2017年人教版生物必修一呼吸作用与光合作用知识点经典例题以及详答解析

学科老师个性化教案

教师学生姓名上课日期2-17 学科生物年级高一教材版本浙教版

学案主题呼吸作用与光合作用

课时数量

（全程或具体时间）

第（ 2）课时授课时段16：20-18：20

教学目标

教学内容

1、光合作用

2、呼吸作用

个性化学习问

题解决

知识点讲解与典型应用

教学重点、

难点

高考必考题

教学过程

光合作用

一、叶绿体：

（一）叶绿体中的色素

1、位置：叶绿体中的色素存在于叶绿体类囊体薄膜上。

2、种类：叶绿素：叶绿素a（蓝绿色），叶绿素b（黄绿色）

类胡萝卜素：胡萝卜素（橙黄色），叶黄素（黄色）

3、功能：叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光；

胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光及保护叶绿素免受强光伤害的作用。

【特别提示】

①叶绿素中的色素只吸收可见光，而对红外光和紫外光等不吸收。

②叶绿素对红光和蓝紫光的吸收量大，类胡萝卜素对蓝紫光吸收量大，但对其他波段的光并非不吸收，只是吸收量较少。

③有色大棚主要透过同色光，其他光被吸收，而无色透明大棚日光中各种色光均能通过，所以光合效率最高。

④叶绿素对绿光吸收最少，所以绿色大棚光合效率最低。

4、影响叶绿素合成的因素

（1）光照：光是影响叶绿素合成的主要条件，一般植物在黑暗中不能合成叶绿素，因而叶片发黄。

（2）温度：温度可影响与叶绿素有关的酶的活性，进而影响叶绿素的合成。低温时，叶绿素分子易被破坏，而使叶子变黄。

（3）必需矿质元素：叶绿素中含N、Mg等必需矿质元素，缺乏将导致叶绿素无法合成，叶子变黄。

5、注意：叶绿体是进行光合作用的场所。它内部的巨大膜表面上，不仅分布着许多吸收光能的色素分子，还有许多进行光合作用所必需的酶。

（二）实验：叶绿体中色素的提取与分离： 1、原理：

（1）叶绿体中的色素能溶解于有机溶剂（如丙酮、无水乙醇等）形成色素溶液。据此原理可以提取色素。

（2）叶绿体中的色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快；反之则慢。据此原理使各色素分离开来。 2、过程：

提取色素

制滤纸条

滤液划线

色素分离 （纸层析）

观察结果 滤纸条上出现四条宽度、颜色不同的色带。 3、结果：色素在滤纸条上的分布如下图：

（橙黄色） 最快、最窄 （黄 色）

（蓝绿色） 最宽 （黄绿色） 最慢

【特别提示】

①从色素带的宽度知色素含量的多少依次为：叶绿素a>叶绿素b>叶黄素>胡萝卜素。

②从色素带的位置知再层析液中溶解度大小依次为：胡萝卜素>叶黄素>叶绿素a >叶绿素b 。 ③在滤纸上距离最近的两条色素带是叶绿素a 和叶绿素b ，最远的是胡萝卜素和叶黄素。 4、实验疑难点拨：

● 丙酮（或无水乙醇）的用途是溶解（提取）叶绿体中的色素。 ● 石英砂（二氧化硅）的作用是为了研磨充分。 ● 碳酸钙的作用是防止研磨过程中色素被破坏。 ● 层析液的的用途是分离叶绿体中的色素。 5、实验成功的关键：

● 叶片新鲜，颜色要深绿，含有较多色素。

● 研磨要迅速、充分。叶绿素不稳定，易被细胞内有机酸破坏。充分研磨使叶绿体完全破裂，提取

较多的色素。

● 滤液细线要画得细而直，以防止色素带重叠。且要重复2-3次，以增加色素量，使色素带更加清晰。 ● 滤液细线不能触及层析液，否则滤液细线上的色素会溶解到层析液中，滤纸条上得不到色素带。 （1）将干燥的滤纸剪成6cm 长、1cm 宽的纸条，剪去一端两角

（2）在距剪角一端1cm 处用铅笔画一条细的横线 （1）称取5g 绿色叶片并剪碎 →研钵研磨→漏斗过滤→收集到试管

（2）加入少量SiO 2、CaCO 3和5mL 丙酮 内并塞紧管口 （1）用毛细吸管吸少量的滤液沿铅笔线处小心均匀地划一条滤液细线

（2）干燥后再重复2-3次 （1）将适量层析液倒入烧杯（以层析液高度不超过滤液细线为准 （2）将滤纸条下端插入层析液中 （3）用培养皿盖盖上烧杯

二、光合作用以及对它的认识过程：

（一）光合作用概念：指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转变成储存能量的有机物，并且释放出氧气的过程。

（二）光合作用的研究历史： ◆ 1648 比利时，范·海尔蒙特：植物生长所需要的养料主要来自于水，而不是土壤。 ◆ 1771 英国，普利斯特莱：植物可以更新空气。 ◆ 1779 荷兰，扬·英根豪斯：植物只有绿叶才能更新空气；并且需要阳光才能更新空气。 ◆ 1880美国，恩吉(格)尔曼：光合作用的场所在叶绿体。 ◆ 1864 德国，萨克斯：叶片在光下能产生淀粉 ◆ 1940美国，鲁宾和卡门（用放射性同位素标记法）：光合作用释放的氧全部来自参加反应的水。（糖

类中的氢也来自水）。 1948 美国，梅尔文·卡尔文：用标14C 标记的CO 2追踪了光合作用过程中碳元素的行踪，进一步了解到光合作用中复杂的化学反应。 （三）光合作用的过程：

