专题4 光合作用与细胞呼吸-【创新教程】2027年高考生物艺考生文化课百日冲关学生用书

ㄧ生物学 速率会升高，C正确；底物浓度从1.0×10-3mol·L1升 高到1.0×10-mol·L-1时，反应速率保持不变，并未下 降，不能说明底物浓度过高不利于该酶促反应进行， D错误。 2.C「丙组步骤②应加入2mL淀粉酶溶液，而非蔗糖酶 溶液。验证淀粉酶专一性需保持酶相同而底物不同，若 加入蔗糖酶则无法证明淀粉酶的作用特性，A错误：第 一次60℃水浴是为酶提供最适温度以催化反应，第二 次水浴是斐林试剂与还原糖反应的条件，B错误：乙组 (淀粉十蒸馏水)未加酶，若未显色说明淀粉本身不含还 原糖，若显色则可能底物被污染或分解，因此乙组结果 可用于判断淀粉是否含还原糖，C正确；甲组（淀粉十淀 粉酶)水解产物为葡萄糖（还原糖），与斐林试剂在水浴 条件下呈砖红色；丙组（蔗糖十淀粉酶）无水解产物，故 丙组出现蓝色，D错误。] 3.D[图1中，无机催化剂催化的反应活化能与酶催化的 反应活化能的差值为，也就是酶与无机催化剂降低活 化能的差值，A正确；判断放能/吸能反应的依据是反应 物和产物的总能量高低：图1中产物1的能量低于反应 物1，属于放能反应。图2中产物2的能量高于反应物 2,属于吸能反应，B正确；图2中②是酶促反应，①是无 机催化剂催化的反应，酶的作用条件一般比无机催化剂 更温和，C正确；图2中酶促反应（②）的活化能是反应物 2到②反应峰值的能量差，而不是f(f是产物与反应物 的能量差)，D错误。] 4.D[酶的作用机制是通过降低反应的活化能来提高反 应速率，故过氧化氢酶可以降低过氧化氢分解反应所需 的活化能，A正确；利用过氧化氢酶探究温度对酶活性 的影响时，由于高温情况下H)2也可发生分解，因此应 设置不加酶的对照组，排除H,),自身分解对实验的影 响，B正确；持续升高HO2浓度，若酶的含量较低，再增 加底物浓度也无法使反应速率进一步提升，C正确：酶仅 在适宜的DH范围内才表现出较高的活性，若酶促反应 pH过高或过低，酶的活性都会下降，D错误。] 5.D[肌肉收缩通过肌球蛋白与肌动蛋白相互作用，需要 ATP水解供能，A不符合题意：光合作用暗反应中C,的 还原需要消耗ATP(来自光反应产生的ATP),B不符合 题意；ATP为主动运输供能时载体蛋白空间结构发生变 化，C+载体蛋白磷酸需ATP水解提供磷酸基团和能 量，C不符合题意：水的光解发生在光反应阶段，由光能 驱动，不消耗ATP,反而生成ATP,D符合题意。] 6.C[所有生物活细胞中都含有ATP,不同细胞中ATP 浓度差异不大，这是以荧光强度反应来检测微生物含量 的前提，A正确：该检测仪不能对细菌体内的糖类、蛋白 质进行测定，仅检测ATP,不直接测其他有机物，B正 确：荧光素在ATP作用下被激活是ATP水解为ADP 是吸能反应，荧光素被激活需要化学能，在这个过程中 化学能转变为光能，C错误；病毒无ATP合成能力，因此 ATP荧光检测仪检测不出样品中病毒的含量，D正确。] 7.D[从题图中可以看到，PTS系统能够将葡萄糖转运进 细胞，且该过程需要PEP高能磷酸化合物供能，因此在 低糖环境下，该系统能发挥作用使细菌高效摄取葡萄 糖，A正确；酶ⅡC参与葡萄糖的跨膜运输以及磷酸化过 程，其结构改变必然会影响这两个过程，B正确：由题图 可知，PEP水解产生能量，用于细胞通过PTS吸收葡萄 糖的过程，C正确；PEP是提供能量以及磷酸基团的物 质，若PEP供应不足，PTS的转运效率会降低，同时糖 的磷酸化也会受到影响，因为没有足够的磷酸基团供 应，D错误。] 3 8.C[ATP荧光检测仪的检测原理是荧光素酶在ATP参 与下，能催化荧光素产生氧化荧光素并发出荧光，且荧 光强度与ATP含量成正比，由此可知，ATP荧光检测仪 中含有荧光素和荧光素酶，A正确；能产生ATP的生物 才能用ATP荧光检测仪检测，病毒不能产生ATP,故 ATP荧光检测仪检测不出样品中病毒的含量，B正确： 荧光素酶在ATP参与下，能催化荧光素产生氧化荧光 素并发出荧光，由此可知，该过程伴随着ATP水解供 能，即荧光素酶催化的反应是吸能反应，ATP中的化学 能转化为光能，C错误；所有生物活细胞中都含有ATP, 不同细胞中ATP浓度差异不大，这是以荧光强度反应 来检测微生物含量的前提，D正确。] 命题预测 1.D[由题图可知，即SGLT逆浓度梯度将葡萄糖从肠腔 侧转运进小肠上皮细胞，葡萄糖逆浓度梯度进入细胞的 驱动力是利用了N度梯度所蕴含的势能，其运输方 式为主动运输，A正确；SGLT顺浓度梯度将Na从肠腔 侧转运进小肠上皮细胞，该运输方式为协助扩散，B正 确：一种载体蛋白往往只适合转运特定的物质，细胞膜 上载体蛋白的种类、数量、载体蛋白空间结构的变化对 许多物质的跨膜运输起着决定性的作用，细胞膜的选择 透过性与细胞膜上的载体蛋白有关，C正确：Na进细胞 的运输方式是顺浓度进行的协助扩散，不需要消耗 ATP,运输速率不受氧气浓度的影响，Na+出细胞的运 输方式是逆浓度进行的主动运输，需要消耗ATP,运输 速率会受氧气浓度的影响，D错误。] 2.C[由图可知，细胞液的pH为3~6，胞质溶胶的pH为 7.5,说明细胞液的H浓度高于胞质溶胶，若要长期维 持膜内外的H浓度梯度，需通过主动运输将胞质溶胶 中的H十运输到细胞液中，A正确：通过离子通道运输为 协助扩散，CI、NO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；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 Ca+转运到液泡内，说明Na+、Ca+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、 C+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十电化学梯度提供，C错误；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。] 3.C[GTP中G表示鸟苷，P表示磷酸基团，则GTP是由 鸟嘌呤、核糖和3个磷酸基团结合而成，A错误；ARF由 非活跃状态转化为活跃状态，增加一个磷酸，其空间结 构发生改变，B错误；ARF结合GDP的不活跃状态和结 合GTP的活跃状态，则ARF由不活跃状态转化为活跃 状态需要储存能量，属于吸能反应，C正确；核糖体无膜， 运输货物蛋白的囊泡可能来自内质网或高尔基体，体现 膜的流动性，D错误。] 4.B[根据题千信息可知，开关蛋白具有GTP水解酶的 作用，可以降低化学反应的活化能，A正确：图中显示信 号输入过程需提供额外的GTP替换开关蛋白上的 GDP,B错误；GDP释放出一个磷酸后变为鸟嘌呤核糖 核苷酸，可参与形成RNA,C正确；活化和非活化的开关 蛋白都含有肽键，故都可与双缩脲试剂发生紫色反应， D正确。] 专题四光合作用与细胞呼吸 网络重构 光能 ①C0,十H.0叶绿体(CH:O)+0。②叶绿体类囊体的 薄膜上③叶绿体基质④细胞质基质⑤细胞质基质 58 No.1知识查漏 1.×2.×3./4./5./6.×7.×8./ 9.×10.× No.2概念清障 1.提示：澄清石灰水浑浊程度或澳麝香草酚蓝溶液变成黄 色的时间长短 2.提示：蛋白质、糖类和脂质 3.提示：减弱水果和粮食的呼吸作用 4.提示：根细胞无氧呼吸产生的酒精会对根系造成伤害 5.提示：使根细胞进行充分的有氧呼吸，从而有利于根系 的生长和对无机盐的吸收，促进农作物生长可吸收更 多的C),,缓解全球气候变暖现象 6.提示：有色塑料薄膜主要透过同色光，其他色光很少或 不能透过，光照强度会减弱，不利于光合作用，日光中各 种颜色的光均能透过无色透明的塑料薄膜，光照强度较 大，有利于光合作用 7.