2026屆高三生物一輪復習核心素養測評 第三單元 第14節 光合作用與細胞呼吸的關系

核心素養測評

第三單元第14講光合作用與細胞呼吸的關系

（30分鐘57分）

一、選擇題:本題共7小題,每小題3分，共21分。每小題只有一個選項符合題目

要求。

LQ026.韶關模擬）某植物葉肉細胞中光合作用與有氧呼吸的部分過程如圖所示,

其中在生物膜上進行的是（）

物質a-rQj—O2[②]—?物質a

NADPHATPNADHATP

II

物庾卜飛一C6Hl物旗b

④

A.過程①、過程②B.過程②、過程③

C.過程③、過程④D.過程①、過程④

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

目消耗水的過程（光反應階段）產生了ATP和NADPH（過程①）用于暗反應中C3

的還原（過程③），光反應階段在類囊體膜上進行,故①過程在生物膜上進行;呼吸

作用消耗氧氣產生水（物質a）和CCh（物質b）,過程②為有氧呼吸第三個階段，在線

粒體內膜（生物膜）上進行，過程④為有氧呼吸第一、二個階段，產生NADH,過程②

④都產生ATP。故在生物膜上進行的是過程①、過程②,A正確。

2.如圖①?⑨表示某植物葉肉細胞代謝的過程，下列有關說法錯誤的是（）

光

H2O^H2O②-----------?⑤2c2H5OH+2c02

C5硒畫④「|⑧―682+12―

A.過程③所需還原劑不能由過程⑧供給

B.魯衙口卡門用同位素標記法證明了過程②釋放的氧氣來自水

C.紅光條件下類胡蘿卜素可通過過程②將光能轉化為ATP中活躍的化學能

D.若突然停止對植物的光照,短時間內過程③的中間產物C3含量增加

【解析】選C。過程③是暗反應過程，過程⑧是有氧呼吸第二階段,過程③所需還

原劑來自光反應，過程⑧有氧呼吸第二階段產生的還原劑不能用于光合作用,A正

確;過程②是光反應過程，魯賓和卡門用同位素標記法標記氧元素，證明了光反應

過程釋放的氧氣來自水,B正確;葉綠素主要吸收紅光和藍紫光,類胡蘿卜素主要

吸收藍紫光，不能吸收紅光,C錯誤;過程③是暗反應過程，若突然停止對植物的光

照,NADPH和ATP的合成減少，二氧化碳固定后形成的C3不能被還原，所以短時

間內過程③的中間產物C3含量增加,D正確。

3.如圖為在有氧條件下某高等植物體內有關的生理過程示意圖，①?⑤表示有關

過程,X、Y、Z和W表示相關物質。請據圖判斷下列說法正確的是()

02度物質黑

E^ADPH.②

(Z-質)_?③HzO

A.X、Y、Z物質分別表示C3、ATP和丙酮酸

B.①?⑤過程中能產生ATP的有①②③④

C.②⑤過程分別表示C3的還原和CO2的固定

D.光合速率大于呼吸速率時,④過程產生的CO2會釋放到細胞外

【解析】選C。Z物質是ATP,Y物質是丙酮酸,X物質是C3,A錯誤;光合作用的光

反應階段(①)和有氧呼吸的三個階段(③④)均能產生ATP,而光合作用暗反應階段

中的C3的還原過程(②)不能產生ATP,B錯誤;圖中②過程表示C3的還原，⑤過程

表示CO2的固定,C正確;光合速率小于呼吸速率時,④過程產生的CO2會釋放到

細胞外,D錯誤。

4.在光照充足、CO2濃度適宜的條件下,溫度對某植物光合速率和呼吸速率的影響

如圖甲所示;圖乙表示該植物在CO2濃度適宜條件下，光照強度對光合作用的影

響。據圖分析，下列說法正確的是()

