第3单元 第18讲 光合速率和呼吸速率的综合分析（课件PPT）-【正禾一本通】2026年新高考生物高三一轮总复习高效讲义（人教版 不定项）

该高中生物学高考复习课件聚焦“光合速率和呼吸速率的综合分析”核心考点，依据新课标“说明叶绿体能量转换”要求，对接高考评价体系，通过近5年真题统计明确总光合与净光合关系（占难题40%）、测定方法（中档题35%）、曲线分析（高频考点50%）等权重，归纳概念辨析、实验设计、曲线解读三大常考题型，构建系统复习框架。 课件亮点在于“真题情境+科学思维+探究实践”备考策略，如以2024全国甲卷温度对光合影响题为例，用“总光合=净光合+呼吸”公式突破计算难点，结合液滴移动法对照设计培养实验逻辑，通过自然/密闭容器曲线关键点（B点温度影响、F点光合午休）分析提升科学思维。特设易错警示（如离体叶绿体不能表示呼吸）和答题模板，助力学生掌握得分技巧，教师可据此精准复习，高效备战高考。

第三单元 细胞的能量供应和 利用 正禾一本通高三一轮总复习 生物学 光合速率和呼吸速率的综合分析 第18讲 01 题型1 总光合速率、净光合速率和呼吸速率 02 03 题型2　 光合速率和呼吸速率的测定方法 题型3　 与光合作用和细胞呼吸有关的曲线分析 目录 04 课下巩固精练卷(十八) 光合速率和呼吸速率的综合分析 3 题型1 总光合速率、净光合速率和呼吸速率 返回 4 A点 B点 AB段(不含A、B两点) B点以后(不含B点) 甲 丙 丙 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 不能 题型2 光合速率和呼吸速率的测定方法 返回 16 有氧呼吸量 净光合作用量 O2的减少量(或CO2的增加量) O2的增加量(或CO2的减少量) 总光合作用量 白瓶中测得的现有量－黑瓶中测得的现有量 题型3 与光合作用和细胞呼吸有关的曲线分析 返回 33 细胞呼吸 光合作用 等于 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 课下巩固精练卷(十八) 光合速率和呼吸速率的综合分析 返回 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 14 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 14 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 14 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 14 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 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【对点练】1.(2024·江西南昌模拟)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(　　) A.当光照强度等于0时，该植物在25 ℃时比15 ℃多吸收氧气10 mL/h B.当光照强度等于5 klx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 klx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 klx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 解析：选B。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 mL/h，A正确；当光照强度等于5 klx时，该植物在两种温度下有机物的积累速率相等，但25 ℃时比15 ℃时的呼吸速率大，故25 ℃时比15 ℃的有机物制造量大，B错误；当光照强度小于5 klx时，该植物在15 ℃有机物的积累速率大于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 klx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.(多选)(2024·山东济宁三模)为研究某种植物光合速率和呼吸速率对生长发育的影响，研究者做了以下实验，将长势相同的该植物幼苗均分成7组，分别置于不同温度下，先暗处理1 h，再光照1 h，其他条件相同且适宜，测其干重变化，结果如图所示。下列说法正确的是(　　) A.光照下26 ℃和32 ℃时该植物的净光合速率相等 B.若光照强度突然增加，叶绿体基质中C3的含量将会增加 C.30 ℃条件下，一昼夜光照时间超过8 h，该植物幼苗才能生长 D.温度达到34 ℃时，该植物幼苗在光照条件下不能进行光合作用 解析：选AC。32 ℃时，暗处理1 h后的重量变化是－4 mg，说明呼吸速率是4 mg/h，光照1 h后与暗处理前的变化是0 mg，光合速率－2×呼吸速率＝0，此条件下光合速率是8 mg/h，净光合速率是4 mg/h，同理可推知，26 ℃时，呼吸速率是1 mg/h，光合速率是5 mg/h，净光合是4 mg/h，A正确；当光照强度突然增加时，光反应增强，产生的ATP和NADPH增加，从而促进了C3的还原，C3的消耗速率加快，但是二氧化碳固定形成的C3的过程不受影响，即C3的生成速率不变，故C3的量减少，B错误；30 ℃条件下，呼吸强度为3 mg/h，光合速率是9 mg/h，一昼夜光照时间等于8 h，则光合作用产生72 mg有机物，呼吸消耗3×24＝72 mg有机物，则光照时间大于8 h该植物幼苗有机物可以积累，才能生长，C正确；34 ℃时呼吸速率是2 mg/h，光照1 h后比暗处理前减少了3 mg，计算可知光合速率为1 mg/h，故34 ℃时该植物幼苗在光照条件下能进行光合作用，D错误。 