14课时作业(十四) 光合作用与细胞呼吸的综合分析-（配套练习）【高考快车道】2027年高考生物大一轮总复习（多选版）

**基本信息** 聚焦光合作用与细胞呼吸的物质能量联系及速率辨析，通过概念辨析、图表解读与实验探究实现跨章节知识整合 **综合设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |光合作用与细胞呼吸的关系|4题（含1多选）|概念辨析、过程图解分析|基于物质（CO₂、O₂、水、葡萄糖）与能量（ATP、NADH/NADPH）联系构建代谢网络| |速率辨析与曲线分析|6题（含1多选）|曲线解读、实验数据处理|通过总光合、净光合与呼吸速率的关系推导，建立“光照强度-CO₂变化”定量模型| |综合应用与实验探究|2大题|多图关联、实验变量分析|整合叶绿体/线粒体结构功能、环境因素对光合影响，体现物质能量观与科学思维|

课时作业(十四)　光合作用与细胞呼吸的综合分析 1.D　[解析] 真核细胞光合作用的场所是叶绿体,有氧呼吸的场所主要是在线粒体,A错误;光合作用的光反应阶段吸收的能量储存在ATP和NADPH中,B错误;光合作用的暗反应需要的ATP和NADPH由光反应提供,C错误;细胞呼吸与光合作用的物质联系有葡萄糖、二氧化碳、水和氧气等,D正确。 2.B　[解析] 无氧呼吸第一阶段中,葡萄糖分解为丙酮酸的过程会生成少量ATP,同时NAD+接受电子和质子转变为NADH,A正确;NADH转变为NAD+的过程在有氧呼吸第三阶段中与ATP的合成相关,而非水解,B错误;NADPH在暗反应中作为还原剂,并将储存的能量用于C3的还原,因此既可作为还原剂也可提供能量,C正确;CO2供应减少时,其固定形成的C3减少,导致NADPH的消耗减少,而光反应仍持续产生NADPH,故短时间内叶绿体基质中NADPH会积累,D正确。 3.C　[解析] 长期处于黑暗状态下,光反应无法产生ATP和NADPH为暗反应(⑥→⑤→⑥的循环)提供物质和能量,故长期处于黑暗状态下,⑥→⑤→⑥的循环不能进行,A正确。正常状态下,该叶肉细胞中ATP的合成和分解始终处于动态平衡,B正确。短时间内适当提高CO2浓度,⑤(C3)含量增多,②消耗增多,②的含量下降;最适温度下,C点的限制因素是CO2浓度,适当提高CO2浓度后,C点向下移动,C错误。当光照强度大于B时,光合作用速率大于呼吸速率,光合作用积累有机物的量大于零,D正确。 4.ABC　[解析] 叶绿体基粒(非内膜)和线粒体的嵴为各自的反应提供充足空间,A错误;生态系统中合成代谢速率未必始终大于分解代谢速率,例如在夜晚没有光照时,光合作用停止,此时呼吸作用速率大于光合作用速率,B错误;还原氢的产生发生于过程①③④,还原氢的消耗发生在过程②⑤,C错误; ①过程是光反应,所需能量来源于光能,⑤是有氧呼吸的第三阶段,释放的能量主要以热能的形式散失,D正确。 5.C　[解析] 某植物叶绿体吸收CO2的速率是该植物吸收CO2的速率和细胞呼吸产生CO2的速率之和,A错误;线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所,该阶段不产生CO2,B错误;在30 ℃和40 ℃时,该植物积累有机物的速率相等,但细胞呼吸速率不同,则产生O2的速率不相等,C正确;温度过低会使植物细胞死亡,导致细 胞呼吸和光合作用的过程停止,D错误。 6.B　[解析] 分析题图甲可知,光照强度为B时,CO2释放速率和O2产生速率相等,呼吸作用释放的CO2首先供应叶绿体进行光合作用,剩余部分释放到外界,说明此时呼吸速率大于光合速率,A错误;题图甲中,光照强度为A时,CO2释放速率为呼吸速率,即为6单位,则光照强度为D时,O2产生速率为8单位,需要消耗的CO2也为8单位,所以单位时间内需从外界吸收的CO2为2单位,B正确;蓝细菌是原核生物,没有线粒体和叶绿体,题图乙中,光照强度为X时,蓝细菌产生ATP的场所只有细胞质基质,C错误;题图乙中,限制G点光合速率的因素不是光照强度,可能是CO2浓度或温度等,D错误。 7.C　[解析] 溴麝香草酚蓝溶液可检测二氧化碳,0~5 min黑暗条件下,叶片只进行呼吸作用,释放二氧化碳,容器内含有二氧化碳,可观察到溶液由蓝变绿再变黄,A错误。