物叶绿素降解，光反应生成的NADPH和ATP减少，D错误。故选D。 核心整合二 影响光合作用和细胞呼吸的因素 1.（2025·安徽选择考）叶绿体中的ATP合成酶，可将光能直接转化为ATP中的化学能。（　 　） 2.（2025·河北选择考）类囊体膜上消耗H2O、而线粒体基质中生成H2O。（　 　） 3.（2025·河北选择考）叶绿体基质中消耗CO2，而线粒体基质中生成CO2。（　 　） 4.（2025·河北选择考）类囊体膜上生成O2，而线粒体内膜上消耗O2。（　 　） 5.（2025·安徽选择考T16）光合作用光反应实质是光能引起的氧化还原反应，最终接受电子的物质（最终电子受体）是　　　　　，而最终提供电子的物质（最终电子供体）是　　　　　。 6.（2025·安徽选择考T16）给小球藻提供18O2，在小球藻合成的有机物中检测到了18O，其最可能的转化途径是　　　　　。 【答案】1.× 2.× 3.√ 4.√ 5.NADP＋　H2O 6.有氧呼吸第三阶段18O2与[H]结合生成了O，有氧呼吸第二阶段利用O生成C18O2，C18O2再参与光合作用的暗反应生成含18O的有机物 串讲1 影响细胞呼吸与光合作用的因素以及曲线分析 1.影响细胞呼吸的主要外部因素 因素 原理 曲线 温度 主要影响酶活性 O2 浓度 O2是有氧呼吸所必需的，且O2对无氧呼吸有抑制作用 CO2 浓度 CO2是细胞呼吸的产物，积累过多会抑制细胞呼吸的进行 水 水作为有氧呼吸的原料，自由水含量较高时细胞呼吸旺盛 2.影响光合作用的主要外部因素及曲线分析 （1）单因子对光合速率的影响 因素 原理 曲线 分析 光照 强度 光照强度影响光反应，制约ATP及NADPH的产生，进而制约暗反应 A点：只进行细胞呼吸，不进行光合作用； A～B段(不含A、B点)，呼吸速率>光合速率； B点：光合速率＝呼吸速率； B点之后：光合速率>呼吸速率 CO2 浓度 CO2影响暗反应阶段，制约C3的形成 图1 图2 图1：A点表示CO2补偿点，此点植物代谢特点为光合速率与呼吸速率相等； 图2：A′点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度。B点和B′点对应的CO2浓度都表示CO2饱和点 温度 主要影响酶的活性 A～B段，在B点之前，随着温度升高，光合速率增大； B点为光合作用相关酶的最适温度，此时光合速率最大； B～C段，随着温度升高，酶的活性下降，光合速率减小； D点，光合速率与呼吸速率相等 水 水是光合作用的原料，还能影响气孔的开闭，间接影响CO2进入植物体内 图1 图2 图2中E处光合作用强度暂时降低，是因为此时温度高，蒸腾作用过强，部分气孔关闭，影响了CO2的供应 （2）多因子对光合速率的影响 上述图A、B、C中的曲线分析：P点之前时，限制光合速率的主要因素应为横坐标所表示的因子，随着该因子的不断加强，光合速率不断提高。当达到Q点时，横坐标所表示的因子不再是影响光合速率的因素，要想提高光合速率，可采取适当提高图示中的其他因子的方法。 串讲2 光合作用的相关曲线 1.光合作用的日变化曲线 (1)图1中de段和fg段下降的原因分别是由于气孔部分关闭，二氧化碳吸收减少；由于光照强度减弱，二氧化碳吸收减少。 (2)图2中植物体光合与呼吸速率相等点有c和g点，净光合速率大于0的区段为cg，一昼夜后植物的干重变化为增加。 2.深度解读总光合速率与呼吸速率的关系 (1)净光合速率：可以用有机物积累量、O2释放量、CO2吸收量表示。 (2)呼吸速率：可以用黑暗环境中有机物或O2消耗量、CO2产生量表示。 (3)总（真正）光合速率：可以用有机物或O2产生量、CO2固定量表示。 3.光补偿点、光饱和点的移动 （1）饱和点与补偿点的含义与植物生长的关系解读 ①饱和点代表植物在一定条件下的最大光合作用能力。在一定条件下，饱和点越大，表示植物的光合作用能力越强。 ②补偿点表示植物在一定条件下开始生长（积累有机物）的临界值，高于补偿点，植物开始生长；低于补偿点，植物会净消耗有机物。补偿点低，说明植物在较弱光照或低CO2浓度下就能生长。 ③通常，阴生植物的光补偿点和光饱和点都比阳生植物的低，由此可以区分判断阴生植物和阳生植物。 （2）光合作用与细胞呼吸曲线中的“关键点”移动分析 ①A点：代表呼吸速率，细胞呼吸增强，A点　下移　；反之，A点　上移　。 ②B点与C点的变化（注：只有横坐标为自变量，其他条件不变） 条件 B点（补偿点） C点（饱和点） 适当增大CO2浓度（或光照强度） 左移 右移 适当减小CO2浓度（或光照强度） 右移 左移 土壤缺Mg2＋ 右移 左移 ③D点：代表最大光合速率，若增大光照强度或增大CO2浓度使光合速率增大时，D点向右上方移动；反之，D点向左下方移动。 【易错一笔勾销】细胞呼吸速率增加，其他条件不变时，CO2（或光）补偿点应右移，反之左移。 能力1 光合速率与呼吸速率的常用表示方法 能力解读 项目 含义 表示方法（单位面积的叶片在单位时间内的变化量） O2 CO2 有机物 真正光合速率 植物在光下实际合成有机物的速率 O2产生（生成）速率或叶绿体释放O2量 CO2固定速率或叶绿体吸收CO2量 有机物产生（制造、生成）速率 净光合速率 植物有机物的积累速率 植物或叶片或叶肉细胞O2释放速率 植物或叶片或叶肉细胞CO2吸收速率 有机物积累速率 呼吸速率 单位面积的叶片在单位时间内分解有机物的速率 黑暗中O2吸收速率 黑暗中CO2释放速率 有机物消耗速率 典题示例1.(2024·全国甲卷)在自然条件下，某植物叶片光合速率和呼吸速率随温度变化的趋势如图所示。回答下列问题。 (1)该植物叶片在温度a和c时的光合速率相等，叶片有机物积累速率________(填“相等”或“不相等”)，原因是_______________________。 (2)在温度d时，该植物体的干重会减少，原因是_____________________　__________________。 (3)温度超过b时，该植物由于暗反应速率降低导致光合速率降低。暗反应速率降低的原因可能是___________________________________。(答出一点即可) (4)通常情况下，为了最大程度地获得光合产物，农作物在温室栽培过程中，白天温室的温度应控制在__________________________最大时的温度。 【答案】　(1) 不相等　温度a和c时的呼吸速率不相等 (2)温度d时，叶片的光合速率与呼吸速率相等，但植物的根部等细胞不进行光合作用，仍呼吸消耗有机物，导致植物体的干重减少 (3)温度过高，导致部分气孔关闭，CO2供应不足，暗反应速率降低；温度过高，导致酶的活性降低，使暗反应速率降低 (4)光合速率和呼吸速率差值 【解析】　(1)该植物叶片在温度a和c时的光合速率相等，但由于呼吸速率不同，因此叶片有机物积累速率不相等。(2)在温度d时，叶片的光合速率与呼吸速率相等，但由于植物有些细胞不进行光合作用如根部细胞，因此该植物体的干重会减少。(3)温度超过b时，为了降低蒸腾作用，部分气孔关闭，使CO2供应不足，暗反应速率降低；同时使酶的活性降低，导致CO2固定速率减慢，C3还原速率减慢，进而使暗反应速率降低。(4)为了最大程度地获得光合产物，农作物在温室栽培过程中，白天温室的温度应控制在光合速率与呼吸速率差值最大时的温度，有利于有机物的积累。 能力2 光合作用与细胞呼吸实验的设计技巧 能力解读 1.实验设计中必须注意三点 ①变量的控制手段，如光照强度的强弱可用不同功率的灯泡(或相同功率的灯泡，但与植物的距离不同)进行控制，不同温度可用不同恒温装置控制，CO2浓度的大小可用不同浓度的CO2缓冲液来调节。 ②对照原则的应用，不能仅用一套装置通过逐渐改变其条件进行实验，而应该用一系列装置进行相互对照。 ③无论哪种装置，在光下测得的数值均为“净光合作用强度”值。 2.解答光合作用与细胞呼吸的实验探究题时必须关注的信息是加“NaOH”还是加“NaHCO3”；给予“光照”处理还是“黑暗”处理；是否有“在温度、光照最适宜条件下”等信息。 典题示例2.(2025·辽宁卷)Rubisco是光合作用暗反应中的关键酶。科研人员将Rubisco基因转入某作物的野生型(WT)获得该酶含量增加的转基因品系(S)，并做了相关研究。实验结果表明，这一改良提高了该作物的光合速率(如下图)和产量潜力。回答下列问题。 (1)Rubisco在叶绿体的________中催化________与CO2结合。部分产物经过一系列反应形成(CH2O)，这一过程中能量转换是_________________________________________________。 (2)据图分析，当胞间CO2浓度高于B点时，曲线②与③重合是由于____________不足。A点之前曲线①和②重合的最主要限制因素是____________。胞间CO2浓度为300 μmol·mol－1时，曲线①比②的光合速率高的具体原因是__________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________。 (3)研究发现，在饱和光照和适宜CO2浓度条件下，S植株固定CO2生成C3的速率比WT更快。使用同位素标记的方法设计实验直接加以验证，简要写出实验思路。________________________________________________________________________________ 【答案】　(1)基质　C5　ATP和NADPH中活跃的化学能转化为有机物(CH2O)中稳定的化学能 (2)光照强度　CO2浓度　曲线①光照强度高，光反应速率快，产生更多的ATP和NADPH，使暗反应速率加快，光合速率高 (3)用14C标记CO2，分别将S植株与WT植株置于相同的饱和光照和适宜14CO2浓度条件下，定时检测C3放射性强度，比较S植株与WT植株的C3生成速率 【解析】　(1)Rubisco是光合作用暗反应中的关键酶，暗反应的场所是叶绿体基质，因此Rubisco在叶绿体基质中催化C5与CO2结合生成C3。在C3的还原过程中需要ATP和NADPH提供能量，部分C3经过一系列反应形成(CH2O)，这一过程中能量转换是ATP和NADPH中活跃的化学能转化为有机物(CH2O)中稳定的化学能。(2)①②曲线的自变量是有无补光(光照强度)，②③曲线的自变量是有无转入Rubisco基因(Rubisco的含量)。据图分析，当胞间CO2浓度低于B点时，曲线②高于③，是因为②中Rubisco的含量多，固定CO2的能力强，当胞间CO2浓度高于B点时，曲线②与③重合，说明Rubisco的量已经不是限制光合速率的因素，而曲线①的光合速率高于曲线②③，曲线①有较高的光照强度，因此曲线②与③重合是由于光照强度不足。曲线①的光照强度高于②，但是A点之前曲线①和②重合，光照强度不是限制因素，此时最主要的限制因素是CO2浓度。胞间CO2浓度为300 μmol·mol－1时，曲线①比②的光合速率高的具体原因是曲线①光照强度高，光反应速率快，产生更多的ATP和NADPH，使暗反应速率加快，光合速率高。(3)研究发现，在饱和光照和适宜CO2浓度条件下，S植株固定CO2生成C3的速率比WT更快。要验证此结论，实验思路为：用14C标记CO2，分别将S植株与WT植株置于相同的饱和光照和适宜14CO2浓度条件下，定时检测C3放射性强度，比较S植株与WT植株的C3生成速率。 1.(2025·江苏卷，2)关于人体细胞和酵母细胞呼吸作用的比较分析，下列叙述正确的是(　　) A.细胞内葡萄糖分解成丙酮酸的场所不同 B.有氧呼吸第二阶段都有O2和H2O参与 C.呼吸作用都能产生[H]和ATP D.