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10 光合作用与细胞呼吸的综合运用
1．（2023·云南曲靖·模拟预测）自然界中C4植物比C3植物具有更强的固定低浓度CO2
能力。现将取自A、B 两种植物且面积相等的叶片分别放置到相同大小的密闭小室中，
在温度均为25℃的条件下给予充足的光照，每隔一段时间测定一次小室中的CO2浓度，
结果如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．A、B 两种植物中B 植物可能为C4植物
B．本实验的自变量为植物种类和实验时间
C．M 点处两种植物叶片的净光合速率相等
D．40min 时B 植物叶片光合速率等于呼吸速率
2．（2023·四川自贡·自贡市蜀光中学校考模拟预测）金鱼藻是一种多年生草本的沉水
性水生植物。某研究小组选取生长状况良好的金鱼藻放入装有NaHCO3溶液的烧杯中，
用一根LED 灯管在不同垂直距离对装置进行照射，依次将LED 灯管调至每一级（本
实验中每一级的距离为14 cm），并记录气泡产生速度稳定后1 min 内的气泡数量，实
验装置及结果如下图所示。下列叙述正确的是（ ）
A．三组实验中金鱼藻叶肉细胞中的光合作用强度都大于呼吸作用强度
B．光照距离小于14cm 时金鱼藻1 min 内释放气泡数将不再增加，此时光照强度不再
是限制因素
C．若烧杯中的水是H2
18O，金鱼藻光合作用合成的有机物中将不会出现
18O
D．若用
14C 标记NaHCO3中的C，则光合作用过程中问
14C 的转移途径为
1
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NaH14CO3→14CO2→14C5→（
14CH2O）
3．（2023·浙江·模拟预测）格鲁于1682 年所写的书中提到芦荟有时尝起来是酸的。班
杰明·海那发现：落地生根的叶子在早晨嚼起来是酸的，到中午时则无味，晚时则略苦，
有科学家后来以石蕊试纸证实了海那的发现。原来景天科植物（如景天、落地生根）
的叶子有一个很特殊的CO2固定方式：夜间气孔开放，吸收的CO2生成苹果酸储存在
液泡中，白天气孔关闭，液泡中的苹果酸经脱羧作用释放CO2用于光合作用，其部分
代谢途径如图所示。下列分析正确的是（ ）
A．如果白天适当提高CO2浓度，景天科植物的光合作用速率将随之提高
B．由景天科植物特殊的CO2固定方式推测其可能生活在高温干旱地区
C．白天景天科植物叶肉细胞内苹果酸的含量和葡萄糖的含量可能呈正相关
D．景天科植物参与卡尔文循环的CO2就是来源于苹果酸的分解
4．（2023·湖南邵阳·统考一模）在光照等条件下，番茄叶片叶肉细胞进行光合作用与
有氧呼吸、以及细胞内外交换的示意图如图一所示（数字表示结构，小写字母表示物
质，箭头表示物质移动情况），图二表示番茄的非绿色器官在不同的氧浓度下气体交
换的相对值的变化（假设呼吸底物都是葡萄糖），下列有关叙述不正确的是（ ）
A．图一中线粒体中2 处释放的能量远远多于3 处
B．h=c，d=g 时的光照强度为番茄植株的光补偿点
2
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C．图中曲线QR 区段下降的主要原因是氧气浓度增加，无氧呼吸受抑制
D．Q 点只进行无氧呼吸，P 点只进行有氧呼吸
5．（2022·新疆·校联考一模）图甲表示水稻的叶肉细胞在光照强度分别为a、b、c、d
时，单位时间内CO2的释放量和O2产生总量的变化，图乙表示利用密闭玻璃容器探究
光照强度对水稻光合作用速率的影响，甲乙两图是在温度、CO2浓度均适宜的条件下
测量绘制的相关图形。下列说法正确的是（ ）
A．图甲中当光照强度为a 时，细胞中产生ATP 的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿
体
B．图甲中，b 为该细胞光的补偿点，而光照强度为d 时，该细胞单位时间内从周围吸
收2 个单位的CO2
C．据图乙曲线分析，给植株光照时间共有13h
D．图乙中有光照且光照强度一定保持不变的时间段有CD 段和EF 段
6．（2022·江苏泰州·统考模拟预测）“半叶法”测定光合速率时，将对称叶片的一部
分（A）遮光，另一部分（B）不做处理，设法阻止两部分联系。光照6 小时，在A、
B 截取等面积的叶片，烘干称重，分别记为a、b，光照前截取同等面积的叶片烘干称
重的数据为m0，下列说法错误的是（ ）
