专题1:《光合与呼吸》
班级： 姓名： 学号：
1.概念图 (请问:你£是、£否看过)
2.答题技巧
（1）基础填空:场所、条件、过程。
（2）原因类：①体现“比较原则”。②体现“因为•••，所以•••”。③“自变量”与“因变量”的关
系。
（3）有时需要书写“某因素对光反应速率、暗反应速率的影响（具体到过程）和对光合作用速率的影
响”
（4）注意：①呼吸作用和光合作用与植物激素调节的联系。②与光合作用有关基因的表达调控。③植物
突变体的研究，要梳理题目中的“自变量”、“因变量”；基因表达的蛋白质的功能。→构建流程图。④
总光合速率(固定)=净光合
能
量
联
系
速率(积累) + 呼吸(消耗)
酶
酶
酶
水果、蔬菜应在“零上
低温、湿度适中、低
氧的条件下保鲜。种子应
在“零上低温、
干燥、低氧”
的
条件下储存。
在农作物种植时，将阳生农作
物与阴生农作物间作或套种可
可提高农作物的光能利用率。
阴生植物的茎细长，叶薄，细胞壁薄，机械组织不发达，
叶绿体颗粒大、呈深绿色，因此，这类植物适应弱光条件。
间作原因是：（1）两种
了
不同层次土壤内水分和
轮作、套作原因是：（1）不同作物吸收土壤中的营养元素的种类、数量及比例各不相同，根系深浅与吸收水肥的能力也各
不相同，轮作还可以均衡利用土壤中的矿质元素。（2）每种作物都有一些专门为害的病虫杂草，轮作能够改变原有的食物
链，防止病虫害；抑制杂草生长，减轻草害。
豆科植物，根系共生的
有机肥被微生物分解后既可补充CO2，又可提供各种矿质元素。
二维码
粘贴处
激素调节和环境因素调节共同完成的。
基因表
达调控
激素调节
环境因
素调节
影响
影响
影响
激素的产
生和分布
例: 脱落酸→相关基因表达→溶质与水的变化→液泡渗透压改变
→细胞吸水与失水→气孔导度→蒸腾作用
光合产物的输出。
3.高考题练习（判断）
（1）【 】在游泳过程中，参与呼吸作用并在线粒体内膜上作为反应物的是氧化型辅酶Ⅰ。（2023·广
东卷）【解析：
（2）【 】线粒体内膜含有丰富的酶，是有氧呼吸生成CO2的场所。（2023·湖南卷）
【解析：
（3）【 】不同方式的细胞呼吸消耗等量葡萄糖所释放的能量相等。（2023·浙江1 月卷）
【解析：
（4）【 】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卷）
【解析：
（5）【 】叶绿素和类胡萝卜素存在于叶绿体中类囊体的薄膜上，用不同波长的光照射类胡萝卜素溶
液，其吸收光谱在蓝紫光区有吸收峰。（2023·全国乙卷）
【解析：
（6）【 】光照下，叶肉细胞中的ATP 均源于光能的直接转化。（2022·江苏卷）
【解析：
（7）【 】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。（2021·湖南卷）
【解析：
（8）【 】合理控制昼夜温差有利于提高作物产量。（2021·辽宁卷）
【解析：
（9）【 】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。关于这一实验现象的解释是初期光合速率大于呼吸
速率，之后光合速率等于呼吸速率。（2022·全国乙卷）
【解析：
（10）【 】叶绿体中存在催化ATP 合成的蛋白质。（2021·辽宁卷）
【解析：
（11）【 】弱光条件下植物没有O2的释放，说明未进行光合作用。（2021·湖南卷）
【解析：
（12）【 】纸层析法分离叶绿体色素时，以多种有机溶剂的混合物作为层析液。（2021·河北卷）
【解析：
（13）【 】合理密植和增施有机肥能提高农作物的光合作用强度。（2021·湖南卷）
【解析：
（14）【 】叶绿体内膜上存在与水裂解有关的酶。（2022·1 月浙江卷）
【解析：
（15）【 】在夏季晴朗无云的白天，10 时左右某植物光合作用强度达到峰值，12 时左右光合作用强度
