第16课时 光合作用和细胞呼吸的综合分析-【红对勾讲与练·讲义】2026年高考生物大一轮复习全新方案通用版（单选版）

释放的气体是O2,A错误：若距离s突 然由0时变为α，气体释放速率不变， 即光合速率不变，故光照强度不是限 制光合作用速率的因素，B错误；实验 测的是整个植株气体 放速率，当距 离为c,即 点时， ·植株的光合速 率等于呼 ·植株中存在如 根细胞等没有 ,不能进行光合 作用的细胞，故 肉细胞的光合速率 大于呼吸速率，C正确；在相同温度条 件下进行实验，呼吸速率不变，D错误。 考点二光合作用的 影响因素及应用 关键能力提升 (1)加快；CO2浓度增加，暗反应加快，光 合作用速率加快。 (2)NADPH和ATP的供应限制、固定 CO,的酶的活性、C的还原酶的活性、有 机物在叶绿体中积累等。 (3)作物长期处于高浓度CO2环境而降 低了固定CO,的酶的活性：当恢复大气 CO,浓度后，已降低的酶活性未能恢复， 又失去了高浓度CO,的优势，因此会表 现出比大气CO2浓度下更低的光合 速率。 核心素养达成 1.C由表可知，第①组处理有利于诱导 植物甲提前开花，但产量最低，A错 误：由①②③三个实验可以看出，随着 黑暗时间延长，花的叶黄素含量先增 加后减少，因此，花的品质与光照处理 中的黑暗时长并不呈 负相关，B错误； 三组实验中第②组处理花的叶黄素含 量最高，且产量也比较高，所以应该选 择第②组处理，C正确；表中信息显示 花的叶黄素含量与花的产量不呈正相 关，D错误。 2.A CO2是光合作用的原料，增加叶片 周围环境CO2浓度可增加单位时间单 位叶面积的氧气释放量，A符合题意； 降低温度会 低 ,合 用的酶活性， 进而降低单 叶面积的氧气 释放量，B :给光源加滤光 片改变光的颜 ,会使单位时间单位叶 面积的氧气释放量降低，C不符合题 意；移动冷光源缩短与叶片的距离会 使光照强度增大，但单位时间单位叶 面积的最大氧气释放量可能不变，因 为光饱和点之后，光合作用强度不再 随着光照强度的增强而增强，D不符合 题意。 3.(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O,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 解析：(1)植物进行光合作用时捕获光 能的色素为叶绿素和类胡萝卜素，其 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，故高等植 物光合作用利用的光主要 红光和蓝 紫光。(2 意知，a 合作用 强度小于 组，a组光合 作用消耗的 CO2量也少于b组，所以，光照t时间 后，a组CO。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 2对勾·讲与练·高三生物 。2浓度与初始O,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 CO2,并以c组光照强度继续照光，则d 组幼苗光合速率会升高。 4.D高温使呼吸酶的活性增强，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 5.A措施②春化处理是为了促进花芽 形成，反映了低温与作物开花的关系； ④光周期处理，反映了昼夜长短与作 物开花的关系，A正确。措施③风干 储藏可以减少自由水，从而减弱细胞 呼吸，降低有机物的消耗；⑤合理密植 的主要目的是提高能量利用率，促进 光合作用，B错误。措施②春化处理是 为了促进花芽形成，⑤⑥的主要目的 是促进作物的光合作用，C错误。 措施 ①③的主要目的是降低作物或种子的 呼吸作用强度，④光周期处理的目的 是促进或柳制植物开花，D错误。 真题演练感悟高考 .D10℃条件下，CO2浓度为200L·L 至370L·L1时，光合速率有显著 提高，而CO2浓度为370L·L1至 1000L·L1时，光合速率无明显的 提高，且题图中只做了三种不同CO 浓度的实验组，所以不能表明10℃条 件下，光合速率随CO,浓度的升高会 持续提高，D错误。 (1)①500光合作用受到抑制，消耗 的二氧化碳减少，且气孔导度增加 ②在弱光下，随光强增加，黄连的生长 速率快速达到最大；光照过强，黄连的 生长受到抑制叶片较薄，叶绿素较 多（或叶色深绿，叶绿体颗粒较大，叶 绿体类囊体膜面积更大) (2)①②③⑤ (3)合理施肥增加光合面积，补充二氧 化碳提高暗反应速率 解析：(1)①光饱和，点为光合速率不再 随光强增加而增加时的最小光照强 度，由图1净光合速率的曲线可知，当 光照强度达到500mol·m 时光合速率不再增加：由图1可知，光 强大于1300mol·m 后，光 合作用受到抑制，且气孔导度增加，所 以胞间二氧化碳求度增加主要是由于 光合作用受到抑制，消耗的二氧化碳 减少，且气孔导度增加。②由图1净光 合速率曲线可知，光强对黄连生长的 影响主要表现为在弱光下，随光强增 加生长速率快速达到最大，光照过强 其生长受到柳制：弱光下，植物可通过 增加受光面积或增加光合色素的含量 来增加光合速率，所以黄连叶片适应 弱光的特征有叶片较薄，叶绿素较多 (或叶色深绿，叶绿体颗粒较大，叶绿 体类囊体薄膜面积更大)。(2)为减轻 光柳制，黄连能采取调节光能在叶片 上各去向的比例，提升修复能力等防 御机制，具体可包括①叶片叶绿体避 光运动，减少对光能的吸收：②提高光 -494- 合产物生成速率，从而提高光合速率消 耗更多的光能：③自由基清除能力增 强，减少对光合结构的破坏；⑤增强热 耗散。而④提高叶绿素含量会增加对 光能的吸收，不能减轻光抑制。(3)为 增强黄连光合作用以提高产量，还可 采取的措施及其作用为合理施肥增加 光合面积，补充二氧化碳提高暗反应 速率等。 3.(1)④①④K+苹果酸 (2)①②④丙酮酸NADH (3)电化学势梯度(H+浓度差) (4)吸水膨胀 (5)ABD 解析：(1)光驱动下NADPH的产生发 生在叶绿体的类囊体薄膜上，即④中」 由图1可知，CO,固定产物的还原除 了在叶绿体基质中发生外，在细胞质 基质中也会发生OAA的还原，故场所 包括①和④。液泡吸水会导致气孔打 开，液泡失水会导致气孔关闭，由图1 分析可知，影响液泡吸水或失水的物 质包括水、K+、Mal等。(2)保卫细胞 既可进行细胞呼吸，又可进行光合作 用，能产生ATP的场所有细胞质基 质、线粒体和叶绿体，即①②④。分析 图1可知，保卫细胞中的糖分解为 PEP,PEP需再转化为丙酮酸后方能进 入线粒体。经过TCA(三羧酸)循环产 生的NADH最终通过电子传递链氧 化产生水和ATP。(3)蓝光激活质膜 上的AHA后，消耗ATP将H系出 膜外，在质膜内外形成跨膜电化学势 梯度(H浓度差)，驱动细胞吸收K 等离子，进而促进细胞吸水膨胀，使气 孔打开。(4)细胞中的PEP在酶的作 用下固定CO2生成OAA,并进一步还 原为Mal,进入液泡，使液泡的水势降 低（渗透压升高），使保卫细胞吸水膨 胀，气孔打开。(5)分析图2可知，拟南 芥野生型WT的叶绿体中可运入 ATP,淀粉粒面积相对较大，NTT突变 体nt1的叶绿体丧失运入ATP的能 力，淀粉粒的面积较小，对比可知淀粉 大量合成需要依赖呼吸作用提供的 ATP,A正确；光照2h时，虽通过光合 作用不断合成淀粉，WT叶绿体中的淀 粉粒面积仍大幅下降，说明光照条件 下叶绿体中淀粉大量水解，使液泡渗 透压升高，促进了气孔张开，B正确；光 照条件下突变体ntt1的淀粉粒面积能 保持稳定，是光合作用不断合成淀粉 与淀粉不断水解相平衡的结果，C错 误；当光照时间达到8h时，WT叶绿 体中淀粉粒的面积大幅升高，说明长 时间光照可使WT叶绿体积累较多的 淀粉，D正确。 第16课时光合作用 和细胞呼吸的综合分析 考点一 光合作用与细胞呼吸 过程的关系 关键能力提升 (1)CO2;线粒体基质；线粒体内膜、外 膜→细胞膜→相邻细胞的细胞膜→相邻 细胞的叶绿体外膜、内膜。 (2)伴随着ATP合成的过程有②③④ ⑤，合成ATP最多的过程是② (3)不是，I表示光反应产生的NADPH, Ⅳ表示有氧呼吸第一、第二阶段生成的 NADH。 