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第13讲　光合作用和细胞呼吸的综合
核心考点 考情分析
1.光合作用 和细胞呼吸 的关系 1.命题特点：光合作用和细胞呼吸的物质能量转化关系；以曲线图、实验数据为载体，考查呼吸速率和光合速率的关系。
2.备考重点：掌握光合作用、有氧呼吸各阶段的物质能量变化；明确净光合速率与总光合速率的关系；理解环境因素对光合与呼吸的影响
2.真正光合速率、净光合速率和呼吸速率的关系
考点一　光合作用和细胞呼吸的关系
必备知识·夯基
1. 细胞呼吸和光合作用的物质、能量转化关系
（1）物质方面
c
c
c
c
（2）能量方面
2. 光合作用与有氧呼吸中有关的NADPH、NADH、ATP的来源与去路
c
c
1. 判断正误
提示：细胞呼吸过程中化学能转变为热能和ATP中活跃的化学能。
提示：叶肉细胞在光照下进行光合作用，同时也进行呼吸作用。
×
×
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。
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）。
×
×
2. 规范表达
为夜间细胞的生命活动
提供物质和能量　
关键能力·提升
考向一　考查光合作用和呼吸作用的物质、能量转化
1. （2025·河北高考4题）对绿色植物的光合作用和呼吸作用过程进行比 较，下列叙述错误的是（　　）
A. 类囊体膜上消耗H2O，而线粒体基质中生成H2O
B. 叶绿体基质中消耗CO2，而线粒体基质中生成CO2
C. 类囊体膜上生成O2，而线粒体内膜上消耗O2
D. 叶绿体基质中合成有机物，而线粒体基质中分解有机物
√
解析： 　光反应发生在类囊体膜上，水分解产生氧和H＋；暗反应发生在 叶绿体基质，该过程发生CO2的固定和C3的还原，生成有机物；有氧呼吸 第二阶段发生在线粒体基质，该阶段丙酮酸和水彻底分解成二氧化碳和 [H]，并释放出少量的能量；有氧呼吸第三阶段发生在线粒体内膜，[H]和 氧气结合形成水。A错误，B、C、D正确。
2. （2025·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基质， D错误。
考向二　考查NADPH、NADH、ATP的来源与去路
3. （2025·河北唐山模拟）NAD＋是细胞内常见的辅酶，其接收某些化学反 应产生的电子和质子后可转变为NADH，NADH非常活泼，可以为某些反 应提供电子和质子后转变为NAD＋，NADP＋与NAD＋的结构和功能非常相 似，下列有关分析错误的是（　　）
A. NADH转变为NAD＋的过程总是伴随着ATP的水解
B. 无氧呼吸第一阶段有NAD＋转变为NADH的过程
C. NADPH既可作为还原剂也可为反应提供能量
D. CO2供应量突然减少，短时间内叶绿体基质中的NADPH增多
√
解析： 在细胞呼吸过程中，NADH在呼吸链电子传递和氧化磷酸化过 程中生成ATP等能量物质时发生转化为NAD＋的反应，此过程是产生ATP而 不是伴随ATP水解，A错误；无氧呼吸第一阶段和有氧呼吸第一阶段相 同，都是将葡萄糖分解为丙酮酸，此过程中产生NADH，也就是有NAD＋ 转变为NADH的过程，B正确；NADPH（还原型辅酶Ⅱ）在光合作用暗反 应中作为还原剂，为反应提供氢和能量，参与三碳化合物的还原等过程， C正确；当CO2供应量突然减少，短时间内CO2固定生成的三碳化合物减 少，三碳化合物还原消耗的NADPH减少，而光反应继续产生NADPH，所 以叶绿体基质中的NADPH会增多，D正确。
4.（2025·江西新余模拟）植物的叶
肉细胞中存在“草酰乙酸/苹果酸穿
梭体”，结构如图。在光照过强时，
草酰乙酸/苹果酸穿梭体可有效地将光照产生的部分NADPH输出叶绿体，并在细胞质基质中生成NADH。下列叙述不正确的是（　　）
A.NADPH主要在叶绿体基质中生成
B.正常光照下，NADPH主要用于还原C3生成糖类
C.由NADPH生成的NADH主要在线粒体内膜上被利用
D.“草酰乙酸/苹果酸穿梭体”可减弱强光对叶绿体的损伤
√
解析： 　NADPH主要在叶绿体的类囊体膜上生成，A错误；正常光照下，NADPH主要为暗反应供能和供氢，用于还原C3生成糖类，B正确；NADH能与氧气结合生成水，该反应发生在线粒体内膜上，C正确；叶绿体吸收的光能，一部分可用于水的光解生成NADPH，其中的一部分能量通过“草酰乙酸/苹果酸穿梭体”转移至线粒体，减弱了强光对叶绿体的损伤，D正确。
考点二　
真正光合速率、净光合速率和呼吸速率的关系
必备知识·夯基
1. 辨析净光合速率与总光合速率
（1）微观辨析总光合速率、净光合速率和呼吸速率的关系
注：m3＝m1＋m2　n3＝n1＋n2
（2）深度解读总光合速率与呼吸速率的关系
①如果图1的实验对象是离体的叶肉细胞，则图2中的甲图对应的是图1中 的 ，乙图对应图1中的AB段（不含A、B两点），丙图对应图1中 的B点以后（不含B点），丁图对应图1中的 。
