备战2025届高考生物一轮总复习第3单元细胞的代谢课时规范练15光合作用细胞呼吸的联系与综合运用

这是一份备战2025届高考生物一轮总复习第3单元细胞的代谢课时规范练15光合作用细胞呼吸的联系与综合运用，共10页。试卷主要包含了17，63等内容，欢迎下载使用。

1.如图所示为某高等植物叶肉细胞内有关细胞器的代谢活动,下列相关叙述不正确的是( )
A.甲可以调节细胞内的环境
B.乙为叶绿体,a在类囊体薄膜上形成,用于B的还原
C.若G与F是同一种物质,则G在丙的基质中产生
D.无光条件下,乙不能产生ATP但能产生E,而丙能产生ATP
2.下图所示为甘蔗一叶肉细胞内的系列反应过程,下列有关说法正确的是( )
A.过程①中叶绿体中的四种色素都主要吸收蓝紫光和红光
B.过程②只发生在叶绿体基质中,过程③只发生在线粒体中
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①产生NADPH,过程②消耗NADPH,过程③既产生也消耗[H]
3.下表是采用黑白瓶(不透光瓶—可透光瓶)测定的夏季某池塘不同深度水体中初始平均氧浓度与24 h后平均氧浓度,并进行比较计算后的数据。下列有关分析正确的是( )
A.水深1 m处白瓶中水生植物24 h制造的O2为3 g/m3
B.水深2 m处白瓶中水生植物不能进行水的光解但能进行C3的还原
C.水深3 m处白瓶中水生植物产生ATP的细胞器是叶绿体和线粒体
D.水深4 m处白瓶和黑瓶中的水生植物均不进行光合作用
4.(2024·广东东莞联考)图甲为在最适温度条件下,植物光合速率测定装置图。图乙中a、b为测定过程中某些生理指标相对值的变化。下列叙述错误的是( )
甲
乙
A.测净光合速率时,一段时间后若液滴不移动,此时该植物叶肉细胞净光合速率为0
B.若适当升高温度,真正光合速率会发生图乙中从b到a的变化
C.若将图甲中的NaHCO3溶液换成NaOH溶液,其他条件不变,短时间内植物叶绿体中的ATP含量增多,ADP的含量减少
D.若将图甲装置遮光,可测有氧呼吸强度
5.自然界中C4植物比C3植物具有更强的固定低浓度CO2的能力。现将取自A、B两种植物且面积相等的叶片分别放置到相同大小的密闭小室中,在温度均为25 ℃的条件下给予充足的光照,每隔一段时间测定一次小室中的CO2浓度,结果如上图所示。下列说法错误的是( )
A.A、B两种植物中B植物可能为C4植物
B.本实验的自变量为植物种类和实验时间
C.M点处两种植物叶片的净光合速率相等
D.40 min时B植物叶片光合速率等于呼吸速率
6.为测定绿萝光合作用和细胞呼吸的最适温度,研究小组将一株绿萝置于透明玻璃罩内,在不同温度下测定了其黑暗条件下的CO2释放速率(如图甲所示)和适宜光照下的CO2吸收速率(如图乙所示)。下列说法正确的是( )
甲
乙
A.20 ℃时,适宜光照下绿萝叶肉细胞中产生ATP的场所是叶绿体和线粒体
B.24 ℃时,适宜光照下绿萝光合作用固定CO2的速率为62 ml/s
C.29 ℃时,适宜光照下绿萝进行细胞呼吸释放CO2的速率与光合作用固定CO2的速率相等
D.绿萝光合作用的最适温度为24 ℃,细胞呼吸的最适温度29 ℃
7.(2024·广东珠海统考)光补偿点指同一时间内,植株光合作用过程中吸收的CO2和细胞呼吸过程中放出的CO2等量时的光照强度;光合速率随光照强度增加,当达到某一光照强度时,光合速率不再增加,该光照强度称为光饱和点。下表为甲、乙两种水稻不同时期的光合作用相关指标,回答下列问题。
甲、乙两个水稻品种灌浆期和蜡熟期光合作用相关指标的比较
