2026版《金版教程》高考总复习生物不定项版终新第二单元 考点10 光合作用与呼吸作用关系

高考总复习首选用卷生物学(不定项版)考点10光合作用与呼吸作用关系题号123456789难度★★★★★★★★★对点光合速率与呼吸速率关系光照强度影响光合作用曲线分析光合作用与有氧呼吸过程中的物质变化实验装置分析黑白瓶法测光合速率温度影响光合速率、呼吸速率温度影响光合速率、呼吸速率曲线分析温度影响光合速率、呼吸速率曲线分析净光合速率曲线分析、影响因素题号1011121314151617难度★★★★★★★★★★★★★★★★对点开放和密闭环境中光合速率日变化曲线分析密闭环境中光合速率日变化曲线分析光合、呼吸物质联系ATP酶复合体系影响光合速率因素光合作用与细胞呼吸应用光合作用与细胞呼吸应用光合产物对光合作用的影响1．(2022·全国乙卷，2)某同学将一株生长正常的小麦置于密闭容器中，在适宜且恒定的温度和光照条件下培养，发现容器内CO2含量初期逐渐降低，之后保持相对稳定。关于这一实验现象，下列解释合理的是()A．初期光合速率逐渐升高，之后光合速率等于呼吸速率B．初期光合速率和呼吸速率均降低，之后呼吸速率保持稳定C．初期呼吸速率大于光合速率，之后呼吸速率等于光合速率D．初期光合速率大于呼吸速率，之后光合速率等于呼吸速率答案：D解析：由于小麦在密闭容器中，无外界环境中CO2进入，并且小麦光合作用吸收CO2，呼吸作用释放CO2，所以初期密闭容器中CO2减少是由于光合速率大于呼吸速率，之后保持相对稳定是光合速率等于呼吸速率，D正确。2.如图的纵坐标表示某种植物O2吸收相对速率的变化(非适宜条件下)，下列说法不正确的是()A．可以判断d点开始进行光合作用B．降低土壤中的Mg2＋浓度，一段时间后d点将向右移C．提高大气中的CO2浓度，e点将向右下移D．该植物细胞呼吸消耗O2的相对速率是4答案：A解析：d点对应的光照强度为光补偿点，此时光合速率与呼吸速率相等；d点以后光合速率大于呼吸速率，e点对应的光照强度为光饱和点，该点光合速率达到最大值。由分析可知，d点以前就进行光合作用了，A错误；降低土壤中的Mg2＋浓度，则叶绿素合成不足，导致光合速率降低，因此一段时间后d点将右移，B正确；提高大气中的CO2浓度，光合速率增强，因此e点将向右下移，C正确；曲线与纵坐标相交的点代表呼吸作用速率，即该植物呼吸作用消耗O2的相对速率是4，D正确。3.植物叶肉细胞光合作用与有氧呼吸过程中的物质变化如图所示，其中①～④表示过程。下列叙述正确的是()A．③和④在线粒体中进行B．过程①②③④总是同时进行C．①②③④均有ATP产生D．①＋②的速率大于③＋④的速率时，叶肉细胞净光合速率大于0答案：D解析：③为有氧呼吸第三阶段，场所为线粒体内膜；④为有氧呼吸第一、第二阶段，第一阶段场所为细胞质基质，第二阶段为线粒体基质，A错误；光照条件下，光合作用①②与有氧呼吸③④可同时进行，黑暗时只有细胞呼吸进行，B错误；①③④均有ATP产生，②消耗ATP，C错误；光合作用速率大于呼吸速率，净光合速率大于零，D正确。4．利用以下装置可探究绿色植物的某些生理作用。假如该植物光合作用的产物和呼吸作用的底物均为葡萄糖，且不进行产生乳酸的无氧呼吸。下列有关叙述错误的是()A．黑暗条件下，利用装置甲探究植物能否进行有氧呼吸B．光照条件下，利用装置乙、丙探究植物光合作用O2的产生速率C．光照条件下，若装置丙红色液滴向右移动，则该装置中氧气增多D．黑暗条件下，若装置甲红色液滴向左移动，则该装置中氧气减少答案：B解析：装置甲内有氢氧化钠溶液，可以吸收容器中的CO2，装置甲内压强只由氧气的变化引起。在黑暗条件下，若能进行有氧呼吸，消耗装置内的氧气，则液滴向左移动；若为无氧呼吸，不消耗氧气，产生的CO2被吸收，液滴不移动，所以，在黑暗条件下，利用装置甲探究植物能否进行有氧呼吸，A正确。由图可知：装置乙烧杯中盛放蒸馏水，不能吸收二氧化碳，则装置内压强变化由二氧化碳和氧气共同引起。装置丙烧杯中盛放CO2缓冲液，可以为光合作用提供二氧化碳，装置内压强由氧气变化引起，可以探究植物的净光合速率，因此不能用二者来探究光合作用O2的产生速率，B错误。装置丙内的烧杯中为CO2缓冲液，维持装置内CO2的浓度稳定，因此如果装置丙的红色液滴向右移动，则说明装置中有氧气产生，该装置中氧气增多，C正确。