专题06 细胞呼吸和光合作用的综合-2025年高考生物一轮复习热点专题精练（北京专用）

专题06 细胞呼吸和光合作用的综合 一、单选题 1．（2024·北京·模拟预测）为了给引种栽培提供理论依据，研究者测量了常绿乔木深山含笑在不同季节的净光合速率（Pn）的日变化（见下图）。下列相关叙述，不正确的是（    ） A．可以用CO2的吸收速率作为Pn的检测指标，其值越大表明植物生长越快 B．左图夏季的Pn日变化为双峰曲线，是因为雨水充沛和中午光强过大 C．据图分析，推测夏季Pn最高的原因之一是夏季光照强度最高 D．秋冬光合有效辐射减弱，可以适当修剪枝叶以减少物质能量消耗 【答案】B 【分析】光合速率，也被称为光合强度，是光合作用强弱的一种表示法。它可以用单位时间、单位叶面积所吸收的二氧化碳或释放的氧气量来表示，也可以用单位时间、单位叶面积上干物质的积累量来表示。净光合速率与呼吸速率的数值之和是总光合速率。 【详解】A、可以用CO2的吸收速率代表净光合速率的数值，其值越大表明净光合速率越大，积累量越多，植物生长越快，A正确； B、左图夏季的Pn日变化为双峰曲线，是因为雨水充沛和中午光强过大，温度适宜等诸多环境因素影响，B错误； C、据图分析，推测夏季Pn最高的原因之一是夏季光照强度最高，光照强度不是唯一因素，例如还有温度等影响因素，C正确； D、秋冬光合有效辐射减弱，可以适当修剪枝叶以减弱呼吸作用，减少物质能量消耗，D正确。 故选B。 2．（2024·北京丰台·二模）绿叶海天牛是一种软体动物，大量捕食滨海无隔藻（红藻）后，将藻类的叶绿体贮存并加以利用，余生无需进食。下列叙述错误的是（　　） A．两种生物都以DNA为遗传物质 B．两种生物的细胞边界都是细胞膜 C．两种生物之间的关系是互利共生 D．不含叶绿体的绿叶海天牛可合成ATP 【答案】C 【分析】细胞生物的遗传物质均为DNA，细胞的边界均为细胞膜。 【详解】A、两种生物均为细胞生物，均以DNA为遗传物质，A正确； B、细胞边界都是细胞膜，B正确； C、两种生物之间的关系是捕食关系，C错误； D、不含叶绿体的绿叶海天牛可通过呼吸作用合成ATP，D正确。 故选C。 3．（2024·北京海淀·二模）环境适宜的条件下，研究人员测定某植物在不同温度下的净光合速率、气孔开放程度及胞间CO2浓度，结果如下图。下列叙述不正确的是（　　） A．胞间CO2进入叶肉细胞叶绿体基质被光合作用暗反应利用 B．5℃时，胞间CO2浓度较高的原因可能是光合作用相关酶的活性较低 C．叶温在30℃~40℃时，净光合速率下降主要是叶片气孔关闭所致 D．30℃下单位时间内有机物的积累量最大 【答案】C 【分析】光合作用，通常是指绿色植物（包括藻类）吸收光能，把二氧化碳和水合成有机物，同时释放氧气的过程。光合作用分为光反应阶段和暗反应阶段。呼吸作用一般指机体将来自环境的或细胞自己储存的有机营养物的分子（如糖类、脂类、蛋白质等），通过一步步反应降解成较小的、简单的终产物（如二氧化碳、乳酸、乙醇等）的过程。光合与呼吸的差值可用净光合速率来表示，具体指标可以是氧气释放量、二氧化碳吸收量、有机物积累量等。 【详解】A、胞间CO2进入叶肉细胞叶绿体基质被光合作用暗反应利用，被C5固定为C3，A正确； B、5℃时，可能由于光合作用相关酶的活性较低，导致光合速率下降，胞间CO2浓度较高，B正确； C、叶温在30℃~40℃时，气孔开放程度上升，胞间CO2上升，即CO2充足，不是净光合速率下降的主要原因，可能是由于高温导致酶部分失活，C错误； D、30℃下净光合速率最大，单位时间内有机物的积累量最大，D正确。 故选C。 4．（2024·北京通州·模拟预测）荔枝叶片发育过程中，净光合速率及相关指标的变化见下表。下列叙述错误的是（    ） 叶片 发育时期 相对叶面积（%） 总叶绿素 含量（mg/g·fw） 净光合速 率（μmolCO2/m2·s） a 新叶展开前 19 — -2.8 b 新叶展开中 87 1.1 1.6 c 新叶展开完成 100 2.9 2.7 d 新叶已成熟 100 11.1 5.8 注“—”表示未测数据 A．a组置于光温恒定密闭容器中会进行无氧呼吸 B．b组净光合速率低的原因可能是叶绿素含量低 C．d组的叶肉细胞叶绿体中类囊体数量少于c组 D．叶面积逐渐增大是细胞分裂和细胞生长的结果 【答案】C 【分析】1、温度对光合作用的影响：在最适温度下酶的活性最强，光合作用强度最大，当温度低于最适温度，光合作用强度随温度的增加而加强，当温度高于最适温度，光合作用强度随温度的增加而减弱。2、二氧化碳浓度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强．当二氧化碳浓度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。3、光照强度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随光照强度的增加而增强。当光照强度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。 【详解】A、表中信息表示，新叶展开前，叶片净光合速率为-2.8μmolCO2/m2．s，没有叶绿素，即植物只进行呼吸作用，由于是密闭的容器，导致容器内氧气越来越少而进行无氧呼吸，产生酒精，A正确； B、表中信息表示，叶绿素含量低，光能吸收减少，导致光合速率较低，B正确； C、叶绿素分布在叶绿体中的类囊体薄膜上，从表格中可推知，与c比较，d组中总叶绿素含量明显增多，因此与c比较，d组叶肉细胞的叶绿体中的类囊体增加，C错误； D、叶面积逐渐增大涉及到细胞数量和细胞种类增加，是细胞分裂和细胞生长的结果，D正确。 故选C。 5．（2024·北京朝阳·一模）科研人员将某种滨藜分为两组，A组置于昼夜温度为23℃/18℃的环境中，该温度与其原生长区温度一致，B组置于昼夜温度为43℃/30℃的环境中。生长一段时间后，测定两组滨藜在不同温度下的光合速率，结果如图。相关叙述不合理的是（　　） A．图中数据显示相同温度条件下A组滨藜的有机物积累速率均高于B组 B．温度过高会通过提高酶的活性和气孔开放程度等机制使光合速率下降 C．B组滨藜的最适温度高于A组说明滨藜对高温环境有一定的适应能力 D．推测将原生长区的滨藜引种到炎热地区后可能会出现生长缓慢等现象 【答案】B 【分析】1、净光合速率是植物绿色组织在光照条件下测得的值，单位时间内一定量叶面积CO2的吸收量或O2的释放量。净光合速率可用单位时间内O2的释放量、有机物的积累量、CO2的吸收量来表示。 2、真正（总）光合速率=净光合速率+呼吸速率。 【详解】A、图中数据显示相同温度条件下A组滨藜的有机物积累速率（图像中纵坐标为CO2吸收速率，繁反应的是净光合速率，也可用有机物积累速率表示）均高于B组，A正确； B、温度过高会通过降低酶的活性和气孔开放程度等机制使光合速率下降，B错误； C、从图中曲线可知B组滨藜的最适温度高于A组，而A组置于昼夜温度为23℃/18℃的环境中，该温度与其原生长区温度一致，B组置于昼夜温度为43℃/30℃的环境中，故说明滨藜对高温环境有一定的适应能力，C正确； D、B组滨藜处理温度高于A组，其净光合速率低于A组，推测将原生长区的滨藜引种到炎热地区后可能会出现生长缓慢等现象，D正确。 故选B。 6．（2024·北京东城·一模）研究人员在适宜光强和黑暗条件下分别测定发菜放氧和耗氧速率随温度的变化，绘制曲线如图所示。下列叙述错误的是（　　） A．发菜生长的最适温度是25℃左右 B．30℃时净光合速率是150μmol/（mg·h） C．35℃时光合作用速率等于呼吸作用速率 D．在放氧和耗氧的过程中都有ATP的产生 【答案】C 【分析】题图分析：在适宜光强下发菜放氧速率表示在不同温度下的净光合速率，黑暗条件下耗氧速率表示在不同温度下的呼吸速率。 