2020-2021年高考生物一轮单元复习：光合作用与细胞呼吸构

2020-2021年高考生物一轮单元复习：光合作用与细胞呼吸构

2020-2021 年高考生物一轮单元复习：光合作用与细胞呼吸构 1．（2020 年天津高考生物试卷·5 ）研究人员从菠菜中分离类囊体，将其与 16 种酶等物质一起用单层脂质分 子包裹成油包水液滴，从而构建半人工光合作用反应体系。该反应体系在光照条件下可实现连续的 CO2 固 定与还原，并不断产生有机物乙醇酸。下列分析正确的是（ ） A．产生乙醇酸的场所相当于叶绿体基质 B．该反应体系不断消耗的物质仅是 CO2 C．类囊体产生的 ATP 和 O2 参与 CO2 固定与还原 D．与叶绿体相比，该反应体系不含光合作用色素 【答案】A 【解析】 【分析】 光合作用的光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体膜上）：水的光解产生[H]与氧气，以及 ATP 的形成；光合 作用的暗反应阶段（场所是叶绿体的基质中）：CO2 被 C5 固定形成 C3，C3 在光反应提供的 ATP 和[H]的作 用下还原生成糖类等有机物。 【详解】 A、乙醇酸是在光合作用暗反应产生的，暗反应场所在叶绿体基质中，所以产生乙醇酸的场所相当于叶绿 体基质，A 正确； B、该反应体系中能进行光合作用整个过程，不断消耗的物质有 CO2 和 H2O，B 错误； C、类囊体产生的 ATP 参与 C3 的还原，产生的 O2 用于呼吸作用或释放到周围环境中，C 错误； D、该体系含有类囊体，而类囊体的薄膜上含有光合作用色素，D 错误。 故选 A。 【点睛】 本题需要考生将人工装置和光合作用的过程及场所联系，综合分析解答。 2．（2020 年浙江省高考生物试卷（7 月选考)·25）将某植物叶片分离得到的叶绿体，分别置于含不同蔗糖 浓度的反应介质溶液中，测量其光合速率，结果如图所示。图中光合速率用单位时间内单位叶绿素含量消 耗的二氧化碳量表示。下列叙述正确的是（ ） A．测得的该植物叶片的光合速率小于该叶片分离得到的叶绿体的光合速率 B．若分离的叶绿体中存在一定比例的破碎叶绿体，测得的光合速率与无破碎叶绿体的相比，光合速率偏 大 C．若该植物较长时间处于遮阴环境，叶片内蔗糖浓度与光合速率的关系与图中 B-C 段对应的关系相似 D．若该植物处于开花期，人为摘除花朵，叶片内蔗糖浓度与光合速率的关系与图中 A-B 段对应的关系相 似 【答案】A 【解析】 【分析】 叶绿体是光合作用的场所，需要保证完整的结构，才能正常进行光合作用；外界浓度过高，导致叶绿体失 水，降低光合速率；光合产物积累过多，也会导致光合速率下降 。 【详解】 A、测得植物叶片的光合速率是叶片的总光合速率减去叶片的呼吸速率，而分离得到的叶绿体的光合速率， 就是总光合速率，A 正确； B、破碎叶绿体，其叶绿素释放出来，被破坏， 导致消耗二氧化碳减少，测得的光合速率与无破碎叶绿体 的相比，光合速率偏小，B 错误； C、若该植物较长时间处于遮阴环境，光照不足，光反应减弱，影响碳反应速率，蔗糖合成一直较少， C 错误； D、若该植物处于开花期，人为摘除花朵，叶片光合作用产生的蔗糖不能运到花瓣，在叶片积累，光合速 率下降，叶片内蔗糖浓度与光合速率的关系与图中 B-C 段对应的关系相似，D 错误。故选 A。 3．（2020 年全国统一高考生物试卷（新课标Ⅰ)·2）种子贮藏中需要控制呼吸作用以减少有机物的消耗。若 作物种子呼吸作用所利用的物质是淀粉分解产生的葡萄糖，下列关于种子呼吸作用的叙述，错误的是（ ） A．若产生的 CO2 与乙醇的分子数相等，则细胞只进行无氧呼吸 B．若细胞只进行有氧呼吸，则吸收 O2 的分子数与释放 CO2 的相等 C．若细胞只进行无氧呼吸且产物是乳酸，则无 O2 吸收也无 CO2 释放 D．若细胞同时进行有氧和无氧呼吸，则吸收 O2 的分子数比释放 CO2 的多 【答案】D 【解析】 【分析】 呼吸底物是葡萄糖时，若只进行有氧呼吸，则消耗的氧气=生成的二氧化碳量；若只进行无氧呼吸，当呼吸 产物是酒精时，生成的酒精量=生成的二氧化碳量。 