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2020-2021学年高一上学期生物人教版（2019）必修一专题 ：光合作用和细胞呼吸
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这是一份人教版 (2019)必修1《分子与细胞》全册综合优秀学案，共23页。
细胞呼吸和光合作用
重难点
题型
分值
重点
细胞呼吸和光合作用中的物质、能量转化
选择题、非选择题
6-10
细胞呼吸和光合作用的探究实验
细胞呼吸和光合作用的相关计算
难点
细胞呼吸和光合作用中的物质、能量转化
细胞呼吸和光合作用的探究实验
细胞呼吸和光合作用的相关计算
核心知识点一：光合作用和细胞呼吸的物质、能量转化
1. 光合作用与有氧呼吸的关系
（1）物质变化
C：CO2C6H12O6C3H4O3CO2
O：H2OO2H2O
H：H2O [H] C6H12O6[H] H2O
（2）能量变化
光能ATP中活跃的化学能C6H12O6中稳定的化学能
2. 以叶绿体和线粒体为载体分析光合作用和有氧呼吸的气体变化
此时细胞处于黑暗环境，只有有氧呼吸，无光合作用
此时细胞处于弱光条件下，同时进行光合作用和有氧呼吸，但是呼吸强度大于光合强度
此时细胞内同时进行光合作用和有氧呼吸，没有气体的释放和吸收，光合强度和呼吸强度相等。
此时细胞处于强光下，光合作用和有氧呼吸同时进行，光合强度大于呼吸强度。
问题探究：图中的六条线会不会在某个时刻全部存在呢？
提示：不会，当细胞从外界吸收氧气时，就不会释放氧气。
3. 光合作用和有氧呼吸曲线图分析（以二氧化碳的变化为例）
AB段：只进行有氧呼吸（此时只有二氧化碳的释放）
BC段：呼吸强度大于光合强度（二氧化碳的释放大于吸收）
C点：呼吸强度等于光合强度（二氧化碳的释放等于吸收）
CDE段：呼吸强度小于光合强度，有有机物积累（二氧化碳的吸收大于释放）
D点：二氧化碳吸收量最大，光合强度最大
E点：呼吸强度等于光合强度，此时有机物积累最多
EF段：呼吸强度大于光合强度
FG段：只进行有氧呼吸
问题探究：图中制造有机物、积累有机物、消耗有机物的区段是什么？
提示：BF、CE、AG
4. 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。D为饱和点，A为呼吸速率的点。
（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。
（4）A点只能上移和下移，此时只进行细胞呼吸，温度的变化影响点的移动，温度升高，下移，温度下降，上移。
【随堂练习】
1. 如图表示植物细胞代谢的过程，有关叙述错误的是（ ）
A. 植物细胞④过程的进行与⑤〜⑩过程密切相关，与②过程无关
B. 若植物缺Mg则首先会受到显著影响的生理过程是②
C. 图中②过程02的产生量小于⑩过程02的吸收量，则该植物体内有机物的量将减少
D. 蓝藻细胞的①②过程发生在类囊体膜上，③发生在叶绿体基质中
答案：D
解析：本题考查光合作用和有氧呼吸的联系，难度中等。植物细胞④吸收矿质元素离子是主动运输过程，需要消耗能量，故与⑤～⑩呼吸作用过程密切相关，与②光反应过程无关，A正确；Mg是合成叶绿素的成分，光反应阶段需要叶绿素吸收光能，若植物缺Mg则叶绿素的合成受到影响，首先会受到显著影响的生理过程是②光反应过程，B正确；图中②光反应过程O2的释放量小于⑩有氧呼吸过程O2的吸收量，则净光合作用量＜0，该植物体内有机物的量将减少，C正确；蓝藻细胞是原核细胞，没有叶绿体，D错误。
2. 下列关于叶绿体和线粒体比较的叙述，正确的是（ ）
A. 二者都与细胞的能量代谢有关，都含有少量染色体
B. [H]在叶绿体中随水的分解而产生，在线粒体中随水的生成而产生
C. 线粒体内产生的CO2到达相邻细胞的叶绿体用于光合作用至少需要通过6层生物膜
D. 叶绿体中发生CO2→C3→C6H12O6的变化，线粒体中发生C6H12O6→C3→CO2的变化
答案：C
解析：本题考查光合作用和呼吸作用过程中的物质变化、能量变化和场所，难度较大。叶绿体和线粒体都是具有双膜结构的细胞器，都含有少量DNA和RNA；线粒体是有氧呼吸的主要场所，线粒体分解有机物释放能量，叶绿体是光合作用的场所，合成有机物储存能量二者都与能量转化有关，但都不含有染色体，染色体存在于真核生物的细胞核中，A错误；[H]在叶绿体中随水的分解而产生，线粒体产生水的过程是有氧呼吸第三阶段，要消耗还原氢，B错误；线粒体内产生的CO2先穿过线粒体双层膜和1层细胞膜，到达相邻细胞的叶绿体需要再穿过1层细胞膜和叶绿体双层膜才能用于光合作用，所以至少需要通过6层生物膜，C正确；线粒体进行有氧呼吸第二、第三阶段，葡萄糖不能进入线粒体中进行氧化分解，进入线粒体氧化分解的是葡萄糖酵解的产物丙酮酸，D错误。
3. 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：本题考查光合作用和细胞呼吸曲线中关键点的移动，难度较大。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；
例题1 如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产生[H]，过程②消耗[H]，过程③既产生也消耗[H]
B. 过程②只发生在叶绿体基质，过程③只发生在线粒体
C. 过程①中叶绿体中的四种色素都主要吸收蓝紫光和红光
D. 若过程②的速率大于过程③的速率，则甘蔗植株的干重就会增加
答案：A
解析：本题考查光合作用和细胞呼吸过程中物质的变化，难度中等。由题图可知，过程①为光反应，光反应可产生[H]，用于过程②三碳化合物的还原，故过程②消耗[H]，过程③是细胞呼吸，有氧呼吸的第一、二阶段产生[H]，用于第三阶段与氧气发生反应，因此③过程既产生也消耗[H]，A正确；由题图可知，②过程是暗反应，只发生在叶绿体基质，③过程是细胞呼吸，发生在细胞质基质和线粒体中，B错误；叶绿体中的叶绿素素主要吸收蓝紫光和红光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，C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，某一个细胞光合速率大于细胞呼吸速率，甘蔗的干重不一定增加，D错误。
例题2 下面是叶肉细胞在不同光照强度下叶绿体与线粒体的代谢简图，相关叙述错误的是（ ）
A. 细胞①处于黑暗环境中，该细胞单位时间释放的CO2量即为呼吸速率
B. 细胞②没有与外界发生O2和CO2的交换，可断定此时光合速率等于呼吸速率
C. 细胞③处在较强光照条件下，细胞光合作用所利用的CO2量为N1与N2的和
D. 分析细胞④可得出，此时的光照强度较弱且N1小于m2
答案：D
解析：本题考查叶绿体和线粒体中气体的变化，难度较大。结合图示可知，细胞①中仅有线粒体中有气体的消耗和生成，故应处在黑暗环境中，此时细胞单位时间内释放的CO2量可表示呼吸速率，A正确；植物光合作用产生的O2用于细胞呼吸，细胞呼吸产生的CO2用于光合作用，植物与外界不进行气体交换，即没有O2和CO2的吸收与释放，此时光合作用速率等于细胞呼吸速率，B正确；细胞③需要从外界环境吸收CO2，并向细胞外释放O2，此时细胞所处环境的光照强度大于光补偿点，细胞所利用的CO2包括呼吸作用产生的N2和从环境中吸收的N1，C正确；细胞④中，线粒体利用的O2除来自叶绿体外，还要从细胞外吸收，说明细胞呼吸强度大于光合作用强度，细胞进行有氧呼吸和光合作用的过程中，O2的净消耗量（吸收量）m2与CO2的净生成量N1相等，D错误。
例题3 下图表示夏季晴天，某植物放在密闭的玻璃罩内一昼夜CO2浓度的变化情况，假设5时日出，19时日落，玻璃罩内的植物生理状态与自然环境中的相同。用CO2测定仪测得了一天中该玻璃罩内CO2浓度的变化情况，绘制成如下图所示的曲线，下列有关说法正确的是（ ）
A. CO2浓度下降从D点开始，说明植物进行光合作用是从D点开始的
B. 该植物经过一昼夜有机物有所增加
C. H点CO2浓度最低，说明此时植物对CO2的吸收最多，光合作用最强
D. 曲线中该植物光合作用与呼吸作用相等的点有3个
答案：B
解析：本题综合考查影响光合作用和呼吸作用的环境因素，难度较大。A点之后植物开始进行光合作用，不是从D点开始的，A错误；经过一昼夜，该容器中二氧化碳浓度减少，该二氧化碳用于光合作用合成有机物，因此产生的氧气也增多，B正确； H点时，光合作用等于呼吸作用，此时一天中积累有机物最多，不是植物对CO2的吸收最多，光合作用最强，C错误；曲线中该植物光合作用与呼吸作用相等的点有2个，分别是D和H，D错误。
例题4 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℃。下图表示该植物在25℃时光合作用强度和光照强度的关系。若将温度提高到30℃的条件下（原光照强度和二氧化碳浓度不变），从理论上讲，图中相应点的移动应该为（ ）
A. a点下移，b点右移，m值减少
B. a点不移，b点左移，m值不变
C. a点下移，b点不移，m值增加
D. a点上移，b点左移，m值增加
答案：A
