2026届高三生物一轮复习核心素养测评 第三单元 第14节 光合作用与细胞呼吸的关系

核心素养测评

第三单元第14讲光合作用与细胞呼吸的关系

（30分钟57分）

一、选择题:本题共7小题,每小题3分，共21分。每小题只有一个选项符合题目

要求。

LQ026.韶关模拟）某植物叶肉细胞中光合作用与有氧呼吸的部分过程如图所示,

其中在生物膜上进行的是（）

物质a-rQj—O2[②]—►物质a

NADPHATPNADHATP

II

物庾卜飞一C6Hl物旗b

④

A.过程①、过程②B.过程②、过程③

C.过程③、过程④D.过程①、过程④

【解析】选A。光合作用消耗水（物质a）和CCh（物质b）产生葡萄糖（C6Hl2。6）,并

目消耗水的过程（光反应阶段）产生了ATP和NADPH（过程①）用于暗反应中C3

的还原（过程③），光反应阶段在类囊体膜上进行,故①过程在生物膜上进行;呼吸

作用消耗氧气产生水（物质a）和CCh（物质b）,过程②为有氧呼吸第三个阶段，在线

粒体内膜（生物膜）上进行，过程④为有氧呼吸第一、二个阶段，产生NADH,过程②

④都产生ATP。故在生物膜上进行的是过程①、过程②,A正确。

2.如图①〜⑨表示某植物叶肉细胞代谢的过程，下列有关说法错误的是（）

光

H2O^H2O②-----------►⑤2c2H5OH+2c02

C5硒画④「|⑧―682+12―

A.过程③所需还原剂不能由过程⑧供给

B.鲁衙口卡门用同位素标记法证明了过程②释放的氧气来自水

C.红光条件下类胡萝卜素可通过过程②将光能转化为ATP中活跃的化学能

D.若突然停止对植物的光照,短时间内过程③的中间产物C3含量增加

【解析】选C。过程③是暗反应过程，过程⑧是有氧呼吸第二阶段,过程③所需还

原剂来自光反应，过程⑧有氧呼吸第二阶段产生的还原剂不能用于光合作用,A正

确;过程②是光反应过程，鲁宾和卡门用同位素标记法标记氧元素，证明了光反应

过程释放的氧气来自水,B正确;叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,类胡萝卜素主要

吸收蓝紫光，不能吸收红光,C错误;过程③是暗反应过程，若突然停止对植物的光

照,NADPH和ATP的合成减少，二氧化碳固定后形成的C3不能被还原，所以短时

间内过程③的中间产物C3含量增加,D正确。

3.如图为在有氧条件下某高等植物体内有关的生理过程示意图，①〜⑤表示有关

过程,X、Y、Z和W表示相关物质。请据图判断下列说法正确的是()

02度物质黑

E^ADPH.②

(Z-质)_•③HzO

A.X、Y、Z物质分别表示C3、ATP和丙酮酸

B.①〜⑤过程中能产生ATP的有①②③④

C.②⑤过程分别表示C3的还原和CO2的固定

D.光合速率大于呼吸速率时,④过程产生的CO2会释放到细胞外

【解析】选C。Z物质是ATP,Y物质是丙酮酸,X物质是C3,A错误;光合作用的光

反应阶段(①)和有氧呼吸的三个阶段(③④)均能产生ATP,而光合作用暗反应阶段

中的C3的还原过程(②)不能产生ATP,B错误;图中②过程表示C3的还原，⑤过程

表示CO2的固定,C正确;光合速率小于呼吸速率时,④过程产生的CO2会释放到

细胞外,D错误。

4.在光照充足、CO2浓度适宜的条件下,温度对某植物光合速率和呼吸速率的影响

如图甲所示;图乙表示该植物在CO2浓度适宜条件下，光照强度对光合作用的影

响。据图分析，下列说法正确的是()

Q

q

.

