資源簡介

(共118張PPT)
第7課時
光合作用和細胞呼吸的綜合分析
課標要求
1.熟練掌握光合作用和細胞呼吸的關系。
2.通過闡述光合作用與細胞呼吸的相互關系，形成歸納與概括、模型與建模的科學思維方法。
考點一　光合作用與有氧呼吸的關系
考點二　光合作用與細胞呼吸綜合應用
內容索引
課時精練
重溫高考 真題演練
考點一
光合作用與有氧呼吸的關系
1.光合作用與有氧呼吸的關系
(1)圖解光合作用與細胞呼吸過程中的物質轉化關系
歸納 夯實必備知識
(2)光合作用和細胞呼吸的比較
比較項目 光合作用 細胞呼吸
代謝類型 合成作用(或同化作用) 分解作用(或異化作用)
發生范圍 含葉綠體的植物細胞； 、光合細菌等 所有活細胞
發生場所 葉綠體(真核生物)；細胞質(原核生物) 有氧呼吸：_____________________
(真核生物)；細胞質(原核生物)
無氧呼吸：細胞質基質
發生條件 只在光下進行 有光、無光都能進行
藍細菌
細胞質基質、線粒體
物質變化
能量變化 光能→化學能 化學能→熱能、ATP中活躍的化學能
實質 無機物 有機物；儲存能量 有機物 無機物(或簡單有機物)；釋放能量
能量轉化的聯系
光反應
暗反應
熱能
元素轉移的聯系


過程聯系

丙酮酸
H2O
項目 含義 表示方法(單位面積的葉片在單位時間內變化量)
O2 CO2 有機物
真正光合速率 植物在光下實際合成有機物的速率 O2__________速率或葉綠體釋放O2量 CO2固定速率或葉綠體吸收CO2量 有機物______
____________速率
凈光合速率 植物有機物的____速率 植物或葉片或葉肉細胞O2_____速率 植物或葉片或葉肉細胞CO2 速率 有機物積累
速率
2.真正(總)光合速率、凈光合速率和呼吸速率
(1)光合速率與呼吸速率的常用表示方法
產生(生成)
(制造、生成)
產生
積累
釋放
吸收
呼吸 速率 單位面積的葉片在單位時間內分解有機物的速率 中O2吸收速率 黑暗中CO2釋放速率 有機物消耗
速率
黑暗
(2)曲線模型及分析
①植物綠色組織在黑暗條件下或非綠色組織測得的數值為 速率(A點)。
②植物綠色組織在有光條件下光合作用與細胞呼吸同時進行，測得的數據為 速率。
③真正光合速率＝ 速率＋ 速率。
呼吸
凈光合
呼吸
凈光合
3.測定植物光合速率和呼吸速率的常用方法
方法1　測定裝置中氣體體積變化
(1)裝置中溶液的作用：在測細胞呼吸速率時NaOH溶液可吸收容器中的CO2；在測凈光合速率時NaHCO3溶液可提供CO2，保證了容器內CO2濃度的恒定。
(2)測定原理
①在黑暗條件下甲裝置中的植物只進行細胞呼吸，由于NaOH溶液吸收了細胞呼吸產生的CO2，所以單位時間內紅色液滴左移的距離表示植物的O2吸收速率，可代表呼吸速率。
②在光照條件下乙裝置中的植物進行光合作用和細胞呼吸，由于NaHCO3溶液保證了容器內CO2濃度的恒定，所以單位時間內紅色液滴右移的距離表示植物的O2釋放速率，可代表凈光合速率。
③真正光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率。
(3)測定方法
①將植物(甲裝置)置于黑暗中一定時間，記錄紅色液滴移動的距離，計算呼吸速率。
②將同一植物(乙裝置)置于光下一定時間，記錄紅色液滴移動的距離，計算凈光合速率。
③根據呼吸速率和凈光合速率可計算得到真正光合速率。
(4)物理誤差的校正：為防止氣壓、溫度等物理因素所引起的誤差，應設置對照實驗，即用死亡的綠色植物分別進行上述實驗，根據紅色液滴的移動距離對原實驗結果進行校正。
方法2　“半葉法”測定光合作用有機物的產生量
將葉片一半遮光、一半曝光，遮光的一半測得的數據變化值代表細胞呼吸強度，曝光的一半測得的數據變化值代表凈光合作用強度值，最后計算真正光合作用強度值。需要注意的是該種方法在實驗之前需對葉片進行特殊處理，以防止有機物的運輸。
方法3　“黑白瓶法”測定溶氧量的變化
黑瓶為黑布罩住的玻璃瓶，只有細胞呼吸，而白瓶既能進行光合作用又能進行細胞呼吸，所以用黑瓶(無光照的一組)測得的為細胞呼吸強度值，用白瓶(有光照的一組)測得的為凈光合作用強度值，綜合兩者即可得到真正光合作用強度值。
方法4　葉圓片稱重法——測定有機物的變化量
本方法通過測定單位時間、單位面積葉片中淀粉的生成量，如圖所示以有機物的變化量測定光合速率(S為葉圓片面積)。
凈光合速率＝(z－y)/2S；
呼吸速率＝(x－y)/2S；
總光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率＝(x＋z－2y)/2S。
方法5　葉圓片上浮法——定性檢測O2釋放速率
本方法利用真空技術排出葉肉細胞間隙中的空氣，充以水分，使葉片沉于水中；在光合作用過程中，植物吸收CO2放出O2，由于O2在水中的溶解度很小而在細胞間積累，結果使原來下沉的葉片上浮。根據在相同時間內上浮葉片數目的多少(或者葉片全部上浮所需時間的長短)，即能比較光合作用強度的大小。
方法6　間隔光照法——比較有機物的合成量
光反應和暗反應在不同酶的催化作用下相對獨立進行，由于催化暗反應的酶的催化效率和數量都是有限的，因此在一般情況下，光反應的速率比暗反應快，光反應的產物ATP和NADPH不能被暗反應及時消耗掉。持續光照，光反應產生的大量的NADPH和ATP不能及時被暗反應消耗，暗反應限制了光合作用的速率，降低了光能的利用率。但若光照、黑暗交替進行，則黑暗間隔有利于充分利用光照時積累的光反應的產物，持續進行一段時間的暗反應。因此在光照強度和光照時間不變的情況下，光照、黑暗交替進行條件下制造的有機物相對多。
1.如果用18O標記土壤中的水，那么植物產生的二氧化碳和氧氣是否含有18O？如果有，寫出18O的轉移途徑。
提示　有，H218O經過光合作用的光反應轉移給18O2，H218O經過有氧呼吸的第二階段轉移給C18O2。
2.給小球藻提供18O2，在小球藻合成的有機物中檢測到了18O，分析其最可能的轉移途徑是什么？
提示　有氧呼吸第三階段18O2與[H]結合生成了H218O，有氧呼吸第二階段利用H218O生成C18O2，C18O2再參與光合作用的暗反應生成含18O的有機物(CH218O)。
拓展 提升科學思維
1.(不定項)(2023·江蘇南通高三期末)如圖所示為甘蔗葉肉細胞內的一系列反應過程，下列有關說法不正確的是
A.過程①中葉綠體中的四種色素都主要吸收藍紫光和紅光
B.過程②只發生在葉綠體基質中，過程②釋放的能量用于C3的還原
C.過程③既產生[H]也消耗[H]
D.若過程①②的速率大于過程③的速率，則甘蔗植株的干重一定增加
√
突破 強化關鍵能力
√
過程①表示光反應，葉綠素a和葉綠素b主要吸收藍紫光和紅光，而胡蘿卜素和葉黃素主要吸收藍紫光，A錯誤；
過程②表示暗反應，只發生在葉綠體基質中，暗反應中釋放的能量用于C3的還原，B正確；
③是細胞呼吸過程，有氧呼吸的第一、二階段產生[H]，用于第三階段與氧氣發生反應，因此過程③既產生[H]也消耗[H]，C正確；
如圖所示為甘蔗葉肉細胞內的一系列反應過程，過程①②的速率大于過程③的速率，由于甘蔗植株部分細胞只進行細胞呼吸，甘蔗植株的干重不一定增加，D錯誤。
2.如圖的縱坐標表示某種植物O2吸收相對速率的變化(非適宜條件下)，下列說法不正確的是
A.可以判斷d點開始進行光合作用
B.降低土壤中的Mg2＋濃度，一段時間后d
點將向右移
C.提高大氣中的CO2濃度，e點將向右下移
D.該植物細胞呼吸消耗O2的相對速率是4
√
根據圖示分析可知，d點以前就開始進行光合作用了，A錯誤；
降低土壤中的Mg2＋濃度，則葉綠素合成不足，導致光合速率降低，因此一段時間后d點將向右移，B正確；
提高大氣中的CO2濃度，光合速率增強，
因此e點將向右下移，C正確；
曲線與縱坐標相交的點代表細胞呼吸強
度，即該植物細胞呼吸消耗O2的相對速
率是4，D正確。
考點二
光合作用與細胞呼吸綜合應用
歸納 夯實必備知識
1.自然環境中(夏季)一晝夜植物CO2吸收量與CO2釋放量變化曲線
(1)曲線各點的含義及形成原因分析
①a點：凌晨3時～4時，溫度降低， ，CO2釋放減少。
②b點：上午6時左右，太陽出來，
開始進行光合作用。
③bc段：光合作用強度 細胞
呼吸強度。
④c點：上午7時左右，光合作用
強度 細胞呼吸強度。
細胞呼吸強度減弱
小于
等于
⑤ce段：光合作用強度大于細胞呼吸強度。
⑥d點：溫度過高，部分 ，
出現“光合午休”現象。
⑦e點：下午6時左右，光合作用強
度等于細胞呼吸強度。
⑧ef段：光合作用強度小于細胞呼
吸強度。
⑨fg段：太陽落山，光合作用停止，只進行細胞呼吸。
氣孔關閉
(2)綠色植物一晝夜內有機物的“制造”“消耗”與“積累”
曲線 模型
模型分析
AB段 無光照，植物________________
BC段 溫度降低，細胞呼吸減弱
2.密閉容器內一晝夜CO2濃度變化曲線
只進行細胞呼吸
CD段 C點后，微弱光照，開始進行光合作用，但光合作用強度<細胞呼吸強度
D點 光合作用強度 細胞呼吸強度
DH段 光合作用強度>細胞呼吸強度。其中FG段表示“ ”現象
H點 光合作用強度＝細胞呼吸強度，有機物積累____
HI段 光照繼續減弱，光合作用強度<細胞呼吸強度，直至光合作用完全停止
I點 I點低于A點，說明一晝夜密閉容器中CO2濃度 ，即總光合量 總呼吸量，植物 生長。
＝
光合午休
最多
減少
大于
能
方法技巧
巧據小室內CO2(或O2)的“初測值”與“末測值”確認植物是否生長(注意：植株≠葉肉細胞)
密閉小室中氣體變化是整棵植株(綠色、非綠色部位)光合與細胞呼吸綜合影響的結果。
3.光(CO2)補償點與光(CO2)飽和點及其移動問題
(1)光(CO2)補償點的移動
①呼吸速率增加，其他條件不變時，
光(CO2)補償點應 ，反之 。
②呼吸速率基本不變，相關條件的
改變使光合速率下降時，光(CO2)補
償點應右移，反之左移。
(2)光(CO2)飽和點的移動：相關條件的改變，使光合速率 時，光(CO2)飽和點C點應右移(C′點右上移)，反之左移(C′點左下移)。
(3)陰生植物與陽生植物相比，光(CO2)補償點和飽和點都應 移動。
右移
左移
增大
向左
4.植物“三率”的含義、關系及判定
(1)微觀辨析總光合速率、凈光合速率和呼吸速率的關系
(2)?？记€分析
①
②
③以“測定的CO2吸收量與釋放量”為指標：
科研人員將綠色的甲植物放在溫度適宜的密閉容器內，在不同的光照條件下，測定該容器內氧氣量的變化如圖所示。
(1) 時容器中的二氧化碳濃度
最大。
(2)如果葉片的呼吸速率始終不變，
則在5～15 min內，小麥葉片光合
作用的平均速率(用氧氣產生量表
示)是 。
拓展 提升科學思維
5 min
6×10－8 mol/min
(3)B點時，容器內氧氣量不再增加的原因是什么？
提示　容器內CO2濃度降低，導致光合速率等于呼吸速率，O2含量不再增加。
3.玻璃溫室里栽培植物，對室內空氣中CO2含量進行了24小時測定，圖中曲線能正確表示測定結果的是(橫軸為時間，縱軸為CO2濃度)
√
突破 強化關鍵能力
0點到6點這一時間段，細胞呼吸強度大于光合作用強度，產生CO2多，導致玻璃溫室中的CO2濃度越來越高；6點與18點之間，光合作用強度大于細胞呼吸強度，消耗了更多的CO2，使玻璃溫室中的CO2濃度逐漸降低；18點時，光合作用強度等于細胞呼吸強度，之后，光合作用強度逐漸減小直至停止，而細胞呼吸一直進行，所以玻璃溫室中的CO2濃度又逐漸升高，D正確。
4.下面甲、乙兩圖分別表示一天內某叢林水分的失與得(A、B)和CO2的吸收與釋放(m、N、L)的變化情況(S代表面積)。請據圖分析，下列說法錯誤的是
A.若SB－SA>0，則多余
的水分用于光合作用
等生理過程
B.若SB－SA>0，且Sm－
SN－SL>0，則叢林樹木凈光合作用大于0
C.從暗反應的角度考慮，若在一晝夜內SN＋SLD.若SB－SA<0，僅從環境推測，當日氣溫可能偏高或土壤溶液濃度偏低
√
分析題圖可知，SB是植物細胞吸收的水分，SA是植物通過蒸騰作用散失的水分，SB－SA>0，多余的水分用于光合作用等生理過程，A正確；
SB－SA>0，代表植
物細胞吸收的水分
大于蒸騰作用散失
的水分，Sm－SN－
SL>0，代表有機物的積累量大于0，B正確；
若在一晝夜內SN＋SLSB－SA<0，代表植
物細胞吸收的水分
小于蒸騰作用散失
的水分，從環境推
測，當日氣溫可能偏高，蒸騰作用強或者土壤溶液濃度高，細胞不能吸水，甚至失水，D錯誤。
三
重溫高考 真題演練