明显减弱。光合作用强度减弱的原因可能有：叶片蒸腾作用强，失水过多使气孔部分关闭，进入体内的
CO2量减少以及光反应产物积累，产生反馈抑制，叶片转化光能的能力下降。（2022·湖南卷）
【解析：
（16）【 】叶绿体中的色素在层析液中的溶解度越高，随层析液在滤纸上扩散得越慢。（2023·全国
乙卷）【解析：
（17）【 】光照时，叶绿体类囊体膜上的色素捕获光能，将其转化为ATP 和NADH 中的化学能，这些化
学能经暗反应阶段释放并转化为糖类中的化学能。（2023·河北卷）
【解析：
（18）【 】高温往往使农作物减产，其原因有：呼吸作用变强，消耗大量养分；光合作用强度减弱，
有机物合成减少；蒸腾作用增强，植物易失水发生萎蔫；叶绿素降解，光反应生成的NADH 和ATP 减少等。
（2023·湖北卷）【解析：
（19）【 】叶肉细胞中的叶绿素包括叶绿素a 和叶绿素b，主要吸收红光和蓝紫光，可用无水乙醇等有
机溶剂从叶片中提取。（2023·辽宁卷）【解析：
（20）【 】鲁宾和卡门用对比实验证明光合作用中氧气的来源是水。（2023·天津卷）
【解析：
（21）【 】光合作用暗反应中生成的C3有一部分在叶绿体中转化为蔗糖，通过韧皮部的筛管运到植物
体各处，另一部分在细胞质基质中生成淀粉。（2023·湖南卷）
【解析：
（22）【 】其他条件相同且适宜，提取在不同光照强度下紫鸭跖草叶片的光合色素并测定其含量，光
合色素相对含量不同可使叶色出现差异，测定叶绿素的含量时可使用蓝紫光波段。（2024·湖南卷）
【解析：
（23）【 】某同学用纸层析法探究银杏绿叶和黄叶的色素差别，研磨时用水补充损失的提取液，将两
组滤纸条置于同一烧杯中层析。（2024·广东卷）
【解析：
（24）【 】“绿叶中色素的提取和分离”实验操作中要注意“干燥”，绿叶需烘干后再提取色素，无
水乙醇可用加入适量无水碳酸钠的95%乙醇替代。（2025·山东卷）
【解析：
（25）【 】“探究光照强度对光合作用强度的影响”实验中，用化学传感器监测光照时O2浓度变化，
可计算出实际光合作用强度。（2025·安徽卷）
【解析：
（26）【 】叶绿体基质中合成有机物，而线粒体基质中分解有机物。（2025·北京卷）
【解析：
（27）【 】2019 年,我国科考队在太平洋马里亚纳海沟采集到一种蓝细菌,其细胞内存在由两层膜组成
的片层结构,此结构可进行光合作用与呼吸作用。在该结构中,下列物质存在的可能性最小的是DNA。
（2024·广东卷）【解析：
（28）【 】种子萌发形成幼苗离不开糖类等能源物质,也离不开水和无机盐，种子吸收的水与多糖等物
质结合后,水仍具有溶解性，幼苗中的水可参与形成NADPH,也可参与形成NADH。（2024·贵州卷）
【解析：
4.高考题练习（长句表达）
01.（2022•辽宁）浒苔是形成绿潮的主要藻类。绿潮时浒苔堆积在一起,形成大量的“藻席”,造成生态灾
害。为研究浒苔疯长与光合作用的关系,进行如下实验:测定三个样品的叶绿素含量,结果见表。
数据表明,取自“藻席”下层的样品叶绿素含量最高,这
是因为 。
02.(全国)植物的CO2补偿点是指由于CO2的限制,光合速率与呼吸速率相等时环境中的CO2浓度。已知甲种
植物的CO2补偿点大于乙种植物的。回答下列问题:
(1)将正常生长的甲、乙两种植物放置在同一密闭小室中,适宜条件下照光培养。培养后发现两种植物的光
合速率都降低, 原因是
。
(2)若将甲种植物密闭在无O2、但其他条件适宜的小室中,照光培养一段时间后,发现植物的有氧呼吸增加,
原因是
。
03.(2023•浙江6 月)植物工厂是一种新兴的农业生产模式,可人工控制光照、温度、CO2浓度等因素。不同
光质配比对生菜幼苗体内的叶绿素含量和氮含量的影响如图甲所示,不同光质配比对生菜幼苗干重的影响
如图乙所示。分组如下:CK 组(白光)、A 组(红光∶蓝光=1∶2)、B 组(红光∶蓝光=3∶2)、C 组(红光∶蓝光
=2∶1),每组输出的功率相同。
