备战2025年高考生物精品教案第三章细胞代谢微专题1光合作用与呼吸作用的关系（Word版附解析）

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题型1 光合作用与呼吸作用的联系
1.辨析光合作用与呼吸作用
2.光合作用与有氧呼吸过程中[H]和ATP的来源与去路
1.[2023天津]如图是某种植物光合作用及呼吸作用部分过程示意图，关于此图说法错误的是（ B ）
A.HCO3－经主动运输进入细胞质基质
B.HCO3－通过通道蛋白进入叶绿体基质
C.光反应生成的H＋促进了HCO3－进入类囊体
D.光反应生成的物质X保障了暗反应的CO2供应
解析 据图分析可知，HCO3－进入细胞质基质需要消耗线粒体产生的ATP，方式为主动运输，A正确。HCO3－进入叶绿体基质需要消耗线粒体产生的ATP，方式为主动运输，通道蛋白介导的运输方式为协助扩散，B错误。据图可知，光反应阶段水光解产生的H＋促进了HCO3－进入类囊体，C正确。据图可知，光反应阶段生成的物质X为O2，O2浓度增大会使有氧呼吸增强，产生的ATP增多，有利于HCO3－进入叶绿体基质，HCO3－分解可产生CO2，从而保障暗反应的CO2供应，D正确。
2.[全国Ⅱ高考，9分]如图是某植物叶肉细胞光合作用和呼吸作用的示意图。
据图回答下列问题：
（1）图中①、②、③、④代表的物质依次是 O2 、 NADP＋ 、 ADP＋Pi 、 C5 ，[H]代表的物质主要是 NADH（或还原型辅酶Ⅰ） 。
（2）B代表一种反应过程，C代表细胞质基质，D代表线粒体，则ATP合成发生在A过程，还发生在 C和D （填“B和C”“C和D”或“B和D”）。
（3）C中的丙酮酸可以转化成酒精，出现这种情况的原因是 在缺氧条件下进行无氧呼吸 。
解析 （1）由分析可知，图中①表示光合作用光反应阶段水光解的产物O2；②是生成还原型辅酶Ⅱ（NADPH）的反应物NADP＋；③是生成ATP的原料ADP＋Pi；④代表光合作用暗反应阶段参与固定CO2的物质C5；图中[H]代表的物质是呼吸作用过程中的还原型辅酶Ⅰ（NADH）。（2）细胞中生成ATP的场所除叶绿体外还有细胞质基质（C）和线粒体（D）。（3）细胞质基质中的丙酮酸可以转化成酒精的原因是植物细胞缺氧，导致细胞进行无氧呼吸。
命题变式
[设问拓展型]（1）能吸收光能的物质分布在叶绿体的 类囊体薄膜 上。
（2）假如白天突然中断CO2供应，则在短时间内④含量的变化是 增多 ；假如该植物从光照条件下移到黑暗处，短时间内④含量的变化是 减少 。
解析 （1）光合作用过程中，能够吸收光能的色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上。（2）若突然中断CO2供应，则CO2的固定受阻，C5的消耗减少，短时间内其合成速率不变，最终导致C5的含量增加。若将该植物从光照条件下移到黑暗处，光反应停止，C3的还原受阻，C5的合成减少，短时间内其消耗速率不变，最终导致C5的含量减少。
题型2 光合作用与呼吸作用曲线分析
1.开放和密闭环境中CO2浓度昼夜变化状况分析
甲图：自然环境中一昼夜植物净光合速率的变化曲线 乙图：密闭环境中一昼夜CO2浓度变化曲线
（1）甲、乙图曲线各段变化的原因
（2）甲、乙图曲线中要点对比
2.细胞呼吸和光合作用曲线中关键点的移动分析
3.[2024北京模拟]科研人员测定了不同CO2浓度对南方红豆杉净光合速率和气孔导度（气孔开放程度）的影响，结果如图。下列叙述错误的是（ D ）
A.单位面积叶片在单位时间内的CO2吸收量可表示净光合速率
B.低浓度CO2时，气孔导度较大，有利于叶片吸收CO2
C.CO2浓度相对值达到1 300×10－6时，限制光合速率的因素可能是光照强度