【详解】A、发菜的生长状况取决于净光合速率，根据图示信息，发菜在25℃左右放氧速率最大，即发菜生长的最适温度是25℃左右，A正确； B、30℃时发菜的放氧速率是150μmol/（mg·h），放氧速率表示净光合速率，所以30℃时净光合速率是150μmol/（mg·h），B正确； C、35℃时两曲线相交，由于放氧速率表示净光合速率，耗氧速率表示呼吸速率，所以该温度下净光合作用速率等于呼吸作用速率，C错误； D、放氧速率表示净光合速率，耗氧速率表示呼吸速率，细胞呼吸和光合作用过程均有ATP的产生，D正确。 故选C。 7．（2024·北京西城·一模）图a为三角叶滨藜和野姜的光合作用光响应曲线，图b为长期在一定光强下生长的两株三角叶滨藜的光合作用光响应曲线，相关说法错误的是（    ） A．相同光强三角叶滨藜净光合速率大于野姜 B．野姜能够在较低光强达到其最大光合速率 C．PAR>800时增加CO2可能会提高野姜光合速率 D．图b表明叶片的光合作用特性与其生长条件有关 【答案】A 【分析】分析图a可知自变量为光合有效辐射和植物种类，因变量净光合速率；分析图b可知自变量为光合有效辐射和对三角叶滨藜的处理方式，因变量净光合速率。 【详解】A、分析图a可知，当光照强度较弱时，相同光强三角叶滨藜净光合速率小于野姜，A错误； B、分析图a可知，当PAR>800时野姜净光合速率不再变化，而三角叶滨藜依然在上升，因此野姜能够在较低光强达到其最大光合速率，B正确； C、当PAR>800时野姜净光合速率不再变化，此时光照强度不再是限定因素，增加CO2可能会提高野姜光合速率，C正确； D、分析图a可知光下生长的三角叶滨藜光饱和点更大，因此表明叶片的光合作用特性与其生长条件有关，D正确。 故选A。 8．（23-24高三上·北京大兴·期末）为引种濒危植物香木莲，研究人员检测了光照强度对其净光合速率的影响，下列说法正确的是（　　） A．香木莲叶肉细胞质基质中含有多种与暗反应有关的酶 B．光照强度为100μmol·m-2·s-1时，大苗和幼苗光合速率相等 C．光照强度为600μmol·m-2·s-1时，大苗和幼苗产生ATP的场所不同 D．大苗栽培时可选择向阳处，引种幼苗时遮荫处理可以提高存活率 【答案】D 【分析】叶肉细胞中能够产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体；分析曲线可知，在相同光照下，幼苗的净光合速率可能不等于成年苗的净光合速率。 【详解】A、香木莲叶肉细胞光合作用的暗反应阶段发生在叶绿体基质中，因此与暗反应相关的酶存在与叶绿体基质中，而不在细胞质基质中，A错误； B、由图可知，光照强度为100μmol·m-2·s-1时，大苗和幼苗净光合速率相等，但是其（总）光合速率不相等，B错误； C、光照强度为600μmol·m-2·s-1时，大苗和幼苗叶肉细胞进行光合作用和呼吸作用，故产生ATP的场所都有细胞质基质、线粒体、叶绿体，C错误； D、由图可知，在光照强度大时大苗的净光合速率较高，因此栽培时可选择向阳处；而光照强度较强时，幼苗的净光合速率受到抑制，因此引种幼苗时遮荫处理可以提高存活率，D正确。 故选D。 9．（23-24高三上·北京朝阳·期中）研究者检测拟南芥叶片在光-暗转换条件下（CO2吸收量的变化，每2s记录一个实验数据并以点的形式呈现在下图中。相关叙述正确的是（　　） A．拟南芥在光照时只进行光合作用，在黑暗时只进行呼吸作用 B．200s内拟南芥的光合速率在0.2-0.6μmol•m-2•s-1范围 C．在300s时拟南芥的呼吸速率可达到2.2μmol•m-2•s-1 D．转入黑暗条件下100s后，拟南芥CO2释放量逐渐增加 【答案】C 【分析】植物的二氧化碳吸收量是净光合量，总光合作用量是净光合量＋呼吸量。 【详解】A、植物在光照时同时进行光合作用和呼吸作用，A错误； B、据图分析，拟南芥叶片在照光条件下进行光合作用，CO2吸收量在0.2～0.6μmol•m-2•s-1范围内，在300s时拟南芥只进行呼吸作用，所以CO2释放量达到2.2μmol•m-2•s-1，真正的光合作用速率=净光合作用速率+呼吸作用速率=（0.2～0.6）+2.2=2.4～2.8μmolCO2•m-2•s-1，B错误； C、在300s时时黑暗状态，拟南芥只进行呼吸作用，所以CO2释放量达到2.2μmol•m-2•s-1，C正确； D、图示为CO2的吸收量，吸收量是负数，也说明转入黑暗条件下100s后，拟南芥CO2释放量逐渐降低，说明呼吸速度在降低，D错误。 故选C。 10．（23-24高三上·北京·开学考试）科研人员测定了不同CO2浓度对南方红豆杉净光合速率和气孔导度（气孔开放程度）的影响，结果如下图。下列叙述不正确的是（    ） A．单位面积叶片在单位时间内的CO2吸收量可表示净光合速率 B．低浓度CO2时，气孔导度较大有利于叶片吸收CO2 C．CO2浓度达到1300×10-6时，限制光合速率的因素可能是光照强度 D．进一步提高CO2浓度，净光合速率会继续增强 【答案】D 【分析】光合作用的过程：光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体膜上）：水的光解产生NADPH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NADPH的作用下还原生成糖类等有机物和再生C5。温度通过影响酶的活性来影响光合作用强度。 【详解】A、单位面积叶片在单位时间内的CO2吸收量或氧气释放量可表示净光合速率，A正确； B、由图可知，低浓度CO2时，叶片气孔导度较大，气孔导度越大，叶片从外界吸收的CO2越多，所以低浓度CO2时，气孔导度较大有利于叶片吸收CO2，B正确； CD、CO2浓度达到1300×10-6时，气孔导度较小，此时净光合速率不再增加，净光合速率不再随着CO2浓度的增大而增强，限制光合速率的因素可能是光照强度，C正确，D错误。 故选D。 11．（2023·北京·高考真题）在两种光照强度下，不同温度对某植物CO2吸收速率的影响如图。对此图理解错误的是（　　）      A．在低光强下，CO2吸收速率随叶温升高而下降的原因是呼吸速率上升 B．在高光强下，M点左侧CO2吸收速率升高与光合酶活性增强相关 C．在图中两个CP点处，植物均不能进行光合作用 D．图中M点处光合速率与呼吸速率的差值最大 【答案】C 【分析】本实验的自变量为光照强度和温度，因变量为CO2吸收速率。 【详解】A、CO2吸收速率代表净光合速率，低光强下，CO2吸收速率随叶温升高而下降的原因是呼吸速率上升，需要从外界吸收的CO2减少，A正确； B、在高光强下，M点左侧CO2吸收速率升高主要原因是光合酶的活性增强，B正确； C、CP点代表呼吸速率等于光合速率，植物可以进行光合作用，C错误； D、图中M点处CO2吸收速率最大，即净光合速率最大，也就是光合速率与呼吸速率的差值最大，D正确。 故选C。 12．（2023·北京·二模）科研人员研究不同光照条件对柑橘生长的影响，部分检测结果见下表。据此无法推断的是（    ） 光照强度 叶色 平均叶面积（cm2） 净光合速率（μmolCO2·m-2·s-2） 强 浅绿 13.6 4.33 中 绿 20.3 4.17 弱 深绿 28.4 3.87 A．三种光照条件下柑橘叶片均能将光能转化为NADPH和ATP中的化学能 B．与强光条件相比，弱光下柑橘叶片叶绿素含量虽高但CO2吸收速率较低 C．随光照强度减弱，平均叶面积增大可体现出柑橘对不同光照条件的适应 D．光照强度增强主要提高了柑橘叶片的真光合速率并降低了呼吸速率 【答案】D 【分析】光合作用包括光反应和暗反应阶段： 1、光反应阶段是在类囊体的薄膜上进行的。叶绿体中光合色素吸收的光能将水分解为氧和H+，氧直接以氧分子的形式释放出去，H+与氧化型辅酶Ⅱ（NADP+）结合，形成还原型辅酶Ⅱ（NADPH）。