第3单元 第16讲 光合作用与细胞呼吸的综合分析(课件PPT)-【精讲精练】2026年高考生物一轮复习（人教版 单选）

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白瓶中测得的现有量－黑瓶中测得的现有量 返回目录 高考总复习·生物学 1 第三单元　细胞的能量供应和利用 返回目录 高考总复习·生物学 1 第三单元　细胞的能量供应和利用 返回目录 高考总复习·生物学 1 第三单元　细胞的能量供应和利用 返回目录 高考总复习·生物学 1 第三单元　细胞的能量供应和利用 返回目录 高考总复习·生物学 1 第三单元　细胞的能量供应和利用 返回目录 高考总复习·生物学 1 第三单元　细胞的能量供应和利用 返回目录 高考总复习·生物学 1 第三单元　细胞的能量供应和利用 返回目录 高考总复习·生物学 1 第三单元　细胞的能量供应和利用 返回目录 高考总复习·生物学 1 第三单元　细胞的能量供应和利用 返回目录 高考总复习·生物学 1 第三单元　细胞的能量供应和利用 返回目录 高考总复习·生物学 1 第三单元　细胞的能量供应和利用 返回目录 高考总复习·生物学 1 第三单元　细胞的能量供应和利用 返回目录 高考总复习·生物学 1 第三单元　细胞的能量供应和利用 返回目录 高考总复习·生物学 1 第三单元　细胞的能量供应和利用 返回目录 高考总复习·生物学 1 第三单元　细胞的能量供应和利用 返回目录 高考总复习·生物学 1 第三单元　细胞的能量供应和利用 返回目录 高考总复习·生物学 1 第三单元　细胞的能量供应和利用 返回目录 高考总复习·生物学 1 第三单元　细胞的能量供应和利用 返回目录 高考总复习·生物学 1 第三单元　细胞的能量供应和利用 返回目录 高考总复习·生物学 1 第三单元　细胞的能量供应和利用 返回目录 高考总复习·生物学 1 第三单元　细胞的能量供应和利用 返回目录 高考总复习·生物学 1 第三单元　细胞的能量供应和利用 返回目录 高考总复习·生物学 1 第三单元　细胞的能量供应和利用 返回目录 高考总复习·生物学 1 第三单元　细胞的能量供应和利用 返回目录 高考总复习·生物学 1 第三单元　细胞的能量供应和利用 返回目录 高考总复习·生物学 1 第三单元　细胞的能量供应和利用 02 高考真题演练 返回目录 高考总复习·生物学 1 第三单元　细胞的能量供应和利用 返回目录 高考总复习·生物学 1 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\o(――――→,\s\up17(有氧呼吸),\s\do15(第一、二阶段))[H]eq \o(――――→,\s\up17(有氧呼吸),\s\do15(第三阶段))________。 ③O：H2Oeq \o(―――→,\s\up17(光反应))_____eq \o(――――→,\s\up17(有氧呼吸),\s\do15(第三阶段))H2Oeq \o(――――→,\s\up17(有氧呼吸),\s\do15(第二阶段))_____eq \o(――――→,\s\up17(暗反应))(CH2O)。 (2)能量变化 2．光合作用与有氧呼吸过程中有关的NADPH、NADH、ATP的来源与去路 考向　光合作用和细胞呼吸的物质和能量转化 1．(2024·威海期末)NADH和NADPH是两种重要的还原型辅酶，在细胞呼吸和光合作用等反应中发挥重要作用。下列说法正确的是(　　) A．细胞呼吸和光合作用过程中均能产生NADH和NADPH B．光合作用暗反应过程中所需的能量由NADH和ATP提供 C．有氧呼吸过程中只有前两个阶段有NADPH生成 D．