資源簡介

第16講　光合作用和細胞呼吸的關系
一、選擇題
1.（2025·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O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
2.（2024·重慶永川期末）下圖表示植物葉肉細胞內光合作用、呼吸作用中O（氧元素）的轉移過程。下列相關敘述正確的是（　　）
H2OO2H2OCO2C3（CH2O）
A.過程②③都合成ATP
B.過程①③都有NADH生成
C.過程①②⑤都需在生物膜上進行
D.過程②③都發生在該植物葉肉細胞的線粒體內膜上
3.（2025·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
4.（2025·重慶模擬）如圖表示菠菜葉肉細胞光合作用與細胞呼吸過程中碳元素和氫元素的轉移途徑，其中①～⑥代表有關生理過程。下列敘述錯誤的是（　　）
A.過程①②③不在生物膜上進行
B.參與過程②③⑤的酶的種類不同
C.過程②③④⑤都有ATP產生
D.過程③產生的[H]全部來自丙酮酸
5.（2025·云南師大附中適應性考試）下圖是夏季晴朗的白天，某種綠色植物葉片凈光合作用速率（實際光合作用速率－呼吸作用速率）變化曲線圖。下列相關分析錯誤的是（　　）
A.凈光合速率可用單位時間內葉片吸收CO2的量表示
B.BC段和DE段凈光合速率下降的原因不同
C.A點與E點相比，葉綠體產生O2的速率不一定相同
D.E點后植物體內積累有機物的量開始減少
6.（2025·華師一附中調研）某生物興趣小組測定了不同溫度條件下，棉花植株在黑暗中單位時間內O2的消耗速率以及光照條件下單位時間內O2的釋放速率，結果如圖所示。下列說法正確的是（　　）
A.O2產生的場所是葉肉細胞的類囊體膜，消耗的場所是線粒體基質
B.20 ℃時棉花植株的總光合速率最大
C.30 ℃時棉花植株固定CO2的量是其產生CO2量的2倍
D.40 ℃時棉花葉肉細胞光合作用酶的活性喪失，光合作用停止
7.（2025·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
8.（2025·山東日照模擬）利用裝置甲，在相同條件下分別將綠色植物E、F的葉片制成大小相同的葉圓片，抽出空氣，進行光合作用速率測定。圖乙是利用裝置甲測得的數據繪制成的坐標圖。下列敘述正確的是（　　）
A.從圖乙可看出，F植物適合在較強光照下生長
B.光照強度為1 klx時，裝置甲中放置植物E的葉圓片進行測定時，液滴不移動
C.光照強度為3 klx時，E、F兩種植物的葉圓片產生O2的速率相等
D.光照強度為6 klx時，裝置甲中E植物葉圓片比F植物葉圓片浮到液面所需時間短
9.（2025·鞍山模擬）光補償點是指光合速率等于呼吸速率時的光照強度，光飽和點是指達到最大光合速率所需的最小光照強度。在溫度適宜且CO2充足的條件下，測得甲、乙兩種植物的光補償點分別為E1和E2，且E1小于E2；甲、乙兩種植物的光飽和點分別為E3和E4，且E3小于E4。下列有關敘述不正確的是（　　）
A.若持續保持光照強度為E1，則甲植物停止生長，乙植物能正常生長
B.若將甲、乙兩種植物轉移到缺鎂條件下培養，二者的光補償點均變大
C.光照強度低于E2時，限制乙植物光合速率的環境因素主要是光照強度
D.與E3相比，光照強度為E4時，乙植物葉綠體中C3合成速率更快
10.（2025·遼寧本溪模擬）如圖表示植物葉肉細胞中光合作用、有氧呼吸的過程及兩者之間的聯系。其中甲～戊表示生理過程，a～d表示相關物質。下列說法正確的是（　　）
A.物質a表示ATP，物質c表示O2，物質d表示CO2
B.甲表示光合作用的光反應階段，對光能的吸收不需要酶的直接參與
C.若該葉肉細胞產生的物質c和物質d的量相等，則該植物的凈光合速率為0
D.用18O同時標記H2O和CO2，可探究光合產物O2中O的來源
二、非選擇題
11.（2025·陜西渭南校考）甲、乙兩種植物整個植株凈光合速率隨光照強度的變化趨勢如圖1，圖2為不同生理狀態下葉肉細胞內線粒體和葉綠體間CO2氣體交換情況。回答下列問題：
（1）高等植物光合作用中能捕獲光能的物質分布在葉綠體　　　　　　上，光合作用中產生的ATP移動方向是　　　　　　　　　　　　　　　　　　，暗反應階段能量變化為　　　　　　　　　　　　　　　　　　。寫出有氧呼吸總反應式　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（2）凈光合速率是指實際光合速率與呼吸速率之差，植物葉肉細胞中葉綠體吸收CO2或釋放O2的速率可表示　　　　　　　　　（填“凈光合速率”“真正光合速率”或“呼吸速率”），圖2中　　　　（填圖中序號）圖可表示圖1中光照強度為A時甲、乙兩植物葉肉細胞內CO2的關系。
（3）適當提高乙植物生長環境中CO2的濃度，則A點應向　　　（填“左”或“右”）移動，C點應向　　　（填“左”或“右”）移動，光照強度為D時，甲植物葉肉細胞中產生ATP的細胞器有　　　　　　　　　。
第16講　光合作用和細胞呼吸的關系
1.B　光合作用的光反應階段產生ATP，光反應的場所是葉綠體，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；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O培養小球藻，在葉綠體中進行光合作用，光反應中水的光解形成氧氣和NADPH，則最先檢測到含有放射性的產物是氧氣；O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。
2.A　②為有氧呼吸第三階段，可以合成ATP，③為有氧呼吸第二階段，也能合成ATP，A正確；過程①為光反應，光反應產生的是NADPH，③為有氧呼吸第二階段，產生NADH，B錯誤；過程①為光反應，場所是類囊體膜，②為有氧呼吸第三階段，場所是線粒體內膜，⑤是暗反應，場所是葉綠體基質，不在生物膜上進行，C錯誤；③為有氧呼吸第二階段，場所是線粒體基質，D錯誤。
3.C　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。
4.D　過程①為光合作用暗反應過程中C3的還原，發生在葉綠體基質中，過程②為有氧呼吸（或無氧呼吸）第一階段，發生在細胞質基質中，過程③為有氧呼吸第二階段，發生在線粒體基質中，均不在生物膜上進行；參與過程②③的酶為呼吸酶，過程⑤為光合作用光反應階段，參與該過程的酶為光合酶，故參與過程②③⑤的酶的種類不相同；過程②表示細胞呼吸第一階段，過程③④為有氧呼吸第二、第三階段，均有ATP產生，過程⑤為光反應階段，有ATP產生；過程③（有氧呼吸第二階段）是丙酮酸和H2O反應產生CO2和[H]，釋放少量能量，產生的[H]部分來自丙酮酸，部分來自H2O。
5.D　凈光合速率是實際光合作用速率與呼吸作用速率的差值，可用單位時間內葉片吸收CO2的量表示，也可用單位時間內葉片釋放O2的量表示，A正確；圖中曲線BC段凈光合速率下降的原因是光照過強、溫度過高引起部分氣孔關閉，暗反應受阻，而DE段凈光合速率下降的原因是光照強度減弱，B正確；A點與E點的凈光合速率相等，即葉片釋放O2的速率相等，由于呼吸作用速率不一定相同，故葉綠體產生O2的速率不一定相同，C正確；E點后該植物的凈光合速率雖然在下降，但其數值大于0，仍存在有機物的積累，故植物體內積累有機物的量仍在增加，D錯誤。
6.C　O2消耗的場所是線粒體內膜，A錯誤；由曲線圖可知，20 ℃時棉花植株的凈光合速率最大，但呼吸速率較低，總光合速率不是最大（25 ℃時棉花植株的總光合速率大于20 ℃時），B錯誤；圖中O2的消耗速率表示呼吸速率，氧氣的釋放速率表示凈光合速率，兩條曲線的交點表示凈光合速率等于呼吸速率，故30 ℃時，棉花植株的總光合速率是呼吸速率的2倍，此時棉花植株固定CO2的量是其產生CO2量的2倍，C正確；40 ℃時棉花凈光合速率為0，但光合作用并未停止，D錯誤。
7.B　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；照光處理與遮光處理后葉片的干重差（單位時間內）代表真正光合作用速率，無需測定同等面積葉片的初始干重，C、D錯誤。
