新教材高三一轮复习检测卷(12)　光合作用与细胞呼吸的关系（含解析）

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新教材高三一轮复习检测卷
(十二)　光合作用与细胞呼吸的关系
一、单项选择题
1．(2020·唐山一模)下列关于光合作用和有氧呼吸过程的叙述，错误的是(　　)
A．光合作用光反应阶段的产物可为有氧呼吸第三阶段提供原料
B．有氧呼吸第三阶段的产物可为光合作用光反应阶段提供原料
C．两者产生气体的阶段都有水参与
D．两者产生气体的阶段都与生物膜有关
解析：选D　光合作用光反应阶段的产物O2，可作为有氧呼吸第三阶段的原料；有氧呼吸第三阶段的产物H2O可作为光合作用光反应阶段的原料；光合作用光反应可将H2O分解产生O2，有氧呼吸第二阶段H2O与丙酮酸反应生成CO2；光合作用光反应将H2O分解产生O2的场所是类囊体薄膜，有氧呼吸第二阶段H2O与丙酮酸反应生成CO2的场所是线粒体基质。
2．(2020·泰州一诊)下列对在一定条件下某叶肉细胞内叶绿体和线粒体有关生理活动的叙述，正确的是(　　)
A．光照下叶绿体和线粒体直接被对方利用的物质有O2、CO2和葡萄糖
B．光照下两者在发生氧化反应时都释放能量供各项生命活动利用
C．若突然增加光照强度，则短时间内叶绿体中化合物C5比ADP先减少
D．若突然增加CO2浓度，则短时间内叶绿体中化合物C3比ADP先增加
解析：选D　细胞呼吸时线粒体能利用的底物是丙酮酸，不是葡萄糖；光反应中产生的ATP只能提供给暗反应；若突然增加光照强度，则短时间内产生的ATP和NADPH增加，C3的还原加快，消耗ATP，生成ADP和C5，则短时间内叶绿体中化合物C5与ADP同时增加；若突然增加CO2浓度，CO2的固定加快，C3先增多，C3还原消耗ATP生成ADP，则短时间内叶绿体中C3比ADP先增加。
3．(2020·宁德模拟)如图为绿色植物部分物质和能量转换过程的示意图，下列叙述正确的是(　　)
A．过程①发生在叶绿体中，过程③发生在线粒体中
B．过程①产生NADH，过程③消耗NADPH
C．若叶肉细胞中过程②速率大于过程③，则植物干重增加
D．过程③中ATP的合成与放能反应相联系，过程④与吸能反应相联系
解析：选D　过程①发生在叶绿体类囊体薄膜上，过程③发生在细胞质基质和线粒体中，A错误；过程①产生NADPH，过程②消耗NADPH，过程③产生NADH，B错误；若叶肉细胞中过程②速率大于过程③，则叶肉细胞的干重增加，但无法判断植物干重是否增加，C错误；过程③中ATP的合成与放能反应相联系，过程④ATP的水解与吸能反应相联系，D正确。
4．如图表示在有氧条件下某高等植物体内有关的生理过程示意图，①～⑤表示有关过程，X、Y、Z和W表示相关物质。据图判断下列说法错误的是(　　)
A．X、Y、Z物质分别表示C3、丙酮酸和ATP
B．①～⑤过程中能产生ATP的有①②③④
C．②⑤过程分别表示C3的还原和CO2的固定
D．光合速率小于呼吸速率时，④过程产生的部分CO2会释放到细胞外
解析：选B　据图分析可知，Z是ATP，Y是丙酮酸，X是C3，A正确；光合作用的光反应阶段①和有氧呼吸的三个阶段③④都能产生ATP，而光合作用暗反应阶段中C3的还原过程②不能产生ATP，B错误；图中②表示C3的还原过程，⑤表示CO2的固定过程，C正确；光合速率小于呼吸速率时，叶肉细胞会有CO2的净释放，即④过程产生的部分CO2会释放到细胞外，D正确。
5．(2020·信阳一模)如图的纵坐标表示某种植物气体吸收量或释放量的变化，且该植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25 ℃和30 ℃。下列说法错误的是(　　)
A．若A代表O2吸收量，可以判断D点光合作用强度与呼吸作用强度相等
B．若A代表CO2释放量，E点时限制光合作用的因素可能是CO2浓度
