第3单元 第8课时 光合作用与细胞呼吸的综合应用-【优化探究】2026高考生物学一轮复习高考总复习配套课件（人教版多选）

细胞的能量供应和利用 第三单元 第8课时　光合作用与细胞呼吸的综合应用 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。 学习要求 演练感悟 考点二 真题 课时 巩固提高 考点一 内容索引 NEIRONGSUOYIN 光合作用与细胞呼吸联系 光合速率的测定方法 光合作用与细胞呼吸联系 考点一 归纳 必备知识 1.光合作用和细胞呼吸的物质、能量转化关系 (1)“三种”元素转移途径 归纳 必备知识 (2)NADPH、NADH和ATP的来源和去路 归纳 必备知识 2.净光合速率与总光合速率 (1)总光合速率、净光合速率和呼吸速率的关系 归纳 必备知识 (2)总光合速率与呼吸速率的关系 归纳 必备知识 归纳 必备知识 ①如果图1的实验对象是离体的叶肉细胞,则图2中的甲对应图1中的_____,乙对应图1中的____________________,丙对应图1中的________________,丁对应图1中的____。 ②如果图1的实验对象是叶片或者植株,则图1中的A点、B点、C点分别对应图2中的___图、 ___图和___图。 ③如果实验对象是离体的叶绿体,则图1_____ (填“能”或“不能”)表示光照强度对其光合速率的影响,原因是_______________________________ ______________________________________________________________。 A点 AB段(不含A、B两点) B点以后(不含B点) B点 甲 丙 丙 不能 叶绿体不能进行细胞呼吸,因此光照强度为0时其CO2吸收量应为0,光照强度大于0时其CO2吸收量应大于0 归纳 必备知识 (3)总光合速率、净光合速率和呼吸速率的文字表述 总(真正)光合速率 净(表观)光合速率 呼吸速率 “同化”“固定”或“消耗”的CO2量 “从环境(容器)中吸收”或“环境(容器)中减少”的CO2量 黑暗中释放的CO2量 “产生”或“制造” 的O2量 “释放至环境(容器)中”或“环境(容器)中增加”的O2量 黑暗中吸收的O2量 “产生”“合成”或“制造”的有机物的量 “积累”“增加”或“净产生”的有机物的量 黑暗中消耗的有机物的量 归纳 必备知识 3.自然环境及密闭容器中植物一昼夜气体变化曲线分析 (1)图1的B点、图2的B'C'段形成的原因:凌晨2时~4时,温度降低,______ _____减弱,CO2释放量减少。 (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:此时光合作用强度_____细胞呼吸强度。 细胞 呼吸 光合作用 等于 归纳 必备知识 (4)图1的E点、图2的F'G'段形成的原因:温度过高,部分气孔关闭,_____供应不足,出现“光合午休”现象。 (5)图1的F点、图2的H'点:此时光合作用强度_____细胞呼吸强度,之后光合作用强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“能”或“不能”)正常生长,原因是_______________________________________________________ _______________________。 CO2 等于 I' 能 J'点低于A'点,说明一昼夜密闭容器中CO2浓度减少,即总光合作用量大于总细胞呼吸量 归纳 必备知识 命题 考向突破 考向1　光合作用与细胞呼吸的联系 1.(2025·山东威海模拟)如图是某生物体内某个细胞的代谢图,下列有关叙述正确的是(　　) A.甲、乙分别表示叶绿体和线粒体,该生物一定为高等植物 B.甲、乙中所示的物质与能量处于平衡状态,该生物一定能存活 C.该生物细胞将光能转化为化学能一定与甲有关 D.乙产生的ATP被甲利用时,可以参与的代谢过程包括H2O的光解产生O2 答案:C 解析:甲可利用CO2合成有机物,为叶绿体,乙可利用O2产生CO2,为线粒体,该植物不一定是高等植物,有些低等植物中也有叶绿体与线粒体,A错误;植物还有不能进行光合作用的细胞,若整株植物的光合速率小于呼吸速率,该生物不能存活,B错误;H2O的光解不消耗ATP,D错误。 2.如图表示光照条件下,叶肉细胞内发生的代谢过程。相关叙述正确的是(　　) A.图中除①②④过程外,其他都在生物膜上发生 B.若该细胞内④和⑤的反应速率相同,则植物表现为有机物消耗 C.若光照突然降低,光反应速率下降会直接导致④反应速率下降 D.