高考生物重难点专练12 光合作用与呼吸作用二解析版.docx

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高考生物重难点专练12光合作用与呼吸作用二解析版

2020年高考生物

重难点01光合作用与呼吸作用

（二）

（建议用时：

30分钟）

【命题趋势】

光合作用与呼吸作用是高中教材较详细介绍的两个细胞生理活动，课程标准和考试说明都对这两个代谢过程的学生掌握程度做了明确的要求，要在理解的基础上，能在较复杂的情景中综合运用其进行分析、推理、判断和评价。

因此该部分历来是高考的热点重点和难点，一道跑不了的非选择题大题和若干选择题。

其中又以光合作用的考查内容更多样，包括叶绿体结构成分、光合作用基本过程、探究影响光合作用速率的环境因素为背景设计的实验，分析光合作用与呼吸作用对环境中气体含量变化的影响等。

【满分技巧】

1．熟练掌握光合作用和有氧呼吸的基本过程，通过抓住物质变化和能量变化来分析各种简略或详细的图解。

（反应场所可以变，物质能量变化不会变）

2．深入认识光合作用和细胞呼吸总反应式，了解反应式所体现的对光合作用及呼吸作用有影响的各个因素，理清因果关系，避免“懂得却说不清”的尴尬。

3．学会读图、读表，练习用语言描述图、表的含义，明确题干所给的信息。

【必备知识】

1．光合色素的含量和功能；叶绿体的结构、线粒体的结构，以及发生在各个结构中的反应过程（图解描述）

2．光合作用和细胞呼吸的总反应式（以葡萄糖为产物或反应物，包括有氧呼吸和无氧呼吸），描述各个反应式中各个部分对反应结果的影响（包括反应物、能量来源去路、反应条件等）。

3．从生物整体的角度认识不同生理过程，认识光合作用与呼吸作用在物质变化和能量变化上的联系。

例如：

C元素的转移：

能量转换过程：

【限时检测】

1．（2020吉林东北师大附中高三上摸底·14）图1表示细胞呼吸的过程，图2表示细胞呼吸时气体交换的相对值的情况，图3表是氧气浓度对呼吸速率的影响，下列相关叙述中，正确的是（   ）

A．某些植物细胞中可以同时发生图1所示的所有过程

B．图3中能表示氧气浓度对人体呼吸速率的影响

C．图3中C点时细胞的呼吸方式与图2中氧浓度为d时一致

D．图2中氧气浓度为d时，细胞中能通过图1所示①②过程产生CO2和H2O

【答案】D

【解析】图1中，③是酒精发酵，④是乳酸发酵，植物细胞中不能同时发生两个过程，A错误；人体无氧呼吸不能产生CO2，因此图3中不能表示氧气浓度对人体呼吸速率的影响，B错误；图3中C点时细胞呼吸方式为技能进行有氧呼吸又能进行无氧呼吸，且此时呼吸消耗的有机物最少，与图2中氧浓度为c时一致，C错误；图2中氧气浓度为d时，细胞只进行有氧呼吸，能通过图1所示①②过程产生的CO2和H2O表示，D正确

2．（2019浙江4月选考·27）生物利用的能源物质主要是糖类和油脂，油脂的氧原子含量较糖类中的少而氢的含量多。

可用一定时间内生物产生CO2的摩尔数与消耗O2的摩尔数的比值来大致推测细胞呼吸底物的种类。

下列叙述错误的是

A．将果蔬储藏于充满氮气的密闭容器中，上述比值低于1

B．严重的糖尿病患者与其正常时相比，上述比值会降低

C．富含油脂的种子在萌发初期，上述比值低于1

D．某动物以草为食，推测上述比值接近1

【答案】A

【解析】果蔬中利用的能源物质为糖类，储藏于充满氮气的密闭容器中，产生CO2的摩尔数与消耗O2的摩尔数的比值应当等于1，A选项错误；严重的糖尿病患者利用的葡萄糖会减少，产生CO2的摩尔数与消耗O2的摩尔数的比值相比正常时会降低，B选项正确；富含油脂的种子在萌发初期主要利用油脂为能源物质，故产生CO2的摩尔数与消耗O2的摩尔数的比值低于1，C选项正确；某动物以草为食，则主要的能源物质为糖类，则产生CO2的摩尔数与消耗O2的摩尔数的比值接近1，D选项正确。

