2024年高考生物二轮复习高频考点追踪与预测专题02细胞的能量供应与利用

专题02细胞的能量供应与利用

----------------------内容概览一

（）1专题网络•思维脑图

02考情分析解密高考

03高频考点以考定法

考点一酶与ATP

考点二细胞呼吸

考点三光合作用

04核心素养微专题

微专题光呼吸、Q植物等特殊代谢类型

05创新好题・突破练

专题网络•思维脑图

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反应式

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生命活动的通蓬,*或朝作用

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①RNA②降低化学反应的活化能③c、II、O、N、P

④_C6Hl2。6儿2c3H4。3+4[印+少量能量

⑤2c3H4O3+6H2O-6CO2+20[H]+少量能量

⑥_24[H]+6C）2-12H2。+大量能量

⑦___C6H12O6+6H2O+6O2412H2O+6CO2+能量

⑧_c6Hl2。6L2C2H50H（酒精）+282+少量能量

⑨C6H12O6”・2C3H6。3（乳酸）+少量能量

⑩ATP和NADPH中的化学能

⑪____（CH?0）中的化学能___________

3考情分析•解密高考

考点核心概念考查方式高考考题分布

该部分内容的命题以非2023全国乙T32

2.2.1说明绝大多数

选择题为主，属于年年2023广东T1

酶在细胞代酶是一类能催化生

化反应的蛋白质，睡必考的题目。试题情境2022全国乙T4

谢中的作用活性受到环境因素

多样，以下两种居多，2022广东T13

的影响

一是大学教材中有氧呼2021山东T16

ATP在能吸和光合作用过程的文

2.2.2解释ATP是

驱动细胞生命活字或图解，二是科学家2023全国甲T1

量代谢中的

动的直接能源物所做的一种或多种环境2022山东T3

质

作用因素对两过程影响的实

验数据表或坐标曲线2023全国乙T3

2.2.4说明生物2023全国新课标T2

图，考察考生对两过程

通过呼吸将储存在2023山东T4、T13

有机分子中的能量基础知识的实际和对图2023广东T7

细胞呼吸转化为生命活动可2022全国甲T4

表数据的分析推理。针

以利用的能量2022山东T4、T16

对核心素养的考察，主2022广东T10

2021全国甲T2

要是建立对立统一结构

2021山东T16

决定功能的观点，建立2021河北T14

细胞呼吸和光合作用在

生产实践中应用的社会

责任。主要考察逻辑推

理与论证、科学探究、

图表分析等能力

2023全国甲T29

2023全国乙T2、T29

2.2.3说明植物组2023湖北T8

胞的叶绿体从太2023湖南T17

阳光中捕获能量，2023全国新课标T2

这些能量在二氧2023山东T21

光合作用化碳和水转变为2023广东T18

糖和氧气的过程2022广东T18

中，转换并储存为2022全国甲T29

糖分子中的化学2021河北T19

能2021全国乙T29T2

2021山东T16、T21

2021广东T12T15

is高频考点•以考定酒

考点一酶与ATP

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命题点一SS

典例01

（2023•广东•统考高考真题）中国制茶工艺源远流长。红茶制作包括萎凋、揉捻、发酵、高温干燥等工序,

其间多酚氧化酶催化茶多酚生成适量茶黄素是红茶风味形成的关键。下列叙述错误的是（）

♦•

A.揉捻能破坏细胞结构使多酚氧化酶与茶多酚接触

B.发酵时保持适宜的温度以线持多酚氧化酶的活性

C.发酵时有机酸含量增加不会影响多酚氧化酶活性

D.高温灭活多酚氧化酶以防止过度氧化影响茶品质

【答案】C

【分析】酶是活细胞产生的具有生物催化能力的有机物，大多数是蛋白质，少数是RNA。酶的特性：高效

性、专一性以及作用条件温和的特性。