注:灌浆期幼穗开始有机物积累,谷粒内含物呈白色浆状;蜡熟期米粒已变硬。
(1)如果甲、乙两种水稻的细胞呼吸强度相同,则在灌浆期乙光补偿点低的直接原因是 。
(2)植物处于灌浆期,若此时光照强度为甲种水稻光补偿点,则在此光照强度下乙种水稻叶肉细胞中产生ATP的场所有 。
(3)从表中的数据推测,单位时间内, (填“甲”或“乙”)品种能获得较高产量,理由是 。
(4)根据该实验的结果推测,从灌浆期到蜡熟期水稻最大净光合速率的变化可能与叶片的叶绿素含量变化有关。某研究小组设计实验验证该推测,请补充以下内容。
实验设计思路: 的叶片,分别测定其叶绿素含量。
预期实验结果和结论:若 ,则说明植物由灌浆期到蜡熟期水稻的最大净光合速率下降是由叶片的叶绿素含量下降造成的。
关键能力提升练
1.将一株生长正常的某种植物置于密闭的玻璃容器内,在适宜条件下照光培养。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
2.(2024·广东揭阳统考)植物叶片的光合作用强度可通过通气法来测定,如图1所示(装置中通入气体的CO2浓度是可以调节的)。将适量叶片置于同化箱中,在一定的光照强度和温度条件下,让空气沿箭头方向缓慢流动,并用CO2分析仪测定A、B两处气体CO2浓度的变化。下列说法正确的是( )
图1
图2
A.欲使A、B两处气体CO2浓度相同,只能通过控制光照强度来实现
B.如果B处气体CO2浓度低于A处,说明叶片光合作用强度小于细胞呼吸强度
C.将该同化箱放在黑暗中测得通入与通出气体的体积差值(设压强恒定),其含义是植物细胞呼吸吸收O2和产生CO2的差值
D.若该叶片在适宜条件下进行如图2所示的处理,则叶片光合作用制造有机物的量可表示为a+c-b
3.为研究低钾条件对某种农作物两个品种光合作用的影响,科研人员进行了相关实验,结果如下表所示。下列分析错误的是( )
A.低钾处理组与正常处理组相比,呼吸速率和光补偿点都增大
B.正常情况下,甲品种的最大光合速率是26.9 μmlCO2·m-2·s-1
C.光合速率达到最大值时增大光照强度,光合速率不再增加,主要是受光反应的限制
D.在相同低钾土壤环境中同时种植这两种农作物,乙品种比甲品种对低钾环境的适应能力强
4.(2023·广东卷)光合作用机理是作物高产的重要理论基础。大田常规栽培时,水稻野生型(WT)的产量和黄绿叶突变体(ygl)的产量差异不明显,但在高密度栽培条件下ygl产量更高,其相关生理特征见下表和图。(光饱和点:光合速率不再随光照强度增加时的光照强度;光补偿点:光合过程中吸收的CO2与呼吸过程中释放的CO2等量时的光照强度。)
a
b
c
分析图表,回答下列问题。
(1)ygl叶色黄绿的原因包括叶绿素含量较低和 ,叶片主要吸收可见光中的 光。
(2)光照强度逐渐增加达到2 000 μml·m-2·s-1时,ygl的净光合速率较WT更高,但两者净光合速率都不再随光照强度的增加而增加,比较两者的光饱和点,可得ygl (填“高于”“低于”或“等于”)WT。ygl有较高的光补偿点,可能的原因是叶绿素含量较低和 。
(3)与WT相比,ygl叶绿素含量低,高密度栽培条件下,更多的光可到达下层叶片,且ygl群体的净光合速率较高,表明该群体 ,是其高产的原因之一。
(4)试分析在0~50 μml·m-2·s-1范围的低光照强度下,WT和ygl净光合速率的变化,在答题卡给出的坐标系中绘制净光合速率趋势曲线。在此基础上,分析图a和你绘制的曲线,比较高光照强度和低光照强度条件下WT和ygl的净光合速率,提出一个科学问题: ?