A点　
B点　
②如果图1的实验对象是叶片或者植株，则图1中的A点、B点、C点分别对 应图2中的 图、 图和 图。
甲　
丙　
丙　
不能　
叶绿体不能进行细胞
呼吸，因此光照强度为0时其CO2吸收量应为0，光照强度大于0时其CO2吸
收量应大于0　
（3）从语言文字中辨析
总（真正）光合速率 净（表观）光合速率 呼吸速率
的CO2量 “从环境（容器）中 ” 或“环境（容器）中减少”的CO2 量 黑暗中释放 的CO2量
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
的有机物的 量 的有机物的量 黑暗中消耗 的有机物的 量
“同化”“固定”或
“消耗”　
吸收　
“产生”或“制
造”　
“产生”“合成”或
“制造”　
“积累”“增加”或“净产
生”　
特别提醒：总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率
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。
2. 自然环境与密闭环境中一昼夜内光合速率曲线的比较
1. 判断正误
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。
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。
×
×
2. 规范表达
植物在光下进行光合作用吸收CO2的量大于
细胞呼吸释放CO2的量，使密闭小室中CO2浓度降低，光合速率也随之降
低　
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NADH发生作
用形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　
关键能力·提升
考向一　光合速率和呼吸速率的关系
1. 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呼吸作用的影响，结果如图所示。下列分析正确的是（　　）
A. 光照相同时间，35 ℃时光合作用制造的有机物的量与30 ℃时相等
B. 光照相同时间，在20 ℃条件下植物积累的有机物的量最多
C. 温度高于25 ℃时，光合作用制造的有机物的量开始减少
D. 两曲线的交点表示光合作用制造的有机物的量与呼吸作用消耗的有机 物的量相等
√
解析： 光照下CO2的吸收量表示净光合速率，黑暗下CO2的释放量表示 呼吸速率。光照时间相同（假设为1 h），30 ℃时光合作用制造的有机物 的量等于35 ℃时光合作用制造的有机物的量，都为3.0＋3.5＝6.5 （mg），A正确；植物积累的有机物等于净光合速率，光照相同时间，约 26 ℃时植物积累的有机物的量最多，B错误；由图中数据计算可知，温度 高于25 ℃时，光合作用制造的有机物的量并未减少，C错误；两曲线的交 点表示绿色植物积累的有机物的量与呼吸作用消耗的有机物的量相等，D 错误。
2. （2025·山东泰安模拟）在光照强度等其他条件相同且适宜的情况下， 测定了某幼苗在不同温度下的CO2吸收速率，在黑暗条件下测定了该幼苗 在不同温度下的CO2生成速率，实验结果如表所示。下列叙述错误的是 （　　）
温度/℃ 25 30 35 40 45 50 55
CO2吸收速率/（μmol CO2·dm－2·h－1） 3.0 4.0 4.0 2.0 －1.0 －3.0 －2.0
CO2生成速率/（μmol CO2·dm－2·h－1） 1.5 2.0 3.0 4.0 3.5 3.0 2.0
A. 分析表中的数据，可知35 ℃时植物总光合速率最大
B. 若进一步测量实际光合速率的最适宜温度，需要在30～40 ℃设置温度 梯度继续实验
C. 若昼夜时间相等，植物在25～35 ℃时可以正常生长
D. 30 ℃与40 ℃时实际光合速率相同，说明酶的活性不受温度的影响
√
解析： 　总光合速率等于净光合速率＋呼吸速率，30 ℃与40 ℃时总光合 速率相同，都是6 μmol CO2·dm－2·h－1，但净光合速率和呼吸速率都不同， 说明酶的活性受温度的影响。如40 ℃时呼吸作用强度大于30 ℃，40 ℃时 呼吸酶的活性更高，D错误。
考向二　开放环境与密闭环境中光合速率变化分析
3. （2025·南京模拟）如图为自然环境中一昼夜测得某植物CO2的吸收速率 曲线图，下列关于该图的叙述错误的是（　　）
A. a点产生的原因是夜间温度降低，细胞呼吸减弱，CO2释放减少
B. 开始进行光合作用的点是b点，结束光合作用的点是m点
C. 光合速率与呼吸速率相等的点是c、h点，有机物积累量最大的点是m点
D. de段下降的原因是部分气孔关闭，CO2吸收减少，fh段下降的原因是光 照减弱
√
