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考点四 光合作用和细胞呼吸的影响因素及相关计算
1．影响细胞呼吸因素相关的四类曲线
2．关注光合作用3类影响因素曲线中的“关键点”
(1)光照强度(2)CO 浓度
2
①图乙中A点的代谢特点为植物光合速率与细胞呼吸速率相等，此时的二氧化碳浓度为二
氧化碳补偿点，而图甲中D点的二氧化碳浓度是植物进行光合作用时最小二氧化碳浓度，
从D点才开始启动光合作用。
②B点和P点的限制因素：外因有温度和光照强度等，内因有酶的数量和活性、C 的含量、
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色素含量等。
(3)多因子影响
上述图1、2、3中的曲线分析：P点时，限制光合速率的主要因素应为横坐标所表示的因子，
随着该因子的不断加强，光合速率不断提高。当达到 Q点时，横坐标所表示的因子不再是
影响光合速率的因素，要想提高光合速率，可采取适当提高图示中的其他因子的方法。
3．聚焦自然环境及密闭容器中植物一昼夜气体变化曲线
(1)自然环境中一昼夜植物光合作用变化曲线
①a点：凌晨低温，细胞呼吸减弱，CO 释放量减少。
2
②开始进行光合作用的点：b点；结束光合作用的点：m点。
③光合速率与呼吸速率相等的点：c、h点；有机物积累量最大的点：h点。
④de段下降的原因是气孔关闭，CO 吸收量减少，fh段下降的原因是光照强度减弱。
2
(2)密闭容器中一昼夜CO 和O 含量的变化曲线
2 2①光合速率等于呼吸速率的点：C、E点。
②若图1中N点低于虚线，该植物一昼夜表现为生长，其原因是N点低于M点，说明一昼
夜密闭容器中CO 浓度减少，即总光合量大于总呼吸量，植物生长。
2
③若图2中N点低于虚线，该植物一昼夜不能生长，其原因是N点低于M点，说明一昼夜
密闭容器中O 浓度减少，即总光合量小于总呼吸量，植物不能生长。
2
1．(2018·江苏，18)下图为某一植物在不同实验条件下测得的净光合速率，下列假设条件中
能使图中结果成立的是( )
A．横坐标是CO 浓度，甲表示较高温度，乙表示较低温度
2
B．横坐标是温度，甲表示较高CO 浓度，乙表示较低CO 浓度
2 2
C．横坐标是光波长，甲表示较高温度，乙表示较低温度
D．横坐标是光照强度，甲表示较高CO 浓度，乙表示较低CO 浓度
2 2
答案 D
解析 随着CO 浓度的增大，净光合速率先增大后趋于稳定，但由于净光合速率最大时对应
2
着一个温度，即最适温度，低于或高于此温度，净光合速率都将下降，所以无法确定在 CO
2
浓度足够大时，较高温度下的净光合速率高于较低温度，A错误；植物进行光合作用存在最
适温度，高于最适温度后，净光合速率减小，所以随着温度升高，净光合速率不应先升高后
趋于稳定，B错误；由于光合色素主要吸收红光和蓝紫光，在相应光波长时，植物的净光合
速率存在峰值，不应呈现先升高后趋于稳定的状态，且光波长一定时，较高温度下的净光合
速率不一定较高，C错误；随着光照强度的增加，净光合速率先增大后趋于稳定，在光照强
度足够时，较高的CO 浓度下净光合速率较大，D正确。
2
2．(2022·湖南，17)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CO 量等于细胞呼吸
2释放的CO 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
2
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。请回答下列问题：
(1)在此条件下，该水稻种子______________(填“能”或“不能”)萌发并成苗(以株高≥2厘
米，至少1片绿叶视为成苗)，理由是__________________________________________。
(2)若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)，其他条件与上述实
验 相 同 ， 该 水 稻 ______( 填 “ 能 ” 或 “ 不 能 ” ) 繁 育 出 新 的 种 子 ， 理 由 是
___________________
_________________________________________________________________(答出两点即可)。
(3)若该水稻种子用于稻田直播(即将种子直接撒播于农田)，为防鸟害、鼠害减少杂草生长，