无氧呼吸的产物都有CO2 【答案】C 【解析】在人体细胞和酵母细胞中，无论是有氧呼吸还是无氧呼吸，葡萄糖分解成丙酮酸(细胞呼吸第一阶段)的场所都是细胞质基质，A错误。人体细胞和酵母细胞有氧呼吸第二阶段是丙酮酸和水彻底分解为CO2和[H]，不需要O2直接参与；O2参与有氧呼吸第三阶段，与[H]结合生成H2O，B错误。无论是有氧呼吸还是无氧呼吸，第一阶段都会产生[H]和少量ATP，C正确。人体细胞无氧呼吸的产物是乳酸，没有CO2；酵母细胞无氧呼吸的产物是酒精和CO2，D错误。 2.(2025·河北卷，4)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(　　) A.类囊体膜上消耗H2O，而线粒体基质中生成H2O B.叶绿体基质中消耗CO2，而线粒体基质中生成CO2 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，而线粒体基质中分解有机物 【答案】A 【解析】类囊体膜上发生水的光解，线粒体基质中发生丙酮酸和水的彻底分解，A错误；叶绿体基质中发生CO2的固定，消耗CO2，线粒体基质中丙酮酸分解生成CO2，B正确；类囊体膜上水的光解产生O2，线粒体内膜上消耗NADH和O2并生成H2O，C正确；叶绿体基质中发生暗反应可以产生糖类，线粒体基质中发生丙酮酸的分解，D正确。 3.(2025·河南卷，4)甜菜是我国重要的经济作物之一，根中含有大量的糖分。研究表明呼吸代谢可影响甜菜块根的生长，其中酶Ⅰ在有氧呼吸的第二阶段发挥催化功能，该酶活性与甜菜根重呈正相关。下列叙述正确的是(　　) A.酶Ⅰ主要分布在线粒体内膜上，催化的反应需要消耗氧气 B.低温抑制酶Ⅰ的活性，进而影响二氧化碳和NADH的生成速率 C.酶Ⅰ参与的有氧呼吸第二阶段是有氧呼吸中生成ATP最多的阶段 D.呼吸作用会消耗糖分，因此在生长期喷施酶Ⅰ抑制剂会增加甜菜产量 【答案】B 【解析】酶Ⅰ参与的有氧呼吸第二阶段发生在线粒体基质中，该阶段不消耗氧气，氧气消耗发生在有氧呼吸第三阶段，场所是线粒体内膜，该阶段生成的ATP最多，A、C错误；酶的活性受温度影响，低温会抑制酶Ⅰ的活性，降低有氧呼吸第二阶段的反应速率，进而影响二氧化碳和NADH的生成速率，B正确；由题意知，酶Ⅰ活性与甜菜根重呈正相关，在生长期喷施酶Ⅰ抑制剂会抑制酶Ⅰ的活性，从而影响有氧呼吸，不利于甜菜块根的生长，甜菜产量也会降低，D错误。 4．(2025·安徽，16)为探究水通道蛋白NtPIP对作物耐涝性的影响，科研小组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)条件下的根细胞呼吸速率和氧浓度，结果见图1。 回答下列问题： (1)据图1分析，低氧胁迫下，NtPIP基因过量表达会使根细胞有氧呼吸____________，原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 有氧呼吸第二阶段丙酮酸中的化学能大部分被转化为____________中储存的能量。 (2)科学家早期在探索有氧呼吸第二阶段代谢路径时发现，在添加丙二酸的组织悬浮液中加入分子A、B或C时，E增多并累积(图2a)；当加入F、G或H时，E也同样累积(图2b)。根据此结果，针对有氧呼吸第二阶段代谢路径提出假设：____________________________。 (3)科研小组还发现，低氧条件下，NtPIP基因过量表达株的叶片净光合速率高于野生型。结合根细胞呼吸速率的变化分析，其原因是_________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)光合作用光反应实质是光能引起的氧化还原反应，最终接受电子的物质(最终电子受体)是________，而最终提供电子的物质(最终电子供体)是________。 【答案】(1)增强　在低氧胁迫下，NtPIP基因的过量表达通过增强根系水通道蛋白介导的吸收水分子的能力，增加了氧气浓度，利于有氧呼吸进行　NADH　(2)假设物质H能转化为A　(3)低氧条件下，NtPIP基因过量表达株的根有氧呼吸增强，消耗了更多的有机物，需要更多的光合产物输出　(4)NADP＋　H2O 【解析】(1)据题干信息和图1可知，低氧条件下，与野生型组相比，NtPIP基因的过量表达通过增强根系水通道蛋白介导的吸收水分子的能力，增加了氧气浓度，利于有氧呼吸进行第二阶段：丙酮酸和水反应生成二氧化碳(无机物)、NADH(储存大量能量)并释放出少量的能量(绝大部分以热能形式散失，少量用于合成ATP)，其中的化学能大部分被转化为NADH中储存的能量。(2)丙二酸的加入会导致E积累：分子A、B、C和F、G、H均为E的前体或可通过代谢转化为E，表明有氧呼吸第二阶段代谢路径具有循环性。故提出：假设物质H能转化为A。(3)低氧条件下，与野生型相比，NtPIP基因过量表达株的根有氧呼吸增强，消耗了更多的有机物，则NtPIP基因过量表达株需要更多的光合产物输出；对于植株来说，进行光合作用的细胞主要是叶肉细胞，而进行呼吸作用的细胞是整个植株所有的细胞，因此低氧条件下，NtPIP基因过量表达株的叶片净光合速率高于野生型，由此才能满足低氧条件下，NtPIP基因过量表达株的根有氧呼吸增强。(4)光反应中水在光下分解为H＋、O2和e－，e－经传递最终与H＋和NADP＋结合生成NADPH，因此，光反应中最终的电子供体是H2O，最终的电子受体是NADP＋。 命题解读 新情境：以水通道蛋白NtPIP基因过量表达的油菜为实验材料，结合正常供氧（AT）和低氧（HT，模拟洪涝）的环境条件，探究该基因对作物耐涝性的影响，同时关联了有氧呼吸第二阶段代谢路径的探索情境。 新角度：将水通道蛋白基因功能与作物的低氧胁迫响应相结合，从根细胞呼吸速率、氧浓度变化的角度，分析基因过量表达对细胞有氧呼吸的调控机制，体现了分子生物学与生理生态学的交叉应用。 新考法： 要求结合根细胞呼吸速率、氧浓度变化，综合分析基因过量表达对有氧呼吸的影响，强调对实验数据的深度解读。将基因功能、细胞呼吸与光合作用的电子传递链等知识点串联，考查对植物代谢整体性的理解和综合运用能力。 5．(2025·湖南，17)对硝基苯酚可用于生产某些农药和染料，其化学性质稳定。研究发现，某细菌不能在无氧条件下生长，在适宜条件下能降解和利用对硝基苯酚，并释放CO2。在Burk无机培养基和光照条件下，培养某栅藻(真核生物)的过程中，对硝基苯酚含量与栅藻光合放氧量的关系如图a。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情况，开展了Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ组对比实验，结果如图b。回答下列问题： (1)栅藻的光合放氧反应部位是________(填细胞器名称)。图a结果表明，对硝基苯酚________栅藻的光合放氧反应。 (2)细菌在利用对硝基苯酚时，限制因子是__________。 (3)若Ⅰ中对硝基苯酚含量为20 mg·L－1，培养10 min后，推测该培养液pH会____________，培养液中对硝基苯酚相对含量______________。 (4)细菌与栅藻通过原始合作，可净化被对硝基苯酚污染的水体，理由是____________ _________________________________________________________________________。 【答案】(1)叶绿体　抑制　(2)氧气　(3)升高　基本不变　(4)栅藻进行光合放氧为细菌的生长提供有氧环境，细菌降解水体中的对硝基苯酚，并将产生的CO2提供给栅藻进行光合作用 【解析】(1)栅藻是真核生物，进行光合作用的细胞器是叶绿体。图a结果表明，对硝基苯酚可抑制栅藻光合放氧反应，且在一定范围内，随着对硝基苯酚浓度增加，对光合放氧的抑制作用增强。(2)由题意可知，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b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，故细菌利用对硝基苯酚的限制因子是氧气。(3)图b中，Ⅰ组为“栅藻＋光照”，对硝基苯酚含量为40 mg·L－1；分析图a可知，对硝基苯酚含量为20 mg·L－1时，栅藻光合放氧量较高，而光合作用会消耗培养液中的CO2，故培养液的pH会升高；结合图b可知，栅藻不能吸收利用对硝基苯酚，培养液中对硝基苯酚相对含量基本不变。(4)由Ⅲ组可知，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，故二者可通过原始合作净化被对硝基苯酚污染的水体。 命题解读 新情境：以对硝基苯酚（一种难降解污染物）的生物降解为背景，设置栅藻（真核生物）与细菌的原始合作实验，通过测定光合放氧量、对硝基苯酚含量等指标，探究二者联合净化污染水体的机制，同时关联了光照、通气等环境条件的影响。 新角度： 原始合作的生态功能：从微生物与藻类的原始合作关系出发，分析其协同降解污染物的过程，将种间关系与生物修复的实际应用相结合。 污染物对光合作用的影响：通过对硝基苯酚浓度梯度实验，探究化学污染物对藻类光合放氧的调控作用，体现了环境胁迫与生理代谢的关联。 新考法： 通过 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 组的对比实验，要求分析单一物种与联合体系的降解效率差异，考查基于实验设计的逻辑推理能力。将光合作用的场所、细菌的代谢类型、生态种间关系等知识点串联，考查对生态系统功能与生物代谢的综合理解。 6．(2024·新课标，31)某同学将一种高等植物幼苗分为4组(a、b、c、d)，分别置于密闭装置中照光培养，a、b、c、d组的光照强度依次增大，实验过程中温度保持恒定。一段时间(t)后测定装置内O2浓度，结果如图所示，其中M为初始O2浓度，c、d组O2浓度相同。回答下列问题： (1)太阳光中的可见光由不同颜色的光组成，其中高等植物光合作用利用的光主要是______________________，原因是__________________________________________________ ______________________________________________________________________________。 (2)光照t时间时，a组CO2浓度____________(填“大于”“小于”或“等于”)b组。 (3)若延长光照时间，c、d组O2浓度不再增加，则光照t时间时a、b、c中光合速率最大的是______组，判断依据是_________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)光照t时间后，将d组密闭装置打开，并以c组光照强度继续照光，其幼苗光合速率会__________(填“升高”“降低”或“不变”)。 【答案】(1)红光和蓝紫光　光合色素可分为叶绿素和类胡萝卜素，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光　(2)大于　(3)b　密闭容器中，c的O2浓度不再增加，说明此时由于CO2不足，导致光合速率减弱，光合速率等于呼吸速率；a组O2浓度等于初始浓度，也意味着光合速率等于呼吸速率；而b组此时的光合速率仍然大于呼吸速率。综上所述，b组的光合速率最大　(4)升高 【解析】(2)b组O2浓度高于a组，说明光合速率大于呼吸速率，整体表现为吸收CO2，释放O2。因此，a组CO2浓度大于b组。