8.D　根據圖乙可知，F植物葉圓片的光補償點和光飽和點都比較低，適合在較弱光照下生長，A錯誤；光照強度為1 klx時，E植物葉圓片的呼吸速率大于光合速率，裝置甲中E植物葉圓片會吸收裝置中的O2，使液滴左移，B錯誤；光照強度為3 klx時，E、F兩種植物葉圓片的凈光合強度相等，但E植物葉圓片的細胞呼吸強度大于F植物葉圓片，故光照強度為3 klx時，E、F兩種植物的葉圓片產生O2的速率不相等，C錯誤；光照強度為6 klx時，E植物葉圓片凈光合作用強度大于F植物葉圓片的凈光合作用強度，故此光照強度下，E植物葉圓片釋放的O2多，故裝置甲中E植物葉圓片比F植物葉圓片浮到液面所需時間短，D正確。
9.A　若持續保持光照強度為E1，甲、乙兩種植物的光補償點分別為E1和E2，且E1小于E2，則甲植物的光合速率等于呼吸速率（停止生長），乙植物呼吸速率大于光合速率（不能生長），A錯誤；鎂是合成葉綠素的原料，若將甲、乙兩種植物轉移到缺鎂條件下培養，葉綠素不能合成，光合作用減弱，要想光合作用等于呼吸作用，需要增大光照強度，因此二者的光補償點均變大，B正確；光照強度低于E2時，沒有達到乙植物的光飽和點，限制乙植物光合速率的環境因素主要是光照強度，C正確；甲、乙兩種植物的光飽和點分別為E3和E4，且E3小于E4，與E3相比，光照強度為E4時，光照增強，光反應增強，暗反應也增強，乙植物的葉綠體中C3合成速率更快，D正確。
10.B　物質a表示光反應產生的ATP和NADPH，甲表示光合作用的光反應階段，對光能的吸收不需要酶的直接參與；若物質c和物質d的量相等，則該植物的葉肉細胞的凈光合速率為0，但還有一些細胞只進行細胞呼吸不進行光合作用，就整個植株而言，凈光合速率小于0；用18O分別標記H2O和CO2，才可探究光合產物O2中O的來源。
11.（1）類囊體（薄）膜　從葉綠體的類囊體（薄）膜到葉綠體基質　活躍的化學能轉變為有機物中穩定的化學能　C6H12O6＋6CO2＋6H2O6CO2＋12H2O＋能量　（2）真正光合速率　④　（3）左　右　線粒體和葉綠體
解析：（1）高等植物光合作用中捕獲光能的物質為光合色素，分布在葉綠體的類囊體薄膜上，光合作用的光反應產生ATP，在暗反應中使用，故光合作用中產生的ATP移動方向是從葉綠體類囊體薄膜到葉綠體基質。暗反應階段所需能量由光反應產生的ATP和NADPH提供，故能量變化為活躍的化學能轉變為有機物中穩定的化學能。有氧呼吸的總反應式：C6H12O6＋6CO2＋6H2O6CO2＋12H2O＋能量。（2）植物葉肉細胞中葉綠體吸收CO2或釋放O2的速率可表示真正光合速率；圖1中的A點表示植物的光合作用強度＝呼吸作用強度，則葉肉細胞的光合作用大于呼吸作用，故圖2中④圖可表示圖1中光照強度為A時甲、乙兩植物葉肉細胞內CO2的關系。（3）若環境中CO2濃度升高，光合作用強度增強，呼吸作用不變，A點應向左移動才能和呼吸作用相等。C點是光飽和點，C點應向右移。D點為甲植物的光照強度飽和點，植物既進行呼吸作用，也進行光合作用，故光照強度為D時，甲植物葉肉細胞中產生ATP的細胞器有線粒體和葉綠體。
2 / 3第16講　光合作用和細胞呼吸的關系
課程標準
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　光合作用和細胞呼吸的關系
1.細胞呼吸和光合作用的物質、能量轉化關系
（1）物質轉化
①C：CO2
（2）能量變化
2.光合作用與有氧呼吸中有關的NADPH、NADH、ATP的來源與去路
1.（必修1 P93、103正文）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。（　　）
2.（必修1 P93、103正文）用O澆灌植物，周圍空氣中的H2O、O2、CO2都能檢測到18O。（　　）
3.（必修1 P103正文）植物細胞都能產生還原型輔酶Ⅱ（NADPH）。（　　）
1.（2025·江蘇連云港模擬）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，相關敘述錯誤的是（　　）
A.過程①③④⑤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
2.（2024·遼寧大連模擬）下圖為綠色植物體內某些代謝過程中物質變化的示意圖，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分別表示不同的代謝過程。下列相關敘述正確的是（　　）
A.Ⅲ過程在第二階段消耗水，第三階段產生水
B.若Ⅰ、Ⅱ過程的速率大于Ⅲ過程，植物體干重將減少
C.Ⅰ過程中產生的O2參與Ⅲ過程的第二階段反應
D.物質X是從葉綠體的基質移向類囊體薄膜的
考點二　植物“三率”的判斷與測定
1.辨析凈光合速率與總光合速率
（1）微觀辨析
（2）結合曲線辨析
2.真正（總）光合速率、凈光合速率和呼吸速率的關系
（1）判定方法
（2）相關計算
①光合作用實際產氧量（葉綠體產氧量）＝實測植物氧氣釋放量＋細胞呼吸耗氧量。
②光合作用實際CO2消耗量（葉綠體消耗CO2量）＝實測植物CO2吸收量＋細胞呼吸CO2釋放量。
③光合作用葡萄糖凈生產量（葡萄糖積累量）＝光合作用實際葡萄糖生產量（葉綠體產生或合成的葡萄糖量）－細胞呼吸葡萄糖消耗量。
3.“三率”的常考曲線分析
（1）
（2）
（3）以“測定的CO2吸收量與釋放量”為指標
（4）自然環境與密閉環境中一晝夜內光合速率曲線的比較
提醒 植物光合速率等于呼吸速率時，葉肉細胞中光合速率大于呼吸速率。
4.光合速率與呼吸速率的探究方法
（1）“液滴移動法”——測定裝置中O2的變化
①總光合速率＝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
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，可利用算出總光合速率。
1.（必修1 P105旁欄思考）觀測到的O2的產生量是植物光合作用實際產生的總O2量。（　　）
2.（必修1 P105旁欄思考拓展）植物積累的有機物的量是植物實際光合作用產生的總有機物量。（　　）
1.（2021·北京高考3題）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
2.某興趣小組設計了如圖所示的實驗裝置若干組，室溫25 ℃下進行了一系列的實驗，對實驗過程中裝置條件及結果的敘述錯誤的是（　　）
A.若X溶液為CO2緩沖液并給予光照，液滴移動距離可表示凈光合作用強度大小
B.若要測真正光合強度，需另加設一裝置遮光處理，X溶液為NaOH溶液
C.若X溶液為清水并給予光照，光合作用大于細胞呼吸時，呼吸作用產生的CO2全部被光合作用所用
D.若X溶液為清水并遮光處理，消耗的底物為淀粉時，液滴右移
3.（2025·山東德州期末）如圖表示25 ℃時，葡萄和草莓在不同光照強度條件下CO2吸收量的變化曲線。下列敘述正確的是（　　）
A.M點時葡萄的凈光合速率為10（mg·m－2·h－1）
B.已知葡萄光合作用和呼吸作用的最適溫度分別是25 ℃和30 ℃，若將環境溫度改變為30 ℃，其他條件不變，則P點將左移
C.對草莓而言，若白天和黑夜的時間各為12 h，則平均光照強度在X klx以上才能正常生長
D.光照強度為Y klx時，葡萄和草莓光合作用合成有機物的量相等
4.（2025·黑龍江佳木斯校考）黑白瓶法多用于研究浮游植物生產量，所用白瓶完全透光，黑瓶不透光。用若干個黑白瓶，裝入某湖泊一定水層的1 L湖水后密閉，進行實驗測試，結果如圖所示。下列相關說法正確的是（　　）
A.白瓶中的生物白天只進行光合作用
B.瓶中生物24小時呼吸消耗氧氣量為7 mg
C.a光照強度下，不能滿足瓶中生物對氧氣所需量
D.a光照強度下，白瓶中植物24小時氧氣凈釋放量為7 mg
1.（2023·湖北高考11題）高溫是制約世界糧食安全的因素之一，高溫往往使植物葉片變黃、變褐。研究發現平均氣溫每升高1 ℃，水稻、小麥等作物減產約3％～8％。關于高溫下作物減產的原因，下列敘述錯誤的是（　　）
A.呼吸作用變強，消耗大量養分
B.光合作用強度減弱，有機物合成減少
C.蒸騰作用增強，植物易失水發生萎蔫
D.葉綠素降解，光反應生成的NADH和ATP減少
溯源教材
（1）細胞呼吸是指有機物在細胞內經過一系列的氧化分解，生成二氧化碳和其他產物，釋放能量并生成ATP的過程。（見必修1 P94正文）
（2）光合作用的過程中合成了有機物。（見必修1 P102正文）
（3）光反應生成ATP和NADPH。
（見必修1 P103正文）
2.（2024·安徽高考16題）為探究基因OsNAC對光合作用的影響，研究人員在相同條件下種植某品種水稻的野生型（WT）、OsNAC敲除突變體（KO）及OsNAC過量表達株（OE），測定了灌漿期旗葉（位于植株最頂端）凈光合速率和葉綠素含量，結果見下表。回答下列問題。
凈光合速率（μmol·m－2·s－1） 葉綠素含量（mg·g－1）
WT 24.0 4.0
