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第11讲 细胞代谢综合分析
目 录
01考情解码·考点定标 2
02体系构建·思维领航 3
03考点突破·考向探究 3
考点一 细胞呼吸、光合作用的物质和能量转化 3
知识点1 光合作用与细胞呼吸的联系 3
知识点2 光合作用与有氧呼吸中有关物质的来源与去路 4
考向 光合作用与细胞呼吸的联系 4
考点二 “三率”的关系及测定 6
知识点1 总光合速率、净光合速率和呼吸速率的关系 6
知识点2 测定植物光合速率和呼吸速率的常用方法 7
重难点透析 “关键点”的移动 8
考向1 “三率”的关系及测定 9
考向2 光合作用与细胞呼吸“关键点”的移动 11
考点三 光合作用与细胞呼吸的综合曲线分析 13
知识点1 自然环境中（夏季）CO2浓度变化曲线 14
知识点2 密闭环境中CO2浓度变化曲线 14
考向 光合作用与细胞呼吸的综合曲线分析 15
04真题感知·命题洞见（含2025年高考真题） 17
05 学以致用·能力提升 23
一、教材知识链接 23
二、长句表达强化 24
三、新情境（调节气孔开闭的因素） 24
考点要求 考查形式 2025年 2024年 2023年
光合作用与细胞呼吸的联系 选择题 非选择题 云南卷T6,3分 \ 江苏卷T12,2分
光合速率的测定方法 选择题 非选择题 河南卷T17,10分 全国卷T22,6分 福建卷T11，2分 北京卷T3,2分
考情分析： 1．从命题题型和内容上看，试题以非选择题为主，是常考内容，也会在选择题中出现。主要从以下几方面考查：光合作用与呼吸作用在物质和能量的联系、三率（总光合速率、净光合速率和呼吸速率）的测定等。 2．从命题思路上看，从以下几个方面进行考查 (1)以过程图解等形式呈现，考查呼吸作用和光合作用的关系； (2)结合农业生产的具体问题来考查三率的测定、实验的设计等。
复习目标： 1.通过分析光合作用与细胞呼吸的关系，形成结构与功能相适应、物质与能量相互依存的生命观念。(生命观念) 2．分析影响光合作用的因素的曲线模型，理解环境因素对光合作用的影响。(科学思维) 3．通过探究环境因素对光合作用强度的影响实验，培养实验设计和分析能力。(科学探究) 4．应用影响光合作用的环境因素知识，指导农业生产。(社会责任)
考点一 细胞呼吸、光合作用的物质和能量转化
知识夯基
知识点1 光合作用与细胞呼吸的联系
1.物质方面
(1)C元素
CO2有机物丙酮酸CO2
(2)H元素
H2ONADPH(CH2O)[H]H2O
(3)O元素
H2OO2H2OCO2有机物
2.能量方面
光能 →ATP、NADPH中的化学能→有机物中的化学能→热能和储存在ATP中的化学能
知识点2　光合作用与有氧呼吸中有关物质的来源与去路
1.NADH（呼吸作用）（提醒：还原性辅酶I）
来源：第一阶段（葡萄糖）、第二阶段（丙酮酸和水）
去路：第三阶段还原氧气，产生水（释放大量能量）
2.NADPH（光合作用）（提醒：还原性辅酶Ⅱ）
来源：光反应水的光解
去路：暗反应还原C3
3.ATP（呼吸作用和光合作用）
来源：有氧呼吸各阶段（提醒：第三阶段最多）、光反应
去路：各项生命活动的直接能源物质（提醒：并非唯一）、暗反应C3的还原
考向研析
考向 光合作用与细胞呼吸的联系
例1．如图表示植物叶肉细胞中光合作用和呼吸作用的过程示意图，其中a、b、c、d表示生理过程，甲表示细胞器，乙表示反应场所。下列有关叙述正确的是（　　）
A．a过程产生的NADPH可以用于CO2的固定
B．甲的内膜上含有催化ATP合成的酶
C．给植物提供H218O一段时间后，产物O2、（CH2O）、CO2、H2O都会出现18O
D．光照条件下植物根细胞的细胞质基质、线粒体和叶绿体中都有ATP合成
【答案】C
【解析】A、a过程为水的光解，产生的NADPH可以用于C3的还原，A错误；
B、甲是叶绿体，叶绿体的类囊体薄膜上含有催化ATP合成的酶，B错误；
C、给植物提供H218O一段时间后，a过程产生18O2，水参与有氧呼吸的第二阶段（H2O＋丙酮酸→CO2＋[H]＋能量），c过程会出现C18O2，18O2参与有氧呼吸的第三阶段生成水，d过程会出现H218O，b过程为CO2参与的暗反应，C18O2参与b过程会生成（CH218O），C正确；
D、根细胞没有叶绿体，根细胞只能进行呼吸作用，ATP合成场所是细胞质基质、线粒体，D错误。
【变式训练1·变载体】下图是叶肉细胞在不同光照强度下叶绿体与线粒体代谢简图。以下相关叙述，错误的是（ ）。
A．若细胞①处于黑暗环境中。那么该细胞单位时间内放出的CO2量即为呼吸速率
B．细胞②没有与外界发生O2和CO2交换，可断定此时光合作用速率等于细胞呼吸速率
C．细胞③处在较强光照条件下，细胞光合作用所利用的CO2量为N1与N2的和
D．对细胞④的分析可得出，此时的光照强度较弱且物质的量N1小于m2
【答案】D
【解析】A、细胞①处于黑暗环境中，细胞只进行呼吸作用，因此可以测定该细胞单位时间内放出的CO2量即为呼吸速率，A正确；
B、细胞②中叶绿体产生的氧气全部被线粒体所利用，此时叶肉细胞中光合作用速率等于呼吸作用速率，B正确；
C、细胞③从外界吸收CO2释放O2，故光合速率大于呼吸速率，光合作用所需的CO2，来源于外来的CO2和呼吸作用产生的CO2，故细胞光合作用所利用的CO2量为N1与N2的和，C正确；
D、细胞④从外界吸收O2释放CO2，此时呼吸速率大于光合速率，可能原因是此时光照强度较弱，细胞有氧呼吸和光合作用过程中，O2的净消耗量（吸收量）m2与CO2的净生成量N1相等，D错误。
【变式训练2·变考法】如图为某植物细胞内部分物质转化示意图，其中字母代表物质，据图分析，下列叙述错误的是（ ）
A．葡萄糖脱水缩合形成的A可能是不易溶于水且遇碘呈现蓝色的淀粉
B．图中的B为丙酮酸，只能在线粒体基质中被分解产生C
C．图中的D为C3，E为有机物，D合成E的过程发生在叶绿体基质
D．若光照强度不变，C增加，则短时间内D增加，C5减少
【答案】B
【解析】A、淀粉不易溶于水且遇碘呈现蓝色，葡萄糖脱水缩合形成的A可能是淀粉，A正确；
B、题图中的B为丙酮酸，C为CO2，在无氧呼吸过程中，丙酮酸可在细胞质基质中被分解产生CO2，在有氧呼吸过程中，可在线粒体基质中被分解产生CO2，B错误；
C、题图中的D为C3，生成E的过程为光合作用的暗反应，发生在叶绿体基质，E为有机物，C正确；
D、若光照强度不变，CO2增加，CO2固定速率增大，C3还原速率不变，则短时间内C3增加，C5减少，D正确。
考点二 “三率”的关系及测定
知识夯基
知识点1 总光合速率、净光合速率和呼吸速率的关系
1.植物“三率”间的内在关系
（1）呼吸速率：植物非绿色组织(如苹果果肉细胞)或绿色组织在黑暗条件下测得的值——单位时间内一定量组织的CO2释放量或O2吸收量。
（2）净光合速率：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。（提醒：真光合速率=净光合速率+呼吸速率）
2.植物“三率”的判定
（1）根据坐标曲线判定：当光照强度为0时，CO2吸收值为0，则该曲线表示总(真)光合速率曲线；若CO2吸收值为负值，该值的绝对值表示呼吸速率，该曲线表示净光合速率曲线。
（2）根据关键词判定
真光合速率 O2产生(生成)速率 CO2固定速率 有机物产生(制造、生成)速率
净(表观)光合速率 O2释放速率 CO2吸收速率 有机物积累速率
呼吸速率 黑暗中O2吸收速率 黑暗中CO2释放速率　 有机物消耗速率
3.“三率”图示模型
(1)“三率”的表示方法
①呼吸速率：绿色组织在黑暗条件下或非绿色组织一定时间内CO2释放量或O2吸收量，即图1中A点。