答案：
必备知识基础练
1.D 解析 根据各细胞器的结构特点及物质变化可判断甲、乙、丙分别为液泡、叶绿体和线粒体,液泡具有调节细胞内的环境的作用,A项正确;根据题图中的箭头指向推知a为NADPH和ATP,它们是在类囊体薄膜上形成的,用于C3(B)的还原,B项正确;若G与F是同一种物质,根据图中信息判断G与F都是CO2,在线粒体中CO2是在线粒体基质中产生的,C项正确;E为(CH2O),无光条件下,暗反应不能正常进行,叶绿体不能产生E,但线粒体能产生ATP,D项错误。
2.D 解析 叶绿体中的叶绿素主要吸收蓝紫光和红光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,A项错误;由题图可知,过程②是暗反应,只发生在叶绿体基质中,过程③是细胞呼吸,发生在细胞质基质和线粒体中,B项错误;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,某一个细胞的光合速率大于细胞呼吸速率,甘蔗的干重不一定增加,C项错误;由题图可知,过程①为光反应,光反应可产生NADPH,用于过程②三碳化合物的还原,故过程②消耗NADPH,过程③是细胞呼吸,有氧呼吸的第一、二阶段产生[H],用于第三阶段与O2发生反应,因此③过程既产生也消耗[H],D项正确。
3.C 解析 白瓶透光,瓶内水生植物可进行光合作用和细胞呼吸,黑瓶不透光,瓶内水生植物只能进行细胞呼吸。在相同条件下培养一定时间,黑瓶中所测得的数据表示瓶内所有生物细胞呼吸所消耗的O2量,为1.5g/m3,白瓶中所测得的数据表示瓶内水生植物光合作用产生的O2量与所有生物细胞呼吸消耗的O2量的差值。综上分析可知,在水深1m处,白瓶中水生植物24h制造的O2量为3+1.5=4.5(g/m3),A项错误;水深2m处白瓶中水生植物能进行光合作用,因此能进行水的光解和C3的还原,B项错误;水深3m处白瓶中水生植物光合作用产生的O2量与所有生物细胞呼吸消耗的O2量相等,因此水生植物产生ATP的细胞器是叶绿体和线粒体,C项正确;在水深4m处,白瓶中水生植物24h制造的O2量为-1+1.5=0.5(g/m3),能进行光合作用,D项错误。
4.A 解析 测净光合速率时,一段时间后若液滴不移动,此时该植物的净光合速率为0,但由于存在不能进行光合作用的细胞,所以叶肉细胞的净光合速率大于0,A项错误;图甲是在最适温度下进行的,若适当升高温度,真正光合速率会发生图乙中从b到a的变化,B项正确;若将图甲中的NaHCO3溶液换成NaOH溶液,CO2含量减少,短时间内植物叶绿体中的ATP含量增多,ADP的含量减少,C项正确;若将图甲装置遮光,光合作用停止,可测有氧呼吸强度,D项正确。
5.C 解析 因为C4植物比C3植物具有更强的固定低浓度CO2的能力,从图中曲线可知,B植物所处的密闭小室最终的CO2浓度较低,B植物可能为C4植物,A项正确;因图中横坐标为时间,图中又研究两种植物,故本实验的自变量为植物种类和实验时间,B项正确;开始时CO2浓度相等,M点时CO2浓度相等,说明此阶段两种植物有机物的积累量相等,M点处两种植物叶片的净光合速率应为该点的斜率,二者不相等,C项错误;30~40min密闭小室中CO2浓度不变,说明B植物叶片光合作用消耗的CO2量与细胞呼吸产生的CO2量相同,B植物叶片光合速率等于呼吸速率,D项正确。
6.B 解析 细胞呼吸产生ATP的场所是细胞质基质和线粒体;光合作用产生ATP的场所是叶绿体。光照下绿萝叶肉细胞既进行细胞呼吸又进行光合作用,故20℃时,适宜光照下绿萝叶肉细胞中产生ATP的场所是叶绿体、线粒体和细胞质基质,A项错误。光照下绿萝既进行细胞呼吸又进行光合作用,由图甲可知,24℃时绿萝进行细胞呼吸释放CO2的速率为10ml/s,由图乙可知,24℃时绿萝的净光合速率为52ml/s,总光合速率=净光合速率+呼吸速率,固定CO2速率代表总光合速率,故24℃时,适宜光照下绿萝光合作用固定CO2的速率=52+10=62(ml·s-1),B项正确。由图甲可知,29℃时,绿萝进行细胞呼吸释放CO2的速率为20ml/s;由图乙可知,29℃时,光照下绿萝净光合速率为20ml/s,故绿萝在光照下固定CO2的速率=20+20=40(ml·s-1),C项错误。由图甲可知,无法确定绿萝细胞呼吸的最适温度,由图乙可知,绿萝光合作用的最适温度为24℃,D项错误。
7.答案 (1)乙品种在灌浆期的光合速率大于甲品种
(2)细胞质基质、线粒体、叶绿体
(3)乙 乙品种在灌浆期的最大净光合速率大于甲品种,更有利于幼穗中有机物的积累
(4)分别取在灌浆期和蜡熟期等量的同种水稻 灌浆期叶片叶绿素含量高于蜡熟期叶片
解析 (1)光补偿点指同一时间内,植株光合过程中吸收的CO2和细胞呼吸过程中放出的CO2等量时的光照强度。如果甲、乙两种水稻的细胞呼吸强度相同,只有当乙品种在灌浆期的光合速率大于甲植物时,才会导致乙在灌浆期的光补偿点低于甲品种。