M9

E8(

)7-

上

、

耳6.3

5遣

期——光合作用2

41

也----呼吸作用

30

、

餐

2集1

期12阳!&强度/klx

运

五

5洋

一

030甲O

0乙

A,与呼吸作用有关的酶对温度更敏感

B.温度25c时，一天中至少需要1()h以上光照植物才能正常生长

C.图乙是用温度3()℃时测得的数据绘制的

D.提高CO?浓度,图乙中a点会右移

【解析】选B。分析图甲，实线代表的是光合作用，虚线代表的是呼吸作用,由两条

曲线看出光合作用的温度范围小并且变化剧烈,超过50°C光合速率为0,而呼吸

速率还很大，可推测出与光合作用相关的酶对温度更敏感,A错误;温度25℃时,

光合速率为6mghl呼吸速率为2.5mg・h」,净光合速率为3.5mg,h」,每天的净积

累量大于0时，植物才能正常生长，假设一天光照为X小时,6X25x24〉。,X〉10,所以

温度25°C时，一天中需要1()h以上光照植物才能正常生长,B正确;图乙光照强度

为()时的02吸收量代表的是呼吸速率为3mghL不对应图甲的3()℃,C错误;

图乙中的a是光补偿点才是高CCh浓度，光合速率增加,此时若要光合速率二呼吸速

率，应降低光照强度,图乙中a点会左移,D错误。

5.在有氧呼吸过程中，代谢物脱下的氢经呼吸链氧化生成水，同时释放能量驱动

ADP发生磷酸化生成ATP,这种氧化与磷酸化相偶联的过程称为氧化磷酸化，是细

胞生成ATP的主要途径。下列叙述错误的是（）

A.上述氧化磷酸化过程发生在线粒体内膜上

B.有氧呼吸过程生成水，但不需要水参与

C.氧化磷酸化过程中,ATP合酶的空间构象发生改变

D.抑制氧化磷酸化过程,动物细胞内可能会积累乳酸

【解析】选B。代谢物脱下的氢经呼吸链氧化生成水,该过程发生在线粒体内膜,A

正确;有氧呼吸的第二阶段为丙酮酸与水生成C02与［H］并释放少量能量,B错误;

