14 必修1 素养加强课2 光合作用和细胞呼吸综合的分析-【名师导航】2026年高考生物一轮总复习课件（人教版）

该高中生物学课件聚焦光合作用与细胞呼吸综合分析、光合速率关系及测定、光呼吸与C3/C4/CAM植物等高考核心考点，依据高考评价体系梳理物质代谢、能量转换等考查要求，通过真题分析明确综合应用与速率计算的高频权重，归纳选择、综合等常考题型，体现备考针对性。 课件亮点在于融合高考真题（2023北京卷、湖南卷）训练与科学思维、探究实践素养培养，如通过气体体积变化法、半叶法解析光合速率测定，指导学生掌握“总光合=净光合+呼吸”等计算技巧。助力学生突破易错点，也为教师提供系统复习框架，提升备考效率。

必修1　分子与细胞 素养加强课2　光合作用和细胞呼吸 综合的分析 提升点1　光合作用与细胞呼吸过程及物质和能量的联系 素养加强课2　光合作用和细胞呼吸综合的分析 2 1．物质名称：A．H2O，b.O2，c.ATP，d.ADP，e.NADPH，f.C5，g.CO2，h.C3。 2．生理过程及场所 序号 ① ② ③ ④ ⑤ 生理过程 光反应 暗反应 有氧呼吸 第一阶段 有氧呼吸 第二阶段 有氧呼吸 第三阶段 场所 叶绿体类囊体的薄膜 叶绿体 基质 细胞质 基质 线粒体 基质 线粒体 内膜 提升点1 提升点2 提升点3 素养加强课2　光合作用和细胞呼吸综合的分析 提升点1 提升点2 提升点3 素养加强课2　光合作用和细胞呼吸综合的分析 提升点1 提升点2 提升点3 素养加强课2　光合作用和细胞呼吸综合的分析 1．下图是绿色植物叶肉细胞中光合作用与有氧呼吸的过程及其关系图解，其中，A～D表示相关过程，a～e表示有关物质。据图判断，下列相关说法正确的是(　　) A．图中B、C、D过程可以在整个夜间进行 B．有氧呼吸和无氧呼吸共有的过程是D C．图中a、c都是在细胞质基质中产生的 D．A、C、D过程产生的ATP用于生物体的各项生命活动 √ 提升点1 提升点2 提升点3 素养加强课2　光合作用和细胞呼吸综合的分析 B　[题图中A、B分别表示光反应阶段、暗反应阶段，C表示有氧呼吸的第二、三阶段，D表示有氧呼吸的第一阶段；a～e分别表示H2O、O2、CO2、NADPH和ATP。细胞有氧呼吸的各个阶段在有光和无光条件下都可进行，光合作用暗反应的进行需要光反应提供的NADPH和ATP，因此不能长时间在黑暗条件下进行，A错误；葡萄糖氧化分解成丙酮酸是有氧呼吸和无氧呼吸共有的阶段，B正确；题图中的H2O(a)在有氧呼吸第三阶段(场所是线粒体内膜)产生，CO2(c)在有氧呼吸第二阶段(场所是线粒体基质)产生，C错误；光反应阶段产生的ATP全部用于叶绿体内的生命活动，D错误。] 提升点1 提升点2 提升点3 素养加强课2　光合作用和细胞呼吸综合的分析 2．下图为植物细胞代谢的部分过程简图，①～⑦为相关生理过程。下列有关叙述不正确的是(　　) A．若植物缺Mg，则首先会受到显著影响的是③ B．②的进行与⑤⑥密切相关，与③⑦无直接关系 C．叶肉细胞中③发生在类囊体的薄膜上，④发生在叶绿体基质中 D．叶肉细胞③中O2的产生量等于⑥中O2的消耗量，则一昼夜该植物体内有机物的总量不变 √ 提升点1 提升点2 提升点3 素养加强课2　光合作用和细胞呼吸综合的分析 D　[叶肉细胞③中O2的产生量等于⑥中O2的消耗量，则叶肉细胞的净光合量为0，植物体中不含叶绿体的细胞进行细胞呼吸要消耗有机物，因此，一昼夜该植物体内有机物的总量会减少，D错误。] 