备考2025届高考生物一轮复习【分层练习】第3章微专题1光合作用与呼吸作用的关系

第3章细胞代谢微专题1光合作用与呼吸作用的关系一、选择题1.[结合人体健康/2024福州一测]动物细胞中的脱氢酶可将NADPH转化为NADH。骨关节炎是一种常见的退行性疾病，患者软骨细胞表现出能量和NADPH耗竭。2022年中国科学家的研究成果登上了《自然》杂志，他们成功从菠菜中提取类囊体，用膜包裹后将其递送到小鼠退变的软骨细胞内，改善了软骨细胞的代谢。下列说法错误的是（C）A.将类囊体转入软骨细胞利用了膜流动性的特点B.用红光照射改造过的软骨细胞，可产生NADPHC.光照下，被改造的软骨细胞可利用CO2制造有机物D.转入的类囊体可以提高软骨细胞有氧呼吸的速率解析由题干“他们成功从菠菜中提取类囊体，用膜包裹后将其递送到小鼠退变的软骨细胞内，改善了软骨细胞的代谢”可知，将类囊体转入软骨细胞利用了膜流动性的特点，A正确。类囊体中含有光合色素，其中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，故用红光照射改造过的软骨细胞，可产生NADPH，B正确。对于真核生物来说，光合作用暗反应阶段的场所为叶绿体基质，由于被改造的软骨细胞中无叶绿体基质以及与光合作用暗反应阶段相关的酶，故光照下，被改造的软骨细胞不能利用CO2制造有机物，C错误。在转入的类囊体上可以发生光合作用的光反应过程，产生NADPH，由于动物细胞中的脱氢酶可将NADPH转化为NADH，故转入的类囊体可以提高软骨细胞中NADH的含量，进而提高软骨细胞有氧呼吸的速率，D正确。2.如图表示芍药叶肉细胞光合作用和细胞呼吸过程中CO2和[H]的变化，相关叙述正确的是（A）A.过程①发生在叶绿体的类囊体薄膜上，过程④发生在线粒体的内膜上B.过程⑦发生在线粒体中C.过程⑤⑥均需要NADPH和ATP的参与D.过程①③产生的[H]是相同的物质，过程⑧在线粒体中进行解析过程①表示光合作用的光反应阶段，发生在叶绿体的类囊体薄膜上，过程④表示有氧呼吸的第三阶段，发生在线粒体的内膜上，A正确；过程⑦表示细胞呼吸的第一阶段，发生在细胞质基质中，B错误；过程⑤是CO2的固定，不需要NADPH和ATP的参与，C错误；过程①③产生的[H]是不同的物质，过程⑧是有氧呼吸的第二阶段，发生在线粒体基质中，D错误。3.[2023北京]在两种光照强度下，不同温度对某植物CO2吸收速率的影响如图。对此图理解错误的是（C）A.在低光强下，CO2吸收速率随叶温升高而下降的原因是呼吸速率上升B.在高光强下，M点左侧CO2吸收速率升高与光合酶活性增强相关C.在图中两个CP点处，植物均不能进行光合作用D.图中M点处光合速率与呼吸速率的差值最大解析在低光强下，一定温度范围内，随叶温升高，植物细胞中与呼吸作用相关酶的活性升高，细胞呼吸作用增强，CO2吸收速率下降，A正确。在高光强下，当叶温低于M点对应的叶温时，随叶温升高，光合酶活性增强，导致光合速率增大，CO2吸收速率升高，B正确。图中两个CP点处，CO2吸收速率均为0，即净光合速率为0，由于两个CP点处植物细胞呼吸速率不为0，所以两个CP点处光合速率不为0，植物能够进行光合作用，C错误。据题图可知，M点处CO2吸收速率最大，该植物的净光合速率最大，即光合速率与呼吸速率的差值最大，D正确。4.[2023西安莲湖区一调]下列为有关环境因素对植物光合作用影响的关系图，描述错误的是（C）A.图1中，若光照强度未达到最适条件，则适当增强光照，可使a点左移，b点右移B.图2中，若CO2浓度未达到最适条件，则适当增大CO2浓度，可使a点左移，b点右移C.图3中，条件由b点突然改为a点，叶绿体中C3含量短时间内减少D.