内容正文:
细胞的能量供应和利用
第三单元
阐述光合作用与细胞呼吸的相互关系,形成归纳与概括、模型与建构的科学思维方法
课标要求
第7课时 光合作用与细胞呼吸的综合应用
考情分析
1.光合作用和细胞呼吸的联系 2025·河北卷,4 2025·黑吉辽蒙卷,10 2025·山东卷,21 2024·广东卷,2 2024·新课标卷,7 2023·天津卷,9
2.总光合速率、净光合速率和呼吸速率的关系 2025·全国卷,2 2025·陕晋青宁卷,17 2025·四川卷,16 2025·安徽卷,16 2025·河南卷,17 2024·广西卷,19 2024·安徽卷,16 2024·全国甲卷,7 2023·北京卷,3 2023·广东卷,7 2022·湖南卷,17
内容索引
NEIRONGSUOYIN
演练感悟
考点二
真题
光合作用和细胞呼吸的联系
考点一
总光合速率、净光合速率和呼吸速率的关系
光合作用和细胞呼吸的联系
考点一
梳理 必备知识
1.光合作用与细胞呼吸的联系
(1)物质方面
梳理 必备知识
C6H12O6
H2O
NADPH
[H]
(2)能量方面
梳理 必备知识
2.光合作用与有氧呼吸中有关物质的来源与去路
梳理 必备知识
光反应水的光解
还原C3
[点拨] ①ATP和NADPH在叶绿体、细胞质基质间的转移方向:叶绿体产生的ATP基本不转移至细胞质基质,NADPH能转移至细胞质基质中,细胞质基质中的ATP和NADPH都能转移至叶绿体中。
②ATP和NADH在细胞质基质、线粒体间的转移方向:线粒体产生的ATP和NADH都可以转移至细胞质基质中,细胞质基质中的ATP不转移至线粒体中,NADH能转移至线粒体中。
梳理 必备知识
1.线粒体基质和叶绿体基质所含酶的种类相同。 ( )
2.在适宜光照条件下,叶肉细胞中CO2的固定和产生场所分别是叶绿体基质、线粒体基质。 ( )
3.光合作用过程中光能转变为化学能,细胞呼吸过程中化学能转变为热能和ATP。 ( )
4.线粒体、叶绿体都能产生ATP,且均可用于各项生命活动。 ( )
×
√
×
×
错漏诊断
精练 迁移应用
考向 光合作用与细胞呼吸在场所、物质与能量转化的比较
1.(2025·河北卷,4)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
A
解析:类囊体膜上进行水的光解消耗H2O,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消耗H2O,A错误;叶绿体基质中进行暗反应,消耗CO2,线粒体基质中进行有氧呼吸第二阶段,丙酮酸和H2O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H2O,C正确;叶绿体基质中进行暗反应,合成有机物,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。
(1)(必修1 P93正文)有氧呼吸第二阶段是在线粒体基质中将丙酮酸和水彻底分解成二氧化碳和[H],并释放出少量的能量。第三阶段是在线粒体内膜上,将上两个阶段产生的[H],经过一系列的化学反应,与氧结合形成水,同时释放出大量的能量,这一阶段需要氧的参与。
(2)(必修1 P103~104正文)在叶绿体的类囊体膜上进行水的光解,叶绿体基质中进行暗反应。
溯源教材
2.(2026·河北秦皇岛模拟)如图为植物细胞代谢的部分过程简图,①~⑦为相关生理过程。下列有关叙述错误的是 ( )
A.若植物缺Mg,则首先会受到显著影响的是③
B.从能量角度考虑,②的进行与⑤⑥密切相关,与③无直接关系
C.蓝细菌细胞中③发生在类囊体薄膜上,④发生在叶绿体基质中
D.叶肉细胞内③中O2的产生量小于⑥中O2的消耗量,则该细胞内有机物总量将减少
C
解析:Mg是构成叶绿素的元素,光合作用光反应阶段需要叶绿素吸收、传递、转化光能,若植物缺Mg则叶绿素的合成受阻,首先会受到显著影响的生理过程是③(光反应过程),A正确;一般情况下,植物细胞吸收无机盐的方式②是主动运输,需要消耗能量,故与⑤⑥(细胞呼吸过程)密切相关,与③(光反应过程)无直接关系,B正确;蓝细菌细胞是原核细胞,没有叶绿体,因此也没有类囊体,C错误;若光反应过程③中O2的产生量小于有氧呼吸过程⑥中O2的消耗量,则该叶肉细胞净光合作用量<0,该细胞内有机物总量将减少,D正确。
3.(2026·山东青岛模拟)科研人员用适宜光照条件下正常生长的水稻植株,进行同位素标记实验。下列有关叙述错误的是 ( )
A.提供O,一段时间后,能在CO2中检测到18O
B.提供O,一段时间后,不能在有机物中检测到18O
C.提供14CO2,则根细胞在缺氧状态下可能出现14C2H5OH
D.提供14CO2,叶绿体中14C的转移途径大致是14CO2→14C3→(14CH2O)
