第14讲 光合作用的影响因素及应用【知识精研】高考生物一轮复习 课件

必修一第14讲光合作用的影响因素及应用第二单元细胞代谢目标要求1.实验：探究不同环境因素对光合作用的影响。2.光合作用的影响因素及作用。光照强度0CO2吸收CO2释放ABC呼吸速率光补偿点光饱和点D01探究环境因素对光合作用强度的影响02光合作用的影响因素及应用考点03光合作用与细胞呼吸的综合04C3植物、C4植物和CAM植物及光呼吸探究环境因素对光合作用强度的影响01探究环境因素对光合作用强度的影响一、实验原理1.叶片含有空气，上浮叶片下沉O2充满细胞间隙，叶片上浮抽气光合作用产生O22.根据单位时间小圆形叶片浮起的数量的多少，

探究光照强度与光合作用强度的关系。（1）自变量光照强弱（2）因变量光合作用强度探究环境因素对光合作用强度的影响二、材料用具打孔器、注射器、5WLED台灯、米尺、烧杯、绿叶。三、实验步骤1.打孔：用直径为0.6cm的打孔器打出圆形小叶片30片，打孔时避开大叶脉。大叶脉部分含有的叶绿体少。该实验中所取的叶片大小和生理状态应该是相同的，打孔时要取叶片的相同部位。三、实验步骤2.将圆形小叶片置于注射器内，注射器内吸入清水，待排出注射器内残留的空气后，用手指堵住注射器前端的小孔并缓慢地拉动活塞，使圆形小叶片内的空气逸出。重复2～3次。处理后的叶片因为细胞间隙充满了水，所以全部沉到水底。三、实验步骤3.将处理过圆形小叶片放入清水中，黑暗保存，

小圆形叶片全部沉到水底。防止光照干扰实验结果4.取3只小烧杯，分别倒入富含CO2的清水。（1%~2%的NaHCO3溶液）三、实验步骤5.分组实验：分别将10片叶圆片投入3只盛20mLNaHCO3的小烧杯中

并调整5W台灯距离（10、20、30cm）。

吸收光的热量，避免光照时实验装置中温度的变化对实验结果造成干扰。盛水玻璃柱：三、实验步骤

项目烧杯小圆形叶片加富含CO2的清水光照强度叶片浮起数量110片20mL强多210片20mL中中310片20mL弱少6.观察并记录结果四、实验结论

在一定范围内，随着光照强度不断增强，光合作用强度也不断增强。探究环境因素对光合作用强度的影响五、注意事项3.为确保溶液中CO2含量充足，圆形小叶片可以放入

溶液中。光合作用产生的O2大于有氧呼吸消耗的O2，释放氧气，使叶肉细胞间隙充满了气体，浮力增大，叶片上浮。大的叶脉NaHCO3维持装置中CO2浓度的稳定，为光合作用提供CO2。1.叶片上浮的原因2.打孔时要避开

，因为其中没有叶绿体，而且会延长圆形小叶片

上浮的时间，影响实验结果的准确性。NaHCO3缓冲液的作用➺本实验中的数值并不代表真正的光合速率，而是净光合速率探究环境因素对光合作用强度的影响六、变量分析自变量控制方法因变量观测指标光照强度通过调节LED灯与实验装置间的距离来决定单位时间内被抽去空气的圆形小叶片上浮的数量光合作用强度（产氧速率）七、实验拓展控制温度、光照强度相同，在各烧杯中加入不同浓度的NaHCO3溶液，可以用于探究CO2浓度对光合速率的影响。NaHCO3溶液浓度太高，使叶片渗透失水，不利于光合作用。1.

(2024·海口模拟)如图表示测定金鱼藻光合作用强度的密闭实验装置，氧气传感器可监测O2量的变化。已知光饱和点是指植物光合速率达到最大时的最小光照强度。下列叙述错误的是（

）A.NaHCO3溶液可以为金鱼藻光合作用提供CO2B.单色光照射时，相同光照强度下一定时间内用红光比用绿光测到的O2量多C.氧气传感器测到的O2量就是金鱼藻

光合作用产生的O2量D.拆去滤光片，改变光照强度，并将所得数据绘制成曲线可推知其光饱和点C习题巩固O2释放量为净光合2.(2022·昆明高三期末)某实验小组为验证KHCO3对某植物幼苗光合作用的影响，进行了甲、乙两组不同处理的实验，甲组用差速离心法制备叶绿体悬液进行实验，乙组将等量植物幼苗叶片切割成1mm2的叶小片进行实验，然后在适宜光照、20℃恒温条件下用氧电极测量这两组植物的O2释放速率，结果如图所示。下列相关叙述正确的是（

）A.本实验的自变量是KHCO3的浓度，

无关变量为适宜光照、20℃恒温条件B.KHCO3浓度为0.05mol·L－1时，两组实验

的O2释放速率存在差异的原因是光合速率不同C.由该实验可推断，随着KHCO3浓度的增大，小叶片的O2释放速率会一直增大D.加入清水组的小叶片中无O2释放，原因可能

