专题一：光合作用和呼吸作用
光合作用与细胞呼吸的相关计算
总结下列相关概念的含义与它们之间的关系
1．呼吸速率的表示方法：植物置于黑暗环境中，测定实验容器内CO2增加量、O2减少量或有机物减少量。
2．净光合速率和真正光合速率
(1)净光合速率：常用一定时间内O2释放量、CO2吸收量或有机物积累量表示。
(2)真正光合速率：常用一定时间内O2产生量、CO2固定量或有机物产生量表示。3．光合速率与呼吸速率的关系
4．相关计算
植物的光合作用与细胞呼吸同时进行时，存在如下关系：
(1)光合作用实际产氧量(叶绿体产氧量)＝实测植物氧气释放量＋细胞呼吸耗氧量。
(2)光合作用实际CO2消耗量(叶绿体消耗CO2量)＝实测植物CO2消耗量＋细胞呼吸CO2释放量。
(3)光合作用葡萄糖净生产量(葡萄糖积累量)＝光合作用实际葡萄糖生产量(叶绿体产生或合成的葡萄糖量)－细胞呼吸葡萄糖消耗量。
5．以净光合速率的大小来判断植物能否正常生长(自然状态下以一天24小时为单位)
(1)净光合速率大于0时，植物因积累有机物而正常生长。
(2)净光合速率等于0时，植物因无有机物积累不能生长。
(3)净光合速率小于0时，植物因有机物量减少而不能生长，且长时间处于此种状态下植物将死亡。
易错警示植物进行光合作用的同时，一定进行着呼吸作用，但在进行呼吸作用时不一定进行光合作用，因为光合作用只有在有光存在时才能进行，而呼吸作用无时无刻不在进行着。因此在计算时不要忽略无光照时呼吸作用也存在。
6.光合作用速率关系曲线图中各点移动
问题
1．CO2(或光)补偿点和饱和点的移动方向：一般有左移、右移之分，其中CO2(或光)补偿点B是曲线与横轴的交点，CO2(或光)饱和点C则是最大光合速率对应的CO2浓度(或光照强度)，位于横轴上。
(1)呼吸速率增加，其他条件不变时，CO2(或光)补偿点B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，CO2(或光)补偿点B应右移，反之左移。
(3)阴生植物与阳生植物相比，CO2(或光)补偿点和饱和点都应向左移动。
2．曲线上其他点(补偿点之外的点)的移动方向：在外界条件的影响下，通过分析光合速率和呼吸速率的变化，进而对曲线上某一点的纵、横坐标进行具体分析，确定横坐标左移或右移，纵坐标上移或下移，最后得到该点的移动方向。
(1)呼吸速率增加，其他条件不变时，曲线上的A点下移、其他点向左下方移动，反之A点上移、其他点向右上方移动。
(2)呼吸速率基本不变，相关条件的改变使光合速率下降时，曲线上的A点不动，其他点向左下方移动，反之向右上方移动。
典型题演练：
1.如图表示光合作用与呼吸作用过程中物质变化的关系，下列说法不正确的是
()
A．能提供给绿色植物各种生命活动所需能量最多的过程是5
B．各种生物体(病毒除外)都能进行的过程是3
C．1、3和4过程产生的[H]都能与氧结合产生水
D．2过程需多种酶参与，且需ATP供能
2．下图表示某高等绿色植物体内的部分生理过程，有关分析正确的是
()
A．能够在叶肉细胞生物膜上进行的生理过程有Ⅰ、Ⅲ
B．阶段Ⅰ生成的[H]可作为还原剂用于⑤过程生成水
C．过程①④⑤可为叶肉细胞吸收Mg2＋等提供动力
D．过程③④⑤进行的场所分别是叶绿体基质、细胞质基质、线粒体
3.如图为某植物细胞部分结构示意图，据图分析，下列四项叙述中，正确的是
()
A．a、b箭头表示的是O2进出细胞的过程
B．e、f箭头表示的是CO2进出细胞的过程
C．以C18O2作原料进行光合作用，在较强光照下，测得含18O的呼吸作用产物的主要去向是图中的d
D．以H182O作原料进行光合作用，在较强呼吸作用下，测得含18O的光合作用产物的主要去向是图中的b
4．如图甲表示某种植物光合作用强度(用CO2吸收量表示)与光照强度的关系，图乙表示该植物叶肉细胞的部分结构(图中M和N代表两种气体的体积)，下列说法正确的是(注：不考虑无氧呼吸)
()
A．图甲中的纵坐标数值即为图乙中的m4
B．处于图甲中a、b、c、d、e任意一点，图乙中都有m1＝n1>0，m2＝n2>0
C．图甲中e点以后，图乙中n4不再增加，其主要原因是m1值太低
D．图甲中c点时，图乙中有m1＝n1＝m4＝n4
5．选用甲、乙两种植物进行光合作用的探究实验，测定两种植物在不同条件下单位时间内的O2释放量(mL)，实验结果如下表。下列说法正确的是
()
灯泡的功率(单位：W)
20 50 75 100 200 300
0.1%
CO2浓度甲植物 3.4 16.0 28.2 40.5 56.5 56.5 乙植物 2.6 9.1 19.2 55.7 75.6 102.6
0.03% CO2浓度甲植物 2.3 11.2 19.8 27.6 27.5 27.6 乙植物 1.8 8.4 18.9 54.2 75.2 101.8
