第13课时 光合作用和细胞呼吸的综合分析-【创新大课堂】2027年高三生物一轮总复习

高三总复习·生物学 D教材知识·落实 >2 6平均花朵数（朵） 5 口红光+蓝光口红光口蓝光 1.下列关于光合作用原理应用的叙述，正确的是 A.农作物能吸收有机肥中的有机物，有助于农作 物生长 B.合理密植有利于改善田间CO2浓度和光能利： 5 补光时间（小时/天） 用率 C.用绿色塑料薄膜代替无色塑料薄膜，可提高大 回答下列问题： 棚蔬菜的产量 (1)本次实验结果表明，三种补光光源中最佳的 D.农作物生长发育过程中，及时去掉衰老变黄的 是 ,该光源的最佳补光时间是 小 叶片不利于有机物的积累 时/天，判断该光源是最佳补光光源的依据是 E.“正其行，通其风”，有利于提高农作物的产量 F.连续阴雨天适当提高温度有利于大棚绿叶蔬 菜生长 (2)现有可促进火龙果增产的三种不同光照强度 G.适当增施氮肥，促进茎叶生长，以增大光合作 的白色光源，设计实验方案探究成花诱导完成后 用面积 提高火龙果产量的最适光照强度（简要写出实验 2.(2023·海南，16节选)海南是我国火龙果的主要 思路)： 种植区之一。由于火龙果是长日照植物，冬季日 照时间不足导致其不能正常开花，在生产实践中 需要夜间补光，使火龙果提前开花，提早上市。 某团队研究了同一光照强度下，不同补光光源和 温馨提示 请做课时分层检测（十二） 补光时间对火龙果成花的影响，结果如图。 第13课时 光合作用和细胞呼吸的综合分析 [课标要求]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 细胞呼吸、光合作用的物质和能量转化 巴基础知识·梳理 2.能量方面 >》 储存在 暗 有机 热能 光合作用 有氧呼吸c0, 见应 ATP. C05 CH120 应 物中细胞/ 储存在 用于 →ATP 各项 能 的化呼吸 中的化 中的 生命 NADPH NADPATP ADP+Pi )生命 学能 ADP+Pi 化学能 活动 活动 学能 能→H,O 一0：吸收 3.ATP和还原型辅酶在叶绿体、细胞质基质、线粒 →HO 释放 体间的转移方向 在叶绿体中 主要在线粒体中 (1)ATP和还原型辅酶Ⅱ在叶绿体、细胞质基质 1.物质方面 间的转移方向：叶绿体产生的ATP基本不转移 Sco,暗反应 有氧呼 C,H,0,有氧呼吸cO, 至细胞质基质，NADPH能转移至细胞质基质 第一阶 第二阶段 中，细胞质基质中的ATP和NADPH都能转移 质 光反应0，有氧呼吸 至叶绿体中。 O.H.O 第三阶段 (2)ATP和还原型辅酶I在细胞质基质、线粒体间 面 有氧呼吸 的转移方向：线粒体产生的ATP和NADH都可 H H,O光反应 暗反应C,HOo第-、二阶段 有氧呼吸 以转移至细胞质基质中，细胞质基质中的ATP不 第三阶段 HO 转移至线粒体中，NADH能转移至线粒体中。 精品教辅·智慧人生 64 第三单元细胞的能量供应和利用 巴命题考向·演练 (3)研究者通过转基因技术在叶绿体成熟的叶肉 >>> 细胞中实现H基因过量表达，对转H基因和非 考向一细胞呼吸、光合作用的物质和能量变化 转基因叶肉细胞进行黑暗处理，之后检测二者细 1.(2025·河北卷，T4)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()！ 胞质基质和叶绿体基质中ATP相对浓度，结果 A.类囊体膜上消耗H2O、而线粒体基质中生 如图。相对于非转基因细胞，转基因细胞的细胞 成H2O 质基质ATP浓度明显 据此推 B.叶绿体基质中消耗CO2,而线粒体基质中生 测，H基因的过量表达造成细胞质基质ATP被 成CO2 (填“叶绿体”或“线粒体”)大量消耗，细 C.类囊体膜上生成O2,而线粒体内膜上消耗O2 胞有氧呼吸强度 D.