课时作业(16) 光合作用和细胞呼吸的综合分析(素养提升课)（Word练习）-【优化指导】2025年高考生物一轮复习高中总复习·第1轮（人教不定项版）

课时作业(16)　光合作用和细胞呼吸的综合分析(素养提升课) 一、选择题 1．(2024·辽宁沈阳一模)下图表示菠菜叶肉细胞光合作用与细胞呼吸过程中碳元素和氢元素的转移途径，其中①～⑥代表有关生理过程。下列叙述错误的是(　　) A．过程①②③不在生物膜上进行 B．参与过程②③⑤的酶的种类不同 C．过程②③④⑤都有ATP产生 D．过程③产生的[H]全部来自丙酮酸 D　解析：过程①为光合作用暗反应过程中C3的还原，发生在叶绿体基质中；过程②为有氧呼吸第一阶段，发生在细胞质基质中；过程③为有氧呼吸第二阶段，发生在线粒体基质中，均不在生物膜上进行，A正确。参与过程②③的酶为呼吸酶，过程⑤为光合作用光反应阶段，参与该过程的酶为光合酶，故参与过程②③⑤的酶的种类不相同，B正确。过程②③④为有氧呼吸的三个阶段，均有ATP产生，过程⑤为光反应阶段，有ATP产生，C正确。过程③(有氧呼吸第二阶段)是丙酮酸和H2O反应产生CO2和[H]，释放少量能量，产生的[H]部分来自丙酮酸，部分来自H2O，D错误。 2．(2024·陕西西安校考)某生物兴趣小组以密闭温室中的玉米为实验材料，研究不同条件下的光合速率和呼吸速率，绘制了甲、乙两图。据图分析下列叙述错误的是(　　) A．两图中a点对应的光合速率均等于呼吸速率 B．图甲中的c点对应的温度是玉米生长的最适温度 C．图乙一天当中，b点时有机物积累量最多 D．图乙条件下，经过一昼夜玉米体内有机物会增多 A　解析：图甲中，两曲线的交点a对应的是净光合速率与呼吸速率相等时的温度，图乙中a、b两点对应的光合速率均等于呼吸速率，A错误；由图甲可知，c点净光合速率最大，有机物积累最多，图甲中的c点对应的温度是玉米生长的最适温度，B正确；b点时，光合速率等于呼吸速率，b点后，光合速率小于呼吸速率，有机物减少，所以b点时，该植物体内一天中积累有机物最多，C正确；由图乙可知，一昼夜密闭温室中的CO2含量减少，所以一昼夜后玉米体内有机物的含量增加，D正确。 3．科学家通过实验观察到，正在进行光合作用的叶片突然停止光照后，短时间内会释放出大量的CO2，这一现象被称为“CO2的猝发”。下图为适宜条件下某植物叶片遮光前 CO2吸收速率和遮光后 CO2释放速率随时间变化的曲线，图中 CO2吸收或释放速率是指单位面积叶片在单位时间内吸收或释放 CO2 的量(单位：μmol·m－2·s－1)。下列说法错误的是(　　) A．突然遮光，短时间内叶绿体中 C3的含量会上升 B．光照条件下该植物产生 CO2的途径不只有细胞呼吸 C．若降低光照强度，则图形A的面积变小 D．该植物在光照条件下叶绿体固定 CO2 的速率为 10 μmol·m－2·s－1 D　解析：突然遮光，光反应产物ATP和NADPH减少，C3的还原减弱，短时间内CO2固定速率不变，C3的含量会上升，A正确；停止光照后，光反应立即停止，短时间内会释放出大量的CO2，这一现象被称为“CO2的猝发”，并且超过了黑暗条件下的呼吸作用，说明光照条件下该植物产生CO2的途径不只有细胞呼吸，B正确；若降低光照强度，光合作用降低，图形A面积会变小，C正确；计算该植物在光照条件下叶绿体固定CO2的速率时，应该用吸收CO2的速率加上释放CO2的速率，所以该植物在光照条件下叶绿体固定CO2的速率为7＋3＝10 μmol·m－2·s－1，但若遮光(完全黑暗)后，再立即给予光照，由于“CO2的猝发”，CO2的释放速率为5，则该植物在光照条件下叶绿体固定CO2的速率为7＋5＝12 μmol·m－2·s－1，D错误。 4．(2024·北京顺义一模)从葡萄试管苗上分别剪取带有上位叶、中位叶和下位叶的茎段，转接到培养瓶中，在不同温度条件下培养4 h，测定不同叶位叶片的CO2吸收速率，结果如下图。由图不能得出的结论是(　　) A．随温度升高不同叶位叶片的CO2吸收速率先升后降 B．35 ℃时中位叶和下位叶的真正(总)光合速率相等 C．不同叶位的叶片在上述温度下均能积累有机物 D．