解析： a点释放CO2的速率减小的原因是夜间温度降低，呼吸酶活性降 低，呼吸速率降低，CO2释放减少，A正确。由图可知，b点是光合作用开 始的点，m点之后，CO2释放速率不变，说明m点之后不再进行光合作用， B正确。h点之后，光合速率小于呼吸速率，有机物减少，因此有机物积累 量最大的点是h点，C错误。de段光照较强，温度较高致使部分气孔关闭， CO2通过气孔进入叶肉细胞间隙的量减少，光合速率降低；fh段光合速率 下降的原因是光照减弱，D正确。
4. （2024·新课标卷31题）某同学将一种高等植物幼苗分为
4组（a、b、c、d），分别置于密闭装置中照光培养，a、b、
c、d组的光照强度依次增大，实验过程中温度保持恒定。一
段时间（t）后测定装置内O2浓度，结果如图所示，其中M为初始O2浓度，c、d组O2浓度相同。
回答下列问题。
红光和蓝紫光
光合色素中的叶绿素主要吸收
红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光
解析： 植物进行光合作用时捕获光能的色素为叶绿素和类胡萝卜素，其中叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，故高等植物光合作用利用的光主要是红光和蓝紫光。
（2）光照t时间时，a组CO2浓度 （填“大于”“小于”或“等 于”）b组。
解析： 由题意知，a组的光合作用强度小于b组，a组光 合作用消耗的二氧化碳也少于b组，所以，光照t时间后，a 组CO2浓度大于b组。
大于
解析： 若延长光照时间c、d组O2浓度不再增加，说明 光照t时间时，c、d组的光合速率等于呼吸速率；光照t时间 时，a组的O2浓度与初始O2浓度相等，说明a组的光合速率等 于呼吸速率；而b组的光合速率大于呼吸速率，故光照t时间 时，a、b、c中光合速率最大的是b组。
b
密闭装置中O2浓度不再增加时光
合速率等于呼吸速率，仅b组光合速率大于呼吸速率
（4）光照t时间后，将d组密闭装置打开，并以c组光照强度继续照光，其 幼苗光合速率会 （填“升高”“降低”或“不变”）。
解析： 分析图示，光照t时间后，c、d组的O2浓度相同 且大于初始O2浓度，即c、d组光合速率不再变化，c组的光 照强度等于或高于光饱和点，而c组的光照强度小于d组，说 明限制d组光合速率的因素是CO2浓度。光照t时间后，将d组 密闭装置打开，可补充二氧化碳，并以c组光照强度继续照光，则d组幼苗光合速率会升高。
升高
考向三　光合速率的测定方法
5.（2025·山东菏泽模拟）图1为通气法测定植物叶片的光合作用强度，装置中通入的气体CO2浓度可以调节。将适量叶片置于同化箱中，在一定的光照强度和温度条件下，让空气沿箭头方向缓慢流动，并用CO2分析仪测定A、B两处气体CO2浓度的变化。图2为“半叶法”测定番茄叶片的光合作用强度，将对称叶片的一部分（C）遮光处理，另一部分（D）不做处理，且阻断两部分的物质和能量转移。在适宜光照条件照射1小时后，在C、D的对应部位截取同等面积的叶片，分别烘干称重为MC和MD。下列说法不正确的是（　　）
A.图1中可通过A、B两处气体的CO2浓度高低推测出叶片是否积累有机物
B.图1中可通过控制同化箱内的CO2浓度和光照强度来调控B处气体CO2浓度
C.图2中D叶片所截取部分每小时光合作用积累的有机物总量为MD
D.图2中D叶片所截取部分每小时光合作用合成的有机物总量为MD－MC
√
解析： 　由图1可知，A处代表原始CO2浓度，B处代表植物经过光合作用与呼吸作用后的CO2浓度，通过A、B两处气体的CO2浓度高低推测出叶片是否积累有机物，A正确；适合题干信息分析可知，B处代表植物经过光合作用与呼吸作用后的CO2浓度，可以通过控制光照强度来调节植物的光合作用强度，进而调控B处气体CO2浓度，B正确；假设C、D的对应部位截取同等面积的叶片初始质量为M（处理前），因此M－MC表示每小时呼吸作用消耗的有机物总量，MD－M表示每小时光合作用积累的有机物总量，则图2中D叶片所截取部分每小时光合作用合成的有机物总量＝（MD－M）＋（M－MC）＝MD－MC，C错误，D正确。
6. 下表是采用黑白瓶（不透光瓶和可透光瓶）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量为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
√
解析： 白瓶透光，瓶内水生植物可进行光合作用和呼吸作用，黑瓶 不透光，瓶内水生植物只能进行细胞呼吸。在相同条件下培养一定时 间，黑瓶中所测得的数据表示瓶内水生植物细胞呼吸所消耗的O2量， 为1.5 g·m－3，白瓶中所测得的数据表示瓶内水生植物光合作用产生的 O2量与细胞呼吸消耗的O2量的差值。综上分析可知，在水深1 m处，白 瓶中水生植物24小时制造的O2量为3＋1.5＝4.5（g·m－3），A错误； 水深2 m处白瓶中水生植物能进行光合作用，因此能进行水的光解和C3 的还原，B错误；水深3 m处白瓶中水生植物光合作用产生的O2量与呼 吸作用消耗的O2量相等，因此产生ATP的细胞器是叶绿体和线粒体，C 正确；在水深4 m处，白瓶中水生植物24小时制造的O2量为－1＋1.5 ＝0.5（g·m－3），能进行光合作用，D错误。