【详解】 A、若二氧化碳的生成量=酒精的生成量，则说明不消耗氧气，故只有无氧呼吸，A 正确； B、若只进行有氧呼吸，则消耗的氧气量=生成的二氧化碳量，B 正确； C、若只进行无氧呼吸，说明不消耗氧气，产乳酸的无氧呼吸不会产生二氧化碳，C 正确； D、若同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，若无氧呼吸产酒精，则消耗的氧气量小于二氧化碳的生成量，若无 氧呼吸产乳酸，则消耗的氧气量=二氧化碳的生成量，D 错误。 故选 D。 【点睛】 4．（2020 年山东省高考生物试卷（新高考)·2）癌细胞即使在氧气供应充足的条件下也主要依赖无氧呼吸产 生 ATP，这种现象称为“瓦堡效应”。下列说法错误的是（ ） A．“瓦堡效应”导致癌细胞需要大量吸收葡萄糖 B．癌细胞中丙酮酸转化为乳酸的过程会生成少量 ATP C．癌细胞呼吸作用过程中丙酮酸主要在细胞质基质中被利用 D．消耗等量的葡萄糖，癌细胞呼吸作用产生的 NADH 比正常细胞少 【答案】B 【解析】 【分析】 1、无氧呼吸两个阶段的反应： 第一阶段：反应场所：细胞质基质；反应式 C6H12O6 酶  2C3H4O3(丙酮酸)+4[H]+少量能量 第一阶段：反应场所：细胞质基质；反应式 2C3H4O3(丙酮酸)+4[H] 2C3H6O3（乳酸） 2、有氧呼吸三个阶段的反应： 第一阶段：反应场所：细胞质基质；反应式 C6H12O6 2C3H4O3(丙酮酸)+4[H]+少量能量 第二阶段：反应场所：线粒体基质；反应式 2C3H4O3(丙酮酸)+6H2O 酶  20[H]+6CO2+少量能量 第三阶段：反应场所：线粒体内膜；反应式 24[H]+6O2 12H2O+大量能量(34ATP) 【详解】 A、由于葡萄糖无氧呼吸时只能释放少量的能量，故“瓦堡效应”导致癌细胞需要吸收大量的葡萄糖来为生命 活动供能，A 正确； B、无氧呼吸只在第一阶段产生少量 ATP，癌细胞中进行无氧呼吸时，第二阶段由丙酮酸转化为乳酸的过 程不会生成 ATP，B 错误； C、由题干信息和分析可知，癌细胞主要进行无氧呼吸，故丙酮酸主要在细胞质基质中被利用，C 正确； D、由分析可知，无氧呼吸只有第一阶段产生少量的 NADH，而有氧呼吸的第一阶段和第二阶段都能产生 NADH，故消耗等量的葡萄糖，癌细胞呼吸作用产生的 NADH 比正常细胞少，D 正确。 故选 B。 【点睛】 本题结合癌细胞的“瓦堡效应”，考查有氧呼吸和无氧呼吸的相关内容，掌握有氧呼吸和无氧呼吸各阶段物 质和能量的变化是解题的关键。 5．（2020 年山东省高考生物试卷（新高考)·12）我国的酿酒技术历史悠久，古人在实际生产中积累了很多 经验。《齐民要术》记载：将蒸熟的米和酒曲混合前需“浸曲发，如鱼眼汤，净淘米八斗，炊作饭，舒令极 冷”。意思是将酒曲浸到活化，冒出鱼眼大小的气泡，把八斗米淘净，蒸熟，摊开冷透。下列说法错误的是 （ ） A．“浸曲发” 过程中酒曲中的微生物代谢加快 B．“鱼眼汤” 现象是微生物呼吸作用产生的 CO2 释放形成的 C．“净淘米”" 是为消除杂菌对酿酒过程的影响而采取的主要措施 D．“舒令极冷”的目的是防止蒸熟的米温度过高导致酒曲中的微生物死亡 【答案】C 【解析】 【分析】 参与酒精的制作的微生物是酵母菌，酵母菌是兼性厌氧型微生物，在有氧条件下进行有氧呼吸将葡萄糖分 解为二氧化碳和水，在无氧条件下生成酒精和二氧化碳。 【详解】 A、“浸曲发”是将酵母菌活化，可以使微生物代谢加快，A 正确； B、“鱼眼汤”是指酵母菌在呼吸过程中产生 CO2，使溶液中出现气泡，B 正确； C、在做酒过程中，为消除杂菌的影响主要靠“炊作饭”，即蒸熟，C 错误； D、“舒令极冷”是将米饭摊开冷透，防止温度过高导致微生物（酵母菌死亡），D 正确。 故选 C。 【点睛】 本题需要考生结合酵母菌的代谢类型进行分析，理解题干中的相关术语是解答本题的关键。 6．（2020 年浙江省高考生物试卷（7 月选考)·6）下列关于细胞的需氧呼吸与厌氧呼吸的叙述，正确的是（ ） A．