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。 2.“半叶法”——测定光合作用有机物的产生量 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。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。 3.“黑白瓶法”——测定溶氧量的变化 (1)黑瓶不透光，测定的是 ；白瓶给予光照，测定的是 。 (2)在有初始值的情况下，黑瓶中 为有氧呼吸量；白瓶中 为净光合作用量；二者之和为 。 (3)在没有初始值的情况下， ＝总光合作用量。 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。 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，充以水分，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。 【对点练】3.(2024·湖北荆州三模)图1表示左侧曝光右侧遮光的对称叶片(假设左右侧之间的物质不发生转移)，适宜光照12 h后，从两侧截取同等面积的叶片烘干称重记为m g和n g；图2表示某植物非绿色器官在不同氧浓度条件下的CO2释放量和O2吸收量；图3、4分别表示植物在不同光照强度条件下的O2释放量和CO2吸收量。相关叙述错误的是(　　) A.图1中(m－n)g所代表的是12小时内截取部分的光合作用制造的有机物总量 B.图2中氧浓度为c时，无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸消耗葡萄糖的3倍 C.图3中若白昼均为12小时，光强为5 klx时植株一昼夜需从外界吸收CO2 12 mmol D.图4中若随时间的延长光照强度逐渐增强，则OD间植株积累有机物的量为S2－S1 解析：选B。设截取部分的起始质量为x，则左侧叶片在光下测得净光合作用＝m g－x，右侧叶片在暗处测得呼吸作用＝x－n g，则光合作用制造的有机物量(总光合作用)＝净光合作用＋呼吸作用＝m g－x＋(x－n g)＝(m－n)g，A正确；当外界氧浓度为c时，该器官CO2的释放量相对值为6，而O2的吸收量相对值为4，说明有氧呼吸CO2的释放量为4，无氧呼吸CO2的释放量为2，根据无氧呼吸和有氧呼吸反应可计算出有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖分别是2/3、1，故无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的1.5倍，B错误； 图3中光照强度为5 klx时，呼吸速率为2 mmol/h，净光合速率为3 mmol/h，真正的光合速率＝呼吸速率＋净光合速率＝2＋3＝5 mmol/h，每天12小时光照，产生的氧气量为5×12＝60 mmol，经过一昼夜氧气的净释放量为60－24×2＝12 mmol，根据光合作用的反应式可知，此时植物一昼夜需从周围环境中吸收CO2 12 mmol，C正确；图4中S代表有机物量，OD间此植物呼吸作用消耗的有机物量为S1＋S3，光合作用有机物的净积累量为(S2＋S3)－(S1＋S3)＝S2－S1，D正确。 4.(多选)(2024·山东临沂模拟)利用装置甲，在相同条件下分别将绿色植物E、F的叶片制成大小相同的叶圆片，抽出空气，进行光合作用速率测定。图乙是利用装置甲测得的数据绘制成的坐标图。下列叙述错误的是(　　) A.从图乙可看出，F植物适合在较强光照下生长 B.光照强度为1 klx时，装置甲中放置植物E的叶圆片进行测定时，液滴不移动 C.光照强度为3 klx时，E、F两种植物的叶圆片产生O2的速率相等 D.光照强度为6 klx时，装置甲中E植物叶圆片比F植物叶圆片浮到液面所需时间短 解析：选ABC。根据图乙可知，F植物叶圆片的光补偿点和光饱和点都比E植物低，故F植物适合在较弱光照下生长，A错误；光照强度为1 klx时，E植物叶圆片的呼吸速率大于光合速率，装置甲中E植物叶圆片会吸收装置中的O2，使液滴左移，B错误；光照强度为3 klx时，E、F两种植物叶圆片的净光合强度相等，但E植物叶圆片的细胞呼吸强度大于F植物叶圆片，故光照强度为3 klx时，E、F两种植物的叶圆片产生O2的速率不相等，C错误；光照强度为6 klx时，E植物叶圆片净光合作用强度大于F植物叶圆片的净光合作用强度，故此光照强度下，E植物叶圆片释放的O2多，故装置甲中E植物叶圆片比F植物叶圆片浮到液面所需时间短，D正确。 (1)图1的B点、图2的B′C′段形成的原因：凌晨约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。 (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 。 【对点练】5.(2024·安徽合肥模拟)某研究小组在密闭恒温玻璃室内进行植物栽培实验，连续48 h测定温室内CO2浓度及植物CO2吸收速率，得到如图所示曲线(整个过程呼吸作用强度恒定)，下列叙述正确的是(　　) A.图中植物呼吸速率与光合速率相等的时间点有3个 B.在24 h时叶肉细胞合成ATP的场所只有线粒体 C.据图推测，实验开始的前24小时比后24小时的平均光照强度弱 D.据图推测，36 h时该植物体内有机物的积累量最多 解析：选C。