(4)d组O2浓度等于c组是由于密闭容器中CO2的限制，此时光合速率等于呼吸速率，打开容器之后，提供了更多的CO2，此时即便以c组的光照强度继续照光，仍然可以使幼苗的光合速率上升，大于呼吸速率。 命题解读 新情境：以密闭装置中不同光照强度下高等植物幼苗的培养实验为背景，通过测定装置内O₂浓度变化，探究光照强度对植物光合与呼吸作用的综合影响，实验全程保持温度恒定，且c、d 组最终O₂浓度相同。 新角度：光质的生理功能：从可见光的组成出发，考查植物光合作用对不同色光的利用偏好，将物理光学知识与光合色素的生理特性相结合。 密闭体系的代谢稳态：分析密闭装置中O₂、CO₂浓度的动态变化，关联光合速率与呼吸速率的平衡关系，体现了对植物代谢整体性的考查。 新考法： 通过a、b、c、d组的O₂浓度差异，反向推导不同光照强度下的光合速率变化，考查基于实验结果的逻辑分析能力。 考向1 细胞呼吸及其应用 1．【融合新概念】（2026·云南·模拟预测）土壤呼吸主要包括土壤微生物呼吸、植物地下部分呼吸和土壤动物呼吸，以及非生物释放CO2。同一农田在三种土壤含水量（水淹、偏湿和适中）条件下土壤温度和土壤呼吸速率的关系如图。下列说法正确的是（    ） A．为加速完成该实验，可选不同作物的农田分别水淹、偏湿和适中处理 B．含水量适中时，土壤温度越高，土壤呼吸速率越大，释放的CO2越多 C．一定温度范围内，水淹处理导致土壤呼吸速率下降，释放的CO2减少 D．水淹时土壤生物主要进行无氧呼吸，土壤呼吸释放的CO2来自非生物 【答案】C 【详解】A、实验要求为同一农田的三种含水量处理，目的是排除作物种类、土壤理化性质、微生物群落等无关变量的干扰，遵循单一变量原则；若选不同作物的农田处理，无关变量无法控制，实验结果无说服力，A错误； B、含水量适中时，曲线显示一定温度范围内土壤温度越高，呼吸速率越大；但酶的活性受温度限制，超过最适温度后，土壤微生物、植物地下部分的呼吸酶活性会降低，呼吸速率反而下降，并非温度越高速率越大，B错误； C、由图可知，相同温度下，水淹处理的土壤呼吸速率显著低于偏湿、适中处理；且一定温度范围内，水淹组呼吸速率随温度升高的增幅也远小于其他组，说明水淹导致土壤呼吸速率下降，CO₂释放减少（水淹缺 O₂，有氧呼吸为主的生物呼吸受抑制，总呼吸速率降低），C正确； D、① 水淹时土壤缺氧，土壤生物（微生物、植物地下部分、土壤动物）主要进行无氧呼吸，但仍有少量有氧呼吸（微溶氧）；② 土壤呼吸释放的 CO₂主要来自生物的呼吸作用（无氧 + 少量有氧），非生物释放的 CO₂仅为次要部分，并非全部来自非生物，D错误。 故选C。 2．【农业经济作物甜菜与学科知识结合】（2026·四川攀枝花·一模）农业生产中，田地低洼处易积水，影响作物根细胞的呼吸作用。据研究，某作物根细胞的呼吸作用与甲、乙两种酶有关，水淹过程中两种酶活性变化如下图所示。在水淹第3天时，测得作物根的（CO2释放量为0.4μmol·g-1·min-1，O2吸收量为0.2μmol·g-1·min-1（呼吸底物为葡萄糖，且不考虑乳酸发酵）。下列说法正确的是（    ） A．最可能参与有氧呼吸的酶是甲，参与无氧呼吸的酶是乙 B．随着水淹天数增加，与有氧呼吸相关酶的活性将持续减弱 C．水淹第3天时，根的无氧呼吸强度是有氧呼吸强度的3倍 D．根无氧呼吸消耗的葡萄糖中的能量大部分以热能形式散失 【答案】C 【详解】A、水淹时，田地低洼处积水导致氧气逐渐减少。有氧呼吸依赖氧气，其相关酶（乙）活性会随缺氧程度加剧而下降；无氧呼吸在缺氧条件下增强，其相关酶（甲）活性会上升。结合“水淹过程中酶活性变化”分析，甲酶活性随水淹天数增加而升高（适应无氧环境），乙酶活性降低（缺氧抑制有氧呼吸），故甲参与无氧呼吸，乙参与有氧呼吸，A错误； B、乙参与有氧呼吸，从图中能看出，前3天随着水淹天数增加，与有氧呼吸相关酶（乙酶）的活性在减弱，但到第3天后，乙酶活性没有变化，所以乙酶活性不是持续减弱，B错误； C、水淹第3天时，CO2释放量为0.4μmol·g-1·min-1，O2吸收量为0.2μmol·g-1·min-1，有氧呼吸需要消耗氧气，葡萄糖的消耗量、氧气消耗量和CO2释放量为1：6：6，无氧呼吸葡萄糖消耗量和CO2释放量比为1：2，有氧呼吸和无氧呼吸均产生0.2μmol·g-1·min-1CO2，所以无氧呼吸强度是有氧呼吸强度的3倍，C正确； D、无氧呼吸过程中，葡萄糖分解不彻底（植物无氧呼吸产物为酒精和CO2），大部分能量仍储存在酒精等产物中，仅少量能量释放，释放的能量中，少部分用于合成 ATP，其余以热能散失，D错误。 故选C。 3．【农业经济作物甜菜与学科知识结合】（2025·广西南宁·一模）细胞呼吸是影响果蔬储藏品质的关键。研究发现，草莓储藏过程中，呼吸熵（CO2释放量/O2吸收量）能反映草莓细胞的呼吸代谢类型。科研人员在密闭环境中分别测定了不同温度下草莓的最长储藏时间、储藏末期可溶性糖的消耗量，并计算了呼吸熵的变化（初始值为1.0），部分结果如下表所示（假定呼吸作用的底物均为葡萄糖）。下列说法正确的是（　　） 储藏温度/℃ 最长储藏时间/h 糖消耗总量/（mg⋅） 储藏末期呼吸熵 0 240 18 1.8 5 96 5 1.1 20 24 10 3.5 A．储藏温度越低，草莓细胞呼吸产生的酒精越多，从而对草莓的品质影响越大 B．20℃时储藏末期的呼吸熵最大，说明此时有氧呼吸最强且无氧呼吸最弱 C．0℃时可溶性糖消耗量最大，主要原因是可溶性糖转化成纤维素等结构物质 D．据实验推测，使用密闭盒在冰箱（约4～6℃）中保鲜草莓的时间不宜超过4天 【答案】D 【详解】A、表中20℃时呼吸熵（3.5）最高，表明无氧呼吸（酒精发酵）最强，酒精产生最多，而0℃时呼吸熵（1.8）较低且储藏时间最长，说明低温下酒精产生较少且品质影响较小，A错误； B、20℃时呼吸熵最大（3.5），表明无氧呼吸占优势，而非有氧呼吸最强且无氧呼吸最弱，B错误； C、0℃时糖消耗量最大（18mg/g），是因储藏时间长（240h），呼吸作用总耗糖量大，而非可溶性糖转化为纤维素，C错误； D、冰箱温度（4～6℃）接近5℃，表中5℃最长储藏时间为96小时（约4天），且实验在密闭环境中进行，符合“密闭盒”条件，因此保鲜时间不宜超过4天，D正确。 故选D。 考向2 光合作用的过程及影响因素 4．【融合新概念】（2026·河北·一模）光合磷酸化是植物叶绿体的类囊体膜或光合细菌的载色体利用光能将ADP与无机磷酸合成ATP的过程。其核心机制为光驱动电子传递形成跨膜质子梯度，通过ATP合酶催化磷酸化反应生成ATP，光合磷酸化的机制如图所示，PSⅠ、PSⅡ是由光合色素等物质组成的复合物。回答下列问题： (1)植物体内有光敏色素，其分布在植物体的 部位。光敏色素主要吸收 光。 (2)由图可知，PSⅠ的功能是 。类囊体腔中H+浓度高于叶绿体基质，其意义是 。 (3)NADPH在光合作用中的作用是 。图示中PQ受损会导致NADPH含量下降，原因是 。 【答案】(1) 各个 红光和远红光 (2) 吸收光能，将NADP+还原为NADPH 形成跨膜质子电化学梯度，为ATP合酶催化ADP和Pi合成ATP提供动力，同时该梯度也能驱动H+回流，维持电子传递链的持续进行 (3) 作为还原剂，为暗反应中C3的还原提供氢和能量 PQ是电子传递链的重要组分，受损后电子无法从PSⅡ传递到Cytb₆f复合体，进而无法传递到PSI，使PSI不能获得电子去还原NADP+生成NADPH，导致NADPH的合成受阻 【分析】光合作用的过程： ①光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体薄膜）：水的光解产生NADPH与O2，以及ATP的形成； ②暗反应阶段（场所是叶绿体的基质）：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C5和糖类等有机物。 【详解】（1）光敏色素是一类蛋白质（色素-蛋白质复合物），分布在植物体的各个部位，其中在分生组织的细胞内比较丰富，光敏色素主要吸收红光和远红光。 （2）由图可知，PSI能利用光能将NADP+和H+转化为NADPH，所以PSI的功能是吸收光能，将NADP+还原为NADPH。 类囊体腔中H+浓度高于叶绿体基质，形成了H+浓度梯度，其意义是形成跨膜质子电化学梯度，为ATP合酶催化ADP和Pi合成ATP提供动力，同时该梯度也能驱动H+回流，维持电子传递链的持续进行。 （3）NADPH 在光合作用中的作用是：作为还原剂，为暗反应中C3的还原提供氢和能量。PQ受损导致NADPH含量下降的原因是：PQ是电子传递链的重要组分，受损后电子无法从PSⅡ传递到Cytb₆f复合体，进而无法传递到PSI，使PSI不能获得电子去还原NADP+生成NADPH，导致NADPH的合成受阻。 5．【农业经济作物甜菜与学科知识结合】（2026·重庆·一模）在盐碱地农业场景中，作物受盐胁迫导致光合效率低下、活性氧（ROS）过量积累，急需高效、安全且适配农业生产的作物生长促进与抗逆手段。 (1)碳点被誉为“纳米世界里的萤火虫”，是一类尺寸极小、主要由碳元素构成的、可降解且能发出荧光的纳米材料。研究人员试图用碳点纳米材料辅助作物抗逆，与传统金属（铜、银等）纳米材料抗逆相比较，从环境保护和人体健康的角度分析碳点纳米材料具有的优点是 （至少答2点）。 (2)研究人员以谷胱甘肽和甲酰胺为原料制备得到的碳点，在紫外光照射下具有双发射荧光特性，其碳核结构发射蓝光，表面官能团发射红光，与植物细胞中 （填色素名称）的吸收光谱适配。施用碳点纳米材料后，碳点经根系吸收后通过维管束转运至叶肉细胞叶绿体附近，推测短时间内作物细胞内的C3含量会 （填“升高”或“降低”）。 (3)在玉米幼苗体内实验中，水培条件下（处理7天）植株鲜重与碳点浓度的关系如图所示，根据图示信息可得出结论： 。 (4)盐胁迫环境（可用NaCl溶液模拟）会提高作物的活性氧（ROS）含量，为了探究碳点是否具有缓解活性氧（ROS）升高的作用，请设计实验并简要写出实验思路： 。 【答案】(1)碳点可降解因此对环境污染小、对作物毒性小因此对人体毒性小 (2) 叶绿素 降低 (3)在一定范围内随碳点浓度增加对植株鲜重的促进效果增加，超过一定浓度后随碳点浓度增加对植株鲜重的促进效果减弱 (4)将生长状况一致的作物幼苗随机均分为三组，分别放置在清水、NaCl溶液、NaCl溶液+碳点的环境中，培养相同时间后，测量作物的活性氧(ROS)含量 【分析】光合作用：①光反应场所在叶绿体类囊体薄膜，发生水的光解、ATP和NADPH的生成；②暗反应场所在叶绿体的基质，发生CO2的固定和C3的还原，消耗ATP和NADPH。 【详解】（1）题干要求从“环境保护”和“人体健康”两个角度分析，碳点主要由碳元素构成，与传统金属纳米材料相比：从环保角度，碳点可自然降解，不会在土壤中累积造成持久性污染；从健康角度，避免了重金属离子释放，对作物毒性小，进而减少通过食物链对人体的潜在危害。 （2）碳点的双发射荧光(蓝光+红光)需与光合色素的吸收光谱匹配。叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，恰好对应碳点的发射波长，因此能提高光能利用率。类胡萝卜素吸收蓝紫光，但题目强调双发射特性，故叶绿素是最佳答案。碳点增强光能吸收后，光反应产生的ATP 和NADPH增多，促进暗反应中C3的还原，导致C3消耗速率大于生成速率，短时间内C3含量降低。 （3）在一定范围内，随碳点浓度增加对植株鲜重的促进效果增强(或“低浓度促进生长”)；超过最适浓度后，随浓度增加促进效果减弱。 （4）实验设计考查对照原则和单一变量原则：必须包含“盐胁迫组”与“盐胁迫+碳点组”的对比，才能说明碳点的缓解作用；需强调“生长状况一致”、“随机分组”、“相同条件培养”等关键词；观测指标为活性氧(ROS)含量，可通过MDA含量、SOD 酶活性或荧光探针法测定。