1、光反应

条件：有光 、色素、酶 场所：叶绿体类囊体薄膜 物质变化：① 水的光解：

② ATP 的合成：

能量变化：光能→A TP 中活跃的化学能 2、暗反应

条件：有光和无光 、酶 场所：叶绿体基质 物质变化：①CO 2的固定：

② C 3的还原：

能量变化：ATP 中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能 3、总反应式及元素去向：

CO 2 + H 2O （CH 2O ）+ O 2

4、实质：把无机物转变成有机物，把光能转变成有机物中的化学能

5、意义：

（1）为几乎所有生物的生存提供了物质来源和能量来源。 （2）维持大气中O 2与CO 2含量的相对稳定。 （3）促进生物的进化。光合作用改变了大气成分形成臭氧层，使有氧呼吸的生物和陆生生物得以出现。

光能

叶绿体

ATP及(CH2O)的生成量，进而影响叶肉细胞中这些物质的含量。请填写下表：条件C3C5[H]、ATP (CH2O)合成量停止光照

CO2供应不变

增加减少减少或没有减少或没有突然光照

CO2供应不变

减少增加增加增加光照不变

停止CO2供应

减少增加增加减少或没有光照不变

CO2供应增加

增加减少减少增加光照不变

CO2供应不变

(CH2O)运输受阻

增加减少增加减少

（四）有氧呼吸与光合作用的比较

光合作用有氧呼吸

代谢类型合成代谢分解代谢

场所叶绿体活细胞（主要在线粒体）

条件光、色素、酶酶（有光、无光都能进行）

物质变化无机物（CO2 + H2O）→有机物有机物→无机物（CO2 + H2O）

能量变化光能→化学能（储存能量）化学能→ATP+热能（释放能量）实质合成有机物，储存能量分解有机物，释放能量

意义①为几乎所有生物的生存提供了物质来

源和能量来源。

②维持大气中O2与CO2含量的相对稳定。

③促进了生物的进化。

①为生物体的生命活动提供能量。

②为体内物质的合成提供原料。

联系

①光合作用为细胞呼吸提供物质和能量基础，细胞呼吸为光合作用提供原料。

②进化：光合作用促进有氧呼吸生物的出现。

③共同维持自然界的碳循环。

【特别提示】

①光合作用只有植物的绿色细胞和光合细菌才能进行，但细胞呼吸则是所有活细胞都要进行。

②光合作用光反应产生的A TP只供暗反应利用，而细胞呼吸产生的ATP可供各项生命活动利用。

③光合作用的光反应中产生的[H]来自水的光解，用于暗反应中C3的还原，生成（CH2O）；有氧呼吸中产生的[H]来自第一、二阶段有机物的氧化，用于第三阶段与O2结合生成H2O，并产生大量的ATP。（五）同一植物在不同条件下气体代谢的特点及相对强度的表示方法

1、黑暗状况时

①细胞呼吸相对强度可用如下三种方式表示：

①CO2释放量（或实验容器内CO2增加量）

②O2吸收量（或实验容器内O2减少量）

③有机物的减少量（或植物重量减少量）

②气体代谢特点：

植物只进行细胞呼吸，不进行光合作用。植物从外界吸收O 2，并将细胞呼吸产生的CO 2释放到体外（如右图） 2、较强光照时

①光合作用相对强度可用如下三种方式表示： O 2释放量（或实验容器内O 2增加量）

CO 2吸收量（或实验容器内CO 2减少量） 有机物的增加量（或植物重量增加量）

②气体代谢特点

植物同时进行细胞呼吸和光合作用，且光合作用强度大于呼吸作用强度。分析乙图可知，图乙中有如下数量关系（如右图）：

N=N 1+N 2； m=m 1+m 2

3、真正光合速率 = 表观（净）光合速率 + 呼吸速率 （六）光合作用原理的应用：

农业生产上许多增加农作物产量的措施，是为了提高光合作用的强度（简单地说，是指植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量）。例如，控制光照的强弱和温度的高低，适当增加农作物环境中的CO 2浓度等等。

（七）化能合成作用及生物的代谢类型（人教版）

1、化能合成作用：利用体外环境中某些无机物氧化所释放的能量（化学能）合成有机物。 如：硝化细菌能将土壤中的氨（NH 3）氧化成亚硝酸（HNO 2），进而将亚硝酸氧化成硝酸（HNO 3），利用这两个化学反应中释放出的化学能将CO 2 和 H 2O 合成为糖类供自身利用。

2、自养生物与异养生物

自养生物：能利用光能或化学能将体外环境中转变成储存能量的有机物的生物。 如：绿色植物、光合细菌、化能合成细菌（如硝化细菌） 异养生物：只能利用环境中现成的有机物来维持自身生命活动的生物。 如：各种动物、营腐生或寄生的生物 3、新陈代谢的基本类型

自养型：如绿色植物、硝化细菌、蓝藻等

异养型：如各种动物、营腐生或寄生的生物 需氧型（有氧呼吸型）：绝大多数生物

厌氧型（无氧呼吸型）：如乳酸菌、蛔虫等 注：酵母菌的异化作用属于兼性厌氧型。

三、影响光合作用的因素分析及应用： 1、内部因素

（1）植物种类不同光合作用速率不同。

（2）同一植物的不同生长发育阶段光合作用速率不同。如：同样光照条件下，幼苗期<营养生长期<开花期。

（3）同一叶片的不同生长发育时期光合作用速率不同（如右图）。

同化作用

异化作用

（1）光照强度：

①曲线分析：

图1：

表示在一定的光照强度范围内

．．．．．．．．．．，光合作用的速率随着光照强度的增加而加快，超过一定的强度，光合作用速率不再加快。（图中S点表示进行光合作用所需要的最低光照强度，Q点对应的光照强度称为光饱和点。）

图2：

●A点光照强度为零，只进行细胞呼吸，A点即表示植物呼吸速率。

●AB段表示随光照强度增强，光合作用逐渐加强，CO2的释放量逐渐减少，有一部分用于光合

作用；B点表示细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用，即光合作用强度等于细胞呼吸强度，称B为光补偿点。

