第5章 微专题4 光合作用与细胞呼吸的联系与综合应用-【正禾一本通】2025-2026学年高中生物必修1 分子与细胞同步课堂高效讲义配套课件（人教版，单选）

细胞的能量供应和利用 生物学·必修一 第 5 章 《正禾一本通》PPT均可实现任意编辑，方法如下： 在PPT编辑模式中，双击需编辑内容，呈现word文档，编辑后关闭word文档即可。 微专题4 光合作用与细胞呼吸的联系与综合应用 对点练习 对点练习 对点练习 对点练习 微专题强化练(四) 光合作用与细胞呼吸的联系与综合应用 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 13 14 15 16 12 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 13 14 15 16 12 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 13 14 15 16 12 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 13 14 15 16 12 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 13 14 15 16 12 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 13 14 15 16 12 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 13 14 15 16 12 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 13 14 15 16 12 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 13 14 15 16 12 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 13 14 15 16 12 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 13 14 15 16 12 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 13 14 15 16 12 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 13 14 15 16 12 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 13 14 15 16 12 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 13 14 15 16 12 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 13 14 15 16 12 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 13 14 15 16 12 01 02 03 04 05 06 07 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化学能―→ATP、热能(放能) 实质 合成有机物，储存能量 分解有机物、释放能量，供细胞利用 场所 叶绿体 活细胞(主要在线粒体) 条件 只在光下进行 有光、无光都能进行 项目 光合作用 有氧呼吸 联系 (1)物质转化 (2)能量变化 2．真正(总)光合速率、净光合速率和呼吸速率的关系(以CO2为例) (1)物理模型 ①总光合速率：叶绿体固定的CO2(甲＋乙) ②净光合速率：叶肉细胞吸收的CO2(甲) ③呼吸速率：线粒体产生的CO2(乙) (2)数学模型 ①总光合速率：AB ②净光合速率：OA ③呼吸速率：OB (3)计算公式：总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率＝OA＋OB 1．下图①～⑦为某绿色植物细胞代谢的相关生理过程。下列有关叙述错误的是(　　) A．光合细菌也能发生类似于③④的生理过程 B．③过程产生的O2要在相邻细胞的⑥过程被利用，若考虑O2穿过类囊体薄膜，至少需要穿过7层磷脂双分子层 C．叶肉细胞③过程O2的产生量大于⑥中O2的吸收量，则该植株的有机物总量可能不增加 D．①②能否顺利进行与⑤⑥密切相关 解析：选D。