2023届高考生物二轮复习细胞呼吸和光合作用学案含答案

这是一份2023届高考生物二轮复习细胞呼吸和光合作用学案含答案，共22页。学案主要包含了p150等内容，欢迎下载使用。
第二讲　细胞呼吸和光合作用
　【p16】
1．呼吸作用的实质是细胞内的有机物氧化分解，并释放________，因此也叫细胞呼吸。
2．探究酵母菌细胞呼吸的方式中检测CO2的产生可用澄清石灰水也可使用________________，根据前者混浊程度或后者变成黄色的时间长短，检测酵母菌培养液中CO2的产生情况；检测酒精的产生使用________的重铬酸钾溶液在酸性(浓硫酸)条件下与乙醇发生化学反应，变成________。
3．设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的比较分析，来探究某种因素对实验对象的影响，这样的实验叫作对比实验，也叫相互对照实验。对比实验也是科学探究中常用的方法之一。
4．对于绝大多数生物来说，有氧呼吸是细胞呼吸的主要形式，这一过程必须有氧的参与，主要场所是________，线粒体内膜上和基质中含有许多种与有氧呼吸有关的酶，有氧呼吸最常利用的物质是________。
5．有氧呼吸指细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和________，释放能量，生成大量ATP的过程。概括地分为________个阶段，每个阶段的化学反应都有相应的酶催化。
6．在没有氧气参与的情况下，葡萄糖等有机物经过不完全分解，释放少量能量的过程，就是无氧呼吸。一般地说，无氧呼吸最常利用的底物也是葡萄糖，全过程概括地分为______个阶段，这两个阶段需要不同酶的催化，都是在______________中进行。
7．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。
8．绿叶中捕获光能的色素有4种，叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素和________；可以用无水乙醇提取绿叶中的色素；绿叶中的4种色素都能溶解在________中，但不同的色素溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢，这样绿叶中的色素就会随着层析液在滤纸上的扩散而分开。
9．__________和__________主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收________，4种色素吸收的光波长有差别，但都可以用于光合作用。
10．叶绿体的结构适于进行光合作用，叶绿体内部有许多________，每个基粒都由类囊体堆叠而成，4种色素就分布在__________，众多的基粒和类囊体极大扩展受光面积；在类囊体膜上和叶绿体基质中还有许多进行光合作用所必需的酶。
11．光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，将__________和________转化成储存能量的有机物，并且释放出________的过程。
12．光合作用第一个阶段的化学反应，必须有________才能进行，这个阶段叫作光反应阶段，在类囊体薄膜上进行，光合色素吸收的光能，将水分解为氧和H＋，氧直接以氧分子的形式释放出去，H＋与氧化型辅酶Ⅱ结合，形成________________；在有关酶的催化作用下，促使ADP与Pi反应形成ATP。
13．光合作用第二阶段中的化学反应，有没有光都能进行，叫作暗反应阶段，这个阶段是在____________进行的，CO2被利用，经过一系列的反应后生成糖类，可以概括为：CO2的固定，C3化合物的还原和C5的再生等阶段。
【答案】1.能量　2.溴麝香草酚蓝溶液　橙色　灰绿色　4.线粒体　葡萄糖　5.水　三　6.两　细胞质基质　8.叶黄素　层析液
9．叶绿素a　叶绿素b　蓝紫光　10.基粒　类囊体的薄膜上　11.二氧化碳　水　氧气　12.光　还原型辅酶Ⅱ(NADPH)　13.叶绿体基质中
　【p17】
1．有氧呼吸和无氧呼吸有哪些异同点？请尝试设计简明的表格来比较。(p94)

呼吸方式
有氧呼吸
无氧呼吸
不
同
点


场所
主要在线粒体内
在细胞质基质中
条件
氧气、多种酶
无氧气参与，需要多种酶
分解
产物
葡萄糖彻底分解为CO2和H2O
葡萄糖的分解不彻底，形成乳酸或酒精和CO2
能量
释放大量能量
释放少量能量，大部分能量储存在乳酸或酒精中
能量
释放
阶段
有氧呼吸三个阶段均产生ATP
仅在第一阶段产生ATP
相同点
第一阶段反应完全相同，并且都是在细胞质基质内进行；
两种呼吸作用方式实质相同，都能够分解有机物，释放能量

