第10講光合作用與細胞呼吸的關(guān)系

課程內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)核心素養(yǎng)

通過闡述光合作用與細胞呼吸的相互關(guān)系,形成歸納與概括、模型與建模

光合作用與細胞呼吸的關(guān)系.科學(xué)思維

的科學(xué)思維方法.

------------------------［知識自主梳理］------------------------

-光合作用與細胞呼吸的關(guān)系

比較項目光合作用呼吸作用

代謝類型合成作用（或同化作用）分解作用（或異化作用）

含葉綠體的植物細胞；回藍細菌、光

發(fā)生范圍所有活細胞

合細菌等

有氧呼吸：因細胞質(zhì)基質(zhì)、

葉綠體（真核生物）；細胞質(zhì)（原核生

發(fā)生場所線粒體;無氧呼吸：細胞

物）

質(zhì)基質(zhì)

發(fā)生條件只在光下進行有光、無光都能進行

合成分解

物質(zhì)變化

無機物一一?有機物有機物一一?無機物

能量變化光能f化學(xué)能化學(xué)能fATP、熱能

分解

合成有機物一一一無機物（或簡

實質(zhì)

無機物一一?有機物；儲存能量

單有機物）；釋放能量

能量轉(zhuǎn)化的聯(lián)____，.聞

園亟必陛IVWPH7畫毀］嚅M尹中|刖情

一城十鱉警h甘

系光合入州

C：CO2q?坨。）—吸.酮酸地則吸UQ

陋有氧呼吸坦

();H2()J^>O2

元素轉(zhuǎn)移H2O

的聯(lián)系。-光整》

H：%H+--NADPH-^(CH2O)

有氧呼吸I、U有氧呼吸UI

----------->[H]---------H2()

光能熱能ATP

丁tt

過程

H2O+CO2T光合作用1(CH2O)-*[WWW]-*CO2+H2O

聯(lián)系

I1(含化學(xué)能)t

筆記空間

易錯判斷

I.線粒體與葉綠體的內(nèi)膜均參與代謝過程。（X）

2.線粒體、葉綠體中都含有少量DNA、RNAo（V）

3.線粒體、葉綠體中都含有葡萄糖。（X）

4.線粒體、葉綠體都能產(chǎn)生ATP,且均可用于各項生命活動。（義）

5.提取完整的線粒體和葉綠體懸浮液，可以獨立完成有氧呼吸和光合作用過

程。（X）

特別提醒

1.陽生植物的光補償點和光飽和點都比陰生植物高。

2.植物進行光合作用的同時還進行呼吸作用。

二真正光合速率、凈光合速率和呼吸速率

1.植物三率間的關(guān)系

（1）呼吸速率：植物非綠色組織（如蘋果果肉細胞）或綠色組織在回黑暗條件下

測得的值——單位時間內(nèi)一定量組織的C02釋放量或。2吸收量。

（2）凈光合速率：植物綠色組織在國直光條件下測得的值?■單位時間內(nèi)一定

量葉面積所吸收的C02量或釋放的02量。

(3)真正光合速率二因凈光合速率+呼吸速率。

2.曲線模型及分析

真

正

光

合

速

率

(1)有關(guān)點/線段的解讀

植物組織

曲線對應(yīng)點/線段細胞生理活動圖示

外觀表現(xiàn)

光照強度為因雯，從外界吸收。2,向

A點a

只進行因細胞呼吸外界排出C02

隨光照強度增強，

國光合作用強度增從外界吸收。2,向

AB段

強，但仍比國呼吸外界排出C02

作用強度弱

光合作用強度的等

壬呼吸作用強度，與外界不發(fā)生氣體

B點

而此時的光照強度交換

為光補償點

光合作用強度隨光

照強度的增強而國

從外界吸收C02,

BD段增強,而且光合作

向外界釋放02—302

用強度黨大于呼吸

一此時植物可更新(5,

作用強度

空氣

光合作用強度達到

C點

回最大值時所需要

的園最小光照強

度，即光飽和點

回光合作用強度達

DE段到飽和，不再隨光

照強度增大而增強

⑵限制因素

AD段主要限制因素：IB光照強度。

DE段主要限制因素：四CQ2濃度等。

光

合

作

用

強

度

(1)CO2飽和點：光合速率達到最大值時環(huán)境中C02濃度稱C02飽和點(晅旦

點和回日點)。

(2)CO2補償點：植物光合作用速率等于細胞呼吸速率時的C02濃度，即C02

補償點(圜區(qū)點)。

r考點題型突破

LJ

考點1光合作用與細胞呼吸的關(guān)系

0題型一光合.作用與細胞.呼.吸基本過程.的判斷

1.下圖所示為甘蔗葉肉細胞內(nèi)的系列反應(yīng)過程，下列有關(guān)說法正確的是

)

A.過程①產(chǎn)生NADPH,過程②消耗NADPH,過程③既產(chǎn)生也消耗[H]

B.過程②只發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中，過程③只發(fā)生在線粒體基質(zhì)中

