必修1第二单元第13讲光合作用和细胞呼吸的综合课件--《高考快车道》2026版高三一轮总复习生物学（不定项）

(共91张PPT)
必修1　分子与细胞
第二单元　细胞代谢
第13讲　光合作用和细胞呼吸的综合
　说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量，这些能量在二氧化碳和水转变为糖与氧气的过程中，转换并存为糖分子中的化学能。
一、光合作用和细胞呼吸的过程及联系
考点1　光合作用和细胞呼吸过程中物质和能量的联系
1．物质名称(填空)：b．____，c．_____，d．_____，e．_______，f．____，g．_____，h．____。
O2
ATP
ADP
NADPH
C5
CO2
C3
2．生理过程及场所(填表)
序号 ① ② ③ ④ ⑤
生理 过程 ________ ________ 有氧呼吸 __________ 有氧呼吸 __________ 有氧呼吸
__________
场所 叶绿体 类囊体 的薄膜 叶绿体 ______ ___________ 线粒体 ______ 线粒体
______
光反应
暗反应
第一阶段
第二阶段
第三阶段
基质
细胞质基质
基质
内膜
二、光合作用和细胞呼吸的物质和能量转化关系
H2O
O2
CO2
(1)物质转化
(2)能量变化
光合作用与有氧呼吸中有关的NADPH、NADH、ATP的来源与去路
[深化拓展]
下图为绿色植物部分物质和能量转换过程的示意图，思考回答：
(1)过程①发生在________________________上，过程②发生在__________________中，过程③发生在________________________中。
(2)过程③与________(填“放能”或“吸能”)反应相联系，过程④与________(填“放能”或“吸能”)反应相联系。
(3)在植物的整个生长过程中，过程①产生ATP的量远大于过程③产生的ATP的量，请解释原因。
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
提示：(1)叶绿体的类囊体薄膜　叶绿体的基质　细胞质基质和线粒体
(2)放能　吸能
(3)植物在生长过程中，光合作用产生的ATP中的能量转移到有机物中，植物体中的有机物只有部分通过细胞呼吸氧化分解释放能量，且释放的能量也只有部分转移到ATP中
1．(2024·广东广州模拟)下图是绿色植物叶肉细胞中光合作用与有氧呼吸的过程及其关系图解，其中，A～D表示相关过程，a～e表示有关物质。据图判断，下列相关说法正确的是(　　)
光合作用和细胞呼吸的物质和能量联系
A．图中B、C、D过程可以在整个夜间进行
B．有氧呼吸和无氧呼吸共有的过程是D
C．图中a、c都是在细胞质基质中产生的
D．A、C、D过程产生的ATP用于生物体的各项生命活动
√
B　[图中A、B分别表示光反应阶段、暗反应阶段，C表示有氧呼吸的第二、三阶段，D表示有氧呼吸的第一阶段；a～e分别表示H2O、O2、CO2、NADPH和ATP。细胞有氧呼吸的各个阶段在有光和无光条件下都可进行，光合作用暗反应的进行需要光反应提供的NADPH和ATP，因此不能在整个夜间进行，A错误；葡萄糖氧化分解成丙酮酸是有氧呼吸和无氧呼吸共有的阶段，B正确；图中的H2O(a)在有氧呼吸第三阶段(场所是线粒体内膜)产生，CO2(c)在有氧呼吸第二阶段(场所是线粒体基质)产生，C错误；光反应阶段产生的ATP全部用于叶绿体内的生命活动，D错误。]
2．(2024·山东菏泽一模)下图是某绿藻适应水生环境、提高光合效率的机制图。光反应产生的物质X可进入线粒体促进ATP合成。下列叙述错误的是(　　)
A．可为图中生命活动提供ATP的生理过程有细胞呼吸和光合作用
B．图中的浓度大小为细胞外>细胞质基质>叶绿体
C．物质X为氧气，通过提高有氧呼吸水平促进进入细胞质基质
D．在水光解产生H＋的作用下，可提高叶绿体内CO2水平，利于暗反应进行
√
B　[细胞呼吸和光合作用能产生ATP，可为图中生命活动提供ATP，A正确；从细胞外进入细胞质基质为主动运输，从细胞质基质进入叶绿体为主动运输，主动运输的方向为逆浓度梯度的浓度大小为细胞外<细胞质基质<叶绿体，B错误；线粒体为有氧呼吸的主要场所，光反应产生的物质X(氧气)可进入线粒体促进ATP合成从细胞外进入细胞质基质，从细胞质基质进入叶绿体均为主动运输，通过提高有氧呼吸水平可促进进入细胞质基质，C正确；水光解产生H＋与结合会产生CO2，可提高叶绿体内CO2水平，CO2为暗反应原料，利于暗反应进行，D正确。]
一、真正(总)光合速率、表观(净)光合速率和细胞呼吸速率的关系
1．内在关系
(1)细胞呼吸速率：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CO2释放量或O2吸收量。
考点2　真正(总)光合速率和表观(净)光合速率的关系及其测定
(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CO2量或释放的O2量。
(3)真正(总)光合速率＝表观(净)光合速率＋细胞呼吸速率。
