高考生物一轮复习考点一遍过考点20 光合作用和细胞呼吸的综合(含解析)

这是一份高考生物一轮复习考点一遍过考点20 光合作用和细胞呼吸的综合(含解析)，共25页。试卷主要包含了光合作用与有氧呼吸的区别，光合作用与有氧呼吸的联系，为了研究缺失叶黄素的植株等内容，欢迎下载使用。

考点20 光合作用和细胞呼吸的综合
高考频度：★★★★☆ 难易程度：★★★☆☆

1．光合作用与有氧呼吸的区别
项目
光合作用
有氧呼吸
物质变化
无机物合成有机物
有机物被分解成无机物
能量变化
光能→稳定的化学能
稳定的化学能→热能、ATP中活跃的化学能
实质
合成有机物，储存能量
分解有机物、释放能量，供细胞利用
场所
主要是叶绿体
细胞质基质和线粒体
条件
只在光下进行
时刻都能进行
2．光合作用与有氧呼吸的联系

（1）物质方面
C：CO2C6H12O6C3H4O3CO2
O：H2OO2H2O
H：H2O[H]C6H12O6[H]H2O
（2）能量方面
光能ATP中活跃的化学能C6H12O6中稳定的化学能
3．在不同的光照条件下，光合速率与呼吸速率的计算

（1）绿色植物组织在黑暗条件下测得的数值表示呼吸速率。
（2）绿色植物组织在有光的条件下，光合作用与细胞呼吸同时进行，测得的数值表示净光合速率。
（3）真光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。用O2、CO2或葡萄糖的量表示如下：
①光合作用产生的O2量＝实测的O2释放量＋细胞呼吸消耗的O2量。
②光合作用固定的CO2量＝实测的CO2吸收量＋细胞呼吸释放的CO2量。
③光合作用产生的葡萄糖量＝葡萄糖的积累量(增重部分)＋细胞呼吸消耗的葡萄糖量。

考向一 光合作用与细胞呼吸的过程判断

1．下图表示某植物叶肉细胞中部分物质变化途径，其中①〜④代表有关生理过程，相关叙述错误的是

A．过程③、④不在生物膜上进行
B．过程①、②、④都有ATP生成
C．过程③产生的C6H12O6中的氧来自H2O和CO2
D．过程④产生的间[H]不全都来自于C6H12O6
【参考答案】C
【试题解析】过程③表示光合作用暗反应中C3的还原过程，发生在叶绿体基质中；过程④表示有氧呼吸的第一、二阶段，分别发生细胞质基质和线粒体基质中，都不在膜上进行，A正确；过程①表示光合作用的光反应阶段，有ATP生成，过程②表示有氧呼吸的第三阶段，有ATP生成，过程④表示有氧呼吸的第一、二阶段，有ATP生成，B正确；光合作用在光反应阶段将H2O光解产生O2和[H]，故过程③暗反应产生的C6H12O6中的氧来自CO2，C错误；有氧呼吸的第一阶段葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，第二阶段丙酮酸水解产生[H]和CO2，故过程④产生的[H]来自葡萄糖和水，D正确。

2．下图是苹果叶肉细胞中光合作用与呼吸作用之间的关系图，其中A～E表示相关过程，a～e表示相关物质，据图回答：

（1）图中A过程表示__________，反应场所为_____________，d物质表示_____________。
（2）C过程发生在______________，D过程产生的b物质参与B过程，至少经过_____层生物膜。
（3）图中产生[H]的过程有_______（填字母）；消耗[H]的过程有________（填字母）。
（4）若苹果有氧呼吸和无氧呼吸消耗等量的C6H12O6，那么它们产生的CO2与消耗O2的比值为______。
【答案】（1）光反应 类囊体膜 [H]和ATP
（2）线粒体（或线粒体内膜） 4
（3）ADE BC
（4）4∶3
【解析】分析图示可知，A表示光反应，B表示暗反应，E表示有氧呼吸的第一阶段，D表示有氧呼吸的第二阶段，C表示有氧呼吸的第三阶段。a表示氧气，b表示二氧化碳，c表示水，d表示[H]和ATP，e表示[H]。（1）图中A过程表示光反应，反应场所在叶绿体类囊体膜上，d物质表示光反应的产物[H]和ATP。（2）C表示有氧呼吸的第三阶段，发生在线粒体内膜，D表示有氧呼吸的第二阶段，产生的b二氧化碳参与B暗反应，至少经过线粒体两层生物膜和叶绿体两层生物膜，共4层生物膜。（3）图中产生[H]的过程有A光反应，D有氧呼吸的第二阶段，E有氧呼吸的第一阶段；消耗[H]的过程有B暗反应，C有氧呼吸的第三阶段。（4）有氧呼吸：C6H12O6+6H2O+6O2→6CO2+12H2O；酒精发酵：C6H12O6→2CO2+2CH3CH2OH。所以消耗等量的C6H12O6时，产生的二氧化碳是8，消耗氧气是6，故产生的CO2与消耗O2的比值为4∶3。

考向二 以叶绿体和线粒体为载体分析光合作用和细胞呼吸

3．如图为某植物细胞部分结构示意图，据图分析，下列四项叙述中，正确的是

A．a、b箭头表示的是O2进出细胞的过程
B．e、f箭头表示的是CO2进出细胞的过程
C．以C18O2作原料进行光合作用，在较强光照下，测得含18O的呼吸作用产物的主要去向是图中的d
D．以HO作原料进行光合作用，在较强呼吸作用下，测得含18O的光合作用产物的主要去向是图中的b
【参考答案】C
【试题解析】a表示叶绿体吸收CO2，b表示叶绿体释放O2，e表示线粒体吸收O2，f表示线粒体释放CO2，c表示叶绿体产生的O2被线粒体利用，d表示线粒体产生的CO2被叶绿体利用。以C18O2作原料进行光合作用，18O的转移途径为C18O2→有机物→C18O2，在较强光照下，光合作用速率大于呼吸作用速率，呼吸产物C18O2主要被叶绿体利用，即主要去向是图中的d。以HO作原料进行光合作用，18O全部生成氧气，在较强呼吸作用下，氧气主要被线粒体利用，进行有氧呼吸，即主要去向是图中的c。

