資源簡介

生物學高考總復習教案
第11講 光合作用與細胞呼吸的綜合分析
考點一　光合作用與細胞呼吸聯系
1.光合作用與有氧呼吸的關系
(1)物質方面
①C：CO2有機物丙酮酸CO2。
②H：H2ONADPH(CH2O)[H]H2O。
③O：H2OO2H2OCO2(CH2O)。
(2)能量方面
(3)NADH([H])、NADPH、ATP
2.辨析凈光合速率與總光合速率
(1)結合曲線辨析
提醒　當植株凈光合速率為0時，葉肉細胞的凈光合速率大于0；當葉肉細胞中凈光合速率為0時，植株的凈光合速率小于0。
(2)從語言文字中辨析
還有“葉綠體吸收”也表示總光合速率
總(真正)光合速率 凈(表觀)光合速率 呼吸速率
“同化”“固定”或“消耗”的CO2量 “從環境(容器)中吸收”或“環境(容器)中減少”的CO2量 黑暗中釋放的CO2量
“產生”或“制造”的O2量 “釋放至環境(容器)中”或“環境(容器)中增加”的O2量 黑暗中吸收的O2量
“產生”“合成”或“制造”的有機物的量 “積累”“增加”或“凈產生”的有機物的量 黑暗中消耗的有機物的量
真正光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率
①光合作用消耗的CO2量＝從環境中吸收的CO2量＋呼吸釋放的CO2量
②光合作用產生的O2量＝釋放到環境中的O2量＋呼吸作用消耗的O2量　　　　　　
3.自然環境與密閉環境中一晝夜內光合速率曲線的比較
考向1　結合光合作用與細胞呼吸的聯系，考查科學思維
1.(2023·江蘇百校大聯考)藍細菌是引起“水華”現象的主要微生物。如圖是藍細菌光合作用和呼吸作用過程中含碳化合物相互轉化的部分圖解。下列相關敘述正確的是(　　)
A.與過程①②有關的酶分布在葉綠體基質中
B.有氧呼吸中，與過程③相比，過程④產生[H]的量較多
C.過程③④能為過程②提供ATP和NADPH
D.在乳酸菌細胞中能發生的過程是③和④
答案　B
解析　分析題圖，對于綠色植物來講，過程①②分別表示二氧化碳的固定和C3還原過程，為光合作用的暗反應階段，發生在葉綠體基質中，但圖示的過程發生在藍細菌細胞中，藍細菌沒有葉綠體，因此，藍細菌細胞中，與過程①②有關的酶分布在細胞質基質中，A錯誤；有氧呼吸中，與過程③有氧呼吸的第一階段相比，過程④有氧呼吸的第二階段產生[H]的量較多，B正確；過程③是有氧呼吸的第一階段，過程④是有氧呼吸的第二階段，這兩個過程有ATP的產生，同時也有[H]的生成，但這兩個過程的[H]是NADH，C錯誤；乳酸菌為厭氧細菌，在乳酸菌細胞中發生乳酸發酵過程，該過程不產生CO2，能發生的過程是③，D錯誤。
2.(2023·江蘇連云港期初)光合作用和細胞呼吸是植物體的兩個重要生理活動，下列關于植物光合作用和細胞呼吸的敘述，錯誤的是(　　)
A.適宜的光照下，葉肉細胞的細胞質基質、線粒體和葉綠體中都有ATP合成
B.細胞呼吸過程中有機物中穩定的化學能主要轉變為ATP中活躍的化學能
C.用HO培養小球藻，一段時間后可在其產生的糖類和氧氣中檢測到18O
D.夏季連續陰天，大棚中白天適當增加光照，夜晚適當降低溫度，有利于提高作物產量
答案　B
解析　光合作用的光反應階段產生ATP，光反應的條件是光照，場所是葉綠體，有氧呼吸的三個階段都能合成ATP，有氧呼吸的場所是細胞質基質和線粒體，A正確；光合作用過程中光能轉變為化學能，細胞呼吸過程中有機物中的化學能大部分以熱能形式散失，少部分轉變為ATP中活躍的化學能，B錯誤；用HO培養小球藻，在葉綠體中進行光合作用，進行水的光解形成氧氣和[H]，則最先檢測到含有放射性的產物是氧氣；HO可參與有氧呼吸的第二階段，在CO2中可檢測到被標記的18O，再通過光合作用的暗反應階段，轉移到糖類等有機物中，C正確；夏季連續陰天，光照強度減弱，光合作用合成的有機物減少，夏季的氣溫較高，細胞呼吸作用較強，細胞呼吸分解的有機物較多，不利于植物生長，所以大棚中白天適當增加光照，提高光合作用強度，夜晚適當降低溫度，降低細胞呼吸強度從而增加凈光合作用強度，可提高作物產量，D正確。
