内容正文:
专题02 生物体的能量供应
题型
考情分析
情境猜押
考向预测
细胞呼吸的过程及特点
2021·T5
细胞器的功能异常对细胞呼吸的影响
2022·T16
基因工程对目标菌呼吸作用的影响
2026年重点关注
1.ATP/NADH/NADPH的来源与去向,能量的去向
2.光合作用与呼吸作用的联系
3.影响能量代谢的因素与影响结果
1.蓝细菌或藻类的呼吸作用与光合作用
2.人为改变不同条件或自然条件变化对光合作用的影响
3.基因工程对目标菌光合作用的影响
光合作用的过程及特点
2023·T9
光反应与暗反应过程的物质与能量变化
不同因素对细胞呼吸与光合作用的影响
2025·T15
2024·T15
2021·T15
影响光合作用的因素
考点1 细胞呼吸的过程及特点
1.(2026·河西区·一模)适度低氧下细胞可正常存活,严重低氧可导致细胞死亡。当氧含量低时,线粒体会产生并积累活性氧从而损伤大分子物质和细胞。科研人员用常氧、低氧分别处理大鼠肿瘤细胞,24h后检测肿瘤细胞的线粒体自噬水平,结果如图1所示。用线粒体自噬抑制剂3MA处理肿瘤细胞,检测肿瘤细胞的活性氧含量,结果如图2所示。
注:常氧为20%O2,低氧为10%O2和0.3%O2。
下列相关说法错误的是( )
A.有氧呼吸第三阶段NADH经过一系列化学反应与O2结合释放的能量,大部分以热能形式散失
B.缺氧时,大鼠肿瘤细胞进行无氧呼吸,从而提高利用葡萄糖产生ATP的效率
C.损伤的线粒体可通过线粒体自噬途径,被细胞中的溶酶体降解
D.严重低氧导致肿瘤细胞死亡的原因可能是线粒体自噬不足以清除细胞中的活性氧
1.有氧呼吸
阶段
反应物
产物
场所
一
葡萄糖
丙酮酸、[H]
细胞质基质
二
丙酮酸、H2O
CO2、[H]
线粒体基质
三
O2、[H]
H2O
线粒体内膜
注意:
①三个阶段均产生ATP,第三阶段产生的ATP最多
②[H]为NADH
③有氧呼吸是葡萄糖等有机物彻底氧化分解的过程
2.无氧呼吸
阶段
反应物
产物
场所
一
葡萄糖
丙酮酸、[H]
细胞质基质
二
丙酮酸、H2O
两种情况
①不同生物进行的无氧呼吸过程可能会不同,无氧呼吸第二阶段,丙酮酸有可能会转化为乳酸,也可能会转化为酒精和二氧化碳。
②无氧呼吸只有第一阶段产生ATP,第二阶段则不产生ATP。
3.有氧呼吸和无氧呼吸的共同点(底物:葡萄糖)
①第一阶段相同,均在细胞质基质中进行,均产生丙酮酸和NADH。
②大部分能量都以热能形式散失。
2.严寒环境中的北欧鲫鱼在缺氧时将乳酸转变为酒精,再将酒精经鱼鳃排到水中,其细胞呼吸过程如图所示。
下列分析正确的是( )
A.北欧鲫鱼适应严寒缺氧环境可能与排出酒精有关
B.过程②③都发生在细胞质基质中,均能产生ATP
C.北欧鲫鱼肌细胞与其他组织细胞中催化呼吸作用的酶完全相同
D.图示过程中,葡萄糖中的能量大部分以热能形式散失
1.情境描述
以北欧鲫鱼在严寒缺氧环境下的特殊代谢适应为情境,信息中提到,这种动物的肌肉细胞可以利用葡萄糖进行产乳酸的无氧呼吸,其他组织细胞可以利用乳酸进行产酒精的代谢。
2.作答要点
①对于信息丰富的题目,首先要充分研读信息,基于题目所给信息再结合所学知识进行解答。
②动物细胞进行无氧呼吸的场所位于细胞质基质,无氧呼吸过程中,只有第一阶段才产生ATP。
考点2 光合作用的过程及特点
3.(2026·滨海新区·开学考)有关光合作用过程及能量转化,下列描述错误的是( )
A.光反应场所是叶绿体类囊体薄膜
B.光反应只能在光照下进行,暗反应只能在黑暗条件下进行
C.H⁺与NADP⁺结合形成NADPH,NADPH作为活泼的还原剂,参与暗反应阶段的化学反应
D.暗反应过程的能量转化:NADPH和ATP中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能
1.光合作用的光反应和暗反应
过程
场所
光反应
水O2、[H]、ATP
类囊体薄膜
暗反应
CO2+C5→2C3
2C3C5+糖类
叶绿体基质
注意:
①[H]是NADPH。
②光反应过程中,需要光合色素的参与。光合色素包括类胡萝卜素和叶绿素。
2.能量变化
①光反应:光能→活跃的化学能,这些活跃的化学能储存在NADPH和ATP中
②暗反应:活跃的化学能→稳定的化学能,稳定的化学能主要储存在糖类中
4.在光合作用的探究历程中,人们利用离体的叶绿体进行实验,逐渐探明了水的光解和NADPH的产生过程,如图所示(e-为电子)。
下列分析正确的是( )
A.过程①的完成与叶绿体中的类胡萝卜素无关
B.过程②发生在类囊体的薄膜上并伴随着能量的转换
C.过程①②均可以发生在所有的自养生物体内
D.蓝细菌进行光合作用时,NADPH进入叶绿体基质中并参与C3还原的反应
1.情境描述
题目给出了水的光解过程中物质的变化和NADPH的具体产生过程。
2.作答要点
①水的光解需要需要光合色素参与,而光合色素包括类胡萝卜素和叶绿素。
②NADPH的产生发生在类囊体膜上,伴随着光能转换为化学能的过程。
考点3 不同因素对细胞呼吸与光合作用的影响
5.(2026·部分区·一模)天津小站稻是我国著名优质稻种,科研人员对小站稻的光合作用特性进行研究,发现其光合速率受光照强度、CO2浓度等因素影响。下列相关叙述正确的是( )
A.类囊体薄膜上的光合色素吸收光能后,可直接将CO2固定为C3
B.适当提高田间CO2浓度,可使小站稻光饱和点对应的光照强度升高
C.夏季正午光照过强时,小站稻光合速率下降是因气孔关闭导致水分解受阻
D.遮光处理会使小站稻叶绿体中ATP和NADPH的合成速率持续增加
1.影响光合作用的主要因素
①光照强度:直接影响光反应过程
②CO2浓度:直接影响暗反应过程
③温度:影响酶活性
注意:光反应与暗反应相互影响。
2.在农业生产方面的应用
①从光照入手:合理密植,充分利用光照
②从CO2入手:大棚增施CO₂,提高暗反应速率
③从水入手:适时灌溉,保证水的供给,保证光反应的进行
6.在夏季晴朗的中午,叶表面气孔因关闭而使光合作用减弱,这是因为( )
A.温度过高使酶活性降低,光反应速率减弱
B.CO2供应不足,细胞中五碳化合物含量减少
C.水光解产生的NADPH和③不足
D.CO2供应不足,细胞中三碳化合物含量减少
1.情境描述
注意情境提到了夏季(季节特点是高温)、气孔关闭(阻碍叶片从外界吸收CO2)。
2.作答要点
①与CO2有关的变化直接影响暗反应中C5+CO2→2C3的过程,间接影响2C3→C5+糖类的过程和光反应过程
