2026届高三生物二轮专题复习课件第1部分专题2细胞的物质和能量代谢

这是一份2026届高三生物二轮专题复习课件第1部分专题2细胞的物质和能量代谢，共196页。PPT课件主要包含了酶在细胞代谢中的作用，酶的概念关系图，2四不同，2酶的专一性，酶的作用及本质，3能量转化过程，2CO2浓度变化等内容，欢迎下载使用。
专题二　细胞的物质和能量代谢
融会贯通　构建知识网络
概念辨析　筛查知识漏洞
深挖教材　练习长句描述
重难盘查　突破核心考点
课标自省　明确备考方向
1．细胞内各种化学反应都同时需要酶和ATP的参与。(　　)提示：×　细胞内有些化学反应无需酶的催化，也有很多化学反应不需要ATP参与供能。2．ATP是高能磷酸化合物，含3个特殊化学键，其中末端的磷酸基团具有较高的转移势能。(　　)提示：×　ATP中含2个特殊化学键。3．ATP与ADP相互转化速率快，且转化过程主要发生在细胞核内。(　　)提示：×　ADP转化为ATP只发生在细胞质中，细胞质是细胞代谢的主要场所，因此ATP转化为ADP主要发生在细胞质中。
4．葡萄糖中的化学能可由ATP中的化学能转化而来，也可转化为ATP中的化学能。(　　)提示：√5．人体内某种酶的主要作用是切割、分解细胞膜上的“废物蛋白”，该酶的合成需要mRNA、tRNA和rRNA的参与。(　　)提示：√6．蛋白质磷酸化一般指在蛋白激酶催化下把ATP磷酸基团转移到底物蛋白质的氨基酸残基上的过程，因此蛋白激酶能为相关蛋白质磷酸化过程提供活化能。(　　)提示：×　蛋白激酶能降低蛋白质磷酸化的活化能，不能提供能量。
7．探究唾液淀粉酶活性的最适温度时，应设置0 ℃、37 ℃和100 ℃三个温度梯度进行实验，并记录实验数据。(　　)提示：×　探究温度对唾液淀粉酶活性的影响时，可选择这三个温度进行实验，但是探究最适温度时，应当选择更小的温度梯度才能保证实验结果更加准确。8．制作酸奶的过程中，乳酸菌可产生大量的丙酮酸和CO2。(　　)提示：×　乳酸菌的呼吸作用中不产生二氧化碳。9．类胡萝卜素在红光区吸收的光能可以产生大量ATP。(　　)提示：×　根据教材中的光合色素吸收光谱可知，类胡萝卜素不吸收红光。
10．细胞内的葡萄糖进入线粒体内参与有氧呼吸的前提条件是有氧气存在。(　　)提示：×　有氧气存在是线粒体参与有氧呼吸的前提条件，但是进入线粒体的是丙酮酸，而不是葡萄糖。11．肌肉细胞中有氧呼吸产生的[H]与O2结合，无氧呼吸产生的[H]不与O2结合，最终有[H]的积累。(　　)提示：×　有氧呼吸和无氧呼吸产生的[H]均在后续过程中参与反应被消耗掉，没有任何积累。12．纸层析法分离叶绿体色素时，以多种有机溶剂的混合物作为层析液。(　　)提示：√
13．暗反应阶段不直接依赖光，夜间没有光反应，暗反应也能长时间进行。(　　)提示：×　暗反应阶段不直接依赖光，但是依赖于光反应所提供的一些物质，夜间暗反应不能长时间进行。14．弱光条件下植物没有O2的释放，说明未进行光合作用。(　　)提示：×　弱光条件下如果光合作用速率小于呼吸作用速率，也不会有O2释放。15．在光补偿点时，植物的净光合速率等于呼吸速率。(　　)提示：×　在光补偿点时，植物的总(实际)光合速率等于呼吸速率。
16．绿叶通过气孔吸收的CO2需要先和C5结合生成C3才能被NADH还原。(　　)提示：×　C3在暗反应中被NADPH还原。17．光照越弱，阴生植物光合作用越强；光照越强，阳生植物光合作用越强。(　　)提示：×　阴生植物和阳生植物光合作用强度都是在一定范围内随光照强度增强而增强。
18．用绿色塑料薄膜代替无色塑料薄膜，可提高大棚蔬菜的产量。(　　)提示：×　绿色塑料薄膜主要透过的光为绿光，光合色素对绿光的吸收效率很低。19．合理密植和增施有机肥能提高农作物的光合作用强度。(　　)提示：√20．干旱初期，植物缺水主要影响光合作用的光反应。(　　)提示：×　缺水会导致气孔开度变小，进而影响CO2的吸收，从而影响暗反应的进行。
1．酶制剂适宜在低温下保存的原因：_________________________ _____________________________________________________________________________________________________。2．Ca2＋载体蛋白既具有运输功能，也具有催化功能的原因：______________________________________________________________________________________________________________。
温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。低温时酶的活性很低，但酶的空间结构稳定，在适宜的温度下酶的活性会升高
Ca2＋载体蛋白发挥作用时需要磷酸化，参与Ca2＋主动运输的载体蛋白具有运输功能，同时也是一种能催化ATP水解的酶
3．溶菌酶具有抗菌消炎的作用，原因是_______________________ ___________________。4．线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所，其在结构上有哪些特点与功能相适应：______________________________________________ ________________________________________________________________________________________。
溶菌酶能够溶解细菌的细胞壁，杀死细菌
线粒体内膜向内折叠形成嵴，扩大了内膜的表面积，为有氧呼吸第三阶段有关的酶提供了附着位点；此外，基质中含有许多与有氧呼吸有关的酶
5．细胞呼吸过程产生的NADH不能用于光合作用的暗反应，原因是____________________________________________________________ ___________________________________________________。6．由于_____________________________________________，因此检测酵母菌无氧呼吸产生酒精时应将酵母菌的培养时间适当延长以耗尽溶液中的葡萄糖。
细胞呼吸过程产生的NADH又叫还原型辅酶Ⅰ，光合作用暗反应需要的是还原型辅酶Ⅱ(NADPH)，它们是两种不同的物质
葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化
7．生活在土壤中的硝化细菌能_______________________________ _________________________________________。这两个化学反应中释放出的化学能，就被硝化细菌用来_________________________。8．增施有机肥可以提高作物产量的原因：_____________________ ___________________________________________________________________。
将土壤中的氨(NH3)氧化成亚硝酸(HNO2)，进而将亚硝酸氧化成硝酸(HNO3)
将二氧化碳和水合成糖类
有机肥被土壤中的微生物分解成CO2和无机盐，CO2是光合作用的原料，无机盐可利于植物生长
2．酶、激素、抗体与神经递质的“一同”“四不同”(1)
3．与酶有关的三类曲线(1)酶的作用原理曲线(如图)①酶的作用原理是降低反应的活化能。②表示无催化剂催化时反应进行所需要的活化能的是ad段。③表示有无机催化剂催化时反应进行所需要的活化能的是bd段，表示有酶催化时反应进行所需要的活化能的是cd段。④无机催化剂降低的活化能是ab段，酶降低的活化能是ac段，故酶降低活化能的作用更显著。