核心素养达成 1.B 淀粉不易溶于水且遇碘呈现蓝色， 葡萄糖脱水缩合形成的A可能是淀 粉，A正确：题图中的B为丙酮酸，C为 CO2,在无氧呼吸过程中，丙酮酸可在 细胞质基质中被分解产生CO2,在有 氧呼吸过程中，可在线粒体基质中被 分解产生CO ,B错误；题图中的D为 C3,生成E 过程为光合作用的暗反 应，发生在 叶绿体基质中，E为有机物， C正确； 光照强 度不 增加， CO,固定速率增 还 原速率不变， 则短时间内 C3增加， 减少，D正确。 2.(1)类囊体薄膜叶绿素、类胡萝卜素 (2)C 12 (3)NADPH ATP (4)①在水中加入相同体积不含寡霉 素的丙酮②减少叶片差异造成的误 差③叶绿素定量测定（或测定叶绿 素含量) 解析：(1)光合作用光反应在类囊体薄 膜上进行，将光能转变成化学能，参与 该反应的光合色素是叶绿素、类胡萝 卜素。(2)根据题意，在暗反应中，部 分新合成的C?可以转化为C 继续被 利用；一分子蔗糖含12个碳原子，C含 有5个碳原子，固定1个C02合成2个 C,因为还要再生出C5, 女需要12个 CO2合成一分子蔗糖。(3)NADPH起 还原剂的作 含有还原能，呼吸作用 5 过程中释放 一部分以热能形式 散失，另 转化为ATP中的化学 能。(4 实验遵循单一变 量原则、 对照原 等量原则，对照组为在水中 加入相同体积不含寡 :素的丙酮溶 液。对照组和各实验组均测定多个大 麦叶片的原因是减少叶片 :异造成的 误差。称重叶片，加乙醇研磨，定容，离 心，取上清液测定其中叶绿素的含量 考点二光合速率与呼吸速率的关系 关键能力提升 (1)凌晨低温抑制细胞呼吸，导致单位时 间内番茄植株的CO2释放（或产生）量 减少。 (2)光合作用速率等于细胞呼吸速率；番 茄叶肉细胞光合作用速率大于细胞呼吸 速率。 (3)气孔部分关闭，CO2供应不足，导致 光合作用速率下降 (4)增加；N点低于M点，大棚中的CO。 含量减少，减少的CO,被番茄植株细胞 用来合成有机物。 核心素养达成 1.CC0, 吸收速率代表净光合速率，低 光强下，CO,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 升高的 主要原因是光合酶的活性增强，B 正 确：CP 代表呼吸速率等于光合速 率，此处植物可以进行光合作用，C错 误；图中M,点处CO,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.(1)不相等有机物的积累速率代表 净光合速率，净光合速率=光合速 率一呼吸速率，由图可知，该植物叶片 在温度a和c时光合速率相等，呼吸速 率不相等，即该植物叶片在温度a和g 时的净光合速率不相等，因此该植物 叶片在温度a和c时的有机物积累速 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，随着温度升高，植物 气孔开度降低，进入叶片的CO2减少 (或温度超过b时，随着温度升高，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) 解析：(1)有机物的积累速率代表净光 合速率，净光合速率=光合速率一呼 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，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，因此该植物叶片 在温度a和c时的有机物积累速率不 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， 该植物体还有很多不能进行光合作用 的细胞，这些细胞需要通过细胞呼吸 消耗有机物，因此，在温度时，该植物 体的干重会减少。(3)温度较高时，蒸 腾作用较强，植物气孔部分关闭，以防 止水分大量散失，气孔部分关闭时，通 过气孔进入叶片的二氧化碳减少（或 温度超过b时，随着温度升高，与暗反 应有关的酶的活性降低)，暗反应速率 降低，导致光合速率降低。