2025届高三生物一轮复习细胞呼吸光合作用典例练习

细胞呼吸与光合作用典例练习 一、单选 1．如图表示在有氧条件下某高等植物体内有关的生理过程示意图，①～⑤表示有关过程，X、Y、Z和W表示相关物质。请据图判断下列说法，错误的是(　　) A．X、Y、Z物质分别表示C3、丙酮酸和ATP B．①～⑤过程中能产生ATP的有①②③④ C．②⑤过程分别表示C3的还原和CO2的固定 D．光合速率小于呼吸速率时，④过程产生的CO2会释放到细胞外 答案　B 解析　据图可知，物质X是CO2固定的产物，所以X表示C3。物质Y是葡萄糖氧化分解成CO2的中间产物，所以Y表示丙酮酸。物质Z是光反应产生用于暗反应的ATP，A项正确；图中①过程表示光反应，能产生ATP。②过程表示暗反应中C3的还原，消耗ATP而不能产生ATP。③过程表示有氧呼吸的第一阶段，能产生ATP。④过程表示有氧呼吸第二阶段(或第二、三阶段)，能产生ATP。⑤过程表示暗反应中CO2的固定，不能产生ATP，B项错误、C项正确；光合速率小于呼吸速率时，④过程产生的CO2要比⑤过程消耗的CO2多，所以会有一部分CO2释放到细胞外，D项正确。 2．下图中纵坐标表示植物某种气体吸收量或释放量的变化(注：不考虑横坐标和纵坐标单位的具体表示形式，单位的表示方法相同)。下列说法正确的是(　　) A．若f点以后进一步提高光照强度，光合作用强度会一直不变 B．若a代表O2吸收量，d点时，叶肉细胞既不吸收O2也不释放O2 C．c点时，叶肉细胞中能产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体 D．若a代表CO2释放量，适当提高大气中的CO2浓度，e点可能向右下方移动 答案　D 解析　e点时已经达到光饱和点，其他条件不变，f点以后提高光照强度可能会伤害叶片中的叶绿体，光合作用强度可能会发生变化；若a代表O2吸收量，d点时，整个植株既不吸收O2也不释放O2，但对于叶肉细胞来说有氧气的净释放；c点时，叶肉细胞只能进行细胞呼吸，故产生ATP的场所有细胞质基质和线粒体。 3图甲中I、I、Ⅲ曲线分别表示某一天24 小时的温度、某植物总光合速率、表观光合速率变化，图乙中曲线表示放有某植物的密闭玻璃罩内一天24小时的CO2浓度的变化，以下分析错误的是（ ) A.图乙曲线中EF段玻璃罩内CO2浓度下降加快是由于光照强度增加 B.植物一天中含有机物最多的时刻在图甲中是e点,在图乙中则是H点 C.植物在图甲中的b、f两点的生理状态与图乙中D、H两点的生理状态相同 D.图甲曲线Ⅲ12点左右d点下降的原因是温度过高，呼吸速率上升使表观光合速率下降,但总光合速率未下降 答案　C 4．将某植物放在透明且密闭的容器内，并在适宜条件下培养。测得植物吸收和产生的CO2的速率如图所示。下列相关叙述正确的是(　　) A．T1时刻，该植物固定CO2的速率是10 mg·h－1 B．T2时刻，该植物能进行光合作用但无有机物积累 C．T1～T3时间段内，该植物的净光合速率逐渐下降 D．T3时刻后，密闭容器中的CO2浓度不断升高 答案　C 解析　T1时刻，该植物固定CO2的速率为总光合速率，即总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率＝10＋2＝12 (mg·h－1)，A错误；T2时刻，该植物净光合速率大于0，有有机物的积累，B错误；密闭容器内二氧化碳的含量一定，随着光合作用的进行，二氧化碳浓度逐渐降低，所以T1～T3时间段，该植物的净光合速率逐渐下降，C正确；T3时刻之后，该植物的光合速率等于呼吸速率，容器中CO2浓度保持不变，D错误。 二、多选 5．(多选)下图甲表示某种植物叶肉细胞光合作用强度与光照强度的关系，图乙表示该植物叶肉细胞的部分结构(图中M和N代表两种气体)。据图判断，下列说法正确的是(注：不考虑无氧呼吸)(　　) A．图甲中的纵坐标数值即为图乙中的m3 B．图甲中c点时，图乙中有m1＝n1＝m4＝n4 C．