提升点1 提升点2 提升点3 素养加强课2　光合作用和细胞呼吸综合的分析 提升点2　真正(总)光合速率和表观(净)光合速率的 关系及其速率测定 1．真正(总)光合速率、表观(净)光合速率和细胞呼吸速率的关系 (1)内在关系 ①细胞呼吸速率：植物非绿色组织(如苹果果肉细胞)或绿色组织在黑暗条件下测得的值——单位时间内一定量组织的CO2释放量或O2吸收量。 ②表观(净)光合速率：植物绿色组织在有光条件下测得的值——单位时间内一定量叶面积所吸收的CO2量或释放的O2量。 ③真正(总)光合速率＝表观(净)光合速率＋细胞呼吸速率。 素养加强课2　光合作用和细胞呼吸综合的分析 10 (2)判定方法 ①根据坐标曲线判定 a．当光照强度为0时，若CO2吸收值为负值，则该值的绝对值代表细胞呼吸速率，该曲线代表表观(净)光合速率，如图甲。 b．当光照强度为0时，光合速率也为0，该曲线代表真正(总)光合速率，如图乙。 提升点2 提升点1 提升点3 素养加强课2　光合作用和细胞呼吸综合的分析 ②根据关键词判定 检测指标 细胞呼吸速率 表观(净)光合速率 真正(总)光合速率 CO2 释放量(黑暗) 吸收量(植物)、减少量(环境) 利用量、固定量、消耗量 O2 吸收量(黑暗)、 消耗量(黑暗) 释放量(植物)、增加量(环境) 产生量、生成量、 制造量 葡萄糖 消耗量(黑暗) 积累量、增加量 产生量、生成量、 制造量、合成量 提升点2 提升点1 提升点3 素养加强课2　光合作用和细胞呼吸综合的分析 2.光合速率的测定方法 (1)气体体积变化法——测定气体的变化量 注：装置内氧气充足，不考虑无氧呼吸。 提升点2 提升点1 提升点3 素养加强课2　光合作用和细胞呼吸综合的分析 ①甲装置在黑暗条件下植物只进行细胞呼吸，由于NaOH溶液吸收了细胞呼吸产生的CO2，因此单位时间内红色液滴左移的距离表示植物的O2吸收速率，可代表有氧呼吸速率。 ②乙装置在光照条件下植物进行光合作用和细胞呼吸，由于NaHCO3溶液保证了容器内CO2浓度的恒定，因此单位时间内红色液滴右移的距离表示植物的O2释放速率，可代表净光合速率。 ③总光合速率＝净光合速率＋有氧呼吸速率。 ④物理误差的校正：为防止气压、温度等物理因素引起误差，应设置对照实验，即用死亡的绿色植物分别进行上述实验，根据红色液滴的移动距离对原实验结果进行校正。 提升点2 提升点1 提升点3 素养加强课2　光合作用和细胞呼吸综合的分析 (2)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 ①操作图示 ②结果分析 a．净光合速率＝(z－y)/2S(S为叶圆片面积，下同)。 b．呼吸速率＝(x－y)/2S。 c．总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率＝(x＋z－2y)/2S。 提升点2 提升点1 提升点3 素养加强课2　光合作用和细胞呼吸综合的分析 (3)半叶法——测定光合作用有机物的制造量 ①测定：将对称叶片的一部分(A)遮光，另一部分 (B)不做处理，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)阻止光合作用产物转移。在适宜光照下照射6 h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MA、MB。 ②计算：设被截取部分初始干重为M。 a．被截取部分的呼吸速率＝(M－MA)/6。 b．被截取部分的净光合速率＝(MB－M)/6。 