③表示光反应阶段，④表示暗反应阶段，光合细菌也能进行光合作用，发生类似③④的生理过程，A正确；叶绿体类囊体薄膜上产生的O2要在相邻细胞的线粒体中利用，若考虑O2穿过类囊体薄膜，至少需要穿过7层生物膜(类囊体薄膜＋双层叶绿体膜＋单层细胞膜＋单层细胞膜＋双层线粒体膜)，即7层磷脂双分子层，B正确；叶肉细胞③过程O2的产生量大于⑥中O2的消耗量，叶肉细胞有机物总量会增加，但是就整个植株而 言，由于有非光合部位，故该植株的有机物总量可能不增加，C正确；①表示细胞渗透作用吸水，②表示吸收矿质元素离子，⑤表示有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段，⑥表示有氧呼吸的第二、三阶段，水和无机盐的跨膜运输方式有差异，水分子跨膜运输不需要细胞的能量，无机盐跨膜运输通常需要⑤⑥过程提供能量，因此①的进行与⑤⑥无关，②的进行与⑤⑥密切相关，D错误。 2．龙血树在《本草纲目》中被誉为“活血圣药”，有消肿止痛、收敛止血的功效。图甲、乙分别为龙血树在不同条件下相关指标的变化曲线(单位：mmol·cm-2·h-1)。下列叙述错误的是(　　) A．据图甲分析，温度为30 ℃和40 ℃时，叶绿体消耗CO2的速率相等 B．40 ℃条件下，若黑夜和白天时间相等，龙血树能正常生长 C．补充适量的无机盐可能导致图乙中D点左移 D．图乙中影响D、E两点光合速率的主要环境因素相同 解析：选B。叶绿体消耗CO2的速率表示总光合速率，总光合速率＝呼吸速率＋净光合速率，据图甲分析，温度为30 ℃时，叶绿体消耗CO2的速率为8＋2＝10，温度为40 ℃时，叶绿体消耗CO2的速率为5＋5＝10，二者相等，A正确；40 ℃条件下，净光合速率等于呼吸速率，若黑夜和白天时间相等，则植物积累有机物的量为(5＋5)×12－5×24＝0，故龙血树不能正常生长，B错误；补充适量无机盐可能使龙血树的光合速率增加，则光补偿点变小，D点左移，C正确；图乙中影响D、E两点光合速率的主要环境因素相同，均为光照强度，D正确。 二、光合速率的测定方法 1．液滴移动法 2．黑白瓶法 3．半叶法 (1)将植物对称叶片的一部分(A)遮光或取下置于暗处，另一部分(B)则留在光下进行光合作用(即不做处理)，并采用适当的方法阻止两部分的物质和能量转移，最初重量记为M0。 (2)一定时间后，在这两部分叶片的对应部位截取同等面积的叶片，分别烘干称重，记为MA、MB。 装置图解 呼吸速率 净光合速率 总光合速率 黑暗下单位时间内叶片重量减少量(M0－MA) 光照下单位时间内叶片重量增加量(MB－M0) MB－MA 3．利用以下装置可探究绿色植物的某些生理作用。假如该植物光合作用的产物和呼吸作用的底物均为葡萄糖，且不进行产生乳酸的无氧呼吸。下列有关叙述错误的是(　　) A．黑暗条件下，利用装置甲探究植物能否进行有氧呼吸 B．光照条件下，利用装置乙、丙探究植物光合作用需要CO2 C．光照条件下，若装置丙红色液滴向右移动，则该装置中O2增多 D．黑暗条件下，若装置甲红色液滴向左移动，则该装置中O2减少 解析：选B。装置甲内的氢氧化钠溶液可以吸收容器中的CO2，装置甲内压强的变化只由O2的变化引起，在黑暗条件下，若植物能进行有氧呼吸，则消耗装置内的O2，产生的CO2被吸收，液滴向左移动；若植物进行无氧呼吸，则不消耗O2，产生的CO2被吸收，液滴不移动，所以，在黑暗条件下，可以利用装置甲探究植物能否进行有氧呼吸，A、D正确。装置乙、丙内都有CO2，因此不适合在光照条件下，探究植物光合作用需要CO2，B错误。装置丙烧杯内为CO2缓冲液，可以维持装置内CO2的浓度稳定，因此若装置丙内红色液滴向右移动，则说明装置中有O2产生，该装置中O2增多，C正确。 4．某研究小组为测定不同光照条件下黑藻的光合速率，将等量且生理状态相同的黑藻植株，分装于6对黑白瓶(白瓶透光，黑瓶不透光)中，并向瓶中加入等量且溶氧量相同的干净湖水，分别置于六种不同的光照条件下，24 h后6对黑白瓶中溶氧量变化情况(不考虑其他生物)如表。下列说法错误的是(　　) 光照强度/klx 0(黑暗) a b c d e 白瓶溶氧量/(mg·L-1) －7 ＋0 ＋6 ＋8 ＋10 ＋10 黑瓶溶氧量/(mg·L-1) －7 －7 －7 －7 －7 －7 A．可以根据黑瓶中溶氧量的变化来计算实验条件下黑藻的呼吸速率 B．该实验条件下光照强度为a时，白瓶中的黑藻不能生长 C．白瓶中，当光照强度为d时，若其他条件不变，显著降低CO2浓度，短时间内叶肉细胞中C5含量减少 D．可以根据白瓶中溶氧量的变化，计算不同光照强度下黑藻的净光合速率 解析：选C。黑瓶中黑藻不能进行光合作用，只能进行细胞呼吸，其中溶氧量的减少代表水体中生物的呼吸速率，不考虑其他生物，因此可以根据黑瓶中溶氧量的变化来计算实验条件下黑藻的呼吸速率，A正确；表中光照强度为a时，白瓶中溶解氧变化量为0，说明此时黑藻的净光合速率为0，因此，该光照条件下的黑藻不能生长，B正确；白瓶中，当光照强度为d时，若其他条件不变，显著降低CO2浓度，则会导致C5的消耗量减少，而C3的还原过程基本不变，因此，短时间内叶肉细胞中C5含量增加，C错误；综合分析可知，白瓶中溶氧量的变化代表黑藻的净光合速率，因此可根据白瓶中溶氧量的变化，计算不同光照强度下黑藻的净光合速率，D正确。 三、光合作用与细胞呼吸曲线中的“关键点”移动 1．模型构建 2．关键点分析 项目 改变条件 移动 呼吸速率A 细胞呼吸增强 下移 细胞呼吸减弱 上移 光补偿点B 细胞呼吸速率增加，其他条件不变 右移 细胞呼吸速率基本不变，相关条件的改变使光合速率下降 右移 光饱和点C 相关条件改变，光合速率增大 右移 相关条件改变，光合速率减小 左移 eq \a\vs4\al(特别提醒) 光补偿点和光饱和点移动的规律 5．