重难点

01

光合作用与呼吸作用（一）

（建议用时：

30

分钟）

【命题趋势】

光合作用与呼吸作用是高中教材较详细介绍的两个细胞生理活动，课程标准和考试说明都对这

两个代谢过程的学生掌握程度做了明确的要求，要在理解的基础上，能在较复杂的情景中综合运用

其进行分析、推理、判断和评价。因此该部分历来是高考的热点重点和难点，一道跑不了的非选择

题大题和若干选择题。

其中又以光合作用的考查内容更多样，包括叶绿体结构成分、光合作用基本过程、探究影响光

合作用速率的环境因素为背景设计的实验，分析光合作用与呼吸作用对环境中气体含量变化的影响

等。

【满分技巧】

1．熟练掌握光合作用和有氧呼吸的基本过程，通过抓住物质变化和能量变化来分析各种简略或详细

的图解。（反应场所可以变，物质能量变化不会变）

2．深入认识光合作用和细胞呼吸总反应式，了解反应式所体现的对光合作用及呼吸作用有影响的各

个因素，理清因果关系，避免“懂得却说不清”的尴尬。

3．学会读图、读表，练习用语言描述图、表的含义，明确题干所给的信息。

【必备知识】

1．光合素的含量和功能；叶绿体的结构、线粒体的结构，以及发生在各个结构中的反应过程（图

解描述）

2．光合作用和细胞呼吸的总反应式（以葡萄糖为产物或反应物，包括有氧呼吸和无氧呼吸），描述

各个反应式中各个部分对反应结果的影响（包括反应物、能量来源去路、反应条件等）。

3．从生物整体的角度认识不同生理过程，认识光合作用与呼吸作用在物质变化和能量变化上的联系。

例如：

C元素的转移：

能量转换过程：

【限时检测】

1

．（

2019

全国卷Ⅰ

·3

）将一株质量为

20g

的黄瓜幼苗栽种在光照等适宜的环境中，一段时间后植

株达到

40g

，其增加的质量来自于

A

．水、矿质元素和空气

B

．光、矿质元素和水

C

．水、矿质元素和土壤

D

．光、矿质元素和空气

【答案】

A

【解析】方法一，吸水增加植物的鲜重，空气中的二氧化碳可以参与光合作用增加细胞的干重，

从土壤中吸收的矿质元素，合成相关的化合物，增加植物的有机物或无机盐质量。故选

A

。

“

矿质元素

”

是共有的，

“

土壤

”“

光

”

和

“

水

”

方法二，综合分析

ABCD

四个选项，区别只在于

“

空气

”

、

四个内容，植物吸收的

“

土壤

”

实际上是土壤中的

“

水

”

和

“

矿质元素

”

，光是能量，不可能变为物质

增加植物的

“

质量

”