②合成(CH2O)中的能量最终来自光能,①分解(CH2O)的能量主要用于合成ATP B 解析:①为有氧呼吸第一阶段,场所为细胞质基质,⑤为有氧呼吸第二阶段,场所为线粒体基质,②③为C3的还原,④为CO2的固定,场所均为叶绿体基质,图中所示过程均不在生物膜上发生,A错误;④为CO2的固定,⑤为有氧呼吸第二阶段,若该细胞内④和⑤的反应速率相同,说明叶肉细胞的呼吸速率等于光合速率,对于整个植物体来说,所有细胞都需要进行呼吸,但是不是所有细胞都能进行光合作用,故植物表现为有机物消耗,B正确;光反应的产物ATP和NADPH可用于暗反应中C3的还原,若光照突然降低,光反应速率下降会直接导致②③反应速率下降,C错误;②合成(CH2O)中的能量最终来自光能,①分解(CH2O)产生的能量大部分以热能的形式散失,D错误。 考向2　光合作用与细胞呼吸相关曲线的判断 3.(2025·江苏南通模拟)将某植物放在透明且密闭的容器内,并在适宜条件下培养。测得植物吸收和产生的CO2的速率如图所示。下列相关叙述正确的是(　　) A.T1时刻,该植物固定CO2的速率为10 mg·h-1 B.T2时刻,该植物能进行光合作用但无有机物积累 C.T1~T3时间段内,该植物的净光合速率逐渐下降 D.T3时刻后,密闭容器中的CO2浓度不断升高 答案:C 解析:T1时刻,该植物固定CO2的速率为总光合速率,即总光合速率=净光合速率+呼吸速率=10+2=12(mg·h-1),A错误;T2时刻,该植物净光合速率大于0,有有机物的积累,B错误;密闭容器内CO2的含量一定,随着光合作用的进行,CO2浓度逐渐降低,所以T1~T3时间段内,该植物的净光合速率逐渐下降,C正确;T3时刻之后,该植物的光合速率等于呼吸速率,容器中CO2浓度保持不变,D错误。 4.(2025·广东东莞模拟)如图是大棚番茄在24小时测得CO2的含量和CO2的吸收速率的变化曲线图,下列有关叙述错误的是(　　) A.a点CO2释放量减少可能是由温度降低导致细胞呼吸强度减弱 B.番茄通过光合作用合成有机物的时间是c~e段 C.由P点条件变为d点,C3生成减少 D.植物干重最大的时刻是e点 B 解析:a点温度降低导致细胞呼吸减弱,CO2释放量减少,A正确;番茄通过光合作用制造有机物的时间是b~f段,B错误;d点时气温高,蒸腾作用过强导致部分气孔关闭,CO2供应不足,光合速率减慢,C3生成减少,C正确;c~e段光合作用强度大于细胞呼吸强度,有机物积累,e点之后光合作用强度小于细胞呼吸强度,故有机物积累最多的时刻是e点,D正确。 光合速率的测定方法 考点二 归纳 必备知识 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。 归纳 必备知识 2.“半叶法”——测定光合作用有机物的产生量 归纳 必备知识 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。 归纳 必备知识 3.“黑白瓶法”——测定溶氧量的变化 归纳 必备知识 (1)“黑瓶”不透光,测定的是有氧呼吸量;“白瓶”给予光照,测定的是净光合作用量。 (2)在有初始值的情况下,黑瓶中O2的减少量(或CO2的增加量)为有氧呼吸量;白瓶中O2的增加量(或CO2的减少量)为净光合作用量;二者之和为总光合作用量。 (3)在没有初始值的情况下,______________________________________ =总光合作用量。 白瓶中测得的现有量-黑瓶中测得的现有量 归纳 必备知识 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。 归纳 必备知识 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,使叶肉细胞间隙充满水分,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。 归纳 必备知识 6.红外线CO2传感器 由于CO2对红外线有较强的吸收能力,CO2的多少与红外线的降低量之间有一定的线性关系,因此CO2含量的变化即可灵敏地反映在检测仪上,常用红外线CO2传感器来测量CO2浓度的变化。 7.指示剂测定法 利用指示剂在参与细胞代谢的过程中颜色的变化,来判断或测量代谢的过程和方式。 归纳 必备知识 命题 考向突破 1.(2025·湖南衡阳模拟)某兴趣小组设计了如图所示的实验装置若干组,室温25 ℃下进行了一系列的实验,对实验过程中装置条件及结果的叙 述,错误的是(　　) A.若X溶液为CO2缓冲液并给予光照时,液滴移动距离可以表示净光合作用强度大小 B.