提示：光的波长越短，在水中的穿透性越强，所以吸收红 光的绿藻分布于海水的浅层，吸收黄绿光的褐藻分布于 海水的中层，吸收蓝紫光和绿光较多的红藻分布于海水 深层 8.提示：不断缩短光照时间后杀死小球藻，同时提取产物 并分析，直到最终提取物中只有1种放射性代谢产物，该 物质即为C),转化成的第一个产物 9.提示：有机肥被微生物分解成C),、H)和无机盐，可提 高作物的光合速率 微专题1光合作用与细胞呼吸的原理 核心要点 1.有氧呼吸无氧呼吸产生酒精 2.(I)C,C、NADPH、ATPC、NADPH、ATPC (2)C、NADPH、ATPC3C3C、NADPH、ATP 3.(1)①H,O②NADPH③(CH2O)④CO2+H,O+ 能量⑤C2HOH+CO:(3)还原C (4)①CO,的固定②C,③C,的还原④丙酮酸⑤呼 吸Ⅱ⑥NADPH⑦CH)⑧H,O⑨呼吸Ⅱ①光合 作用①有氧呼吸 4.细胞呼吸大于光补偿点 5.(1)负值呼吸速率 命题重点 1.A[两种呼吸方式的第一阶段均为葡萄糖在细胞质基 质中分解生成丙酮酸和[H],同时释放少量能量，反应过 程完全相同，A正确；人体细胞无氧呼吸的全过程都在 细胞质基质中进行，而题干中鲫鱼的丙酮酸转化为乙醛 和CO,的过程发生在线粒体，二者反应场所不完全相 同，B错误：鲫鱼该过程的最终产物是乙醇和CO2,人体 细胞无氧呼吸的最终产物是乳酸，二者最终产物不同， C错误：酶具有专一性，二者后续的反应过程不同，因此催 化反应的酶存在差异，D错误。] 2.D[高盐腌制时细胞外的盐溶液浓度远高于细胞内液 浓度，细胞外渗透压更高，会导致细胞渗透失水，A正 确：高盐环境会抑制绝大多数不耐盐微生物的生长，能 在该环境中存活并参与发酵的微生物大多是耐盐或嗜 盐微生物，B正确；发酵产生的乳酸会降低环境的H,多 数杂菌不适宜在酸性环境中生长，因此乳酸可抑制杂菌 生长，强化防腐效果，C正确：乳酸菌是厌氧微生物，无氧 呼吸的产物只有乳酸，不产生)，，仅酵母菌发酵过程可 产生C)2,D错误。 3.B[60s时有氧呼吸供能占比不足100%，说明骨路肌 细胞同时进行无氧呼吸，人体骨骼肌细胞无氧呼吸的产 物为乳酸，A正确；78.6s时有氧呼吸供能占比为50%， 即有氧呼吸与无氧呼吸释放的能量相等，由于消耗等量 25 讲解册参考答案 葡萄糖时有氧呼吸释放的能量远多于无氧呼吸，因此此 时无氧呼吸消耗的葡萄糖量远多于有氧呼吸，二者消耗 葡萄糖量不相等，B错误：细胞中ATP水解生成ADP和 Pi并释放能量，ADP和Pi又可在呼吸作用等放能反应 中重新合成ATP,因此ADP可循环利用，C正确；运动 后期有氧呼吸供能占比升高，说明供氧逐渐充足，氧气 参与有氧呼吸第三阶段，可促进线粒体内反应物的彻底 氧化分解，D正确。] 4.C[部位1是线粒体基质，进行有氧呼吸第二阶段的反 应，产生少量ATP;部位2是线粒体内膜，进行有氧呼吸 第三阶段的反应，可以产生大量ATP;部位3是线粒体 外膜，没有ATP生成；部位4是细胞质基质，可以进行有 氧呼吸第一阶段的反应，产生少量ATP。C正确。] 5.B[题千明确“盗食体”内的叶绿体来自被摄食的藻类， 且叶绿体可自身合成部分光合蛋白，说明编码光合色素 蛋白的基因来自藻类叶绿体的DNA,并非海蛞蝓细胞 核，A错误：叶绿体进行光合作用需要CO、水、无机盐、 ADP、Pi等多种原料，这些原料无法由叶绿体全部自主 合成，需要海蛞蝓细胞通过转运蛋白运输到“盗食体”内 部供叶绿体使用，B正确；叶绿体外膜来源于藻类，海蛞 蝓细胞膜来源于动物细胞，二者的来源和功能不同，因 此蛋白质结构存在差异，C错误；叶绿体在藻类细胞中可 分裂增殖，但被包裹进“盗食体”后，失去了藻类细胞的 调控和分裂相关因子，无法自主分裂增殖，其光合能力 只能维持一段时间，D错误。] 6,ACD[单细胞藻叶绿体类囊体薄膜上进行水的光解产 生)2，同时产生的电子和H用于NADPH的合成，在 叶绿体基质中蛋白F利用H和NADPH生成H2,产生 O,与产生H,的过程既有联系又相对独立，两者可以同 时进行，A错误。根据题干和题图可知，混合均匀后的 致密菌一藻体比松散菌一藻体产生的H。多，故推测 菌一藻体的致密程度可影响H。生成量，B正确。题千 指出单细胞藻叶绿体基质中的蛋白F可利用H+和光合 作用产生的NADPH生成H2,故H,产生的场所是叶绿 体基质，C错误。培养至72h,致密菌一藻体产生的H, 含量明显高于松散菌一藻体，说明致密菌一藻体消耗了 较多的光反应产物NADPH用于生成Hg。已知任意时 刻2体系之间的光反应速率无差异，故致密菌一藻体用 于暗反应产生有机物的NADPH会减少，即暗反应产生 的有机物少于松散菌一藻体，D错误。] 7,解析：(1)类囊体位于叶绿体内，故细胞破碎后，在适宜 温度下用低渗溶液处理，涨破叶绿体内外膜，获得类囊 体悬液。经离心分离获得类囊体，为保持其活性，保持 类囊体的渗透压，需加入等渗溶液重新悬浮，并保存 备用。 (2)类囊体浓度用单位体积类囊体悬液中叶绿素的含量 表示。由于叶绿素溶解在有机溶剂，故吸取5l类囊体 悬液溶于995的有机溶剂溶液中，稀释200倍，混匀后， 测定出叶绿素浓度为3μg/ml,则类囊体的浓度为 600ug/ml。 (3)光反应产物有)，、NADPH和ATP。 (4)已知荧光素PY的强弱与pH大小正相关。图示具 有光反应活性的人工细胞，类囊体膜进行类囊体膜上分 布着光合色素（如叶绿素），在适宜光照下，这些色素能 够捕捉光能并将其转化为化学能。在类囊体膜上裂解 水分子，产生氧气、质子(H)和电子，其中氧气释放到 胞外，质子在类囊体腔内累积形成pH梯度，pH降低，荧 光强度变弱。 (5)要进行暗反应，需要原料CO、C ㄧ生物学 答案：(1)叶绿体等渗(2)有机溶剂600 (3)ATP、NADPH(4)变弱吸收（和转化）光能、裂解 水分子(5)C),、C、ATP等 8.A[类囊体膜上进行水的光解消耗HO,而线粒体内膜 上进行有氧呼吸第三阶段生成H,O,线粒体基质中进行 有氧呼吸第二阶段不生成H,),A错误；叶绿体基质中 进行暗反应，消耗C)2,进行二氧化碳的固定，线粒体基 质中进行有氧呼吸第二阶段，涉及丙酮酸和水反应生成 C),,B正确；类囊体膜上进行水的光解生成O,,线粒体 内膜上进行有氧呼吸第三阶段，消耗)，和NADH生成 水，C正确：叶绿体基质中进行暗反应，合成葡萄糖等有 机物，线粒体基质中进行有氧呼吸第二阶段，分解有机 物（丙酮酸），生成CO,和NADH,D正确。] 9,B[真正光合速率=净光合速率十呼吸速率，而某植物 叶片的净光合速率>0时，整个植株的呼吸速率可能大 于光合速率，有机物消耗大于有机物合成，故会出现有 机物减少的情况，A正确；光合作用光反应阶段产生的 ATP不可用于植物吸收矿质元素，B错误；玉米胚乳细 胞进行无氧呼吸时只在第一阶段产生少量能量，第二阶 段不能产生能量，C正确；呼吸作用产生的气体为二氧化 碳，二氧化碳中的氧元素来自反应物水中的氧（有氧呼 吸第二阶段)，光合作用产生的气体为氧气，氧气中的氧 元素来自反应物水中的氧（光合作用的光反应阶段）， D正确。 微专题2影响光合作用与细胞呼吸的因素 核心要点 3.(2)NaOH NaHC)3黑暗光照 命题重点 1.D[高湿度环境和果实的含水量差值小，可减少果实水 分蒸发散失，避免果实因失水影响品质，有利于果实保 鲜，A正确：细胞呼吸依赖呼吸酶的催化，低温可抑制呼 吸酶的活性，从而降低果实细胞的呼吸速率，减少有机 物的消耗，B正确：有氧呼吸第三阶段的反应是前两阶段产 生的[]和)。结合生成水，()。是该阶段的反应物，因此低 O,含量可抑制猕猴桃细胞有氧呼吸第三阶段，C正确：有 酶 氧呼吸的总反应式为C6H1O十6O2+6HO→6CO2 十12H,O十能量，可知有氧呼吸过程需要消耗6分子水， 产生12分子水，产生水的量大于消耗水的量，且储藏环 境已设置适宜湿度，不需要人工补水，D错误。] 2.BC[从a到b时，O2消耗速率与CO。