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第16讲　光合作用和细胞呼吸的关系
一、选择题
1.（2025·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（　　）
A.适宜的光照下，叶肉细胞的细胞质基质、线粒体和叶绿体中都有ATP合成
B.细胞呼吸过程中有机物中稳定的化学能主要转变为ATP中活跃的化学能
C.用O培养小球藻，一段时间后可在其产生的糖类和氧气中检测到18O
D.夏季连续阴天，大棚中白天适当增加光照，夜晚适当降低温度，有利于提高作物产量
2.（2024·重庆永川期末）下图表示植物叶肉细胞内光合作用、呼吸作用中O（氧元素）的转移过程。下列相关叙述正确的是（　　）
H2OO2H2OCO2C3（CH2O）
A.过程②③都合成ATP
B.过程①③都有NADH生成
C.过程①②⑤都需在生物膜上进行
D.过程②③都发生在该植物叶肉细胞的线粒体内膜上
3.（2025·广东中山市调研）将一株生长正常的某种植物置于密闭的玻璃容器内，在适宜条件下光照培养。从照光开始，净光合速率随着时间延长逐渐下降直至为0，之后保持不变。在上述整个时间段内，玻璃容器内CO2浓度表现出的变化趋势是（　　）
A.降低至一定水平时再升高
B.持续保持相对稳定状态
C.降低至一定水平时保持不变
D.升高至一定水平时保持相对稳定
4.（2025·重庆模拟）如图表示菠菜叶肉细胞光合作用与细胞呼吸过程中碳元素和氢元素的转移途径，其中①～⑥代表有关生理过程。下列叙述错误的是（　　）
A.过程①②③不在生物膜上进行
B.参与过程②③⑤的酶的种类不同
C.过程②③④⑤都有ATP产生
D.过程③产生的[H]全部来自丙酮酸
5.（2025·云南师大附中适应性考试）下图是夏季晴朗的白天，某种绿色植物叶片净光合作用速率（实际光合作用速率－呼吸作用速率）变化曲线图。下列相关分析错误的是（　　）
A.净光合速率可用单位时间内叶片吸收CO2的量表示
B.BC段和DE段净光合速率下降的原因不同
C.A点与E点相比，叶绿体产生O2的速率不一定相同
D.E点后植物体内积累有机物的量开始减少
6.（2025·华师一附中调研）某生物兴趣小组测定了不同温度条件下，棉花植株在黑暗中单位时间内O2的消耗速率以及光照条件下单位时间内O2的释放速率，结果如图所示。下列说法正确的是（　　）
A.O2产生的场所是叶肉细胞的类囊体膜，消耗的场所是线粒体基质
B.20 ℃时棉花植株的总光合速率最大
C.30 ℃时棉花植株固定CO2的量是其产生CO2量的2倍
D.40 ℃时棉花叶肉细胞光合作用酶的活性丧失，光合作用停止
7.（2025·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
8.（2025·山东日照模拟）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1 klx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3 klx时，E、F两种植物的叶圆片产生O2的速率相等
D.光照强度为6 klx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
9.（2025·鞍山模拟）光补偿点是指光合速率等于呼吸速率时的光照强度，光饱和点是指达到最大光合速率所需的最小光照强度。在温度适宜且CO2充足的条件下，测得甲、乙两种植物的光补偿点分别为E1和E2，且E1小于E2；甲、乙两种植物的光饱和点分别为E3和E4，且E3小于E4。下列有关叙述不正确的是（　　）
A.若持续保持光照强度为E1，则甲植物停止生长，乙植物能正常生长
B.若将甲、乙两种植物转移到缺镁条件下培养，二者的光补偿点均变大
C.光照强度低于E2时，限制乙植物光合速率的环境因素主要是光照强度
D.与E3相比，光照强度为E4时，乙植物叶绿体中C3合成速率更快
10.（2025·辽宁本溪模拟）如图表示植物叶肉细胞中光合作用、有氧呼吸的过程及两者之间的联系。其中甲～戊表示生理过程，a～d表示相关物质。下列说法正确的是（　　）
A.物质a表示ATP，物质c表示O2，物质d表示CO2
B.甲表示光合作用的光反应阶段，对光能的吸收不需要酶的直接参与
C.若该叶肉细胞产生的物质c和物质d的量相等，则该植物的净光合速率为0
D.用18O同时标记H2O和CO2，可探究光合产物O2中O的来源
二、非选择题
11.（2025·陕西渭南校考）甲、乙两种植物整个植株净光合速率随光照强度的变化趋势如图1，图2为不同生理状态下叶肉细胞内线粒体和叶绿体间CO2气体交换情况。回答下列问题：
（1）高等植物光合作用中能捕获光能的物质分布在叶绿体　　　　　　上，光合作用中产生的ATP移动方向是　　　　　　　　　　　　　　　　　　，暗反应阶段能量变化为　　　　　　　　　　　　　　　　　　。写出有氧呼吸总反应式　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（2）净光合速率是指实际光合速率与呼吸速率之差，植物叶肉细胞中叶绿体吸收CO2或释放O2的速率可表示　　　　　　　　　（填“净光合速率”“真正光合速率”或“呼吸速率”），图2中　　　　（填图中序号）图可表示图1中光照强度为A时甲、乙两植物叶肉细胞内CO2的关系。
（3）适当提高乙植物生长环境中CO2的浓度，则A点应向　　　（填“左”或“右”）移动，C点应向　　　（填“左”或“右”）移动，光照强度为D时，甲植物叶肉细胞中产生ATP的细胞器有　　　　　　　　　。
第16讲　光合作用和细胞呼吸的关系
1.B　光合作用的光反应阶段产生ATP，光反应的场所是叶绿体，有氧呼吸的三个阶段都能合成ATP，有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体，A正确；细胞呼吸过程中，有机物中的化学能大部分以热能形式散失，少部分转变为ATP中活跃的化学能，B错误；用O培养小球藻，在叶绿体中进行光合作用，光反应中水的光解形成氧气和NADPH，则最先检测到含有放射性的产物是氧气；O可参与有氧呼吸的第二阶段，在CO2中可检测到被标记的18O，再通过光合作用的暗反应阶段，转移到糖类等有机物中，C正确；夏季连续阴天，光照强度减弱，光合作用合成的有机物减少，夏季的气温较高，细胞呼吸作用较强，细胞呼吸分解的有机物较多，不利于植物生长，所以大棚中白天适当增加光照，提高光合作用强度，夜晚适当降低温度，降低细胞呼吸强度，从而增加净光合作用强度，可提高作物产量，D正确。
2.A　②为有氧呼吸第三阶段，可以合成ATP，③为有氧呼吸第二阶段，也能合成ATP，A正确；过程①为光反应，光反应产生的是NADPH，③为有氧呼吸第二阶段，产生NADH，B错误；过程①为光反应，场所是类囊体膜，②为有氧呼吸第三阶段，场所是线粒体内膜，⑤是暗反应，场所是叶绿体基质，不在生物膜上进行，C错误；③为有氧呼吸第二阶段，场所是线粒体基质，D错误。
3.C　密闭容器内的植物在光照条件下既能进行光合作用也能进行呼吸作用，植物净光合速率＝实际光合速率－呼吸速率，净光合速率只要大于0，则光合作用消耗的CO2量就大于呼吸作用释放的CO2量；根据题意，从照光开始，净光合速率随着时间延长逐渐下降直至为0，之后保持不变，说明密闭容器内的CO2浓度从光照开始就下降，当净光合速率随着时间延长逐渐下降直至为0时，密闭容器内的CO2浓度停止下降，然后净光合速率为0，保持不变，密闭容器内的CO2浓度也保持不变，C正确。
4.D　过程①为光合作用暗反应过程中C3的还原，发生在叶绿体基质中，过程②为有氧呼吸（或无氧呼吸）第一阶段，发生在细胞质基质中，过程③为有氧呼吸第二阶段，发生在线粒体基质中，均不在生物膜上进行；参与过程②③的酶为呼吸酶，过程⑤为光合作用光反应阶段，参与该过程的酶为光合酶，故参与过程②③⑤的酶的种类不相同；过程②表示细胞呼吸第一阶段，过程③④为有氧呼吸第二、第三阶段，均有ATP产生，过程⑤为光反应阶段，有ATP产生；过程③（有氧呼吸第二阶段）是丙酮酸和H2O反应产生CO2和[H]，释放少量能量，产生的[H]部分来自丙酮酸，部分来自H2O。
5.D　净光合速率是实际光合作用速率与呼吸作用速率的差值，可用单位时间内叶片吸收CO2的量表示，也可用单位时间内叶片释放O2的量表示，A正确；图中曲线BC段净光合速率下降的原因是光照过强、温度过高引起部分气孔关闭，暗反应受阻，而DE段净光合速率下降的原因是光照强度减弱，B正确；A点与E点的净光合速率相等，即叶片释放O2的速率相等，由于呼吸作用速率不一定相同，故叶绿体产生O2的速率不一定相同，C正确；E点后该植物的净光合速率虽然在下降，但其数值大于0，仍存在有机物的积累，故植物体内积累有机物的量仍在增加，D错误。
6.C　O2消耗的场所是线粒体内膜，A错误；由曲线图可知，20 ℃时棉花植株的净光合速率最大，但呼吸速率较低，总光合速率不是最大（25 ℃时棉花植株的总光合速率大于20 ℃时），B错误；图中O2的消耗速率表示呼吸速率，氧气的释放速率表示净光合速率，两条曲线的交点表示净光合速率等于呼吸速率，故30 ℃时，棉花植株的总光合速率是呼吸速率的2倍，此时棉花植株固定CO2的量是其产生CO2量的2倍，C正确；40 ℃时棉花净光合速率为0，但光合作用并未停止，D错误。