2．判定方法
(1)根据坐标曲线判定
①当光照强度为0时，若CO2吸收值为负值，则该值的绝对值代表细胞呼吸速率，该曲线代表表观(净)光合速率，如图甲。
②当光照强度为0时，光合速率也为0，该曲线代表真正(总)光合速率，如图乙。
(2)根据关键词判定
检测指标 细胞呼吸速率 表观(净)光 合速率 真正(总)
光合速率
CO2 释放量(黑暗) 吸收量(植物)、 减少量(环境) 利用量、固定
量、消耗量
O2 吸收量(黑暗)、 消耗量(黑暗) 释放量(植物)、 增加量(环境) 产生量、生成量、
制造量、合成量
检测指标 细胞呼吸速率 表观(净)光 合速率 真正(总)
光合速率
葡萄糖 消耗量(黑暗) 积累量、 增加量 产生量、生成量、
制造量、合成量
二、光合速率的测定方法
1．气体体积变化法——测定气体的变化量
注：装置内氧气充足，不考虑无氧呼吸。
(1)甲装置在黑暗条件下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，因此单位时间内红色液滴左移的距离表示植物的O2吸收速率，可代表有氧呼吸速率。
(2)乙装置在光照条件下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，因此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)总光合速率＝净光合速率＋有氧呼吸速率。
(4)物理误差的校正：为防止气压、温度等物理因素引起误差，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。
2．叶圆片称重法——测定单位时间、单位面积叶片中有机物生成量
(1)操作图示
(2)结果分析
①净光合速率＝(z－y)/2S(S为叶圆片面积，下同)。
②呼吸速率＝(x－y)/2S。
③总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率＝(x＋z－2y)/2S。
3．半叶法——测定光合作用有机物的制造量
(1)测定：将对称叶片的一部分(A)遮光，另一部分(B)不处理，并采用适当的方法(可先在叶柄基部用热水或热石蜡液烫伤)阻止物质转移。在适宜光照下照射6 h后，在A、B的对应部位截取同等面积的叶片，烘干称重，分别记为MA、MB。
(2)计算：设被截取部分初始干重为M。
①被截取部分的呼吸速率＝(M－MA)/6。
②被截取部分的净光合速率＝(MB－M)/6。
③被截取部分的总光合速率＝呼吸速率＋净光合速率＝(MB－MA)/6。
4．黑白瓶法——测水中溶氧量的变化
注：瓶中O2充足，不考虑无氧呼吸。
下图是生物学研究小组构建的两个数学模型，请思考回答问题。
(1)图1的B点、图2的B′C′段形成的原因：凌晨约2时～4时，温度降低，____________减弱，CO2释放量减少。
(2)图1的C点、图2的C′点：此时开始出现光照，____________启动。
(3)图1的D点、图2的D′点：此时光合作用强度________细胞呼吸强度。
(4)图1的E点、图2的F′G′段形成的原因：温度过高，部分气孔关闭，________供应不足，出现“光合午休”现象。
(5)图1的F点、图2的H′点：此时光合作用强度________细胞呼吸强度，之后光合作用强度小于细胞呼吸强度。
(6)图1的G点、图2的______点：此时光照强度降为0，光合作用停止。
(7)图2所示一昼夜密闭容器中植物______(填“能”或“不能”)正常生长，原因是______________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
提示：(1)细胞呼吸　(2)光合作用　(3)等于　(4)CO2　(5)等于　(6)I′　(7)能　J′点低于A′点，说明一昼夜密闭容器中CO2浓度减少，即总光合作用量大于总细胞呼吸量
1．(2024·河北保定期末)科研人员将两株长势相同的小麦幼苗放在两个密闭透明、大小相同的容器内，分别在黑暗和适宜光照条件下，定时(秒)测定密闭容器中的CO2含量(mg)，结果如表所示。下列叙述正确的是(　　)
总光合速率、净光合速率和呼吸速率的关系
√
A．给幼苗黑暗处理，线粒体利用葡萄糖氧化分解释放CO2
B．给幼苗光照处理50秒，该植物进行光合作用消耗4 mg CO2
C．将幼苗先黑暗处理100秒，再光照处理100秒，装置内CO2的量增加6 mg
D．将幼苗光照处理第150秒时幼苗光合作用强度小于呼吸作用强度
时间(秒) 条件　　　　 0 50 100 150
黑暗 340 347 354 361
光照 340 336 332 328
C　[给幼苗黑暗处理，幼苗只能进行细胞呼吸，线粒体是有氧呼吸的主要场所，进入线粒体中进行氧化分解的是丙酮酸，不是葡萄糖，A错误；给幼苗光照处理50秒，此时的呼吸消耗为347－340＝7 mg，光照条件下50秒内CO2的吸收量为340－336＝4 mg，则该植物进行光合作用消耗的CO2的量＝呼吸作用产生的CO2＋光合作用从外界吸收的CO2＝7＋4＝11 mg，B错误；将幼苗先黑暗处理100秒，再光照处理100秒，装置内CO2的量增加，该过程中CO2增加的量＝(354－340)－(340－332)＝6 mg，C正确；根据表格无法判断第150秒时幼苗光合作用强度小于呼吸作用强度，D错误。]