D.进一步提高CO2浓度，净光合速率会继续增强
解析
4.[2021海南改编，10分]植物工厂是全人工光照等环境条件智能化控制的高效生产体系。生菜是植物工厂常年培植的速生蔬菜。回答下列问题。
（1）植物工厂用营养液培植生菜过程中，需定时向营养液通入空气，目的是 促进生菜根部细胞的有氧呼吸 ；除通气外，还需更换营养液，其主要原因是 营养液中的无机盐在培植生菜过程中会被大量吸收，更换营养液可为生菜提供大量的无机盐，以保证生菜的正常生长 。
（2）植物工厂选用红蓝光组合LED灯培植生菜，选用红蓝光的依据是 叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，选用红蓝光可以提高植物的光合速率，从而提高生菜的产量 。生菜成熟叶片在不同光照强度下光合速率的变化曲线如图1，培植区的光照强度应设置在 B 点所对应的光照强度；为提高生菜产量，可在培植区适当提高CO2浓度，该条件下B点的移动方向是 向右上方移动 。
图1 图2
（3）将培植区的光照/黑暗时间设置为14 h/10 h，研究温度对生菜成熟叶片光合速率和呼吸速率的影响，结果如图2，光合作用最适温度比呼吸作用最适温度 低 ；若将培植区的温度从T5调至T6，培植24 h后，与调温前相比，生菜植株的有机物积累量 减少 。
解析 （1）用营养液培植生菜过程中，要定时向营养液通入空气，这样可以促进生菜根部细胞的有氧呼吸，保证生菜正常生长。（2）叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，选用红蓝光组合LED灯培植生菜可以提高植物的光合速率，从而提高生菜的产量。据题图1可知，B点对应的光照强度为光饱和点，因此培植区的光照强度应设置在B点所对应的光照强度。CO2是光合作用的原料，增大CO2浓度，可使光合速率加快，达到光饱和点所需的光照强度增大，因此，在培植区适当提高CO2浓度，B点将向右上方移动。（3）据题图2可知，光合速率的最适温度为T5，而在实验温度范围内呼吸速率的最适温度还未出现，则光合作用最适温度比呼吸作用最适温度低。若将培植区的温度从T5调至T6，则光合速率减小、呼吸速率增大，培植24 h后，与调温前相比，生菜植株的有机物积累量减少。
题型3 植物“三率”的辨析与测定方法
1.植物“三率”的辨析
2.植物“三率”的测定方法
（1）液滴移动法——测光合作用O2产生的体积
甲 乙
（2）黑白瓶法——测透光、不透光两瓶中氧气的剩余量
“黑瓶”不透光，测定的是有氧呼吸量；“白瓶”给予光照，测定的是净光合作用量。“黑白瓶”试题是一类通过净光合作用强度和有氧呼吸强度推算总（真）光合作用强度的试题。一般规律为黑瓶中氧气的减少量（或二氧化碳的增加量）为有氧呼吸量；白瓶中氧气的增加量（或二氧化碳的减少量）为净光合作用量；二者之和为总光合作用量。
（3）半叶法——测定光合作用有机物的产生量
半叶法又叫半叶称重法。在测定时，叶片一半遮光，一半曝光，分别测定两半叶的干物质质量，进而计算叶片的呼吸速率、净光合速率和总（真）光合速率，即曝光侧叶重－遮光侧叶重＝总光合量，进一步可算出总光合速率。此方法和“黑白瓶法”的原理基本相同，需要注意的是该种方法在实验之前需将叶片大叶脉切断，以防止有机物的运输。
（4）叶圆片称重法——测定有机物的变化量
本方法通过测定单位时间、单位叶面积叶片中淀粉的生成量测定光合速率。以有机物的变化量测定光合速率（S为叶圆片面积）的过程如图所示。
净光合速率＝（z－y）/2S；呼吸速率＝（x－y）/2S；总（真）光合速率＝净光合速率＋呼吸速率＝（x＋z－2y）/2S。