(2)酶的特性曲线(如图)①图1中加酶的曲线和加无机催化剂的曲线比较，表明酶具有高效性。②图2中两曲线比较，说明酶具有专一性。
(3)影响酶促反应速率的因素曲线①温度和pH
图甲和图乙显示，温度过高、过酸、过碱都会使酶失活，而低温只是使酶的活性降低，并未破坏酶的空间结构，条件适宜时酶活性可恢复。从图丙和图丁可以看出，反应溶液pH(温度)的变化不影响酶作用的最适温度(pH)。
②反应物浓度和酶浓度图甲中，OP段的限制因素是反应物浓度；图乙中，反应物充足，其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度成正比。
4．酶的相关实验设计(1)酶的催化作用
(3)酶的高效性(4)温度对酶活性的影响
(5)pH对酶活性的影响
常考题型一　酶的本质、作用和特性1．(2024·河北卷)下列关于酶的叙述，正确的是(　　)A．作为生物催化剂，酶作用的反应物都是有机物B．胃蛋白酶应在酸性、37 ℃条件下保存C．醋酸杆菌中与发酵产酸相关的酶，分布于其线粒体内膜上D．从成年牛、羊等草食类动物的肠道内容物中可获得纤维素酶
【答案】　D【解析】　一般来说，酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，但其作用的反应物不一定是有机物，如过氧化氢酶作用的反应物过氧化氢就是无机物，A错误；胃蛋白酶应在酸性、低温下保存，B错误；醋酸杆菌是细菌，属于原核生物，不具有线粒体结构，C错误；成年牛、羊等草食类动物肠道中有可以分解纤维素的微生物，所以从其肠道内容物中可以获得纤维素酶，D正确。故选D。
2．(2024·广东卷)现有一种天然多糖降解酶，其肽链由4段序列以Ce5－Ay3－Bi－CB方式连接而成。研究者将各段序列以不同方式构建新肽链，并评价其催化活性，部分结果见表。关于各段序列的生物学功能，下列分析错误的是(　　)
注：－表示无活性，＋表示有活性，＋越多表示活性越强。
A．Ay3与Ce5 催化功能不同，但可能存在相互影响B．Bi无催化活性，但可判断与Ay3的催化专一性有关C．该酶对褐藻酸类底物的催化活性与Ce5无关D．无法判断该酶对纤维素类底物的催化活性是否与CB相关【答案】　B
【解析】　由表可知，Ce5具有催化纤维素类底物的活性，Ay3具有催化褐藻酸类底物的活性，Ay3与Ce5催化功能不同，Ay3－Bi－CB与Ce5－Ay3－Bi－CB相比，当缺少Ce5后，就不能催化纤维素类底物，当Ay3与Ce5同时存在时催化纤维素类底物的活性增强，所以Ay3与Ce5 可能存在相互影响，A正确；由表可知，不论是否与Bi结合，Ay3均可以催化S1与S2，说明Bi与Ay3的催化专一性无关，B错误；由表可知，Ay3－Bi－CB与Ce5－Ay3－Bi－CB相比，去除Ce5后，催化褐藻酸类底物的活性不变，说明该酶对褐藻酸类底物的催化活性与Ce5无关，C正确；需要设置Ce5－Ay3－Bi、Ce5－Ay3－Bi－CB的对照检测2组肽链的活性，才能判断该酶对纤维素类底物的催化活性是否与CB相关，D正确。故选B。
3．(2024·湖南卷)某同学将质粒DNA进行限制酶酶切时，发现DNA完全没有被酶切，分析可能的原因并提出解决方法。下列叙述错误的是(　　)A．限制酶失活，更换新的限制酶B．酶切条件不合适，调整反应条件如温度和酶的用量等C．质粒DNA突变导致酶识别位点缺失，更换为正常质粒DNAD．酶切位点被甲基化修饰，换用对DNA甲基化不敏感的限制酶
【答案】　B【解析】　限制酶失活会使DNA完全不被酶切，此时应更换新的限制酶，A正确；酶切条件不合适通常会使切割效果下降，调整反应条件如温度和pH等，调整酶的用量没有作用，B错误；质粒DNA突变会导致限制酶识别位点缺失，进而造成限制酶无法进行切割，此时应更换为正常质粒，C正确；质粒DNA上酶切位点被甲基化修饰，会导致对DNA甲基化敏感的限制酶无法进行酶切，此时应换用对DNA甲基化不敏感的限制酶，D正确。故选B。
4．(2025·辽宁卷)下列关于耐高温的DNA聚合酶的叙述正确的是(　　)A．基本单位是脱氧核苷酸B．在细胞内或细胞外均可发挥作用C．当模板DNA和脱氧核苷酸存在时即可催化反应D．为维持较高活性，适宜在70 ℃～75 ℃下保存
【答案】　B【解析】　耐高温的DNA聚合酶的本质是蛋白质，基本单位为氨基酸，A错误；耐高温DNA聚合酶在细胞内参与DNA的复制，同时在体外的PCR反应中也能发挥作用，B正确；DNA聚合酶催化NDA的复制过程还需要引物，否则无法起始合成，C错误；高温保存会破坏酶活性，需低温保存，D错误。故选B。
常考题型二　酶的影响因素及相关实验分析5．(2025·四川卷)D-阿洛酮糖是一种低热量多功能糖，有助于肥胖人群的体重管理。C2＋可协助酶Y催化D-果糖转化为D-阿洛酮糖。有人在相同体积、相同酶量且最适反应条件(含C2＋条件)下，测定不同浓度D-果糖的转化率(转化率＝产物量/底物量×100%)，其变化趋势如下图。下列叙述正确的是(　　)
A．升高反应温度，可进一步提高D-果糖转化率B．D－果糖的转化率越高，说明酶Y的活性越强C．若将C2＋的浓度加倍，酶促反应速率也加倍D．2 h时，三组中500 g·L－1果糖组产物量最高【答案】　D
【解析】　题干中实验是在最适反应条件下进行的，升高温度会使酶的活性降低，从而降低D-果糖转化率，A错误；D-果糖的转化率不仅与酶Y的活性有关，还与底物(D-果糖)的浓度、反应时间等因素有关，所以不能仅根据转化率高就说明酶Y的活性强，B错误；C2＋可协助酶Y催化反应，但C2＋不是酶，将C2＋的浓度加倍，不一定会使酶促反应速率加倍，酶促反应速率还受到酶的数量、底物浓度等多种因素影响，C错误； 转化率＝产物量/底物量×100%,2 h时，500 g·L－1果糖组的转化率不是最高，但底物量是最多的，且转化率也较高，根据产物量＝底物量×转化率，可知其产物量最高，D正确。
6．(2025·北京卷)某种加酶洗衣粉包装袋上注有下列信息：本品含有蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶；洗涤前先浸泡15～20 min，特别脏的衣物可减少浸泡用水量；请勿使用60 ℃以上热水。下列叙述错误的是(　　)A．该洗衣粉含多种酶，不适合洗涤纯棉衣物B．洗涤前浸泡有利于酶与污渍结合催化其分解C．减少浸泡衣物的用水量可提高酶的浓度D．水温过高导致酶活性下降
【答案】　A【解析】　酶具有专一性，纯棉衣物的主要成分是纤维素，而该洗衣粉含有的酶为蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶，均无法分解纤维素，故不会损坏纯棉衣物，A错误；洗涤前浸泡可延长酶与污渍的接触时间，提高催化效率，B正确；一定范围内，减少用水量会提高酶的浓度，从而加快反应速率，C正确；酶活性的发挥需要适宜温度，高温会破坏其空间结构导致酶活性下降，故勿使用60 ℃以上热水，D正确。
7．(2025·江苏卷)为探究淀粉酶是否具有专一性，有同学设计了实验方案，主要步骤如表。下列相关叙述合理的是(　　)
A．丙组步骤②应加入2 mL蔗糖酶溶液B．两次水浴加热的主要目的都是提高酶活性C．根据乙组的实验结果可判断淀粉溶液中是否含有还原糖D．甲、丙组的预期实验结果都出现砖红色沉淀【答案】　C
【解析】　丙组步骤②应加入2 mL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，第二次水浴是满足斐林试剂与还原糖反应的条件，B错误；乙组(淀粉＋蒸馏水)未加酶，若未显色说明淀粉溶液中不含还原糖，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溶液中是否含还原糖，C正确；甲组淀粉水解为葡萄糖(还原糖)，与斐林试剂在水浴条件下呈砖红色；丙组蔗糖不能被淀粉酶水解，故丙组不出现砖红色沉淀，D错误。
8．(2025·浙江1月卷)取鸡蛋清，加入蒸馏水，混匀并加热一段时间后，过滤得到浑浊的滤液。以该滤液为反应物，探究不同温度对某种蛋白酶活性的影响，实验结果如表所示。
