重難點

01

光合作用與呼吸作用（一）

（建議用時：

30

分鐘）

【命題趨勢】

光合作用與呼吸作用是高中教材較詳細(xì)介紹的兩個細(xì)胞生理活動，課程標(biāo)準(zhǔn)和考試說明都對這

兩個代謝過程的學(xué)生掌握程度做了明確的要求，要在理解的基礎(chǔ)上，能在較復(fù)雜的情景中綜合運用

其進行分析、推理、判斷和評價。因此該部分歷來是高考的熱點重點和難點，一道跑不了的非選擇

題大題和若干選擇題。

其中又以光合作用的考查內(nèi)容更多樣，包括葉綠體結(jié)構(gòu)成分、光合作用基本過程、探究影響光

合作用速率的環(huán)境因素為背景設(shè)計的實驗，分析光合作用與呼吸作用對環(huán)境中氣體含量變化的影響

等。

【滿分技巧】

1．熟練掌握光合作用和有氧呼吸的基本過程，通過抓住物質(zhì)變化和能量變化來分析各種簡略或詳細(xì)

的圖解。（反應(yīng)場所可以變，物質(zhì)能量變化不會變）

2．深入認(rèn)識光合作用和細(xì)胞呼吸總反應(yīng)式，了解反應(yīng)式所體現(xiàn)的對光合作用及呼吸作用有影響的各

個因素，理清因果關(guān)系，避免“懂得卻說不清”的尷尬。

3．學(xué)會讀圖、讀表，練習(xí)用語言描述圖、表的含義，明確題干所給的信息。

【必備知識】

1．光合素的含量和功能；葉綠體的結(jié)構(gòu)、線粒體的結(jié)構(gòu)，以及發(fā)生在各個結(jié)構(gòu)中的反應(yīng)過程（圖

解描述）

2．光合作用和細(xì)胞呼吸的總反應(yīng)式（以葡萄糖為產(chǎn)物或反應(yīng)物，包括有氧呼吸和無氧呼吸），描述

各個反應(yīng)式中各個部分對反應(yīng)結(jié)果的影響（包括反應(yīng)物、能量來源去路、反應(yīng)條件等）。

3．從生物整體的角度認(rèn)識不同生理過程，認(rèn)識光合作用與呼吸作用在物質(zhì)變化和能量變化上的聯(lián)系。

例如：

C元素的轉(zhuǎn)移：

能量轉(zhuǎn)換過程：

【限時檢測】

1

．（

2019

全國卷Ⅰ

·3

）將一株質(zhì)量為

20g

的黃瓜幼苗栽種在光照等適宜的環(huán)境中，一段時間后植

株達到

40g

，其增加的質(zhì)量來自于

A

．水、礦質(zhì)元素和空氣

B

．光、礦質(zhì)元素和水

C

．水、礦質(zhì)元素和土壤

D

．光、礦質(zhì)元素和空氣

【答案】

A

【解析】方法一，吸水增加植物的鮮重，空氣中的二氧化碳可以參與光合作用增加細(xì)胞的干重，

從土壤中吸收的礦質(zhì)元素，合成相關(guān)的化合物，增加植物的有機物或無機鹽質(zhì)量。故選

A

。

“

礦質(zhì)元素

”

是共有的，

“

土壤

”“

光

”

和

“

水

”

方法二，綜合分析

ABCD

四個選項，區(qū)別只在于

“

空氣

”

、

四個內(nèi)容，植物吸收的

“

土壤

”

實際上是土壤中的

“

水

”

和

“

礦質(zhì)元素

”

，光是能量，不可能變?yōu)槲镔|(zhì)

增加植物的

“

質(zhì)量

”

，因此排除

BCD

三個選項，

A

符合題意。

2．（2019全國卷III·4）若將n粒玉米種子置于黑暗中使其萌發(fā)，得到n株黃化苗。那么，與萌發(fā)

