第3单元 第8课时 光合作用与细胞呼吸的综合应用-【优化探究】2026高考生物学一轮复习高考总复习配套课件（江苏专版）

细胞的能量供应和利用 第三单元 第8课时　光合作用与细胞呼吸的综合应用 学习要求 阐述光合作用与细胞呼吸的相互关系,形成归纳与概括、模型与建模的科学思维方法。 考点二 真题 课时 考点一 内容索引 NEIRONGSUOYIN 演练感悟 巩固提高 光合速率的测定方法 光合作用与细胞呼吸联系 光合作用与细胞呼吸联系 考点一 归纳 必备知识 1.光合作用和细胞呼吸的物质、能量转化关系 (1)“三种”元素转移途径 归纳 必备知识 (2)NADPH、NADH和ATP的来源和去路 归纳 必备知识 2.净光合速率与总光合速率 (1)总光合速率、净光合速率和呼吸速率的关系 归纳 必备知识 (2)总光合速率与呼吸速率的关系 归纳 必备知识 ①如果图1的实验对象是离体的叶肉细胞,则图2中的甲对应图1中的____,乙对应图1中的______________________,丙对应图1中的______________ ______,丁对应图1中的______。 B点以后(不含B点) A点 AB段(不含A、B两点) B点 归纳 必备知识 ②如果图1的实验对象是叶片或者植株,则图1中的A点、B点、C点分别对应图2中的______图、______图和_____图。 甲 丙 丙 ③如果实验对象是离体的叶绿体,则图1_______ (填“能”或“不能”)表示光照强度对其光合速率的影响,原因是____________________________ ____________________________________________________________ ________。 不能 叶绿体不能进行细胞呼吸,因此光照强度为0时其CO2吸收量应为0,光照强度大于0时其CO2吸收量应大于0 (3)总光合速率、净光合速率和呼吸速率的文字表述 总(真正) 光合速率 净(表观) 光合速率 呼吸速率 “同化”“固定”或“消耗”的CO2量 “从环境(容器)中吸收”或“环境(容器)中减少”的CO2量 黑暗中释放的CO2量 “产生”或“制造”的O2量 “释放至环境(容器)中”或“环境(容器)中增加”的O2量 黑暗中吸收的O2量 “产生”“合成”或“制造”的有机物的量 “积累”“增加”或“净产生”的有机物的量 黑暗中消耗的有机物的量 归纳 必备知识 3.自然环境及密闭容器中植物一昼夜气体变化曲线分析 归纳 必备知识 (1)图1的B点、图2的B'C'段形成的原因:凌晨2时~4时,温度降低,_____ _____ 减弱,CO2释放量减少。 细胞 呼吸 (2)图1的C点、图2的C'点:此时开始出现光照,___________ 启动。 光合作用 (3)图1的D点、图2的D'点:此时光合作用强度______细胞呼吸强度。 等于 (4)图1的E点、图2的F'G'段形成的原因:温度过高,部分气孔关闭,_____ 供应不足,出现“光合午休”现象。 CO2 归纳 必备知识 (5)图1的F点、图2的H'点:此时光合作用强度________细胞呼吸强度,之后光合作用强度小于细胞呼吸强度。 等于 (6)图1的G点、图2的______点:此时光照强度降为0,光合作用停止。 (7)图2所示一昼夜密闭容器中植物__ (填“能”或“不能”)正常生长,原因是__________________________________________________________ ____________________。 I' J'点低于A'点,说明一昼夜密闭容器中CO2浓度减少,即总光合作用量大于总细胞呼吸量 能 归纳 必备知识 命题 考向突破 考向1　光合作用与细胞呼吸的联系 1.(2025·山东威海模拟)如图是某生物体内某个细胞的代谢图,下列有关叙述正确的是 (　　) A.甲、乙分别表示叶绿体和线粒体,该生物一定为高等植物 B.甲、乙中所示的物质与能量处于平衡状态,该生物一定能存活 C.该生物细胞将光能转化为化学能一定与甲有关 D.乙产生的ATP被甲利用时,可以参与的代谢过程包括H2O的光解产生O2 答案:C 解析:甲可利用CO2合成有机物,为叶绿体,乙可利用O2产生CO2,为线粒体,该植物不一定是高等植物,有些低等植物中也有叶绿体与线粒体,A错误;植物还有不能进行光合作用的细胞,若整株植物的光合速率小于呼吸速率,该生物不能存活,B错误;H2O的光解不消耗ATP,D错误。 2.(多选)用某种绿色植物轮藻的大小相似叶片分组进行光合作用实验。