考点08 细胞呼吸和光合作用综合
一、选择题
1．在某一光照条件下，一株植物的光合作用强度等于呼吸作用强度。以下示意图能代表该光照条件下，该植物叶肉细胞中发生的情况的是 ( )
【答案】 C
【解析】植物的光合作用强度等于呼吸作用强度，此时细胞呼吸产生的二氧化碳与光合作用需要的二氧化碳的量相等。
2．下图是细胞中糖类合成与分解过程示意图。下列叙述正确的是 ( )
A．过程①只在线粒体中进行，过程②只在叶绿体中进行
B．过程①产生的能量全部储存在ATP中
C．过程②产生的(CH2O)中的氧全部来自H2O
D．过程①和②中均能产生[H]，二者还原的物质不同
【答案】 D
【解析】本题考查代谢中的光合作用和呼吸作用相关知识，过程①为有氧呼吸过程，其第一阶段在细胞质基质中进行，第二、三阶段在线粒体中进行。过程②为光合作用过程，可发生在绿色植物以及蓝藻体内。蓝藻属于原核生物，没有叶绿体，故A项错误。过程①产生的能量大部分以热能形式散失，只有一少部分储存在ATP中，故B项错误。过程②反应物H2O中的氧元素全部生成O2，(CH2O)中的氧来自于CO2，故C项错误。过程①产生的[H]用于还原O2，过程②产生的[H]用于还原C3，故D项正确。
3.如图表示绿色植物体内某些代谢过程中物质的变化，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别表示不同的代谢过程。以下表述正确的是 ( )
A．水参与Ⅲ中第二阶段的反应
B．Ⅱ在叶绿体囊状结构上进行
C．Ⅰ中产生的O2参与Ⅲ的第二阶段
D．X代表的物质从叶绿体的基质移向类囊体
【答案】 A
【解析】理解光合作用和呼吸作用的关系是解题的关键。由图分析可知，Ⅰ代表光合作用的光反应阶段，Ⅱ代表光合作用的暗反应阶段，Ⅲ代表有氧呼吸过程。Ⅱ在叶绿体基质中进行；Ⅰ中产生的O2参与Ⅲ的第三阶段；X代表的物质是ATP，ATP的移动方向是从类囊体薄膜到叶绿体基质。
4．将川芎植株的一叶片置于恒温的密闭小室，调节小室CO2浓度，在适宜光照强度下测定叶片光合作用的强度(以CO2吸收速率表示)，测定结果如图。下列相关叙述，正确的是 ( )
A．如果光照强度适当降低，a点左移，b点左移
B．如果光照强度适当降低，a点左移，b点右移
C．如果光照强度适当增强，a点右移，b点右移
D．如果光照强度适当增强，a点左移，b点
【答案】 D
【解析】分析图像可知：在a点对应的CO2浓度下，CO2吸收速率为0，说明光合作用与呼吸作用速率相等，在b点对应的CO2浓度下光合作用速率达到最高。若光照强度降低，则光合作用减弱，而呼吸作用不变，只有适当提高CO2浓度以增强光合作用，才能与呼吸作用达平衡，所以a点应右移；光照减弱导致光合作用减弱，所以达最大光合作用强度所需的CO2浓度要减小，所以b点要左移。如果光照强度适当增强，则与上述分析相反，a点应左移，b点应右移。
5.已知某植物光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为25℃和30℃。如图表示该植物在25℃时光合强度与光照强度的关系。若将温度提高到30℃(原光照强度和CO2浓度等不变)，从理论上分析图中相应点的移动应该是 ( )
A．A点上移，B点左移，m值增加
B．A点不移，B点左移，m值不变
C．A点下移，B点右移，m值下降
D．A点下移，B点不移，m值上升
【答案】 C
【解析】明确曲线图中各字母所代表的含义是解答本题的关键。分析题图曲线，A点表示植物在一定温度下的呼吸速率，B点表示植物的光补偿点即此时光合作用强度等于呼吸作用强度，m表示在一定条件下的最大光合强度。由于细胞呼吸的最适温度为30℃，因此当温度由25℃提高到30℃时，呼吸速率增大，A点下移；而光合作用的最适温度为25℃，当温度提高到30℃时，超过了最适温度，因此植物的光合作用强度降低，m值下降，光补偿点应右移。
6．将某种绿色植物的叶片放在特定的实验装置中，研究其在10℃、20℃的温度条件下，分别处于5 klx、10 klx光照条件和黑暗条件下的光合作用和细胞呼吸，结果如图。据图判断下列推测正确的是 ( )
A．该叶片在20℃、10 klx的光照强度下，每小时光合作用固定的CO2量约是8.25 mg
B．该叶片在5 klx的光照强度下，10℃时积累的有机物比20℃时的少
C．该叶片在10℃、5 klx的光照强度下，每小时光合作用所产生的O2量是3 mg
D．通过实验可知，叶片的净光合速率与温度和光照强度均成正比
【答案】 A
