第11讲 光合作用与细胞呼吸综合分析（复习课件）（广东专用）高考生物一轮复习讲练测

讲师：xxx 第11讲 光合作用与细胞呼吸综合分析 2026年高考一轮复习 广东专用 | 高考生物 1 01 考情解码·考点定标 智能导览·极速定位 02 体系构建·思维领航 03 考点突破·考向探究 04 真题感知·命题洞见 知识点2 三率测定的4种实验模型 考向1 通过三率的分析，考查逻辑思维 考点三　C3植物、C4植物和CAM植物及光呼吸 知识点1 C3植物、C4植物和CAM植物 知识点2 光呼吸 考向1 不同环境下植物光合作用的分析 05 学以致用·能力提升 考点一 光合作用与细胞呼吸综合 知识点1 光合作用和细胞呼吸的区别 知识点2 光合作用和细胞呼吸的联系 知识点3 光合作用和细胞呼吸的曲线分析 考向1 光合作用和细胞呼吸的区别与联系分析 考点二 光合速率的测定方法 知识点1 V光、V净光和V呼吸的辨析 教材隐性知识拓展、情境命题点类 01 考情解码·考点定标 考情解码·考点定标 课标 要求 1.熟练掌握光合作用和细胞呼吸的关系。 2.通过阐述光合作用与细胞呼吸的相互关系，形成归纳与概括、模型与建模的科学思维方法。 考点 由高考知核心知识点 预测 光合作用与细胞呼吸综合分析 (2024·广东卷）光合速率与呼吸速率 (2023·广东卷）总、净光合速率与呼吸速率 (2010·广东卷）光合作用与细胞呼吸在物质与能量 上的联系 细胞代谢在非选择题中侧重分析不同环境条件下光合作用与细胞呼吸过程中物质和能量的变化、探究环境因素对光合作用速率的影响及光合作用速率和呼吸作用速率的测定；综合考查获取信息、分析问题的能力。 4 02 体系构建·思维领航 体系构建·思维领航 03 考点突破·考向探究 知识点1 光合作用与细胞呼吸的区别 光合作用与细胞呼吸综合 考点一 项目 光合作用 细胞呼吸 细胞 植物____细胞、____等 场所 植物：________ 蓝藻：________ 真核细胞：__________________ 原核细胞：__________________ 条件 实质 ______→______，________能量 ______→______，________能量 绿色 蓝藻 活细胞 叶绿体 光合片层 细胞质基质、线粒体 细胞质基质、细胞膜 有光时；光合色素、酶 活细胞随时；细胞呼吸相关酶 无机物 有机物 同化储存 无机物 有机物 异化释放 考向研析 知识夯基 ATP ADP+Pi 214C3 14C5 14C6H1218O6 214C2H518OH+214C18O2 214C3H618O3 614C18O2 14C18O2 光反应 暗反应 类囊体 类囊体 类囊体 类囊体 类囊体 C3 的 还 原 CO2 的 固 定 场所：类囊体薄膜 场所：叶绿体基质 24[H]+618O2 大量能量 12H218O 以真核生物为例，用物理模型构建光合作用与细胞呼吸间物质的联系 【任务一】 少量能量 214C3H418O3 还原型型辅酶ⅰ 4NAD+ 氧化型辅酶ⅰ 4NADH H2180 18O2 少量能量 20NAD+ 20NADH 214C3H4O3+6H218O 辅酶ⅱ NADPH NADP+ 还原型辅酶ⅱ H+ e- 知识点2 光合作用与细胞呼吸的联系 光合作用与细胞呼吸综合 考点一 考向研析 知识夯基 9 知识点2 光合作用与细胞呼吸的联系 光合作用与细胞呼吸综合 考点一 考向研析 知识夯基 常考图的识别 内侧面 类囊体膜 叶绿体基质 内侧面 线粒体内膜 内外膜间隙 光反应 暗反应 细胞 呼吸 多数耗能 生命活动 光反应 暗反应 吸ⅠⅡ 呼Ⅲ 呼Ⅰ 呼Ⅱ CO2固定 C3还原 知识点2 光合作用与细胞呼吸的联系 光合作用与细胞呼吸综合 考点一 考向研析 知识夯基 11 知识点2 光合作用与细胞呼吸的联系 光合作用与细胞呼吸综合 考点一 以真核生物为例，用流程法梳理光、呼之间元素的联系 【任务二】 CO2 C3 (CH2O) C3H4O3 CO2 CO2固定 C3还原 有氧呼吸 第一阶段 有氧呼吸 第二阶段 H2O NADPH (CH2O) NADH H2O 水的光解 C3还原 H2O 有氧呼吸 第一、二阶段 有氧呼吸 第三阶段 水的光解 H2O O2 H2O；CO2 (CH2O) CO2 有氧呼吸 第三阶段 暗反应 有氧呼吸 第一、二阶段 H2O ①C元素： ②O元素： ③H元素： 考向研析 知识夯基 知识点2 光合作用与细胞呼吸的联系 光合作用与细胞呼吸综合 考点一 列表比较光、呼之间ATP、NADH、NADPH的来源和去路 【任务三】 比较项目 来源 去路 NADPH 光合作用 NADH 有氧呼吸 无氧呼吸 ATP 光合作用 有氧呼吸 无氧呼吸 产生于光反应中水的光解 用于暗反应中C3的还原 产生于第一、二阶段 消耗于第三阶段，与O2结合生成H2O 产生于光反应阶段，其中的能量来自光能 用于暗反应过程中C3的还原 三个阶段均能产生，但第三阶段产生 相对较多 用于各项生命活动 用于各项生命活动 只在第一阶段产生少量 只在第一阶段产生 用于丙酮酸的还原 考向研析 知识夯基 用流程法梳理光、呼之间能量转化的联系 【任务四】 知识点2 光合作用与细胞呼吸的联系 光合作用与细胞呼吸综合 考点一 光能 ATP、NADPH中活跃的化学能 有机物中稳定的化学能 释放大 量能量 释放少量能量 不彻底氧化产物（乳酸或酒精）中的化学能 大部分以热能形式散失 少部分转化为ATP中活跃的化学能 无氧 呼吸 有氧 呼吸 光反应 暗反应 光合作用 细胞呼吸 注意：叶绿体光反应产生的ATP只能用于叶绿体，如暗反应或其他吸能反应 用于各项生命活动 考向研析 知识夯基 曲线1：自然环境中(夏季)一昼夜植物CO2吸收量与CO2释放量变化曲线 (1)曲线各点的含义及形成原因分析 ①a点：凌晨3时～4时，温度降低， ，CO2释放减少。 ②b点：上午6时左右，太阳出来， 开始进行光合作用。 ③bc段：光合作用强度 细胞呼吸强度。 ④c点：上午7时左右，光合作用强度 细胞呼吸强度。 细胞呼吸强度减弱 小于 等于 知识点3 光合作用与细胞呼吸的曲线分析 光合作用与细胞呼吸综合 考点一 考向研析 知识夯基 (1)曲线各点的含义及形成原因分析 ⑤ce段：光合作用强度大于细胞呼吸强度。 ⑥d点：温度过高，部分 ， CO2供应不足,出现“光合午休”现象。 ⑦e点：下午6时左右，光合作用强度等于 细胞呼吸强度。 ⑧ef段：光合作用强度小于细胞呼吸强度。 ⑨fg段：太阳落山，光合作用停止，只进行细胞呼吸。 气孔关闭 知识点3 光合作用与细胞呼吸的曲线分析 光合作用与细胞呼吸综合 考点一 曲线1：自然环境中(夏季)一昼夜植物CO2吸收量与CO2释放量变化曲线 考向研析 知识夯基 ①积累有机物的时间段： ； ②制造有机物的时间段： ； ③消耗有机物的时间段： ； ④一天中有机物积累量最多的时间 点： ； ⑤一昼夜有机物的积累量： ； (2)绿色植物一昼夜内有机物的“制造”“耗”与“积累” c→e b→f o→g e S1—（S2+S3） 知识点3 光合作用与细胞呼吸的曲线分析 光合作用与细胞呼吸综合 考点一 曲线1：自然环境中(夏季)一昼夜植物CO2吸收量与CO2释放量变化曲线 考向研析 知识夯基 AB段：只进行 。 BC段：温度降低， 减弱。 CD段：光合作用 细胞呼吸。 D点：光合作用 细胞呼吸。 DH段：光合作用 细胞呼吸。 其中 段出现“光合午休”现象。 H点：光合作用 细胞呼吸。 HI段：光合作用 细胞呼吸。 直至光合作用完全停止 呼吸 小于 等于 大于 等于 小于 呼吸作用 I点CO2浓度大小跟A点相比减小（I＜A），减少的CO2转化成 积累在植物体内。 说明有 有机物的积累，植物能正常生长。I＝A: ；I＞A： 。 有机物 FG 该环境下，植物能否正常生长？如何判断？ 曲线2：密闭的环境中，一昼夜CO2含量的变化曲线分析 知识点3 光合作用与细胞呼吸的曲线分析 光合作用与细胞呼吸综合 考点一 植株未生长 植株负生长 考向研析 知识夯基 18 ①巧据小室内CO2(或O2)的“初测值”与“末测值”确认植物是否生长(注意：植株≠叶肉细胞) ②密闭小室中气体变化是整棵植株(绿色、非绿色部位)光合与细胞呼吸综合影响的结果。 曲线2：密闭的环境中，一昼夜CO2含量的变化曲线分析 知识点3 光合作用与细胞呼吸的曲线分析 光合作用与细胞呼吸综合 考点一 考向研析 知识夯基 (1)细胞呼吸对应点(A点)的移动： 细胞呼吸增强，A点 ； 细胞呼吸减弱，A点 。 (2)光(CO2)补偿点的移动： ①呼吸速率增加，其他条件不变时， 光(CO2)补偿点应 ，反之 。 ②呼吸速率基本不变，相关条件的 改变使光合速率下降时，光(CO2)补 偿点应 ，反之 。 右移 左移 下移 上移 右移 左移 曲线3：光合作用与细胞呼吸曲线中的“关键点”移动 知识点3 光合作用与细胞呼吸的曲线分析 光合作用与细胞呼吸综合 考点一 考向研析 知识夯基 (3)光(CO2)饱和点的移动： 相关条件的改变，使光合速率增大时， 饱和点C点应 移(D点 移)， 反之左移(D点左下移)。 (4)阴生植物与阳生植物相比： 光(CO2)补偿点和饱和点都应 移动。 (5)一般来讲呼吸作用的最适温度（30℃） 比光合作用（25℃）的高。如果由光合作用的最适温度改为呼吸作用的最适温度，则A点 移，B点 移，C点 移，D点 移。 向左 右 右上 下 右 左 左下 曲线3：光合作用与细胞呼吸曲线中的“关键点”移动 知识点3 光合作用与细胞呼吸的曲线分析 光合作用与细胞呼吸综合 考点一 考向研析 知识夯基 条件改变 B点(补偿点) C点(饱和点) D点（最大光合速率） 适当增大CO2浓度 土壤缺Mg2＋（叶绿素含量减少） 适当提高温度(在最适温度的基础上) 左移 右移 右上移 右移 右移 左移 左移 左下移 左下移 曲线3：光合作用与细胞呼吸曲线中的“关键点”移动 知识点3 光合作用与细胞呼吸的曲线分析 光合作用与细胞呼吸综合 考点一 考向研析 知识夯基 1．下面是某种蓝莓叶肉细胞中光合作用和呼吸作用的物质变化示意简图，其中①~⑤为生理过程，a~h为物质名称，下列说法错误的是（     ） A．过程①发生的能量变化是光能转化为ATP和NADPH 中活跃的化学能 B．物质h是C3，暗反应为光反应提供的物质有 ADP、Pi和NADP+ C．上述①~⑤过程中，能产生ATP 的过程是①③⑤ D．用14C标记的g参与光合作用，短时间内其转移途径是g→h→(CH2O) C 能产生ATP 的过程是①③④⑤ 考向1 光合作用和细胞呼吸的区别与联系分析 光合作用与细胞呼吸综合 考点一 光反应 叶绿体基质 细胞质基质 线粒体内膜 ATP O2 光和色素 ADP NADPH C3 CO2 CO2 O2 线粒体基质 暗反应 类囊体薄膜 有氧呼吸Ⅰ 第二 第三 考向研析 知识夯基 2．下列关于光合作用和呼吸作用的叙述，正确的是（    ） A．光合作用和呼吸作用总是同时进行 B．