　　2.有氧呼吸过程是否含有无氧呼吸的步骤？结合地球早期大气中没有氧气以及原核细胞中没有线粒体等事实，想一想，地球早期的单细胞生物是否只能进行无氧呼吸？你体内的骨骼肌细胞仍保留着进行无氧呼吸的能力，这是否可以理解为漫长的生物进化史在你身上留下的印记？(p96)
有氧呼吸第一阶段与无氧呼吸第一阶段完全相同，都不需要氧气，都与线粒体无关。联想到地球的早期以及原核细胞的结构，可以大胆作出这样的推测：在生物进化史上先出现无氧呼吸，而后才出现有氧呼吸。继而推测，地球早期的单细胞生物只进行无氧呼吸，体内骨骼肌细胞保留进行无氧呼吸的能力，可以理解为漫长的生物进化史在人类身上留下的印记，同时也可以理解为人体在进行长跑等剧烈运动时，在供氧不足的情况下，骨骼肌细胞保留一定的无氧呼吸来供能，有一定的适应意义。
3．海洋中的藻类，习惯上依其颜色分为绿藻、褐藻和红藻，它们在海水中的垂直分布大致依次是浅、中、深。这种现象与光能的捕获有关吗？(p101)
有关，不同颜色的藻类吸收不同波长的光。藻类本身的颜色是反射出来的光，即红藻反射出了红光，绿藻反射出绿光，褐藻反射出黄色的光。水对红、橙光的吸收比对蓝、绿光的吸收要多，即到达深水层的光线是短波长的光，因此，吸收红光和蓝紫光较多的绿藻分布于海水的浅层，吸收蓝紫光和绿光较多的红藻分布于海水深的地方。
4．请设计并填写一个表格，简明而清晰地体现出你对光合作用与呼吸作用之间主要区别和内在联系的理解。(p108)


比较项目
光合作用
呼吸作用
区别



部位
含有叶绿体的细胞，其场所是叶绿体
所有生活的细胞，主要场所是线粒体

条件
光
有光无光均可

原料
CO2和H2O
有机物和O2

产物
有机物和O2
CO2和H2O

实质
(物质和能
量转变)
CO2转化成糖类等有机物。光能转化为化学能储存在葡萄糖等有机物中
分解有机物产生CO2和H2O，同时释放能量

联系
光合作用和呼吸作用是相互依存的关系。光合作用为生物的呼吸作用提供氧气和有机物；对绿色植物而言，呼吸作用可以为光合作用提供CO2


　【p18】
1．细胞内糖的分解代谢过程如下图，判断下列叙述：

(1)植物细胞能进行过程①和③或过程①和④。(√)
(2)真核细胞的细胞质基质中能进行过程①和②。(×)
(3)动物细胞内，过程②比过程①释放的能量多。(√)
(4)乳酸菌细胞内，过程①产生[H]，过程③消耗[H]，所以在无氧呼吸过程中无[H]积累。(√)
(5)真核细胞中过程①产生的[H]可在线粒体基质中与氧结合生成水。(×)
(6)在酵母菌的无氧呼吸过程中发生了图示过程①和④，被分解的葡萄糖中的能量一部分转移至ATP，其余的存留在酒精中，因为酒精是不彻底的氧化产物。(×)
(7)叶肉细胞在光照下进行光合作用，而不进行图示中①②。(×)
2．下图表示某植物的非绿色器官在氧浓度为甲、乙、丙、丁时，CO2释放量和O2吸收量的变化。判断下列相关叙述：

(1)甲浓度下，细胞呼吸的产物除CO2外，还有乳酸。(×)
(2)甲浓度下最适于贮藏该器官。(×)
(3)乙浓度下，有氧呼吸比无氧呼吸消耗的葡萄糖多。(×)
(4)丙浓度下，细胞呼吸产生的ATP最少。(×)
(5)丁浓度下，细胞呼吸的场所是细胞质基质和线粒体，产物中的CO2全部来自线粒体。(√)
(6)丁浓度下，有氧呼吸与无氧呼吸强度相等。(×)
(7)丁浓度后，细胞呼吸强度不随氧分压变化而变化。(×)
　【p18】
　　　　　　　　　　　　　　　

　　(2022·全国甲卷)线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所。研究发现，经常运动的人肌细胞中线粒体数量通常比缺乏锻炼的人多。下列与线粒体有关的叙述，错误的是(　　)
A．有氧呼吸时细胞质基质和线粒体中都能产生ATP
B．线粒体内膜上的酶可以参与[H]和氧反应形成水的过程
C．线粒体中的丙酮酸分解成CO2和[H]的过程需要O2的直接参与
D．线粒体中的DNA能够通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成
【解析】有氧呼吸的第一阶段场所是细胞质基质，第二、三阶段在线粒体，三个阶段均可产生ATP，故有氧呼吸时细胞质基质和线粒体都可产生ATP，A正确；线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所，该阶段氧气和[H]反应生成水，该过程需要酶的催化，B正确；丙酮酸分解为CO2和[H]是有氧呼吸第二阶段，场所是线粒体基质，该过程需要水的参与，不需要氧气的参与，C错误；线粒体是半自主性细胞器，其中含有少量DNA，可以通过转录和翻译控制蛋白质的合成，D正确。
【答案】C
(2022·山东卷)植物细胞内10%～25%的葡萄糖经过一系列反应，产生NADPH、CO2和多种中间产物，该过程称为磷酸戊糖途径。该途径的中间产物可进一步生成氨基酸和核苷酸等。下列说法错误的是(　　)
A．磷酸戊糖途径产生的NADPH与有氧呼吸产生的还原型辅酶不同
B．与有氧呼吸相比，葡萄糖经磷酸戊糖途径产生的能量少
C．正常生理条件下，利用14C标记的葡萄糖可追踪磷酸戊糖途径中各产物的生成
D．受伤组织修复过程中所需要的原料可由该途径的中间产物转化生成
【解析】根据题意，磷酸戊糖途径产生的NADPH是为其他物质的合成提供原料，而有氧呼吸产生的还原型辅酶是NADH，能与O2反应产生水，A正确；有氧呼吸是葡萄糖彻底氧化分解释放能量的过程，而磷酸戊糖途径产生了多种中间产物，中间产物还进一步生成了其他有机物，所以葡萄糖经磷酸戊糖途径产生的能量比有氧呼吸少，B正确；正常生理条件下，只有10%～25%的葡萄糖参加了磷酸戊糖途径，其余的葡萄糖会参与其他代谢反应，例如有氧呼吸，所以用14C标记葡萄糖，除了追踪到磷酸戊糖途径的含碳产物，还会追踪到参与其他代谢反应的产物，C错误；受伤组织修复即是植物组织的再生过程，细胞需要增殖，所以需要核苷酸和氨基酸等原料，而磷酸戊糖途径的中间产物可生成氨基酸和核苷酸等，D正确。
【答案】C
(2022·山东卷·不定项)在有氧呼吸第三阶段，线粒体基质中的还原型辅酶脱去氢并释放电子，电子经线粒体内膜最终传递给O2，电子传递过程中释放的能量驱动H＋从线粒体基质移至内外膜间隙中，随后H＋经ATP合酶返回线粒体基质并促使ATP合成，然后与接受了电子的O2结合生成水。为研究短时低温对该阶段的影响，将长势相同的黄瓜幼苗在不同条件下处理，分组情况及结果如图所示。已知DNP可使H＋进入线粒体基质时不经过ATP合酶。下列相关说法正确的是(　　)

