非選擇題解題模板

題型?光合作用與呼吸作用

J題型解讀■.....................................................................

從關(guān)于光合作用與呼吸作用的歷年多地高考題來(lái)看，這是一個(gè)比較成熟的考試內(nèi)容，此類題

型屬于高考非選擇題中的高頻考點(diǎn)，首先考生要熟悉掌握光合與呼吸作用的相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn),

然后結(jié)合題干中的有效信息進(jìn)行作答，此類非選擇題中做題技巧包括識(shí)圖，表格，圖像，情

境信息及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等體現(xiàn)綜合能力比較強(qiáng)的一類簡(jiǎn)答題。

I考向探究■

考向1光合呼吸曲線類（包括影響因素）

考向2光合作用過(guò)程的判斷

考向3C3、C4、CAM植物及光呼吸

考向4呼吸作用過(guò)程及方式判斷

|模板構(gòu)建與運(yùn)用■

（說(shuō)明：模型解題十做題技巧+真題演練+遷移運(yùn)用，全方位解透題型）

考向1光合呼吸曲線類（包括影響因素）

模型解

?曲線分析

C

光補(bǔ)

償點(diǎn)

/光飽和點(diǎn)

。B

陰光照強(qiáng)度

道

良

<35

6位點(diǎn)移動(dòng)

（1）A點(diǎn)的移動(dòng):A點(diǎn)代表呼吸速率，細(xì)胞呼吸增強(qiáng),A點(diǎn)下移;反之,A點(diǎn)上移。

（2）光補(bǔ)償點(diǎn)的移動(dòng)

①呼吸速率增加，其他條件不變時(shí)，光補(bǔ)償點(diǎn)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(shí)，光補(bǔ)償點(diǎn)應(yīng)右移，反之左移。

（3）光飽和點(diǎn)的移動(dòng)

相關(guān)條件的改變（如增大C02濃度）使光合速率增大時(shí)，光飽和點(diǎn)C應(yīng)右移（C點(diǎn)右上移），反之C

應(yīng)左移（C點(diǎn)左下移）。

E3EO巧

>1.注意題干中的細(xì)節(jié)信息：

例如：（1）若題干中給出的信息是葉綠體吸收C02或葉綠體釋放02的量，則該數(shù)據(jù)為總光合速率。

（2）整株綠色植物凈光合速率為0時(shí)，葉肉細(xì)胞的光合作用強(qiáng)度大于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度。

>2.做題中要注意“關(guān)鍵詞”來(lái)研究總光合速率、凈光合速率和呼吸速率的關(guān)系

（1）總（真正）光合速率

①用C02的量來(lái)衡量：“同化”、"固定''或“消耗”

②用02的量來(lái)衡量：“產(chǎn)生”或"制造”

③用有機(jī)物的量來(lái)衡量：“產(chǎn)生”、“合成”或“制造”

（2）凈（表觀）光合速率

①用C02的量來(lái)衡量：“吸收”、"減少”

②用02的量來(lái)衡量：“釋放”或“增加”

③用有機(jī)物的量來(lái)衡量：“積累”、“增加”或“凈產(chǎn)生”

>3.真正光合速率=7爭(zhēng)光合速率+細(xì)胞呼吸速率

>4.影響光飽和點(diǎn)的環(huán)境因素有溫度、CCh濃度，內(nèi)因有葉綠體中色素含量、醐的含量、能

的活性等

on演練

例1（2023?廣東?統(tǒng)考高考真題）光合作用機(jī)理是作物高產(chǎn)的重要理論基礎(chǔ)。大田常規(guī)栽培時(shí),

水稻野生型（WT）的產(chǎn)量和黃綠葉突變體（ygl）的產(chǎn)量差異不明顯，但在高密度栽培條件下

ygl產(chǎn)量更高，其相關(guān)生理特征見(jiàn)下表和圖。（光飽和點(diǎn)：光合速率不再隨光照強(qiáng)度增加時(shí)的

光照強(qiáng)度；光補(bǔ)償點(diǎn)：光合過(guò)程中吸收的CCh與呼吸過(guò)程中釋放的CO2等量時(shí)的光照強(qiáng)度。

水稻材料葉綠素（mg/g）類胡蘿卜素（mg/g）類胡蘿卜素/葉綠素

WT4.080.630.15

ygl1.730.470.27

35

?

Q30

耕*E

￡25

照

二

?

