专题10 光合作用与细胞呼吸的综合应用（精练）-备战2024年高考生物一轮复习串讲精练（新高考专用）（解析版）

光合作用与细胞呼吸的综合应用

1、(2020·河北石家庄辛集中学期末)如图表示某高等绿色植物体内的生理过程，下列有关分析不正确的是(　　)

A．阶段Ⅰ生成的NADPH可作为还原剂用于⑥过程生成水

B．Ⅲ的某些反应阶段能够在生物膜上进行

C．过程③进行的场所是叶绿体基质

D．影响过程Ⅱ的外界因素主要是CO2浓度和温度

【答案】A

【解析】光合作用中阶段Ⅰ生成的NADPH只能用于暗反应，不能用于⑥有氧呼吸的过程，A错误；Ⅲ中的有氧呼吸第三阶段是在线粒体内膜上进行的，B正确；过程③是CO2的固定，进行的场所是叶绿体基质，C正确；影响过程Ⅱ暗反应的外界因素主要是CO2浓度和温度，D正确。

2、在CO2浓度为0.03%和适宜的恒定温度条件下，测定植物甲和植物乙在不同光照条件下的光合速率，结果如图。下列有关分析正确的是(　　)

A．a点时，植物甲不进行光合作用

B．c点时，植物甲和植物乙制造的有机物一样多

C．b点时，植物乙的叶肉细胞中只有细胞质基质和线粒体能产生ATP

D．d点时，主要是CO2浓度限制了植物乙光合速率的增大

【答案】D

【解析】a点时的光照强度为植物甲的光补偿点，此时植物甲的光合作用强度等于细胞呼吸强度，A错误；c点时，植物甲和植物乙的净光合作用强度相同，但细胞呼吸强度不同，因此植物甲和植物乙制造的有机物不一样，B错误；b点时同时进行光合作用和细胞呼吸，因此产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体，C错误；d点时植物乙达到光饱和点，因此光照强度不再是限制因素，而题中又提出“适宜的恒定温度条件”，因此此时限制植物乙光合速率增大的主要环境因素是CO2浓度，D正确。

3、为探究光照强度对光合作用的影响，某兴趣小组设计了如图所示的实验装置若干组，在25 ℃条件下进行了一系列实验。下列说法正确的是(　　)

A．在无光条件下，液滴向左移动

B．在有光条件下，液滴向右移动

C．在有光条件下，液滴向右移动的距离代表总光合速率

D．随着光照强度的增强，液滴向右移动的距离逐渐增大

【答案】A

【解析】由于CO2缓冲液维持装置中的CO2含量不变，所以引起装置中气压变化的原因是O2的变化。在无光条件下，绿色植物只进行细胞呼吸，消耗O2，液滴左移，A项正确；在有光条件下，绿色植物既进行细胞呼吸消耗O2，又进行光合作用产生O2，若光合作用＞细胞呼吸，液滴右移，若光合作用＝细胞呼吸，液滴不移动，若光合作用＜细胞呼吸，液滴左移，B项错误；在有光条件下，液滴向右移动的距离代表净光合速率，C项错误；在达到光饱和点之前随着光照强度的增强，液滴向右移动的距离逐渐增大，D项错误。

4、(2021·四川省达州市高三二诊)将只含有小球藻的培养液置于密闭恒温箱中，8：00至24：00给予恒定光照强度，24：00至次日8：00为黑暗条件，每隔1小时检测恒温箱中CO2浓度。下列分析不正确的是(　　)

A.12：00～24：00小球藻的光合速率等于呼吸速率

B．在黑暗阶段，小球藻的呼吸速率逐渐增强

C．24小时的实验结束后，小球藻的总干重减少

D．给小球藻提供C18O2，一段时间后可能检测到18O2

【答案】B

【解析】据表分析，12：00～24：00时间段，CO2浓度始终维持在180 μL/L，说明该时间段内光合作用消耗的二氧化碳总量等于细胞呼吸产生的二氧化碳总量，A正确；小球藻置于密闭的恒温箱中，整个黑暗培养阶段每个小时的二氧化碳变化量在1：00～4：00为90 μL/L，随着细胞呼吸的进行二氧化碳变化量逐渐减小，故呼吸速率开始不变，然后逐渐降低，B错误；24小时的实验结束后，CO2浓度有所增加，故小球藻的总干重减少，C正确；给小球藻提供C18O2，则产生的18O首先出现在光合作用产生的有机物和水中，而产生的H218O参与光反应，产生的18O2能释放到植物周围空气中，D正确。

