光合作用和呼吸作用历年高考题

1．(2019·全国卷Ⅰ)将一株质量为20g的黄瓜幼苗栽种在光照等适宜的环境中，一段时间后植株达到40g，其增加的质量来自于()A．水、矿质元素和空气B．光、矿质元素和水C．水、矿质元素和土壤D．光、矿质元素和空气答案A解析根据光合作用的过程，植物产生的有机物主要来自空气中的CO2，另外植株增加的质量还来自对水和矿质元素的吸收，光合作用过程中，光是光合作用进行的能量来源。2．(2019·全国卷Ⅱ)马铃薯块茎储藏不当会出现酸味，这种现象与马铃薯块茎细胞的无氧呼吸有关。下列叙述正确的是()A．马铃薯块茎细胞无氧呼吸的产物是乳酸和葡萄糖B．马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生的乳酸是由丙酮酸转化而来C．马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生丙酮酸的过程不能生成ATPD．马铃薯块茎储藏库中氧气浓度的升高会增加酸味的产生答案B解析马铃薯块茎细胞除了能进行有氧呼吸外，在缺氧条件下也能进行无氧呼吸。马铃薯块茎细胞进行无氧呼吸时分解葡萄糖产生乳酸，A错误；马铃薯块茎细胞无氧呼吸的第一阶段是分解葡萄糖产生丙酮酸，产生ATP，第二阶段是丙酮酸在酶的催化作用下，转化成乳酸，不产生ATP，B正确，C错误；储藏库中氧气浓度升高，会促进马铃薯块茎细胞的有氧呼吸，抑制无氧呼吸，乳酸产生量减少，D错误。3．(2019·全国卷Ⅲ)若将n粒玉米种子置于黑暗中使其萌发，得到n株黄化苗。那么，与萌发前的这n粒干种子相比，这些黄化苗的有机物总量和呼吸强度表现为()A．有机物总量减少，呼吸强度增强B．有机物总量增加，呼吸强度增强C．有机物总量减少，呼吸强度减弱D．有机物总量增加，呼吸强度减弱答案A解析正常情况下，种子吸水萌发时，自由水含量不断增加，细胞代谢作用增强，呼吸强度增强，储藏在子叶或胚乳中的有机物不断分解，根据题干中的提示“黑暗中”“黄化苗”可知，其不能进行光合作用合成有机物，所以有机物总量减少。4．(2018·全国卷Ⅲ)下列关于生物体中细胞呼吸的叙述，错误的是()A．植物在黑暗中可进行有氧呼吸也可进行无氧呼吸B．食物链上传递的能量有一部分通过细胞呼吸散失C．有氧呼吸和无氧呼吸的产物分别是葡萄糖和乳酸D．植物光合作用和呼吸作用过程中都可以合成ATP答案C解析植物在黑暗中有氧时可进行有氧呼吸，无氧时可进行无氧呼吸，A正确；食物链上的营养级同化的能量有三个去向：呼吸散失、传递给下一个营养级(除了最高营养级)和被分解者分解利用，B正确；有氧呼吸的产物是CO2和H2O，无氧呼吸的产物因细胞的不同而不同，有的产生CO2和酒精，有的产生乳酸，C错误；植物光合作用的光反应阶段和呼吸作用过程中都可以合成ATP，D正确。5．(2018·天津高考)为探究酵母菌的呼吸方式，在连通CO2和O2传感器的100mL锥形瓶中，加入40mL活化酵母菌和60mL葡萄糖培养液，密封后在最适温度下培养。培养液中的O2和CO2相对含量变化见下图。有关分析错误的是()A．t1→t2，酵母菌的有氧呼吸速率不断下降B．t3时，培养液中葡萄糖的消耗速率比t1时快C．若降低10℃培养，O2相对含量达到稳定所需时间会缩短D．实验后的培养液滤液加入适量酸性重铬酸钾溶液后变成灰绿色答案C解析由题图可知，t1→t2，培养液中O2的下降速率变慢，说明O2的消耗速率降低，有氧呼吸速率不断下降，A正确；t1→t3，酵母菌产生CO2速率基本不变，此时间段内，有氧呼吸强度逐渐减弱，无氧呼吸强度逐渐增强，所以在单位时间内要产生等量CO2，无氧呼吸需消耗更多的葡萄糖，B正确；由题干信息可知，该图为酵母菌在最适温度下培养，若降低10℃培养，则会引起酶的活性降低，从而引起酵母菌有氧呼吸速率变慢，致使培养液中O2相对含量达到稳定所需时间延长，C错误；因为实验后的培养液滤液中含有酵母菌无氧呼吸产生的酒精，所以滤液加入适量酸性重铬酸钾溶液后变成灰绿色，D正确。