已知某植物光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为25 ℃和30 ℃，如图表示30 ℃时该植株CO2吸收量与光照强度的关系。若温度降到25 ℃(原光照强度和二氧化碳浓度不变)，理论上图中相应点a、b的移动方向分别是(　　) A．下移、右移 B．下移、左移 C．上移、左移 D．上移、右移 解析：选C。由题可知，植物光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为25 ℃和30 ℃，该图表示30 ℃时CO2吸收量与光照强度的关系，当温度从30 ℃降到25 ℃时，细胞呼吸强度降低，a点上移；b点光合作用强度等于细胞呼吸强度，在25 ℃时细胞呼吸强度降低，光合作用强度增强，在较小的光照强度下就可以到达光补偿点，即b点左移，C正确，A、B、D错误。 6．如图是在较低浓度的CO2和适宜温度条件下，某植物CO2的吸收量和光照强度的关系曲线。下列叙述错误的是(　　) A．该植物的呼吸速率为每小时释放5 mg/dm2CO2 B．图中b点为光补偿点，d点为光饱和点 C．在光照强度为25 klx条件下光照1小时，该植物10 dm2叶片面积上叶绿体吸收的CO2为200 mg D．适当增加CO2浓度，光补偿点左移，光饱和点右移 解析：选C。当光照强度为0时，植物只进行呼吸作用，图中纵坐标为－5，说明该植物呼吸速率为每小时释放5 mg/dm2CO2，A正确。b点CO2吸收量为0，此时植物的光合作用速率等于呼吸作用速率，b点为光补偿点；光照强度超过d点之后，光合作用速率不再随着光照强度的变化而变化，d点为光饱和点，B正确。叶绿体吸收的CO2速率表示总光合速率，在光照强度为25 klx条件下光照1小时，该植物的10 dm2叶片面积上叶绿体吸收的CO2为(20＋5)×10×1＝250 mg，C错误。b点表示光补偿点，此时植物的光合作用速率等于呼吸作用速率，d点为光饱和点，适当增加CO2浓度，则光合作用增强，光补偿点左移，光饱和点右移，D正确。 四、自然环境及密闭容器中光合作用变化的模型 1．密闭玻璃罩内CO2浓度与时间的关系 (1)模型 (2)曲线分析 AC段 无光照，植物只进行细胞呼吸 BC段 温度降低，细胞呼吸减弱 CD段 4时后，有微弱光照，开始进行光合作用，但光合作用强度小于细胞呼吸强度 D点 随光照增强，光合作用强度等于细胞呼吸强度 DH段 光合作用强度大于细胞呼吸强度，其中EF段表示温度过高，蒸腾作用过强，部分气孔关闭，CO2浓度降低，光合速率降低，出现“光合午休”现象 H点 随光照减弱，光合作用强度下降，此时光合作用强度等于细胞呼吸强度 HJ段 光照继续减弱，光合作用强度小于细胞呼吸强度，直至光合作用完全停止 (3)有关有机物变化情况的分析 ①能进行光合作用制造有机物时间段：CI段；消耗有机物时间段：AJ段。 ②积累有机物时间段：DH段；一天中有机物积累最多的时间点：H点。 ③光补偿点：D点和H点。 (4)相对密闭环境中，一昼夜植物体内有机物总量变化分析(积累量可用J点与A点对应的CO2浓度的差值表示) J点低于A点 说明光合作用制造的有机物多于细胞呼吸消耗的有机物(光合作用CO2固定量大于细胞呼吸CO2产生量)，植物体内的有机物总量增加 J点高于A点 说明植物体内的有机物总量减少 J点等于A点 说明植物体内的有机物总量不变 2.自然环境中一昼夜CO2吸收和释放变化 (1)模型 (2)曲线分析 b点 凌晨2～4时，温度降低，细胞呼吸减弱，CO2释放减少 c点 有微弱光照，植物开始进行光合作用 cd段 光合速率小于呼吸速率 d点 上午7时左右，光合速率等于呼吸速率 dh段 光合速率大于呼吸速率 f点 温度过高，部分气孔关闭，出现“光合午休”现象 h点 下午6时左右，光合速率等于呼吸速率 hi段 光合速率小于呼吸速率 ij段 无光照，光合作用停止，只进行细胞呼吸 (3)有关有机物变化情况的分析(图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是曲线与横纵坐标围成的面积) ①能进行光合作用制造有机物时间段：ci段；消耗有机物时间段：aj段。 ②积累有机物时间段：dh段；一天中有机物积累最多的时间点：h点。 ③光补偿点：d点和h点。 ④一昼夜有机物积累量＝SⅡ－(SⅠ＋SⅢ)。 7．将小球藻放入密封玻璃瓶内，在温度适宜的暗室中进行实验，第5 min时给予适当光照，第20 min时补充适量NaHCO3，实验结果如图，不考虑小球藻的数量变化。下列叙述错误的是(　　) A．0～5 min，小球藻有氧呼吸强度基本不变 B．7 min时，瓶中O2和CO2含量与实验开始时基本相同 C．18～20 min，光合作用的主要限制因素是CO2含量 D．20～30 min，小球藻光合作用产生了5×10-7 mol的O2 解析：选D。