c．被截取部分的总光合速率＝呼吸速率＋净光合速率＝(MB－MA)/6。 提升点2 提升点1 提升点3 素养加强课2　光合作用和细胞呼吸综合的分析 (4)黑白瓶法——测水中溶氧量的变化 注：瓶中O2充足，不考虑无氧呼吸。 提升点2 提升点1 提升点3 素养加强课2　光合作用和细胞呼吸综合的分析 1．(2023·北京卷)在两种光照强度下，不同温度对某植物CO2吸收速率的影响如图。对此图理解错误的是(　　) 提升点2 提升点1 提升点3 素养加强课2　光合作用和细胞呼吸综合的分析 A．在低光强下，CO2吸收速率随叶温升高而下降的原因是呼吸速率上升 B．在高光强下，M点左侧CO2吸收速率升高与光合酶活性增强相关 C．在图中两个CP点处，植物均不能进行光合作用 D．图中M点处光合速率与呼吸速率的差值最大 C　[题图表示两种光照强度下，不同温度对某植物CO2吸收速率的影响，植物CO2吸收速率为净光合速率，图中两个CP点处，植物的净光合速率为0，植物的总光合速率和呼吸速率相等，C错误。] √ 提升点2 提升点1 提升点3 素养加强课2　光合作用和细胞呼吸综合的分析 2．(不定项)为研究环境因素对某植物光合作用强度的影响，利用图甲实验装置若干组(密闭小室内的CO2充足，光照不影响温度变化)，在相同温度下进行一段时间后测量每个小室中的气体释放量，绘制曲线图乙。下列说法错误的是(　　) 提升点2 提升点1 提升点3 素养加强课2　光合作用和细胞呼吸综合的分析 A．该实验中植物释放的气体始终是O2 B．当距离小于a时，限制光合作用的主要因素是光照强度 C．当距离为c时，该植物叶肉细胞的光合速率大于呼吸速率 D．当距离由b突然变为d时，短时间内叶绿体中C5的含量增多 ABD　[在光合速率大于呼吸速率时，植物释放的是O2，呼吸速率大于光合速率时，植物释放的是CO2，A错误；当距离小于a时，O2的释放量不再增加，限制光合作用的主要因素不是光照强度，B错误；当距离为c时，植物体的光合速率等于呼吸速率，叶肉细胞的光合速率大于呼吸速率，C正确；距离由b突然变为d，光照强度减弱，C5的含量减少，D错误。] √ √ √ 提升点2 提升点1 提升点3 素养加强课2　光合作用和细胞呼吸综合的分析 3．将对称叶片左侧遮光、右侧曝光，并用适当方法阻止左右两侧之间的物质转移。适宜条件光照12 h后，从两侧截取等面积叶片烘干称重，分别记为a和b(单位：g)，如图所示。则“b－a”代表12 h内截取部位(　　) A．两侧细胞呼吸消耗的有机物差量 B．左侧细胞呼吸消耗的有机物量 C．右侧光合作用积累的有机物量 D．右侧光合作用制造的有机物量 √ 提升点2 提升点1 提升点3 素养加强课2　光合作用和细胞呼吸综合的分析 D　[假设两侧截取同等面积的叶片原来干物质量为c，在适宜光照下照射12 h后，左侧呼吸量为c－a；右侧净光合量为b－c；由于左右对称，所以右侧呼吸量也是c－a；那么右侧实际光合量＝净光合量＋呼吸量＝(b－c)＋(c－a)＝b－a，所以b－a代表12 h内右侧截取部分光合作用制造的有机物总量，故选D。] 提升点2 提升点1 提升点3 素养加强课2　光合作用和细胞呼吸综合的分析 提升点3　光呼吸、C3、C4植物和CAM植物 1．光呼吸 (1)光呼吸的实质 ①是所有进行光合作用的细胞在光照、高O2低CO2情况下发生的一个生化过程。 ②是光合作用一个损耗能量的副反应。 ③此过程中消耗O2，生成CO2。 