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专题 02 细胞呼吸与光合作用的综合
一、光合作用与有氧呼吸的区别
项目 光合作用 有氧呼吸
物质变化 无机物合成有机物 有机物被分解成无机物
能量变化 光能→稳定的化学能 稳定的化学能→ 热能、 AT P 中活跃的化学能
实质 合成有机物，储存能量 分解有机物、释放能量，供细胞利用
场所 主要是叶绿体 细胞质基质和线粒体
条件 只在光下进行 时刻都能进行
二、光合作用与有氧呼吸的联系
（1）物质方面
C：CO―――→CH O―――→CHO―――→CO
2 6 12 6 3 4 3 2
O：HO―――→O――→HO
2 2 2
H：HO―――→[H]―――→CH O―――――→[H]――――→HO
2 6 12 6 2
（2）能量方面
光能―――→ATP中活跃的化学能―――→CH O 中稳定的化学能――→
6 12 6
三、在不同的光照条件下，光合速率与呼吸速率的计算
（1）绿色植物组织在黑暗条件下测得的数值表示呼吸速率。（2）绿色植物组织在有光的条件下，光合作用与细胞呼吸同时进行，测得的数值表示净光合速率。
（3）真光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。用O、CO 或葡萄糖的量表示如下：
2 2
①光合作用产生的O 量＝实测的O 释放量＋细胞呼吸消耗的O 量。
2 2 2
②光合作用固定的CO 量＝实测的CO 吸收量＋细胞呼吸释放的CO 量。
2 2 2
③光合作用产生的葡萄糖量＝葡萄糖的 积累量 ( 增重部分 )＋细胞呼吸消耗的葡萄糖量。
四、细胞呼吸与光合作用过程图解
(1)物质名称：b：O，c：ATP，d：ADP，e：NADPH([H])，f：C ，g：CO，h：C 。
2 5 2 3
(2)生理过程及场所
序号 ① ② ③ ④ ⑤
有氧呼吸第 有氧呼吸 有氧呼吸
生理过程 光反应 暗反应
一阶段 第二阶段 第三阶段
场所 叶绿体类囊体薄膜 叶绿体基质 细胞质基质 线粒体基质 线粒体内膜
五、光合作用与细胞呼吸物质及能量转化
(1) 光合作用和细胞呼吸中各种元素的去向
C：CO――→有机物――→丙酮酸――→CO
2 2
H：HO――→[H]――→(CHO)――→[H]――――→HO
2 2 2
O：HO――→O―――→HO――――→CO―――→有机物
2 2 2 2
(2) 光合作用和细胞呼吸中ATP的来源及去路分析
①光合作用中ATP的来源及去路
来源：光反应——类囊体薄膜上；去路：暗反应——叶绿体基质中。
② 细胞呼吸中ATP的来源和去路
ATP合成：a、b、c都产生ATP，场所为细胞质基质和线粒体；ATP分解为各项生命活动供能。
(3) 光合作用和细胞呼吸中[H]的来源和去路分析
项目 光合作用 细胞呼吸
来源 过程 HO――→[H]＋O C H O――→丙酮酸＋4[H]；
2 2 6 12 62丙酮酸＋6HO――→6CO＋20[H]
2 2
场所 叶绿体的类囊体薄膜 细胞质基质、线粒体基质
过程 C ――→(CHO) 24[H]＋6O――→12HO
3 2 2 2
去路
场所 叶绿体基质 线粒体内膜
特别提醒 ①光合作用中产生的[H]是还原型辅酶Ⅱ(NADPH)简化的表示方式，而细胞呼吸中产生的[H]
是还原型辅酶Ⅰ(NADH)简化的表示方式，二者不是一种物质，尽管书写形式相同。
②还原氢的书写形式一定不能写成H、H＋或H，只能写成[H]、NADH或NADPH。
2
六、利用曲线和图解分析真正光合速率和净光合速率
(1) A点
(2) AB段
(3) B点
(4) B点后
七、植物“三率”的含义、关系及判定
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CO 释放量或O 吸收量。
2 2
(2) 净光合速率：植物绿色组织在有光条件下测得的值——单位时间内一定量叶面积所吸收的 CO 量或
2释放的O 量。
2
(3) 真正光合速率＝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，若CO 吸收值为负值，该值绝对值代表呼吸速率，该曲线
2
代表净光合速率，当光照强度为0时，若CO 吸收值为0，该曲线代表真正光合速率。
2
(2) 根据关键词判定
检测指标 呼吸速率 净光合速率 真正(总) 光合速率
CO 释放量(黑暗) 吸收量 利用量、固定量、消耗量
2
O 吸收量(黑暗) 释放量 产生量
2
有机物 消耗量(黑暗) 积累量 制造量、产生量
特别提醒 光合速率与植物生长
(1)当净光合速率＞0时，植物因积累有机物而生长。
(2)当净光合速率＝0时，植物不能生长。
(3)当净光合速率＜0时，植物不能生长，长时间处于此种状态，植物将死亡。
八、光合作用与细胞呼吸的“关键点”移动
1.曲线中补偿点和饱和点的移动规律
CO(或光)补偿点和饱和点的移动方向：一般有左移、右移之分，其中CO(或光)补偿点B是曲线与横轴的
2 2
交点，CO(或光)饱和点C则是最大光合速率对应的CO 浓度(或光照强度)，位于横轴上。
2 2
(1)呼吸速率增加，其他条件不变时，CO(或光)补偿点B应右移，反之左移。
2
(2)呼吸速率基本不变，相关条件的改变使光合速率下降时，CO(或光)补偿点B应右移，反之左移。
2
(3)阴生植物与阳生植物相比，CO(或光)补偿点和饱和点都应向左移动。
2
2.曲线上其他点(补偿点之外的点)的移动方向
在外界条件的影响下，通过分析光合速率和呼吸速率的变化，进而对曲线上某一点的纵、横坐标进行具体
分析，确定横坐标左移或右移，纵坐标上移或下移，最后得到该点的移动方向。
九、自然环境及密闭容器中植物光合作用曲线及分析
1.自然环境中一昼夜植物光合作用曲线(1) 开始进行光合作用的点：b。
(2) 光合作用与呼吸作用相等的点：c、e。
(3) 开始积累有机物的点：c。
(4) 有机物积累量最大的点：e。
2.密闭容器中一昼夜植物光合作用曲线
(1) 光合作用强度与呼吸作用强度相等的点：D、H。
(2) 该植物一昼夜表现为生长，其原因是I点CO 浓度低于A点CO 浓度，说明一昼夜密闭容器中CO
2 2 2
浓度减小，即植物光合作用>呼吸作用，植物生长。
特别提醒 解答呼吸作用、光合作用曲线综合题应特别关注的信息
(1) 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。
(2) 光照下吸收CO 量应为净光合量。
2
(3) 光照培养阶段，密闭装置中CO 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
2
不可仅答成“光合作用消耗”导致装置中CO 浓度下降。
2
十、光合作用速率和呼吸作用速率的测定
1.“装置图法”测定光合速率与呼吸速率
(1) 测定装置
(2) 测定方法及解读
① 测定呼吸速率
a. 装置烧杯中放入适宜浓度NaOH溶液用于吸收CO。
2b. 玻璃钟罩遮光处理，以排除光合作用干扰。
c. 置于适宜温度环境中
d. 红色液滴向左移动(单位时间内左移距离代表呼吸速率)。
② 测定净光合速率
a. 装置烧杯中放入适宜浓度的CO 缓冲液，用于保证容器内CO 浓度恒定，满足光合作用需求。
2 2
b. 必须给予较强光照处理，且温度适宜。
c. 红色液滴向右移动(单位时间内右移距离代表净光合速率)。
2.“黑白瓶法”测定光合速率与呼吸速率
黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶，只有呼吸作用，而白瓶既能进行光合作用又能进行呼吸作用，所以用黑瓶