也

。20

(反

泥o15

<u限

)10

o矍

u

m怠5

)

率

一0

a

分析圖表，回答下列問(wèn)題：

（2）光照強(qiáng)度逐漸增加達(dá)到2000gmolnN5時(shí)，ygl的凈光合速率較WT更高，但兩者凈光合速

率都不再隨光照強(qiáng)度的增加而增加，比較兩者的光飽和點(diǎn)，可得yglWT（填“高于”、

“低于”或"等于。ygl有較高的光補(bǔ)償點(diǎn)，可能的原因是葉綠素含量較低和。

（3）與WT相比，ygl葉綠素含量低，高密度栽培條件下，更多的光可到達(dá)下層葉片，且ygl群

體的凈光合速率較高,表明該群體，是其高產(chǎn)的原因之一。

（4）試分析在0~50pmolm。s1范圍的低光照強(qiáng)度下，WT和ygl凈光合速率的變化，在給出的坐

標(biāo)系中繪制凈光合速率趨勢(shì)曲線。在此基礎(chǔ)上，分析圖a和你繪制的曲線，比較高光照強(qiáng)度和

低光照強(qiáng)度條件下WT和ygl的凈光合速率，提出一個(gè)科學(xué)問(wèn)題

O

01020304050

光照強(qiáng)度[nmol?-s1]

例2（2023?遼寧?統(tǒng)考高考真題）花生抗逆性強(qiáng)，部分品種可以在鹽堿土區(qū)種植。卜圖是四個(gè)

品種的花生在不同實(shí)驗(yàn)條件下的葉綠素含量相對(duì)值（SPAD）（圖I）和凈光合速率（圖2）。

回答下列問(wèn)題：

光照強(qiáng)度Emol?十?『）oLQR.g

?2.Cg.kg1

?3.Og.kg1

比照密度（nmol

圖2

⑶在光照強(qiáng)度為500陽(yáng)01而。無(wú)NaCl添加的條件下，LH12的光合速率（填“大

于”“等于或小于，）HH1的光合速率，判斷的依據(jù)是

___________________________________________________o在光照強(qiáng)度為1500j.imolm2's-LNaCI

添加量為3.Ogkg咱勺條件下，HY25的凈光合速率大于其他三個(gè)品種的凈光合速率，原因可能

是HY25的含量高，光反應(yīng)生成更多的,

促進(jìn)了暗反應(yīng)進(jìn)行。

遷移運(yùn)用

1.通過(guò)研究遮陰對(duì)花生光合作用的影響，為花生的合理間種提供依據(jù)。研究人員從開(kāi)花至果實(shí)

成熟，每天定時(shí)對(duì)花生植株進(jìn)行遮陰處理。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表所示。

指標(biāo)

低于5klx光合

單株光合單株葉光單株果實(shí)

處理光飽和光補(bǔ)償曲線的斜率葉綠素含量

產(chǎn)量合產(chǎn)量光合產(chǎn)量

點(diǎn)（klx）點(diǎn)（lx）(mgCO?.dm-（mgdm'2）

（g干重）（g干重）（g干重）

2.hr1.klx")

不遮陰405501.222.0918.923.258.25

遮陰2小時(shí)355151.232.6618.843.058.21

遮陰4小時(shí)305001.463.0316.643.056.13

注：光補(bǔ)償點(diǎn)指當(dāng)光合速率等于呼吸速率時(shí)的光強(qiáng)度。光合曲線指光強(qiáng)度與光合速率關(guān)系的曲

線。

回答下列問(wèn)題：

（1）從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，花生可適應(yīng)弱光環(huán)境，原因是在遮陰條件下，植株通過(guò)增加,

提高吸收光的能力；結(jié)合光飽和點(diǎn)的變化趨勢(shì)，說(shuō)明植株在較低光強(qiáng)度下也能達(dá)到最大

的;結(jié)合光補(bǔ)償點(diǎn)的變化趨勢(shì)，說(shuō)明植株通過(guò)降低,使其在較低的光

強(qiáng)度下就開(kāi)始了有機(jī)物的積累。根據(jù)表中的指標(biāo)可以判斷，實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)，遮陰時(shí)

間越長(zhǎng)，植株利用弱光的效率越高。

2.圖1所示為光合作用過(guò)程中部分物質(zhì)的代謝關(guān)系（①?⑦表示代謝途徑）。Rubisc。是光合

作用的關(guān)鍵酶之一，CCh和02競(jìng)爭(zhēng)與其結(jié)合，分別催化C5的竣化與氧化。3竣化固定CO?