据表分析，下列叙述正确的是(　　)A．滤液变澄清的时间与该蛋白酶活性呈正相关B．组3滤液变澄清时间最短，酶促反应速率最快C．若实验温度为52 ℃，则滤液变澄清时间为4～6 minD．若实验后再将组5放置在57 ℃，则滤液变澄清时间为6 min【答案】　B
【解析】　浑浊的滤液为变性的蛋白质液体，滤液变澄清的时间与该蛋白酶活性呈负相关，即蛋白酶活性越强，蛋白质水解越快，滤液变澄清时间越短，A错误；组3滤液变澄清时间最短，说明酶活性最高，酶促反应速率最快，B正确；若实验温度为52 ℃，可能酶活性大于第3、4组，时间可能小于4 min，C错误；组5蛋白酶已经失活，实验后再将组5放置在57 ℃，滤液也不会澄清，D错误。
1．“四步法”分析酶的实验题(1)分析实验目的，确定自变量与因变量(检测指标)。(2)明确实验原理(新情境题的题干中会有提示，要注意提炼)。(3)准确书写实验步骤，注意遵循实验的对照原则、单一变量原则及科学性原则。酶相关实验常常是用表格形式呈现实验步骤。(4)如果是选择题，要依据实验原理、实验原则，利用所学的生物知识进行综合分析，然后作出判断；如果是非选择题则应注意联系教材知识综合分析，以确定所填答案。
2．检测试剂的选择(1)若物质反应前后均能与试剂发生反应，例如麦芽糖和水解后形成的葡萄糖均能与斐林试剂反应，再如蛋白质和水解后形成的多肽均能与双缩脲试剂反应，则此类试剂不能选用。(2)若物质反应前后均不能与试剂反应，例如蔗糖和水解后形成的单糖均不能与碘液反应，此类试剂也不能选用。
ATP在细胞代谢中的作用
1．明辨ATP的结构及拓展
(1)1分子ATP＝1分子腺苷＋3分子磷酸基团。(2)ATP中含有两个特殊的化学键，其中远离腺苷的特殊化学键容易水解与合成。(3)辨析几种不同物质中A的含义
2．能量转换过程和ATP的产生与消耗
3．细胞中ATP产生速率与O2供给量之间关系的曲线解读
(1)当横坐标表示呼吸作用强度时，ATP产生速率的变化曲线应该从原点开始。(2)哺乳动物成熟的红细胞中，ATP的产生速率几乎与O2供给量无关。
常考题型一　ATP的结构、来源和利用1．(2024·全国甲卷)ATP可为代谢提供能量，也参与RNA的合成，ATP结构如图所示，图中～表示特殊化学键，下列叙述错误的是(　　)A．ATP转化为ADP可为离子的主动运输提供能量B．用α位32P标记的ATP可以合成带有32P的RNAC．β和γ位磷酸基团之间的特殊化学键不能在细胞核中断裂D．光合作用可将光能转化为化学能储存于β和γ位磷酸基团之间的特殊化学键
【答案】　C【解析】　ATP为直接能源物质，γ位磷酸基团脱离ATP形成ADP的过程释放能量，可为离子主动运输等生命活动提供能量，A正确；ATP分子水解两个特殊化学键后，得到RNA的基本单位之一(腺嘌呤核糖核苷酸)，故用α位32P标记的ATP可以合成带有32P的RNA，B正确；ATP可在细胞核中发挥作用，如为RNA合成提供能量，故β和γ位磷酸基团之间的特殊化学键能在细胞核中断裂，C错误；光合作用光反应，可将光能转化为活跃的化学能储存于ATP的特殊化学键中，故光合作用可将光能转化为化学能储存于β和γ位磷酸基团之间的特殊化学键，D正确。故选C。
2．(2022·北京卷)ATP是细胞的能量“通货”，关于ATP的叙述错误的是(　　)A．含有C、H、O、N、PB．必须在有氧条件下合成C．胞内合成需要酶的催化D．可直接为细胞提供能量【答案】　B【解析】　ATP中含有腺嘌呤、核糖与磷酸基团，故元素组成为C、H、O、N、P，A正确；在无氧条件下，无氧呼吸过程中也能合成ATP，B错误；ATP合成过程中需要ATP合成酶的催化，C正确；ATP是生物体的直接能源物质，可直接为细胞提供能量，D正确。
3．(2022·江苏卷)下列关于细胞代谢的叙述正确的是(　　)A．光照下，叶肉细胞中的ATP均源于光能的直接转化B．供氧不足时，酵母菌在细胞质基质中将丙酮酸转化为乙醇C．蓝细菌没有线粒体，只能通过无氧呼吸分解葡萄糖产生ATPD．供氧充足时，真核生物在线粒体外膜上氧化[H]产生大量ATP【答案】　B
【解析】　光照下，叶肉细胞可以进行光合作用和有氧呼吸，光合作用中产生的ATP来源于光能的直接转化，有氧呼吸中产生的ATP来源于有机物的氧化分解，A错误；供氧不足时，酵母菌在细胞质基质中进行无氧呼吸，将丙酮酸转化为乙醇和二氧化碳，B正确；蓝细菌属于原核生物，没有线粒体，但能进行有氧呼吸，C错误；供氧充足时，真核生物在线粒体内膜上氧化[H]产生大量ATP，D错误。故选B。
4．(2022·浙江1月卷)下列关于腺苷三磷酸分子的叙述，正确的是(　　)A．由1个脱氧核糖、1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成B．分子中与磷酸基团相连接的化学键称为高能磷酸键(特殊化学键)C．在水解酶的作用下不断地合成和水解D．是细胞中吸能反应和放能反应的纽带
【答案】　D【解析】　一个ATP分子中含有一个腺苷(一个腺嘌呤和一个核糖)、3个磷酸基团，具有2个高能磷酸键(特殊化学键)，A错误，B错误；酶具有专一性，ATP与ADP相互转化所需酶的种类不相同，ATP水解酶催化ATP水解，ATP合成酶催化ATP的合成，C错误；吸能反应一般与ATP的水解相联系，放能反应一般与ATP的合成相联系，故ATP是细胞中吸能反应和放能反应之间的纽带，D正确。
1．细胞内产生与消耗ATP的常见结构
2．关于ATP的两个“不是”(1)ATP不是能量。ATP是一种高能磷酸化合物，是一种直接的能源物质，不能将两者等同。(2)ATP不是细胞内的唯一直接能源物质，如GTP、UTP、CTP也可为生命活动直接供能。
常考题型二　ATP与ADP相互转化过程5．(海南卷)研究人员将32P标记的磷酸注入活的离体肝细胞，1～ 2 min后迅速分离得到细胞内的ATP。结果发现ATP的末端磷酸基团被32P标记，并测得ATP与注入的32P标记磷酸的放射性强度几乎一致。下列有关叙述正确的是(　　)A．该实验表明，细胞内全部ADP都转化成ATPB．32P标记的ATP水解产生的腺苷没有放射性C．32P在ATP的3个磷酸基团中出现的概率相等D．ATP与ADP相互转化速度快，且转化主要发生在细胞核内
【答案】　B【解析】　根据题意可知，该实验不能说明细胞内全部ADP都转化成ATP，A错误；腺苷由腺嘌呤和核糖组成，不含磷元素，因此32P标记的ATP水解产生的腺苷没有放射性，B正确；根据题意可知，放射性几乎只出现在ATP的末端磷酸基团，说明32P在3个磷酸基团中出现的概率不相等，C错误；该实验未涉及ATP与ADP转化的场所，且细胞内ATP与ADP的相互转化主要发生在细胞质基质，D错误。
6．(浙江卷)ATP是细胞中的能量通货，下列叙述正确的是(　　)A．ATP中的能量均来自细胞呼吸释放的能量B．ATP—ADP循环使得细胞储存了大量的ATPC．ATP水解形成ADP时释放能量和磷酸基团D．ATP分子中的2个特殊化学键不易断裂水解
【答案】　C【解析】　ATP的形成途径是光合作用和细胞呼吸，因此ATP中的能量来自光能和细胞呼吸释放的能量，A错误；ATP—ADP循环使得细胞中ATP和ADP的相互转化时刻不停地发生并且处于动态平衡之中，B错误；ATP水解时远离腺苷的特殊化学键断裂，形成ADP和Pi，同时释放能量，C正确；ATP分子中含有2个特殊化学键，远离腺苷的特殊化学键很容易水解，D错误。
7．(上海卷)下列化学反应属于水解反应的是(　　)①核酸→核苷酸　②葡萄糖→丙酮酸　③ATP→ADPA．①②B．①③C．②③D．①②③【答案】　B【解析】　核酸在水解酶的作用下水解为核酸的基本组成单位核苷酸；葡萄糖经过呼吸作用第一阶段转变为丙酮酸；ATP通过水解，远离A的特殊化学键断裂，释放能量。故选B。