若要测真正光合强度,需另加设一装置遮光处理,X溶液为NaOH溶液 C.若X溶液为清水并给予光照,光合作用大于细胞呼吸时,呼吸作用产生的CO2全部被光合作用所用 D.若X溶液为清水并遮光处理,消耗的反应物为淀粉时,液滴右移 答案:D 解析:当给予光照时,装置内植物既进行光合作用也进行呼吸作用,CO2缓冲液可保持装置内CO2浓度不变,则液滴移动距离即表示净光合作用释放O2的多少,A正确;真正光合强度=净光合作用强度(释放的O2量)+呼吸作用强度(吸收的O2量),则X溶液为CO2缓冲液并给予光照,此时测出的是净光合作用强度大小,若X溶液为NaOH溶液并遮光处理,此时液滴移动的距离可表示呼吸速率,即另加设一装置遮光处理,X溶液为NaOH溶液可计算出呼吸速率,进而得出总光合速率,B正确;若X溶液为清水并给予光照,当光合作用大于细胞呼吸时,呼吸作用产生的CO2全部被光合作用所用,光合作用产生的O2,除满足呼吸作用所用外,又释放到细胞外,同时从细胞外吸收CO2,但是密闭小室中的CO2量有限,会影响光合作用的进行,C正确;若X溶液为清水并遮光处理,消耗的反应物为淀粉时,有氧呼吸消耗的O2和产生的CO2量相等,因而密闭小室中气体体积不变,液滴不移动,D错误。 2.(多选)某生物科研小组从鸭绿江的某一深度取得一桶水样,分装于六对黑白瓶中,剩余的水样测得初始溶解氧的含量为10(mg·L-1),白瓶为透明玻璃瓶,黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶。将它们分别置于六种不同的光照条件下(a<b<c<d<e),温度保持不变,24 h后,实测获得的六对黑白瓶中溶解氧的含量。请根据其记录数据(如表)判断,下列选项正确的是(　　) 光照强度/ klx 0(黑暗) a b c d e 白瓶溶氧量/(mg·L-1) 3 10 16 24 30 30 黑瓶溶氧量/(mg·L-1) 3 3 3 3 3 3 A.黑瓶中的生物呼吸消耗氧气,但没有光照,植物不能进行光合作用产生氧 B.光照强度为a时,白瓶中溶解氧的含量与初始溶解氧量相等,说明此光照强度下植物仍然不能进行光合作用 C.当光照强度为c时,白瓶中植物产生的氧气量为21(mg·L-1) D.当光照强度为d时,再增加光照强度,白瓶中植物的光合速率不再增加 答案:ACD 解析:黑瓶中的生物呼吸消耗氧气,但没有光照,植物不能进行光合作用产生氧,A正确;光照强度为a时,白瓶中溶解氧的含量与初始溶解氧的含量相等,说明植物光合作用产生的氧气刚好用于细胞呼吸消耗,B错误;当光照强度为c时,白瓶中植物光合作用产生的氧气量即为总光合作用量=净光合作用量+细胞呼吸消耗量=(24-10)+7=21(mg·L-1),C正确;由d、e两组数据可知,当光照强度为d时,再增加光照强度,白瓶中溶解氧的含量也不再增加,即白瓶中植物的光合速率不再增加,D正确。 真题　演练感悟 2 3 1 4 1.(2024·广东卷)2019年,我国科考队在太平洋马里亚纳海沟采集到一种蓝细菌,其细胞内存在由两层膜组成的片层结构,此结构可进行光合作用与呼吸作用。在该结构中,下列物质存在的可能性最小的是(　　) A.ATP　　　　　　　　 B.NADP+ C.NADH D.DNA D 2 3 1 4 解析:由题干信息可知,采集到的蓝细菌细胞内存在由两层膜组成的片层结构,此结构可进行光合作用与呼吸作用,进行光合作用时,光反应阶段可以将ADP和Pi转化为ATP,NADP+和H+转化为NADPH,有氧呼吸的第一阶段和第二阶段都可以生成NADH,而DNA存在于蓝细菌的拟核中,D符合题意。 2 3 1 4 2.(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 D 2 3 1 4 解析:在一定温度范围内,随着温度的升高,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。 2 3 1 4 3.(2022·湖南卷,改编)在夏季晴朗无云的白天,10时左右某植物光合作用强度达到峰值,12时左右光合作用强度明显减弱。光合作用强度减弱的原因可能是(　　) A.叶片蒸腾作用强,失水过多使气孔部分关闭,进入体内的O2量减少 B.光合酶活性降低,呼吸酶不受影响,呼吸释放的CO2量大于光合固定的CO2量 C.叶绿体内膜上的部分光合色素被光破坏,吸收和传递光能的效率降低 D.