KO 20.3 3.2
OE 27.7 4.6
（1）旗葉從外界吸收1分子CO2與核酮糖-1，5-二磷酸結合，在特定酶作用下形成2分子3-磷酸甘油酸；在有關酶的作用下，3-磷酸甘油酸接受　　　　　　　　　　釋放的能量并被還原，隨后在葉綠體基質中轉化為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（2）與WT相比，實驗組KO與OE的設置分別采用了自變量控制中的　　　　、　　　　（填科學方法）。
（3）據表可知，OsNAC過量表達會使旗葉凈光合速率　　　　。為進一步探究該基因的功能，研究人員測定了旗葉中編碼蔗糖轉運蛋白基因的相對表達量、蔗糖含量及單株產量，結果如圖。
結合圖表，分析OsNAC過量表達會使旗葉凈光合速率發生相應變化的原因：①　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　；
②　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
3.（2023·廣東高考18題）光合作用機理是作物高產的重要理論基礎。大田常規栽培時，水稻野生型（WT）的產量和黃綠葉突變體（ygl）的產量差異不明顯，但在高密度栽培條件下ygl產量更高，其相關生理特征見下表和下圖。（光飽和點：光合速率不再隨光照強度增加時的光照強度；光補償點：光合過程中吸收的CO2與呼吸過程中釋放的CO2等量時的光照強度。）
水稻材料 葉綠素 （mg/g） 類胡蘿卜 素（mg/g） 類胡蘿 卜素/葉綠素
WT 4.08 0.63 0.15
ygl 1.73 0.47 0.27
分析圖表，回答下列問題：
（1）ygl葉色黃綠的原因包括葉綠素含量較低和　　　　　　　，葉片主要吸收可見光中的　　　　　　　光。
（2）光照強度逐漸增加達到2 000 μmol·m－2·s－1時，ygl的凈光合速率較WT更高，但兩者凈光合速率都不再隨光照強度的增加而增加，比較兩者的光飽和點，可得ygl　　　　WT（填“高于”“低于”或“等于”）。ygl有較高的光補償點，可能的原因是葉綠素含量較低和　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（3）與WT相比，ygl葉綠素含量低，高密度栽培條件下，更多的光可到達下層葉片，且ygl群體的凈光合速率較高，表明該群體　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，是其高產的原因之一。
（4）試分析在0～50 μmol·m－2·s－1范圍的低光照強度下，WT和ygl凈光合速率的變化，在給出的坐標系中繪制凈光合速率趨勢曲線。在此基礎上，分析圖a和你繪制的曲線，比較高光照強度和低光照強度條件下WT和ygl的凈光合速率，提出一個科學問題　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
4.（2021·全國乙卷29題）生活在干旱地區的一些植物（如植物甲）具有特殊的CO2固定方式。這類植物晚上氣孔打開吸收CO2，吸收的CO2通過生成蘋果酸儲存在液泡中；白天氣孔關閉，液泡中儲存的蘋果酸脫羧釋放的CO2可用于光合作用。回答下列問題：
（1）白天葉肉細胞產生ATP的場所有　　　　　　　　　　　　　。光合作用所需的CO2來源于蘋果酸脫羧和　　　　　　釋放的CO2。
（2）氣孔白天關閉、晚上打開是這類植物適應干旱環境的一種方式，這種方式既能防止　　　　　　　　　
　　　　　　　　，又能保證　　　　正常進行。
（3）若以pH作為檢測指標，請設計實驗來驗證植物甲在干旱環境中存在這種特殊的CO2固定方式。（簡要寫出實驗思路和預期結果）
　（1）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，其中解釋合理的是初期呼吸速率大于光合速率，之后呼吸速率等于光合速率。 （2022·全國乙卷）（　　）
（2）在夏季晴朗無云的白天，10時左右某植物光合作用強度達到峰值，12時左右光合作用強度明顯減弱。光合作用強度減弱的原因可能是光合酶活性降低，呼吸酶不受影響，呼吸釋放的CO2量大于光合固定的CO2量。 （2022·湖南高考）（　　）
（3）白天馬齒莧屬植物氣孔關閉，仍能進行光合作用。 （2021·河北高考）（　　）
第16講　光合作用和細胞呼吸的關系
【破考點·抓必備】
考點一
知識梳理夯基
1.O2　丙酮酸　（2）ATP、NADPH　熱能　ATP
2.葡萄糖　丙酮酸和水　O2　H2O　水光解　C3　第三　C3的還原
概念檢測
1.×　提示：線粒體是有氧呼吸的主要場所，其中有氧呼吸的第一階段是在細胞質基質中進行的，因此提取完整的線粒體懸浮液，不可以獨立完成有氧呼吸，而提取葉綠體懸浮液可以獨立完成光合作用過程，但前提是保證葉綠體的活性。
2.√　提示：用O澆灌植物，植物通過蒸騰作用使O出現在周圍空氣中，經過光合作用光反應階段，O中的18O進入氧氣中，經過細胞呼吸，O進入CO2中。
3.×　提示：只有能進行光合作用的植物細胞才能產生還原型輔酶Ⅱ（NADPH）。
典題演練應用
1.D　E可以與C結合生成H2O，故③為有氧呼吸第三階段，E為[H]，C為O2；則⑤應為呼吸作用的第一階段，F為丙酮酸；④為呼吸作用第二階段，D為CO2；①為光反應過程，A為NADPH和ATP；②為暗反應過程，B為ADP和Pi等。據以上分析可知，①③④⑤都可以產生ATP，A正確；①為光反應過程，發生場所是類囊體薄膜；③為有氧呼吸第三階段，發生場所為線粒體內膜，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。
2.A　圖中Ⅲ過程表示有氧呼吸，其第二階段消耗水，第三階段產生水，A正確；Ⅰ過程為光合作用的光反應，Ⅱ過程為光合作用的暗反應，Ⅲ過程為有氧呼吸的代謝過程，若Ⅰ、Ⅱ過程的速率大于Ⅲ過程，植物體干重將增加，B錯誤；Ⅰ過程表示光合作用的光反應，產生的氧氣參與Ⅲ過程的第三階段，C錯誤；物質X是ATP，從葉綠體類囊體薄膜移向葉綠體的基質，D錯誤。
考點二
知識梳理夯基
1.（1）凈光合　呼吸　凈光合　（2）＝　＞　＜
概念檢測
1.×　提示：觀測到的O2的產生量是植物光合作用實際產生的總O2量－呼吸作用消耗的O2量。
2.×　提示：植物積累的有機物的量是植物實際光合作用產生的總有機物量－呼吸作用消耗的有機物量。
典題演練應用
1.B　凈光合速率是植物綠色組織在光照條件下測得的值——單位時間內一定量葉面積CO2的吸收量或O2的釋放量。凈光合速率可用單位時間內O2的釋放量、有機物的積累量、CO2的吸收量來表示。真正（總）光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率。由圖可知，CT植株和HT植株的CO2吸收速率最大值基本一致，都接近于3 mmol·cm－2·s－1，A正確；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；50 ℃時HT植株的凈光合速率大于零，說明能積累有機物，而CT植株的凈光合速率不大于零，說明不能積累有機物，C正確；由圖可知，在較高的溫度下HT植株的凈光合速率仍大于零，能積累有機物進行生長發育，體現了HT植株對高溫環境較適應，D正確。
2.D　若X溶液為CO2緩沖液并給予光照，則密閉瓶中氣壓的變化不會由二氧化碳引起，此時光合作用將吸收CO2、釋放O2，導致液滴向右移動，液滴移動的距離代表的是O2的變化，可表示凈光合作用強度大小，A正確；若要測真正光合強度，而真正的光合強度＝凈光合作用強度（釋放的O2量）＋呼吸消耗強度（吸收的O2量），則X溶液為CO2緩沖液并給予光照，此時測出的是凈光合作用強度大小，若X溶液為NaOH溶液并遮光處理，在有氧呼吸過程中吸收O2并產生CO2，而二氧化碳被NaOH吸收，進而導致密閉小室中氣體體積減小，此時液滴移動的距離可表示呼吸速率，即另加設一裝置遮光處理，X溶液為NaOH溶液，可測出呼吸速率，進而可測出總光合速率，B正確；清水既不吸收和釋放O2，也不吸收和釋放CO2，若X溶液為清水并給予光照，當光合作用大于細胞呼吸時，呼吸作用產生的CO2全部被光合作用所用，光合作用產生的O2，除滿足呼吸作用所用外，又釋放到細胞外，同時從細胞外吸收CO2，但是密閉小室中的CO2量有限，影響了光合作用的進行，C正確；若X溶液為清水并遮光處理，消耗的底物為淀粉時，此時有氧呼吸時消耗的O2和產生的CO2量相等，因而密閉小室中氣體體積不變，液滴不移動，D錯誤。