(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。 真题演练感悟高考 1.D由于密闭容器中，在适宜且恒定的 温度和光照条件下，容器内的CO,含 量逐渐下降，所以说明植物光合速率 大于呼吸速率，但由于C。,含量逐渐 降低，从而使植物光合速率逐渐降低， 直到光合速率与呼吸速率相等，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正确 2.(1)呼吸作用消耗 (2)③②①最大光合速率对应光照 强度依次升高 (3)①（金鱼藻）除藻率高，②（黑藻）除 氮率高，③（苦草）除磷率高 (4)金鱼藻 500CO2浓度较低且相 同O2释放量 (5)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调 落叶片为食物的生物 解析：(1)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 少于细胞呼吸消耗的有机物，生物量 减少，不足以雏持生长，最终衰退和消 亡。(2)据图a分析，苦草、黑藻、金鱼 藻最大光合速率对应的光照强度依次 升高，因此生态恢复后，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③ ②①。(3)据图b分析，金鱼藻除藻率 高，黑藻除氨率高，苦草除磷率高，三 -495- 者配合能高效地去除氨、磷和藻，实现 综合治理效果。(4)根据图a,在相同 光照强度（≤500umol·m ·s-1) 下，①金鱼藻与②黑藻的光合作用强 度高度接近，而③苦草的光合作用强 度与②黑藻相差较大，故可选金鱼藻 作为对照。控制条件为低CO2浓度 因变量是光合速率的大小，因此检测 指标是单位时间释放O2的量。(5)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，大量沉水植物叶片调落，需及时打 捞，增加了雏护成本，因此可以合理引 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调落叶片为 食物的生物。 3.(1)叶绿素a和叶绿素b红光和蓝紫 无水乙醇 (2)HH1 (3)大于在光照强度为500umol· m-2。 、无NaCI添加的条件下 LH12的净光合速率和HH1的净光合 速率相同，但前者的呼吸速率大于后者 叶绿素ATP和NADPH (4)LH12 解析：(1)花生叶肉细胞中的叶绿素包 括叶绿素a和叶绿素b,主要吸收红光 和蓝紫光，可用无水乙醇等有机溶剂 从叶片中提取，因为叶片中的色素能 溶解到有机溶剂中。(2)结合图1实验 结果可以看出，盐添加量不同的条件 下，叶绿素含量受影响最显著的品种是 HH1。(3)在光照强度为500mol· m?·s1、无NaC1添加的条件下，LH12 的净光合速率和HH1的净光合速率 相同，但由于前者的呼吸速率大于后 者，且总光合速率等于净光合速率和呼 吸速率之和，因此可以判断，LH12的光 合速率大于HH1的光合速率。在光照 强度为1500mol·m2·s、NaCl添 加量为3.0g·kg1的条件下，HY25 的净光合速率大于其他三个品种的净 光合速率，原因可能是HY25的叶绿 素含量高于其他三个品种，光反应生 成更多的ATP和NADPH,进而促进了 暗反应进行，提高了光合速率。(4)根 据图2数据可知，在中盐(2.0g·kg 土区适宜选择种植LH12品种，因为该 条件下，该品种的净光合速率更大，产 量更高，因而更适合在该地区种植。 