图中植物呼吸速率与光合速率相等的点是CO2吸收速率为0时，分别是6 h、18 h、30 h、42 h四个时间点，A错误；在24 h时植物只进行呼吸作用，能产生ATP的场所有细胞质基质和线粒体，B错误；据图可知，24 h时室内CO2浓度是b，b＝a，而48 h时室内CO2浓度是c，c＜b，CO2含量减少，则后24小时内的总光合作用强度大于前24小时，前24小时比后24小时的平均光照强度弱，C正确；叶绿体利用CO2速率最大的时刻是CO2吸收速率最大时，即36 h时，但CO2吸收速率大于0，就一直有有机物的积累，故36 h时该植物体内有机物的积累量不是最多，42 h时有机物积累量最多，D错误。 6.(2024·河南郑州模拟)绿萝是一种常见的室内观赏植物，如图为绿萝在不同遮光处理条件下净光合速率的日变化曲线。请据图回答下列问题： (1)当绿萝处于M点时，叶肉细胞内合成ATP的场所有______________________________，若长时间处于M点，绿萝干重将__________(填“增加”“不变”或“减少”)。 (2)6：30时80%遮光处理下，绿萝的净光合速率小于0，而不遮光和30%遮光处理下绿萝的净光合速率大于0，请推测其原因是_______________________________________；栽培绿萝时选择________(填“不遮光”“30%遮光”或“80%遮光”)处理条件更有利于其生长。 (3)12：30时，30%遮光条件下绿萝的净光合速率比不遮光条件下的大，甲同学猜测适当遮光会导致叶绿素含量升高，为验证该猜想，请帮助甲同学写出实验思路：____________________________________________________ ________________________。 解析：(1)M点为光补偿点，此时植株的细胞呼吸速率与光合速率相等，细胞呼吸过程中，细胞质基质和线粒体中均会产生ATP，光合作用时，叶绿体中会产生ATP。在光补偿点时，植株的净光合速率为0，因此植株干重不变。(2)6：30时光照强度较弱，80%遮光处理下绿萝进行光合作用能利用的光能更少，影响光反应速率进而影响光合作用速率，导致呼吸速率大于光合速率。根据题图信息可知，绿萝在30%遮光条件下净光合速率最高，更有利于其生长。(3)探究适当遮光是否会导致叶绿素含量升高，可通过设置对照实验进行验证，即取等量30%遮光和不遮光处理24 h的叶片，提取并分离绿叶中的色素，比较两者的叶绿素含量。 答案：(1)细胞质基质、线粒体、叶绿体　不变　(2)6：30时光照强度较弱，80%遮光处理下绿萝进行光合作用能利用的光能更少，影响光反应速率进而影响光合作用速率，导致呼吸速率大于光合速率　30%遮光　(3)取等量30%遮光和不遮光处理24 h的叶片，提取并分离绿叶中的色素，比较两者的叶绿素含量 【高考真题·感悟试做】 1.(2023·北京高考)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(　　) 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 解析：选C。CO2吸收速率代表净光合速率，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，需要从外界吸收的CO2减少，A正确；在高光强下，M点左侧CO2吸收速率升高的主要原因是光合酶的活性增强，B正确；CP点代表呼吸速率等于光合速率，植物都在进行光合作用，C错误；图中M点处CO2吸收速率最大，即净光合速率最大，也就是光合速率与呼吸速率的差值最大，D正确。 2.(2022·全国乙卷)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。关于这一实验现象，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 解析：选D。初期容器内CO2含量较多，光合速率大于呼吸速率，植物吸收CO2、释放O2，使密闭容器内的CO2含量下降、O2含量上升，光合速率逐渐降低，呼吸速率逐渐升高，直至两者平衡趋于稳定，A、B不符合题意；初期光合速率大于呼吸速率，之后光合速率等于呼吸速率，C不符合题意，D符合题意。 3.(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___________________________ ______________________________。 (2)在温度d时，该植物体的干重会减少，原因是___________________ ___________。 (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)。 (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。 解析：(3)温度较高时，蒸腾作用较强，植物气孔部分关闭，气孔部分关闭时，通过气孔进入叶片的二氧化碳减少，暗反应速率降低，导致光合速率降低，同时，温度过高还会影响暗反应相关酶的活性，导致暗反应速率降低。(4)植物的净光合速率越大，积累的有机物越多，因此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净光合速率最大时的温度。 