第11讲 细胞代谢综合分析（解析版）

第11讲细胞代谢综合分析

名目

01考情透视・目标导航................................................I

02学问导图•思维领航.................................................2:

03考点突破•考法探究.................................................2：

L七合作用和细胞呼吸之间的关系..........................................2

闻

点

学

1光合作用与有氧呼吸过程的联系.................................................2

问

学

点

2光合作用与有氧呼吸过程中元素的转移途径......................................5

闻

学

点3光合作用与有氧呼吸能量上的联系...............................................6

团

学

点4归纳光合作用与有氧呼吸中有关的NADPH、NADH、ATP的来源与去路...........6

应

学

点5辨析真正（总）光合速率、净光合速率和呼吸速率..................................6

胡

学

点测定植物光合速率和呼吸速率的常用方法（常考点）..............................

向68

考1

结合光合速率的测定，考查科学探究..............................................13

二工合作用与细胞呼吸综合应用...........................................14

学问点1自然环境中（夏季）一昼夜植物CO2浓度变化曲线..............................15

学问点2密闭环境中一昼夜植物CO2浓度变化曲线.......................................16

04真题练习•命题洞见................................................18：

05长句分析•规范作答...............................................19

二、教材深挖拓展..........................................................................20

三、长句规范作答..........................................................................20