已知叶片实验前质量相等,在不同温度下分别暗处理1 h,测其质量变化,立即光照1 h(光强度相同),再测其质量变化。得到如表结果。据表分析,以下说法正确的是 (　　)   组别 一 二 三 四 温度/℃ 27 28 29 30 暗处理后质量变化/mg －2 －3 －4 －1 光照后与暗处理前质量变化/mg +3 +3 + 3 +2 A.29 ℃时轮藻呼吸酶的活性高于其他3组 B.光照时,第一、二、三组轮藻释放的氧气量不相等 C.光照时,第二、三组轮藻生长一样快 D.光照时,第四组轮藻制造的有机物总量为4 mg 答案:BD 解析:植物叶片实验前质量相同,比较暗处理后的质量变化可以知道29 ℃消耗的量最大,故呼吸酶在该温度下活性最大,A错误;假设原质量都是10 mg,暗处理后三个组分别变为8 mg、7 mg、6 mg,再光照后又分别变为13 mg、13 mg、13 mg。所以,组一的净光合作用为13－8=5(mg);组二的净光合作用为13－7=6(mg);组三的净光合作用为13－6=7 mg,因此这三组在光下的净光合作用是不同的,氧气的释放量不相等,B正确;组二和组三的净光合速率不同,因此,光照时第二、三组轮藻生长不一样快,C错误;假设原质量都是10 mg,暗处理后组四变为9 mg,再光照后又分别变为12 mg,所以组四的净光合作用为12－9=3(mg),制造的有机物量为总光合速率=净光合速率+呼吸速率=3+1=4(mg),D正确。 考向2　光合作用与细胞呼吸相关曲线的判断 3.(2025·江苏南通模拟)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的速率为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CO2的含量一定,随着光合作用的进行,CO2浓度逐渐降低,所以T1~T3时间段内,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。 4.为测定绿萝光合作用和呼吸作用最适温度,研究小组将一株绿萝置于透明玻璃罩内,在不同温度下测定了其黑暗条件下的CO2释放速率(如图甲所示)和适宜光照下的CO2吸收速率(如图乙所示)。下列说法正确的是 (　　) A.20 ℃时,适宜光照下绿萝叶肉细胞中产生 ATP 的场所是叶绿体和线粒体 B.24 ℃时,适宜光照下绿萝光合作用固定CO2的速率为62 mol/s C.29 ℃时,适宜光照下绿萝呼吸作用释放CO2的速率与光合作用固定CO2的速率相等 D.绿萝光合作用的最适温度为24 ℃,呼吸作用的最适温度为29 ℃ 答案:B 解析:细胞呼吸产生ATP的场所是细胞质基质和线粒体;光合作用产生ATP的场所是叶绿体,光照下绿萝叶肉细胞既进行细胞呼吸又进行光合作用,故20 ℃时,适宜光照下绿萝叶肉细胞中产生ATP的场所是叶绿体、线粒体和细胞质基质,A错误;光照下绿萝既进行细胞呼吸又进行光合作用,图甲可知24 ℃时绿萝呼吸作用释放的CO2速率为10 mol/s,图乙可知24 ℃时绿萝净光合速率为52 mol/s,总光合速率=净光合速率+呼吸速率,固定CO2速率代表总光合速率,故24 ℃时,适宜光照下绿萝光合作用固定CO2的速率=52+10=62(mol/s),B正确;图甲可知29 ℃时,绿萝呼吸作用释放CO2的速率为20 mol/s;图乙可知29 ℃时,光照下绿萝净光合速 率为20 mol/s,故绿萝在光照下固定CO2的速率=20+20=40(mol/s),C错误;图甲可知绿萝呼吸作用的最适温度大于30 ℃,图乙可知绿萝光合作用的最适温度为24 ℃,D错误。 光合速率的测定方法 考点二 归纳 必备知识 1.“液滴移动法”——测定装置中气体体积变化 (1)在测定了净光合速率和呼吸速率的基础上可计算得出二者之和,即“总光合速率”。 (2)物理误差的校正:为使实验结果精确,除减少无关变量的干扰外,还应设置对照装置。与图示两装置相比,对照装置的不同点是用“死亡的绿色植物”代替“绿色植物”,其余均相同。 归纳 必备知识 2.“半叶法”——测定光合作用有机物的产生量 将叶片一半遮光、一半曝光,遮光 的一半测得的数据变化值代表细 胞呼吸强度值,曝光的一半测得的 数据变化值代表净光合作用强度 值,最后计算真正光合作用强度值。 需要注意的是,该种方法在实验之前需对叶片进行特殊处理,防止有机物的运输。 归纳 必备知识 3.“黑白瓶法”——测定溶氧量的变化 归纳 必备知识 (1)“黑瓶”不透光,测定的是有氧呼吸量;“白瓶”给予光照,测定的是净光合作用量。 (2)在有初始值的情况下,黑瓶中O2的减少量(或CO2的增加量)为有氧呼吸量;白瓶中O2的增加量(或CO2的减少量)为净光合作用量;二者之和为总光合作用量。 (3)在没有初始值的情况下,_____________________________________ _____=总光合作用量。 白瓶中测得的现有量－黑瓶中测得的现有量 归纳 必备知识 4.“叶圆片称重法”——测定有机物的变化量 本方法测定单位时间、单位面积叶片中淀粉的生成量,如图所示以有机物的变化量测定光合速率(S为叶圆片面积)。 净光合速率=(z－y)/2S;呼吸速率=(x－y)/2S;总光合速率=净光合速率+呼吸速率=(x+z－2y)/2S。 归纳 必备知识 1.(2025·湖南衡阳模拟)某兴趣小组设计了如图所示的实验装置若干组,在室温25 ℃下进行了一系列的实验,下列对实验过程中装置条件及结果的叙述,错误的是(　　) 命题 考向突破 A.若X溶液为CO2缓冲液并给予光照时,液滴移动距离可表示净光合作用强度大小 B.若要测真正光合强度,需另加设一装置遮光处理,X溶液为NaOH溶液 C.若X溶液为清水并给予光照,光合作用大于细胞呼吸时,呼吸作用产生的CO2全部被光合作用所用 D.若X溶液为清水并遮光处理,消耗的反应物为淀粉时,液滴右移 答案:D 解析:当给予光照时,装置内植物既进行光合作用也进行呼吸作用,CO2缓冲液可保持装置内CO2浓度不变,则液滴移动距离即表示净光合作用释放O2的多少,A正确;真正光合强度=净光合作用强度(释放的O2量)+呼吸作用强度(吸收的O2量),则X溶液为CO2缓冲液并给予光照,此时测出的是净光合作用强度大小,若X溶液为NaOH溶液并遮光处理,此时液滴移动的距离可表示呼吸速率,即另加设一装置遮光处理,X溶液为NaOH溶液可计算出呼吸速率,进而得出总光合速率,B正确;若X溶液为清水并给予光照,当光合作用大于细胞呼吸时,呼吸作用产生的CO2全部被光合作用所用,光合作用产生的O2,除满足呼吸作用所用外,又释放到细胞外, 同时从细胞外吸收CO2,但是密闭小室中的CO2量有限,会影响光合作用的进行,C正确;若X溶液为清水并遮光处理,消耗的反应物为淀粉时,有氧呼吸消耗的O2和产生的CO2量相等,因而密闭小室中气体体积不变,液滴不移动,D错误。 2.(2025·广东佛山模拟)某生物科研小组从鸭绿江的某一深度取得一桶水样,分装于六对黑白瓶中,剩余的水样测得初始溶解氧的含量为10(mg·L－1),白瓶为透明玻璃瓶,黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶。将它们分别置于六种不同的光照条件下(a<b<c<d<e),温度保持不变,24 h后,实测获得的六对黑白瓶中溶解氧的含量。请根据其记录数据(如表)判断,下列选项错误的是 (　　) 光照强度/ klx 0 (黑暗) a b c d e 白瓶溶氧量/(mg·L－1) 3 10 16 24 30 30 黑瓶溶氧量/(mg·L－1) 3 3 3 3 3 3 A.黑瓶中的生物呼吸消耗氧气,但没有光照,植物不能进行光合作用产生氧 B.光照强度为a时,白瓶中溶解氧的含量与初始溶解氧量相等,说明此光照强度下植物仍然不能进行光合作用 C.当光照强度为c时,白瓶中植物产生的氧气量为21(mg·L－1) D.当光照强度为d时,再增加光照强度,白瓶中植物的光合速率不再增加 答案:B 解析:黑瓶中的生物呼吸消耗氧气,但没有光照,植物不能进行光合作用产生氧,A正确;光照强度为a时,白瓶中溶解氧的含量与初始溶解氧的含量相等,说明植物光合作用产生的氧气刚好用于细胞呼吸消耗,B错误;当光照强度为c时,白瓶中植物光合作用产生的氧气量即为总光合作用量=净光合作用量+细胞呼吸消耗量=(24－10)+7=21(mg·L－1),C正确;由d、e两组数据可知,当光照强度为d时,再增加光照强度,白瓶中溶解氧的含量也不再增加,即白瓶中植物的光合速率不再增加,D正确。 真题　演练感悟 2 3 1 4 1.(2024·广东卷)2019年,我国科考队在太平洋马里亚纳海沟采集到一种蓝细菌,其细胞内存在由两层膜组成的片层结构,此结构可进行光合作用与呼吸作用。在该结构中,下列物质存在的可能性最小的是 (　　) A.ATP　　　　　　　　　 B.NADP+ C.NADH D.DNA D 2 3 1 4 解析:由题干信息可知,采集到的蓝细菌细胞内存在由两层膜组成的片层结构,此结构可进行光合作用与呼吸作用,进行光合作用时,光反应阶段可以将ADP和Pi转化为ATP,NADP+和H+转化为NADPH,有氧呼吸的第一阶段和第二阶段都可以生成NADH,而DNA存在于蓝细菌的拟核中,D符合题意。 