第18课时 光合速率和呼吸速率的综合分析-【金榜题名】2026年高考生物一轮总复习

第18课时光合速率和呼吸速率的综合分析 (4)由于yg1呼吸述率较高，且有较高的光补偿点，图此在0 50mol·m-2·s-1范国的低光照强度下，WT和ygl的净光合 考点一知识储备 地率如下图： 2,产生（生成）产生（制造、生成）积累释放吸收黑暗 4.(3)1.有氧呼吸量净光合作用量Ⅱ.O的诚少量（或CO 部 WT 的增加最)O2的增加量（或CO2的减少量）总光合作用量 Ⅲ。白瓶中测得的现有量一黑瓶中测得的现有量 ygl 典型例题 架 0 【例1】【答案】(1)叶绿素且和叶绿素b红光和蓝紫无水 乙醇 -0.5 (2)HH1 (3)大于在光照强度为500mol·m一2·s1,无NaCl添加的 -1.0 条件下，LH12的净光合速率和HH1的净光合速率相同，但由于 前者的呼吸速率大于后者，且总光合速率等于净光合速率和呼 01020304050 吸速率之和叶绿素ATP和NADPH 光照强度[μmal·m2g门 (4)LH12 分析图和图示曲线，高光照强度WT的净光合速率小于ygl,低 【解析】(1)花生叶肉细胞中的叶绿素包括叶绿素日和叶绿素 光照强度下WT的净光合速单大于ygl,在此基础上，可对这一 b,主要吸散红光和蓝紫光，可用无水乙醇等有机溶剂从叶片中 现象的原周进行探究， 提取，因为叶片中的色素能溶解到有机溶剂中 考点二知识储备 (2)结合图1实险结果可以看出，盐添加量不同的条件下，叶绿 1,细胞呼吸 素含量受影响最显著的品种是HH山，因为该品种的叶绿素舍量 2.光合作用 受盐浓度变化影响更显著。 3.等于 4.C0 (3)在光照强度为500mol·m-2·s-1,无NaC1添加的条件下， 5.等于 LH12的净光合速率和HH1的净光合逸率相同，但由于前者的呼 6.1 吸速率大于后者，且总光合速率等于净光合速率和呼吸速率之和， 7.能丁点低于A'点，说明一异夜密闭容器中CO,浓度减少，即总 因此可以判断，1H山2的光合速单大于HH山的光合速单。在光照 光合作用量大于总细胞呼吸量 登度为1500mol·m2·s1、NnC1源加量为3.0g·kg1的条 典型例题 件下，HY25的净光合速率大于其他三个品种的净光合递率，原 【例3】A[A、B点之前经过一晚上的呼吸释放二氧化碳，且6 国可能是HY25的叶绿素含量高与其他三个品种，光反应生成 点前光合作用小于呼吸作用，周此大棚中的二氧化碳浓度在B 更多的ATP和NADPH,进而促进了暗反应进行，提高了光合 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 论率。 始下降，同时由于晚上消耗氧气，此时氧气求度最低，即B点时 (4)根据图2数据可知，在中盐(2.0g·kg1)土区适宜选择种植 大湖中CO2浓度最高，O2浓度最低，A错误：B、C,点过后光照降 LH12品种，因为该条件下，该品种的净光合遮率更大，说明产量 低，光反应产生的ATP和NADPH减少，那么C还原速率减 更高，因而更适合在该地区种植。 慢，C消耗减少，而短时间内C合成速来不变，因此短时间内叶 【例2】【答案】(1)类胡萝卜素/叶绿素比例较高红光和监紫 绿体中C含量升高，B正确：C、图中B点和D点表示CO2的吸 (2)高于呼吸速率较高 收量等于CO的释效量，即黄瓜植林光合作用速率等于呼吸作 (3)光能利用率较高 用速率，C正确D,困中S1,S、均表示0~6点18~21点呼吸 4 消耗的有机物量，Sm表示6一18点光合作用积累的有机物量， WT 周此，经过一昼夜后，黄瓜植株的净增加量应为Sm一SM一S、,D 正确。故逃A。