第三单元+必刷题+第13讲　光合作用与呼吸作用的综合分析-2027届高三生物一轮复习

该高中生物学高考复习学案系统整合光合作用与呼吸作用的联系及“三率”关系测定核心考点，通过物质能量转化对比、NADH/NADPH/ATP来源去路分析构建知识网络，以问题链引导学生自主梳理联系，形成层次分明的复习框架。 亮点在于诊断性真题演练与科学思维培养，如开篇设置2026年真题辨析物质转化场所，“三率”计算模块设计曲线分析任务，学生通过错题归因表自主诊断薄弱点。融入物质与能量观，助力个性化提升，教师可依学情精准指导，有效培养自主复习能力。

第13讲　光合作用与呼吸作用的综合分析 课标要求　1.说明生物通过细胞呼吸将储存在有机分子中的能量转化为生命活动可以利用的能量。2.说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量,这些能量在二氧化碳和水转变为糖与氧气的过程中,转换并储存为糖分子中的化学能。 考点一　光合作用与细胞呼吸的联系 1.细胞呼吸和光合作用的物质、能量转化关系 2.物质转化 3.能量变化 4.光合作用与有氧呼吸中有关NADH、NADPH、ATP的来源与去路 　光合作用与细胞呼吸的联系 1.(2026)对绿色植物的光合作用和呼吸作用过程进行比较,下列叙述错误的是(　　) A.类囊体膜上消耗H2O，而线粒体基质中生成H2O B.叶绿体基质中消耗CO2,而线粒体基质中生成CO2 C.类囊体膜上生成O2,而线粒体内膜上消耗O2 D.叶绿体基质中合成有机物,而线粒体基质中分解有机物 解析:类囊体膜上进行水的光解消耗H2O,而线粒体内膜上进行有氧呼吸第三阶段生成H2O,线粒体基质中进行有氧呼吸第二阶段不生成H2O,A错误;叶绿体基质中进行暗反应,消耗CO2进行CO2的固定,线粒体基质中进行有氧呼吸第二阶段,涉及丙酮酸和水反应生成CO2,B正确;类囊体膜上进行水的光解生成O2,线粒体内膜上进行有氧呼吸第三阶段,消耗O2和NADH生成水,C正确;叶绿体基质中进行暗反应,合成葡萄糖等有机物,线粒体基质中进行有氧呼吸第二阶段,分解有机物(丙酮酸),生成CO2和NADH,D正确。 答案:A 2．(2026)如图①～⑥为某高等植物体内一些细胞中发生的代谢过程。下列叙述错误的是(　　) A.该细胞一定具有叶绿体,且⑤过程发生在类囊体膜上 B.当叶肉细胞内①过程速率大于②过程时,植物不一定积累有机物 C.在无氧条件下,②③过程可发生在细胞质基质中 D.可为成熟叶片细胞中的①过程提供能量的ATP来自②③④⑤过程 解析:由图中生理过程可知,①⑤⑥为光合作用,②③④为有氧呼吸,该细胞能进行光合作用一定具有叶绿体,且⑤过程(光反应)发生在叶绿体的类囊体膜上,A正确;由于该细胞是能进行光合作用的细胞,当细胞内①过程速率大于②过程时,该细胞的光合速率大于呼吸速率,但整株植物不一定光合速率大于呼吸速率,即植物不一定积累有机物,B正确;②是呼吸作用第一阶段,③是呼吸作用第二阶段,在无氧条件下,②③过程可发生在细胞质基质中,C正确;①是暗反应中C3的还原过程,所消耗的ATP只能来自光反应⑤,不能来自细胞呼吸(②③④),D错误。 答案:D 考点二　“三率”的关系及测定 1.辨析净光合速率与总光合速率 (1)微观辨析(以光合速率大于呼吸速率为例) (2)结合曲线辨析 2.真正(总)光合速率、净光合速率和呼吸速率的关系 (1)判定方法 (2)相关计算 ①光合作用实际产氧量(叶绿体产氧量)=实测植物氧气释放量+细胞呼吸耗氧量。 ②光合作用实际CO2消耗量(叶绿体消耗CO2量)=实测植物CO2吸收量+细胞呼吸CO2释放量。 ③光合作用葡萄糖净生产量(葡萄糖积累量)=光合作用实际葡萄糖生产量(叶绿体产生或合成的葡萄糖量)-细胞呼吸葡萄糖消耗量。 拓展:(1)自然环境中绿色植物一昼夜内CO2的吸收与释放速率的曲线分析 光合作用强度的一昼夜变化过程中,限制光合作用的主要因素有光照强度和温度。 (2)密闭环境中绿色植物一昼夜内CO2含量的变化曲线分析 分析光合作用或细胞呼吸速率的变化时,应分析曲线变化趋势的快慢,也就是斜率。 　“三率”的关系及测定 1.(2026)以测定的CO2吸收量与释放量为指标,研究温度对某绿色植物光合作用与细胞呼吸的影响,结果如图甲所示。图乙装置是在其他条件适宜时,测定该绿色植物在不同温度下的气体变化情况。结合两图分析。下列叙述错误的是(　　) A.该绿色植物在30 ℃时的光合作用强度与35 ℃时的光合作用强度相等 B.若每天光照12 h,则该植物在20 ℃时生长速率最快 C.若该植物原重X g,置于暗处4 h后重为(X-1) g,然后光照4 h后重为(X+2) g,则总光合速率为3/4 g·h-1 D.