第11讲 细胞代谢综合分析（复习课件）（3大考点+7大知识+长句作答）（全国通用）2027年高考生物一轮复习讲练测

该高中生物学高考复习课件聚焦细胞代谢综合分析，覆盖光合与呼吸关系及曲线分析、速率测定方法、特殊代谢途径等核心考点，依据高考评价体系梳理考点权重，归纳曲线分析、实验设计等常考题型，体现备考针对性。 课件亮点在于高考真题溯源与应试技巧指导，通过2026年甘肃、四川等地真题训练，运用科学思维构建“光合-呼吸速率关系模型”，结合探究实践解析液滴移动法等实验设计，帮助学生掌握曲线分析、实验题答题技巧，助力高考冲刺，为教师复习教学提供系统指导。

第二单元 大概念二 细胞的生存需要能量和营养物质 2027年高考一轮复习讲练测 生物学 概念体系 大概念02 细胞的生存需要能量和营养物质 第二单元 第11讲 细胞代谢综合分析 全国通用 2027年高考一轮复习讲练测 生物学 3 01命题透视·考情前瞻 对标素养，研判高考命题趋势 拆解核心考点，突破命题考向 溯源真题逻辑，感知高考考向 搭建知识框架，构建系统思维 目录 目录总览 路径指引 02知识建联·脉络梳理 03考点精讲·靶向突破 04真题溯源·考向感知 考点一 光合与呼吸的综合关系及曲线分析 知识点1 光合与呼吸的物质、能量联系及速率关系 知识点2 一昼夜（日变化）曲线与密闭容器24h气体变化 考点二 光合与呼吸速率的测定方法 强化探究逻辑，对接科技前沿 05情境探究·素养拓展 知识解构 即时演练 高分破译 知识点1 液滴移动法 知识点2​ 黑白瓶法、半叶法、叶片收获法 考点三 特殊代谢途径与适应机制 知识点1 光呼吸的过程、条件及生理意义 知识点2 C3与C4植物的结构及代谢差异 知识点3​ 景天科（CAM）植物的碳固定特点 命题透视·考情前瞻 对标素养，研判高考命题趋势 01 5 命题透视·考情前瞻 对标素养，研判高考命题趋势 考查概述  高考对细胞代谢综合的考查以非选择题为主、选择题为辅，侧重图文转换能力、定量计算能力与长句表达逻辑。核心覆盖：①光合与呼吸的物质/能量联系及速率关系（真光合=净光合+呼吸）；②一昼夜CO₂吸收/释放曲线与密闭容器24h气体变化的计算；③液滴移动法、黑白瓶法、半叶法等测定速率的实验原理与误差分析；④光呼吸、C₄植物、CAM途径等特殊代谢的生理意义与农业生产应用。 考查形式 选择题：聚焦曲线拐点分析（如光合午休）、液滴移动方向判断、黑白瓶溶解氧计算； 非选择题：依托自然情境，考查净光合与真光合的定量计算、特殊代谢途径的机理阐述等。 课标要求 明确目标 1. 阐明光合与呼吸的综合关系：理解两者在物质循环和能量流动中的联系，掌握真光合、净光合、呼吸速率的表示方法及其数量关系。（生命观念、科学思维） 2. 掌握代谢速率的测定方法：能解释液滴移动法、黑白瓶法、半叶法的实验原理，分析变量控制与误差来源。（科学探究） 3. 分析特殊代谢途径的适应意义。（科学思维、社会责任） 高考前沿 1. 光合-呼吸综合曲线的深度解读与定量计算 2026·甘肃卷，17；2026·四川卷，16；2026·广东卷，17；2026·黑吉辽蒙卷，21；2026·云南卷，17；2025·天津卷，15；2025·重庆卷，16； 2. 特殊代谢途径的机理分析与农业生产应用 2026·四川卷，16；2026·黑吉辽蒙卷，21；2026·云南卷，17；2025·天津卷，15；2025·甘肃卷，15；2025·河南卷，17； 6 知识建联·脉络梳理 搭建知识框架，构建系统思维 02 7 思维建模·脉络梳理 搭建知识框架，构建系统思维 特殊代谢途径与适应机制 一昼夜（日变化）曲线与密闭容器24h气体变化 光呼吸的过程、条件及生理意义 C₃与C₄植物的结构及代谢差异 景天科（CAM）植物的碳固定特点 光合作用与细胞呼吸综合分析 细胞代谢综合分析 光合与呼吸的物质、能量联系及速率关系 液滴移动法 半叶法 黑白瓶法 叶圆片称重法 物质联系 能量联系 核心公式 光合与呼吸速率的测定方法 考点精讲·靶向突破 拆解核心考点，突破命题考向 03 9 考点精讲·靶向突破 拆解核心考点，归纳解题范式 自主研学·梳理教材 1.光合作用与细胞呼吸的物质联系是怎样的？ 2.光合作用与细胞呼吸的能量转化关系是怎样的？ 3.掌握真正光合速率、净光合速率与呼吸速率的数量关系（真正（总）光合速率 = 净光合速率 + 呼吸速率）。 4.分析环境条件骤变（如突然停止光照或突然停止CO₂供应）时C₃、C₅、ATP、NADPH等物质的瞬时含量变化。 5.解读一昼夜（日变化）CO₂吸收/释放曲线（如“光补偿点”、“光合午休”）。 6.分析密闭容器24小时气体体积变化（曲线容器内放置NaHCO3缓冲液维持CO2恒定）。 7.说明小圆形叶片上浮法测定光合速率的原理与操作。 8.掌握液滴移动法测定光合与呼吸速率的装置原理。 考点精讲·靶向突破 拆解核心考点，归纳解题范式 自主研学·梳理教材 9.阐述黑白瓶法测定水生植物光合速率的方法（黑瓶只进行细胞呼吸，白瓶（透光）光合+呼吸同时进行）。 10.说明半叶法和叶片收获法测定光合产物积累的原理（半叶法将对称叶片一半遮光、一半曝光，阻断有机物）。 11.阐述光呼吸的过程、条件及生理意义。 12.比较C3植物（如水稻、小麦）与C4植物（如玉米、甘蔗）的结构与代谢差异？ 13.说明景天科（CAM）植物的碳固定特点及适应意义（CAM植物夜间气孔开放，PEP羧化酶固定CO2生成苹果酸储存在液泡中；白天气孔关闭，苹果酸分解释放CO2进入卡尔文循环）。 14.分析多因素对光合速率的综合影响及限制因素判断（光照强度、CO2浓度、温度）。 15.归纳光合作用原理在农业生产中的综合应用（增大昼夜温差、增施农家肥等）。 考点一 光合与呼吸的综合关系及曲线分析 知识解构 即时演练 高分破译 知识点01 光合与呼吸的物质、能量联系及速率关系 1.物质联系 O2 NADP+ ADP+Pi C5 (1)光合作用产生的 供细胞呼吸利用；细胞呼吸产生的 和 供光合作用利用。 O2 CO2 H2O 考点一 光合与呼吸的综合关系及曲线分析 知识解构 即时演练 高分破译 知识点01 光合与呼吸的物质、能量联系及速率关系 1.物质联系 O2 NADP+ ADP+Pi C5 (2)叶绿体中的 、 与线粒体中的丙酮酸通过中间产物（如磷酸丙糖）相互转化，构成细胞内物质循环。 C5 C3 考点一 光合与呼吸的综合关系及曲线分析 知识解构 即时演练 高分破译 知识点01 光合与呼吸的物质、能量联系及速率关系 2.能量联系 光反应 暗反应 细胞呼吸 光能 ATP、NADPH（活跃化学能） 葡萄糖 （稳定化学能） ATP（直接供能） + 热能（散失）能） 考点一 光合与呼吸的综合关系及曲线分析 知识解构 即时演练 高分破译 知识点01 光合与呼吸的物质、能量联系及速率关系 3.速率关系 光照强度 0 CO2吸收速率 CO2 释放 速率 A B C 呼吸速率 光补偿点 光饱和点 净光合速率 总光合 速率 D 呼吸 速率 · 真正（总）光合速率 = 净光合速率 + 呼吸速率 O2产生量 CO2固定量 有机物制造量 O2释放量 CO2吸收量 有机物积累量 黑暗中O2吸收量 CO2释放量 有机物消耗量 考点一 知识解构 即时演练 高分破译 (1)误以为"光照下测得的CO₂吸收量"就是真正光合速率——这是净光合速率，需加上黑暗中呼吸速率才是真正光合。 (2)误以为"O₂产生量"等于"O₂释放量"——O₂产生量是真正光合，O₂释放量是净光合（产生量-呼吸消耗量）。 (3)误以为停止光照后暗反应立即停止——ATP/NADPH会维持短暂还原，随后C₃积累、C₅下降。 深度避坑·易错直击 光合与呼吸的综合关系及曲线分析 (4)误以为净光合速率>0时植物就能持续生长——还需考虑夜间呼吸消耗，全天有机物积累量>0才是真正生长。 考点一 光合与呼吸的综合关系及曲线分析 知识解构 即时演练 高分破译 知识点02 一昼夜（日变化）曲线与密闭容器24h气体变化 1. 一昼夜CO2吸收/释放曲线 a点：凌晨温度降低，呼吸作用减弱，CO2释放减少 b点：有微弱光照，植物开始进行 作用 bc段： c、e点： ce段： d点：温度过高，部分气孔 ，出现光合“午休”现象 光合 光合作用强度小于呼吸作用强度 光合作用强度等于呼吸作用强度 光合作用强度大于呼吸作用强度 关闭 考点一 光合与呼吸的综合关系及曲线分析 知识解构 即时演练 高分破译 知识点02 一昼夜（日变化）曲线与密闭容器24h气体变化 1. 一昼夜CO2吸收/释放曲线 f点：没有光照， 作用停止，只进行 作用 ce段： 有机物的时间段 一昼夜有机物的积累量： 光合 呼吸 积累 S1 - (S2 + S3) 考点一 光合与呼吸的综合关系及曲线分析 知识解构 即时演练 高分破译 知识点02 一昼夜（日变化）曲线与密闭容器24h气体变化 2.密闭容器24h气体变化 (1)若容器内放置NaHCO3缓冲液（维持CO2恒定），则气体体积变化仅反映O2的变化： 光照下O2产生>消耗→体积增大； 黑暗下O2消耗→体积减小。 (2)若无缓冲液： 气体体积变化 = O2产生量 - O2消耗量 + CO2释放量 - CO2固定量计算需同时考虑两种气体。 考点一 知识解构 即时演练 高分破译 (1)误以为光合午休是因为光照太强直接抑制光反应——主要是气孔关闭导致CO₂供应不足，间接抑制暗反应。 (2)误以为密闭容器中24h后O₂增加量就是净光合——若初始有生物（如小鼠），还需考虑其他生物的呼吸消耗。 (3)误以为夜间植物完全不进行光合作用——只要有光（如路灯下、月光），弱光下仍可进行微弱光合，但通常忽略不计。 深度避坑·易错直击 光合与呼吸的综合关系及曲线分析 (4)误以为光补偿点时有机物积累量为正——此时光合=呼吸，净积累为0，但夜间仍消耗，全天为负。 考点一 回归教材·易错辨析 判断以下表述是否正确： 1.真正（总）光合速率可以用O₂产生量、CO₂固定量或有机物制造量表示，净光合速率可以用O₂释放量、CO₂吸收量或有机物积累量表示。（ ） 2.将一株植物置于密闭透明容器中，给予适宜光照，若容器内O₂量增加，则说明植物真正光合速率大于呼吸速率。（ ） 3.突然停止光照，短时间内叶绿体中ATP和NADPH含量下降，C₃含量上升，C₅含量下降。（ ） 4.若突然降低环境中CO₂浓度，短时间内叶绿体中C₅含量减少，C₃含量增加。（ ） 5.光照下测得的CO₂吸收量代表真正光合速率，黑暗下测得的CO₂释放量代表呼吸速率。（ ） 知识解构 高分破译 即时演练 ✓️ ✘️ ️ ✓️ ✘️ ✘️ 光合与呼吸的综合关系及曲线分析 考点一 回归教材·易错辨析 判断以下表述是否正确： 6.一昼夜CO₂吸收/释放曲线中，b点和e点（光补偿点）时，光合速率等于呼吸速率，此时有机物积累量为零。（ ） 7.夏季晴朗中午植物出现"光合午休"现象，主要原因是光照过强直接破坏类囊体薄膜上的色素，导致光反应受阻。（ ） 8.一昼夜CO₂吸收/释放曲线中，全天有机物积累量等于白天CO₂吸收正面积减去夜间CO₂释放负面积。（ ） 9.密闭透明容器中若放置NaHCO₃缓冲液维持CO₂浓度恒定，则容器内气体体积的变化量可直接反映植物光合作用产生O₂与呼吸作用消耗O₂的差值。（ ） 10.密闭容器中24h后若终点CO₂浓度低于起点，说明该时间段内植物全天有有机物的净积累。（ ） 知识解构 高分破译 即时演练 ✓️ ✘️ ️ ✓️ ✓️ ✘️ 光合与呼吸的综合关系及曲线分析 1．（多选）为研究某绿色植物的代谢情况，将该植物置于密闭容器内（已知该容器内CO2和O2的初始浓度相等，气体含量相对值为1）。在早上6：00将该容器移至阳光下，日落后移到暗室中，测得容器中两种气体的相对含量如图所示。对此过程分析错误的是（　　） A．8：00时叶肉细胞的光合作用强度等于呼吸作用强度 B．10：00~20：00，O2含量大于CO2含量，说明此时间段光合作用强度大于呼吸作用强度 C．17：00时，该绿色植物有机物积累量最大，经历一昼夜该植物干重下降 D．20：00后，该绿色植物呼吸作用的底物除了糖类之外，可能还有脂肪 考点一 考向01 一昼夜CO₂曲线各点含义与全天有机物积累计算 知识解构 高分破译 即时演练 ABD 光合与呼吸的综合关系及曲线分析 此时整个植株即光合作用强度等于呼吸作用强度，但叶肉细胞的光合作用强度会大于呼吸作用强度，才能抵消非绿色组织的呼吸消耗 O₂和 CO₂含量的大小关系，与净光合速率的正负并无直接对应关系，净光合速率的正负由 O₂含量的变化趋势决定，8：00到17：00，光合作用速率大于呼吸作用速率，CO2含量下降 20:00 后，两条曲线不再对称， O2的吸收量小于CO2的释放量，说明该植物同时进行有氧呼吸和无氧呼吸 2．回答有关光合作用和呼吸作用的问题。 甲图表示某植物细胞中部分结构发生反应的概要图，乙图表示该植物在夏季晴朗的某一天CO2吸收量的变化曲线。①-⑨表示物质，A-H表示某一天中的时间，Ⅰ-Ⅲ表示曲线与坐标轴所围成区域的面积。 (1)写出下列物质名称：④_________；⑥_________。 (2)甲图中由物质③形成ADP的场所是___________。产生物质⑧的部位是___________。 (3)据乙图分析可知，该植物一昼夜有机物的积累量可用图中符号表示为_____________。 考点一 考向01 一昼夜CO₂曲线各点含义与全天有机物积累计算 知识解构 高分破译 即时演练 光合与呼吸的综合关系及曲线分析 NADP+ 氧气 叶绿体基质 线粒体内膜 Ⅱ-Ⅰ-Ⅲ 2．回答有关光合作用和呼吸作用的问题。 甲图表示某植物细胞中部分结构发生反应的概要图，乙图表示该植物在夏季晴朗的某一天CO2吸收量的变化曲线。①-⑨表示物质，A-H表示某一天中的时间，Ⅰ-Ⅲ表示曲线与坐标轴所围成区域的面积。 (4)据乙图推测，在时间C—D段与E—H段曲线下降可能的原因，前者是__________________________________________；后者是______________________________。 (5)若将该植物置于白天均为C点状态的理想环境中，连续光照10小时，则一昼夜积累的葡萄糖为_______mg/dm2（结果保留一位小数） 考点一 考向01 一昼夜CO₂曲线各点含义与全天有机物积累计算 知识解构 高分破译 即时演练 光合与呼吸的综合关系及曲线分析 光照过强导致气孔关闭二氧化碳供应不足 光照强度减弱使光合作用减弱 169.1 3．下图甲表示某绿色植物的细胞代谢状况；图乙表示在一定条件下测得的该植物光照强度与光合速率的关系；图丙是某兴趣小组将植物栽培在密闭玻璃温室中，用红外线测量仪测得室内的CO₂浓度与时间关系的曲线。请分析回答： (1)图甲中的两种细胞器分别用什么方式增大膜面积 ，图甲所示的该植物细胞代谢情况可用图乙的____点表示。 (2)当植物细胞内的部分代谢活动处于图乙中的b点时，叶绿体中ATP的移动方向是___ _________________________________________________________。 考点一 考向02 密闭容器24h气体变化与骤变时C₃/C₅含量动态分析 知识解构 高分破译 即时演练 光合与呼吸的综合关系及曲线分析 叶绿体通过类囊体堆叠形成基粒， 线粒体通过内膜向内形成嵴 d 从叶绿体的类囊体薄膜流向叶绿体基质（或基粒向叶绿体基质） 3．下图甲表示某绿色植物的细胞代谢状况；图乙表示在一定条件下测得的该植物光照强度与光合速率的关系；图丙是某兴趣小组将植物栽培在密闭玻璃温室中，用红外线测量仪测得室内的CO₂浓度与时间关系的曲线。请分析回答： (3)由图丙可推知，密闭玻璃温室中氧气浓度最大的是_____点；丙图中光合作用释放的O₂量和呼吸作用消耗的O₂相等的是____点。（用图中字母回答）。 (4)由图丙可推知，该植物经过一昼夜后，是否积累了有机物？_____（填“是”或“否”。） 考点一 考向02 密闭容器24h气体变化与骤变时C₃/C₅含量动态分析 知识解构 高分破译 即时演练 光合与呼吸的综合关系及曲线分析 h f、h 否 4．（多选）如图1为水稻叶肉细胞内物质代谢过程示意图，①~⑥代表相关过程。图2是某科研小组利用密闭的透明玻璃小室探究水稻植株光合作用速率的装置。图3是图2装置放在自然环境下测定夏季一昼夜（零点开始）小室内植物氧气释放速率的变化所得到的曲线图，下列相关说法正确的是（　　） A．图1过程①~⑥中，能产生ATP的过程只有②⑤⑥ B．给该植物浇灌H218O，在细胞中可出现C3H418O3（丙酮酸）、（CH218O）、H218O、C18O2、18O2 C．图3中在8时叶肉细胞光合作用强度等于呼吸作用强度 D．图3中出现a点的原因可能是温度降低导致呼吸作用减弱 考点一 考向02 密闭容器24h气体变化与骤变时C₃/C₅含量动态分析 知识解构 高分破译 即时演练 BD 光合与呼吸的综合关系及曲线分析 有氧呼吸的三个阶段都可以产生ATP，光合作用的光反应阶段也可以产生ATP，据图分析可知，②③⑤⑥可以产生ATP c点（8时）和g点表示植物光合速率等于呼吸速率，但是此时植物的叶肉细胞光合作用强度大于呼吸作用强度 考点二 光合与呼吸速率的测定方法 知识点01 液滴移动法 知识解构 即时演练 高分破译 1. 装置原理 甲 适宜光照 NaOH溶液 CO2缓冲液 乙 遮光 (1)甲装置：液滴移动距离 = O2释放量（代表净光合中的O2净产生量） (2)乙装置：不进行光合作用，只进行呼吸作用，液滴移动距离 = O2消耗量。 (3)光照条件：测定净光合速率（液滴移动反映O2净产生量）。 (4)黑暗条件：测定呼吸速率（液滴左移距离 = 呼吸耗O2量）。 考点二 光合与呼吸速率的测定方法 知识点01 液滴移动法 知识解构 即时演练 高分破译 2. 结果计算 甲 适宜光照 NaOH溶液 CO2缓冲液 乙 遮光 (1)净光合速率 = 光照下甲装置液滴左移距离 （O2产生-消耗的差值） (2)呼吸速率 = 黑暗下甲装置液滴左移距离 (3)真正光合速率 = 净光合速率 + 呼吸速率 易错警示（避坑指南） (1)误以为乙装置液滴右移就是只进行有氧呼吸——无氧呼吸产CO2也会导致右移。 (2)误以为甲装置液滴不动就是没有细胞呼吸——可能光合产O2量=呼吸耗O2量，净O2变化为0。 (3)误以为液滴移动距离可以直接换算为摩尔数——需已知装置体积和气体摩尔体积。 考点二 光合与呼吸速率的测定方法 知识点02 黑白瓶法、半叶法、叶片收获法 知识解构 即时演练 高分破译 1. 黑白瓶法（水生植物） 若初始溶氧量为x， 后测得 白瓶溶氧量为M白， 黑瓶溶氧量为M黑 呼吸速率= 净光合速率= 总光合速率= x - M黑 M白 - x M白 - M黑 注意：①本方法常用于水生植物三率的测定； ②瓶中氧气充足，不考虑无氧呼吸。 考点二 光合与呼吸速率的测定方法 知识点02 黑白瓶法、半叶法、叶片收获法 知识解构 即时演练 高分破译 2. 半叶法 (1)将叶片一半遮光、一半曝光，一段时间后测两部分干重。 (2)净光合速率​ = （曝光半叶干重 - 遮光半叶干重）/ 时间 / 面积。 3. 叶片收获法 (1)在不同时间点取样测叶片干重，干重增加速率代表净光合速率。 (2)若同时测夜间干重减少量，可估算呼吸速率。 考点二 光合与呼吸速率的测定方法 知识点02 黑白瓶法、半叶法、叶片收获法 知识解构 即时演练 高分破译 易错警示（避坑指南） (1)误以为黑瓶中溶解氧一定减少——若瓶内有自养细菌或污染物，可能异常。 (2)误以为半叶法中遮光半叶干重不变——呼吸消耗会使干重略有下降。 (3)误以为叶片收获法测的是真正光合——测的是净光合，需另测呼吸速率。 考点二 光合与呼吸速率的测定方法 回归教材·易错辨析 1.液滴移动法中，乙装置在黑暗条件下液滴左移，说明植物进行了有氧呼吸并消耗了O2。（ ） 2.液滴移动法中，光照下甲装置液滴右移，说明植物光合产O2量大于呼吸耗O2量，即净光合速率大于零。（ ） 3.液滴移动法中，若光照下甲装置液滴不动，说明植物没有进行光合作用。（ ） 4.液滴移动法中，增设一个放置死亡植物其他条件相同的装置作为对照，可排除温度、气压等物理因素对液滴移动的干扰。（ ） 5.利用液滴移动法计算真正光合速率时，需将光照下测得的净光合速率（液滴右移距离）与黑暗下测得的呼吸速率（液滴左移距离）相加。（ ） 知识解构 高分破译 即时演练 ✓️ ✓️ ✘️ ✓️ ✓️ 考点二 光合与呼吸速率的测定方法 回归教材·易错辨析 6.黑白瓶法中，黑瓶（遮光）溶解氧减少量代表呼吸速率，白瓶（透光）溶解氧增加量代表净光合速率，真正光合速率等于白瓶溶解氧增加量与黑瓶溶解氧减少量之和。（ ） 7.半叶法中，将对称叶片一半遮光、一半曝光，一段时间后测干重，曝光半叶与遮光半叶的干重差值代表真正光合速率。（ ） 8.半叶法实验中，用热水烫叶柄或涂凡士林的目的是杀死筛管细胞，防止有机物运输，保证两部分叶片独立进行代谢。（ ） 9.叶片收获法通过在不同时间点取样测定同部位叶片的干重，干重增加速率可代表该时段的净光合速率。（ ） 10.黑白瓶法中，若实验前未测定初始溶解氧浓度，则无法计算出该植物的真正光合速率。（ ） 知识解构 高分破译 即时演练 ✓️ ✘️ ✓️ ✓️ ×️ 5．科研人员利用以下装置来探究玉米幼苗的某些生理作用。假如玉米幼苗光合作用的产物和呼吸作用的底物均为葡萄糖，且不进行产生乳酸的无氧呼吸。下列相关叙述正确的是（    ）    A．将装置甲遮光处理，红色液滴测定的是消耗的O2量和释放CO2量的差值 B．若将装置乙中的玉米幼苗移走，该装置可修正环境变化对实验的影响 C．可利用装置丙探究不同浓度的CO2对光合作用速率的影响，光照强度为该实验的无关变量 D．适宜光照条件下，装置乙中的红色液滴会一直向右移动，但移动速率会逐渐减慢 考点二 光合与呼吸速率的测定方法 知识解构 高分破译 即时演练 考向01 装置甲遮光，玉米只进行呼吸作用，容器内的氢氧化钠溶液会吸收所有呼吸释放的CO2，因此气体体积的减少量就等于有氧呼吸消耗的O2量 C 液滴移动法装置原理与净光合、呼吸速率计算 移除玉米的装置乙（含蒸馏水）仅能校正装置乙实验的环境误差，不能修正所有实验的环境影响 适宜光照下，装置乙中是蒸馏水，密闭容器内CO2有限，玉米光合作用大于呼吸作用时，CO2会逐渐被消耗，光合速率逐渐下降，当光合作用强度等于呼吸作用强度时，气体体积不再变化，红色液滴停止移动，不会一直向右移动 36 6．