考向2　結合光合作用與細胞呼吸相關曲線考查科學思維
3.(2023·河南九師聯盟)某科研人員將某品種茄子置于密閉的大棚中，測量其CO2的吸收量與光照強度、溫度等的關系，結果如圖所示。下列有關敘述正確的是(　　)
A.17 ℃時的呼吸速率大于22 ℃時的呼吸速率
B.22 ℃時B點處葉肉細胞的光合速率等于呼吸速率
C.C點和D點處茄子的凈光合速率相同
D.C點和E點處限制茄子光合速率的主要因素相同
答案　C
解析　曲線與縱坐標的交點是呼吸速率，17 ℃時的呼吸速率小于22 ℃時的呼吸速率，A錯誤；22 ℃時B點處茄子的光合速率等于呼吸速率，由于茄子中存在不能進行光合作用但可進行呼吸作用的細胞，故葉肉細胞的光合速率大于呼吸速率，B錯誤；C點和D點處茄子的CO2吸收速率相同，即凈光合速率相同，C正確；C點和E點處限制茄子光合速率的主要因素不同，前者是光照強度，后者主要是溫度，D錯誤。
4.(2023·廣東珠海一中調研)將某一植株放在密閉玻璃罩內，在夏季晴朗的一天置于室外一晝夜，獲得實驗結果如圖1(C點開始有光照)、2所示。下列有關說法錯誤的是(　　)
A.圖1中BC段較AB段CO2濃度增加減慢，是因為低溫使植物呼吸作用減弱
B.圖1、圖2中分別出現FG段與ef段的變化，原因是部分氣孔關閉，葉片吸收CO2的量減少
C.圖2中gh段O2含量增加，且到達i點時，該植株積累的有機物最多
D.圖示結果表明，該植株經過這一晝夜之后，植物體內有機物含量有所增加
答案　C
解析　圖1中的B點為凌晨，此時植物只進行呼吸作用，凌晨氣溫下降，植物呼吸作用減弱，因此BC段較AB段CO2濃度增加減慢的原因是低溫使植物呼吸作用減弱，A正確；圖1、圖2中分別出現FG段與ef段的變化，原因是此時處于中午，光照較強，溫度較高，部分氣孔關閉，葉片吸收CO2的量減少，B正確；圖2中gh段仍表現為吸收CO2，說明O2含量仍在增加，且到達h點時，該植株積累的有機物最多，C錯誤；圖1中比較A點和J點，J點的CO2濃度低于A點，說明該植物一晝夜總體表現為吸收CO2用于合成有機物，因此經過這一晝夜之后，植物體內有機物含量會有所增加，D正確。
考點二　光合速率的測定方法
1.“液滴移動法”——測定裝置中O2的變化
①真正光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率。
②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。　　　
2.“黑白瓶法”——測溶氧量的變化
提醒　①黑白瓶法常用于水生生態系統光合速率和呼吸速率的測定。
②在沒有初始值m0時，可利用計算出真正光合速率。
3.“半葉法”——測定光合作用有機物的產生量
提醒　①本方法又叫半葉稱重法，即測定單位時間、單位葉面積干物質的產生總量，常用于大田農作物光合速率的測定。
②本方法的要點是一半葉片遮光，另一半葉片照光，同時開始實驗。
③可選擇對稱于主脈的多組葉圓片，烘干稱重，分別求出WA和WB的平均值，以減小實驗誤差。
1.(2023·江西九江模擬)為探究光照強度對光合作用的影響，某興趣小組設計了如圖所示的實驗裝置若干組，在25 ℃條件下進行了一系列實驗。下列說法正確的是(　　)
A.在無光條件下，液滴向左移動
