微专题15 光合作用与细胞呼吸的综合-【高考领航】2025年高考生物一轮复习微专题速练

微专题15　光合作用与细胞呼吸的综合 1．光合作用和细胞呼吸是植物体的两个重要生理活动，下列关于植物光合作用和细胞呼吸的叙述，错误的是(　　) A．适宜的光照下，叶肉细胞的细胞质基质、线粒体和叶绿体中都有ATP合成 B．细胞呼吸过程中有机物中稳定的化学能主要转变为ATP中活跃的化学能 C．用HO培养小球藻，一段时间后可在其产生的糖类和氧气中检测到18O D．夏季连续阴天，大棚中白天适当增加光照，夜晚适当降低温度，有利于提高作物产量 2.请根据如图分析，下列有关植物进行光合作用和细胞呼吸的叙述，正确的是(　　) A．植物长时间处于黑暗中时，②③④⑥过程都会发生 B．晴朗夏天的中午，③④将减弱，净光合速率降低 C．晴朗夏天的上午10时左右，北方植物的叶肉细胞中①多于⑥ D．进行②和③时，物质从产生部位到利用部位都将穿过8层膜 3．如图表示植物细胞代谢的过程，下列有关叙述正确的是(　　) A．过程①可表示渗透吸水，对过程④⑤⑥⑦⑧研究，发现产生的能量大部分储存于ATP中 B．过程④发生在细胞质基质中，过程②产生的能量可用于矿质离子的吸收过程 C．过程③产生的C6H12O6中的氧全部来自CO2，过程⑧在根尖细胞线粒体内膜上进行 D．就叶肉细胞来说，若过程②O2的释放量大于过程⑧O2的吸收量，则该植物体内有机物的量将增加 4．甲、乙两图分别表示一天内某丛林水分的失与得(A、B)和CO2的吸收与释放(m、N、L)的变化情况(S代表面积)。请据图分析，下列说法错误的是(　　) 甲 乙 A．若SB－SA>0，则多余的水分用于光合作用等生理过程 B．若SB－SA>0，且Sm－SN－SL>0，则丛林树木净光合作用大于0 C．从暗反应的角度考虑，若在一昼夜内SN＋SL<Sm，植物就能正常生长 D．若SB－SA<0，仅从环境推测，当日气温可能偏高或土壤溶液浓度偏低 5．图甲表示水稻的叶肉细胞在光照强度分别为a、b、c、d时，单位时间内CO2释放量和O2产生总量的变化。图乙表示蓝细菌光合速率与光照强度的关系。下列说法正确的是(　　) 甲 乙 A．图甲中，光照强度为b时，光合速率等于呼吸速率 B．图甲中，光照强度为d时，单位时间内细胞从周围吸收2个单位的二氧化碳 C．图乙中，当光照强度为X时，细胞中产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体 D．图乙中，限制a、b、c点光合速率的因素主要是光照强度 6．如图表示夏季时某植物体在不同程度遮光条件下净光合速率的部分日变化曲线，据图分析，有关叙述正确的是(　　) A．一天中30%的适当遮光均会显著增强净光合速率 B．a～b段大部分叶表皮细胞能产生ATP的场所只有细胞质基质和线粒体 C．M点时该植物体内叶肉细胞消耗的CO2量等于该细胞呼吸产生的CO2量 D．该植物c点和d点有机物含量相同 7．黑白瓶法可用于研究赛里木湖中浮游植物生产量，所用白瓶完全透光，黑瓶不透光。用若干个黑白瓶，装入某湖泊一定水层的1 L湖水后密闭，进行实验测试，结果如图所示。下列相关说法正确的是(　　) A．a光照强度下白瓶24小时后的溶解氧为浮游植物的总生产量 B．黑瓶中溶解氧的减少量代表了湖水中浮游植物的呼吸量 C．a光照下恰好能满足瓶中生物对氧气所需量 D．a光照下白瓶中生物光合作用释放氧气7 mg 8．玉米是我国重要的粮食作物，研究其光合特性有利于促进高产。玉米的维管束内层细胞是维管束鞘细胞，外层细胞是叶肉细胞，这两种细胞有不同的叶绿体。玉米能利用较低浓度的CO2，并将其固定储存在苹果酸中，玉米细胞进行光合作用的相关反应如图所示。下列叙述不正确的是(　　) A．玉米叶肉细胞进行细胞呼吸在线粒体中产生的丙酮酸能在光合作用中被消耗 B．玉米叶肉细胞的叶绿体能利用较低浓度的CO2，可能是PEP羧化酶的活性较高 C．维管束鞘细胞能合成淀粉等光合产物，抑制苹果酸的生成会导致光合产物减少 D．在适宜条件下，较低浓度的CO2就能使玉米的光合速率与呼吸速率达到平衡 9．(不定项)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照强度下CO2吸收速率，结果如图所示。