②与光有关的变化直接影响光反应,间接影响暗反应。
③与温度有关的变化或不适宜,影响光反应和暗反应两个过程中的酶活性。
1.(2026·天津·一模)某生物技术公司利用基因编辑技术改良酵母菌,提高了酿酒过程中乙醇的产量。下列关于基因编辑和酵母菌代谢的叙述,正确的是( )
A.细胞内基因编辑过程中,不需要ATP供能
B.酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段均在细胞质基质中进行,但产物不同
C.改良后的酵母菌乙醇产量提高,可能是其无氧呼吸相关酶的活性增强所致
D.基因编辑后的酵母菌发生了基因突变,属于不可遗传的变异
2.(2026·河西区·期末)图1为某植物光合作用和细胞呼吸过程示意图,图2为探究密闭装置中不同温度对该植物叶肉细胞光合速率和呼吸速率的影响的实验结果。下列叙述正确的是( )
A.图1中产生O2与消耗O2的场所分别为线粒体内膜、类囊体薄膜
B.图2中温度为t2时,叶肉细胞产生的O2的去向仅有被线粒体利用
C.图2中温度为t3时,叶肉细胞的实际光合速率为12.5mg/h
D.图2中温度为t4时,植物体光合速率等于呼吸速率
3.(2026·南开中学·月考)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.若葡萄糖充分反应,则只有无氧组可检测到酒精
C.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
D.若葡萄糖充分反应,有氧组和无氧组产生的CO2比值小于3:1
4.(2026·河东区·一模)为研究肠道菌群在有氧运动能力中的作用,用生理盐水溶解抗生素Abx后,灌入小鼠肠胃中,检测小鼠在跑步机上的运动表现,结果如图。下列分析错误的是( )
A.对照组用相同剂量的生理盐水灌入小鼠肠胃
B.小鼠有氧呼吸产生CO2的阶段不需要氧气的参与
C.Abx组添加抗生素Abx应用了变量原则的“加法原理”
D.结果表明肠道菌群促进了小鼠的有氧运动能力
5.(2026·河北区·一模)格瓦斯的工业化发酵流程为:面包干粉碎→加水浸泡→灭菌→冷却→接种酵母菌、嗜酸乳杆菌→分段发酵→过滤→调味→灌装。已知发酵过程中工业酵母菌可产生淀粉酶,乳酸菌不产生淀粉酶。下列关于该发酵工程的叙述错误的是( )
A.面包干浸泡液灭菌的目的是防止杂菌污染,避免其与菌种竞争营养和产生有害物质
B.酵母菌先通过有氧呼吸增殖,后续通过无氧呼吸产生酒精和CO2
C.分段发酵需控制不同条件,酵母菌增殖期18~30℃,且全程需控制pH为酸性
D.乳酸菌能利用酵母菌分解淀粉产生的葡萄糖进行无氧呼吸,产生乳酸和少量CO2
6.(2026·八校联考·期末)物质运输是进行细胞代谢的保证,下列在人体内不存在的物质运输途径是( )
A.RNA聚合酶:核糖体→细胞质基质→核孔→细胞核
B.转运RNA:细胞核→核孔→细胞质基质→核糖体→细胞质基质
C.O2:血浆→组织液→细胞膜→细胞质基质→线粒体
D.葡萄糖:细胞外→细胞膜→细胞质基质→线粒体
7.(2026·和平区·期末)下图是某生物兴趣小组探究不同条件下光合作用和呼吸作用过程中气体产生情况的实验示意图,装置中的碳酸氢钠溶液可维持瓶内的二氧化碳浓度在恒定水平。下列几种实验结果(给予相同的环境条件),不可能出现的是( )
A.甲、乙装置水滴都左移
B.甲、乙装置水滴都右移
C.甲装置水滴不动,乙装置水滴左移
D.甲装置水滴右移,乙装置水滴左移
8.(2026·东丽区·一模)研究者对接受和未接受力量训练的志愿者肌肉细胞的线粒体嵴密度进行测定,结果如图。下列相关叙述错误的是( )
A.线粒体是细胞产生ATP的主要场所
B.嵴上的酶催化有氧呼吸第二阶段反应
C.力量训练提高了线粒体内膜表面积
D.训练者线粒体的变化有利于增强肌细胞供能
9.(2026·新华中学·月考)细胞中线粒体能够通过分裂实现增殖。分裂时,核基因控制合成的GTP酶有序地排列在线粒体外膜中央的分裂面上,形成环线粒体的纤维状结构。纤维状结构依靠GTP酶催化GTP(鸟苷三磷酸,其与ATP结构相似)水解提供的能量进行收缩,使线粒体分裂完成增殖。下列有关叙述错误的是( )
A.线粒体内的DNA分子在线粒体分裂前进行了复制
B.GTP水解两个磷酸基团后的结构是组成DNA的单体
C.线粒体内膜含有丰富的酶,是有氧呼吸消耗O2的场所
D.GTP酶在核糖体上合成,具有降低化学反应活化能的生理功能
10.(2026·河北区·期中)蔬菜或水果收获后一段时间内细胞仍进行细胞呼吸。某研究小组探究了温度、O2浓度对储存苹果的影响,实验结果如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A.该实验的自变量是温度,因变量是CO2相对生成量
B.据图分析,在3℃、5%O2浓度条件下贮存苹果效果最佳
C.O2浓度大于20%后,苹果细胞产生CO2的场所为细胞质基质
D.低温储存时有机物消耗减少是因为低温破坏呼吸酶的空间结构
11.(2025·重庆·模拟预测)葡萄糖在细胞质基质中的分解是细胞呼吸的重要步骤,下图为该过程示意图,其中酶3是该过程的主要限速酶。癌细胞中丙酮酸一般不进入线粒体继续氧化。分析错误的是( )
A.该过程不需要消耗氧气,消耗并产生ATP,无ATP积累,产物还有还原型辅酶I
B.可用稳定同位素标记的葡萄糖来追踪分解的具体过程,并揭示不同酶的催化作用
C.推测细胞内ATP含量较高时,抑制酶3的活性;ATP含量低时,激活酶3的活性
D.抑制丙酮酸向乳酸转化,使NADH在细胞质基质中积累,可能抑制癌细胞的分裂
12.(2026·塘沽一中·月考)线粒体基因突变是遗传性糖尿病的一种最常见的形式,下列说法错误的是( )
A.线粒体能产生[H],也能消耗[H],能产生ATP也能消耗ATP
B.线粒体是真核细胞进行有氧呼吸的主要场所
C.人吸入18O2后,在线粒体中可以产生C18O2和H218O
D.基因突变可能导致线粒体膜上葡萄糖转运载体结构异常,从而引发糖尿病
13.(2026·天津河东区·一模)“倒春寒”使紫花苜蓿在返青期发生低温胁迫。为探究低温胁迫后光合作用恢复的限制因素,科研人员选取苜蓿幼苗放入培养箱,低温处理后再进行室温恢复培养,检测指标及结果如图。下列叙述正确的是( )
A.据图可知,低温会降低叶绿素含量且叶绿素含量变化是影响光合速率的唯一因素
B.取适量新鲜苜蓿叶片,加少量石英砂、碳酸钙和一定量的层析液,研磨过滤制成色素提取液,用于测定叶绿素含量