根据实验设置和曲线分析可知，0～5 min没有光照，小球藻只进行呼吸作用，有氧呼吸消耗氧气，使玻璃瓶中氧气减少，根据曲线的斜率可知小球藻的呼吸速率几乎不变，因此有氧呼吸强度基本不变，A正确；在第5 min时给予光照，小球藻开始进行光合作用，玻璃瓶中氧气含量开始 增加，由图可知，第7 min时，瓶中O2含量与实验开始时基本相同，光合作用消耗1分子CO2，释放1分子O2，且小球藻有氧呼吸速率基本不变，因此CO2的含量也与实验开始时基本相同，B正确；18～20 min，玻璃瓶中氧气含量不再发生变化，即光合作用速率不再增加，因该实验是在温度适宜的环境中进行的，因此推测此时光合作用的主要限制因素是CO2含量，C正确；20～30 min，玻璃瓶中氧气含量增加了5×10-7mol，因为小球藻进行呼吸作用还要消耗O2，因此光合作用产生的O2含量应大于5×10-7mol，D错误。 8．晴朗夏季，某兴趣小组将用全素营养液培养的花生植株放入密闭的玻璃罩内，置于室外继续培养，获得实验结果如图所示。其中甲图表示玻璃罩内的CO2含量一昼夜的变化情况(A点表示玻璃罩内起始CO2浓度)，乙图表示该植株一昼夜CO2释放速率或吸收速率。下列有关叙述正确的是(　　) A．甲图中的D点与乙图中的d点对应，D点之后植株开始进行光合作用 B．甲图中的H点与乙图中的e点对应，此时植株的光合作用最强 C．FG段与ef段的变化与部分气孔关闭，叶片吸收CO2的速率减少有关 D．乙图中积累有机物的时间段是ci段 解析：选C。甲图中的D点表示光合速率与呼吸速率相等的状态，对应于乙图中的d点，D点之前植株已经开始进行光合作用，A错误。甲图中的H点表示光合速率与呼吸速率相等的状态，与乙图中的h点对应；甲图中的DE段CO2含量下降速度最快，即光合作用最强，B错误。FG段与ef段，此时温度过高、光照太强，导致部分气孔关闭，叶片吸收CO2的速率减少，进而导致光合作用速率减小，C正确。乙图中dh段光合速率大于呼吸速率，积累有机物，而hi段光合速率小于呼吸速率，体内有机物减少，D错误。 1．植物叶肉细胞中碳原子存在如下转移途径，序号表示生理过程。相关叙述正确的是(　　) A．①表示光合作用光反应阶段 B．②发生的场所是叶绿体内膜 C．③可以释放出大量能量 D．④需要水的参与 解析：选D。①(CO2的固定)表示光合作用暗反应阶段，A错误；②(C3的还原)发生的场所是叶绿体基质，B错误；③(细胞呼吸第一阶段)可以释放出少量能量，C错误；④(有氧呼吸第二阶段)需要水的参与，D正确。 2．如图表示芍药叶肉细胞光合作用和细胞呼吸过程中CO2和[H]的变化，相关叙述正确的是(　　) A．过程①发生在叶绿体的类囊体薄膜上，过程④发生在线粒体的内膜上 B．过程⑦发生在线粒体中 C．过程⑤⑥均需要NADPH和ATP的参与 D．过程①③产生的[H]是相同的物质，过程⑧在线粒体中进行 解析：选A。过程①表示光合作用的光反应阶段，发生在叶绿体的类囊体薄膜上，过程④表示有氧呼吸的第三阶段，发生在线粒体的内膜上，A正确；过程⑦表示细胞呼吸的第一阶段，发生在细胞质基质中，B错误；过程⑤是CO2的固定，不需要NADPH和ATP的参与，C错误；过程①③产生的[H]是不同的物质，过程⑧是有氧呼吸的第二阶段，发生在线粒体基质中，D错误。 3．将某种植物置于高温环境(HT)下生长一定时间后，测定HT植株和生长在正常温度(CT)下的植株在不同温度下的光合速率，结果如图，a、b为曲线的相关交点。下列说法正确的是(　　) A．a点时两组植株产生ATP的场所仅有细胞质基质和线粒体 B．35 ℃时两组植株的真正(总)光合速率相等 C．随着温度上升，b点之后CT植株不再进行光合作用 D．50 ℃时HT植株能积累有机物而CT植株不能 解析：选D。由题图可知a点时两组植株都进行光合作用和呼吸作用，故产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体类囊体薄膜，A错误；总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率，CO2吸收速率代表净光合速率，由题图可知，35 ℃时两组植株的净光合速率相等，而两组植株的呼吸速率未知，故不能判断两组植株的总光合速率是否相等，B错误；由图可知，b点时CT植株的净光合速率为0，光合作用强度与呼吸作用强度相等，b点之后仍可以进行光合作用，只是小于呼吸作用强度，C错误；50 ℃时HT植株的净光合速率大于0，而CT植株的净光合速率等于0，即50 ℃时HT植株能积累有机物而CT植株不能，D正确。 4．(2025·合肥高一检测)下面是绿色植物叶肉细胞中光合作用与有氧呼吸及其关系的过程图解，其中A～D表示相关过程，a～e表示有关物质。据图判断下列有关说法错误的是(　　) A．A过程表示光反应阶段，它为B过程提供了NADPH和ATP B．C过程进行的场所是线粒体，在其内膜上物质b被利用 C．在黑暗的环境中，物质c可通过叶片的气孔释放到外界 D．若用18O标记物质b，则不会在C6H12O6中出现18O标记 解析：选D。图示为绿色植物叶肉细胞中光合作用与有氧呼吸过程及其关系的过程图解，分析图示可知A代表光反应阶段，B代表暗反应阶段，D代表有氧呼吸的第一阶段，C代表有氧呼吸的第二和第三阶段；a是H2O、b是O2、c是CO2、d是NADPH、e是ATP。