3.C　CO2吸收量可用來表示植物的凈光合速率，M點時葡萄的凈光合速率為8（mg·m－2·h－1），A錯誤；結合選項分析，環境溫度改變為30 ℃后，葡萄呼吸速率升高，光合速率下降，P點為葡萄光合速率等于呼吸速率時所需的光照強度，因此P點將右移，B錯誤；如果每天交替進行光照12 h、黑暗12 h，則植物一晝夜積累的有機物的量＝凈光合速率×12 h－呼吸速率×12 h＝（凈光合速率－呼吸速率）×12 h，草莓黑暗時呼吸釋放CO2的量為1（mg·m－2·h－1），當植物一晝夜積累的有機物的量大于0時，植物才能正常生長，因此平均光照強度在X klx以上草莓才能正常生長，C正確；光照強度為Y klx時，葡萄和草莓光合作用積累的有機物的量相等，但由于二者呼吸速率不相同，因此葡萄和草莓光合作用合成有機物的量不相等，D錯誤。
4.B　白瓶中的生物白天既可以進行光合作用，也能進行呼吸作用，A錯誤；黑瓶中生物只進行呼吸作用，所以瓶中生物呼吸消耗氧氣量只看黑瓶即可，所以瓶中生物24小時呼吸消耗氧氣量為10－3＝7（mg），B正確；a光照強度下，瓶中生物24小時后溶解氧的含量還是為10 mg，說明凈光合作用等于0，即a光照強度下，剛好滿足瓶中生物對氧氣所需量，瓶中生物光合作用釋放氧氣量為0，C、D錯誤。
【研真題·扣教材】
1.D　呼吸作用的最適溫度高于光合作用，氣溫升高，植物呼吸作用增強，消耗的有機物增多，造成作物減產，A正確；溫度升高，可能導致光合作用相關酶的活性降低，光合作用強度減弱，有機物合成減少，B正確；溫度升高，蒸騰作用增強，植物易失水發生萎蔫，從而影響正常的生命活動，造成減產，C正確；據題干信息可知，高溫使葉片變黃、變褐，推測高溫導致葉綠素降解，光反應產生的NADPH和ATP減少，NADH在細胞呼吸過程中產生，D錯誤。
2.（1）ATP和NADPH　核酮糖-1，5-二磷酸和淀粉等　（2）減法原理　加法原理　（3）增大　①與WT組相比，OE組葉綠素含量較高，增加了對光能的吸收、傳遞和轉換，光反應增強，促進旗葉光合作用　②與WT組相比，OE組旗葉中編碼蔗糖轉運蛋白基因的表達量較高，可以及時將更多的光合產物（蔗糖）向外運出，從而促進旗葉的光合作用速率
解析：（1）在光合作用的暗反應階段，CO2被固定后形成的兩個3-磷酸甘油酸（C3）分子，在有關酶的催化作用下，接受ATP和NADPH釋放的能量，并且被NADPH還原。隨后在葉綠體基質中轉化為核酮糖-1，5-二磷酸（C5）和淀粉等。（2）與某品種水稻的野生型（WT）相比，實驗組KO為OsNAC敲除突變體，其設置采用了自變量控制中的減法原理；實驗組OE為OsNAC過量表達株，其設置采用了自變量控制中的加法原理。（3）題圖和表中信息顯示：OE組的凈光合速率、葉綠素含量、旗葉中編碼蔗糖轉運蛋白基因的相對表達量、單株產量都明顯高于WT組和KO組，OE組蔗糖含量卻低于WT組和KO組，說明OsNAC過量表達會使旗葉凈光合速率增大，究其原因：①與WT組相比，OE組葉綠素含量較高，增加了對光能的吸收、傳遞和轉換，光反應增強，促進旗葉光合作用；②與WT組相比，OE組旗葉中編碼蔗糖轉運蛋白基因的表達量較高，可以及時將更多的光合產物（蔗糖）向外運出，從而促進旗葉的光合作用速率。
3.（1）類胡蘿卜素/葉綠素的值較高　紅光和藍紫　（2）等于　細胞呼吸速率較高　（3）光能利用率較高　（4）為什么在低光照強度下，WT的凈光合速率大于ygl，而在高光照強度下，WT的凈光合速率小于ygl（補充答案：為什么在低光照強度下，WT的凈光合速率大于ygl； 為什么在高光照強度下，WT的凈光合速率小于ygl）
解析：（1）水稻葉綠體中的光合色素有4種：胡蘿卜素（橙黃色）、葉黃素（黃色）、葉綠素a（藍綠色）、葉綠素b（黃綠色）。據表格信息可知，與野生型水稻相比，黃綠葉突變體（ygl）的葉綠素含量低，類胡蘿卜素/葉綠素的值較高，導致ygl葉色黃綠。類胡蘿卜素主要吸收藍紫光，葉綠素主要吸收紅光和藍紫光，因此ygl葉片主要吸收可見光中的紅光和藍紫光。（2）光飽和點是光合速率不再隨光照強度增加時的光照強度。由題干可知，光照強度逐漸增加到2 000 μmol·m－2·s－1時，兩者凈光合速率都不再隨光照強度增加而增加，即二者相等。光補償點是光合過程中吸收的CO2與呼吸過程中釋放的CO2等量時的光照強度。根據圖c可知，與WT相比，ygl的呼吸速率較高。據表格信息可知，與WT相比，ygl的葉綠素含量較低，當光照強度較低時，葉綠素含量低會導致光反應為暗反應提供的NADPH和ATP較少，使光合速率降低。綜合上述分析可知，ygl具有較高的光補償點的原因可能是其葉綠素含量較低和細胞呼吸速率較高。（3）與WT相比，在高密度栽培條件下，更多的光可到達ygl下層葉片，導致ygl下層葉片的光合速率較高；與WT相比，ygl的葉綠素含量低，但ygl群體的凈光合速率較高，表明該群體的光能利用率較高，有機物積累量大。（4）繪制曲線圖時要注意：ygl的呼吸速率約為0.9 μmol（CO2）·m－2·s－1，WT的呼吸速率約為0.6 μmol（CO2）·m－2·s－1，而且ygl的光補償點（約為30 μmol·m－2·s－1）大于WT的光補償點（約為15 μmol·m－2·s－1），具體曲線圖見答案。由題可知，為保證水稻高產，可關注最適栽培密度或最適光照強度，因此可以繼續探究高密度栽培條件下，WT和ygl的最適光照強度或探究在較強光照條件下，WT和ygl的最適栽培密度。
4.（1）細胞質基質、線粒體、葉綠體（類囊體薄膜）　細胞呼吸　（2）蒸騰作用丟失大量水分　光合作用（暗反應）　（3）實驗思路：取若干生理狀態相同的植物甲，平均分為A、B兩組并于夜晚測定其細胞液pH值。將A組置于干旱條件下培養，B組置于水分充足的條件下培養，其他條件保持相同且適宜。一段時間后，分別測定A、B兩組植物夜晚細胞液的pH值并記錄。　預期結果：A組pH值小于B組，且B組pH值實驗前后變化不大，說明植物甲在干旱環境中存在這種特殊的CO2固定方式。
解析：（1）白天有光照，葉肉細胞能利用液泡中儲存的蘋果酸脫羧釋放的CO2進行光合作用，也能利用光合作用產生的氧氣和有機物進行有氧呼吸，光合作用光反應階段能將光能轉化為化學能儲存在ATP中，有氧呼吸三階段都能產生能量合成ATP，因此葉肉細胞能產生ATP的場所有細胞質基質、線粒體（線粒體基質和線粒體內膜）、葉綠體類囊體薄膜。光合作用為有氧呼吸提供有機物和氧氣，反之，細胞呼吸（呼吸作用）產生的二氧化碳也能用于光合作用暗反應，故光合作用所需的CO2可來源于蘋果酸脫羧和細胞呼吸（或呼吸作用）釋放的CO2。（2）由于環境干旱，植物吸收的水分較少，為了維持機體的平衡適應這一環境，氣孔白天關閉能防止白天因溫度較高蒸騰作用較強導致植物體水分散失過多，晚上氣孔打開吸收二氧化碳儲存固定以保證光合作用等生命活動的正常進行。（3）該實驗自變量是植物甲所處的生存環境是否干旱，由于夜間氣孔打開吸收二氧化碳，生成蘋果酸儲存在液泡中，導致液泡pH降低，故可通過檢測液泡的pH驗證植物甲存在該特殊方式，即因變量檢測指標是液泡中的pH值。實驗思路：取若干生理狀態相同的植物甲，平均分為A、B兩組并于夜晚測定其細胞液pH值。將A組置于干旱條件下培養，B組置于水分充足的條件下培養，其他條件保持相同且適宜。一段時間后，分別測定A、B兩組植物夜晚細胞液的pH值并記錄。預期結果：A組pH值小于B組，且B組pH值實驗前后變化不大，說明植物甲在干旱環境中存在這種特殊的CO2固定方式。
真題重組練
　（1）×　（2）×　（3）√
1 / 9(共86張PPT)
第16講　
光合作用和細胞呼吸的關系
高中總復習·生物
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。
課程標準
1. 破考點·抓必備
2. 研真題·扣教材
3. 驗收效·提能力
目錄
Contents
01
破考點·抓必備
梳理歸納， 鞏固基本知識
考點一　光合作用和細胞呼吸的關系
1. 細胞呼吸和光合作用的物質、能量轉化關系
（1）物質轉化
①C：C O2
（2）能量變化
2. 光合作用與有氧呼吸中有關的NADPH、NADH、ATP的來源與去路
1. （必修1 P93、103正文）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。 （　×　）
提示：線粒體是有氧呼吸的主要場所，其中有氧呼吸的第一階段是在細胞
質基質中進行的，因此提取完整的線粒體懸浮液，不可以獨立完成有氧呼
吸，而提取葉綠體懸浮液可以獨立完成光合作用過程，但前提是保證葉綠
體的活性。
×
2. （必修1 P93、103正文）用 O澆灌植物，周圍空氣中的H2O、O2、
CO2都能檢測到18O。 （　√　）
提示：用 O澆灌植物，植物通過蒸騰作用使 O出現在周圍空氣
中，經過光合作用光反應階段， O中的18O進入氧氣中，經過細胞呼
