2027届高考生物人教版一轮复习课件第12 光合作用和细胞呼吸的综合应用

该高中生物学高考复习课件聚焦“光合作用和细胞呼吸的综合应用”，覆盖光合作用与呼吸作用联系、气孔导度及激素影响、特殊代谢类型、逆境胁迫四大核心考点，依据新课标要求和2023-2025年全国多卷真题考情，明确各考点权重，归纳综合应用、实验分析等常考题型，构建系统备考框架。 课件亮点在于“真题研析+方法突破+素养提升”，精选2024福建卷、安徽卷等真题，通过液滴移动法、半叶法等实验分析培养科学思维，对比C3/C4/CAM植物代谢类型强化探究实践。特设易错点警示和答题模板，助力学生高效突破考点，教师可据此精准指导，提升复习实效。

HORMONE 高考总复习 2027 第12讲 光合作用和细胞呼吸的综合应用 1 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。 考情分析 1.光合作用与细胞呼吸的联系 2025·四川卷，16；2025·新课标卷，2；2024·新课标卷，31；2024·黑吉辽卷，21；2024·山东卷，21；2024·安徽卷，16；2024·广东卷，20；2023·全国乙卷，29；2023·江苏卷，19；2023·浙江1月选考，23；2023·广东卷，18；2023·重庆卷,19;2023·辽宁卷，21；2023·河北卷，19 2.气孔导度、植物激素对光合作用的影响 2025·广东卷，18；2025·重庆卷，16；2025·浙江1月选考,22;2024·新课标卷，2；2024·湖北卷，21；2024·山东卷，21；2024·甘肃卷，17；2024·重庆卷，18；2024·湖南卷，17;2023·江苏卷，19；2023·全国乙卷，29 微网梳理目录 影响光合作用的因素 1 3 2 01 目录 03 光呼吸、C4植物、CAM植物等特殊代谢类型 光合作用与细胞呼吸的联系 04 02 气孔导度、植物激素(ABA等)对光合作用的影响 逆境(胁迫)对光合作用的影响 考点一 光合作用与细胞呼吸的联系 核心要点·细研 经典例题·深研 1.光合作用与有氧呼吸 考点一 光合作用与细胞呼吸联系 核心要点·细研 1.光合作用与有氧呼吸 考点一 光合作用与细胞呼吸联系 核心要点·细研 图中①②③④分别代表那些物质？ A-H代表什么过程？ 考点一 光合作用与细胞呼吸联系 1.光合作用与有氧呼吸 核心要点·细研 光合作用 有氧呼吸 在哪些细胞进行 反应场所 反应条件 物质转化 能量转变 联系 含叶绿体的细胞 叶绿体 光、色素、酶 光能转变为化学能储存在有机物中 无机物 有机物 线粒体（主要场所） 氧气、酶 活细胞 将有机物中的能量释放出来，一部分转移到ATP中 分解有机物 光合作用的产物为细胞呼吸提供了物质基础——有机物和氧气； 细胞呼吸产生的二氧化碳可被光合作用所利用。 考点一 光合作用与细胞呼吸联系 1.光合作用与有氧呼吸 核心要点·细研 9 (1)物质方面 CO2 丙酮酸 (CH2O) H2O O2 CO2 考点一 光合作用与细胞呼吸联系 1.光合作用与有氧呼吸 核心要点·细研 ATP、 有机物 ATP NADPH 考点一 光合作用与细胞呼吸联系 1.光合作用与有氧呼吸 (2)能量方面 核心要点·细研 (3)光合作用与有氧呼吸中有关物质的来源与去路 光反应水的光解 还原C3 考点一 光合作用与细胞呼吸联系 1.光合作用与有氧呼吸 核心要点·细研 用一定时间内原料消耗或产物生成量来定量表示。 ②固定CO2的量 ①制造或产生有机物（糖类）量 ③产生O2的量 表示方法 概念： 2.光合作用强度（光合作用速率） 植物光合作用制造的糖类会全部积累下来吗？ 光合作用制造的糖类 呼吸作用消耗的糖类 植物细胞积累的糖类 是光合作用反应强弱的指标。一般用植物在单位时间内单位面积通过光合作用制造糖类的量（即光合作用速率，是化学中的一种反应速率）来衡量。 