【解析】叶片在20℃、10 klx时，每小时光合作用固定的CO2量是(10＋2)/2×(44/32)＝8.25(mg)；在5 klx的光照强度下，10℃时积累的有机物(虚线)比20℃(实线)时的多；在10℃、5 klx的光照强度下，每小时光合作用所产生的O2量是(6＋1)/2＝3.5(mg)；净光合速率与植物细胞的呼吸速率和总光合速率有关，仅就图中曲线而言，不能得出净光合速率与温度和光照强度的关系。
7．以测定的CO2吸收量与释放量为指标，研究温度对某绿色植物光合作用与呼吸作用的影响，结果如图所示。下列分析正确的是 ( )
A．光照相同时间，35℃时光合作用制造的有机物的量与30℃时相等
B．光照相同时间，在20℃条件下植物积累的有机物的量最多
C．温度高于25℃时，光合作用制造的有机物的量开始减少
D．两曲线的交点表示光合作用制造的与呼吸作用的消耗的有机物的量相等
【答案】 A
【解析】该题的纵坐标分别是光照下CO2的吸收量(也就是植物积累的有机物量，而不是光合作用吸收的二氧化碳总量)和黑暗中CO2的释放量(呼吸作用)，因此，光合作用制造的有机物应该是两条曲线的数值之和。35℃时光合作用固定CO2的量为(3.5＋3)mg/h，30℃时光合作用固定CO2的量为(3＋3.5)mg/h，故光照相同时间，35℃时光合作用制造的有机物的量与30℃时相等；制造有机物最多的不是25℃而是30～35℃，积累最多的才是25℃；光合作用制造的有机物与呼吸作用消耗的有机物的量相等的点应该是光照下植物不吸收CO2的点，而不是图中两曲线的交点。
8．某生物研究小组在密闭恒温玻璃温室内进行植物栽培实验，连续48小时测定温室内CO2浓度及植物CO2吸收速率，得到如图所示曲线(整个过程呼吸速率恒定)，据图分析正确的是( )
A．图中植物呼吸速率与光合速率相等的时间点有3个
B．绿色植物吸收CO2速率达到最大的时刻是第45小时
C．实验开始的前24小时比后24小时的平均光照强度弱
D．实验全过程叶肉细胞内产生ATP的场所是线粒体和叶绿体
【答案】 C
【解析】图中细线是在恒温密闭环境中测得的二氧化碳吸收速率，当吸收速率为零时，表示植物不从外界吸收二氧化碳，此时光合作用所需的所有二氧化碳全由呼吸作用提供，即呼吸速率与光合速率相等。根据图解可知呼吸速率与光合速率相等的点有4个，分别在第6、18、30、42小时，A错误；据曲线分析，CO2吸收速率最大时对应的时间是第36小时，B错误；由曲线图看出，前24小时比后24小时的平均CO2吸收速率低，因此，前24小时比后24小时的平均光照强度弱，C正确；实验全过程叶肉细胞内产生ATP的场所包括细胞质基质、线粒体和叶绿体，D错误。
9．下图所示为甘蔗叶肉细胞内的系列反应过程，下列有关说法正确的是( )
A．过程①产生[H]，过程②消耗[H]，过程③既产生也消耗[H]
B．过程②只发生在叶绿体基质中，过程③只发生在线粒体基质中
C．过程①消耗CO2、释放O2，过程③消耗O2、释放CO2
D．若叶肉细胞内过程②的速率大于过程③的速率，则甘蔗的干重必然增加
【答案】 A
【解析】 过程①②③④分别为光反应、暗反应、细胞呼吸和ATP的水解，[H]产生于光反应，用于暗反应，细胞呼吸中，既可产生[H]也可消耗[H]，A正确；暗反应只发生在叶绿体基质中，细胞呼吸中只有第二阶段发生在线粒体基质中，B错误；光反应阶段不消耗CO2，C错误；甘蔗植株的非叶肉细胞进行呼吸作用时消耗有机物，所以只有当整个植株的光合作用速率大于呼吸作用速率时，甘蔗干重才会增加，D错误。
10．下图为高等植物细胞内发生的部分物质转化过程示意图。下列有关分析不正确的是( )
A．发生在生物膜上的过程有③④
B．人体细胞中也可发生的过程有②④
C．②过程形成的ATP可用于③过程
D．在光照充足等适宜条件下，①消耗的CO2多于②产生的CO2
【答案】 C
【解析】 分析图解，①表示暗反应，②表示有氧呼吸的第一、二阶段，③表示光反应，④表示有氧呼吸的第三阶段。光合作用的光反应阶段③发生在叶绿体的类囊体薄膜上，有氧呼吸的第三阶段④发生在线粒体内膜上，A正确；人体细胞不能进行光合作用①③，但是能够进行细胞呼吸②④，B正确；③过程水的光解不需要ATP，②过程形成的ATP可用于各项生命活动，C错误；在光照充足等适宜条件下，光合作用①消耗的CO2多于呼吸作用产生的CO2，D正确。
11．为了研究缺失叶黄素的植株(甲)和正常的植株(乙)光合作用速率的差异，某实验小组设计实验并测得相关数据如下表(温度和CO2浓度等条件均适宜)。下列有关说法正确的是( )
光合速率与呼吸速率相等时的光照强度(klx) 光合速率达到最大值时的最小光照强度(klx) 光合速率最大值时CO2吸收量mg/(100 cm2·h) 黑暗条件下CO2释放量mg/(100 cm2·h)