吸， O進入CO2中。
3. （必修1 P103正文）植物細胞都能產生還原型輔酶Ⅱ（NADPH）。
（　×　）
提示：只有能進行光合作用的植物細胞才能產生還原型輔酶Ⅱ
（NADPH）。
√
×
1. （2025·江蘇連云港模擬）如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，相關敘述錯誤的是（　　）
A. 過程②③④⑤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
√
解析：　E可以與C結合生成H2O，故③為有氧呼吸第三階段，E為[H]，C為O2；則⑤應為呼吸作用的第一階段，F為丙酮酸；④為呼吸作用第二階段，D為CO2；①為光反應過程，A為NADPH和ATP；②為暗反應過程，B為ADP和Pi等。據以上分析可知，①③④⑤都可以產生ATP，A正確；①為光反應過程，發生場所是類囊體薄膜；③為有氧呼吸第三階段，發生場所為線粒體內膜，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。
2. （2024·遼寧大連模擬）如圖為綠色植物體內某些代謝過程中物質變化
的示意圖，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分別表示不同的代謝過程。下列相關敘述正確的是
（　　）
A. Ⅲ過程在第二階段消耗水，第三階段產生水
B. 若Ⅰ、Ⅱ過程的速率大于Ⅲ過程，植物體干重將減少
C. Ⅰ過程中產生的O2參與Ⅲ過程的第二階段反應
D. 物質X是從葉綠體的基質移向類囊體薄膜的
√
解析： 　圖中Ⅲ過程表示有氧呼吸，其第二階段消耗水，第三階段產生
水，A正確；Ⅰ過程為光合作用的光反應，Ⅱ過程為光合作用的暗反應，Ⅲ
過程為有氧呼吸的代謝過程，若Ⅰ、Ⅱ過程的速率大于Ⅲ過程，植物體干重
將增加，B錯誤；Ⅰ過程表示光合作用的光反應，產生的氧氣參與Ⅲ過程的
第三階段，C錯誤；物質X是ATP，從葉綠體類囊體薄膜移向葉綠體的基
質，D錯誤。
考點二　植物“三率”的判斷與測定
1. 辨析凈光合速率與總光合速率
（1）微觀辨析
（2）結合曲線辨析
2. 真正（總）光合速率、凈光合速率和呼吸速率的關系
（1）判定方法
（2）相關計算
①光合作用實際產氧量（葉綠體產氧量）＝實測植物氧氣釋放量＋細胞呼
吸耗氧量。
②光合作用實際CO2消耗量（葉綠體消耗CO2量）＝實測植物CO2吸收量＋
細胞呼吸CO2釋放量。
③光合作用葡萄糖凈生產量（葡萄糖積累量）＝光合作用實際葡萄糖生產
量（葉綠體產生或合成的葡萄糖量）－細胞呼吸葡萄糖消耗量。
3. “三率”的常考曲線分析
（1）
（2）
（3）以“測定的CO2吸收量與釋放量”為指標
（4）自然環境與密閉環境中一晝夜內光合速率曲線的比較
提醒 植物光合速率等于呼吸速率時，葉肉細胞中光合速率大于呼吸速率。
4. 光合速率與呼吸速率的探究方法
（1）“液滴移動法”——測定裝置中O2的變化
①總光合速率＝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
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 算出總光合速率。
1. （必修1 P105旁欄思考）觀測到的O2的產生量是植物光合作用實際產生
的總O2量。 （　×　）
提示：觀測到的O2的產生量是植物光合作用實際產生的總O2量－呼吸作用
消耗的O2量。
2. （必修1 P105旁欄思考拓展）植物積累的有機物的量是植物實際光合作
用產生的總有機物量。 （　×　）
提示：植物積累的有機物的量是植物實際光合作用產生的總有機物量－呼
吸作用消耗的有機物量。
×
×
1. （2021·北京高考3題）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
√
解析：　凈光合速率是植物綠色組織在光照條件下測得的值——單位時
間內一定量葉面積CO2的吸收量或O2的釋放量。凈光合速率可用單位時間
內O2的釋放量、有機物的積累量、CO2的吸收量來表示。真正（總）光合
速率＝凈光合速率＋呼吸速率。由圖可知，CT植株和HT植株的CO2吸收速
率最大值基本一致，都接近于3 mmol·cm－2·s－1，A正確；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；50 ℃時HT植株的凈光合速率大于零，說明能積
累有機物，而CT植株的凈光合速率不大于零，說明不能積累有機物，C正
確；由圖可知，在較高的溫度下HT植株的凈光合速率仍大于零，能積累有
機物進行生長發育，體現了HT植株對高溫環境較適應，D正確。
2. 某興趣小組設計了如圖所示的實驗裝置若干組，室溫25 ℃下進行了一系列的實驗，對實驗過程中裝置條件及結果的敘述錯誤的是（　　）
A. 若X溶液為CO2緩沖液并給予光照，液滴移動距離可表示凈光合作用強
度大小
B. 若要測真正光合強度，需另加設一裝置遮光處理，X溶液為NaOH溶液
C. 若X溶液為清水并給予光照，光合作用大于細胞呼吸時，呼吸作用產生
的CO2全部被光合作用所用
D. 若X溶液為清水并遮光處理，消耗的底物為淀粉時，液滴右移
√
解析：　若X溶液為CO2緩沖液并給予光照，則密閉瓶中氣壓的變化不會
由二氧化碳引起，此時光合作用將吸收CO2、釋放O2，導致液滴向右移
動，液滴移動的距離代表的是O2的變化，可表示凈光合作用強度大小，A
正確；若要測真正光合強度，而真正的光合強度＝凈光合作用強度（釋放
的O2量）＋呼吸消耗強度（吸收的O2量），則X溶液為CO2緩沖液并給予
光照，此時測出的是凈光合作用強度大小，若X溶液為NaOH溶液并遮光處
理，在有氧呼吸過程中吸收O2并產生CO2，而二氧化碳被NaOH吸收，進而
導致密閉小室中氣體體積減小，此時液滴移動的距離可表示呼吸速率，即
另加設一裝置遮光處理，X溶液為NaOH溶液，可測出呼吸速率，進而可測
出總光合速率，B正確；清水既不吸收和釋放O2，也不吸收和釋放CO2，若X溶液為清水并給予光照，當光合作用大于細胞呼吸時，呼吸作用產生的CO2全部被光合作用所用，光合作用產生的O2，除滿足呼吸作用所用外，又釋放到細胞外，同時從細胞外吸收CO2，但是密閉小室中的CO2量有限，影響了光合作用的進行，C正確；若X溶液為清水并遮光處理，消耗的底物為淀粉時，此時有氧呼吸時消耗的O2和產生的CO2量相等，因而密閉小室中氣體體積不變，液滴不移動，D錯誤。
3. （2025·山東德州期末）如圖表示25 ℃時，葡萄和草莓在不同光照強度條件下CO2吸收量的變化曲線。下列敘述正確的是（　　）
A. M點時葡萄的凈光合速率為10（mg·m－2·h－1）
B. 已知葡萄光合作用和呼吸作用的最適溫度分別
是25 ℃和30 ℃，若將環境溫度改變為30 ℃，
其他條件不變，則P點將左移
C. 對草莓而言，若白天和黑夜的時間各為12 h，則平均光照強度在X klx以
上才能正常生長
D. 光照強度為Y klx時，葡萄和草莓光合作用合成有機物的量相等
√
解析：　CO2吸收量可用來表示植物的凈光合速率，M點時葡萄的凈光合速率為8（mg·m－2·h－1），A錯誤；結合選項分析，環境溫度改變為30 ℃后，葡萄呼吸速率升高，光合速率下降，P點為葡萄光合速率等于呼吸速率時所需的光照強度，因此P點將右移，B錯誤；如果每天交替進行光照12 h、黑暗12 h，則植物一晝夜積累的有機物的量＝凈光合速率×12 h－呼吸速率×12 h＝（凈光合速率－呼吸速率）×12 h，草莓黑暗時呼吸釋放CO2的量為1（mg·m－2·h－1），當植物一晝夜積累的有機物的量大于0時，植物才能正常生長，因此平均光照強度在X klx以上草莓才能正常生長，C正確；光照強度為Y klx時，葡萄和草莓光合作用積累的有機物的量相等，但由于二者呼吸速率不相同，因此葡萄和草莓光合作用合成有機物的量不相等，D錯誤。
4. （2025·黑龍江佳木斯校考）黑白瓶法多用于研究浮游植物生產量，所
用白瓶完全透光，黑瓶不透光。用若干個黑白瓶，裝入某湖泊一定水層的
1 L湖水后密閉，進行實驗測試，結果如圖所示。下列相關說法正確的是
（　　）
A. 白瓶中的生物白天只進行光合作用
B. 瓶中生物24小時呼吸消耗氧氣量為7 mg
C. a光照強度下，不能滿足瓶中生物對氧氣所需量
D. a光照強度下，白瓶中植物24小時氧氣凈釋放量為7 mg
√
解析： 　白瓶中的生物白天既可以進行光合作用，也能進行呼吸作用，A
錯誤；黑瓶中生物只進行呼吸作用，所以瓶中生物呼吸消耗氧氣量只看黑
瓶即可，所以瓶中生物24小時呼吸消耗氧氣量為10－3＝7（mg），B正
