拓展性微专题（二） 光合作用与细胞呼吸的关系、曲线模型及相关实验设计
题型一 光合作用与细胞呼吸的联系
①CO2；②O2；③H2O；④ATP；⑤ADP＋Pi；⑥NADP＋；⑦五碳糖；⑧三碳酸；⑨三碳糖合成葡萄糖等其他有机物；⑩丙酮酸； [H]。
1.绿色植物光合作用与细胞呼吸两个生理过程同时发生在叶肉细胞中，与这两个生理过程相关的细胞器都具有双层膜。
2.物质方面
（1）C：CO2C6H12O6C3H4O3CO2
（2）O：H2OO2H2O
（3）H：H2ONADPHC6H12O6[H]H2O
3.能量方面
光能ATP＋NADPH中的化学能有机物中的化学能
【典例1】 （2024·浙江绍兴高一月考）如图为绿色植物某细胞内发生的两个生理过程。下列叙述正确的是（ ）
A.①过程产生的能量大部分用于合成 ATP
B.整株植物光合速率等于呼吸速率时，该细胞内①②过程的强度也相等
C.①过程发生在线粒体内膜上，②过程发生在叶绿体内膜上
D.氧气充足时，能进行②过程的细胞也能进行①过程
【典例2】 如图表示绿色植物体内某些代谢过程中物质变化的示意图，①②③分别表示不同的代谢过程。下列叙述正确的是（ ）
A.①中H2O参与第二阶段的反应，产生于第三阶段，测定叶片①的强度需要将装置放在黑暗中
B.②中产生的O2用于①的第二阶段，生成CO2，释放出少量能量
C.③发生在叶绿体的光合膜上，一定要在黑暗中才可以进行
D.X代表的物质在叶绿体中的移动方向为从叶绿体基质移向叶绿体的光合膜
题型二 光合作用与呼吸作用的“三率”分析
1.“三率”之间的关系
2.植物“三率”的判定
（1）根据坐标曲线判定：当光强度为0时，若CO2吸收量为负值，该值绝对值代表呼吸速率，该曲线代表表观光合速率；当光强度为0时，若CO2吸收量为0，该曲线代表真正光合速率。
①曲线判断：如图曲线代表表观光合速率与光强度的关系。
②曲线分析
项目 曲线 点、段 进行的生 理过程 气体转 移情况 对应的生理 状态模型
A点 只进行细胞呼吸 吸收O2、释放CO2
AB段 细胞呼吸、光合作用同时进行且呼吸速率＞光合速率 吸收O2、释放CO2
B点 细胞呼吸、光合作用同时进行且呼吸速率＝光合速率 不与外界进行气体交换
B点 以后 细胞呼吸、光合作用同时进行且呼吸速率＜光合速率 吸收CO2、释放O2
【典例3】 （2024·浙江绍兴高一期末）如图表示某植物在室温25 ℃、不同光强度下CO2吸收速率的变化。据图判断错误的是（ ）
A.a点时只进行呼吸作用不进行光合作用
B.b点时只进行光合作用不进行呼吸作用
C.c点时有一些细胞只进行呼吸作用不进行光合作用
D.c点时光合作用速率不再随光强度增大而增大
【典例4】 （2024·浙江宁波余姚中学高一期中）下图表示夏季时某植物体在不同程度遮光条件下净光合速率的部分日变化曲线，据图分析有关叙述正确的是（ ）
A.一天中30％的适当遮光均会显著增强净光合速率
B.a～b段大部分叶表皮细胞能产生ATP的场所只有细胞溶胶和线粒体
C.M点时该植物体内叶肉细胞消耗的二氧化碳量等于该细胞呼吸产生的二氧化碳量
D.该植物c点和d点有机物含量相同
题型三 “三率”测定的方法
1.液滴移动法——定量测定光合作用释放O2速率和细胞呼吸消耗O2速率
小提醒：①可根据“真正光合速率＝表观光合速率＋呼吸速率”求出真正光合速率。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。
2.黑白瓶法——定量测定光合作用释放O2的速率和细胞呼吸消耗O2的速率
小提醒：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——定量测定光合作用积累有机物的速率和细胞呼吸消耗有机物的速率
4.叶圆片称重法——定量测定光合作用积累有机物的速率和细胞呼吸消耗有机物的速率
表观光合速率＝（z－y）/2S；
呼吸速率＝（x－y）/2S；
真正光合速率＝表观光合速率＋呼吸速率＝（x＋z－2y）/2S。
小提醒：本方法通过测定单位时间、单位面积叶片中淀粉的重量来计算光合速率，如上图所示以有机物的变化量测定光合速率（S为叶圆片面积）。