是光合作用产生的O2通过呼吸作用被消耗了D习题巩固自变量：KHCO3的浓度、叶片的处理方式B.有无呼吸作用在此范围内习题巩固3.(2022·海南高考)某小组为探究适宜温度下CO2浓度对光合作用的影响，将四组等量菠菜叶圆片排气后，分别置于盛有等体积不同浓度NaHCO3溶液的烧杯中，从烧杯底部给予适宜光照，记录叶圆片上浮所需时长，结果如图。下列有关叙述正确的是(

)BA.本实验中，温度、NaHCO3浓度和光照都属于自变量B.叶圆片上浮所需时长主要取决于叶圆片

光合作用释放氧气的速率C.四组实验中，0.5%NaHCO3溶液中叶圆片

光合速率最高D.若在4℃条件下进行本实验，

则各组叶圆片上浮所需时长均会缩短光合作用强度可用单位时间单位面积内CO2的消耗量或O2的产生量来表示。是光合作用反应强弱的指标。一般用植物在单位时间内单位面积通过光合作用制造有机物的量（即光合作用速率，是化学中的一种反应速率）来衡量。植物在进行光合作用的同时，还进行呼吸作用。实际测量到的光合作用指标是净光合作用速率，称为表观光合速率。光合作用产生的O2=释放到空气中的O2+呼吸作用消耗的O2线粒体叶绿体O2释放O2（可以测得）叶肉细胞CO2吸收CO2（可以测得）总光合作用=

净光合作用+

呼吸作用有机物的制造量CO2的固定量O2的产生量有机物积累量CO2的吸收量O2的释放量有机物的消耗量CO2的释放量O2的吸收量光合作用强度①先将植物置于黑暗中，测量呼吸速率

。②在有光条件下，测定净光合速率。③计算：真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。光合作用强度2.测定对象：叶绿体测得的就是总光合作用。1.测定对象：植株、叶片、细胞光合作用的影响因素及应用02光合作用的影响因素及应用

CO2+H2O（CH2O)+O2光能叶绿体光CO2的浓度H2O矿质元素（Mg合成叶绿素）温度外因内因酶的种类、数量色素的含量叶龄不同叶面指数（疏密）主要因素（外因：“三度”）：光照强度、温度、CO2浓度环境中CO2浓度、叶片气孔导度光照强度、光质、光照时间光合作用的影响因素及应用一、外部因素1.光照强度【单位：勒克斯（lx）】光照强度0CO2吸收CO2释放ABC呼吸速率光补偿点A点：只进行细胞呼吸，CO2释放量表明此时的呼吸强度。AB段：光合作用<呼吸作用B点：光补偿点，即光合作用强度

=细胞呼吸强度。1.光照强度光照强度0CO2吸收CO2释放ABC呼吸速率光补偿点光饱和点限制因素：CO2浓度、温度、酶含量等DBC段：光合作用>呼吸作用C点：光合作用强度最大。

C点之前限限制光合作用因素是光照强度。D点：光饱和点，增加光照强度光合作用强度不再增加。净光合总光合呼吸1.光照强度光照强度0CO2吸收CO2释放ABC光补偿点光饱和点DA点：只呼吸不光合O2CO2AB段：呼吸＞光合B点：呼吸＝光合BC段：光合＞呼吸提醒：注意区分，单个细胞和整个植株的区别光照强度0CO2吸收CO2释放ABC呼吸速率光补偿点光饱和点净光合总光合D呼吸思考1:植物体在B点时，那么它的叶肉细胞的光合作用强度

呼吸作用强度。（大于、等于、小于）总结：

叶绿体固定CO2的速率是总光合速率，叶肉细胞和植物体吸收CO2的速率是净光合速率。当植物体的V光合=V呼吸时，则叶肉细胞V光合>V呼吸。大于1.光照强度光照强度0CO2吸收CO2释放ABCDES2S1S3思考2：在图甲中，呼吸作用消耗有机物的量可表示为

，净光合作用量可表示为

，光合作用产生有机物的量可表示为

。(用S1、S2、S3和数学符号表示)

S1+S2S3+S2S3-S11.光照强度①温室生产中，适当增强

，以提高光合速率，使作物增产；光照强度1.光照强度——应用②阴生植物的光补偿点和光饱和点都较低农业生产上一般间作。原因是：a.两种植物的根系深浅搭配，合理的利用了不同层次土壤内水分和养分。b.两种植物高矮结合，充分利用了不同层次的阳光。（与P选二25，群落的垂直结构联系，P选二32，立体农业联系）玉米——大豆③延长光合作用时间，通过轮作或套作。轮作在同一块田地上，按预定的种植计划，轮换种植不同的作物。玉米，轮作花生原因是：（1）不同作物吸收土壤中的营养元素的种类、数量及比例各不相同，根系深浅与吸收水肥的能力也各不相同，轮作还可以均衡利用土壤中的矿质元素。（2）每种作物都有一些专门为害的病虫杂草，轮作能够改变原有的食物链，防止病虫害；抑制杂草生长，减轻草害。1.光照强度——应用③延长光合作用时间，通过轮作或套作。套作在同一块田地上，在前季作物的生育后期，在其株行间播种或移栽后季作物的种植方式。玉米套种花生果园套种油菜连作：在同一块地上长期连年种植一种作物习题巩固1.（2020年广东省高三上学期联考2）轮作是指在同一田块上有顺序地季节间和年度间轮换种植不同作物的种植方式。豆科植物苜蓿是优良的牧草，农民将其引入小麦的作物体系形成草田轮作系统，可以减少化肥的使用和增加农作物产量，回答以下问题∶（2）研究发现，施氮肥对苜蓿——小麦轮作系统的冬小麦光合速率的增强效果并不明显，原因是_________________；由此可见，该轮作系统可以减少农田氮肥的使用。