图4中，当温度高于25℃时，光合作用积累有机物的速率减小解析图1中a点对应CO2补偿点，b点对应CO2饱和点，若光照强度未达到最适条件，则适当增强光照时，光合作用强度也随之增强，所以a点左移，b点右移，A正确；图2中a点对应光补偿点，b点对应光饱和点，若CO2浓度未达到最适条件，则适当增大CO2浓度时，光合作用强度也随之增强，则a点左移，b点右移，B正确；图3中a点CO2浓度比b点高，且两点对应的光照强度一致，条件由b点突然改为a点，短时间内C3生成增多，C3消耗不变，故叶绿体中C3含量短时间内增多，C错误；图4中当温度高于25℃时，净光合速率逐渐减小，光合作用积累有机物的速率减小，D正确。5.[2024昆明联考]某生物科研小组从池塘的某一深度取得一桶水样，等量分装于六对黑白瓶中并密封，立即测得瓶中初始溶解氧的含量为10mg/L，白瓶为透明玻璃瓶，黑瓶为用黑布罩住的玻璃瓶。将它们分别置于六种不同的光照条件下，温度保持不变，8h后，测定六对黑白瓶中溶解氧的含量，请根据如表所示的记录数据分析判断，下列说法错误的是（A）组别abcdef光照强度（klx）0（黑暗）246810白瓶溶氧量（mg/L）51020293535黑瓶溶氧量（mg/L）555555A由表中数据可知，光照强度越大，光合作用越强B.黑瓶中的生物存在有氧呼吸，不存在光合作用C.d组白瓶中植物产生氧气的速率为3mg/（L·h）D.若向f组白瓶中补充CO2，则白瓶溶氧量可能会增加解析由表中数据可知，白瓶溶氧量的增加量是净光合作用量，黑瓶溶氧量的减少量是呼吸作用量，光照强度达到8klx后光合作用强度不再增加，A错误；黑瓶无光照，不进行光合作用，其中的生物可进行有氧呼吸，B正确；d组8h累积产生的氧气量为净光合作用量（29－10）＋呼吸作用量（10－5）＝24（mg/L），平均每小时产氧量为3mg/L，C正确；f组与e组相比，光照强度增加，光合作用强度不再增加，限制因素可能是CO2浓度，故若向f组白瓶中补充CO2，则白瓶的溶氧量可能会增加，D正确。6.[2023河南联考]为测定棉花叶片的光合速率，某同学按以下步骤进行了实验操作：①晴天从在田间选定的棉花植株上选择叶片若干；②在所选的棉花叶片基部用刀片将叶柄的外皮环割约0.5cm宽；③分别剪下叶片的一半（中脉不剪下），并将叶片夹于湿润的纱布中，置于黑暗处，4h后再依次剪下另一半叶片，同样夹于湿润纱布中；④同时称重各叶片并比较，得出表格所示结果。下列叙述正确的是（C）编号第一次所剪叶片干重/g第二次所剪叶片干重/g10.50.82A.实验前应该将植株置于黑暗处一段时间以除去叶片中原有的有机物B.第①步中叶片在植株上的部位等为无关变量，光照时间为自变量C.第②步处理的目的为切断叶片中有机物向茎秆等处的运输D.通过上表结果可以计算出叶片的真正光合速率和呼吸速率解析实验前无需黑暗处理，本实验是通过两次所剪叶片干重变化量来测定光合速率，A错误；光照时间也为无关变量，B错误；第②步处理的目的为切断叶片中有机物向茎秆等处的运输，保证叶片干重的变化来自光合作用和呼吸作用，C正确；第一次所剪叶片干重为置于黑暗处4h后的质量，第二次所剪叶片干重为净光合作用积累有机物后的质量，通过题表中数据可以计算出叶片的真正光合速率，但叶片初始干重没有给出，无法计算出呼吸速率，D错误。7.[2024新乡模拟]利用图甲装置，在相同条件下分别将绿色植物E、F的叶片制成大小相同的叶圆片，抽出空气，分别进行光合速率测定。图乙是利用图甲装置测得的数据绘制成的坐标图。下列叙述正确的是（D）A.从图乙可看出，相比E植物，F植物更适合在较强光照下生长B.光照强度为1klx时，利用图甲装置对植物E叶圆片的光合速率进行测定时，液滴不移动C.光照强度为3klx时，E、F两种植物的叶圆片产生氧气的速率相等D.