如果装置甲的红色液滴向左移动，则说明该装置中植物进行了有氧呼吸，氧气减少，D正确。5．测定植物的真正光合速率的方法有半叶法和黑白瓶法等。某同学欲利用黑白瓶法测定某湖泊中浮游植物的真正光合速率(在实验过程中严格控制无关变量，如取水的位置和深度相同)，结果如图所示。下列相关叙述错误的是()A．浮游植物的真正光合速率不能直接测定，还需测定呼吸速率B．该实验过程中，瓶内的消费者和分解者会导致实验结果偏低C．该实验条件下，瓶内生产者的真正光合速率为7mg·L－1溶解氧·d－1D．半叶法测定植物的光合速率时，有机物的转移属于无关变量答案：B解析：由于光合作用和呼吸作用是同时进行的，因此浮游植物的真正光合速率不能直接测定，还需测定呼吸速率，本实验中黑瓶中的溶解氧的变化就代表了呼吸速率，A正确；瓶内的消费者和分解者的呼吸速率也在实验测定的结果中，即黑瓶中溶解氧的变化表示的是水体中所有生物的呼吸消耗，同时测得的白瓶中的溶解氧的变化也包括分解者和消费者的呼吸消耗，因此瓶内的消费者和分解者不会导致实验结果偏低，B错误；该实验条件下，瓶内生产者的真正光合速率等于净光合速率和呼吸速率之和，即(10－10)＋(10－3)＝7mg·L－1溶解氧·d－1，C正确；半叶法测定植物的光合速率时，需要通过测定光照下和黑暗条件下叶片的干重然后计算获得，可见有机物的转移属于无关变量，D正确。6．(2023·湖北，11)高温是制约世界粮食安全的因素之一，高温往往使植物叶片变黄、变褐。研究发现平均气温每升高1℃，水稻、小麦等作物减产约3%～8%。关于高温下作物减产的原因，下列叙述错误的是()A．呼吸作用变强，消耗大量养分B．光合作用强度减弱，有机物合成减少C．蒸腾作用增强，植物易失水发生萎蔫D．叶绿素降解，光反应生成的NADH和ATP减少答案：D解析：呼吸作用的最适温度高于光合作用，气温升高，植物呼吸作用增强，消耗的有机物增多，造成农作物减产，A正确；温度升高，可能导致光合作用相关酶的活性降低，光合作用强度降低，有机物合成减少，B正确；温度升高，蒸腾作用增强，植物易失水萎蔫，从而影响正常的生命活动，造成减产，C正确；据题干信息可知，高温使叶片变黄、变褐，推测高温导致叶绿素降解，光反应产生的NADPH和ATP减少，NADH在细胞呼吸过程中产生，D错误。7．(不定项)植物甲与植物乙的净光合速率随叶片温度(叶温)变化的趋势如图所示。下列叙述正确的是()A．植物甲和乙光合作用所需要的能量都来自太阳能B．叶温在36～50℃时，植物甲的净光合速率比植物乙的高C．叶温为25℃时，植物甲的光合与呼吸作用强度的差值不同于植物乙的D．叶温为35℃时，甲、乙两种植物的光合与呼吸作用强度的差值均为0答案：ABC解析：植物进行光合作用所需能量均来自太阳能，A正确；叶温在36～50℃时，植物甲的曲线在植物乙曲线上方，所以植物甲的净光合速率比植物乙的高，B正确；叶温为25℃时，植物甲和乙的净光合速率不同，即二者光合与呼吸作用强度差值不同，C正确；叶温为35℃时，甲、乙两种植物的净光合速率相同且大于0，所以这两种植物的光合与呼吸作用强度的差值均大于0，D错误。8．(2024·全国甲卷，31)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的趋势如图所示。回答下列问题。(1)该植物叶片在温度a和c时的光合速率相等，叶片有机物积累速率________(填“相等”或“不相等”)，原因是______________________________。(2)在温度d时，该植物体的干重会减少，原因是____________________________________________________________________________________________________。(3)温度超过b时，该植物由于暗反应速率降低导致光合速率降低。暗反应速率降低的原因可能是__________________________________________________________________________________________。(答出一点即可)(4)通常情况下，为了最大程度地获得光合产物，农作物在温室栽培过程中，白天温室的温度应控制在____________________最大时的温度。