【洋解】A、红茶制作时揉捻能破坏细胞结构，使其释放的多酚氧化酶与茶多酚接触，A正确；

B、发酵过程的实质就是酶促反应过程，需要将温度设置在酶的最适温度下，使多酚氧化酶保持最大活性,

才能获得更多的茶黄素，B正确；

C、酶的作用条件较温和，发酵时有机酸含量增加会降低多酚氧化酹的活性，C错误；

D、高温条件会使多酚氧化前的空间结构被破坏而失活，以防止过度氧化影响茶品质，D正确，

故选C。

典例02

（2022•全国•统考高考真题）某种酶P由RNA和蛋白质组成，可催化底物转化为相应的产物。为探究该酶

不同组分催化反应所需的条件。某同学进行了下列5组实验（表中表示有，“一”表示无）。

实验组①②③④⑤

底物+++++

RNA组分++—+—

蛋白质组分+—+—+

低浓度Mg2++++——

高浓度Mg2+———++

产物+——+—

根据实验结果可以得出的结论是（）

A.酶P必须在高浓度Mg2+条件下才具有催化活性

B.蛋白质组分的催化活性随Mg2+浓度升高而升高

C.在高浓度Mg2+条件下RNA组分具有催化活性

D.在高浓度Mg2+条件下蛋白质组分具有催化活性

【答案】C

【分析】分析：由表格数据可知，该实验的自变量是酶的组分、Mg2+的浓度，因变量是有没有产物生成，

底物为无关变量。第①组为正常组作为空白对照，其余组均为实验组。

【详解】A、第①组中，酶P在低浓度Mg2+条件，有产物生成，说明酶P在该条件下具有催化活性，A错

误；

BD、第③组和第⑤组对照，无关变量是底物和蛋白质组分，自变量是Mg2+浓度，无论是高浓度Mg2+条件

下还是低浓度Mg2+条件下，两组均没有产物生成，说明蛋白质组分无催化活性，BD错误；

C、第②组和第④组对照，无关变量是底物和RNA组分，自变量是Mg2+浓度，第④组在高浓度Mg2+条件

下有产物生成，第②组在低浓度Mg2+条件下，没有产物生成，说明在高浓度Mg2+条件下RNA组分具有催

化活性，C正确。

故选C。

命题点二ATP

典例01

（2022•浙江•统考高考真题）下列关于腺昔三磷酸分子的叙述，正确的是（）

A.由1个脱氧核糖、1个腺嚓吟和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

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

【分析】ATP是三磷酸腺昔的英文名称缩写。ATP分子的结构式可以简写成A—P〜P〜P,其中A代表腺

昔，P代表磷酸基团，〜代表一种特殊的化学键，ATP分子中大量的能量就储存在特殊的化学键中。ATP

可以水解，这实际上是指ATP分子中特殊的化学键水解。

【详解】A、1分子的ATP是由1分子腺噂吟、1分子核糖和3分子磷酸基团组成，A错误；

B.ATP分子的结构式可以简写成A—P〜P〜P,磷酸基团与磷酸基团相连接的化学键是一种特殊的化学键，

B错误；

C、ATP在水解醐的作用下水解，在合成酶的作用下ADP和磷酸吸收能量合成ATP,C错误；

D、吸能反应一般与ATP的分解相联系，放能反应••般与ATP的合成相联系，故吸能反应和放能反应之间

的纽带就是ATP,D正确。

故选Do

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知识点一酶在细胞代谢中的作用

1.酶、激素、抗体与神经递质的“一同”“四不同”

(1)一同：均需要与特定物质结合后才能发挥作用，如酶需与特定的底物结合、激素需与特异性受体结

合、神经递质需与突触后膜上的特异性受体结合、抗体需与特定抗原结合。

(2)四不同

口绝大多数为蛋白质，少数为RNA

化学球全蛋白质、多肽、类固醇、氨基酸衍生物等

本质

①

不同受上全为蛋白质

些乙酰胆碱、多巴胺、NO、甘如酸等

几乎所有活细胞均产生

一般由内分泌细胞产生

只由浆细胞产生

f由神经细胞(突触前神经元)产生

酶唯一功能为降低化学反应活化能，即世

一"他功能

激素一改变靶细胞原有的生理活动，起遇至

作用

机

理作用

不

同抗体与特定抗原特异性结合，一般形成沉

淀等，被某些免疫细胞吞噬消化

神经与突触后膜上的特异性受体结合，引

立点起理员更膜电位改变(兴奋或抑制)