前的這n粒干種子相比，這些黃化苗的有機物總量和呼吸強度表現(xiàn)為

A

．有機物總量減少，呼吸強度增強

B

．有機物總量增加，呼吸強度增強

C

．有機物總量減少，呼吸強度減弱

D

．有機物總量增加，呼吸強度減弱

【答案】

A

【解析】根據(jù)題意分析，種子萌發(fā)時，吸收水分，呼吸作用逐漸增強，將儲藏在子葉或胚中的

營養(yǎng)物質(zhì)逐步分解，轉(zhuǎn)化為可以被細(xì)胞吸收利用的物質(zhì)，所以種有機物消耗，總量不斷減少。故，

BCD

不符合題意，

A

符合題意。故選

A

。

3．（2019全國卷II·2）馬鈴薯塊莖儲藏不當(dāng)會出現(xiàn)酸味，這種現(xiàn)象與馬鈴薯塊莖細(xì)胞的無氧呼吸有

關(guān)。下列敘述正確的是

A

．馬鈴薯塊莖細(xì)胞無氧呼吸的產(chǎn)物是酸和葡萄糖

B

．馬鈴薯塊莖細(xì)胞無氧呼吸產(chǎn)生的酸是由丙酮酸轉(zhuǎn)化而來

C

．馬鈴薯塊莖細(xì)胞無氧呼吸產(chǎn)生丙酮酸的過程不能生成

ATP

D

．馬鈴薯塊莖儲藏庫中氧氣濃度的升高會增加酸味的產(chǎn)生

【答案】

B

【解析】馬鈴薯塊莖無氧呼吸的產(chǎn)物是酸，無葡萄糖，

A

錯誤；馬鈴薯塊莖細(xì)胞無氧呼吸的第

一階段，葡萄糖被分解成丙酮酸，丙酮酸在第二階段轉(zhuǎn)化成酸，

B

正確；馬鈴薯塊莖細(xì)胞無氧

呼吸產(chǎn)生丙酮酸屬于無氧呼吸的第一階段，會生成少量

ATP

，

C

錯誤；馬鈴薯塊莖儲存時，氧氣

濃度增加會抑制其無氧呼吸，酸味會減少，

D

錯誤。

4

．

18

）如圖為某一植物在不同實驗條件下測得的凈光合速率，下列假設(shè)條件中能使圖（

2018

江蘇卷

·

中結(jié)果成立的是

A

．橫坐標(biāo)是

CO

2濃度，甲表示較高溫度，乙表示較低溫度

B

．橫坐標(biāo)是溫度，甲表示較高

CO

2濃度，乙表示較低

CO

2濃度

C

．橫坐標(biāo)是光波長，甲表示較高溫度，乙表示較低溫度

D

．橫坐標(biāo)是光照強度，甲表示較高

CO

2濃度，乙表示較低

CO

2濃度

【答案】

D

【解析】若橫坐標(biāo)是

CO

2濃度，較高溫度下，呼吸速率高，較低溫度下，呼吸速率低，所以甲

乙與縱坐標(biāo)的交點不一樣，

A

錯誤；若橫坐標(biāo)是溫度，則隨著溫度的升高光合速率與呼吸速率

都會表現(xiàn)為先升高后降低的趨勢，

B

錯誤；若橫坐標(biāo)是光波長，則凈光合曲線的變化趨勢為先

升高后降低，與圖中甲乙曲線變化不符，

C

錯誤；若橫坐標(biāo)是光照強度，較高濃度的二氧化碳

有利于光合作用的進行，因此甲表示較高

CO

2濃度，乙表示較低

CO

2濃度，

D

正確。

5

．

4

）高等植物細(xì)胞中，下列過程只發(fā)生在生物膜上的是（

2018

海南卷

·

A

．光合作用中的光反應(yīng)