●BC段表示随光照强度不断增强，光合作用强度不断加强，到C点以上不再加强了。C点对应

的光照强度为光饱和点。（C点对应的CO2吸收值表示表观光合速率）

②应用：

阴生植物的光补偿点和光饱和点比较低，如虚线所示，在林生产上间作、套种、林带树种的配置，合理采伐都要考虑阳生植物要给予较强的光照，阴生植物不需要太强的光。

附：光质（光的波长）对光合作用速率的影响

不同波长光的光合效率不同，红光的光合效率最高，其他色光的光合效率较低。

（2）CO2浓度：

①曲线分析：

图1：

表示在一定的浓度范围内

．．．．．．．．，光合作用的速率随着CO2浓度的增加而加快，超过一定的浓度，光合作用速率不再加快。（图中S点表示进行光合作用所需要的最低CO2浓度，Q点对应的CO2浓度称为CO2饱和点。）

图2：

●A点表示CO2补偿点，即光合作用速率等于呼吸作用速率时的CO2浓度。

●AB表示随CO2浓度增加，光合作用不断增强，到B点以上不再加强了。B点对应的光照强度为

CO2饱和点。（B点对应的CO2吸收值表示表观光合速率）

②应用：

在农业生产上可以通过“正其行，通其风”，增施农家肥等措施适当提高CO2浓度，提高光合作用速率。

（3）温度：

①曲线分析：温度是通过影响与光合作用有关酶的活性而影响光合作用

速率的。

度，夏天适当降低温度），以提高光合作用速率；夜间适当降低温度，以降低细胞呼吸，增加有机物的积累。

（4）与光合作用有关的矿质元素的供应

①曲线含义：

在一定的浓度范围

．．．．．．．内，增大必需矿质元素的供应，可提高光合作用速率，但当超过一定浓度后，会因土壤溶液浓度过高使植物吸水困难，从而导致光合作用速率下降。

②应用：

在农业生产上，根据植物的需肥规律，实时地、适量地增施肥料，以提高作物的光合作用速率。（5）水分

水也是光合作用的原料之一，满足作物对水分的需求，有利于提高作物的光合作用速率。

3、多因子外界因素对光合作用速率的影响

①曲线分析：

●P点时，限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随其不断加强，光合速率不断提高。

●到Q点时，横坐标所表示的因素，不再是影响光合速率的因子，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。

②应用：

在实际农业生产中，可根据具体情况，通过增加光照强度、增加CO2浓度或调节温度来充分提高光合速率，以达到增产的目的。

考点7 光合作用的过程及应用

两年高考真题演练

1．(2015·安徽卷，T2)如图为大豆叶片光合作用暗反应阶段的示意图。下列叙述正确的是( )

A．CO2的固定实质上是将ATP中的化学能转变为C3中的化学能

B．CO2可直接被[H]还原，再经过一系列的变化形成糖类

C．被还原的C3在相关酶的催化作用下，可再形成C5

D．光照强度由强变弱时，短时间内C5含量会升高

2．(2015·江苏卷，T21)(多选)为研究高光强对移栽幼苗光合色素的影响，某同学用乙醇提取叶绿体色素，用石油醚进行纸层析，右图为滤纸层析的结果(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为色素条带)。下列叙述正确的是( ) A．强光照导致了该植物叶绿素含量降低

B．类胡萝卜素含量增加有利于该植物抵御强光照

C．色素Ⅲ、Ⅳ吸收光谱的吸收峰波长不同

D．画滤液线时，滤液在点样线上只能画一次

3．(2015·福建卷，T3)在光合作用中，RuBP羧化酶能催化CO2＋C5(即RuBP)→2C3。为测定RuBP羧化酶的活性，某学习小组从菠菜叶中提取该酶，用其催化C5与14CO2的反应，并检测产物14C3的放射性强度。下列分析错误的是( ) A．菠菜叶肉细胞内RuBP羧化酶催化上述反应的场所是叶绿体基质

B．RuBP羧化酶催化的上述反应需要在无光条件下进行

C．测定RuBP羧化酶活性的过程中运用了同位素标记法

D．单位时间内14C3生成量越多说明RuBP羧化酶活性越高

4．(2014·高考新课标全国卷Ⅰ，T2)正常生长的绿藻，照光培养一段时间后，用黑布迅速将培养瓶罩上，此后绿藻细胞的叶绿体内不可能发生的现象是( )

A．O2的产生停止 B．CO2的固定加快

C．ATP/ADP比值下降 D．NADPH/NDP＋比值下降

5．(2015·广东卷，26)为推动生态文明建设，国务院发布了《大气污染防治行动计划》，某科研小组开展酸雨与生态系统关系的研究，下表是不同pH值的酸雨对三种植物叶绿素含量(mg/g)影响的结果。

pH值 5.8(对照) 4.0 3.0 2.0

桃树 2.20(100) 2.19(99.55) 2.13(96.82) 1.83(83.18)

腊梅 3.65(100) 3.58(98.08) 3.44(94.25) 2.95(80.82)

木樨 1.07(100) 1.07(100) 1.05(98.13) 0.96(89.72) 注：括号内为与同种植物对照实验的相对百分比。

(1)叶绿素位于叶绿体内的________上，提取后经层析分离，扩散最慢的色素带呈________色，酸雨中的SO2－4破坏叶绿素，导致光反应产生的________(产物)减少，由于光反应速率降低，将直接影响暗反应过程中的________，最后导致(CH2O)生成减少。

(2)由表可知：①随着酸雨pH值的降低，叶绿素含量受影响的程度________；②________；③________。

(3)长期酸雨影响会导致部分生物死亡，使生态系统的________稳定性降低，原因是___

6．(2014·高考山东卷，T26)我省某经济植物光合作用的研究结果如图。

(1)图甲表示全光照和不同程度遮光对该植物叶片中叶绿素含量的影响。叶绿素存在于叶绿体中的________上。需先用________(填溶剂名称)提取叶片中的色素，再测定叶绿素含量。用纸层析法进一步分离色素时，叶绿素a和叶绿素b在层析液中溶解度较大的是________。据图分析，该植物可通过________以增强对弱光的适应能力。