门 ygl 【例】AD[A,无氧呼吸不吸收O2,只释款CO:有氧呼吸吸散 的O和释效CO量刚好相等，图一中呼吸底物为菊蓟糖且O 0 浓度为a时，O的吸收量等于CO2的释放量的一半，A错误： (1) B、植物细胞进行有氧呼吸和无氧呼吸时，分解葡萄糖时释放的 -0.5 能量中大部分以热能的形式散失，小部分形成AT,B正确： C、在光合作用最造温度下造当升温，若细胞呼吸逸率增大，但是 -1.0 光合作用连率降低，需要更大的光服才能达列光补偿，点，所以光 补偿点可能右移，C正确：D、葡萄糖不能进入线粒体，D错误。 01020304050 故选AD.] 光照强度1μmol·m2,s 教材查漏补缺 为什么在低光照强度下，WT的净光合速率大于ygl,而在高光照 1,进人叶肉细胞的线粒体和排出叶肉细胞 强度下，WT的净光合速率小于yg(补充答案：为什么在低光照 2,光照强度过强，温度升高，导致部分气孔关闭，细胞(CO供应不 强度下，WT的净光合速率大于g:为什么在高光照强度下， 足，光合作用诚弱 WT的净光合速率小于yg) 3.减少种子不进行光合作用制造有机物，同时进行细胞呼吸消 【解析】(1)根据表格信息可知，ygl植株叶绿素含量较低且类 耗有机物，使有机物的总量下降 4.植物在光下进行光合作用吸收CO,的量大于细胞呼吸释放C0, 胡萝卜素/叶绿素比值比较高，故叶片呈现出黄绿色。叶绿素主 的量，使密闭小室中CO浓度降低，光合速率也随之降低 要吸散红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，由yg叶色 5,该植物在光下进行光合作用释放的O,使密闭小室中O,增加， 呈黄绿可推测，主要吸收红光和蓝紫光。 而O与有机物分解产生的[H]发生作用生成水是有氧呼吸的 (2)光照强度逐新增加达到2000mol·m2·81时，ygl的净 一个环节，所以当O,增多时，有氧呼吸会增加 光合速率较WT更高，但两者净光合逸率都不再随光照强度的 增加而增加，从柱状图中看出，yg的呼吸速率高于WT,国此ygl 专题突破2不同生物固定二氧化碳的 的最大实际光合速率高于WT,园此达到最大实际光合速率禽委 方式比较 的最小先照强度大，即ygl的光饱和点高于WT。光补使点是光 【典例示范】 合速率等于呼吸违率的光照强度，据图b和图c可知，yg!有较高 (1)温度过高，植物蒸腾作用失水过多导致气孔导度下降，CO: 的光补偿点是园为叶绿素含量较低导致相同光照强度下光合逸 吸收减少(2)不是(3)14CO2→‘C→(CHO) 率较低，且由图可知ygl呼吸速率较高： 1C02→1“C,→4CO2→14C→(4CH0)(4)①大②有 (3)与WT相比，ygl叶绿素含量低，高密度栽培条件下，更多的 (5)①叶肉细胞中的PEP羧化酶对CO2有很高的亲和力，能浓 光可到达下层叶片，且yg群体的净光合速来较高，表明该群体 缩低浓度的CO,从而增加细胞中CO的浓度(6)不能苹果 光能利用率高，是其高产的原周之一。 酸的分解和细胞呼吸 589金榜题名创新高考总复习生物 速率 7.(2019·全国I,29)将生长在水分正常土壤 群体光合速率 中的某植物通过减少浇水进行干旱处理，该 群休呼吸速※ 植物根细胞中溶质浓度增大，叶片中的脱落 群体干物质积累速率 酸(ABA)含量增高，叶片气孔开度减小。与 叶面积系数 干旱处理前相比，干旱处理后该植物的光合 6.(2020·全国I,30节选)农业生产常采用间 速率会 ,出现这种变化的原因是 作（同一生长期内，在同一块农田上间隔种 植两种作物)的方法提高农田的光能利用 率。现有4种作物，在正常条件下生长能达 8.在光照条件下，叶肉细胞中还会进行光呼 到的株高和光饱和点（光合速率达到最大时 吸，即O2与CO2竞争性结合RuBP(C5), 所需的光照强度)见下表。