须灌水覆盖，该种子应具有____________特性。
答案 (1)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 (2)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 (3)耐受酒精毒害
解析 (1)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，虽然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。(2)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。(3)该水稻种子用于稻田直播(即将种子直接撒播于农
田)，为防鸟害、鼠害减少杂草生长，须灌水覆盖，此时种子获得氧气较少，可通过无氧呼
吸分解有机物供能，无氧呼吸产生的酒精对种子有一定的毒害作用，推测该种子应具有耐受
酒精毒害的特性。
思维延伸——判断与填充
(1)马铃薯块茎储藏库中氧气浓度的升高会增加酸味的产生(2019·全国 Ⅱ，2)( × )
(2)(2020·全国，30节选)农业生产中的一些栽培措施可以影响作物的生理活动，促进作物的
生长发育，达到增加产量等目的。请回答：中耕是指作物生长期中，在植株之间去除杂草并
进行松土的一项栽培措施，该栽培措施对作物的作用有减少杂草对水分、矿质元素和光的竞
争；增加土壤氧气含量，促进根系的呼吸作用(答出2点即可)。
(3)(2019·北京，31节选)地球上生命活动所需的能量主要来源于光反应吸收的光能，在暗反
应中，RuBP羧化酶(R酶)催化CO 与RuBP(C )结合，生成2分子C ，影响该反应的外部因
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素，除光照条件外还包括 温度、 CO 浓度(写出两个)；内部因素包括 R 酶活性、 R 酶含量、
2
C 含量、 pH (写出两个)。
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(4)(2018·全国Ⅰ，30节选)某植物夏日晴天中午12：00时叶片的光合速率明显下降，其原因是进入叶肉细胞的CO(填“O”或“CO”)不足。
2 2 2
(5)(2018·全国Ⅲ，29节选)通常，与阳生植物相比，阴生植物光合作用吸收与呼吸作用放出
的CO 量相等时所需要的光照强度低(填“高”或“低”)。
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(6)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CO 含量初期逐渐降低，之后保持相对稳定。关于这一实验现象的解释是初期光
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合速率大于呼吸速率，之后光合速率等于呼吸速率(2022·全国乙，2)( √ )
题组一 光合作用的影响因素
1．某研究小组选用若干生长状况相同的烟草，置于不同光照强度且其他条件适宜的环境中
进行实验，结果如图所示。下列说法不正确的是( )
A．随着光照强度增大，光合作用强度会不断升高
B．与弱光照相比，图中强光照下叶绿素a的含量减少
C．在光强200～800 lux范围内，光合作用强度大于呼吸作用强度
D．该实验过程中，光照强度改变不影响呼吸速率
答案 A
解析 在一定光照强度范围内，随着光照强度增加，光合作用强度升高，超出此范围，光合
作用强度不会升高，A错误；由图可知，与弱光照下相比，强光照下叶绿素a的含量减少，
B正确；在光照强度为200～800 lux范围内，净光合速率大于0，所以光合作用强度大于呼
吸作用强度，C正确；光照强度改变不影响呼吸速率 ，D正确。
2．如图为某植株在不同温度(最适温度为25 ℃)、一定光照强度(低于最适光照强度)的环境
中，光合作用强度随CO 浓度的变化曲线图。下列相关叙述正确的是( )
2
A．M点对应条件下，该植株叶肉细胞吸收的CO 全部来自其自身线粒体
2
B．25 ℃时，若光照强度增强，则N点将向左侧移动
C．P点对应条件下，两种温度下该植株光合作用固定的CO 的量相等
2
D．H点和L点对应条件下，限制光合作用强度的环境因素相同答案 B
解析 M点植物光合作用与呼吸作用相等，但由于植物还存在一些细胞不能进行光合作用，
所以叶肉细胞光合作用大于呼吸作用，因此叶肉细胞吸收的CO 来自其自身线粒体和细胞外，