光反应产物积累,产生反馈抑制,叶片转化光能的能力下降 D 2 3 1 4 解析:夏季中午叶片蒸腾作用强,失水过多使气孔部分关闭,进入体内的CO2量减少,暗反应减慢,光合作用强度明显减弱,A错误;植物体的温度随环境温度的变化而变化,当外界气温升高,植物细胞中的光合酶和呼吸酶的活性均受影响,但12时左右光合作用仍强于呼吸作用,呼吸释放的CO2量小于光合固定的CO2量,B错误;光合色素位于叶绿体类囊体膜上, C错误;夏季中午叶片蒸腾作用强,失水过多使气孔部分关闭,进入体内的CO2量减少,暗反应减慢,导致光反应产物积累,产生反馈抑制,使叶片转化光能的能力下降,光合作用强度明显减弱,D正确。 2 3 1 4 4.(2024·全国甲卷)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)该植物叶片在温度a和c时的光合速率相等,叶片有机物积累速率 ________ (填“相等”或“不相等”),原因是______________________ ________。  不相等 温度a和c时的呼吸速率 不相等 2 3 1 4 解析:该植物叶片在温度a和c时的光合速率相等,但由于呼吸速率不同,叶片有机物积累速率不相等。 2 3 1 4 (2)在温度d时,该植物体的干重会减少,原因是______________________ _____________________________________________________________ ____________________________________。  率与呼吸速率相等,但植物的根部等细胞不进行光合作用,仍进行呼吸作用消耗有机物,导致植物体的干重减少 温度d时,叶片的光合速 解析: 在温度d时,叶片的光合速率与呼吸速率相等,但由于植物有些细胞(如根部细胞)不进行光合作用,仍进行呼吸作用消耗有机物,因此该植物体的干重会减少。 2 3 1 4 (3)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)。 暗反应速率降低;温度过高,导致酶的活性降低,使暗反应速率降低 温度过高,导致部分气孔关闭,CO2供应不足, 解析: 温度超过b时,为了降低蒸腾作用,部分气孔关闭,使CO2供应不足,暗反应速率降低;同时酶的活性降低,导致CO2固定速率减慢,C3还原速率减慢,进而使暗反应速率降低。 2 3 1 4 (4)通常情况下,为了最大程度地获得光合产物,农作物在温室栽培过程中,白天温室的温度应控制在_______________________最大时的温度。  光合速率和呼吸速率差值 解析: 为了最大程度地获得光合产物,农作物在温室栽培过程中,白天温室的温度应控制在光合速率与呼吸速率差值最大时的温度,有利于有机物的积累。 课时 巩固提高 53 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 一、单项选择题 1.(2025·广东中山模拟)将一株生长正常的某种植物置于密闭的玻璃容器内,在适宜条件下光照培养。从照光开始,净光合速率随着时间延长逐渐下降直至为0,之后保持不变。在上述整个时间段内,玻璃容器内CO2浓度表现出的变化趋势是(　　) A.降低至一定水平时再升高 B.持续保持相对稳定状态 C.降低至一定水平时保持不变 D.升高至一定水平时保持相对稳定 C 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 解析:密闭容器内的植物在光照条件下既能进行光合作用也能进行呼吸作用,植物净光合速率=实际光合速率-呼吸速率,净光合速率大于0,则光合作用消耗的CO2量大于呼吸作用释放的CO2量;根据题意,从照光开始,净光合速率随着时间延长逐渐下降直至为0,之后保持不变,说明密闭容器内的CO2浓度从照光开始逐渐下降,净光合速率为0之后密闭容器内的CO2浓度也保持不变,C正确。 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 2.某植物光合作用、呼吸作用与温度的关系如图。据此,对该植物生理特性理解不正确的是(　　) 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 A.呼吸作用的最适温度比光合作用的高 B.该植物在10~45 ℃范围内能够生长 C.通过测量总光合速率和呼吸速率计算得出净光合速率 D.0~25 ℃范围内温度变化对光合速率的影响比对呼吸速率大 答案:C 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 解析:据题图可知,呼吸作用的最适温度约为55 ℃,光合作用最适温度约为30 ℃,呼吸作用的最适温度比光合作用的高,A正确;该植物在10~45 ℃范围内净光合速率大于0,能够生长,B正确;可以测量得出呼吸速率和净光合速率,进而计算得出总光合速率,C错误;温度在0~25 ℃范围内变化,光合速率比呼吸速率变化更大,说明此时对光合速率的影响比对呼吸速率大,D正确。 