考点由高考知核心学问点猜测

考点一：光合作用和细2023广东）综合题型

题型：解答题

（2023北京）综合题型

胞呼吸之间的关系

（2023山东）综合题型内容：可能在呈现现实中的

（2023全国）综合题型问题情景，让同学在真实的背景

（2022广东）综合题型下发挥核心价值引领，运用必备

细胞代谢综合（2022北京）综合题型学问全面综合呈现学科素养水

（2022山东）综合题型

分析平，呼吸作用和光合作用的基础

考点二：光合作用与细（2022河北）综合题型

（2022天津）综合题型过程反应物和产物、新情境资料

胞呼吸综合应用（2022浙江）综合题型分析和书本基础学问的联系。需

（2022全国）综合题型要娴熟把握基础学问、综合分析

（2022海南）综合题型力量和探究力量。

（3年59考，全国卷3年5考）

1.娴熟把握光合作用和细胞呼吸的关系。

课标要求

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。

寓2

光合速率和呼吸光合作用和细胞呼

速率的测定方法吸的综合曲线分析

光合作用和细胞呼吸之

间的物质和能量关系

〜C.+HQ避*CH?0H6.反应式

邃生►⑦C6H12O6+6O2+6HQ氏6c6+1240+能见

①叶绿体

②光、色素、能出

有氧⑧细胞质基质和线应体

光丽

③叶绿体类囊体的薄膜上当反»C6Hl2。6曳2c3用。3科用+能量（少）

应

水的光解和怫成暨鬟

AT三个阶段»©2aH4。3+6出0%6co2+20[H]+能量（少）

反应式

④[H]、ATP、多种树一^―»⑩24[H]+6O2圾12H2。+能量侈）

暗

含⑪C6Hl2。6避＞2C2HsOH+2c。2+能量（少）或

叶绿体基质e反

应无氧呼吸

C6Hl2。6®*2c3H66+能量（少）

6）CO2的固定、G的还原

岖＞⑫细胞质基质

⑥光、C（h、温度等一影响因素

-------»⑬温度、6、出0等

寓3

考点突破.考法探究^

考点一光合作用和细胞呼吸之间的关系

-------B*M

知识固本

学问点1光合作用与有氧呼吸过程的联系

1.图解光合作用与细胞呼吸过程中的物质转化关系

细胞质基质/能量

7^「丙酮酸

LnJ

H；0

丙晶晟J线粒体

HTO

NADPH

C'C

先法才NADF

照•一ATP

陶*(CHJX))小

ADP+Pi

叶绿体强［况WK

Cl80

2.光合作用和细胞呼吸的比较

比较项目光合作用细胞呼吸

代谢类型合成作用（或同化作用）分解作用（或异化作用）

发生范围含叶绿体的植物细胞；蓝细菌、光合细菌等全部活细胞

有氧呼吸：细胞质基质、线粒体（真核生物）；细

发生场所叶绿体（真核生物）；细胞质（原核生物）胞质（原核生物）

无氧呼吸：细胞质基质

发生条件只在光下进行有光、无光都能进行

物质变化无机物x有机物有机物皿无机物

能量变化光能一化学能化学能一热能、ATP中活跃的化学能

实质无机物卫有机物；储存能量有机物生无机物（或简洁有机物）；释放能量

l.ATP,有机物/——

能量转化

rt-d--------.NADPH---------中稔定(、ATP'I*用于各

［能］中活跃的的化学、活跃的•项生命

的联系［化—一|।化学哗活前

光△作用有艮呼吸

C：C02照空（CH2O）f丙酮酸一CO2

元素转移

O：出0^^02一出0

的联系

H：H?0曳型H+-NADPH世生9比0）-［川一氏0

光能热能ATP

HO+COT光■作用卜（CHQ）一方氧口子吸

过程联系22COz+HQ

士（含化学能）f

|5

【名师点拨】

假如用18。标记土壤中的水，那么植物产生的二氧化碳和氧气是否含有180?假如有，写出18。的转移途径。

提示：有，H90经过光合作用的光反应转移给1口2,H9O经过有氧呼吸的其次阶段转移给CI8O2。

【考点训练】

1.下图表示植物叶肉细胞中光合径用和细胞呼吸的相关过程，其中①一⑤表示代谢过程，A-F表示代谢过

c、i（光反应）、n阶段（暗反应）所示的过程是光合作用，可以将无机物转化为有机物，是生态系统赖

以维持的重要基础，C正确；

D、©（无氧呼吸）、⑤（有氧呼吸）过程可发生在同一个体不同部位的组织细胞中，如植物某些细胞可以

进行有氧呼吸，某些细胞可以进行无氧呼吸，D正确。

故选Ao

学问点2光合作用与有氧呼吸过程中元素的转移途径

1.以C元素为例，用同位素标记法标记C02中的C,追踪C的转移途径

有机询<±HQ）里二丙般醐文此。1）

卿n

<0,

2.以H元素为例，用同位素标记法标记H2O中的H,追踪H的转移途径

3HQ光瓯

【3H】强星（C3H2。）魄】

呼吸m._呼吸口_..

3H2。《[3Hu]丙酮酸（C33uH4O3）

3.以0元素为例，用同位素标记法标记H20中的0,追踪0的转移途径

h18。光反应.180?呼吸W也血。

呼吸口08。2.呼吸口

暗反应

18

（（：向80）呼吸％3廿O3呼吸”CO2

【考点训练】

3.（2016年浙江卷，30题,节选）给某植物供应C%2和乩0,释放的氧气中含有⑹0。氧气中含有”是由于

CQ中的部分氧转移到H「0中，HLO又作为原料参与了光合作用之故。

4.关于细胞中的H20和。2,下列说法错误的是（）

A.由葡萄糖合成糖原的过程中肯定有产生

B.有氧呼吸其次阶段肯定消耗限）

C.植物细胞产生的@只能来自光合作用

D.光合作用产生的6中的氧元素只能来自于H:0

【分析】有氧呼吸可以分为三个阶段：第一阶段：在细胞质的基质中：1分子葡萄糖被分解为2分子丙酮

酸和少量的还原型氢，释放少量能量；其次阶段：在线粒体基质中进行，丙酮酸和水在线粒体基质中被彻

底分解成二氧化碳和还原型氢：释放少量能量；第三阶段：在线粒体的内膜上，前两个阶段产生的还原型

氢和氧气发生反应生成水并释放大量的能量。光合作用的光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体膜上）：水

