細胞代謝綜合分析

目錄

01模擬基礎練

【題型一】光合作用與細胞呼吸的聯系

【題型二】光合作用與細胞呼吸相關曲線

【題型三】光合速率的測定

02重難創(chuàng)新練

03真題實戰(zhàn)練

\\

題型一光合作用與細胞呼吸的聯系

1.正常光照條件下，某植物葉片葉肉細胞進行光合作用、有氧呼吸的示意圖如下（數字表示結構，小寫字

母表示物質的移動情況），有關說法正確的是（）

大氣中的co,

大氣中的

A.有氧呼吸發(fā)生的場所為圖中2、3處

B.線粒體產生的CCh被葉綠體利用，至少穿過5層生物膜

C.突然黑暗處理，葉綠體內C3含量短時間內將增加

D.h=c,d=g時，該植株光合作用速率等于呼吸作用速率

2.下圖是水稻葉肉細胞中光合作用和呼吸作用的物質變化示意簡圖，其中①?⑤為生理過程，a?h為物質

名稱，下列相關敘述正確的是（）

A.⑤過程是在葉綠體的基質中進行的，⑤為④提供的物質有ATP、NADPH

B.綠葉從外界吸收的g,在相關酶的作用下，與C3結合，這個過程稱為CO2的固定

C.③過程發(fā)生的場所是在細胞質基質，②過程需要氧氣直接參與，是在線粒體內膜上進行的

D.上述①?⑤過程中，能夠產生ATP的過程有①②③⑤

3.如圖為某植物細胞內部分物質轉化示意圖，其中字母代表物質，據圖分析，下列敘述錯誤的是（）

A

HQ°C.ATP

B—-」D—NL-E

NADPH

A.葡萄糖脫水縮合形成的A可能是不易溶于水且遇碘呈現藍色的淀粉

B.圖中的B為丙酮酸，只能在線粒體基質中被分解產生C

C.圖中的D為C3,E為有機物，D合成E的過程發(fā)生在葉綠體基質

D.若光照強度不變，C增加，則短時間內D增加，C5減少

題型二光合作用與細胞呼吸相關曲線

4.光補償點為植物的光合速率等于呼吸速率時對應的光照強度；光飽和點為植物的光合速率刖達到最大時

對應的光照強度。在一定濃度的C02、適宜溫度及不同光照條件下，科研人員測得甲、乙兩種水稻的光合

速率變化情況如圖所示。下列相美敘述正確的是（）

A.光照強度為1千勒克司時，甲、乙兩種水稻的真正光合速率不等

B.在各自光補償點時,甲水稻的光合速率為乙水稻的光合速率的1.5倍

C.未達到各自光飽和點時，影響甲、乙水稻的光合速率的主要因素是C02濃度

D.在各自光補償點時，甲、乙水稻葉肉細胞消耗的CCh量與產生的CCh量相等

5.以測定的CO?吸收量與釋放量為指標，研究溫度對某綠色植物光合作用與細胞呼吸的影響，結果如圖甲

所示。圖乙裝置是在其他條件適宜時，測定該綠色植物在不同溫度下的氣體變化情況。結合兩圖分析，下

列敘述錯誤的是（）

(

q

/

3A—光照FCO吸收狀

E4B——黑暗中CO：箱放儀

)位巴X

iM?

3.001

岑.00

1.001

狂2

3斗

將-跛璃瓶

0，.000/一小燒杯

。y.NaHCO,液

(℃)

甲乙

A.該綠色植物在30。（2時的光合作用強度與35。（2時的光合作用強度相等

B.若每天光照12h,則該植物在2（TC時生長速率最快

C.若該植物原重Xkg,置于暗處4h后重（X-l）kg,然后光照4h后重（X+2）kg,則總光合速率為3/4kgh-'

D.光照卜.乙裝置的液滴在25。（2時單位時間內移動的距離最大，此時該植物生長最快；若將NaHCCh液換

成NaOH溶液，在黑暗條件下可測曲線B

6.擬南芥廣泛應用于植物生理學、遺傳學等領域的研究。如圖為擬南芥在不同溫度下相關指標的變化曲線

（單位：mmolcmZh」），實線是光照條件下CO?的吸收速率，虛線是黑暗條件下CO2的產生速率。下列敘

述錯誤的是（）

A.實線表示擬南芥的表觀光合速率

B.30空時真正的光合速率為10mmolcm-2h-'

C.B點表示呼吸速率恰好與光合作用速率相同

D.溫度通過影響酶活性而影響擬南芥的光合速率

題型三光合速率的測定

7.放置有綠色植物的某密閉容器中，CO?濃度隨時間的變化如圖所示，其中a、b為不同實驗階段，其他

條件適宜且恒定。已知總光合速率=凈光合速率+呼吸速率（均用CO?濃度表示），下列分析正確的是（）

B.階段a該植物的平均總光合速率為1200〃mo，mol，h"

C.若一直給予適宜光照，則容器中的植物的光合速率會一直增大

D.該植物的光合作用強度受到自身色素及酶的含量的影響

8.為探究何種色膜有利于棉花葉的光合作用，研究人員首先測定了不同遮光環(huán)境下的光照強度，然后將長

勢一致的棉花植株隨機均分為A、B、C、D四組，通過不同遮光處理一?周后，測得結果如下表所示。下列

分析正確的是（）

光照強葉綠索含凈光合速

處理

度(|imol/m2s)量（mgg1）率(pmolCOz'm'2^*1)

