第14讲 光合作用与细胞呼吸的关系
复习目标 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1 光合作用与细胞呼吸的关系
A基础知识重点疑难
1.光合作用与细胞呼吸的关系
(1)光合作用与细胞呼吸的不同
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； 蓝细菌 、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： 细胞质基质、线粒体 ；无氧呼吸：细胞质基质(真核生物)
发生 条件 需在光下进行 有光、无光都能进行
物质 变化 CO2和H2O转化为糖类等有机物 分解有机物，产生CO2和H2O(或简单有机物)
能量 变化 光能转化为化学能储存在糖类等有机物中 有机物中的化学能→ ATP中的化学能、热能 (或不彻底氧化产物中的化学能、ATP中的化学能、热能)
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
(2)光合作用和有氧呼吸能量转化的联系
(3)光合作用和有氧呼吸元素转移的联系
C：CO2(CH2O)丙酮酸CO2
O：H2OO2H2O
H：H2OH＋NADPH(CH2O)[H]H2O
(4)光合作用和有氧呼吸过程联系
2.光合速率与呼吸速率
(1)光合作用和细胞呼吸综合曲线解读
笔记：高考时二者的综合考查常体现在：(1)名词辨析，如“光合速率”和“净光合速率”；(2)模型分析，包括“曲线图”“柱状图”；(3)实践应用，近年高考题的命题趋势
①绿色组织在黑暗条件下或非绿色组织中只进行呼吸作用，测得的数值为呼吸速率(A点)。
②绿色组织在有光条件下，光合作用与细胞呼吸同时进行，测得的数据为净光合速率。
③各点(段)的光合作用和呼吸作用分析
曲线对应点 细胞生理活动 ATP产生场所 植物组织外观表现
A点 只进行细胞呼吸，不进行光合作用 只有细胞质基质和线粒体 从外界吸收O2，向外界排出CO2
AB段 (不含 A、B 点) 呼吸速率＞ 光合速率 细胞质基质、线粒体、叶绿体 从外界吸收O2，向外界排出CO2
B点 光合速率＝ 呼吸速率 与外界不发生气体交换
B点 之后 光合速率＞ 呼吸速率 从外界吸收CO2，向外界释放O2，此时植物可更新空气
(2)判定方法
①据坐标曲线判定
a.当光照强度为0时，若CO2吸收值为负值，该值的绝对值代表呼吸速率，该曲线代表净光合速率，如图甲。
b.当光照强度为0时，光合速率也为0，该曲线代表真正光合速率，如图乙。
②根据关键词判定
总(真正) 光合速率 净光合速率 呼吸速率
“同化”“固定”或“消耗”的CO2量 “从环境(容器)中吸收”或“环境(容器)中减少”的CO2量 黑暗中释放的CO2量
“产生”或“制造”的O2量 “释放至环境(容器)中”或“环境(容器)中增加”的O2量 黑暗中吸收的O2量
“产生”“合成”或“制造”的有机物的量 “积累”“增加”或“净产生”的有机物的量 黑暗中消耗的有机物的量
提醒 (1)总(真正)光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。
(2)光合作用消耗的CO2量＝从环境中吸收的CO2量＋呼吸作用释放的CO2量。
(3)光合作用产生的O2量＝释放到环境中的O2量＋呼吸作用消耗的O2量。
(4)“叶绿体吸收”也表示总光合速率。
3.自然条件下(夏季)一昼夜植物CO2吸收量或释放量的变化曲线分析
(1)MN和PQ：夜晚植物只进行细胞呼吸；植物体内有机物的总量减少。
(2)N～P：光合作用与呼吸作用同时进行。
(3)NA和EP：清晨和傍晚光照较弱，光合作用强度小于细胞呼吸作用强度；植物体内有机物的总量减少，环境中CO2量增加，O2量减少。
(4)A点和E点：光合作用强度等于细胞呼吸作用强度，CO2的吸收和释放达到动态平衡；植物体内有机物的总量不变，环境中CO2量不变，O2量不变。
(5)A～E(不包括A、E点)：光合作用强度大于细胞呼吸作用强度；植物体内有机物的总量增加，环境中CO2量减少，O2量增加。
(6)B～D：叶片表皮气孔部分关闭，出现“光合午休”现象。
笔记：导致CO2供应不足，故而光合速率下降
(7)E点：光合作用产物的积累量最大。
(8)一昼夜有机物的积累量＝白天从外界吸收的CO2量－晚上呼吸作用释放的CO2量，即S2－(S1＋S3)。
4.在相对密闭①的环境中，一昼夜内CO2和O2含量的变化②曲线图的比较
项目 一昼夜内CO2含量的变化曲线图 一昼夜内O2含量的变化曲线图
图示
如果d点 低于a点 说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量增加 说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量减少