图示中A过程表示光反应阶段，为暗反应阶段提供NADPH和ATP，A正确；C过程表示的是有氧呼吸的第二、三阶段，发生在线粒体中，物质b表示的是O2，参与有氧呼吸的第三 阶段，在线粒体内膜上被利用，B正确；在黑暗环境中，植物只进行呼吸作用，不进行光合作用，物质c表示的是CO2，可以通过叶片的气孔释放到外界，C正确；用18O标记物质b(O2)，在有氧呼吸第三阶段18O2和[H]反应可生成H218O，H218O参与有氧呼吸第二阶段可生成C18O2，C18O2参与光合作用进入C6H12O6使其被标记，D错误。 5．某生物学兴趣小组设计下图所示的实验装置来探究绿色植物的生理作用。假设该植物光合作用的产物以及呼吸作用的底物均为葡萄糖，并且其无氧呼吸的产物为酒精和二氧化碳，不考虑装置内其他微生物的干扰。下列说法不正确的是(　　) A．若要探究该植物的呼吸作用类型，应选择装置一和装置二，并在黑暗条件下进行 B．光照条件下，装置三中红色液滴向右移动的距离代表O2生成量 C．要测得真光合速率，可选择黑暗条件下的装置一和光照条件下的装置三 D．黑暗条件下，若装置一中的红色液滴向左移动，装置二中的红色液滴不移动，则该植物只进行有氧呼吸 解析：选B。装置一烧杯中盛放NaOH溶液的作用是吸收呼吸作用产生的CO2，该装置中液滴的移动代表O2的变化，装置二中的水不吸收CO2，液滴的移动代表呼吸作用释放的CO2量与消耗O2量的差值，根据液滴移动的情况来判断呼吸作用类型，且为避免光合作用的干扰，应提供黑暗条件，A正确；装置三中由于CO2缓冲液的存在，其中的CO2浓度是稳定的，液滴的移动可表示光下净光合速率的大小，即代表O2的释放量，B错误；要 测得真正光合速率，需要将装置一置于黑暗下，测得其呼吸速率，装置三置于光照下测得净光合速率，两者相加即为真正光合速率，C正确；黑暗条件下，若装置一中的红色液滴向左移动，说明植物在黑暗条件下进行有氧呼吸消耗了O2，装置二中的红色液滴不移动，表明植物没有进行无氧呼吸，则该植物只进行有氧呼吸，D正确。 6．黑白瓶法可用于研究湖泊中浮游植物生产量，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(　　) A．a光照强度下白瓶24 h后的溶解氧量可表示浮游植物的总生产量 B．瓶中生物24 h呼吸作用消耗氧气量为7 mg C．a光照强度下不能满足瓶中生物对氧气所需量 D．a光照强度下白瓶中生物光合作用速率大于呼吸作用速率 解析：选B。白瓶中24 h后的溶解氧量代表初始溶解氧＋光合作用生产量－呼吸作用消耗量，A错误；黑瓶中生物只进行呼吸作用，所以装有1 L湖水的瓶中，生物24 h呼吸作用消耗氧气量为10－3＝7 mg，B正确；a光照强度下，24 h后白瓶中溶解氧的含量还是10，说明瓶中生物的净光合作用等于0，即a光照强度下，光合作用速率等于呼吸作用速率，a光照强度刚好满足瓶中生物对氧气所需量，C、D错误。 7．如图是某种植物光合作用及呼吸作用部分过程示意图，关于此图说法错误的是(　　) A．经主动运输进入细胞质基质 B．通过通道蛋白进入叶绿体基质 C．光反应生成的H＋促进了进入类囊体 D．光反应生成的物质X保障了暗反应的CO2供应 解析：选B。据图分析可知，进入细胞质基质需要消耗线粒体产生的ATP，方式为主动运输，A正确。进入叶绿体基质需要消耗线粒体产生的ATP，方式为主动运输，通道蛋白介导的运输方式为协助扩散，B错误。据图可知，光反应阶段水光解产生的H＋促进了进入类囊体，C正确。据图可知，光反应阶段生成的物质X为O2，O2浓度增大会使有氧呼吸增强，产生的ATP增多，有利于进入叶绿体基质，分解可产生CO2，从而保障暗反应的CO2供应，D正确。 8．(2025·宣城高一检测)利用图甲装置，在相同条件下分别将绿色植物E、F的叶片制成大小相同的叶圆片，抽出空气，分别进行光合速率测定。图乙是利用图甲装置测得的数据绘制成的坐标图。下列叙述正确的是(　　) A．从图乙可看出，相比E植物，F植物更适合在较强光照下生长 B．光照强度为1 klx时，利用图甲装置对植物E叶圆片的光合速率进行测定时，液滴不移动 C．光照强度为3 klx时，E、F两种植物的叶圆片产生氧气的速率相等 D．光照强度为6 klx时，装置中E植物叶圆片比F植物叶圆片浮到液面所需时间短 解析：选D。根据图乙可知，F植物叶圆片的光补偿点和光饱和点都比E植物低，F植物更适合在较弱光照下生长，A错误；光照强度为1 klx时，E植物叶圆片的呼吸速率大于光合速率，会吸收装置中的氧气，使液滴左移，B错误；光照强度为3 klx时，E、F两种植物叶圆片的净光合速率相等，但E植物叶圆片的呼吸速率大于F植物叶圆片，故光照强度为3 klx时，E、F两种植物的叶圆片产生氧气的速率不相等，C错误；光照强度为6 klx时，E植物叶圆片释放氧气的速率大于F植物，故装置中E植物叶圆片比F植物叶圆片浮到液面所需时间短，D正确。 9．科研人员测定了不同CO2浓度对南方红豆杉净光合速率和气孔导度(气孔开放程度)的影响，结果如下图。下列叙述不正确的是(　　) A．单位面积叶片在单位时间内的CO2吸收量可表示净光合速率 B．