NADH与氧结合发生在线粒体内膜 解析　细胞呼吸过程中在细胞质基质和线粒体中都能产生NADH，而光合作用的光反应产生的是NADPH，A错误；光合作用暗反应过程需要的能量由光反应产生的NADPH和ATP来提供，而不是NADH，B错误；由分析可知有氧呼吸前两个阶段生成的是NADH，不是NADPH，C错误；有氧呼吸前两个阶段生成的NADH在线粒体内膜上与O2结合生成水，D正确。 答案　D 2．绿色植物光合作用和细胞呼吸之间的能量转换如图所示，图中①～⑥代表物质，下列有关叙述错误的是(　　) A．植物光反应把太阳能转变为活跃的化学能贮存在①中 B．叶绿体中的NADPH和线粒体中的NADH都具有还原性 C．给植物提供Heq \o\al(18,2)O，短时间内生成的O2和CO2均可含18O D．物质④在叶绿体基质中合成，在线粒体基质中分解 解析　植物光反应把太阳能转变为活跃的化学能贮存在①ATP中，A正确；叶绿体中的NADPH参与C3的还原，线粒体中的NADH与氧结合生成水，二者都具有还原性，B正确；给植物提供Heq \o\al(18,2)O，Heq \o\al(18,2)O参与光反应生成18O2，Heq \o\al(18,2)O参与有氧呼吸的第二阶段生成C18O2，因此短时间内生成的O2和CO2均可含18O，C正确；物质④为葡萄糖，在叶绿体基质中合成，在细胞质基质中分解，D错误。 答案　D 考点二　总光合速率、净光合速率和呼吸速率的关系及测定 1．辨析净光合速率与总光合速率 (1)微观辨析(以光合速率大于呼吸速率为例) (2)结合曲线辨析 2．真正(总)光合速率、净光合速率和呼吸速率的关系 (1)判定方法 (2)相关计算 ①光合作用实际产氧量(叶绿体产氧量)＝实测植物氧气释放量＋_________ _________。 ②光合作用实际CO2消耗量(叶绿体消耗CO2量)＝实测植物CO2吸收量＋____________________。 ③光合作用葡萄糖净生产量(葡萄糖积累量)＝光合作用实际葡萄糖生产量(叶绿体产生或合成的葡萄糖量)－_________________________。 3．测定植物光合速率和呼吸速率的常用方法 (1)“液滴移动法”——测定装置中气体体积变化 ①在测定了净光合速率和呼吸速率的基础上可计算得出二者之和，即“总光合速率”。 ②物理误差的校正：为使实验结果精确，除减少无关变量的干扰外，还应设置对照装置。与图示两装置相比，对照装置的不同点是用“死亡的绿色植物”代替“绿色植物”，其余均相同。 (2)“半叶法”——测定光合作用有机物的产生量 将叶片一半遮光、一半曝光，遮光的一半测得的数据变化值代表细胞呼吸强度值，曝光的一半测得的数据变化值代表净光合作用强度值，最后计算真正光合作用强度值。需要注意的是该种方法在实验之前需对叶片进行特殊处理，以防止有机物的运输。 (3)“黑白瓶法”——测定溶氧量的变化 Ⅰ.“黑瓶”不透光，测定的是_____________；“白瓶”给予光照，测定的是_______________。 Ⅱ.在有初始值的情况下，黑瓶中___________________________________为有氧呼吸量；白瓶中_________________________________为净光合作用量；二者之和为_______________。 Ⅲ.在没有初始值的情况下，_______________________________________＝总光合作用量。 (4)“叶圆片称重法”——测定有机物的变化量 本方法测定单位时间、单位面积叶片中淀粉的生成量，如图所示以有机物的变化量测定光合速率(S为叶圆片面积)。 净光合速率＝(z－y)/2S；呼吸速率＝(x－y)/2S；总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率＝(x＋z－2y)/2S。 (5)“叶圆片上浮法”——定性检测O2释放速率 本方法利用真空技术排出叶肉细胞间隙中的空气，充以水分，使叶片沉于水中；在光合作用过程中，植物吸收CO2放出O2，由于O2在水中的溶解度很小而在细胞间积累，结果使原来下沉的叶片上浮。