6．(2015·全国卷Ⅱ)将三组生理状态相同的某植物幼根分别培养在含有相同培养液的密闭培养瓶中，一段时间后，测定根吸收某一矿质元素离子的量。培养条件及实验结果见下表：培养瓶中气体温度(℃)离子相对吸收量(%)空气17100氮气1710空气328下列分析正确的是()A．有氧条件有利于该植物幼根对该离子的吸收B．该植物幼根对该离子的吸收与温度的变化无关C．氮气环境中该植物幼根细胞吸收该离子不消耗ATPD．与空气相比，氮气环境有利于该植物幼根对该离子的吸收答案A解析题中实验的自变量有两个：氧气和温度。在17℃时，培养瓶中气体为空气的培养条件下离子相对吸收量比氮气大，可以得出结论：有氧条件有利于该植物幼根对该离子的吸收，A正确；培养瓶中气体均为空气时，3℃条件下离子相对吸收量远远小于17℃条件下离子相对吸收量，可以得出结论：该植物幼根对该离子的吸收与温度的变化有关，B错误；该植物幼根吸收该离子的过程是主动运输，需要载体和ATP水解释放的能量，C错误；从实验结果可知，与空气相比，氮气环境不利于该植物幼根对该离子的吸收，D错误。7．(2018·北京高考)光反应在叶绿体类囊体上进行，在适宜条件下，向类囊体悬液中加入氧化还原指示剂DCIP，照光后DCIP由蓝色逐渐变为无色，该反应过程中()A．需要ATP提供能量 B．DCIP被氧化C．不需要光合色素参与 D．会产生氧气答案D解析光反应不需要ATP提供能量，A错误；光反应过程产生的[H]将DCIP还原，由蓝色变为无色，B错误；光反应过程需要光合色素的参与，C错误；光反应过程水分解产生了氧气，D正确。8．(2018·海南高考)高等植物细胞中，下列过程只发生在生物膜上的是()A．光合作用中的光反应B．光合作用中CO2的固定C．葡萄糖分解产生丙酮酸D．以DNA为模板合成RNA答案A解析高等植物细胞的光反应只发生在类囊体的薄膜上，A正确；高等植物细胞光合作用的暗反应发生在叶绿体基质中，B错误；有氧呼吸的第一阶段，在细胞质基质中葡萄糖被分解成丙酮酸，C错误；DNA转录形成RNA发生在细胞核、线粒体、叶绿体内，不是在生物膜上，D错误。9．(2017·天津高考)某突变型水稻叶片的叶绿素含量约为野生型的一半，但固定CO2酶的活性显著高于野生型。下图显示两者在不同光照强度下的CO2吸收速率。叙述错误的是()A．光照强度低于P时，突变型的光反应强度低于野生型B．光照强度高于P时，突变型的暗反应强度高于野生型C．光照强度低于P时，限制突变型光合速率的主要环境因素是光照强度D．光照强度高于P时，限制突变型光合速率的主要环境因素是CO2浓度答案D解析光合作用的光反应与暗反应相互制约，相互影响。由图可知，在P点前野生型光合作用速率高于突变型，则野生型的光反应强度高于突变型，A正确；P点后突变型的光合作用强度高于野生型，则突变型暗反应速率高于野生型，B正确；P点并未达到突变型水稻光合作用的光饱和点，光照强度小于光饱和点时，限制光合速率的主要环境因素是光照强度，当光照强度大于光饱和点时，限制光合速率的主要环境因素是CO2浓度，C正确，D错误。10．(2016·全国卷Ⅱ)关于高等植物叶绿体中色素的叙述，错误的是()A．叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂乙醇中B．构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收C．通常，红外光和紫外光可被叶绿体中的色素吸收用于光合作用D．黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由于叶绿素合成受阻引起的答案C解析叶绿体中的色素是有机物，可溶于无水乙醇中，A正确；Mg2＋是构成叶绿素的成分，可由植物的根从土壤中吸收，B正确；一般情况下，光合作用所利用的光都是可见光，叶绿体中的色素主要吸收红光、蓝紫光用于光合作用，C错误；叶绿素的合成需要光照，黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由于叶绿素合成受阻引起的，D正确。