素养加强课2　光合作用和细胞呼吸综合的分析 24 (2)光呼吸过程图解 提升点3 提升点1 提升点2 素养加强课2　光合作用和细胞呼吸综合的分析 (3)光呼吸与一般有氧呼吸的比较 比较项目 光呼吸 一般有氧呼吸 与光的关系 只在光下进行 光下、黑暗中都可进行 反应条件 光照、高O2低CO2环境 — 底物 乙醇酸和O2 通常是葡萄糖、H2O和O2 产物 CO2 CO2和水 发生部位 叶绿体、线粒体 细胞质基质、线粒体 提升点3 提升点1 提升点2 素养加强课2　光合作用和细胞呼吸综合的分析 (4)光呼吸产生的原因 ①内因：Rubisco是一种兼性酶，具有催化羧化反应(C5＋CO2→2C3)和加氧反应(C5＋O2→C3＋C2)两种功能。 ②外因：高O2环境下，光呼吸会明显加强，而提高CO2浓度可明显抑制光呼吸。 提升点3 提升点1 提升点2 素养加强课2　光合作用和细胞呼吸综合的分析 2．C3植物和C4植物 (1)C3植物和C4植物的含义 根据光合作用碳元素同化的最初光合产物(三碳化合物、四碳化合物)的不同，把高等植物分成C3、C4植物两类，常见的C4植物有甘蔗、玉米、高粱等。 (2)光合作用C4途径产生的原因 C4植物中含有能固定CO2为C4的相关酶，即磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶，简称为PEP羧化酶(对CO2有很强的亲和力)，可把大气中含量很低的CO2以C4的形式固定下来。 提升点3 提升点1 提升点2 素养加强课2　光合作用和细胞呼吸综合的分析 (3)C3和C4植物光合作用途径的比较 项目 CO2 受体 CO2固定 后产物 CO2固定 场所 光反应 场所 暗反应 场所 C3植物 RuBP(C5) PGA(C3) 叶肉细胞叶绿体 叶肉细 胞叶绿 体基粒 叶肉细 胞叶绿 体基质 C4植物 PEP(C3) RuBP(C5) PGA(C3) OAA(C4) 叶肉细胞细胞质基质、维管束鞘细胞叶绿体 叶肉细 胞叶绿 体基粒 维管束鞘细胞叶绿体基质 提升点3 提升点1 提升点2 素养加强课2　光合作用和细胞呼吸综合的分析 3.CAM植物 (1)CAM途径的含义 景天科植物夜间将吸收的CO2 固定在苹果酸(C4)中，白天苹果 酸分解释放CO2参与光合作用的 过程。 (2)CAM途径过程图解 提升点3 提升点1 提升点2 素养加强课2　光合作用和细胞呼吸综合的分析 提升点3 提升点1 提升点2 素养加强课2　光合作用和细胞呼吸综合的分析 (3)CAM途径的意义 白天气孔关闭，减少蒸腾作用，保持植物体内水分并分解苹果酸产生CO2进行光合作用；夜晚开放气孔，吸收光合作用所需的CO2，使植物适应高温干旱环境。 提升点3 提升点1 提升点2 素养加强课2　光合作用和细胞呼吸综合的分析 (2023·湖南卷)下图是水稻和玉米的光合作用暗反应示意图。卡尔文循环的Rubisco酶对CO2的Km为450 μmol·L－1(Km越小，酶对底物的亲和力越大)，该酶既可催化RuBP与CO2反应，进行卡尔文循环，又可催化RuBP与O2反应，进行光呼吸(绿色植物在光照下消耗O2并释放CO2的反应)。该酶的酶促反应方向受CO2和O2相对浓度的影响。与水稻相比，玉米叶肉细胞紧密围绕维管束鞘，其中叶肉细胞叶绿体是水光解的主要场所，维管束鞘细胞的叶绿体主要与ATP生成有关。玉米的暗反应先在叶肉细胞中利用PEPC酶(PEPC对CO2的Km为7 μmol·L－1)催化磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)与CO2反应生成C4，固定产物C4转运到维管束鞘细胞后释放CO2，再进行卡尔文循环。