限时练15 光合作用和细胞呼吸的综合分析

限时练15光合作用和细胞呼吸

的综合分析SHENGWUXUE(时间：40分钟)考点一光合作用与细胞呼吸的联系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B解析光合作用光反应阶段能合成ATP并主要用于暗反应，有氧呼吸的三个阶段均能合成ATP，用于细胞的生命活动，A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正确。2.(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，在适宜条件下光照培养。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＝实际光合速率－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浓度从光照开始就下降，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正确。3.(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错误；高等植物细胞中只有叶绿体的光合作用能将光能转化为化学能，C正确；线粒体合成的ATP不可用于光合作用的暗反应阶段，D错误。4.(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，可能光合作用酶的最适温度更低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，可能光合作用酶的最适温度更低，D正确。5.(2024·湖南长沙一中调研)如图表示某植物一昼夜之内叶绿体中C3相对含量的变化。下列说法中错误的是(

)A.从B点开始合成光合产物(CH2O)B.AB段C3含量较高与没有接受光照有关C.E点时，C3含量极低与二氧化碳的供应有关D.E点时，叶绿体中ATP的含量比D点时低

解析

AB段C3含量不变，对应的时间是0～6h。没有光照，C3含量较高与没有接受光照有关，B点开始C3含量降低，表示C3被还原，开始合成有机物，A、B正确；E点时，光照过强，温度较高，导致气孔部分关闭，二氧化碳供应减少，生成的C3含量低，C正确；E点时，光照充足，叶绿体中光反应产生的ATP的含量较D点高，D错误。D6.(2024·安徽六安检测)请根据如图分析，下列有关植物进行光合作用和细胞呼吸的叙述，正确的是(

)A.植物长时间处于黑暗中时，②③④⑥过程都会发生B.晴朗夏天的中午，③④将减弱，净光合速率降低C.晴朗夏天的上午10时左右，北方植物的叶肉细胞中①多于⑥D.进行②和③时，物质从产生部位到利用部位都将穿过8层膜B解析植物叶肉细胞长时间处于黑暗环境下，不能进行光合作用，只能进行细胞呼吸，②③④⑥过程都不会发生，A错误；晴朗夏天的中午，植物为了降低蒸腾作用，大量气孔关闭，影响了叶肉细胞吸收二氧化碳，导致暗反应减弱，进而导致光合作用强度减弱，B正确；晴朗夏天的上午10时左右，光合作用强度大于细胞呼吸强度，故没有①二氧化碳的释放，C错误；叶绿体和线粒体是双层膜的细胞器，物质从产生部位到利用部位都穿过4层膜，8层磷脂分子

，D错误。考点二光合速率的测定方法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，故遮光后C3含量会比照光时的C3含量高，A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错误。8.(2024·广州市综合测试)在“探究NaCl对光合作用的影响”的实验中，用含有100(mmol·L－1)NaCl的完全营养液培养水稻幼苗，测定其光合作用速率和气孔导度，结果如下图所示。下列叙述正确的是(

)A.单位时间单位叶面积的O2释放量可代表真光合速率B.必须增加用完全不含NaCl的营养液培养幼苗作为对照C.该实验缺乏对照无法确定气孔导度与光合速率有关D.气孔导度降低使C3减少，进而减少对光反应产物的消耗D解析单位时间单位叶面积的O2释放量可代表净光合速率，A错误；由图可知，本实验设置了前后自身对照，无需增加对照组，结合图可知，NaCl处理导致光合作用速率及气孔导度下降，且随处理时间的延长，抑制作用越明显，B、C错误；气孔导度降低导致CO2吸收减少，C3的合成减少，进而减少了对光反应产物的消耗，D正确。9.(2024·河北景县调研)下表是采用黑白瓶(不透光瓶—可透光瓶)测定的夏季某池塘不同深度水体中初始平均氧浓度与24小时后平均氧浓度，并进行比较计算后的数据。下列有关分析正确的是(

)C水深/m1234白瓶中O2浓度/(g·m－3)＋3＋1.50－1黑瓶中O2浓度/(g·m－3)－1.5－1.5－1.5－1.5A.水深1m处白瓶中水生植物24小时制造的O2为3(g·m－3)B.水深2m处白瓶中水生植物不能进行水的光解，但能进行C3的还原C.水深3m处白瓶中水生植物产生ATP的细胞器是叶绿体和线粒体D.水深4m处白瓶和黑瓶中的水生植物均不进行光合作用解析白瓶透光，瓶内水生植物可进行光合作用和呼吸作用，黑瓶不透光，瓶内水生植物只能进行细胞呼吸。在相同条件下培养一定时间，黑瓶中所测得的数据表示瓶内水生植物呼吸作用所消耗的O2量，为1.5(g·m－3)，白瓶中所测得的数据表示瓶内水生植物光合作用产生的O2量与呼吸作用消耗的O2量的差值。综上分析可知，在水深1m处，白瓶中水生植物24小时制造的O2量为3＋1.5＝4.5(g·m－3)，A错误；水深2m处白瓶中水生植物能进行光合作用，因此能进行水的光解和C3的还原，B错误；水深3m处白瓶中水生植物光合作用产生的O2量与呼吸作用消耗的O2量相等，因此产生ATP的细胞器是叶绿体和线粒体，C正确；在水深4m处，白瓶中水生植物24小时制造的O2量为－1＋1.5＝0.5(g·m－3)，能进行光合作用，D错误。10.(2024·襄阳四中等联考)下列关于曲线的描述，正确的是(

