高中生物高考解密07 光合作用和呼吸作用的联系及应用（分层训练）（解析版）

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解密07 光合作用和呼吸作用的联系及应用
A组 考点专练
考向一 光合作用的影响因素及应用
1．（2020·新疆乌鲁木齐市第70中高三月考）某研究小组进行了探究环境因素对某植物光合作用影响的实验,实验结果如图所示。下列分析正确的是

A．图中CO2浓度1大于CO2浓度2，若将CO2浓度改为温度，则此关系也成立
B．若e点为正常植物的光饱和点，则缺镁植物的e点会右移
C．图中c、d两点相比，d点植物叶肉细胞中C5的含量要高一些
D．a点植物叶肉细胞中参与C3还原的NADPH和ATP比c点要多
【答案】C
【分析】
a、b、c三点的CO2浓度相同，限制因素为光照强度。c、d两点的光照强度相同，CO2浓度不相同。
【详解】
与光合作用相关的酶有最适温度，超过最适温度，酶活性下降，光合速率下降。因此，将CO2浓度改为温度，此关系不一定成立，A错误；植物缺镁时，叶绿素合成受阻，对光能的利用率下降，因此，e点会左移，B错误；c、d两点的光照强度相同，但d点的二氧化碳浓度比c点低，植物叶肉细胞中参与固定二氧化碳的C5降低，因而C5的含量较高，C正确；两点二氧化碳的浓度相同，a点比c点的光照强度降低，光反应产生的NADPH和ATP比c点少，因此参与C3还原的NADPH和ATP比c点少，D错误。故选C。
2．（2020·周口市中英文学校高三月考）已知某植物光合作用和细胞呼吸最适温度分别为25℃和30℃，如图表示该植物处于25℃环境中植物光合作用强度随光照强度变化的坐标图，下列叙述中不正确的是

A．a点叶肉细胞产生ATP的细胞器只有线粒体
B．b点植物光合作用强度与细胞呼吸强度相等
C．当植物缺镁时，叶绿素减少，b点将向左移
D．将温度提高到30℃时，a点上移，b点右移，d点上移
【答案】C
【分析】
结合题意分析图解：图中a点只进行呼吸作用，b表示光合作用的光补偿点，此时光合作用等于呼吸作用，c点表示光合作用的二氧化碳饱和点。影响光合作用的主要外界因素是温度、光照强度和二氧化碳浓度等；内因主要是有关酶的数量和色素的含量。
【详解】
A、a点时为叶肉细胞只进行呼吸作用，产生ATP的细胞器只有线粒体，正确；
B、b表示光合作用的光补偿点，此时光合作用强度等于呼吸作用强度，正确；
C、b点表示光合速率等于呼吸速率，当植物缺Mg时，光合速率降低，只有增大光照强度才能提高光合速率，才能等于呼吸速率，即植物缺Mg时，b点将向右移动，错误；
D、温度从25℃提高到30℃后，光合速率减慢，呼吸速率加快。图中a点代表呼吸速率，现呼吸速率加快，故a点上移；d点表示最大光合速率，现光合速率减慢，故d点上移，正确；
故选C。
3．（2020·北京高三专题练习）某突变型水稻叶片的叶绿素含量约为野生型的一半，但固定CO2酶的活性显著高于野生型。下图显示两者在不同光照强度下的CO2吸收速率。叙述错误的是（　　）

A．光照强度低于P时，突变型的光反应强度低于野生型
B．光照强度高于P时，突变型的暗反应强度高于野生型
C．光照强度低于P时，限制突变型光合速率的主要环境因素是光照强度
D．光照强度高于P时，限制突变型光合速率的主要环境因素是CO2浓度
【答案】D
【解析】
突变型水稻叶片叶绿素含量低于野生型，光照强度低于P时，对光照的吸收能力低于野生型，则光反应强度低于野生型，A正确；突变型水稻叶片固定CO2酶的活性显著高于野生型，光照强度高于P时，突变型的CO2吸收速率大于野生型，则暗反应强度高于野生型，B正确；光照强度低于P时，由于突变型水稻叶片叶绿素含量低，则限制因素主要是光照强度，C正确；光照强度高于P时，由于突变型水稻叶片固定CO2酶的活性高，则限制因素是除CO2浓度外的其它因素，D错误。
【学科网考点定位】光合作用，光照强度，CO2浓度
【名师点睛】本题主要考查光照强度和CO2浓度对光合作用的影响，突变型水稻叶片有两个特点：叶绿素含量低，而固定CO2酶的活性高，图中P点是个转折点，P点前光照强度低，突变型光合速率低，P点后光照强度高，突变光合速率高，需正确分析其原因。
4．（2020·内蒙古赤峰市·师大锦山实验中学高一其他模拟）如图甲为25 ℃时小麦光合作用速率随光照强度变化的曲线，图乙为小麦细胞内光合作用和呼吸作用相关酶的活性与温度的关系，下列说法错误的是(　　)