下列叙述正确的是(　　) 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照强度为P时开始进行光合作用 C．光照强度大于250 μmol·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．光照强度为Q时，二者光合速率的差异可能是由于突变体的气孔小于野生型 10．(不定项)如图表示温度对野生型小麦光合作用与细胞呼吸的影响，已知其他条件相同且适宜，下列叙述正确的是(　　) A．P点时表示植物的光合速率等于呼吸速率 B．在温度5～30 ℃的区间，温度是限制光合作用的主要因素 C．P点时若突然降低光照，短时间内三碳化合物的合成速率升高 D．若昼夜等长且不考虑温度的变化，20 ℃时该野生型小麦有机物积累速度最快 11．落地生根是多年生的草本植物。其叶片白天气孔关闭，晚上气孔开放吸收固定CO2，如图是其叶肉细胞发生的生理过程，实线代表白天发生的物质变化，虚线代表晚上发生的物质变化。G6P、PEP、OAA分别指葡萄糖-6-磷酸、磷酸烯醇式丙酮酸、草酰乙酸。据图分析，回答下列问题： (1)落地生根叶肉细胞内CO2固定的直接产物是____________________。 (2)落地生根叶肉细胞液泡中pH白天高于晚上，其原因是____________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 细胞呼吸也可以产生PEP，PEP固定CO2需要PEP羧化酶，推测该酶在一昼夜中活性变化是____________________。 (3)落地生根生长缓慢，每天的光合产量极低的主要原因是______________。 (4)某同学想设计一个简单的实验测量落地生根植物叶片的呼吸速率，应该注意的事项是_________________________________________(至少答两条)。 12．“投之以木桃，报之以琼瑶”体现了中华民族的感恩美德。图1为桃树叶肉细胞内发生的代谢过程；图2和图3表示外界相关因素对植物光合作用和呼吸作用的影响。据图回答下列问题： 图1 图2 图3 (1)图1中①～④过程需要发生在生物膜上的是________(填序号)。其中①过程产生的 ATP用于③过程中的________(填“CO2的固定”或“C3的还原”)。 (2)图2中，丁点后的光合速率不再上升，其外界限制因素可能是________________。 (3)图3中，5 ℃时桃树的生理状态相当于图2中的________点的生理状态。 (4)用大棚种植蔬菜时，白天温度控制为图3中的 25 ℃最佳，判断依据是________________________________________________________________________________________________________________________________________。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 微专题15　光合作用与细胞呼吸的综合 1．B　光合作用的光反应阶段产生ATP，光反应的条件是光照，场所是叶绿体，有氧呼吸的三个阶段都能合成ATP，有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体，A正确；细胞呼吸过程中有机物中的化学能大部分以热能形式散失，少部分转变为ATP中活跃的化学能，B错误；用HO培养小球藻，在叶绿体中进行光合作用，进行水的光解形成氧气和NADPH，则最先检测到含有放射性的产物是氧气；HO可参与有氧呼吸的第二阶段，在CO2中可检测到被标记的18O，再通过光合作用的暗反应阶段，转移到糖类等有机物中，C正确；夏季连续阴天，光照强度减弱，光合作用合成的有机物减少，夏季的气温较高，细胞呼吸作用较强，细胞呼吸分解的有机物较多，不利于植物生长，所以大棚中白天适当增加光照，提高光合作用强度，夜晚适当降低温度，降低细胞呼吸强度从而增加净光合作用强度，可提高作物产量，D正确。 2．