無遮光處理（A組）1292.740.925.4

紅色透光膜（B組）410.340.010.7

藍色透光膜（C組）409.939.613.2

黃色透光膜（D組）930.742.121.2

A.導致四組棉花葉片凈光合作用不同的環(huán)境因素主要是光的波長

B.A、B、C、D四組棉花中，D組棉花光合速率最高

C.將處理后的四組棉花同時置于紅色透光膜下，葉綠體中生成NADPH最多的是C組

D.霧霾天氣下，選擇黃色人工光源進行補光比紅光和藍光更適合棉花的生長

9.將某植物引種到新環(huán)境后，其光合速率較原環(huán)境發(fā)生了一定的變化。將在新環(huán)境中產生的該植物種子培

育的幼苗再移回原環(huán)境，發(fā)現其光合速率變化趨勢與其原環(huán)境植株一致。在新環(huán)境中該植物的光合速率等

生理指標日變化趨勢如F圖所示。下列敘述錯誤的是（）

伸對量

A.新環(huán)境中該植株光合速率變化趨勢的不同是由環(huán)境因素引起的

B.圖中光合作用形成ATP最快的時刻是10：00時左右

C.10：00?12：00時光合速率明顯減弱，其原因可能是酶的活性減弱

D.氣孔導度增大，能夠提高蒸騰速率，有助于植物體內水和有機物的運輸

一、單選題

1.生態(tài)系統(tǒng)的碳通量與該生態(tài)系統(tǒng)的凈生產力（吸收并儲存CCh的能力）相關，數值越小說明凈生產力越

強。某農田的碳通量隨玉米生長時間變化情況如下圖。相關敘述不?正??確的是（）

A.140天時玉米的光合作用強度大于呼吸作用強度

B.150天后碳通量變化原因是玉米葉面積迅速增加

C.210天后碳通量變化原因是玉米開花結果

D.玉米生長季碳通量變化受當地氣候變化的影響

2.新疆利用“鹽生經濟植物+沙漠+鹽堿地”模式生產三文魚、澳洲大龍蝦等“海鮮”并迎來大豐收。海鮮養(yǎng)殖

后產生含鹽的廢水，以經濟鹽生植物（鹽生植物具有“吸鹽”功能，還可以作為青貯飼料來喂養(yǎng)魚蝦等）為媒

介、鹽堿地為載體，用于?鹽堿地改良。這樣既能節(jié)水，又可以治理鹽堿地，形成循環(huán)的鹽堿地特色產業(yè)發(fā)

展模式，實現改良利用雙贏的目標。下列有關說法正確的是（）

A.鹽生植物的細胞液濃度一定大于含鹽廢水溶液的濃度

B.鹽生植物“吸鹽”過程需要大量消耗葉綠體提供的ATP

C.鹽生植物在未完全成熟時直接切碎就可以制成青貯飼料

D.該模式遵循自生、循環(huán)、整體原理，沒有體現協調原理

二、多選題

3.下圖是菠菜葉肉細胞光合作用和呼吸作用的部分過程，a、b代表氣體。相關敘述正確的是（）

A.物質a、b分別代表02和C02

B.過程②④都在生物膜上進行

C.過程③消耗的ATP可由過程①②④提供

D.只有在有光條件下過程①②③④才能同時進行

4.將小麥幼苗葉片放在溫度適宜的密閉容器內，測得該容器內氧氣量的變化情況如下圖所示。下列說法正

確的是（）

A.用浪麝香草酚藍溶液檢測0?5min容器內的氣體，可觀察到溶液由藍變綠再變黃

B.B點時，小麥葉片的光合作用速率等于呼吸作用速率

C.若小麥葉片的呼吸速率保持不變，則5?15min葉片產生氧氣的速率為6xl0-8mol/min

D.與A點相比，B點時葉綠體基質中C3含量增加

5.如圖①?⑥為某高等植物體內一些細胞中發(fā)生的代謝過程。下列敘述正確的是（）

A.該細胞一定具有葉綠體，且⑤過程發(fā)生在葉綠體的內膜上

B.可為成熟葉片細胞中的①過程提供能量的ATP來自②③④⑤過程

C.NADPH可作為光合作用暗反應的還原劑，且能提供能量

D.當細胞內①過程速率大于②過程時，植物不一定積累有機物

6.植物口I?肉細胞能進行光合作用亦能進行呼吸作用，兩代謝過程中存在多種相似物質的轉化，如水的分解

與合成、二氧化碳的產生與消耗等。某葉片有機物量為M,先黑暗處理兩小時，葉片重量的變化量為2；再

光照兩小時葉片重量變?yōu)镸+4（光強恒定）。下列相關敘述正確的是（）

A.若給該葉片提供H2*0,四小時后有機物中也能檢測出IHO

B.該光照強度下，此葉片每天至少光照12小時，葉片有機物的量才不會減少

C.光合作用和呼吸作用過程中產生的還原氫都儲存了活躍的化學能

D.CO2的產生和C02的消耗都在生物膜上進行

三、非選擇題

7.自工業(yè)革命以來，人類向大氣中排入的二氧化碳等吸熱性強的溫室氣體逐年增加，已引起全球氣候變暖

等?一系列極其嚴重問題。溫室效應會導致某些地區(qū)出現干旱，為探究溫室效應對植物光合作用速率的影響，

某科研人員以野生大豆為材料，設置3個獨立的開放式氣室進行了相關實驗，部分結果如圖所示?；卮鹣?/p>

列問題：

(

？

l

u

<

o

i

<

彷

!?