C．若A代表CO2释放量，若提高大气中CO2浓度，E点向上移动
D．若A代表O2吸收量，图示曲线是环境温度为25 ℃时测定的，当环境温度上升至30 ℃，B点上移
解析：选C　若A代表O2吸收量，D点氧气的吸收量为0，说明光合作用强度与呼吸作用强度相等，A正确；若A代表CO2释放量，E点为光饱和点，此时限制光合作用的因素不再是光照强度，有可能是CO2浓度或温度，B正确；若A代表CO2释放量，若提高大气中CO2浓度，E点的光合作用强度增加，E点向下移动，C错误；若A代表O2吸收量，图示曲线是环境温度为25 ℃时测定的，当环境温度上升至30 ℃，光合作用减弱而呼吸作用增强，因此B点将上移，D正确。
6．(2020·兴庆区一模)某研究小组利用特定的实验装置来研究温度对某绿色植物光合作用与呼吸作用的影响(其他实验条件均相同且适宜)，根据结果绘制成如图所示曲线。下列有关叙述正确的是(　　)
A.大于35 ℃时，该植物不能正常生长的原因是不能进行光合作用
B．25 ℃和30 ℃时该植物的CO2消耗量基本相等
C．该植物的呼吸作用最适温度为35 ℃左右
D．5～25 ℃，该植物积累的有机物逐渐减少
解析：选B　由图可知：大于35 ℃时，光合作用消耗二氧化碳的量小于呼吸作用产生二氧化碳的量，说明光合速率小于呼吸速率，植物体不能生长，A错误；由图可知，25 ℃和30 ℃时该植物的CO2消耗量基本相等，B正确；大于35 ℃时，呼吸作用产生二氧化碳的量还在增加，说明呼吸速率的最适温度大于35 ℃，C错误；5～25 ℃，光合作用CO2消耗量一直大于呼吸作用产生二氧化碳的量，说明净光合速率大于0，该植物积累的有机物逐渐升高，D错误。
7．菹草是一种沉水植物，是草食性鱼类的良好天然饵料，为了能充分利用和开发菹草资源，科研人员研究了不同光照强度对菹草光合作用的影响，结果如图，并建议在实际生产中应通过调节水量使菹草生长于水深2 m左右水体中。下列叙述错误的是(　　)
A．菹草叶肉细胞中叶绿素分布在叶绿体的基粒中
B．由图可知，菹草生长的最适光照强度约为6 klx
C．在光照强度为2 klx时，菹草释放氧量为0.4 mg·g－1·L－1·h－1
D．若将水深增加3 m左右，菹草的呼吸速率将下降
解析：选C　绿色植物的叶绿素分布在叶绿体的基粒中；观察图中净光合速率曲线可知，菹草生长的最适光照强度约为6 klx；在光照强度为2 klx时，菹草的净光合速率为0，菹草光合作用产生的氧气全部被呼吸作用消耗，因此菹草释放氧量为0；将水深增加到3 m以上，温度降低，溶氧量也降低，导致菹草的呼吸速率减小。
8．为研究草甘膦(一种除草剂)对入侵植物加拿大一枝黄花的防治效果以及对本土植物白茅的影响，某研究团队对加拿大一枝黄花和白茅在单种与混种两种情况下，施以不同浓度的草甘膦，并测定各组的净光合速率(净光合速率＝真光合速率－呼吸速率)，结果如下(其中P组净光合速率为0)。据图分析，下列叙述错误的是(　　)
A．0.6 mg/L的草甘膦使单种与混种白茅净光合速率的下降量相同
B．P组白茅产生ATP的场所有叶绿体、线粒体和细胞质基质
C．实验中，受草甘膦影响较小的是混种的加拿大一枝黄花
D．据实验结果推测，草甘膦可能会降低这两种植物的光饱和点
解析：选A　据图分析，0.6 mg/L草甘膦处理时，单种时白茅的净光合速率下降量约为12－2＝10(μmol·m－2·s－1)，混种时下降量约为7－2＝5(μmol·m－2·s－1)，因此浓度为0.6 mg/L的草甘膦处理对两种条件下白茅的净光合速率的下降量影响不同；P组白茅光合作用与呼吸作用都可以产生ATP，产生ATP的场所有叶绿体、线粒体和细胞质基质；从图中看出，受草甘膦影响较小的是混种的加拿大一枝黄花；据图分析可知，草甘膦作用下两种植物的净光合速率都下降，故草甘膦可能会降低这两种植物的光饱和点。
二、不定项选择题