1.(2022·全國乙，2)某同學將一株生長正常的小麥置于密閉容器中，在適宜且恒定的溫度和光照條件下培養，發現容器內CO2含量初期逐漸降低，之后保持相對穩定。關于這一實驗現象，下列解釋合理的是
A.初期光合速率逐漸升高，之后光合速率等于呼吸速率
B.初期光合速率和呼吸速率均降低，之后呼吸速率保持穩定
C.初期呼吸速率大于光合速率，之后呼吸速率等于光合速率
D.初期光合速率大于呼吸速率，之后光合速率等于呼吸速率
1
2
3
4
√
培養初期，容器內CO2含量逐漸降低，光合速率逐漸減慢，之后光合速率等于呼吸速率，A錯誤；
初期光合速率減慢，由于光合速率大于呼吸速率，容器內O2含量升高，呼吸速率會有所升高，之后保持穩定，B錯誤；
根據上述分析，初期光合速率大于呼吸速率，之后光合速率等于呼吸速率，C錯誤，D正確。
1
2
3
4
2.(2021·北京，3)將某種植物置于高溫環境(HT)下生長一定時間后，測定HT植株和生長在正常溫度(CT)下的植株在不同溫度下的光合速率，結果如圖。由圖不能得出的結論是
A.兩組植株的CO2吸收速率最大值接近
B.35 ℃時兩組植株的真正(總)光合速率
相等
C.50 ℃時HT植株能積累有機物而CT植
株不能
D.HT植株表現出對高溫環境的適應性
√
1
2
3
4
CO2吸收速率代表凈光合速率，而總光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率。35 ℃時兩組植株的凈光合速率相等，但呼吸速率未知，故35 ℃時兩組植株的真正(總)光合速率無法比較，B錯誤。
1
2
3
4
3.(2018·江蘇，29)右圖為某植物葉肉細胞中有關甲、乙兩種細胞器的部分物質及能量代謝途徑示意圖(NADPH指[H])，請回答下列問題：
(1)甲可以將光能轉變為化學能，參與這一過程的兩類色素為________________
_____，其中大多數高等植物的_______需在光照條件下合成。
1
2
3
4
葉綠素、類胡蘿
卜素
葉綠素
1
2
3
4
圖中甲是葉綠體，是進行光合作用的場所。葉綠體中含有葉綠素和類胡蘿卜素，可以吸收光能，并將光能轉變為化學能；葉綠素通常需要在有光的條件下才能合成。
(2)在甲發育形成過程中，細胞核編碼的參與光反應中心的蛋白，在細胞質中合成后，轉運到甲內，在______________
(填場所)組裝；核編碼的Rubisco(催化CO2固定的酶)小亞基轉運到甲內，在_______(填場所)組裝。
1
2
3
4
類囊體膜上
基質中
1
2
3
4
光反應在葉綠體的類囊體膜上進行，參與光反應的酶(蛋白質)在細胞質中合成后，轉運到葉綠體的類囊體膜上組裝；CO2的固定發生在葉綠體基質中，催化CO2固定的酶在葉綠體基質中組裝。
(3)甲輸出的三碳糖在氧氣充足的條件下，可被氧化為________后進入乙，繼而在乙的________(填場所)徹底氧化分解成CO2；甲中過多的還原能可通過物質轉化，在細胞質中合成NADPH，NADPH中的能量最終可在乙的________(填場所)轉移到ATP中。
1
2
3
4
丙酮酸
基質中
內膜上
圖中乙為線粒體，是進行有氧呼吸的主要場所。氧氣充足時，光合作用產生的三碳糖可被氧化為丙酮酸后進入線粒體，丙酮酸在線粒體基質中被徹底氧化分解成CO2，同時產生[H]和ATP；有氧呼吸前兩個階段產生的[H]在線粒體內膜上參與有氧呼
吸的第三階段，即和O2反應生成水，同
時產生大量ATP。葉綠體中產生的過多
的還原能通過物質轉化合成NADPH，
NADPH可通過參與有氧呼吸第三階段
產生ATP。
1
2
3
4
(4)乙產生的ATP被甲利用時，可參與的代謝過程包括________(填序號)。
①C3的還原?、趦韧馕镔|運輸?、跦2O裂解釋放O2?、苊傅暮铣?br/>1
2
3
4
①②④
由圖示可知，乙(線粒體)產生的ATP能夠進入甲(葉綠體)，所以在線粒體中合成的ATP可以用于C3的還原，同時還能用于內外物質的運輸、酶的合成等。水的光解不需要ATP。
1
2
3
4
4.(2022·江蘇，20)圖Ⅰ所示為光合作用過程中部分物質的代謝關系(①～⑦表示代謝途徑)。Rubisco是光合作用的關鍵酶之一，CO2和O2競爭與其結合，分別催化C5的羧化與氧化。C5羧化固定CO2合成糖；C5氧化則產生乙醇酸(C2)，C2在過氧化物酶體和線粒體協同下，完成光呼吸碳氧化循環。請據圖回答下列問題：
1
2
3
4
(1)圖Ⅰ中，類囊體膜直接參與的代謝途徑有______(從①～⑦中選填)，在紅光照射條件下，參與這些途徑的主要色素是__________________。
1
2
3
4
①⑥
葉綠素a和葉綠素b
類囊體薄膜發生的反應有水的光解產生NADPH與氧氣，以及ATP的形成，即①⑥。葉綠素主要吸收
紅光和藍紫光，葉綠素主要有葉
綠素a和葉綠素b兩種，葉綠素a
呈藍綠色，葉綠素b呈黃綠色；
類胡蘿卜素主要吸收藍紫光，用
紅光照射參與反應的主要是葉綠
素a和葉綠素b。
1
2
3
4
(2)在C2循環途徑中，乙醇酸進入過氧化物酶體被繼續氧化，同時生成的__________在過氧化氫酶催化下迅速分解為O2和H2O。
1
2
3
4
過氧化氫
過氧化氫酶能將過氧化氫分解為O2和H2O，所以在C2循環途徑中，乙醇酸進入過氧化物酶體被繼續氧化，同時生成的過氧化氫在過氧化氫酶催化下迅速分解為O2和H2O。
1
2
3
4
(3)將葉片置于一個密閉小室內，分別在
CO2濃度為0和0.03%的條件下測定小室內
CO2濃度的變化，獲得曲線a、b(圖Ⅱ)。
①曲線a,0～t1時(沒有光照，只進行呼吸
作用)段釋放的CO2源于細胞呼吸；t1～t2
時段，CO2的釋放速度有所增加，此階段
的CO2源于________。
②曲線b，當時間到達t2點后，室內CO2濃
度不再改變，其原因是_____________________________。
光呼吸
1
2
3
4
光合作用強度等于呼吸作用強度
曲線b有光照后t1～t2時段CO2下降最后達到平衡，說明細胞呼吸和光合作用達到了平衡。
1
2
3
4
(4)光呼吸可使光合效率下降20%～50%，科學家在煙草葉綠體中組裝表達了衣藻的乙醇酸脫氫酶和南瓜的蘋果酸合酶，形成了圖Ⅲ代謝途徑，從而降低了光呼吸，提高了植株生物量。上述工作體現了遺傳多樣性的_____價值。
1
2
3
4
直接
圖Ⅲ代謝途徑降低了光呼吸，提高了植株生物量，直接提升了流入生態系統的能量，是直接價值的體現。
1
2
3
4
1.判斷關于光合作用與細胞呼吸關系的敘述
(1)線粒體、葉綠體都能產生ATP，且均可用于各項生命活動(　　)
(2)提取完整的線粒體和葉綠體懸浮液，可以獨立完成有氧呼吸和光合作用過程(　　)
(3)用HO澆灌植物，周圍空氣中的H2O、O2、CO2都能檢測到18O(　　)
(4)整株植物處于光補償點時，葉肉細胞的光合作用強度和細胞呼吸強度相等(　　)
(5)植物細胞都能產生還原型輔酶Ⅱ(NADPH)(　　)
×
五分鐘　查落實
×
√
×
×
2.填空默寫
下圖是在夏季晴朗的白天，某種綠色植物葉片光合作用強度的曲線圖。分析曲線圖并回答下列問題：
(1)7～10時的光合作用強度不斷
增強的原因是 。
(2)10～12時左右的光合作用強度
明顯減弱的原因是_____________
________________________________________________________________________________。
光照強度逐漸增大
此時溫度很高，
蒸騰作用加強導致氣孔大量關閉，CO2無法進入葉片組織，致使光合作用暗反應受到限制
(3)14～17時的光合作用強度不斷下降的原因是 。
(4)從圖中可以看出，限制光合作用的因素有_____________________。
(5)依據本題提供的信息，提出提高綠色植物光合作用強度的措施有_____
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________。
光照強度不斷減弱
光照強度、溫度、CO2
可以
利用溫室大棚控制光照強度、溫度的方式，如補光、遮陰、生爐子、噴淋降溫等，提高綠色植物光合作用強度；“正其行、通其風”，增施有機肥增大CO2濃度
四
課時精練
NADH是細胞呼吸產生的還原型輔酶Ⅰ，而NADPH是光合作用產生的還原型輔酶Ⅱ，是兩種不同的物質，D錯誤。
一、選擇題：每小題給出的四個選項中只有一個符合題目要求。
1.下列關于細胞內ATP、NADH、NADPH等活性分子的敘述，錯誤的是
A.ATP脫去兩個磷酸基團后可參與RNA的合成
B.ATP的合成通常與細胞內的放能反應相聯系
C.NADH和NADPH都是具有還原性的活性分子
D.葉肉細胞可通過光合作用和細胞呼吸合成NADPH
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
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13
14
2.(2023·山東青島高三檢測)請根據下圖分析，下列有關植物進行光合作用和細胞呼吸的敘述，正確的是
A.植物長時間處于黑暗中時，②③④⑥過程都
會發生
B.晴朗夏天的中午，③④將減弱，凈光合速率降低
C.晴朗夏天的上午10時左右，北方植物的葉肉細胞中①多于⑥
D.進行②和③時，物質從產生部位到利用部位都將穿過8層膜
1
2
3
4
5
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14
√
植物葉肉細胞處于黑暗環境下，不能進行光合作用，只能進行細胞呼吸，②③④⑥過程都不會發生，A錯誤；
晴朗夏天的中午，植物為了降低蒸騰作用，
大量氣孔關閉，影響了葉肉細胞吸收二氧化
碳，導致暗反應減弱，進而導致光合作用強度減弱，B正確；
晴朗夏天的上午10時左右，光合作用強度大于細胞呼吸強度，故沒有二氧化碳①的釋放，C錯誤。
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3.8月下旬，在某校園內，甲、乙兩株不同種植物CO2吸收速率的變化如圖。若按一晝夜進行統計，則下列說法中，正確的是
A.a點之前，甲植株均同時進行光合作用
和細胞呼吸
B.e點時，乙植株有機物積累量達到最高
C.曲線b～c段和d～e段下降的原因相同
D.b～d段，觀測到甲植株氣孔保持關閉，
可推測其擁有更為高效的光合系統
√
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圖中曲線的b～c段下降的主要原因是氣溫較高，蒸騰作用旺盛，氣孔部分關閉導致CO2吸收速率降低，d～e段下降的原因是光照強度減弱，光反應產生NADPH和ATP的速率減慢，
這兩段下降的原因不相同，C錯誤；
b～d段，觀測到甲植株氣孔保持關閉，
但甲的光合作用并沒有減少，因此推
測其擁有更為高效的光合系統，D正確。
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14
4.圖甲表示水稻的葉肉細胞在光照強度分別為a、b、c、d時，單位時間內CO2釋放量和O2產生總量的變化。圖乙表示藍細菌光合速率與光照強度的關系。下列說法正確的是
A.圖甲中，光照強度為b時，
光合速率等于呼吸速率
B.圖甲中，光照強度為d時，
單位時間內細胞從周圍吸
收2個單位的二氧化碳
C.圖乙中，當光照強度為X時，細胞中產生ATP的場所有細胞質基質、線
粒體和葉綠體
D.圖乙中，限制a、b、c點光合速率的因素主要是光照強度
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
圖甲中，光照強度為a時，O2產生總量為0，此時只進行細胞呼吸，據此可知，呼吸強度為6；光照強度為b時，CO2釋放量大于0且有氧氣產生，說明此時光合速率小于細胞呼吸
速率，A錯誤；
光照強度為d時，O2產生總量為8，則光
合作用總吸收CO2量為8，因而單位時間
內細胞從周圍吸收8－6＝2(個)單位的CO2，
B正確；
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
圖乙中所示生物為藍細菌，藍細菌為原核生物，不含線粒體和葉綠體，C錯誤；
圖乙中c點時光合速率達到最大值，此時限制光合速率的因素不再是光照強度，可能是溫度或CO2濃度等，D錯誤。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
