第3单元 第13讲 光合作用与细胞呼吸的综合分析（Word练习）-【精讲精练】2027年高考生物一轮复习（B版）

**基本信息** 聚焦光合作用与呼吸作用核心概念，通过多样化题型构建“过程比较-影响因素-实验分析”的知识逻辑链，强化生命观念与科学思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |概念辨析|第1题|考查光合作用与呼吸作用的物质变化（ATP、还原氢、水）|从基础过程对比（场所、物质）到概念辨析，构建结构与功能观| |曲线分析|第2、4、6、9题|分析光照强度、温度对净光合速率的影响|通过曲线解读建立物质与能量观，推导速率变化的内在逻辑| |实验探究|第5、7、12题|密闭容器、去除棉铃等实验设计与数据处理|结合实验情境培养探究实践能力，关联影响因素与结果分析|

[对应学生用书P443] 说明：单项选择题每题2分，多项选择题每题3分，非选择题12分，本试卷共36分。 一、选择题 1．(2025·山西太原期中)下列关于光合作用与呼吸作用的说法，错误的是(　　) A．光合作用和有氧呼吸过程中均能合成ATP B．只有绿色部位才能进行光合作用和呼吸作用 C．光合作用和呼吸作用过程中产生的还原氢不同 D．光合作用和有氧呼吸过程中均需要H2O的参与 解析　光合作用光反应阶段能合成ATP并主要用于暗反应，有氧呼吸的三个阶段均能合成ATP，用于细胞的生命活动，A正确；所有的活细胞均能进行呼吸作用，植物体的绿色部位含有叶绿体，在光照下可进行光合作用，B错误；光合作用过程中产生的还原氢是NADPH，即还原型辅酶Ⅱ，呼吸作用过程中产生的还原氢是NADH，即还原型辅酶Ⅰ，C正确；光合作用的光反应阶段有H2O的分解，在有氧呼吸的第二阶段中，H2O与丙酮酸反应生成CO2和[H]，D正确。 答案　B 2．(2025·广东中山调研)将一株生长正常的某种植物置于密闭的玻璃容器内，在适宜条件下光照培养。从照光开始，净光合速率随着时间延长逐渐下降直至为0，之后保持不变。在上述整个时间段内，玻璃容器内CO2浓度表现出的变化趋势是(　　) A．降低至一定水平时再升高 B．持续保持相对稳定状态 C．降低至一定水平时保持不变 D．升高至一定水平时保持相对稳定 解析　密闭容器内的植物在光照条件下既能进行光合作用也能进行呼吸作用，植物净光合速率＝实际光合速率－呼吸速率，净光合速率只要大于0，则光合作用消耗的CO2量就大于呼吸作用释放的CO2量；根据题意，从照光开始，净光合速率随着时间延长逐渐下降直至为0，之后保持不变，说明密闭容器内的CO2浓度从光照开始就下降，当净光合速率随着时间延长逐渐下降直至为0时，密闭容器内的CO2浓度停止下降，然后净光合速率为0，保持不变，密闭容器内的CO2浓度也保持不变，C正确。 答案　C 3．(2025·湖北黄石二模)下图是某植株叶肉细胞在不同光照强度下叶绿体与线粒体代谢简图。以下相关叙述，错误的是(　　) A．若细胞①处于黑暗环境中，那么该细胞单位时间内放出的CO2量即为呼吸速率 B．若将该植株置于细胞②对应的光照强度下一段时间，则植株的干重将减小 C．细胞③处在较强光照条件下，细胞光合作用所利用的CO2量为N1与N2的和 D．对细胞④的分析可得出，此时的光照强度较弱且物质的量N1小于m2 解析　细胞①处于黑暗环境中，细胞只进行呼吸作用，因此该细胞单位时间内放出的CO2量即为呼吸速率，A正确；细胞②对应的光照强度下光合作用等于呼吸作用，但由于植株中存在不能进行光合作用的细胞，会消耗有机物，所以若将该植株置于细胞②对应的光照强度下一段时间，则植株的干重将减小，B正确；③光合作用强度大于呼吸作用，故光合作用所需的CO2，来源是外来的CO2和呼吸作用产生的CO2，故光合作用所利用的CO2量为N1与N2的和，C正确；④表示的呼吸作用强度大于光合作用强度，故呼吸作用释放的CO2大于光合作用产生的O2，物质的量N1等于m2，D错误。 答案　D 4．(2025·广东东莞模拟)下图是夏季晴朗的白天，某种绿色植物叶片净光合作用速率(实际光合作用速率－呼吸作用速率)变化曲线图。下列相关分析错误的是(　　) A．净光合速率可用单位时间内叶片吸收CO2的量表示 B．BC段和DE段净光合速率下降的原因不同 C．A点与E点相比，叶绿体产生O2的速率不一定相同 D．