细胞的厌氧呼吸产生的 ATP 比需氧呼吸的多 B．细胞的厌氧呼吸在细胞溶胶和线粒体嵴上进行 C．细胞的需氧呼吸与厌氧呼吸过程中都会产生丙酮酸 D．若适当提高苹果果实贮藏环境中的 O2 浓度会增加酒精的生成量 【答案】C 【解析】 【分析】 细胞呼吸是细胞内进行的将糖类等有机物分解成无机物或小分子有机物，并释放能量的过程，分为需氧呼 吸和厌氧呼吸。需氧呼吸必须有氧参加，氧气把糖分子氧化成二氧化碳和水，包括糖酵解、柠檬酸循环和 电子传递链三个阶段；厌氧呼吸在无氧条件下发生，包括乳酸发酵和酒精发酵两种。 【详解】 A、需氧呼吸是有机物彻底氧化分解的过程，贮存在有机物中的能量全部释放出来，产生大量 ATP，而厌 氧呼吸的产物乳酸或乙醇中还储存着能量，产生的 ATP 少得多，A 错误； B、细胞的厌氧呼吸在细胞溶胶中进行，B 错误； C、细胞的需氧呼吸和厌氧呼吸的第一阶段都是糖酵解过程，将 1 个葡萄糖分子转变为 2 个丙酮酸分子，C 正确； D、若适当提高苹果果实贮藏环境中的 O2 浓度，会抑制细胞的厌氧呼吸，酒精的生成量减少，D 错误。 故选 C。 7．（2019 全国卷Ⅰ·3 ）将一株质量为 20 g 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 40 g，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】黄瓜幼苗可以吸收水，增加鲜重；也可以从土壤中吸收矿质元素，合成相关的化合物。也可以 利用大气中二氧化碳进行光合作用制造有机物增加细胞干重。植物光合作用将光能转化成了有机物中的 化学能，并没有增加黄瓜幼苗的质量，故黄瓜幼苗在光照下增加的质量来自于水、矿质元素、空气。综 上所述，BCD 不符合题意，A 符合题意。故选 A。 8．（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乳酸和葡萄糖 B．马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生的乳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乳酸，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乳酸，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。 9．（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，吸水膨胀，种皮变软，呼吸作用逐渐增强，将储藏在子叶或胚乳 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，所以种子萌发过程中，呼吸作用强度增加， 而有机物因呼吸作用消耗而总量不断减少。综上所述，BCD 不符合题意，A 符合题意。故选 A。 10．（2019 天津卷·2 ）下列过程需 ATP 水解提供能量的是 A．唾液淀粉酶水解淀粉 B．生长素的极性运输 C．光反应阶段中水在光下分解 D．乳酸菌无氧呼吸的第二阶段 【答案】B 【解析】唾液淀粉酶水解淀粉，形成麦芽糖，不消耗能量，A 错误；生长素的极性运输是以主动运输的 方式，在幼嫩组织中从形态学上端运到形态学下端，需要 ATP 提供能量，B 正确；光反应阶段中水在 光下分解，需要光能，不需要 ATP 功能，C 错误；乳酸菌无氧呼吸的第二阶段是丙酮酸变成乳酸，不 需要 ATP 供能，D 错误。因此，本题答案选 B。 11．（2019江苏卷·17）如图为某次光合作用色素纸层析的实验结果，样品分别为新鲜菠菜叶和一种蓝藻经 液氮冷冻研磨后的乙醇提取液。下列叙述正确的是 A．研磨时加入CaCO3过量会破坏叶绿素 B．层析液可采用生理盐水或磷酸盐缓冲液 C．在敞开的烧杯中进行层析时，需通风操作 D．实验验证了该种蓝藻没有叶绿素b 【答案】D 【解析】绿色植物的叶绿体中含有四种色素，纸层析后，形成的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。