A．A点可代表小麦呼吸作用的强度
B．C点时限制光合速率的因素不再是光照强度，很可能是CO2浓度
C．光合作用酶的最适温度与呼吸作用酶的最适温度不相同
D．当温度从25 ℃升高到30 ℃时，B点将左移
【答案】D
【分析】
甲图为净光合作用速率随光照强度变化的曲线，乙图为光合作用酶活性（虚线）和呼吸作用酶活性（实线）随温度变化的曲线。
【详解】
甲图中A点代表无光照，此时只进行呼吸作用，因此代表呼吸作用强度，故A正确；甲图中C点，代表在光饱和点时，刚好达到的最大光合作用速率，A～C段影响光合作用的速率的因素是光照强度，C点以后，光合作用速率不再变化，趋于稳定，则此时的限制因素可能为CO2浓度、温度、内因（如叶绿体含量、叶绿素含量、酶数量）等，故B正确；从乙图可知光合作用酶最适温度约25℃，呼吸作用酶最适温度约为30℃，故C正确；当温度从25 ℃升高到30 ℃时，光合作用速率降低，呼吸作用达到最大速率，因此，该种变化因素不利于光合作用，达到光补偿点时的光照强度将增大，B点将右移，故D错误，综上所述，选D项。
5．（2020·全国高三专题练习）某植物光合作用、呼吸作用与温度的关系如图所示。则有关叙述错误的是

A．25℃时该植物积累有机物最快
B．在0—30℃范围内，温度对光合作用有关酶的影响更大
C．45℃时叶肉细胞的光合速率等于呼吸速率
D．春季大棚栽培该植物白天适当提高温度可提高产量
【答案】C
【分析】

总光合速率=呼吸速率+净光合速率；
分析上图，植物体在25℃时，净光合速率最高，说明该温度为净光合作用的最适温度，此温度下植物积累有机物最多。
分析下图：由图可知，植物体总光合作用的最适温度为30℃左右，呼吸作用的最适温度为53℃左右。
【详解】

A、净光合速率达到最大值对应的温度（即最适温度）约为25，故25℃时该植物积累有机物最快，A正确；
B、在0~30℃范围内，与呼吸速率变化曲线相比，光合速率变化曲线升高得更快，说明温度变化对光合速率的影响比对呼吸速率的大，即温度对光合作用有关酶的影响更大，B正确；
C、45℃时该植物的净光合速率为0，但由于植物体中含有部分不能进行光合作用的细胞,故植物的叶肉细胞的光合速率应大于呼吸速率，C错误；
D、春季室外温度较低，大棚栽培植物白天适当提高温度可提高净光合速率进而提高产量，D正确。
故选C。

考向二 光合作用和细胞呼吸的关系
6．（2020·湖北黄冈市·高三其他模拟）下列关于植物细胞中“O”转移途径正确的是
A．根尖细胞中的H2O，其中O可转移到O2中
B．叶肉细胞吸收的CO2，其中的O可以转移到丙酮酸中
C．马铃薯块茎细胞中的C6H12O6，其中的O可以转移到C2H5OH中
D．为叶肉细胞提供O2，其中的O只能转移到H2O中
【答案】B
【分析】
有氧呼吸和无氧呼吸的比较：
类型
有氧呼吸
无氧呼吸
必需条件
氧和酶
不需要氧，但必需有酶的催化
场所
细胞质基质（第一阶段）
线粒体基质（第二阶段）
线粒体内膜（第三阶段）
细胞质基质
物质变化
①C6H12O6+6H2O+6O2→
6CO2+12H2O+能量
（在酶的作用下发生反应）
②ADP+Pi→ATP（在酶的作用下发生反应）
C6H12O6→2C3H6O3+少量能量(在酶的作用下发生反应）
②C6H12O6→2C2H5OH +2CO2+少量能量
(在酶的作用下发生反应）
③ADP+Pi→ATP（在酶的作用下发生作用）
能量释放
产生大量能量
产生少量能量
特点
有机物彻底分解，能量完全释放
有机物氧化没有彻底分解，能量没有完全释放
联系
①第一阶段完全相同
②实质相同：分解有机物，释放能量
【详解】
A、由于根尖细胞不能进行光合作用，所以根尖细胞中的H2O，其中的O不能转移到O2中，A 项错误；
B、叶肉细胞可以进行有氧呼吸也可以进行光合作用，CO2首先通过光合作用将O转移到 C6H1206中，然后再通过有氧呼吸第一阶段转移到丙酮酸中，B项正确；
C、马铃薯块茎细胞无氧呼吸的产物是乳酸，所以细胞中C6H1206的O不能转移到C2H5OH中，C项错误；
D、为叶肉细胞提供O2，其中的O先转移到H2O中，然后水再参与有氧呼吸和光合作用，将其中的O转移到更多的物质中，D项错误。
故选B。
7．（2020·新疆乌鲁木齐市第70中高三月考）下列有关细胞代谢叙述，正确的是
A．与安静状态相比，运动时人体肌细胞中ATP/ADP的比值明显升高
B．与有氧状态相比，缺氧时人体肌细胞中NADH/NAD+的比值明显升高
C．与白天相比，夜间小麦叶绿体中NADPH/NADP+的比值明显降低
D．与气孔开放时相比，气孔关闭时小麦叶绿体中C5/C3的比值明显降低
【答案】C
【分析】
本题考查细胞代谢活动的光合作用和细胞呼吸，熟悉掌握这两个代谢活动的过程及中间产物的来源和去路、物质含量的变化来解答此类问题。
【详解】
A、ATP在细胞中含量少，但是ADP与ATP的转化速度很快，在运动时肌细胞进行无氧呼吸，故不论是在安静状态还是运动时，ATP/ADP的比值保持稳定，A错误；
B、缺氧时人体肌细胞中进行产生乳酸的无氧呼吸，只有在第一阶段产生NADH，然后在第二阶段被利用，故NADH/NAD+的保持相对稳定，B错误；
C、夜间小麦叶绿体中不进光合作用，光反应阶段产生的NADPH减少，NADPH/NADP+的比值明显降低，C正确；
D、气孔关闭时影响小麦叶绿体光合作用的暗反应阶段，生成的C3减少，消耗的C5少，细胞中C5增多，C5/C3的比值明显增加，D错误。
故选C。

