第4单元 第14课时 光合作用和细胞呼吸的综合应用(课时作业Word)-【高考领航】2027年高考生物大一轮复习学案

**基本信息** 聚焦光合作用与细胞呼吸的物质能量联系，通过概念辨析、过程综合及实验探究题，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|1-3题|正误判断/过程分析|从场所、物质、能量维度构建概念网络，明确NADPH与NADH、光反应与呼吸阶段的区别联系| |过程综合|4-8题|曲线解读/条件分析|围绕净光合速率与呼吸速率的动态关系，推导光照、CO₂、温度对代谢的影响机制| |实验探究|9-12题|装置分析/数据计算|基于密闭环境、遮光处理等实验变量控制，建立总光合速率测定的逻辑模型，体现科学探究方法|

限时规范训练(14)　光合作用和细胞呼吸的综合应用 (建议用时：30分钟　满分：50分) (选择题1～10题每题3分，共30分) 1．(2026·辽宁抚顺模拟)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：B　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。 2．(2026·江西鹰潭调研)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 解析：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，但是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．(2026·安徽六安模拟)请根据如图分析，下列有关植物进行光合作用和细胞呼吸的叙述，正确的是(　　) A．植物长时间处于黑暗中时，②③④⑥过程都会发生 B．晴朗夏天的中午，④将减弱，净光合速率降低 C．晴朗夏天的上午10时左右，北方植物的叶肉细胞中①多于⑥ D．进行②时，物质从产生部位到利用部位穿过8层膜 解析：B　植物叶肉细胞长时间处于黑暗环境下，不能进行光合作用，只能进行细胞呼吸，②③④⑥过程都不会发生，A错误；晴朗夏天的中午，植物为了降低蒸腾作用，大量气孔关闭，影响了叶肉细胞吸收二氧化碳，导致暗反应减弱，进而导致光合作用强度减弱，B正确；晴朗夏天的上午10时左右，光合作用强度大于细胞呼吸强度，故没有①二氧化碳的释放，C错误；叶绿体和线粒体是双层膜的细胞器，物质从产生部位到利用部位穿过4层膜，8层磷脂分子，D错误。 4．(2026·广东中山模拟)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：C　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符合题意。 5．(2026·安徽合肥模拟)将高等植物幼苗分成a、b、c、d四组并置于密闭装置中照光培养，四组光照强度依次增强，温度恒定。一段时间(t)后测得装置内O2浓度如图(M为初始浓度)，且c、d组O2浓度相同。下列推测合理的是(　　) A．a组幼苗叶肉细胞产生ATP的场所只有细胞质基质和线粒体 B．t时间内，装置中植物积累有机物的量关系为c＝d>b>a C．延长光照时间使c、d组中O2浓度不再增加时，c组植株的光合速率大于d组 D．若降低d组装置中CO2的浓度，当暗反应再次稳定时，其叶绿体中C5的浓度比C3的高 解析：B　a组的光合速率等于呼吸速率，产生ATP的场所有细胞质基质、类囊体膜和线粒体，A不合理；t时间内，c、d组O2含量大于M且相同，说明有机物积累相同，b组O2浓度大于M小于c组和d组，因此装置中植物积累有机物的量关系为c＝d>b>a，B合理；延长光照时间使c、d组中O2浓度不再增加时，c组植株的光合速率等于d组，C不合理；C5与CO2反应生成2分子C3，C3的含量是C5的两倍，若降低d组装置中CO2的浓度，当暗反应再次稳定时，其叶绿体中C5的浓度依然低于C3，D不合理。 6．(2026·湖南湘潭模拟)如图表示某绿色植物在15 ℃和25 ℃条件下，光照强度和氧气释放速率的关系。下列说法错误的是(　　) A．当光照强度等于0时，该植物在25 ℃时比15 ℃多吸收氧气10毫升/小时 B．当光照强度等于5千勒克斯时，该植物在两种温度下制造有机物的量相等 C．当光照强度小于5千勒克斯时，适当降低温度有利于温室内该植物的增产 D．当光照强度大于8千勒克斯时，15 ℃下该植物光合作用的制约因素主要是二氧化碳浓度等 解析：B　当光照强度等于0时，植物只能进行细胞呼吸，分析题图可知，该植物在25 ℃时比15 ℃多吸收氧气10毫升/小时，A正确；当光照强度等于5千勒克斯时，该植物在两种温度下有机物的积累量相等，因为25 ℃时比15 ℃的呼吸速率大，故25 ℃时比15 ℃的有机物制造量大，B错误；当光照强度小于5千勒克斯时，15 ℃有机物的积累量大于25 ℃，所以适当降低温度有利于温室内该植物的增产，C正确；当光照强度大于8千勒克斯时，15 ℃下该植物光合作用的制约因素不是光照强度，主要是二氧化碳浓度等，D正确。 7．(2026·北京海淀模拟)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。