如果d点 高于a点 说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量减少 说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量增加
如果d点 与a点一 样高 说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量不变 说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量不变
b、c两点 表示此时刻光合作用速率与呼吸作用速率相等
ab段 表示黑暗条件下只进行呼吸作用，或光照较弱，光合作用速率小于呼吸作用速率
cd段 表示光照较弱，光合作用速率小于呼吸作用速率，或黑暗条件下只进行呼吸作用
bc段 光照较为适宜，光合作用速率大于呼吸作用速率
笔记：①关键词语 ②气体的变化取决于光合作用与呼吸作用，通常当二者相等时，气体含量不变；当光合作用大于呼吸作用时CO2含量下降，O2含量上升；当光合作用小于呼吸作用时，CO2含量上升，O2含量下降
5.光(CO2)补偿点与光(CO2)饱和点及其移动问题
笔记：光合条件若变好，补偿饱和两边跑；光合条件若变差，补偿饱和中间靠
(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)补偿点应右移，反之左移。
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，使光合速率增加时，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)通常，与阳生植物相比，阴生植物光(CO2)补偿点和饱和点都应向左移动。
B拆解真题情境推理
[情境推理]
1.(2024·全国甲卷节选)在自然条件下，某植物叶片光合速率和呼吸速率随温度变化的趋势如图所示。回答下列问题。
(1)该植物叶片在温度a和c时的光合速率相等，叶片有机物积累速率 (填“相等”或“不相等”)，原因是 。
提示：(1)不相等 温度a时植物叶片呼吸速率小于温度c时，即有机物消耗速率不相等
(2)在温度d时，该植物体的干重会减少，原因是 。
提示：(2)温度d时，叶片呼吸速率等于光合速率，但植物整体的呼吸速率大于光合速率，有机物被消耗
(3)通常情况下，为了最大程度地获得光合产物，农作物在温室栽培过程中，白天温室的温度应控制在 最大时的温度。
提示：(3)净光合速率
2.(2024·新课标卷节选)某同学将一种高等植物幼苗分为4组(a、b、c、d)，分别置于密闭装置中照光培养，a、b、c、d组的光照强度依次增大，实验过程中温度保持恒定。一段时间(t)后测定装置内O2浓度，结果如图所示，其中M为初始O2浓度，c、d组O2浓度相同。回答下列问题。
(1)光照t时间时，a组CO2浓度 (填“大于”“小于”或“等于”)b组。
提示：(1)大于
(2)若延长光照时间c、d组O2浓度不再增加，则光照t时间时a、b、c中光合速率最大的是 组，判断依据是 。
提示：(2)b 温度恒定，呼吸速率恒定，a组光合速率等于呼吸速率，延长光照时间c、d组O2浓度不再增加，说明光照t时，c、d组光合速率等于呼吸速率，此时，b组光合速率大于呼吸速率
(3)光照t时间后，将d组密闭装置打开，并以c组光照强度继续照光，其幼苗光合速率会 (填“升高”“降低”或“不变”)。
提示： (3)升高
3.(2021·全国乙卷)白天叶肉细胞产生ATP的场所有 。
提示：细胞质基质、线粒体、叶绿体(或类囊体薄膜)
4.(2020·海南卷节选)小组成员又将相同条件的C菜地的上方和四周用遮阳网全部覆盖，测得棚内温度比B菜地(不遮阳)高，一段时间后比较B、C两块菜地的蔬菜产量。与B菜地相比，C菜地蔬菜产量低，从光合作用和呼吸作用的原理分析，原因是 。
提示：用遮阳网全部覆盖后，照射到C菜地叶片的光照强度较弱，光合作用强度较低，合成的有机物较少；棚内通风不畅，温度升高，呼吸作用消耗的有机物增多。因此，蔬菜的有机物积累量减少，产量降低
C升华思维实战演练
光合作用与细胞呼吸的联系
1.(2025·广东广州模拟)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( A )
注：本题不考虑横坐标和纵坐标单位的具体表示形式。
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
