江苏高三生物一轮复习：光合作用与细胞呼吸综合分析（练习）

微专题1光合作用与细胞呼吸综合分析

一、单项选择题

1.（2022・江苏卷）下列关于细胞代谢的叙述，正确的是（B）

A.光照下，叶肉细胞中的ATP均源于光能的直接转化

B.供氧不足时，酵母菌在细胞质基质中将丙酮酸转化为乙醇

C.蓝细菌没有线粒体，只能通过无氧呼吸分解葡萄糖产生ATP

D.供氧充足时，真核生物在线粒体外膜上氧化［H］产生大量ATP

【解析】光照下，叶肉细胞中的ATP来自光合作用和细胞呼吸，A错误；蓝细菌虽然没有线粒体，

但具有有氧呼吸所需的酶等，可以进行有氧呼吸，C错误；供氧充足时，真核生物在线粒体内膜上氧化［H］

产生大量ATP,D错误。

2.（2024.淮安段考）图1是植物体内部分代谢过程的示意图（①〜④代表代谢过程，字母代表物质），图2

表示光照强度与植物叶片吸收CO2速率的关系。据图分析，下列说法错误的是（D）

图1图2

A.光照强度为图2中A点时，图1中过程①@不进行

B.光照强度为图2中B点时，图1中过程①生成a的速率与过程③生成b的速率相等

C.光照强度为图2中C点时，图1中过程①生成a的速率为18^niolm2-s-1

D.图1中过程①产生的ATP全部用于过程④

【解析】①是光合作用光反应阶段，④是光合作用暗反应阶段，光照强度为图2中A点时，只进行细

胞呼吸，光合作用不进行，所以图1中过程①④不进行，A正确；光照强度为图2中B点（光补偿点）时，

呼吸速率=光合速率，图1中过程①生成a（O?）的速率与过程③生成b（CO2）的速率相等，B正确；光照强

度为图2中C点（光饱和点）时，图1中过程①生成a（O2）的速率（真正光合速率）=呼吸速率+净光合速率=

6+12=18pmolm2.s_,,C正确；图I中过程①（光反应阶段）产生的ATP不仅用于过程④（暗反应阶段），

还可用于叶绿体中DNA的复制、转录、翻译等过程，D错误。

3.（2024・盐城考前指导）研究者把细菌紫膜质（•种光合细菌质膜的光驱动FT泵）和从牛心脏细胞线粒

体中纯化出来的ATP合触一起构建在脂质体上，结构如上图所示；接着研究者把ADP和Pi加至培养该脂

质体的介质中，形成脂质体悬液；最后把该悬液置于光照下，发现脂质体周围出现ATP。下列相关叙述错

误的是（B）

纯化的ATP合前

A.图中的去垢剂可能是在提取紫膜质和ATP合酶时用于破坏细胞脂双层

B.将悬液置于光照之下时，细菌紫膜质将H+泵入脂质体未消耗能量

C.图中脂质体构成密封的小泡，可以防止H'泄露

D.图示实验可以说明电子传递和ATP合成是两个相对独立进行的生化反应

【解析】生物膜的主要成分为磷脂和蛋白质，要获得纯净的蛋白质，需要破坏脂双层，A正确；题干

提出“紫膜质是一种光合细菌质膜的光驱动H'泵”，因此将H'泵入脂质体需要消耗光能，B错误；图中

脂质体构成密封的小泡，可以防止H+泄露，使脂质体内H-浓度高，脂质体外H+浓度低，再利用H+的电

化学梯度驱动ATP的合成，C正确；利用取自亲缘关系极为疏远的生物的组分合在一起进行实验，可以有

力说明电子传递和ATP合成是两个独立进行的生化反应，D正确。

4.黑藻是一种绿色高等植物，是进行生物学实验的好材料.下列关于黑藻的叙述，正确的是(A)