5.[2021北京]将某种植物置于高温环境（HT）下生长一定时间后，测定HT植株和生长在正常温度（CT）下的植株在不同温度下的光合速率，结果如图。由图不能得出的结论是（ B ）
A.两组植株的CO2吸收速率最大值接近
B.35 ℃时两组植株的真正（总）光合速率相等
C.50 ℃时HT植株能积累有机物而CT植株不能
D.HT植株表现出对高温环境的适应性
解析 由题图可知，两组植株的CO2吸收速率最大值非常接近，A项不符合题意；总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率，CO2吸收速率代表净光合速率，由题图可知，35 ℃时两组植株的净光合速率相等，而两组植株的呼吸速率未知，故不能判断两组植株的总光合速率是否相等，B项符合题意；50 ℃时HT植株的净光合速率大于0，而CT植株的净光合速率小于0，即50 ℃时HT植株能积累有机物而CT植株不能，C项不符合题意；由题图可知，当叶片温度超过35 ℃时，HT植株的净光合速率大于CT植株的，HT植株表现出对高温环境的适应性，D项不符合题意。
命题变式
[设问拓展型]已知上图中两曲线的交点为A，表示CT植株的曲线与横轴的交点为B，则据图判断下列说法正确的是（ B ）
A.A点时两组植株产生ATP的场所仅有细胞质基质和线粒体
B.CT植株最大净光合速率时对应的温度低于HT植株的
C.随着温度上升，B点之后CT植株不再进行光合作用
D.与CT植株相比，HT植株中呼吸作用相关酶和光合作用相关酶的最适温度均上升
解析 由题图可知A点时两组植株都进行光合作用和呼吸作用，故产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体类囊体薄膜，A错误；B点时，CT植株的光合速率＝呼吸速率，随着温度上升，B点之后CT植株可能还可以进行光合作用，只是光合速率小于呼吸速率，C错误；与生长在正常温度（CT）下的植株相比，HT植株净光合速率的最适温度上升，因为无法知道呼吸速率的变化情况，故HT植株的呼吸作用相关酶和光合作用相关酶的最适温度变化情况无法判断，D错误。
6.将一株绿色植物置于密闭锥形瓶中，如图1所示。在连续60 min监测的过程中，开始的一段时间以固定的光照强度持续照射植物，其余时间则处于完全黑暗中，其他外界条件相同且适宜，测得瓶内CO2浓度变化情况如图2所示。据此分析可知（ D ）
图1 图2
A.最初20 min内，瓶内CO2浓度逐渐下降，说明植物的光合作用逐渐增强
B.第20～30 min，瓶内植物光合作用逐渐减弱，呼吸作用逐渐增强
C.第40～60 min，瓶内植物的光合作用速率与呼吸作用速率相等
D.瓶内植物在照光时段内实际光合作用速率平均为90 ppmCO2/min
解析 最初20 min内，以固定的光照强度持续照射植物，植物的光合作用强度大于呼吸作用强度，导致瓶内CO2浓度逐渐下降，曲线的斜率代表CO2的减少速率，斜率逐渐减小说明光合作用强度逐渐减弱，A错误；根据瓶内CO2浓度的变化情况可知，在20 min之前一直光照，20 min之后光照停止，第20～30 min，瓶内CO2浓度上升，这是呼吸作用的结果，B错误；由分析可知，第40～60 min，瓶内无光照，植物只进行呼吸作用，导致CO2浓度升高，C错误；瓶内在20 min之前一直有光照，在照光时段内净光合作用速率平均为（1 750－150）÷20＝80 （ppmCO2/min），呼吸速率平均为（550－150）÷40＝10 （ppmCO2/min），所以实际光合作用速率平均为90 ppmCO2/min，D正确。
7.某生物科研小组从池塘某一深度取水样（含植物），平均分装到六对黑白瓶中。立即测定初始溶解氧量为10 mg/L。将密封后的五对黑白瓶分别置于五种不同的光照强度条件下（温度相同），一对放回原水层，24小时后，测定瓶中溶解氧量，根据下表的记录数据，下列说法正确的是（ A ）