解析：根据图示分析可知，d点以前就开始进行光合作用了，A错误；降低土壤中的Mg2＋浓度，则叶绿素合成不足，导致光合速率降低，因此一段时间后d点将向右移，B正确；提高大气中的CO2浓度，光合速率增强，因此e点将向右下移，C正确；曲线与纵坐标相交的点代表细胞呼吸强度，即该植物细胞呼吸消耗O2的相对速率是4，D正确。
剖析题眼 找答案：d点时该植物光合作用释放的氧气 等于 其有氧呼吸消耗的氧气，即在d点 前 就已开始进行光合作用，由以上可以推断A 错误 。
2.(2025·陕西西安中学模拟)将某种绿色植物的叶片，放在特定的实验装置中，研究其在10 ℃、20 ℃的温度条件下，分别置于5 klx、10 klx光照强度和黑暗条件下的光合作用强度和细胞呼吸强度，结果如图1、图2所示。据图所作的推测中，正确的是( A )
A.该叶片在20 ℃、10 klx的光照强度下，每小时光合作用产生的O2量是6 mg
B.该叶片在10 ℃、5 klx的光照强度下，每小时光合作用产生的O2量是3 mg
C.该叶片在5 klx光照强度下，10 ℃时积累的有机物比20 ℃时少
D.通过实验可知，叶片的净光合速率与温度和光照强度均成正比
解析：由题图分析可知，黑暗时单位时间内氧气吸收量代表呼吸速率，光照时单位时间内氧气释放量代表净光合速率，呼吸速率＋净光合速率＝总光合速率。该叶片在20 ℃、10 klx的光照强度下，平均每小时光合作用产生O2量为(10＋2)÷2＝6(mg)，A项正确；在10 ℃、5 klx的光照强度下平均每小时光合作用所产生的O2量是(6＋1)÷2＝3.5(mg)，B项错误；由图2可知，在5 klx光照强度下，10 ℃时积累的有机物(O2释放量)比20 ℃时的多，C项错误；仅凭题述中有限的温度和光照强度条件，无法判断叶片的净光合速率与温度和光照强度的关系，D项错误。
转换视角 找答案：积累的有机物指净光合作用，即对应本题图中的 氧气释放量 ，据图可知，10 ℃时积累的有机物比20 ℃时 多 ，由以上可以推断C 错误 。
3.(2025·广东广州一模)滴灌是干旱缺水地区最有效的节水灌溉方式。为制定珍稀中药龙脑香樟的施肥方案，研究者设置3个实验组(T1～T3，滴灌)和对照组(CK，传统施肥方式)，按下表中施肥量对龙脑香樟林中生长一致的个体施肥，培养一段时间后测得相关指标如下表。据表分析错误的是( C )
处 理 施肥量/ (mg/kg) 呼吸速率/ (μmol· m－2·s－1) 最大净光合速率/(μmol·m－2·s－1) 光补偿点/(μmol· m－2·s－1) 光饱和点/(μmol· m－2·s－1)
T1 35.0 2.74 13.74 84 1 340
T2 45.5 2.47 16.96 61 1 516
T3 56.0 2.32 15.33 61 1 494
CK 35.0 3.13 11.59 102 1 157
(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。)
A.光照强度为100 μmol·m－2·s－1时，实验组比对照组积累更多有机物
B.光照强度为1 600 μmol·m－2·s－1时，实验组的光合速率比对照组更高
C.实验结果不能说明滴灌能够提高水肥利用效率
D.各处理中T2的施肥方案最有利于龙脑香樟生长
解析：由表可知，当光照强度为100 μmol·m－2·s－1时，实验组都超过光补偿点，而对照组还未达到光补偿点，与对照组相比，实验组的净光合速率都大于对照组，说明实验组比对照组积累更多的有机物，A正确。由表可知，当光照强度为1 600 μmol·m－2·s－1时，各组都达到光饱和点，总光合速率＝呼吸速率＋净光合速率，实验组的光合速率都大于对照组，B正确。由表可知，当光照强度都达到光补偿点，与对照组相比，实验组的净光合速率都大于对照组，说明实验组比对照组积累更多的有机物。当各组光照强度都达到光的饱和点，实验组的光合速率都大于对照组，说明滴灌能提高水肥利用效率，C错误。由表可知，T2处理组的净光合速率最大，植物积累的有机物最多，最有利于龙脑香樟的生长，D正确。
@考点2 光合速率的测定方法
A基础知识重点疑难
1.“液滴移动法”——测定装置中O2的变化
项目 测定呼吸速率 测定净光合速率
测量装置
测量条件 黑暗，适宜温度 光照，适宜温度
测量原理 黑暗条件下绿色植物仅进行细胞呼吸，产生的CO2被NaOH溶液吸收，消耗O2导致液滴 左 移 当光照下绿色植物光合作用大于细胞呼吸时，O2释放导致液滴 右 移
测量指标 单位时间内液滴左移距离可表示细胞呼吸消耗O2的速率，即呼吸速率 单位时间内液滴右移距离可表示O2的释放速率，即净光合速率
笔记：呼吸速率和净光合速率是测出来的，实际光合速率是算出来的
提醒 (1)真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。