乌」作为催化剂，在发挥作用前后数量;及其

「化学性质不变，且可反且多次使用

作

用

后

的出*发挥作用后被火适

去

向

不

同皿发挥作用后被吞噬消化

普被降解或被突触前神经元回收

E庙----

2.辨析酶的作用原理、特性及反应速率的影响因素曲线

⑴酶的作用原理曲线

分析：①由图可知，酶的作用原理是降低反

应的活化能。

②若将酶变为无机催化剂，则b在纵轴上向上

反应物A殴移动。用加热的方法不能降低活化能，但会

................产物P一

反应过应提供活化能

⑵酶的特性曲线

加降加无机催化剂

平衡点

o时向

图1

分析：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，表明酶具有专一性

⑶影响酶促反应速率的因素曲线

芟

买

液

液

闰

咽

必

吆

磔

用

«送

底物浓度

图3

分析：①分析图1和图2：温度和pH通过影响酸的活性来影响酶促反应速率。

②分析图3：OP段限制酶促反应速率的因素是底物浓度，P点以后的限制因素则是酶度

知识点二ATP在细胞代谢中的作用

1.ATP的结构及与能量代谢的关系

⑴明确ATP与核酸的关系

⑵理清能・转换过程和ATP的来源与去路

2.明确ATP的产生与O2间的关系

（DA点时ATP产自无氧呼吸。

XBc（2）B点后ATP产生量不再随02供给量增加而增加,其

41A

00,供给区限制因子可能为酶、ADP、磷酸等

考点二细胞呼吸

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命题点一细胞呼吸的过程与比较

典例01

（2023•广东•统考高考真题）在游泳过程中，参与呼吸作用并在线粒体内膜上作为反应物的是（）

A.还原型辅酶IB.丙酮酸

C.氧化型辅酶ID.二氧化碳

【答案】A

【分析】有氧呼吸过程分三个阶段，第一阶段是葡萄糖分解成2分子丙酮酸和少量的［H］,同时释放了少量

的能量，发生的场所是细胞质基质；第二阶段内酮酸和水反应产生二氧化碳［H］,同时释放少量的能量，发

生的场所是线粒体基质；第三阶段是前两个阶段产生的［H］与氧气结合形成水，释放大量的能量，发生的场

所是线粒体内膜。

【详解】游泳过程中主要以有氧呼吸提供能量，有氧呼吸的第一阶段和第二阶段都产生了［H］,这两个阶段

产生的［H］在第三阶段经过一系列的化学反应，在线粒体内膜上与氧结合生成水，这里的［H］是一种简化的表

示方式，实际上指的是还原型辅酸I，A正确。

故选Ao

典例02

（2022•全国•高考真题）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02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

【答案】C

【分析】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［H］,合成少量ATP；第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化微和［H］,合成