確；a光照強度下，瓶中生物24小時后溶解氧的含量還是為10 mg，說明凈
光合作用等于0，即a光照強度下，剛好滿足瓶中生物對氧氣所需量，瓶中
生物光合作用釋放氧氣量為0，C、D錯誤。
02
研真題·扣教材
探究分析， 培養核心技能
1. （2023·湖北高考11題）高溫是制約世界糧食安全的因素之一，高溫往
往使植物葉片變黃、變褐。研究發現平均氣溫每升高1 ℃，水稻、小麥等
作物減產約3％～8％。關于高溫下作物減產的原因，下列敘述錯誤的是
（　　）
A. 呼吸作用變強，消耗大量養分
B. 光合作用強度減弱，有機物合成減少
C. 蒸騰作用增強，植物易失水發生萎蔫
D. 葉綠素降解，光反應生成的NADH和ATP減少
√
解析：　呼吸作用的最適溫度高于光合作用，氣溫升高，植物呼吸作用
增強，消耗的有機物增多，造成作物減產，A正確；溫度升高，可能導致
光合作用相關酶的活性降低，光合作用強度減弱，有機物合成減少，B正
確；溫度升高，蒸騰作用增強，植物易失水發生萎蔫，從而影響正常的生
命活動，造成減產，C正確；據題干信息可知，高溫使葉片變黃、變褐，
推測高溫導致葉綠素降解，光反應產生的NADPH和ATP減少，NADH在細
胞呼吸過程中產生，D錯誤。
溯源教材
（1）細胞呼吸是指有機物在細胞內經過一系列的氧化分解，生成二氧化
碳和其他產物，釋放能量并生成ATP的過程。　（見必修1 P94正文）
（2）光合作用的過程中合成了有機物。　（見必修1 P102正文）
（3）光反應生成ATP和NADPH。　（見必修1 P103正文）
2. （2024·安徽高考16題）為探究基因OsNAC對光合作用的影響，研究人
員在相同條件下種植某品種水稻的野生型（WT）、OsNAC敲除突變體
（KO）及OsNAC過量表達株（OE），測定了灌漿期旗葉（位于植株最頂
端）凈光合速率和葉綠素含量，結果見下表。回答下列問題。
凈光合速率（μmol·m－2·s－1） 葉綠素含量（mg·g－1）
WT 24.0 4.0
KO 20.3 3.2
OE 27.7 4.6
（1）旗葉從外界吸收1分子CO2與核酮糖-1，5-二磷酸結合，在特定酶作用
下形成2分子3-磷酸甘油酸；在有關酶的作用下，3-磷酸甘油酸接受
釋放的能量并被還原，隨后在葉綠體基質中轉化為
。
解析： 在光合作用的暗反應階段，CO2被固定后形成的兩個3-磷酸甘
油酸（C3）分子，在有關酶的催化作用下，接受ATP和NADPH釋放的能
量，并且被NADPH還原。隨后在葉綠體基質中轉化為核酮糖-1，5-二磷酸
（C5）和淀粉等。
ATP
和NADPH
核酮糖-
1，5-二磷酸和淀粉等
（2）與WT相比，實驗組KO與OE的設置分別采用了自變量控制中的
、 （填科學方法）。
解析： 與某品種水稻的野生型（WT）相比，實驗組KO為OsNAC敲
除突變體，其設置采用了自變量控制中的減法原理；實驗組OE為OsNAC
過量表達株，其設置采用了自變量控制中的加法原理。
減
法原理
加法原理
（3）據表可知，OsNAC過量表達會使旗葉凈光合速率 。為進一
步探究該基因的功能，研究人員測定了旗葉中編碼蔗糖轉運蛋白基因的相
對表達量、蔗糖含量及單株產量，結果如圖。
結合圖表，分析OsNAC過量表達會使旗葉凈光合速率發生相應變化的原
因：①
；
增大
與WT組相比，OE組葉綠素含量較高，增加了對光能的吸收、傳
遞和轉換，光反應增強，促進旗葉光合作用
②

。
解析： 題圖和表中信息顯示：OE組的凈光合速率、葉綠素含量、旗
葉中編碼蔗糖轉運蛋白基因的相對表達量、單株產量都明顯高于WT組和
KO組，OE組蔗糖含量卻低于WT組和KO組，說明OsNAC過量表達會使旗
葉凈光合速率增大，究其原因：①與WT組相比，OE組葉綠素含量較高，
增加了對光能的吸收、傳遞和轉換，光反應增強，促進旗葉光合作用；②
與WT組相比，OE組旗葉中編碼蔗糖轉運蛋白基因的表達量較高，可以及
時將更多的光合產物（蔗糖）向外運出，從而促進旗葉的光合作用速率。
與WT組相比，OE組旗葉中編碼蔗糖轉運蛋白基因的表達量較高，可
以及時將更多的光合產物（蔗糖）向外運出，從而促進旗葉的光合作用速
率
3. （2023·廣東高考18題）光合作用機理是作物高產的重要理論基礎。大
田常規栽培時，水稻野生型（WT）的產量和黃綠葉突變體（ygl）的產量
差異不明顯，但在高密度栽培條件下ygl產量更高，其相關生理特征見下表和下圖。（光飽和點：光合速率不再隨光照強度增加時的光照強度；光補償點：光合過程中吸收的CO2與呼吸過程中釋放的CO2等量時的光照強度。）
水稻材料 葉綠素（mg/g） 類胡蘿卜素（mg/g） 類胡蘿卜素/葉綠素
WT 4.08 0.63 0.15
ygl 1.73 0.47 0.27
分析圖表，回答下列問題：
（1）ygl葉色黃綠的原因包括葉綠素含量較低和
，葉片主要吸收可見光中的 光。
類胡蘿卜素/葉綠素的值
較高
紅光和藍紫
水稻材料 葉綠素（mg/g） 類胡蘿卜素（mg/g） 類胡蘿卜素/葉綠素
WT 4.08 0.63 0.15
ygl 1.73 0.47 0.27
解析：水稻葉綠體中的光合色素有4種：胡蘿卜素（橙黃色）、葉黃
素（黃色）、葉綠素a（藍綠色）、葉綠素b（黃綠色）。據表格信息可
知，與野生型水稻相比，黃綠葉突變體（ygl）的葉綠素含量低，類胡蘿
卜素/葉綠素的值較高，導致ygl葉色黃綠。類胡蘿卜素主要吸收藍紫光，
葉綠素主要吸收紅光和藍紫光，因此ygl葉片主要吸收可見光中的紅光和
藍紫光。
（2）光照強度逐漸增加達到2 000 μmol·m－2·s－1時，ygl的凈光合速率較
WT更高，但兩者凈光合速率都不再隨光照強度的增加而增加，比較兩者
的光飽和點，可得ygl WT（填“高于”“低于”或“等于”）。
ygl有較高的光補償點，可能的原因是葉綠素含量較低和
。
等于
細胞呼吸速率較
高
解析：光飽和點是光合速率不再隨光照強度增加時的光照強度。由題干可知，光照強度逐漸增加到2 000 μmol·m－2·s－1時，兩者凈光合速率都不再隨光照強度增加而增加，即二者相等。光補償點是光合過程中吸收的CO2與呼吸過程中釋放的CO2等量時的光照強度。根據圖c可知，與WT相比，ygl的呼吸速率較高。據表格信息可知，與WT相比，ygl的葉綠素含量較低，當光照強度較低時，葉綠素含量低會導致光反應為暗反應提供的NADPH和ATP較少，使光合速率降低。綜合上述分析可知，ygl具有較高的光補償點的原因可能是其葉綠素含量較低和細胞呼吸速率較高。
（3）與WT相比，ygl葉綠素含量低，高密度栽培條件下，更多的光可到
達下層葉片，且ygl群體的凈光合速率較高，表明該群體
，是其高產的原因之一。
光能利用率較
高
解析：與WT相比，在高密度栽培條件下，更多的光可到達ygl下層葉片，導致ygl下層葉片的光合速率較高；與WT相比，ygl的葉綠素含量低，但ygl群體的凈光合速率較高，表明該群體的光能利用率較高，有機物積累量大。
（4）試分析在0～50 μmol·m－2·s－1范圍的低光照強度下，WT和ygl凈光合速率的變化，在給出的坐標系中繪制凈光合速率趨勢曲線。在此基礎上，分析圖a和你繪制的曲線，比較高光照強度和低光照強度條件下WT和ygl的凈光合速率，提出一個科學問題 　　。
答案：
為什么在低光照強度下，WT的凈光合速率大于ygl，而在高光照強度下，
WT的凈光合速率小于ygl（補充答案：為什么在低光照強度下，WT的凈
光合速率大于ygl； 為什么在高光照強度下，WT的凈光合速率小于ygl）
解析：繪制曲線圖時要注意：ygl的呼吸速率約為0.9 μmol（CO2）·m－2·s－1，WT的呼吸速率約為0.6 μmol（CO2）·m－2·s－1，而且ygl的光補償點（約為30 μmol·m－2·s－1）大于WT的光補償點（約為15 μmol·m－2·s－1），具體曲線圖見答案。由題可知，為保證水稻高產，可關注最適栽培密度或最適光照強度，因此可以繼續探究高密度栽培條件下，WT和ygl的最適光照強度或探究在較強光照條件下，WT和ygl的最適栽培密度。
4. （2021·全國乙卷29題）生活在干旱地區的一些植物（如植物甲）具有
特殊的CO2固定方式。這類植物晚上氣孔打開吸收CO2，吸收的CO2通過生
成蘋果酸儲存在液泡中；白天氣孔關閉，液泡中儲存的蘋果酸脫羧釋放的
CO2可用于光合作用。回答下列問題：
（1）白天葉肉細胞產生ATP的場所有
。光合作用所需的CO2來源于蘋果酸脫羧和 釋
放的CO2。
細胞質基質、線粒體、葉綠體（類
囊體薄膜）
細胞呼吸
解析： 白天有光照，葉肉細胞能利用液泡中儲存的蘋果酸脫羧釋放
的CO2進行光合作用，也能利用光合作用產生的氧氣和有機物進行有氧呼
吸，光合作用光反應階段能將光能轉化為化學能儲存在ATP中，有氧呼吸