B.在有光條件下，液滴向右移動
C.在有光條件下，液滴向右移動的距離代表光合速率
D.隨光照強度的增強，液滴向右移動的距離逐漸增大
答案　A
解析　由于CO2緩沖液維持裝置中的CO2含量不變，所以引起裝置中氣壓變化的原因是O2變化，無光條件下綠色植物只進行細胞呼吸，消耗O2，液滴左移，A正確；有光條件下，綠色植物既進行細胞呼吸消耗O2，又進行光合作用產生O2，若光合作用>呼吸作用，液滴右移，若光合作用＝呼吸作用，液滴不移動，若光合作用<呼吸作用，液滴左移，B錯誤；在有光條件下，液滴向右移動的距離代表凈光合速率，C錯誤；光照強度小于光補償點時，液滴向左移，光照強度大于光補償點，小于光飽和點時，隨光照強度的增強，液滴向右移動的距離逐漸增大，D錯誤。
2.(2023·福建廈門雙十學校質檢)研究者將對稱葉片一半遮光，另一半照光處理。經過一段時間后，在對稱部位截取同等面積(實驗處理前干重相同)的葉片，烘干稱重，用于相關速率的計算。不考慮光照條件對葉片呼吸速率的影響，下列說法正確的是(　　)
A.遮光處理后葉綠體基質中C3的含量比照光處理后低
B.照光處理時類囊體薄膜上可發生NADP＋與電子和H＋結合
C.照光處理與遮光處理后葉片的干重差是由呼吸作用引起的
D.要計算光合作用速率還需測定同等面積葉片的初始干重
答案　B
解析　遮光后，光反應停止，短時間內C3被還原成C5的過程減弱乃至停止，而C5固定CO2的過程仍能繼續，故遮光后C3含量會比照光時的C3含量高，A錯誤；照光處理時類囊體薄膜上可產生NADPH，故可發生NADP＋與電子和H＋結合，B正確；照光處理后與遮光處理后葉片的干重差(單位時間內)是真正光合作用速率，因此不需要測定同等面積葉片的初始干重，C、D錯誤。
3.(2023·河北景縣調研)下表是采用黑白瓶(不透光瓶—可透光瓶)測定的夏季某池塘不同深度水體中初始平均氧濃度與24小時后平均氧濃度，并進行比較計算后的數據。下列有關分析正確的是(　　)
水深/m 1 2 3 4
白瓶中O2濃度/(g·m－3) ＋3 ＋1.5 0 －1
黑瓶中O2濃度/(g·m－3) －1.5 －1.5 －1.5 －1.5
A.水深1 m處白瓶中水生植物24小時制造的O2為3(g·m－3)
B.水深2 m處白瓶中水生植物不能進行水的光解但能進行C3的還原
C.水深3 m處白瓶中水生植物產生ATP的細胞器是葉綠體和線粒體
D.水深4 m處白瓶和黑瓶中的水生植物均不進行光合作用
答案　C
解析　白瓶透光，瓶內水生植物可進行光合作用和呼吸作用，黑瓶不透光，瓶內水生植物只能進行細胞呼吸。在相同條件下培養一定時間，黑瓶中所測得的數據表示瓶內水生植物呼吸作用所消耗的O2量，為1.5(g·m－3)，白瓶中所測得的數據表示瓶內水生植物光合作用產生的O2量與呼吸作用消耗的O2量的差值。綜上分析可知，在水深1 m處，白瓶中水生植物24小時制造的O2量為3＋1.5＝4.5
(g·m－3)，A錯誤；水深2 m處白瓶中水生植物能進行光合作用，因此能進行水的光解和C3的還原，B錯誤；水深3 m處白瓶中水生植物光合作用產生的O2量與呼吸作用消耗的O2量相等，因此產生ATP的細胞器是葉綠體和線粒體，C正確；在水深4 m處，白瓶中水生植物24小時制造的O2量為－1＋1.5＝0.5(g·m－3)，能進行光合作用，D錯誤。
重溫真題　經典再現
1.(2022·全國乙卷，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，光合速率逐漸降低，之后光合速率等于呼吸速率，A錯誤；初期光合速率減慢，由于容器內CO2含量初期逐漸降低，即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.(2019·全國卷Ⅱ，31)(節選)回答下列與生態系統相關的問題。