【典例5】 某兴趣小组设计了如图所示的实验装置若干组，25 ℃下进行了一系列的实验，对实验过程中装置条件及结果的叙述错误的是（ ）
A.若X溶液为CO2缓冲液并给予光照，液滴移动距离可表示净光合作用强度大小
B.若要测真正光合强度，需另加设一装置遮光处理，X溶液为NaOH溶液
C.若X溶液为清水并给予光照，光合作用大于细胞呼吸时，液滴右移
D.若X溶液为清水并遮光处理，消耗的底物为脂肪时，液滴左移
【典例6】 现采用如图所示方法测定植物叶片光合速率，将对称叶片的一半遮光（A），另一半不遮光（B），并采用适当的方法阻止A、B间物质和能量的转移。在适宜光照和温度下照射一段时间，在A、B中截取对应部分相等面积的叶片，烘干称重，分别记作m1和m2，单位[mg·（dm2·h）－1]。下列说法正确的是（ ）
A.m1表示被截取的部分在光照时间内细胞呼吸速率的大小
B.m2表示被截取的部分在光照时间内净光合速率的大小
C.（m2－m1）表示B叶片被截取的部分在光照时间内有机物的制造量
D.该方法不能测出细胞呼吸速率，因此不能测出真正光合速率
题型四 一昼夜光合速率变化的模型
1.自然环境中一昼夜植物光合速率曲线模型
a点：凌晨3～4时，温度降低，细胞呼吸减弱，CO2的释放减少；
b点：上午6时左右，日出后，开始进行光合作用；
bc段（不包括b、c两点）：光合速率＜细胞呼吸速率；
c点：上午7时左右，光合速率＝细胞呼吸速率；
ce段（不包括c、e两点）：光合速率＞细胞呼吸速率；
d点：温度过高，部分气孔关闭，出现“光合午休”现象；
e点：下午6时左右，光合速率＝细胞呼吸速率；
ef段（不包括e点）：光合速率＜细胞呼吸速率；
fg段：日落后，停止光合作用，只进行细胞呼吸。
2.密闭环境中一昼夜CO2含量的变化
AB段：无光照，植物只进行细胞呼吸；
BC段：温度降低，细胞呼吸减弱；
CD段（不包括D点）：4时后，微弱光照，开始进行光合作用，但光合速率＜细胞呼吸速率；
D点：随光强度增加，光合速率＝细胞呼吸速率；
DH段（不包括D、H两点）：光强度继续增加，光合速率＞细胞呼吸速率，其中FG段表示“光合午休”现象；
H点：随光强度减弱，光合速率下降，到H点时光合速率＝细胞呼吸速率；
HI段（不包括H点）：光强度继续减弱，光合速率＜细胞呼吸速率，直至光合作用完全停止。
3.一昼夜植物是否生长的问题
在相对密闭的环境中一昼夜CO2含量的变化曲线图分析（O2变化与CO2相反）
（1）如果N点低于M点，说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量增加（即植物生长）；
（2）如果N点高于M点，说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量减少；
（3）如果N点等于M点，说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量不变；
（4）CO2含量最高点为C点（C'点），CO2含量最低点为E点（E'点）；
（5）CE为积累有机物时段；
（6）BF为制造有机物时段；
（7）AG为消耗有机物时段。
小提醒：①图中光合速率与呼吸速率相等的点有C（C'）、E（E'）点。
②图中曲线与横轴围成的面积S2－（S1＋S3）的数值即为表观光合量，若该值＞0，则植物生长；若该值≤0，则植物不生长。
【典例7】 （2024·浙江宁波镇海中学高一期中）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。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＋，如图表示夏季晴朗的一天（0时开始），甲、乙两株植物在相同条件下CO2吸收速率的变化。下列说法错误的是（ ）
A.a点时甲植株开始进行光合作用
B.bc段和de段下降的原因不同
C.经过24 h，甲植株积累的有机物多于乙植株
D.补充蓝光可以缓解因部分气孔关闭导致的bc段下降
【典例8】 （2024·浙江宁波余姚中学高一期中）如图是大棚番茄在24小时内测得CO2含量和CO2吸收速率的变化曲线图，下列有关叙述错误的是（ ）
A.A点CO2释放速率降低可能是夜晚温度降低导致细胞呼吸减弱