光合速率的测定
2．(2024·广东实验中学检测)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(　　)
√
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　[白瓶中24小时后的溶解氧是浮游植物总生产量与所有生物呼吸量的差值，A错误；黑瓶中生物只进行呼吸作用，所以瓶中呼吸消耗氧气量代表了湖水中所有生物的呼吸强度，消耗的氧气为10－3＝7 mg，B正确；a光照下，20小时后，瓶中溶解氧的含量还是10，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，24小时后瓶中溶解氧的含量还是10，即a光照下，瓶中生物光合作用释放氧气0 mg，D错误。]
3．为测定某植物的光合速率，某同学将该植物放入如图甲所示装置中，在光合作用最适温度下进行培养，然后测量不同时段密闭的透明玻璃罩内植物的O2释放速率，结果如图乙所示。下列说法不正确的是(　　)
√
A．若完全培养液中缺少镁元素，t1～t2时间段会延长
B．在t5时适当升高温度，植株光合速率将会进一步加快
C．在t4时向玻璃钟罩内适量补充CO2会加快植株的光反应速率
D．在t3～t4阶段，O2释放速率降低的主要原因是玻璃钟罩内CO2含量下降
B　[实验是在光合作用的最适温度下进行的，在t5时适当升高温度，植物光合速率会减慢。]
体验真题　感悟高考·有章可循
1．(2023·北京卷)在两种光照强度下，不同温度对某植物CO2吸收速率的影响如图。对此图理解错误的是(　　)
√
A．在低光强下，CO2吸收速率随叶温升高而下降的原因是呼吸速率上升
B．在高光强下，M点左侧CO2吸收速率升高与光合酶活性增强相关
C．在图中两个CP点处，植物均不能进行光合作用
D．图中M点处光合速率与呼吸速率的差值最大
C　[如图表示两种光照强度下，不同温度对某植物CO2吸收速率的影响，植物CO2吸收速率为净光合速率，图中两个CP点处，植物的净光合速率为0，植物的总光合速率和呼吸速率相等。]
2．(2024·全国新课标卷)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)太阳光中的可见光由不同颜色的光组成，其中高等植物光合作用利用的光主要是____________________，原因是________________ ___________________________________________________________________________________________________________________。
(2)光照t时间时，a组CO2浓度__________(填“大于”“小于”或“等于”)b组。
红光和蓝紫光
光合色素可分为叶绿素和类胡萝卜素，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光　
大于　
(3)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__________________ ___________________________________________________________。
(4)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”)。
b
密闭装置中不再增加时，光合速率等于呼吸速率，仅b组光合速率大于呼吸速率　
升高
[解析]　(1)光合色素可分为叶绿素和类胡萝卜素两大类，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，属于可见光。(2)植物会进行光合作用和呼吸作用，光合作用消耗CO2产生O2，呼吸作用消耗O2产生CO2。分析题图可知，光照t时间时，a组中的O2浓度小于b组，说明b组产生的O2更多，光合速率更大，消耗的CO2更多，即a组CO2浓度大于b组。(3)再延长光照时长，c、d组O2的浓度不再增加，说明此时受CO2的影响光合速率等于呼吸速率，由于温度保持恒定，所以a、b、c三组的呼吸速率都是一样的，a、c两组的光合速率都等于呼吸速率，说明a、c两组的光合速率都相等且都等于呼吸速率，而b组的由于光照较弱，消耗的CO2较少，所以t时光合速率仍然大于呼吸速率。(4)光照t时间后，c、d组O2浓度相同，即c、d组光合速率不再变化。将d组密闭装置打开，会增加CO2浓度，并以c组光照强度继续照光，其幼苗光合速率会升高。
1．(2024·广西适应性测试)在华南地区秋冬种植的白菜、油菜等蔬菜，引种到西北高原地区夏季种植，常会生长得更加旺盛，导致这种现象的原因不包括(　　)
A．光照时间长让植物有更多的光合作用时长
B．光照强度大使植物具有更高的光合作用速率