A.光照强度为a时，最终白瓶和黑瓶的溶解氧量相同，说明a为0
B.光照强度为b时，植物不能进行光合作用
C.原水层与光照强度为c的白瓶溶解氧量相同，可以推测原水层的光照强度为c
D.当光照强度为d、e时，白瓶中的植物产生的氧气量都是30 mg/L
解析 黑瓶中没有光照，植物不能进行光合作用产生氧气，但细胞呼吸消耗氧气。光照强度为a时，黑、白瓶中溶解氧量相同，说明二者相同时间内耗氧量一致，所以a为0，A正确。光照强度为b时，白瓶溶解氧量与初始溶解氧量（10 mg/L）相等，说明净光合作用氧气释放量为0，即总光合作用产氧量与呼吸作用耗氧量相同，B错误。原水层与光照强度为c的白瓶溶解氧量虽相同（净光合作用氧气释放量相同），但呼吸作用耗氧量不同[原水层白瓶呼吸作用耗氧量＝10－2＝8（mg/L），光照强度为c时的白瓶呼吸作用耗氧量＝10－3＝7（mg/L）]，所以两者的光合作用强度不同，光照强度也不同，C错误。当光照强度为d、e时，白瓶中的植物产生的氧气量（总光合作用产氧量）＝净光合作用氧气释放量＋呼吸作用耗氧量＝（30－10）＋（10－3）＝27（mg/L），D错误。
8.某同学欲测定植物叶片的总光合作用速率，做如图所示实验。在叶柄基部做环剥处理（仅限制叶片有机物的输入和输出），于不同时间分别在同一叶片上陆续取下面积为1 cm2的叶圆片烘干后称其质量，测得叶圆片的总光合作用速率＝（7y－6z－x）/6（不考虑取叶圆片引起的机械损伤和温度微小变化对叶生理活动的影响）。则M处的实验条件是（ C ）
A.下午4时后在阳光下照射3小时再遮光3小时B.下午4时后将整个实验装置遮光3小时
C.下午4时后将整个实验装置遮光1小时 D.下午4时后在阳光下照射3小时
解析 上午10时叶圆片干重为x g，下午4时叶圆片干重为y g，这段时间内叶圆片既进行了光合作用，又进行了呼吸作用，因此（y－x）g可表示这段时间内的净光合作用积累的有机物总量。若M处的实验条件是下午4时后将整个实验装置遮光1小时，然后测定叶圆片质量为z克，则（y－z）/1可表示呼吸速率，而叶圆片的总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率＝（y－x）/6＋（y－z）/1＝（7y－6z－x）/6；若M处的实验条件是下午4时后整个实验装置遮光3小时，则同理可算出总光合速率为（3y－x－2z）/6，与题干不符。综上所述，C正确。
9.[10分]半叶法是总光合速率测定的常用方法，其一般实验步骤：①用刀片将叶柄处的外皮进行环割处理，切断韧皮部的物质（如有机物）运输，但不切断木质部的导管；②选择对称性较好的叶片，沿中央叶脉一半遮光，另一半不进行任何处理；③经一段时间（T）适宜的光照后，剪下叶片并将两半对应部位叠在一起，用大小适当的打孔器在叶片的中部打下相同叶面积（A）的叶片，经烘干后分别称重，遮光部分叶片干重记为W1，曝光部分叶片干重记为W2；④计算总光合速率。
（1）光照处理之前将叶柄处的外皮进行环割处理，其目的是 阻止韧皮部将光合作用的产物运出叶片而影响实验结果 。
（2）根据半叶法的实验步骤及实验记录整理出用有机物表示总光合速率的计算公式：单位叶面积的总光合速率＝ （W2－W1）/（A×T） （用题中的字母表示）。
（3）重复以上实验，同时将步骤③改为将叶片剪下经酒精脱色处理后滴加碘液染色，比较遮光部分与曝光部分是否变蓝。该实验 不能 （填“能”或“不能”）说明叶片在光下生成了淀粉，理由是 叶片事先没有经过暗处理，无法排除叶片中原有淀粉的影响 。
