2026版《优化设计大一轮》高考生物（优化设计新高考版）课时规范练17光合作用、细胞呼吸的联系与综合运用

课时规范练17光合作用、细胞呼吸的联系与综合运用(选择题每小题3分)必备知识基础练考点一细胞呼吸、光合作用的物质和能量转化1.(2024·山西太原期中)下列关于光合作用与呼吸作用的说法,错误的是()A.光合作用和有氧呼吸过程中均能合成ATPB.只有绿色部位才能进行光合作用和呼吸作用C.光合作用和呼吸作用过程中产生的还原氢不同D.光合作用和有氧呼吸过程中均需要H2O的参与2.(2024·广东佛山调研)下列关于光合作用与呼吸作用的关系,叙述正确的是()A.甲、乙分别表示叶绿体和线粒体,且一定为高等植物B.绿色植物光合作用利用的CO2全部来自细胞呼吸C.高等植物细胞将光能转化为化学能一定与甲有关D.乙合成的ATP一定用于光合作用的暗反应阶段3.绿色植物光合作用和细胞呼吸之间的能量转换如图所示,图中①~⑥代表物质,下列有关叙述错误的是()A.植物光反应把光能转变为活跃的化学能贮存在①和NADPH中B.叶绿体中的NADPH和线粒体中的NADH都具有还原性C.给植物提供H218O,短时间内生成的O2和CO2均可含D.物质④在叶绿体基质中合成,在线粒体基质中分解4.(2024·辽宁朝阳模拟)如图是叶肉细胞在不同光照强度下叶绿体与线粒体代谢简图。下列相关叙述,错误的是()A.若细胞①处于黑暗环境中,那么该细胞单位时间内放出的CO2量即为呼吸速率B.细胞②没有与外界发生O2和CO2交换,可断定此时光合作用速率等于细胞呼吸速率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.对细胞④的分析可得出,此时的光照强度较弱且物质的量N1小于m2考点二光合速率、呼吸速率的测定及相互关系5.(2024·广东中山市调研)将一株生长正常的某种植物置于密闭的玻璃容器内,在适宜条件下照光培养。从照光开始,净光合速率随着时间延长逐渐下降直至为0,之后保持不变。在上述整个时间段内,玻璃容器内CO2浓度表现出的变化趋势是()A.降低至一定水平时再升高B.持续保持相对稳定状态C.降低至一定水平时保持不变D.升高至一定水平时保持相对稳定6.(2024·广东六校联考)A、B两种植物在不同温度下(其他条件适宜)光合速率(CO2固定量)和呼吸速率(黑暗条件下CO2释放量)如图所示。下列说法正确的是()注:光合速率和呼吸速率以与30℃时的数据比较所得的百分比表示。A.温度由40℃升至45℃,植物B叶绿体中ATP的合成速率增大B.环境温度由57℃降至30℃,植物B总光合速率将升高C.若植物A长期处于45℃环境中,有机物积累量比30℃条件下低D.植物A光合作用比呼吸作用对高温更敏感,可能光合作用相关酶的最适温度更低7.(2024·福建厦门双十学校质检)研究者将对称叶片一半遮光,另一半照光处理。经过一段时间后,在对称部位截取同等面积(实验处理前干重相同)的叶片,烘干称重,用于相关速率的计算。不考虑光照条件对叶片呼吸速率的影响,下列说法正确的是()A.遮光处理后叶绿体基质中C3的含量比照光处理后低B.照光处理时类囊体薄膜上可发生NADP+与电子和H+结合C.照光处理与遮光处理后叶片的干重差是由呼吸作用引起的D.要计算光合作用速率还需测定同等面积叶片的初始干重8.(2024·江苏扬州期中)如图表示某绿色植物在15℃和25℃条件下,光照强度和氧气释放速率的关系。下列说法错误的是()A.当光照强度等于0时,该植物在25℃时比15℃多吸收氧气10mL/hB.