题后归纳：（1）“液滴移动法”——测定装置中O2的变化
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。
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）“黑白瓶法”——测溶氧量的变化
（3）“半叶法”——测定光合作用有机物的产生量
高考真题感悟
一、命题角度练
角度一 围绕光合作用与细胞呼吸的关系及应用，考查从物质与能量观
1. （2023·天津高考9题）如图是某绿藻适应水生环境，提高光合效率的机 制图。光反应产生的物质X可进入线粒体促进ATP合成。下列叙述错误的 是（　　）
C. 水光解产生的H＋提高类囊体腔CO2水平，促进CO2进入叶绿体基质
D. 光反应通过确保暗反应的CO2的供应帮助该绿藻适应水环境
√
2. （2023·新课标卷2题）我国劳动人民在漫长的历史进程中，积累了 丰富的生产、生活经验，并在实践中应用。生产和生活中常采取的一 些措施如下。
①低温储存，即果实、蔬菜等收获后在低温条件下存放
②春化处理，即对某些作物萌发的种子或幼苗进行适度低温处理
③风干储藏，即小麦、玉米等种子收获后经适当风干处理后储藏
④光周期处理，即在作物生长的某一时期控制每天光照和黑暗的相对时长
⑤合理密植，即栽种作物时做到密度适当，行距、株距合理
⑥间作种植，即同一生长期内，在同一块土地上隔行种植两种高矮不同的 作物
关于这些措施，下列说法合理的是（　　）
A. 措施②④分别反映了低温和昼夜长短与作物开花的关系
B. 措施③⑤的主要目的是降低有机物的消耗
C. 措施②⑤⑥的主要目的是促进作物的光合作用
D. 措施①③④的主要目的是降低作物或种子的呼吸作用强度
√
解析： 　有些植物在生长期需要经历一段时期的低温之后才能开花，这 种经历低温诱导促使植物开花的作用，称为春化作用。措施②反映了低温 与作物开花的关系。控制光照时间可以调控植物的花期，使植物提前或延 后开花，措施④反映了昼夜长短与作物开花的关系，A合理。措施③可以 降低种子中的自由水含量，使细胞呼吸速率降低，以降低有机物的消耗； 措施⑤可以提高植株间的二氧化碳浓度等，进而提高光合速率，其主要目 的不是降低有机物消耗，B不合理。措施⑤⑥的主要目的是促进作物的光合作用，措施②反映了低温与作物开花的关系，其主要目的不是促进作物的光合作用，C不合理。措施①③的主要目的是降低呼吸作用强度，措施④反映了昼夜长短与作物生长的关系，其主要目的不是降低呼吸作用强度，D不合理。
角度二 围绕光合速率与呼吸速率，考查科学思维
3. （2022·全国乙卷2题）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，下列解释合理的是（　　）
A. 初期光合速率逐渐升高，之后光合速率等于呼吸速率
B. 初期光合速率和呼吸速率均降低，之后呼吸速率保持稳定
C. 初期呼吸速率大于光合速率，之后呼吸速率等于光合速率
D. 初期光合速率大于呼吸速率，之后光合速率等于呼吸速率
√
解析： 　在适宜且恒定的温度和光照条件下，密闭容器中的小麦会同时 进行光合作用和呼吸作用，初期光合速率大于呼吸速率，导致容器内CO2 含量逐渐降低；由于密闭容器内的CO2含量有限，随着光合作用持续进 行，CO2逐渐被消耗，其含量降低，进而光合作用强度减弱；当CO2含量降 低到一定水平时，小麦的光合速率和呼吸速率相等，此时净光合速率为 0，容器内的CO2含量保持相对稳定。
4. （2024·福建高考11题）叶片从黑暗中转移到光照下，其光合速率要先 经过一个增高过程，然后达到稳定的高水平状态，这个增高过程称为光合 作用的光诱导期。已知黑暗中的大豆叶片气孔处于关闭状态，壳梭孢素处 理可使大豆叶片气孔充分开放。为研究气孔开放与光诱导期的关系，科研 人员将大豆叶片分为两组，A组不处理，B组用壳梭孢素处理，将两组叶片 从黑暗中转移到光照下，测定光合速率，结果如图所示。下列分析正确的 是（　　）
A. 0 min时，A组胞间CO2浓度等于B组胞间CO2浓度
B. 30 min时，B组叶绿体中C3生成和还原速率均大于A组
C. 30 min时，限制A组光合速率的主要因素是光照时间
D. 与A组叶片相比，B组叶片光合作用的光诱导期更长
√
解析： 　题图横坐标是光照时间，在0 min之前，A和B两组已经黑暗了一 段时间，而二者不是相同条件，B组已经用壳梭孢素处理，壳梭孢素处理 可使大豆叶片气孔充分开放，所以B组和A组胞间CO2浓度不相等，A错 误；30 min时，B组的光合速率相对值高于A组，叶绿体中C3生成和还原速 率均大于A组，B正确；30 min时，限制A组光合速率的主要因素是气孔开 放度，随着光照时间增加，A组光合速率相对值不再改变，限制因素不是 光照时间，C错误；题意叶片从黑暗中转移到光照下，其光合速率要先经 过一个增高过程，然后达到稳定的高水平状态，这个增高过程称为光合作 用的光诱导期。B组达到最高平衡点用的光照时间比A组短，与A组叶片相 比，B组叶片光合作用的光诱导期更短，D错误。