11．(2019·海南高考)下列关于高等植物光合作用的叙述，错误的是()A．光合作用的暗反应阶段不能直接利用光能B．红光照射时，胡萝卜素吸收的光能可传递给叶绿素aC．光反应中，将光能转变为化学能需要有ADP的参与D．红光照射时，叶绿素b吸收的光能可用于光合作用答案B解析光合作用的暗反应阶段不能直接利用光能，只有光反应阶段才能利用光能，A正确；胡萝卜素主要吸收蓝紫光，不能吸收红光，B错误；光反应中将光能转变为ATP中活跃的化学能，反应过程为ADP＋Pi＋能量eq\o(→,\s\up17(酶))ATP，需要ADP的参与，C正确；红光照射时，叶绿素b吸收的光能可用于光合作用，D正确。12．(2014·全国卷Ⅱ)关于光合作用和呼吸作用的叙述，错误的是()A．磷酸是光反应中合成ATP所需的反应物B．光合作用中叶绿素吸收光能不需要酶的参与C．人体在剧烈运动时所需要的能量由乳酸分解提供D．病毒核酸的复制需要宿主细胞的呼吸作用提供能量答案C解析光反应中合成ATP的原料是ADP和磷酸，A正确；叶绿素吸收光能的过程不需要酶的参与，B正确；人体在剧烈运动时所需要的能量是由葡萄糖通过呼吸作用产生的，人体细胞无氧呼吸的过程中产生了乳酸，乳酸不能直接分解供能，C错误；病毒核酸的复制是在宿主细胞中完成的，该过程所需的能量、原料均来自于宿主细胞，D正确。13．(2019·海南高考)下列关于绿色植物的叙述，错误的是()A．植物细胞在白天和黑夜都能进行有氧呼吸B．植物细胞中ATP的合成都是在膜上进行的C．遮光培养可使植物叶肉细胞的叶绿素含量下降D．植物幼茎的绿色部分能进行光合作用和呼吸作用答案B解析不论在白天还是黑夜，只要有氧气存在，植物细胞都能进行有氧呼吸，A正确；植物细胞中ATP的合成不都是在膜上进行，如有氧呼吸第一、二阶段分别发生在细胞质基质和线粒体基质，都可以合成ATP，B错误；叶绿素的形成需要光照，所以遮光培养可使植物叶肉细胞的叶绿素含量下降，C正确；植物幼茎的绿色部分含有光合色素，所以能进行光合作用和呼吸作用，D正确。14．(2017·全国卷Ⅱ)下图是表示某植物叶肉细胞光合作用和呼吸作用的示意图。据图回答下列问题：(1)图中①、②、③、④代表的物质依次是____________、_____________、_______________、________________，[H]代表的物质主要是________________。(2)B代表一种反应过程，C代表细胞质基质，D代表线粒体，则ATP合成发生在A过程，还发生在________(填“B和C”“C和D”或“B和D”)。(3)C中的丙酮酸可以转化成酒精，出现这种情况的原因是___________________________。答案(1)O2NADP＋ADP＋PiC5NADH(或还原型辅酶Ⅰ)(2)C和D(3)在缺氧条件下进行无氧呼吸解析(1)分析图示，A过程为光合作用的光反应阶段，B过程是光合作用的暗反应阶段。图中①为水光解产生的O2；由②和H2O产生①与NADPH([H]，即还原型辅酶Ⅱ)可知，②是NADP＋；由③转化成ATP可知，③是ADP＋Pi；由④与CO2结合生成C3可知，④为C5。呼吸作用过程中的[H]代表的物质主要是NADH(还原型辅酶Ⅰ)。(2)光合作用的光反应阶段(A)可产生ATP，而暗反应阶段(B)不产生ATP。有氧呼吸的三个阶段都产生ATP，其中细胞质基质中进行有氧呼吸的第一阶段(C)，线粒体中进行有氧呼吸的第二和第三阶段(D)。(3)在缺氧条件下，植物细胞可进行无氧呼吸，将丙酮酸转化成酒精。15．(2019·全国卷Ⅱ)回答下列与生态系统相关的问题。