叶绿体基质中合成有机物，而线粒体基质中分 解有机物 100 ☐细胞质基质 2.(2023·河北，19)拟南芥发育早期的叶肉细胞 80 ☐叶绿体基质 中，未成熟叶绿体发育所需ATP须借助其膜上 的转运蛋白H由细胞质基质进入。发育到一定 阶段，叶肉细胞H基因表达量下降，细胞质基质 20 ATP向成熟叶绿体转运受阻。回答下列问题： 0+ (1)未成熟叶绿体发育所需ATP主要在 非转基因 转H基因 合成，经细胞质基质进入叶绿体。 叶肉细胞 叶肉细胞 (2)光照时，叶绿体类囊体薄膜上的色素捕获光 (4)综合上述分析，叶肉细胞通过下调 能，将其转化为ATP和 中的化学 阻止细胞质基质ATP进入成熟的叶绿 能，这些化学能经 阶段释放并 体，从而防止线粒体 ,以保 转化为糖类中的化学能。 证光合产物可转运到其他细胞供能。 考点二 “三率”的关系及测定 巴基础知识·梳理 22 植物有 植物或叶 植物或叶 净光 机物的 片或叶肉 片或叶肉 合 有机物积 1.微观辨析总光合速率、净光合速率和呼吸速率的 细胞O2 细胞CO 累速率 关系 速率 速率 速率 速率 c02 来自空气吸收m 净光合速率 单位面 C02 积的叶 ,固定m 释放m 片在单 黑暗中 光合速率 呼吸速率 呼吸 中02 有机物消 nin 速率 位时间 CO2释放 内分解 吸收速率 耗速率 吸收n1一 速率 产生 有机物 进入空气】释放 净光合速率 的速率 02 3.计算公式：真正光合速率=净光合速率十呼吸 (以光合速率大于呼吸速率为例) 2.光合速率与呼吸速率的常用表示方法 速率。 4.测定植物光合速率和呼吸速率的常用方法 表示方法（单位面积的叶片在单位时间 (1)“液滴移动法”—测定装置中气体体积变化 项目 含义 内的变化量) 有色液滴 有色液滴 02 C02 有机物 毛细管 毛细管 植物在 02 CO2固定 绿色植物 绿色植物 真正 光下实 有机物 速率 速率或叶 NaOH溶液 NaHCO,溶液 光合 际合成 或叶绿体 绿体吸收 (吸收CO) (提供CO) 速率 有机物 速率 “黑暗”下，有色液滴 “光照”下，有色液滴 的速率 释放02量 C02量 左移距离代表 右移距离代表 的 量，即 速率 量，即 速率 65 精品教辅·智慧人生 高三总复习·生物学 ①在测定了净光合速率和呼吸速率的基础上可： 净光合速率=(z一y)/2S;呼吸速率 计算得出二者之和，即“真正光合速率”。 真正光合速率=净光合速率十呼吸速率= 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 命题考向·演练 22 两装置相比，对照装置的不同点是用“死亡的绿 考向二“三率”的关系及测定 色植物”代替“绿色植物”，其余均相同。 3.(2026·辽宁凤城月考)某同学欲测定植物叶片的 (2)“半叶法” 测定光合作用有机物的产生量 总光合速率，做如图所示实验。在叶柄基部做环 遮光 △W=Wg-Wa(△W 剥处理（仅限制叶片有机物的输入和输出），于不 光 表示截取部分叶片 同时间分别在同一叶片上陆续取下面积为1cm t小时后 在小时内光合作用 的叶圆片烘干后称其质量，测得叶圆片的总光合 合成的有机物) 速率=(7y-6z-x)/6(g·cm-2·h-1)。不考虑 同一叶片，给截取对称位置 真正光合速率=△W 予遮光和光照 面积均为S的叶 的平均值/(S×t), 取叶圆片的机械损伤和温度微小变化对叶片生理 处理且阻止两 片，烘干称重 即单位时间单位面 活动的影响，则M处的实验条件是 部分的物质和记为W、和W。 积的叶片制造的有 环剥后的叶 能量转移 机物的量 光照 将叶片一半遮光、一半曝光，遮光的一半测得的 上午10时移走的叶 数据变化值代表 强度值，曝光的一半测 圆片（干重x克） 下午4时移走的叶叶圆片（干重克 圆片（干重y克 得的数据变化值代表 强度值，最后计算 A.