内容正文:
猜押03 光合作用与细胞呼吸
(学考点→破情境)
题型
考情分析
考向预测
净光合与总光合速率判断
2025 年江苏卷:结合坐标曲线、文字描述,区分净光合、总光合、呼吸速率
2024 年江苏卷:以植株 / 叶片实验数据为情境,辨析三者关系
2023 年江苏卷:结合密闭容器数据,判断光合与呼吸强度
1. 结合关键词快速判定净光合、总光合、呼吸速率
2. 以图表、实验数据为载体,进行三者换算与正误判断
3. 结合植物生长条件,分析净光合与有机物积累的关系
4. 密闭装置液滴移动方向、距离的含义分析
5. 常见单位统一与换算技巧
光合速率昼夜变化
2025 年江苏卷:考查夏季晴天光合速率 “双峰曲线” 与午休原因
2024 年江苏卷:分析昼夜温度、光照对光合呼吸的影响
密闭装置实验
2025 年江苏卷:密闭容器中 CO₂/O₂浓度变化曲线分析
2024 年江苏卷:结合液滴移动,判断光合强度与呼吸类型
光合呼吸计算陷阱
2025 年江苏卷:单位换算、光照 / 黑暗时间处理、面积计算易错点
2024 年江苏卷:总光合 = 净光合 + 呼吸的公式应用陷阱
考点1 净光合与总光合速率判断
学考点
1.(2025·江苏盐城·二模)如图,图1为某植物光合作用和细胞呼吸过程示意图,图2为探究密闭装置中不同温度对该植物叶肉细胞光合速率和呼吸速率影响的实验结果。下列说法错误的是( )
A.图1中产生ATP和[H]的生理过程有①③④
B.图1中产生O2与消耗O2的场所分别为类囊体薄膜、线粒体内膜
C.据图2判断,温度为t2时,O2的去向是被线粒体利用和释放到外界环境
D.t3温度下,植株光照12小时积累有机物(按葡萄糖质量计算)的量约为50.6mg
2.(2025·江苏·一模)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)。下列叙述不正确的是( )
A.补充适量的Mg2+可能导致图乙中D点左移
B.图甲30°C时,该植物固定CO2的速率为10mmol·cm-2·h-1
C.图甲40°C条件下,若黑夜和白天时间相等,龙血树能不断长高
D.图乙中影响D、E两点光合速率的环境因素相同
速率类型
核心生物学定义
测定前提条件
专属判定关键词
同义高频表述
呼吸速率
植物细胞呼吸作用的实际强度,即单位时间内有机物氧化分解的速率
黑暗条件下(完全排除光合作用的干扰)
CO₂释放量、O₂吸收量、有机物减少量
黑暗下 CO₂产生量、黑暗下 O₂消耗量、呼吸作用速率
净光合速率
光照下植物整体光合作用积累有机物的速率,是总光合速率扣除呼吸速率后的净值
光照条件下(针对植物整株 / 整体测定)
CO₂吸收量、O₂释放量、有机物积累量、干重增加量
表观光合速率、密闭容器中 CO₂减少量、密闭容器中 O₂增加量
总光合速率
叶绿体光合作用的实际速率,即单位时间内叶绿体固定 CO₂、制造有机物的总量
无法直接测得,需通过公式换算
CO₂固定量、O₂产生量、有机物制造量
实际光合速率、真正光合速率、叶绿体 CO₂消耗量
核心公式
适用场景
单位统一硬性要求
江苏高考高频考法
总光合速率 = 净光合速率 + 呼吸速率
1. 光照下净光合数据 + 黑暗下呼吸数据,换算总光合速率
2. 曲线 / 表格类光合速率定量计算
3. 一昼夜有机物积累量 / 植物能否生长的判断
1. 气体量单位(mg/μmol)、时间单位(h/min)必须完全统一
2. CO₂与葡萄糖换算,严格遵循6CO₂ ~ 1C₆H₁₂O₆的摩尔比
1. 结合密闭装置液滴移动数据,进行光合速率换算
2. 温度 / 光照梯度的表格数据,总光合与净光合的辨析3. 一昼夜有机物积累量的分段计算
破情境
3.(多选)(2025·江苏·模拟)某研究团队在光强度等条件适宜的情况下,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释放速率。结果如下表所示。下列叙述错误的是( )
温度/℃
15
20
25
30
35
40
45
50
55
CO2吸收速率(μmolCO2·dm-2·h-1)
1.0
2.0
5.0
4.0
4.0
0.0
-4.0
-3.0
-2.0
CO2释放速率(μmolCO2·dm-2·h-1)
1.0
1.5
2.0
3.5
4.0
5.0
4.5
3.0
2.0
A.比较该幼苗的光合作用和细胞呼吸,对高温较敏感的是光合作用
B.该幼苗35℃时光合速率最大,日均温度保持在35℃时生长最快
C.55℃时该幼苗的光合速率为0可能与光合作用相关酶活性的丧失有关
D.光照条件下,40℃时该幼苗叶肉细胞中叶绿体产生的O2均移向线粒体
4.(多选)(2026·江苏·模拟)如图是光合速度与光照强度之间的关系,相关叙述正确的是( )
A.a 点时光合作用强度和呼吸作用强度相等,净光合速率为0
B.b点净光合作用速率为10μmol · m-2 · s-1
C.光极限也称为光饱和,光照强度大于此光照强度时,光合速率的增加变得很慢
D.阴生植物的CO2极限比阳生植物的高
2026年重点关注:
1.核心概念与图表定量:以温度梯度、光照强度为情境,精准区分净光合、总光合、呼吸速率,突破整株与叶肉细胞光合速率不一致的高频易错点;依托表格与曲线,考查总光合=净光合+呼吸的计算、关键点判读与最适生长条件分析。
2.机理判断与生产应用:围绕温度、光照对光合与呼吸的影响,考查酶活性、光补偿点、光饱和点等生理机理;结合作物生长规律,判断高温敏感性、最适生长温度、阴生 / 阳生植物差异,落实光合调控在生产中的应用。
考点2 光合速率昼夜变化
学考点
5.(2026·江苏·模拟)干旱胁迫会提高植物体内脱落酸(ABA)的含量,降低生长素(IAA)和细胞分裂素(CTK)的含量,使光合速率降低。相关叙述错误的是( )
A.IAA含量降低促进乙烯的合成,导致光合速率降低
B.ABA含量升高促进气孔关闭,导致光合速率降低
C.CTK含量降低引起叶绿素合成减少,导致光合速率降低
D.植物光合作用是由多种激素相互作用形成的调节网络调控的
6.(2025·江苏·模拟)玉米叶肉细胞中含有一种能催化CO2固定的酶PEPC,其固定CO2能力是水稻催化CO2固定的酶Rubisco的约60倍,将玉米的PEPC基因导入水稻后,水稻在高光强下的光合速率显著增加,如下图。下列说法不正确的是( )
A.转基因水稻比原种水稻的气孔导度增加最大可达到100%
B.转基因水稻光合速率增加的原因不是通过气孔导度增加使暗反应增强
C.光强为1000μmol·m-2·s-1时转基因水稻和原种水稻光合速率限制性因素相同
D.高光强时相同气孔导度下转基因水稻光合速率强可能与利用低浓度CO2能力强有关
核心知识点
关键规律
江苏高考高频考法
光合速率昼夜双峰曲线
1. 上午:光照增强→光合速率上升
2. 中午:温度过高→气孔关闭→CO₂供应不足→光合速率下降(光合午休)
3. 下午:气孔开放、光照减弱→光合速率先升后降
1. 光合午休的直接 / 间接原因辨析
2. 曲线中光合速率与呼吸速率大小判断
3. 不同时段有机物积累量分析
一昼夜有机物积累判断
1. 净光合速率>0:有机物积累
2. 净光合速率<0:有机物消耗
3. 一昼夜积累量 = 白天净光合总量 - 夜晚呼吸消耗量
4. 密闭容器中:终点 CO₂浓度低于起点→有机物积累,植物能生长
1. 密闭容器 48h 曲线中光合 = 呼吸的时间点判断
2. 植物能否正常生长的判断
3. 不同遮光 / 温度条件下昼夜光合差异分析
光抑制与光呼吸
1. 强光下电子积累→产生活性氧→损伤光合结构→光抑制
2. 光呼吸可消耗过剩的 ATP、NADPH 和 O₂,减少活性氧生成,保护光合结构
1. 强光下光合速率下降的机理分析 2. 光呼吸对光合结构的保护作用
破情境
7.(2025·江苏·模拟)某生物研究小组在密闭恒温玻璃室内进行植物栽培实验,连续48小时测定温室内CO2浓度及植物CO2吸收速率,得到如图所示曲线(整个过程呼吸速率保持恒定),下列相关叙述正确的是( )
A.叶肉细胞中产生ATP的场所是线粒体和叶绿体
B.图中植物呼吸速率与光合速率相等的时间点有3个
C.该植物光合作用速率达到最大值的时刻是第45小时
D.0~24小时的平均光照强度可能比24~48小时的平均光照强度弱
8.(多选)(2023·江苏常州·模拟)下图表示夏季时某植物体在不同程度遮光条件下净光合速率的部分日变化曲线,据图分析有关叙述错误的是( )
A.一天中30%的适当遮光均会显著增强净光合速率
B.a-b段大部分叶表皮细胞能产生ATP的场所只有细胞质基质和线粒体
C.M点时该植物体内叶肉细胞消耗的二氧化碳量等于该细胞呼吸产生的二氧化碳量
D.该植物c点和d点有机物含量相同
2026年重点关注:
1.结合夏季晴天、温室栽培、干旱 / 盐胁迫等真实情境:考查光合速率昼夜变化曲线的解读,聚焦光合午休的成因与调控。
2.结合源库关系、植物激素调节等跨模块知识点:考查光合速率昼夜变化的调控机理。
3.以光抑制、光呼吸为背景,结合 C3/C4 植物光合特性:考查强光下光合速率变化的机理。
考点3 密闭装置实验
学考点
9.(2023·江苏·模拟)在光照恒定、光合作用温度最适条件下,某研究小组用图1的实验装置测量一小时内密闭容器的变化量,绘成曲线如图2所示。下列说法正确的是( )
A.若第10min时突然黑暗,叶绿体基质中C₃的含量在短时间内将下降
B.该绿色植物前30分钟真正光合速率平均为64ppmCO₂/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.a-b段,叶绿体中ATP从基质向类囊体膜运输
10.(2025·江苏·模拟)酵母菌是一种典型的异养兼性厌氧微生物,在有氧和无氧条件下都能存活。下图为探究酵母菌呼吸方式的装置图,有关叙述错误的是( )