B.D点速率降低的直接限制条件可能是胞间二氧化碳浓度
C.如果N点低于M点，说明经过24 h，植物的表观光合速率为正值
D.番茄通过光合作用制造有机物的时间是CE段
1.（2024·浙江宁波中学高一月考）某生物兴趣小组为探究温度对某绿色植物光合速率与呼吸速率的影响进行了相关实验，结果如图所示。下列叙述错误的是（ ）
A.5 ℃时，光合速率约为呼吸速率的3倍
B.光合作用的最适温度比呼吸作用的最适温度低
C.30 ℃时，增强光照，短时间内叶绿体内三碳酸的含量会增多
D.光照一段时间，植物有机物积累最多的温度是25 ℃
2.如图为某植株在24 h内，所有叶绿体内的CO2消耗量和植株CO2吸收量随时间变化的曲线图，假设在此过程中细胞呼吸强度保持不变，据此分析，下列叙述错误的是（ ）
A.12：00左右曲线b下降主要由光反应降低引起
B.由曲线b可知，植物的呼吸速率为5 mg·10－2cm－2·h－1
C.曲线a、b分别代表植物的总光合速率、表观光合速率
D.根据曲线a、b的比较，可知存在除细胞呼吸之外的其他产生CO2的生理过程
3.将一植株放在密闭玻璃罩内，置于室外一昼夜，获得实验结果如图所示。下列有关叙述错误的是（ ）
A.图甲中的光合作用开始于C点之前，结束于F点之后
B.到达图乙中的d点时，玻璃罩内的CO2浓度最高
C.图甲中的F点对应图乙中的g点
D.经过这一昼夜之后，植物体的有机物含量会增加
4.（2024·浙江温州高一期末）某学习小组利用黑藻探究光强度对光合作用的影响，将黑藻置于较低浓度的NaHCO3溶液中，实验装置如图甲。图乙表示在适宜温度下，利用装置甲G点的移动测得的氧气释放速率随光强度的变化（假设细胞呼吸强度恒定），下列叙述错误的是（ ）
A.当光强度为2时，G点不移动，此时细胞开始进行光合作用
B.当光强度为6时，可通过增加NaHCO3溶液浓度提高光合速率
C.当光强度达到光饱和点后，黑藻产生氧气速率的相对值为10
D.若突然停止光照，短时间内叶绿体中五碳糖的含量将会减少
拓展性微专题（二） 光合作用与细胞呼吸的关系、曲线模型及相关实验设计
【典例1】 D ①过程需氧呼吸第三阶段产生的能量，大部分以热能形式散失，少部分用于合成ATP，A错误；①过程为需氧呼吸第三阶段，②过程为光反应阶段，整株植物光合速率等于呼吸速率时，该细胞能同时进行呼吸作用和光合作用，故该细胞的光合速率大于呼吸速率，该细胞内①②过程的强度不相等，B错误；①过程需氧呼吸第三阶段发生在线粒体内膜上，②过程光反应中水的光解发生在叶绿体类囊体膜上，C错误；O2充足时，所有细胞均能进行需氧呼吸，故能进行②光反应过程的细胞也能进行①需氧呼吸第三阶段过程，D正确。
【典例2】 A 由图分析可知，①②③分别表示需氧呼吸、光合作用的光反应、光合作用的碳反应三个代谢过程，X表示ATP。需氧呼吸第二阶段有H2O参与，第三阶段O2与[H]结合生成H2O，同时释放大量能量，A正确，B错误；碳反应是在叶绿体基质中完成的，且无论有无光照都可进行，但只有在有光的条件下才能持续进行，C错误；ATP在叶绿体的光合膜上生成后移向叶绿体基质，参与碳反应中三碳酸的还原，D错误。
【典例3】 B a点光强度为0，只进行呼吸作用，不进行光合作用，A正确；呼吸作用时刻都在进行，b点植物不吸收也不释放二氧化碳，光合速率等于呼吸速率，B错误；植物体内只有部分细胞能进行光合作用，根细胞没有叶绿体，不能进行光合作用，只能进行呼吸作用，C正确；c点时二氧化碳吸收速率不再随光强度增大而增大，说明光合速率不再增加，D正确。
【典例4】 B 在5：30至7：30间，30％遮光时的净光合速率较不遮光的低，A错误；a～b段位于图中80％遮光曲线上，此时净光合速率小于0，即光合作用强度小于呼吸作用强度，所以a～b段大部分叶表皮细胞能产生ATP的场所是细胞溶胶和线粒体，B正确；M点80％遮光时该植物体净光合速率等于0，也就是植物体内所有能进行光合作用的细胞消耗的CO2量等于所有细胞呼吸产生的CO2量，但是就叶肉细胞来说，其光合作用消耗的CO2量一般大于该细胞呼吸作用产生的CO2量，C错误；该植物c点和d点的净光合速率都大于0，则有机物会积累，随着时间的延长有机物的积累量增加，所以d点的有机物含量多于c点有机物的含量，D错误。