当光照强度等于5klx时,该植物在两种温度下制造有机物的量相等C.当光照强度小于5klx时,适当降低温度有利于温室内该植物的增产D.当光照强度大于8klx时,15℃下该植物光合作用的制约因素主要是CO2浓度等关键能力提升练9.为测定某植物的光合速率,某同学将该植物放入如图甲所示装置中,在光合作用最适温度下进行培养,然后测量不同时段密闭的透明玻璃罩内植物的O2释放速率,结果如图乙所示。下列说法不正确的是()甲乙A.若完全培养液中缺少镁元素,t1~t2时间段会延长B.在t5时适当升高温度,植株光合速率将会进一步加快C.在t4时向玻璃钟罩内适量补充CO2会加快植株的光反应速率D.在t3~t4阶段,O2释放速率降低的主要原因是玻璃钟罩内CO2含量下降10.(2024·湖北武汉模拟)研究人员对密闭蔬菜大棚中的黄瓜植株进行了一昼夜的光合作用和呼吸作用调查,结果如下图所示,SM、SN、Sm分别表示图中相应图形的面积。下列叙述错误的是()A.E点时密闭大棚中CO2浓度最高,O2浓度最低B.C点过后光照降低,短时间内叶绿体中C3含量升高C.B点和D点时黄瓜植株光合作用速率等于呼吸作用速率D.一昼夜后,黄瓜植株有机物的增加量可表示为Sm-SM-SN11.(不定项)(2024·山东济宁三模)为研究某种植物光合速率和呼吸速率对其生长发育的影响,研究者做了以下实验,将长势相同的该植物幼苗均分成7组,分别置于不同温度下,先暗处理1h,再光照1h,其他条件相同且适宜,测其干重变化,结果如图所示。下列说法正确的是()A.光照下26℃和32℃时该植物的净光合速率相等B.若光照强度突然增加,叶绿体基质中C3的含量将会增加C.30℃条件下,一昼夜光照时间超过8h,该植物幼苗才能生长D.温度达到34℃时,该植物幼苗在光照条件下不能进行光合作用12.(不定项)(2024·山东菏泽一模)图1为通气法测定植物叶片的光合作用强度,装置中通入的气体CO2浓度可以调节。将适量叶片置于同化箱中,在一定的光照强度和温度条件下,让空气沿箭头方向缓慢流动,并用CO2分析仪测定A、B两处气体CO2浓度的变化。图2为“半叶法”测定番茄叶片的光合作用强度,将对称叶片的一部分(C)遮光处理,另一部分(D)不做处理,且阻断两部分的物质和能量转移。在适宜光照条件照射1小时后,在C、D的对应部位截取同等面积的叶片,分别烘干称重为MC和MD。下列说法正确的是()图1图2A.图1中可通过A、B两处气体的CO2浓度高低推测出叶片是否积累有机物B.图1中可通过控制同化箱内的CO2浓度和光照强度来调控B处气体CO2浓度C.图2中D叶片所截取部分每小时光合作用积累的有机物总量为MDD.图2中D叶片所截取部分每小时光合作用合成的有机物总量为MD-MC13.(16分)(2025·湖南部分学校月考)下图是燕麦草叶肉细胞中的有关代谢过程,①~④为不同过程,A、B为相关细胞器。根据所学知识回答下列问题。(1)过程①的ATP和NADPH来源于A细胞器结构中的。若要研究CO2参与A细胞器中物质循环时碳元素的去向,实验思路是

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(2)提取并分离燕麦草叶片的光合色素,滤纸条上色素带间距最小的两种色素的颜色为。当燕麦草所处环境由光照转为黑暗时,A细胞器中的核酮糖-1,5-二磷酸和3-磷酸甘油酸的含量在短时间内的变化分别为。据图推断,催化淀粉、蔗糖合成所需的酶可能分别分布于细胞中的。

(3)酶X的功能是,该酶在暗处时其活性会受到抑制,而在有光条件下活性较高,推测其原因可能是。