下午4时后在阳光下照射3小时再遮光3 真正光合作用强度值。需要注意的是该种方法 小时 在实验之前需对叶片进行特殊处理，以防止有机 B.下午4时后将整个实验装置遮光3小时 物的运输。 C.下午4时后将整个实验装置遮光1小时 (3)“黑白瓶法”— 测定溶氧量的变化 D.下午4时后在阳光下照射3小时 ⊙①从某一水层取样，装入若干个等体积黑瓶和白 4.(2026·湖南益阳模拟)为了研究温度对绿色植 瓶中，并分别测得初始溶氧量 物光合作用与呼吸作用的影响，某生物兴趣小组 ⊙③一段时间后，分别 ②把黑、白瓶悬于原水 测出黑、白瓶的溶 利用植物光合测定装置进行实验（如图甲），在适 深处 氧量并算出平均值 宜的光照和不同的温度条件下测定CO2的吸收 量与释放量绘制了乙图。结合相关知识，回答下 列问题（提示：有色液滴移动1cm相当于乙图中 的1个单位)。 ⊙④计算 ·--光照下CO,的吸收量 a.“黑瓶”不透光，测定的是 黑暗中CO,的释放量 “白瓶”给予光照，测定的是 光源 4.00 y B b.在有初始值的情况下，黑瓶中 毛细刻度管 3.00 为有氧呼吸量；白瓶中 为净 有色液滴 12.00 光合作用量；二者之和为 密闭透明小室 1.00 支架 c.在没有初始值的情况下， X溶液 0102030温度/C =真正光合作用量。 甲 乙 (4)“叶圆片称重法” 一测定有机物的变化量 (1)若用甲图装置测定20℃条件下的光合速率， 本方法测定单位时间、单位面积叶片中淀粉的生 则X应为 溶液，同时需要适宜的光照强 成量，如图所示以有机物的变化量测定光合速率 度；为了排除环境中无关因素的影响，还需要设 (S为叶圆片面积) 计除 外均与实验组相同的对照组。 在10时将整个 在12时将整个 (2)用甲图装置测定20℃条件下该植物的呼吸 装置移动至黑暗中 装置移动至光照中 速率，需要对该装置做 处理；根 在10时移走的 在12时移走的 在14时移走的 据乙图的相关数据，计算此时植物的呼吸速率为 叶圆片X(干重xg)叶圆片Y(干重yg)叶圆片Z(干重zg) mg·h-1 精品教辅·智慧人生 66 第三单元细胞的能量供应和利用 (3)若在5℃和一定的光照条件下，发现甲图装置 图的相关数据，可知此时该植物的光合速率等于 的有色液滴在1小时内没有移动，其原因是 mg·h-1。 (4)在光照等其他条件适宜的情况下，在 ℃条件下，有色液滴向右移动的距离最大。B点 若在适宜的光照和5℃的条件下，有色液滴在1： 代表的含义是 ,B点的光合速 小时内向右移动了1cm,这1cm代表的含义是： 率 (填“大于”“等于”或“小于”)35℃的 ,结合乙： 光合速率。 考点三 光合作用与细胞呼吸的综合曲线分析 基础知识·梳理 >》 命题考向·演练 > +CO的吸收速率 考向三光合作用与细胞呼吸的综合曲线分析 5.(2026·黑龙江哈尔滨模拟)某生物研究小组在 密闭恒温玻璃室内进行植物栽培实验，从凌晨0 点开始连续48小时测定温室内CO2浓度及植物 时刻 CO2吸收速率，得到如图所示曲线（假设整个过 G 程呼吸速率保持恒定)，下列相关叙述错误的是 图1自然环境中一昼夜植物CO2吸收速率变化 () 玻璃罩内CO浓度 室内CO浓度 相对值 CD' CO吸收速率 E B G J 2127: 45 0246810214168202224时刻 6 12 824303642:48时间h 图2密闭容器中一昼夜C02浓度变化 A.经过48小时，该植物体内有机物积累量大于0 1.图1的B点、图2的B'C'段形成的原因：凌晨约 B.0点时叶肉细胞中产生ATP的场所是线粒体 2时~4时，温度降低， 减弱，CO2释放 和细胞质基质 量减少。 C.若夜间突然开启光照，短时间内叶肉细胞中 2.图1的C点、图2的C'点：此时开始出现光照， C3含量将上升 启动。 