合成糖；C5氧化則產(chǎn)生乙醇酸（C2）,C2在過(guò)氧化物酶體和線粒體協(xié)同下，完成光呼吸碳氧

化循環(huán)。請(qǐng)都圖回各下列問(wèn)題

(

尊

四

/\C5（RUBP）；

線

O

鋁

。

氧

化bisco

物

也野飛吧L—H6O?1

ADP⑤

線

迷ADP/

ATP

三磕楣（GAP）

葉綠體

圖I圖II

（3）將葉片置于一個(gè)密閉小室內(nèi)，分別在CO?濃度為0和0.03%的條件下測(cè)定小室內(nèi)CCh濃度

的變化，獲得曲線a、b（圖II）。

②曲線b,當(dāng)時(shí)間到達(dá)t2點(diǎn)后，室內(nèi)C02濃度不再改變，其原因是o

3.將純凈水洗凈的河沙倒入潔凈的玻璃缸中制成沙床，作為種子萌發(fā)和植株生長(zhǎng)的基質(zhì)。某水

稻品種在光照強(qiáng)度為8?lOpmol/（sm2）時(shí)，固定的CO2量等于呼吸作用釋放的CO2量;H照

時(shí)長(zhǎng)短于12小時(shí)才能開(kāi)花。將新采收并解除休眠的該水稻種子表面消毒，浸種1天后，播種

于沙床上。將沙床置于人工氣候室中，保濕透氣，晝/夜溫為35。。25。（2,光照強(qiáng)度為2國(guó)口01/

（s-m2）,每天光照時(shí)長(zhǎng)為14小時(shí)?；卮鹣铝袉?wèn)題：

（2）若將該水稻適齡秧苗栽植于上述沙床上，光照強(qiáng)度為lO^mol/（sn?）,其他條件與上述實(shí)

驗(yàn)相同，該水稻（填“能''或"不能”）繁育出新的種子，理由是

___________________________________________________________________（答出兩點(diǎn)即可）。

4.不同條件下植物的光合速率和光飽和點(diǎn)（在一定范圍內(nèi)，隨光照強(qiáng)度的增加，光合速率增大,

達(dá)到最大光合速率時(shí)的光照強(qiáng)度稱為光飽和點(diǎn)）不同，研究證實(shí)高濃度臭氧（。3）對(duì)植物的光

合作用有影響。用某一高濃度03連續(xù)處理甲、乙兩種植物75天，在第55天、65天、75天分

別測(cè)定植物凈光合速率，結(jié)果如圖1、圖2和圖3所示。

天

3055天3065

2

253252

#3等

米

20米20

a

55^

1n^>1^

0>0/

1/1u

um

55o

ml

0o0.

-m

m?

5.5&

.2s

-LS-l

-10n------1------1------1------r-10^------1------1------1------r-lOn------1------1------1------r

050010001500200005001000150020000500100015002000

光照強(qiáng)度/jimolm%"光照強(qiáng)度光照強(qiáng)度/jimoLmNs"

圖1圖2圖3

【注】曲線1：甲對(duì)照組，曲線2:乙對(duì)照組，曲線3:甲實(shí)驗(yàn)組，曲線4:乙實(shí)驗(yàn)組。

回答下列問(wèn)題：

（1）圖1中，在高濃度03處理期間，若適當(dāng)增加環(huán)境中的CO2濃度，甲、乙植物的光飽和點(diǎn)會(huì)