考点一 光合作用与细胞呼吸联系 核心要点·细研 真正（总）光合速率= 净（表观）光合速率 + 呼吸作用速率 有机物的制造量 CO2量固定或消耗量 O2的产生量 有机物的积累量 CO2的吸收量 O2的释放量 有机物的消耗量 黑暗下CO2的释放量 黑暗下O2的吸收量 光合作用制造的糖类 呼吸作用消耗的糖类 植物细胞积累的糖类 总光合速率：是指植物在光下实际把CO2转化成有机物的量，即在单位时间、叶面积从外界吸收和自身呼吸释放CO2的量。又叫真光合速率 净光合速率：不算呼吸作用放出的CO2量，只算从外界吸收的CO2量，即是在光下测定的CO2的吸收量。也叫表观光合速率 考点一 光合作用与细胞呼吸联系 核心要点·细研 测定植物的光合速率： O2 CO2 O2 CO2 光合作用产生的O2 = 光合作用消耗的CO2 = 探究CO2和O2的变化情况（相对数量关系） 释放到空气中的O2 + 呼吸作用消耗的O2 吸收空气中的CO2 + 呼吸作用产生的CO2 总光合速率 = 净光合速率 + 呼吸速率 （可以测得） （可以测得） 考点一 光合作用与细胞呼吸联系 核心要点·细研 15 3.辨析净光合速率与总光合速率 (1)从语言文字中辨析【净（存下的钱）= 总（赚的钱）— 呼吸（花掉的钱）】 光合： 呼吸： CO2 O2 有机物 总(真正)光合速率 呼吸速率 净(表观)光合速率 “同化”“固定” “消耗” “产生”或“制造” “产生”“合成”或“制造” 黑暗中释放的 黑暗中吸收的 黑暗中消耗的 “吸收”或“环境(容器)中减少”的 “释放”或“环境(容器)中增加” “积累”“增加”或“净产生” ①光合作用消耗的CO2量＝吸收的CO2量＋呼吸释放的CO2量 ②光合作用产生的O2量＝释放的O2量＋呼吸作用消耗的O2量　　　 考点一 光合作用与细胞呼吸联系 核心要点·细研 (2)结合曲线辨析 0 光 照 强 度 CO2释放量 CO2吸收量 B A C （光饱和点） （光补偿点） < = > 净光合大于零 净光合小于零 总 光 合 3.辨析净光合速率与总光合速率 考点一 光合作用与细胞呼吸联系 核心要点·细研 提醒　当植株净光合速率为0时，叶肉细胞的净光合速率大于0；当叶肉细胞中净光合速率为0时，植株的净光合速率小于0。 0 光照强度 CO2释放量 CO2吸收量 B A C （光饱和点） （光补偿点） 净光合大于0 净光合小于0 总 光 合 (2)结合曲线辨析 3.辨析净光合速率与总光合速率 考点一 光合作用与细胞呼吸联系 核心要点·细研 （1）“液滴移动法” 物理误差的校正 为防止气压、温度等物理因素所引起的误差，应设置对照实验，即用死亡的绿色植物分别进行上述实验，根据红色液滴的移动距离对原实验结果进行校正。 测定呼吸速率 ①乙装置在黑暗条件下植物只进行细胞呼吸； ③因此单位时间内红色液滴左移的距离表示植物的O2吸收速率，可代表有氧呼吸速率。 测定净光合速率 ①甲装置在光照条件下植物进行 光合作用和细胞呼吸； ②由于NaHCO3溶液保证了容器内CO2浓度的恒定； ③因此单位时间内红色液滴右移的距离表示植物的O2释放速率，可代表净光合速率。 ②NaOH溶液吸收了细胞呼吸产生的CO2； 4.光合速率的测定 考点一 光合作用与细胞呼吸联系 核心要点·细研 （2）黑白瓶法 ①“黑瓶”不透光，测定的是 ； “白瓶”给予光照，测定的是 。 有氧呼吸量 净光合作用量 ——测定溶氧量的变化 ③在没有初始值的情况下，______________________________________ ＝总光合作用量。 ②在有初始值的情况下，黑瓶中 为有氧呼吸量；白瓶中 为净光合作用量；二者之和为__________________。 O2减少量(或CO2增加量) O2增加量(或CO2减少量) 总光合作用量 白瓶中测得的现有量－黑瓶中测得的现有量 4.光合速率的测定 考点一 光合作用与细胞呼吸联系 核心要点·细研 将植物对称叶片的一部分遮光，另一部分则留在光下进行光合作用，并采用适当方法阻止两部分的物质和能量转移(或者将一半剪下进行遮光处理)。