解析：本题考查光合作用和细胞呼吸曲线中关键点的移动，难度较大。根据题意和图示分析可知：温度从25℃提高到30℃后，光合速率减慢，呼吸速率加快. 图中a点代表呼吸速率，现呼吸速率加快，故a点下移；b点代表光补偿点，即b点呼吸速率等于光合速率，由于呼吸速率加快，光合作用减慢，需要增大光合作用强度，才能够b点呼吸速率等于光合速率，故b点右移；m代表最大净光合作用强度，由于升高温度后，导致光合作用强度下降，故m值减少，A正确。
核心知识点二：光合作用和细胞呼吸实验探究
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。
【随堂练习】
1. 用金鱼藻在如图的实验装置中进行与光合作用有关的实验，下列说法正确的是（ ）
A. 试管中收集的气体量代表了金鱼藻光合作用制造的氧气量
B. 试管中收集的气体量代表了金鱼藻呼吸作用制造的CO2量
C. 探究CO2浓度对光合作用的影响，可用不同浓度的NaHCO3溶液进行实验
D. 探究光照强度对光合作用的影响，应该用光源慢慢靠近该套装置，观察气泡产生的速率变化
答案：C
解析：本题考查与光合作用和细胞呼吸有关的实验设计，难度较大。光合作用制造的氧气量指的是总光合作用量，总光合作用量中呼吸作用消耗的氧气量是收集不到的，A错误；在光下，若呼吸作用强度大于光合作用强度，则试管中收集的气体是呼吸释放的CO2（净呼吸作用量），呼吸作用制造的CO2量，一部分用于光合作用，一部分释放到外界，若光合作用强度大于呼吸作用强度，则试管中收集的气体是氧气的释放量，B错误；不同浓度的NaHCO3溶液可以为光合作用提供二氧化碳，本实验可以用不同浓度的NaHCO3溶液探究CO2浓度对光合作用的影响，C正确；为了探究光照强度对光合作用的影响，若用光源慢慢靠近该套装置，观察气泡产生的速率变化不明显无法达到目的，应该用多套相同的装置其他条件相同，只是距离光源的位置不同，D错误。
2. 某中学生物兴趣小组在暑假开展了对某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
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
解析：本题考查与光合作用与细胞呼吸有关的实验设计，难度较大。
（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，使植物只进行细胞呼吸，用NaOH溶液出去玻璃罩内的CO2，植物细胞呼吸消耗一定量的氧气，释放等量的CO2，而CO2被NaOH溶液吸收，根据一定时间内玻璃罩内气体体积的减少量即可计算出呼吸强度。
（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，产生等量的氧气，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。
例题1 某兴趣小组设计了如图所示的实验装置若干组，室温25℃下进行了一系列的实验，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缓冲液并给予光照，液滴移动距离可表示净光合作用强度大小
B. 若要测真光合强度，需另加设一装置遮光处理，X溶液为NaOH溶液
C. 若X溶液为清水并给予光照，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，消耗的底物为脂肪时，液滴左移
答案：C
解析：本题主要考查与光合作用和细胞呼吸相关的实验设计，难度较大。若X溶液为CO2缓冲液并给予光照，光合作用将吸收CO2释放O2导致液滴向右移动，液滴移动的距离是释放O2的原因，可表示净光合作用强度大小，A正确；若要测真光合强度，即光合作用的总量，就要明白真正的光合强度=净光合作用强度（释放的O2量）+呼吸消耗强度（吸收的O2量），X溶液为CO2缓冲液并给予光照，可表示净光合作用强度大小，那X溶液为NaOH溶液并遮光处理，在有氧呼吸中吸收的O2量等于产生的CO2量并被NaOH吸收，导致密闭小室中气体体积减小，液滴向左移动，可表示的是呼吸消耗强度，B正确；清水既不吸收和释放O2，也不吸收和释放CO2. X溶液为清水并给予光照，光合作用大于细胞呼吸时，呼吸作用产生的CO2全部被光合作用所用，光合作用产生的O2除满足呼吸作用所用外，又释放到细胞外，同时从细胞外吸收CO2，但是密闭小室中的CO2量有限，限制释放的O2量和吸收的CO2量相等，液滴不移动，C错误；若X溶液为清水并遮光处理，消耗的底物为脂肪时，由于脂肪中[H]含量比糖中高，有氧呼吸时消耗的O2量多，产生的CO2量相对减少，导致密闭小室中气体体积减小，液滴左移，D正确。
例题2 实验小组想利用下列装置测定某植物的光合作用强度,请回答有关问题：
乙装置植物为死植物，其余和甲装置一样
（1）测定植物的净光合作用强度。
①在甲、乙两装置的烧杯中加入_____溶液（NaOH或NaHCO3）。
②将两装置放在适宜的光照下照射1h,测定红墨水滴的移动距离。
③实验结果:乙装置中红墨水滴向右移动0.5cm,甲装置中红墨水滴向_____移动4cm
（2）测定植物的呼吸强度。
①在甲、乙装置的烧杯中加入_____溶液（NaOH或NaHCO3）。
②将两装置放在黑暗环境中1小时,温度与（2）中温度相同。
③实验结果:乙装置中红墨水滴向右移动0.4cm,甲装置中红墨水滴向_____移动1.6cm。
（3）综合分析可知,该植物的实际光合强度为每小时红墨水滴向_____移动_____cm。
答案：（1）①NaHCO3③右（2）①NaOH③左（3）右5.5
解析：本题综合考查光合作用和呼吸作用的影响因素及实验设计，难度较大。
（1）①净光合速率可以用单位时间内氧气的生成量、CO2的吸收量或是有机物的积累量表示，该装置中可通过红墨水滴的移动检测装置中气体变化量，由于氢氧化钠能吸收二氧化碳，若烧杯中加入氢氧化钠，则装置中没有二氧化碳，植物不能进行光合作用，所以烧杯中应加NaHCO3溶液，可以补充光合作用吸收消耗的CO2，确保装置甲中红墨水滴移动是光合作用释放的O2引起的，以此来表示净光合作用速率。
③在适宜的光照条件下，甲中植物的净光合速率大于0，释放的氧气使装置中气体体积增加，红墨水应向右移动。
（2）①测植物的呼吸作用强度时，首先应该排除光合作用的影响，故装置应放在黑暗的环境中，在黑暗条件下植物只进行呼吸作用不进行光合作用，植物进行有氧呼吸时O2的利用量等于O2的吸收量，植物呼吸作用CO2的产生量等于CO2的释放量，故可以用O2的吸收量或是CO2的释放量来表示呼吸作用。在甲、乙烧杯中加入NaOH可以吸收呼吸作用产生的CO2从而确保装置甲中气体变少是由于呼吸作用吸收O2导致的。
③由于甲中植物呼吸产生的二氧化碳被烧杯中NaOH吸收，呼吸消耗的氧气使装置中气体体积减少，所以红墨水液滴向左移动。
（3）实际光合速率=净光合速率+呼吸速率，乙装置中为死的植物，装置中红墨水液滴的移动量表示微生物呼吸及气体受温度变化等无关变量引起的体积变化，甲中红墨水的液滴移动则表示植物的净光合速率与无关变量共同引起的体积变化（黑暗时可表示植物的呼吸速率与无关变量共同引起的体积变化），所以通过甲、乙装置对比，可排除装置内微生物呼吸及气体受温度变化等的影响，可知每小时净光合速率导致红墨水滴右移4-0.5=3.5cm，每小时呼吸作用导致向左移动1.6+0.4=2.0cm，故综合来看该植物的实际光合强度为每小时红墨水滴向右移动3.5+2.0=5.5cm。
核心知识点三：光合作用和细胞呼吸的计算专攻
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，测得的数值实质是真光合作用减去细胞呼吸的差，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。
易错警示：
净光合速率（表观光合速率）：单位时间单位叶面积O2的释放量、CO2的吸收量、有机物的积累量。
真正光合速率（总光合速率）：单位时间单位叶面积O2的产生量、CO2的固定量、有机物的产生量。
【随堂练习】
1. 对某植物在不同环境条件下O2的吸收量和释放量进行测定，结果如表所示。下列对结果的分析中，不合理的是（ ）
光照强度（klx）O2 变化量（mg·h－1）温度（℃）
0
5
10
10
－0.5
＋3.0
＋4.0
20
－1.0
＋2.0
＋5.0
A. 在10 klx条件下光照5小时，10 ℃时光合作用产生的O2总量比20 ℃时少7.5 mg
B. 在10 ℃时，分别用10 klx和5 klx光照12小时、黑暗处理12小时，前者O2增加量比后者多12 mg
C. 一昼夜中，在10 ℃、10 klx光照X小时后，余下时间转入20 ℃的黑暗环境中，若O2变化量为0，则X＝4.8
D. 该实验的自变量是光照强度、温度和光照时间，CO2浓度等属于无关变量
答案：D
解析：本题考查与光合作用与细胞呼吸相关的计算，难度较大。分析表中数据可知，10klx时，某植物在10℃时，每小时光合作用产生的氧气量为（4+0.5）mg，5小时产生的总量为22.5㎎，在20℃时，每小时光合作用产生的氧气量为（5+1）mg，5小时产生的总量为30㎎，因此某植物在10℃时，5小时光合作用产生的氧气量比20℃时少7.5mg，A正确；在10℃时，分别用10和5（klx）光照12小时，黑暗12小时，氧气增加量前者比后者多（4. 0-3. 0）×12=12mg，B正确；一昼夜中，在10 ℃、10 klx光照X小时后，氧气的产生量为（4.0+0.5）×X，20 ℃的黑暗环境中，呼吸消耗的氧气为1.0×（24-X），由于O2变化量为0，则（4.0+0.5）×X=1.0×（24-X），解得X=4.8，C正确；该实验的自变量是光照强度、温度，光照时间、CO2浓度属于无关变量，D错误。