答案：(1)不相等温度a和c时的呼吸速率不相等(2)温度d时，叶片的光合速率与呼吸速率相等，但植物的根部等细胞不进行光合作用，仍呼吸消耗有机物，导致植物体的干重减少(3)温度过高，导致部分气孔关闭，CO2供应不足，暗反应速率降低；温度过高，导致酶的活性降低，使暗反应速率降低(4)光合速率和呼吸速率差值解析：(1)叶片的有机物积累速率＝光合速率－呼吸速率，即净光合速率。观察题图可知，该植物叶片在温度a和c时虽然光合速率相等，但呼吸速率不同，因此叶片有机物积累速率不相等。(3)温度超过b时，气温过高，为了降低蒸腾作用，导致部分气孔关闭，CO2供应不足，暗反应速率降低；同时过高的温度使酶的活性降低，CO2固定速率减慢，C3还原速率减慢，进而使暗反应速率降低。9．(2024·济南三模)大红袍枇杷是常绿植物。在华东地区某校园里有一片大红袍枇杷果园，该校师生成立了兴趣研究小组，对大红袍枇杷不同情况下的净光合速率进行了检测。(1)研究小组检测了不同光照强度下的净光合速率，发现大红袍枇杷的光补偿点和光饱和点均较低，据此推测大红袍枇杷应为________(填“阴生”或“阳生”)植物。(2)每到冬季，植物大多落叶凋零。大红袍枇杷开出满树黄白色的花，但干物质质量却不降反升，原因是________________________________________________________。(3)该研究小组分别在6月和11月晴朗的某一天检测了大红袍枇杷的净光合速率，检测结果如下图所示，表示6月检测的应是________(填“图1”或“图2”)，据图分析原因是__________________________________________________________。(4)大红袍枇杷于1月结幼果，2～3月进入果实膨大期，4～5月果实慢慢成熟，6月采摘。研究小组在不同时间分别检测有果叶片和无果叶片光合速率，结果如下表所示。由表推断，果实的存在能________(填“促进”或“抑制”)枇杷的光合速率，1～5月份，果实对光合速率的影响幅度由大到小依次是________。请从叶片光合作用角度分析，果实的存在对大红袍枇杷光合速率影响的内在机制最可能是_______________________________________________。果实对枇杷光合速率的影响(单位：μmol·m－2·s－1)叶片类型1月2月3月4月5月有果叶片2.633.314.256.238.12无果叶片2.452.913.55.728.0答案：(1)阴生(2)大红袍枇杷为常绿植物，冬季也能进行一定强度的光合作用，且温度低呼吸作用弱，有机物逐渐积累使干物质量增加(3)图16月光照强度和温度远高于11月，光合作用较强，净光合作用强度要高很多；6月中午因气温高，气孔关闭，光合速率降低，表现出明显的光合午休现象(4)促进3、2、4、1、5果实的发育需要叶片提供充足的营养物质，避免了叶片光合产物的积累对光合作用的抑制解析：(4)据表分析，有果叶片的光合速率大于无果叶片的光合速率，推断果实的存在能促进枇杷的光合速率，1～5月份，影响幅度＝(有果叶片光合速率－无果叶片光合速率)/有果叶片光合速率×100%，分别是6.84%、12.08%、17.65%、8.19%、1.48%，1～5月份，果实对光合速率的影响幅度由大到小依次是3、2、4、1、5，果实的存在对大红袍枇杷光合速率影响的内在机制最可能是果实的发育需要叶片提供充足的营养物质，避免了叶片光合产物的积累对光合作用的抑制。10．(2024·西安高三质检)科研人员检测晴朗天气下露天栽培和大棚栽培的油桃的光合速率(Pn)日变化情况，并将检测结果绘制成图。下列相关说法错误的是()A．光照强度增大是导致ab段、lm段Pn增加的主要原因B．致使bc段、mn段Pn下降的原因是气孔关闭C．致使ef段、op段Pn下降的原因是光照逐渐减弱D．适时浇水、增施农家肥是提高大田作物产量的重要措施答案：B解析：早晨太阳出来后光照强度不断增大，使得露天栽培和大棚栽培的油桃的光合速率迅速上升，即光照强度增大是导致ab段、lm段光合速率(Pn)增加的主要原因，A正确；大棚栽培条件下的油桃在bc段光合速率(Pn)下降，主要原因是光合作用消耗了大量CO2，使大棚内密闭环境中CO2浓度下降，而露天栽培的油桃在mn段光合速率(Pn)下降，是因为环境温度过高导致部分气孔关闭，植株吸收的CO2减少，B错误；15时以后，两种栽培条件下的光合速率(Pn)持续下降，是光照强度逐渐减弱所致，即致使ef段、op段光合速率(Pn)下降的原因是光照逐渐减弱，C正确；适时浇水从而避免植物因缺水导致气孔关闭、增施农家肥从而增加CO2浓度是提高大田作物产量的重要措施，D正确。