专题12光合作用与细胞呼吸的综合-2023年高考生物一轮复习重难点专项突破

专题12光合作用与细胞呼吸的综合1.细胞呼吸与光合作用过程图解(1)物质名称：b：O2，c：ATP，d：ADP，e：NADPH([H])，f：C5，g：CO2，h：C3。(2)生理过程及场所序号①②③④⑤生理过程光反应暗反应有氧呼吸第一阶段有氧呼吸第二阶段有氧呼吸第三阶段场所叶绿体类囊体薄膜叶绿体基质细胞质基质线粒体基质线粒体内膜2.光合作用与细胞呼吸物质及能量转化(1)光合作用和细胞呼吸中各种元素的去向C：CO2eq\o(→,\s\up7(暗反应),\s\do5())有机物eq\o(→,\s\up7(呼吸Ⅰ),\s\do5())丙酮酸eq\o(→,\s\up7(呼吸Ⅱ),\s\do5())CO2H：H2Oeq\o(→,\s\up7(光反应),\s\do5())[H]eq\o(→,\s\up7(暗反应),\s\do5())(CH2O)eq\o(→,\s\up7(有氧呼吸Ⅰ、Ⅱ),\s\do5())[H]eq\o(→,\s\up7(有氧呼吸Ⅲ))H2OO：H2Oeq\o(→,\s\up7(光反应),\s\do5())O2eq\o(→,\s\up7(有氧呼吸Ⅲ),\s\do5())H2Oeq\o(→,\s\up7(有氧呼吸Ⅱ))CO2eq\o(→,\s\up7(光合作用),\s\do5())有机物(2)光合作用和细胞呼吸中ATP的来源及去路分析①光合作用中ATP的来源及去路来源：光反应——类囊体薄膜上；去路：暗反应——叶绿体基质中。②细胞呼吸中ATP的来源和去路ATP合成：a、b、c都产生ATP，场所为细胞质基质和线粒体；ATP分解为各项生命活动供能。(3)光合作用和细胞呼吸中[H]的来源和去路分析项目光合作用细胞呼吸来源过程H2Oeq\o(→,\s\up7(光),\s\do5(色素))[H]＋O2C6H12O6eq\o(→,\s\up7(酶),\s\do5())丙酮酸＋4[H]；2丙酮酸＋6H2Oeq\o(→,\s\up7(酶))6CO2＋20[H]场所叶绿体的类囊体薄膜细胞质基质、线粒体基质去路过程C3eq\o(→,\s\up7([H]、ATP),\s\do5(酶))(CH2O)24[H]＋6O2eq\o(→,\s\up7(酶),\s\do5())12H2O场所叶绿体基质线粒体内膜3.利用曲线和图解分析真正光合速率和净光合速率(1)A点eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(只呼吸不光合,植物释放CO2,吸收O2))(2)AB段eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(呼吸>光合,植物释放CO2,吸收O2))(3)B点eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(光合＝呼吸,植物表观上不与外界,发生气体交换))(4)B点后eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(光合>呼吸,植物吸收CO2,释放O2))解题技巧1.呼吸速率、净光合速率、真正光合速率的判定(1)根据坐标曲线判定：当光照强度为0时，若CO2吸收值为负值，该值绝对值代表呼吸速率，该曲线代表净光合速率，当光照强度为0时，若CO2吸收值为0，该曲线代表真正光合速率。(2)根据关键词判定检测指标呼吸速率净光合速率真正(总)光合速率CO2释放量(黑暗)吸收量利用量、固定量、消耗量O2吸收量(黑暗)释放量产生量有机物消耗量(黑暗)积累量制造量、产生量2.曲线中补偿点和饱和点的移动规律CO2(或光)补偿点和饱和点的移动方向：一般有左移、右移之分，其中CO2(或光)补偿点B是曲线与横轴的交点，CO2(或光)饱和点C则是最大光合速率对应的CO2浓度(或光照强度)，位于横轴上。(1)呼吸速率增加，其他条件不变时，CO2(或光)补偿点B应右移，反之左移。(2)呼吸速率基本不变，相关条件的改变使光合速率下降时，CO2(或光)补偿点B应右移，反之左移。(3)阴生植物与阳生植物相比，CO2(或光)补偿点和饱和点都应向左移动。一、单选题1．下图表示某植物叶肉细胞光合作用和呼吸作用的示意图。其中A、B代表反应过程，C、D、E代表细胞结构。相关叙述正确的是（）A．图中①③④代表的物质依次是O2、ADP+Pi、C5，D代表线粒体内膜B．物质①从产生到进入同一细胞的结构D参与反应，需穿过4层生物膜C．过程A中水的光解需要消耗能量，直接来自于结构E上ATP的水解D．过程B中[H]和ATP中的能量转移到糖中，然后进入结构D氧化分解【答案】B【分析】分析题图：图示表示某植物叶肉细胞光合作用和呼吸作用的示意图，其中A表示光反应，B表示暗反应，C表示细胞质基质，D表示线粒体。①表示氧气，②表示NADP+，③表示ADP和Pi，④表示C5。【详解】A、结合分析可知，图中①、③、④代表的物质依次是O2、ADP和Pi、C5，D表示有氧呼吸第二、第三阶段的场所，为线粒体基质和线粒体内膜，A错误；B、物质①为氧气，是水的光解产物，在类囊体薄膜上进行，产生的O2参与同一细胞内的D过程，即有氧呼吸第三阶段，需穿过4层膜，叶绿体和线粒体各2层膜，B正确；C、过程A为光反应阶段，该阶段产生能量而非消耗能量，C错误；D、B表示暗反应，该过程[H]和ATP中的能量转移到糖中，但糖不能直接在D线粒体中氧化分解，D错误。故选B。2．某生物兴趣小组欲研究密闭的温室一昼夜内O2浓度变化的情况，当地日照时间为6~18时，在适宜的生长条件下，预期一昼夜内温室中O2变化的曲线最可能是（）A．a B．b C．c D．d【答案】D【分析】密闭容器内或大棚内的植物因夜间进行呼吸作用，白天光合作用和呼吸作用都能够进行，而呼吸作用消耗氧气，光合作用释放氧气，所以会在清晨的某个时刻出现氧气浓度的最低点，傍晚出现氧气浓度的最高点。【详解】由于当地日照时间为6~18时，因此经过一晚上的呼吸，温室内氧气浓度的最低点会出现在6点或稍后的时间，之后随着光合作用释放氧气（光合作用强度大于细胞呼吸强度），温室内O2的浓度升高，应该在16点或稍前时间达到氧气浓度的最高点，随后只进行呼吸植物吸收O2，O2的浓度再次降低，即图中的d曲线，D正确。故选D。3．某小组在密闭玻璃温室中进行植物栽培实验，他们对室内气体含量进行24小时监测，并绘制了如图1所示的曲线。与曲线bc段相符的是图2中的（）A．① B．② C．③ D．④【答案】D【分析】据图分析：图1中曲线下降时，表示呼吸作用大于光合作用或只进行呼吸作用，即图中ab段和cd段；曲线上升时，表示光合作用大于呼吸作用，对应图中bc段；但是图中b点和c点时二氧化碳达到平衡点，此时光合作用等于呼吸作用；图2中，①细胞即进行光合作用又进行呼吸作用，呼吸作用大于光合作用；②细胞只进行呼吸作用；③细胞即进行光合作用，又进行呼吸作用，光合作用与呼吸作用强度相等；④即进行光合作用又进行呼吸作用，光合作用大于呼吸作用。【详解】图中bc段O2浓度不断增加，说明此时植物光合作用大于呼吸作用，对于细胞来说，呼吸作用产生的CO2被叶绿体全部吸收，且需要从外界吸收CO2，符合图④。故选D。4．如图为某植物在盛夏某一晴天一昼夜内CO2吸收量的变化示意图。下列判断错误的是（）A．植物在OB时间也能进行呼吸作用和光合作用B．适当增加环境中CO2浓度，C的值会提高C．CD段下降的主要原因是温度升高，酶活性降低，光合作用强度下降D．植物从B点开始积累有机物，到F点时有机物积累最多【答案】C【分析】光合作用包括光反应阶段和暗反应阶段。暗反应阶段需要CO2作为原料，进行CO2的固定过程。净光合速率可以用O2的释放量、CO2的吸收量、有机物的积累量表示。