的光解产生［H］与氧气，以及ATP的形成；光合作用的暗反应阶段（场所是叶绿体的基质中）：CO2被C5固

定形成G,C在光反应供应的ATF和［H］的作用下还原生成糖类等有机物。

【详解】

A、葡萄糖是单糖，通过脱水缩合形成多糖的过程有水生成，A正确；

B、有氧呼吸其次阶段是丙酮酸和水反应生成和［H］,所以肯定消耗也0,B正确；

C、有些植物细胞含有过氧化氢酶（例如土豆），可以分解过氧化氢生成因此植物细胞产生的不肯

定只来自光合作用，C错误；

D、光反应阶段水的分解产生氧气，故光合作用产生的6中的氧元素只能来自于他（），D正确。故选C。

学问点3光合作用与有氧呼吸能量上的联系

；热能（大部分）

光TtjasATP和NADPH喑反应有血中稳

能中活跃的化学能定的化学能〈ATP中活跃用于各项

的化学能生命活动

光合作用有氧呼吸

留意：叶绿体光反应产生的ATP只能用于叶绿体，如暗反应或其他吸能反应

学问点4归纳光合作用与有氧呼吸中有关的NADPH、NADH.ATP的来源与去路

有氧产运第一阶段（葡葡糖）、第二阶段（丙阳酸和水）

NADH而”第三阶段还原02,产生WO（释放大量能珏）

来源

光反应水光解所产生

NADPH^g^

用于暗反应还原

布.羯厂来源-三阶段均亡生第三时段产生晟多

威士电-作为各项薪活动的“宜接”能源物质

ATP光合」来源光反应;»除喏仪应以外

1

而去路可用于C3的还原

学问点5辨析真正（总）光合速率、净光合速率和呼吸速率

表示方法（单位面积的叶片在单位时间内变化量）

项目含义

CO，有机物

真正光植物在光下实际合成有机。2产生（生成）速率或co?固定速率或叶绿有机物产生（制

合速率物的速率叶绿体释放&量体吸取C02量造、生成）速率

净光合植物或叶片或叶肉细植物或叶片或叶肉

植物有机物的积累速率有机物积累速率

速率胞释放速率细胞C&吸取速率

呼吸速单位面积的叶片在单位时

黑暗中吸取速率黑暗中C02释放速率有机物消耗速率

率间内分解有机物的速率

【归纳总结】

1.植物“三率”一一关键词判定推断法

检测指标呼吸速率净光合速率真正（总）光合速率

co2释放量（黑暗）吸取量利用量、固定量、消耗量

O2释放量（黑暗）释放量产生量

02释放量（黑暗）积累制造量、产生量

2.微观辨析总光合速率、净光合速率和呼吸速率的关系（以光合速率大于呼吸速率为例）

CO2

总

光

合

速

率

【考点训练】

5.图甲表示水稻的叶肉细胞在光照强度分别为a、b、c、d时，单位时间内CO2释放量和0?产生总量的变化。

图乙表示蓝细菌光合速率与光照强度的关系。下列说法正确的是（）

A.图甲中，光照强度为b时，光合速率等于呼吸速率

B.图甲中，光照强度为d时，单位时间内细胞从四周吸取2个单位的二氧化碳

C.图乙中，当光照强度为X时，细胞中产生ATP的场全部细胞质基质、线粒体和叶绿体

D.图乙中，限制a、b、c点光合速率的因素主要是光照强度

【分析】题图分析：甲图中，单位时间内。2的产生总量表示总元合速率，单位时间内。2释放量表示表示净

光合速率，当有光照时，单位时间内C02释放量表示净光合速率为负值，说明此时间照较弱，光合速率小于

呼吸速率，总光合速率=净光合速率+呼吸速率；乙图中a表示呼吸速率；b表示光合等于呼吸速率，该点为

光的补偿点；c对应的X表示光的饱和点。

【详解】A、图甲中：光照强度为a时，O?产生总量为0,只进行细胞呼吸，据此可知，呼吸强度为6；光

照强度为b时，CO?释放量大于0,说明光合作用速率小于呼吸作用速率，A错误；

B、光照强度为d时，02产生总量为8,则光合作用总吸取二氧化碳为8,因而单位时间内细胞从四周吸取

8-6=2个单位的CO?,B正确;