从提高光能利用 O2与RuBP(Cs)在Rubisco催化作用下经 率的角度考虑，最适合进行间作的两种作物 一系列反应释放CO2的过程，该过程会消耗 是 ,选择这两种作物的理由是 ATP和NADPH,因此提高农作物的产量需 要降低光呼吸。 (1)增施有机肥可以降低光呼吸，理由是 作物 B D (2)从反应条件和能量来看光呼吸与有氧呼 株高/cm 170 65 59 165 吸的区别在于 光饱和点/ 1200 1180 560 623 mol·m-2·s-1) 请完成课时提分集训17 第18课时 光合速率和呼吸速率的综合分析 高考目 说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量，这些能量在二氧化碳和水转变为糖与氧气的 标定位 过程中，转换并储存为糖分子中的化学能。 核心考点奥破 考点一“三率”的关系及测定 法知识储备·夯基 2.光合速率与呼吸速率的常用表示方法 表示方法（单位面积的叶片在单位 1.微观辨析总光合速率、净光合速率和呼吸速 项目 含义 时问内变化量) 率的关系 02 COz 有机物 CO, 来白空吸收州 净光合速率 ,固定m CO. 释放m 总光合速本 02 有机物 呼吸速率 nin 植物在光下 CO4固定速 真正光 速率或叶绿 吸收n, 合速率 实际合成有 体释放O2 率或叶绿体 0 机物的速率 吸收CO2量 量 净光合速率 速率 进人卒气】释议2 03 (以光合速率大于呼吸速率为例) 74 第3章细胞的能量供应和利用 续表 将叶片一半遮光、一半曝光，遮光的一半 表示方法（单位面积的叶片在单位 测得的数据变化值代表细胞呼吸强度值， 项目 含义 时间内变化量) 曝光的一半测得的数据变化值代表净光 02 Co, 有机物 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 植物或叶片植物或叶片 植物有机物 前需对叶片进行特殊处理，以防止有机物 净光合 或叶肉细胞或叶肉细胞 有机物 速率 的 02 C02 积累 的运输。 速率 速率 速率 速率 (3)“黑白瓶法”—测定溶氧量的变化 9①从某一水层取样，装入若十个等体积黑瓶和白 单位面积的 瓶中，并分别测得初始溶氧量 叶片在单位 中黑暗中CO 有机物 ©③一段时问后，分别 呼吸 ②把黑、白瓶悬于原水 速率 时间内分解 测出黑、白瓶的溶 O2吸收速率 消耗速 深处 有机物的 释放速率 率 氧量并算出平均伯 速率 3.计算公式：真正光合速率=净光合速率十呼 吸速率。 ⊙④计笋 4.测定植物光合速率和呼吸速率的常用方法 (1)“液滴移动法”一—测定装置中气体体积 I.“黑瓶”不透光，测定的是 变化 “白瓶”给予光照，测定的是 有色液滴 有色液滴 Ⅱ，在有初始值的情况下，黑瓶中 毛细管 毛细管 为有氧呼吸 绿色植物 绿色植物 NaOH溶液 NaHCO,溶液 量：白瓶中 (以收C02) (提供CO) “黑暗”下，有色液滴 “光照”下，有色液滴 为净光合作用量：二者之和 左移距离代表有氧呼吸 右移距离代表释放O的 为 消耗O量，即呼吸速率 量，即净光合速率 Ⅲ.在没有初始值的情况下， 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”。 =总光合 ②物理误差的校正：为使实验结果精确，除 作用量。 减少无关变量的干扰外，还应设置对照装 (4)“叶圆片称重法”—测定有机物的变 置。与图示两装置相比，对照装置的不同点 化量 是用“死亡的绿色植物”代替“绿色植物”，其 本方法测定单位时间、单位面积叶片中淀粉 余均相同。 (2)“半叶法” 测定光合作用有机物的产 的生成量，如图所示以有机物的变化量测定 生量 光合速率(S为叶圆片面积)。 