植株甲 1 3 12 6
植株乙 3 9 30 14
A．植株甲因缺少叶黄素而使得叶片呈现黄色，且呼吸速率降低
B．光照强度为3 klx时，植株甲光合作用所需CO2只来源于呼吸作用
C．光照强度为1 klx时，植株乙的光合速率大于其呼吸速率
D．光照强度为3 klx时，甲、乙两植株固定CO2速率的差为4 mg/(100 cm2·h)
【答案】 D
【解析】 叶黄素是黄色，缺少叶黄素会使叶片呈现其他色素的颜色，一般为绿色，A错误；光照强度为3 klx时，植株甲光合速率达到最大值，光合作用所需CO2来自呼吸作用释放的CO2和从外界环境吸收的CO2，B错误；植株乙的光合速率等于呼吸速率时的光照强度为3 klx，所以在光照强度为1 klx时，植株乙的呼吸速率大于其光合速率，C错误；光照强度为3 klx时，植株甲光合速率达到最大值，固定CO2量＝呼吸作用释放CO2量＋光合作用净吸收CO2量＝6＋12＝18 mg/(100 cm2·h)，光照强度为3 klx时，植株乙光合速率＝呼吸速率＝14 mg/(100 cm2·h)，即此光照强度下甲、乙两植株固定CO2速率的差为4 mg/(100 cm2·h)，D正确。
12．某植物光合作用、呼吸作用与温度的关系如图所示。则有关叙述错误的是( )
A．25 ℃时该植物积累有机物最快
B．在0～30 ℃范围内，温度对光合作用有关酶的影响相对于呼吸作用有关酶的影响更大
C．45 ℃时叶肉细胞的光合速率等于呼吸速率
D．春季大棚栽培该植物白天适当提高温度可提高产量
【答案】 C
【解析】 25 ℃时总光合速率与呼吸速率差值最大，所以积累有机物最快，A正确；0～30 ℃范围内光合速率上升较快，所以温度对光合作用酶影响较大，B正确；春季气温较低，应适当在白天提高温度，增加光合速率，D正确；45 ℃时整个植物的光合速率等于呼吸速率，因为还存在非光合作用的细胞，所以叶肉细胞的光合速率大于呼吸速率，C错误。
13．将某种植物栽培于玻璃温室内，下图为用CO2浓度测定仪测定的密闭玻璃温室内一昼夜CO2浓度的变化情况，则下列相关说法不正确的是( )
A．图中曲线表示植物积累有机物的区段是bf
B．g点与a点相比，植物体内有机物含量更高
C．de段CO2浓度下降趋于平缓的原因主要是CO2供应不足
D．b、c、d三点的C3含量满足c＞b，c>d
【答案】 D
【解析】 分析题图，当测定的二氧化碳浓度下降时，表示光合速率大于呼吸速率，即植物积累有机物，因此图中曲线积累有机物的区段是bf段，A正确；g点CO2浓度低于a点，说明经过24小时后植物吸收CO2，积累有机物，B正确；de段气孔关闭，CO2供应不足，光合速率下降，CO2浓度下降趋于平缓，C正确；bc段光照逐渐增强，[H]和ATP增多，C3含量减少，即c＜b，cd段CO2供应减少，C3含量减少，即c>d，D错误。
14．如图表示的是一昼夜北方某作物植株CO2吸收量的变化。甲图为盛夏某一晴天，乙图是在春季的某一晴天。对两图的相关原因分析不正确的是( )
A．甲图中有机物积累最多的是G点，两图中B点植物干重均低于A点时的干重
B．植株有机物总积累可用横轴上、下曲线围成的有关面积表示，适当提高温度可增加OA的绝对值
C．两图中DE时间段叶绿体中三碳化合物含量均大大减少
D．甲图中E点与G点相比，叶绿体中的ATP含量较多
【答案】 C
【解析】 G点光合作用强度与呼吸作用强度相等，以后呼吸作用强度大于光合作用强度，故有机物积累最多的是G点，两图中AB段只进行呼吸作用，故B点植物干重均低于A点时的干重，A正确；有机物总积累可用横轴上、下曲线围成的有关面积表示，适当提高温度可提高呼吸强度，B正确；甲图DE时由于光照强，气温高，导致蒸腾作用强，水分散失多，气孔关闭，CO2供应减少，三碳化合物来源减少，去路未变，含量减少，乙图是由于光照强度减弱，光反应减弱，三碳化合物去路减少，三碳化合物来源不变，含量会升高，C错误；甲图中E点与G点相比，E点光合作用强度比G点强，叶绿体中的ATP含量较多，D正确。
15．将某种植物放在特定的实验装置内，研究温度对光合作用与呼吸作用的影响，实验以该植物叶绿体光合作用吸收的CO2总量与线粒体呼吸作用CO2的释放量为指标，实验结果如下表所示。下列对该植物数据表格分析正确的是( )
温度(℃) 20 25 30 35 40 45
光照下叶绿体CO2吸收总量(mg/h) 1.00 1.75 2.50 3.25 3.75 3.50
黑暗中CO2释放量(mg/h) 0.50 0.75 1.00 1.50 2.25 3.00
