2026届高考生物一轮复习 课时作业(十五)　光合作用与细胞呼吸的综合分析

课时作业(十五)　光合作用与细胞呼吸的综合分析 题组一　光合作用与细胞呼吸的关系 1.[2024·福建福州模拟] 下列有关水稻叶肉细胞内NADH和 NADPH的叙述,正确的是 (　) A.有氧条件下,NADH在细胞质基质中产生,在线粒体中被消耗 B.无氧条件下,NADH在细胞质基质中产生,但不被消耗 C.光合作用中产生的 NADPH将从类囊体薄膜转移到叶绿体基质中为CO2的固定供氢 D.细胞呼吸过程中产生的NADH与氧结合形成水分子,并释放大量能量 2.[2025·湖南岳阳月考] 如图表示某绿色植物在生长阶段体内物质的转变情况,图中a、b为光合作用的原料,①~④表示相关过程,下列有关说法不正确的是 (　) A.图中①过程进行的场所是叶绿体基粒囊状结构薄膜 B.光合作用过程中NADPH来源于①过程中的水在光的作用下的分解,用于③过程中C3的还原 C.在有氧呼吸的第一阶段,除了产生[H]、ATP外,产物中还有丙酮酸 D.①②④过程中产生ATP最多的是②过程 3.[2024·浙江杭州一模] 光合作用与呼吸作用环环相扣、相互依存,两者虽然都是为植物的存活而作为整体进行服务,但二者又有各自独立的工作系统,所以又互为个体。如图是某植物光合作用和细胞呼吸过程示意图, Ⅰ~Ⅶ 代表物质,①~③代表过程。下列叙述正确的是 (　) A.甲过程中的 Ⅰ 物质与乙过程中的V物质所含元素不一致 B.乙过程中①过程与②过程所产生的能量之和多于③过程所产生的能量 C.叶肉细胞中甲过程产生的 Ⅳ 物质多于乙过程所消耗的Ⅳ物质时,植物将生长 D.乙过程产生的ATP并不能用于甲过程中C3的还原 题组二　总光合速率、净光合速率和呼吸速率的 辨析 4.[2024·山东济南模拟] 在CO2浓度一定、温度适宜的情况下,测得灌浆期(种子成熟的一个阶段)的小麦植株在不同光照条件下的CO2的吸收速率为a,下列叙述不正确的是 (　) A.当a=0时,叶肉细胞的光合作用强度等于呼吸作用强度 B.该实验的目的是探究光照强度对光合作用的影响 C.该实验应该在密闭、透明的装置中进行 D.当a<0时,细胞内ATP的生成不是只发生于线粒体 5.[2024·湖北武汉三模] 研究人员对密闭蔬菜大棚中的黄瓜植株进行了一昼夜的光合作用和呼吸作用调查,结果如下图所示,SM、SN、Sm分别表示图中相应图形的面积。下列叙述错误的是 (　) A.与其他时间相比,E点时密闭大棚中CO2浓度达到最高,O2浓度达到最低 B.C点过后光照强度降低,短时间内叶绿体中C3含量升高 C.B点和D点时黄瓜植株光合作用速率等于呼吸作用速率 D.一昼夜后,黄瓜植株有机物的增加量可表示为Sm-SM-SN 6.[2024·陕西咸阳模拟] 科研人员研究了温度对人工种植的番茄幼苗光合作用与呼吸作用的影响,其他条件相同且适宜,实验结果如图所示。据图分析,下列说法错误的是 (　) A.实际光合作用的最适温度在30~35 ℃之间 B.P点时,叶绿体吸收CO2量与线粒体产生CO2量达到平衡 C.持续光照条件下,25 ℃最有利于番茄幼苗生长 D.日夜各12小时,20 ℃最有利于番茄幼苗生长 7.[2024·江西师大附中模拟] 光饱和点为光合速率达到最大时所需的最小光照强度。科研人员研究了镉胁迫下硅对烟草光合作用的影响,部分实验结果如表所示。下列相关叙述正确的是 (　) 处理 实际光 合速率/ (μmol CO2· m-2·s-1) 光饱和点 /lx 气孔导度 /(mmol· m-2 ·s-1) 胞间CO2 浓度/ (μL· L-1) 总叶绿 素含量/ (μg· cm-2) 对照组 20.57 1200 1072 260 1.35 镉处 理组 5.4 900 168 300 0.56 镉+硅 处理组 9.33 1050 190 268 0.9 A.镉+硅处理组总叶绿素含量高于镉处理组,原因是硅可用于叶绿素的合成 B.