微专题15 光合作用与细胞呼吸的综合-【高考领航】2026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O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．(2025·江西鹰潭模拟)如图是光照条件下，叶肉细胞内发生的代谢过程。相关叙述正确的是(　　) A．图中除①②④过程外，其他都在生物膜上发生 B．若该细胞内④和⑤的反应速率相同，则植物表现为有机物消耗 C．若光照突然降低，光反应速率下降会直接导致④反应速率下降 D．②合成(CH2O)中的能量最终来自光能，①分解(CH2O)的能量主要用于合成ATP 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．化学除草是玉米生产中常用的防治草害的措施，但除草剂使用不当会对玉米的生长产生危害。科研人员在其他条件均适宜的情况下，利用不同浓度的某种除草剂处理玉米幼苗，24 h后测定其氧气生成速率和氧气消耗速率，结果如图所示。下列相关叙述错误的是(　　) A．图中显示该种除草剂主要影响玉米幼苗的光合作用 B．当除草剂浓度为50 mg·L-1时，玉米幼苗不能生长 C．实验中，光合作用所需的二氧化碳都是通过气孔进入细胞的 D．测定氧气消耗速率时需在黑暗环境中进行 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．(2025·山西大同模拟)下图表示植物叶肉细胞中光合作用和细胞呼吸的相关过程，其中①～⑤表示代谢过程，A～F表示代谢过程中产生的物质。下列相关叙述错误的是(　　) A．过程①③④⑤都可以产生ATP B．过程①和过程③在生物膜上进行 C．物质C的元素只来自水 D．物质A、B、D、E、F中都含H 8．下图甲为光合作用最适温度条件下，植物光合速率测定装置图，图乙中a、b为测定过程中某些生理指标相对值的变化。下列说法错误的是(　　) 甲 乙 A．图甲装置在较强光照下有色液滴向右移动，再放到黑暗环境中有色液滴向左移动 B．若将图甲中的CO2缓冲液换成质量分数为1%的NaOH溶液，其他条件不变，则植物幼苗叶绿体产生NADPH的速率将不变 C．一定光照条件下，如果再适当升高温度，真正光合速率会发生图乙中从b到a的变化 D．若图乙表示图甲植物光合速率由a到b的变化，则可能是适当提高了CO2缓冲液的浓度 9．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．(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 11．(2025·安徽宿州模拟)某野生绿色植物具有极高的种植价值，科研人员为了研究其叶片在不同光照强度下对密闭水浴箱内的CO2浓度变化速率的影响，特设置图1装置，其中A～E时间段光源逐渐向左移动。假设实验过程中的呼吸强度不变，其他条件适宜，所测得结果如图2曲线所示。回答下列问题： 图1 图2 (1)实验室中常用________(试剂)提取该绿色植物叶片中的色素；用纸层析法分离色素时，叶绿素a和叶绿素b在层析液中溶解度较大的是__________________。 (2)叶片的呼吸速率为________，影响叶片光合速率大小的主要内部因素是______________，水浴箱的作用是___________________________________。 (3)AB时间段，小室内CO2浓度__________(填“增大”或“减小”)。解释AB时间曲线出现这种变化趋势的原因：_________________________________ __________________________________________________________。 实验进行到E时，光源不再移动，F时限制叶片光合速率的主要环境因素是______________。 