8．(全国Ⅰ卷)在有关DNA分子的研究中，常用32P来标记DNA分子，用α、β、γ表示ATP或dATP(d表示脱氧)上三个磷酸基团所处的位置(A—Pα～Pβ～Pγ或dA—Pα～Pβ～Pγ)。回答下列问题：(1)某种酶可催化ATP的一个磷酸基团转移到DNA末端上，同时产生ADP。若用该酶把32P标记到DNA末端上，那么带有32P的磷酸基团应在ATP的____________(填“α”“β”或“γ”)位上。(2)若用带有32P的dATP作为DNA生物合成的原料，将32P标记到新合成的DNA分子上，则带有32P的磷酸基团应在dATP的__________(填“α”“β”或“γ”)位上。
【答案】　(1)γ　(2)α【解析】　(1)ATP水解产生ADP时，断开远离腺苷的特殊化学键，也就是将γ位磷酸基团水解下来。所以ATP的一个磷酸基团转移到DNA末端上，同时产生ADP时，应当是γ位磷酸基团发生了转移。(2)dATP作为DNA生物合成的原料时，会脱掉远离腺苷的两个磷酸基团，如果需要将32P标记到新合成的DNA分子上，则32P的磷酸基团应在dATP的α位上才能保留下来，进入DNA中。
解答ATP相关问题时注意点1．ATP、磷脂及核酸的组成元素相同，都是C、H、O、N、P。ATP中含有的五碳糖为核糖。2．一个ATP分子含有两个特殊化学键，ATP中远离腺苷的那个特殊化学键容易形成和断裂。3．吸能反应往往需要消耗ATP，放能反应往往产生ATP，人在运动状态下ATP和ADP的相互转化速率大于安静状态下的转化速率。
4．物质出入细胞时，协助扩散不消耗ATP，主动运输、胞吞和胞吐消耗ATP。5．生命活动所需要的ATP主要来自有氧呼吸。6．无氧呼吸产生的ATP少，是因为大部分能量储存在不彻底的氧化产物(乳酸或酒精)中，没有释放出来。
光合作用和细胞呼吸的物质和能量转化
1．整合有氧呼吸和无氧呼吸的过程图解
提醒：①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。②丙酮酸能进入线粒体内进行彻底分解，但葡萄糖不能进入线粒体内。③无氧呼吸只在第一阶段产生[H]，用来还原丙酮酸；无氧呼吸只在第一阶段产生ATP。
2．光合作用和细胞呼吸过程的关系(1)物质转变过程
图中b～h表示的物质依次是O2、ATP、ADP、NADPH、C5、CO2、C3。①～⑤表示的生理过程的具体场所依次是类囊体薄膜、叶绿体基质、细胞质基质、线粒体基质、线粒体内膜。
(2)相应元素转移过程
3．外界条件变化时，C5、C3、NADPH、ATP物质的量的变化模式图(1)光照强度变化
常考题型一　细胞呼吸的过程1．(2025·北京卷)下图是植物细胞局部亚显微结构示意图。在有氧呼吸过程中，细胞不同部位产生ATP的量不同。以下选项正确的是(　　)
【答案】　C【解析】　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。
2．(2025·河南卷)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在有氧呼吸的第二阶段发挥催化功能，故酶Ⅰ主要分布在线粒体基质中，催化的反应不需要消耗氧气，需要消耗水和丙酮酸，A错误；有氧呼吸的第二阶段是丙酮酸和水反应产生二氧化碳和NADH，故低温抑制酶Ⅰ的活性，有氧呼吸的第二阶段减慢，进而影响二氧化碳和NADH的生成速率，B正确；酶Ⅰ参与的有氧呼吸第二阶段生成ATP较少，有氧呼吸中生成ATP最多的是第三阶段，C错误；在生长期喷施酶Ⅰ抑制剂会抑制有氧呼吸，生成ATP减少，细胞生长发育活动受抑制，会减少甜菜产量，D错误。
3．(2025·甘肃卷)线粒体在足量可氧化底物和ADP存在的情况下发生的呼吸称为状态3呼吸，可用于评估线粒体产生ATP的能力。若分别以葡萄糖、丙酮酸和NADH为可氧化底物测定离体线粒体状态3呼吸速率，下列叙述正确的是(　　)A．状态3呼吸不需要氧气参与B．状态3呼吸的反应场所是线粒体基质C．以葡萄糖为底物测定的状态3呼吸速率为0D．相比NADH，以丙酮酸为底物的状态3呼吸速率较大
【答案】　C【解析】　线粒体在足量可氧化底物和ADP存在的情况下发生的呼吸称为状态3呼吸，若以NADH为可氧化底物测定离体线粒体状态3呼吸速率，此时状态3呼吸的场所是线粒体内膜，所以需要氧气参与，A、B错误；葡萄糖不能直接进入线粒体进行氧化分解，需要在细胞质基质中分解为丙酮酸后才能进入线粒体，所以以葡萄糖为底物测定的状态3呼吸速率为0，C正确；NADH可直接参与有氧呼吸第三阶段，而丙酮酸需先经过有氧呼吸第二阶段产生NADH等物质后再参与第三阶段，所以相比丙酮酸，以NADH为底物的状态3呼吸速率较大，D错误。
4．(2025·安徽卷)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基因的过量表达株(OE)的根细胞呼吸速率和氧气浓度均明显高于WT组　NADH(2)物质H能转化为A(3)低氧条件下，NtPIP基因过量表达株，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，且对于植株来说，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(4)NADP＋　H2O
【解析】　(1)据题图1分析，低氧条件下，与野生型组相比，NtPIP基因过量表达株(OE)组氧气浓度升高且呼吸速率增加，故低氧胁迫下，NtPIP基因过量表达会使根细胞有氧呼吸增强。有氧呼吸第二阶段是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储存的能量。(2)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；当加入F、G或H时，E也同样累积，再结合题图2中显示的代谢路径，可知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存在循环特性，即H→A，故提出假设：物质H
能转化为A。(3)小问1可知，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＋。
对细胞呼吸的场所、过程、条件要精确把握1．原核生物有氧呼吸的场所是细胞质和细胞膜上。真核生物有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体。2．有氧呼吸的第一、二阶段不需要O2，只有第三阶段需要O2。3．如果某生物无O2的吸收和CO2的释放，则该生物只进行无氧呼吸(产物为乳酸)或已死亡。4．无氧呼吸的产物中没有水，如果细胞呼吸的产物中有水，则一定是进行了有氧呼吸。
5．由于酵母菌无氧呼吸和有氧呼吸均可以产生CO2，故不能依据有无CO2的产生来判断酵母菌的细胞呼吸方式。6．无线粒体的真核细胞(或生物)只能进行无氧呼吸，如哺乳动物的成熟红细胞；原核细胞无线粒体，但大多数可进行有氧呼吸。
常考题型二　光合作用的过程5．(2024·广东卷)2019年，我国科考队在太平洋马里亚纳海沟采集到一种蓝细菌，其细胞内存在由两层膜组成的片层结构，此结构可进行光合作用与呼吸作用。在该结构中，下列物质存在的可能性最小的是(　　)A．ATPB．NADP＋C．NADHD．DNA
【答案】　D【解析】　由题干信息可知，采集到的蓝细菌其细胞内存在由两层膜组成的片层结构，此结构可进行光合作用与呼吸作用，进行光合作用时，光反应阶段可以将ADP和Pi转化为ATP，NADP＋和H＋转化为NADPH，用于暗反应，有氧呼吸的第一阶段和第二阶段都可以生成NADH，而DNA存在于蓝细菌的拟核中，D正确，A、B、C错误。故选D。
6．(2025·江苏卷)科研人员从植物叶绿体中分离类囊体，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响。请回答下列问题：(1)细胞破碎后，在适宜温度下用低渗溶液处理，涨破________膜，获得类囊体悬液。经离心分离获得类囊体，为保持其活性，需加入________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。吸取 5 μL类囊体悬液溶于995 μL的____________溶液中，混匀后，测定出叶绿素浓度为3 μg/mL，则类囊体的浓度为________μg/mL。