(1)在森林生态系统中，生产者的能量来自于______，生产者的能量可以直接流向__________________(答出两点即可)。(2)通常，对于一个水生生态系统来说，可根据水体中含氧量的变化计算出生态系统中浮游植物的总初级生产量(生产者所制造的有机物总量)。若要测定某一水生生态系统中浮游植物的总初级生产量，可在该水生生态系统中的某一水深处取水样，将水样分成三等份，一份直接测定O2含量(A)；另两份分别装入不透光(甲)和透光(乙)的两个玻璃瓶中，密闭后放回取样处，若干小时后测定甲瓶中的O2含量(B)和乙瓶中的O2含量(C)。据此回答下列问题。在甲、乙瓶中生产者呼吸作用相同且瓶中只有生产者的条件下，本实验中C与A的差值表示这段时间内________________；C与B的差值表示这段时间内___________；A与B的差值表示这段时间内___________。答案(1)太阳能初级消费者、分解者(2)生产者净光合作用的放氧量生产者光合作用的总放氧量生产者呼吸作用的耗氧量解析(1)生态系统中生产者进行光合作用所固定的能量来自太阳能，生产者固定的能量的去路是一部分通过呼吸作用以热能形式散失(大部分)、一部分流向了初级消费者、一部分通过残枝败叶等形式流向了分解者，所以生产者的能量可以直接流向初级消费者和分解者。(2)单位时间生产者制造有机物的量等于生产者积累有机物的量和呼吸量的总和。题述测量的三份水样中A为对照，B为生产者进行呼吸作用后剩余的氧气量，C为生产者进行光合作用和呼吸作用后玻璃瓶中的氧气量；C与A的差值表示该段时间内生产者净光合作用的放氧量(或积累有机物的量)，A与B的差值表示该段时间内生产者进行呼吸作用消耗氧气的量(或消耗有机物的量)，所以，C与B的差值＝[(C－A)＋(A－B)]表示该段时间内生产者光合作用的总放氧量(或制造有机物的量)。16．(2018·全国卷Ⅰ)甲、乙两种植物净光合速率随光照强度的变化趋势如图所示。回答下列问题：(1)当光照强度大于a时，甲、乙两种植物中，对光能的利用率较高的植物是____________。(2)甲、乙两种植物单独种植时，如果种植密度过大，那么净光合速率下降幅度较大的植物是________，判断的依据是_________________________________。(3)甲、乙两种植物中，更适合在林下种植的是________。(4)某植物夏日晴天中午12：00时叶片的光合速率明显下降，其原因是进入叶肉细胞的________(填“O2”或“CO2”)不足。答案(1)甲(2)甲种植密度过大，植株接受的光照强度减弱，光照强度降低导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙大(3)乙(4)CO2解析(1)由图分析可知，当光照强度大于a时，相同光照强度下，甲植物的净光合速率大于乙，有机物的积累较多，对光能的利用率较高。(2)甲、乙两种植物单独种植时，如果种植密度过大，植株接受的光照强度相对较弱，光照强度降低导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙大，因此种植密度过大时甲植物净光合速率下降幅度比乙大。(3)从图中可以看出，乙植物的光饱和点以及光补偿点都比甲植物低，适合在光照强度相对更弱的环境中生长，林下的光照强度低，因此更适合在林下种植的是植物乙。(4)夏日晴天中午12：00时，植物为了减少蒸腾作用对水分的散失，叶片上的部分气孔会关闭，导致细胞间的二氧化碳的含量下降，从而引起光合速率下降。17．(2018·全国卷Ⅱ)为了研究某种树木树冠上下层叶片光合作用的特性，某同学选取来自树冠不同层的A、B两种叶片，分别测定其净光合速率，结果如图所示。据图回答问题：(1)从图可知，A叶片是树冠______(填“上层”或“下层”)的叶片，判断依据是_________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)光照强度达到一定数值时，A叶片的净光合速率开始下降，但测得放氧速率不变，则净光合速率降低的主要原因是光合作用的________反应受到抑制。