通常，對于一個水生生態系統來說，可根據水體中含氧量的變化計算出生態系統中浮游植物的總初級生產量(生產者所制造的有機物總量)。若要測定某一水生生態系統中浮游植物的總初級生產量，可在該水生生態系統中的某一水深處取水樣，將水樣分成三等份，一份直接測定O2含量(A)；另兩份分別裝入不透光(甲)和透光(乙)的兩個玻璃瓶中，密閉后放回取樣處，若干小時后測定甲瓶中的O2含量(B)和乙瓶中的O2含量(C)。據此回答下列問題。
在甲、乙瓶中生產者呼吸作用相同且瓶中只有生產者的條件下，本實驗中C與A的差值表示這段時間內________________________；C與B的差值表示這段時間內________________________；A與B的差值表示這段時間內____________________________________________________________________。
答案　生產者凈光合作用的放氧量　生產者光合作用的總放氧量　生產者呼吸作用的耗氧量
解析　若干小時后，透光的乙瓶中的氧氣含量(C)與水樣中氧氣的初始含量(A)的差值表示這一時間段內生產者凈光合作用的放氧量；水樣中氧氣的初始含量(A)與不透光的甲瓶中的氧氣含量(B)的差值表示這一時間段內生產者呼吸作用的耗氧量；C與B的差值表示這一時間段內生產者光合作用的總放氧量。
3.(2022·廣東卷，18)研究者將玉米幼苗置于三種條件下培養10天后(圖a)，測定相關指標(圖b)，探究遮陰比例對植物的影響。
回答下列問題：
(1)結果顯示，與A組相比，C組葉片葉綠素含量________，原因可能是____________________________________________________________________。
(2)比較圖b中B1與A組指標的差異，并結合B2相關數據，推測B組的玉米植株可能會積累更多的________________，因而生長更快。
(3)某興趣小組基于上述B組條件下玉米生長更快的研究結果，作出該條件可能會提高作物產量的推測，由此設計了初步實驗方案進行探究：
實驗材料：選擇前期__________一致、生長狀態相似的某玉米品種幼苗90株。
實驗方法：按圖a所示的條件，分A、B、C三組培養玉米幼苗，每組30株；其中以______為對照，并保證除__________外其他環境條件一致。收獲后分別測量各組玉米的籽粒重量。
結果統計：比較各組玉米的平均單株產量。
分析討論：如果提高玉米產量的結論成立，下一步探究實驗的思路是______________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
答案　(1)高　遮陰條件下植物合成較多的葉綠素 (2)糖類等有機物　(3)光照條件　A組　遮陰比例 探究提高作物產量的最適遮陰比例
解析　(1)分析題圖b結果可知，培養10天后，A組葉綠素含量為4.2(mg·dm－2)，C組葉綠素含量為4.7(mg·dm－2)，原因可能是遮陰條件下植物合成較多的葉綠素，以盡可能地吸收光能。(2)圖b中B1葉綠素含量為5.3(mg·dm－2)，B2葉綠素含量為3.9(mg·dm－2)，A組葉綠素含量為4.2(mg·dm－2)；B1凈光合速率為20.5(μmol CO2·m－2·s－1)，B2的凈光合速率為7.0(μmol CO2·m－2·s－1)，A組凈光合速率為11.8(μmol CO2·m－2·s－1)，可推出B組的玉米植株平均葉綠素含量為(5.3＋3.9)/2＝4.6(mg·dm－2)，平均凈光合速率為(20.5＋7.0)/2＝13.75 (μmol CO2·m－2·s－1)，兩項數據B組均高于A組，推測B組可能會積累更多的糖類等有機物，因而生長更快。