C.将叶片切成大小一致的圆片,置于适宜浓度的溶液中,测定叶圆片的释放速率(),代表净光合速率
D.低温胁迫只影响苜蓿光合作用的光反应阶段,对暗反应阶段无显著影响
14.(2026·红桥区·期中)将某种大型绿藻的叶状体剪成大小相同的小段,以相同时间内从水下上浮的叶状体小段数量为指标,探究温度对其光合作用强度的影响,结果如图。相关叙述正确的是( )
A.叶状体小段中CO2的减少导致其上浮
B.4℃条件下该叶状体小段无法进行光合作用
C.各组实验应确保水中的CO2浓度较高且相同
D.增加光照强度可使各组叶状体小段上浮数量均增加
15.(2026·芦台一中·月考)绿色植物的光合作用是在叶绿体内进行的一系列能量和物质转化过程。下列叙述错误的是( )
A.弱光条件下植物没有O2的释放,说明未进行光合作用
B.光反应消耗H2O,暗反应消耗CO2
C.在暗反应阶段,CO2不能直接被还原成糖类
D.光反应将光能转成活跃的化学能,暗反应将活跃的化学能转成稳定的化学能
16.(2026·天津南开区·一模)某科研小组利用长势相同的辣椒幼苗探究低温环境下喷洒脱落酸(ABA)对植株光合作用的影响。实验包括3种处理,甲组:低温(15℃/8℃)10d+150mg·L-1ABA叶面喷洒处理;乙组:低温(15℃/8℃)10d;丙组:常温(30℃/22℃)10d.处理结束后将植株分别移栽到适宜条件下培养,测得如下数据,净光合速率以CO2吸收量为指标。回答下列问题:
组别
叶绿素相对含量
净光合速率
μmol·m-2·s-1
磷元素的含量g·kg-1
胞间CO2浓度
μmol·L-1
气孔导度
μmol·m-2·s-1
叶
根
茎
甲
26.79
8.47
3.06
2.39
2.51
245
0.40
乙
21.51
5.25
2.52
1.54
1.74
230
0.32
丙
30.33
12.81
3.59
2.78
2.87
310
0.59
注:①表中数据均已达到显著差异;②(15℃/8℃)10d是指昼温15℃处理12h,夜温8℃处理12h,共10天
(1)叶绿素分布在________;乙组叶肉细胞平均五碳糖含量________丙组(选填“高于”“低于”“等于”)。据实验数据分析,低温处理导致辣椒植株净光合速率降低的原因有:①低温导致叶绿素含量下降(该实验因变量),限制了光反应速率(机理);②________;③________(②③参考①从因变量和机理两个角度回答)。初步判断ABA________(“能”“否”)提高低温下辣椒植株气孔导度。
(2)若要进一步研究常温处理辣椒幼苗的真正光合速率,应该选择表中________组幼苗的净光合速率数据。另需选该组幼苗在相同条件下遮光处理,测得10min内CO₂释放量为Aμmol·m⁻²,则该组幼苗的真正光合速率可以表示为________μmol·m⁻²·s⁻¹(用含A的表达式)。
17.(2026·和平区·一模)鼠尾藻是一种着生在礁石上的大型海洋褐藻,可作为海参的优质饵料。鼠尾藻枝条中上部的叶片较窄,称之狭叶;而枝条下部的叶片较宽,称之阔叶,新生出的两叶颜色呈浅黄色,而进入繁殖期时阔叶呈深褐色。研究人员在温度18℃(鼠尾藻光合作用最适温度)等适宜条件下测定叶片的各项数据如下表。
叶片
光补偿点(μmol·m-2·s-1)
光饱和点(μmol·m-2·s-1)
叶绿素a(mg·g-1)
最大净光合速率(nmolO2·g-1·min-1)
新生阔叶
16.6
164.1
0.37
1017.3
繁殖期阔叶
15.1
266.0
0.73
1913.5
狭叶
25.6
344.0
0.54
1058.2
注:光补偿点为总光合速率等于呼吸速率时的光照强度;光饱和点为总光合速率刚达到最大时的光照强度。
回答下列问题:
(1)据表分析,鼠尾藻从生长期进入繁殖期时,阔叶的光合作用强度增大,其内在原因之一是叶片的_______。
(2)依据表中______的变化,可推知鼠尾藻的狭叶比阔叶更适应_______(弱光/强光)条件,这与狭叶着生在枝条中上部,海水退潮时,会暴露于空气中的特点相适应。
(3)新生阔叶颜色呈浅黄色,欲确定其所含色素的种类。可用_______提取叶片的色素,然后用层析液分离,并观察滤纸条上色素带的_______。
(4)在一定光照强度等条件下,测定不同温度对新生阔叶的净光合速率和呼吸速率的影响,结果如图。
①从实验结果看,实验测定净光合速率时所设定的光照强度_______(大于/等于/小于)18℃时的光饱和点。
②将新生阔叶由温度18℃移至26℃下,其光补偿点将_______(增大/不变/减小),这影响了鼠尾藻对光能的利用效率。因此,在南方高温环境下,需考虑控制适宜的温度及光照强度等条件以利于鼠尾藻的养殖。
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专题02 生物体的能量供应
题型
考情分析
情境猜押
考向预测
细胞呼吸的过程及特点
2021·T5
细胞器的功能异常对细胞呼吸的影响
2022·T16
基因工程对目标菌呼吸作用的影响
2026年重点关注
1.ATP/NADH/NADPH的来源与去向,能量的去向
2.光合作用与呼吸作用的联系
3.影响能量代谢的因素与影响结果
1.蓝细菌或藻类的呼吸作用与光合作用
2.人为改变不同条件或自然条件变化对光合作用的影响
3.基因工程对目标菌光合作用的影响
光合作用的过程及特点
2023·T9
光反应与暗反应过程的物质与能量变化
不同因素对细胞呼吸与光合作用的影响
2025·T15
2024·T15
2021·T15
影响光合作用的因素
考点1 细胞呼吸的过程及特点
1.(2026·河西区·一模)适度低氧下细胞可正常存活,严重低氧可导致细胞死亡。当氧含量低时,线粒体会产生并积累活性氧从而损伤大分子物质和细胞。科研人员用常氧、低氧分别处理大鼠肿瘤细胞,24h后检测肿瘤细胞的线粒体自噬水平,结果如图1所示。用线粒体自噬抑制剂3MA处理肿瘤细胞,检测肿瘤细胞的活性氧含量,结果如图2所示。
注:常氧为20%O2,低氧为10%O2和0.3%O2。
下列相关说法错误的是( )
A.有氧呼吸第三阶段NADH经过一系列化学反应与O2结合释放的能量,大部分以热能形式散失
B.缺氧时,大鼠肿瘤细胞进行无氧呼吸,从而提高利用葡萄糖产生ATP的效率
C.损伤的线粒体可通过线粒体自噬途径,被细胞中的溶酶体降解
D.严重低氧导致肿瘤细胞死亡的原因可能是线粒体自噬不足以清除细胞中的活性氧