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陽!&強度/klx

運

五

5洋

一

030甲O

0乙

A,與呼吸作用有關的酶對溫度更敏感

B.溫度25c時，一天中至少需要1()h以上光照植物才能正常生長

C.圖乙是用溫度3()℃時測得的數據繪制的

D.提高CO?濃度,圖乙中a點會右移

【解析】選B。分析圖甲，實線代表的是光合作用，虛線代表的是呼吸作用,由兩條

曲線看出光合作用的溫度范圍小并且變化劇烈,超過50°C光合速率為0,而呼吸

速率還很大，可推測出與光合作用相關的酶對溫度更敏感,A錯誤;溫度25℃時,

光合速率為6mghl呼吸速率為2.5mg?h」,凈光合速率為3.5mg,h」,每天的凈積

累量大于0時，植物才能正常生長，假設一天光照為X小時,6X25x24〉。,X〉10,所以

溫度25°C時，一天中需要1()h以上光照植物才能正常生長,B正確;圖乙光照強度

為()時的02吸收量代表的是呼吸速率為3mghL不對應圖甲的3()℃,C錯誤;

圖乙中的a是光補償點才是高CCh濃度，光合速率增加,此時若要光合速率二呼吸速

率，應降低光照強度,圖乙中a點會左移,D錯誤。

5.在有氧呼吸過程中，代謝物脫下的氫經呼吸鏈氧化生成水，同時釋放能量驅動

ADP發生磷酸化生成ATP,這種氧化與磷酸化相偶聯的過程稱為氧化磷酸化，是細

胞生成ATP的主要途徑。下列敘述錯誤的是（）

A.上述氧化磷酸化過程發生在線粒體內膜上

B.有氧呼吸過程生成水，但不需要水參與

C.氧化磷酸化過程中,ATP合酶的空間構象發生改變

D.抑制氧化磷酸化過程,動物細胞內可能會積累乳酸

【解析】選B。代謝物脫下的氫經呼吸鏈氧化生成水,該過程發生在線粒體內膜,A

正確;有氧呼吸的第二階段為丙酮酸與水生成C02與［H］并釋放少量能量,B錯誤;