2. 在一定浓度的 CO2 和最适温度条件下，测定 A 植物和 B 植物在不同光照条件下的光 合速率，结果如表，以下有关说法正确的是（ ）
A. 当光照强度为 3klx 时，A、B 植物固定的 CO2 量的差值为 3mg/100cm2叶•小时
B. 当光照强度超过 9klx 时，B 植物光合速率不再增加，不可能是因为受到二氧化碳 浓度的限制
C. 当光照强度为 9klx 时，A 植物的总光合速率是 45mg/100cm2叶•小时
D. 与 A 植物相比，B 植物是在强光照条件下生长的植物，最有可能是小麦等阳生植物
答案：D
解析：本题主要考查与光合作用与细胞呼吸相关的计算，难度较大。当光照强度为3klx时，A植物固定的二氧化碳的量为11+5.5=16.5mgCO2/100cm2叶•小时，而B植物此时光合速率等于呼吸速率，固定的二氧化碳的量为15，故两者固定的二氧化碳的差值16.5﹣15=
1.5mgCO2/100cm2叶•小时，A错误；B植物的光合作用的光饱和点为9klx，如果在增加光照强度，也不会影响光合作用速率，因为此时影响光合作用的因素是二氧化碳浓度或温度等，B错误；总光合速率=净光合作用速率+呼吸作用速率. 当光照强度为9klx时，A植物的总光合速率=11+5.5=16.5mgCO2/100cm2叶•小时，C错误；光合速率与呼吸速率相等时，A植物的光照强度比B植物的光照强度小，推测B 植物是在强光照条件下生长的植物，最有可能是小麦等阳生植物，D正确。
故选D。
例题1 将某绿色植物放在特定的实验装置内，研究温度对光合作用与呼吸作用的影响（其余的实验条件都是理想的），实验以 CO2的吸收量与释放量为指标。实验结果如下表所示：下列对该表数据的分析正确的是（ ）
温度（0C）
5
10
15
20
25
30
35
光照下吸收CO2（mg/h）
1.00
1.75
2.50
3.25
3.75
3.50
3.00
黑暗中释放CO2（mg/h）
0.50
0.75
1.00
1.50
2.25
3.00
3.5
A. 昼夜不停地光照，温度在 35℃时该植物不能生长
B. 昼夜不停地光照，该植物最适宜的温度是 30 ℃
C. 每天交替进行 12 小时光照、12 小时黑暗，温度均保持在 20℃的条件下，该植物积累的有机物最多
D. 每天交替进行 12 小时光照、12 小时黑暗，温度均保持在 30℃时，该植物积累的有机物是温度在 10℃时的两倍
答案：C
解析：本题考查与光合作用和光合作用相关的计算，难度较大。温度在 35℃时净光合速率大于0，昼夜不停地光照，该植物可以生长，A错误；昼夜不停地光照，该植物在25℃时净光合速率最大，最适于生长，B错误；每天交替进行 12 小时光照、12 小时黑暗，该植物积累的有机物取决于光照时积累的有机物量与黑暗中消耗的有机物量的差值，在 20℃的条件下，该差值最大，C正确；每天交替进行 12 小时光照、12 小时黑暗，温度均保持在 30℃时，该植物积累的有机物为（3.50—3.00）×12mg，在 10℃时，该植物积累的有机物为（1.75—0.75）×12mg，后者是前者的2倍，D错误。
例题2 下图为黑藻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。下列说法错误的是（ ）
A. 光照强度为a时，细胞中只进行呼吸作用
B. 光照强度为b时，光合速率等于呼吸速率
C. 光照强度为c时，细胞中产生ATP的细胞器是线粒体和叶绿体
D. 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
答案：B
解析：本题考查与光合作用和细胞呼吸相关的计算，难度较大。光照强度为a时，无氧气产生，故无光合作用，只进行呼吸作用，A正确；光照强度为b时，呼吸作用产生的二氧化碳为6，光合作用产生的氧气为3，呼吸速率大于光合速率，B错误；光照强度为c时，光合速率=呼吸速率=6，光合作用和呼吸作用均可产生ATP，故细胞中产生ATP的细胞器是线粒体和叶绿体，C正确；光照强度为d时，光合作用产生8氧气即消耗8个二氧化碳，呼吸作用产生6个二氧化碳，故单位时间内细胞从周围吸收2个单位的CO2，D正确。
（答题时间：30分钟）
1. 夏季黄瓜叶肉细胞内的氢原子转移过程如下，下列有关叙述错误的是（ ）
H2O[H]（CH2O）[H]H2O
A. a过程将光能转化为ATP中活跃的化学能
B. b过程合成的淀粉可作为细胞的储能物质
C. c过程产生的CO2进行b过程最少穿过2层膜
D. 有氧呼吸的三个阶段中d过程释放的能量最多
2. 下图为某植物叶肉细胞结构示意图，请据图分析，不正确的一项是（ ）
A. 当光合作用强度大于呼吸作用强度时,图中存在的箭头有a、b、c、d
B. 当光合作用强度等于呼吸作用强度时, 图中存在的箭头有c、d
C. 当光合作用强度小于呼吸作用强度时, 图中存在的箭头c、d、e、f
D. 图中a、c、e分别表示氧气、二氧化碳、氧气
3. 如图所示，原来置于黑暗环境中的绿色植物移至光下后，CO2的吸收量发生了改变。下列各项叙述中，正确的是（ ）
A. 曲线AB段表示绿色植物呼吸强度逐渐减弱
B. 曲线BC段表示绿色植物光合作用速率大于呼吸作用速率
C. 在B点时，绿色植物没有进行光合作用，也没有呼吸作用
D. 整段曲线表明，随光照强度递增，光合作用增强，呼吸作用减弱
4. 某实验小组为探究光照强度对植物光合速率的影响，组装如下图所示实验装置，下列说法正确的是（ ）
A. 碳酸氧钠溶液浓度、温度都为无关变量
B. 光照强度由0不断增大的过程中，毛细管中水滴不断右移直至不动
C. 当毛细管中水滴不动时，叶肉细胞中叶绿体所需CO2全部来自同一细胞的线粒体
D. 碳酸氢钠水解产生的CO2需穿过3层磷脂分子才能进入叶肉细胞参与光合作用
5. 研究小组同学研究某湖泊中X深度生物光合作用和有氧呼吸时，设计了如下操作：
①取三个相同的透明玻璃瓶标号a、b、c，并将a用不透光的黑布包起来；
②将a、b、c三个瓶子均在湖中X深度取满水，并测定c瓶中水的溶氧量；
③将a、b两瓶密封后再沉入X深度水体中，24小时后取出；
④测定a、b两瓶中水的溶氧量，三个瓶子的测量结果如图所示。则24小时内X深度水体中生物光合作用和有氧呼吸情况的分析正确的是（ ）
A. 光合作用产生的氧气量为（k－v） mol/瓶
B. 光合作用产生的氧气量为（k－w） mol/瓶
C. 有氧呼吸消耗的氧气量为（k－v） mol/瓶
D. 有氧呼吸消耗的氧气量为v mol/瓶
6. 以测定植物在黑暗中CO2的释放量和光照下CO2的吸收量为指标，研究温度对绿色植物光合作用与呼吸作用的影响，结果记录如表所示。下列有关分析中正确的是（ ）
组别
一
二
三
四
五
温度（℃）
15
20
25
30
35
黑暗中CO2的释放量（mg／h）
1.0
1.5
1.8
30
3.2
光照下CO2的吸收量（mg／h）
2.5
3.3
3.8
3.4
3.2
A. 该植物在25℃条件下，光合作用制造的有机物最多
B. 在35℃条件下，该植物实际光合作用速率与呼吸作用速率相等
C. 在15℃条件下，该植物的净光合作用速率为1.5mg／h
D. 光照相同时间，35℃时光合作用制造的有机物总量与30℃时相等
7. 用等体积的三个玻璃瓶甲、乙、丙，同时从某池塘水深0.6m处的同一位置取满水样，立即测定甲瓶中的氧气含量，并将乙、丙瓶密封后沉回原处。一昼夜后取出玻璃瓶，分别测定两瓶中的氧气含量，结果如下（不考虑化能合成作用）。有关分析错误的是（ ）
透光玻璃瓶甲
透光玻璃瓶乙
不透光玻璃瓶丙
5.0mg
7.6mg
4.0mg
A. 丙瓶中浮游植物的细胞产生ATP的场所是细胞质基质
B. 一昼夜后，乙瓶的二氧化碳含量比丙瓶低
C. 一昼夜内，乙瓶生物实际光合作用释放的氧气量为3.6mg
D. 一昼夜内，丙瓶生物细胞呼吸消耗的氧气量为1.0mg
8. 光合作用与细胞呼吸的原理广泛应用于生产实践中，下列做法分析正确的是（ ）
A. 用乳酸菌制酸奶时应先通气再密封，以利于乳酸发酵
B. 稻田要定期排水，否则会出现因乳酸中毒而烂根的现象
C. 种子贮存和水果保鲜要做到低温、低氧和干燥
D. 大棚薄膜最好用无色透明的，这样有利于植物吸收更多的光能
9. 图甲是真核细胞中能够进行的某些代谢过程简图，图乙是在CO2浓度一定、环境温度为25 ℃、不同光照强度下测得的小麦叶片的光合作用强度。请据图分析回答问题：
（1）图甲中①②③生理过程在细胞内进行的场所分别是__________、___________、___________。
（2）图甲中过程④__________（填“能”或“不能”）发生在人体细胞中。
（3）在图乙中B点时，叶肉细胞中产生ATP的场所有_________________。C点时，该植物的总光合速率为________mg·dm－2叶·h－1（用CO2吸收量表示）。
（4）当植物缺镁时（其他外界条件不变），图乙中的B点将__________（填“左移”或“右移”）。
