2022届高考生物一轮复习专题训练23　理清光合作用与细胞呼吸的关系（解析版）

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重点强化练23　理清光合作用与细胞呼吸的关系1．(2020·临沂检测)下面是绿色植物体内能量供应及利用的示意图，下列说法正确的是(　　)A．乙过程利用的ATP是由甲和丙过程共同提供的B．乙过程中的ATP用于固定CO2和还原C3C．甲、丙过程中合成ATP所需的能量来源不相同D．丁过程中的能量可用于肌肉收缩、人的红细胞吸收葡萄糖、兴奋传导等答案　C解析　由图分析可知，甲是光反应，乙是暗反应，丙是有氧呼吸，丁是ATP的水解。有氧呼吸产生的ATP不能用于光合作用的暗反应；光反应过程中产生的ATP只用于还原C3；光反应合成ATP所需的能量来源于光能，而丙过程合成ATP所需的能量来自有机物中的化学能；人的红细胞吸收葡萄糖的方式是协助扩散，协助扩散需要载体蛋白但不消耗ATP。2．(2021·山西大学附中检测)光合作用和有氧呼吸过程中都有[H]的生成和利用，下列分析中，合理的是(　　)A．从本质上讲，二者都具有还原性，是同一物质，数量相同，功能相同B．从来源上看，前者来源于水的光解，后者来源于丙酮酸和产物中的H2OC．二者产生的[H]在还原底物时，都释放出大量的能量，供给生物体生命活动所需D．从去路上看，前者产生的[H]用于还原C3，后者产生的[H]与O2结合生成H2O答案　D解析　光合作用在光反应过程中产生的[H]为NADPH，有氧呼吸过程中产生的[H]为NADH，二者都具有还原性，但不是同一种物质；有氧呼吸产生的[H]来源于葡萄糖和反应物中的H2O；光合作用产生的[H]在还原底物时不释放能量。3．(2021·琼海模拟)图中的a、b、c、d为植物细胞内物质转化的过程。下列有关叙述错误的是(　　)A．b、d过程都有热能的释放B．b、d过程在人体细胞中也可进行C．a、c、d过程都是在生物膜上进行的D．在光照充足等适宜条件下，a强于b，c强于d答案　C解析　根据图中的物质变化可知，b表示有氧呼吸第一、二阶段，d表示有氧呼吸第三阶段，有氧呼吸的三个阶段均有热能的释放；人体细胞可以进行有氧呼吸，即会发生图中的b、d过程；a过程表示暗反应，暗反应阶段发生在叶绿体基质中；在光照充足，条件适宜的情况下，光合作用强于细胞呼吸，所以a强于b，c强于d。4．(2020·铜仁检测)研究发现，汞离子对植物的细胞膜、线粒体的嵴和叶绿体的类囊体有破坏作用，植物受汞污染后，相关生理活动受到的影响是(　　)A．有氧呼吸第二阶段减弱，导致第一、三阶段减弱B．有氧呼吸第三阶段减弱，第一、二阶段不受影响C．叶肉细胞的光反应速率下降，导致暗反应速率下降D．根尖细胞吸收无机盐的能力下降，吸水能力不受影响答案　C解析　有氧呼吸第二阶段发生在线粒体基质，不在线粒体内膜，所以汞污染后直接影响的是有氧呼吸的第三阶段；汞能破坏线粒体的嵴，而线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所，所以汞污染后有氧呼吸第三阶段减弱，根据化学平衡原理，第一、二阶段也减弱；汞能破坏叶绿体的类囊体，而类囊体是植物光合作用光反应的场所，所以汞污染后光反应速率下降，使光反应为暗反应提供的[H]和ATP减少，导致暗反应速率下降；汞污染后，根尖细胞呼吸作用减弱，使其吸收无机盐的能力下降，吸水的能力也下降。5．(2021·吉林通榆县第一中学高三月考)如图表示绿色植物体内某些代谢过程中物质的变化，a、b、c分别表示不同的代谢过程。下列相关说法正确的是(　　)A．水参与c中第二阶段的反应B．b在叶绿体囊状结构上进行C．a中产生的O2参与c的第二阶段D．X代表的物质从叶绿体的基质移向叶绿体的囊状结构答案　A解析　图中a表示光反应过程，场所是类囊体薄膜，产物有ATP、[H]和氧气，其中ATP、[H]供给暗反应，所以X代表ATP，且ATP应从叶绿体的类囊体移向叶绿体的基质；b表示暗反应过程，此过程发生在叶绿体基质中；c表示有氧呼吸，水参与有氧呼吸的第二阶段，a中产生的O2参与c的第三阶段。6．