光合作用形成的糖类能在呼吸作用中被利用 C．光合作用产生的氧气主要用于呼吸作用 D．光合作用和呼吸作用分别在叶肉细胞和根部细胞中进行 B 在有光的条件下，光合作用和呼吸作用是同时进行的，在黑暗条件下，只进行呼吸作用。 考向1 光合作用和细胞呼吸的区别与联系分析 光合作用与细胞呼吸综合 考点一 光合作用产生的氧气大部分释放到大气中，而非直接用于植物的呼吸作用。 叶肉细胞既进行光合作用也进行呼吸作用，而根部细胞只能进行呼吸作用。 考向研析 知识夯基 3．某植物叶肉细胞中光合作用与有氧呼吸的部分过程如图所示，其中在生物膜上进行的过程是（     ） A．过程①、过程② B．过程②、过程③ C．过程③、过程④ D．过程①、过程④ A 考向1 光合作用和细胞呼吸的区别与联系分析 光合作用与细胞呼吸综合 考点一 细胞质基质 线粒体内膜 暗反应 类囊体薄膜 有氧呼吸Ⅰ 第三 光反应 叶绿体基质 考向研析 知识夯基 4．小麦和玉米是我国北方地区普遍种植的农作物。一般情况下，在相对较弱光照条件下，小麦叶片的光合作用强度比玉米高；随着光照强度的提高，小麦叶片的光合作用强度不再增加时，玉米叶片的光合作用强度仍会继续提高。某小组测定了小麦和玉米叶片在一定的CO2浓度和适宜温度条件下，光合作用强度随光照强度的变化，如图所示。 考向1 光合作用和细胞呼吸的区别与联系分析 光合作用与细胞呼吸综合 考点一 (1)当光照强度为Y时，小麦光合作用制造的有机物是玉米的        倍；当光照强度为Z时，限制玉米光合作用强度的环境因素主要是         。 1.5 CO2浓度 考向研析 知识夯基 考向1 光合作用和细胞呼吸的区别与联系分析 光合作用与细胞呼吸综合 考点一 (2)假定一昼夜中白天光照时间为12h，当光照强度为Y时，         （填作物名称）一定不能正常生长，原因是    ，导致叶片无法为非光合作用部位供给有机物。 A．叶片晚上呼吸作用消耗的有机物大于白天光合作用制造的有机物 B．叶片白天光合作用制造的有机物小于白天呼吸作用消耗的有机物 C．叶片白天光合作用积累的有机物与晚上呼吸作用消耗的有机物持平 D．叶片晚上呼吸作用消耗的有机物大于晚上暗反应产生的有机物 玉米 C 考向研析 知识夯基 考向1 光合作用和细胞呼吸的区别与联系分析 光合作用与细胞呼吸综合 考点一 (3)若a植物光合速率和呼吸速率的最适温度分别是25℃和30℃，若将温度提高到30℃（其他条件不变），则图中M点的位置理论上会向          （选填“左”或“左下”或“右”或“右上”）移动。P点的位置理论上会向          （选填“左”或“左下”或“右”或“右上”）移动。 (4)光照条件下，叶肉细胞中O2与CO2竞争性结合C5，O2与C5结合后经一系列反应释放CO2的过程称为光呼吸。一般情况下，小麦的光呼吸强度大于玉米。光呼吸中C5与O2结合的反应发生在叶绿体的         中，光呼吸强度随着细胞内O2与CO2比值的升高而         （填“升高”或“降低”），故生产实践中常用          的方法来降低光呼吸，以减少产量损失。 左下 右 基质 升高 提高环境中CO2的浓度 考向研析 知识夯基 知识点1 V光、V净光和V呼吸的辨析 光合速率的测定方法 考点二 项目 含义 表示方法(单位面积的叶片在单位时间内变化量) O2 CO2 有机物 光合 速率 植物在光下实际合成有机物的速率 O2__________速率或叶绿体释放O2量 CO2固定速率或叶绿体吸收CO2量 有机物______ ___________速率 净光合速率 植物有机物的 速率 植物或叶片或叶肉细胞O2_____速率 植物或叶片或叶肉细胞CO2 速率 有机物积累速率 呼吸 速率 单位面积的叶片在单位时间内分解有机物的速率 中O2吸收速率 黑暗中CO2释放速率 有机物消耗速率 产生(生成) 产生 (制造、生成) 积累 释放 吸收 黑暗 考向研析 知识夯基 检测指标 呼吸速率 净光合速率 真正(总) 光合速率 CO2 O2 有机物 释放量(黑暗) 吸收量 利用量、固定量、消耗量 吸收量(黑暗) 释放量 产生量 消耗量(黑暗) 积累量、储存量 制造量、产生量 总光合速率 (真正光合v) 净光合速率 (表观光合v) 呼吸速率 = + ①光合作用实际产氧量(叶绿体产氧量)＝ ②光合作用实际CO2消耗量(叶绿体消耗CO2量)＝ ③光合作用葡萄糖净生产量(葡萄糖积累量)＝ 实测植物氧气释放量＋细胞呼吸耗氧量 实测植物CO2吸收量＋细胞呼吸CO2释放量 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)－细胞呼吸葡萄糖消耗量 知识点1 V光、V净光和V呼吸的辨析 光合速率的测定方法 考点二 考向研析 知识夯基 30 实际光合速率 = 净光合速率 + 呼吸速率 O2 CO2 CO2 借助物理模型辨析 总光合速率 O2 呼吸速率 净光合速率 净光合速率 来自空气的吸收m2 进入空气 的吸收n2 产生n3 吸收n1 释放m1 固定m3 知识点1 V光、V净光和V呼吸的辨析 光合速率的测定方法 考点二 考向研析 知识夯基 31 知识点1 V光、V净光和V呼吸的辨析 光合速率的测定方法 考点二 “植物体在光下O2释放量”是指_____________________________。 “植物体在光下O2吸收量”是指_____________________________。 “植物体在光下CO2吸收量”是指__________________________________。 “植物体在光下CO2释放量”是指__________________________________。 “植物体在光下产生/制造O2量”是指______________。 “植物体在光下固定/利用/消耗CO2量”是指______________。 “植物体制造/生产有机物量”是指______________。 “植物体积累有机物量” 是指______________。 “植物体黑暗中干重的减少量”是指____________。 “植物体光照下干重的增加量”是指___________________________________。 光合量-呼吸量=净光合量 总光合量 净光合量 总光合量 呼吸量 总光合量 呼吸量-光合量=-净光合量 光合量-呼吸量=净光合量 呼吸量-光合量=-净光合量 光合量-呼吸量=净光合量 从题干信息相关文字中辨析 考向研析 知识夯基 32 如何测得植物的真光合速率呢？ ①植物绿色组织在黑暗条件下或非绿色组织测得的数值为 速率(A点)。 ②植物绿色组织在有光条件下光合作用与细胞呼吸同时进行，测得的数据为 速率。 ③真正光合速率＝ 速率＋ 速率。 呼吸 净光合 呼吸 净光合 （表观光合速率） 知识点1 V光、V净光和V呼吸的辨析 光合速率的测定方法 考点二 考向研析 知识夯基 （1）“液滴移动法”——测定装置中O2的变化 测定装置 测量条件 测量原理 测量指标 测定呼吸速率 测定光合速率 黑暗，适宜温度 光照，适宜温度 黑暗条件下绿色植物仅进行细胞呼吸，产生的CO2被NaOH溶液吸收，消耗O2导致液滴左移 当光照下绿色植物光合作用大于细胞呼吸时，O2释放导致液滴右移 单位时间内液滴左移距离可表示细胞呼吸消耗O2的速率，即呼吸速率 单位时间内液滴右移距离可表示O2的释放速率，即净光合速率 维持CO2恒定 吸收容器中的CO2 知识点2 三率测定的4种实验模型 光合速率的测定方法 考点二 考向研析 知识夯基 34 （1）“液滴移动法”——测定装置中O2的变化 对照组处理： 目的： 放置死亡的植物 为排除温度、气压等物理因素引起的气体体积膨胀。若液滴移动，则需要对实验结果进行校正。 物理误差矫正 知识点2 三率测定的4种实验模型 光合速率的测定方法 考点二 考向研析 知识夯基 35 知识点2 三率测定的4种实验模型 光合速率的测定方法 考点二 “黑瓶”不透光，测定的是 ； “白瓶”给予光照，测定的是 。 有氧呼吸量 净光合作用量 将装有水和水生植物的黑、白瓶置于相同水层中，测定单位时间内瓶中溶解氧含量的变化，借此测定 植物的光合速率。 如：初始瓶中溶解氧为A，反应后黑瓶溶解氧为B，白瓶溶解氧为C，请问： 呼吸速率= =______ 净光合速率= =______ 总光合速率= =______真正光合作用量 (光合作用总量)＝白瓶中氧气增加量＋黑瓶中氧气减少量。 初始瓶溶解氧-黑瓶溶解氧 A-B 白瓶溶解氧-初始瓶溶解氧 C-A 白瓶溶解氧-黑瓶溶解氧 C-B (2)“黑白瓶法”——测定溶氧量的变化 水生 考向研析 知识夯基 该方法假设植物不进行无氧呼吸 。 36 ①测定：将对称叶片的一部分（A）遮光，另一部分（B）不作处理，并采用适当的 方法（可先在叶柄基部用热水或热石蜡液烫伤）阻止物质转移。在适宜光照下照射 <m></m> 后，在A、B的对应部位截取同等面积的叶片，烘干称重，分别记为 <m></m> 、 <m></m> 。 ②计算：设被截取部分初始干重为 <m></m> 。 a.被截取部分的呼吸速率 <m> b.被截取部分的净光合速率 <m> c.被截取部分的总光合速率＝呼吸速率 <m></m> 净光合速率 <m></m> </m> </m> (3)半叶法 ——测定光合作用有机物的制造量 知识点2 三率测定的4种实验模型 光合速率的测定方法 考点二 考向研析 知识夯基 37 知识点2 三率测定的4种实验模型 光合速率的测定方法 考点二 (4)叶圆片称重法——测定单位时间、单位面积叶片中有机物生成量 ②结果分析 .净光合速率（ 为叶圆片面积,下同）。 .呼吸速率 。 .总光合速率净光合速率呼吸速率 。 ①操作示意图 考向研析 知识夯基 1．为了研究温度对绿色植物光合作用与呼吸作用的影响，某生物兴趣小组利用植物光合测定装置进行实验（如图甲），在适宜的光照和不同的温度条件下测定的CO2的吸收量与释放量绘制了乙图。结合相关知识，回答下列问题：（提示：有色液滴移动1cm相当于乙图中的1个单位） (1)若用甲图装置测定20℃条件下的光合速率，则X应为___________溶液，同时需要适宜的光照强度；为了排除环境中无关因素的影响，还需要设计除__________外均与实验组相同的对照组。 考向1 通过三率的分析，考查逻辑思维 光合速率的测定方法 考点二 NaHCO3 绿色植物 考向研析 知识夯基 (2)用甲图装置测定20℃条件下该植物的呼吸速率，需要对该装置做__________处理；根据乙图的相关数据，计算此时植物的呼吸速率为__________mg/h。 (3)若在5℃和一定的光照条件下，发现甲图装置的有色液滴在1小时内没有移动，其原因是____________________；若在适宜的光照和5℃的条件下，有色液滴在1小时内向右移动了1cm，这1cm代表的含义是________________________，结合乙图的相关数据，可知此时该植物的光合速率等于__________mg/h。 