(2)图乙表示初夏某天在遮光50%条件下，温度、光照强度、该植物净光合速率和气孔导度(气孔张开的程度)的日变化趋势。8：00到12：00光照强度增强而净光合速率降低，主要原因是___________________________ 18：00时叶肉细胞内产生ATP的细胞器有________。

(3)实验过程中，若去除遮光物，短时间内叶肉细胞的叶绿体中C3化合物含量________。

考点7 光合作用的过程及应用

一年模拟试题精练

1．(2015·北京朝阳区模拟)如图表示小麦细胞内的代谢过程。下列有关叙述正确的是( )

A．X、Y物质分别代表五碳化合物和三碳化合物 B．①④过程可以产生ATP，②③过程需要消耗ATP

C．①发生在线粒体基质中，②发生在叶绿体基质中 D．①②③④四个过程既不消耗氧气也不产生氧气

2．(2015·浙江嘉兴一中模拟)下图为植物代谢示意图，下列说法正确的是( )

A．若②过程加快，即基质中①过程也随之加快

B．醋酸杆菌与酵母菌进行③的主要场所相同

C．过程④释放的能量直接用于细胞分裂、物质运输等活动

D．过程①必须有光才能进行，过程②在黑暗中才能进行

用来研究光合作用的过程(如下表，表中“＋”表示有或添加，“—”表示无或不添加)。下列条件下能产生葡萄糖的是( )

选项场所光照CO2ATP [H] C5

A 基质－＋－＋＋

B 基粒＋＋－－＋

C 基质和基粒－＋－－－

D 基质和基粒＋＋－－＋

4.(2015·浙江温州十校联考)大花黄牡丹是我国西藏特有的濒危植物，主要通过种子进行繁殖，下表是大花黄牡丹叶片发育过程中，影响光合速率的相关指标变化。

叶片发育情况叶面积(最大

面积的%)

错误!

气孔相对开放

度/%

净光合速率

[μmolCO2·（m2·s－1]

A 新叶展开前21 －－－2.9

B 新叶展开中85 1.1 56 1.7

C 新叶展开完成100 2.8 80 3.1

D 新叶已成熟100 11.3 100 5.9

注：“－”表示未测到数据

请据图回答下列问题：

(1)B叶片的净光合速率较低，原因可能是：

①叶绿体中________所含的叶绿素含量低，导致光能吸收不足，使光反应产生的用于暗反应的___________较少；

②由于________________，导致二氧化碳供应不足，从而使净光合速率较低。

③除上述因素外，你认为________________，也可导致B叶片的净光合速率较低。

(2)A叶片的净光合速率为负值，是因为其____________________________________所致。

(3)随着叶片的成熟，净光合速率增加，________中合成的蔗糖也随之增加。

5．(2015·江苏徐州模拟)图1表示番茄叶肉细胞的两个重要生理过程中C、H、O的变化，图2为大棚中番茄叶肉细胞部分代谢过程示意图。请据图回答：

(1)图1甲过程中“Ⅰ”是________，其在________(答具体结构)上产生；该物质用于乙过程的________阶段，该阶段所发生的场所是________(答具体结构)。

(2)图2中细胞器a是________，物质④是________。光照充足条件下理论上可以完成的过程有________(用字母表示)。

(3)以测定CO2吸收速率与释放速率为指标，探究温度对某绿色植物光合作用与细胞呼吸的影响，结果如表所示：

温度/℃

项目

5 10 20 25 30 35

光照条件下CO2

吸收速率

（mg·h－1）

1 1.8 3.

2 3.7 3.5 3

黑暗条件下CO2

释放速率

（mg·h－1）

0.5 0.75 1 2.3 3 3.5

①温度在25～30 ℃间光合作用制造的有机物总量逐渐________(填“增加”或“减少”)。

②假设细胞呼吸昼夜不变，植物在30 ℃时，一昼夜中给植物光照14 h，则一昼夜净吸收CO2的量为______mg。

考点8 光合作用与细胞

呼吸的关系

两年高考真题演练

1.(2015·重庆卷，T4)将如图所示细胞置于密闭容器中培养。在不同光照强度下，细胞内外的CO2和O2浓度在短时间内发生了相应变化。下列叙述错误的是( )

注：适宜条件下悬浮培养的水稻叶肉细胞示意图

A．黑暗条件下，①增大、④减小

B．光强低于光补偿点时，①、③增大

C．光强等于光补偿点时，②、③保持不变

D．光强等于光饱和点时，②减小、④增大

2．(2015·海南卷，T24)将一株生长正常的某种植物置于密闭的玻璃容器内，在适宜条件下光照培养。从照光开始，净光合速率随着时间延长逐渐下降直至为0，之后保持不变。在上述整个时间段内，玻璃容器内CO2浓度表现出的变化趋势是( )

A．降低至一定水平时再升高

B．降低至一定水平时保持不变

C．持续保持相对稳定状态

D．升高至一定水平时保持相对稳定

3．(2015·安徽卷，T29－Ⅰ)科研人员探究了不同温度(25 ℃和0.5 ℃)条件下密闭容器内蓝莓果实的CO2生成速率的变化，结果见图1和图2。

(1)由图可知，与25 ℃相比，0.5 ℃条件下果实的CO2生成速率较低，主要原因是_________________________________；

随着果实储存时间的增加，密闭容器内的________浓度越来越高，抑制了果实的细胞呼吸。该实验还可以通过检测________浓度的变化来计算呼吸速率。

(2)某同学拟验证上述实验结果，设计如下方案；

①称取两等份同一品种的蓝莓果实，分别装入甲、乙两个容积相同的瓶内，然后密封。

②将甲、乙瓶分别置于25 ℃和0.5 ℃条件下储存，每隔一段时间测定各瓶中的CO2浓度。

③记录实验数据并计算CO2生成速率。

为使实验结果更可靠，请给出两条建议，以完善上述实验方案(不考虑温度因素)。

a．____________________，b____________________。

图1

4．(2015·江苏卷，T27)为了研究2个新育品种P1、P2幼苗的光合作用特性，研究人员分别测定了新育品种与原种(对照)叶片的净光合速率、蛋白质含量和叶绿素含量，结果如图所示。请回答下列问题：