C.過程①消耗C02、釋放。2,過程③消耗。2、釋放C02

D.若葉肉細胞內(nèi)過程②的速率大于過程③的速率，則甘蔗的干重必然增加

答案A

解析過程①②③④分別為光反應(yīng)、暗反應(yīng)、細胞呼吸和ATP的水解,NADPH

產(chǎn)生于光反應(yīng)，用于暗反應(yīng)，細胞呼吸中，既可產(chǎn)生［H］也可消耗［H］,A正確；

暗反應(yīng)只發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中，細胞呼吸中只有有氧呼吸第二階段發(fā)生在線粒體

基質(zhì)中，B錯誤；光反應(yīng)階段不消耗CO2,C錯誤；甘蔗植株的非葉肉細胞進行

呼吸作用時消耗有機物，所以只有當(dāng)整個植株的光合作用速率大于呼吸作用速率

時，甘蔗干重才會增加，D錯誤。

2.如圖表示在有氧條件下某高等植物體內(nèi)有關(guān)的生理過程示意圖，①?⑤表

示有關(guān)過程，X、Y、Z和W表示相關(guān)物質(zhì)。請據(jù)圖判斷下列說法錯誤的是（）

A.X、Y、Z物質(zhì)分別表示C3、丙酮酸和ATP

B.①?⑤過程中能產(chǎn)生ATP的有①②③④

C.②⑤過程分別表示C3的還原和C02的固定

D.光合速率小于呼吸速率時，④過程產(chǎn)生的C02一部分會釋放到細胞外

答案B

解析分析圖示，①過程表示光反應(yīng)階段，②過程表示C3的還原，⑤過程表

示C02的固定，③④過程表示有氧呼吸的第一階段和第二階段。Z物質(zhì)是光反應(yīng)

階段產(chǎn)生的ATP,Y物質(zhì)是呼吸作用第一階段產(chǎn)生的丙酮酸，X物質(zhì)是暗反應(yīng)的

中間產(chǎn)物C3,A、C正確；①?⑤過程中能產(chǎn)生ATP的有①③④，②⑤過程不產(chǎn)

生ATP,B錯誤；光合速率小于呼吸速率時，呼吸作用產(chǎn)生的C02會有一部分釋

放到細胞外，D正確。

0題型二以.吐綠體和線粒.體為載體分析.光合作用與細.胞呼吸的關(guān)系

3.（2020.河北廊坊二聯(lián)）如圖表示某植物葉肉細胞進行光合作用和有氧呼吸的

過程，其中甲?丁表示場所，a?d表示相關(guān)物質(zhì)。下列敘述正確的是（）

A.a表示NADPH,該物質(zhì)和呼吸作用產(chǎn)生的［H］是同一物質(zhì)

B.乙為葉綠體基質(zhì)，該處主要發(fā)生CO2固定和C3還原過程

C.d表示。2,在線粒體內(nèi)膜上和d結(jié)合的［H］都來自葡萄糖

D.該葉肉細胞在夜間合成ATP數(shù)量最多的場所是丙

答案B

解析圖中甲是葉綠體的類囊體薄膜，乙為葉綠體基質(zhì)，丙為細胞質(zhì)基質(zhì)，

丁是線粒體，a是NADPH,b為ATP,c為CO2,d是。2。光合作用產(chǎn)生的NADPH

與呼吸作用產(chǎn)生的［H］不是同一物質(zhì)，后者是NADH,A錯誤；暗反應(yīng)包括CO2

的固定和C3的還原兩個過程，主要發(fā)生在葉綠體基質(zhì)，B正確；細胞呼吸中產(chǎn)生

的［H］最終來自葡萄糖和水，C錯誤；夜間葉肉細胞只能進行細胞呼吸，細胞呼吸

中產(chǎn)生ATP最多的是發(fā)生在線粒體內(nèi)膜上的有氧呼吸第三階段，D錯誤。

4.（2018.江蘇高考節(jié)選）下圖為某植物葉肉細胞中有關(guān)甲、乙兩種細胞器的部

分物質(zhì)及能量代謝途徑示意圖（NADPH指［H］）,請回答下列問題：

（1）甲可以將光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能，參與這一過程的兩類色素為

其中大多數(shù)高等植物的需在光照條件下合成。

⑵在甲發(fā)育形成過程中，細胞核編碼的參與光反應(yīng)中心的蛋白，在細胞質(zhì)中

合成后，轉(zhuǎn)運到甲內(nèi)，在_______（填場所）組裝；核編碼的Rubisco（催化C02固

定的酶）小亞基轉(zhuǎn)運到甲內(nèi)，在_______（填場所）組裝。

（3）甲輸出的三碳糖在氧氣充足的條件下，可被氧化為后進入乙，繼

而在乙的（填場所）徹底氧化分解成C02；甲中過多的還原能可通過物質(zhì)