A．若m0-a=b-m0，则表明该实验条件下番茄叶片的光合速率等于呼吸速率
B．本实验需阻止叶片光合产物向外运输，同时不影响水和无机盐的输送
C．忽略水和无机盐的影响，A 部分叶片可在给B 光照时剪下进行等时长的暗处理
D．选择叶片时需注意叶龄、着生节位、叶片的对称性及受光条件的一致性
7．（2022·海南海口·统考模拟预测）为研究正、负昼夜温差对果实膨大期番茄光合作
用的影响，某生物研究小组在人工气候室内设置5 个昼夜温差水平，即-18℃（昼
16℃，夜34℃）、-12℃（昼19℃/夜31℃）、0℃（昼25℃/夜25℃）、+12℃（昼
31℃/夜19℃）、+18℃（昼34℃/夜16℃），结果如表所示，下列对实验分析合理的
是（ ）
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项目
昼夜温差处理/℃
-18
-12
0
+12
+18
净光合速率
6.20
7.32
9.45
14.34
12.16
叶片气孔导度
0.15
0.16
0.20
0.24
0.22
叶绿素a 含量
1.63
1.72
1.81
2.20
2.01
叶绿素b 含量
0.48
0.54
0.63
0.81
0.72
A．本实验的自变量是昼夜温差和日平均温度，室内光照和CO2应保持相同
B．番茄的净光合速率只受到叶片气孔导度的大小及叶绿素含量影响
C．据表分析，昼夜温差水平越大，对番茄的生长就越有利
D．进一步研究番茄产量最高时的昼夜温差，可在0~+18℃缩小温差梯度
8．（2022·河北石家庄·校联考模拟预测）将一株绿色植物置于恒温密闭的玻璃罩中进
行光合作用实验。图1 是在一定条件下测得的罩内CO2浓度变化曲线，图2 是叶肉细
胞光合作用的过程示意图（PSI 和PSI 是两种叶绿素蛋白质复合体）。下列叙述错误的
是（ ）
A．实验60 分钟后，植物所有叶肉细胞的总光合速率大于植株的总呼吸速率
B．PSⅠ和PSII 可以吸收、传递和转化光能，且对不同波长光的利用效率不同
C．在叶绿体的内膜上，ATP 合成酶能利用膜两侧H+的浓度差合成ATP
D．实验80 分钟后，向玻璃罩内补充适量CO2，则图2 中①②③过程均会增强
9．（2021·江西·校联考模拟预测）某实验小组为了探究水绵细胞主动运输所需ATP 的
来源，将等量水绵分别置于等量的相同池水中，在不同实验条件中培养（DNP 能抑制
线粒体的功能），24h 后测得池水中Cl-的变化量。下列分析错误的是（ ）
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选
项
实验
结果
结论
A
a 组适宜光照b 组：完全黑暗
两组池水Cl-的减
量大，且相同
水绵收Cl-所需ATP 不
是来自叶绿体
B
a 组适宜光照b 组：完全黑暗
两组池水Cl-的减
少量大且相同
水绵细胞内的叶绿体
不能产生ATP
C
a 组：完全黑暗b 组：加入少量
DNP+完全黑暗
a 组池水Cl-的减少
量明显多于b 组
水绵吸收Cl-所需ATP
主要来自线粒体
D
a 组：加入少量DNP+适宜光照b
组：加入少量DNP+完全黑暗
两组池水Cl-的减
少量少，且相同
水绵吸收Cl-所需ATP
可能来自细胞质基质
A．A
B．B
C．C
D．D
10．（2023·河北·一模）Rubisco 酶是绿色植物光合作用过程中的关键酶，当CO2浓度
较高时，该酶催化CO2与C5反应，进行光合作用。当O2浓度较高时，该酶催化C5与
O2反应，最后在线粒体内生成CO2，植物这种在光下吸收O2产生CO2的现象称为光呼
吸。下列叙述错误的是（ ）
A．绿色植物进行光呼吸的场所有叶绿体基质和线粒体
B．植物光呼吸的进行导致光合作用产生的有机物减少
C．光合作用过程中，CO2和C5反应需要消耗NADPH 要消耗和ATP
D．植物黑暗中细胞呼吸产生CO2的场所为细胞质基质或线粒体基质
11．（2023·山东菏泽·菏泽一中统考一模）单羧酸转运蛋白（MCT1）是哺乳动物细胞
膜上同向转运乳酸和H+的跨膜蛋白。在癌细胞中，MCT1 基因显著表达，导致呼吸作
用产生大量乳酸；当葡萄糖充足时，MCTl 能将乳酸和H+运出细胞，当葡萄糖缺乏时
则将乳酸和H+运进细胞。下列推测错误的是（ ）
A．合成与运输MCT1，体现细胞内结构之间的协调配合
B．乳酸被MCT1 运进细胞，可作为替代葡萄糖的能源物质
C．癌细胞细胞质中乳酸产生较多使细胞内pH 显著降低
D．MCTl 会影响癌细胞增殖，其基因可作癌症治疗新靶点
12．（2022·河南·校联考二模）生物固氮是指固氮微生物将大气中的氮还原成氨的过程，