(2)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。
笔记：液滴移动法牢记：黑暗中移动对应耗氧，光下移动一般对应放氧
2.“黑白瓶法”——测溶氧量的变化
笔记：牢记：黑瓶——呼吸速率；白瓶——净光合速率
第1步 从某一水层取样，分成等量三份，一份直接测定溶氧量m0，另两份分别装入黑白两个玻璃瓶中
第2步 将黑白两瓶悬挂于原水深处，一段时间t后，分别测定黑白两瓶的溶氧量，记为m1和m2
计算 ①黑瓶不透光只进行细胞呼吸，呼吸速率(单位时间内O2消耗量)＝ ②白瓶透光，同时进行光合作用和细胞呼吸，净光合速率(单位时间内O2释放量)＝ ③总光合速率＝
提醒 (1)黑白瓶法常用于水生生态系统光合速率和呼吸速率的测定。
(2)在没有初始值m0时，可利用计算出真正光合速率。
3.“半叶法”——测定光合作用有机物的产生量
第1步 左右对称的同一叶片，一半遮光，一半照光，并设法阻止两部分之间的物质和能量转移
第2步 在主脉两侧对称选取A、B2个叶圆片，烘干称重，记为WA和WB
计算 ①ΔW＝WB－WA，表示该圆形叶片在t小时内光合作用制造有机物的量 ②总光合速率＝(S为该圆形叶的面积)
笔记：牢记：遮光——呼吸速率；照光——净光合速率。总光合作用量＝照光侧叶重 －遮光侧叶重
提醒 (1)本方法又叫半叶称重法，即测定单位时间、单位叶面积干物质的产生总量，常用于大田农作物光合速率的测定。
(2)本方法的要点是一半叶片遮光，另一半叶片照光，同时开始实验。
(3)可选择对称于主脉的多组叶圆片，烘干称重，分别求出WA和WB的平均值，以减少实验误差。
B升华思维实战演练
光合速率测定方法
1.(2025·河北保定三模)测定某一新鲜叶片新陈代谢速率的相关装置如图所示，图中缓冲液用于调节CO2的量，以模拟空气中CO2的浓度。下列相关叙述错误的是( D )
A.设置恒温水槽可避免外界环境温度的影响
B.若只用18O标记小室外水槽中的水，则不能够检测到18O2
C.光照强度为零时，能测出呼吸速率
D.通过该装置不能得出叶片的总光合速率
解析：由于设置了恒温水槽，因此实验结果不受外界环境温度变化的影响，A正确；小室外水槽中的水没有参与光合作用，B正确；光照条件下通过活塞向右移动的刻度值可测出净光合速率，当光照强度为零时可以测出呼吸速率，因此通过该装置能够计算出总光合速率，C正确，D错误。
解题方法
测定呼吸速率的装置的变式
2.(2025·湖南常德高三调研)“半叶法”测定光合速率时，将对称叶片的一部分(A)遮光，另一部分(B)不做处理，设法阻止两部分之间的联系。光照6小时，在A、B截取等面积的叶片，烘干称重，分别记为a、b，光照前截取同等面积的叶片烘干称重的数据为m0，下列说法错误的是( A )
A.若m0－a＝b－m0，则表明该实验条件下叶片的光合速率等于呼吸速率
B.本实验需阻止叶片光合产物向外运输，同时不影响水和无机盐的输送
C.忽略水和无机盐的影响，A部分叶片可在给B光照时剪下，进行等时长的暗处理
D.选择叶片时需注意叶龄、着生节位、叶片的对称性及受光条件的一致性
解析：A遮光，只进行细胞呼吸，故m0－a代表细胞呼吸消耗；B不做处理，进行光合作用和细胞呼吸，b－m0代表净光合作用积累，若m0－a＝b－m0，即净光合速率等于呼吸速率，则表明该实验条件下叶片的光合速率大于呼吸速率，A错误。
3.(2025·江苏扬州高三阶段练习)用某种绿色植物轮藻的大小相似叶片分组进行光合作用实验，已知叶片实验前质量相等，在不同温度下分别暗处理1 h，测其质量变化，立即光照1 h(光照强度相同)，再测其质量变化。得到如下结果：
组别 一 二 三 四
温度(℃) 27 28 29 30
暗处理后质 量变化(mg) －2 －3 －4 －1
光照后与暗处理 前质量变化(mg) ＋3 ＋3 ＋3 ＋2
据表分析，以下说法错误的是( B )
A.29 ℃时轮藻呼吸酶的活性高于其他3组
B.光照时，第一、二、三组轮藻释放的氧气量相等
C.光照时，第四组轮藻光合作用强度大于细胞呼吸强度
D.光照时，第三组轮藻制造的有机物总量为11 mg
解析：第一组的净光合速率为2＋3＝5 mg·h－1，第二组的净光合速率为3＋3＝6 mg·h－1，第三组的净光合速率为4＋3＝7 mg·h－1，因此这三组在光下的净光合速率是不同的，氧气的释放量不相等，B错误。
分步推理 找答案：呼吸酶活性差别导致呼吸作用分解有机物出现差别，据表可知暗处理后质量变化最大的是第 三 组，对应 29 ℃，由以上可以推断A 正确 。
4.(2025·广东实验中学期中)黑白瓶法可用于研究赛里木湖中浮游植物生产量，所用白瓶完全透光，黑瓶不透光。用若干个黑白瓶，装入某湖泊一定水层的1 L湖水后密闭，进行实验测试，结果如图所示。下列相关说法正确的是( B )