轉(zhuǎn)化，在細胞質(zhì)中合成NADPH,NADPH中的能量最終可在乙的（填場

所）轉(zhuǎn)移到ATP中。

答案（1）葉綠素、類胡蘿卜素葉綠素（2）類囊體膜上基質(zhì)中（3）丙酮酸

基質(zhì)中內(nèi)膜上

解析（1）甲為葉綠體，甲中能將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的色素有葉綠素和類胡蘿

卜素，其中大多數(shù)高等植物葉綠素的合成需要光。

（2）參與光反應(yīng)中心的蛋白分布于葉綠體的類囊體膜上，參與催化C02固定的

酶分布于葉綠體的基質(zhì)中。

（3）由甲（葉綠體）輸出的三碳糖在氧氣充足的條件下，可被氧化為丙酮酸后進

入乙（線粒體），在線粒體的基質(zhì)中被徹底分解成C02；甲中過多的還原能可通過

物質(zhì)轉(zhuǎn)化，在細胞質(zhì)中合成NADPH,其中的能量最終可在乙（線粒體）的內(nèi)膜上經(jīng)

有氧呼吸的第三階段轉(zhuǎn)移到ATP中。

考點2光合速率與呼吸速率

0題型一光.合速率與呼.吸速率的關(guān)系

1.如圖是葉肉細胞內(nèi)兩種細胞器間的氣體關(guān)系圖解，據(jù)圖判斷下列說法錯誤

的是（）

、C表示葉綠體釋放氧氣的量，A+C可以表示總光合速率

B.B、C表示線粒體吸收氧氣的量，B+C可以表示呼吸速率

C.黑暗中，A、C的量為零

D.葉肉細胞的凈光合速率可以用C或D來表示

答案D

解析葉綠體吸收二氧化碳，放出氧氣，A、C表示葉綠體釋放氧氣的量，A

+C可以表示總光合速率，A正確；線粒體吸收氧氣，放出二氧化碳，B、C表示

線粒體吸收氧氣的量，B+C可以表示呼吸速率，B正確；黑暗中植物不進行光

合作用，C正確；凈光合速率可以用A或E表示，D錯誤。

2.為了研究缺失葉黃素的植株（甲）和正常的植株（乙）光合作用速率的差異，

某實驗小組設(shè)計實驗并測得相關(guān)數(shù)據(jù)如下表（溫度和C02濃度等條件均適宜）。下

列有關(guān)說法正確的是（）

光合速率光合速率

光合速率最

與呼吸速達到最大黑暗條件下

大值時C（1

率相等時值時的最釋放后mg/

吸收fitmg/

的光照強小光照強（100cm2?h）

（100cm2,h）

度（klx）度（klx）

植株甲13126

植株乙393014

A.植株甲因缺少葉黃素而使得葉片呈現(xiàn)黃色，且呼吸速率降低

B.光照強度為3klx時，植株甲光合作用所需C02只來源于呼吸作用

C.光照強度為Iklx時，植株乙的光合速率大于其呼吸速率

D.光照強度為3klx時，甲、乙兩植株固定C02速率的差為4mg/（100cm2-h）

答案D

解析葉黃素是黃色，缺少葉黃素會使葉片呈現(xiàn)其他色素的顏色，一般為綠

色，A錯誤；光照強度為3klx時，植株甲光合速率達到最大值，光合作用所需

C02來自呼吸作用釋放的C02和從外界環(huán)境吸收的C02,B錯誤；植株乙的光合

速率等于呼吸速率時的光照強度為3klx,所以在光照強度為1klx時，植株乙的

呼吸速率大于其光合速率，C錯誤；光照強度為3klx時，植株甲光合速率達到最

大值，固定C02量=呼吸作用釋放C02量+光合作用凈吸收CO?量=6+12=18

mg/（100cm2-h）,光照強度為3klx時，植株乙光合速率=呼吸速率=14mg/（100

cm2-h）,即此光照強度下甲、乙兩植株固定C02速率的差為4mg/（100cm2?h）,

D正確。

3.（2021?山東濰坊高三期中）城市小區(qū)綠化植物容易受到建筑物遮蔭的困擾。

風(fēng)箱果是珍貴的灌木綠化樹種，為研究光照對其生活的影響，研究人員以1年生

風(fēng)箱果幼苗為研究對象，選取長勢一致的幼苗60株，設(shè)置3種遮蔭處理：CK(全

光)、輕度遮蔭1(60%全光)和重度遮蔭L2(20%全光)進行實驗。下表為遮蔭對風(fēng)

箱果幼苗光響應(yīng)參數(shù)的影響，其中AQY反映了葉片利用弱光的能力，其值越大

表明植物利用弱光能力越強。

遮蔭對風(fēng)箱果幼苗光合一光響應(yīng)參數(shù)的影響

光照處理

參數(shù)

CK1”

表觀量子效率AQY

0.0660.0460.037

(pmol?m"?s1)

最大凈光合速率Pmax

22.613.211.0

(/zmol?m-2?1)