7.B　遮光后，光反应停止，短时间内C3被还原成C5的过程减弱乃至停止，而C5固定CO2的过程仍能继续，故遮光后C3含量会比照光时的C3含量高，A错误；照光处理时类囊体薄膜上可产生NADPH，故可发生NADP＋与电子和H＋结合，B正确；照光处理与遮光处理后叶片的干重差（单位时间内）代表真正光合作用速率，无需测定同等面积叶片的初始干重，C、D错误。
8.D　根据图乙可知，F植物叶圆片的光补偿点和光饱和点都比较低，适合在较弱光照下生长，A错误；光照强度为1 klx时，E植物叶圆片的呼吸速率大于光合速率，装置甲中E植物叶圆片会吸收装置中的O2，使液滴左移，B错误；光照强度为3 klx时，E、F两种植物叶圆片的净光合强度相等，但E植物叶圆片的细胞呼吸强度大于F植物叶圆片，故光照强度为3 klx时，E、F两种植物的叶圆片产生O2的速率不相等，C错误；光照强度为6 klx时，E植物叶圆片净光合作用强度大于F植物叶圆片的净光合作用强度，故此光照强度下，E植物叶圆片释放的O2多，故装置甲中E植物叶圆片比F植物叶圆片浮到液面所需时间短，D正确。
9.A　若持续保持光照强度为E1，甲、乙两种植物的光补偿点分别为E1和E2，且E1小于E2，则甲植物的光合速率等于呼吸速率（停止生长），乙植物呼吸速率大于光合速率（不能生长），A错误；镁是合成叶绿素的原料，若将甲、乙两种植物转移到缺镁条件下培养，叶绿素不能合成，光合作用减弱，要想光合作用等于呼吸作用，需要增大光照强度，因此二者的光补偿点均变大，B正确；光照强度低于E2时，没有达到乙植物的光饱和点，限制乙植物光合速率的环境因素主要是光照强度，C正确；甲、乙两种植物的光饱和点分别为E3和E4，且E3小于E4，与E3相比，光照强度为E4时，光照增强，光反应增强，暗反应也增强，乙植物的叶绿体中C3合成速率更快，D正确。
10.B　物质a表示光反应产生的ATP和NADPH，甲表示光合作用的光反应阶段，对光能的吸收不需要酶的直接参与；若物质c和物质d的量相等，则该植物的叶肉细胞的净光合速率为0，但还有一些细胞只进行细胞呼吸不进行光合作用，就整个植株而言，净光合速率小于0；用18O分别标记H2O和CO2，才可探究光合产物O2中O的来源。
11.（1）类囊体（薄）膜　从叶绿体的类囊体（薄）膜到叶绿体基质　活跃的化学能转变为有机物中稳定的化学能　C6H12O6＋6CO2＋6H2O6CO2＋12H2O＋能量　（2）真正光合速率　④　（3）左　右　线粒体和叶绿体
解析：（1）高等植物光合作用中捕获光能的物质为光合色素，分布在叶绿体的类囊体薄膜上，光合作用的光反应产生ATP，在暗反应中使用，故光合作用中产生的ATP移动方向是从叶绿体类囊体薄膜到叶绿体基质。暗反应阶段所需能量由光反应产生的ATP和NADPH提供，故能量变化为活跃的化学能转变为有机物中稳定的化学能。有氧呼吸的总反应式：C6H12O6＋6CO2＋6H2O6CO2＋12H2O＋能量。（2）植物叶肉细胞中叶绿体吸收CO2或释放O2的速率可表示真正光合速率；图1中的A点表示植物的光合作用强度＝呼吸作用强度，则叶肉细胞的光合作用大于呼吸作用，故图2中④图可表示图1中光照强度为A时甲、乙两植物叶肉细胞内CO2的关系。（3）若环境中CO2浓度升高，光合作用强度增强，呼吸作用不变，A点应向左移动才能和呼吸作用相等。C点是光饱和点，C点应向右移。D点为甲植物的光照强度饱和点，植物既进行呼吸作用，也进行光合作用，故光照强度为D时，甲植物叶肉细胞中产生ATP的细胞器有线粒体和叶绿体。
2 / 3第16讲　光合作用和细胞呼吸的关系
课程标准
1.熟练掌握光合作用和细胞呼吸的关系。
2.通过阐述光合作用与细胞呼吸的相互关系，形成归纳与概括、模型与建模的科学思维方法。
考点一　光合作用和细胞呼吸的关系
1.细胞呼吸和光合作用的物质、能量转化关系
（1）物质转化
①C：CO2
（2）能量变化
2.光合作用与有氧呼吸中有关的NADPH、NADH、ATP的来源与去路
1.（必修1 P93、103正文）提取完整的线粒体和叶绿体悬浮液，可以独立完成有氧呼吸和光合作用过程。（　　）
2.（必修1 P93、103正文）用O浇灌植物，周围空气中的H2O、O2、CO2都能检测到18O。（　　）
3.（必修1 P103正文）植物细胞都能产生还原型辅酶Ⅱ（NADPH）。（　　）
1.（2025·江苏连云港模拟）下图表示植物叶肉细胞中光合作用和细胞呼吸的相关过程，其中①～⑤表示代谢过程，A～F表示代谢过程中产生的物质，相关叙述错误的是（　　）
A.过程①③④⑤都可以产生ATP B.过程①和过程③在生物膜上进行
C.物质C的元素只来自水 D.物质A、B、D、E、F中都含H
2.（2024·辽宁大连模拟）下图为绿色植物体内某些代谢过程中物质变化的示意图，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别表示不同的代谢过程。下列相关叙述正确的是（　　）
A.Ⅲ过程在第二阶段消耗水，第三阶段产生水
B.若Ⅰ、Ⅱ过程的速率大于Ⅲ过程，植物体干重将减少
C.Ⅰ过程中产生的O2参与Ⅲ过程的第二阶段反应
D.物质X是从叶绿体的基质移向类囊体薄膜的
考点二　植物“三率”的判断与测定
1.辨析净光合速率与总光合速率
（1）微观辨析
（2）结合曲线辨析
2.真正（总）光合速率、净光合速率和呼吸速率的关系
（1）判定方法
（2）相关计算
①光合作用实际产氧量（叶绿体产氧量）＝实测植物氧气释放量＋细胞呼吸耗氧量。
②光合作用实际CO2消耗量（叶绿体消耗CO2量）＝实测植物CO2吸收量＋细胞呼吸CO2释放量。
③光合作用葡萄糖净生产量（葡萄糖积累量）＝光合作用实际葡萄糖生产量（叶绿体产生或合成的葡萄糖量）－细胞呼吸葡萄糖消耗量。
3.“三率”的常考曲线分析
（1）
（2）
（3）以“测定的CO2吸收量与释放量”为指标
（4）自然环境与密闭环境中一昼夜内光合速率曲线的比较
提醒 植物光合速率等于呼吸速率时，叶肉细胞中光合速率大于呼吸速率。
4.光合速率与呼吸速率的探究方法
（1）“液滴移动法”——测定装置中O2的变化
①总光合速率＝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，即用死亡的绿色植物分别进行上述实验，根据红色液滴的移动距离对原实验结果进行校正。
（2）“黑白瓶法”——测溶氧量的变化
①黑白瓶法常用于水生生态系统光合速率和呼吸速率的测定。
②在没有初始值m0时，可利用算出总光合速率。
1.（必修1 P105旁栏思考）观测到的O2的产生量是植物光合作用实际产生的总O2量。（　　）
2.（必修1 P105旁栏思考拓展）植物积累的有机物的量是植物实际光合作用产生的总有机物量。（　　）
1.（2021·北京高考3题）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
2.某兴趣小组设计了如图所示的实验装置若干组，室温25 ℃下进行了一系列的实验，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.若要测真正光合强度，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，呼吸作用产生的CO2全部被光合作用所用
D.若X溶液为清水并遮光处理，消耗的底物为淀粉时，液滴右移
3.（2025·山东德州期末）如图表示25 ℃时，葡萄和草莓在不同光照强度条件下CO2吸收量的变化曲线。下列叙述正确的是（　　）
A.M点时葡萄的净光合速率为10（mg·m－2·h－1）
B.已知葡萄光合作用和呼吸作用的最适温度分别是25 ℃和30 ℃，若将环境温度改变为30 ℃，其他条件不变，则P点将左移
C.对草莓而言，若白天和黑夜的时间各为12 h，则平均光照强度在X klx以上才能正常生长
D.光照强度为Y klx时，葡萄和草莓光合作用合成有机物的量相等
4.（2025·黑龙江佳木斯校考）黑白瓶法多用于研究浮游植物生产量，所用白瓶完全透光，黑瓶不透光。用若干个黑白瓶，装入某湖泊一定水层的1 L湖水后密闭，进行实验测试，结果如图所示。下列相关说法正确的是（　　）
A.白瓶中的生物白天只进行光合作用
B.瓶中生物24小时呼吸消耗氧气量为7 mg
C.a光照强度下，不能满足瓶中生物对氧气所需量
D.a光照强度下，白瓶中植物24小时氧气净释放量为7 mg
1.（2023·湖北高考11题）高温是制约世界粮食安全的因素之一，高温往往使植物叶片变黄、变褐。研究发现平均气温每升高1 ℃，水稻、小麦等作物减产约3％～8％。关于高温下作物减产的原因，下列叙述错误的是（　　）
A.呼吸作用变强，消耗大量养分
B.光合作用强度减弱，有机物合成减少
C.蒸腾作用增强，植物易失水发生萎蔫
D.叶绿素降解，光反应生成的NADH和ATP减少
溯源教材
（1）细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳和其他产物，释放能量并生成ATP的过程。（见必修1 P94正文）