图2

(1)图1的净光合速率是采用叶龄一致的叶片，在________相同的实验条件下，测得的单位时间、单位叶面积________的释放量。

(2)光合作用过程中，CO2与C5结合生成________，消耗的C5由________经过一系列反应再生。

(3)由图可知，P1的叶片光合作用能力最强，推断其主要原因有：一方面是其叶绿素含量较高，可以产生更多的________；另一方面是其蛋白质含量较高，含有更多的________。

(4)栽培以后，P2植株干重显著大于对照，但籽实的产量并不高，最可能的生理原因是___________________

5．(2014·高考新课标全国卷Ⅱ，T29)某植物净光合速率变化趋势如图所示。

据图回答下列问题：

(1)当CO2浓度为A时，高光强下该植物的净光合速率为________，CO2浓度在A～B之间时，曲线________表示了净光合速率随CO2浓度的增高而增高。

(2)CO2浓度大于C时，曲线b和c所表示的净光合速率不再增加，限制其增加的环境因素是________。

(3)当环境中CO2浓度小于A时，在图示的3种光强下，该植物呼吸作用产生的CO2量________(填“大于”、“等于”或“小于”)光合作用吸收的CO2量。

(4)据图可推测，在温室中，若要采取提高CO2浓度的措施来提高该种植物的产量，还应该同时考虑________这一因素的影响，并采取相应措施。

考点8 光合作用与细胞

呼吸的关系

一年模拟试题精练

1.(2015·北京海淀模拟)下图为桑叶光合速率随土壤水分减少的日变化曲线图，图中曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别为降雨后第2、8、15天测得的数据。若光照强度的日变化相同，则据图判断不正确的是( )

A．在水分充足时桑叶没有出现“午休”现象

B．曲线Ⅱ双峰形成与光照强度的变化有关

C．导致曲线Ⅲ日变化的主要因素是土壤含水量

D．适时进行灌溉可以缓解桑叶“午休”程度

2．(2015·天津六校第一次联考)某校生物兴趣小组以玉米为实验材料，研究不同条件下光合作用速率和呼吸作用速率，绘制了如甲、乙、丙、丁所示的四幅图。除哪幅图外，其余三幅图中“A”点都可以表示光合作用速率与呼吸作用速率相等( )

3．(2015·吉林长春调研)某生物兴趣小组为了研究外界因素对植物光合作用的影响，给a、b两种植物的叶片以不同强度的光照，测定a、b两种植物叶片的CO2吸收量和CO2释放量，结果如下图甲所示，图乙中的曲线是b植物在图甲中C 光照强度下所测得的，请据图回答问题：

(1)由甲、乙两图可以看出影响光合作用的环境因素包括__________________。

(2)图甲中，D光照强度下a植物CO2固定量为________mg/(m2·h)，此时，a植物产生的O2，除释放到外界还会进入________被利用。

(3)图甲中，若给予的光照强度为x klx(A＜x＜B)，每日光照12 h，一昼夜中b植物的干重将________(增加/减少/不变)。

(4)若其他条件不变，将图甲中的a植物在缺镁的营养液中培养，则光补偿点向________移动。

(5)对b植物而言，同P点相比，Q点C3含量________(高/低)；同M点相比，N点C3含量________(高/低)。

4．(2015·安徽皖南八校第一次联考)在秋季晴朗白天，某蔬菜基地测定了某大棚蔬菜在不同条件下的净光合作用强度，结果如图(假设塑料大棚外环境条件相同，植株大小一致，生长正常，栽培管理条件相同)。

(1)在曲线a中，与B点相比，C点植株叶绿体内光合速率减慢的主要原因是__________________________C3与C5化和物相对含量较高的是________；A～E点时，植物积累的有机物最多的时间是________。

(2)曲线c的峰值低于曲线a，其中两个主要决定因素是

________________________________________________________________________。

人工改善该条件的方法是____________；曲线c高于曲线b，原因是补充光照能使叶绿体产生更多的________用于CO2还原。

(3)若将新鲜蔬菜完整叶片放在特殊的装置内，给予不同强度的光照(其他条件保持相同且适宜)，测得叶片氧气释放速率如下表所示。

光强度/klx 0 2 4 6 8 10 12 14

O2/(mg·100 cm－2·h)－1－2 0 2 6 10 12 12 12 当光照强度为2klx时，该叶片的叶肉细胞光合作用产生O2的速度________(大于、等于、小于)呼吸作用吸收O2的速度，该叶片光合作用产生O2的速度是________(mg/100 cm2·h)。

考点9 光合作用相关实验探究

两年高考真题演练

1．(2015·课标卷Ⅰ，29)为了探究不同光照处理对植物光合作用的影响，科学家以生长状态相同的某种植物为材料设计了A、B、C、D四组实验。各组实验的温度、光照强度和CO2浓度等条件相同、适宜且稳定，每组处理的总时间均为135 s，处理结束时测定各组材料中光合作用产物的含量。处理方法和实验结果如下：

A组：先光照后黑暗，时间各为67.5 s；光合作用产物的相对含量为50%。

B组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为7.5 s；光合作用产物的相对含量为70%。

C组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为3.75 ms(毫秒)；光合作用产物的相对含量为94%。

D组(对照组)：光照时间为135 s；光合作用产物的相对含量为100%。

回答下列问题：

(1)单位光照时间内，C组植物合成有机物的量________(填“高于”“等于”或“低于”)D组植物合成有机物的量，依据是________________；C组和D组的实验结果可表明光合作用中有些反应不需要________，这些反应发生的部位是叶绿体的________。

(2)A、B、C三组处理相比，随着________的增加，使光下产生的________能够及时利用与及时再生，从而提高了光合作用中CO2的同化量。

2．(2015·山东卷，26)油菜果实发育所需的有机物主要来源于果皮的光合作用。

(1)油菜果皮细胞内通过光合作用固定CO2的细胞器是________。光合作用产生的有机物主要以蔗糖的形式运输至种子。种子细胞内的蔗糖浓度比细胞外高，说明种子细胞吸收蔗糖的跨(穿)膜运输方式是________。