D.12~18小时CO2浓度下降速率渐缓，可能与 3.图1的D点、图2的D'点：此时光合作用强度 暗反应速率下降有关 细胞呼吸强度。 !6.(2024·新课标，31)某同 4.图1的E点、图2的F'G'段形成的原因：温度过： 学将一种高等植物幼苗分 高，部分气孔关闭 供应不足，出现“光 为4组(a、b、c、d),分别置 于密闭装置中照光培养， 合午休”现象。 a、b、c、d组的光照强度依 5.图1的F点、图2的H'点：此时光合作用强度 次增大，实验过程中温度 细胞呼吸强度，之后光合作用强度小于 保持恒定。一段时间() 细胞呼吸强度。 后测定装置内O2浓度，结果如图所示，其中M 6.图1的G点、图2的 点：此时光照强度 为初始O2浓度，c、d组O2浓度相同。回答下列 降为0，光合作用停止。 问题： 7.图2所示一昼夜密闭容器中植物 (填 (1)太阳光中的可见光由不同颜色的光组成，其 “能”或“不能”)正常生长，原因是 中高等植物光合作用利用的光主要是 ,原因是 67 精品教辅·智慧人生 高三总复习·生物学 (2)光照1时间时，a组CO2浓度 :2.(2020·山东，21节选)人工光合作用系统可利用 (填“大于”“小于”或“等于”)b组。 太阳能合成糖类，相关装置及过程如图所示，其 (3)若延长光照时间，c、d组O2浓度不再增加， 中甲、乙表示物质，模块3中的反应过程与叶绿 则光照t时间时，a、b、c中光合速率最大的是 体基质内糖类的合成过程相同。请回答下列 组，判断依据是 问题： 大气C0 (4)光照1时间后，将d组密闭装置打开，并以c组 太阳能 发电 电极 光照强度继续照光，其幼苗光合速率会 ®气泵 装置 (填“升高”“降低”或“不变”)。 G酶系统 糖类 巴教材知识·落实 >>> 开关 模块1 H,O 模块2 模块3 1.(2022·福建，10节选)栅藻是一种真核微藻，具 在与植物光合作用固定的CO2量相等的情况下， 有生长繁殖快、光合效率高、可产油脂等特点。 该系统糖类的积累量 (填“高于”“低于” 为测定两种培养模式的栅藻光合速率，有人提出 或“等于”)植物，原因是 可以向装置中通入C8O2,培养一段时间后检 测18O2释放量。你认为该方法 (填“可 行”或“不可行”)，理由是 温馨提示 请做课时分层检测（十三） 微专题2二氧化碳固定方式的多样性及光呼吸 [课标要求]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。 【经典例题】 答案干旱会导致气孔开度减小，CO2供应减 1.(2021·全国乙，29节选)生活在干旱地区的一些 少，C4植物的CO2补偿点比C3植物低，因此在 植物（如植物甲）具有特殊的CO2固定方式。这 低CO2浓度下，C4植物比C3植物合成的有机 类植物晚上气孔打开吸收CO2,吸收的CO2通过 物多 生成苹果酸储存在液泡中：白天气孔关闭，液泡 3.(2021·天津，15)Rubisco是光合作用过程中催 中储存的苹果酸脱羧释放的CO2可用于光合作 用。回答下列问题： 化CO2固定的酶。但其也能催化O2与C结 (1)光合作用所需的CO2来源于苹果酸脱羧和： 合，形成C3和C2,导致光合效率下降。CO2与 释放的CO2。 O2竞争性结合Rubisco的同一活性位点，因此提 (2)若以pH作为检测指标，请设计实验来验证： 高CO2浓度可以提高光合效率。蓝细菌具有 植物甲在干旱环境中存在这种特殊的CO2固定： CO2浓缩机制，如图所示。回答问题： 方式（简要写出实验思路和预期结果）。 HCO 答案(1)细胞呼吸(2)实验思路：分别在白天 HCO HCO 4HCO 细胞 和夜间每隔一定时间取干旱条件下生长的植物 转运蛋白 能量 RubiscoCO 甲的叶片，测定叶肉细胞液泡中的pH;预期结 CO, HCO 转运蛋百 羧化体 光合 片层 果：植物甲叶肉细胞液泡中pH在夜间逐渐降 CO, 膜 低、白天逐渐升高。 