A.用黑藻观察叶绿体和细胞质的流动是因为叶片细胞呈单层、叶绿体大而清晰

B.用黑藻验证光合作用产生氧气和光合作用需要光可用需氧细菌的分布来观察氧气的产生

C.用黑藻做质壁分离和复原实验的过程中可以看到液泡颜色先变深然后变浅

D.验证植物同时进行光合作用和呼吸作用时用两支试管装相同量的黑藻，一支试管给予适宜光照，

另一支试管遮光

【解析】用黑藻观察叶绿体是因为其叶片结构简单，叶片细胞呈单层，叶绿体大而清晰，可直接取整

个小叶直接制片观察，A正确；由于黑藻叶绿体相对于水绵的螺旋带状的叶绿体来说比较小，因此不适合

用好氧细菌的分布来观察氧气的产生，B错误；黑藻叶片细胞含有无色大液泡，可用于观察质壁分离和复

原实验，但由于其大液泡为无色，所以实验的过程中不会看到液泡颜色先变深然后变浅，C错误；验证植

物司时进行光合作用和呼吸作用时用两支试管装相同量的黑藻，一支试管给予适宜光照，另一支试管遮光,

另外还需要再设置一个不放黑藻的空白对照，D错误。

5.下图为在自然条件下，某植物叶片光合速率和呼吸速率随温度变化曲线。据图分析，下列叙述错误

的是(C)

co2固定(择放)速率

.……速率

/：\!光合速率

ah温度

A.在温度d时，该植物体的干重会减少

B.该植物叶片在温度。和c时叶片有机物积累速率不同

C.呼吸酶的最适温度比光合作用酶的低

D.温度为〃时该植物可快送生长

【解析】据图可知，温度d时，叶片的光合速率与呼吸速率相等，但是植物体内存在一些不能进行光

合作用的细胞，如根尖细胞，只能消耗有机物，故该植物体的干重会减少，A正确；光合速率由呼吸速率

和叶片有机物积累速率G争光合速率）组成，据图可知，温度〃和。时光合速率相等，但是两点的呼吸速率

不相等，则叶片有机物积累速率也不同，B正确；据图可知，在图示温度内，呼吸速率可能未达到峰值，

而光合速率最适温度在〃，故呼吸酶的最适温度比光合作用能的高，C错误；温度为〃时，光合速率与呼

吸速率的差值较大，净光合速率＞0,故该植物可快速生长，D正确。

6.（2024.常州期末）将小球藻培养在密封玻璃瓶内，实验在保持适宜温度的暗室中进行，5min后开始

持渎给予充足恒定光照，20min时补充一次NaHCO3（维持瓶内CO?含量的稳定），实验结果如图所示。下

列相关叙述错误的是（C）

(

O

E

U

二

X

)8

、

爵6

代

一

定

时间fmin

A.0〜5min时，小球藻仅进行呼吸作用不进行光合作用，其呼吸速率基本不变

B.15-20min,限制小球藻光合作用的主要因素不是光照强度而是CO?浓度

C.20min后，小球藻光合速率提高是因为光反应速率不变、暗反应速率增强

D.20min时加入NaHCO3,短时间内小球藻叶绿体中ATP、NADPH的含量会下降

【解析】。〜5min时，小球流处于黑暗条件下，仅进行呼吸作用，不进行光合作用，氧包含量下降速

率不变，说明其呼吸速率基本不变，A正确；15〜20min氧气含量基本不增加，20min时加入NaHCCh，

CO2浓度增加，氧气含量增加，说明加入的CO?能促进光合作用进行，则15〜20min,限制小球藻光合作

用的主要因素不是光照强度而是CO2浓度，B正确：20min后，加入的NaHCCh使瓶内CO2浓度上升•，小

球藻暗反应增强，进而促进光反应速率加快，最终提高光合速率，C错误；20min时加入N&HCO3,CO2

浓度增加，短时间内生成的C3增多，促进C3还原的进行，则ATP、NADPH的消耗增多，ATP、NADPH

的含量会下降，D正确。

7.（2024・宿迁模拟）在农业生产上常常施用一定量的无机肥来达到增产的目的。为了研究无机肥对植物

生长发育的影响，科研小组将无机肥溶于土壤浸出液，配制了不同浓度的盐溶液，利用这些盐溶液进行了

相关实验，结果见下表。下列说法正确的是①）

盐浓度/最大光合速率/呼吸速率；

(mmol-L')CO2-m2s-1）(jjmolCO2-rn2-s')