由图可知，菠菜含有四种色素，蓝 藻（原核生物）只含有叶绿素 a 和胡萝卜素。研磨时加入碳酸钙是为了保护叶绿素，A 错误；层析液可 以由石油醚、丙酮和苯混合而成，也可以用 92 号汽油代替，B 错误；层析时，为了防止层析液挥发， 需要用培养皿盖住小烧杯，C 错误；由图可知，蓝藻只有两条色素带，不含有叶绿色 b，D 正确，故选 D。 12．（2019 浙江 4 月选考·15）将豌豆根部组织浸在溶液中达到离子平衡后，测得有关数据如下表： 下列叙述正确的是 A．溶液通氧状况与根细胞吸收 Mg2+的量无关 B．若不断提高温度，根细胞吸收 H2PO4-的量会不断增加 C．若溶液缺氧，根细胞厌氧呼吸产生乳酸会抑制 NO3-的吸收 D．细胞呼吸电子传递链阶段产生的大量 ATP 可为吸收离子供能 【答案】D 【解析】分析表格数据可知，豌豆根部组织细胞内的 Mg2+、H2PO4-和 NO3-的浓度均高于外部溶液，故 三种离子进入细胞的方式均为主动转运，主动转运消耗 ATP，并且需要借助载体蛋白。溶液通氧状况 会影响根细胞的需氧呼吸，影响 ATP 的合成，进而影响吸收的 Mg2+的量，A 选项错误；不断提高温 度，根细胞中需氧呼吸的酶的活性可能会受到抑制，影响需氧呼吸合成 ATP，进而影响根细胞吸收 H2PO4-的量可能减少，B 选项错误；若溶液缺氧，豌豆根细胞厌氧呼吸为酒精发酵，会产生乙醇和二 氧化碳，C 选项错误；细胞呼吸的电子传递链过程是[H]和氧气结合生成水，并产生大量 ATP 的过程， 可为吸收离子功能，D 选项正确。 13．（2019 浙江 4 月选考·27）生物利用的能源物质主要是糖类和油脂，油脂的氧原子含量较糖类中的少而 氢的含量多。可用一定时间内生物产生 CO2 的摩尔数与消耗 O2 的摩尔数的比值来大致推测细胞呼吸底 物的种类。下列叙述错误的是 A．将果蔬储藏于充满氮气的密闭容器中，上述比值低于 1 B．严重的糖尿病患者与其正常时相比，上述比值会降低 C．富含油脂的种子在萌发初期，上述比值低于 1 D．某动物以草为食，推测上述比值接近 1 【答案】A 【解析】果蔬中利用的能源物质为糖类，储藏于充满氮气的密闭容器中，产生 CO2 的摩尔数与消耗 O2 的摩尔数的比值应当等于 1，A 选项错误；严重的糖尿病患者利用的葡萄糖会减少，产生 CO2 的摩尔 数与消耗 O2 的摩尔数的比值相比正常时会降低，B 选项正确；富含油脂的种子在萌发初期主要利用油 脂为能源物质，故产生 CO2 的摩尔数与消耗 O2 的摩尔数的比值低于 1，C 选项正确；某动物以草为食， 则主要的能源物质为糖类，则产生 CO2 的摩尔数与消耗 O2 的摩尔数的比值接近 1，D 选项正确。故错 误的选项选择 A。 14．（2020 年全国统一高考生物试卷（新课标Ⅱ)·29）大豆蛋白在人体内经消化道中酶的作用后，可形成小 肽（短的肽链）。回答下列问题： （1）在大豆细胞中，以 mRNA 为模板合成蛋白质时，除 mRNA 外还需要其他种类的核酸分子参与，它们 是______________、______________。 （2）大豆细胞中大多数 mRNA 和 RNA 聚合酶从合成部位到执行功能部位需要经过核孔。就细胞核和细胞 质这两个部位来说，作为 mRNA 合成部位的是____________，作为 mRNA 执行功能部位的是 ______________；作为 RNA 聚合酶合成部位的是______________，作为 RNA 聚合酶执行功能部位的是 ______________。 （3）部分氨基酸的密码子如表所示。若来自大豆的某小肽对应的编码序列为 UACGAACAUUGG，则该小 肽的氨基酸序列是______________。若该小肽对应的 DNA 序列有 3 处碱基发生了替换，但小肽的氨基酸序 列不变，则此时编码小肽的 RNA 序列为______________。 