C．紫外线吸收增加使植物光合作用强度增大
D．昼夜温差更大有利于光合作用产物的积累
课时分层作业(十三)　光合作用和细胞呼吸的综合
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11
√
12
C　[西北高原地区夏季种植，光照时间长，植物有更多的光合作用时长，A不符合题意；西北高原地区夏季种植，光照强度大，植物具有更高的光合作用速率，B不符合题意；一般情况下，光合色素吸收的是可见光，而紫外线是不可见光，植物不吸收，C符合题意；西北高原地区夏季种植，昼夜温差大，白天温度高，光合作用强，夜间温度低，呼吸作用弱，有利于有机物的积累，D不符合题意。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11
12
2．(2023·湖北卷)高温是制约世界粮食安全的因素之一，高温往往使植物叶片变黄、变褐。研究发现平均气温每升高1 ℃，水稻、小麦等作物减产约3%～8%。关于高温下作物减产的原因，下列叙述错误的是(　　)
A．呼吸作用变强，消耗大量养分
B．光合作用强度减弱，有机物合成减少
C．蒸腾作用增强，植物易失水发生萎蔫
D．叶绿素降解，光反应生成的NADH和ATP减少
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11
√
12
D　[高温使呼吸酶的活性增强，呼吸作用变强，消耗大量养分，A正确；高温使气孔导度变小，光合作用强度减弱，有机物合成减少，B正确；高温使作物蒸腾作用增强，植物易失水发生萎蔫，C正确；高温使作物叶绿素降解，光反应生成的NADPH和ATP减少，D错误。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11
12
3．(2023·山东济南联考)如图为植物细胞代谢的部分过程简图，①～⑦为相关生理过程。下列有关叙述不正确的是(　　)
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11
12
A．若植物缺Mg，则首先会受到显著影响的是③
B．②的进行与⑤⑥密切相关
C．叶肉细胞中③发生在类囊体的薄膜上，④发生在叶绿体基质中
D．叶肉细胞③中O2的产生量等于⑥中O2的消耗量，则一昼夜该植物体内有机物的总量不变
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11
√
12
D　[叶肉细胞③中O2的产生量等于⑥中O2的消耗量，则叶肉细胞的净光合量为0，植物体中不含叶绿体的细胞的细胞呼吸要消耗有机物，夜间植物体的细胞也要消耗有机物，因此，一昼夜该植物体内有机物的总量会减少。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11
12
4．(2022·全国乙卷)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
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11
√
12
D　[在适宜且恒定的温度和光照条件下，密闭容器中的小麦会同时进行光合作用和呼吸作用，初期光合速率大于呼吸速率，导致容器内CO2含量逐渐降低；由于密闭容器内的CO2含量有限，随着光合作用的持续进行，CO2逐渐被消耗，其含量降低，进而光合作用强度减小；当CO2含量降低到一定水平时，小麦的光合速率和呼吸速率相等，此时净光合速率为0，容器内的CO2含量保持相对稳定。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11
12
5．(2024·湖北武汉调研)甲植物和乙植物的净光合速率随CO2浓度变化的曲线如图所示。下列叙述正确的是(　　)
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11
12
A．CO2浓度为200 μL/L时，限制两种植物光合速率的主要因素均为光照强度或温度
B．CO2浓度为400 μL/L时，甲、乙植物的光合速率相等
C．CO2浓度为500 μL/L时，甲植物水的光解能力强于乙
D．与甲植物相比，乙植物更适合在高CO2浓度条件下生存
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11
√
12
C　[甲植物在CO2浓度为200 μL/L时，光合作用强度还未达到饱和，所以限制因素主要是CO2浓度，A错误；CO2浓度为400 μL/L时，甲、乙植物的净光合速率相等，但由于呼吸速率不相等，所以光合速率(总光合速率)不相等，B错误；CO2浓度为500 μL/L时，甲植物的净光合作用速率大于乙，且甲植物的呼吸速率也大于乙，所以甲植物水的光解能力强于乙，C正确；甲植物在高CO2浓度情况下光合作用速率更高，所以甲植物更适合在高CO2浓度条件下生存，D错误。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
