2027届高考生物一轮复习讲义-光合作用与细胞呼吸专项突破

该高中生物学讲义聚焦光合作用与细胞呼吸高考核心考点，按过程机理、综合应用、影响因素、实验探究的逻辑层次构建知识体系，通过考点梳理、方法总结（如C3/C5分析四步法）、真题精讲（8道改编真题）、分层练习（基础/中等/高考难度）四环节，帮助学生系统突破难点。 资料以科学思维和探究实践为导向，创新设计“光合呼吸曲线分析五步法”等解题模板，结合农业气肥、蓝细菌CCM等情境素材，设置实验设计专题（半叶法等5个实验），助力学生在有限时间内提升解题能力，为教师精准把控复习节奏提供清晰路径。

光合作用与细胞呼吸专项突破 高考生物 光合作用与细胞呼吸 专项突破 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 知识方法体系 · 真题精讲 · 模拟专练 适用对象：高三一轮复习 目 录 第一部分：知识方法体系 5 第一章 光合作用全过程 5 一、光合作用总反应式 5 二、光反应阶段 6 三、暗反应阶段（卡尔文循环） 7 四、光反应与暗反应的关系 7 五、光合色素 7 六、C₃、C₄、CAM植物与光呼吸 8 【方法总结】光合作用过程解题模板 8 【解题模板】C₃/C₅含量变化分析"四步法" 9 第二章 细胞呼吸 10 一、有氧呼吸 10 二、无氧呼吸 11 三、有氧呼吸与无氧呼吸比较 11 【方法总结】细胞呼吸解题模板 12 【解题模板】ATP产量与气体交换计算法 12 第三章 光合作用与细胞呼吸综合 13 一、净光合与真光合（总光合） 13 二、关键节点分析 14 三、一昼夜有机物积累分析 14 四、CO₂与O₂变化点分析（密闭装置） 15 【解题模板】光合呼吸综合曲线分析"五步法" 15 第四章 影响光合速率的环境因素 15 一、单因素分析 15 二、多因素综合分析 17 【解题模板】影响因素分析"限制因子法" 17 第五章 实验探究专题 18 一、实验一：叶绿体色素的提取和分离 18 二、实验二：探究光照强度对光合作用强度的影响 19 三、实验三：半叶法测定光合速率 19 四、实验四：探究CO₂浓度对光合作用强度的影响 20 五、实验五：探究温度对光合作用和呼吸作用的影响 21 【方法总结】实验设计基本原则与答题模板 21 第二部分：真题精讲 22 真题一（2023年全国乙卷改编·选择题） 22 真题二（2023年全国乙卷第29题改编·非选择题） 23 真题三（2024年全国甲卷改编·选择题） 25 真题四（2024年北京卷改编·非选择题） 26 真题五（2025年全国卷改编·选择题） 28 真题六（2025年陕晋宁卷改编·非选择题） 29 真题七（2026年全国卷改编·选择题） 31 真题八（2026年全国卷改编·非选择题） 32 第三部分：模拟专练 34 一、选择题（共5题） 34 模拟题1（基础·光合呼吸过程辨析） 34 模拟题2（中等·C₃/C₅含量变化分析） 35 模拟题3（中等·素材三：蓝细菌CCM机制） 36 模拟题4（中等·素材一：CO₂气肥技术） 37 模拟题5（高考难度·素材五：玉米-大豆间作体系） 38 二、非选择题（共7题） 38 模拟题6（基础·有氧呼吸三阶段计算） 38 模拟题7（中等·光强-光合速率曲线分析） 40 模拟题8（中等·素材一：CO₂气肥大棚番茄实验设计） 41 模拟题9（高考难度·素材二：盐胁迫水稻光合特性） 42 模拟题10（高考难度·素材三：蓝细菌CCM机制信息给予题） 45 模拟题11（高考难度·素材四：高山植物光合适应） 47 模拟题12（高考难度·素材五：玉米-大豆间作体系综合分析） 49 附录：知识点考查分布表 52 第一部分：知识方法体系 图1 光合呼吸综合知识结构思维导图 第一章 光合作用全过程 一、光合作用总反应式 图2 光合作用全过程图解 6CO2 + 12H2O →(光能/叶绿体) C6H12O6 + 6O2 + 6H2O 要点辨析： • 反应物中12个H2O，产物中6个H2O，净消耗6个H2O • 产物O2全部来源于反应物H2O的光解（鲁宾和卡门用18O2同位素标记法证实） • 葡萄糖中的C和O来自CO2，H来自H2O • 反应场所：含叶绿体的真核细胞（主要是叶肉细胞）；蓝细菌（蓝藻）无叶绿体但可进行光合作用 • 光合作用属于同化作用（合成代谢），将无机物转化为有机物，储存能量 二、光反应阶段 场所：叶绿体类囊体薄膜（基粒片层） 条件：必须有光、色素、酶、ADP、Pi、NADP+、H2O 过程： 1. 水的光解：H2O → 2[H] + ½O2（[H]即NADPH） 2. NADP+的还原：NADP+ + 2e- + H+ → NADPH 3. ATP的合成（光合磷酸化）：ADP + Pi + 光能 → ATP 能量变化：光能 → ATP和NADPH中的化学能 产物去向：[H]（NADPH）和ATP用于暗反应还原C3；O2释放到大气中或用于线粒体有氧呼吸 三、暗反应阶段（卡尔文循环） 场所：叶绿体基质 条件：有光或无光均可（但需光反应提供的ATP和NADPH）、多种酶、CO2、C5（RuBP） 过程： 1. CO2的固定：CO2 + C5 → 2C3（3-磷酸甘油酸） ◦ 此步不消耗ATP，不需要[H] ◦ 1个CO2固定后产生2个C3 2. C3的还原：C3 + ATP + NADPH → (CH2O) + ADP + Pi + NADP+ ◦ ATP提供能量，NADPH提供[H]（还原力） ◦ 产物为糖类等有机物 3. C5的再生：部分C3经过一系列复杂反应重新生成C5，维持循环运转 能量变化：ATP和NADPH中的化学能 → 有机物中的化学能 四、光反应与暗反应的关系 比较项目 光反应 暗反应 场所 类囊体薄膜 叶绿体基质 条件 必须有光 有光无光均可（但需光反应产物） 物质联系 产生ATP、NADPH给暗反应 消耗ATP、NADPH；产生ADP、Pi、NADP+给光反应 能量联系 光能 → ATP、NADPH中化学能 ATP、NADPH化学能 → 有机物化学能 时间先后 光反应先进行 暗反应依赖光反应产物，稍后进行（但几乎同时） 关键联系：光反应为暗反应提供ATP和[H]（NADPH）；暗反应为光反应提供ADP、Pi和NADP+。两者相互依存，缺一不可。 五、光合色素 色素名称 颜色 吸收光谱 含量 叶绿素a 蓝绿色 红光和蓝紫光 最多 叶绿素b 黄绿色 红光和蓝紫光 次多 胡萝卜素 橙黄色 蓝紫光 较少 叶黄素 黄色 蓝紫光 最少 • 叶绿素（a+b）约占3/4，类胡萝卜素（胡萝卜素+叶黄素）约占1/4 • 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 • 叶片呈绿色是因为叶绿素对绿光吸收最少，绿光被反射 • Mg2+是叶绿素的中心原子，缺Mg导致叶绿素合成受阻（老叶先黄，因Mg可移动） • 秋季叶绿素降解（低温破坏），类胡萝卜素颜色显现，叶片变黄 六、C₃、C₄、CAM植物与光呼吸 光呼吸：RuBisCO具有双重活性——既能催化RuBP与CO2结合（羧化），也能催化RuBP与O2结合（加氧）。高温、强光、低CO2条件下，光呼吸增强，消耗O2、释放CO2、消耗有机物，对植物不利。 特征 C3植物 C4植物 CAM植物 CO2固定途径 只有C3途径 C4途径+C3途径（空间分隔） C4途径+C3途径（时间分隔） 首先产物 C3（3-磷酸甘油酸） C4（草酰乙酸） 苹果酸（夜间） 气孔开放 白天 白天 夜间 光呼吸 明显 不明显 不明显 代表植物 水稻、小麦、大豆 玉米、甘蔗、高粱 仙人掌、菠萝、景天科 适应环境 温和 高温强光 干旱 【方法总结】光合作用过程解题模板 题型特征：考查光反应/暗反应的过程、场所、物质与能量变化 解题三步法： 1. 定阶段：判断考查的是光反应还是暗反应（关键词：光能/水光解/ATP合成→光反应；CO2固定/C3还原/有机物合成→暗反应） 2. 追物质：理清物质来源与去向（ATP和NADPH：光反应产生→暗反应消耗；ADP、Pi、NADP+：暗反应产生→光反应消耗） 3. 