命题情境2光系统、光呼吸、 C4途径、CAM途径、 人工合成淀粉等 典题引领1：(1)类囊体薄膜NADPH 减慢 (2)①Fecy实验一中叶绿体B双层 膜局部受损时，以Fecy为电子受体的 放氧量明显大于双层膜完整时，实验 二中叶绿体B双层膜局部受损时，以 DCIP为电子受体的放氧量与双层膜 完整时无明显差异；结合所给信息： “Fecy具有亲水性，DCIP具有亲脂 性”，可推知叶绿体双层膜对以Fecy为 电子受体的光反应有明显阻碍作用 ②类囊体上的色素吸收光能、转化光 能③ATP的合成依赖于水光解的电 子传递和H顺浓度梯度通过类囊体 薄膜上的ATP合成酶，叶绿体A、B、 C、D类囊体薄膜的受损程度依次增 大，因此ATP的产生效率逐渐降低 参考答案“。第三单元细胞的能量供应和利用 进 所示为叶片气孔保卫细胞和相邻叶肉细胞中的部 (4)细胞中的PEP可以在酶作用下合成四碳酸 分结构和物质代谢途径。①~④表示场所。请回 OAA,并进一步转化成Mal,使细胞内水势下降 答下列问题： (溶质浓度提高)，导致保卫细胞 ,促进气 H 孔张开。 AHA ATP ADP 叶肉细胞 (5)保卫细胞叶绿体中的淀粉合成和分解与气孔 K 开闭有关，为了研究淀粉合成与细胞质中ATP的 3 ① 关系，对拟南芥野生型WT和NTT突变体ntt1 MaL CO (叶绿体失去运入ATP的能力)保卫细胞的淀粉 还原 ATP G6 蔗糖AHA:质子泵 粒进行了研究，其大小的变化如图2，下列相关叙 T工蔗糖 G6P:6-磷酸葡萄糖 述合理的有 Mal:苹果酸 淀粉 NTT:ATP转运载体 40 OAA:草酰乙酸 □WT ☐nttl PEP:磷酸烯醇式丙酮酸 ;TP:磷酸丙糖 20 图1 (1)光照下，光驱动产生的NADPH主要出现在 0 (从①④中选填)；NADPH可用于 黑暗结束 光照时长h CO2固定产物的还原，其场所有 (从① 图2 ④中选填)。液泡中与气孔开闭相关的主要成分 A.淀粉大量合成需要依赖呼吸作用提供ATP 有H2O、 (填写2种)等。 B.光照诱导WT气孔张开与叶绿体内淀粉的水解 (2)研究证实气孔运动需要ATP,产生ATP的场 有关 071 所有 (从①~④中选填)。保卫细胞中的 C.光照条件下突变体ntt1几乎不能进行光合 糖分解为PEP,PEP再转化为 进入线粒 作用 体，经过TCA循环产生的 最终通过电子 D.长时间光照可使WT叶绿体积累较多的淀粉 传递链氧化产生ATP。 (3)蓝光可刺激气孔张开，其机理是蓝光激活质膜 温馨提示) 上的AHA,消耗ATP将H+泵出膜外，形成跨膜 学习至此，请完成课时作业15 的 驱动细胞吸收K等离子。 第16课时 光合作用和细胞呼吸的综合分析 课程标准解读 1.阐明光合作用和细胞呼吸的关系。2.应用光合作用和细胞呼吸的原理解决生产实践中的问题。 考点一光合作用与细胞呼吸过程的关系 关键能力提升 酶ATP ,葡萄糖 丙酮酸 啤研趋势 H,O ③ DP+Pi酶ATP H, 【情境应用】光合作用与细胞呼吸相互依存、密不 NAD 酶 四四 ⑤ 可分，各自又具有相对的独立性。如图是某植物 3① 脂肪 ④ ATP 光合作用和细胞呼吸过程示意图，其中【~一Ⅷ代 蛋白质 酶 M HO 表物质，①⑤代表过程。 2肉·讲与练·高三生物 【问题探究】 (1)图中I代表的物质是什么？图示过程中产生 核心素养达成 ◆破考向 该物质的场所是什么？该物质被相邻细胞利用需 考向结合光合作用与细胞呼吸的物质和能量 要穿过哪些生物膜？ 联系，考查生命观念和科学思维 提示： 1.(2025·江西宜春模拟)如图为某植物细胞内部分 物质转化示意图，其中字母代表物质，据图分析， (2)图中伴随ATP合成的过程有哪些？合成 下列叙述错误的是 () ATP最多的过程是什么？ 脱水缩台A 提示： CH2 有化分解BHO,cCD、AP NADPHE (3)图中I和V是否为同一种物质，判断的依据是 A.葡萄糖脱水缩合形成的A可能是不易溶于水 什么？ 且遇碘呈现蓝色的淀粉 提示： B.图中的B为丙酮酸，只能在线粒体基质中被分 解产生C C.图中的D为C3,E为有机物，D合成E的过程 发生在叶绿体基质中 方法规律 D.若光照强度不变，C增加，则短时间内D增加， “模型法”分析有氧呼吸与光合作用的关系 C减少 1.有氧呼吸与光合作用的物质关系 2.