1.有氧呼吸
阶段
反应物
产物
场所
一
葡萄糖
丙酮酸、[H]
细胞质基质
二
丙酮酸、H2O
CO2、[H]
线粒体基质
三
O2、[H]
H2O
线粒体内膜
注意:
①三个阶段均产生ATP,第三阶段产生的ATP最多
②[H]为NADH
③有氧呼吸是葡萄糖等有机物彻底氧化分解的过程
2.无氧呼吸
阶段
反应物
产物
场所
一
葡萄糖
丙酮酸、[H]
细胞质基质
二
丙酮酸、H2O
两种情况
①不同生物进行的无氧呼吸过程可能会不同,无氧呼吸第二阶段,丙酮酸有可能会转化为乳酸,也可能会转化为酒精和二氧化碳。
②无氧呼吸只有第一阶段产生ATP,第二阶段则不产生ATP。
3.有氧呼吸和无氧呼吸的共同点(底物:葡萄糖)
①第一阶段相同,均在细胞质基质中进行,均产生丙酮酸和NADH。
②大部分能量都以热能形式散失。
2.严寒环境中的北欧鲫鱼在缺氧时将乳酸转变为酒精,再将酒精经鱼鳃排到水中,其细胞呼吸过程如图所示。
下列分析正确的是( )
A.北欧鲫鱼适应严寒缺氧环境可能与排出酒精有关
B.过程②③都发生在细胞质基质中,均能产生ATP
C.北欧鲫鱼肌细胞与其他组织细胞中催化呼吸作用的酶完全相同
D.图示过程中,葡萄糖中的能量大部分以热能形式散失
1.情境描述
以北欧鲫鱼在严寒缺氧环境下的特殊代谢适应为情境,信息中提到,这种动物的肌肉细胞可以利用葡萄糖进行产乳酸的无氧呼吸,其他组织细胞可以利用乳酸进行产酒精的代谢。
2.作答要点
①对于信息丰富的题目,首先要充分研读信息,基于题目所给信息再结合所学知识进行解答。
②动物细胞进行无氧呼吸的场所位于细胞质基质,无氧呼吸过程中,只有第一阶段才产生ATP。
【答案】1.B
【详解】A、有氧呼吸第三阶段中,NADH经过一系列化学反应与O₂结合生成水,释放的能量大部分以热能形式散失,只有少部分储存在ATP中,A正确;B、分析题图可知,在低氧条件下,线粒体自噬水平相对值高于常氧(即线粒体数目较少),可推知肿瘤细胞主要进行无氧呼吸,其利用葡萄糖产生ATP的效率比正常细胞低,B错误;C、溶酶体可吞噬并降解损伤的细胞器,故损伤的线粒体可通过线粒体自噬途径,被细胞中的溶酶体降解,C正确;D、分析图1,20%、10%、0.3%氧含量降低,相比于常氧含量,线粒体自噬水平的相对值在氧含量0.3%最低,因此严重低氧导致肿瘤细胞死亡的原因可能是线粒体自噬不足以清除细胞中的活性氧,D正确。
【答案】2.A
【详解】A、北欧鲫鱼可通过题图代谢过程将酒精排出体外,避免乳酸积累,以适应严寒缺氧环境,A正确;B、②为细胞呼吸第一阶段,场所是细胞质基质,可产生少量ATP,③为无氧呼吸第二阶段,不产生ATP,B错误;C、北欧鲫鱼肌细胞在酶的催化作用下可将乳酸转化为丙酮酸进而转变为酒精,其他组织细胞(可进行无氧呼吸产生乳酸)不能进行此过程,因此北欧鲫鱼肌细胞与其他组织细胞用于呼吸作用的酶不完全相同,C错误;D、在无氧呼吸过程中,第一阶段葡萄糖分解产生丙酮酸和[H],释放少量能量;第二阶段丙酮酸转化成酒精和二氧化碳或乳酸,需要消耗第一阶段产生的[H],不释放能量,葡萄糖中的大部分能量留存在酒精或乳酸中,释放出的能量大部分以热能的形式散失,D错误。
考点2 光合作用的过程及特点
3.(2026·滨海新区·开学考)有关光合作用过程及能量转化,下列描述错误的是( )
A.光反应场所是叶绿体类囊体薄膜
B.光反应只能在光照下进行,暗反应只能在黑暗条件下进行
C.H⁺与NADP⁺结合形成NADPH,NADPH作为活泼的还原剂,参与暗反应阶段的化学反应
D.暗反应过程的能量转化:NADPH和ATP中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能
1.光合作用的光反应和暗反应
过程
场所
光反应
水O2、[H]、ATP
类囊体薄膜
暗反应
CO2+C5→2C3
2C3C5+糖类
叶绿体基质
注意:
①[H]是NADPH。
②光反应过程中,需要光合色素的参与。光合色素包括类胡萝卜素和叶绿素。
2.能量变化
①光反应:光能→活跃的化学能,这些活跃的化学能储存在NADPH和ATP中
②暗反应:活跃的化学能→稳定的化学能,稳定的化学能主要储存在糖类中
4.在光合作用的探究历程中,人们利用离体的叶绿体进行实验,逐渐探明了水的光解和NADPH的产生过程,如图所示(e-为电子)。
下列分析正确的是( )
A.过程①的完成与叶绿体中的类胡萝卜素无关
B.过程②发生在类囊体的薄膜上并伴随着能量的转换
C.过程①②均可以发生在所有的自养生物体内
D.蓝细菌进行光合作用时,NADPH进入叶绿体基质中并参与C3还原的反应
1.情境描述
题目给出了水的光解过程中物质的变化和NADPH的具体产生过程。
2.作答要点
①水的光解需要需要光合色素参与,而光合色素包括类胡萝卜素和叶绿素。
②NADPH的产生发生在类囊体膜上,伴随着光能转换为化学能的过程。
【答案】3.B
【详解】A、光反应场所是叶绿体的类囊体膜上,发生水的光解、ATP和NADPH的生成,A正确;B、光反应只能在光照下进行,暗反应在光照和黑暗条件下都能进行,B错误;C、H+与NADP+结合形成NADPH,NADPH作为活泼的还原剂,参与暗反应阶段的C3的还原,C正确;D、暗反应发生CO2的固定和C3的还原,消耗ATP和NADPH,该过程能量转化是:NADPH和ATP中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能,D正确。
【答案】4.B
【详解】A、过程①是水在光下分解,需要叶绿体中的色素(叶绿素 a、叶绿素 b、类胡萝卜素)吸收光能,A错误;B、过程②是NADPH的形成,发生在类囊体膜上,同时将色素分子吸收的光能转化为活跃的化学能,B正确;C、一些进行化能合成作用的自养型生物不能进行①②过程,C错误;D、蓝细菌是原核生物,细胞内没有叶绿体,其C3还原也在细胞质中进行,NADPH无需进入叶绿体基质,D错误。
考点3 不同因素对细胞呼吸与光合作用的影响
5.(2026·部分区·一模)天津小站稻是我国著名优质稻种,科研人员对小站稻的光合作用特性进行研究,发现其光合速率受光照强度、CO2浓度等因素影响。下列相关叙述正确的是( )
A.类囊体薄膜上的光合色素吸收光能后,可直接将CO2固定为C3
B.适当提高田间CO2浓度,可使小站稻光饱和点对应的光照强度升高
C.夏季正午光照过强时,小站稻光合速率下降是因气孔关闭导致水分解受阻