5.下列關于曲線的描述，正確的是
A.圖1中，兩曲線的交點對應的是
凈光合速率為0時的溫度
B.圖2中，C點對所有進行光合作
用的細胞來說，葉綠體消耗的
CO2量等于細胞呼吸產生的CO2量
C.圖3中A、B兩點為光合速率和
呼吸速率相等的點
D.若在30 ℃時一晝夜光照10 h，
則一天CO2的凈吸收量為7
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
圖1中，兩曲線的交點對應的是
凈光合速率與呼吸速率相等時
的溫度，A錯誤；
圖2中，C點表示整個植物體光
合作用吸收的CO2量等于細胞
呼吸釋放的CO2量，由于植株
部分細胞不進行光合作用，因此葉綠體消耗的CO2量大于細胞呼吸產生的CO2量，B錯誤；
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
圖3中，A點前呼吸速率大于光合速率，A點后呼吸速率小于光合速率，B點前光合速率大于呼吸速率，B點后光合速率小于呼吸速率，故A、B兩點為光合速率和呼吸速率相等的點，C正確；
若在30 ℃時一晝夜光照10 h，則一天CO2的凈吸收量為3.5×10－3×14＝－7，D錯誤。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
組別 一 二 三 四
溫度/℃ 27 28 29 30
暗處理后質量變化/mg －2 －3 －4 －1
光照后與暗處理前質量變化/mg ＋3 ＋3 ＋3 ＋2
6.(2023·江蘇揚州高三階段練習)用某種綠色植物輪藻的大小相似葉片分組進行光合作用實驗：已知葉片實驗前質量相等，在不同溫度下分別暗處理1 h，測其質量變化，立即光照1 h(光照強度相同)，再測其質量變化。得到如下結果：
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
組別 一 二 三 四
溫度/℃ 27 28 29 30
暗處理后質量變化/mg －2 －3 －4 －1
光照后與暗處理前質量變化/mg ＋3 ＋3 ＋3 ＋2
據表分析，以下說法錯誤的是
A.29 ℃時輪藻呼吸酶的活性高于其他3組
B.光照時，第一、二、三組輪藻釋放的氧氣量相等
C.光照時，第四組輪藻光合作用強度大于細胞呼吸強度
D.光照時，第三組輪藻制造的有機物總量為11 mg
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
√
第一組的凈光合速率為2＋3＝5(mg/h)，第二組的凈光合速率為3＋3＝6(mg/h)，第三組的凈光合速率為4＋3＝7(mg/h)，因此這三組在光下的凈光合作用是不同的，氧氣的釋放量不相等，B錯誤。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
組別 一 二 三 四
溫度/℃ 27 28 29 30
暗處理后質量變化/mg －2 －3 －4 －1
光照后與暗處理前質量變化/mg ＋3 ＋3 ＋3 ＋2
7.(2023·湖南常德高三調研)“半葉法”測定光合速率時，將對稱葉片的一部分(A)遮光，另一部分(B)不作處理，設法阻止兩部分聯系。光照6小時，在A、B截取等面積的葉片，烘干稱重，分別記為a、b，光照前截取同等面積的葉片烘干稱重的數據為m0，下列說法錯誤的是
A.若m0－a＝b－m0，則表明該實驗條件下葉片的光合速率等于呼吸速率
B.本實驗需阻止葉片光合產物向外運輸，同時不影響水和無機鹽的輸送
C.忽略水和無機鹽的影響，A部分葉片可在給B光照時剪下，進行等時長
的暗處理
D.選擇葉片時需注意葉齡、著生節位、葉片的對稱性及受光條件的一致性
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
A遮光，只進行細胞呼吸，故m0－a代表細胞呼吸消耗，B不作處理，進行光合作用和細胞呼吸，b－m0代表凈光合作用積累，若m0－a＝
b－m0，即凈光合速率等于呼吸速率，則表明該實驗條件下葉片的光合速率大于呼吸速率，A錯誤。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
8.(2023·河北石家莊高三檢測)下圖表示夏季時某植物體在不同程度遮光條件下凈光合速率的部分日變化曲線，據圖分析，有關敘述正確的是
A.一天中30%的適當遮光均會顯著增強凈光合速率
B.a～b段大部分葉表皮細胞能產生ATP的場所只有細胞質基質和線粒體
C.M點時該植物體內葉肉細胞
消耗的CO2量等于該細胞呼
吸產生的CO2量
D.該植物c點和d點有機物含量
相同
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
√
據圖分析，在5：30至7：30間，30%遮光時的凈光合速率較不遮光的低，A錯誤；
a～b段位于圖中80%遮光曲
線上，此時凈光合速率小于
0，葉表皮細胞沒有葉綠體，
只能進行細胞呼吸，能產生
ATP的場所是細胞質基質和線粒體，B正確；
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
M點80%遮光時該植物體凈光合速率等于0，即植物體內葉肉細胞光合作用消耗的CO2量等于所有細胞呼吸產生的CO2量，葉肉細胞光合作用消耗的CO2量應大于該細胞呼吸產生的CO2量，C錯誤；
該植物c點和d點的凈光合速
率都大于0，則有機物會積
累，隨著時間的延長有機物
的積累量增加，所以d點有
機物的含量多于c點有機物的含量，D錯誤。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
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13
14
二、選擇題：每小題給出的四個選項中有一個或多個符合題目要求。
9.(2023·山東煙臺高三模擬)下圖表示植物葉肉細胞中光合作用和細胞呼吸的相關過程，其中①～⑤表示代謝過程，A～F表示代謝過程中產生的物質。下列相關敘述錯誤的是
A.過程①②③④⑤都可以產生ATP
B.過程①和過程③在生物膜上進行
C.物質C的元素只來自水
D.物質A、B、D、E、F中都含H
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
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13
14
√
√
②為暗反應過程，該過程需要消耗ATP，A錯誤；
①為光反應過程，場所是類囊體薄膜；
③為有氧呼吸第三階段，場所為
線粒體內膜，兩者均在生物膜上
進行，B正確；
C為氧氣，在光反應過程中O元
素只來自水，C正確；
D為二氧化碳，不含H，D錯誤。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
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13
14
10.(2023·山東省百校聯考)在一定光照條件下，科研人員研究了溫度變化對某種蔬菜進行呼吸作用時CO2產生量和進行光合作用時CO2消耗量的影響，實驗結果如圖所示。下列結論不合理的是
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
A.圖中陰影部分可表示有機物積累量
B.光合作用相關酶的最適溫度小于呼吸作用
相關酶的最適溫度
C.當溫度為5～25 ℃時該種蔬菜的產量會隨
溫度的升高而升高
D.溫室栽培該種蔬菜時溫度最好控制在35 ℃左右
√
圖中陰影部分可表示光合作用有機物產生量和呼吸作用有機物消耗量的差值，也就是有機物積累量，A合理；
光合作用相關酶的最適溫度大約在25～30 ℃之間，小于呼吸作用相關酶的最適溫度，B合理；
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
當溫度為35 ℃時，凈光合速率等于零，蔬菜不能生長，D不合理。
11.(2023·河北武安高三模擬)植物光合速率目前主要使用CO2紅外分析儀進行測定，一般用單位時間內同化CO2的微摩爾數表示。將生長狀況相同的某種植物在不同溫度下分別暗處理1 h，再光照1 h(光照強度相同)，測定分析儀密閉氣路中CO2的濃度，轉換得到如圖數據。下列分析正確的是
1
2
3
4
5
6
7
8
9
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11
12
13
14
A.該植物在29 ℃和30 ℃時依然表現生長現象
B.該植物細胞呼吸和光合作用的最適溫度分別是29 ℃和28 ℃
C.在27 ℃、28 ℃和29 ℃時，光合作用制造的有機物的量不相等
D.30 ℃時，光合速率等于細胞呼吸速率，CO2變化都是20微摩爾/小時
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
√
暗處理后CO2濃度的增加量表示細胞呼吸強度，光照后與暗處理前CO2濃度的減少量表示光合作用進行了1 h和細胞呼吸進行了2 h后的重量變化。四組溫度下，該植物都表現為生長現象，A正確；
因為光合作用強度即：CO2濃
度的減少量＋2×CO2濃度的
增加量，29 ℃最大；細胞呼
吸強度也是在29 ℃最大，B
錯誤；
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
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14
27 ℃、28 ℃、29 ℃時，光合作用制造的有機物的量分別為60＋20×2＝100(微摩爾/小時)、60＋40×2＝140(微摩爾/小時)、60＋60×2＝180(微摩爾/小時)，
光合作用制造的有機物的量
不相等，C正確；
30 ℃時，光合速率大于細胞
呼吸速率，D錯誤。
1
2
3
4
5
6
7
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14
12.下圖是某生物興趣小組探究不同條件下光合作用和細胞呼吸過程中氣體產生情況的實驗示意圖，給這兩組實驗提供相同的環境條件，下列相關敘述正確的是
A.裝置中的碳酸氫鈉溶液
可使瓶內的CO2濃度維
持在穩定水平
B.若裝置甲和乙中水滴的
移動方向相反，則裝置甲中的綠色植物能正常生長
C.裝置甲中的水滴可能不動，裝置乙中的水滴左移
D.若裝置甲中的水滴左移，則裝置甲中綠色植物的葉綠體中不能產生
NADPH和ATP
1
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13
14
√
√
√
碳酸氫鈉溶液可吸收多余的CO2，也可釋放CO2，因此可使瓶內的CO2濃度維持在穩定水平，A正確；
分析題圖中裝置乙可知，青蛙處于正常生活狀態，就需要消耗容器內的O2，由于CO2濃度穩定，
故裝置乙中的水滴會左移，
若裝置甲和乙中水滴的移
動方向相反，則裝置甲中
的水滴右移，說明植物光
合作用強度大于細胞呼吸強度，植物能正常生長，B正確；
1
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14
當裝置甲中的綠色植物的光合作用強度等于細胞呼吸強度時，水滴可能不動，裝置乙中的水滴左移，C正確；
若裝置甲中的水滴左移，可表示植物光合作用強度小于細胞呼吸強度，但不能說明綠色植物的光
合作用不進行，在光照條
件下，綠色植物葉綠體中
能產生NADPH和ATP，D
錯誤。
1
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14
三、非選擇題
13.番茄含有豐富的營養，據營養學家研究測定：每人每天食用50～100克鮮番茄，即可滿足人體對幾種維生素和礦物質的需要。為了進一步了解番茄的生理特征，某興趣小組在一定濃度的CO2和適宜的溫度(25 ℃)下，測定番茄在不同光照條件下的光合速率，結果如下表。據表中數據回答問題：
1
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7
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14