(2021·江苏卷)线粒体对维持旺盛的光合作用至 光能一光反应NADPH ATP ADP和P,NADP,避反应 关重要。下图是叶肉细胞中部分代谢途径，虚线 H00 CO, 078 框内示“草酰乙酸/苹果酸穿梭”，请据图回答下列 问题： 有氧呼吸Ⅲ山（有氧呼吸D丙酮酸←有氧呼吸 运出 田 ATP co 蔗糖 丙酮酸 丙酮酸 2.有氧呼吸与光合作用的能量变化 卡尔文循环 C 电 大 热能 有氧 释放大 散失 NADPH 草酰乙酸 草酰乙酸NADE 传 ATP、 有机物 呼吸 量能量 光 NADPH 中稳定 ATP中 NADP 苹果酸 苹果酸 NAD NADH 能 中活跃的 化学 释放少 少 活跃的 化学能 能 无氧 量能量 化学能 呼吸 不彻底氧化产物中的化 (1)叶绿体在 上将光能转变成化学 学能 能，参与这一过程的两类色素是 0 3.有氧呼吸与光合作用的有关物质的来源与去路 (2)光合作用时，CO2与C结合产生三碳酸，继而 来源第一阶段（葡萄糖）、第二阶段 、有氧 (丙酮酸和水) 还原成三碳糖(C3),为维持光合作用持续进行，部 NADH 呼吸去路第三阶段还原O,产生H,O(释 分新合成的C必须用于再生 ;运到细胞 放大量能量) 质基质中的C3可合成蔗糖，运出细胞。每运出一 光合 来源光反应水的光解产生 分子蔗糖相当于固定了个CO2分子。 NADPH 作用去路 用于暗反应还原C (3)在光照过强时，细胞必须耗散掉叶绿体吸收的 来源三个阶段均产生 过多光能，避免细胞损伤。草酸乙酸/苹果酸穿梭 有氧 呼吸去路作为各项生命活动的直接能源 可有效地将光照产生的 中的还原能输出 物质 叶绿体，并经线粒体转化为 中的化学能。 ATP 来源光反应 (4)为研究线粒体对光合作用的影响，用寡霉素 光合 作用去路主要用于C的还原 (电子传递链抑制剂)处理大麦，实验方法是取培 养10~14d大麦苗，将其茎浸入添加了不同浓度 第三单元细胞的能量供应和利用 寡霉素的水中，通过蒸腾作用使药物进人叶片。 续表 光照培养后，测定、计算光合放氧速率（单位为 实验步骤的目的 简要操作过程 umol O2·mg1chl·h1,chl为叶绿素)。请完成 设置寡霉素为单 下表。 ① 变量的对照组 实验步骤的目的 简要操作过程 对照组和各实验组均测定多个 大麦叶片 寡霉素难溶于水，需先溶于丙 配制不同浓度的 酮，配制高浓度母液，并用丙酮 光合放氧测定 用氧电极测定叶片放氧 寡霉素丙酮溶液 稀释成不同药物浓度，用于加入 称重叶片，加乙醇研磨，定容，离 ③ 水中 心，取上清液测定 考点二 光合速率与呼吸速率的关系 (4)根据检测前后M点到N点的结果推测，这一 关键能力提升 啤研趋势 天中大棚内番茄植株的有机物总量有什么变化？ 【情境应用】研究者用CO,传感器跟踪检测了某 理由是什么？ 天0~24h,大棚内番茄植株CO2吸收速率、大棚 提示： 内CO2含量的变化，结果分别如图曲线2、曲线1 所示。 试 曲线1 079 N 4方法规律 的 “模型法”分析光合作用和细胞呼吸的关系 0 ab d e g24时间h 1.光合作用和细胞呼吸的日变化曲线分析 曲线2 【问题探究】 (1)0~a时段，曲线2上升的原因是什么？ 心提示： D B. 时间 TA C 图1（自然环境中一昼夜植物CO,吸收速率变化） (2)综合考虑大棚内的所有生物，c点时光合作用 E B 速率与细胞呼吸速率的大小关系是怎样的？此时 A G' 番茄叶肉细胞的光合作用速率与细胞呼吸速率的 H' 大小关系是怎样的？ 024681012141618202224时间 图2（密闭容器中一昼夜C0,浓度变化） 提示： (1)图1的B点、图2的B'C'段形成的原因是凌晨 3~4时，温度降低，细胞呼吸减弱，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，光 合作用开始进行。 (3)d~e时段，曲线2下降的原因是什么？ (3)图1的D点、图2的D'点：此时光合作用强度等 提示： 于细胞呼吸强度。 (4)图1的E点、图2的F'G段形成的原因是温度过 高，部分气孔关闭，出现“午休”现象。 