第5章 第4节 第4课时 光合作用与细胞呼吸的综合应用-【金版新学案】2025-2026学年新教材高一生物必修1 分子与细胞同步课堂高效讲义配套课件（人教版 不定项）

第4节　光合作用与能量转化 第4课时　光合作用与细胞呼吸的综合应用 　 第5章　细胞的能量供应和利用 学习目标 1.从物质与能量方面掌握光合作用与细胞呼吸的联系。　 2.辨析总(真)光合速率、净(表观)光合速率和呼吸速率的关系。　3.掌握自然和密闭环境中一昼夜植物光合作用曲线分析方法。 任务一　光合作用与细胞呼吸的关系 1 任务二　测定光合速率和呼吸速率的方法 2 课时测评 5 课堂小结 3 内容索引 课堂评价 4 光合作用与细胞呼吸的关系 任务一 返回 活动1　光合作用与细胞呼吸过程的关系 情境：下图是大麦叶肉细胞中的有关代谢过程，其中A、B代表相关细胞器。回答下列问题：(考查生命观念、科学思维) (1)过程①中消耗的ATP和NADPH的合成场所是________________________。研究表明酶X是由核DNA和叶绿体DNA共同控制合成的，据此推测，酶X的具体合成场所是________________中的核糖体。 探究导思 (叶绿体的)类囊体薄膜 细胞质和叶绿体 (2)在适宜光照条件下，过程③所需O2来自____反应。细胞中某些氨基酸、 核苷酸和脂肪酸等都可直接或间接地与乙酰CoA相互转化，这说明______ ______________________________________________________________________________________________。 光 细呼 吸可作为代谢的枢纽(或蛋白质、糖类、核酸和脂质的代谢都可以通过细胞呼吸联系起来，合理即可) (3)据图推测，大麦叶肉细胞中合成淀粉所需的酶主要存在于__________。 研究发现叶肉细胞叶绿体中的淀粉含量会出现“昼多夜少”规律性的变 化，据此推测，叶绿体中淀粉的主要用途是__________________________ ___________。 叶绿体基质 为夜间细胞的生命活动提供物质和能量 归纳总结 细胞呼吸和光合作用的物质、能量转化关系 归纳总结 (1)物质转化 归纳总结 (2)能量变化 归纳总结 (3)光合作用与有氧呼吸中有关的NADPH、NADH、ATP的来源与去路 针对练1.如图表示光合作用和有氧呼吸过程中C、H、O三种元素的转移途径以及能量转换过程。图中序号表示相关的生理过程。下列叙述错误的是 A.在元素转移途径中，④与⑧、⑦与⑨表示的生理过程相同 B.在元素转移途径中，能在小麦根尖成熟区细胞中发生的生理过程有②③⑥⑦⑨ C.在有氧呼吸过程中，产生能量最多的过程是⑦或⑨ D.⑩⑫产生的ATP中的化学能都可以转变为光能和机械能 √ 在元素转移途径中，④与⑧都是水的光解过程，⑦和⑨都是有氧呼吸的第三阶段，A正确；小麦成熟区细胞，只能进行细胞呼吸，即②③⑥⑦⑨，B正确；在有氧呼吸过程中，产生能量最多的过程是有氧呼吸的第三阶段，即⑦和⑨，C正确；⑩产生的ATP一般用于暗反应，转化为有机物中的化学能，D错误。 针对练2.下图为植物的某个叶肉细胞中两种膜结构及其上发生的生化反应模式图。下列有关叙述正确的是 A.图1、2中的两种生物膜依次存在于线粒体和叶绿体中 B.图1中的H＋来自水、图2中的[H]来自丙酮酸 C.两种生物膜除产生上述物质外，还可产生ATP D.影响图1、2中两种膜上生化反应的主要外界因素分别是温度和光照 √ 根据题图所示信息可判断， 图1所示是叶绿体的类囊体 薄膜，其上进行的是光合作 用的光反应，图示生化反应 是水的光解，H＋来自水。图2所示是线粒体内膜，其上进行的是有氧呼吸的第三个阶段，[H]来自葡萄糖、丙酮酸和H2O，A、B错误。叶绿体的类囊体薄膜上进行光合作用的光反应，可产生ATP，线粒体内膜上进行有氧呼吸的第三个阶段，可产生大量ATP，C正确。影响光反应的主要外界因素是光照，有氧呼吸的第三个阶段不受光照影响，D错误。 活动2　光合速率与呼吸速率的关系 情境：自然环境中一昼夜测得某植物CO2的吸收速率曲线如图1所示。该植物叶肉细胞中的叶绿体在光照条件下可以消耗一定量的O2，这属于植物细胞光呼吸的重要环节。图2表示光合作用和光呼吸的部分过程。回答下列问题：(考查科学思维) (1)a点产生的原因是___________________________________________。 夜间温度降低，呼吸速率降低，CO2释放减少 (2)在c、h点，该植株叶肉细胞中光合速率____(填“＞”“＜”或“＝”)呼吸速率。若土壤中缺Mg，则该植株光补偿点______。 ＞ 增大 (3)催化过程②和③的均是Rubisco，CO2和O2会竞争酶的同一活性位点。因此当O2/CO2偏高时，会______(填“促进”或“抑制”)过程②。 抑制 (4)de段下降的原因是_____________________________。在此环境中，光呼吸可为光合作用提供___________，在一定程度上减缓植物光合速率的下降。 