B

．光合作用中

CO

2的固定

C

．葡萄糖分解產(chǎn)生丙酮酸

D

．以

DNA

為模板合成

RNA

【答案】

A

【解析】高等植物細(xì)胞中，光合作用中的光反應(yīng)只能發(fā)生在類囊體薄膜上，

A

正確；光合作用

中

CO

2的固定發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中，

B

錯誤；葡萄糖分解產(chǎn)生丙酮酸發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中，

C

錯誤；以

DNA

為模板合成

RNA

即轉(zhuǎn)錄過程，發(fā)生在細(xì)胞核和葉綠體基質(zhì)中，

D

錯誤。

6．（2017海南卷·7）下列有關(guān)植物細(xì)胞呼吸作用的敘述，正確的是

A．分生組織細(xì)胞的呼吸速率通常比成熟組織細(xì)胞的小

B．若細(xì)胞既不吸收O

2

也不放出CO

2

，說明細(xì)胞已停止無氧呼吸

C．適當(dāng)降低氧濃度可降低果實的有氧呼吸進而減少有機物的消耗

D．利用葡萄糖進行有氧呼吸時，吸收O

2

與釋放CO

2

的摩爾數(shù)不同

【答案】

C

【解析】與成熟組織細(xì)胞相比，分生組織細(xì)胞代謝旺盛，呼吸速率快，

A

錯誤。某些植物組織

細(xì)胞無氧呼吸產(chǎn)物為酸，產(chǎn)生酸的無氧呼吸過程，既不吸收

O

2也不放出

CO

2，

B

錯誤。降

低氧氣濃度，有氧呼吸減弱，有機物消耗減慢，

C

正確。根據(jù)總反應(yīng)式，利用葡萄糖進行有氧

呼吸時，吸收

O

2與釋放

CO

2的摩爾數(shù)相同，

D

錯誤。

7

．

5

）下列關(guān)于生物體中細(xì)胞呼吸的敘述，錯誤的是（

2018

全國Ⅲ卷

·

A

．植物在黑暗中可進行有氧呼吸也可進行無氧呼吸

B

．食物鏈上傳遞的能量有一部分通過細(xì)胞呼吸散失

C

．有氧呼吸和無氧呼吸的產(chǎn)物分別是葡萄糖和酸

D

．植物光合作用和呼吸作用過程中都可以合成

ATP

【答案】

C

【解析】植物在黑暗中有氧時可進行有氧呼吸，無氧時可進行無氧呼吸，

A

正確；食物鏈上的營

養(yǎng)級同化的能量有三個去向：呼吸散失、傳遞給下一個營養(yǎng)級（除了最高營養(yǎng)級）和被分解者分

解利用，

B

正確；有氧呼吸和無氧呼吸的產(chǎn)物分別是

CO

2和

H

2

O

、

CO

2和酒精，某些組織或器官

是酸，

C

錯誤；植物光合作用的光反應(yīng)階段和呼吸作用過程中都可以合成

ATP

，

D

正確。

8

．

5

）如圖為測定細(xì)胞代謝相關(guān)速率的實驗裝置。下列敘述正確的是（

2020

廈門市高三上期末

·

A

．測定植株的呼吸速率時，應(yīng)在黑暗條件下進行

B

．測定植株的呼吸速率時，小燒杯的液體應(yīng)為清水

C

．直接測定植株總光合速率時，小燒杯的液體應(yīng)為

NaHCO

3溶液

D

．測定植株的凈光合速率時，應(yīng)在光下進行，且小燒杯的液體應(yīng)為

NaOH

溶液

【答案】

A

【解析】黑暗條件下，植物進行呼吸作用消耗氧氣產(chǎn)生二氧化碳，二氧化碳被燒杯內(nèi)的

NaOH

吸收

后，消耗的氧氣量可以使錐形瓶中壓強下降，故可以通過錐形瓶中液滴的移動來分析呼吸作用的情

況；光照條件下，植物進行光合作用和呼吸作用，光合作用大于呼吸作用時，所需要的二氧化碳應(yīng)

由燒杯內(nèi)的碳酸氫鈉溶液提供，釋放的氧氣使錐形瓶內(nèi)的氣壓增大，故可以通過錐形瓶中液滴的移

動來分析凈光合速率的情況。如果要測定植株的呼吸速率，為排除光合作用的影響，實驗裝置應(yīng)置

于黑暗條件下，燒杯內(nèi)的液體應(yīng)為

NaOH

，

A

正確、

B

錯誤；如果要測定實際光合速率，則需要分

別測定凈光合速率和呼吸速率，測呼吸速率時燒杯內(nèi)的液體應(yīng)為

NaOH

，測凈光合速率時燒杯內(nèi)的

液體應(yīng)為

NaHCO

3，

C

、

D

錯誤。

9

．（

2020

廈門市高三上期末

·9

）將某植物放在透明密閉容器內(nèi)，給予不同的光照條件，定時檢測

密閉容器中

CO

2含量，下列說法錯誤的是

CO

2含量（

mg

）時間

(s)