图甲为光合作用最适温度条件下植物光合速率测定装置图，图乙中a、b为测定过程中某些生理指标相对值的变化。下列说法正确的是（    ） A．如果适当提高温度，其他条件不变，则总光合速率会发生图乙中从a到b的变化，净光合速率可能会发生从b到a的变化 B．若图乙表示图甲完全培养液中SiO44-浓度，由a到b的变化表明了该植物不需要该离子 C．若图甲中的液滴不移动，则该植株叶肉细胞光合速率等于呼吸速率 D．若图乙表示图甲中植物的叶肉细胞内C5的变化，则b到a的变化可能是突然停止光照或者光照减弱 考点二 光合与呼吸速率的测定方法 知识解构 高分破译 即时演练 考向01 液滴移动法装置原理与净光合、呼吸速率计算 图甲如果适当提高温度，其他条件不变，则总光合速率会降低，发生从b到a的变化；呼吸速率有可能升高，从而净光合速率可能降低，发生从b到a的变化 D 由a到b的变化表明了该植物对SiO44-的吸收速率小于对水分吸收的相对速率或不需要该离子 若图甲中的液滴不移动，则该植株光合速率等于呼吸速率，但叶肉细胞的光合速率大于呼吸速率 37 7．（多选）黑白瓶测氧法是通过测定曝光（白瓶）与遮光（黑瓶）条件下溶解氧的差值，来量化水生浮游生物代谢表现的方法（设瓶中初始溶解氧量为C0，实验后测量黑瓶溶氧量Cb和白瓶溶氧量Cw）。研究人员在某一时间段内选取同一河流的干流岸边缓流区、干流主流区和支流汇口回流区3个检测点处开展黑白瓶实验，测量各处浮游生物的代谢表现。下列说法正确的是（     ） 考点二 光合与呼吸速率的测定方法 知识解构 高分破译 即时演练 考向02 黑白瓶与半叶法的实验设计逻辑及干重差分析 A．浮游生物利用光能将无机物转化为有机物的能力，可以用Cw-Cb表示 B．不同检测点所呈现出的生物种类差异，体现了群落的水平结构特征 C．若测得某地区Cw-C0=0，说明此时该地区水体中藻类的光合与呼吸强度相等 D．支流区的净光合强度高于干流区，可能与其更高的藻密度、水体透明度等有关 Cw−C0​=0， 整瓶浮游生物总净光合 = 0，是所有浮游生物群落光合 = 呼吸，不只是藻类，还有浮游动物等 ABD 8．（多选）图1为通气法测定植物叶片的光合作用强度，装置中通入的气体CO2浓度可以调节。将适量叶片置于同化箱中，在一定的光照强度和温度条件下，让空气沿箭头方向缓慢流动，并用CO2分析仪测定A、B两处气体CO2浓度的变化。图2为“半叶法”测定番茄叶片的光合作用强度，将对称叶片的一部分（C）遮光处理，另一部分（D）不做处理，且阻断两部分的物质和能量转移。在适宜光照条件照射1小时后，在C、D的对应部位截取同等面积的叶片，分别烘干称重为MC和MD．下列说法正确的是（     ） 考点二 光合与呼吸速率的测定方法 知识解构 高分破译 即时演练 考向02 液滴移动法装置原理与净光合、呼吸速率计算 A．图1中可通过A、B两处气体的CO2浓度高低推测出叶片是否积累有机物 B．图1中可通过控制同化箱内的CO2浓度和光照强度来调控B处气体CO2浓度 C．图2中D叶片所截取部分每小时光合作用积累的有机物总量为MD D．图2中D叶片所截取部分每小时光合作用合成的有机物总量为MD-MC ABD 假设C、D的对应部位截取同等面积的叶片初始质量为M（处理前），因此M-MC表示每小时呼吸作用消耗的有机物总量，MD-M表示每小时光合作用积累的有机物总量，则图2中D叶片所截取部分每小时光合作用合成的有机物总量=（MD-M）+（M-MC）=MD-MC 考点三 特殊代谢途径与适应机制 知识解构 即时演练 高分破译 知识点01 光呼吸的过程、条件及生理意义 1. 发生条件 (1)高O₂、低CO₂浓度（如气孔关闭的午间）。 (2)Rubisco酶具有双向催化活性：既能催化CO2固定（羧化），也能催化O2结合（加氧）。 考点三 特殊代谢途径与适应机制 知识解构 即时演练 高分破译 知识点01 光呼吸的过程、条件及生理意义 1. 发生条件 （1）叶绿体： （2）过氧化物酶体： Rubisco催化C₅ + O₂ → 1分子C₃ + 1分子磷酸乙醇酸​ → 分解为乙醇酸运出叶绿体 乙醇酸氧化为乙醛酸并释放CO₂ （3）线粒体： 甘氨酸脱羧产生CO₂和NH₃ （4）消耗ATP和NADPH，不产生有机物，反而释放CO₂（"浪费"能量）。 考点三 特殊代谢途径与适应机制 知识解构 即时演练 高分破译 知识点01 光呼吸的过程、条件及生理意义 3.生理意义 （1）保护光合机构：消耗过剩光能，防止强光下光系统II被氧化损伤。 （2）回收碳：部分碳可重新进入卡尔文循环。 易错警示（避坑指南） 误以为光呼吸是"呼吸作用"——光呼吸只在光下发生，且消耗O₂释放CO₂，但不产生ATP。 误以为光呼吸完全有害——适度光呼吸可保护光合机构免受光抑制。 误以为Rubisco只催化CO₂固定——它是双向酶，是地球上最丰富的酶但催化效率受O₂/CO₂比调控。 考点三 特殊代谢途径与适应机制 知识解构 即时演练 高分破译 知识点02 C₃与C₄植物的结构及代谢差异 2. C₄植物（玉米、甘蔗、高粱等） （2）途径： 叶肉细胞中PEP羧化酶固定CO₂ 生成C₄酸​ （对CO₂亲和力极高，Km小） 转运至维管束鞘细胞释放CO₂ 进入卡尔文循环 （3）优势： CO₂浓缩机制， 使维管束鞘细胞内CO₂浓度升高，抑制Rubisco的加氧活性，大幅降低光呼吸。 考点三 特殊代谢途径与适应机制 知识解构 即时演练 高分破译 知识点02 C₃与C₄植物的结构及代谢差异 1. C₃植物（水稻、小麦等） （1）结构： （2）固定： （3）缺点： 无花环型结构，只有叶肉细胞含叶绿体。 Rubisco直接在叶肉细胞中固定CO₂。 高温干旱下气孔关闭，O₂/CO₂比升高，光呼吸强，光合效率下降。 2. C₄植物（玉米、甘蔗、高粱等） （1）结构： 花环型结构——外层叶肉细胞 + 内层维管束鞘细胞（含大型叶绿体）。 考点三 特殊代谢途径与适应机制 知识解构 即时演练 高分破译 知识点02 C₃与C₄植物的结构及代谢差异 2. C₄植物（玉米、甘蔗、高粱等） （4）结果：高温、强光、干旱下光合速率显著高于C₃植物。 易错警示（避坑指南） （1）误以为C₄植物的维管束鞘细胞不能进行光合作用——维管束鞘细胞含叶绿体，是卡尔文循环的场所。 （2）误以为C₄途径替代了卡尔文循环——C₄途径是"前置浓缩"，最终碳仍进入卡尔文循环。 （3）误以为所有热带植物都是C₄植物——只有部分（如玉米、甘蔗），很多热带植物仍是C₃。 考点三 特殊代谢途径与适应机制 知识解构 即时演练 高分破译 知识点03 景天科（CAM）植物的碳固定特点 1. 核心策略：昼夜分离 （1）夜间： （2）白天： 气孔开放，PEP羧化酶固定CO₂ 生成苹果酸​ ​ 储存在液泡中 气孔关闭，苹果酸从液泡运出 脱羧释放CO₂​ ​ 进入卡尔文循环 （减少水分散失） 考点三 特殊代谢途径与适应机制 知识解构 即时演练 高分破译 知识点03 景天科（CAM）植物的碳固定特点 2.适应意义 （1）极大减少蒸腾失水，适应干旱、沙漠环境（如仙人掌、景天、菠萝）。 （2）白天气孔关闭但仍能进行光合作用（利用夜间储存的CO₂）。 3.