2027年高考生物一轮复习 突破练习含答案 014-课时作业11 光合作用与细胞呼吸的综合（教用）

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1．（经典高考）某同学将一株生长正常的小麦置于密闭容器中，在适宜且恒定的温度和光照条件下培养，发现容器内CO2含量初期逐渐降低，之后保持相对稳定。关于这一实验现象，下列解释合理的是（ ）
A. 初期光合速率逐渐升高，之后光合速率等于呼吸速率
B. 初期光合速率和呼吸速率均降低，之后呼吸速率保持稳定
C. 初期呼吸速率大于光合速率，之后呼吸速率等于光合速率
D. 初期光合速率大于呼吸速率，之后光合速率等于呼吸速率
【答案】D
【解析】在密闭容器中，条件适宜且恒定，所以CO2含量的变化主要由光合作用和呼吸作用决定，初期CO2含量逐渐降低，说明光合作用固定的CO2量大于呼吸作用产生的CO2量，即初期光合作用速率大于呼吸作用速率；随着CO2含量的降低，光合作用速率也降低，当光合作用速率和呼吸作用速率相等时，CO2含量保持相对稳定。
2．（2026·安徽六安期末）正常光照条件下，某植物叶片叶肉细胞进行光合作用、有氧呼吸的示意图如下（数字表示结构，小写字母表示物质的移动情况），有关说法正确的是（ ）
A. 有氧呼吸发生的场所为图中2、3处
B. 线粒体产生的CO2被叶绿体利用，至少穿过5层生物膜
C. 突然黑暗处理，叶绿体内C3含量短时间内将增加
D. h=c，d=g时，该植株光合作用速率等于呼吸作用速率
【答案】C
【解析】有氧呼吸发生的场所为细胞质基质及图中2（线粒体内膜）、3（线粒体基质），A错误；线粒体产生的CO2被叶绿体利用，至少穿过4层生物膜，B错误；突然黑暗处理，光反应停止，则为暗反应提供的ATP和NADPH减少，叶绿体内C3含量短时间内将增加，C正确；h=c，d=g时，叶肉细胞内光合作用速率等于呼吸作用速率，植株光合作用速率不一定等于呼吸作用速率，D错误。
3．（2026·河南信阳期末）如图表示野外种植的天竺葵叶肉细胞中光合作用和细胞呼吸的相关过程，其中数字序号表示代谢过程，字母表示相关的物质。下列叙述错误的是（ ）
A. B可代表从类囊体薄膜运往叶绿体基质的NADP+和ADP
B. ⑤生成的F是丙酮酸，进入线粒体后被彻底氧化分解
C. 要测定叶片的光合作用速率，至少需要设置黑暗和光照两个组
D. 当提高野外天竺葵周围CO2浓度时，短期内叶肉细胞中C5含量会降低
【答案】A
【解析】据图可知，①表示光反应阶段，②表示暗反应阶段，A表示ATP和NADPH，B可代表从叶绿体基质运往叶绿体类囊体薄膜的NADP+和ADP，A错误。
4．（2026·湖北黄冈模拟）下列是几个使用同位素标记方法的实验，对其结果的叙述不正确的是（ ）
A. 给水稻提供​14CO2，则​14C的转移途径大致是：​14CO214C3→(14CH2O)
B. 利用​15N标记丙氨酸，附着在内质网上的核糖体将出现放射性，而游离的核糖体无放射性
C. 给水稻提供​14CO2，则其根细胞在缺氧状态有可能出现​14C2H5OH
D. 小白鼠吸入​18O2，则在其尿液中可以检测到​18O，呼出的二氧化碳也可能含有​18O
【答案】B
【解析】光合作用暗反应中，​14CO2首先与C5结合生成C3，随后被还原为(14CH2O)，即碳元素在光合作用过程中的转移途径为：​14CO214C3→(14CH2O)，A正确；​15N标记的丙氨酸作为原料，无论附着核糖体还是游离核糖体，只要合成蛋白质时使用丙氨酸，均会带有​15N，但​15N为稳定同位素，不具有放射性，B错误；水稻根细胞在缺氧条件下进行无氧呼吸，若给水稻提供​14CO2，则会通过光合作用产生含​14C的葡萄糖，进而根细胞在缺氧状态下会生成含​14C的酒精，C正确；小白鼠吸入的​18O2，会参与有氧呼吸第三阶段，生成H​218​O，因而小鼠产生的尿液中的水可能含H​218​O，呼出的CO2中的O来自丙酮酸和水，因而呼出的二氧化碳也可能含有​18O，D正确。
5．如图为有关环境因素对植物光合作用影响的关系图。下列有关描述错误的是（ ）