光照强度为1200 lx时,镉处理组CO2的吸收速率为5.4 μmol·m-2·s-1 C.对照组与镉+硅处理组相比,胞间CO2浓度基本一致,说明二者的净光合速率相等 D.镉胁迫条件下使用硅处理,气孔因素并不是使烟草植株光合作用改善的主要因素 综合应用练 8.[2024·天津河西区质检] 如图 Ⅰ 表示银杏叶肉细胞内部分代谢过程,甲~丁表示物质,①~⑤表示过程。某科研小组研究了不同温度条件下CO2浓度对银杏净光合速率的影响,得到如图 Ⅱ 所示曲线,已知除自变量外,其他条件相同且适宜。请回答下列问题: (1)图 Ⅰ 中的乙是　　　　。①~⑤过程中,发生在生物膜上的有　　　　。  (2)据图 Ⅱ 可知,当CO2浓度低于400 μmol·mol-1时,15 ℃条件下的银杏净光合速率高于28 ℃条件下的,其原因可能是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (3)科研小组测定了银杏叶片在28 ℃时,不同氧气浓度下的净光合速率(以CO2的吸收速率为指标),部分数据如表所示。 氧气浓度 2% 20% CO2的吸收速率/(mg·cm-2·h-1) 23 9 探究氧气浓度对光合作用是否产生影响,在表中数据的基础上,可在　　　　条件下测定相应氧气浓度下银杏叶片的呼吸速率。假设在温度为28 ℃的情况下,氧气浓度为2%时,银杏叶片呼吸速率为X mg·cm-2·h-1,氧气浓度为20%时,银杏叶片呼吸速率为Y mg·cm-2·h-1,如果23+X=9+Y,说明　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  9.[2024·河北保定模拟] 为探究外界环境因素对绿色植物光合作用的影响,某科研小组进行了实验探究,结果如图所示。已知温度适宜并保持不变,且实际光合速率=呼吸速率+净光合速率。不考虑无氧呼吸,回答下列问题: (1)该实验的自变量为　　　　　　　　　　。a点时,生成CO2的具体场所为　　　　　　,p点时植物光合作用所需的CO2来自　　　　　　　　。  (2)若将该植株先放于黑暗条件下12 h,再放于d点条件下12 h,则24 h内该植株的有机物积累量约为　　　mg(用CO2吸收量表示)。  (3)曲线 Ⅰ、曲线 Ⅱ 、曲线 Ⅲ 分别为实验 Ⅰ、实验 Ⅱ 、实验 Ⅲ 的结果。p点时,实验 Ⅱ 和实验 Ⅲ 的实际光合速率　　　　(填“相同”或“不同”)。已知CO2饱和点为植物的光合速率达到最大时对应的CO2浓度,则实验 Ⅰ 的CO2饱和点大于实验 Ⅱ 和实验 Ⅲ 的,从光合作用中的物质角度分析,原因是　      　。  10.[2024·天津蓟州区一模] 如图是有关棉花成熟绿叶组织的相关图解,其中图甲是叶肉细胞的光合作用过程图解;图乙表示某光照强度和适宜温度下,光合作用强度增长率随CO2浓度变化的情况。请回答下列问题: (1)由图甲可知,甲、乙分别代表的物质是　、  　　　　　　　。过程 Ⅰ 发生在叶绿体的类囊体薄膜上,该过程表示　　　　　　。  (2)过程 Ⅱ 发生的场所是　　　　　　　　　,该过程形成的NADH中的能量通过呼吸链转移到　　　　　　(填物质名称)中。线粒体中产生的CO2扩散到相邻细胞的叶绿体中被利用至少要经过　　　层生物膜。  (3)图乙中限制D点光合作用速率的主要环境因素是　　　　　　。  (4)从生长状况相同的棉花叶片上剪出大小、部位相同的若干圆叶片,抽取圆叶片内的气体,平均分成若干份,然后,置于不同浓度的NaHCO3溶液中,给予相同的一定强度光照,在最适温度下测量圆叶片上浮至液面所需时间,其记录结果绘成曲线如图丙。 ①该实验的目的是探究CO2浓度(或NaHCO3溶液浓度)对　　　　　　　　　　的影响。  ②bc段曲线平缓的限制因素主要是　。  