解析 （1）植物的木质部中导管主要运输水和无机盐，而韧皮部中筛管主要运输糖类等有机物，将叶柄处的外皮进行环割处理的结果是切断了糖类（光合作用产物）等有机物的运输，没有切断水和无机盐的运输。因此，环割可以防止光合作用产物的输出对叶片干重变化的影响。（2）本小题需注意要求的是“单位叶面积的总光合速率”，此处需要分别得出总光合作用量（用有机物产生量表示）、叶面积和时间，总光合作用量＝W2－W1，因此，单位叶面积的总光合速率＝总光合作用量/（叶面积×时间）＝（W2－W1）/（A×T）。（3）证明光合作用产生淀粉时需要先对植物进行暗处理（饥饿处理），再进行遮光和曝光处理，本题的叶片事先没有经过暗处理，无法排除叶片中原有淀粉的影响。
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一、选择题
1.[结合人体健康/2024福州一测]动物细胞中的脱氢酶可将NADPH转化为NADH。骨关节炎是一种常见的退行性疾病，患者软骨细胞表现出能量和NADPH耗竭。2022年中国科学家的研究成果登上了《自然》杂志，他们成功从菠菜中提取类囊体，用膜包裹后将其递送到小鼠退变的软骨细胞内，改善了软骨细胞的代谢。下列说法错误的是（ C ）
A.将类囊体转入软骨细胞利用了膜流动性的特点
B.用红光照射改造过的软骨细胞，可产生NADPH
C.光照下，被改造的软骨细胞可利用CO2制造有机物
D.转入的类囊体可以提高软骨细胞有氧呼吸的速率
解析 由题干“他们成功从菠菜中提取类囊体，用膜包裹后将其递送到小鼠退变的软骨细胞内，改善了软骨细胞的代谢”可知，将类囊体转入软骨细胞利用了膜流动性的特点，A正确。类囊体中含有光合色素，其中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，故用红光照射改造过的软骨细胞，可产生NADPH，B正确。对于真核生物来说，光合作用暗反应阶段的场所为叶绿体基质，由于被改造的软骨细胞中无叶绿体基质以及与光合作用暗反应阶段相关的酶，故光照下，被改造的软骨细胞不能利用CO2制造有机物，C错误。在转入的类囊体上可以发生光合作用的光反应过程，产生NADPH，由于动物细胞中的脱氢酶可将NADPH转化为NADH，故转入的类囊体可以提高软骨细胞中NADH的含量，进而提高软骨细胞有氧呼吸的速率，D正确。
2.如图表示芍药叶肉细胞光合作用和细胞呼吸过程中CO2和[H]的变化，相关叙述正确的是（ A ）
A.过程①发生在叶绿体的类囊体薄膜上，过程④发生在线粒体的内膜上
B.过程⑦发生在线粒体中
C.过程⑤⑥均需要NADPH和ATP的参与
D.过程①③产生的[H]是相同的物质，过程⑧在线粒体中进行
解析 过程①表示光合作用的光反应阶段，发生在叶绿体的类囊体薄膜上，过程④表示有氧呼吸的第三阶段，发生在线粒体的内膜上，A正确；过程⑦表示细胞呼吸的第一阶段，发生在细胞质基质中，B错误；过程⑤是CO2的固定，不需要NADPH和ATP的参与，C错误；过程①③产生的[H]是不同的物质，过程⑧是有氧呼吸的第二阶段，发生在线粒体基质中，D错误。
3.[2023北京]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（ C ）
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
解析 在低光强下，一定温度范围内，随叶温升高，植物细胞中与呼吸作用相关酶的活性升高，细胞呼吸作用增强，CO2吸收速率下降，A正确。在高光强下，当叶温低于M点对应的叶温时，随叶温升高，光合酶活性增强，导致光合速率增大，CO2吸收速率升高，B正确。图中两个CP点处，CO2吸收速率均为0，即净光合速率为0，由于两个CP点处植物细胞呼吸速率不为0，所以两个CP点处光合速率不为0，植物能够进行光合作用，C错误。据题图可知，M点处CO2吸收速率最大，该植物的净光合速率最大，即光合速率与呼吸速率的差值最大，D正确。