根据在相同时间内上浮叶片数目的多少(或者叶片全部上浮所需时间的长短)，即能比较光合作用强度的大小。 考向一　总光合速率、净光合速率和呼吸速率的关系 1．某研究小组利用特定的实验装置来研究温度对某绿色植物光合作用与细胞呼吸的影响(其他实验条件均相同且适宜)，根据结果绘制成如图所示曲线。下列有关叙述正确的是(　　) A．大于35 ℃时，该植物不能正常生长的原因是不能进行光合作用 B．25 ℃和30 ℃时该植物的CO2消耗量基本相等 C．该植物的细胞呼吸最适温度为35 ℃左右 D．5～25 ℃，该植物积累的有机物逐渐减少 解析　由图分析可知，大于35 ℃时，光合作用消耗CO2的量小于细胞呼吸产生CO2的量，说明光合作用小于呼吸作用，该植物不能正常生长，A错误；由图可知，25 ℃和30 ℃时该植物的CO2消耗量基本相等，B正确；大于35 ℃时，细胞呼吸产生CO2的量还在增加，说明呼吸作用的最适温度大于35 ℃，C错误；5～25 ℃，光合作用消耗CO2的量一直大于细胞呼吸产生CO2的量，说明净光合速率大于0，该植物积累的有机物逐渐增多，D错误。 答案　B 2．某生物兴趣小组测定了不同温度条件下，棉花植株在黑暗中单位时间内O2的消耗速率以及光照条件下单位时间内O2的释放速率，结果如图所示。下列说法正确的是(　　) A．O2产生的场所是叶肉细胞的类囊体薄膜，消耗的场所是线粒体基质 B．20 ℃时棉花植株的总光合速率最大 C．30 ℃时棉花植株固定CO2的量是其产生CO2量的二倍 D．40 ℃时棉花叶肉细胞光合作用酶的活性丧失，光合作用停止 解析　O2产生的场所是叶肉细胞的类囊体薄膜，消耗的场所是线粒体内膜，A错误；由曲线图可知，20 ℃时棉花植株的净光合速率最大，但呼吸速率较低，总光合速率不是最大(25 ℃时棉花植株的总光合速率大于20 ℃时)，B错误；图中O2的消耗速率表示呼吸速率，O2的释放速率表示净光合速率，两条曲线的交点表示净光合速率等于呼吸速率，故30 ℃时，棉花植株的总光合速率是呼吸速率的二倍，此时棉花植株固定CO2的量是其产生CO2量的二倍，C正确；40 ℃时棉花净光合速率为0，光合作用并未停止，D错误。 答案　C 考向二　总光合速率和净光合速率的测定 3．(2024·广东实验中学模拟)利用装置甲，在相同条件下分别将绿色植物E、F的叶片制成大小相同的叶圆片，抽出空气，进行光合作用速率测定。图乙是利用装置甲测得的数据绘制成的坐标图。下列叙述正确的是(　　) A．从图乙可看出，F植物适合在较强光照下生长 B．光照强度为1 klx时，装置甲中放置植物E的叶圆片进行测定时，液滴不移动 C．光照强度为3 klx时，E、F两种植物的叶圆片产生氧气的速率相等 D．光照强度为6 klx时，装置甲中E植物叶圆片比F植物叶圆片浮到液面所需时间短 解析　根据图乙可知，F植物叶圆片的光补偿点和光饱和点都比较低，适合在较弱光照下生长，A错误；光照强度为1 klx时，E植物叶圆片的呼吸速率大于光合速率，装置甲中E植物叶圆片会吸收装置中的氧气，使液滴左移，B错误；光照强度为3 klx时，E、F两种植物叶圆片的净光合强度相等，但E植物叶圆片的呼吸作用强度大于F植物叶圆片，故光照强度为3 klx时，E、F两种植物的叶圆片产生氧气的速率不相等，C错误；光照强度为6 klx时，E植物叶圆片净光合作用强度大于F植物叶圆片的净光合作用强度，故此光照强度下，E植物叶圆片释放的氧气多，故装置甲中E植物叶圆片比F植物叶圆片浮到液面所需时间短，D正确。 答案　D 考点三　光合作用与细胞呼吸的综合曲线分析 1．自然环境中绿色植物一昼夜内CO2的吸收与释放速率的曲线分析 光合作用强度的一昼夜变化过程中，限制光合作用的主要因素有光照强度和温度。 2．密闭环境中绿色植物一昼夜内CO2含量的变化曲线分析 分析光合作用或细胞呼吸速率的变化时，应分析曲线变化趋势的快慢，也就是斜率。 