(2)图甲表示在适宜条件下油菜果实净光合速率与呼吸速率的变化。分析可知，第24天的果实总光合速率________(填“大于”或“小于”)第12天的果实总光合速率。第36天后果皮逐渐变黄，原因是叶绿素含量减少而________(填色素名称)的含量基本不变。叶绿素含量减少使光反应变慢，导致光反应供给暗反应的________和________减少，光合速率降低。

(3)图乙表示油菜种子中储存有机物含量的变化。第36天，种子内含量最高的有机物可用________染液检测；据图分析，在种子发育过程中该有机物由________转化而来。

3．(2015·北京卷，31)研究者用仪器检测拟南芥叶片在光－暗转换条件下CO2吸收量的变化，每2 s记录一个实验数据并在图中以点的形式呈现。

(1)在开始检测后的200 s内，拟南芥叶肉细胞利用光能分解________，同化CO2，而在实验的整个过程中，叶片可通过________将储藏在有机物中稳定的化学能转化为________和热能。

(2)图中显示，拟南芥叶片在照光条件下CO2吸收量在________(μmol·m－2·s－1)范围内，在300 s时CO2________达到2.2 (μmol·m－2·s－1)。由此得出，叶片的总(真正)光合速率大约是________(μmol CO2·m－2·s－1)。(本小题所填数值保留至小数点后一位)

(3)从图中还可看出，在转入黑暗条件下100 s以后，叶片的CO2释放________，并达到一个相对稳定的水平，这提示在光下叶片可能存在一个与在黑暗中不同的呼吸过程。

(4)为证明叶片在光下呼吸产生的CO2中的碳元素一部分来自于叶绿体中的五碳化合物，可利用________技术进行研究。

4．(2014·高考广东卷，T26)观测不同光照条件下生长的柑橘，结果见下表。请回答下列问题：

光照强度叶色

平均叶面积

cm2

气孔密度

（个·mm－2）

强浅绿13.6(100%) 826(100%) 4.33(100%)

中绿20.3(149%) 768(93%) 4.17(96%)

弱深绿28.4(209%) 752(91%) 3.87(89%) (注：括号内的百分数以强光照的数据作为参照)

(1)CO2以________方式进入叶绿体后，与________结合而被固定，固定产物的还原需要光反应提供的________。

(2)在弱光下，柑橘通过________和________来吸收更多的光能，以适应弱光环境。

(3)与弱光下相比，强光下柑橘平均每片叶的气孔总数________，单位时间内平均每片叶CO2吸收量____________。对强光下生长的柑橘适度遮阴，持续观测叶色、叶面积和净光合速率，这三个指标中，最先发生改变的是________，最

考点9

光合作用相关实验探究

一年模拟试题精练

1．(2015·四川遂宁零诊考试)某生物兴趣小组利用下图所示的实验装置来探究绿色植物的生理作用。据此回答下列问题：

(1)若要探究植物呼吸作用的类型，选取的实验装置有________，为使实验结果更科学，还需设置________。若实验中对照组的红色液滴静止不动，植物既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，则观察到的实验现象是_________________________________________。

(2)若要验证CO 2是植物光合作用的必需原料，选取的最佳实验装置是________，实验中给植物提供C 18

O 2后，在玻

璃罩内检测到含18

O 的氧气，其产生的途径为_______________________________

2．(2015·山东烟台模拟)下表是在一定浓度的CO 2和适当的温度(25 ℃)条件下，测得的小麦光合作用和细胞呼吸的相关数据，请回答下列问题。

光合速率等于呼吸速率时

的光照强度

光饱和时的光照

强度

光饱和时的CO 2吸

收量 黑暗条件下CO 2释放

量 3 klx

9 klx

32

[mg·（100 cm 2叶·h）－1

]

8

mg ·（100 cm 2叶·h）

－1

(1)当光照强度超过9 klx 时，小麦光合速率不再增加。结合光合作用的过程分析造成这种现象的主要原因是 ________________________________________________________________________。

(2)当光照强度为9 klx 时，小麦合成葡萄糖的量为________mg/100 cm 2

叶·h(精确到0.1)。 (3)为了探究高温(30 ℃)、强光照(15 klx)对小麦叶片与玉米叶片光合作用影响程度的差异，研究小组设计了下表所示的实验方案：

组别 材料 实验条件 CO 2吸收量

[mg·（100 cm 2叶·h）－1]

1 小麦叶片 25 ℃、9 klx a

2 30 ℃、15 klx b

3 玉米叶片

25 ℃、9 klx c 4

30 ℃、15 klx

d

①实验测得c≈d，说明____________________________。

②有人为上述实验方案可去掉1、3组，由2、4组直接比较就能得出结论。这种做法________(可行、不可行)，理由是___________________________________________

3

．(2015·四川绵阳第一次诊断)研究人员利用密闭玻璃容器探究环境因素对光合作用的影响，如图两个图是在温度适宜、CO 2浓度为0.03%的条件下测得的相关曲线。回答下列问题：

(1)叶绿体中吸收光能的色素中含量最多的是________，这些色素吸收光能的两个用途是_________________________________。

(2)图甲A 点时叶肉细胞中产生ATP 的场所是______________________________

若在CO 2浓度为1%条件下进行实验，则图甲中曲线与横坐标的交点(B )位置移动情况是___________________

(3)得到图乙曲线的实验中，给植株光照时间共有________h ，其中有光照且光照强度一定保持不变的时间段有________(用字母回答)，EF 段限制因素为________________

当图中S 1、S 2和S 3的面积关系为________时，说明实验结束后植株的干重增加了。 (4)

