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第三单元 细胞的代谢
第10讲 光合作用与细胞呼吸的综合分析
CO2
H2O
(CH2O)
CO2
丙酮酸
O2
1.光合作用与有氧呼吸的关系
过程图解：
(2)能量方面
无氧呼吸？
(3)NADH([H])、NADPH、ATP
光反应水的光解
还原C3
2.辨析净光合速率与总光合速率
O2
CO2
O2
CO2
CO2
O2
真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率
①光合作用消耗的CO2量＝从环境中吸收的CO2量＋呼吸释放的CO2量
②光合作用产生的O2量＝释放到环境中的O2量＋呼吸作用消耗的O2量
(1)结合曲线辨析
D
A点：只进行细胞呼吸，CO2释放量表示呼吸速率
AB段：光合速率<呼吸速率
B点：光合速率=细胞呼吸速率
光补偿点
B点后：光合速率>呼吸速率
光饱和点
呼吸速率
净光合速率
总光合速率
图中表示的是叶肉细胞的光合曲线，B点时，植株的光合速率 呼吸速率 。
小于
限制因素：CO2浓度、温度
(2)从语言文字中辨析
“叶绿体吸收”也表示总光合速率
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
3.自然环境与密闭环境中一昼夜内光合速率曲线的比较
①光合作用开始点和消失点:
②只进行呼吸作用的时间段:
③光合速率等于呼吸速率的时间点:
④光合速率小于呼吸速率的时间段:
⑤光合速率大于呼吸速率的时间段:
⑦积累有机物的时间段:
⑥制造有机物的时间段：
⑨出现“午体”现象的时间段：
⑧有机物积累最多的点:
b、h
ab、hi
c、g
bc、gh
cg
cg
g
de
原因：光照强度过强，温度升高，导致气孔部分关闭，细胞CO2供应不足，光合作用减弱
bh
温度降低，呼吸作用减弱
自然环境
a
b
②光合速率等于呼吸速率的时间点：
D 、H
③有机物积累最多的点：
叶肉细胞光合速率 呼吸速率
H
⑤该植株24h后是否表现为正生长？
是
A>I 植株正生长
A=I 植株未生长
A某植株密闭环境一昼夜CO2浓度变化
大于
温度降低，细胞呼吸减弱
①BC段:
④FG段表示“ ”现象
光合午休
密闭环境一昼夜O2浓度变化曲线？
解题演练
1.(2023·江苏百校大联考)蓝细菌是引起“水华”现象的主要微生物。如图是蓝细菌光合作用和呼吸作用过程中含碳化合物相互转化的部分图解。下列相关叙述正确的是(　　)
考向1
结合光合作用与细胞呼吸的联系，考查科学思维
A.与过程①②有关的酶分布在叶绿体基质中
B.有氧呼吸中，与过程③相比，过程④产生[H]的量较多
C.过程③④能为过程②提供ATP和NADPH
D.在乳酸菌细胞中能发生的过程是③和④
无叶绿体
B
乳酸菌是厌氧菌
NADH
2.(2023·江苏连云港期初)光合作用和细胞呼吸是植物体的两个重要生理活动，下列关于植物光合作用和细胞呼吸的叙述，错误的是(　　)
B
热能
C
3.(2023·河南九师联盟)某科研人员将某品种茄子置于密闭的大棚中，测量其CO2的吸收量与光照强度、温度等的关系，结果如图所示。下列有关叙述正确的是(　　)
考向2:
结合光合作用与细胞呼吸相关曲线考查科学思维
A.17 ℃时的呼吸速率大于22 ℃时的呼吸速率
B.22 ℃时B点处叶肉细胞的光合速率等于呼吸速率
C.C点和D点处茄子的净光合速率相同
D.C点和E点处限制茄子光合速率的主要因素相同
C
4.(2023·广东珠海一中调研)将某一植株放在密闭玻璃罩内，在夏季晴朗的一天置于室外一昼夜，获得实验结果如图1(C点开始有光照)、2所示。下列有关说法错误的是(　　)
A.图1中BC段较AB段CO2浓度增加减慢，是因为低温使植物呼吸作用减弱
B.图1、图2中分别出现FG段与ef段的变化，原因是部分气孔关闭，叶片
吸收CO2的量减少
C.图2中gh段O2含量增加，且到达i点时，该植株积累的有机物最多
D.图示结果表明，该植株经过这一昼夜之后，植物体内有机物含量有所增加
4.测定植物真正光合速率（总光合速率或实际光合速率）
思路：
该装置测出的02是叶绿体产生的总的氧气量吗？