4.[2023西安莲湖区一调]下列为有关环境因素对植物光合作用影响的关系图，描述错误的是（ C ）
A.图1中，若光照强度未达到最适条件，则适当增强光照，可使a点左移，b点右移
B.图2中，若CO2浓度未达到最适条件，则适当增大CO2浓度，可使a点左移，b点右移
C.图3中，条件由b点突然改为a点，叶绿体中C3含量短时间内减少
D.图4中，当温度高于25 ℃时，光合作用积累有机物的速率减小
解析 图1中a点对应CO2补偿点，b点对应CO2饱和点，若光照强度未达到最适条件，则适当增强光照时，光合作用强度也随之增强，所以a点左移，b点右移，A正确；图2中a点对应光补偿点，b点对应光饱和点，若CO2浓度未达到最适条件，则适当增大CO2浓度时，光合作用强度也随之增强，则a点左移，b点右移，B正确；图3中a点CO2浓度比b点高，且两点对应的光照强度一致，条件由b点突然改为a点，短时间内C3生成增多，C3消耗不变，故叶绿体中C3含量短时间内增多，C错误；图4中当温度高于25 ℃时，净光合速率逐渐减小，光合作用积累有机物的速率减小，D正确。
5.[2024昆明联考]某生物科研小组从池塘的某一深度取得一桶水样，等量分装于六对黑白瓶中并密封，立即测得瓶中初始溶解氧的含量为10 mg/L，白瓶为透明玻璃瓶，黑瓶为用黑布罩住的玻璃瓶。将它们分别置于六种不同的光照条件下，温度保持不变，8 h后，测定六对黑白瓶中溶解氧的含量，请根据如表所示的记录数据分析判断，下列说法错误的是（ A ）
A由表中数据可知，光照强度越大，光合作用越强
B.黑瓶中的生物存在有氧呼吸，不存在光合作用
C.d组白瓶中植物产生氧气的速率为3 mg/（L·h）
D.若向f组白瓶中补充CO2，则白瓶溶氧量可能会增加
解析 由表中数据可知，白瓶溶氧量的增加量是净光合作用量，黑瓶溶氧量的减少量是呼吸作用量，光照强度达到8 klx后光合作用强度不再增加，A错误；黑瓶无光照，不进行光合作用，其中的生物可进行有氧呼吸，B正确；d组8 h累积产生的氧气量为净光合作用量（29－10）＋呼吸作用量（10－5）＝24（mg/L），平均每小时产氧量为3 mg/L，C正确；f组与e组相比，光照强度增加，光合作用强度不再增加，限制因素可能是CO2浓度，故若向f组白瓶中补充CO2，则白瓶的溶氧量可能会增加，D正确。
6.[2023河南联考]为测定棉花叶片的光合速率，某同学按以下步骤进行了实验操作：①晴天从在田间选定的棉花植株上选择叶片若干；②在所选的棉花叶片基部用刀片将叶柄的外皮环割约0.5 cm宽；③分别剪下叶片的一半（中脉不剪下），并将叶片夹于湿润的纱布中，置于黑暗处，4 h后再依次剪下另一半叶片，同样夹于湿润纱布中；④同时称重各叶片并比较，得出表格所示结果。下列叙述正确的是（ C ）
A.实验前应该将植株置于黑暗处一段时间以除去叶片中原有的有机物
B.第①步中叶片在植株上的部位等为无关变量，光照时间为自变量
C.第②步处理的目的为切断叶片中有机物向茎秆等处的运输
D.通过上表结果可以计算出叶片的真正光合速率和呼吸速率
解析 实验前无需黑暗处理，本实验是通过两次所剪叶片干重变化量来测定光合速率，A错误；光照时间也为无关变量，B错误；第②步处理的目的为切断叶片中有机物向茎秆等处的运输，保证叶片干重的变化来自光合作用和呼吸作用，C正确；第一次所剪叶片干重为置于黑暗处4 h后的质量，第二次所剪叶片干重为净光合作用积累有机物后的质量，通过题表中数据可以计算出叶片的真正光合速率，但叶片初始干重没有给出，无法计算出呼吸速率，D错误。