考向　光合作用与细胞呼吸的综合曲线分析 1．(2024·南京模拟)如图为自然环境中一昼夜测得某植物CO2的吸收速率曲线图，下列关于该图的叙述错误的是(　　) A．a点产生的原因是夜间温度降低，细胞呼吸减弱，CO2释放减少 B．开始进行光合作用的点是b点，结束光合作用的点是m点 C．光合速率与呼吸速率相等的点是c、h点，有机物积累量最大的点是m点 D．de段下降的原因是部分气孔关闭，CO2吸收减少，fh段下降的原因是光照减弱 解析　a点释放CO2的速率减小的原因是夜间温度降低，呼吸酶活性降低，呼吸速率降低，CO2释放减少，A正确。由图可知，b点是光合作用开始的点，m点之后，CO2释放速率不变，说明m点之后不再进行光合作用，B正确。h点之后，光合速率小于呼吸速率，有机物减少，因此有机物积累量最大的点是h点，C错误。de段光照较强，温度较高致使部分气孔关闭，CO2通过气孔进入叶肉细胞间隙的量减少，光合速率降低；fh段光合速率下降的原因是光照减弱，D正确。 答案　C 2．(2024·武汉模拟)研究人员对密闭蔬菜大棚中的黄瓜植株进行了一昼夜的光合作用和呼吸作用调查，结果如下图所示，SM、SN、Sm分别表示图中相应图形的面积。下列叙述错误的是(　　) A．E点时密闭大棚中CO2浓度最高，O2浓度最低 B．C点过后光照降低，短时间内叶绿体中C3含量升高 C．B点和D点时黄瓜植株光合作用速率等于呼吸作用速率 D．一昼夜后，黄瓜植株有机物的增加量可表示为Sm－SM－SN 解析　B点之前经过一晚上的呼吸作用释放二氧化碳，且6点前光合作用小于呼吸作用，因此大棚中的二氧化碳浓度在B点达到最大，此后由于光合作用大于呼吸作用，二氧化碳浓度开始下降，同时由于晚上消耗氧气，此时氧气浓度最低，即B点时大棚中CO2浓度最高，O2浓度最低，A错误；C点过后光照降低，光反应产生的ATP和NADPH减少，那么C3还原速率减慢，C3消耗减少，而短时间内C3合成速率不变，因此短时间内叶绿体中C3含量升高，B正确；图中B点和D点表示CO2的吸收量等于CO2的释放量，即黄瓜植株光合作用速率等于呼吸作用速率，C正确；图中SM、SN均表示0～6点、18～24点呼吸消耗的有机物量，Sm表示6～18点光合作用积累的有机物量，因此，经过一昼夜后，黄瓜植株的净增加量应为Sm－SM－SN，D正确。 答案　A 3．(2024·新课标卷)某同学将一种高等植物幼苗分为4组(a、b、c、d)，分别置于密闭装置中照光培养，a、b、c、d组的光照强度依次增大，实验过程中温度保持恒定。一段时间(t)后测定装置内O2浓度，结果如图所示，其中M为初始O2浓度，c、d组O2浓度相同。回答下列问题。 (1)太阳光中的可见光由不同颜色的光组成，其中高等植物光合作用利用的光主要是____________，原因是________________________________________ ___________________________________________________________________。 (2)光照t时间时，a组CO2浓度________(填“大于”“小于”或“等于”)b组。 (3)若延长光照时间c、d组O2浓度不再增加，则光照t时间时a、b、c中光合速率最大的是________组，判断依据是___________________________________ ___________________________________________________________________。 (4)光照t时间后，将d组密闭装置打开，并以c组光照强度继续照光，其幼苗光合速率会________(填“升高”“降低”或“不变”)。 解析　(1)植物进行光合作用时捕获光能的色素为叶绿素和类胡萝卜素，其中叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，故高等植物光合作用利用的光主要是红光和蓝紫光。