部分气孔关闭，CO2吸收减少 CO2、C3 归纳总结 1.光合速率与呼吸速率关系分析方法： (1)光合速率与呼吸速率的常用表示方法： 项目 表示方法 O2 CO2 有机物 真正光 合速率 O2产生(生成)速率或叶绿体释放O2速率 CO2固定速率或叶绿体吸收CO2速率 有机物产生(制造、生成)速率 净光合速率 植物或叶片或叶肉细胞O2释放速率 植物或叶片或叶肉细胞CO2吸收速率 有机物积累速率 呼吸速率 黑暗中O2吸收速率 黑暗中CO2释放速率 有机物消耗速率 归纳总结 (2)表达式：真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。 (3)曲线： 归纳总结 2.密闭容器内一昼夜植物光合作用与细胞呼吸的关系分析： 针对练3.龙血树在《本草纲目》中被誉为“活血圣药”，有消肿止痛、收敛止血的功效。图甲、乙分别为龙血树在不同条件下相关指标的变化曲线(单位：mmol·cm－2·h－1)。下列叙述错误的是 A.据图甲分析，温度为30 ℃和40 ℃时，叶绿体消耗二氧化碳的速率相等 B.40 ℃条件下，若黑夜和白天时间相等，龙血树能正常生长 C.补充适量的无机盐可能导致图乙中D点左移 D.图乙中影响D、E两点光合速率的主要环境因素相同 √ 叶绿体消耗二氧化碳的速率表示 总光合速率，总光合速率＝呼吸 速率＋净光合速率，据图甲分析 可知，温度为30 ℃和40 ℃时， 叶绿体消耗二氧化碳的速率相 等，A正确；40 ℃条件下，净光合速率等于呼吸速率，若黑夜和白天时间相等，则植物积累有机物的量为(5＋5)×12－5×24＝0，故龙血树不能正常生长，B错误；补充适量无机盐可能使龙血树的光合速率增加，则光补偿点变小，D点左移，C正确；图乙中影响D、E两点光合速率的主要环境因素为光照强度，D正确。 针对练4.将一植株放在密闭玻璃罩内，置于室外一昼夜，获得实验结果如图所示。下列有关说法错误的是 A.图甲中的光合作用开始于C点之前，结束于F点之后 B.到达图乙中的d点时，玻璃罩内的CO2浓度最高 C.图甲中的F点对应图乙中的g点 D.经过这一昼夜之后，植物体的有机物含量会增加 √ B点后CO2的增加量减少，其对 应的时间为4点，表示B点开始 进行光合作用，C、F点表示光 合速率等于呼吸速率，光合作用 消失的点是F点之后，A正确；图乙中d点表示光合速率等于呼吸速率，d点后光合速率大于呼吸速率，使CO2浓度减少，故d点时密闭容器CO2浓度最高，B正确；图甲中的C、F点表示光合作用速率等于细胞呼吸速率，根据相应的时间可知，与图乙中的d、h点相符，即C点对应d点，F点对应h点，C错误；由于G点CO2浓度低于A点，表明经过一昼夜之后，CO2含量减少，植物进行光合作用积累有机物，D正确。 返回 测定光合速率和呼吸速率的方法 任务二 返回 探究导思 活动3　测定光合速率和呼吸速率的方法 情境：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6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6种不同的光照条件下(0＜a＜b＜c＜d＜e)，温度保持不变，24 h后，实测获得6对黑白瓶中溶解氧的含量，其记录数据(如下表)。回答以下问题：(考查科学思维、科学探究) 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 (1)黑瓶中的生物呼吸消耗氧气，但没有光照，植物能不能进行光合作用产生氧？原因是什么？ 提示：不能。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。 (2)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，说明了什么问题？ 提示：植物光合作用产生的氧刚好用于细胞呼吸消耗。 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 (3)当光照强度为c时，白瓶中植物产生的氧气量是多少？ 提示：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)＋(10－3)＝21 mg·L－1 (4)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会不会再增加？为什么？ 提示：不会。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 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 归纳总结 光合速率与呼吸速率的探究方法 (1)利用装置图法测定植物光合速率与呼吸速率 ①将植物(甲装置)置于黑暗中一定时间，记录红色液滴移动的距离，计算呼吸速率。 ②将同一植物(乙装置)置于光下一定时间，记录红色液滴移动的距离，计算净光合速率。 ③根据呼吸速率和净光合速率可计算得到真正光合速率。 归纳总结 (2)叶圆片称重法 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。 归纳总结 (3)黑白瓶法 “黑白瓶”问题是一类通过净光合作用强度和有氧呼吸强度推算总光合作用强度的试题，其中“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，可分为有初始值与没有初始值两种情况，规律如下： 规律1：有初始值的情况下，黑瓶中氧气的减少量(或二氧化碳的增加量)为有氧呼吸量；白瓶中氧气的增加量(或二氧化碳的减少量)为净光合作用量；二者之和为总光合作用量。 规律2：没有初始值的情况下，白瓶中测得的现有量与黑瓶中测得的现有量之差即总光合作用量。 归纳总结 (4)半叶法 将植物对称叶片的一部分(A)遮光或取下置于暗处，另一部分(B)则留在光下进行光合作用(即不做处理)，并采用适当的方法阻止两部分的物质和能量转移。一定时间后，在这两部分叶片的对应部位截取同等面积的叶片，分别烘干称重，记为MA、MB，光合作用产物的量为MB－MA，再通过计算得出光合速率。 针对练5.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。下列对实 验过程中装置条件及结果的叙述，错误的是 A.若X溶液为二氧化碳缓冲液并给予光照时，液滴 移动距离可表示净光合作用强度的大小 B.若要测真正光合作用强度，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，光合作用强度大于细胞呼吸强度时，液滴右移 D.若X溶液为清水并遮光处理，消耗的底物为脂肪时，液滴左移 √ 清水既不吸收和释放氧气，也不吸收和释放二氧化碳，光合作用和细胞呼吸产生和释放的氧气量和二氧化碳量相等，液滴不移动，C错误。 √ 针对练6.(不定项)某研究小组为测定不同光照条件下黑藻的光合速率，将等量且生理状态相同的黑藻植株，分装于6对黑白瓶(白瓶透光，黑瓶不透光)中，并向瓶中加入等量且溶氧量相同的干净湖水，分别置于6种不同的光照条件下，24 h后6对黑白瓶中溶氧量变化情况(不考虑其他生物)如表。下列说法正确的是 A.可以根据黑瓶中溶氧量的变化来计算实验条件下黑藻的呼吸速率 B.该实验条件下光照强度为a时白瓶中的黑藻不能生长 C.白瓶中，当光照强度为d时，若其他条件不变，显著降低CO2浓度，短时间内叶肉细胞中C5含量减少 D.可以根据白瓶中溶氧量的变化计算不同光照强度下黑藻的净光合速率 光照强度/klx 0(黑暗) a b c d e 白瓶溶氧量/(mg/L) －7 ＋0 ＋6 ＋8 ＋10 ＋10 黑瓶溶氧量/(mg/L) －7 －7 －7 －7 －7 －7 √ √ 由题表分析可知，黑瓶中的黑藻不能进行光合作用，只能进行细胞呼吸，其中溶氧量的减少代表水体中生物的呼吸速率，不考虑其他生物，因此可以根据黑瓶中溶氧量的变化来计算实验条件下黑藻的呼吸速率，A正确；表中光照强度为a时，白瓶中溶氧量为0，说明此时黑藻的净光合速率为0，因此，该光照条件下的黑藻不能生长，B正确；白瓶中，当光照强度为d时，若其他条件不变，显著降低CO2浓度，则会导致C5的消耗量减少，而C3的还原过程基本不变，因此，短时间内叶肉细胞中C5含量增加，C错误；综合分析可知，白瓶中溶氧量的变化代表黑藻的净光合速率，因此可根据白瓶中溶氧量的变化计算不同光照强度下黑藻的净光合速率，D正确。 光照强度/klx 0(黑暗) a b c d e 白瓶溶氧量/(mg/L) －7 ＋0 ＋6 ＋8 ＋10 ＋10 黑瓶溶氧量/(mg/L) －7 －7 －7 －7 －7 －7 返回 课堂小结 返回 思维导图 要语必背 返回 1.光合作用是将无机物合成有机物，细胞呼吸是将有机物分解为无机物或分解为小分子有机物。 2.光合作用是将光能转化为化学能贮存在有机物中，细胞呼吸是将有机物分解，产生ATP并释放能量的过程。 3.真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。 4.总光合作用可用O2的产生量或CO2的消耗量(固定量)或光合作用制造的有机物量表示。净光合作用可用CO2的吸收量或O2的释放量或光合作用积累的有机物量表示。 课堂评价 返回 1.如图表示氢元素的转移途径，其中①②表示植物叶肉细胞光合作用的有关途径。③④表示细胞呼吸过程中的有关途径。下列叙述中正确的是 A.途径①产生的NADPH和途径③产生的[H]是同种物质 B.途径①③均在生物膜上进行，途径②④均在基质中进行 C.途径①②③④都发生了能量的转化 D.光合作用的原料H2O中的氧原子可以依次经过途径①②③④转移到细胞呼吸的产物H2O中 √ 途径①表示光反应阶段，产生的NADPH是还原型辅酶Ⅱ；途径③表示有氧呼吸第一、第二阶段，产生的[H]是还原型辅酶Ⅰ，A错误。