遮光 △W=Wg-Ws(AW 光 在1时将整个 在12时将整个 表示截取部分叶片 装置移动至黑喑中 装置移动至光照中 t小时后 在t小时内光合作用 合成的有机物) 在10时移走的 在12时移走的 在14时移走的 同一叶片，给藏取对称位置 其正光合速卒=△W 叶圆片X(干重xg)叶圆片Y(干重yg)叶圆片Z(干重z) 予遮光和光照而积均为S的叶 的平均值/(S×), 净光合速率=(z一y)/2S;呼吸速率=(x 处理A阻止两片，烘十称重， 即单位时间单位而 部分的物质和记为W和W 积的叶片制造的有 y)/2S;总光合速率=净光合速率+呼吸速 能量转移 机物的量 率=(x十z-2y)/2S。 75 金榜题名 创新高考总复习生物 在光照强度为1500mol·m-2·s-1、NaCl 典型例题·研磨 添加量为3.0g·kg1的条件下，HY25的 考向一“三率”的关系及测定 净光合速率大于其他三个品种的净光合速 【例1】(2023·辽宁高考)花生抗逆性强，部 率，原因可能是HY25的 含量 高，光反应生成更多的 ,促进 分品种可以在盐碱土区种植。下图是四个 了暗反应进行。 品种的花生在不同实验条件下的叶绿素含量 (4)依据图2，在中盐(2.0g·kg1)土区适 相对值(SPAD)(图1)和净光合速率（图2）。 宜选择种植 品种。 回答下列问题： 【例2】(2023·广东高考)光合作用机理是作 60r□0gkg1▣1.0gkg1☑2.0gkg■3.0gkg 物高产的重要理论基础。大田常规栽培时， (gkg表示每千克十壤中添加NaCI的克数) 55 水稻野生型(WT)的产量和黄绿叶突变体 50 (yg)的产量差异不明显，但在高密度栽培 条件下ygl产量更高，其相关生理特征见下 40 表和图。（光饱和点：光合速率不再随光照 35 强度增加时的光照强度；光补偿点：光合过 HY25 LH12 HHI JY20 品种 程中吸收的CO2与呼吸过程中释放的CO2 图1 等量时的光照强度。) HY25 LH12 25 解20 8 20 E15 水稻 叶绿素 类胡萝卜素 类胡萝卜素 ◆ 材料 (mg/g) (mg/g) 叶绿素 050010015002000 90500100015002000 光照强度（以mdl·m2·号） 光服度(umol·m2·s) WT 4.08 0.63 0.15 HHI HY20 25 25 20 20 ygl 1.73 0.47 0.27 15 ·10 4·10 54 ◆◆一 年 6吉古 35 500100015002000 500100015002000 三光强d·m子.0 3 ----yel 光强度(umcl·m2·s) 25 WT -00g·kg口1.0g·g1◆20g·kg1+3.0g·kg 15 图2 1 (1)花生叶肉细胞中的叶绿素包括 0 ,主要吸收 如兴造 5 500100015002000 光，可用 等有机溶剂从叶片中 光照强度μmolm2g' 提取。 (2)盐添加量不同的条件下，叶绿素含量受 1.0 影响最显著的品种是 530301505 0.8 (3)在光照强度为500mol·m-2·s-1、无 0.6 NaCI添加的条件下，LH12的光合速率 0.4 (填“大于”“等于”或“小于”)HH1的光合速 0.2 率，判断的依据是 0 WT WT b 76 第3章细胞的能量供应和利用 分析图表，回答下列问题： (4)试分析在0~50mol·m2·s-1范围 (1)ygl叶色黄绿的原因包括叶绿素含量较 的低光照强度下，WT和ygl净光合速率的 低和 ,叶片主要吸收 变化，在给出的坐标系中绘制净光合速率趋 可见光中的 光。 势曲线。