C、图乙中所示生物为蓝细菌，蓝细菌为原核生物，不含线粒体和叶绿体，C错误；

D、图乙中c点时间合速率达到最大值，此时限制光合速率的因素不再是光照强度，可能是温度或C02浓度

等，D错误。

故选B。

问题1：如何测得植物的真光合速率呢？

DC

恒

O3

Q亲

O

d

注

o比

3t

①植物绿色组织在黑暗条件下或非绿色组织测得的数值为」£叫速率（A点）。

②植物绿色组织在有光条件下光合作用与细胞呼吸同时进行，测得的数据为净光合速率。（表观光合速

率）

③真正光合速率=呼吸速率+净光合速率。

学问点6测定植物光合速率和呼吸速率的常用方法（常考点）

1.液滴移动法

测光下氧气的变化后测黑暗条件下

氧气的变化H

净光合呼吸对照

（1）装置中溶液的作用：在测细胞呼吸速率时NaOH溶液可吸取容器中的CO2:在测净光合速率时NaHCO.

溶液可供应CO2,保证了容器内CO2浓度的恒定。

（2）测定原理

①在黑暗条件下甲装置中的植物只进行细胞呼吸，由于NaOH溶液吸取了细胞呼吸产生的C02,所以单位

时间内红色液滴左移的距离表示植物的。2吸取速率，可代表呼吸速率。

②在光照条件下乙装置中的植物进行光合作用和细胞呼吸，由于NaHCCh溶液保证了容器内CO2浓度的恒

定，所以单位时间内红色液滴右移的距离表示植物的02释放速率，可代表净光合速率。

③真正光合速率=净光合速率+呼吸速率。

（3）测定方法

①将植物（甲装置）置于黑暗中肯定时间，记录红色液滴移动的距离，计算呼吸速率。

②将同•植物（乙装置）置于光下肯定时间，记录红色液滴移动的距离，计算净光合速率。

③依据呼吸速率和净光合速率可计算得到真正光合速率。

（4）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，应设置对比试验，即用死亡的绿色植

物分别进行上述试验，依据红色液滴的移动距离对原试验结果进行校正。

【考点训练】

6.下图是某生物爱好小组探究不同条件下光合作用和细胞呼吸过程中气体产生状况的试验示意图，给这两

组试验供应相同的环境条件，下列相关叙述不正确的是（）

位置X

毛缠管

妮色/4液…

植物

甲

A.装置中的碳酸氢钠溶液可使瓶内的C02浓度维持在稳定水平

B.若装置甲和乙中水滴的移动方向相反，则装置甲中的绿色植物能正常生长

C.装置甲中的水滴可能不动，装置乙中的水滴左移

D.若装置甲中的水滴左移，则装置甲中绿色植物的叶绿体中不能产生NADPH和ATP

【分析】题图分析，（I）植物光合作用吸取二氧化碳，放出氧气；植物和青蛙呼吸作用吸取氧气，放出二

氧化碳；碳酸氢钠溶液可维持瓶内的二氧化碳浓度在恒定水平，因此装置中气体量的变化表示的是氧气的

变化量：

（2）在相同的环境条件下，若甲装置中的绿色植物的光合作用大于呼吸作用时装置中水滴向右移：若甲装

置中的绿色植物的光合作用等于呼吸作用时水滴不动；若甲装置中的绿色植物光合作用小于呼吸作用时装

置中水滴向左移；乙装置中，青蛙呼吸作用消耗氧气，放出的二氧化碳又因碳酸氢钠溶液的存在而没有变

化，所以气体总量会削减，装置中水滴应向左移。

【详解】A、碳酸氢钠溶液可吸取多余的COh也可释放CO?,因此可维持瓶内的CO2浓度在稳定公平，A正确;