A.a光照强度下白瓶24小时后的溶解氧为浮游植物的总生产量
B.瓶中生物24小时呼吸消耗氧气量为7 mg
C.a光照下不能满足瓶中生物对氧气所需量
D.a光照下白瓶中生物光合作用释放氧气7 mg
解析：白瓶中24小时后的溶解氧代表原初溶解氧＋光合生产量－呼吸消耗量，A错误；黑瓶中生物只进行呼吸作用，所以瓶中生物24小时呼吸消耗氧气量为10－3＝7 mg，B正确；a光照下，瓶中生物24小时后溶解氧的含量还是10 mg，说明净光合作用等于0，即a光照下，刚好满足瓶中生物对氧气所需量，C错误；a光照下，瓶中生物24小时后溶解氧的含量还是10 mg，说明净光合作用等于0，即a光照下，瓶中生物光合作用释放氧气0 mg，D错误。
转换视角 找答案：瓶中生物24小时呼吸消耗氧气量即 原初溶解氧 减去24 小时后的溶解氧，即10－3＝7 mg，由以上可以推断B 正确 。
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第二单元 细胞的能量供应和利用
第14讲 光合作用与细胞呼吸的关系
复习目标 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1 光合作用与细胞呼吸的关系
A基础知识重点疑难
1. 光合作用与细胞呼吸的关系
(1)光合作用与细胞呼吸的不同
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； 蓝细 菌 、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： 细胞质基质、线粒体 ； 无氧呼吸：细胞质基质(真核生物)
蓝细
菌
细胞质基质、线粒体
发生
条件 需在光下进行 有光、无光都能进行
物质
变化 CO2和H2O转化为糖类等有机物 分解有机物，产生CO2和H2O(或简单有 机物)
能量
变化 光能转化为化学能储存在糖类等 有机物中 有机物中的化学能→ ATP中的化学 能、热能 (或不彻底氧化产物中的化 学能、ATP中的化学能、热能)
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
ATP中的化学
能、热能
(2)光合作用和有氧呼吸能量转化的联系
(3)光合作用和有氧呼吸元素转移的联系
C：CO2(CH2O) 丙酮酸 CO2
O：H2OO2 H2O
H：H2OH＋ NADPH (CH2O) [H] H2O
(4)光合作用和有氧呼吸过程联系
2. 光合速率与呼吸速率
(1)光合作用和细胞呼吸综合曲线解读
笔记：高考时二者的综合考查常体现在：(1)名词辨析，如“光合速率”和“净光 合速率”；(2)模型分析，包括“曲线图”“柱状图”；(3)实践应用，近年高考 题的命题趋势
①绿色组织在黑暗条件下或非绿色组织中只进行呼吸作用，测得的数值为呼吸速率(A 点)。
②绿色组织在有光条件下，光合作用与细胞呼吸同时进行，测得的数据为净光合 速率。
③各点(段)的光合作用和呼吸作用分析
曲线对应点 细胞生理活动 ATP产生场所 植物组织外观表现
A点 只进行细胞呼吸， 不进行光合作用 只有细胞质基质和 线粒体
从外界吸收O2，向外界排出 CO2
曲线对应点 细胞生理活动 ATP产生场所 植物组织外观表现
AB段(不含
A、B点) 呼吸速率＞
光合速率 细胞质基质、线粒 体、叶绿体
从外界吸收O2，向外界排出 CO2
B点 光合速率＝
呼吸速率
与外界不发生气体交换
曲线对应点 细胞生理活动 ATP产生场所 植物组织外观表现
B点
之后 光合速率＞
呼吸速率 细胞质基质、线粒 体、叶绿体
从外界吸收CO2，向外界释 放O2，此时植物可更新空气
(2)判定方法
①据坐标曲线判定
a.当光照强度为0时，若CO2吸收值为负值，该值的绝对值代表呼吸速率，该曲线代表 净光合速率，如图甲。
b.当光照强度为0时，光合速率也为0，该曲线代表真正光合速率，如图乙。
②根据关键词判定
总(真正)光合速率 净光合速率 呼吸速率
“同化”“固定”或“消 耗”的CO2量 “从环境(容器)中吸收”或“环境(容 器)中减少”的CO2量 黑暗中释放的CO2 量
“产生”或“制造”的O2 量 “释放至环境(容器)中”或“环境(容 器)中增加”的O2量 黑暗中吸收的O2量
“产生”“合成”或“制 造”的有机物的量 “积累”“增加”或“净产生”的有 机物的量 黑暗中消耗的有机 物的量
提醒 (1)总(真正)光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。
(2)光合作用消耗的CO2量＝从环境中吸收的CO2量＋呼吸作用释放的CO2量。