A.在阳光不充足的地区，甲植物与乙植物相比，光照强度最可能限制甲植物的正常生长B．在100 W、CO2浓度为0.03%的条件下，提高光照强度能提高甲植物的光合作用强度C．光照强度由300 W逐渐增大至400 W的过程中，甲植物CO2吸收量可能保持相对稳定D．光照强度由300 W逐渐增大至400 W的过程中，乙植物O2释放量保持相对稳定
6.以测定的CO2吸收量与释放量为指标，研究温度对某绿色植物光合作用与呼吸作用的影响，结果如图所示。下列分析正确的是
()
A．光照相同时间，35 ℃时光合作用制造的有机物的量与30 ℃时相等
B．光照相同时间，在20 ℃条件下植物积累的有机物的量最多
C．温度高于25 ℃时，光合作用制造的有机物的量开始减少
D．两曲线的交点表示光合作用制造的与呼吸作用消耗的有机物的量相等
7. 用大小相同的轮藻叶片分组进行光合作用实验：已知叶片实验前质量，在不同温度下分别暗处理1 h，测其质量变化，立即再光照 1 h(光照强度相同、保持相应温度不变)，再测其质量变化。得到如下表结果：
组别 1 2 3 4
温度/℃27 28 29 30
暗处理后质量变化/mg －1 －2 －3 －1
光照后与暗处理
＋3 ＋3 ＋3 ＋1
前质量变化/mg
以下说法错误的是
()
A．光照1 h内，第4组轮藻合成有机物总量为3 mg
B．光照1 h内，第1、2、3组轮藻释放的O2量相等
C．光照1 h内，四组轮藻光合作用强度均大于呼吸作用强度
D．该轮藻与呼吸作用有关的酶的最适温度在28 ℃至30 ℃之间
8．下列对该表数据分析正确的是
()
温度(℃) 5 10 15 20 25 30 35
光照下吸收
1.00 1.75
2.50
3.25 3.75 3.50 3.00
CO2(mg/h)
黑暗中释放
0.50 0.75 1.00 1.50 2.25 3.00 3.50
CO2(mg/h)
A.昼夜不停地光照，在35 ℃时该植物不能生长
B．昼夜不停地光照，在15 ℃时该植物生长得最快
C．每天交替进行12小时光照、12小时黑暗，在20 ℃时该植物积累的有机物最多
D．每天交替进行12小时光照、12小时黑暗，在30 ℃时该植物积累的有机物是10 ℃
时的2倍
9.如图曲线表示在适宜温度、水分和一定的光照强度下，甲、乙两种植物叶片的CO2净吸收速率与CO2浓度的关系。下列分析正确的是()
A．CO2浓度大于a时，甲才能进行光合作用
B．适当增加光照强度，a点将左移
C．CO2浓度为b时，甲、乙总光合作用强度相等
D．甲、乙光合作用强度随CO2浓度的增大而不断增强
10．下列是四幅关于光合作用和细胞呼吸的图，有关叙述正确的是
()
A．图甲中O2浓度为a时，无氧呼吸与有氧呼吸的强度相同
B．图乙中如果再提高CO2浓度，则b点一定上移
C．图丙中，温度为t4℃时，植物净光合作用强度最大
D．图丁代表两类色素的吸收光谱，其中e代表类胡萝卜素
11．植物的光合作用受CO2浓度、温度与光照强度的影响。如图为
在一定CO2浓度和适宜温度条件下，测定的某植物叶片在不同
光照条件下的光合作用速率。下列有关说法不正确的是 ()
A．在a点所示条件下，该植物的叶肉细胞内能够产生A TP的
部位是线粒体
B．该植物叶片的呼吸速率是5 mg/(100 cm2叶·小时)
C．在一昼夜中，将该植物叶片置于c点光照强度条件下11小时，其余时间置于黑暗中，则每100 cm2叶片一昼夜中CO2的净吸收量为45 mg
D．已知该植物光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为25 ℃和30 ℃。若将温度提高到30 ℃的条件下(原光照强度和CO2浓度不变)，则图中b点将右移，c点将下移
12．通过观察叶片在相应液体中的上升、下沉，可以验证光合作用和细胞呼吸过程中有气体的产生和消耗。下列相关描述中，错误的是
()
A．实验前应该用真空泵抽出液体和叶片中的气体，以减少无关变量对实验的影响
B．实验中应该进行光暗条件的变换，以改变叶片的代谢过程
C．抽气后，放在盛有NaHCO3稀溶液试管中的叶片，在适宜光照下会因为进行光合作用产生气体，而从试管底部缓缓上升
D．抽气后，放在盛有蒸馏水试管中的叶片，在黑暗中会因为进行有氧呼吸产生气体，而从试管底部缓缓上升
13．如下图所示，图甲表示某大棚蔬菜叶肉细胞的部分结构和相关代谢情况，其中a～f代表O2或CO2。图乙表示该植物在适宜条件下O2净产量(光合作用的O2产生量－呼吸作用的O2消耗量)与光照强度之间的关系曲线。据图回答下列问题：
(1)在图甲中，b可代表______，物质b进入箭头所指的结构后与______结合，生成大量的________。
(2)在适宜的条件下，若用CO2、H182O供给植物进行代谢，则甲图中的d所代表的物质应是________。