<□

去

雯

(

O

E

E

/

O

E

3

/

修

眼

蜜

濱

安

共

注：“I”代表對照組氣室（CK）,“2”代表+UC氣室，“3”代表+HC,+2001imol/molC02氣室（“十”表示在“1”

的溫度或二氧化碳濃度，增加）

（1）野生大豆進行光合作用時，光反應的產物有。從大氣中吸收的C02經過暗反應最終轉化為儲存

能量的有機物，該過程發(fā)生在（具體部位）。

（2）據圖分析可知，溫度升高會使野生大豆的凈光合速率,對比2和3可知，實驗條件下可通過—

（措施）緩解溫度升高對野生大豆凈光合速率的影響。

（3）與正常光照相比，適度遮光條件下野生大豆幼苗葉綠素含量升高，其意義是o野生大豆可緩解

因溫室效應引起的干旱對其生長發(fā)育的不利影響，據圖分析，其機制是o

8.如圖i表示銀杏葉肉細胞內部分代謝過程，甲?丁表示物質，①與表示過程。某科研小組研究了不同

溫度條件下C02濃度對銀杏凈光合速率的影響，得到如圖2所示曲線，已知除自變量外，其他條件相同且

適宜。請回答下列問題：

⑴圖1中的乙是。①?⑤過程中，發(fā)生在生物膜上的有。

（2）據圖2可知，當CCh濃度低于400NmolnoH時，15。（2條件下的銀杏凈光合速率高于28（下的，其原因

可能是o

（3）科研小組測定了銀杏葉片在28P時，不同氧氣濃度下的凈光合速率（以C02的吸收速率為指標），部分

數據如表所示。

氧氣濃度2%20%

CO2的吸收速率(mgcnr2111)239

探究氧氣濃度對光合作用是否產生影響，在表中數據的基礎上，可在條件下測定相應氧氣濃度下銀

杏葉片的呼吸速率。假設在溫度為28。（2的情況下，氧氣濃度為2%時，銀杏葉片呼吸速率為

氧氣濃度為20%時，銀杏葉片呼吸速率為Ymg-cm2h/，如果23+X=9+Y,說明°

9.光合作用、有氧呼吸、厭氧發(fā)酵的和諧有序進行是土壤底棲藻類正常生命活動的基礎。某堂細胞土壤底

棲藻類在黑暗條件下無氧發(fā)酵產生醋酸等有機酸（HA）,導致類囊體、線粒體酸化，有利于其從黑暗向黎

明過渡，相關過程如下圖1,字母B?H代表相關物質。請回答下列問題。

（1）物質B是—,除TCA循環(huán)外，圖中能產生物質B的過程還有—；物質C、H分別是—、—o

（2）黑暗條件下，PQ等電子傳遞體處于—（氟化、還原）狀態(tài)。從黑暗轉黎明時，整體光合電子傳遞速

率慢，導致—（填字母）量成為卡爾文循環(huán)的限制因素，此時吸收的光能過剩，對電子傳遞鏈造成壓力。

（3）光合色素吸收的光能有三個去向：用于光合作用、以熱能散失、以熒光的形式發(fā)光。由光合作用引起的

熒光淬火稱之為光化學淬滅（qP）,由熱能散失引起的熒光淬火稱之為非光化學淬滅（NPQ）。為了探究厭

氧發(fā)酵產酸對光能利用的影響，研究人員以npq4突變體（缺失LHCSR蛋白，LHCSR催化NPQ）和正常

藻為材料，在黑暗中進行厭氧發(fā)酵，發(fā)酵180min后添加KOH。整個實驗過程中連續(xù)抽樣，在光下測定熒

光強度，結果如下圖2、圖3。相關推斷合理的是。

°4080120160200（）4080120160200

時間/min時間/min

圖2npq4突變體圖3正常藻

A.突變體厭氧發(fā)酵時間越長，光化學淬滅越強

B.正常藻厭氧發(fā)酵后加入KOH,非光化學淬滅增強

C.正常藻厭氧發(fā)酵產生有機酸，降低類囊體pH,促進非光化學淬滅

D.正常藻厭氧發(fā)酵產生有機酸，有利于緩解黎明時電子傳遞鏈的壓力

（4）為進一步研究厭氧發(fā)酵產酸對光下放氧的影響，研究人員將正常藻平均分為兩組，在黑暗條件下厭氧發(fā)