②净光合速率：绿色组织在有光条件下测得的一定时间内O2释放量、CO2吸收量或有机物积累量，即图1中的C′C段对应的CO2量，也称为表观光合速率。
③真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率，即图1中的AD段对应的CO2总量，也称为总光合速率或实际光合速率。
(2)图2中曲线 Ⅰ 表示真正光合量，曲线 Ⅲ 表示呼吸量，曲线 Ⅱ 表示净光合量。交点D对应E点，此时净光合量为0，B点时植物生长最快。
(3)图3中曲线c表示净光合速率，曲线d表示呼吸速率，c＋d表示真正光合速率。在G点时，真正光合速率是呼吸速率的2倍。
知识点2 测定植物光合速率和呼吸速率的常用方法
1.装置图法
（1）将植物（甲装置）置于黑暗中一定时间，记录红色液滴移动的距离，计算呼吸速率。（提醒：NaOH的作用是吸收环境中的CO2）
（2）将同一植物（乙装置）置于光下一定时间，记录红色液滴移动的距离，计算净光合速率。
（3）根据呼吸速率和净光合速率可计算得到真正光合速率。
2.叶圆片称重法
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）。
（1）净光合速率＝（z－y）/2S；
（2）呼吸速率＝（x－y）/2S；
（3）总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率＝（x＋z－2y）/2S。
3.黑白瓶法
“黑白瓶”问题是一类通过净光合作用强度和有氧呼吸强度推算总光合作用强度的试题，其中“黑瓶”不透光，测定的是有氧呼吸量；“白瓶”给予光照，测定的是净光合作用量，可分为有初始值与没有初始值两种情况，规律如下：
规律1：有初始值的情况下，黑瓶中氧气的减少量（或二氧化碳的增加量）为有氧呼吸量；白瓶中氧气的增加量（或二氧化碳的减少量）为净光合作用量；二者之和为总光合作用量。
规律2：没有初始值的情况下，白瓶中测得的现有量与黑瓶中测得的现有量之差即总光合作用量。
4.半叶法
将植物对称叶片的一部分（A）遮光或取下置于暗处，另一部分（B）则留在光下进行光合作用（即不做处理），并采用适当的方法阻止两部分的物质和能量转移。一定时间后，在这两部分叶片的对应部位截取同等面积的叶片，分别烘干称重，记为MA、MB，光合作用产物的量为MB－MA，再通过计算得出光合速率。
重难点透析 “关键点”的移动
1．模型构建
2．模型判断
据图可知，OA表示呼吸作用释放的CO2量，由CO2(光)补偿点到CO2(光)饱和点围成的△BCD的面积代表净光合作用有机物的积累量。改变影响光合作用的某一因素，对补偿点和饱和点会有一定的影响，因此净光合作用有机物的积累量也会随之变化。具体分析如下表所示：
条件改变 △BCD面积 CO2(光)补偿点 CO2(光)饱和点
适当提高温度 减少 右移 左移
适当增大光照强度 (CO2浓度) 增加 左移 右移
适当减少光照强度 (CO2浓度) 减少 右移 左移
植物缺少Mg元素 减少 右移 左移
（提醒：适当提高温度指在最适光合作用温度的基础上；光照强度或CO2浓度的改变均在饱和点之前。）
考向研析
考向1 “三率”的关系及测定
例1.如图为某植物在不同温度下，测得相关指标的变化曲线。下列叙述错误的是（ ）
A．光下叶肉细胞的线粒体基质生成CO2，叶绿体基质消耗CO2
B．在40℃时，该植物在光下的呼吸速率等于光合速率，不能正常生长
C．该植物的呼吸作用最适温度高于光合作用的最适温度
D．给该植物浇灌含18O的H2O，一段时间后可在O2、CO2和糖类中检测到18O
【答案】B
【解析】A、光下叶肉细胞会进行光合作用和呼吸作用，光合作用叶绿体基质消耗CO2，呼吸作用线粒体基质中有CO2生成，A正确；
B、40℃条件下，净光合速率和呼吸速率相等，由于光照时间未知，无法判断植物一天的有机物积累量，即无法判断植物能否正常生长，B错误；
C、据图可知，实验范围内，该植物呼吸作用的最适温度约为40℃，而光合作用的最适温度约为30℃，C正确；
D、给该植物浇灌含18O的H2O，光反应水的光解，生成18O标记的O2，18O标记的H2O参与有氧呼吸第二阶段，可生成C18O2，一段时间后空气中能检测出C18O2，18O标记的H2O还参与有氧呼吸第二阶段，可生成C18O2，C18O2参与光合作用暗反应合成（CH218O），D正确。
【变式训练1·变考法】将高等植物幼苗分成a、b、c、d四组并置于密闭装置中照光培养，四组光照强度依次增强，温度恒定。一段时间（t）后测得装置内O2浓度如图1（M为初始浓度），且c、d组O2浓度相同。下列推测合理的是（　　）
A．a组幼苗叶肉细胞产生ATP的场所只有细胞质基质和线粒体
B．t时间内，装置中植物积累有机物的量关系为c=d>b>a
C．延长光照时间使c、d组中O2浓度不再增加时，c组植株的光合速率大于d组
D．若降低d组装置中CO2的浓度，当暗反应再次稳定时，其叶绿体中C5的浓度比C3的高
【答案】B
【解析】A、a组的光合速率等于呼吸速率，产生ATP的场所有细胞质基质、类囊体膜和线粒体，A错误；
B、t时间内，c、d组氧气含量大于M且相同，说明有机物积累相同，b点大于M小于c和d组，因此装置中植物积累有机物的量关系为c=d>b>a，B正确；
C、延长光照时间使c、d组中O2浓度不再增加时，c组植株的光合速率等于d组，C错误；
D、C5与CO2反应生成2分子C3，C3的含量是C5的两倍，若降低d组装置中CO2的浓度，当暗反应再次稳定时，其叶绿体中C5的浓度依然低于C3，D错误。
【变式训练2·变载体】龙血树在《本草纲目》中被誉为“活血圣药”，有消肿止痛、收敛止血的功效。图甲、乙为同一批龙血树分别在不同温度、光照强度下相关指标的变化曲线（其余条件均相同）（单位：mmol。cm-2.h-1下列说法错误的是（ ）
A．据图甲分析，温度为30℃和40℃时，叶绿体消耗CO2的速率相等
B．图甲40℃条件下，若黑夜和白天时间相等，龙血树不能正常生长
C．补充适量的矿质元素可能导致图乙中D点左移
D．若图乙是30℃下测得的结果，则图甲A点对应的光照强度为4klx
【答案】D
【解析】A、图甲中，CO2吸收速率表示净光合作用速率，CO2产生速率表示呼吸作用速率，叶绿体消耗的CO2量是指总光合作用量，根据总光合作用速率=净光合作用速率+呼吸作用速率，可知温度为30 ℃时，叶绿体消耗CO2的速率=8+2=10（mmol·cm-2·h-1）；温度为40 ℃时，叶绿体消耗CO2的速率=5+5=10（mmol·cm-2·h-1），A正确；
B、由图甲可知，40 ℃条件下，龙血树净光合速率和呼吸速率相等，若白天和黑夜时间相等，则有机物不会积累，植物不能生长，B正确；
C、补充适量的无机盐可能使龙血树的光合作用速率增加，则光补偿点会降低，即D点左移，C正确；
D、30℃下图乙中，呼吸速率为2，光饱和点4klx时，总光合作用为10，当光照强度大于4klx，总光合作用仍为10，而图甲30℃下，A点对应CO2吸收速率表示净光合作用速率为8，CO2产生速率表示呼吸作用速率为2，总光合速率为10，则图甲 A 点对应的光照强度为等于或大于4klx，D错误。
考向2 光合作用与细胞呼吸“关键点”的移动
例2.以测定的CO2吸收量与释放量为指标，研究温度对某绿色植物光合作用与细胞呼吸的影响，结果如图甲所示。图乙装置是在其他条件适宜时，测定该绿色植物在不同温度下的气体变化情况。结合两图分析。下列叙述错误的是（　　）
A．该绿色植物在30℃时的光合作用强度与35℃时的光合作用强度相等
B．若每天光照12h，则该植物在20℃时生长速率最快
C．若该植物原重X kg，置于暗处4h后重为（X-l）kg，然后光照4h后重为（X＋2）kg，则总光合速率为3/4 kg·h-1
D．乙装置的液滴约在25℃时单位时间内向右移动的距离最大
【答案】C
