2027届高三生物人教版一轮复习课件第15讲 光合和呼吸的综合分析

该高中生物学高考复习课件聚焦“细胞呼吸与光合作用速率测定”核心专题，依据高考评价体系梳理了物质能量转换、三率关系及测定两大考查维度，通过近五年真题分析明确实验测定（如液滴移动法、黑白瓶法）和三率辨析占60%以上高频考点，归纳选择、实验探究等常考题型。 课件亮点在于“实验方法系统建模+真题深度解析”，如以2024新课标O₂浓度变化题为例，用“关键词法”辨析总光合（固定CO₂）、净光合（吸收CO₂），培养科学思维与探究实践素养。设易错警示（如总光合与净光合曲线交点误区），助学生掌握实验设计与数据处理，教师可据此精准突破考点。

第15讲.细胞呼吸速率和光合作用速率的测定实验分析 ----光合作用与呼吸作用的比较 项目 光合作用 呼吸作用 发生范围 含叶绿体的植物细胞、蓝细菌等 所有_________ 发生条件 在_____进行 时时刻刻都进行 实质 _______有机物、储存能量 分解有机物，释放能量 活细胞 光下 合成 考点一：光合与呼吸中的物质与能量转换 必备知识 整合 (1)物质方面 C6H12O6 H2O NADPH [H] 考向一　细胞呼吸、光合作用的物质和能量变化 1.如图表示某自养型生物进行光合作用和细胞呼吸的过程示意图，图中①～④表示反应过程。下列叙述正确的是 A.反应①②发生的场所只能分别是类囊体薄膜 和线粒体内膜 B.反应③④分别表示CO2的固定和有氧呼吸的 第一、二阶段 C.反应①产生的ATP可用于反应③和其他消耗 能量的反应 D.NADP＋是氧化型辅酶Ⅰ，是光合作用产生的e－的最终受体 √ ● 2.(2025·河北，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 √ 总光合速率 O2产生速率 CO2固定(或消耗)速率 有机物产生(或制造、生成)速率 净光合速率 O2释放速率 CO2吸收速率 有机物积累速率 呼吸速率 黑暗中O2吸收速率 黑暗中CO2释放速率 有机物消耗速率 考点二：三率的关系及测定 从语言文字中辨析 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的量 “从环境(容器)中吸收”或“环境(容器)中减少”的CO2的量 黑暗中释放的CO2的量 “产生”或“制造”的O2的量 “释放至容器(环境)中”或“容器(环境)中增加”的O2的量 黑暗中吸收的O2的量 “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 还有“叶绿体吸收”也表示总光合速率 【思维拓展】总结 以“测定的CO2吸收量与释放量”为指标 易错提示：总光合速率与呼吸速率曲线交点处表示此时光合速率＝呼吸速率，不要认为净光合速率曲线与呼吸速率曲线交点处也表示光合速率＝呼吸速率，此时总光合速率恰恰是呼吸速率的2倍。 光合速率的测定（净光合速率） 有色液滴 毛细管 绿色植物 NaHCO3 ①NaHCO3溶液作用： ； ②测定指标： （单位时间内有色液滴 移的体积） ③条件： ； ④误差：测量值（净光合） 实际值（总光合）， （原因： ） 保证容器内CO2浓度的恒定 O2的释放量 右（左） 有光 呼吸作用消耗了部分O2 ＜ 注意：右移取正值（光合>呼吸），左移取负值（光合<呼吸）。 1.有色液滴法 有色液滴 毛细管 绿色植物 NaHCO3 有光（净光合） 有色液滴 毛细管 绿色植物 (NaOH) 黑暗（呼吸） 将上述装置放在黑暗条件下，液滴单位时间内左移的距 离即为呼吸速率，与净光合速率相加就能算出总光合速率。 能否利用该装置测定总光合速率？ 思考 光合速率的测定（净光合速率） 【思维拓展】总结 “液滴移动法”测定细胞呼吸速率与光合速率 (1)图甲中NaHCO3溶液的作用是_________________________。 (2)请写出控制本实验自变量的一种方法_______________________________ _______。 1.图甲为某校生物兴趣小组探究光照强度对茉莉花光合作用强度影响的实验装置示意图，图乙为所测得的结果。请据图回答下列问题： 答案 解析 维持密封瓶内CO2量的稳定 用不同瓦数灯泡或改变灯与广口瓶 的距离 (3)为了防止无关变量对实验结果的干扰，本实验还应设置对照实验，请问对照装置如何设置？ ___________________________________________________。 (4)实验测得，当用40 W灯泡照射时，红色液滴没有发生移动，这是因为此时______________________________。 答案 将装置中的茉莉花换成等量死花，其他设置与装置甲一样 光合作用强度等于细胞呼吸强度 (5)图甲所示装置无法测得A点数据，除非将其中的NaHCO3溶液换为______溶液，且将装置放在____________环境中。 