答案：(1)不相等　有机物的积累速率代表净光合速率，而净光合速率＝光合速率－呼吸速率，由图可知，该植物叶片在温度a和c时光合速率相等，但呼吸速率不相等，即该植物叶片在温度a和c时的净光合速率不相等，有机物积累速率不相等　(2)在温度d时，该叶片的光合速率与呼吸速率相等(即该植物叶片的净光合速率为0)，没有有机物积累，由于该植物体还有很多不能进行光合作用的细胞，且需要通过细胞呼吸消耗有机物，因此，在温度d时，该植物体的干重会减少　(3)温度超过b时，植物气孔开度降低，进入叶片的CO2减少(或温度超过b时，与暗反应有关酶的活性降低)(合理即可)　(4)光合速率与呼吸速率差值(或净光合速率) 4.(2024·新课标卷)某同学将一种高等植物幼苗分为4组(a、b、c、d)，分别置于密闭装置中照光培养，a、b、c、d组的光照强度依次增大，实验过程中温度保持恒定。一段时间(t)后测定装置内O2浓度，结果如图所示，其中M为初始O2浓度，c、d组O2浓度相同。回答下列问题。 (1)太阳光中的可见光由不同颜色的光组成，其中高等植物光合作用利用的光主要是____________，原因是____________________________________ _______________________。 (2)光照t时间时，a组CO2浓度________(填“大于”“小于”或“等于”)b组。 (3)若延长光照时间c、d组O2浓度不再增加，则光照t时间时a、b、c中光合速率最大的是____组，判断依据是______________________________ ________________________。 (4)光照t时间后，将d组密闭装置打开，并以c组光照强度继续照光，其幼苗光合速率会______(填“升高”“降低”或“不变”)。 解析：(2)由题意知，a组的光合作用强度小于b组，a组光合作用消耗的二氧化碳也少于b组，所以，光照t时间后，a组CO2浓度大于b组。(3)若延长光照时间c、d组O2浓度不再增加，说明光照t时间时，c、d组的光合速率等于呼吸速率；光照t时间时，a组的O2浓度与初始O2浓度相等，说明a组的光合速率等于呼吸速率；而b组的光合速率大于呼吸速率，故光照t时间时，a、b、c中光合速率最大的是b组。(4)分析图示，光照t时间后，c、d组的O2浓度相同且大于初始O2浓度，而c组的光照强度小于d组，说明限制d组光合速率的因素是CO2浓度。光照t时间后，将d组密闭装置打开，可补充二氧化碳，并以c组光照强度继续照光，则d组幼苗光合速率会升高。 答案：(1)红光和蓝紫光　光合色素中的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　(2)大于　(3)b　密闭装置中O2浓度不再增加时光合速率等于呼吸速率，仅b组光合速率大于呼吸速率　(4)升高 知识点 较易题 中档题 较难题 总光合速率、净光合速率和呼吸速率 1、2 5 11、13、14 光合速率和呼吸速率的测定方法 3 6、9 12 与光合作用和细胞呼吸有关的曲线分析 4 7、8、 10 11、12、 13、14 一、选择题：每小题只有一个选项符合题目要求。 1.(2024·河南郑州三模)光饱和点为光合速率达到最大时所需的最小光照强度。科研人员研究了镉胁迫下硅对烟草光合作用的影响，部分实验结果如表所示。下列相关叙述正确的是(　　) 处理 对照组 镉处 理组 镉＋硅 处理组 实际光合速率/ (μmol CO2·m－2·s－1) 20.57 5.4 9.33 光饱和点/ (μmol·m－2·s－1) 1 200 900 1 050 处理 对照组 镉处 理组 镉＋硅 处理组 气孔导度/ (mmol·m－2·s－1) 1 072 168 190 胞间CO2浓度/ (μL·L－1) 260 300 268 总叶绿素含量/ (μg·cm－2) 1.35 0.56 0.9 A.镉＋硅处理组总叶绿素含量高于镉处理组，原因是硅可用于叶绿素的合成 B.光照强度为1 200 μmol·m－2·s－1时，镉处理组CO2的吸收速率为5.4 μmol·m－2·s－1 C.对照组与镉＋硅处理组相比，胞间CO2浓度基本一致，说明二者的净光合速率相等 D.镉胁迫条件下使用硅处理，气孔因素并不是使烟草植株光合作用改善的主要因素 解析：选D。硅不能用于叶绿素的合成，叶绿素的合成需要Mg等元素，A错误；光照强度为1 200 μmol·m－2·s－1时，早已达到镉处理组的光饱和点，此时实际光合速率为5.4 μmol·m－2·s－1，即CO2的固定速率为5.4 μmol·m－2·s－1，而CO2的吸收速率反映净光合速率，由表无法得知呼吸速率，故不能计算净光合速率，B错误；对照组与镉＋硅处理组相比，胞间CO2浓度基本一致，但二者的实际光合速率不同，呼吸速度未知，无法判断二者的净光合速率是否相等，C错误；镉胁迫条件下使用硅处理，植株气孔导度增加不明显，且胞间CO2浓度反而降低，说明气孔因素并不是改善烟草光合作用的主要因素，D正确。 2.(2024·江西九江模拟)光补偿点为植物的光合速率等于呼吸速率时对应的光照强度；光饱和点为植物的光合速率刚达到最大时对应的光照强度。在一定浓度的CO2、适宜温度及不同光照条件下，科研人员测得甲、乙两种水稻的光合速率变化情况如图所示。下列相关叙述正确的是(　　) A.光照强度为1 klx时，甲、乙两种水稻的真正光合速率不同 B.在各自光补偿点时，甲水稻的光合速率为乙水稻的光合速率的1.5倍 C.未达到各自光饱和点时，影响甲、乙水稻光合速率的主要因素是CO2浓度 D.在各自光补偿点时，甲、乙水稻叶肉细胞消耗的CO2量与产生的CO2量相等 解析：选A。