而c点以后曲线上行,其原因可能是NaHCO3溶液浓度太大　　　　　　　,从而影响细胞代谢。  (5)在光能的驱动下,蛋白质及色素分子进行电子传递,将来源于　　　　　　　的电子传递给NADP+并与H+合成了　　　　　。  学科网（北京）股份有限公司 $$ 课时作业(十五)　光合作用与细胞呼吸的综合分析 1.D　[解析] 有氧条件下,在细胞质基质和线粒体基质中都产生NADH,在线粒体内膜上消耗NADH,A错误;无氧条件下细胞进行无氧呼吸,NADH在第一阶段产生,在第二阶段消耗,两个阶段都在细胞质基质中进行,B错误;光合作用中产生的 NADPH将从类囊体薄膜转移到叶绿体基质中为C3的还原提供能量和作还原剂,C错误;在有氧呼吸第三阶段,有氧呼吸第一、二阶段产生的NADH与氧结合形成水分子,并释放大量能量,D正确。 2.D　[解析] ②④过程属于呼吸作用,①过程属于光合作用,产生ATP的量不能直接比较,D错误。 3.D　[解析] 甲过程中的Ⅰ物质是NADPH,乙过程中的Ⅴ是NADH,二者所含元素都是C、H、O、N、P,A错误;乙过程中①是有氧呼吸第一阶段,②是有氧呼吸第二阶段,③是有氧呼吸第三阶段,③过程所产生的能量远远多于①和②产生能量之和,B错误;甲是光合作用,乙是有氧呼吸,叶肉细胞有机物的产生量多于植物所有细胞呼吸消耗量时植物才能生长,C错误;甲是光合作用,乙是有氧呼吸,甲过程中C3的还原所需ATP来源于光反应过程,乙过程产生的ATP用于其他各项生命活动,D正确。 4.A　[解析] 在不同光照条件下吸收CO2的速率代表了净光合速率,如果a=0,说明植株的光合速率等于呼吸速率,而此时叶肉细胞的光合作用强度大于呼吸作用强度,A错误;该实验的自变量是不同光照强度,因此该实验探究的是光照强度对光合作用的影响,B正确;因为测定的是不同光照条件下的CO2的吸收速率,为了防止大气中CO2的干扰,实验应在密闭且透明的装置内进行,C正确;当a<0时,植株可能仍在进行光合作用,只是光合作用强度小于呼吸作用强度,即使植株只进行呼吸作用,细胞内生成ATP的场所除了线粒体,还有细胞质基质,D正确。 5.A　[解析] B点之前经过一晚上的呼吸作用植株释放CO2、消耗O2,且6点前光合作用速率小于呼吸作用速率,因此大棚中的CO2浓度在B点达到最大,而O2浓度在该点降到最低,此后由于光合作用速率大于呼吸作用速率,CO2浓度开始下降,O2浓度开始升高,即B点时大棚中CO2浓度最高,O2浓度最低,A错误;C点过后光照强度降低,光反应产生的ATP和NADPH减少,则C3还原速率减慢,C3消耗减少,而短时间内C3合成速率不变,因此短时间内C3含量升高,B正确;图中B点和D点表示CO2的吸收量或CO2的释放量为0,即黄瓜植株光合作用速率等于呼吸作用速率,C正确;图中SM、SN分别表示0~6时、18~24时呼吸消耗的有机物量,Sm表示6~18时光合作用积累的有机物量,因此,经过一昼夜后,黄瓜植株有机物的增加量应为Sm-SM-SN,D正确。 6.B　[解析] 实际光合速率=净光合速率+呼吸速率,30 ℃环境中番茄幼苗的实际光合速率为3+3.5=6.5 mg/h,35 ℃环境中番茄幼苗的实际光合速率为3.5+3=6.5 mg/h,故实际光合作用的最适温度在30~35 ℃之间,A正确;P点时,净光合速率大于0,说明光合作用速率大于呼吸作用速率,叶绿体吸收CO2量大于线粒体产生CO2量,B错误;在持续光照下,图中数据表明在25 ℃时,植物的净光合速率最大,最有利于番茄幼苗生长,C正确;黑暗条件下植物CO2释放量表示呼吸速率,光照条件下植物CO2吸收量表示净光合速率,日夜各12小时,积累的有机物量为净光合速率×12-呼吸速率×12,据图中数据可知20 ℃时积累的有机物最多,最有利于番茄幼苗生长,D正确。 