呼吸速率RHfzmol?m-2?s-1)1.30.80.3

光補償點LCP25.919.08.6

光飽和點LSP1066.8676.8640.4

(1)本實驗的自變量是________每實驗組的苗木應(yīng)為株。

(2)表中數(shù)據(jù)顯示風(fēng)箱果幼苗對遮蔭產(chǎn)生了一定的適應(yīng)性，請推測遮蔭條件下

細胞呼吸速率降低的意義：o遮

蔭顯著降低了風(fēng)箱果的AQY,原因是o

(3)CK組與L2組相比，風(fēng)箱果幼苗最大光合速率的差值為gmol-m-

2

-s-',影響光合速率的外界因素主要是___________________o

(4)請結(jié)合實驗結(jié)果，對生產(chǎn)實踐中風(fēng)箱果幼苗的栽植提出合理建議：

答案(1)遮蔭程度20

(2)通過減少碳(有機物)的消耗，將更多的碳用于生長風(fēng)箱果幼苗對弱光的

利用能力較差

⑶12.6溫度和CO2濃度

(4)盡量將其栽植在陽光充足的環(huán)境中

解析(1)實驗為研究遮蔭對風(fēng)箱果幼苗光響應(yīng)參數(shù)的影響，故實驗的自變量

為遮蔭程度；實驗設(shè)計應(yīng)遵循無關(guān)變量一致原則，實驗共有3組，故每實驗組的

苗木應(yīng)為20株。

(3)根據(jù)表格信息可知：光合速率=凈光合速率+呼吸速率，故CK組的最大

光合速率為(22.6+1.3)=23.9陛⑹皿￡,s-i,L2組的最大光合速率=11.0+0.3=

11.3pmolm-2-s-1,兩者的差值為23.9-11.3=12.6gmolm-2-s-1；根據(jù)表格信

息可知，，，光照強度不再是影響光合作用的外界因素，此時影響因素主要是溫度

和CO?濃度。

(4)據(jù)表格可知，在遮蔭條件下，植物的凈光合速率降低，故在生產(chǎn)實踐中應(yīng)

盡量將其栽植在陽光充足的環(huán)境中。

4.(2021?成都七中高三入學(xué)考試)在適宜光照下，測定植物甲、乙在不同CO2

濃度下的光合速率，結(jié)果如圖所示。請據(jù)圖回答問題：

[:0

吸

收

M

植物

乙

濃度

釋02

放

最

(DC02濃度為q時，限制植物甲、乙光合速率的環(huán)境因素分別是

(2)已知植物甲呼吸作用的最適溫度比光合作用的高，若圖中曲線是在光合作

用的最適溫度下測定的，適當(dāng)提高環(huán)境溫度，q點將向移動。

(3)若將植物甲、乙同時種植在同一個透明的密閉環(huán)境中，在適宜光照下，一

段時間后，植物可能無法正常生長，原因是

(4)CO2濃度為r時，植物甲的總光合速率(填“大于”“等于”或

“小于”)植物乙的總光合速率；當(dāng)CO2濃度為q時，植物乙與植物甲固定的CO2

量的差值為o

答案⑴CO2濃度溫度

⑵右

(3)甲隨著時間的延長，環(huán)境中CO2濃度不斷下降，在低CO2濃度下，植物

甲的凈光合速率可能小于0,無法正常生長

(4)大于b+c-d

解析(1)據(jù)圖可知CO2濃度為q時，甲植物光合速率未到達飽和，所以限制

植物甲光合速率的環(huán)境因素是CO2濃度；乙植物光合速率達到飽和，所以此時限

制植物乙光合速率的環(huán)境因素是溫度。

(2)若圖中曲線是在光合作用的適宜溫度下測得，提高環(huán)境溫度，植物甲的光

合速率會下降，只有在更高的CO2濃度下，植物甲的光合速率才能與呼吸速率相

等，q點將右移。

(3)若將植物甲、乙同時種植在同一個透明的密閉環(huán)境中，隨著時間的延長，

環(huán)境中CO2濃度不斷下降，在低CO2濃度下，植物甲的凈光合速率可能小于0,

無法正常生長。

(4)當(dāng)CO2濃度為0時，縱坐標(biāo)所示數(shù)值表示呼吸速率，當(dāng)CO?濃度大于0

時，縱坐標(biāo)所示數(shù)值表示凈光合速率，而凈光合速率=總光合速率-呼吸速率。

據(jù)此分析可知：當(dāng)CO2濃度為r時，植物甲、植物乙的凈光合速率均等于b,但

植物甲的呼吸速率(d)大于植物乙的呼吸速率(c),所以植物甲的總光合速率大于植

物乙的總光合速率。當(dāng)CO2濃度為q時，植物甲的凈光合速率為0,植物乙的凈

光合速率為b,此時植物乙與植物甲固定的CO2量(總光合速率)的差值=b+c-do

技法提升

植物“三率”的判定

⑴根據(jù)坐標(biāo)曲線判定：當(dāng)光照強度為0時，若CO?吸收值為負值，該值的絕

對值代表呼吸速率，該曲線代表凈光合速率，當(dāng)光照強度為。時，若CO2吸收值

為0,該曲線代表真正光合速率。

(2)根據(jù)關(guān)鍵詞判定

項目表示方法（單位時間內(nèi)）

級粒體產(chǎn)生co?圾粒體吸收O?