少量ATP；第三阶段是氧气和［H］反应生成水，合成大量ATP。

【详解】A、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；

B、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，该过程需要酣的催化，B正确；

C、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；

D、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。

故选C。

典例03

（2023•山东•高考真题）水淹时，玉米根细胞由于较长时间进行无氧呼吸导致能量供应不足，使液泡膜上的

H+转运减缓，引起细胞质基质内H+积累，无氧呼吸产生的乳酸也使细胞质基质pH降低。pH降低至一定程

度会引起细胞酸中毒。细胞可通过将无氧呼吸过程中的丙酮酸产乳酸途径转换为丙酮酸产酒精途径，延缓

细胞酸中毒。下列说法正确的是（）

A.正常玉米根细胞液泡内pH高于细胞质基质

B.检测到水淹的玉米根有CO2的产生不能判断是否有酒精生成

C.转换为丙酮酸产酒精途径时释放的ATP增多以缓解能量供应不足

D.转换为丙酮酸产酒精途径时消耗的|H］增多以缓解酸中毒

【答案】B

【分析】无氧呼吸全过程：（1）第一阶段：在细胞质基质中，一分子葡萄糖形成两分子丙酮酸、少量的

和少量能量，这一阶段不需要氧的参与。（2）第二阶段：在细胞质基质中，丙酮酸分解为二氧化碳和酒精

或乳酸。

【详解】A、玉米根细胞由于较长时间进行无氧呼吸导致能量供应不足，使液泡膜上的H+转运减缓，引起

细胞质基质内H+积累，说明细胞质基质内H+转运至液泡需要消耗能量，为主动运输，逆浓度梯度，液泡中

H+浓度高，正常玉米根细胞液泡内pH低于细胞质基质，A错误：

B、玉米根部短时间水淹，根部氧气含量少，部分根细胞可以进行有氧呼吸产生CO?,检测到水淹的玉米

根有CO2的产生不能判断是否有酒精生成，B正确；

C、转换为丙酮酸产酒精途径时，无ATP的产生，C错误；

D、丙酮酸产酒精途径时消耗的［H］与丙酮酸产乳酸途径时消耗的［H］含量相同，D错误。

故选B。

命题点二环境因素对细胞呼吸速率的影响

典例01

（2023•全国•统考高考真题）植物可通过呼吸代谢途径的改变来适应缺氧环境。在无氧条件卜，某种植物幼

苗的根细胞经呼吸作用释放CO2的速率随时间的变化趋势如图所示。下列相关叙述错误的是（）

舟

蟠

档

微

O

。

A.在时间a之前，植物根细胞无CO2释放，只进行无氧呼吸产生乳酸

B.a~b时间内植物根细胞存在经无氧呼吸产生酒精和CO?的过程

C.每分子葡萄糖经无氧呼吸产生酒精时生成的ATP比产生乳酸时的多

D.植物根细胞无氧呼吸产生的酒精跨膜运输的过程不需要消耗ATP

【答案】C

【分析】1、无氧呼吸分为两个阶段：第一阶段：葡萄糖分解成丙酮酸和［H］,并释放少量能段；第二阶段

丙酮酸在不同酶的作用下转化成乳酸或酒精和二氧化碳，不释放能最。整个过程都发牛在细胞质基质。

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•阶

段是葡萄糖分解成丙酮酸和［H］,合成少量ATP：第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和［H］,合成少量

ATP；第三阶段是氧气和［H］反应生成水，合成大量ATP。

【详解】A、植物进行有氧呼吸或无氧呼吸产生酒精时都有二氧化碳释放，图示在时间a之前，植物根细胞

无CO2样放，分析题意可知，植物可通过呼吸代谢途径的改变来适应缺氧环境，据此推知在时间a之前，

只进行无氧呼吸产生乳酸，A正确;