4．在一定浓度的CO2和适当温度条件下，测定植物叶片在不同光照条件下的光合作用速率，光照强度与该植物叶片光合作用速率的关系及CO2的转移方向如图所示，据图回答下列问题：

（1）在图中a点所示条件下，该植物叶肉细胞内能够产生ATP的部位是________。
（2）在一昼夜中，将该植物叶片置于8 klx光照下9小时，其余时间置于黑暗中，则每100 cm2叶片一昼夜中CO2的净吸收量为________mg。
（3）如图所示曲线中b、c两点所代表的光合作用强度分别与图甲、乙、丙、丁的对应关系是b点对应________；c点对应________。
（4）图丙中CO2由线粒体扩散到叶绿体经过__________层膜。
（5）在图中b点所处的状态时，叶绿体内ADP的移动方向是________________________。
（6）写出光合作用总反应式___________________________________。
【答案】（1）细胞质基质、线粒体
（2）18
（3）丙 丁
（4）4
（5）从叶绿体基质移动到类囊体薄膜
（6）CO2＋H2O (CH2O)＋O2
【解析】图示坐标中，当光照强度为0时，光合作用速率为负值，则a点的值代表呼吸速率，与图乙对应； 曲线代表净光合速率曲线。甲～丁图中，线粒体产生二氧化碳，叶绿体消耗二氧化碳。（1）在图中a点所示条件下，该植物叶肉细胞只能进行呼吸作用，能够产生ATP的部位是细胞质基质和线粒体。（2）在一昼夜中，将该植物叶片置于8 klx光照下9小时，每100 cm2叶片吸收的二氧化碳为12×9=108（mg），其余时间置于黑暗中，则置于黑暗中的时间为24—9=15小时，黑暗中释放二氧化碳量为6×15=90（mg），则每100 cm2叶片一昼夜中CO2的净吸收量为108—90=18（mg）。（3）如图所示曲线中，b点为光补偿点，此时呼吸作用产生的二氧化碳正好被叶绿体消耗，对应于图丙；c点对应的光照强度为光饱和点，此时叶绿体利用的二氧化碳来自线粒体和外界环境，对应于图丁。（4）线粒体和叶绿体均是双层膜细胞器，图丙中CO2由线粒体扩散到叶绿体经过4层膜。（5）在图中b点所处的状态时，叶绿体基质中ATP水解生成ADP，ADP移动到类囊体薄膜，接受能量，和Pi结合，重新生成ATP。（6）光合作用把二氧化碳和水合成为有机物，同时释放氧气，反应式中注意不要漏掉反应条件：光能和叶绿体。

考向三 总光合速率、净光合速率与呼吸速率的判断及相关计算

5．为了研究缺失叶黄素的植株（甲）和正常的植株（乙）光合作用速率的差异，某实验小组设计实验并测得相关数据如下表（温度和CO2浓度等条件均适宜）。下列有关说法正确的是

光合速率与呼吸速率相等时的光照度（klx）
光合速率达到最大值时的最小光照强度（klx）
光合速率最大值时CO2吸收量
mg/（100cm2）
黑暗条件下CO2释放量
mg/（100cm2）
植株甲
1
3
12
6
植株乙
3
9
30
14
A．植株甲因缺少叶黄素而使得叶片呈现黄色，且呼吸速率降低
B．光照强度为3 klx时，植株甲光合作用所需CO2只来源于呼吸作用
C．光照强度为1 klx时，植株乙的光合速率大于其呼吸速率
D．光照强度为3 klx时，甲，乙两植株固定CO2速率的差为4 mg/（100cm2·h）
【答案】D
【解析】据表格数据分析，甲的呼吸速率比乙低，但叶黄素是黄色，缺少叶黄素会使叶片呈现其他色素的颜色，一般为绿色，A错误；据表格数据，光照强度为3 klx时植株甲光合速率达到最大值，光合作用所需CO2来自呼吸作用和外界环境吸收，B错误；据表格数据，植株乙的光合速率＝呼吸速率时的光照强度为3 klx，所以在光照强度为l klx时，植株乙的呼吸速率大于其光合速率，C错误；光照强度为3 klx时，植株甲光合速率达到最大值，固定CO2量＝呼吸作用释放CO2量+光合作用净吸收CO2量＝6+12＝18 ［mg/（100 cm2·h）］；光照强度为3 klx时，植株乙光合速率＝呼吸速率＝14 ［mg/（100 cm2·h）］，即此光照强度下甲、乙两植株固定C02速率的差为4 mg/（100cm2·h），D正确。
解题技巧
1．净光合速率和总光合速率的判定方法
（1）若为坐标曲线形式，当光照强度为0时，CO2吸收值为0，则该曲线表示总(真)光合速率，若CO2吸收值为负值，则该曲线表示净光合速率。
（2）所给数值为有光条件下绿色植物的测定值，则为净光合速率。
（3）有机物积累量为净光合速率，制造量为总(真)光合速率。
2．光合作用与细胞呼吸相关计算的两种妙法
（1）“半叶法”——测光合作用有机物的生产量
例如：某研究小组采用“半叶法”对番茄叶片的光合作用强度进行测定，如图所示。“半叶法”的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(可先在叶柄基部用热水或热石蜡液烫伤或用呼吸抑制剂处理)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的对应部位截取同等面积的叶片，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。
（2）“黑白瓶”中有关光合作用与细胞呼吸的计算方法
“黑白瓶”问题是一类通过净光合作用强度和有氧呼吸强度推算总光合作用强度的试题，其中“黑瓶”不透光，测定的是有氧呼吸量；“白瓶”给予光照，测定的是净光合作用量，可分为有初始值与没有初始值两种情况，规律如下：
规律①：有初始值的情况下，黑瓶中氧气的减少量(或二氧化碳的增加量)为有氧呼吸量；白瓶中氧气的增加量(或二氧化碳的减少量)为净光合作用量；二者之和为总光合作用量。
规律②：没有初始值的情况下，白瓶中测得的现有量与黑瓶中测得的现有量之差即总光合作用量。