氨基酸 密码子 色氨酸 UGG 谷氨酸 GAA GAG 酪氨酸 UAC UAU 组氨酸 CAU CAC 【答案】（1）rRNA tRNA （2）细胞核 细胞质 细胞质 细胞核 （3）酪氨酸-谷氨酸-组氨酸-色氨酸 UAUGAGCACUGG 【解析】 【分析】 翻译： 1、概念：游离在细胞质中的各种氨基酸，，以 mRNA 为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。 2、场所：核糖体。 3、条件：①模板：mRNA； ②原料：氨基酸； ③酶； ④能量；⑤tRNA 4、结果：形成具有一定氨基酸顺序的蛋白质。 【详解】 （1）翻译过程中除了需要 mRNA 外，还需要的核酸分子组成核糖体的 rRNA 和运输氨基酸的 tRNA。 （2）就细胞核和细胞质这两个部位来说，mRNA 是在细胞核内以 DNA 的一条链为模板合成的，合成后需 进入细胞质翻译出相应的蛋白质。RNA 聚合酶的化学本质是蛋白质，在细胞质中合成后，进入细胞核用于 合成 RNA。 （3）根据该小肽的编码序列和对应的部分密码子表可知，该小肽的氨基酸序列是：酪氨酸-谷氨酸-组氨酸- 色氨酸。由于谷氨酸、酪氨酸、组氨酸对应的密码子各有两种，故可知对应的 DNA 序列有 3 处碱基发生替 换后，氨基酸序列不变，则形成的编码序列为 UAUGAGCACUGG。 【点睛】 本题考查蛋白质合成的相关知识，要求考生能够识记蛋白质的合成过程以及密码子的相关知识，结合实例 准确答题。 15．（2020 年山东省高考生物试卷（新高考)·21）人工光合作用系统可利用太阳能合成糖类，相关装置及过 程如下图所示，其中甲、乙表示物质，模块 3 中的反应过程与叶绿体基质内糖类的合成过程相同。 （1）该系统中执行相当于叶绿体中光反应功能的模块是________________，模块 3 中的甲可与 CO2 结合， 甲为________________。 （2）若正常运转过程中气泵突然停转，则短时间内乙的含量将________________ （填：增加或减少）。若 气泵停转时间较长，模块 2 中的能量转换效率也会发生改变，原因是________________。 （3）在与植物光合作用固定的 CO2 量相等的情况下，该系统糖类的积累量________________ （填：高于、 低于或等于）植物，原因是________________。 （4）干旱条件下，很多植物光合作用速率降低，主要原因是________________。人工光合作用系统由于对 环境中水的依赖程度较低，在沙漠等缺水地区有广阔的应用前景。 【答案】（1）模块 1 和模块 2 五碳化合物（或：C5） （2）减少 模块 3 为模块 2 提供的 ADP、Pi 和 NADP+不足 （3）高于 人工光合作用系统没有呼吸作用消耗糖类(或：植物呼吸作用消耗糖类) （4）叶片气孔开放程度降低，CO2 的吸收量减少 【解析】 【分析】 1、光合作用中光反应和暗反应的比较： 比较项目 光反应 暗反应 场所 类囊体薄膜 叶绿体基质 条件 色素、光、酶、水、ADP、Pi 多种酶、CO2、ATP、[H] 反应产物 [H]、O2、ATP 有机物、ADP、Pi、NADP+、水 物质变化 水的光解：2H2O  光、色素 4[H]+O2 ATP 的生成：ADP+Pi+光能 酶 ATP CO2 的固定：CO2+C5 2C3 C3 的还原：2C3  HATP  、 、酶（CH2O）+C5 能量变化 光能→电能→ATP 中活跃的化学能 ATP 中活跃的化学能→糖类等有机物 中稳定的化学能 实质 光能转变为化学能，水光解产生 O2 和[H] 同化 CO2 形成（CH2O） 联系 ①光反应为暗反应提供[H]和 ATP； ②暗反应为光反应提供 ADP、Pi 和 NADP+； ③ 光反应与暗反应相互偶联，离开了彼此均会受阻，即无光反应，暗反应无 法进行。若无暗反应，有机物无法合成，同样光反应也会停止。 2、分析题图，模块 1 将光能转化为电能，模块 2 将电能转化为活跃的化学能，模块 3 将活跃的化学能转化 为糖类（稳定的化学能），结合光合作用的过程可知，模块 1 和模块 2 相当于光反应阶段，模块 3 相当于暗 反应阶段。