(3)在图乙中，A点时叶肉细胞内生成的物质有________________，在N点后O2净产量的增长逐渐减慢并趋向平衡，其制约的内在和外在因素分别是________________、__________________。
(4)在其他条件不变的情况下，适当提高棚内的温度，可以提高蔬菜的产量，此时乙图中N点向____(左、右)移动。
(5)在图乙P点所处的状态时，叶绿体内ATP移动的方向是______________________。14取一植物形态、大小、生长发育状况相同的4张叶片按如图所示的装置进行实验，烧杯中的液体可以保证叶片所需的水与矿质元素的正常供应，气体的体积变化可以通过观察油滴的运动进行判断。(不考虑气体在水中的溶解、外界气压的变化和蒸腾作用的影响)
(1)适宜的光照下，装置A中油滴的移动情况是________，原因是______________。
(2)适宜的光照下短时间内(装置内仍有O2存在)装置B中油滴的移动情况是________________。放置一段时间后，装置中的O2消耗完毕，这时油滴的移动方向是__________，写出此时的反应方程式：_______________________________________ _______________________________
(3)分析装置C中的油滴移动情况与光合作用和细胞呼吸的关系：
________________________________________________________________________
(4)能否直接用装置C、D证明光合作用需要CO2，为什么？_____________________。如果用装置B、C证明光合作用需要CO2，实验前应该将叶片进行怎样的处理？________________________________________________________________________。
(5)要测定叶片细胞呼吸的强度最好选择装置______________________________。
高考题练习
1.（2017 全国2卷 29题）下图是表示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_______________________、_______________________、_______________________、_________________，[H]代表的物质主要是_________________。
（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_________________（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_________________。
2. （2016 全国2卷 4题）
关于高等植物叶绿体中色素的叙述，错误．．
的是（ ） A. 叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂乙醇中 B. 构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收
C. 通常，红外光和紫外光可被叶绿体中的色素吸收用于光合作用
D. 黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由于叶绿素合成受阻引起的
3.（2016 全国2卷31题）BTB 是一种酸碱指示剂，BTB 的弱碱性溶液颜色可随其中2CO 浓度的增高而由蓝变绿再变黄。某同学为研究某种水草的光合作用和呼吸作用，进行了如下实验：用少量的3NaHCO 和BTB 加水配制成蓝色溶液，并向溶液中通入一定量的2CO 使溶液变成浅绿色，之后将等量的绿色溶液分别加入到7支试管中，其中6支加入生长状况一致的等量水草，另一支不加水草，密闭所有试管。各试管的实验处理和结果见下表。
试管编号
1 2 3 4 5 6 7 水草 无 有 有 有 有 有 有
距日光灯的距离（cm ）
20 遮光*
100 80 60 40 20 50min 后试管中溶液的颜色
浅绿色 X 浅黄色 黄绿色 浅绿色 浅蓝色 蓝色 *遮光是指用黑纸将试管包裹起来，并放在距日光灯100cm 的地方。 若不考虑其他生物因素对实验结果的影响，回答下列问题：
（1）本实验中，50min 后1号试管的溶液是浅绿色，则说明2至7号试管的实验结果是由 引起的；若1号试管的溶液是蓝色，则说明2至7号试管的实验结果 （填“可靠的”或“不可靠的”）。
（2）表中X 代表的颜色应为 （填“浅绿色”、“黄色”或“蓝色”），判断依据是 。
（3）5号试管中的溶液颜色在照光前后没有变化，说明在此条件下水草 。