（5）此实验中小麦植株进行光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25 ℃和30 ℃，C点影响光合速率的外界因素是______________________________；可能的内部因素是____________________答一种即可）。若将实验中的温度25 ℃改为30 ℃，图乙中的B点将______（填“左移”或“右移”）。
10. 下图1表示某植物叶肉细胞中光合作用和有氧呼吸的主要过程，其中甲～丁表示细胞中相应结构，a～d表示相关物质；下图2表示该植物在最适温度时，不同光照强度下光合作用速率的变化。请据图回答：
（1）图1甲～丁中，发生光合作用光反应的场所是__________（填字母），物质d表示__________。
（2）图2中的_______点时（填字母），该植物净光合速率为零。在C点对应的光照强度时，限制光合作用速率进一步升高的主要环境因素是__________________________。
（3）在利用塑料大棚栽培蔬菜时，如果遇到阴雨连绵的天气，可适当降低大棚内温度，抑制图1中______________（填图1中的甲～丁）两种结构的生理功能，以利于有机物的积累。
（4）如果将该植物先放置在图2中A点的条件下12小时，接着放置在C点的条件下12小时，则在这24小时内该植物单位叶面积的有机物积累量（用CO2吸收量表示）为________mg。
（5）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 ℃，如果图2表示30 ℃时光合速率与光照强度的关系。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、C的移动方向分别是__________________________。
1. C 解析：本题考查光合作用与细胞呼吸的物质转化，难度中等。a是光合作用光反应阶段，此阶段是把光能转化为ATP中活跃的化学能，A正确。b是暗反应过程，暗反应过程经过二氧化碳固定和C3的还原生成糖类等有机物，其中的淀粉可作为细胞的储能物质，B正确。C过程在有氧呼吸的第二阶段产生的CO2进行b暗反应过程需要从穿过线粒体两层膜，还需要穿过叶绿体的的两层膜，因此至少需要穿过4层膜，C错误。有氧呼吸d过程即第三阶段释放的能量最多，D正确。
2. D 解析：本题考查叶绿体和线粒体内的物质转化，难度中等。当光合作用强度大于呼吸作用强度时，叶绿体需要从外界吸收二氧化碳并释放氧气，因此图中存在的箭头有a、b、c、d，A正确；当光合作用强度等于呼吸作用强度时，不需要与外界发生气体交换，图中存在的箭头有c、d，B正确；当光合作用强度小于呼吸作用强度时，线粒体需要从外界吸收氧气并释放二氧化碳，因此图中存在的箭头有c、d、e、f，C正确；根据以上分析已知，图中a、d、f都表示二氧化碳，b、c、e都表示氧气，D错误。
3. B 解析：本题考查光照对光合作用和细胞呼吸的影响，难度较大。光照强度不影响呼吸速率，故AB段呼吸速率不变，A错误；BC段，二氧化碳吸收量>0，故光合速率>呼吸速率，B正确；B点时，光合速率=呼吸速率，C错误；达到光饱和点之前，随光照强度的增大，光合速率增强，达到光饱和点之后，光照增强，光合速率不变。光照强度变化不影响呼吸速率，D错误。
4. A 解析：本题考查与光合作用相关的实验设计，难度较大。本实验的自变量是不同光照强度，碳酸氧钠溶液浓度、温度都为无关变量，A正确；光照强度由0不断增大的过程中，当光照强度较弱时，光合速率小于呼吸速率，毛细管中水滴将向左移，随光照强度增大，当光合速率大于呼吸速率时，水滴将向右移直至不动。B错误；当毛细管中水滴不动时，叶肉细胞中叶绿体所需CO2来自绿色植物所有细胞的线粒体，C错误；CO2需穿过3层膜6层磷脂分子层才能进入叶肉细胞参与光合作用，D错误。
5. A 解析：本题考查光合速率与呼吸速率的测定，难度较大。分析操作步骤可知，c瓶为对照，测量的是实验前每瓶中的溶氧量，即原溶氧量＝w mol/瓶；a瓶用不透光的黑布包起来，其内生物只能进行呼吸作用，测量的值为原溶氧量与有氧呼吸消耗的氧气量之差，即有氧呼吸消耗的氧气量＝（w－v） mol/瓶；b瓶内的植物能进行光合作用，同时能进行呼吸作用，测量的结果为光合作用产生的氧气量－有氧呼吸消耗的氧气量＋原溶氧量的值，即光合作用产生的氧气量＝k－w＋（w－v）＝（k－v） mol/瓶。根据以上分析已知，c瓶中的含氧含量即为初始含氧量，a瓶用不透光的黑布包起来，则只能进行有氧呼吸，因此有氧呼吸消耗的氧气量为（w-v）mol/瓶，C、D错误；b瓶既进行有氧呼吸有进行光合作用，而a和b两瓶有氧呼吸强度相等，则光合作用产生氧气量=净光合作用产生的氧气量+呼吸作用消耗的氧气量= k－w＋（w－v）=（k-v）mol/瓶，A正确、B错误。
6. D 解析：本题考查与光合作用和细胞呼吸相关的计算，难度较大。当温度为25℃时净光合作用速率为3.8mg/h，呼吸作用消耗速率为1.8mg/h，所以实际光合作用速率为3.8+1.8=5.6mg/h，而在30℃时依据公式可得实际光合作用速率为3.4+3.0=6.4mg/h，A错误；在35℃条件下，该植物实际光合作用速率为3.2+3.2=6.4mg/h，而呼吸作用速率为3.2mg/h，B错误；在15℃条件下，该植物的净光合作用速率等于光照下CO2的吸收量，为2.5mg/h，C错误；光照相同时间，35℃时光合作用制造的有机物总量与30℃时分别为（3.4+3.0）和（3.2+3.2），都是6.4mg/h，D正确。
7. A 解析：本题考查与细胞呼吸和光合作用相关的计算，难度较大。由于丙瓶是不透光的玻璃瓶，里面的浮游植物细胞只能进行有氧呼吸，产生ATP的场所有细胞质基质和线粒体，A错误；一昼夜后，乙瓶的二氧化碳含量比丙瓶低，B正确；一昼夜内，由于丙瓶中氧气减少了1mg为呼吸量，而乙瓶中氧气增加了7.6-5.0=2.6mg为净光合量，则乙瓶生物实际光合作用释放的氧气量为1+2.6=3.6mg，C正确；一昼夜内，丙瓶生物细胞呼吸消耗的氧气量为1.0mg，D正确。
8. D 解析：本题考查光合作用与细胞呼吸的应用，难度中等。乳酸菌是严格厌氧的微生物，所以整个过程要严格密封，A错误；稻田要定期排水，否则水稻幼根会因缺氧而进行无氧呼吸，产生酒精中毒而烂根的现象，B错误；种子的贮藏要做到低温、低氧和干燥，水果保鲜要做到零上低温、低氧和适宜湿度，C错误；在无色大棚膜中，日光中各种颜色的光均能透过，这样有利于植物吸收更多的光能，光合效率高，D正确。
9.（1）叶绿体细胞质基质和线粒体细胞质基质（2）不能
（3）细胞质基质和线粒体、叶绿体20（4）右移
（5）CO2浓度酶的数量或叶绿体的数量或光合色素含量或C5 数量等右移
解析：本题考查光合作用与呼吸作用的过程、计算以及影响因素，难度中等。
（1）图甲中①②③分别表示光合作用、有氧呼吸、无氧呼吸等过程,分别在叶绿体、细胞质基质和线粒体、细胞质基质中进行。
（2）人体内细胞无氧呼吸不产生酒精,所以图甲中过程④不能发生在人体细胞中。
（3）图乙中B点时，叶肉细胞中既有光合作用，又有呼吸作用,产生能量的场所有细胞质基质和线粒体、叶绿体。 C点时植物的净光合速率是15 mg·dm－2叶·h－1 ，呼吸速率是5 mg·dm－2叶·h－1 ，故植物的总光合速率为20mg·dm－2叶·h－1 。
（4）缺镁时,植物的叶绿素含量减少,植物需要更强的光照强度才能达到与呼吸速率相等的状态,所以B点右移。
（5）此实验中小麦植株进行光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25 ℃和30 ℃，C点以后随着光照强度的增强，光合速率不再增强，说明光照强度不是限制因素，限制因素是二氧化碳浓度；C点影响光合速率的可能的内部因素是酶的数量或叶绿体的数量或光合色素含量或C5 数量等。将实验中的温度25°C改为30°C，呼吸作用增强，光合作用减弱，植物需要更强的光照强度才能达到与呼吸速率相等的状态，所以B点右移。
10. （1）甲O2（2） BCO2浓度（3） 丙和丁180
（4）上移、左移、上移
解析：本题考查光合作用和细胞呼吸的过程、影响因素以及关键点的位置变化，难度较大。
（1）图1甲～丁中，发生光合作用光反应的场所是叶绿体类囊体薄膜即甲，物质d表示O2。
（2）图2中B点的二氧化碳吸收速率为0，表示此时的净光合速率为0；C点时光合速率达到了最大值，据题意可知，此时该植物在最适温度下生长，所以此时限制光合作用速率进一步升高的主要环境因素是二氧化碳浓度。
（3）如果遇到阴雨连绵的天气，可适当降低大棚内温度，以降低植物的呼吸作用，减少有机物的消耗，而有氧呼吸发生在细胞质基质和线粒体内，即丙和丁。
（4）根据题意分析，如果将该植物先放置在图2中A点的条件下12小时，则呼吸消耗量=12×5=60 mg；接着放置在C点的条件下12小时，则该时间段净积累量=20×12=240 mg，因此在这24小时内该植物单位叶面积的有机物积累量（用CO2吸收量表示）为240-60=180mg。
（5）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℃，如果图2表示30 ℃时光合速率与光照强度的关系。若温度降到25℃（原光照强度和二氧化碳浓度不变），则植物的光合速率增强，呼吸速率降低，图中A点代表呼吸速率，现呼吸速率减慢，故A点上移；B点代表光补偿点，即B点呼吸速率等于光合速率，由于呼吸速率减慢，光合作用加快，需要降低光合作用强度，才能够使B点呼吸速率等于光合速率，故B点左移；C代表最大净光合作用强度，由于升高温度后，导致光合作用强度增加，故C点值增加；故A、B、C的移动方向分别是上移、左移、上移。