苜蓿是豆科植物，根系共生的固氮生物具有生物固氮作用，增加了土壤中氮含量。2.如图表示水稻的叶肉细胞在光照强度分别为a、b、c、d时，其他条件不变且适宜的情况下，单位时间内CO2释放量和O2产生总量的变化，下列有关说法错误的是（）BA.光照强度由a到b时，

叶肉细胞光合速率增加B.光照强度为b时，

光合速率等于呼吸速率C.若光照强度长期为c，

该绿色植物不能正常生长D.光照强度为d时，

单位时间内细胞从周围吸收2个单位的CO2光照强度CO2释放量和O2产生总量习题巩固3.下图是在一定的CO2浓度和温度下，某阳生植物CO2的吸收量和光照强度的关系曲线，据图回答：51015202530355102015光照强度（Klx）25CO2吸收量mg/dm2·hbcd-5a⑴该植物的呼吸速率为每小时释放CO2___mg/dm2。⑵b点表示：

⑶若该植物叶面积为10dm2，在光照强度为25Klx条件下光照1小时，则该植物进行光合作用时叶绿体消耗CO2____mg。⑷若白天光照强度较长时期为b该植物能否正常生长？为什么？5光合作用与呼吸作用速率相等250不能正常生长。白天光照强度为b时，无有机物积累，而夜间消耗有机物，从全天来看，有机物的消耗多于积累，不能正常生长。习题巩固光合速率与植物生长①当净光合速率＞0时，植物因积累有机物而生长。②当净光合速率＝0时，植物不能生长。③当净光合速率＜0时，植物不能生长，长时间处于此种状态，植物将死亡。2.光质一、外部因素红光>蓝紫光>白光>绿光虽然四种光合色素都能吸收蓝紫光，但它是短波，没有红光容易吸收。让相同强度的日光照射（1）大棚颜色白色透明>红色>蓝紫色>绿色（2）用相同强度光源照射（灯泡）3.矿质元素一、外部因素N：光合酶及NADP+和ATP的重要组分P：NADP+和ATP的重要组分K：促进光合产物向贮藏器官运输Mg：叶绿素的重要组分应用：合理施肥①在一定浓度范围内，增大必需矿质元素的供应，可______光合作用速率，

但当超过一定浓度后，植物光合作用速率

。提高下降

②土壤中矿质元素溶液浓度过高，植物光合作用速率下降的原因可能是:

。溶液浓度过高，导致植物吸水困难甚至失水4.CO2浓度一、外部因素C点：CO2补偿点光合作用速率=细胞呼吸速率D点：CO2饱和点E点后限制因素为光照强度和温度、酶的数量和活性等B点：进行光合作用所需CO2的最低浓度。AB：只进行细胞呼吸。CO2浓度ABCO2吸收CCO2释放DE4.CO2浓度——应用①多施有机肥或农家肥；②温室栽培植物时还可使用CO2发生器等；③大田中还要注意通风透气。分解者将有机肥分解为二氧化碳和无机盐图2中A′点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度。B点和B′点对应的浓度都表示CO2饱和点。5.温度一、外部因素O温度A光合速率BC最适温度下植物光合作用最大，植物体内的酶最适温度在40~50℃之间。温度过高时植物气孔关闭或酶活性降低，光合速率会减弱。①适时播种。②温室中，白天适当提高温度，晚上适当降温。③植物“午休”现象（气孔关闭）。应用O121410一天的时间光合作用强度6.水一、外部因素应用：合理浇灌、预防干旱（1）水是光合作用的原料（2）水是体内各种化学反应的介质图1表明在农业生产中，可根据作物的需水规律，合理灌溉。图2曲线中间E处光合作用强度暂时降低，是因为温度高，蒸腾作用过强，气孔关闭，影响了

的供应。CO2（3）缺水→气孔关闭→限制CO2进入叶片→光合作用受影响1.下图是夏季晴朗的白天，某种绿色植物叶片光合作用强度的曲线图。分析曲线图并回答：（1）7～10时的光合作用强度不断增强原因：（2）12时左右的光合作用强度明显减弱原因：（3）14～17时的光合作用强度不断减弱原因：光照不断减弱，光合作用强度不断减弱。光照不断增强，光合作用强度不断增强。温度很高，蒸腾作用很强，气孔关闭，CO2供应减少，光合作用强度明显减弱。习题巩固习题巩固光合速率＝呼吸速率的点：