5、(2020·江西省高三第二次大联考)RuBP羧化酶催化C5与CO2结合生成C3。将某种植物置于适宜的光照和温度条件下，测定叶片不同的细胞间隙CO2浓度下叶肉细胞中C5的含量，得到如下图所示的结果。据图作出的推测合理的是(　　)

A．b→a，叶肉细胞吸收CO2的速率增加

B．b→c，RuBP羧化酶量限制了光合速率

C．b→a，光反应产生ATP的速率增加

D．b→c，叶片的光合速率等于呼吸速率

【答案】B

【解析】b→a，叶肉细胞中C5的含量增加，细胞间隙CO2浓度较低，则叶肉细胞吸收CO2的速率降低，A项错误；b→c，C5的含量相对稳定，则叶肉细胞的光合速率相对稳定，此时，RuBP羧化酶量限制了光合速率，B项正确；由于该种植物置于适宜的光照和温度条件下，所以其光反应速率不变，C项错误；b→c在适宜的光照和温度条件下，叶片的光合速率大于呼吸速率，D项错误。

6、下面甲、乙两图分别表示一天内某丛林水分的失与得(A、B)和CO2的吸收与释放(m、N、L)的变化情况(S代表面积)。请据图分析，下列说法错误的是(　　)

A．若SB－SA＞0，则多余的水分用于光合作用等生理过程

B．若SB－SA＞0，且Sm－SN－SL＞0，则丛林中树木的净光合作用大于0

C．从暗反应的角度考虑，若在一昼夜内SN＋SL＜Sm，植物就能正常生长

D．若SB－SA＜0，仅从环境推测，当日气温可能偏高或土壤溶液浓度偏低

【答案】D

【解析】分析题图可知，SB是植物细胞吸收的水分，SA是植物通过蒸腾作用散失的水分，SB－SA＞0，多余的水分用于光合作用等生理过程，A正确；SB－SA＞0，代表植物细胞吸收的水分大于蒸腾作用散失的水分，Sm－SN－SL＞0，代表有机物的积累量大于0，B正确；若在一昼夜内SN＋SL＜Sm，说明有机物的积累量大于0，该植物能正常生长，C正确；SB－SA＜0，代表植物细胞吸收的水分小于蒸腾作用散失的水分，从环境推测，可能的原因是当日气温可能偏高，蒸腾作用强，或者土壤溶液浓度高，细胞不能吸水，甚至失水，D错误。

7、(2021·广东省惠州市高三调研)下列有关光合作用和呼吸作用的叙述，正确的是(　　)

A．无氧呼吸的第一、二阶段均可产生[H]

B．马拉松比赛中人体主要通过无氧呼吸获得能量

C．CO2固定不需要光照，但需要酶的催化

D．光合作用过程中产生的(CH2O)中的氧一部分来自H2O，一部分来自CO2

【答案】C

【解析】无氧呼吸第一阶段产生[H]，并用于第二阶段将丙酮酸还原为酒精和CO2或者乳酸，A错误；马拉松比赛中人体主要是从分解有机物产生二氧化碳和水的过程中获得能量，也能从产生乳酸的过程中获得少量能量，B错误；暗反应中CO2的固定过程需要酶的催化且不消耗ATP，C正确；光合作用产生的(CH2O)中的氧全部来自CO2，D错误。

8、(2020·湖南省五市十校高三第二次联考)下列关于细胞代谢的叙述，正确的是(　　)