B　植物叶肉细胞处于黑暗环境下，不能进行光合作用，只能进行细胞呼吸，②③④⑥过程都不会发生，A错误；晴朗夏天的中午，植物为了降低蒸腾作用，大量气孔关闭，影响了叶肉细胞吸收二氧化碳，导致暗反应减弱，进而导致光合作用强度减弱，B正确；晴朗夏天的上午10时左右，光合作用强度大于细胞呼吸强度，故没有二氧化碳①的释放，C错误；叶绿体、线粒体有双层膜，叶绿体产生的③氧气运输到线粒体内膜穿过4层膜，线粒体基质产生的二氧化碳运输到叶绿体基质穿过4层膜，D错误。 3．C　过程①表示渗透吸水，过程④⑦⑧产生的能量大部分以热能的形式散失，少部分储存于ATP中，过程⑤⑥不产生能量，A错误；过程④表示细胞呼吸第一阶段，发生在细胞质基质中，过程②表示光合作用光反应阶段，该阶段产生的能量只能用于叶绿体内的耗能过程，不可用于矿质离子的吸收过程，B错误；过程③表示光合作用暗反应阶段，产生的C6H12O6中的氧来自CO2，过程⑧表示有氧呼吸第三阶段，在根尖细胞线粒体内膜上进行，C正确；就叶肉细胞来说，若过程②O2的释放量大于过程⑧O2的吸收量，说明叶肉细胞光合速率大于呼吸速率，但整个植株所有细胞的呼吸作用可能大于或等于所有叶肉细胞的光合作用，则该植物体内有机物的量将不一定增加，D错误。 4．D　分析题图可知，SB是植物细胞吸收的水分，SA是植物通过蒸腾作用散失的水分，SB－SA>0，多余的水分用于光合作用等生理过程，A正确；SB－SA>0，代表植物细胞吸收的水分大于蒸腾作用散失的水分，Sm－SN－SL>0，代表有机物的积累量大于0，B正确；若在一昼夜内SN＋SL<Sm，说明有机物的积累量大于0，该植物能正常生长，C正确；SB－SA<0，代表植物细胞吸收的水分小于蒸腾作用散失的水分，从环境推测，当日气温可能偏高，蒸腾作用强或者土壤溶液浓度高，细胞不能吸水，甚至失水，D错误。 5．B　图甲中，光照强度为b时，CO2释放量大于0且有氧气产生，说明此时光合速率小于细胞呼吸速率，A错误。图甲中，光照强度为a时，O2产生总量为0，此时只进行细胞呼吸，据此可知，呼吸强度为6；光照强度为d时，O2产生总量为8，则光合作用总吸收CO2量为8，因而单位时间内细胞从周围吸收8－6＝2(个)单位的CO2，B正确。图乙中所示生物为蓝细菌，蓝细菌为原核生物，不含线粒体和叶绿体，C错误。图乙中c点时光合速率达到最大值，此时限制光合速率的因素不再是光照强度，可能是温度或CO2浓度等，D错误。 6．B　据题图分析，在5∶30至7∶30间，30%遮光时的净光合速率较不遮光的低，A错误；a～b段位于图中80%遮光曲线上，此时净光合速率小于0，叶表皮细胞没有叶绿体，只能进行细胞呼吸，能产生ATP的场所是细胞质基质和线粒体，B正确；M点80%遮光时该植物体净光合速率等于0，即植物体内叶肉细胞光合作用消耗的CO2量等于所有细胞呼吸产生的CO2量，叶肉细胞光合作用消耗的CO2量应大于该细胞呼吸产生的CO2量，C错误；该植物c点和d点的净光合速率都大于0，则有机物会积累，随着时间的延长有机物的积累量增加，所以d点有机物的含量多于c点有机物的含量，D错误。 7．C　白瓶是透光瓶，可进行光合作用和呼吸作用，a光照强度下白瓶24小时后的溶解氧为浮游植物的总生产量与所有生物呼吸量的差值，A错误；黑瓶是不透光瓶，只能进行呼吸作用，瓶中呼吸消耗氧气量代表了湖水中所有生物的呼吸量，并不只是浮游植物的呼吸量，B错误；白瓶中氧气的变化量是净光合作用量，白瓶原初溶解氧10 mg/L，24小时溶解氧为10 mg/L，净光合作用量为0，即a光照下，刚好满足瓶中生物对氧气所需量，C正确；释放氧气为净光合作用，经过24小时净光合作用量为0，即a光照下，瓶中生物24小时光合作用释放氧气0 mg，D错误。 8．A　玉米叶肉细胞进行细胞呼吸产生丙酮酸的过程发生在细胞质基质中，A错误；玉米叶肉细胞的叶绿体之所以能利用较低浓度的CO2，是因为PEP羧化酶的活性较高，固定CO2能力更强，B正确；结合图示可知，玉米的维管束鞘细胞中能合成淀粉等光合产物，若抑制苹果酸的生成，则会导致进入维管束鞘细胞中参与卡尔文循环过程的CO2减少，进而会导致光合产物减少，C正确；在适宜条件下，由于玉米能利用较低浓度的CO2，因而在该条件下能使玉米的光合速率与呼吸速率达到平衡，即光合速率等于呼吸速率，D正确。 