0（对照）31.651.44

100(低盐)36.591.37

500（中盐）31.751.59

900(高盐)14.452.63

A.细胞中无机盐大多以化合物形式存在

B.植物的呼吸速率是通过口肉细胞呼吸作用产生的CO?量来测定

C.与对照组相比，植物在低盐条件下产生和消耗的有机物更多

D.高盐条件下植物细胞失水，气孔关闭，导致最大光合速率下降

【解析】细胞中大多数无机就以离子的形式存在，A错误；植物的呼吸速率应测定整株植物，即所有

细胞的呼吸速率，而非只测定叶肉细胞的呼吸速率，B错误；在低盐条件下，植物的最大光合速率比对照

组大，而呼吸速率比对照组小，产生有机物更多，而消耗的有机物更少，C错误；高盐条件下，植物的最

大光合速率下降，可能是因为外界溶液浓度过高，导致植物细胞失水，从而使气孔关闭，CO?吸收减少，

D正确。

8.（2024.淮安期末）龙血树在《本草纲目》中被誉为“活血圣药”，有消肿止痛、收敛止血的功效。图

2

甲、乙分别为龙血树在不同条件下相关指标的变化曲线（单位：mmol-cmh-'）0下列叙述正确的是（B）

A.补充适量的Mg2+可能导致图乙中D点右移

B.图甲30c时,该植物固定CO?的速率为lOmmohcmYh—।

C.图甲40°C条件下，若黑夜和白天时间相等，龙血树能不断长高

D.图乙中影响D、E两点光合速率的环境因素不同

【解析】D点为光补偿点，补充适量的M『'（Mg2+是叶绿素的必需成分）可能导致光合速率上升，光合

速率与呼吸速率相等时所需的光照强度减弱，图乙中D点左移，A错误；图甲中，实线表示吸收CO2速率,

为净光合作用速率，虚线为CO?产生速率，表示呼吸作用速率，图甲30℃时，该植物固定CO?的速率为

8+2=10B正确；图甲40℃条件下，龙血树净光合速率和呼吸速率相等，若白天和黑夜

时诃相等，则有机物不会积累，植物不能生长，C错误；图乙中影响C、D、E三点光合速率的主要环境

因素都是光照强度，D错误。

9.将一株绿色植物放入一个密闭的三角瓶中，如图甲所示，在瓶口放置一个测定瓶中CO：浓度变化的

传感器，传感器的另一端连接计算机，以检测i段时间瓶中CO2浓度的变化。根据实验所测数据绘制曲

线弱如图乙，下列叙述错误的是（C）

绿色植物

-加蒸储水51()1520253035

的试管时间/min

甲乙

A.将装置甲置于黑暗条件下，可测植株的呼吸速率

B.25min后植株的光合速率几乎不变，最可能的原因是装置内CO2减少

C.装置甲测得的CO?吸收速率就是总光合速率

D.若将甲图中蒸储水换成NaHCCh溶液，则CO?吸收速率可能会增大

【解析】将该装置置于黑暗生件下，绿色植物只进行细胞呼吸，此时测得数值表示的是呼吸作用速率,

A正确；25min之前光合速率大于呼吸速率，装置内CO?减少，导致光合速率减慢，25min后光合速率和

呼吸速率相等，B正确；装置甲中植物进行光合作用消耗CO〃进行呼吸作用产生CO2,故测得的CCh吸

收速率是净光合速率，C错误；若将甲图中蒸储水换成NaHCCh溶液，可以使得装置内COZ浓度不变，则

光合速率不会减小，则CCh吸收速率可能会增大，D正确。

二、多项选择题

10.(2024・南通四模)右图是菠菜叶肉细胞光合作用和呼吸作用的部分过程，a、b代表气体。相关叙述

正确的是(ACD)

A.物质a、b分别代表O2和CCh

B.过程②④都在生物膜上进行

C.过程③消耗的ATP可由过程①②④提供

D.只有在有光条件下过程①②③④才能同时进行

【解析】图中①②③④分别是有氧呼吸第三阶段，光反应，暗反应，有氧呼吸第一、二阶段，场所分

别是线粒体内膜、类囊体膜、叶绿体基质、细胞质基质和线粒体基质。

II.(2024・南通期中)某实验小组研究温度对水绵光合作用的影响，实验结果如图所示，据图分析，下列

有关说法错误的有(ABD)