（填“減小”、“不變”或“增大”）O

考向2光合作用過(guò)程的判斷

模國(guó)用目

AL光合作用過(guò)程

（1）光反應(yīng)階段：場(chǎng)所在葉綠體類囊體薄膜，發(fā)生水的光解、ATP和NADPH的生成；

光反應(yīng)階段：必須有光才能進(jìn)行，反應(yīng)部位在類囊體的薄膜上。在這個(gè)階段，葉綠體中光合色

素吸收的光能首先將水分解成氧和H+。其中氧以分子形式氧氣釋放，H+與NADP+結(jié)合，形成

NADPHoNADPH是活潑的還原劑，參與暗反應(yīng)階段的化學(xué)反應(yīng)。光合色素吸收的另一部分

光能，在解的作用下，使ADP與Pi反應(yīng)形成ATP,用于暗反應(yīng)。

（2）暗反應(yīng)階段：場(chǎng)所在葉綠體的基質(zhì)，發(fā)生CO2的固定和C3的還原，消耗ATP和NADPHo

暗反應(yīng)階段：需要多種酶參與，在有光、無(wú)光的條件下均可進(jìn)行，反應(yīng)部位在葉綠體基質(zhì)中。

這個(gè)階段綠葉通過(guò)氣孔從外界吸收CCh，在特定酶（CO2固定酶）的作用下與C5（一種五碳

化合物）結(jié)合，這個(gè)過(guò)程叫作C02的固定。一分子的C02被固定后，很快形成兩個(gè)C3。在酶

的作用下C3接受ATP和NADPH釋放的能量，并且被NADPH還原，一部分接受能量并被還

原的C3經(jīng)過(guò)一系列酶的作用轉(zhuǎn)化為糖類，另一些接受能量被還原的C3又形成C5,參與CCh

的固定。暗反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是同化CCh，將活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的化學(xué)能，儲(chǔ)存在有機(jī)物中。

02.綠葉中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)

提取色素時(shí)需要加入無(wú)水乙醇（溶解色素）、石英砂（使研磨更充分）和碳酸鈣（防止色素被

破壞）；分離色素時(shí)采用紙層析法，原理是色素在層析液中的溶解度不同，隨著層析液擴(kuò)散的

速度不同，最后的結(jié)果是觀察到四條色素帶，從上到下依次是胡蘿卜素（橙黃色）、葉黃素（黃

色）、葉綠素a（藍(lán)綠色）、葉綠素b（黃綠色）。

O3.葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光。

題技巧

>（1）光合作用產(chǎn)生的不同于細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的［H］,其中光合作用產(chǎn)生的H+與氧化型輔酶

II（NADP-）結(jié)合形成還原型輔酶II（NADPH）,細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的［H］是指氧化型輔酶］（NAD）轉(zhuǎn)

化成的還原型輔酶l（NADH）。

>（2）在光反應(yīng)中,水分解為氧和H+的同時(shí)，被葉綠體奪去兩個(gè)電子。電子經(jīng)傳遞,可用于NADP-

與H+結(jié)合形成NADPH。

>（3）在暗反應(yīng)中,NADPH既作為還原劑，也能為C3的還原提供能量。

>（4）光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP主要用于C3的還原。

真國(guó)演

例1（2023?全國(guó)?統(tǒng)考高考真題）植物的氣孔由葉表皮上兩個(gè)具有特定結(jié)構(gòu)的保衛(wèi)細(xì)胞構(gòu)成。

保衛(wèi)細(xì)胞吸水體積膨大時(shí)氣孔打開(kāi)，反之關(guān)閉，保衛(wèi)細(xì)胞含有葉綠體，在光下可進(jìn)行光合作用。

已知藍(lán)光可作為一種信號(hào)促進(jìn)保衛(wèi)細(xì)胞逆濃發(fā)梯度吸收K+.有研究發(fā)現(xiàn)，用飽和紅光（只用

紅光照射時(shí)，植物達(dá)到最大光合速率所需的紅光強(qiáng)度）照射某植物葉片時(shí)，氣孔開(kāi)度可達(dá)最大

開(kāi)度的60%左右?；卮鹣铝袉?wèn)題。

（2）紅光可通過(guò)光合作用促進(jìn)氣孔開(kāi)放，其原因是。

（3）某研究小組發(fā)現(xiàn)在飽和紅光的基礎(chǔ)上補(bǔ)加藍(lán)光照射葉片，氣孔開(kāi)度可進(jìn)一步增大，因此他

們認(rèn)為氣孔開(kāi)度進(jìn)一步增大的原因是，藍(lán)光促進(jìn)保衛(wèi)細(xì)胞逆濃度梯度吸收K+。請(qǐng)推測(cè)該研究

小組得出這一結(jié)論的依據(jù)是o

例2（2023?全國(guó)?統(tǒng)考高考真題）某同學(xué)將從菠菜葉中分離到的葉綠體懸浮于緩沖液中，給該

葉綠體懸浮液照光后糖產(chǎn)生?；卮鹣铝袉?wèn)題。

（1）葉片是分離制備葉綠體的常用材料，若要將葉肉細(xì)胞中的葉綠體與線粒體等其他細(xì)胞器分

離，可以采用的方法是（答出1種即可）。葉綠體中光合色素分布上,

其中類胡蘿卜素主要吸收（填“藍(lán)紫光”“紅光”或“綠光”）。

(2)將葉綠體的內(nèi)膜和外膜破壞后，加入緩沖液形成懸浮液，發(fā)現(xiàn)黑暗條件下懸浮液中不能產(chǎn)