【详解】A、在OB时间内CO2吸收量逐渐增加，所以此时间段植物在进行光合作用，而呼吸作用不管在黑暗条件还是光照条件，都可以进行，A正确；B、适当增加环境中CO2浓度可以提高暗反应效率，增大有机物的积累量，B正确；C、CD段下降的主要原因是光照过强，气孔关闭，CO2吸收量下降，C错误；D、B点净光合速率为0，大于B点后净光合量为正值，即有机物的量在增加，所以植物从B点开始积累有机物，到F点时有机物积累最多，D正确。故选C。5．（2022·全国乙卷·高考真题）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】【分析】光合作用会吸收密闭容器中的CO2，而呼吸作用会释放CO2，在温度和光照均适宜且恒定的情况下，两者速率主要受容器中CO2和O2的变化影响。【详解】A、初期容器内CO2含量较大，光合作用强于呼吸作用，植物吸收CO2释放O2，使密闭容器内的CO2含量下降，O2含量上升，A错误；B、根据分析由于密闭容器中，在适宜且恒定的温度和光照条件下，容器内的CO2含量下降,所以说明植物光合速率大于呼吸速率，但由于CO2含量逐渐降低，从而使植物光合速率逐渐降低，直到光合作用与呼吸作用相等，容器中气体趋于稳定，B错误；CD、初期光合速率大于呼吸速率，之后光合速率等于呼吸速率，C错误，D正确。故选D。6．BTB是一种酸碱指示剂。BTB的弱碱性溶液颜色可随其中CO2浓度的增高而由蓝变绿再变黄。某同学为研究某种水草的光合作用和呼吸作用，进行了如下实验：用少量的NaHCO3和BTB加水配制成蓝色溶液，并向溶液中通入一定量的CO2使溶液变成浅绿色，之后将等量的浅绿色溶液分别加入到7支试管中。其中6支加入生长状况一致的等量水草，另一支不加水草，密闭所有试管。各试管的实验处理和结果见下表。试管编号1234567水草无有有有有有有距日光灯的距离（cm）20遮光*1008060402050min后试管中溶液的颜色浅绿色X浅黄色黄绿色浅绿色浅蓝色蓝色*遮光是指用黑纸将试管包裹起来，并放在距日光灯100cm的地方。若不考虑其他生物因素对实验结果的影响，下列叙述错误的是（）A．2～7号试管溶液的颜色取决于水草的光合作用和呼吸作用强度的相对强弱B．若1号试管溶液颜色由浅绿色变为蓝色，2～7号试管的结果仍然是可靠的C．由于2号试管只进行呼吸作用，溶液中CO2浓度高于3号管，故X为黄色D．5号试管溶液颜色在实验前后不变，说明水草在此条件下净光合速率为0【答案】B【分析】据表分析：植物进行光合作用，消耗水中的二氧化碳，植物进行呼吸作用，消耗水中的氧气，产生二氧化碳；该实验的自变量有装置距日光灯的距离（即光照强度）、有无水草、是否遮光，因变量是水体的CO2浓度变化。【详解】A、植物呼吸作用的产物是二氧化碳，光合作用消耗二氧化碳，结合题意可知，BTB的弱碱性溶液颜色可随其中CO2浓度变化而变化，故2～7号试管溶液的颜色取决于水草的光合作用和呼吸作用强度的相对强弱，A正确；B、若1号试管的溶液是蓝色，则说明环境能导致试管内溶液CO2浓度下降，2至7号试管的实验结果是不可靠的，B错误；C、2号试管为遮光条件，植物只进行呼吸作用，产生二氧化碳，不消耗二氧化碳，其二氧化碳浓度高于3号试管，黄色应该比3号管更深，故2号管的颜色应为黄色，C正确；D、5号试管中的溶液颜色在照光前后没有变化，说明在此条件下水草光合作用强度等于呼吸作用强度，即呼吸作用产生的二氧化碳=光合作用消耗的二氧化碳，水草在此条件下净光合速率为0，D正确。故选B。7．将一片新鲜植物叶片放在特殊的装置内给予不同强度的光照，测到O2释放情况如下表所示。下列有关下表数据的分析，错误的是（）光照强度（klx）02468101214O2（μL·cm2·min1）0．200．20．40．81．21．21．2A．该叶片呼吸作用吸收O2的速率为0．2μL·cm2·min1B．光照强度为2klx时，上述条件下该植物可能不生长C．光照强度为4klx时，光合作用产生O2的速率为0．2μL·cm2·min1D．光照强度超过10klx时，限制光合速率提高的因素主要是装置内CO2浓度【答案】C【分析】分析表格可知：光照强度为0时，植物只进行呼吸作用，表中0．2μL•cm2•min1可表示呼吸速率；光照强度为2klx时，氧气吸收量为0，说明达到光补偿点；光照超过10kLx后，氧气的释放量不再增加，说明达到光饱和点。【详解】A、从表格中可以看出，光照强度为0时，植物只进行呼吸作用，呼吸速率为0.2μL•cm2•min1，A正确；B、光照强度为2klx时，氧气吸收量为0，说明达到光补偿点，此时植物叶片的真正光合速率和呼吸速率相等，因此上述条件下该植物可能不生长，光照强度为大于2klx时，需保证一定时长的光照时间，植物才能正常生长，B正确；C、光照强度为4klx时，光合作用产生O2的速率=测到的O2释放速率+呼吸作用消耗的O2速率=0.2+0.2=0.4μL•cm2•min1，C错误；D、由表格数据可以看出，不改变其他条件下，光照强度超过10kLx后，氧气的释放量不再增加，说明达到光饱和点，此时限制光合速率提高的因素主要是二氧化碳浓度，D正确。故选C。8．将长势相同的番茄幼苗分成若干组，分别置于不同温度下（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．32℃时光合速率等于呼吸速率B．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6小时，该番茄幼苗才能正常生长C．在36℃时，番茄幼苗停止进行光合作用D．28℃和30℃时光合速率相等【答案】C【分析】分析题图可知，图示生物膜利用了光能，发生了水的光解和ATP的合成，因此该生物膜是叶绿体的类囊体薄膜，是光合作用光反应发生的场所。曲线图中，暗处理1h后的干重变化代表了呼吸速率，光照1h后与暗处理后的干重变化代表了这1h的净光合速率。【详解】A、32℃时，暗处理1h后的重量变化是4mg，说明呼吸速率是4mg/h，光照1h后与暗处理前的变化是0mg，说明此条件下光合速率是8mg/h，光合速率与呼吸速率的数量关系为光合速率是呼吸速率的2倍，A错误；B、据图中信息可知，26℃条件下，呼吸速率是1mg/h，光合速率是3+1+1=5mg/h，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x小时以上，该番茄幼苗才能正常生长，则有5x1×24=0，可求出x=4.8h，B错误；C、番茄幼苗开始停止进行光合作用时，植物只进行呼吸作用，消耗有机物，此时光照1h后的重量变化是暗处理重量变化的二倍，由图可知，此时温度为36℃，C正确；D、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℃时的光合速率不相等，D错误。故选C。9．（2022·山东省郓城第一中学模拟预测）如图表示某植株在不同光强度下，单位时间内释放量和产生总量的相对变化。对植物生理过程分析正确的是（