产生速率的比值 为1，仅能说明酵母菌只进行有氧呼吸，但无法判断有氧 呼吸速率是否不变（如酵母菌繁殖时种群数量增加，有 氧呼吸总速率会上升，只要仅进行有氧呼吸，比值就始 终为1)，A错误；从b到d时，速率比逐渐减小至0，说明 O。消耗逐渐减少至0，有氧呼吸逐渐减弱，总C)2产生 中来自无氧呼吸的比例不断升高，因此无氧呼吸速率增 大，B正确；C,点时速率比为3/4，设)2消耗速率为3x, 则有氧呼吸产生C)2速率为3x,总C),产生速率为4x, 可得无氧呼吸产生C),速率为x。有氧呼吸每消耗 1mol葡萄糖产生6molC()2,消耗葡萄糖速率为3x/6= x/2;无氧呼吸每消耗1mol葡萄糖产生2 molCO2,消耗 葡萄糖速率为x/2,二者相等，C正确；d时以后，虽然()， 消耗为0，酵母菌只进行无氧呼吸，但随着酒精等代谢废 物积累、培养液H下降，酵母菌活性会被抑制，无氧呼吸 速率会逐渐下降，并非始终不变，D错误。] 3.解析：(1)当胞间CO,浓度在900~1200mol·mol 范围时，从图中红光曲线来看，随着CO2浓度增加，光 合速率不再上升，说明此时C),浓度不是限制因子，而 26( 可能是光照强度、光质等其他因素限制了光合速率。对 于蓝光下净光合速率更高的原因，可能是蓝光能够促进 光合作用中某些关键酶的活性，或者蓝光被光合色素吸 收后转化为化学能的效率更高等。 (2)已知红光下植物的相关反应与白天相似，远红光下 植物的相关反应与夜间相似，突变体发生了PIL5基因 的功能缺失，且该基因参与脱落酸信号通路的调控。在 远红光与红光条件下蒸腾速率接近，推测原因可能是突 变体中PIL5基因功能缺失，使得脱落酸信号通路对气 孔的调控作用减弱，导致在不同光质（远红光和红光）下 气孔开放程度变化不大，从而蒸腾速率接近。 (3)通路1中，①为光合色素，吸收的光在叶绿体中最终 被转化为化学能（储存在ATP和NADPH中，最终储存 在有机物中)。通路2中吸收光的物质②为光敏色素。 由于突变体发生PIL5基因功能缺失后，在远红光与红 光条件下蒸腾速率接近，可推测光敏色素吸收光信号 后，通过影响PIL5基因的表达，进而影响脱落酸信号 通路，对气孔开放程度进行调控。且从图b中突变体在 远红光和红光下蒸腾速率变化不大，可推断光敏色素对 PILI5基因表达的影响是正相关，PILI5基因对脱落酸 信号通路是正相关，脱落酸信号通路对气孔开放程度是 负相关，即光敏色素→（十）PIL5基因→（十）脱落酸信 号通路·（一）气孔开放程度。 (4)根据图c中相关信息，植物利用光的方式有：一方面， 通过叶绿体中的光合色素吸收光能，将其转化为化学能 用于光合作用合成有机物；另一方面，通过光敏色素吸 收光信号，调控基因（如PL5基因）表达，进而影响植 物的生理过程（如通过脱落酸信号通路调控气孔开放 程度）。 答案：(1)光照强度、光质蓝光能促进光合作用相关酶 的活性（或蓝光被光合色素吸收的效率更高等合理答 案)(2)突变体中PIL5基因功能缺失，阻断了脱落酸 信号通路对气孔开放程度的调控，使得气孔开放程度在 远红光和红光条件下无明显差异。(3)有机物中的化 学能光敏色素光敏色素·(+)PIL5基因·（十） 脱落酸信号通路→（一）气孔开放程度。(4)通过叶绿 体中的光合色素吸收光能用于光合作用合成有机物：通 过光敏色素吸收光信号调控基因表达，影响植物生理 过程 4.C[缺镁会影响叶绿素的合成，植物捕获光能的能力下 降，导致光反应速率下降，对呼吸速率影响不大，所以在 缺镁培养液中培养后，C,点向左下方移动，A点不会有明 显移动，A、B正确：B点为光补偿点，该点的呼吸作用强 度与光合作用强度相等；植物体缺镁时，呼吸速率影响 不大，而体内叶绿素合成减少，光合作用速率下降，植物 必须在较强光照下光合速率才能与呼吸速率相同，故B 点会右移，C错误：D点为正常植物的光饱和点，缺镁植 物的光合速率下降，D,点会向左移动，D正确。门 5,解析：(1)高等植物光反应以水为供氢体，产物是氧气、 ATP、NADPH;该光合细菌以HS为供氢体，分解产生 S,还原剂是NADH而非NADPH,因此特有产物为S和 NADH。①二氧化碳固定生成Cg、②C还原生成葡萄 糖，均属于光合作用暗反应阶段发生的物质变化。 (2)高等植物有氧呼吸第一阶段葡萄糖分解为丙酮酸； ②过程是合成葡萄糖，和该过程完全相反，因此图中为 三碳化合物是丙酮酸；暗反应还原过程需要光反应提供 的能量ATP、还原剂NADH,所以②的进行除C3外还 需要的原料有ATP、NADH。 (3)路径①需要直接固定，要消耗更多光反应产生的 ATP、NADH:乙酸是有机物，通过路径③合成无需大量 消耗光能，节省光反应产生的能量，且乙酸中的能量可 以转移到糖类等有机物中，能量利用效率更高，因此乙 酸充足时优先走③途径。 答案：(I)S NADH暗反应 (2)丙酮酸ATP NADH (3)路径③合成有机物消耗的光能更少，能节省光反应 固定的能量，且乙酸中的能量可以转移到糖类等有机物 中，能量利用效率更高。 6.解析：(1)光合作用暗反应的场所是叶绿体基质，物质变 化主要包括CO,的固定和C,的还原，故R酶催化CO, 固定的场所是叶绿体基质，暗反应中C?转化成糖类的 过程需要光反应生成的ATP和NADPH的参与。 (2)由图(a)可知，植林S保卫细胞中G酶表达量提高， 可促进保卫细胞中HC)和可溶性糖等溶质含量增加， 细胞渗透压增大，保卫细胞吸水膨胀，气孔开度增大。 由图(b)可知，相同光照条件下，植株S的气孔开度大于 植株W,CO,供应充足，有利于光合作用的进行，提高净 光合速率。 (3)保持环境中C)。浓度不变，当)，浓度从21%升高 到40%时，有利于R酶催化C与)，反应，不利于暗反 应进行，植物光合作用受到抑制，故植株S的净光合速 率会减小。与植株W相比，植株S保卫细胞中G酶的 表达量高，有利于CO,的生成（甘氨酸→丝氨酸十CO2) 和吸收（气孔开度更大），C),是光合作用的原料，故环 境中C),浓度不变，)。浓度提高时，植株S的净光合速 率变化幅度小。 (4)本实验的目的是确认保卫细胞中G酶对叶片净光合 速率的影响，由此可知自变量是G酶的有无或多少，因 变量是叶片净光合速率的大小，实验思路及预期结果见 答案。 答案：(1)基质ATP和NADPH(2)植株S保卫细胞 中G酶表达量提高，使更多甘氨酸转化为丝氨酸和 CO,,从而使保卫细胞细胞质中HCO,和可溶性糖等溶 质增加，渗透压增大，细胞吸水，气孔开度增大，CO。吸 收量增加，净光合速率增大 (3)减小小 (4)构建G酶表达量减少的植株（或敲除G酶基因或用 G酶抑制剂处理)，其他条件与对照组（植株W)相同，培 养一段时间后检测两组叶片净光合速率：预期结果为实 验组净光合速率低于对照组 命题预测 1.解析：(1)由图可知，光呼吸时C；与)，的结合发生在叶 绿体的基质中，影响卡尔文循环的外因有温度、C),的 浓度等。 (2)叶肉细胞中的)2和C)。竞争性结合C,),浓度高 时，光呼吸较强，故实际生产过程中，常通过适当降低O, 和CO。的浓度比来达到增产的目的，原因是降低O2浓 度，有利于抑制光呼吸，减少ATP的消耗，增大C),浓 度，暗反应增强，光合速率增大，所以适当降低O,和 CO,的浓度比能达到增产的目的。 (3)研究发现，构建了GCGT支路的转基因水稻，不仅产 量增加，叶片中的氯素含量也显著提高，由图分析，氨素 含量提高的原因是构建的GCGT支路使叶片中含氯的 酶含量增加，减少己醇酸转化为甘氨酸，甘氨酸转化为 丝氨酸时，会释放NH?,从而使氨素含量增加。 (4)在光饱和点条件下水稻的光合作用强度无明显变 化，其原因可能是酶的活性达到最大，对CO,的利用率 不再提高；受到ATP以及NADPH等物质含量的限制。 