途径①表示光反应阶段，发生场所是类囊体薄膜上；途径②表示暗反应阶段，发生场所是叶绿体基质；途径③表示有氧呼吸第一、第二阶段，发生场所是细胞质基质、线粒体基质；途径④是有氧呼吸第三阶段，发生场所是线粒体内膜，B错误。途径①②表示光合作用，光能转化成ATP和NADPH中的化学能，ATP和NADPH中的化学能转化成有机物中的化学能；途径③④表示有氧呼吸，有机物中的化学能转化成热能和ATP中的化学能，C正确。光合作用的原料H2O分解产生的氧以氧气形式释放出去，可进入线粒体参与途径④有氧呼吸第三阶段生成水，没有经过途径②③，D错误。 √ 2.(不定项)绿色植物生命活动过程中能量的供应和利用离不开物质的转化。在细胞呼吸过程中存在NAD＋转化成NADH(还原型辅酶Ⅰ)的过程，光合作用过程中存在NADP＋转化成NADPH(还原型辅酶Ⅱ)的过程。下列有关描述正确的是 A.在葡萄糖氧化分解过程中NADH只在线粒体中形成 B.在葡萄糖氧化分解过程中NADH用于还原氧气生成水 C.在光合作用过程中NADPH只在叶绿体的类囊体上形成 D.在光合作用过程中NADPH可用作还原剂，生成糖类等有机物 √ √ 葡萄糖的分解产生NADH发生在细胞质基质，丙酮酸和水分解产生NADH发生在线粒体基质，A错误；有氧呼吸的第三阶段是前两个阶段产生的NADH与氧气结合形成水，B正确；光合作用的光反应阶段在类囊体薄膜上进行，光反应中水光解产生NADPH和ATP，C正确；光合作用的暗反应中NADPH可用作还原C3，继而在酶的作用下经过一系列的反应生成糖类等有机物，D正确。 3.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。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 √ 由于密闭容器中，在适宜且恒定的温度和光照条件下培养，容器内的CO2含量下降，所以说明小麦光合速率大于呼吸速率，但由于CO2含量逐渐降低，从而使小麦光合速率逐渐降低，直到光合作用与呼吸作用相等，容器中气体趋于稳定，即初期光合速率大于呼吸速率，之后光合速率等于呼吸速率，D符合题意。 4.下图是某生物兴趣小组探究不同条件下光合作用和呼吸作用过程中气体产生情况的实验示意图，装置中的NaHCO3溶液可维持瓶内的CO2浓度在恒定水平。下列几种实验结果(给予相同的环境条件)，不可能出现的是 A.甲、乙装置水滴都左移 B.甲、乙装置水滴都右移 C.甲装置水滴不动，乙装置水滴左移 D.甲装置水滴右移，乙装置水滴左移 √ 根据题意可知，装置中的NaHCO3溶液可维持瓶内的CO2浓度在恒定水平，故甲装置内的气压变化是由O2含量变化引起的。较强光照条件下(光合速率大于呼吸速率)甲装置内水滴右移；黑暗或较弱光照条件下(光合速率小于呼吸速率)甲装置内水滴左移；适宜光照条件下(光合速率等于呼吸速率)甲装置内水滴不动；乙装置内青蛙只进行细胞呼吸不进行光合作用，故乙装置内水滴只会左移。综上所述，B符合题意。 5.下图为高等绿色植物光合作用和细胞呼吸之间关系的示意图，其中①～⑥代表不同物质。回答下列问题： (1)为研究该植物绿叶中色素的种类，需将提取到的色素在滤纸上分离，色 素分离依据的原理是______________________________________________ ________________________________。 不同色素在层析液中溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢 色素的提取和分离实验中，色素分离的原理是不同色素在层析液中溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢。 (2)③代表的物质是____，其产生的场所是____________。植物通过光反应把太阳能转变为活跃的化学能储存在_______________(填物质名称)中，通过暗反应把活跃的化学能转变为稳定的化学能储存于_____(填序号)中。 O2 类囊体薄膜 ATP和NADPH ④ 据图分析可知，③代表的物质是O2，其产生的场所是类囊体薄膜。植物通过光反应把太阳能转变为ATP和NADPH中活跃的化学能，通过暗反应把ATP和NADPH中活跃的化学能转变为④糖类等有机物中稳定的化学能。 (3)请用“→”和物质写出14CO2中的14C在光合作用中的转移途径：______ ____________________。 →三碳化合物→糖类 14CO2 14CO2中的14C在光合作用中的转移途径为14CO2→三碳化合物→糖类。 (4)图中④→CO2的过程是细胞呼吸的____________阶段，该过程在______ ____________________中进行。 第一和第二 质基质和线粒体基质 细胞 图中葡萄糖等有机物生成CO2的过程是有氧呼吸的第一和第二阶段，该过程在细胞质基质和线粒体基质中进行。 (5)从上图可以看出，光合作用和细胞呼吸并非简单的可逆反应，原因是_____________________________________________________________________________。 二者只是反应前后的物质相同，但反应场所、所需酶的种类、物质转化过程等均不同 从图可以看出，光合作用和细胞呼吸只是反应前后的物质相同，但反应场所、所需酶的种类、物质转化过程等均不同，故不是简单的可逆反应。 返回 课时测评 返回 题组一　光合作用与细胞呼吸的关系 1.如图表示光合作用与细胞呼吸过程中部分物质变化的关系。下列说法正确的是 A.图中①②过程消耗ATP，③④⑤过程产生ATP B.①②过程在叶绿体中进行，③④⑤过程在线粒体中进行 C.①过程产生的NADPH参与②过程，③和④过程产生的[H]与氧结合产生水 D.高等植物所有的细胞都可以进行①②③④⑤过程 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 分析图示可知，①过程表示光反应 阶段，②过程表示暗反应阶段，① 过程产生的ATP用于②过程，③④ ⑤表示有氧呼吸全过程，三个阶段 都产生ATP，A错误；真核细胞中，①②过程在叶绿体中进行，③过程在细胞质基质中进行，④⑤过程在线粒体中进行，B错误；①光反应阶段产生的NADPH参与②暗反应中C3的还原，③和④过程产生的[H]都在有氧呼吸的第三阶段与氧结合产生水，C正确；不是所有的高等植物都可以进行①②过程，如高等植物的根尖细胞，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2.如果将一株绿色植物栽培在含O的完全培养液中，给予充足的光照，经过一段时间后，下列物质中能含18O的是 ①周围空气的氧气　②周围空气的二氧化碳　③周围空气的水分子　④光合作用产生的葡萄糖 A.① B.①③ C.①②③ D.①②③④ √ 水的光解产生氧气，周围空气中的氧气含有18O，①正确；水参与细胞呼吸过程，与丙酮酸反应产生二氧化碳释放到空气中，②正确；植物吸收的水大多通过蒸腾作用散失到空气中，③正确；由于周围空气的二氧化碳含18O，二氧化碳是光合作用的原料，光合作用生成的葡萄糖也含有18O，④正确，故选D。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 3.如图所示为甘蔗一个叶肉细胞内的系列反应过程，下列有关说法正确的是 A.过程①中叶绿体中的4种色素都主要吸收蓝紫光和红光 B.过程②发生在叶绿体基质，过程③发生在线粒体 C.过程①产生NADPH，过程②消耗NADPH，过程③既产生也消耗NADH D.若过程②的速率大于过程③的速率，则甘蔗的干重就会增加 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 由题图分析可知，①是光反应阶段，②是暗反应阶段，③是细胞呼吸生成ATP，④是ATP中的能量用于各项生命活动。光反应中吸收光能的色素中，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，A错误；暗反应阶段发生在叶绿体基质中，细胞呼吸产生ATP的场所是细胞质基质和线粒体，B错误；如果暗反应的速率大于呼吸速率，只能说明这一个叶肉细胞的光合作用强度大于细胞呼吸强度，但整个植株的干重不一定会增加，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 4.如图表示温度对某种植物在光照下和黑暗中CO2吸收量和释放量(单位：mg/h)的影响情况。已知除了温度变化之外，其他环境条件(如光照强度等)不变，下列说法正确的是 A.根据图中曲线，无法确定细胞呼吸的最适温度 B.光照下CO2的吸收量表示光合作用所需的CO2量 C.图中a点表示光合作用强度与细胞呼吸强度相等 D.环境温度超过25 ℃时，植物体内有机物的量会减少 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 随着温度的上升，黑暗中CO2释放量不断增大， 所以根据图中曲线，无法确定细胞呼吸的最适 温度，A正确；光照下CO2吸收量是净光合速率， 表示光合作用所需的CO2量－细胞呼吸释放的CO2 量，B错误；由于虚线表示净光合速率，实线表示呼吸速率，所以a点不能表示光合作用强度与细胞呼吸强度相等，C错误；环境温度超过25 ℃时，净光合速率有所减小，但仍大于0，所以植物体内有机物的量仍在增加，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 5.(2025·北京开学考试)下面关于光合作用与细胞呼吸的叙述，正确的是 A.它们可以在同一细胞内进行 B.呼吸作用产生的ATP主要用于暗反应 C.在光下光合作用速率一定大于呼吸作用速率 D.