）A．光强度为a时，该植株内有机物总量将减少B．光强度为b时，该植株的光合作用强度是细胞呼吸强度的两倍C．光强度为c时，叶肉细胞的光合作用强度与细胞呼吸强度相等D．光强度为d时，叶肉细胞产生ATP的细胞器是细胞溶胶、线粒体、叶绿体【答案】A【解析】【分析】在光合作用作用过程中，吸收二氧化碳释放氧气；而呼吸作用过程中，吸收氧气释放二氧化碳。因此可通过氧气的产生量或二氧化碳的释放量来判断光合作用和呼吸作用的强弱。图中氧气的产生总量可表示实际光合速率，a点时的二氧化碳释放可表示呼吸速率。【详解】A、光照强度为a时，只有CO2的释放，并且氧气的产生总量为0，说明此时只进行呼吸作用，不进行光合作用，所以该植株内有机物总量将减少，A正确；B、光照强度为b时，有CO2的释放，说明呼吸作用大于光合作用，B错误；C、光照强度为c时，氧气的产生总量等于a时的二氧化碳的释放量，说明此时净光合作用强度等于呼吸作用强度，但总光合作用大于呼吸作用，C错误；D、光照强度为d时，叶肉细胞既进行呼吸作用，又进行光合作用，所以叶肉细胞产生ATP的细胞器是线粒体和叶绿体，细胞溶胶不属于细胞器，D错误。故选A。10．将玉米的PEPC酶基因与PPDK酶基因导入水稻后，在某一温度下测得光照强度对转双基因水稻和原种水稻的光合速率影响如图甲所示；在光照为1000μmol·m－2·s－1下测得温度对光合速率影响如图乙所示，请据图分析，下列叙述错误的是（）A．转双基因水稻更适合栽种在高温度、强光照的环境中B．在温度为25℃下重复图甲相关实验，原种水稻净光合速率会降低C．转双基因可提高水稻对CO2的利用进而增强光合速率D．PEPC酶基因与PPDK酶基因影响水稻的呼吸强度【答案】D【分析】1、分析甲图：两种水稻的起点相同，说明呼吸速率相同，其中A点对应的光照强度1000μmol•m2•s1表示原种水稻在某温度下的光饱和点，1000μmol•m2•s1以前限制光合作用的因素是光照强度，以后主要是温度和二氧化碳浓度。2、分析乙图：表示不同温度条件下，在光照为1000μmol•m2•s1下两种水稻的净光合速率，两种水稻的相关酶最适温度都为35℃。【详解】A、分析图甲中转双基因水稻更适合强光照环境中，图乙中温度相同时，转双基因水稻光合速率强，更适合栽种在高温度（35℃），A正确；B、在光照为1000μmol·m－2·s－1下测得温度对光合速率影响如图乙，所以甲图是在30℃时做的实验，用温度25℃重复图1相关实验，则原种水稻净光合速率减小，B正确；C、甲图中A点以前限制光合作用的因素是光照强度，以后主要是温度和二氧化碳浓度，由此可推知转双基因水稻可提高对CO2的利用而增强光合速率，C正确；D、根据甲图可知，两种水稻的起点相同，说明呼吸速率相同，即PEPC酶基因与PPDK酶基因不会影响水稻的呼吸强度，D错误。故选D。11．利用如图所示装置可探究某绿色植物的生理作用。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，且不能进行产生乳酸的无氧呼吸（忽略装置内其他微生物的干扰）。下列相关叙述，正确的是（）A．若要验证该植物在光下释放氧气，应将装置二和三分别放在黑暗和光照条件下B．若要验证CO2是植物进行光合作用的必需原料，应选择装置一和装置三C．光照条件下，装置一、三中红色液滴移动的距离分别表示O2吸收量和O2生成量D．黑暗条件下，若装置一、二中的红色液滴均不移动，则该植物只进行有氧呼吸【答案】B【分析】装置一烧杯中盛放NaOH溶液的作用是吸收呼吸作用产生的二氧化碳，该装置中液滴的移动代表氧气的变化，装置二中的水不吸收二氧化碳，根据液滴移动的情况来判断呼吸作用类型；装置三中由于二氧化碳缓冲液的存在，其中的二氧化碳浓度是稳定的，其中液滴的移动可表示光下净光合速率的大小。【详解】A、若要验证该植物在光下释放氧气，应将装置三分别放在黑暗和光照条件下即可，A错误；B、验证CO2是植物进行光合作用的必需原料，自变量是有无二氧化碳，装置甲中氢氧化钠吸收掉了二氧化碳，装置丙中的二氧化碳缓冲液可以为植物的光合作用提供二氧化碳，因此可以选择甲和丙来验证CO2是植物进行光合作用的必需原料，B正确；C、光照条件下，装置一液滴移动可表示光下氧气的吸收量，即呼吸速率，装置三中红色液滴移动的距离O2释放量，C错误；D、黑暗条件下，若装置一、二中的红色液滴均不移动，则该植物只进行无氧呼吸，D错误。故选B。12．油菜果实发育所需的有机物主要来源于果皮的光合作用，开花36天后果实逐渐变黄，如图表示在适宜条件下油菜果实净光合速率与呼吸速率的变化。据图判断下列说法错误的是（）A．24天时的果实实际光合速率等于12天时的B．果实呼吸速率随开花后天数增加而逐渐减弱C．48天时果皮因光反应减弱导致光合速率减小D．12天时比36天时的果实光饱和点高【答案】A【分析】据图可知，油菜果实的呼吸速率逐渐降低，开花36天前净光合速率不变，开花36天后净光合速率降低。【详解】A、依据图形数据分析，开花24天时的果实实际光合速率为6+2=8，开花12天时的实际光合速率为6+3=9，故开花24天时的果实实际光合速率低于开花12天时的，A错误；B、从图可得，随着开花天数的增加，呼吸速率在减弱，B正确；C、开花36天后果实逐渐变黄，开花48天的时候，果皮颜色会更黄，光反应减弱，光合速率减小，C正确；D、开花12天时光合速率较高，果实也未变黄，此时的光饱和点高于开花36天的时候，D正确。故选A。13．某研究性学习小组以豌豆为实验材料，研究不同条件下光合作用速率和呼吸作用速率，绘制了如A、B、C、D所示的四幅图。除哪幅图外，其余三幅图中“a”点都可以表示光合作用速率与呼吸作用速率相等（）A． B．C． D．【答案】A【分析】一般在曲线中光补偿点时，光合作用吸收的二氧化碳和呼吸作用释放的二氧化碳量相等，表示此时的光合速率等于呼吸速率。【详解】A、甲图中a点的含义是二氧化碳的吸收量等于释放量，表示净光合作用速率等于呼吸作用速率，此时光合作用速率大于呼吸作用速率，A符合题意；B、乙图中a点前二氧化碳浓度升高，说明光合作用小于呼吸作用，a点后二氧化碳的含量降低，说明光合作用速率大于呼吸作用速率，故a点含义是光合作用速率等于呼吸作用速率，B不符合题意；C、丙图根据图中的曲线的含义可知，a点代表光合作用速率等于呼吸作用速率，C不符合题意；D、丁图中，a点二氧化碳的吸收量为0，说明此时的光合作用速率等于呼吸作用速率，D不符合题意。故选A。二、多选题14．图一表示空气中的CO2含量对某绿色植物净光合作用的影响，图二表示一天24小时蔬菜大棚内CO2浓度随时间的变化曲线（水平虚线为实验开始时大棚内的CO2浓度），图三是色素提取的实验，下列说法正确的是（）A．图一中M点及图二中D点处，植物叶肉细胞中的光合速率与呼吸速率相等B．图二中积累有机物最多的点是I点C．由图二分析可知，经过24小时大棚内植物有机物的含量减少D．图三中乙表示叶绿素a，甲的颜色为黄绿色【答案】D【分析】结合题意分析图解：图一中，自变量为二氧化碳的含量，纵轴为植物光合作用的二氧化碳的吸收量，该值表示净光合速率，图中N表示光合作用的饱和点。图二表示一天内的玻璃罩内的二氧化碳量的变化，曲线上升段表示只进行呼吸作用或呼吸作用大于光合作用，曲线下降段表示光合作用大于呼吸作用。而图中D、H两点为二氧化碳的平衡点，表明此时植株光合速率等于呼吸速率。【详解】A、植株光合作用和呼吸作用强度相等的点在图一中就是由释放二氧化碳到吸收二氧化碳的转折点，既M点；在图二就是二氧化碳浓度由增加（减少）到减少（增加）的转折点，即D和H点，由于植株的根部细胞等不进行光合作用，此时植物叶肉细胞中的光合速率大于呼吸速率，A错误；B、图二中积累有机物最多的点是大棚中二氧化碳浓度最低的点，即H点，B错误；C、图二中比较A点和I点，可以看出经过24小时后，大棚内二氧化碳含量降低，说明光合作用合成的有机物多于细胞呼吸消耗的有机物，因此大棚内植物有机物的含量会增加，C错误；D、由于四种色素的溶解度不同，胡萝卜素的溶解度最大，叶绿素b的溶解度最小，因此甲乙丙丁分别是叶绿素b、叶绿素a、叶黄素和胡萝卜素，甲叶绿素b为黄绿色，D正确。故选D。15．将一片新鲜植物叶片放在特殊的装置内给予不同强度的光照，测到O2的释放情况如下表所示。下列有关下表数据的分析，正确的是（）光照强度（klx）02468101214O2（μL·cm2·min1）0．200．20．40．81．21．21．2A．该叶片呼吸作用吸收O2的速率为0．2μL·cm2·min1B．光照强度为2klx时，上述条件下该植物可能不生长C．光照强度为4klx时，光合作用产生O2的速率为0．2μL·cm2·min1D．光照强度超过10klx时，限制光合速率提高的因素主要是装置内CO2浓度【答案】ABD【分析】分析表格可知：光照强度为0时，植物只进行呼吸作用，表中0．2μL•cm2•min1可表示呼吸速率；光照强度为2klx时，氧气吸收量为0，说明达到光补偿点；光照超过10kLx后，氧气的释放量不再增加，说明达到光饱和点。