低浓度CO2时，气孔导度较大有利于叶片吸收CO2 C．CO2浓度达到1 300×10-6 mol/L时，限制光合速率的因素可能是光照强度 D．进一步提高CO2浓度，净光合速率会继续增强 解析：选D。单位面积叶片在单位时间内的CO2吸收量或O2释放量可表示净光合速率，A正确；由图可知，低浓度CO2时，叶片气孔导度较大，气孔导度越大，叶片从外界吸收的CO2越多，所以低浓度CO2时，气孔导度较大有利于叶片吸收CO2，B正确；CO2浓度达到1 300×10-6 mol/L时，气孔导度较小，此时净光合速率不再随着CO2浓度的增大而增强，限制光合速率的因素可能是光照强度，C正确，D错误。 10．如图为某植株在24 h内，所有叶绿体内的CO2消耗量和植株CO2吸收量随时间变化的曲线图，假设在此过程中呼吸强度保持不变，据此分析，下列选项错误的是(　　) A．12：00左右曲线b的下降主要由光反应降低引起 B．由曲线b可知，植物的呼吸速率为5 mg·10-2cm-2·h-1 C．曲线a、b分别代表植物的总光合速率、净光合速率 D．根据曲线a、b的比较，可知存在除细胞呼吸之外产生CO2的其他生理过程 解析：选A。12：00左右曲线b的下降主要是光照过强，温度过高，部分气孔关闭，导致CO2供应不足，暗反应下降引起，A错误；曲线b代表净光合速率，与纵坐标的交点即呼吸速率，为5 mg·10-2cm-2·h-1，B正确；曲线a为CO2的消耗量，为总光合速率，曲线b代表植物的净光合速率，C正确；根据曲线a、b的比较，CO2的消耗量减去CO2的吸收量会大于呼吸速率释放的CO2量，可知存在除细胞呼吸之外产生CO2的其他生理过程，D正确。 11．某同学欲测定植物叶片叶绿体的光合速率，做如图所示实验：在叶柄基部做环剥处理(仅限制叶片有机物的输入和输出)，于不同时间分别在同一叶片上陆续取下面积为1 cm2的叶圆片烘干后称其质量，M处的实验条件是下午16时后将整个实验装置遮光3 h，则测得叶片叶绿体的光合速率是(单位：g·cm-2·h-1，不考虑取叶圆片后对叶片生理活动的影响和温度微小变化对叶片生理活动的影响)(　　) A．(3y－2z－x)/6 B．(3y－2z－x)/3 C．(2y－x－z)/6 D．(2y－x－z)/3 解析：选A。分析题意可知，上午10时到下午16时之间的6个小时，植物既进行光合作用，也进行细胞呼吸，因此其质量变化表示的是净光合作用量，则净光合速率＝净光合作用量/6＝(y－x)/6；而M处的实验条件是下午16时后将整个实验装置遮光3 h，此时叶片只进行细胞呼吸，因此可以计算出呼吸速率＝(y－z)/3；因此总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率＝(y－x)/6＋(y－z)/3＝(3y－2z－x)/6。 12．如图是某植物叶肉细胞光合作用和呼吸作用的示意图。 据图回答下列问题： (1)图中①②③④代表的物质依次是______、__________、______、________，[H]代表的物质主要是________________。 (2)B代表一种反应过程，C代表细胞质基质，D代表线粒体，则ATP合成发生在A过程，还发生在__________(填“B和C”“C和D”或“B和D”)。 (3)C中的丙酮酸可以转化成酒精，出现这种情况的原因是__________________________________________________________。 解析：(1)分析题图可知，图中①表示光合作用光反应阶段水光解的产物O2；②是生成还原型辅酶Ⅱ(NADPH)的反应物NADP＋；③是生成ATP的原料ADP＋Pi；④代表光合作用暗反应阶段参与固定CO2的物质C5；图中[H]代表的物质是呼吸作用过程中的还原型辅酶Ⅰ(NADH)。(2)细胞中生成ATP的场所除叶绿体外还有细胞质基质(C)和线粒体(D)。(3)细胞质基质中的丙酮酸可以转化成酒精的原因是植物细胞缺氧，导致细胞进行无氧呼吸。 答案：(1)O2　NADP＋　ADP＋Pi　C5　NADH(或还原型辅酶Ⅰ)　(2)C和D　(3)在缺氧条件下细胞进行无氧呼吸 13．下面是某植物叶肉细胞进行光合作用和细胞呼吸的物质变化示意简图，其中①～⑤为生理过程，a～h为物质名称，请回答： (1)物质a分布在叶绿体的____________。 (2)过程②和③发生的场所分别是__________________和________________。 (3)上述①～⑤过程中，能产生ATP的生理过程是______________________(填图中序号)。 (4)在光合作用过程中，二氧化碳被还原成糖类等有机物时，既要接受________(填图中字母，下空同)释放的能量，又要被______还原。 (5)假如白天突然中断二氧化碳的供应，则在短时间内f量的变化是______________；假如该植物从光下移到暗处，e量的变化是____________。 解析：(1)物质a为光合色素，分布在叶绿体的类囊体的薄膜上。(2)过程②(暗反应)场所是叶绿体基质，过程③(有氧呼吸的第一阶段)发生的场所是细胞质基质。