(4)过程②③④中,有氧条件、无氧条件下都能正常进行的过程是,释放能量最多的过程是。动物细胞内的B细胞器也存在类似图示的过程,若部分乙酰CoA在动物B细胞器以外被转变为酮体(主要包括乙酰乙酸、丙酮、β-羟丁酸)且过量时,则会导致酮尿症。结合信息推断,乙酰CoA能进入过程②,其意义可能是。

14.(10分)(2025·湖南永州模拟)水稻苗期遇到低温天气,会导致水稻减产。为挖掘新的水稻耐冷调控基因了解其耐冷机理,某团队利用水稻苗期低温敏感突变体ospus1进行了相关研究。将突变体水稻ospus1置于低温条件下种植,会出现叶绿体发育缺陷、叶片白化现象。活性氧(ROS)主要来源于有氧呼吸第三阶段,能介导植物受非生物因素胁迫的响应。研究发现细胞内ROS的积累是引起突变体水稻ospus1出现低温白化的原因。回答下列有关问题。(1)突变体水稻ospus1白化苗中位于上的光合色素缺少,直接影响了光合作用的阶段。

(2)有氧呼吸第三阶段发生在线粒体上,这里存在由复合物Ⅰ等分子构成的电子传递链,NADH经电子传递链释放电子和H+,并经过一系列的电子传递最终传递给,该过程会产生大量能量。

(3)研究者欲获得新的水稻耐冷调控基因,进一步研究水稻的耐冷机理。请选取合适选项,完成获得耐冷调控基因的研究思路。()a.建立针对突变体水稻ospus1的诱变库b.建立针对野生型水稻的诱变库c.筛选低温下表型为绿色的幼苗d.筛选低温下表型为白色的幼苗e.筛选正常温度下表型为绿色的幼苗f.获取耐冷调控基因并进行克隆(4)后续实验发现该耐冷调控基因与sop10蛋白的合成有关,该蛋白可以影响线粒体内电子传递链中复合物Ⅰ的合成。研究者从突变体水稻ospus1中筛选出的sop10突变体(ospus1sop10突变体)在低温条件下种植,发现其叶片正常,表现为耐冷的特性。请根据以上研究,分析水稻ospus1sop10突变体耐冷的机理:

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参考答案课时规范练17光合作用、细胞呼吸的联系与综合运用必备知识基础练1.B解析光合作用光反应阶段能合成ATP,有氧呼吸的三个阶段均能合成ATP,A项正确;所有的活细胞均能进行呼吸作用,植物体的绿色部位含有叶绿体,在光照下可进行光合作用,B项错误;光合作用过程中产生的还原氢是NADPH,即还原型辅酶Ⅱ,呼吸作用过程中产生的还原氢是NADH,即还原型辅酶Ⅰ,C项正确;光合作用的光反应阶段有H2O的分解,在有氧呼吸的第二阶段中,H2O与丙酮酸反应生成CO2和[H],D项正确。2.C解析图中细胞器甲为叶绿体,细胞器乙为线粒体,两种细胞器在高等植物和低等植物细胞中均有分布,A项错误;当光合作用强度大于呼吸作用强度时,绿色植物光合作用利用的CO2除来自细胞呼吸外,还有一部分来自外界环境,B项错误;高等植物细胞中,只有在叶绿体中进行的光合作用能将光能转化为化学能,C项正确;线粒体合成的ATP不可用于光合作用的暗反应阶段,D项错误。