实验思路：选取生长状况一致的玉米幼苗，分为四组：对照组（正常培养液，无盐胁迫、无碳点）、盐胁迫组（含NaCl的培养液，模拟盐胁迫，无碳点）、碳点处理组（正常培养液+适宜浓度碳点）、盐胁迫+碳点组（含NaCl的培养液+适宜浓度碳点），在相同且适宜的条件下培养一段时间后，测定四组幼苗体内活性氧（ROS）的含量。 考向3 细胞呼吸与光合作用综合考查 6．【农业经济作物甜菜与学科知识结合】（2025·甘肃·模拟预测）甘肃“禾尚头”小麦是中国国家地理标志产品，一直是干旱地区的粮食作物支柱。小麦植株的光合作用与有氧呼吸的部分过程如图1，①～④表示相关生理过程；在最适温度下，小麦叶片的净光合速率（用CO2吸收速率表示，单位是mg·m-2·h-1）变化如图2，净光合速率等于总光合速率与呼吸速率之差。回答下列问题。 (1)图1中过程①发生在叶肉细胞的 中，过程④属于有氧呼吸的第 阶段。 (2)图2中B点时，小麦能完成的图1中的生理过程有 （填序号），C点时，限制净光合速率不再增加的环境因素主要是 （填“光照强度”“温度”或“CO2浓度”）。 (3)如果将一株小麦先放置在图2中A点对应的条件下4h，再放置在B点对应的条件下6h，然后放置在C点对应的条件下14h，则在这24h内该植物每平方厘米叶面积的有机物积累量（用CO2吸收量表示）为 mg。 (4)现有甲、乙两组小麦幼苗，某同学欲验证“干旱会导致小麦幼苗气孔开放程度降低，施加外源NO可减轻干旱对气孔开放程度的限制”。请补全实验思路和预期结果。 实验思路：①将甲、乙两组幼苗放置在非干旱条件下培养一段时间测量气孔开放程度。 ②将甲组置于干旱条件下，乙组的处理是 ，其他条件相同且适宜，培养一段时间后，测量两组幼苗的气孔开放程度。 预期结果：甲、乙两组在非干旱条件下气孔开放程度相近；干旱条件下，甲组的气孔开放程度降低，乙组的气孔开放程度 （填“高于”“等于”或“低于”）甲组的气孔开放程度。 【答案】(1) 叶绿体/叶绿体基质 三 (2) ①②③④ CO2浓度 (3)260 (4) 将乙组置于干旱条件下，同时施加外源NO 高于 【分析】1、分析图1：图1中①表示光合作用的暗反应阶段，②表示有氧呼吸的第一和第二阶段，③表示光合作用的光反应阶段，④表示有氧呼吸的第三阶段。 2、分析图2：图2表示在最适温度下，光照强度对小麦叶片净光合速率的影响，其中A点由于没有光照，所以只进行细胞呼吸；B点为光的补偿点，此时光合速率等于呼吸速率；C点对应的光照强度为光饱和点，此时净光合速率达到最大值。 【详解】（1）图1中①表示光合作用的暗反应阶段，发生在叶肉细胞的叶绿体基质中；④表示有氧呼吸的第三阶段。 （2）图2中B点为光的补偿点，对于小麦来说光合作用和呼吸作用相等，净光合速率为0，B点的条件下，有氧呼吸和光合作用都能进行，即①②③④阶段都能进行。在最适温度下，C点已达到光饱和点，因此限制光合作用的环境因素主要是二氧化碳的浓度。 （3）A点光照强度为0，植物只进行呼吸作用，呼吸速率为5mg·m-2·h-1，B点表示光补偿点，光合作用和呼吸作用相等，净光合作用为0，C点时，净光合作用为20mg·m-2·h-1，如果将该植物先放置在图2中A点的条件下4小时，B点的条件下6小时，接着放置在C点的条件下14小时，这24h内该植物每平方厘米叶面积的有机物积累量(用CO2吸收量表示)为14×20-4×5=260mg。 （4）本次实验的目的为：验证干旱会导致小麦幼苗气孔开放程度降低，施加外源NO可减轻干旱对气孔开放程度的限制，那么实验应有干旱处理组和干旱并施加外源NO处理组，因为甲组只是置于干旱条件下，那乙组的处理应是置于干旱条件下，同时施加外源NO，其他条件相同且适宜，培养一段时间后，再次测量两组幼苗的气孔开放程度。本实验为验证类实验，根据实验目的可知施加外源NO可减轻干旱对气孔开放程度的限制，所以乙组的气孔开放程度应高于甲组。 7．【农业经济作物甜菜与学科知识结合】（25-26高三上·重庆大足·月考）位于铜梁区的中国农业科学院蔬菜花卉研究所西南研发中心的玻璃温室大棚内，色彩艳丽、个头饱满的小番茄挂满枝头。在温室中种植小番茄，光照强度和CO2浓度是制约产量的主要因素。铜梁冬季温室的平均光照强度约为200μmol•m-2•s-1，CO2浓度约为400μmol•m-2•s-1。为提高温室小番茄产量，有人测定了补充光照和CO2后小番茄植株相关生理指标，结果见下表。回答下列问题。 组别 光照强度 μmol•m⁻2•s⁻1   CO2浓度 μmol•mol⁻¹ 净光合速率 μmol•m⁻²•s⁻¹ 气孔导度 mol•m⁻²•s⁻1 叶绿素含量 mg•g⁻¹ 对照 240 360 6.5 0.08 45.8 甲 480 360 13.0 0.15 65.6 乙 240 720 10.0 0.08 55.3 (1)小番茄植株叶肉细胞的光合色素分布在 上，该场所实现的能量转化是 。色素对特定波长光的吸收量可反映色素的含量，为减少类胡萝卜素的干扰，应选择 光来测定叶绿素含量。 (2)与对照组相比，甲组净光合速率更高，结合表中数据，分析原因可能是 ，若要获得各组小番茄植株的真正光合作用速率，还应 (填简要思路)。 (3)根据本研究结果，在冬季温室种植小番茄的过程中，若只能从(CO₂浓度加倍或光照强度加倍中选择一种措施来提高小番茄产量，应选择 。依据是 。 【答案】(1) 类囊体薄膜 光能→ATP和NADPH中活跃的化学能 红 (2) 甲组叶绿素含量和气孔导度均高于对照组光反应产生的ATP和NADPH更多，吸收的CO2更多，暗反应更强，因此净光合速率更高 黑暗条件测出各条件下小番茄植株的呼吸速率 (3) 光照强度加倍 甲>乙（乙<甲）的净光合速率光照强度加倍使净光合速率提高幅度更大 【分析】实验的自变量为光照强度和CO2浓度，因变量包括叶绿素含量、气孔导度、净光合速率。影响光合作用的因素包括内因和外因：内因：色素含量、酶数量等；外因：光照强度、二氧化碳浓度、温度、含水量、矿质元素等。 【详解】（1）叶绿体中的光合色素（叶绿素、类胡萝卜素）都分布在类囊体薄膜上，这是光反应的场所。光反应阶段，色素吸收的光能会转化为ATP和NADPH中储存的活跃化学能（后续暗反应会将其转化为有机物中稳定的化学能）。类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，对红光吸收很少。用红光测定叶绿素含量时，类胡萝卜素的干扰（吸收红光少）会减少，结果更准确。 （2）甲组光照强度加倍，叶绿素含量和气孔导度均高于对照组：叶绿素多→光反应产生的ATP、NADPH更多；气孔导度大→吸收的CO2更多→暗反应更强，因此净光合速率更高。 （结合表格：甲的光照强度是对照组的2倍，叶绿素含量（65.6vs45.8）和气孔导度（0.15vs0.08）都比对照组高，光反应和暗反应的原料或条件更充足）。在黑暗条件下测出各条件下小番茄植株的呼吸速率，再用 “真正光合速率=净光合速率+呼吸速率” 计算。 （净光合速率是 “光合-呼吸” 的差值，因此需要补充呼吸速率才能得到真正光合速率）。 （3）甲（光照加倍）的净光合速率（13.0）比乙（CO2加倍）的净光合速率（10.0）更高，说明光照强度加倍对净光合速率的提升幅度更大，更利于提高产量。 8．【农业经济作物甜菜与学科知识结合】（2025·贵州·二模）研究表明，在应对逆境胁迫时器官脱落通常与糖类的储存量减少有关。科研人员在利用饥饿胁迫诱导龙眼果实脱落的实验中发现，幼果期 （果皮呈绿色）的果实脱落速度显著慢于发育中期、后期。为探究导致这种差异的作用机理，研究团队对3个时期的果实进行了相关实验，结果如图所示，请回答下列问题： (1)植物在进行光合作用时，CO2先与叶绿体内的 结合而被固定，形成的产物还原为糖需接受光反应合成的 中的化学能，合成的糖分子再运输到果实等器官中。 (2)科研人员把坐果量相近的果穗枝条离体置于黑暗条件下，并扦插入清水中，同时摘除果穗枝条上的叶片，根据图甲的实验目的分析，摘除叶片的目的是 。 (3)图乙结果显示，随着透光度增加，只有幼果期果实的呼吸耗氧量测定值呈现负数，推测可能原因是 。 (4)综合以上分析，幼果期果实脱落显著慢于发育中期、后期的两个原因是 。 【答案】(1) C5（核酮糖-1，5-二磷酸） ATP和NADPH (2)切断果实外源糖类的供应，使其处于饥饿胁迫状态，从而诱导果实脱落，以便比较不同发育时期果实对饥饿胁迫的响应差异 (3)幼果期果皮呈绿色，说明含有叶绿体可进行光合作用，当光照强度达到一定时，光合作用强度大于呼吸作用强度，此时释放氧气，即耗氧量测定值呈现负数 (4)呼吸耗氧量低，糖类消耗慢；幼果期果皮含有叶绿体，能进行光合作用，合成糖类进行补充，从而缓解了因糖类的储存量减少导致的器官脱落现象 【分析】光合作用：①光反应场所在叶绿体类囊体薄膜，发生水的光解、ATP和NADPH的生成；②暗反应场所在叶绿体的基质，发生CO2的固定和C3的还原，消耗ATP和NADPH。 【详解】（1）光合作用暗反应的起点，CO2首先与C5（核酮糖-1，5-二磷酸）结合，被固定成两个C3分子（3-磷酸甘油酸）。光反应中，叶绿素吸收光能后合成ATP和NADPH，它们为C3的还原提供能量和氢，最终合成糖类。 （2）本实验在研究“饥饿胁迫”下不同发育时期的龙眼果实脱落差异机理。通过摘除叶片，可彻底切断果实外源糖类的供应，使其处于饥饿胁迫状态，从而诱导果实脱落，以便比较不同发育时期果实对饥饿胁迫的响应差异。 （3）题干明确指出“幼果期（果皮呈绿色）”，绿色是含有叶绿体的直观证据。因此，唯一合理的推测是：幼果期果皮含有叶绿体，能够进行光合作用，当光照强度达到一定时，光合作用强度大于呼吸作用强度，此时释放氧气，即耗氧量测定值呈现负数。 （4）从图甲可知，幼果期呼吸速率显著低于中、后期，说明其在饥饿条件下对储存糖类的消耗更慢，能维持更长时间的代谢需求，延迟脱落。图乙表明，幼果在光照下出现净氧气释放，证明其具有光合能力。这种自养能力可以缓解因叶片对果实的糖供应中断而引起的“碳饥饿”，从而延缓脱落进程。综合来看，呼吸耗氧量低，糖类消耗慢；幼果期果皮含有叶绿体，能进行光合作用，合成糖类进行补充，从而缓解了因糖类的储存量减少导致的器官脱落现象，因此幼果在饥饿胁迫下脱落较慢。 情境拓展·增加储备（2024-2025热点聚焦） 1.化学渗透假说 学说内容：1961年，米切尔（Peter Mitchell）提出了化学渗透假说： ①线粒体（叶绿体）的电子传递链将H＋由线粒体基质（叶绿体基质）泵入线粒体内、外膜间基质（类囊体基质）； ②线粒体内膜（类囊体薄膜）不允许H＋回流，膜内外产生H＋浓度梯度； ③H＋顺浓度梯度回流释放能量合成ATP。 2.光合磷酸化和氧化磷酸化 电子传递链和光合磷酸化 电子传递链和氧化磷酸化 发生的生理作用 光合作用 有氧呼吸 反应过程 不同点 场所 叶绿体类囊体薄膜 线粒体内膜 光照 需要光 不需要光 电子供 体/受体 电子供体是H2O，电子受体是NADP＋ 电子供体是NADH，电子受体是O2 相同点 电子传递过程中所形成的H＋梯度作为动力，在ATP合酶的作用下，催化ADP磷酸化成ATP 1．(不定项)(2025·岳阳模拟)ADH(乙醇脱氢酶)和LDH(乳酸脱氢酶)是无氧呼吸的关键酶。科研人员探究Ca2＋对淹水胁迫辣椒幼苗根无氧呼吸的影响，一个辣椒幼苗细胞内可能存在的部分代谢途径如图甲所示，实验结果如图乙所示。下列叙述错误的是(　　) A．检测到水淹的辣椒幼苗根有CO2的产生，不能判断是否有酒精生成 B．辣椒幼苗根每个细胞无氧呼吸只能产生乳酸或乙醇一种产物 C．与淹水组相比，Ca2＋影响ADH、LDH的活性，能减少乙醛和乳酸积累造成的伤害 D．