（2）光合作用的过程中合成了有机物。（见必修1 P102正文）
（3）光反应生成ATP和NADPH。
（见必修1 P103正文）
2.（2024·安徽高考16题）为探究基因OsNAC对光合作用的影响，研究人员在相同条件下种植某品种水稻的野生型（WT）、OsNAC敲除突变体（KO）及OsNAC过量表达株（OE），测定了灌浆期旗叶（位于植株最顶端）净光合速率和叶绿素含量，结果见下表。回答下列问题。
净光合速率（μmol·m－2·s－1） 叶绿素含量（mg·g－1）
WT 24.0 4.0
KO 20.3 3.2
OE 27.7 4.6
（1）旗叶从外界吸收1分子CO2与核酮糖-1，5-二磷酸结合，在特定酶作用下形成2分子3-磷酸甘油酸；在有关酶的作用下，3-磷酸甘油酸接受　　　　　　　　　　释放的能量并被还原，随后在叶绿体基质中转化为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（2）与WT相比，实验组KO与OE的设置分别采用了自变量控制中的　　　　、　　　　（填科学方法）。
（3）据表可知，OsNAC过量表达会使旗叶净光合速率　　　　。为进一步探究该基因的功能，研究人员测定了旗叶中编码蔗糖转运蛋白基因的相对表达量、蔗糖含量及单株产量，结果如图。
结合图表，分析OsNAC过量表达会使旗叶净光合速率发生相应变化的原因：①　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　；
②　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
3.（2023·广东高考18题）光合作用机理是作物高产的重要理论基础。大田常规栽培时，水稻野生型（WT）的产量和黄绿叶突变体（ygl）的产量差异不明显，但在高密度栽培条件下ygl产量更高，其相关生理特征见下表和下图。（光饱和点：光合速率不再随光照强度增加时的光照强度；光补偿点：光合过程中吸收的CO2与呼吸过程中释放的CO2等量时的光照强度。）
水稻材料 叶绿素 （mg/g） 类胡萝卜 素（mg/g） 类胡萝 卜素/叶绿素
WT 4.08 0.63 0.15
ygl 1.73 0.47 0.27
分析图表，回答下列问题：
（1）ygl叶色黄绿的原因包括叶绿素含量较低和　　　　　　　，叶片主要吸收可见光中的　　　　　　　光。
（2）光照强度逐渐增加达到2 000 μmol·m－2·s－1时，ygl的净光合速率较WT更高，但两者净光合速率都不再随光照强度的增加而增加，比较两者的光饱和点，可得ygl　　　　WT（填“高于”“低于”或“等于”）。ygl有较高的光补偿点，可能的原因是叶绿素含量较低和　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（3）与WT相比，ygl叶绿素含量低，高密度栽培条件下，更多的光可到达下层叶片，且ygl群体的净光合速率较高，表明该群体　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，是其高产的原因之一。
（4）试分析在0～50 μmol·m－2·s－1范围的低光照强度下，WT和ygl净光合速率的变化，在给出的坐标系中绘制净光合速率趋势曲线。在此基础上，分析图a和你绘制的曲线，比较高光照强度和低光照强度条件下WT和ygl的净光合速率，提出一个科学问题　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
4.（2021·全国乙卷29题）生活在干旱地区的一些植物（如植物甲）具有特殊的CO2固定方式。这类植物晚上气孔打开吸收CO2，吸收的CO2通过生成苹果酸储存在液泡中；白天气孔关闭，液泡中储存的苹果酸脱羧释放的CO2可用于光合作用。回答下列问题：
（1）白天叶肉细胞产生ATP的场所有　　　　　　　　　　　　　。光合作用所需的CO2来源于苹果酸脱羧和　　　　　　释放的CO2。
（2）气孔白天关闭、晚上打开是这类植物适应干旱环境的一种方式，这种方式既能防止　　　　　　　　　
　　　　　　　　，又能保证　　　　正常进行。
（3）若以pH作为检测指标，请设计实验来验证植物甲在干旱环境中存在这种特殊的CO2固定方式。（简要写出实验思路和预期结果）
　（1）某同学将一株生长正常的小麦置于密闭容器中，在适宜且恒定的温度和光照条件下培养，发现容器内CO2含量初期逐渐降低，之后保持相对稳定。关于这一实验现象，其中解释合理的是初期呼吸速率大于光合速率，之后呼吸速率等于光合速率。 （2022·全国乙卷）（　　）
（2）在夏季晴朗无云的白天，10时左右某植物光合作用强度达到峰值，12时左右光合作用强度明显减弱。光合作用强度减弱的原因可能是光合酶活性降低，呼吸酶不受影响，呼吸释放的CO2量大于光合固定的CO2量。 （2022·湖南高考）（　　）
（3）白天马齿苋属植物气孔关闭，仍能进行光合作用。 （2021·河北高考）（　　）
第16讲　光合作用和细胞呼吸的关系
【破考点·抓必备】
考点一
知识梳理夯基
1.O2　丙酮酸　（2）ATP、NADPH　热能　ATP
2.葡萄糖　丙酮酸和水　O2　H2O　水光解　C3　第三　C3的还原
概念检测
1.×　提示：线粒体是有氧呼吸的主要场所，其中有氧呼吸的第一阶段是在细胞质基质中进行的，因此提取完整的线粒体悬浮液，不可以独立完成有氧呼吸，而提取叶绿体悬浮液可以独立完成光合作用过程，但前提是保证叶绿体的活性。
2.√　提示：用O浇灌植物，植物通过蒸腾作用使O出现在周围空气中，经过光合作用光反应阶段，O中的18O进入氧气中，经过细胞呼吸，O进入CO2中。
3.×　提示：只有能进行光合作用的植物细胞才能产生还原型辅酶Ⅱ（NADPH）。
典题演练应用
1.D　E可以与C结合生成H2O，故③为有氧呼吸第三阶段，E为[H]，C为O2；则⑤应为呼吸作用的第一阶段，F为丙酮酸；④为呼吸作用第二阶段，D为CO2；①为光反应过程，A为NADPH和ATP；②为暗反应过程，B为ADP和Pi等。据以上分析可知，①③④⑤都可以产生ATP，A正确；①为光反应过程，发生场所是类囊体薄膜；③为有氧呼吸第三阶段，发生场所为线粒体内膜，两者均在生物膜上进行，B正确；C为氧气，在光反应过程中O元素只来自水，C正确；D为二氧化碳，不含H，D错误。
2.A　图中Ⅲ过程表示有氧呼吸，其第二阶段消耗水，第三阶段产生水，A正确；Ⅰ过程为光合作用的光反应，Ⅱ过程为光合作用的暗反应，Ⅲ过程为有氧呼吸的代谢过程，若Ⅰ、Ⅱ过程的速率大于Ⅲ过程，植物体干重将增加，B错误；Ⅰ过程表示光合作用的光反应，产生的氧气参与Ⅲ过程的第三阶段，C错误；物质X是ATP，从叶绿体类囊体薄膜移向叶绿体的基质，D错误。
考点二
知识梳理夯基
1.（1）净光合　呼吸　净光合　（2）＝　＞　＜
概念检测
1.×　提示：观测到的O2的产生量是植物光合作用实际产生的总O2量－呼吸作用消耗的O2量。
2.×　提示：植物积累的有机物的量是植物实际光合作用产生的总有机物量－呼吸作用消耗的有机物量。
典题演练应用
1.B　净光合速率是植物绿色组织在光照条件下测得的值——单位时间内一定量叶面积CO2的吸收量或O2的释放量。净光合速率可用单位时间内O2的释放量、有机物的积累量、CO2的吸收量来表示。真正（总）光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。由图可知，CT植株和HT植株的CO2吸收速率最大值基本一致，都接近于3 mmol·cm－2·s－1，A正确；CO2吸收速率代表净光合速率，而总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。35 ℃时两组植株的净光合速率相等，但呼吸速率未知，故35 ℃时两组植株的真正（总）光合速率无法比较，B错误；50 ℃时HT植株的净光合速率大于零，说明能积累有机物，而CT植株的净光合速率不大于零，说明不能积累有机物，C正确；由图可知，在较高的温度下HT植株的净光合速率仍大于零，能积累有机物进行生长发育，体现了HT植株对高温环境较适应，D正确。
2.D　若X溶液为CO2缓冲液并给予光照，则密闭瓶中气压的变化不会由二氧化碳引起，此时光合作用将吸收CO2、释放O2，导致液滴向右移动，液滴移动的距离代表的是O2的变化，可表示净光合作用强度大小，A正确；若要测真正光合强度，而真正的光合强度＝净光合作用强度（释放的O2量）＋呼吸消耗强度（吸收的O2量），则X溶液为CO2缓冲液并给予光照，此时测出的是净光合作用强度大小，若X溶液为NaOH溶液并遮光处理，在有氧呼吸过程中吸收O2并产生CO2，而二氧化碳被NaOH吸收，进而导致密闭小室中气体体积减小，此时液滴移动的距离可表示呼吸速率，即另加设一装置遮光处理，X溶液为NaOH溶液，可测出呼吸速率，进而可测出总光合速率，B正确；清水既不吸收和释放O2，也不吸收和释放CO2，若X溶液为清水并给予光照，当光合作用大于细胞呼吸时，呼吸作用产生的CO2全部被光合作用所用，光合作用产生的O2，除满足呼吸作用所用外，又释放到细胞外，同时从细胞外吸收CO2，但是密闭小室中的CO2量有限，影响了光合作用的进行，C正确；若X溶液为清水并遮光处理，消耗的底物为淀粉时，此时有氧呼吸时消耗的O2和产生的CO2量相等，因而密闭小室中气体体积不变，液滴不移动，D错误。