。

Oc段：只进行

。cd段：光合速率

呼吸速率。

dh段：光合速率

呼吸速率。

hi段：光合速率

呼吸速率。

ij段：只进行

。

积累有机物最多的点：

。f点光合速率下降原因：气温过高，导致部分

关闭，

导致

供应不足。

d、h

呼吸作用

＜

＜

呼吸作用

＞h

气孔CO2

2.填空题一昼夜积累有机物=P-(M+N)习题巩固光合速率＝呼吸速率的点：

。OC段：只进行

。CD段：光合速率

呼吸速率。DH段：光合速率

呼吸速率。HI段：光合速率

呼吸速率。IJ段：只进行

。积累有机物最多的点：

。J点低于O点，植物体有机物总量

；J点高于O点，植物体有机物总量

；J点等于O点，植物体有机物总量

。D、H呼吸作用

＜

＜

＞呼吸作用

H增多减少不变一昼夜积累有机物：比较J点时CO2浓度是否比O点时低3.如图是大棚番茄在24小时测得CO2含量和CO2吸收速率的变化曲线图，下列有关叙述错误的是()A.a点CO2释放量减少可能是由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，C5生成减少D.植物干重最大的时刻是e点B习题巩固b~f习题巩固4.(2023·北京高考)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CCP点代表呼吸速率等于光合速率5.图示适宜条件下，甲、乙两种植物叶片的CO2净吸收速率与CO2浓度的关系，下列说法正确的是（）

A.CO2浓度大于a时，甲才能进行光合作用

B.适当增加光照强度，a点将左移

C.CO2浓度为b时，甲、乙总光合作用强度相等

D.甲植物体内NADPH的含量在CO2浓度为b时比在a时高B习题巩固a点：光合=呼吸净光合相等习题巩固6.已知某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25℃和30℃，如图所示曲线表示该植物在恒温30℃、适宜CO2浓度时光合速率与光照强度的关系，下列叙述错误的是(

)A.若光照增强，则短时间内植物叶肉细胞中C3的含量降低B.若CO2浓度降低，则d点向左下方向移动C.d点时，叶肉细胞中产生ATP的场所

有细胞质基质、线粒体和叶绿体D.将温度调节到25℃(其他条件不变)，

图中a点将向上移动，b点将向右移动D光合作用影响曲线中关键点的移动代表呼吸速率，细胞呼吸增强，A点

；反之，A点

。1.A点下移上移光合作用影响曲线中关键点的移动2.B点与C点的变化自变量B点(补偿点)C点(饱和点)适当增大光照强度(或CO2浓度)适当减小光照强度(或CO2浓度)土壤缺Mg2＋左移左移左移右移右移右移【提醒】细胞呼吸速率增加，其他条件不变时，CO2(或光)补偿点应右移，反之左移。光合作用影响曲线中关键点的移动3.D点

代表最大光合速率，若增大光照强度（或增大CO2浓度）使光合速率增大时，D点向

移动；反之，移动方向相反。右上方习题巩固7.将正在生长的黄豆的叶片置于恒温的密闭小室，调节小室CO2浓度，在适宜光照强度下测定叶片光合作用的强度(以CO2吸收速率表示)，测定结果如图。下列叙述正确的是(

)A.如果光照强度适当降低，a点左移，b点左移B.如果光照强度适当增强，a点左移，b点右移C.如果光照强度适当增强，a点右移，b点左移D.如果光照强度适当降低，a点左移，b点右移Ba点右移，b点左移光照强度、CO2浓度和温度对光合作用的综合作用P点及P点之前：限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随着因子

的不断加强，光合速率不断

。Q点：横坐标所表示的因子不再是影响光合速率的因素，影响因素主要

为各曲线所表示的因子。提高多因子对光合速率的影响及应用光照强度、CO2浓度和温度对光合作用的综合作用应用：温室栽培时，在一定光照强度下，白天适当提高温度，增加光合酶

的活性，提高光合速率，也可同时适当增加

，进一步

提高光合速率；当温度适宜时，可适当增加

和CO2浓度

以提高光合速率。CO2浓度光照强度多因子对光合速率的影响及应用(1)停止供水后，光合速率下降。这是由于水既是

的原料，又是光合产物在植物体内

的主要介质。1.某植物在停止供水和恢复供水条件下，气孔开度(即气孔开放程度)与光合速率的变化如图所示。请回答下列问题：(2)在温度、光照相同的条件下，图中A点与B点相比，光饱和点低的是___点，其主要原因是