，因此排除

BCD

三个选项，

A

符合题意。

2．（2019全国卷III·4）若将n粒玉米种子置于黑暗中使其萌发，得到n株黄化苗。那么，与萌发

前的这n粒干种子相比，这些黄化苗的有机物总量和呼吸强度表现为

A

．有机物总量减少，呼吸强度增强

B

．有机物总量增加，呼吸强度增强

C

．有机物总量减少，呼吸强度减弱

D

．有机物总量增加，呼吸强度减弱

【答案】

A

【解析】根据题意分析，种子萌发时，吸收水分，呼吸作用逐渐增强，将储藏在子叶或胚中的

营养物质逐步分解，转化为可以被细胞吸收利用的物质，所以种有机物消耗，总量不断减少。故，

BCD

不符合题意，

A

符合题意。故选

A

。

3．（2019全国卷II·2）马铃薯块茎储藏不当会出现酸味，这种现象与马铃薯块茎细胞的无氧呼吸有

关。下列叙述正确的是

A

．马铃薯块茎细胞无氧呼吸的产物是酸和葡萄糖

B

．马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生的酸是由丙酮酸转化而来

C

．马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生丙酮酸的过程不能生成

ATP

D

．马铃薯块茎储藏库中氧气浓度的升高会增加酸味的产生

【答案】

B

【解析】马铃薯块茎无氧呼吸的产物是酸，无葡萄糖，

A

错误；马铃薯块茎细胞无氧呼吸的第

一阶段，葡萄糖被分解成丙酮酸，丙酮酸在第二阶段转化成酸，

B

正确；马铃薯块茎细胞无氧

呼吸产生丙酮酸属于无氧呼吸的第一阶段，会生成少量

ATP

，

C

错误；马铃薯块茎储存时，氧气

浓度增加会抑制其无氧呼吸，酸味会减少，

D

错误。

4

．

18

）如图为某一植物在不同实验条件下测得的净光合速率，下列假设条件中能使图（

2018

江苏卷

·

中结果成立的是

A

．横坐标是

CO

2浓度，甲表示较高温度，乙表示较低温度

B

．横坐标是温度，甲表示较高

CO

2浓度，乙表示较低

CO

2浓度

C

．横坐标是光波长，甲表示较高温度，乙表示较低温度

D

．横坐标是光照强度，甲表示较高

CO

2浓度，乙表示较低

CO

2浓度

【答案】

D

【解析】若横坐标是

CO

2浓度，较高温度下，呼吸速率高，较低温度下，呼吸速率低，所以甲

乙与纵坐标的交点不一样，

A

错误；若横坐标是温度，则随着温度的升高光合速率与呼吸速率

都会表现为先升高后降低的趋势，

B

错误；若横坐标是光波长，则净光合曲线的变化趋势为先

升高后降低，与图中甲乙曲线变化不符，

C

错误；若横坐标是光照强度，较高浓度的二氧化碳

有利于光合作用的进行，因此甲表示较高

CO

2浓度，乙表示较低

CO

2浓度，

D

正确。

5

．

4

）高等植物细胞中，下列过程只发生在生物膜上的是（

2018

海南卷

·

A

．光合作用中的光反应

B

．光合作用中

CO

2的固定

C

．葡萄糖分解产生丙酮酸

D

．以

DNA

为模板合成

RNA

【答案】

A

【解析】高等植物细胞中，光合作用中的光反应只能发生在类囊体薄膜上，

A

正确；光合作用

中

CO

2的固定发生在叶绿体基质中，

B

错误；葡萄糖分解产生丙酮酸发生在细胞质基质中，

C