故错误的选项选择A。

3．（2017新课标Ⅲ卷·3）植物光合作用的作用光谱是通过测量光合作用对不同波长光的反应（如O2的释放）来绘制的。

下列叙述错误的是

A．类胡萝卜素在红光区吸收的光能可用于光反应中ATP的合成

B．叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制

C．光合作用的作用光谱也可用CO2的吸收速率随光波长的变化来表示

D．叶片在640~660nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的

【答案】A

【解析】类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，A错误；吸收光谱就是通过不同色素对不同波长光的吸收值来绘制的，B正确；光合作用光反应阶段色素对光的吸收会直接影响到暗反应阶段对CO2的利用，所以光合作用的作用光谱也可用CO2的吸收速率随光波长的变化来表示，C正确；叶绿素主要吸收红光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，叶片在640~660nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的，D正确。

4．（2017北京卷·2）某植物光合作用、呼吸作用与温度的关系如图。

据此，对该植物生理特性理解错误的是

A．呼吸作用的最适温度比光合作用的高

B．净光合作用的最适温度约为25℃

C．在0~25℃范围内，温度变化对光合速率的影响比对呼吸速率的大

D．适合该植物生长的温度范围是10~50℃

【答案】D

【解析】由题目所给曲线可以看出，呼吸作用的最适温度约为53℃，而光合作用的最适温度约为30℃，A正确；净光合速率达到最大值对应的温度（即最适温度）约为25℃，B正确。

在0~25℃范围内，与呼吸速率变化曲线相比，光合速率变化曲线升高得更快，说明温度变化对光合速率的影响比对呼吸速率的大，C正确。

超过45℃，呼吸作用产生的二氧化碳多于光合作用消耗的二氧化碳，说明呼吸作用消耗的有机物多于光合作用产生的有机物，没有有机物的积累，不适合该植物的生长，D错误。

5．（2020四川内江市一模·3）洋葱是常用的实验材料，具有绿色的管状叶（甲叶）和紫色的鳞片叶（乙叶）。

下列有关叙述错误的是

A．可利用无水乙醇提取甲叶中的色素

B．不能选用乙叶作为观察叶绿体的实验材料

C．可选用甲叶作为观察植物细胞有丝分裂的实验材料

D．可用质壁分离与复原实验估测乙叶细胞的细胞液浓度

【答案】C

【解析】绿色的管状叶（甲叶）含叶绿体，因此可以用无水乙醇提取甲叶中的色素，A正确；紫色的鳞片叶（乙叶）无叶绿体，不能作为观察叶绿体的实验材料，B正确；甲叶细胞是已分化的成熟植物组织细胞，不能作为观察植物细胞有丝分裂的实验材料，C错误，为正选项；乙叶为成熟植物细胞，含紫色大液泡，可进行质壁分离与复原实验，从而估测乙叶细胞的细胞液浓度，D正确

6．（2017海南卷·10）将叶绿体悬浮液置于阳光下，一段时间后发现有氧气放出。

下列相关说法正确的是

A．离体叶绿体在自然光下能将水分解产生氧气

B．若将叶绿体置于红光下，则不会有氧气产生

C．若将叶绿体置于蓝紫光下，则不会有氧气产生

D．水在叶绿体中分解产生氧气需要ATP提供能量

【答案】A

【解析】光合作用的场所是叶绿体，离体的叶绿体在自然光下通过光反应能将水分解产生氧气，A正确。

叶绿体中的色素既能吸收红光，也能吸收蓝紫光，BC错误。

水在叶绿体中分解产生氧气不仅不需要ATP提供能量，还能产生ATP，D错误。

7．（2019江苏卷·28）叶绿体中催化CO2固定的酶R由叶绿体DNA编码的大亚基和细胞核DNA编码的小亚基共同组装而成，其合成过程及部分相关代谢途径如下图所示。

请回答下列问题：

（1）合成酶R时，细胞核DNA编码小亚基的遗传信息__________到RNA上，RNA进入细胞质基质后指导多肽链合成；在叶绿体中，参与大亚基肽链合成的RNA中，种类最多的是__________。