(3)光合作用产生的O2量＝释放到环境中的O2量＋呼吸作用消耗的O2量。
(4)“叶绿体吸收”也表示总光合速率。
3. 自然条件下(夏季)一昼夜植物CO2吸收量或释放量的变化曲线分析
(1)MN和PQ：夜晚植物只进行细胞呼吸；植物体内有机物的总量减少。
(2)N～P：光合作用与呼吸作用同时进行。
(3)NA和EP：清晨和傍晚光照较弱，光合作用强度小于细胞呼吸作用强度；植物体内 有机物的总量减少，环境中CO2量增加，O2量减少。
(4)A点和E点：光合作用强度等于细胞呼吸作用强度，CO2的吸收和释放达到动态平 衡；植物体内有机物的总量不变，环境中CO2量不变，O2量不变。
(5)A～E(不包括A、E点)：光合作用强度大于细胞呼吸作用强度；植物体内有机物的总 量增加，环境中CO2量减少，O2量增加。
(6)B～D：叶片表皮气孔部分关闭，出现“光合午休”现象。
笔记：导致CO2供应不足，故而光合速率下降
(7)E点：光合作用产物的积累量最大。
(8)一昼夜有机物的积累量＝白天从外界吸收的CO2量－晚上呼吸作用释放的CO2量， 即S2－(S1＋S3)。
4. 在相对密闭①的环境中，一昼夜内CO2和O2含量的变化②曲线图的比较
项目 一昼夜内CO2含量的变化曲 线图 一昼夜内O2含量的变化曲线图
图示
如果d点
低于a点 说明经过一昼夜，植物体内 的有机物总量增加 说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量 减少
如果d点
高于a点 说明经过一昼夜，植物体内 的有机物总量减少 说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量 增加
如果d点与a点一样高 说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量不变 说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量不变
b、c两点 表示此时刻光合作用速率与呼吸作用速率相等 b、c两点
ab段 表示黑暗条件下只进行呼吸作用，或光照较弱，光合作用速率小于呼吸作用速率 ab段
cd段 表示光照较弱，光合作用速率小于呼吸作用速率，或黑暗条件下只进行呼吸作用 cd段
bc段 光照较为适宜，光合作用速率大于呼吸作用速率 bc段
笔记：①关键词语 ②气体的变化取决于光合作用与呼吸作用，通常当二者相等时， 气体含量不变；当光合作用大于呼吸作用时CO2含量下降，O2含量上升；当光合作用 小于呼吸作用时，CO2含量上升，O2含量下降
5. 光(CO2)补偿点与光(CO2)饱和点及其移动问题
笔记：光合条件若变好，补偿饱和两边跑；
光合条件若变差，补偿饱和中间靠
(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)补偿点应右移，反之左移。
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，使光合速率增加时，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)通常，与阳生植物相比，阴生植物光(CO2)补偿点和饱和点都应向左移动。
B拆解真题情境推理
[情境推理]
1. (2024·全国甲卷节选)在自然条件下，某植物叶片光合速率和呼吸速率随温度变化的 趋势如图所示。回答下列问题。
(1)该植物叶片在温度a和c时的光合速率相等，叶片有机物积累速率 (填“相等” 或“不相等”)，原因是 。
提示：(1)不相等 温度a时植物叶片呼吸速率小于温度c时，即有机物消耗速率不 相等
(2)在温度d时，该植物体的干重会减少，原因是 。
提示：(2)温度d时，叶片呼吸速率等于光合速率，但植物整体的呼吸速率大于光合速 率，有机物被消耗
(3)通常情况下，为了最大程度地获得光合产物，农作物在温室栽培过程中，白天温室 的温度应控制在 最大时的温度。
提示：(3)净光合速率
2. (2024·新课标卷节选)某同学将一种高等植物幼苗分为4组(a、b、c、d)，分别置于密 闭装置中照光培养，a、b、c、d组的光照强度依次增大，实验过程中温度保持恒定。 一段时间(t)后测定装置内O2浓度，结果如图所示，其中M为初始O2浓度，c、d组O2浓 度相同。回答下列问题。
(1)光照t时间时，a组CO2浓度 (填“大于”“小于”或“等于”)b组。
提示：(1)大于
(2)若延长光照时间c、d组O2浓度不再增加，则光照t时间时a、b、c中光合速率最大的 是 组，判断依据是 。
提示：(2)b 温度恒定，呼吸速率恒定，a组光合速率等于呼吸速率，延长光照时间 c、d组O2浓度不再增加，说明光照t时，c、d组光合速率等于呼吸速率，此时，b组光 合速率大于呼吸速率