7.[2024新乡模拟]利用图甲装置，在相同条件下分别将绿色植物E、F的叶片制成大小相同的叶圆片，抽出空气，分别进行光合速率测定。图乙是利用图甲装置测得的数据绘制成的坐标图。下列叙述正确的是（ D ）
A.从图乙可看出，相比E植物，F植物更适合在较强光照下生长
B.光照强度为1 klx时，利用图甲装置对植物E叶圆片的光合速率进行测定时，液滴不移动
C.光照强度为3 klx时，E、F两种植物的叶圆片产生氧气的速率相等
D.光照强度为6 klx时，装置中E植物叶圆片比F植物叶圆片浮到液面所需时间短
解析 根据图乙可知，F植物叶圆片的光补偿点和光饱和点都比E植物低，F植物更适合在较弱光照下生长，A错误；光照强度为1 klx时，E植物叶圆片的呼吸速率大于光合速率，E植物叶圆片会吸收装置中的氧气，使液滴左移，B错误；光照强度为3 klx时，E、F两种植物叶圆片的净光合速率相等，但E植物叶圆片的呼吸速率大于F植物叶圆片，故光照强度为3 klx时，E、F两种植物的叶圆片产生氧气的速率不相等，C错误；光照强度为6 klx时，E植物叶圆片释放氧气的速率大于F植物，故装置中E植物叶圆片比F植物叶圆片浮到液面所需时间短，D正确。
二、非选择题
8.[2024河南TOP二十名校联考，6分]图1表示西瓜幼苗叶肉细胞中光合作用和有氧呼吸的部分过程，其中C3和C5在不同代谢过程中可以表示不同的化合物；图2为该植物光合作用速率、呼吸作用速率随温度变化的曲线图。回答下列问题：
（1）图1中数字所表示的过程中，能产生ATP的过程是 ①③ （填数字），能消耗ATP的过程是 ② （填数字）。通过③过程产生的CO2中，O的来源是 葡萄糖和水 。
（2）图2中的实线表示的是 净光合速率 （填“实际光合速率”或“净光合速率”）。CD段实际光合速率 增大 （填“不变”“降低”或“增大”）。C、D两点对应的温度下，植物的生长速率关系是 相等 。
解析 （1）图1中①表示细胞呼吸第一阶段，葡萄糖分解成丙酮酸，产生ATP，②表示暗反应中C3的还原，消耗ATP，③表示丙酮酸分解产生CO2的过程，即有氧呼吸第二阶段，产生ATP，④表示光合作用暗反应中CO2的固定，不产生ATP，也不消耗ATP，所以图1中能产生ATP的过程为①③；消耗ATP的过程为②；通过③过程即有氧呼吸第二阶段产生的CO2中，O的来源是葡萄糖和水，因为有氧呼吸第一阶段葡萄糖在酶的作用下生成丙酮酸，第二阶段丙酮酸和水生成CO2。（2）图2中的实线表示单位时间内该植物从空气中吸收的CO2量，表示净光合速率；实际光合速率＝净光合速率＋呼吸速率，CD段净光合速率不变，但是随温度升高，呼吸消耗的O2量增加，即CD段呼吸速率增大，所以实际光合速率增大；C、D两点对应的温度下，植物的净光合速率相等，即积累的有机物相等，因此C、D两点对应的温度下，植物的生长速率相等。
9.[2022湖南，12分]将纯净水洗净的河沙倒入洁净的玻璃缸中制成沙床，作为种子萌发和植株生长的基质。某水稻品种在光照强度为8～10 μml/（s·m2）时，固定的CO2量等于呼吸作用释放的CO2量；日照时长短于12小时才能开花。将新采收并解除休眠的该水稻种子表面消毒，浸种1天后，播种于沙床上。将沙床置于人工气候室中，保湿透气，昼/夜温为35 ℃/25 ℃，光照强度为2 μml/（s·m2），每天光照时长为14小时。回答下列问题：
（1）在此条件下，该水稻种子 能 （填“能”或“不能”）萌发并成苗（以株高≥2厘米，至少1片绿叶视为成苗），理由是 种子萌发形成幼苗的过程中，消耗的能量主要来自种子胚乳中储存的有机物，且光照有利于叶片叶绿素的形成 。