ADH和LDH催化反应释放的能量，大部分以热能形式散失，少部分合成ATP 【答案】BD 【解析】有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸过程，都会产生CO2，故检测到水淹的辣椒幼苗根有CO2的产生，不能判断是否有酒精生成，A正确；由图甲可知，辣椒幼苗根每个细胞中都含有ADH和LDH，ADH(乙醇脱氢酶)和LDH(乳酸脱氢酶)是无氧呼吸的关键酶。故辣椒幼苗根每个细胞无氧呼吸既能产生乳酸，也能产生乙醇，B错误；由图乙可知，与淹水组相比较，Ca2＋能减弱LDH的活性，增强ADH的活性，结合图甲可知，LDH能催化乳酸生成，ADH能催化乙醛生成乙醇，故Ca2＋影响ADH、LDH 的活性，能减少乙醛和乳酸积累造成的伤害，C正确；ADH和LDH参与的是无氧呼吸第二阶段的化学反应，该阶段不会释放能量，能量转移到了不彻底的氧化产物乙醇和乳酸中，D错误。 2．(不定项)(2025·日照三模)处于北极的一种金鱼肌细胞在长期进化过程中形成了一种“分解葡萄糖产生乙醇(－80 ℃不结冰)”的奇异代谢过程，该金鱼代谢部分过程如图所示。下列叙述错误的是(　　) A．过程③⑤都只能在极度缺氧环境中才会发生 B．可用酸性重铬酸钾溶液检测过程⑤产生的酒精 C．过程①②③⑤均能生成ATP，其中过程②生成的ATP最多 D．无氧代谢途径由过程②转化为过程⑤，可以缓解[H]积累所引起的酸中毒 【答案】ACD 【解析】过程⑤是无氧呼吸第二阶段产生酒精的过程，是在缺氧或氧气不足情况下发生的，但不是只能在极度缺氧环境中才发生，且过程③在有氧条件下也能发生，A错误；过程①是细胞呼吸的第一阶段， 能产生少量ATP，过程②是无氧呼吸产生乳酸的第二阶段，不产生ATP，过程③是细胞呼吸的第一阶段， 能产生少量ATP，过程⑤是无氧呼吸产生酒精的第二阶段，不产生ATP, C错误；无氧代谢途径由过程②转化为过程⑤，即由产生乳酸变为产生酒精，能缓解乳酸积累引起的酸中毒，且无氧呼吸过程没有[H]积累， D错误。 3．(2025·烟台二模)如图是某绿藻适应水生环境，提高光合效率的机制图。下列叙述正确的是(　　) A．图中能产生ATP 的结构有细胞质基质和线粒体 B．图中HCO浓度大小为细胞外>细胞质基质>叶绿体基质>类囊体腔 C．水光解产生的H＋可进一步形成NADH，为暗反应提供还原剂和能量 D．光反应通过确保暗反应中CO2的供应，帮助该绿藻适应水生环境 【答案】D 【解析】观察题图可知，图中能产生ATP的结构有细胞质基质、线粒体和叶绿体类囊体薄膜，A错误；从图中离子运输方向判断，HCO进入细胞是主动运输，从细胞质基质进入叶绿体也是主动运输，所以浓度大小为细胞外<细胞质基质<叶绿体基质，类囊体腔中未显示HCO相关运输，无法与其他部位比较，B错误；水光解产生的H＋可进一步形成NADPH，为暗反应提供还原剂和能量，而NADH是细胞呼吸过程产生的，C错误；从图中可知，光反应产生的O2和H＋能促进细胞外的HCO运输到叶绿体基质中转化为CO2，确保暗反应中CO2的供应，帮助该绿藻适应水生环境，D正确。 4．(2025·长沙二模)某生物兴趣小组在密封容器的两侧放置完全相同的植株A、B，A植株左上角有适宜光源，B植株无光源，中间用挡板隔开(挡板既能遮光又能隔绝气体交换)(如图甲)。然后在适宜条件下培养，一段时间后，撤去挡板继续培养，测定培养过程A植株的光合速率与呼吸速率，得到图乙曲线L1。不考虑温度、水分等因素的影响，下列叙述错误的是(　　) A．a点对应的时刻为测定的起始时刻 B．ab、cd段限制光合速率的因素均为CO2浓度 C．b点为撤去挡板的时刻 D．c点时A植株光合速率等于B植株 【答案】D 【解析】观察图乙，a点之前没有对A植株的光合速率与呼吸速率进行测定相关操作，所以a点对应的时刻为测定的起始时刻，A正确；ab段挡板存在，A植株的光合作用消耗CO2，导致容器内CO2浓度逐渐降低，限制光合速率，b点挡板撤去后，B植株细胞呼吸释放的CO2被A植株利用，但随CO2消耗，cd段CO2浓度再次成为限制因素，因此ab、cd段均受CO2浓度限制，B正确；ab段，A植株光合速率逐渐降低，由于有适宜光源，因此ab段A植株光合速率下降的原因是容器内CO2浓度逐渐降低，在b点之后，光合速率又逐渐上升，说明b点对应撤去挡板的时刻，C正确； 挡板打开后，B植株有光照，但因为距离远，光照强度小于A植株，所以c点时A植株光合速率大于B植株，D错误。　　　　　 5.(2025·江苏南京市、盐城市模拟)放射性同位素在生物实验中被广泛应用，下列有关叙述错误的是(　　) A.给水稻提供14CO2，根细胞在缺氧环境有可能出现14C2H5OH B.给小麦提供14CO2，则14C的转移途径是14CO2→14C3→(14CH2O ) C.用15N标记丙氨酸，内质网上核糖体将有放射性，而游离核糖体则无 D.小白鼠吸入18O2，在尿液、呼出的二氧化碳中有可能分别检测到含有HO、C18O2 【答案】C 【解析】给水稻提供14CO2，14C会通过光合作用进入有机物中，根细胞在缺氧环境中会通过无氧呼吸产生14C2H5OH，A正确；给小麦提供14CO2，其会参与光合作用的暗反应阶段，故14C的转移途径是14CO2→14C3→(14CH2O)，B正确；用15N标记丙氨酸，内质网上核糖体和游离核糖体均不会出现放射性，因为15N是稳定同位素，不具有放射性，C错误；小白鼠吸入18O2，氧气会通过有氧呼吸的第三阶段进入水中，含18O的水参与有氧呼吸的第二阶段，18O会进入二氧化碳中，故在尿液、呼出的二氧化碳中有可能分别检测到含有HO、C18O2，D正确。 6.(2025·山东卷，4)关于细胞以葡萄糖为原料进行有氧呼吸和无氧呼吸的过程，下列说法正确的是(　　) 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 【答案】B 【解析】有氧呼吸第一阶段的物质变化为葡萄糖分解为丙酮酸和NADH(不需要氧气的参与)，第二阶段丙酮酸和H2O反应产生CO2和NADH(不需要氧气直接参与)，A错误，B正确；无氧呼吸第一阶段和有氧呼吸第一阶段完全相同(产生NADH)，无氧呼吸第二阶段的物质变化是丙酮酸和NADH反应产生乳酸或者酒精和CO2，无氧呼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。 7.(2025·八省联考陕西卷，17改编)温度是影响植物生长发育的重要环境因素之一。科研人员探究了不同温度对甲乙两种植物光合作用和呼吸作用的影响。实验步骤如下：将实验对象置于不同温度处理15分钟，再置于生境温度(30 ℃)下测定相关数据，并以30 ℃处理组的测定值为参照，结果如图(a)、图(b)所示。回答下列问题。 (1)温度变化会影响光合作用相关酶的活性，光合作用暗反应所需的酶位于叶绿体的___________________。 (2)实验步骤中“再置于生境温度(30 ℃)下测定相关数据”的目的是___________________________________。 (3)两种植物中，植物________更适合用于炎热地区的绿化种植。 (4)其他环境因素适宜时，温度对某植物光合速率和呼吸速率影结果如图(c)，T点表示高温温度补偿点。若降低光照强度，该植物的T点将________(填“左移”“右移”或“不变”)，原因是___________________________ ____________________________________________________________________。 【答案】(1)基质　(2)排除处理温度对光合作用和呼吸作用测定结果的持续影响　(3)乙　(4)左移　光合作用固定的CO2的量会减少，温度降低后呼吸作用释放的CO2的量与之相当 【解析】(1)光合作用暗反应的场所在叶绿体基质，因此其所需的酶位于叶绿体的基质。 (2)“再置于生境温度(30 ℃)下测定相关数据”的目的是排除处理温度对光合作用和呼吸作用测定结果的持续影响，使实验结果更具可比性。 (3)乙可在更高的温度下正常进行生命活动，因此乙更适合用于炎热地区的绿化种植。(4)若降低光照强度，该植物的T点将左移，因为光照强度降低，光合作用下降，光合作用固定的CO2量会减少，温度降低后呼吸作用释放的CO2的量与之相当。 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 细胞呼吸和光合作用 目录 01 析·考情精解 2 02 构·知能架构 3 03 串·核心通络 4 核心整合一 光合作用和细胞呼吸的过程 4 自查探针 4道真题选改判，“探”出薄弱点，“诊”明提分路！ 核心串讲 串讲1 有氧呼吸和无氧呼吸的比较 串讲2 绿叶中色素的提取和分离实验要点 串讲3 光合作用的原理 串讲4 光合作用与细胞呼吸的比较 能力进阶 能力1 “三看法”判断细胞呼吸类型 能力2 “模型法”表示C3和C5等物质含量变化 核心整合二 影响光合作用和细胞呼吸的因素 9 自查探针 6道真题选改判，“探”出薄弱点，“诊”明提分路！ 核心串讲 串讲1 影响细胞呼吸与光合作用的因素以及曲线分析 串讲2 光合作用的相关曲线 能力进阶 能力1 光合速率与呼吸速率的常用表示方法 能力2 光合作用与细胞呼吸实验的设计技巧 04 破·题型攻坚 15 真题动向 引入科技前沿、农业生产实践等新情境、融合新概念反套路命题！ 命题预测 考向1 细胞呼吸及其应用 考向2 光合作用的过程及影响因素 考向3 细胞呼吸与光合作用综合考查 05 拓·素养提升 23 素养链接 情境拓展 高考预测 7道最新模拟，精准预测素养考向 命题轨迹透视 从近三年高考试题来看，细胞呼吸和光合作用属于高频必考点。考查题型：以选择题实验分析与探究题、图文分析题的形式出现，通过坐标曲线（如光照强度-光合速率曲线）、装置图（如密闭培养装置）、代谢流程图等，考查对数据和图像的解读能力，以及知识的迁移应用。命题趋势：命题越来越多地结合农业生产（如作物抗逆性、产量提升）、生态修复（如污染物降解）、生物技术（如基因工程调控光合效率）等真实情境，强调知识的实际应用。核心素养导向：生命观念：通过考查光合与呼吸的物质和能量转换 等生命观念；科学思维：要求考生基于实验证据进行逻辑推理、归纳概括；科学探究：引导考生设计实验、分析实验变量、评价实验方案；社会责任：结合农业生产、生态保护等情境，考查考生运用生物学知识解决实际问题的意识。 高考命题风向 新情境：水通道蛋白NtPIP基因过量表达的油菜为研究对象、以对硝基苯酚（一种难降解污染物）的生物降解为背景，设置栅藻（真核生物）与细菌的原始合作实验、技术结合（如冷冻电镜成像、荧光标记追踪）。新考法：分子机制与生理生态的结合、逆向推导代谢路径、从微生物与藻类的原始合作关系出发，分析其协同降解污染物的过程。新角度：结合根细胞呼吸速率、氧浓度变化、通过对硝基苯酚浓度梯度实验，探究化学污染物对藻类光合放氧的调控作用。 考点频次总结 考点 2025年 2024年 2023年 细胞呼吸和光合作用的过程 河南卷T1，3分 河北卷T1，3分 甘肃卷T1，3分 甘肃卷T1，3分 浙江6月卷T1，2分 浙江1月卷T1，2分 浙江1月卷T1，2分 山东卷T1，2分 天津卷T1，3分 细胞呼吸和光合作用的影响因素 四川卷T3，3分 北京卷T6，3分 广西卷T3，3分 甘肃卷T4，3分 全国新课标T7，6分 湖南卷T1，3分 福建卷T1，3分 2026命题预测 预计在2026年高考中，2026 年细胞呼吸和光合作用的命题考查方向将紧扣真实情境、跨模块整合、素养落地三大核心，具体可精简为以下三点：以农业抗逆（如基因调控提升作物耐涝性）、生态修复（如藻菌协同降解污染物）、碳中和（植物固碳与呼吸平衡）为载体，考查知识在实际问题中的迁移。