注：羧化体具有蛋白质外壳，可限制气体扩散。 2.(2022·全国甲，29节选)C4植物的CO2补偿点： 据图分析，CO2依次以 和 方式 比C3植物的低。CO2补偿点通常是指环境CO2 通过细胞膜和光合片层膜。蓝细菌的CO2浓缩 浓度降低导致光合速率与呼吸速率相等时的环 机制可提高羧化体中Rubisco周围的CO2浓度， 境CO2浓度。回答问题： 干旱会导致气孔开度减小，研究发现在同等程度 从而通过促进 和抑制 干旱条件下，C4植物比C3植物生长得好。从两种 提高光合效率 植物CO2补偿点的角度分析，可能的原因是 答案自由扩散主动运输 C02固定O2与 Cs结合 精品教辅·智慧人生 68答案(1)失水减小(2)促进(3)干旱条件下脱落酸含量：答案(1)线粒体（或线粒体内膜）(2)NADPH(或还原型辅 升高，促进叶片脱落，抑制气孔开放，能够减少蒸腾作用，保存 酶Ⅱ)暗反应（或卡尔文循环）(3)降低叶绿体升高 植物体内的水分，使植物能够在干早环境中生存(4)rhc1 (4)H基因表达（或H蛋白数量）过多消耗光合产物（或有氧 6.解析(2)为减轻光抑制，黄连能采取调节光能在叶片上各去 呼吸增强) 向的比例，提升修复能力等防御机制，具体可包括①叶片叶绿考点二 体避光运动（减少对光的吸收）、②提高光合产物生成速率（从：基础知识·梳理 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2.产生（生成）产生（制造、生成）积累释放吸收黑暗 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！4，(1)有氧呼吸消耗O,呼吸释放O,净光合(2)细胞呼吸 增加对光能的吸收不能减轻光抑制。 净光合作用(3)a.有氧呼吸量净光合作用量b.O2的减 答案(1)①500光合作用受到抑制，消耗的二氧化碳减少，1 少量（或CO,的增加量）O,的增加量（或CO。的减少量） 且气孔导度增加②黄连在弱光下随光强增加生长快速达到： 真正光合作用量c.白瓶中测得的现有量一黑瓶中测得的现 最大，光照过强其生长受到抑制叶片较薄，叶绿素较多（叶色 有量(4)(x-y)/2S(x+z-2y)/2S 深绿，叶绿体颗粒较大，叶绿体类囊体膜面积更大)(2)①②！命题考向·演练 ③⑤(3)合理施肥增加光合面积，补充二氧化碳提高暗反应 ,3.C[上午10时叶圆片千重为x克，下午4时叶圆片千重为y 教材知识·落实 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， 1.BEG「有机肥需要被微生物分解成无机盐才能被植物吸收，A 因此(y-x)/6(g·cm·h)可表示这段时间内叶圆片的净 错误；用绿色塑料薄膜代替无色塑料薄膜，只能透过绿光，而植！ 光合速率；已测得叶圆片的总光合速率，因此叶圆片的呼吸速率 物几乎不吸收绿光，不利于提高大棚蔬莱的光合作用速率，C 可求得为(7y-6z-x)/6-(y-x)/6=(y-z)(g·cm2·h1), 错误：及时去掉衰老变黄的叶片，可以减少老叶对有机物的消 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小 耗，有利于有机物的积累，D错误；连续阴雨天植物光合作用强 时，C符合题意。] 度过弱，提高温度会增加细胞呼吸对有机物的消耗，不利于大 :4.解析(1)若用甲图装置测定20℃条件下的光合速率，则X应 棚绿叶蔬莱生长，F错误。] 为Na HCO3溶液，为植物的光合作用提供C),,同时需要适宜 2.