第3单元 第12课时 光合作用与细胞呼吸的综合分析(课时作业Word)-【高考领航】2027年高考生物大一轮复习学案（创新版）

**基本信息** 聚焦光合作用与呼吸作用的概念辨析、过程联系及实验探究，通过基础到综合的梯度设计构建完整知识网络，强化科学思维与探究实践能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基础概念|1-3题|正误判断与图解分析|从物质能量观切入，对比光反应与呼吸作用阶段特征，构建ATP、[H]等核心概念联系| |过程关系|4-7题|曲线分析与实验数据解读|结合温度、光照等变量，推导净光合与呼吸速率关系，体现结构功能观与稳态平衡思想| |实验探究|8-10题|半叶法、CO₂吸收测定等经典方法|通过实验设计与误差分析，培养变量控制与结果推理的科学探究能力| |综合计算|11-12题|多条件下有机物积累量计算|整合图表数据与代谢途径，强化数学模型在生物学问题中的应用|

限时规范训练 (建议用时：30分钟　满分：50分) (选择题1～10题每题3分，共30分) [A组　基础达标练] 1．(2026·山西太原模拟)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·广东佛山模拟)下列关于光合作用与呼吸作用的关系，叙述正确的是(　　) A．甲、乙分别表示叶绿体和线粒体，且一定为高等植物 B．绿色植物光合作用利用的CO2全部来自细胞呼吸 C．高等植物细胞将光能转化为化学能一定与甲有关 D．乙合成的ATP一定用于光合作用的暗反应阶段 解析：C　图中细胞器甲为叶绿体，细胞器乙为线粒体，两种细胞器在高等植物和低等植物细胞中均有分布，A错误；当光合作用强度大于呼吸作用强度时，绿色植物光合作用利用的CO2除来自细胞呼吸外，还有一部分来自外界环境，B错误；高等植物细胞中只有叶绿体的光合作用能将光能转化为化学能，C正确；线粒体合成的ATP不可用于光合作用的暗反应阶段，D错误。 3．绿色植物光合作用和细胞呼吸之间的能量转换如图所示，图中①～⑥代表物质，下列有关叙述错误的是(　　) A．植物光反应把太阳能转变为活跃的化学能贮存在①中 B．叶绿体中的NADPH和线粒体中的NADH都具有还原性 C．给植物提供H218O，短时间内生成的O2和CO2均可含18O D．物质④在叶绿体基质中合成，在线粒体基质中分解 解析：D　植物光反应把太阳能转变为活跃的化学能贮存在①ATP中，A正确；叶绿体中的NADPH参与C3的还原，线粒体中的NADH与氧结合生成水，二者都具有还原性，B正确；给植物提供H218O，H218O参与光反应生成18O2，H218O参与有氧呼吸的第二阶段生成C18O2，因此短时间内生成的O2和CO2均可含18O，C正确；物质④为葡萄糖，在叶绿体基质中合成，在细胞质基质中分解，D错误。 4．(2026·山东烟台模拟)连续48 h测定温室内CO2浓度及植物CO2吸收(或释放)速率，得到下图所示曲线(整个过程中呼吸作用强度恒定)。下列有关叙述正确的是(　　) A．实验的前3小时叶肉细胞产生ATP的场所是线粒体内膜和线粒体基质 B．如改用相同强度绿光进行实验，c点的位置将下移，48小时净积累量为负值 C．由图可知植物呼吸与光合速率相等的时刻为第6、18、30、42小时 D．实验中该植物前24小时有机物积累量大于后24小时有机物积累量 解析：C　实验的前3小时CO2释放速率不变，说明叶肉细胞只进行呼吸作用，故叶肉细胞产生ATP的场所是细胞质基质、线粒体内膜和线粒体基质，A错误；如改用相同强度绿光进行实验，光合作用减弱，吸收的CO2减少，c点的位置将升高，B错误；由图可知在植物呼吸速率与光合速率相等的时刻为第6、18、30、42小时，但由于植物还有很多不进行光合作用的部位，故在这4个时刻，叶肉细胞光合作用速率大于呼吸作用速率，C正确；分析曲线可知，在24时，室内CO2浓度高于0时，48时室内CO2浓度低于24时，故该植物前24小时有机物积累量小于后24小时有机物积累量，D错误。 5．(2026·山东泰安模拟)在光照强度等其他条件相同且适宜的情况下，测定了某幼苗在不同温度下的CO2吸收速率，在黑暗条件下测定了该幼苗在不同温度下的CO2生成速率，实验结果如表所示。下列叙述错误的是(　　) 温度/℃ 25 30 35 40 45 50 55 CO2吸收速率/(μmol CO2·dm－2·h－1) 3.0 4.0 4.0 2.0 －1.0 －3.0 －2.0 CO2生成速率/(μmol CO2·dm－2·h－1) 1.5 2.0 3.0 4.0 3.5 3.0 2.0 A．分析表中的数据，可知35 ℃时植物总光合速率最大 B．若进一步测量实际光合速率的最适宜温度，需要在30～40 ℃设置温度梯度继续实验 C．若昼夜时间相等，植物在25～35 ℃时可以正常生长 D．