2023年新高考生物二轮复习专题讲义：专题02 光合作用和细胞呼吸综合

专题02光合作用和细胞呼吸综合知识网络热点题型一光合作用与细胞呼吸过程的辨析典例1（2021·吉林·模拟预测）下列有关光合作用和细胞呼吸的叙述，正确的是（）①除光合作用光反应外，光合作用暗反应和细胞呼吸过程均需要酶催化②从能量转换角度看，光合作用暗反应和细胞呼吸的能量转换正好相反③线粒体内膜上存在与有氧呼吸相关的酶，但叶绿体内膜上无与光合作用相关的酶A．①②B．②③C．③D．①②③【答案】C【解析】①光合作用的光反应阶段包括水的光解和ATP的形成，A TP的形成也需要酶的催化，①错误；②从能量转换角度看，光合作用暗反应是将A TP中活跃的化学能转变成有机物中稳定的化学能；细胞呼吸的能量转换是将有机物中的化学能转变为热能以及ATP中活跃的化学能，②错误；③线粒体内膜是进行有氧呼吸的第三场所，其上存在与有氧呼吸相关的酶，但叶绿体内膜上无与光合作用相关的酶，③正确。

综上所述，①②错误，③正确，C正确。

故选C。

典例2（2022·辽宁·模拟预测）下图为植物细胞光合作用和细胞呼吸等代谢的部分过程简图，图中①~⑦为相关生理过程。

请据图回答下列问题：（1）进行光合作用的色素存在于叶肉细胞的_____________上；“看万山红遍，层林尽染”是因为秋季植物叶肉细胞中的叶绿素被分解，剩下的色素几乎不吸收_____________。

（2）马铃薯块茎细胞进行的细胞呼吸与上图中不同之处是_____________。

（3）相关生理过程①～①中，可发生在洋葱根尖成熟区细胞中的为_____________，其中需要消耗ATP的生理过程为______________。

（4）适宜自然条件下正常生长的植物，在突然增大CO2供应后，短期内叶绿体中C3的含量_____________（填“增多”、“不变”或“减少”）。

【答案】（1）类囊体薄膜红光（2）马铃薯块茎细胞无氧呼吸的产物是乳酸（3）①②⑤⑥⑦①（或②⑤）（4）增多【解析】分析题图，①表示细胞通过渗透作用吸水，②表示吸收矿质元素离子，③表示光反应阶段，④表示暗反应阶段，⑤表示有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段，⑥表示有氧呼吸的第二、三阶段，⑦表示无氧呼吸的第二阶段。

（1）进行光合作用的色素存在于叶肉细胞的类囊体薄膜上；“看万山红遍，层林尽染”是因为秋季植物叶肉细胞中的叶绿素被分解，剩下的类胡萝卜素几乎不吸收红光。

（2）马铃薯块茎细胞无氧呼吸的产物是乳酸，而不是酒精和CO2。

（3）在洋葱根尖成熟区细胞中可发生的生理过程是①吸收水分，②吸收无机盐，⑤细胞呼吸第一阶段，⑥有氧呼吸第二、第三阶段，⑦无氧呼吸第二阶段，其中需要消耗ATP的生理过程为②通过主动运输吸收无机盐，同时细胞呼吸第一阶段产生A TP，也消耗ATP。

（4）适宜自然条件下正常生长的植物，在突然增大CO2供应后，CO2的固定会加快，短期内C3的含量增多。

题型一攻略表格法辨析光合作用和细胞呼吸的过程项目光合作用细胞呼吸发生范围含叶绿体的植物细胞、蓝细菌等所有活细胞发生条件在光下进行时时刻刻都进行实质合成有机物、储存能量分解有机物、释放能量过程联系能量联系热点题型二光合速率和呼吸速率的计算与分析典例1（2022·北京延庆·一模）为提高草莓的产量，科研人员研究了大棚内不同条件对草莓植株光合速率的影响，结果如下图所示，下列有关叙述错误．．的是（）A．A点数值可代表草莓植株的呼吸作用速率B．在C、D两点相同时间草莓植株制造有机物的量相等C．在B点草莓植株的光合作用速率等于呼吸作用速率D．科研人员研究了光照强度和温度对草莓植株光合速率的影响【答案】B【解析】据图可知，A点时无光照，植物只进行呼吸作用，故A点数值可代表草莓植株的在22①时的呼吸作用速率，A正确；据图可知，植物在C点和D点的净光合速率相等，但D点对应的曲线条件下的呼吸速率大于C点曲线对应的呼吸速率，总光合速率=净光合速率+呼吸速率，因此植株在C点光合作用制造的有机物的量低于D点，B错误；B点条件下，植物的净光合速率为0，此时草莓植株的光合作用速率等于呼吸作用速率，C正确；据图分析，本实验的自变量是温度和光照强度，因变量是光合速率，故科研人员研究了光照强度和温度对草莓植株光合速率的影响，D正确。