【详解】A、从表格中可以看出，光照强度为0时，植物只进行呼吸作用，呼吸速率为0.2μL•cm2•min1，A正确；B、光照强度为2klx时，氧气吸收量为0，说明达到光补偿点，此时植物叶片的真正光合速率和呼吸速率相等，因此上述条件下该植物可能不生长，光照强度为大于2klx时，需保证一定时长的光照时间，植物才能正常生长，B正确；C、光照强度为4klx时，光合作用产生O2的速率=测到的O2释放速率+呼吸作用消耗的O2速率=0.2+0.2=0.4μL•cm2•min1，C错误；D、由表格数据可以看出，不改变其他条件下，光照强度超过10kLx后，氧气的释放量不再增加，说明达到光饱和点，此时限制光合速率提高的因素主要是二氧化碳浓度，D正确。故选ABD。16．（2022·湖南·高考真题）在夏季晴朗无云的白天，10时左右某植物光合作用强度达到峰值，12时左右光合作用强度明显减弱。光合作用强度减弱的原因可能是（）A．叶片蒸腾作用强，失水过多使气孔部分关闭，进入体内的CO2量减少B．光合酶活性降低，呼吸酶不受影响，呼吸释放的CO2量大于光合固定的CO2量C．叶绿体内膜上的部分光合色素被光破坏，吸收和传递光能的效率降低D．光反应产物积累，产生反馈抑制，叶片转化光能的能力下降【答案】AD【解析】【分析】影响光合作用的因素：1、光照强度：光照会影响光反应，从而影响光合作用，因此，当光照强度低于光饱和点时，光合速率随光照强度的增加而增加，但达到光饱和点后，光合作用不再随光照强度增加而增加；2、CO2浓度：CO2是光合作用暗反应的原料，当CO2浓度增加至1%时，光合速率会随CO2浓度的增高而增高；3、温度：温度对光合作用的影响主要是影响酶的活性，或午休现象；4、矿质元素：在一定范围内，增大必须矿质元素的供应，以提高光合作用速率；5、水分：水是光合作用的原料，缺水既可直接影响光合作用，植物缺水时又会导致气孔关闭，影响CO2的吸收，使光合作用减弱。【详解】A、夏季中午叶片蒸腾作用强，失水过多使气孔部分关闭，进入体内的CO2量减少，暗反应减慢，光合作用强度明显减弱，A正确；B、夏季中午气温过高，导致光合酶活性降低，呼吸酶不受影响（呼吸酶最适温度高于光合酶），光合作用强度减弱，但此时光合作用强度仍然大于呼吸作用强度，即呼吸释放的CO2量小于光合固定的CO2量，B错误；C、光合色素分布在叶绿体的类囊体薄膜而非叶绿体内膜上，C错误；D、夏季中午叶片蒸腾作用强，失水过多使气孔部分关闭，进入体内的CO2量减少，暗反应减慢，导致光反应产物积累，产生反馈抑制，使叶片转化光能的能力下降，光合作用强度明显减弱，D正确。故选AD。三、综合题17．下列是有关植物光合作用和呼吸作用的图像。图甲是在适宜环境中大豆光合作用部分过程图解，图乙是某研究小组以水稻叶肉细胞为材料进行研究得到的实验结果，图丙所示为该水稻植株光合速率和光照强度的关系。请回答相关问题：（1）图甲所示过程中物质C的移动方向是_______________________。（2）光反应是否受图甲所示过程影响？为什么？_______________________________。（3）由图丙可知本实验的实验结论是________________________。（4）若水稻叶肉细胞处于图乙状态时，是否一定对应于图丙中的B点（不包括B）以后？为什么？_____________。（5）丙中限制C点光合速率的主要环境因素是_______________________。（至少写两点）（6）请写出光合作用的反应式（产物不特指葡萄糖）_____________________。【答案】从叶绿体类囊体薄膜到叶绿体基质是光反应需要图甲所示暗反应提供原料NADP+、ADP、Pi在一定范围内，随着光照强度增加，植物光合作用速率逐渐增大，超过一定范围，植物的光合速率不再增加否，因为对于植物来说，主要是叶肉细胞进行光合作用，但是所有细胞都可以呼吸作用，所以当叶肉细胞光合速率大于呼吸速率时不一定该植物的光合速率大于呼吸速率二氧化碳浓度和温度【分析】分析题图可知，甲图中A是C5，B是C3，C是[H]；乙图中a表示基粒，b表示叶绿体基质，c表示线粒体基质；丙图中A点只有呼吸作用，B点为光补偿点，C点为为光饱和点。【详解】（1）图甲表示暗反应，场所是叶绿体基质。A表示C5，B是C3，C是[H]，[H]由光反应产生，参与暗反应，因此其移动方向为从叶绿体类囊体薄膜到叶绿体基质。（2）根据分析可知，图甲为暗反应。光反应合成NADPH、ATP，需要图甲所示暗反应提供原料NADP+、ADP、Pi，因此光反应受图甲过程的影响。（3）图丙的自变量是光照强度，因变量是光合速率，故本实验的目的是研究光照强度对光合速率的影响，分析曲线可知，在C点对应光照强度之前，随光照强度增大光合作用速率增大；超过C点的光照强度，光合作用速率不再变化，即在一定范围内，随着光照强度增加，植物光合作用速率逐渐增大，超过一定范围，植物的光合速率不再增加。（4）图乙表示细胞的光合作用速率大于呼吸速率，图丙所示为该水稻植株光合速率和光照强度的关系，在B点以后，水稻植物的光合作用速率大于植株所有细胞的呼吸速率。当水稻叶肉细胞处于图乙状态时，叶肉细胞的光合速率大于呼吸速率，但不一定该植株的光合作用速率大于所有的细胞的呼吸速率，因此不一定对应图丙中的B点。（5）图丙中C点时，光合速率达到最大说明光照强度不再是限制光合速率的主要因素，此时限制光合速率的主要环境因素是二氧化碳浓度和温度。（6）光合作用的反应式：CO2+H2O（CH2O）+O2。【点睛】本题主要考查学生理解光合作用过程中物质变化和能量变化、光反应与暗反应之间的关系，光照强度、二氧化碳浓度对光合作用的影响，通过图表考查学生分析模式图、曲线图获取有效信息的能力，并能利用有效信息进行推理、解答。18．某研究所对水稻进行了光合作用的一系列测定实验，结果如下：（1）在18点时水稻叶肉细胞中合成ATP的场所有_____________。（2）综合图1、图2，11～13点时水稻净光合速率发生变化，主要原因是_________________，此对应时段，植物体内有机物总量的变化情况是________（填“增加”“不变”或“减少”），此时叶绿体中C3的含量变化趋势是________________。（3）图3可知，胞间CO2浓度在6～7点时迅速下降，主要原因是________________________。（4）栽种水稻要求“正其行，通其风”，原理是__________________________。【答案】细胞质基质、线粒体、叶绿体气孔导度降低增加减少光照强度增大，光合速率逐渐增大，光合作用消耗的二氧化碳增多补充二氧化碳，以维持水稻的光合作用【分析】一、光合作用的概念：指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转变成储存能量的有机物，并且释放出氧气的过程。二、光合作用过程1、光反应阶段：场所：类囊体薄膜。过程：水的光解、光合磷酸化。2、暗反应阶段：场所：叶绿体基质。过程：二氧化碳的固定、三碳化合物的还原。三、影响光合作用的因素外因：温度、光照、二氧化碳浓度等。内因：色素的含量等。【详解】（1）由图1可知，18点时水稻净光合速率为0，此时光合速率等于呼吸速率，水稻叶肉细胞可通过光合作用和呼吸作用产生ATP，所以此时水稻叶肉细胞中合成ATP的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体。（2）图2可知，11～13点时水稻叶肉细胞气孔导度下降，使二氧化碳吸收速率降低，导致净光合速率下降；由图1可知，11～13点时水稻的净光合速率为正值，此时光合速率大于呼吸速率，植物体内有机物总量会增加；因为11～13点时，气孔导度降低，导致二氧化碳吸收减少，暗反应过程中二氧化碳的固定受到抑制，C3的还原不变，所以C3的生成速率降低，消耗速率不变，则C3的含量会减少。（3）每天6～7点时，随着光照强度增大，光合速率逐渐增大，光合作用消耗的二氧化碳增多，所以胞间CO2浓度在6～7点时迅速下降。（4）光合作用需要二氧化碳，经常通风可以补充二氧化碳，以维持水稻的光合作用。