二、长句表达练
5. （2022·湖南高考17题节选）将纯净水洗净的河沙倒入洁净的玻璃缸中 制成沙床，作为种子萌发和植株生长的基质。某水稻品种在光照强度为 8～10 μmol/（s·m2）时，固定的CO2量等于呼吸作用释放的CO2量；日照时 长短于12小时才能开花。将新采收并解除休眠的该水稻种子表面消毒，浸 种1天后，播种于沙床上。将沙床置于人工气候室中，保湿透气，昼/夜温 为35 ℃/25 ℃，光照强度为2 μmol/（s·m2），每天光照时长为14小时。回 答下列问题：
解析： 种子萌发形成幼苗的过程中，消耗的能量主要来自种子胚乳 中储存的有机物，因此在光照强度为2 μmol/（s·m2），每天光照时长为14 小时时，即使光照强度低于光补偿点，但光照有利于叶片叶绿素的形成， 种子仍能萌发并成苗。
能
种子萌发形成幼
苗的过程中，消耗的能量主要来自种子胚乳中储存的有机物，且光照有利
于叶片叶绿素的形成
解析： 将该水稻适龄秧苗栽植于上述沙床上，光照强度为10 μmol/ （s·m2），等于光补偿点，每天光照时长为14小时，此时光照时没有有机 物的积累，黑暗中细胞呼吸仍需消耗有机物，且每天光照时长大于12小 时，植株不能开花，因此该水稻不能繁育出新的种子。
不能　
光照强度为10 μmol/（s·m2），等于光补
偿点，每天光照时长为14小时，此时光照时没有有机物的积累，黑暗中细
胞呼吸仍需消耗有机物，故全天没有有机物积累，且每天光照时长大于12
小时，植株不能开花
课时跟踪检测
1. （2025·山西太原期中）下列关于光合作用与呼吸作用的说法，错误的 是（　　）
A. 光合作用和有氧呼吸过程中均能合成ATP
B. 只有绿色部位才能进行光合作用和呼吸作用
C. 光合作用和呼吸作用过程中产生的还原氢不同
D. 光合作用和有氧呼吸过程中均需要H2O的参与
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
√
解析： 　光合作用光反应阶段能合成ATP并主要用于暗反应，有氧呼吸的 三个阶段均能合成ATP，用于细胞的生命活动，A正确；所有的活细胞均 能进行呼吸作用，植物体的绿色部位含有叶绿体，在光照下可进行光合作 用，B错误；光合作用过程中产生的还原氢是NADPH，即还原型辅酶Ⅱ， 呼吸作用过程中产生的还原氢是NADH，即还原型辅酶Ⅰ，C正确；光合作 用的光反应阶段有H2O的光解，在有氧呼吸的第二阶段中，H2O与丙酮酸 反应生成CO2和[H]，D正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
2. （2025·广东佛山模拟）下列关于光合作用与呼吸作用的关系，叙述正 确的是（　　）
A. 甲、乙分别表示叶绿体和线粒体，且一定为高等植 物
B. 绿色植物光合作用利用的CO2全部来自细胞呼吸
C. 高等植物细胞将光能转化为化学能一定与甲有关
D. 乙合成的ATP一定用于光合作用的暗反应阶段
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
√
解析： 　图中细胞器甲为叶绿体，细胞器乙为线粒体，两种细胞器在高 等植物和低等植物细胞中均有分布，A错误；当光合作用强度大于呼吸作 用强度时，绿色植物光合作用利用的CO2除来自细胞呼吸外，还有一部分 来自外界环境，B错误；高等植物细胞中只有叶绿体的光合作用能将光能 转化为化学能，C正确；线粒体合成的ATP不可用于光合作用的暗反应阶 段，D错误。
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3. 如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（　　）
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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
√
解析： 　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；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；细胞③光合作用强度大于呼吸作用，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；细胞④的呼吸作用强度大于光合作用强度，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。