(3)为检测类囊体活性，实验前需对类囊体进行多次洗涤，目的是消除类囊体悬液中原有光反应产物对后续实验结果的影响，这些产物主要有________________。(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，在适宜光照下，荧光强度______(填“变强”“不变”或“变弱”)，说明类囊体膜具有的功能有_____________________________________。(5)在光反应研究的基础上，利用人工细胞开展类似碳反应生成糖类的实验研究，理论上还需要的物质有________________。
【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)CO2、C5、与暗反应有关的酶
【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5 μL类囊体悬液溶于 995 μL的有机溶剂溶液中，稀释200倍，混匀后，测定出叶绿素浓度为 3 μg/mL,1 mL＝1 000 μL，则类囊体的浓度为600 μg/mL。(3)光反应产物有O2、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CO2、C5，也需要相关的酶。
7．(2025·甘肃卷)波长为400～700 nm的光属于光合有效辐射(PAR)，其中400～500 nm为蓝光(B)，600～700 nm为红光(R)。远红光(700～750 nm，FR)通常不能用于植物光合作用，但可作为信号调节植物的生长发育。研究者测定了某高大作物冠层中A(高)和B(低)两个位置的PAR、红光/远红光比例(R/FR)和叶片指标(厚度、叶绿素含量、线粒体暗呼吸)，并分析了施氮肥对以上指标的影响，结果如下表。回答下列问题。
(1)植物叶片中________可吸收红光用于光合作用，________可吸收少量的红光和远红光作为光信号，导致B位置PAR和R/FR较A位置低；________虽不能吸收红光，但可吸收蓝光，也可使B位置PAR降低。(2)由表中数据可知，施氮肥________(填“提高”或“降低”)了冠层叶片对太阳光的吸收，其可能的原因是__________________________ ___________。
(3)光补偿点是指光合作用中吸收的CO2与呼吸作用中释放的CO2相等时的光照强度。研究者分析了冠层A、B处的叶片(未施氮肥)在不同光照强度下的净光合作用速率(右图)，发现冠层________位置的叶片具有较高的光补偿点，由表中数据可知其主要原因是____________________ ________________________。
【答案】　(1)叶绿素　光敏色素　类胡萝卜素(2)提高　施氮肥促进了叶绿素合成和叶片生长，增加了叶片的光捕获能力，导致冠层整体吸光增强，透射到下层的PAR减少(3)B　A处叶片线粒体呼吸与B处相同，但叶绿素含量低于B处，其吸收转化传递光能弱于B处，故B处需要增大光照强度，叶片具有较高的光补偿点
【解析】　(1)叶绿素(主要是叶绿素a和b)是光合作用中的主要色素，能吸收红光(600～700 nm)用于光反应。光敏色素是一种光受体蛋白，能吸收红光(R,600～700 nm)和远红光(FR,700～750 nm)，并通过构象变化传递光信号，调节植物生长发育。在冠层中，B位置(低处)的R/FR较低，这是因为上层叶片吸收了更多红光，导致下层红光减少、远红光相对增多，从而降低了R/FR比例。类胡萝卜素(胡萝卜素、叶黄素)主要吸收蓝光(400～500 nm)，不吸收红光，在冠层中，上层叶片的类胡萝卜素吸收蓝光，减少了透射到下层的蓝光，导致B位置PAR降低。(2)由表中数据可知，施氮肥提高了冠层叶片对太阳光的吸收，其可能的原
因是施氮肥促进了叶绿素合成和叶片生长，增加了叶片的光捕获能力，导致冠层整体吸光增强，透射到下层的PAR减少。(3)据表可知，B处光合有效辐射、红光/远红光比例远低于A处，光合作用主要利用红光和蓝紫光，远红光(700～750nm，FR)通常不能用于植物光合作用，故B处需要较强光照才能达到光补偿点。
8．(2025·山东卷)高光强环境下，植物光合系统吸收的过剩光能会对光合系统造成损伤，引起光合作用强度下降。植物进化出的多种机制可在一定程度上减轻该损伤。某绿藻可在高光强下正常生长，其部分光合过程如图所示。
(1)叶绿体膜的基本支架是________________；叶绿体中含有许多由类囊体组成的________，扩展了受光面积。(2)据图分析，生成NADPH所需的电子源自于__________。采用同位素示踪法可追踪物质的去向，用含3H2O的溶液培养该绿藻一段时间后，以其光合产物葡萄糖为原料进行有氧呼吸时，能进入线粒体基质被3H标记的物质有H2O、__________，离心收集绿藻并重新放入含HO的培养液中，在适宜光照条件下继续培养，绿藻产生的带18O标记的气体有________________________________。(3)据图分析，通过途径①和途径②消耗过剩的光能减轻光合系统损伤的机制分别为__________________________________________。
【答案】　(1) 磷脂双分子层　基粒(2)水的光解　丙酮酸、[H]　氧气(O2)和二氧化碳(CO2)(3)途径①通过将过剩的电子传递给氧气，生成超氧化物(如H2O2)，进而这些超氧化物被活性氧清除系统(如过氧化氢酶等)清除，从而防止活性氧对光合系统的损伤；途径②将叶绿体吸收的过剩光能转化为热能散失，减少电子的释放，产生的活性氧减少，从而防止对光合系统的损伤
分析光合作用中物质含量变化的方法1．过程图法分析C3、C5等物质含量变化的一般程序(1)绘制光合作用模式简图
(2)从物质的生成和消耗两个方面综合分析，如CO2供应正常、光照停止时C3的含量变化
2．连续光照和间隔光照下有机物合成量的分析(1)光反应为暗反应提供的NADPH和ATP在叶绿体中有少量的积累，在光反应停止时，暗反应仍可持续进行一段时间，有机物还能继续合成。(2)一直光照条件下，NADPH和ATP过度积累，利用不充分；光照和黑暗间隔条件下，NADPH和ATP基本不积累，能够被充分利用。因此在光照时间相同的条件下，光照和黑暗间隔处理比持续光照处理时有机物积累量要多。
总光合速率、净光合速率和呼吸速率的关系
1．光合作用与细胞呼吸的内在联系
2．四种状况下“光合与呼吸”的关系
注：图中各细胞仅代表细胞内的状态，如叶肉细胞的光合作用速率等于呼吸作用速率时，对整株植物体来说，光合作用速率应该是小于呼吸作用速率的。
3．光合作用、呼吸作用的“三率”图分析
(1)根据图1判断“三率”①呼吸速率：绿色组织在黑暗条件下或非绿色组织一定时间内CO2的释放量或O2的吸收量，即图1中A点。②净光合速率：绿色组织在有光条件下测得的一定时间内O2的释放量、CO2的吸收量或有机物的积累量，即图1中的C′C段对应的CO2的量，也称为表观光合速率。③总(实际)光合速率＝净光合速率＋呼吸速率，即图1中的AD段对应的CO2总量。
(2)图2中曲线Ⅰ表示总光合量，曲线Ⅲ表示呼吸量，曲线Ⅱ表示净光合量。交点D对应点E，此时净光合量为0，B点时植物生长最快。(3)图3中曲线c表示净光合速率，d表示呼吸速率，c＋d表示总光合速率。在G点时，总光合速率是呼吸速率的2倍。
4．呼吸速率和净光合速率的测定方法(1)实验装置法(气体体积变化法)测定光合速率与呼吸速率①测定装置(如图)