【解析】A、在光照时间相同的情况下，30℃时光合作用的总量为3.50（净合成量）+3.00（呼吸消耗量）=6.50mg/h，35℃时光合作用的总量为3.00（净合成量）+3.50（呼吸消耗量）=6.50mg/h，二者相同，A正确；
B、若每天交替进行12小时光照，12小时黑暗，则幼苗积累有机物为12小时的净光合-12小时的呼吸，数值最大的是20℃，B正确；
C、该植物原重Xg，置于暗处4h后重（X-1）g，则呼吸速率为1/4g/小时，然后光照4h后重（X+2）g，则4h内的净光合量为3g，总光合量为（3＋1）g，故总光合速率为1g/h，C错误；
D、图乙中NaHCO3溶液作为CO2缓冲液，因此水滴的移动方向与距离与装置中的O2变化有关，结合图甲，光照下乙装置的液滴在25℃时净光合速率最强，因此单位时间内向右移动的距离最大，D正确。
【变式训练1·变考法】矿质离子主要由植物根系吸收，对光合作用有一定的影响。在适宜条件下，将黄瓜幼苗培养在完全培养液中，测定其光合作用速率与光照强度的关系，结果如图。若将黄瓜幼苗培养在缺镁培养液中（缺镁对呼吸作用速率影响不大），下列分析错误的是（　　）
A．缺镁会影响叶绿素的合成，使光合速率下降，C点向左下方移动
B．缺镁对呼吸作用速率影响不大，所以A点不会有明显移动
C．图中B点是光补偿点，在缺镁培养液培养后B点左移
D．图中D点是光饱和点，在缺镁培养液培养后D点左移
【答案】C
【解析】AB、缺镁会影响叶绿素的合成，植物捕获光能的能力下降，导致光反应速率下降，对呼吸速率影响不大，所以在缺镁培养液中培养后，C 点向左下方移动，A点不会有明显移动，A、B正确；
C、B点为光补偿点，该点的呼吸作用强度与光合作用强度相等；植物体缺镁时，呼吸速率影响不大，而体内叶绿素合成减少，光合作用速率下降，植物必需在较强光照下光合速率才能与呼吸速率相同，故B点会右移，C错误；
D、D点为正常植物的光饱和点，缺镁植物的光合速率下降，D点会向左移动，D正确。
【变式训练2·变载体】下图中纵坐标表示植物个体对某种气体吸收量或释放量的变化。下列说法正确的是（ ）
A．C点时，叶肉细胞中能产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体
B．若A代表O2吸收量，D点时的叶肉细胞既不吸收O2也不释放O2
C．若A代表CO2释放量，适当提高大气中的CO2浓度，E点将向右下方移动
D．F代表光饱和点，若F点后仍不断提高光照强度，光合作用强度一定会始终不变
【答案】C
【解析】A、C点时光照强度为零，植物只进行呼吸作用，因此叶肉细胞中能产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体，A错误；
B、若A代表O2吸收量，D点表示光补偿点，即此时植物的光合作用产生的氧气量与细胞呼吸消耗的氧气量相等，植物只有叶肉细胞等可以进行光合作用，而植物的所有细胞都可以进行细胞呼吸，即叶肉细胞的光合速率大于叶肉细胞的呼吸速率，因此D点叶肉细胞吸收的氧气少于释放的氧气，B错误；
C、若A代表CO2释放量，适当提高大气中的CO2浓度，暗反应速率增加，进而促进光反应，因此可利用的光照强度增加，故E点增大，有机物积累增加，故E点向右下移动，C正确；
D、若F点以后进一步提高光照强度，会导致光照强度过大，灼伤叶绿体，导致光合作用强度下降，D错误。
考点三 光合作用与细胞呼吸的综合曲线分析
知识夯基
知识点1 自然环境中（夏季）CO2浓度变化曲线
曲线各点的含义及形成原因分析
b点：凌晨2～4时，温度降低，细胞呼吸减弱，CO2释放减少。
c点：有微弱光照，植物开始进行光合作用。
cd段：光合速率小于呼吸速率。
d点：上午7时左右，光合速率等于呼吸速率。
dh段：光合速率大于呼吸速率。
f点：温度过高，部分气孔关闭，出现“光合午休”现象。
h点：下午6时左右，光合速率等于呼吸速率。
hi段：光合速率小于呼吸速率。
ij段：无光照，光合作用停止，只进行细胞呼吸
【易错提醒】
（1）能进行光合作用制造有机物时间段：ci段(CI段)；消耗有机物时间段：aj段(AJ段)。
（2）积累有机物时间段：dh段(DH段)；一天中有机物积累最多的时间点：h点(H点)。
（3）光补偿点：d点和h点(D点和H点)。
（4）图甲：一昼夜有机物积累量＝Ⅱ－(Ⅰ＋Ⅲ)。
知识点2 密闭环境中CO2浓度变化曲线
AC段：无光照，植物只进行细胞呼吸。
AB段：温度降低，细胞呼吸减弱。
CD段：4时后，有微弱光照，开始进行光合作用，但光合作用强度小于细胞呼吸强度。
D点：随光照增强，光合作用强度等于细胞呼吸强度。
DH段：光合作用强度大于细胞呼吸强度。其中EF段出现“光合午休”现象。
H点：随光照减弱，光合作用强度下降，此时光合作用强度等于细胞呼吸强度。
HJ段：光照继续减弱，光合作用强度小于细胞呼吸强度，直至光合作用完全停止
【易错提醒】
积累量可用J点与A点对应的CO2浓度的差值表示，据此可判断24小时该植物是否积累有机物。
（1）如果J点低于A点，说明经过一昼夜，光合作用制造的有机物多于细胞呼吸消耗的有机物(光合作用CO2固定量大于细胞呼吸CO2产生量)，植物体内的有机物总量增加。
（2）如果J点高于A点，说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量减少。
（3）如果J点等于A点，说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量不变。
考向研析
考向 光合作用与细胞呼吸的综合曲线分析
例1.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）、图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的速率减少
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
【答案】C
【解析】A、图1中的B点为凌晨，此时植物只进行呼吸作用，凌晨气温下降，植物呼吸作用减弱，因此BC段较AB段 CO2 浓度增加减慢的原因是低温使植物呼吸作用减弱，A正确；
B、图1、图2中分别出现FG段与ef段的变化，原因是此时处于中午，光照较强，温度较高，部分气孔关闭，叶片吸收 CO2 的量减少，B正确；
C、图2中gh段仍表现为吸收 CO2 ，说明 O2 含量仍在增加，且到达h点时，该植株积累的有机物最多，C错误；
D、图1中比较A点和J点的 CO2 浓度低于A点，说明该植物一昼夜总体表现为吸收 CO2 用于合成有机物，因此经过这一昼夜之后，植物体的有机物含量会有所增加，D正确。
【变式训练1·变考法】将某植物置于密闭玻璃容器内，并将装置放置于自然条件下，测定夏季一昼夜内CO2的吸收量和释放量，结果如下图所示。下列分析错误的是（ ）
A．AB段与DE段CO2吸收量下降的原因不同
B．BC段细胞内产生CO2的场所可能只有线粒体基质
C．18：00时该植物叶肉细胞内光合作用速率等于呼吸作用速率
D．CD段影响该植物叶肉细胞光合作用的主要因素是光照强度
【答案】C
【解析】A、AB段光照强度不断减弱，光合作用速率下降，CO2吸收量下降，DE段由于温度太高，植物细胞气孔关闭，导致CO2吸收量下降，A正确；
B、BC段细胞只进行呼吸作用，细胞内产生CO2的场所可能只有线粒体基质，B正确；
C、18：00时，该植物既不吸收CO2也不释放CO2，此时植物体的光合作用速率等于呼吸作用速率，但该植物叶肉细胞内光合作用速率大于呼吸作用速率，C错误；
D、CD段随光照强度增加，植物光合作用速率也在不断增加，故CD段影响该植物叶肉细胞光合作用的主要因素是光照强度，D正确。