【典例5】 C CO2缓冲液可维持装置内CO2浓度基本不变，给予光照时，植物吸收CO2释放O2，吸收的CO2可由CO2缓冲液提供，因此液滴移动距离可表示O2释放量即净光合作用强度大小，A正确；若要测真正光合强度，需另加设一装置遮光处理，X溶液为NaOH溶液，以便检测呼吸速率，B正确；清水既不吸收和释放O2，也不吸收和释放CO2，光合作用和细胞呼吸产生和释放的O2量和CO2量相等，液滴不移动，C错误；若X溶液为清水并遮光处理，植物细胞进行呼吸作用，消耗的底物为脂肪时，消耗的O2量大于释放的CO2量，液滴左移，D正确。
【典例6】 C A叶片原有烘干质量减去m1表示被截取的部分在光照时间内细胞呼吸速率的大小，A错误；m2减去B叶片原有烘干质量表示被截取的部分在光照时间内净光合速率的大小，B错误；（m2－m1）表示B叶片被截取的部分在光照时间内有机物的制造量，C正确；该方法能测出真正光合速率，D错误。
【典例7】 A 甲植株a点净光合速率为0，此时光合速率与呼吸速率相等，甲植株在a点之前进行光合作用，只是a点之前光合速率小于呼吸速率，A错误；bc段下降的原因是乙植株气孔关闭，二氧化碳供应不足，de段下降的原因是光强度逐渐减弱，光反应产生的NADPH和ATP数量逐渐减少，B正确；甲植株净光合速率＞0的时间比乙植株长，且甲植株不存在光合午休现象，故经过24 h，甲植株积累的有机物多于乙植株，C正确；蓝光可作为一种信号促进保卫细胞逆浓度梯度吸收K＋，故补充蓝光后可促进钾离子进入细胞，导致细胞液渗透压增大，有利于吸水，可以缓解因部分气孔关闭导致的bc段下降，D正确。
【典例8】 D A点只进行呼吸作用，A点温度降低导致细胞呼吸减弱，CO2释放量减少，A正确；D时气温高，蒸腾作用过强导致气孔关闭，CO2供应不足，光合速率下降，B正确；如果N点低于M点，说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量增加，C正确；番茄通过光合作用制造有机物的时间是BF段，CE段是有机物的积累，D错误。
针对训练
1.C 5 ℃时，净光合速率为1 mg/h，呼吸速率为0.5 mg/h，光合速率＝净光合速率＋呼吸速率＝1.5，光合速率约为呼吸速率的3倍，A正确；30 ℃时，光合速率约为3.5＋3.0＝6.5 mg/h，光合速率最大，而图示中呼吸速率一直上升，因此呼吸作用的最适温度应大于30 ℃，B正确；30 ℃时，增强光照，光反应产生的NADPH 和 ATP增多，三碳酸的还原过程加快，叶绿体内三碳酸的量会减少，C错误；净光合速率最大的温度为25 ℃，因此光照一段时间，植物有机物积累最多的温度是25 ℃，D正确。
2.A 12：00左右曲线b下降主要原因是光照过强，温度过高，部分气孔关闭，导致CO2供应不足，碳反应下降，A错误；曲线b代表表观光合速率，与纵坐标的交点即呼吸速率，为5 mg·10－2cm－2·h－1，B正确；曲线a为CO2的消耗量，代表总光合速率，曲线b代表植物的表观光合速率，C正确；根据曲线a、b的比较，CO2的消耗量减去CO2的吸收量会大于呼吸速率释放的CO2量，可知存在除细胞呼吸之外的其他产生CO2的生理过程，D正确。
3.C 图甲中的C、F点时光合速率等于细胞呼吸速率，根据相应的时间可知，与图乙中的d、h点相对应，即C点对应d点，F点对应h点，C错误。
4.A 当光强度为2时，G点不移动，表示净光合速率为0，在此之前细胞就已经开始进行光合作用，A错误；当光强度为6时，光强度不再限制光合作用的速率，所以可通过增加NaHCO3溶液浓度（即提高CO2的浓度）提高光合速率，B正确；当光强度达到光饱和点后，黑藻产生氧气速率为总的光合速率，所以相对值等于净光合速率（8）＋呼吸速率（2），C正确；若突然停止光照，光反应产生的ATP和NADPH减少，C3还原的速率减慢，产生的C5减少，所以短时间内叶绿体中五碳糖的含量将会减少，D正确。
1 / 8(共52张PPT)
拓展性微专题（二）
光合作用与细胞呼吸的关系、曲线模型及相关实验设计
题型一 光合作用与细胞呼吸的联系
①CO2；②O2；③H2O；④ATP；⑤ADP＋Pi；⑥NADP＋；⑦五碳