在此基础上，分析图a和你绘制的 (2)光照强度逐渐增加达到2000mol· 曲线，比较高光照强度和低光照强度条件下 m一2·s1时，ygl的净光合速率较WT更 WT和ygl的净光合速率，提出一个科学问 高，但两者净光合速率都不再随光照强度的 题 增加而增加，比较两者的光饱和点，可得ygl WT(填“高于”“低于”或“等于”)。 ygl有较高的光补偿点，可能的原因是叶绿 素含量较低和 (3)与WT相比，ygl叶绿素含量低，高密度 栽培条件下，更多的光可到达下层叶片，且 ygl群体的净光合速率较高，表明该群体 是其高产的原因 01020304050 光照强度以molm2g门 考点二 光合作用与细胞呼吸的综合曲线分析 5.图1的F点、图2的H'点：此时光合作用强 知识储备·夯基 度 细胞呼吸强度，之后光合作用强 CO,的吸收速举 度小于细胞呼吸强度。 6.图1的G点、图2的 点：此时光照强 度降为0，光合作用停止。 7.图2所示一昼夜密闭容器中植物 (填 时问 “能”或“不能”)正常生长，原因是 B。 A C G 图11然环境中·昼夜植物CO,吸收速率变化 典型例题·研磨 t玻璃单内CO,浓度 C D 考向二光合作用与细胞呼吸的综合曲线 B 分析 【例3】 研究人员对密闭蔬菜大棚中的黄瓜植 G 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、SxN、Sm分别表示 024681012141618202224时间 图中相应图形的面积。下列叙述错误的是 图2密闭容器中一昼夜C0,浓度变化 1.图1的B点、图2的BC段形成的原因：凌 吸收 晨约2时一4时，温度降低， 减 CO. 弱，CO2释放量减少。 m D 14 2.图1的C点、图2的C点：此时开始出现光 照， 启动。 3.图1的D点、图2的D'点：此时光合作用强 C0,0 6 1218 24 度 细胞呼吸强度。 A.E点时密闭大棚中CO2浓度最高，O2浓 4.图1的E点、图2的FG段形成的原因：温 度最低 度过高，部分气孔关闭， 供应不足， B.C点过后光照降低，短时间内叶绿体中 出现“光合午休”现象。 C3含量升高 77 金榜题名创新高考总复习生物 C.B点和D点时黄瓜植株光合作用速率等 甲品种 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 乙品种 【例4】（不定项）(2025·辽宁鞍山模拟)某科 0 光照强度 研所为提高蔬菜产量进行了相关生理活动 的研究，在最适温度下进行相关实验（图一 图二 实验是在黑暗中进行的)，结果如下图。下 A.图一中呼吸底物为葡萄糖且O2浓度为a 列相关分析错误的是 时，O2的吸收量等于CO2的释放量 B.植物细胞进行有氧呼吸和无氧呼吸时，分 无氧呼吸 解葡萄糖时释放的能量中大部分以热能 有氧呼吸 的形式散失 C.在光合作用最适温度下适当升温，若细胞 呼吸速率增大，光补偿点可能右移 b d c 0,浓度(%) D.图二中g点时甲的叶肉细胞叶绿体产生 图 的葡萄糖进入线粒体进行呼吸作用 教材查漏补缺 >>》 ■ 1.当小麦整个植株净光合速率为0时，叶肉细 4.已知甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物。 胞所产生的O2的去向是 将正常生长的甲、乙两种植物放置在同一密 闭小室中，适宜条件下照光培养。培养后发 2.北方夏季中午时，光照强度很强，植物出现 现两种植物的光合速率都降低，原因是 “午休”现象的原因是 5.若将某种植物放在无O2、但其他条件适宜 3.种子萌发过程中，从第12h到胚根长出期 的密闭小室中，照光培养一段时间后，发现 间，萌发种子的干物质总量会 ,主 植物的有氧呼吸增加，原因是 要原因是 请完成课时提分集训18 78