还原型辅酶Ⅱ作为活泼的还原剂，参与暗反应阶段的化学反应，同时也储存部分能量供暗反应阶段利用；在有关酶的催化作用下，提供能量促使ADP与Pi反应形成ATP。 2、暗反应在叶绿体基质中进行，在特定酶的作用下，二氧化碳与五碳化合物结合，形成两个三碳化合物。在有关酶的催化作用下，三碳化合物接受ATP和NADPH释放的能量，并且被NADPH还原。一些接受能量并被还原的三碳化合物，在酶的作用下经过一系列的反应转化为糖类；另一些接受能量并被还原的三碳化合物，经过一系列变化，又形成五碳化合物。 【详解】A、在光合作用的光反应阶段，在三种光照条件下柑橘叶片能将光能转化为NADPH和ATP中的化学能，A正确； B、在强光条件下，叶色为浅绿色 ，在弱光下叶色为深绿色，说明弱光下叶绿素含量多，但弱光下净光合速率较低，说明弱光下柑橘叶片叶绿素含量虽高但CO2吸收速率较低，B正确； C、随光照强度减弱，平均叶面积最大，因此可以判断，柑橘通过增加叶面积来吸收更多的光能，以适应弱光环境，C正确； D、光照强度增强提高了叶片的净光合速率，但从表格数据无法判断光照强度增强主要提高了柑橘叶片的真光合速率并降低了呼吸速率，D错误。 故选D。 13．（2023·北京顺义·二模）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4h，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．35T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 【答案】B 【分析】分析图可知，温度和不同部位的叶片为自变量，CO2吸收速率为因变量。 真正的光合作用=呼吸作用+净光合作用。影响光合作用的因素：二氧化碳的浓度、温度、光照强度、水分、矿质元素等。 【详解】A、由图可知，随着温度升高（15-25摄氏度）不同叶位叶片的CO2吸收速率升高，25-35摄氏度不同叶位叶片的CO2吸收速率下降，A正确； B、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； C、由图分析可知，不同叶位的叶片在上述温度下始终保持着对CO2吸收速率，说明净光合作用大于零，有机物积累，C正确； D、由图分析可知，上位叶在高温下，CO2吸收率下降，说明叶片气孔关闭，减少水分的散失，而下位叶在高温下，CO2吸收率下降小于上位叶，故上位叶对高温的耐受力较中、下位叶片差，D正确。 故选B。 14．（2023·北京延庆·一模）研究人员在适宜温度、水分和一定CO2浓度条件下，分别测定了甲、乙两个作物品种CO2吸收速率与光照强度的关系。下列说法不正确的是（　　） A．限制P点CO2吸收速率的因素可能是CO2浓度 B．光照强度为b时，甲、乙总光合作用强度相等 C．光照强度为a时，甲的总光合作用强度与呼吸作用强度相等 D．光强强度为c时，甲、乙光合作用强度的差异可能与相关酶的数量有关 【答案】B 【分析】光合速率=呼吸速率+净光合速率，影响光合作用的因素主要有光照强度、温度、CO2的浓度。光照强度通过影响植物的光反应进而影响光合速率。光照强度增加，光反应速率加快，产生的NADPH和ATP增多，使暗反应中C3的还原加快，从而使光合作用产物增加；温度主要影响酶的活性，从而影响光合速率；CO2主要影响暗反应阶段C3的形成，从而影响光合速率。 【详解】A、在P点之后随着光照强度的增加，CO2的吸收速率不再变化，也就意味着光合速率不再变化，此时限制光合速率的因素不再是光照强度，此时的限制因素可能是CO2的浓度，A正确； B、光照强度为b时，甲乙的CO2的吸收速率相等，也就是此时甲乙的净光合速率相等，光合速率=呼吸速率+净光合速率，据图可知，甲乙与横坐标的交点表示净光合速率为0，光合速率=呼吸速率，而甲的呼吸速率大于乙，因此在b点时甲的光合作用强度大于乙，B错误； C、光照前度为a时，CO2的吸收速率0，表明甲的净光合速率为0，总光合作用强度与呼吸作用强度相等，C正确； D、光强强度为c时，甲、乙光合作用强度的差异可能与CO2的浓度相关，也可能是作物品种之间的差异，导致相关酶的活性与数量也存在差异，D正确。 15．（22-23高三上·北京东城·期末）羊草属禾本科植物，据叶色可分为灰绿型和黄绿型两种。在夏季晴朗日子的不同时间对两种羊草的净光合速率进行测定，结果如下图。据图分析错误的是（    ） A．8~18时两种羊草始终处于有机物的积累状态 B．10～12时两种羊草净光合速率下降可能是气孔关闭影响暗反应过程 C．14～16时两种羊草净光合速率逐渐升高是光照强度逐渐增强所致 D．灰绿型羊草净光合速率高于黄绿型可能与叶中叶绿素含量不同有关 【答案】C 【分析】分析图示可知，在图示8-18时内，灰绿型的羊草净光合速率都大于黄绿型羊草。 【详解】A、净光合速率大于0，植物会积累有机物，图示中8~18时两种羊草的净光合速率都大于0，因此两种羊草始终处于有机物的积累状态，A正确； B、10～12时两种羊草净光合速率下降可能是正午温度过高，蒸腾作用过强，导致植物的气孔关闭，影响了CO2的吸收，进而影响了暗反应过程，B正确； C、14～16时两种羊草净光合速率逐渐升高是气孔打开，CO2进入增加所致，14～16时光照强度应逐渐降低，C错误； D、叶绿素可吸收并转化光能，因此叶绿素的含量会影响植物的光合速率，灰绿型羊草净光合速率高于黄绿型可能与叶中叶绿素含量不同有关，D正确。 故选C。 16．（2022·北京房山·二模）研究者测定了野生型和气孔发育不良突变体拟南芥在不同光强下CO2，吸收速率，结果如图所示。下列叙述不正确的是（    ） A．无光照时突变体呼吸速率与野生型基本相同 B．野生型和突变体均在光强为Р时开始进行光合作用 C．光强度大于250μmol·m-2·s-1时，单位时间内突变体有机物的积累量小于野生型 D．光强为Q时，二者光合速率的差异可能主要是由于二氧化碳浓度引起的 【答案】B 【分析】在没有光照时，植物不进行光合作用，只进行呼吸作用，此时CO2的吸收量为负值，随着光照强度的增强，植物开始进行光合作用，但由于这时的光照强度弱，植物的光合作用强度小于呼吸作用，从外观来看，植物的CO2仍是负值，再随着光照强度的增强，植物的光合作用强度等于植物的呼吸作用，这时植物CO2的吸收值为零，然后再随着光照强度的增加，植物的光合作用强度大于呼吸作用，植物的CO2吸收值为正，最后当光照强度达到某一值时，随着光照强度的增加，植物的光合作用不再发生变化，这时植物的光合作用达到了最大值。 【详解】A、由曲线图可以看出无光照时，两曲线合成一条曲线，表明无光照时突变体呼吸速率与野生型基本相同，A正确； B、P点是野生型和突变体光合作用强度和呼吸作用强度相等的点，野生型和突变体在光照强度为P点前就已开始进行光合作用，B错误； C、从图中可以看出，光照强度大于250μmol•m-2•s-1时，突变型净光合作用小于野生型，所以单位时间内有机物的积累量突变体小于野生型，C正确； D、由于突变体的气孔发育不良，影响了植物对CO2的吸收。结合图像所给信息可知，光照强度为Q时，野生型的光合作用强度比突变型的大，可能是由于突变体的气孔小于野生型，造成突变型对外界CO2的吸收量不足引起的，D正确。 故选B。 17．（2022·北京延庆·一模）为提高草莓的产量，科研人员研究了大棚内不同条件对草莓植株光合速率的影响，结果如下图所示，下列有关叙述错误的是（    ） A．A点数值可代表草莓植株的呼吸作用速率 B．在C、D两点相同时间草莓植株制造有机物的量相等 C．在B点草莓植株的光合作用速率等于呼吸作用速率 D．科研人员研究了光照强度和温度对草莓植株光合速率的影响 【答案】B 【分析】1、曲线分析：两条曲线分别表示22℃和17℃时，随光照强度变化而影响草莓净光合速率（二氧化碳的吸收量）情况。 