A．同一细胞中同时存在催化丙酮酸生成乳酸或酒精的酶

B．白天用含18O的水浇灌黄瓜植株，则黄瓜植株周围空气中含18O的物质可能有H218O、18O2、C18O2

C．人体在剧烈运动时所需要的能量由乳酸分解提供

D．黑暗条件下绿豆萌发成豆芽的过程中有机物总量先减少后增加

【答案】B

【解析】同一细胞中不可能同时存在催化丙酮酸生成乳酸或酒精的酶，A错误；如果白天用含18O的水浇黄瓜植株，含有18O的水通过蒸腾作用进入周围空气，再通过光合作用过程中水的光解形成氧气进入空气，含有18O的水参与有氧呼吸的第二阶段形成含18O的二氧化碳进入空气，因此周围空气中可能检测出H218O、18O2、C18O2，B正确；人体在剧烈运动时所需要的能量由葡萄糖分解提供，此时肌肉细胞会进行无氧呼吸产生乳酸，而乳酸不能再分解供能，C错误；黑暗条件下绿豆萌发成豆芽的过程中不断消耗有机物，而又不能进行光合作用合成有机物，因此有机物总量将减少，D错误。

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，图乙表示水稻CO2吸收速率与光照强度的关系。下列有关说法正确的是(　　)

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．图甲中的c点和图乙中的h点对应

D．图乙中，限制e、f、g点光合速率的因素主要是光照强度

【答案】B

【解析】图甲中：光照强度为a时，O2产生总量为0，只进行细胞呼吸，据此可知，呼吸强度为6；光照强度为b时，CO2释放量大于0，说明光合作用速率小于细胞呼吸速率，A错误；光照强度为d时，O2产生总量为8，则光合作用总吸收二氧化碳为8，因而单位时间内细胞从周围吸收8－6＝2个单位的CO2，B正确；图甲中的c点O2产生总量为6，与细胞呼吸产生的CO2相等，所以和图乙中的f点对应，C错误；限制g点光合作用速率的因素是温度、CO2浓度等，而限制e、f点光合作用速率的因素主要是光照强度，D错误。

10、(2020·海南省高三下学期新高考线上诊断性测试)请回答下列问题：

(1)某研究小组对甲、乙两种植物的叶肉细胞在不同光照强度下的相关生理过程进行了测定，得到了下表所示数据(光照强度的单位为千勒克斯，CO2的吸收和释放速率的单位不作要求)：

当光照强度为2千勒克斯时，甲植物光合作用产生的O2的去向是_____________________，

乙植物光合作用产生的O2的去向是________________________。当光照强度为8千勒克斯时，乙植物的总光合速率是________。

(2)如图所示装置可以测定一些生理活动强度(仅考虑以葡萄糖为呼吸作用底物)：

①若甲烧杯中为酵母菌培养液，乙烧杯中为NaOH溶液，液滴向左移动，则单位时间内移动的距离可代表____________________。

②若甲烧杯中为小球藻培养液，乙烧杯中为______________，装置置于适宜光照强度条件下，液滴向________移动，则单位时间内移动的距离可以代表小球藻净光合作用强度。

【答案】(1)一部分供线粒体有氧呼吸消耗，一部分释放到体外　全部供线粒体有氧呼吸消耗　45　(2)①酵母菌有氧呼吸的强度　②NaHCO3溶液(或CO2缓冲液)　右

【解析】(1)光照强度为2千勒克斯时，甲光合作用＞呼吸作用，甲叶片释放的O2一部分供线粒体有氧呼吸消耗，一部分释放到体外；同理乙植物在此时光合作用＜呼吸作用，乙叶片释放的O2全部供线粒体有氧呼吸消耗。乙植物在光照强度为8千勒克斯时已经达到光饱和点，乙叶绿体产生的氧气量为45。(2)①酵母菌有氧呼吸消耗氧气，NaOH溶液将呼吸作用释放的二氧化碳吸收使内部体积变小，液滴左移，单位时间内移动的距离可代表酵母菌有氧呼吸的强度。②若甲烧杯中为小球藻培养液，乙烧杯中为CO2缓冲液，装置置于一定的光照强度下，若液滴向右移动，单位时间内移动的距离可以代表小球藻净光合作用强度。