B、分析题图中装置乙可知，青蛙处于正常生活状态，就需要消耗容器内的6,由于C（）2浓度稳定，故装置

乙中的水滴会左移，若装置甲和乙中水滴的移动方向相反，则装置甲中的水滴右移，说明植物光合作用强

度大于呼吸作用强度，植物能正常生长，B正确；

C、当装置甲中的绿色植物的光合作用强度等于呼吸作用强度时，水滴可能不动，装置乙中的水滴左移，C

正确；

D、若装置甲中的水滴左移，可表示植物光合作用强度小于呼吸作用强度，但不能说明绿色植物的光合作用

不进行，在光照条件下，绿色植物叶绿体中能产生［H］和ATP,D错误。

故选D。

2.黑白瓶法法

测水体中溶氧量的变化，在适宜光照下照射6h后，测量A（黑瓶）、B（白瓶）的溶氧量，分别记为0A、

0B,获得相应数据，则可计算出该叶片的真光合速率（以产氧速率计），

M=mg/（dm'•h）,

6

提示：黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶，只有细胞呼吸，而白瓶既能进行光合作用又能进行细胞呼吸，所以用黑

瓶（无光照的一组）测得的为细胞呼吸强度值，用白瓶（有光照的一组）测得的为净光合作用强度值，综合两者

即可得到真正光合作用强度值。

【考点训练】

7.取三个玻璃瓶，两个黑布包上，并包以锡箔，记为A、B瓶，另一个玻璃瓶不做处理，记为C瓶，其中B、

C瓶中放入牛.长状况相同且良好的同种植物。从待测的水体深度取水并装入三个瓶中，保留A瓶以测定水中

原来的溶氧量。将B、C瓶沉入取水深度，经过•段时间，将其取出，并进行溶氧量的测定。下列叙述错误

的是（）

A.B瓶中氧气的削减量表示呼吸作用量

B.C瓶中氧气的增加量表示净光合作用量

C.C瓶中测得的现有氧气量与B瓶中测得的现有氧气量之和表示总光合作用量

I）.C瓶中测得的现有氧气量与B瓶中测得的现有氧气量之差表示总光合作用量

【分析】黑白瓶法：也是一种定量测定光合作用和呼吸作用强度的方法。原理及方法：取三只玻璃瓶，一

只用黑胶布包上，并包以锡箔，从待测的水体深度取水，保留一瓶以测定水中原来的溶氧量。将另一对黑

白瓶沉入取水深度，经过24小时或其他时间，将其取出，并进行溶氧量的测定，黑瓶中的浮游植物由于得

不到光照只能进行呼吸作用，因此黑瓶中的溶解氮就会削减；而白瓶完全被曝晒在光下，瓶中的浮游植物

可进行光合作用，因此白瓶中的溶解氧量一般会增加。所以通过黑白瓶中溶解氧量的变化，就可以估算出

水体的生产力。

【详解】A、黑瓶B中的植物只能进行呼吸作用，不能进行光合作用，因此在有初始值的状况下，黑瓶中氧

气的削减量为有氧呼吸量，A正确：

B、白瓶C中的植物就可以进行光合作用，也可以进行呼吸作用，因此在有初始值的状况下，白瓶中氧气的

增加量为净光合作用量，B正确；

CD、黑瓶中的氧气变化量为有氧呼吸的消耗量，白瓶中的氧气变化量是光合作用与有氧呼吸的差值，因此

在没有初始值的状况下，白瓶中测得的现有氧气量与黑瓶中测得的现有氧气量之差为总光合作用量，C错误、

D正确。

故选C。

【规律归纳】

①有初始值的状况下，黑瓶中氧气的削减量为有氧呼吸量;白瓶中氧气的增加量为净光合作用量；二者

之和为总光合作用量。

②没有初始值的状况下，白瓶中测得的现有氧气量与黑瓶中测得的现有氧气量之差即总光合作用量。

3.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）。

在上午IQBj将一个在中午12时侪整个

7^装置移动至黑暗中，卑装置移动至光照中■网w

在」:午10时移走的在中午12时移走的在下午14时移走的

叶圆片X（干垂xg）叶圆片Y（干JRyg）叶圆片Z（干通zg）

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。

【考点训练】

8.某同学欲测定植物叶片叶绿体的光合作用速率，作如图所示试验。在叶柄基部作环剥处理(仅限制叶片有

机物的输入和输出)，于不同时间分别在同一叶片上间续取下面积为1cm2的叶圆片烘干后称其重量，测得

叶片的总光合作用速率=(3y—2z—x)/6g・cm—2・h—1(不考虑取叶圆片后对叶生理活动的影响和温度微小

变化对叶生理活动的影响)。则M处的试验条件是()