8．（2019·四川自贡市·高二期末）采用“半叶法”对番茄叶片的光合作用强度进行测定,其原理是将对称叶片的一部分A遮光,另一部分B 不做处理，并采用适当的方法阻止两部分的物质和能量转移。在适宜光照下照射6小时后,在A、B的对应部位截取相等面积的叶片(图中虚线所示),烘干称重,分别记为MA、MB,获得相应数据,则可计算出该叶片的光合作用强度,其单位是mg/(dm2·h)。若M=MB-MA,则M表示

A．B叶片被截取部分在6小时内有机物净积累量
B．B叶片被截取部分在6小时内呼吸作用消耗的有机物总量
C．B叶片被截取部分在6小时内光合作用合成的有机物总量
D．A叶片被截取部分在6小时内呼吸作用消耗的有机物总量
【答案】C
【分析】
叶片的一部分A遮光，在黑暗条件下无法进行光合作用，叶片只进行呼吸作用。叶片的一部分B不作处理，在光照条件下叶片既进行光合作用，也可进行呼吸作用。
【详解】
MA 表示A叶片被截取部分在6小时内呼吸作用后剩余的有机物总量。MB表示B叶片被截取部分在6小时内同时进行呼吸作用和光合作用后有机物的总量。设原来的质量为X，则呼吸作用消耗的有机物= X–MA，MB= X+光合作用合成的有机物–呼吸作用消耗的有机物，即光合作用合成的有机物= MB+呼吸作用消耗的有机物–X= MB+（X–MA）–X= MB–MA。因此，M表示B叶片被截取部分在6小时内光合作用合成的有机物总量。综上所述，A、B、D错误，C正确。故选C。
【点睛】
解答本题的突破口是明确MA和MB表示的量，根据积累的有机物=光合作用制造的有机物–呼吸作用消耗的有机物进行解答。
9．（2020·吉安县第三中学高二月考）如图为探究绿色植物的相关生命活动过程的实验装置。对图示装置的分析错误的是

A．红色小液滴移动的距离表示装置内O2的变化量
B．若要测呼吸速率，应将该装置置于黑暗中，对照组的植物应换成死的但大小等与实验组相同的幼苗
C．若要测光合速率，应给予一定的光照，单位时间内小液滴移动的距离可代表总光合速率
D．打开阀门并移除NaOH溶液后，此装置可用来验证水是光合作用的原料
【答案】C
【分析】
绿色植物在光照下可以进行光合作用和呼吸作用，实验装置中的氢氧化钠可以吸收二氧化碳，液滴移动距离表示氧气的变化量。
【详解】
A、氢氧化钠吸收二氧化碳，故红色小液滴移动的距离表示装置内O2的变化量，A正确；
B、若要测呼吸速率，应将该装置置于黑暗中，对照组的植物应换成死的但大小等与实验组相同的幼苗，可以排除物理因素的影响，B正确；
C、若要测光合速率，应给予一定的光照，装置内的氢氧化钠需要换做碳酸氢钠，单位时间内小液滴移动的距离可代表净光合速率，C错误；
D、要验证水是光合作用的原料，需要提供二氧化碳，需要打开阀门并移除NaOH溶液，D正确。
故选C。
10．（2020·重庆南岸区·高一期末）下列有关叶绿体和线粒体代谢活动的叙述，正确的是（　　）
A．叶绿体内发生CO2→C3→C6H12O6，线粒体内发生C6H12O6→丙酮酸→CO2
B．ATP和[H]在叶绿体中随H2O的分解而产生，在线粒体中随H2O的生成而产生
C．光合作用反应阶段产生的[H]和有氧呼吸过程中产生的[H]还原的物质不同
D．两种细胞器都具有较大的膜面积和相同的酶系统，有利用代谢高效地进行
【答案】C
【解析】
【分析】
1、光合作用的具体过程：①光反应阶段：场所是类囊体薄膜
a．水的光 2H2O→4[H]+O2
b．ATP的生成：ADP+Pi→ATP
②暗反应阶段：场所是叶绿体基质
a．CO2的固定：CO2 +C5→2C3
b．三碳化合物的还原：2C3 →（CH2O）+C5+H2O
2、有氧呼吸分为三个阶段：
第一阶段：在细胞质的基质中．
反应式：1C6H12O6（葡萄糖）→2C3H4O3（丙酮酸）+4[H]+少量能量 （2ATP）
第二阶段：在线粒体基质中进行．
反应式：2C3H4O3（丙酮酸）+6H2O→20[H]+6CO2+少量能量 （2ATP）
第三阶段：在线粒体的内膜上，这一阶段需要氧的参与，是在线粒体内膜上进行的．
反应式：24[H]+6O2→12H2O+大量能量（34ATP）。
【详解】
二氧化碳的固定CO2+C5→2C3，三碳化合物的还原C3→C6H12O6+C5，则叶绿体内发生CO2→C3→C6H12O6，有氧呼吸的第一阶段C6H12O6→丙酮酸，场所是细胞质基质，A错误；在线粒体水的生成过程中生成了ATP，但是没有[H]产生，B错误；光合作用过程，产生的[H]来自于光反应中水的光解，用于暗反应中还原C3，C3是由CO2固定而来的；有氧呼吸过程产生的[H]来自第一和第二阶段，在第三阶段中与氧气结合生成水，因此用于还原O2，C正确；线粒体和叶绿体都具有较大的膜面积和复杂的酶系统，有利于新陈代谢高效而有序地进行，但酶系统不同，D错误。