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O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；，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　①为有氧呼吸第一阶段，场所为细胞质基质，⑤为有氧呼吸第二阶段，场所为线粒体基质，②③为C3的还原，④为CO2的固定，场所均为叶绿体基质，图中所示过程均不在生物膜上发生，A错误；④为CO2的固定，⑤为有氧呼吸第二阶段，若该细胞内④和⑤的反应速率相同，意味着叶肉细胞的呼吸速率等于光合速率，对于整个植物体来说，所有细胞都需要进行呼吸，但并不是所有细胞都能进行光合作用，故植物表现为有机物消耗，B正确；光反应的产物ATP和NADPH可用于暗反应中C3的还原，若光照突然降低，光反应速率下降会直接导致②③反应速率下降，C错误；②合成(CH2O)中的能量最终来自光能，①分解(CH2O)的能量主要用于热能的散失，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．C　除草剂处理对玉米幼苗的氧气生成速率影响较大，即主要影响玉米幼苗的光合作用，A正确；当除草剂浓度为50 mg·L-1时，玉米幼苗的光合速率小于呼吸速率，玉米幼苗不能正常生长，B正确；光合作用固定的二氧化碳有两个来源，即从外界吸收和自身细胞呼吸产生，C错误；氧气消耗速率代表的是呼吸速率，测定玉米幼苗的呼吸速率时应在黑暗环境中进行，以避免光合作用的干扰，D正确。 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．D　分析题图可知，E可以与C结合生成H2O，故③为有氧呼吸第三阶段，E为NADH，C为O2；则⑤应为呼吸作用的第一阶段，F为丙酮酸；④为有氧呼吸第二阶段，D为CO2；①为光反应过程，A为NADPH和ATP；过程②生成C6H12O6，为暗反应过程，B为ADP和Pi等，故①③④⑤都可以产生ATP，A正确，D错误。①为光反应过程，场所是类囊体薄膜；③为有氧呼吸第三阶段，场所为线粒体内膜，两者均在生物膜上进行，B正确。C为氧气，在光反应过程中氧元素只来自水，C正确。 8．B　图甲装置在较强光照下，植物光合作用强度大于细胞呼吸强度，植物所需CO2由CO2缓冲液和细胞呼吸产生的CO2提供，而产生的O2除被细胞呼吸利用外还会使装置中气体体积增大，因此有色液滴向右移动，如果再放到黑暗环境中，植物呼吸消耗O2而产生的CO2又被CO2缓冲液吸收，因此有色液滴向左移动，A正确；若将图甲中的CO2缓冲液换成质量分数为1%的NaOH溶液，装置内的CO2被NaOH溶液吸收，植物只能利用自身呼吸作用产生的CO2进行光合作用，因此光合速率下降，产生NADPH的速率将下降，B错误；在光合作用最适温度条件下再升高温度，与光合作用有关的酶活性会下降，真正光合速率下降，C正确；影响光合速率的因素有光照强度、CO2浓度等，适当提高图甲装置中CO2缓冲液的浓度，可能会增大光合速率，D正确。 9．B　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·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．C　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。 11．解析：(1)光合色素易溶于有机溶剂，故提取绿色植物叶片中的色素，常用无水乙醇。用纸层析法分离色素时，叶绿素a在层析液中溶解度较叶绿素b大。(2)根据黑暗条件下，CO2的变化速率可知，叶片的呼吸速率为M；影响叶片光合速率大小的主要内部因素是色素(叶绿体)含量、酶的数量等。水浴箱可以维持温度的相对恒定。(3)AB时间段内光合速率小于呼吸速率，由于光照逐渐增强，光合作用逐渐增强，光合作用消耗的CO2逐渐增多，而呼吸速率不变，导致叶片释放的CO2速率逐渐减慢，但AB时间段小室内CO2浓度在增大。分析图2，实验进行到E时，持续充入CO2，密闭水浴箱内的CO2浓度变化速率为0，说明E点光合速率等于呼吸速率，随着CO2浓度不断增大，E～F时光合速率不断增大，F时不再变化，说明已达到CO2的饱和点，此时限制叶片光合速率的主要环境因素是光照强度和温度。 答案：(1)无水乙醇　叶绿素a　(2)M　色素(叶绿体)含量、酶的数量　维持温度的相对恒定　(3)增大　此时间段内光合速率小于呼吸速率，由于光照逐渐增强，光合作用逐渐增强，光合作用消耗的CO2逐渐增多，而呼吸速率不变，导致叶片释放CO2的速率逐渐减慢，但箱内的CO2浓度增加　光照强度和温度 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，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 $