A．4 ℃时线粒体内膜上的电子传递受阻
B．与25 ℃时相比，4 ℃时有氧呼吸产热多
C．与25 ℃时相比，4 ℃时有氧呼吸消耗葡萄糖的量多
D．DNP导致线粒体内外膜间隙中H＋浓度降低，生成的ATP减少
【解析】与25 ℃相比，4 ℃耗氧量增加，根据题意，电子经线粒体内膜最终传递给氧气，说明电子传递未受阻，A错误；与25 ℃相比，短时间低温4 ℃处理，ATP生成量较少，耗氧量较多，说明4 ℃时有氧呼吸释放的能量较多用于产热，消耗的葡萄糖量多，B、C正确；DNP使H＋不经ATP合酶返回基质中，会使线粒体内外膜间隙中H＋浓度降低，导致ATP合成减少，D正确。故选BCD。
【答案】BCD
(2022·浙江卷)通过研究遮阴对花生光合作用的影响，为花生的合理间种提供依据。研究人员从开花至果实成熟，每天定时对花生植株进行遮阴处理。实验结果如表所示。

处
理







指标







光饱
和点
(klx)
光补
偿点
(lx)
低于5 klx光合曲线的斜率
(mgCO2·
dm－2·hr－1
·klx－1)
叶绿素
含量
(mg·dm－2)
单株
光合
产量
(g干
重)
单株
叶光
合产
量(g
干重)
单株
果实
光合
产量
(g干
重)

不
遮
阴
40
550
1.22
2.09
18.92
3.25
8.25
遮
阴
2
小
时
35
515
1.23
2.66
18.84
3.05
8.21
遮
阴
4
小
时
30
500
1.46
3.03
16.64
3.05
6.13
　　注：光补偿点是指当光合速率等于呼吸速率时的光强度。光合曲线是指光强度与光合速率关系的曲线。
回答下列问题：
(1)从实验结果可知，花生可适应弱光环境，原因是在遮阴条件下，植株通过增加__________，提高吸收光的能力；结合光饱和点的变化趋势，说明植株在较低光强度下也能达到最大的__________；结合光补偿点的变化趋势，说明植株通过降低__________，使其在较低的光强度下就开始了有机物的积累。根据表中__________________________________的指标可以判断，实验范围内，遮阴时间越长，植株利用弱光的效率越高。
(2)植物的光合产物主要以__________形式提供给各器官。根据相关指标的分析，表明较长遮阴处理下，植株优先将光合产物分配至__________中。
(3)与不遮阴相比，两种遮阴处理的光合产量均__________。根据实验结果推测，在花生与其他高秆作物进行间种时，高秆作物一天内对花生的遮阴时间为__________(A.4小时)，才能获得较高的花生产量。
【解析】(1)从表中数据可以看出，遮阴一段时间后，花生植株的叶绿素含量在升高，提高了对光的吸收能力。光饱和点在下降，说明植株为适应低光照强度条件，可在弱光条件下达到饱和点。光补偿点也在降低，说明植物的光合作用下降的同时呼吸速率也在下降，以保证植物在较低的光强下就能达到净光合大于0的积累效果。
低于5 klx光合曲线的斜率体现弱光条件下光合速率的提高幅度变化，在实验范围内随遮阴时间增长，光合速率提高幅度加快，故说明植物对弱光的利用效率变高。
(2)植物的光合产物一部分是淀粉，一部分是蔗糖。蔗糖可以进入筛管，再通过韧皮部运输到各处。结合表中数据看出，较长(4小时)遮阴处理下，整株植物的光合产量下降，但叶片的光合产量没有明显下降，从比例上看反而有所上升，说明植株优先将光合产物分配给了叶。
(3)与对照组相比，遮阴处理的两组光合产量有不同程度的下降。若将花生与其他高秆作物间种，则应尽量减少其他作物对花生的遮阴时间，才能获得较高花生产量。
【答案】(1)叶绿素含量　光合速率　呼吸速率　低于5 klx光合曲线的斜率
(2)蔗糖　叶
(3)下降　A
　【p20】
1．学习细胞呼吸的主要形式是有氧呼吸，学习线粒体适于进行有氧呼吸的结构，理解呼吸过程中物质能量变化，学习无氧呼吸的过程，充分理解并能运用这些原理到生产中，理解根据微生物不同用途进行发酵，如利用酵母菌作饲料添加剂需要大量繁殖，要给装置通气或振荡，如利用酵母菌生产葡萄酒则需要密封发酵等。
2．通过设计并实施探究酵母菌细胞呼吸的方式，掌握科学探究的常用方法对比实验，可以将学习到的检测CO2和酒精的方法运用到生产生活实践。
3．研究细胞呼吸原理在生产和生活中的应用，如泡菜、面包等传统食品的制作，青霉素、味精的生产等。
4．学习光反应与暗反应及它们之间的关系，理解影响光合作用强度的因素，认同在生产生活中可以通过影响如光照强度、CO2浓度来影响光合作用强度从而获得更多光合产物。
5．关注前沿科技，关注光合作用原理的广泛应用，认同科学技术的重要价值。
6．学习光合作用的探究历程，认同科学是在实验和争论中前进的，科学工作需要继承前人的科学成果，也要有创新精神、锲而不舍。
　　　　　　　　　　　　　　　