【点睛】本题考查的是光合作用的相关知识，需要考生熟练掌握光合作用的原理以及影响光合作用的因素，培养运用所学过的知识解决现实中问题的能力。19．将一植物放在密闭的玻璃罩内，置于室外进行培养。用CO2浓度测定仪测得该玻璃罩内CO2浓度一天24h内的变化情况，绘制成如图的曲线，据图回答下列问题：（1）绿色植物的叶肉细胞中，参与光合作用的色素有叶绿素和_________两大类，分布在_________上。叶绿素主要吸收_________光。（2）图中D点时，植物光合作用速率_________（填“大于”“等于”或“小于”）细胞呼吸速率。FG段CO2浓度下降较慢，是因为_______________。此时，叶肉细胞中三碳化合物的含量_________。（3）在图中_________（填字母）点时，植物体内有机物和A点相同。一天中，植株是否生长_________（填“是”或“否”），原因是____________________。【答案】类胡萝卜素类囊体薄膜红光和蓝紫光等于中午温度较高，为减少水分的散失，部分气孔关闭，从而使叶肉细胞中CO2较少，光合作用速率下降下降F是一天内玻璃罩内CO2浓度下降，说明植物光合作用大于细胞呼吸，存在有机物的积累【分析】据图分析：在不同的光照强度下，密闭空间内通过测定二氧化碳含量变化来表示光合作用和呼吸作用的大小。AD段二氧化碳浓度升高，说明呼吸强度大于光合强度，DH二氧化碳浓度下降，呼吸强度小于光合强度，其中D、H两点光合强度等于呼吸强度。【详解】（1）绿色植物的叶肉细胞中含有光合色素可以进行光合作用，参与光合作用的色素有叶绿素和类胡萝卜素两大类，其中叶绿素包括叶绿素a和叶绿素b，类胡萝卜素包括叶黄素和胡萝卜素；分布在类囊体薄膜上。叶绿素主要吸收蓝紫光和红光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。（2）据图分析可知，D点之前玻璃罩内CO2浓度在增加，说明呼吸作用强度大于光合作用强度；D点之后玻璃罩内CO2浓度在减少，说明呼吸作用强度小于光合作用强度，故D点时植物的光合速率=呼吸速率。FG段为10点—14点，此时间段存在光合午休现象。由于气温高，植物体大部分气孔关闭，叶片对CO2的吸收减少，从而减弱了光合作用的暗反应阶段。此时CO2减少，则CO2的固定过程减弱，生成的三碳化合物减少，含量下降。（3）由图可知，从A点到D点植物消耗的有机物量与D点到F点植物积累的有机物量相等，故图中F点时，植物体内有机物和A点相同。图中的I点二氧化碳浓度低于A点，玻璃罩内CO2浓度下降，说明植物光合作用强度大于呼吸作用强度，使得有机物得到积累，所以一天中植物能够生长。【点睛】回答此题的关键是要分析题图、获取有效信息；本题考查细胞呼吸、光合作用的相关知识，意在考查考生能理解所学知识要点，把握知识间内在联系的能力。20．图甲为探究光合作用的装置图，图乙为不同CO2浓度下温度对光合速率和呼吸速率的影响示意图。请据图回答有关问题。（1）若用图甲所示装置来探究CO2是否为光合作用的原料，则还应该再增加一个装置，做法是______________________________________。

（2）若用图甲所示装置来探究元素X是否为植物的必需矿质元素，则还应该再增加一个装置，做法是___________________________________。

（3）若将图甲所示装置中的质量分数为1%的NaHCO3溶液换成等量的质量分数为1%的NaOH溶液，则在开始的短暂时间内，植物的叶绿体中C3相对含量的变化情况是_____________________（填“增加”“减少”或“不变”），C5相对含量的变化情况是____________（填“增加”“减少”或“不变”）。

（4）图乙中，在大气CO2浓度下，若环境温度保持在35℃，每日光照12小时，两昼夜后测定，植物体干重将____（填“增加”“减少”或“不变”）。【答案】将质量分数为1%的NaHCO3溶液换成等量的质量分数为1%的NaOH溶液，其他条件同图甲所示装置将水槽中的完全培养液替换成等量的只缺少元素X的完全培养液，其他条件同图甲所示装置减少增加减少【分析】影响光合作用的环境因素。1.温度对光合作用的影响：在最适温度下酶的活性最强，光合作用强度最大，当温度低于最适温度，光合作用强度随温度的增加而加强，当温度高于最适温度，光合作用强度随温度的增加而减弱。2.二氧化碳浓度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强。当二氧化碳浓度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。3.光照强度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随光照强度的增加而增强。当光照强度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。【详解】（1）对照实验的设计应遵循单一变量原则；若用图甲所示装置来探究CO2是否为光合作用的原料，根据题意，自变量为是否含CO2，则应该将质量分数为1%的NaHCO3溶液换成等量的质量分数为1%的NaOH溶液，其他条件同图甲所示装置。（2）若用图甲所示装置来探究元素X是否为植物的必需矿质元素，则自变量为是否提供X元素，所以应该将水槽中的完全培养替换成等量的只缺少元素X的完全培养液，其他条件同图甲所示装置。（3）若将图甲所示装置中的质量分数为1%的NaHCO3溶液换成等量的质量分数为1%的NaOH溶液，由于NaOH溶液能吸收CO2，则在开始的短暂时间内，由于没有CO2供应，则暗反应消耗C5或生成的C3量减少，因此，植物的叶绿体中C3相对含量下降，C5相对含量上升。（4）分析图乙可知，环境温度在35℃时，植物的呼吸速率等于真正光合速率；若环境温度保持在35℃，每日光照12小时的时段内，植物有机物积累量为0，但夜间的12小时只有细胞呼吸对有机物的消耗，没有光合作用合成有机物，因此两昼夜后测定，植物体干重将减少。【点睛】熟知光合作用过程中的物质变化和能量变化是解答本题的关键，能正确分析图示的信息是解答本题的前提，掌握影响光合作用的影响因素的影响机理是解答本题的另一关键，实验设计能力是本题考查的重要能力之一。21．西洋参为我国北方种植的名贵中药材，喜散射光和漫射光。为了探究生长条件对西洋参光合作用的影响，研究小组将西洋参的盆栽苗均分成甲、乙两组，甲组自然光照，乙组给予一定程度的遮光。培养一段时间后，测定实验结果如图所示。请回答下列问题：（1）本实验的实验组是____________，13点比9点光照强度大，但两组实验中13点的净光合速率都低于9点，主要原因是_________________。（2）11点时，乙组净光合速率高于甲组，主要原因是__________________。（3）实验时间段内乙组光合积累量小于甲组，研究小组据此得出结论：西洋参不适合弱光条件下生长，请指出该实验设计的缺陷：_________。（4）用含18O的水浇灌植物，一段时间后，在其周围空气中存在含18O的物质有_____（5）叶绿素b／a比值可作为植物利用弱光能力的判断指标，研究人员发现遮光处理提高了西洋参叶绿素b／a比值。可以通过色素的提取和分离实验验证该结论，你的实验证据是：_________________。【答案】乙组（温度升高）与光合速率相比呼吸作用速率增加的更快乙组遮阴，蒸腾作用减弱，光合午休现象不明显（CO2吸收量大）未设置其他遮光度的实验组，不足以说明问题H218O、18O2