(无光照的一组)测得的为呼吸作用强度值，用白瓶(有光照的一组)测得的为表观(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。
3.“半叶法”测光合作用有机物的生产量
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呼吸作用强度值，曝光的一半测得的数据
变化值代表表观(净)光合作用强度值，综合两者可计算出真正光合作用强度值。需要注意的是该种方法在
实验之前需对叶片进行特殊处理，以防止有机物的运输。
4.“叶片上浮法”探究影响光合作用的因素
利用“真空渗入法”排除叶肉细胞间隙的空气，充以水分，使叶片沉于水中。在光合作用过程中，植物吸
收CO 放出O ，由于O 在水中溶解度很小而在细胞间积累，结果使原来下沉的叶片上浮。根据在相同时
2 2 2
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)，即能比较光合作用的强弱。
5.“梯度法”探究影响光合作用的因素
用一系列不同光照强度、温度或CO 浓度的装置，可探究光照强度、温度或CO 浓度对光合作用强度的影
2 2
响。
特别提醒 (1)注意变量的控制手段。如光照强度的大小可用不同功率的灯泡(或相同功率的灯泡，但与植
物的距离不同)进行控制，不同温度可用不同的恒温装置控制，CO 浓度的大小可用不同浓度的CO 缓冲液
2 2
调节。
(2)不能仅用一套装置通过逐渐改变其条件进行对照实验，而应该用一系列装置进行相互对照。
(3)无论哪种装置，在光下测得的数值均为“净光合作用强度值”。
一、选择题：
1.图是绿色植物叶肉细胞中光合作用与有氧呼吸及其关系的图解，其中甲～丁表示相关过程，a～e表
示相关物质。据图判断下列说法正确的是( )A.若增加光照强度，则短时间内乙过程中C 含量增加
3
B.a中的O全部来自氧气，H全部来自葡萄糖
C.该细胞白天进行甲和乙过程，夜晚进行丙和丁过程
D.乙中[H]被消耗的过程伴随ATP含量的减少，丁中[H]被消耗的过程中伴随ATP含量的增加
【答案】 D
【解析】 分析题图可知：甲代表光反应，乙代表暗反应，丁代表有氧呼吸的第二和第三阶段，丙代
表有氧呼吸的第一阶段；a是水分子、b是氧气、c是二氧化碳、d是ATP、e是[H]。若增加光照强度，光
反应产生[H]和ATP增加，会促进暗反应C 转化为糖类，则短时间内乙过程中C 含量下降；a中的O全部来
3 3
自氧气，H中来自葡萄糖和水；丙和丁过程代表呼吸作用，白天夜晚都进行；乙(暗反应)中[H]被消耗的过
程伴随ATP含量的减少，是光合作用将ATP中不稳定的化学能转化为有机物中稳定的化学能储存起来，丁
(有氧呼吸)的第二和第三阶段中，[H]和氧气结合生成水，同时释放大量的能量，伴随ATP含量的增加。
2.下图表示细胞中与水分子代谢有关的生理过程，下列相关叙述错误的是( )
A.属于生物膜系统的结构有甲、乙、丙 B.结构甲产生的HO中的氢来自于葡萄糖和水
2
C.结构乙中HO分解的部位是类囊体薄膜 D.结构丁上合成多肽链时生成的水分子数等于氨基酸数
2
【答案】 D
【解析】 生物膜系统由细胞膜、细胞核膜以及细胞器膜等结构构成，甲为线粒体膜，乙为叶绿体膜，
丙为粗面型内质网膜；结构甲(线粒体)中产生的HO中的氢来自于葡萄糖和水；结构乙中HO分解属于光反
2 2
应过程，场所为类囊体薄膜；氨基酸脱水缩合形成多肽链，生成的水分子数＝肽键数＝氨基酸数－肽链条
数。
3.如图是[H]随化合物在生物体内的转移过程，下列说法正确的是( )
A.①产生的[H]可在②过程中将五碳化合物还原 B.[H]经⑤转移到水中，其过程需氧气参与
C.能形成ATP的过程有①②⑤⑥⑦ D.⑥⑤过程在线粒体中进行
【答案】 B【解析】 ①表示光合作用的光反应阶段，为②暗反应阶段提供ATP和[H]，用于三碳化合物的还原，
A错误；⑤表示有氧呼吸的第三阶段，氧气与[H]结合生成水，B正确；②表示光合作用的暗反应阶段，需
消耗ATP，不能合成ATP，⑦多糖分解为葡萄糖的过程不合成ATP，C错误；⑥可表示有氧呼吸的第一和第
二阶段，反应场所为细胞质基质和线粒体基质，也可表示无氧呼吸的第一阶段，反应场所为细胞质基质，
D错误。
4.下列关于光合作用和呼吸作用的叙述，正确的是( )
A.正常进行光合作用的细胞，突然停止CO 供应后叶肉细胞内C/C 的值减小
2 5 3
B.细胞呼吸产生的ATP可用于肌肉收缩、主动运输等生命活动
C.对真核生物而言，细胞呼吸产生ATP的场所一定是线粒体
D.光合作用产生的[H]可进入线粒体参与HO的生成
2
【答案】 B
【解析】 正常进行光合作用的细胞，突然停止CO 供应，短时间内C 的生成量不变，消耗量减少，
2 5
C 增加，C 的生成量减少，消耗量不变，C 减少，故C/C 的值增加，A错误；细胞呼吸产生的ATP可用于
5 3 3 5 3
肌肉收缩、主动运输等生命活动，B正确；对真核生物而言，无论其体内细胞进行有氧呼吸还是无氧呼吸，
均可以在细胞质基质中产生ATP，C错误；光合作用产生的[H]用于暗反应中三碳化合物的还原，不进入线
粒体参与HO的生成，D错误。
2
5.下列有关光合作用和细胞呼吸原理的应用的说法，正确的是( )
A.手指受伤时，选择透气的消毒纱布包扎，可以抑制破伤风杆菌的繁殖
B.连续阴雨，白天适当降低大棚内的温度，不利于提高作物产量
C.合理密植、保证行间通风有利于提高农作物产量
D.用乳酸菌制酸奶时，应先通气后密封，利于乳酸菌发酵
【答案】 AC
【解析】 用透气纱布或“创可贴”包扎伤口可增加通气量，抑制破伤风杆菌的无氧呼吸；连续阴雨，
白天适当降低大棚内的温度，可以降低呼吸消耗，有利于提高作物产量；合理密植、保证行间通风，可以
提高光合作用强度，有利于提高农作物产量；乳酸菌是严格厌氧的，所以用乳酸菌制造酸奶时，开始就应
密封，不能先通气。
6．下图表示芍药叶肉细胞光合作用和细胞呼吸过程中CO 和[H]的变化，相关叙述正确的是( )
2
A．过程①发生在叶绿体类囊体薄膜上，过程④发生在线粒体的内膜上
B．过程⑦发生在线粒体中
C．过程⑤⑥均需要[H]和ATP的参与
D．过程①③产生的[H]是相同的物质，过程⑧在线粒体中进行
【答案】 A
【解析】 过程①表示光合作用的光反应，发生在叶绿体类囊体薄膜上，过程④表示有氧呼吸的第三阶段，发生在线粒体的内膜上；过程⑦表示细胞呼吸的第一阶段，发生在细胞质基质中；过程⑤是CO 的
2
固定，不需要[H]和ATP的参与；过程①③产生的[H]是不同的物质，过程⑧是有氧呼吸的第二阶段，发生
在线粒体中。
7．将盆栽植物天竺葵浇上含18O的水后，置于密闭的玻璃钟罩内，再把整个装置放在室外阳光下，并
保持适宜的温度条件。一周后，玻璃钟罩内的空气及天竺葵中下列哪些物质可能含有18O( )
①O ②水蒸气 ③CO ④葡萄糖 ⑤氨基酸 ⑥脂肪
2 2
A．①②中含有，③④⑤⑥中没有 B．①②③中含有，④⑤⑥中没有
C．①②③④中含有，⑤⑥中没有 D．①②③④⑤⑥中都可能含有
【答案】 D
【解析】 植物体内的水能够通过蒸腾作用以水蒸气的形式散发到空气中，水还可经过光合作用生成
氧气，存在于周围的空气中；植物体内水中的氧经呼吸作用转移到二氧化碳中，二氧化碳也会释放到周围
的空气中；二氧化碳中的氧，通过光合作用又可转移到葡萄糖中，而葡萄糖经转化可形成脂肪和氨基酸，
从而18O可进入脂肪和氨基酸等有机物中。
8.分析下面有关光合作用和呼吸作用的曲线图，下列相关说法正确的是( )