6．如表所示为某科研小组在不同环境条件下，针对花椰菜的氧气吸收量和释放量进行测定后，所得的结果：

回答下列问题：
（1）光照强度为10 klx时，花椰菜细胞内能产生ATP的场所主要有__________。
（2）花椰菜在10 klx光照条件下5 h，10 ℃时光合作用产生的O2总量比20 ℃时少__________mg。
（3）大棚种植花椰菜时，如果昼夜温度均保持在20 ℃时，光照强度为5 klx，光照时间至少要超过______h，该植物才能正常生长。
（4）分离绿叶中的色素时，用__________法，分离后得到不同的色素带，在暗室内用红光照射四条色素带，可以看到较暗的是__________（填色素名称）
【答案】（1）细胞质基质、线粒体和叶绿体
（2）7.5
（3）8
（4）纸层析 叶绿素a和叶绿素b
【解析】（1）光照强度为10 klx时，花椰菜细胞内既进行光合作用，又进行呼吸作用，所以细胞内产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体。（2）分析表中数据可知，10 klx时，花椰菜在10 ℃时，每小时光合作用产生的氧气量为4+0.5=4.5（mg），5小时产生的总量为22.5 mg，花椰菜在20℃时，每小时光合作用产生的氧气量为5+1=6（mg），5小时产生的总量为30 mg，因此花椰菜在10 ℃时，5小时光合作用产生的氧气量比20℃时少30﹣22.5=7.5（mg）。（3）大棚种植花椰菜时，白天的光合作用产生的有机物的量应大于一整天的呼吸作用有机物的消耗量，昼夜温度均保持在20 ℃，光照强度为5 klx时，实际光合速率为2+1=3 （mg/h），一昼夜呼吸作用有机物的消耗量为24×1=24（mg），则白天光照时间至少需要24÷3=8（h）。（4）绿叶中色素的分离，需用纸层析法。叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，所以暗室中用红光照射四条色素带，可以看到较暗的是叶绿素a和叶绿素b

考向四 光合作用与细胞呼吸的“关键点”移动

7．已知某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25 ℃和30 ℃，如图表示30 ℃时光合作用与光照强度的关系。若温度降到25 ℃(原光照强度和二氧化碳浓度不变)，理论上图中相应点a、b、d的移动方向分别是

A．下移、右移、上移
B．下移、左移、下移
C．上移、左移、上移
D．上移、右移、上移
【参考答案】C
【试题解析】图中a、b、d三点分别表示细胞呼吸强度、光补偿点和在光饱和点时的光合作用强度。由题干“光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25 ℃和30 ℃”可知，当温度从30 ℃降到25 ℃时，细胞呼吸强度降低，a点上移；光合作用强度增强，所以光饱和点(d点)时吸收的CO2增多，d点上移。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，光合作用强度增强，在除光照强度外其他条件不变的情况下要使其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与细胞呼吸强度相等，即b点左移。
解题技巧
光合作用、细胞呼吸曲线中关键点的移动

CO2(或光)补偿点和饱和点的移动方向：一般有左移、右移之分，其中CO2(或光)补偿点B是曲线与横轴的交点，CO2(或光)饱和点C则是最大光合速率对应的CO2浓度(或光照强度)，位于横轴上。
（1）呼吸速率增加，其他条件不变时，CO2(或光)补偿点B应右移，反之左移。
（2）呼吸速率基本不变，相关条件的改变使光合速率下降时，CO2(或光)补偿点B应右移，反之左移。
（3）阴生植物与阳生植物相比，CO2(或光)补偿点和饱和点都应向左移动。

8．图甲中试管Ⅰ与试管Ⅱ敞口培养相同数量的小球藻，研究光照强度对小球藻氧气产生量的影响，试管Ⅰ的结果如图乙曲线所示。据图分析，下列叙述正确的是
　
A．Q点的O2净释放量为零，是因为此点光合作用强度为零
B．P点为负值的原因是细胞呼吸消耗氧气，适当降低温度，P点将下降
C．在图乙上绘制装置Ⅱ的曲线，Q点应右移
D．降低CO2浓度时，在图乙上绘制装置Ⅰ的曲线，R点应右移
【答案】C
【解析】乙图中P点植物只进行呼吸作用，Q点时植物同时进行光合作用和呼吸作用，光合作用强度等于呼吸作用强度，此点为光补偿点；R点是光饱和点，此点后再增加光照强度，光合作用强度都不变。装置Ⅱ是缺镁培养液，则小球藻中叶绿素不能合成，吸收光能减少，直接降低光合作用强度。Q点时光合作用强度等于呼吸作用强度，光合作用产生的氧气刚好用于呼吸作用消耗，O2净释放量为零，A错误；适当降低温度，酶的活性降低，呼吸作用强度降低，P点上移，B错误；Ⅱ试管中植物生活在缺镁的环境中，合成叶绿素含量降低，吸收光能较少，需要光补偿点增大，故Q点右移，C正确；降低CO2浓度时，光饱和点会向左移动，即R点应左移，D错误。

考向五 以图、表、曲线为载体综合分析光合作用与细胞呼吸

9．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。图乙表示蓝藻光合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，光合速率等于呼吸速率
B．图甲中，光照强度为D时，单位时间内细胞从周围吸收2个单位的CO2
C．图乙中，当光照强度为X时，细胞中产生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点光合作用速率的因素主要是光照强度
【参考答案】B
【试题解析】分析甲图可知，光照强度为B时，CO2释放量和O2产生总量相等，都为3单位，细胞呼吸释放的CO2首先供应叶绿体进行光合作用，剩余部分释放到外界，说明此时细胞呼吸速率大于光合作用速率，A项错误；光照强度为D时，水稻叶肉细胞光合作用速率大于细胞呼吸速率，光照强度为A时，CO2释放量即为呼吸速率，则光照强度为D时，O2产生总量为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2单位的CO2，B项正确；图乙中所示生物为蓝藻，蓝藻不含线粒体和叶绿体，C项错误；图乙中，限制G点光合作用速率的因素不是光照强度，可能是二氧化碳浓度及温度等，D项错误。