与C₄的区别 （1）C₄：空间分离（叶肉细胞→维管束鞘细胞） CAM：时间分离（夜间→白天） （2）C₄：需要特殊的花环型结构 CAM：不需要，同一细胞即可完成 考点三 特殊代谢途径与适应机制 知识解构 即时演练 高分破译 知识点03 景天科（CAM）植物的碳固定特点 易错警示（避坑指南） （1）误以为CAM植物白天不进行光合作用——白天利用储存的CO₂进行暗反应，光反应正常进行。 （2）误以为CAM植物夜间不消耗有机物——夜间PEP羧化固定CO₂需要ATP（来自细胞呼吸）。 （3）误以为CAM植物没有光呼吸——仍有，但气孔关闭时内部CO₂浓度高，光呼吸较弱。 考点三 特殊代谢途径与适应机制 回归教材·易错辨析 判断以下表述是否正确： 1.光呼吸只在光下发生，需要消耗光反应产生的ATP和NADPH，过程中消耗O₂并释放CO₂，但不产生糖类等有机物。（ ） 2.在高O₂、低CO₂条件下，Rubisco酶可催化C₅与O₂结合启动光呼吸，该过程需要叶绿体、过氧化物酶体和线粒体三种细胞器共同参与（ ） 3.光呼吸完全是一种浪费能量的过程，对植物的生长和生存没有任何积极意义（ ） 4.C₃植物（如水稻、小麦）的维管束鞘细胞中含有正常发育的叶绿体，能独立进行卡尔文循环合成有机物。（ ） 5.C₄植物（如玉米、甘蔗）具有“花环型”结构，其维管束鞘细胞含有大型叶绿体，是卡尔文循环发生的场所。（ ） 知识解构 高分破译 即时演练 ✔️ ✔️ ✖️ ✔️ ✔️ 49 考点三 特殊代谢途径与适应机制 回归教材·易错辨析 判断以下表述是否正确： 6.C₄植物叶肉细胞中PEP羧化酶对CO₂的亲和力比Rubisco高，能将CO₂浓缩后泵入维管束鞘细胞，从而完全消除光呼吸。（ ） 7.C₄途径是C₃途径的替代方式，C₄植物最终碳不再进入卡尔文循环，而是直接合成有机物（ ） 8.CAM植物（如仙人掌、菠萝）夜间气孔开放，利用PEP羧化酶固定CO₂生成苹果酸储存在液泡中；白天气孔关闭，苹果酸分解释放CO₂进入卡尔文循环。（ ） 9.CAM植物白天气孔完全关闭，因此不能进行光合作用，只能依赖夜间储存的苹果酸维持生存。（ ） 10.C₄植物和CAM植物适应干旱、高温环境的策略本质不同：C₄植物是空间上的分离（叶肉细胞与维管束鞘细胞之间），CAM植物是时间上的分离（夜间与白天之间）。（ ） 知识解构 高分破译 即时演练 ✖️ ✖️ ✖️ ✔️ ✔️ 50 (1)据图1分析，高粱体内PEP的作用是 。 (2)在相同的高温、高光照强度环境下，高粱将光能转化为糖类中化学能的效率比花生几乎高2倍，原因是P酶与CO2的亲和力 （填“大于”“基本等于”或“小于”）R酶，再通过苹果酸定向运输和转化，提高了维管束鞘细胞中CO2浓度，提高了光能转化效率。高浓度CO2在与O2竞争R酶的过程中占优势，能抑制 过程。 9．C3途径和C4途径是植物利用CO2的两种途径。图1所示为高粱的光合作用途径（含C3、C4途径），而花生的光合作用途径只有C3途径，R酶的作用是催化C5与CO2反应，在O2浓度较高时能催化O2与C5结合引发光呼吸。图2为外界CO2浓度对高粱和花生CO2吸收速率影响的曲线，研究小组将两种植物各一株共同置于同一密闭容器中，实验开始时，容器中CO2浓度为图2中C点，其余条件适宜。回答下列问题： 考点三 特殊代谢途径与适应机制 知识解构 高分破译 即时演练 考向01 光呼吸过程、Rubisco双向催化与C₄花环结构 固定CO2（或与 CO2反应转变成C4） 大于 光呼吸 51 (3)图2中CO2浓度为B点时，花生的叶肉细胞光合作用强度 （填“大于”“等于”或“小于”）呼吸作用强度。C点之后，影响花生和高粱CO2吸收速率的内因有 （答出2点）等。 (4)据图2分析，两种植物在培养过程中先停止生长的是 （填“花生”或“高粱”），判断依据是 。 9．C3途径和C4途径是植物利用CO2的两种途径。图1所示为高粱的光合作用途径（含C3、C4途径），而花生的光合作用途径只有C3途径，R酶的作用是催化C5与CO2反应，在O2浓度较高时能催化O2与C5结合引发光呼吸。图2为外界CO2浓度对高粱和花生CO2吸收速率影响的曲线，研究小组将两种植物各一株共同置于同一密闭容器中，实验开始时，容器中CO2浓度为图2中C点，其余条件适宜。回答下列问题： 考点三 特殊代谢途径与适应机制 知识解构 高分破译 即时演练 考向01 光呼吸过程、Rubisco双向催化与C₄花环结构 大于 光合色素的含量、酶的 活性和数量、C5的数量 开始时，两株植物的光合 花生 作用强度大于呼吸强度，容器中CO2浓度下降，随着CO2的浓度下降至B点时，花生净光合作为0，植株停止生长，而高粱能够继续生长 52 10．RuBP在高CO2含量环境下发生羧化反应，在高O2含量环境下发生加氧反应进行光呼吸。光呼吸是在光照下，Rubisco催化O2与RuBP结合，经过一系列反应释放CO2的过程，光呼吸会消耗能量并降低光合效率，相关过程如图所示。CAM植物可在Rubisco周围富集CO2，从而抑制光呼吸。为探究高温干旱条件下，不同碳代谢途径植物光呼吸的变化及其与光合效率的关系，研究者以水稻（C3植物）和景天（CAM植物，夜间气孔开放，白天气孔关闭）为材料，在适宜条件（28℃，正常供水）和高温干旱条件（38℃，停止供水7天）下，分别测定净光合速率（Pn）、光呼吸速率（Pr）以及光呼吸速率/净光合速率（Pr/Pn），结果如表所示。回答下列问题： 考点三 特殊代谢途径与适应机制 知识解构 高分破译 即时演练 考向01 光呼吸过程、Rubisco双向催化与C₄花环结构 53 考点三 特殊代谢途径与适应机制 知识解构 高分破译 即时演练 考向01 光呼吸过程、Rubisco双向催化与C₄花环结构 植物类型 处理条件 Pn（μmol·m-2·s-1） Pr（μmol·m-2·s-1） Pr/Pn（%） 水稻 适宜 22.5 6.8 30.2 高温干旱 8.2 5.1 62.2 景天 适宜 3.2 0.3 9.4 高温干旱 2.5 0.4 16.0 (1)由图可知，细胞内光呼吸发生的场所有 。在适宜条件下，与CAM植物相比，C3植物光呼吸速率较高的原因可能是 。 叶绿体、过氧化物酶体、线粒体 C3植物不能在 Rubisco周围富集CO2，Rubisco周围CO2浓度较低，容易与O2结合，易发生光呼吸，因此光呼吸速率更高 54 考点三 特殊代谢途径与适应机制 知识解构 高分破译 即时演练 考向01 光呼吸过程、Rubisco双向催化与C₄花环结构 植物类型 处理条件 Pn（μmol·m-2·s-1） Pr（μmol·m-2·s-1） Pr/Pn（%） 水稻 适宜 22.5 6.8 30.2 高温干旱 8.2 5.1 62.2 景天 适宜 3.2 0.3 9.4 高温干旱 2.5 0.4 16.0 (2)水稻绿叶细胞捕获光能的色素中，含量最高的色素主要吸收的光是 。高温干旱条件下与适宜条件下相比，景天Pn下降幅度 （填“大于”或“小于”）水稻Pn下降幅度。结合CAM植物的CO2固定特点，推测在高温干旱条件下，其光呼吸速率反而上升的原因可能是 。 红光和蓝紫光 小于 少，储存的CO2减少，使Rubisco周围CO2浓度降低，对光呼吸的抑制作用减弱，因此光呼吸速率升高 高温干旱下，景天夜间气孔开放吸收的CO2减 55 考点三 特殊代谢途径与适应机制 知识解构 高分破译 即时演练 考向01 光呼吸过程、Rubisco双向催化与C₄花环结构 植物类型 处理条件 Pn（μmol·m-2·s-1） Pr（μmol·m-2·s-1） Pr/Pn（%） 水稻 适宜 22.5 6.8 30.2 高温干旱 8.2 5.1 62.2 景天 适宜 3.2 0.3 9.4 高温干旱 2.5 0.4 16.0 (3)分析表中水稻的数据，与适宜条件相比，高温干旱条件下水稻的Pn显著下降，而光呼吸速率下降幅度较小，这种变化对植物生存具有一定的积极意义，从能量利用的角度分析，其原因可能是 。 