考向三 测定净光合速率的方法及有机物变化曲线分析
11．（2020·全国高三专题练习）如图为植物光合作用强度随光照强度变化的坐标图，下列叙述中不正确的是（ ）

A．a点叶肉细胞产生ATP的细胞器只有线粒体
B．b点植物的光合作用强度与细胞呼吸强度相等
C．当植物缺镁时，b点将右移
D．已知某植物光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为25℃和30℃，如果该图表示该植物处于25℃环境中，则将温度提高到30℃时，a点上移，b点左移
【答案】D
【解析】
a点时光照强度为0，植物叶肉细胞只进行细胞呼吸，故产生ATP的细胞器只有线粒体，A项正确；b点时O2释放量为0，说明此时植物的光合作用强度和呼吸作用强度相等，B项正确；当植物缺镁时，叶绿素的合成受到影响，光合作用减弱，b点要增加光照强度，才能保证此时的光合作用强度等于细胞呼吸强度，故b点将向右移，C项正确；已知植物在25℃时光合作用强度最强，如果将温度提高到30℃，呼吸强度增加，光合作用强度下降，则a点将上移，b点将右移，D项错误。
12．（2020·南昌市·江西师大附中）将长势一致的A、B两种植物分别置于两个同样大小密闭的透明容器内，给予充足的光照、适宜的温度等条件，每隔5min测定一次小室中的CO2浓度，结果如下图所示。下列有关叙述错误的是（ ）

A．在两条曲线交点M处两植物的真正光合速率相等
B．10min之前，B植物光合作用消耗的CO2量大于呼吸作用产生的CO2量
C．A、B两种植物相比，B植物固定CO2的能力更强
D．20min以后，A、B两种植物光合作用强度都与呼吸作用强度相等
【答案】A
【分析】
本题考查影响光合作用的因素的相关实验。分析题意可知，该实验目的是探究密闭空间中CO2浓度对不同植物的光合作用的影响，实验前8min，A植物所在密闭容器中CO2浓度下降快，说明A植物光合作用吸收的CO2比B植物的多，其光合作用大于B植物；8min后B植物的光合作用大于A植物；最终，两植物的光合作用和呼吸作用相等达到平衡，但B植物所处容器CO2浓度更低，说明B植物更能适应低CO2环境。
【详解】
图中曲线为容器中CO2浓度变化曲线，两条曲线的交点代表两装置中CO2浓度相等的点，A错误；10min之前，B植物所处装置CO2浓度一直下降，说明B植物持续从外界吸收CO2，即光合作用消耗的CO2量大于呼吸作用产生的CO2量，B正确；两种植物的光合作用和呼吸作用相等即达到平衡时，B植物所处容器CO2浓度更低，说明B植物能固定更低浓度的CO2，其固定CO2的能力更强，C正确；20min以后，两种植物所在密闭容器中CO2浓度不再变化，说明两种植物既不从外界吸收CO2也不释放CO2，故两种植物光合作用强度与呼吸作用强度相等，D正确；因此，本题答案选A。
13．（2019·黑龙江高三其他模拟）科学家从发菜藻体中分离出细胞进行液体悬浮培养。通过实验测定了液体悬浮培养条件下温度对离体发菜细胞的光合与呼吸速率的影响，其他条件均正常，结果如下图所示。下列说法错误的是（ ）

A．30℃时，发菜细胞中生成ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体
B．与光合作用相比，呼吸作用有关的酶的最适温度更高
C．光合速率与呼吸速率相等时对应的温度是45℃
D．由图可知，离体发菜细胞生长的最适温度是25℃
【答案】A
【分析】
本题目考查植物体光合作用和呼吸作用，植物实际光合作用速率=净光合速率+呼吸速率，净光合速率越高，则有机物净积累量越大，越有利于植物生长。
【详解】
A、发菜细胞是原核细胞，没有线粒体和叶绿体，A错误；B、在一定温度范围内，发菜的呼吸作用随温度升高而升高，光合作用先升高后降低，因而与光合作用相比，呼吸作用有关的酶的最适温度更高，B正确；C、在光照下发菜在45℃时既不吸收氧气也不释放氧气，光合作用=呼吸作用，C正确；D、离体发菜细胞在25℃时净光合速率最大，是生长的最适温度是25℃，D正确；故选A。
14．（2019·石嘴山市第三中学高二月考）某研究小组进行探究环境因素对某植物光合作用影响实验,实验结果如图所示。下列分析正确是( )

A．图中CO2浓度1大于CO2浓度2，若将CO2浓度改为温度，则此关系也成立
B．若e点为正常植物的光饱和点，则缺镁植物的e点会右移
C．a点植物叶肉细胞中参与C3还原的NADPH和ATP比c点要多
D．图中c、d两点相比，d点植物叶肉细胞中C5的含量要高一些
【答案】D
【解析】
【分析】
a、b、C三点二氧化碳的浓度相同，但光照强度不同，其中b点所对应的光照强度正好是饱和光照强度。c、d两点的光照强度相同，但d点的二氧化碳浓度比c点低。与光合作用相关的酶有最适温度，超过最适温度，酶活性下降，光合速率下降。植物缺镁时，叶绿素合成受阻，对光能的利用率下降。
【详解】
与光合作用相关的酶有最适温度，超过最适温度，酶活性下降，光合速率下降。因此，将CO2浓度改为温度，此关系不一定成立，A错误；植物缺镁时，叶绿素合成受阻，对光能的利用率下降，因此，e点会左移，B错误；两点二氧化碳的浓度相同，a点比c点的光照强度降低，光反应产生的NADPH和ATP比c点少，因此参与C3还原的NADPH和ATP比c点少，C错误；c、d两点的光照强度相同，但d点的二氧化碳浓度比c点低，植物叶肉细胞中参与固定二氧化碳的C5降低，因而C5的含量较高，D正确。