在图甲实验的环境条件下，若每天光照8 h ，则平均光照强度至少要大于________klx 时，植株才能够正常生长。

4．(2015·湖南湘中名校二模)为探究环境因素对光合作用强度的影响，设计进行下列实验。

实验材料和用具：100 mL 量筒、50 W 、100 W 、200 W 和400 W 的台灯、冷开水、NaHCO 3、黑藻等。

实验步骤：①准备4套如图1所示装置，编号为1～4。在瓶中各加入约500 mL 0.01 g/mL NaHCO 3溶液后用冷开水充满。

②取4等份长势相同的黑藻分别放入1～4号装置中。

③将4套装置放入暗室中，然后分别用50 W 、100 W 、200 W 和400 W 的台灯等距离地照射1～4号装置，观察气泡的产生情况。

④30 min 后停止光照，读量筒中收集到的水的体积(mL)。 以上实验重复三次，实验结果见表：

组别 水的体积/mL

次数

1

2

3

4

50 W

100 W 200 W 400 W 第一次 5.0 12.0 21.0 19.2 第二次 5.3 11.5 20.0 18.5 第三次

5.0

12.0

20.0

19.0

分析并回答有关问题：

(1)该实验中的因变量是________，自变量是________，列出实验中的无关变量：________________(至少写出两个)。 (2)根据装置图，上表中水的体积等于________的体积。

(3)对表中数据进行分析可知，光照强度从50 W 至400 W ，光合作用________(填“能”或“不能”)一直增强。

考点7 光合作用的过程及应用

【两年高考真题演练】

1．C [本题考查光合的相关知识，考查识记和理解能力。难度适中。ATP中的能量转化到有机物中，成为稳定的化学能，不参与CO2的固定，A错误；CO2的固定必须先与C5反应形成C3方可被[H]还原，一是直接被C5固定形成C3的过程，而C3再经过一系列变化形成糖类，不与[H]反应，B错误；C3化合物被[H]还原后可再形成C5，此过程中需要酶参与，C正确；光照强度由强变弱时，会造成[H]和ATP在短时间内减少，C5的合成速率下降，而其分解速率不变，所以C5的含量会下降，D错误。]

2．ABC [本题主要考查光合色素的提取与分离，意在考查生物实验的相关知识，考查理解能力和综合运用所学知识分析问题的能力，难度较大。

A项对，由图示可知，强光下，Ⅲ、Ⅳ表示的叶绿素色素带变窄，说明叶绿体含量降低；B项对，类胡萝卜素可保护叶绿素免受强光降解；C项对，Ⅲ是叶绿素a，Ⅳ是叶绿素b，都是主要吸收蓝紫光和红光，但吸收光谱的吸收峰波长不同；D项错，画滤液线时，滤液在点样线上画2－3次。]

3．B [本题考查光合作用过程相关知识，考查识记和理解能力。难度适中。RuBP羧化酶催化上述反应即为二氧化碳的固定，属于暗反应，其场所是叶绿体基质，A正确；暗反应不需要光，有光条件下也可进行，B错误；实验中利用14C标记CO

2并检测产物放射性强度，即采用同位素标记法，C正确；单位时间内产物生成量可代表化学反应的催化效率，酶对化学反应的催化效率即可反映酶活性，D正确。]

4．B [用黑布将培养瓶罩住，光反应停止，氧气的产生停止，A项正确；光反应停止，[H]和ATP的产生停止，导致暗反应C3的还原速度减慢，C3在叶绿体内积累导致二氧化碳的固定减慢，B项错误；光反应停止，ATP的生成减少，ATP/ADP比值下降，C项正确；光反应停止，NADPH([H])的产生减少，NADPH/NADP＋比值下降，D项正确。] 5．解析本题主要考查光合作用相关知识，同时考查学生对图表数据的分析综合能力，此题属于中难题。

(1)叶绿素位于叶绿体的类囊体(薄膜)中；提取和分离叶绿体中的色素，扩散最慢的是叶绿素b，颜色是黄绿色；酸雨破坏叶绿素后，色素吸收、传递、转化光能的作用减弱，导致光反应减弱，光反应的产物[H]、ATP、氧气进而减少；

(2)由表中对照组可知，在正常生长情况下，腊梅的叶绿素含量最高，木樨的叶绿素含量最低；横向分析可知，桃树、腊梅、木樨的叶绿素含量都随着pH值的降低而降低，而且受影响的程度越来越大；在桃树、腊梅、木樨中，pH含量降低对木樨的叶绿素含量降低的影响程度最小，对腊梅的影响程度最大。(3)部分生物死亡，从而导致生物多样性降低，营养结构变简单，生态系统自我调节能力下降，导致抵抗力稳定性下降。

答案(1)类囊体(薄膜) 黄绿[H]、ATP、氧气三碳化合物的还原

(2)①增大②pH含量降低对木樨的叶绿素含量降低的影响程度最小③在正常生长情况下，腊梅的叶绿素含量最高，木樨的叶绿素含量最低

(3)抵抗力部分生物死亡，生物多样性降低，营养结构变简单，生态系统自我调节能力下降，导致抵抗力稳定性下降。

6．解析(1)吸收光能的四种色素分布在类囊体薄膜上，一个个圆饼状的类囊体堆叠成基粒；绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂中，可以用无水乙醇(或丙酮)提取绿叶中的色素；绿叶中的溶解度高的色素随层析液在滤纸上扩散得快，层析后叶绿素a比叶绿素b扩散得更远说明叶绿素a在层析液中溶解度较大；由图甲可知，叶绿素含量随着遮光面积的增加而升高，因此植物是通过增加叶绿素含量来增加对弱光的适应能力。

(2)8：00到12：00气温升高呼吸速度增强，光照强度增加，但气孔导度相对稳定，由于受到CO2供应的限制，光合速率升高远不如呼吸速率升高的幅度大，光合速率与呼吸速率的差值减小，净光合速率降低。18：00时光合速率＝呼吸速率，既进行光合作用也进行呼吸作用，叶肉细胞中的线粒体和叶绿体都能产生ATP。