【变式训练2·变载体】图表示夏季晴天，某植物放在密闭的玻璃罩内一昼夜CO2的浓度变化，假设一昼夜5时日出，19时日落，假定玻璃罩内植物的生理状态与自然环境中相同。用CO2测定仪测得了一天内该玻璃罩内CO2浓度变化情况，绘制成下图的曲线，下列有关说法正确的是（ ）
A．BC段较AB段CO2增加速度减慢，是因低温使植物呼吸作用减弱
B．CO2下降从D点开始，说明植物进行光合作用是从D点开始的
C．FG 段CO2下降不明显，是因为光照强度减弱，光合作用减弱
D．H点CO2浓度最低，说明此时植物对CO2的吸收最多，光合作用最强
【答案】A
【解析】A、由题意“假设一昼夜5时日出”可知，BC段没有光照，不进行光合作用，并且凌晨温度较低，因此较AB段CO2浓度增加减慢，是因为低温使植物呼吸作用减弱，A正确；
B、D和H点表示光合作用强度与呼吸强度相等，D点CO2浓度开始下降，说明光合作用大于呼吸作用，因此光合作用在D点之前就开始，B错误；
C、由题意“图表示夏季晴天”，所以FG段原因是光照强，气温高，导致蒸腾作用强，水分散失多，为减少水分散失，气孔关闭，CO2供应不足，使光合作用减弱，C错误；
D、H点时，光合作用等于呼吸作用，此时为一天中积累有机物最多，并非光合作用最强 ，D错误。
1．（2025·云南·高考真题）云南省是著名的鲜花产地，所产鲜花花色鲜艳与其独特的自然环境息息相关。花青素苷是决定被子植物色彩呈现的主要色素物质，花冠中糖类或被紫外光激活的紫外光受体均可促进相关基因表达，从而增加花青素苷的合成。下列说法错误的是（　　）
A．云南平均海拔高，紫外光强，能够促进花青素苷的合成
B．鲜切花中花青素苷会缓慢降解，在浸泡液中添加适量糖可延缓鲜花褪色
C．云南平均海拔高，昼夜温差大，有利于呈色
D．鲜花中花青素苷的含量，与紫外光受体基因表达水平呈负相关
【答案】D
【解析】A、云南海拔高紫外光强，紫外光激活的紫外光受体可促进相关基因表达，增加花青素苷合成，A正确；
B、鲜切花褪色与花青素苷降解相关，糖类可促进相关基因表达，增加花青素苷合成，从而延缓褪色，B正确；
C、昼夜温差大时，白天高温促进光合作用积累糖类，夜间低温减少呼吸消耗，积累更多糖类，糖类可促进相关基因表达，从而增加花青素苷的合成，花青素苷是决定被子植物色彩呈现的主要色素物质，所以昼夜温差大，有利于呈色，C正确；
D，紫外光受体被激活后，可促进相关基因表达，增加花青素苷合成，所以紫外光受体基因表达水平越高，花青素苷合成量应越多，两者应为正相关，D错误。
2．（2025·河南·高考真题）光质和土壤中的盐含量是影响作物生理状态的重要因素。为探究不同光质对高盐含量（盐胁迫）下某作物生长的影响，将作物分组处理一段时间后，结果如图所示（光补偿点指当总光合速率等于呼吸速率时的光照强度）。
回答下列问题：
(1)光对植物生长发育的作用有 和 两个方面。
(2)上述实验需控制变量，为探究实验光处理是否完全抵消了盐胁迫对该作物生长的影响，至少应选用上述 组（填组别）进行对比分析，该实验中的无关变量有 （答出2点即可）。
(3)在光照强度达到光补偿点之前（CO2消耗量与光照强度视为正比关系），④组的总光合速率 （填“始终大于”“始终小于”“先大于后等于”或“先小于后等于”）③组的总光合速率，判断依据是 。
【答案】(1) 为光合作用提供能量 作为一种信号调节植物生长发育
(2) ①③④ 温度和二氧化碳浓度
(3) 始终大于 ④组呼吸作用强于③组，但是两组光补偿点相同也就是呼吸速率等于总光合速率时的光照强度相等 ，所以④组达到光补偿点之前的总光合速率也大于③组
【分析】光补偿点时呼吸作用速率等于光合作用速率，光饱和点以后时影响各种植物的光合作用速率的因素不再是光照强度，影响作物光合作用的因素有光照强度、温度或二氧化碳浓度等。
【解析】（1）光可以为植物光合作用提供光能；同时光可以作为一种光信号调节植物生长发育，故光对植物生长发育的作用有为光合作用提供能量和作为一种信号调节植物生长发育两个方面。
（2）为探究实验光处理是否完全抵消了盐胁迫对该作物生长的影响，至少应选用上述 盐胁迫组（③）和盐胁迫加光处理组 （④）进行对比分析 。①③比较可知盐胁迫对作物生长的影响，①③④比较可判断实验光处理是否完全抵消了盐胁迫对该作物生长的影响。实验中除了自变量和因变量，其余变量称为无关变量，该实验中的无关变量有温度和二氧化碳浓度等。
（3）由于④组呼吸作用强于③组，但是两组光补偿点相同也就是呼吸速率等于总光合速率时的光照强度相等，所以④组达到光补偿点之前的总光合速率始终大于③组。
3．（2025·甘肃·高考真题）波长为400~700nm的光属于光合有效辐射（PAR），其中400~500nm为蓝光（B），600~700nm为红光（R）。远红光（700~750nm，FR）通常不能用于植物光合作用，但可作为信号调节植物的生长发育。研究者测定了某高大作物冠层中A（高）和B（低）两个位置的PAR、红光/远红光比例（R/FR）和叶片指标（厚度、叶绿素含量、线粒体暗呼吸），并分析了施氮肥对以上指标的影响，结果如下表。回答下列问题。
冠层位置 PAR R/FR 叶片厚度（μm） 叶绿素含量（μg·g-1） 线粒体暗呼吸
A B A（施氮肥） B（施氮肥） 0.90 0.20 0.70 0.02 3.40 0.29 1.75 0.01 160 100 150 — 0.15 0.20 0.28 — 1.08 1.08 1.08 —
(1)植物叶片中 可吸收红光用于光合作用， 可吸收少量的红光和远红光作为光信号，导致B位置PAR和R/FR较A位置低； 虽不能吸收红光，但可吸收蓝光，也可使B位置PAR降低。
(2)由表中数据可知，施氮肥 （填“提高”或“降低”）了冠层叶片对太阳光的吸收，其可能的原因是 。
(3)光补偿点是指光合作用中吸收的CO2与呼吸作用中释放的CO2相等时的光照强度。研究者分析了冠层A、B处的叶片（未施氮肥）在不同光照强度下的净光合作用速率（下图），发现冠层 位置的叶片具有较高的光补偿点，由表中数据可知其主要原因是 。
【答案】(1) 叶绿素 光敏色素 类胡萝卜素
(2) 提高 施氮肥促进了叶绿素合成和叶片生长，增加了叶片的光捕获能力，导致冠层整体吸光增强，透射到下层的PAR减少
(3) B B处光合有效辐射、红光/远红光比例远低于A处，光合作用主要利用红光和蓝紫光，远红光（700~750nm，FR）通常不能用于植物光合作用，故B处需要较强光照才能达到光补偿点
【解析】（1）叶绿素（主要是叶绿素a和b）是光合作用中的主要色素，能吸收红光（600-700nm）用于光反应。光敏色素是一种光受体蛋白，能吸收红光（R, 600-700nm）和远红光（FR, 700-750nm），并通过构象变化传递光信号，调节植物生长发育。在冠层中，B位置（低处）的R/FR较低，这是因为上层叶片吸收了更多红光，导致下层红光减少、远红光相对增多，从而降低了R/FR比例。类胡萝卜素（如β-胡萝卜素、叶黄素）主要吸收蓝光（400-500nm），不吸收红光；在冠层中，上层叶片的类胡萝卜素吸收蓝光，减少了透射到下层的蓝光，导致B位置PAR降低。
（2）由表中数据可知，施氮肥提高了冠层叶片对太阳光的吸收，其可能的原因是施氮肥促进了叶绿素合成和叶片生长，增加了叶片的光捕获能力，导致冠层整体吸光增强，透射到下层的PAR减少。
（3）据表可知，B处光合有效辐射、红光/远红光比例远低于A处，光合作用主要利用红光和蓝紫光，远红光（700~750nm，FR）通常不能用于植物光合作用，故B处需要较强光照才能达到光补偿点。
4．（2025·重庆·高考真题）科研人员以水稻秸秆为原料合成的一种新型纳米材料X，发现其能通过叶面或根部吸收进入植物细胞。
(1)为分析X对植物光能利用的影响，科研人员用添加X的培养液培养水绵，再用通过三棱镜的光照射载有需氧细菌和水绵的临时装片，观察并统计不同光质下需氧细菌数量，结果见下表。
光质处理 蓝光 绿光 黄光 橙光 红光