三階段都能產生能量合成ATP，因此葉肉細胞能產生ATP的場所有細胞質
基質、線粒體（線粒體基質和線粒體內膜）、葉綠體類囊體薄膜。光合作
用為有氧呼吸提供有機物和氧氣，反之，細胞呼吸（呼吸作用）產生的二
氧化碳也能用于光合作用暗反應，故光合作用所需的CO2可來源于蘋果酸
脫羧和細胞呼吸（或呼吸作用）釋放的CO2。
（2）氣孔白天關閉、晚上打開是這類植物適應干旱環境的一種方式，這
種方式既能防止 ，又能保證
正常進行。
蒸騰作用丟失大量水分
光合作用（暗反
應）
解析：由于環境干旱，植物吸收的水分較少，為了維持機體的平衡適應這
一環境，氣孔白天關閉能防止白天因溫度較高蒸騰作用較強導致植物體水
分散失過多，晚上氣孔打開吸收二氧化碳儲存固定以保證光合作用等生命
活動的正常進行。
（3）若以pH作為檢測指標，請設計實驗來驗證植物甲在干旱環境中存在
這種特殊的CO2固定方式。（簡要寫出實驗思路和預期結果）
答案： 實驗思路：取若干生理狀態相同的植物甲，平均分為A、B兩
組并于夜晚測定其細胞液pH值。將A組置于干旱條件下培養，B組置于水
分充足的條件下培養，其他條件保持相同且適宜。一段時間后，分別測定
A、B兩組植物夜晚細胞液的pH值并記錄。　預期結果：A組pH值小于B
組，且B組pH值實驗前后變化不大，說明植物甲在干旱環境中存在這種特
殊的CO2固定方式。
解析：該實驗自變量是植物甲所處的生存環境是否干旱，由于夜間氣孔打開吸收二氧化碳，生成蘋果酸儲存在液泡中，導致液泡pH降低，故可通過檢測液泡的pH驗證植物甲存在該特殊方式，即因變量檢測指標是液泡中的pH值。實驗思路：取若干生理狀態相同的植物甲，平均分為A、B兩組并于夜晚測定其細胞液pH值。將A組置于干旱條件下培養，B組置于水分充足的條件下培養，其他條件保持相同且適宜。一段時間后，分別測定A、B兩組植物夜晚細胞液的pH值并記錄。
預期結果：A組pH值小于B組，且B組pH值實驗前后變化不大，說明植物
甲在干旱環境中存在這種特殊的CO2固定方式。
（1）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，其中解釋合理的是初期呼吸速率大于光合速
率，之后呼吸速率等于光合速率。　 （2022·全國乙卷） （　×　）
（2）在夏季晴朗無云的白天，10時左右某植物光合作用強度達到峰值，
12時左右光合作用強度明顯減弱。光合作用強度減弱的原因可能是光合酶
活性降低，呼吸酶不受影響，呼吸釋放的CO2量大于光合固定的CO2量。　
（2022·湖南高考） （　×　）
×
×
（3）白天馬齒莧屬植物氣孔關閉，仍能進行光合作用。　（2021·河北高
考） （　√　）
√
03
驗收效·提能力
跟蹤訓練，檢驗學習效果
一、選擇題
1. （2025·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 O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
1
2
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11
√
解析：B　光合作用的光反應階段產生ATP，光反應的場所是葉綠體，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；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 O培養小球藻，在葉綠體
中進行光合作用，光反應中水的光解形成氧氣和NADPH，則最先檢測到含
有放射性的產物是氧氣； O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。
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2. （2024·重慶永川期末）如圖表示植物葉肉細胞內光合作用、呼吸作用
中O（氧元素）的轉移過程。下列相關敘述正確的是（　　）
H2O O2 H2O CO2 C3 （CH2O）
A. 過程②③都合成ATP
B. 過程①③都有NADH生成
C. 過程①②⑤都需在生物膜上進行
D. 過程②③都發生在該植物葉肉細胞的線粒體內膜上
√
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11
解析： 　②為有氧呼吸第三階段，可以合成ATP，③為有氧呼吸第二階
段，也能合成ATP，A正確；過程①為光反應，光反應產生的是NADPH，
③為有氧呼吸第二階段，產生NADH，B錯誤；過程①為光反應，場所是
類囊體膜，②為有氧呼吸第三階段，場所是線粒體內膜，⑤是暗反應，場
所是葉綠體基質，不在生物膜上進行，C錯誤；③為有氧呼吸第二階段，
場所是線粒體基質，D錯誤。
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3. （2025·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
√
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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。
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4. （2025·重慶模擬）如圖表示菠菜葉肉細胞光合作用與細胞呼吸過程中
碳元素和氫元素的轉移途徑，其中①～⑥代表有關生理過程。下列敘述錯
誤的是（　　）
A. 過程①②③不在生物膜上進行
B. 參與過程②③⑤的酶的種類不同
C. 過程②③④⑤都有ATP產生
D. 過程③產生的[H]全部來自丙酮酸
√
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解析：　過程①為光合作用暗反應過程中C3的還原，發生在葉綠體基質
中，過程②為有氧呼吸（或無氧呼吸）第一階段，發生在細胞質基質中，
過程③為有氧呼吸第二階段，發生在線粒體基質中，均不在生物膜上進
行；參與過程②③的酶為呼吸酶，過程⑤為光合作用光反應階段，參與該
過程的酶為光合酶，故參與過程②③⑤的酶的種類不相同；過程②表示細
胞呼吸第一階段，過程③④為有氧呼吸第二、第三階段，均有ATP產生，
過程⑤為光反應階段，有ATP產生；過程③（有氧呼吸第二階段）是丙酮
酸和H2O反應產生CO2和[H]，釋放少量能量，產生的[H]部分來自丙酮
酸，部分來自H2O。
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5. （2025·云南師大附中適應性考試）如圖是夏季晴朗的白天，某種綠色
植物葉片凈光合作用速率（實際光合作用速率－呼吸作用速率）變化曲線
圖。下列相關分析錯誤的是（　　）
A. 凈光合速率可用單位時間內葉片吸收CO2的量表示
B. BC段和DE段凈光合速率下降的原因不同
C. A點與E點相比，葉綠體產生O2的速率不一定相同
D. E點后植物體內積累有機物的量開始減少
√
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解析：　凈光合速率是實際光合作用速率與呼吸作用速率的差值，可用
單位時間內葉片吸收CO2的量表示，也可用單位時間內葉片釋放O2的量表
示，A正確；圖中曲線BC段凈光合速率下降的原因是光照過強、溫度過高
引起部分氣孔關閉，暗反應受阻，而DE段凈光合速率下降的原因是光照
強度減弱，B正確；A點與E點的凈光合速率相等，即葉片釋放O2的速率
相等，由于呼吸作用速率不一定相同，故葉綠體產生O2的速率不一定相
同，C正確；E點后該植物的凈光合速率雖然在下降，但其數值大于0，仍
存在有機物的積累，故植物體內積累有機物的量仍在增加，D錯誤。
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6. （2025·華師一附中調研）某生物興趣小組測定了不同溫度條件下，棉花植株在黑暗中單位時間內O2的消耗速率以及光照條件下單位時間內O2的釋放速率，結果如圖所示。下列說法正確的是（　　）
A. O2產生的場所是葉肉細胞的類囊體膜，消耗的場所是線粒體基質
B. 20 ℃時棉花植株的總光合速率最大
C. 30 ℃時棉花植株固定CO2的量是其產生CO2量的2倍
D. 40 ℃時棉花葉肉細胞光合作用酶的活性喪失，光合作用停止
√
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解析：　O2消耗的場所是線粒體內膜，A錯誤；由曲線圖可知，20 ℃時