(2)由题意知，a组的光合作用强度小于b组，a组光合作用消耗的二氧化碳也少于b组，所以，光照t时间后，a组CO2浓度大于b组。(3)若延长光照时间c、d组O2浓度不再增加，说明光照t时间时，c、d组的光合速率等于呼吸速率；光照t时间时，a组的O2浓度与初始O2浓度相等，说明a组的光合速率等于呼吸速率；而b组的光合速率大于呼吸速率，故光照t时间时，a、b、c中光合速率最大的是b组。(4)分析图示，光照t时间后，c、d组的O2浓度相同且大于初始O2浓度，而c组的光照强度小于d组，说明限制d组光合速率的因素是CO2浓度。光照t时间后，将d组密闭装置打开，可补充二氧化碳，并以c组光照强度继续照光，则d组幼苗光合速率会升高。 答案　(1)红光和蓝紫光　光合色素中的叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光 (2)大于　(3)b　密闭装置中O2浓度不再增加时光合速率等于呼吸速率，仅b组光合速率大于呼吸速率(其他合理答案亦可)　(4)升高 1．(2023·湖北卷)高温是制约世界粮食安全的因素之一，高温往往使植物叶片变黄、变褐。研究发现平均气温每升高1 ℃，水稻、小麦等作物减产约3%～8%。关于高温下作物减产的原因，下列叙述错误的是(　　) A．呼吸作用变强，消耗大量养分 B．光合作用强度减弱，有机物合成减少 C．蒸腾作用增强，植物易失水发生萎蔫 D．叶绿素降解，光反应生成的NADH和ATP减少 解析　高温使呼吸酶的活性增强，呼吸作用变强，消耗大量养分，A正确；高温使气孔导度变小，光合作用强度减弱，有机物合成减少，B正确；高温使作物蒸腾作用增强，植物易失水发生萎蔫，C正确；高温使作物叶绿素降解，光反应生成的NADPH和ATP减少，D错误。 答案　D 2．(2023·天津卷)如图是某种植物光合作用及呼吸作用部分过程的图，关于此图说法错误的是(　　) A．HCOeq \o\al(－,3)经主动运输进入细胞质基质 B．HCOeq \o\al(－,3)通过通道蛋白进入叶绿体基质 C．光反应生成的H＋促进了HCOeq \o\al(－,3)进入类囊体 D．光反应生成的物质X保障了暗反应的CO2供应 解析　据图可知，HCOeq \o\al(－,3)进入细胞质基质需要线粒体产生的ATP供能，属于主动运输，A正确；HCOeq \o\al(－,3)进入叶绿体基质也需要线粒体产生的ATP供能，属于主动运输，通道蛋白只能参与协助扩散，B错误；据图可知，光反应中水光解产生的H＋促进HCOeq \o\al(－,3)进入类囊体，C正确；据图可知，光反应生成的物质X(O2)促进线粒体的有氧呼吸，产生更多的ATP，有利于HCOeq \o\al(－,3)进入叶绿体基质，产生CO2，保证了暗反应的CO2供应，D正确。 答案　B 3．(2022·全国乙卷)某同学将一株生长正常的小麦置于密闭容器中，在适宜且恒定的温度和光照条件下培养，发现容器内CO2含量初期逐渐降低，之后保持相对稳定。关于这一实验现象，下列解释合理的是(　　) A．初期光合速率逐渐升高，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，之后呼吸速率保持稳定 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 解析　初期容器内CO2浓度较大，光合作用强于呼吸作用，植物吸收CO2释放O2，使密闭容器内的CO2浓度下降，O2浓度上升，A错误；根据分析由于密闭容器中，在适宜且恒定的温度和光照条件下，容器内的CO2浓度下降，所以说明植物光合作用速率大于呼吸作用速率，但由于CO2含量逐渐降低，从而使植物光合速率逐渐降低，直到光合作用速率与呼吸作用速率相等，容器中气体趋于稳定，B错误；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错误，D正确。 