文档文本内容
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
第7 课时 光合作用和细胞呼吸的综合分析
课标要求 1.熟练掌握光合作用和细胞呼吸的关系。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。
考点一 光合作用与有氧呼吸的关系
1．光合作用与有氧呼吸的关系
(1)图解光合作用与细胞呼吸过程中的物质转化关系
(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；
、光合细菌
等
所有活细胞
发生场所
叶绿体(真核生物)；细胞质(原核生物)
有氧呼吸：_______________(真
核生物)；细胞质(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――→有机物
有机物――→无机物
能量变化
光能→化学能
化学能→热能、ATP 中活跃的
化学能
实质
无机物――→有机物；储存能量
有机物――→无机物(或简单有机
物)；释放能量
能量转化
的联系
1
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
元素转移
的联系
C：CO2――→(CH2O)→
→CO2
O：H2O――→O2→_____
H：H2O――→H＋→NADPH――→(CH2O)→[H]→H2O
过程联系
2.真正(总)光合速率、净光合速率和呼吸速率
(1)光合速率与呼吸速率的常用表示方法
项目
含义
表示方法(单位面积的叶片在单位时间内变化量)
O2
CO2
有机物
真正光
合速率
植物在光下实
际合成有机物
的速率
O2_________ 速率或
叶绿体释放O2量
CO2 固定速率或叶绿
体吸收CO2量
有
机
物
_____速率
净光合
速率
植物有机物的
____速率
植物或叶片或叶肉细
胞O2_____速率
植物或叶片或叶肉细
胞CO2
速率
有机物积
累速率
呼吸
速率
单位面积的叶
片在单位时间
内分解有机物
的速率
中O2吸收速率
黑暗中CO2释放速率
有机物消
耗速率
(2)曲线模型及分析
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________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________速率。
③真正光合速率＝________速率＋________速率。
3．测定植物光合速率和呼吸速率的常用方法
方法1 测定装置中气体体积变化
2
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
(1)装置中溶液的作用：在测细胞呼吸速率时NaOH 溶液可吸收容器中的CO2；在测净光合
速率时NaHCO3溶液可提供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 溶液吸收了细胞呼吸产生的
CO2，所以单位时间内红色液滴左移的距离表示植物的O2吸收速率，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NaHCO3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O2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。
(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，应设置对照实验，即用
死亡的绿色植物分别进行上述实验，根据红色液滴的移动距离对原实验结果进行校正。
方法2 “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，最后计算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。
方法3 “黑白瓶法”测定溶氧量的变化
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。
方法4 叶圆片称重法——测定有机物的变化量
本方法通过测定单位时间、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)。
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。
方法5 叶圆片上浮法——定性检测O2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，植物吸收CO2放出O2，由于O2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。根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
3
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
短)，即能比较光合作用强度的大小。
方法6 间隔光照法——比较有机物的合成量
光反应和暗反应在不同酶的催化作用下相对独立进行，由于催化暗反应的酶的催化效率和数
量都是有限的，因此在一般情况下，光反应的速率比暗反应快，光反应的产物ATP 和
NADPH 不能被暗反应及时消耗掉。持续光照，光反应产生的大量的NADPH 和ATP 不能及
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情况下，光照、黑暗交替进行条件下制造的有机物相
对多。