图3图4
A. 图1中，若光照强度适当增强，可使a点左移，b点右移
B. 图2中，若CO2浓度适当增大，可使a点左移，b点右移
C. 图3中，与b点相比，a点时叶绿体中C3含量相对较少
D. 图4中，当温度高于25℃时，光合作用积累的有机物的量开始减少
【答案】C
【解析】图3中，a点与b点的光照强度相同，但由于a点CO2浓度比b点高，a点时叶绿体中C3含量相对较多，C错误；图4中，温度为25℃时，净光合量最多，当温度高于25℃时，净光合量减少，光合作用积累的有机物的量开始减少，D正确。
6．（2025·重庆质检）研究人员将某植物叶片置于图1所示的密闭恒温箱内，在不同光照强度下测定恒温箱内CO2浓度变化速率，结果如图2所示。实验过程中的叶片呼吸强度不变，其他条件适宜，a～e时间段光源逐渐向恒温箱靠近（不考虑光源引起的温度变化）。下列叙述正确的是（ ）
图1图2
A. 植物叶片细胞的呼吸速率为m，提高恒温箱温度，m一定会增大
B. a时刻开始光照，在ab时间段内恒温箱中CO2浓度逐渐减小
C. d时刻叶片光合作用消耗CO2速率为2m，且此速率在de时间段内逐渐减小
D. 叶片光合作用在e时刻暂停，f时刻叶片光合速率的限制因素是CO2浓度
【答案】C
【解析】分析题意可知，其他条件都（包括温度）适宜，故提高恒温箱温度可使m减小，A错误；a时刻开始光照，在ab时间段内，植物开始进行光合作用，且光合作用强度小于呼吸作用强度，植物仍向恒温箱中释放CO2，故恒温箱中CO2浓度逐渐增大，B错误；e点时持续充入CO2，恒温箱中二氧化碳浓度的变化速率为0，说明光合速率等于呼吸速率，光合作用并未暂停，f时刻叶片光合速率限制因素是光照强度，D错误。
7．（2025·湖北宜昌联考）某科研人员将绿色的小麦植株放在温度适宜的密闭容器内，在不同的光照条件下，测定该容器内氧气相对含量的变化，结果如甲图所示。图乙表示叶片某些代谢过程中物质的变化，分别表示不同的代谢过程。下列分析错误的是（ ）
图甲图乙
A. 0～5min时，因细胞不断消耗图乙中的X导致容器中氧气量不断下降
B. 图甲所示B点时，叶片中代谢过程Ⅰ、Ⅱ速率等于代谢过程Ⅲ速率
C. 若小麦叶片的呼吸速率始终不变，则在5～15min时，小麦叶片总光合作用产生的氧气相对含量是6
D. 实验进行到第5min时，容器中CO2的含量最高
【答案】B
【解析】图乙中X为O2，0～5min处于黑暗条件下，植株只能进行呼吸作用，消耗O2，导致密闭容器内氧气量不断下降，A正确；图甲B点时，氧气含量不再发生变化，说明对于该植株而言光合作用速率等于呼吸作用速率，则叶片处光合作用速率大于呼吸作用速率，即过程Ⅰ、Ⅱ速率大于过程Ⅲ速率，B错误；5～15min氧气释放量为8−4=4，呼吸消耗氧气量为2，因而总光合作用产生的氧气相对量为4+2=6，C正确；A点后，植物可进行光合作用，且光合速率大于呼吸速率，容器中CO2含量开始减少，因而第5min时，CO2含量最多，D正确。
8．（2025·安徽联考）某研究小组进行某植物的栽培试验，图1表示在适宜的光照、CO2浓度等条件下测得的光合曲线和黑暗条件下的呼吸曲线；图2为在恒温密闭玻璃温室中，连续24h测定的温室内CO2浓度以及植物CO2吸收速率的变化曲线。据图分析下列相关叙述正确的是（ ）
图1图2
A. 图1中，当温度达到55℃时，植物光合作用相关的酶失活
B. 据图1可知若温度保持在35℃，长时间每天交替进行12h光照、12h黑暗，该植物能正常生长
C. 6h时，图2叶肉细胞中叶绿体产生的O2量等于线粒体消耗的O2量
D. 由图2分析可知，6h光照强度应等于18h光照强度
【答案】A
【解析】图1中，实线表示净光合速率随温度的变化，虚线表示呼吸速率随温度的变化，55℃时，两曲线重合，说明植物光合作用停止，光合作用有关的酶失活，A正确；35℃条件下，植物呼吸速率为4，净光合速率为3，12h光照下光合作用净积累的有机物量小于12h黑暗中细胞呼吸消耗的有机物量，所以该植物不能正常生长，B错误；6h时，图2中CO2吸收速率为0，说明植物的光合速率等于呼吸速率，但由于部分细胞只进行呼吸作用而不进行光合作用，因此叶肉细胞的光合速率大于呼吸速率，即叶肉细胞中叶绿体产生的O2量大于线粒体消耗的O2量，C错误；图2中6h和18h的CO2吸收速率为0，说明植物的光合速率等于呼吸速率，但由于两个时间点的CO2浓度不一致，呼吸作用速率可能会发生改变，两点处的植物的光合速率可能不相等，因此不能确定两个时间点的光照强度的大小，D错误。