A.甲图中C点时的温度如果对应乙图的t，则当温度变为t时，C点将向左下方移动
1 2
B.乙图中温度提升到t时，有机物积累速率达最大值
4
C.丙图中20 ℃和45 ℃时，CO 同化速率相近的原因相同
2
D.丁图中叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，而对绿光吸收最少
【答案】 D
【解析】 由图示信息可知，甲图中C点时的温度如果对应乙图的t，则当温度变为t时，总光合作
1 2
用增强，需要的光照强度也应增大，又由于总光合作用与呼吸作用的差值增大，所以C点应向右上方移动；
乙图中温度为t时有机物积累速率达最大值；丙图中20 ℃时温度较低，酶活性较低，故光合速率较低，
2
而45 ℃时温度过高，导致气孔关闭，CO 吸收减少，同化速率降低，二者原因 不同；丁图中叶绿素吸
2
收红光和蓝紫光最多，而对绿光吸收最少。
9．下图表示在夏季晴朗的白天，某植物处于密闭、透光但原料充足的环境下所测得的某些物质的变化情况。下列叙述不正确的是( )
A．图A曲线可表示O 浓度的变化 B．图B曲线可表示CO 浓度的变化
2 2
C．图A曲线可表示植株重量的变化 D．图B曲线可表示土壤中矿质元素量的变化
【答案】 D
【解析】 夏季晴朗的白天，某植物处于密闭、透光但原料充足的环境下，植物开始只能进行呼吸作
用，所以氧气和有机物的含量都下降，二氧化碳的浓度增加；6点到18点之间光合作用大于呼吸作用，所
以氧气和有机物的含量都增加，二氧化碳浓度降低；之后光合作用小于呼吸作用，氧气和有机物又减少，
二氧化碳的浓度又增加，因此图A曲线可表示O 浓度和植株重量的变化，A、C正确；根据以上分析可知，
2
图B曲线可表示CO 浓度的变化，B正确；图B曲线可不能表示土壤中矿质元素量的变化，D错误。
2
10．将某绿色盆栽植物置于密闭容器内暗处理后，测得容器内CO 和O 浓度相等(气体含量相对值为
2 2
1)，在天气晴朗时的早6时移至阳光下，日落后移动到暗室中继续测量两种气体的相对含量，变化情况如
图所示，下列分析正确的是( )
A． 只有在8时光合作用强度与呼吸作用强度相等
B．在9～16时之间，光合速率大于呼吸速率，O 浓度不断上升
2
C．该植物体内17时有机物积累量小于19时的有机物积累量
D．该植物从20时开始只进行无氧呼吸
【答案】 B
【解析】 图中光合作用强度与呼吸作用强度相等的点有10时、20时，A错误；该植物17时氧气量
增加了，二氧化碳的量减少了，说明光合作用大于呼吸作用，B正确；该植物体内17时有机物积累量大于
19时的有机物积累量，C错误；分析题图曲线可知，20时以后，氧气浓度减少，说明植物仍旧进行有氧呼
吸，但是不能判断此时是否进行无氧呼吸。D错误。
11．已知某植物光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为 25 ℃和30 ℃，如图为该植物在25 ℃条件下
光合作用强度随光照强度变化的曲线图。下列相关叙述正确的是( )A．a点时细胞呼吸只受温度的影响 B．b点时植物才开始进行光合作用
C．提高到30 ℃，b点右移c点左移 D．c点时，植物的氧气产生量为V
2
【答案】 C
【解析】 a点植物只进行呼吸作用，除了受温度影响外还受氧浓度等因素的影响，A错误；a点以后
随光照的增加光合作用逐渐加强，b点是补偿点，光合作用等于呼吸作用，B错误；如果温度提高到30
℃，呼吸作用加快，所以a点上移，光合作用酶的活性降低，所以光合作用速率降低，要完成对呼吸作用
的补偿需要较强的光照，因此b点右移，饱和点需要的光照强度降低，因此c点左移，C正确；c点时O 的
2
产生量即是总光合作用速率＝呼吸作用速率＋净光合作用速率＝V＋V，D错误。
1 2
12．如图表示20 ℃时玉米光合速率与光照强度的关系，S 、S 、S 依次表示有关物质量的相对值，下
A B C
列说法中不正确的是( )
A．S＋S＋S 表示光合作用总量 B．S－S 表示净光合作用量
A B C C A
C．光照强度从B到D点变化过程中，C 逐渐减少 D．若提高CO 浓度，则B点左移
3 2
【答案】 A
【解析】 S ＋S 表示呼吸作用消耗消耗的总量，S ＋S 表示光合作用总量，A错误；玉米光合作用有
A B B C
机物净积累量＝光合作用总量－呼吸作用消耗＝S ＋S －(S ＋S)＝S 一S ，B正确；光照强度从B到D点
B C A B C A
变化过程中，光照强度增加，光反应产生的[H]和ATP增加，被还原的C 增多，所以细胞中的C 逐渐减少，
3 3
C正确；提高CO 浓度，光补偿点减小，则B点左移，D正确。
2
二、非选择题：
13．如图是密闭的玻璃罩内植物在不同光照和CO 浓度下测得相关的曲线图，请回答下列问题：
2
(1)若图甲是在CO 浓度为G点时，改变光照强度测得的曲线，则CO 浓度由曲线中G点增加到H点时，
2 2
图甲中D点移动方向为________(填“左移”“右移”或“不变”)。
(2)若图甲是在CO 浓度为H点时，改变光照强度测得的曲线，则CO 浓度由曲线中H点增加到I点时，
2 2图甲中D点移动方向为________(填“左移”“右移”或“不变”)。
【答案】 (1) 右移 (2) 不变
【解析】 (1) 图甲D点表示光的饱和点，当图乙中增加CO 浓度(G点到H)时，净光合作用增加，因
2
此图甲中D点右移。(2) 图乙H点表示CO 饱和点，当CO 浓度由H点增加到I点时，光合作用不再改变，
2 2
因此图甲中D点不变。
14．研究小组将某亚热带绿色植物置于15 ℃的一密闭透明玻璃容器内，测定装置中氧气含量，结果
如图所示，据此回答下列问题：
(1)OA段，装置中氧气参与的细胞中的代谢过程是__________________________________________。
(2)开始光照的A时刻，叶肉细胞中C 会________(填“增加”“减少”或“不变”)，BD段玻璃容器
5
中植物光合速率的变化趋势是__________________________，产生上述变化的原因是
________________________________________________________________________。
(3)想要缩短达到D点的时间，可以_________________________________。(答出一点即可)
【答案】 (1)植物有氧呼吸的第三阶段(与[H]结合形成水，并产生大量能量) (2)增加 逐渐降低
后保持不变 随着光照时间的延长，光合作用消耗CO 大于呼吸作用产生CO ，使容器中CO 浓度不断下降，
2 2 2
进而光合作用速率随之降低。当容器中的CO 浓度降低到一定程度时，植物的光合速率等于呼吸速率，因
2
此光合速率不变 (3)适当提升容器内的温度或适当增大光照强度
【解析】 (1)结合前面的分析可知，在OA之间，容器处于黑暗条件下，此时植物只进行呼吸作用，
因此氧气参与的是植物有氧呼吸第三阶段。 (2)A之后给予光照，叶肉细胞中通过光反应产生 ATP和
[H]，还原C 生成C ，此时C 与CO 的固定速率没有立即增加，所以C 会在叶绿体内积累增加。B到D时，
3 5 5 2 5
氧气的释放量大于黑暗时氧气的消耗量，氧气量增加，说明植株的光合速率大于呼吸速率，但是随着时间
的延长，由于密闭容器内CO 不断减少，植物光合速率逐渐减小直至等于植物的呼吸作用速率(即光合产氧
2
量＝呼吸耗氧量)而趋于稳定。 (3)根据前面的分析可知，随光照时间延长，到达D点以后，植物的光合