2 3 1 4 2.(2023·湖北卷)高温是制约世界粮食安全的因素之一,高温往往使植物叶片变黄、变褐。研究发现平均气温每升高1 ℃,水稻、小麦等作物减产约3%~8%。关于高温下作物减产的原因,下列叙述错误的是(　　) A.呼吸作用变强,消耗大量养分 B.光合作用强度减弱,有机物合成减少 C.蒸腾作用增强,植物易失水发生萎蔫 D.叶绿素降解,光反应生成的NADH和ATP减少 D 2 3 1 4 解析:在一定温度范围内,随着温度的升高,呼吸酶的活性增强,呼吸作用变强,消耗大量养分,A正确;高温使气孔导度变小,光合作用强度减弱,有机物合成减少,B正确;高温使作物蒸腾作用增强,植物易失水发生萎蔫,C正确;高温使作物叶绿素降解,光反应生成的NADPH和ATP减少,D错误。 2 3 1 4 3.(2024·全国甲卷)在自然条件下,某植物叶片光合速率和呼吸速率随温度变化的趋势如图所示。回答下列问题。 (1)该植物叶片在温度a和c时的光合速率相等,叶片有机物积累速率　_ _____(填“相等”或“不相等”),原因是　 。  解析:该植物叶片在温度a和c时的光合速率相等,但由于呼吸速率不同,叶片有机物积累速率不相等。 不 温度a和c时的呼吸速率不相等 相等 (2)在温度d时,该植物体的干重会减少,原因是 　 　 　 　　 　 　 　  　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　  　 。  解析:在温度d时,叶片的光合速率与呼吸速率相等,但由于植物有些细胞(如根部细胞)不进行光合作用,仍进行呼吸作用消耗有机物,因此该植物体的干重会减少。 温度d时,叶片的光合速率与呼吸速率相等,但植物的根部等细胞不进行光合作用,仍进行呼吸作用消耗有机物,导致植物体的干重减少 2 3 1 4 (3)温度超过b时,该植物由于暗反应速率降低导致光合速率降低。暗反应速率降低的原因可能是 　  　 　 　 　 　  　 　 　 (答出1点即可)。 解析:温度超过b时,为了降低蒸腾作用,部分气孔关闭,使CO2供应不足,暗反应速率降低;同时酶的活性降低,导致CO2固定速率减慢,C3还原速率减慢,进而使暗反应速率降低。 温度过高,导致部分气孔关闭,CO2供应不足,暗反应速率降低;温度过高,导致酶的活性降低,使暗反应速率降低 (4)通常情况下,为了最大程度地获得光合产物,农作物在温室栽培过程中,白天温室的温度应控制在　　　　　　　　　　　　最大时的温度。  解析:为了最大程度地获得光合产物,农作物在温室栽培过程中,白天温室的温度应控制在光合速率与呼吸速率差值最大时的温度,有利于有机物的积累。 光合速率和呼吸速率差值 2 3 1 4 4.(2021·江苏卷)线粒体对维持旺盛的光合作用至关重要。如图表示叶肉细胞中部分代谢途径,虚线框内表示“草酰乙酸/苹果酸穿梭”,请据图回答下列问题。 (1)叶绿体在　　　　 　上将光能转变成化学能,参与这一过程的两类色素是　　　　　　 　。  解析:光合作用的光反应场所为类囊体薄膜,将光能转变成化学能,参与该反应的光合色素是叶绿素、类胡萝卜素。 类囊体薄膜 叶绿素、类胡萝卜素 2 3 1 4 (2)光合作用时,CO2与C5结合产生三碳化合物,继而还原成三碳糖(C3),为维持光合作用持续进行,部分新合成的C3必须用于再生　　 ;运到细胞质基质中的C3可以合成蔗糖,运出细胞。每运出一分子蔗糖,相当于固定了　　个CO2分子。  解析:据题意,在暗反应进行中为维持光合作用持续进行,部分新合成的C3可以转化为C5继续被利用;一分子蔗糖含12个C原子,C5含有5个C原子,据图可知,固定1个CO2合成1个C3,因为还要再生出C5,故需要12个CO2合成一分子蔗糖。 C5 12 2 3 1 4 (3)在光照过强时,细胞必须耗散掉叶绿体吸收的过多光能,避免细胞损伤。草酰乙酸/苹果酸穿梭可有效地将光照产生的　　　　中的还原能输出叶绿体,并经线粒体转化为　　　　中的化学能。  解析:NADPH起还原剂的作用,含有还原能,呼吸作用过程中能量释放,用于合成ATP中的化学能和热能。 NADPH ATP 2 3 1 4 (4)为研究线粒体对光合作用的影响,用寡霉素(电子传递链抑制剂)处理大麦,实验方法是取培养10~14 d大麦苗,将其茎浸入添加了不同浓度寡霉素的水中,通过蒸腾作用使药物进入叶片。