(3)分析題意可知，該實驗目的是探究B組條件下是否能提高作物產量。該實驗自變量為玉米遮陰程度，因變量為作物產量，可用籽粒重量表示。實驗設計應遵循對照原則、單一變量原則、等量原則等，無關變量應保持相同且適宜。若遮陰50%能提高玉米產量的結論成立，則下一步探究的實驗思路是探究提高作物產量的最適遮陰比例。
限時強化練　
(時間：30分鐘)
【對點強化】
考點一　光合作用與細胞呼吸聯系
1.(2023·廣東中山市調研)將一株生長正常的某種植物置于密閉的玻璃容器內，在適宜條件下光照培養。從照光開始，凈光合速率隨著時間延長逐漸下降直至為0，之后保持不變。在上述整個時間段內，玻璃容器內CO2濃度表現出的變化趨勢是(　　)
A.降低至一定水平時再升高
B.持續保持相對穩定狀態
C.降低至一定水平時保持不變
D.升高至一定水平時保持相對穩定
答案　C
解析　密閉容器內的植物在光照條件下既能進行光合作用也能進行呼吸作用，植物凈光合速率＝實際光合速率－呼吸速率，凈光合速率只要大于0，則光合作用消耗的CO2量就大于呼吸作用釋放的CO2量；根據題意，從照光開始，凈光合速率隨著時間延長逐漸下降直至為0，之后保持不變。說明密閉容器內的CO2濃度從光照開始就下降，當凈光合速率隨著時間延長逐漸下降直至為0時，密閉容器內的CO2濃度停止下降，然后凈光合速率為0，保持不變，密閉容器內的CO2濃度也保持不變，C正確。
2.(2023·遼寧省實驗中學)如圖所示為某高等植物葉肉細胞內有關細胞器的代謝活動，下列相關敘述不正確的是(　　)
A.甲可以調節細胞內的環境
B.乙為葉綠體，a在類囊體薄膜上形成，用于B的還原
C.若G與F是同一種物質，則G在丙的基質中產生
D.無光條件下，乙不能產生ATP但能產生E，而丙能產生ATP
答案　D
解析　根據各細胞器的結構特點及物質變化可判斷甲、乙、丙分別為液泡、葉綠體和線粒體，液泡具有調節細胞內的環境的作用，A正確；根據題圖中的箭頭指向推知a為NADPH和ATP，它們是在類囊體薄膜上形成的，用于C3的還原，B正確；若G與F是同一種物質，根據圖中信息判斷G與F都是CO2，在線粒體中CO2是在線粒體基質中產生的，C正確；E為(CH2O)，無光條件下，暗反應不能正常進行，葉綠體不能產生E，但線粒體能產生ATP，D錯誤。
3.(2023·河北石家莊調研)將某植物放在透明且密閉的容器內，并在適宜條件下培養。測得植物吸收和產生CO2的速率如圖所示。下列相關敘述正確的是(　　)
A.T1時刻，該植物固定CO2的速率是10(mg·h－1)
B.T2時刻，該植物能進行光合作用但無有機物積累
C.T1～T3時間段內，該植物的凈光合速率逐漸下降
D.T3時刻后，密閉容器中的CO2濃度不斷升高
答案　C
解析　T1時刻，該植物固定CO2的速率為總光合速率，即總光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率＝10＋2＝12(mg·h－1)，A錯誤；T2時刻，該植物凈光合速率大于0，有有機物的積累，B錯誤；密閉容器內二氧化碳的含量一定，隨著光合作用的進行，二氧化碳濃度逐漸降低，所以T1～T3時間段，該植物的凈光合速率逐漸下降，C正確；T3時刻之后，該植物的光合速率等于呼吸速率，容器中CO2濃度保持不變，D錯誤。
4.(2023·山東濟南模擬)景天酸代謝(CAM)途徑屬于某些植物特有的CO2固定方式：夜晚氣孔開放，通過一系列反應將CO2固定于蘋果酸，并儲存在液泡中(甲)；白天氣孔關閉，蘋果酸運出液泡后放出CO2，供葉綠體的暗反應(乙)利用。下列關于這類植物的敘述錯誤的是(　　)