(3)①为光合作用光反应阶段，②为暗反应阶段，③为细胞呼吸的第一阶段，④和⑤分别为有氧呼吸的第二、三阶段，光反应阶段和有氧呼吸的三个阶段都能产生ATP，故图中能够产生ATP的生理过程是①③④⑤。(4)在光合作用过程中，二氧化碳被还原成糖类等有机物时，既接受 c(ATP)、e(NADPH)释放的能量，又要被e(NADPH)还原。(5)白天突然中断二氧化碳的供应，暗反应中CO2的固定消耗C5反应停止，但C3还原生成C5还在进行，f(C5)的含量增加；假如该植物从光下移到暗处，光反应停止，e(NADPH)的含量将减少。 答案：(1)类囊体的薄膜上　(2)叶绿体基质　细胞质基质　(3)①③④⑤　(4)c、e　e　(5)增加　减少 14．为了探究光合作用过程中的物质和能量去向和影响光合作用速率的因素，科学工作者设计了在光照下叶肉细胞内的物质和能量的传递模型(如图一)和测定光合作用速率的装置图(如图二)。结合相关知识回答下列问题。 (1)若图一表示在光下叶肉细胞内发生的物质和能量变化，甲、乙表示细胞器，a、b、c表示物质，则甲、乙分别表示____________(填细胞器名称)，a、b、c分别表示的物质是________________________________，由b→c发生的场所是____________。 (2)在光照条件下，叶肉细胞进行呼吸作用，消耗O2和产生ATP最多的具体场所是____________，当O2不足的时候，进行无氧呼吸，其产物是______________，其底物中能量的去路包括存留在酒精中的能量以及____________和____________。 (3)图二的D烧杯中放一定浓度的NaHCO3溶液，在适宜的温度和一定的光照条件下，液滴始终位于0刻度不动，其代表的含义是_____________________________________________________________________________； 增加光照强度，一段时间后，液滴从E点移到F点，移动的距离代表的含义是____________________________________________________________________________________________。 解析：(1)据图可知，甲可利用CO2和H2O，故甲为叶绿体，乙可产生CO2和H2O，故乙为线粒体。a是叶绿体的产物，可供线粒体利用，为氧气，b是葡萄糖，c是丙酮酸和[H]。由b→c是从葡萄糖转变为丙酮酸，为呼吸作用的第一阶段，场所是细胞质基质。(2)叶肉细胞进行呼吸作用，消耗O2和产生ATP最多的过程是有氧呼吸第三阶段，场所是线粒体内膜；植物叶肉细胞无氧呼吸的产物是酒精和CO2，其底物中能量的去路包括存留在酒精中的能量、以热能形式散失和转化成ATP中的化学能。(3)图二的植物可同时进行呼吸作用和光合作用，呼吸作用吸收O2释放CO2，光合作用正好相 反，若烧杯中放一定浓度的NaHCO3溶液，在适宜的温度和一定的光照条件下，液滴始终位于0刻度不动，其代表的含义是植物的呼吸速率等于光合速率；增加光照强度，一段时间后，液滴从E点移到F点，移动的距离代表的含义是净光合作用所释放的氧气。 答案：(1)叶绿体、线粒体　O2、葡萄糖、丙酮酸和[H]　细胞质基质　(2)线粒体内膜　酒精和CO2　以热能形式散失　转化成ATP中的化学能　(3)光合速率与呼吸速率相等　净光合作用释放的氧气 15．图1为某种植物光合作用与有氧呼吸的部分过程示意图，其中①～④表示相关生理过程；图2表示该植物在最适温度、不同光照强度下净光合作用速率(用CO2吸收速率表示)的变化，净光合作用速率是指总光合作用速率与呼吸作用速率之差。分析图示，回答下列问题： (1)图1中过程②属于有氧呼吸的第______阶段，过程③发生的场所是_____________。 (2)图2中C点时该植物总光合作用速率________(填“>”“＝”或“<”)呼吸作用速率。B点对应的条件下，该植物能完成图1中的生理过程有______________(填序号)。 (3)当光照强度突然增大，在其他条件不变的情况下，叶肉细胞中C3含量短时间内会________(填“增加”“不变”或“减少”)。当光照强度为C点对应的光照强度时，限制光合作用速率不再增加的环境因素主要是____________________。 (4)如果将该植物先放置在图2中A点对应的条件下4 h，B点对应的条件下6 h，接着放置在C点对应的条件下14 h，则在这24 h内该植物每平方厘米叶面积的有机物积累量(用CO2吸收量表示)为__________mg。 (5)研究小组另选甲、乙两种植物，分别从两种植物上取多片彼此相似且等量的叶片，在最适温度条件下分别测定不同光照强度下甲、乙两植物叶片的CO2吸收速率，所得数据如表所示： 光照强度/klx 0 1 3 5 7 9 11 13 CO2吸收速率/(μmol·m-2·s-1) 叶片甲 －5 0.5 5 16 25 29 30 30 叶片乙 －4 1.5 5 8 10 12 12 12 从表中可以看出光照强度为________klx时，甲、乙两叶片中叶绿体的CO2固定速率相等。 