2
A错误；P点对应条件下，两种温度下该植株光合作用吸收的 CO 的量相等，但由于25 ℃
2
的呼吸作用大于10 ℃，所以25 ℃固定的CO 大于10 ℃，C错误；分析题干信息“低于最
2
适光照强度”，H点限制光合作用的因素主要是光照强度，但 L点限制因素主要是温度，D
错误。
3．气孔是植物叶片特有的结构，在调节植物与环境之间气体交换、水分扩散中发挥重要作
用。干旱胁迫下甘草的光合指标变化如图所示，以下说法不正确的是( )
A．气孔导度通过影响胞间二氧化碳浓度，进而影响光合速率
B．随干旱胁迫程度加深，甘草叶片气孔导度呈先升高后降低的变化趋势
C．轻度干旱条件下，植物生长速率低于对照组
D．干旱胁迫下，气孔导度与植物净光合速率变化一致
答案 C
解析 由图可知，轻度干旱条件下，植物的净光合速率高于对照组，则植物生长速率高于对
照组，C错误。
题组二 光合作用和细胞呼吸在生产实践中的应用
4．(2021·湖南，7)绿色植物的光合作用是在叶绿体内进行的一系列能量和物质转化过程。下
列叙述错误的是( )
A．弱光条件下植物没有O 的释放，说明未进行光合作用
2
B．在暗反应阶段，CO 不能直接被还原
2
C．在禾谷类作物开花期剪掉部分花穗，叶片的光合速率会暂时下降
D．合理密植和增施有机肥能提高农作物的光合作用强度
答案 A
解析 弱光条件下植物没有氧气的释放，有可能是光合作用强度小于或等于呼吸作用强度，
光合作用产生的氧气被呼吸作用消耗完，此时植物虽然进行了光合作用，但是没有氧气的释
放，A错误；二氧化碳性质不活泼，在暗反应阶段，一个二氧化碳分子被一个 C 分子固定
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以后，很快形成两个C 分子，在有关酶的催化作用下，C 接受ATP释放的能量并且被[H]还
3 3原，因此二氧化碳不能直接被还原，B正确；在禾谷类作物开花期剪掉部分花穗，光合作用
产物输出受阻，叶片的光合速率会暂时下降，C正确；合理密植可以充分利用光照，增施有
机肥可以为植物提供矿质元素和二氧化碳，这些措施均能提高农作物的光合作用强度，D正
确。
5．科研人员以甜瓜为对象，研究温度和CO 浓度对甜瓜净光合速率的影响，结果如图所示。
2
据图分析，下列说法正确的是( )
A．甜瓜净光合速率与环境温度始终呈正相关
B．26 ℃时，与1.2 mL/L CO 浓度相比，1.4 mL/L CO 浓度下叶绿体中C 含量高
2 2 5
C．图中净光合速率的变化与光照强度有关
D．26 ℃时，CO 浓度从1.2 mL/L增至1.6 mL/L的过程中，净光合速率显著上升可能与呼
2
吸作用速率受到高浓度CO 浓度的抑制有关
2
答案 D
解析 在一定范围内，甜瓜净光合速率随温度升高而升高，但超过最适温度，其净光合速率
随温度升高而下降，A错误；26 ℃时，随CO 浓度升高，短期内C 的消耗速率加快而C 的
2 5 5
生成速率不变，故与1.2 mL/L CO 浓度相比，1.4 mL/L CO 浓度下叶绿体中C 含量低，B错
2 2 5
误；本实验的自变量是温度和CO 浓度，光照强度是无关变量，应相同且适宜，因此净光合
2
速率的变化与光照强度无关，C错误；CO 是光合作用的原料，CO 浓度为1.2～1.6 mL/L时，
2 2
CO 浓度增高，暗反应速率增大，光合作用合成有机物的速率增大；同时，CO 浓度高抑制
2 2
呼吸作用，呼吸速率下降，净光合速率显著上升，D正确。
6．下列有关细胞呼吸原理应用的叙述，错误的是( )
A．南方稻区早稻浸种后催芽过程中，常用40 ℃左右温水淋种并时常翻种，可以为种子的
呼吸作用提供水分、适宜的温度和氧气
B．农作物种子入库贮藏时，在无氧和低温条件下呼吸速率降低，贮藏寿命显著延长
C．油料作物种子播种时宜浅播，原因是萌发时呼吸作用需要大量氧气
D．柑橘在塑料袋中密封保存，可以减少水分散失、降低呼吸速率，起到保鲜作用
答案 B
解析 南方稻区早稻浸种后催芽过程中，“常用40 ℃左右温水淋种”可以为种子的呼吸作
用提供水分和适宜的温度，“时常翻种”可以为种子的呼吸作用提供氧气，A正确；种子无
氧呼吸会产生酒精，因此，农作物种子入库贮藏时，应在低氧和零上低温条件下保存，贮藏寿命会显著延长，B错误；油料作物种子中含有大量脂肪，脂肪中C、H含量高，O含量低，
油料作物种子萌发时呼吸作用需要消耗大量氧气，因此，油料作物种子播种时宜浅播，C正
确；柑橘在塑料袋中“密封保存”使水分散失减少，氧气浓度降低，从而降低了呼吸速率，
低氧、一定湿度是新鲜水果保存的适宜条件，D正确。