A.下午4时后在阳光下照射3小时再遮光3小时

B.下午4时后将整个试验装置遮光6小时

C.下午4时后在阳光下照射6小时

D.下午4时后将整个试验装置遮光3小时

【详解】

分析试验：从上午10时叶片干重为x克，下午4时叶片干重为y克，此时的干重变化可表示这6个小时的

净光合作用量，由此可计算净光合速率；假如通过试验M测定出植物的呼吸速率，即可求出植物的总光合

速率。而要测定呼吸速率，应将装置放在暗黑条件下。

假设遮光a小时，依据实际光合作用一净光合作用+呼吸作用，总光合速率=(3y—2z—x)+6,冷光合速率一(y

—x)+6,呼吸速率=(y—z)+a,因此(3y-2z-x)+6=(y-x)+6+(y-z);a,计算得出a=3小时。所以卜午4时后将

整个试验装置遮光3小时，所以D选项是正确的。

故选D。

4.叶圆片上浮法一一定性检测02释放速率

本方法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，

植物吸取CO2放出02,由于02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。依据在

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.间隔光照法一一比较有机物的合成景

光反应和暗反应在不同前的催化作用下相对独立进行，由于催化暗反应的酹的催化效率和数量都是有

限的，因此在一般状况下，光反应的速率比暗反应快，光反应的产物ATP和NADPH不能被暗反应准时消

耗掉。持续光照，光反应产生的大量的NADPH和ATP不能准时被暗反应消耗，暗反应限制了光合作用的

速率，降低了光能的利用率。但若光照、黑暗交替进行，则黑暗间隔有利于充分利用光照时积累的光反应

的产物，持续进行一段时间的暗反应。因此在光照强度和光照时间不变的状况下，光照、黑暗交替进行条

件下制造的有机物相对多。

6.“半叶法”测定光合作用有机物的产生量

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，曝光的一半测得的数

据变化值代表净光合作用强度值，最终计算真正光合作用强度值。需要留意的是该种方法在试验之前需对

叶片进行特殊处理，以防止有机物的运输。

-------------IHH

考向洞察

考向1结合光合速率的测定，考查科学探究

例I.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（）

O,释放量

-1-2-,

韶(mL-10cm-h)

醺6(

-着色液三4(

华2(

31

橡皮塞

刻度管女

二2(

一容器-

一（缓冲液

叶圆片C\0246810

光照强度/klx

甲

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02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

【答案】D

【解析】依据图乙可知，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1klx时，E植物叶圆片的呼吸速率大于光合速率，装置甲中E植物叶圆片会吸取装置中的02,

使液滴左移，B错误；光照强度为3klx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3klx时，E,F两种植物的叶圆片产生02的速率不相等，

C错误；光照强度为6klx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02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。

【变式训练】1.某生物科研小组从鸭绿江的某一深度取得一桶水样，分装于六对黑白瓶中，剩余的水样测

得初始溶解氧的含量为10（mgL」），白瓶为透亮玻璃瓶，黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶。将它们分别置于

六种不同的光照条件下（a<b<c<d<e）,温度保持不变，24h后，实测获得六对黑白瓶中溶解氧的含量。请依

据其记录数据（如下表）推断，下列选项错误的是（）

光照强度/klx0（黑暗）abcde

白瓶溶氧量/（mgr）31016243030

黑瓶溶氧量/（唯「）333333

A.黑瓶中的生物呼吸消耗氧气，但没有光照，植物不能进行光合作用产生氧

B.允照强度为a时，白瓶中溶解氧的含量与初始溶解氧量相等，说明此光照强度下植物仍旧不能进行光合作

用

C.当光照强度为c时，白瓶中植物产生的氧气量为21(mg-L-,)