D.遮光处理会使小站稻叶绿体中ATP和NADPH的合成速率持续增加
1.影响光合作用的主要因素
①光照强度:直接影响光反应过程
②CO2浓度:直接影响暗反应过程
③温度:影响酶活性
注意:光反应与暗反应相互影响。
2.在农业生产方面的应用
①从光照入手:合理密植,充分利用光照
②从CO2入手:大棚增施CO₂,提高暗反应速率
③从水入手:适时灌溉,保证水的供给,保证光反应的进行
6.在夏季晴朗的中午,叶表面气孔因关闭而使光合作用减弱,这是因为( )
A.温度过高使酶活性降低,光反应速率减弱
B.CO2供应不足,细胞中五碳化合物含量减少
C.水光解产生的NADPH和③不足
D.CO2供应不足,细胞中三碳化合物含量减少
1.情境描述
注意情境提到了夏季(季节特点是高温)、气孔关闭(阻碍叶片从外界吸收CO2)。
2.作答要点
①与CO2有关的变化直接影响暗反应中C5+CO2→2C3的过程,间接影响2C3→C5+糖类的过程和光反应过程
②与光有关的变化直接影响光反应,间接影响暗反应。
③与温度有关的变化或不适宜,影响光反应和暗反应两个过程中的酶活性。
【答案】5.B
【详解】A、CO₂固定属于暗反应过程,发生在叶绿体基质中,类囊体薄膜上光合色素吸收的光能需先用于光反应合成ATP和NADPH,无法直接用于固定CO₂,A错误;
B、适当提高田间CO₂浓度,暗反应速率提升,需要光反应提供更多的ATP和NADPH,因此小站稻可利用更高强度的光照,光饱和点对应的光照强度升高,B正确;
C、夏季正午光照过强时,小站稻光合速率下降是因为气孔关闭导致CO₂吸收不足,暗反应速率受限制,水的光解属于光反应过程,光照充足时不会受阻,C错误;
D、遮光处理会使光照强度降低,光反应速率下降,叶绿体中ATP和NADPH的合成速率随之下降,不会持续增加,D错误。
【答案】6.D
【详解】在夏季晴朗的中午,为了减少水分的散失,叶表面气孔因关闭,使CO2供应不足,进而导致CO2的固定减慢,C3形成减少,使光合作用减弱,D正确,ABC错误。
1.(2026·天津·一模)某生物技术公司利用基因编辑技术改良酵母菌,提高了酿酒过程中乙醇的产量。下列关于基因编辑和酵母菌代谢的叙述,正确的是( )
A.细胞内基因编辑过程中,不需要ATP供能
B.酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段均在细胞质基质中进行,但产物不同
C.改良后的酵母菌乙醇产量提高,可能是其无氧呼吸相关酶的活性增强所致
D.基因编辑后的酵母菌发生了基因突变,属于不可遗传的变异
1.C
【详解】A、基因编辑过程涉及DNA的切割、修饰等生化反应,上述过程均需要ATP水解提供能量,A错误;
B、酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段均发生在细胞质基质,且二者第一阶段的产物完全相同,均为丙酮酸、[H]和少量ATP,B错误;
C、乙醇是酵母菌无氧呼吸的代谢产物,若改良后酵母菌的无氧呼吸相关酶活性增强,可加快无氧呼吸速率,进而提高乙醇产量,C正确;
D、基因编辑会改变酵母菌的基因碱基序列,属于基因突变,基因突变使遗传物质发生改变,属于可遗传的变异,D错误。
2.(2026·河西区·期末)图1为某植物光合作用和细胞呼吸过程示意图,图2为探究密闭装置中不同温度对该植物叶肉细胞光合速率和呼吸速率的影响的实验结果。下列叙述正确的是( )
A.图1中产生O2与消耗O2的场所分别为线粒体内膜、类囊体薄膜
B.图2中温度为t2时,叶肉细胞产生的O2的去向仅有被线粒体利用
C.图2中温度为t3时,叶肉细胞的实际光合速率为12.5mg/h
D.图2中温度为t4时,植物体光合速率等于呼吸速率
2.C
【详解】A、图1中光合作用产生O2与呼吸作用消耗O2的场所分别为类囊体薄膜、线粒体内膜,A错误;
B、适宜光照条件下,图2中温度为t2时,叶肉细胞的光合速率大于呼吸速率,其产生的O2的去向有被线粒体利用和释放到外界环境中,B错误;C、光照下O2产生量就是实际光合速率,t3温度条件下,叶肉细胞的实际光合速率为12.5mg/h,C正确;D、t4温度条件下,叶肉细胞的实际光合速率等于呼吸速率,但对于整个植物体而言,光合速率小于呼吸速率,D错误。
3.(2026·南开中学·月考)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.若葡萄糖充分反应,则只有无氧组可检测到酒精
C.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
D.若葡萄糖充分反应,有氧组和无氧组产生的CO2比值小于3:1
3.D
【详解】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,B错误;C、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,C错误;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3:1,D正确。
4.(2026·河东区·一模)为研究肠道菌群在有氧运动能力中的作用,用生理盐水溶解抗生素Abx后,灌入小鼠肠胃中,检测小鼠在跑步机上的运动表现,结果如图。下列分析错误的是( )
A.对照组用相同剂量的生理盐水灌入小鼠肠胃
B.小鼠有氧呼吸产生CO2的阶段不需要氧气的参与
C.Abx组添加抗生素Abx应用了变量原则的“加法原理”
D.结果表明肠道菌群促进了小鼠的有氧运动能力
4.C
【详解】A、分析题意,实验目的是研究肠道菌群在有氧运动能力中的作用,实验组用生理盐水溶解抗生素Abx后灌入小鼠肠胃中,实验设计应遵循对照与单一变量原则,则对照组应用相同剂量的生理盐水灌入小鼠肠胃,A正确;B、小鼠有氧呼吸有三个阶段,产生CO2的阶段是有氧呼吸的第二阶段,而需要氧气参与的阶段是有氧呼吸第三阶段,B正确;C、Abx能清除肠道菌群,与正常小鼠相比较,减少了“肠道菌群”这种因素,应用了变量原则的“减法原理”,C错误;D、通过图中结果显示:Abx组比正常组的平均运动距离更短,说明肠道菌群能促进小鼠的有氧运动能力,D正确。
5.(2026·河北区·一模)格瓦斯的工业化发酵流程为:面包干粉碎→加水浸泡→灭菌→冷却→接种酵母菌、嗜酸乳杆菌→分段发酵→过滤→调味→灌装。已知发酵过程中工业酵母菌可产生淀粉酶,乳酸菌不产生淀粉酶。下列关于该发酵工程的叙述错误的是( )