A.根据装置1中红色液滴的移动情况可判断酵母菌是否进行有氧呼吸
B.若装置1中液滴左移,装置2中液滴右移,则酵母菌呼吸类型为无氧呼吸
C.若装置2中液滴右移,则用酸性重铬酸钾检测酵母菌液会发生颜色变化
D.若用绿色植物进行该实验,则需要进行遮光处理
装置设置
液滴移动
核心含义
对应速率类型
黑暗 + NaOH 溶液
左移
有氧呼吸消耗 O₂,产生的 CO₂被 NaOH 吸收
呼吸速率
黑暗 + 清水
不移动
只进行有氧呼吸,消耗 O₂量 = 产生 CO₂量
呼吸速率
黑暗 + 清水
右移
无氧呼吸产生 CO₂,O₂消耗量为 0
无氧呼吸速率
光照 + NaHCO₃缓冲液
右移
光合作用释放 O₂,CO₂浓度被缓冲液稳定
净光合速率
破情境
11.(多选)(2025·江苏镇江·模拟)如图是在一定温度下测定大豆幼苗呼吸作用和光合作用强度的实验装置(呼吸底物为葡萄糖,不考虑装置中微生物的影响),相关叙述错误的是( )
A.烧杯中盛放NaHCO3溶液,可用于测定一定光照强度下植物的光合速率
B.在遮光条件下,烧杯中盛放NaOH溶液,可用于测定植物的有氧呼吸速率
C.在遮光条件下,烧杯中盛放清水,可用于测定植物有氧呼吸的速率
D.烧杯中盛放清水,可用于测定一定光照强度下真正光合速率
2026年重点关注:
1.结合液滴移动法、黑白瓶法等经典实验:考查光合速率、呼吸速率的测定原理,聚焦实验变量控制与误差分析。
2.以密闭容器气体浓度变化曲线为载体:考查光合速率与呼吸速率的定量换算。
3.结合酵母菌呼吸方式探究、植物光合速率测定等实验设计:考查对照实验的设置与实验方案修正。
考点4 光合呼吸计算陷阱
学考点
12.(多选)(2025·江苏·模拟)下图为在最适温度下测定并绘制的A、B两种植物的光合作用强度与光照强度的关系图,下列叙述正确的有( )
A.光照强度为3klx时,A植物的叶肉细胞的光合速率等于呼吸速率
B.光照强度为6klx时,A、B两种植物的光合速率相同
C.适当升高温度,B植物的光饱和点和光补偿点的差值将减小
D.在测定B植物的温度下测定A植物,其光补偿点和光饱和点的数值一定不变
13.(多选)(2024·江苏·模拟)某种野生型油菜存在一种突变体,其叶绿素、类胡萝卜素含量均低,叶片呈现黄化色泽。野生型和突变体的成熟叶片净光合速率、呼吸速率及相关指标见表。下列分析正确的是( )
指标类型
类胡萝卜素/叶绿素
叶绿素a/b
净光合速率/(μmolCO2.m-2.s-1)
胞间CO2浓度/(μmolCO2.m-2.s-1)
呼吸速率/(μmolCO2.m-2.s-1)
野生型
0.28
6.94
8.13
210.86
4.07
突变体
0.32
9.30
5.66
239.07
3.60
A.CO2浓度不是导致突变体光合速率降低的限制因素
B.突变体成熟叶片中叶绿体消耗CO2的速率比野生型低2.47μmolCO2.m-2.s-1
C.与野生型相比,突变体中叶绿素含量可能降低的更多
D.与野生型相比,突变体中发生的改变可能抑制了叶绿素a向叶绿素b的转化
核心计算题型
抢分速解公式
考场避坑红线
一昼夜有机物积累与植物生长判定题型
① 一昼夜有机物净积累量 = 光照时段净光合积累总量 - 黑暗时段呼吸消耗总量
② 植物可生长判定标准:一昼夜 CO₂净吸收量>0 / 有机物净积累量>0
③ 等昼夜时长简化公式:净积累量 =(净光合速率 - 呼吸速率)× 12h
光照与黑暗时长不等时,严禁直接用「净光合 - 呼吸」乘 24h;
密闭容器中必须以终点与起点的气体浓度差值为最终判定依据,而非单时段净光合
密闭装置 / 黑白瓶法定量计算题型
① 黑白瓶法:呼吸速率 = 初始溶氧量 - 黑瓶终溶氧量;净光合速率 = 白瓶终溶氧量 - 初始溶氧量;总光合速率 = 白瓶终溶氧量 - 黑瓶终溶氧量
② 液滴移动法:净光合速率 = 光照下 NaHCO₃组液滴移动距离 ÷ 时间 ÷ 装置体积换算系数;呼吸速率 = 黑暗下 NaOH 组液滴移动距离 ÷ 时间 ÷ 装置体积换算系数
黑白瓶法必须保证瓶体体积、水深、光照时长完全一致;液滴移动法必须先做空白校正,排除环境气压、温度的干扰
叶肉细胞 vs 整株植株差异化计算题型
① 整株植株光补偿点:整株总光合速率 = 整株总呼吸速率(含根、茎等非光合细胞)② 叶肉细胞光合速率临界值:叶肉细胞总光合速率 = 叶肉细胞呼吸速率 + 植株非光合细胞总呼吸速率
③ 植株净光合速率>0 时,叶肉细胞净光合速率 > 植株净光合速率
题干限定叶肉细胞时,绝对不能直接套用整株的光合 - 呼吸相等公式;整株净光合为 0 时,叶肉细胞光合速率一定大于其自身呼吸速率
破情境
14.(2026·江苏·模拟)常春藤叶形美丽,四季常青,花淡黄白色或淡绿白色,具有一定的观赏和药用价值。研究发现,常春藤可吸收并同化家装过程中的污染气体甲醛(HCHO),其细胞内部物质代谢及甲醛清除机制如图1所示,其中FALDH为甲醛脱氢酶,可催化甲醛(HCHO)氧化成甲酸(HCOOH)。请回答下列问题:
(1)常春藤花呈淡黄白色或淡绿白色,与花色有关的色素分布在______中。图1中①是卡尔文循环,该循环涉及的能量转化是______。据图1分析,常春藤细胞净化甲醛的场所有______。
(2)为研究甲醛对叶绿体形态及功能的影响,实验小组取成熟叶研磨,获得叶绿体悬液。向叶绿体悬液中加入适当铁盐或其他氧化剂(悬浮液中有H2O,没有CO2),发现水在光照下可以释放出O2,该实验模拟了光合作用中的_______阶段的部分物质变化,______(填“能”或“不能”)说明植物光合作用产生的氧气中的氧元素全部都来自水。
(3)科学家研究了密闭环境下常春藤植株正常光合作用和呼吸作用,测得在不同光照强度下环境中CO2浓度随时间变化曲线,如图2所示。据图2分析弱光照组叶肉细胞的光合速率______(填“大于”“小于”或“等于”)呼吸速率,d时间内完全光照组植株实际光合速率为______ppm/s(用字母a-d表示)。
(4)为探究常春藤对不同浓度甲醛的耐受性,科研人员分别测定了可溶性糖含量的变化(见图3)、叶片气孔导度(气孔的开放程度)和甲醛脱氢酶(FALDH,甲醛代谢过程中的关键酶)活性的相对值(见图4)。
图3结果显示,经2mmol·L-1甲醛处理后细胞中可溶性糖含量较高,据图1分析可能的原因是光合作用的原料______增多有关。结果显示常春藤对低浓度甲醛具有一定的耐受性,通过以上研究,据图4推测甲醛胁迫下常春藤的抗逆机制是______。
15.(2025·江苏·模拟)当光照过强,小球藻吸收的光能超过小球藻所需时,会导致光合速率下降,这种现象称为光抑制。强光条件下,一方面因NADP+不足使电子传递给O2形成O2-1另一方面会导致还原态电子积累,形成三线态叶绿素(3ch1),3ch1与O2反应生成单1O2.O2-1和1O2都非常活泼,如不及时清除,会攻击叶绿素和PSII反应中心(参与光反应的色素-蛋白质复合体)的D1蛋白,从而损伤光合结构。类胡萝卜素可快速淬灭3chl,也可直接清除1O2,从而起到保护叶绿体的作用。
(1)PSIⅡ反应中心位于_____,强光条件下NADP+不足的原因是_____。
(2)强光条件下,与正常植株相比,缺乏类胡萝卜素突变体植株的光合速率_____(填“增大”“不变”或“减小”),原因是_____。
(3)Rubisco酶是一个双功能酶,光照条件下,它既能催化C5与CO2发生羧化反应固定CO2,又能催化C5与O2发生加氧反应进行光呼吸,其催化方向取决于CO2和O2浓度。通过比较碳固定数发现,发生光呼吸时,光合作用效率降低了_____%
(4)随施氮量的适当增加,叶绿素含量升高,导致该变化原因_____。
(5)研究发现小球藻油脂积累与生长之间存在不协调性,在大多数微藻中,高脂质含量通常以营养缺失(尤其是氮源)条件下细胞的生物量停止生长为代价。研究人员通过探究藻菌共培养的方式对微藻生长、油脂积累以及藻类胞外蛋白质等方面的影响。研究结果如下图所示:
①已知在小球藻中叶绿素a的含量较为稳定,因此可通过测量纯藻培养和藻菌共培养体系中_____来作为小球藻数量的统计指标。通过比较图1和图2比较分析,可以得出的结论是:_____。
②下图是在前两个实验的基础上,探究菌引起小球藻生长的原因。则图中的“?”代表的共培养的比例是_____,据图分析可知,在共培养体系中菌株能够分解藻细胞周围的蛋白质,供藻细胞生长利用,同时菌自身会起到_____作用,为缺氮条件下小球藻的生长提供一些氮源物质,从而使得共培养体系中的小球藻在缺氮条件下生物量还有所增加。
2026年重点关注
1.结合表格数据、坐标曲线:考查核心公式的灵活应用,聚焦时间、单位、概念三大经典陷阱。
2.结合一昼夜有机物积累、植物生长判断等生产情境:考查光合呼吸的分段计算。
3.结合光呼吸、C4 植物光合等情境:考查光合效率的定量计算。
一、单选题
1.(2026·江苏·模拟)与野生型拟南芥 WT 相比,突变体 t1和 t2在正常光照条件下,叶绿体在叶肉细胞中的分布及位置不同(图 a,示意图),造成叶绿体相对受光面积的不同(图 b),进而引起光合速率差异,但叶绿素含量及其它性 状基本一致。在不考虑叶绿体运动的前提下,下列叙述正确的是( )
A.t1 比 t2具有更高的光饱和点
B.t1比 t2具有更低的光补偿点
C.三者光合速率的高低与叶绿素的含量有关
D.三者光合速率的差异随光照强度的增加而变大
2.(2026·江苏无锡·模拟)为探究沙枣在不同浓度Na2SO4胁迫下的生长特性,科研人员做了相关实验,结果如下表(四组Na2SO4浓度依次为:0mmol/L、60mmol/L、120mmol/L、180mmol/L),以下推测正确的是( )
组别
净光合速率
(μmol•m-2•s-1)
气孔导度
(mmol•m-2•s-1)
根冠比
水分利用效率
对照组