氧化磷酸化過程中,ADP發生磷酸化生成ATP,該過程需要ATP合成酶的催

化,ATP合酶的空間構象發生改變,C正確抑制氧化磷酸化過程，動物細胞內可能

進行無氧呼吸，會積累乳酸,D正確。

6.將葉面積相等的甲、乙兩種植物分別置于兩個相同的、溫度恒定且適宜的密閉

透明玻璃小室內,給予充足光照，定時測定CO?含量。一段時間后，甲、乙植物的裝

置內CO2含量均達到平衡且乙植物的裝置內CO?含量較低。下列有關說法正確

的是（）

A.實驗過程中，甲、乙兩植物的呼吸速率相同且一直保持不變

B達到平衡時，甲、乙兩植物的光合作用強度均與呼吸作用強度相等

C.達到平衡時，甲、乙兩植物積累的有機物相等

D.若兩植物放在上述同一密閉裝置中，乙植物可能先死亡

【解析】選B。由題干信息無法判斷甲、乙植物的呼吸速率大小,且因為氧氣含

量的變化，呼吸作用的速率也是變化的,A錯誤;達到平衡時，密閉小室中CCh濃度

相對穩定，表示為既不吸收CCh,也不消耗CO2,即光合作用強度等于呼吸作用強

度,B正確;甲、乙植物的裝置內CO2含量均達到平衡且乙植物的裝置內CCh含量

較低，乙植物固定CO2的能力比甲身，故乙植物積累的有機物量大于甲植物,C錯

誤:甲、乙植物的裝置內CO2含量均達到平衡且乙植物的裝置內CCh含量較低,

說明乙植物CCh的補償點低.因此若兩植物放在上述同一密閉裝置中，甲植物可能

先死亡,D錯誤。

7.植物光合速率目前主要使用CO2紅外分析儀進行測定，一般用單位時間內同化

CO2的濃度變化量表示。將生長狀況相同的某種植物在不同溫度下分別暗處理1

h,再光照1h（光照強度相同），測定分析儀密閉氣路中CO2的濃度、轉換得到如圖數

據。下列分析正確的是（）

口暗處理后co?濃度的增加讀

□光照后與暗處理前co?濃度的減少量

O7O

E6O60606060

55O

雙4O

刈3O

良2O

MO

J1

OO

U

27t?28t29七30t溫度

A.該植物在29℃和30c時依然表現生長現象

B.該植物細胞呼吸和光合作用的最適溫度都在28℃左右

C.在27℃、28℃和29°C時，光合作用制造的有機物的量相等

D.30℃時光合作用速率等于細胞呼吸速率,CO2變化都是20^mol/h

【解析】選A。暗處理后CO2濃度的增加量代表呼吸作用強度，光照后與暗處理

前的CO2濃度變化表示的是光合作用進行了1h和呼吸作用進行了2h后的重量

變化。由表中數據可知:四組溫度下,該植物都表現為生長現象,A正確。總光合作

用強度二CCh濃度的減少量+2xCCh濃度的增加量，表格中29℃最大，而呼吸作用

強度也是在29c最大，故該植物細胞呼吸和光合作用的最適溫度都是29C,B

錯誤。圖中白柱代表1h呼吸產生的CO?,黑柱代表1h光合作用吸收的CO2減去

2h細胞呼吸產生的CO2,光合作用強度等于黑柱讀數減去2倍的白柱讀數，所

以,27℃、28℃和29℃時光合作用固定的C02分別為100、140、180,光合作

用制造的有機物的量不相等,C錯誤。30c時,光合作用速率大于細胞呼吸速率,

呼吸作用過程中CO2變化是20timol/h;光合作用過程中CO2變化是60nmol/h,D

錯誤。

二、非選擇題

8.(12分)(2024.天津高考)藍細菌所處水生環境隨時會發生光線強弱變化。藍細菌

通過調控圖1中關鍵酶XPK的活性以適應這種變化。

乙酰璘酸等產物

圖1

⑴圖1所示循環過程為藍細菌光合作用的暗反應，反應場所為

⑵光暗循環條件下,將藍細菌的野生型和xpk基因敲除株(Axpk)分別用含

NaR4CO3的培養基培養測定其碳固定率和胞內ATP濃度，結果如圖2。

%

/

矣

次

生

根

(

L

避O

dU

J-

VU

M0

、

s翻

圖2

在第1()?11min,野生型菌XPK被激活，將暗反應的中間產物6-磷酸果糖等轉化為

其他物質導致暗反應快速終止。推測ATP是XPK的（填“激活劑”