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 3.(2025·山东烟台模拟)科研人员检测晴朗天气下露天栽培和大棚栽培的油桃的光合速率(Pn)日变化情况,并将检测结果绘制成图。下列相关说法错误的是(　　) 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 A.光照强度增大是导致ab段、lm段Pn增加的主要原因 B.致使bc段、mn段Pn下降的原因是气孔关闭 C.致使ef段、op段Pn下降的原因是光照逐渐减弱 D.适时浇水、增施农家肥是提高大田作物产量的重要措施 答案:B 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 解析:日出后光照强度不断增大,使得露天栽培和大棚栽培的油桃的光合速率迅速上升,即光照强度增大是导致ab段、lm段光合速率(Pn)增加的主要原因,A正确;大棚栽培条件下的油桃在bc段Pn下降,主要原因是光合作用消耗了大量CO2,使大棚内密闭环境中CO2浓度下降,而露天栽培的油桃在mn段Pn下降,是因为环境温度过高导致部分气孔关闭,植株吸收的CO2减少,B错误;15时以后,两种栽培条件下的Pn持续下降,是光照强度逐渐减弱所致,即致使ef段、op段Pn下降的原因是光照逐渐减弱,C正确;适时浇水可避免植物因缺水导致气孔关闭,增施农家肥从而增加CO2浓度是提高大田作物产量的重要措施,D正确。 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 4.如图表示某绿色植物在15 ℃和25 ℃条件下,光照强度和氧气释放速率的关系。下列说法错误的是(　　) 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 A.当光照强度等于0时,该植物在25 ℃时比15 ℃多吸收氧气10毫升/小时 B.当光照强度等于5千勒克斯时,该植物在两种温度下制造有机物的量相等 C.当光照强度小于5千勒克斯时,适当降低温度有利于温室内该植物的增产 D.当光照强度大于8千勒克斯时,15 ℃下该植物光合作用的制约因素主要是二氧化碳浓度等 答案:B 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 解析:当光照强度等于0时,植物只能进行细 胞呼吸,分析题图可知,该植物在25 ℃时比 15 ℃多吸收氧气10毫升/小时,A正确;当光 照强度等于5千勒克斯时,该植物在两种温 度下有机物的积累量相等,但25 ℃时比15 ℃ 的呼吸速率大,故25 ℃时比15 ℃的有机物制造量大,B错误;当光照强度小于5千勒克斯时,15 ℃时的有机物积累量大于25 ℃,所以适当降低温度有利于温室内该植物的增产,C正确;当光照强度大于8千勒克斯时,15 ℃下该植物光合作用的制约因素不是光照强度,主要是二氧化碳浓度等,D正确。 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 5.(2025·江苏苏州模拟)“半叶法”测定光合速率时,将对称叶片的一部分 (甲)遮光,另一部分(乙)不做处理,并设法阻止两部分联系。光照6小时,在甲、乙截取等面积的叶片,烘干称重,分别记为a、b,光照前截取同等面积的叶片烘干称重的数据为m0,下列说法错误的是(　　) A.若m0-a=b-m0,则表明该实验条件下叶片的光合速率等于呼吸速率 B.本实验需阻止叶片光合产物向外运输,同时不影响水和无机盐的输送 C.忽略水和无机盐的影响,甲部分叶片可在给乙光照时剪下,进行等时长的暗处理 D.选择叶片时需注意叶龄、着生节位、叶片的对称性及受光条件等的一致性 A 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 解析:甲遮光,只进行细胞呼吸,故m0-a代表细胞呼吸消耗量,乙不做处理,进行光合作用和细胞呼吸,b-m0代表净光合作用,若m0-a=b-m0,即净光合速率等于呼吸速率,则表明该实验条件下叶片的光合速率大于呼吸速率,A错误。 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 6.(2025·湖北黄石模拟)黑白瓶法多用于研究浮游植物生产量,所用白瓶完全透光,黑瓶不透光。用若干个黑白瓶,装入某湖泊一定水层的1 L湖水后密闭,进行实验测试,结果如图所示。