A.在夜晚，葉肉細胞能產生ATP的細胞器有線粒體和葉綠體
B.景天酸代謝途徑的出現，可能與植物適應干旱條件有關
C.給植物提供14C標記的14CO2，14C可以出現在OAA、蘋果酸、C3和有機物中
D.在上午某一時刻，突然降低外界的CO2濃度，葉肉細胞中C3的含量短時間內不變
答案　A
解析　在夜晚，葉肉細胞只能通過細胞呼吸產生ATP，即產生ATP的細胞器是線粒體，A錯誤；具有景天酸代謝途徑的植物，氣孔白天關閉，可以減少蒸騰作用，夜晚氣孔張開吸收二氧化碳，因此可以適應干旱環境，B正確；晚上氣孔開放，14CO2進入細胞后在細胞質基質中與PEP結合生成OAA，然后再轉化為蘋果酸而被固定。白天蘋果酸運出液泡后放出14CO2，14CO2首先與五碳化合物結合生成三碳化合物，隨后三碳化合物被還原生成有機物，14CO2→OAA→蘋果酸→14CO2→14C3→(14CH2O)，C正確；由于該類植物白天氣孔關閉，所以在上午某一時刻，突然降低外界的CO2濃度，對于該葉肉細胞來說，其暗反應不受影響，即C3的含量不受影響，D正確。
5.(2023·湖北四地七校聯盟)某實驗小組研究溫度對水綿光合作用的影響，實驗結果如下圖所示，據圖分析，下列有關說法正確的是(　　)
A.據圖可知，水綿細胞呼吸作用的最適溫度為35 ℃
B.圖中水綿細胞積累有機物速率最大時的溫度是25 ℃
C.每天光照12小時，最有利于水綿生長的溫度是25 ℃
D.在5 ℃時，水綿細胞產生O2的速率是消耗O2的速率的2倍
答案　B
解析　由于沒有對高于35 ℃條件下水綿細胞的呼吸作用進行研究，因此無法判斷水綿細胞呼吸作用的最適溫度為35 ℃，A錯誤；有機物的積累速率取決于凈光合速率，由圖可知，溫度為25 ℃時，水綿細胞在光照下吸收CO2的量最大，即凈光合速率最大，積累有機物速率最大，B正確；水綿在一晝夜中積累的有機物越多，越有利于水綿生長，每天光照12小時，水綿在一晝夜中積累的有機物為光照條件下積累的有機物－黑暗條件下消耗的有機物＝12×光照下吸收CO2的量－12×黑暗中釋放CO2的量，由題圖可知，溫度為20 ℃時，水綿在一晝夜中積累的有機物最多，C錯誤；由題圖可知，溫度為5 ℃時，水綿細胞產生O2的速率＝凈光合速率＋呼吸速率＝光照下吸收CO2的量＋黑暗中釋放CO2的量＝1＋0.5＝1.5(mg·h－1)，由于呼吸作用消耗O2的速率為0.5(mg·h－1)，所以水綿細胞產生O2的速率是消耗O2的速率的3倍，D錯誤。
考點二　光合速率的測定方法
6.(2023·河南洛陽統考)如圖所示，將對稱葉片左側遮光，右側曝光，并采用適當的方法阻止兩部分之間的物質轉移。在適宜光照下照射6小時后，從兩側截取同等面積的葉片，烘干稱重，分別記為a和b。下列相關敘述正確的是(　　)
A.a/6所代表的是該葉片的呼吸速率
B.b/6所代表的是該葉片的光合速率
C.(b＋a)/6所代表的是該葉片的凈光合速率
D.(b－a)/6所代表的是該葉片的真正光合速率
答案　D
解析　a＝葉片原重量－呼吸消耗，呼吸速率＝(葉片原重量－a)/6，故a/6不是呼吸速率，A錯誤；b＝葉片原重量＋總光合作用－呼吸消耗，光合速率＝(b－葉片原重量＋呼吸消耗)/6，故b/6不是光合速率，B錯誤；無法計算該葉片的凈光合速率，C錯誤；b－a表示光合作用合成有機物的總量，所以(b－a)/6所代表的是該葉片的真正光合速率，D正確。
【綜合提升】