作用速率等于呼吸作用速率，容器内的氧气总量将不再发生变化。要想缩短达到 D点的时间，则必须通过
改变影响光合作用的因素来提高光合速率，所以可以适当提升容器内的温度或适当增大光照强度。
15.某生物研究小组用某种绿色植物做实验材料，做了如下实验：图1为某植物在密闭透光的玻璃小室
内一昼夜CO 浓度的变化(假若一昼夜6时日出，18时日落)，图2表示，该植物在温度为A时光照强度分
2
别为a、b、c、d时单位时间内气体的变化情况(其中a为无光条件)，图3是表示该植物的真正光合速率、
呼吸速率与温度的关系，请分析回答下列问题：(1)图1曲线的A至G的7个点中，代表光合作用速率与呼吸作用速率相等的是________点，对应图2
中的是________(a、b、c、d表示)点，图1中F点植物叶肉细胞中合成ATP的场所有________，图2中光
照强度为d时，植物光合作用需要从外界吸收________个单位CO。该玻璃小室内的植物经过一昼夜后是否
2
积累有机物？________。理由是________________________。
(2)请描述图3中阴影部分的含义：_______________________________________。
(3)如果该植物是一种蔬菜，在塑料大棚内种植该种蔬菜时，请你结合以上相关的因素，提出两项使
蔬菜增产的方法：____________________________________________________________。
【答案】 (1)B和F c 细胞质基质、线粒体、叶绿体 2 是 G点的CO 浓度低于A点，有机物有
2
积累(一昼夜中光合作用消耗的CO 量多于呼吸作用产生的CO 量)(意思对也可) (2)温度在5 ℃～35 ℃之
2 2
间进行光合作用消耗的CO 相对值(净光合作用) (3)适当增加光照强度、适当增加二氧化碳的浓度、将温
2
度控制在适宜的范围内、夜晚适当降低温度等
【解析】 (1)根据分析可知，图1中的B、F点以及图2中的c点都表示光合速率与呼吸速率相等的
点；由于图1中的F点可以同时进行光合作用与呼吸作用，因此该点植物叶肉细胞中合成 ATP的场所有细
胞质基质、线粒体、叶绿体；图2中光照强度为d时，植物的氧气产生总量是8，需要消耗8个单位二氧化
碳，而呼吸作用只能产生6个单位，因此还需要从空气中吸收2个单位二氧化碳；根据以上分析已知，图
1中G点的CO 浓度低于A点，说明有机物有积累。(2)图中阴影部分表示温度在5 ℃～35 ℃之间，植物的
2
光合速率大于呼吸速率，即表示进行光合作用消耗的CO 相对值。(3)根据三幅图分析可知，影响光合作用
2
的因素有二氧化碳浓度、光照强度和温度，因此提高大棚蔬菜产量的措施有：适当增加光照强度、适当增
加二氧化碳的浓度、将温度控制在适宜的范围内、夜晚适当降低温度等。
16.某研究人员将某绿色植物放在温度适宜的密闭容器内(如图1所示)，经黑暗处理后置于恒定光照下
并测量容器内氧气的变化量，测量的结果如图2所示。请回答下列问题：
(1)图1中通过变换光源可研究________、________对光合作用的影响。
(2)将多株健壮的生长状态相同且大小相似(假设干重相同)的该植株幼苗均分为甲、乙两组，置于图1的装置中。给甲组适宜光照处理，乙组黑暗处理，其他条件相同且适宜。10小时后，将甲、乙两组中的植
株烘干称重，分别记为M 、M 若M＝M －M ，则M的准确含义是___________________________________。
甲 乙 甲 乙
(3)图2中，A点以后的短时间内，叶肉细胞的叶绿体内 C 的量将________，B点时，叶肉细胞内的光
3
合作用速率________(填“大于”“小于”或“等于”)呼吸作用速率。在5～15 min内，该容器内氧气量
增加的速率逐渐减小，这是因为_______________________________________________________________。
如果该植物的呼吸速率始终不变，则在5～15 min内，该植物光合作用的平均速率(用氧气产生量表示)是
________mol·min。
【答案】 (1)光照强度 光质(或波长) (2)甲组植株在10小时内(或实验过程中)光合作用合成的有
机物总量 (3)减少 大于 植物光合作用强度大于呼吸作用强度，吸收 CO 导致容器内的CO 浓度逐渐降
2 2
低，而CO 是光合作用的原料，因而光合作用速率降低，植物释放氧气的速率降低 6×10－8
2
【解析】 (1)在图1实验中变换光源可以改变灯泡的功率大小也可以更换不同颜色的灯泡，因此图1
中通过变换光源可研究光照强度和光质(或波长)对光合作用的影响。(2)给甲组适宜光照处理，乙组黑暗
处理，设实验一开始时植株干重为A，一定时间后，甲组植株干重为M ，其中M －A为有机物积累量；一
甲 甲
定时间后乙组植株干重为M ，其中A－M 为呼吸消耗量。M＝(M －A)＋(A－M )＝M －M ，M的准确含
乙 乙 甲 乙 甲 乙
义为一定时间(10小时)内植株合成的有机物总量。(3)图2中A点以后开始光照，叶肉细胞进行光反应产
生ATP和[H]，C 的还原速率加快，短时间内C 的生成速率不变，C 含量会减少。B点时，密闭小室中氧气
3 3 3
量不再增加，此时整个植株的光合速率等于呼吸速率，可知叶肉细胞内的光合作用速率大于呼吸作用速率。
在5～10 min内，图示中氧气释放量增加，光合作用强度大于呼吸作用强度，此时二氧化碳不断被吸收，
密闭容器中二氧化碳的浓度越来越低，因此光合作用速率也会下降。在5～15 min内氧气含量从4×10－
7mol增加到8×10－7mol，另外根据曲线知5～15 min内呼吸消耗氧气量为2×10－7mol，因此5～15 min内
氧气总产生量为6×10－7mol，再除以时间(10 min)可知每分钟产生氧气量为6×10－8mol，即该植物光合作
用的平均速率为6×10－8mol·min－1。
17.果糖－1，6－二磷酸酶(FBPase)是参与卡尔文循环的关键酶，能控制光合作用的运转。科研人员
为研究温度对不同水稻光合作用的影响，进行了有关实验，结果如下。请回答下列问题：
FBPase活性(IU) 酶活性相对降
水稻品种
室温(20 ℃) 低温(2 ℃) 低值/%
汕优 12.51 11.25 10.07
秀优 11.24 10.64 5.34
(1)在低温条件下，两种水稻的净光合速率都下降，原因可能是FBPase的活性降低使光合作用的
________阶段减弱进而降低光合作用速率。
(2) 分 析 表 中 数 据 ， 可 推 测 秀 优 水 稻 的 抗 寒 能 力 比 汕 优 水 稻 ________ ， 依 据 是______________________。
(3)低温条件下汕优(或秀优)水稻叶片的细胞呼吸速率________(填“增大”“不变”或“减小”)，
为测定相关数据可将汕优(或秀优)水稻叶片置于密闭容器中，在________________条件下，测定汕优(或
秀优)水稻叶片单位时间内CO 的释放量。
2
(4)某生物兴趣小组想通过实验验证两种水稻在室温(20 ℃)时净光合作用强度的不同，现提供如下材
料用具：打孔器(用于叶片打孔)、注射器(排出叶肉细胞间隙中的空气)、烧杯，请说明他们的实验设计思
路：_______________________________________________________________________________________。
【答案】 (1)暗反应 (2)强 在低温条件下，秀优水稻的FBPase活性相对降低值比汕优水稻低
