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高频考点9　光合作用与细胞呼吸综合
(时间:25分钟　分值:22分)
选择题1~11小题,每小题2分,共22分。
考向一　光合作用和细胞呼吸过程
1.(2024·江西赣州校考)下图是以O为线索绘制的植物叶肉细胞中发生的物质转化关系。有关叙述正确的是(　　)
C18O2O18O2
A.①过程主要经过CO2固定和C3还原阶段
B.②过程与丙酮酸转化为CO2同时消耗[H]
C.③过程需要叶绿素,但不需要酶参与
D.④过程需要的[H]来自线粒体中的葡萄糖
2.(2024·山东泰安模拟预测)在光照强度等其他条件相同且适宜的情况下,测定了某幼苗在不同温度下的CO2吸收速率,在黑暗条件下测定了该幼苗在不同温度下的CO2生成速率,实验结果如表所示。下列叙述错误的是(　　)
温度/℃ 25 30 35 40 45 50 55
CO2吸收速率/(μmolCO2·dm-2·h-1) 3.0 4.0 4.0 2.0 -1.0 -3.0 -2.0
CO2生成速率(μmolCO2·dm-2·h-1) 1.5 2.0 3.0 4.0 3.5 3.0 2.0
A.分析表中的数据,可知35 ℃时植物实际光合速率最大
B.若进一步测量实际光合速率的最适宜温度,需要在30~40 ℃设置温度梯度继续实验
C.若昼夜时间相等,植物在25~35 ℃时可以正常生长
D.30 ℃与40 ℃时实际光合速率相同,说明酶的活性不受温度的影响
3.(2025·贵州摸底)三角梅的花期长,花瓣颜色丰富,枝干的可塑性高,对城市绿化及精神文明建设都有较高促进作用。图甲为三角梅某叶肉细胞的代谢状况,图乙表示在一定条件下测得的某三角梅植株光照强度与光合速率的关系。下列相关叙述正确的是(　　)
A.CO2从其产生场所线粒体到相邻叶肉细胞中被利用,共穿过4层生物膜
B.处于图乙中的B点时的叶肉细胞,其细胞质基质、线粒体、叶绿体均能产生ATP
C.将三角梅叶片置于8 klx光照下10小时,每100 cm2叶片消耗的CO2量为120 mg
D.适当提高大气中CO2浓度,乙图中的C点会向右移动
考向二　外界因素对光合作用和细胞呼吸影响
4.(2025 ·北京房山开学考)在自然条件下,某植物叶片总光合速率和呼吸速率随温度变化的趋势如图所示。由图不能得出的结论是(　　)
A.温度为a和c时,植物有机物积累速率相等
B.温度为d时,该植物体的干重会减少
C.温度大于b时,光合速率降低的原因可能是气孔关闭
D.温室大棚种植时,晚上适当降低温度可以增产
5.(2025 ·湖南衡阳摸底)图甲表示水稻的叶肉细胞在光照强度分别为A、B、C、D时的CO2释放速率和O2产生速率的变化。图乙表示蓝细菌的CO2吸收速率与光照强度的关系,下列说法正确的是(　　)
A.图甲中,光照强度为B时,水稻叶肉细胞的光合速率等于呼吸速率
B.图甲中,光照强度为D时,水稻叶肉细胞从周围环境中吸收CO2的速率相对值为2
C.图乙中,光照强度为X时,蓝细菌产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体
D.图乙中,限制E、F、G点光合速率的主要因素是光照强度
6.(2025 ·辽宁摸底)某同学将一种高等植物幼苗分为4组(a、b、c、d),分别置于密闭装置中照光培养,a、b、c、d组的光照强度依次增大,实验过程中温度保持恒定。一段时间(t)后测定装置内O2浓度,结果如图所示,其中M为初始O2浓度,c、d组O2浓度相同。下列分析中合理的是(　　)
A.a组是该实验的对照组
B.a组在实验过程中O2浓度没有发生变化,说明没有进行光合作用产生O2