B组 专题综合练
1．（2020·张家口市宣化第一中学高三月考）如图甲表示水稻的叶肉细胞在光照强度分别为a、b、c、d时，单位时间内CO2释放量和O2产生总量的变化，乙表示水稻叶肉细胞在相同条件下CO2吸收量与光照强度的关系。下列有关说法正确的是 （ ）

A．光照强度为a时，叶绿体中C3的含量是C5的两倍
B．乙中限制g点CO2吸收量的主要因素是光照强度
C．甲中的b光照强度应小于乙中f点对应的光照强度
D．适当提高CO2浓度后再测定，乙中的f点将向右移动
【答案】C
【解析】
a光照条件下，细胞释放二氧化碳，不产生氧气，此时细胞只进行呼吸作用，A错误；g点是光的饱和点，g点及其以后限制光合作用强度的因素不再是光照强度，B错误；b光照条件下释放的二氧化碳与氧气的产生总量相等，说明光合作用小于呼吸作用，乙中ef段（不包括f点）表示光合作用小于呼吸作用，C正确；f点是光的补偿点，此时光合作用强度与呼吸作用强度相等，适当提高CO2浓度，光合作用强度增强，故f点将向左移动，D错误。
2．（2019·全国高三专题练习）在一定条件下，下列关于某叶肉细胞内叶绿体和线粒体生理活动的叙述，正确的是
A．若突然增加C02浓度，则短时间内叶绿体中C3比ADP先增加
B．光照下两者发生氧化反应时都释放能量供各项生命活动利用
C．若突然增加光照强度，则短时间内叶绿体中C5比ADP先减少
D．光照下叶绿体直接为线粒体提供02和葡萄糖
【答案】A
【解析】
若突然增加C02浓度，首先是CO2固定生成C3增多， C3增多，还原C3速率加快，此时消耗ATP产生ADP才增多，所以短时间内叶绿体中C3比ADP先增加，A正确；光合作用中产生的ATP和[H]只能供给C3的还原，不能供给其他生命活动，B错误；若突然增加光照强度，短时间内，先是光反应加强，消耗ADP和Pi合成ATP增加，ATP增加才促进C3还原增加，生成C5增加，C错误；线粒体是有氧呼吸的主要场所，但不能直接利用葡萄糖，葡萄糖需要在细胞质基质中分解成丙酮酸后才能进入线粒体被氧化分解，D错误。
3．（2020·青铜峡市高级中学）已知某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别是25℃、30℃，如图曲线表示该植物在30℃时光合作用强度与光照强度的关系。若将温度调节到25℃的条件下（原光照强度和CO2浓度不变），从理论上讲，图中相应点的移动分别是  

A．a点上移，b点左移，m值增加 B．a点下移，b点左移，m值不变
C．a点上移，b点右移，m值下降 D．a点下移，b点不移，m值上升
【答案】A
【分析】
1、解答本题关键是利用题中所给条件“光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25℃和30℃”，因此由30℃下降到25℃的条件下，植物的光合作用强度和呼吸作用强度均改变，光合作用强度增加，而呼吸作用强度下降，再由此判断三点移动方向。
2、分析图形：a点代表呼吸速率，b点代表光补偿点，m代表最大净光合作用强度。
【详解】
图中a、b、m三点分别表示细胞呼吸强度、光补偿点和在光饱和点时的净光合作用强度。据题意，由于光合作用和细胞呼吸酶的最适温度不同，当温度由30℃降到25℃时，细胞呼吸强度降低，a点上移；光合作用强度增大，呼吸速率减小，故净光合作用强度增大，m值增大；b点表示光合作用强度=细胞呼吸强度，在25℃时细胞呼吸作用强度降低，在除光照强度外其他条件不变的情况下要使光合作用强度仍然与细胞呼吸强度相等，需降低光照强度以使光合作用强度减弱，即b点左移。综上所述，A正确，B、C、D错误。
故选A。
4．（2020·全国高一课时练习）某实验小组研究温度对水绵光合作用的影响，实验结果如图所示，据图分析下列有关说法正确的是(　　)