3.D解析植物光反应把光能转变为活跃的化学能贮存在①ATP和NADPH中,A项正确;叶绿体中的NADPH参与C3的还原,线粒体中的NADH与氧结合生成水,二者都具有还原性,B项正确;给植物提供H218O,H218O参与光反应生成18O2,H218O参与有氧呼吸的第二阶段生成C18O2,因此短时间内生成的O2和CO2均可含18O,C项正确;物质④为葡萄糖4.D解析若细胞①处于黑暗环境中,则只进行呼吸作用,因此可以测定该细胞单位时间内放出的CO2量即为呼吸速率,A项正确;细胞②中叶绿体产生的氧气全部被线粒体所利用,此时叶肉细胞中光合作用速率等于呼吸作用速率,B项正确;细胞③光合作用强度大于呼吸作用强度,光合作用所需的CO2来源于外界环境中的CO2和呼吸作用产生的CO2,故细胞光合作用所利用的CO2量为N1与N2的和,C项正确;细胞④的呼吸作用强度大于光合作用强度,可能原因是此时光照强度较弱,细胞有氧呼吸和光合作用过程中,O2的净消耗量(吸收量)m2与CO2的净生成量N1相等,D项错误。5.C解析密闭容器内的植物在光照条件下既能进行光合作用也能进行呼吸作用,植物净光合速率=总光合速率-呼吸速率,净光合速率只要大于0,则光合作用消耗的CO2量就大于呼吸作用释放的CO2量。根据题意,从照光开始,净光合速率随着时间延长逐渐下降直至为0,之后保持不变,说明密闭容器内的CO2浓度从照光开始就下降,当净光合速率随着时间延长逐渐下降直至为0时,密闭容器内的CO2浓度停止下降,然后净光合速率为0,保持不变,密闭容器内的CO2浓度也保持不变,C项符合题意。6.D解析CO2固定量表示总光合速率,温度由40℃升至45℃,植物B总光合速率下降,故其叶绿体中ATP的合成速率下降,A项错误;57℃时,植物B的总光合速率为0,推测由于温度过高,光合作用相关酶的活性已丧失,故环境温度由57℃降至30℃,植物B总光合速率仍为0,B项错误;45℃时,植物A的总光合速率和呼吸速率均为30℃时的100%,故其45℃时的有机物积累量与30℃时相等,C项错误;大于55℃时,植物A的呼吸速率下降,大于50℃时,植物A的总光合速率下降,故其光合作用比呼吸作用对高温更敏感,可能光合作用相关酶的最适温度更低,D项正确。7.B解析遮光后,光反应停止,短时间内C3被还原成C5的过程减弱乃至停止,而C5固定CO2的过程仍能继续,故遮光处理后C3含量会比照光处理后的C3含量高,A项错误;照光处理时类囊体薄膜上可产生NADPH,故可发生NADP+与电子和H+结合,B项正确;照光处理后与遮光处理后叶片的干重差(单位时间内)是真正光合作用速率,因此不需要测定同等面积叶片的初始干重,C、D两项错误。8.B解析当光照强度等于0时,该植物只能进行细胞呼吸,分析题图可知,该植物在25℃时比15℃多吸收氧气10mL/h,A项正确;当光照强度等于5klx时,该植物在两种温度下有机物的积累量相等,因为25℃时比15℃的呼吸速率大,故25℃时比15℃的有机物制造量大,B项错误;当光照强度小于5klx时,15℃条件下净光合作用强于25℃条件下,所以适当降低温度有利于温室内该植物的增产,C项正确;当光照强度大于8klx时,15℃下该植物光合作用的制约因素不是光照强度,主要是CO2浓度等,D项正确。关键能力提升练9.B解析镁是合成叶绿素的必需元素,所以用仅缺镁的培养液培养该植物一段时间后,叶肉细胞内叶绿素的合成减少,导致光合速率降低,则t1~t2时间段会延长,A项正确;该实验是在光合作用的最适温度下进行的,因此t5时适当升高温度,植株光合速率将会下降,B项错误;在t4时向玻璃钟罩内适量补充CO2会加快植株的光反应速率,说明在t3~t4阶段,O2释放速率降低的主要原因是玻璃钟罩内CO2含量下降,C、D两项正确。