(1)红光+蓝光6三个处理组中，红光+蓝光的补光光源在 的光照强度：为了排除环境中无关因素的影响，还需要设计除 绿色植物（将植物换成死的植物）外均与实验组相同的对照组。 同一补光条件下，诱导产生的花朵数量最多：且该光源诱导火 (2)为排除光合作用的影响，用甲图装置测定20℃条件下该植 龙果成花所用的补光时间最短(2)成花诱导完成后，选取生 物的呼吸速率，需要对该装置做黑暗处理；乙图中黑暗条件下 长发育状况一致的火龙果植株随机均分为三组，分别以三种不， C)2的释放量表示呼吸作用强度，据图可知，此时(20℃)植物 同光照强度的白色光源照射，其他条件相同且适宜。待火龙果： 成熟后测量其产量，产量最高组的光照强度即为最适光照强度！ 的呼吸速率为1.5mg·h。(3)甲图装置中若液滴右移，表示 有)。的释放，植物的光合速率>呼吸速率，若左移，证明呼吸 第13课时光合作用和细胞呼吸的综合分析 速率>光合速率，若在5℃和一定的光照条件下，发现甲图装 置的有色液滴在1小时内没有移动，其原因是植物的光合速率 考点一 与呼吸速率相等；若在适宜的光照和5℃的条件下，有色液滴 基础知识·梳理 在1小时内向右移动了1cm,这1cm代表的含义是1h内()g 1.C HO H,O NADPH [H]2.NADPH ATP 的释放量，即植物的净光合速率是1mg·h(有色液滴移动 命题考向·演练 1cm相当于乙图中的1个单位)：结合乙图的相关数据，可知此 1,A[类囊体膜上进行水的光解消耗HO,而线粒体内膜上进： 时该植物的光合速率=净光合速率十呼吸速率=1十0.5= 行有氧呼吸第三阶段生成H,),线粒体基质中进行有氧呼吸第{ 1.5(mg·h)。(4)有色液滴向右移动的距离表示净光合速 二阶段不生成H,O,A错误；叶绿体基质中进行暗反应，消耗 率，据乙图可知，在光照等其他条件适宜的情况下，在25℃条 C),进行二氧化碳的固定，线粒体基质中进行有氧呼吸第二阶！ 件下，光照下C),的吸收量最大，表示净光合速率最大：B,点是 段，涉及丙酮酸和水反应生成C),,B正确：类囊体膜上进行水 净光合速率与呼吸速率的交，点，表示净光合速率=呼吸速率；B 的光解生成()，，线粒体内膜上进行有氧呼吸第三阶段，消耗()， 点的光合速率≈3.25×2=6.5(mg·h1),35℃的光合速率= 和NADH生成水，C正确：叶绿体基质中进行暗反应，合成葡· 3+3.5=6.5(mg·h1),两者相等。 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； 答案(1)NaHCO3绿色植物(2)黑暗1.5(3)光合速率 机物（丙酮酸），生成CO。和NADH,D正确。] =呼吸速率植物的净光合速率是1mg·h11.5(4)25 2.解析(1)由题干信息可知，拟南芥幼苗叶肉细胞的叶绿体仍 净光合速率=呼吸速率等于 在发育时，消耗的ATP主要来自自身线粒体。线粒体中能够 :考点三 大量合成ATP的化学反应在线粒体内膜上进行。(2)在植物！基础知识·梳理 光合作用的光反应阶段，光能被光合色素捕获后，转化为储存1，细胞呼吸 在ATP和NADPH中的化学能。在暗反应阶段ATP和！2.光合作用 NADPH中的化学能再进一步转化为糖类等有机物中的化学3.等于 能。(3)由图可知，叶绿体成熟的非转基因叶肉细胞中H基因4.C0, 表达量下降，细胞质基质ATP浓度远高于叶绿体基质；H基因：5，等于 过量表达后，细胞质基质中ATP含量下降，且叶绿体基质中：6，' ATP含量未显著升高，表明叶绿体消耗了从细胞质基质中转！7.能J点低于A'点，说明一昼夜密闭容器中CO,浓度减少，即 入的ATP。由此推测，H基因过量表达后，细胞质基质中大量：总光合作用量大于总细胞呼吸量 的ATP转运至叶绿体中被消耗，细胞需提高线粒体呼吸强度，！命题考向·演练 以补充细胞质基质中的ATP。