17.5
0.34
0.16
2.8
低浓度组
14.5
0.14
0.18
3.5
中浓度组
13.6
0.12
0.26
3.6
高浓度组
13.1
0.10
0.35
3.7
注:气孔导度越大,气孔开放程度越大;根冠比是植物地下部分与地上部分干重的比值
A.净光合速率下降原因之一是从外界吸收的CO2减少
B.净光合速率下降主要原因是光反应所需的水分减少
C.高浓度组沙枣叶绿体固定的CO2只能来自细胞呼吸
D.沙枣通过维持冠的生长抑制根生长来适应盐渍逆境
二、多选题
3.(2025·江苏·模拟)如图为某植物的光合速率、呼吸速率随温度变化曲线。下列叙述正确的是( )
A.图中CD段实际光合速率在逐渐增大
B.5℃时叶肉细胞的呼吸速率等于光合速率
C.与30℃相比,25℃更有利于有机物的积累
D.B点时光合作用制造的有机物是植株呼吸作用消耗有机物的2倍
4.(2026·江苏·模拟)大气中CO₂浓度升高导致的温室效应会对农作物的生长产生影响。研究人员采用控制系统模拟了未来的气候情况,研究气候变化对水稻光合作用及产量的影响。实验组处理及水稻在灌浆期的光合特性如表所示。下列相关叙述正确的是( )
组别
处理
净光合速率(μmolm-2•s-1)
气孔导度(molm-2•s-1)
蒸腾速率(mmolm-2•s-1)
组1
CO2400μmol•mol-1,正常气温
15
0.12
2.8
组2
CO2400μmol•mol-1,正常气温+2℃
20
0.3
5.4
组3
CO2600μmol•mol-1,正常气温
25
0.1
2.7
组4
CO2400μmol•mol-1,正常气温+2℃
28
0.21
3.9
A.本实验的自变量是 CO₂浓度,因变量可用O₂的释放速率表示
B.与组2相比,组4水稻叶肉细胞吸收固定 CO₂更多,C₃含量高
C.温度可通过促进光合作用相关酶的活性来提高水稻的净光合速率
D.为大幅增加水稻净光合速率,可在适当升高温度的同时增加 CO₂浓度
5.(2024·江苏·模拟)玉米是一种具有高光合作用效率的C4植物,它们的叶片中存在着结构和功能都不同的叶肉细胞和维管束鞘细胞。进行光合作用时叶肉细胞中对CO2高亲和力的PEP羧化酶催化CO2固定产生四碳化合物(C4途径),然后运输到维管束鞘细胞中分解,释放出CO2用于卡尔文循环(如图)。有关叙述正确的是( )
A.维管束鞘细胞中光合作用所利用的CO2都是C4分解释放的
B.若叶片光合作用速率大于细胞呼吸速率,植物的干重不一定增加
C.玉米的有机物是在维管束鞘细胞通过C3途径合成的
D.干旱条件下C3途径植物光合速率比C4途径植物小
6.(2026·江苏·模拟)为探究影响光合速率的因素,将同一品种玉米苗置于25℃条件下培养,实验结果如图所示。下列有关叙述正确的是( )
A.此实验共有两个自变量:光照强度和施肥情况
B.D点比B点CO2吸收量高原因是光照强度大
C.在土壤含水量为40%~60%的条件下施肥效果明显
D.制约C点时光合作用强度的因素主要是土壤含水量
7.(2023·江苏南通·二模)下图是叶绿体淀粉合成的调节过程示意图,光下TPT活性受到限制。相关叙述正确的是( )
A.TPT分布在叶绿体外膜中,具有专一性和饱和性
B.白天光合速率快,叶绿体中[3-磷酸甘油酸]/[Pi]的比值低
C.细胞质基质中的Pi浓度降低时,丙糖磷酸运出叶绿体受抑制
D.白天叶绿体基质中有大量淀粉的合成
8.(2026·江苏·模拟)科研人员将某油料作物种子置于条件适宜的环境中培养,定期检测种子萌发过程中(含幼苗)脂肪的相对含量和干重,结果如图所示。以下叙述不正确的是( )
A.c点幼苗开始进行光合作用
B.导致ab段种子干重增加的主要元素是C
C.ab段种子干重增加说明光合速率一定大于呼吸速率
D.在种子萌发初期,脂肪转化为糖类可导致有机物的总量增加
三、非选择题
9.(2026·江苏无锡·一模)水稻体内部分物质代谢关系如图1所示,R酶是光合作用的关键酶之一,CO2和O2竞争与其结合,分别催化CO2固定和C5与O2反应形成C2等化合物,C2在过氧化物酶体和线粒体的协同下经一系列化学反应释放CO2。请回答下列问题:
(1)光合作用过程中,类囊体薄膜直接参与的阶段是___________,在红光照射下,参与该过程的主要色素是___________。
(2)水稻体内进行光合作用的细胞中消耗O2的场所有___________。
(3)线粒体中G酶参与催化甘氨酸转化为丝氨酸,如图1.为探究保卫细胞中G酶对植物光合作用的影响,研究者以野生型植株W为参照,构建了G酶含量仅在保卫细胞中增加的植株S,实验结果如图2.相同光照条件下,植株S叶片净光合速率高于植株W,原因是___________。
(4)保持环境中CO2浓度不变,当O2浓度从18%升高到39%时,植株S的净光合速率___________(填“增大”或“减小”),据图分析其原因是___________;相较于植株W,植株S的净光合速率变化幅度___________(填“大”“小”)。
(5)干旱胁迫会导致水稻叶绿体中的基粒减少,影响水稻的正常生长。研究人员将长势一致的水稻植株若干株分为4组,进行相关实验,测定叶片净光合速率(Pn),结果如图3.复水是指恢复正常灌水,使其土壤含水量达到对照组的水平。
①请从光合作用的光反应和暗反应两个角度分析,干旱处理组水稻的Pn下降的主要原因是___________。
②据图可知,相比于干旱处理第9天复水,第6天复水更有利于水稻恢复生长,依据是___________。
10.(2025·江苏·模拟)下图 1是某同学为了研究植物的光合作用而设计的实验装置,装置中的缓冲液能维持密闭空间内的 CO2浓度稳定,通过液滴移动的距离可以直接读出密闭空间内的气体变化情况。利用图1装置在温度为20 ℃条件下测定A、B两植物光合速率与呼吸速率的比值(P/R)随光照强度变化的关系,得到如图2所示曲线。请回答:
(1)为了矫正实验中因光照、温度、大气压等其他因素造成的误差,同时还需要设计一个对照实验装置,该对照实验装置与上述实验装置的区别是_____________。在光照条件下,单位时间内测得的数据代表的是______________,要得到图2结果,还需增加1个组,该组处理是________,其他条件与图1装置相同。
(2)培养大豆苗的装置内用培养液比用土壤更好,除了能更好地控制营养物质之外,还因为土壤中有大量的微生物,其_______作用会对实验结果造成影响,从而影响了实验结果的准确性。有人认为将该实验装置中的白炽灯换成 LED 灯,结果更准确,原因是____________________。
(3)根据图2结果判断,A、B两植物中_______植物更适合在树林中阴处生存, 判断的理由是_______。
(4)当光照强度大于______时,A 植物开始释放 O2,此时叶肉细胞中产生 ATP 的场所 有________________________。
(5)已知B植物光合作用的最适温度是28℃,呼吸作用的最适温度是30℃。若将实验时的温度由20 ℃上升到25 ℃,发现B植物净光合速率增加,但P/R值却下降,合理的解释是________________________。
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猜押03 光合作用与细胞呼吸
(学考点→破情境)
题型
考情分析
考向预测
净光合与总光合速率判断
2025 年江苏卷:结合坐标曲线、文字描述,区分净光合、总光合、呼吸速率
2024 年江苏卷:以植株 / 叶片实验数据为情境,辨析三者关系
2023 年江苏卷:结合密闭容器数据,判断光合与呼吸强度
1. 结合关键词快速判定净光合、总光合、呼吸速率
2. 以图表、实验数据为载体,进行三者换算与正误判断
3. 结合植物生长条件,分析净光合与有机物积累的关系
4. 密闭装置液滴移动方向、距离的含义分析
5. 常见单位统一与换算技巧
光合速率昼夜变化
2025 年江苏卷:考查夏季晴天光合速率 “双峰曲线” 与午休原因
2024 年江苏卷:分析昼夜温度、光照对光合呼吸的影响
密闭装置实验
2025 年江苏卷:密闭容器中 CO₂/O₂浓度变化曲线分析
2024 年江苏卷:结合液滴移动,判断光合强度与呼吸类型
光合呼吸计算陷阱
2025 年江苏卷:单位换算、光照 / 黑暗时间处理、面积计算易错点
2024 年江苏卷:总光合 = 净光合 + 呼吸的公式应用陷阱
考点1 净光合与总光合速率判断
学考点
1.(2025·江苏盐城·二模)如图,图1为某植物光合作用和细胞呼吸过程示意图,图2为探究密闭装置中不同温度对该植物叶肉细胞光合速率和呼吸速率影响的实验结果。下列说法错误的是( )
A.图1中产生ATP和[H]的生理过程有①③④
B.图1中产生O2与消耗O2的场所分别为类囊体薄膜、线粒体内膜
C.据图2判断,温度为t2时,O2的去向是被线粒体利用和释放到外界环境
D.t3温度下,植株光照12小时积累有机物(按葡萄糖质量计算)的量约为50.6mg
2.(2025·江苏·一模)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)。下列叙述不正确的是( )
A.补充适量的Mg2+可能导致图乙中D点左移
B.图甲30°C时,该植物固定CO2的速率为10mmol·cm-2·h-1
C.图甲40°C条件下,若黑夜和白天时间相等,龙血树能不断长高
D.图乙中影响D、E两点光合速率的环境因素相同
速率类型
核心生物学定义
测定前提条件
专属判定关键词
同义高频表述
呼吸速率
植物细胞呼吸作用的实际强度,即单位时间内有机物氧化分解的速率
黑暗条件下(完全排除光合作用的干扰)
CO₂释放量、O₂吸收量、有机物减少量
黑暗下 CO₂产生量、黑暗下 O₂消耗量、呼吸作用速率
净光合速率
