2023版高考生物一轮总复习第3单元细胞的能量供应和利用第4讲光合作用与细胞呼吸的综合分析提升课课后提能演练

必修1　第三单元　第4讲

A组　基础巩固练

1．(2021年福建福州适应性考试)有关农作物生产措施的叙述，错误的是(　　)

A．农田及时除草，可防止竞争加剧导致减产

B．大棚栽培时，适当通风，能提高农作物的暗反应速率

C．套种使农田群落结构简单化，并减少生产者呼吸作用消耗量

D．轮作能提高农作物对矿质元素的利用率，并改变原有的食物链

【答案】C　【解析】农田及时除草，可防止杂草与农作物竞争光、养分等，有利于农作物生长，A正确；大棚栽培时，适当通风，可以增加大棚中二氧化碳的浓度，从而提高农作物的暗反应速率，B正确；套种可使农田群落结构复杂化，有利于群落中不同生物充分利用环境资源，但不能减少生产者呼吸作用消耗量，C错误；轮作是指在同一田块上有顺序地在季节间和年度间轮换种植不同作物的种植方式，由于不同作物利用土壤中矿质元素的种类和数量可能有差异，故轮作有利于提高农作物对矿质元素的利用率，轮作也可以改变原有的食物链，D正确。

2．如图为植物细胞代谢的部分过程简图，①～⑦为相关生理过程。下列有关叙述错误的是(　　)

A．若植物缺Mg，则首先会受到显著影响的是③

B．②的进行与⑤⑥⑦密切相关，与③无直接关系

C．蓝细菌中③发生在类囊体薄膜上，④发生在叶绿体基质中

D．叶肉细胞内③中O2的产生量小于⑥中O2的消耗量，则该细胞内有机物的总量将减少

【答案】C　【解析】Mg是合成叶绿素的成分，光合作用光反应阶段需要叶绿素吸收光能，若植物缺Mg，则叶绿素的合成受阻，首先会受到显著影响的生理过程是③(光反应过程)。一般情况下，植物细胞吸收无机盐的方式(②)是主动运输，需要消耗能量，故与⑤⑥⑦(细胞呼吸过程)密切相关，与③(光反应过程)无关。蓝细菌细胞是原核细胞，没有叶绿体，因此也没有类囊体。图中光反应过程(③)中O2的产生量小于有氧呼吸过程(⑥)中O2的消耗量，则该叶肉细胞净光合作用量＜0，该细胞内有机物总量将减少。

3．下图是绿色植物叶肉细胞中光合作用与有氧呼吸及其关系的图解，其中A～D表示相关过程，a～e表示有关物质。据图分析，下列说法错误的是(　　)

A．A过程表示光反应，它为B过程提供了NADPH和ATP

B．C过程进行的场所是线粒体，在其内膜上物质b被利用

C．在黑暗的环境中，物质c可通过叶片的气孔释放到外界中

D．若用18O标记物质b，则不会在C6H12O6中出现18O标记

【答案】D　【解析】A～D分别表示光反应、暗反应、有氧呼吸第二和第三阶段、有氧呼吸第一阶段；a～e分别表示水、氧气、二氧化碳、NADPH、ATP；用18O标记O2后，经“18O2→HO→C18O2→C6HO6”过程可在C6H12O6中出现18O标记。

4．取某种植物生长状态一致的新鲜叶片，用打孔器将叶片打出若干圆片，将圆片平均分成甲、乙、丙三组。甲组立即烘干处理并测得圆片干重为a，乙组保持湿润并且置于一个黑暗密闭装置内，丙组保持湿润且置于一个密闭装置内并给予适宜强度的光照。乙组和丙组其他条件一致，一小时后，测得乙装置内圆片干重为b，丙装置内圆片干重为c。下列叙述正确的是(　　)

A．c－a为圆片叶肉细胞一小时内的真正光合速率

B．c－b为圆片叶肉细胞一小时内的净光合速率

C．a－b为圆片叶肉细胞一小时内的呼吸速率

D．实验过程中，乙组圆片叶肉细胞呼吸速率保持恒定

【答案】C　【解析】c－a为圆片叶肉细胞一小时内的净光合速率；c－b为圆片叶肉细胞一小时内的真正光合速率；a－b为圆片叶肉细胞一小时内的呼吸速率；乙装置随着O2浓度下降，叶肉细胞呼吸速率也下降。

5．将生长旺盛的某农作物植株培养在密闭、透光的玻璃罩内，在温度适宜且恒定的条件下，测得晴朗的一昼夜后钟罩内CO2浓度变化曲线如图所示。以下分析正确的是(　　)