30 ℃与40 ℃时实际光合速率相同，说明酶的活性不受温度的影响 解析：D　总光合速率等于净光合速率＋呼吸速率，30 ℃与40 ℃时总光合速率相同，都是6 μmol CO2·dm－2·h－1，但净光合速率和呼吸速率都不同，说明酶的活性受温度的影响。如40 ℃时呼吸作用强度大于30 ℃，40 ℃时呼吸酶的活性更高，D错误。 6．(2026·江苏泰州模拟)“半叶法”测定光合速率时，将对称叶片的一部分(甲)遮光，另一部分(乙)不作处理，并设法阻止两部分联系。光照6小时，在甲、乙截取等面积的叶片，烘干称重，分别记为a、b，光照前截取同等面积的叶片烘干称重的数据为m0，下列说法错误的是(　　) A．若m0－a＝b－m0，则表明该实验条件下叶片的光合速率等于呼吸速率 B．本实验需阻止叶片光合产物向外运输，同时不影响水和无机盐的输送 C．忽略水和无机盐的影响，甲部分叶片可在给乙光照时剪下，进行等时长的暗处理 D．选择叶片时需注意叶龄、着生节位、叶片的对称性及受光条件的一致性 解析：A　甲遮光，只进行细胞呼吸，故m0－a代表细胞呼吸消耗量，乙不作处理，进行光合作用和细胞呼吸，b－m0代表净光合作用积累量，若m0－a＝b－m0，即净光合速率等于呼吸速率，则表明该实验条件下叶片的光合速率大于呼吸速率，A错误。 7．(2026·湖南娄底模拟)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。 8．(2026·湖北荆州模拟)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：B　a～b段，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＝14(ppm CO2/min)，因此真正光合速率平均为64 ppm CO2/min，B正确；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减小，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，使C3的消耗减少，但C3的生成暂时不变，导致短时间内叶绿体基质中C3的含量将增加，D错误。 [B组　能力提升练] 9．(2026·山东济宁模拟)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。下列说法不正确的是(　　) 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的含量将会减少 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：D　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，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正确；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。 10．(2026·山东临沂模拟)某兴趣小组测得小麦种子在萌发前后CO2的吸收速率如图所示，下列叙述错误的是(　　) A．种子萌发前随时间推移有机物的消耗量逐渐增大 B．小麦种子萌发前产生CO2的场所是线粒体基质 C．与花生种子相比较，小麦种子萌发时O2消耗量/CO2释放量的值低 D．种子萌发后第6天，小麦的净光合速率为15 mL CO2·g－1·h－1 解析：B　种子萌发前只能进行呼吸作用消耗有机物，且据图可知，随时间推移CO2的释放量增多，故随着时间的推移有机物的消耗逐渐增大，A正确；小麦种子萌发前进行无氧呼吸时，产生CO2的场所是细胞质基质，进行有氧呼吸时，CO2在有氧呼吸的第二阶段产生，场所是线粒体基质，B错误；花生种子含有的脂肪较多，代谢时消耗的O2更多，所以与花生种子相比较，小麦种子萌发时O2消耗量/CO2释放量的值低，C正确；光照下CO2的吸收速率＝净光合速率，据图可知，种子萌发后第6天，小麦的净光合速率为15 mL·g－1·h－1，D正确。 11．(10分)(2026·辽宁大连模拟)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1、图2，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、乙两种植物叶片的CO2吸收速率，所得数据如表所示： 光照强度 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②表示有氧呼吸第一、二阶段，④属于有氧呼吸的第三阶段，①表示光合作用的暗反应阶段，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点为光饱和点，此时净光合速率最大，即C点时该植物总光合作用速率大于呼吸作用速率。图2中B点为光的补偿点，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①②③④。