9．ACD　由曲线图可以看出无光照时，突变体呼吸速率与野生型基本相同，A正确；P点是野生型和突变体光合强度和呼吸强度相等的点，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；从图中可以看出，光照强度大于250 μmol·m－2·s－1时，突变体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；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体的大，可能是由于突变体的气孔小于野生型，造成突变体对外界CO2的吸收量不足引起的，D正确。 10．BD　图中虚线表示呼吸速率，实线表示净光合速率，P点时表示植物的净光合速率等于呼吸速率，A错误；总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率，由图中数据可知，在温度5～30 ℃的区间，光合速率分别可表示为1.5、2.5、3.5、4.75、6、6.5，随温度升高，光合速率增大，说明温度是限制光合作用的主要因素，B正确；若突然停止光照，则光反应产生的NADPH和ATP减少，将抑制三碳化合物的还原，但短时间内不会影响三碳化合物的合成速率，C错误；若昼夜等长的话，野生型小麦一天积累有机物的量＝12×净光合速率－12×呼吸速率＝12(净光合速率－呼吸速率)，其中20 ℃时该野生型小麦有机物积累速度最快，D正确。 11．解析：(1)据题图可知，在细胞质基质CO2与PEP生成OAA，然后经过一系列的变化，在叶绿体CO2与C5结合形成C3。(2)晚上气孔打开吸收CO2，吸收的CO2通过生成苹果酸储存在液泡中；白天气孔关闭，液泡中储存的苹果酸分解释放的CO2用于光合作用，所以落地生根叶肉细胞液泡中pH白天高于晚上。落地生根叶片白天气孔关闭，晚上气孔开放吸收固定CO2，PEP固定CO2需要PEP羧化酶，则PEP羧化酶白天活性减弱，晚上活性增强。(3)由于PEP含量有限，固定CO2后形成的苹果酸较少，所以光合产量极低，落地生根生长缓慢。(4)若要测定植物的呼吸作用，则需要在无光的条件下或晚上进行；可通过测量单位时间、单位面积内该植物叶片氧气的吸收量；为了获得正确的结果，则需要选取不同的时间段，多次测量求平均值。 答案：(1)草酰乙酸(OAA)、三碳化合物(C3)　(2)晚上气孔打开吸收CO2，吸收的CO2通过生成苹果酸储存在液泡中；白天气孔关闭，液泡中储存的苹果酸分解释放的CO2用于光合作用　白天活性减弱，晚上活性增强　(3)PEP含量有限，固定CO2后形成的苹果酸较少　(4)晚上进行；测量单位时间、单位面积内该植物叶片氧气的吸收量；选取不同的时间段，多次测量求平均值 12．解析：(1)分析图1可知，①为光反应，a为水，发生在类囊体薄膜上；②为有氧呼吸的第三阶段，发生在线粒体内膜上；③为暗反应，b为CO2，发生在叶绿体基质；④为有氧呼吸的第一和第二阶段，发生的场所分别为细胞质基质和线粒体基质。①～④过程需要发生在生物膜上的是①②；其中①光反应过程产生的ATP用于③暗反应中的C3的还原。(2)分析图2，甲点表示只进行呼吸作用；乙点为光补偿点，此时真光合速率等于呼吸速率，即净光合速率为零；限制丙点光合速率的主要因素是光照强度；丁点为光饱和点，即达到最大光合速率时所对应的最低光照强度，丁点后的光合速率不再随光照强度的增大而上升，限制光合速率的外界因素为CO2浓度、温度。(3)图3表示温度对真光合速率和呼吸速率的影响，5 ℃时桃树的真光合速率与呼吸速率相等，即此时桃树的净光合速率为零，结合(2)详解可知，图2中的乙点为光补偿点，其净光合速率为零，故5 ℃时桃树的生理状态相当于图2中的乙点的生理状态。(4)结合图3可知，25 ℃时，真光合速率和呼吸速率的差值(净光合速率)最大，净光合作用积累的有机物的量最多，故用大棚种植蔬菜时，白天温度控制为图3中的 25 ℃最佳。 答案：(1)①②　C3的还原　(2)CO2浓度、温度　(3)乙 (4)25 ℃真光合速率和呼吸速率的差值最大，有机物积累最多 学科网（北京）股份有限公司 $$