棉花植株的凈光合速率最大，但呼吸速率較低，總光合速率不是最大（25
℃時棉花植株的總光合速率大于20 ℃時），B錯誤；圖中O2的消耗速率表
示呼吸速率，氧氣的釋放速率表示凈光合速率，兩條曲線的交點表示凈光
合速率等于呼吸速率，故30 ℃時，棉花植株的總光合速率是呼吸速率的2
倍，此時棉花植株固定CO2的量是其產生CO2量的2倍，C正確；40 ℃時棉
花凈光合速率為0，但光合作用并未停止，D錯誤。
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7. （2025·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
√
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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；照光處理與遮光處理后葉片的干重差（單位
時間內）代表真正光合作用速率，無需測定同等面積葉片的初始干重，
C、D錯誤。
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8. （2025·山東日照模擬）利用裝置甲，在相同條件下分別將綠色植物E、
F的葉片制成大小相同的葉圓片，抽出空氣，進行光合作用速率測定。圖
乙是利用裝置甲測得的數據繪制成的坐標圖。下列敘述正確的是（　　）
A. 從圖乙可看出，F植物適合在較強光照下生長
B. 光照強度為1 klx時，裝置甲中放置植物E的葉圓片進行測定時，液滴不移動
C. 光照強度為3 klx時，E、F兩種植物的葉圓片產生O2的速率相等
D. 光照強度為6 klx時，裝置甲中E植物葉圓片比F植物葉圓片浮到液面所需時間短
√
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解析： 　根據圖乙可知，F植物葉圓片的光補償點和光飽和點都比較低，
適合在較弱光照下生長，A錯誤；光照強度為1 klx時，E植物葉圓片的呼吸
速率大于光合速率，裝置甲中E植物葉圓片會吸收裝置中的O2，使液滴左
移，B錯誤；光照強度為3 klx時，E、F兩種植物葉圓片的凈光合強度相
等，但E植物葉圓片的細胞呼吸強度大于F植物葉圓片，故光照強度為3 klx
時，E、F兩種植物的葉圓片產生O2的速率不相等，C錯誤；光照強度為6
klx時，E植物葉圓片凈光合作用強度大于F植物葉圓片的凈光合作用強度，
故此光照強度下，E植物葉圓片釋放的O2多，故裝置甲中E植物葉圓片比F
植物葉圓片浮到液面所需時間短，D正確。
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9. （2025·鞍山模擬）光補償點是指光合速率等于呼吸速率時的光照強
度，光飽和點是指達到最大光合速率所需的最小光照強度。在溫度適宜且
CO2充足的條件下，測得甲、乙兩種植物的光補償點分別為E1和E2，且E1
小于E2；甲、乙兩種植物的光飽和點分別為E3和E4，且E3小于E4。下列有
關敘述不正確的是（　　）
A. 若持續保持光照強度為E1，則甲植物停止生長，乙植物能正常生長
B. 若將甲、乙兩種植物轉移到缺鎂條件下培養，二者的光補償點均變大
C. 光照強度低于E2時，限制乙植物光合速率的環境因素主要是光照強度
D. 與E3相比，光照強度為E4時，乙植物葉綠體中C3合成速率更快
√
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解析：　若持續保持光照強度為E1，甲、乙兩種植物的光補償點分別為E1和E2，且E1小于E2，則甲植物的光合速率等于呼吸速率（停止生長），乙植物呼吸速率大于光合速率（不能生長），A錯誤；鎂是合成葉綠素的原料，若將甲、乙兩種植物轉移到缺鎂條件下培養，葉綠素不能合成，光合作用減弱，要想光合作用等于呼吸作用，需要增大光照強度，因此二者的光補償點均變大，B正確；光照強度低于E2時，沒有達到乙植物的光飽和點，限制乙植物光合速率的環境因素主要是光照強度，C正確；甲、乙兩種植物的光飽和點分別為E3和E4，且E3小于E4，與E3相比，光照強度為E4時，光照增強，光反應增強，暗反應也增強，乙植物的葉綠體中C3合成速率更快，D正確。
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10. （2025·遼寧本溪模擬）如圖表示植物葉肉細胞中光合作用、有氧呼吸
的過程及兩者之間的聯系。其中甲～戊表示生理過程，a～d表示相關物
質。下列說法正確的是（　　）
A. 物質a表示ATP，物質c表示O2，物質d表示CO2
B. 甲表示光合作用的光反應階段，對光能的吸收不
需要酶的直接參與
C. 若該葉肉細胞產生的物質c和物質d的量相等，則
該植物的凈光合速率為0
D. 用18O同時標記H2O和CO2，可探究光合產物O2中
O的來源
√
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解析：　物質a表示光反應產生的ATP和NADPH，甲表示光合作用的光反應階段，對光能的吸收不需要酶的直接參與；若物質c和物質d的量相等，則該植物的葉肉細胞的凈光合速率為0，但還有一些細胞只進行細胞呼吸不進行光合作用，就整個植株而言，凈光合速率小于0；用18O分別標記H2O和CO2，才可探究光合產物O2中O的來源。
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二、非選擇題
11. （2025·陜西渭南校考）甲、乙兩種植物整個植株凈光合速率隨光照強
度的變化趨勢如圖1，圖2為不同生理狀態下葉肉細胞內線粒體和葉綠體間
CO2氣體交換情況。回答下列問題：
1
2
3
4
5
6
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9
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11
（1）高等植物光合作用中能捕獲光能的物質分布在葉綠體
上，光合作用中產生的ATP移動方向是
，暗反應階段能量變化為
。寫出有氧呼吸總反應式
。
類囊體
（薄）膜
從葉綠體的類囊體
（薄）膜到葉綠體基質
活躍的化學能轉變為
有機物中穩定的化學能
C6H12O6＋6CO2＋
6H2O　 6CO2＋12H2O＋能量
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解析： 高等植物光合作用中捕獲光能的物質為光合色素，分布在葉
綠體的類囊體薄膜上，光合作用的光反應產生ATP，在暗反應中使用，故
光合作用中產生的ATP移動方向是從葉綠體類囊體薄膜到葉綠體基質。暗
反應階段所需能量由光反應產生的ATP和NADPH提供，故能量變化為活躍
的化學能轉變為有機物中穩定的化學能。有氧呼吸的總反應式：C6H12O6＋
6CO2＋6H2O 6CO2＋12H2O＋能量。
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（2）凈光合速率是指實際光合速率與呼吸速率之差，植物葉肉細胞中葉
綠體吸收CO2或釋放O2的速率可表示 （填“凈光合速
率”“真正光合速率”或“呼吸速率”），圖2中 （填圖中序號）
圖可表示圖1中光照強度為A時甲、乙兩植物葉肉細胞內CO2的關系。
解析： 植物葉肉細胞中葉綠體吸收CO2或釋放O2的速率可表示真正光合速率；圖1中的A點表示植物的光合作用強度＝呼吸作用強度，則葉肉細胞的光合作用大于呼吸作用，故圖2中④圖可表示圖1中光照強度為A時甲、乙兩植物葉肉細胞內CO2的關系。
真正光合速率
④
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（3）適當提高乙植物生長環境中CO2的濃度，則A點應向 （填
“左”或“右”）移動，C點應向 （填“左”或“右”）移動，光
照強度為D時，甲植物葉肉細胞中產生ATP的細胞器有 。
解析：若環境中CO2濃度升高，光合作用強度增強，呼吸作用不變，A點應向左移動才能和呼吸作用相等。C點是光飽和點，C點應向右移。D點為甲植物的光照強度飽和點，植物既進行呼吸作用，也進行光合作用，故光照強度為D時，甲植物葉肉細胞中產生ATP的細胞器有線粒體和葉綠體。
左
右
線粒體和葉綠體
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