呼吸量；黑暗條件下量；黑暗條件下有機物的

速率細胞（植物體）細胞（植物體）消耗量

釋放C（）2i吸收（）,量

凈光合細胞（植物體）細胞（植物體）有機物的

速率吸收CO2ft釋放量積累量

真正光有機物的

葉綠體固定CQ量葉綠體產(chǎn)生a量

合速率制造量

f題型二密.閉環(huán)境中和天.放環(huán)境中植物.光合速率與呼.吸速率分析

5.將某種植物栽培于玻璃溫室內(nèi)，下圖為用C02濃度測定儀測定的密閉玻

璃溫室內(nèi)一晝夜C02濃度的變化情況，則下列相關(guān)說法不正確的是（）

玻

璃

罩

內(nèi)

濃

度

24681012141618202224一晝夜(h)

A.圖中曲線表示植物積累有機物的區(qū)段是bf

B.g點與a點相比，植物體內(nèi)有機物含量更高

C.de段CO?濃度下降趨于平緩的原因主要是CO?供應(yīng)不足

D.b、c、d三點的C3含量滿足c>b,c>d

答案D

解析分析題圖，當(dāng)測定的二氧化碳濃度下降時，表示光合速率大于呼吸速

率，即植物積累有機物，因此圖中曲線積累有機物的區(qū)段是bf段，A正確；g點

C02濃度低于a點，說明經(jīng)過24小時后植物吸收C02,積累有機物，B正確；de

段氣孔關(guān)閉，C02供應(yīng)不足，光合速率下降，C02濃度下降趨于平緩，C正確；

be段光照逐漸增強，NADPH和ATP增多，C3含量減少，即c<b,cd段CO2供

應(yīng)減少，C3含量減少，即c>d,D錯誤。

6.如圖表示的是一晝夜北方某作物植株C02吸收量的變化。甲圖為盛夏某

一晴天，乙圖是在春季的某一晴天。對兩圖的相關(guān)原因分析不正確的是（）

co,?

吸

收

收O

I

co,I

釋

放

ffl

,兩圖中B點植物干重均低于A點時的干重

B.植株有機物總積累可用橫軸上、下曲線圍成的有關(guān)面積表示，適當(dāng)提高

溫度可增加0A的絕對值

C.兩圖中DE時間段葉綠體中三碳化合物含量均大大減少

D.甲圖中E點與G點相比，葉綠體中的ATP含量較多

答案C

解析G點光合作用強度與呼吸作用強度相等，以后呼吸作用強度大于光合

作用強度，故有機物積累最多的是G點，兩圖中AB段只進行呼吸作用，故B點

植物干重均低于A點時的干重，A正確；有機物總積累可用橫軸上、下曲線圍成

的有關(guān)面積表示，適當(dāng)提高溫度可提高呼吸強度，B正確；甲圖DE時由于光照

強，氣溫高，導(dǎo)致蒸騰作用強，水分散失多，氣孔關(guān)閉，C02供應(yīng)減少，三碳化

合物來源減少，去路未變，含量減少，乙圖是由于光照強度減弱，光反應(yīng)減弱，

三碳化合物去路減少，三碳化合物來源不變，含量會升高，C錯誤；甲圖中E點

與G點相比，E點光合作用強度比G點強，葉綠體中的ATP含量較多，D正確。

題后歸納

1.相對密閉的環(huán)境中，一晝夜C02含量的變化曲線圖和。2含量的變化曲線圖

的比較

一晝夜C02含量的變化曲線圖（小室一晝夜。2含量的變化曲

比較項目

中CO2變化狀況）線圖（小室中。2變化狀況）

〔CO2的含量。2的含1/L

MV

圖示M

0「時「0-C-」:時茴

曲線分析C點、E點：光合作用強度=呼吸作用強度

CE段：C02含量下降（。2含量上升），光合作用強度〉呼吸作用強

度

MC段和EN段：COa含量上升（02含量下降），光合作用強度〈呼

吸作用強度

光合作用開始于C點之前，結(jié)束于E點之后

C02含量最高點為C點對應(yīng)的CO2含。2含量最高點為E點對應(yīng)

含量最高點

量的。2含量

C02含量最低點為E點對應(yīng)的C02含。2含量最低點為C點對應(yīng)