A.面包干浸泡液灭菌的目的是防止杂菌污染,避免其与菌种竞争营养和产生有害物质
B.酵母菌先通过有氧呼吸增殖,后续通过无氧呼吸产生酒精和CO2
C.分段发酵需控制不同条件,酵母菌增殖期18~30℃,且全程需控制pH为酸性
D.乳酸菌能利用酵母菌分解淀粉产生的葡萄糖进行无氧呼吸,产生乳酸和少量CO2
5.D
【详解】A、灭菌可杀死杂菌,避免其与目的菌种竞争营养物质,并防止杂菌产生有害代谢产物影响发酵,A正确;B、酵母菌为兼性厌氧菌,发酵初期通入氧气进行有氧呼吸以大量增殖,后期无氧条件下进行无氧呼吸产生酒精和CO₂,B正确;C、分段发酵需调控不同阶段的温度:酵母菌增殖期需18~30℃(最适温度),且乳酸菌(嗜酸乳杆菌)适宜酸性环境,故全程需维持酸性pH,C正确;D、乳酸菌可进行乳酸发酵,其无氧呼吸仅产生乳酸,不产生CO₂,D错误。
6.(2026·八校联考·期末)物质运输是进行细胞代谢的保证,下列在人体内不存在的物质运输途径是( )
A.RNA聚合酶:核糖体→细胞质基质→核孔→细胞核
B.转运RNA:细胞核→核孔→细胞质基质→核糖体→细胞质基质
C.O2:血浆→组织液→细胞膜→细胞质基质→线粒体
D.葡萄糖:细胞外→细胞膜→细胞质基质→线粒体
6.D
【详解】A、RNA聚合酶在核糖体合成,经细胞质基质通过核孔进入细胞核参与转录,该途径存在,A错误;B、tRNA在细胞核转录形成,经核孔进入细胞质基质,结合核糖体参与翻译后释放回基质,该途径存在,B错误;C、O₂通过自由扩散从血浆进入组织液,穿过细胞膜进入细胞质基质,最终扩散至线粒体参与有氧呼吸,该途径存在,C错误;D、葡萄糖经载体蛋白协助进入细胞质基质,在细胞质基质中被分解为丙酮酸,丙酮酸进入线粒体进一步氧化,葡萄糖本身不能直接进入线粒体,该途径不存在,D正确。
7.(2026·和平区·期末)下图是某生物兴趣小组探究不同条件下光合作用和呼吸作用过程中气体产生情况的实验示意图,装置中的碳酸氢钠溶液可维持瓶内的二氧化碳浓度在恒定水平。下列几种实验结果(给予相同的环境条件),不可能出现的是( )
A.甲、乙装置水滴都左移
B.甲、乙装置水滴都右移
C.甲装置水滴不动,乙装置水滴左移
D.甲装置水滴右移,乙装置水滴左移
7.B
【详解】A、在黑暗条件下,甲乙装置都只进行呼吸作用,呼吸作用消耗氧气,而装置中二氧化碳量保持平衡,因此水滴都左移,A正确;B、如果甲、乙装置水滴都右移,说明装置中气体量会增多,青蛙呼吸作用不可能使气体量增多,B错误;C、甲装置中的绿色植物光合作用等于呼吸作用时水滴不动,乙装置水滴应向左移,C正确;D、甲装置中的绿色植物光合作用大于呼吸作用时装置中水滴向右移,乙装置水滴应向左移,D正确。
8.(2026·东丽区·一模)研究者对接受和未接受力量训练的志愿者肌肉细胞的线粒体嵴密度进行测定,结果如图。下列相关叙述错误的是( )
A.线粒体是细胞产生ATP的主要场所
B.嵴上的酶催化有氧呼吸第二阶段反应
C.力量训练提高了线粒体内膜表面积
D.训练者线粒体的变化有利于增强肌细胞供能
8.B
【详解】A、线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所,有氧呼吸能产生大量ATP,所以线粒体是细胞产生ATP的主要场所,A正确;B、有氧呼吸第二阶段发生在线粒体基质中,嵴上的酶催化的是有氧呼吸第三阶段反应,而不是第二阶段反应,B错误;C、从图中可以看出,接受力量训练的志愿者肌肉细胞的线粒体嵴密度增大,嵴是线粒体内膜向内折叠形成的,所以力量训练提高了线粒体内膜表面积,C正确;D、训练者线粒体嵴密度增大,有利于有氧呼吸的进行,从而有利于增强肌细胞供能,D正确。
9.(2026·新华中学·月考)细胞中线粒体能够通过分裂实现增殖。分裂时,核基因控制合成的GTP酶有序地排列在线粒体外膜中央的分裂面上,形成环线粒体的纤维状结构。纤维状结构依靠GTP酶催化GTP(鸟苷三磷酸,其与ATP结构相似)水解提供的能量进行收缩,使线粒体分裂完成增殖。下列有关叙述错误的是( )
A.线粒体内的DNA分子在线粒体分裂前进行了复制
B.GTP水解两个磷酸基团后的结构是组成DNA的单体
C.线粒体内膜含有丰富的酶,是有氧呼吸消耗O2的场所
D.GTP酶在核糖体上合成,具有降低化学反应活化能的生理功能
9.B
【详解】A、线粒体为半自主复制的细胞器,其内部含有环状DNA分子。在分裂前,线粒体DNA需进行复制以保证子代线粒体遗传物质的稳定性,A正确;B、GTP水解两个磷酸基团后形成鸟苷一磷酸(GMP),而DNA的基本单位是脱氧核糖核苷酸(由脱氧核糖、含氮碱基和磷酸基团组成)。GMP属于核糖核苷酸(含核糖),并非脱氧核糖核苷酸,B错误;C、线粒体内膜上分布有与有氧呼吸第三阶段相关的酶(如细胞色素氧化酶),该阶段消耗氧气并生成水,是氧气利用的场所,C正确;D、GTP酶的本质是蛋白质,在核糖体上完成翻译过程。酶作为生物催化剂,通过降低化学反应的活化能来加速反应进行,D正确。
10.(2026·河北区·期中)蔬菜或水果收获后一段时间内细胞仍进行细胞呼吸。某研究小组探究了温度、O2浓度对储存苹果的影响,实验结果如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A.该实验的自变量是温度,因变量是CO2相对生成量
B.据图分析,在3℃、5%O2浓度条件下贮存苹果效果最佳
C.O2浓度大于20%后,苹果细胞产生CO2的场所为细胞质基质
D.低温储存时有机物消耗减少是因为低温破坏呼吸酶的空间结构
10.B
【详解】A、由图可知,该实验的自变量是温度和O2浓度,因变量是CO2相对生成量,A错误;B、据图分析,在3℃、5%O2浓度条件下,细胞呼吸最弱,CO2相对生成量最少,该条件下贮存苹果效果最佳,B正确;C、O2浓度达到20%以上后,CO2相对生成量不再随氧气浓度增加而增加,说明苹果细胞只进行有氧呼吸,不进行无氧呼吸,故O2浓度大于20%后,苹果细胞产生CO2的场所为线粒体基质,C错误;D、低温会抑制酶的活性,但不会破坏酶的空间结构,D错误。
11.(2025·重庆·模拟预测)葡萄糖在细胞质基质中的分解是细胞呼吸的重要步骤,下图为该过程示意图,其中酶3是该过程的主要限速酶。癌细胞中丙酮酸一般不进入线粒体继续氧化。分析错误的是( )
A.该过程不需要消耗氧气,消耗并产生ATP,无ATP积累,产物还有还原型辅酶I
B.可用稳定同位素标记的葡萄糖来追踪分解的具体过程,并揭示不同酶的催化作用