10.A解析B点之前经过一晚上的呼吸作用释放CO2,且6时前光合作用小于呼吸作用,因此大棚中的CO2浓度在B点达到最大,此后由于光合作用大于呼吸作用,CO2浓度开始下降,同时由于晚上消耗氧气,此时氧气浓度最低,即B点时大棚中CO2浓度最高,O2浓度最低,A项错误;C点过后光照降低,光反应产生的ATP和NADPH减少,C3还原速率减慢,C3消耗减少,而短时间内C3合成速率不变,因此短时间内叶绿体中C3含量升高,B项正确;图中B点和D点表示CO2的吸收量等于CO2的释放量,即黄瓜植株光合作用速率等于呼吸作用速率,C项正确;图中SM、SN分别表示0~6时、18~24时呼吸作用消耗的有机物量,Sm表示6~18时光合作用积累的有机物量,因此,经过一昼夜后,黄瓜植株有机物的增加量应为Sm-SM-SN,D项正确。11.AC解析32℃时,该植物暗处理1h后的质量变化是-4mg,说明呼吸速率是4mg/h,光照1h后与暗处理前的变化是0mg,即净光合速率是4mg/h,同理可推知,26℃时,呼吸速率是1mg/h,光合速率是5mg/h,净光合速率是4mg/h,A项正确;当光照强度突然增加时,光反应增强,产生的ATP和NADPH增加,从而促进了C3的还原,C3的消耗速率加快,但是CO2固定形成的C3的过程不受影响,即C3的生成速率不变,故C3的含量减少,B项错误;30℃条件下,该植物呼吸速率为3mg/h,光合速率是9mg/h,一昼夜光照时间等于8h,则光合作用产生有机物为72mg,呼吸消耗有机物为3×24=72(mg),则一昼夜光照时间大于8h该植物幼苗有机物才可以积累,才能生长,C项正确;34℃时呼吸速率是2mg/h,光照1h后比暗处理前减少了3mg,光照1h后与暗处理前的质量变化=光合速率-2×呼吸速率,说明此时光合速率为1mg/h,呼吸速率大于光合速率,即温度达到34℃时,该植物幼苗在光照条件下能进行光合作用,D项错误。12.ABD解析由图1可知,A处代表原始CO2浓度,B处代表植物经过光合作用与呼吸作用后的CO2浓度,可通过A、B两处气体的CO2浓度高低推测出叶片是否积累有机物,A项正确;B处代表植物经过光合作用与呼吸作用后的CO2浓度,可以通过控制光照强度来调节植物的呼吸作用强度与光合作用强度,进而调控B处气体CO2浓度,B项正确;假设C、D的对应部位截取同等面积的叶片初始质量为M(处理前),因此M-MC表示每小时呼吸作用消耗的有机物总量,MD-M表示每小时光合作用积累的有机物总量,则图2中D叶片所截取部分每小时光合作用合成的有机物总量=(MD-M)+(M-MC)=MD-MC,C项错误,D项正确。13.答案(1)类囊体薄膜用14C标记CO2中的碳元素,研究先后出现的含有放射性的物质及其出现的位置(2)蓝绿色、黄绿色降低、升高叶绿体基质、细胞质基质(3)催化CO2和核酮糖-1,5-二磷酸的反应(或催化CO2的固定)酶X的激活可能需要光照条件(4)④③减少了酮体的产生和积累,防止酮尿症产生解析(1)ATP和NADPH是光反应的产物,光反应的场所是叶绿体的类囊体薄膜;要研究CO2参与叶绿体中物质循环时碳元素的去向,可用14C标记CO2中的碳元素,研究先后出现的含有放射性的物质及其出现的位置。(2)提取并分离燕麦草叶片中的光合色素,不同色素在层析液中的溶解度不同,滤纸条上色素带间距最小的两种色素是叶绿素a和叶绿素b,两者的颜色分别是蓝绿色和黄绿色;当植物所处环境由光照转为黑暗时,光反应生成的NADPH和ATP减少,故过程①减弱,短时间内3-磷酸甘油酸含量升高,核酮糖-1,5-二磷酸含量降低;据图可知,淀粉、蔗糖合成的反应分别发生在叶绿体基质和细胞质基质中,推断反应所需的酶可能分别分布于细胞中的叶绿体基质和细胞质基质中。(3)酶X可催化CO2固定,即催化CO2与核酮糖-1,5-二磷酸反应形成3-磷酸甘油酸;酶X在暗处时