细胞呼吸和光合作用
重难点
题型
分值
重点
细胞呼吸和光合作用中的物质、能量转化
选择题、非选择题
6-10
细胞呼吸和光合作用的探究实验
细胞呼吸和光合作用的相关计算
难点
细胞呼吸和光合作用中的物质、能量转化
细胞呼吸和光合作用的探究实验
细胞呼吸和光合作用的相关计算
核心知识点一：光合作用和细胞呼吸的物质、能量转化
1. 光合作用与有氧呼吸的关系
（1）物质变化
C：CO2C6H12O6C3H4O3CO2
O：H2OO2H2O
H：H2O [H] C6H12O6[H] H2O
（2）能量变化
光能ATP中活跃的化学能C6H12O6中稳定的化学能
2. 以叶绿体和线粒体为载体分析光合作用和有氧呼吸的气体变化
此时细胞处于黑暗环境，只有有氧呼吸，无光合作用
此时细胞处于弱光条件下，同时进行光合作用和有氧呼吸，但是呼吸强度大于光合强度
此时细胞内同时进行光合作用和有氧呼吸，没有气体的释放和吸收，光合强度和呼吸强度相等。
此时细胞处于强光下，光合作用和有氧呼吸同时进行，光合强度大于呼吸强度。
问题探究：图中的六条线会不会在某个时刻全部存在呢？
提示：不会，当细胞从外界吸收氧气时，就不会释放氧气。
3. 光合作用和有氧呼吸曲线图分析（以二氧化碳的变化为例）
AB段：只进行有氧呼吸（此时只有二氧化碳的释放）
BC段：呼吸强度大于光合强度（二氧化碳的释放大于吸收）
C点：呼吸强度等于光合强度（二氧化碳的释放等于吸收）
CDE段：呼吸强度小于光合强度，有有机物积累（二氧化碳的吸收大于释放）
D点：二氧化碳吸收量最大，光合强度最大
E点：呼吸强度等于光合强度，此时有机物积累最多
EF段：呼吸强度大于光合强度
FG段：只进行有氧呼吸
问题探究：图中制造有机物、积累有机物、消耗有机物的区段是什么？
提示：BF、CE、AG
4. 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。D为饱和点，A为呼吸速率的点。
（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。
（4）A点只能上移和下移，此时只进行细胞呼吸，温度的变化影响点的移动，温度升高，下移，温度下降，上移。
【随堂练习】
1. 如图表示植物细胞代谢的过程，有关叙述错误的是（ ）
A. 植物细胞④过程的进行与⑤〜⑩过程密切相关，与②过程无关
B. 若植物缺Mg则首先会受到显著影响的生理过程是②
C. 图中②过程02的产生量小于⑩过程02的吸收量，则该植物体内有机物的量将减少
D. 蓝藻细胞的①②过程发生在类囊体膜上，③发生在叶绿体基质中
答案：D
解析：本题考查光合作用和有氧呼吸的联系，难度中等。植物细胞④吸收矿质元素离子是主动运输过程，需要消耗能量，故与⑤～⑩呼吸作用过程密切相关，与②光反应过程无关，A正确；Mg是合成叶绿素的成分，光反应阶段需要叶绿素吸收光能，若植物缺Mg则叶绿素的合成受到影响，首先会受到显著影响的生理过程是②光反应过程，B正确；图中②光反应过程O2的释放量小于⑩有氧呼吸过程O2的吸收量，则净光合作用量＜0，该植物体内有机物的量将减少，C正确；蓝藻细胞是原核细胞，没有叶绿体，D错误。
2. 下列关于叶绿体和线粒体比较的叙述，正确的是（ ）
A. 二者都与细胞的能量代谢有关，都含有少量染色体
B. [H]在叶绿体中随水的分解而产生，在线粒体中随水的生成而产生
C. 线粒体内产生的CO2到达相邻细胞的叶绿体用于光合作用至少需要通过6层生物膜
D. 叶绿体中发生CO2→C3→C6H12O6的变化，线粒体中发生C6H12O6→C3→CO2的变化
答案：C
解析：本题考查光合作用和呼吸作用过程中的物质变化、能量变化和场所，难度较大。叶绿体和线粒体都是具有双膜结构的细胞器，都含有少量DNA和RNA；线粒体是有氧呼吸的主要场所，线粒体分解有机物释放能量，叶绿体是光合作用的场所，合成有机物储存能量二者都与能量转化有关，但都不含有染色体，染色体存在于真核生物的细胞核中，A错误；[H]在叶绿体中随水的分解而产生，线粒体产生水的过程是有氧呼吸第三阶段，要消耗还原氢，B错误；线粒体内产生的CO2先穿过线粒体双层膜和1层细胞膜，到达相邻细胞的叶绿体需要再穿过1层细胞膜和叶绿体双层膜才能用于光合作用，所以至少需要通过6层生物膜，C正确；线粒体进行有氧呼吸第二、第三阶段，葡萄糖不能进入线粒体中进行氧化分解，进入线粒体氧化分解的是葡萄糖酵解的产物丙酮酸，D错误。
3. 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：本题考查光合作用和细胞呼吸曲线中关键点的移动，难度较大。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；
例题1 如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产生[H]，过程②消耗[H]，过程③既产生也消耗[H]
B. 过程②只发生在叶绿体基质，过程③只发生在线粒体
C. 过程①中叶绿体中的四种色素都主要吸收蓝紫光和红光
D. 若过程②的速率大于过程③的速率，则甘蔗植株的干重就会增加
答案：A
解析：本题考查光合作用和细胞呼吸过程中物质的变化，难度中等。由题图可知，过程①为光反应，光反应可产生[H]，用于过程②三碳化合物的还原，故过程②消耗[H]，过程③是细胞呼吸，有氧呼吸的第一、二阶段产生[H]，用于第三阶段与氧气发生反应，因此③过程既产生也消耗[H]，A正确；由题图可知，②过程是暗反应，只发生在叶绿体基质，③过程是细胞呼吸，发生在细胞质基质和线粒体中，B错误；叶绿体中的叶绿素素主要吸收蓝紫光和红光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，C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，某一个细胞光合速率大于细胞呼吸速率，甘蔗的干重不一定增加，D错误。
例题2 下面是叶肉细胞在不同光照强度下叶绿体与线粒体的代谢简图，相关叙述错误的是（ ）
A. 细胞①处于黑暗环境中，该细胞单位时间释放的CO2量即为呼吸速率
B. 细胞②没有与外界发生O2和CO2的交换，可断定此时光合速率等于呼吸速率
C. 细胞③处在较强光照条件下，细胞光合作用所利用的CO2量为N1与N2的和
D. 分析细胞④可得出，此时的光照强度较弱且N1小于m2
答案：D
解析：本题考查叶绿体和线粒体中气体的变化，难度较大。结合图示可知，细胞①中仅有线粒体中有气体的消耗和生成，故应处在黑暗环境中，此时细胞单位时间内释放的CO2量可表示呼吸速率，A正确；植物光合作用产生的O2用于细胞呼吸，细胞呼吸产生的CO2用于光合作用，植物与外界不进行气体交换，即没有O2和CO2的吸收与释放，此时光合作用速率等于细胞呼吸速率，B正确；细胞③需要从外界环境吸收CO2，并向细胞外释放O2，此时细胞所处环境的光照强度大于光补偿点，细胞所利用的CO2包括呼吸作用产生的N2和从环境中吸收的N1，C正确；细胞④中，线粒体利用的O2除来自叶绿体外，还要从细胞外吸收，说明细胞呼吸强度大于光合作用强度，细胞进行有氧呼吸和光合作用的过程中，O2的净消耗量（吸收量）m2与CO2的净生成量N1相等，D错误。
例题3 下图表示夏季晴天，某植物放在密闭的玻璃罩内一昼夜CO2浓度的变化情况，假设5时日出，19时日落，玻璃罩内的植物生理状态与自然环境中的相同。用CO2测定仪测得了一天中该玻璃罩内CO2浓度的变化情况，绘制成如下图所示的曲线，下列有关说法正确的是（ ）
A. CO2浓度下降从D点开始，说明植物进行光合作用是从D点开始的
B. 该植物经过一昼夜有机物有所增加
C. H点CO2浓度最低，说明此时植物对CO2的吸收最多，光合作用最强
D. 曲线中该植物光合作用与呼吸作用相等的点有3个
答案：B
解析：本题综合考查影响光合作用和呼吸作用的环境因素，难度较大。A点之后植物开始进行光合作用，不是从D点开始的，A错误；经过一昼夜，该容器中二氧化碳浓度减少，该二氧化碳用于光合作用合成有机物，因此产生的氧气也增多，B正确； H点时，光合作用等于呼吸作用，此时一天中积累有机物最多，不是植物对CO2的吸收最多，光合作用最强，C错误；曲线中该植物光合作用与呼吸作用相等的点有2个，分别是D和H，D错误。
例题4 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℃。下图表示该植物在25℃时光合作用强度和光照强度的关系。若将温度提高到30℃的条件下（原光照强度和二氧化碳浓度不变），从理论上讲，图中相应点的移动应该为（ ）
A. a点下移，b点右移，m值减少
B. a点不移，b点左移，m值不变
C. a点下移，b点不移，m值增加
D. a点上移，b点左移，m值增加
答案：A
解析：本题考查光合作用和细胞呼吸曲线中关键点的移动，难度较大。根据题意和图示分析可知：温度从25℃提高到30℃后，光合速率减慢，呼吸速率加快. 图中a点代表呼吸速率，现呼吸速率加快，故a点下移；b点代表光补偿点，即b点呼吸速率等于光合速率，由于呼吸速率加快，光合作用减慢，需要增大光合作用强度，才能够b点呼吸速率等于光合速率，故b点右移；m代表最大净光合作用强度，由于升高温度后，导致光合作用强度下降，故m值减少，A正确。