（2）进行光合作用时，组装完成的酶R需ATP参与激活，光能转化为ATP中的化学能是在_________上（填场所）完成的。

活化的酶R催化CO2固定产生C3化合物（C3-l），C3-I还原为三碳糖（C3-Ⅱ），这一步骤需要__________作为还原剂。

在叶绿体中C3-Ⅱ除了进一步合成淀粉外，还必须合成化合物X以维持卡尔文循环，X为__________。

（3）作为光合作用的重要成分，X在叶绿体中的浓度受多种因素调控，下列环境条件和物质代谢过程，与X浓度相关的有__________（填序号）。

①外界环境的CO2浓度

②叶绿体接受的光照强度

③受磷酸根离子浓度调节的C3-ll输出速度

④酶R催化X与O2结合产生C2化合物的强度

（4）光合作用旺盛时，很多植物合成的糖类通常会以淀粉的形式临时储存在叶绿体中，假如以大量可溶性糖的形式存在，则可能导致叶绿体__________。

【答案】

（1）转录tRNA

（2）类囊体【H】C5（五碳化合物）

（3）①②③④

（4）吸水涨破

【解析】

分析图示：

细胞核中的DNA通过转录形成RNA，RNA通过核孔出细胞核，进入细胞质，在核糖体上进行翻译形成小亚基。

叶绿体中的DNA通过转录形成RNA，在叶绿体中的核糖体上进行翻译形成大亚基。

大亚基和小亚基组合形成酶R，催化二氧化碳的固定形成C3。

（1）通过分析可知，细胞核DNA编码小亚基的遗传信息转录到RNA上，再通过核糖体上的翻译形成小亚基。

叶绿体编码大亚基的DNA，经过转录和翻译，形成大亚基，在此过程中需要一种mRNA，61种tRNA，故需要RNA种类最多的是tRNA。

（2）光合作用过程中合成ATP是在叶绿体的类囊体薄膜上完成。

活化的酶R催化CO2固定产生C3化合物（C3-I），C3-I还原为三碳糖（C3-II），需要[H]作为还原剂。

C3的还原的产物除了C3-II还有一分子的C5。

（3）①外界环境的CO2浓度，直接影响二氧化碳的固定，间接影响C3的还原，进而影响C5的浓度，故①符合题意；②叶绿体接受的光照强度，直接影响光反应产生的[H]和ATP，间接影响C3的还原，进而影响C5的浓度，故②符合题意；③磷酸根离子浓度，直接影响ATP的合成，间接影响C3的还原以及C3-II输出速度，进而影响C5的浓度，故③符合题意；④酶R催化X与O2结合产生C2化合物的强弱；直接影响酶R催化二氧化碳的固定，间接影响C3的还原，进而影响C5的浓度，故④符合题意；故选①②③④。

（4）光合作用合成的糖类，如以大量可溶性糖的形式存在，则可能导致叶绿体吸水涨破。

8．（2020晋冀鲁豫名校高三上学期联考·7）为探究长期高温和增施CO2（采用智能型二氧化碳发生器）对黄瓜叶片净光合速率的影响，某小组进行了相关实验。

实验设置了四个组：

常温（20～25℃）高温（35～40℃）常温（20～25℃+CO2（1000～1500mol●L-1）高温（35～40℃）+CO2（100～1500mol●L-1部分实验结果如图所示回答下列问题：

（1）在上述基础上，欲利用所学知识测量高温下黄瓜总光合速率方法为_____________。

单纯高温的净光合速率低于单纯常温，可能的原因是_____________。

（2）一个月之内通过_______组的对比可知增施CO2可直接影响________________阶段从而提高净光合速率。

（3）实验过程中发现，阴天无须额外增施CO2原因是_________________。

（4）据图分析，短期来看，_____________条件下增施CO2效果更明显，长期来看，该条件下增施CO2后期净光合速率下降，试从光合作用产物角度分析可能的原因___________________。

【答案】

（1）在高温、黑条件下，测量黄瓜呼吸速率，将呼吸速率与净光合速率的值相加即可高温条件下与光合作用相关的酶活性降低（或高温下叶绿素被破坏等，合现即可）

（2）高温与高温+CO2（或常温与常温+CO2）暗反应

（3）阴天光照不足导致光合速率低，而呼吸速率影响不大，因此CO2足够暗反应所需（合理即可，2分）

（4）高温淀粉（有机物）积累在叶片中，发生反馈抑制而使光合速率下降

【解析】据图分析，该实验的自变量有温度、是否用二氧化碳处理和处理时间，因变量是净光合速率、图中显示高温+C02处理的净光合速率较高，且处理36天时最高；仅用高温处理的净光合速率最低，据此答题。