B
解析:向水稻提供O,O可参与有氧呼吸的第二阶段,所以生成的CO2中会有18O,含有18O的CO2可参与光合作用暗反应过程,故能在有机物中检测到18O,A正确,B错误;向水稻提供14CO2,14C在水稻光合作用过程中的转移途径大致是14CO2→14C3→(14CH2O),根细胞在缺氧状态下进行无氧呼吸时,14C6H12O6会被分解形成14C2H5OH,C、D正确。
总光合速率、净光合速率和呼吸速率的关系
考点二
梳理 必备知识
1.总光合速率、净光合速率与呼吸速率
(1)总光合速率、净光合速率和呼吸速率的关系
(2)深度解读总光合速率与呼吸速率的关系
梳理 必备知识
①如果图1的实验对象是离体的叶肉细胞,则图2中的甲对应图1中的____,乙对应图1中的 ,丙对应图1中的____________
__________,丁对应图1中的 。
梳理 必备知识
A点
AB段(不含A、B两点)
B点以后
(不含B点)
B点
②如果图1的实验对象是叶片或者植株,则图1中的A点、B点、C点分别对应图2中的 图、 图和 图。
③如果实验对象是离体的叶绿体,则图1 (填“能”或“不能”)表示光照强度对其光合速率的影响,原因是______________________________
_____________________________________________________________
________。
梳理 必备知识
甲
丙
丙
不能
叶绿体不能进行细胞呼吸,因此光照强度为0时其CO2吸收量应为0,光照强度大于0时其CO2吸收量应大于0
(3)总光合速率、净光合速率和呼吸速率的文字表述
梳理 必备知识
总(真正)光合速率 净(表观)光合速率 呼吸速率
“同化”“固定”或“消耗”的CO2量 “从环境(容器)中吸收”或“环境(容器)中减少”的CO2量 黑暗中释放的CO2量
“产生”或“制造”的O2量 “释放至环境(容器)中”或“环境(容器)中增加”的O2量 黑暗中吸收的O2量
“产生”“合成”或“制造”的有机物的量 “积累”“增加”或“净产生”的有机物的量 黑暗中消耗的有机物的量
2.测定植物光合速率和呼吸速率的常用方法
(1)“液滴移动法”——测定装置中气体体积变化
梳理 必备知识
有氧呼吸消耗O2
呼吸
释放O2
净光合
①在测定了净光合速率和呼吸速率的基础上可计算得出二者之和,即“真正光合速率”。
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。与图示两装置相比,对照装置的不同点是用“死亡的绿色植物”代替“绿色植物”,其余均相同。
梳理 必备知识
(2)“半叶法”——测定光合作用有机物的产生量
梳理 必备知识
将叶片一半遮光、一半曝光,遮光的一半测得的数据变化值代表_________强度值,曝光的一半测得的数据变化值代表___________强度值,最后计算真正光合作用强度值。需要注意的是该种方法在实验之前需对叶片进行特殊处理,以防止有机物的运输。
梳理 必备知识
细胞呼吸
净光合作用
(3)“黑白瓶法”——测定溶氧量的变化
梳理 必备知识
①“黑瓶”不透光,测定的是___________;“白瓶”给予光照,测定的是_________________。
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___________________。
③在没有初始值的情况下,_______________________________________
=真正光合作用量。
梳理 必备知识
有氧呼吸量
净光合作用量
O2的减少量(或CO2的增加量)
O2的增加量(或CO2的减少量)
真正光合作用量
白瓶中测得的现有量-黑瓶中测得的现有量
(4)“叶圆片称重法”——测定有机物的变化量
本方法测定单位时间、单位面积叶片中淀粉的生成量,如图所示以有机物的变化量测定光合速率(S为叶圆片面积)。
净光合速率=(z-y)/2S;呼吸速率=________;真正光合速率=净光合速率+呼吸速率=_______________。
梳理 必备知识
(x-y)/2S
(x+z-2y)/2S
1.整株植物处于光补偿点时,叶肉细胞的光合作用强度和呼吸作用强度相等。 ( )
2.如果两种农作物的光补偿点相同,则它们在光补偿点时实际光合作用速率也相同。 ( )
3.绿色植物在生长过程中,光合作用产生的ATP的量远大于细胞呼吸产生的ATP的量。 ( )
4.实验中测得的O2产生量是植物光合作用实际产生的总O2量。( )
×
×
√
×
错漏诊断
探究 图1表示在一定光照强度下测定樟树叶片光合速率的实验装置,图2是利用图1实验装置统计的实验数据绘制的曲线图。回答下列问题。
(1)低于5 ℃时,叶室CO2不减少,原因是什么?