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4. （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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5. （2025·广东六校联考）A、B两种植物在不同温度下（其他条件适宜） 光合速率（CO2固定量）和呼吸速率（黑暗条件下CO2释放量）如图所示。 下列说法正确的是（　　）
注：光合速率和呼吸速率以与30 ℃时的数据比较所得的百分比表示。
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A. 温度由40 ℃升至45 ℃，植物B叶绿体中ATP的合成速率增大
B. 环境温度由57 ℃降至30 ℃，植物B总光合速率将升高
C. 若植物A长期处于45 ℃环境中，有机物积累量比30 ℃条件下低
D. 植物A光合作用比呼吸作用对高温更敏感，可能光合作用酶的最适温度 更低
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解析： 　CO2固定量表示总光合速率，温度由40 ℃升至45 ℃，植物B总 光合速率下降，故其叶绿体中ATP的合成速率下降，A错误；57 ℃时，植 物B的总光合速率为0，推测由于温度过高，光合作用相关酶的活性已丧 失，故环境温度由57 ℃降至30 ℃，植物B总光合速率仍为0，B错误；45 ℃时，植物A的总光合速率和呼吸速率均为30 ℃时的100％，故其45 ℃时 的有机物积累量与30 ℃时相等，C错误；大于55 ℃时，植物A的呼吸速率 下降，大于50 ℃时，植物A的总光合速率下降，故其光合作用比呼吸作用 对高温更敏感，可能光合作用酶的最适温度更低，D正确。
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6. （2024·福建厦门模拟）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；照光处理后与遮光处理后叶片的干重差（单 位时间内）是真正光合作用速率，因此不需要测定同等面积叶片的初始干 重，C、D错误。
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7. （2025·江苏扬州中学期中）如图表示某绿色植物在15 ℃和25 ℃条件 下，光照强度和氧气释放速率的关系。下列说法错误的是（　　）
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A. 当光照强度等于0时，该植物在25 ℃时比15 ℃多吸收氧气10毫升/小时
B. 当光照强度等于5千勒克斯时，该植物在两种温度下制造有机物的量相 等
C. 当光照强度小于5千勒克斯时，适当降低温度有利于温室内该植物的增 产
D. 当光照强度大于8千勒克斯时，15 ℃下该植物光合作用的制约因素主要 是二氧化碳浓度等
√
解析： 　当光照强度等于0时，植物只能进行细胞呼吸，分析题图可知， 该植物在25 ℃时比15 ℃多吸收氧气10毫升/小时，A正确；当光照强度等 于5千勒克斯时，该植物在两种温度下有机物的积累量相等，因为25 ℃时 比15 ℃的呼吸速率大，故25 ℃时比15 ℃的有机物制造量大，B错误；当 光照强度小于5千勒克斯时，15 ℃有机物的积累量大于25 ℃，所以适当降 低温度有利于温室内该植物的增产，C正确；当光照强度大于8千勒克斯 时，15 ℃下该植物光合作用的制约因素不是光照强度，主要是二氧化碳浓 度等，D正确。
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8. 为测定某植物的光合速率，某同学将该植物放入如图甲所示装置中，在 光合作用最适温度下进行培养，然后测量不同时段密闭的透明玻璃罩内植 物的O2释放速率，结果如图乙所示。下列说法不正确的是（　　）
A. 若完全培养液中缺少镁元素，t1～t2时间段会延长
B. 在t5时适当升高温度，植株光合速率将会进一步加快
C. 在t4时向玻璃钟罩内适量补充CO2会加快植株的光反应速率
D. 在t3～t4阶段，O2释放速率降低的主要原因是玻璃钟罩内CO2含量下降
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解析： 镁是合成叶绿素的必需元素，所以用缺镁的完全培养液培养一 段时间后，叶肉细胞内叶绿素的合成减少，导致光合速率降低，则t1～t2时 间段会延长，A正确；该实验是在光合作用的最适温度下进行的，因此t5时 适当升高温度，植株光合速率将会下降，B错误；在t4时向玻璃钟罩内适量 补充CO2会加快植株的光反应速率，说明在t3～t4阶段，O2释放速率降低的 主要原因是玻璃钟罩内CO2含量下降，C、D正确。