26 讲解册参考答案」 答案：(1)基质温度、CO,的浓度 (2)适当降低降低)，浓度，有利于抑制光呼吸，减少ATP 的消耗，增大C),2浓度，暗反应增强，光合速率增大，所以适 当降低)，和C),的浓度比能达到增产的目的 (3)构建GCGT支路使叶片中含氮的酶含量增加，且减 少乙醇酸转化为甘氨酸，甘氨酸转化为丝氨酸时，会释 放NH,,从而使氮索含量增加 (4)酶的活性达到最大，对C),的利用率不再提高：受到 ATP以及NADPH等物质含量的限制 2.解析：(1)图甲中花生光合作用的途径有C)。的原料参 与，表示的是暗反应，暗反应的场所在叶绿体基质，暗反 应的进行，需要光反应提供ATP和NADPH。 (2)玉米叶肉细胞中的C),浓度很低，这样可以保证 CO以自由扩散的形式进行叶肉细胞，而维管束鞘细胞 中CO浓度很高，保证暗反应的高速进行。玉米光合作 用中CO,中碳转化成有机物(CH,O)中碳的转移途径 为：CO2C4→CO2·C3有机物。 (3)由于中午光照过强、温度过高，会导致花生的气孔关 闭，导致C),供应减少，从而抑制了花生的光合作用。 玉米净光合速率仍然很高的原因是：玉米中的PEPC酶 对CO2的亲和力高，对CO。的利用率高，可以利用低浓 度CO2进行光合作用，叶片部分气孔关闭对其光合作用 无影响，故相同环境条件下玉米比花生进行净光合作用 效率要高。 (4)玉米具有此叶片结构特，点及特殊的光合作用途径的 意义是适应高温、强光照、千早环境，既能保持体内水 分，又能进行高效的光合作用。 答案：(1)暗反应基质ATP、NADPH (2)高C)2C,→CO2→C3→有机物 (3)植物蒸腾作用加强，叶片部分气孔关闭，吸收C)。减 少，导致光合作用降低玉米中的PEPC酶对C)2的亲 和力高，对CO,的利用率高，可以利用低浓度CO:进行 光合作用，叶片部分气孔关闭对其光合作用无影响 (4)适应高温、强光照、干旱环境，既能保持体内水分，又 能进行高效的光合作用 3.解析：(1)根据题意分析，CAM植物能将CO2固定为苹 果酸和C,其中固定CO,为苹果酸的酶分布在细胞质 基质中，固定C)2为C?的酶分布在叶绿体基质中，其固 定最初形成的产物有C和OAA。其叶肉细胞在光照条 件下产生O,(光反应阶段)的具体部位是叶绿体类囊体 薄膜上。 (2)分析图示可知，该植物白天气孔关闭，苹果酸分解能 释放CO,,同时细胞呼吸也能产生C),,因此叶绿体进行 光合作用所需的CO2可以来自苹果酸的分解和细胞呼 吸的释放。景天科植物这种特殊的CO固定途径能保 证植物白天气孔关闭有利于减少水分的散失，晚上气孔 开放能吸收并储存C),,有利于保证白天光合作用的进 行，从而适应千旱环境。 (3)根据题意分析，景天科的PEP羧化酶是一种对酸性 物质非常敏感的酶，该植物夜间形成苹果酸会迅速的输 送至液泡中，并在其中积累，能防止苹果酸在细胞质基 质中推积，影响PEP羧化酶的活性。 答案：(1)细胞质基质和叶绿体基质C3和)AA叶绿 体类囊体薄膜上 (2)苹果酸分解和细胞呼吸释放白天气孔关闭有利于 减少水分的散失，晚上气孔开放能吸收并储存C),,有 利于保证白天光合作用的进行，从而适应干旱环境 (3)防止苹果酸在细胞质基质中堆积，影响PEP羧化酶 的活性 ㄧ生物学 4.解析：(1)制备类囊体时，其提取液中需要添加适宜浓度 的蔗糖，保持类囊体内外的渗透压稳定，避免类囊体破 裂，以保证其结构完整。提取液应该保持低温降低蛋白 酶的活性，避免膜蛋白被降解。 (2)从图Ⅱ实验中可知，在光照条件下，将处于pH=4的 类囊体转移到pH=8的锥形瓶中，再在遮光的条件下加 入ADP和Pi,也产生了ATP,但该实验不能充分证明 “某种能量形式”是类囊体膜内外的H+浓度差，因为实 验Ⅱ是在光照条件下对类囊体进行培养，无法证明某种 能量是来自于光能还是来自膜内外H浓度差。 (3)对无缓冲液的类囊体悬液进行光、暗交替处理，悬液 的pH在光照处理时升高，推测可能是类囊体膜外H+ 被转移到类囊体膜内，造成溶液H升高。类囊体膜内 外的H浓度差是通过光合电子传递和H转运形成 的，光反应过程中，水的光解伴随着电子的传递，故电子 的最终来源物质是水。 (4)人工叶绿体能在光下生产目标多碳化合物，若要在 黑暗条件下持续生产，则需要提供光反应产生的物质 NADPH和ATP,以及暗反应的原料CO2。生产中发现 即使增加光照强度，产量也不再增加，说明暗反应已经 达到最大速率，增加CO。的浓度和适当提高环境温度增 加酶的活性，可有效提高光合效率 答案：(1)保持类囊体内外的渗透压稳定，避免类囊体破 裂低温 (2)实验Ⅱ是在光照条件下对类囊体进行培养，无法证 明某种能量是来自于光能还是来自膜内外H浓度差 (3)类囊体膜外H被转移到类粪体膜内，造成溶液H升高 水 (4)NADPH、ATP和C)。增加CO。的浓度和适当提 高环境温度 高考热点二环境胁迫对光合作用的影响 热点聚焦 「例1「解析]通过生活中对生物学原理的应用场景考查 理论联系实际的能力。①果实、蔬菜低温存放是为了降 低呼吸作用强度：②春化处理可以促进某些植物的开 花；③风干处理后，减少了种子的水分从而抑制微生物 的生长繁殖，延长储藏时间：④通过对光周期的处理可 以调节植物的开花时间：⑤合理密植可以充分利用光 照，提高光合作用效率；⑥间作种植可以提高土地利用 率。综上可知，A选项正确。 [答案]A [例2][解析](1)光可以为植物光合作用提供光能；同时 光可以作为一种光信号调节植物生长发育，故光对植物 生长发育的作用有为光合作用提供能量和作为一种信 号调节植物生长发育两个方面。 (2)探究实验光处理是否完全抵消了盐胁迫对该作物生 长的影响，实验的自变量光（正常光和实验光）以及有无 盐胁迫，因变量是作物生长情况，故该实验至少应选用 上述①②④组进行对比分析（①和②对照自变量为光处 理不同，②和④对照自变量是有无盐胁迫)。实验中除 了自变量和因变量，其余变量称为无关变量，该实验中 的无关变量有温度和二氧化碳浓度等。 (3)由于④组呼吸作用强于③组，但是两组光补偿点也 就是总光合速率等于呼吸速率时的光照强度相等，所以 ④组达到光补偿，点之前的总光合速率始终大于③组。 [答案](1)为光合作用提供能量作为一种信号调节 植物生长发有(2)①②④温度和二氧化碳浓度 (3)始终大于④组呼吸作用强于③组，但是两组光补 偿点也就是总光合速率等于呼吸速率时的光照强度相 等，所以④组达到光补偿点之前的总光合速率也大于 ③组 26 对点集训 1.C[由于对照组是用营养液处理小麦的，因此为了保证 单一变量，应用营养液配制适宜浓度的PEG和ABA溶 液，A正确：在根部施加聚乙二醇会造成成熟区细胞失 水，模拟干旱缺水环境，B正确：脱落酸不具备促进果实 成熟的功能，C错误：据表可知，千早胁迫和ABA组叶片 叶绿素含量高于千旱胁迫组，说明ABA处理能够缓解 由千早造成的叶绿素含量的损失，D正确。] 2.B[施加有机肥被土壤微生物分解，释放C)。,间接为 植物补充C),进而增加有机物积累，A错误：植物的光 合午休是因为气温过高，蒸腾作用过强，导致气孔关闭， C),吸收量减少引起的，补充水分可减弱植物的光合午 休进而增加有机物积累，B正确：霜降前的降温如果过 早，会导致稻谷等农作物收成不好，而霜降后的降温则 对农作物有利，C错误；如果土壤中的水分过多，会减少 土壤中的氧气含量，从而限制了有氧呼吸的进行，导致 植物缺氧，最终可能降低种子的萌发率和幼苗的生长速 度，D错误。] 3.解析：(1)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，因此叶绿素和类胡萝卜素都可以吸收可 见光中的蓝紫光，吸收的光可促进光反应水的光解和 ATP的合成，产生的ATP和NADPH可用于暗反应。 (2)由表格数据可知，间作条件下，叶绿素含量升高，类 胡萝卜素含量升高，叶绿素在植物体内负责光能的吸 收、传递和转化，类胡萝卜素具有吸收光能和防御强光 对植物体破坏的功能，同时Fm降低，减少光能传递。