A．据图可知，水绵细胞呼吸作用的最适温度为35 ℃
B．图中水绵细胞积累有机物速率最大时的温度是25 ℃
C．每天光照12小时，最有利于水绵生长的温度是25 ℃
D．在5 ℃时，水绵细胞产生氧气的速率是消耗氧气的速率的2倍
【答案】B
【分析】
由题意可知，光照下吸收CO2的量可表示净光合速率，黑暗中释放CO2的量可表示呼吸速率。
【详解】
由于没有对高于35℃条件下水绵细胞的呼吸作用进行研究，因此无法判断水绵细胞呼吸作用的最适温度为35℃，A错误；有机物的积累速率取决于净光合速率。由图中可知，温度为25℃时，水绵细胞在光照下吸收CO2的量最大，即净光合速率最大，积累有机物速率最大，B正确；水绵在一昼夜中积累的有机物越多，越有利于水绵生长。每天光照12小时，水绵在一昼夜中积累的有机物为光照条件下积累的有机物–黑暗条件下消耗的有机物=12×光照下吸收CO2的量–12×黑暗中释放CO2的量。由题图可知，温度为20℃时，水绵在一昼夜中积累的有机物最多，约为18mg （12h×2.5mg/h–12h×1mg/h），C错误；由题图可知，温度为5℃时，水绵细胞产生氧气的速率=净光合速率+呼吸速率=光照下吸收CO2的量+黑暗中释放CO2的量=1mg/h+0.5mg/h=1.5mg/h。由于呼吸作用消耗氧气的速率为0.5mg/h，所以水绵细胞产生氧气的速率是消耗氧气的速率的3倍，D错误。故选B。
5．（2020·涟水县第一中学高三月考）在相同培养条件下，研究者测定了野生型拟南芥和气孔发育不良的突变体在不同光强下的CO2吸收速率，结果如右图所示。下列相关叙述不正确的是 （ ）

A．无光照时突变体呼吸速率与野生型基本相同
B．野生型和突变体均在光强为P时开始进行光合作用
C．光强度在750~1250 μmol·m-2·s-1范围内，单位时间内突变体有机物的积累量小于野生型
D．光强为Q时，二者光合速率的差异可能是由于突变体的气孔小于野生型
【答案】B
【分析】
本题考查植物的光合作用和呼吸作用的相关知识，光合作用包括光反应和暗反应两个阶段，其中光反应的主要变化是水的分解和ATP的形成，场所是叶绿体类囊体薄膜，暗反应的主要变化是CO2的固定和C3的还原，场所是叶绿体基质。细胞有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体，在细胞质基质内完成的是有氧呼吸的第一阶段的反应，一分子葡萄糖分解成两分子丙酮酸和[H]释放少量能量，第二阶段是在线粒体基质内，丙酮酸和水彻底分解成CO2和[H]同释放少量能量，第三阶段是在线粒体内膜上，前两个阶段产生的[H]和氧结合生成水释放大量的能量。
曲线解读，在没有光照时，植物不进行光合作用，只进行呼吸作用，此时CO2的吸收量为负值，随着光照强度的增强，植物开始进行光合作用，但由于这时的光照强度弱，植物的光合作用强度小于呼吸作用，从外观来看，植物的CO2仍是负值，再随着光照强度的增强，植物的光合作用强度等于植物的呼吸作用，这时植物CO2的吸收值为零，然后再随着光照强度的增加，植物的光合作用强度大于呼吸作用，植物的CO2吸收值为正，最后当光照强度达到某一值时，随着光照强度的增加，植物的光合作用不再发生变化，这时植物的光合作用达到了最大值。据此分析选项。
【详解】
由图可以看出无光照时，两曲线合成一条曲线，表明无光照时突变体呼吸速率与野生型基本相同，A正确；P点是野生型和突变体光合作用强度和呼吸作用强度相等的点，B错误；光强度在750~1250 μmol·m-2·s-1范围内，单位时间内突变体吸收的CO2小于野生型吸收的CO2，因此有机物的积累量突变体小于野生型，C正确；由于突变体的气孔发育不良，结合图像所给信息，光照强度为Q时，野生型的光合强度比突变型的大，因此可能的原因是由于突变体的气孔小于野生型，造成突变型对外界CO2的吸收量不足引起的，D正确；因此选B。
6．（2020·内蒙古赤峰市·师大锦山实验中学高一其他模拟）下列有关细胞代谢过程的叙述，正确的是
A．乳酸菌进行无氧呼吸的各反应阶段均能生成少量的ATP
B．剧烈运动时，肌肉细胞消耗的ATP主要来自无氧呼吸
C．线粒体和叶绿体中消耗[H]的过程都伴随着ATP的生成
D．植物细胞能产生CO2的场所有细胞质基质和线粒体基质
【答案】D
【分析】
本题旨在考查细胞呼吸的相关知识。根据是否需要氧气，细胞呼吸分为有氧呼吸与无氧呼吸，有氧呼吸与无氧呼吸第一阶段完全相同，但不同的生物体内的酶不同，其无氧呼吸过程及产物不尽相同。有氧呼吸第一阶段在细胞质基质中进行不需要氧的参与，1分子的葡萄糖分解成2分子的丙酮酸，产生少量的[H]，释放出少量的能量；第二个阶段在线粒体基质中进行，丙酮酸和水彻底分解成二氧化碳和[H]，并释放出少量的能量；第三个阶段在线粒体内膜上进行， [H]与氧结合形成水，同时释放出大量的能量。无氧呼吸在细胞质基质中进行，第一个阶段与有氧呼吸的第一个阶段完全相同；第二个阶段是丙酮酸在酶的催化作用下，分解成乳酸或酒精和二氧化碳。无氧呼吸都只在第一阶段释放出少量的能量，生成少量ATP。葡萄糖分子中的大部分能量则存留在乳酸或酒精中。
【详解】
乳酸菌进行无氧呼吸的第一反应阶段能生成少量的ATP，第二阶段无ATP生成，A错误；剧烈运动时，肌肉细胞同时进行有氧呼吸与无氧呼吸，消耗的ATP主要来自有氧呼吸，B错误；有氧呼吸第三阶段中线粒体消耗[H]的过程都伴随着ATP的生成，而叶绿体中消耗[H]的过程为暗反应，消耗ATP，C错误；植物细胞有氧呼吸产生CO2的场所为线粒体基质，无氧呼吸产生CO2的场所为细胞质基质，D正确；故选D。