图甲中e点以后，图乙中n4不再增加，其主要原因是m1值太低 D．图甲中a、b、c、d、e任意一点，图乙中都有m1＝n1>0，m2＝n2>0 答案　AB 解析　图甲中c点时，光合速率等于呼吸速率，因此线粒体产生的二氧化碳刚好能供叶绿体利用，叶绿体产生的氧气刚好供线粒体利用，因此图乙中有m1＝n1＝m4＝n4，B正确；图甲中e点以后，图乙中n4不再增加，其主要原因是m3值太低，或温度的限制，C错误；图甲中a、b、c、d、e任意一点，图乙中都有m1＝n1>0，但由于d、e点细胞呼吸强度小于光合作用强度，应为m3＝n3>0，c点细胞呼吸强度等于光合作用强度，m3＝n3＝0，c、d、e点时，m2＝n2＝0，D错误。 6．(多选)如图所示，在图甲装置A与装置B中敞口培养相同数量的小球藻，以研究光照强度对小球藻产生氧气的影响。装置A的曲线如图乙。据图分析，下列叙述错误的是(　　) A．适当提高温度，P点将上移 B．P点处能产生ATP的细胞器只有线粒体 C．降低CO2浓度时，在图乙上的R点应右移 D．在图乙上绘制装置B的曲线，Q点应左移 答案　CD 解析　适当提高温度，酶的活性升高，呼吸作用强度提高，P点上升，A正确；P点光照强度为0，不进行光合作用，只进行呼吸作用，故产生ATP的场所是细胞质基质和线粒体，细胞器只有线粒体，B正确；降低二氧化碳浓度，光饱和点会向左移动，氧气释放量减少，即R点应向左上移，C错误；装置B是缺镁培养液，则小球藻中叶绿素合成受阻，吸收光能减少，直接降低光合作用强度。Q点时光合作用强度等于呼吸作用强度，但是呼吸作用强度不变，则需要增加光照强度，提高光合作用强度，从而保证光合作用强度等于呼吸作用强度，故Q点应右移，D错误。 7．某生物兴趣小组以酵母菌作为实验材料，以葡萄糖作为能量来源，在一定条件下，通过控制氧气浓度的变化，得到了酵母菌进行细胞呼吸时二氧化碳产生速率(Ⅰ)、氧气消耗速率(Ⅱ)、以及酒精产生速率(Ⅲ)随着时间变化的三条曲线，实验结果如图所示，t1时刻Ⅰ、Ⅱ两条曲线重合，S1、S2、S3、S4分别表示图示面积。该兴趣小组还利用乳酸菌作为实验材料进行相同的实验，实验装备和条件不变，得到乳酸产生速率(Ⅳ)的曲线。下列相关叙述正确的是(　　) A．t1时刻，氧气浓度较高，无氧呼吸消失 B．如果改变温度条件，t1会左移或右移，但是S1和S2的值始终相等 C．若S2∶S3＝2∶1，S4∶S1＝8∶1时，O～t1时间段有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖量的比值为2∶1 D．若曲线Ⅳ和Ⅲ完全重合，则O～t1时间段酵母菌和乳酸菌细胞呼吸消耗的葡萄糖量相等 答案　ABC 解析　t1时刻，酒精产生速率为0，Ⅰ、Ⅱ两条曲线重合，说明酵母菌只进行有氧呼吸，无氧呼吸消失，A正确；如果改变温度条件，酶的活性会升高或降低，t1会左移或右移，O～t1产生的CO2量＝S1＋S2＋S3＋S4，无氧呼吸产生的酒精量与无氧呼吸产生的二氧化碳量相同，即无氧呼吸产生的CO2量＝S2＋S3，有氧呼吸消耗的氧气量等于有氧呼吸产生的二氧化碳量，即有氧呼吸产生的CO2量＝S2＋S4，即S1＋S2＋S3＋S4＝S2＋S3＋S2＋S4，即S1和S2的值始终相等，B正确；由上述分析可知，S1＝S2，若S2∶S3＝2∶1、S4∶S1＝8∶1时，则S4∶S2＝8∶1，有氧呼吸产生的CO2量＝S2＋S4＝9S2，无氧呼吸产生的CO2量＝S2＋S3＝1.5S2，有氧呼吸产生的CO2量∶无氧呼吸产生的CO2量＝6∶1，有氧呼吸消耗1 mol葡萄糖产生6 mol二氧化碳，无氧呼吸消耗1 mol葡萄糖产生2 mol二氧化碳，因此O～t1时间段有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖量的比值为2∶1，C正确；乳酸菌进行无氧呼吸消耗1 mol葡萄糖产生2 mol乳酸，酵母菌无氧呼吸消耗1 mol葡萄糖产生2 mol酒精，若曲线Ⅳ和曲线Ⅲ两者完全重合，说明酵母菌和乳酸菌进行无氧呼吸且乳酸和酒精的产生速率相等，但酵母菌同时还进行有氧呼吸，则O～t1时间段酵母菌细胞呼吸消耗的葡萄糖量大于乳酸菌，D错误。 