光合速率與呼吸速率相等時光照強度(klx) 光飽和時光照強度(klx) 光飽和時CO2吸收量/(mg·100 cm－2葉·h－1) 黑暗條件下CO2釋放量/(mg·100 cm－2葉·h－1)
3 9 32 8
(1)本實驗的自變量是_________。當光照強度超過9 klx時，番茄光合速率不再增加，此時限制番茄光合作用的主要外界因素是________。
1
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14
光合速率與呼吸速率相等時光照強度(klx) 光飽和時光照強度(klx) 光飽和時CO2吸收量/(mg·100 cm－2葉·h－1) 黑暗條件下CO2釋放量/(mg·100 cm－2葉·h－1)
3 9 32 8
光照強度
CO2濃度
根據題干“測定番茄在不同光照條件下的光合速率”可知，本實驗的自變量是光照強度。當光照強度超過9 klx時，番茄光合速率不再增加，由于此結果是在適宜溫度(25 ℃)條件下測定的，所以此時的外界限制因素主要是CO2濃度。
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14
(2)當光照強度為9 klx時，番茄的根細胞中能產生ATP的場所有_________
__________。當光照強度為3 klx時，番茄固定的CO2量為___mg·100 cm－2葉·h－1；當光照強度為9 klx時，番茄固定的CO2量為___mg·100 cm－2葉·h－1。
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光合速率與呼吸速率相等時光照強度(klx) 光飽和時光照強度(klx) 光飽和時CO2吸收量/(mg·100 cm－2葉·h－1) 黑暗條件下CO2釋放量/(mg·100 cm－2葉·h－1)
3 9 32 8
質和線粒體
細胞質基
8
40
光合作用和細胞呼吸都能產生ATP，番茄的根細胞中沒有葉綠體，當光照強度為9 klx時，番茄的根細胞中能產生ATP的場所有細胞質基質和線粒體。當光照強度為3 klx時，達到了光補償點，番茄固定的CO2量等于黑暗條件下CO2釋放量，即8 mg·100 cm－2葉·h－1。光照強度為9 klx時，達到了光飽和點，番茄固定的CO2量為光飽和時CO2吸收量與黑暗條件下CO2釋放量之和，即40 mg·100 cm－2葉·h－1。
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14
(3)下面圖甲表示種植番茄的密閉大棚內，一晝夜空氣中CO2含量的變化情況。由圖可知番茄開始進行光合作用的時間是_________(填“早于6點”
“始于6點”或“晚于6點”)；BD段CO2相對含量顯著下降，影響其變化的主要環境因素是___________；一天之中植物有機物積累量最多的時候是曲線中的____(填字母)點。
1
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14
光照強度
早于6點
F
據圖甲分析，圖中B、F點植物光合作用強度與細胞呼吸強度相等，密閉大棚內CO2含量既不增加也不減少。所以番茄開始進行光合作用的時間是早于6點。BD段CO2相對含量顯著下降，影響其變化的主要環境因素是光照強度。CO2含量降低表示番茄
的凈光合速率大于0，當CO2含量降低到F點之
后，密閉大棚內CO2含量隨即增加，凈光合速
率開始小于0，所以一天之中植物有機物積累
量最多的時候是曲線中的F點。
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14
(4)圖乙表示空氣中CO2含量對番茄植株光合作用的影響，在X、Y對應的CO2含量下，葉綠體中NADPH和ATP的生成速率的關系為________(填“X>Y”“X＝Y”或“X1
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3
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13
14
X分析圖乙，X對應的CO2含量低于Y，X對應的暗反應弱，影響光反應，所以在X、Y對應的CO2含量下，葉綠體中NADPH和ATP的生成速率的關系為X1
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14
14.馬鈴薯是中國五大主食之一，其營養價值高、適應力強、產量高，是全球第三大重要的糧食作物。為了探究便于其儲藏的有利條件，某研究小組利用馬鈴薯塊莖做了相應實驗，實驗結果如圖甲所示。在研究溫度對光合作用與細胞呼吸的影響時，在不同溫度下采用“半葉法”對馬鈴薯植株上葉片的光合速率進行
測定，將A側遮光，B側照光，
在適宜的光照強度下照射1小
時后，分別在A、B兩側截取
同等單位面積的葉片稱出干重
(如圖乙)，
1
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13
14
實驗結果如下表所示(光合速率的單位為mg/h)。請據此回答下列問題：
溫度(℃) 10 15 20 25 30 35
MA(干重，mg) 4.25 4.00 3.50 2.75 2.00 1.50
MB(干重，mg) 6.75 7.50 8.25 8.75 8.50 8.00
(1)馬鈴薯植株中根細胞無氧
呼吸的產物是___________，
馬鈴薯塊莖細胞無氧呼吸的
產物是______，造成這種差
異的直接原因是_______________________。
酒精和CO2
乳酸
催化反應的酶的種類不同
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馬鈴薯植株中根細胞無氧呼吸的產物是酒精和CO2，馬鈴薯塊莖細胞無氧呼吸的產物是乳酸，造成這種差異的直接原因是催化反應的酶的種類不同。
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14
(2)由圖甲可知，在________________條件下更有利于儲藏馬鈴薯塊莖；與25 ℃相比，在3 ℃條件下光照對馬鈴薯塊莖細胞呼吸的促進作用較___
(填“強”或“弱”)。
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14
低溫(3 ℃)、黑暗
強
由圖甲可知，在低溫、黑暗條件下更有利于儲藏馬鈴薯塊莖；由圖甲可知，3 ℃時黑暗條件下與光照條件下呼吸速率差值比25 ℃時大，即在3 ℃條件下光照對馬鈴薯塊莖細胞呼吸的促進作用較強。
1
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14
(3)根據表格數據分析，與30 ℃相比，35 ℃時的總光合速率______(填“更強”“更弱”“不變”或“不確定”)，理由是__________________
_______________________。
1
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14
不變
速率，兩者均為6.5 mg/h
溫度(℃) 10 15 20 25 30 35
MA(干重，mg) 4.25 4.00 3.50 2.75 2.00 1.50
MB(干重，mg) 6.75 7.50 8.25 8.75 8.50 8.00
MB－MA表示總光合
不同溫度下，葉片在實驗開始時的干重相同，設為a。其呼吸速率為a－MA，其凈光合速率為MB－a，則總光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率＝ MB－a＋ a－MA＝ MB－MA,35 ℃時的總光合速率為8－1.5＝6.5 (mg/h)，30 ℃時的總光合速率為8.5－2＝6.5 (mg/h)。
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溫度(℃) 10 15 20 25 30 35
MA(干重，mg) 4.25 4.00 3.50 2.75 2.00 1.50
MB(干重，mg) 6.75 7.50 8.25 8.75 8.50 8.00
(4)晝夜不停地光照，在_____℃時該馬鈴薯葉片生長得相對最快，判斷依據是_________________________________________________________
______________________________________________________________________________________。
1
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MB減去實驗開始時的干重可表示其凈光合速率，不同溫度下，葉片在實驗開始時的干重相同，所以MB值越大，則凈光合速率就越大，葉片生長的速度相對就越快
不同溫度下，葉片在實驗開始時的干重相同，設為a，其凈光合速率為MB－a，凈光合速率大小與MB成正比，所以MB值越大，凈光合速率就越大，葉片生長的速度相對就越快，故在25 ℃時該馬鈴薯葉片生長得相對最快。
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14第7課時　光合作用和細胞呼吸的綜合分析
課標要求　1.熟練掌握光合作用和細胞呼吸的關系。2.通過闡述光合作用與細胞呼吸的相互關系，形成歸納與概括、模型與建模的科學思維方法。
考點一　光合作用與有氧呼吸的關系
1．光合作用與有氧呼吸的關系
(1)圖解光合作用與細胞呼吸過程中的物質轉化關系
(2)光合作用和細胞呼吸的比較
比較項目 光合作用 細胞呼吸
代謝類型 合成作用(或同化作用) 分解作用(或異化作用)
發生范圍 含葉綠體的植物細胞；藍細菌、光合細菌等 所有活細胞
發生場所 葉綠體(真核生物)；細胞質(原核生物) 有氧呼吸：細胞質基質、線粒體(真核生物)；細胞質(原核生物) 無氧呼吸：細胞質基質
發生條件 只在光下進行 有光、無光都能進行
物質變化 無機物有機物 有機物無機物
能量變化 光能→化學能 化學能→熱能、ATP中活躍的化學能
實質 無機物有機物；儲存能量 有機物無機物(或簡單有機物)；釋放能量
能量轉化的聯系
元素轉移的聯系 C：CO2(CH2O)→丙酮酸→CO2 O：H2OO2→H2O H：H2OH＋→NADPH(CH2O)→[H]→H2O
過程聯系
2.真正(總)光合速率、凈光合速率和呼吸速率
(1)光合速率與呼吸速率的常用表示方法
項目 含義 表示方法(單位面積的葉片在單位時間內變化量)
O2 CO2 有機物
真正光合速率 植物在光下實際合成有機物的速率 O2產生(生成)速率或葉綠體釋放O2量 CO2固定速率或葉綠體吸收CO2量 有機物產生(制造、生成)速率
凈光合速率 植物有機物的積累速率 植物或葉片或葉肉細胞O2釋放速率 植物或葉片或葉肉細胞CO2吸收速率 有機物積累速率
呼吸 速率 單位面積的葉片在單位時間內分解有機物的速率 黑暗中O2吸收速率 黑暗中CO2釋放速率 有機物消耗速率
(2)曲線模型及分析
①植物綠色組織在黑暗條件下或非綠色組織測得的數值為呼吸速率(A點)。
②植物綠色組織在有光條件下光合作用與細胞呼吸同時進行，測得的數據為凈光合速率。
③真正光合速率＝呼吸速率＋凈光合速率。
3．測定植物光合速率和呼吸速率的常用方法
方法1　測定裝置中氣體體積變化
(1)裝置中溶液的作用：在測細胞呼吸速率時NaOH溶液可吸收容器中的CO2；在測凈光合速率時NaHCO3溶液可提供CO2，保證了容器內CO2濃度的恒定。
(2)測定原理
①在黑暗條件下甲裝置中的植物只進行細胞呼吸，由于NaOH溶液吸收了細胞呼吸產生的CO2，所以單位時間內紅色液滴左移的距離表示植物的O2吸收速率，可代表呼吸速率。
②在光照條件下乙裝置中的植物進行光合作用和細胞呼吸，由于NaHCO3溶液保證了容器內CO2濃度的恒定，所以單位時間內紅色液滴右移的距離表示植物的O2釋放速率，可代表凈光合速率。
③真正光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率。
(3)測定方法
①將植物(甲裝置)置于黑暗中一定時間，記錄紅色液滴移動的距離，計算呼吸速率。
②將同一植物(乙裝置)置于光下一定時間，記錄紅色液滴移動的距離，計算凈光合速率。
③根據呼吸速率和凈光合速率可計算得到真正光合速率。