二、实验题
7．（2020·伊美区第二中学高三开学考试） 下图甲是马铃薯细胞内生命活动示意图，其中①～⑤表示生理过程，A～D表示生命活动产生的物质。乙图是温度影响马铃薯植株光合作用与呼吸作用的研究结果。请据图回答下列问题。
（1）甲图中在生物膜上发生的生理过程有______ (用图中数字表示），A表示______，④表示的生理过程是______， D表示______。
（2）缺氧时马铃薯块茎细胞与玉米根细胞产物不相同，直接原因是________________。
（3）假设每天光照12小时，从乙图中可以看出，30℃下植株一昼夜有机物的生产量为______(用CO2的量表示)，最有利于植株生长的温度是________________。
（4）在研究温度对光合作用与呼吸作用影响的实验中，应控制的无关变量有__________(至少列举两项)。
【答案】（1）③、④ 丙酮酸 光反应 ATP和[H] （2）（两者无氧呼吸第二阶段的）酶的种类不相同 （3）78mg 20℃ （4）每次实验的时间、光照强度、CO2浓度等
【详解】
（1）③是线粒体内膜发生有氧呼吸的第三阶段，④是类囊体薄膜发生光反应；A是有氧呼吸第一阶段的产物之一丙酮酸，D是光反应的产物ATP和[H]。
（2）马铃薯块茎细胞缺氧时进行的是乳酸途径的无氧呼吸，玉米根细胞缺氧时进行的是酒精途径的无氧呼吸，两者无氧呼吸第二阶段的酶的种类不相同；马铃薯无氧呼吸的场所是细胞质基质。
（3）乙图中，光合作用强度=净光合作用强度+呼吸作用强度．在30℃时，净光合作用速率为3.5，呼吸作用速为3，一昼夜有机物的生产量为12×（3.5+3）=78mg(用CO2的量表示)。白天黑夜都是12小时，所以最有利于生长的温度的计算公式就是：净光合作用强度×12-呼吸作用强度×12=（净光合作用强度-呼吸作用强度）×12，差值最大的就是在20℃。（4）研究温度对光合作用与呼吸作用影响的实验中，自变量是温度，无关变量有每次实验时间、光照强度、二氧化碳浓度等。
8．（2020·泉州第十六中学高三期中）为了探究低温对云南小粒咖啡和大粒咖啡两种作物光合速率的影响，科研人员连续三天对这两种咖啡幼苗进行夜间4℃低温处理，原地恢复4天后，测量两种咖啡的光合速率的变化，得到的实验结果如图所示。请回答下列问题：

（1）经夜间低温处理后的幼苗，其叶片会转黄，由此分析，夜间低温处理能降低植物光合速率的原因最可能是__________________________。由图中数据可知，夜间低温处理对__________________咖啡的生长影响较大。
（2）某同学认为夜间低温处理会使植物产量降低的主要原因是低温影响了植物夜间暗反应的进行，这种说法是否正确？________________________，请说明理由：_________________________________。
（3）经夜间低温处理后，大粒咖啡难以恢复正常生长，为了验证夜间低温处理没有改变大粒咖啡的遗传物质，可取夜间低温处理的大粒咖啡的种子在_______________（填“正常”或“夜间低温处理”）的环境中种植培养，若______________________，则说明夜间低温处理只影响了大粒咖啡的性状，而没有改变其遗传物质。
【答案】（1）低温会影响叶绿素的合成，使叶绿素含量降低，从而降低植物的光合速率 大粒 （2）不正确（或“否”） 夜间，植物缺乏光反应提供的[H]和ATP，暗反应几乎无法进行 （3）正常 培养得到的成熟植株和在夜间低温处理前的原植株的光合速率几乎相同
【分析】
据图分析:图中,夜间4℃处理后,大粒咖啡和小粒咖啡光合速率都降低，大粒咖啡光合速率下降幅度要大于小粒咖啡。可见夜间低温处理对大粒咖啡影响更大。在第4天开始恢复后，光合作用速率均有增高，但小粒咖啡恢复更快，在恢复处理的第三天，恢复到低温处理前的光合速率，大粒咖啡的恢复则要慢得多。
【详解】
（1）经夜间低温处理后的幼苗，其叶片会转黄，由此分析，夜间低温处理能降低植物光合速率的原因最可能是低温会影响叶绿素的合成，使叶绿素含量降低，从而降低植物的光合速率。由图中数据可知，夜间低温处理大粒咖啡光合速率相对小粒咖啡下降得更多，可见夜间低温对大粒咖啡的生长影响较大。
（2）某同学认为夜间低温处理会使植物产量降低的主要原因是低温影响了植物夜间暗反应的进行，这种说法不正确。夜间，植物缺乏光反应提供的[H]和ATP，暗反应几乎无法进行。
（3）经夜间低温处理后，大粒咖啡难以恢复正常生长，为了验证夜间低温处理没有改变大粒咖啡的遗传物质，可取夜间低温处理的大粒咖啡的种子在正常的环境中种植培养，若培养得到的成熟植株和在夜间低温处理前的原植株的光合速率几乎相同，则说明夜间低温处理只影响了大粒咖啡的性状，而没有改变其遗传物质。
三、综合题
9．（2021·天津高一期末）某人在一定浓度的CO2和一定温度条件下，测定植物叶片在不同光照条件下的光合速率。下图1给出了光照强度与该植物叶片光合速率的关系，图2表示细胞内CO2和O2的转移方向。请据图回答：