　【p150】
A组(选择题为单选)
1．(2022湖南师大附中三模)某实验小组为探究酵母菌的呼吸方式，做了以下两组实验：用注射器A缓慢吸入25 mL酵母菌葡萄糖培养液，倒置，排尽注射器中的气体，再吸入25 mL无菌氧气，密封；用注射器B缓慢吸入25 mL酵母菌葡萄糖溶液﹐倒置，排尽注射器中的气体，密封。将两注射器置于25 ℃的水浴锅中保温一段时间，以下说法错误的是(　　)

A．当观察到注射器A中的气体体积大于25 mL时，说明酵母菌进行了无氧呼吸
B．取注射器B中的适量液体，滴加少量酸性重铬酸钾溶液，溶液颜色由橙色变为灰绿色
C．将注射器A中的气体通入溴麝香草酚蓝溶液中，可观察到溶液颜色由蓝变绿再变黄
D．当注射器A、B中的气体体积均为25 mL时，两注射器中酵母菌消耗的葡萄糖的量相同
【答案】D
【解析】若酵母菌只进行有氧呼吸，气体体积不变，而注射器A中的气体体积大于25 mL，说明酵母菌开始进行无氧呼吸，A正确；注射器B中酵母菌无氧呼吸产生了酒精，酒精可以与酸性重铬酸钾反应，使颜色由橙色变为灰绿色，B正确；注射器A中的气体为二氧化碳，将其通入溴麝香草酚蓝溶液中，颜色会由蓝变绿再变黄，C正确；当注射器A、B中的气体体积均为25 mL时，注射器A中酵母菌只进行有氧呼吸，消耗的葡萄糖的量不确定，注射器B中酵母菌全部进行无氧呼吸，可定量推测葡萄糖消耗量，但两注射器中酵母菌消耗的葡萄糖的量无法比较，D错误。
2．(2022湖南师大附中二模)青椒是一种常见的蔬菜，下图1是青椒叶肉细胞中两种细胞器的生理活动示意图，其中甲、乙代表相关结构，a～e代表相关物质，①～③代表相关生理过程。图2是在不同温度条件下青椒植株吸收与释放CO2速率的曲线图。下列分析错误的是(　　)