遮光 1.5 光合速率=呼吸速率 植物的净光合速率是1mg/h 1.5 考向1 通过三率的分析，考查逻辑思维 光合速率的测定方法 考点二 考向研析 知识夯基 (4)在光照等其他条件适宜的情况下，在__________℃条件下，有色液滴向右移动的距离最大。b点代表的含义是________________________________，b点的光合速率__________（填“大于”“等于”或“小于”）35℃的光合速率。 25 净光合速率=呼吸速率 等于 考向1 通过三率的分析，考查逻辑思维 光合速率的测定方法 考点二 考向研析 知识夯基 2.某同学欲测定植物叶片叶绿体的光合作用速率,做了下图所示实验。在叶 柄基部做环剥处理（仅限制叶片有机物的输入和输出）,在不同时间分别在 同一叶片上陆续取下面积为 的叶圆片,烘干后称其重量,测得叶片的光 合作用速率 （不考虑取叶圆片和温度微小 变化对叶生理活动的影响）。则 处的实验条件是( ) A.下午4时后将整个实验装置遮光 B.下午4时后将整个实验装置遮光 C.下午4时后在阳光下照射 D.晚上8时后在无光下放置 A 考向1 通过三率的分析，考查逻辑思维 光合速率的测定方法 考点二 考向研析 知识夯基 解析：选A。起始干重为上午10时移走的叶圆片干重 ,从上午10时到下午4时,叶片在这 内既进行光合作用,又进行呼吸作用,所以下午4时移走的叶圆片干重减去上午10时移走的叶圆片干重 的差值,就等于该叶圆片净光合作用产生干物质的量: 。若要求出呼吸作用消耗干物质的量,应将叶片进行遮光处理,先假设叶片遮光处理小时后干重为 ,下午4时 移走的叶圆片干重减去叶片遮光处理小时后的干重 的差值,就是呼吸作用消耗干物质的量: 。已知测得叶片的光合作用速率,据真正光合速率净光合速率 呼吸速率,得出/,计算出 ,A符合题意，B、C、D不符合题意。 42 3.某课外小组用传感器测定了不同条件下 有鱼和无鱼池水的溶氧量 变化,获得下表数据。下列说法正确的是( ) A.1号瓶池水中植物光合作用产生的氧气量为 B.4号瓶池水中植物不能进行光合作用 C.条件下鱼呼吸作用消耗的氧气量为 D.池水中植物光合作用的最适温度为 考向1 通过三率的分析，考查逻辑思维 光合速率的测定方法 考点二 C 根据1、3号瓶可知, 光照条件下鱼呼吸作用消耗的氧气量为 考向研析 知识夯基 解析：选C。 光照条件下,1号瓶溶氧量增加是池水中植物同时进行光合作用和呼吸作用的结果,溶氧量的增加量表示氧气的净积累量,实际氧气产生量为 ,A错误;4号瓶池水中植物在有光照情况下,通常会进行光合作用,产生此结果的原因可能是光合作用强度小于呼吸作用强度,B错误;根据1、3号瓶可知, 光照条件下鱼呼吸作用消耗的氧气量为,C正确;题表中只有和 两个温度,无法确定池水中植物光合作用的最适温度,D错误。 43 4.某研究小组采用“半叶法”对番茄叶片的光合速率进行测 定。将对称叶片的一部分（A）遮光,另一部分（B）不做 （1）表示叶片初始质量的呼吸作用有机物的消耗量; 表示_____ __________________________________ 的呼吸作用有机物的消耗量。 （2）若,则 表示____________________________________ _____________________。 处理,并采用适当的方法阻止两部分的物质和能量转移。在适宜光照下照射 后,在A、B的对应部位截取同等面积的叶片,烘干称重,分别记为、 , 获得相应数据,则可计算出该叶片的光合速率,其单位是 。请分 析并回答下列问题: 叶片初始质量 的光合作用有机物的总产量 叶片B部分被截取部分在内光合作用 合成的有机物总量 考向1 通过三率的分析，考查逻辑思维 光合速率的测定方法 考点二 考向研析 知识夯基 44 答案： 将待测叶片的相对应部分截取的等面积叶片分开,一部分立即烘 干称重,另一部分在黑暗环境中保存几小时后再烘干称重,根据二者干重差 即可计算出叶片的呼吸速率 （4）本方法也可用于测定叶片的呼吸速率,写出实验设计思路。 （3）真正光合速率的计算方法是_________________________________ __________________________________ 除以时间再除以面积, 即 /（截取面积×时间） 考向1 通过三率的分析，考查逻辑思维 光合速率的测定方法 考点二 考向研析 知识夯基 知识点1 C3植物、C4植物和CAM植物 C3植物、C4植物和CAM植物及光呼吸 考点三 自然界中的绿色植物根据光合作用暗反应过程中CO2的固定途径不同可以分为C3、C4和CAM三种类型。 （1）C3途径 也称卡尔文循环，整个循环由RuBP(C5)与CO2的羧化开始到C5再生结束，在叶绿体基质中进行，可合成蔗糖、淀粉等多种有机物。 大麦、小麦、大豆、菜豆、水稻、马铃薯等。 常见的C3植物有： 考向研析 知识夯基 知识点1 C3植物、C4植物和CAM植物 C3植物、C4植物和CAM植物及光呼吸 考点三 （2）C4途径 C4植物大多起源于热带，为了防止水分过度蒸发，C4植物常常关闭叶片上的气孔，这样空气中的CO2就不易进入叶肉细胞，不能满足光合作用对CO2的需求。 C4植物中含有能固定CO2为C4的相关酶——PEP羧化酶，可把大气中含量很低的CO2以C4的形式固定下来。常见的C4植物有 玉米、甘蔗、高粱、苋菜等。 