酵3小時后，對照組不加KOH,實驗組用KOH處理，在弱光下連續(xù)測定放氧量并計算達到最大氧氣釋放

量的百分比，結果如下表。

光照時間Zh

組別

0.5123

對照組30%80%100%100%

實驗組0%0%60%100%

放氧速率等于光合作用產生氯氣的速率減去呼吸作用消耗氧氣的速率。實驗數據說明厭氧發(fā)酵產酸—（促

進、抑制）有氧呼吸。實驗組放氧速率比對照組低，主要原因是—0

10.圖I表示黃瓜葉肉細胞光合作用與細胞呼吸過程中碳元素和氫元素的轉移途徑，其中①迎代表有關生

理過程。圖2是科研小組在黃瓜幼苗光合作用的最適溫度條件下探究環(huán)境因素對其光合作用影響時所得到

的實驗結果。據圖回答卜列問題：

........二曲線I（光照違度為800卜）

i■曲線n（光照強度為3501X）

?-?—?曲線m（光照理度為7o】x）

300400500600700

8z濃度（mgU）

圖2

（1）圖1中⑤過程產生的［H］功能是,圖1中不能產生ATP的過程是

（填序號）。

（2四2中n點時黃瓜葉肉細胞消耗［H］的具體場所是,該點葉肉細胞中光合作用速率

（填"/或”=，，或“＜，，）呼吸作用速率。假設黃瓜光合速率和呼吸速率的最適溫度分別是25P和30。0若將溫

度提高到30T（其他條件不變），則圖中n點的位置理論上會向（填“左”或“右”）移動。

（3）圖2中黃瓜幼苗從點之后開始進行光合作用，若植物呼吸作用的強度不變，d點真正的光合速

率固定的CCh為mghLp點之前限制黃瓜幼苗光合作用速率的環(huán)境因素有o

一、單選題

1.（2022?福建?高考真題）曲線圖是生物學研究中數學模型建構的一種表現形式。下圖中的曲線可以表示相

應生命活動變化關系的是（）

A.曲線a可表示自然狀態(tài)下，某植物CCh吸收速率隨環(huán)境CO?濃度變化的關系

B.曲線a可表示葡萄糖進入紅細胞時，物質運輸速率隨膜兩側物質濃度差變化的關系

C.曲線b可表示自然狀態(tài)下，某池塘草魚種群增長速率隨時間變化的關系

D.曲線b可表示在晴朗的白天，某作物凈光合速率隨光照強度變化的關系

二、非選擇題

2.（2022?福建?高考真題）柵藻是一種真核微藻，具有生長繁殖快、光合效率高、可產油脂等特點。為提高

柵藻的培養(yǎng)效率和油脂含量，科研人員在最適溫度下研究了液體懸浮培養(yǎng)和含水量不同的吸附式膜培養(yǎng)（如

圖I）對柵藻生長和產油量的影響，結果如圖2。

三玻璃板蓋摹物藻細胞層

三空氣一/微孔濾膜層

涮口BGU琮的培養(yǎng)基

三

BGU_

液體培某基

A:液體懸浮培養(yǎng)iB:吸附式膜培養(yǎng)，指在帶微孔的濾膜上培養(yǎng)，膜置于BG11

瓊脂培養(yǎng)基上，通過改變瓊脂濃度控制透過膜的水量，瓊脂濃度越高透過臏的水量地低。

圖1

回答下列問題：

（1）實驗中，懸浮培養(yǎng)和膜培養(yǎng)裝置應給予相同的（答出2點即可）。

（2）為測定兩種培養(yǎng)模式的柵藻光合速率，有人提出可以向裝置中通入Ci'Oz,培養(yǎng)一段時間后檢測逐02釋放

So你認為該方法（填“可行''或"不可行”），理由是o

（3）由圖2的結果可知，膜培養(yǎng)的柵藻雖然葉綠素含量較低，但膜培養(yǎng)仍具一定的優(yōu)勢，體現在①。結合

圖I,從影響光合效率因素的角度分析，膜培養(yǎng)具有這種優(yōu)勢的原因是反。

產

葉

率

綠

(素

g含

m量

u(

m

g

g

)