糖；⑧三碳酸；⑨三碳糖合成葡萄糖等其他有机物；⑩丙酮酸；
[H]。
1. 绿色植物光合作用与细胞呼吸两个生理过程同时发生在叶肉细胞
中，与这两个生理过程相关的细胞器都具有双层膜。
（1）C：CO2 C6H12O6 C3H4O3
CO2
2. 物质方面
（2）O：H2O O2 H2O
（3）H：H2O NADPH C6H12O6
[H] H2O
3. 能量方面
光能 ATP＋NADPH中的化学能 有机物中的化学能
【典例1】 （2024·浙江绍兴高一月考）如图为绿色植物某细胞内发
生的两个生理过程。下列叙述正确的是（ ）
A. ①过程产生的能量大部分用于合成 ATP
B. 整株植物光合速率等于呼吸速率时，该细胞内①②过程的强度也
相等
C. ①过程发生在线粒体内膜上，②过程发生在叶绿体内膜上
D. 氧气充足时，能进行②过程的细胞也能进行①过程
解析： ①过程需氧呼吸第三阶段产生的能量，大部分以热能形式
散失，少部分用于合成ATP，A错误；①过程为需氧呼吸第三阶段，
②过程为光反应阶段，整株植物光合速率等于呼吸速率时，该细胞能
同时进行呼吸作用和光合作用，故该细胞的光合速率大于呼吸速率，
该细胞内①②过程的强度不相等，B错误；①过程需氧呼吸第三阶段
发生在线粒体内膜上，②过程光反应中水的光解发生在叶绿体类囊体
膜上，C错误；O2充足时，所有细胞均能进行需氧呼吸，故能进行②
光反应过程的细胞也能进行①需氧呼吸第三阶段过程，D正确。
【典例2】 如图表示绿色植物体内某些代谢过程中物质变化的示意
图，①②③分别表示不同的代谢过程。下列叙述正确的是（ ）
A. ①中H2O参与第二阶段的反应，产生于
第三阶段，测定叶片①的强度需要将
装置放在黑暗中
B. ②中产生的O2用于①的第二阶段，生成CO2，释放出少量能量
C. ③发生在叶绿体的光合膜上，一定要在黑暗中才可以进行
D. X代表的物质在叶绿体中的移动方向为从叶绿体基质移向叶绿体的
光合膜
解析： 由图分析可知，①②③分别表示需氧呼吸、光合作用的光
反应、光合作用的碳反应三个代谢过程，X表示ATP。需氧呼吸第二
阶段有H2O参与，第三阶段O2与[H]结合生成H2O，同时释放大量能
量，A正确，B错误；碳反应是在叶绿体基质中完成的，且无论有无光
照都可进行，但只有在有光的条件下才能持续进行，C错误；ATP在
叶绿体的光合膜上生成后移向叶绿体基质，参与碳反应中三碳酸的还
原，D错误。
题型二 光合作用与呼吸作用的“三率”分析
1. “三率”之间的关系
2. 植物“三率”的判定
（1）根据坐标曲线判定：当光强度为0时，若CO2吸收量为负值，
该值绝对值代表呼吸速率，该曲线代表表观光合速率；当光
强度为0时，若CO2吸收量为0，该曲线代表真正光合速率。
①曲线判断：如图曲线代表表观光合速率与光强度的关系。
②曲线分析
项目 曲线 点、段 进行的生 理过程 气体转 移情况 对应的生理
状态模型
A点 只进行细胞呼吸 吸收O2、释放
CO2
AB段 细胞呼吸、光合
作用同时进行且
呼吸速率＞光合
速率 吸收O2、释放
CO2
项目 曲线 点、段 进行的生 理过程 气体转 移情况 对应的生理
状态模型
B点 细胞呼吸、光合作用同时进行且呼吸速率＝光合速率 不与外界进行气体交换
B点 以后 细胞呼吸、光合作用同时进行且呼吸速率＜光合速率 吸收CO2、释放O2
【典例3】 （2024·浙江绍兴高一期末）如图表示某植物在室温25
℃、不同光强度下CO2吸收速率的变化。据图判断错误的是（ ）
A. a点时只进行呼吸作用不进行光合作用
B. b点时只进行光合作用不进行呼吸作用
C. c点时有一些细胞只进行呼吸作用不进行光合作用
D. c点时光合作用速率不再随光强度增大而增大
解析： a点光强度为0，只进行呼吸作用，不进行光合作用，A正
确；呼吸作用时刻都在进行，b点植物不吸收也不释放二氧化碳，光
合速率等于呼吸速率，B错误；植物体内只有部分细胞能进行光合作
用，根细胞没有叶绿体，不能进行光合作用，只能进行呼吸作用，C
正确；c点时二氧化碳吸收速率不再随光强度增大而增大，说明光合
速率不再增加，D正确。
【典例4】 （2024·浙江宁波余姚中学高一期中）下图表示夏季时某