上位叶对高温的耐受力较中、下位叶片差 B　解析：由图可知，15～25 ℃随着温度升高，不同叶位叶片的CO2吸收速率升高，25～35 ℃随着温度升高，不同叶位叶片的CO2吸收速率下降，A正确；图中只能看出不同叶位叶片的CO2吸收速率，不知道不同叶位叶片的呼吸速率，无法计算总光合速率，B错误；由图分析可知，不同叶位的叶片在上述温度下CO2吸收速率始终大于零，说明净光合作用大于零，有机物积累，C正确；由图分析可知，中、下位叶在高温下，CO2吸收速率下降小于上位叶，故上位叶对高温的耐受力较中、下位叶片差，D正确。 5．某同学欲测定植物叶片叶绿体的光合速率，做如下图所示实验：在叶柄基部做环剥处理(仅限制叶片有机物的输入和输出)，于不同时间分别在同一叶片上陆续取下面积为1 cm2的叶圆片烘干后称其重量，M处的实验条件是下午4时后将整个实验装置遮光3小时，则测得叶片叶绿体的光合速率是(单位：g·cm－2·h－1，不考虑取叶圆片后对叶片生理活动的影响和温度微小变化对叶片生理活动的影响)(　　) A．(3y－2z－x)/6 B．(3y－2z－x)/3 C．(2y－x－z)/6 D．(2y－x－z)/3 A　解析：分析题意可知，上午10时到下午4时之间的6个小时，植物既进行光合作用，也进行呼吸作用，因此其重量变化表示的是净光合作用量，则净光合速率＝净光合作用量/6＝(y－x)/6；而M处的实验条件是下午4时后将整个实验装置遮光3小时，此时叶片只进行呼吸作用，因此可以计算出呼吸速率＝(y－z)/3；因此总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率＝(y－x)/6＋(y－z)/3＝(3y－2z－x)/6。 6．（不定项）某森林中三种主要乔木对光照的需求如下表。在适宜温度和大气CO2浓度条件下，下列分析正确的是(　　) 物种指标 马尾松 石栎 青冈 光补偿点(Lux) 140 37 22 光饱和点(Lux) 1 425 976 924 A.光强为1 000 Lux时，马尾松幼苗叶肉细胞产生的O2均用于呼吸作用 B．光强小于976 Lux时，限制石栎光合速率的主要环境因素是光照强度 C．流入该生态系统的总能量即森林中生产者积累有机物的能量总和 D．马尾松与青冈进行套种或间作能充分利用光照等环境资源 BD　解析：由表中数据可知，光强为1 000 Lux时大于马尾松的光补偿点，此时光合速率大于呼吸速率，马尾松产生的氧气除用于呼吸作用外，还释放到空气中，A错误；光强小于976 Lux时，石栎未达到光饱和点，限制光合速率的主要环境因素仍是光照强度，B正确；流入该生态系统的总能量即森林中生产者固定有机物的能量总和，C错误；马尾松是阳生植物，而青冈是阴生植物，两者进行套种或间作都能充分利用光照等环境资源，提高光能利用率，D正确。 二、非选择题 7．(2024·陕西渭南校考)甲、乙两种植物整个植株净光合速率随光照强度的变化趋势如图1，图2为不同生理状态下叶肉细胞内线粒体和叶绿体间CO2气体交换情况。回答下列问题： (1)高等植物光合作用中能捕获光能的物质分布在叶绿体______________上。光合作用中产生的ATP移动方向是_________________________________，暗反应阶段能量变化为______________________________________。写出有氧呼吸总反应式：__________________ ________________________。 (2)净光合速率是指真正光合速率与呼吸速率之差，植物叶肉细胞中叶绿体吸收CO2或释放O2的速率可表示________________(填“净光合速率”“真正光合速率”或“呼吸速率”)。图2中________(填图中序号)图可表示图1中光照强度为A时甲、乙两植物叶肉细胞内CO2的关系。 (3)适当提高乙植物生长环境中CO2的浓度，则A点应向________(填“左”或“右”)移动，则C点应向________(填“左”或“右”)移动，光照强度为D时，甲植物叶肉细胞中产生ATP的细胞器有____________________。 