臏培養(yǎng)基中瓊脂濃度

注：產率即單位時間單位面積的物質產量

圖2

（4）根據圖2的結果，對利用柵藻生產油脂的建議是。

3.（2022?湖南?高考真題）將純凈水洗凈的河沙倒入潔凈的玻璃缸中制成沙床，作為種子萌發(fā)和植株生長的

基質。某水稻品種在光照強度為8?（s?m2）時，固定的CO?量等于呼吸作用釋放的CO?量;口照時

長短于12小時才能開花。將新采收并解除休眠的該水稻種子表面消毒，浸種1天后，播種于沙床上。將沙

床置于人工氣候室中，保濕透氣，晝/夜溫為35。。25。€\光照強度為2卬碇1/（s-rrP）,每天光照時長為14小

時?；卮鹣铝袉栴}：

（1）在此條件下，該水稻種子—（填“能”或“不能”）萌發(fā)并成苗（以株高22厘米，至少1片綠葉視為成苗）,

理由是o

（2）若將該水稻適齡秧苗栽植于上述沙床上，光照強度為lOpmol/（sm2）,其他條件與上述實驗相同，該水

稻（填“能”或“不能”）繁育出新的種子，理由是（答出兩點即可）。

（3）若該水稻種子用于稻田直播（即將種子直接撒播于農田），為防鳥害、鼠害減少雜草生長，須灌水覆蓋，

該種子應具有特性。

4.（2022?浙江?高考真題）通過研究遮陰對花生光合作用的影響，為花生的合理間種提供依據。研究人員從

開花至果實成熟，每天定時對花生植株進行遮陰處理。實驗結果如表所示。

指標

低于5klx光合曲單株光單株葉單株果

處理

光飽和光補償線的斜率葉綠素含量合產量光合產實光合

點（klx）點（lx）(mgCO2.dm'2.（mgdm'2）（g干量（g產量（g

hr1,klx')重）干重）干重）

不遮陰405501.222.0918.923.258.25

遮陰2

355151.232.6618.843.058.21

小時

遮陰4

305001.463.0316.643.056.：3

小時

注：光補償點指當光合速率等于呼吸速率時的光強度。光合曲線指光強度與光合速率關系的曲線。

回答下列問題：

(I)從實驗結果可知，花生可適應弱光環(huán)境，原因是在遮陰條件下，植株通過增加,提高吸收光

的能力；結合光飽和點的變化趨勢，說明植株在較低光強度下也能達到最大的:結合光補償點

的變化趨勢，說明植株通過降低,使其在較低的光強度下就開始了有機物的枳累。根據表中—

的指標可以判斷，實驗范圍內，遮陰時間越長，植株利用弱光的效率越高。

(2)植物的光合產物主要以形式提供給各器官。根據相關指標的分析，表明較長遮陰處理下，植

株優(yōu)先將光合產物分配至中。

(3)與不遮陰相比，兩種遮陰處理的光合產量均。根據實驗結果推測，在花生與其他高稈作物進

行間種時，高稈作物一天內對花生的遮陰時間為(A.<2小時B.2小時C.4小時D.>4

小時)，才能獲得較高的花生產量。

5.(2021?江蘇?高考真題)線粒體對維持旺盛的光合作用至關重要。下圖示葉肉細胞中部分代謝途徑，虛線

框內示“草酰乙酸/蘋果酸穿梭”，請據圖回答下列問題。

(1)葉綠體在—上將光能轉變成化學能，參與這一過程的兩類色素是o

(2)光合作用時，CO2與Cs結合產生三碳酸，繼而還原成三碳糖(C3)，為維持光合作用持續(xù)進行，部分新合

成的C3必須用于再生;運到細胞質基質中的C3可合成蔗糖，運出細胞。每運出一分子蔗糖相當于固

定了一個COz分子。

(3)在光照過強時，細胞必須耗散掉葉綠體吸收的過多光能，避免細胞損傷。草酸乙酸/蘋果酸穿梭可有效地

將光照產生的中的還原能輸出葉綠體，并經線粒體轉化為中的化學能。

(4)為研究線粒體對光合作用的影響，用寡霉素(電子傳遞鏈抑制劑)處理大麥，實驗方法是:取培養(yǎng)1()?14d

大麥苗，將其莖浸入添加了不同濃度其霉素的水中，通過蒸騰作用使藥物進入葉片。光照培養(yǎng)后，測定，

計算光合放氧速率(單位為RmolO2?mg/chl?h”,chi為葉綠素)。請完成下表。

實驗步驟的目的簡要操作過程

配制不同濃度的寡霉素內寡霉素難溶于水，需先溶于丙酮，配制高濃度母液，并用丙酮稀釋成不同藥物

酮溶液濃度，用于加入水中

設置寡霉素為單一變量的

①_______________

對照組

②________________對照組和各實驗組均測定多個大麥葉片

光合放氧測定用氧電極測定葉片放氧

③_______________稱重葉片，加乙醇研磨，定容，離心，取上清液測定

6.（2021?海南?高考真題）植物工廠是全人工光照等環(huán)境條件智能化控制的高效生產體系。生菜是植物工廠

常年培植的速生蔬菜。回答下列問題。

（1）植物工廠用營養(yǎng)液培植生菜過程中，需定時向營養(yǎng)液通入空氣，目的是。除通氣外，還需

更換營養(yǎng)液,其主要原因是。

（2）植物工廠選用紅藍光組合LED燈培植生菜，選用紅藍光的依據是o生菜成熟葉片在不同光

照強度下光合速率的變化曲線如圖，培植區(qū)的光照強度應設置在點所對應的光照強度；為提

高生菜產量，可在培植區(qū)適當提高CO?濃度，該條件下B點的移動方向是o

光照強度

（3）洛培植區(qū)的光照/黑暗時間設置為14h/IOh,研究溫度對生菜成熟葉片光合速率和呼吸速率的影響，結果

如圖，光合作用最適溫度比呼吸作用最適溫度;若將培植區(qū)的溫度從T$調至T6,培植24h后,

與調溫前相比，生菜植株的有機物積累量。

7.（2021?福建?高考真題）大氣中濃度持續(xù)升高的CO?會導致海水酸化，影響海洋藻類生長進而影響海洋生

態(tài)。龍須菜是我國重要的一種海洋大型經濟藻類，生長速度快，一年可多次種植和收獲?？蒲腥藛T設置不

同大氣CO2濃度（大氣CO2濃度LC和高CO2濃度HC）和磷濃度（低磷濃度LP和高磷濃度HP）的實驗

組合進行相關實驗，結果如下圖所示。

不同co?和磷濃度組合

圖1圖2

回答下列問題：

(1)本實驗的目的是探究在一定光照強度下，°

(2)ATP水解酶的主要功能是。ATP水解酶活性可通過測定表示。

(3)由圖1、2可知，在較強的光照強度下，HC+HP處理比LC+HP處理的龍須菜凈光合速率低，推測原因是

在酸化環(huán)境中，龍須菜維持細胞酸堿度的穩(wěn)態(tài)需要吸收更多的礦質元素，因而細胞增強，導

致有機物消耗增加。

(4)由圖2可知，大氣C02條件下，高磷濃度能龍須菜的凈光合速率。磷等礦質元素的大量排

放導致了某海域海水富■營養(yǎng)化,有人提出可以在該海域種植龍須菜,結合以卜研究結果.從經濟效益和環(huán)

境保護的角度分析種植龍須菜的理由是。

8.12021?浙江?高考真題)現以某種多細胞綠藻為材料，研究環(huán)境因素對其葉綠素a含量和光合速率的影響。

實驗結果如下圖，圖中的綠藻質量為鮮重。

葉

綠32..40□高光強

素

HL■低光強

含L.8

被.2

US6

g二O

g用信巾

j

202530溫度(。(7)

38

(綠

u250

m藻

放2^

2m.氧1(5>0

速1^

.h-率(5>0

-?