11.(2024·湖北二模)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－SN答案：A解析：A、B点之前经过一晚上的呼吸释放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O2，此时O2浓度最低，即B点时大棚中CO2浓度最高，O2浓度最低，A错误；C点过后光照降低，光反应产生的ATP和NADPH减少，那么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正确；图中SM、SN表示0～6时、18～24时呼吸消耗的有机物量，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，黄瓜植株的净增加量应为Sm－SM－SN，D正确。12.(不定项)如图表示细胞中某些结构及其生理功能，以下叙述错误的是()A．光合速率小于呼吸速率时，乙产生的CO2一部分会释放到细胞外B．甲、乙中都会生成还原性物质，但是还原的对象不同，甲中还原的是C3，乙中还原的是O2C．甲中不含有而乙中含有将腺苷二磷酸转变成腺苷三磷酸的酶D．甲产物O2中O全部来自H2O，乙产物CO2中O部分来自H2O答案：C解析：光合速率小于呼吸速率时，叶肉细胞会有二氧化碳的净释放，线粒体产生的CO2会释放到细胞外，A正确；甲中含有NADPH、乙中含有NADH，还原的对象不同，甲中还原的是C3，乙中还原的是O2，B正确；线粒体和叶绿体都能合成ATP，因此都存在将ADP转变成ATP的酶，C错误；光合作用释放的O2中的O全部来自于水的光解，线粒体产生的CO2是丙酮酸和水反应产生的，D正确。13．(不定项)ATP酶复合体存在于生物膜上，其主要功能是将生物膜一侧的H＋搬运到另一侧，并催化ATP的形成。如图表示ATP酶复合体的结构和主要功能，下列分析不正确的是()A．叶绿体中含有的ATP酶复合体分布在类囊体薄膜上B．ATP酶复合体具有的功能说明膜蛋白具有运输和催化作用C．图中H＋从B侧运输到A侧的跨膜运输需要细胞代谢提供能量D．ATP酶复合体在线粒体中参与有氧呼吸的第二阶段和第三阶段答案：CD解析：由于叶绿体中的ATP是在类囊体薄膜上形成的，所以叶绿体中的ATP酶复合体分布在类囊体薄膜上，A正确；由题可知，ATP酶复合体能将H＋搬运到膜的另一侧，并催化ATP的形成，B正确；图中H＋从B侧运输到A侧，并使ADP和Pi合成ATP储存能量，显然该过程中不需要消耗细胞代谢提供的能量，C错误；ATP酶复合体存在于生物膜上，有氧呼吸的第三阶段在生物膜上进行，而第二阶段没有在生物膜上进行，所以ATP酶复合体在线粒体中只参与有氧呼吸的第三阶段，D错误。14．(2024·泰安四模)将长势相同的黑藻均分为八等份，编为A、B两组，每组四等份。将A组分别放入装有300mL自来水的4只烧杯中，放入光照培养箱中，控制光照强度分别为0Lux、1500Lux、3000Lux、4500Lux；将B组分别放入装有300mLNaHCO3溶液的4只烧杯中，NaHCO3溶液浓度依次为0、0.1%、0.5%、2%，放入光照培养箱中，控制光照强度为1500Lux。用溶解氧传感器检测两组烧杯中黑藻的放氧情况(单位：mg·L－1)，每2分钟采集一次数据，连续采集10分钟，实验结果如下图所示(忽略不同光照强度对水温的影响)：(1)本实验中涉及的自变量有________________________。(2)A组实验中，光照强度为3000Lux时，10分钟内黑藻通过光合作用产生的氧气量大约为________mg；光照强度为4500Lux时，8～10分钟溶解氧量几乎没有发生变化，原因是________________________________________________________。(3)B组实验中有一只烧杯溶解氧量几乎未发生变化，该烧杯中黑藻所处的实验条件是________________，此时叶肉细胞中光合速率________呼吸速率(填“＞”“＜”或“＝”)。