植物体在不同程度遮光条件下净光合速率的部分日变化曲线，据图分
析有关叙述正确的是（ ）
A. 一天中30％的适当遮光均会显著增强净光合速率
B. a～b段大部分叶表皮细胞能产生ATP的场所只有细胞溶胶和线粒体
C. M点时该植物体内叶肉细胞消耗的二氧化碳量等于该细胞呼吸产生
的二氧化碳量
D. 该植物c点和d点有机物含量相同
解析： 在5：30至7：30间，30％遮光时的净光合速率较不遮光的
低，A错误；a～b段位于图中80％遮光曲线上，此时净光合速率小于
0，即光合作用强度小于呼吸作用强度，所以a～b段大部分叶表皮细
胞能产生ATP的场所是细胞溶胶和线粒体，B正确；M点80％遮光时该
植物体净光合速率等于0，也就是植物体内所有能进行光合作用的细
胞消耗的CO2量等于所有细胞呼吸产生的CO2量，但是就叶肉细胞来
说，其光合作用消耗的CO2量一般大于该细胞呼吸作用产生的CO2
量，C错误；该植物c点和d点的净光合速率都大于0，则有机物会积
累，随着时间的延长有机物的积累量增加，所以d点的有机物含量多
于c点有机物的含量，D错误。
题型三 “三率”测定的方法
1. 液滴移动法——定量测定光合作用释放O2速率和细胞呼吸消耗
O2速率
小提醒：①可根据“真正光合速率＝表观光合速率＋呼吸速率”求
出真正光合速率。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。
2. 黑白瓶法——定量测定光合作用释放O2的速率和细胞呼吸消耗O2的
速率
小提醒：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——定量测定光合作用积累有机物的速率和细胞呼吸消耗有
机物的速率
4. 叶圆片称重法——定量测定光合作用积累有机物的速率和细胞呼吸
消耗有机物的速率
表观光合速率＝（ z － y ）/2 S ；
呼吸速率＝（ x － y ）/2 S ；
真正光合速率＝表观光合速率＋呼吸速率＝（ x ＋ z －2 y ）/2 S 。
小提醒：本方法通过测定单位时间、单位面积叶片中淀粉的重量来
计算光合速率，如上图所示以有机物的变化量测定光合速率（ S 为
叶圆片面积）。
【典例5】 某兴趣小组设计了如图所示的实验装置若干组，25 ℃下
进行了一系列的实验，对实验过程中装置条件及结果的叙述错误的是
（ ）
A. 若X溶液为CO2缓冲液并给予光照，液滴
移动距离可表示净光合作用强度大小
B. 若要测真正光合强度，需另加设一装置遮
光处理，X溶液为NaOH溶液
C. 若X溶液为清水并给予光照，光合作用大于细胞呼吸时，液滴右移
D. 若X溶液为清水并遮光处理，消耗的底物为脂肪时，液滴左移
解析： CO2缓冲液可维持装置内CO2浓度基本不变，给予光照时，
植物吸收CO2释放O2，吸收的CO2可由CO2缓冲液提供，因此液滴移动
距离可表示O2释放量即净光合作用强度大小，A正确；若要测真正光
合强度，需另加设一装置遮光处理，X溶液为NaOH溶液，以便检测呼
吸速率，B正确；清水既不吸收和释放O2，也不吸收和释放CO2，光
合作用和细胞呼吸产生和释放的O2量和CO2量相等，液滴不移动，C
错误；若X溶液为清水并遮光处理，植物细胞进行呼吸作用，消耗的
底物为脂肪时，消耗的O2量大于释放的CO2量，液滴左移，D正确。
【典例6】 现采用如图所示方法测定植物叶片光合速率，将对称叶
片的一半遮光（A），另一半不遮光（B），并采用适当的方法阻止
A、B间物质和能量的转移。在适宜光照和温度下照射一段时间，在
A、B中截取对应部分相等面积的叶片，烘干称重，分别记作 m1和
m2，单位[mg·（dm2·h）－1]。下列说法正确的是（ ）
A. m1表示被截取的部分在光照时间内细胞呼吸速率的大小
B. m2表示被截取的部分在光照时间内净光合速率的大小
C. （ m2－ m1）表示B叶片被截取的部分在光照时间内有机物的制造量
D. 该方法不能测出细胞呼吸速率，因此不能测出真正光合速率
解析： A叶片原有烘干质量减去 m1表示被截取的部分在光照时间
内细胞呼吸速率的大小，A错误； m2减去B叶片原有烘干质量表示被
截取的部分在光照时间内净光合速率的大小，B错误；（ m2－ m1）表