下列相关说法正确的是 (　　) 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 A.白瓶中的生物白天只进行光合作用 B.瓶中生物24小时呼吸消耗氧气量为7 mg C.a光照下,不能满足瓶中生物对氧气所需量 D.a光照下,白瓶中植物24小时氧气净释放量为7 mg 答案:B 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 解析:白瓶中的生物白天既可以进行光合作用,也可以进行呼吸作用,A错误;黑瓶中生物只进行呼吸作用,所以瓶中呼吸消耗氧气量只看黑瓶即可,所以瓶中生物24小时呼吸消耗氧气量为10-3=7 mg,B正确;a光照下,瓶中生物24小时后溶解氧的含量不变,说明净光合作用等于0,即a光照下,刚好满足瓶中生物对氧气所需量,瓶中氧气净释放量为0,C、D错误。 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 二、多项选择题 7. 将一株绿色植物放入一个密闭的三角瓶中,如图甲所示,在瓶口放置一个测定瓶中CO2浓度变化的传感器,传感器的另一端连接计算机,以检测一段时间瓶中CO2浓度的变化。根据实验所测数据绘制曲线图如图乙,下列叙述错误的是(　　) 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 A.将装置甲置于黑暗条件下,可测植株的呼吸速率 B.25 min后植株的光合速率几乎不变,最可能的原因是装置内的CO2减少 C.装置甲测得的CO2吸收速率就是总光合速率 D.若将甲图中蒸馏水换成NaHCO3溶液,CO2吸收速率不变 答案:CD 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 解析:将该装置置于黑暗条件下,绿色植物只进行细胞呼吸,此时测得数值表示的是呼吸作用速率,A正确;25 min之前光合速率大于呼吸速率,装置内CO2逐渐减少,导致光合速率减慢,25 min后光合速率与呼吸速率相等,B正确;装置甲中植物进行光合作用消耗CO2,进行呼吸作用产生CO2,故测得的CO2吸收速率是净光合速率,C错误;若将甲图中蒸馏水换成NaHCO3溶液,可以使得装置内CO2不变,则光合速率不会减小,则CO2吸收速率可能会增大,D错误。 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 三、非选择题 8.某野生绿色植物具有极高的种植价值,科研人员为了研究其叶片在不同光照强度下对密闭水浴箱内的CO2浓度变化速率的影响,特设置图1装置,假设实验过程中的呼吸强度不变,其他条件适宜,所测得的结果如图2曲线所示,其中A~E时间段光源逐渐向左移动。回答下列问题。 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 (1)实验室中常用_________ (试剂)提取该绿色植物叶片中的色素;用纸层析法分离色素时,叶绿素a和叶绿素b在层析液中溶解度较大的是______ _____ 。  无水乙醇 叶绿 素a 解析:光合色素易溶于有机溶剂,故提取绿色植物叶片中的色素常用无水乙醇。用纸层析法分离色素时,叶绿素a在层析液中溶解度较叶绿素b大。 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 (2)叶片的呼吸速率为_____,影响叶片光合速率大小的主要内部因素是__________________________,水浴箱的作用是__________________。  M 色素(叶绿体)含量、酶的数量 维持温度的相对稳定 解析: 根据黑暗条件下,二氧化碳的变化速率可知,叶片的呼吸速率为M。影响叶片光合速率大小的主要内部因素是色素(叶绿体)含量、酶的数量等。水浴箱可以维持温度的相对稳定。 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 (3)AB时间段,小室内CO2浓度______(填“增大”或“减小”)。解释AB时间曲线出现这种变化趋势的原因:_______________________________ _________________________________________________________________________________________________________________________________________。 实验进行到E时,光源不再移动,F时限制叶片光合速率的主要环境因素是_______________。  