0

條件

黑暗

遮光

75%

遮光

25%

全光照

340

340

340

340

347

342

332

336

354

344

324

332

361

346

316

328

50100150

A

．不同組別的溫度必須相同

B

．本實驗中該植物生長的適宜光照條件是遮光

25%

C

．在遮光

75%

的條件下，光照強度是限制該植物光合作用的主要因素

D

．

100~150s

全光照條件下植物固定

CO

2的總量為

4mg

【答案】

D

【解析】該植物黑暗中

CO

2變化量即為該植物的呼吸作用強度，由表可知為

7mg

；在不同光照條件

下，容器內(nèi)

CO

2的含量每小時變化不同，在測定范圍內(nèi)減少值即為凈光合速率，在遮光

75%

、遮光

25%

、全光照條件下該植物凈光合速率分別為

-2mg

、

8mg

、

4mg

。該實驗中，溫度為無關(guān)變量，應(yīng)

保持一致，

A

正確；該植物在遮光

25%

條件下凈光合速率最大，為

8mg

，最適宜植物生長，

B

正確；

C

正確；

100~150s

在遮光

75%

的條件下，光照強度較小，光照強度是限制該植物光合作用的主要因素，

全光照條件下植物的呼吸強度為

7mg

，凈光合速率為

4mg

，植物固定

CO

2的總量為總光合速率，為

7+4=11mg

，

D

錯誤。

10．（2019全國卷Ⅰ·29）將生長在水分正常土壤中的某植物通過減少澆水進行干旱處理，該植物根

細(xì)胞中溶質(zhì)濃度增大，葉片中的脫落酸(ABA)含量增高，葉片氣孔開度減小，回答下列問題。

（1）經(jīng)干旱處理后，該植物根細(xì)胞的吸水能力_______________________。

（2）與干旱處理前相比，干旱處理后該植物的光合速率會_______________________，出現(xiàn)這種

變化的主要原因是_______________________。

（3）有研究表明：干旱條件下氣孔開度減小不是由缺水直接引起的，而是由ABA引起的。請以

該種植物的ABA缺失突變體(不能合成ABA)植株為材料，設(shè)計實驗來驗證這一結(jié)論。要求

簡要寫出實驗思路和預(yù)期結(jié)果。

【答案】（

1

）增強

（2）降低氣孔開度減小使供應(yīng)給光合作用所需的CO

2

減少

（3）取ABA缺失突變體植株在正常條件下測定氣孔開度，經(jīng)干旱處理后，再測定氣孔開度，

預(yù)期結(jié)果是干旱處理前后氣孔開度不變。

將上述干旱處理的ABA缺失突變體植株分成兩組，在干旱條件下，一組進行ABA處理，

另一組作為對照組，一段時間后，分別測定兩組的氣孔開度，預(yù)期結(jié)果是ABA處理組氣

孔開度減小，對照組氣孔開度不變。

【解析】（

1

）經(jīng)干旱處理后，根細(xì)胞的溶質(zhì)濃度增大，滲透壓增大，對水分子吸引力增大，植

物根細(xì)胞的吸水能力增強。（

2

）據(jù)題干條件可知干旱處理后該植物的葉片氣孔開度減小，導(dǎo)致

葉片細(xì)胞吸收

CO

2減少，暗反應(yīng)減弱，因此光合速率會下降。（

3

）根據(jù)題意分析可知，實驗?zāi)?/p>

的為驗證干旱條件下氣孔開度減小不是由缺水直接引起的，而是由

ABA

引起的，故實驗應(yīng)分為

兩部分：①證明干旱條件下植物氣孔開度變化不是缺水引起的；②證明干旱條件下植物氣孔開

度減小是

ABA

引起的。該實驗材料為

ABA

缺失突變體植株（不能合成

ABA

），自變量應(yīng)分別

為①正常條件和缺水環(huán)境、②植物體中

ABA

的有無，因變量均為氣孔開度變化，據(jù)此設(shè)計實驗。

①取

ABA

缺失突變體植株在正常條件下測定氣孔開度，經(jīng)干旱處理后，再測定氣孔開度，預(yù)期

結(jié)果是干旱處理前后氣孔開度不變?？烧f明缺水環(huán)境不影響

ABA

缺失突變體植株氣孔開度變

化，即干旱條件下植物氣孔開度變化不是缺水引起。②將上述干旱處理的

ABA

缺失突變體植

株分成兩組，在干旱條件下，一組進行