9．（2025·安徽蚌埠一模）为研究温度对植物生长的影响，研究人员将某种藻类随机均分成四组，在不同温度下先分别暗处理1h，紧接着再光照1h（光照强度相同），测其质量，结果如表所示：若每天用上述光照强度照射6小时，其余时间黑暗，则最适宜该藻类生长的温度是（ ）
A. 0℃B. 5℃C. 10℃D. 15℃
【答案】B
【解析】暗处理时，植物只能进行呼吸作用消耗有机物，因此每小时呼吸速率可用：初始质量-暗处理后质量来代表；光照条件下，植物既可以进行光合作用，又可以进行呼吸作用，则光照1h植物增加的质量可以代表植物每小时的净光合速率，即用光照后质量-暗处理后质量来代表。用题述光照强度照射6小时，其余时间黑暗，则植物在一天24小时的净光合量=6× 每小时的总光合速率−24× 每小时的呼吸速率=6×53.5−18×50+12×49.5=15；5℃下，该藻类一天24小时的净光合量=6×55−18×50+12×49=18；10℃下，该藻类一天24小时的净光合量=6×56−18×50+12×48=12；15℃下，该藻类一天24小时的净光合量=6×54−18×50+12×44=−48；该藻类一天24小时的净光合量越大，积累的有机物越多，越有利于其生长，5℃时该藻类积累的有机物最多，此温度最适宜生长，B正确。
10．（2025·浙江杭州段考）为测量蝴蝶兰的光合速率，选择功能正常叶片进行实验。上午8时，分别在叶片相同位置取下1cm2圆形小叶片若干，测得平均干重为ag；中午12时，在已取位置附近再取下等量1cm2圆形小叶片，测得平均干重为bg；之后进行暗处理到16时再进行相同操作，测得平均干重为mg以下相关叙述正确的是（ ）
A. 叶片的光合速率为[(b−a)/4]g⋅cm−2⋅h−1
B. 叶片的呼吸速率为(b−m)g⋅cm−2⋅h−1
C. 植株的净光合速率小于[(b−a)/4]g⋅cm−2⋅h−1
D. 12时之后进行黑暗处理的目的是消耗掉叶片中的有机物
【答案】C
【解析】叶片的光合速率=净光合速率+呼吸速率=(b−a)/4+(b−m)/4=[(2b−a−m)/4]g⋅cm−2⋅h−1，A错误；12时后进行暗处理到16时，共进行了4h的呼吸作用，叶片的呼吸速率为[(b−m)/4]g⋅cm−2⋅h−1，B错误；8时小叶片干重为ag，12时小叶片干重为bg，共进行4h的光合作用，故叶片净光合速率为[(b−a)/4]g⋅cm−2⋅h−1，由于植物还有非绿色部分，不能进行光合作用，所以植株的净光合速率小于[(b−a)/4]g⋅cm−2⋅h−1，C正确；12时之后进行黑暗处理的目的是测定呼吸速率，D错误。
11．（2026·江苏南京模拟）在光照恒定、温度最适条件下，某研究小组用图1的实验装置测量一小时内密闭容器中CO2的变化量，绘成曲线如图2所示。下列叙述正确的是（ ）
图1图2
A. a～b段，叶绿体中ATP从基质向类囊体膜运输
B. 该绿色植物前30分钟真正光合速率平均为64ppmCO2/min
C. 适当提高温度进行实验，该植物光合作用的光饱和点将增大
D. 若第10min时突然黑暗，叶绿体基质中C3的含量在短时间内将下降
【答案】B
【解析】a～b段二氧化碳含量在下降，说明植物的光合作用大于呼吸作用，光反应产生ATP和NADPH，叶绿体中ATP从类囊体膜向基质运输，A错误；真正光合速率=净光合速率+呼吸速率，由ab段可以计算出平均净光合速率=(1680−180)/30=50ppmCO2/min，由bc段可以计算出平均呼吸速率=(600−180)/30=14ppmCO2/min，因此真正光合速率平均为64ppmCO2/min，B正确；题干中提出，该实验在最适温度条件下进行，因此适当提高温度进行实验，光合速率下降，导致该植物光合作用的光饱和点将下降，C错误；若第10min时突然黑暗，导致光反应产生的ATP和NADPH含量下降，抑制暗反应中C3的还原，导致叶绿体基质中C3的含量将增加，D错误。