②测定方法及解读a．测定呼吸强度Ⅰ.装置中烧杯里放入适宜浓度的NaOH溶液，用于吸收CO2；Ⅱ.玻璃钟罩遮光处理，以排除光合作用的干扰；Ⅲ.置于适宜温度环境中；Ⅳ.红色液滴向左移动(代表呼吸耗氧量)。b．测定净光合速率Ⅰ.装置中烧杯里放入适宜浓度的NaHCO3溶液，用于保证容器内CO2浓度恒定，满足光合需求；Ⅱ.必须给予较强光照处理，且温度适宜；Ⅲ.红色液滴向右移动(代表净光合速率)。
③判定细胞呼吸类型同时设置甲装置：NaOH溶液组；乙装置：蒸馏水组。植物需遮光处理，根据两组装置中有色液滴移动的情况可分析被测生物的细胞呼吸类型(如下表)。
(2)黑白瓶法取三个玻璃瓶，一个用黑胶布包上，并包以锡箔。从待测的水体深度取水，保留一瓶以测定水中原来的溶氧量(初始值)。将剩余的黑、白瓶沉入取水深度，经过一段时间，将其取出，并进行溶氧量的测定。①有初始值的情况下，黑瓶中氧气的减少量为有氧呼吸量；白瓶中氧气的增加量为净光合作用量；二者之和为总光合作用量。②没有初始值的情况下，白瓶中测得的现有氧气量与黑瓶中测得的现有氧气量之差即为总光合作用量。
(3)叶圆片称重法测定单位时间、单位面积叶片中淀粉的生成量，如图所示以有机物的变化量测定光合速率(S为叶圆片面积)。
净光合速率＝(z－y)/2S；呼吸速率＝(x－y)/2S；总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率＝(x＋z－2y)/2S。
(4)“半叶法”测定光合作用有机物的产生量(如图)“半叶法”是将对称叶片的一部分(A)遮光，另一部分(B)不做处理，并采用适当的方法(可先在叶柄基部用热水或热石蜡液烫伤或用呼吸抑制剂处理)阻止两部分的物质和能量转移。在适宜光照下照射6小时后，在A、B的对应部位截取同等面积的叶片，烘干称重，分别记为MA、MB，获得相应数据，则可计算出该叶片的光合作用强度，其单位是mg/(dm2·h)。即M＝MB－MA，M表示B叶片被截取部分在6小时内光合作用合成的有机物总量。
(5)“叶片上浮法”探究环境因素对光合作用强度的影响利用“真空渗入法”排出叶肉细胞间隙的空气，充以水分使叶片沉于水中。在光合作用过程中植物吸收CO2放出O2，由于O2在水中溶解度很小而在细胞间积累，结果使原来下沉的叶片上浮。根据在相同时间内上浮叶片数目的多少(或者叶片全部上浮所需时间的长短)，即能比较光合作用的强弱。(6)梯度法用一系列不同光照强度、温度或CO2浓度的实验装置，可探究光照强度、温度或CO2浓度对光合作用强度的影响。
常考题型　光合作用和细胞呼吸的强弱与植物生长发育的关系1．(2023·湖北卷)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。
2．(2025·云南卷)不当施肥、人为踩踏、大型农业机械碾压等因素均会导致土壤结构破坏，如土壤紧实等。为研究土壤紧实对植物生长发育的影响，研究人员分别用压实的土壤(压实组)和未压实的土壤(疏松组)种植黄瓜，得到黄瓜根系中苹果酸和酒精含量数据如表。
回答下列问题：(1)本实验中苹果酸主要在根系细胞的线粒体基质中生成，由此可推测，其为________(填“有氧”或“无氧”)呼吸的中间产物。(2)相较于疏松组，压实组黄瓜根系的无氧呼吸更强，依据是__________________，为维持根系细胞正常生命活动，压实组消耗的有机物总量更________(填“多”或“少”)，原因是_______________；根吸收水分的能力减弱，叶片气孔________，光合作用________________阶段首先受抑制，有机物合成减少。最终导致有机物积累减少，黄瓜生长缓慢。(3)为解决土壤紧实的问题，可以采取的措施有_________________ (答出2点即可)。
【答案】　(1)有氧　(2) 压实组黄瓜根系中酒精含量更高　多　压实组无氧呼吸强，无氧呼吸释放能量少　关闭　暗反应　(3)合理施肥、适度翻耕、减少大型农业机械的不必要碾压等
【解析】　(1)有氧呼吸的第二阶段发生在线粒体基质中，本实验中苹果酸主要在根系细胞的线粒体基质中生成，由此可推测，其为有氧呼吸的中间产物。(2)相较于疏松组，压实组黄瓜根系中酒精含量更高，而酒精是植物细胞无氧呼吸的产物，所以压实组黄瓜根系的无氧呼吸更强。由于压实组无氧呼吸强，无氧呼吸释放的能量较少，为获得足够能量维持生命活动，压实组消耗的有机物总量更多。根吸收水分的能力减弱，叶片气孔关闭，二氧化碳进入减少，光合作用暗反应阶段首先受抑制，有机物合成减少。最终导致有机物积累减少，黄瓜生长缓慢。(3)为解决土壤紧实的问题，可以采取的措施有合理施肥，避免不当施肥导致土壤结构破坏；适度翻耕，疏松土壤；减少大型农业机械的不必要碾压等。
3．(2024·辽宁卷)在光下叶绿体中的C5能与CO2反应形成C3；当CO2/O2比值低时，C5也能与O2反应形成C2等化合物。C2在叶绿体、过氧化物酶体和线粒体中经过一系列化学反应完成光呼吸过程。上述过程在叶绿体与线粒体中主要物质变化如图1。
光呼吸将已经同化的碳释放，且整体上是消耗能量的过程。回答下列问题。(1)反应①是________________过程。
(2)与光呼吸不同，以葡萄糖为反应物的有氧呼吸产生NADH的场所是____________和____________。(3)我国科学家将改变光呼吸的相关基因转入某种农作物野生型植株(WT)，得到转基因株系1和2，测定净光合速率，结果如图2、图3。图2中植物光合作用CO2的来源除了有外界环境外，还可来自____________和______________(填生理过程)。7—10时株系1和2与WT净光合速率逐渐产生差异，原因是_________________________________。据图3中的数据________(填“能”或“不能”)计算出株系1的总光合速率，理由是_________________________________________________________。(4)结合上述结果分析，选择转基因株系1进行种植，产量可能更具优势，判断的依据是__________________________________。
【答案】　(1)CO2的固定　(2)细胞质基质　线粒体基质(3) 光呼吸　呼吸作用　7—10时，随着光照强度的增加，株系1和2由于转入了改变光呼吸的相关基因，导致光呼吸速率降低，光呼吸将已经同化的碳释放，且整体上是消耗能量的过程　不能　总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率，呼吸速率为光照强度为0时二氧化碳的释放速率，图3的横坐标为二氧化碳的浓度，无法得出呼吸速率　(4)与株系2和WT相比，转基因株系1的净光合速率最大
【解析】　(1)在光合作用的暗反应过程中，CO2在特定酶的作用下，与C5结合形成两个C3，这个过程称作CO2的固定，故反应①是CO2的固定过程。(2)有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和NADH，合成少量ATP；第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和NADH，合成少量ATP，以葡萄糖为反应物的有氧呼吸产生NADH的场所是细胞质基质、线粒体基质。(3)由图1可知，在线粒体中进行光呼吸的过程中，也会产生二氧化碳，因此植物光合作用CO2的来源除了有外界环境外，还可来自光呼吸、呼吸作用。7—10时，随着光照强度的
增加，株系1和2由于转入了改变光呼吸的相关基因，导致光呼吸速率降低，光呼吸将已经同化的碳释放，且整体上是消耗能量的过程，因此与WT相比，株系1和2的净光合速率较高。总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率，呼吸速率为光照强度为0时二氧化碳的释放速率，图3的横坐标为二氧化碳的浓度，因此无法得出呼吸速率，故据图3中的数据不能计算出株系1的总光合速率。(4)由图2、图3可知，与株系2和WT相比，转基因株系1的净光合速率最大，因此选择转基因株系1进行种植，产量可能更具优势。