A．ab段随着光照强度逐渐增加，光合速率不断提高

B．bc段密闭钟罩中的CO2浓度低于大气中的CO2浓度

C．cd段密闭钟罩内O2含量充足，呼吸速率不断提高

D．d点后呼吸速率减慢是因为其温度较低而影响酶的活性

【答案】B　【解析】ab段随着光照强度逐渐增加，密闭钟罩中的CO2浓度逐渐降低，植物的光合速率大于呼吸速率，但是下降幅度逐渐平缓，光合速率不断减慢，A错误；密闭钟罩中的起始CO2浓度可以看成是大气中的CO2浓度，通过ab段光合作用的进行，密闭钟罩中的CO2浓度逐渐降低，bc段密闭钟罩中的CO2浓度低于大气中的CO2浓度，B正确；呼吸速率不仅受O2含量的限制，还受体内呼吸酶量的限制，cd段密闭钟罩中的CO2浓度增加，植物的光合速率小于呼吸速率，但是上升幅度逐渐平缓，故呼吸速率逐渐减慢，C错误；题干中温度适宜且恒定，d点后呼吸速率减慢是密闭环境中O2不足所致，D错误。

6．某兴趣小组设计了若干组如图所示的实验装置，并在室温25 ℃下进行了一系列的实验。下列对实验过程中装置条件及结果的叙述，错误的是(　　)

A．若X溶液为CO2缓冲液并给予植物光照，液滴移动距离可表示净光合作用强度大小

B．若要测量真正光合作用强度，需另加设一装置并遮光处理，X溶液为NaOH溶液

C．若X溶液为清水并给予植物光照，光合作用大于细胞呼吸时，液滴右移

D．若X溶液为清水并遮光处理植物，消耗的底物为脂肪时，液滴左移

【答案】C　【解析】当装置给予光照时，装置内植物既进行光合作用也进行呼吸作用，CO2缓冲液可保持装置内CO2浓度不变，那么液滴移动距离即表示净光合作用产生O2的多少，A正确；真正光合作用速率＝净光合速率＋呼吸速率，测呼吸速率需另加设一装置遮光处理(不能进行光合作用)，为去除有氧呼吸产生CO2的干扰，将X溶液更换为NaOH溶液，那么测得液滴移动距离即为有氧呼吸消耗O2的量，B正确；若X溶液为清水并给予光照，装置内植物光合作用吸收的CO2量＝释放的O2量，植物有氧呼吸吸收的O2量＝释放的CO2量，液滴不移动，C错误；若X溶液为清水并遮光处理，植物只进行有氧呼吸，但由于消耗的底物为脂肪，其消耗O2的量大于产生CO2的量，液滴向左移动，D正确。

B组　能力提升练

7．(2021年辽宁适应性考试)在植物体内，制造或输出有机物的组织器官被称为“源”，接纳有机物用于生长或贮藏的组织器官被称为“库”。小麦是重要的粮食作物，其植株最后长出的、位于最上部的叶片称为旗叶(如图)，旗叶对籽粒产量有重要贡献。回答以下问题：

(1)旗叶是小麦最重要的“源”。与其他叶片相比，旗叶光合作用更有优势的环境因素是____________。在旗叶的叶肉细胞中，叶绿体内有更多的类囊体堆叠，这为____________阶段提供了更多的场所。

(2)在光合作用过程中，光反应与暗反应相互依存，依据是______________ __________________。“源”光合作用所制造的有机物一部分用于“源”自身的____________和____________，另一部分输送至“库”。

(3)籽粒是小麦开花后最重要的“库”。为指导田间管理和育种，科研人员对多个品种的小麦旗叶在不同时期的光合特性指标与籽粒产量的相关性进行了研究，结果如下表所示。表中数值代表相关性，数值越大，表明该指标对籽粒产量的影响越大。

不同时期旗叶光合特性指标与籽粒产量的相关性

注：气孔导度表示气孔张开的程度。

①气孔导度主要影响光合作用中__________的供应。以上研究结果表明，在__________期旗叶气孔导度对籽粒产量的影响最大。若在此时期因干旱导致气孔开放程度下降，籽粒产量会明显降低，有效的增产措施是__________。

②根据以上研究结果，在小麦的品种选育中，针对灌浆后期和末期，应优先选择旗叶__________的品种进行进一步培育。

(4)若研究小麦旗叶与籽粒的“源”“库”关系，以下研究思路合理的是______(多选)。

A．阻断旗叶有机物的输出，检测籽粒产量的变化

B．阻断籽粒有机物的输入，检测旗叶光合作用速率的变化

C．使用HO浇灌小麦，检测籽粒中含18O的有机物的比例

D．使用14CO2饲喂旗叶，检测籽粒中含14C的有机物的比例

【答案】(1)光照强度　光反应　(2)光反应为暗反应提供ATP和NADPH，暗反应为光反应提供ADP、Pi和NADP＋　呼吸作用　生长发育　(3)①CO2　灌浆前　合理灌溉　②叶绿素含量高　(4)ABD