(2)由图乙可知,A、B、C 组的干重都比CK 组高,原因是
。由图甲、图乙可知,选用红、蓝光配比为 ,最有利于生菜产量的提高,原因是
。
(3)进一步探究在不同温度条件下,增施CO2对生菜光合速率的影响,结果如图丙所示。由图可知,在25 ℃时,
样品
叶绿素a(mg·g-1)
叶绿素b(mg·g-1)
上层
0.199
0.123
中层
0.228
0.123
下层
0.684
0.453
提高CO2浓度对提高生菜光合速率的效果最佳,判断依据是
。植物工厂利用秸秆发酵生产沼气,冬天可
燃烧沼气以提高CO2浓度,还可以
,使光合
速
率进一步提高,从农业生态工程角度分析,优点还有
。（答2
点）
甲 乙 丙
04（2025·黑吉辽蒙卷）Rubisco 是光合作用暗反应中的关键酶。科研人员将Rubisco 基因转入某作物
的野生型（WT）获得该酶含量增加的转基因品系（S），并做了相关研究。实验结果表明，这一改良提高
了该作物的光合速率（如下图）和产量潜力。回答
下列问题。
(1)Rubisco 在叶绿体的 中催化
与CO2结合。部分产物经过一系列反应形成
（CH2O），这一过程中能量转换是
。
(2)据图分析，当胞间CO2浓度高于B 点时，曲线②
与③重合是由于 不足。A 点之前曲线①和
②重合的最主要限制因素是 。胞间CO2浓
度为300μmol·mol-1时，曲线①比②的光合速率
高的具体原因是
。
(3)研究发现，在饱和光照和适宜CO2浓度条件下，S 植株固定CO2生成C3的速率比WT 更快。使用同位素标
记的方法设计实验直接加以验证，简要写出实验思路。
。
05.（2025·陕晋青宁卷）叶绿体中R 酶既能催化CO2固定，也能催化C5与O2反应，CO2和O2两种底物竞争R
酶同一活性位点；线粒体中G 酶参与催化甘氨酸转化为丝氨酸，如图（a）。为探究保卫细胞中G 酶对植物
光合作用的影响，研究者以野生型植株W 为参照，构建了G 酶表达量仅在保卫细胞中增加的植株S，实验
结果如图（b）。回答下列问题。
(2)植物保卫细胞吸水，气孔开
度增大。由图（a）（b）可知，
相同光照条件下植株S 保卫细胞
中G 酶表达量提高，叶片的净光
合速率高于植株W，原因是
。
(4)若需确认保卫细胞中G 酶对
叶片净光合速率的影响，还需补
充一个实验组。写出实验思路及
预期结果：
。
专题1:《光合与呼吸》
班级： 姓名： 学号：
06.(全国)为了探究生长条件对植物光合作用的影响,某研究小组将某品种植物的盆栽苗分成甲、乙两组,
置于人工气候室中,甲组模拟自然光照,乙组提供低光照,其他培养条件相同。培养较长一段时间(T)后,测
定两组植株叶片随光照强度变化的光合作用强度(即单位时间、单位叶面积吸收CO2的量),光合作用强度随
光照强度的变化趋势如图所示。回答下列问题:
(3) 播种乙组植株产生的种子,得到的盆栽苗按照甲组的条件培养T 时间后,
再
测定植株叶片随光照强度变化的光合作用强度,得到的曲线与甲组的相同。
根
据这一结果能够得到的初步结论是
。
07.(全国Ⅰ)甲、乙两种植物净光合速率随光照强度的变化趋势如图所示。
回答下列问题:
（2）甲、乙两种植物单独种植时,如果种植密度过大,那么净光合速率下
降幅度较大的植物是 ,判断的依据是 。
08.(2023•全国乙)植物的气孔由叶表皮上两个具有特定结构的保卫细胞构成。保卫细胞吸水体积膨大时气
孔打开,反之关闭。保卫细胞含有叶绿体,在光下可进行光合作用。已知蓝光可作为一种信号促进保卫细胞
逆浓度梯度吸收K+。有研究发现,用饱和红光(只用红光照射时,植物达到最大光合速率所需的红光强度)照
射某植物叶片时,气孔开度可达最大开度的60%左右。回答下列问题。
(2)红光可通过光合作用促进气孔开放,其原因是
。
(3)某研究小组发现在饱和红光的基础上补加蓝光照射叶片,气孔开度可进一步增大,因此他们认为气孔开