该烧杯中溶解氧量变化与其他三只烧杯明显不同的原因是________________________________________________________。答案：(1)光照强度、NaHCO3浓度、时间(2)1.5随植物光合作用进行，自来水中CO2浓度降低，植物光合速率下降，与呼吸速率大概相等，溶解氧量几乎不变(3)2%NaHCO3；1500Lux＞NaHCO3浓度较高，植物吸水困难，光合作用和细胞呼吸强度均减弱，而且氧气产生量和消耗量相等解析：(1)不同功率的灯泡代表不同强度的光照，不同浓度的NaHCO3浓度代表不同浓度的CO2，探究了光照强度和CO2对光合作用的影响，因此本实验中涉及的自变量有：光照强度、NaHCO3浓度、时间。(2)光合作用产生氧气量表示总光合，总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率，无光照时黑藻只进行呼吸作用，10分钟内黑藻通过呼吸作用吸收了(4－2)mg/L×0.3L＝0.6mg的氧气，光照强度为3000Lux时，10分钟内氧气的释放量为(7－4)mg/L×0.3L＝0.9mg，故10分钟内黑藻通过光合作用产生的氧气量大约为0.9＋0.6＝1.5mg；光照强度为4500Lux时，随植物光合作用进行，自来水中CO2浓度降低，植物光合速率下降，8～10分钟时与呼吸速率大概相等，溶解氧量几乎不发生变化。(3)烧杯溶解氧量几乎未发生变化，说明植物净光合速率为0，而植物细胞除了进行光合作用的叶肉细胞外，还有一些只进行呼吸作用的细胞(如根尖分生区细胞)，所以此时叶肉细胞中光合速率大于(＞)呼吸速率。分析B组实验结果可知，在一定范围内，随着二氧化碳浓度的增大，光合作用增强，而2%NaHCO3浓度较高，使得外界溶液浓度较大，细胞吸水困难，水作为光合作用和呼吸作用的原料，水的减少使得光合作用和细胞呼吸强度均减弱，并且强度相等，即光合作用氧气产生量和呼吸作用氧气消耗量相等。15．细胞呼吸和光合作用的原理在农业生产中具有广泛的运用。下列有关叙述中，错误的是()A．中耕松土有利于根细胞的有氧呼吸，从而促进根细胞对无机盐的吸收B．农作物生长发育过程中，及时去掉衰老变黄的叶片有利于有机物的积累C．合理密植和增施有机肥能提高农作物的光合作用强度D．温室种植农作物时，为促进光合作用，白天要适时通风，以保证O2供应答案：D解析：松土可以增加土壤中的空气含量，有助于植物根细胞的有氧呼吸，从而促进根细胞对无机盐的吸收，A正确；在作物种植过程中，及时去除老叶等措施，减少有机物的消耗，增加有机物的积累，从而实现增产的目的，B正确；种植过密，植物叶片相互遮盖，被遮盖的叶片光合作用受影响但仍然要进行呼吸作用消耗有机物，这样有机物积累减少，种植过稀，部分光能得不到利用，光能利用率低，增施农家肥，土壤中的微生物会将有机物分解为无机盐和CO2，从而有利于植物的光合作用，故合理密植和增施有机肥均有利于提高农作物的光合作用强度，C正确；温室种植农作物时，为促进光合作用，白天要适时通风，以保证CO2供应，D错误。16．(不定项)(2024·安徽一模)由我国农科院自主研发的首座无人化垂直植物工厂，以LED节能灯为光源，多层立体栽培，采用浅液流种植床进行水培生产，其生产效率和单位土地产值显著提高。下列叙述错误的是()A．若将红蓝光灯更换为绿光灯，植物吸收光能的效率上升，有利于增产B．通过增大昼夜温差来提高光合作用与呼吸作用的速率，从而实现蔬菜的增产C．浅液流种植时，需要定时向营养液中通入空气以利于根细胞的有氧呼吸D．多层立体栽培提高了空间利用率和单位面积产量，节约了耕地资源答案：AB解析：植物吸收光能的效率与光源的波长有关，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，对绿光吸收最少，因此若将红蓝光灯更换为绿光灯，植物吸收光能的效率下降，不利于增产，A错误；通过增大昼夜温差来提高光合作用与呼吸作用的差值，从而实现蔬菜的增产，增大昼夜温差会降低夜间温度，从而降低呼吸作用速率，B错误；浅液流种植时，需要定时向营养液中通入空气以利于根细胞的有氧呼吸，防止无氧呼吸产物对细胞的危害，C正确；采用浅液流种植床进行水培生产，其生产效率和单位土地产值显著提高，因此多