10．某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25 ℃和35 ℃，将其放入25℃恒温密闭的玻璃容器中，置于户外一昼夜，测得容器中CO2含量变化如图1所示；图2中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ表示该植物某细胞内的生理过程，a、b、c、d、e代表相应的物质。
回答下列问题：

（1）图1曲线中，该植物光合速率和呼吸速率相等的点是____________，净光合速率最大的点是___________________________________。
（2）一昼夜后，该植物有机物的含量__________(填“增加”或“减少”或“不变”)，理由是__________________________________________________________。
（3）若该恒温密闭玻璃容器内温度设置为35 ℃，其余条件相同，重复此实验，则B点应向______________方移动。
（4）图2中c、d代表的物质分别是____________、____________，大量产生ATP的过程有____________________________(用图中符号作答)。
【答案】（1）B、D C
（2）增加 一昼夜后CO2含量下降了，通过光合作用固定的CO2量大于细胞呼吸释放的CO2量，有机物净积累
（3）右上
（4）CO2 ATP、[H] I、II
【解析】（1）图1曲线中，该植物光合速率和呼吸速率相等的点是B、D，净光合速率最大的点是C。（2）一昼夜后CO 2 含量下降了，通过光合作用固定的CO2量大于细胞呼吸释放的CO2量，有机物净积累，该植物有机物的含量增加。（3）某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25 ºC和35 ºC，将其放入25 ºC恒温密闭的玻璃容器中，置于户外一昼夜，测得容器中CO2含量变化如图1所示。若该恒温密闭玻璃容器内温度设置为35 ºC，其余条件相同，则光合作用速率减慢，呼吸速率加快，重复此实验，则B点应向右上方移动。（4）图2中c代表的物质是CO2、d代表的物质是ATP、[H] ，大量产生ATP的过程有Ⅰ光反应、Ⅱ有氧呼吸第三阶段。

考向六 光合速率与呼吸速率的常用测定方法

11．将植物放置于如图所示装置中，分別在光照下和黑暗中在不同温度下进行实验，结果如下表所示（气体体积已换算成标准状况下体积）。请回答下列问题：

温度（℃)
5
10
15
20
25
30
35
光照下O2释放量(mL/h)
0.86
1.68
2.43
3.12
3.65
3.36
3.02
黑暗中O2吸收量(mL/h)
0.46
0.68
1.15
1.30
2.15
2.98
3.46
（1）植物光合作用过程中最初的能量转换场所是_______，能量的最终存在形式是_______。
（2）昼夜不停地光照，该植物生长的最适温度是________；每天交替12小时光照、12小时黑暗，该植物积累有机物最多的温度是____________。
（3）该实验的目的是________，在光下测定数据时烧杯内的液体是_______（填“碳酸氢钠”或“氢氧化钠”）溶液。
（4）为了防止光照引起装置内气体物理性膨胀或收缩所造成的误差，必须设置对照，并对实验结果进行校正。对照组应该如何设置？____________。
【答案】（1）叶绿体的类囊体薄膜 有机物中的化学能
（2）25 ℃ 20 ℃
（3）研究温度对植物光合作用和细胞呼吸的影响 碳酸氢钠
（4）放置等量同样大小的死植株，其余保持相同
【解析】（1）植物光合作用过程中最初的能量转换为光反应中将光能转换为ATP中活跃的化学能，其场所是叶绿体的类囊体薄膜。暗反应中将ATP中活跃的化学能转换为有机物中稳定的化学能，因此能量的最终存在形式是有机物中的化学能。（2）表格中光照下O2释放量为净光合作用速率，昼夜不停地光照，因此取光照下O2释放量最高值所对应的温度为该植物净光合作用速率最大时的温度，即生长的最适温度是25 ℃。黑暗中O2吸收量为呼吸作用速率，每天交替12小时光照、12小时黑暗，则考虑12小时的净光合作用和12小时的呼吸作用，两者之间的差值最大时，为该植物积累有机物最多时。根据表格可推出20 ℃时，两者之间的差值为1.82，与其他温度下的差值比较，20 ℃时最大，则该植物积累有机物最多的温度是20 ℃。（3）据表格分析，该实验的自变量为温度，因变量为光照下O2释放量、黑暗中O2吸收量，则实验目的是研究温度对植物光合作用和细胞呼吸的影响。在光下测定的数据为光照下O2释放量即净光合速率，因此需要排除二氧化碳对实验的影响，由于氢氧化钠只能吸收环境中的二氧化碳，而碳酸氢钠可以维持环境中的二氧化碳浓度，则烧杯内的液体是碳酸氢钠溶液，（4）为了防止光照引起装置内气体物理性膨胀或收缩所造成的误差，需要设置一个未进行呼吸作用、光合作用的装置，即装置中放置等量同样大小的死植株，其余保持相同。
解题技巧
利用装置图法测定植物光合速率与呼吸速率

（1）装置中溶液的作用：在测细胞呼吸速率时，NaOH溶液可吸收容器中的CO2；在测净光合速率时，NaHCO3 溶液可提供CO2，保证了容器内CO2浓度的恒定。
（2）测定原理
①甲装置在黑暗条件下植物只进行细胞呼吸，由于NaOH溶液吸收了细胞呼吸产生的CO2，所以单位时间内红色液滴左移的距离表示植物的O2吸收速率，可代表呼吸速率。
②乙装置在光照条件下植物进行光合作用和细胞呼吸，由于NaHCO3溶液保证了容器内CO2浓度的恒定，所以单位时间内红色液滴右移的距离表示植物的O2释放速率，可代表净光合速率。
③真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。
（3）测定方法
①将植物(甲装置)置于黑暗环境中一定时间，记录红色液滴移动的距离，计算呼吸速率。
②将同一植物(乙装置)置于光下一定时间，记录红色液滴移动的距离，计算净光合速率。
③根据呼吸速率和净光合速率可计算得到真正光合速率。
（4）物理误差的校正：为防止气压、温度等物理因素所引起的误差，应设置对照实验，即用死亡的绿色植物分别进行上述实验，根据红色液滴的移动距离对原实验结果进行校正。