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9. （2025·山东临沂模拟）某生物兴趣小组在实验室中模拟夏季一天中的光照强度，并测定苦菊幼苗光合速率的变化情况，结果如图所示。下列叙述正确的是（　　）
A. 若b点时天气突然转阴，短时间内叶肉细胞叶绿
体中C3含量降低
B. 一天中不同时间的不同光照强度下，苦菊幼苗的光合速率可能相同
C. 一天中不同时间的相同光照强度下，苦菊幼苗的光合速率一定不同
D. 若a点时叶片的净光合速率为0，则此状态下苦菊幼苗的干重保持不变
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解析： 　若b点时天气突然转阴，则光反应速率下降，光反应为暗反 应提供的ATP和NADPH减少，暗反应中C3的还原速率下降、合成速率 不变，短时间内叶肉细胞叶绿体中C3含量升高，A错误；图中abc中的b 点是上午某个时间点，deb中的b点是下午某个时间点，b点是一天中不 同时间的相同光照强度，此时苦菊幼苗的光合速率相同，C错误；若a 点时叶片的净光合速率为0，则此时叶片的真正光合速率等于呼吸速 率，而幼苗的根、茎等器官只进行细胞呼吸分解有机物，则此状态下 苦菊幼苗的干重下降，D错误。
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10.（2025·山东济宁模拟）为研究某种植物光合速率和呼吸速率对生长发育的影响，研究者做了以下实验，将长势相同的该植物幼苗均分成7组，分别置于不同温度下，先暗处理1 h，再光照1 h，其他条件相同且适宜，测其干重变化，结果如图所示。下列说法正确的是（　　）
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A.光照下26 ℃和32 ℃时该植物的净光合
速率相比，26 ℃时较小
B.若光照强度突然增加，叶绿体基质中
C3的含量将会增加
C.30 ℃条件下，一昼夜光照时间超过8 h，
该植物幼苗才能生长
D.温度达到34 ℃时，该植物幼苗在光照条件下不能进行光合作用
√
解析： 　32 ℃时，暗处理1 h后的重量变化是－4 mg，说明呼吸速率是4 mg/h，光照1 h后与暗处理前的变化是0 mg，光合速率－2×呼吸速率＝0，此条件下光合速率是8 mg/h，净光合速率是4 mg/h，同理可推知，26 ℃时，呼吸速率是1 mg/h，光合速率是5 mg/h，净光合速率是4 mg/h，故二者相等，A错误；当光照强度突然增加时，光反应增强，产生的ATP和NADPH增加，从而促进了三碳化合物的还原，C3的消耗速率加快，但是二氧化碳固定形成的三碳化合物的过程不受影响，即C3的生成速率不变，故C3的量减少，B错误；30 ℃条件下，呼吸强度为3 mg/h，光合作用的强度是9 mg/h，一昼夜光照时间等于8 h，则光合产生有机物为72 mg，呼吸消耗为3×24＝72 mg，则大于8 h该植物幼苗有机物可以积累，才能生长，C正确；34 ℃时呼吸速率是2 mg/h，光照1 h后比暗处理前减少了3 mg，光照1 h后与暗处理前的重量变化＝光合速率－2×呼吸速率，说明此时光合速率为1 mg/h，D错误。
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11.（2025·山东临沂模拟）某兴趣小组测得小麦种子在萌发前后CO2的吸收速率如图所示，下列叙述错误的是（　　）
A.种子萌发前随时间推移有机物的消耗量逐渐增大
B.小麦种子萌发前产生CO2的场所是线粒体基质
C.与花生种子相比较，小麦种子萌发时O2消耗量/CO2释放量的值低
D.种子萌发后第6天，小麦的净光合速率为15 mL·g－1·h－1
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解析： 　种子萌发前只能进行呼吸作用消耗有机物，且据图可知，随时间推移CO2的释放量增多，故随着时间的推移有机物的消耗逐渐增大，A正确；小麦种子萌发前进行无氧呼吸时，产生CO2的场所是细胞质基质，进行有氧呼吸时，CO2在有氧呼吸的第二阶段产生，场所是线粒体基质，B错误；花生种子含有的脂肪较多，代谢时消耗的O2更多，所以与花生种子相比较，小麦种子萌发时O2消耗量/CO2释放量的值低，C正确；光照下CO2的吸收速率＝净光合速率，据图可知，种子萌发后第6天，小麦的净光合速率为15 mL·g－1·h－1，D正确。
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12. （2025·辽宁大连模拟）图1为某种植物光合作用与有氧呼吸的部分过 程示意图，其中①～④表示相关生理过程；图2表示该植物在最适温度、 不同光照强度下净光合作用速率（用CO2吸收速率表示）的变化，净光合 作用速率是指总光合作用速率与呼吸作用速率之差。分析图1、图2，回答 下列问题：