示B叶片被截取的部分在光照时间内有机物的制造量，C正确；该方法
能测出真正光合速率，D错误。
题型四 一昼夜光合速率变化的模型
1. 自然环境中一昼夜植物光合速率曲线模型
a点：凌晨3～4时，温度降低，细胞呼吸减弱，CO2的释放减少；
b点：上午6时左右，日出后，开始进行光合作用；
bc段（不包括b、c两点）：光合速率＜细胞呼吸速率；
c点：上午7时左右，光合速率＝细胞呼吸速率；
ce段（不包括c、e两点）：光合速率＞细胞呼吸速率；
d点：温度过高，部分气孔关闭，出现“光合午休”现象；
e点：下午6时左右，光合速率＝细胞呼吸速率；
ef段（不包括e点）：光合速率＜细胞呼吸速率；
fg段：日落后，停止光合作用，只进行细胞呼吸。
2. 密闭环境中一昼夜CO2含量的变化
AB段：无光照，植物只进行细胞呼吸；
BC段：温度降低，细胞呼吸减弱；
CD段（不包括D点）：4时后，微弱光照，开始进行光合作用，但
光合速率＜细胞呼吸速率；
D点：随光强度增加，光合速率＝细胞呼吸速率；
DH段（不包括D、H两点）：光强度继续增加，光合速率＞细胞呼
吸速率，其中FG段表示“光合午休”现象；
H点：随光强度减弱，光合速率下降，到H点时光合速率＝细胞呼
吸速率；
HI段（不包括H点）：光强度继续减弱，光合速率＜细胞呼吸速
率，直至光合作用完全停止。
3. 一昼夜植物是否生长的问题
在相对密闭的环境中一昼夜CO2含量的变化曲线图分析（O2变化与
CO2相反）
（1）如果N点低于M点，说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量
增加（即植物生长）；
（2）如果N点高于M点，说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量
减少；
（3）如果N点等于M点，说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量
不变；
（4）CO2含量最高点为C点（C'点），CO2含量最低点为E点（E'
点）；
（5）CE为积累有机物时段；
（6）BF为制造有机物时段；
（7）AG为消耗有机物时段。
小提醒：①图中光合速率与呼吸速率相等的点有C（C'）、E（E'）点。
②图中曲线与横轴围成的面积 S2－（ S1＋ S3）的数值即为表观光合量，若该值＞0，则植物生长；若该值≤0，则植物不生长。
【典例7】 （2024·浙江宁波镇海中学高一期中）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。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＋，如图表示夏季晴朗的一天（0时开始），甲、乙两株植物
在相同条件下CO2吸收速率的变化。下列说法错误的是（ ）
A. a点时甲植株开始进行光合作用
B. bc段和de段下降的原因不同
C. 经过24 h，甲植株积累的有机物多于乙植株
D. 补充蓝光可以缓解因部分气孔关闭导致的bc段下降
解析： 甲植株a点净光合速率为0，此时光合速率与呼吸速率相
等，甲植株在a点之前进行光合作用，只是a点之前光合速率小于呼吸
速率，A错误；bc段下降的原因是乙植株气孔关闭，二氧化碳供应不
足，de段下降的原因是光强度逐渐减弱，光反应产生的NADPH和ATP
数量逐渐减少，B正确；甲植株净光合速率＞0的时间比乙植株长，且
甲植株不存在光合午休现象，故经过24 h，甲植株积累的有机物多于
乙植株，C正确；蓝光可作为一种信号促进保卫细胞逆浓度梯度吸收K
＋，故补充蓝光后可促进钾离子进入细胞，导致细胞液渗透压增大，
有利于吸水，可以缓解因部分气孔关闭导致的bc段下降，D正确。
【典例8】 （2024·浙江宁波余姚中学高一期中）如图是大棚番茄在24小时内测得CO2含量和CO2吸收速率的变化曲线图，下列有关叙述错误的是（ ）
A. A点CO2释放速率降低可能是夜晚温度降低导致细胞呼吸减弱
B. D点速率降低的直接限制条件可能是胞间二氧化碳浓度
C. 如果N点低于M点，说明经过24 h，植物的表观光合速率为正值