12．某转基因作物有很强的光合作用能力。某中学生物兴趣小组在暑假开展了对该转基因作物光合作用强度测试的研究课题，设计了如图所示装置。请你利用这些装置完成光合作用强度的测试实验，并分析回答有关问题：

（1）先测定植物的呼吸作用强度，方法步骤如下：
①甲、乙两装置的D中都放入______________，装置乙作为对照。
②将甲、乙装置的玻璃钟罩进行________处理，放在温度等相同且适宜的环境中。
③30分钟后分别记录甲、乙两装置中红墨水滴移动的方向和距离。
（2）测定植物的净光合作用强度，方法步骤如下：
①甲、乙两装置的D中放入__________________________________________________。
②把甲、乙装置放在________________________________________________________。
③30分钟后分别记录甲、乙两装置中红墨水滴移动的方向和距离。
（3）实验进行30分钟后，记录的甲、乙装置中红墨水滴移动情况如下表：

实验30分钟后红墨水滴移动情况
测定植物呼
吸作用强度
甲装置
______(填“左”或“右”)移1.5 cm
乙装置
右移0.5 cm
测定植物净光
合作用强度
甲装置
________(填“左”或“右”)移4.5 cm
乙装置
右移0.5 cm
（4）假设红墨水滴每移动1 cm，植物体内的葡萄糖增加或减少1 g，那么该植物的呼吸速率是__________g/h；白天光照15 h，一昼夜葡萄糖的积累量是__________g(不考虑昼夜温差的影响)。
【答案】（1）①NaOH溶液　 ②遮光　
（2）①NaHCO3溶液，装置乙作为对照　 ②光照充足、温度等相同且适宜的环境中　
（3）左　 右　
（4）4　 84
【解析】（1）要测光合作用强度必须先测呼吸作用强度，在测呼吸作用强度时一定要将实验装置置于黑暗条件下，使植物只进行呼吸作用。用NaOH溶液除去玻璃钟罩内的CO2，植物进行呼吸作用消耗一定量的O2，释放等量的CO2，而CO2被NaOH溶液吸收，根据一定时间内玻璃钟罩内气体体积的减少量即可计算出呼吸作用强度。（2）在测定净光合作用强度时要满足光合作用所需的条件：充足的光照、一定浓度的CO2(由NaHCO3溶液提供)，光合作用过程中消耗一定量CO2，产生等量O2，而NaHCO3溶液可保证装置内CO2浓度的恒定，因此，玻璃钟罩内气体体积的变化只受O2释放量的影响，而不受CO2气体减少量的影响。（3）若该装置测定细胞呼吸作用强度，液滴的移动就来自氧气的吸收量，液滴向左移动；若该装置测定植物的净光合作用强度，液滴的移动就来自氧气的释放量，液滴向右移动。（4）对照实验装置乙中红墨水滴右移是环境因素(如气压等)对实验产生影响的结果。实验装置甲同样也受环境因素的影响，因此，植物呼吸作用消耗O2量等于玻璃钟罩内气体体积的改变量，即该植物的呼吸速率为1.5＋0.5＝2(g/半小时)；净光合速率为4.5﹣0.5＝4(g/半小时)，白天光照15 h的净光合作用量是(4×2)×15＝120(g)，一昼夜葡萄糖的积累量是15 h的光合作用实际生产量减去24 h的呼吸作用消耗量，等同于15 h的净光合作用量减去9 h的呼吸作用消耗量，即120﹣4×9＝84(g)。

1．下图中的a、b、c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
2．某校生物兴趣小组以玉米为实验材料，研究不同条件下光合作用速率和呼吸作用速率，绘制了如甲、乙、丙、丁所示的四幅图。除哪幅图外，其余三幅图“a”点都可表示光合作用速率与呼吸作用速率相等

A．图甲
B．图乙
C．图丙
D．图丁
3．叶面积指数是指单位土地面积上植物的总叶面积，叶面积指数越大，叶片交错重叠程度越大。下图表示叶面积指数与光合作用和呼吸作用两个生理过程的关系，下列叙述中，错误的是

A．A点时，光合作用和呼吸作用强度相等
B．两条曲线围成的部分代表有机物的积累量
C．叶面积指数大约为5时，对农作物增产最有利
D．叶面积指数超过7时，农作物将开始减产
4．在适宜温度和CO2浓度条件下，测得某森林中林冠层四种主要乔木幼苗叶肉细胞的生理指标如表所示。下列相关叙述正确的是

马尾松
苦槠
石栎
青冈
光补偿点(千勒克斯)
7
3
1.5
1
光饱和点(千勒克斯)
11
6
3
2.5
A．光照强度大于7千勒克斯时，马尾松幼苗叶肉细胞中产生的O2全部进入线粒体被利用
B．光照强度小于6千勒克斯时，影响苦槠幼苗光合速率的环境因素主要是CO2浓度
C．苦槠的最大光合作用强度是石栎的最大光合作用强度的二倍
D．若呼吸速率不变，适当降低环境温度，青冈的光补偿点将大于1
5．科研人员测定了航天诱变番茄突变体与野生型在6:00～18:00内的净光合速率，结果如图所示。研究还发现早晨和傍晚突变体的气孔开放程度明显高于野生型。下列相关分析正确的是

A．突变体和野生型均于6:00开始进行光合作用
B．突变体和野生型体内光合与呼吸相关酶的活性相同
C．16:00～18:00突变体与野生型净光合速率下降的主要原因是环境中CO2供应不足
D．6:00～18:00时间段内突变体有机物的积累量高于野生型
6．植物的光合作用受CO2浓度、温度与光照强度的影响。如图为在一定CO2浓度和适宜温度条件下，测定某植物叶片在不同光照条件下的光合作用速率。下列有关说法不正确的是