光照培养后,测定并计算光合放氧速率(单位为μmol O2·mg－1chl·h－1,chl为叶绿素)。请完成表格。 实验步骤的目的 简要操作过程 配制不同浓度的寡霉素丙酮溶液 寡霉素难溶于水,需先溶于丙酮,配制高浓度母液,并用丙酮稀释成不同药物浓度,用于加入水中 实验步骤的目的 简要操作过程 设置寡霉素为单一变量的对照组 ① 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　  ② 　 　 　 　  　  　 　 　  对照组和各实验组均测定多个大麦叶片 光合放氧测定 用氧电极测定叶片放氧 ③ 　 　 ________________________ 　 ________　 　 　 称重叶片,加乙醇研磨,定容,离心,取上清液测定 在水中加入相同体积不含寡霉素的丙酮溶液 减少叶片差异造成的误差　 叶绿素定量测定(或测定叶绿素含量) 解析:设计实验应遵循单一变量原则、对照原则和等量原则,对照组为在水中加入相同体积不含寡霉素的丙酮溶液。对照组和各实验组均测定多个大麦叶片的原因是减少叶片差异造成的误差。称重叶片,加乙醇研磨,定容,离心,取上清液测定其中叶绿素的含量。 课时 巩固提高 55 2 3 4 5 6 7 9 1 8 11 10 1.如图表示光合作用和呼吸作用之间的能量转变过程,下列说法错误的是(　　) A.只有含叶绿素的细胞才能进行过程①和③ B.过程③④发生的场所分别为叶绿体基质和线粒体基质 C.过程①中光能转变为活跃的化学能,贮存在ATP和NADPH中 D.有机物中的氢主要转移到NADH中,再经电子传递链氧化产生ATP B 3 1 4 5 7 9 2 8 11 10 解析:①③表示光合作用的过程,光反应中需 要色素吸收、传递、转化光能,其中叶绿素 是转化光能必不可少的,A正确;③表示暗反 应过程,发生在叶绿体基质中,④过程包括有氧呼吸的第一阶段和第二阶段,第一阶段发生在细胞质基质中,第二阶段发生在线粒体基质中,B错误;①光反应中,光能转变成活跃的化学能,贮存在ATP和NADPH中,二者可被暗反应利用,C正确;根据图示信息,有氧呼吸过程中,有机物中的氢主要转移到NADH中,再经电子传递链氧化产生ATP,D正确。 6 2 3 1 4 5 7 9 8 11 10 2.某植物光合作用、呼吸作用与温度的关系如图。据此,对该植物生理特性理解不正确的是 (　　) A.呼吸作用的最适温度比光合作用的高 B.该植物在10~45 ℃范围内能够生长 C.通过测量总光合速率和呼吸速率计算得出净光合速率 D.0~25 ℃范围内温度变化对光合速率的影响比对呼吸速率大 C 6 2 3 1 4 5 7 9 8 11 10 解析:据题图可知,呼吸作用的最适温度约 为55 ℃,光合作用最适温度约为30 ℃,呼吸 作用的最适温度比光合作用的高,A正确;该 植物在10~45 ℃范围内净光合速率大于0,能 够生长,B正确;可以测量得出呼吸速率和净光合速率,进而计算得出总光合速率,C错误;温度在0~25 ℃范围内变化,光合速率比呼吸速率变化更大,说明此时对光合速率的影响比对呼吸速率大,D正确。 6 3 1 4 5 7 9 2 8 11 10 3.(2025·山东烟台模拟)科研人员检测晴朗天气下露天栽培和大棚栽培的油桃的光合速率(Pn)日变化情况,并将检测结果绘制成图。下列相关说法错误的是(　　) 6 A.光照强度增大是导致ab段、lm段Pn增加的主要原因 B.致使bc段、mn段Pn下降的原因是气孔关闭 C.致使ef段、op段Pn下降的原因是光照逐渐减弱 D.适时浇水、增施农家肥是提高大田作物产量的重要措施 答案:B 3 1 4 5 7 9 2 8 11 10 6 1 4 5 7 9 3 2 8 11 10 解析:日出后光照强度不断增大,使得露天栽培和大棚栽培的油桃的光合速率迅速上升,即光照强度增大是导致ab段、lm段光合速率(Pn)增加的主要原因,A正确;大棚栽培条件下的油桃在bc段Pn下降,主要原因是光合作用消耗了大量CO2,使大棚内密闭环境中CO2浓度下降,而露天栽培的油桃在mn段Pn下降,是因为环境温度过高导致部分气孔关闭,植株吸收的CO2减少,B错误;15时以后,两种栽培条件下的Pn持续下降,是光照强度逐渐减弱所致,即致使ef段、op段Pn下降的原因是光照逐渐减弱,C正确;适时浇水可避免植物因缺水导致气孔关闭,增施农家肥从而增加CO2浓度是提高大田作物产量的重要措施,D正确。 6 3 1 5 7 9 4 2 8 11 10 4.