真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率，由图可知，在光照强度为1 klx时，甲水稻处于光补偿点，因此甲水稻的真正光合速率为10 mg/(100 cm2叶·小时)，乙水稻的光合速率小于呼吸速率，因此乙水稻的真正光合速率为5 mg/(100 cm2叶·小时)，A正确；据图可知，在各自光补偿点时，甲水稻光合速率为10 mg/(100 cm2叶·小时)，乙水稻光合速率为15 mg/(100 cm2叶·小时)，乙水稻光合速率为甲水稻光合速率的1.5倍，B错误；未达到各自光饱和点时，影响甲、乙水稻光合速率的主要因素是光照强度，C错误；光补偿点为植物光合速率等于呼吸速率时的光照强度，此时甲、乙水稻叶肉细胞消耗的CO2量等于整个植株所有细胞产生的CO2量，D错误。 3.(2024·湖北荆州三模)在光照恒定、温度最适条件下，某研究小组用图1的实验装置测量一小时内密闭容器中CO2的变化量，绘成曲线如图2所示。下列叙述正确的是(　　) A.a～b段，叶绿体中ATP从基质向类囊体膜运输 B.该绿色植物前30 min真正光合速率平均为64 ppm CO2/min C.适当提高温度进行实验，该植物光合作用的光饱和点将增大 D.若第10 min时突然黑暗，叶绿体基质中C3的含量在短时间内将下降 解析：选B。a～b段CO2含量在下降，说明植物正在进行光合作用，因此叶绿体中ATP从类囊体膜向基质运输，A错误；真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率，由ab段可以计算出净光合速率＝(1 680－180)/30＝50 ppm CO2/min，由bc段可以计算出呼吸速率＝(600－180)/30＝14 ppm CO2/min，因此真正光合速率平均为64 ppm CO2/min，B正确；题干中提出，该实验在最适温度条件下进行，因此适当提高温度进行实验，光合速率下降，导致该植物光合作用的光饱和点将下降，C错误；若第10 min时突然黑暗，则会使光反应产生的ATP和NADPH含量下降，暗反应中C3的还原减少，短时间内C3的合成速率不变，导致叶绿体基质中C3的含量将增加，D错误。 4.(2024·山东潍坊模拟)将某种植物栽培于玻璃温室内，下图为用CO2浓度测定仪测定的密闭玻璃温室内一昼夜CO2浓度的变化情况，下列相关说法错误的是(　　) A.植物细胞在白天和黑夜都能进行有氧呼吸，玻璃罩内O2的含量在f点后又开始出现下降 B.图中b点和f点时，光合作用强度等于呼吸作用强度 C.de段CO2浓度下降趋于平缓的原因主要是叶肉细胞的部分气孔关闭 D.植物体的所有细胞都能进行光合作用和细胞呼吸，且ATP的合成都是在膜上进行的 解析：选D。植物细胞在有光照时才能进行光合作用，有氧呼吸无论白天黑夜都能进行，f点之后CO2浓度上升，是因为呼吸作用大于光合作用或者只有呼吸作用，玻璃罩内O2的含量下降，A正确；图中b点和f点分别是CO2浓度的最高点和最低点，光合作用强度等于呼吸作用强度，B正确；de段由于出现光合午休现象，部分气孔关闭，细胞间隙的CO2浓度降低，影响了光合作用强度，温室内CO2浓度下降趋于平缓，C正确；植物体并非所有的细胞都能进行光合作用，只有绿色部分能进行，有氧呼吸和无氧呼吸第一阶段在细胞质基质中合成ATP，有氧呼吸第二阶段在线粒体基质中合成ATP，并不是在膜上，D错误。 5.(2024·山东泰安模拟)在光照强度等其他条件相同且适宜的情况下，测定了某幼苗在不同温度下的CO2吸收速率，在黑暗条件下测定了该幼苗在不同温度下的CO2生成速率，实验结果如表所示。下列叙述错误的是(　　) 温度/℃ 25 30 35 40 45 50 55 CO2吸收速率/ (μmol CO2· dm－2·h－1) 3.0 4.0 4.0 2.0 －1.0 －3.0 －2.0 CO2生成速率/ (μmol CO2· dm－2·h－1) 1.5 2.0 3.0 4.0 3.5 3.0 2.0 A.分析表中的数据，可知35 ℃时植物实际光合速率最大 B.若进一步测量实际光合速率的最适宜温度，需要在30～40 ℃设置温度梯度继续实验 C.若昼夜时间相等，植物在25～35 ℃时可以正常生长 D.30 ℃与40 ℃时实际光合速率相同，说明酶的活性不受温度的影响 解析：选D。CO2吸收速率表示幼苗的净光合速率，黑暗条件下CO2生成速率表示呼吸速率，实际光合速率＝净光合速率＋呼吸速率，代入表格数据可知，35 ℃时植物实际光合速率最大，A正确；35 ℃时植物实际光合速率最大，若进一步测最适温度，应在35 ℃左右的范围内，即在30～40 ℃设置温度梯度继续实验，B正确；若昼夜时间相等，白天积累的有机物大于晚上消耗的有机物植物可正常生长，即白天的CO2吸收速率大于晚上CO2的生成速率，由表格数据可知，植物在25～35 ℃时净光合速率大于呼吸速率，植物可以正常生长，C正确；30 ℃与40 ℃时实际光合速率相同，都是6 μmol CO2·dm－2·h－1，但净光合速率和呼吸速率都不同，说明酶的活性受温度的影响，D错误。 6.某同学欲测定植物叶片的总光合速率，做如图所示实验。在叶柄基部做环剥处理(仅限制叶片有机物的输入和输出)，于不同时间分别在同一叶片上陆续取下面积为1 cm2的叶圆片烘干后称其重量，测得叶圆片的总光合速率＝(7y－6z－x)/6(g·cm－2·h－1)。不考虑取叶圆片的机械损伤和温度微小变化对叶片生理活动的影响，则M处的实验条件是(　　) A.下午4时后在阳光下照射3 h再遮光3 h B.下午4时后将整个实验装置遮光3 h C.下午4时后将整个实验装置遮光1 h D.下午4时后在阳光下照射3 h 解析：选C。上午10时叶圆片干重为x克，下午4时叶圆片干重为y克，这段时间内叶圆片既进行了光合作用，又进行了细胞呼吸，因此这段时间内叶圆片的净光合速率为(y－x)/6(g·cm－2·h－1)。已测得叶圆片的总光合速率，那么叶圆片的呼吸速率为(7y－6z－x)/6－(y－x)/6＝(y－z)(g·cm－2·h－1)，因此M处的实验条件是下午4时后将整个实验装置遮光1 h。 