第2单元 16 光合作用与细胞呼吸的关系(Word练习)-【高考快车道】2026年高考生物大一轮专题复习总复习

十六　光合作用与细胞呼吸的关系 (25分钟　24分) 【基础过关练】 1.(2分)现将一密闭透明实验装置(甲)于晴天的凌晨置于室外,进行24小时的气体分析测定,得出某气体含量的变化曲线(乙),则该气体是(　　) A.氮气 B.氧气 C.水蒸气 D.二氧化碳 【解析】选B。图乙曲线中0到6点之间密闭容器中气体含量下降,对于绿色植物来说,凌晨没有光照,只进行呼吸作用,因此消耗氧气,释放二氧化碳,因此该时段内氧气的含量是下降的,二氧化碳是增多的,因此图示表示的是氧气含量的变化;图中6点之后光合作用较旺盛,高于呼吸作用强度,因此光合作用产生的氧气量大于呼吸作用消耗的氧气量,因此氧气含量上升;到了18点之后,光合作用强度逐渐减弱甚至停止,因而氧气消耗量上升,故密闭容器中氧气含量下降,即B正确。 2.(2分)(2025·合肥模拟)将大小相似的绿色植物轮藻的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(光照强度相间),再测其质量变化,得到如下结果。据表分析,以下说法错误的是(　　) 组别 一 二 三 四 温度/℃ 27 28 29 30 暗处理后的质量变化(mg)* -1 -2 -3 -4 光照后的质量变化(mg)* +3 +3 +3 +2 注*指与暗处理前的质量进行比较,“-”表示减少的质量值,“+”表示增加的质量值。 A.由表中的数据不能得出该轮藻呼吸作用酶的最适温度为30 ℃ B.光照时,第一、二、三组轮藻释放的氧气量不相等 C.光照时,第三组轮藻光合作用强度等于呼吸作用强度 D.光照时,第四组轮藻合成有机物总量为10 mg 【解析】选C。四组实验中,虽然第四组呼吸作用强度最大,但是由于没有30 ℃以上的实验作对照,所以只能说该轮藻呼吸作用酶的最适温度可能为30 ℃,A正确;轮藻叶片释放的氧气量为净光合作用强度,光照时,第一、二、三组轮藻的净光合作用强度分别为4、5、6,所以释放的氧气量不相等,B正确;光照时,第三组轮藻呼吸作用强度为3,光合作用强度为3+3+3=9,净光合作用强度为3+3=6,光合作用强度不等于呼吸作用强度,C错误;光照时第四组轮藻合成有机物总量(总光合作用强度)为2+4+4=10 mg,D正确。 3.(2分)(2025·合肥模拟)研究人员对某地红松进行了光合指标日变化的相关测定,结果如图所示。下列相关叙述错误的是(　　) A.光照强度是影响红松净光合速率的主要环境因素之一 B.红松植株一昼夜有机物积累最多的时刻是18时 C.在11点至12点间,红松叶绿体中C3的含量增加 D.适当补充水分可以缓解图中中午时段红松出现的现象 【解析】选C。影响植物光合作用的主要环境因素有光照强度、温度和二氧化碳浓度等,因此光照强度是影响红松净光合速率的主要环境因素之一,A正确;在18时之前,净光合速率大于0,由此可知红松体内一昼夜有机物积累最多的时刻是18时,B正确;在11点至12点间,气孔导度降低,导致CO2的供应减少,影响光合作用暗反应中CO2的固定,CO2的固定过程受阻,但光反应仍正常进行,引起细胞中C3含量相对下降,C5含量相对增多,C错误;适当补充水分可以缓解中午时段红松出现的气孔导度和净光合速率下降的现象,D正确。 4.(2分)(2024·南昌模拟)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 对照组 镉 处理组 镉+硅 处理组 实际光合速率/ (μmolCO2·m-2·s-1) 20.57 5.4 9.33 光饱和点/ (μmol·m-2·s-1) 1 200 900 1 050 气孔导度/ (mmol·m-2·s-1) 1 072 168 190 胞间CO2浓度/ (μL·L-1) 260 300 268 总叶绿素含量/ (μg·cm-2) 1.35 0.56 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1 200 μmol·m-2·s-1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 【解析】选D。叶绿素的组成元素为C、H、O、N、Mg,因此硅不能用于叶绿素的合成,A错误;光照强度为1 200 μmol·m-2·s-1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,且胞间CO2浓度反而降低,说明气孔因素并不是改善烟草植株光合作用的主要因素,D正确。 