E点后植物体内积累有机物的量开始减少 解析　净光合速率是实际光合作用速率与呼吸作用速率的差值，可用单位时间内叶片吸收CO2的量表示，也可用单位时间内叶片释放O2的量表示，A正确；图中曲线BC段净光合速率下降的原因是光照过强、温度过高引起部分气孔关闭，暗反应受阻，而DE段净光合速率下降的原因是光照强度减弱，B正确；A点与E点的净光合速率相等，即叶片释放O2的速率相等，由于呼吸作用速率不一定相同，故叶绿体产生O2的速率不一定相同，C正确；E点后该植物的净光合速率虽然在下降，但其数值大于0，仍存在有机物的积累，故植物体内积累有机物的量仍在增加，D错误。 答案　D 5．为测定某植物的光合速率，某同学将该植物放入如图甲所示装置中，在光合作用最适温度下进行培养，然后测量不同时段密闭的透明玻璃钟罩内植物的O2释放速率，结果如图乙所示。下列说法不正确的是(　　) A．若完全培养液中缺少镁元素，t1～t2时间段会延长 B．在t5时适当升高温度，植株光合速率将会进一步加快 C．在t4时向玻璃钟罩内适量补充CO2会加快植株的光反应速率 D．在t3～t4阶段，O2释放速率降低的主要原因是玻璃钟罩内CO2含量下降 解析　镁是合成叶绿素的必需元素，所以用缺镁的完全培养液培养一段时间后，叶肉细胞内叶绿素的合成减少，导致光合速率降低，则t1～t2时间段会延长，A正确；该实验是在光合作用的最适温度下进行的，因此t5时适当升高温度，植株光合速率将会下降，B错误；在t4时向玻璃钟罩内适量补充CO2会加快植株的光反应速率，说明在t3～t4阶段，O2释放速率降低的主要原因是玻璃钟罩内CO2含量下降，C、D正确。 答案　B 6．在自然条件下，某植物叶片总光合速率和呼吸速率随温度变化的趋势如图所示。由图不能得出的结论是(　　) A．温度为a和c时，植物有机物积累速率相等 B．温度为d时，该植物体的干重会减少 C．温度大于b时，光合速率降低的原因可能是气孔关闭 D．温室大棚种植时，晚上适当降低温度可以增产 解析　积累速率为总光合速率减去呼吸速率，温度为a时，图中可以看出总光合速率和呼吸速率的差值大于温度c，因此温度为a和c时，植物有机物积累速率不相等，A符合题意；温度为d时，该植物叶片的呼吸速率等于总光合速率，但是对于整个植物体来说，还包括一些不能进行光合作用的细胞，因此植物体的呼吸速率大于总光合速率，因此消耗的有机物多于制造的有机物，该植物体的干重会减少，B不符合题意；温度大于b时，光合速率降低，可能是因为温度过高导致气孔关闭，影响了二氧化碳的吸收，从而影响光合作用，C不符合题意；温室大棚种植时，晚上没有光合作用，只有呼吸作用，适当降低温度可以降低呼吸作用强度，减少有机物的消耗，从而达到增产的目的，D不符合题意。 答案　A 7．(2025·河北衡水模拟)棉花叶片的光合产物会被运到棉铃等器官贮存利用。科研人员研究了不同程度去除棉铃对叶片光合作用的影响，结果如下表所示。下列叙述错误的是(　　) 去除棉铃百分率 0 20% 40% 60% 80% 100% CO2固定速率相对值 28 22 20 16 14 13 叶片蔗糖干重百分率 6 9 10 11 13 14 叶片淀粉干重百分率 5 7 8 9 15 20 A．不去除棉铃组作为对照组，该组净光合速率相对值为28 B．随着去除棉铃百分率的提高，叶片光合速率逐渐降低 C．随着去除棉铃百分率的提高，叶片中的蔗糖和淀粉含量增加 D．随着去除棉铃百分率的提高，叶片光合产物输出量降低使产物积累抑制光合作用 解析　由图表可知，对照组(未摘除棉铃)植株CO2固定速率的相对值，即为“去除棉铃百分率为0”时的CO2固定值，即“28”，该值为真正光合速率相对值，而净光合速率＝真正光合速率－呼吸速率，A错误；由图表可知，随着去除棉铃百分率的提高，叶片固定CO2能力降低，即叶片的光合速率逐渐降低，B正确；由图表可知，随着去除棉铃百分率的提高，叶片蔗糖和淀粉的干重百分率均升高，C正确；由题干信息可知，叶片光合产物被运到棉铃利用，故除去棉铃后，叶片光合产物输出量降低，从而导致相应产物在叶片中积累，导致CO2固定速率降低，即叶片中光合产物积累会抑制光合作用，D正确。 答案　A 8．西红柿叶肉细胞进行光合作用和呼吸作用的过程如图1所示(①～④表示过程)。某实验室用水培法栽培西红柿进行相关实验的研究，在CO2充足的条件下西红柿植株的呼吸速率和光合速率变化曲线如图2所示，下列说法正确的是(　　) 图1 图2 A．图1中，晴朗的白天西红柿叶肉细胞中产生ATP的过程是①③④ B．