新课改专用2020版高考生物一轮复习课下达标检测11《光合作用与细胞呼吸的关系》(含解析)

课下达标检测（十一）  光合作用与细胞呼吸的关系

一、选择题

1．下列关于光合作用和有氧呼吸过程的叙述，错误的是(　　)

A．光合作用光反应阶段的产物可为有氧呼吸第三阶段提供原料

B．有氧呼吸第三阶段的产物可为光合作用光反应阶段提供原料

C．两者产生气体的阶段都有水参与

D．两者产生气体的阶段都与生物膜有关

解析：选D　光合作用光反应阶段的产物O2可作为有氧呼吸第三阶段的原料；有氧呼吸第三阶段的产物H2O可作为光合作用光反应阶段的原料；光合作用光反应可将H2O分解产生O2，有氧呼吸第二阶段H2O与丙酮酸反应生成CO2；光合作用光反应将H2O分解产生O2的场所是类囊体薄膜，有氧呼吸第二阶段H2O与丙酮酸反应生成CO2的场所是线粒体基质。

2．如图表示生物细胞内[H]的转移过程，下列分析正确的是(　　)

H2O[H](CH2O)

A．①过程可以发生在叶绿体基粒上，且伴随着ADP的产生

B．②过程一定发生在叶绿体基质中，且必须在光下才能进行

C．真核细胞的③过程发生在线粒体内膜上，且必须有氧气参与

D．真核细胞的④过程发生在线粒体基质中，且必须有水参与反应

解析：选C　①过程可以发生在叶绿体基粒上，且伴随着ATP的产生；②过程不一定发生在叶绿体基质中，如蓝藻无叶绿体，也能进行②过程，且有光、无光均可进行；真核细胞的③过程发生在线粒体内膜上，且必须有氧气参与；真核细胞的④过程发生在细胞质基质和线粒体基质中，且必须有水参与反应。

3．下列物质转化过程在绿色植物不同活细胞中都会发生的是(　　)

A．O2中的O转移到H2O中

B．CO2中C转移到C6H12O6中

C．H2O中的O转移到O2

D．C6H12O6中的H转移到C3H6O3(乳酸)中

解析：选A　O2中的O转移到H2O中发生在有氧呼吸的第三阶段，因而在绿色植物不同活细胞中都会发生；CO2中C转移到C6H12O6中只发生在暗反应过程中，所以只能在进行光合作用的细胞中发生；H2O中的O转移到O2中只发生在光反应过程中，所以只能在进行光合作用的细胞中发生；C6H12O6中的H转移到C3H6O3中只发生在部分植物的部分细胞缺氧时，因而绿色植物不同活细胞中不会都发生。

4．(2019·济南模拟)如图表示植物叶肉细胞内光合作用、呼吸作用中氧的转移过程。下列叙述正确的是(　　)

H2OO2H2OCO2C3(CH2O)

A．过程①②④都有ATP生成

B．过程②⑤所需[H]全部来源于①

C．过程①③⑤都需在生物膜上进行

D．过程②③可相互提供物质

解析：选D　过程④为CO2的固定，不产生ATP；过程②所需[H]来自有氧呼吸的第一、二阶段；过程③是有氧呼吸第二阶段，在线粒体基质中进行，过程⑤是C3的还原，发生在叶绿体基质中；过程②③可相互提供物质。

5．如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。下列相关叙述错误的是(　　)

A．过程③④不在生物膜上进行

B．过程①②④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[H]并不全都来自C6H12O6

解析：选C　图中过程③表示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，发生在细胞质基质和线粒体基质中；光合作用的水的光解(过程①)、有氧呼吸的三个阶段(②④)都有ATP的生成；光合作用暗反应阶段产生的C6H12O6中的氧来自CO2中的氧；过程④有氧呼吸的第一阶段产生的[H]来自葡萄糖，第二阶段产生的[H]来自丙酮酸和水。

6．科研人员研究不同温度条件下菠菜叶片的净光合速率的变化情况结果如图。下列分析错误的是(　　)