(2)在灌浆期时,光照强度处于甲种水稻光补偿点(光照强度为68μml·m-2·s-1)时,该光照强度大于乙种水稻光补偿点(光照强度为52μml·m-2·s-1),此时乙种水稻能同时进行光合作用和细胞呼吸,所以在此光照强度下,乙种水稻叶肉细胞中产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体。
(3)根据表中数据推测,灌浆期幼穗开始有机物积累,乙品种在灌浆期的最大净光合速率大于甲品种的最大净光合速率,更有利于幼穗中有机物的积累,所以乙品种能获得较高产量。
(4)该实验的目的是验证从灌浆期到蜡熟期水稻最大净光合速率的变化可能与叶片的叶绿素含量变化有关,自变量为不同生长发育时期的叶片,因变量为叶片中叶绿素含量。可见,实验设计思路为:分别取在灌浆期和蜡熟期等量的同种水稻的叶片,分别测定其叶绿素含量。如果灌浆期叶片叶绿素含量高于蜡熟期叶片,说明植物由灌浆期到蜡熟期水稻的最大净光合速率下降是由叶片的叶绿素含量下降造成的。
关键能力提升练
1.C 解析 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细胞呼吸,植物净光合速率=总光合速率-呼吸速率,净光合速率只要大于0,则光合作用消耗的CO2量就大于细胞呼吸释放的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浓度从照光开始就下降,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。
2.C 解析 欲使A、B两处气体CO2浓度相同,即净光合速率为0,可以控制光照强度、温度等条件使光合作用强度等于细胞呼吸强度,A项错误;若B处气体CO2浓度低于A处,则表示植物叶片的净光合速率大于0,即叶片的光合作用强度大于细胞呼吸强度,B项错误;利用该同化箱在黑暗条件下研究叶片的细胞呼吸,测定同化箱通入气体和排出气体的体积,则体积差值的含义是细胞呼吸吸收O2量和产生CO2量的差值,C项正确;该叶片在适宜条件下进行实验,光合作用1小时制造有机物的量为表观光合作用量+细胞呼吸量=(c-b)+(a-b)=a+c-2b,D项错误。
3.C 解析 分析表中数据可知,低钾处理组与正常处理组相比,呼吸速率和光补偿点都增大,A项正确;正常情况下,甲品种的最大光合速率是24.4+2.5=26.9(μmlCO2·m-2·s-1),B项正确;当光合速率达到最大值时增大光照强度,光合速率不再增加,主要受暗反应(CO2浓度、温度等)的限制,C项错误;对比表中数据可知,在相同低钾土壤环境中同时种植甲、乙两种农作物,乙品种叶绿素含量高、最大净光合速率高、光补偿点低,故乙品种比甲品种对低钾环境的适应能力强,D项正确。
4.答案 (1)类胡萝卜素/叶绿素的值较高 红光和蓝紫
(2)高于 呼吸速率较高
(3)对光能利用率更高,干物质积累量更大,生长速度更快
(4)
为什么达到光饱和点时,ygl的净光合速率高于WT
解析 (1)ygl叶色黄绿的原因包括叶绿素含量较低、类胡萝卜素/叶绿素的值较高。叶片中的色素主要吸收红光和蓝紫光。(2)根据图a可知,WT先到达光饱和点,即ygl的光饱和点高于WT。ygl有较高的光补偿点,可能的原因是一方面光合速率偏低,另一方面是呼吸速率较高。(3)植物干物质积累量或生长速度主要取决于净光合作用速率,ygl群体的净光合速率较高,所以其干物质积累量更大,生长速度更快,导致其产量较高。(4)绘制曲线时找准起点和光补偿点,根据图c可知,ygl的呼吸速率较大,所以虚线的起点应低于实线。再根据图b确定与净光合速率为0的虚线的交点,ygl的是30μml·m-2·s-1,WT的是15μml·m-2·s-1,见图。根据两图提出问题:为什么达到光饱和点时,ygl的净光合速率高于WT?水深/m
1
2
3
4
白瓶中O2浓度/(g·m-3)
+3
+1.5
0
-1
黑瓶中O2浓度/(g·m-3)
-1.5
-1.5
-1.5
-1.5
光补偿点/
(μml·m-2·s-1)
光饱和点/
(μml·m-2·s-1)
最大净光合速率/
(μmlCO2·m-2·s-1)
甲
乙
甲
乙
甲
乙
68
52
1 853
1 976
21.67
27.26
75
72
1 732
1 365
19.17
12.63
分组
处理
叶绿素含
量相对值
呼吸速率/
(μmlCO2·m-2·s-1)
光补偿点
相对值
最大净光合速率/
(μmlCO2·m-2·s-1)
甲
品种
低钾处理组
18
3.0
89.8
16.4
正常处理组
25
2.5
49.8
24.4
乙
品种
低钾处理组
26
3.2
72.7
18.5
正常处理组
28
2.9
42.0
25.5
水稻
材料
类胡萝卜
素/叶绿素
WT
4.08
0.63
0.15
ygl
1.73
0.47
0.27