提示:
细胞呼吸强度大于光合作用强度。
深研 重难问题
33
探究 图1表示在一定光照强度下测定樟树叶片光合速率的实验装置,图2是利用图1实验装置统计的实验数据绘制的曲线图。回答下列问题。
(2)利用图1实验装置检测图2中叶室CO2减少量时,光照强度、CO2浓度等应控制在什么状态?利用图1实验装置检测图2中叶室CO2增加量时,应控制的条件有哪些?
提示:
相同且适宜状态。黑暗环境、CO2浓度等相同且适宜。
深研 重难问题
34
探究 图1表示在一定光照强度下测定樟树叶片光合速率的实验装置,图2是利用图1实验装置统计的实验数据绘制的曲线图。回答下列问题。
(3)图2中B点时,叶肉细胞中光合速率和细胞呼吸速率的关系是怎样的?O2的移动途径是什么?
提示:
光合速率是呼吸速率的2倍。O2的转移途径是从叶绿体移向线粒体和外界环境(叶室)中。
深研 重难问题
35
探究 图1表示在一定光照强度下测定樟树叶片光合速率的实验装置,图2是利用图1实验装置统计的实验数据绘制的曲线图。回答下列问题。
(4)叶室内温度由20 ℃到30 ℃变化的过程中,CO2固定量是否增加?为什么?
提示:
增加。20 ℃到30 ℃,叶肉细胞净光合速率不变,但是呼吸速率增加,总光合速率增加。
深研 重难问题
36
精练 迁移应用
考向1 总光合速率、净光合速率与呼吸速率的辨析
1.(2025·新课标卷,2)在一定温度下,生长在大田的某种植物光合速率(CO2固定速率)和呼吸速率(CO2释放速率)对光照强度的响应曲线如图所示。下列叙述错误的是 ( )
A.光照强度为a时,该植物的干重不会增加
B.光照强度从a逐渐增加到b时,该植物生长速率逐渐增大
C.光照强度小于b时,提高大田CO2浓度,CO2固定速率会
增大
D.光照强度为b时,适当降低光反应速率,CO2固定速率会降低
C
解析:光照强度为a时,光合速率等于呼吸速率,即净光
合速率为0,植物干重增加依赖净光合积累有机物,故
此时植物干重不会增加,A 正确;光照强度从a逐渐增
加到b时,光合速率与呼吸速率差值逐渐增大,净光合
速率逐渐增大,植物积累有机物逐渐增多,生长速率逐渐增大,B正确;光照强度小于b时,光照强度为限制光合速率的因素,提高大田CO2浓度,CO2固定速率不会增大(因为光照不足,光反应提供的ATP和NADPH有限,限制暗反应),C错误;光照强度为b时,光反应为暗反应提供ATP和NADPH,适当降低光反应速率,ATP和NADPH减少,C3的还原速率降低,间接导致暗反应中CO2固定速率降低,D正确。
2.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呼吸作用的影响,结果如图所示。下列分析正确的是 ( )
A.两曲线的交点表示光合作用制造的与呼吸作用消耗
的有机物的量相等
B.光照相同时间,在20 ℃条件下植物积累的有机物的量
最多
C.温度高于25 ℃时,光合作用制造的有机物的量开始减少
D.光照相同时间,30 ℃时光合作用制造的有机物的量与35 ℃时相等
D
解析:由题图可知,虚线为光照下CO2的吸收量(表示
净光合作用),实线为黑暗下CO2的释放量(表示呼吸
作用),因此两曲线的交点表示绿色植物光合作用积
累的有机物的量与呼吸作用消耗的有机物的量相等,
A错误;植物积累的有机物的量为净光合积累量,题图中虚线表示净光合积累量,光照相同时间,在25 ℃条件下植物积累的有机物的量最多,B错误;
25 ℃时,总光合作用产生的有机物的量约等于2.30+3.75=6.05,30 ℃时为3.00+3.50=6.50,35 ℃时为3.50+3.00=6.50,故温度高于25 ℃时,光合作用制造的有机物的量增多,C错误,D正确。
题后归纳
“三率”的常考曲线分析
(1)以“物质的量”为指标
(2)以“测定的CO2吸收量与释放量”为指标
考向2 自然环境与密闭环境中一昼夜光合速率的变化分析
3.科研人员检测晴朗天气下露天栽培和大棚栽
培的油桃的光合速率(Pn)日变化情况,并将检测
结果绘制成图。下列相关说法错误的是( )
A.光照强度增大是导致ab段、lm段Pn增加的主
要原因
B.致使bc段、mn段Pn下降的原因是气孔关闭
C.致使ef段、op段Pn下降的原因是光照逐渐减弱
D.适时浇水、增施农家肥是提高大田作物产量的重要措施
B
解析:日出后光照强度不断增大,使得露天栽培