（1）根据图1，该植物叶片的呼吸速率是___________mgCO2/（100cm2叶·h）。当光照强度为4 klx时，该植物叶片总（真正）光合速率是每100cm2叶每小时吸收CO2___________mg。
（2）C点以后影响光合速率的环境因素可能有___________（回答一种即可）。
（3）若突然将该植物从光下移到黑暗中，叶绿体中C3含量短时间内的变化将是___________。若该植物叶肉细胞处于图2所示状态，则对应图1曲线中___________点。
【答案】（1）6 12 （2）CO2浓度（或温度等） （3）增加 B
【分析】
分析题图可知，图1是光照强度对光合作用的影响，A点光照强度为0，此时对应纵轴上的数值是呼吸作用强度，B点为光的补偿点，此时光合作用强度与呼吸作用强度相等，C点的光的饱和点，C点之后限制光合作用强度的因素不再是光照强度，可能是温度、二氧化碳浓度等其他因素；图2表示光合作用与呼吸作用相等。
【详解】
（1）由图1 知，当光照强度为4klx时，植物净光合作用速率为6mg/100cm2叶·h，植物呼吸作用的强度是6mg/100cm2叶·h，因此该植物叶片总光合作用速率是每100cm2叶每小时吸收CO212mg。
（2）C点以后随光照强度增加，光合作用强度不再增加，此时影响光合作用速率的环境因素不再是光照强度，可能是温度、二氧化碳浓度等其他因素。
（3）将该植物叶片从光下移到黑暗中，光反应停止，不再产生[H]和ATP，三碳化合物还原减弱，二氧化碳固定形成三碳化合物仍然进行，因此三碳化合物含量升高。图2状态表示光合作用强度与呼吸作用强度相等，对应图1的曲线中B点。
10．（2019·甘肃省武威第一中学高三期中）图甲表示植物细胞代谢的某些过程，图乙是一植物放在密闭的玻璃罩内，置于室外进行培养，用CO2浓度测定仪测得了该玻璃罩内CO2浓度的变化情况，绘制成如下图的曲线。请据图回答问题。（图中数字代表物质，a、b、c代表细胞器）

（1）图甲中，细胞器a为______，细胞器b中进行的生理过程包括___________两阶段，场所分别是____________________。
（2）图甲中物质④是____________，在___________的情况下，进入c中被分解。⑤代表的物质是________________。
（3）图乙中BC段较AB段CO2浓度增加减慢是因为：________________________；
（4）该植物一天中有机物的产生量_______（大于、等于或小于）消耗量。
（5）若给该密闭装置通入C18O2，一段时间后，装置内出现了18O2，请用图解简要说明该过程_________________________________________。
【答案】（1）液泡 光反应和暗反应 类囊体薄膜和叶绿体基质 （2）丙酮酸 氧气充足 ATP （3）低温使植物呼吸作用减弱 （4）大于 （5）C18O2→H218O→18O2
【分析】
图甲中，细胞器a为液泡，可通过渗透作用为细胞器b提供水分，物质①代表水；细胞器b是叶绿体，利用水和CO2进行光合作用，物质②代表CO2；细胞器c为线粒体，利用葡萄糖在细胞质基质中分解产生的丙酮酸和[H]，结合吸收的氧气，进行有氧呼吸第二、三阶段，产生水和CO2，同时释放能量（部分用于合成ATP），相关物质③代表O2，物质④代表丙酮酸，物质⑤代表ATP，物质⑥代表水和CO2。
分析图乙可知，D、H点表示光合作用强度与呼吸强度相等；AC段还没有光照无法进行光合作用，但BC段较AB段CO2浓度增加更缓慢慢，最可能的原因是BC段温度比AB段更低，植物呼吸作用更弱；植物在CD段开始进行光合作用，但光合作用强度小于呼吸作用强度；DH段光合作用强度大于呼吸作用强度；其中FG段原因是光照强，气温高，导致蒸腾作用强，水分散失多，气孔关闭，CO2吸收减慢；HI段光合作用强度小于呼吸作用强度，甚至逐渐没有光合作用进行。
【详解】
（1）结合前面的分析可知，图甲中，细胞器a为液泡，细胞器b中进行的生理过程是光合作用，包括光反应阶段和暗反应阶段两阶段，场所分别是叶绿体类囊体薄膜和叶绿体基质。
（2）结合前面的分析可知，图甲中物质④是丙酮酸，在氧气充足的情况下，进入线粒体c中被分解。物质⑤代表是呼吸作用释放的能量合成的ATP，可直接供应于植物细胞对钾离子的主动吸收所需能量。
（3）从图中可发现，同样AB和BC段都没有光合作用，但BC段CO2浓度上升变慢，主要原因是BC段温度降低，使植物呼吸作用减弱。
（4）据图分析可知，一天结束时与这天起始时相比，玻璃罩内CO2浓度减小，说明罩内减少的CO2被植物吸收来进行光合作用合成并积累成有机物，即植物体内在一天中有机物产生量大于消耗量。
（5）若给该密闭装置通入C18O2，一段时间后，植物通过光合作用的暗反应合成了有机物（CH218O）的同时，可能还经过相应的一些生理过程产生了H218O，再经过光反应出现了18O2，即C18O2→H218O→18O2。