12．（2025·陕西西安模拟）植物的光合作用细胞依赖光照，但光能超过光合系统所能利用的能量时，光合器官可能遭到破坏，该现象称为光抑制。光呼吸能利用部分有机物，在吸收O2放出CO2的同时消耗多余光能，对光合器官起保护作用。如图为某植物叶片在白天和夜晚的气体交换过程，其中PR、R、GP代表不同的生理过程。下列相关叙述错误的是（ ）
A. 图中的PR、R过程分别代表呼吸作用、光呼吸，叶片中有机物的积累量取决于GP、R、PR之间的差值
B. 光呼吸虽然消耗部分有机物，但是从一定程度上能避免光抑制的发生，有利于植物生长发育
C. 植物通过调节叶片角度回避强光或进行细胞内叶绿体的避光运动均可减弱光抑制现象
D. 在农业生产中，适当抑制白天光呼吸和夜间呼吸作用的进行，有利于提高农作物产量
【答案】A
【解析】分析题图可知，叶片在夜晚和白天都进行R过程，故R代表呼吸作用，PR代表光呼吸，A错误。
13．（14分）科研人员对干旱胁迫如何影响苎麻光合速率进行了探究，实验结果如表所示（其他条件适宜），请据表回答下列问题：
（1） 科研小组常用_ _ _ _ _ _ _ _ 提取植物叶肉细胞中的光合色素。用纸层析法分离色素时，与对照组相比，干旱第5天处理组的叶绿素条带较_ _ _ _ （填“宽”或“窄”）。
（2） 干旱第5天处理组的苎麻叶肉细胞ATP的合成场所是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。依据表中相关数据分析，导致干旱第3天和干旱第5天苎麻净光合速率下降的主要原因分别是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ;_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（3） 已知苎麻叶片中脉两侧内部结构生理功能基本一致，欲测量苎麻叶片的真正光合速率，请写出实验的思路：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】（1） 无水乙醇；窄
（2） 细胞质基质、线粒体、叶绿体；气孔导度降低，吸收CO2减少，暗反应速率降低，光合速率降低；叶绿素含量降低，捕获光能减少，光反应速率降低，光合速率降低
（3） 将苎麻叶片左侧遮光右侧曝光，在适宜光照下照射12小时后，从两侧截取同等面积(s)的苎麻叶片，烘干称重，分别记为a和b，由于左侧是在遮光条件下测得的数值，假设实验前苎麻叶片两侧干重均为M，则M−a表示呼吸作用消耗的有机物，b−M表示净光合作用积累的有机物，则b−a代表12h内右侧截取部分光合作用制造的有机物总量，(b−a)/(12⋅s)所代表的是该苎麻叶片真正光合速率
【解析】
（1） 光合色素易溶于有机溶剂，因此可以用无水乙醇提取光合色素；纸层析法分离色素的原理是光合色素在层析液中溶解度不同，与对照组相比，干旱第5天处理组的叶绿素含量减少，因此在滤纸条上色素带变窄。
（2） 干旱第5天处理组的苎麻叶肉细胞产生ATP的过程有细胞呼吸和光合作用光反应，因此此时ATP的合成场所是细胞质基质、线粒体、叶绿体；干旱第3天，由表中数据可知气孔导度降低，胞间CO2浓度降低，吸收CO2减少，暗反应速率降低，光合速率降低；在干旱第5天与对照组比，叶绿素含量降低，捕获光能减少，光反应速率降低，光合速率降低。温度/℃
0
5
10
15
初始质量/mg
50
50
50
50
暗处理后质量/mg
49.5
49
48
44
光照后质量/mg
53.5
55
56
54
项目
气孔导度/(ml⋅m−2⋅s−1)
胞间CO2浓度/(μml⋅ml−1)
叶绿素含量/(mg⋅g−1)
净光合速率/(μml⋅m−2⋅s−1)
对照组
0.067
198.78
3.12
10.28
干旱第3天
0.025
119.44
2.56
4.06
干旱第5天
0.003
256.57
1.28
0.09