含量最低點

量的。2含量

如果N點低于說明經(jīng)過一晝夜，植物體內(nèi)的有機物說明經(jīng)過一晝夜，植物體

M點總量增加內(nèi)的有機物總量減少

續(xù)表

一晝夜C02含量的變化曲線圖（小一晝夜。2含量的變化曲線圖（小

比較項目

室中C02變化狀況）室中。2變化狀況）

如果N點說明經(jīng)過一晝夜，植物體內(nèi)的有說明經(jīng)過一晝夜，植物體內(nèi)的有

高于M點機物總量減少機物總量增加

如果N點

說明經(jīng)過一晝夜，植物體內(nèi)的有說明經(jīng)過一晝夜，植物體內(nèi)的有

與M點一

機物總量不變機物總量不變

樣高

天中C02吸收和釋放變化曲線圖如下

c

C02

的

吸

收

。laTh

C處積累M機物—

的制造有機物----1

釋

放消耗有機物---------

a點：凌晨2?4時，溫度降低，呼吸作用減弱，C02釋放量減少。

b點：上午6時左右，太陽出來，開始進行光合作用。

be段：由于光照較弱，光合作用強度小于呼吸作用強度。

c點：上午7時左右，光合作用強度等于呼吸作用強度。

ce段：上午7時至下午6時左右，光合作用強度大于呼吸作用強度。

d點：溫度過高，失水過多氣孔大量關(guān)閉，出現(xiàn)“光合午休”現(xiàn)象。

e點：下午6時左右，光合作用強度等于呼吸作用強度。

ef段：光合作用強度小于呼吸作用強度，f點之后植物停止光合作用。

溫馨提示：關(guān)于有機物情況：

積累有機物時間段：ce段；

制造有機物時間段：bf段；

消耗有機物時間段：0g段；

一天中有機物積累最多的時間點：e點；

一晝夜有機物的積累量：SP-SM-SNO

△題型三光合.作用與細胞呼.吸曲線中二.關(guān)鍵點:移動.方向分析

7.下面為幾種環(huán)境因素對植物光合作用影響的關(guān)系圖，有關(guān)描述錯誤的是

1C()2吸收速率[CO?吸收速率[光合產(chǎn)址

濃度為0.03%

/q-濃度為o.oi%

°■C()2濃-0彳：光照強一°光照強度

圖1圖2圖3

A.圖1中，若光照強度適當(dāng)增強至最適狀態(tài)，a點左移，b點右移

B.圖2中，若C02濃度適當(dāng)增大至最適狀態(tài)，a點右移，b點左移

C.圖3中，a點與b點相比，a點時葉綠體中C3含量相對較多

D.圖3中，限制b點光合作用的主要因素是光照強度和C02濃度

答案B

解析由圖示分析可知：圖1中，a點表示C02補償點，b點表示C02飽和

點，當(dāng)光照強度適當(dāng)增強至最適狀態(tài)，光合速率增大，b點右移，要使光合速率

等于呼吸速率，a點左移，A正確；圖2中，a點表示光補償點，b點表示光飽和

點，根據(jù)圖1分析過程可知a點左移，b點右移，B錯誤；圖3中，b點時，光照

強度和CCh濃度均是光合作用的限制因素，a點和b點的光照強度相同，a點的

CO2濃度高于b點的CO2濃度，故a點時葉綠體中C3含量比b點多，C、D正確。

8.已知某植物光合作用和呼吸作用的最適溫度分別為25℃和30℃,如圖

表示30℃時光合速率與光照強度的關(guān)系。若溫度降到25c（原二氧化碳濃度不

變），理論上圖中相應(yīng)點a、b、d的移動方向分別是（）

C

9

吸

收

量

。C

P光照強度

釋

放

后

A.下移、右移、右上移B.下移、左移、左下移

C.上移、左移、右上移D.上移、右移、右上移

答案C

解析圖中a、b、d三點分別表示細胞呼吸速率、光補償點和在光飽和點時

的光合作用速率。據(jù)題意，由于光合作用酶和細胞呼吸酶的最適溫度不同，當(dāng)溫

度由30°C降到25°C時，細胞呼吸速率降低，a點上移；b點表示光合作用速率=

細胞呼吸速率，在25c時細胞呼吸作用速率降低，光合作用速率增大，在除光照

強度外其他條件不變的情況下，要使其仍然相等，需降低光照強度以使光合作用

速率減弱，即b點左移；d點表示光飽和點時的光合作用速率，當(dāng)溫度由30℃降

到光合作用最適溫度25c時，光飽和點增大，最大凈光合速率增大，d點向右上

方移動。

技法提升

光（CO2）補償點與光（CO2）飽和點及其移動問題

CO?吸收

/（co?）飽和F

0C光照強度（CO?濃度）

co?釋放A光（CO—補償點

(1)光(C02)補償點的移動

①呼吸速率增加，其他條件不變時，光(C02)補償點應(yīng)右移，反之左移。

②呼吸速率基本不變，相關(guān)條件的改變使光合速率下降時，光(C02)補償點應(yīng)

右移，反之左移。

(2)光(82)飽和點的移動：相關(guān)條件的改變，使光合速率增大時，光(C02)飽

和點C應(yīng)右移(C點右上移)，反之左移(C點左下移)。

(3)陰生植物與陽生植物相比，C02(或光)補償點和飽和點都應(yīng)向左移動。

d題型四植物.是否生長的判.斷

9.將某種植物放在特定的實驗裝置內(nèi)，研究溫度對光合作用與呼吸作用的影

響，實驗以該植物葉綠體光合作用吸收的C02總量與線粒體呼吸作用C02的釋放

量為指標(biāo)，實驗結(jié)果如下表所示。下列對該植物數(shù)據(jù)表格分析正確的是()

溫度(℃)202530354045

光照下葉綠體CO2吸收總量

(mg/h)

黑暗中CO2釋放量(mg/h)