C.若延长光照时间c、d组O2浓度不再增加,则光照t时间时,a、b、c中光合速率最大的是b组
D.光照t时间后,将d组密闭装置打开,并以d组光照强度继续照光,其幼苗光合速率会降低
考向三　光合作用和细胞呼吸应用
7.(2025 ·湖南长沙摸底)我国是农业古国,是全球农业发生最早的国家之一,下列关于农耕的说法,错误的是(　　)
A.合理密植:保证光照强度和二氧化碳浓度,以增强光合作用
B.农田间作:应选高秆与矮秆、根深与根浅的作物间种
C.“风雨一阵,棉长一寸”:水分越多,越能提高棉花产量
D.“一亩三甽,岁代处”:田垄和田沟的轮番更替有利于庄稼充分利用土壤中的无机物
8.(2024·湖南郴州模拟预测)我国自古“以农立国”,经过悠久岁月的积累,形成了丰富的农业生产技术体系。下列有关农业生产实践的叙述中,错误的是(　　)
A.中耕松土、适时排水,能通过改善氧气供应来促进农作物根系的呼吸作用
B.大棚种植蔬菜时增施农家肥,有利于提高农作物光合速率,从而增加产量
C.在温暖环境中久放的萝卜重量明显减轻,主要原因是细胞呼吸消耗了水分
D.用蓝紫色薄膜建成的温室大棚光合作用效率低于无色透明薄膜建成的大棚
9.(2024·山东青岛模拟)光合作用是自然界最重要的化学反应之一,光合作用的限制因素有内因和外因两个方面,外因主要包括温度、CO2浓度和光照强度,如图是实验人员测得的光照强度对单个叶片光合速率的影响。下列相关叙述错误的是(　　)
注:光极限是指光合作用吸收CO2量随着光照强度的增加而上升的光照强度范围。CO2极限是指光合作用吸收CO2量不再随着光照强度的增加而上升的光照强度范围。
A.阴生植物的光极限和CO2极限范围一般小于阳生植物
B.在光合作用最适温度下适当升温,若细胞呼吸速率增大,光补偿点可能左移
C.达到CO2极限时,限制光合速率的因素可能是CO2浓度或温度
D.实际生产中施肥过多会影响植物吸水,施肥不足可能影响叶绿素和相关酶的合成
综合提升
10.(2025 ·山西开学考)西红柿叶肉细胞进行光合作用和呼吸作用的过程如图1所示(①~④表示过程)。某实验室用水培法栽培西红柿进行相关实验的研究,在CO2充足的条件下西红柿植株的呼吸速率和光合速率变化曲线如图2所示,下列说法正确的是(　　)
A.图1中,晴朗的白天西红柿叶肉细胞中产生ATP的过程是①③④
B.图2中,9~10 h间,光合速率迅速下降,最可能发生变化的环境因素是温度
C.培养时若水循环不充分导致植物萎蔫,原因是植物排出无机盐导致培养液渗透压升高
D.图2中两曲线的交点时,叶肉细胞不吸收外界的CO2
11.(2024·福建泉州模拟预测)科研人员分离出某植物的叶绿体,让叶绿体交替接受5秒光照、5秒黑暗处理,持续进行20分钟,并用灵敏传感器记录环境中O2和CO2的变化,部分实验记录如下图所示。
下列说法正确的是(　　)
A.实验结果支持光合作用可分为光反应和暗反应两个阶段
B.实验结果说明相比连续光照,间歇光照能够提高植物光合作用的效率
C.S1+S2、S2+S3可分别表示光反应释放的O2总量与暗反应吸收的CO2总量
D.光照与黑暗处理时O2释放速率和CO2吸收速率变化说明暗反应速率限制光反应速率
高频考点9　光合作用与细胞呼吸综合
1.A　[CO2参与暗反应,①过程代表暗反应,包含CO2固定和C3还原两个阶段,A正确;②过程是在水的参与下,经过有氧呼吸第二阶段产生CO2的过程,反应物为丙酮酸和水,产物为CO2、[H]和少量能量,因此并不消耗[H],B错误;③过程为水的光解,该过程需要叶绿素吸收光能,且H+、e-、NADP+形成NADPH,需要酶的催化,C错误;④过程为O2还原产生水,其场所为线粒体内膜,葡萄糖不能进入线粒体,即线粒体中不存在葡萄糖,D错误。]