故选B。

典例2（2022·山东·模拟预测）连续48h测定温室内CO2浓度及植物CO2吸收（或释放）速率，得到下图所示曲线（整个过程中呼吸作用强度恒定）。

下列有关叙述正确的是（）A．实验的前3小时叶肉细胞产生ATP的场所是线粒体内膜和线粒体基质B．如改用相同强度绿光进行实验，c点的位置将下移，48小时净积累量为负值C．由图可知在植物叶肉细胞中，呼吸速率与光合速率相等的时刻为第6、18、30、42小时D．实验中该植物前24小时有机物积累量小于后24小时有机物积累量【答案】D【解析】实验的前3小时CO2释放速率不变，说明叶肉细胞只进行呼吸作用，故叶肉细胞产生ATP的场所是细胞质基质、线粒体内膜和线粒体基质，A错误；如改用相同强度绿光进行实验，光合作用减弱，吸收的CO2减少，c点的位置将升高，B错误；由图可知在植物呼吸速率与光合速率相等的时刻为第6、18、30、42小时，但由于植物还有很多不进行光合作用的部位，故在这4个时刻，叶肉细胞光合作用速率大于呼吸作用速率，C错误；分析曲线可知，在24时，室内CO2浓度高于0时，48时室内CO2浓度低于24时，故该植物前24小时有机物积累量小于后24小时有机物积累量，D正确。

2C3植物和C4植物等类型。

C4植物的CO2补偿点比C3植物的低。

CO2补偿点通常是指环境CO2浓度降低导致光合速率与呼吸速率相等时的环境CO2浓度。

回答下列问题。

（1）不同植物（如C3植物和C4植物）光合作用光反应阶段的产物是相同的，光反应阶段的产物是____________（答出3点即可）。

（2）正常条件下，植物叶片的光合产物不会全部运输到其他部位，原因是____________（答出1点即可）。

（3）干旱会导致气孔开度减小，研究发现在同等程度干旱条件下，C4植物比C3植物生长得好。

从两种植物CO2补偿点的角度分析，可能的原因是______________。

【答案】（1）O2、NADPH和A TP（2）自身呼吸消耗或建造植物体结构（3）C4植物的CO2补偿点低于C3植物，C4植物能够利用较低浓度的CO2【解析】（1）光合作用光反应阶段的场所是叶绿体的类囊体膜上，光反应发生的物质变化包括水的光解以及A TP的形成，因此光合作用光反应阶段生成的产物有O2、NADPH和ATP。

（2）叶片光合作用产物一部分用来建造植物体结构和自身呼吸消耗，其余部分被输送到植物体的储藏器官储存起来。

故正常条件下，植物叶片的光合产物不会全部运输到其他部位。

（3）C4植物的CO2固定途径有C4和C3途径，其主要的CO2固定酶是PEPC，Rubisco；而C3植物只有C3途径，其主要的CO2固定酶是Rubisco。

干旱会导致气孔开度减小，CO2吸收减少；由于C4植物的CO2补偿点低于C3植物，则C4植物能够利用较低浓度的CO2，因此光合作用受影响较小的植物是C4植物，C4植物比C3植物生长得好。

题型二攻略巧妙运用光合作用、呼吸作用的“三率”解题1．数学关系真正光合速率=净光合速率＋呼吸速率。

2．坐标曲线图。

（1）“三率”的表示方法①呼吸速率：绿色组织在黑暗条件下或非绿色组织一定时间内CO2释放量或O2吸收量，即图1中A点。

②净光合速率：绿色组织在有光条件下测得的一定时间内O2释放量、CO2吸收量或有机物积累量，即图1中的C′C段对应CO2量，也称为净光合速率。

③总（实际）光合速率＝净光合速率＋呼吸速率，即图1中的AD段对应的CO2总量。

（2）图乙：光照强度为0时，光合速率也为0，该曲线代表真正光合速率。

热点题型三植物光合速率和呼吸速率的常用测定方法分析典例1（2022·全国·模拟预测）某同学将一株绿色植物在黑暗中放置一夜后，选取一叶片用刀片将叶片的主脉切断，以阻止水分的运输，然后移到阳光下照射，一段时间后检测叶片的下半部分（靠近叶柄）和上半部分是否产生淀粉。