一定时间后(h)在这两部分叶片的对应部位截取相同面积(S)的叶片，分别烘干称重，记为WA、WB。 ①该方法测定的_______速率为 。 (WB—WA)/S·h 总光合 ②遮光部分在遮光后立即截取面积为S 的叶片烘干称重，仍然记为WA,其余 与上述操作相同，则测定的______ 速率为 净光合 (WB—WA)/S·h 遮光 光照 A B 环割 ______________ （3）半叶法 --测定光合作用有机物的制造量 4.光合速率的测定 考点一 光合作用与细胞呼吸联系 核心要点·细研 --测定单位时间、单位面积叶片中有机物生成量 叶柄处环割的目的： 阻止叶片的光合产物向外运输。 净光合速率=___________, 呼吸速率= _________, 总光合速率= . (z-y)/2S (x-y)/2S (x＋z-2y)/2S （4）叶圆片称重法 10时叶圆片干重x克 12时叶圆片干重y克 14时叶圆片干重z克 上午10时 置于黑暗中 上午12时 置于光下 烘干 烘干 烘干 环割 叶圆片面积为s 考点一 光合作用与细胞呼吸联系 核心要点·细研 考点二 气孔导度、植物激素(ABA等)对光合作用的影响 核心要点·细研 经典例题·深研 (1)气孔开闭运动的机理 张开 关闭 考点二 气孔导度、植物激素(ABA等)对光合作用的影响 1.气孔的开闭及影响因素 核心要点·细研 (2)影响气孔开闭的因素 脱落酸 考点二 气孔导度、植物激素(ABA等)对光合作用的影响 核心要点·细研 2.气孔导度对细胞代谢的影响 通常认为在自然环境条件下光合作用降低的原因包括两个方面： 考点二 气孔导度、植物激素(ABA等)对光合作用的影响 核心要点·细研 考点二 气孔导度、植物激素(ABA等)对光合作用的影响 核心要点·细研 考点三 光呼吸、C4植物、CAM植物等特殊代谢类型 核心要点·细研 经典例题·深研 C3、C4植物的叶片结构 一、C3植物、C4植物和CAM植物 考点三 光呼吸、C4植物、CAM植物等特殊代谢类型 核心要点·细研 自然界中的绿色植物根据光合作用暗反应过程中CO2的固定途径不同可以分为C3、C4和CAM三种类型。 1.C3途径：也称卡尔文循环，整个循环由RuBP(C5)与CO2的羧化开始到RuBP(C5)再生结束，在叶绿体基质中进行，可合成蔗糖、淀粉等多种有机物。常见C3植物有大麦、小麦、大豆、菜豆、水稻、马铃薯等。 一、C3植物、C4植物和CAM植物 考点三 光呼吸、C4植物、CAM植物等特殊代谢类型 核心要点·细研 30 2.C4途径：C4植物叶肉细胞的叶绿体有类囊体，能进行光反应，而维管束鞘细胞没有完整的叶绿体，所以C4植物光反应发生在叶肉细胞的叶绿体类囊体薄膜上，而CO2的固定发生在叶肉细胞的细胞质基质和维管束鞘细胞的叶绿体基质中。 C4植物具有耐高温、 光照强烈、干旱的能力， 原因是：PEP羧化酶与CO2亲和力大，能在较低CO2浓度条件下固定CO2，它提高了C4植物固定CO2的能力，并且无光合午休现象。常见C4植物有玉米、甘蔗、高粱、苋菜等。 一、C3植物、C4植物和CAM植物 考点三 光呼吸、C4植物、CAM植物等特殊代谢类型 核心要点·细研 31 一、C3植物、C4植物和CAM植物 考点三 光呼吸、C4植物、CAM植物等特殊代谢类型 3.CAM途径 CAM植物夜间气孔开放吸进CO2，CO2经一系列反应转化为苹果酸储存在液泡中。白天气孔关闭，苹果酸经一系列反应转化为CO2，进入C3途径合成淀粉； 常见的CAM植物有菠萝、芦荟、兰花、百合、仙人掌、景天等，可适应干旱炎热的环境。 核心要点·细研 考点三 光呼吸、C4植物、CAM植物等特殊代谢类型 C3植物 C4植物 CAM植物 如：水稻、小麦、棉花、大豆等大多数植物。 如甘蔗、玉米、高粱等。 如:菠萝、龙舌兰、仙人掌和兰花等。 