光照下植物整体光合作用积累有机物的速率,是总光合速率扣除呼吸速率后的净值
光照条件下(针对植物整株 / 整体测定)
CO₂吸收量、O₂释放量、有机物积累量、干重增加量
表观光合速率、密闭容器中 CO₂减少量、密闭容器中 O₂增加量
总光合速率
叶绿体光合作用的实际速率,即单位时间内叶绿体固定 CO₂、制造有机物的总量
无法直接测得,需通过公式换算
CO₂固定量、O₂产生量、有机物制造量
实际光合速率、真正光合速率、叶绿体 CO₂消耗量
核心公式
适用场景
单位统一硬性要求
江苏高考高频考法
总光合速率 = 净光合速率 + 呼吸速率
1. 光照下净光合数据 + 黑暗下呼吸数据,换算总光合速率
2. 曲线 / 表格类光合速率定量计算
3. 一昼夜有机物积累量 / 植物能否生长的判断
1. 气体量单位(mg/μmol)、时间单位(h/min)必须完全统一
2. CO₂与葡萄糖换算,严格遵循6CO₂ ~ 1C₆H₁₂O₆的摩尔比
1. 结合密闭装置液滴移动数据,进行光合速率换算
2. 温度 / 光照梯度的表格数据,总光合与净光合的辨析3. 一昼夜有机物积累量的分段计算
破情境
3.(多选)(2025·江苏·模拟)某研究团队在光强度等条件适宜的情况下,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释放速率。结果如下表所示。下列叙述错误的是( )
温度/℃
15
20
25
30
35
40
45
50
55
CO2吸收速率(μmolCO2·dm-2·h-1)
1.0
2.0
5.0
4.0
4.0
0.0
-4.0
-3.0
-2.0
CO2释放速率(μmolCO2·dm-2·h-1)
1.0
1.5
2.0
3.5
4.0
5.0
4.5
3.0
2.0
A.比较该幼苗的光合作用和细胞呼吸,对高温较敏感的是光合作用
B.该幼苗35℃时光合速率最大,日均温度保持在35℃时生长最快
C.55℃时该幼苗的光合速率为0可能与光合作用相关酶活性的丧失有关
D.光照条件下,40℃时该幼苗叶肉细胞中叶绿体产生的O2均移向线粒体
4.(多选)(2026·江苏·模拟)如图是光合速度与光照强度之间的关系,相关叙述正确的是( )
A.a 点时光合作用强度和呼吸作用强度相等,净光合速率为0
B.b点净光合作用速率为10μmol · m-2 · s-1
C.光极限也称为光饱和,光照强度大于此光照强度时,光合速率的增加变得很慢
D.阴生植物的CO2极限比阳生植物的高
2026年重点关注:
1.核心概念与图表定量:以温度梯度、光照强度为情境,精准区分净光合、总光合、呼吸速率,突破整株与叶肉细胞光合速率不一致的高频易错点;依托表格与曲线,考查总光合=净光合+呼吸的计算、关键点判读与最适生长条件分析。
2.机理判断与生产应用:围绕温度、光照对光合与呼吸的影响,考查酶活性、光补偿点、光饱和点等生理机理;结合作物生长规律,判断高温敏感性、最适生长温度、阴生 / 阳生植物差异,落实光合调控在生产中的应用。
【答案】1.A 2.A
【解析】1.A、①是光反应,②是暗反应,③是有氧呼吸的第三阶段,④是有氧呼吸的一、二阶段,图1中产生ATP和[H]的生理过程有①④,A错误;
B、图1中光合作用产生O2与呼吸作用消耗O2的场所分别为类囊体薄膜、线粒体内膜,B正确;
C、图2中温度为t2时,叶肉细胞的光合速率大于呼吸速率,其产生的O2的去向有被线粒体利用和释放到外界环境中,C正确;
D、光照下O2产生量就是实际光合速率,t3温度条件下,叶肉细胞的实际光合速率为12.5 mg/h,呼吸速率为8mg/h,则植株光照12小时积累O2的量约为4.5×12=54mg,结合葡萄糖和O2的摩尔比(1:6)换算,有机物的积累量约为54÷32×1/6×180=50.6mg,D正确。
故选A。
【详解】2.A、D点为光补偿点,光合速率与呼吸速率相等的点,补充适量的Mg2+(Mg2+是叶绿素的必需成分)可能导致光合速率上升,所需的光照强度减弱,图乙中D点左移,A错误;
B、图甲中,实线表示二氧化碳吸收速率,为净光合作用速率,虚线为CO2产生速率,表示呼吸作用速率,图甲30℃时,该植物固定CO2的速率(总光合作用速率)为8+2=10mmol·cm-2·h-1,B正确;
C、图甲40℃条件下,龙血树净光合速率大于呼吸速率,若白天和黑夜时间相等,则有机物会有积累,龙血树能不断长高,C正确;
D、图乙中影响D、E两点光合速率的主要环境因素都是光照强度,D正确。
故选A。
【答案】3.BD 4.ABC
【详解】3.A、该幼苗的光合作用和呼吸作用相比,温度超过35℃,净光合速率下降,而呼吸速率继续升高,说明光合作用对高温较敏感,A正确;
B、幼苗积累有机物的速率为净光合-呼吸速率,数值最大的是25℃,B错误;
C、50~55℃时该幼苗向外释放的CO2与黑暗时测得的呼吸作用释放的CO2量相同,因此光合速率为0,可能是由于高温导致与光合作用有关的酶活性丧失,C正确;
D、光照条件下,40℃时整株幼苗的CO2吸收速率为0,因此幼苗叶肉细胞中光合速率大于呼吸速率,叶肉细胞中叶绿体产生的O2的移动方向是从叶绿体移向线粒体和细胞外,D错误。
故选BD。
4.A、据图可知,a点是光补偿点,此时植物的光合作用强度和呼吸作用强度相等,净光合速率为0,A正确;
B、光照下二氧化碳的吸收量可表示净光合速率,据图可知,b点净光合作用速率为10μmol · m-2 · s-1,B正确;
C、光极限也称为光饱和,光照强度大于此光照强度时,光合速率的增加变得很慢,此时光照不再是限制因素,可通过改变其他条件如二氧化碳浓度等提高光合速率,C正确;
D、CO2极限即CO2饱和点,阴生植物的CO2极限比阳生植物的低,D错误。
故选ABC。
考点2 光合速率昼夜变化
学考点
5.(2026·江苏·模拟)干旱胁迫会提高植物体内脱落酸(ABA)的含量,降低生长素(IAA)和细胞分裂素(CTK)的含量,使光合速率降低。相关叙述错误的是( )
A.IAA含量降低促进乙烯的合成,导致光合速率降低
B.ABA含量升高促进气孔关闭,导致光合速率降低
C.CTK含量降低引起叶绿素合成减少,导致光合速率降低
D.植物光合作用是由多种激素相互作用形成的调节网络调控的
6.(2025·江苏·模拟)玉米叶肉细胞中含有一种能催化CO2固定的酶PEPC,其固定CO2能力是水稻催化CO2固定的酶Rubisco的约60倍,将玉米的PEPC基因导入水稻后,水稻在高光强下的光合速率显著增加,如下图。下列说法不正确的是( )
A.转基因水稻比原种水稻的气孔导度增加最大可达到100%
B.转基因水稻光合速率增加的原因不是通过气孔导度增加使暗反应增强
C.光强为1000μmol·m-2·s-1时转基因水稻和原种水稻光合速率限制性因素相同
D.高光强时相同气孔导度下转基因水稻光合速率强可能与利用低浓度CO2能力强有关
核心知识点
关键规律
江苏高考高频考法
光合速率昼夜双峰曲线
1. 上午:光照增强→光合速率上升
2. 中午:温度过高→气孔关闭→CO₂供应不足→光合速率下降(光合午休)
3. 下午:气孔开放、光照减弱→光合速率先升后降
1. 光合午休的直接 / 间接原因辨析
2. 曲线中光合速率与呼吸速率大小判断
3. 不同时段有机物积累量分析
一昼夜有机物积累判断
1. 净光合速率>0:有机物积累
2. 净光合速率<0:有机物消耗
3. 一昼夜积累量 = 白天净光合总量 - 夜晚呼吸消耗量
4. 密闭容器中:终点 CO₂浓度低于起点→有机物积累,植物能生长
1. 密闭容器 48h 曲线中光合 = 呼吸的时间点判断
2. 植物能否正常生长的判断
3. 不同遮光 / 温度条件下昼夜光合差异分析
光抑制与光呼吸
1. 强光下电子积累→产生活性氧→损伤光合结构→光抑制
2. 光呼吸可消耗过剩的 ATP、NADPH 和 O₂,减少活性氧生成,保护光合结构
1. 强光下光合速率下降的机理分析 2. 光呼吸对光合结构的保护作用
破情境
7.(2025·江苏·模拟)某生物研究小组在密闭恒温玻璃室内进行植物栽培实验,连续48小时测定温室内CO2浓度及植物CO2吸收速率,得到如图所示曲线(整个过程呼吸速率保持恒定),下列相关叙述正确的是( )
A.叶肉细胞中产生ATP的场所是线粒体和叶绿体
B.图中植物呼吸速率与光合速率相等的时间点有3个
C.该植物光合作用速率达到最大值的时刻是第45小时
D.0~24小时的平均光照强度可能比24~48小时的平均光照强度弱
8.(多选)(2023·江苏常州·模拟)下图表示夏季时某植物体在不同程度遮光条件下净光合速率的部分日变化曲线,据图分析有关叙述错误的是( )
A.一天中30%的适当遮光均会显著增强净光合速率
B.a-b段大部分叶表皮细胞能产生ATP的场所只有细胞质基质和线粒体
C.M点时该植物体内叶肉细胞消耗的二氧化碳量等于该细胞呼吸产生的二氧化碳量
D.该植物c点和d点有机物含量相同
2026年重点关注:
1.结合夏季晴天、温室栽培、干旱 / 盐胁迫等真实情境:考查光合速率昼夜变化曲线的解读,聚焦光合午休的成因与调控。
2.结合源库关系、植物激素调节等跨模块知识点:考查光合速率昼夜变化的调控机理。
3.以光抑制、光呼吸为背景,结合 C3/C4 植物光合特性:考查强光下光合速率变化的机理。
【答案】5. A 6.C
【解析】5.A、生长素(IAA)含量降低会减少对乙烯合成的促进作用,IAA浓度较高时才会促进乙烯合成,A错误;
B、ABA(脱落酸)在干旱条件下积累,促使气孔关闭,减少CO₂进入叶片,导致暗反应速率下降,光合速率降低,B正确;
C、细胞分裂素(CTK)可延缓叶片衰老,其含量降低会减少叶绿素合成,使光反应减弱,光合速率下降,C正确;
D、植物光合作用受ABA、IAA、CTK等多种激素共同调节,形成复杂的调控网络,D正确。
故选A。