D.当光照强度为d时，再增加光照强度，白瓶中植物的光合速率不再增加

【答案】B

【解析】黑瓶中的生物呼吸消耗氧气，但没有光照，植物不能进行光合作用产生氯，A正确；光照强度

为a时，白瓶中溶解氧的含量与初始溶解氧的含量相等，说明植物光合作用产生的氧刚好用于细胞呼吸消

耗，B错误；当光照强度为c时，白瓶中植物光合作用产生的氧气量即为总光合作用量=净光合作用量+细

胞呼吸消耗量=(24—10)+(10—3)=21。］唱1一1),C正确；由d、e两组数据可知，当光照强度为d时，再增

加光照强度，白瓶中溶解氧的含量也不再增加，即白瓶中植物的光合速率不再增加，D正确。

【变式训练】2.如图所示为甘蔗叶肉细胞内的一系列反应过程，下列有关说法不正确的是()

A.过程①中叶绿体中的四种色素都主要吸取蓝紫光和红光

B.过程②只发生在叶绿体基既中.过程②释放的能量用于a的还原

C.过程③既产生［H］也消耗［H］

D.若过程①②的速率大于过程③的速率，甘蔗植株的干重不肯定增加

【答案】A

【解析】过程①表示光反应，叶绿素a和叶绿素b主要吸取蓝紫光和红光，而胡萝卜素和叶黄素主要吸

取蓝紫光，A错误；过程②表示暗反应，只发生在叶绿体基质中，暗反应中释放的能量用于C3的还原，B

正确；③是细胞呼吸过程，有氧呼吸的第一、二阶段产生［H］,用于第三阶段与氧气发生反应，因此过程③

既产生［H］也消耗［H］,C正确；如图所示为甘蔗叶肉细胞内的一系列反应过程，过程①②的速率人于过程③

的速率，由于甘蔗植株部分细胞只进行细胞呼吸，甘蔗植株的干重不肯定增加，D正确。

考点二光合作用与细胞呼吸综合应用

学问点I自然环境中(夏季)一昼夜植物co2浓度变化曲线

卅合〉呼吸:

d、j:24时

酶,福1

(1)曲线各点的含义及形成缘由分析

©C点和C点：光合=呼吸。

②ca：凌晨3-4点，温度降低，呼吸作用减弱，释放的C02削减。

③be段：光合〈呼吸，但随光照强度增加，光合作用渐渐增加，释放的COz削减。

®hi："光合午休”温度过高，蒸腾过强，气孔关闭，CO?摄入不足，暗反应受阻，光合减弱。

©jc；光照强度渐渐减小，光合作用减弱。

⑥⑥一昼夜积累的有机物为：S.-(S2+S3)此值大于。时，植物可以生长，否则不生长。

⑦有机物积累最多的点：e点。

⑧ef段：光合作用强度小于细胞呼吸强度。

⑨fg段：太阳落山，光合作用停止，只进行细胞呼吸。

(2)绿色植物一昼夜内有机物的“制造”“消耗”与“积累”

此时“光合午休”缘于气孔

关闭，CO2供应减少

、点光合速率=呼吸

田点“开始光合”|ce

速率,c点开始积累有

机物而e点积累累最大

f点停止“光合作耐

本浸时

枳累有机物

制造有机物

消耗有机物

一昼夜有机物的积累量:SP-SM-SN(SP、SM、SN分别表示

P、M、N的面积),此值大「•()时植株生长,否则不生长

学问点2密闭环境中一昼夜植物CO2浓度变化曲线

超

速E搀士曳;