7.(2023·廣東名校聯考)將長勢相同的黑藻均分為八份，編為A、B兩組，每組四份。將A組分別放入裝有300 mL自來水的4只燒杯中，放入光照培養箱中，控制光照強度分別為0 lx、1 500 lx、3 000 lx、4 500 lx；將B組分別放入裝有300 mL自來水且溶解有0、0.1%、0.5%、2%NaHCO3的4只燒杯中，放入光照培養箱中，控制光照強度為1 500 lx。用溶解氧傳感器檢測兩組燒杯中黑藻的放氧情況，每
2 min采集一次數據，連續采集10 min，實驗結果如圖所示(忽略不同光照強度對水溫的影響)。
(1)本實驗中涉及的自變量為____________________________________________。
(2)A組實驗中，光照強度為3 000 lx時，10 min內黑藻通過光合作用產生的氧氣量大約為________mg；光照強度為4 500 lx時，8～10 min溶解氧量幾乎沒有發生變化，原因是_______________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(3)B組實驗中有一只燒杯中溶解氧量幾乎未發生變化，該燒杯中黑藻所處的實驗條件是_______________________________________________________________，
此時葉肉細胞中光合速率________(填“>”“<”或“＝”)呼吸速率。該燒杯中溶解氧量變化與其他三只燒杯明顯不同的原因是_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
答案　(1)光照強度、NaHCO3濃度、時間 (2)5　隨著植物光合作用的進行，自來水中CO2濃度降低，植物光合速率下降，與呼吸速率大致相等，溶解氧量幾乎不變　(3)2%NaHCO3、1 500 lx　>　NaHCO3濃度較高，植物吸水困難，光合作用強度和細胞呼吸強度均減弱，而且氧氣產生量和消耗量相等
解析　(1)該實驗中檢測了不同條件下溶解氧的變化，其中的條件包括不同的光照強度和NaHCO3濃度，溶解氧還會隨著時間的變化而變化，所以本實驗中涉及的自變量有光照強度、NaHCO3濃度、時間。(2)從圖來看，實驗開始時，溶解氧量為4 mg，光照強度為3 000 lx時，10 min后溶解氧量約為7 mg，所以10 min內黑藻積累的氧氣量為7－4＝3(mg)，而10 min內黑藻呼吸作用消耗的氧氣量為4－2＝2(mg)，因此，光照強度為3 000 lx時，10 min內黑藻通過光合作用產生的氧氣量約為3＋2＝5(mg)。光照強度為4 500 lx時，早期溶解氧量上升，因為光照強度較大，光合速率大于呼吸速率，而后期(8～10 min)溶解氧量幾乎不變，可能是自來水中二氧化碳濃度降低，使植物光合速率下降，當光合速率與呼吸速率相等時，溶解氧量不變。(3)燒杯中的溶解氧量不變，說明黑藻植株的光合速率與呼吸速率相等，又因為黑藻植株中進行光合作用的主要是葉肉細胞，而所有細胞都進行呼吸作用，所以對葉肉細胞而言，其光合速率大于呼吸速率。
8.(2023·河北衡水金卷)某生物小組利用圖1裝置測定自然條件下某植物幼苗一天的光合速率，測定結果如圖2所示。回答下列問題：
(1)圖1的完全培養液中一定含有________(填無機鹽)等合成葉綠素的原料。完全培養液對植物而言是一種________(填“等滲”“低滲”或“高滲”)溶液。
(2)請依據圖2畫出一天中密閉玻璃內CO2濃度變化的曲線(表示出CO2濃度的大概變化即可)。
(3)圖3中，葉綠素分布在________(在A、B、C、D四個場所中選擇填入)，產ATP的場所是________(在A、B、C、D四個場所中選擇填入)。