在模块 3 中，CO2 和甲反应生成乙的过程相当于暗反应中 CO2 的固定，因此甲为 C5，乙为 C3。 【详解】 （1）叶绿体中光反应阶段是将光能转化成电能，再转化成 ATP 中活跃的化学能，题图中模块 1 将光能转 化为电能，模块 2 将电能转化为活跃的化学能，两个模块加起来相当于叶绿体中光反应的功能。在模块 3 中，CO2 和甲反应生成乙的过程相当于暗反应中 CO2 的固定，因此甲为五碳化合物（或 C5）。 （2）据分析可知乙为 C3，气泵突然停转，大气中 CO2 无法进入模块 3，相当于暗反应中 CO2 浓度降低， 短时间内 CO2 浓度降低，C3 的合成减少，而 C3 仍在正常还原，因此 C3 的量会减少。若气泵停转时间较长， 模块 3 中 CO2 的量严重不足，导致暗反应的产物 ADP、Pi 和 NADP+不足，无法正常供给光反应的需要， 因此模块 2 中的能量转换效率也会发生改变。（3）糖类的积累量=产生量-消耗量，在植物中光合作用产生 糖类，呼吸作用消耗糖类，而在人工光合作用系统中没有呼吸作用进行消耗，因此在与植物光合作用固定 的 CO2 量相等的情况下，该系统糖类的积累量要高于植物。（4）在干旱条件下，植物为了保住水分会将叶 片气孔开放程度降低，导致二氧化碳的吸收量减少，因此光合作用速率降低。 【点睛】本题主要考查了光合作用过程中光反应和暗反应之间的区别与联系，以及影响光合作用速率的因 素，需要考生识记相关内容，联系图中三个模块中能量和物质的变化，结合题干进行分析。 16．（2020 年江苏省高考生物试卷·27）大豆与根瘤菌是互利共生关系，下图所示为大豆叶片及根瘤中部分 物质的代谢、运输途径，请据图回答下列问题： （1）在叶绿体中，光合色素分布在__________上；在酶催化下直接参与 CO2 固定的化学物质是 H2O 和 __________。 （2）上图所示的代谢途径中，催化固定 CO2 形成 3-磷酸甘油酸（PGA）的酶在__________中，PGA 还原 成磷酸丙糖（TP）运出叶绿体后合成蔗糖，催化 TP 合成蔗糖的酶存在于__________。 （3）根瘤菌固氮产生的 NH3 可用于氨基酸的合成，氨基酸合成蛋白质时，通过脱水缩合形成__________ 键。 （4）CO2 和 N2 的固定都需要消耗大量 ATP。叶绿体中合成 ATP 的能量来自__________；根瘤中合成 ATP 的能量主要源于__________的分解。 （5）蔗糖是大多数植物长距离运输的主要有机物，与葡萄糖相比，以蔗糖作为运输物质的优点是 __________。 【答案】（1）类囊体（薄）膜 C5 （2）叶绿体基质 细胞质基质 （3）肽 （4）光能 糖类 （5）非还原糖较稳定 【解析】 【分析】 本题主要考查光合作用、蛋白质合成及 ATP 的有关知识。依据有关知识，结合题图可以顺利解决本题的问 题。 【详解】（1）在叶绿体中，光反应在类囊体薄膜上进行，色素吸收光能，光合色素分布在类囊体薄膜上； 暗反应在叶绿体基质中进行，在酶催化下从外界吸收的 CO2 和基质中的五碳化合物结合很快形成二分子三 碳化合物；（2）据图所示可知，CO2 进入叶绿体基质形成 PGA，推知催化该过程的酶位于叶绿体基质；然 后 PGA 被还原，形成 TP，TP 被运出叶绿体，在细胞质基质中 TP 合成为蔗糖，可推知催化该过程的酶存 在于细胞质基质中；（3）NH3 中含有 N 元素，可以组成氨基酸中的氨基，氨基酸的合成蛋白质时，通过脱 水缩合形成肽键；（4）光合作用的光反应中，叶绿体的色素吸收光能，将 ADP 和 Pi 合成为 ATP；根瘤菌 与植物共生，从植物根细胞中吸收有机物，主要利用糖类作原料进行细胞呼吸，释放能量，合成 ATP；（ 5) 葡萄糖是单糖，而蔗糖是二糖，以蔗糖作为运输物质，其溶液中溶质分子个数相对较少，渗透压相对稳定， 而且蔗糖为非还原糖，性质较稳定。 17．（2020 年全国统一高考生物试卷（新课标Ⅰ)·30）农业生产中的一些栽培措施可以影响作物的生理活动， 促进作物的生长发育，达到增加产量等目的。