7.(2024·湖北十堰三模)研究人员对密闭蔬菜大棚中的黄瓜植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、SN、Sm分别表示图中相应图形的面积。下列叙述错误的是(　　) A.E点时密闭大棚中CO2浓度最高，O2浓度最低 B.C点过后光照强度降低，短时间内叶绿体中C3含量升高 C.B点和D点时黄瓜植株光合作用速率等于呼吸作用速率 D.一昼夜后，黄瓜植株有机物的增加量可表示为Sm－SM－SN 解析：选A。B点之前经过一晚上的呼吸释放CO2，且6时之前光合作用小于呼吸作用，因此大棚中的CO2浓度在B点达到最大，此后由于光合作用大于呼吸作用，CO2浓度开始下降，同时由于晚上消耗氧气，此时O2浓度最低，即B点时大棚中CO2浓度最高，O2浓度最低，A错误；C点过后光照强度降低，光反应产生的ATP和NADPH减少，C3还原速率减慢，C3消耗减少，而短时间内C3合成速率不变，因此短时间内叶绿体中C3含量升高，B正确；图中B点和D点表示CO2的吸收量等于CO2的释放量，即黄瓜植株光合作用速率等于呼吸作用速率，净光合速率均为0，C正确；图中SM、SN分别表示0～6时、18～24时呼吸消耗的有机物量，Sm表示6～18时光合作用积累的有机物量，因此，经过一昼夜后，黄瓜植株的净增加量应为Sm－SM－SN，D正确。 二、选择题：每小题有一个或多个选项符合题目要求。 8.(2024·山东滨州模拟)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。下列相关说法正确的是(　　) 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 解析：选ACD。早晨太阳出来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；适时浇水避免植物因缺水导致气孔关闭、增施农家肥增加CO2浓度是提高大田作物产量的重要措施，D正确。 9.(2024·山东烟台一模)科研人员探究了不同光照强度下某植物光合作用、呼吸作用的变化规律，相关指标的检测结果如下表所示。下列说法正确的是(　　) 光照强 度/% 净光合速 率/(μmol· m－2·s－1) 呼吸速率/ (μmol· m－2·s－1) 叶绿素含 量/(mg· g－1) 28.6 13.43 1.09 1.96 52.5 13.98 1.58 2.15 78.3 14.13 2.12 2.56 100 12.38 3.67 1.83 A.该植物可以通过降低呼吸速率来适应低光照强度环境 B.实验中该植物最大光合作用速率为16.05 μmol·m－2·s－1 C.若光照强度由78.3%降至52.5%，短时间内植物体内C3含量会下降 D.实验中低光照适应后该植物对光能的吸收能力会增强 解析：选AD。随着光照强度的下降，植物的呼吸速率下降，因此该植株可通过降低呼吸速率来适应低光照强度环境，A正确；实验中光照强度为78.3%时，该植物光合作用速率最大，为14.13＋2.12＝16.25 μmol·m－2·s－1，B错误；降低光照强度，光反应产物ATP和NADPH减少，C3的还原减弱，短时间内CO2固定速率不变，C3的含量会上升，C错误；实验中低光照叶绿素的含量比光照强度为100%时叶绿素含量有所增加，所以实验中低光照适应后该植物对光能的吸收能力会增强，D正确。 10.(2024·山东潍坊模拟)已知某植物光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为25 ℃和30 ℃，如图为该植物在25 ℃条件下光合作用强度随光照强度变化的曲线图。下列相关叙述不正确的是(　　) A.a点时细胞呼吸只受温度的影响 B.b点时植物才开始进行光合作用 C.提高到30 ℃，b点右移，c点左移 D.c点时，植物的氧气产生量为V2 解析：选ABD。a点植物只进行呼吸作用，除了受温度影响外还受氧浓度等因素的影响，A错误；a点以后随光照强度的增加光合作用逐渐加强，b点是补偿点，光合作用强度等于呼吸作用强度，B错误；如果温度提高到30 ℃，呼吸作用加快，所以a点上移，光合作用酶的活性降低，所以光合作用速率降低，要完成对呼吸作用的补偿需要较强的光照，因此b点右移，饱和点需要的光照强度降低，因此c点左移，C正确；c点时O2的产生量表示总光合作用速率，总光合作用速率＝呼吸作用速率＋净光合作用速率＝V1＋V2，D错误。 三、非选择题 11.(2024·河南郑州二模)为研究干旱、高温对某植物幼苗生长的影响，某研究小组分别进行实验研究。图1表示用密闭的玻璃钟罩培养等量的植物，将4组装置置于4种不同温度下(t1<t2<t3<t4)，分别测定光照、黑暗条件下，培养瓶中氧气的含量变化数据。图2表示在干旱条件下，定期检测某植物的光合指标得到的结果。请回答下列问题： (1)据图1分析，昼夜恒温(t4)、光照时间为12小时，该植物产生ATP的场所有________________，此条件下，该植物______(填“能”或“不能”)正常生长，判断的依据是____________________________________________ ________________________________________________________________________________________________。 (2)叶肉细胞吸收的CO2被C5固定生成______，该物质的还原需要光反应产生的____________等物质为其提供能量。若该植物正常进行光合作用时，只降低光照强度，短时间内C5的含量将______(填“增加”或“减少”)。 (3)据图2分析，干旱胁迫条件下，该植物的净光合速率会______(填“升高”或“降低”)，导致这种变化的主要原因________(填“是”或“不是”)CO2浓度。 (4)图2中，与干旱第2天相比较，第4天时，该植物光反应的速率____(填“快”或“慢”)，原因是__________________________________________ ______________________。 解析：(1)光照条件下，该植物细胞同时进行呼吸作用和光合作用，故产生ATP的场所为细胞质基质、线粒体和叶绿体。昼夜恒温(t4)时，净光合作用速率与细胞呼吸速率相等，且光照时间与黑暗时间等长，白天积累的有机物的总量与晚上消耗有机物总量相等，一昼夜时间内没有有机物的积累，植物不能正常生长。(2)光合作用暗反应阶段发生的反应包括CO2的固定和C3的还原，其中CO2被C5固定生成C3(三碳化合物)，C3在光反应提供的ATP和NADPH的作用下被还原，进而合成有机物和再生C5。若降低光合作用的光照强度，则光反应减弱，会使ATP和NADPH的产生量减少，使C3的还原减弱(C5生成减少)，且短期内CO2的固定速率不变(C5被正常消耗)，因此C5的含量会减少。 (3)根据图2信息可知，干旱胁迫条件下，该植物的净光合速率会降低，且随着干旱时间延长，气孔导度下降，而胞间CO2浓度上升，可见CO2浓度不是净光合作用速率降低的限制因素。(4)随着干旱时间延长，CO2吸收速率下降，暗反应速率降低，消耗ATP、NADPH的速率降低，ATP、NADPH积累，导致光反应速率降低，与干旱第2天相比较，第4天该植物光反应的速率慢。 答案：(1)细胞质基质、线粒体和叶绿体　不能　昼夜恒温(t4)时，净光合作用速率与细胞呼吸速率相等，且光照时间与黑暗时间等长，白天积累的有机物的总量与晚上消耗有机物总量相等，一昼夜时间内没有有机物的积累，植物不能正常生长　(2)C3(三碳化合物)　ATP、NADPH　减少　(3)降低　不是　(4)慢　随干旱时间延长，CO2吸收速率下降，暗反应速率降低，消耗ATP、NADPH的速率降低，光反应速率降低 12.为测定光合速率的变化，某科研小组将某植物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氧气释放速率的变化，结果如图乙所示。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点时该植物叶肉细胞内产生ATP的场所有_________________________________ __________。 (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”“右侧”或“起始位置”)。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，则该组实验数据是在图乙曲线的________段获得的。 每隔20分钟记录一次数据 …… 11 13 17 23 …… (3)如果要测定该植物的真正光合作用速率，还需增加一组实验，其设计思路是___________________________________________________________ ___________________。 解析：(1)凌晨外界温度比较低，酶活性降低，植物的细胞呼吸减弱，释放二氧化碳的速率减慢，吸收氧气的速率也减慢，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，二氧化碳供应减少，暗反应减慢，导致植物此时释放氧气的速率明显降低，e～f段表现为下降趋势；由图乙可知，h点时该植物的氧气释放速率为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，因此此时叶肉细胞产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体。 (2)图甲中二氧化碳缓冲液可以保证容器内二氧化碳浓度的恒定，所以气体体积的增加或减少的原因是氧气的释放或消耗，从而导致液滴的移动。d点时刻之前植物细胞呼吸强度大于光合作用强度，由于a～d段的细胞呼吸导致容器内的氧气浓度降低，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，对应图乙的h点。根据表格中的数据可以看出，氧气释放速率一直增加，说明该时间段光合作用强度大于细胞呼吸强度，而且增加的速率加快，所以只能是图乙曲线中的d～e段。 (3)本实验所测数据为植物的净光合速率，如果计算植物的真正光合速率还需要测定植物的呼吸速率，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，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。 答案：(1)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，二氧化碳供应减少，暗反应减慢　细胞质基质、叶绿体、线粒体　(2)左侧　h　d～e　(3)设置与图甲相同的装置，并将该装置遮光放在与图甲装置相同的环境条件下 13.(2024·湖南衡阳二模)在某温度和光照条件下，将等量长势相似的A、B两种植物幼苗分别置于两个相同的密闭容器中，不同时间点测定容器中CO2浓度变化如图1所示；图2表示A植物幼苗在同温度条件下，于黑暗和某光照条件下CO2产生和固定的相对量。请回答下列问题： (1)根据图1曲线可以判断，在实验给定的条件下，________植物更能适应较低CO2浓度条件，理由是________________________________________ _______________。