(3)光照t时间后，将d组密闭装置打开，并以c组光照强度继续照光，其幼苗光合速率 会 (填“升高”“降低”或“不变”)。
提示： (3)升高
3. (2021·全国乙卷)白天叶肉细胞产生ATP的场所有 。
提示：细胞质基质、线粒体、叶绿体(或类囊体薄膜)
4. (2020·海南卷节选)小组成员又将相同条件的C菜地的上方和四周用遮阳网全部覆 盖，测得棚内温度比B菜地(不遮阳)高，一段时间后比较B、C两块菜地的蔬菜产量。 与B菜地相比，C菜地蔬菜产量低，从光合作用和呼吸作用的原理分析，原因 是 。
提示：用遮阳网全部覆盖后，照射到C菜地叶片的光照强度较弱，光合作用强度较 低，合成的有机物较少；棚内通风不畅，温度升高，呼吸作用消耗的有机物增多。因 此，蔬菜的有机物积累量减少，产量降低
C升华思维实战演练
光合作用与细胞呼吸的联系
注：本题不考虑横坐标和纵坐
标单位的具体表示形式。
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
A
解析：根据图示分析可知，d点以前就开始进行光合作用了，A错误；降低土壤中 的Mg2＋浓度，则叶绿素合成不足，导致光合速率降低，因此一段时间后d点将向 右移，B正确；提高大气中的CO2浓度，光合速率增强，因此e点将向右下移，C 正确；曲线与纵坐标相交的点代表细胞呼吸强度，即该植物细胞呼吸消耗O2的相 对速率是4，D正确。
等于
前
错误
A. 该叶片在20 ℃、10 klx的光照强度下，每小时光合作用产生的O2量是6 mg
B. 该叶片在10 ℃、5 klx的光照强度下，每小时光合作用产生的O2量是3 mg
C. 该叶片在5 klx光照强度下，10 ℃时积累的有机物比20 ℃时少
D. 通过实验可知，叶片的净光合速率与温度和光照强度均成正比
A
解析：由题图分析可知，黑暗时单位时间内氧气吸收量代表呼吸速率，光照时单位时 间内氧气释放量代表净光合速率，呼吸速率＋净光合速率＝总光合速率。该叶片在20 ℃、10 klx的光照强度下，平均每小时光合作用产生O2量为(10＋2)÷2＝6(mg)，A项 正确；在10 ℃、5 klx的光照强度下平均每小时光合作用所产生的O2量是(6＋1)÷2＝ 3.5(mg)，B项错误；由图2可知，在5 klx光照强度下，10 ℃时积累的有机物(O2释放 量)比20 ℃时的多，C项错误；仅凭题述中有限的温度和光照强度条件，无法判断叶片 的净光合速率与温度和光照强度的关系，D项错误。
氧气释放量
多
错误
C
处理 施肥量/
(mg/kg) 呼吸速率/
(μmol·m－2·s－1) 最大净光合速率 /(μmol·m－2·s－1) 光补偿点/(μmol·
m－2·s－1) 光饱和点/(μmol·m－2·s－1)
T1 35.0 2.74 13.74 84 1 340
T2 45.5 2.47 16.96 61 1 516
T3 56.0 2.32 15.33 61 1 494
CK 35.0 3.13 11.59 102 1 157
(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。)
A. 光照强度为100 μmol·m－2·s－1时，实验组比对照组积累更多有机物
B. 光照强度为1 600 μmol·m－2·s－1时，实验组的光合速率比对照组更高
C. 实验结果不能说明滴灌能够提高水肥利用效率
D. 各处理中T2的施肥方案最有利于龙脑香樟生长
解析：由表可知，当光照强度为100 μmol·m－2·s－1时，实验组都超过光补偿点，而对 照组还未达到光补偿点，与对照组相比，实验组的净光合速率都大于对照组，说明实 验组比对照组积累更多的有机物，A正确。由表可知，当光照强度为1 600 μmol·m－2·s －1时，各组都达到光饱和点，总光合速率＝呼吸速率＋净光合速率，实验组的光合速 率都大于对照组，B正确。由表可知，当光照强度都达到光补偿点，与对照组相比， 实验组的净光合速率都大于对照组，说明实验组比对照组积累更多的有机物。当各组 光照强度都达到光的饱和点，实验组的光合速率都大于对照组，说明滴灌能提高水肥 利用效率，C错误。由表可知，T2处理组的净光合速率最大，植物积累的有机物最 多，最有利于龙脑香樟的生长，D正确。
考点2 光合速率的测定方法
A基础知识重点疑难
1. “液滴移动法”——测定装置中O2的变化
项目 测定呼吸速率 测定净光合速率
测量装置
测量条件 黑暗，适宜温度 光照，适宜温度
项目 测定呼吸速率 测定净光合速率
测量原理 黑暗条件下绿色植物仅进行细 胞呼吸，产生的CO2被NaOH 溶液吸收，消耗O2导致液 滴 左 移 当光照下绿色植物光合作用大于细胞呼吸 时，O2释放导致液滴 右 移