错误；以

DNA

为模板合成

RNA

即转录过程，发生在细胞核和叶绿体基质中，

D

错误。

6．（2017海南卷·7）下列有关植物细胞呼吸作用的叙述，正确的是

A．分生组织细胞的呼吸速率通常比成熟组织细胞的小

B．若细胞既不吸收O

2

也不放出CO

2

，说明细胞已停止无氧呼吸

C．适当降低氧浓度可降低果实的有氧呼吸进而减少有机物的消耗

D．利用葡萄糖进行有氧呼吸时，吸收O

2

与释放CO

2

的摩尔数不同

【答案】

C

【解析】与成熟组织细胞相比，分生组织细胞代谢旺盛，呼吸速率快，

A

错误。某些植物组织

细胞无氧呼吸产物为酸，产生酸的无氧呼吸过程，既不吸收

O

2也不放出

CO

2，

B

错误。降

低氧气浓度，有氧呼吸减弱，有机物消耗减慢，

C

正确。根据总反应式，利用葡萄糖进行有氧

呼吸时，吸收

O

2与释放

CO

2的摩尔数相同，

D

错误。

7

．

5

）下列关于生物体中细胞呼吸的叙述，错误的是（

2018

全国Ⅲ卷

·

A

．植物在黑暗中可进行有氧呼吸也可进行无氧呼吸

B

．食物链上传递的能量有一部分通过细胞呼吸散失

C

．有氧呼吸和无氧呼吸的产物分别是葡萄糖和酸

D

．植物光合作用和呼吸作用过程中都可以合成

ATP

【答案】

C

【解析】植物在黑暗中有氧时可进行有氧呼吸，无氧时可进行无氧呼吸，

A

正确；食物链上的营

养级同化的能量有三个去向：呼吸散失、传递给下一个营养级（除了最高营养级）和被分解者分

解利用，

B

正确；有氧呼吸和无氧呼吸的产物分别是

CO

2和

H

2

O

、

CO

2和酒精，某些组织或器官

是酸，

C

错误；植物光合作用的光反应阶段和呼吸作用过程中都可以合成

ATP

，

D

正确。

8

．

5

）如图为测定细胞代谢相关速率的实验装置。下列叙述正确的是（

2020

厦门市高三上期末

·

A

．测定植株的呼吸速率时，应在黑暗条件下进行

B

．测定植株的呼吸速率时，小烧杯的液体应为清水

C

．直接测定植株总光合速率时，小烧杯的液体应为

NaHCO

3溶液

D

．测定植株的净光合速率时，应在光下进行，且小烧杯的液体应为

NaOH

溶液

【答案】

A

【解析】黑暗条件下，植物进行呼吸作用消耗氧气产生二氧化碳，二氧化碳被烧杯内的

NaOH

吸收

后，消耗的氧气量可以使锥形瓶中压强下降，故可以通过锥形瓶中液滴的移动来分析呼吸作用的情

况；光照条件下，植物进行光合作用和呼吸作用，光合作用大于呼吸作用时，所需要的二氧化碳应

由烧杯内的碳酸氢钠溶液提供，释放的氧气使锥形瓶内的气压增大，故可以通过锥形瓶中液滴的移

动来分析净光合速率的情况。如果要测定植株的呼吸速率，为排除光合作用的影响，实验装置应置

于黑暗条件下，烧杯内的液体应为

NaOH

，

A

正确、

B

错误；如果要测定实际光合速率，则需要分

别测定净光合速率和呼吸速率，测呼吸速率时烧杯内的液体应为

NaOH

，测净光合速率时烧杯内的

液体应为

NaHCO

3，

C

、

D

错误。

9

．（

2020

厦门市高三上期末

·9

）将某植物放在透明密闭容器内，给予不同的光照条件，定时检测

密闭容器中

CO

2含量，下列说法错误的是

CO

2含量（

mg

）时间

(s)