)0

回答下列問題：

(1)實驗中可用95%乙醇溶液提取光合色素，經處理后，用光電比色法測定色素提取液的,計

算葉綠素a的含量。由甲圖可知，與高光強組相比，低光強組葉綠素a的含量較,以適應低光強

環(huán)境。由乙圖分析可知，在條件下溫度對光合速率的影響更顯著。

(2)葉綠素a的含量直接影響光反應的速率。從能量角度分析，光反應是一種反應。光反應的

產物有和

(3)圖乙的綠藻放氧速率比光反應產生02的速率,理由是o

（4）綠藻在20。（2、高光強條件下細胞呼吸的耗氧速率為30pmo卜g【hL則在該條件下每克綠藻每小時光合

作用消耗CO?生成gmol的3-磷酸甘油酸。

細胞代謝綜合分析

目錄

01模擬基礎練

【題型一】光合作用與細胞呼吸的聯系

【題型二】光合作用與細胞呼吸相關曲線

【題型三】光合速率的測定

02重難創(chuàng)新練

03真題實戰(zhàn)練

\\

題型一光合作用與細胞呼吸的聯系

1.正常光照條件下，某植物葉片葉肉細胞進行光合作用、有氧呼吸的示意圖如下（數字表示結構，小寫字

母表示物質的移動情況），有關說法正確的是（）

大氣中的co,

大氣中的

A.有氧呼吸發(fā)生的場所為圖中2、3處

B.線粒體產生的CCh被葉綠體利用，至少穿過5層生物膜

C.突然黑暗處理，葉綠體內C3含量短時間內將增加

D.h=c,d=g時，該植株光合作用速率等于呼吸作用速率

【答案】C

【分析】根據題可知，該圖是葉綠體的結構和功能、線粒體的結構和功能及光合作用過程與呼吸作用過程

的關系，其中h和a代表線粒體都放二氧化碳；b和c代表葉綠體吸收二氧化碳：d和c代表葉綠體釋放氧

氣；f和g代表線粒體吸收氧氣；物質A是丙酮酸。1代表線粒體外膜、2代表線粒體內膜、3代表線粒體

基質、6代表葉綠體外膜、7代表葉綠體內膜、8代表葉綠體的基粒（由類囊體薄膜堆疊形成）、9代表葉綠

體基質。

【詳解】A、有氧呼吸發(fā)生的場所為細胞質基質及圖中2（線粒體內膜）、3（線粒體基質），A錯誤；

B、線粒體產生的C02被葉綠體利用，至少穿過4層生物膜，B錯誤；

C、突然黑暗處理，光反應停止，則為暗反應提供的ATP和NADPH減少，葉綠體內C3含量短時間內將增

加，C正確；

D、h=c,d=g時，葉肉細胞內光合作用速率等于呼吸作用速率，植株光合作用速率小于呼吸作用速率，D

錯誤。

故選C。

2.卜.圖是水稻葉肉細胞中光合作用和呼吸作用的物質變化示意簡圖，其中①?⑤為生理過程，a?h為物質

名稱，下列相關敘述正確的是（）

A.⑤過程是在葉綠體的基質中進行的，⑤為④提供的物質有ATP、NADPH

B.綠葉從外界吸收的g,在相關晦的作用下，與C3結合，這個過程稱為CO2的固定

C.③過程發(fā)生的場所是在細胞質基質，②過程需要氧氣直接參與，是在線粒體內膜上進行的

D.上述①?⑤過程中，能夠產生ATP的過程有①②③⑤

【答案】D

【分析】1、光合作用的光反應階段（場所是葉綠體的類囊體膜上）：水的光解產生NADPH與氧氣，以及ATP

的形成；光合作用的暗反應階段（場所是葉綠體的基質中）：CO?被C’固定形成C3,C3在光反應提供的ATP

和NADPH的作用下還原生成葡萄糖。

2、有氧呼吸的第一、二、三階段的場所依次是細胞質基質、線粒體基質和線粒體內膜，有氧呼吸第一階段

是荀萄糖分解成丙酮酸和［H］,合成少量ATP；第二階段是丙酮酸和水反應生成二氧化碳和［H］,合成少量

ATP；第三階段是氧氣和［H］反應生成水，合成大量ATP；無氧呼吸的場所是細胞質基質，無氧呼吸的第一

階段和有氧呼吸的第一階段相同。

【詳解】A、⑤過程是光反應，在類囊體的薄膜上進行的，④過程是暗反應，在葉綠體的基質中在進行的，

⑤為④提供的物質有ATP、NADPH,A錯誤：

B、綠葉從外界吸收的g（CO2）,在相關酶的作用F,與Cs結合，這個過程稱為CO2的固定，B錯誤；

C、③過程（呼吸作用第一階段）發(fā)生的場所是在細胞質基質，②過程（有氧呼吸第二階段）不需要氧氣直接

參與，是在線粒體基肽中進行的，C錯誤；

D、圖中⑤為光反應過程，④為暗反應過程，③為有氧呼吸第?階段，②為有氧呼吸第二階段，①為有氧呼

吸第三階段，其中①②③⑤階段均能產生ATP,D正確。

故選D。

3.如圖為某植物細胞內部分物質轉化示意圖，其中字母代表物質，據圖分析，下列敘述錯誤的是（）

A.葡萄糖脫水縮合形成的A可能是不易溶于水且遇碘呈現藍色的淀粉

B.圖中的B為丙酮酸，只能在線粒體基質中被分解產牛.C

C.圖中的D為C3,E為有機物，D合成E的過程發(fā)生在葉綠體基質

D.若光照強度不變，C增加，則短時間內D增加，Cs減少

【答案】B

【分析】葡萄糖脫水縮合形成的A為多糖，B為丙酮酸，C為CO2,D為C3,E為有機物。

【詳解】A、淀粉不易溶于水且遇碘呈現藍色，葡萄糖脫水縮合形成的A可能是淀粉，A正確：

B、題圖中的B為丙酮酸，C為C02,在無氧呼吸過程中，內酮酸可在細胞質基質中被分解產生C02,在有

氧呼吸過程中，可在線粒體基質中被分解產生CO2,B錯誤；

C、題圖中的D為C3,生成E的過程為光合作用的暗反應，發(fā)生在葉綠體基質，E為有機物，C正確；

D、若光照強度不變，C02增加，CO2固定速率增大，C3還原速率不變，則短時間內C3增加，Cs減少，D

正確。

故選B。

題型二光合作用與細胞呼吸相關曲線

4.光補償點為植物的光合速率等于呼吸速率時對應的光照強度；光飽和點為植物的光合速率剛達到最大時

對應的光照強度。在一定濃度的CO?、適宜溫度及不同光照條件下，科研人員測得甲、乙兩種水稻的光合

速率變化情況如圖所示。下列相關敘述正確的是（）

co?吸收量

[mg/（lOOcm?葉?小時）]