A．在a点所示条件下，该植物的叶肉细胞内能够产生ATP的部位是线粒体
B．该植物叶片的呼吸速率是5 mg CO2/(100 cm2叶·小时)
C．在一昼夜中，将该植物叶片置于c点所示光照强度条件下11小时，其余时间置于黑暗中，则每100 cm2叶片一昼夜中CO2的净吸收量为45 mg
D．已知该植物光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为25 ℃和30 ℃。若将温度提高到30 ℃的条件下(原光照强度和CO2浓度不变)，则图中b点将右移，c点将下移
7．将生长状况相同的某种植物的绿叶分成四等份，在不同温度下分别暗处理1 h，再光照1 h（光照强度相同），测其重量变化，得到如下表的数据。分析表中数据，可以得出的结论是
组别
一
二
三
四
温度/℃
27
28
29
30
暗处理后重量变化/mg
-1
-2
-3
-1
光照后与暗处理前重量变化/mg
+3
+3
+3
+1
A．27 ℃、28 ℃、29 ℃下光合作用1小时积累的有机物相等
B．30 ℃时光合作用1小时积累的有机物等于呼吸作用消耗的有机物，都是1 mg/h
C．27 ℃、28 ℃和29 ℃光合作用1小时制造的有机物的量相等
D．该植物呼吸作用和光合作用的最适温度在所给的四个温度中都是29 ℃
8．图甲表示某光强度和适宜温度下，该植物光合强度增长速率随CO2浓度变化的情况，图乙表示在最适温度及其他条件保持不变的情况下某植物叶肉细胞CO2释放量随光强度变化的曲线。下列叙述正确的是

A．图甲中，与F点相比，E点C3的含量较高
B．图甲中，与G点相比，F点植物光饱和点较高
C．图乙中若其他条件不变，CO2浓度下降则A点将向右移动
D．若图乙中的B点骤变为C点，短时间内NADPH含量将下降
9．图1是甲、乙两种植物在不同光照强度下的光合速率的曲线；图2表示将甲植物放在CO2浓度不同的环境条件下，光合速率受光照强度影响的变化曲线。请分析回答下列问题：

（1）图1的a点表示_____________，在c点时，叶绿体中ATP的移动方向是_____________。图2中e点与d点相比较，e点的叶肉细胞中C3的含量_____________；e点与f点相比较，e点时叶肉细胞中C3的含量_____________。 
（2）在有氧条件下，生长中的植物细胞内的葡萄糖先在_________（填细胞结构）中脱氢，生成_____。 
（3）图1中，如果甲、乙两种植物较长时间处在连续阴雨的环境中，生长受到显著影响的是________，在晴转阴瞬间，叶肉细胞中C5相对量的变化趋势是____________________________。光照强度为10千勒克斯时，甲、乙植物的实际光合作用速率差值为_____________mgCO2/（100 cm2·h）。
10．如图所示，图甲表示某大棚蔬菜叶肉细胞的部分结构和相关代谢情况，其中a～f代表O2或CO2。图乙表示该植物在一定条件下O2净产量（光合作用的O2产生量﹣呼吸作用的O2消耗量）与光照强度之间的关系曲线，据图回答下列问题：

（1）在图甲中，b可代表________，物质b进入箭头所指的结构后与[H]结合，生成大量的水和能量。
（2）在适宜的条件下，若用CO2、H218O供给植物进行代谢，则甲图中的d所代表的物质应是_____。
（3）其他条件不变的情况下，适当提高棚内的温度，可以提高蔬菜的产量，此时乙图中N点向________（左、右）移动。
（4）在图乙P点所处的状态时，叶绿体内ADP移动的方向是________________________。A点状态时，可以发生图甲中的哪些过程（用图中字母表示）？______；D点时发生（字母表示）______。
（5）以测定CO2吸收速率与释放速率为指标，探究温度对某绿色植物光合作用与细胞呼吸的影响，结果如表所示：
温度/℃
5
10
20
25
30
35
光照条件下CO2吸收速率（mg·h-1）
1
1.8
3.2
3.7
3.5
3
黑暗条件下CO2释放速率（mg·h-1）
0.5
0.75
1
2.3
3
3.5
①光照条件下，温度由25 ℃升高为30 ℃后光合作用制造的有机物总量__________（填“增加”或“减少”）。
②假设细胞呼吸速率昼夜不变，植物在30 ℃时，给植物光照14 h，则一昼夜净吸收CO2的量为_______mg。

11．（2018·江苏卷）如图为某一植物在不同实验条件下测得的净光合速率，下列假设条件中能使图中结果成立的是

A．横坐标是CO2浓度，甲表示较高温度，乙表示较低温度
B．横坐标是温度，甲表示较高CO2浓度，乙表示较低CO2浓度
C．横坐标是光波长，甲表示较高温度，乙表示较低温度
D．横坐标是光照强度，甲表示较高CO2浓度，乙表示较低CO2浓度
12．（2018·全国Ⅰ卷）甲、乙两种植物净光合速率随光照强度的变化趋势如图所示。

回答下列问题：
（1）当光照强度大于a时，甲、乙两种植物中，对光能的利用率较高的植物是____________。
（2）甲、乙两种植物单独种植时，如果种植密度过大，那么净光合速率下降幅度较大的植物是_________，判断的依据是______________________。
（3）甲、乙两种植物中，更适合在林下种植的是______。
（4）某植物夏日晴天中午12：00时叶片的光合速率明显下降，其原因是进入叶肉细胞的_________（填“O2”或“CO2”）不足。
13．（2018·全国Ⅲ卷）回答下列问题：
（1）高等植物光合作用中捕获光能的物质分布在叶绿体的___________上，该物质主要捕获可见光中的_________。
（2）植物的叶面积与产量关系密切，叶面积系数（单位土地面积上的叶面积总和）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所示，由图可知：当叶面积系数小于a时，随叶面积系数增加，群体光合速率和干物质积累速率均_______。当叶面积系数超过b时，群体干物质积累速率降低，其原因是__________________________。