打通分子（基因、酶）—细胞（光合/呼吸过程）—生态（种间关系、物质循环）的知识壁垒，构建 “基因表达→酶活性→代谢速率→生物性状” 的逻辑链条。聚焦实验探究（实验设计、方案评价）、数据处理（光合/呼吸速率计算、曲线关键点分析）、逆向推理（根据代谢产物推导路径），强化科学思维与探究能力的落地。 核心整合一 光合作用和细胞呼吸的过程 1.（2025·山东等级考）无氧呼吸的两个阶段均不产生NADH。（　 　） 2.（2025·山东等级考）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。（　 　） 3.（2024·安徽选择考）[H]与氧结合生成水并形成ATP的过程发生在线粒体基质和内膜上。（　 　） 4.（2023·广东高考）还原型辅酶Ⅰ参与呼吸作用并在线粒体内膜上作为反应物。（　 　） 串讲1 有氧呼吸和无氧呼吸的比较 1.比较有氧呼吸与无氧呼吸的异同 项目 有氧呼吸 无氧呼吸 不同点 条件 需氧 不需氧 场所 细胞质基质线粒体(主要场所) 细胞质基质 分解程度 葡萄糖被彻底分解 葡萄糖分解不彻底 产物 CO2、H2O 乳酸或酒精和CO2 能量释放 大量能量 少量能量 相同点 反应条件 需酶和适宜温度 本质 氧化分解有机物，释放能量，生成ATP 过程 第一阶段从葡萄糖到丙酮酸完全相同 意义 为生物体的各项生命活动提供能量 2.有氧呼吸总反应式及无氧呼吸两种类型的总反应式 (1)有氧呼吸总反应式C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量 (2)无氧呼吸产酒精总反应式C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋能量 (3)无氧呼吸产乳酸总反应式C6H12O62C3H6O3＋能量 3.有氧呼吸与无氧呼吸作用过程图 串讲2 绿叶中色素的提取和分离实验要点 1.原理 (1)提取原理：色素能溶解在有机溶剂无水乙醇中。 (2)分离原理：不同色素在层析液中的溶解度不同，导致其在滤纸条上扩散的速度不同。 2.重要材料 (1)二氧化硅：有助于研磨充分。 (2)碳酸钙：防止研磨中色素被破坏。 (3)无水乙醇：溶解色素。 3.实验结果：滤纸条上从上到下四条色素带依次为胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b。 串讲3 光合作用的原理 比较项目 光反应 暗反应 条件 色素、酶、水、ADP、NADP＋、Pi，必须有光 多种酶、ATP、NADPH、CO2、C5，有无光均可 场所 在叶绿体内的类囊体薄膜上进行 在叶绿体基质中进行 物质转化 ①水的光解： 2H2O4H＋＋O2； ②ATP的合成： ADP＋Pi＋能量ATP； ③NADPH的合成： NADP＋＋H＋NADPH ①CO2的固定：CO2＋C52C3；　②C3的还原：2C3(CH2O)＋C5 (注：在C3还原时，NADPH作为还原剂，并提供能量) 能量转化 光能→ATP和NADPH中活跃的化学能 ATP和NADPH中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能 实质 光能转换为化学能，并放出O2 同化CO2形成有机物，将活跃化学能转换为稳定化学能 关系 光反应为暗反应提供NADPH和ATP；暗反应为光反应提供NADP＋、ADP和Pi 串讲4 光合作用与细胞呼吸的比较 比较项目 光合作用 呼吸作用 发生范围 含叶绿体的植物细胞；光合细菌（如蓝细菌）等 所有活细胞 发生场所 叶绿体（真核生物）细胞质（原核生物） 真核细胞：有氧呼吸为细胞质基质、线粒体；无氧呼吸为细胞质基质 原核细胞：细胞质基质和细胞膜 发生条件 只在光下进行 有光、无光都能进行 物质变化 无机物有机物 有机物无机物 能量变化 光能→化学能 化学能→ATP中活跃的化学能、热能 实质 无机物有机物；储存能量 有机物无机物（或简单有机物）；释放能量 能量转化的联系 元素转移的联系 C：CO2（CH2O）丙酮酸CO2 O：H2OO2H2O H：H2OH＋―→NADPH（CH2O）[H]H2O 过程联系 能力1 “三看法”判断细胞呼吸类型 能力解读 （1）一看——反应物和产物 ①消耗O2或产物中有H2O，一定存在有氧呼吸。 ②产物中有酒精或乳酸，一定存在无氧呼吸。 （2）二看——物质的量的关系 根据CO2释放量与O2消耗量判断 ①不消耗O2，释放CO2→只进行产酒精的无氧呼吸。 ②不消耗O2，不释放CO2→只进行产乳酸的无氧呼吸或细胞已死亡。 ③CO2释放量等于O2吸收量→只进行有氧呼吸或既进行有氧呼吸又进行产乳酸的无氧呼吸。 ④CO2释放量大于O2吸收量→既进行有氧呼吸又进行产酒精的无氧呼吸。 （3）三看——反应的场所 ①真核细胞：若整个细胞呼吸过程均在细胞质基质中进行，则为无氧呼吸；若部分过程在线粒体中进行，则为有氧呼吸。 ②原核细胞：原核细胞没有线粒体，故原核细胞的细胞呼吸在细胞质基质和细胞膜上进行，其呼吸方式应根据产物判断。 【技法拨云见日】 不同生物无氧呼吸的产物不同，其直接原因在于催化反应的酶不同，根本原因在于控制酶合成的基因不同。有些生物在特殊情况下无氧呼吸方式会发生改变，根本原因是基因的选择性表达。 典题示例1.(2025·八省联考内蒙古卷)某酵母菌以葡萄糖为底物的3种呼吸途径中，部分物质变化如图，下列叙述正确的是(　　) A.途径二葡萄糖中的能量最终都转移到了乙醇和少量ATP中 B.途径二和途径三的存在，降低了酵母菌对环境的适应力 C.酵母菌仅通过途径三不能获得满足生长必需的能量 D.生物界中，途径一仅发生在具有线粒体的细胞中 能力2 “模型法”表示C3和C5等物质含量变化 能力解读 典题示例2.高温是制约世界粮食安全的因素之一，高温往往使植物叶片变黄、变褐。研究发现平均气温每升高1 ℃，水稻、小麦等作物减产约3%～8%。关于高温下作物减产的原因，下列叙述错误的是(　　) A．呼吸作用变强，消耗大量养分 B．光合作用强度减弱，有机物合成减少 C．蒸腾作用增强，植物易失水发生萎蔫 D．叶绿素降解，光反应生成的NADH和ATP减少 核心整合二 影响光合作用和细胞呼吸的因素 1.（2025·安徽选择考）叶绿体中的ATP合成酶，可将光能直接转化为ATP中的化学能。（　 　） 2.（2025·河北选择考）类囊体膜上消耗H2O、而线粒体基质中生成H2O。（　 　） 3.（2025·河北选择考）叶绿体基质中消耗CO2，而线粒体基质中生成CO2。（　 　） 4.（2025·河北选择考）类囊体膜上生成O2，而线粒体内膜上消耗O2。（　 　） 5.（2025·安徽选择考T16）光合作用光反应实质是光能引起的氧化还原反应，最终接受电子的物质（最终电子受体）是　　　　　，而最终提供电子的物质（最终电子供体）是　　　　　。 6.（2025·安徽选择考T16）给小球藻提供18O2，在小球藻合成的有机物中检测到了18O，其最可能的转化途径是　　　　　。 串讲1 影响细胞呼吸与光合作用的因素以及曲线分析 1.影响细胞呼吸的主要外部因素 因素 原理 曲线 温度 主要影响酶活性 O2 浓度 O2是有氧呼吸所必需的，且O2对无氧呼吸有抑制作用 CO2 浓度 CO2是细胞呼吸的产物，积累过多会抑制细胞呼吸的进行 水 水作为有氧呼吸的原料，自由水含量较高时细胞呼吸旺盛 2.影响光合作用的主要外部因素及曲线分析 （1）单因子对光合速率的影响 因素 原理 曲线 分析 光照 强度 光照强度影响光反应，制约ATP及NADPH的产生，进而制约暗反应 A点：只进行细胞呼吸，不进行光合作用； A～B段(不含A、B点)，呼吸速率>光合速率； B点：光合速率＝呼吸速率； B点之后：光合速率>呼吸速率 CO2 浓度 CO2影响暗反应阶段，制约C3的形成 图1 图2 图1：A点表示CO2补偿点，此点植物代谢特点为光合速率与呼吸速率相等； 图2：A′点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度。B点和B′点对应的CO2浓度都表示CO2饱和点 温度 主要影响酶的活性 A～B段，在B点之前，随着温度升高，光合速率增大； B点为光合作用相关酶的最适温度，此时光合速率最大； B～C段，随着温度升高，酶的活性下降，光合速率减小； D点，光合速率与呼吸速率相等 水 水是光合作用的原料，还能影响气孔的开闭，间接影响CO2进入植物体内 图1 图2 图2中E处光合作用强度暂时降低，是因为此时温度高，蒸腾作用过强，部分气孔关闭，影响了CO2的供应 （2）多因子对光合速率的影响 上述图A、B、C中的曲线分析：P点之前时，限制光合速率的主要因素应为横坐标所表示的因子，随着该因子的不断加强，光合速率不断提高。当达到Q点时，横坐标所表示的因子不再是影响光合速率的因素，要想提高光合速率，可采取适当提高图示中的其他因子的方法。 串讲2 光合作用的相关曲线 1.光合作用的日变化曲线 (1)图1中de段和fg段下降的原因分别是由于气孔部分关闭，二氧化碳吸收减少；由于光照强度减弱，二氧化碳吸收减少。 (2)图2中植物体光合与呼吸速率相等点有c和g点，净光合速率大于0的区段为cg，一昼夜后植物的干重变化为增加。 2.深度解读总光合速率与呼吸速率的关系 (1)净光合速率：可以用有机物积累量、O2释放量、CO2吸收量表示。 (2)呼吸速率：可以用黑暗环境中有机物或O2消耗量、CO2产生量表示。 (3)总（真正）光合速率：可以用有机物或O2产生量、CO2固定量表示。 3.光补偿点、光饱和点的移动 （1）饱和点与补偿点的含义与植物生长的关系解读 ①饱和点代表植物在一定条件下的最大光合作用能力。在一定条件下，饱和点越大，表示植物的光合作用能力越强。 ②补偿点表示植物在一定条件下开始生长（积累有机物）的临界值，高于补偿点，植物开始生长；低于补偿点，植物会净消耗有机物。补偿点低，说明植物在较弱光照或低CO2浓度下就能生长。 ③通常，阴生植物的光补偿点和光饱和点都比阳生植物的低，由此可以区分判断阴生植物和阳生植物。 （2）光合作用与细胞呼吸曲线中的“关键点”移动分析 ①A点：代表呼吸速率，细胞呼吸增强，A点　下移　；反之，A点　上移　。 ②B点与C点的变化（注：只有横坐标为自变量，其他条件不变） 条件 B点（补偿点） C点（饱和点） 适当增大CO2浓度（或光照强度） 左移 右移 适当减小CO2浓度（或光照强度） 右移 左移 土壤缺Mg2＋ 右移 左移 ③D点：代表最大光合速率，若增大光照强度或增大CO2浓度使光合速率增大时，D点向右上方移动；反之，D点向左下方移动。 【易错一笔勾销】细胞呼吸速率增加，其他条件不变时，CO2（或光）补偿点应右移，反之左移。 能力1 光合速率与呼吸速率的常用表示方法 能力解读 项目 含义 表示方法（单位面积的叶片在单位时间内的变化量） O2 CO2 有机物 真正光合速率 植物在光下实际合成有机物的速率 O2产生（生成）速率或叶绿体释放O2量 CO2固定速率或叶绿体吸收CO2量 有机物产生（制造、生成）速率 净光合速率 植物有机物的积累速率 植物或叶片或叶肉细胞O2释放速率 植物或叶片或叶肉细胞CO2吸收速率 有机物积累速率 呼吸速率 单位面积的叶片在单位时间内分解有机物的速率 黑暗中O2吸收速率 黑暗中CO2释放速率 有机物消耗速率 典题示例1.(2024·全国甲卷)在自然条件下，某植物叶片光合速率和呼吸速率随温度变化的趋势如图所示。回答下列问题。 (1)该植物叶片在温度a和c时的光合速率相等，叶片有机物积累速率________(填“相等”或“不相等”)，原因是_______________________。 (2)在温度d时，该植物体的干重会减少，原因是_____________________　__________________。 (3)温度超过b时，该植物由于暗反应速率降低导致光合速率降低。