培养液（对照） 150 12 10 14 89
培养液+X 139 28 7 13 88
结果表明，X能够促进水绵利用 光。在水绵细胞中，X呈现出随机分布的特点，当X分布在叶绿体的 时，水绵光能利用效率最佳。
(2)为进一步探究X对叶绿体功能的影响，开展了下列实验。
①用离体叶绿体X和Y（可与NADPH发生反应的化合物）进行实验，在相同光照条件下，实时测定并计算Y的变化量。由图可知，X能 （填“促进”或“抑制”）叶绿体合成NADPH。为保证本实验的严谨性，需增设1个处理，即Y+经煮沸的叶绿体。该处理获得的结果最符合图中曲线的 （填“甲”或“乙”或“丙”）。
②将清水和X溶液分别处理后的植物叶片用打孔器打出叶圆片，抽气后，再置于1%的碳酸氢钠溶液中，给予相同的光照，发现X溶液处理的叶圆片先浮出叶面，其原因是 。
(3)研究还发现处理植物的X浓度过高，会出现植物叶片气孔开放度下降的现象，推测与之相关的植物激素及其含量变化是 。
【答案】(1) 绿 类囊体/基粒
(2) 促进 丙 x溶液处理叶圆片能提高光能利用率，促进光反应速率，产生氧气速率加快
(3)脱落酸含量增加
【解析】（1）分析表格数据可知，与对照组相比，添加X的培养液中，绿光下需氧细菌数量增加最为明显。由于需氧细菌会聚集在氧气释放多的部位，而氧气是光合作用光反应的产物，所以X能够促进水绵利用绿光。叶绿体中类囊体薄膜是光反应的场所，能吸收、传递和转化光能，当X分布在叶绿体的类囊体（基粒）时，能更好地促进光能的吸收和利用，使水绵光能利用效率最佳。
（2）由图可知，与没有添加X的组相比，添加X的组中Y的变化量更大，说明X能促进叶绿体合成NADPH。经煮沸的叶绿体已经失去活性，不能进行光合作用，也就不能合成NADPH，Y的量基本不变，所以该处理获得的结果最符合图中曲线的丙。
将清水和X溶液分别处理后的植物叶片用打孔器打出叶圆片，抽气后，再置于1%的碳酸氢钠溶液中，给予相同的光照，发现X溶液处理的叶圆片先浮出叶面，其原因是x溶液处理叶圆片能提高光能利用率，促进光反应速率，产生氧气速率加快。
（3）脱落酸能促进气孔关闭，当处理植物的X浓度过高时，植物叶片气孔开放度下降，推测与之相关的植物激素是脱落酸，且其含量增加。
5．（2024·上海·高考真题）磷是维持植物正常生长发育所必需的元素。研究人员在相同光照强度、CO2浓度等条件下，对长势一致的4组当归植株，分别补充P1、P2、P3、P4量的磷，测定其叶肉细胞的净光合速率（指光合作用合成有机物的速率减去呼吸作用消耗有机物的速率）和总叶绿素含量，结果如图1。
(1)当归叶肉细胞内的下列物质或结构中，含有磷元素的有___（单选）。
A．淀粉 B．高能电子
C．麦芽糖 D．叶绿体外膜
(2)根据图1数据判断，P3组一定高于P1组的是当归叶肉细胞单位时间单位叶面积___（单选）。
A．生成H2O的量 B．吸收CO2的量
C．吸收O2的量 D．释放CO2的量
(3)分析图1数据可得到的结论是___（单选）。
A．磷元素是当归叶肉细胞合成光合色素的原料
B．总叶绿素含量随光照强度的增加先升高再降低
C．过高浓度的磷会抑制当归叶肉细胞的净光合速率
D．当归叶肉细胞的净光合速率提高可促进对P的吸收
研究人员发现，植物根细胞质膜上存在负责吸收磷的磷转运蛋白H6。环境中P缺乏时，H6的数量会发生变化，同时其功能受一种胞内蛋白M6的调节。图2是该机制示意图， 表示无机磷。
(4)从下列①~④中选择并形成实验方案，以探究缺磷对植物根细胞质膜上H6数量的影响。对照组 ；实验组： 。
①选取长势一致的同种植物幼苗若干种植于磷充足培养基
②选取长势一致的同种植物幼苗若干种植于磷不足培养基
③检测H6基因转录水平
④检测光合作用相关基因转录水平
(5)结合题中信息分析植物根细胞对外界磷浓度变化的反应，并用下列编号表示。外界磷充足时： 。外界磷缺乏时： 。
①质膜上的H6数量少
②质膜上的H6数量多
③M6抑制H6的转运功能
④M6促进H6的转运功能
⑥M6不影响H6的转运功能
⑤细胞内磷元素维持在正常水平
⑦细胞内外磷含量一致
【答案】(1)D
(2)B
(3)C
(4) ①③ ②③
(5) ①③⑤ ②④⑤
【解析】（1）A、淀粉只含有C、H、O元素，不含P，A错误；
B、高能电子不含有元素，B错误；
C、麦芽糖只含有C、H、O元素，不含P，C 错误；
D、叶绿体外膜主要成分是蛋白质和磷脂，含有P元素，D正确。
故选D。
（2）图1中因变量指标之一为净光合速率，可用单位时间单位面积植物吸收CO2的量表示；根据图1数据判断，P3组一定高于P1组的是当归叶肉细胞单位时间单位叶面积吸收CO2的量，B正确，ACD错误。
故选B。
（3）A、组成叶绿素的元素是C、H、O、N、Mg，所以磷元素不是当归叶肉细胞合成叶绿素的原料，A错误；
B、由图1可知，该实验自变量为磷元素的含量，因此总叶绿素含量随磷元素的增加先升高再降低，B错误；
C、400kg/hm2的磷含量溶液中净光合速率低于0kg/hm2的磷含量的净光合速率，所以过高浓度的磷会抑制当归叶肉细胞的净光合速率，C正确；
D、在一定范围内，当归叶片磷含量的提高促进叶肉细胞净光合速率，但没有显示净光合速率升高可促进磷元素的吸收，D错误。
故选C。
（4）由于磷含量的变化会对植物根细胞质膜上H6数量的影响，则探究短期缺磷对小麦磷稳态的影响时，对照组①选取长势一致的小麦幼苗若干种植于磷充足培养液中，③检测H6基因转录水平，故选①③。实验组②选取长势一致的小麦幼苗若干种植于磷不足培养液中，③检测H6基因转录水平，根据根细胞质膜上磷转运蛋白的数量的大小来判断，故选②③。
（5）植物根细胞质膜上存在负责吸收磷的磷转运蛋白H6，外界磷浓度变化会影响根细胞质膜上磷转运蛋白的数量，根据图中信息可知，外界磷充足时①质膜上的H6数量少、③M6抑制H6的转运功能、⑤细胞内磷元素维持在正常水平；外界缺磷时，②质膜上的H6数量多、④M6促进H6的转运功能、⑤细胞内磷元素维持在正常水平。
长句作答类
一、教材知识链接
1．将光反应和暗反应联系起来的物质是ATP和NADPH，光反应的产物是ATP、NADPH、O2。
2．突然停止光照，相关物质的量变化情况为：NADPH、ATP下降、C3增加、C5下降。
3．突然停止CO2，相关物质的量变化情况为：NADPH、ATP增加、C3下降、C5增加。
4．总光合作用可用O2的产生量或CO2的消耗量（固定量）或光合作用制造的有机物量表示。净光合作用可用CO2的吸收量或O2的释放量或光合作用积累的有机物量表示。
二、长句表达强化
1.整个植株表现为单位时间内CO2吸收量为0时，该植株叶肉细胞的光合作用强度大于(填“大于”“等于”或“小于”)叶肉细胞的细胞呼吸强度，原因是该条件下叶肉细胞的光合速率等于整个植株的细胞呼吸速率，因此叶肉细胞的光合速率大于叶肉细胞的呼吸速率。
2.若将某种植物放在无O2、但其他条件适宜的密闭小室中，照光培养一段时间后，发现植物的有氧呼吸增加，原因是该植物在光下进行光合作用释放的O2使密闭小室中O2增加，而O2与有机物分解产生的[H]发生作用生成水是有氧呼吸的一个环节，所以当O2增多时，有氧呼吸会增加。
3.植物的叶面积与产量关系密切。叶面积系数(单位土地面积上的叶面积总和)与植物群体光合速率、呼吸速率及干物质积累速率之间的关系如图所示。由图可知，当叶面积系数小于a时，随叶面积系数增加，群体光合速率和干物质积累速率均增加。当叶面积系数超过b时，群体干物质积累速率降低，其原因是群体光合速率不变，但群体呼吸速率仍在增加，故群体干物质积累速率降低。
三、新情境
调节气孔开闭的因素
(1)光：植物气孔一般是按昼夜节律开闭：白天打开气孔进行光合作用，晚上通过关闭气孔来减少水分损失。
(2)CO2浓度：低浓度CO2气孔开启，高浓度CO2气孔关闭。