A．温度通过影响酶活性对光合作用的影响只与暗反应有关

B．此实验中CO2浓度是无关变量，各组间需保持一致和稳定

C．温度为40 ℃，光照为1 500 lx条件下菠菜光合速率为6

D．菠菜叶片进行光合作用的最适温度低于呼吸作用的最适温度

解析：选A　温度通过影响酶活性对光合作用的影响与光反应和暗反应均有关；本实验的自变量是光照强度和温度，因变量是净光合速率，CO2浓度等其他因素是无关变量；据图可知，温度为40 ℃，光照为1 500 lx条件下菠菜净光合速率为2，呼吸速率为4，根据真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率可知，此时其光合速率为6；据图可知，菠菜叶片进行光合作用的最适温度约是30 ℃，呼吸作用的最适温度约是40 ℃，因此菠菜叶片进行光合作用的最适温度低于呼吸作用的最适温度。

7.(2019·泰安模拟)如图中纵坐标表示植物某种气体吸收量或释放量的变化(注：不考虑横坐标和纵坐标单位的具体表示形式，单位的表示方法相同)。下列说法正确的是(　　)

A．若f点以后进一步提高光照强度，光合作用强度会一直不变

B．若a代表O2吸收量，d点时，叶肉细胞既不吸收O2也不释放O2

C．c点时，叶肉细胞中能产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体

D．若a代表CO2释放量，适当提高大气中的CO2浓度，e点可能向右下移动

解析：选D　e点时已经达到光饱和点，其他条件不变，f点以后提高光照强度可能会伤害叶片中的叶绿体，光合作用强度会发生变化；若a代表O2吸收量，d点时，整个植株既不吸收O2也不释放O2，但对于叶肉细胞来说有氧气的净释放；图中c点时，叶肉细胞只能进行呼吸作用，故产生ATP的场所有细胞质基质和线粒体；若a代表CO2释放量，提高大气中的CO2浓度，光饱和点增大，e点向右下移动。

8．在温度适宜的条件下，测定植物叶片在不同光照强度下的CO2吸收量，结果如下表。下列有关叙述正确的是(　　)

A．该植物叶片在光照强度小于2.0 klx的条件下，不进行光合作用

B．光照强度为6.0 klx时，植物叶片合成葡萄糖的量为12 mg·100 cm－2·h－1

C．光照强度为8.0 klx时，限制光合速率的主要环境因素是CO2浓度

D．光照强度为10.0 klx时，该植物在缺镁环境中的CO2吸收量不变

解析：选C　分析表格数据可知，当光照强度为2.0 klx时，测得叶片CO2吸收量为0，说明此光照强度下光合速率等于呼吸速率，即光照强度小于2.0 klx的条件下植物能进行光合作用；光照强度为6.0 klx时，植物叶片共消耗CO2为12 mg·100 cm－2·h－1，根据光合作用过程生成葡萄糖的总反应式：消耗6 mol CO2生成1 mol C6H12O6，故合成葡萄糖的量为(12×180)÷(6×44)≈8.2 mg·100 cm－2·h－1；光照强度为8.0 klx时，植物光合速率达到最大值，此时限制光合速率的主要环境因素是CO2浓度；植物如果缺镁会影响叶绿素的合成，使光反应强度降低，从而影响暗反应。

9．仙人掌生长在高温、干旱的环境中，形成了一定的适应性特征。如图表示仙人掌在24 h内，光合作用和气孔导度(气孔导度表示气孔张开程度)的变化。据图分析，下列描述正确的是(　　)

A．白天进行光合作用，夜间进行呼吸作用

B．白天蒸腾作用强，散失的水分多于夜间

C．白天可以进行光反应，但不能从外界吸收CO2

D．夜间同化CO2，所以暗反应只在夜间进行

解析：选C　白天和夜晚既可以进行光合作用，又可以进行呼吸作用；据图分析可知，白天气孔导度小，说明其蒸腾作用不强；白天光照强，可以进行光反应，但是气孔导度小，不能从外界吸收CO2；暗反应包括CO2的固定和C3的还原，其中C3的还原需要光反应提供的ATP和[H]，因此在白天进行。

10．(2018·浙江4月选考单科卷)各取未转基因的水稻(W)和转Z基因的水稻(T)数株，分组后分别喷施蒸馏水、寡霉素和NaHSO3,24 h后进行干旱胁迫处理(胁迫指对植物生长和发育不利的环境因素)，测得未胁迫和胁迫8 h时的光合速率如图所示。已知寡霉素抑制光合作用和细胞呼吸中ATP合成酶的活性。下列叙述正确的是(　　)