生糖，原因是。

例3(2023?海南?高考真題)海南是我國(guó)火龍果的主要種植區(qū)之一、由于火龍果是長(zhǎng)日照植物,

冬季日照時(shí)間不足導(dǎo)致其不能正常開(kāi)花，在生產(chǎn)實(shí)踐中需要夜間補(bǔ)光，使火龍果提前開(kāi)花，提

早上市。某團(tuán)隊(duì)研究了同一光照強(qiáng)度下，不同補(bǔ)光光源和補(bǔ)光時(shí)間對(duì)火龍果成花的影響，結(jié)果

如圖。

回答下列問(wèn)題。

(1)光合作用時(shí)，火龍果植株能同時(shí)吸收紅光和藍(lán)光的光合色素是;用紙層析法

分離葉綠體色素獲得的4條色素帶中，以濾液細(xì)線為基準(zhǔn)，按照自下而上的次序，該光合色素

的色素帶位于第條。

(2)本次實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，三種補(bǔ)光光源中最佳的是________________,該光源的最佳補(bǔ)光時(shí)間

是小時(shí)/天，判斷該光源是最佳補(bǔ)光光源的依據(jù)是

1.葉片是給植物其他器官提供有機(jī)物的“源”，果實(shí)是儲(chǔ)存有機(jī)物的“庫(kù)現(xiàn)以某植物為材料研

究不同庫(kù)源比(以果實(shí)數(shù)量與葉片數(shù)量比值表示)對(duì)葉片光合作用和光合產(chǎn)物分配的影響，實(shí)

驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表lo

表1

單位葉面積葉綠素相對(duì)含量78.775.575.0

凈光合速率(gmolm—2s—1)9.318,998.75

果實(shí)中含13c光合產(chǎn)物（mg）21.9637.3866.06

單果重（g）11.8112.2119.59

注：①甲、乙、丙組均保留枝條頂部1個(gè)果實(shí)并分別保留大小基本一致的2、4、6片成熟葉，

用13co2供應(yīng)給各組保留的葉片進(jìn)行光合作用。②凈光合速率：?jiǎn)挝粫r(shí)間單位葉面積從外界

環(huán)境吸收的13co2量。

回答下列問(wèn)題：

（1）葉片葉綠素含量測(cè)定時(shí)，可先提取葉綠體色素，再進(jìn)行測(cè)定。提取葉綠體色素時(shí)，選擇乙

醇作為提取液的依據(jù)是o

（2）研究光合產(chǎn)物從源分配到廢時(shí)，給葉片供應(yīng)13co2J3CO2先與葉綠體內(nèi)的結(jié)

合而被固定，形成的產(chǎn)物還原為糖需接受光反應(yīng)合成的中的化學(xué)能。

合成的糖分子運(yùn)輸?shù)焦麑?shí)等庫(kù)中。在本實(shí)驗(yàn)中，選用13co2的原因有

_________________________________________（答出2點(diǎn)即可）。

（3）分析實(shí)驗(yàn)甲、乙、丙組結(jié)果可知，隨著該植物庫(kù)源比降低，葉凈光合速率L填“升

高”或“降低”）、果實(shí)中含13c光合產(chǎn)物的量__________（填“增加”或“減少”）。庫(kù)源比降低

導(dǎo)致果實(shí)單果重變化的原因是。

2.植物工廠是一種新興的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式，可人工控制光照、溫度、C02濃度等因素。不同光質(zhì)

配比對(duì)生菜幼苗體內(nèi)的葉綠素含量和氮含量的影響如圖甲所小，小同光質(zhì)配比對(duì)生菜幼苗干重

的影響如圖乙所示。分組如下：CK組（白光）、A組（紅光：藍(lán)光=1：2）、B組（紅光：藍(lán)

光=3：2）、C組（紅光：藍(lán)光=2：1）,每組輸出的功率相同。

W

依

惻

帆

噤H-

吉

爵

S

濃度

高82

和

米

度

O2濃

大氣C

15

1

—"

5-10

03

253

20

圖丙

：

問(wèn)題

下列

同答

o

是

因

，原

組高

比CK

重都

的干

、C組

，A、B

可知

圖乙

（2）由

因是—

高，原

的提

產(chǎn)量

生菜

利于

,最有

為

比

配

光

、藍(lán)

用紅

，選

可知

、圖乙

由圖甲

和

產(chǎn)量

T）的

型（W

野生

水稻