A．昼夜不停地光照，温度为20 ℃时该植物不能生长
B．昼夜不停地光照，温度为45 ℃时，最有利于有机物的积累
C．每天交替进行12 h光照12 h黑暗，温度均保持在45 ℃条件下，能正常生长
D．每天交替进行12 h光照12 h黑暗，温度均保持在35 ℃条件下，能正常生长
【答案】 D
【解析】 温度为20 ℃时，光照下叶绿体CO2吸收总量为1.00 mg/h，该值表示真光合速率，真正光合速率大于呼吸速率，净光合速率大于0，昼夜不停地光照，该植物能够正常生长，A错误；昼夜不停地光照，温度为35 ℃时有机物积累最多，B错误；每天交替进行12 h光照、12 h黑暗，温度均保持在45 ℃时，该植物的有机物积累量为3.50×12－3.00×24＝－30(mg)<0，不能正常生长，C错误；每天交替进行12 h光照、12 h黑暗，温度均保持在35 ℃时，该植物的有机物积累量＝12×3.25－24×1.5＝3(mg)，故该植物可以正常生长，D正确。
16．下图是某生物兴趣小组探究不同条件下光合作用和呼吸作用过程中气体产生情况的实验示意图，装置中的碳酸氢钠溶液可维持瓶内的二氧化碳浓度在恒定水平。下列几种实验结果(给予相同的环境条件)，不可能出现的是( )
A．甲、乙装置水滴都左移 B．甲、乙装置水滴都右移
C．甲装置水滴不动，乙装置水滴左移 D．甲装置水滴右移，乙装置水滴左移
【答案】 B
【解析】 在黑暗条件下，甲乙装置都只进行呼吸作用，呼吸作用消耗氧气，而装置中二氧化碳量保持平衡，因此水滴都左移，A正确；如果甲、乙装置水滴都右移，说明装置中气体量会增多，青蛙呼吸作用不可能使气体量增多，B错误；甲装置中的绿色植物光合作用强度等于呼吸作用强度时水滴不动，乙装置水滴应向左移，C正确；甲装置中的绿色植物光合作用强度大于呼吸作用强度时装置中水滴向右移，乙装置水滴应向左移，D正确。
17．下面为几种环境因素对植物光合作用影响的关系图，有关描述错误的是( )
A．图1中，若光照强度适当增强至最适状态，a点左移，b点右移
B．图2中，若CO2浓度适当增大至最适状态，a点右移，b点左移
C．图3中，a点与b点相比，a点时叶绿体中C3含量相对较多
D．图3中，限制b点光合作用的主要因素是光照强度和CO2浓度
【答案】 B
【解析】 由图示分析可知：图1中，a点表示CO2补偿点，b点表示CO2饱和点，当光照强度适当增强至最适状态，光合速率增大，b点右移，要使光合速率等于呼吸速率，a点左移，A正确；图2中，a点表示光补偿点，b点表示光饱和点，根据图1分析过程可知a点左移，b点右移，B错误；图3中，b点时，光照强度和CO2浓度均是光合作用的限制因素，a点和b点的光照强度相同，a点的CO2浓度高于b点的CO2浓度，故a点时叶绿体中C3含量比b点多，C、D正确。
18．已知小麦光合作用最适温度为25 ℃，呼吸作用最适温度为30 ℃，科学家研究小麦30 ℃时光合作用强度与光照强度的关系，得到如图曲线。下列有关叙述错误的是( )
A．在25 ℃条件下研究时，cd段位置会上移，a点会上移
B．a点时叶肉细胞产生ATP的细胞器有线粒体和叶绿体
C．其他条件适宜，当植物缺Mg时，b点将向右移动
D．c点之后小麦光合作用强度不再增加，可能与叶绿体中酶的浓度有关
【答案】 B
【解析】 当温度降为25 ℃时，光合作用强度增强，呼吸作用强度减弱，因此cd段会上移，a点会上移，A正确；a点时，光照强度为零，故小麦只通过呼吸作用产生ATP，进行的场所是细胞质基质和线粒体，其中线粒体是细胞器，B错误；Mg是植物合成叶绿素的必需元素，叶绿素在光合作用时可以吸收和传递光能，在其他条件适宜的情况下，当缺少Mg元素时，叶绿素的合成就会受阻，从而使光合作用的强度降低，由于呼吸作用的强度不受影响，所以要让光合作用和呼吸作用相等，就必须要增加光照强度以提高光合作用强度，因此b点右移，C正确；据图可知，c点是光饱和点，c点之后光合作用强度不再随光照强度增大而增大，此时影响的因素可能是色素含量、酶的浓度等，D正确。
19．某同学在探究光照强度对某植物光合作用速率影响的实验中,绘制了如图所示的柱状图(在光照强度分别为a、b、c、d,其他条件相同且适宜时,单位时间内该植物某叶肉细胞中CO2与O2量的变化,其中M代表叶绿体中O2的产生总量,N代表叶肉细胞的CO2释放量)。已知光照强度不影响叶肉细胞的呼吸速率。下列有关叙述,错误的是( )。
A．光照强度为b时，该叶肉细胞光合作用速率等于细胞呼吸速率
B．光照强度为c时，该叶肉细胞叶绿体产生的O2全部供给线粒体利用