A．图1中甲是类囊体
B．图1中②进行的场所是线粒体基质，物质e是CO2
C．图2中30 ℃时青椒光合速率为6.5 CO2 mg·h－1
D．图2中35 ℃时植物光合作用固定的CO2少于呼吸作用释放的CO2
【答案】D
【解析】图1中甲中物质能吸收光能，因此甲表示类囊体，A正确；过程②表示有氧呼吸第二阶段，物质e表示CO2，进行的场所在线粒体基质，B正确；光合速率＝净光合速率＋呼吸速率，在温度为30 ℃时，图2中青椒净光合速率为3.5 CO2 mg·h－1，呼吸速率为3 CO2 mg·h－1，因此光合速率为3.5＋3＝6.5 CO2 mg·h－1，C正确；35 ℃时，净光合速率大于0，光合作用大于呼吸作用，因此固定的CO2大于呼吸作用释放的CO2，D错误。
3．(2022·湖北武汉·模拟预测)维生素B1与ATP反应生成焦磷酸硫胺素(TPP)。丙酮酸脱氢酶只有与TPP结合，才能催化丙酮酸氧化分解。维生素B1缺乏的人丙酮酸脱氢酶活性降低，丙酮酸会被转化为乳酸，引起高乳酸血症。下列有关叙述正确的是(　　)
A．TPP主要在线粒体基质中起作用
B．甲亢患者对维生素B1的需求量降低
C．高乳酸血症患者无氧呼吸产生的CO2增多
D．维生素B1缺乏导致丙酮酸氧化分解的活化能减少
【答案】A
【解析】分析题干信息可知，丙酮酸脱氢酶只有与TPP结合，才能催化丙酮酸氧化分解，丙酮酸氧化分解主要发生在线粒体中，故TPP主要在线粒体基质中起作用，A正确；维生素B1缺乏者，丙酮酸脱氢酶活性降低，丙酮酸氧化分解供能减少，而甲亢患者甲状腺激素分泌较多，需要维生素B1促进丙酮酸的氧化分解，因此甲亢患者对维生素B1的需求量升高，B错误；高乳酸血症患者无氧呼吸不产生CO2，C错误；维生素B1缺乏使丙酮酸脱氢酶活性降低，丙酮酸氧化分解反应的活化能升高，D错误。
4．人参是阴生植物，常生长在以红松为主的针阔混交林中。已知人参和红松光合作用的最适温度为25 ℃，呼吸作用的最适温度为30 ℃。在25 ℃条件下人参和红松光合速率与呼吸速率比值(P/R)随光照强度的变化曲线如图。下列叙述正确的是(　　)

A．光照强度为a时，每日光照12小时，人参可正常生长而红松不能
B．光照强度为c时，人参和红松光合作用合成有机物的量相等
C．在b点之后，限制人参P/R增大的主要外界因素是CO2浓度
D．若将环境温度提高至30 ℃，其他条件不变，a点将左移
【答案】C
【解析】光照强度为a时，对于人参(B)而言，光合作用速率与呼吸速率的比值(P/R)为1，白天12小时没有积累有机物，晚上进行呼吸作用消耗有机物，一昼夜干重减少，因此人参和红松均不能正常生长，A错误；c点代表人参和红松的光合作用速率与呼吸速率的比值(P/R)相等，并不能代表人参和红松光合作用合成有机物的量相等，B错误；影响光合作用的外界因素主要是温度、光照强度、CO2浓度，而b点为人参的光饱和点，温度为光合作用的最适温度25 ℃，因此在b点之后，限制人参P/R增大的主要外界因素是CO2浓度，C正确；若将环境温度提高至30 ℃，人参的光合作用会减弱，呼吸作用会增强，所以其他条件不变，a点将右移，D错误。
5．科研人员为研究枇杷植株在不同天气条件下的光合特征，对其净光合速率和气孔导度进行了测定，结果如图。下列有关叙述不正确的是(　　)

A．阴天时净光合速率下降的时间与气孔导度的下降时间不一致
B．晴天时出现“午休”现象与气孔关闭引起的CO2浓度下降有关
C．两种条件下枇杷净光合速率峰值出现的早晚均与光照强度无关
D．实验结果显示枇杷植株适合种植在光线弱的荫蔽环境中
【答案】C
【解析】分析图示可知，阴天时净光合速率从12时开始下降，气孔导度从10时开始下降，A正确；晴天时出现“午休”现象，是由于温度过高、蒸腾作用过强，气孔大量关闭，引起CO2浓度下降，暗反应过程减弱，B正确；晴天时，净光合速率峰值的出现，与温度、光照强度都有关，阴天时，净光合速率峰值出现在12时左右，与此时光照强度最强有关，C错误；题图显示，阴天时气孔导度的日变化通常高于晴天，而在10：30至14：00的净光合速率，阴天时大于晴天，因此枇杷植株更适合种植在光线弱的荫蔽环境中，D正确。
6．(2022湖南师大附中一模)“开花生热”现象指一些植物的花器官在开花期能够在短期内迅速产生并累积大量热能，使花器官温度显著高于环境温度，促使花部气味挥发，吸引昆虫访花。研究表明该现象通过有氧呼吸的主呼吸链及交替氧化酶(AOX)参与的交替呼吸途径实现(如图所示)。其中交替呼吸途径不发生H＋跨膜运输，故不能形成驱动ATP合成的膜质子浓度差。下列叙述错误的是(　　)

A．有机物经过交替呼吸途径氧化分解后大部分能量以热能的形式释放
B．图中膜蛋白Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ以及ATP合成酶均可以转运H＋
C．图中表示的是线粒体内膜，建立膜两侧H＋浓度差不需要消耗能量
D．寒冷早春，某些植物可以提高花细胞中AOX基因的表达以吸引昆虫传粉
【答案】C
【解析】线粒体内膜两侧建立的H＋浓度差由电子传递等过程提供能量，C错误。
7．(2022·湖北·华中师大一附中模拟预测)为了研究某种植物光合速率和呼吸速率对生长发育的影响，研究者做了以下相关实验：将长势相同的该植物幼苗分成若干组，分别置于不同温度下(其他条件相同且适宜)，暗处理1 h，再光照1 h，测其干重变化，得到如图所示的结果。下列说法错误的是(　　)