B、a阶段无二氧化碳产生，b阶段二氧化碳释放较多，a~b时间内植物根细胞存在经无氧呼吸产生酒精和

CO?的过程，是植物通过呼吸途径改变来适应缺氧环境的体现，B正确；

C、无论是产生酒精还是产生乳酸的无氧呼吸，都只在第一阶段释放少量能量，第二阶段无能量释放，故每

分子葡萄糖经无氧呼吸产生酒精时生成的ATP和产生乳酸时相同，C错误；

D、酒精跨膜运输方式是自由扩散，该过程不需要消耗ATP,D正确。

故选C。

典例02

（2021•全国•统考高考真题）某同学将酵母菌接种在马铃薯培养液中进行实验，不可能得到的结果是（）

A.该菌在有氧条件下能够繁殖

B.该菌在无氧呼吸的过程中无丙酮酸产生

C.该菌在无氟条件下能够产生乙醇

D.该菌在有氧和无氧条件下都能产生CO2

【答案】B

【分析】酵母菌是兼性厌氧生物，有氧呼吸的产物是二氧化碳和水，无氧呼吸产物是酒精和二氧化碳。

【详解】A、酵母菌有细胞核，是真菌生物，其代谢类型是异氧兼性厌氧型，与无氧条件相比，在有氧条件

下，产生的能量多，酵母菌的增殖速度快，A不符合题意；

BC、酵母菌无氧呼吸在细胞质基质中进行，无氧呼吸第一阶段产生丙酮酸、还原性的氢，并释放少量的能

量，第二阶段丙酮酸被还原性氢逐原成乙醇，并生成二氧化碳，B符合题意，C不符合题意；

D、酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都在第二阶段生成COz，D不符合题意。

故选B。

典例03

（2022•山东•高考真题）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02,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，隧后H+经ATP

合险返回线粒体基质并促使ATP合成，然后与接受了电子的02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合酹。下列相关说法正确的是（）

A.4”C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，4c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

【答案】BCD

【分析】DNP可使H+进入线粒体基质时不经过ATP合酶，即NDP可抑制ATP的合成。

【详解】A、与25c相比，4C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；

BC、与25c相比，短时间低温4c处理，ATP合成量较少，耗氧量较多，说明4℃时有氧呼吸释放的能量

较多的用于产热，消耗的葡萄糖量多，BC正确；

D、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BCDo

典例04

（2023•山东•高考真题）某种植株的非绿色器官在不同02浓度下，单位时间内02吸收量和C02释放量的变

化如图所示。若细胞呼吸分解的有机物全部为葡萄糖，下列说法正确的是（）

A.甲曲线表示Ch吸收量

B.Ch浓度为b时，该器官不进行无氧呼吸

C.02浓度由。到b的过程中，有氧呼吸消耗葡萄糖的速率逐渐增加

D.02浓度为a时最适合保存该器官，该浓度下葡萄糖消耗速率最小

【答案】BC

【分析】据图分析，甲曲线表示二氧化碳释放量，乙曲线表示氧气吸收量。氧浓度为。时，细胞只释放CO2

不吸收02,说明细胞只进行无氧呼吸；图中氧浓度为a时CO2的释放量大于02的吸收量，说明既进行有氧

呼吸乂进行无氧呼吸；贮藏植物器官应选择CO?产生量最少即细胞呼吸最弱时的氧浓度。

【详解】A、分析题意可知，图中横坐标是氧气浓度，据图可知，当氧气浓度为。时，甲曲线仍有释放，说

明甲表示二氧化碳的释放量，乙表示氧气吸收量，A错误；

B、Ch浓度为b时，两曲线相交，说明此时氧气的吸收量和二氧化碳的释放量相等，细胞呼吸分解的有机物

全部为葡萄糖，故此时植物只进行有氧呼吸，不进行无氧呼吸，B正确；

C、Oz浓度为0时，植物只进行无氧呼吸，氧气浓度为a时，植物同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，氧气浓度

为b时植物只进行有氧呼吸，故。2浓度由0到b的过程中，有氧呼吸消耗葡萄糖的速率逐渐增加，C正确；

D、02浓度为a时并非一定最适合保存该器官，因为无氧呼吸会产生酒精，不一定能满足某些生物组织的储

存，且该浓度下葡萄糖的消耗速率一定不是最小，据图，此时气体交换相对值CCh为0.6,02为（）.3,其

中CO2有0.3是有氧呼吸产生，0.3是无氧呼吸产生。按有氧C6：O2：CO2:1:6:6,无氧呼吸C6：CO2=1:2,

算得C6（葡萄糖）的相对消耗最为0.05+0.15=0.2。而无氧呼吸消失点时，02和CO?的相对•值为0.7,算得

C6的相对消耗量为0.11,明显比a点时要低！所以a点时葡萄糖的消耗速率一定不是最小，D错误。

故选BCo

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1.“三看”法判断细胞呼吸的类型

厂消耗。2或产物中有H20,一定存在有氧呼吸

反应物

一产物中有酒精或乳酸，一定存在无氧呼吸

产物

尢“"产生》只进行产生乳检的无氧呼吸

。2=。。2只进行以葡荷糖为底物的有氧呼吸

i"或有氧呼吸和乳酸发酬并存

+Cd/O2Cd〉。既进行有氧呼吸,又进行酒精发酵;