6.A、在光强700~1000μmol•m-2•s-1条件下,转基因水稻的气孔导度为0.8μmol•m-2•s-1,原种水稻的气孔导度为0.4μmol•m-2•s-1,转基因水稻比原种水稻的气孔导度增加最大可达到(0.8-0.4)/0.4=100%,A正确;
B、分析右图可知,在大于1000μmol•m-2•s-1光强下,两种水稻气孔导度开始下降,转基因水稻的光合速率明显增加,据此推测光合速率增加不是通过气孔导度增加使进入叶片细胞内的CO2量增加,从而使暗反应增强所导致的,B正确;
C、据图可知,光强为1000μmol·m-2·s-1时,原种水稻光合速率已达到最大值,此时光合速率的限制因素是除光强之外的其它因素;光强为1000μmol·m-2·s-1时,转基因水稻光合速率仍受光强的影响,限制因素仍是光强。因此,光强为1000μmol·m-2·s-1时转基因水稻和原种水稻光合速率限制性因素不同,C错误;
D、依题意,玉米的酶PEPC固定CO2能力是水稻的酶Rubisco的约60倍,据此推测高光强时相同气孔导度下转基因水稻光合速率强可能与转基因水稻中表达的酶PEPC利用低浓度CO2能力强有关,D正确。
故选C。
【答案】7.D 8.ACD
【解析】7.A、叶肉细胞中产生ATP的场所是线粒体和叶绿体以及细胞质基质,A错误;
B、图中植物呼吸速率与光合速率相等的时间点有4个 ,对应的时间分别是6、18、30、42h,B错误;
C、植物光合作用速率=净光合速率+呼吸速率,图中CO2吸收速率代表净光合速率,呼吸速率是细线的最低点(是个定值),故植物光合速率最大值即是36小时,C错误;
D、由曲线图看出,0~24小时比后24~48小时的平均CO2吸收速率低,因此,0~24小时比24~48小时的平均光照强度弱,D正确。
故选D。
8.A、由图可知,M点之前,30%遮光条件下的净光合速率低于不遮光条件下的净光合速率,A错误;
B、由图可知,植物叶片表皮是透明的,表皮细胞中不含叶绿体,故表皮细胞产生ATP场所只有是细胞质基质、线粒体,B正确;
C、M点植物的光合速率等于呼吸速率,但对于单叶肉细胞而言,叶肉细胞的光合作用消耗的二氧化碳远远大于呼吸作用产生的二氧化碳,C错误;
D、由图可知,c点到d点,植物一直在进行光合作用,有机物一直在积累,故d点有机物多于c点,D错误。
故选ACD。
考点3 密闭装置实验
学考点
9.(2023·江苏·模拟)在光照恒定、光合作用温度最适条件下,某研究小组用图1的实验装置测量一小时内密闭容器的变化量,绘成曲线如图2所示。下列说法正确的是( )
A.若第10min时突然黑暗,叶绿体基质中C₃的含量在短时间内将下降
B.该绿色植物前30分钟真正光合速率平均为64ppmCO₂/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.a-b段,叶绿体中ATP从基质向类囊体膜运输
10.(2025·江苏·模拟)酵母菌是一种典型的异养兼性厌氧微生物,在有氧和无氧条件下都能存活。下图为探究酵母菌呼吸方式的装置图,有关叙述错误的是( )
A.根据装置1中红色液滴的移动情况可判断酵母菌是否进行有氧呼吸
B.若装置1中液滴左移,装置2中液滴右移,则酵母菌呼吸类型为无氧呼吸
C.若装置2中液滴右移,则用酸性重铬酸钾检测酵母菌液会发生颜色变化
D.若用绿色植物进行该实验,则需要进行遮光处理
装置设置
液滴移动
核心含义
对应速率类型
黑暗 + NaOH 溶液
左移
有氧呼吸消耗 O₂,产生的 CO₂被 NaOH 吸收
呼吸速率
黑暗 + 清水
不移动
只进行有氧呼吸,消耗 O₂量 = 产生 CO₂量
呼吸速率
黑暗 + 清水
右移
无氧呼吸产生 CO₂,O₂消耗量为 0
无氧呼吸速率
光照 + NaHCO₃缓冲液
右移
光合作用释放 O₂,CO₂浓度被缓冲液稳定
净光合速率
破情境
11.(多选)(2025·江苏镇江·模拟)如图是在一定温度下测定大豆幼苗呼吸作用和光合作用强度的实验装置(呼吸底物为葡萄糖,不考虑装置中微生物的影响),相关叙述错误的是( )
A.烧杯中盛放NaHCO3溶液,可用于测定一定光照强度下植物的光合速率
B.在遮光条件下,烧杯中盛放NaOH溶液,可用于测定植物的有氧呼吸速率
C.在遮光条件下,烧杯中盛放清水,可用于测定植物有氧呼吸的速率
D.烧杯中盛放清水,可用于测定一定光照强度下真正光合速率
2026年重点关注:
1.结合液滴移动法、黑白瓶法等经典实验:考查光合速率、呼吸速率的测定原理,聚焦实验变量控制与误差分析。
2.以密闭容器气体浓度变化曲线为载体:考查光合速率与呼吸速率的定量换算。
3.结合酵母菌呼吸方式探究、植物光合速率测定等实验设计:考查对照实验的设置与实验方案修正。
【答案】9.B 10.B
【解析】9.A、若第10 min时突然黑暗,导致光反应产生的ATP和[H]含量下降,抑制暗反应中C3的还原,导致叶绿体基质中C3的含量将增加,A错误;
B、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=(1680−180)/30=50ppm CO2/min,由bc段可以计算出呼吸速率=(600−180)/30=14ppm CO2/min,因此真光合速率平均为64ppm CO2/min,B正确;
C、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;
D、a~b段二氧化碳含量在下降,说明植物的光合作用大于呼吸作用,且二氧化碳在暗反应中被用于合成三碳化合物,因此叶绿体中ATP从类囊体膜向基质运输,D错误。
故选B。
10.A、装置1中NaOH可吸收产生的CO2,使装置内气压的改变取决于O2,所以装置1中液滴移动的距离代表酵母菌有氧呼吸消耗的氧气,A正确;
B、装置1中液滴左移,说明消耗氧气进行了有氧呼吸,装置2中液滴右移,说明CO2产生量大于O2吸收量,故同时进行有氧呼吸和无氧呼吸,B错误;
C、装置2中液滴右移,说明酵母菌进行了无氧呼吸,能产生酒精,与酸性重铬酸钾会发生颜色变化,C正确;
D、绿色植物能进行光合作用,若要探究呼吸类型,则需在黑暗条件下进行,D正确。
故选B。
【答案】11.ACD
【解析】
【详解】A、烧杯中盛放NaHCO3溶液,NaHCO3溶液可以为光合作用提供二氧化碳,消耗的氧气量则为植物的净光合速率,故能用于测定一定光强下植物的净光合速率,A错误;
B、种子有氧呼吸消耗氧气,产生的二氧化碳被NaOH溶液吸收,故在遮光条件下,烧杯中盛放NaOH溶液,可用于测定种子有氧呼吸强度,B正确;
C、在遮光条件下.植物能进行有氧呼吸,而有氧呼吸消耗的氧气量等于有氧呼吸产生的二氧化碳量,故烧杯中盛放清水,不能用于测定种子有氧呼吸的强度,C错误;
D、一定光照强度下,植物既能进行光合作用,又能进行呼吸作用,故烧杯中盛放清水,不能用于测定一定光照强度下真光合速率,D错误。
故选ACD。
考点4 光合呼吸计算陷阱
学考点
12.(多选)(2025·江苏·模拟)下图为在最适温度下测定并绘制的A、B两种植物的光合作用强度与光照强度的关系图,下列叙述正确的有( )
A.光照强度为3klx时,A植物的叶肉细胞的光合速率等于呼吸速率
B.光照强度为6klx时,A、B两种植物的光合速率相同
C.适当升高温度,B植物的光饱和点和光补偿点的差值将减小
D.在测定B植物的温度下测定A植物,其光补偿点和光饱和点的数值一定不变
13.(多选)(2024·江苏·模拟)某种野生型油菜存在一种突变体,其叶绿素、类胡萝卜素含量均低,叶片呈现黄化色泽。野生型和突变体的成熟叶片净光合速率、呼吸速率及相关指标见表。下列分析正确的是( )
指标类型
类胡萝卜素/叶绿素
叶绿素a/b
净光合速率/(μmolCO2.m-2.s-1)
胞间CO2浓度/(μmolCO2.m-2.s-1)
呼吸速率/(μmolCO2.m-2.s-1)
野生型
0.28
6.94
8.13
210.86
4.07
突变体
0.32
9.30
5.66
239.07
3.60
A.CO2浓度不是导致突变体光合速率降低的限制因素
B.突变体成熟叶片中叶绿体消耗CO2的速率比野生型低2.47μmolCO2.m-2.s-1
C.与野生型相比,突变体中叶绿素含量可能降低的更多
D.与野生型相比,突变体中发生的改变可能抑制了叶绿素a向叶绿素b的转化
核心计算题型
抢分速解公式
考场避坑红线
一昼夜有机物积累与植物生长判定题型
① 一昼夜有机物净积累量 = 光照时段净光合积累总量 - 黑暗时段呼吸消耗总量
② 植物可生长判定标准:一昼夜 CO₂净吸收量>0 / 有机物净积累量>0
③ 等昼夜时长简化公式:净积累量 =(净光合速率 - 呼吸速率)× 12h
光照与黑暗时长不等时,严禁直接用「净光合 - 呼吸」乘 24h;
密闭容器中必须以终点与起点的气体浓度差值为最终判定依据,而非单时段净光合
密闭装置 / 黑白瓶法定量计算题型
① 黑白瓶法:呼吸速率 = 初始溶氧量 - 黑瓶终溶氧量;净光合速率 = 白瓶终溶氧量 - 初始溶氧量;总光合速率 = 白瓶终溶氧量 - 黑瓶终溶氧量
② 液滴移动法:净光合速率 = 光照下 NaHCO₃组液滴移动距离 ÷ 时间 ÷ 装置体积换算系数;呼吸速率 = 黑暗下 NaOH 组液滴移动距离 ÷ 时间 ÷ 装置体积换算系数
黑白瓶法必须保证瓶体体积、水深、光照时长完全一致;液滴移动法必须先做空白校正,排除环境气压、温度的干扰
叶肉细胞 vs 整株植株差异化计算题型
① 整株植株光补偿点:整株总光合速率 = 整株总呼吸速率(含根、茎等非光合细胞)② 叶肉细胞光合速率临界值:叶肉细胞总光合速率 = 叶肉细胞呼吸速率 + 植株非光合细胞总呼吸速率
③ 植株净光合速率>0 时,叶肉细胞净光合速率 > 植株净光合速率