氧化磷酸化过程中,ADP发生磷酸化生成ATP,该过程需要ATP合成酶的催

化,ATP合酶的空间构象发生改变,C正确抑制氧化磷酸化过程，动物细胞内可能

进行无氧呼吸，会积累乳酸,D正确。

6.将叶面积相等的甲、乙两种植物分别置于两个相同的、温度恒定且适宜的密闭

透明玻璃小室内,给予充足光照，定时测定CO?含量。一段时间后，甲、乙植物的装

置内CO2含量均达到平衡且乙植物的装置内CO?含量较低。下列有关说法正确

的是（）

A.实验过程中，甲、乙两植物的呼吸速率相同且一直保持不变

B达到平衡时，甲、乙两植物的光合作用强度均与呼吸作用强度相等

C.达到平衡时，甲、乙两植物积累的有机物相等

D.若两植物放在上述同一密闭装置中，乙植物可能先死亡

【解析】选B。由题干信息无法判断甲、乙植物的呼吸速率大小,且因为氧气含

量的变化，呼吸作用的速率也是变化的,A错误;达到平衡时，密闭小室中CCh浓度

相对稳定，表示为既不吸收CCh,也不消耗CO2,即光合作用强度等于呼吸作用强

度,B正确;甲、乙植物的装置内CO2含量均达到平衡且乙植物的装置内CCh含量

较低，乙植物固定CO2的能力比甲身，故乙植物积累的有机物量大于甲植物,C错

误:甲、乙植物的装置内CO2含量均达到平衡且乙植物的装置内CCh含量较低,

说明乙植物CCh的补偿点低.因此若两植物放在上述同一密闭装置中，甲植物可能

先死亡,D错误。

7.植物光合速率目前主要使用CO2红外分析仪进行测定，一般用单位时间内同化

CO2的浓度变化量表示。将生长状况相同的某种植物在不同温度下分别暗处理1

h,再光照1h（光照强度相同），测定分析仪密闭气路中CO2的浓度、转换得到如图数

据。下列分析正确的是（）

口暗处理后co?浓度的增加读

□光照后与暗处理前co?浓度的减少量

O7O

E6O60606060

55O

双4O

刈3O

良2O

MO

J1

OO

U

27t?28t29七30t温度

A.该植物在29℃和30c时依然表现生长现象

B.该植物细胞呼吸和光合作用的最适温度都在28℃左右

C.在27℃、28℃和29°C时，光合作用制造的有机物的量相等

D.30℃时光合作用速率等于细胞呼吸速率,CO2变化都是20^mol/h

【解析】选A。暗处理后CO2浓度的增加量代表呼吸作用强度，光照后与暗处理

前的CO2浓度变化表示的是光合作用进行了1h和呼吸作用进行了2h后的重量

变化。由表中数据可知:四组温度下,该植物都表现为生长现象,A正确。总光合作

用强度二CCh浓度的减少量+2xCCh浓度的增加量，表格中29℃最大，而呼吸作用

强度也是在29c最大，故该植物细胞呼吸和光合作用的最适温度都是29C,B

错误。图中白柱代表1h呼吸产生的CO?,黑柱代表1h光合作用吸收的CO2减去

2h细胞呼吸产生的CO2,光合作用强度等于黑柱读数减去2倍的白柱读数，所

以,27℃、28℃和29℃时光合作用固定的C02分别为100、140、180,光合作

用制造的有机物的量不相等,C错误。30c时,光合作用速率大于细胞呼吸速率,

呼吸作用过程中CO2变化是20timol/h;光合作用过程中CO2变化是60nmol/h,D

错误。

二、非选择题

8.(12分)(2024.天津高考)蓝细菌所处水生环境随时会发生光线强弱变化。蓝细菌

通过调控图1中关键酶XPK的活性以适应这种变化。

乙酰璘酸等产物

图1

⑴图1所示循环过程为蓝细菌光合作用的暗反应，反应场所为

⑵光暗循环条件下,将蓝细菌的野生型和xpk基因敲除株(Axpk)分别用含

NaR4CO3的培养基培养测定其碳固定率和胞内ATP浓度，结果如图2。

%

/

矣

次

生

根

(

L

避O

dU

J-

VU

M0

、

s翻

图2

在第1()〜11min,野生型菌XPK被激活，将暗反应的中间产物6-磷酸果糖等转化为

其他物质导致暗反应快速终止。推测ATP是XPK的（填“激活剂”