(4)物理誤差的校正：為防止氣壓、溫度等物理因素所引起的誤差，應設置對照實驗，即用死亡的綠色植物分別進行上述實驗，根據紅色液滴的移動距離對原實驗結果進行校正。
方法2　“半葉法”測定光合作用有機物的產生量
將葉片一半遮光、一半曝光，遮光的一半測得的數據變化值代表細胞呼吸強度，曝光的一半測得的數據變化值代表凈光合作用強度值，最后計算真正光合作用強度值。需要注意的是該種方法在實驗之前需對葉片進行特殊處理，以防止有機物的運輸。
方法3　“黑白瓶法”測定溶氧量的變化
黑瓶為黑布罩住的玻璃瓶，只有細胞呼吸，而白瓶既能進行光合作用又能進行細胞呼吸，所以用黑瓶(無光照的一組)測得的為細胞呼吸強度值，用白瓶(有光照的一組)測得的為凈光合作用強度值，綜合兩者即可得到真正光合作用強度值。
方法4　葉圓片稱重法——測定有機物的變化量
本方法通過測定單位時間、單位面積葉片中淀粉的生成量，如圖所示以有機物的變化量測定光合速率(S為葉圓片面積)。
凈光合速率＝(z－y)/2S；
呼吸速率＝(x－y)/2S；
總光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率＝(x＋z－2y)/2S。
方法5　葉圓片上浮法——定性檢測O2釋放速率
本方法利用真空技術排出葉肉細胞間隙中的空氣，充以水分，使葉片沉于水中；在光合作用過程中，植物吸收CO2放出O2，由于O2在水中的溶解度很小而在細胞間積累，結果使原來下沉的葉片上浮。根據在相同時間內上浮葉片數目的多少(或者葉片全部上浮所需時間的長短)，即能比較光合作用強度的大小。
方法6　間隔光照法——比較有機物的合成量
光反應和暗反應在不同酶的催化作用下相對獨立進行，由于催化暗反應的酶的催化效率和數量都是有限的，因此在一般情況下，光反應的速率比暗反應快，光反應的產物ATP和NADPH不能被暗反應及時消耗掉。持續光照，光反應產生的大量的NADPH和ATP不能及時被暗反應消耗，暗反應限制了光合作用的速率，降低了光能的利用率。但若光照、黑暗交替進行，則黑暗間隔有利于充分利用光照時積累的光反應的產物，持續進行一段時間的暗反應。因此在光照強度和光照時間不變的情況下，光照、黑暗交替進行條件下制造的有機物相對多。
1．如果用18O標記土壤中的水，那么植物產生的二氧化碳和氧氣是否含有18O？如果有，寫出18O的轉移途徑。
提示　有，H218O經過光合作用的光反應轉移給18O2，H218O經過有氧呼吸的第二階段轉移給C18O2。
2．給小球藻提供18O2，在小球藻合成的有機物中檢測到了18O，分析其最可能的轉移途徑是什么？
提示　有氧呼吸第三階段18O2與[H]結合生成了H218O，有氧呼吸第二階段利用H218O生成C18O2，C18O2再參與光合作用的暗反應生成含18O的有機物(CH218O)。
1．(不定項)(2023·江蘇南通高三期末)如圖所示為甘蔗葉肉細胞內的一系列反應過程，下列有關說法不正確的是(　　)
A．過程①中葉綠體中的四種色素都主要吸收藍紫光和紅光
B．過程②只發生在葉綠體基質中，過程②釋放的能量用于C3的還原
C．過程③既產生[H]也消耗[H]
D．若過程①②的速率大于過程③的速率，則甘蔗植株的干重一定增加
答案　AD
解析　過程①表示光反應，葉綠素a和葉綠素b主要吸收藍紫光和紅光，而胡蘿卜素和葉黃素主要吸收藍紫光，A錯誤；過程②表示暗反應，只發生在葉綠體基質中，暗反應中釋放的能量用于C3的還原，B正確；③是細胞呼吸過程，有氧呼吸的第一、二階段產生[H]，用于第三階段與氧氣發生反應，因此過程③既產生[H]也消耗[H]，C正確；如圖所示為甘蔗葉肉細胞內的一系列反應過程，過程①②的速率大于過程③的速率，由于甘蔗植株部分細胞只進行細胞呼吸，甘蔗植株的干重不一定增加，D錯誤。
2．如圖的縱坐標表示某種植物O2吸收相對速率的變化(非適宜條件下)，下列說法不正確的是(　　)
A．可以判斷d點開始進行光合作用
B．降低土壤中的Mg2＋濃度，一段時間后d點將向右移
C．提高大氣中的CO2濃度，e點將向右下移
D．該植物細胞呼吸消耗O2的相對速率是4
答案　A
解析　根據圖示分析可知，d點以前就開始進行光合作用了，A錯誤；降低土壤中的Mg2＋濃度，則葉綠素合成不足，導致光合速率降低，因此一段時間后d點將向右移，B正確；提高大氣中的CO2濃度，光合速率增強，因此e點將向右下移，C正確；曲線與縱坐標相交的點代表細胞呼吸強度，即該植物細胞呼吸消耗O2的相對速率是4，D正確。
考點二　光合作用與細胞呼吸綜合應用
1．自然環境中(夏季)一晝夜植物CO2吸收量與CO2釋放量變化曲線
(1)曲線各點的含義及形成原因分析
①a點：凌晨3時～4時，溫度降低，細胞呼吸強度減弱，CO2釋放減少。
②b點：上午6時左右，太陽出來，開始進行光合作用。
③bc段：光合作用強度小于細胞呼吸強度。
④c點：上午7時左右，光合作用強度等于細胞呼吸強度。
⑤ce段：光合作用強度大于細胞呼吸強度。
⑥d點：溫度過高，部分氣孔關閉，出現“光合午休”現象。
⑦e點：下午6時左右，光合作用強度等于細胞呼吸強度。
⑧ef段：光合作用強度小于細胞呼吸強度。
⑨fg段：太陽落山，光合作用停止，只進行細胞呼吸。
(2)綠色植物一晝夜內有機物的“制造”“消耗”與“積累”
2．密閉容器內一晝夜CO2濃度變化曲線
曲線 模型
模型分析
AB段 無光照，植物只進行細胞呼吸
BC段 溫度降低，細胞呼吸減弱
CD段 C點后，微弱光照，開始進行光合作用，但光合作用強度<細胞呼吸強度
D點 光合作用強度＝細胞呼吸強度
DH段 光合作用強度>細胞呼吸強度。其中FG段表示“光合午休”現象
H點 光合作用強度＝細胞呼吸強度，有機物積累最多
HI段 光照繼續減弱，光合作用強度<細胞呼吸強度，直至光合作用完全停止
I點 I點低于A點，說明一晝夜密閉容器中CO2濃度減少，即總光合量大于總呼吸量，植物能生長。
方法技巧　巧據小室內CO2(或O2)的“初測值”與“末測值”確認植物是否生長(注意：植株≠葉肉細胞)
密閉小室中氣體變化是整棵植株(綠色、非綠色部位)光合與細胞呼吸綜合影響的結果。
3．光(CO2)補償點與光(CO2)飽和點及其移動問題
(1)光(CO2)補償點的移動
①呼吸速率增加，其他條件不變時，光(CO2)補償點應右移，反之左移。
②呼吸速率基本不變，相關條件的改變使光合速率下降時，光(CO2)補償點應右移，反之左移。
(2)光(CO2)飽和點的移動：相關條件的改變，使光合速率增大時，光(CO2)飽和點C點應右移(C′點右上移)，反之左移(C′點左下移)。
(3)陰生植物與陽生植物相比，光(CO2)補償點和飽和點都應向左移動。
4．植物“三率”的含義、關系及判定
(1)微觀辨析總光合速率、凈光合速率和呼吸速率的關系
(2)?？记€分析
①
②
③以“測定的CO2吸收量與釋放量”為指標：
科研人員將綠色的甲植物放在溫度適宜的密閉容器內，在不同的光照條件下，測定該容器內氧氣量的變化如下圖所示。
(1)5 min時容器中的二氧化碳濃度最大。
(2)如果葉片的呼吸速率始終不變，則在5～15 min內，小麥葉片光合作用的平均速率(用氧氣產生量表示)是6×10－8 mol/min。
(3)B點時，容器內氧氣量不再增加的原因是什么？
提示　容器內CO2濃度降低，導致光合速率等于呼吸速率，O2含量不再增加。
3．玻璃溫室里栽培植物，對室內空氣中CO2含量進行了24小時測定，圖中曲線能正確表示測定結果的是(橫軸為時間，縱軸為CO2濃度)(　　)
答案　D
解析　0點到6點這一時間段，細胞呼吸強度大于光合作用強度，產生CO2多，導致玻璃溫室中的CO2濃度越來越高；6點與18點之間，光合作用強度大于細胞呼吸強度，消耗了更多的CO2，使玻璃溫室中的CO2濃度逐漸降低；18點時，光合作用強度等于細胞呼吸強度，之后，光合作用強度逐漸減小直至停止，而細胞呼吸一直進行，所以玻璃溫室中的CO2濃度又逐漸升高，D正確。
4．下面甲、乙兩圖分別表示一天內某叢林水分的失與得(A、B)和CO2的吸收與釋放(m、N、L)的變化情況(S代表面積)。請據圖分析，下列說法錯誤的是(　　)
A．若SB－SA>0，則多余的水分用于光合作用等生理過程
B．若SB－SA>0，且Sm－SN－SL>0，則叢林樹木凈光合作用大于0
C．從暗反應的角度考慮，若在一晝夜內SN＋SLD．若SB－SA<0，僅從環境推測，當日氣溫可能偏高或土壤溶液濃度偏低
答案　D
解析　分析題圖可知，SB是植物細胞吸收的水分，SA是植物通過蒸騰作用散失的水分，SB－SA>0，多余的水分用于光合作用等生理過程，A正確；SB－SA>0，代表植物細胞吸收的水分大于蒸騰作用散失的水分，Sm－SN－SL>0，代表有機物的積累量大于0，B正確；若在一晝夜內SN＋SL1．(2022·全國乙，2)某同學將一株生長正常的小麥置于密閉容器中，在適宜且恒定的溫度和光照條件下培養，發現容器內CO2含量初期逐漸降低，之后保持相對穩定。關于這一實驗現象，下列解釋合理的是(　　)
A．初期光合速率逐漸升高，之后光合速率等于呼吸速率
B．初期光合速率和呼吸速率均降低，之后呼吸速率保持穩定
C．初期呼吸速率大于光合速率，之后呼吸速率等于光合速率
D．初期光合速率大于呼吸速率，之后光合速率等于呼吸速率
答案　D
解析　培養初期，容器內CO2含量逐漸降低，光合速率逐漸減慢，之后光合速率等于呼吸速率，A錯誤；初期光合速率減慢，由于光合速率大于呼吸速率，容器內O2含量升高，呼吸速率會有所升高，之后保持穩定，B錯誤；根據上述分析，初期光合速率大于呼吸速率，之后光合速率等于呼吸速率，C錯誤，D正確。
2．(2021·北京，3)將某種植物置于高溫環境(HT)下生長一定時間后，測定HT植株和生長在正常溫度(CT)下的植株在不同溫度下的光合速率，結果如圖。由圖不能得出的結論是(　　)
A．兩組植株的CO2吸收速率最大值接近
B．35 ℃時兩組植株的真正(總)光合速率相等
C．50 ℃時HT植株能積累有機物而CT植株不能
D．HT植株表現出對高溫環境的適應性
答案　B
解析　CO2吸收速率代表凈光合速率，而總光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率。35 ℃時兩組植株的凈光合速率相等，但呼吸速率未知，故35 ℃時兩組植株的真正(總)光合速率無法比較，B錯誤。
3．(2018·江蘇，29)下圖為某植物葉肉細胞中有關甲、乙兩種細胞器的部分物質及能量代謝途徑示意圖(NADPH指[H])，請回答下列問題：
(1)甲可以將光能轉變為化學能，參與這一過程的兩類色素為________________________，其中大多數高等植物的________需在光照條件下合成。
(2)在甲發育形成過程中，細胞核編碼的參與光反應中心的蛋白，在細胞質中合成后，轉運到甲內，在________________(填場所)組裝；核編碼的Rubisco(催化CO2固定的酶)小亞基轉運到甲內，在________(填場所)組裝。
(3)甲輸出的三碳糖在氧氣充足的條件下，可被氧化為________后進入乙，繼而在乙的________(填場所)徹底氧化分解成CO2；甲中過多的還原能可通過物質轉化，在細胞質中合成NADPH，NADPH中的能量最終可在乙的________(填場所)轉移到ATP中。
(4)乙產生的ATP被甲利用時，可參與的代謝過程包括____________(填序號)。
①C3的還原?、趦韧馕镔|運輸　③H2O裂解釋放O2?、苊傅暮铣?br/>答案　(1)葉綠素、類胡蘿卜素　葉綠素　(2)類囊體膜上　基質中　(3)丙酮酸　基質中　內膜上　(4)①②④
解析　(1)圖中甲是葉綠體，是進行光合作用的場所。葉綠體中含有葉綠素和類胡蘿卜素，可以吸收光能，并將光能轉變為化學能；葉綠素通常需要在有光的條件下才能合成。(2)光反應在葉綠體的類囊體膜上進行，參與光反應的酶(蛋白質)在細胞質中合成后，轉運到葉綠體的類囊體膜上組裝；CO2的固定發生在葉綠體基質中，催化CO2固定的酶在葉綠體基質中組裝。(3)圖中乙為線粒體，是進行有氧呼吸的主要場所。氧氣充足時，光合作用產生的三碳糖可被氧化為丙酮酸后進入線粒體，丙酮酸在線粒體基質中被徹底氧化分解成CO2，同時產生[H]和ATP；有氧呼吸前兩個階段產生的[H]在線粒體內膜上參與有氧呼吸的第三階段，即和O2反應生成水，同時產生大量ATP。葉綠體中產生的過多的還原能通過物質轉化合成NADPH，NADPH可通過參與有氧呼吸第三階段產生ATP。(4)由圖示可知，乙(線粒體)產生的ATP能夠進入甲(葉綠體)，所以在線粒體中合成的ATP可以用于C3的還原，同時還能用于內外物質的運輸、酶的合成等。水的光解不需要ATP。