(3)当光照强度突然增大，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的固定不变，故叶肉细胞中C3含量短时间内会减少；当光照强度为C点时，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点的条件下4小时，即只进行呼吸作用，该植物每平方厘米叶面积的有机物消耗量为5×4＝20(mg)，B点的条件下6小时，即光合作用与呼吸作用相等，此阶段有机物的制造量与有机物的消耗量相同，接着放置在C点的条件下14小时，该植物每平方厘米叶面积的有机物积累量为20×14＝280(mg)，故在这24小时内该植物每平方厘米叶面积的有机物积累量＝14×20－5×4＝260(mg)。(5)CO2固定速率表示总光合速率，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＝5.5，乙的总光合速率＝1.5＋4＝5.5，故二者的CO2固定速率相等。 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 12．(10分)(2026·江苏徐州一模)番茄是我国栽培的主要作物之一，因其营养丰富广受人们的喜爱。光是影响番茄果实成熟的重要环境因素，尤其是光质。为研究红光对番茄成熟的影响，研究者进行了系列实验。回答下列问题： (1)番茄果实的外观色泽是反映果实成熟与否的最直接指标，果实中类胡萝卜素的含量与其密切相关，而番茄叶片中的类胡萝卜素可用____________法提取分离，其主要吸收____________。将野生型番茄(WT)培养至开花20天时，开始使用白光(W)及红光(R)LED光源照射，测得相关数据如图1所示。在番茄成熟过程中叶绿素和类胡萝卜素的含量大致趋势分别是____________、____________。番茄类胡萝卜素的含量与成熟度呈正相关，由此可推出红光的作用是____________________。 (2)研究证实，红光和激素X均会影响番茄果实中类胡萝卜素的含量，进而影响番茄的品质。现对野生型番茄(WT)果实进行相关处理，测得其中类胡萝卜素的相对含量变化如图2所示。回答下列问题： ①据图2可知，随着处理天数的增加，红光、激素X均能提高类胡萝卜素的相对含量，且根据红光和激素X共同作用的结果可进一步得出结论：红光和激素X共同作用的效果____________(填“大于”“小于”或“等于”)两者单独使用的效果，即具有______________作用。 ②选取若干长势相同的野生型番茄(WT)植株，分别采摘一定比例的果实，几天后测得各组叶片CO2的固定速率均下降，原因是_____________________。 (3)野生型番茄(WT)光合作用固定CO2的部位是叶肉细胞的______________。请写出18O2中的氧进入葡萄糖(C6 H1218O 6)的代谢转化途径：_____________(用化学式和箭头表示)。当光照强度为植物的光补偿点时，番茄叶肉细胞呼吸作用消耗的有机物量____________(填“大于”“等于”或“小于”)该细胞中光合作用制造的有机物量。 解析：(1)提取番茄叶片中的类胡萝卜素可用纸层析法，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。由图1可知，在番茄成熟过程中叶绿素的含量下降，类胡萝卜素的含量上升。番茄类胡萝卜素的含量与成熟度呈正相关，由此可推测红光的作用是促进番茄早熟。(2)①由图2可知，红光和激素X共同作用时，类胡萝卜素的相对含量大于单独使用红光或激素X时的相对含量，这说明红光和激素X共同作用的效果大于两者单独使用的效果，即红光和激素X在提高类胡萝卜素的含量上具有协同作用。②分析题意可知，摘除果实使叶肉细胞中有机物的输出减少而积累，从而抑制光合作用的进行(或使光合作用速率下降)，导致CO2的固定速率下降。(3)植物光合作用固定CO2是通过暗反应实现的，其场所为叶绿体基质。18O2进入番茄细胞中首先参与有氧呼吸的第三阶段，产生H218O；水是流动的，H218O参与有氧呼吸的第二阶段，产生C18O2；C18O2参与光合作用的暗反应过程形成葡萄糖(C6H1218O6)，因此，其转化过程可表示为18O2→H218O→C18O2→C6 H1218O 6。当光照强度为植物的光补偿点时，植物的光合作用强度等于呼吸作用强度，但植物体内存在无法进行光合作用的细胞，则植物叶肉细胞中光合作用强度大于呼吸作用强度，说明该细胞呼吸作用消耗的有机物量小于其光合作用制造的有机物量。 答案：(1)纸层析　蓝紫光　下降　上升　促进番茄早熟　(2)①大于　协同　②摘除果实使叶肉细胞中有机物的输出减少而积累，从而抑制光合作用的进行(或使光合作用速率下降)　(3)叶绿体基质　18O2→H218O→C18O2→C6H1218O6　小于 学科网（北京）股份有限公司 $