ABA

處理，另一組作為對照組，一段時間后，分別測定

兩組的氣孔開度，預(yù)期結(jié)果是

ABA

處理組氣孔開度減小，對照組氣孔開度不變?？烧f明干旱條

件下植物氣孔開度減小是

ABA

引起的。

11．（2018全國Ⅱ卷·30）為了研究某種樹木樹冠上下層葉片光合作用的特性，某同學(xué)選取來自樹冠

不同層的A、B兩種葉片，分別測定其凈光合速率，結(jié)果如圖所示。據(jù)圖回答問題：

（1）從圖可知，A葉片是樹冠_________（填“上層”或“下層”）的葉片，判斷依據(jù)是__________

_____。

的

（2）光照強度達到一定數(shù)值時，A葉片的凈光合速率開始下降，但測得放氧速率不變，則凈光

合速率降低的主要原因是光合作用的_____________反應(yīng)受到抑制。

（3）若要比較A、B兩種新鮮葉片中葉綠素的含量，在提取葉綠素的過程中，常用的有機溶劑

是______________。

【答案】（1）下層A葉片的凈光合速率達到最大時所需光照強度低于B葉片

（2）暗

（3）無水乙醇

【解析】（1）由于上層葉片對陽光的遮擋，導(dǎo)致下層葉片接受的光照強度較弱，因此下層葉片

凈光合速率達到最大值時所需要的光照強度較上層葉片低，據(jù)此分析圖示可推知：A葉片是樹

冠下層的葉片。（2）光合作用包括光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個階段，氧氣產(chǎn)生于光反應(yīng)階段。光照強

度達到一定數(shù)值時，A葉片的凈光合速率開始下降，但測得放氧速率不變，說明光反應(yīng)速率不

變，則凈光合速率降低的主要原因是光合作用的暗反應(yīng)受到抑制。（3）綠葉中的葉綠素等光合

素能夠溶解在有機溶劑無水乙醇中，可以用無水乙醇提取葉綠素。

12．（2017新課標(biāo)Ⅱ卷·29）下圖是表示某植物葉肉細(xì)胞光合作用和呼吸作用的示意圖。

據(jù)圖回答下列問題：

（1）圖中①、②、③、④代表的物質(zhì)依次是_______________________、________________

_______、_______________________、_________________，[H]代表的物質(zhì)主要是______

___________。

（2）B代表一種反應(yīng)過程，C代表細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，D代表線粒體，則ATP合成發(fā)生在A過程，

還發(fā)生在_________________（填“B和C”“C和D”或“B和D”）。

（3）C中的丙酮酸可以轉(zhuǎn)化成酒精，出現(xiàn)這種情況的原因是_________________。

【答案】（1）O

2

NADP+ADP+PiC

5

NADH（或答：還原型輔酶Ⅰ）

（2）C和D

（3）在缺氧條件下進行無氧呼吸

【解析】（1）由圖可知A、B過程分別為光合作用的光反應(yīng)和暗反應(yīng)，圖中類囊體膜上發(fā)生水

的光解，產(chǎn)生NADPH和①氧氣；暗反應(yīng)階段消耗ATP和NADPH，產(chǎn)生②NADP+、③（ADP

和Pi）；暗反應(yīng)過程為卡爾文循環(huán)，CO

2

+C

5

化合物→2C

3

化合物（二氧化碳的固定），所以④為

C

5

。呼吸作用的第一階段的場所為C細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，在第一階段中，各種能源物質(zhì)循不同的分解

代謝途徑轉(zhuǎn)變成乙酰輔酶A；呼吸作用的第二、三階段的場所為D線粒體，在第二階段中，乙

酰輔酶A（乙酰CoA）的二碳乙酰基，通過三羧酸循環(huán)轉(zhuǎn)變?yōu)镃O

2

和氫原子；在第三階段中，

氫原子進入電子傳遞鏈（呼吸鏈），最后傳遞給氧，與之生成水。呼吸作用中的[H]為還原型輔

酶I（NADH）。（2）植物葉肉細(xì)胞能產(chǎn)生ATP的生理過程有：光合作用光反應(yīng)階段（A）和有

氧呼吸的三個階段（C和D）。（3）酒精是植物細(xì)胞無氧呼吸的產(chǎn)物。