和大棚栽培的油桃的光合速率迅速上升,即光
照强度增大是导致ab段、lm段光合速率(Pn)增
加的主要原因,A正确;大棚栽培条件下的油桃在bc段Pn下降,主要原因是光合作用消耗了大量CO2,使大棚内密闭环境中CO2浓度下降,而露天栽培的油桃在mn段Pn下降,是因为环境温度过高导致部分气孔关闭,植株吸收的CO2减少,B错误;15时以后,两种栽培条件下的Pn持续下降,原因是光照强度逐渐减弱,即致使ef段、op段Pn下降的原因是光照逐渐减弱,C正确;适时浇水可避免植物因缺水导致的气孔关闭,增施农家肥从而增加CO2浓度是提高大田作物产量的重要措施,D正确。
4.(2026·广东东莞模拟)如图是大棚番茄在24小时测得的CO2的含量和CO2的吸收速率的变化曲线图,下列有关叙述错误的是 ( )
A.a点CO2释放量减少可能是因为温度降低导致细胞呼吸强度减弱
B.番茄通过光合作用合成有机物的时间是c~e段
C.由P点条件变为d点,C3生成减少
D.植物干重最大的时刻是e点
B
解析:a点温度降低导致细胞呼吸减弱,CO2释放量减少,A正确;番茄通过光合作用制造有机物的时间是b~f段,B错误;d点时气温高,蒸腾作用过强,导致部分气孔关闭,CO2供应不足,光合速率减慢,C3生成减少,C正确;c~e段光合作用强度大于细胞呼吸强度,有机物积累,e点之后光合作用强度小于细胞呼吸强度,故有机物积累最多的时刻是e点,D正确。
自然环境与密闭环境中一昼夜内光合速率曲线的比较
题后拓展
考向3 光合速率的测定方法
5.某生物科研小组从鸭绿江的某一深度取得一桶水样,分装于六对黑白瓶中,剩余的水样测得初始溶解氧的含量为10(mg·L-1),白瓶为透明玻璃瓶,黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶。将它们分别置于六种不同的光照条件下(a<b<c<d<e),温度保持不变,24 h后,实测获得的六对黑白瓶中溶解氧的含量。请根据其记录数据(如表)判断,下列选项错误的是 ( )
光照强度/klx 0(黑暗) a b c d e
白瓶溶氧量/(mg·L-1) 3 10 16 24 30 30
黑瓶溶氧量/(mg·L-1) 3 3 3 3 3 3
A.黑瓶中的生物呼吸消耗氧气,但没有光照,植物不能进行光合作用产生氧
B.光照强度为a时,白瓶中溶解氧的含量与初始溶解氧量相等,说明此光照强度下植物仍然不能进行光合作用
C.当光照强度为c时,白瓶中植物产生的氧气量为21(mg·L-1)
D.当光照强度为d时,再增加光照强度,白瓶中植物的光合速率不再增加
答案:B
解析:黑瓶中的生物呼吸消耗氧气,但没有光照,植物不能进行光合作用产生氧,A正确;光照强度为a时,白瓶中溶解氧的含量与初始溶解氧的含量相等,说明植物光合作用产生的氧气刚好用于细胞呼吸消耗,B错误;当光照强度为c时,白瓶中植物光合作用产生的氧气量即为总光合作用量=净光合作用量+细胞呼吸消耗量=(24-10)+7=21(mg·L-1),C正确;由d、e两组数据可知,当光照强度为d时,再增加光照强度,白瓶中溶解氧的含量也不再增加,即白瓶中植物的光合速率不再增加,D正确。
6.(2026·湖南怀化模拟)某科研小组为探究植物光合作用速率的变化情况,设计了由透明的玻璃罩构成的小室,如图甲所示。将该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O2释放速率的变化,得到如图乙所示曲线。据图回答下列问题。
(1)影响小室内植物光合作用速率变化的主要环境因素是______________
(答出2点即可),甲装置中NaHCO3溶液的作用是____________________。
解析:影响小室内植物光合作用速率变化的主要环境因素是光照强度、温度。甲装置中NaHCO3溶液的主要作用是维持小室内CO2的恒定。
光照强度、温度
维持小室内CO2的恒定
(2)观察装置中液滴的位置,c点时刻的液滴位于起始位置(零点)的_____侧,装置刻度管中液滴右移最远是在一天中的 点(填字母)。
解析:图甲是密闭装置,装置中有NaHCO3溶液,实验过程中CO2浓度始终不变,图乙曲线中的c点时刻光合作用强度与呼吸作用强度相等,在此点之前,光合作用强度小于呼吸作用强度,小室内O2浓度降低,液滴会向左移动,因此c点时刻的液滴位于起始位置(0点)的左侧。装置刻度管中液滴移动是O2的增减造成的,液滴右移是O2释放造成的,c、g两点表示光合作用强度=呼吸作用强度,cg之间,光合作用强度一直大于呼吸作用强度,一直有O2释放,大于g点后,光合作用强度小于呼吸作用强度,O2被吸收,所以液滴右移最远是在一天中的g点。