判能量：能量转化方向（光能→ATP/NADPH化学能→有机物化学能） 【解题模板】C₃/C₅含量变化分析"四步法" 图3 C₃/C₅含量变化分析图 这是高考最高频的光合作用考法，核心逻辑如下： 分析框架：C3来源 = CO2固定（CO2 + C5 → 2C3）；C3去路 = C3还原（C3 → 有机物 + C5） 条件变化 C3来源 C3去路 C3变化 C5变化 记忆口诀 停止光照 不受影响（暗反应不需光） 停止（缺ATP和NADPH） ↑ ↓ 光停→C3升C5降 恢复光照 不受影响 恢复 ↓ ↑ 光复→C3降C5升 降低CO2浓度 减弱（CO2不足） 不受影响（有ATP和NADPH） ↓ ↑ CO2降→C3降C5升 升高CO2浓度 增强 不受影响 ↑ ↓ CO2升→C3升C5降 核心逻辑：谁影响"来源"谁影响"去路"，来源和去路的变化方向决定含量变化。 第二章 细胞呼吸 一、有氧呼吸 图4 有氧呼吸三阶段图解 总反应式： C6H12O6 + 6O2 + 6H2O →(酶) 6CO2 + 12H2O + 大量能量(2870kJ/mol) 三个阶段： 阶段 名称 场所 反应过程 产物 ATP产量 第一阶段 糖酵解 细胞质基质 C6H12O6 → 2丙酮酸 + 4[H] + 2ATP 丙酮酸、[H] 2个（净产） 第二阶段 三羧酸循环 线粒体基质 2丙酮酸 + 6H2O → 6CO2 + 20[H] + 2ATP CO2、[H] 2个 第三阶段 氧化磷酸化 线粒体内膜 24[H] + 6O2 → 12H2O + 34ATP H2O 34个 关键数据： • 1mol葡萄糖彻底氧化分解净产生38mol ATP（旧教材）或30mol ATP（新教材，因线粒体内膜ATP合成效率修正，第三阶段修正为26个ATP）。考试以所用教材版本为准。 • [H]在第一、二阶段产生，第三阶段消耗 • O2只在第三阶段参与反应 • CO2在第二阶段产生（线粒体基质） • H2O在第二阶段是反应物（消耗），第三阶段是产物（生成） 二、无氧呼吸 场所：细胞质基质（全过程） 条件：无氧、酶 两个阶段： • 第一阶段：与有氧呼吸完全相同（糖酵解）：C6H12O6 → 2丙酮酸 + 4[H] + 2ATP • 第二阶段：丙酮酸在不同酶催化下转化为不同产物，不释放能量，不产生ATP 两种类型： 类型 反应式 代表生物 酒精发酵 C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2 + 少量能量 酵母菌、大多数植物（水淹条件下） 乳酸发酵 C6H12O6 → 2C3H6O3 + 少量能量 乳酸菌、哺乳动物成熟红细胞、马铃薯块茎、玉米胚 关键特点： • 无氧呼吸只在第一阶段释放少量能量（2ATP），第二阶段不释放能量 • 1mol葡萄糖无氧呼吸净产2mol ATP • 大部分能量储存在酒精或乳酸中 • 酒精发酵产生CO2，乳酸发酵不产生CO2 • 酵母菌兼性厌氧：有氧时有氧呼吸，无氧时酒精发酵 三、有氧呼吸与无氧呼吸比较 比较项目 有氧呼吸 无氧呼吸 场所 细胞质基质 + 线粒体 细胞质基质 条件 需O2、需酶 不需O2、需酶 底物分解程度 彻底 不彻底 产物 CO2、H2O 酒精+CO2 或 乳酸 能量释放 大量（2870kJ/mol） 少量（196.65kJ/mol酒精发酵） ATP产量 38个（或30个） 2个 共同点 第一阶段相同（糖酵解） 第一阶段相同（糖酵解） 【方法总结】细胞呼吸解题模板 解题要点： 1. 判断呼吸类型：有O2→有氧呼吸；无O2→无氧呼吸；酵母菌等兼性厌氧→看条件 2. 追踪物质变化：CO2来源（有氧第二阶段/无氧酒精发酵）、O2去向（有氧第三阶段）、H2O角色（第二阶段反应物/第三阶段产物） 3. 计算ATP：有氧38（或30）个，无氧2个，有氧:无氧 = 19:1（或15:1） 【解题模板】ATP产量与气体交换计算法 题型一：ATP产量计算 • 1mol葡萄糖有氧呼吸：38mol ATP（旧）或30mol ATP（新） • 1mol葡萄糖无氧呼吸：2mol ATP • 消耗等量葡萄糖，有氧/无氧ATP比 = 19:1（旧）或15:1（新） 题型二：耗氧量计算 • 有氧呼吸：C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O，1mol葡萄糖消耗6mol O2 • 无氧呼吸：不消耗O2 • 消耗等量葡萄糖，有氧/无氧耗O2比 = 6:0 题型三：CO₂产生量计算 • 有氧呼吸：1mol葡萄糖 → 6mol CO2 • 酒精发酵：1mol葡萄糖 → 2mol CO2 • 乳酸发酵：1mol葡萄糖 → 0mol CO2 • 消耗等量葡萄糖，有氧/酒精发酵产CO2比 = 6:2 = 3:1 题型四：O₂消耗量与CO₂释放量关系判断呼吸类型 • V(O2) : V(CO2) = 1:1 → 只进行有氧呼吸（或有氧呼吸+乳酸发酵） • V(O2) : V(CO2) < 1（即CO2多于O2）→ 有氧呼吸 + 酒精发酵 • 不消耗O2但产生CO2 → 只进行酒精发酵 第三章 光合作用与细胞呼吸综合 一、净光合与真光合（总光合） 图5 净光合vs真光合辨析图 核心概念： • 真光合速率（总光合速率）：植物在光下实际进行光合作用的速率，即叶绿体实际制造有机物的速率 • 净光合速率：植物在光下表现的CO2吸收速率或O2释放速率，即光合减去呼吸后的净值 • 呼吸速率：细胞呼吸消耗O2或释放CO2的速率 关键公式： • 净光合速率 = 真光合速率 − 呼吸速率 • 真光合速率 = 净光合速率 + 呼吸速率 测定方法： • 净光合速率：光照下测定CO2吸收量、O2释放量、有机物积累量 • 呼吸速率：黑暗条件下测定CO2释放量、O2吸收量、有机物消耗量 • 真光合速率：无法直接测定，需通过"净光合 + 呼吸"计算 二、关键节点分析 图6 光合速率影响因素曲线图 光补偿点：净光合速率=0时的光照强度。此时光合速率=呼吸速率，有机物积累=0。植物在此光强下不能生长，只能维持。 光饱和点：光合速率达到最大值时的最低光照强度。超过此光强，光合速率不再增加（受CO2浓度或温度等其他因素限制）。 CO2补偿点：净光合速率=0时的CO2浓度。此时光合吸收CO2量=呼吸释放CO2量。 CO2饱和点：光合速率达到最大值时的最低CO2浓度。 阳生植物 vs 阴生植物： • 阳生植物：光补偿点和光饱和点均高于阴生植物 • 阴生植物：光补偿点低（在较弱光下即可净积累有机物），光饱和点低 三、一昼夜有机物积累分析 • 白天（有光）：净光合 = 真光合 − 呼吸（光照下同时进行光合和呼吸） • 夜晚（无光）：只有呼吸消耗，净光合为负值 • 一昼夜净积累 = 白天净光合 − 夜晚呼吸消耗 • 植物正常生长的前提：一昼夜净积累 > 0 • 若光强=光补偿点，白天净积累=0，夜晚还要消耗→一昼夜净积累<0，植物不能正常生长 四、CO₂与O₂变化点分析（密闭装置） 在不同光照强度下，密闭装置中气体变化规律： 光照条件 光合 vs 呼吸 CO2变化 O2变化 光强=0（黑暗） 只进行呼吸 增加 减少 0 < 光强 < 补偿点 呼吸 > 光合 净增加 净减少 光强 = 补偿点 光合 = 呼吸 不变 不变 补偿点 < 光强 < 饱和点 光合 > 呼吸 净减少 净增加 光强 = 饱和点 光合达最大值 净减少量最大 净增加量最大 【解题模板】光合呼吸综合曲线分析"五步法" 第一步：看坐标——确认横坐标（自变量：光强/CO2浓度/温度等）和纵坐标（因变量：净光合速率/真光合速率/O2释放量/CO2吸收量等） 第二步：找关键点——光强=0时纵坐标的绝对值=呼吸速率；曲线与横轴交点=补偿点；曲线水平处=饱和点 第三步：分段分析——将曲线分为"只呼吸区"（光强=0）、"呼吸>光合区"（0~补偿点）、"光合>呼吸区"（补偿点~饱和点）、"饱和区"（饱和点以上） 第四步：算速率——净光合=纵坐标读数；真光合=净光合+呼吸速率（呼吸速率取光强=0时纵坐标绝对值） 第五步：判变化——根据题目条件变化（如停止光照、降低CO2等），判断曲线走势和关键点移动 第四章 影响光合速率的环境因素 一、单因素分析 图7 光合呼吸综合曲线解读模型图 （一）光照强度 • A点（光强=0）：只进行呼吸，净光合为负值，纵坐标=−呼吸速率 • B点（光补偿点）：净光合=0 • C点（光饱和点）：光合速率达最大 • 阴生植物补偿点和饱和点低，阳生植物高 • 光强超过饱和点后可能引起光抑制（光能过剩导致光系统损伤） （二）CO₂浓度 • A点（CO2=0）：只进行呼吸（暗反应不能进行），净光合为负值 • B点（CO2补偿点）：净光合=0 • C点（CO2饱和点）：光合速率达最大 • 原理：CO2浓度影响暗反应中CO2固定步骤，制约C3的生成 （三）温度 • 通过影响酶活性来影响光合速率 • 光反应和暗反应均需酶催化，暗反应酶种类更多，故温度主要影响暗反应 • 有最适温度（通常25~30℃），过高过低均使光合速率下降 • 温度过高：气孔关闭，CO2供应减少，暗反应受阻 （四）矿质元素 • Mg：叶绿素的组成成分，缺Mg→叶绿素合成受阻→光合速率下降（老叶先黄） • N：酶和叶绿素的组成成分 • P：ATP和NADPH的组成成分，光合磷酸化所需 • K：促进气孔开放，影响CO2进入 （五）水分 • 水是光合作用的原料 • 缺水→气孔关闭→CO2供应减少→暗反应受阻 • 缺水→叶片萎蔫→光合面积减少 二、多因素综合分析 遵循"木桶效应"（限制因子定律）：光合速率受最低（最不足）因素的限制。 • 在低光强下，光照是限制因素 • 达到光饱和后，CO2浓度成为限制因素 • CO2饱和后，温度可能成为限制因素 曲线叠加分析（高考高频考法）： • 不同CO2浓度下的光强-光合曲线：CO2浓度越高，光饱和点越高，最大光合速率越大 • 不同温度下的光强-光合曲线：最适温度下光合速率最大 • 不同光强下的CO2-光合曲线：光强越强，CO2饱和点越高 【解题模板】影响因素分析"限制因子法" 解题三步： 1. 定位曲线段：判断当前在上升段（未饱和）还是水平段（已饱和） 2. 判限制因子：上升段→横坐标因素是限制因子；水平段→横坐标因素已不是限制因子，其他因素成为限制因子 3. 预测变化：若要使曲线继续上升，需改善限制因子（如光饱和后增加CO2浓度） 第五章 实验探究专题 一、实验一：叶绿体色素的提取和分离 图8 色素提取与分离实验流程图 实验原理： 1. 提取：色素能溶解于有机溶剂（无水乙醇或丙酮） 2. 分离：各色素在层析液中溶解度不同，随层析液在滤纸上扩散速度不同 试剂及作用（高考高频考点）： 试剂 作用 无水乙醇（或丙酮） 提取色素（溶解色素） 层析液 分离色素（溶解度不同→扩散速度不同） SiO2（二氧化硅/石英砂） 使研磨充分 CaCO3（碳酸钙） 保护叶绿素（防止研磨液中的酸破坏叶绿素分子中的Mg） 色素带顺序（从上到下）： 色素带 颜色 色素名称 溶解度 扩散速度 含量 第一带 橙黄色 胡萝卜素 最高 最快 最少 第二带 黄色 叶黄素 较高 较快 较少 第三带 蓝绿色 叶绿素a 较低 较慢 最多 第四带 黄绿色 叶绿素b 最低 最慢 次多 注意事项： • 滤纸条一端剪去两角：防止色素带两侧扩散过快，使色素带整齐 • 滤液细线要细且直：使色素带分离清晰 • 重复画滤液细线2~3次：增加色素量，使色素带更明显 • 层析液不能没及滤液细线：否则色素溶解在层析液中，无法分离 • 加盖避光：防止层析液挥发，防止色素见光分解 二、实验二：探究光照强度对光合作用强度的影响 方法一：黑藻气泡计数法 • 装置：黑藻放入盛有NaHCO3溶液（维持CO2供应）的烧杯中，用不同距离的台灯照射 • 因变量：单位时间内黑藻释放的气泡数（O2气泡） • 注意：气泡数仅为半定量指标，更准确的方法是测定溶氧量变化（溶氧传感器） 方法二：抽气沉水法（叶片上浮法） • 原理：叶圆片抽气沉水后，光照下光合产生O2积累在叶圆片气室中，O2积累到一定程度叶圆片上浮 • 因变量：叶圆片上浮时间/数量 • 优点：可定量比较不同条件下的光合速率 变量控制： • 自变量：光照强度（用台灯距离或LED瓦数控制） • 因变量：气泡数/叶圆片上浮时间 • 无关变量：温度、CO2浓度（NaHCO3溶液浓度）、pH、黑藻量等保持一致 三、实验三：半叶法测定光合速率 图9 半叶法实验设计流程图 实验原理： • 选取对称叶片，一半在光照前取下（测定初始有机物含量），一半光照后再取下 • 两半有机物含量差值即为光合作用合成的有机物量 • 需破坏叶柄韧皮部（防止光合产物运出） 实验步骤： 1. 选取生长状况一致的叶片，在叶柄基部环剥（破坏韧皮部，阻止有机物运输） 2. 取下叶片的一半（A半），烘干称重（初始干重W1） 3. 将另一半（B半）留在植株上光照一定时间 4. 取下B半，烘干称重（最终干重W2） 5. 光合速率 = (W2 − W1) / 时间 / 面积 关键点：该方法测定的是真光合速率（总光合速率），因为环剥阻止了有机物运出，两半重量差即为光合合成总量。 四、实验四：探究CO₂浓度对光合作用强度的影响 实验设计： • 自变量：CO2浓度（用不同浓度NaHCO3溶液控制） • 因变量：光合速率（黑藻气泡数或叶圆片上浮时间） • 无关变量：光照强度、温度、pH等保持一致 预期结果：CO2浓度在一定范围内增加，光合速率增加；达到CO2饱和点后，光合速率不再增加。 五、实验五：探究温度对光合作用和呼吸作用的影响 实验设计： • 自变量：温度（设置不同温度梯度，如5℃~40℃） • 因变量：光合速率（光照下O2释放量）、呼吸速率（黑暗下O2消耗量） • 分别在光照和黑暗条件下测定，计算真光合速率=净光合速率+呼吸速率 预期结果： • 光合作用和呼吸作用都有最适温度 • 光合作用最适温度通常在25~30℃ • 呼吸作用最适温度通常在30~35℃（高于光合最适温度） 【方法总结】实验设计基本原则与答题模板 图10 解题模型流程图（五步法+四步法） 实验设计三原则： 1. 单一变量原则：除自变量外，其他条件（无关变量）均保持一致且适宜 2. 对照原则：设置对照组（如黑暗组对照光照组、常温组对照温度梯度组） 3. 重复性原则：多次重复实验，取平均值，减少偶然误差 实验设计答题模板： 1. 分组编号：将生长状况一致的实验材料均分为若干组，编号 2. 设置变量：对照组给予正常/适宜条件，实验组分别给予不同梯度的自变量处理 3. 控制无关变量：其他条件相同且适宜（需具体写出，如"相同温度、相同光照强度、相同NaHCO3浓度"等） 4. 观察记录：在相同时间后，观察/测定因变量指标（需具体写出，如"单位时间内O2气泡数""叶圆片上浮时间"等） 5. 分析预期：若……则说明……（预期结果与结论对应） 光合速率测定方法选择： • 测定净光合速率：光照下测CO2吸收量/O2释放量/有机物积累量 • 测定呼吸速率：黑暗下测CO2释放量/O2吸收量/有机物消耗量 • 测定真光合速率：半叶法（直接测定），或净光合+呼吸（间接计算） 第二部分：真题精讲 真题一（2023年全国乙卷改编·选择题） 考查主题：光合色素与细胞呼吸 题目： 下列关于叶绿体色素的叙述，正确的是（　） A. 叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收红光 B. 用纸层析法分离色素时，扩散最快的色素带是叶绿素a C. 提取色素时加入碳酸钙的目的是使研磨更充分 D. 叶绿素分子中含有镁元素，缺镁会导致叶片发黄 【命题意图分析】 本题综合考查光合色素的种类、吸收光谱、色素分离实验原理及试剂作用，对应2023年全国乙卷第2题的命题方向。考查学生对实验原理的理解和基础概念的辨析能力。 【解题思路】 逐项分析： • A项：叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素（胡萝卜素和叶黄素）主要吸收蓝紫光。A项说反了，错误。 • B项：纸层析法分离色素时，溶解度最大的扩散最快。胡萝卜素溶解度最高，扩散最快，在滤纸条最上方。叶绿素a在第三条带。B项错误。 • C项：碳酸钙的作用是保护叶绿素（防止研磨液中的酸破坏叶绿素分子中的Mg），使研磨充分的是二氧化硅（SiO2）。C项错误。 • D项：Mg是叶绿素的中心原子，缺Mg→叶绿素合成受阻→叶片发黄（且老叶先黄，因Mg是可移动元素）。D项正确。 【标准答案】 D 【易错警示】 • 易错点1：混淆色素的吸收光谱。记忆方法：叶绿素吸收"红+蓝紫"，类胡萝卜素只吸收"蓝紫"。 • 易错点2：混淆碳酸钙和二氧化硅的作用。口诀：钙保护、硅研磨。 • 易错点3：色素带顺序记错。口诀：胡萝卜（素）最上面，叶绿素b最下面；色素带最宽的是叶绿素a（含量最多）。 真题二（2023年全国乙卷第29题改编·非选择题） 考查主题：光合作用与细胞呼吸综合——农业措施分析 题目： 某地农民在大棚中种植蔬菜，为了提高产量采取了以下措施：①白天适当升高温度；②夜间适当降低温度；③增施CO2气肥；④合理密植。请回答下列问题： （1）白天适当升高温度能提高蔬菜产量，原因是________。但温度不能过高，原因是________。 （2）夜间适当降低温度能提高产量，原因是________。 （3）增施CO2气肥后，短期内叶绿体中C3的含量变化是________，C5的含量变化是________。 （4）合理密植的原理是________。若种植过密，从光合作用角度分析减产的原因是________。 【命题意图分析】 本题以农业生产措施为情境，综合考查温度对光合/呼吸的影响、CO2浓度对暗反应的影响（C3/C5含量变化）、光强对光合的影响，体现"光合呼吸+农业生产实际"的综合命题思路，对应2023年全国乙卷第29题方向。 【解题思路】 （1）白天升高温度→酶活性增强→光合速率提高。但温度过高→气孔关闭→CO2供应减少→暗反应受阻，光合速率反而下降。 （2）夜间只进行呼吸作用，降低温度→呼吸酶活性降低→呼吸消耗减少→有机物净积累增加。 （3）增施CO2→CO2固定增强→C3来源增加→C3升高；C5消耗加快（固定CO2）→C5降低。 （4）合理密植使叶片充分接受光照，提高光能利用率。种植过密→叶片相互遮挡→下层叶片光照不足→光合速率降低→总产量下降。 【标准答案】 （1）适当升温使光合作用相关酶活性增强，光合速率提高，有机物积累增加　温度过高会导致气孔关闭，CO2供应减少，暗反应受阻，光合速率下降 （2）夜间不进行光合作用，只进行呼吸作用消耗有机物；适当降低温度使呼吸酶活性降低，呼吸作用减弱，有机物消耗减少，净积累增加 （3）升高　降低 （4）合理密植使植株间不相互遮蔽，叶片能充分接受光照，提高光能利用率　种植过密导致叶片相互遮挡，下层叶片光照不足，光合速率低于呼吸速率（低于光补偿点），成为"消耗者"，总光合产物减少 【易错警示】 • 第（1）题第二空不能只答"酶活性下降"，需完整写出"气孔关闭→CO2减少→暗反应受阻"的因果链。 • 第（3）题C3/C5变化方向容易记反。口诀：CO2升→C3升C5降。 • 第（4）题需从"光照不足→光合下降"角度分析，不能只答"通风不良"。 真题三（2024年全国甲卷改编·选择题） 考查主题：蓝细菌（蓝藻）代谢——原核生物的光合与呼吸 题目： 蓝细菌（蓝藻）是地球上最早进行产氧光合作用的原核生物。下列关于蓝细菌的叙述，正确的是（　） A. 蓝细菌没有叶绿体，不能进行光合作用 B. 蓝细菌没有线粒体，只能进行无氧呼吸 C. 蓝细菌进行光合作用释放的O2来源于H2O的光解 D. 蓝细菌的光合作用暗反应在叶绿体基质中进行 【命题意图分析】 本题考查原核细胞与真核细胞代谢的差异，对应2024年全国甲卷的命题方向。核心考点：蓝细菌无叶绿体但有光合膜，能进行光合作用；无线粒体但能进行有氧呼吸。 【解题思路】 • A项：蓝细菌虽无叶绿体，但具有光合膜（类囊体），含叶绿素a和藻胆素，能进行光合作用。A项错误。 • B项：蓝细菌虽无线粒体，但具有细胞膜上的呼吸酶系，能进行有氧呼吸。B项错误。 • C项：蓝细菌光合作用中O2同样来源于H2O的光解，这一点与真核细胞相同。C项正确。 • D项：蓝细菌无叶绿体，暗反应在细胞质（蓝细菌的羧基体中）进行，不在叶绿体基质中。D项错误。 【标准答案】 C 【易错警示】 • 关键区分：原核生物无叶绿体/线粒体等细胞器，但并非不能进行光合/有氧呼吸。蓝细菌有光合膜→能光合；有细胞膜呼吸酶→能有氧呼吸。 • O2来源是光合作用的共同原理：无论原核还是真核，O2都来自H2O的光解。 真题四（2024年北京卷改编·非选择题） 考查主题：温度对光合作用和呼吸作用的影响 题目： 研究人员测定了某植物在不同温度下的净光合速率和呼吸速率，结果如下表。请回答： 温度(℃) 5 10 15 20 25 30 35 40 净光合速率(mg O2/cm2·h) 0.5 1.5 3.0 5.0 7.0 6.0 3.5 0 呼吸速率(mg O2/cm2·h) 0.3 0.5 0.8 1.2 1.5 2.5 3.5 5.0 （1）该植物光合作用的最适温度约为________℃。 （2）40℃时，该植物的净光合速率为0，此时植物能否正常生长？________，理由是________。 （3）计算25℃时该植物的真光合速率=________mg O2/cm2·h。 （4）若将该植物从25℃移至35℃环境，短期内其有机物积累量将________（填"增加"或"减少"），原因是________。 【命题意图分析】 本题通过表格数据考查温度对光合/呼吸的影响、净光合与真光合的换算、最适温度判断及温度变化对有机物积累的影响，对应2024年北京卷的命题方向。 【解题思路】 （1）真光合速率=净光合速率+呼吸速率，分别计算各温度下的真光合速率：5℃→0.8、10℃→2.0、15℃→3.8、20℃→6.2、25℃→8.5、30℃→8.5、35℃→7.0、40℃→5.0。25℃和30℃真光合速率均为8.5，但25℃净光合更高，且25℃后真光合不再增加，故最适温度约为25℃。 （2）40℃时净光合=0，意味着光合=呼吸，白天有机物积累=0。但夜晚只有呼吸消耗，一昼夜净积累<0，植物不能正常生长。 （3）25℃真光合=净光合+呼吸=7.0+1.5=8.5 mg O2/cm2·h。 （4）从25℃→35℃，净光合从7.0降到3.5，有机物积累减少。原因是35℃温度过高，光合相关酶活性下降，且呼吸速率大幅增加（从1.5升至3.5），净积累减少。 【标准答案】 （1）25 （2）不能　净光合速率为0意味着白天有机物积累为0，夜晚只进行呼吸消耗有机物，一昼夜净积累小于0，植物不能正常生长 （3）8.5 （4）减少　35℃时光合作用相关酶活性降低，净光合速率下降（从7.0降至3.5），同时呼吸速率升高（从1.5升至3.5），有机物积累量显著减少 【易错警示】 • 第（1）题要算真光合速率而非净光合速率。最适温度看真光合速率最大值对应的温度。 • 第（2）题净光合=0不等于植物正常生长。关键：夜晚呼吸消耗→一昼夜净积累<0。 • 第（4）题要从"光合下降+呼吸上升"两个方面分析。 真题五（2025年全国卷改编·选择题） 考查主题：光强-光合速率曲线分析 题目： 下图表示某阳生植物在不同CO2浓度下测得的净光合速率随光照强度的变化曲线。下列叙述正确的是（　） A. A点时，叶肉细胞既进行光合作用又进行呼吸作用 B. B点时，光合速率等于呼吸速率 C. CO2浓度升高后，光补偿点右移，光饱和点右移 D. 在较低CO2浓度下达到光饱和后，限制光合速率的主要因素是光照强度 【命题意图分析】 本题考查光强-光合速率曲线的解读、补偿点与饱和点概念、多因素综合分析（不同CO2浓度对曲线的影响），对应2025年全国卷第2题的光合呼吸曲线分析方向。 【解题思路】 • A项：A点（光强=0）时为黑暗条件，叶肉细胞不进行光合作用（无光，光反应无法进行），只进行呼吸作用。A项说"既进行光合作用又进行呼吸作用"是错误的。 • B项：B点为光补偿点，净光合速率=0，即光合速率=呼吸速率。B项正确。 • C项：CO2浓度升高→光合速率提高→在更低光强下即可达到净光合=0→光补偿点左移（不是右移）。同时，更高CO2浓度使光饱和点右移，最大光合速率增大。C项错误（光补偿点应左移）。 • D项：在较低CO2浓度下达到光饱和后，光照已不是限制因素，限制因素是CO2浓度（低CO2浓度限制了暗反应）。D项错误。 【标准答案】 B 【易错警示】 • 光补偿点移动方向：CO2浓度升高→光补偿点左移（更低光强即可净积累）；CO2浓度降低→光补偿点右移。 • 光饱和后限制因素判断：光饱和后光照不再是限制因素，需找其他因素（CO2浓度/温度等）。 • A点（光强=0）纵坐标的绝对值=呼吸速率。 真题六（2025年陕晋宁卷改编·非选择题） 考查主题：G酶转基因实验探究——保卫细胞与气孔调节 题目： 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酶表达量仅在保卫细胞中增加的植株S。实验测得在正常光照条件下，植株S的气孔导度（气孔开放程度）显著高于W，净光合速率也显著高于W。请回答： （1）保卫细胞通过调节气孔的开闭来控制________的进出。G酶促进气孔开放，使更多________进入叶肉细胞，进而促进暗反应中的________过程。 （2）实验中，植株S和W的差异在于________，这体现了________（填"单一变量"或"对照")原则。 （3）若在强光高温条件下重复实验，植株S的光合速率可能________（填"高于""低于"或"等于"）W，理由是________。 （4）请推测G酶表达量增加后，植株S叶肉细胞中C3的含量短期变化是________。 【命题意图分析】 本题以转基因实验为情境，考查保卫细胞→气孔→CO2→暗反应的逻辑链，以及实验设计的对照原则、环境胁迫下的光合调节，对应2025年陕晋宁卷G酶大题的命题方向。 