间 作提高了玉米对强光的利用能力在于提高了光能的吸 收和转化，同时减少强光对植物的破坏。 (3)由图可知，间作条件下总千物质量大于单作总干物 质量，且单作和间作茎叶干物质相同，使更多的有机物 运输到籽粒，促进籽粒生长。 (4)为进一步优化间作对农业生产中的应用，可研究不 同植物间的间作模式。 答案：(1)蓝紫ATP和NADPH (2)叶绿素含量升高，类胡萝卜素含量升高，间作提高了 玉米对强光的利用能力在于提高了光能的吸收和转化； 类胡萝卜素含量升高，Fm降低，减少强光对植物的破坏 (3)间作条件下总干物质量大于单作总干物质量，且单 作和间作茎叶干物质相同，使更多的有机物运输到籽 粒，促进籽粒生长 (4)研究不同植物间的间作模式 4.解析：(1)叶片中的叶绿素含量可通过实验测定，先用有 机溶剂提取绿叶中的色素，然后将提取到的色素溶液置 于红光条件下，测定吸光度，使用该种光源的原因是叶 绿素能吸收红光，类胡萝卜素不吸收红光；用红光检测 可排除类胡萝卜素对结果的千扰：据图可知，第二道防 线是类胡萝卜素的清除作用，类胡萝卜素合成受阻突变 体的光合速率下降更明显，原因是对蓝紫光的吸收减 少，无法及时清除光有毒产物。 (2)科学家用氟化钠处理叶片抑制D1蛋白去磷酸化后， 结果显示D1蛋白总量几乎无变化，但D1蛋白交联聚合 物则明显减少。说明D1蛋白降解过程：形成D]蛋白交 联聚合物→D1蛋白交联聚合物解聚·D]蛋白去磷酸 化·蛋白降解。 (3)强光条件下，给植物提供S标记的甲硫氨酸，发现 短时间内PSⅡ中约有30~50%的放射性D1蛋白，但 D1蛋白含量没有明显变化，其原因可能是切除损伤的 D1蛋白与新合成的D]蛋白速率基本相等，所以D1蛋 白含量没有明显变化。1生物学 专题四 光合作用与细胞呼吸 [网络重构1 探索光合作用原理的部分实验分析 场所 ④ (第一阶段)和线粒体 1(第二、三阶段) ① 总反 总反 应式 应式 -C,耳，0+6H,0+60,酶6C0,+12H,0+能量 光、色素、酶等，条件 有 三个 C,H,0,酶2C,H,0,+4+能量（少量） ② 。场所 水的光解和ATP、NADPH形成物质变化反 呼 阶段 吸 反应 2C,H,0,+6H,0酶，6C0+20H+能量（少量） 光能-ATP和NADPH中 能量变化 长 细 式 -240+60,酵12H,0+能量（大量） 活跃的化学能 NADPH、ATP、多种酶，条件 合 胞 实验 探究酵母菌细胞呼吸的方式（实验步骤、 02 现象及相应产物的检测) ③ 、场所 作 C02 呼 C0,的固定：C0,+C,酶2C,物质 暗 1C,H,0,酶2C,H,0H酒精+2C0,+少量能量 C还原：2 CNADPH ATTCH,0O+C, 变化应 无 总反 酶 多 应式 或CH,0。酶2C,H,0,(乳酸+少量能量 呼 NADPH、ATP中活跃的化学能能量 吸 场所 -⑤ →(CH,0)中稳定的化学能 变化 光照强度、C0浓度、 影响因素 温度、0浓度、H0等 温度等 影响因素 探究环境因素对光合作用强度 实验 的影响 光合速率和呼吸速率的测定 光合作用和细胞呼吸在生产、生活中的应用及实例 No.1 知识查漏 1.无氧运动比有氧运动更有利于控制体重。 6.将小麦色素提取液滴加到滤纸条，然后将色 (2025·北京卷，1C)( 素滴加部位浸入层析液进行层析。 2.无氧呼吸都会产生使溴麝香草酚蓝溶液变 (2025·河北卷，5C)( 色的气体 (2026·安徽卷，4B)( 7.叶绿体中的ATP合成酶，可将光能直接转 3.水稻根细胞中的葡萄糖经过无氧呼吸时，其 化为ATP中的化学能。 (2025·安徽卷，1D)() 中的能量大部分存留在乙醇中 8.降低光照将直接影响光反应的进行，从而影 (2026·山东卷，5D)( 响暗反应；改变CO2浓度则直接影响暗反 4.有氧呼吸中氧气的消耗发生在线粒体的 应的进行。 内膜。 9.鲁宾、卡门用放射性同位素标记的方法，研 (2025·重庆卷，13B)( 究了光合作用中氧气的来源。 () 5.叶绿体基质中消耗CO2,而线粒体基质中生 10.光合作用强度就是指植物在单位时间内通 成CO2 (2025·河北卷，4B)( 过光合作用积累糖类的数量。 () 30 第一篇专题四光合作用与细胞呼吸 No.2 概念清障 1.（必修1Pg0-91“探究·实践”)可根据 7.（必修1P1o1“拓展应用T1”改编)从水层透 光与植物光能捕获两层面分析，海洋中红 检测酵母菌培养液中CO2的产生情况。 藻、褐藻和绿藻的水层分布情况是 2.（必修1P4“小字内容”)细胞呼吸除了能为 生物体提供能量，还是生物体代谢的枢纽。 的代谢，都可以通过细 胞呼吸过程联系起来。 3.（必修1P“思考·讨论”)储藏水果、粮食 8.(必修1P4“正文”)光照下卡尔文向小球藻 的仓库，常通过降低温度、降低氧气含量等 悬液通入经过14C标记的4CO2,一定时间后 措施，目的是 杀死小球藻，同时提取产物并分析。实验发 ,以延长保 现，仅仅30s的时间，放射性代谢产物多达 质期。 几十种。缩短时间到7$，发现放射性代谢 4.（必修1P“思考·讨论”)花盆里的土壤板 产物减少到12种，若要探究CO2转化成的 结后，空气不足，会影响根系生长，甚至造成 第一个产物是什么，实验思路是 烂根现象，原因是 5.（必修1P6“拓展应用T,”改编)松土对农作 物的意义是 ,对全球 9.(必修1P15“探究·实践”)大棚种植使用有 气候的影响是 机肥有利于增产，从影响光合作用的因素分 析，原因是 6.（必修1Pg,“问题探讨”改编)大棚蔬菜生产 中，用无色透明的塑料薄膜做顶棚时产量 高，原因是 微专题1光合作用与细胞呼吸的原理 核心要点 1.细胞呼吸 特别提醒 “三看法”判断细胞呼吸的类型 看) 反应物广消耗0，或产物中有H,0,一定存在」 (1)不要认为有氧呼吸的全过程都需要O2 产物、产物中有酒精或乳酸，一定有 有氧呼吸只有第三阶段消耗O2。 无C0,产生 不消耗0， 只进行产生乳酸的无氧呼吸 (2)不要认为进行有氧呼吸一定需要线粒 但产生C02,只进行 的无氧呼吸 体，真核生物一定需要线粒体进行有氧 消耗0，= C02/02 释放C0, 只进行以葡萄糖为底物的有氧呼吸 呼吸。原核生物没有线粒体，但有些原 看 或同时进行产生乳酸的无氧呼吸 C0,释放量> 核生物因为含有与有氧呼吸有关的酶， 0吸收量 既进行有氧呼吸，也进行产生酒精 C0,释放量<的无氧呼吸 也可以进行有氧呼吸；无线粒体的真核 0,吸收量 →呼吸底物中可能含“脂质” 生物或真核细胞只能进行无氧呼吸，如 真核→只在细胞质基质进行→无氧呼吸 看反应杨所细照一有线粒体参与一存在有氧呼吸 蛔虫、哺乳动物成熟的红细胞等。 原核呼吸场所为细胞质与细胞膜，呼吸类型 (3)写细胞呼吸的反应式时不能用ATP来 细胞可依据H,0、酒精、乳酸等确认 代替能量，因为细胞呼吸释放的能量包 注：动物细胞CO2只产自有氧呼吸过程，产 括储存在ATP中的能量和以热能形式 生的唯一场所为线粒体基质（动物细胞无氧 呼吸只产生乳酸，不产生CO2)。 散失的能量。 31 |生物学 2.光合作用 (3)理清光合作用与有氧呼吸过程中ATP的 外界条件变化时，C5、C3、NADPH、ATP等 来源与去路 物质的量的变化判断 来源 (1)光照强度变化 三个阶段均产生 有氧呼吸 脚光照光照弱 强{ -① 去路作为细胞中绝大多数需要能 ③ 量的生命活动的“直接”能源 ② ④ ATP- 来源光反应（光能→ATP中 0 时间 0 时间 光合作用 活跃的化学能) 曲线①表示 曲线②表示 去路主要用于 曲线③表示 曲线④表示 (4)写出光合作用与有氧呼吸在物质上的联系 (2)CO2浓度变化 (相应元素转移过程分析) 與C02C0,充足 ① ③ 呼吸I ⑤ C05C02 不足 a.C:CO, ·② -③ →CH20。 →④ =C0 充足不足 零 ① 光合作用 有氧呼吸 -② ® 0 光反应 时间 暗反应 呼吸I、Ⅱ呼吸Ⅲ 时间 b.H:H,O =(6) ⑦ →H用 →⑧ 曲线①表示 光合作用 有氧呼吸 曲线②表示 曲线③表示 光反应 呼吸Ⅲ ⑨ c.0:H,0 0 H,0 C0, 曲线④表示 ⑩ ① 特别提醒 4.四种状况下“光合与呼吸”关系 (1)光合作用中色素吸收光能不需要酶的 状况2：弱光 参与。 状况3：光补偿点 “细胞呼吸”>“光合作用”， “细胞呼吸”=“光合作用”， (2)进行光合作用的细胞不一定含叶绿体，如 02需“外援”，C02则有余 02与C02完全靠“内供” 蓝细菌、光合细菌能进行光合作用，但没 02C02 有叶绿体。 (3)CO2浓度对光合作用强度的影响：CO2浓 02C02 02C02 度很低时，光合作用不能进行。 3.光合作用与细胞呼吸的内在联系 02、C02 02C0: (1)过程图解 状况1：无光 状况4： 的光照 只进行 “光合作用”>“细胞呼吸” 根空气 空气 02完全来自“外界” 除内部交换外，多余02释放 线粒体 C02则全释放到外界 到外界，C02则需“外援” ① 9 TP 细胞分裂、 C0,④ 2C ADP-Pi 物质合成等 5.真正光合速率、净光合速率和细胞呼吸速率 女② 光-一色素 八0酶 酶C 丙酮酸 ATP 的判定方法 ADP+Pi →C,H03 ③ ~能量 (1)根据坐标曲线判定 叶绿体 细胞质基质 D (2)理清光合作用与细胞呼吸过程中NADPH、 净光合速率 NADH的来源与去路 合速率 B 呼吸 光照强度 光合作用 细胞呼吸 速率 葡萄糖 光照强度 水 (细胞质基质) (类囊体薄膜) 图甲 图乙 有氧时 NADPH NADH (线粒体基质) 丙酮酸、水 ①当光照强度为0时，若CO2吸收值为 (叶绿体基质) 无氧时（细 ,该值的绝对值代表细胞 ,直 胞质基质) 有氧时（线粒体内膜） 线代表净光合速率，如图甲。 还原C 还原 与氧结合 ②当光照强度为0时，光合速率也为0，曲 丙酮酸 生成水 线代表真正光合速率，如图乙。 32 第一篇专题四光合作用与细胞呼吸 (2)根据关键词判定 特别提醒 检测 净光合 细胞呼吸速率 真正（总）光合速率 指标 速率 (1)判断植物体能否正常生长，即判断植物有 CO, 释放量（黑暗） 吸收量 利用量、固定量、消耗量 机物积累量是否大于0。 02 吸收量（黑暗） 释放量 产生量 有机物消耗量（黑暗）：积累量 制造量、产生量 (2)注意所求与已知的物质是否一致，如已知 (3)根据实验条件判定 CO2的量，所求为葡萄糖的量，则需要借 实验结果所给数值若为黑暗条件下绿色植 助反应式进行换算。 物的测定值，则为呼吸速率；若所给数值为 (3)计算结果还应注意时间、面积、质量、物质 有光条件下绿色植物的测定值，则为净光 合速率。 的量等单位是否统一？ 命题重点 [命题点1]细胞呼吸的过程 100 1.(2026·广东高考真题)鲫鱼骨骼肌细胞缺 氧时，葡萄糖在细胞质基质分解产生的丙酮 40 酸在线粒体内转化为乙醛和CO2,乙醛进入 20 78.6 0 细胞质基质转化为乙醇，最终经鳃排出。上 0 120240360480 述过程与人体细胞无氧呼吸相比，两者 运动时间s A.60s时，肌细胞的无氧呼吸产生乳酸 B.78.6s时，有氧呼吸与无氧呼吸消耗葡萄 A.第一阶段反应都相同 糖量相等 B.反应的场所都相同 C.肌细胞水解ATP生成的ADP可循环 C.最终产物都相同 利用 D.催化反应的酶都相同 D.运动后期，供氧增加促进了线粒体内反 应物的彻底氧化 2.（2026·云南高考真题)肉类在低温下可经 4.(2025·北京高考真题)如图是植物细胞局 过高盐腌制、晾挂、发酵（乳酸菌、酵母菌为 部亚显微结构示意图。在有氧呼吸过程中， 主)后延长保存期。下列说法错误的是 细胞不同部位产生ATP的量不同。以下选 ( 项正确的是 () A.高盐腌制提高了细胞外渗透压使细胞 脱水 B.其中微生物大多数属于耐盐或嗜盐微 生物 C.发酵产生的乳酸可抑制杂菌生长强化 选项 部位1 部位2 部位3 部位4 防腐 D.乳酸菌、酵母菌发酵过程中均可产 大量 少量 少量 无 生CO2 B 大量 大量 少量 无 3.(2026·陕晋青宁卷)剧烈运动过程中，骨骼 少量 大量 无 少量 肌细胞有氧呼吸供能占比随运动时间变化 0 少量 无 大量 大量 趋势如图。下列叙述错误的是 A.A B.B C.C D.D 33 |生物学 ◆[命题点2]光合作用的过程 A.菌一藻体不能同时产生O2和H2 5.(2026·江西高考真题)“神奇”动物海蛞蝓 B.菌一藻体的致密程度可影响H2生成量 能选择性保留所摄食藻类中的叶绿体，并用 C.H2的产生场所是该藻叶绿体的类囊体 一层膜包裹形成宿主衍生细胞器“盗食体”。 薄膜 “盗食体”内的叶绿体可合成部分光合蛋白， D.培养至72h,致密菌一藻体暗反应产生 在一段时间内保持光合能力；“盗食体”可利 的有机物多于松散菌一藻体 用转运蛋白维持内部环境相对稳定。下列 7.(2025·江苏高考真题)科研人员从植物叶 关于“盗食体”内叶绿体的推测，合理的是 绿体中分离类囊体，构建含类囊体的人工细 ( 胞，并探究光照等因素对人工细胞功能的影 A.编码光合色素蛋白的基因来自海蛞蝓细 胞核 响。请回答下列问题。 B.需要海蛞蝓细胞为其提供原料进行光合 (1)细胞破碎后，在适宜温度下用低渗溶液 作用 处理，涨破 膜，获得类体悬液。经 C.叶绿体外膜与海蛞蝓细胞膜的蛋白结构 离心分离获得类囊体，为保持其活性、需加 相同 人 溶液重新悬浮，并保存备用。 D.能够通过分裂实现增殖以维持光合作用 (2)类囊体浓度用单位体积类囊体悬液中叶绿 能力 素的含量表示。吸取5l类囊体悬液溶于 6.(不定项)(2025·山东高考真题)在低氧条 995l的 溶液中，混匀后，测定出叶绿 件下，某单细胞藻叶绿体基质中的蛋白F可 素浓度为3μg/ml,则类囊体的浓度为 利用H和光合作用产生的NADPH生成 μg/ml。 H2。为研究藻释放H2的培养条件，将大肠 (3)为检测类囊体活性，实验前需对类囊体 杆菌和藻按一定比例混合均匀后分成2等 进行多次洗涤，目的是消除类囊体悬液中原 份，1份形成松散菌一藻体，另1份形成致 有光反应产物对后续实验结果的影响，这些 密菌一藻体，在CO2充足的封闭体系中分 别培养并测定体系中的气体含量，2种菌一 产物主要有 藻体培养体系中的O2含量变化相同，结果 (4)已知荧光素PY 光照 如图所示。培养过程中，任意时刻2体系之 的强弱与pH大小 间的光反应速率无差异。下列说法错误 正相关。图示具有 类囊体 的是 ) 光反应活性的人工 荧光素PY 致密菌-藻体 4 细胞，在适宜光照 4 3 32 松散菌-藻体 2 下，荧光强度 (填“变强”“不变”或 1 -…02 1 “变弱”)，说明类囊体膜具有的功能有 01 0 24 72 120 时间h) 34 第一篇专题四光合作用与细胞呼吸 (5)在光反应研究的基础上，利用人工细胞 9.当植物的光合速率大于呼吸速率时，植物积 开展类似碳反应生成糖类的实验研究，理论 累有机物，从而能正常生长。下列有关植物 上还需要的物质有 光合作用和呼吸作用的叙述，错误的是 ●[命题点3]光合作用与细胞呼吸的联系 ( 8.(2025·河北高考真题)对绿色植物的光合 A.某植物叶片的净光合速率>0时，该植株 作用和呼吸作用过程进行比较，下列叙述错 的有机物可能会减少 误的是 ( ) A.类囊体膜上消耗H2O,而线粒体基质中 B.光合作用光反应产生的ATP可为植物 生成H2O 吸收矿质元素提供能量 B.叶绿体基质中消耗CO2,而线粒体基质中 C.玉米胚乳细胞进行无氧呼吸时只在第一 生成CO 阶段产生少量的能量 C.类囊体膜上生成O2,而线粒体内膜上消 D.呼吸作用和光合作用产生的气体中的氧 耗O2 元素都可能来自反应物水中的氧 D.