2、由于净光合速率=总光合速率-呼吸速率，当净光合速率大于0时，表明此时的光合作用强度大于呼吸作用强度；小于0时，则表明光合作用小于呼吸作用。 【详解】A、据图可知，A点时无光照，植物只进行呼吸作用，故A点数值可代表草莓植株的在22℃时的呼吸作用速率，A正确； B、据图可知，植物在C点和D点的净光合速率相等，但D点对应的曲线条件下的呼吸速率大于C点曲线对应的呼吸速率，总光合速率=净光合速率+呼吸速率，因此植株在C点光合作用制造的有机物的量低于D点，B错误； C、B点条件下，植物的净光合速率为0，此时草莓植株的光合作用速率等于呼吸作用速率，C正确； D、据图分析，本实验的自变量是温度和光照强度，因变量是光合速率，故科研人员研究了光照强度和温度对草莓植株光合速率的影响，D正确。 故选B。 18．（2022·北京海淀·一模）开发生物燃料替代化石燃料，可实现节能减排。下图为生物燃料生产装置示意图，据图分析合理的是（    ） A．光照时，微藻产生ADP和NADP-供给暗反应 B．图中①为CO2，外源添加可增加产物生成量 C．图中②为暗反应阶段产生的酒精等有机物质 D．该体系产油量的高低不受温度和pH等影响 【答案】B 【分析】1.光合作用的定义：指绿色植物通过叶绿体，利用光能，将CO2和H2O转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧气的过程。 2.光合作用的过程（光反应和暗反应） ①光反应： 场所：类囊体薄膜上。 条件：光照、色素、酶、H2O、ADP、Pi、NADP+等。 物质变化：水的光解、NADPH的合成和ATP的合成。 ②暗反应： 场所：叶绿体基质。 条件：酶、CO2、C5、ATP、NADPH等。 物质变化：CO2的固定和C3 的还原。 光反应与暗反应的联系：光反应为暗反应提供了ATP和NADPH，暗反应为光反应提供了ADP、Pi、NADP+。 【详解】A、光照时，微藻产生ATP和NADPH供给暗反应，A错误； B、图中①为海洋微藻呼吸作用产生的CO2，外源添加CO2可促进海洋微藻的光合作用，进而增加产物生成量，B正确； C、图中②为呼吸作用产生的酒精等有机物质，C错误； D、该体系产油量的高低受温度和pH等影响，D错误。 故选B。 19．（2021·北京朝阳·二模）研究人员测定了低温胁迫条件下，不同处理对黄瓜幼苗光合作用的影响，结果如图。据此分析，下列相关推断错误的是（    ） A．低温胁迫会减弱黄瓜幼苗的光合作用能力 B．硫化氢可提高黄瓜幼苗的光合速率 C．黄瓜幼苗自身可能产生硫化氢 D．硫化氢通过促进暗反应影响光合作用 【答案】D 【分析】实验结果说明：低温胁迫导致黄瓜幼苗光合速率下降，但是经过硫化氢处理的幼苗光合速率下降的较少，如果施加硫化氢清除剂，光合速率下降的更多。 【详解】A、实验结果表明，低温胁迫下黄瓜幼苗光合速率下降，说明低温胁迫了减弱黄瓜幼苗的光合作用能力，A正确； B、实验结果说明：与对照组相比，施加硫化氢可提高黄瓜幼苗的光合速率，B正确； C、实验结果说明：在不施加硫化氢释放剂的情况下，如果施加施加硫化氢清除剂，其黄瓜幼苗的光合速率比对照组还低，说明黄瓜幼苗自身可能产生硫化氢，C正确； D、该实验不能说明硫化氢通过促进光反应还是暗反应影响光合作用，D错误。 故选D。 二、非选择题 20．（23-24高三上·北京东城·期末）学习以下材料，回答以下问题。 无氧呼吸产生的弱酸对光合作用的影响 光合自养型生物依赖光合作用将光能转化为化学能，通过呼吸作用将有机物中的能量释放出来供给代谢活动。有研究发现，在早晚弱光环境及夜晚条件下，无氧呼吸方式对于衣藻的生存很重要。在衣藻中，无氧呼吸过程中产生的丙酮酸具有多条代谢途径，较为特别的是丙酮酸能够进一步代谢产生甲酸、乙酸等各种弱酸（HA）。研究表明，缺氧条件下衣藻无氧呼吸产生的弱酸导致了类囊体腔的酸化。弱酸在衣藻细胞中有未解离的弱酸分子和解离后的离子两种存在形式。其中弱酸分子可以穿过生物膜进入细胞的各区室中，研究人员根据多项研究提出了“离子陷阱”模型（如图1）。研究还发现，类囊体腔的缓冲能力不足细胞质基质和叶绿体基质的二十分之一。有数据表明，无氧呼吸产生的弱酸可以抑制光反应中的光捕获和电子传递。为了模拟黎明时分的光照情况，研究人员将衣藻进行黑暗密闭处理3小时后给予弱光光照，另一组进行相同处理并额外添加氢氧化钾（实验结果如图2所示）。在有氧情况下，相同实验处理发现氢氧化钾对氧气释放情况无影响。在自然环境中，衣藻经历黑暗和弱光条件的交替，黄昏时光合作用减弱，氧气通过有氧呼吸迅速耗尽，衣藻通过活跃无氧呼吸以维持细胞的能量供给。黎明时分无氧呼吸产生的弱酸在一定程度上有利于衣藻释放氧气。该研究为探索光合作用和呼吸作用的关系提供了新思路。 (1)在光合作用的光反应阶段，类囊体薄膜上的 吸收光能，并将光能转化为 中活跃的化学能参与到暗反应阶段。 (2)下列选项中，可作为证据支持无氧呼吸产生弱酸导致类囊体腔酸化的有_____。 A．类囊体腔内的酸化程度与无氧呼吸产生弱酸的总积累量呈正相关 B．外源添加甲酸、乙酸等弱酸后衣藻均出现类囊体腔酸化的现象 C．无氧呼吸过程中不产生弱酸的突变体在黑暗条件下未发现类囊体腔酸化 (3)结合图1及文中信息分析，弱酸导致类囊体腔酸化的机制是 。 (4)图2结果显示 。因此可以认为弱光条件下，无氧呼吸产生的弱酸在一定程度上有利于衣藻释放氧气。为解释此现象，请提出一个需要进一步研究的问题。 【答案】(1) 光合色素 ATP、NADPH (2)ABC (3)弱酸分子可进入类囊体腔，并解离出氢离子，由于氢离子无法直接穿过类囊体膜，且类囊体腔内的缓冲能力有限，导致腔内氢离子不断积累，出现酸化 (4) 弱光组释放氧气的时间早于KOH+弱光组，且更快达到最大氧气释放量 无氧呼吸产生的弱酸可以抑制有氧呼吸吗？无氧呼吸产生的弱酸抑制有氧呼吸的程度比抑制光合作用的程度高吗？ 【详解】（1）光合色素位于类囊体薄膜上，光合有关的酶位于叶绿体类囊体薄膜和叶绿体基质中。光反应阶段，类囊体薄膜上的光合色素吸收光能，并将光能转化为ATP和NADPH中活跃的化学能。 （2）A、类囊体腔内的酸化程度与无氧呼吸产生弱酸的总积累量呈正相关，即无氧呼吸产生弱酸的总积累量多，进而类囊体腔内的酸化程度高，可说明无氧呼吸产生弱酸导致类囊体腔酸化，A正确； B、甲酸、乙酸都是弱酸，外源添加弱酸后衣藻均出现类囊体腔酸化的现象，可说明无氧呼吸产生弱酸导致类囊体腔酸化，B正确； C、无氧呼吸过程中不产生弱酸的突变体在黑暗条件下未发现类囊体腔酸化，产生弱酸的突变体在黑暗条件下发现类囊体腔酸化,可说明无氧呼吸产生弱酸导致类囊体腔酸化，C正确； 故选ABC。 （3）由图1可知，弱酸分子可进入类囊体腔，并解离出氢离子，由于氢离子无法直接穿过类囊体膜，且类囊体腔内的缓冲能力有限，导致腔内氢离子不断积累，出现酸化。 （4）衣藻暗处理3小时后一组给予弱光光照，另一组进行相同处理并额外添加氢氧化钾，由图2可知，弱光组释放氧气的时间早于KOH+弱光组，且更快达到最大氧气释放量。弱光条件下，无氧呼吸产生的弱酸在一定程度上有利于衣藻释放氧气。为解释此现象，需要进一步研究无氧呼吸产生的弱酸对有氧呼吸的影响，如无氧呼吸产生的弱酸可以抑制有氧呼吸吗？无氧呼吸产生的弱酸抑制有氧呼吸的程度比抑制光合作用的程度高吗？ 21．（23-24高三上·北京东城·期中）海带是我国北方大规模养殖的食用海藻，具有重要的经济价值。养殖区重金属离子超标会造成海带大幅减产。 (1)研究发现，在一定浓度的Cu2＋溶液中，短时间内海带细胞中叶绿素含量显著下降，这一变化会对海带 光能产生影响，直接抑制光合作用的 阶段。同时Cu2＋还可通过抑制光合电子传递过程，使ATP的合成受阻，直接抑制暗反应中 过程。 (2)科研人员定量研究了水体中Cu2＋对海带光合作用、呼吸作用的影响。 ①将海带分别放入含不同浓度Cu2＋溶液的透明瓶中，测定初始时瓶内溶氧量为M。将瓶口密封置于光下一段时间后，测定瓶内溶氧量为N。本实验用单位质量海带在单位时间内引起的溶氧量变化来表示海带的净光合作用速率。计算公式为： /tw100%（w：海带湿重；t：反应时间）。在利用同样装置研究呼吸作用时，需要对装置进行 处理。 ②由图可知，在Cu2＋浓度为1.00mg/L 时，光合放氧率 呼吸耗氧率，此浓度下的真光合速率 Cu2＋浓度为0.50mg/L下的真光合速率。综合分析，不同浓度的Cu2＋对海带光合作用和呼吸作用的影响是 。 (3)若想进一步从细胞水平上探究Cu2＋对海带光合作用及呼吸作用的影响，可在电子显微镜下观察相关细胞器的 。根据上述实验信息，推测Cu2＋对 （填细胞器名称）破坏较小。 (4)探究CO2中的碳如何转化为有机物中的碳用 法。 【答案】(1) 吸收(利用) 光反应 C3的还原 (2) N-M 遮光 小于 小于 不同浓度的Cu2+均能抑制海带的光合作用；Cu2+在浓度较低时，促进海带的呼吸用，Cu2+在浓度较高时，抑制海带的呼吸用 (3) 形态、结构、数量 线粒体 (4)同位素标记法 【分析】依题文信息可知，由于用单位质量海带在单位时间内引起的溶氧量变化来表示海带的净光合作用速率，所以光照结束时溶氧量和光照开始时溶氧量的差值就是净光合作用速率，净光合作用速率和呼吸作用速率之和是总光合作用速率。 【详解】（1）依题文信息可知，因为一定浓度的Cu2+溶液中，短时间内使海带细胞中叶绿素含下降，叶绿素作用之一是吸收光能，所以海带吸收光能受到影响，从而直接抑制光合作用的光反应阶段。因为Cu2+抑制光合电子传递过程，ATP的合成受阻，无法为暗反应提供能量，所以会直接抑制暗反应中C3的还原。 （2）由于用单位质量海带在单位时间内引起的溶氧量变化来表示海带的净光合作用速率，所以光照结束时溶氧量和光照开始时溶氧量的差值就是净光合作用速率，计算式：N-M；只测呼吸作用时，需要对装置进行遮光处理，因为需要停止其光合作用，以避免光合作用中气体变化对实验结果的影响。由题图纵轴数据可知，在Cu2+浓度为1.00mg/L时，溶氧量的相对变化为负值，说明光合放氧率小于呼吸耗氧率；真光合速率即总光合速率，其等于净光合速率与呼吸速率之和；识图可知，Cu2+浓度为0.50mg/L时的溶氧量的变化为正值，说明光合强度大于呼吸强度，故Cu2+浓度为1.00mg/L 时的真光合速率小于Cu2+浓度为0.50mg/L时的真光合速率。通过实验组和对照组对比识图可知，不同浓度的Cu2+均能抑制海带的光合作用；Cu2+在浓度较低时，促进海带的呼吸作用，Cu2+在浓度较高时，抑制海带的呼吸作用。 （3）光合作用在叶绿体内，呼吸作用主要在线粒体内，二者的形态、结构、数量都会影响各自的代谢活动，所以在电子显微镜下应观察相关细胞器的形态、结构、数量；综合题文信息可知Cu2+对线粒体破坏较小。 （4）通过14C标记的14CO2，来追踪碳在光合作用中的转化路径，可以探明CO2中碳元素如何转化为有机物中的碳元素，这种方法为同位素标记法。 22．（23-24高三上·北京·期中）蝴蝶兰蜜露是叶片分泌的透明粘稠物，该物质有甜味，容易使蝴蝶兰叶片感染霉菌，从而影响植物正常生长。为研究其形成机制，科学家利用两种蝴蝶兰“大辣椒”和“双龙”做了如下实验。 (1)蝴蝶兰是热带植物，为了避免因高温导致的 流失，它在夜间打开气孔，吸收并储存 ，用于光合作用的 反应。 (2)为测量两种蝴蝶兰的净光合速率，分别选择长势相近的新叶（从上往下第一片叶子）、功能叶（从上往下第二片叶子）、老叶（从上往下第三片叶子），进行实验： ①上午八点，利用打孔器分别在叶片上相同位置取下1cm2小叶片若干，并称量计算平均干重为a（单位：g）。 ②下午四点，利用打孔器分别在叶片上已取位置附近，再取下等量1cm2小叶片，并称量平均干重为b（单位：g）。叶片的净光合速率= g/cm2·h，由计算结果绘制图1，据图分析，两种蝴蝶兰品种中， 的不同类型叶片净光合速率有显著差异。要想测得蝴蝶兰叶片在该时段的总光合速率，需要增加一组实验，从早上八点开始，进行 处理至下午四点。    (3)研究发现，新叶中光合作用产生的大量可溶性糖会运输到茎中储备，而老叶的物质输出能力很差。科学家进一步检测了两种蝴蝶兰叶片的可溶性糖含量，结果如图2所示。据此推测， （填“双龙”或“大辣椒”）的 （填“新”、“功能”或“老”）叶更容易产生蜜露；其原因为大量的可溶性糖积累会通过 调节，抑制光合作用，为了减轻这种抑制效果，便有蜜露分泌现象。 (4)植物在生长发育过程中，叶的非季节性脱落往往都有正面意义。“双龙”和“大辣椒”两种蝴蝶兰的老叶脱落具有不同的方式，请分析在光照有限、植物生产力偏低的情况下，大辣椒的策略不利于适应环境的原因？ 。 【答案】(1) 水分 二氧化碳 暗 (2) （b-a）/8 “双龙” 黑暗处理 (3) 双龙 新 （负）反馈 (4)叶片是植物光合作用的主要部位，光照有限、植物生产力偏低的情况下，叶片脱落会进一步导致光合作用降低 【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段，其中光反应包括水的光解和ATP的生成，暗反应包括二氧化碳的固定和三碳化合物的还原等。 【详解】（1）分析题意，蝴蝶兰是热带植物，为了避免因高温导致的水分流失，需要在夜间打开气孔，吸收并储存二氧化碳，二氧化碳是暗反应的原料，可参与二氧化碳的固定过程。 （2）分析题意，上午八点，叶片的平均干重为a，下午四点平均干重为b，共有8个小时，该阶段植物既进行光合作用也进行呼吸作用，则b-a是该时间段净光合值，故叶片的净光合速率=（b-a）/8g/cm2·h；据图1分析可知，与“大辣椒”相比，“双龙”不同部位的叶片净光合速率差别较大；植物的总光合速率=净光合速率＋呼吸速率，故要想测得蝴蝶兰叶片在该时段的总光合速率，需要增加一组实验，从早上八点开始，进行黑暗处理至下午四点，以测定其呼吸速率。 （3）已知新叶中光合作用产生的大量可溶性糖会运输到茎中储备，而老叶的物质输出能力很差，结合图2可知，“双龙”新叶中可溶性糖含量最高，据此推测“双龙”的新叶更容易产生蜜露；其原因为大量的可溶性糖积累会通过负反馈调节，抑制光合作用，故为了减轻这种抑制效果，便有蜜露分泌现象。 （4）植物叶片是进行光合作用的主要部位，结合题意可知，在光照有限、植物生产力偏低的情况下，叶片脱落会进一步导致光合作用降低。 23．（2023·北京门头沟·一模）植物每年所固定的碳约占大气中碳总量的1/5，约等于化石燃料燃烧所排碳量的10倍之多。研究人员拟通过在植物体内构建人工代谢途径进一步提高植物的固碳能力，助力减少大气中的CO2浓度，实现“碳中和、碳达峰”。 (1)光能被叶绿体内 上的光合色素捕获后，将水分解，形成O2、ATP和NADPH。ATP和NADPH驱动在 中进行的暗反应，将CO2转化为储存化学能的糖类。 (2)绿色植物在光照条件下还能进行光呼吸，具体过程如图1所示。R酶具有双重催化功能，在光照、高CO2浓度、低O2浓度时，催化CO2与C5结合，生成C3：在光照、低CO2浓度、高O2浓度时，催化O2与C5结合，生成C3和乙醇酸。从物质、能量及反应条件的角度比较光呼吸与植物细胞有氧呼吸的异同点： 。 (3)有些生活在海水中的藻类具有图2所示的无机碳浓缩过程，能够减弱光呼吸，提高光合作用效率，其原因是：植物通过 方式吸收HCO3-，最终使 。 (4)研究人员通过向水稻叶绿体中引入人工设计合成的一条代谢途径（GOC），能直接在叶绿体中催化乙醇酸转化成CO2，同时抑制叶绿体膜上乙醇酸转运蛋白基因的表达，最终提高了水稻的净光合速率。GOC型水稻净光合速率高于野生型水稻的原因包括________________。 A．GOC型水稻新增的代谢途径，增加了乙醇酸利用率 B．GOC型水稻新增的代谢途径，直接加速了C3再生C5 C．