测量指标 单位时间内液滴左移距离可表 示细胞呼吸消耗O2的速率，即 呼吸速率 单位时间内液滴右移距离可表示O2的释 放速率，即净光合速率
左
右
笔记：呼吸速率和净光合速率是测出来的，实际光合速率是算出来的
提醒 (1)真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。
(2)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。
笔记：液滴移动法牢记：黑暗中移动对应耗氧，光下移动一般对应放氧
2. “黑白瓶法”——测溶氧量的变化
笔记：牢记：黑瓶——呼吸速率；白瓶——净光合速率
第1步 从某一水层取样，分成等量三份，一份直接测定溶氧量m0，另两份分别装入 黑白两个玻璃瓶中
第2步 将黑白两瓶悬挂于原水深处，一段时间t后，分别测定黑白两瓶的溶氧量， 记为m1和m2
计算
提醒 (1)黑白瓶法常用于水生生态系统光合速率和呼吸速率的测定。
3. “半叶法”——测定光合作用有机物的产生量
第1步 左右对称的同一叶片，一半遮光，一半照光，并设法阻止两部分之 间的物质和能量转移
第2步 在主脉两侧对称选取A、B2个叶圆片，烘干称重，记为WA和WB
计算
笔记：牢记：遮光——呼吸速率；照光——净光合速率。总光合作用量＝照光侧叶重 －遮光侧叶重
提醒 (1)本方法又叫半叶称重法，即测定单位时间、单位叶面积干物质的产生总量， 常用于大田农作物光合速率的测定。
(2)本方法的要点是一半叶片遮光，另一半叶片照光，同时开始实验。
(3)可选择对称于主脉的多组叶圆片，烘干称重，分别求出WA和WB的平均值，以减少 实验误差。
B升华思维实战演练
光合速率测定方法
A. 设置恒温水槽可避免外界环境温度的影响
B. 若只用18O标记小室外水槽中的水，则不能够检测到18O2
C. 光照强度为零时，能测出呼吸速率
D. 通过该装置不能得出叶片的总光合速率
D
解析：由于设置了恒温水槽，因此实验结果不受外界环境温度变化的影响，A正确； 小室外水槽中的水没有参与光合作用，B正确；光照条件下通过活塞向右移动的刻度 值可测出净光合速率，当光照强度为零时可以测出呼吸速率，因此通过该装置能够计 算出总光合速率，C正确，D错误。
解题方法
测定呼吸速率的装置的变式
A. 若m0－a＝b－m0，则表明该实验条件下叶片的光合速率等于呼吸速率
B. 本实验需阻止叶片光合产物向外运输，同时不影响水和无机盐的输送
C. 忽略水和无机盐的影响，A部分叶片可在给B光照时剪下，进行等时长的暗处理
D. 选择叶片时需注意叶龄、着生节位、叶片的对称性及受光条件的一致性
解析：A遮光，只进行细胞呼吸，故m0－a代表细胞呼吸消耗；B不做处理，进行光合 作用和细胞呼吸，b－m0代表净光合作用积累，若m0－a＝b－m0，即净光合速率等 于呼吸速率，则表明该实验条件下叶片的光合速率大于呼吸速率，A错误。
A
3. (2025·江苏扬州高三阶段练习)用某种绿色植物轮藻的大小相似叶片分组进行光合作 用实验，已知叶片实验前质量相等，在不同温度下分别暗处理1 h，测其质量变化，立 即光照1 h(光照强度相同)，再测其质量变化。得到如下结果：
组别 一 二 三 四
温度(℃) 27 28 29 30
暗处理后质量变化(mg) －2 －3 －4 －1
光照后与暗处理前质量变化(mg) ＋3 ＋3 ＋3 ＋2
B
A. 29 ℃时轮藻呼吸酶的活性高于其他3组
B. 光照时，第一、二、三组轮藻释放的氧气量相等
C. 光照时，第四组轮藻光合作用强度大于细胞呼吸强度
D. 光照时，第三组轮藻制造的有机物总量为11 mg
解析：第一组的净光合速率为2＋3＝5 mg·h－1，第二组的净光合速率为3＋3＝6 mg·h－ 1，第三组的净光合速率为4＋3＝7 mg·h－1，因此这三组在光下的净光合速率是不同 的，氧气的释放量不相等，B错误。
三
29
正确
A. a光照强度下白瓶24小时后的溶解氧为浮游植物的总生产量
B. 瓶中生物24小时呼吸消耗氧气量为7 mg
C. a光照下不能满足瓶中生物对氧气所需量
D. a光照下白瓶中生物光合作用释放氧气7 mg
B
解析：白瓶中24小时后的溶解氧代表原初溶解氧＋光合生产量－呼吸消耗量，A错 误；黑瓶中生物只进行呼吸作用，所以瓶中生物24小时呼吸消耗氧气量为10－3＝7 mg，B正确；a光照下，瓶中生物24小时后溶解氧的含量还是10 mg，说明净光合作用 等于0，即a光照下，刚好满足瓶中生物对氧气所需量，C错误；a光照下，瓶中生物24 小时后溶解氧的含量还是10 mg，说明净光合作用等于0，即a光照下，瓶中生物光合作 用释放氧气0 mg，D错误。
原初溶解氧
正确