左
g
(3)乙图中a点比b点高,最可能的原因是____________________________
__________________________。
在黑暗状态下,a点温度比b点低,呼吸作用弱,消耗的氧气少
解析:图乙中a点至b点时装置处于黑暗状态,且a点温度比b点低,呼吸作用弱,消耗的O2少,即a点时O2吸收速率小于b点,因此a点比b点高。
(4)在实验过程中的某段光照时间内,记录液滴的移动情况,获得以下数据。
该组数据是在图乙曲线的 段获得的。
解析:表格中数据表明,液滴一直右移,但移动距离越来越小,说明O2释放速率减慢,但光合作用强度大于呼吸作用强度,因此该组数据是在图乙曲线的de或fg段获得的。
每隔20分钟记录一次刻度数据
…… 24 29 32 34 ……
de或fg
(5)科研小组想要测定该植物某时间段O2的产生速率,应如何设置对照实验(不考虑实验误差)?如何处理实验数据?
①简要写出对照实验设计思路:____________________________________
_____________________________________________________________。
②数据处理:若在单位时间内,实验组读数为M,对照组读数绝对值为N,该植物的真正光合速率为 。
设置与甲相同的装置丙,将装置丙置于黑暗条件下,其他条件与甲相同,测单位时间(或相同时间)内甲与丙的读数
M+N
解析:①图乙曲线表示O2释放速率,为净光合速率,O2的产生速率=净光合速率+呼吸速率,因此只需测得呼吸作用速率就可以计算该植物某时间段O2的产生速率。设置对照实验如下:设置与甲相同的装置丙,将装置丙置于黑暗条件下,其他条件与甲相同,测单位时间(或相同时间)内甲与丙的读数。
②测得单位时间内,实验组读数为M(净光合作用速率,读数为正值),对照组读数绝对值为N(呼吸作用速率,读数的绝对值为正值),该植物真正光合速率=净光合速率+呼吸作用速率=M+N。
真题 演练感悟
2
3
1
1.(2024·广东卷,2)2019年,我国科考队在太平洋马里亚纳海沟采集到一种蓝细菌,其细胞内存在由两层膜组成的片层结构,此结构可进行光合作用与呼吸作用。在该结构中,下列物质存在的可能性最小的是 ( )
A.ATP B.NADP+
C.NADH D.DNA
D
4
2
3
1
解析:由题干信息可知,采集到的蓝细菌细胞内存在由两层膜组成的片层结构,此结构可进行光合作用与呼吸作用,进行光合作用时,光反应阶段可以将ADP和Pi转化为ATP,NADP+和H+转化为NADPH,有氧呼吸的第一阶段和第二阶段都可以生成NADH,而DNA存在于蓝细菌的拟核中,D符合题意。
4
2
3
1
2.(2025·黑吉辽蒙卷,10)黑暗条件下,叶绿体内膜的载体蛋白NTT顺浓度梯度运输ATP、ADP和Pi的过程示意图如图所示。其他条件均适宜,下列叙述正确的是 ( )
A.ATP、ADP和Pi通过NTT时,无须与NTT结合
B.NTT转运ATP、ADP和Pi的方式为主动运输
C.图中进入叶绿体基质的ATP均由线粒体产生
D.光照充足,NTT运出ADP的数量会减少,甚至停止
D
4
2
3
1
解析:载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的分
子或离子通过,说明ATP、ADP和Pi通过NTT时需要
与载体蛋白NTT结合,A错误。黑暗条件下,叶绿体内
膜的载体蛋白NTT顺浓度梯度运输ATP、ADP和Pi,
因此该过程的转运方式不是主动运输,B错误。黑暗
条件下,叶绿体无法进行光反应,自身不能合成ATP,此时进入叶绿体基质的ATP可来自细胞呼吸,细胞呼吸产生ATP的场所包括细胞质基质(糖酵解)和线粒体(有氧呼吸第二、三阶段),C错误。光照充足时,叶绿体类囊体膜上进行光反应合成ATP,需要消耗大量ADP和Pi作为原料。此时叶绿体基质中的ADP和Pi会优先被类囊体膜利用,导致基质中ADP浓度降低。由于NTT顺浓度梯度运输ADP(从叶绿体基质到细胞质基质),当叶绿体基质中ADP不足时,NTT运出ADP的数量会减少甚至停止,D正确。