(4)圖3中①③可代表________(填“CO2”或“O2”)，圖3所表示的情況是否可以發生在圖2中t2時刻？________(填“是”或“否”)。
答案　(1)Mg、N　低滲
(2)
(3)D　A、D　(4)CO2　否
解析　(1)葉綠素中含有的礦質元素有Mg、N等。植物生活的溶液應該是低滲溶液，這樣植物才能正常地吸水。
(2)圖2給的是圖1中植物光合作用過程中O2釋放的速率，要求畫出該密閉環境中CO2的濃度變化情況。因此圖2中的橫軸之上部分對應的是答案中曲線的單調遞減區間，反之橫軸之下部分對應答案中曲線的單調遞增區間。
(3)A為線粒體內膜，進行有氧呼吸第三階段，D為類囊體薄膜，進行光反應。葉綠素分布在類囊體薄膜上，對應圖3中的D。產生ATP的過程有光合作用的光反應，有氧呼吸的三個階段，無氧呼吸第一階段，圖3 A、B、C、D中只有A和D可以產生ATP。
(4)①③為CO2，②④為O2，圖2中t2時氧氣釋放速率為正值且以最大的速率釋放，應該是光合作用大于呼吸作用，圖3體現的是，呼吸作用大于光合作用，所以圖2中t2時刻不能對應圖3所表示的情況。
9.(2023·湖北黃岡調研)某研究所為研究不同“果樹—農作物”復合種植模式對果樹光合作用的影響，選擇了蘋果＋玉米和蘋果＋綠豆兩種種植模式(蘋果株高約400 cm，樹冠離地約100 cm；玉米株高約200 cm；綠豆株高約45 cm)，種植時，行間距和株距等均相同，每隔2小時測定蘋果樹的凈光合速率，結果如下圖所示。回答下列相關問題：
(1)植物葉肉細胞中能捕獲光能的物質存在的具體場所是________，葉肉細胞吸收的CO2直接參與的反應過程是________。上圖中檢測凈光合速率的各時間點，葉肉細胞光合作用利用的CO2的來源有______________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(2)分析上圖，兩種種植模式下，蘋果樹在夏季12：00時，凈光合速率低的原因是___________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
在14：00之前，“蘋果＋玉米”模式下蘋果樹的凈光合速率相對較低，原因可能是___________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(3)從研究結果可得出，蘋果樹不適合與________(填“高稈”或“矮稈”)農作物復合種植。
答案　(1)類囊體薄膜　CO2的固定　線粒體產生、外界環境吸收　(2)12：00左右溫度高，植物部分氣孔關閉，CO2進入葉肉細胞的量減少　玉米植株較高，對蘋果樹葉片有遮擋作用，使蘋果樹部分葉片獲得的光照減少，導致其光照強度降低，光合速率降低(答出“玉米植株對蘋果樹葉片有遮擋作用，光照強度降低，光合速率降低”即可)　(3)高稈
解析　(1)植物葉肉細胞中能捕獲光能的物質為吸收光能的色素，其存在的具體場所是類囊體薄膜。葉肉細胞吸收的CO2直接參與光合作用暗反應過程中的CO2的固定。葉肉細胞光合作用利用的CO2的來源有植物呼吸作用通過線粒體產生，以及從外界環境吸收。(2)由于夏季12：00左右溫度高，植物部分氣孔關閉，使CO2進入葉肉細胞的量減少，導致凈光合速率低。“蘋果＋玉米”模式下，玉米植株較高，與蘋果樹爭奪空氣中的CO2，導致蘋果樹冠周圍空氣中的CO2濃度下降，影響蘋果樹光合作用的暗反應，因此光合作用速率降低。(3)由于高稈農作物會導致蘋果樹冠周圍空氣中的CO2濃度下降，從而影響蘋果樹的光合作用，故蘋果樹不適合與高稈農作物復合種植。

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