。光合作用运输B气孔开度降低，CO2吸收减少(3)停止供水一段时间后，叶片发黄，原因是

。此时类囊体结构被破坏，提供给暗反应的

减少。

叶绿素合成速度变慢或停止(或叶绿素分解)，类胡萝卜素的颜色显露出来NADPH和ATP习题巩固光合作用的影响因素及应用二、内部因素1.植物自身的遗传特性阴生植物呼吸作用较弱，对光的利用能力也不强。阳生植物是指在强光环境中生长发育健壮，在阴蔽和弱光条件下生长发育不良的植物称阳性植物。阴生植物是指在弱光条件下比强光条件下生长良好的植物。光照强度0CO2吸收CO2释放ABC阳生植物呼吸速率阴生植物A1B1C1DD1光补偿点：B>B1光饱和点：D>D1应用：间作套种2.植物叶片的叶龄、叶绿素含量、酶的活性和数量、有机物的输出情况、气孔导度等二、内部因素活性性活2.植物叶片的叶龄、叶绿素含量、酶的活性和数量、有机物的输出情况、气孔导度等生产实践中，可适时喷施植物激素中的脱落酸，起到调节气孔开度的作用。叶片的有机物输出越多，其光合速率越快。若将一株植物的果实去除，则去除的果实越多，其光合速率________，两片相邻的叶片，若一片遮光，则另一片叶子的光合速率会________。越慢增强促进气孔关闭3.叶面积指数二、内部因素不再增加合理密植4.光合作用产物积累对光合作用强度的影响二、内部因素（1）反馈抑制。例如蔗糖的积累会反馈抑制合成蔗糖的磷酸蔗糖合成酶的活性，使细胞质以及叶绿体中磷酸丙糖含量增加，从而影响CO2的固定。4.光合作用产物积累对光合作用强度的影响（2）淀粉粒的影响叶肉细胞中蔗糖的积累会促进叶绿体基质中淀粉的合成与淀粉粒的形成，过多的淀粉粒一方面会压迫与损伤类囊体，另一方面，由于淀粉粒对光有遮挡，从而直接阻碍光合膜对光的吸收。1.在适宜反应条件下，用白光照射离体的新鲜叶绿体一段时间后，突然改用光照强度与白光相同的红光或绿光照射。下列是光源与瞬间发生变化的物质，组合正确的是（）A.红光，ATP下降B.红光，未被还原的C3上升C.绿光，NADPH下降D.绿光，C5上升C习题巩固习题巩固2.(2024·深圳调研)甲、乙两种植物在不同光照强度下的O2释放量(吸收量)如图所示，下列有关叙述错误的是(

)A.与甲植物相比，乙植物更适合在林下生长B.与甲植物在B点相比，乙植物在A点时叶绿体产生O2的速率较小C.与B点相比，D点时甲植物叶绿体中C3的消耗量增加D.C点时，

甲、乙两植物的实际光合作用强度相同D3.(2021·北京，3)将某种植物置于高温环境(HT)下生长一定时间后，测定HT植株和生长在正常温度(CT)下的植株在不同温度下的光合速率，结果如图。由图不能得出的结论是()A.两组植株的CO2吸收速率最大值接近B.35℃时两组植株的真正(总)光合速率相等C.50℃时HT植株能积累有机物而CT植株不能D.HT植株表现出对高温环境的适应性B习题巩固4.(2021·广东，15)与野生型拟南芥WT相比，突变体t1和t2在正常光照条件下，叶绿体在叶肉细胞中的分布及位置不同(图1所示)，造成叶绿体相对受光面积的不同(图2所示)，进而引起光合速率差异，但叶绿素含量及其他性状基本一致。在不考虑叶绿体运动的前提下，下列叙述错误的是()A.t2比t1具有更高的光饱和点B.t1比t2具有更低的光补偿点C.三者光合速率的高低与叶绿素的含量无关D.三者光合速率的差异随光照强度的增加而变大D习题巩固光合作用与细胞呼吸的综合03光合作用与细胞呼吸的综合

光合作用

有氧呼吸在哪些细胞进行反应场所反应条件物质转化能量转变联系含叶绿体的细胞叶绿体光、色素、酶光能转变为化学能储存在有机物中无机物有机物线粒体（主要场所）氧气、酶活细胞将有机物中的能量释放出来，一部分转移到ATP中分解有机物光合作用的产物为细胞呼吸提供了物质基础——有机物和氧气；细胞呼吸产生的二氧化碳可被光合作用所利用。光合作用与细胞呼吸的综合光合作用与细胞呼吸的综合一、光合作用和细胞呼吸中各种元素的去向1.C元素2.H元素一、光合作用和细胞呼吸中各种元素的去向3.O元素一、光合作用和细胞呼吸中各种元素的去向根据高中所学的代谢过程，CO2中的氧元素无法进入H2O和O2。其实，CO2可以通过某些代谢过程将氧元素转移到H2O，然后通过光反应转移到O2。光合作用与细胞呼吸的综合二、光合作用和有氧呼吸的能量联系光能ATP、NADPH中活跃的化学能（CH2O）中稳定的化学能NADH中活跃的化学能热能散失光反应电能暗反应有氧呼吸Ⅰ、ⅡATP中活跃的化学能细胞中各项生命活动机械能、化学能、光能、电能等各种形式的能有氧呼吸Ⅲ下图是发生在动植物体内的部分生理过程示意图，相关叙述错误的是（）D光反应固定还原有二三消化吸收有、无一无二A.消耗ATP的生理过程有③⑤⑧B.消耗【H】的生理过程有③④⑦C.产生和消耗等量葡萄糖，过程①生成的ATP数量多于过程④D.只发生在动物细胞内的生理过程有⑤⑦⑧⑨习题巩固2.下图表示植物叶肉细胞光合作用和细胞呼吸过程中氢元素的转移途径，下列相关叙述不正确的是（

）A.过程①④在生物膜上进行B.光合作用的原料H2O中的氧可以依次经过①②③④

转移到细胞呼吸的产物H2O中C.植物体光补偿点时，

叶肉细胞内的过程③④中合成的ATP少于过程①合成的ATPD.过程①②③④都有能量的转化B习题巩固习题巩固3.(2023·广东广州模拟)下图是绿色植物叶肉细胞中光合作用与有氧呼吸的过程及其关系图解，其中，A～D表示相关过程，a～e表示有关物质。据图判断，下列相关说法正确的是(