-20

A.光照強度為1千勒克司時，甲、乙兩種水稻的真正光合速率不等

B.在各自光補償點時，甲水稻的光合速率為乙水稻的光合速率的1.5倍

C.未達到各自光飽和點時，影響甲、乙水稻的光合速率的.主要因素是C02濃度

D.在各自光補償點時，甲、乙水稻葉肉細胞消耗的CCh量與產生的C02量相等

【答案】A

【分析】結合題意和圖示分析：光補償點為植物的光合速率等于呼吸速率時對應的光照強度，達到光補償

點時甲的光照強度為2千勒克司，乙的為3千勒克司；光飽和點為植物的光合速率剛達到最大時對應的最

小的光照強度，達到光飽和點時甲光照強度為3千勒克司，乙水稻為9千勒克司：光合速率達到最大值時

COz吸收最為凈光合強度，黑暗條件下單位時間CO?釋放量為呼吸速率，甲為1（）mg/（l（）（）cm?葉?小時），

乙為15mg/（100cm2葉?小時，）。

【詳解】A、真正光合速率=凈光合速率+呼吸速率，由圖可知，在光照強度為1千勒克司時，甲處于光的補

償點，因此甲的真正光合速率為l（）mg/（lOOcn?葉?小時），此時乙的光合速率小于呼吸速率，因此乙水稻的

真正光合速率為5mg/（lOOcn?葉小時），A正確；

B,光合速率與呼吸速率相等時的光照強度即為光補償點，據圖可知，在各自光補償點時，甲水稻光合速率

為lOmg/（lOOcm?葉?小時），乙水稻光合速率為15mgz（lOOcm?葉?小時），乙水稻光合速率為甲水稻光合速

率的1.5倍，B錯誤；

C、未達到各自光飽和點時，影響甲、乙水稻光合速率的主要因素是光照強度，C錯誤；

D、光補償點為植物光合速率等于呼吸速率時的光照強度，此時甲、乙水稻葉肉細胞消耗的CCh量等于整個

植株所有細胞產生的CO2量，即甲、乙水稻葉肉細胞的光合速率大于呼吸速率，D錯誤。

故選A。

5.以測定的CCh吸收量與移放量為指標，研尢溫度對某綠色植物光合作用與細胞呼吸的影響，結果如圖甲

所示。圖乙裝置是在其他條件適宜時，測定該綠色植物在不同溫度下的氣體變化情況。結合兩圖分析，下

列敘述錯誤的是（）

位巴X

乳，滴也細管

-玻瑞瓶

/一小燒杯

JNaHCO,液

Ixmi

甲乙

A.該綠色植物在30。€：時的光合作用強度與35。（：時的光合作用強度相等

B.若每天光照12h,則該植物在20%：時生長速率最快

C.若該植物原重Xkg,置于暗處4h后重（X-l）kg,然后光照4h后重（X+2）kg,則總光合速率為3/4kg-h」

D.光照下乙裝置的液滴在25。（2時單位時間內移動的距離最大，此時該植物牛.長最快；若將NaHCCh液換

成NaOH溶液，在黑暗條件下可測曲線B

【答案】C

【分析】據圖分析：圖甲中曲線A表示的是CO2的吸收量，即光合作用凈合成量，曲線B表示的是呼吸消

耗量。圖乙裝置可以用來測定光合速率。圖乙中NaHCCh溶液作為CO?緩沖液，因此水滴的移動方向與距

離與裝置中的02變化有關。

【詳解】A、在光照時間相同的情況下，30。（3時光合作用的總量為3.50（凈合成量）+3.00（呼吸消耗量）

=6.50mg/h,35%：時光合作用的總量為3.00（凈合成量）+3.50（呼吸消耗量）=6.50mg/h,二者相同,A正

確；

B、若每天交替進行12小時光照，12小時黑暗，則幼苗積累有機物為12小時的凈光合-12小時的呼吸，數

值最大的是2（TC,B正確；

C、該植物原重Xg,置于暗處4h后重（X-l）g,然后光照4h后重（X+2）g,則4h內的凈光合量為3g,

總光合量為（3+1）g,故總光合速率為lg/h,C錯誤；

D、圖乙中NaHCCh溶液作為CO二緩沖液，因此水滴的移動方向與距離與裝置中的。2變化有關，光照下乙

裝置的液滴在25。（3時單位時間內移動的距離最大，即凈光合速率最強，此時該植物生長最快；若將NaHCCh

液換成NaOH溶液，在黑暗條件式可測曲線B（表示呼吸作用強度），D正確。

故選C。

6.擬南芥廣泛應用于植物生理學、遺傳學等領域的研究。如圖為擬南芥在不同溫度下相關指標的變化曲線

（單位：mmoIcNh」），實線是光照條件下82的吸收速率，虛線是黑暗條件下CO2的產生速率。下列敘

述錯誤的是（）

A.實線表示擬南芥的表觀光合速率

B.30。（2時真正的光合速率為lOmmoIcnr21!-1

C.B點表示呼吸速率恰好與光合作用速率相同

D.溫度通過影響酶活性而影響擬南芥的光合速率

【答案】C