GOC型水稻新增的代谢途径，减少了叶绿体中CO2损失 D．GOC型水稻内催化乙醇酸转化成CO2的酶活性比R酶活性高 (5)基于上述研究成果，提出两条改造农作物以提高产量的措施。 【答案】(1) 类囊体薄膜 叶绿体基质 (2)相同点：都是利用O2，分解有机物，释放CO2 不同点：光呼吸在光照条件下进行，有氧呼吸在光照和黑暗条件下都能进行； 光呼吸消耗ATP，有氧呼吸合成ATP； 光呼吸利用O2和C5，生成C3和乙醇酸：有氧呼吸利用葡萄糖和O2，生成丙酮酸。 光呼吸在叶绿体、过氧化物酶体和线粒体中进行，有氧呼吸在细胞质基质和线粒体中进行。 (3) 主动运输 R酶附近的CO2浓度提高，促进CO2与C5结合，减少O2与C5结合 (4)AC (5)①改造农作物的R酶基因，增强CO2固定能力 ②将CO2浓缩机制相关基因转入农作物中；将人工设计的代谢路径引入到农作物中，抑制农作物的光呼吸过程。 【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NADPH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NADPH的作用下还原生成有机物。 光呼吸是所有进行光合作用的细胞在光照和高氧低二氧化碳情况下发生的一个生化过程。它是光合作用一个损耗能量的副反应。光呼吸可消除多余的NADPH和ATP，减少细胞受损的可能，有其正面意义。 【详解】（1）光合作用的光反应阶段场所是叶绿体的类囊体膜上（色素和光反应有关的酶在类囊体膜上）；光合作用的暗反应阶段场所是叶绿体的基质中。 （2）从图1可以看光呼吸通过消耗光反应产生的过剩NADPH、ATP减少能量积累对叶绿体的伤害。光呼吸在光照和高氧低二氧化碳情况下发生的一个生化过程。它是光合作用一个损耗能量的副反应。过程中氧气被消耗，并且会生成二氧化碳。光呼吸与有氧呼吸区别光呼吸消耗ATP，有氧呼吸产生ATP，光呼吸光下才能发生有氧呼吸黑暗和光照都能发生。相同点是都消耗O2释放CO2。 （3）图示可知，HCO3-运输需要消耗ATP，说明HCO3-离子是通过主动运输的；HCO3-离子进入叶绿体后产生CO2，使R酶附近的CO2浓度提高，促进CO2与C5结合，减少O2与C5结合。 （4）GOC型水稻新增的代谢途径，能直接在叶绿体中催化乙醇酸转化成CO2，同时抑制叶绿体膜上乙醇酸转运蛋白基因的表达，最终提高了水稻的净光合速率，增加了乙醇酸利用率，减少了叶绿体中CO2损失，BD错误，AC正确，故选AC。 （5）GOC型水稻新增的代谢途径，能直接在叶绿体中催化乙醇酸转化成CO2，同时抑制叶绿体膜上乙醇酸转运蛋白基因的表达，最终提高了水稻的净光合速率，所以植物增加GOC型新增的代谢途径，就会提高产量，可以将CO2浓缩机制相关基因转入农作物中；也可将人工设计的代谢路径引入到农作物中，抑制农作物的光呼吸过程。 24．（22-23高三上·北京石景山·期末）气孔由一对保卫细胞和它们之间的孔隙构成。大多数植物的气孔白天打开，晚上则保持很小的开度，这样既能保证CO2的供给，又能防止水过多散失。 (1)CO2经气孔被运至叶肉细胞的 中，参与光合作用的 反应。 (2)关于气孔开闭的假说之一是：在光下，保卫细胞进行光合作用，导致CO2浓度下降，引起pH升高，淀粉转化为葡萄糖，细胞中葡萄糖浓度增高，保卫细胞 导致气孔开放（选填“吸水”、“失水”）。黑暗时，由于 ，使pH降低，葡萄糖转化为淀粉，保卫细胞里葡萄糖浓度低，改变了水分扩散方向，气孔关闭。 (3)气孔开闭的调节是一个十分复杂的过程，研究者利用拟南芥展开了相关研究。 ①以光照12h/黑暗12h为光照周期进行实验，结果如图1、2所示： 图Ⅰ结果显示，野生型植株保卫细胞中的淀粉在开始光照后 h内迅速降解，随后又开始积累，达到峰值又开始缓慢降解。结合图1、2所示的结果，可得出的结论是 。 ②研究发现，对于保卫细胞气孔能否打开的调控，蔗糖与TOR激酶起到相同的作用。为确定蔗糖和TOR激酶之间的关系，将野生型拟南芥分为4组开展实验，检测光照后各组中淀粉降解酶BAM1的相对表达量。 组别 1 2 3 4 蔗糖 － ＋ － ＋ TOR激酶抑制剂 － － ＋ ＋ 注：＋/－分别表示有/无添加 能证明蔗糖通过TOR激酶调节淀粉代谢参与气孔运动的实验结果为 。 【答案】(1) 叶绿体基质 暗 (2) 吸水 呼吸作用释放CO2 (3) 1 TOR激酶促进光照下保卫细胞中淀粉的迅速降解，使气孔打开。 与1组相比，2组相对表达量更高，3组与4组无显著差异，均小于1组。 【分析】验证气孔开闭由保卫细胞的吸水和失水引起的，则自变量为拟南芥叶片表皮所处液体的环境蔗糖和TOR激酶抑制剂的有无，因变量为气孔开闭情况。 【详解】（1）CO2经气孔被运至叶肉细胞的叶绿体基质中，在叶绿体基质中被固定为C3，参与光合作用的暗反应阶段。 （2）在光下，保卫细胞进行光合作用，导致CO2浓度下降，引起pH升高，淀粉转化为葡萄糖，细胞中葡萄糖浓度增高，保卫细胞吸水导致气孔开放。黑暗时只进行呼吸作用，由于呼吸作用释放CO2，使pH降低，葡萄糖转化为淀粉，保卫细胞里葡萄糖浓度低，改变了水分扩散方向，气孔关闭。 （3）在图1中，野生型植株保卫细胞中的淀粉在开始光照后1h内迅速降解，随后又开始积累，达到峰值又开始缓慢降解。图2中，开始光照时，对照组和抑制剂处理组保卫细胞气孔开闭情况一致，光照1h和3h后，对照组保卫细胞气孔增大，抑制剂处理组保卫细胞气孔打开程度基本无明显变化，结合图1、2所示的结果，可得出的结论是TOR激酶促进光照下保卫细胞中淀粉的迅速降解，使气孔打开。 若与1组相比，2组相对表达量更高，3组与4组无显著差异，均小于1组，则能证明蔗糖通过TOR激酶调节淀粉代谢参与气孔运动，蔗糖与TOR激酶起到相同的调控作用。 【点睛】本题考查学生理解光合作用过程的光反应与暗反应的物质变化及场所，影响光合作用的因素，并学会分析题图获取信息，利用有效信息进行推理、综合解答问题，关键是学会看题图中给出的相关信息，结合具体情境答题。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题06 细胞呼吸和光合作用的综合 一、单选题 1．（2024·北京·模拟预测）为了给引种栽培提供理论依据，研究者测量了常绿乔木深山含笑在不同季节的净光合速率（Pn）的日变化（见下图）。下列相关叙述，不正确的是（    ） A．可以用CO2的吸收速率作为Pn的检测指标，其值越大表明植物生长越快 B．左图夏季的Pn日变化为双峰曲线，是因为雨水充沛和中午光强过大 C．据图分析，推测夏季Pn最高的原因之一是夏季光照强度最高 D．秋冬光合有效辐射减弱，可以适当修剪枝叶以减少物质能量消耗 2．（2024·北京丰台·二模）绿叶海天牛是一种软体动物，大量捕食滨海无隔藻（红藻）后，将藻类的叶绿体贮存并加以利用，余生无需进食。下列叙述错误的是（　　） A．两种生物都以DNA为遗传物质 B．两种生物的细胞边界都是细胞膜 C．两种生物之间的关系是互利共生 D．不含叶绿体的绿叶海天牛可合成ATP 3．（2024·北京海淀·二模）环境适宜的条件下，研究人员测定某植物在不同温度下的净光合速率、气孔开放程度及胞间CO2浓度，结果如下图。下列叙述不正确的是（　　） A．胞间CO2进入叶肉细胞叶绿体基质被光合作用暗反应利用 B．5℃时，胞间CO2浓度较高的原因可能是光合作用相关酶的活性较低 C．叶温在30℃~40℃时，净光合速率下降主要是叶片气孔关闭所致 D．30℃下单位时间内有机物的积累量最大 4．（2024·北京通州·模拟预测）荔枝叶片发育过程中，净光合速率及相关指标的变化见下表。下列叙述错误的是（    ） 叶片 发育时期 相对叶面积（%） 总叶绿素 含量（mg/g·fw） 净光合速 率（μmolCO2/m2·s） a 新叶展开前 19 — -2.8 b 新叶展开中 87 1.1 1.6 c 新叶展开完成 100 2.9 2.7 d 新叶已成熟 100 11.1 5.8 注“—”表示未测数据 A．