1．如果用18O 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18O？如果有，写
出18O 的转移途径。
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
2．给小球藻提供18O2，在小球藻合成的有机物中检测到了18O，分析其最可能的转移途径是
什么？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
1．(2023·江苏南通高三期末)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收蓝紫光和红光
B．过程②只发生在叶绿体基质中，过程②释放的能量用于C3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，甘蔗植株的干重不一定增加
2．如图的纵坐标表示某种植物O2吸收相对速率的变化(非适宜条件下)，下列说法不正确的
是( )
4
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
A．可以判断d 点开始进行光合作用
B．降低土壤中的Mg2＋浓度，一段时间后d 点将向右移
C．提高大气中的CO2浓度，e 点将向右下移
D．该植物细胞呼吸消耗O2的相对速率是4
考点二 光合作用与细胞呼吸综合应用
1．自然环境中(夏季)一昼夜植物CO2吸收量与CO2释放量变化曲线
(1)曲线各点的含义及形成原因分析
①a 点：凌晨3 时～4 时，温度降低，________________________，CO2释放减少。
②b 点：上午6 时左右，太阳出来，开始进行光合作用。
③bc 段：光合作用强度________细胞呼吸强度。
④c 点：上午7 时左右，光合作用强度________细胞呼吸强度。
⑤ce 段：光合作用强度大于细胞呼吸强度。
⑥d 点：温度过高，部分__________________，出现“光合午休”现象。
⑦e 点：下午6 时左右，光合作用强度等于细胞呼吸强度。
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”
5
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
2．密闭容器内一昼夜CO2浓度变化曲线
曲线
模型
模型分析
AB 段
无光照，植物___________
BC 段
温度降低，细胞呼吸减弱
CD 段
C 点后，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
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FG 段表示“
”现象
H 点
光合作用强度＝细胞呼吸强度，有机物积累______
HI 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
I 点
I 点低于A 点，说明一昼夜密闭容器中CO2浓度
，即总光合量
总呼
吸量，植物
生长。
方法技巧 巧据小室内CO2(或O2)的“初测值”与“末测值”确认植物是否生长(注意：植
株≠叶肉细胞)
密闭小室中气体变化是整棵植株(绿色、非绿色部位)光合与细胞呼吸综合影响的结果。
3．光(CO2)补偿点与光(CO2)饱和点及其移动问题
6
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
(1)光(CO2)补偿点的移动
①呼吸速率增加，其他条件不变时，光(CO2)补偿点应________，反之________。
②呼吸速率基本不变，相关条件的改变使光合速率下降时，光(CO2)补偿点应右移，反之左
移。
(2)光(CO2)饱和点的移动：相关条件的改变，使光合速率________时，光(CO2)饱和点C 点应
右移(C′点右上移)，反之左移(C′点左下移)。
(3)阴生植物与阳生植物相比，光(CO2)补偿点和饱和点都应________移动。
4．植物“三率”的含义、关系及判定
(1)微观辨析总光合速率、净光合速率和呼吸速率的关系
(2)常考曲线分析
①
②
③以“测定的CO2吸收量与释放量”为指标：
7
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
科研人员将绿色的甲植物
放在温度适宜的密闭容器内，在不同的光照条件下，测定该容器内氧气量的变化如图所示。
(1)________时容器中的二氧化碳浓度最大。
(2)如果叶片的呼吸速率始终不变，则在5～15 min 内，小麦叶片光合作用的平均速率(用氧
气产生量表示)是________________。
(3)B 点时，容器内氧气量不再增加的原因是什么？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
3．玻璃温室里栽培植物，对室内空气中CO2含量进行了24 小时测定，图中曲线能正确表示
测定结果的是(横轴为时间，纵轴为CO2浓度)( )
4．下面甲、乙两图分别表示一天内某丛林水分的失与得(A、B)和CO2的吸收与释放(m、
N、L)的变化情况(S 代表面积)。请据图分析，下列说法错误的是( )
8
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
A．若SB－SA>0，则多余的水分用于光合作用等生理过程
B．若SB－SA>0，且Sm－SN－SL>0，则丛林树木净光合作用大于0
C．从暗反应的角度考虑，若在一昼夜内SN＋SL<Sm，植物就能正常生长
D．若SB－SA<0，仅从环境推测，当日气温可能偏高或土壤溶液浓度偏低