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11
12
6．(2023·湖南雅礼中学月考)科研人员发现了一株耐高温的拟南芥突变型植株(HT)。在适宜光照和一定的CO2浓度条件下，他们测定了HT植株和野生型植株(MT)在不同温度下的光合速率，结果如图所示。下列分析正确的是(　　)
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11
12
A．温度为5 ℃时，HT植株叶肉细胞内产生ATP的场所为叶绿体和线粒体
B．温度为5 ℃时，HT植株叶肉细胞的光合速率等于呼吸速率
C．温度为30 ℃时，MT植株的真正光合速率小于HT植株的真正光合速率
D．HT植株适应高温环境的原因可能是高温条件下与光合作用有关的酶的活性较高
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11
√
12
D　[据图分析，温度为5 ℃时，HT植株CO2的吸收速率为0，则此时光合速率＝呼吸速率，所以产生ATP的场所有叶绿体、线粒体和细胞质基质，A错误；温度为5 ℃时，HT植株CO2的吸收速率为0，则此时HT植株的光合速率＝呼吸速率，HT植株只有叶肉细胞进行光合作用，而进行呼吸作用的不只是叶肉细胞，还有根部等其他不能进行光合作用的细胞，所以对HT植株的叶肉细胞而言，其光合速率应大于呼吸速率，B错误；真正光合速率等于净光合速率与呼吸速率之和，由图可知，MT植株和HT植株在30 ℃时的净光合速率相等，但30 ℃时的呼吸速率未知，所以温度为30 ℃时，MT植株的真正光合速率不一定小于HT植株的真正光合速率，C错误；据图可知HT植株在较高温度下的净光合速率大于MT植株，说明HT植株能适应高温环境，其原因可能是高温条件下与光合作用有关的酶活性较高，D正确。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11
12
7．(2024·枣庄八中月考)在相同培养条件下，研究者测定了野生型拟南芥和气孔发育不良的突变体在不同光照强度下的CO2吸收速率，结果如图所示。下列相关叙述不正确的是(　　)
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11
12
A．无光照时突变体呼吸速率与野生型基本相同
B．野生型和突变体均在光强为P时开始进行光合作用
C．光照强度在750～1 250 μmol·m-2·s-1范围内，单位时间内突变体有机物的积累量小于野生型
D．光照强度为Q时，二者光合速率的差异可能是因为突变体的气孔小于野生型
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11
√
12
B　[由图可知，无光照时，两曲线合成一条曲线，表明无光照时突变体呼吸速率与野生型基本相同，A正确；P点是野生型和突变体光合作用强度和呼吸作用强度相等的点，B错误；光照强度在750～1 250 μmol·m-2·s-1范围内，单位时间内突变体吸收的CO2量小于野生型吸收的CO2量，因此有机物的积累量突变体小于野生型，C正确；由于突变体的气孔发育不良，结合图像所给信息，光照强度为Q时，野生型的光合强度比突变型的大，因此可能的原因是突变体的气孔小于野生型，造成突变体对外界CO2的吸收量不足，D正确。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11
12
8．(2024·广东四校联考)图1表示某植物光合作用和细胞呼吸过程示意图，图2为探究密闭装置中不同温度对该植物叶肉细胞光合速率和呼吸速率的影响。下列叙述正确的是(　　)
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11
12
A．图1中产生O2与消耗O2的场所分别为线粒体内膜、类囊体薄膜
B．图2温度为t2时，氧气的去向仅被线粒体利用
C．图2温度为t3时，叶肉细胞的实际光合速率为12.5 mg/h
D．图2温度为t4时，植物体光合速率等于呼吸速率
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
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11
√
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C　[图1中光合作用产生O2与呼吸作用消耗O2的场所分别为类囊体薄膜、线粒体内膜，A错误；图2温度为t2时，植物叶肉细胞光合速率大于呼吸速率，产生的氧气去向为被线粒体利用，也可能释放到外界环境中，B错误；光照下氧气产生量就是实际光合速率，t3温度下，叶肉细胞的实际光合速率为12.5 mg/h，C正确；t4温度条件下，叶肉细胞的光合速率等于呼吸速率，对于整个植物体而言，光合速率小于呼吸速率，D错误。]
题号