9．为了研究棉花光合速率与温度的关系，某生物兴趣小组的同学测定了不同温度条件下，棉花植株在黑暗中单位时间内氧气的消耗量以及光照条件下单位时间内氧气的释放量，结果如图所示。据图分析，下列说法错误的是(　　)
A．测氧气释放量的实验中光照强度及初始CO2浓度应保持一致
B．30 ℃时，棉花植株的总光合速率与呼吸速率相等
C．40 ℃时，棉花叶肉细胞仍需从环境中吸收CO2用于光合作用
D．20 ℃时，棉花叶肉细胞线粒体中合成ATP的量比叶绿体更多
解析：选BD　测氧气释放量的实验中，光照强度和初始CO2浓度属于无关变量，故应保持一致；图中氧气的消耗量表示呼吸速率，氧气的释放量表示净光合速率，两条曲线的交点表示净光合速率等于呼吸速率，故30 ℃时，棉花植株的总光合速率是呼吸速率的两倍；40 ℃时，整个植株的净光合速率为0，但叶肉细胞的光合速率大于呼吸速率，故棉花叶肉细胞仍需从环境中吸收CO2用于光合作用；光合作用产生的ATP只能用于暗反应合成有机物，呼吸作用产生的ATP中的能量只是有机物释放的能量的一部分，故20 ℃时棉花叶肉细胞线粒体中合成ATP的量比叶绿体更少。
10．如图甲为在一定浓度CO2缓冲液、其他最适条件下培养的植物，图乙的a、b为培养过程中的一些量相对值的变化，下列说法正确的是(　　)
A．若图乙表示图甲完全培养液中镁离子的浓度，由a到b的变化说明植物对镁离子吸收的相对速率小于对水分吸收的相对速率
B．若图乙表示图甲中植物叶肉细胞内C3化合物的变化，则a到b可能是突然停止光照或光照减弱
C．若图乙表示图甲植物呼吸速率的变化，则由a到b可能为遮光改为照光
D．若图乙表示图甲植物光合速率由a到b变化，则可能是适当提高了CO2的浓度
解析：选ABD　若图乙表示图甲完全培养液中镁离子的浓度，由a到b表示镁离子的浓度上升，这说明植物对镁离子吸收的相对速率小于对水分吸收的相对速率，A正确；若图乙表示图甲中植物叶肉细胞内C3化合物的变化，则a到b表示C3化合物的含量增多，可能是突然停止光照或光照减弱，导致光反应产生的ATP和NADPH减少，C3化合物的还原减弱，B正确；若图甲是遮光改为照光，则光合作用增强，光照对呼吸作用无明显影响，C错误；适当提高二氧化碳浓度可以加快光合作用速率，D正确。
三、非选择题
11．(2020·襄城区模拟)图甲是用来测定某绿色植物相关生理过程的实验装置，请据图回答：
(1)若用该装置来探究植物的细胞呼吸，则需要对装置进行________处理，处理后，若各种条件都一定且适宜，发现实验中红墨水滴向左移动，则表明植物________________，随着实验时间的延长，请预测红色墨水滴的移动状态________________。
(2)若用该装置来探究温度对植物光合作用的影响，除增加光照外，装置还需要改动的是________________________________；图乙是用改动后的装置在适宜光照条件下测得的温度与光合作用速率和呼吸作用速率的变化关系曲线，由图可知：
①光合作用和呼吸作用都受温度的影响，其中最适合植物生长的温度是________；在温度为40 ℃的条件下，植物的实际光合速率为________。
②在温度为55 ℃条件下，植物细胞呼吸消耗的氧气来源是____________。
③若温度保持在20 ℃的条件下，长时间每天交替进行14 h光照、10 h黑暗，植物能否正常生长？__________(填“能”或“不能”)。
④为保证实验结果的准确性，本实验还需设置对照组，对照组设置情况是_____________