下列叙述错误的是（）A．该实验的实验目的是探究光合作用是否需要水参与B．在黑暗环境中放置的目的是消耗叶片中原有的淀粉C．检测淀粉前可用酒精溶解色素以使叶片脱色D．下半部分叶为实验组，上半部分叶为对照组【答案】D【解析】该实验将主脉切断后水分不能由叶片的下半部分向上半部分运输，上半部分无水供应，下半部分有水供应，因此该实验的目的是探究光合作用是否需要水，A项正确；在黑暗环境中放置的目的是消耗叶片中原有的淀粉，B项正确；检测淀粉前可以用酒精溶液脱色，脱色后颜色反应更加明显，C项正确；该实验下半部分叶有水供应，是能够进行光合作用的，上半部分叶无水供应，对水分进行了控制，实验探究的结果可在此部分展现，因此上半部分叶为实验组，D项错误。

故选D。

典例2（2022·天津·模拟预测）图甲是测定温度与某绿色植物光合作用、呼吸作用变化关系的曲线。

图乙是测定该植物相关生理过程的实验装置。

下列叙述正确的是（）A．全天光照，则在25①条件下植物制造的有机物的量最多B．测净光合速率时，一段时间后若液滴不移动，此时该植物叶肉细胞净光合速率一定为0 C．若将乙装置中NaHCO3溶液换成蒸馏水，则在黑暗条件下可测得B曲线D．交替进行12h光照、12h黑暗，24h后植物体内有机物含量，在30①条件下增加，在35①条件下减少【答案】D【解析】甲图中，实线表示呼吸速率，虚线表示净光合速率，乙图中液滴是否移动取决于是否产生或者消耗氧气。

在全天光照的情况下，30①时CO2吸收量与25①时比下降的不多，但呼吸作用增加的更多，故制造的有机物更多，A错误；测量光合速率时，一段时间后若液滴对应的数据保持不变，植物光合速率等于呼吸速率，但植物非绿色部分只能进行呼吸作用，植物叶肉细胞的光合作用大于呼吸作用，B错误；将乙装置中NaHCO3溶液换成氢氧化钠溶液，才可在黑暗条件下可测得B曲线，C错误；由于12h光照、12h黑暗，30①时和35①时的净光合作用分别大于和小于呼吸作用，所以30①时有机物增加，35①时有机物减少，D正确。

故选D。

典例3（2022·安徽·模拟预测）用等容积的三个玻璃瓶甲、乙、丙，同时从某池塘水深0.5m处的同一位置取满水样，立即测定甲瓶中的氧气含量，并将乙、丙瓶密封后沉回原处。

一昼夜后取出玻璃瓶，分别测定两瓶中的氧气含量，结果如下表（不考虑化能合成作用）。

下列分析合理的是（）透光玻璃瓶甲透光玻璃瓶乙不透光玻璃瓶丙4.9mg5.6mg 3.8mgA．一昼夜后，乙瓶水样的pH比丙瓶的低B．乙瓶中浮游植物的细胞产生ATP的场所是线粒体、叶绿体C．一昼夜内，乙瓶中生产者光合作用产生的氧气量约为0.7mgD．一昼夜内，丙瓶生物细胞呼吸消耗的氧气量约为1.1mg【答案】D【解析】一昼夜后，乙瓶由于有进行光合作用，故二氧化碳含量比丙瓶低，pH比丙瓶的高，A错误；由于乙瓶是透光的玻璃瓶，里面的浮游植物细胞能进行光合作用和有氧呼吸，产生ATP的场所有叶绿体、细胞质基质和线粒体，B错误；由于丙瓶中氧气减少了1.1mg为呼吸量，而乙瓶中氧气增加了5.6-4.9=0.7（mg）为净光合量，故实际上光合作用制造的氧气量为：净光合量+呼吸量=0.7+1.1=1.8（mg），C错误；由于丙瓶不透光，其中的生物只进行呼吸作用，经过一昼夜后，丙瓶中的氧气减少了4.9-3.8=1.1mg，即丙瓶生物细胞呼吸消耗的氧气量约为1.1mg，D正确。