A．32 ℃时植物的光合速率大于呼吸速率
B．24小时恒温26 ℃条件下，当光照时间超过4小时，该植物幼苗能正常生长
C．该植物进行光合作用时，当光照强度突然增加，C3的量减少
D．将该植物放在HO的水中培养，光照一段时间后可以在体内发现(CHO)
【答案】B
【解析】32 ℃时，暗处理1 h后的重量变化是－4 mg，说明呼吸速率是4 mg/h，光照1 h后与暗处理前的变化是0 mg，说明此条件下光合速率是8 mg/h，光合速率是呼吸速率的2倍，A正确；据图中信息可知，26 ℃条件下呼吸速率是1 mg/h，光合速率是3＋1＋1＝5 mg/h，设在光照强度适宜且恒定、一昼夜恒温26 ℃条件下，至少需要光照x小时以上，该番茄幼苗才能正常生长，则有5x－1×24＝0，可求出x＝4.8 h，B错误；当光照强度突然增加时，光反应增强，产生的ATP和NADPH增多，从而促进三碳化合物的还原，但是二氧化碳固定形成三碳化合物的过程不受影响，故当光照强度突然增加时，C3的量减少，C正确；将该植物放在HO的水中培养，HO先通过有氧呼吸第二阶段进入C18O2，然后再通过光合作用暗反应进入到有机物(CHO)中，D正确。
8．夏季晴朗的一天，研究人员测定了某植物树冠顶层、中层和底层叶片的净光合速率，结果如下图所示。请回答下列问题：

(1)图中曲线a、b和c分别代表________、________和________叶片。
(2)三条曲线一天中叶片有机物积累量达到最大值的时刻________(填“相同”或“不同”)。
(3)曲线c没有出现明显的光合午休现象与________________有关。
(4)曲线a在14：00至16：00时间段内上升的原因是________________________________________________________。
(5)若保持18：00时的所有条件不变，该植物有机物总量将________(填“增加”“不变”或“减少”)，理由是______________________________________________________________。
【答案】(1)顶层　中层　底层
(2)相同
(3)光照强度较弱(或光照强度)
(4)在14：00至16：00时间段内，温度逐渐降低，叶片气孔逐渐开放，二氧化碳吸收量增大，暗反应速率增大，光合速率增大，但呼吸速率基本不变或降低
(5)减少　此条件下，叶片的净光合速率为零，但该植物的其他非绿色细胞呼吸作用会消耗有机物
【解析】(1)根据叶片的位置及受光程度可推测，树冠顶层叶片受到的光照最强，净光合速率最大，底层叶片受到的光照强度最弱，净光合速率最小，则曲线a、b和c分别代表顶层、中层和底层叶片。
(2)净光合速率大于0时有机物开始积累，三条曲线中，叶片有机物积累量达到最大值的时刻都为18点。
(3)曲线c为树冠底层，光照弱，植物的蒸腾作用弱，没有明显的光合午休现象。
(4)顶层叶片中午时分会出现光合午休现象，而在14：00至16：00时间段内，温度逐渐降低，叶片气孔逐渐开放，二氧化碳吸收量增大，暗反应速率增大，光合速率增大，但呼吸速率基本不变或降低。
(5)若保持18：00时的所有条件不变，该植物有机物总量将减少，理由是此条件下，叶片的净光合速率为零，但该植物的其他非绿色细胞呼吸作用会消耗有机物。
9．(2022·湖南师大附中一模)异戊二烯能清除活性氧，降低高温、强光等环境因素对类囊体膜造成的伤害。下图是叶肉细胞中合成异戊二烯的有关过程，其中A、B代表相关细胞器。请回答下列问题：

(1)A、B代表的细胞器分别是____________________，A中合成NADPH的场所是__________，B中[H]还原O2的场所是________。
(2)光合作用为异戊二烯的合成提供________________________________(物质)。
(3)高温下呼吸链受抑制，耗氧量下降，异戊二烯合成量增加，据图分析主要原因是高温下叶片呼吸作用降低，使__________________________________________向叶绿体输送的数量增加，增加了异戊二烯的合成。
(4)为进一步验证高温使呼吸链抑制，导致异戊二烯合成增多，科研人员用呼吸链抑制剂等进行了如下实验，完成下表(在①～⑤处填写)。