2.D　[在有光条件下,植物同时进行光合作用和呼吸作用,所以实验测定的幼苗在不同温度下的CO2吸收速率表示幼苗的净光合速率。无光条件下植物不进行光合作用,只进行呼吸作用,因此,在黑暗条件下测定的该幼苗在不同温度下的CO2生成速率表示呼吸速率。实际光合速率等于净光合速率+呼吸速率,代入表格数据可知,35 ℃时植物实际光合速率最大,A正确;35 ℃时植物实际光合速率最大,进一步测最适温度,应在35 ℃左右的范围内设置梯度,即需要在30~40 ℃设置温度梯度继续实验,B正确;若昼夜时间相等,白天积累的有机物大于晚上消耗的有机物时植物可正常生长,即白天的CO2吸收速率大于晚上的CO2生成速率。由表格数据可知,植物在25~35 ℃时净光合速率大于呼吸速率,植物可以正常生长,C正确;实际光合速率等于净光合速率+呼吸速率,30 ℃与40 ℃时实际光合速率相同,都是6 μmolCO2·d·,但净光合速率和呼吸速率都不同,说明酶的活性受温度的影响,D错误。]
3.B　[CO2从出线粒体到相邻叶肉细胞被利用共穿过线粒体内外膜、细胞膜、相邻叶肉细胞细胞膜、叶绿体内外膜,共6层生物膜,A错误;处于图乙中B点时的叶肉细胞既进行光合作用又进行细胞呼吸,因而其细胞质基质、线粒体和叶绿体均能产生ATP,B正确;三角梅叶片在8 klx光照下的净光合速率为12 mgCO2/100cm2·h,呼吸速率为6 mgCO2/100 cm2·h,总光合速率为18 mgCO2/100 cm2·h,10小时后每100 cm2叶片消耗的CO2量为18×10=180(mg),C错误;C点时,光合速率等于呼吸速率,适当提高CO2的浓度,光合作用增强,C点应向左移动,D错误。]
4.A　[有机物积累速率为总光合速率-呼吸速率,温度为a时,图中可以看出总光合速率和呼吸速率的差值大于温度为c时,因此温度为a和c时,植物有机物积累速率不相等,A符合题意;温度d时,该植物叶片的呼吸速率等于总光合速率,但是对于整个植物体来说,还包括一些不能进行光合作用的细胞,因此植物体的呼吸速率大于总光合速率,因此消耗的有机物多于制造的有机物,该植物体的干重会减少,B不符合题意;温度大于b时,光合速率降低,可能是因为温度过高导致气孔关闭,影响了CO2的吸收,从而影响光合作用,C不符合题意;温室大棚种植时,晚上不能进行光合作用,只进行呼吸作用,适当降低温度可以降低呼吸作用强度,减少有机物的消耗,从而达到增产的目的,D不符合题意。]
5.B　[图甲中,光照强度为A时,O2产生速率为0,水稻叶肉细胞只进行细胞呼吸,据此可知,水稻叶肉细胞呼吸速率相对值为6;光照强度为B时,CO2释放速率大于0,说明光合速率小于呼吸速率,A错误;光照强度为D时,O2产生速率相对值为8,则总光合作用速率相对值为8,因而该水稻叶肉细胞从周围环境中吸收CO2的速率相对值为8-6=2,B正确;图乙所示生物为蓝细菌,蓝细菌不含线粒体和叶绿体,产生ATP的场所是细胞质基质,C错误;限制G点光合速率的主要因素是温度、CO2浓度等,而限制E点、F点光合速率的主要因素是光照强度,D错误。]
6.C　[据题干信息“a、b、c、d组分别置于密闭装置中照光培养,a、b、c、d组的光照强度依次增大”可知,a组是实验组,与b、c、d组形成相互对照,A错误;实验过程中,a组的O2浓度与初始浓度相同,说明植株的光合作用产生的O2量与呼吸作用消耗的O2量相等,故植株进行光合作用产生O2,B错误;若延长光照时间,c、d组O2的浓度不再增加,说明此时受CO2的影响,光合速率等于呼吸速率,由于温度保持恒定,所以a、b、c三组的呼吸速率都是一样的,a、c两组的光合速率等于呼吸速率,而b组由于光照较弱,消耗的CO2较少,b组的光合速率仍然大于呼吸速率,故a、b、c中光合速率最大的是b组,若此时将d组密闭装置打开,会增加CO2浓度,并以d组光照强度继续照光,其幼苗光合速率会升高,C正确,D错误。]