1．(2022·全国乙，2)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
2．(2021·北京，3)将某种植物置于高温环境(HT)下生长一定时间后，测定HT 植株和生长在
正常温度(CT)下的植株在不同温度下的光合速率，结果如图。由图不能得出的结论是( )
A．两组植株的CO2吸收速率最大值接近
B．35 ℃时两组植株的真正(总)光合速率相等
C．50 ℃时HT 植株能积累有机物而CT 植株不能
D．HT 植株表现出对高温环境的适应性
3．(2018·江苏，29)下图为某植物叶肉细胞中有关甲、乙两种细胞器的部分物质及能量代谢
途径示意图(NADPH 指[H])，请回答下列问题：
9
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
(1)甲可以将光能转变为化学能，参与这一过程的两类色素为_________________________，
其中大多数高等植物的______________需在光照条件下合成。
(2)在甲发育形成过程中，细胞核编码的参与光反应中心的蛋白，在细胞质中合成后，转运
到甲内，在________________(填场所)组装；核编码的Rubisco(催化CO2固定的酶)小亚基转
运到甲内，在____________(填场所)组装。
(3)甲输出的三碳糖在氧气充足的条件下，可被氧化为________后进入乙，继而在乙的
________(填场所)彻底氧化分解成CO2；甲中过多的还原能可通过物质转化，在细胞质中合
成NADPH，NADPH 中的能量最终可在乙的________(填场所)转移到ATP 中。
(4)乙产生的ATP 被甲利用时，可参与的代谢过程包括____________(填序号)。
①C3的还原 ②内外物质运输 ③H2O 裂解释放O2 ④酶的合成
4．(2022·江苏，20)图Ⅰ所示为光合作用过程中部分物质的代谢关系(①～⑦表示代谢途径)。
Rubisco 是光合作用的关键酶之一，CO2和O2竞争与其结合，分别催化C5的羧化与氧化。C5
羧化固定CO2合成糖；C5氧化则产生乙醇酸(C2)，C2在过氧化物酶体和线粒体协同下，完成
光呼吸碳氧化循环。请据图回答下列问题：
10
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
(1)图Ⅰ中，类囊体膜直接参与的代谢途径有__________(从①～⑦中选填)，在红光照射条件
下，参与这些途径的主要色素是________________。
(2)在C2循环途径中，乙醇酸进入过氧化物酶体被继续氧化，同时生成的__________在过氧
化氢酶催化下迅速分解为O2和H2O。
(3)将叶片置于一个密闭小室内，分别在CO2浓度为0 和0.03%的条件下测定小室内CO2浓度
的变化，获得曲线a、b(图Ⅱ)。
①曲线a,0～t1时(没有光照，只进行呼吸作用)段释放的CO2源于细胞呼吸；t1～t2时段，CO2
的释放速度有所增加，此阶段的CO2源于__________。
②曲线b ，当时间到达t2 点后，室内CO2 浓度不再改变，其原因是
_________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
。
(4)光呼吸可使光合效率下降20%～50%，科学家在烟草叶绿体中组装表达了衣藻的乙醇酸
脱氢酶和南瓜的苹果酸合酶，形成了图Ⅲ代谢途径，从而降低了光呼吸，提高了植株生物量。
上述工作体现了遗传多样性的__________价值。
1．判断关于光合作用与细胞呼吸关系的叙述
(1)线粒体、叶绿体都能产生ATP，且均可用于各项生命活动( )
(2)提取完整的线粒体和叶绿体悬浮液，可以独立完成有氧呼吸和光合作用过程( )
11
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
(3)用HO 浇灌植物，周围空气中的H2O、O2、CO2都能检测到18O( )
(4)整株植物处于光补偿点时，叶肉细胞的光合作用强度和细胞呼吸强度相等( )
(5)植物细胞都能产生还原型辅酶Ⅱ(NADPH)( )
2．填空默写
下图是在夏季晴朗的白天，某种绿色植物叶片光合作用强度的曲线图。分析曲线图并回答下
列问题：
(1)7～10 时的光合作用强度不断增强的原因是________________________。
(2)10～12 时左右的光合作用强度明显减弱的原因是_________________________________
______________________________________________________________________________。
(3)14～17 时的光合作用强度不断下降的原因是______________________________________
_______________________________________________________________________________
。
(4)从图中可以看出，限制光合作用的因素有________________________________________
______________________________________________________________________________。
(5)依据本题提供的信息，提出提高绿色植物光合作用强度的措施有____________________
______________________________________________________________________________。
12