4．(2025·山西卷)叶绿体中R酶既能催化CO2固定，也能催化C5与O2反应，CO2和O2两种底物竞争R酶同一活性位点；线粒体中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)。回答下列问题。
(1)R酶催化CO2固定的场所是叶绿体的________，产物C3在光反应生成的________________参与下合成糖类等有机物。(2)植物保卫细胞吸水，气孔开度增大。由图(a)(b)可知，相同光照条件下植株S保卫细胞中G酶表达量提高，叶片的净光合速率高于植株W，原因是______________________________________。(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________(填“增大”或“减小”)；相较于植株W，植株S的净光合速率变化幅度________(填“大”“小”或“无法判断”)。(4)若需确认保卫细胞中G酶对叶片净光合速率的影响，还需补充一个实验组。写出实验思路及预期结果：________________________。
【答案】　(1)基质　ATP、NADPH(2)植株S保卫细胞中G酶表达量提高，促进甘氨酸转化为丝氨酸，释放二氧化碳用于光合作用，从而生成更多的可溶性糖，提高了保卫细胞的细胞液浓度，植物保卫细胞吸水，气孔开度增大，二氧化碳吸收加快，碳反应速率加快(3)减小　小(4)实验思路：以野生型植株W为参照，构建G酶表达量仅在保卫细胞中增加的植株S和构建G酶表达量仅在保卫细胞中减少的植株T为实验组，在相同且适宜条件下培养，测定三组植物在不同光照强度下的净光合速率。预期结果：植株T净光合速率小于植株W，植株S净光合速率大于植株W
【解析】　(1)叶绿体中R酶催化CO2固定，二氧化碳固定属于暗反应过程，暗反应发生在叶绿体基质中。产物C3在光反应生成的ATP和NADPH的作用下合成糖类等有机物，其中ATP可以提供能量，NADPH作为还原剂并提供能量。(2)结合图示和题干信息分析，相同光照条件下植株S保卫细胞中G酶表达量提高，促进甘氨酸转化为丝氨酸，释放二氧化碳用于光合作用，从而生成更多的可溶性糖，提高了保卫细胞的细胞液浓度，植物保卫细胞吸水，气孔开度增大，二氧化碳吸收加快，碳反应速率加快，从而使得植株S叶片的净光合速率高于植株W。(3)叶绿体中R酶既能催化CO2固定，也能催化C5与O2反应，CO2和O2两种底物竞争R酶同一活性位点，保持环境中CO2浓度不变，当O2浓度从21%升高
到40%时，二氧化碳竞争R酶的能力减弱，碳反应速率减小，因此植株S的净光合速率减小。相较于植株W，植株S在相同条件下气孔开度相对较大，有利于二氧化碳的吸收，因此植株S的净光合速率变化幅度较小。(4)为探究保卫细胞中G酶对植物光合作用的影响，以野生型植株W为参照，构建G酶表达量仅在保卫细胞中增加的植株S和构建G酶表达量仅在保卫细胞中减少的植株T为实验组，在相同且适宜条件下培养，测定三组植物在不同光照强度下的净光合速率。根据上述分析，G酶有利于光合作用的进行，因此预期结果是植株T净光合速率小于植株W，植株S净光合速率大于植株W。
5．(2025·浙江1月卷)西兰花可食用部分为绿色花蕾、花茎组成花球，采摘后容易出现褪色、黄化、老化等现象。某兴趣小组进行如下实验，以探究西兰花花球的保鲜方法。实验分黑暗组、日光组和红光组三组。日光组和红光组的光照强度均为50 μml·m－2·s－1。各处理的西兰花球均贮藏于20 ℃条件下，测定指标和结果如图所示。
回答下列问题：(1)西兰花花球采摘后水和________________供应中断。水是光合作用的原料，在光反应中，水裂解产生O2和________________。(2)三组实验中花球的质量损失率均随着时间延长而________。前3天日光组和红光组的质量损失率低于黑暗组，原因有_______________ __________________________________。第4天日光组的质量损失率高于黑暗组，原因可能是日光诱导气孔开放，引起________增强从而散失较多水分。
(3)第4天日光组和红光组的____________下降比黑暗组更明显，但过氧化氢酶活性仍高于黑暗组，因此推测日光或红光照射能减轻____________过程产生的过氧化氢对细胞的损伤，从而延缓衰老。(4)第4天黑暗组西兰花花球出现褪色、黄化现象，原因是_______________________________________________。综合分析图中结果，________处理对西兰花花球保鲜效果最明显。
【答案】　(1)矿质营养　H＋、e－(2)提高　这两组通过光合作用合成有机物，抑制细胞呼吸减少有机物消耗　蒸腾作用(3)呼吸强度　细胞代谢(4)叶绿素分解加快，胡萝卜素和叶黄素的颜色显现　红光
【解析】　(1)西兰花花球采摘后则仍能吸收空气中的CO2，但是水和矿质营养供应中断。水是光合作用的原料，在光反应中，水裂解产生H＋、e－和O2。(2)据题图可知，三组实验中花球的质量损失率均随着时间延长而提高。由于日光组和红光组能通过光合作用合成有机物，抑制细胞呼吸，减少有机物消耗，所以前3天日光组和红光组的质量损失率低于黑暗组。日光诱导气孔开放，导致蒸腾作用增强从而散失较多水分，所以第4天日光组的质量损失率高于黑暗组。(3)题图中，第4天日光组和红光组的呼吸强度下降比黑暗组更明显，但过氧化氢酶活性仍高于黑暗组，过氧化氢酶能将过氧化氢分解为水和氧气，从而降低过氧化氢
对细胞的损伤，因此推测日光或红光照射能减轻细胞代谢过程产生的过氧化氢对细胞的损伤，从而延缓衰老。(4)由于叶绿素分解加快，胡萝卜素和叶黄素的颜色显现，所以第4天黑暗组西兰花花球出现褪色、黄化现象。综合分析题图中结果，第4天时，红光组条件下比日光组和黑暗组，叶绿素降低的幅度低，过氧化氢酶活性最高，能延缓褪色、黄化、老化等现象，所以红光处理对西兰花花球保鲜效果最明显。
1．面积法快速分析坐标图中光补偿点、光饱和点的移动(如图)
据图可知，OA表示细胞呼吸释放的CO2量，由光(CO2)补偿点到光(CO2)饱和点围成△BCD的面积代表净光合作用有机物的积累量。改变影响光合作用某一因素，对补偿点和饱和点会有一定的影响，因此净光合作用有机物的积累量也会随之变化。具体分析如下表所示：
注：适当提高温度指在最适光合作用温度的基础上适当提高；光照强度或CO2浓度的改变均是在饱和点之前。
2．光合作用与细胞呼吸实验的设计技巧(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。
光合作用与呼吸作用的影响因素及应用
1．影响细胞呼吸的四类曲线
2．关注光合作用影响因素曲线中的“关键点”(1)光照强度
(2)CO2浓度(如图)
①图乙中A点的代谢特点为植物光合速率与细胞呼吸速率相等，此时的二氧化碳浓度为二氧化碳补偿点，而图甲中D点的二氧化碳浓度是植物进行光合作用时最小二氧化碳浓度，从D点才开始启动光合作用。②B点和P点的限制因素：外因有温度和光照强度等，内因有酶的数量和活性、C5的含量、色素含量等。
(3)多因子影响上述图1、2、3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。
3．聚焦自然环境及密闭容器中植物一昼夜气体变化曲线(1)自然环境中一昼夜植物光合作用曲线分析(如图)
①积累有机物的时间段：ce段。②制造有机物的时间段：bf段。③消耗有机物的时间段：Og段。④一天中有机物积累最多的时间点：e点。⑤一昼夜有机物的积累量：SP－SM－SN。
(2)密闭容器中一昼夜CO2和O2含量的变化曲线(如图)
①光合速率等于呼吸速率的点：C、E点。②若图1中N点低于虚线，该植物一昼夜表现为生长，其原因是N点低于M点，说明一昼夜密闭容器中CO2浓度减少，即总光合量大于总呼吸量，植物生长。③若图2中N点低于虚线，该植物一昼夜不能生长，其原因是N点低于M点，说明一昼夜密闭容器中O2浓度减少，即总光合量小于总呼吸量，植物不能生长。