4
2
3
1
3.(2023·北京卷,3)在两种光照强度下,不同温度对某植物CO2吸收速率的影响如图。对此图理解错误的是( )
A.在低光强下,CO2吸收速率随叶温升高而
下降的原因是呼吸速率上升
B.在高光强下,M点左侧CO2吸收速率升高
与光合酶活性增强相关
C.在图中两个CP点处,植物均不能进行光合作用
D.图中M点处光合速率与呼吸速率的差值最大
C
4
2
3
1
解析:CO2吸收速率代表净光合速率,在低光强下,CO2吸收速率随叶温升高而下降的原因是呼吸速率上升,需要从外界吸收的CO2减少,A正确;在高光强下,M点左侧CO2吸收速率升高,主要原因是光合酶的活性增强,B正确;CP点代表呼吸速率等于光合速率,此时植物可以进行光合作用,C错误;题图中M点处CO2吸收速率最大,即净光
合速率最大,也就是光合速率与呼吸速率
的差值最大,D正确。
4
2
3
1
4.(2024·新课标卷,31)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。
4
2
3
1
(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_____________________________
__________________________________________________________。
4
解析:光合色素包括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。
红光和蓝紫光
光合色素包括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
3
1
(2)光照t时间时,a组CO2浓度 (填“大于”“小于”或“等于”)b组。
4
解析:植物的光合作用消耗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。
大于
2
3
1
(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,判断的依据是___________________________
______________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________________________________。
4
b
延长光照时间,c、d组O2浓度不再增加,说明此时c、d组受CO2浓度影响光合速率等于呼吸速率,由于温度保持恒定,a、b、c三组呼吸速率相同,a、c组光合速率等于呼吸速率,b组光照弱,t时未受CO2浓度限制,光合速率大于呼吸速率
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解析:若延长光照时间c、d组O2浓度不再增加,说明在t时c、d组受CO2浓度的限制(在t时间段内光合速率是大于呼吸速率的,故密闭装置内CO2浓度一直在降低,在t时间点时CO2浓度低到限制光合速率,导致其等于呼吸速率),在t时a组O2浓度未变,光合速率等于呼吸速率,b组由于光照弱,t时CO2浓度条件下光合速率大于呼吸速率(b组由于光照弱,t时CO2浓度未降低到限制光合速率的程度,故光合速率依旧大于呼吸速率),由于温度保持恒定,a、b、c三组呼吸速率相同,又因为a、c组光合速率等于呼吸速率,且b组光合速率大于呼吸速率,所以a、b、c三组b组光合速率最大。
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(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”)。
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解析: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组的光照强度已经达到光饱和点。将d组密闭装置打开,会增加CO2浓度,再以c组光照强度继续照光,其幼苗光合速率会升高。
升高
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