【解题思路】 （1）气孔控制CO2和H2O的进出（也控制O2）。G酶促进气孔开放→更多CO2进入叶肉细胞→促进暗反应中CO2的固定（CO2 + C5 → 2C3）。 （2）S和W的差异仅在于保卫细胞中G酶表达量不同，这是单一变量的体现。 （3）强光高温条件下，气孔过度开放可能导致过多水分散失→气孔反而关闭（反馈调节）→CO2供应减少。但G酶促进气孔开放，可能在一定程度上维持气孔开放，S的光合速率可能仍高于W。但若高温过度导致酶失活，则两者可能都下降。合理推断：S仍高于W，因为G酶增强气孔开放能力，在高温下仍能维持相对较高的CO2供应。 （4）G酶增加→气孔开放→CO2供应增加→CO2固定增强→C3来源增加→短期内C3含量上升。 【标准答案】 （1）CO2和H2O（及O2）　CO2　CO2的固定（CO2 + C5 → 2C3） （2）保卫细胞中G酶的表达量不同　单一变量 （3）高于　G酶表达量增加使气孔开放程度更高，在强光高温条件下仍能维持相对较高的CO2供应，暗反应受抑制程度较小，光合速率高于野生型 （4）升高（C3含量上升。原因：气孔开放→CO2供应增加→CO2固定增强→C3生成增多） 【易错警示】 • 第（1）题气孔控制的是气体（CO2/H2O/O2），不能只写CO2。 • 第（3）题需要完整推理：G酶→气孔开放→CO2供应→暗反应→光合速率。 • 第（4）题C3变化：CO2供应增加→CO2固定增强→C3来源增加→C3升高。注意与"停止光照→C3升高"区分，两者C3升高的原因不同。 真题七（2026年全国卷改编·选择题） 考查主题：硝化细菌的化能合成作用 题目： 硝化细菌能将土壤中的NH3氧化为HNO2，再将HNO2氧化为HNO3，并利用此过程释放的化学能将CO2还原为有机物。下列叙述正确的是（　） A. 硝化细菌与绿色植物合成有机物的碳源和能量来源均相同 B. 硝化细菌合成有机物的过程属于光合作用 C. 硝化细菌与绿色植物都能将无机物转化为有机物 D. 硝化细菌进行化能合成作用时，CO2的还原不需要酶 【命题意图分析】 本题考查化能合成作用与光合作用的异同比较，是2026年全国卷新增考点。核心：两者都能将无机碳源（CO2）转化为有机物，但能量来源不同（化学能 vs 光能）。 【解题思路】 • A项：碳源相同（都是CO2），但能量来源不同（硝化细菌利用化学能，绿色植物利用光能）。A项说"均相同"，错误。 • B项：硝化细菌利用化学能合成有机物，属于化能合成作用，不是光合作用。光合作用专指利用光能的生物合成过程。B项错误。 • C项：硝化细菌将CO2还原为有机物，绿色植物通过光合作用也将CO2转化为有机物，两者都能将无机物转化为有机物。C项正确。 • D项：CO2的还原（暗反应/卡尔文循环）需要多种酶催化，无论光合作用还是化能合成作用都需要酶。D项错误。 【标准答案】 C 【易错警示】 • 化能合成作用与光合作用的异同： • 相同点：碳源都是CO2，都产生有机物，都需要酶 • 不同点：能量来源不同（化学能 vs 光能）；场所不同（硝化细菌在细胞质/膜上，植物在叶绿体） • 硝化细菌属于自养生物（能自己合成有机物），但不是光合作用生物。 真题八（2026年全国卷改编·非选择题） 考查主题：光合呼吸综合——密闭装置气体变化分析 题目： 将长势一致的小麦幼苗置于密闭透明玻璃罩内，在适宜温度下测定不同光照强度下玻璃罩内CO2浓度的变化，结果如下（初始CO2浓度为400ppm）： 光照强度(klx) 0 2 4 6 8 10 12 CO2浓度变化(ppm/h) +20 +12 0 −15 −25 −30 −30 请回答： （1）光照强度为0时，玻璃罩内CO2浓度增加的原因是________。 （2）光照强度为4klx时，小麦幼苗的净光合速率为________，此时真光合速率________（填"大于""等于"或"小于"）呼吸速率。 （3）光照强度为6klx时，小麦幼苗的O2产生速率________（填"大于""等于"或"小于"）O2消耗速率。 （4）当光照强度从10klx增加到12klx时，CO2浓度变化不变，原因是________。 （5）若将此装置在12klx下长期放置，玻璃罩内CO2浓度最终会________，理由是________。 【命题意图分析】 本题以密闭装置CO2浓度变化为载体，考查不同光照强度下光合与呼吸的关系、净光合与真光合的换算、光饱和现象及密闭系统的动态平衡，是2026年光合呼吸综合题的典型命题方式。 【解题思路】 （1）光强=0（黑暗）→只进行呼吸作用→呼吸释放CO2→CO2浓度增加。 （2）4klx时CO2浓度变化=0，说明净光合=0（吸收的CO2=释放的CO2），即真光合=呼吸。 （3）6klx时光合>呼吸（CO2净减少），O2产生（光合）>O2消耗（呼吸）。 （4）10klx→12klx，CO2变化不变（均为−30），说明已达到光饱和点，光照不再是限制因素。 （5）密闭装置中，随CO2被消耗，CO2浓度逐渐降低。当CO2降到补偿点时，净光合=0，CO2不再减少，达到动态平衡。 【标准答案】 （1）黑暗条件下小麦只进行细胞呼吸，呼吸作用释放CO2，导致玻璃罩内CO2浓度增加 （2）0　等于 （3）大于 （4）10klx时已达到光饱和点，光照强度不再是光合作用的限制因素，增加光照强度不能提高光合速率，故CO2浓度变化不变 （5）降低至某一稳定值后不再变化　随光合作用进行，CO2被消耗导致浓度降低；当CO2浓度降至CO2补偿点时，净光合速率为0，CO2的吸收与释放达到平衡，浓度不再变化 【易错警示】 • 第（2）题CO2浓度变化=0意味着净光合=0，不是真光合=0。此时真光合=呼吸速率，光合仍在进行。 • 第（3）题O2产生=光合速率，O2消耗=呼吸速率。光合>呼吸→O2产生>O2消耗。 • 第（5）题密闭系统最终会达到动态平衡（CO2降至补偿点），不是"CO2降为0"。 第三部分：模拟专练 一、选择题（共5题） 模拟题1（基础·光合呼吸过程辨析） 下列关于光合作用和细胞呼吸的叙述，正确的是（　） A. 光反应阶段产生的ATP只用于暗反应中C3的还原 B. 有氧呼吸三个阶段均能产生[H]，第三阶段消耗[H] C. 无氧呼吸只在第一阶段释放能量，第二阶段不释放能量 D. 光合作用暗反应阶段不需要光，因此暗反应不消耗光反应的产物 【解析】 • A项：暗反应中ATP不仅用于C3的还原（提供能量），还参与C5的再生过程。A项"只用于"表述过于绝对，错误。 • B项：有氧呼吸第一、二阶段产生[H]，第三阶段消耗[H]，第三阶段不产生[H]。B项错误。 • C项：无氧呼吸只在第一阶段（糖酵解）释放能量（2ATP），第二阶段（丙酮酸→酒精/乳酸）不释放能量、不产生ATP。C项正确。 • D项：暗反应虽不需光，但需消耗光反应产物ATP和NADPH。D项错误。 【答案】 C 模拟题2（中等·C₃/C₅含量变化分析） 将某植物置于适宜光照下培养一段时间后，突然停止光照，其他条件不变。短时间内叶绿体中下列物质含量变化正确的是（　） A. C3含量下降，C5含量上升 B. C3含量上升，C5含量下降 C. ATP含量上升，NADPH含量下降 D. ADP含量下降，Pi含量上升 【解析】 停止光照→光反应停止→ATP和NADPH不再产生。 • C3还原需要ATP和NADPH→C3还原受阻→C3去路减少→C3升高 • CO2固定仍在进行（暗反应不需光）→C3来源正常，C5继续被消耗→C5降低 • 光反应停止→ATP不再合成（但暗反应仍消耗ATP）→ATP下降；NADPH不再合成（但仍被消耗）→NADPH下降 • ATP下降→ADP和Pi积累→ADP上升，Pi上升 A项错误（C3应升C5应降）。B项正确。C项错误（ATP应降）。D项错误（ADP应升）。 【答案】 B 模拟题3（中等·素材三：蓝细菌CCM机制） 蓝细菌虽然没有叶绿体，但能进行光合作用，且其光合效率高于C3植物。研究表明，蓝细菌具有CO2浓缩机制（CCM），通过羧基体将CO2浓缩在RuBisCO周围。下列相关叙述错误的是（　） A. 蓝细菌的光合膜相当于真核细胞的类囊体薄膜 B. 蓝细菌CCM机制能抑制光呼吸，原因是提高了RuBisCO周围的CO2浓度 C. 将蓝细菌CCM机制移植到水稻中，理论上可提高水稻光合效率 D. 蓝细菌光合效率高于C3植物是因为其RuBisCO的催化活性更高 【解析】 • A项：蓝细菌的光合膜具有叶绿素和光合酶系，功能上相当于类囊体薄膜。