题干限定叶肉细胞时,绝对不能直接套用整株的光合 - 呼吸相等公式;整株净光合为 0 时,叶肉细胞光合速率一定大于其自身呼吸速率
破情境
14.(2026·江苏·模拟)常春藤叶形美丽,四季常青,花淡黄白色或淡绿白色,具有一定的观赏和药用价值。研究发现,常春藤可吸收并同化家装过程中的污染气体甲醛(HCHO),其细胞内部物质代谢及甲醛清除机制如图1所示,其中FALDH为甲醛脱氢酶,可催化甲醛(HCHO)氧化成甲酸(HCOOH)。请回答下列问题:
(1)常春藤花呈淡黄白色或淡绿白色,与花色有关的色素分布在______中。图1中①是卡尔文循环,该循环涉及的能量转化是______。据图1分析,常春藤细胞净化甲醛的场所有______。
(2)为研究甲醛对叶绿体形态及功能的影响,实验小组取成熟叶研磨,获得叶绿体悬液。向叶绿体悬液中加入适当铁盐或其他氧化剂(悬浮液中有H2O,没有CO2),发现水在光照下可以释放出O2,该实验模拟了光合作用中的_______阶段的部分物质变化,______(填“能”或“不能”)说明植物光合作用产生的氧气中的氧元素全部都来自水。
(3)科学家研究了密闭环境下常春藤植株正常光合作用和呼吸作用,测得在不同光照强度下环境中CO2浓度随时间变化曲线,如图2所示。据图2分析弱光照组叶肉细胞的光合速率______(填“大于”“小于”或“等于”)呼吸速率,d时间内完全光照组植株实际光合速率为______ppm/s(用字母a-d表示)。
(4)为探究常春藤对不同浓度甲醛的耐受性,科研人员分别测定了可溶性糖含量的变化(见图3)、叶片气孔导度(气孔的开放程度)和甲醛脱氢酶(FALDH,甲醛代谢过程中的关键酶)活性的相对值(见图4)。
图3结果显示,经2mmol·L-1甲醛处理后细胞中可溶性糖含量较高,据图1分析可能的原因是光合作用的原料______增多有关。结果显示常春藤对低浓度甲醛具有一定的耐受性,通过以上研究,据图4推测甲醛胁迫下常春藤的抗逆机制是______。
15.(2025·江苏·模拟)当光照过强,小球藻吸收的光能超过小球藻所需时,会导致光合速率下降,这种现象称为光抑制。强光条件下,一方面因NADP+不足使电子传递给O2形成O2-1另一方面会导致还原态电子积累,形成三线态叶绿素(3ch1),3ch1与O2反应生成单1O2.O2-1和1O2都非常活泼,如不及时清除,会攻击叶绿素和PSII反应中心(参与光反应的色素-蛋白质复合体)的D1蛋白,从而损伤光合结构。类胡萝卜素可快速淬灭3chl,也可直接清除1O2,从而起到保护叶绿体的作用。
(1)PSIⅡ反应中心位于_____,强光条件下NADP+不足的原因是_____。
(2)强光条件下,与正常植株相比,缺乏类胡萝卜素突变体植株的光合速率_____(填“增大”“不变”或“减小”),原因是_____。
(3)Rubisco酶是一个双功能酶,光照条件下,它既能催化C5与CO2发生羧化反应固定CO2,又能催化C5与O2发生加氧反应进行光呼吸,其催化方向取决于CO2和O2浓度。通过比较碳固定数发现,发生光呼吸时,光合作用效率降低了_____%
(4)随施氮量的适当增加,叶绿素含量升高,导致该变化原因_____。
(5)研究发现小球藻油脂积累与生长之间存在不协调性,在大多数微藻中,高脂质含量通常以营养缺失(尤其是氮源)条件下细胞的生物量停止生长为代价。研究人员通过探究藻菌共培养的方式对微藻生长、油脂积累以及藻类胞外蛋白质等方面的影响。研究结果如下图所示:
①已知在小球藻中叶绿素a的含量较为稳定,因此可通过测量纯藻培养和藻菌共培养体系中_____来作为小球藻数量的统计指标。通过比较图1和图2比较分析,可以得出的结论是:_____。
②下图是在前两个实验的基础上,探究菌引起小球藻生长的原因。则图中的“?”代表的共培养的比例是_____,据图分析可知,在共培养体系中菌株能够分解藻细胞周围的蛋白质,供藻细胞生长利用,同时菌自身会起到_____作用,为缺氮条件下小球藻的生长提供一些氮源物质,从而使得共培养体系中的小球藻在缺氮条件下生物量还有所增加。
2026年重点关注
1.结合表格数据、坐标曲线:考查核心公式的灵活应用,聚焦时间、单位、概念三大经典陷阱。
2.结合一昼夜有机物积累、植物生长判断等生产情境:考查光合呼吸的分段计算。
3.结合光呼吸、C4 植物光合等情境:考查光合效率的定量计算。
【答案】12.BC 13.ACD
12.A、光照强度为3klx时,光合作用速率与呼吸作用速率相等,由于植物体中有的细胞不进行光合作用,只进行呼吸作用,因此A植物叶肉细胞内的光合速率应该大于呼吸速率,A错误;
B、光照强度为6klx时,A植物的光合速率=净光合速率+呼吸速率=4+4=8,B植物的光合速率=净光合速率+呼吸速率=6+2=8,A、B两种植物的光合速率相同,B正确;
C、适当升高温度,B植物的光饱和点将会减小,而光补偿点将会增大,二者的差值会减小,C正确;
D、在测定B植物的温度下测定A植物,其光补偿点和光饱和点可能会有所变化,不一定不变,因为还有其他因素的影响,D错误。
故选BC。
13.A、由表格数据可知,突变体叶片中的胞间CO2浓度高于野生型,因此二氧化碳浓度不是导致突变体光合速率降低的限制因素,A正确;
B、叶绿体的CO2的消耗速率是指实际光合作用速率,由表格信息可知,突变体的实际光合作用速率是5.66+3.60=9.26μmolCO2•m﹣2•s﹣1,野生型的实际光合作用速率是8.13+4.07=12.20μmolCO2•m﹣2•s﹣1,突变体叶片中叶绿体的CO2的消耗速率比野生型低2.94μmolCO2•m﹣2•s﹣1,B错误;
C、某种野生型油菜存在一种突变体,其叶绿素、类胡萝卜素含量均低,叶片呈现黄化色泽,叶绿素是进行光合作用的主要色素,突变体的净光合速率小于野生型,则说明突变体中叶绿素含量可能降低的更多,C正确;
D、题表中叶绿素a/b与类胡萝卜素/叶绿素升高,叶绿素减少使叶片呈现黄化色泽,可能的原因是突变可能抑制叶绿素a向叶绿素b转化的过程,D正确。
故选ACD。
【答案】14.(1) 液泡 ATP和NADPH中(活跃)的化学能转化为有机物中(稳定)的化学能 细胞质基质、叶绿体基质
(2) 光反应 不能
(3) 大于 (a-c)/d
(4) CO2 降低气孔导度,减少甲醛的吸收;提高FALDH的活性,增强对甲醛的代谢能力
15.(1) 叶绿体类囊体薄膜 强光条件下光反应增强,对NADP的消耗速率增大;暗反应提供的NADP不足
(2) 减小 突变体植株缺乏类胡萝卜素,对蓝紫光的吸收减少;无法及时淬灭3ch1并清除1O2,损伤光合结构
(3)30
(4)有利于叶绿素合成;促进催化叶绿素合成的酶的合成;有利于类囊体薄膜面积的增大(薄膜的主要成分是磷脂和蛋白质)三点答到任意两点给分
(5) 叶绿素a的总量 随着小球藻和菌的比例增大,最大生长比速率、最大生物量浓度、脂质生产力和脂质含量都先升高后降低,四个指标在70:1时达到最大 70:1 固氮
【解析】14.(1)与花色有关的色素(如花青素)主要分布在植物细胞的液泡(细胞液)中。卡尔文循环(暗反应)包括二氧化碳的固定和C3还原过程,该过程中能量变化是光反应产生的ATP、NADPH中的活跃化学能,转化为有机物(如糖类)中的稳定化学能。据图 1可知,甲醛(HCHO)先在细胞质基质中被 FALDH 催化为甲酸(HCOOH),后续甲酸参与叶绿体基质中的卡尔文循环,故净化甲醛的场所是细胞质基质、叶绿体基质。
(2)实验中 “水在光照下释放 O₂”,模拟的是光合作用光反应阶段(光反应中H₂O光解产生O₂),该实验没有排除叶绿体中其他物质的干扰,也没有直接观察到元素的转移,虽然有氧气产生,但不确定氧气中的氧元素具体来源,不能说明植物光合作用产生的氧气中的氧元素全部都来自水。
(3)根据图2可知,弱光组光合作用速率等于呼吸作用速率,由于植株存在不能进行光合作用的细胞,所以弱光照组叶肉细胞的光合速率大于它的呼吸速率,d时间内呼吸作用释放二氧化碳量为(a-b),净光合作用吸收的二氧化碳量为b-c,d时间内完全光照组植株的平均实际光合速率(总光合作用速率)=呼吸作用速率+净光合作用速率=(a-b)/d+(b-c)/d=(a-c)/dppm/s。
(4)二氧化碳是暗反应的原料,图3结果显示,经2mmol·L-1甲醛处理后细胞中可溶性糖含量较高,据图1分析可能的原因是光合作用的原料二氧化碳增多有关;气孔是气体等进出细胞的通道,常春藤对低浓度甲醛具有一定的耐受性的机制是降低气孔导度,减少甲醛的吸收;提高FALDH(甲醛代谢过程中的关键酶)的活性,增强对甲醛的代谢能力。
15.(1)PSⅡ反应中心是光反应的关键结构,光反应发生在叶绿体类囊体薄膜,故其位于该部位。强光下光反应速率加快,会大量消耗NADP+生成NADPH;同时暗反应速率有限,无法及时将NADPH 还原为NADP+供光反应再利用,导致NADP+不足。
(2)类胡萝卜素的作用:一是吸收蓝紫光,二是淬灭3chl、清除 1O2以保护光合结构(叶绿素和D1蛋白)。缺乏类胡萝卜素的突变体:既减少了光能吸收,又无法抵御强光下活性氧和三线态叶绿素对光合结构的损伤,导致光合速率减小。
(3)看图可知:无光呼吸发生时,10分子C5结合10分子CO2;有光呼吸时,10分子C5结合8分子CO2,在生成乙醇酸时还释放了1分子CO2,可见有光呼吸时,10分子C5结合7分子CO2,故有光呼吸发生时,光合作用效率降低了30%。
(4)叶绿素含有氮元素,施氮量适量增大,有利于叶绿素合成;蛋白质(如催化叶绿素合成的酶)含有氮元素,施氮量适当增大,促进催化叶绿素合成的酶的合成;叶绿素分布在类囊体薄膜上,薄膜的主要成分是磷脂和蛋白质,这两种物质都含有氮元素,施氮量适当增大,有利于类囊体薄膜面积的增大。