(3)含水量：干旱或蒸腾过强，失水多气孔关闭，雨后水分过饱和气孔也会关闭(保卫细胞膨胀过度)。
(4)植物激素：细胞分裂素促进气孔开放，而脱落酸却引起气孔关闭。
(5)开闭原理
1中小学教育资源及组卷应用平台
第11讲 细胞代谢综合分析
目 录
01考情解码·考点定标 2
02体系构建·思维领航 3
03考点突破·考向探究 3
考点一 细胞呼吸、光合作用的物质和能量转化 3
知识点1 光合作用与细胞呼吸的联系 3
知识点2 光合作用与有氧呼吸中有关物质的来源与去路 4
考向 光合作用与细胞呼吸的联系 4
考点二 “三率”的关系及测定 6
知识点1 总光合速率、净光合速率和呼吸速率的关系 6
知识点2 测定植物光合速率和呼吸速率的常用方法 7
重难点透析 “关键点”的移动 8
考向1 “三率”的关系及测定 8
考向2 光合作用与细胞呼吸“关键点”的移动 9
考点三 光合作用与细胞呼吸的综合曲线分析 11
知识点1 自然环境中（夏季）CO2浓度变化曲线 12
知识点2 密闭环境中CO2浓度变化曲线 12
考向 光合作用与细胞呼吸的综合曲线分析 12
04真题感知·命题洞见（含2025年高考真题） 14
05 学以致用·能力提升 18
一、教材知识链接 18
二、长句表达强化 18
三、新情境（调节气孔开闭的因素） 19
考点要求 考查形式 2025年 2024年 2023年
光合作用与细胞呼吸的联系 选择题 非选择题 云南卷T6,3分 \ 江苏卷T12,2分
光合速率的测定方法 选择题 非选择题 河南卷T17,10分 全国卷T22,6分 福建卷T11，2分 北京卷T3,2分
考情分析： 1．从命题题型和内容上看，试题以非选择题为主，是常考内容，也会在选择题中出现。主要从以下几方面考查：光合作用与呼吸作用在物质和能量的联系、三率（总光合速率、净光合速率和呼吸速率）的测定等。 2．从命题思路上看，从以下几个方面进行考查 (1)以过程图解等形式呈现，考查呼吸作用和光合作用的关系； (2)结合农业生产的具体问题来考查三率的测定、实验的设计等。
复习目标： 1.通过分析光合作用与细胞呼吸的关系，形成结构与功能相适应、物质与能量相互依存的生命观念。(生命观念) 2．分析影响光合作用的因素的曲线模型，理解环境因素对光合作用的影响。(科学思维) 3．通过探究环境因素对光合作用强度的影响实验，培养实验设计和分析能力。(科学探究) 4．应用影响光合作用的环境因素知识，指导农业生产。(社会责任)
考点一 细胞呼吸、光合作用的物质和能量转化
知识夯基
知识点1 光合作用与细胞呼吸的联系
1.物质方面
(1)C元素
CO2有机物 CO2
(2)H元素
H2O (CH2O) H2O
(3)O元素
H2OO2 CO2有机物
2.能量方面
光能 → 中的化学能→有机物中的 能→热能和储存在 中的化学能
知识点2　光合作用与有氧呼吸中有关物质的来源与去路
1.NADH（呼吸作用）（提醒：还原性辅酶I）
来源：第一阶段（葡萄糖）、第二阶段（ 和水）
去路：第三阶段还原 ，产生 （释放大量能量）
2.NADPH（光合作用）（提醒：还原性辅酶Ⅱ）
来源： 反应水的光解
去路：暗反应还原C3
3.ATP（呼吸作用和光合作用）
来源： 呼吸各阶段（提醒：第三阶段最多）、
去路：各项生命活动的直接能源物质（提醒：并非唯一）、暗反应C3的还原
考向研析
考向 光合作用与细胞呼吸的联系
例1．如图表示植物叶肉细胞中光合作用和呼吸作用的过程示意图，其中a、b、c、d表示生理过程，甲表示细胞器，乙表示反应场所。下列有关叙述正确的是（　　）
A．a过程产生的NADPH可以用于CO2的固定
B．甲的内膜上含有催化ATP合成的酶
C．给植物提供H218O一段时间后，产物O2、（CH2O）、CO2、H2O都会出现18O
D．光照条件下植物根细胞的细胞质基质、线粒体和叶绿体中都有ATP合成
【变式训练1·变载体】下图是叶肉细胞在不同光照强度下叶绿体与线粒体代谢简图。以下相关叙述，错误的是（ ）。
A．若细胞①处于黑暗环境中。那么该细胞单位时间内放出的CO2量即为呼吸速率
B．细胞②没有与外界发生O2和CO2交换，可断定此时光合作用速率等于细胞呼吸速率
C．细胞③处在较强光照条件下，细胞光合作用所利用的CO2量为N1与N2的和
D．对细胞④的分析可得出，此时的光照强度较弱且物质的量N1小于m2
【变式训练2·变考法】如图为某植物细胞内部分物质转化示意图，其中字母代表物质，据图分析，下列叙述错误的是（ ）
A．葡萄糖脱水缩合形成的A可能是不易溶于水且遇碘呈现蓝色的淀粉
B．图中的B为丙酮酸，只能在线粒体基质中被分解产生C
C．图中的D为C3，E为有机物，D合成E的过程发生在叶绿体基质
D．若光照强度不变，C增加，则短时间内D增加，C5减少
考点二 “三率”的关系及测定
知识夯基
知识点1 总光合速率、净光合速率和呼吸速率的关系
1.植物“三率”间的内在关系
（1）呼吸速率：植物非绿色组织(如苹果果肉细胞)或绿色组织在黑暗条件下测得的值——单位时间内一定量组织的 释放量或 吸收量。
（2）净光合速率：植物绿色组织在 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 量。（提醒：真光合速率=净光合速率+呼吸速率）
2.植物“三率”的判定
（1）根据坐标曲线判定：当光照强度为 时，CO2吸收值为0，则该曲线表示总(真)光合速率曲线；若CO2吸收值为负值，该值的绝对值表示 速率，该曲线表示 速率曲线。
（2）根据关键词判定
真光合速率 O2产生(生成)速率 CO2 速率 有机物 速率
净(表观)光合速率 O2 速率 CO2 速率 有机物 速率
呼吸速率 黑暗中O2 速率 黑暗中CO2 速率　 有机物消耗速率
3.“三率”图示模型
(1)“三率”的表示方法
①呼吸速率：绿色组织在 条件下或非绿色组织一定时间内CO2 量或O2吸收量，即图1中 点。
②净光合速率：绿色组织在有光条件下测得的一定时间内O2释放量、CO2吸收量或有机物积累量，即图1中的 段对应的CO2量，也称为表观光合速率。
③真正光合速率＝净光合速率＋ 速率，即图1中的 对应的CO2总量，也称为总光合速率或实际光合速率。
(2)图2中曲线 Ⅰ 表示 光合量，曲线 Ⅲ 表示 量，曲线 Ⅱ 表示 光合量。交点D对应E点，此时净光合量为0， 点时植物生长最快。
(3)图3中曲线c表示 光合速率，曲线d表示 ，c＋d表示真正光合速率。在G点时，真正光合速率是呼吸速率的 倍。
知识点2 测定植物光合速率和呼吸速率的常用方法
1.装置图法
（1）将植物（甲装置）置于 中一定时间，记录红色液滴移动的距离，计算 速率。（提醒：NaOH的作用是吸收环境中的CO2）
（2）将同一植物（乙装置）置于 下一定时间，记录红色液滴移动的距离，计算 速率。
（3）根据呼吸速率和净光合速率可计算得到真正光合速率。
2.叶圆片称重法
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）。
（1）净光合速率＝ ；
（2）呼吸速率＝ ；
（3）总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率＝ 。
3.黑白瓶法
“黑白瓶”问题是一类通过净光合作用强度和有氧呼吸强度推算总光合作用强度的试题，其中“黑瓶”不透光，测定的是 量；“白瓶”给予光照，测定的是 作用量，可分为有初始值与没有初始值两种情况，规律如下：
规律1：有初始值的情况下，黑瓶中氧气的减少量（或二氧化碳的增加量）为 呼吸量；白瓶中氧气的增加量（或二氧化碳的减少量）为 光合作用量；二者之和为总光合作用量。
规律2：没有初始值的情况下，白瓶中测得的现有量与黑瓶中测得的现有量之 即总光合作用量。
4.半叶法