答案　D 4．(2024·全国甲卷节选)在自然条件下，某植物叶片光合速率和呼吸速率随温度变化的趋势如图所示。回答下列问题。 (1)在温度d时，该植物体的干重会减少，原因是_______________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (2)温度超过b时，该植物由于暗反应速率降低导致光合速率降低。暗反应速率降低的原因可能是_________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________________________________(答出1点即可)。 解析　(1)在温度d时，该叶片的光合速率与呼吸速率相等，即该植物叶片的净光合速率为0，没有有机物积累，该植物体还有很多不能进行光合作用的细胞，这些细胞需要通过细胞呼吸消耗有机物，因此，在温度d时，该植物体的干重会减少。(2)温度较高时，蒸腾作用较强，植物气孔部分关闭，以防止水分大量散失。气孔部分关闭时，通过气孔进入叶片的二氧化碳减少，暗反应速率降低，导致光合速率降低。因此温度超过b时，该植物暗反应速率降低的原因可能是随着温度升高，植物气孔开度降低，进入叶片的CO2减少。 答案　(1)在温度d时，该叶片的光合速率与呼吸速率相等，即该植物叶片的净光合速率为0，没有有机物积累，由于该植物体还有很多不能进行光合作用的细胞，且需要通过细胞呼吸消耗有机物，因此，在温度d时，该植物体的干重会减少 (2)温度超过b时，随着温度升高，植物气孔开度降低，进入叶片的CO2减少(或温度超过b时，随着温度升高，与暗反应有关酶的活性降低)(合理即可) 5．(2023·山东卷节选)当植物吸收的光能过多时，过剩的光能会对光反应阶段的PSⅡ复合体(PSⅡ)造成损伤，使PSⅡ活性降低，进而导致光合作用强度减弱。细胞可通过非光化学淬灭(NPQ)将过剩的光能耗散，减少多余光能对PSⅡ的损伤。已知拟南芥的H蛋白有2个功能：①修复损伤的PSⅡ；②参与NPQ的调节。科研人员以拟南芥的野生型和H基因缺失突变体为材料进行了相关实验，结果如图所示。实验中强光照射时对野生型和突变体光照的强度相同，且强光对二者的PSⅡ均造成了损伤。 (1)根据本实验，________(填“能”或“不能”)比较出强光照射下突变体与野生型的PSⅡ活性强弱，理由是______________________________________ __________________________________________________________________。 (2)据图分析，与野生型相比，强光照射下突变体中流向光合作用的能量________(填“多”或“少”)。若测得突变体的暗反应强度高于野生型，根据本实验推测，原因是________________________________________________。 解析　(1)据图分析，强光照射下突变体的NPQ/相对值比野生型的NPQ/相对值高，能减少强光对PSⅡ复合体造成损伤。但是野生型含有H蛋白，能对损伤后的PSⅡ进行修复，故不能确定强光照射下突变体与野生型的PSⅡ活性强弱。(2)据图分析，强光照射下突变体中NPQ/相对值，而NPQ能将过剩的光能耗散，从而使流向光合作用的能量减少；突变体的NPQ强度大，能够减少强光对PSⅡ的损伤且减少作用大于野生型H蛋白的修复作用，这样导致突变体的PSⅡ活性高，能为暗反应提供较多的NADPH和ATP促进暗反应进行，因此突变体的暗反应强度高于野生型。 答案　(1)不能　突变体PSⅡ系统光损伤小但不能修复，野生型光PSⅡ系统损伤大但能修复 (2)少　突变体PNQ高，PSⅡ系统损伤小，虽然损伤不能修复，但是PSⅡ活性高，光反应产物多 $$