考向研析 知识夯基 知识点1 C3植物、C4植物和CAM植物 C3植物、C4植物和CAM植物及光呼吸 考点三 细胞质基质 C4植物具有耐高温、光照强烈、干旱的能力。 原因：PEP羧化酶与CO2亲和力大且不与O2亲和，它提高了C4植物固定CO2的能力，并且无光合午休现象。 考向研析 知识夯基 知识点1 C3植物、C4植物和CAM植物 C3植物、C4植物和CAM植物及光呼吸 考点三 （3）CAM途径 CAM植物夜间气孔开放吸进CO2，CO2经一系列反应转化为苹果酸储存在液泡中。白天气孔关闭，苹果酸经一系列反应转化为CO2，进入C3途径合成淀粉； 常见的CAM植物有菠萝、芦荟、兰花、百合、仙人掌等，可适应干旱炎热的环境。 考向研析 知识夯基 CAM植物夜间吸进CO2，淀粉经糖酵解形成PEP，在PEP羧化酶催化下，CO2与PEP结合，生成草酰乙酸，进一步还原为苹果酸储存在液泡中。从而 表现出夜间淀粉减少，苹果酸增加，细胞液pH下降。 白天气孔关闭，苹果酸转移 到细胞质中脱羧，放出CO2，进入 C3途径合成淀粉；形成的丙酮酸 可以形成PEP再还原成三碳糖， 最后合成淀粉或者转移到线粒体， 进一步氧化释放CO2，又可进入 C3途径。从而表现出白天淀粉增加， 苹果酸减少，细胞液pH上升。 特征 C3植物 C4植物 CAM植物 与CO2结合的物质 RuBP(C5) PEP PEP CO2固定的最初产物 C3 C4 草酰乙酸 CO2固定的时间 白天 白天 夜晚和白天 光反应的场所 叶肉细胞 类囊体薄膜 叶肉细胞 类囊体薄膜 叶肉细胞 类囊体薄膜 卡尔文循环的场所 叶肉细胞的 叶绿体基质 维管束鞘细胞的叶绿体基质 叶肉细胞的 叶绿体基质 有无光合午休 有 无 无 知识点1 C3植物、C4植物和CAM植物 C3植物、C4植物和CAM植物及光呼吸 考点三 考向研析 知识夯基 C3途径是碳同化的基本途径，C4途径和CAM途径都只起固定CO2的作用，最终还是通过C3途径合成有机物。 50 C3植物与C4植物对CO2浓度的响应 ①C4植物CO2补偿点低， 几乎接近0。 ②C3植物CO2补偿点高 ③C4植物CO2饱和点低，说明C4植物具有有效的CO2浓缩机制。 ④C3植物CO2饱和点高，因为RuBP羧化酶固定CO2能力弱。 从以上分析可知，C4植物能够利用低CO2浓度进行光合作用，因此，目前大气CO2浓度不断增加，对C3植物有利，对C4植物益处不大。 知识点1 C3植物、C4植物和CAM植物 C3植物、C4植物和CAM植物及光呼吸 考点三 考向研析 知识夯基 51 ①光呼吸的发现 曲线分析：（1）A表示光下净光合速率。 （2）B和C表示光下时植物呼吸速率。 （3）B表示无论是光下还是暗处都 可进行的呼吸速率。 （4）C表示只有光下才有的呼吸速率。即光呼吸现象。 知识点2 光呼吸 C3植物、C4植物和CAM植物及光呼吸 考点三 1955年科学家德柯尔用红外线气体分析仪测定烟草光合速率时发现正在进行光合作用的烟草叶片在光照停止后会快速释放CO2，这种现象称为“二氧化碳的猝发” 考向研析 知识夯基 52 ②光呼吸的起因 光呼吸： （1）卡尔文循环中CO2固定的酶(Rubisco)具有两面性(或双功能) （2）Rubisco即RuBP羧化加氧酶 ①高CO2浓度、低O2时，进行羧化 ②低CO2浓度、高O2时，进行加氧 C5+CO2 2C3 Rubisco C5+O2 C2+C3 Rubisco 2C2+O2 C3+CO2 ATP、[H] 酶 C3进入卡尔文循环 C3进入卡尔文循环 知识点2 光呼吸 C3植物、C4植物和CAM植物及光呼吸 考点三 考向研析 知识夯基 53 ③卡尔文循环与光呼吸 光照强度增强 ↓ 产生的O2增多 ↓ 光呼吸增强 知识点2 光呼吸 C3植物、C4植物和CAM植物及光呼吸 考点三 考向研析 知识夯基 54 ④光呼吸的危害 （1）如果在较强光下，光呼吸加强，使得C5氧化分解加强，一部分碳以CO2的形式散失，从而减少了光合产物的形成和积累。 （2）光呼吸过程中消耗了ATP和还原氢，即造成了能量的损耗。 知识点2 光呼吸 C3植物、C4植物和CAM植物及光呼吸 考点三 考向研析 知识夯基 55 ⑤光呼吸的意义 防止强光对叶绿体的破坏 强光时，由于光反应速率大于暗反应速率，因此，叶肉细胞中会积累ATP和还原氢，这些物质积累会产生自由基，尤其是超氧阴离子，这些自由基能损伤叶绿体，而强光下，光呼吸加强，会消耗光反应过程中积累的ATP和还原力，从而减轻对叶绿体的伤害。 当然植物体还有很多避免强光下损伤叶绿体的机制。光呼吸算是其中之一。 知识点2 光呼吸 C3植物、C4植物和CAM植物及光呼吸 考点三 考向研析 知识夯基 56 ⑥光呼吸与细胞呼吸的比较 比较项目 光呼吸 细胞呼吸 底物 C2化合物 糖类等有机物 发生部位 叶绿体、线粒体等 细胞质基质、线粒体 反应条件 光照 光或暗都可以 能量 消耗能量 产生能量 共同点 消耗O2、释放CO2 知识点2 光呼吸 C3植物、C4植物和CAM植物及光呼吸 考点三 考向研析 知识夯基 57 1.研究发现，水稻叶肉细胞在强光、高浓度O2条件下，存在吸收O2，释放CO2的现象，该过程与光合作用同时发生，称为光呼吸，具体过程见下图。请分析回答： (1)据图推测，水稻叶片中消耗O2的具体场所 。若突然停止光照，短时间内C5的含量将_______(填“增加”或“减少”或“不变”)。 