(4)由题分析，ATP由细胞质基：5.C[观察，比较a点和c点的室内CO,浓度，c点的CO,浓度 质向叶绿体转运过程中，日转运蛋白的数量是限制运输速率的！ 低于a,点。这意味着经过48小时，温室内C),浓度减少了，植 一个主要因素。叶绿体成熟的叶肉细胞中H基因的表达量下： 物从外界吸收了CO用于光合作用合成有机物，所以该植物体 降，H转运蛋白的数量减少，ATP向叶绿体的流入被有效阻： 内有机物积累量大于0，A正确：0点时没有光照，植物叶肉细 止，故细胞质基质ATP可保持正常生理水平，避免了线粒体呼【胞不能进行光合作用，只能进行呼吸作用。呼吸作用产生ATP 吸作用的额外增强而过多消耗光合产物，保证光合产物能被转 的场所是线粒体和细胞质基质，B正确：若夜间突然开启光照， 运到其他细胞供能。 光反应会迅速产生ATP和NADPH。C,的还原需要ATP和 449 NADPH,光反应产生的ATP和NADPH增多，会使C的还原：(3)C,植物的叶肉细胞和维管束鞘细胞分工，CO,固定在不同 加快，而C的生成速率短时间内不变，所以短时间内叶肉细胞 细胞（叶肉细胞、维管束鞘细胞）进行。CAM植物的晚上和白 中C3含量将下降，而不是上升，C错误；12~18小时C),浓度 天C),固定在不同时间（晚上叶肉细胞细胞质基质，白天叶肉 下降速率渐缓，此时光照强度较强。可能是因为暗反应中某些！细胞叶绿体)进行。两种植物特有的固定CO,的酶是PEP羧 因素限制了暗反应的速率，比如暗反应中酶的活性、C的含量！ 化酶。PEP羧化酶能利用低浓度C),(高温千旱时气孔关闭， 等，从而导致暗反应速率下降，使得CO,的固定速率减慢，进而： CO2少，PEP羧化酶可固定少量C),),且在较低C),浓度下仍 使CO。浓度下降速率渐缓，D正确。] 高效工作，即该酶与无机碳的亲和力高于Rubisco,故更适应高 6,解析(2)b组O,浓度高于a组，说明光合速率大于呼吸速率， 温千早环境（避免气孔开放丢失水分，又能固定CO2)。 整体表现为吸收CO2,释放O,。因此，a组CO,浓度大于b组。 (4)CAM植物夜晚吸收C),不能立即用于C,途径，因为夜晚 (4)d组O,浓度等于c组是由于密闭容器中CO,的限制，此时！ 无光照，光反应无法进行，无法为暗反应提供充足的ATP和 光合速率等于呼吸速率，打开容器之后，提供了更多的C),,此： NADPH。 时即便以c组的光照强度照光仍然可以使幼苗的光合速率上· 答案(1)氧气/)，C,有氧呼吸第二、三阶段 升，大于呼吸速率。 (2)叶绿体基质降低了高氧低碳 答案(1)红光和蓝紫光光合色素可分为叶绿素和类胡萝卜· (3)细胞时间PEP羧化该酶与无机碳的亲和力高 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· 于Rubisco 光(2)大于(3)b密闭容器中，c的O。浓度不再增加，说明 (4)没有光照光反应不能正常进行，无法为暗反应提供充足的 此时由于CO。不足，导致光合速率减弱，光合速率等于呼吸速· ATP和NADPH 率；组)，浓度等于初始浓度，也意味着光合速率等于呼吸速 率：而b组此时的光合速率仍然大于呼吸速率。综上所述，b组 第四单元细胞的生命历程 的光合速率最大(4)升高 教材知识·落实 第14课时 细胞的增殖 1,不可行C0,中的0在暗反应中随C“O,转移到糖类等有考点一 机物中[C“0,→C,→(CH,O)],光反应中释放的O.来自基础知识·梳理 HO,排出的气体中检测不到“)， :1.细胞分裂发育遗传物质准备细胞分裂周期无丝 2.高于人工光合作用系统不进行细胞呼吸消耗糖类（或植物细分裂 胞呼吸消耗糖类) :2.连续分裂下一次分裂完成蛋白质蛋白质 微专题2二氧化碳固定方式的多样性及光呼吸 :3.染色体核膜着丝粒移向细胞两极加倍 染色质丝纺锤丝核膜、核仁 跟踪训练 !4.