a组置于光温恒定密闭容器中会进行无氧呼吸 B．b组净光合速率低的原因可能是叶绿素含量低 C．d组的叶肉细胞叶绿体中类囊体数量少于c组 D．叶面积逐渐增大是细胞分裂和细胞生长的结果 5．（2024·北京朝阳·一模）科研人员将某种滨藜分为两组，A组置于昼夜温度为23℃/18℃的环境中，该温度与其原生长区温度一致，B组置于昼夜温度为43℃/30℃的环境中。生长一段时间后，测定两组滨藜在不同温度下的光合速率，结果如图。相关叙述不合理的是（　　） A．图中数据显示相同温度条件下A组滨藜的有机物积累速率均高于B组 B．温度过高会通过提高酶的活性和气孔开放程度等机制使光合速率下降 C．B组滨藜的最适温度高于A组说明滨藜对高温环境有一定的适应能力 D．推测将原生长区的滨藜引种到炎热地区后可能会出现生长缓慢等现象 6．（2024·北京东城·一模）研究人员在适宜光强和黑暗条件下分别测定发菜放氧和耗氧速率随温度的变化，绘制曲线如图所示。下列叙述错误的是（　　） A．发菜生长的最适温度是25℃左右 B．30℃时净光合速率是150μmol/（mg·h） C．35℃时光合作用速率等于呼吸作用速率 D．在放氧和耗氧的过程中都有ATP的产生 7．（2024·北京西城·一模）图a为三角叶滨藜和野姜的光合作用光响应曲线，图b为长期在一定光强下生长的两株三角叶滨藜的光合作用光响应曲线，相关说法错误的是（    ） A．相同光强三角叶滨藜净光合速率大于野姜 B．野姜能够在较低光强达到其最大光合速率 C．PAR>800时增加CO2可能会提高野姜光合速率 D．图b表明叶片的光合作用特性与其生长条件有关 8．（23-24高三上·北京大兴·期末）为引种濒危植物香木莲，研究人员检测了光照强度对其净光合速率的影响，下列说法正确的是（　　） A．香木莲叶肉细胞质基质中含有多种与暗反应有关的酶 B．光照强度为100μmol·m-2·s-1时，大苗和幼苗光合速率相等 C．光照强度为600μmol·m-2·s-1时，大苗和幼苗产生ATP的场所不同 D．大苗栽培时可选择向阳处，引种幼苗时遮荫处理可以提高存活率 9．（23-24高三上·北京朝阳·期中）研究者检测拟南芥叶片在光-暗转换条件下（CO2吸收量的变化，每2s记录一个实验数据并以点的形式呈现在下图中。相关叙述正确的是（　　） A．拟南芥在光照时只进行光合作用，在黑暗时只进行呼吸作用 B．200s内拟南芥的光合速率在0.2-0.6μmol•m-2•s-1范围 C．在300s时拟南芥的呼吸速率可达到2.2μmol•m-2•s-1 D．转入黑暗条件下100s后，拟南芥CO2释放量逐渐增加 10．（23-24高三上·北京·开学考试）科研人员测定了不同CO2浓度对南方红豆杉净光合速率和气孔导度（气孔开放程度）的影响，结果如下图。下列叙述不正确的是（    ） A．单位面积叶片在单位时间内的CO2吸收量可表示净光合速率 B．低浓度CO2时，气孔导度较大有利于叶片吸收CO2 C．CO2浓度达到1300×10-6时，限制光合速率的因素可能是光照强度 D．进一步提高CO2浓度，净光合速率会继续增强 11．（2023·北京·高考真题）在两种光照强度下，不同温度对某植物CO2吸收速率的影响如图。对此图理解错误的是（　　）      A．在低光强下，CO2吸收速率随叶温升高而下降的原因是呼吸速率上升 B．在高光强下，M点左侧CO2吸收速率升高与光合酶活性增强相关 C．在图中两个CP点处，植物均不能进行光合作用 D．图中M点处光合速率与呼吸速率的差值最大 12．（2023·北京·二模）科研人员研究不同光照条件对柑橘生长的影响，部分检测结果见下表。据此无法推断的是（    ） 光照强度 叶色 平均叶面积（cm2） 净光合速率（μmolCO2·m-2·s-2） 强 浅绿 13.6 4.33 中 绿 20.3 4.17 弱 深绿 28.4 3.87 A．三种光照条件下柑橘叶片均能将光能转化为NADPH和ATP中的化学能 B．与强光条件相比，弱光下柑橘叶片叶绿素含量虽高但CO2吸收速率较低 C．随光照强度减弱，平均叶面积增大可体现出柑橘对不同光照条件的适应 D．光照强度增强主要提高了柑橘叶片的真光合速率并降低了呼吸速率 13．（2023·北京顺义·二模）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4h，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．35T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 14．（2023·北京延庆·一模）研究人员在适宜温度、水分和一定CO2浓度条件下，分别测定了甲、乙两个作物品种CO2吸收速率与光照强度的关系。下列说法不正确的是（　　） A．限制P点CO2吸收速率的因素可能是CO2浓度 B．光照强度为b时，甲、乙总光合作用强度相等 C．光照强度为a时，甲的总光合作用强度与呼吸作用强度相等 D．光强强度为c时，甲、乙光合作用强度的差异可能与相关酶的数量有关 15．（22-23高三上·北京东城·期末）羊草属禾本科植物，据叶色可分为灰绿型和黄绿型两种。在夏季晴朗日子的不同时间对两种羊草的净光合速率进行测定，结果如下图。据图分析错误的是（    ） A．8~18时两种羊草始终处于有机物的积累状态 B．10～12时两种羊草净光合速率下降可能是气孔关闭影响暗反应过程 C．14～16时两种羊草净光合速率逐渐升高是光照强度逐渐增强所致 D．灰绿型羊草净光合速率高于黄绿型可能与叶中叶绿素含量不同有关 16．（2022·北京房山·二模）研究者测定了野生型和气孔发育不良突变体拟南芥在不同光强下CO2，吸收速率，结果如图所示。下列叙述不正确的是（    ） A．无光照时突变体呼吸速率与野生型基本相同 B．野生型和突变体均在光强为Р时开始进行光合作用 C．光强度大于250μmol·m-2·s-1时，单位时间内突变体有机物的积累量小于野生型 D．光强为Q时，二者光合速率的差异可能主要是由于二氧化碳浓度引起的 17．（2022·北京延庆·一模）为提高草莓的产量，科研人员研究了大棚内不同条件对草莓植株光合速率的影响，结果如下图所示，下列有关叙述错误的是（    ） A．A点数值可代表草莓植株的呼吸作用速率 B．在C、D两点相同时间草莓植株制造有机物的量相等 C．在B点草莓植株的光合作用速率等于呼吸作用速率 D．科研人员研究了光照强度和温度对草莓植株光合速率的影响 18．（2022·北京海淀·一模）开发生物燃料替代化石燃料，可实现节能减排。下图为生物燃料生产装置示意图，据图分析合理的是（    ） A．光照时，微藻产生ADP和NADP-供给暗反应 B．图中①为CO2，外源添加可增加产物生成量 C．图中②为暗反应阶段产生的酒精等有机物质 D．该体系产油量的高低不受温度和pH等影响 19．（2021·北京朝阳·二模）研究人员测定了低温胁迫条件下，不同处理对黄瓜幼苗光合作用的影响，结果如图。据此分析，下列相关推断错误的是（    ） A．低温胁迫会减弱黄瓜幼苗的光合作用能力 B．硫化氢可提高黄瓜幼苗的光合速率 C．黄瓜幼苗自身可能产生硫化氢 D．硫化氢通过促进暗反应影响光合作用 二、非选择题 20．（23-24高三上·北京东城·期末）学习以下材料，回答以下问题。 无氧呼吸产生的弱酸对光合作用的影响 光合自养型生物依赖光合作用将光能转化为化学能，通过呼吸作用将有机物中的能量释放出来供给代谢活动。有研究发现，在早晚弱光环境及夜晚条件下，无氧呼吸方式对于衣藻的生存很重要。在衣藻中，无氧呼吸过程中产生的丙酮酸具有多条代谢途径，较为特别的是丙酮酸能够进一步代谢产生甲酸、乙酸等各种弱酸（HA）。研究表明，缺氧条件下衣藻无氧呼吸产生的弱酸导致了类囊体腔的酸化。