C．光照强度为a时，光合作用强度为0
D．光照强度为d时，光合作用从外界环境中吸收2个相对单位的CO2
【答案】 A
【解析】依题意可知，M代表单位时间内叶绿体中O2的产生总量，即总光合作用速率，N代表单位时间内叶肉细胞的CO2释放量。在光合作用速率小于细胞呼吸速率时，N=细胞呼吸释放的CO2总量-光合作用吸收的CO2量。光照强度为b时，N=M，说明该叶肉细胞呼吸释放的CO2量大于光合作用吸收的CO2量，即光合作用速率小于细胞呼吸速率，A错误；光照强度为a时，M=0，即叶绿体中没有O2产生，说明光合作用强度为0，此时N=6表示细胞呼吸速率，C正确；光照强度为c时，M=6，结合对C选项的分析可知，此时光合作用速率与细胞呼吸速率相等，说明该叶肉细胞叶绿体产生的O2全部供给线粒体利用，B正确；光照强度为d时，M=8，即该叶肉细胞的光合作用速率等于8，通过对C选项的分析可知，该叶肉细胞的呼吸速率等于6，即产生6个相对单位的CO2，所以光合作用需从外界环境中吸收2个相对单位的CO2，D正确。
20．下图表示可在植物细胞内发生的一些生理过程，下列分析错误的是( )。
A.不同条件下发生a过程的场所可能不同
B.a、c、d均发生在生物膜上
C.在光照充足的条件下，aD.根尖分生区细胞内能发生a、c过程
【答案】 B
【解析】a过程有可能是有氧呼吸，也有可能是产酒精的无氧呼吸，在有氧条件下，a过程发生的场所是细胞质基质和线粒体，在无氧条件下a过程只发生在细胞质基质中，所以不同条件下发生a过程的场所可能不同，A正确；在有氧条件下，a过程发生的场所是细胞质基质和线粒体，c、d分别发生在线粒体内膜上和叶绿体类囊体薄膜上，B错误；在光照充足的条件下，细胞呼吸(a)强度小于光合作用(b)强度，植物吸收O2(c)的速率小于植物释放O2(d)的速率，即a二、非选择题
21．下图甲为测定光合作用速率的装置，在密封的试管内放一新鲜叶片和CO2缓冲液，试管内气体体积的变化可根据毛细刻度管内红色液滴的移动距离测得。在不同强度的光照条件下，测得的气体体积变化如图乙所示。
(1)标记实验开始时毛细刻度管中红色液滴所在位置。实验时，试管内变化的气体是____________。
(2)若此时图甲植物光照强度为15 klx，则1 h光合作用产生的气体量为________mL。若此时植物叶片的呼吸熵(CO2/O2)为0.8(呼吸时产生的CO2和消耗的O2的比值)，那么植物光合作用除自身呼吸提供的CO2外，还需从外界吸收________mL CO2。
(3)为了防止无关因子对实验结果的干扰，本实验还应设置对照实验，对照组实验装置与实验组实验装置的区别是_____________。如果对照组在相同光照条件下，毛细刻度管中的红色液滴较实验组向右移了5 mL，其原因是_______________________________。
【答案】
(1)O2
(2)200 160
(3)新鲜叶片改为经消毒的死叶片 环境因素(如温度变化等)对实验的影响。
【解析】本题考查细胞呼吸和光合作用的实验探究，明确“红色液滴移动”的实质是正确解题的关键。由于图甲中存在CO2缓冲液，所以在不同光照强度下，液滴位置改变的本质是O2的消耗和释放。光合作用产生O2的气体量应包括积累量和叶片消耗量(15 klx时为150＋50＝200 mL)，若呼吸熵为0.8，则植物自身呼吸作用产生的CO2为0.8×50＝40(mL)，植物光合作用产生的O2量等于消耗的CO2量，故植物还需从外界吸收160 mL CO2；设置对照时可将新鲜叶片改为经消毒的死叶片；除叶片本身会影响实验外，环境因素也可能影响实验结果。
22．下图是表示某植物叶肉细胞光合作用和呼吸作用的示意图。
据图回答下列问题：
(1)图中①、②、③、④代表的物质依次是____________、_____________、_____________、______________，[H]代表的物质主要是______________。
(2)B代表一种反应过程，C代表细胞质基质，D代表线粒体，则ATP合成发生在A过程，还发生在________(填“B和C”“C和D”或“B和D”)。
(3)C中的丙酮酸可以转化成酒精，出现这种情况的原因是________________________________。
【答案】
（1）O2 NADP+ ADP+Pi C5 NADH
（2）C和D
（3）在缺氧条件下进行无氧呼吸
【解析】
（1）光合作用光反应阶段，水光解形成NADPH和氧气，因此图中①是O2；②可形成NADPH，应为NADP+；③可形成ATP，应为ADP+Pi；三碳化合物还原可形成有机物和五碳化合物，因此④表示C5．细胞呼吸过程中产生的[H]代表的物质主要是NADH。