实验步骤
实验步骤要点
配制溶液
配制缓冲液，均分为3组，第1组加适量①______________________，第2、3组不加
材料选择
切取②________的叶片，分为3组
进行实验处理
将叶片的叶柄浸入相应的缓冲液中，第1、2组分别置于③________下，第3组置于常温下
测定相关数值
一段时间后，测定3组叶片的④____________________
预期实验结果：⑤________________________________________________________。
【答案】(1)叶绿体、线粒体　类囊体薄膜　线粒体内膜
(2)ATP、NADPH和3磷酸甘油醛
(3)3磷酸甘油醛和磷酸烯醇式丙酮酸
(4)呼吸链抑制剂　生长状况一致　常温、高温　异戊二烯的含量　第1、2组异戊二烯的含量高于第3组
B组(选择题为不定项)
1．(2022·长郡中学一模)芒果果实成熟到一定程度时，细胞呼吸突然增强至原来的35倍左右(呼吸跃迁)，而后又突然减弱，随后果实进入衰老阶段。下列叙述正确的是(　　)
A．细胞呼吸时，葡萄糖在线粒体中被分解
B．零上低温或高CO2处理，有利于芒果的贮藏
C．细胞呼吸突然减弱可能是激素调节的结果
D．在呼吸跃迁的过程中CO2的释放量上升
【答案】BCD
【解析】细胞呼吸时，葡萄糖在细胞质基质中被分解，A错误；零上低温或高CO2处理，能降低呼吸速率，减少有机物的消耗，有利于芒果的贮藏，B正确；细胞呼吸突然减弱可能是激素调节的结果，C正确；在呼吸跃迁的过程中，细胞呼吸突然增强，CO2的释放量上升，D正确。
2．(2022·长沙市一中二模)下列与呼吸作用和光合作用有关的实验，正确的是(　　)
A．密闭发酵时，酵母菌将有机物转化为酒精的主要目的是防止杂菌污染
B．澄清石灰水、溴麝香草酚蓝溶液都只能检测酵母菌培养液中CO2的产生情况
C．恩格尔曼的实验证明了叶绿体是光合作用的场所
D．鲁宾和卡门用同位素示踪的方法证明了光合作用释放的氧气来自水
【答案】BCD
【解析】密闭发酵实验，酵母菌将有机物转化为酒精的主要目的是为了获得能量；澄清石灰水和溴麝香草酚蓝溶液只能检测酵母菌培养液中CO2的产生情况；恩格尔曼的实验证明了叶绿体吸收光能用于光合作用放氧，同时证明了叶绿体是光合作用的场所；鲁宾和卡门用同位素示踪的方法证明了光合作用释放的氧气来自水。
3．葡萄糖是细胞生命活动所需要的主要能源物质。下图是葡萄糖在生物体内的部分代谢过程，相关叙述正确的是(　　)

A．过程③产生的ATP可用于肝细胞主动吸收所需的营养物质
B．过程②的反应场所是线粒体基质，该过程既消耗水，也能产生水
C．在氧气充足的条件下才能进行过程①，真核细胞才能进行过程②
D．可根据溴麝香草酚蓝溶液变成黄色的时间长短比较②④过程CO2的产生量
【答案】D
【解析】无氧呼吸的第二阶段不产生ATP，A错误；过程②的反应场所是线粒体基质和线粒体内膜，B错误；有氧呼吸和无氧呼吸均会进行过程①，真核和原核生物都可以进行过程②，C错误；溴麝香草酚蓝溶液遇二氧化碳会由蓝变绿再变黄，可根据变成黄色所需时间长短比较②④过程CO2的产生量，D正确。
4．(2022·湖南·长郡中学模拟预测)豌豆种子细胞呼吸时，底物经脱氢酶催化所释放的氢，能将无色的三苯基氯化四唑(TTC)还原为红色的三苯甲胺。在种子萌发过程中，其CO2释放速率和O2吸收速率的变化如图所示。下列有关种子萌发和发育说法正确的是(　　)

A．12～24小时这段时间，种子主要的呼吸方式为无氧呼吸
B．在豌豆种子发育，有机物快速积累时期，应创设低温条件
C．可以使用三苯基氯化四唑(TTC)鉴定种子“死活”
D．b点后氧化分解的底物可能包括糖类、脂肪等物质
【答案】ACD
【解析】据图可知，在12～24 h期间，氧气吸收量很少，而二氧化碳释放量很多，表明此时的呼吸方式主要是无氧呼吸，A正确；种子快速发育时期，细胞代谢旺盛，植物光合作用强才能积累更多有机物，需要提供适宜的温度等条件，B错误；由题可知，TTC与细胞呼吸时底物经脱氢酶催化所释放的氢发生红色反应，只有活细胞才能进行呼吸作用，因此，可以用来鉴定种子“死活”，C正确；b点后吸收的O2量远多于释放的CO2量，说明氧化分解的底物除糖类还有脂肪等物质，D正确。故选ACD。
5．(2022·雅礼中学二模)番茄植株不耐高温，其生长发育的适宜温度为15～32 ℃，研究环境条件变化对其产量的影响有重要意义。图1是番茄光合作用部分过程示意图，PSⅠ和PSⅡ是由蛋白质和光合色素组成的复合物，A～E表示相关物质。请分析回答下列问题：

(1)图1中的B表示________，叶绿体基质位于________(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅰ和Ⅱ”)侧，H＋从Ⅰ侧到Ⅱ侧________(填“需要”或“不需要”)消耗细胞提供的能量。
(2)某科研小组用不同温度和光强组合对番茄植株进行处理，实验结果如图2所示：