回答下列问题： （1）中耕是指作物生长期中，在植株之间去除杂草并进行松土的一项栽培措施，该栽培措施对作物的作用 有_____________________（答出 2 点即可）。 （2）农田施肥的同时，往往需要适当浇水，此时浇水的原因是_____________________（答出 1 点即可）。 （3）农业生产常采用间作（同一生长期内，在同一块农田上间隔种植两种作物）的方法提高农田的光能利 用率。现有 4 种作物，在正常条件下生长能达到的株高和光饱和点（光合速率达到最大时所需的光照强度） 见下表。从提高光能利用率的角度考虑，最适合进行间作的两种作物是___________________，选择这两种 作物的理由是___________________。 作物 A B C D 株高/cm 170 65 59 165 光饱和点/μmol·m-2·s -1 1 200 1 180 560 623 【答案】（1）减少杂草对水分、矿质元素和光的竞争；增加土壤氧气含量，促进根系的呼吸作用 （2）肥料中的矿质元素只有溶解在水中才能被作物根系吸收 （3）A 和 C 作物 A 光饱和点高且长得高，可以利用上层光照进行光合作用；作物 C 光饱和点低且长 得矮，与作物 A 间作后，能利用下层的弱光进行光合作用 【解析】 【分析】 1、中耕松土是指对土壤进行浅层翻倒、疏松表层土壤。中耕的作用有：疏松表土、增加土壤通气性、提高 地温，促进好气微生物的活动和养分有效化、去除杂草、促使根系伸展、调节土壤水分状况。 2、矿质元素只有溶解在水中，以离子形式存在，才能被植物的根系选择吸收。 【详解】 （1）中耕松土过程中去除了杂草，减少了杂草和农作物之间的竞争；疏松土壤可以增加土壤的含氧量，有 利于根细胞的有氧呼吸，促进矿质元素的吸收，从而达到增产的目的。 （2）农田施肥时，肥料中的矿质元素只有溶解在水中，以离子形式存在，才能被作物根系吸收。 （3）分析表中数据可知，作物 A、D 的株高较高，B、C 的株高较低，作物 A、B 的光饱和点较高，适宜 在较强光照下生长，C、D 的光饱和点较低，适宜在弱光下生长，综合上述特点，应选取作物 A 和 C 进行 间作，作物 A 可利用上层光照进行光合作用，作物 C 能利用下层的弱光进行光合作用，从而提高光能利用 率。 【点睛】 本题结合具体实例考查光合作用和呼吸作用的相关内容，掌握光合作用和呼吸作用的原理、影响因素及在 生产中的应用是解题的关键。 18．（2020 年全国统一高考生物试卷（新课标Ⅲ)·29）照表中内容，围绕真核细胞中 ATP 的合成来完成下 表。 反应部位 （1）__________ 叶绿体的类囊体膜 线粒体 反应物 葡萄糖 丙酮酸等 反应名称 （2）__________ 光合作用的光反应 有氧呼吸的部分过程 合成 ATP 的能量来源 化学能 （3）__________ 化学能 终产物（除 ATP 外） 乙醇、CO2 （4）__________ （5）__________ 【答案】（1）细胞质基质 （2）无氧呼吸 （3）光能 （4）O2、NADPH （5）H2O、CO2 【解析】 【分析】 1、无氧呼吸：场所：细胞质基质；反应式 C6H12O6 酶  2C2H5OH（酒精）+2CO2+能量 2、有氧呼吸三个阶段的反应： 第一阶段：反应场所：细胞质基质；反应式 C6H12O6 2C3H4O3(丙酮酸)+4[H]+少量能量 第二阶段：反应场所：线粒体基质；反应式：2C3H4O3(丙酮酸)+6H2O 20[H]+6CO2+少量能量 第三阶段：反应场所：线粒体内膜；反应式：24[H]+6O2 12H2O+大量能量(34ATP) 3、光反应和暗反应比较： 比较项目 光反应 暗反应 场所 基粒类囊体膜上 叶绿体的基质 条件 色素、光、酶、水、ADP、Pi 多种酶、CO2、ATP、[H] 反应产物 [H]、O2、ATP 有机物、ADP、Pi、水 物质变化 水的光解：2H2O  光、色素 4[H]+O2 ATP 的生成：ADP+Pi ATP CO2 的固定：CO2+C5 2C3 C3 的还原：2C3  HATP  、 、酶 （CH2O） +C5+H2O 能量变化 光能→电能→ATP 中活跃的化学能 ATP 中活跃的化学能→糖类等有机物 中稳定的化学能 实质 光能转变为化学能，水光解产生 O2 和[H] 同化 CO2 形成（CH2O） 联系 ①光反应为暗反应提供[H]（以 NADPH 形式存在）和 ATP； ②暗反应产生的 ADP 和 Pi 为光反应合成 ATP 提供原料； ③没有光反应，暗反应无法进行，没有暗反应，有机物无法合成 【详解】 （1）由反应产物乙醇、CO2 可知，该反应为无氧呼吸，反应场所为细胞质基质。 （2）由反应产物乙醇、CO2 可知，该反应为无氧呼吸。 （3）由分析可知，光合作用的光反应中光能转化成活跃的化学能，储存在 ATP 中。 （4）由分析可知，光合作用的光反应的产物为 O2 和 NADPH。 （5）由分析可知，线粒体内进行有氧呼吸的第二阶段产物为 CO2，第三阶段产物为 H2O。 【点睛】 本题通过 ATP 的合成过程中能量的来源，考查有氧呼吸、无氧呼吸以及光合作用的场所、反应物、产物和 能量转化的知识，考查内容较基础。 19．（2020 年江苏省高考生物试卷·30）研究发现，线粒体内的部分代谢产物可参与调控核内基因的表达， 进而调控细胞的功能。下图为 T 细胞中发生上述情况的示意图，请据图回答下列问题： （1）丙酮酸进入线粒体后先经氧化脱羧形成乙酰辅酶 A，再彻底分解成__________和[H]。[H]经一系列复 杂反应与__________结合，产生水和大量的能量，同时产生自由基。 （2）线粒体中产生的乙酰辅酶 A 可以进入细胞核，使染色质中与__________结合的蛋白质乙酰化，激活 干扰素基因的转录。 （3）线粒体内产生的自由基穿过线粒体膜到__________中，激活 NFAT 等调控转录的蛋白质分子，激活的 NFAT 可穿过__________进入细胞核，促进白细胞介素基因的转录。转录后形成的__________分子与核糖 体结合，经__________过程合成白细胞介素。 （4）T 细胞内乙酰辅酶 A 和自由基调控核内基因的表达，其意义是__________。 【答案】（1）CO2 O2 （2）DNA （3）细胞质基质 核孔 mRNA 翻译 （4）提高机体的免疫能力 【解析】 【分析】 有氧呼吸的第一阶段的葡萄糖酵解产生丙酮酸和[H]，同时释放少量能量，发生在细胞质基质中；第二阶段 是丙酮酸与水反应产生二氧化碳和[H]，同时释放少量能量，发生在线粒体基质中；第三阶段是[H]与氧气 生成水，释放大量能量的过程，发生在线粒体内膜上。据图分析可知，乙酰辅酶 A 进入三羧酸循环后，代 谢产生[H]，[H]参与有氧呼吸第三阶段，与 O2 结合形成 H2O，同时产生了大量自由基，自由基激活 NFAT 等分子，进入细胞核的 NFAT 和乙酰辅酶 A 在乙酰化酶催化下发生乙酰化反应，参与调控核内基因的表达， 进而调控合成干扰素、白细胞介素等。 【详解】 （1）根据题意，丙酮酸进入线粒体后先经氧化脱羧形成乙酰辅酶 A，再彻底分解产生 CO2 和[H]，[H]参与 有氧呼吸第三阶段，与 O2 结合，形成 H2O。 （2）据图可知，乙酰辅酶 A 进入细胞核中，在乙酰化酶催化下发生乙酰化反应，根据题意，该过程是乙 酰辅酶 A 使染色质中与 DNA 结合的蛋白质发生乙酰化反应，进而激活了相关基因的转录。 （3）据图可知，线粒体内产生的自由基穿过线粒体膜到达细胞质基质中，激活了 NFAT 等蛋白质分子，激 活的 NFATNFAT 等蛋白质分子要穿过核孔才能进入细胞核，促进白细胞介素基因的转录。相关基因转录形 成 mRNA，mRNA 与核糖体结合后，经翻译产生白细胞介素。 （4）据图可知，T 细胞内乙酰辅酶 A 和自由基可调控核内基因的表达，合成干扰素、白细胞介素等，其对 提高机体的免疫能力具有重要意义。 【点睛】 本题结合图解，综合考察了有氧呼吸过程、基因的表达、物质的运输等内容，要求考生能结合所学内 容，正确分析题图，并能在新的情景中正确运用所学知识，意在考查考生获取信息并利用信息分析问 题的能力。