（2）图中A表示光反应阶段，B表示暗反应阶段，C代表细胞质基质（可发生细胞呼吸的第一阶段），D代表线粒体（可发生有氧呼吸的第二阶段和第三阶段），其中光反应阶段、有氧呼吸的三个阶段都能合成ATP，而暗反应阶段不但不能合成ATP还会消耗ATP．因此，ATP合成发生在A过程，还发生在C和D。
（3）植物叶肉细胞中，有氧条件下，丙酮酸进入线粒体最终分解形成二氧化碳和水；在缺氧条件下，转化成酒精和二氧化碳。
23．下图为某植物叶肉细胞中有关甲、乙两种细胞器的部分物质及能量代谢途径示意图(NADPH指[H])，请回答下列问题：
(1)甲可以将光能转变为化学能，参与这一过程的两类色素为__________________，其中大多数高等植物的________需在光照条件下合成。
(2)在甲发育形成过程中，细胞核编码的参与光反应中心的蛋白，在细胞质中合成后，转运到甲内，在________(填场所)组装；核编码的Rubisco(催化CO2固定的酶)小亚基转运到甲内，在________(填场所)组装。
(3)甲输出的三碳糖在氧气充足的条件下，可被氧化为________后进入乙，继而在乙的________(填场所)彻底氧化分解成CO2；甲中过多的还原能可通过物质转化，在细胞质中合成NADPH，NADPH中的能量最终可在乙的________(填场所)转移到ATP中。
【答案】
(1)叶绿素、类胡萝卜素 叶绿素 (2)类囊体膜上 基质中 (3)丙酮酸 基质中 内膜上
【解析】
(1)甲为叶绿体，甲中能将光能转化为化学能的色素有叶绿素和类胡萝卜素，其中大多数高等植物叶绿素的合成需要光。
(2)参与光反应中心的蛋白分布于叶绿体的类囊体膜上，参与催化CO2固定的酶分布于叶绿体的基质中。
(3)由甲(叶绿体)输出的三碳糖在氧气充足的条件下，可被氧化为丙酮酸后进入乙(线粒体)，在线粒体的基质中被彻底分解成CO2；甲中过多的还原能可通过物质转化，在细胞质中合成NADPH，其中的能量最终可在乙(线粒体)的内膜上经有氧呼吸的第三阶段转移到ATP中。考点08 细胞呼吸和光合作用综合
一、选择题
1．在某一光照条件下，一株植物的光合作用强度等于呼吸作用强度。以下示意图能代表该光照条件下，该植物叶肉细胞中发生的情况的是 ( )
2．下图是细胞中糖类合成与分解过程示意图。下列叙述正确的是 ( )
A．过程①只在线粒体中进行，过程②只在叶绿体中进行
B．过程①产生的能量全部储存在ATP中
C．过程②产生的(CH2O)中的氧全部来自H2O
D．过程①和②中均能产生[H]，二者还原的物质不同
3.如图表示绿色植物体内某些代谢过程中物质的变化，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别表示不同的代谢过程。以下表述正确的是 ( )
A．水参与Ⅲ中第二阶段的反应
B．Ⅱ在叶绿体囊状结构上进行
C．Ⅰ中产生的O2参与Ⅲ的第二阶段
D．X代表的物质从叶绿体的基质移向类囊体
4．将川芎植株的一叶片置于恒温的密闭小室，调节小室CO2浓度，在适宜光照强度下测定叶片光合作用的强度(以CO2吸收速率表示)，测定结果如图。下列相关叙述，正确的是 ( )
A．如果光照强度适当降低，a点左移，b点左移
B．如果光照强度适当降低，a点左移，b点右移
C．如果光照强度适当增强，a点右移，b点右移
D．如果光照强度适当增强，a点左移，b点
5.已知某植物光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为25℃和30℃。如图表示该植物在25℃时光合强度与光照强度的关系。若将温度提高到30℃(原光照强度和CO2浓度等不变)，从理论上分析图中相应点的移动应该是 ( )
A．A点上移，B点左移，m值增加
B．A点不移，B点左移，m值不变
C．A点下移，B点右移，m值下降
D．A点下移，B点不移，m值上升
6．将某种绿色植物的叶片放在特定的实验装置中，研究其在10℃、20℃的温度条件下，分别处于5 klx、10 klx光照条件和黑暗条件下的光合作用和细胞呼吸，结果如图。据图判断下列推测正确的是 ( )
A．该叶片在20℃、10 klx的光照强度下，每小时光合作用固定的CO2量约是8.25 mg
B．该叶片在5 klx的光照强度下，10℃时积累的有机物比20℃时的少
C．该叶片在10℃、5 klx的光照强度下，每小时光合作用所产生的O2量是3 mg
D．通过实验可知，叶片的净光合速率与温度和光照强度均成正比