(3)减小 黑暗 (4)取两种水稻生长旺盛的叶片，分别用打孔器打出等量的若干小圆形叶片，用注射器排
出叶肉细胞间隙中的气体，分别放在两个盛有清水的烧杯中，在相同且适宜的光照和室温(或20 ℃)下处
理相同的时间后，观察和记录两个烧杯中叶圆片浮起的数量
【解析】 (1)FBPase是参与卡尔文循环的关键酶，说明该酶催化的是暗反应过程，其活性降低使暗
反应减弱，进而降低光合速率。(2)分析表中数据可知，与室温相比，低温条件下，秀优水稻的 FBPase活
性相对降低值比汕优水稻低，故秀优水稻的抗寒能力可能比汕优水稻强。(3)低温条件下，呼吸酶的活性
降低，两种水稻细胞的呼吸速率都会降低；测定呼吸速率应该排除光照的影响，因此应在黑暗条件下，测
定汕优(或秀优)水稻叶片单位时间内CO 的释放量。(4)依据题意和提供的材料用具可知，本实验属于验证
2
性实验，即验证两种水稻在室温(20 ℃)时净光合作用强度的不同，自变量是两种水稻的叶片，检测因变
量需要依据单位时间内叶圆片上浮的数量来推测净光合作用强度，而叶圆片的沉浮取决于净光合作用产生
的气体是否在细胞间积累，因此实验开始时应排出叶肉细胞间隙的气体。光照强度、温度和光照时间都属
于无关变量，所以须在相同且适宜的光照和室温(或20 ℃)下处理相同的时间后，才能观察和记录两个烧
杯中叶圆片浮起的数量。
18.如图是探究绿色植物光合作用速率实验的示意图，装置中的碳酸氢钠溶液可维持瓶内的二氧化碳
浓度。该装置放在20 ℃环境中。实验开始时，针筒的读数是0.2 mL，毛细管内的水滴在位置X。30 min
后，针筒的容量需要调至0.6 mL的读数，才能使水滴仍维持在X的位置。据此实验回答下列问题：
(1) 用 这 一 方 法 测 量 所 得 的 光 合 作 用 速 率 ， 比 实 际 的 光 合 速 率 ________ ， 原 因 是
________________________。
(2)假若将该植物叶的下表面涂上一层凡士林，光合作用的速率会大幅度下降，原因是
_____________________________________________________________________。
(3)某同学想探究影响光合作用的因素有哪些，他重新设计了两个相同的装置A和B，其中A装置实验时是
在原实验的基础上增强了光照强度，重复上述实验，结果针筒的容量仍维持在 0.6 mL读数处。在B实验装
置进行实验时，只将温度提升至30 ℃，重复上述实验，发现针筒容量需要调至0.8 mL读数才能使水滴维
持在X位置上。通过两个实验可以得出的结论是_________________________________________________。【答案】 (1)低 植物同时进行细胞呼吸，消耗了氧气 (2)凡士林阻塞气孔，使供应给叶的二氧化
碳减少，限制光合作用的暗反应 (3)第一次实验中所照射的光照强度已达到光饱和点，但温度还没有达
到最适宜的温度(或从20 ℃升高到30 ℃的过程中，随着温度的升高，光合作用强度不断升高)
【解析】 (1)用这一方法测量所得的光合作用速率为净光合速率，因此小于实际光合速率。(2)假若
将该植物的叶的下表面涂上一层凡士林，则气孔被阻塞，使供应给叶的二氧化碳减少，限制光合作用的暗
反应，导致光合作用的速率大幅度下降。(3)A装置仅增加光照强度，读数不变，说明光合作用速率未增加，
B装置提高温度，读数增加，说明光合作用速率增加，两个实验表明第一次实验中所照射的光照强度已达
到光饱和点，但温度还没有达到最适宜的温度。
19.光补偿点是指植物在一定光强范围内，光合速率与呼吸速率相等时的光照强度。光饱和点是指植
物在一定光强范围内，光合速率达到最大时所需要的最小光照强度。已知植物体内呼吸酶的最适温度为35
℃。下表为25 ℃和相同CO 浓度等条件下三种植物幼苗的生理指标。请回答：
2
物种甲 物种乙 物种丙
光补偿点/(μmol·m－2·s－
130 64 35
1)
光饱和点/(μmol·m－2·s－
1 325 1 145 840
1)
(1)在光照强度为130 (μmol·m－2·s－1)条件下，物种甲幼苗叶片产生O 的速率________(填“大于”
2
“等于”或“小于”)利用O 的速率，作出此判断的理由是_____________________________________。
2
(2)在光照强度为64 (μmol·m－2·s－1)条件下，给物种乙的幼苗提供18O 、HO和C16O ，一段时间后检测发
2 2
现幼苗体内出现了含18O的葡萄糖。上述过程中，叶绿体内[H]的作用是____________________，18O 中氧
2
原子转移到葡萄糖中的途径与生理过程为____________________________________________________(请
用文字叙述)。
(3)据表分析，在光照强度保持35 μmol·m－2·s－1和其他条件不变的情况下，温度由25 ℃升高为30 ℃
的过程中，物种丙幼苗的光补偿点逐渐增大而光饱和点逐渐降低。对上述现象合理的解释是
__________________________________________________。
【答案】 (1)大于 幼苗的所有细胞都通过细胞呼吸消耗 O ，而只有叶肉细胞等含叶绿体的细胞通
2
过光合作用产生O ，故幼苗叶片细胞的光合作用强度大于细胞呼吸强度(其他合理答案即可) (2)将C 还
2 3
原，生成葡萄糖和C 等物质 通过有氧呼吸第三阶段，18O 与[H]结合产生HO；在有氧呼吸第二阶段，HO
5 2
与丙酮酸反应产生C18O ；C18O 通过光合作用的暗反应合成含有18O的葡萄糖(其他合理答案即可) (3)温度
2 2
升高，呼吸酶的活性升高而光合作用酶活性降低，从而使细胞呼吸加快、光合作用减慢(其他合理答案即
可)
【解析】 本题考查光合作用和呼吸作用过程及影响因素，主要考查理解能力和综合运用的能力。
(1)在光照强度为130 (μmol·m－2·s－1)条件下，物种甲光合速率与呼吸速率相等，但是幼苗的所有细胞
都通过细胞呼吸消耗O ，只有叶肉细胞等含叶绿体的细胞通过光合作用产生O ，故幼苗叶片细胞的光合作
2 2
用强度大于细胞呼吸强度，叶片产生O 的速率大于利用O 的速率。(2)叶绿体内[H]在光反应过程产生，可
2 2
将C 还原，生成葡萄糖和C 等物质。18O 中氧原子要转移到葡萄糖中，需要经过有氧呼吸和光合作用过程。
3 5 2
通过有氧呼吸第三阶段，18O 与[H]结合产生HO；在有氧呼吸第二阶段，HO与丙酮酸反应产生C18O，C18O 通
2 2 2
过光合作用的暗反应合成含有18O的葡萄糖。(3)光饱和点降低说明光合作用强度减弱，其原因可能为温度
升高使光合作用酶活性降低；据题干信息可知，温度由25 ℃升高为30 ℃的过程中，呼吸酶的活性升高，从而使细胞呼吸加快。
20．如图为某植物叶肉细胞内发生的生理过程图解。请据图回答：
(1)A 物质是________；B 物质是________；C 物质是________；这些物质跨膜运输的方式是
____________。
(2)场所Ⅰ是通过________________(结构)来增大膜面积的，酶 1 作用的部位是场所 I 中的
________________ 。 光 合 作 用 的 光 反 应 为 暗 反 应 提 供 ______________( 物 质 ) ； 场 所 Ⅱ 是 指
________________。
(3)在场所Ⅲ中，如果用放射性同位素对 B 物质示踪，则放射性最先出现在〔 〕物质中。 E 物质
在场所Ⅲ的上________________生成。