5.(2分)某研究小组测定了植物甲和乙在一定的CO2浓度和适宜温度条件下,光合速率随光照强度的变化,结果如图所示。下列叙述正确的是(　　) A.在光照强度为b时,植物甲的实际光合速率与植物乙的相同 B.在光照强度为b时,若每天光照12小时,则植物乙无法正常生长 C.同等光照强度下植物甲、乙光合速率不同的根本原因是叶肉细胞中叶绿素含量不同 D.将植物甲、乙分别置于黑暗环境中,植物甲单位时间内消耗的有机物更多 【解析】选B。 A(×) 光照强度为b时,植物甲的净光合速率与植物乙的相同,但是呼吸速率不相同,因此实际光合速率不同 B(√) 光照强度为b时,若每天光照12小时,白天积累的有机物,恰好等于夜晚呼吸消耗掉的有机物,因此植物乙无法正常生长 C(×) 同等光照强度下植物甲、乙光合速率不同的根本原因是遗传物质不同 D(×) 植物乙的呼吸速率更大,因此将植物甲、乙分别置于黑暗环境中,植物乙单位时间内消耗的有机物更多 6.(2分)(2025·信阳模拟)在夏季晴朗天气上午10时,科研人员对苹果树某枝条上不同位置叶片的净光合速率进行了测定,结果如图所示。下列有关分析正确的是(　　) A.限制第5片叶光合速率的主要因素是叶绿素含量,限制第15片叶光合速率的主要因素是光照强度 B.第10片叶的叶绿体固定的CO2来自线粒体内膜和外界环境 C.第11~15片叶(幼叶)净光合速率比第10片叶(成熟叶)低可能是因为叶绿素含量较少 D.叶片中的有机物净积累量少于叶片实际制造的有机物量只是因为叶片自身的呼吸作用消耗 【解析】选C。第5片是成熟叶,限制其光合速率的应该是光照强度,第15片接受的光照较强,可能该叶片的气孔关闭导致CO2吸收减少,进而导致叶光合速率较低,A错误;图中显示第10片叶净光合速率最大,且大于零,说明光合速率大于呼吸速率,因此,其叶绿体利用的CO2来自线粒体基质和外界环境,有氧呼吸过程中CO2的产生部位是线粒体基质,B错误;幼嫩的叶片中叶绿素比成熟的叶片中少,故第11~15片叶(幼叶)净光合速率比第10片叶(成熟叶)低可能是因为叶绿素含量较少,C正确;植物所有的细胞都能进行呼吸作用,但进行光合作用的主要是叶肉细胞(部分细胞如根细胞不进行光合作用),故叶片中的有机物净积累量少于叶片实际制造的有机物量不仅因为叶片自身的呼吸作用,还有根细胞等细胞的呼吸作用,D错误。 7.(2分)(2025·天津模拟)为了研究光合速率和呼吸速率对某种植物生长发育的影响,研究者做了以下相关实验:将长势相同的该植物幼苗分成若干组,分别置于如图所示的7组不同温度下(其他条件相同且适宜),暗处理1 h,再光照1 h:测其干重变化,得到如图所示的结果。下列说法正确的是(　　) A.该植物进行光合作用时,当光照强度突然减小时,C5的含量将会增加 B.24小时恒温30 ℃条件下,只有光照时间超过8小时,该植物幼苗才能正常生长 C.32 ℃时植物的光合速率等于呼吸速率 D.34 ℃时植物的光合速率大于呼吸速率 【解析】选B。当光照强度突然减小时,光反应减弱,产生的ATP和NADPH减少,从而减弱了三碳化合物的还原,C5的生成速率减慢,但是二氧化碳固定形成三碳化合物的过程不受影响,即C5的消耗速率不变,故C5的含量减少,A错误;据图中信息可知,30 ℃条件下呼吸速率是3 mg·h-1,光照1 h后与暗处理前的重量变化=光合速率-2×呼吸速率,故光合速率=3+2×3=9 mg·h-1,设在光照强度适宜且恒定、一昼夜恒温30 ℃条件下,至少需要光照小时,该植物幼苗才能正常生长,则有9-3×24=0,可求出=8 h,B正确;32 ℃时,暗处理1 h后的重量变化是-4 mg,说明呼吸速率是4 mg·h-1,光照1 h后与暗处理前的变化是0 mg,光合速率-2×呼吸速率=0,此条件下光合速率是8 mg·h-1,光合速率与呼吸速率的数量关系为光合速率是呼吸速率的2倍,C错误;34 ℃时呼吸速率是2 mg·h-1,光照1 h后比暗处理前减少了3 mg,光照1 h后与暗处理前的重量变化=光合速率-2×呼吸速率,说明此时光合速率为1 mg·h-1,故34 ℃时植物的光合速率小于呼吸速率,D错误。 【加固训练】 1.研究者用CO2传感器跟踪检测了某天0~24 h,大棚内CO2含量的变化和大棚内番茄植株CO2吸收速率,结果分别如图曲线1、曲线2所示。下列有关叙述错误的是(　　) A.O~a时段,导致曲线2上升的主要环境因素是温度 B.综合考虑大棚内的所有生物,e点时,番茄植株的光合速率等于细胞呼吸速率 C.d~e时段,曲线1下降的主要原因是大棚生物光合速率大于呼吸速率 D.