增大 此时间段内光合速率小于呼吸速率, 由于光照逐渐增强,光合作用逐渐增强,光合作用消耗的CO2逐渐增多, 而呼吸速率不变,导致叶片释放的CO2速率逐渐减慢,但箱内的二氧化碳 浓度仍在增加 光照强度和温度 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 解析: AB时间段内光合速率小于呼吸速率,由于光照逐渐增强,光合作用逐渐增强,光合作用消耗的CO2逐渐增多,而呼吸速率不变,导致叶片释放的CO2速率逐渐减慢,但AB时间段小室内CO2浓度仍在增大。分析图2,实验进行到E时,密闭水浴箱内的CO2浓度变化速率为0,说明E点光合速率等于呼吸速率,随着二氧化碳浓度不断增大,E~F段光合速率不断增大,F时不再变化,说明已达到二氧化碳的饱和点,此时限制叶片光合速率的主要环境因素是光照强度和温度。 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 9.(2025·湖北鄂州模拟)龙须藤喜光照,较耐阴,适应性强。研究人员测定了不同季节某地区龙须藤上层成熟叶片的净光合速率(Pn)日变化曲线,如图1所示。回答下列问题。 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 (1)龙须藤叶绿体中能为暗反应提供能量的物质是______________。  ATP和NADPH 解析:龙须藤叶绿体中进行光反应形成ATP和NADPH,这两种物质能为暗反应提供能量,NADPH还可作为还原剂。 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 (2)在春季,上午11:00龙须藤固定CO2的速率_______ (填“是”“不是”或“不一定”)最大,理由是_____________________________________ ________________________________。  不一定 固定CO2的速率由Pn和呼吸速率共同决定, 此时Pn最大,但呼吸速率大小不确定 解析: 固定CO2的速率即光合速率,光合速率=净光合速率+呼吸速率,即龙须藤固定CO2的速率由Pn和呼吸速率共同决定,春季上午11:00时龙须藤的Pn最大,但呼吸速率大小不确定,故此时固定CO2的速率不一定最大。 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 (3)据图1可知,夏季13:00时左右,龙须藤的Pn出现低谷,此即“光合午休”现象。对于该现象出现的原因,研究人员提出以下两种推测:一种是气孔因素,即高温导致部分气孔关闭,_______________,从而引起Pn降低:另一种是非气孔因素,即气孔没有关闭,但高温引起叶绿体内_______________ ___________________________,从而引起Pn降低。  CO2吸收量减少 光合作用相关酶 活性降低(或光合色素被破坏) 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 解析: 据图1可知,夏季13:00时左右,龙须藤的净光合速率(Pn)出现低谷,即出现“光合午休”现象,推测其原因:一是高温条件下,为降低蒸腾作用,气孔关闭,龙须藤CO2吸收量减少,使暗反应减弱,从而引起Pn降低;二是气孔没有关闭,但高温会引起光合作用相关酶活性降低,或者光合色素被破坏,从而引起Pn降低。 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 (4)龙须藤的叶肉细胞在光下合成糖类物质,以淀粉的形式储存。通常认为若持续光照,淀粉的积累量会增加。但科研人员有了新的发现:给予植物48 h持续光照,测定叶肉细胞中的淀粉积累量的变化规律如图2所示。为了解释图2的实验现象,研究人员提出了两种假设。 假设一:当叶肉细胞内淀粉含量达到一定值后,淀粉的合成停止。 假设二:当叶肉细胞内淀粉含量达到一定值后,淀粉的合成与降解同时存在。 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 为验证假设,科研人员测定了叶肉细胞的CO2吸收速率和淀粉降解产物 (麦芽糖)的含量,结果如图3所示。实验结果支持上述哪一种假设? ________。请运用图中证据进行阐述: _____________________________ ______________________________________________________________ _____。  