(4)长期水淹的植物会出现烂根现象，是因为图中〔 〕________(物质)的积累造成的。
(5)植物根尖细胞中产生 ATP 的结构有________________________。
【答案】 (1)HO O CO 自由扩散 (2)类囊体薄膜 叶绿体基质 [H]和ATP 细胞质基质
2 2 2
(3)E 线粒体内膜 (4)F 酒精 (5)细胞质基质和线粒体
【解析】 (1)分析图形可知，A 物质是由根从土壤溶液中吸收的HO，能参与光合作用的光反应；B
2
物质是光反应产生并释放的O ；C物质是参与暗反应的CO ；这些物质跨膜运输的方式都是自由扩散。
2 2
(2)图中场所Ⅰ是光合作用的场所叶绿体，是通过类囊体薄膜来增大膜面积的；图中酶1催化的是暗反应，
其作用的部位是叶绿体中的叶绿体基质。光合作用的光反应为暗反应提供[H]和ATP；场所Ⅱ是无氧呼吸进
行的场所细胞质基质。 (3)图中场所Ⅲ是有氧呼吸的主要场所线粒体，如果用放射性同位素对B物质(O)
2
示踪，则参与有氧呼吸第三阶段反应，与[H]结合生成水，故放射性最先出现在E物质(HO)中，E物质在场
2
所Ⅲ的线粒体内膜上(有氧呼吸第三阶段的场所)生成。 (4)长期水淹的植物会出现烂根现象，是因为无
氧呼吸产生的酒精对细胞有毒害作用，即图中〔F〕酒精的积累造成的。 (5)植物根尖细胞没有光合作用
能力，但可以进行细胞呼吸，其细胞呼吸会产生ATP，因此根尖细胞中产生 ATP 的结构有细胞质基质和线
粒体。
21．玉米田中除草剂异丙草胺的使用会影响玉米叶绿素的合成，从而影响玉米的光合作用，所以研究
适合玉米田除草所需的异丙草胺最佳浓度对玉米生长发育有积极意义。取生理状况相同的玉米幼苗，在适
宜的条件下，分别喷施不同浓度的异丙草胺测得的玉米叶片中叶绿素a、b含量变化及去除杂草百分率如表
所示；曲线图是在适宜的条件下，使用不同浓度的异丙草胺培养24 h后，测定的玉米氧气生成速率和氧气
消耗速率。请据此分析回答下列问题：(1)从表格中可以看出，当异丙草胺浓度较低时，对两种叶绿素含量的影响不明显，当浓度超过一定
值时，对两种叶绿素的合成均有明显的__________作用，从而使玉米的________________________下降。
(2)异丙草胺的使用具有较大矛盾，请你从影响叶绿素含量及除草效果两个角度分析，这一矛盾是
_______________________________________。
(3)综合表格和坐标曲线图考虑，表格中的 15(mg·L－1)、25(mg·L－1)、35(mg·L－1)三个浓度中，应
选 择 哪 个 浓 度 的 异 丙 草 胺 对 玉 米 田 进 行 除 草 ？ __________ ， 理 由 是
____________________________________________。
【答案】 (1)抑制 光合速率 (2)异丙草胺浓度过低，不影响叶绿素的含量但除草效果不好；浓度
过高除草效果好但会使叶绿素含量偏低(合理即可) (3)15(mg·L－1)(必须有单位) 该浓度下除草效果较
好，对叶绿素含量影响小，且净光合速率较其他两个浓度要高，玉米能较好生长(合理即可)
【解析】 (1)从表格中可以看出，当异丙草胺浓度超过15(mg·L－1)时，两种叶绿素的含量均偏低，
所以叶绿素的合成可能受到了抑制，玉米的光合速率下降。(2)分析表格中的数据可以看出，异丙草胺浓
度过低，不影响叶绿素的含量但除草效果不好；浓度过高，除草效果好但会使叶绿素含量偏低。(3)从表
格中可以看出，当异丙草胺的浓度为15(mg·L－1)时除草效果好且对叶绿素含量的影响较小。综合表格和
坐标曲线图考虑，表格中的15(mg·L－1)、25(mg·L－1)、35(mg·L－1)三个浓度中，15(mg·L－1)时玉米的
氧气生成速率与氧气消耗速率之间的差值较大，即净光合速率较大，玉米能较好生长，且该浓度下除草效
果较好，对叶绿素含量的影响较小，故应选择15(mg·L－1)的异丙草胺对玉米田进行除草。
22．近年来，温室气体的体积上升，臭氧层空洞增大，科研人员以银杏树为材料，研究CO、O 及其复
2 3
合作用对光合作用的影响，请回答有关问题。
(1)将银杏树随机分为4组，设置不同的环境条件：A组高浓度CO 、B组高浓度O 、C组__________、
2 3
D组(对照)____________。
(2)研究发现，测定净光合速率的实验中，A组净光合速率最大，因为较高浓度的该气体能够促进光合
作用中__________(过程)的进行，从而提高净光合速率。
(3)Ca2＋－ATPase酶能催化ATP的水解，测量该酶活性时，应以__________为底物。科研上常将Ca2＋
－ATPase 酶的活性作为光合作用强度的判断依据，请从光合作用的过程分析其原因：_________________________________。
【答案】 (1)高浓度CO 和O 自然条件 (2)暗反应(CO 固定) (3)ATP Ca2＋－ATPase酶能催化
2 3 2
ATP的水解，光合作用中暗反应水解ATP，释放能量用于三碳化合物的还原
【解析】 (1)因为要探究CO 、O 及其复合作用对光合作用的影响，因此需要设置单独O 组、单独
2 3 3
CO 组及二者的混合物组，同时还需要设置对照实验，因此C组应是高浓度CO 和O ，D组即对照组应该是
2 2 3
自然条件组。(2)由于已知A组净光合速率最大。与其他三组相比，A组是高浓度CO 组，因为较高浓度的
2
该气体能够促进光合作用中暗反应(CO 固定)的进行，从而提高净光合速率。(3)据题意“Ca2＋－ATPase酶
2
能催化ATP的水解”，因此测量该酶活性时，应以ATP为底物。科研上常将Ca2＋－ATPase酶的活性作为光
合作用强度的判断依据，从光合作用的过程分析，Ca2＋－ATPase酶能催化ATP的水解，光合作用中暗反应
水解ATP，释放能量用于三碳化合物的还原，所以Ca2＋－ATPase酶的活性可以反映出暗反应的强度，即光
合作用的强度。
23．选取黄瓜幼苗进行无土栽培实验，图甲为该幼苗的光合速率、呼吸速率随温度变化的曲线，同学
们用图乙所示装置对该实验进行模拟测定。分析实验回答下列问题：
(1)图甲中实验所示黄瓜叶片在单位时间内向空气中释放的氧气量可以代表________________(填“真
光合速率”或“净光合速率”)，在 5～20 ℃的温度范围内，呼吸酶和光合酶中对温度更敏感的是
__________。若一天中光照12小时，黑暗12小时，则黄瓜幼苗生长的最适温度是图中的________(填“5
℃”“10 ℃”“15 ℃”“20 ℃”或“25 ℃”)，当温度低于曲线中__________点所对应的温度时，黄
瓜幼苗就不能正常生长。
(2)图乙是在植物接受正常光照下进行的模拟实验，烧杯中是CO 缓冲溶液，当温度由10 ℃升高到15
2
℃时，液滴移动方向是________(填“左移”“右移”或“不移动”)；若E中是清水，则当温度由10 ℃
升高到15 ℃时，液滴移动方向是________(填“左移”“右移”或“不移动”)。
【答案】 (1)净光合速率 光合酶 20 ℃ B (2)右移 不移动
【解析】 (1)甲图实线为黄瓜幼苗释放O 的速率变化曲线，而不是O 生成速率变化，因此代表净光
2 2
合速率。光合速率的曲线比呼吸速率的曲线斜率大，所以光合酶对温度的变化更敏感。净光合速率越高白
天积累有机物越多，C、D两点相等，但是因为呼吸作用消耗有机物25 ℃比20 ℃时多，所以如果一天中