正确。 • B项：CCM将CO2浓缩在RuBisCO周围→高CO2浓度抑制RuBisCO的加氧酶活性→抑制光呼吸。正确。 • C项：C3植物（水稻）光呼吸明显，移植CCM可提高RuBisCO周围CO2浓度，抑制光呼吸，提高光合效率。正确。 • D项：蓝细菌光合效率高主要是因为CCM机制提高了CO2浓度，抑制了光呼吸，而非RuBisCO本身催化活性更高。实际上蓝细菌和C3植物的RuBisCO催化特性相似。D项错误。 【答案】 D 模拟题4（中等·素材一：CO₂气肥技术） 某大棚种植番茄，研究人员测定了不同CO2浓度下番茄叶片的净光合速率，结果如下： CO2浓度(ppm) 0 100 200 400 800 1200 1500 净光合速率(mg CO2/dm2·h) −2.0 0 5.0 12.0 20.0 22.0 22.0 下列分析正确的是（　） A. CO2浓度为0时，番茄叶片只进行呼吸作用，不进行光合作用 B. 该番茄的CO2补偿点为100ppm，CO2饱和点为1200ppm C. 将CO2浓度从400ppm提高到1200ppm，光合效率提高了约83% D. 超过CO2饱和点后继续增加CO2浓度，光合速率会下降 【解析】 • A项：CO2浓度为0时，暗反应无法进行（无CO2固定），但光反应仍可短暂进行（有光有水，水光解可继续）。"只进行呼吸作用，不进行光合作用"表述不准确，A项错误。 • B项：净光合=0时CO2浓度为100ppm→CO2补偿点=100ppm。净光合达最大值（22.0）时的最低CO2浓度为1200ppm→CO2饱和点=1200ppm。B项正确。 • C项：应比较真光合速率而非净光合速率。真光合=净光合+呼吸（呼吸恒定），提高比例=(22+R−12−R)/(12+R)=10/(12+R)<83%，实际提高比例低于83%。C项错误。 • D项：超过CO2饱和点后，光合速率不再增加（保持不变），而非下降。D项错误。 【答案】 B 模拟题5（高考难度·素材五：玉米-大豆间作体系） 玉米为C4植物，大豆为C3植物。在玉米-大豆间作体系中，玉米处于上层接受充足光照，大豆处于下层接受较弱光照。下列分析正确的是（　） A. 玉米光饱和点低于大豆，适合强光环境 B. 间作体系中大豆光合速率降低，主要原因是光照不足 C. 玉米维管束鞘细胞有叶绿体但无基粒，只进行暗反应 D. 玉米和大豆的CO2固定产物都是C3 【解析】 • A项：C4植物（玉米）光饱和点高于C3植物（大豆），适合强光环境。A项说"低于"，错误。 • B项：间作体系中大豆处于下层，接收到的光照减弱→光合速率降低。B项正确。 • C项：C4植物维管束鞘细胞叶绿体基粒不发达或无基粒，但"无基粒"表述过于绝对（不同C4植物有差异），且"只进行暗反应"不够严谨。C项有瑕疵，不选。 • D项：玉米（C4植物）CO2固定首先生成C4（草酰乙酸），大豆（C3植物）CO2固定首先生成C3。D项错误。 【答案】 B 二、非选择题（共7题） 模拟题6（基础·有氧呼吸三阶段计算） 某植物细胞进行有氧呼吸，请回答： （1）有氧呼吸第一、二、三阶段的场所分别是________、________、________。 （2）1mol葡萄糖彻底氧化分解，消耗________mol O2，产生________mol CO2，净产生________mol ATP（按旧教材）。 （3）有氧呼吸产生[H]的阶段是第________阶段，消耗[H]的阶段是第________阶段。 （4）等量葡萄糖进行有氧呼吸和无氧呼吸（酒精发酵），产生的CO2之比为________，消耗的O2之比为________，ATP之比为________。 【解析】 （1）有氧呼吸三阶段场所：第一阶段细胞质基质（糖酵解），第二阶段线粒体基质（三羧酸循环），第三阶段线粒体内膜（氧化磷酸化）。 （2）C6H12O6 + 6O2 + 6H2O → 6CO2 + 12H2O + 38ATP。消耗6mol O2，产生6mol CO2，净产38mol ATP。 （3）[H]在第一阶段（4个）和第二阶段（20个）产生，共24个；第三阶段消耗24个[H]与6个O2结合生成12个H2O。 （4）有氧：6CO2/葡萄糖；酒精发酵：2CO2/葡萄糖。比=6:2=3:1。有氧消耗6O2，无氧消耗0O2，比=6:0（无意义，或说不成立）。ATP：38:2=19:1。 【答案】 （1）细胞质基质　线粒体基质　线粒体内膜 （2）6　6　38 （3）一和二　三 （4）3:1　6:0（无氧呼吸不消耗O2）　19:1 模拟题7（中等·光强-光合速率曲线分析） 下图表示某植物在适宜温度下，净光合速率随光照强度的变化曲线。请据图回答： （图中A点为光强=0时纵坐标=−3，B点为光强=2klx时纵坐标=0，C点为光强=8klx时纵坐标达最大值=9） （1）A点时该植物进行的生理活动是________，其速率为________。 （2）B点表示________，此时光合速率________（填">""<"或"="）呼吸速率。 （3）C点以后，限制光合速率的主要环境因素是________（写出两种）。 （4）若该植物为阴生植物，与阳生植物相比，其B点位置向________（填"左"或"右"）移，C点位置向________（填"左"或"右"）移。 （5）计算B点时该植物的真光合速率=________mg CO2/dm2·h。 【解析】 （1）A点光强=0，只进行呼吸作用，纵坐标=−3，呼吸速率=3mg CO2/dm2·h。 （2）B点为光补偿点，净光合=0，光合=呼吸。 （3）C点为光饱和点，之后限制因素为CO2浓度、温度等（不再是光照强度）。 （4）阴生植物光补偿点低（B点左移）、光饱和点低（C点左移）。 （5）B点真光合=净光合+呼吸=0+3=3mg CO2/dm2·h。 【答案】 （1）细胞呼吸　3mg CO2/dm2·h （2）光补偿点　= （3）CO2浓度、温度（合理即可） （4）左　左 （5）3 模拟题8（中等·素材一：CO₂气肥大棚番茄实验设计） 2026年，某研究团队开发"AI二氧化碳农业系统"助力大棚番茄增产。研究表明，将大棚中CO2浓度从400ppm提高到1200ppm，番茄增产约30%。请回答： （1）增施CO2气肥能增产的原因是：CO2浓度提高→促进暗反应中________→C3含量________→C3还原增强→有机物合成增加。 （2）某同学设计实验探究不同CO2浓度对番茄净光合速率的影响： ①实验组别：设置3组，CO2浓度分别为________、________、________。 ②控制无关变量：每组保持________、________等条件相同且适宜（写出两项）。 ③观测指标：________。 ④预期结果：在适宜范围内，CO2浓度越高，净光合速率________；超过CO2饱和点后，净光合速率________。 （3）CO2浓度提高到一定程度后，番茄光合速率不再增加，此时限制因素可能是________（写出一种）。 （4）从光反应和暗反应两个角度分析，CO2气肥技术增产的机制是：暗反应方面________；光反应方面________。 【解析】 （1）CO2浓度提高→CO2固定增强→C3生成增多→C3含量升高→有更多C3被还原→有机物合成增加。 （2）实验设计： ①设置对照组（400ppm，自然浓度）和实验组（如800ppm、1200ppm），形成梯度。 ②无关变量：光照强度、温度、湿度、番茄品种和生长状况等。 ③观测指标：净光合速率（可用单位时间内CO2吸收量或O2释放量衡量）。 ④预期：CO2浓度越高，净光合速率越大；超过饱和点后，不再增加。 （3）CO2饱和后，限制因素变为光照强度或温度。 （4）暗反应：CO2供应充足→CO2固定增强→C3生成增多→有机物合成增加。光反应：暗反应消耗ATP和NADPH增多→ADP、Pi、NADP+增多→促进光反应进行→光能利用率提高。 