(3)若要比较A、B两种新鲜叶片中叶绿素的含量，在提取叶绿素的过程中，常用的有机溶剂是________。解析：(1)根据题图中的曲线可知，A叶片净光合速率最大时，对应的光照强度约为1200μmol·m－2·s－1，B叶片净光合速率最大时，对应的光照强度至少为2000μmol·m－2·s－1，即A叶片的净光合速率达到最大时所需的光照强度低于B叶片，因此A叶片位于树冠下层。(2)当光照强度达到一定数值时，A叶片的放氧速率不变，但净光合速率下降，原因可能是光合作用的暗反应受到抑制。(3)常用的提取叶绿素的有机溶剂是无水乙醇。答案：(1)下层A叶片的净光合速率达到最大时所需光照强度低于B叶片(2)暗(3)无水乙醇18．(2018·全国卷Ⅲ)回答下列问题：(1)高等植物光合作用中捕获光能的物质分布在叶绿体的______________上，该物质主要捕获可见光中的________________。(2)植物的叶面积与产量关系密切，叶面积系数(单位土地面积上的叶面积总和)与植物群体光合速率、呼吸速率及干物质积累速率之间的关系如图所示，由图可知：当叶面积系数小于a时，随叶面积系数增加，群体光合速率和干物质积累速率均__________。当叶面积系数超过b时，群体干物质积累速率降低，其原因是______________________。(3)通常，与阳生植物相比，阴生植物光合作用吸收与呼吸作用放出的CO2量相等时所需要的光照强度____________(填“高”或“低”)。答案(1)类囊体薄膜蓝紫光和红光(2)增加群体光合速率不变，但群体呼吸速率仍在增加，故群体干物质积累速率降低(3)低解析(1)高等植物光合作用中捕获光能的物质是叶绿素和类胡萝卜素，分布在叶绿体的类囊体薄膜上，叶绿体上的色素主要捕获红光和蓝紫光。(2)由图可知，当叶面积系数小于a时，随叶面积系数增加，群体光合速率和干物质积累速率均增加；当叶面积系数大于b时，由于群体光合速率不变，而群体呼吸速率仍在增加，导致群体净光合速率降低，群体干物质积累速率降低。(3)光合作用吸收的CO2与呼吸作用放出的CO2量相等时所需要的光照强度为光补偿点，一般情况下，阴生植物光补偿点比阳生植物低。19．(2017·全国卷Ⅰ)植物的CO2补偿点是指由于CO2的限制，光合速率与呼吸速率相等时环境中的CO2浓度。已知甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物的。回答下列问题：(1)将正常生长的甲、乙两种植物放置在同一密闭小室中，适宜条件下照光培养。培养后发现两种植物的光合速率都降低，原因是________________。甲种植物净光合速率为0时，乙种植物净光合速率________(填“大于0”“等于0”或“小于0”)。(2)若将甲种植物密闭在无O2、但其他条件适宜的小室中，照光培养一段时间后，发现植物的有氧呼吸增加，原因是______________________________________________________。答案(1)植物在光下光合作用吸收CO2的量大于呼吸作用释放CO2的量，使密闭小室中CO2浓度降低，光合速率也随之降低大于0(2)甲种植物在光下光合作用释放的O2使密闭小室中O2增加，而O2与有机物分解产生的NADH发生作用形成水是有氧呼吸的一个环节，所以当O2增多时，有氧呼吸会增加解析(1)将正常生长的甲、乙两种植物放置在同一密闭小室中，适宜条件下照光培养，刚开始时小室内CO2浓度较高，光合作用强度大于呼吸作用强度，一段时间后，CO2浓度降低，暗反应受阻，进而使两种植物的光合速率都降低。甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物的，因此当甲种植物的净光合速率为0时，CO2浓度达到甲种植物的CO2补偿点，此时乙种植物光合作用强度大于呼吸作用强度，净光合速率大于0。(2)将甲种植物密闭在无O2、但其他条件适宜的小室中，该小室内是有CO2的，植物可以进行光合作用释放O2，而O2与有机物分解产生的NADH发生作用形成水是有氧呼吸的一个环节，所以当O2增多时，有氧呼吸会增加。20．(2016·全国卷Ⅱ)BTB是一种酸碱指示剂。BTB的弱碱性溶液颜色可随其中CO2浓度的增高而由蓝变绿再变黄。某同学为研究某种水草的光合作用和呼吸作用，进行了如下实验：用少量的NaHCO3和BTB加水配制成蓝色溶液，并向溶液中通入一定量的CO2使溶液变成浅绿色，之后将等量的浅绿色溶液分别加入到7支试管中。其中6支加入生长状况一致的等量水草，另一支不加水草，密闭所有试管。各试管的实验处理和结果见表。*遮光是指用黑纸将试管包裹起来，并放在距日光灯100cm的地方。若不考虑其他生物因素对实验结果的影响，回答下列问题：(1)本实验中，50min后1号试管的溶液是浅绿色，则说明2至7号试管的实验结果是由______________________________________引起的；若1号试管的溶液是蓝色，则说明2至7号试管的实验结果是________(填“可靠的”或“不可靠的”)。(2)表中X代表的颜色应为________(填“浅绿色”“黄色”或“蓝色”)，判断依据是________________。(3)5号试管中的溶液颜色在照光前后没有变化，说明在此条件下水草___________________________。答案(1)不同光强下水草的光合作用和呼吸作用不可靠的(2)黄色水草不进行光合作用，只进行呼吸作用，溶液中CO2浓度高于3号试管(3)光合作用强度等于呼吸作用强度，吸收与释放的CO2量相等21．(2016·全国卷Ⅲ)为了探究某地夏日晴天中午时气温和相对湿度对A品种小麦光合作用的影响，某研究小组将生长状态一致的A品种小麦植株分为5组，1组在田间生长作为对照组，另4组在人工气候室中生长作为实验组，并保持其光照和CO2浓度等条件与对照组相同。于中午12：30测定各组叶片的光合速率，各组实验处理及结果如表所示：回答下列问题：(1)根据本实验结果，可以推测中午时对小麦光合速率影响较大的环境因素是________，其依据是__________________________________________________；并可推测，________(填“增加”或“降低”)麦田环境的相对湿度可降低小麦光合作用“午休”的程度。(2)在实验组中，若适当提高第________组的环境温度能提高小麦的光合速率，其原因是__________________。(3)小麦叶片气孔开放时，CO2进入叶肉细胞的过程________载体蛋白，________消耗ATP。(填“需要”或“不需要”)答案(1)湿度(或答相对湿度)在相同温度条件下，相对湿度改变时光合速率变化较大(其他合理答案也可)增加(2)四该实验组的环境温度未达到光合作用的最适温度(其他合理答案也可)(3)不需要不需要1．(2019·江苏高考)叶绿体中催化CO2固定的酶R由叶绿体DNA编码的大亚基和细胞核DNA编码的小亚基共同组装而成，其合成过程及部分相关代谢途径如下图所示。请回答下列问题：(1)合成酶R时，细胞核DNA编码小亚基的遗传信息________到RNA上，RNA进入细胞质基质后指导多肽链合成；在叶绿体中，参与大亚基肽链合成的RNA中，种类最多的是________。(2)进行光合作用时，组装完成的酶R需ATP参与激活，光能转化为ATP中的化学能是在________上(填场所)完成的。活化的酶R催化CO2固定产生C3化合物(C3－Ⅰ)，C3－Ⅰ还原为三碳糖(C3－Ⅱ)，这一步骤需要________作为还原剂。在叶绿体中C3－Ⅱ除了进一步合成