核心知识点二：光合作用和细胞呼吸实验探究
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。
【随堂练习】
1. 用金鱼藻在如图的实验装置中进行与光合作用有关的实验，下列说法正确的是（ ）
A. 试管中收集的气体量代表了金鱼藻光合作用制造的氧气量
B. 试管中收集的气体量代表了金鱼藻呼吸作用制造的CO2量
C. 探究CO2浓度对光合作用的影响，可用不同浓度的NaHCO3溶液进行实验
D. 探究光照强度对光合作用的影响，应该用光源慢慢靠近该套装置，观察气泡产生的速率变化
答案：C
解析：本题考查与光合作用和细胞呼吸有关的实验设计，难度较大。光合作用制造的氧气量指的是总光合作用量，总光合作用量中呼吸作用消耗的氧气量是收集不到的，A错误；在光下，若呼吸作用强度大于光合作用强度，则试管中收集的气体是呼吸释放的CO2（净呼吸作用量），呼吸作用制造的CO2量，一部分用于光合作用，一部分释放到外界，若光合作用强度大于呼吸作用强度，则试管中收集的气体是氧气的释放量，B错误；不同浓度的NaHCO3溶液可以为光合作用提供二氧化碳，本实验可以用不同浓度的NaHCO3溶液探究CO2浓度对光合作用的影响，C正确；为了探究光照强度对光合作用的影响，若用光源慢慢靠近该套装置，观察气泡产生的速率变化不明显无法达到目的，应该用多套相同的装置其他条件相同，只是距离光源的位置不同，D错误。
2. 某中学生物兴趣小组在暑假开展了对某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
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
解析：本题考查与光合作用与细胞呼吸有关的实验设计，难度较大。
（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，使植物只进行细胞呼吸，用NaOH溶液出去玻璃罩内的CO2，植物细胞呼吸消耗一定量的氧气，释放等量的CO2，而CO2被NaOH溶液吸收，根据一定时间内玻璃罩内气体体积的减少量即可计算出呼吸强度。
（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，产生等量的氧气，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。
例题1 某兴趣小组设计了如图所示的实验装置若干组，室温25℃下进行了一系列的实验，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缓冲液并给予光照，液滴移动距离可表示净光合作用强度大小
B. 若要测真光合强度，需另加设一装置遮光处理，X溶液为NaOH溶液
C. 若X溶液为清水并给予光照，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，消耗的底物为脂肪时，液滴左移
答案：C
解析：本题主要考查与光合作用和细胞呼吸相关的实验设计，难度较大。若X溶液为CO2缓冲液并给予光照，光合作用将吸收CO2释放O2导致液滴向右移动，液滴移动的距离是释放O2的原因，可表示净光合作用强度大小，A正确；若要测真光合强度，即光合作用的总量，就要明白真正的光合强度=净光合作用强度（释放的O2量）+呼吸消耗强度（吸收的O2量），X溶液为CO2缓冲液并给予光照，可表示净光合作用强度大小，那X溶液为NaOH溶液并遮光处理，在有氧呼吸中吸收的O2量等于产生的CO2量并被NaOH吸收，导致密闭小室中气体体积减小，液滴向左移动，可表示的是呼吸消耗强度，B正确；清水既不吸收和释放O2，也不吸收和释放CO2. X溶液为清水并给予光照，光合作用大于细胞呼吸时，呼吸作用产生的CO2全部被光合作用所用，光合作用产生的O2除满足呼吸作用所用外，又释放到细胞外，同时从细胞外吸收CO2，但是密闭小室中的CO2量有限，限制释放的O2量和吸收的CO2量相等，液滴不移动，C错误；若X溶液为清水并遮光处理，消耗的底物为脂肪时，由于脂肪中[H]含量比糖中高，有氧呼吸时消耗的O2量多，产生的CO2量相对减少，导致密闭小室中气体体积减小，液滴左移，D正确。
例题2 实验小组想利用下列装置测定某植物的光合作用强度,请回答有关问题：
乙装置植物为死植物，其余和甲装置一样
（1）测定植物的净光合作用强度。
①在甲、乙两装置的烧杯中加入_____溶液（NaOH或NaHCO3）。
②将两装置放在适宜的光照下照射1h,测定红墨水滴的移动距离。
③实验结果:乙装置中红墨水滴向右移动0.5cm,甲装置中红墨水滴向_____移动4cm
（2）测定植物的呼吸强度。
①在甲、乙装置的烧杯中加入_____溶液（NaOH或NaHCO3）。
②将两装置放在黑暗环境中1小时,温度与（2）中温度相同。
③实验结果:乙装置中红墨水滴向右移动0.4cm,甲装置中红墨水滴向_____移动1.6cm。
（3）综合分析可知,该植物的实际光合强度为每小时红墨水滴向_____移动_____cm。
答案：（1）①NaHCO3③右（2）①NaOH③左（3）右5.5
解析：本题综合考查光合作用和呼吸作用的影响因素及实验设计，难度较大。
（1）①净光合速率可以用单位时间内氧气的生成量、CO2的吸收量或是有机物的积累量表示，该装置中可通过红墨水滴的移动检测装置中气体变化量，由于氢氧化钠能吸收二氧化碳，若烧杯中加入氢氧化钠，则装置中没有二氧化碳，植物不能进行光合作用，所以烧杯中应加NaHCO3溶液，可以补充光合作用吸收消耗的CO2，确保装置甲中红墨水滴移动是光合作用释放的O2引起的，以此来表示净光合作用速率。
③在适宜的光照条件下，甲中植物的净光合速率大于0，释放的氧气使装置中气体体积增加，红墨水应向右移动。
（2）①测植物的呼吸作用强度时，首先应该排除光合作用的影响，故装置应放在黑暗的环境中，在黑暗条件下植物只进行呼吸作用不进行光合作用，植物进行有氧呼吸时O2的利用量等于O2的吸收量，植物呼吸作用CO2的产生量等于CO2的释放量，故可以用O2的吸收量或是CO2的释放量来表示呼吸作用。在甲、乙烧杯中加入NaOH可以吸收呼吸作用产生的CO2从而确保装置甲中气体变少是由于呼吸作用吸收O2导致的。
③由于甲中植物呼吸产生的二氧化碳被烧杯中NaOH吸收，呼吸消耗的氧气使装置中气体体积减少，所以红墨水液滴向左移动。
（3）实际光合速率=净光合速率+呼吸速率，乙装置中为死的植物，装置中红墨水液滴的移动量表示微生物呼吸及气体受温度变化等无关变量引起的体积变化，甲中红墨水的液滴移动则表示植物的净光合速率与无关变量共同引起的体积变化（黑暗时可表示植物的呼吸速率与无关变量共同引起的体积变化），所以通过甲、乙装置对比，可排除装置内微生物呼吸及气体受温度变化等的影响，可知每小时净光合速率导致红墨水滴右移4-0.5=3.5cm，每小时呼吸作用导致向左移动1.6+0.4=2.0cm，故综合来看该植物的实际光合强度为每小时红墨水滴向右移动3.5+2.0=5.5cm。
核心知识点三：光合作用和细胞呼吸的计算专攻
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，测得的数值实质是真光合作用减去细胞呼吸的差，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。
易错警示：
净光合速率（表观光合速率）：单位时间单位叶面积O2的释放量、CO2的吸收量、有机物的积累量。
真正光合速率（总光合速率）：单位时间单位叶面积O2的产生量、CO2的固定量、有机物的产生量。
【随堂练习】
1. 对某植物在不同环境条件下O2的吸收量和释放量进行测定，结果如表所示。下列对结果的分析中，不合理的是（ ）
光照强度（klx）O2 变化量（mg·h－1）温度（℃）
0
5
10
10
－0.5
＋3.0
＋4.0
20
－1.0
＋2.0
＋5.0
A. 在10 klx条件下光照5小时，10 ℃时光合作用产生的O2总量比20 ℃时少7.5 mg
B. 在10 ℃时，分别用10 klx和5 klx光照12小时、黑暗处理12小时，前者O2增加量比后者多12 mg
C. 一昼夜中，在10 ℃、10 klx光照X小时后，余下时间转入20 ℃的黑暗环境中，若O2变化量为0，则X＝4.8
D. 该实验的自变量是光照强度、温度和光照时间，CO2浓度等属于无关变量
答案：D
解析：本题考查与光合作用与细胞呼吸相关的计算，难度较大。分析表中数据可知，10klx时，某植物在10℃时，每小时光合作用产生的氧气量为（4+0.5）mg，5小时产生的总量为22.5㎎，在20℃时，每小时光合作用产生的氧气量为（5+1）mg，5小时产生的总量为30㎎，因此某植物在10℃时，5小时光合作用产生的氧气量比20℃时少7.5mg，A正确；在10℃时，分别用10和5（klx）光照12小时，黑暗12小时，氧气增加量前者比后者多（4. 0-3. 0）×12=12mg，B正确；一昼夜中，在10 ℃、10 klx光照X小时后，氧气的产生量为（4.0+0.5）×X，20 ℃的黑暗环境中，呼吸消耗的氧气为1.0×（24-X），由于O2变化量为0，则（4.0+0.5）×X=1.0×（24-X），解得X=4.8，C正确；该实验的自变量是光照强度、温度，光照时间、CO2浓度属于无关变量，D错误。