〈看/"多出的co?来自酒精发酵

一:"呼吸底物中可能含脂质（脂肪）

真核细胞厂只在细胞质基质中进行+无氧呼吸

有线粒体参与，存在有氧呼吸

i期场所圆风呼吸场所为细胞质与细胞膜，呼吸类型可依

细胞"据产物中是否有ILO,酒精、乳酸等确认

【易错归纳】

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线粒体能分解丙酮酸，但不能分解葡萄糖，葡萄糖需在细胞质基质中酵解后进入线粒体。

2.掌握影响细胞呼吸的四类曲线

原理：温度影响南活性。2为0：只进行无婀呼吸

应用：低温储存果蔬，大棚/果蔬最佳储存点

夜间降温减少有机物消耗

有氧呼吸

一、无辄呼吸

无氧呼吸消失点

0102030

温度/Co2/%

甲乙

>游

为该少仃机物长期浸入

液

室

手抑制细胞呼吸消耗，宜将种水中可因

步

容应用：窖藏储存果蔬了风干无辄呼吸

t

一产生毒褥

°co2浓度O含水量

丙T

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1.“多种细胞呼吸方式”的题型主要考查植物某器官进行多种方式的细胞呼吸，涉及教材中有氧呼吸、产生

酒精的无氧呼吸、产生乳酸的无氧呼吸等多种细胞呼吸方式的反应式、过程等必备知识。题目情境大多是

缺氧状态下植物细胞呼吸方式的改变。氧气浓度高时，植物进行有氧呼吸，氧勺，浓度低时，梢物进行有氧

呼吸和无氧呼吸，氧气浓度为零时，植物只进行无氧呼吸。植物的无氧呼吸有两种方式，植物可通过改变

呼吸代谢途径来适应缺氧环境。

2.细胞呼吸虽然是教材的重点内容，但在高考中并不是每年都考，属于隔年考的知识点。典例题的情境都

是植物通过呼吸代谢途径的改变来适应缺氧环境和不同氧浓度下气体交换的相对值。题目的情境虽然不同,

但都考查了多种细胞呼吸的产物和过程等。以上可考查的大都是教材基础内容，难度不大，所以只要掌握

好教材内容，仔细审题，该题型就可得分。除了单纯考查儿种细胞呼吸方式之外，植物的细胞呼吸也可以

和光合作用联系起来综合考查。

考点三光合作用

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命题点一光合作用的基本过程

典例01

（2023•全国•统考高考真题）植物叶片中的色素对植物的生长发育有重要作用。下列有关叶绿体中色素的叙

述，错误的是（）

A.氮元素和镁元素是构成叶绿素分子的重要元素

B.叶绿素和类胡萝卜素存在于叶绿体中类囊体的薄膜上

C.用不同波长的光照射类胡萝卜素溶液，尺吸收光谱在蓝紫光区有吸收峰

D.叶绿体中的色素在层析液中的溶解度越高，随层析液在滤纸上扩散得越慢

【答案】D

【分析】1、叶绿体色素提取色素原理是色素能溶解在酒精或丙酮等有机溶剂中，所以可用无水酒精等提取

色素；分离色素原理是各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，从而分离色素，溶解度大，扩散速度快；