图2中，9—10 h间，光合速率迅速下降，最可能发生变化的环境因素是温度 C．培养时若水循环不充分导致植物萎蔫，原因是植物排出无机盐导致培养液渗透压升高 D．图2中两曲线的交点时，叶肉细胞不吸收外界的CO2 解析　图1中，①过程中H2O分解产生O2和H＋，是光合作用的光反应阶段，合成ATP，②过程中H＋将CO2还原成C6H12O6的过程是光合作用暗反应，消耗光反应产生的ATP，④过程是C6H12O6分解成CO2和H＋是有氧呼吸的第一和第二阶段，产生少量的ATP，③过程是H＋与O2结合生成水，有氧呼吸第三阶段，产生大量ATP，A正确；图2中，9—10 h间，光合速率迅速下降的原因可能是环境中温度迅速下降，也可能是突然停止光照，但呼吸作用也受到温度影响，而呼吸速率并没有明显下降，故不是温度变化，B错误；培养时若水循环导致植物萎蔫，原因是蒸腾作用导致植物体内水分散失，C错误；图2表示的是植株的光合速率与呼吸速率，A点时光合速率与呼吸速率相等，因植物只有叶肉细胞能光合作用，因此也就是叶肉细胞的光合速率与全株细胞的呼吸速率相等，因此叶肉细胞的光合速率大于叶肉细胞的呼吸速率，因此叶肉细胞会吸收外界的CO2，D错误。 答案　A 9．(2025·吉林长春期末)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1、2为同一批龙血树分别在不同温度、光照强度下相关指标的变化曲线(其余条件均相同)(单位：mmol·cm-2·h-1)。下列说法错误的是(　　) 图1 图2 A．据图1分析，温度为30 ℃和40 ℃时，叶绿体消耗CO2的速率相等 B．图1 40 ℃条件下，若黑夜和白天时间相等，龙血树不能正常生长 C．补充适量的矿质元素可能导致图2中D点左移 D．若图2是30 ℃下测得的结果，则图1 A点对应的光照强度为4 klx 解析　图1中，CO2吸收速率表示净光合作用速率，CO2产生速率表示呼吸作用速率，叶绿体消耗的CO2量是指总光合作用量，根据总光合作用速率＝净光合作用速率＋呼吸作用速率，可知温度为30 ℃时，叶绿体消耗CO2的速率＝8＋2＝10 mmol·cm-2·h-1；温度为40 ℃时，叶绿体消耗CO2的速率＝5＋5＝10 mmol·cm-2·h-1，A正确；由图1可知，40 ℃条件下，龙血树净光合速率和呼吸速率相等，若白天和黑夜时间相等，则有机物不会积累，植物不能生长，B正确；补充适量的无机盐可能使龙血树的光合作用速率增加，则光补偿点会降低，即D点左移，C正确；30 ℃下图2中，呼吸速率为2，光饱和点4 klx时，总光合作用为10，当光照强度大于4 klx，总光合作用仍为10，而图1 30 ℃下，A点对应CO2吸收速率表示净光合作用速率为8，CO2产生速率表示呼吸作用速率为2，总光合速率为10，则图1 A点对应的光照强度等于或大于4 klx，D错误。 答案　D 10．(多选)为研究某种植物光合速率和呼吸速率对生长发育的影响，研究者做了以下实验，将长势相同的该植物幼苗均分成7组，分别置于不同温度下，先暗处理1 h，再光照1 h，其他条件相同且适宜，测其干重变化，结果如图所示。下列说法正确的是(　　) A．光照下26 ℃和32 ℃时该植物的净光合速率相等 B．若光照强度突然增加，叶绿体基质中C3的含量将会增加 C．30 ℃条件下，一昼夜光照时间超过8 h，该植物幼苗才能生长 D．温度达到34 ℃时，该植物幼苗在光照条件下不能进行光合作用 解析　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，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，净光合速率是4 mg/h，同理可推知，26 ℃时，呼吸速率是1 mg/h，光合速率是5 mg/h，净光合速率是4 mg/h，A正确；当光照强度突然增加时，光反应增强，产生的ATP和NADPH增加，从而促进了三碳化合物的还原，C3的消耗速率加快，但是二氧化碳固定形成的三碳化合物的过程不受影响，即C3的生成速率不变，故C3的量减少，B错误；30 ℃条件下，呼吸强度为3 mg/h，光合作用的强度是9 mg/h，一昼夜光照时间等于8 h，则光合产生有机物为72 mg，呼吸消耗为3×24＝72 mg，则大于8 h该植物幼苗有机物可以积累，才能生长，C正确；34 ℃时呼吸速率是2 mg/h，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，D错误。 