光照强度为6klx时，装置中E植物叶圆片比F植物叶圆片浮到液面所需时间短解析根据图乙可知，F植物叶圆片的光补偿点和光饱和点都比E植物低，F植物更适合在较弱光照下生长，A错误；光照强度为1klx时，E植物叶圆片的呼吸速率大于光合速率，E植物叶圆片会吸收装置中的氧气，使液滴左移，B错误；光照强度为3klx时，E、F两种植物叶圆片的净光合速率相等，但E植物叶圆片的呼吸速率大于F植物叶圆片，故光照强度为3klx时，E、F两种植物的叶圆片产生氧气的速率不相等，C错误；光照强度为6klx时，E植物叶圆片释放氧气的速率大于F植物，故装置中E植物叶圆片比F植物叶圆片浮到液面所需时间短，D正确。二、非选择题8.[2024河南TOP二十名校联考，6分]图1表示西瓜幼苗叶肉细胞中光合作用和有氧呼吸的部分过程，其中C3和C5在不同代谢过程中可以表示不同的化合物；图2为该植物光合作用速率、呼吸作用速率随温度变化的曲线图。回答下列问题：（1）图1中数字所表示的过程中，能产生ATP的过程是①③（填数字），能消耗ATP的过程是②（填数字）。通过③过程产生的CO2中，O的来源是葡萄糖和水。（2）图2中的实线表示的是净光合速率（填“实际光合速率”或“净光合速率”）。CD段实际光合速率增大（填“不变”“降低”或“增大”）。C、D两点对应的温度下，植物的生长速率关系是相等。解析（1）图1中①表示细胞呼吸第一阶段，葡萄糖分解成丙酮酸，产生ATP，②表示暗反应中C3的还原，消耗ATP，③表示丙酮酸分解产生CO2的过程，即有氧呼吸第二阶段，产生ATP，④表示光合作用暗反应中CO2的固定，不产生ATP，也不消耗ATP，所以图1中能产生ATP的过程为①③；消耗ATP的过程为②；通过③过程即有氧呼吸第二阶段产生的CO2中，O的来源是葡萄糖和水，因为有氧呼吸第一阶段葡萄糖在酶的作用下生成丙酮酸，第二阶段丙酮酸和水生成CO2。（2）图2中的实线表示单位时间内该植物从空气中吸收的CO2量，表示净光合速率；实际光合速率＝净光合速率＋呼吸速率，CD段净光合速率不变，但是随温度升高，呼吸消耗的O2量增加，即CD段呼吸速率增大，所以实际光合速率增大；C、D两点对应的温度下，植物的净光合速率相等，即积累的有机物相等，因此C、D两点对应的温度下，植物的生长速率相等。9.[2022湖南，12分]将纯净水洗净的河沙倒入洁净的玻璃缸中制成沙床，作为种子萌发和植株生长的基质。某水稻品种在光照强度为8～10μmol/（s·m2）时，固定的CO2量等于呼吸作用释放的CO2量；日照时长短于12小时才能开花。将新采收并解除休眠的该水稻种子表面消毒，浸种1天后，播种于沙床上。将沙床置于人工气候室中，保湿透气，昼/夜温为35℃/25℃，光照强度为2μmol/（s·m2），每天光照时长为14小时。回答下列问题：（1）在此条件下，该水稻种子能（填“能”或“不能”）萌发并成苗（以株高≥2厘米，至少1片绿叶视为成苗），理由是种子萌发形成幼苗的过程中，消耗的能量主要来自种子胚乳中储存的有机物，且光照有利于叶片叶绿素的形成。（2）若将该水稻适龄秧苗栽植于上述沙床上，光照强度为10μmol/（s·m2），其他条件与上述实验相同，该水稻不能（填“能”或“不能”）繁育出新的种子，理由是光照强度为10μmol/（s·m2）条件下，该水稻适龄秧苗的净光合速率为0，不能正常生长；该水稻日照时长短于12小时才能开花，将该水稻适龄秧苗置于每天光照时长为14小时条件下，该水稻不能开花（答出两点即可）。（3）若将该水稻种子用于稻田直播（即将种子直接撒播于农田），为预防鸟害、鼠害并减少杂草生长，须灌水覆盖，该种子应具有耐受酒精毒害的特性。解析（1）种子萌发形成幼苗的过程中，消耗的能量主要来自种子胚乳中储存的有机物，