据图可知，在强光和40 ℃条件下，番茄的光合速率相对值________(填“较低”或“较高”)，请推测原因可能是__________________________________________________________________________。
(3)已知D1蛋白是一种对类囊体薄膜上色素和蛋白质活性起保护作用的关键蛋白。水杨酸(SA)是一种与抗热性(较高温)有关的植物激素。为避免较高温度对番茄产量的影响，该科研小组进一步研究发现：较高温度会降低细胞内D1蛋白的含量而使光合作用强度降低，在正常和较高温度下，喷洒适宜浓度的水杨酸(SA)均可促进D1蛋白的合成从而增加产量。请设计实验验证该结论(只写实验思路)。
实验思路：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【答案】(1)ATP　Ⅱ　不需要
(2)较低　在强光和40 ℃条件下，气孔开度明显降低，但胞间CO2浓度反而较高，说明并不是吸收的CO2不足，可能是由于温度较高降低了酶的活性，或者强光破坏了叶绿体的结构(类囊体薄膜的结构)
(3)选取生长状况一致的正常番茄植株(幼苗)若干，平均分为A、B、C、D四组，A组置于适宜温度的环境下，B组置于较高温度的环境下，C组置于适宜温度下的同时喷洒适宜浓度的水杨酸(SA)，D组置于较高温度下的同时喷洒适宜浓度的水杨酸(SA)，其他条件相同且适宜，一段时间后检测各组D1蛋白的含量
【解析】(1)由图可知：A、B、C、D、E分别代表O2、ATP、ADP和Pi、C3、C5；其中Ⅱ侧进行暗反应过程，故Ⅱ侧为叶绿体基质；图中由C(ADP和Pi)合成B(ATP)的能量应是H＋浓度差提供的，所以H＋从Ⅰ侧到Ⅱ侧是不需要消耗能量的协助扩散。
(2)在强光和40 ℃条件下，气孔开度明显降低，但胞间CO2浓度反而最高，说明不是气孔开度降低导致吸收的CO2过少，而是因为不能充分利用吸收的CO2，可能是由于温度较高降低了酶的活性，或者强光破坏了叶绿体的结构或类囊体薄膜的结构。
(3)由题干信息可知：要验证①高温会降低细胞内D1蛋白的含量，②水杨酸(SA)可促进D1蛋白的合成，所以要设置四组实验，两个组验证高温会降低细胞内D1蛋白的含量；两个组验证水杨酸(SA)可促进D1蛋白的合成。如果缺少C组的话，缺少AC组对照不能排除水杨酸(SA)可能抑制高温对D1蛋白的降低。
6．(2022·山西·怀仁市第一中学校模拟预测)日光温室中黄瓜植株高大，叶片多，叶面积大，研究不同叶位叶片的光合作用对提高黄瓜产量具有重要的意义。下表是某科研小组在日光温室中开展相关研究，得到的部分实验数据。请回答下列问题：

叶位
光合速率
(CO2μmol·
m－2·s－2)
基粒厚度
(μm)
片层数
上位叶
14.79
1.79
10.90
中上位叶
17.45
2.46
17.77
基部叶
3.72
3.06
17.91
(1)叶绿体中对光能的吸收发生在________(填场所)。据表分析，黄瓜上位叶的光合速率低于中上位叶，主要原因是______________________________。
(2)基部叶的基粒厚度和片层数最大，但基部叶片光合速率最低。研究人员推测，这可能是由于______________________导致基部叶片接受的光照相对较弱造成的。
(3)为证实(2)的推测，需要设计实验进一步研究，请简要写出实验设计思路：______________________________________。
(4)若上述推测成立，请你为温室栽培提高黄瓜产量，提出一条可行的措施：______________________________________。
【答案】(1)类囊体薄膜　上位叶比中上位叶的基粒厚度小、片层数少
(2)叶片的相互遮挡(或上位叶和中上位叶的遮挡)
(3)在其他条件与上述实验条件一致的情况下，增大处理基部叶的光照强度，培养一段时间，测定基部叶的光合速率
(4)适当补光、合理密植、尽量增加温室光照(如清洗温室外覆盖材料增加透光率、减少遮阳网等材料的遮阴面积等)
【解析】(1)叶绿体中对光能的吸收发生在类囊体薄膜。据表中研究结果可知，上位叶、中上位叶和基部叶的基粒厚度依次增大，片层数依次增多，因而黄瓜上位叶的光合速率低于中上位叶，与基粒厚度和片层数有关。
(2)由于黄瓜植株高大，叶片多，叶面积大，叶片互相遮挡较严重，因而基部叶片光合速率最低，可能与叶片的相互遮挡(或上位叶和中上位叶的遮挡)导致基部叶片接受的光照较弱有关。
(3)为了证实基部叶的光合速率低与叶片接受的光照强弱有关，则设计实验时自变量应为光照强度，因变量为光合速率，可增大光照强度处理基部叶，其他条件与上述实验条件一致，培养一段时间，测定基部叶的光合速率。与表中数据比较，若基部叶的光合速率增大，表明推测成立。
(4)根据题中研究结果可知，日光温室内的弱光环境以及叶片的相互遮挡是影响黄瓜产量的因素，因而采取适当补光、尽量减少叶片相互遮挡、增大受光面积等措施有助于提高黄瓜的产量。