4．(2022·江蘇，20)圖Ⅰ所示為光合作用過程中部分物質的代謝關系(①～⑦表示代謝途徑)。Rubisco是光合作用的關鍵酶之一，CO2和O2競爭與其結合，分別催化C5的羧化與氧化。C5羧化固定CO2合成糖；C5氧化則產生乙醇酸(C2)，C2在過氧化物酶體和線粒體協同下，完成光呼吸碳氧化循環。請據圖回答下列問題：
(1)圖Ⅰ中，類囊體膜直接參與的代謝途徑有__________(從①～⑦中選填)，在紅光照射條件下，參與這些途徑的主要色素是________________。
(2)在C2循環途徑中，乙醇酸進入過氧化物酶體被繼續氧化，同時生成的__________在過氧化氫酶催化下迅速分解為O2和H2O。
(3)將葉片置于一個密閉小室內，分別在CO2濃度為0和0.03%的條件下測定小室內CO2濃度的變化，獲得曲線a、b(圖Ⅱ)。
①曲線a,0～t1時(沒有光照，只進行呼吸作用)段釋放的CO2源于細胞呼吸；t1～t2時段，CO2的釋放速度有所增加，此階段的CO2源于__________。
②曲線b，當時間到達t2點后，室內CO2濃度不再改變，其原因是_____________________
______________________________________________________________________________。
(4)光呼吸可使光合效率下降20%～50%，科學家在煙草葉綠體中組裝表達了衣藻的乙醇酸脫氫酶和南瓜的蘋果酸合酶，形成了圖Ⅲ代謝途徑，從而降低了光呼吸，提高了植株生物量。上述工作體現了遺傳多樣性的__________價值。
答案　(1)①⑥　葉綠素a和葉綠素b　(2)過氧化氫　(3)①光呼吸?、诠夂献饔脧姸鹊扔诤粑饔脧姸取?4)直接
解析　(1)類囊體薄膜發生的反應有水的光解產生NADPH與氧氣，以及ATP的形成，即①⑥。葉綠素主要吸收紅光和藍紫光，葉綠素主要有葉綠素a和葉綠素b兩種，葉綠素a呈藍綠色，葉綠素b呈黃綠色；類胡蘿卜素主要吸收藍紫光，用紅光照射參與反應的主要是葉綠素a和葉綠素b。(2)過氧化氫酶能將過氧化氫分解為O2和H2O，所以在C2循環途徑中，乙醇酸進入過氧化物酶體被繼續氧化，同時生成的過氧化氫在過氧化氫酶催化下迅速分解為O2和H2O。(3)②曲線b有光照后t1～t2時段CO2下降最后達到平衡，說明細胞呼吸和光合作用達到了平衡。(4)圖Ⅲ代謝途徑降低了光呼吸，提高了植株生物量，直接提升了流入生態系統的能量，是直接價值的體現。
1．判斷關于光合作用與細胞呼吸關系的敘述
(1)線粒體、葉綠體都能產生ATP，且均可用于各項生命活動(　×　)
(2)提取完整的線粒體和葉綠體懸浮液，可以獨立完成有氧呼吸和光合作用過程(　×　)
(3)用HO澆灌植物，周圍空氣中的H2O、O2、CO2都能檢測到18O(　√　)
(4)整株植物處于光補償點時，葉肉細胞的光合作用強度和細胞呼吸強度相等(　×　)
(5)植物細胞都能產生還原型輔酶Ⅱ(NADPH)(　×　)
2．填空默寫
下圖是在夏季晴朗的白天，某種綠色植物葉片光合作用強度的曲線圖。分析曲線圖并回答下列問題：
(1)7～10時的光合作用強度不斷增強的原因是光照強度逐漸增大。
(2)10～12時左右的光合作用強度明顯減弱的原因是此時溫度很高，蒸騰作用加強導致氣孔大量關閉，CO2無法進入葉片組織，致使光合作用暗反應受到限制。
(3)14～17時的光合作用強度不斷下降的原因是光照強度不斷減弱。
(4)從圖中可以看出，限制光合作用的因素有光照強度、溫度、CO2。
(5)依據本題提供的信息，提出提高綠色植物光合作用強度的措施有可以利用溫室大棚控制光照強度、溫度的方式，如補光、遮陰、生爐子、噴淋降溫等，提高綠色植物光合作用強度；“正其行、通其風”，增施有機肥增大CO2濃度。
課時精練
一、選擇題：每小題給出的四個選項中只有一個符合題目要求。
1．下列關于細胞內ATP、NADH、NADPH等活性分子的敘述，錯誤的是(　　)
A．ATP脫去兩個磷酸基團后可參與RNA的合成
B．ATP的合成通常與細胞內的放能反應相聯系
C．NADH和NADPH都是具有還原性的活性分子
D．葉肉細胞可通過光合作用和細胞呼吸合成NADPH
答案　D
解析　NADH是細胞呼吸產生的還原型輔酶Ⅰ，而NADPH是光合作用產生的還原型輔酶Ⅱ，是兩種不同的物質，D錯誤。
2．(2023·山東青島高三檢測)請根據下圖分析，下列有關植物進行光合作用和細胞呼吸的敘述，正確的是(　　)
A．植物長時間處于黑暗中時，②③④⑥過程都會發生
B．晴朗夏天的中午，③④將減弱，凈光合速率降低
C．晴朗夏天的上午10時左右，北方植物的葉肉細胞中①多于⑥
D．進行②和③時，物質從產生部位到利用部位都將穿過8層膜
答案　B
解析　植物葉肉細胞處于黑暗環境下，不能進行光合作用，只能進行細胞呼吸，②③④⑥過程都不會發生，A錯誤；晴朗夏天的中午，植物為了降低蒸騰作用，大量氣孔關閉，影響了葉肉細胞吸收二氧化碳，導致暗反應減弱，進而導致光合作用強度減弱，B正確；晴朗夏天的上午10時左右，光合作用強度大于細胞呼吸強度，故沒有二氧化碳①的釋放，C錯誤。
3.8月下旬，在某校園內，甲、乙兩株不同種植物CO2吸收速率的變化如圖。若按一晝夜進行統計，則下列說法中，正確的是(　　)
A．a點之前，甲植株均同時進行光合作用和細胞呼吸
B．e點時，乙植株有機物積累量達到最高
C．曲線b～c段和d～e段下降的原因相同
D．b～d段，觀測到甲植株氣孔保持關閉，可推測其擁有更為高效的光合系統
答案　D
解析　圖中曲線的b～c段下降的主要原因是氣溫較高，蒸騰作用旺盛，氣孔部分關閉導致CO2吸收速率降低，d～e段下降的原因是光照強度減弱，光反應產生NADPH和ATP的速率減慢，這兩段下降的原因不相同，C錯誤；b～d段，觀測到甲植株氣孔保持關閉，但甲的光合作用并沒有減少，因此推測其擁有更為高效的光合系統，D正確。
4．圖甲表示水稻的葉肉細胞在光照強度分別為a、b、c、d時，單位時間內CO2釋放量和O2產生總量的變化。圖乙表示藍細菌光合速率與光照強度的關系。下列說法正確的是(　　)
A．圖甲中，光照強度為b時，光合速率等于呼吸速率
B．圖甲中，光照強度為d時，單位時間內細胞從周圍吸收2個單位的二氧化碳
C．圖乙中，當光照強度為X時，細胞中產生ATP的場所有細胞質基質、線粒體和葉綠體
D．圖乙中，限制a、b、c點光合速率的因素主要是光照強度
答案　B
解析　圖甲中，光照強度為a時，O2產生總量為0，此時只進行細胞呼吸，據此可知，呼吸強度為6；光照強度為b時，CO2釋放量大于0且有氧氣產生，說明此時光合速率小于細胞呼吸速率，A錯誤；光照強度為d時，O2產生總量為8，則光合作用總吸收CO2量為8，因而單位時間內細胞從周圍吸收8－6＝2(個)單位的CO2，B正確；圖乙中所示生物為藍細菌，藍細菌為原核生物，不含線粒體和葉綠體，C錯誤；圖乙中c點時光合速率達到最大值，此時限制光合速率的因素不再是光照強度，可能是溫度或CO2濃度等，D錯誤。
5．下列關于曲線的描述，正確的是(　　)
A．圖1中，兩曲線的交點對應的是凈光合速率為0時的溫度
B．圖2中，C點對所有進行光合作用的細胞來說，葉綠體消耗的CO2量等于細胞呼吸產生的CO2量
C．圖3中A、B兩點為光合速率和呼吸速率相等的點
D．若在30 ℃時一晝夜光照10 h，則一天CO2的凈吸收量為7
答案　C
解析　圖1中，兩曲線的交點對應的是凈光合速率與呼吸速率相等時的溫度，A錯誤；圖2中，C點表示整個植物體光合作用吸收的CO2量等于細胞呼吸釋放的CO2量，由于植株部分細胞不進行光合作用，因此葉綠體消耗的CO2量大于細胞呼吸產生的CO2量，B錯誤；圖3中，A點前呼吸速率大于光合速率，A點后呼吸速率小于光合速率，B點前光合速率大于呼吸速率，B點后光合速率小于呼吸速率，故A、B兩點為光合速率和呼吸速率相等的點，C正確；若在30 ℃時一晝夜光照10 h，則一天CO2的凈吸收量為3.5×10－3×14＝－7，D錯誤。
6．(2023·江蘇揚州高三階段練習)用某種綠色植物輪藻的大小相似葉片分組進行光合作用實驗：已知葉片實驗前質量相等，在不同溫度下分別暗處理1 h，測其質量變化，立即光照1 h(光照強度相同)，再測其質量變化。得到如下結果：
組別 一 二 三 四
溫度/℃ 27 28 29 30
暗處理后質量變化/mg －2 －3 －4 －1
光照后與暗處理前質量變化/mg ＋3 ＋3 ＋3 ＋2
據表分析，以下說法錯誤的是(　　)
A．29 ℃時輪藻呼吸酶的活性高于其他3組
B．光照時，第一、二、三組輪藻釋放的氧氣量相等
C．光照時，第四組輪藻光合作用強度大于細胞呼吸強度
D．光照時，第三組輪藻制造的有機物總量為11 mg
答案　B
解析　第一組的凈光合速率為2＋3＝5(mg/h)，第二組的凈光合速率為3＋3＝6(mg/h)，第三組的凈光合速率為4＋3＝7(mg/h)，因此這三組在光下的凈光合作用是不同的，氧氣的釋放量不相等，B錯誤。
7．(2023·湖南常德高三調研)“半葉法”測定光合速率時，將對稱葉片的一部分(A)遮光，另一部分(B)不作處理，設法阻止兩部分聯系。光照6小時，在A、B截取等面積的葉片，烘干稱重，分別記為a、b，光照前截取同等面積的葉片烘干稱重的數據為m0，下列說法錯誤的是(　　)
A．若m0－a＝b－m0，則表明該實驗條件下葉片的光合速率等于呼吸速率
B．本實驗需阻止葉片光合產物向外運輸，同時不影響水和無機鹽的輸送
C．忽略水和無機鹽的影響，A部分葉片可在給B光照時剪下，進行等時長的暗處理
D．選擇葉片時需注意葉齡、著生節位、葉片的對稱性及受光條件的一致性
答案　A
解析　A遮光，只進行細胞呼吸，故m0－a代表細胞呼吸消耗，B不作處理，進行光合作用和細胞呼吸，b－m0代表凈光合作用積累，若m0－a＝b－m0，即凈光合速率等于呼吸速率，則表明該實驗條件下葉片的光合速率大于呼吸速率，A錯誤。
8．(2023·河北石家莊高三檢測)下圖表示夏季時某植物體在不同程度遮光條件下凈光合速率的部分日變化曲線，據圖分析，有關敘述正確的是(　　)
A．一天中30%的適當遮光均會顯著增強凈光合速率
B．a～b段大部分葉表皮細胞能產生ATP的場所只有細胞質基質和線粒體
C．M點時該植物體內葉肉細胞消耗的CO2量等于該細胞呼吸產生的CO2量
D．該植物c點和d點有機物含量相同
答案　B
解析　據圖分析，在5：30至7：30間，30%遮光時的凈光合速率較不遮光的低，A錯誤；a～b段位于圖中80%遮光曲線上，此時凈光合速率小于0，葉表皮細胞沒有葉綠體，只能進行細胞呼吸，能產生ATP的場所是細胞質基質和線粒體，B正確；M點80%遮光時該植物體凈光合速率等于0，即植物體內葉肉細胞光合作用消耗的CO2量等于所有細胞呼吸產生的CO2量，葉肉細胞光合作用消耗的CO2量應大于該細胞呼吸產生的CO2量，C錯誤；該植物c點和d點的凈光合速率都大于0，則有機物會積累，隨著時間的延長有機物的積累量增加，所以d點有機物的含量多于c點有機物的含量，D錯誤。
二、選擇題：每小題給出的四個選項中有一個或多個符合題目要求。
9．(2023·山東煙臺高三模擬)下圖表示植物葉肉細胞中光合作用和細胞呼吸的相關過程，其中①～⑤表示代謝過程，A～F表示代謝過程中產生的物質。下列相關敘述錯誤的是(　　)
A．過程①②③④⑤都可以產生ATP
B．過程①和過程③在生物膜上進行
C．物質C的元素只來自水
D．物質A、B、D、E、F中都含H
答案　AD
解析?、跒榘捣磻^程，該過程需要消耗ATP，A錯誤；①為光反應過程，場所是類囊體薄膜；③為有氧呼吸第三階段，場所為線粒體內膜，兩者均在生物膜上進行，B正確；C為氧氣，在光反應過程中O元素只來自水，C正確；D為二氧化碳，不含H，D錯誤。
10．(2023·山東省百校聯考)在一定光照條件下，科研人員研究了溫度變化對某種蔬菜進行呼吸作用時CO2產生量和進行光合作用時CO2消耗量的影響，實驗結果如圖所示。下列結論不合理的是(　　)
A．圖中陰影部分可表示有機物積累量
B．光合作用相關酶的最適溫度小于呼吸作用相關酶的最適溫度
C．當溫度為5～25 ℃時該種蔬菜的產量會隨溫度的升高而升高
D．溫室栽培該種蔬菜時溫度最好控制在35 ℃左右
答案　D
解析　圖中陰影部分可表示光合作用有機物產生量和呼吸作用有機物消耗量的差值，也就是有機物積累量，A合理；光合作用相關酶的最適溫度大約在25～30 ℃之間，小于呼吸作用相關酶的最適溫度，B合理；當溫度為35 ℃時，凈光合速率等于零，蔬菜不能生長，D不合理。