线粒体内膜和叶绿体基质 减少 考向1 不同环境下植物光合作用的分析 C3植物、C4植物和CAM植物及光呼吸 考点三 考向研析 知识夯基 (2)若用放射性同位素14C标记C5，则 在正常细胞光呼吸过程中的转移途径为C5→_____________________________，参与该过程的细胞结构有 乙醇酸→乙醛酸→甘氨酸→CO2 叶绿体、过氧化物酶体、线粒体 考向1 不同环境下植物光合作用的分析 C3植物、C4植物和CAM植物及光呼吸 考点三 _______________________________________。 (3)当环境中CO2与O2含量比值________(填“偏高”或“偏低”)，叶片容易发生光呼吸。光呼吸的存在会明显降低水稻产量，原因是: 偏低 O2竞争性的与Rubisco酶结合，导致其催化CO2与C5的固定过程减弱，光合作用合成的有机物减少。　 考向研析 知识夯基 (1)植物叶肉细胞的叶绿体基质在光下可进行光呼吸过程，可进行吸收O2、释放CO2；在有氧呼吸的第三阶段，在线粒体内膜上，O2和[H]结合生成水，因此水稻叶片中消耗O2的具体场所有线粒体内膜和叶绿体基质。若突然停止光照，光反应阶段产生的ATP和NADPH的含量降低，导致C3还原速率下降，C5的生成速率降低，而CO2的固定过程正常进行，C5的消耗速率不变，因此，突然停止光照，短时间内C5的含量将减少。(2)由图可知，在正常细胞光呼吸过程中，首先在叶绿体中，C5与O2反应生成1C3酸与乙醇酸，乙醇酸从叶绿体转移至过氧化物酶体中变为乙醛酸，在过氧化物酶体上乙醛酸转化成甘氨酸，甘氨酸在线粒体上转化为CO2，因此，若用放射性同位素14C标记C5，则在正常细胞光呼吸过程中的转 移途径为：C5→乙醇酸→乙醛酸→甘氨酸→ CO2，参与该过程的细胞结构有叶绿体、过氧 化物酶体、线粒体。 (3)水稻叶肉细胞在强光、高浓度O2条件下，存在吸收O2，释放CO2的现象，即光呼吸现象，当环境中CO2与O2含量比值偏低时，叶片容易发生光呼吸。当光呼吸现象较强时，O2竞争性的与Rubisco酶结合，导致其催化CO2与C5的固定过程减弱，光合作用合成的有机物减少，因此，光呼吸的存在会明显降低水稻产量。(4)通过多基因转化技术将GLO(乙醇酸氧化酶)基因、OXO(草酸氧化酶)基因和CAT(过氧化氢酶)基因导入水稻叶绿体基因组，光呼吸产生的部分乙醇酸能直接在叶绿体内被催化为草酸并最终完全分解为CO2，提高叶绿体中CO2浓度，从而抑制光呼吸，提高植物的光合效率，使水稻增产。 2．玉米等C4植物叶肉细胞叶绿体中的PEPC酶催化CO2的固定形成C4，PEPC酶的活性是Rubisco酶（C3植物中催化CO2的固定）的60倍。图1表示PEPC酶催化玉米细胞光合作用的过程，实验小组为了探究PEPC能否提高水稻的光合速率，向水稻转入玉米PEPC基因，并比较了干旱和正常灌溉条件下，PEPC酶活性对转基因水稻光合作用速率的影响，实验结果如图2所示。回答下列问题： 考向1 不同环境下植物光合作用的分析 C3植物、C4植物和CAM植物及光呼吸 考点三 ​ ​​ 考向研析 知识夯基 考向1 不同环境下植物光合作用的分析 C3植物、C4植物和CAM植物及光呼吸 考点三 (1)实验室可采用       法研究玉米光合作用过程碳原子的转移途径，玉米和水稻对低浓度的CO2适应性更强的是      ，若PEPC活性下降，短时间内会导致维管束鞘细胞叶绿体中C3和C5的比值       。 (2)根据图1推测，玉米光合作用中碳原子的转移途径是       ，干旱环境下，PEPC活性增强能显著提高水稻的光合作用速率，其原因是       。 (3)转PEPC基因水稻在干旱胁迫下具有光合优势。若要进一步探究转PEPC基因水稻在实际农业生产中的应用潜力，还需从哪些方面进行研究       （请至少列举一个方面，并简要说明理由）。 同位素标记 玉米 降低 CO2→C4→CO2→C3→有机物 干旱环境下气孔关闭，CO2供应不足，PEPC酶活性增强可以提高对低浓度CO2的 固定能力，从而提高光合作用速率 。 研究转PEPC基因水稻的产量和品质，理由：产量是 衡量其应用价值的重要指标；②研究转PEPC基因水稻对当地生态系统中其他生物的影响，理由：防止其 对生态系统的生物多样性造成不利影响 考向研析 知识夯基 04 真题感知·命题洞见 1．（2024·广东·高考真题）某湖泊曾处于重度富营养化状态，水面漂浮着大 量浮游藻类。管理部门通过控源、清淤、换水以及引种沉水植物等手段，成 功实现了水体生态恢复。引种的3种多年生草本沉水植物（①金鱼藻、②黑 藻、③苦草，答题时植物名称可用对应序号表示）在不同光照强度下光合 速率及水质净化能力见图。 真题感知·命题洞见 63 回答下列问题： (1)湖水富营养化时，浮游藻类大量繁殖，水体透明度低，湖底光照不足。原有沉水植物因光合作用合成的有机物少于        的有机物，最终衰退和消亡。 (2)生态恢复后，该湖泊形成了以上述3种草本沉水植物为优势的群落垂直结构，从湖底到水面依次是         ，其原因是        。 (3)为了达到湖水净化的目的，选择引种上述3种草本沉水植物的理由是          ，三者配合能实现综合治理效果。 真题感知·命题洞见 呼吸作用消耗 ③②① 最大光合速率对应光强度依次升高 ①(金鱼藻)除藻率高，②(黑藻)除氮率高，③(苦草)除磷高 64 (4)上述3种草本沉水植物中只有黑藻具有C4光合作用途径（浓缩CO2形成高浓度C4后，再分解成CO2传递给C5）使其在CO2受限的水体中仍可有效地进行光合作用，在水生植物群落中竞争力较强。