图示为大豆根瘤中部分物质的代谢、运输途径，下列说法正确的是（ ）
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A．植物细胞为根瘤菌提供蔗糖，可知两者为寄生关系
B．根瘤菌中N2的固定需要消耗大量ATP，其直接来源于叶片的光合作用
C．根瘤菌产生的NH3，可用于合成氨基酸，还需要植物细胞提供有机物
D．植物细胞吸收的蔗糖需在固氮酶的作用下氧化分解，为细胞生命活动供能
13．（2021·四川成都·校考二模）细胞代谢中ATP 合成酶的三维结构（原子分辨率）
在2018 年被测定，其工作机理2019 年有了突破性进展。下图1 是光合作用部分过程
示意图，请据图分析并回答
（1）图1 中①侧所示的场所是______________；物质甲从产生部位扩散至细胞外需要
经过______________层磷脂分子。
（2）ATP 合成酶也是运输H+的载体，其在跨膜H+浓度梯度推动下合成ATP，由此可
推测H+跨膜运输方式为______________；若膜两侧的H+浓度梯度突然消失，其他条件
不变，短时间内暗反应中五碳化合物含量会______________。
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（3）植物细胞中含有ATP 合成酶的生物膜还有______________。
（4）为进一步了解植物代谢机制研究人员在密闭恒温玻璃温室内进行植物栽培试验。
连续48h 测定温室内CO2浓度及植物CO2吸收/释放速率，得到图2 所示曲线（整个过
程中呼吸作用强度恒定）。请据图分析并回答：
①实验的前3 小时叶肉细胞产生ATP 的场所有______________；如改用相同强度绿光
进行实验，c 点的位置将______________。
②图2 中植物呼吸速率与光合速率相等的时间点有______________个；实验中该植物
前24 小时有机物积累量______________（选填“<”、“=”、“>”）后24 小时有机物
积累量。
14．（2023·山东济南·统考三模）某科研小组新合成了一种叔胺类有机物DCPTA，为
研究其对甜瓜光合作用的影响，将生长状况相同的甜瓜幼苗均分为四组，各组实验条
件为①不遮光+清水，②不遮光+DCPTA，③遮光+清水，④遮光+DCPTA，其余实验条
件相同且适宜。分别测定了四组幼苗的光合速率、气孔导度（即开放程度）、胞间
CO2浓度、Rubisco（固定CO2 的酶）活性、丙二醛（膜脂过氧化产物，其含量与生物
膜受损程度正相关）含量，如下图所示，回答下列问题：
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(1)Rubisco 催化的底物是_____，DCPTA 对Rubisco 活性的影响在_____（填“不遮
光”或“遮光”）条件下影响幅度更大。
(2)比较①②组或③④组，DCPTA 能有效提高光合速率，原因是_____。
(3)与①②④组比较，第③组光合速率和气孔导度均最低，气孔导度_____（填“是”或
“不是”）影响其光合作用的主要因素，原因是_____；第③组光合速率最低的具体原
因是_____。
(4)通过对本实验中自变量的研究进行分析，在温室栽种甜瓜提高产量的措施有_____。
15．（2023·辽宁锦州·统考模拟预测）在全球气候变化日益加剧的背景下，多重联合胁
迫对作物生长发育和产量形成的不利影响日益显著。研究者设计了如图甲所示的实验，
分析了不同处理条件下苗期玉米的光合生理差异，部分结果如图乙所示，回答下列问
题：
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(1)图甲的实验设计中，对照组玉米处理条件是_________。图乙中，在恢复期作物净光
合速率最低对应的处理条件是_________。
(2)图丙表示光系统Ⅰ中的NADPH 的作用是__________。卡尔文循环中碳的转移途径
是_________。研究表明，玉米幼苗对低温较敏感。单一冷害胁迫会对光系统Ⅰ和光系
统Ⅱ造成极大损伤，结合图丙分析单一冷害胁迫条件下玉米幼苗的净光合速率下降的
原因是_________。
(3)图乙结果所示，协迫期C&D 组净光合速率小于C 组，而恢复期C&D 组净
光合速率明显大于C 组，说明_________。
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