11．(2023·河北武安高三模擬)植物光合速率目前主要使用CO2紅外分析儀進行測定，一般用單位時間內同化CO2的微摩爾數表示。將生長狀況相同的某種植物在不同溫度下分別暗處理1 h，再光照1 h(光照強度相同)，測定分析儀密閉氣路中CO2的濃度，轉換得到如圖數據。下列分析正確的是(　　)
A．該植物在29 ℃和30 ℃時依然表現生長現象
B．該植物細胞呼吸和光合作用的最適溫度分別是29 ℃和28 ℃
C．在27 ℃、28 ℃和29 ℃時，光合作用制造的有機物的量不相等
D．30 ℃時，光合速率等于細胞呼吸速率，CO2變化都是20微摩爾/小時
答案　AC
解析　暗處理后CO2濃度的增加量表示細胞呼吸強度，光照后與暗處理前CO2濃度的減少量表示光合作用進行了1 h和細胞呼吸進行了2 h后的重量變化。四組溫度下，該植物都表現為生長現象，A正確；因為光合作用強度即：CO2濃度的減少量＋2×CO2濃度的增加量，29 ℃最大；細胞呼吸強度也是在29 ℃最大，B錯誤；27 ℃、28 ℃、29 ℃時，光合作用制造的有機物的量分別為60＋20×2＝100(微摩爾/小時)、60＋40×2＝140(微摩爾/小時)、60＋60×2＝180(微摩爾/小時)，光合作用制造的有機物的量不相等，C正確；30 ℃時，光合速率大于細胞呼吸速率，D錯誤。
12．下圖是某生物興趣小組探究不同條件下光合作用和細胞呼吸過程中氣體產生情況的實驗示意圖，給這兩組實驗提供相同的環境條件，下列相關敘述正確的是(　　)
A．裝置中的碳酸氫鈉溶液可使瓶內的CO2濃度維持在穩定水平
B．若裝置甲和乙中水滴的移動方向相反，則裝置甲中的綠色植物能正常生長
C．裝置甲中的水滴可能不動，裝置乙中的水滴左移
D．若裝置甲中的水滴左移，則裝置甲中綠色植物的葉綠體中不能產生NADPH和ATP
答案　ABC
解析　碳酸氫鈉溶液可吸收多余的CO2，也可釋放CO2，因此可使瓶內的CO2濃度維持在穩定水平，A正確；分析題圖中裝置乙可知，青蛙處于正常生活狀態，就需要消耗容器內的O2，由于CO2濃度穩定，故裝置乙中的水滴會左移，若裝置甲和乙中水滴的移動方向相反，則裝置甲中的水滴右移，說明植物光合作用強度大于細胞呼吸強度，植物能正常生長，B正確；當裝置甲中的綠色植物的光合作用強度等于細胞呼吸強度時，水滴可能不動，裝置乙中的水滴左移，C正確；若裝置甲中的水滴左移，可表示植物光合作用強度小于細胞呼吸強度，但不能說明綠色植物的光合作用不進行，在光照條件下，綠色植物葉綠體中能產生NADPH和ATP，D錯誤。
三、非選擇題
13．番茄含有豐富的營養，據營養學家研究測定：每人每天食用50～100克鮮番茄，即可滿足人體對幾種維生素和礦物質的需要。為了進一步了解番茄的生理特征，某興趣小組在一定濃度的CO2和適宜的溫度(25 ℃)下，測定番茄在不同光照條件下的光合速率，結果如下表。據表中數據回答問題：
光合速率與呼吸速率相等時光照強度(klx) 光飽和時光照強度(klx) 光飽和時CO2吸收量/(mg·100 cm－2葉·h－1) 黑暗條件下CO2釋放量/(mg·100 cm－2葉·h－1)
3 9 32 8
(1)本實驗的自變量是________。當光照強度超過9 klx時，番茄光合速率不再增加，此時限制番茄光合作用的主要外界因素是__________________。
(2)當光照強度為9 klx時，番茄的根細胞中能產生ATP的場所有____________________。當光照強度為3 klx時，番茄固定的CO2量為________mg·100 cm－2葉·h－1；當光照強度為9 klx時，番茄固定的CO2量為________mg·100 cm－2葉·h－1。
(3)下面圖甲表示種植番茄的密閉大棚內，一晝夜空氣中CO2含量的變化情況。由圖可知番茄開始進行光合作用的時間是__________(填“早于6點”“始于6點”或“晚于6點”)；BD段CO2相對含量顯著下降，影響其變化的主要環境因素是________________；一天之中植物有機物積累量最多的時候是曲線中的__________(填字母)點。
(4)圖乙表示空氣中CO2含量對番茄植株光合作用的影響，在X、Y對應的CO2含量下，葉綠體中NADPH和ATP的生成速率的關系為________(填“X>Y”“X＝Y”或“X答案　(1)光照強度　CO2濃度　(2)細胞質基質和線粒體　8　40　(3)早于6點　光照強度　F　(4)X解析　(1)根據題干“測定番茄在不同光照條件下的光合速率”可知，本實驗的自變量是光照強度。當光照強度超過9 klx時，番茄光合速率不再增加，由于此結果是在適宜溫度(25 ℃)條件下測定的，所以此時的外界限制因素主要是CO2濃度。(2)光合作用和細胞呼吸都能產生ATP，番茄的根細胞中沒有葉綠體，當光照強度為9 klx時，番茄的根細胞中能產生ATP的場所有細胞質基質和線粒體。當光照強度為3 klx時，達到了光補償點，番茄固定的CO2量等于黑暗條件下CO2釋放量，即8 mg·100 cm－2葉·h－1。光照強度為9 klx時，達到了光飽和點，番茄固定的CO2量為光飽和時CO2吸收量與黑暗條件下CO2釋放量之和，即40 mg·100 cm－2葉·h－1。(3)據圖甲分析，圖中B、F點植物光合作用強度與細胞呼吸強度相等，密閉大棚內CO2含量既不增加也不減少。所以番茄開始進行光合作用的時間是早于6點。BD段CO2相對含量顯著下降，影響其變化的主要環境因素是光照強度。CO2含量降低表示番茄的凈光合速率大于0，當CO2含量降低到F點之后，密閉大棚內CO2含量隨即增加，凈光合速率開始小于0，所以一天之中植物有機物積累量最多的時候是曲線中的F點。(4)分析圖乙，X對應的CO2含量低于Y，X對應的暗反應弱，影響光反應，所以在X、Y對應的CO2含量下，葉綠體中NADPH和ATP的生成速率的關系為X14．馬鈴薯是中國五大主食之一，其營養價值高、適應力強、產量高，是全球第三大重要的糧食作物。為了探究便于其儲藏的有利條件，某研究小組利用馬鈴薯塊莖做了相應實驗，實驗結果如圖甲所示。在研究溫度對光合作用與細胞呼吸的影響時，在不同溫度下采用“半葉法”對馬鈴薯植株上葉片的光合速率進行測定，將A側遮光，B側照光，在適宜的光照強度下照射1小時后，分別在A、B兩側截取同等單位面積的葉片稱出干重(如圖乙)，實驗結果如下表所示(光合速率的單位為mg/h)。請據此回答下列問題：
溫度(℃) 10 15 20 25 30 35
MA(干重，mg) 4.25 4.00 3.50 2.75 2.00 1.50
MB(干重，mg) 6.75 7.50 8.25 8.75 8.50 8.00
(1)馬鈴薯植株中根細胞無氧呼吸的產物是______________，馬鈴薯塊莖細胞無氧呼吸的產物是________，造成這種差異的直接原因是__________________________。
(2)由圖甲可知，在______________條件下更有利于儲藏馬鈴薯塊莖；與25 ℃相比，在3 ℃條件下光照對馬鈴薯塊莖細胞呼吸的促進作用較________(填“強”或“弱”)。
(3)根據表格數據分析，與30 ℃相比，35 ℃時的總光合速率________(填“更強”“更弱”“不變”或“不確定”)，理由是_____________________________________________。
(4)晝夜不停地光照，在________℃時該馬鈴薯葉片生長得相對最快，判斷依據是_________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
答案　(1)酒精和CO2　乳酸　催化反應的酶的種類不同　(2)低溫(3 ℃)、黑暗　強　(3)不變　MB－MA表示總光合速率，兩者均為6.5 mg/h　(4)25　MB減去實驗開始時的干重可表示其凈光合速率，不同溫度下，葉片在實驗開始時的干重相同，所以MB值越大，則凈光合速率就越大，葉片生長的速度相對就越快
解析　(1)馬鈴薯植株中根細胞無氧呼吸的產物是酒精和CO2，馬鈴薯塊莖細胞無氧呼吸的產物是乳酸，造成這種差異的直接原因是催化反應的酶的種類不同。(2)由圖甲可知，在低溫、黑暗條件下更有利于儲藏馬鈴薯塊莖；由圖甲可知，3 ℃時黑暗條件下與光照條件下呼吸速率差值比25 ℃時大，即在3 ℃條件下光照對馬鈴薯塊莖細胞呼吸的促進作用較強。(3)不同溫度下，葉片在實驗開始時的干重相同，設為a。其呼吸速率為a－MA，其凈光合速率為MB－a，則總光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率＝ MB－a＋ a－MA＝ MB－MA,35 ℃時的總光合速率為8－1.5＝6.5 (mg/h)，30 ℃時的總光合速率為8.5－2＝6.5 (mg/h)。(4)不同溫度下，葉片在實驗開始時的干重相同，設為a，其凈光合速率為MB－a，凈光合速率大小與MB成正比，所以MB值越大，凈光合速率就越大，葉片生長的速度相對就越快，故在25 ℃時該馬鈴薯葉片生長得相對最快。第7課時　光合作用和細胞呼吸的綜合分析
課標要求　1.熟練掌握光合作用和細胞呼吸的關系。2.通過闡述光合作用與細胞呼吸的相互關系，形成歸納與概括、模型與建模的科學思維方法。
考點一　光合作用與有氧呼吸的關系
1．光合作用與有氧呼吸的關系
(1)圖解光合作用與細胞呼吸過程中的物質轉化關系
(2)光合作用和細胞呼吸的比較
比較項目 光合作用 細胞呼吸
代謝類型 合成作用(或同化作用) 分解作用(或異化作用)
發生范圍 含葉綠體的植物細胞； 、光合細菌等 所有活細胞
發生場所 葉綠體(真核生物)；細胞質(原核生物) 有氧呼吸：_______________(真核生物)；細胞質(原核生物) 無氧呼吸：細胞質基質
發生條件 只在光下進行 有光、無光都能進行
物質變化 無機物有機物 有機物無機物
能量變化 光能→化學能 化學能→熱能、ATP中活躍的化學能
實質 無機物有機物；儲存能量 有機物無機物(或簡單有機物)；釋放能量
能量轉化的聯系
元素轉移的聯系 C：CO2(CH2O)→ →CO2 O：H2OO2→_____ H：H2OH＋→NADPH(CH2O)→[H]→H2O
過程聯系
2.真正(總)光合速率、凈光合速率和呼吸速率
(1)光合速率與呼吸速率的常用表示方法
項目 含義 表示方法(單位面積的葉片在單位時間內變化量)
O2 CO2 有機物
真正光合速率 植物在光下實際合成有機物的速率 O2_________速率或葉綠體釋放O2量 CO2固定速率或葉綠體吸收CO2量 有機物_____速率
凈光合速率 植物有機物的____速率 植物或葉片或葉肉細胞O2_____速率 植物或葉片或葉肉細胞CO2 速率 有機物積累速率
呼吸 速率 單位面積的葉片在單位時間內分解有機物的速率 中O2吸收速率 黑暗中CO2釋放速率 有機物消耗速率
(2)曲線模型及分析
①植物綠色組織在黑暗條件下或非綠色組織測得的數值為________速率(A點)。
②植物綠色組織在有光條件下光合作用與細胞呼吸同時進行，測得的數據為________速率。
③真正光合速率＝________速率＋________速率。
3．測定植物光合速率和呼吸速率的常用方法
方法1　測定裝置中氣體體積變化
(1)裝置中溶液的作用：在測細胞呼吸速率時NaOH溶液可吸收容器中的CO2；在測凈光合速率時NaHCO3溶液可提供CO2，保證了容器內CO2濃度的恒定。
(2)測定原理
①在黑暗條件下甲裝置中的植物只進行細胞呼吸，由于NaOH溶液吸收了細胞呼吸產生的CO2，所以單位時間內紅色液滴左移的距離表示植物的O2吸收速率，可代表呼吸速率。
②在光照條件下乙裝置中的植物進行光合作用和細胞呼吸，由于NaHCO3溶液保證了容器內CO2濃度的恒定，所以單位時間內紅色液滴右移的距離表示植物的O2釋放速率，可代表凈光合速率。
③真正光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率。
(3)測定方法
①將植物(甲裝置)置于黑暗中一定時間，記錄紅色液滴移動的距離，計算呼吸速率。
②將同一植物(乙裝置)置于光下一定時間，記錄紅色液滴移動的距離，計算凈光合速率。
③根據呼吸速率和凈光合速率可計算得到真正光合速率。
(4)物理誤差的校正：為防止氣壓、溫度等物理因素所引起的誤差，應設置對照實驗，即用死亡的綠色植物分別進行上述實驗，根據紅色液滴的移動距離對原實驗結果進行校正。
方法2　“半葉法”測定光合作用有機物的產生量