根据检测前后M点到N点的结果可知,这一天中大棚内番茄植株的有机物总量有所增加 【解析】选B。曲线2为大棚内番茄植株CO2吸收速率,可代表净光合速率,O~a时段(只进行呼吸作用)温度较低,与呼吸作用有关的酶的活性降低,导致单位时间内番茄植株细胞呼吸释放(或产生)的CO2量减少,A正确;综合考虑大棚内的所有生物,e点时,净光合速率大于零,此时番茄植株的总光合作用速率大于其呼吸作用速率,B错误。d~e时段,气温升高,植株蒸腾作用旺盛,使部分气孔关闭,CO2供应不足,导致光合作用速率下降,CO2的吸收速率下降,但大棚生物光合速率仍大于呼吸速率,故曲线1下降,C正确;曲线1为大棚内CO2含量的变化,24小时后大棚内的CO2含量比开始时减少,即N点低于M点,大棚中的CO2含量减少,减少的CO2被番茄植株细胞用来合成有机物,说明植株的有机物的积累量大于零,有机物总量有所增加,D正确。 【易错警示】植株≠叶肉细胞 依据环境CO2(或O2)的“初测值”与“末测值”确认植物是否生长时,需要注意影响环境CO2与O2变化的是整棵植株(绿色、非绿色部位)光合作用与细胞呼吸综合影响的结果。 2.在光照恒定、温度最适条件下,某研究小组用图1的实验装置测量一小时内密闭容器中CO2的变化量,绘成曲线如图2所示。下列叙述正确的是(　　) A.a~b段,叶绿体中ATP从基质向类囊体膜运输 B.该绿色植物前30分钟真正光合速率平均为64 ppm CO2/min C.适当提高温度进行实验,该植物光合作用的光饱和点将增大 D.若第10 min时突然黑暗,叶绿体基质中C3的含量在短时间内将下降 【解析】选B。a~b段CO2含量在下降,说明植物的光合作用大于呼吸作用,且CO2在暗反应中被用于合成C3,因此叶绿体中ATP从类囊体膜向基质运输,A错误;真正光合速率=净光合速率+呼吸速率,由a~b段可以计算出净光合速率=(1680-180)/30=50 ppm CO2/min,由b~c段可以计算出呼吸速率=(600-180)/30=1 4ppm CO2/min,因此真光合速率平均为64 ppm CO2/min,B正确;题干中提出,该实验在最适温度条件下进行,因此适当提高温度进行实验,光合速率下降,导致该植物光合作用的光饱和点将下降,C错误;若第10 min时突然黑暗,导致光反应产生的ATP和NADPH含量下降,抑制暗反应中C3的还原,导致叶绿体基质中C3的含量将增加,D错误。 【思维进阶练】 8.(10分)(2025·晋陕青宁适应性演练)温度是影响植物生长发育的重要环境因素之一、科研人员探究了不同温度对甲、乙两种植物光合作用和呼吸作用的影响。实验步骤如下:将实验对象置于不同温度处理15分钟,再置于生境温度(30 ℃)下测定相关数据,并以30 ℃处理组的测定值为参照,结果如图(a)、图(b)所示。回答下列问题。 (1)(1分)温度变化会影响光合作用相关酶的活性,光合作用暗反应所需的酶位于叶绿体的_________。  【解析】(1)光合作用暗反应的场所在叶绿体基质,因此其所需的酶位于叶绿体的基质。 (2)(2分)实验步骤中“再置于生境温度(30 ℃)下测定相关数据”的目的是 　　。  【解析】(2)再置于生境温度(30 ℃)下测定相关数据的目的是排除其他因素的干扰,使实验结果更具可比性。 (3)(4分)据图(a)、图(b)判断,植物甲中与光合作用相关的物质和结构在_____________温度范围内未发生不可逆损伤,判断依据是　  　  　  　  　  　。  两种植物中,植物_______更适合用于炎热地区的绿化种植。  【解析】(3)植物甲中与光合作用相关的物质和结构在30~45 ℃温度范围内未发生不可逆损伤,因为在此温度范围内植物甲的光合作用和呼吸作用在生境温度(30 ℃)下能够恢复到参照值附近,但是乙可在更高的温度下进行正常生命活动,因此植物乙更适合用于炎热地区的绿化种植。 (4)(3分)其他环境因素适宜时,温度对某植物光合速率和呼吸速率影响结果如图(c),T点表示高温温度补偿点。若降低光照强度,该植物的T点将_________(填“左移”“右移”或“不变”),原因是　　　　　　　　  　。  【解析】(4)光照强度仅影响光合作用,而不影响呼吸作用,当降低光照强度时,光合作用曲线下降,则与呼吸作用的交点左移,即降低光照强度,该植物的T点将左移。 答案:(1)基质　(2)排除其他因素的干扰,使实验结果更具可比性 (3)30~45 ℃　在30~45 ℃以内,植物甲的光合作用和呼吸作用在置于生境温度(30 ℃)下能够恢复到参照值附近　乙 (4)左移　光照强度降低时,植物光合速率下降,则需呼吸速率有所降低 - 1 - 学科网（北京）股份有限公司 $