C18O2遮光组滤纸条上黄绿色的色素带宽度与蓝绿色的色素带宽度的比值大于非遮光组【分析】影响光合作用的环境因素包括温度、二氧化碳浓度、光照强度、水和矿质元素等。温度通过影响酶活性而影响光合作用速率；二氧化碳是光合作用的原料，二氧化碳通过影响暗反应进而影响光合作用；光照强度通过影响光反应而影响光合作用。【详解】（1）由题意知，甲组是自然光照，为对照组，乙组给予一定的遮光，为实验组；由题意知，13点比9点光照强度大，说明光照不是限制因素，甲组已经解除光合午休现象，二氧化碳不是限制因素，又因为13点时温度高于9点，净光合速率=实际光合速率呼吸速率，净光合速率降低的原因可能是温度升高，呼吸速率增大的幅度大于光合速率增大的幅度，导致二者之差减小。（2）11点时，甲组未遮光，存在光合午休现象，CO2吸收量减少使得光合速率降低，而乙组遮光处理，蒸腾作用减弱，光合午休现象不明显，因此乙组净光合速率高于甲组。（3）实验得出的结论是西洋参不适合弱光条件下生长，但是题目给出的信息是喜散射光和漫射光，实验现象与信息矛盾，可能的原因是实验组遮光的比例过大造成，因此还应增设不同遮光程度的实验组进行实验。（4）用含18O的水浇灌植物，一段时间后，在其周围空气中存在含18O的物质有：H218O可以通过蒸腾作用到大气中，H218O参与光反应有18O2的生成，H218O参与有氧呼吸第二阶段，产生C18O2。有氧呼吸第三阶段18O2和[H]反应生成H218O，综上含18O的物质有H218O、18O2、C18O2。（5）绿叶中色素提取和分离实验中，叶绿素a呈现蓝绿色，叶绿素b呈现黄绿色，如果遮光处理提高了西洋参叶绿素b/a比值，则色素分离实验中遮光组滤纸条上黄绿色色素带与蓝绿色色素带的比值大于未遮光组。【点睛】本题考查探究不同光照条件对西洋参光合作用的影响的实验分析，难度较大。考查学生的识记、识图和理解与实验探究分析能力，要求较高。解答关键是记住和理解光合作用过程和影响因素分析、准确识图结合知识要点正确回答。22．人图1表示一个绿色植物的叶肉细胞中光合作用与呼吸作用的模式图，a～e表示相关物质，请据图回答下列问题：（1）光合作用的暗反应发生的场所是____________________。（2）图中的a、b、e分别代表的物质是____________、____________、____________。（3）在二氧化碳充足的条件下，某植物光合速率与光照强度、温度的关系如图2，（图中数据均在标准状况下测得，检测时间是1小时）：①由图可知，影响A点和B点光合速率的因素是_____________________________________。在15℃、1klx光照条件下，该植物5小时光合作用共固定CO2____________mL。A、B两点的实际光合作用强度大小关系是：A____________B。②在温度为15℃时，光照强度大于______klx后，该植物光合速率不再随光照强度增加而增加。当温度为25℃时，若光照强度由2klx瞬时上升到4klx，此刻该植物叶绿体内C3的含量将______，光照度为4klx，限制该植株光合速率的主要因素是__________________。【答案】叶绿体基质O2ATP丙酮酸温度和光照强度112小于3降低（或减少）温度【分析】图1中，上面是叶绿体下面是线粒体，叶绿体进行的是光合作用，a代表O2，b代表ATP，c代表C3，d代表C5，葡萄糖在细胞质基质中分解产生丙酮酸（e），进入线粒体完成有氧呼吸的二、三阶段。图2中，曲线代表在15℃和25℃条件下，净光合速率（用CO2的吸收量表示）随光照强度变化而变化的过程。【详解】（1）进行光合作用光反应场所是类囊体薄膜，暗反应的场所在叶绿体基质，有氧呼吸第三阶段在线粒体内膜进行，无氧呼吸的场所是细胞质基质。（2）图1中a是光合作用的产物，是氧气；b参与暗反应，是ATP；CO2被C5固定形成C3，则c是C3，d是C5；e物质是葡萄糖分解的产物进入线粒体，是丙酮酸。（3）①影响A点和B点光合速率都未达到光饱和点，也未达到最适温度，所以影响的因素是温度和光照强度。在15℃、1klx光照条件下，植物呼吸作用强度是11.2ml，净光合作用强度是11.2ml，实际光合作用强度=11.2+11.2=22.4mL，所以该植物5小时光合作用吸收CO2的量22.4×5=112mL。A点的实际光合作用强度为22.4+11.2=33.6ml/h，B点的实际光合作用强度为22.4+22.4=44.8ml/h，故A小于B。②图2显示，在温度为15℃时，光照强度大于3千勒克司后，光合速度不再随光照强度增加而增加。当温度为25℃时，光照强度由2千勒克司瞬时上升到4千勒克司，光照强度增强，光反应速率上升，三碳化合物还原增加，叶绿体中C3的含量将下降，C5的含量将升高。当光照强度为4千勒克斯时，光照强度增加，光合作用速度不再增加，故限制该植株光合速率的主要因素是温度。【点睛】本题综合考查了光合作用和呼吸作用的过程，以及净光合速率和真光合速率、呼吸速率的计算问题，学生要正确读图理解，综合分析就能解题。23．某研究小组选择健壮的、处于生长期的某种绿色植物进行了一系列如下探究实验:（1）将该绿色植物均分为多组，分别对不同比例的叶片进行遮光处理后置于适宜光照下，一段时间后检测未遮光叶片中的淀粉含量，结果如图1所示。试分析随着遮光叶片比例上升，未遮光叶片中淀粉含量下降的原因是_________。据此推测，摘除花、果实等非光合作用器官，叶片的光合速率会_________________。（2）研究小组又利用该绿色植物进行了如下实验，图2中甲表示实验装置，乙表示实验结果。①该实验的目的是______。当光照强度为20W时，叶绿体内ATP的移动方向是_______。②用上述装置测得的数值与实际光合速率相比_________(填“偏高”、“偏低”或“相同”)，原因是________________。【答案】未遮光叶片中的淀粉输出量增加降低探究光照强度与净光合速率的关系从类囊体薄膜（叶绿体基粒）到叶绿体基质偏低植物光合作用的同时进行呼吸作用，消耗了部分氧气【分析】分析图2可知本实验的自变量是光照强度，可通过调整光源与装置的距离来控制光照强度的强弱，也可利用不同瓦数的灯来控制光照强度的强弱。【详解】（1）分析图1可知，随着遮光叶片比例上升，未遮光叶片中淀粉含量下降，叶片能正常进行光合作用，但是其淀粉含量反而下降，说明有可能是未遮光叶片中的淀粉输出量增加。由此推测，摘除花、果实等非光合作用器官，由于淀粉的输出量减少，积累的淀粉反过来会抑制光合作用的的进行，则叶片的光合速率会下降。（2）分析图2可知本实验的自变量是光照强度，因变量是净光合速率的大小，因此本实验的目的是探究光照强度与净光合速率的关系。当光照强度为20W时，植物进行光合作用，叶绿体中光反应阶段产生的ATP用于暗反应阶段，因此叶绿体内ATP的移动方向是从类囊体薄膜（叶绿体基粒）到叶绿体基质。（3）由于实际的光合速率=净光合速率+呼吸速率，由此可见用上述装置测得的数值与实际光合速率相比偏低，其原因是植物光合作用的同时进行呼吸作用，消耗了部分氧气。【点睛】本题重点考查光合作用和呼吸作用的过程以及实验，要求考生熟悉掌握光合作用和呼吸作用的关系，培养考生获取信息以及实验探究能力。24．图甲是真核细胞中能够进行的某些代谢过程简图，图乙是在CO2浓度一定、环境温度为25℃、不同光照强度条件下测得的小麦叶片的光合作用强度。请据图分析回答问题：（1）图甲中①②生理过程在细胞内进行的场所分别是_________________、______________。（2）在图乙中B点，叶肉细胞产生ATP的场所有________________________。C点时，该植物的总光合速率为_________________mg·dm2叶·h1（用CO2吸收量表示）（3）实验小麦植株进行光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为25℃和30℃，如果将实验温度25℃改为30℃，图乙中的B点将_________________（填“左移”或“右移”）。【答案】叶绿体细胞质基质和线粒体细胞质基质和线粒体、叶绿体20右移【分析】据图分析：图甲表示光合作用与呼吸作用的过程。①表示光合作用，②表示有氧呼吸，③表示乳酸途径的无氧呼吸，④表示酒精途径的无氧呼吸。图乙表示光照强度与光合作用的关系，A表示呼吸速率，B表示光补偿点，C表示光饱和点。【详解】（1）图甲中①②分别表示光合作用、有氧呼吸，分别在叶绿体、细胞质基质和线粒体进行。（2）图乙中B点时，表示光合作用速率=呼吸作用速率，产生ATP的场所有细胞质基质和线粒体、叶绿体。C点时植物的净光合速率是15mg·dm2叶·h1，呼吸速率是5mg·dm2叶·h1，故植物的总光合速率为20mg·dm2叶·h1。（3）实验小麦植株进行光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为25℃和30℃，将实验中的温度25℃改为30℃，呼吸作用增强，光合作用减弱，而B点表示光合作用速率=呼吸作用速率，因此植物需要更强的光照强度才能达到与呼吸速率相等的状态，所以B点右移。【点睛】本题结合图示主要考查光合作用与呼吸作用的及影响光合作用的环境因素，意在强化学生对光合作用即呼吸作用的相关知识的理解与运用。25．下图表示在不同温度下，测定1cm2该植物叶片质量（mg）（均考虑为有机物的质量变化）变化情况的操作流程及结果，据图分析回答问题：