D. 番茄通过光合作用制造有机物的时间是CE段
解析： A点只进行呼吸作用，A点温度降低导致细胞呼吸减弱，
CO2释放量减少，A正确；D时气温高，蒸腾作用过强导致气孔关闭，
CO2供应不足，光合速率下降，B正确；如果N点低于M点，说明经过
一昼夜，植物体内的有机物总量增加，C正确；番茄通过光合作用制
造有机物的时间是BF段，CE段是有机物的积累，D错误。
1. （2024·浙江宁波中学高一月考）某生物兴趣小组为探究温度对某
绿色植物光合速率与呼吸速率的影响
进行了相关实验，结果如图所示。下
列叙述错误的是（ ）
A. 5 ℃时，光合速率约为呼吸速率的3倍
B. 光合作用的最适温度比呼吸作用的最适温度低
C. 30 ℃时，增强光照，短时间内叶绿体内三碳酸的含量会增多
D. 光照一段时间，植物有机物积累最多的温度是25 ℃
解析： 5 ℃时，净光合速率为1 mg/h，呼吸速率为0.5 mg/h，光
合速率＝净光合速率＋呼吸速率＝1.5，光合速率约为呼吸速率的3
倍，A正确；30 ℃时，光合速率约为3.5＋3.0＝6.5 mg/h，光合速
率最大，而图示中呼吸速率一直上升，因此呼吸作用的最适温度应
大于30 ℃，B正确；30 ℃时，增强光照，光反应产生的NADPH 和
ATP增多，三碳酸的还原过程加快，叶绿体内三碳酸的量会减少，
C错误；净光合速率最大的温度为25 ℃，因此光照一段时间，植物
有机物积累最多的温度是25 ℃，D正确。
2. 如图为某植株在24 h内，所有叶绿体内的CO2消耗量和植株CO2吸
收量随时间变化的曲线图，假设在此过程中细胞呼吸强度保持不
变，据此分析，下列叙述错误的是（ ）
A. 12：00左右曲线b下降主要由光反应降低引起
B. 由曲线b可知，植物的呼吸速率为5 mg·10－2cm－2·h－1
C. 曲线a、b分别代表植物的总光合速率、表观光合速率
D. 根据曲线a、b的比较，可知存在除细胞呼吸之外的其他产生CO2的
生理过程
解析： 12：00左右曲线b下降主要原因是光照过强，温度过
高，部分气孔关闭，导致CO2供应不足，碳反应下降，A错误；曲
线b代表表观光合速率，与纵坐标的交点即呼吸速率，为5 mg·10－
2cm－2·h－1，B正确；曲线a为CO2的消耗量，代表总光合速率，曲
线b代表植物的表观光合速率，C正确；根据曲线a、b的比较，CO2
的消耗量减去CO2的吸收量会大于呼吸速率释放的CO2量，可知存
在除细胞呼吸之外的其他产生CO2的生理过程，D正确。
3. 将一植株放在密闭玻璃罩内，置于室外一昼夜，获得实验结果如图
所示。下列有关叙述错误的是（ ）
A. 图甲中的光合作用开始于C点之前，结束于F点之后
B. 到达图乙中的d点时，玻璃罩内的CO2浓度最高
C. 图甲中的F点对应图乙中的g点
D. 经过这一昼夜之后，植物体的有机物含量会增加
解析： 图甲中的C、F点时光合速率等于细胞呼吸速率，根据相
应的时间可知，与图乙中的d、h点相对应，即C点对应d点，F点对
应h点，C错误。
4. （2024·浙江温州高一期末）某学习小组利用黑藻探究光强度对光
合作用的影响，将黑藻置于较低浓度的NaHCO3溶液中，实验装置
如图甲。图乙表示在适宜温度下，利用装置甲G点的移动测得的氧
气释放速率随光强度的变化（假设细胞呼吸强度恒定），下列叙述
错误的是（ ）
A. 当光强度为2时，G点不移动，此时细胞开始进行光合作用
B. 当光强度为6时，可通过增加NaHCO3溶液浓度提高光合速率
C. 当光强度达到光饱和点后，黑藻产生氧气速率的相对值为10
D. 若突然停止光照，短时间内叶绿体中五碳糖的含量将会减少
解析： 当光强度为2时，G点不移动，表示净光合速率为0，在
此之前细胞就已经开始进行光合作用，A错误；当光强度为6时，
光强度不再限制光合作用的速率，所以可通过增加NaHCO3溶液浓
度（即提高CO2的浓度）提高光合速率，B正确；当光强度达到光
饱和点后，黑藻产生氧气速率为总的光合速率，所以相对值等于净
光合速率（8）＋呼吸速率（2），C正确；若突然停止光照，光反
应产生的ATP和NADPH减少，C3还原的速率减慢，产生的C5减
少，所以短时间内叶绿体中五碳糖的含量将会减少，D正确。
感 谢 观 看!