弱酸在衣藻细胞中有未解离的弱酸分子和解离后的离子两种存在形式。其中弱酸分子可以穿过生物膜进入细胞的各区室中，研究人员根据多项研究提出了“离子陷阱”模型（如图1）。研究还发现，类囊体腔的缓冲能力不足细胞质基质和叶绿体基质的二十分之一。有数据表明，无氧呼吸产生的弱酸可以抑制光反应中的光捕获和电子传递。为了模拟黎明时分的光照情况，研究人员将衣藻进行黑暗密闭处理3小时后给予弱光光照，另一组进行相同处理并额外添加氢氧化钾（实验结果如图2所示）。在有氧情况下，相同实验处理发现氢氧化钾对氧气释放情况无影响。在自然环境中，衣藻经历黑暗和弱光条件的交替，黄昏时光合作用减弱，氧气通过有氧呼吸迅速耗尽，衣藻通过活跃无氧呼吸以维持细胞的能量供给。黎明时分无氧呼吸产生的弱酸在一定程度上有利于衣藻释放氧气。该研究为探索光合作用和呼吸作用的关系提供了新思路。 (1)在光合作用的光反应阶段，类囊体薄膜上的 吸收光能，并将光能转化为 中活跃的化学能参与到暗反应阶段。 (2)下列选项中，可作为证据支持无氧呼吸产生弱酸导致类囊体腔酸化的有_____。 A．类囊体腔内的酸化程度与无氧呼吸产生弱酸的总积累量呈正相关 B．外源添加甲酸、乙酸等弱酸后衣藻均出现类囊体腔酸化的现象 C．无氧呼吸过程中不产生弱酸的突变体在黑暗条件下未发现类囊体腔酸化 (3)结合图1及文中信息分析，弱酸导致类囊体腔酸化的机制是 。 (4)图2结果显示 。因此可以认为弱光条件下，无氧呼吸产生的弱酸在一定程度上有利于衣藻释放氧气。为解释此现象，请提出一个需要进一步研究的问题。 21．（23-24高三上·北京东城·期中）海带是我国北方大规模养殖的食用海藻，具有重要的经济价值。养殖区重金属离子超标会造成海带大幅减产。 (1)研究发现，在一定浓度的Cu2＋溶液中，短时间内海带细胞中叶绿素含量显著下降，这一变化会对海带 光能产生影响，直接抑制光合作用的 阶段。同时Cu2＋还可通过抑制光合电子传递过程，使ATP的合成受阻，直接抑制暗反应中 过程。 (2)科研人员定量研究了水体中Cu2＋对海带光合作用、呼吸作用的影响。 ①将海带分别放入含不同浓度Cu2＋溶液的透明瓶中，测定初始时瓶内溶氧量为M。将瓶口密封置于光下一段时间后，测定瓶内溶氧量为N。本实验用单位质量海带在单位时间内引起的溶氧量变化来表示海带的净光合作用速率。计算公式为： /tw100%（w：海带湿重；t：反应时间）。在利用同样装置研究呼吸作用时，需要对装置进行 处理。 ②由图可知，在Cu2＋浓度为1.00mg/L 时，光合放氧率 呼吸耗氧率，此浓度下的真光合速率 Cu2＋浓度为0.50mg/L下的真光合速率。综合分析，不同浓度的Cu2＋对海带光合作用和呼吸作用的影响是 。 (3)若想进一步从细胞水平上探究Cu2＋对海带光合作用及呼吸作用的影响，可在电子显微镜下观察相关细胞器的 。根据上述实验信息，推测Cu2＋对 （填细胞器名称）破坏较小。 (4)探究CO2中的碳如何转化为有机物中的碳用 法。 22．（23-24高三上·北京·期中）蝴蝶兰蜜露是叶片分泌的透明粘稠物，该物质有甜味，容易使蝴蝶兰叶片感染霉菌，从而影响植物正常生长。为研究其形成机制，科学家利用两种蝴蝶兰“大辣椒”和“双龙”做了如下实验。 (1)蝴蝶兰是热带植物，为了避免因高温导致的 流失，它在夜间打开气孔，吸收并储存 ，用于光合作用的 反应。 (2)为测量两种蝴蝶兰的净光合速率，分别选择长势相近的新叶（从上往下第一片叶子）、功能叶（从上往下第二片叶子）、老叶（从上往下第三片叶子），进行实验： ①上午八点，利用打孔器分别在叶片上相同位置取下1cm2小叶片若干，并称量计算平均干重为a（单位：g）。 ②下午四点，利用打孔器分别在叶片上已取位置附近，再取下等量1cm2小叶片，并称量平均干重为b（单位：g）。叶片的净光合速率= g/cm2·h，由计算结果绘制图1，据图分析，两种蝴蝶兰品种中， 的不同类型叶片净光合速率有显著差异。要想测得蝴蝶兰叶片在该时段的总光合速率，需要增加一组实验，从早上八点开始，进行 处理至下午四点。    (3)研究发现，新叶中光合作用产生的大量可溶性糖会运输到茎中储备，而老叶的物质输出能力很差。科学家进一步检测了两种蝴蝶兰叶片的可溶性糖含量，结果如图2所示。据此推测， （填“双龙”或“大辣椒”）的 （填“新”、“功能”或“老”）叶更容易产生蜜露；其原因为大量的可溶性糖积累会通过 调节，抑制光合作用，为了减轻这种抑制效果，便有蜜露分泌现象。 (4)植物在生长发育过程中，叶的非季节性脱落往往都有正面意义。“双龙”和“大辣椒”两种蝴蝶兰的老叶脱落具有不同的方式，请分析在光照有限、植物生产力偏低的情况下，大辣椒的策略不利于适应环境的原因？ 。 23．（2023·北京门头沟·一模）植物每年所固定的碳约占大气中碳总量的1/5，约等于化石燃料燃烧所排碳量的10倍之多。研究人员拟通过在植物体内构建人工代谢途径进一步提高植物的固碳能力，助力减少大气中的CO2浓度，实现“碳中和、碳达峰”。 (1)光能被叶绿体内 上的光合色素捕获后，将水分解，形成O2、ATP和NADPH。ATP和NADPH驱动在 中进行的暗反应，将CO2转化为储存化学能的糖类。 (2)绿色植物在光照条件下还能进行光呼吸，具体过程如图1所示。R酶具有双重催化功能，在光照、高CO2浓度、低O2浓度时，催化CO2与C5结合，生成C3：在光照、低CO2浓度、高O2浓度时，催化O2与C5结合，生成C3和乙醇酸。从物质、能量及反应条件的角度比较光呼吸与植物细胞有氧呼吸的异同点： 。 (3)有些生活在海水中的藻类具有图2所示的无机碳浓缩过程，能够减弱光呼吸，提高光合作用效率，其原因是：植物通过 方式吸收HCO3-，最终使 。 (4)研究人员通过向水稻叶绿体中引入人工设计合成的一条代谢途径（GOC），能直接在叶绿体中催化乙醇酸转化成CO2，同时抑制叶绿体膜上乙醇酸转运蛋白基因的表达，最终提高了水稻的净光合速率。GOC型水稻净光合速率高于野生型水稻的原因包括________________。 A．GOC型水稻新增的代谢途径，增加了乙醇酸利用率 B．GOC型水稻新增的代谢途径，直接加速了C3再生C5 C．GOC型水稻新增的代谢途径，减少了叶绿体中CO2损失 D．GOC型水稻内催化乙醇酸转化成CO2的酶活性比R酶活性高 (5)基于上述研究成果，提出两条改造农作物以提高产量的措施。 24．（22-23高三上·北京石景山·期末）气孔由一对保卫细胞和它们之间的孔隙构成。大多数植物的气孔白天打开，晚上则保持很小的开度，这样既能保证CO2的供给，又能防止水过多散失。 (1)CO2经气孔被运至叶肉细胞的 中，参与光合作用的 反应。 (2)关于气孔开闭的假说之一是：在光下，保卫细胞进行光合作用，导致CO2浓度下降，引起pH升高，淀粉转化为葡萄糖，细胞中葡萄糖浓度增高，保卫细胞 导致气孔开放（选填“吸水”、“失水”）。黑暗时，由于 ，使pH降低，葡萄糖转化为淀粉，保卫细胞里葡萄糖浓度低，改变了水分扩散方向，气孔关闭。 (3)气孔开闭的调节是一个十分复杂的过程，研究者利用拟南芥展开了相关研究。 ①以光照12h/黑暗12h为光照周期进行实验，结果如图1、2所示： 图Ⅰ结果显示，野生型植株保卫细胞中的淀粉在开始光照后 h内迅速降解，随后又开始积累，达到峰值又开始缓慢降解。结合图1、2所示的结果，可得出的结论是 。 ②研究发现，对于保卫细胞气孔能否打开的调控，蔗糖与TOR激酶起到相同的作用。为确定蔗糖和TOR激酶之间的关系，将野生型拟南芥分为4组开展实验，检测光照后各组中淀粉降解酶BAM1的相对表达量。 组别 1 2 3 4 蔗糖 － ＋ － ＋ TOR激酶抑制剂 － － ＋ ＋ 注：＋/－分别表示有/无添加 能证明蔗糖通过TOR激酶调节淀粉代谢参与气孔运动的实验结果为 。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$