将植物对称叶片的一部分（A）遮光或取下置于暗处，另一部分（B）则留在 下进行光合作用（即不做处理），并采用适当的方法阻止两部分的物质和能量转移。一定时间后，在这两部分叶片的对应部位截取同等面积的叶片，分别烘干称重，记为MA、MB，光合作用产物的量为 ，再通过计算得出光合速率。
重难点透析 “关键点”的移动
1．模型构建
2．模型判断
据图可知，OA表示呼吸作用释放的CO2量，由CO2(光)补偿点到CO2(光)饱和点围成的△BCD的面积代表 作用有机物的积累量。改变影响光合作用的某一因素，对补偿点和饱和点会有一定的影响，因此净光合作用有机物的积累量也会随之变化。具体分析如下表所示：
条件改变 △BCD面积 CO2(光)补偿点 CO2(光)饱和点
适当提高温度 减少 移 左移
适当增大光照强度 (CO2浓度) 增加 左移 移
适当减少光照强度 (CO2浓度) 减少 移 左移
植物缺少Mg元素 右移 移
（提醒：适当提高温度指在最适光合作用温度的基础上；光照强度或CO2浓度的改变均在饱和点之前。）
考向研析
考向1 “三率”的关系及测定
例1.如图为某植物在不同温度下，测得相关指标的变化曲线。下列叙述错误的是（ ）
A．光下叶肉细胞的线粒体基质生成CO2，叶绿体基质消耗CO2
B．在40℃时，该植物在光下的呼吸速率等于光合速率，不能正常生长
C．该植物的呼吸作用最适温度高于光合作用的最适温度
D．给该植物浇灌含18O的H2O，一段时间后可在O2、CO2和糖类中检测到18O
【变式训练1·变考法】将高等植物幼苗分成a、b、c、d四组并置于密闭装置中照光培养，四组光照强度依次增强，温度恒定。一段时间（t）后测得装置内O2浓度如图1（M为初始浓度），且c、d组O2浓度相同。下列推测合理的是（　　）
A．a组幼苗叶肉细胞产生ATP的场所只有细胞质基质和线粒体
B．t时间内，装置中植物积累有机物的量关系为c=d>b>a
C．延长光照时间使c、d组中O2浓度不再增加时，c组植株的光合速率大于d组
D．若降低d组装置中CO2的浓度，当暗反应再次稳定时，其叶绿体中C5的浓度比C3的高
【变式训练2·变载体】龙血树在《本草纲目》中被誉为“活血圣药”，有消肿止痛、收敛止血的功效。图甲、乙为同一批龙血树分别在不同温度、光照强度下相关指标的变化曲线（其余条件均相同）（单位：mmol。cm-2.h-1下列说法错误的是（ ）
A．据图甲分析，温度为30℃和40℃时，叶绿体消耗CO2的速率相等
B．图甲40℃条件下，若黑夜和白天时间相等，龙血树不能正常生长
C．补充适量的矿质元素可能导致图乙中D点左移
D．若图乙是30℃下测得的结果，则图甲A点对应的光照强度为4klx
考向2 光合作用与细胞呼吸“关键点”的移动
例2.以测定的CO2吸收量与释放量为指标，研究温度对某绿色植物光合作用与细胞呼吸的影响，结果如图甲所示。图乙装置是在其他条件适宜时，测定该绿色植物在不同温度下的气体变化情况。结合两图分析。下列叙述错误的是（　　）
A．该绿色植物在30℃时的光合作用强度与35℃时的光合作用强度相等
B．若每天光照12h，则该植物在20℃时生长速率最快
C．若该植物原重X kg，置于暗处4h后重为（X-l）kg，然后光照4h后重为（X＋2）kg，则总光合速率为3/4 kg·h-1
D．乙装置的液滴约在25℃时单位时间内向右移动的距离最大
【变式训练1·变考法】矿质离子主要由植物根系吸收，对光合作用有一定的影响。在适宜条件下，将黄瓜幼苗培养在完全培养液中，测定其光合作用速率与光照强度的关系，结果如图。若将黄瓜幼苗培养在缺镁培养液中（缺镁对呼吸作用速率影响不大），下列分析错误的是（　　）
A．缺镁会影响叶绿素的合成，使光合速率下降，C点向左下方移动
B．缺镁对呼吸作用速率影响不大，所以A点不会有明显移动
C．图中B点是光补偿点，在缺镁培养液培养后B点左移
D．图中D点是光饱和点，在缺镁培养液培养后D点左移
【变式训练2·变载体】下图中纵坐标表示植物个体对某种气体吸收量或释放量的变化。下列说法正确的是（ ）
A．C点时，叶肉细胞中能产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体
B．若A代表O2吸收量，D点时的叶肉细胞既不吸收O2也不释放O2
C．若A代表CO2释放量，适当提高大气中的CO2浓度，E点将向右下方移动
D．F代表光饱和点，若F点后仍不断提高光照强度，光合作用强度一定会始终不变
考点三 光合作用与细胞呼吸的综合曲线分析
知识夯基
知识点1 自然环境中（夏季）CO2浓度变化曲线
曲线各点的含义及形成原因分析
b点：凌晨2～4时，温度降低，细胞呼吸 ，CO2释放减少。
c点：有微弱光照，植物 进行光合作用。
cd段：光合速率 呼吸速率。
d点：上午7时左右，光合速率 呼吸速率。
dh段：光合速率 呼吸速率。
f点：温度过高，部分 关闭，出现“光合午休”现象。
h点：下午6时左右，光合速率 呼吸速率。
hi段：光合速率 呼吸速率。
ij段：无光照，光合作用停止，只进行
【易错提醒】
（1）能进行光合作用制造有机物时间段：ci段(CI段)；消耗有机物时间段：aj段(AJ段)。
（2）积累有机物时间段：dh段(DH段)；一天中有机物积累最多的时间点：h点(H点)。
（3）光补偿点：d点和h点(D点和H点)。
（4）图甲：一昼夜有机物积累量＝Ⅱ－(Ⅰ＋Ⅲ)。
知识点2 密闭环境中CO2浓度变化曲线
AC段：无光照，植物只进行 。
AB段：温度降低，细胞呼吸 。
CD段：4时后，有微弱光照，开始进行光合作用，但光合作用强度 细胞呼吸强度。
D点：随光照增强，光合作用强度 细胞呼吸强度。
DH段：光合作用强度 细胞呼吸强度。其中EF段出现“光合午休”现象。
H点：随光照减弱，光合作用强度下降，此时光合作用强度 细胞呼吸强度。
HJ段：光照继续减弱，光合作用强度 细胞呼吸强度，直至光合作用完全停止
【易错提醒】
积累量可用J点与A点对应的CO2浓度的差值表示，据此可判断24小时该植物是否积累有机物。
（1）如果J点低于A点，说明经过一昼夜，光合作用制造的有机物多于细胞呼吸消耗的有机物(光合作用CO2固定量大于细胞呼吸CO2产生量)，植物体内的有机物总量增加。
（2）如果J点高于A点，说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量减少。
（3）如果J点等于A点，说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量不变。
考向研析
考向 光合作用与细胞呼吸的综合曲线分析
例1.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）、图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的速率减少
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
【变式训练1·变考法】将某植物置于密闭玻璃容器内，并将装置放置于自然条件下，测定夏季一昼夜内CO2的吸收量和释放量，结果如下图所示。下列分析错误的是（ ）
A．AB段与DE段CO2吸收量下降的原因不同
B．BC段细胞内产生CO2的场所可能只有线粒体基质
C．18：00时该植物叶肉细胞内光合作用速率等于呼吸作用速率
D．CD段影响该植物叶肉细胞光合作用的主要因素是光照强度
【变式训练2·变载体】图表示夏季晴天，某植物放在密闭的玻璃罩内一昼夜CO2的浓度变化，假设一昼夜5时日出，19时日落，假定玻璃罩内植物的生理状态与自然环境中相同。用CO2测定仪测得了一天内该玻璃罩内CO2浓度变化情况，绘制成下图的曲线，下列有关说法正确的是（ ）
A．BC段较AB段CO2增加速度减慢，是因低温使植物呼吸作用减弱
B．CO2下降从D点开始，说明植物进行光合作用是从D点开始的