3.C　CO2吸收量可用来表示植物的净光合速率，M点时葡萄的净光合速率为8（mg·m－2·h－1），A错误；结合选项分析，环境温度改变为30 ℃后，葡萄呼吸速率升高，光合速率下降，P点为葡萄光合速率等于呼吸速率时所需的光照强度，因此P点将右移，B错误；如果每天交替进行光照12 h、黑暗12 h，则植物一昼夜积累的有机物的量＝净光合速率×12 h－呼吸速率×12 h＝（净光合速率－呼吸速率）×12 h，草莓黑暗时呼吸释放CO2的量为1（mg·m－2·h－1），当植物一昼夜积累的有机物的量大于0时，植物才能正常生长，因此平均光照强度在X klx以上草莓才能正常生长，C正确；光照强度为Y klx时，葡萄和草莓光合作用积累的有机物的量相等，但由于二者呼吸速率不相同，因此葡萄和草莓光合作用合成有机物的量不相等，D错误。
4.B　白瓶中的生物白天既可以进行光合作用，也能进行呼吸作用，A错误；黑瓶中生物只进行呼吸作用，所以瓶中生物呼吸消耗氧气量只看黑瓶即可，所以瓶中生物24小时呼吸消耗氧气量为10－3＝7（mg），B正确；a光照强度下，瓶中生物24小时后溶解氧的含量还是为10 mg，说明净光合作用等于0，即a光照强度下，刚好满足瓶中生物对氧气所需量，瓶中生物光合作用释放氧气量为0，C、D错误。
【研真题·扣教材】
1.D　呼吸作用的最适温度高于光合作用，气温升高，植物呼吸作用增强，消耗的有机物增多，造成作物减产，A正确；温度升高，可能导致光合作用相关酶的活性降低，光合作用强度减弱，有机物合成减少，B正确；温度升高，蒸腾作用增强，植物易失水发生萎蔫，从而影响正常的生命活动，造成减产，C正确；据题干信息可知，高温使叶片变黄、变褐，推测高温导致叶绿素降解，光反应产生的NADPH和ATP减少，NADH在细胞呼吸过程中产生，D错误。
2.（1）ATP和NADPH　核酮糖-1，5-二磷酸和淀粉等　（2）减法原理　加法原理　（3）增大　①与WT组相比，OE组叶绿素含量较高，增加了对光能的吸收、传递和转换，光反应增强，促进旗叶光合作用　②与WT组相比，OE组旗叶中编码蔗糖转运蛋白基因的表达量较高，可以及时将更多的光合产物（蔗糖）向外运出，从而促进旗叶的光合作用速率
解析：（1）在光合作用的暗反应阶段，CO2被固定后形成的两个3-磷酸甘油酸（C3）分子，在有关酶的催化作用下，接受ATP和NADPH释放的能量，并且被NADPH还原。随后在叶绿体基质中转化为核酮糖-1，5-二磷酸（C5）和淀粉等。（2）与某品种水稻的野生型（WT）相比，实验组KO为OsNAC敲除突变体，其设置采用了自变量控制中的减法原理；实验组OE为OsNAC过量表达株，其设置采用了自变量控制中的加法原理。（3）题图和表中信息显示：OE组的净光合速率、叶绿素含量、旗叶中编码蔗糖转运蛋白基因的相对表达量、单株产量都明显高于WT组和KO组，OE组蔗糖含量却低于WT组和KO组，说明OsNAC过量表达会使旗叶净光合速率增大，究其原因：①与WT组相比，OE组叶绿素含量较高，增加了对光能的吸收、传递和转换，光反应增强，促进旗叶光合作用；②与WT组相比，OE组旗叶中编码蔗糖转运蛋白基因的表达量较高，可以及时将更多的光合产物（蔗糖）向外运出，从而促进旗叶的光合作用速率。
3.（1）类胡萝卜素/叶绿素的值较高　红光和蓝紫　（2）等于　细胞呼吸速率较高　（3）光能利用率较高　（4）为什么在低光照强度下，WT的净光合速率大于ygl，而在高光照强度下，WT的净光合速率小于ygl（补充答案：为什么在低光照强度下，WT的净光合速率大于ygl； 为什么在高光照强度下，WT的净光合速率小于ygl）
解析：（1）水稻叶绿体中的光合色素有4种：胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素（黄色）、叶绿素a（蓝绿色）、叶绿素b（黄绿色）。据表格信息可知，与野生型水稻相比，黄绿叶突变体（ygl）的叶绿素含量低，类胡萝卜素/叶绿素的值较高，导致ygl叶色黄绿。类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，因此ygl叶片主要吸收可见光中的红光和蓝紫光。（2）光饱和点是光合速率不再随光照强度增加时的光照强度。由题干可知，光照强度逐渐增加到2 000 μmol·m－2·s－1时，两者净光合速率都不再随光照强度增加而增加，即二者相等。光补偿点是光合过程中吸收的CO2与呼吸过程中释放的CO2等量时的光照强度。根据图c可知，与WT相比，ygl的呼吸速率较高。据表格信息可知，与WT相比，ygl的叶绿素含量较低，当光照强度较低时，叶绿素含量低会导致光反应为暗反应提供的NADPH和ATP较少，使光合速率降低。综合上述分析可知，ygl具有较高的光补偿点的原因可能是其叶绿素含量较低和细胞呼吸速率较高。（3）与WT相比，在高密度栽培条件下，更多的光可到达ygl下层叶片，导致ygl下层叶片的光合速率较高；与WT相比，ygl的叶绿素含量低，但ygl群体的净光合速率较高，表明该群体的光能利用率较高，有机物积累量大。（4）绘制曲线图时要注意：ygl的呼吸速率约为0.9 μmol（CO2）·m－2·s－1，WT的呼吸速率约为0.6 μmol（CO2）·m－2·s－1，而且ygl的光补偿点（约为30 μmol·m－2·s－1）大于WT的光补偿点（约为15 μmol·m－2·s－1），具体曲线图见答案。由题可知，为保证水稻高产，可关注最适栽培密度或最适光照强度，因此可以继续探究高密度栽培条件下，WT和ygl的最适光照强度或探究在较强光照条件下，WT和ygl的最适栽培密度。
4.（1）细胞质基质、线粒体、叶绿体（类囊体薄膜）　细胞呼吸　（2）蒸腾作用丢失大量水分　光合作用（暗反应）　（3）实验思路：取若干生理状态相同的植物甲，平均分为A、B两组并于夜晚测定其细胞液pH值。将A组置于干旱条件下培养，B组置于水分充足的条件下培养，其他条件保持相同且适宜。一段时间后，分别测定A、B两组植物夜晚细胞液的pH值并记录。　预期结果：A组pH值小于B组，且B组pH值实验前后变化不大，说明植物甲在干旱环境中存在这种特殊的CO2固定方式。
解析：（1）白天有光照，叶肉细胞能利用液泡中储存的苹果酸脱羧释放的CO2进行光合作用，也能利用光合作用产生的氧气和有机物进行有氧呼吸，光合作用光反应阶段能将光能转化为化学能储存在ATP中，有氧呼吸三阶段都能产生能量合成ATP，因此叶肉细胞能产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体（线粒体基质和线粒体内膜）、叶绿体类囊体薄膜。光合作用为有氧呼吸提供有机物和氧气，反之，细胞呼吸（呼吸作用）产生的二氧化碳也能用于光合作用暗反应，故光合作用所需的CO2可来源于苹果酸脱羧和细胞呼吸（或呼吸作用）释放的CO2。（2）由于环境干旱，植物吸收的水分较少，为了维持机体的平衡适应这一环境，气孔白天关闭能防止白天因温度较高蒸腾作用较强导致植物体水分散失过多，晚上气孔打开吸收二氧化碳储存固定以保证光合作用等生命活动的正常进行。（3）该实验自变量是植物甲所处的生存环境是否干旱，由于夜间气孔打开吸收二氧化碳，生成苹果酸储存在液泡中，导致液泡pH降低，故可通过检测液泡的pH验证植物甲存在该特殊方式，即因变量检测指标是液泡中的pH值。实验思路：取若干生理状态相同的植物甲，平均分为A、B两组并于夜晚测定其细胞液pH值。将A组置于干旱条件下培养，B组置于水分充足的条件下培养，其他条件保持相同且适宜。一段时间后，分别测定A、B两组植物夜晚细胞液的pH值并记录。预期结果：A组pH值小于B组，且B组pH值实验前后变化不大，说明植物甲在干旱环境中存在这种特殊的CO2固定方式。
真题重组练
　（1）×　（2）×　（3）√
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第16讲　
光合作用和细胞呼吸的关系
高中总复习·生物
1. 熟练掌握光合作用和细胞呼吸的关系。
2. 通过阐述光合作用与细胞呼吸的相互关系，形成归纳与概括、模型与建
模的科学思维方法。
课程标准
1. 破考点·抓必备
2. 研真题·扣教材
3. 验收效·提能力
目录
Contents
01
破考点·抓必备
梳理归纳， 巩固基本知识
考点一　光合作用和细胞呼吸的关系
1. 细胞呼吸和光合作用的物质、能量转化关系
（1）物质转化
①C：C O2
（2）能量变化
2. 光合作用与有氧呼吸中有关的NADPH、NADH、ATP的来源与去路
1. （必修1 P93、103正文）提取完整的线粒体和叶绿体悬浮液，可以独立
完成有氧呼吸和光合作用过程。 （　×　）
提示：线粒体是有氧呼吸的主要场所，其中有氧呼吸的第一阶段是在细胞
质基质中进行的，因此提取完整的线粒体悬浮液，不可以独立完成有氧呼
吸，而提取叶绿体悬浮液可以独立完成光合作用过程，但前提是保证叶绿
体的活性。
×
2. （必修1 P93、103正文）用 O浇灌植物，周围空气中的H2O、O2、
CO2都能检测到18O。 （　√　）
提示：用 O浇灌植物，植物通过蒸腾作用使 O出现在周围空气