核心要点·细研 33 特征 C3植物 C4植物 CAM植物 与CO2结合的物质 RuBP(C5) PEP和RuBP(C5) PEP CO2固定的产物 C3 C4和C3 草酰乙酸 CO2固定的时间 白天 白天 夜晚和白天 光反应的场所 叶肉细胞 类囊体薄膜 叶肉细胞 类囊体薄膜 叶肉细胞 类囊体薄膜 卡尔文循环的场所 叶肉细胞的 叶绿体基质 维管束鞘细胞的叶绿体 叶肉细胞的 叶绿体基质 有无光合午休 有 无 无 C3途径是碳同化的基本途径，C4途径和CAM途径都只起固定CO2的作用，最终还是通过C3途径合成有机物。 考点三 光呼吸、C4植物、CAM植物等特殊代谢类型 核心要点·细研 34 1.(2022·全国甲卷，29)根据光合作用中CO2的固定方式不同，可将植物分为C3植物和C4植物等类型。C4植物的CO2补偿点比C3植物的低。CO2补偿点通常是指环境CO2浓度降低导致光合速率与呼吸速率相等时的环境CO2浓度。回答下列问题： (1)不同植物(如C3植物和C4植物)光合作用光反应阶段的产物是相同的，光反应阶段的产物是____________________(答出3点即可)。 (2)正常条件下，植物叶片的光合产物不会全部运输到其他部位，原因是____________________________________________________(答出1点即可)。 O2、NADPH和ATP 叶片自身呼吸作用需要消耗一部分光合产物 考点三 光呼吸、C4植物、CAM植物等特殊代谢类型 (3)干旱会导致气孔开度减小，研究发现在同等程度干旱条件下，C4植物比C3植物生长得好。从两种植物CO2补偿点的角度分析，可能的原因是__________________________________________________________________。 C4植物的CO2补偿点低于C3植物，C4植物能够利用较低浓度的CO2 经典例题·深研 2. (2021·全国乙卷，29)生活在干旱地区的一些植物(如植物甲)具有特殊的CO2固定方式。这类植物晚上气孔打开吸收CO2，吸收的CO2通过生成苹果酸储存在液泡中；白天气孔关闭，液泡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： (1)白天叶肉细胞产生ATP的场所有____________________________。光合作用所需的CO2来源于苹果酸脱羧和___________释放的CO2。 (2)气孔白天关闭、晚上打开是这类植物适应干旱环境的一种方式，这种方式既能防止__________________________________，又能保证____________正常进行。 叶绿体、细胞质基质、线粒体 细胞呼吸 蒸腾作用过强导致植物细胞过度失水 光合作用 考点三 光呼吸、C4植物、CAM植物等特殊代谢类型 经典例题·深研 (3)若以pH作为检测指标，请设计实验来验证植物甲在干旱环境中存在这种特殊的CO2固定方式。(简要写出实验思路和预期结果) 答案　实验思路：取若干长势相同的植物甲，平均分为A、B两组；将A组置于干旱条件下培养，B组置于水分充足的条件下培养，其他条件相同且适宜；一段时间后，分别测定两组植物甲白天和夜晚液泡中的pH。预期结果：B组液泡中的pH白天和夜晚无明显变化，A组液泡中的pH夜晚明显低于白天。 考点三 光呼吸、C4植物、CAM植物等特殊代谢类型 经典例题·深研 1.光呼吸的发现 1955年科学家德柯尔用红外线气体分析仪测定烟草光合速率时发现正在进行光合作用的烟草叶片在光照停止后会快速释放CO2，这种现象称为“二氧化碳的猝发” 二、光呼吸 考点三 光呼吸、C4植物、CAM植物等特殊代谢类型 核心要点·细研 38 1.光呼吸的发现 （1）A表示光下净光合速率。 （2）B和C表示光下时植物呼吸速率。 （3）B表示无论是光下还是暗处都 可进行的呼吸速率。 （4）C表示只有光下才有的呼吸速率。即光呼吸现象。 