7.D　[解析] 硅不能用于叶绿素的合成,叶绿素的合成需要Mg等元素,A错误;光照强度为1200 lx时,早已达到镉处理组的光饱和点,此时实际光合速率为5.4 μmol·m-2·s-1,即CO2的固定速率为5.4 μmol·m-2·s-1,而CO2的吸收速率反映净光合速率,由表无法得知呼吸速率,不能计算净光合速率,B错误;对照组与镉+硅处理组相比,胞间CO2浓度基本一致,但二者的实际光合速率不同,呼吸速率未知,无法判断二者的净光合速率是否相等,C错误;镉胁迫条件下使用硅处理,植株气孔导度增加不明显,但胞间CO2浓度反而降低,说明气孔因素并不是改善烟草光合作用的主要因素,D正确。 8.(1)丙酮酸　①⑤ (2)CO2浓度较低,限制了银杏植株的光合作用,而28 ℃条件下银杏植株的呼吸作用较强,消耗的有机物较多 (3)黑暗　氧气浓度为2%时的总光合速率和氧气浓度为20%时的相等 [解析] (1)在有氧呼吸的第一阶段,葡萄糖分解产生丙酮酸和[H](NADH),即物质乙为丙酮酸;据图可知,①是光合作用的光反应阶段,②是有氧呼吸的第二阶段,③是光合作用的暗反应阶段,④是有氧呼吸的第一阶段,⑤是有氧呼吸的第三阶段,①~⑤过程中,发生在生物膜上的有①(叶绿体类囊体薄膜上)⑤(线粒体内膜上)。(2)CO2是暗反应的原料,而净光合速率=总光合速率-呼吸速率,据图 Ⅱ 可知,当CO2浓度低于400 μmol·mol-1时,15 ℃条件下的银杏净光合速率高于28 ℃条件下的,其原因可能是CO2浓度较低,限制了银杏植株的光合作用,而28℃条件下银杏植株的呼吸作用较强,消耗的有机物较多。 9.(1)CO2浓度和光照强度　线粒体基质　线粒体和细胞外 (2)1200 (3)相同　实验 Ⅰ 光照强度大,光反应速率大,为暗反应提供更多的NADPH和ATP,暗反应速率加快,使植物利用更多的CO2才能达到最大光合速率,故实验Ⅰ的CO2饱和点更高 [解析] (1)分析题图可知,该实验的自变量为CO2浓度和光照强度,a点时,植物只进行呼吸作用,生成CO2的具体场所为线粒体基质;p点时,植物既进行光合作用,又进行呼吸作用,且净光合速率大于零,故植物光合作用所需的CO2来自线粒体和细胞外。(2)将该植株先放于黑暗条件下12 h,植物呼吸作用释放的CO2量为20×12=240 mg,再放于d点条件下12 h,植物吸收的CO2量为120×12=1440 mg,故24 h内该植株的有机物积累量(用CO2吸收量表示)约为1440-240=1200 mg。(3)p点时,实验 Ⅱ 和实验 Ⅲ 的呼吸速率相同,净光合速率相同,实际光合速率=呼吸速率+净光合速率,故p点时,实验 Ⅱ 和实验 Ⅲ 的实际光合速率也相同。 10.(1)二氧化碳/CO2　NADPH和ATP　光反应　(2)细胞质基质、线粒体　腺苷三磷酸　6　(3)光照强度　(4)光合作用速率　光照强度　导致细胞失水　(5)水/H2O　NADPH [解析] (2)过程 Ⅱ 分解有机物产生CO2属于细胞呼吸,发生在细胞质基质、线粒体中,该过程形成的NADH中的能量通过呼吸链转移到腺苷三磷酸(ATP)中。线粒体中产生的二氧化碳扩散到相邻细胞的叶绿体被利用至少要先后经过线粒体内膜、线粒体外膜、两层细胞膜、叶绿体外膜、叶绿体内膜,共6层生物膜。(3)影响光合作用的环境因素有光照强度、温度和二氧化碳浓度等,图乙中D点时光合作用强度增长率不再随CO2浓度的增大而增大,且实验是在适宜温度下进行的,故此时限制光合作用速率的主要环境因素是光照强度。(4)①由题意“置于不同浓度的NaHCO3溶液中,给予相同的一定强度光照”可知,该实验的自变量是不同浓度的NaHCO3溶液,而NaHCO3溶液可以为光合作用提供CO2,因此该实验的目的是探究CO2浓度(或NaHCO3溶液浓度)对光合作用速率的影响。②bc段CO2浓度逐渐增大,但光合速率基本不变,曲线平缓的限制因素可能是光照强度;c点以后曲线上行,说明光合作用强度逐渐减弱,其原因可能是NaHCO3溶液浓度太大,导致细胞失水而影响细胞代谢。 学科网（北京）股份有限公司 $$