由图不能得出的结论是(　　) A．35 ℃时两组植株的真正(总)光合速率相等 B．两组植株的CO2吸收速率最大值接近 C．50 ℃时HT植株能积累有机物而CT植株不能 D．HT植株表现出对高温环境的适应性 解析：A　CO2吸收速率代表净光合速率，而总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。由图可知35 ℃时两组植株的净光合速率相等，但呼吸速率未知，故35 ℃时两组植株的真正(总)光合速率无法比较，A符合题意；由图可知，CT植株和HT植株的CO2吸收速率最大值基本一致，都接近于3 nmol·cm-2·s-1，B不符合题意；由图可知，50 ℃时HT植株的净光合速率大于零，说明能积累有机物，而CT植株的净光合速率不大于零，说明不能积累有机物，C不符合题意；由图可知，在较高的温度下HT植株的净光合速率仍大于零，能积累有机物进行生长发育，体现了HT植株对高温环境较适应，D不符合题意。 8．(2026·湖北黄石统考)研究小组将生长发育状况相同的大豆植株分为两组，Ⅰ组用遮光网处理以降低光照强度，Ⅱ组不作处理，分别测定净光合速率的日变化情况，结果如图所示。下列叙述正确的是(　　) A．c点时叶肉细胞产生ATP的场所是线粒体和叶绿体 B．d和g点表示Ⅰ组、Ⅱ组植物的光合速率相同 C．由图可知，适时适当遮光有利于大豆积累有机物 D．ef段下降是因为光照过强导致大豆细胞叶绿体受损 解析：C　Ⅰ线上c为光补偿点，此时光合作用等于呼吸作用，叶肉细胞产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体，A错误；由图可知，Ⅰ组大豆和Ⅱ组大豆的d点和g点重合，代表两组植物的净光合速率相同，但两者的呼吸速率未知，所以d和g点表示Ⅰ组、Ⅱ组植物的光合作用强度不一定相同，B错误；由图可知，在d～g对应的时间段(约13：30～15：30)用遮光网处理，可减缓净光合速率的下降，提高栽种该作物的产量，有利于大豆有机物的积累，C正确；Ⅱ组ef段，此时温度高，从图像上看出曲线下降有可能是因为气孔关闭，不利于光合作用进行，若是细胞叶绿体受损伤，则f点之后净光合速率不会升高，D错误。 9．(2026·辽宁凤城联考)某同学欲测定植物叶片的总光合速率，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，测得叶圆片的总光合速率＝(7y－6z－x)/6(g·cm-2·h-1)。不考虑取叶圆片的机械损伤和温度微小变化对叶片生理活动的影响，则M处的实验条件是(　　) A．下午4时后在阳光下照射3小时再遮光3小时 B．下午4时后将整个实验装置遮光3小时 C．下午4时后将整个实验装置遮光1小时 D．下午4时后在阳光下照射3小时 解析：C　上午10时叶圆片干重为x克，下午4时叶圆片干重为y克，这段时间内叶圆片既进行了光合作用，又进行了细胞呼吸，因此(y－x)/6(g·cm-2·h-1)可表示这段时间内叶圆片的净光合速率；已测得叶圆片的总光合速率，因此叶圆片的呼吸速率可求得为[(7y－6z－x)/6]－[(y－x)/6]＝(y－z)(g·cm-2·h-1)，因此M处的实验条件是下午4时后将整个实验装置遮光1小时，C符合题意。 10．(2026·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1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2，下列叙述错误的是(　　) A．将该装置置于黑暗条件下，可测植株的呼吸速率 B．25分钟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．该装置测得的CO2吸收速率就是总光合速率 D．若将图1中蒸馏水换成NaHCO3溶液，则CO2吸收速率可能会增大 解析：C　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速率，A正确；从图2曲线可知，25分钟后CO2浓度不再明显下降，由于植物光合作用需要CO2作为原料，当装置内CO2减少时，会限制光合作用的进行，导致光合速率几乎不变，B正确；该装置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；若将图1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。 11．(10分)(2026·安徽六安模拟)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所示为种植酸橙的大棚内光照强度和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： (1)酸橙叶肉细胞光合作用过程中，吸收光能的分子位于____________________(填具体位置)，水在光照下被分解时，丢失的电子最终传递给____________生成NADPH，NADPH在光合作用暗反应中的作用是__________________________________。 (2)酸橙幼苗在图1所示的时间段内、光照强度和CO2浓度下____________(填“有”或“没有”)有机物积累，理由是_______________。 (3)图2中10：00前影响酸橙净光合速率的主要环境因素是____________。12：00～14：00时酸橙的净光合速率下降，但不一定是由于气孔导度下降而导致净光合速率下降的，还需要测定12：00～14：00时酸橙叶肉细胞的胞间CO2浓度变化，若酸橙叶肉细胞的胞间CO2浓度并未降低，则此时导致酸橙叶肉细胞净光合速率下降的原因可能是_____________________________________(答一点)。 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，光合色素位于叶绿体类囊体薄膜上，水在光照下被分解时，丢失的电子最终传递给NADP＋生成NADPH，NADPH在光合作用暗反应中的作用是提供还原剂和能量。(2)由图1可知，大棚内CO2浓度明显降低，说明酸橙幼苗吸收的CO2量大于释放的CO2量，有有机物积累，说明酸橙幼苗在图1所示的时间段内光照强度和CO2浓度下能正常生长。(3)图2中10：00前光照强度较弱，因此影响酸橙净光合速率的主要环境因素是光照强度。若12：00～14：00时酸橙叶肉细胞的胞间CO2浓度并未降低，说明此时导致酸橙叶肉细胞净光合速率下降的因素不是CO2浓度，净光合速率＝总光合速率－呼吸速率，因此此时净光合速率下降的原因可能是温度过高，与光合作用有关的酶活性下降，导致光合速率减慢；光照过强，色素分子或类囊体膜结构受损等；也可能是温度升高，与呼吸作用有关的酶活性升高，呼吸作用增强。 答案：(1)叶绿体类囊体薄膜　NADP＋　提供还原剂和能量　(2)有　该时间段内大棚中CO2浓度明显降低，说明酸橙幼苗吸收的CO2量大于释放的CO2量，有有机物积累或该时间段内，酸橙净光合速率一直大于零，因此有有机物积累　(3)光照强度　温度过高，与光合作用有关的酶活性下降；光照过强，色素分子或类囊体膜结构受损等 12．(10分)新房装修后人们担心甲醛(HCHO)污染，常常栽培常春藤用于除甲醛。针对常春藤除甲醛的机理开展系列实验研究：图1表示常春藤清除甲醛的部分作用机制，其中FALDH为甲醛脱氢酶，可催化甲醛氧化成甲酸；图2表示将常春藤植株置于密闭环境中，在不同光照强度下测得密闭环境中CO2浓度随时间的变化曲线；图3和图4表示不同浓度甲醛胁迫下，一段时间内部分指标的测定结果。 请回答下列问题： (1)图1所示生理过程①的名称为__________，据图1分析常春藤细胞净化甲醛的场所有____________。组成基粒的__________上因有__________的分布而呈现绿色，该物质一般用____________(试剂)提取，用__________法分离。 (2)据图2分析，弱光照组叶肉细胞的光合速率________(填“大于”“小于”或“等于”)其呼吸速率，O～d s完全光照组植株消耗CO2的速率为________(用a～d表示)ppm/s。 (3)研究还发现甲醛胁迫下，常春藤体内可溶性糖的含量会上升，根据上述研究结果综合分析，可溶性糖增加的原因可能是甲醛胁迫下，____________活性增强，把吸收的甲醛氧化成甲酸，进一步分解产生的二氧化碳_________________(填“多于”“少于”或“等于”)气孔关闭减少的CO2，促进暗反应进行，增加可溶性糖含量。 (4)通过以上研究，请分析推测甲醛胁迫下常春藤的抗逆机制：①____________________；②________________。你还能想出室内净化甲醛的其他方法吗？请写出一种________________________。 解析：(1)图1所示生理过程①的名称为暗反应，又称卡尔文循环；由图1可知，甲醛在细胞质基质和叶绿体中被净化。基粒由类囊体堆叠而成，类囊体膜上分布的叶绿素使其呈绿色，光合色素一般用无水乙醇提取，用纸层析法分离。(2)根据图2可知，密闭环境中弱光照组二氧化碳浓度没有变化，推测常春藤植株的光合速率等于其呼吸速率，由于植株存在不能进行光合作用的细胞，所以弱光照组叶肉细胞的光合速率大于其呼吸速率。由图2可得出，O～d s呼吸作用释放的二氧化碳量为a－b，净光合作用吸收的二氧化碳量为b－c，该段时间内完全光照组植株消耗CO2的速率(总光合速率)＝呼吸速率＋净光合速率＝(a－b)/d＋(b－c)/d＝(a－c)/d ppm/s。(3)甲醛胁迫下，常春藤体内可溶性糖含量上升，原因可能是甲醛胁迫下，甲醛脱氢酶活性增强，把吸收的甲醛氧化成甲酸，进一步分解产生的二氧化碳多于气孔关闭减少的CO2，促进暗反应进行，从而增加可溶性糖含量。(4)甲醛胁迫下常春藤的抗逆机制：①增强FALDH的活性，以增强对甲醛的代谢能力，减少甲醛对细胞的伤害；②降低气孔的开放程度，减少甲醛的吸收。室内净化甲醛的方法有开窗通风等。 答案：(1)暗反应(或卡尔文循环)　细胞质基质、叶绿体　类囊体膜　叶绿素　无水乙醇　纸层析　(2)大于　(a－c)/d　(3)FALDH　多于　(4)①增强FALDH的活性，以增强对甲醛的代谢能力　②降低气孔的开放程度，减少甲醛的吸收　开窗通风(合理即可) 学科网（北京）股份有限公司 $