)A.图中B、C、D过程可以在整个夜间进行B.有氧呼吸和无氧呼吸共有的过程是DC.图中a、c都是在

细胞质基质中产生的D.A、C、D过程产生的ATP

用于生物体的各项生命活动B习题巩固4.(2023·茂名二模)如图所示是某生物的体内某个细胞代谢图，有关叙述正确的是(

)A.甲、乙分别表示叶绿体和线粒体，该生物一定为高等植物B.甲、乙中所示的物质与能量

处于平衡状态，该生物一定能存活C.该生物细胞将光能转化为化学能

一定与甲有关D.该生物用于光合作用暗反应阶段的ATP

可以来自乙CD检测指标呼吸速率净光合速率真正(总)光合速率CO2O2有机物释放量(黑暗)吸收量利用量、固定量、消耗量吸收量(黑暗)释放量产生量消耗量(黑暗)积累量制造量、产生量1.根据关键词判定光合作用与细胞呼吸的综合三、真正(总)光合速率、表观(净)光合速率和细胞呼吸速率的判断2.根据坐标曲线判定三、真正(总)光合速率、表观(净)光合速率和细胞呼吸速率的判断【图甲】当光照强度为0时，若CO2吸收值为负值，该值绝对值代表呼吸速率，该曲线代表净光合速率；【图乙】当光照强度为0时，若CO2吸收值为0，该曲线代表真正光合速率。光合作用与细胞呼吸的综合四、三率测定的6种实验模型1.气体体积变化法（液滴移动法）①装置烧杯中放入适宜浓度的NaOH溶液用于吸收CO2。②玻璃钟罩遮光处理，以排除光合作用干扰。③置于适宜温度环境中。④红色液滴向左移动(单位时间内左移距离代表呼吸速率)。（1）测定呼吸速率1.气体体积变化法（液滴移动法）（2）测定净光合速率①装置烧杯中放入适宜浓度的CO2缓冲液，用于保证容器内CO2浓度恒定，满足光合作用需求。②必须给予足够光照处理，且温度适宜。③红色液滴向右移动(单位时间内右移距离代表净光合速率)。（3）物理误差矫正为防止气压、温度等物理因素所引起的误差，应设置对照实验，即用死亡的绿色植物、烧杯中放入蒸馏水分别进行上述实验，根据红色液滴的移动距离对原实验结果进行校正。1.某兴趣小组设计了如图所示的实验装置若干组，在室温25℃下进行了一系列的实验，下列对实验过程中装置条件及结果的叙述错误的是(

)A.若X溶液为CO2缓冲液并给予光照，

液滴移动距离可表示净光合作用强度大小B.若要测真光合强度，需另加设一装置遮光

处理，X溶液为NaOH溶液C.若X溶液为清水并给予光照，光合作用大于细胞呼吸时，液滴右移D.若X溶液为清水并遮光处理，消耗的底物为脂肪时，液滴左移C习题巩固四、三率测定的6种实验模型2.黑白瓶法——测溶氧量的变化黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶，瓶中生物只进行细胞呼吸，而白瓶中的生物既能进行光合作用又能进行细胞呼吸，所以黑瓶(无光照的一组)测得的为细胞呼吸强度值，白瓶(有光照的一组)测得的为表观(净)光合作用强度值，综合两者即可得到真正光合作用强度值。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：初始量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：有氧呼吸量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：净光合量【解析】净光合量=M白–x，呼吸量=x

-M黑总光合量=净光合量+呼吸量=（M白-x）+（x

-M黑）=M白

-M黑

①若有初始值，可推出呼吸量和净光合量；②无论是否有初始值，均可用白瓶现有量-黑瓶现有量算出总光合量。设初始值为x，白瓶现有量为M白，黑瓶现有量为M黑，则：总光合量=？2.研究小组从池塘不同深度采集水样，分别装入大小相同的黑白瓶中（白瓶为透明玻璃瓶，黑瓶为黑布包裹的玻璃瓶）并封闭。然后将黑白瓶对应悬挂于原水样采集位置。24h后，测定各黑白瓶中溶氧量。若测得白瓶溶氧量为Amg•L﹣1，黑瓶溶氧量为Bmg•L﹣1。下列说法正确的是（）

A.该方法可以在未测得呼吸作用的条件下，测得实际光合作用的强度

B.B可表示在24h内黑瓶呼吸作用强度的大小

C.（A﹣B）可表示24h内白瓶中的净光合作用强度的大小

D.该实验设计缺少对照组，无法测得光合作用的强度A习题巩固习题巩固3.(2023·广东模拟)光合作用效率是指绿色植物通过光合作用制造的有机物中所含的能量与光合作用中吸收的光能的比值。某研究人员将密闭容器内的某绿色植物先经黑暗再经恒定光照处理，容器内氧气的变化量如图所示(光照对呼吸作用的影响可忽略不计)。下列说法错误的是(