(2025·江苏徐州模拟)植入“生物电池”可使动物借助光合作用修复因能量不足而受损的细胞。科研人员利用菠菜叶肉细胞中的类囊体制成纳米类囊体(NTU),将其注入小鼠软骨受损的部位,治疗小鼠的骨关节炎,相关机制如图。下列说法错误的是 (　　) 6 3 1 5 7 9 4 2 8 11 10 A.NTU膜上含有光合色素和有关的酶,能通过光反应合成ATP和NADPH B.光照条件下,图中受损的小鼠软骨细胞内的ATP可来自线粒体和NTU C.NTU产生的NADPH可以进入线粒体,在线粒体内膜上与O2结合生成水 D.此研究说明植物光反应固定的能量可直接用于动物细胞生命活动 答案:C 6 3 1 4 5 7 9 2 8 11 10 解析:NTU是由菠菜叶肉细胞中的类囊体制成的,类囊体膜上含有光合色素和光反应相关的酶等,能通过光反应合成ATP和NADPH,A正确;光照条件下,NTU中会合成ATP,线粒体作为细胞中的动力车间,也能提供细胞代谢所需要的ATP,由此可知,图中受损的小鼠软骨细胞内的ATP可来自线粒体和NTU,B正确;NTU产生的NADPH不可以进入线粒体与O2结合生成水,在线粒体内膜上与O2结合生成水的是NADH,C错误;此研究说明植物光合作用的光反应过程中固定的能量在一定情况下可直接用于动物细胞生命活动,D正确。 6 3 1 4 7 9 5 2 8 11 10 5.(2025·江苏苏州模拟)“半叶法”测定光合速率时,将对称叶片的一部分(甲)遮光,另一部分(乙)不做处理,并设法阻止两部分联系。光照6小时,在甲、乙截取等面积的叶片,烘干称重,分别记为a、b,光照前截取同等面积的叶片烘干称重的数据为m0,下列说法错误的是 (　　) A.若m0－a=b－m0,则表明该实验条件下叶片的光合速率等于呼吸速率 B.本实验需阻止叶片光合产物向外运输,同时不影响水和无机盐的输送 C.忽略水和无机盐的影响,甲部分叶片可在给乙光照时剪下,进行等时长的暗处理 D.选择叶片时需注意叶龄、着生节位、叶片的对称性及受光条件等的一致性 A 6 3 1 4 7 9 5 2 8 11 10 解析:甲遮光,只进行细胞呼吸,故m0－a代表细胞呼吸消耗量,乙不做处理,进行光合作用和细胞呼吸,b－m0代表净光合作用,若m0－a=b－m0,即净光合速率等于呼吸速率,则表明该实验条件下叶片的光合速率大于呼吸速率,A错误。 6 3 1 4 5 7 9 2 8 11 10 6.(2025·湖北黄石模拟)黑白瓶法多用于研究浮游植物生产量,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 (　　) 6 3 1 4 5 7 9 6 2 8 11 10 A.白瓶中的生物白天只进行光合作用 B.瓶中生物24小时呼吸消耗氧气量为7 mg C.a光照下,不能满足瓶中生物对氧气所需量 D.a光照下,白瓶中植物24小时氧气净释放量为7 mg 答案:B 3 1 4 5 7 9 6 2 8 11 10 解析:白瓶中的生物白天既可以进行光合作用,也可以进行呼吸作用,A错误;黑瓶中生物只进行呼吸作用,所以瓶中呼吸消耗氧气量只看黑瓶即可,所以瓶中生物24小时呼吸消耗氧气量为10－3=7 mg,B正确;a光照下,瓶中生物24小时后溶解氧的含量不变,说明净光合作用等于0,即a光照下,刚好满足瓶中生物对氧气所需量,瓶中氧气净释放量为0,C、D错误。 3 1 4 5 9 7 2 8 11 10 7.(2025·河南漯河模拟)将一株绿色植物放入一个密闭的三角瓶中,如图甲所示,在瓶口放置一个测定瓶中CO2浓度变化的传感器,传感器的另一端连接计算机,以检测一段时间瓶中CO2浓度的变化。根据实验所测数据绘制曲线图如图乙,下列叙述错误的是(　　) 6 3 1 4 5 9 7 2 8 11 10 A.将装置甲置于黑暗条件下,可测植株的呼吸速率 B.25 min后植株的光合速率几乎不变,最可能的原因是装置内CO2减少 C.装置甲测得的CO2吸收速率就是总光合速率 D.若将甲图中蒸馏水换成NaHCO3溶液,则CO2吸收速率可能会增大 答案:C 6 3 1 4 5 7 9 2 8 11 10 解析:将该装置置于黑暗条件下,绿色植物只进行细胞呼吸,此时测得数值表示的是呼吸作用速率,A正确;25 min之前光合速率大于呼吸速率,装置内CO2逐渐减少,导致光合速率减慢,25 min后光合速率与呼吸速率相等,B正确;装置甲中植物进行光合作用消耗CO2,进行呼吸作用产生CO2,故测得的CO2吸收速率是净光合速率,C错误;若将甲图中蒸馏水换成NaHCO3溶液,可以使得装置内CO2不变,则光合速率不会减小,则CO2吸收速率可能会增大,D正确。 