4．提高农作物产量的措施
常考题型　光合作用和呼吸作用的影响因素1．(2024·北京卷)某同学用植物叶片在室温下进行光合作用实验，测定单位时间单位叶面积的氧气释放量，结果如图所示。若想提高X，可采取的做法是(　　)A．增加叶片周围环境CO2浓度B．将叶片置于4 ℃的冷室中C．给光源加滤光片改变光的颜色D．移动冷光源缩短与叶片的距离
【答案】　A【解析】　二氧化碳是光合作用的原料，增加叶片周围环境CO2浓度可增加单位时间单位叶面积的氧气释放量，A符合题意；降低温度会降低光合作用的酶活性，会降低单位时间单位叶面积的氧气释放量，B不符合题意；给光源加滤光片改变光的颜色可能会使单位时间单位叶面积的氧气释放量降低，比如将蓝紫光改变为绿光会降低光合速率，C不符合题意；移动冷光源缩短与叶片的距离会使光照强度增大，但单位时间单位叶面积的最大氧气释放量可能不变，因为光饱和点之后，光合作用强度不再随着光照强度的增强而增强，D不符合题意。故选A。
2．(2024·新课标卷)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　高等植物叶绿体中的叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光　(2)大于　(3)b　在密闭容器中，a组O2浓度与初始O2浓度M相同，说明光合速率等于呼吸速率；c、d组延长光照时间O2浓度不再增加，说明光合速率也等于呼吸速率；b组时光合速率大于呼吸速率。综上所述，b组的光合作用速率最大　(4)升高
【解析】　(1)光合色素为叶绿素和类胡萝卜素，叶绿素主要吸收蓝紫光和红光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。(2)b组氧气浓度高于a组，说明光合作用大于呼吸作用，整体表现为吸收二氧化碳，释放氧气。因此，a组二氧化碳浓度大于b组。(3)密闭容器中，c的O2浓度不再增加，说明此时，由于CO2不足，导致光合作用减弱等于呼吸作用。a组O2浓度等于初始浓度，也意味着光合作用等于呼吸作用。而b组，此时光合作用仍然大于呼吸作用。综合来看，b组的光合作用速率最大。(4)d组O2浓度等于c组是由于密闭容器中CO2的限制，此时光合作用速率等于呼吸速率，打开容器之后，提供了更多的CO2，此时即便以c的光照强度仍然可以使得光合速率上升大于呼吸作用速率。
3．(2024·浙江1月卷)长江流域的油菜生产易受渍害。渍害是因洪、涝积水或地下水位过度升高，导致作物根系长期缺氧，对植株造成的胁迫及伤害。回答下列问题：(1)发生渍害时，油菜地上部分以有氧(需氧)呼吸为主，有氧呼吸释放能量最多的是第________阶段。地下部分细胞利用丙酮酸进行乙醇发酵。这一过程发生的场所是______________，此代谢过程中需要乙醇脱氢酶的催化，促进氢接受体(NAD＋)再生，从而使__________________得以顺利进行。因此，渍害条件下乙醇脱氢酶活性越高的品种越________________(耐渍害/不耐渍害)。
(2)以不同渍害能力的油菜品种为材料，经不同时长的渍害处理，测定相关生理指标并进行相关性分析，结果见下表。
注：表中数值为相关系数(r)，代表两个指标之间相关的密切程度。越接近1时，相关越密切，越接近0时相关越不密切。
据表分析，与叶绿素含量呈负相关的指标是________________。已知渍害条件下光合速率显著下降，则蒸腾速率呈________趋势。综合分析表内各指标的相关性，光合速率下降主要由__________________(气孔限制因素/非气孔限制因素)导致的，理由是_________________________ ____________________。(3)植物通过形成系列适应机制响应渍害。受渍害时，植物体内________(激素)大量积累，诱导气孔关闭，调整相关反应，防止有毒物质积累，提高植物对渍害的耐受力；渍害发生后，有些植物根系细胞通过________________________，将自身某些薄壁组织转化腔隙，形成通气组织，促进氧气运输到根部，缓解渍害。
【答案】　(1) 三　细胞质基质　葡萄糖分解(糖酵解)　耐渍害(2) 胞间CO2浓度　下降　非气孔限制因素　胞间CO2浓度与光合速率和气孔导度呈负相关(3)脱落酸　程序性死亡(细胞凋亡)
【解析】　(1)有氧呼吸第三阶段在线粒体内膜进行，是有氧呼吸过程中释放能量最多的阶段。乙醇发酵(无氧呼吸)的场所是细胞质基质。葡萄糖分解形成丙酮酸和NADH，该过程需要NAD＋参与，所以氢接受体(NAD＋)再生，有利于葡萄糖分解的正常进行，由此可知，渍害条件下乙醇脱氢酶活性越高的品种能产生更多的能量维持生命活动的进行，更加耐渍害。(2)由表可知，叶绿素含量与胞间CO2浓度的相关系数为负值，说明二者呈负相关。光合速率与蒸腾速率的相关系数为0.95，为正相关，所以光合速率显著下降，则蒸腾速率呈下降趋势。由于胞间CO2浓度与光合速率和气孔导度呈负相关，即虽然气孔导度下降，但胞间
CO2上升，说明光合速率下降主要由非气孔限制因素导致的。(3)脱落酸具有诱导气孔关闭的功能，在受渍害时，其诱导气孔关闭，调整相关反应，防止有毒物质积累，提高植物对渍害的耐受力。渍害发生后，有些植物根系细胞通过凋亡(程序性死亡)，从而形成腔隙，进一步形成通气组织，促进氧气运输到根部，缓解渍害。
4．(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。
5．(2025·辽宁卷)Rubisc是光合作用暗反应中的关键酶。科研人员将Rubisc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)Rubisc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 μml·ml－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)Rubisc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Rubisc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Rubisc基因(Rubisc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Rubisc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Rubisc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 μml·ml－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。
解读光合作用“厂”字图像及其变式1．典型“厂”字图像解读
2．“厂”字图像的3种变式(1)阴生、阳生植物不同植物的光补偿点一般不同，这主要取决于植物的呼吸强度；不同植物的光饱和点一般也不同，这主要取决于植物的内因，如与光合作用有关的酶的数量和活性、叶绿素含量、C3和C5含量等。一般来说，阴生植物的光补偿点和光饱和点要比阳生植物的小。
(2)“厂”字图像颠倒有一些题目在考查的时候，会将图像上下颠倒，但解题的本质是不变的。
(3)光照过强其实我们常看到的“厂”字图像并没有画完，如果将光照强度继续增强，会导致后期植物光合作用强度下降。下降的原因有二，需根据具体题目条件具体分析。
第一种原因：光照过强引起叶绿素降解或者酶的活性下降，进而导致光合作用强度降低。第二种原因：光照过强引起植物叶片蒸腾作用加快，植物为了避免失水而关闭气孔，导致CO2吸收不足，进而导致光合作用强度降低。