12小时光照，12小时黑暗那么黄瓜幼苗生长的最适温度是图中的20 ℃。B点净光合速率等于呼吸速率，
12小时光照下光合作用积累的有机物等于12小时黑暗条件下呼吸作用消耗的有机物，低于该温度时，晚
上的呼吸作用消耗有机物的量大于白天净光合积累有机物的量，植物不能正常生长。(2)测定光合速率的
变化应该使装置内的CO 浓度稳定，从而测得装置中O 的变化，因此小烧杯中为NaHCO，温度由10 ℃升高
2 2 3
到15 ℃时，产生的O 增多，液滴向右移动。若是清水，则对装置内的气体无影响，而光合作用或呼吸作
2
用吸收和产生的气体体积均相等，因此液滴不移动。
24.为了研究在适宜的光照下，CO 浓度及施氮量对植物总光合速率的影响，研究人员选取生理状态相
2
同的某种植物若干，分为四组，分别设置不同的CO 浓度和施氮量，测算了净光合速率(Pn)，平均结果如
2
图所示。根据图示，回答下列问题：
(1)实验中每一组种植多盆植物并进行多次测定，其目的是__________。
(2)据图分析，最有利于植物积累有机物的条件组合是________。氮元素被该植物吸收后运送到叶肉
细胞内可用于合成多种化合物，其中的NADH主要用于______________。
(3)要达到本实验目的，还需补充的实验是_______________________(写出实验思路)。
【答案】 (1)减少实验误差对结果的影响 (2)高浓度CO 和200 mg·kg－1施氮量 与O 结合形成水
2 2
(3)在黑暗条件下重复上述实验，测出各组实验条件组合下植物的呼吸速率。
【解析】 (1)实验中种植多盆植物并进行多次测定的目的是减少实验误差对结果的影响。(2)由题图
可知，高浓度CO 和200 mg·kg－1施氮量条件下净光合速率最大，最有利于积累有机物。NADH是还原型辅
2
酶Ⅰ，可以与O 结合形成水。(3)完成实验需要算出总光合速率，所以还需要在黑暗条件下进行实验来测
2
出植物的呼吸速率，实验思路是在黑暗条件下重复上述实验，测出各组实验条件组合下植物的呼吸速率。
25．图1表示光照强度和温度对水仙光合速率的影响曲线，图2为测量水仙光合速率的实验装置。请
回答下列问题：
(1)依据图1分析，________(填“能”或“不能”)确定水仙光合作用的最适温度在15～25 ℃范围内。
当温度为25 ℃、光照强度高于B时，光照强度________(填“是”或“不是”)限制水仙光合速率的主要
因素。
(2)在灯泡功率一定、温度为15 ℃的情况下，利用图2装置探究光照强度对水仙光合速率的影响时，
图中能对应光照强度大小的指标是___________；实际操作时，还需在灯与透明玻璃瓶之间放一盛满清水
的透明玻璃柱，这样做的目的是________________________。实验过程中，引起图2装置中有色液滴移动
的原因是____________(填“CO 浓度”或“O 浓度”)变化。
2 2
(3)若要用图2装置来测定水仙的呼吸类型，则应将透明玻璃瓶进行__________处理，并将NaHCO 溶
3
液换为NaOH溶液。若装置中的有色液滴不移动，则说明此时水仙的呼吸类型为__________；若装置中的有
色液滴向左移动，则说明此时水仙的呼吸类型为_________________________________。
【答案】 (1)不能 不是 (2)灯与玻璃瓶之间的距离 消除灯发热对玻璃瓶内温度的影响 O 浓度
2
(3)遮光 无氧呼吸 同时进行有氧呼吸和无氧呼吸或只进行有氧呼吸
【解析】 (1)分析图1可知，温度为15 ℃时的水仙光合速率大于温度为5 ℃时的水仙光合速率，说明水仙光合作用的最适温度大于5 ℃，而温度为25 ℃时的水仙光合速率又小于温度为15 ℃时的水仙光
合速率，说明水仙光合作用的最适温度小于25 ℃，但不能确定水仙光合作用的最适温度是大于15 ℃还是
小于15 ℃。当温度为25 ℃、光照强度高于B时，水仙光合速率不再随光照强度的增加而增大，说明此时
光照强度不是限制光合速率的主要因素。(2)在灯泡功率一定的情况下，图中能对应光照强度大小的指标
是灯泡与玻璃瓶之间的距离。在灯泡与透明玻璃瓶之间放一盛满清水的透明玻璃柱的目的是消除灯泡发热
对玻璃瓶内温度的影响。图2装置中NaHCO 溶液可作为CO 的缓冲液，维持瓶内空气中CO 浓度的相对恒定，
3 2 2
因此图2装置中的气压变化是由O 浓度的变化引起的。(3)若要用图2装置来测定水仙的呼吸类型，则应将
2
透明玻璃瓶进行遮光处理，避免光合作用的影响，同时将 NaHCO 溶液换为NaOH溶液。若装置中的有色液
3
滴不移动，则说明此时水仙只进行无氧呼吸；若装置中的有色液滴向左移动，则说明此时水仙一定进行了
有氧呼吸，可能既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，也可能只进行有氧呼吸。
26．温室效应是全球环境变化研究的热点问题之一，预计到下世纪中后期，大气CO 浓度将是现在的
2
两倍。研究人员利用玉米和大豆研究CO 浓度倍增对植物光合作用的影响，结果如下表。回答下列问题：
2
注：水分利用效率＝净光合速率/蒸腾速率。
(1) 两 种 植 物 叶 肉 细 胞 的 细 胞 器 中 能 够 消 耗 水 并 伴 随 ATP 生 成 的 部 位 是
____________________________________________。
(2) 在 CO 浓 度 倍 增 条 件 下 ， 玉 米 和 大 豆 的 净 光 合 速 率 均 升 高 ， 可 能 的 原 因 是
2
______________________________________________________。
(3)净光合速率提高和蒸腾速率降低均会使水分利用效率升高，请根据表中数据分析玉米和大豆水分
利用效率升高的主要原因是________________________________________________________。
【答案】 (1)类囊体薄膜、线粒体基质 (2)CO 浓度升高使暗反应中CO 的固定增强，C 的还原增强
2 2 3
(3)玉米主要通过降低蒸腾速率提高水分利用效率，大豆主要通过提高净光合速率提高水分利用效率
【解析】 (1)细胞有氧呼吸第二阶段发生的反应是丙酮酸和水彻底分解成二氧化碳和[H]，同时伴随
ATP生成，场所为线粒体基质，光合作用光反应阶段发生的反应是水分解成 O ，同时生成ATP和[H]，场所
2
为叶绿体的类囊体薄膜，因此两种植物叶肉细胞的细胞器中能够消耗水并伴随 ATP生成的部位是类囊体薄
膜和线粒体基质。(2)在CO 浓度倍增条件下，二氧化碳的浓度升高，使暗反应中二氧化碳的固定增强，从
2
而导致C 还原增强，总光合速率升高，由表可知，玉米和大豆的净光合速率均升高。(3)净光合速率提高
3
和蒸腾速率降低均会使水分利用效率升高，由表可知，玉米主要通过降低蒸腾作用速率提高水分利用率，
大豆主要通过提高净光合速率来提高水分利用率。
27．如表所示为不同光照强度和土壤含水量对番茄植株光合作用的影响结果。如图表示不同 O 浓度对
2番茄叶肉细胞呼吸强度的影响结果。回答下列问题：
(1)在提取番茄叶中的色素时，为防止叶绿素被破坏，研磨时可加入适量的________________。用纸
层析法分离提取液中的色素时，会得到 4 条色素带，从上往下看，叶绿素 a、叶绿素 b 分别位于第
________条。
(2)光照减弱会使__________的含量下降，这会导致光反应产生的__________________不足，从而影
响暗反应中 C 的再生。若栽培番茄植株的温室所处条件为弱光、土壤含水量为 80%，此时可采取