將葉片一半遮光、一半曝光，遮光的一半測得的數據變化值代表細胞呼吸強度，曝光的一半測得的數據變化值代表凈光合作用強度值，最后計算真正光合作用強度值。需要注意的是該種方法在實驗之前需對葉片進行特殊處理，以防止有機物的運輸。
方法3　“黑白瓶法”測定溶氧量的變化
黑瓶為黑布罩住的玻璃瓶，只有細胞呼吸，而白瓶既能進行光合作用又能進行細胞呼吸，所以用黑瓶(無光照的一組)測得的為細胞呼吸強度值，用白瓶(有光照的一組)測得的為凈光合作用強度值，綜合兩者即可得到真正光合作用強度值。
方法4　葉圓片稱重法——測定有機物的變化量
本方法通過測定單位時間、單位面積葉片中淀粉的生成量，如圖所示以有機物的變化量測定光合速率(S為葉圓片面積)。
凈光合速率＝(z－y)/2S；
呼吸速率＝(x－y)/2S；
總光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率＝(x＋z－2y)/2S。
方法5　葉圓片上浮法——定性檢測O2釋放速率
本方法利用真空技術排出葉肉細胞間隙中的空氣，充以水分，使葉片沉于水中；在光合作用過程中，植物吸收CO2放出O2，由于O2在水中的溶解度很小而在細胞間積累，結果使原來下沉的葉片上浮。根據在相同時間內上浮葉片數目的多少(或者葉片全部上浮所需時間的長短)，即能比較光合作用強度的大小。
方法6　間隔光照法——比較有機物的合成量
光反應和暗反應在不同酶的催化作用下相對獨立進行，由于催化暗反應的酶的催化效率和數量都是有限的，因此在一般情況下，光反應的速率比暗反應快，光反應的產物ATP和NADPH不能被暗反應及時消耗掉。持續光照，光反應產生的大量的NADPH和ATP不能及時被暗反應消耗，暗反應限制了光合作用的速率，降低了光能的利用率。但若光照、黑暗交替進行，則黑暗間隔有利于充分利用光照時積累的光反應的產物，持續進行一段時間的暗反應。因此在光照強度和光照時間不變的情況下，光照、黑暗交替進行條件下制造的有機物相對多。
1．如果用18O標記土壤中的水，那么植物產生的二氧化碳和氧氣是否含有18O？如果有，寫出18O的轉移途徑。
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
2．給小球藻提供18O2，在小球藻合成的有機物中檢測到了18O，分析其最可能的轉移途徑是什么？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
1．(不定項)(2023·江蘇南通高三期末)如圖所示為甘蔗葉肉細胞內的一系列反應過程，下列有關說法不正確的是(　　)
A．過程①中葉綠體中的四種色素都主要吸收藍紫光和紅光
B．過程②只發生在葉綠體基質中，過程②釋放的能量用于C3的還原
C．過程③既產生[H]也消耗[H]
D．若過程①②的速率大于過程③的速率，則甘蔗植株的干重一定增加
2．如圖的縱坐標表示某種植物O2吸收相對速率的變化(非適宜條件下)，下列說法不正確的是(　　)
A．可以判斷d點開始進行光合作用
B．降低土壤中的Mg2＋濃度，一段時間后d點將向右移
C．提高大氣中的CO2濃度，e點將向右下移
D．該植物細胞呼吸消耗O2的相對速率是4
考點二　光合作用與細胞呼吸綜合應用
1．自然環境中(夏季)一晝夜植物CO2吸收量與CO2釋放量變化曲線
(1)曲線各點的含義及形成原因分析
①a點：凌晨3時～4時，溫度降低，________________________，CO2釋放減少。
②b點：上午6時左右，太陽出來，開始進行光合作用。
③bc段：光合作用強度________細胞呼吸強度。
④c點：上午7時左右，光合作用強度________細胞呼吸強度。
⑤ce段：光合作用強度大于細胞呼吸強度。
⑥d點：溫度過高，部分__________________，出現“光合午休”現象。
⑦e點：下午6時左右，光合作用強度等于細胞呼吸強度。
⑧ef段：光合作用強度小于細胞呼吸強度。
⑨fg段：太陽落山，光合作用停止，只進行細胞呼吸。
(2)綠色植物一晝夜內有機物的“制造”“消耗”與“積累”
2．密閉容器內一晝夜CO2濃度變化曲線
曲線 模型
模型分析
AB段 無光照，植物___________
BC段 溫度降低，細胞呼吸減弱
CD段 C點后，微弱光照，開始進行光合作用，但光合作用強度<細胞呼吸強度
D點 光合作用強度 細胞呼吸強度
DH段 光合作用強度>細胞呼吸強度。其中FG段表示“ ”現象
H點 光合作用強度＝細胞呼吸強度，有機物積累______
HI段 光照繼續減弱，光合作用強度<細胞呼吸強度，直至光合作用完全停止
I點 I點低于A點，說明一晝夜密閉容器中CO2濃度 ，即總光合量 總呼吸量，植物 生長。
方法技巧　巧據小室內CO2(或O2)的“初測值”與“末測值”確認植物是否生長(注意：植株≠葉肉細胞)
密閉小室中氣體變化是整棵植株(綠色、非綠色部位)光合與細胞呼吸綜合影響的結果。
3．光(CO2)補償點與光(CO2)飽和點及其移動問題
(1)光(CO2)補償點的移動
①呼吸速率增加，其他條件不變時，光(CO2)補償點應________，反之________。
②呼吸速率基本不變，相關條件的改變使光合速率下降時，光(CO2)補償點應右移，反之左移。
(2)光(CO2)飽和點的移動：相關條件的改變，使光合速率________時，光(CO2)飽和點C點應右移(C′點右上移)，反之左移(C′點左下移)。
(3)陰生植物與陽生植物相比，光(CO2)補償點和飽和點都應________移動。
4．植物“三率”的含義、關系及判定
(1)微觀辨析總光合速率、凈光合速率和呼吸速率的關系
(2)?？记€分析
①
②
③以“測定的CO2吸收量與釋放量”為指標：
科研人員將綠色的甲植物
放在溫度適宜的密閉容器內，在不同的光照條件下，測定該容器內氧氣量的變化如圖所示。
(1)________時容器中的二氧化碳濃度最大。
(2)如果葉片的呼吸速率始終不變，則在5～15 min內，小麥葉片光合作用的平均速率(用氧氣產生量表示)是________________。
(3)B點時，容器內氧氣量不再增加的原因是什么？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
3．玻璃溫室里栽培植物，對室內空氣中CO2含量進行了24小時測定，圖中曲線能正確表示測定結果的是(橫軸為時間，縱軸為CO2濃度)(　　)
4．下面甲、乙兩圖分別表示一天內某叢林水分的失與得(A、B)和CO2的吸收與釋放(m、N、L)的變化情況(S代表面積)。請據圖分析，下列說法錯誤的是(　　)
A．若SB－SA>0，則多余的水分用于光合作用等生理過程
B．若SB－SA>0，且Sm－SN－SL>0，則叢林樹木凈光合作用大于0
C．從暗反應的角度考慮，若在一晝夜內SN＋SLD．若SB－SA<0，僅從環境推測，當日氣溫可能偏高或土壤溶液濃度偏低
1．(2022·全國乙，2)某同學將一株生長正常的小麥置于密閉容器中，在適宜且恒定的溫度和光照條件下培養，發現容器內CO2含量初期逐漸降低，之后保持相對穩定。關于這一實驗現象，下列解釋合理的是(　　)
A．初期光合速率逐漸升高，之后光合速率等于呼吸速率
B．初期光合速率和呼吸速率均降低，之后呼吸速率保持穩定
C．初期呼吸速率大于光合速率，之后呼吸速率等于光合速率
D．初期光合速率大于呼吸速率，之后光合速率等于呼吸速率
2．(2021·北京，3)將某種植物置于高溫環境(HT)下生長一定時間后，測定HT植株和生長在正常溫度(CT)下的植株在不同溫度下的光合速率，結果如圖。由圖不能得出的結論是(　　)
A．兩組植株的CO2吸收速率最大值接近
B．35 ℃時兩組植株的真正(總)光合速率相等
C．50 ℃時HT植株能積累有機物而CT植株不能
D．HT植株表現出對高溫環境的適應性
3．(2018·江蘇，29)下圖為某植物葉肉細胞中有關甲、乙兩種細胞器的部分物質及能量代謝途徑示意圖(NADPH指[H])，請回答下列問題：
(1)甲可以將光能轉變為化學能，參與這一過程的兩類色素為_________________________，其中大多數高等植物的______________需在光照條件下合成。
(2)在甲發育形成過程中，細胞核編碼的參與光反應中心的蛋白，在細胞質中合成后，轉運到甲內，在________________(填場所)組裝；核編碼的Rubisco(催化CO2固定的酶)小亞基轉運到甲內，在____________(填場所)組裝。
(3)甲輸出的三碳糖在氧氣充足的條件下，可被氧化為________后進入乙，繼而在乙的________(填場所)徹底氧化分解成CO2；甲中過多的還原能可通過物質轉化，在細胞質中合成NADPH，NADPH中的能量最終可在乙的________(填場所)轉移到ATP中。
(4)乙產生的ATP被甲利用時，可參與的代謝過程包括____________(填序號)。
①C3的還原?、趦韧馕镔|運輸?、跦2O裂解釋放O2?、苊傅暮铣?br/>4．(2022·江蘇，20)圖Ⅰ所示為光合作用過程中部分物質的代謝關系(①～⑦表示代謝途徑)。Rubisco是光合作用的關鍵酶之一，CO2和O2競爭與其結合，分別催化C5的羧化與氧化。C5羧化固定CO2合成糖；C5氧化則產生乙醇酸(C2)，C2在過氧化物酶體和線粒體協同下，完成光呼吸碳氧化循環。請據圖回答下列問題：
(1)圖Ⅰ中，類囊體膜直接參與的代謝途徑有__________(從①～⑦中選填)，在紅光照射條件下，參與這些途徑的主要色素是________________。
(2)在C2循環途徑中，乙醇酸進入過氧化物酶體被繼續氧化，同時生成的__________在過氧化氫酶催化下迅速分解為O2和H2O。
(3)將葉片置于一個密閉小室內，分別在CO2濃度為0和0.03%的條件下測定小室內CO2濃度的變化，獲得曲線a、b(圖Ⅱ)。
①曲線a,0～t1時(沒有光照，只進行呼吸作用)段釋放的CO2源于細胞呼吸；t1～t2時段，CO2的釋放速度有所增加，此階段的CO2源于__________。
②曲線b，當時間到達t2點后，室內CO2濃度不再改變，其原因是_________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(4)光呼吸可使光合效率下降20%～50%，科學家在煙草葉綠體中組裝表達了衣藻的乙醇酸脫氫酶和南瓜的蘋果酸合酶，形成了圖Ⅲ代謝途徑，從而降低了光呼吸，提高了植株生物量。上述工作體現了遺傳多樣性的__________價值。
1．判斷關于光合作用與細胞呼吸關系的敘述
(1)線粒體、葉綠體都能產生ATP，且均可用于各項生命活動(　　)
(2)提取完整的線粒體和葉綠體懸浮液，可以獨立完成有氧呼吸和光合作用過程(　　)
(3)用HO澆灌植物，周圍空氣中的H2O、O2、CO2都能檢測到18O(　　)
(4)整株植物處于光補償點時，葉肉細胞的光合作用強度和細胞呼吸強度相等(　　)
(5)植物細胞都能產生還原型輔酶Ⅱ(NADPH)(　　)
2．填空默寫
下圖是在夏季晴朗的白天，某種綠色植物葉片光合作用強度的曲線圖。分析曲線圖并回答下列問題：
(1)7～10時的光合作用強度不斷增強的原因是________________________。
(2)10～12時左右的光合作用強度明顯減弱的原因是_________________________________
______________________________________________________________________________。
(3)14～17時的光合作用強度不斷下降的原因是______________________________________
_______________________________________________________________________________。
(4)從圖中可以看出，限制光合作用的因素有________________________________________
______________________________________________________________________________。
(5)依據本題提供的信息，提出提高綠色植物光合作用強度的措施有____________________
______________________________________________________________________________。

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