中，经过光合作用光反应阶段， O中的18O进入氧气中，经过细胞呼
吸， O进入CO2中。
3. （必修1 P103正文）植物细胞都能产生还原型辅酶Ⅱ（NADPH）。
（　×　）
提示：只有能进行光合作用的植物细胞才能产生还原型辅酶Ⅱ
（NADPH）。
√
×
1. （2025·江苏连云港模拟）如图表示植物叶肉细胞中光合作用和细胞呼吸的相关过程，其中①～⑤表示代谢过程，A～F表示代谢过程中产生的物质，相关叙述错误的是（　　）
A. 过程②③④⑤都可以产生ATP
B. 过程①和过程③在生物膜上进行
C. 物质C的元素只来自水
D. 物质A、B、D、E、F中都含H
√
解析：　E可以与C结合生成H2O，故③为有氧呼吸第三阶段，E为[H]，C为O2；则⑤应为呼吸作用的第一阶段，F为丙酮酸；④为呼吸作用第二阶段，D为CO2；①为光反应过程，A为NADPH和ATP；②为暗反应过程，B为ADP和Pi等。据以上分析可知，①③④⑤都可以产生ATP，A正确；①为光反应过程，发生场所是类囊体薄膜；③为有氧呼吸第三阶段，发生场所为线粒体内膜，两者均在生物膜上进行，B正确；C为氧气，在光反应过程中O元素只来自水，C正确；D为二氧化碳，不含H，D错误。
2. （2024·辽宁大连模拟）如图为绿色植物体内某些代谢过程中物质变化
的示意图，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别表示不同的代谢过程。下列相关叙述正确的是
（　　）
A. Ⅲ过程在第二阶段消耗水，第三阶段产生水
B. 若Ⅰ、Ⅱ过程的速率大于Ⅲ过程，植物体干重将减少
C. Ⅰ过程中产生的O2参与Ⅲ过程的第二阶段反应
D. 物质X是从叶绿体的基质移向类囊体薄膜的
√
解析： 　图中Ⅲ过程表示有氧呼吸，其第二阶段消耗水，第三阶段产生
水，A正确；Ⅰ过程为光合作用的光反应，Ⅱ过程为光合作用的暗反应，Ⅲ
过程为有氧呼吸的代谢过程，若Ⅰ、Ⅱ过程的速率大于Ⅲ过程，植物体干重
将增加，B错误；Ⅰ过程表示光合作用的光反应，产生的氧气参与Ⅲ过程的
第三阶段，C错误；物质X是ATP，从叶绿体类囊体薄膜移向叶绿体的基
质，D错误。
考点二　植物“三率”的判断与测定
1. 辨析净光合速率与总光合速率
（1）微观辨析
（2）结合曲线辨析
2. 真正（总）光合速率、净光合速率和呼吸速率的关系
（1）判定方法
（2）相关计算
①光合作用实际产氧量（叶绿体产氧量）＝实测植物氧气释放量＋细胞呼
吸耗氧量。
②光合作用实际CO2消耗量（叶绿体消耗CO2量）＝实测植物CO2吸收量＋
细胞呼吸CO2释放量。
③光合作用葡萄糖净生产量（葡萄糖积累量）＝光合作用实际葡萄糖生产
量（叶绿体产生或合成的葡萄糖量）－细胞呼吸葡萄糖消耗量。
3. “三率”的常考曲线分析
（1）
（2）
（3）以“测定的CO2吸收量与释放量”为指标
（4）自然环境与密闭环境中一昼夜内光合速率曲线的比较
提醒 植物光合速率等于呼吸速率时，叶肉细胞中光合速率大于呼吸速率。
4. 光合速率与呼吸速率的探究方法
（1）“液滴移动法”——测定装置中O2的变化
①总光合速率＝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，即用死亡的绿色植物分别进行上述实验，根据红色液滴的移动
距离对原实验结果进行校正。
（2）“黑白瓶法”——测溶氧量的变化
①黑白瓶法常用于水生生态系统光合速率和呼吸速率的测定。
②在没有初始值m0时，可利用 算出总光合速率。
1. （必修1 P105旁栏思考）观测到的O2的产生量是植物光合作用实际产生
的总O2量。 （　×　）
提示：观测到的O2的产生量是植物光合作用实际产生的总O2量－呼吸作用
消耗的O2量。
2. （必修1 P105旁栏思考拓展）植物积累的有机物的量是植物实际光合作
用产生的总有机物量。 （　×　）
提示：植物积累的有机物的量是植物实际光合作用产生的总有机物量－呼
吸作用消耗的有机物量。
×
×
1. （2021·北京高考3题）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
√
解析：　净光合速率是植物绿色组织在光照条件下测得的值——单位时
间内一定量叶面积CO2的吸收量或O2的释放量。净光合速率可用单位时间
内O2的释放量、有机物的积累量、CO2的吸收量来表示。真正（总）光合
速率＝净光合速率＋呼吸速率。由图可知，CT植株和HT植株的CO2吸收速
率最大值基本一致，都接近于3 mmol·cm－2·s－1，A正确；CO2吸收速率代
表净光合速率，而总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。35 ℃时两组植株
的净光合速率相等，但呼吸速率未知，故35 ℃时两组植株的真正（总）光
合速率无法比较，B错误；50 ℃时HT植株的净光合速率大于零，说明能积
累有机物，而CT植株的净光合速率不大于零，说明不能积累有机物，C正
确；由图可知，在较高的温度下HT植株的净光合速率仍大于零，能积累有
机物进行生长发育，体现了HT植株对高温环境较适应，D正确。
2. 某兴趣小组设计了如图所示的实验装置若干组，室温25 ℃下进行了一系列的实验，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. 若要测真正光合强度，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，呼吸作用产生
的CO2全部被光合作用所用
D. 若X溶液为清水并遮光处理，消耗的底物为淀粉时，液滴右移
√
解析：　若X溶液为CO2缓冲液并给予光照，则密闭瓶中气压的变化不会
由二氧化碳引起，此时光合作用将吸收CO2、释放O2，导致液滴向右移
动，液滴移动的距离代表的是O2的变化，可表示净光合作用强度大小，A
正确；若要测真正光合强度，而真正的光合强度＝净光合作用强度（释放
的O2量）＋呼吸消耗强度（吸收的O2量），则X溶液为CO2缓冲液并给予
光照，此时测出的是净光合作用强度大小，若X溶液为NaOH溶液并遮光处
理，在有氧呼吸过程中吸收O2并产生CO2，而二氧化碳被NaOH吸收，进而
导致密闭小室中气体体积减小，此时液滴移动的距离可表示呼吸速率，即
另加设一装置遮光处理，X溶液为NaOH溶液，可测出呼吸速率，进而可测
出总光合速率，B正确；清水既不吸收和释放O2，也不吸收和释放CO2，若X溶液为清水并给予光照，当光合作用大于细胞呼吸时，呼吸作用产生的CO2全部被光合作用所用，光合作用产生的O2，除满足呼吸作用所用外，又释放到细胞外，同时从细胞外吸收CO2，但是密闭小室中的CO2量有限，影响了光合作用的进行，C正确；若X溶液为清水并遮光处理，消耗的底物为淀粉时，此时有氧呼吸时消耗的O2和产生的CO2量相等，因而密闭小室中气体体积不变，液滴不移动，D错误。
3. （2025·山东德州期末）如图表示25 ℃时，葡萄和草莓在不同光照强度条件下CO2吸收量的变化曲线。下列叙述正确的是（　　）
A. M点时葡萄的净光合速率为10（mg·m－2·h－1）
B. 已知葡萄光合作用和呼吸作用的最适温度分别
是25 ℃和30 ℃，若将环境温度改变为30 ℃，
其他条件不变，则P点将左移
C. 对草莓而言，若白天和黑夜的时间各为12 h，则平均光照强度在X klx以
上才能正常生长
D. 光照强度为Y klx时，葡萄和草莓光合作用合成有机物的量相等
√
解析：　CO2吸收量可用来表示植物的净光合速率，M点时葡萄的净光合速率为8（mg·m－2·h－1），A错误；结合选项分析，环境温度改变为30 ℃后，葡萄呼吸速率升高，光合速率下降，P点为葡萄光合速率等于呼吸速率时所需的光照强度，因此P点将右移，B错误；如果每天交替进行光照12 h、黑暗12 h，则植物一昼夜积累的有机物的量＝净光合速率×12 h－呼吸速率×12 h＝（净光合速率－呼吸速率）×12 h，草莓黑暗时呼吸释放CO2的量为1（mg·m－2·h－1），当植物一昼夜积累的有机物的量大于0时，植物才能正常生长，因此平均光照强度在X klx以上草莓才能正常生长，C正确；光照强度为Y klx时，葡萄和草莓光合作用积累的有机物的量相等，但由于二者呼吸速率不相同，因此葡萄和草莓光合作用合成有机物的量不相等，D错误。
4. （2025·黑龙江佳木斯校考）黑白瓶法多用于研究浮游植物生产量，所
用白瓶完全透光，黑瓶不透光。用若干个黑白瓶，装入某湖泊一定水层的
1 L湖水后密闭，进行实验测试，结果如图所示。下列相关说法正确的是
（　　）
A. 白瓶中的生物白天只进行光合作用
B. 瓶中生物24小时呼吸消耗氧气量为7 mg
C. a光照强度下，不能满足瓶中生物对氧气所需量
D. a光照强度下，白瓶中植物24小时氧气净释放量为7 mg
√
解析： 　白瓶中的生物白天既可以进行光合作用，也能进行呼吸作用，A
错误；黑瓶中生物只进行呼吸作用，所以瓶中生物呼吸消耗氧气量只看黑
瓶即可，所以瓶中生物24小时呼吸消耗氧气量为10－3＝7（mg），B正
确；a光照强度下，瓶中生物24小时后溶解氧的含量还是为10 mg，说明净
光合作用等于0，即a光照强度下，刚好满足瓶中生物对氧气所需量，瓶中