2. 在一定浓度的 CO2 和最适温度条件下，测定 A 植物和 B 植物在不同光照条件下的光 合速率，结果如表，以下有关说法正确的是（ ）
A. 当光照强度为 3klx 时，A、B 植物固定的 CO2 量的差值为 3mg/100cm2叶•小时
B. 当光照强度超过 9klx 时，B 植物光合速率不再增加，不可能是因为受到二氧化碳 浓度的限制
C. 当光照强度为 9klx 时，A 植物的总光合速率是 45mg/100cm2叶•小时
D. 与 A 植物相比，B 植物是在强光照条件下生长的植物，最有可能是小麦等阳生植物
答案：D
解析：本题主要考查与光合作用与细胞呼吸相关的计算，难度较大。当光照强度为3klx时，A植物固定的二氧化碳的量为11+5.5=16.5mgCO2/100cm2叶•小时，而B植物此时光合速率等于呼吸速率，固定的二氧化碳的量为15，故两者固定的二氧化碳的差值16.5﹣15=
1.5mgCO2/100cm2叶•小时，A错误；B植物的光合作用的光饱和点为9klx，如果在增加光照强度，也不会影响光合作用速率，因为此时影响光合作用的因素是二氧化碳浓度或温度等，B错误；总光合速率=净光合作用速率+呼吸作用速率. 当光照强度为9klx时，A植物的总光合速率=11+5.5=16.5mgCO2/100cm2叶•小时，C错误；光合速率与呼吸速率相等时，A植物的光照强度比B植物的光照强度小，推测B 植物是在强光照条件下生长的植物，最有可能是小麦等阳生植物，D正确。
故选D。
例题1 将某绿色植物放在特定的实验装置内，研究温度对光合作用与呼吸作用的影响（其余的实验条件都是理想的），实验以 CO2的吸收量与释放量为指标。实验结果如下表所示：下列对该表数据的分析正确的是（ ）
温度（0C）
5
10
15
20
25
30
35
光照下吸收CO2（mg/h）
1.00
1.75
2.50
3.25
3.75
3.50
3.00
黑暗中释放CO2（mg/h）
0.50
0.75
1.00
1.50
2.25
3.00
3.5
A. 昼夜不停地光照，温度在 35℃时该植物不能生长
B. 昼夜不停地光照，该植物最适宜的温度是 30 ℃
C. 每天交替进行 12 小时光照、12 小时黑暗，温度均保持在 20℃的条件下，该植物积累的有机物最多
D. 每天交替进行 12 小时光照、12 小时黑暗，温度均保持在 30℃时，该植物积累的有机物是温度在 10℃时的两倍
答案：C
解析：本题考查与光合作用和光合作用相关的计算，难度较大。温度在 35℃时净光合速率大于0，昼夜不停地光照，该植物可以生长，A错误；昼夜不停地光照，该植物在25℃时净光合速率最大，最适于生长，B错误；每天交替进行 12 小时光照、12 小时黑暗，该植物积累的有机物取决于光照时积累的有机物量与黑暗中消耗的有机物量的差值，在 20℃的条件下，该差值最大，C正确；每天交替进行 12 小时光照、12 小时黑暗，温度均保持在 30℃时，该植物积累的有机物为（3.50—3.00）×12mg，在 10℃时，该植物积累的有机物为（1.75—0.75）×12mg，后者是前者的2倍，D错误。
例题2 下图为黑藻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。下列说法错误的是（ ）
A. 光照强度为a时，细胞中只进行呼吸作用
B. 光照强度为b时，光合速率等于呼吸速率
C. 光照强度为c时，细胞中产生ATP的细胞器是线粒体和叶绿体
D. 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
答案：B
解析：本题考查与光合作用和细胞呼吸相关的计算，难度较大。光照强度为a时，无氧气产生，故无光合作用，只进行呼吸作用，A正确；光照强度为b时，呼吸作用产生的二氧化碳为6，光合作用产生的氧气为3，呼吸速率大于光合速率，B错误；光照强度为c时，光合速率=呼吸速率=6，光合作用和呼吸作用均可产生ATP，故细胞中产生ATP的细胞器是线粒体和叶绿体，C正确；光照强度为d时，光合作用产生8氧气即消耗8个二氧化碳，呼吸作用产生6个二氧化碳，故单位时间内细胞从周围吸收2个单位的CO2，D正确。
（答题时间：30分钟）
1. 夏季黄瓜叶肉细胞内的氢原子转移过程如下，下列有关叙述错误的是（ ）
H2O[H]（CH2O）[H]H2O
A. a过程将光能转化为ATP中活跃的化学能
B. b过程合成的淀粉可作为细胞的储能物质
C. c过程产生的CO2进行b过程最少穿过2层膜
D. 有氧呼吸的三个阶段中d过程释放的能量最多
2. 下图为某植物叶肉细胞结构示意图，请据图分析，不正确的一项是（ ）
A. 当光合作用强度大于呼吸作用强度时,图中存在的箭头有a、b、c、d
B. 当光合作用强度等于呼吸作用强度时, 图中存在的箭头有c、d
C. 当光合作用强度小于呼吸作用强度时, 图中存在的箭头c、d、e、f
D. 图中a、c、e分别表示氧气、二氧化碳、氧气
3. 如图所示，原来置于黑暗环境中的绿色植物移至光下后，CO2的吸收量发生了改变。下列各项叙述中，正确的是（ ）
A. 曲线AB段表示绿色植物呼吸强度逐渐减弱
B. 曲线BC段表示绿色植物光合作用速率大于呼吸作用速率
C. 在B点时，绿色植物没有进行光合作用，也没有呼吸作用
D. 整段曲线表明，随光照强度递增，光合作用增强，呼吸作用减弱
4. 某实验小组为探究光照强度对植物光合速率的影响，组装如下图所示实验装置，下列说法正确的是（ ）
A. 碳酸氧钠溶液浓度、温度都为无关变量
B. 光照强度由0不断增大的过程中，毛细管中水滴不断右移直至不动
C. 当毛细管中水滴不动时，叶肉细胞中叶绿体所需CO2全部来自同一细胞的线粒体
D. 碳酸氢钠水解产生的CO2需穿过3层磷脂分子才能进入叶肉细胞参与光合作用
5. 研究小组同学研究某湖泊中X深度生物光合作用和有氧呼吸时，设计了如下操作：
①取三个相同的透明玻璃瓶标号a、b、c，并将a用不透光的黑布包起来；
②将a、b、c三个瓶子均在湖中X深度取满水，并测定c瓶中水的溶氧量；
③将a、b两瓶密封后再沉入X深度水体中，24小时后取出；
④测定a、b两瓶中水的溶氧量，三个瓶子的测量结果如图所示。则24小时内X深度水体中生物光合作用和有氧呼吸情况的分析正确的是（ ）
A. 光合作用产生的氧气量为（k－v） mol/瓶
B. 光合作用产生的氧气量为（k－w） mol/瓶
C. 有氧呼吸消耗的氧气量为（k－v） mol/瓶
D. 有氧呼吸消耗的氧气量为v mol/瓶
6. 以测定植物在黑暗中CO2的释放量和光照下CO2的吸收量为指标，研究温度对绿色植物光合作用与呼吸作用的影响，结果记录如表所示。下列有关分析中正确的是（ ）
组别
一
二
三
四
五
温度（℃）
15
20
25
30
35
黑暗中CO2的释放量（mg／h）
1.0
1.5
1.8
30
3.2
光照下CO2的吸收量（mg／h）
2.5
3.3
3.8
3.4
3.2
A. 该植物在25℃条件下，光合作用制造的有机物最多
B. 在35℃条件下，该植物实际光合作用速率与呼吸作用速率相等
C. 在15℃条件下，该植物的净光合作用速率为1.5mg／h
D. 光照相同时间，35℃时光合作用制造的有机物总量与30℃时相等
7. 用等体积的三个玻璃瓶甲、乙、丙，同时从某池塘水深0.6m处的同一位置取满水样，立即测定甲瓶中的氧气含量，并将乙、丙瓶密封后沉回原处。一昼夜后取出玻璃瓶，分别测定两瓶中的氧气含量，结果如下（不考虑化能合成作用）。有关分析错误的是（ ）
透光玻璃瓶甲
透光玻璃瓶乙
不透光玻璃瓶丙
5.0mg
7.6mg
4.0mg
A. 丙瓶中浮游植物的细胞产生ATP的场所是细胞质基质
B. 一昼夜后，乙瓶的二氧化碳含量比丙瓶低
C. 一昼夜内，乙瓶生物实际光合作用释放的氧气量为3.6mg
D. 一昼夜内，丙瓶生物细胞呼吸消耗的氧气量为1.0mg
8. 光合作用与细胞呼吸的原理广泛应用于生产实践中，下列做法分析正确的是（ ）
A. 用乳酸菌制酸奶时应先通气再密封，以利于乳酸发酵
B. 稻田要定期排水，否则会出现因乳酸中毒而烂根的现象
C. 种子贮存和水果保鲜要做到低温、低氧和干燥
D. 大棚薄膜最好用无色透明的，这样有利于植物吸收更多的光能
9. 图甲是真核细胞中能够进行的某些代谢过程简图，图乙是在CO2浓度一定、环境温度为25 ℃、不同光照强度下测得的小麦叶片的光合作用强度。请据图分析回答问题：
（1）图甲中①②③生理过程在细胞内进行的场所分别是__________、___________、___________。
（2）图甲中过程④__________（填“能”或“不能”）发生在人体细胞中。
（3）在图乙中B点时，叶肉细胞中产生ATP的场所有_________________。C点时，该植物的总光合速率为________mg·dm－2叶·h－1（用CO2吸收量表示）。
（4）当植物缺镁时（其他外界条件不变），图乙中的B点将__________（填“左移”或“右移”）。
（5）此实验中小麦植株进行光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25 ℃和30 ℃，C点影响光合速率的外界因素是______________________________；可能的内部因素是____________________答一种即可）。若将实验中的温度25 ℃改为30 ℃，图乙中的B点将______（填“左移”或“右移”）。