回答下列问题： 提升点3 提升点1 提升点2 素养加强课2　光合作用和细胞呼吸综合的分析 提升点3 提升点1 提升点2 素养加强课2　光合作用和细胞呼吸综合的分析 (1)玉米的卡尔文循环中第一个光合还原产物是__________________ (填具体名称)，该产物跨叶绿体膜转运到细胞质基质合成__________________(填“葡萄糖”“蔗糖”或“淀粉”)后，再通过____________长距离运输到其他组织器官。 (2)在干旱、高光照强度环境下，玉米的光合作用强度____________(填“高于”或“低于”)水稻。从光合作用机制及其调控分析，原因是________________________________________ _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(答出三点即可)。 提升点3 提升点1 提升点2 素养加强课2　光合作用和细胞呼吸综合的分析 (3)某研究将蓝细菌的CO2浓缩机制导入水稻，水稻叶绿体中CO2浓度大幅提升，其他生理代谢不受影响，但在光饱和条件下水稻的光合作用强度无明显变化。其原因可能是_____________________ _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(答出三点即可)。 提升点3 提升点1 提升点2 素养加强课2　光合作用和细胞呼吸综合的分析 解析：(1)玉米的光合作用过程与水稻相比，虽然CO2的来源不同，但其卡尔文循环的过程是相同的，结合水稻的卡尔文循环图解，可以看出CO2固定的直接产物是3-磷酸甘油酸，然后直接被还原成3-磷酸甘油醛。3-磷酸甘油醛在叶绿体中被转化成淀粉，在叶绿体外被转化成蔗糖，蔗糖是植物长距离运输的主要糖类，通过维管组织运输。(2)干旱、高光照强度环境下，玉米的光合作用强度高于水稻。干旱、高光强时会导致植物气孔关闭，吸收的CO2减少，而玉米的PEPC酶与CO2的亲和力高，可以利用低浓度的CO2进行光合作用，同时抑制植物的光呼吸，且玉米能将叶绿体内的光合产物通过维管组织及时转移出细胞。(3)将蓝细菌的CO2浓缩机制导入水稻叶肉细 提升点3 提升点1 提升点2 素养加强课2　光合作用和细胞呼吸综合的分析 胞，只是提高了叶肉细胞内的CO2浓度，而植物的光合作用强度受很多因素的影响；在光饱和条件下如果光合作用强度没有明显提高，可能是水稻的酶活性达到最大，对CO2的利用率不再提高，或是受到ATP和NADPH等物质含量的限制，也可能是光合作用产生的有机物在叶绿体中积累较多，抑制了反应的进行。 答案：(1)3-磷酸甘油醛　蔗糖　维管组织　(2)高于　高光照条件下玉米可以将光合产物及时转移；玉米的PEPC酶对CO2的亲和力比水稻的Rubisco酶更高；玉米能通过PEPC酶生成C4，使维管束鞘内的CO2浓度高于外界环境，抑制玉米的光呼吸　(3)酶的活性达到最大，对CO2的利用率不再提高；受到ATP以及NADPH等物质含量的限制；有机物在叶绿体中积累较多 提升点3 提升点1 提升点2 素养加强课2　光合作用和细胞呼吸综合的分析 3.物质方面 C：CO2C6H12O6丙酮酸CO2 O：H2OO2H2OCO2有机物 H：H2ONADPHC6H12O6[H]H2O 4．能量方面 光能ATP和NADPH中活跃的化学能C6H12O6中稳定的化学能 $$