(2021·黑龙江铁人中学高三期中)下图表示真核生物细胞内[H]的转化过程，下列分析正确的是(　　)A．①过程可以发生在线粒体基质中，且伴随着CO2的产生B．②过程发生在叶绿体基质中，且必须有光才能进行C．③过程可以发生在线粒体内膜上，且伴随着ADP的产生D．④过程可以发生在细胞质基质中，且必须有O2的参与答案　A解析　①过程可以表示有氧呼吸第二阶段，水与丙酮酸反应，产生二氧化碳和[H]，发生在线粒体基质中，A正确；②过程表示光合作用暗反应阶段，发生在叶绿体基质中，有光无光都能进行，B错误；③过程可以表示有氧呼吸第三阶段，发生在线粒体内膜上，且伴随着ATP的产生，C错误；④过程表示有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段，发生在细胞质基质中，不需要O2的参与，D错误。7．(2021·陕西大荔县同州中学高三月考)下图表示菠菜叶肉细胞光合作用与呼吸作用过程中碳元素和氢元素的转移途径，其中①～⑥代表有关生理过程。下列叙述正确的是(　　)A．过程①将光能转化为化学能，过程②将化学能转化为热能B．过程②、③释放的能量总和多于过程④释放的能量C．过程③产生的[H]代表NADH，过程⑤产生的[H]代表NADPHD．过程④发生在线粒体基质中，过程⑥发生在叶绿体基质中答案　C解析　过程①表示C3的还原，将ATP中活跃的化学能转化为有机物中稳定的化学能，A错误；过程②、③(有氧呼吸的第一、二阶段)释放的能量总和少于过程④(有氧呼吸第三阶段)释放的能量，B错误；过程③有氧呼吸产生的[H]代表NADH，过程⑤光反应阶段产生的[H]代表NADPH，C正确；过程④有氧呼吸的第三阶段发生在线粒体内膜中，过程⑥二氧化碳的固定发生在叶绿体基质中，D错误。8．(2021·江苏如皋一中高三月考)如图为某植物叶肉细胞的部分细胞结构和代谢过程，其中a和b是细胞器、c～f代表对应细胞器中的相关结构，①～④代表相关物质。下列说法正确的是(　　)A．图中物质①是CO2，物质②是H2OB．图中c和e中均含有磷脂和蛋白质C．图中能合成ATP的场所是c、d、e、fD．若提供18O2，过一段时间只能在①中检测到放射性答案　B解析　图中物质①是H2O，物质②是CO2，A错误；图中c是叶绿体类囊体薄膜，e是线粒体内膜，都是膜结构，均含有磷脂和蛋白质，B正确；图中能合成ATP的场所是c、e、f，C错误；若提供18O2，由于参与有氧呼吸的第三阶段，因此水中会含有放射性；有氧呼吸产生的水又会参与有氧呼吸第二阶段，因此产生的二氧化碳中含有放射性；含有放射性的二氧化碳参与光合作用，因此产生的葡萄糖中会含有放射性，最终导致有氧呼吸第一阶段产生的丙酮酸中含有放射性，所以过一段时间①②③④均能检测到放射性，D错误。9．下图为甘蔗某一叶肉细胞内的一系列反应过程，下列说法错误的是(　　)A．过程①中叶绿体中的叶绿素主要吸收蓝紫光和红光B．过程①产生[H]，过程②消耗[H]，过程③既产生也消耗[H]C．若过程②的速率大于过程③的速率，则甘蔗的干重就会增加D．过程②发生在叶绿体基质中，过程③发生在细胞质基质和线粒体中答案　C解析　过程①表示光反应，叶绿体中的叶绿素主要吸收蓝紫光和红光，A正确；过程①表示光反应，水光解产生[H]，用于过程②三碳化合物的还原，故过程②消耗[H]；过程③是细胞呼吸过程，有氧呼吸的第一、第二阶段产生[H]，用于第三阶段与氧气结合生成水，因此过程③既产生[H]，也消耗[H]，B正确；甘蔗干重增加与否是由植物体的光合作用与细胞呼吸共同决定的，仅叶肉细胞内光合作用大于细胞呼吸，不能判断甘蔗的干重是否会增加，C错误；过程②表示暗反应，只发生在叶绿体基质中；过程③表示甘蔗叶肉细胞进行有氧呼吸，发生在细胞质基质和线粒体中，D正确。10．下图甲表示某植物叶肉细胞内两个重要的生理过程，图乙表示在CO2充足的条件下，某植物光合速率与光照强度和温度的关系，图丙表示某植物的非绿色器官在O2浓度为a、b、c、d时，CO2释放量和O2吸收量的关系。请据图分析回答下列问题：(1)图甲中，③过程进行的场所是______________，④过程进行的场所是________________和______________。