光合作用产生的NADPH和呼吸作用产生的NADH都能与O2结合为水 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 植物的叶肉细胞含有叶绿体，能进行光合作用，同时也含有与呼吸作用有关的酶，因此也能进行呼吸作用，即光合作用与呼吸作用可以在同一细胞内进行，A正确；呼吸作用产生的ATP主要用于除了暗反应之外的其他生命活动，光反应产生的ATP用于暗反应，B错误；在光下、且光照强度低于光补偿点时，光合作用速率小于呼吸作用速率，C错误；光合作用产生的NADPH用于三碳化合物的还原，有氧呼吸产生的NADH能与O2结合为水，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 6.如图是密闭大棚内番茄在24小时测得的CO2含量和CO2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于 温度降低使细胞呼吸减弱 B.d点时光合速率虽有所下降，但 仍大于呼吸速率 C.如果N点低于M点，说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量增加 D.番茄通过光合作用制造有机物的时间是ce段 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 ab段番茄只进行呼吸作用，a点温度降低 导致细胞呼吸减弱，CO2释放量减少，A 正确；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 下降，但净光合速率仍大于0，即光合速率 仍大于呼吸速率，B正确；如果N点低于M点，说明经过一昼夜，植物吸收了CO2，进而说明植物光合作用强度大于呼吸作用强度，植物体内的有机物总量增加，C正确；番茄通过光合作用制造有机物的时间是bf段，ce段属于有机物的积累阶段，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 题组二　测定光合速率和呼吸速率的方法 7.如图为某研究小组测定光照强度对植物叶片光合作用影响的实验装置。将该装置先放在黑暗条件下一段时间，然后给予不同强度的光照。关于该实验的叙述，不正确的是 A.温度、CO2浓度和有色液滴的移动距离都是无关变量 B.CO2缓冲液的作用是维持容器中CO2浓度的稳定 C.如果有色液滴向右移动，说明光合速率大于呼吸速率 D.如果有色液滴向左移动，说明光合速率小于呼吸速率 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 依题意可知，该实验的目的是探究光照强度对植物叶 片光合作用的影响，自变量是光照强度，因变量是光 合作用强度，有色液滴的移动距离作为观测的指标， 温度、CO2浓度等都是无关变量，A错误。CO2缓冲液 的作用是维持容器中CO2浓度的稳定，B正确。有色液滴移动的距离与装置内O2的变化量有关，如果有色液滴向右移动，说明光合作用释放的氧气量大于呼吸作用吸收的氧气量；如果有色液滴向左移动，说明光合作用释放的氧气量小于呼吸作用吸收的氧气量，C、D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 8.(2024·聊城高一期末)用等体积的三个玻璃瓶甲、乙、丙同时从某池塘水深0.5 m处的同一位置取满水样，立即测定甲瓶中的氧气含量，并将乙、丙瓶密封后沉回原处。一昼夜后取出玻璃瓶，分别测定两瓶中的氧气含量，结果如下(不考虑化能合成作用)。下列有关分析不正确的是 A.丙瓶中浮游植物的细胞产生[H]的场所是细胞质基质和线粒体基质 B.在一昼夜内，丙瓶生物细胞呼吸消耗的氧气量约为1.1 mg C.在一昼夜内，乙瓶中生产者实际光合作用释放的氧气量约为1.8 mg D.在一昼夜后，丙瓶水样的pH比乙瓶的高 √ 透光玻璃瓶甲 透光玻璃瓶乙 不透光玻璃瓶丙 4.9 mg 5.6 mg 3.8 mg 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 丙瓶中浮游植物的细胞只进行细胞呼吸，产生[H]的过程为有氧呼吸的第一阶段和第二阶段，场所为细胞质基质和线粒体基质，A正确；由于丙瓶为不透光的玻璃瓶，消耗的氧气可代表浮游生物的细胞呼吸，因此在一昼夜内，丙瓶生物细胞呼吸消耗的氧气量约为4.9－3.8＝1.1 mg，B正确；在一昼夜内，乙瓶中生产者实际光合作用释放的氧气量＝5.6－3.8＝1.8 mg，C正确；细胞呼吸产生的二氧化碳会改变瓶内水样的pH，乙瓶中光合速率大于细胞呼吸速率，导致瓶内二氧化碳浓度下降，而丙瓶只进行细胞呼吸，消耗氧气并释放二氧化碳，导致瓶内二氧化碳增多，因此乙瓶水样的pH比丙瓶的高，D错误。 透光玻璃瓶甲 透光玻璃瓶乙 不透光玻璃瓶丙 4.9 mg 5.6 mg 3.8 mg 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 √ 9.(不定项)将某种绿色植物的叶片放在特定的实 验装置中，研究其在10 ℃、20 ℃的温度条件 下分别置于5 klx光照、10 klx光照和黑暗条件 下的光合作用强度和呼吸作用强度，结果如 图所示。