假设二 实验结果显示,叶肉细胞持续(或 并未停止)吸收CO2,麦芽糖含量快速增加,说明淀粉的合成和降解同时 存在 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 解析: CO2是暗反应的原料,参与淀粉的合成,麦芽糖是淀粉的水解产物。由图2可知,在0~24 h内,叶肉细胞中的淀粉积累量随时间的推移而逐渐增加;超过24 h,叶肉细胞中的淀粉积累量保持相对稳定,不再随时间的推移而增加。由图3可知,随着时间的推移,CO2吸收速率保持相对稳定,麦芽糖含量持续增加。即叶肉细胞持续(或并未停止)吸收CO2,麦芽糖含量快速增加,说明淀粉的合成与降解同时存在,因此支持假设二。 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 10.(2024·广东卷)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。 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 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。  呼吸作用消耗 解析:由于湖底光照不足,导致原有沉水植物因光合作用合成的有机物少于呼吸作用消耗的有机物,生物量减少不足以维持生长,最终衰退和消亡。 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 (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___________________ __________________。  ③②① 三者最大光合速率对 应光强度依次升高 解析: 据图a分析,苦草、黑藻、金鱼藻的最大光合速率对应光强度依次升高,因此生态恢复后,该湖泊形成以上述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③②①。 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 (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。 ①(金鱼藻)除藻率高,②(黑藻)除氮率高,③(苦草)除磷率高 解析: 据图b分析,金鱼藻除藻率高,黑藻除氮率高,苦草除磷率高,三者配合能高效的去除氮、磷和藻,能实现综合治理效果。 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 (4)上述3种草本沉水植物中只有黑藻具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。 实验设计方案 实验材料 对照组:　　　　　实验组:黑藻  实验条件 控制光照强度为　　　 μmol·m-2·s-1  营养及环境条件相同且适宜,培养时间相同 控制条件 　　　　　　　　　　　　　　　　　  测量指标 　　　　　　　　　　　　　　　　　  金鱼藻 500 CO2浓度较低且相同 O2释放量 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 解析: 由图a可知,在光照强度为500 μmol·m-2·s-1时,金鱼藻和黑藻光合速率相同,在不同光照强度下,苦草的光合速率均明显低于黑藻,所以应选择金鱼藻作为对照组验证黑藻的碳浓缩优势且控制光照强度为500 μmol·m-2·s-1。为了验证黑藻的碳浓缩优势,实验需要在CO2浓度较低的环境下进行,并且控制CO2浓度相同,通过测量O2释放量,比较两种植物的净光合速率,判断二者的竞争力。 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 (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:____________________________ ____________________________________________________。  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 解析: 目前的两个实际问题是湖边浅水区种植的沉水植物因强光抑制造成生长不良,大量沉水植物叶片凋落,需及时打捞,增加维护成本,因此可以合理引入浮水植物,减弱沉水植物的强光抑制;合理引入以沉水植物凋落叶片为食物的生物。 $$