6 3 1 4 5 7 9 8 2 11 10 8.(多选)叶肉细胞中存在“苹果酸/草酰乙酸穿梭”和“苹果酸/天冬氨酸穿梭”,可实现叶绿体和线粒体中物质和能量的转移,如图表示叶肉细胞中部分代谢途径,以下叙述正确的是 (　　) 6 3 1 4 5 7 9 2 8 11 10 A.卡尔文循环和三羧酸循环的场所分别是叶绿体基质和线粒体基质 B.“苹果酸/天冬氨酸穿梭”可将细胞质基质NADH的能量转移到线粒体NADH中 C.叶绿体和线粒体借助“苹果酸/草酰乙酸穿梭”和“苹果酸/天冬氨酸穿梭”实现能量的转移路径可表示为NADPH→苹果酸→NADH D.线粒体内NADH中的能量最终在线粒体基质中转化为ATP中的化学能 答案:ABC 6 3 1 4 5 7 9 2 8 11 10 解析:卡尔文循环包括CO2的 固定和C3的还原两个过程,在 叶绿体基质中进行,三羧酸循环进行的场所是线粒体基质,A正确;分析题图可以推测“苹果酸/天冬氨酸穿梭”可将细胞质基质NADH的能量转移到线粒体NADH中,B正确;叶肉细胞中存在“苹果酸/草酰乙酸穿梭”和“苹果酸/天冬氨酸穿梭”,可实现叶绿体和线粒体中物质和能量的转移,转移路径可表示为NADPH→苹果酸→NADH,C正确;线粒体内NADH中的能量最终在线粒体内膜上转化为ATP中的化学能和热能,D错误。 6 3 1 4 5 7 8 9 2 11 10 9.(多选)某研究小组为了探究鄂西北的夏日晴天中午时气温和相对湿度对甲品种小麦净光合作用的影响,将生长状态一致的甲品种小麦植株分为五组,第一组在田间种植,作为对照组,第二组至第五组在人工气候室中种植,作为实验组,并保持其光照和CO2浓度等条件与对照组相同。于中午12:30测定各组叶片的净光合速率,各组实验处理及结果如表所示。 注:在同一温度下的植物呼吸速率相等。   第一组 第二组 第三组 第四组 第五组 实验处理 温度/℃ 35 35 35 30 25 相对湿度/% 17 27 52 52 52 实验结果 光合速率(相对值) 11.1 15.1 22.1 23.7 20.7 6 3 1 4 5 7 9 2 8 11 10 根据本实验结果分析,下列叙述正确的是( 　　) A.中午时,相对湿度对甲品种小麦净光合速率的影响大于气温对其的影响 B.与第二组相比,第三组小麦吸收CO2的速率较快 C.与第三组相比,第四组小麦光合作用相关酶的活性较高 D.适当提高第五组气候室的环境温度能提高小麦的净光合速率 ABD 6 3 1 4 5 7 8 9 2 11 10 解析:实验结果显示,相同温度条件下,小麦净光合速率随相对湿度的增加而明显增大,但相对湿度相同时,小麦净光合速率的大小随温度的变化不明显,由此推知中午时对小麦净光合速率影响较大的环境因素是相对湿度,A正确;小麦吸收CO2的速率即为真光合速率,第二、三组的温度相同,即两组小麦的呼吸速率相同,与第二组相比,第三组小麦的真光合速率(净光合速率+呼吸速率)较高,该组小麦吸收CO2的速率较快,B正确;比较第三、四组可知,第四组小麦的净光合速率大于第三组,但第四组(30 ℃)的呼吸速率不等于第三组(35 ℃)的,所以不能确定第三组与第四组真光合速率(净光合速率+呼吸速率)的大小,即无法比较第三、四 组小麦光合作用相关酶的活性,C错误;比较第三、四、五组可推知,小麦生长的最适温度在30 ℃左右,所以适当提高第五组的环境温度能提高小麦净光合速率,D正确。 6 3 1 4 5 7 8 9 2 10 11 10.(2025·江苏南通检测)黑藻是一种常见的沉水植物,如图表示低浓度CO2条件下黑藻细胞的部分代谢过程。图中Rubisco是光合作用的关键酶之一,CO2和O2竞争与其结合,分别催化C5的羧化与氧化。C5羧化固定CO2合成糖;C5氧化则产生乙醇酸(C2)。请回答下列问题。 6 (1)该细胞中固定CO2的场所有　　 　　　　　　　　　　,过程②还需要　　　　　 　的参与。 解析:据图可知, CO2在该细胞的细胞质基质中可固定形成苹果酸,而在叶绿体基质中可被C5固定形成C3,过程②是C3的还原,还需要 ATP和NADPH的参与,最终还原生成糖类等有机物。 3 1 4 5 7 8 9 2 10 11 细胞质基质、叶绿体基质　 ATP、 NADPH 6 3 1 4 5 7 8 9 2 10 11 (2)图中黑藻细胞通过　　　　　　的方式将H+运出细胞,主要目的是有利于　 　 　 　 　 　 　 　  　 　 　 　。  