溶解度小，扩散速度慢。

2、叶绿素主要吸收蓝紫光和红橙光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。

【详解】A、叶绿素的元素组成是C、H、O、N、Mg,氮元素和镁元素是构成叶绿素分子的重要元素，A

正确；

B、光反应的场所是类囊体的薄膜，需要光合色素吸收光能，叶绿素和类胡萝卜素存在于叶绿体中类囊体的

薄膜上，B正确；

c、类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，用不同波长的光照射类胡萝卜素溶液，其吸收光谱在蓝紫光区有.吸收峰,

CE确；

D、叶绿体中的色素在层析液中的溶解度越高，随层析液在滤纸上扩散得越快，D错误。

故选D。

典例02

（2023•江苏•统考高考真题）下列关于“提取和分离叶绿体色素''实验叙述合理的是（）

A.用有机溶剂提取色素时，加入碳酸钙是为了防止类胡萝卜素被破坏

B.若连续多次重复画滤液细线可累积更多的色素，但易出现色素带重置

C.该实验提取和分离色素的方法可用于测定绿叶中各种色素含最

D.用红色宽菜叶进行实验可得到5条色素带，花青素位于叶绿素a、b之间

【答案】B

【分析】绿叶中色素的提取和分离实验，提取色素时需要加入无水乙醉（溶解色素）、石英砂（使研磨更

充分）和碳酸钙（防止色素被破坏）；分离色素时采用纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同，

随着层析液扩散的速度不同，最后的结果是观察到四条色素带，从上到下依次是胡萝卜素（橙黄色）、叶

黄素（黄色）、叶绿素a（蓝绿色）、叶绿素b（黄绿色）。

【详解】A、用有机溶剂提取色素时，加入碳酸钙是为了防止叶绿素被破坏，A错误；

B、画滤液细线时要间断画2〜3次，即等上一次干了以后再画下一次，若连续多次重复画滤液细线虽可累

积更多的色素，但会造成滤液细线过宽，易出现色素带重叠，B正确；

C、该实验中分离色素的方法是纸层析法，可根据各种色素在漉纸条上呈现的色素带的宽窄来比较判断各色

素的含量，但该实验不能具体测定绿叶中各种色素含量，C错误；

D、花青素存在于液泡中，溶于水不易溶于有机溶剂，故若得到5条色素带，距离滤液细线最近的色素带为

花青素，应在叶绿素b的下方，D错误。

故选C。

典例03

（2023•山东•高考真题）当植物吸收的光能过多时、过剩的光能会对光反应阶段的PSII复合体（PSH）造

成损伤，使PSI【活性降低，进而导致光合作用强度减弱。细胞可通过非光化学淬灭（NPQ）将过剩的光能

耗散，减少多余光能对PSI【的损多。已知拟南芥的H蛋白有2个功能：①修复损伤的PSII；②参与NPQ

的调节。科研人员以拟南芥的野生型和H基因缺失突变体为材料进行了相关实验，结果如图所示。实验中

强光照射时对野生型和突变体光照的强度相同，且强光对二者的PSII均造成了损伤。

N

P

Q

a谈

Ma、

扇

（1）该实验的自变量为。该实验的无关变量中，影响光合作用强度的主要环境因素有（答出2

个因素即可）。

（2）根据本实验,—（填"能''或"不能”）比较出强光照射下突变体与野生型的PSH活性强弱,理由是

（3）据图分析，与野生型相比，强光照射卜.突变体中流向光合作用的能量________（填“多”或“少。若测

得突变体的暗反应强度高于野生型，根据本实验推测，原因是。

【答案】（1）光、H蛋白CO?浓度、温度

（2）不能突变体PSII系统光损伤小但不能修复，野生型光PSII系统损伤大但能修复

（3）少突变体PNQ高，PSn系统损伤小，虽然损伤不能修复，但是PSII活性高，光反应产物多