5
________________的措施来提高番茄产量。
(3)若要测定番茄叶肉细胞的呼吸强度，应在________条件下进行。图中O 浓度为0时，番茄叶肉细
2
胞中的CO 产生于________________(填细胞结构)。当O 浓度为________时，番茄叶肉细胞的细胞呼吸最
2 2
弱。当 O 浓度达到 15%以后，CO 释放量不再随 O 浓度的增加而继续增加的内因可能是
2 2 2
__________________________。
【答案】 (1)碳酸钙 3、4 (2)叶绿素a ATP和[H] 增强光照 (3)遮光(或黑暗) 细胞质基质
5% 呼吸酶的数量有限
【解析】 (1)提取绿叶中的色素时，在研磨时加入适量的碳酸钙可防止叶绿素被破坏。用纸层析法
分离提取液中的色素时，得到的4条色素带从上到下依次为胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b。(2)
光照减弱时，光反应产生的ATP和[H]减少，会影响C 的再生。据表中数据可知，在弱光、土壤含水量为
5
80%的条件下，C 的再生速率最低，比较该组与C 的再生速率最高组，不同之处是该组光照较弱，因此，
5 5
在弱光、土壤含水量为80%的温室中可采取增强光照的措施来提高番茄产量。(3)若测定植株叶肉细胞的呼
吸强度，要排除叶肉细胞光合作用对实验结果的影响，所以应在遮光或黑暗条件下进行。图中O 浓度为0
2
时，番茄叶肉细胞只进行无氧呼吸，在细胞质基质中将葡萄糖分解为酒精和CO。当O 浓度为5%时，番茄
2 2
叶肉细胞CO 的释放总量最少，此时的细胞呼吸最弱。当O 浓度达到15%以后，CO 释放量不再随O 浓度的
2 2 2 2
增加继续增加的内因可能是呼吸酶数量有限。
28.如图甲是某同学“探究影响植物光合速率的因素”的实验装置图。试回答：(1)装置中隔在灯与反应瓶之间的盛水玻璃柱的具体作用是_____________________，此种处理是在调整实
验的__________________变量。
(2)若实验中每隔5 min缩短一次反应瓶与盛水玻璃柱之间的距离，随着两者间距离的减小，水银柱的高度
________，产生这一结果的原因可能是__________________________。
(3)某同学利用两套图甲所示装置中的部分器材进行了如图乙所示的实验(两装置内的小麦种子质量相等；
开始时两个水银流体压力计的水银柱a、b高度一致)。将装置放在适宜的条件下使种子萌发，一段时间后，
会发现a与b的高度关系是________。
【答案】 (1)吸收灯光的热量，避免光照对反应瓶内的温度造成影响 无关 (2)下降加快 光照
强度增大，光合作用产生的O2增多 (3)a＜b
【解析】 (1)影响光合作用的主要因素有光照强度、温度和CO2浓度等，根据对实验装置的分析可以
推测，盛水玻璃柱的具体作用是避免光照引起温度的改变而违背单一变量原则；若温度不是人为控制的自
变量，又与光合作用有关，则温度就是实验的无关变量。(2)反应瓶中有NaHCO3溶液，可以为植物提供光
合作用所需要的CO2，释放的O2造成了反应瓶中气体体积的增大，最终使水银柱的高度下降；光合作用的
强度越大，水银柱的高度下降的速率越快。(3)图乙中左边装置测量的是呼吸作用消耗的 O2量与产生的
CO2量的差值，右边装置测量的是呼吸作用消耗的O2量，故一段时间后两者水银柱高度的关系是a＜b。
29.如图表示的是某植物在不同的光照强度下O2和CO2的吸收速率，请回答下列问题：
(1)光照强度为b时植物叶肉细胞产生CO2的场所是______________，若适当增加CO2浓度，则短时间
内叶肉细胞内C5的含量将________。
(2)c点时限制光合作用速率的主要环境因素是______________，在该光照强度下植物叶肉细胞(不考
虑其他进行光合作用的细胞)每小时固定的 CO2 为________mL，叶绿体释放的氧气的去向是
__________________________。
【答案】 (1)线粒体(或线粒体基质) 减少 (2)温度和二氧化碳浓度 56 进入线粒体和释放到外界环境中
【解析】 (1)光照强度为b时，光合作用速率与呼吸作用速率相等，叶肉细胞通过有氧呼吸第二阶段
产生CO2，场所是线粒体基质。CO2在暗反应中与C5结合生成C3，增加CO2的浓度，则会消耗更多的C5，
所以短时间内C5的含量降低。(2)c点以后，随着光照强度的增大，CO2的吸收速率不再变化，说明光照强
度不是限制光合作用速率的因素，此时限制光合作用速率的环境因素主要是温度和CO2浓度。每小时CO2
的吸收量表示净光合作用速率，而每小时固定的CO2量表示实际光合作用速率，在光照强度为0时，O2的
吸收速率为8 mL/h，则CO2的产生速率也为8 mL/h，即呼吸作用速率为8 mL/h，故c点时每小时固定的
CO2量为48＋8＝56(mL)。c点时光合作用速率大于呼吸作用速率，叶绿体释放的氧气一部分进入线粒体参
与有氧呼吸的第三阶段，另一部分释放到外界环境中。
30.研究人员以某种绿色植物为材料，利用多套图甲装置进行光合作用和呼吸作用的相关实验研究。
请据图回答下列问题：
(1)若用图甲装置来测定绿色植物的有氧呼吸速率，则图甲装置内烧杯中的液体以及装置应处的环境
分别是____________________________。
(2)为了探究温度对光合作用的影响，首先应在图甲装置的烧杯内加入CO2缓冲液，然后再打开该装置
的活塞开关，使U形管两侧液面如图所示，然后关闭活塞开关。实验的观察指标是U形管A侧水柱高度的
变化值。在每一给定温度及其他条件均相同、适宜的情况下光照1小时，实验数据如下表所示。
温度(℃) 5 10 15 20 25 30 35
水柱高度变化值(mm/h) 1.0 1.7 2.5 3.2 3.7 3.5 3.0
分析表中数据可知，温度与光合作用强度的关系是_______________________________________________。
(3)图乙是研究该植物光合作用的影响因素的实验结果。
①如果图中a、b、c 代表温度，且只有a超过了光合作用的最适温度，则a、b、c三者之间的大小关
系是________。
②如果图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ代表 CO2 浓度且均未达到最适浓度，则三者中最接近最适 CO2 浓度的是
________。
【答案】 (1)液体应为NaOH溶液，装置应处于黑暗环境中 (2)在一定的温度范围内，光合作用强度随着温度的升高而增强，超过一定温度后，光合作用强度随着温度的升高而减弱 (3)a＞b＞c Ⅰ
【解析】 (1)要测定植物的有氧呼吸速率，首先应将图甲装置置于黑暗条件下以确保该植物不能进
行光合作用，另外图甲装置只能通过测定氧气的消耗量来测定有氧呼吸速率，有氧呼吸不仅消耗氧气，还
能释放CO2，故装置内烧杯中的液体应能吸收植物呼吸作用所释放的 CO2。(2)水柱高度的变化值可反映光
合作用强度的大小，其他条件相同且适宜的情况下，在一定的温度范围内，光合作用强度随着温度的升高
而增强，超过一定温度后，光合作用强度随着温度的升高而减弱。(3)温度通过影响酶的活性来影响光合
作用强度，在达到最适温度前，光合作用强度随着温度的升高而升高，因此 b＞c，又因为只有a超过了光
合作用的最适温度，因此三个温度的大小关系为a＞b＞c。在达到最适CO2浓度前，光合作用强度随着CO2
浓度的增大而增大，再根据图中信息可知，三者中最接近最适CO2浓度的是Ⅰ。