二、光呼吸 考点三 光呼吸、C4植物、CAM植物等特殊代谢类型 核心要点·细研 39 2.光呼吸的起因 光呼吸： （1）卡尔文循环中CO2固定的酶(Rubisco)具有两面性(或双功能) （2）Rubisco即RuBP羧化加氧酶 ①高CO2浓度、低O2时，进行羧化 ②低CO2浓度、高O2时，进行加氧 C5+CO2 2C3 Rubisco C5+O2 C2+C3 Rubisco 2C2+O2 C3+CO2 ATP、[H] 酶 C3进入卡尔文循环 C3进入卡尔文循环 二、光呼吸 考点三 光呼吸、C4植物、CAM植物等特殊代谢类型 核心要点·细研 40 3.卡尔文循环与光呼吸 光照强度增强 ↓ 产生的O2增多 ↓ 光呼吸增强 二、光呼吸 NADPH NADPH和ATP 考点三 光呼吸、C4植物、CAM植物等特殊代谢类型 核心要点·细研 41 4.光呼吸的危害 （1）如果在较强光下，光呼吸加强，使得C5氧化分解加强，一部分碳以CO2的形式散失，从而减少了光合产物的形成和积累。 （2）光呼吸过程中消耗了ATP和NADPH，即造成了能量的损耗。 二、光呼吸 NADPH NADPH和ATP 考点三 光呼吸、C4植物、CAM植物等特殊代谢类型 核心要点·细研 42 5.光呼吸的意义 防止强光对叶绿体的破坏 强光时，由于光反应速率大于暗反应速率，因此，叶肉细胞中会积累ATP和还原氢，这些物质积累会产生自由基，尤其是超氧阴离子，这些自由基能损伤叶绿体，而强光下，光呼吸加强，会消耗光反应过程中积累的ATP和NADPH，从而减轻对叶绿体的伤害。 当然植物体还有很多避免强光下损伤叶绿体的机制。光呼吸算是其中之一。 二、光呼吸 考点三 光呼吸、C4植物、CAM植物等特殊代谢类型 核心要点·细研 43 6.光呼吸与细胞呼吸的比较 比较项目 光呼吸 细胞呼吸 底物 C2化合物 糖类等有机物 发生部位 叶绿体、线粒体等 细胞质基质、线粒体 反应条件 光照 光或暗都可以 能量 消耗能量 产生能量 共同点 消耗O2、释放CO2 二、光呼吸 考点三 光呼吸、C4植物、CAM植物等特殊代谢类型 核心要点·细研 44 考点四 逆境(胁迫)对光合作用的影响 核心要点·细研 经典例题·深研 环境胁迫，也称为逆境，是对植物生存生长不利的各种环境因素的总称。环境胁迫问题主要涉及环境条件对植物细胞代谢的影响，主要考查角度及原理分析如下： 类型 影响原理 主要表现 光照 主要指不合乎植物生长要求的光照强度和光质条件，通过影响光反应来影响农作物的光合作用 影响植物叶绿素的合成；对类囊体薄膜造成损伤 考点四 逆境(胁迫)对光合作用的影响 1.环境胁迫对光合作用的影响 核心要点·细研 类型 影响原理 主要表现 CO2 CO2是光合作用的反应物，低于CO2补偿点的CO2浓度会通过影响暗反应速率来影响光合作用强度 光合作用原料CO2不足导致暗反应速率下降 温度 低温逆境和高温逆境，主要通过影响叶绿体的结构、酶的活性和气孔导度来影响光合作用 叶绿体的结构和功能受损，酶的活性降低，气孔导度降低，光合速率下降 考点四 逆境(胁迫)对光合作用的影响 1.环境胁迫对光合作用的影响 核心要点·细研 类型 影响原理 主要表现 水分 水分胁迫包括干旱和水淹两种情况。干旱时气孔关闭，影响CO2的吸收而影响暗反应，进而影响光合作用；农作物被水淹时，根细胞进行无氧呼吸产生酒精或乳酸，对细胞造成毒害 无机盐 矿质元素对光合作用的影响主要包括：①影响叶绿体中物质和结构的形成，如叶绿素(Mg2＋)；②盐胁迫影响根系吸水，进而影响气孔开放程度；③重金属盐会影响叶绿素的合成和光合作用有关酶的活性 考点四 逆境(胁迫)对光合作用的影响 1.环境胁迫对光合作用的影响 核心要点·细研 2.传统农业生产中的典型管理措施 考点四 逆境(胁迫)对光合作用的影响 核心要点·细研 关键 · 真题必刷 1.(2024·福建卷，11)叶片从黑暗中转移到光照下，其光合速率要先经过一个增高过程，然后达到稳定的高水平状态，这个增高过程称为光合作用的光诱导期。