(5)①由于在小球藻中叶绿素a的含量较为稳定,所以可以测定叶绿素a的总量来作为小球藻数量的统计指标,比较图1和图2,实验目的是探究藻菌共培养的方式对微藻生长、油脂积累以及藻类胞外蛋白质等方面的影响,自变量是藻菌共培养时藻类和菌的比例,从图中可以得出结论:随着小球藻和菌的比例增大,最大生长比速率、最大生物量浓度、脂质生产力和脂质含量都先升高后降低,四个指标在70:1时达到最大。
②图中是在前两个实验的基础上,探究菌引起小球藻生长的原因,所以应该选择小球藻生长速度最快的时候,即共培养比例为70:1,在共培养体系中菌株能够分解藻细胞周围的蛋白质,供藻细胞生长利用,同时菌株可能具有固氮的作用,为缺氮条件下小球藻的生长提供一些氮源物质。
一、单选题
1.(2026·江苏·模拟)与野生型拟南芥 WT 相比,突变体 t1和 t2在正常光照条件下,叶绿体在叶肉细胞中的分布及位置不同(图 a,示意图),造成叶绿体相对受光面积的不同(图 b),进而引起光合速率差异,但叶绿素含量及其它性 状基本一致。在不考虑叶绿体运动的前提下,下列叙述正确的是( )
A.t1 比 t2具有更高的光饱和点
B.t1比 t2具有更低的光补偿点
C.三者光合速率的高低与叶绿素的含量有关
D.三者光合速率的差异随光照强度的增加而变大
【答案】B
【详解】A、在正常光照下,t2中叶绿体的相对受光面积低于t1,则二者光合作用速率相同时,t2所需的光照强度高于t1,因此当二者光合速率分别达到最大时,t2所需光照强度高于t1,即t2具有比t1更高的光饱和点,A错误;
B、在正常光照下,t2中叶绿体的相对受光面积低于t1,当呼吸作用释放CO2速率等于光合作用吸收CO2速率时,t1所需光照强度低于t2,即t1比t2具有更低的光补偿点,B正确;
C、由题干信息可知,三者的叶绿素含量及其他性状基本一致,因此三者光合速率的高低与叶绿素含量无关,C错误;
D、正常光照条件下,三者的叶绿体在叶肉细胞中的分布及位置不同,造成叶绿体相对受光面积的不同,从而影响光合速率,在一定的光照强度后,例如都达到光饱和后,三者光合速率的差异不会随着光照强度的增加而变大,D错误。
故选B。
2.(2026·江苏无锡·模拟)为探究沙枣在不同浓度Na2SO4胁迫下的生长特性,科研人员做了相关实验,结果如下表(四组Na2SO4浓度依次为:0mmol/L、60mmol/L、120mmol/L、180mmol/L),以下推测正确的是( )
组别
净光合速率
(μmol•m-2•s-1)
气孔导度
(mmol•m-2•s-1)
根冠比
水分利用效率
对照组
17.5
0.34
0.16
2.8
低浓度组
14.5
0.14
0.18
3.5
中浓度组
13.6
0.12
0.26
3.6
高浓度组
13.1
0.10
0.35
3.7
注:气孔导度越大,气孔开放程度越大;根冠比是植物地下部分与地上部分干重的比值
A.净光合速率下降原因之一是从外界吸收的CO2减少
B.净光合速率下降主要原因是光反应所需的水分减少
C.高浓度组沙枣叶绿体固定的CO2只能来自细胞呼吸
D.沙枣通过维持冠的生长抑制根生长来适应盐渍逆境
【答案】A
【详解】A、根据表格数据可知,在实验浓度范围内,随着Na2SO4浓度增加,沙枣的净光合速率和气孔导度都逐渐降低,可推知净光合速率下降的原因之一是气孔导度降低,导致从外界吸收的CO2减少,A正确;
B、随着Na2SO4浓度增加,沙枣的水分利用效率逐渐提高,说明净光合速率下降主要原因不是光反应所需的水分减少,B错误;
C、沙枣在不同Na2SO4浓度下的净光合速率都大于0,即光合速率大于呼吸速率,由此可推知沙枣叶绿体固定的CO2来自细胞呼吸和外界的吸收,C错误;
D、随着Na2SO4浓度增加,沙枣的根冠比(植物地下部分与地上部分干重的比值)逐渐增大,可推知沙枣通过维持根的生长抑制冠生长来适应盐渍逆境,D错误。
故选A。
二、多选题
3.(2025·江苏·模拟)如图为某植物的光合速率、呼吸速率随温度变化曲线。下列叙述正确的是( )
A.图中CD段实际光合速率在逐渐增大
B.5℃时叶肉细胞的呼吸速率等于光合速率
C.与30℃相比,25℃更有利于有机物的积累
D.B点时光合作用制造的有机物是植株呼吸作用消耗有机物的2倍
【答案】ABD
【详解】A、实际光合作用速率=呼吸作用速率+净光合作用速率,从空气中吸收的CO2为净光合作用,由图可知,CD段净光合作用不变,呼吸作用增加,因此实际光合速率在逐渐增大,A正确;
B、5℃时叶肉细胞的净光合作用为0,因此呼吸速率等于光合速率,B正确;
C、30℃和25℃时植物的净光合作用相等,若光照时间相同,则两种温度下,有机物积累量相同,C错误;
D、B点时,净光合作用和呼吸作用相等,即制造的有机物是植株呼吸作用消耗有机物的2倍,D正确;
故选ABD。
4.(2026·江苏·模拟)大气中CO₂浓度升高导致的温室效应会对农作物的生长产生影响。研究人员采用控制系统模拟了未来的气候情况,研究气候变化对水稻光合作用及产量的影响。实验组处理及水稻在灌浆期的光合特性如表所示。下列相关叙述正确的是( )
组别
处理
净光合速率(μmolm-2•s-1)
气孔导度(molm-2•s-1)
蒸腾速率(mmolm-2•s-1)
组1
CO2400μmol•mol-1,正常气温
15
0.12
2.8
组2
CO2400μmol•mol-1,正常气温+2℃
20
0.3
5.4
组3
CO2600μmol•mol-1,正常气温
25
0.1
2.7
组4
CO2400μmol•mol-1,正常气温+2℃
28
0.21
3.9
A.本实验的自变量是 CO₂浓度,因变量可用O₂的释放速率表示
B.与组2相比,组4水稻叶肉细胞吸收固定 CO₂更多,C₃含量高
C.温度可通过促进光合作用相关酶的活性来提高水稻的净光合速率
D.为大幅增加水稻净光合速率,可在适当升高温度的同时增加 CO₂浓度
【答案】BCD
【详解】A、本实验的自变量是CO₂浓度和温度,因变量为净光合速率、气孔导度、蒸腾速率,A错误;
B、与组2相比,组4的CO₂浓度更高,水稻叶肉细胞吸收固定的 CO₂更多,使得C₃含量增加,B正确;
C、由实验结果可知,与正常气温相比,正常气温+2℃组气孔导度、蒸腾速率均增大,可使水稻叶肉细胞吸收更多的CO₂用于暗反应,同时升温还可使与光合作用相关的酶活性增大,C正确;
D、由实验结果可知,为使水稻的净光合速率的增加幅度更大,可以采取的措施是在适当升高温度的同时增加CO₂浓度,D正确。
故选BCD。
5.(2024·江苏·模拟)玉米是一种具有高光合作用效率的C4植物,它们的叶片中存在着结构和功能都不同的叶肉细胞和维管束鞘细胞。进行光合作用时叶肉细胞中对CO2高亲和力的PEP羧化酶催化CO2固定产生四碳化合物(C4途径),然后运输到维管束鞘细胞中分解,释放出CO2用于卡尔文循环(如图)。有关叙述正确的是( )
A.维管束鞘细胞中光合作用所利用的CO2都是C4分解释放的
B.若叶片光合作用速率大于细胞呼吸速率,植物的干重不一定增加
C.玉米的有机物是在维管束鞘细胞通过C3途径合成的
D.干旱条件下C3途径植物光合速率比C4途径植物小
【答案】BCD
【详解】A、在玉米的维管束鞘细胞中除了进行光合作用外,还会进行呼吸作用。因此玉米维管束鞘细胞光合作用所利用的CO2有C4分解释放和细胞呼吸产生两个来源,A错误;
B、植物的干重由植物的叶片进行光合作用合成的有机物量与植物所有细胞呼吸作用消耗的有机物量共同决定。若叶片中光合作用速率大于细胞呼吸速率,但可能叶肉细胞的光合作用小于或等于所有细胞的呼吸作用,B正确;
C、玉米的维管束鞘细胞能进行光合作用暗反应,故玉米的有机物是在维管束鞘细胞通过C3途径合成的,C正确;
D、在干旱条件下,植物叶片中的气孔部分关闭,导致植物吸收的CO2减小,在低浓度CO2条件下,相比于C3途径,C4途径中的PEP羧化酶对CO2的亲和力更高,更容易与CO2结合形成C4,C4进入维管束鞘细胞的叶绿体中分解产生CO2,故C3途径植物光合速率比C4途径植物小,D正确。
故选BCD。
6.(2026·江苏·模拟)为探究影响光合速率的因素,将同一品种玉米苗置于25℃条件下培养,实验结果如图所示。下列有关叙述正确的是( )
A.此实验共有两个自变量:光照强度和施肥情况
B.D点比B点CO2吸收量高原因是光照强度大
C.在土壤含水量为40%~60%的条件下施肥效果明显
D.制约C点时光合作用强度的因素主要是土壤含水量
【答案】BCD
【详解】A、本实验有不同光照强度、是否施肥、土壤含水量三个自变量,A错误;
B、D点和B点的自变量为光照强度不同,D点光照强度大于B点,所以CO2吸收量高,B正确;
C、通过图解D点与E点(或B点与F点)的CO2吸收量比较,可看出施肥影响明显是在含水量在40%~60%的条件下,C正确;
D、C点土壤含水量较少,光合作用强度较低,在C点基础上增大土壤含水量,可提高其CO2吸收量,因此C点条件下限制玉米CO2吸收量的主要因素是土壤含水量,D正确。
故选BCD。
7.(2023·江苏南通·二模)下图是叶绿体淀粉合成的调节过程示意图,光下TPT活性受到限制。相关叙述正确的是( )
A.TPT分布在叶绿体外膜中,具有专一性和饱和性
B.白天光合速率快,叶绿体中[3-磷酸甘油酸]/[Pi]的比值低
C.细胞质基质中的Pi浓度降低时,丙糖磷酸运出叶绿体受抑制
D.白天叶绿体基质中有大量淀粉的合成
【答案】CD
【详解】A、叶绿体是双层膜结构,外膜的外面是细胞质基质,据图可知,TPT既能转运丙糖磷酸又能转运磷酸,具有专一性和饱和性,但位于叶绿体内膜上,A错误;
B、白天,光合作用形成较多3-磷酸甘油酸,与ADPG焦磷酸化酶结合后,便催化形成淀粉,晚上,光合磷酸化停止,积累在叶绿体里的Pi浓度便升高,便抑制淀粉形成,因此,白天或光照下甘油酸磷酸/Pi的比值高时,合成淀粉活跃;在夜晚或暗处则抑制淀粉合成,转而合成蔗糖,B错误;