__________________________________________________。
解析：(1)为了避免光合作用的影响，探究植物的细胞呼吸时，应该在黑暗条件下进行。若各种条件都一定且适宜，发现实验中红墨水滴向左移动，则表明植物消耗氧气，说明其进行了有氧呼吸；随着实验时间的延长，氧气浓度逐渐减少，故红色墨水滴先左移后逐渐停止。(2)由于二氧化碳是光合作用的原料之一，故若用该装置来探究温度对植物光合作用的影响，需要增加光照，还需要将NaOH溶液换成CO2缓冲液。①图乙中实线表示净光合速率，虚线表示呼吸速率，在30 ℃时，净光合速率最大，最适合植物生长；在温度为40 ℃的条件下，植物的实际光合速率为0＋5＝5。②在温度为55 ℃条件下，两条曲线重合，此时无光合作用，呼吸作用消耗的氧气来自瓶内气体。③若温度保持在20 ℃的条件下，长时间每天交替进行14 h光照、10 h黑暗，植物一天中积累的有机物为14×2－10×2＝4＞0，说明植物可以正常生长。④为了排除物理因素的影响，保证实验结果的准确性，还需要用同等的死植物替代装置内的植物，其他条件都保持不变。
答案：(1)遮光　进行了有氧呼吸　左移并逐渐停止
(2)将NaOH溶液换成CO2缓冲液(或饱和的NaHCO3溶液)　①30 ℃　5　②瓶内气体　③能　④用同等的死植物替代装置内的植物，其他条件都保持不变
12．某学校科研小组在晴朗的白天对某湖泊进行了研究：取6个透明玻璃瓶编号为1～6号，分别从同一取样点不同水深处取水样后密封，测其溶氧量如图甲所示；另取一透明玻璃瓶(编号7)，从该取样点某深度水层取水样后密封，每间隔2 h测其CO2浓度如图乙所示。假如环境温度不变，细胞呼吸强度恒定。请据图回答：
(1)经鉴定，1～6号瓶中均含有绿藻和蓝细菌。与绿藻相比，蓝细菌不含叶绿体，它能够进行光合作用的原因是____________________________。
(2)请分析出图甲测定结果的主要原因是________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)图乙中4～6 h与8～10 h时间段内，水样中CO2浓度各自保持稳定，原因是______________________________________________________________；请分析这两个时间段7号瓶所处环境条件发生的变化是：后者比前者________。
(4)若夜晚在该取样点的水深6 m处取样，水样中生物种类与6号瓶相比________(填“增多”“减少”或“基本不变”)，原因是_________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)蓝细菌属于原核生物，没有叶绿体，但是含有与光合作用有关的色素和酶，因此能进行光合作用。(2)光照强度是影响光合作用的重要因素，由图甲可知，随着水深度增加，溶解氧的量逐渐减少，主要是由于水深度增加，光照强度减弱，光合作用的强度减弱。(3)在图乙中4～6 h与8～10 h时间段内，水样中CO2浓度各自保持稳定，是由于两时间段内水样中生物细胞呼吸产生的CO2与藻类光合作用消耗的CO2相等；由题图可知，7号瓶中CO2浓度先增大后不变，又减少，最后稳定，说明光合作用与呼吸作用之间的关系变化是呼吸作用大于光合作用→呼吸作用等于光合作用→呼吸作用小于光合作用→呼吸作用等于光合作用，因此光照强度变化应该是逐渐增大。由于6～8 h光合作用大于呼吸作用，CO2消耗大于呼吸作用产生，容器内CO2浓度降低，此后光合作用与呼吸作用强度相同，因此8～10 h的光照强度应该大于4～6 h的光照强度。(4)由于夜晚不能进行光合作用产生氧气，水中无氧，好氧型生物会转移，因此若夜晚在该取样点的水深6 m处取样，水样中生物种类与6号瓶相比减少。
答案：(1)含有光合(作用)色素和相应的酶
(2)随着水深度增加，光照强度逐渐减弱，藻类(绿藻和蓝细菌)的数量减少(光合作用强度减弱)
(3)两时间段内水样中生物细胞呼吸产生的CO2与藻类光合作用消耗的CO2相等　光照强度增大
(4)减少　白天水深6 m处溶氧量几乎为零，而夜晚不能进行光合作用，没有了氧气供应，该处的好氧生物会转移