生物光合作用释放氧气量为0，C、D错误。
02
研真题·扣教材
探究分析， 培养核心技能
1. （2023·湖北高考11题）高温是制约世界粮食安全的因素之一，高温往
往使植物叶片变黄、变褐。研究发现平均气温每升高1 ℃，水稻、小麦等
作物减产约3％～8％。关于高温下作物减产的原因，下列叙述错误的是
（　　）
A. 呼吸作用变强，消耗大量养分
B. 光合作用强度减弱，有机物合成减少
C. 蒸腾作用增强，植物易失水发生萎蔫
D. 叶绿素降解，光反应生成的NADH和ATP减少
√
解析：　呼吸作用的最适温度高于光合作用，气温升高，植物呼吸作用
增强，消耗的有机物增多，造成作物减产，A正确；温度升高，可能导致
光合作用相关酶的活性降低，光合作用强度减弱，有机物合成减少，B正
确；温度升高，蒸腾作用增强，植物易失水发生萎蔫，从而影响正常的生
命活动，造成减产，C正确；据题干信息可知，高温使叶片变黄、变褐，
推测高温导致叶绿素降解，光反应产生的NADPH和ATP减少，NADH在细
胞呼吸过程中产生，D错误。
溯源教材
（1）细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化
碳和其他产物，释放能量并生成ATP的过程。　（见必修1 P94正文）
（2）光合作用的过程中合成了有机物。　（见必修1 P102正文）
（3）光反应生成ATP和NADPH。　（见必修1 P103正文）
2. （2024·安徽高考16题）为探究基因OsNAC对光合作用的影响，研究人
员在相同条件下种植某品种水稻的野生型（WT）、OsNAC敲除突变体
（KO）及OsNAC过量表达株（OE），测定了灌浆期旗叶（位于植株最顶
端）净光合速率和叶绿素含量，结果见下表。回答下列问题。
净光合速率（μmol·m－2·s－1） 叶绿素含量（mg·g－1）
WT 24.0 4.0
KO 20.3 3.2
OE 27.7 4.6
（1）旗叶从外界吸收1分子CO2与核酮糖-1，5-二磷酸结合，在特定酶作用
下形成2分子3-磷酸甘油酸；在有关酶的作用下，3-磷酸甘油酸接受
释放的能量并被还原，随后在叶绿体基质中转化为
。
解析： 在光合作用的暗反应阶段，CO2被固定后形成的两个3-磷酸甘
油酸（C3）分子，在有关酶的催化作用下，接受ATP和NADPH释放的能
量，并且被NADPH还原。随后在叶绿体基质中转化为核酮糖-1，5-二磷酸
（C5）和淀粉等。
ATP
和NADPH
核酮糖-
1，5-二磷酸和淀粉等
（2）与WT相比，实验组KO与OE的设置分别采用了自变量控制中的
、 （填科学方法）。
解析： 与某品种水稻的野生型（WT）相比，实验组KO为OsNAC敲
除突变体，其设置采用了自变量控制中的减法原理；实验组OE为OsNAC
过量表达株，其设置采用了自变量控制中的加法原理。
减
法原理
加法原理
（3）据表可知，OsNAC过量表达会使旗叶净光合速率 。为进一
步探究该基因的功能，研究人员测定了旗叶中编码蔗糖转运蛋白基因的相
对表达量、蔗糖含量及单株产量，结果如图。
结合图表，分析OsNAC过量表达会使旗叶净光合速率发生相应变化的原
因：①
；
增大
与WT组相比，OE组叶绿素含量较高，增加了对光能的吸收、传
递和转换，光反应增强，促进旗叶光合作用
②

。
解析： 题图和表中信息显示：OE组的净光合速率、叶绿素含量、旗
叶中编码蔗糖转运蛋白基因的相对表达量、单株产量都明显高于WT组和
KO组，OE组蔗糖含量却低于WT组和KO组，说明OsNAC过量表达会使旗
叶净光合速率增大，究其原因：①与WT组相比，OE组叶绿素含量较高，
增加了对光能的吸收、传递和转换，光反应增强，促进旗叶光合作用；②
与WT组相比，OE组旗叶中编码蔗糖转运蛋白基因的表达量较高，可以及
时将更多的光合产物（蔗糖）向外运出，从而促进旗叶的光合作用速率。
与WT组相比，OE组旗叶中编码蔗糖转运蛋白基因的表达量较高，可
以及时将更多的光合产物（蔗糖）向外运出，从而促进旗叶的光合作用速
率
3. （2023·广东高考18题）光合作用机理是作物高产的重要理论基础。大
田常规栽培时，水稻野生型（WT）的产量和黄绿叶突变体（ygl）的产量
差异不明显，但在高密度栽培条件下ygl产量更高，其相关生理特征见下表和下图。（光饱和点：光合速率不再随光照强度增加时的光照强度；光补偿点：光合过程中吸收的CO2与呼吸过程中释放的CO2等量时的光照强度。）
水稻材料 叶绿素（mg/g） 类胡萝卜素（mg/g） 类胡萝卜素/叶绿素
WT 4.08 0.63 0.15
ygl 1.73 0.47 0.27
分析图表，回答下列问题：
（1）ygl叶色黄绿的原因包括叶绿素含量较低和
，叶片主要吸收可见光中的 光。
类胡萝卜素/叶绿素的值
较高
红光和蓝紫
水稻材料 叶绿素（mg/g） 类胡萝卜素（mg/g） 类胡萝卜素/叶绿素
WT 4.08 0.63 0.15
ygl 1.73 0.47 0.27
解析：水稻叶绿体中的光合色素有4种：胡萝卜素（橙黄色）、叶黄
素（黄色）、叶绿素a（蓝绿色）、叶绿素b（黄绿色）。据表格信息可
知，与野生型水稻相比，黄绿叶突变体（ygl）的叶绿素含量低，类胡萝
卜素/叶绿素的值较高，导致ygl叶色黄绿。类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，
叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，因此ygl叶片主要吸收可见光中的红光和
蓝紫光。
（2）光照强度逐渐增加达到2 000 μmol·m－2·s－1时，ygl的净光合速率较
WT更高，但两者净光合速率都不再随光照强度的增加而增加，比较两者
的光饱和点，可得ygl WT（填“高于”“低于”或“等于”）。
ygl有较高的光补偿点，可能的原因是叶绿素含量较低和
。
等于
细胞呼吸速率较
高
解析：光饱和点是光合速率不再随光照强度增加时的光照强度。由题干可知，光照强度逐渐增加到2 000 μmol·m－2·s－1时，两者净光合速率都不再随光照强度增加而增加，即二者相等。光补偿点是光合过程中吸收的CO2与呼吸过程中释放的CO2等量时的光照强度。根据图c可知，与WT相比，ygl的呼吸速率较高。据表格信息可知，与WT相比，ygl的叶绿素含量较低，当光照强度较低时，叶绿素含量低会导致光反应为暗反应提供的NADPH和ATP较少，使光合速率降低。综合上述分析可知，ygl具有较高的光补偿点的原因可能是其叶绿素含量较低和细胞呼吸速率较高。
（3）与WT相比，ygl叶绿素含量低，高密度栽培条件下，更多的光可到
达下层叶片，且ygl群体的净光合速率较高，表明该群体
，是其高产的原因之一。
光能利用率较
高
解析：与WT相比，在高密度栽培条件下，更多的光可到达ygl下层叶片，导致ygl下层叶片的光合速率较高；与WT相比，ygl的叶绿素含量低，但ygl群体的净光合速率较高，表明该群体的光能利用率较高，有机物积累量大。
（4）试分析在0～50 μmol·m－2·s－1范围的低光照强度下，WT和ygl净光合速率的变化，在给出的坐标系中绘制净光合速率趋势曲线。在此基础上，分析图a和你绘制的曲线，比较高光照强度和低光照强度条件下WT和ygl的净光合速率，提出一个科学问题 　　。
答案：
为什么在低光照强度下，WT的净光合速率大于ygl，而在高光照强度下，
WT的净光合速率小于ygl（补充答案：为什么在低光照强度下，WT的净
光合速率大于ygl； 为什么在高光照强度下，WT的净光合速率小于ygl）
解析：绘制曲线图时要注意：ygl的呼吸速率约为0.9 μmol（CO2）·m－2·s－1，WT的呼吸速率约为0.6 μmol（CO2）·m－2·s－1，而且ygl的光补偿点（约为30 μmol·m－2·s－1）大于WT的光补偿点（约为15 μmol·m－2·s－1），具体曲线图见答案。由题可知，为保证水稻高产，可关注最适栽培密度或最适光照强度，因此可以继续探究高密度栽培条件下，WT和ygl的最适光照强度或探究在较强光照条件下，WT和ygl的最适栽培密度。
4. （2021·全国乙卷29题）生活在干旱地区的一些植物（如植物甲）具有
特殊的CO2固定方式。这类植物晚上气孔打开吸收CO2，吸收的CO2通过生
成苹果酸储存在液泡中；白天气孔关闭，液泡中储存的苹果酸脱羧释放的
CO2可用于光合作用。回答下列问题：
（1）白天叶肉细胞产生ATP的场所有
。光合作用所需的CO2来源于苹果酸脱羧和 释
放的CO2。
细胞质基质、线粒体、叶绿体（类
囊体薄膜）
细胞呼吸
解析： 白天有光照，叶肉细胞能利用液泡中储存的苹果酸脱羧释放
的CO2进行光合作用，也能利用光合作用产生的氧气和有机物进行有氧呼
吸，光合作用光反应阶段能将光能转化为化学能储存在ATP中，有氧呼吸
三阶段都能产生能量合成ATP，因此叶肉细胞能产生ATP的场所有细胞质
基质、线粒体（线粒体基质和线粒体内膜）、叶绿体类囊体薄膜。光合作
用为有氧呼吸提供有机物和氧气，反之，细胞呼吸（呼吸作用）产生的二
氧化碳也能用于光合作用暗反应，故光合作用所需的CO2可来源于苹果酸
脱羧和细胞呼吸（或呼吸作用）释放的CO2。
（2）气孔白天关闭、晚上打开是这类植物适应干旱环境的一种方式，这