纺缍丝中心体细胞板缢裂 ,B汇蓝细菌属于原核生物，设有叶绿体，其光合片层度上含有5·染色体DNA平均遗传 叶绿素和葆蓝素等光合色素，而类胡萝卜素存在于叶绿体的类：6染色体纺锤丝细胞核蛙的红细胞中部 囊体薄膜等结构中，蓝细菌中没有类胡萝卜素，A错误；图中显 ,7.物质运输效率小低 示CO,通过细胞膜是通过自由扩散进行的，而通过光合片层膜 的方式为主动运输，因为该过程需要消耗能量，B正确；蓝细菌 :【正误辨析】 (1)/ 羧化体的蛋白质外壳通过限制内部CO,出去和限制外部O (2)X提示有丝分裂的分裂后期着丝粒分裂，但DNA含量 的进入从而实现内部高C),浓度，一方面能有效降低光呼吸， 另一方面还能有效提高光合效率，C错误；Rubisco也能催化O。 不变。 与C;结合，形成C,和C2,所以O,可能会与CO,竟争性结合 (3)X提示秋水仙素能够抑制纺锤体的形成，而纺锤体的 Rubisco的同一活性位，点，因此提高CO浓度可以提高光合效 形成是在分裂期。 率，D错误。] (4)/ 2.B[由图可知，B可参与CO,的固定，可知B为C,A错误；卡 :关键能力·突破 尔文循环（即暗反应）进行的场所是叶绿体基质，B正确：②为 (1)提示检验点5 C,的还原，光反应提供的ATP和NADPH可为其提供能量，C (2)提示纺锤体组装完成是在有丝分裂的前期，因此检验点4 错误；由图可知，淀粉等有机物在雏管束鞘细胞中合成，D, 可检验纺锤体是否组装完成，着丝粒是否正确连接到纺锤 错误。] 体上。 3.B[从图中可以看到，晚上CAM植物虽然吸收CO,,但没有 (3)提示第二次阻断应该在第一次洗去TR之后7~14h内 光照，不能进行光反应，而光合作用包括光反应和暗反应，所以 进行。经第-一次阻断，S期细胞立刻被抑制，则细胞至少停留在 晚上不能进行光合作用，A错误；在细胞呼吸过程中，葡萄糖分 G1/S交界处，至多停留在S/G2交界处，前者通过7h到达后 解为丙酮酸，图中C可能是丙酮酸：RuBP是卡尔文循环中固定 者，后者通过3十1+10=14(h)到达下一个周期的前者，因此若 CO,的关键物质，存在于叶绿体的基质中，B正确；从图中可 要使所有的细胞均停留在G,/S交界处，第二次阻断应该在第 知，白天CAM植物产生CO,的部位不仅有线粒体基质（有氧 一次洗去TdR之后7~14h内进行。 呼吸第二阶段产生C),),苹果酸分解也会产生C),,C错误； (4)提示S期细胞的细胞质中含有能促进G1期细胞进行 由图可知，晚上CAM植物将C)。以苹果酸的形式储存在液泡： DNA复制的调节因子 中，并没有储存在叶绿体中，D错误。] !命题考向·演练 4.解析(1)图1是Cg植物碳元素代谢途径的示意图。A表示1，D[图细胞有完整核膜，核仁，染色质呈丝状，处于有丝分裂 光反应阶段、B表示暗反应阶段、C表示呼吸作用第一阶段、D:间期，并非均处于分裂期，A错误；图b中染色体的着丝粒排列 代表的是呼吸作用的第二阶段和第三阶段，该过程发生的场所· 在赤道板上，细胞板是植物细胞有丝分裂末期出现的结构，而 是线粒体。①是O2、②是NADP+,③ADP、Pi,④代表的是C。 不是中期着丝粒所在位置，B错误；图b细胞处于有丝分裂中 (2)光呼吸中C和O反应，C存在于叶绿体基质，故场所是 期，此时染色体形态稳定、数目清晰，是观察染色体形态和数目 叶绿体基质。光呼吸消耗ATP和NADPH,还释放CO,,减少 的最佳时期。图处于有丝分裂后期，染色体已经开始慢慢解 了暗反应可用的ATP、NADPH,降低了光合作用效率。光呼： 旋，染色体形态不够清晰，C错误：该细胞没有中心体，且有丝 吸使细胞内O2/C),降低，说明环境中O,相对高、C),相对·分裂末期（图d)在赤道板位置形成细胞板进而扩展成细胞壁， 低，即适应高氧低碳环境。 可判断为高等植物细胞，D正确。] 450