度进一步增大的原因是,蓝光促进保卫细胞逆浓度梯度吸收K+。请推测该研究小组得出这一结论的依据是
。
二维码
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09.(2023•全国甲)某同学将从菠菜叶中分离到的叶绿体悬浮于缓冲液中,给该叶绿体悬浮液照光后有糖产
生。回答下列问题。
(2)将叶绿体的内膜和外膜破坏后,加入缓冲液形成悬浮液,发现黑暗条件下该悬浮液中不能产生糖,原是
。
10.（2025·湖南）对硝基苯酚可用于生产某些农药和染料，其化学性质稳定。研究发现，某细菌不能在
无氧条件下生长，在适宜条件下能降解和利用对硝基苯酚，并释放CO2。在Burk 无机培养基和光照条件
下，培养某栅藻（真核生物）的过程中，对硝基苯酚含量与栅藻光合放氧量的关系如图a。为进一步分析
栅藻与细菌共培养条件下对硝基苯酚(40mg•L-1)的降解情况，开展了Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ组对比实验，结果如图b。
回答下列问题：
(4)细菌与栅藻通过原始合作，可
净化被对硝基苯酚污染的水体，理
由是
。
11.（2025·河南）光质和土壤中的盐含量是影响作物生理状态的重要因素。为探究不同光质对高盐含量
（盐胁迫）下某作物生长的影响，将作物分组处理一段时间后，结果如图所示（光补偿点指当总光合速率
等于呼吸速率时的光照强度）。回答下列问题：
(3)在光照强度达到光补偿点之前（CO2消耗量与光照强
度视为正比关系），④组的总光合速率 （填“始
终大于”“始终小于”“先大于后等于”或“先小于后
等于”）③组的总光合速率，判断依据是
。
12.(2024•湖南)钾是植物生长发育的必需元素,主要生理功能包括参与酶活性调节、渗透调节以及促进光合
产物的运输和转化等。研究表明,缺钾导致某种植物的气孔导度下降,使CO2通过气孔的阻力增大;Rubisco
的羧化酶(催化CO2的固定反应)活性下降,最终导致净光合速率下降。回答下列问题:、
(3)现发现该植物群体中有一植株,在正常供钾条件下,总叶绿素含量正常,但气孔导度等其他光合作用相关
指标均与缺钾时相近,推测是Rubisco 的编码基因发生突变所致。Rubisco 由两个基因(包括1 个核基因和1
个叶绿体基因)编码,这两个基因及两端的DNA 序列已知。拟以该突变体的叶片组织为实验材料,以测序的方
式确定突变位点。写出关键实验步骤:
①
;
②
;
③
;
④基因测序;
⑤
。
13.(2024•山东)从开花至籽粒成熟,小麦叶片逐渐变黄。与野生型相比,某突变体叶片变黄的速度慢,籽粒淀
粉含量低。研究发现,该突变体内细胞分裂素合成异常,进而影响了类囊体膜蛋白稳定性和蔗糖转化酶活
性,而呼吸代谢不受影响。类囊体膜蛋白稳定性和蔗糖转化酶活性检测结果如图所示,开花14 天后植株的胞
间CO2浓度和气孔导度如表所示,其中Lov 为细胞分裂素合成抑制剂,KT 为细胞分裂素类植物生长调节剂,气
孔导度表示气孔张开的程度。已知蔗糖转化酶催化蔗糖分解为单糖。
检测指标
植株
14 天21 天28 天
胞间CO2浓度
(μmol CO2·mol-1)
野生型
140
151
270
突变体
110
140
205
气孔导度
(mol H2O·m-2·s-1)
野生型
125
95
41
突变体
140
112
78
(1)光反应在类囊体上进行,生成可供暗反应利用的物质有
。结合细胞分裂素的
作用, 据图分析, 与野生型相比, 开花后突变体叶片变黄的速度慢的原因是
。
(2)光饱和点是光合速率达到最大时的最低光照强度。据表分析,与野生型相比,开花14 天后突变体的光饱
和点 (填“高”或“低”),理由是
。
(3)已知叶片的光合产物主要以蔗糖的形式运输到植株各处。据图分析,突变体籽粒淀粉含量低的原因是
。
14.(2023•福建)秸秆直接焚烧会造成空气污染等环境问题。秸秆还田是当前农业生产中常用措施,研究秸秆