)CA.图1中，两曲线的交点对应的是净光合速率为0时的温度B.图2中，C点对所有进行光合作用的细胞来说，叶绿体消耗的CO2量等于细胞呼吸产生的CO2量C.图3中A、B两点为光合速率和呼吸速率相等的点D.若在30℃时一昼夜光照10h，则一天CO2的净吸收量为7解析图1中，两曲线的交点对应的是净光合速率与呼吸速率相等时的温度，A错误；图2中，C点表示整个植物体光合作用吸收的CO2量等于细胞呼吸释放的CO2量，由于植株部分细胞不进行光合作用，因此对所有进行光合作用的细胞来说叶绿体消耗的CO2量大于细胞呼吸产生的CO2量，B错误；图3中，A点前呼吸速率大于光合速率，A点后呼吸速率小于光合速率，B点前光合速率大于呼吸速率，B点后光合速率小于呼吸速率，故A、B两点为光合速率和呼吸速率相等的点，C正确；若在30℃时一昼夜光照10h，则一天CO2的净吸收量为3.5×10－3×14＝－7，D错误。11.(2024·广东中山调研)为了研究某种植物光合速率和呼吸速率对生长发育的影响，研究者做了以下相关实验：将长势相同的该植物幼苗分成若干组，分别置于如图所示的7组不同温度下(其他条件相同且适宜)，暗处理1h，再光照1h，测其干重变化，得到如图所示的结果。下列说法正确的是(