C.推测细胞内ATP含量较高时,抑制酶3的活性;ATP含量低时,激活酶3的活性
D.抑制丙酮酸向乳酸转化,使NADH在细胞质基质中积累,可能抑制癌细胞的分裂
11.A
【详解】A、该过程为葡萄糖在细胞质基质中的分解,为有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段,不需要消耗氧气,消耗并产生ATP,但ATP有积累,产物有ATP和还原型辅酶I,A错误;B、同位素标记可用于示踪物质的运行和变化规律。通过追踪同位素标记的化合物,可以弄清楚化学反应的详细过程。可用稳定同位素标记的葡萄糖(如用180标记葡萄糖)来追踪分解的具体过程,并揭示不同酶的催化作用,B正确;C、酶3是该过程的主要限速酶,推测细胞内ATP含量较高时,也就是细胞能量供应充足时,葡萄糖在细胞质基质中的分解速度减慢,通过抑制酶3的活性;ATP含量低细胞能量供应不足时,激活酶3的活性,使葡萄糖在细胞质基质中的分解速度加快,C正确;D、癌细胞中丙酮酸一般不进入线粒体继续氧化,说明癌细胞进行无氧呼吸,抑制丙酮酸向乳酸转化,使NADH在细胞质基质中积累,就是抑制癌细胞的无氧呼吸,切断癌细胞能量供应,从而抑制分裂,D正确。
12.(2026·塘沽一中·月考)线粒体基因突变是遗传性糖尿病的一种最常见的形式,下列说法错误的是( )
A.线粒体能产生[H],也能消耗[H],能产生ATP也能消耗ATP
B.线粒体是真核细胞进行有氧呼吸的主要场所
C.人吸入18O2后,在线粒体中可以产生C18O2和H218O
D.基因突变可能导致线粒体膜上葡萄糖转运载体结构异常,从而引发糖尿病
12.D
【详解】A、线粒体基质中进行有氧呼吸第二阶段,产生[H]和ATP;内膜上进行第三阶段,消耗[H]并生成大量ATP。此外,线粒体内DNA复制等过程需消耗ATP。因此,线粒体既能产生也能消耗[H]和ATP,A正确;B、真核细胞的有氧呼吸分为三个阶段,其中第三阶段(产生大量ATP)在线粒体内膜进行,故线粒体是主要场所,B正确;C、吸入的18O2参与第三阶段生成H218O,该水可进入第二阶段与丙酮酸反应,导致CO2含18O。同时,第三阶段直接生成H218O,C正确;D、葡萄糖分解为丙酮酸发生在细胞质基质,线粒体膜无葡萄糖转运载体,D错误。
13.(2026·天津河东区·一模)“倒春寒”使紫花苜蓿在返青期发生低温胁迫。为探究低温胁迫后光合作用恢复的限制因素,科研人员选取苜蓿幼苗放入培养箱,低温处理后再进行室温恢复培养,检测指标及结果如图。下列叙述正确的是( )
A.据图可知,低温会降低叶绿素含量且叶绿素含量变化是影响光合速率的唯一因素
B.取适量新鲜苜蓿叶片,加少量石英砂、碳酸钙和一定量的层析液,研磨过滤制成色素提取液,用于测定叶绿素含量
C.将叶片切成大小一致的圆片,置于适宜浓度的溶液中,测定叶圆片的释放速率(),代表净光合速率
D.低温胁迫只影响苜蓿光合作用的光反应阶段,对暗反应阶段无显著影响
13.C
【详解】A、从图1可知,低温确实会降低叶绿素含量,但室温恢复培养72h后,叶绿素含量超过处理前水平,然而净光合速率升高却未恢复到处理前水平,这表明叶绿素含量变化并非是影响光合速率的唯一因素,A错误;B、提取光合色素时,应加少量石英砂(有助于研磨充分)、碳酸钙(防止色素被破坏)和一定量的无水乙醇(溶解色素),而不是层析液,B错误;C、净光合速率可以用单位时间、单位叶面积氧气的释放量或二氧化碳的吸收量等来表示。将叶片切成大小一致的圆片置于适宜浓度的NaHCO3溶液中,NaHCO3溶液可提供二氧化碳,此时测定叶圆片的氧气释放速率(μmol/m²·s),能代表净光合速率,C正确;D、光合作用的光反应和暗反应是相互联系的整体,低温胁迫不仅会影响光反应阶段中叶绿素含量、光系统等,也会对暗反应阶段产生影响,比如影响暗反应相关酶的活性等,D错误。
14.(2026·红桥区·期中)将某种大型绿藻的叶状体剪成大小相同的小段,以相同时间内从水下上浮的叶状体小段数量为指标,探究温度对其光合作用强度的影响,结果如图。相关叙述正确的是( )
A.叶状体小段中CO2的减少导致其上浮
B.4℃条件下该叶状体小段无法进行光合作用
C.各组实验应确保水中的CO2浓度较高且相同
D.增加光照强度可使各组叶状体小段上浮数量均增加
14.C
【详解】A、叶状体上浮是因为光合作用产生氧气,使叶状体浮力增大,而非CO2减少,A错误;B、4℃条件下叶状体小段有上浮,说明能进行光合作用,只是强度较弱,B错误;C、探究温度对光合作用强度的影响,CO2浓度是无关变量,应保持相同且较高,以排除其对实验结果的干扰,C正确;D、不同温度下光合作用的最适光照强度可能不同,增加光照强度(可能会降低光合作用强度)不一定使各组叶状体小段上浮数量均增加,D错误。
15.(2026·芦台一中·月考)绿色植物的光合作用是在叶绿体内进行的一系列能量和物质转化过程。下列叙述错误的是( )
A.弱光条件下植物没有O2的释放,说明未进行光合作用
B.光反应消耗H2O,暗反应消耗CO2
C.在暗反应阶段,CO2不能直接被还原成糖类
D.光反应将光能转成活跃的化学能,暗反应将活跃的化学能转成稳定的化学能
15.A
【详解】A、弱光条件下,植物光合作用速率可能低于呼吸作用速率,导致净氧气释放量为零或负值(即O2被呼吸作用消耗),但光合作用仍在进行,只是光反应产生的O2被自身利用或不足以抵消呼吸消耗,A错误;B、光反应阶段发生水的光解,消耗H2O;暗反应阶段发生CO2的固定和还原,消耗CO2,B正确;C、在暗反应阶段(卡尔文循环中),CO2首先与C5(核酮糖-1,5-二磷酸)结合生成C3化合物(3-磷酸甘油酸),再被ATP和NADPH还原为糖类,并非直接还原,因此“CO2不能直接被还原成糖类”正确,C正确;D、光反应通过光合磷酸化将光能转化为ATP和NADPH中的活跃化学能;暗反应利用这些能量将CO2合成有机物(如葡萄糖),并将活跃化学能储存在有机物中形成稳定化学能,D正确。
16.(2026·天津南开区·一模)某科研小组利用长势相同的辣椒幼苗探究低温环境下喷洒脱落酸(ABA)对植株光合作用的影响。实验包括3种处理,甲组:低温(15℃/8℃)10d+150mg·L-1ABA叶面喷洒处理;乙组:低温(15℃/8℃)10d;丙组:常温(30℃/22℃)10d.处理结束后将植株分别移栽到适宜条件下培养,测得如下数据,净光合速率以CO2吸收量为指标。回答下列问题:
组别
叶绿素相对含量
净光合速率