（2）若将该水稻适龄秧苗栽植于上述沙床上，光照强度为10 μml/（s·m2），其他条件与上述实验相同，该水稻 不能 （填“能”或“不能”）繁育出新的种子，理由是 光照强度为10 μml/（s·m2）条件下，该水稻适龄秧苗的净光合速率为0，不能正常生长；该水稻日照时长短于12小时才能开花，将该水稻适龄秧苗置于每天光照时长为14小时条件下，该水稻不能开花 （答出两点即可）。
（3）若将该水稻种子用于稻田直播（即将种子直接撒播于农田），为预防鸟害、鼠害并减少杂草生长，须灌水覆盖，该种子应具有 耐受酒精毒害 的特性。
解析 （1）种子萌发形成幼苗的过程中，消耗的能量主要来自种子胚乳中储存的有机物，因此在光照强度为2 μml/（s·m2），每天光照时长为14小时，虽然光照强度低于光补偿点，但光照有利于叶片叶绿素的形成，种子仍能萌发并成苗。（2）光照强度为10 μml/（s·m2）条件下，该水稻适龄秧苗的净光合速率为0，不能正常生长；该水稻日照时长短于12小时才能开花，将该水稻适龄秧苗置于每天光照时长为14小时条件下，该水稻品种不能开花，故该水稻不能繁育出新种子。（3）稻田直播后灌水覆盖，使种子在水淹条件下萌发，此环境下，作物易进行无氧呼吸产生酒精，则要求该水稻种子能长时间耐受酒精毒害。类型
光合作用
呼吸作用
发生范围
含叶绿体的植物细胞、含光合色素的蓝细菌等
所有活细胞
发生条件
在光下进行
时时刻刻都进行
实质
合成有机物、储存能量
分解有机物、释放能量
图解联系
能量联系
项目
来源
去路
[H]
光合作用
光反应中水的光解
还原C3
有氧呼吸
第一、二阶段产生
用于第三阶段与O2结合生成水
ATP
光合作用
光反应阶段产生
主要用于暗反应
有氧呼吸
第一、二、三阶段均能产生，第三阶段产生的最多
作为能量“通货”，用于各项生命活动
甲图区段
甲图曲线变化原因
乙图区段
乙图曲线变化原因
a～b
黑暗时仅进行细胞呼吸
A～B
细胞呼吸不断产生CO2，容器内CO2浓度上升
b～c
出现光照且逐渐增强，此时光合速率小于呼吸速率
B～C
大约B点开始进行光合作用，但光合速率小于呼吸速率，CO2释放速率减小，容器内CO2浓度增加缓慢
c～d
光照增强且光合速率大于呼吸速率
C～D
光合速率大于呼吸速率，植物吸收CO2，容器内CO2浓度降低
d～e
中午光照强，气孔部分关闭，CO2供应不足，光合速率下降
D～E
中午光照强，气孔部分关闭，光合速率下降，光合速率仍大于呼吸速率，容器内CO2浓度减少速度变缓慢
e～f
气孔张开，CO2吸收速率增加
E～F
气孔张开，净光合速率增大，容器内CO2浓度减少较快
f～g
光照逐渐减弱，且光合速率大于呼吸速率
F～G
光照减弱，净光合速率减小，容器内CO2浓度减少速度变缓慢
g～h
光照较弱，光合速率小于呼吸速率
G～H
光合速率小于呼吸速率，净光合速率小于零，容器内CO2浓度增加
h～i
黑暗时仅进行细胞呼吸
H～I
细胞呼吸不断产生CO2，CO2积累，容器内CO2浓度增加
项目
甲图曲线
乙图曲线
光合速率与呼吸速率相等
净光合速率等于0，c点和g点
曲线的最高点（C）和最低点（G）
积累有机物的时间（光合速率大于呼吸速率）
净光合速率大于0，c～g
容器内CO2浓度减少时（C～G）
有机物积累最多的点
g点
G点
开始进行光合作用的时间
b点
C点之前（大约B点）
一昼夜后能否积累有机物
计算：Ⅱ－（Ⅰ＋Ⅲ）是否大于0
比较I点时CO2浓度是否比A点时低
光照强度（klx）
a
b
c
d
e
原水层
白瓶溶解氧量（mg/L）
3
10
19
30
30
19
黑瓶溶解氧量（mg/L）
3
3
3
3
3
2
组别
a
b
c
d
e
f
光照强度（klx）
0（黑暗）
2
4
6
8
10
白瓶溶氧量（mg/L）
5
10
20
29
35
35
黑瓶溶氧量（mg/L）
5
5
5
5
5
5
编号
第一次所剪叶片干重/g
第二次所剪叶片干重/g
1
0.5
0.8
2