图示中②过程的[H]用于__________________形成糖类等有机物。①～④过程中，能为该细胞合成蛋白质供能的过程是__________________。(2)图乙在温度为20 ℃时，光照强度大于________klx后，该植株光合速率不再随光照强度增加而增加。当温度为30 ℃、光照强度小于12 klx时，限制该植株光合速率的主要环境因素是____________。(3)图丙在a、b、c、d四种浓度中，最适合该植物器官储藏的O2浓度是________。答案　(1)线粒体内膜　细胞质基质　线粒体基质　还原三碳化合物　③④　(2)8　光照强度　(3)c解析　(1)图甲中，①表示光合作用的光反应阶段，产生的[H]用于暗反应阶段还原三碳化合物，②表示光合作用的暗反应阶段，③表示有氧呼吸第三阶段，反应的场所是线粒体内膜，④表示有氧呼吸第一、二阶段，分别发生在细胞质基质和线粒体基质，其中可以为细胞合成蛋白质供能的过程是有氧呼吸的第一、二阶段和第三阶段。(3)图丙中，c点CO2的释放量最少，消耗的有机物最少，最适合储存该植物器官。11．(2021·江苏吴江市平望中学高三月考)下图1为某高等植物叶肉细胞内光合作用与有氧呼吸的部分过程示意图，其中①～⑤表示相关生理过程，a～f表示相关物质；图2为该植物在CO2浓度适宜的情况下，单位时间内气体的吸收量或消耗量随温度变化的曲线图，请据图分析并回答问题：(1)图1中f代表________，图2中A点时能发生图1中过程______________(填序号)。研究者用含18O的葡萄糖追踪叶肉细胞有氧呼吸过程中的氧原子，其转移途径是C6H12O6→________(用图1中字母和箭头表示)。(2)图2中B点时，比较图1中过程②消耗的d和过程⑤消耗的b，两者的数量关系是________(填“d<b”“d＝b”或“d＝2b”)。(3)图2中C点时植物的总光合速率________(填“大于”“等于”或“小于”)D点时总光合速率，原因是___________________________________________________________________。(4)据图2分析，限制AC段CO2吸收速率的主要因素是________。温室栽培该植物时，若一天中保持光照12小时，其余时间黑暗，为获得最大经济效益，光照时应控制的最低温度为________。答案　(1)[H]　①②③④⑤　e→d　(2)d＝2b　(3)小于　两点的净光合速率相等，但D点时呼吸速率更高　(4)温度　20 ℃ 解析　(1)①～⑤表示的生理过程依次为光合作用的光反应、暗反应、有氧呼吸第一阶段、有氧呼吸第二阶段、有氧呼吸第三阶段；a～f表示的物质依次为[H]、O2、H2O、CO2、丙酮酸、[H]。由分析可知：图1中f代表[H]，图2中A点时表示呼吸速率和光合速率相等，此时能发生光合作用和呼吸作用的各个阶段，即图1中的过程①②③④⑤。研究者用含18O的葡萄糖追踪叶肉细胞有氧呼吸过程中的氧原子，则葡萄糖经过有氧呼吸的过程进入丙酮酸、二氧化碳，故其转移途径可表示为C6H12O6→e→d。(2)图2中B点时，表示在该温度调节下，植物光合作用吸收的二氧化碳和细胞呼吸消耗的二氧化碳相等，即净光合速率与呼吸速率相等，由总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率；故此时图1中过程②消耗的d(总光合速率)＝⑤(呼吸作用)消耗的b＋净光合速率，即d＝2b。(3)图2中，C点和D点的净光合速率相等，但是D点的呼吸速率大于C点的呼吸速率，又因总光合速率＝呼吸速率＋净光合速率，故可推测C点时植物的总光合速率小于D点时总光合速率。(4)图2中，随着温度的升高，AC段的CO2吸收速率在不断升高，故知限制AC段CO2吸收速率的主要因素是温度。温室栽培该植物时，若一天中保持光照12小时，其余时间黑暗，为获得最大经济效益，即意味着图中的净光合速率最大时对应的温度值，不难看出，20 ℃时达到最大，而此后温度上升净光合速率不再增加，而此时的呼吸速率还在增加，故光照时应将温度控制在20 ℃。