（3）通常，与阳生植物相比，阴生植物光合作用吸收与呼吸作用放出的CO2量相等时所需要的光照强度________（填“高”或“低”）。

1．【答案】C
【解析】据图分析可知，b是有氧呼吸的第一、二阶段，d是有氧呼吸的第三阶段，这三个阶段都有热能释放，A正确。人体内可以进行呼吸作用，b、d属于有氧呼吸，B正确。在生物膜上发生的生理过程是c光反应（场所是叶绿体的类囊体膜上）和d有氧呼吸的第三阶段（线粒体内膜）；a暗反应过程发生在叶绿体基质中，b有氧呼吸的第一、第二阶段发生的场所是细胞质基质和线粒体基质，C错误。在光照充足，条件适宜的情况下，光合作用强度大于呼吸作用强度，所以a强于b，c强于d，D正确。
2．【答案】A
【解析】甲图中a点的含义是二氧化碳的吸收量等于释放量，表示净光合作用速率等于呼吸作用速率，此时光合作用速率大于呼吸作用速率，A符合题意；乙图中a点后二氧化碳的含量降低，说明光合作用速率大于呼吸作用速率，故a点含义是光合作用速率等于呼吸作用速率，B不符合题意；丙图根据图中的曲线的含义可知，a点代表光合作用速率等于呼吸作用速率，C不符合题意；丁图中，a点二氧化碳的吸收量为0，说明此时的光合作用速率等于呼吸作用速率，D不符合题意；故选A。
3．【答案】D
【解析】光合作用和呼吸作用强度相交于A点，体现了两者的强度相等，A正确；农作物积累量是光合作用强度与呼吸作用强度之差，曲线围成的部分代表有机物的积累量，B正确；叶面积指数大约为5时，光合作用强度与呼吸作用强度之差最大，即农作物积累量最大，对农作物增产最有利，C正确；叶面积指数在7~9时，光合强度大于呼吸强度，有有机物的积累，只是积累量较之前少，超过9时，农作物才减产，D错误；故选D。
4．【答案】D
【解析】光照强度大于7千勒克斯，光合速率大于呼吸速率，所以当光照强度大于7千勒克斯时马尾松幼苗叶肉细胞中产生的O2除进入线粒体外，还扩散至细胞外，A错误；光照强度小于6千勒克斯时，影响苦槠幼苗光合速率的环境因素是光照强度，B错误；苦槠的光饱和点是石栎的光饱和点的二倍，不表示苦槠的最大光合作用强度是石栎的最大光合作用强度的二倍，C错误；由表格信息可知，青冈的光补偿点较低，更适应弱光环境，若呼吸速率不变，适当降低环境温度，青冈的光补偿点将大于1，D正确。
5．【答案】D
【解析】由于净光合速率=总光合速率-呼吸速率，6:00时突变体和野生型的净光合速率均为0，说明二者此时的总光合速率=呼吸速率，而不是6:00开始进行光合作用，A错误；由图不能得出二者呼吸速率的大小，所以无法比较突变体和野生型体内呼吸相关酶的活性是否相同，B错误；16:00～18:00突变体与野生型净光合速率下降的主要原因是光照强度降低，C错误；由图可知，6:00～18:00时间段内，大部分时间段内是突变体净光合速率大于野生型的净光合速率，而其它时间段内，突变体净光合速率和野生型的净光合速率几乎完全相同，所以6:00～18:00时间段内突变体有机物的积累量高于野生型，D正确。
6．【答案】A
【解析】由题图可知，在a点该植物只进行细胞呼吸，不进行光合作用，所以在a点所示条件下，该植物的叶肉细胞内能够产生ATP的部位是细胞质基质和线粒体。该植物叶片的呼吸速率是5 mg CO2/(100 cm2叶·小时)。将该植物叶片置于c点所示光照强度条件下11小时，每100 cm2叶片CO2的净吸收量为10×11=110(mg)；其余时间置于黑暗中，每100 cm2叶片CO2的释放量为5×13=65(mg)，故每100 cm2叶片一昼夜中CO2的净吸收量为110﹣65=45(mg)。若将温度升高到30 ℃，则细胞呼吸强度会增大，光合作用强度会减小，故b点将右移，c点将下移。
7．【答案】D
【解析】从表中数据看出，27 ℃时呼吸作用消耗有机物1 mg，光照后光合作用实际产生有机物的量为3+1+1=5（mg），积累量＝3+1＝4（mg）；28 ℃时呼吸作用消耗有机物2 mg，光照后光合作用实际产生有机物的量为3+2+2=7（mg），积累量＝3+2＝5（mg）；29 ℃时呼吸作用消耗有机物3 mg，光照后光合作用实际产生有机物的量为3+3+3=9（mg），积累量＝3+3＝6（mg）；AC错误。30 ℃时呼吸作用消耗的有机物为1 mg，1小时积累的有机物为1+1＝2（mg），B错误；由表格数据可知，29 ℃时呼吸消耗有机物为3 mg，光合作用合成有机物总量为9 mg，可见，29 ℃为该植物呼吸作用和光合作用的最适温度，D正确。
8．【答案】C
【解析】图甲中，与F点相比，E点CO2浓度低，CO2与C5结合生成C3的过程较弱，因此C3的含量较低，A项错误；图甲中，与G点相比，F点CO2浓度低，光合作用强度较弱，植物光饱和点较低，B项错误；图乙中A点时CO2释放量为零，说明光合作用强度与呼吸作用强度相等，若其他条件不变，CO2浓度下降，则光合作用强度减弱，则A点将向右移动，C项正确；图乙中B点的光照强度低于C点，若图乙中的B点骤变为C点即光照强度突然增强，光反应加快，产生的NADPH和ATP增多，短时间内NADPH含量将上升，D项错误。
9．【答案】（1）呼吸速率 从类囊体薄膜向叶绿体基质方向移动 低 高
（2）细胞质基质 丙酮酸
（3）甲植物 减少 6