【分析】分析題文描述和題圖：實線表示凈光合速率，虛線表示呼吸速率。3（rc時凈光合速率最大。

【詳解】A、實線表示的是CO2的吸收速率，則代表擬南芥的表觀光合速率，A正確；

B、300c時,凈光合速率是8mmo卜cm2h\此時CO2的產生速率是2mm01cm々小”，則真正的光合速率為

8+2=1Ommolcm'2-h*1,B正確;

C、B點表示光合作用速率是呼吸速率的2倍，C錯誤；

D、溫度能夠影響酶的活性，如圖表示溫度通過影響酶活性而影響擬南芥的光合速率，D正確，

故選c。

題型三光合速率的測定

7.放置有綠色植物的某密閉容器中，CO?濃度隨時間的變化如圖所示，其中a、b為不同實驗階段，其他

條件適宜且恒定。已知總光合速率=凈光合速率+呼吸速率（均用CO?濃度表示），下列分析正確的是（）

B.階段a該植物的平均總光合速率為1200〃molmoL

C.若一直給予適宜光照，則容器中的植物的光合速率會一直增大

D.該植物的光合作用強度受到自身色素及酶的含量的影響

【答案】D

【分析】影響光合作用的環(huán)境因素

1、溫度對光合作用的影響：在最適溫度下酶的活性最強，光合作用強度最大，當溫度低于最適溫度，光合

作用強度隨溫度的增加而加強，當溫度高于最適溫度，光合作用強度隨溫度的增加而減弱。

2、二氧化碳濃度對光合作用的影響：在一定范圍內，光合作用強度隨二氧化碳濃度的增加而增強。當二氧

化碳濃度增加到一定的值，光合作用強度不再增強。

3、光照強度對光合作用的影響：在?定范圍內，光合作用強度隨光照強度的增加而增強。當光照強度增加

到一定的值，光合作用強度不再增強。

【詳解】A、階段a該植物能進行光合作用，能進行呼吸作用，A錯誤；

B、階段a該植物的平均總光合速率為=凈光合速率+呼吸速率=[（1200-300）+

（600-300）]-0.5=2400pmol-mor1-h-,B錯誤；

C、由于在密閉容器中，二氧化碳的濃度固定，若一直給予適宜光照，則容器中的植物的光合速率不會一

直增大，C錯誤；

D、除了光照強度，環(huán)境中CO2的濃度、葉肉細胞中色素和酶的含量等也會影響光合作用強度，D正確。

故選D。

8.為探究何種色膜有利于棉花葉的光合作用，研究人員首先測定了不同遮光環(huán)境下的光照強度，然后將長

勢一致的棉花植株隨機均分為A、B、C、D四組，通過不同遮光處理一周后，測得結果如下表所示。下列

分析正確的是（）

光照強葉綠素含凈光合速

處理

度（Hmol/m2s）量（mgg/）率(pmolCOi'm^s*1)

無遮光處理（A組）1292.740.925.4

紅色透光膜（B組）410.340.010.7

藍色透光膜（C組）409.939.613.2

黃色透光膜（D組）930.742.121.2

A.導致四組棉花葉片凈光合作用不同的環(huán)境因素主要是光的波長

B.A、B、C、D四組棉花中，D組棉花光合速率最高

C.將處理后的四組棉花同時置于紅色透光膜下，葉綠體中生成NADPH最多的是C組

D.霧霾天氣下，選擇黃色人工光源進行補光比紅光和藍光更適合棉花的生長

【答案】D

【分析】本題的自變量是不同的遮光環(huán)境，因變量是光照強度、葉綠素含量和凈光合作用。根據實驗數據

可知，黃色透光膜處理組，光照強度、葉綠素含量和凈光合作用強度均高于紅色和藍色透光膜。

【詳解】A、不同的透光膜透過的光的波長不同，光照強度不同，進而導致了凈光合作用不同，故導致四組

棉花葉片凈光合作用不同的環(huán)境因素主要是光照強度和光的波長，A錯誤；

B、由于不同環(huán)境中的呼吸速率未知，故無法判斷哪種透光膜下棉花葉的光合速率最高，B錯誤；

C、不同的處理條件下，D組處理下葉綠素含量最高，故推測將處理后的四組棉花同時置于紅色透光膜下，

D紐吸收的光能最多，光合作用最強，葉綠體中生成NADPH最多，C錯誤；

D、根據B、C、D三組實驗結果可知，黃素透光膜下，棉花葉的凈光合作用更強，故推測客遍天氣下，選

擇黃色人工光源進行補光比紅光和藍光更適合棉花的生長，D正確。

故選Do

9.將某植物引種到新環(huán)境后，其光合速率較原環(huán)境發(fā)生了一定的變化。將在新環(huán)境中產生的該植物種子培

育的幼苗再移回原環(huán)境，發(fā)現其光合速率變化趨勢與其原環(huán)境植株一致。在新環(huán)境中該植物的光