解析：(1)图1中过程②葡萄糖分解产生了CO2，表示有氧呼吸第一、二阶段；过程③表示光合作用的光反应阶段，发生的场所是叶绿体类囊体薄膜。(2)图2中C点对应的光照强度为植物的光饱和点，此时植物的净光合速率>0，故该植物总光合作用速率>呼吸作用速率；B点对应的光照强度为光补偿点，此点表示光合速率等于呼吸速率，即植物可同时进行光合作用和呼吸作用，故该植物能完成图1中的生理过程有①(暗反应)、②(有氧呼吸第一、二阶段)、③(光反应)、④(有氧呼吸第三阶段)。(3)当光照强度突然增大，则光反应增强，产生的NADPH和ATP增多，在其他条件不变的情况下，C3 还原加快，而CO2的固定速率基本不变，故叶肉细胞中C3含量短时间内会减少。C点对应的光照强度为植物的光饱和点，由于是在最适温度下进行的，故限制光合作用速率不再增加的环境因素主要是CO2浓度。(4)如果将该植物先放置在图2中A点对应的条件下4 h，B点对应的条件下6 h，接着放置在C点对应的条件下14 h，则在这24 h内该植物每平方厘米叶面积的有机物积累量(用CO2吸收量表示)为20×14(积累)－5×4(消耗)－0×6(无积累也无消耗)＝260(mg)。(5)CO2固定速率表示总光合速率，CO2吸收速率表示净 光合速率，光照强度为0时的CO2吸收速率可表示呼吸速率，总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。当光照强度为1 klx时，甲的总光合速率(0.5＋5)等于乙的总光合速率(1.5＋4)。 答案：(1)一、二　叶绿体类囊体薄膜　(2)>　　①②③④　(3)减少　CO2浓度　(4)260　(5)1 16．(2025·武汉高一检测)富含重金属镉(Cd)的污水进入沿岸水域，成为当前海洋污染的重要污染物之一。为研究镉污染对水生植物生长的影响，某科研小组以石莼(一种绿色海藻)为材料，用不同浓度CdCl2溶液处理3 d后，测得石莼叶肉细胞总光合速率(μmolO2·mg-1·h-1)、叶绿素含量(μg·mg-1)和呼吸速率(μmolO2·mg-1·h-1)的数据如图一。回答下列问题： (1)分离石莼叶肉细胞中的色素时，随层析液在滤纸上扩散速度最快的色素主要吸收的光的颜色是__________。 (2)在实验设置的浓度范围内，当Cd2+浓度高于10×10-6 mol/L时，石莼净光合速率的变化趋势是________，判断依据是________________________________________________________________________。 (3)研究发现金属镉并不会影响光合作用相关酶的活性，试推断随Cd2+浓度增加，石莼总光合速率变化的主要原因是__________________________，由此可知，金属镉的富集可能会直接影响光合作用的________阶段。 (4)研究发现，植物在受到轻度有害物质的刺激时，会通过加快细胞呼吸来补偿生理上受到的损害，以适应有害物质的刺激，称为伤呼吸。据图分析，能刺激石莼发生伤呼吸的Cd2+浓度范围是__________________，而超过这一范围伤呼吸就不能发生，这说明了植物的适应性能力具有一定限度。 (5)科学家对龙须菜(红藻)和石莼在不同光质下(其他条件相同且适宜)的光合速率进行了测定，结果如图二。在海水中________(填“龙须菜”或“石莼”)分布更深。从光质角度分析原因是________________________________________________________________________。 解析：(1)在提取和分离叶绿体中色素的实验中，随层析液在滤纸上扩散最快的是胡萝卜素，主要吸收蓝紫光。(2)根据图示，在Cd2+浓度高于10×10-6 mol/L后，总光合速率略有下降，但细胞呼吸速率明显下降，净光合速率＝总光合速率－呼吸速率，呼吸速率下降趋势大于总光合速率，两者差值逐渐增大，净光合速率逐渐增大。(3)研究发现金属Cd并不会影响光合作用相关酶的活性，但由图可知，随着Cd2+浓度的增加，叶绿素含量逐渐减少，直接影响光反应阶段，使光反应减弱，产生NADPH和ATP减少，从而使暗反应速率降低，所以随Cd2+浓度增加，石莼总光合速率下降。(4)由图可 知，与Cd2+浓度为0时相比，细胞呼吸加快的Cd2+浓度范围为小于15×10-6 mol/L，说明能刺激石莼发生伤呼吸的Cd2+浓度范围是小于15×10-6 mol/L。(5)红光的波长最长，在水中传播时被吸收较多，传播距离短，蓝光和绿光波长较短，传播距离较长，到达深水层的蓝光和绿光比红光多，据图可知，龙须菜吸收蓝光和绿光较多、吸收红光较少，故龙须菜更适应深水环境。 答案：(1)蓝紫光　(2)逐渐增加　当Cd2+浓度高于10×10-6 mol/L时，总光合速率略有下降，但呼吸速率明显下降，而净光合速率等于总光合速率与呼吸速率的差值　(3)Cd2+浓度的增加会使叶绿素含量降低(或抑制叶绿素的合成、促进叶绿素分解)　光反应　(4)小于15×10-6 mol/L　(5)龙须菜　到达深水层的蓝光和绿光比红光多，龙须菜吸收蓝光和绿光较多、吸收红光较少，故龙须菜更适应深水环境 $