【解析】(1)据图可知，旗叶靠近麦穗最上端，能接受较多的光照，与其他叶片相比，其光合作用由于光照强度大而更有优势；类囊体上附着有与光合作用相关的酶和色素，为光反应阶段提供了更多的场所，是光反应的场所。(2)光反应可为暗反应阶段提供NADPH和ATP，同时暗反应可为光反应提供ADP、Pi和NADP＋，在光合作用过程中，光反应与暗反应相互依存；制造或输出有机物的组织器官被称为“源”，接纳有机物用于生长或贮藏的组织器官被称为“库”。故“源”光合作用所制造的有机物一部分用于“源”自身的呼吸作用，一部分用于生长发育，其余部分运输至“库”。(3)①二氧化碳是暗反应的原料，气孔导度表示气孔张开的程度，气孔导度越大，植物吸收的二氧化碳越多，暗反应越有利；据表格数据可知，灌浆前期气孔导度最大，此时对籽粒产量的影响最大；因干旱导致气孔开放程度下降，故为避免产量下降，应保证水分供应，降低蒸腾作用，应合理灌溉。②据表格可知，叶绿素能吸收、传递、转化光能，灌浆后期和末期，叶绿素含量指数最高，对于光合速率影响较大，应优先选择旗叶叶绿素含量高的品种进行进一步培育。(4)据题干信息可知，本实验为研究小麦旗叶与籽粒的“源”“库”关系。根据分析可知，“源”物质可转移至“库”，也可用于自身生长发育等，故可从阻断向“库”的运输及检测自身物质方面入手：分析AB项，阻断旗叶有机物的输出，检测籽粒产量的变化；阻断籽粒有机物的输入，检测旗叶光合作用速率的变化，均为阻断向“库”的运输后检测的效果，A、B正确；分析CD项，二氧化碳是暗反应的原料，使用14CO2饲喂旗叶，其最终转移至有机物中，故检测籽粒中含14C的有机物的比例为检测自身的有机物变化，而不应检测18O，C错误、D正确。

8．如图甲是夏季晴朗的白天时，某种绿色植物叶片光合作用强度的曲线图。请分析曲线并回答下列相关问题：

(1)由图甲可看出大约中午12时时，光合作用强度明显减弱(C点)，其主要原因是__________________________________________________。

(2)由B点到C点的过程中，短时间内C3和C5的变化分别是______________________。

(3)测得该植物的一些实验数据如下：

若该植物处于白天均温30 ℃，晚上均温15 ℃，有效日照12 h的环境下，该植物一昼夜积累的葡萄糖的量为________mg。

(4)将该植物置于一密闭的容器内一昼夜，此过程中容器内O2的相对含量变化如图乙所示。请据图回答下列问题：

①图乙中植株光合作用释放的O2量和呼吸作用消耗的O2量相等的点是__________ _____________________________________________。

②该植株经过一昼夜后，能否积累有机物？_____________________，理由是______________________________________________。

【答案】(1)温度高，蒸腾作用强，导致部分气孔关闭，CO2吸收量减少，光合作用强度减弱　(2)C3减少、C5增多　(3)180　(4)①B点和C点　②不能　一昼夜O2的消耗量大于O2的生成量，说明该植物一昼夜呼吸作用大于光合作用

【解析】(1)夏季中午温度高，植物蒸腾作用比其他时间强，导致部分气孔关闭，CO2吸收量减少，光合作用强度减弱。(2)由(1)知，B点到C点光合作用强度减弱的根本原因是植物吸收的CO2减少，光合作用的暗反应阶段CO2固定减少，C3生成量减少，C5消耗量减少，由此得出在光合作用的动态变化中，C3减少、C5增多。(3)CO2吸收量代表的是净光合量，注意题目中白天和晚上对应的温度，结合题意计算CO2的吸收量为(660÷15)×12－(110÷5)×12＝264(mg)，一昼夜积累的葡萄糖的量为(264×180)÷(6×44)＝180(mg)。(4)①分析曲线可知，AB段(不含B点)和CD段(不含C点)，密闭容器内O2含量呈下降趋势，说明光合作用强度小于细胞呼吸强度；BC段(不含B、C点)，密闭容器内O2含量呈上升趋势，说明光合作用强度大于呼吸作用强度；B、C点为转折点，所以B点、C点是光合作用强度等于呼吸作用强度的点。②能否积累有机物，是看一昼夜总的光合作用和呼吸作用的大小，可以通过一昼夜CO2或O2的变化量来判断，本题是比较A点、D点O2的相对含量：D点O2的相对含量低于A点O2的相对含量，说明一昼夜O2的消耗量大于O2的生成量，即一昼夜总的光合作用小于呼吸作用，所以该植物不能积累有机物。