实验时间超过20 min后，A植物的净光合速率____(填“>”“<”或“＝”)B植物的净光合速率。 (2)图2中光照条件下，A植物CO2固定相对量表示____________强度，该强度不能通过实验直接测得，原因是________________________________ ________________________。 (3)已知A植株每天接受光照12 h，其他时间保持黑暗且其他条件不变，根据图2可知在________的温度条件下，A植株幼苗能正常生长。 解析：(1)两种植物的光合作用和呼吸作用均相等时，B植物所处容器内CO2浓度更低，说明B植物固定CO2的能力比A植物强，更能适应较低CO2浓度条件。实验20 min以后，A、B两种植物所在的密闭容器中CO2浓度不再变化，说明两种植物既不从外界吸收CO2，也不向外界释放CO2，因此20 min以后，两种植物的光合作用强度与呼吸作用强度均相等，净光合速率均为0，即A植物的净光合速率＝B植物的净光合速率。(2)图2中光照条件下，A植物CO2固定相对量表示总光合作用强度，该强度不能通过实验直接测得，原因是在光照条件下，植物在进行光合作用的同时也在进行呼吸作用，会同时放出二氧化碳，因此不能直接测得总光合作用强度。 (3)由图2可知，A植物总光合作用强度、呼吸强度、净光合强度间的关系如表所示： 温度/℃ 5 10 15 20 25 总光合相对量 1.0 1.75 2.5 3.25 4.55 呼吸相对量 0.25 1.05 1.55 2.0 2.2 净光合相对量 0.75 0.7 0.95 1.25 2.35 A植株每天接受光照12 h，其他时间保持黑暗且其他条件不变时，A植株幼苗能正常生长的条件是一昼夜净光合量要大于0，即用光照条件下的净光合量减去黑暗条件下的呼吸量要大于0，植物才能生长，由表可以看出，只有5 ℃、25 ℃时植物才能正常生长。 答案：(1)B　B植物固定CO2的能力比A植物强　＝　(2)总光合作用　在光照条件下植物在进行光合作用的同时也在进行呼吸作用，会同时放出二氧化碳　(3)5 ℃、25 ℃ 14.(2024·四川成都二模)图一表示在光照、温度等条件适宜的情况下，环境中CO2浓度分别对甲、乙两种植物光合作用速率的影响，图二表示测定夏季一昼夜植物乙O2释放速率的变化。回答下列问题。 (1)据图一分析，当CO2浓度为350 μmol/mL时，比较植物甲、乙的有机物积累速率M1、M2的大小和有机物合成速率N1、N2的大小，结果分别为M1____M2、N1______N2(填“>”“<”或“＝”)。 (2)图一中，要使植物甲经过一昼夜(12小时光照，12小时黑暗)能获得有机物积累，则白天CO2浓度应大于____μmol/mL。当CO2浓度大于500 μmol/mL时，两条曲线都不再上升，此时植物自身内部的限制因素有______________________(答出两点即可)。 (3)据图二分析，当植物乙光合作用速率与呼吸作用速率相等时，对应曲线上的__________(填字母)点，此时由光反应产生为暗反应中C3的还原提供能量的物质是______________。经研究发现，气孔开度减小引起的CO2吸收速率降低不是出现f点“光合午休”的唯一原因，“光合午休”现象还与叶片中的D1蛋白(与光反应有关的重要蛋白质)含量密切相关，强光照会导致D1蛋白含量下降，而水杨酸(SA)能减小D1蛋白含量下降的幅度。请以植物乙为材料设计实验验证此结论，简要写出实验思路：____________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________。 解析：(1)据图一分析，当CO2浓度为350 μmol/mL时，植物甲、乙CO2吸收量相等，表明净光合速率相等，而净光合速率可以用有机物的积累速率表示，所以此时M1＝M2，但总合速率＝净光合速率＋呼吸速率，分析图一可知植物甲的呼吸速率大于植物乙的呼吸速率，而甲、乙此时的净光合速率相等，所以有机物合成速率N1>N2。 (2)植物甲经过一昼夜呼吸作用消耗＝24×20＝480，总光合作用速率＝480/12＝40，则净光合速率＝总光合速率－呼吸速率＝40－20＝20，由图可知，要想获得有机物的积累，则白天净光合速率要大于20，因此CO2浓度必须大于150 μmol/mL。当CO2浓度大于500 μmol/mL时，两条曲线都不再上升，此时植物自身内部的限制因素有叶绿体的数量、光合色素的含量、酶的活性、酶的含量、自由水的含量、C5的再生速率、有机物积累等。 (3)据图二分析，当植物乙光合作用速率与呼吸作用速率相等时，对应曲线上的d点和h点，此时由光反应产生为暗反应中C3的还原提供能量的物质是ATP和NADPH。首先确定该实验的目的为验证“强光照会导致D1蛋白含量下降，而水杨酸(SA)能减小D1蛋白含量下降的幅度”，再确定实验的自变量为强光照下水杨酸的有无，因变量为D1蛋白含量的变化，为了观察D1蛋白含量确实有下降和减小下降幅度的变化，需要设置一组空白对照。即实验思路为：将植物乙分成3组，分别在强光照、强光照加水杨酸处理、适宜光照三种条件下培养，其他条件相同且适宜，一段时间后，检测各组D1蛋白的含量和光合作用速率，比较并得出结论。 答案：(1)＝　>　(2)150　叶绿体的数量、光合色素的含量、酶的活性、酶的含量、自由水的含量、C5的再生速率、有机物积累等　(3)d、h　ATP和NADPH　将植物乙分成3组，分别在强光照、强光照加水杨酸处理、适宜光照三种条件下培养，其他条件相同且适宜，一段时间后，检测各组D1蛋白的含量和光合作用速率，比较并得出结论 $