7．以测定的CO2吸收量与释放量为指标，研究温度对某绿色植物光合作用与呼吸作用的影响，结果如图所示。下列分析正确的是 ( )
A．光照相同时间，35℃时光合作用制造的有机物的量与30℃时相等
B．光照相同时间，在20℃条件下植物积累的有机物的量最多
C．温度高于25℃时，光合作用制造的有机物的量开始减少
D．两曲线的交点表示光合作用制造的与呼吸作用的消耗的有机物的量相等
8．某生物研究小组在密闭恒温玻璃温室内进行植物栽培实验，连续48小时测定温室内CO2浓度及植物CO2吸收速率，得到如图所示曲线(整个过程呼吸速率恒定)，据图分析正确的是( )
A．图中植物呼吸速率与光合速率相等的时间点有3个
B．绿色植物吸收CO2速率达到最大的时刻是第45小时
C．实验开始的前24小时比后24小时的平均光照强度弱
D．实验全过程叶肉细胞内产生ATP的场所是线粒体和叶绿体
9．下图所示为甘蔗叶肉细胞内的系列反应过程，下列有关说法正确的是( )
A．过程①产生[H]，过程②消耗[H]，过程③既产生也消耗[H]
B．过程②只发生在叶绿体基质中，过程③只发生在线粒体基质中
C．过程①消耗CO2、释放O2，过程③消耗O2、释放CO2
D．若叶肉细胞内过程②的速率大于过程③的速率，则甘蔗的干重必然增加
10.下图为高等植物细胞内发生的部分物质转化过程示意图。下列有关分析不正确的是( )
A．发生在生物膜上的过程有③④
B．人体细胞中也可发生的过程有②④
C．②过程形成的ATP可用于③过程
D．在光照充足等适宜条件下，①消耗的CO2多于②产生的CO2
11．为了研究缺失叶黄素的植株(甲)和正常的植株(乙)光合作用速率的差异，某实验小组设计实验并测得相关数据如下表(温度和CO2浓度等条件均适宜)。下列有关说法正确的是( )
光合速率与呼吸速率相等时的光照强度(klx) 光合速率达到最大值时的最小光照强度(klx) 光合速率最大值时CO2吸收量mg/(100 cm2·h) 黑暗条件下CO2释放量mg/(100 cm2·h)
植株甲 1 3 12 6
植株乙 3 9 30 14
A．植株甲因缺少叶黄素而使得叶片呈现黄色，且呼吸速率降低
B．光照强度为3 klx时，植株甲光合作用所需CO2只来源于呼吸作用
C．光照强度为1 klx时，植株乙的光合速率大于其呼吸速率
D．光照强度为3 klx时，甲、乙两植株固定CO2速率的差为4 mg/(100 cm2·h)
12．某植物光合作用、呼吸作用与温度的关系如图所示。则有关叙述错误的是( )
A．25 ℃时该植物积累有机物最快
B．在0～30 ℃范围内，温度对光合作用有关酶的影响相对于呼吸作用有关酶的影响更大
C．45 ℃时叶肉细胞的光合速率等于呼吸速率
D．春季大棚栽培该植物白天适当提高温度可提高产量
13．将某种植物栽培于玻璃温室内，下图为用CO2浓度测定仪测定的密闭玻璃温室内一昼夜CO2浓度的变化情况，则下列相关说法不正确的是( )
A．图中曲线表示植物积累有机物的区段是bf
B．g点与a点相比，植物体内有机物含量更高
C．de段CO2浓度下降趋于平缓的原因主要是CO2供应不足
D．b、c、d三点的C3含量满足c＞b，c>d
14．如图表示的是一昼夜北方某作物植株CO2吸收量的变化。甲图为盛夏某一晴天，乙图是在春季的某一晴天。对两图的相关原因分析不正确的是( )
A．甲图中有机物积累最多的是G点，两图中B点植物干重均低于A点时的干重
B．植株有机物总积累可用横轴上、下曲线围成的有关面积表示，适当提高温度可增加OA的绝对值
C．两图中DE时间段叶绿体中三碳化合物含量均大大减少
D．甲图中E点与G点相比，叶绿体中的ATP含量较多
15．将某种植物放在特定的实验装置内，研究温度对光合作用与呼吸作用的影响，实验以该植物叶绿体光合作用吸收的CO2总量与线粒体呼吸作用CO2的释放量为指标，实验结果如下表所示。下列对该植物数据表格分析正确的是( )
温度(℃) 20 25 30 35 40 45
光照下叶绿体CO2吸收总量(mg/h) 1.00 1.75 2.50 3.25 3.75 3.50
黑暗中CO2释放量(mg/h) 0.50 0.75 1.00 1.50 2.25 3.00
A．昼夜不停地光照，温度为20 ℃时该植物不能生长
B．昼夜不停地光照，温度为45 ℃时，最有利于有机物的积累
C．每天交替进行12 h光照12 h黑暗，温度均保持在45 ℃条件下，能正常生长
D．每天交替进行12 h光照12 h黑暗，温度均保持在35 ℃条件下，能正常生长