)A.28℃和30℃时植物的净光合速率相等B.该植物进行光合作用时，当光照强度突然减小时，C5的量将会增加C.24h恒温26℃条件下，只有光照时间超过4.8h，该植物幼苗才能正常生长D.34℃时，该番茄幼苗光照1h的净光合速率为5(mg·h－1)C解析根据曲线可知，28℃和30℃时光照后与暗处理前的重量变化相同，但是根据曲线可知28℃和30℃的呼吸作用不相同。因为总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率，所以28℃和30℃时的净光合速率不相等，A错误；当光照强度突然减小时，光反应减弱，产生的ATP和NADPH减少，从而减弱了三碳化合物的还原，C5的生成速率减慢，但是二氧化碳固定形成的三碳化合物的过程不受影响，即C5的消耗速率不变，故C5的量减少，B错误；据图中信息可知，26℃条件下呼吸速率是1(mg·h－1)，光照1h后与暗处理前的重量变化＝光合速率－2×呼吸速率，故光合速率＝3＋2×1＝5(mg·h－1)，设在光照强度适宜且恒定、一昼夜恒温26℃条件下，至少需要光照Xh以上，该番茄幼苗才能正常生长，则有5X－1×24＝0，可求出X＝4.8h，C正确；34℃时，该番茄幼苗的呼吸速率为2(mg·h－1)，光照1h后与暗处理前的干重变化是－3mg，说明光照1h的净光合速率为－1(mg·h－1)，D错误。12.(2024·四川资阳诊断)随着大气中CO2浓度的升高，大豆等植物的光合作用发生了明显变化。某科研人员探究一天中不同CO2浓度下大豆叶片净光合速率的变化，结果如下图所示。请回答下列问题：(1)提取大豆叶肉细胞中色素的常用溶剂是________，经研究发现，在大气CO2浓度升高的情况下，叶绿体色素含量上升，意义是______________________________________________________________________________________________。无水乙醇增加色素含量以提高对光能的捕获能力，满足还原C3所需的ATP和NADPH(2)10时，CO2浓度由350(μmol·mol－1)突然增至750(μmol·mol－1)时，短时间内叶绿体内C3/C5将________(填“升高”或“降低”)。升高(3)7时，不同CO2浓度下大豆叶片净光合速率大致相等，原因是____________________________________________________________；与11时相比，13时净光合速率低的原因是_______________________________________。光照强度弱，光反应合成的NADPH和ATP少温度较高，部分气孔关闭，CO2供应不足(4)若大豆叶肉细胞的光合速率等于呼吸速率，大豆植株________(填“能”或“不能”)正常生长，从光合作用和呼吸作用的角度分析，其原因为_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。不能并非植物所有的细胞都能进行光合作用，而植物所有的活细胞都能进行呼吸作用，当大豆叶肉细胞的光合速率等于呼吸速率时，大豆植株的光合速率小于呼吸速率，净光合速率小于0，有机物无法积累，大豆植株不能正常生长解析(1)光合色素易溶于有机溶剂，因此常用无水乙醇等有机溶剂提取大豆叶肉细胞中的色素。在大气CO2浓度升高的情况下，光合作用的暗反应阶段速率加快，光反应产生的ATP和NADPH消耗速率随之加快，此时叶绿体色素含量上升，以提高叶绿体对光能的捕获能力，满足还原C3时所需的ATP和NADPH。(2)CO2浓度增加，暗反应中CO2与C5反应生成C3的过程加快，C3的含量升高，而C5的含量下降，故短时间内叶绿体内C3/C5的值将升高。(3)7时，不同CO2浓度下大豆叶片净光合速率大致相等，说明CO2浓度不是限制光合作用的因素，很可能是此时的光照强度弱，光反应合成的NADPH和ATP少。与11时相比，13时的温度较高，蒸腾作用较强，植物为了减少水分的丢失，暂时将部分气孔关闭，导致暗反应中CO2供应不足，净光合速率下降。(4)大豆植株内所有的活细胞均能进行呼吸作用，而只有叶肉细胞才能进行光合作用，因此若大豆叶肉细胞的光合速率等于呼吸速率，则大豆植株的总光合速率小于呼吸速率，其有机物的合成量小于消耗量，有机物无法积累，大豆植株不能正常生长。13.(2024·武汉二中等十一校联考)共生固氮是自然界生物可用氮的最大天然来源，豆科植物进化出根瘤来容纳根瘤菌以进行共生固氮。如图所示为大豆叶片及根瘤中部分物质的代谢、运输途径，请据图回答下列问题：(1)参与光合作用的很多分子都含有氮，由光反应产生并参与暗反应的含氮物质有___________________________________________________________________。ATP和NADPH(2)为大豆叶片提供C18O2，大豆根中的淀粉会含18O，请写出18O转移的路径(用图中相关物质的名称及箭头表示)：__________________________________。C18O2→C3→TP→蔗糖→淀粉(3)据图推测，蔗糖进入维管束细胞的跨膜运输需要的条件是______________________________________。N2的固定需要消耗大量ATP，根瘤菌中ATP的产生部位是___________。能量和载体蛋白(或答能量和转运蛋白)细胞质基质(4)植株缺N会导致光合能力下降，为了验证根瘤菌能为大豆植株的生长提供氮元素，从而促进光合作用，现提供以下材料用具：生长状态良好且带有根瘤的若干大豆植株、完全培养液、缺氮培养液、光合作用测定仪、其他所需材料。请补充完整实验设计思路。将大豆植株均分成甲、乙两组(甲为对照组)，__________________________________________________________________________。一段时间后，利用光合作用测定仪分别测定甲、乙两组大豆植株的光合速率。_____________________________，一段时间后，再用光合作用测定仪测定该组大豆植株的光合速率。

甲组不做处理，乙组去除全部根瘤，分别置于缺氮培养液中培养，其他条件相同且适宜再将乙组置于完全培养液中培养解析(2)为大豆叶片提供C18O2，大豆根中的淀粉会含18O，再结合题图可知，18O转移的路径为：C18O2→C3→TP→蔗糖→淀粉。(3)据图可知，蔗糖进入维管束细胞的方式属于主动运输，需要的条件是能量和载体蛋白。根瘤菌是原核生物，没有线粒体，其细胞中ATP的产生部位是细胞质基质。(4)该实验的目的是验证根瘤菌能为大豆植株的生长提供氮元素，从而促进光合作用。再结合材料用具可写出如下实验设计思路：将大豆植株均分成甲、乙两组，甲组不做处理，作为对照组，乙组去除全部根瘤，作为实验组，将甲、乙两组分别置于缺氮培养液中培养，其他条件相同且适宜，一段时间后，利用光合作用测定仪分别测定甲、乙两组大豆植株的光合速率。再将乙组置于完全培养液中培养，一段时间后，再用光合作用测定仪测定该组大豆的植株的光合速率。14.(2024·广东广州调研)科研人员采用不同的光质进行番茄育苗，探究番茄育苗的合适光照条件。培育42天后，测定番茄苗的气孔导度、净光合速率、叶面积、株高、茎粗、干重等，并计算壮苗指数(可用其数值大小衡量秧苗素质)，部分数据如下表，回答下列问题。光质气孔导度/(mol·m－2·s－1)净光合速率/(mol·m－2·s－1)叶面积/cm2壮苗指数C6