（1）总光合速率等于净光合速率+呼吸速率，题中已经测出在高温条件下黄瓜的净光合速率，则只需在黑暗条件下测出高温下黄瓜的呼吸速率即可。

单纯高温与单纯低温相比，温度较高，抑制了光合作用有关的酶的活性，从而使单纯高温的净光合速率较低。

（2）由图分析可知，高温+CO2与单独高温相比，净光合速率较高，常温+CO2与常温相比，净光合速率高，说明增施CO2能提高净光合速率，主要原因可能是CO2可直接影响暗反应阶段从而提高净光合速率。

（3）阴天条件下，光照强度低，影响光合作用强度的因素主要是光照强度，所以即使增施CO2浓度对光合作用的影响不大。

（4）据图分析，短期内高温条件下，增施CO2净光合速率增加明显，随着处理天数的延长，净光合速率反而下降，很可能的原因是暗反应阶段产生的淀粉（有机物）积累在叶片中，发生反馈抑制而使光合速率下降。

9．（2020福建省质检·30）为研究低钾条件对某种农作物2个品种光合作用的影响，科研人员进行实验，结果如下表。

注：

光补偿点是指由于光照强度的限制，光合速率与呼吸速率相等时的光照强度。

回答下列问题：

（1）提取叶绿素时，为了使研磨充分，应加入_______。

（2）当乙品种的最大净光合速率为25．5μmol·m-2·S-1时，光合速率是___μmol·m-2·S-1。

此时增大光照强度，光合速率不再增加，这主要是受光合作用过程_____反应的限制。

（3）低钾处理后，2个品种光补偿点均增大，主要原因是________。

（4）据表分析，为提高产量，在缺钾土壤中种植该种农作物时，可采取的相应措施是____（写出两点即可）。

【答案】

（1）二氧化硅（SiO2）

（2）28.4暗

（3）低钾处理后，2个品种叶绿素含量均减少，光反应减弱，光合速率降低，且呼吸速率均升高，需要增大光强才能维持光合速率与呼吸速率相等，因此光补偿点增大

（4）选种乙品种；施加适量钾肥

【解析】

（1）叶绿体中色素的提取与分离实验中，加入二氧化硅（SiO2）可以使研磨更充分。

（2）总光合速率=净光合速率+呼吸速率。

据表格数据可知，乙品种的最大净光合速率为25．5μmol·m-2·S-1，呼吸速率为2．9μmol·m-2·S-1，因此总光合速率为25．5+2．9=28．4μmol·m-2·S-1。

光照强度达到饱和点后，受暗反应限制，ATP和NADPH不能够及时利用，导致光反应所需的ADP、Pi和NADP+不足，继续增大光照强度，光合速率不再增加。

（3）光补偿点是指光合速率与呼吸速率相等时的光照强度。

从表格数据分析可知，低钾处理后，2个品种叶绿素含量均减少，吸收光能能力减弱，产生的ATP和NADPH减少，光反应减弱，光合速率降低；低钾处理后，2个品种的呼吸速率均升高；所以需要增大光强才能维持光合速率与呼吸速率相等，导致光补偿点增大。

（4）据表分析，在缺钾的土壤中，该种农作物的2个品种光合速率均降低，为提高产量，应施加适量钾肥；在缺钾土壤中种植时，乙品种的光合速率比甲品种高，为提高产量，在缺钾土壤中应选择种植乙品种。

本小题有一定的开放性，学生还可以从光合作用

和呼吸作用的角度，提出合理的提高产量的其他措施。

10．（2020四川内江市一模·29）

某突变型水稻叶片的叶绿素含量约为野生型的一半，但固定CO2酶的活性显著高于野生型。

两者的光合作用强度随光照强度变化的趋势如右图。

回答下列问题：

（1）水稻叶肉细胞的叶绿素主要吸收光，固定CO2酶分布在中。

（2）光照强度低于p时，限制两种水稻植株光合作用强度的主要环境因素是____________，在p点时突然增加光照强度，其他条件不变，短时间内曲线甲所代表植株叶绿体内____（填“AIP和C3”、“NADP+和C5”或“ATP和C5”）的含量会升高。

（3）图中代表突变型水稻的曲线是（填“甲”或“乙”），判断理由是当光照强度（填“高于”、“等于”或“低于”）p时，由于突变型________，使其对光照的吸收能力低于野生型，故光合作用强度低于野生型；当光照强度（填“高于”、“等于”或“低于”）p时，由于突变型，故光合作用强度高于野生型。

．

【答案】

（1）红光和蓝紫叶绿体基质

（2）光照强度ATP和C5

（3）甲低于叶绿素含量约为野生型的一半高于固定CO2酶的活性显著高于野生型，使其CO2固定速率大于野生型