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9．(不定项)(2024·山东烟台一模)科研人员探究了不同光照强度下某植物光合作用、呼吸作用的变化规律，相关指标的检测结果如下表所示。下列说法正确的是(　　)
题号
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题号
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光照强 度/% 净光合速率/(μmol·m-2·s-1) 呼吸速率/(μmol·m-2·s-1) 叶绿素含量/(mg·g-1)
28.6 13.43 1.09 1.96
52.5 13.98 1.58 2.15
78.3 14.13 2.12 2.56
100 12.38 3.67 1.83
12
A．该植物可以通过降低呼吸速率来适应低光照强度环境
B．实验中该植物最大光合作用速率为16.05 μmol·m-2·s-1
C．若光照强度由78.3%降至52.5%，短时间内植物体内C3含量会下降
D．实验中低光照适应后该植物对光能的吸收能力会增强
题号
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√
√
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AD　[随着光照强度的下降，植物的呼吸速率下降，因此该植株可通过降低呼吸速率来适应低光照强度环境，A正确；光照强度为78.3%时，实验中该植物光合作用速率最大，为14.13＋2.12＝16.25 μmol·m-2·s-1，B错误；降低光照强度，光反应产物ATP和NADPH减少，C3的还原减弱，短时间内CO2固定速率不变，C3的含量会上升，C错误；实验中低光照叶绿素的含量比光照强度为100%时叶绿素含量有所增加，所以实验中低光照适应后该植物对光能的吸收能力会增强，D正确。]
题号
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10．(不定项)(2023·山东菏泽期末)为研究环境因素对某植物光合作用强度的影响，利用图甲实验装置若干组(密闭小室内的CO2充足，光照不影响温度变化)，在相同温度下进行一段时间后测量每个小室中的气体释放量，绘制曲线图乙。下列说法错误的是(　　)
题号
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A．该实验中植物释放的气体始终是O2
B．当距离小于a时，限制光合作用的主要因素是光照强度
C．当距离为c时，该植物叶肉细胞的光合速率大于呼吸速率
D．当距离由b突然变为d时，短时间内叶绿体中C5的含量增多
题号
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√
√
√
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ABD　[在光合速率大于呼吸速率时，植物释放的是O2，呼吸速率大于光合速率时，植物释放的是CO2，A错误；当距离小于a时，O2的释放量不再增加，限制光合作用的主要因素不是光照强度，B错误；当距离为c时，植物体的光合速率等于呼吸速率，叶肉细胞的光合速率大于呼吸速率，C正确；距离由b突然变为d，光照强度减弱，短时间内叶绿体中C5的含量减少，D错误。]
题号
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11．(11分)(2023·河北卷)拟南芥发育早期的叶肉细胞中，未成熟叶绿体发育所需ATP须借助其膜上的转运蛋白H由细胞质基质进入。发育到一定阶段，叶肉细胞H基因表达量下降，细胞质基质ATP向成熟叶绿体转运受阻。回答下列问题。
(1)未成熟叶绿体发育所需ATP主要在__________________________合成，经细胞质基质进入叶绿体。
(2)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__________________________中的化学能，这些化学能经__________________________阶段释放并转化为糖类中的化学能。
题号
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线粒体(或线粒体内膜)　
NADPH(或还原型辅酶Ⅱ)
暗反应(或卡尔文循环)(2分)
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(3)研究者通过转基因技术在叶绿体成熟的叶肉细胞中实现H基因过量表达，对转H基因和非转基因叶肉细胞进行黑暗处理，之后检测二者细胞质基质和叶绿体基质中ATP相对浓度，结果如图。相对于非转基因细胞，转基因细胞的细胞质基
质ATP浓度明显__________。据此推测，
H基因的过量表达造成细胞质基质ATP被
__________(填“叶绿体”或“线粒体”)
大量消耗，细胞有氧呼吸强度__________。
题号