图乙装置的液滴约在25 ℃时单位时间内向右移动的距离最大 解析:在光照时间相同的情况下,30℃时光合作用的总量为3.50(净合成量)+3.00(呼吸消耗量)=6.50mg·h-1,35℃时光合作用的总量为3.00(净合成量)+3.50(呼吸消耗量)=6.50mg·h-1,二者相同,A正确;若每天交替进行12小时光照,12小时黑暗,则幼苗积累有机物为12小时的净光合量-12小时的呼吸量,数值最大的是20℃,B正确;该植物原重Xg,置于暗处4h后重(X-1)g,则呼吸速率为1/4g·h-1,然后光照4h后重(X+2)g,则4h内的净光合量为3g,总光合量为(3+1)g,故总光合速率为1g·h-1,C错误;图乙中NaHCO3溶液作为CO2缓冲液,因此水滴的移动方向与距离与装置中的O2变化有关,结合图甲,光照下图乙装置的液滴在25℃时净光合速率最强,因此单位时间内向右移动的距离最大,D正确。 答案:C 2.(2026)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:(1)在自然条件下,该植物叶片在温度a和c时的净光合速率相等,但由于黑暗时呼吸速率不同,因此叶片有机物积累速率不相等。(2)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不进行光合作用,该植物体的干重会减少。(3)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;同时使酶的活性降低,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。(4)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。 答案:(1)不相等　自然条件下,黑暗时温度a和c时的呼吸速率不相等　(2)温度d时,叶片的光合速率与呼吸速率相等,但植物的根部等细胞不进行光合作用,仍呼吸消耗有机物,导致植物体的干重减少　(3)温度过高,导致部分气孔关闭,CO2供应不足,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　(4)光合速率和呼吸速率差值 　光合作用与细胞呼吸的综合分析 3.(2026)将某种植物置于高温环境(HT)下生长一定时间后,测定HT植株和生长在正常温度(CT)下的植株在不同温度下的光合速率,结果如图。由图不能得出的结论是(　　) A.35 ℃时两组植株的真正(总)光合速率相等 B.两组植株的CO2吸收速率最大值接近 C.50 ℃时HT植株能积累有机物而CT植株不能 D.HT植株表现出对高温环境的适应性 解析:CO2吸收速率代表净光合速率,而真正(总)光合速率=净光合速率+呼吸速率。由图可知35℃时两组植株的净光合速率相等,但呼吸速率未知,故35℃时两组植株的真正(总)光合速率无法比较,A错误;由图可知,CT植株和HT植株的CO2吸收速率最大值基本一致,都接近于3mmol·cm-2·s-1,B正确;由图可知,50℃时HT植株的净光合速率大于0,说明能积累有机物,而CT植株的净光合速率没有大于0,说明不能积累有机物,C正确;由图可知,在较高的温度下HT植株的净光合速率仍大于0,能积累有机物进行生长发育,体现了HT植株对高温环境较适应,D正确。 答案:A 4.(2026)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:(1)光合色素可分为叶绿素和类胡萝卜素两大类,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,属于可见光。(2)植物会进行光合作用和呼吸作用,光合作用消耗CO2产生O2,呼吸作用消耗O2产生CO2。分析题图可知,光照t时间时,a组中的O2浓度少于b组,说明b组产生的O2更多,光合速率更大,消耗的CO2更多,即a组CO2浓度大于b组。(3)a、b、c、d组的光照强度依次增大,再延长光照时长,c和d组氧气的浓度不再增加,说明此时受CO2的影响,光合速率等于呼吸速率,由于温度保持恒定,所以a、b、c三组的呼吸速率都是一样的,a、c两组的光合速率都等于呼吸速率,说明a、c两组的光合速率都相等且都等于呼吸速率,而b组的由于光照较弱,消耗的CO2较少,所以t时光合速率仍然大于呼吸速率。(4)光照t时间后,c、d组O2浓度相同,即c、d组光合速率不再变化,c组的光照强度为光饱和点。将d组密闭装置打开,会增加CO2浓度,并以c组光照强度继续照光,其幼苗光合速率会升高。 