已知黑暗中的大豆叶片气孔处于关闭状态，壳梭孢素处理可使大豆叶片气孔充分开放。为研究气孔开放与光诱导期的关系，科研人员将大豆叶片分为两组，A组不处理，B组用壳梭孢素处理，将两组叶片从黑暗中转移到光照下，测定光合速率，结果如图所示。下列分析正确的是(　　) B A.0 min时，A组胞间CO2浓度等于B组胞间 CO2浓度 B.30 min时，B组叶绿体中C3生成和还原速率均大于A组 C.30 min时，限制A组光合速率的主要因素是光照时间 D.与A组叶片相比，B组叶片光合作用的光诱导期更长 关键·真题必刷 2.(2024·安徽卷，16)为探究基因OsNAC对光合作用的影响，研究人员在相同条件下种植某品种水稻的野生型(WT)、OsNAC敲除突变体(KO)及OsNAC过量表达株(OE)，测定了灌浆期旗叶(位于植株最顶端)净光合速率和叶绿素含量，结果见下表。   净光合速率/(μmol·m－2·s－1) 叶绿素含量/(mg·g－1) WT 24.0 4.0 KO 20.3 3.2 OE 27.7 4.6 关键·真题必刷 回答下列问题。 (1)旗叶从外界吸收1分子CO2与核酮糖－1，5－二磷酸结合，在特定酶作用下形成2分子3－磷酸甘油酸；在有关酶的作用下，3－磷酸甘油酸接受____________释放的能量并被还原，随后在叶绿体基质中转化为_____________________________________。 (2)与WT相比，实验组KO与OE的设置分别采用了自变量控制中的________、________(填科学方法)。 ATP和NADPH 糖类和C5 减法原理 加法原理 关键·真题必刷 (3)据表可知，OsNAC过量表达会使旗叶净光合速率________。为进一步探究该基因的功能，研究人员测定了旗叶中编码蔗糖转运蛋白基因的相对表达量、蔗糖含量及单株产量，结果如图。 增大 关键·真题必刷 结合图表，分析OsNAC过量表达会使旗叶净光合速率发生相应变化的原因： ①_________________________________________________________________ ___________________________________________________________________； ②__________________________________________________________________ ___________________________________________________________________。 与WT组相比，OE组叶绿素含量较高，增加了对光能的吸收、传递和转换，光反应增强，促进旗叶光合作用 与WT组相比，OE组旗叶中编码蔗糖转运蛋白基因的相对表达量较高，可以及时将更多的光合产物(蔗糖)从叶绿体中运出，从而促进旗叶的光合作用 关键·真题必刷 ②H：H2Oeq \o(――→,\s\up15(光反应))[H]eq \o(――→,\s\up15(暗反应))_______eq \o(――→,\s\up15(有氧呼吸),\s\do15(第一、二阶段))[H]eq \o(――→,\s\up15(有氧呼吸),\s\do15(第三阶段)) 。 ③O：H2Oeq \o(――→,\s\up15(光反应)) eq \o(――→,\s\up15(有氧呼吸),\s\do15(第三阶段))H2Oeq \o(――→,\s\up15(有氧呼吸),\s\do15(第二阶段)) eq \o(――→,\s\up15(暗反应))(CH2O)。 ①C：CO2eq \o(――→,\s\up15(暗反应))有机物eq \o(――→,\s\up15(有氧呼吸),\s\do15(第一阶段))________eq \o(――→,\s\up15(有氧呼吸),\s\do15(第二阶段)) 。 $