暗反应速率降低的原因可能是___________________________________。(答出一点即可) (4)通常情况下，为了最大程度地获得光合产物，农作物在温室栽培过程中，白天温室的温度应控制在__________________________最大时的温度。 能力2 光合作用与细胞呼吸实验的设计技巧 能力解读 1.实验设计中必须注意三点 ①变量的控制手段，如光照强度的强弱可用不同功率的灯泡(或相同功率的灯泡，但与植物的距离不同)进行控制，不同温度可用不同恒温装置控制，CO2浓度的大小可用不同浓度的CO2缓冲液来调节。 ②对照原则的应用，不能仅用一套装置通过逐渐改变其条件进行实验，而应该用一系列装置进行相互对照。 ③无论哪种装置，在光下测得的数值均为“净光合作用强度”值。 2.解答光合作用与细胞呼吸的实验探究题时必须关注的信息是加“NaOH”还是加“NaHCO3”；给予“光照”处理还是“黑暗”处理；是否有“在温度、光照最适宜条件下”等信息。 典题示例2.(2025·辽宁卷)Rubisco是光合作用暗反应中的关键酶。科研人员将Rubisco基因转入某作物的野生型(WT)获得该酶含量增加的转基因品系(S)，并做了相关研究。实验结果表明，这一改良提高了该作物的光合速率(如下图)和产量潜力。回答下列问题。 (1)Rubisco在叶绿体的________中催化________与CO2结合。部分产物经过一系列反应形成(CH2O)，这一过程中能量转换是_________________________________________________。 (2)据图分析，当胞间CO2浓度高于B点时，曲线②与③重合是由于____________不足。A点之前曲线①和②重合的最主要限制因素是____________。胞间CO2浓度为300 μmol·mol－1时，曲线①比②的光合速率高的具体原因是__________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________。 (3)研究发现，在饱和光照和适宜CO2浓度条件下，S植株固定CO2生成C3的速率比WT更快。使用同位素标记的方法设计实验直接加以验证，简要写出实验思路。________________________________________________________________________________ 1.(2025·江苏卷，2)关于人体细胞和酵母细胞呼吸作用的比较分析，下列叙述正确的是(　　) A.细胞内葡萄糖分解成丙酮酸的场所不同 B.有氧呼吸第二阶段都有O2和H2O参与 C.呼吸作用都能产生[H]和ATP D.无氧呼吸的产物都有CO2 2.(2025·河北卷，4)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(　　) A.类囊体膜上消耗H2O，而线粒体基质中生成H2O B.叶绿体基质中消耗CO2，而线粒体基质中生成CO2 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，而线粒体基质中分解有机物 3.(2025·河南卷，4)甜菜是我国重要的经济作物之一，根中含有大量的糖分。研究表明呼吸代谢可影响甜菜块根的生长，其中酶Ⅰ在有氧呼吸的第二阶段发挥催化功能，该酶活性与甜菜根重呈正相关。下列叙述正确的是(　　) A.酶Ⅰ主要分布在线粒体内膜上，催化的反应需要消耗氧气 B.低温抑制酶Ⅰ的活性，进而影响二氧化碳和NADH的生成速率 C.酶Ⅰ参与的有氧呼吸第二阶段是有氧呼吸中生成ATP最多的阶段 D.呼吸作用会消耗糖分，因此在生长期喷施酶Ⅰ抑制剂会增加甜菜产量 4．(2025·安徽，16)为探究水通道蛋白NtPIP对作物耐涝性的影响，科研小组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)条件下的根细胞呼吸速率和氧浓度，结果见图1。 回答下列问题： (1)据图1分析，低氧胁迫下，NtPIP基因过量表达会使根细胞有氧呼吸____________，原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 有氧呼吸第二阶段丙酮酸中的化学能大部分被转化为____________中储存的能量。 (2)科学家早期在探索有氧呼吸第二阶段代谢路径时发现，在添加丙二酸的组织悬浮液中加入分子A、B或C时，E增多并累积(图2a)；当加入F、G或H时，E也同样累积(图2b)。根据此结果，针对有氧呼吸第二阶段代谢路径提出假设：____________________________。 (3)科研小组还发现，低氧条件下，NtPIP基因过量表达株的叶片净光合速率高于野生型。结合根细胞呼吸速率的变化分析，其原因是_________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)光合作用光反应实质是光能引起的氧化还原反应，最终接受电子的物质(最终电子受体)是________，而最终提供电子的物质(最终电子供体)是________。 命题解读 新情境：以水通道蛋白NtPIP基因过量表达的油菜为实验材料，结合正常供氧（AT）和低氧（HT，模拟洪涝）的环境条件，探究该基因对作物耐涝性的影响，同时关联了有氧呼吸第二阶段代谢路径的探索情境。 新角度：将水通道蛋白基因功能与作物的低氧胁迫响应相结合，从根细胞呼吸速率、氧浓度变化的角度，分析基因过量表达对细胞有氧呼吸的调控机制，体现了分子生物学与生理生态学的交叉应用。 新考法： 要求结合根细胞呼吸速率、氧浓度变化，综合分析基因过量表达对有氧呼吸的影响，强调对实验数据的深度解读。将基因功能、细胞呼吸与光合作用的电子传递链等知识点串联，考查对植物代谢整体性的理解和综合运用能力。 5．(2025·湖南，17)对硝基苯酚可用于生产某些农药和染料，其化学性质稳定。研究发现，某细菌不能在无氧条件下生长，在适宜条件下能降解和利用对硝基苯酚，并释放CO2。在Burk无机培养基和光照条件下，培养某栅藻(真核生物)的过程中，对硝基苯酚含量与栅藻光合放氧量的关系如图a。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情况，开展了Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ组对比实验，结果如图b。回答下列问题： (1)栅藻的光合放氧反应部位是________(填细胞器名称)。图a结果表明，对硝基苯酚________栅藻的光合放氧反应。 (2)细菌在利用对硝基苯酚时，限制因子是__________。 (3)若Ⅰ中对硝基苯酚含量为20 mg·L－1，培养10 min后，推测该培养液pH会____________，培养液中对硝基苯酚相对含量______________。 (4)细菌与栅藻通过原始合作，可净化被对硝基苯酚污染的水体，理由是____________ _________________________________________________________________________。 命题解读 新情境：以对硝基苯酚（一种难降解污染物）的生物降解为背景，设置栅藻（真核生物）与细菌的原始合作实验，通过测定光合放氧量、对硝基苯酚含量等指标，探究二者联合净化污染水体的机制，同时关联了光照、通气等环境条件的影响。 新角度： 原始合作的生态功能：从微生物与藻类的原始合作关系出发，分析其协同降解污染物的过程，将种间关系与生物修复的实际应用相结合。 污染物对光合作用的影响：通过对硝基苯酚浓度梯度实验，探究化学污染物对藻类光合放氧的调控作用，体现了环境胁迫与生理代谢的关联。 新考法： 通过 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 组的对比实验，要求分析单一物种与联合体系的降解效率差异，考查基于实验设计的逻辑推理能力。将光合作用的场所、细菌的代谢类型、生态种间关系等知识点串联，考查对生态系统功能与生物代谢的综合理解。 6．(2024·新课标，31)某同学将一种高等植物幼苗分为4组(a、b、c、d)，分别置于密闭装置中照光培养，a、b、c、d组的光照强度依次增大，实验过程中温度保持恒定。一段时间(t)后测定装置内O2浓度，结果如图所示，其中M为初始O2浓度，c、d组O2浓度相同。回答下列问题： (1)太阳光中的可见光由不同颜色的光组成，其中高等植物光合作用利用的光主要是______________________，原因是__________________________________________________ ______________________________________________________________________________。 (2)光照t时间时，a组CO2浓度____________(填“大于”“小于”或“等于”)b组。 (3)若延长光照时间，c、d组O2浓度不再增加，则光照t时间时a、b、c中光合速率最大的是______组，判断依据是_________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)光照t时间后，将d组密闭装置打开，并以c组光照强度继续照光，其幼苗光合速率会__________(填“升高”“降低”或“不变”)。 命题解读 新情境：以密闭装置中不同光照强度下高等植物幼苗的培养实验为背景，通过测定装置内O₂浓度变化，探究光照强度对植物光合与呼吸作用的综合影响，实验全程保持温度恒定，且c、d 组最终O₂浓度相同。 新角度：光质的生理功能：从可见光的组成出发，考查植物光合作用对不同色光的利用偏好，将物理光学知识与光合色素的生理特性相结合。 密闭体系的代谢稳态：分析密闭装置中O₂、CO₂浓度的动态变化，关联光合速率与呼吸速率的平衡关系，体现了对植物代谢整体性的考查。 新考法： 通过a、b、c、d组的O₂浓度差异，反向推导不同光照强度下的光合速率变化，考查基于实验结果的逻辑分析能力。 考向1 细胞呼吸及其应用 1．【融合新概念】（2026·云南·模拟预测）土壤呼吸主要包括土壤微生物呼吸、植物地下部分呼吸和土壤动物呼吸，以及非生物释放CO2。同一农田在三种土壤含水量（水淹、偏湿和适中）条件下土壤温度和土壤呼吸速率的关系如图。下列说法正确的是（    ） A．为加速完成该实验，可选不同作物的农田分别水淹、偏湿和适中处理 B．含水量适中时，土壤温度越高，土壤呼吸速率越大，释放的CO2越多 C．一定温度范围内，水淹处理导致土壤呼吸速率下降，释放的CO2减少 D．水淹时土壤生物主要进行无氧呼吸，土壤呼吸释放的CO2来自非生物 2．【农业经济作物甜菜与学科知识结合】（2026·四川攀枝花·一模）农业生产中，田地低洼处易积水，影响作物根细胞的呼吸作用。据研究，某作物根细胞的呼吸作用与甲、乙两种酶有关，水淹过程中两种酶活性变化如下图所示。在水淹第3天时，测得作物根的（CO2释放量为0.4μmol·g-1·min-1，O2吸收量为0.2μmol·g-1·min-1（呼吸底物为葡萄糖，且不考虑乳酸发酵）。下列说法正确的是（    ） A．最可能参与有氧呼吸的酶是甲，参与无氧呼吸的酶是乙 B．随着水淹天数增加，与有氧呼吸相关酶的活性将持续减弱 C．水淹第3天时，根的无氧呼吸强度是有氧呼吸强度的3倍 D．根无氧呼吸消耗的葡萄糖中的能量大部分以热能形式散失 3．【农业经济作物甜菜与学科知识结合】（2025·广西南宁·一模）细胞呼吸是影响果蔬储藏品质的关键。研究发现，草莓储藏过程中，呼吸熵（CO2释放量/O2吸收量）能反映草莓细胞的呼吸代谢类型。