还田模式对秸秆在生产中合理利用有重要的指导意义。科研人员研究了秸秆还田与氮肥配施的模式对玉米
光合作用的影响,测定相关指标,结果如图所示。
注:SR 表示秸秆还田,NSR 表示秸秆不还田;蒸腾速率是指单位时间内单位叶面积通过蒸腾作用散失的水量。
回答下列问题:
(1)玉米绿叶中的叶绿素主要吸收
光。据图1、2 可推测,等量配施氮肥条件下,与NSR 相比,SR
的玉米叶肉细胞中光反应会产生更多的
。据图2 可知,与NSR 相比,SR 显著提
高了净光合速率,其净光合速率随着施氮量的增加呈
。
(2)根据图中实验结果,下列关于玉米光合作用的叙述正确的是
。(多选,填序号)
A.胞间CO2浓度与气孔开放程度及细胞对CO2的固定量有关
B.与SR 相比,NSR 会降低蒸腾速率,但有利于细胞对CO2的吸收
C.与SR 相比,NSR 的胞间CO2浓度更高,细胞对CO2的固定量更多
D.当配施氮肥量为180 kg·hm-2时,细胞加大了对CO2的固定,导致胞间CO2浓度降低
E.与配施氮肥量为180 kg·hm-2相比,过多的施氮量会使细胞吸收的CO2减少,最终导致叶绿素转化光能的
效率下降
(3)结合上述实验结果,从经济效益和环境保护角度说明玉米种植不宜过量施用氮肥的原因
。
15.（2025·广东）我国科学家以不同植物为材料，在不同光质条件下探究光对植物的影响。测定了番茄
的光合作用相关指标并拟合CO2响应曲线（图a）；比较了突变体与野生型水稻水分消耗的差异（图b），
鉴定到突变体发生了PILI5 基因的功能缺失，并确定该基因参与脱落酸信号通路的调控。
回答下列问题：
(1)图a 中，当胞间CO2浓度在900-1200μmol•mol-1范围时，红光下光合速率的限制因子是
，
推测此时蓝光下净光合速率更高的原因是
。
(2)图b 中，突变体水稻在远红光与红光条件下蒸腾速率接近，推测其原因是
。
(3)归纳上述两个研究内容，总结出光影响植物的两条通路（图c）。通路1 中，①吸收的光在叶绿体中最
终被转化为
。通路2 中吸收光的物质②为
。用箭头完成图c 中②所介
导的通路，并在箭头旁用“（+）”或“（-）”标注前后两者间的作用，（+）表示正相关，（-）表示负
相关 。
(4)根据图c 中相关信息，概括出植物利用光的方式：
。
16.(2023 广东)光合作用机理是作物高产的重要理论基础。大田常规栽培时,水稻野生型(WT)的产量和黄绿
叶突变体(ygl)的产量差异不明显,但在高密度栽培条件下ygl 产量更高,其相关生理特征见表和图1。(光
饱和点:光合速率不再随光照强度增加时的光照强度;光补偿点:光合过程中吸收的CO2与呼吸过程中释放的
CO2等量时的光照强度。)
水
稻
材
料
叶绿素
(mg/g)
类胡萝卜素
(mg/g)
类胡萝卜
素/
叶绿素
WT
4.08
0.63
0.15
ygl
1.73
0.47
0.27
图1
分析图表,回答下列问题:
(1) ygl 叶色黄绿的原因包括叶绿素含量较低和
,叶片主要吸收可见光中的
光。
(2)光照强度逐渐增加达到2 000 μmol·m-2·s-1时,ygl 的净光合速率较WT 更高,但两者净光合速率都不
再随光照强度的增加而增加,比较两者的光饱和点,可得ygl
WT(填“高于”“低于”或“等
于” ) 。ygl 有较高的光补偿点, 可能的原因是叶绿素含量较低和
。
(3)与WT 相比,ygl 叶绿素含量低,高密度栽培条件下,更多的光可到达下层叶片,且ygl 群体的净光合速率
较高,表明该群体
,是其高产的原因
之一。
(4)试分析在0 ~ 50 μmol·m-2·s-1范围的低光照强度下,WT 和ygl 净光合速率的变化,在图2 给出的坐标
系中绘制净光合速率趋势曲线。在此基础上,分析图1a 和你绘制的曲线,比较高光照强度和低光照强度条件
下
WT
和
ygl
的
净
光
合
速
率
,
提
出
一
个
科
学
问
题
。