根据图a设计一个简单的实验方案，验证黑藻的碳浓缩优势，完成下列表格。 (5)目前在湖边浅水区种植的沉水植物因强光抑制造成生长不良，此外，大量沉水植物叶片凋落，需及时打捞，增加维护成本。针对这两个实际问题从生态学角度提出合理的解决措施 。 真题感知·命题洞见 金鱼藻 500 二氧化碳浓度较低且相同 氧气释放量 合理引入浮水植物，减弱沉水植物的光照强度；合理引入以沉水植物凋落叶片为食物的生物 65 2．（2023·广东·高考真题）光合作用机理是作物高产的重要理论基础。大田常规栽培时，水稻野生型（WT）的产量和黄绿叶突变体（ygl）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表和图。（光饱和点：光合速率不再随光照强度增加时的光照强度；光补偿点：光合过程中吸收的CO2与呼吸过程中释放的CO2等量时的光照强度。 真题感知·命题洞见 (1)ygl叶色黄绿的原因包括叶绿素含量较低和        ，叶片主要吸收可见光中的          光。 (2)光照强度逐渐增加达到2000μmol m-2 s-1时，ygl的净光合速率较WT更高，但两者净光合速率都不再随光照强度的增加而增加，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   ，是其高产的原因之一。 分析图表，回答下列问题： 真题感知·命题洞见 类胡萝卜素/叶绿素比例较高 红光和蓝紫 等于 呼吸速率较高 光能利用率较高 67 (4)试分析在0~50μmol m-2 s-1范围的低光照强度下，WT和ygl净光合速率的变化，在给出的坐标系中绘制净光合速率趋势曲线         。在此基础上，分析图a和你绘制的曲线，比较高光照强度和低光照强度条件下WT和ygl的净光合速率，提出一个科学问题         。 为什么在低光照强度下，WT的净光合速率大于ygl，而在高光照强度下，WT的净光合速率小于ygl（补充答案：为什么在低光照强度下，WT的净光合速率大于ygl； 为什么在高光照强度下，WT的净光合速率小于ygl）。 真题感知·命题洞见 05 学以致用·能力提升 1.如果用18O标记土壤中的水，那么植物产生的二氧化碳和氧气是否含有18O？如果有，写出18O的转移途径。 _____________________________________________________________________ 。 ____________________________________________________________________ ________________________________________________________________。 ［事实概述类］ 有，H218O经过光合作用的光反应转移给18O2，H218O经过有氧呼吸的第二阶段转移给C18O2。 2.给小球藻提供18O2，在小球藻合成的有机物中检测到了18O，分析其最可能的转移途径是什么？ 有氧呼吸第三阶段18O2与[H]结合生成了H218O，有氧呼吸第二阶段利用H218O生成C18O2，C18O2再参与光合作用的暗反应生成含18O的有机物(CH218O)。 学以致用·能力提升 长句作答类 3.给某植物提供C18O2和H2O，释放的氧气中含有18O。氧气中含有18O是由于______________________________________，H218O又作为原料参与了光合作用之故。 C18O2中的部分氧转移到H218O中 4、【拓展阅读】中国骄傲——人工合成淀粉 人工合成淀粉，是中国科学家历时6年多科研攻关，继上世纪60年代在世界上首次完成人工合成结晶牛胰岛素之后，又在人工合成淀粉方面取得重大颠覆性、原创性突破——国际上首次在实验室实现二氧化碳到淀粉的从头合成 。 中国从二氧化碳人工合成淀粉被国际学术界认为是影响世界的重大颠覆性技术，这一成果2021年9月24日在国际学术期刊《科学》发表  。 学以致用·能力提升 长句作答类 4、【拓展阅读】中国骄傲——人工合成淀粉 从二氧化碳人工合成淀粉这一颠覆性技术是如何实现的，核心突破究竟在哪儿。 亮点1 能量转化效率提升3.5倍 突破自然光合固碳系统利用太阳能的局限 为了设计超越自然能力的固碳淀粉合成途径，科研团队创新地提出将化学与生物催化相耦合的方案，从约7000个生化反应中、构建形成只有11步主反应的固碳淀粉人工合成途径，将理论能量转化效率提升3.5倍，使高效固定二氧化碳高效合成淀粉成为可能。 亮点2 从60多步到11步 突破自然界淀粉合成的复杂调控障碍 在计算设计的人工途径中，生物酶催化剂是成功构建这条途径的核心关键。科研团队从动物、植物、微生物等31个不同物种来源挖掘合适的生物酶催化剂，构建了一条只有11步反应的人工淀粉合成途径，与自然界淀粉合成需要的60多个步骤相比，显著降低了合成的复杂度。 亮点3 突破天然淀粉合成时空效率不高的限制 由于缺少自然途径上亿年的进化过程，人工途径中来源于不同物种的生物酶催化剂间存在难以适配的问题。针对这个问题，研究团队开发了模块组装优化与时空分离反应策略，解决了人工途径中底物竞争、产物抑制等问题，最终获得了淀粉合成速率和效率显著提升的人工途径 。 学以致用·能力提升 长句作答类 72 讲师：xxx 2026年高考一轮复习 广东专用 | 高考生物 感谢观看 THANK YOU 73 C5 $$