11、植物A有一个很特殊的CO2同化方式：夜间气孔开放，吸收的CO2生成苹果酸储存在液泡中(如图一所示)；白天气孔关闭，液泡中的苹果酸经脱羧作用释放CO2用于光合作用(如图二所示)。植物B的CO2同化过程如图三所示，请回答下列问题：

(1)植物A气孔开闭的特点与其生活环境是相适应的，推测植物A的生活环境可能是__________________。植物A夜晚能吸收CO2，却不能合成(CH2O)的原因是缺乏暗反应必需的____________________；白天植物A进行光合作用所需的CO2是由________和________释放的。

(2)在上午10：30时，突然降低环境中CO2浓度后的一小段时间内，植物A和植物B细胞中C3含量的变化分别是______________、______________。

(3)将植物B放入密闭的玻璃罩内，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，绘成下图的曲线。

在一天当中，植物B有机物积累量最多是在曲线的________点。据图分析，一昼夜后玻璃罩内植物B体内有机物的含量将会________。

【答案】　(1)炎热干旱　ATP、NADPH　苹果酸(脱羧作用)　细胞呼吸　(2)基本不变　降低　(3)F　增加

【解析】(1)植物A的气孔在白天关闭，晚上开放，而气孔的开闭与蒸腾作用有关，据此推测植物A可能生活在炎热干旱的环境中；植物A夜晚不能进行光反应，不能为暗反应提供ATP、NADPH，所以吸收的CO2不能合成(CH2O)；白天植物A进行光合作用所需要的CO2由苹果酸经脱羧作用释放和细胞呼吸产生。(2)在上午10：30时，突然降低环境中CO2浓度后的一小段时间内，植物A由于气孔关闭，不吸收CO2，C3的含量基本不变；而植物B吸收的CO2减少，CO2的固定减弱，细胞中C3的含量降低。(3)据图分析，F点CO2浓度最低，说明此时玻璃罩内CO2被吸收得最多，植物积累有机物最多；由于G点的CO2浓度比A点低，说明一昼夜后玻璃罩内植物B体内有机物的含量增加。

12、小球藻细胞中的叶绿体和线粒体采用一定方法分离后，进行了如下实验：将叶绿体和线粒体分别加入甲、乙两支试管中，甲中盛有适宜浓度的NaHCO3溶液，乙中盛有适宜浓度的丙酮酸溶液，当处于充足光照且其他条件适宜的环境中，两支试管内都会产生气泡。请分析回答：

(1)提取小球藻叶绿体中色素并分离的过程中，在滤纸条上扩散速度最快的色素是_________，其中叶绿素主要吸收_________光，其分子中含有_______(填“Fe2＋”“Ca2＋”或“Mg2＋”)。

(2)从小球藻细胞中分离得到叶绿体和线粒体的常用方法是__________________。

(3)甲中的气泡产生于光合作用的________阶段，该阶段同时产生的NADPH转移途径是__________________；乙中的气体可使________________水溶液由蓝变绿再变黄。

(4)若原实验在黑暗且其他条件相同的环境中进行，则甲、乙两支试管内的实验现象分别是

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________，

原因是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

【答案】(1)胡萝卜素　红光和蓝紫　Mg2＋　(2)差速离心法　(3)光反应　类囊体薄膜→叶绿体基质　溴麝香草酚蓝　(4)甲试管中无气泡产生，乙试管中有气泡产生　黑暗条件下甲试管中光合作用(光反应阶段)不能进行，乙试管通过细胞呼吸产生CO2

【解析】(3)甲试管在光下能够在类囊体薄膜上进行光合作用的光反应，该反应能生成氧气和NADPH，氧气以气泡的形式释放出去。NADPH在类囊体薄膜上生成后会进入叶绿体基质中参与暗反应。乙试管无法进行光合作用，没有氧气生成，乙试管中的丙酮酸能够进入小球藻细胞的线粒体中参与有氧呼吸的第二阶段，生成CO2，CO2可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。