A.据图可知，水绵细胞呼吸作用的最适温度为35℃

B.每天光照12h,最有利于水绵生长的温度是25°C

C.图中水绵细胞积累有机物速率最大时的温度是25℃

D.在5c时，水绵细胞产生氧气的速率是消耗氧气的速率的2倍

【解析】由于没有对高于35c条件下水绵细胞的呼吸作用进行研究，因此无法判断水绵细胞呼吸作用

的最适温度为35°C,A错误。水绵在一昼夜中积累的有机物越多，越有利于水绵生长。由题图可知，温

度为20℃时，水绵光照下吸收CO?的量与黑暗中释放CO2的号的差值最大，在一昼夜中积累的有机物最

多，B错误。有机物的积累速率取决于净光合速率。由图中可知，温度为25℃时，水绵细胞在光照下吸

收CO?的量最大，即净光合速率最大，积累有机物速率最大，C正确。由题图可知，温度为5'C时，水绵

细泡产生氧气的速率=净光合速率+呼吸速率=光照卜吸收CO?的量+黑暗中释放CO2的量=1+0.5=1.5

mg-hL由于呼吸作用消耗氧气的速率为0.5mg・hi,所以水绵细胞产生氧气的速率是消耗氧气的速率的3

倍，D错误。

三、非选择题

12.（2025・海安期初）发菜是一种陆生多细胞丝状蓝藻。科研人员测定了不同的pH对发菜细胞（从发菜

藻体中分离获得）光合放氧速率和呼吸耗氧速率的影响，结果如下图。请问答下列问题：

口光合放算速率△呼吸耗到速率

（1）发菜细胞中催化二氧化碳司定的酶分布在细胞质基质,C，的还原需要光反应提供NADPH和ATP。

（2）取发菜细胞培养液置于液相氧电极反应室中，以3〜6min为间隔，交替进行光照和黑暗处理,循

环二次，测定溶氧量变化，计算光合速率和呼吸速率。

（3）有人认为pH为4时发菜细胞不能进行光合作用，你是否同意他的观点？请说明理由：不同意，DH

为4时净光合速率为0,此时发菜细胞光合速率与呼吸速率相等（2分）。

（4）过酸和过碱的环境通过影响酶的活性,从而影响了发菜的光合作用和呼吸作用。根据实验结果可知，

发菜细胞光合作用对碱性环境有较强的适应能力。

（5）为了探究不同浓度磷酸盐对发菜细胞光合速率和呼吸速率的影响，科研人员进行了如下实验。请补

全表格:

实验步骤的名称实验操作的要点

将完全培养基配方中的K2HPO4去除，代之以等摩尔浓度的②KQ（填“NaQ”或

①配制无磷培养基

“KC1”或“NazHPOJ）

培养、收集发菜细胞将发菜细胞接种丁•无磷培养基中培养IOd,通过③离心（技术）收集发菜细胞

将收集的发菜细胞分组接种子添加了④等量的不同浓度磷酸盐的培养基中继续

分组实验

培养24h

测定相关指标测定各组发菜细胞的光合速率和呼吸速率

【解析】（1）发菜细胞属于原核细胞，没有叶绿体，因此发菜细胞中催化二氧化碳固定的酶分布在细胞

质基质中。Q的还原需要光反应提供ATP和NADPH。（2）因为要计算光合速率和呼吸速率，所以交替进行

光照和黑暗处理。（3）图中，pH约为4时光合放氧速率G争光合速率）为①说明发菜呼吸速率等于光合速率。

（4）过酸和过碱的环境通过影响酹的活性，从而影响发菜的光合作用和呼吸作用。pH为12时，细胞呼吸速

率为0,但光合放氧速率直到pH等于13时才为0,说明光合作用对碱性环境有较强的适应能力。（5）根据

实验操作要点，可知①是配制无磷培养基：②要探究不同浓度磷酸盐对发菜细胞光合速率和呼吸速率的影

响,因此将完全培养基配方中的K2HPO4去除。为了保证K的含量，代之以等摩尔浓度的KC1。③通过离

心法收集发菜细胞。④将收集的发菜细胞分组接种于添加了不同浓度的磷酸盐的培养基中继续培养24ho

13.（2025•如阜期初）番茄的果实营养丰富，在我国南北方广泛栽培。为了研究番茄的生理特性，某科

研小组在9月份选择晴朗天气对自然条件下生长的番茄植株的光合参数日变化情况进行观测，得到如图1

的调查结果。

a

装

迁

3

餐

妾

招

代

口

需

0

O

图2

（1）图1中，9：00〜11：（）0番茄植株净光合速率上升的主要环境因素是逊强度J1：00〜13：00时,

净光合速率下降的原因之一是气孔导度降低,引起CO2供应不足，导致暗反应受到限制。除此之外，温度

升有，也可能导致叶绿体类囊体薄膜上的酶（光合色素）的活性降低,使光反应减弱，供给暗反应的XADEH

和ATP减少,导致光合作用减弱。

（2）为探究高温如何影响Q蛋白（参与光反应）的含量，科研人员进行了相关实验，已知药物L会完全抑

制Q蛋白合成，结果如图2所示，该实验的自变量是温度、是否药物处理。研究发现，13：00时的高温

会导致O蛋白含量下降,进而对光合作用造成影响。据实验结果分析，高温时Q蛋白含量下降的原因主

要是降解增加（填“合成减少”“降解增加”或“合成减少和降解增加I”）。

（3）11：00〜13：00时由于光照较强,6和CO2竞争性与Rubisco结合,番茄进行光呼吸，主要过程

如国3所示。

O,

3-磷酸什油酸

核削糖-；ubisco

1,5・二磷酸

2-磷酸乙酚酸

图3

①02参与光呼吸的场所为叶绿体基质，此时参与暗反应的C02的来源有外界吸收、细胞呼吸、光呼吸。

②番茄进行光呼吸的意义是消耗多余的ATP和NADPH,减少对叶绿体的损伤,玉米等C4植物在CO2

不足的条件下，光呼吸比番茄（G植物）低很多，主要是因为具有高效的PEP段化解，能利用较低浓度的

C02,从而使CO2与02竞争Rubisco中占有优势。

【解析】（1）图1中，9：00〜11：00番茄植株净光合速率上升的主要环境因素是光照强度，11：00〜

13：00时，净光合速率下降的原因之一是气孔导度降低，引起CO2供应不足，导致喑反应受到限制。除此

之外，温度升高，也可能导致叶绿体类囊体薄膜上的胸的活性降低，使光反应减弱，供给暗反应的NADPH

和ATP减少，导致光合作用减弱。（2）根据图2所示，该实验的自变量是温度、是否药物处理。据实验结

果分析•，高温会导致Q蛋白含量下降，进而对光合作用造成影响。药物处理后，高温组比正常组的Q蛋

白少62—20=42,此时Q蛋白合成完全被抑制，说明高温条件下Q蛋白降解了42。不使用药物情况下，

高温组与常温组差值是100—70=30,说明高温下Q蛋白的含量下降是Q蛋白降解增加，但Q蛋白合成

也增加，只是降解的比合成的要多。（3）①0?参与光呼吸的场所为叶绿体基质，此时参与暗反应的CO?的

来源有外界吸收、细胞呼吸、光呼吸。②番茄进行光呼吸的意义是消耗多余的ATP和NADPH,减少对叶

绿体的损伤。C4植物在CO?不足的条件下，光呼吸比C3植物低很多，主要是因为C4植物具有高效的PEP

瘦化酶，能利用较低浓度的CO?，从而使CO?与02竞争Rubisc。中占有优势。

14.（2024.南通三调）光合作用、有氧呼吸、厌氧发酵的和诣有序进行是土壤底栖藻类正常生命活动的

基础。某单细胞土壤底栖藻类在黑暗条件下无氧发酵产生乙酸等有机酸（HA）,导致类囊体、线粒体酸化，

有利于其从黑暗向黎明过渡，相关过程如图1，字母B〜H代表相关物质。请回答下列问题：

（1）物质B是段，除TCA循环外，图中能产生物质B的过程还有丙酮酸分解为乙酰辅酶（或乙酸）、

丙酮酸分解为酒精（2分）;物质C、H分别是旦过、ATPo

（2）黑暗条件下，P0等电子传递体处于氧化（填“氧化”或“还原”）状态。从黑暗转黎明时，整体光合

电子传递速率慢，导致旦」1（填字母）量成为卡尔文循环的限制因素，此时吸收的光能过剩，对电子传递链

造成压力。

（3）光合色素吸收的光能有三个去向：用于光合作用、以热能散失、以荧光的形式发光。由光合作用引

起的荧光淬灭称为光化学淬灭（qP），由热能散失引起的荧光淬灭称为非光化学淬灭（NPQ）。为了探究厌氧发

酵生酸对光能利用的影喇，研究人员以npq4突变体（缺失LHCSR蛋白，LHCSR催化NPQ）和正常藻为材

料，在黑暗中进行厌氧发酵，发醉180min后添加KOHo整个实验过程中连续抽样，在光下测定荧光强度,

结果如图2、图3。下列推断合理的是CD（2分）。

04080120160200

时间/min

图2npq4突变体

L0

.

n8

WO.

这OS.6

夜4KOII-

云

逞O.2

0

04080120160200

时间/min

图3正常藻

A.突变体厌氧发酵时间越长，光化学淬火越强

B.正常藻厌氧发酵后加入KOH,非光化学淬灭增强

C.正常藻厌氧发酵产生有机酸，降低类囊体p