光下测出净光合速率
黑暗测出呼吸速率
+
表观光合速率
（1）“液滴移动法”——测定装置中O2的变化
①真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。
②物理误差的校正：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 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。　　　
死亡的绿色植物
2.“黑白瓶法”——测溶氧量的变化
(m0-m1)/t
(m2-m0)/t
(m2-m1)/t
3.“半叶法”——测定光合作用有机物的产生量
①本方法又叫半叶称重法，即测定单位时间、单位叶面积干物质的产生总量，常用于大田农作物光合速率的测定。
②本方法的要点是一半叶片遮光，另一半叶片照光，同时开始实验。
③可选择对称于主脉的多组叶圆片，烘干称重，分别求出WA和WB的平均值，以减小实验误差。
设初始干重为W0
净光合：WB-W0
呼吸：W0-WA
1.(2023·江西九江模拟)为探究光照强度对光合作用的影响，某兴趣小组设计了如图所示的实验装置若干组，在25 ℃条件下进行了一系列实验。下列说法正确的是(　　)
A.在无光条件下，液滴向左移动
B.在有光条件下，液滴向右移动
C.在有光条件下，液滴向右移动的距离代表光合速率
D.随光照强度的增强，液滴向右移动的距离逐渐增大
A
解题演练
2.(2023·福建厦门双十学校质检)研究者将对称叶片一半遮光，另一半照光处理。经过一段时间后，在对称部位截取同等面积(实验处理前干重相同)的叶片，烘干称重，用于相关速率的计算。不考虑光照条件对叶片呼吸速率的影响，下列说法正确的是(　　)
A.遮光处理后叶绿体基质中C3的含量比照光处理后低
B.照光处理时类囊体薄膜上可发生NADP＋与电子和H＋结合
C.照光处理与遮光处理后叶片的干重差是由呼吸作用引起的
D.要计算光合作用速率还需测定同等面积叶片的初始干重
B
C
3.(2023·河北景县调研)下表是采用黑白瓶(不透光瓶—可透光瓶)测定的夏季某池塘不同深度水体中初始平均氧浓度与24小时后平均氧浓度，并进行比较计算后的数据。下列有关分析正确的是(　　)
水深/m 1 2 3 4
白瓶中O2浓度/(g·m－3) ＋3 ＋1.5 0 －1
黑瓶中O2浓度/(g·m－3) －1.5 －1.5 －1.5 －1.5
A.水深1 m处白瓶中水生植物24小时制造的O2为3(g·m－3)
B.水深2 m处白瓶中水生植物不能进行水的光解但能进行C3的还原
C.水深3 m处白瓶中水生植物产生ATP的细胞器是叶绿体和线粒体
D.水深4 m处白瓶和黑瓶中的水生植物均不进行光合作用
5.常考曲线分析
（1）
总光合量
净光合量
呼吸量
B
(2)
CO2消耗量
CO2释放量
总光合速率
呼吸速率
净光合速率
光合速率=呼吸速率
=0
（3）
净光合速率
呼吸速率
净光合速率
=呼吸速率
总光合速率
解题演练
1．在光照充足、CO2浓度适宜的条件下，温度对某植物光合速率和呼吸速率的影响如图甲所示；图乙表示该植物在CO2浓度适宜条件下，光照强度对光合作用的影响。据图分析，下列说法正确的是（　　）
A．从酶的敏感度来分析，呼吸酶对温度更敏感B．温度25℃时，一天中至少需要10h以上光照植物才能正常生长C．图乙是用温度35℃时测得的数据绘制的D．提高CO2浓度，图乙中a点会右移
B
光合曲线图、表格、柱形图题型思路：
①先判断净光合和总光合
②根据题意做题
2．图甲、乙表示光照强度和温度对光合速率的影响，据图回答问题：
(1)据图甲可知，苹果树幼苗的生长速度 （填“大于”“等于”或“小于”）梨树幼苗。多使用农家肥有利于果树幼苗生长，其原理是 。(2)据图乙可知，最适宜作物生长的气温是 。30℃和35℃时植物的实际光合速率之间的大小关系是 。如果一昼夜白天和晚上各12h，夜间5℃、白天15℃，则一昼夜干物质的积累量是 mg（用葡萄糖的量来表示，小数点后保留1位有效数字）。
大于
农家肥中的有机物被农田中的微生物分解，释放的CO2和无机盐可以被作物吸收利用
25℃
相等
16.4