A．寡霉素在细胞呼吸过程中抑制线粒体外膜上[H]的传递

B．寡霉素在光合作用过程中的作用部位是叶绿体中的基质

C．转Z基因提高光合作用的效率，且增加寡霉素对光合速率的抑制作用

D．喷施NaHSO3促进光合作用，且减缓干旱胁迫引起的光合速率的下降

解析：选D　由题干可知，寡霉素抑制光合作用和细胞呼吸中ATP合成酶的活性，细胞呼吸中合成ATP的场所在细胞溶胶(细胞质基质)、线粒体基质和内膜，光合作用合成ATP的场所在叶绿体类囊体膜。比较图中W＋H2O和T＋H2O两组的柱状图可知，转基因植物在未胁迫和胁迫状态下光合速率均比未转基因植物高，所以转Z基因能提高光合作用的效率；比较图中W＋H2O、W＋寡霉素两组光合速率的差值和T＋H2O、T＋寡霉素两组光合速率的差值，可知施加了寡霉素之后，转基因植物光合速率下降的幅度更小，所以转Z基因能减弱寡霉素对光合速率的抑制作用。比较图中W＋H2O和W＋NaHSO3及T＋H2O和T＋NaHSO3，可知喷施NaHSO3后，转基因植物和未转基因植物在未胁迫和胁迫状态下光合速率均提高，且可以减缓干旱胁迫引起的光合速率的下降。

二、非选择题

11．下图1为玉米叶肉细胞内某些代谢过程中物质变化的示意图，其中①～④表示不同的生理过程，X、Y表示参与代谢的物质。图2为将玉米植株置于一定条件下，测定CO2的吸收速率数据绘制的曲线图。请回答下列有关问题：

(1)图1中，③表示光合作用的________过程，②过程发生的场所是________。

(2)X代表的物质是________。[H]在③过程中与____________结合形成五碳化合物。

(3)图2表示影响光合作用的因素有__________________。

(4)图2中，当光照强度大于8时，25 ℃与15 ℃条件下有机物的合成速率分别为M1、M2，结果应为M1________M2(填“>”“<”或“＝”)。

解析：(1)图1中，③表示光合作用的暗反应过程；②表示有氧呼吸的第三阶段，发生的场所是线粒体。(2)X代表的物质是O2。[H]在③过程中与三碳化合物结合形成五碳化合物。(3)图2表示影响光合作用的因素有光照强度和温度。(4)图2中，当光照强度大于8时，25 ℃与15 ℃条件下有机物的合成速率分别为M1、M2，由于25 ℃条件下植物的呼吸速率大于15 ℃条件下的，结果应为M1＞M2。

答案：(1)暗反应　线粒体(或线粒体内膜)　(2)O2　三碳化合物　(3)光照强度和温度(缺一不可)　(4)＞

12．为探究环境因素对蓝细菌(蓝藻)光合作用的影响，用40 W的白色、红色和黄色灯管做光源，设置不同CO2浓度，处理蓝细菌(蓝藻)。培养一段时间，测定蓝细菌(蓝藻)的光合速率，结果如图。

回答下列问题：

(1)本实验的自变量是________________。从光合作用的角度分析，A点的光合速率大于C点，原因是____________________________________。C点的光合速率大于B点，原因是________________________________________。

(2)蓝细菌(蓝藻)的光反应的场所是________。当光照强度较弱时，水裂解产生的O2主要用于________。

(3)为探究黄光培养条件下蓝细菌(蓝藻)的叶绿素a含量是否发生改变，可分别取________和黄光条件下培养的蓝细菌进行相关实验。在测定蓝细菌(蓝藻)的叶绿素a含量时，首先要对蓝细菌(蓝藻)细胞内的光合色素进行________，再进行定量测定。

解析：(1)由图可知该实验的自变量有二氧化碳浓度和光质的不同。由图可知A点和C点的二氧化碳浓度相同，但它们的光合速率却不同。从光合作用的角度分析，A点的光合速率大于C点原因是蓝细菌(蓝藻)的光合色素吸收红光多于黄光。C点的光合速率大于B点原因是C点的二氧化碳浓度大于B点，光合作用的原料较为充足。(2)蓝细菌(蓝藻)属于原核生物，没有叶绿体，其进行光反应发生在质膜上。当光照强度较弱时，水裂解产生的O2主要用于自身的细胞呼吸，基本不向外释放。(3)为探究黄光培养条件下蓝细菌(蓝藻)的叶绿素a含量是否发生改变，进行实验，实验过程中必须遵循单一变量原则。可分别取自然光(即白光)和黄光条件下培养的蓝细菌(蓝藻)进行相关实验。在测定蓝细菌(蓝藻)的叶绿素a含量时，首先要对蓝细菌(蓝藻)细胞内的光合色素进行提取和分离，然后再进行含量测定。