【答案】 （1）CO2的固定（CO2 + C5 → 2C3）　升高 （2）①400ppm（对照）　800ppm　1200ppm（合理梯度即可） ②光照强度　温度（或湿度、番茄品种等） ③单位时间内CO2吸收量（或O2释放量、有机物积累量） ④越大　保持不变（不再增加） （3）光照强度（或温度） （4）CO2浓度提高促进了CO2固定，C3生成增多，C3还原增强，有机物合成增加　暗反应消耗ATP和NADPH增多，产生的ADP、Pi和NADP+增多，促进光反应持续进行 模拟题9（高考难度·素材二：盐胁迫水稻光合特性） 研究人员以耐盐水稻品种R和盐敏感水稻品种S为材料，分别在0、50、100、150mmol/L NaCl处理下培养14天，测定净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和叶绿素含量，结果如下： NaCl浓度(mmol/L) 品种 Pn(μmol CO2/m2·s) Gs(mol H2O/m2·s) 叶绿素含量(mg/g) 0 R 18.0 0.40 3.2 0 S 17.5 0.39 3.1 50 R 16.5 0.35 3.3 50 S 14.0 0.30 3.2 100 R 15.3 0.30 3.0 100 S 9.6 0.22 2.5 150 R 12.0 0.25 2.6 150 S 5.0 0.15 1.8 请回答： （1）盐胁迫下两个品种水稻的Pn均________，说明盐胁迫对光合作用有________（填"促进"或"抑制"）作用。 （2）在100mmol/L NaCl处理下，品种S的Pn比对照下降了约________%（保留一位小数）。 （3）盐胁迫导致Gs下降，进而引起Pn下降的机制是：气孔导度下降→________→________→暗反应受阻→净光合速率下降。从暗反应物质变化角度分析，此过程中C3含量________，C5含量________。 （4）50mmol/L NaCl处理下，品种R的叶绿素含量略高于对照组（3.3 vs 3.2），可能原因是________。 （5）品种R比品种S耐盐的机制可能包括：①________；②________。（从气孔导度和叶绿素含量两个角度分析） （6）某同学认为"盐胁迫主要通过直接破坏叶绿体结构来降低光合速率"。根据表中数据，该观点是否正确？________，理由是________。 【解析】 （1）两个品种Pn随NaCl浓度升高均下降，盐胁迫对光合有抑制作用。 （2）S品种对照Pn=17.5，100mmol/L时Pn=9.6。下降比例=(17.5−9.6)/17.5=7.9/17.5≈45.1%。 （3）气孔导度下降→CO2进入减少→CO2固定减弱→C3来源减少→C3降低；C5消耗减少（CO2固定减弱）→C5升高。 （4）50mmol/L低浓度盐胁迫可能是一种轻度胁迫，植物产生应激反应，可能加速叶绿素合成以维持光合功能，属于适应性反应。 （5）R品种在相同盐浓度下Gs下降幅度更小（气孔调节能力更强），叶绿素含量下降幅度更小（叶绿素合成/稳定能力更强）。 （6）不完全正确。Gs下降先于叶绿素含量下降——50mmol/L时叶绿素含量未降甚至略升（R品种），但Pn已下降，说明Pn下降主要由气孔关闭（CO2供应不足）引起，而非叶绿素破坏。只有在高浓度（100/150mmol/L）时叶绿素含量才显著下降。 【答案】 （1）下降　抑制 （2）45.1 （3）CO2进入叶肉细胞减少　CO2固定减弱（C3生成减少）　降低　升高 （4）低浓度盐胁迫激发了水稻的应激反应，叶绿素合成略有增强以维持光合功能（适应性反应） （5）①相同盐浓度下品种R的气孔导度下降幅度更小，能维持相对较高的CO2供应 ②品种R的叶绿素含量在盐胁迫下下降幅度更小，能维持相对较高的光反应效率 （6）不完全正确　在50mmol/L NaCl处理下，叶绿素含量未显著下降（R品种甚至略升），但Pn已明显降低，说明光合速率下降的主要原因是气孔关闭导致CO2供应不足，而非叶绿体结构破坏。只有高浓度盐胁迫才导致叶绿素含量显著下降 模拟题10（高考难度·素材三：蓝细菌CCM机制信息给予题） 蓝细菌是地球上最早进行产氧光合作用的原核生物（约30亿年前），虽无叶绿体但具有光合膜。蓝细菌具有高效的CO2浓缩机制（CCM），其原理如下图所示： CCM机制：①无机碳转运蛋白将HCO₃⁻主动转运进入细胞；②HCO₃⁻在羧基体内被碳酸酐酶转化为CO₂；③高浓度CO₂在RuBisCO周围聚集；④RuBisCO集中在羧基体内，减少与O₂的接触。 请回答： （1）蓝细菌的光合膜相当于真核细胞叶绿体的________。蓝细菌进行光反应的场所是________，暗反应的场所是________。 （2）蓝细菌光合作用释放的O2来源于________（填"H2O"或"CO2"），其证据是科学家用________法证实的。 （3）CCM机制能提高光合效率的原因是：通过________将HCO3-转运进细胞，在羧基体内转化为CO2，使RuBisCO周围CO2浓度________，从而________（填"促进"或"抑制")RuBisCO的加氧酶活性，减少________（填"光呼吸"或"暗呼吸"）。 （4）硝化细菌与蓝细菌都能将无机物转化为有机物，两者能量来源的区别是：蓝细菌利用________，硝化细菌利用________。 （5）研究者尝试将CCM机制移植到水稻（C3植物）中。从理论上分析，移植CCM后水稻光合效率提高的原因是________。与C4植物相比，CCM机制与C4途径在提高光合效率方面的相似之处是________。 （6）从进化视角分析，蓝细菌约30亿年前就出现了产氧光合作用，其光合效率高于现代C3植物，但C3植物并未进化出类似CCM的机制，可能原因是________。 【解析】 （1）蓝细菌光合膜相当于类囊体薄膜。光反应在光合膜上进行，暗反应在羧基体（细胞质内的蛋白质微区室）中进行。 （2）O2来源于H2O的光解，由鲁宾和卡门用18O2同位素标记法证实。 （3）CCM通过无机碳转运蛋白将HCO3-主动转运进细胞→在羧基体内转化为CO2→RuBisCO周围CO2浓度升高→抑制RuBisCO加氧酶活性（高CO2抑制加氧）→减少光呼吸。 （4）蓝细菌利用光能（光合作用），硝化细菌利用化学能（氧化NH3释放的化学能，化能合成作用）。 （5）移植CCM后，水稻细胞内RuBisCO周围CO2浓度升高→抑制光呼吸→光合效率提高。CCM与C4途径相似之处：都是通过提高RuBisCO周围的CO2浓度来抑制光呼吸。C4途径通过空间分隔（叶肉细胞→维管束鞘细胞）浓缩CO2，CCM通过羧基体浓缩CO2。 （6）C3植物进化过程中，大气CO2浓度曾较高，光呼吸不明显，无选择压力促使CCM进化。此外，CCM机制需要复杂的蛋白质系统（转运蛋白、羧基体等），C3植物可能因基因组和代谢网络的限制未能进化出此机制。 【答案】 （1）类囊体薄膜　光合膜　羧基体 （2）H2O　同位素标记（18O2标记） （3）无机碳转运蛋白（主动运输）　升高　抑制　光呼吸 （4）光能　化学能（氧化无机物释放的化学能） （5）CCM使水稻RuBisCO周围CO2浓度升高，抑制光呼吸，减少有机物消耗，光合效率提高　两者都是通过提高RuBisCO周围的CO2浓度来抑制光呼吸（C4途径通过空间分隔，CCM通过羧基体浓缩） （6）在地质历史中大气CO2浓度曾较高，C3植物的光呼吸问题不突出，缺乏进化出CCM的选择压力；CCM需要复杂的蛋白质系统，C3植物的基因组可能未演化出相应的基因（合理即可） 模拟题11（高考难度·素材四：高山植物光合适应） 某研究团队在青藏高原沿海拔梯度（2500m、3500m、4500m）研究了高山植物的光合特性变化。随海拔升高，大气压降低，CO2分压降低（4500m处约为海平面的60%），光照增强，昼夜温差增大，气温降低。研究结果如下： 海拔(m) 光补偿点(klx) 光饱和点(klx) CO2补偿点(ppm) 叶绿素a/b比值 气孔密度(个/mm2) 2500 1.5 30 60 2.8 120 3500 1.0 40 80 3.2 150 4500 0.8 55 110 3.6 200 请回答： （1）随海拔升高，植物光补偿点________，其适应意义是________。 （2）随海拔升高，CO2补偿点升高，原因是高海拔地区________，植物需要更高CO2浓度才能达到光合=呼吸的平衡。 （3）高海拔植物叶绿素a/b比值升高，说明________（填"叶绿素a"或"叶绿素b"）相对含量增加。叶绿素a既是天线色素又含有反应中心色素，a/b比值升高有利于适应高海拔________环境。 （4）高海拔植物气孔密度增大，从CO2供应角度分析其适应意义是________。 （5）高海拔植物同时面临强光、低温、低CO2三重胁迫。请从以下三个方面各写一条适应策略： ①强光适应：________； ②低温适应：________； ③低CO2适应：________。 （6）若将4500m处的植物移至2500m处种植，短期内其光合速率可能________（填"升高"或"降低"），原因是________。 【解析】 （1）光补偿点降低（1.5→1.0→0.8），意味着在更低光强下即可净积累有机物。高海拔地区气温低、生长季短，光补偿点低使植物能在较弱光下就开始净积累有机物，充分利用有限的光照资源。 （2）高海拔CO2分压低（只有海平面60%），CO2进入叶肉细胞的浓度梯度减小，CO2固定速率降低，需要更高的环境CO2浓度才能使光合=呼吸。 （3）a/b比值升高→叶绿素a相对增多。叶绿素a含有反应中心色素（P680/P700），a/b升高有利于吸收利用高海拔强光环境中丰富的光能。 （4）气孔密度增大→总气孔面积增大→在低CO2分压下能通过更多气孔吸收CO2→补偿CO2供应不足。 （5）强光适应：叶绿素a/b比值升高，增加反应中心色素比例，提高光能转化效率。低温适应：光补偿点降低，在低温下较低光强即可净积累有机物。低CO2适应：气孔密度增大，增加CO2吸收面积。 （6）移至2500m后：CO2分压升高→有利于光合；但光强可能减弱（低海拔大气更浑浊）、温度升高。综合来看，CO2条件改善，但植物已适应高海拔强光环境，低海拔光强可能不足。且温度升高可能导致呼吸增强。短期内光合速率可能降低（光强不足成为限制因素）。 【答案】 （1）降低　在更低光照强度下即可开始净积累有机物，充分利用高海拔地区有限的光照资源，适应低温短生长季的环境 （2）CO2分压低（约为海平面60%），CO2进入叶肉细胞的速率降低，暗反应中CO2固定减弱，需要更高的环境CO2浓度才能使光合速率等于呼吸速率 （3）叶绿素a　强光（光照强度大） （4）高海拔地区CO2分压低，气孔密度增大可增加CO2吸收面积，在低CO2分压下维持相对充足的CO2供应，补偿CO2不足对暗反应的限制 （5）①叶绿素a/b比值升高，增加反应中心色素比例，提高强光下光能转化效率 ②光补偿点降低，在低温环境下较低光强即可净积累有机物 ③气孔密度增大，增加CO2吸收面积，补偿低CO2分压（合理即可） （6）降低　植物已适应高海拔的强光环境，移至低海拔后光照强度可能不足；且低海拔温度升高导致呼吸作用增强，净光合速率下降（合理即可） 模拟题12（高考难度·素材五：玉米-大豆间作体系综合分析） 玉米-大豆间作是我国传统农业的重要种植模式。玉米为C4植物，株高较高，光饱和点高；大豆为C3植物，株高较矮，光饱和点较低。研究表明，间作体系总产量比单作提高20%~30%，土地当量比（LER）达1.2~1.4。请回答： （1）从光合途径角度分析，玉米为C4植物，其CO2固定首先生成________（填"C3"或"C4"），此过程发生在________细胞中。随后C4被运至________细胞中释放CO2，进入卡尔文循环。 （2）间作体系中，玉米处于上层接受充足光照，其光合速率比单作提高15%~25%，原因是上层光照充足，且C4植物________高，能充分利用强光。 （3）间作体系中，大豆处于下层接受散射光，光合速率比单作降低10%~20%。从光合影响因素分析，降低的主要原因是________。但从整体看，间作体系总产量仍高于单作，原因是________。 （4）玉米和大豆根系深度不同（玉米根深、大豆根浅），这体现了间作体系在________利用上的互补。大豆根瘤菌能固氮，可为玉米提供部分氮源，氮元素在光合作用中的作用包括________（写出两点）。 （5）土地当量比（LER）= 间作产量/单作产量。若LER=1.3，含义是________。从生态学角度分析，间作体系提高光能利用率的原理是________。 （6）某地推广"2行玉米:3行大豆"间作模式。与"2行玉米:2行大豆"相比，3行大豆模式下边行大豆受玉米遮阴影响减小。请设计一个实验方案，探究不同行比对大豆光合速率的影响： ①实验组别：设置________、________、________三种行比模式。 ②观测指标：________。 ③预期结果：________。 【解析】 （1）C4植物CO2固定首先生成C4（草酰乙酸），在叶肉细胞中进行。C4运至维管束鞘细胞释放CO2，进入C3途径（卡尔文循环）。 （2）C4植物光饱和点高，在强光下光合速率不饱和，能充分利用强光。单作时玉米可能未充分利用所有光能（部分光漏到地面），间作时光照更集中。 （3）大豆处于下层，光照不足是光合降低的主要原因（光照低于光饱和点甚至接近光补偿点）。整体产量提高是因为：①玉米利用上层强光，大豆利用下层散射光，实现光能分层利用；②间作总光合面积大于单作；③资源（光、水、肥）利用互补。 （4）根系深度不同→利用不同土层水分和矿质元素。氮在光合中的作用：N是叶绿素组成成分，缺N→叶绿素合成受阻→光合下降；N是酶（包括光合酶）组成成分，缺N→酶合成不足→光合受阻。 （5）LER=1.3意味着间作1亩地的产量相当于1.3亩单作的产量。间作提高光能利用率：不同高度作物分层利用光能，玉米利用直射光，大豆利用散射光和透射光，减少漏光损失，提高群体光能利用率。 （6）实验设计：设置不同行比（2:2、2:3、2:4），测定大豆光合速率，比较不同行比下大豆光合速率差异。 【答案】 （1）C4　叶肉　维管束鞘 （2）光饱和点 （3）下层大豆接收到的光照减弱，光照强度低于光饱和点甚至接近光补偿点，光合速率下降　间作体系实现了光能分层利用（玉米利用上层直射光，大豆利用下层散射光），群体总光合面积大于单作，且资源利用互补，总光能利用率提高 （4）水分和矿质元素（土壤资源）　①N是叶绿素的组成成分，缺N导致叶绿素合成受阻；②N是光合作用相关酶的组成成分，缺N影响光反应和暗反应中酶的催化活性 （5）间作1亩地的产量相当于1.3亩单作的产量，说明间作具有产量优势　不同高度作物分层利用光能：玉米利用上层直射光，大豆利用下层散射光和透射光，减少漏光损失，提高群体光能利用率 （6）①2行玉米:2行大豆　2行玉米:3行大豆　2行玉米:4行大豆 ②大豆的净光合速率（单位时间内CO2吸收量或O2释放量） ③大豆行数增加（2→3→4），边行大豆受玉米遮阴程度减小，大豆平均净光合速率逐渐升高（2:4 > 2:3 > 2:2）；但大豆行数过多时，中间行大豆可能因株间竞争而光合速率不再显著增加 附录：知识点考查分布表 部分 题号 考查知识点 难度 情境素材 真题精讲 真题一 光合色素种类与分离实验 中等 — 真题精讲 真题二 光合呼吸综合·农业措施 中等 农业生产 真题精讲 真题三 蓝细菌代谢 中等 2024甲卷 真题精讲 真题四 温度对光合呼吸影响 中等 2024北京卷 真题精讲 真题五 光强-光合曲线分析 中等 2025全国卷 真题精讲 真题六 G酶转基因实验探究 高考 2025陕晋宁卷 真题精讲 真题七 硝化细菌化能合成 中等 2026全国卷 真题精讲 真题八 密闭装置气体变化分析 高考 2026全国卷 模拟专练 模拟1 光合呼吸过程辨析 基础 — 模拟专练 模拟2 C3/C5含量变化 中等 — 模拟专练 模拟3 蓝细菌CCM机制 中等 素材三 模拟专练 模拟4 CO2气肥技术 中等 素材一 模拟专练 模拟5 玉米大豆间作C3/C4对比 高考 素材五 模拟专练 模拟6 有氧呼吸三阶段计算 基础 — 模拟专练 模拟7 光强-光合速率曲线 中等 — 模拟专练 模拟8 CO2气肥实验设计 中等 素材一 模拟专练 模拟9 盐胁迫水稻光合特性 高考 素材二 模拟专练 模拟10 蓝细菌CCM信息给予 高考 素材三 模拟专练 模拟11 高山植物光合适应 高考 素材四 模拟专练 模拟12 间作体系综合分析 高考 素材五 难度分布统计： • 基础：2题（模拟1、模拟6）= 10% • 中等：8题（真题一~五、模拟2~4、模拟7~8）= 40% • 高考难度：10题（真题六、真题八、模拟5、模拟9~12）= 50% 题型分布统计： • 选择题：8题（真题一、三、五、七 + 模拟1~5） • 非选择题：12题（真题二、四、六、八 + 模拟6~12） • 合计：20题 情境素材覆盖： • 素材一（CO2气肥）：模拟4 + 模拟8 = 2题 • 素材二（盐胁迫水稻）：模拟9 = 1题 • 素材三（蓝细菌CCM）：模拟3 + 模拟10 = 2题 • 素材四（高山植物）：模拟11 = 1题 • 素材五（间作套种）：模拟5 + 模拟12 = 2题 • 5个素材全覆盖，原创情境题8题/20题 = 40%（真题改编部分也融入了2026硝化细菌、2025G酶等前沿情境） - 1 - 学科网（北京）股份有限公司 $