叶绿体基质中合成有机物，而线粒体基 @温馨提 质中分解有机物 学习至此，请完成配套专题精准强化7 微专题2影响光合作用与细胞呼吸的因素 核心要点 1.影响细胞呼吸的四类曲线 2.影响光合作用因素的三类曲线 P点限制因素：①外因：温度、C02浓度等； 原理：温度影响酶活性 02为0：只进行无氧呼吸 ②内因：色素种类和含量、酶的数量和活性 应用：低温储存果蔬，大棚 C5的含量 果蔬最佳储存点 夜间降温减少有机物消耗 迎 P 八有氧呼吸 原理：影响光反应阶段ATP、NADPH的生成 8 无氧呼吸 无氧呼吸消失点 0 光照强度 温度1℃ 0 5101520253002浓度/% 原理：影响暗反应中C,的生成 甲 乙 如米 P一P点的限制因素 ①外因：温度、光照强度： 原理：CO,反馈性抑制 讶↑为减少有机物 长期浸入 ②内因：酶的数量和活性、 细胞呼吸 消耗，宜将种 水中可因 色素含量、C的含量 C02浓度 应用：窑藏储存果蔬 子风干 无氧呼吸 产生毒害 光合作用最适温度 P 原理：通过影响酶的 活性来影响光合速率 C02浓度 含水量/% 丙 温度 35 |生物学 3.总光合速率与呼吸速率的关系 (2)呼吸速率和净光合速率测定的常用方法 (1)净光合速率、呼吸速率与总光合速率的 有色液滴 有色液滴 关系 毛细管 有机物积累量、02释放量、C02吸收量 毛细管 表示方法 绿色植物 绿色植物 有机物 溶液（吸收C0) 溶液 净光合 或02产 (提供C0) 速率 B 8 呼吸速率 光照强度 光合速率 素 生量、 C02消 下，有色液 下，有色液 耗量或 固定量 滴左移距离代表有 滴右移距离代表释 表示方法 氧呼吸消耗O2的 放O2的量，即净光 黑暗环境中有机物或0，消耗量、C02产生量 量，即呼吸速率 合速率 命题重点 [命题点1]细胞呼吸的应用及影响因素 3.(2025·广东高考真题)我国科学家以不同 1.(2026·云南高考真题)猕猴桃鲜果储藏条 植物为材料，在不同光质条件下探究光对植 件如下表。 物的影响。测定了番茄的光合作用相关指 果实含水量/%温度/℃O2体积分数/%湿度/% 标并拟合CO,响应曲线（图a);比较了突变 体与野生型水稻水分消耗的差异（图b),鉴 约85 1~3 2-4 9095 定到突变体发生了PILI5基因的功能缺 下列说法错误的是 ( 失，并确定该基因参与脱落酸信号通路的 A.高湿度可减少果实水分蒸发以利于果实 调控。 保鲜 50 蓝光 B.低温抑制酶活性来降低果实细胞的呼吸 速率 20 红光 C.O2含量低可抑制猕猴桃细胞有氧呼吸第 0 300600 9001200 -10 三阶段 胞间C0浓度（μmol·mol) D.有氧呼吸消耗水的量大于产生量需要人 工补水 0.6 ■野生型口突变体 2.(不定项)(2026·山 0.4 东高考真题)在充入 0.2 了适量空气的恒温 红光 远红光 密闭发酵罐中，酵母 菌以充足的葡萄糖 注：红光下植物的相关反应与白天相似，远 为原料进行呼吸作用，随着时间的延长，呼 红光下植物相关反应与夜间相似。 吸作用中O2的消耗速率与CO2的产生速 回答下列问题 率比如图所示。下列说法正确的是( (1)图a中，当胞间C02浓度在900~1200 A.从a到b时，有氧呼吸速率不变 mol·mol厂1范围时，红光下光合速率的 B.从b到d时，无氧呼吸速率增大 限制因子是 C.c时，有氧呼吸与无氧呼吸消耗葡萄糖的 推测此时蓝光下净光合速率更高的原因是 速率相等 D.d时以后，无氧呼吸速率始终不变 36 第一篇专题四光合作用与细胞呼吸 (2)图b中，突变体水稻在远红光与红光条 A.缺镁会影响叶绿素的合成，使光合速率 件下蒸腾速率接近，推测其原因是 下降，C点向左下方移动 B.缺镁对呼吸作用速率影响不大，所以A (3)归纳上述两个研究内容，总结出光影响 点不会有明显移动 C.图中B点是光补偿点，在缺镁培养液培 植物的两条通路（图c)。通路1中，①吸收 养后B点左移 的光在叶绿体中最终被转化为 D.图中D点是光饱和点，在缺镁培养液培 。 通路2中吸收光的物质② 养后D点左移 为 。用箭头完成图c中②所 5.(2026·山东高考真题)某细菌是严格厌氧 介导的通路，并在箭头旁用“（十）”或“（一）” 的光合细菌，在光线充足的条件下主要通过 标注前后两者间的作用，（十）表示正相关， 光合作用为自身供能。其光合作用与呼吸 (一)表示负相关 作用过程如图所示，其中①~④表示反应 过程。 C02 日光 ① ② 通路1 通路2 HS光反应 ATP、NADH 葡萄糖 C02 -*C02 ② L乙酸(C) ATP、NADH+- C0, -(CH2O) ATP PIL15 注： 叶绿体 光合作用 →呼吸作用 C0, 线粒体 细胞核 (+) (1)与高等植物相比，该细菌特有的光反应 :气孔开放程度 脱落酸信号 产物有 和 ①和②属于 c 光合作用的 阶段。 (4)根据图c中相关信息，概括出植物利用 (2)②与高等植物有氧呼吸第一阶段的反应 光的方式： 过程相反，图中C3是 (填物质名 称)，②的进行除C3外还需要的原料有 和 〉[命题点2]光合作用与细胞呼吸影响因 (3)①和③是合成C3的两个路径，在光线充 素的综合 足、乙酸含量高的环境中，该菌会优先通过 4.矿质离子主要由植物根系吸收，对光合作用 ③进行光合作用。从能量的角度推测，其原 有一定的影响。在适宜条件下，将黄瓜幼苗 因是 培养在完全培养液中，测定其光合作用速率 与光照强度的关系，结果如图。若将黄瓜幼 6.(2025·陕晋青宁卷)叶绿体中R酶既能催 苗培养在缺镁培养液中（缺镁对呼吸作用速 化CO,固定，也能催化Cs与O2反应，CO2 和O2两种底物竞争R酶同一活性位点；线 率影响不大)，下列分析错误的是 ( 粒体中G酶参与催化甘氨酸转化为丝氨 酸，如图(a)。为探究保卫细胞中G酶对植 物光合作用的影响，研究者以野生型植株 0 光照强度 W为参照，构建了G酶表达量仅在保卫细 胞中增加的植株S,实验结果如图(b)。回 A 答下列问题。 37 |生物学 02 02 (1)R酶催化CO2固定的场所是叶绿体的 C02 叶绿体 保卫细胞 ,产物C3在光反应生成的 o. C02 参与下合成糖类等有机物。 R酶 Cx+C2 2C3 02 (2)植物保卫细胞吸水，气孔开度增大。由 甘氨酸 过氧化 /HCO; 气孔 图(a)(b)可知，相同光照条件下植株S保卫 物酶体 C02 保卫细胞 02 细胞中G酶表达量提高，叶片的净光合速 C02 甘氨酸 率高于植株W,原因是 线粒体 糖等溶质 C02 0 图(a) 植株S (3)保持环境中CO2浓度不变，当O2浓度从 21%升高到40%时，植株S的净光合速率 ：001.00 植株W (填“增大”或“减小”)；相较于植株 .0 500 1000 W,植株S的净光合速率变化幅度 光照强度（μmol·m2·s) (填“大”“小”或“无法判断”)。 植株S 0.4 (4)若需确认保卫细胞中G酶对叶片净光 日。 02 植株W 合速率的影响，还需补充一个实验组。写出 0 500 实验思路及预期结果： 1000 光照强度(mol·m2·s) 图(b) 命题预测 一、光呼吸 ②在干旱天气和过强光照下，因为温度很 光呼吸是指绿色植物在光照情况下吸收 高，蒸腾作用很强，气孔大量关闭。此时的 O2,将叶绿体中的C分解产生CO2的过 光呼吸可以消耗光反应阶段生成的多余的 程。光呼吸是一个“耗能浪费”的生理过 NADPH和ATP,又可以为暗反应阶段提 供原料，因此光呼吸对植物有重要的正面 程，因此，抑制植物的光呼吸可实现农作物 意义。 的增产。 1.光照条件下，叶肉细胞中的O2和CO2竞争 高C0,含量环境 高O,含量环境 下的光合作用 五碳化合物 下的光合作用 性结合C5,O2与C结合后经过一系列反应 CO, 释放CO2的过程称为光呼吸。