答案　AC 11．(多选)植物叶肉细胞能进行光合作用亦能进行呼吸作用，两代谢过程中存在多种相似物质的转化，如水的分解与合成、二氧化碳的产生与消耗等。某叶片有机物量为M，先黑暗处理两小时，叶片重量的变化量为2；再光照两小时叶片重量变为M＋4(光强恒定)。下列相关叙述正确的是(　　) A．若给该叶片提供HO，四小时后有机物中也能检测出18O B．该光照强度下，此叶片每天至少光照12小时，叶片有机物的量才不会减少 C．光合作用和呼吸作用过程中产生的还原氢都储存了活跃的化学能 D．CO2的产生和CO2的消耗都在生物膜上进行 解析　给植物提供HO，其参与光合作用，可在有机物中也能检测出18O，A正确；某叶片有机物量为M，先黑暗处理两小时，叶片重量的变化量为2；再光照两小时叶片重量变为M＋4(光强恒定)，则说明每小时呼吸值为2÷2＝1，总光合速率为(M＋4＋2－M)÷2＝3，则一天呼吸消耗1×24＝24，24÷3＝8小时，故该光照强度下，此叶片每天至少光照6小时，叶片有机物的量才不会减少，B错误；光合作用产生的NADPH和呼吸作用产生的NADH都储存了活跃的化学能，C正确；CO2的产生在线粒体基质，CO2的消耗在叶绿体基质，都不在生物膜上进行，D错误。 答案　AC 二、非选择题 12．(12分)(2025·安徽滁州期末)科学家对酸橙夏季光合作用特性进行研究，以期为酸橙优质高产栽培提供理论基础。图1所示为大棚内光照强度和CO2浓度日变化，图2所示为酸橙的净光合速率和气孔导度日变化。回答下列问题。 图1　光照强度和CO2浓度日变化 图2　净光合速率(Pn)和气孔导度(Gs)日变化 (1)酸橙叶肉细胞光合作用过程中，吸收光能的分子位于________(具体位置)上。水在光下被分解时，丢失的电子经传递，可用于H＋和________结合形成NADPH，NADPH在光合作用暗反应中的作用是_____________________________________________。 (2)酸橙在图1所示的光照强度和CO2浓度下，在08：00～20：00内________(填“能”或“不能”)正常生长，理由是_______________________________________。 (3)由图2可知，________时，酸橙的净光合速率达到最大。酸橙的净光合速率与气孔导度呈________(填“正”或“负”)相关，原因可能是______________________________ ________________________________________________________________________。 解析　(1)酸橙叶肉细胞光合作用过程中，吸收光能的分子为光合色素，位于叶绿体类囊体薄膜上。光反应中，电子、NADP＋和H＋生成NADPH，NADPH可以为暗反应提供还原剂和能量。 (2)由图1可知，08：00～20：00内，大棚内CO2浓度明显降低，说明酸橙幼苗吸收的CO2量(代表光合速率)大于释放的CO2量(代表呼吸速率)，存在有机物积累，说明酸橙幼苗在图1所示的光照强度和CO2浓度下能正常生长。 (3)由图2可知，净光合速率曲线峰值对应的横坐标时间为10：00，所以此时酸橙净光合速率达到最大。分析图2中净光合速率曲线和气孔导度曲线变化趋势，二者整体呈现同步上升、同步下降的态势，因此酸橙的净光合速率与气孔导度呈正相关。气孔是叶片与外界进行气体交换的通道，气孔导度反映气孔开放程度。气孔导度越大，气孔开放度越高，叶肉细胞吸收的CO2越多，CO2是光合作用暗反应的原料，则暗反应越强，光合速率越大，而在短时间内，细胞呼吸主要受温度等因素影响，此条件下呼吸速率几乎不变，所以净光合速率会随光合速率提升而增大，呈现出与气孔导度正相关的关系。 答案　(除标注外，每空1分，共12分)(1)类囊体薄膜　NADP＋　作为还原剂和提供能量(2分) (2)能　08：00～20：00内，大棚内CO2浓度降低，说明酸橙植株吸收的CO2量大于释放的CO2量，存在有机物积累(2分) (3)10：00　正　气孔导度越大，气孔开放度越高，叶肉细胞吸收的CO2越多，暗反应越强，光合作用速率越大，而呼吸速率几乎不变(3分) 学科网（北京）股份有限公司 $