10. 下图1表示某植物叶肉细胞中光合作用和有氧呼吸的主要过程，其中甲～丁表示细胞中相应结构，a～d表示相关物质；下图2表示该植物在最适温度时，不同光照强度下光合作用速率的变化。请据图回答：
（1）图1甲～丁中，发生光合作用光反应的场所是__________（填字母），物质d表示__________。
（2）图2中的_______点时（填字母），该植物净光合速率为零。在C点对应的光照强度时，限制光合作用速率进一步升高的主要环境因素是__________________________。
（3）在利用塑料大棚栽培蔬菜时，如果遇到阴雨连绵的天气，可适当降低大棚内温度，抑制图1中______________（填图1中的甲～丁）两种结构的生理功能，以利于有机物的积累。
（4）如果将该植物先放置在图2中A点的条件下12小时，接着放置在C点的条件下12小时，则在这24小时内该植物单位叶面积的有机物积累量（用CO2吸收量表示）为________mg。
（5）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 ℃，如果图2表示30 ℃时光合速率与光照强度的关系。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、C的移动方向分别是__________________________。
1. C 解析：本题考查光合作用与细胞呼吸的物质转化，难度中等。a是光合作用光反应阶段，此阶段是把光能转化为ATP中活跃的化学能，A正确。b是暗反应过程，暗反应过程经过二氧化碳固定和C3的还原生成糖类等有机物，其中的淀粉可作为细胞的储能物质，B正确。C过程在有氧呼吸的第二阶段产生的CO2进行b暗反应过程需要从穿过线粒体两层膜，还需要穿过叶绿体的的两层膜，因此至少需要穿过4层膜，C错误。有氧呼吸d过程即第三阶段释放的能量最多，D正确。
2. D 解析：本题考查叶绿体和线粒体内的物质转化，难度中等。当光合作用强度大于呼吸作用强度时，叶绿体需要从外界吸收二氧化碳并释放氧气，因此图中存在的箭头有a、b、c、d，A正确；当光合作用强度等于呼吸作用强度时，不需要与外界发生气体交换，图中存在的箭头有c、d，B正确；当光合作用强度小于呼吸作用强度时，线粒体需要从外界吸收氧气并释放二氧化碳，因此图中存在的箭头有c、d、e、f，C正确；根据以上分析已知，图中a、d、f都表示二氧化碳，b、c、e都表示氧气，D错误。
3. B 解析：本题考查光照对光合作用和细胞呼吸的影响，难度较大。光照强度不影响呼吸速率，故AB段呼吸速率不变，A错误；BC段，二氧化碳吸收量>0，故光合速率>呼吸速率，B正确；B点时，光合速率=呼吸速率，C错误；达到光饱和点之前，随光照强度的增大，光合速率增强，达到光饱和点之后，光照增强，光合速率不变。光照强度变化不影响呼吸速率，D错误。
4. A 解析：本题考查与光合作用相关的实验设计，难度较大。本实验的自变量是不同光照强度，碳酸氧钠溶液浓度、温度都为无关变量，A正确；光照强度由0不断增大的过程中，当光照强度较弱时，光合速率小于呼吸速率，毛细管中水滴将向左移，随光照强度增大，当光合速率大于呼吸速率时，水滴将向右移直至不动。B错误；当毛细管中水滴不动时，叶肉细胞中叶绿体所需CO2来自绿色植物所有细胞的线粒体，C错误；CO2需穿过3层膜6层磷脂分子层才能进入叶肉细胞参与光合作用，D错误。
5. A 解析：本题考查光合速率与呼吸速率的测定，难度较大。分析操作步骤可知，c瓶为对照，测量的是实验前每瓶中的溶氧量，即原溶氧量＝w mol/瓶；a瓶用不透光的黑布包起来，其内生物只能进行呼吸作用，测量的值为原溶氧量与有氧呼吸消耗的氧气量之差，即有氧呼吸消耗的氧气量＝（w－v） mol/瓶；b瓶内的植物能进行光合作用，同时能进行呼吸作用，测量的结果为光合作用产生的氧气量－有氧呼吸消耗的氧气量＋原溶氧量的值，即光合作用产生的氧气量＝k－w＋（w－v）＝（k－v） mol/瓶。根据以上分析已知，c瓶中的含氧含量即为初始含氧量，a瓶用不透光的黑布包起来，则只能进行有氧呼吸，因此有氧呼吸消耗的氧气量为（w-v）mol/瓶，C、D错误；b瓶既进行有氧呼吸有进行光合作用，而a和b两瓶有氧呼吸强度相等，则光合作用产生氧气量=净光合作用产生的氧气量+呼吸作用消耗的氧气量= k－w＋（w－v）=（k-v）mol/瓶，A正确、B错误。
6. D 解析：本题考查与光合作用和细胞呼吸相关的计算，难度较大。当温度为25℃时净光合作用速率为3.8mg/h，呼吸作用消耗速率为1.8mg/h，所以实际光合作用速率为3.8+1.8=5.6mg/h，而在30℃时依据公式可得实际光合作用速率为3.4+3.0=6.4mg/h，A错误；在35℃条件下，该植物实际光合作用速率为3.2+3.2=6.4mg/h，而呼吸作用速率为3.2mg/h，B错误；在15℃条件下，该植物的净光合作用速率等于光照下CO2的吸收量，为2.5mg/h，C错误；光照相同时间，35℃时光合作用制造的有机物总量与30℃时分别为（3.4+3.0）和（3.2+3.2），都是6.4mg/h，D正确。
7. A 解析：本题考查与细胞呼吸和光合作用相关的计算，难度较大。由于丙瓶是不透光的玻璃瓶，里面的浮游植物细胞只能进行有氧呼吸，产生ATP的场所有细胞质基质和线粒体，A错误；一昼夜后，乙瓶的二氧化碳含量比丙瓶低，B正确；一昼夜内，由于丙瓶中氧气减少了1mg为呼吸量，而乙瓶中氧气增加了7.6-5.0=2.6mg为净光合量，则乙瓶生物实际光合作用释放的氧气量为1+2.6=3.6mg，C正确；一昼夜内，丙瓶生物细胞呼吸消耗的氧气量为1.0mg，D正确。
8. D 解析：本题考查光合作用与细胞呼吸的应用，难度中等。乳酸菌是严格厌氧的微生物，所以整个过程要严格密封，A错误；稻田要定期排水，否则水稻幼根会因缺氧而进行无氧呼吸，产生酒精中毒而烂根的现象，B错误；种子的贮藏要做到低温、低氧和干燥，水果保鲜要做到零上低温、低氧和适宜湿度，C错误；在无色大棚膜中，日光中各种颜色的光均能透过，这样有利于植物吸收更多的光能，光合效率高，D正确。
9.（1）叶绿体细胞质基质和线粒体细胞质基质（2）不能
（3）细胞质基质和线粒体、叶绿体20（4）右移
（5）CO2浓度酶的数量或叶绿体的数量或光合色素含量或C5 数量等右移
解析：本题考查光合作用与呼吸作用的过程、计算以及影响因素，难度中等。
（1）图甲中①②③分别表示光合作用、有氧呼吸、无氧呼吸等过程,分别在叶绿体、细胞质基质和线粒体、细胞质基质中进行。
（2）人体内细胞无氧呼吸不产生酒精,所以图甲中过程④不能发生在人体细胞中。
（3）图乙中B点时，叶肉细胞中既有光合作用，又有呼吸作用,产生能量的场所有细胞质基质和线粒体、叶绿体。 C点时植物的净光合速率是15 mg·dm－2叶·h－1 ，呼吸速率是5 mg·dm－2叶·h－1 ，故植物的总光合速率为20mg·dm－2叶·h－1 。
（4）缺镁时,植物的叶绿素含量减少,植物需要更强的光照强度才能达到与呼吸速率相等的状态,所以B点右移。
（5）此实验中小麦植株进行光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25 ℃和30 ℃，C点以后随着光照强度的增强，光合速率不再增强，说明光照强度不是限制因素，限制因素是二氧化碳浓度；C点影响光合速率的可能的内部因素是酶的数量或叶绿体的数量或光合色素含量或C5 数量等。将实验中的温度25°C改为30°C，呼吸作用增强，光合作用减弱，植物需要更强的光照强度才能达到与呼吸速率相等的状态，所以B点右移。
10. （1）甲O2（2） BCO2浓度（3） 丙和丁180
（4）上移、左移、上移
解析：本题考查光合作用和细胞呼吸的过程、影响因素以及关键点的位置变化，难度较大。
（1）图1甲～丁中，发生光合作用光反应的场所是叶绿体类囊体薄膜即甲，物质d表示O2。
（2）图2中B点的二氧化碳吸收速率为0，表示此时的净光合速率为0；C点时光合速率达到了最大值，据题意可知，此时该植物在最适温度下生长，所以此时限制光合作用速率进一步升高的主要环境因素是二氧化碳浓度。
（3）如果遇到阴雨连绵的天气，可适当降低大棚内温度，以降低植物的呼吸作用，减少有机物的消耗，而有氧呼吸发生在细胞质基质和线粒体内，即丙和丁。
（4）根据题意分析，如果将该植物先放置在图2中A点的条件下12小时，则呼吸消耗量=12×5=60 mg；接着放置在C点的条件下12小时，则该时间段净积累量=20×12=240 mg，因此在这24小时内该植物单位叶面积的有机物积累量（用CO2吸收量表示）为240-60=180mg。
（5）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℃，如果图2表示30 ℃时光合速率与光照强度的关系。若温度降到25℃（原光照强度和二氧化碳浓度不变），则植物的光合速率增强，呼吸速率降低，图中A点代表呼吸速率，现呼吸速率减慢，故A点上移；B点代表光补偿点，即B点呼吸速率等于光合速率，由于呼吸速率减慢，光合作用加快，需要降低光合作用强度，才能够使B点呼吸速率等于光合速率，故B点左移；C代表最大净光合作用强度，由于升高温度后，导致光合作用强度增加，故C点值增加；故A、B、C的移动方向分别是上移、左移、上移。
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