C．FG 段CO2下降不明显，是因为光照强度减弱，光合作用减弱
D．H点CO2浓度最低，说明此时植物对CO2的吸收最多，光合作用最强
1．（2025·云南·高考真题）云南省是著名的鲜花产地，所产鲜花花色鲜艳与其独特的自然环境息息相关。花青素苷是决定被子植物色彩呈现的主要色素物质，花冠中糖类或被紫外光激活的紫外光受体均可促进相关基因表达，从而增加花青素苷的合成。下列说法错误的是（　　）
A．云南平均海拔高，紫外光强，能够促进花青素苷的合成
B．鲜切花中花青素苷会缓慢降解，在浸泡液中添加适量糖可延缓鲜花褪色
C．云南平均海拔高，昼夜温差大，有利于呈色
D．鲜花中花青素苷的含量，与紫外光受体基因表达水平呈负相关
2．（2025·河南·高考真题）光质和土壤中的盐含量是影响作物生理状态的重要因素。为探究不同光质对高盐含量（盐胁迫）下某作物生长的影响，将作物分组处理一段时间后，结果如图所示（光补偿点指当总光合速率等于呼吸速率时的光照强度）。
回答下列问题：
(1)光对植物生长发育的作用有 和 两个方面。
(2)上述实验需控制变量，为探究实验光处理是否完全抵消了盐胁迫对该作物生长的影响，至少应选用上述 组（填组别）进行对比分析，该实验中的无关变量有 （答出2点即可）。
(3)在光照强度达到光补偿点之前（CO2消耗量与光照强度视为正比关系），④组的总光合速率 （填“始终大于”“始终小于”“先大于后等于”或“先小于后等于”）③组的总光合速率，判断依据是 。
3．（2025·甘肃·高考真题）波长为400~700nm的光属于光合有效辐射（PAR），其中400~500nm为蓝光（B），600~700nm为红光（R）。远红光（700~750nm，FR）通常不能用于植物光合作用，但可作为信号调节植物的生长发育。研究者测定了某高大作物冠层中A（高）和B（低）两个位置的PAR、红光/远红光比例（R/FR）和叶片指标（厚度、叶绿素含量、线粒体暗呼吸），并分析了施氮肥对以上指标的影响，结果如下表。回答下列问题。
冠层位置 PAR R/FR 叶片厚度（μm） 叶绿素含量（μg·g-1） 线粒体暗呼吸
A B A（施氮肥） B（施氮肥） 0.90 0.20 0.70 0.02 3.40 0.29 1.75 0.01 160 100 150 — 0.15 0.20 0.28 — 1.08 1.08 1.08 —
(1)植物叶片中 可吸收红光用于光合作用， 可吸收少量的红光和远红光作为光信号，导致B位置PAR和R/FR较A位置低； 虽不能吸收红光，但可吸收蓝光，也可使B位置PAR降低。
(2)由表中数据可知，施氮肥 （填“提高”或“降低”）了冠层叶片对太阳光的吸收，其可能的原因是 。
(3)光补偿点是指光合作用中吸收的CO2与呼吸作用中释放的CO2相等时的光照强度。研究者分析了冠层A、B处的叶片（未施氮肥）在不同光照强度下的净光合作用速率（下图），发现冠层 位置的叶片具有较高的光补偿点，由表中数据可知其主要原因是 。
4．（2025·重庆·高考真题）科研人员以水稻秸秆为原料合成的一种新型纳米材料X，发现其能通过叶面或根部吸收进入植物细胞。
(1)为分析X对植物光能利用的影响，科研人员用添加X的培养液培养水绵，再用通过三棱镜的光照射载有需氧细菌和水绵的临时装片，观察并统计不同光质下需氧细菌数量，结果见下表。
光质处理 蓝光 绿光 黄光 橙光 红光
培养液（对照） 150 12 10 14 89
培养液+X 139 28 7 13 88
结果表明，X能够促进水绵利用 光。在水绵细胞中，X呈现出随机分布的特点，当X分布在叶绿体的 时，水绵光能利用效率最佳。
(2)为进一步探究X对叶绿体功能的影响，开展了下列实验。
①用离体叶绿体X和Y（可与NADPH发生反应的化合物）进行实验，在相同光照条件下，实时测定并计算Y的变化量。由图可知，X能 （填“促进”或“抑制”）叶绿体合成NADPH。为保证本实验的严谨性，需增设1个处理，即Y+经煮沸的叶绿体。该处理获得的结果最符合图中曲线的 （填“甲”或“乙”或“丙”）。
②将清水和X溶液分别处理后的植物叶片用打孔器打出叶圆片，抽气后，再置于1%的碳酸氢钠溶液中，给予相同的光照，发现X溶液处理的叶圆片先浮出叶面，其原因是 。
(3)研究还发现处理植物的X浓度过高，会出现植物叶片气孔开放度下降的现象，推测与之相关的植物激素及其含量变化是 。
5．（2024·上海·高考真题）磷是维持植物正常生长发育所必需的元素。研究人员在相同光照强度、CO2浓度等条件下，对长势一致的4组当归植株，分别补充P1、P2、P3、P4量的磷，测定其叶肉细胞的净光合速率（指光合作用合成有机物的速率减去呼吸作用消耗有机物的速率）和总叶绿素含量，结果如图1。
(1)当归叶肉细胞内的下列物质或结构中，含有磷元素的有___（单选）。
A．淀粉 B．高能电子
C．麦芽糖 D．叶绿体外膜
(2)根据图1数据判断，P3组一定高于P1组的是当归叶肉细胞单位时间单位叶面积___（单选）。
A．生成H2O的量 B．吸收CO2的量
C．吸收O2的量 D．释放CO2的量
(3)分析图1数据可得到的结论是___（单选）。
A．磷元素是当归叶肉细胞合成光合色素的原料
B．总叶绿素含量随光照强度的增加先升高再降低
C．过高浓度的磷会抑制当归叶肉细胞的净光合速率
D．当归叶肉细胞的净光合速率提高可促进对P的吸收
研究人员发现，植物根细胞质膜上存在负责吸收磷的磷转运蛋白H6。环境中P缺乏时，H6的数量会发生变化，同时其功能受一种胞内蛋白M6的调节。图2是该机制示意图， 表示无机磷。
(4)从下列①~④中选择并形成实验方案，以探究缺磷对植物根细胞质膜上H6数量的影响。对照组 ；实验组： 。
①选取长势一致的同种植物幼苗若干种植于磷充足培养基
②选取长势一致的同种植物幼苗若干种植于磷不足培养基
③检测H6基因转录水平
④检测光合作用相关基因转录水平
(5)结合题中信息分析植物根细胞对外界磷浓度变化的反应，并用下列编号表示。外界磷充足时： 。外界磷缺乏时： 。
①质膜上的H6数量少
②质膜上的H6数量多
③M6抑制H6的转运功能
④M6促进H6的转运功能
⑥M6不影响H6的转运功能
⑤细胞内磷元素维持在正常水平
⑦细胞内外磷含量一致
长句作答类
一、教材知识链接
1．将光反应和暗反应联系起来的物质是 ，光反应的产物是 。
2．突然停止光照，相关物质的量变化情况为：NADPH、ATP 、C3 、C5 。
3．突然停止CO2，相关物质的量变化情况为：NADPH、ATP 、C3 、C5 。
4．总光合作用可用O2的 或CO2的 或光合作用 的有机物量表示。净光合作用可用CO2的 或O2的 或光合作用 的有机物量表示。
二、长句表达强化
1.整个植株表现为单位时间内CO2吸收量为0时，该植株叶肉细胞的光合作用强度 (填“大于”“等于”或“小于”)叶肉细胞的细胞呼吸强度，原因是 。
2.若将某种植物放在无O2、但其他条件适宜的密闭小室中，照光培养一段时间后，发现植物的有氧呼吸增加，原因是 。
3.植物的叶面积与产量关系密切。叶面积系数(单位土地面积上的叶面积总和)与植物群体光合速率、呼吸速率及干物质积累速率之间的关系如图所示。由图可知，当叶面积系数小于a时，随叶面积系数增加，群体光合速率和干物质积累速率均 。当叶面积系数超过b时，群体干物质积累速率降低，其原因是 。
三、新情境
调节气孔开闭的因素
(1)光：植物气孔一般是按昼夜节律开闭：白天打开气孔进行光合作用，晚上通过关闭气孔来减少水分损失。
(2)CO2浓度：低浓度CO2气孔开启，高浓度CO2气孔关闭。
(3)含水量：干旱或蒸腾过强，失水多气孔关闭，雨后水分过饱和气孔也会关闭(保卫细胞膨胀过度)。
(4)植物激素：细胞分裂素促进气孔开放，而脱落酸却引起气孔关闭。
(5)开闭原理
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