C、磷酸丙糖转运器(TPT)能将卡尔文循环丙糖磷酸(TP)不断运到叶绿体外,同时将释放的Pi(无机磷酸)运回叶绿体基质,当细胞质基质中Pi浓度降低时,会抑制丙糖磷酸TP从叶绿体中运出,C正确;
D、白天,光照较强,光下TPT活性受到限制,TPT不能将Pi(无机磷酸)运回叶绿体基质,不会抑制ADPG焦磷酸化酶活性,从而促进淀粉的合成,因此白天叶绿体基质中有大量淀粉的合成,D正确。
故选CD。
8.(2026·江苏·模拟)科研人员将某油料作物种子置于条件适宜的环境中培养,定期检测种子萌发过程中(含幼苗)脂肪的相对含量和干重,结果如图所示。以下叙述不正确的是( )
A.c点幼苗开始进行光合作用
B.导致ab段种子干重增加的主要元素是C
C.ab段种子干重增加说明光合速率一定大于呼吸速率
D.在种子萌发初期,脂肪转化为糖类可导致有机物的总量增加
【答案】ABC
【详解】A、幼苗可以进行光合作用,当光合作用强度大于呼吸作用强度时,有机物开始积累,所以c点后,幼苗光合作用强度大于呼吸作用强度,种子干重增加,不是c点幼苗开始进行光合作用,A错误;
B、种子萌发过程中,种子中的脂肪会转变成糖类,脂肪含量减少,糖类与脂肪相比含有较多的O原子,所以有机物含量增加,因此导致ab段种子干重增加的主要元素是O,B错误;
C、油料种子含有较多的脂肪,种子萌发过程中(含幼苗)的脂肪会转变成糖类,糖类与脂肪相比含有较多的O原子,所以ab段种子干重增加,不能说明此时光合速率一定大于呼吸速率,C错误;
D、油料种子含有较多的脂肪,种子萌发初期脂肪会转变成糖类,脂肪含量减少,糖类与脂肪相比含有较多的O原子,所以有机物的总量增加,D正确。
故选ABC。
三、非选择题
9.(2026·江苏无锡·一模)水稻体内部分物质代谢关系如图1所示,R酶是光合作用的关键酶之一,CO2和O2竞争与其结合,分别催化CO2固定和C5与O2反应形成C2等化合物,C2在过氧化物酶体和线粒体的协同下经一系列化学反应释放CO2。请回答下列问题:
(1)光合作用过程中,类囊体薄膜直接参与的阶段是___________,在红光照射下,参与该过程的主要色素是___________。
(2)水稻体内进行光合作用的细胞中消耗O2的场所有___________。
(3)线粒体中G酶参与催化甘氨酸转化为丝氨酸,如图1.为探究保卫细胞中G酶对植物光合作用的影响,研究者以野生型植株W为参照,构建了G酶含量仅在保卫细胞中增加的植株S,实验结果如图2.相同光照条件下,植株S叶片净光合速率高于植株W,原因是___________。
(4)保持环境中CO2浓度不变,当O2浓度从18%升高到39%时,植株S的净光合速率___________(填“增大”或“减小”),据图分析其原因是___________;相较于植株W,植株S的净光合速率变化幅度___________(填“大”“小”)。
(5)干旱胁迫会导致水稻叶绿体中的基粒减少,影响水稻的正常生长。研究人员将长势一致的水稻植株若干株分为4组,进行相关实验,测定叶片净光合速率(Pn),结果如图3.复水是指恢复正常灌水,使其土壤含水量达到对照组的水平。
①请从光合作用的光反应和暗反应两个角度分析,干旱处理组水稻的Pn下降的主要原因是___________。
②据图可知,相比于干旱处理第9天复水,第6天复水更有利于水稻恢复生长,依据是___________。
【答案】(1) 光反应阶段 叶绿素(叶绿素a和叶绿素b)
(2)叶绿体(叶绿体基质)、线粒体(线粒体内膜)
(3)与植株W相比,植株S气孔开度增大,吸收CO2增多;G酶含量高,催化甘氨酸分解生成CO2增多,进入叶绿体用于光合作用的CO2较多
(4) 减小 O2浓度升高,利于C5与O2结合,消耗了C5导致用于光合作用暗反应CO2固定的C5减少 小
(5) 干旱胁迫会导致水稻叶绿体中的基粒减少,与光反应有关的色素和酶量减少,因而光反应产生的ATP和NADPH减少,进而导致暗反应速率下降 第6天复水与第9天复水相比,净光合速率快速上升,且有高于对照组的时段
【详解】(1)光合作用的过程根据是否需要光能,分为光反应和暗反应两个阶段,光反应阶段在类囊体的薄膜上进行;绿叶中的色素有4种,可归为两大类,叶绿素和类胡萝卜素,叶绿素又包括叶绿素a和叶绿素b,类胡萝卜素又包括胡萝卜素和叶黄素两类,其中叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光,胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光,故在红光照射下,参与该过程的主要色素是叶绿素(叶绿素a和叶绿素b)。
(2)由图1分析可知,O2与CO2竞争结合R酶的同一位点,R酶参与光合作用暗反应过程,场所为叶绿体基质,在此处R酶可催化C5与O2反应生成C2等化合物;同时植株可进行有氧呼吸过程消耗O2,场所为线粒体内膜。
(3)根据题意可知,线粒体中G酶参与催化甘氨酸转化为丝氨酸和CO2,相同光照条件下,与植物W相比,植株S保卫细胞中G酶含量较高,催化甘氨酸分解生成的CO2较多,CO2可直接进入叶绿体用于CO2的固定;气孔开度增大,从而吸收更多的CO2,故相同光照条件下,植株S叶片的净光合速率高于植株W。
(4)分析题意可知,O2浓度升高,在与CO2竞争R酶时占优势,导致R酶催化固定CO2的量减少,因此植株S的净光合速率会减小;相较于植株W,植株S保卫细胞中G酶含量高,G酶催化甘氨酸生成丝氨酸和CO2的量更多,气孔开度较大,吸收CO2多,因而植株S的净光合速率变化幅度小。
(5)①结合图示可知,图中Pn的观测指标是单位时间、单位叶面积吸收的二氧化碳量。干旱胁迫会导致水稻叶绿体中的基粒减少,因而与光反应有关的色素和酶量减少,光反应产生的ATP和NADPH减少,进而导致暗反应速率下降,因而表现为净光合速率下降,此外干旱胁迫可能会导致与暗反应有关酶合成量减少,进而影响了暗反应导致净光合速率下降。
②实验结果显示,第6天复水与第9天复水相比,净光合速率快速上升,且有高于对照组的时段,而第9天复水效果较差,净光合速率没有明显上升,因而推测,第6天复水更有利于水稻恢复生长。
10.(2025·江苏·模拟)下图 1是某同学为了研究植物的光合作用而设计的实验装置,装置中的缓冲液能维持密闭空间内的 CO2浓度稳定,通过液滴移动的距离可以直接读出密闭空间内的气体变化情况。利用图1装置在温度为20 ℃条件下测定A、B两植物光合速率与呼吸速率的比值(P/R)随光照强度变化的关系,得到如图2所示曲线。请回答:
(1)为了矫正实验中因光照、温度、大气压等其他因素造成的误差,同时还需要设计一个对照实验装置,该对照实验装置与上述实验装置的区别是_____________。在光照条件下,单位时间内测得的数据代表的是______________,要得到图2结果,还需增加1个组,该组处理是________,其他条件与图1装置相同。
(2)培养大豆苗的装置内用培养液比用土壤更好,除了能更好地控制营养物质之外,还因为土壤中有大量的微生物,其_______作用会对实验结果造成影响,从而影响了实验结果的准确性。有人认为将该实验装置中的白炽灯换成 LED 灯,结果更准确,原因是____________________。
(3)根据图2结果判断,A、B两植物中_______植物更适合在树林中阴处生存, 判断的理由是_______。
(4)当光照强度大于______时,A 植物开始释放 O2,此时叶肉细胞中产生 ATP 的场所 有________________________。
(5)已知B植物光合作用的最适温度是28℃,呼吸作用的最适温度是30℃。若将实验时的温度由20 ℃上升到25 ℃,发现B植物净光合速率增加,但P/R值却下降,合理的解释是________________________。
【答案】(1) 将大豆苗换成形态大小相似的死亡大豆苗(或去除大豆幼苗) 净光合作用速率 遮光
(2) 呼吸 白炽灯产热更多,对环境温度的影响更大
(3) B B植物的光补偿点小于A植物
(4) b 细胞质基质、线粒体、叶绿体
(5)光合速率增长百分比小于呼吸速率增长百分比,光合速率增加值大于呼吸速度增加值
【详解】(1)为了矫正实验中因光照、温度、大气压等其他因素造成的误差,同时还需要设计一个对照实验装置,该对照实验装置与上述实验装置的区别是将大豆苗换成形态大小相似的死亡大豆苗(或去除大豆幼苗)。图1装置在密闭环境下,由于缓冲液能维持密闭空间内的 CO2浓度稳定,密闭空间内的气体变化是由氧气变化引起的,则气体改变的体积为O2释放量,故所测数据代表净光合作用;图2为光合速率与呼吸速率的比值相关曲线,要得到图2结果,还需要测量植物的呼吸作用速率,故需要设置其他条件与图1相同,但进行遮光处理的一组实验。
(2)土壤中有大量的微生物,微生物的呼吸作用会产生二氧化碳,从而影响实验结果。白炽灯会产生大量热量,改变局部环境温度,影响实验结果,而LED 灯产生的热量较小,将该实验装置中的白炽灯换成 LED 灯,结果更准确。
(3)图2中P/R值为1时,所对应的光照强度为光补偿点,B植物的光补偿点小于A植物,而适合在阴处生长的植物光补偿点所对应的光照强度更小,因此B植物更适合在阴处生存。
(4)图2中P/R值为1时,光合作用等于呼吸作用,也就是光照强度大于b时,光合作用大于呼吸作用,A植物开始释放氧气,此时产生ATP的有呼吸作用和光合作用,因此其场所为细胞质基质、线粒体、叶绿体。
(5)温度由20°C上升到25°C,由于光合作用与呼吸作用有关酶的最适温度都高于20°C,二者速率都会增大,但净光合作用速率也增加,所以二者的差值增大,又因为P/R值下降,说明光合速率增长百分比小于呼吸速率增长百分比,光合速率增加值大于呼吸速率增加值。
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