16．下图是某生物兴趣小组探究不同条件下光合作用和呼吸作用过程中气体产生情况的实验示意图，装置中的碳酸氢钠溶液可维持瓶内的二氧化碳浓度在恒定水平。下列几种实验结果(给予相同的环境条件)，不可能出现的是( )
A．甲、乙装置水滴都左移 B．甲、乙装置水滴都右移
C．甲装置水滴不动，乙装置水滴左移 D．甲装置水滴右移，乙装置水滴左移
17．下面为几种环境因素对植物光合作用影响的关系图，有关描述错误的是( )
A．图1中，若光照强度适当增强至最适状态，a点左移，b点右移
B．图2中，若CO2浓度适当增大至最适状态，a点右移，b点左移
C．图3中，a点与b点相比，a点时叶绿体中C3含量相对较多
D．图3中，限制b点光合作用的主要因素是光照强度和CO2浓度
18．已知小麦光合作用最适温度为25 ℃，呼吸作用最适温度为30 ℃，科学家研究小麦30 ℃时光合作用强度与光照强度的关系，得到如图曲线。下列有关叙述错误的是( )
A．在25 ℃条件下研究时，cd段位置会上移，a点会上移
B．a点时叶肉细胞产生ATP的细胞器有线粒体和叶绿体
C．其他条件适宜，当植物缺Mg时，b点将向右移动
D．c点之后小麦光合作用强度不再增加，可能与叶绿体中酶的浓度有关
19．某同学在探究光照强度对某植物光合作用速率影响的实验中,绘制了如图所示的柱状图(在光照强度分别为a、b、c、d,其他条件相同且适宜时,单位时间内该植物某叶肉细胞中CO2与O2量的变化,其中M代表叶绿体中O2的产生总量,N代表叶肉细胞的CO2释放量)。已知光照强度不影响叶肉细胞的呼吸速率。下列有关叙述,错误的是( )。
A．光照强度为b时，该叶肉细胞光合作用速率等于细胞呼吸速率
B．光照强度为c时，该叶肉细胞叶绿体产生的O2全部供给线粒体利用
C．光照强度为a时，光合作用强度为0
D．光照强度为d时，光合作用从外界环境中吸收2个相对单位的CO2
20．下图表示可在植物细胞内发生的一些生理过程，下列分析错误的是( )。
A.不同条件下发生a过程的场所可能不同
B.a、c、d均发生在生物膜上
C.在光照充足的条件下，aD.根尖分生区细胞内能发生a、c过程
二、非选择题
21．下图甲为测定光合作用速率的装置，在密封的试管内放一新鲜叶片和CO2缓冲液，试管内气体体积的变化可根据毛细刻度管内红色液滴的移动距离测得。在不同强度的光照条件下，测得的气体体积变化如图乙所示。
(1)标记实验开始时毛细刻度管中红色液滴所在位置。实验时，试管内变化的气体是____________。
(2)若此时图甲植物光照强度为15 klx，则1 h光合作用产生的气体量为________mL。若此时植物叶片的呼吸熵(CO2/O2)为0.8(呼吸时产生的CO2和消耗的O2的比值)，那么植物光合作用除自身呼吸提供的CO2外，还需从外界吸收________mL CO2。
(3)为了防止无关因子对实验结果的干扰，本实验还应设置对照实验，对照组实验装置与实验组实验装置的区别是_____________。如果对照组在相同光照条件下，毛细刻度管中的红色液滴较实验组向右移了5 mL，其原因是_______________________________。
22．下图是表示某植物叶肉细胞光合作用和呼吸作用的示意图。
据图回答下列问题：
(1)图中①、②、③、④代表的物质依次是____________、_____________、_____________、______________，[H]代表的物质主要是______________。
(2)B代表一种反应过程，C代表细胞质基质，D代表线粒体，则ATP合成发生在A过程，还发生在________(填“B和C”“C和D”或“B和D”)。
(3)C中的丙酮酸可以转化成酒精，出现这种情况的原因是________________________________。
23．下图为某植物叶肉细胞中有关甲、乙两种细胞器的部分物质及能量代谢途径示意图(NADPH指[H])，请回答下列问题：
(1)甲可以将光能转变为化学能，参与这一过程的两类色素为__________________，其中大多数高等植物的________需在光照条件下合成。
(2)在甲发育形成过程中，细胞核编码的参与光反应中心的蛋白，在细胞质中合成后，转运到甲内，在________(填场所)组装；核编码的Rubisco(催化CO2固定的酶)小亚基转运到甲内，在________(填场所)组装。
(3)甲输出的三碳糖在氧气充足的条件下，可被氧化为________后进入乙，继而在乙的________(填场所)彻底氧化分解成CO2；甲中过多的还原能可通过物质转化，在细胞质中合成NADPH，NADPH中的能量最终可在乙的________(填场所)转移到ATP中。