种方式既能防止 ，又能保证
正常进行。
蒸腾作用丢失大量水分
光合作用（暗反
应）
解析：由于环境干旱，植物吸收的水分较少，为了维持机体的平衡适应这
一环境，气孔白天关闭能防止白天因温度较高蒸腾作用较强导致植物体水
分散失过多，晚上气孔打开吸收二氧化碳储存固定以保证光合作用等生命
活动的正常进行。
（3）若以pH作为检测指标，请设计实验来验证植物甲在干旱环境中存在
这种特殊的CO2固定方式。（简要写出实验思路和预期结果）
答案： 实验思路：取若干生理状态相同的植物甲，平均分为A、B两
组并于夜晚测定其细胞液pH值。将A组置于干旱条件下培养，B组置于水
分充足的条件下培养，其他条件保持相同且适宜。一段时间后，分别测定
A、B两组植物夜晚细胞液的pH值并记录。　预期结果：A组pH值小于B
组，且B组pH值实验前后变化不大，说明植物甲在干旱环境中存在这种特
殊的CO2固定方式。
解析：该实验自变量是植物甲所处的生存环境是否干旱，由于夜间气孔打开吸收二氧化碳，生成苹果酸储存在液泡中，导致液泡pH降低，故可通过检测液泡的pH验证植物甲存在该特殊方式，即因变量检测指标是液泡中的pH值。实验思路：取若干生理状态相同的植物甲，平均分为A、B两组并于夜晚测定其细胞液pH值。将A组置于干旱条件下培养，B组置于水分充足的条件下培养，其他条件保持相同且适宜。一段时间后，分别测定A、B两组植物夜晚细胞液的pH值并记录。
预期结果：A组pH值小于B组，且B组pH值实验前后变化不大，说明植物
甲在干旱环境中存在这种特殊的CO2固定方式。
（1）某同学将一株生长正常的小麦置于密闭容器中，在适宜且恒定的
温度和光照条件下培养，发现容器内CO2含量初期逐渐降低，之后保持相
对稳定。关于这一实验现象，其中解释合理的是初期呼吸速率大于光合速
率，之后呼吸速率等于光合速率。　 （2022·全国乙卷） （　×　）
（2）在夏季晴朗无云的白天，10时左右某植物光合作用强度达到峰值，
12时左右光合作用强度明显减弱。光合作用强度减弱的原因可能是光合酶
活性降低，呼吸酶不受影响，呼吸释放的CO2量大于光合固定的CO2量。　
（2022·湖南高考） （　×　）
×
×
（3）白天马齿苋属植物气孔关闭，仍能进行光合作用。　（2021·河北高
考） （　√　）
√
03
验收效·提能力
跟踪训练，检验学习效果
一、选择题
1. （2025·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（　　）
A. 适宜的光照下，叶肉细胞的细胞质基质、线粒体和叶绿体中都有ATP合成
B. 细胞呼吸过程中有机物中稳定的化学能主要转变为ATP中活跃的化学能
C. 用 O培养小球藻，一段时间后可在其产生的糖类和氧气中检测到18O
D. 夏季连续阴天，大棚中白天适当增加光照，夜晚适当降低温度，有利于提高作物产量
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√
解析：B　光合作用的光反应阶段产生ATP，光反应的场所是叶绿体，有氧
呼吸的三个阶段都能合成ATP，有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体，
A正确；细胞呼吸过程中，有机物中的化学能大部分以热能形式散失，少
部分转变为ATP中活跃的化学能，B错误；用 O培养小球藻，在叶绿体
中进行光合作用，光反应中水的光解形成氧气和NADPH，则最先检测到含
有放射性的产物是氧气； O可参与有氧呼吸的第二阶段，在CO2中可
检测到被标记的18O，再通过光合作用的暗反应阶段，转移到糖类等有机物
中，C正确；夏季连续阴天，光照强度减弱，光合作用合成的有机物减少，夏季的气温较高，细胞呼吸作用较强，细胞呼吸分解的有机物较多，不利于植物生长，所以大棚中白天适当增加光照，提高光合作用强度，夜晚适当降低温度，降低细胞呼吸强度，从而增加净光合作用强度，可提高作物产量，D正确。
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2. （2024·重庆永川期末）如图表示植物叶肉细胞内光合作用、呼吸作用
中O（氧元素）的转移过程。下列相关叙述正确的是（　　）
H2O O2 H2O CO2 C3 （CH2O）
A. 过程②③都合成ATP
B. 过程①③都有NADH生成
C. 过程①②⑤都需在生物膜上进行
D. 过程②③都发生在该植物叶肉细胞的线粒体内膜上
√
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解析： 　②为有氧呼吸第三阶段，可以合成ATP，③为有氧呼吸第二阶
段，也能合成ATP，A正确；过程①为光反应，光反应产生的是NADPH，
③为有氧呼吸第二阶段，产生NADH，B错误；过程①为光反应，场所是
类囊体膜，②为有氧呼吸第三阶段，场所是线粒体内膜，⑤是暗反应，场
所是叶绿体基质，不在生物膜上进行，C错误；③为有氧呼吸第二阶段，
场所是线粒体基质，D错误。
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3. （2025·广东中山市调研）将一株生长正常的某种植物置于密闭的玻璃
容器内，在适宜条件下光照培养。从照光开始，净光合速率随着时间延长
逐渐下降直至为0，之后保持不变。在上述整个时间段内，玻璃容器内CO2
浓度表现出的变化趋势是（　　）
A. 降低至一定水平时再升高
B. 持续保持相对稳定状态
C. 降低至一定水平时保持不变
D. 升高至一定水平时保持相对稳定
√
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解析：　密闭容器内的植物在光照条件下既能进行光合作用也能进行呼
吸作用，植物净光合速率＝实际光合速率－呼吸速率，净光合速率只要大
于0，则光合作用消耗的CO2量就大于呼吸作用释放的CO2量；根据题意，
从照光开始，净光合速率随着时间延长逐渐下降直至为0，之后保持不
变，说明密闭容器内的CO2浓度从光照开始就下降，当净光合速率随着时
间延长逐渐下降直至为0时，密闭容器内的CO2浓度停止下降，然后净光合
速率为0，保持不变，密闭容器内的CO2浓度也保持不变，C正确。
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4. （2025·重庆模拟）如图表示菠菜叶肉细胞光合作用与细胞呼吸过程中
碳元素和氢元素的转移途径，其中①～⑥代表有关生理过程。下列叙述错
误的是（　　）
A. 过程①②③不在生物膜上进行
B. 参与过程②③⑤的酶的种类不同
C. 过程②③④⑤都有ATP产生
D. 过程③产生的[H]全部来自丙酮酸
√
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解析：　过程①为光合作用暗反应过程中C3的还原，发生在叶绿体基质
中，过程②为有氧呼吸（或无氧呼吸）第一阶段，发生在细胞质基质中，
过程③为有氧呼吸第二阶段，发生在线粒体基质中，均不在生物膜上进
行；参与过程②③的酶为呼吸酶，过程⑤为光合作用光反应阶段，参与该
过程的酶为光合酶，故参与过程②③⑤的酶的种类不相同；过程②表示细
胞呼吸第一阶段，过程③④为有氧呼吸第二、第三阶段，均有ATP产生，
过程⑤为光反应阶段，有ATP产生；过程③（有氧呼吸第二阶段）是丙酮
酸和H2O反应产生CO2和[H]，释放少量能量，产生的[H]部分来自丙酮
酸，部分来自H2O。
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5. （2025·云南师大附中适应性考试）如图是夏季晴朗的白天，某种绿色
植物叶片净光合作用速率（实际光合作用速率－呼吸作用速率）变化曲线
图。下列相关分析错误的是（　　）
A. 净光合速率可用单位时间内叶片吸收CO2的量表示
B. BC段和DE段净光合速率下降的原因不同
C. A点与E点相比，叶绿体产生O2的速率不一定相同
D. E点后植物体内积累有机物的量开始减少
√
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解析：　净光合速率是实际光合作用速率与呼吸作用速率的差值，可用
单位时间内叶片吸收CO2的量表示，也可用单位时间内叶片释放O2的量表
示，A正确；图中曲线BC段净光合速率下降的原因是光照过强、温度过高
引起部分气孔关闭，暗反应受阻，而DE段净光合速率下降的原因是光照
强度减弱，B正确；A点与E点的净光合速率相等，即叶片释放O2的速率
相等，由于呼吸作用速率不一定相同，故叶绿体产生O2的速率不一定相
同，C正确；E点后该植物的净光合速率虽然在下降，但其数值大于0，仍
存在有机物的积累，故植物体内积累有机物的量仍在增加，D错误。
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6. （2025·华师一附中调研）某生物兴趣小组测定了不同温度条件下，棉花植株在黑暗中单位时间内O2的消耗速率以及光照条件下单位时间内O2的释放速率，结果如图所示。下列说法正确的是（　　）