S

O

-K器

光

一

作

02481012141613202224时间

D点和H点：光合=呼吸。

I点：一昼夜后容器内剩余的CO?。

经过一昼夜植物能否积累有机物：I点低于A点，总光合〉总呼吸，能积累有机物，植物能生长。

积累有机物最多的点：H点。

提示：

a.光照强度为“0”意味着光合作用不能进行，此时气体变化量全由细胞呼吸引起，可作为呼吸强度指标。

b.光照下吸取CO?量应为净光合量。

c.光照培育阶段，密闭装置中CO2浓度变化量应为光合作用强度与呼吸作用强度间的“差值”，切不行仅

答成“光合作用消耗”导致装置中CO2浓度下降。

【考点训练】

9.下列关于曲线的描述，正确的是（）

(

W

OWB光照下co?的吸收速率

)w

替黑暗下CO?的释放速率z

型

h，

於M

年o

f%

-一C

者

漆

一问

超A

黑BHI

M102030温度汽）冷

MO

fD

w图1图2

o

u

A.图1中，两曲线的交点对应的是净光合速率为。时的温度

B.图2中，C点对全部进行光合作用的细胞来说，叶绿体消耗的CO?量等于细胞呼吸产生的CO2量

C.图3中A、B两点为光合速率和呼吸速率相等的点

D.若在30℃时一昼夜光照10h,则一天CO,的净吸取量为7

【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段：光反应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上，色素吸取光

能、传递光能，并将一部分光能用于水的光解生成［H］和氧气，另一部分光能用于合成ATP；暗反应发生场

所是叶绿体基质中，首先发生二氧化碳的固定，即二氧化碳和五碳化合物结合形成两分子的三碳化合物，

三碳化合物在光反应产生的［H］和ATP的作用下被还原，进而合成有机物。影响光合作用的外界因素主要有

光照强度、二氧化碳浓度和温度。

【详解】A、图1中，两曲线的交点对应的是净光合速率与呼吸速率相等时的温度，A错误；

B、图2中，C点表示整个植物体光合作用吸取的CCh量等于细胞呼吸释放的CO2量，由于植株部分细胞不

进行光合作用，因此叶绿体消耗的CO?最大于细胞呼吸产生的CO?量，B错误；

C、图3中，A点前呼吸速率大于光合速率，A点后呼吸速率小于光合速率，B点前光合速率大于呼吸速率,

B点后光合速率小于呼吸速率，故A、B两点为光合速率和呼吸速率相等的点，C正确：

D、若在30℃时一昼夜光照10h,则一天CO2的净吸取量为3.5X10—3X14=-7,即植物一天中的有机

物的积累量为0,D错误。

故选C。

3

1.（2023•山东卷•高考真题）兰植物吸取的光能过多时，过剩的光能会对光反应阶段的PSH复合体（PS

II）造成损伤，使PSII活性降低：进而导致光合作用强度减弱。细胞可通过非光化学淬灭（NPQ）将过剩

的光能耗散，削减多余光能对PSII的损伤。已知拟南芥的H蛋白有2个功能：①修复损伤的PSH；②参

与NPQ的调整。科研人员以拟南芥的野生型和H基因缺失突变体为材料进行了相关试验，结果如图所示。

试验中强光照射时对野生型和突变体光照的强度相同，且强光对二者的PSH均造成了损伤。

N

P

Q

阖

混

、

盍

器

血

（1）该试验的自变量为拟南芥种类、光照强度一。该试验的无关变量中，影响光合作用强度的主要环境

因素有CO2浓度、温度（答出2个因素即可）。

（2）依据本试验，不能（填“能”或“不能”）比较出强光照射下突变体与野生型的PSII活性强弱，理

由是强光照射下突变体的NPQ/相对值比野生型的NPQ/相对值高，能削减强光对PSII复合体避成损伤。但

是野生型含有H蛋白，能对损伤后的PSH进行修复，故不能确定强光照射下突变体与野生型的PSH活性

SLo

（3）据图分析，与野生型相比，强光照射下突变体中流向光合作用的能量（填“多”或“少”）。若

测得突变体的暗反应强度高于野生型，依据