解析:图中黑藻细胞借助载体蛋白并消耗ATP将H+运出细胞,这是通过主动运输的方式将H+运出细胞,主要目的是减少细胞质基质中的H+数目,有利于苹果酸的形成,提高叶绿体内CO2的浓度。 减少细胞质基质中的H+数目,有利于苹果酸的形成,提高叶绿体内CO2的浓度 主动运输 6 (3)低浓度CO2条件下黑藻细胞C4循环加快,其意义是 　   　  　 　　。 解析:低浓度CO2条件下,细胞从外界吸收的CO2减少,此时黑藻细胞C4循环加快,其意义是提高细胞叶绿体内CO2的浓度,有利于细胞进行光合作用。 提高细胞叶绿体内CO2的浓度,有利于细胞进行光合作用 3 1 4 5 7 8 9 2 10 11 6 3 1 4 5 7 8 9 2 10 11 11.(2024·广东卷)某湖泊曾处于重度富营养化状态,水面漂浮着大量浮游藻类。管理部门通过控源、清淤、换水以及引种沉水植物等手段,成功实现了水体生态恢复。引种的3种多年生草本沉水植物(①金鱼藻、②黑藻、③苦草,答题时植物名称可用对应序号表示)在不同光照强度下光合速率及水质净化能力见图。 6 3 1 4 5 7 8 9 2 10 11 回答下列问题。 (1)湖水富营养化时,浮游藻类大量繁殖,水体透明度低,湖底光照不足。原有沉水植物因光合作用合成的有机物少于　　　　　 　的有机物,最终衰退和消亡。  解析:由于湖底光照不足,导致原有沉水植物因光合作用合成的有机物少于呼吸作用消耗的有机物,生物量减少不足以维持生长,最终衰退和消亡。 呼吸作用消耗 6 3 1 4 5 7 8 9 2 10 11 (2)生态恢复后,该湖泊形成了以上述3种草本沉水植物为优势的群落垂直结构,从湖底到水面依次是　　　　,其原因是　  　 　 　   　 　　。 解析:据图a分析,苦草、黑藻、金鱼藻的最大光合速率对应光强度依次升高,因此生态恢复后,该湖泊形成以上述3种草本沉水植物为优势的群落垂直结构,从湖底到水面依次是③②①。 ③②①　 三者最大光合速率对应光强度依次升高 6 3 1 4 5 7 8 9 2 10 11 (3)为了达到湖水净化的目的,选择引种上述3种草本沉水植物的理由 是 　 　  　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　,  三者配合能实现综合治理效果。 解析:据图b分析,金鱼藻除藻率高,黑藻除氮率高,苦草除磷率高,三者配合能高效的去除氮、磷和藻,能实现综合治理效果。 ①(金鱼藻)除藻率高,②(黑藻)除氮率高,③(苦草)除磷率高 6 (4)上述3种草本沉水植物中只有黑藻具C4光合作用途径(浓缩CO2形成高浓度C4后,再分解成CO2传递给C5),使其在CO2受限的水体中仍可有效地进行光合作用,在水生植物群落中竞争力较强。根据图a设计一个简单的实验方案,验证黑藻的碳浓缩优势,完成下列表格。 实验设计方案 实验材料 对照组:　　　　　　　实验组:黑藻  实验 条件 控制光照强度为　　　　μmol·m－2·s－1  营养及环境条件相同且适宜,培养时间相同 控制条件 　　　　　　　　　　　　　　　　　  测量指标 　　　　　　　　　　　　　　　　　  金鱼藻 　500　 CO2浓度较低且相同 O2释放量 3 1 4 5 7 8 9 2 10 11 6 解析:由图a可知,在光照强度为500 μmol·m－2·s－1时,金鱼藻和黑藻光合速率相同,在不同光照强度下,苦草的光合速率均明显低于黑藻,所以应选择金鱼藻作为对照组验证黑藻的碳浓缩优势且控制光照强度为500 μmol·m－2·s－1。为了验证黑藻的碳浓缩优势,实验需要在CO2浓度较低的环境下进行,并且控制CO2浓度相同,通过测量O2释放量,比较两种植物的净光合速率,判断二者的竞争力。 3 1 4 5 7 8 9 2 10 11 6 (5)目前在湖边浅水区种植的沉水植物因强光抑制造成生长不良,此外,大量沉水植物叶片凋落,需及时打捞,增加维护成本。针对这两个实际问题,从生态学角度提出合理的解决措施:  　  　 　  　 　 　 　。 解析:目前的两个实际问题是湖边浅水区种植的沉水植物因强光抑制造成生长不良,大量沉水植物叶片凋落,需及时打捞,增加维护成本,因此可以合理引入浮水植物,减弱沉水植物的强光抑制;合理引入以沉水植物凋落叶片为食物的生物。  合理引入浮水植物,减弱沉水植物的光照强度;合理引入以沉水植物凋落叶片为食物的生物 3 1 4 5 7 8 9 2 10 11 6 $$