7.C　[合理密植:保证光照强度(影响光反应过程)和二氧化碳(暗反应的原料)浓度,以增强光合作用,A正确;农田间作应选高秆与矮秆、根深与根浅的作物间种,可以提高植物利用光照等资源的能力,有利于光合作用,B正确;一定的水分有利于光合作用的进行,水分过多会影响植物的生存,不利于光合作用,C错误;田垄和田沟的轮番更替有利于庄稼充分利用土壤中的无机物,从而提高其光合速率,D正确。]
8.C　[中耕松土、适时排水,能通过改善根部的氧气供应来促进作物根系的呼吸作用,A正确;大棚种植蔬菜时增施农家肥,其中的有机物被分解者分解成无机盐和CO2,从而提高光合速率,增加产量,B正确;在温暖环境中久放的萝卜重量明显减轻是由于进行呼吸作用消耗了有机物,有机物减少使萝卜重量减轻,C错误;蓝紫色薄膜会影响阳光的穿透率,植物得不到生长所需要的温度和阳光,所以用蓝紫色薄膜建成的温室大棚光合作用效率低于无色透明薄膜建成的大棚,D正确。]
9.B　[与阳生植物相比,阴生植物对光的需求小,呼吸作用弱,所以阴生植物的光极限和CO2极限范围一般小于阳生植物,A正确;在光合作用最适温度下适当升温,光合速率下降,若细胞呼吸速率增大,光补偿点可能右移,B错误;光合作用的限制因素的外因主要包括温度、CO2浓度和光照强度,达到CO2极限时,光合作用速率不随光照强度改变,则限制光合速率的因素可能是CO2浓度或温度,C正确;实际生产中施肥过多会减少植物的吸水量,甚至导致植物失水。施肥不足,植物可能缺乏N元素,影响光合作用相关色素和酶的合成,D正确。]
10.A　[图1中,①过程中H2O分解产生O2和H+,是光合作用的光反应阶段,合成ATP,②过程中H+参与反应将CO2还原成C6H12O6的过程是光合作用暗反应,消耗光反应产生的ATP和NADPH,④过程是C6H12O6分解成CO2和H+是有氧呼吸的第一和第二阶段,产生少量的ATP,③过程是H+与O2结合生成水,为有氧呼吸第三阶段,产生大量ATP,A正确;图2中,9~10 h间,光合速率迅速下降的原因可能是环境温度迅速下降,也可能是突然停止光照,但呼吸作用也受到温度影响,而呼吸速率并没有明显下降,故不是温度变化,B错误;培养时若水循环不充分导致植物萎蔫,原因是蒸腾作用导致植物体内水分散失,C错误;图2表示的是植株的光合速率与呼吸速率,A点时光合速率与呼吸速率相等,因植物只有叶肉细胞能光合作用,因此也就是叶肉细胞的光合速率与全株细胞的呼吸速率相等,因此叶肉细胞的光合速率大于叶肉细胞的呼吸速率,因此叶肉细胞会吸收外界的CO2,D错误。]
11.D　[光反应阶段需要光照,暗反应阶段有光无光都可以进行,a~c段既有光反应也有暗反应,c~e段在黑暗开始之前也有光反应,黑暗开始之后,只有暗反应,没有光反应,因此实验结果不支持光合作用可分为光反应和暗反应两个阶段,A错误;如果是持续光照,那么光反应可为暗反应持续提供NADPH和ATP,使暗反应不间断进行且反应速率保持不变,则与间歇光照20分钟相比,持续光照20分钟时叶绿体有机物合成总量更多,B错误;虚线表示O2释放速率的变化,实线表示CO2吸收速率的变化,在一个光周期内,二者从开始的0经过一段时间的反应以后又变为0,结合光合作用的总反应式来看,在一个光周期内释放的O2总量与暗反应吸收的CO2总量是相等的,S1+S2=S2+S3,但是S1+S2不能代表光反应释放O2的总量,C错误;从图中光照开始来看,一段时间内O2的释放速率明显大于CO2的吸收速率(即光反应速率大于暗反应速率),而暗反应速率限制了光反应的速率,所以才会导致O2的释放速率下降,D正确。]

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