μmol·m-2·s-1
磷元素的含量g·kg-1
胞间CO2浓度
μmol·L-1
气孔导度
μmol·m-2·s-1
叶
根
茎
甲
26.79
8.47
3.06
2.39
2.51
245
0.40
乙
21.51
5.25
2.52
1.54
1.74
230
0.32
丙
30.33
12.81
3.59
2.78
2.87
310
0.59
注:①表中数据均已达到显著差异;②(15℃/8℃)10d是指昼温15℃处理12h,夜温8℃处理12h,共10天
(1)叶绿素分布在________;乙组叶肉细胞平均五碳糖含量________丙组(选填“高于”“低于”“等于”)。据实验数据分析,低温处理导致辣椒植株净光合速率降低的原因有:①低温导致叶绿素含量下降(该实验因变量),限制了光反应速率(机理);②________;③________(②③参考①从因变量和机理两个角度回答)。初步判断ABA________(“能”“否”)提高低温下辣椒植株气孔导度。
(2)若要进一步研究常温处理辣椒幼苗的真正光合速率,应该选择表中________组幼苗的净光合速率数据。另需选该组幼苗在相同条件下遮光处理,测得10min内CO₂释放量为Aμmol·m⁻²,则该组幼苗的真正光合速率可以表示为________μmol·m⁻²·s⁻¹(用含A的表达式)。
16.(1)叶绿体的类囊体薄膜 低于 低温导致胞间CO2或气孔导度下降限制了暗反应速率低温导致植株对磷的吸收变弱,限制了光反应和暗反应速率 能
(2)丙 A/600+12.81
【详解】(1)叶绿素分布在叶绿体的类囊体薄膜上,可参与光合作用光反应过程;乙组叶肉细胞平均五碳糖含量低于丙组,因为丙组的净光合速率强,胞间二氧化碳浓度和气孔导度都大;低温处理导致辣椒植株净光合速率降低的原因有:①低温导致叶绿素含量下降(该实验因变量),限制了光反应速率(机理);②低温导致胞间CO2或气孔导度下降限制了碳反应速率;③低温导致植株对磷的吸收变弱从而限制了光反应/碳反应速率;据实验数据可知,甲组(低温+ABA)气孔导度(0.40)高于乙组(仅低温,0.32),因此ABA能提高低温下辣椒植株气孔导度。
(2)丙组是常温(30℃/22℃)10d,若要进一步研究常温处理辣椒幼苗的真正光合速率,应该选择表中丙组幼苗的净光合速率数据;真正光合速率=净光合速率+呼吸速率,另需选该组幼苗在相同条件下遮光处理,测得10min内CO2释放量为Aμmolm-2,则该组幼苗的真正光合速率为净光合速率与呼吸速率之和即12.81(净光合速率)+A/(10×60)(呼吸速率)=A/600+12.81μmol·m⁻²·s⁻¹。
17.(2026·和平区·一模)鼠尾藻是一种着生在礁石上的大型海洋褐藻,可作为海参的优质饵料。鼠尾藻枝条中上部的叶片较窄,称之狭叶;而枝条下部的叶片较宽,称之阔叶,新生出的两叶颜色呈浅黄色,而进入繁殖期时阔叶呈深褐色。研究人员在温度18℃(鼠尾藻光合作用最适温度)等适宜条件下测定叶片的各项数据如下表。
叶片
光补偿点(μmol·m-2·s-1)
光饱和点(μmol·m-2·s-1)
叶绿素a(mg·g-1)
最大净光合速率(nmolO2·g-1·min-1)
新生阔叶
16.6
164.1
0.37
1017.3
繁殖期阔叶
15.1
266.0
0.73
1913.5
狭叶
25.6
344.0
0.54
1058.2
注:光补偿点为总光合速率等于呼吸速率时的光照强度;光饱和点为总光合速率刚达到最大时的光照强度。
回答下列问题:
(1)据表分析,鼠尾藻从生长期进入繁殖期时,阔叶的光合作用强度增大,其内在原因之一是叶片的_______。
(2)依据表中______的变化,可推知鼠尾藻的狭叶比阔叶更适应_______(弱光/强光)条件,这与狭叶着生在枝条中上部,海水退潮时,会暴露于空气中的特点相适应。
(3)新生阔叶颜色呈浅黄色,欲确定其所含色素的种类。可用_______提取叶片的色素,然后用层析液分离,并观察滤纸条上色素带的_______。
(4)在一定光照强度等条件下,测定不同温度对新生阔叶的净光合速率和呼吸速率的影响,结果如图。
①从实验结果看,实验测定净光合速率时所设定的光照强度_______(大于/等于/小于)18℃时的光饱和点。
②将新生阔叶由温度18℃移至26℃下,其光补偿点将_______(增大/不变/减小),这影响了鼠尾藻对光能的利用效率。因此,在南方高温环境下,需考虑控制适宜的温度及光照强度等条件以利于鼠尾藻的养殖。
17.(1)叶绿素a增多
(2)光饱和点(或光补偿点) 强光
(3)无水乙醇 数目(或颜色、分布)
(4)小于 增大
【详解】(1)据表分析,鼠尾藻从生长期进入繁殖期时,叶绿素a增多,吸收光能增多,光合作用强度增大。
(2)依据表中数据分析,可推知由于鼠尾藻的狭叶的光饱和点和光补偿点均远远大于比阔叶的饱和点,因此狭叶的鼠尾藻更适应强光环境,这与狭叶着生在枝条中上部,海水退潮时,会暴露于空气中的特点相适应的。
(3)由于有机溶剂无水乙醇能够溶解叶片的色素,所以用无水乙醇来提取叶片中的色素,然后用层析液分离,由于不同的色素在层析液中的溶解度不同,在滤纸上扩散的速度不同,观察滤纸条上色素带的数目或颜色或分布,可以确定阔叶中所含的色素种类。
(4)①图中曲线表示18℃时,植物的净光合速率已经达到最大值,但是只有800多,小于表格中的1017.3,所以该实验测定净光合速率时所设定的光照强度小于18℃时的光饱和点。
②将新生阔叶由温度18℃移至26℃下,其呼吸作用速率升高,其光补偿点将增大,这将影响鼠尾藻对光能的利用效率。
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专题02生物体的能量供应
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◆考点1细胞呼吸的过程及特点
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16.(1)叶绿体的类囊体薄膜低于低温导致胞间C02或气孔导度下降限制了暗反应速率低温导致植株对
磷的吸收变弱,限制了光反应和暗反应速率能
(2)丙A/600+12.81
17.(1)叶绿素a增多
(2)光饱和点(或光补偿点)强光
(3)无水乙醇数目(或颜色、分布)
(4)小于增大
【详解】(1)据表分析,鼠尾藻从生长期进入繁殖期时,叶绿素增多,吸收光能增多,光合作用强