（1）由操作流程图分析可知，该植物的呼吸速率可表示为____________（用字母表示）（mg/cm2·h），总光合速率可表示为____________（用字母表示）（mg/cm2·h）。（2）从实验结果图分析，在14～16℃之间，随着温度的升高，呼吸速率将____________（填“增强”、“减弱”或“不变”），净光合速率将____________（填“增强”“减弱”或“不变”），总光合速率将____________（填“增强”“减弱”或“不变”）。（3）恒定在上述_______℃温度下，维持6小时光照，6小时黑暗，1cm2该植物叶片增重最多，增重了____________mg。（4）生物体内绝大多数化学反应需要酶的催化，什么是酶的活性？______________。【答案】XY+2X增强不变增强1418酶对化学反应的催化效率【分析】据图分析：X表示呼吸作用速率，Y表示净光合作用速率，2X+Y表示真正的光合作用速率。真正的光合速率=呼吸速率+净光合速率。【详解】（1）从左图分析可知，无光处理1h叶片重量减少的量表示呼吸作用消耗的有机物的量，该植物的呼吸速率可表示为X（mg/cm2·h），光照处理1h重量增加的量表示净光合作用积累的有机物的量，即X+Y（mg/cm2·h）代表净光合速率，因此实际光合速率为Y+2X（mg/cm2·h）。（2）从实验结果图分析，14℃时，呼吸速率为2（mg/cm2·h），净光合速率为5（mg/cm2·h），总光合速率为7（mg/cm2·h）；15℃时，呼吸速率为3（mg/cm2·h），净光合速率为5（mg/cm2·h），总光合速率为8（mg/cm2·h）；16℃时，呼吸速率为4（mg/cm2·h），净光合速率为5（mg/cm2·h），总光合速率为9（mg/cm2·h）。所以在14～16℃之间，随着温度的升高，呼吸速率将增强，净光合速率将不变，总光合速率将增强。（3）综合图示的实验和结果，若先给予6小时的光照，后6小时的黑暗，1cm2该植物叶片增重最多，则净光合速率呼吸速率的差值最大，而X代表呼吸速率，X+Y代表净光合速率，则Y最大时，即温度为14℃，增重为6Y=18mg。（4）生物体内绝大多数化学反应需要酶的催化，酶的催化效率受温度、pH等因素影响，酶对化学反应的催化效率指的就是酶的活性。【点睛】本题考查光合作用和呼吸作用的相关知识，理解并会判定实际光合作用、呼吸作用和净光合作用三者及三者的关系是解答此题的关键。26．黄瓜的靶斑病主要危害黄瓜叶片，该病初期，叶片上出现黄点，而后黄点逐渐扩大甚至连成片，导致叶片失绿、干化变脆，严重影响黄瓜叶片的光合作用。研究人员研究了不同程度的靶斑病对黄瓜叶片光合作用的影响，得到的结果如下表所示。请分析并回答下列问题：病级病斑面积（%）叶绿素含量（%）净光合速率[umol（m2s）1]气孔导度[umol（m2s）1]0053．7020．760．4012．5731．9218．880．3829．6929．4515．440．36328．8420．5415．390．32注：病级指黄瓜叶片患靶斑病的不同程度；气孔导度指气孔张开的程度。（1）通常用____（试剂）提取黄瓜叶片中的光合色素，在研磨黄瓜叶片时加入少量的碳酸钙的目的是____。（2）在提取到黄瓜叶片光合色素后，可通过对比各组黄瓜叶片对某种颜色的光的吸收率来计算叶片中的叶绿素含量。为减少其他光合色素的干扰，“某种颜色的光”最可能是____（填“红光”“蓝紫光”或“绿光”）原因是________。（3）实验中，黄瓜叶肉细胞的叶绿体消耗的CO2来源是____。（4）根据表中提供的数据推测，靶斑病使黄瓜的净光合速率降低的原因是________【答案】无水乙醇防止叶绿素被破坏红光叶绿素吸收红光，类胡萝卜素不吸收红光线粒体呼吸作用产生，细胞外（线粒体和细胞外）(或空气中吸收)靶斑病导致叶片叶绿素含量下降，光反应下降；靶斑病导致叶片气孔导度下降，叶肉细胞能利用的CO2减少，暗反应下降；靶斑病导致的光合作用的下降幅度大于对呼吸作用的影响（呼吸作用的下降幅度），净光合速率降低【分析】分析题意可知，自变量是病斑面积，因变量是叶绿素含量、气孔导度、净光合速率。由图表信息可知，随着病斑面积的增大，叶绿素含量下降，净光合速率下降，气孔导度下降。叶绿素含量主要通过影响光反应影响光合速率，气孔导度主要通过影响暗反应影响光合速率。【详解】（1）叶绿体中的光合色素易溶于有机溶剂，可用无水乙醇提取。提取黄瓜叶片中的光合色素时，在研磨过程中加入少量的碳酸钙可防止色素被破坏。（2）由于叶绿体中的色素分为两类：类胡萝卜素和叶绿素，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，为减少其他光合色素的干扰，应该通过对比各组黄瓜叶片对红光的吸收率来计算叶片中的叶绿素含量，故某种颜色的光应该是红光。（3）实验中，净光合速率大于0，即光合速率大于呼吸速率，黄瓜叶肉细胞叶绿体中所需的二氧化碳来自线粒体呼吸作用产生及从外界环境吸收的。（4）在由表格数据可知，随着病斑面积的增大，叶绿素含量和气孔导度均下降，说明病斑通过影响光合作用的光反应和暗反应阶段使黄瓜的净光合速率降低即靶斑病导致叶片叶绿素含量下降，光反应下降；靶斑病导致叶片气孔导度下降，叶肉细胞能利用的CO2减少，暗反应下降；靶斑病导致的光合作用的下降幅度大于对呼吸作用的影响（呼吸作用的下降幅度），净光合速率降低。【点睛】本题结合图示表格主要考查光合作用的色素和影响光合作用的环境因素，意在强化学生对影响光合作用的环境因素的相关知识的理解与应用。难点在于根据实验数据对靶斑病导致黄瓜的净光合速率下降的原因的分析。27．科研人员在密闭玻璃容器内，对某小型植物的栽培条件进行研究，结果如下图（基质含水量为最大持水量的百分比，适宜温度下实验），请回答相关问题：光照强度μmol/（m2·s）440300170基质含水量100%76%48%100%76%48%100%76%48%干重（g）426846517656384640（1）光照强度为300μmol/（m2·s）时，叶肉细胞内产生ATP的场所是_______________，与光照强度为170μmol/（m2·s）时相比叶绿体的CO2吸收速率______________。（填“加快”“不变”“减慢”）（2）经研究发现，温度变化对暗反应的影响大于光反应，试分析原因___________________。（3）科研人员在适宜光照强度下，又陆续测定了基质含水量100%48%范围内干重的变化，发现基质含水量76%时干重最大，则基质含水量76%不一定是该植物制造有机物的最适基质含水量，原因是_____。（4）在光照强度为440μmol/（m2·s）时，上午测得光合速率数值高于下午测得的数值，据此可推断叶片中光合产物的积累对光合速率有抑制作用（已知叶片光合产物会被运到果实等器官并被利用）。请以长出幼果的植株为实验材料，设计实验验证这一推断。