相关学者将 羧化反应 加氧反应 四种酶(GLO、CAT、GCL、TSR)的基因导 三碳 2化合物 三碳 化合物+ 二碳 入水稻叶绿体，创造了一条新的光呼吸代谢 卡尔文 化合物 支路(GCGT支路，如图中虚线所示)，得到 糖 循环 线粒体 转基因水稻。回答下列问题。 CO2 H20+0. 乙醇酸-、、 GLO CAT 光呼吸与光合作用的关系 02■ +H202 H202 乙醛酸 乙醛酸 卡尔文循环 光呼吸 CCGT支路 ①与光呼吸有直接关系的细胞器为叶绿 C0 甘氨酸C0 体、线粒体。光呼吸产生的条件是光照、高 PGA ATP NADH 甘油酸之丝氨酸 SCLAD NADH O2含量和低CO2含量等。 CO2、NH(释放至胞外) 38 第一篇专题四光合作用与细胞呼吸 (1)光呼吸时C与O2的结合发生在叶绿体 2.起源于热带的玉米，除了和其他C3植物（如 的 中，影响卡尔文循环的外因 花生)一样具有卡尔文循环（固定CO2的初 有 产物是三碳化合物(C3),简称C3途径)外， (答出两点即可)。 还存在另一条固定CO2的途径，固定CO, (2)实际生产过程中，常通过 的初产物是四碳化合物(C4),简称C4途径， (填“适当升高”或“适当降低”)O2和 玉米也被称为C,植物。如图甲表示花生和 CO2的浓度比来达到增产的目的，请分析并 玉米的光合作用部分途径示意图，研究发现 解释其原理（从光合作用原理和光呼吸两个 C4植物中PEPC酶对CO2的亲和力约是 方面作答)： Rubisco酶的60倍；图乙表示夏季晴朗的白 天，玉米和花生净光合速率（单位时间、单位 叶面积吸收CO,的量)的变化曲线。请回 (3)研究发现，构建了GCGT支路的转基因 答下列问题。 水稻，不仅产量增加，叶片中的氮素含量也 C0 显著提高，由图分析，氨素含量提高的原因 叶肉 C PEPC 是 细胞 酶 C02 C3 维管束 叶肉 C02 鞘细胞 (4)某研究小组发现，构建了GCGT支路的 酶 细胞 s rubisco 酶 C3 转基因水稻，在光饱和点条件下水稻的光合 花生光合作用途径 玉米光合作用途径 作用强度无明显变化，其原因可能是 图甲 501 净光合速率μmol·m2.sl 40 一玉米 。-花生 (答出两点即可)。 30 二、C4植物 20 叶肉细胞中 维管束鞘细胞 10 的叶绿体 中的叶绿体 Co, →C4-- +C- →C022Cg 09 8:009:3011:0012:3014:0015:3017:0018:30 C3(PEP)胞间连丝 -NADPH 多种酶 时 →NADP+ 图乙 C C 参加 ADP+PiATP(丙酮酸) 催化 -ATP (1)图甲花生光合作用途径表示的是花生光 (CH,O) ADP+Pi 合作用的 (填“光反应”或“暗反 ①玉米、高粱、甘蔗都是C4植物，适于在高 应”)，发生的场所是叶肉细胞叶绿体的 温、干燥和强光的条件下生长。 ,除图中标注的条件外，还需要 ②C4植物叶肉细胞的叶绿体和维管束鞘 等条件。 细胞的叶绿体共同完成CO2的固定。 (2)推测玉米维管束鞘细胞中CO2浓度比 ③在高温、光照强烈和干旱的条件下，绿色 叶肉细胞 （填“高”或“低”)，写出 植物的气孔大量关闭。这时，C,植物能够 玉米光合作用中CO2中碳转化成有机物 利用叶片内细胞间隙中含量很低的CO, (CH2O)中碳的转移途径 进行光合作用。 (用箭头和符号表示)。 39 1生物学 (3)图乙中花生净光合速率在11：00左右明 CO 显减弱的主要原因是 C0,H,0 H,0 HCO 而此时玉米净光合速率仍然很高的原因是 磷酸丙糖 OAAI PEP←磷酸丙糖 Pi 丙酮酸 淀粉 NADH 淀粉 ↑xC0 卡尔文 NAD 循环 (4)玉米具有此特殊光合作用途径的意义是 苹果酸 叶绿体 苹果酸 叶绿体 苹果酸 液泡 苹果酸 液泡 三、景天科植物 (1)CAM植物参与固定CO2的酶分布在 CO. ,其固定最初形 PEP (CH,O) OAA 成的产物有 其叶肉细胞在 晚间 苹果酸 一苹果酸 光照条件下产生O2的具体部位是 白天 丙酮酸 (2)分析图示可知，该植物白天气孔关闭，此 ·叶绿体 液泡 线粒体 时叶绿体光合作用所需的CO,的来源有 (1)仙人掌、菠萝和许多肉质植物都进行这 ,试阐述景天科植物这种特殊的CO2 种类型的光合作用。这类植物特别适合于 固定途径对其适应高温干旱环境有何作用 炎热干旱地区，其特点是气孔夜间开放，吸 收并固定CO2,形成以苹果酸为主的有机 酸；白天则气孔关闭，不吸收CO2,但同时 (3)景天科的PEP羧化酶是一种对酸性物 却通过卡尔文循环将从苹果酸中释放的 质非常敏感的酶，且该酶在昼夜的活性表现 CO2还原为糖。 出周期性的变化。该植物夜间形成苹果酸 (2)这是一种节省水的光合作用，参与CO2 转化的细胞器除了叶绿体之外，还有线粒 会迅速的输送至液泡中，并在其中积累，其 体和液泡。 意义在于 3.多肉作为景观植物广受大众喜爱，常见的多 肉大多数都属于景天科植物。其景天科代 谢途径，是一些肉质植物所具有的特殊的固 定CO2的途径。具有该代谢途径的植物具 四、化学渗透假说 有特殊的CO2利用方式：夜晚，植物的气孔 1961年，米切尔(Peter Mitchell)提出了化 开放，吸收CO2与磷酸烯醇式丙酮酸(PEP) 学渗透假说：①线粒体（叶绿体）的电子传 结合形成苹果酸积累于液泡，该过程需要 递链将H由线粒体基质（叶绿体基质）泵 PEP羧化酶催化；白天，植物的气孔关闭， 入线粒体内、外膜间基质（类囊体基质）； 苹果酸从液泡进入细胞质基质，释放分解 CO2参与卡尔文循环生成淀粉等有机物，这 ②线粒体内膜（类囊体膜）不允许H回 种利用CO2的方式称为CAM途径，其过程 流，内外膜产生H浓度梯度；③H顺浓 如图所示，回答下列问题。 度梯度回流释放能量合成ATP。 40 第一篇专题四光合作用与细胞呼吸 线粒体 叶绿体 (1)制备类囊体时，提取液中应含有适宜浓 度的蔗糖，以保证其结构完整，原因是 为避免膜蛋白被降解，提取液应保持 膜间基质 H,转运 类囊体 线 基质 叶 (填“低温”或“常温”)。 体 线粒体 专递 类囊体膜 内膜 体 ATP合成酶 (2)在图I实验基础上进行图Ⅱ实验，发现 构 线粒体 叶绿体 登 基质 基质 ADP+Pi 该实验条件下，也能产生ATP。但该实验 界一高浓度 ■[H低浓度 不能充分证明“某种能量形式”是类囊体膜 1963年，贾格道夫在黑暗条件下把离体的 内外的H浓度差，原因是 叶绿体类囊体置于pH=4的酸性溶液中 平衡，让类囊体腔的pH下降至4。平衡后 (3)为探究自然条件下类囊体膜内外产生 将类囊体转移到含有ADP和Pi的pH=8 H浓度差的原因，对无缓冲液的类囊体悬 的缓冲溶液中，一段时间后有ATP产生。 液进行光、暗交替处理，结果如图Ⅲ所示，悬 液的pH在光照处理时升高，原因是 充分平衡 =4 ATP 转移类囊体 DH=8 H=8 加人ADP+ 爱冲礼 pH=4 类囊体膜内 外的pH都为 无光条件放置 DH= H✉4 到ATP B组 类囊体膜内外的H浓度差是通过光合电 pH4 《pH=4 0H=4 子传递和H转运形成的，电子的最终来源 贾格道夫实验表明：类囊体膜内外存在 物质是 H浓度差是类囊体合成ATP的直接 (4)用菠菜类囊体和人工酶系统组装的人工叶 动力。 4.科学家发现，光能会被类囊体转化为“某种 绿体，能在光下生产目标多碳化合物。若要实 能量形式”，并用于驱动产生ATP(如图 现黑暗条件下持续生产，需稳定提供的物质有 I)。为探寻这种能量形式，他们开展了后 。 生产中发现即 续实验。 使增加光照强度，产量也不再增加，若要增 加人ADP和Pi 产，可采取的有效措施有 产生ATP 类囊体悬液 类囊体悬液 光照条件 黑暗条件 平衡后的类囊体 转移 加入ADP和Pi 遮光 (答两点)。 产生AT 类囊体悬液 pH=8 类囊体悬液 光 光 分钟 pH=4 光/暗处理时悬液pH变化 ©温馨提 光照条件 光照条件 黑暗条件 学习至此，请完成配套专题精准强化8 41