NADPH的消耗减少，光呼吸可消耗光反应产生的多余ATP和NADPH，避免多余能量积累损伤光合结构，对植物起到保护作用 高温干旱时水稻净光合速率显著下降，暗反应对ATP和 56 11．仙人掌是典型的旱生植物，其在长期干旱条件下进化出的光合作用模式，与 C3直接固定CO2成三碳化合物)、C4 (先固定成四碳化合物，再送进维管束鞘细胞进行光合作用)类植物光合作用存在明显区别。如图1为仙人掌光合作用 同化途径，图2为磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)羧化酶活性昼夜转换机制。据图回答相关问题。 考点三 特殊代谢途径与适应机制 知识解构 高分破译 即时演练 考向01 CAM昼夜碳固定策略及与C₄适应方式的区别 57 (1)仙人掌可将 过程产生的 CO₂ 运入叶绿体参与卡尔文循环完成光合作用。仙人掌在夜晚吸收的CO₂，能否立即用于C₃ 途径? (填“能”或“不能”)，可能的原因是 。 (2)沙漠中的仙人掌通常在白天关闭气孔，夜间气孔开放，吸收的CO₂与PEP结合被固定，并最终将苹果酸储存在液泡中而不是细胞质基质中，据图分析这种存储的生理学意义：① ② 。 (3)夜晚仙人掌叶肉细胞呼吸减弱会影响细胞中苹果酸的生成，根据图1和图2分析其原因与呼吸减弱导致 和 含量下降有关。 (4)不同植物碳浓缩机制的差异是长期自然选择形成的对环境_______的结果。 考点三 特殊代谢途径与适应机制 知识解构 高分破译 即时演练 考向01 CAM昼夜碳固定策略及与C₄适应方式的区别 细胞呼吸和苹果酸分解（脱羧） 不能 夜晚无光照，光反应无法进行，缺少 ATP 和 NADPH，卡尔文循环不能进行 液泡酸性环境可避免苹果酸分解 防止细胞质基质 pH 过低，影响细胞质中酶的活性 丙酮酸 NADH（[H]）， 适应 58 12．在中国，水稻与玉米有着悠久的种植历史，且在农业经济领域里处于重要地位。这两种作物的光合作用机制并不完全相同，水稻属于C3植物，通过卡尔文循环完成碳的固定和还原。玉米是C4植物，碳的固定多了C4途径，其光合作用由叶肉细胞和维管束鞘细胞共同完成（如图1）。 考点三 特殊代谢途径与适应机制 知识解构 高分破译 即时演练 考向01 CAM昼夜碳固定策略及与C₄适应方式的区别 注：PEP酶固定CO2的效率远高于Rubisco酶，Rubisco酶具有双重功能，当CO2浓度较高时，它更倾向于催化C5与CO2发生反应；而当O2浓度较高时，它则更倾向于催化C5与O2反应产生CO2，这一过程为“光呼吸”。 59 (1)水稻光合作用的过程可以用 反应式表示。光呼吸时能 （提高/降低）NADPH的积累速率。 (2)在水稻田中偶然能见到白化苗，可用 对叶绿体中的光合色素加以分离，从而展开研究。 考点三 特殊代谢途径与适应机制 知识解构 高分破译 即时演练 考向01 CAM昼夜碳固定策略及与C₄适应方式的区别 (3)由图1可知，C4植物中能固定CO2的受体是________ ，图2为水稻与玉米的光合速率与环境CO2体积分数的关系曲线，其中最可能表示玉米的是曲线________，判断的依据是 _。 降低 纸层析法 降低 PEP（磷酸烯醇式丙酮酸）和C5 A 植物，PEP酶固定CO₂的效率远高于Rubisco酶，可在低CO₂浓度下维持较高光合速率，符合曲线A的特征 玉米是C₄ 60 (4)实验中多次打孔玉米叶片获得叶圆片，并对叶圆片干燥后称重，得到如下表所示的结果（假设整个实验过程中叶圆片的细胞呼吸速率不变）。那么，叶圆片经过1h光照制造的有机物量是________g·cm2（用表中相关字母表示）。 考点三 特殊代谢途径与适应机制 知识解构 高分破译 即时演练 考向01 CAM昼夜碳固定策略及与C₄适应方式的区别 x+z−2y 实验前 黑暗1h后 再光照1h后 叶圆片干燥称重（g/cm2） x y z 61 真题溯源·考向感知 溯源真题逻辑，感知高考考向 04 62 题组一 情景设定：两种植物SIF对光照强度（PAR）的响应 知识溯源：光合与呼吸综合曲线分析 1．（2026·甘肃·高考真题）植物光合作用的检测与定量有助于准确评估生态系统的固碳效应。植物叶绿素吸收阳光后可释放出能量较低的光（日光诱导叶绿素荧光，SIF），在一定条件下其强度与净光合作用速率（An）成正比，可用于估算生态系统生产力。研究者分析了两种植物SIF对光照强度（PAR）的响应，以及气温对An-SIF关系的影响（下图）。回答下列问题。 (1)叶绿体中SIF发生的具体部位是 ，发生在光合作用的 阶段。 (2)若以气温25℃时植物A的数据建立An-SIF模型，则高温胁迫下植物A的An被 （填“高”或“低”）估；当PAR＞500 μmol·m-2·s-1时，若将该模型用于植物，则An被 （填“高”或“低”）估。 真题溯源·考向感知 类囊体薄膜（基粒） 光反应 高 低 题组一 情景设定：两种植物SIF对光照强度（PAR）的响应 知识溯源：光合与呼吸综合曲线分析 (3)据本研究结果，应用SIF估算生态系统生产力需考虑的影响因素有： 、 、 。 (4)叶片胞间 浓度（Ci） 是分析光合作用常用的参数。某同学拟以植物B为材料，探究温度（20℃ 、25 ℃ 和35 ℃ ）对Ci 的影响。 ①除测定Ci 外，该同学还应测定 An和 （记为X ）。 ②在PAR为700 μmol·m-2·s-1 的条件下，温度从20℃ 提高到25 ℃ 和35 ℃ ，若X 无显著变化，则 Ci的可能变化趋势是 ，原因是 。 真题溯源·考向感知 光照强度（PAR） 气温 植物种类 气孔导度 逐渐升高 X（气孔导度）无显著变 化意味着CO₂进入叶肉细胞的量没有明显改变，但温度升高后植物净光合速率An下降，叶肉细胞固定利用的CO₂减少，因此胞间积累的CO₂浓度Ci升高 2．（2026·四川·高考真题）农光互补能在同一片土地上兼顾太阳能光伏发电与农业生产，有利于推动资源综合利用。在某干旱农业区农光互补系统的光伏板下，光照强度最大值降低近75%，研究人员测定了该系统对某作物净光合速率的影响，结果如图1。回答下列问题。 真题溯源·考向感知 题组二 情景设定：太阳能光伏发电与农业生产的资源综合利用 知识溯源：净光合速率的影响因素分析 (1)光合作用与农作物的产量联系密切， 作为直接原料参与植物的光合作用。 (2)11:00到15:00期间，与全日照相比，农光互补系统下该作物的净光合速率更高，原因是 。 CO2和H2O 该时间段内温度较高， 植物因蒸腾作用过强导致关闭气孔，二氧化碳吸收量减少，光合速率下降；农光互补系统下光伏板遮光导致光照强度降低，蒸腾作用减弱，气孔关闭程度小，二氧化碳吸收量较多，净光合速率更高 (3)农光互补系统下，该作物全天光合作用吸收CO2总量较全日照下 。 (4)正常灌溉是全日照下的最适灌溉。推测在农光互补系统中，适当减量灌溉更适合该作物生长，从而提高产量。有人测量了不同处理下该作物的产量，正常灌溉组应为图2中的 组，请综合分析后，在图2方框内画出符合上述推测的实验结果________。 2．