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降低
叶绿体
升高
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(4)综合上述分析，叶肉细胞通过下调__________________________阻止细胞质基质ATP进入成熟的叶绿体，从而防止线粒体______________________________________，以保证光合产物可转运到其他细胞供能。
题号
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H基因表达(或H蛋白数量)(2分)
过多消耗光合产物(或有氧呼吸增强)(2分)
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[解析]　(1)由题干可知，拟南芥幼苗叶肉细胞的叶绿体仍在发育时，消耗的ATP主要来自自身线粒体。线粒体中能够大量合成ATP的化学反应在线粒体内膜上进行。(2)在植物光合作用的光反应阶段，光能被光合色素捕获后，转化为储存在ATP和NADPH中的化学能。在暗反应阶段ATP和NADPH中的化学能再进一步转化、固定到糖类等有机物中。(3)由图可知，叶绿体成熟的非转基因叶肉细胞中，细胞质基质ATP浓度远高于叶绿体基质。H基因过表达后，细胞质基质中ATP含量下降，且叶绿体基质中ATP含量未显著升高，表明叶绿体消耗了从细胞质基质中转入的ATP。推测，H基因过表达后，大量的ATP转运至叶绿体中被消耗，细胞需代偿性提高线粒体呼吸强度，以补充细胞质基质中的ATP。
题号
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(4)由题分析可知，ATP由细胞质基质向叶绿体转运过程中，H转运蛋白的数量是限制运输速率的一个主要因素。叶绿体成熟的叶肉细胞中H基因的表达下调，H转运蛋白的数量减少，进而ATP向叶绿体的流入被有效阻止，细胞质基质ATP可保持正常生理水平，从而避免了线粒体呼吸作用的额外增强、过多消耗光合产物，保证光合产物能被转运到其他细胞供能。
题号
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12．(10分)(2024·湖南大联考)蓝细菌旧名为蓝藻或蓝绿藻，是能进行产氧性光合作用的大型单细胞原核生物，细胞质中同时含有ATP、NADPH、NADH(呼吸过程中产生的[H])和丙酮酸等中间代谢物。请回答下列问题。
(1)蓝细菌光合作用与呼吸作用的控制中心为__________，光合作用与呼吸作用的场所与黑藻__________(填“相同”或“不同”)。
拟核
不同
题号
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(2)蓝细菌可通过D-乳酸脱氢酶(Ldh)，利用NADH将丙酮酸还原为D-乳酸这种重要的工业原料。研究者构建了大量表达外源Ldh基因的工程蓝细菌，以期提高D-乳酸产量，但结果并不理想。究其原因是_________________________________________________________
__________________________________________________________。
细胞质中的NADH被大量用于有氧呼吸作用产生ATP，无法为Ldh提供充足的NADH　
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(3)蓝细菌存在一种只产生ATP不参与水光解的光合作用途径。研究者构建了该途径被强化的工程菌K，以补充ATP产量，使更多NADH用于生成D-乳酸。测定初始蓝细菌、工程菌K细胞质中ATP、NADH和NADPH含量，结果如下表。
菌株 ATP NADH NADPH
初始蓝细菌 626 32 49
工程菌K 829 62 49
注：数据单位为pmol/OD730。
题号
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由表可知，与初始蓝细菌相比，工程菌K的ATP含量升高，且有氧呼吸第三阶段__________(填“被抑制”“被促进”或“不受影响”)，光反应中的水光解____________(填“被抑制”“被促进”或“不受影响”)。
被抑制
不受影响
题号
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[解析]　(1)蓝细菌的拟核含有遗传物质DNA，控制着蓝细菌的遗传和代谢。黑藻是真核生物，光合作用的主要场所是叶绿体，呼吸作用的主要场所是线粒体，蓝细菌是原核生物，细胞中没有叶绿体和线粒体，发生光合作用和呼吸作用的场所不相同。(2)蓝细菌可以进行光合作用产生氧气，产生的氧气会与NADH反应，消耗NADH，无法为Ldh提供充足的NADH。(3)与初始蓝细菌相比，构建的工程菌K中NADH含量升高，NADPH含量基本保持不变，所以有氧呼吸第三阶段被抑制，光反应中水光解不受影响。
谢 谢 ！