【分析】光合作用过程：

（1）光反应场所在叶绿体类囊体薄膜，发生水的光解、ATP和NADPH的生成；

（2）暗反应场所在叶绿体的基质，发生CO2的固定和C3的还原，消耗ATP和NADPH。

【详解】（1）据题意拟南芥的野牛•型和H基因缺失突变体为材料进行了相关实验，实验中强光照射时对野

生型和突变体光照的强度相同，结合题图分析实验的自变量有光照、H蛋白；影响光合作用强度的主要环

境因素有CO?浓度、温度、水分等。

（2）据图分析，强光照射下突变体的NPQ/相对值比野生型的NPQ/相对值高，能减少强光时PSII复合体造

成损伤。但是野生型含有H蛋白，能对损伤后的PSII进行修复，故不能确定强光照射卜.突变体与野生型的

PSII活性强弱。

（3）据图分析，强光照射下突变体中NPQ/相对值，而NPQ能将过剩的光能耗散，从而使流向光合作用的

能量减少；突变体的NPQ弓虽度大，能够减少强光对PSII的损伤且减少作用大于野生型II蛋白的修复作用，

这样导致突变体的PSH活性高，能为暗反应提供较多的NADPH和ATP促进暗反应进行，因此突变体的暗

反应强度高于野生型。

命题点二环境因素对光合作用速率的影响

典例01

（2022•全国•统考高考真题）某同学将一株生长正常的小麦置于密闭容器中，在适宜且恒定的温度和光照条

件下培养，发现容器内CO2含量初期逐渐降低，之后保持相对检定。关于这•实验现象，下列解释合理的

是（）

A.初期光合速率逐渐升高，之后光合速率等于呼吸速率

B.初期光合速率和呼吸速率均降低，之后呼吸速率保持稳定

C.初期呼吸速率大于光合速率，之后呼吸速率等于光合速率

D.初期光合速率大于呼吸速率，之后光合速率等于呼吸速率

【答案】D

【分析】光合作用会吸收密闭容器中的CO2,而呼吸作用会释放CO2,在温度和光照均适宜且恒定的情况

下，两者速率主要受容器中CO2和5的变化影响。

【详解】A、初期容器内CO2含量较大，光合作用强于呼吸作用，植物吸收CO2释放02,使密闭容器内的

CO2含量下降，02含量上升，A错误；

B、根据分析由于密闭容器中，在适宜且恒定的温度和光照条件下，容器内的CO2含量下降,所以说明植物

光合速率大于呼吸速率，但由于C02含量逐渐降低，从而使植物光合速率逐渐降低，直到光合作用与呼吸

作用相等，容器中气体趋于稳定，B错误：

CD、初期光合速率大于呼吸速率，之后光合速率等于呼吸速率，C错误，D正确。

故选D。

典例02

（2023•全国•统考高考真题）植物的气孔由叶表皮上两个具有特定结构的保卫细胞构成。保卫细胞吸水体积

膨大时气孔打开，反之关闭，保卫细胞含有叶绿体，在光下可进行光合作用。已知蓝光可作为一种信号促

进保卫细胞逆浓度梯度吸收K+.有研究发现，用饱和红光（只用红光照射时，植物达到最大光合速率所需

的红光强度）照射某植物叶片时，气孔开度可达最大开度的60%左右。回答下列问题。

⑴气孔的开闭会影响植物叶片的蒸腾作用、（答出2点即可）等生理过程。

（2）红光可通过光合作用促进气孔开放，其原因是,

（3）某研究小组发现在饱和红光的基础上补加蓝光照射叶片，气孔开度可进一步增大，因此他们认为气孔开

度进一步增大的原因是，蓝光促进保卫细胞逆浓度梯度吸收K+。请推测该研究小组得出这一结论的依据

是。

（4）已知某种除草剂能阻断光合作用的光反应，用该除草剂处理的叶片在阳光照射下气孔（填“能”

或“不能”）维持一定的开度。

【答案】（1）光合作用和呼吸作用

（2）叶绿体中的叶绿素对红光有较高的吸收峰值，红光照射下保卫细胞进行光合作用制造有机物，使保卫细

胞的渗透压上升，细胞吸水膨胀，气孔开放

（3）蓝光作为信号能