据图所作出的推测，错误的是  A.该叶片在20 ℃、10 klx的光照下，每小时 光合作用固定的CO2量是8.25 mg B.该叶片在5 klx光照下，10 ℃时单位时间内积累的有机物比20 ℃时少 C.该叶片在10 ℃、5 klx的光照下，每小时光合作用所产生的O2量是3 mg D.通过实验可知，该叶片单位时间的净光合作用量与温度和光照强度均呈正相关 √ √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 根据题意和图示分析可知，甲图O2吸收量 反映的是呼吸作用量，黑暗环境中在10 ℃、 20 ℃的温度条件下，2 h的O2吸收量分别是 1 mg和2 mg。乙图O2释放量代表净光合作 用量，在20 ℃、10 klx光照下，经过2 h， 叶片释放的O2量为10 mg，加上呼吸作用消 耗的2 mg，可以得出该条件下每小时光合作用产生的O2量是6 mg，根据光合作用反应式可知，该条件下每小时光合作用固定的CO2量是6×44÷32＝8.25 mg，A正确。分析乙图，在5 klx光照下，10 ℃时单位时间内释放的O2量比20 ℃时多，因此该叶片在5 klx光照下、10 ℃时单位时间内积累的有机物比20 ℃时多，B错误。在10 ℃、5 klx的光照下，经过2 h，叶片释放的O2量为6 mg，加上呼吸作用消耗的1 mg，可以得出该条件下每小时光合作用产生的O2量是3.5 mg，C错误。仅就图中曲线而言，不能得出净光合作用量与温度和光照强度均呈正相关的关系，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 √ 10.(不定项)研究人员在测定某植物光合参数时发 现一株叶色突变体，其叶绿素含量低于野生型 植株，但气孔导度(气孔开放程度)却高于野生 型植株。该突变体植株与野生型植株净光合速 率曲线图如图，下列相关叙述错误的是 A.在8时与18时，两植株消耗二氧化碳的速率相同 B.10～12时野生型曲线下降主要是气孔导度低直接导致光反应速率降低 C.与野生型植株相比，突变体植株在较强光照下的净光合速率较低 D.6～8时突变体植株净光合速率低于野生型，限制因素可能是叶绿素含量 √ √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 在8时与18时，两植株二氧化碳的吸收速率 相同，而消耗二氧化碳的速率等于二氧化碳 的吸收速率与细胞呼吸产生二氧化碳的速率 之和，细胞呼吸产生二氧化碳的速率二者不 相等，A错误；10～12时野生型曲线下降主 要是气孔导度低直接导致暗反应速率降低，B错误；与野生型植株相比，突变体植株叶绿素含量低、气孔导度高，在正午12时，较强光照下的净光合速率较高，C错误；6～8时突变体植株净光合速率低于野生型，可能是由于突变体叶绿素含量低，光反应速率较低，影响暗反应，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 11.(16分)为测定光合作用速率的变化，某科研小组将番茄放入密闭的透明玻璃小室中，如图甲所示。将该装置放于自然环境中，测定夏季一昼夜小室内植物O2释放速率的变化，结果如图乙。请据图分析并回答下列问题： (1)图乙曲线中，a～b段上升的原因是________________________________ ______；e～f段下降是因为_________________________________________ ___________，从而导致光合速率下降；h点时番茄叶肉细胞内产生ATP的场所有____________________________。 温度下降，酶活性降低，细胞呼吸 减弱 温度过高导致部分气孔关闭，CO2供应减少， 暗反应减慢 细胞质基质、叶绿体、线粒体 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 凌晨外界温度比较低，酶活性降低， 植物的细胞呼吸减弱，释放的CO2的 量减少，吸收的O2的量也减少，所 以在图乙曲线中，a～b段表现为上 升趋势。中午外界温度较高，蒸腾作用旺盛，为了减少植物体内水分的散失，植物叶片部分气孔关闭，CO2供应减少，暗反应减慢，导致植物此时释放O2的速率明显降低；由图乙可知，h点时该植物的O2释放速率为0，即净光合速率为0，此时，该植物同时进行光合作用和细胞呼吸，因此此时产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 (2)图乙曲线中d点时刻，图甲装置中有色液滴的位置位于起始位置(0点)的______(填“左侧”或“右侧”)。有色液滴移到最右侧对应图乙曲线中的___点。小组成员在上午某段时间内，记录有色液滴移动位置时，获得了以下数据： 每隔20分钟记录一次数据 …… 11 13 17 23 …… 则该组实验数据是在图乙曲线的_______段获得的。 