【解析】（1）a点时，光照强度为零，此时植物细胞只通过呼吸作用释放CO2，所以此点表示甲植物的呼吸作用速率。c点时，甲植物的光合作用强度最大，ATP从类囊体薄膜向叶绿体基质方向移动。图2中，e点的光照强度大于d点，光反应速率较快，合成的ATP、[H]多，因而还原的C3多，所以e点的C3含量低。e点二氧化碳浓度较f点高，暗反应固定形成的C3多，且光照强度相同，C3还原速率相等，因此e点时叶肉细胞中C3的含量高。（2）在有氧条件下，生长中的植物细胞内的葡萄糖先在细胞质基质中脱氢，分解成丙酮酸。（3）图1中，如果甲、乙两种植物较长时间处在连续阴雨的环境中，生长受到显著影响的是甲植物，因为甲植物受光照强度影响较大。在晴转阴瞬间，叶肉细胞内光反应减弱，生成的[H]和ATP减少，导致暗反应过程中C3的还原速率减慢，产生的C5减少，同时二氧化碳的固定导致C5大量被消耗，导致叶肉细胞中的C5含量减少。实际光合速率=呼吸速率+净光合速率。光照强度为10千勒克斯时，甲植物的实际光合作用速率为12+4=16［mgCO2/（100cm2·h）］，乙植物的实际光合作用速率为8+2=10［mgCO2/（100cm2·h）］，所以光照强度为10千勒克斯时，甲、乙小麦叶片的实际光合作用速率差值为16﹣10=6［mgCO2/（100cm2·h）］。
10．【答案】（1）氧气
（2）18O2
（3）右
（4）由叶绿体基质向叶绿体类囊体薄膜移动 ef abcd
（5）①增加 ②19
【解析】分析题图可知，甲图中a、c、f是二氧化碳，b、d、e是氧气。乙图表示光照强度对光合作用的影响，A点光照强度为0，只进行呼吸作用，不进行光合作用；P点光合作用强度与呼吸作用强度相等，该点对应的光照强度是光的补偿点；AP段呼吸作用强度大于光合作用强度，PD段光合作用强度大于呼吸作用强度。（1）根据以上分析已知，甲图中b可代表O2。（2）根据以上分析已知，甲图中d是O2，由于光合作用的光反应阶段产生的氧气全部来自于水，所以若用CO2、H218O供给植物进行代谢，则d是18O2。（3）在其他条件不变的情况下，适当提高棚内的温度，可以提高蔬菜的产量，说明此时光合作用速率与呼吸作用速率的差进一步加大，O2净产量的最大值增大，则乙图中的D点应该上移，光饱和点N应该向右移动。（4）在图乙P点所处的状态时细胞进行光合作用，ADP在叶绿体基质的暗反应阶段C3的还原过程中形成，在类囊体膜上被消耗，即此时叶绿体内ADP由叶绿体基质向叶绿体类囊体薄膜移动；A点光照强度为0，细胞只进行呼吸作用，线粒体吸收氧气，释放二氧化碳，可以发生图甲中的e、f过程；D点时光合作用强度大于呼吸作用强度，光合作用释放的O2用于线粒体中细胞呼吸和释放到外界环境，光合作用的原料CO2来源于线粒体的细胞呼吸及外界环境，故D点时发生的过程有a、b、c、d。（5）①根据表格数据分析，光照条件下，温度25 ℃时光合作用制造的有机物总量=净光合速率＋呼吸速率=3.7＋2.3=6（mg·h-1），温度30 ℃时光合作用制造的有机物总量=净光合速率＋呼吸速率=3.5＋3=6.5（mg·h-1）＞6（mg·h-1），故温度由25 ℃升高为30 ℃后光合作用制造的有机物总量增加。②假设细胞呼吸昼夜不变，植物在30 ℃时，一昼夜中给植物光照14 h，则细胞呼吸释放的CO2量为3×24=72（mg），总光合作用消耗CO2量为（3.5＋3）×14=91（mg），所以一昼夜净吸收CO2的量=总光合作用消耗CO2量－细胞呼吸释放的CO2量=91-72=19 （mg）。
11．【答案】D
【解析】若横坐标是CO2浓度，较高温度下，呼吸速率高，较低温度下，呼吸速率低，所以甲乙与纵坐标的交点不一样，A错误；若横坐标是温度，则随着温度的升高光合速率与呼吸速率都会表现为先升高后降低的趋势，B错误；若横坐标是光波长，则净光合曲线的变化趋势为先升高后降低，与图中甲乙曲线变化不符，C错误；若横坐标是光照强度，较高浓度的二氧化碳有利于光合作用的进行，因此甲表示较高CO2浓度，乙表示较低CO2浓度，D正确。
12．【答案】（1）甲
（2）甲　　光照强度降低导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙大，种植密度过大，植株接受的光照强度减弱，导致甲植物净光合速率下降幅度比乙大
（3）乙
（4）CO2
【解析】（1）由图分析可知，当光照强度大于a时，相同光照强度下，甲植物的净光合速率大于乙，有机物的积累较多，对光能的利用率较高。（2）甲、乙两种植物单独种植时，如果种植密度过大，植株接受的光照强度相对较弱，光照强度降低导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙大，因此种植密度过大，导致甲植物净光合速率下降幅度比乙大。（3）从图中可以看出，乙植物的光饱和点以及光补偿点都比甲植物低，适合在光照强度相对更弱的环境中生长，林下的光照强度更低，因此更适合在林下种植的是植物乙。（4）夏日晴天中午12：00时，植物为了减少蒸腾作用对水分的散失，叶片上的部分气孔会关闭，导致细胞间的二氧化碳的含量下降，从而引起光合速率下降。
13．【答案】（1）类囊体膜　　蓝紫光和红光
（2）增加　　群体光合速率不变，但群体呼吸速率仍在增加，故群体干物质积累速率降低
（3）低
【解析】（1）高等植物光合作用中捕获光能的物质是叶绿素和类胡萝卜素，分布在叶绿体的类囊体薄膜上，叶绿体上的色素主要捕获红光和蓝紫光。（2）由图可知：当叶面积系数小于a时，随叶面积系数增加，群体光合速率和干物质积累速率均上升；当叶面积系数大于b时，由于群体光合速率不变，而群体呼吸速率仍在上升，导致群体净光合速率降低，干物质积累速率下降。（3）由于阴生植物的呼吸作用强度小于阳生植物，即阴生植物通过呼吸作用放出的CO2比阳生植物少，因此阴生物光合作用吸收CO2量与呼吸作用放出的CO2量相等时所需要的光照强度比阳生植物低。