三、非选择题 1.将长势相同、数量相等的甲、乙两个品种的大豆幼苗分别置于两个相同的密闭透明玻璃罩内,在光照、温度等相同且适宜的条件下培养,定时测定玻璃罩内CO2的含量,结果如图所示。请回答: (1)0~25 min期间,影响甲品种大豆幼苗光合作用强度的主要因素是　　　　含量。  (2)30~45 min期间,乙品种大豆幼苗的叶肉细胞光合速率　　　　(填“>”“<”或“=”)呼吸速率,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (3)甲、乙植株固定CO2的能力强的是　　　　植株,据图判断依据是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (4)某同学摘出一些甲的叶片,一段时间后发现有部分叶片已变黄。他判断这可能是叶片中某些色素降解,或者是某些色素含量增加造成的。根据所学知识,请设计实验判断以上观点。(写出实验思路)   　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  1.(1)CO2　(2)>　30~45 min期间,密闭透明玻璃罩内CO2的含量保持稳定,乙品种大豆幼苗叶肉细胞光合速率=叶肉细胞呼吸速率+非光合器官呼吸速率　(3)乙　玻璃罩乙比甲中的CO2浓度下降得快,且剩余量更少　(4)取等量的已变黄的叶片和尚未变黄的叶片为实验材料,在相同条件下,进行叶绿体色素的提取和分离实验,测定并记录实验结果,比较这两种叶片的色素组成及含量 [解析] (1)据题干可知,光照、温度适宜,结合题图可知,密闭容器中随光合作用进行,CO2含量降低,可知0~25 min期间,影响甲品种大豆幼苗光合作用的因素是CO2含量。(2)30~45 min期间,两个玻璃罩内二氧化碳的浓度均不再发生变化,说明此时植物细胞呼吸释放CO2的量与其光合作用消耗CO2的量相等,但对于乙品种大豆幼苗的叶肉细胞来说,其光合速率大于呼吸速率,因为乙品种大豆幼苗叶肉细胞光合作用制造的有机物还需要满足自身其他非光合器官呼吸作用对有机物的消耗,即乙品种大豆幼苗叶肉细胞光合作用速率=叶肉细胞呼吸作用速率+非光合器官呼吸作用速率,所以叶肉细胞光合作用速率大于呼吸作用速率。(3)图中显示,与甲曲线相比,乙曲线CO2含量下降得更快、更多,这说明乙植株比甲植株的光合能力强,固定CO2的能力强。(4)某同学摘出一些甲的叶片,一段时间后发现有部分叶片已变黄。他判断这可能是叶片中某些色素降解,或者是某些色素含量增加造成的。色素含量可用色素的提取与分离实验来检测,其具体的实验思路为取等量的已变黄的叶片和尚未变黄的叶片为实验材料,在相同条件下,进行叶绿体色素的提取和分离实验,测定并记录实验结果,比较这两种叶片的色素组成及含量。 2. 科研人员以野生型拟南芥为材料进行了相关实验,探究气孔开度的影响因素。首先对若干组野生型拟南芥进行干旱处理,发现其ABA含量均有所升高,进一步测定其叶肉细胞渗透压和气孔阻力,绘制出三者之间的变化关系,如图甲所示,ABA调节机制与保卫细胞内K+浓度有关,其作用机制如图乙所示。 (1)拟南芥叶肉细胞中的光合色素分布在　　　　　　　,作用是　　　　　　　　　　　　。可用体积分数为95%的乙醇加入　　　　　　来代替无水乙醇提取色素。  (2)据图分析可知,恢复浇水能提高拟南芥光合作用强度,理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (3)由图乙可知,K+出细胞的运输方式是　　　　,ABA与受体结合后,通过关闭气孔和抑制气孔打开两条途径协同作用,即　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,调节保卫细胞内K+浓度,使气孔维持关闭状态。  (4)为进一步研究ABA受体与气孔关闭的关系,研究者以野生型拟南芥植株和超表达ABA受体基因的拟南芥植株为材料设置对照实验,进行培养并定期测量叶片的　　　　　;若　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,则说明ABA受体增多能够加速气孔关闭。  2.(1)类囊体薄膜　吸收、传递、转化光能　无水碳酸钠 (2)恢复浇水后,ABA含量降低,气孔阻力减小,CO2供应增加,光合作用增强 (3)协助扩散　促进保卫细胞内钙离子增加,促进钾离子外流,同时抑制钾离子内流 (4)气孔阻力　实验组叶片的气孔阻力大于对照组 [解析] (2)据题图分析可知,恢复浇水后ABA含量降低,气孔阻力减小,CO2供应增加,而CO2是光合作用的原料之一,则光合作用增强。(3)据图乙可知,K+通过K+外出通道运到细胞外,故K+出细胞的运输方式是协助扩散。由图乙可知,当ABA与受体结合后,促进保卫细胞内Ca2+增加,促进K+外流,使气孔关闭,同时抑制K+内流,抑制气孔开放,即通过关闭气孔和抑制气孔打开两条途径协同作用,使气孔维持关闭状态。(4)ABA与受体结合,使气孔维持关闭状态,故为进一步研究ABA受体与气孔关闭的关系,以野生型拟南芥植株和超表达ABA受体基因(ABA受体增多)的拟南芥植株为材料设置对照实验,进行培养,自变量为ABA受体的多少,因变量的指标应为叶片的气孔阻力。若实验组(超表达ABA受体基因的拟南芥植株)叶片的气孔阻力大于对照组(野生型拟南芥植株),则说明ABA受体增多能够加速气孔关闭。 3.某科研人员将一株正常生长的蓝莓幼苗放在透明且密闭的容器中,在适宜条件下培养一段时间(如图甲所示),并用三个如图甲所示的装置(烧杯中装水)在其他环境因素相同且适宜的条件下,探究自然条件下不同光照强度对蓝莓植株光合作用强度的影响,传感器测定锥形瓶中CO2浓度变化如图乙所示(设实验过程中三组蓝莓的呼吸速率相同)。 请回答下列问题: (1)若图甲所示烧杯中放入的物质是水,且起始时光合作用强度大于呼吸作用强度,则一段时间内,锥形瓶内 CO2浓度可出现的变化趋势是　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (2)若图甲所示的烧杯中放入的物质是一定浓度的 NaHCO3溶液,则用该实验装置探究“光照强度对蓝莓幼苗净光合速率的影响”时,净光合速率可用该实验装置测得的结果——该幼苗单位时间内　　　　　　的量来表示。如果利用该装置测定在一定光照强度下蓝莓幼苗的实际光合速率, 请简单写出实验思路:　    　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (3)图乙中A组蓝莓叶肉细胞内能产生ATP的具体场所是　　　　　　　　　　　　　　　　　。B组蓝莓叶肉细胞的光合速率　　　　(填“大于”“小于”或“等于”)蓝莓叶肉细胞的呼吸速率,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  3.(1)降低至一定水平后保持相对稳定 (2)释放O2　先将装置移到黑暗处(或不给予光照),测出蓝莓幼苗单位时间内的氧气吸收量(即呼吸速率),再给予一定光照条件,其他条件不变,测出蓝莓幼苗单位时间内氧气释放量(即净光合速率),然后将两值相加,即为该光照条件下蓝莓幼苗的实际光合速率 (3)细胞质基质、线粒体基质和内膜　大于　B组装置中的CO2浓度不变,表明整个蓝莓植株的光合速率与呼吸速率相等,植株中有许多细胞只能进行呼吸作用 [解析] (1)若图甲烧杯中放入的物质是水,且起始时光合作用强度大于呼吸作用强度,使得锥形瓶内二氧化碳浓度降低,光合速率下降,最后光合速率会等于呼吸速率,锥形瓶内二氧化碳浓度保持相对稳定,故锥形瓶内二氧化碳浓度可出现的变化趋势是降低至一定水平后保持相对稳定。