科研人员在密闭环境中分别测定了不同温度下草莓的最长储藏时间、储藏末期可溶性糖的消耗量，并计算了呼吸熵的变化（初始值为1.0），部分结果如下表所示（假定呼吸作用的底物均为葡萄糖）。下列说法正确的是（　　） 储藏温度/℃ 最长储藏时间/h 糖消耗总量/（mg⋅） 储藏末期呼吸熵 0 240 18 1.8 5 96 5 1.1 20 24 10 3.5 A．储藏温度越低，草莓细胞呼吸产生的酒精越多，从而对草莓的品质影响越大 B．20℃时储藏末期的呼吸熵最大，说明此时有氧呼吸最强且无氧呼吸最弱 C．0℃时可溶性糖消耗量最大，主要原因是可溶性糖转化成纤维素等结构物质 D．据实验推测，使用密闭盒在冰箱（约4～6℃）中保鲜草莓的时间不宜超过4天 考向2 光合作用的过程及影响因素 4．【融合新概念】（2026·河北·一模）光合磷酸化是植物叶绿体的类囊体膜或光合细菌的载色体利用光能将ADP与无机磷酸合成ATP的过程。其核心机制为光驱动电子传递形成跨膜质子梯度，通过ATP合酶催化磷酸化反应生成ATP，光合磷酸化的机制如图所示，PSⅠ、PSⅡ是由光合色素等物质组成的复合物。回答下列问题： (1)植物体内有光敏色素，其分布在植物体的 部位。光敏色素主要吸收 光。 (2)由图可知，PSⅠ的功能是 。类囊体腔中H+浓度高于叶绿体基质，其意义是 。 (3)NADPH在光合作用中的作用是 。图示中PQ受损会导致NADPH含量下降，原因是 。 5．【农业经济作物甜菜与学科知识结合】（2026·重庆·一模）在盐碱地农业场景中，作物受盐胁迫导致光合效率低下、活性氧（ROS）过量积累，急需高效、安全且适配农业生产的作物生长促进与抗逆手段。 (1)碳点被誉为“纳米世界里的萤火虫”，是一类尺寸极小、主要由碳元素构成的、可降解且能发出荧光的纳米材料。研究人员试图用碳点纳米材料辅助作物抗逆，与传统金属（铜、银等）纳米材料抗逆相比较，从环境保护和人体健康的角度分析碳点纳米材料具有的优点是 （至少答2点）。 (2)研究人员以谷胱甘肽和甲酰胺为原料制备得到的碳点，在紫外光照射下具有双发射荧光特性，其碳核结构发射蓝光，表面官能团发射红光，与植物细胞中 （填色素名称）的吸收光谱适配。施用碳点纳米材料后，碳点经根系吸收后通过维管束转运至叶肉细胞叶绿体附近，推测短时间内作物细胞内的C3含量会 （填“升高”或“降低”）。 (3)在玉米幼苗体内实验中，水培条件下（处理7天）植株鲜重与碳点浓度的关系如图所示，根据图示信息可得出结论： 。 (4)盐胁迫环境（可用NaCl溶液模拟）会提高作物的活性氧（ROS）含量，为了探究碳点是否具有缓解活性氧（ROS）升高的作用，请设计实验并简要写出实验思路： 。 考向3 细胞呼吸与光合作用综合考查 6．【农业经济作物甜菜与学科知识结合】（2025·甘肃·模拟预测）甘肃“禾尚头”小麦是中国国家地理标志产品，一直是干旱地区的粮食作物支柱。小麦植株的光合作用与有氧呼吸的部分过程如图1，①～④表示相关生理过程；在最适温度下，小麦叶片的净光合速率（用CO2吸收速率表示，单位是mg·m-2·h-1）变化如图2，净光合速率等于总光合速率与呼吸速率之差。回答下列问题。 (1)图1中过程①发生在叶肉细胞的 中，过程④属于有氧呼吸的第 阶段。 (2)图2中B点时，小麦能完成的图1中的生理过程有 （填序号），C点时，限制净光合速率不再增加的环境因素主要是 （填“光照强度”“温度”或“CO2浓度”）。 (3)如果将一株小麦先放置在图2中A点对应的条件下4h，再放置在B点对应的条件下6h，然后放置在C点对应的条件下14h，则在这24h内该植物每平方厘米叶面积的有机物积累量（用CO2吸收量表示）为 mg。 (4)现有甲、乙两组小麦幼苗，某同学欲验证“干旱会导致小麦幼苗气孔开放程度降低，施加外源NO可减轻干旱对气孔开放程度的限制”。请补全实验思路和预期结果。 实验思路：①将甲、乙两组幼苗放置在非干旱条件下培养一段时间测量气孔开放程度。 ②将甲组置于干旱条件下，乙组的处理是 ，其他条件相同且适宜，培养一段时间后，测量两组幼苗的气孔开放程度。 预期结果：甲、乙两组在非干旱条件下气孔开放程度相近；干旱条件下，甲组的气孔开放程度降低，乙组的气孔开放程度 （填“高于”“等于”或“低于”）甲组的气孔开放程度。 7．【农业经济作物甜菜与学科知识结合】（25-26高三上·重庆大足·月考）位于铜梁区的中国农业科学院蔬菜花卉研究所西南研发中心的玻璃温室大棚内，色彩艳丽、个头饱满的小番茄挂满枝头。在温室中种植小番茄，光照强度和CO2浓度是制约产量的主要因素。铜梁冬季温室的平均光照强度约为200μmol•m-2•s-1，CO2浓度约为400μmol•m-2•s-1。为提高温室小番茄产量，有人测定了补充光照和CO2后小番茄植株相关生理指标，结果见下表。回答下列问题。 组别 光照强度 μmol•m⁻2•s⁻1   CO2浓度 μmol•mol⁻¹ 净光合速率 μmol•m⁻²•s⁻¹ 气孔导度 mol•m⁻²•s⁻1 叶绿素含量 mg•g⁻¹ 对照 240 360 6.5 0.08 45.8 甲 480 360 13.0 0.15 65.6 乙 240 720 10.0 0.08 55.3 (1)小番茄植株叶肉细胞的光合色素分布在 上，该场所实现的能量转化是 。色素对特定波长光的吸收量可反映色素的含量，为减少类胡萝卜素的干扰，应选择 光来测定叶绿素含量。 (2)与对照组相比，甲组净光合速率更高，结合表中数据，分析原因可能是 ，若要获得各组小番茄植株的真正光合作用速率，还应 (填简要思路)。 (3)根据本研究结果，在冬季温室种植小番茄的过程中，若只能从(CO₂浓度加倍或光照强度加倍中选择一种措施来提高小番茄产量，应选择 。依据是 。 8．【农业经济作物甜菜与学科知识结合】（2025·贵州·二模）研究表明，在应对逆境胁迫时器官脱落通常与糖类的储存量减少有关。科研人员在利用饥饿胁迫诱导龙眼果实脱落的实验中发现，幼果期 （果皮呈绿色）的果实脱落速度显著慢于发育中期、后期。为探究导致这种差异的作用机理，研究团队对3个时期的果实进行了相关实验，结果如图所示，请回答下列问题： (1)植物在进行光合作用时，CO2先与叶绿体内的 结合而被固定，形成的产物还原为糖需接受光反应合成的 中的化学能，合成的糖分子再运输到果实等器官中。 (2)科研人员把坐果量相近的果穗枝条离体置于黑暗条件下，并扦插入清水中，同时摘除果穗枝条上的叶片，根据图甲的实验目的分析，摘除叶片的目的是 。 (3)图乙结果显示，随着透光度增加，只有幼果期果实的呼吸耗氧量测定值呈现负数，推测可能原因是 。 (4)综合以上分析，幼果期果实脱落显著慢于发育中期、后期的两个原因是 。 情境拓展·增加储备（2024-2025热点聚焦） 1.化学渗透假说 学说内容：1961年，米切尔（Peter Mitchell）提出了化学渗透假说： ①线粒体（叶绿体）的电子传递链将H＋由线粒体基质（叶绿体基质）泵入线粒体内、外膜间基质（类囊体基质）； ②线粒体内膜（类囊体薄膜）不允许H＋回流，膜内外产生H＋浓度梯度； ③H＋顺浓度梯度回流释放能量合成ATP。 2.光合磷酸化和氧化磷酸化 电子传递链和光合磷酸化 电子传递链和氧化磷酸化 发生的生理作用 光合作用 有氧呼吸 反应过程 不同点 场所 叶绿体类囊体薄膜 线粒体内膜 光照 需要光 不需要光 电子供 体/受体 电子供体是H2O，电子受体是NADP＋ 电子供体是NADH，电子受体是O2 相同点 电子传递过程中所形成的H＋梯度作为动力，在ATP合酶的作用下，催化ADP磷酸化成ATP 1．(不定项)(2025·岳阳模拟)ADH(乙醇脱氢酶)和LDH(乳酸脱氢酶)是无氧呼吸的关键酶。科研人员探究Ca2＋对淹水胁迫辣椒幼苗根无氧呼吸的影响，一个辣椒幼苗细胞内可能存在的部分代谢途径如图甲所示，实验结果如图乙所示。下列叙述错误的是(　　) A．检测到水淹的辣椒幼苗根有CO2的产生，不能判断是否有酒精生成 B．辣椒幼苗根每个细胞无氧呼吸只能产生乳酸或乙醇一种产物 C．与淹水组相比，Ca2＋影响ADH、LDH的活性，能减少乙醛和乳酸积累造成的伤害 D．ADH和LDH催化反应释放的能量，大部分以热能形式散失，少部分合成ATP 2．(不定项)(2025·日照三模)处于北极的一种金鱼肌细胞在长期进化过程中形成了一种“分解葡萄糖产生乙醇(－80 ℃不结冰)”的奇异代谢过程，该金鱼代谢部分过程如图所示。下列叙述错误的是(　　) A．过程③⑤都只能在极度缺氧环境中才会发生 B．可用酸性重铬酸钾溶液检测过程⑤产生的酒精 C．过程①②③⑤均能生成ATP，其中过程②生成的ATP最多 D．无氧代谢途径由过程②转化为过程⑤，可以缓解[H]积累所引起的酸中毒 3．(2025·烟台二模)如图是某绿藻适应水生环境，提高光合效率的机制图。下列叙述正确的是(　　) A．图中能产生ATP 的结构有细胞质基质和线粒体 B．图中HCO浓度大小为细胞外>细胞质基质>叶绿体基质>类囊体腔 C．水光解产生的H＋可进一步形成NADH，为暗反应提供还原剂和能量 D．光反应通过确保暗反应中CO2的供应，帮助该绿藻适应水生环境 4．(2025·长沙二模)某生物兴趣小组在密封容器的两侧放置完全相同的植株A、B，A植株左上角有适宜光源，B植株无光源，中间用挡板隔开(挡板既能遮光又能隔绝气体交换)(如图甲)。然后在适宜条件下培养，一段时间后，撤去挡板继续培养，测定培养过程A植株的光合速率与呼吸速率，得到图乙曲线L1。不考虑温度、水分等因素的影响，下列叙述错误的是(　　) A．a点对应的时刻为测定的起始时刻 B．ab、cd段限制光合速率的因素均为CO2浓度 C．b点为撤去挡板的时刻 D．c点时A植株光合速率等于B植株 5.(2025·江苏南京市、盐城市模拟)放射性同位素在生物实验中被广泛应用，下列有关叙述错误的是(　　) A.给水稻提供14CO2，根细胞在缺氧环境有可能出现14C2H5OH B.给小麦提供14CO2，则14C的转移途径是14CO2→14C3→(14CH2O ) C.用15N标记丙氨酸，内质网上核糖体将有放射性，而游离核糖体则无 D.小白鼠吸入18O2，在尿液、呼出的二氧化碳中有可能分别检测到含有HO、C18O2 6.(2025·山东卷，4)关于细胞以葡萄糖为原料进行有氧呼吸和无氧呼吸的过程，下列说法正确的是(　　) 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 7.(2025·八省联考陕西卷，17改编)温度是影响植物生长发育的重要环境因素之一。科研人员探究了不同温度对甲乙两种植物光合作用和呼吸作用的影响。实验步骤如下：将实验对象置于不同温度处理15分钟，再置于生境温度(30 ℃)下测定相关数据，并以30 ℃处理组的测定值为参照，结果如图(a)、图(b)所示。回答下列问题。 (1)温度变化会影响光合作用相关酶的活性，光合作用暗反应所需的酶位于叶绿体的___________________。 (2)实验步骤中“再置于生境温度(30 ℃)下测定相关数据”的目的是___________________________________。 (3)两种植物中，植物________更适合用于炎热地区的绿化种植。 (4)其他环境因素适宜时，温度对某植物光合速率和呼吸速率影结果如图(c)，T点表示高温温度补偿点。若降低光照强度，该植物的T点将________(填“左移”“右移”或“不变”)，原因是___________________________ ____________________________________________________________________。 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 $