答案：(1)类囊体薄膜　从叶绿体的类囊体薄膜到叶绿体基质　活跃的化学能转变为有机物中稳定的化学能　C6H12O6＋6O2＋6H2O6CO2＋12H2O＋能量 (2)真正光合速率　④ (3)左　右　线粒体和叶绿体 解析：(1)高等植物光合作用中捕获光能的物质分布在叶绿体的类囊体薄膜上。光合作用的光反应中产生的ATP，在暗反应中被利用，故光合作用中产生的ATP移动方向是从叶绿体类囊体薄膜到叶绿体基质。暗反应阶段能量变化为活跃的化学能转变为有机物中稳定的化学能。有氧呼吸的反应式是C6H12O6＋6O2＋6H2O6CO2＋12H2O＋能量。(2)植物叶肉细胞中叶绿体吸收CO2或释放O2的速率可表示真正光合速率。图1中的A点表示植物的光合作用强度＝呼吸作用强度，则叶肉细胞的光合作用强度大于呼吸作用强度；故图2中④图可表示图1中光照强度为A时甲、乙两植物叶肉细胞内CO2的关系。(3)若环境中CO2浓度升高，光合作用强度增强，呼吸作用强度不变，A点应向左移动才能和呼吸作用强度相等。C点是乙植物的饱和点，C点应向右移。D点为甲植物的光饱和点，植物既进行呼吸作用，也进行光合作用，故光照强度为D时，甲植物叶肉细胞中产生ATP的细胞器有线粒体和叶绿体。 8．研究人员以植物甲(阳生植物)和乙(阴生植物)为材料进行实验，结果如图1和图2所示。请回答下列问题： (1)图1中，A点时，植物甲在有关酶的催化作用下，C3接受光反应提供的能量并且被NADPH还原后，形成______________。由A点对应的光照强度升高到B点对应的光照强度，并在此光照强度下光合速率达到稳定的过程中，植物乙光合作用中C3的相对含量变化是________________________________。 (2)植物的光补偿点是植物光合CO2吸收量与植物呼吸CO2释放量相等时对应的光照强度。由图1和图2可知，光补偿点的大小可能因__________________________的不同而有差异。与阳生植物相比较，阴生植物呼吸速率低，很弱的光合作用就可以使植物光合CO2吸收量与植物呼吸CO2释放量相等，从而可以在____________的环境中存活下来。 (3)图2中，为验证在92 μmol·m－2·s－1光强下生长的植物甲光补偿点降低是由环境因素引起的，而非遗传物质的改变造成的，需在此基础上进一步实验，请写出实验思路：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 答案：(1)(CH2O)和C5　先下降后上升最后趋于相对稳定 (2)植物种类和生长环境　光照不足　(3)收获在92 μmol·m－2·s－1光强下生长的植物甲的种子种植，使其在920 μmol·m－2·s－1光强下生长，一段时间后，在与图2实验条件完全相同的条件下(重复上述实验)，测其光补偿点 解析：(1)图1中，A点植物甲可以进行光合作用，在光反应产生的ATP和NADPH的作用下，在相关酶的催化作用下，C3被还原生成C5和(CH2O)；由A点对应的光照强度升高到B点对应的光照强度，即光照强度增加，会导致光反应产生的ATP和NADPH增加，短时间内C3的还原增加，因此在此光照强度下光合速率达到稳定的过程中，植物乙光合作用中C3的相对含量变化是先下降后上升最后趋于相对稳定。(2)分析图1和图2可知，光补偿点的大小可能因植物种类和生长环境的不同而有差异。根据图1分析，阴生植物的呼吸速率较阳生植物低，且很弱的光合作用就可以使植物光合CO2吸收量与植物呼吸CO2释放量相等，即弱光下就达到了光补偿点，这样可以使其在光照不足的环境中生存下来。(3)实验的目的是验证在92 μmol·m－2·s－1光强下生长的植物甲光补偿点降低是由环境因素引起的，而非遗传物质的改变造成的，根据实验的单一变量原则和对照原则分析，具体实验思路为收获在92 μmol·m－2·s－1光强下生长的植物甲的种子种植，使其在920 μmol·m－2·s－1光强下生长，一段时间后，在与图2实验条件完全相同的条件下(重复上述实验)，测其光补偿点。 学科网（北京）股份有限公司 $$