(2)若图甲烧杯中放入的物质是一定浓度的NaHCO3溶液,用该实验装置探究“光照强度对蓝莓幼苗净光合速率的影响”时,净光合速率可用该幼苗单位时间内释放氧气的量来表示。如果利用该装置测定在一定光照强度下该幼苗的实际光合速率,则实验的思路是先将装置移到黑暗处(或不给予光照),测出蓝莓幼苗单位时间内的氧气吸收量(即呼吸作用速率),再给予一定光照条件,其他条件不变,测出蓝莓幼苗单位时间内氧气释放量(即净光合速率),然后将两值相加,即为该光照条件下蓝莓幼苗的实际光合速率。(3)图乙中A组在黑暗条件下,蓝莓植株只进行呼吸作用,其叶肉细胞内能产生ATP的具体场所是细胞质基质、线粒体基质和内膜。B组装置中的二氧化碳浓度不变,表明整个蓝莓植株的光合速率与呼吸速率相等,而蓝莓植株中有许多细胞只能进行呼吸作用,因此叶肉细胞的光合速率应该大于其呼吸速率。 4.某科研小组新合成了一种叔胺类有机物DCPTA,为研究其对甜瓜光合作用的影响,将生长状况相同的甜瓜幼苗均分为四组,各组实验条件为①不遮光+清水,②不遮光+DCPTA,③遮光+清水,④遮光+DCPTA,其余实验条件相同且适宜。分别测定了四组幼苗的光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度、Rubisco(固定CO2的酶)活性、丙二醛(膜脂过氧化产物,其含量与生物膜受损程度呈正相关)含量,结果如下图所示。回答下列问题: (1)DCPTA对 Rubisco 活性的影响在　　　　(填“不遮光”或“遮光”)条件下影响幅度更大。  (2)与①②④组比较,第③组光合速率和气孔导度均最低,气孔导度　　　　(填“是”或“不是”)影响其光合作用的主要因素,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　。第③组光合速率最低的具体原因:　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(说出3点)。  (3)通过对本实验中自变量的研究进行分析,在温室栽种甜瓜提高产量的措施有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(说出2点)。  (4)高温、干旱条件下该植物叶片气孔数量变化较小,但气孔会出现周期性的开放与关闭,即“气孔振荡”现象。“气孔振荡”是植物对高温、干旱条件的一种适应性反应,有利于植物生理活动的正常进行,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  4.(1)遮光 (2)不是　气孔导度虽然最低,但胞间CO2浓度却最高　遮光导致光照减弱,会降低光反应;Rubisco活性最弱,会抑制暗反应;丙二醛含量最高,说明生物膜受损程度最大,会降低光反应 (3)喷洒一定含量的DCPTA;阴雨天适当补充光照 (4)既能降低植物的蒸腾作用(或减少水的散失),又能保障CO2供应 [解析] (1)实验组②不遮光+DCPTA的Rubisco活性比①不遮光+清水的高,但④遮光+DCPTA的Rubisco活性比③遮光+清水的更高,说明DCPTA对Rubisco活性的影响在遮光条件下影响幅度更大。(2)与①②④组比较,第③组光合速率最低,气孔导度虽然最低,但胞间CO2浓度却最高,说明气孔导度不是影响其光合作用的主要因素。第③组遮光,遮光导致光照减弱,会降低光反应;第③组的Rubisco活性最弱,会抑制暗反应;第③组丙二醛(膜脂过氧化产物,其含量与生物膜受损程度呈正相关)含量最高,说明生物膜受损程度最大,会降低光反应,这些都是第③组光合速率最低的具体原因。(3)通过对本实验中自变量的研究进行分析可知,光照以及DCPTA都会影响光合速率,故喷洒一定含量的DCPTA、阴雨天适当补充光照是温室栽种甜瓜提高产量的措施。(4)高温、干旱条件下的叶片气孔数量变化较小,气孔会周期性的开放与关闭,既能降低蒸腾作用强度以减少水的散失,又能保障CO2供应,从而保证光合作用在高温、干旱条件下能正常进行。 2 学科网（北京）股份有限公司 $$