简要写出实验设计思路______________。【答案】细胞质基质、线粒体和叶绿体加快暗反应由许多化学反应组成，需要的酶种类和数量比光反应多没有测定该基质含水量条件下呼吸作用消耗的有机物量，无法确定该植物有机物制造量实验设计思路；取长势相似，幼果数量相同的植株均分成甲、乙两组；甲组进行摘果处理，乙组不做处理；在相同且适宜环境条件下，一段时间后，测定并比较两组植株叶片的光合速率。【分析】1.光合作用过程分为光反应阶段和暗反应阶段，光反应阶段是水光解形成氧气和还原氢的过程，该过程中光能转变成活跃的化学能储存在ATP中；暗反应阶段包括二氧化碳的固定和三碳化合物的还原，二氧化碳固定是二氧化碳与1分子五碳化合物结合形成2分子三碳化合物的过程，三碳化合物还原是三碳化合物在光反应产生的还原氢和ATP的作用下形成有机物和五碳化合物的过程。2.影响光合作用的环境因素。温度对光合作用的影响：在最适温度下酶的活性最强，光合作用强度最大，当温度低于最适温度，光合作用强度随温度的增加而加强，当温度高于最适温度，光合作用强度随温度的增加而减弱。二氧化碳浓度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强。当二氧化碳浓度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。光照强度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随光照强度的增加而增强。当光照强度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。题表分析，本实验中自变量有光照强度和基质含水量，因变量是植物的干重；表中数据显示，随着基质含水量的增加，干重先增加后降低；随着光照强度的增加，干重也先增加后降低，表中数据显示光照强度为300μmol/（m2•s）、含水量为76%时，植物干重最大。【详解】（1）根据分析可知，该实验的自变量是基质含水量和光照强度因变量是植物的干重，所以该实验研究了基质含水量，光照强度对该植物光合作用的影响；光强为300μmol/（m2•s）时，叶肉细胞进行光合作用和细胞呼吸，因此，叶肉细胞内产生ATP的场所是叶绿体类囊体薄膜（叶绿体）、细胞质基质和线粒体。与光照强度为170μmol/（m2·s）时相比，光强为300μmol/（m2•s）时干重最大，显然，在该条件下叶绿体的CO2吸收速率加快，该条件对暗反应的影响大于光反应，因为暗反应过程比较复杂，是由许多化学反应组成并且需要酶的种类和数量均多。（2）科研人员在适宜光照强度下，又陆续测定了基质含水量100%～48%范围内干重的变化，发现基质含水量76%时干重最大，但基质含水量76%不一定是该植物制造有机物（总光合速率）的最适基质含水量，因为干重是植物制造有机物的量减去细胞呼吸的消耗量，而该实验没有测定该基质含水量条件下，呼吸作用消耗的有机物量，无法确定该植物有机物制造量。（3）在光照强度为440μmol/（m2·s）时，上午测得光合速率数值高于下午测得的数值，据此可推断叶片中光合产物的积累对光合速率有抑制作用，为了验证叶片中光合产物的积累对光合速率有抑制作用，根验目的可知，该实验的自变量是光合产物是否积累，因变量是对光合速率的影响。故实验设计思路：取长势相似，幼果数量相同的植株均分成甲、乙两组；甲组进行摘果处理，乙组不做处理；在相同且适宜环境条件下，一段时间后，对两组植株叶片的光合速率进行测定和比较，从而得出正确的结论。【点睛】熟知光合作用和呼吸作用的物质变化和能量变化是解答本题的关键，掌握影响光合作用的影响因素的影响机理是解答本题的另一关键，能根据实验结果分析实验设计中的自变量、因变量和无关变量并能据此得出正确的结论是解答本题的必备能力。28．图1是在密闭的玻璃容器中进行实验的示意图（CO2传感器用于测量装置内CO2的含量），图2是利用图1实验装置进行测定的结果。请回答下列问题：（1）利用图1的实验装置在适宜的光照条件下，测定在不同温度环境中容器内CO2浓度的变化值，可绘制出图2中表示___________的曲线：对于呼吸速率的测定，则是在____________条件下，测定在不同温度环境中容器内CO2浓度的变化值。（2）据图2分析，若将该植物种植在农业大棚中，为达到最大产量理论上大棚内的控温措施为_____________。（3）在适宜的条件下利用图1的容器，从照光开始，推测玻璃容器内CO2浓度表现出的变化趋势是_________；请分析原因_____________。【答案】净光合速率黑暗白天25℃，夜晚5℃降低至一定水平时保持不变光照条件下，植物光合速率大于呼吸速率，从外界吸收CO2使容器内CO2浓度降低：当光合速率降低到与呼吸速率相等时，容器内CO2浓度不再下降【分析】分析图1，装置所测出的是CO2变化值，对应的是图2的净光合速率。总光合速率（CO2固定量）=净光合速率（CO2释放量）+呼吸速率（CO2消耗量）【详解】（1）装置测定在不同温度环境中容器内CO2浓度的变化值，可绘制出图2中表示净光合速率的曲线。要测定呼吸速率，应该在黑暗条件下，测定不同温度环境中容器内CO2浓度的变化值。（2）要获得最大产量，白天有机物积累最多（净光合速率最大），晚上呼吸作用消耗最少（呼吸速率最小），即白天25℃，夜晚5℃。（3）在适宜的条件下利用图1的容器，从照光开始，推测玻璃容器内CO2浓度表现出的变化趋势是降低至一定水平时保持不变，原因是光照条件下，植物光合速率大于呼吸速率，从外界吸收CO2使容器内CO2浓度降低，当光合速率降低到与呼吸速率相等时，容器内CO2浓度不再下降。【点睛】本题结合曲线图，考查光合作用和呼吸作用的过程及其影响因素，要求考生熟练掌握光合作用和呼吸作用过程，分析曲线图时，要理解曲线各拐点的含义，曲线不同区段的影响因素或含义，再结合所学知识准确答题。29．氮是对农作物生长有重要影响的元素。研究人员为探究不同浓度的氮素对某植物光合作用的影响进行了相关实验。他们采用水培的方法，取若干植物幼苗均分成多组，且每天定时浇灌含不同浓度氮素的培养液，在适宜条件下培养一段时间后，分别测定各组植物幼苗叶片的相关指标，结果如图所示。回答下列问题：注：羧化酶能催化CO2的固定；气孔导度指的是气孔张开的程度（1）据图可知，培养液中的氮素浓度在_______范围内时，随着氮素浓度的增加，叶绿素含量和羧化酶含量均增加，且_________增大，导致净光合速率增大。（2）叶肉细胞中的叶绿素主要吸收_______光，叶绿素分布在____________。培养液中的氮素浓度在8~16范围内时，叶绿素含量增加，但净光合速率减小，据图分析，其主要原因是________________________。（3）在培养液中的氮素浓度为4的条件下，该植物幼苗的叶肉细胞中，叶绿体在光反应阶段产生的O2的去路有________________。【答案】1~8气孔导度蓝紫光和红叶绿体的类囊体薄膜上在此浓度范围内，羧化酶含量减少，植物幼苗固定的CO2减少进入线粒体和释放到外界环境中【分析】影响光合作用的环境因素。1.温度对光合作用的影响：在最适温度下酶的活性最强，光合作用强度最大，当温度低于最适温度，光合作用强度随温度的增加而加强，当温度高于最适温度，光合作用强度随温度的增加而减弱。2.二氧化碳浓度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强。当二氧化碳浓度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。3.光照强度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随光照强度的增加而增强。当光照强度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。题图分析，随着培养液中氮素浓度的增加，叶绿素含量不断增多，气孔导度先增加