黑暗条件下测得的细胞呼吸速率=(5-4)×10-7 mol/5min=2×10-8 mol/min;而在光照下测得的是净光合作用速率=(8-4)×10-7 mol/10min=4×10-8 mol/min,氧气产生量为总光合作用速率,即为细胞呼吸速率与净光合作用速率之和,是6×10-8 mol/min,B错误。密闭容器中氧气浓度取决于细胞呼吸强度和光合作用强度的大小,B点时氧气浓度不变,说明B点时叶片的光合作用速率等于呼吸作用速率,C正确。与A点相比,B点时容器内的二氧化碳含量变少,C3的生成减少,C3的还原不变,所以叶绿体基质中C3含量减少,D错误。 8.C　[解析] 观察题图乙,a点之前没有对A植株的光合速率与呼吸速率进行测定的相关结果,所以a点对应的时刻为测定的起始时刻,A正确;在ab段,A植株处于密封容器且左上角有适宜光源,随着光合作用进行,容器内CO2浓度逐渐降低,此时限制光合速率的因素为CO2浓度,B正确; 挡板打开前,随着容器内CO2浓度逐渐降低,A植株光合速率逐渐降低,在撤去挡板(即 b 点)后,光合速率又逐渐上升,说明挡板打开的时刻 A 植株光合速率等于呼吸速率,C错误; 挡板打开后,B植株有光照,但因为距离远,光照强度小于A植株,所以c点时A植株光合速率大于B植株,D正确。 9.C　[解析] 由题图可知,当叶面积指数小于a时,随叶面积指数增加,群体干物质积累速率上升,当叶面积指数大于a时,群体干物质积累速率下降,据此可以看出过度密植会导致产量下降,因而题图所示的研究对于合理密植具有重要指导意义,A正确;c点时甲、乙两种叶片净光合速率相等,均为零,此时光合速率等于呼吸速率,但两种叶片的呼吸速率不同,因此,此时甲、乙两种叶片固定CO2的速率不同,B正确;a~b段群体光合速率增加量小于群体呼吸速率增加量,因而当叶面积指数大于a时,群体干物质积累速率下降,C错误;由于上层叶片对阳光的遮挡,导致下层叶片接受的光照强度较弱,因此下层叶片净光合速率达到最大值时所需要的光照强度较上层叶片低,据此分析图示可推知:甲叶片位于树冠上层,D正确。 10.ABD　[解析] M点前,黑暗时叶肉细胞能进行有氧呼吸,不能进行光合作用,有氧呼吸三个阶段都会产生ATP,其场所是细胞质基质和线粒体,A错误;M点后,氧气相对含量开始增加后保持稳定,说明植物光合速率先大于呼吸速率,后与呼吸速率相等,B错误;MN段,曲线各点的斜率逐渐减小,说明光合速率逐渐减小,C正确;N点后,氧气相对含量不变,说明光合速率等于呼吸速率,D错误。 11.(1)暗反应　C5　NADPH　叶绿体基质　b (2)O→C18O2→C3→(CO) (3)突然停止光照　不相等　相等 [解析] (1)题图甲消耗CO2、ATP和NADPH,形成(CH2O),为光合作用的暗反应阶段,A与CO2反应生成B,B在ATP和NADPH的作用下被还原,因此A是C5,B是C3,C是NADPH,暗反应发生的场所是叶绿体基质。题图甲发生的场所(叶绿体基质)对应题图乙中的b。(2)西红柿利用提供的O进行有氧呼吸的第二阶段,O→C18O2,CO2用于暗反应和C5反应生成C3,C3再被还原形成糖类等有机物,因此氧元素转移的路径为O→C18O2→C3→(CO)。(3)8~10 h间,西红柿总光合速率迅速下降,可能是因为突然停止光照,也可能是因为温度突然发生改变,但呼吸作用也受到温度影响,而呼吸速率并没有明显下降,故西红柿光合速率迅速下降最可能的原因是突然停止光照。总光合速率-呼吸速率=净光合速率,当两曲线相交时说明总光合速率等于呼吸速率,净光合速率为0,净光合速率与呼吸速率不相等。整个植株中能进行光合作用的细胞是叶肉细胞等,所有细胞都能进行呼吸作用,整个植株净光合速率为0,说明此时叶肉细胞等能进行光合作用的细胞的实际光合速率与全株细胞的呼吸速率相等。 12.(1)无水乙醇　类囊体薄膜 (2)更强 (3)增加光合色素含量　夏季正午气温过高导致气孔关闭,CO2吸收减少,光合速率下降 [解析] (1)绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中,可用无水乙醇提取叶片中的色素;光反应的场所是叶绿体的类囊体薄膜,其上分布着能捕获光能的光合色素,光照过强会破坏类囊体薄膜,导致其捕获光能的能力下降。(2)由表可知,遮阴度越大,植物的光补偿点越低,即植物光合作用等于呼吸作用需要的光照强度越低,说明植物利用弱光的能力更强。