NaOH 黑暗(或遮光) （七）光合速率的测定（净光合速率） 瓶身 是否放入长势良好的植物 放入适 宜水深 测定时间 测定项目 取值表示量 A 黑瓶 不放 相同 放入时测定 水中溶氧量 水中溶氧量为： B 黑瓶 放入 相同 一段时间后测定水中溶氧量 与初始值的差值为： C 白瓶 放入 相同 与B瓶相同时间后测定水中溶氧量 与初始值的差值为： 2.黑白瓶法 初始值 有氧呼吸量 净光合量 4.(不定项)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，温度保持不变，24小时后，实测获得六对黑白瓶中溶解氧的含量。请根据其记录数据(如表)判断，下列叙述正确的是 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会增加 √ 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 √ √ 模型3　半叶法——测定光合作用有机物的产生量 本方法又叫半叶称重法，即检测单位时间、单位叶面积干物质产生总量，常用于大田农作物的光合速率测定。在测定时，叶片一半遮光，一半曝光，分别测定两半叶的干物质重量，进而计算叶片的真正光合速率、呼吸速率和净光合速率。 模型4　叶圆片称重法——测定有机物的变化量 (1)操作图示 本方法通过测定单位时间、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)。 (2)结果分析 净光合速率＝(z－y)/2S； 呼吸速率＝(x－y)/2S； 总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率 ＝(x＋z－2y)/2S。 考向二　“三率”的关系及测定 3.(2023·北京，3)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 √ 迁移应用 评价 必备知识 整合 1.图1的B点、图2的B′C′段形成的原因：凌晨约2时～4时，温度降低， 减弱，CO2释放量减少。 2.图1的C点、图2的C′点：此时开始出现光照， 启动。 细胞呼吸 光合作用 3.图1的D点、图2的D′点：此时光合作用强度 细胞呼吸强度。 4.图1的E点、图2的F′G′段形成的原因：温度过高，部分气孔关闭， 供应不足，出现“光合午休”现象。 5.图1的F点、图2的H′点：此时光合作用强度 细胞呼吸强度，之后光合作用强度小于细胞呼吸强度。 等于 CO2 等于 6.图1的G点、图2的 点：此时光照强度降为0，光合作用停止。 7.图2 所示一昼夜密闭容器中植物 (填“能”或“不能”)正常生长，原因是_________________________________________________________ 。 I′ 能 J′点低于A′点，说明一昼夜密闭容器中CO2浓度减少，即总光 合作用量大于总细胞呼吸量 ①如果N点低于M点，说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量 ； ②如果N点高于M点，说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量 ； ③如果N点等于M点，说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量 。 图示3：密闭环境下，一昼夜CO2的变化 增加 减少 不变 6.(2024·新课标，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： (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________________________________ _________________________________________________________。 红光和蓝紫光 光合色素可分为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 (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，判断依据是__________________________ _______________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________。 b 密闭容器中，c的O2浓度不再增加，说明此时由于CO2不足，导致光合速率减弱，光合速率等于呼吸速率；a组O2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组的光合速率最大 (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”)。 升高 $