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（1）图1中过程②属于有氧呼吸的第 阶段，过程③发生的场所 是 。
解析： 图中②表示有氧呼吸第一、二阶段，④属于有氧呼吸的第三 阶段，①表示光合作用的暗反应阶段，③表示光合作用的光反应阶段，发 生的场所是叶绿体类囊体薄膜。
一、二
叶绿体类囊体薄膜
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（2）图2中C点时该植物总光合作用速率 （填“＞”“＝”或 “＜”）呼吸作用速率。B点对应的条件下，该植物能完成图1中的生理过 程有 （填序号）。
＞
①②③④
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解析： 图2中C点为光饱和点，此时净光合速率最大，即C点时该植物 总光合作用速率大于呼吸作用速率。图2中B点为光的补偿点，此点表示光 合速率等于呼吸速率，即植物可同时进行光合作用和细胞呼吸，故该植物 能完成图1中的生理过程有①②③④。
（3）当光照强度突然增大，在其他条件不变的情况下，叶肉细胞中C3含 量短时间内会 （填“增加”“不变”或“减少”）。当光照强度 为C点对应的光照强度时，限制光合作用速率不再增加的环境因素主要 是 。
解析： 当光照强度突然增大，光反应增强，产生的NADPH和ATP增 多，在其他条件不变的情况下，C3还原加快，而CO2的固定不变，故叶肉 细胞中C3含量短时间内会减少；当光照强度为C时，为植物的光饱和点， 由于是在最适温度下进行的，故限制光合作用不再增加的环境因素主要是 CO2浓度。
减少
CO2浓度
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（4）如果将该植物先放置在图2中A点对应的条件下4 h，B点对应的条件 下6 h，接着放置在C点对应的条件下14 h，则在这24 h内该植物每平方厘米 叶面积的有机物积累量（用CO2吸收量表示）为 mg。
解析： 如果将该植物先放置在图2中A点的条件下4小时，即只进行呼 吸作用，该植物每平方厘米叶面积的有机物消耗量为5×4＝20（mg），B 点的条件下6小时，即光合作用与呼吸作用相等，此阶段有机物的制造量 与有机物的消耗量相同，接着放置在C点的条件下14小时，该植物每平方 厘米叶面积的有机物积累量为20×14＝280（mg），故在这24小时内该植 物每平方厘米叶面积的有机物积累量＝14×20－5×4＝260（mg）。
260
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（5）研究小组另选甲、乙两种植物，分别从两种植物上取多片相似且等 量的叶片，在最适温度条件下分别测定不同光照强度下甲、乙两种植物叶 片的CO2吸收速率，所得数据如表所示：
光照强度 0 1 3 5 7 9 11 13
CO2吸收速
率/（μmol·
m－2·s－1） 叶片甲 －5 0.5 5 16 25 29 30 30
叶片乙 －4 1.5 5 8 10 12 12 12
从表中可以看出光照强度为 klx时，甲、乙两叶片中叶绿体的CO2固 定速率相等。
解析： CO2固定速率表示总光合速率，总光合速率＝净光合速率＋呼 吸速率，当光照强度为1 klx时，甲的总光合速率＝0.5＋5＝5.5，乙的总 光合速率＝1.5＋4＝5.5，故二者的CO2固定速率相等。
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13. （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：
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类囊体
（薄）膜
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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＋6O2＋
6H2O　 6CO2＋12H2O＋能量
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＋ 6O2＋6H2O 6CO2＋12H2O＋能量。
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（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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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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