A. O2产生的场所是叶肉细胞的类囊体膜，消耗的场所是线粒体基质
B. 20 ℃时棉花植株的总光合速率最大
C. 30 ℃时棉花植株固定CO2的量是其产生CO2量的2倍
D. 40 ℃时棉花叶肉细胞光合作用酶的活性丧失，光合作用停止
√
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解析：　O2消耗的场所是线粒体内膜，A错误；由曲线图可知，20 ℃时
棉花植株的净光合速率最大，但呼吸速率较低，总光合速率不是最大（25
℃时棉花植株的总光合速率大于20 ℃时），B错误；图中O2的消耗速率表
示呼吸速率，氧气的释放速率表示净光合速率，两条曲线的交点表示净光
合速率等于呼吸速率，故30 ℃时，棉花植株的总光合速率是呼吸速率的2
倍，此时棉花植株固定CO2的量是其产生CO2量的2倍，C正确；40 ℃时棉
花净光合速率为0，但光合作用并未停止，D错误。
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7. （2025·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
√
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解析：　遮光后，光反应停止，短时间内C3被还原成C5的过程减弱乃至
停止，而C5固定CO2的过程仍能继续，故遮光后C3含量会比照光时的C3含
量高，A错误；照光处理时类囊体薄膜上可产生NADPH，故可发生NADP
＋与电子和H＋结合，B正确；照光处理与遮光处理后叶片的干重差（单位
时间内）代表真正光合作用速率，无需测定同等面积叶片的初始干重，
C、D错误。
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8. （2025·山东日照模拟）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1 klx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3 klx时，E、F两种植物的叶圆片产生O2的速率相等
D. 光照强度为6 klx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
√
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解析： 　根据图乙可知，F植物叶圆片的光补偿点和光饱和点都比较低，
适合在较弱光照下生长，A错误；光照强度为1 klx时，E植物叶圆片的呼吸
速率大于光合速率，装置甲中E植物叶圆片会吸收装置中的O2，使液滴左
移，B错误；光照强度为3 klx时，E、F两种植物叶圆片的净光合强度相
等，但E植物叶圆片的细胞呼吸强度大于F植物叶圆片，故光照强度为3 klx
时，E、F两种植物的叶圆片产生O2的速率不相等，C错误；光照强度为6
klx时，E植物叶圆片净光合作用强度大于F植物叶圆片的净光合作用强度，
故此光照强度下，E植物叶圆片释放的O2多，故装置甲中E植物叶圆片比F
植物叶圆片浮到液面所需时间短，D正确。
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9. （2025·鞍山模拟）光补偿点是指光合速率等于呼吸速率时的光照强
度，光饱和点是指达到最大光合速率所需的最小光照强度。在温度适宜且
CO2充足的条件下，测得甲、乙两种植物的光补偿点分别为E1和E2，且E1
小于E2；甲、乙两种植物的光饱和点分别为E3和E4，且E3小于E4。下列有
关叙述不正确的是（　　）
A. 若持续保持光照强度为E1，则甲植物停止生长，乙植物能正常生长
B. 若将甲、乙两种植物转移到缺镁条件下培养，二者的光补偿点均变大
C. 光照强度低于E2时，限制乙植物光合速率的环境因素主要是光照强度
D. 与E3相比，光照强度为E4时，乙植物叶绿体中C3合成速率更快
√
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解析：　若持续保持光照强度为E1，甲、乙两种植物的光补偿点分别为E1和E2，且E1小于E2，则甲植物的光合速率等于呼吸速率（停止生长），乙植物呼吸速率大于光合速率（不能生长），A错误；镁是合成叶绿素的原料，若将甲、乙两种植物转移到缺镁条件下培养，叶绿素不能合成，光合作用减弱，要想光合作用等于呼吸作用，需要增大光照强度，因此二者的光补偿点均变大，B正确；光照强度低于E2时，没有达到乙植物的光饱和点，限制乙植物光合速率的环境因素主要是光照强度，C正确；甲、乙两种植物的光饱和点分别为E3和E4，且E3小于E4，与E3相比，光照强度为E4时，光照增强，光反应增强，暗反应也增强，乙植物的叶绿体中C3合成速率更快，D正确。
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10. （2025·辽宁本溪模拟）如图表示植物叶肉细胞中光合作用、有氧呼吸
的过程及两者之间的联系。其中甲～戊表示生理过程，a～d表示相关物
质。下列说法正确的是（　　）
A. 物质a表示ATP，物质c表示O2，物质d表示CO2
B. 甲表示光合作用的光反应阶段，对光能的吸收不
需要酶的直接参与
C. 若该叶肉细胞产生的物质c和物质d的量相等，则
该植物的净光合速率为0
D. 用18O同时标记H2O和CO2，可探究光合产物O2中
O的来源
√
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解析：　物质a表示光反应产生的ATP和NADPH，甲表示光合作用的光反应阶段，对光能的吸收不需要酶的直接参与；若物质c和物质d的量相等，则该植物的叶肉细胞的净光合速率为0，但还有一些细胞只进行细胞呼吸不进行光合作用，就整个植株而言，净光合速率小于0；用18O分别标记H2O和CO2，才可探究光合产物O2中O的来源。
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二、非选择题
11. （2025·陕西渭南校考）甲、乙两种植物整个植株净光合速率随光照强
度的变化趋势如图1，图2为不同生理状态下叶肉细胞内线粒体和叶绿体间
CO2气体交换情况。回答下列问题：
1
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11
（1）高等植物光合作用中能捕获光能的物质分布在叶绿体
上，光合作用中产生的ATP移动方向是
，暗反应阶段能量变化为
。写出有氧呼吸总反应式
。
类囊体
（薄）膜
从叶绿体的类囊体
（薄）膜到叶绿体基质
活跃的化学能转变为
有机物中稳定的化学能
C6H12O6＋6CO2＋
6H2O　 6CO2＋12H2O＋能量
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解析： 高等植物光合作用中捕获光能的物质为光合色素，分布在叶
绿体的类囊体薄膜上，光合作用的光反应产生ATP，在暗反应中使用，故
光合作用中产生的ATP移动方向是从叶绿体类囊体薄膜到叶绿体基质。暗
反应阶段所需能量由光反应产生的ATP和NADPH提供，故能量变化为活跃
的化学能转变为有机物中稳定的化学能。有氧呼吸的总反应式：C6H12O6＋
6CO2＋6H2O 6CO2＋12H2O＋能量。
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11
（2）净光合速率是指实际光合速率与呼吸速率之差，植物叶肉细胞中叶
绿体吸收CO2或释放O2的速率可表示 （填“净光合速
率”“真正光合速率”或“呼吸速率”），图2中 （填图中序号）
图可表示图1中光照强度为A时甲、乙两植物叶肉细胞内CO2的关系。
解析： 植物叶肉细胞中叶绿体吸收CO2或释放O2的速率可表示真正光合速率；图1中的A点表示植物的光合作用强度＝呼吸作用强度，则叶肉细胞的光合作用大于呼吸作用，故图2中④图可表示图1中光照强度为A时甲、乙两植物叶肉细胞内CO2的关系。
真正光合速率
④
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11
（3）适当提高乙植物生长环境中CO2的浓度，则A点应向 （填
“左”或“右”）移动，C点应向 （填“左”或“右”）移动，光
照强度为D时，甲植物叶肉细胞中产生ATP的细胞器有 。
解析：若环境中CO2浓度升高，光合作用强度增强，呼吸作用不变，A点应向左移动才能和呼吸作用相等。C点是光饱和点，C点应向右移。D点为甲植物的光照强度饱和点，植物既进行呼吸作用，也进行光合作用，故光照强度为D时，甲植物叶肉细胞中产生ATP的细胞器有线粒体和叶绿体。
左
右
线粒体和叶绿体
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谢谢观看！

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