)A.C点时该植物叶肉细胞中合成ATP的场所有线粒体和细胞质基质B.A点以后的短时间内，叶绿体内C5含量将增加C.5～15min内，该植物光合作用产生O2的

平均速率是5×10-8mol/minD.农业生产中使用农家肥主要是通过

提高光合作用效率来提高产量的C呼吸速率=(5×10-7mol－4×10-7mol)÷5

＝2×10-8mol/min净光合速率=(8×10-7mol－4×10-7mol)÷10＝4×10-8mol/min3.半叶法四、三率测定的6种实验模型

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细胞呼吸强度值，曝光的一半测得的数据变化值代表表观(净)光合作用强度值，综合两者可计算出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切断左右叶片间的联系，以防止有机物的运输。计算可参考黑白瓶法：总光合量=MB

-MA4.（2021·江西省会昌中学高一月考）现采用如图所示方法测定植物叶片光合作用强度，将对称叶片的一半遮光（A），另一半不遮光（B），并采用适当的方法阻止A、B间物质和能量的转移。在适宜光照和温度下照射一段时间，在A、B中截取对应部分相等面积的叶片，烘干称重，分别记作m1和m2，单位mg/·（dm2·h）。下列说法正确的是（）

A.该方法在未测出细胞呼吸强度的条件下，

能得出实际光合作用的强度

B.（m2-m1）表示B叶片被截取的部分在光照时间内有机物的积累量

C.m2表示被截取的部分在光照时间内净光合作用的大小

D.m1表示被截取的部分在光照时间内细胞呼吸的大小A习题巩固四、三率测定的6种实验模型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。四、三率测定的6种实验模型5.叶圆片上浮法——定性检测O2释放速率

本方法通过利用真空技术排出叶肉细胞间隙中的空气，充以水分，使叶片沉于水中；在光合作用过程中，植物吸收CO2放出O2，由于O2在水中的溶解度很小而在细胞间积累，结果使原来下沉的叶片上浮。根据在相同时间内上浮叶片数目的多少(或者叶片全部上浮所需时间的长短)，即能比较光合作用强度的大小。5.利用装置甲，在相同条件下分别将绿色植物E、F的叶片制成大小相同的叶圆片，抽出空气，进行光合作用速率测定。图乙是利用装置甲测得的数据绘制成的坐标图。下列叙述正确的是(

)A.从图乙可看出，F植物适合在

较强光照下生长B.光照强度为1klx时，装置甲中

放置植物E的叶圆片进行测定时，

液滴不移动C.光照强度为3klx时，E、F两种植物的叶圆片产生氧气的速率相等D.光照强度为6klx时，装置甲中E植物叶圆片比F植物叶圆片

浮到液面所需时间短D习题巩固C3、C4和CAM植物及光呼吸04C3植物、C4植物和CAM植物及光呼吸一、C3植物、C4植物和CAM植物

自然界中的绿色植物根据光合作用暗反应过程中CO2的固定途径不同可以分为C3、C4和CAM三种类型。1.C3途径

也称卡尔文循环，整个循环由RuBP(C5)与CO2的羧化开始到C5再生结束，在叶绿体基质中进行，可合成蔗糖、淀粉等多种有机物。

大麦、小麦、大豆、菜豆、水稻、马铃薯等。常见的C3植物有2.C4途径一、C3植物、C4植物和CAM植物

C4植物大多起源于热带，为了防止水分过度蒸发，C4植物常常关闭叶片上的气孔，这样空气中的CO2就不易进入叶肉细胞，不能满足光合作用对CO2的需求。

C4植物中含有能固定CO2为C4的相关酶——PEP羧化酶，可把大气中含量很低的CO2以C4的形式固定下来。常见的C4植物有玉米、甘蔗、高粱、苋菜等。2.C4途径维管束鞘细胞叶肉细胞2.C4途径CO2PEP（C3）PEP羧化酶草酰乙酸（C4）苹果酸（C4）CO2NADP+NADPH丙酮酸（C3）丙酮酸（C3）ATPADP+PiADP+PiATPNADP+C52C3多种酶(CH2O)NADPH细胞质基质（1）CO2固定场所叶肉细胞细胞质基质、维管束鞘细胞叶绿体（2）光反应场所叶肉细胞类囊体薄膜（3）暗反应场所维管束鞘细胞叶绿体基质2.C4途径C4植物具有耐高温、光照强烈、干旱的能力。原因：

PEP羧化酶与CO2亲和力大且不与O2亲和，它提高了C4植物固定CO2的能力，并且无光合午休现象。C3和C4植物光合作用途径的比较项目CO2受体CO2固定后产物CO2固定场所光反应场所

暗反应场所C3植物RuBPC3叶肉细胞叶绿体叶肉细胞叶绿体基粒叶肉细胞叶绿体基质C4植物PEP、RuBPC3、C4叶肉细胞细胞质基质、维管束鞘细胞叶绿体叶肉细胞叶绿体基粒维管束鞘细胞叶绿体基质3.CAM途径一、C3植物、C4植物和CAM植物

CAM植物夜间气孔开放吸进CO2，CO2经一系列反应转化为苹果酸储存在液泡中。白天气孔关闭，苹果酸经一系列反应转化为CO2，进入C3途径合成淀粉。3.CAM途径CAM植物夜间吸进CO2，淀粉经糖酵解形成PEP，在PEP羧化酶催化下，CO2与PEP结合，生成草酰乙酸，进一步还原为苹果酸储存在液泡中。从而