(3)L3的光饱和点显著高于CK,说明该组利用强光的能力更强。从光合作用的物质基础角度分析,在弱光环境下,长果秤锤树幼苗可能通过增加叶绿素含量(光合色素含量)或提高光合酶的数量和活性等来提高对光的利用率。光合“午休”现象,即中午植物的光合速率出现下降的现象,这是因为中午气温过高,植物为减少水分散失,关闭大部分气孔,导致CO2吸收减少,暗反应速率减慢,光合速率下降。 学科网（北京）股份有限公司 $ 课时作业(十四)　光合作用与细胞呼吸的综合分析 (限时:30分钟) 题组一　光合作用与细胞呼吸的关系 1.[2025·河北邯郸二模] 下列有关绿色植物光合作用与细胞呼吸的叙述,正确的是 (　) A.光合作用的场所是叶绿体,有氧呼吸的场所在线粒体 B.光合作用的光反应吸收的能量均转化为ATP中的化学能 C.细胞呼吸产生的ATP和[H]均可供给光合作用的暗反应 D.细胞呼吸与光合作用的物质联系有葡萄糖、二氧化碳、水和氧气等 2.[2025·安徽合肥模拟] NAD+是细胞内常见的辅酶,其接受某些化学反应产生的电子和质子后可转变为NADH。NADH非常活泼,可以为某些反应提供电子和质子后转变为NAD+。NADP+与NAD+的结构和功能非常相似,下列有关分析错误的是 (　) A.无氧呼吸第一阶段有NAD+转变为NADH的过程 B.NADH转变为NAD+的过程总是伴随着ATP的水解 C.NADPH既可作为还原剂也可为反应提供能量 D.CO2供应量突然减少,短时间内叶绿体基质中的NADPH增多 3.[2025·四川广元模拟] 图 Ⅰ 表示绿色植物叶肉细胞部分结构中的某些生命活动过程,①~⑦代表各种物质,甲、乙代表两种细胞器。图 Ⅱ 表示低CO2浓度、环境温度为光合作用最适温度时该植物叶片CO2释放量随光照强度变化的曲线,S代表有机物量。下列叙述错误的是 (　) A.长期处于黑暗状态下,⑥→⑤→⑥的循环不能进行 B.B点时,该叶肉细胞中ATP的合成和分解处于动态平衡 C.短时间内适当提高CO2浓度,②的含量上升,C点上移 D.当光照强度大于B时,光合作用积累有机物的量大于0 4.[多选][2025·河北秦皇岛模拟] 图中①②为有机物合成代谢过程,③④⑤表示有机物分解代谢的过程,图中a~h为物质,下列叙述错误的是 (　) A.叶绿体内膜上的基粒和线粒体内膜上的嵴为各自的反应提供充足空间 B.春夏季节,自然生态系统中①②发生速率始终大于③④⑤发生速率 C.还原氢的产生只发生于过程①,还原氢的消耗发生在过程⑤ D.①过程所需能量来源于光能,而⑤释放的能量主要以热能的形式散失 题组二　总光合速率、净光合速率和呼吸速率的辨析 5.[2025·青海海东模拟] 某绿色植物光照下CO2吸收速率和黑暗条件下CO2产生速率随温度变化的情况如图所示。下列有关叙述正确的是 (　) A.该植物叶绿体吸收CO2的速率就是该植物吸收CO2的速率 B.黑暗条件下CO2的产生场所可能有细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜 C.在30 ℃和40 ℃时,该植物积累有机物的速率相等,产生O2的速率不相等 D.温度过高会使细胞呼吸和光合作用的过程停止,而温度过低不会 6.[2025·河南郑州模拟] 图甲表示水稻的叶肉细胞在光照强度分别为A、B、C、D时的CO2释放速率和O2产生速率的变化。图乙表示蓝细菌的CO2吸收速率与光照强度的关系,下列说法正确的是 (　) A.图甲中,光照强度为B时,水稻叶肉细胞的光合速率等于呼吸速率 B.图甲中,光照强度为D时,水稻叶肉细胞从周围环境中吸收CO2的速率相对值为2 C.图乙中,光照强度为X时,蓝细菌产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体 D.图乙中,限制E、F、G点光合速率的主要因素是光照强度 7.[2025·湖南长沙模拟] 将小麦幼苗叶片放在温度适宜的密闭容器内,测得该容器内氧气量的变化情况如下图所示。下列说法正确的是 (　) A.用溴麝香草酚蓝溶液检测0~5 min容器内的气体,可观察到溶液变为灰绿色 B.若小麦叶片的呼吸速率保持不变,则5~15 min叶片产生氧气的速率为 6×10-5 mol/min C.B点时,小麦叶片的光合作用速率等于呼吸作用速率 D.与A点相比,B点时叶绿体基质中C3含量增加 8.