A.晝夜不停地光照，溫度為20℃時該植物不能生長

B.晝夜不停地光照，溫度為45℃時，最有利于有機物的積累

C.每天交替進行12h光照12h黑暗，溫度均保持在45℃條件下，能正常

生長

D.每天交替進行12h光照12h黑暗，溫度均保持在35℃條件下，能正常

生長

答案D

解析溫度為20C時，光照下葉綠體CO2吸收總量為1.00mg/h,該值表示

真光合速率，真正光合速率大于呼吸速率，凈光合速率大于0,晝夜不停地光照,

該植物能夠正常生長，A錯誤；晝夜不停地光照，溫度為35℃時有機物積累最多,

B錯誤；每天交替進行12h光照、12h黑暗，溫度均保持在45c時，XX24=

-30(mg)<0,不能正常生長，C錯誤；每天交替進行12h光照、12h黑暗，溫度

均保持在35℃時，該植物的有機物積累量=12X3.25-24X=3(mg),故該植物

可以正常生長，D正確。

10.(2021.臨沂模擬)在C02濃度及其他外界條件適宜且穩(wěn)定的條件下，測得

某栽培植物葉肉細胞適宜光照條件下的凈光合速率和黑暗條件下的呼吸速率隨溫

度的變化情況如圖。下列分析錯誤的是()

A.催化光合作用與呼吸作用的酶的最適溫度不同

B.在30℃時，該植物的總光合速率最大

C.在40°C時，該植物在適宜光照條件下能正常生長

D.每天光照、黑暗各處理12h,該植物25c時仍能正常生長

答案C

解析呼吸作用的最適溫度在40℃左右，而光合作用的最適溫度在30℃左

右，A正確；據(jù)圖分析可知，在30C時，該植物的總光合作用速率最大，B正確；

40℃時，凈光合速率為0,該植物在適宜光照條件下不能正常生長，C錯誤；每

天光照、黑暗各處理12h,該植物25℃時24h內(nèi)有機物的積累量為(4-3)X12

=12>0,能正常生長，D正確。

技法提升

“晝夜有機物積累量法”判斷植物是否生長

晝夜有機物積累量=實際光合速率X光合時間-呼吸速率X24小時=凈光

合速率X光照時間-呼吸速率X黑暗時間。

①晝夜有機物積累量>0,植物生長。

②晝夜有機物積累量W0,植物不生長，長時間小于0,植物將死亡。

考點3光合速率和呼吸速率的測定

-裝置圖液滴移動法

氣體體積變化法測光合作用02產(chǎn)生或C02消耗的體積

甲乙

(1)裝置中溶液的作用

在測細胞呼吸速率時，NaOH溶液可吸收容器中的C02；在測凈光合速率時

NaHCCh溶液可提供CO2,能保證容器內(nèi)CO2濃度的恒定。

(2)測定原理

①甲裝置在黑暗條件下植物只進行細胞呼吸，由于NaOH溶液吸收了細胞呼

吸產(chǎn)生的CO2,所以單位時間內(nèi)紅色液滴左移的距離表示植物的。2吸收速率，可

代表呼吸速率。

②乙裝置在光照條件下植物進行光合作用和細胞呼吸，由于NaHCCh溶液保

證了容器內(nèi)C02濃度的恒定，所以單位時間內(nèi)紅色液滴右移的距離表示植物的

02釋放速率，可代表凈光合速率。

③真正光合速率=凈光合速率+呼吸速率。

(3)測定方法

①將植物置于黑暗中(甲裝置)一定時間，記錄紅色液滴移動的距離，計算呼

吸速率。

②將同一植物置于光下(乙裝置)一定時間，記錄紅色液滴移動的距離，計算

凈光合速率。

③根據(jù)呼吸速率+凈光合速率=真正光合速率可計算得到真正光合速率。

(4)物理誤差的校正

為防止氣壓、溫度等物理因素所引起的誤差，應(yīng)設(shè)置對照實驗，即用死亡的

綠色植物分別進行上述實驗，根據(jù)紅色液滴的移動距離對原實驗結(jié)果進行校正。

1.下圖為測定光合作用的實驗裝置圖，錐形瓶內(nèi)裝有水草和適宜濃度的

Na2cO3/NaHCO3溶液，一段時間適宜強度的光照后，U形管左側(cè)管內(nèi)液面的高度

變化和錐形瓶中液體的pH變化分別是()

A.升局、升局B.升局、降低

C.降低、升高D.降低、降低

答案C

解析在一定溫度、適宜濃度的Na2co3/NaHCO3和適宜光照條件下，錐形

瓶中的水草光合作用強度大于呼吸作用強度，水草光合作用釋放氧氣大于呼吸作

用消耗的氧氣，。2幾乎不溶于水，故隨著反應(yīng)的進行，。2越來越多，其壓強增大

造成U形管左側(cè)液面下降、右側(cè)液面上升，瓶內(nèi)的NaHCCh溶液可分解為光合作

用提供C02,導(dǎo)致錐形瓶內(nèi)液體的pH升高。

2.某轉(zhuǎn)基因作物有很強的光合作用能力。某中學(xué)生物興趣小組在暑假開展了

對該轉(zhuǎn)基因作物光合作用強度測試的研究課題，設(shè)計了如圖所示裝置。請你利用

這些裝置完成光合作用強度的測試實驗，并分析回答有關(guān)問題。

A為開關(guān)

B為玻璃鐘罩

C為轉(zhuǎn)基因作物

D為燒杯

E為紅眼水滴

F為直尺

實驗藥品：

NallCO、或NaOH

溶液

乙裝置

(1)先測定植物的呼吸作用強度，方法步驟如下:

①甲、乙兩裝置的D中都放入裝置乙作為對照。②將甲、乙裝置

的玻璃鐘罩進行處理，放在溫度等相同且適宜的環(huán)境中。

③30分鐘后分別記錄甲、乙兩裝置中紅墨水滴移動的方向和距離。

(2)測定植物的凈光合作用強度，方法步驟如下：

①甲、乙兩裝置的D中放入

②把甲、乙裝置放在

③30分鐘后分別記錄甲、乙兩裝置中紅墨水滴移動的方向和距離。

(3)實驗進行30分鐘后，記錄的甲、乙裝置中紅墨水滴移動情況如下表:

實驗30分鐘后紅墨水滴移動情況

測定植物呼甲裝置_(填“左”或“右”)移1.5cm

吸作用強度乙裝置右移0.5cm

測定植物凈甲裝置_(填“左”或“右”)移4.5cm

光合作用強度乙裝置右移0.5cm

(4)假設(shè)紅墨水滴每移動1cm,植物體內(nèi)的葡萄糖增加或減少1g,那么該植

物的呼吸速率是________g/h；白天光照15h,一晝夜葡萄糖的積累量是________

g(不考慮晝夜溫差的影響)。

答案(1)①NaOH溶液②遮光

(2)①NaHCO3溶液，裝置乙作為對照②光照充足、溫度等相同且適宜的環(huán)

境中

⑶左右(4)484

解析(1)在測呼吸作用強度時一定要將實驗裝置置于黑暗條件下，使植物只

進行呼吸作用。植物進行呼吸作用消耗一定量的。2,釋放等量的CO2,而CO2

可以被NaOH溶液吸收，根據(jù)一定時間內(nèi)玻璃鐘罩內(nèi)氣體體積的減少量即可計算

出呼吸作用強度。

(2)在測定凈光合作用強度時要滿足光合作用所需的條件：適宜的溫度、充足

的光照、一定濃度的CO2(由NaHCCh溶液提供),光合作用過程中消耗一定量CO2,

產(chǎn)生等量。2,而NaHCCh溶液可保證裝置內(nèi)C02濃度的恒定，因此，玻璃鐘罩內(nèi)

氣體體積的變化只受02釋放量的影響，而不受C02氣體減少量的影響。

(3)若該裝置測定細胞呼吸作用強度時，液滴的移動來自氧氣的吸收量，液滴

向左移動；若該裝置測定植物的凈光合作用強度時，液滴的移動來自氧氣的釋放

量，液滴向右移動。

(4)對照實驗裝置乙中紅墨水滴右移是環(huán)境因素(如氣壓等)對實驗產(chǎn)生影響的

結(jié)果，實驗裝置甲同樣也受環(huán)境因素的影響，因此，植物呼吸作用消耗。2量等于

玻璃鐘罩內(nèi)氣體體積的改變量，即該植物的呼吸速率為(L5+0.5)X2=4(g/h)；凈

光合速率為(4.5-0.5)X2=8(g/h),白天光照15h的凈光合作用量是8X15=

120(g),一晝夜葡萄糖的積累量等于15h的光合作用實際產(chǎn)生量減去24h的呼吸

作用消耗量，等同于15h的凈光合作用量減去9h的呼吸作用消耗量，即120-

4X9=84(g)o

技法提升

光合作用和細胞呼吸實驗探究中常用實驗條件的控制

(1)增加水中02——泵入空氣或吹氣或放入綠色水生植物；

(2)減少水中02——容器密封或油膜覆蓋或用涼開水；

(3)除去容器中CO2——氫氧化鈉溶液；

(4)除去葉中原有淀粉—置于黑暗環(huán)境中；

(5)除去葉中葉綠素——酒精隔水加熱；

(6)除去光合作用對呼吸作用的干擾——給植株遮光；

(7)如何得到單色光——棱鏡色散或薄膜濾光；

(8)線粒體提取——細胞勻漿離心。

二半葉法

將葉片一半遮光，一半曝光，遮光的一半測得的數(shù)據(jù)變化值代表呼吸作用強

度值，曝光的一半測得的數(shù)據(jù)變化值代表凈光合作用強度值，最后計算真正光合

作用強度值。需要注意的是該種方法在實驗之前需對葉片進行特殊處理，以防止

有機物的運輸。

3.某研究小組采用“半葉法”對番茄葉片的光合速率進行測定。將對稱葉片

的一部分(A)遮光，另一部分(B)不做處理，并采用適當(dāng)?shù)姆椒ㄗ柚箖刹糠值奈镔|(zhì)

和能量轉(zhuǎn)移。在適宜光照下照射6小時后，在A、B的對應(yīng)部位截取同等面積的

葉片，烘干稱重，分別記為MA、MB,獲得相應(yīng)數(shù)據(jù)，則可計算出該葉片的光合

速率，其單位是mg/(dm2?h)。請分析回答下列問題:

⑴MA表示葉片初始質(zhì)量-6個小時呼吸作用有機物的消耗量；MB表示

+6個小時-6個小時呼吸作用有機物的

消耗量。

⑵若M=MB-MA,則M表示