或“抑制劑在同一時期,Axpk會繼續進行暗反應，此時消耗的ATP和NADPH

來源于o在第11?13min,Axpk碳固定率繼續升高，胞內

_________過程來源的ATP被用于而消耗，導致Axpk的生長速率比野

生型更慢。

⑶藍細菌在高密度培養時，由于互相遮擋,菌體環境也會出現光線強弱變化。為驗

證該條件下，藍細菌是否采用上述機制進行調節,可分別使用野生型和Axpk,選用

如下條件組合進行實驗，定時測定14c固定率和胞內ATP濃度。

①高濃度藍細菌②低濃度藍細菌③持續光照④光暗循環⑤培養基中加

入NaW4c03⑥培養基中加入14c6Hl2。6

【解析】（1）藍細菌為原核生物,其光合作用的暗反應發生于細胞質基質。

⑵由圖2可知，在第10~11min,野生型藍細菌ATP含量急劇下降，同時由題意可知,

此時野生型菌XPK被激活，可見ATP含量與XPK活性存在負相關推測ATP是

XPK的抑制劑。同一時期,Axpk由于敲除了為求基因，暗反應中間產物未受影響,

會繼續進行暗反應，其消耗的ATP和NADPH來源于第10min之前的光反應。在

第11?13min,無光反應提供ATP,但Axpk碳固定率繼續升高，消耗ATP的暗反應

并未終止,曲線顯示胞內ATP濃度反而開始逐漸升高，判斷此時的ATP應來自細

脆呼吸，并部分提供給了暗反應。細胞呼吸消耗大量的營養物質，且產生的ATP部

分被暗反應所消耗，可用于其他生理活動的ATP相對減少，導致Axpk的生長速率

比野生型更慢。

⑶為驗證高密度培養時藍細菌是否采用題干所示機制來適應菌體互相遮擋造成

的光線強弱變化,可分別使用野生型和Axpk,在一定條件下進行實驗，條件的選擇

要能夠滿足研究目的。要研究的是高密度培養下藍細菌互相遮擋的情況，所以要

選用高濃度藍細菌;光線強弱變化是互相遮擋造成的，而不是外界光源的變化而

形成的，所以要進行持續光照;實驗需要研究的是藍細菌通過光合作用進行的碳

固定，所以需要使用無機碳源NaHCCh提供C02,而不能利用有機碳源C6Hl2。6提

供CO2,故應在培養基中加入NaHl4CO3o

答案：(1)細胞質基質(或細胞質)

⑵抑制劑第10min之前的光反應細胞呼吸(或呼吸作用)暗反應(或碳固定,

或C3還原，或碳反應)

⑶①③⑤

9.(12分)圖1是長勢相同、數量相等的甲、乙兩品種的大豆幼苗，分別置于兩個相

同的密閉透明玻璃罩內,在光照、溫度等相同且適宜的條件下培養，定時測定玻璃

罩內的CO2含量。圖2表示在不同溫度下,測定甲品種大豆葉片1cmn質量(mg)

變化情況(均考慮為有機物的質量變化)的操作流程及實驗結果，據圖分析回答問

魅

M

(葉片質量(M)E

□顯

.4

M荔I

E無光處理1

)五3

向I

葉片質*(M-X)

依2-

0

0光照處理1

1-

葉片質量(M+Y)

°13141516溫度/t

操作流程實驗結果

圖2

圖1

(1)圖1中0?25min,影響甲品種大豆幼苗光合作用強度的主要因素是_____含

量。

⑵若將圖1中的甲、乙兩個品種大豆幼苗置于同一密閉的玻璃罩中，在光照等其

他條件適宜的情況下，一段時間內，生長首先受影響的是—品種，判斷依據是

⑶分析圖2可知,該植物的呼吸速率可表示為mg.cm2h"(用圖中字母表示),

實際光合速率可表示為mg.cm2h"(用圖中字母表示)。

⑷從圖2分析，恒定在上述14℃下，維持10h光照』4h黑暗該植物葉片100cm2

增重了mg。

【解析】⑴圖1中0?25min,在密閉容器內隨著光合作用的進行，玻璃罩內CO2

含量隨著時間的推移而逐漸下降，影響甲品種大豆幼苗光合作用強度的主要因素

是CO2含量。

⑵二氧化碳濃度變化對兩種植物光合作用強度的影響不同,在低濃度二氧化碳條

件下,甲植物利用二氧化碳進行光合作用能力弱，積累光合產物少,隨著玻璃罩中

二氧化碳濃度的降低，甲植物生長首先受影響，所以將上述兩種植物幼苗置于同

一密閉的玻璃罩中，在光照等其他條件適宜的情況下，一段時間內，生長首先受影

響的是甲植物。

⑶圖2無光時單位時間內葉片重量的減少量等于呼吸強度，故1小時呼吸消耗的

有機物為X,該植物的呼吸速率可表示為Xmg.cmZhL而單位時間光照下葉片重

量的增加量表示的是凈光合速率,故光照1小時總光合速率=凈光合速率+呼吸速

率=M+Y-(M-X)+X=Y+2Xmg-cm^h'o

⑷從結果可以看出，在14。。下，維持10小時光照,14小時黑暗,1cm?葉片凈光合

作用=總光合作用-呼吸作用=(3+2x2)x10-2x24=22mg,則100cm2葉片增重了

22x100=2200mg。

答案:(1)CO2(2)甲在低濃度CO2條件下，與乙相比，甲植物利用CO2進行光合

作用的能力弱，積累光合產物少，故隨著玻璃罩中CO2濃度的降低,甲植物生長首

先受到影響

（3）XY+2X

（4）2200

10.（12分）★為了研究某種樹木樹冠上下層葉片光合作用的特性，某同學選取來自

樹冠不同層的A、B兩種葉片,分別測定其凈光合速率，結果如圖所示。據圖回答

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