左侧 h d～e 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 图甲中CO2缓冲液的作用是保证容器内CO2 浓度的恒定，所以装置内气体体积的增加或 减少的原因是O2的释放或消耗，从而导致液 滴的移动。d点时刻之前植物的呼吸速率大于 光合速率，由于a～d点的细胞呼吸导致容器内的O2浓度降低，从而导致液滴左移；甲装置刻度管中的有色液滴右移到最大值的时刻是光合积累量最大的时刻，对应图乙曲线中的h点；根据表格中的数据可以看出，O2释放速率一直在增加，说明光合作用强度大于细胞呼吸强度，而且增加的速率逐渐加快，所以只能是图中的d～e段。 每隔20分钟记录一次数据 …… 11 13 17 23 …… 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 (3)如果要测定该植物的真正光合速率，还需增加一组实验，其设计思路是______________________________________________________________________。 设置如图甲相同的装置，并将该装置遮光放在与图甲装置相同的环境条件下 本实验测得的数据为植物的净光合速率，如果计算植物的真正光合速率需要测植物的呼吸速率，即真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率，故可得实验思路为设置一组实验遮光处理，没有光照，植物不能进行光合作用，其他条件与甲装置相同，此时测定的是植物的呼吸速率，最后将测得的呼吸速率和净光合速率相加即可得到真正光合速率。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 12.(16分)智能温室可实现立体栽培、无土栽培，并通过科学的环境控制手段实现雨水、CO2的全面回收利用，实现高产、节水。图1为智能温室的结构示意图，图2、图3表示某种温室作物在不同环境条件下，CO2吸收或释放速率的变化情况。回答下列问题： (1)图1所示的智能温室中，不仅能控制温度，还控制了其他一些影响光合作用的因素，例如____________________(答出2个)，为了增加植物一昼夜有机物的积累量，在温度方面采取的措施是______________________________________。 光照强度、CO2浓度 白天适当升高温度，夜晚适当降低温度 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 智能温室能通过科学的环境控制手段实现雨水、CO2的全面回收利用，温室内还有照明装置和遮阳棚等，故智能温室除能控制温度外，还能控制光照强度和CO2浓度。要增加植物一昼夜有机物的积累量就要增强光合作用强度，减弱呼吸作用强度，以此减少有机物的消耗，故在温度方面可增大昼夜温差，白天适当升高温度，夜晚适当降低温度。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 (2)图2中表示在光照条件下的CO2吸收或释放速率的是______(填“实线” 或“虚线”)，从图中可以看出，细胞呼吸的最适温度_______(填“大于” “小于”或“等于”)光合作用的最适温度。将温度从20 ℃升高至30 ℃，呼吸速率和光合速率都增大，植物的生长速率______(填“提高”“降低”或“不变”)，判断的依据是___________________________________ ________________________。 实线 大于 提高 温度由20 ℃升高至30 ℃，净光合速率 增大，积累的有机物增加 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 在光照条件下的CO2吸收或释放速率表示净光合速率，图2中实线表示净光合速率随温度的变化。从图中可以看出，在40 ℃时呼吸强度最大，故细胞呼吸的最适温度为40 ℃，而总光合作用＝净光合作用＋呼吸作用，在30 ℃时光合作用强度最大，故细胞呼吸的最适温度大于光合作用的最适温度。由图2可知，将温度从20 ℃升高至30 ℃，净光合速率增大，植物能够积累更多的有机物供生长所需，故植物的生长速率提高。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 (3)图3所示的结果中，第6 h和第18 h植物的光合速率与呼吸速率的大小关系分别是____________。 相等、相等 由图3可知，CO2吸收速率表示该植物的净光合速率，在第6 h和第18 h净光合速率都为0，而净光合速率＝总光合速率－呼吸速率，故第6 h和第18 h植物的光合速率与呼吸速率都相等。 返回 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 谢 谢 观 看 第5章　细胞的能量供应和利用 $