答案:(1)红光和蓝紫光　光合色素可分为叶绿素和类胡萝卜素,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　再延长光照时长,c和d组氧气的浓度不再增加,说明此时受CO2的影响,光合速率等于呼吸速率,由于温度保持恒定,所以a、b、c三组的呼吸速率都是一样的,a、c两组的光合速率都等于呼吸速率,说明a、c两组的光合速率都相等且都等于呼吸速率,而b组由于光照较弱,消耗的CO2较少,所以t时光合速率仍然大于呼吸速率　(4)升高 1.(2026)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 解析: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。 答案:D 2.(2026)下图是某绿藻适应水生环境、提高光合效率的机制图。光反应产生的物质X可进入线粒体促进ATP合成。下列叙述错误的是(　　) A.物质X通过提高有氧呼吸水平促进HC进入细胞质基质 B.HC利用通道蛋白从细胞质基质进入叶绿体基质 C.水光解产生的H+提高类囊体腔CO2水平,促进CO2进入叶绿体基质 D.光反应通过确保暗反应的CO2供应,帮助该绿藻适应水生环境 􀳀考点解码　光反应阶段在叶绿体囊状结构薄膜上进行,此过程必须有光、色素、光合作用的酶.具体反应步骤:①水的光解,水在光下分解成氧气和NADPH;②ATP生成,ADP与Pi接受光能变成ATP,此过程将光能变为ATP活跃的化学能。 解析:光反应产生的物质X可进入线粒体促进ATP合成,因此物质X可通过提高有氧呼吸水平促进HC进入细胞质基质,A正确;HC进入叶绿体基质也需要线粒体产生的ATP供能,属于主动运输,通道蛋白只能参与协助扩散,B错误;据题图可知,光反应中水光解产生的H+促进HC进入类囊体,并与HC在类囊体腔内反应产生CO2,因此能提高类囊体腔CO2水平,C正确;据题图可知,光反应生成的物质X(O2)促进线粒体的有氧呼吸,产生更多的ATP,有利于HC进入叶绿体基质,产生CO2,保证了暗反应的CO2供应,D正确。 答案:B 3.(2026)在温室中种植番茄,光照强度和CO2浓度是制约产量的主要因素。某地冬季温室的平均光照强度约为200 μmol·m-2·s-1,CO2浓度约为400 μmol·mol-1。为提高温室番茄产量,有人测定了补充光照和CO2后番茄植株相关生理指标,结果见下表。回答下列问题。 组别 光照强度/(μmol·m-2·s-1) CO2浓度/(μmol·mol-1) 净光合速率/ (μmol·m-2·s-1) 气孔导度/(mol·m-2·s-1) 叶绿素含量/ (mg·g-1) 对照 200 400 7.5 0.08 42.8 甲 400 400 14.0 0.15 59.1 乙 200 800 10.0 0.08 55.3 丙 400 800 17.5 0.13 65.0 注:气孔导度和气孔开放程度呈正相关 (1)为测定番茄叶片的叶绿素含量,可用　　　　　　提取叶绿素。色素对特定波长光的吸收量可反映色素的含量,为减少类胡萝卜素的干扰,应选择　　　　(填“蓝紫光”或“红光”)来测定叶绿素含量。  (2)与对照组相比,甲组光合作用光反应为暗反应提供了更多的　　　　　　　　　　,从而提高了净光合速率。与甲组相比,丙组的净光合速率更高,气孔导度略低,但经测定发现其叶肉细胞间的CO2浓度却更高,可能的原因是　   　。  (3)根据本研究结果,在冬季温室种植番茄的过程中,若只能从CO2浓度加倍或光照强度加倍中选择一种措施来提高番茄产量,应选择　　　　　　　　　　,依据是　   　。  􀳀考点解码　实验的自变量为光照强度和CO2浓度,因变量包括叶绿素含量、气孔导度、净光合速率。影响光合作用的因素包括内因和外因：内因有色素含量、酶数量等;外因有光照强度、二氧化碳浓度、温度、含水量、矿质元素等。 解析:(1)叶绿素可溶解在有机溶剂无水乙醇中,故为测定番茄叶片的叶绿素含量,可用无水乙醇提取叶绿素。色素对特定波长光的吸收量可反映色素的含量,光合作用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,为减少类胡萝卜素的干扰,应选择红光来测定叶绿素含量。(2)与对照组相比,甲组光合作用光反应为暗反应提供了更多的ATP和NADPH,从而提高了净光合速率。甲组和丙组的光照强度相同,丙组的CO2浓度是甲的二倍,与甲组相比,丙组的净光合速率更高,气孔导度略低,但经测定发现其叶肉细胞间的CO2浓度却更高,可能的原因是外界CO2浓度更高。(3)根据本研究结果,在冬季温室种植番茄的过程中,甲大于乙的光合速率,光照强度加倍使净光合速率提高幅度更大,故若只能从CO2浓度加倍或光照强度加倍中选择一种措施来提高番茄产量,应选择光照强度加倍。 答案:(1)无水乙醇　红光　(2)ATP和NADPH　丙组外界CO2浓度更高　(3)光照强度加倍　甲大于乙的光合作用速率,光照强度加倍使净光合速率提高幅度更大 学科网（北京）股份有限公司 $