0

条件

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

．不同组别的温度必须相同

B

．本实验中该植物生长的适宜光照条件是遮光

25%

C

．在遮光

75%

的条件下，光照强度是限制该植物光合作用的主要因素

D

．

100~150s

全光照条件下植物固定

CO

2的总量为

4mg

【答案】

D

【解析】该植物黑暗中

CO

2变化量即为该植物的呼吸作用强度，由表可知为

7mg

；在不同光照条件

下，容器内

CO

2的含量每小时变化不同，在测定范围内减少值即为净光合速率，在遮光

75%

、遮光

25%

、全光照条件下该植物净光合速率分别为

-2mg

、

8mg

、

4mg

。该实验中，温度为无关变量，应

保持一致，

A

正确；该植物在遮光

25%

条件下净光合速率最大，为

8mg

，最适宜植物生长，

B

正确；

C

正确；

100~150s

在遮光

75%

的条件下，光照强度较小，光照强度是限制该植物光合作用的主要因素，

全光照条件下植物的呼吸强度为

7mg

，净光合速率为

4mg

，植物固定

CO

2的总量为总光合速率，为

7+4=11mg

，

D

错误。

10．（2019全国卷Ⅰ·29）将生长在水分正常土壤中的某植物通过减少浇水进行干旱处理，该植物根

细胞中溶质浓度增大，叶片中的脱落酸(ABA)含量增高，叶片气孔开度减小，回答下列问题。

（1）经干旱处理后，该植物根细胞的吸水能力_______________________。

（2）与干旱处理前相比，干旱处理后该植物的光合速率会_______________________，出现这种

变化的主要原因是_______________________。

（3）有研究表明：干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的，而是由ABA引起的。请以

该种植物的ABA缺失突变体(不能合成ABA)植株为材料，设计实验来验证这一结论。要求

简要写出实验思路和预期结果。

【答案】（

1

）增强

（2）降低气孔开度减小使供应给光合作用所需的CO

2

减少

（3）取ABA缺失突变体植株在正常条件下测定气孔开度，经干旱处理后，再测定气孔开度，

预期结果是干旱处理前后气孔开度不变。

将上述干旱处理的ABA缺失突变体植株分成两组，在干旱条件下，一组进行ABA处理，

另一组作为对照组，一段时间后，分别测定两组的气孔开度，预期结果是ABA处理组气

孔开度减小，对照组气孔开度不变。

【解析】（

1

）经干旱处理后，根细胞的溶质浓度增大，渗透压增大，对水分子吸引力增大，植

物根细胞的吸水能力增强。（

2

）据题干条件可知干旱处理后该植物的叶片气孔开度减小，导致

叶片细胞吸收

CO

2减少，暗反应减弱，因此光合速率会下降。（

3

）根据题意分析可知，实验目

的为验证干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的，而是由

ABA

引起的，故实验应分为

两部分：①证明干旱条件下植物气孔开度变化不是缺水引起的；②证明干旱条件下植物气孔开

度减小是

ABA

引起的。该实验材料为

ABA

缺失突变体植株（不能合成

ABA

），自变量应分别

为①正常条件和缺水环境、②植物体中

ABA

的有无，因变量均为气孔开度变化，据此设计实验。

①取

ABA

缺失突变体植株在正常条件下测定气孔开度，经干旱处理后，再测定气孔开度，预期

结果是干旱处理前后气孔开度不变。可说明缺水环境不影响

ABA

缺失突变体植株气孔开度变

化，即干旱条件下植物气孔开度变化不是缺水引起。②将上述干旱处理的

ABA

缺失突变体植

株分成两组，在干旱条件下，一组进行

ABA

处理，另一组作为对照组，一段时间后，分别测定

两组的气孔开度，预期结果是

ABA

处理组气孔开度减小，对照组气孔开度不变。可说明干旱条

件下植物气孔开度减小是

ABA

引起的。

11．（2018全国Ⅱ卷·30）为了研究某种树木树冠上下层叶片光合作用的特性，某同学选取来自树冠

不同层的A、B两种叶片，分别测定其净光合速率，结果如图所示。据图回答问题：

（1）从图可知，A叶片是树冠_________（填“上层”或“下层”）的叶片，判断依据是__________

_____。

的

（2）光照强度达到一定数值时，A叶片的净光合速率开始下降，但测得放氧速率不变，则净光

合速率降低的主要原因是光合作用的_____________反应受到抑制。

（3）若要比较A、B两种新鲜叶片中叶绿素的含量，在提取叶绿素的过程中，常用的有机溶剂

是______________。

【答案】（1）下层A叶片的净光合速率达到最大时所需光照强度低于B叶片

（2）暗

（3）无水乙醇

【解析】（1）由于上层叶片对阳光的遮挡，导致下层叶片接受的光照强度较弱，因此下层叶片

净光合速率达到最大值时所需要的光照强度较上层叶片低，据此分析图示可推知：A叶片是树

冠下层的叶片。（2）光合作用包括光反应和暗反应两个阶段，氧气产生于光反应阶段。光照强

度达到一定数值时，A叶片的净光合速率开始下降，但测得放氧速率不变，说明光反应速率不

变，则净光合速率降低的主要原因是光合作用的暗反应受到抑制。（3）绿叶中的叶绿素等光合

素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，可以用无水乙醇提取叶绿素。

12．（2017新课标Ⅱ卷·29）下图是表示某植物叶肉细胞光合作用和呼吸作用的示意图。

据图回答下列问题：

（1）图中①、②、③、④代表的物质依次是_______________________、________________

_______、_______________________、_________________，[H]代表的物质主要是______

___________。

（2）B代表一种反应过程，C代表细胞质基质，D代表线粒体，则ATP合成发生在A过程，

还发生在_________________（填“B和C”“C和D”或“B和D”）。

（3）C中的丙酮酸可以转化成酒精，出现这种情况的原因是_________________。

【答案】（1）O

2

NADP+ADP+PiC

5

NADH（或答：还原型辅酶Ⅰ）

（2）C和D

（3）在缺氧条件下进行无氧呼吸

【解析】（1）由图可知A、B过程分别为光合作用的光反应和暗反应，图中类囊体膜上发生水

的光解，产生NADPH和①氧气；暗反应阶段消耗ATP和NADPH，产生②NADP+、③（ADP

和Pi）；暗反应过程为卡尔文循环，CO

2

+C

5

化合物→2C

3

化合物（二氧化碳的固定），所以④为

C

5

。呼吸作用的第一阶段的场所为C细胞质基质，在第一阶段中，各种能源物质循不同的分解

代谢途径转变成乙酰辅酶A；呼吸作用的第二、三阶段的场所为D线粒体，在第二阶段中，乙

酰辅酶A（乙酰CoA）的二碳乙酰基，通过三羧酸循环转变为CO

2

和氢原子；在第三阶段中，

氢原子进入电子传递链（呼吸链），最后传递给氧，与之生成水。呼吸作用中的[H]为还原型辅

酶I（NADH）。（2）植物叶肉细胞能产生ATP的生理过程有：光合作用光反应阶段（A）和有

氧呼吸的三个阶段（C和D）。（3）酒精是植物细胞无氧呼吸的产物。