或“抑制剂在同一时期,Axpk会继续进行暗反应，此时消耗的ATP和NADPH

来源于o在第11〜13min,Axpk碳固定率继续升高，胞内

_________过程来源的ATP被用于而消耗，导致Axpk的生长速率比野

生型更慢。

⑶蓝细菌在高密度培养时，由于互相遮挡,菌体环境也会出现光线强弱变化。为验

证该条件下，蓝细菌是否采用上述机制进行调节,可分别使用野生型和Axpk,选用

如下条件组合进行实验，定时测定14c固定率和胞内ATP浓度。

①高浓度蓝细菌②低浓度蓝细菌③持续光照④光暗循环⑤培养基中加

入NaW4c03⑥培养基中加入14c6Hl2。6

【解析】（1）蓝细菌为原核生物,其光合作用的暗反应发生于细胞质基质。

⑵由图2可知，在第10~11min,野生型蓝细菌ATP含量急剧下降，同时由题意可知,

此时野生型菌XPK被激活，可见ATP含量与XPK活性存在负相关推测ATP是

XPK的抑制剂。同一时期,Axpk由于敲除了为求基因，暗反应中间产物未受影响,

会继续进行暗反应，其消耗的ATP和NADPH来源于第10min之前的光反应。在

第11〜13min,无光反应提供ATP,但Axpk碳固定率继续升高，消耗ATP的暗反应

并未终止,曲线显示胞内ATP浓度反而开始逐渐升高，判断此时的ATP应来自细

脆呼吸，并部分提供给了暗反应。细胞呼吸消耗大量的营养物质，且产生的ATP部

分被暗反应所消耗，可用于其他生理活动的ATP相对减少，导致Axpk的生长速率

比野生型更慢。

⑶为验证高密度培养时蓝细菌是否采用题干所示机制来适应菌体互相遮挡造成

的光线强弱变化,可分别使用野生型和Axpk,在一定条件下进行实验，条件的选择

要能够满足研究目的。要研究的是高密度培养下蓝细菌互相遮挡的情况，所以要

选用高浓度蓝细菌;光线强弱变化是互相遮挡造成的，而不是外界光源的变化而

形成的，所以要进行持续光照;实验需要研究的是蓝细菌通过光合作用进行的碳

固定，所以需要使用无机碳源NaHCCh提供C02,而不能利用有机碳源C6Hl2。6提

供CO2,故应在培养基中加入NaHl4CO3o

答案：(1)细胞质基质(或细胞质)

⑵抑制剂第10min之前的光反应细胞呼吸(或呼吸作用)暗反应(或碳固定,

或C3还原，或碳反应)

⑶①③⑤

9.(12分)图1是长势相同、数量相等的甲、乙两品种的大豆幼苗，分别置于两个相

同的密闭透明玻璃罩内,在光照、温度等相同且适宜的条件下培养，定时测定玻璃

罩内的CO2含量。图2表示在不同温度下,测定甲品种大豆叶片1cmn质量(mg)

变化情况(均考虑为有机物的质量变化)的操作流程及实验结果，据图分析回答问

魅

M

(叶片质量(M)E

□显

.4

M荔I

E无光处理1

)五3

向I

叶片质*(M-X)

依2-

0

0光照处理1

1-

叶片质量(M+Y)

°13141516温度/t

操作流程实验结果

图2

图1

(1)图1中0〜25min,影响甲品种大豆幼苗光合作用强度的主要因素是_____含

量。

⑵若将图1中的甲、乙两个品种大豆幼苗置于同一密闭的玻璃罩中，在光照等其

他条件适宜的情况下，一段时间内，生长首先受影响的是—品种，判断依据是

⑶分析图2可知,该植物的呼吸速率可表示为mg.cm2h"(用图中字母表示),

实际光合速率可表示为mg.cm2h"(用图中字母表示)。

⑷从图2分析，恒定在上述14℃下，维持10h光照』4h黑暗该植物叶片100cm2

增重了mg。

【解析】⑴图1中0〜25min,在密闭容器内随着光合作用的进行，玻璃罩内CO2

含量随着时间的推移而逐渐下降，影响甲品种大豆幼苗光合作用强度的主要因素

是CO2含量。

⑵二氧化碳浓度变化对两种植物光合作用强度的影响不同,在低浓度二氧化碳条

件下,甲植物利用二氧化碳进行光合作用能力弱，积累光合产物少,随着玻璃罩中

二氧化碳浓度的降低，甲植物生长首先受影响，所以将上述两种植物幼苗置于同

一密闭的玻璃罩中，在光照等其他条件适宜的情况下，一段时间内，生长首先受影

响的是甲植物。

⑶图2无光时单位时间内叶片重量的减少量等于呼吸强度，故1小时呼吸消耗的

有机物为X,该植物的呼吸速率可表示为Xmg.cmZhL而单位时间光照下叶片重

量的增加量表示的是净光合速率,故光照1小时总光合速率=净光合速率+呼吸速

率=M+Y-(M-X)+X=Y+2Xmg-cm^h'o

⑷从结果可以看出，在14。。下，维持10小时光照,14小时黑暗,1cm?叶片净光合

作用=总光合作用-呼吸作用=(3+2x2)x10-2x24=22mg,则100cm2叶片增重了

22x100=2200mg。

答案:(1)CO2(2)甲在低浓度CO2条件下，与乙相比，甲植物利用CO2进行光合

作用的能力弱，积累光合产物少，故随着玻璃罩中CO2浓度的降低,甲植物生长首

先受到影响

（3）XY+2X

（4）2200

10.（12分）★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

4

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