2肉·讲与练·高三生物 A.在低光强下，CO2吸收速率随叶温升高而下降 (5)图1的F点、图2的H点：此时光合作用强度等于 细胞呼吸强度，之后光合作用强度小于呼吸作用强度。 的原因是呼吸速率上升 (6)图1的G点、图2的I点：此时光照强度降为0， B.在高光强下，M点左侧CO2吸收速率升高与光 光合作用停止。 合酶活性增强相关 2.真正光合速率、净光合速率和细胞呼吸速率的关系 C.在图中两个CP点处，植物均不能进行光合 (1)曲线模型 作用 D D.图中M点处光合速率与呼吸速率的差值最大 净光合速率 2.(2024·全国甲卷)在自然条件下，某植物叶片光 真正光合速率 合速率和呼吸速率随温度变化的趋势如图所示。 细胞呼 光照强度 回答下列问题： 吸速率 (2)关系式模型 呼吸速率 真正光合速率=净光合速率十细胞呼吸速率 8 光合速率 ①光合作用消耗的CO2量=从环境中吸收的CO。 cd 量十细胞呼吸释放的CO2量。 温度 ②光合作用产生的O,量=释放到环境中的O2量十 (1)该植物叶片在温度a和c时的光合速率相等， 细胞呼吸消耗的O2量。 叶片有机物积累速率 (填“相等”或“不相 ③光合作用制造有机物的量=有机物积累量十细胞 等”)，原因是 呼吸消耗的有机物量。 (2)在温度d时，该植物体的干重会减少，原因是 080 核心素养达成 啤破考向 考向结合光合作用与细胞呼吸的数学模型， 考查科学思维 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 (3)温度超过b时，该植物由于暗反应速率降低导 误的是 ( 致光合速率降低。暗反应速率降低的原因可能是 501 高光强 M 呢 日。0 (答出一点即可) 10 低光强 0 (4)通常情况下，为了最大程度地获得光合产物， -10 CP CP 农作物在温室栽培过程中，白天温室的温度应控 10 2030 0 叶温/℃ 制在 最大时的温度。 真题演练 感悟高考 1.(2022·全国乙卷)某同学将一株生长正常的小麦 B.初期光合速率和呼吸速率均降低，之后呼吸速 置于密闭容器中，在适宜且恒定的温度和光照条 率保持稳定 件下培养，发现容器内CO2含量初期逐渐降低，之 C.初期呼吸速率大于光合速率，之后呼吸速率等 后保持相对稳定。关于这一实验现象，下列解释 于光合速率 合理的是 D.初期光合速率大于呼吸速率，之后光合速率等 A.初期光合速率逐渐升高，之后光合速率等于呼 吸速率 于呼吸速率 第三单元细胞的能量供应和利用 2.(2024·广东卷)某湖泊曾处于重度富营养化状 续表 态，水面漂浮着大量浮游藻类。管理部门通过控 实验设计方案 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 控制条件 植物（①金鱼藻、②黑藻、③苦草，答题时植物名称 测量指标 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。 (5)目前在湖边浅水区种植的沉水植物因强光抑 20f 制造成生长不良，此外，大量沉水植物叶片调落， 1001 015 需及时打捞，增加维护成本。针对这两个实际问 80 题从生态学角度提出合理的解决措施： 一 20 500100015002000 光照强度/（μmol·m2·s) ①金鱼藻②黑藻③苦草 3.(2023·辽宁卷)花生抗逆性强，部分品种可以在 ·①金鱼藻·②黑藻·③苦草 口总氮口总磷口总藻量 图a 图b 盐碱土区种植。如图是四个品种的花生在不同实 回答下列问题： 验条件下的叶绿素含量相对值(SPAD)(图I)和 (1)湖水富营养化时，浮游藻类大量繁殖，水体透 净光合速率（图2）。回答下列问题： 明度低，湖底光照不足。原有沉水植物因光合作 60A 用合成的有机物少于 的有机物，最 55 950 终衰退和消亡。 