（2026·四川·高考真题）农光互补能在同一片土地上兼顾太阳能光伏发电与农业生产，有利于推动资源综合利用。在某干旱农业区农光互补系统的光伏板下，光照强度最大值降低近75%，研究人员测定了该系统对某作物净光合速率的影响，结果如图1。回答下列问题。 真题溯源·考向感知 题组二 情景设定：太阳能光伏发电与农业生产的资源综合利用 知识溯源：净光合速率的影响因素分析 更大 A 如右图 真题溯源·考向感知 题组三 情景设定植物光合作用暗反应阶段的关键酶Rubisco 知识溯源：酶对光合作用的影响 3．（2026·广东·高考真题）Rubisco是植物光合作用暗反应阶段的关键酶。水稻中的Rubisco由核基因（S）编码的小亚基和叶绿体基因（L）编码的大亚基组成。通过对野生型水稻S基因进行编辑，获得了单基因突变体植株，以研究Rubisco对光合作用的影响。 回答下列问题： (1)S基因在_______中转录形成的mRNA在细胞质翻译成肽链后进入叶绿体，肽链在叶绿体基质中形成一定空间结构后与 组装构成完整Rubisco。 (2)研究发现，突变体与野生型叶片中Rubisco的蛋白结构无明显差异且功能未发生改变，但突变体叶片中Rubisco总活性显著降低，可能的原因是 _。 细胞核 L基因编码的大亚基 突变体中Rubisco酶 合成量减少，酶总浓度降低，酶总催化活性显著下降 (4)野生型与突变体净光合速率的变化曲线会出现部分重合，重合部分一定会在____区出现，推测曲线重合的原因是 。 (3)水稻在大气CO2浓度条件下净光合速率与光照强度关系如图所示。已知突变体与野生型的呼吸速率基本一致，推测突变体的净光合速率变化曲线。与野生型相比，突变体的光饱和点________（填“升高”“不变”或“降低”）；在达到光饱和点之前，突变体净光合速率的限制因素是_____________；在C区提高_______________________时，野生型净光合速率的变化趋势为先升高后趋于稳定。 真题溯源·考向感知 题组三 情景设定植物光合作用暗反应阶段的关键酶Rubisco 知识溯源：酶对光合作用的影响 降低 A 低光照强度下，光反应产生的ATP和NADPH不足，是 注：a点为光饱和点（光合速率不再随光照强度增加而增加时的光照强度） 光照强度 CO2​浓度（二氧化碳浓度） 光合速率的主要限制因素，A区光照强度较低，Rubisco性差异不影响暗反应速率 相关指标 总枝条位置 叶片最大光合速率 （CO2μmol·m-2·s-1） 叶片呼吸速率 （CO2μmol·m-2·s-1） 相对碳成本 （%） 比叶面积 （m2·kg-1） 树冠顶部 11.9 1.8 15.6 9.8 树冠底部 9.5 1.1 15.2 13.5 4．（2026·黑吉辽蒙卷·高考真题）研究人员以森林中某落叶阔叶树为对象，测定了树冠顶部和底部当年生总枝条的相关指标，结果如表所示。当年生总枝条是指在一个生长季节内（通常是春季萌芽到秋季落叶前）萌发、生长并木质化的枝条及其上的所有叶片。回答下列问题。 真题溯源·考向感知 注：相对碳成本=（当年生总枝条的碳总量/叶片脱落前该总枝条从环境中吸收的碳总量）×100%； 比叶面积=叶面积/叶干重。 题组四 情景设定：当年生总枝条在一个生长季节内各项指标 知识溯源：总、净光合与呼吸分析 (1)实验中测定最大光合速率时，除使用饱和光照外，还应保证________和________等环境因子一致且适宜。与测定光合速率不同，测定叶片的呼吸速率必须在________环境条件下。 (2)已知，光合速率=净光合速率＋呼吸速率。以一定强度的光照射该植物顶部叶片，此时顶部叶片的呼吸速率与光合速率相等，若用同强度的光照射底部叶片，此时底部叶片的净光合速率应_____（填“>0”、“<0”或“=0”）。 (3)植株生长过程中，总枝条可向根等部位输出有机物，总枝条输出有机物的能力与相对碳成本呈___（填“正”或“负”）相关。底部与顶部总枝条的相对碳成本接近，但底部总枝条所处环境光照较弱，在此条件下，据表中数据分析，底部总枝条通过 和 ，使其碳输出量实现最大化。此外，其叶片还可能通过哪些生理或结构变化来提高光能捕获效率？ （答出2点即可），这些变化的作用是 （从光反应的物质和能量转化角度作答）。 真题溯源·考向感知 CO2​浓度 温度 题组四 情景设定：当年生总枝条在一个生长季节内各项指标 知识溯源：总、净光合与呼吸分析 黑暗 >0 负 降低呼吸速率 增大比叶面积 增加叶绿素含量、增大叶面积 （或增加叶绿体类囊体膜面积，合理即可） 吸收更多光能，促进光能转化为ATP和NADPH中活跃的化学能，提高光反应效率 回答下列问题： (1)水稻叶绿体中吸收光能的色素分布在 上。光能被吸收后转化为 储存在NADPH和ATP中参与暗反应。暗反应将CO2转化为储存能量的 ，部分CO2来自细胞呼吸。细胞中产生CO2的场所包括 。 (2)在实验设置的三个温度下，水稻固定CO2速率最高的是___℃，理由是 。 5．（2026·云南·高考真题）研究人员使用人工气候室探究温度对某品种水稻产量的影响，实验结果如下表。 真题溯源·考向感知 题组五 情景设定：人工气候室探究温度对某品种水稻产量的影响 知识溯源：光合呼吸物质能量辨析 温度/℃ 28 34 38 光照下CO2吸收速率/（μmol·m-2·s-1） 22.52 23.41 24.15 黑暗下CO2释放速率/（μmol⋅m-2·s-1） 3.26 4.56 5.59 活跃的化学能 有机物（糖类） 细胞质基质和线 类囊体薄膜 粒体基质 38 水稻固定 CO2​的速率是总光合速率，总光合速率=净光合速率（光照下CO2​吸收速率）+呼吸速率（黑暗下CO2​释放速率），计算得38℃时总光合速率为29.74，为三组中最大 回答下列问题： (3)某地持续高温（34~38℃）伴随干燥天气，此时，在大田生产中水稻的光合速率会降低，其原因是 。 5．（2026·云南·高考真题）研究人员使用人工气候室探究温度对某品种水稻产量的影响，实验结果如下表。 真题溯源·考向感知 题组五 情景设定：人工气候室探究温度对某品种水稻产量的影响 知识溯源：光合呼吸物质能量辨析 高温干燥条件下，水稻为减少水分散失，气孔大量关闭，CO2​吸 温度/℃ 28 34 38 光照下CO2吸收速率/（μmol·m-2·s-1） 22.52 23.41 24.15 黑暗下CO2释放速率/（μmol⋅m-2·s-1） 3.26 4.56 5.59 收量减少，暗反应速率降低，导致光合速率下降 情境探究·素养拓展 强化探究逻辑，对接科技前沿 05 73 情境探究·长句作答 1．（2026·浙江金华·模拟）图甲表示在相对封闭的大棚内，番茄植株在一天内吸收二氧化碳速率的变化情况。图乙表示在晴朗夏季，将用完全培养液培养的番茄植株放入密闭的玻璃罩内继续培养。每隔一段时间用CO2浓度检测仪测定玻璃罩内CO2浓度，绘制成如图所示曲线(水平虚线：实验开始时玻璃罩内CO2浓度)。据图分析： （1）图甲中C点代表上午10：00，E点代表中午12：00。C～E时间段中，该植物吸收的CO2量约为________mg。 （2）图甲中如果在C、F时刻，植株合成葡萄糖的速率相等，则C、F两点的呼吸强度的比较结果是________。 60 C＜F 情境探究·长句作答 （3）如果土壤中长期缺乏Mg2+，则图甲中J点向_____ （上或下）移动，G点向____（左或右）移动；若B点和G点所对应时刻的温度相同，则B点时的光照强度________（＞、=、＜）G点时的光照强度。 （4）番茄植株在图甲B点的整体生理状态与图乙中_______点的整体生理状态相等。影响BC段变缓的主要外界因素是_______。 （5）当罩内的CO2浓度位于图乙中B点时，番茄植株的叶肉细胞的生理状态可用下面的图_____表示。 （6）该番茄植株经过一昼夜后，是否积累了有机物？并说明理由。____， 。 下 左 ＜ D、H 温度 4 是 密闭 装置内二氧化碳K点比A点低，说明番茄植株细胞光合作用合成有机物的总量多余细胞呼吸消耗有机物的总量，因此有积累有机物 情境探究·长句作答 2．（2026·辽宁·模拟）光合作用暗反应又称卡尔文循环。图1是水稻（C3植物）叶肉细胞光合作用暗反应示意图，Rubisco（RuBP羧化酶）催化RuBP（C5）和CO2发生羧化反应；图2是玉米（C4植物）光合作用部分过程示意图，相比Rubisco，PEP羧化酶对CO2的亲和力更高，PEP羧化酶催化CO2固定生成C4，C4转运到维管束鞘细胞后再进行卡尔文循环。请回答下列问题： (1)据图1和图2分析，用14CO2培养水稻和玉米，那么水稻叶肉细胞和玉米叶肉细胞中最先出现的放射性有机物分别是 、 （填具体名称），前者进一步被还原需要 提供能量。 3-磷酸甘油酸 草酰乙酸 ATP、NADPH (2)玉米维管束鞘细胞的叶绿体中没有 （填结构），不能进行光反应，玉米叶肉细胞的叶绿体中几乎没有Rubisco，通常不能进行卡尔文循环。图2中固定CO2的受体有 。 (3)据图1和图2分析，与水稻相比，玉米仅在高温干旱条件下才体现生长快的优势，在正常环境条件下优势不明显，其原因是 。 情境探究·长句作答 类囊体薄膜（基粒） C3（磷酸烯醇式丙酮酸）、C5 在高温干旱条件下，气孔大量关闭， CO₂吸收少，玉米的PEP羧化酶对CO₂的亲和力比水稻的Rubisco（RuBP羧化酶）更高，有利于固定低浓度的CO₂，对于环境中的CO₂利用更充分；在正常环境条件下，CO₂较充足，玉米利用CO₂的过程中有额外的ATP消耗，与水稻比起来不具优势 ①据图3分析，毛颖草在 组条件下的光合作用特征表现的与C4途径相似，判断依据为 。 ②试从分子水平推测，毛颖草除了能进行C4途径还能进行C3途径的直接原因可能是 。 情境探究·长句作答 (4)相对于C3植物和C4植物，毛颖草比较特别，为“C3-C4”中间型植物，其细胞可以同时进行如图1所示的C3途径和如图2所示的C4途径。设置常温CK（20℃）和高温胁迫HT（35℃）两种生长条件下，测定了两组毛颖草在不同二氧化碳浓度条件下表现出的光合速率，结果如图3所示： 高温胁迫HT（35℃） 在低浓度二氧化碳条件下，HT组光合速率明显高于 CK组，高浓度二氧化碳条件下，HT组光合速率与CK组无差异 毛颖草的叶肉细胞中同时具有Rubisco（RuBP羧化酶）和PEP羧化酶 3．（2026·湖北·模拟） 下图甲是水稻生长过程中，在不同光照强度下，测得叶片吸收和释放气体体积变化的曲线 (假定植物叶片的呼吸速率不变) ，图乙是某兴趣小组将植物栽培在密闭玻璃温室中，用红外线测量仪测得室内的 CO2浓度与时间关系的曲线。A 装置和 B 装置是某同学为了测定三倍体西瓜苗净光合作用强度而设计的实验装置。请据图回答下列问题： 实验探究·强化逻辑 (1)图甲中，A 点光照强度为 0，此时叶肉细胞中产生 ATP 场所是 。B点被称为 点，在B 点突然升高CO2浓度，短时间内 NADPH的量 (填“增加”或“减少”)，B 点将 (填“左移”或“右移”)。 (2)由图乙可推知，密闭玻璃温室中 O2浓度最大的是 点，j 点与 e 点相比，植物体内有机物含量将 (填“增加”、“减少”或“不变”)。 (3)A、B 装置烧杯中溶液分为 、 (填“NaOH”或“NaHCO3”)。实验进行30分钟后，记录到 A 装置中的红色液滴向_____ (填“左”或“右”) 移动 5.5cm，B装置中的红色液滴向右移动0.5cm。 若红色液滴每移动 1cm，西瓜苗内葡萄糖增加或减少2g，那么该西瓜苗的净光合速率是_____g/h。 (4)兴趣小组的同学查阅文献得知淀粉和蔗糖是光合作用的主要末端产物，产物的积累会影响植物光合速率，基因M 能指导细胞膜上蔗糖转运蛋白的合成。请以南瓜为实验材料设计实验，探究光合产物是否能以蔗糖的形式转运出叶片。(简要写出实验思路) 实验探究·强化逻辑 类囊体薄膜（基粒） 光补偿点 左移 h 减少 NaHCO3 NaHCO3 右 20 设置两组实验，实验组敲除M基因（或抑制M基因表达），对照组不做处理； 减少 将两组南瓜植株置于相同且适宜的条件下培养，一段时间后测定并比较植株的光合速率 5．（2026·辽宁本溪·模拟）（一）、绿色植物中RuBP羧化酶（Rubisco）具有双重活性，当O2/CO2偏高时，光呼吸的过程会加强。光呼吸是在光的驱动下将碳水化合物氧化生成CO2和水的一个生化过程，是一个高耗能的反应（如图1所示）。过氧物酶体为细胞质中单层膜结构，有特定的功能，负责将光合作用的副产物C2（乙醇酸）氧化为乙醛酸和过氧化氢。 (1)据图1中的信息，绿色植物在Rubisco催化下 与C5反应，形成的 中的C原子最终进入线粒体放出CO2，完成光呼吸的过程。图中光合作用的产物主要以 形式运到储存部位。 科技前沿·选拔特训 O2 C2（乙醇酸） 蔗糖 81 (2)科学家利用水稻自身基因构建了一条新的光呼吸支路，简称GOC支路。通过多转基因技术成功将GOC支路导入水稻并定位至叶绿体中，使光呼吸产生的部分乙醇酸直接在叶绿体内被完全分解为CO2，从而_______（“促进”或“抑制”）光呼吸。研究发现，光合产物1/3以上要消耗在光呼吸底物上。据上述信息推测，细胞中CO2浓度倍增可以使光合产物的积累增加，原因是 。 （二）研究人员以某绿色植物为材料，利用多套图甲装置，对影响光合作用的环境因素进行研究。 为了探究温度对光合作用的影响，首先应在图甲装置的烧杯内加入二氧化碳缓冲液，然后再打开该装置的活塞开关，使U型管两侧的液面如图甲所示，关闭活塞。实验的观察指标是U型管A侧液面的变化值。在每一给定温度，其他条件均相同且适宜的情况下光照1h，实验数据如下表所示。 科技前沿·选拔特训 抑制 高浓度CO2可减少Rubisco与O2结合，减少光呼吸 82 科技前沿·选拔特训 温度/℃ 5 10 15 20 25 30 35 水柱高度（mm·h-1） 1.0 1.7 2.5 3.2 3.7 3.5 3.0 (3)请分析水柱的高度变化是由__________________之间的关系引起的。（填生理过程） (4)夏季去除图甲的水浴装置和小烧杯后，置于自然环境条件下，假定玻璃罩内植物的生理状态与自然环境中相同，且空气湿度对植物蒸腾作用的影响、微生物对CO2浓度的影响均忽略不计，利用CO2浓度测定仪测定了该玻璃罩内一昼夜CO2浓度的变化情况，绘制成如图乙所示曲线。一昼夜中植物体内的有机物总量_______（填“增多”或“减少”）。 (5)若用甲装置来探究温度对绿色植物的呼吸速率的影响，首先烧杯中应该加入试剂_______________，其次还要将甲装置进行___________处理。 (6)图乙D到G段玻璃罩内二氧化碳浓度下降的原因是__________________，光合速率等于呼吸速率的点是___________。 光合作用与呼吸作用 减少 氢氧化钠溶液 遮光/黑暗 光合速率大于呼吸速率 D、G 83 2027年高考一轮复习讲练测 生物学 84 $