(3)突然去除遮光物，光反应加强，为暗反应提供更多的ATP和[H]，导致较多的C3被还原，C3含量减少。

答案(1)类囊体膜(或类囊体，基粒) 无水乙醇(或丙酮) 叶绿素a 增加叶绿素含量

(2)呼吸作用增强，光合速率与呼吸速率的差值减小线粒体、叶绿体

(3)减少

【一年模拟试题精练】

1．D [据图示分析可知：图中X、Y物质分别表示光合作用暗反应中的三碳化合物、有氧呼吸第一阶段的产物丙酮酸，A错误；有氧呼吸的第一阶段和第二阶段可以产生ATP，②三碳化合物还原过程需要消耗ATP，而二氧化碳固定过程不需要消耗ATP，B错误；①过程是有氧呼吸的第一阶段，发生在细胞质基质中，②过程是暗反应阶段，发生在叶绿体基质，C错误；光合作用的光反应中产生氧气，有氧呼吸的第三阶段消耗氧气，因此①②③④四个过程中既没有产生

2．C [光反应的场所在叶绿体类囊体膜上，A错误；③表示有氧呼吸，醋酸杆菌进行有氧呼吸的主要场所是细胞质基质，酵母菌进行有氧呼吸的主要场所是线粒体，B错误；ATP是生命活动所需能量的直接来源，C正确；①表示光反应，②表示暗反应，暗反应需要光反应提供的ATP和[H]，故黑暗中暗反应不能进行，D错误。] 3．D [光合作用分两大阶段，光反应和暗反应，光反应在基粒上进行，需要光照；暗反应进行时需要光反应提供[H]和ATP，需要基质中的C5和大气中的CO2的参与。D正确。]

4．解析(1)①叶绿体中类囊体膜所含的叶绿素含量低，导致光能吸收不足，使光反应产生的用于暗反应的NADPH 和ATP较少。

②由于气孔相对开放度数值较低，导致二氧化碳供应不足，从而使净光合速率较低。

③除上述因素外，叶面积数值较低，也可导致B叶片的净光合速率较低。

(2)净光合速率＝真正光合速率－呼吸速率，由于其呼吸作用(细胞呼吸、有氧呼吸)强于光合作用，故A叶片的净光合速率为负值。

(3)随着叶片的成熟，净光合速率增大，细胞溶胶中合成的蔗糖也随之增加。

答案(1)①类囊体膜NADPH和ATP ②气孔相对开放度数值较低③叶面积数值较低

(2)细胞呼吸强度(呼吸作用、需氧呼吸)大于光合作用强度(或只存在呼吸作用)

(3)细胞溶胶

5．解析(1)分析图解可知，图甲过程表示光合作用，在光反应阶段，水光解产生氧气和[H]，因此图中I为氧气，并且光合作用的光反应阶段发生在叶绿体类囊体的薄膜上；光合作用产生的氧气将应用于呼吸作用的第三阶段，即线粒体内膜上。

(2)植物细胞中液泡能够吸收水分，图2中细胞器a是液泡。物质④是葡萄糖在细胞质基质分解生成的丙酮酸和[H]。在光照充足的条件下，光合作用将大于呼吸作用，因此光合作用正常进行，所以会有二氧化碳的吸收和氧气的释放，即

c、d，同时呼吸作用照常进行，与叶绿体之间有气体交换会发生e、f。

(3)①植物制造的有机物为光合作用总量＝净光合作用速率＋呼吸作用速率，根据表格中数据可知，25 ℃时总光合速率＝3.7＋2.3＝6；30 ℃时总光合速率＝3.5＋3＝6.5，故温度在25～30 ℃间光合作用制造的有机物总量逐渐增加。

②假设呼吸速率不变，植物在30 ℃时，一昼夜中植物积累量为净量(可用CO2净量表示)，吸收的CO2净量＝3.5×14－3×10＝19 mg。

答案(1)O2(叶绿体)类囊体的薄膜第三线粒体内膜

(2)液泡丙酮酸、([H]) c、d、e、f、(b)

(3)①增加②19考点8 光合作用与细胞呼吸的关系

【两年高考真题演练】

1．B [本题考查光合作用和呼吸作用的相关知识，考查识图和分析能力。难度适中。黑暗条件下，叶肉细胞只进行呼吸作用，不进行光合作用，细胞吸收O2，释放CO2，故①增大、④减小，A正确；光补偿点是指光合速率与呼吸速率相等时的光照强度，当光强低于光补偿点时，光合速率小于呼吸速率，细胞吸收O2，释放CO2，故①增大、③减小，B 错误；当光强等于光补偿点时，光合速率等于呼吸速率，细胞不吸收O2，也不释放CO2，②、③保持不变，C正确；光饱和点是指光合速率达到最大时的最低光照强度，当光强等于光饱和点时，光合速率大于呼吸速率，细胞吸收CO2，释放O2，②减小、④增大，D正确。]

2．B [本题考查植物光合作用和呼吸作用的相关知识，考查知识的理解及运用能力，难度较大。由题意可知，植物进行光合作用，其中净光合速率不断下降，说明密闭容器中CO2的浓度逐渐下降，之后净光合速率降至为0且保持不变，说明CO2的浓度保持在一定水平不变，答案选B。]

3．解析本题考查呼吸作用相关知识，考查识图能力和判断能力，运用所学知识分析问题和解决问题的能力。难度适中。

(1)由图可知，与25 ℃相比，0.5 ℃条件下的CO2生成速率较低，主要原因是温度较低，导致酶的活性较低，呼吸速率较慢，所以其主要原因是：低温降低了细胞呼吸相关酶活性；随着果实储存时间的增加，密闭容器内的CO2浓度越来越高，抑制了果实的细胞呼吸，该实验还可以通过检测O2浓度变化来计算呼吸速率。

(2)根据单一变量原则，控制唯一变量而排除其他无关变量的干扰从而验证唯一变量的作用，所以，选取的果实成熟度还应一致；根据可重复性原则，同一处理在实验中出现的次数称为重复。重复的作用有二，一是降低实验误差，扩大实验的代表性；二是估计实验误差的大小，判断实验可靠程度，所以，每个温度条件下至少有3个平行重复实验。

答案(1) 低温降低了细胞呼吸相关酶活性CO2O2