表现出夜间淀粉减少，苹果酸增加，细胞液pH下降。

白天气孔关闭，苹果酸转移到细胞质中脱羧，放出CO2，进入C3途径合成淀粉；形成的丙酮酸可以形成PEP再还原成三碳糖，最后合成淀粉或者转移到线粒体，进一步氧化释放CO2，又可进入C3途径。从而表现出白天淀粉增加，苹果酸减少，细胞液pH上升。3.CAM途径菠萝、芦荟、兰花、百合、仙人掌等，可适应干旱炎热的环境。

白天气孔关闭，减少蒸腾作用，保持植物体内水分并分解苹果酸产生CO2进行光合作用；夜晚开放气孔，吸收光合作用所需的CO2，使植物适应高温干旱环境。CAM途径的意义常见的CAM植物有C3植物C4植物CAM植物如：水稻、小麦、棉花、大豆等大多数植物。如甘蔗、玉米、高粱等。如:菠萝、龙舌兰、仙人掌和兰花等。特征C3植物C4植物CAM植物与CO2结合的物质RuBP(C5)PEPPEPCO2固定的最初产物C3C4草酰乙酸CO2固定的时间白天白天夜晚和白天光反应的场所叶肉细胞类囊体薄膜叶肉细胞类囊体薄膜叶肉细胞类囊体薄膜卡尔文循环的场所叶肉细胞的叶绿体基质维管束鞘细胞的叶绿体基质叶肉细胞的叶绿体基质有无光合午休有无无

C3途径是碳同化的基本途径，C4途径和CAM途径都只起固定CO2的作用，最终还是通过C3途径合成有机物。一、C3植物、C4植物和CAM植物C3植物与C4植物对CO2浓度的响应①C4植物CO2补偿点低，几乎接近0。说明C4植物具有有效的CO2浓缩机制。②C3植物CO2补偿点高。因为RuBP羧化酶固定CO2能力弱。

从以上分析可知，C4植物能够利用低CO2浓度进行光合作用，因此，目前大气CO2浓度不断增加，对C3植物有利，对C4植物益处不大。一、C3植物、C4植物和CAM植物1.百合以气孔白天关闭、夜间开放的特殊方式适应高温干旱环境。

下面为百合叶肉细胞内的部分代谢示意图，

据图分析错误的是（

）A.图中B物质可能是葡萄糖B.线粒体和细胞质基质均能产生CO2C.PEP、RuBP均能与CO2结合D.夜间细胞液pH可能会下降A习题巩固习题巩固2.研究发现，玉米、甘蔗等植物除了和其他C3植物一样具有卡尔文循环(固定CO2的初产物为C3，简称C3途径)外，还有另一条固定CO2的途径，固定CO2的初产物为C4，简称C4途径，这种植物为C4植物，其固定CO2的途径如图。研究发现，C4植物中PEP羧化酶对CO2的亲和力约是Rubisco的60倍。下列有关叙述错误的是(

)A.图中CO2进入叶肉细胞被固定的最初产物是草酰乙酸B.高温条件下，C4植物光合效率高的原因是气孔不关闭C.低浓度CO2条件下，C4植物可能比C3植物生长得好D.苹果酸的主要作用是将叶肉细胞中的CO2转入维管束鞘细胞B习题巩固3.景天科植物(如景天、落地生根)的叶子有一个很特殊的CO2同化方式：夜间气孔开放，吸收的CO2生成苹果酸(一种有机酸)储存在液泡中，白天气孔关闭，液泡中的苹果酸经脱羧作用释放CO2用于光合作用，其部分代谢途径如图所示。下列有关分析错误的是(

)A.景天科植物参与卡尔文循环的CO2直接来源于苹果酸的分解B.由景天科植物特殊的CO2同化方式推测其可能生活在高温干旱地区C.如果白天适当提高CO2浓度，景天科植物

的光合速率基本不变D.白天景天科植物叶肉细胞内有机酸

和葡萄糖的含量变化趋势可能相反AC3植物、C4植物和CAM植物及光呼吸二、光呼吸1.光呼吸的发现1955年科学家德柯尔用红外线气体分析仪测定烟草光合速率时发现正在进行光合作用的烟草叶片在光照停止后会快速释放CO2，这种现象称为“二氧化碳的猝发”2.光呼吸的起因二、光呼吸

光呼吸现象产生的分子机制是O2和CO2竞争Rubisco。在暗反应中，Rubisco能够以CO2为底物实现CO2的固定；在光下，当O2浓度高、CO2浓度低时，O2会竞争Rubisco，在光的驱动下将碳水化合物氧化生成CO2和水。（1）高CO2浓度、低O2时，进行羧化（2）低CO2浓度、高O2时，进行加氧C5+CO22C3RubiscoC5+O2C2+C3RubiscoC3进入卡尔文循环C3进入卡尔文循环3.光呼吸的实质二、光呼吸①是所有进行光合作用的细胞在光照、高O2、低CO2情况下发生的一个生化过程。②是光合作用一个损耗能量的副反应。③此过程中消耗O2，生成CO2。2C2+O2C3+CO2ATP、[H]酶4.光呼吸的危害二、光呼吸（1）如果在较强光下，光呼吸加强，使得C