答案：(1)光质(或光波长)和CO2浓度　蓝细菌(蓝藻)的光合色素吸收红光多于黄光　C点的二氧化碳浓度大于B点，光合作用的原料较为充足　(2)质膜　细胞呼吸(或需氧呼吸)　(3)白光　提取和分离

13．请回答下列与光合作用和细胞呼吸有关的实验问题：

(1)实验一：科研人员从小鼠细胞中分离出线粒体，并将其放入测定仪内的生理盐水中保持活性，然后按图示顺序向生理盐水中依次加入相应物质，其中X物质不包括还原氢，从加入线粒体开始测定O2消耗速率，结果如图1。请据图分析：X物质表示________，图示4个区间(①～④)中，线粒体内有水生成的区间是________，一定有CO2产生的区间是________。

(2)实验二：通过通气管向密闭容器中通入14CO2，密闭容器周围有充足且适宜的光源，如图2所示，当反应进行到0.5 s时，发现14C出现在一种三碳化合物(C3)中，当反应进行到5 s时，发现14C还出现在一种五碳化合物(C5)和一种六碳糖(C6)中，该实验是通过控制____________来探究CO2中碳原子转移路径的。在该实验中，如果发现0.5 s时C5的含量较高，若要降低其含量，可改变的实验条件是________________________________。

(3)AMP­PCP能与细胞膜上ATP跨膜受体蛋白结合，科研人员用AMP­PCP溶液处理菜豆叶片，测定其净光合速率，结果如图3所示。由图可知，随着AMP­PCP浓度增大，叶片的净光合速率________，推测原因是AMP­PCP限制了ATP 运输到________，导致气孔开放程度下降，从而抑制了光合作用的________反应。要验证上述推测是否正确，可用________溶液处理菜豆叶片作为实验组，以________处理菜豆叶片作为对照进行实验，测定叶片的气孔开放程度和净光合速率。若实验组的气孔开放程度和净光合速率均________对照组，则证明上述推测成立。

解析：(1)实验一：线粒体中进行氧化分解的物质是丙酮酸，故图1中加入的X物质是丙酮酸。还原氢与氧气结合形成水，①②③④都有氧气消耗，故都产生了水。在有氧呼吸第二阶段，丙酮酸和水反应，产生CO2，第③区间加入了X物质丙酮酸，故该区间一定有CO2产生。(2)实验二：当反应进行到0.5 s时，发现14C出现在一种三碳化合物(C3)中，当反应进行到5 s时，14C还出现在一种五碳化合物(C5)和一种六碳糖(C6)中，由此可见，该实验是通过控制反应时间来探究CO2中碳原子的转移路径。暗反应中C5的来源是C3的还原，去路是CO2的固定，故0.5 s时要想降低C5的含量，可降低光照或适当增加CO2的供应，因为降低光照可以减少ATP、NADPH的生成量，从而抑制C3的还原，使C5的来源减少，含量有所降低；若适当增加CO2的供应，会促进CO2固定，使C5的去路增加，同样也可以使C5的含量有所降低。(3)据图3分析，随着AMP­PCP浓度增大，叶片的净光合速率逐渐降低，原因可能是AMP­PCP能与细胞膜上ATP跨膜受体蛋白结合，限制了ATP 运输到细胞外，导致气孔开放程度下降，使光合作用的暗反应中的CO2供应不足，抑制了暗反应的进行，要验证推测是否正确，可用ATP溶液处理菜豆叶片，以蒸馏水作为对照实验，测定叶片的气孔开放程度和净光合速率。如果实验组的气孔开放程度和净光合速率均大于对照组，则推测正确。

答案：(1)丙酮酸　①②③④　③　(2)反应时间　减弱光照或适当增加CO2的供应　(3)降低　细胞外　暗　ATP　蒸馏水　大于