[2026·重庆渝中区模拟] 生物兴趣小组在密封容器的两侧放置完全相同的植株A、B,A植株左上角有适宜光源,B植株无光源,中间用挡板隔开(挡板既能遮光又能隔绝气体交换),如图甲。将该容器在适宜条件下培养,一段时间后,撤去挡板继续培养,测定培养过程中A植株的光合速率与呼吸速率,得到曲线乙。不考虑温度、水分等因素的影响,下列说法错误的是 (　) A.a点对应的时刻为测定的起始时刻 B.ab段限制光合速率的因素为CO2浓度 C.挡板打开的时刻A植株光合速率大于呼吸速率 D.c点时A植株光合速率大于B植株 9.[2025·湖北武汉联考] 叶面积指数是指单位土地面积上的叶面积总和,它与植物群体光合速率、呼吸速率及干物质积累速率之间的关系如图 Ⅰ 所示。图 Ⅱ 为来自树冠不同层的甲、乙两种叶片的净光合速率变化图解。下列说法错误的是 (　) A.a点后群体干物质积累速率变化对于合理密植有重要指导意义 B.c点时甲、乙两种叶片固定CO2的速率不相同 C.a~b段群体光合速率增加量大于群体呼吸速率增加量 D.甲净光合速率最大时所需光照强度高于乙,可判断甲叶片来自树冠上层 10.[多选][2026·江西赣州月考] 研究小组用图甲密闭装置进行某绿色植物光合作用和呼吸作用的探究实验。在环境温度为25 ℃条件下先黑暗处理15 min,再转移至最适光照强度下继续实验,结果如图乙所示。已知25 ℃是该植物光合作用的最适温度,30 ℃是该植物细胞呼吸的最适温度。下列叙述错误的是 (　) A.M点前,叶肉细胞中产生ATP的场所是线粒体 B.M点后,植物光合速率与呼吸速率相等 C.MN段光合速率逐渐减小 D.N点后,植物不进行光合作用 综合应用练 11.[2025·黑龙江哈尔滨月考] 图甲是在适宜环境中西红柿光合作用部分过程图解。图乙是某研究小组在光合作用的最适温度条件下以西红柿为材料进行实验时,叶肉细胞中气体交换和利用情况。图丙是实验室用水培法栽培西红柿,在CO2充足的条件下测得西红柿的呼吸速率和总光合速率变化曲线图,请据图回答相关问题: (1)图甲表示光合作用的　　　　　阶段,A表示　　　,B表示C3,C表示　　　　,发生的场所是　　　　　　;图甲发生的场所对应于图乙中的　　　(填字母)。  (2)结合图乙,若给西红柿提供O,在合成的有机物中也会含有18O,请写出氧元素转移的路径:　　　　 　　　　　　　　(用相关物质及箭头表示)。  (3)图丙中,8~10 h间,西红柿总光合速率迅速下降,原因可能是　　　　　　 　 　 。当两曲线相交时西红柿的净光合速率与呼吸速率　　　　　　(填“相等”或“不相等”),此时叶肉细胞等能进行光合作用的细胞的实际光合速率与全株细胞的呼吸速率　　　　。  12.[2025·重庆万州区三模] 长果秤锤树是国家二级保护植物,对其光合特性的研究有助于保护该物种。科研人员以两年生长果秤锤树幼苗为材料,设置全光照(CK)、60%光照(L1)、40%光照(L2)、20%光照(L3)4种光照强度处理,研究光照对其光合作用的影响,部分结果如下表,请回答下列问题: 处理 最大净光合速率/ (μmol·m-2·s-1) 光饱和点/ (μmol·m-2·s-1) 光补偿点/ (μmol·m-2·s-1) CK 1.643 183.999 36.799 L1 1.713 289.601 22.400 L2 4.101 440.001 14.400 L3 7.49 828.80 7.200 (1)欲测定长果秤锤树幼苗叶片叶绿素含量,可用　　　　　　提取叶片中的色素。光照过强会导致幼苗光反应系统受损,破坏　　　　　　(填结构名称),导致捕获光能的能力下降。  (2)光补偿点是植物光合作用吸收的CO2与呼吸作用释放的CO2相等时的光照强度。L2和L3的光补偿点显著低于CK,表明在中度、重度遮阴下,长果秤锤树幼苗利用弱光的能力　　　　(填“更强”或“更弱”)。  (3)L3的光饱和点显著高于CK,从光合作用的物质基础角度分析,原因可能是在弱光环境下,长果秤锤树幼苗通过　　　　　　　　　　　　(答出1点即可)等方式提高对光的利用率,需要更高的光照强度才能达到光合饱和。在夏季,CK和L1处理下长果秤锤树幼苗叶片净光合速率日变化呈双峰曲线, 出现“光合午休”现象,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 学科网（北京）股份有限公司 $