45 (2)生态恢复后，该湖泊形成了以上述3种草本沉 081 水植物为优势的群落垂直结构，从湖底到水面依 35 PY2.5 LH12 HHL JY20品种 次是 ,其原因是 口0gkg1o1.0gkg ☑2.0g…kg1□3.0g…kg (g·kg表示每千克土壤中添加NaCI的克数) 图1 (3)为了达到湖水净化的目的，选择引种上述3种 ↑HY25 ↑LH12 草本沉水植物的理由是 2 2 0 15 A如 三10 5 三者配合能实现综合治理效果。 500100015002000 95001000150020d (4)上述3种草本沉水植物中只有黑藻具有C4光 光照强度/（μmol·m2·s) 光照强度/(molm-2·s) ↑HHI 2 251Hy20 合作用途径（浓缩CO2形成高浓度C4后，再分解 20 2 15 E 15 成CO2传递给C)使其在CO2受限的水体中仍可 610 如 6 10 有效地进行光合作用，在水生植物群落中竞争力 500100015002000 500100015002000 较强。根据图a设计一个简单的实验方案，验证 光照强度/(mol·m-2·s1) 光照强度/（μmolm2.s) -0g.kg-1-1.0g.kg-1-+-2.0g.kg-I ±-3.0g·kg 黑藻的碳浓缩优势，完成下列表格。 图2 实验设计方案 (1)花生叶肉细胞中的叶绿素包括 ,主要吸收 光，可用 实验材料 对照组： ;实验组：黑藻 等有机溶剂从叶片中提取。 控制光照强度为 mol·m2·s1 (2)盐添加量不同的条件下，叶绿素含量受影响最 显著的品种是 实验条件 营养及环境条件相同且适宜，培养时间 (3)在光照强度为500mol·m?·s1、无NaCl 相同 添加的条件下，LH12的光合速率 (填“大 2勾·讲与练·高三生物 于”“等于”或“小于”)HH1的光合速率，判断的依 HY25的 含量高，光反应生成更多的 据是 ,促进了暗反应进行。 (4)依据图2，在中盐(2.0g·kg1)土区适宜选择 种植 品种。 在光照强度为1500umol·m2·s1、NaC1添加 温馨提示0 量为3.0g·kg1的条件下，HY25的净光合速率 学习至此，请完成课时作业16 大于其他三个品种的净光合速率，原因可能是 命题情境 光系统、光呼吸、C4途径、CAM途径、人工合成淀粉等 情境一 光系统 叶绿体B: 叶绿体C: 叶绿体D: 【典题引领1】(2021·湖南卷)图a为叶绿体的结 叶绿体A: 双层膜局 双层膜瓦 所有膜结 项目 双层膜结 部受损，类 解，类囊体 构解体破 构示意图，图b为叶绿体中某种生物膜的部分 构完整 囊体略有 松散但未 裂成颗粒 结构及光反应过程的简化示意图。回答下列 损伤 断裂 或片段 问题： 实验一： 外膜 ,内膜 以Fecy 为电子 100 167.0 425.1 281.3 受体时 082 的放氧量 基粒类囊体膜基质 图a 实验二： H 以DCIP 光NADP+H ADP+Pi↑ATP 为电子 100 106.7 471.1 109.6 2H 合成酶/ 外 9 受体时 9 的放氧量 内 H,0502+2H 注 Fecy具有亲水性，DCIP具有亲脂性。 图b 据此分析： 图e表示电子。 ①叶绿体A和叶绿体B的实验结果表明，叶绿体 (1)图b表示图a中的 结构，膜上发生 双层膜对以 (填“Fecy”或“DCIP”)为电 的光反应过程将水分解成O2、H+和e,光能转化 子受体的光反应有明显阻碍作用。得出该结论的 成电能，最终转化为 和ATP中活跃的化 推理过程是 学能。若CO2浓度降低，暗反应速率减慢，叶绿体 中电子受体NADP减少，则图b中电子传递速率 会 (填“加快”或“减慢”)。 ②该实验中，光反应速率最高的是叶绿体C,表明 (2)为研究叶绿体的完整性与光反应的关系，研 在无双层膜阻碍、类囊体又松散的条件下，更有利 究人员用物理、化学方法制备了4种结构完整 于 ,从而提高光反 性不同的叶绿体，在离体条件下进行实验，用 应速率。 Fecy或DCIP替代NADP为电子受体，以相对 ③以DCIP为电子受体进行实验，发现叶绿体A、 放氧量表示光反应速率，实验结果如表所示。 B,C和D的ATP产生效率的相对值分别为1、