《2025年创新设计高考总复习高中生物》

(2025·山东菏泽模拟)为了研究温度对绿色植物光合作用与呼吸作用的影响，某生物兴趣小组利用植物光合测定装置进行实验(如图甲)，在适宜的光照和不同的温度条件下测定 CO₂ 的吸收量与释放量绘制了乙图。结合相关知识，回答下列问题(提示：有色液滴移动 1 cm 相当于乙图中的 1 个单位)。

(1)若用甲图装置测定 20℃条件下的光合速率，则 X 应为______溶液，同时需要适宜的光照强度；为了排除环境中无关因素的影响，还需要设计除______外均与实验组相同的对照组。
(2)用甲图装置测定 20℃条件下该植物的呼吸速率，需要对该装置做黑暗处理；根据乙图的相关数据，计算此时植物的呼吸速率为1.5mg·h⁻¹。
(3)若在 5℃和一定的光照条件下，发现甲图装置的有色液滴在 1 小时内没有移动，其原因是_；若在适宜的光照和 5℃的条件下，有色液滴在 1 小时内向右移动了 1 cm，这 1 cm 代表的含义是________________________，结合乙图的相关数据，可知此时该植物的光合速率等于______mg·h⁻¹。
(4)在光照等其他条件适宜的情况下，在25℃条件下，有色液滴向右移动的距离最大。B 点代表的含义是净光合速率=呼吸速率，B 点的光合速率等于(填“大于”“等于”或“小于”)35℃的光合速率。

答案：
(1)$\mathrm{NaHCO_3}$ 绿色植物
(2)黑暗 1.5
(3)光合速率=呼吸速率 植物的净光合速率是$1\ \mathrm{mg\cdot h^{-1}}$ 1.5
(4)25 净光合速率=呼吸速率 等于
解析
(1)若用甲图装置测定$20\ \mathrm{° C}$条件下的光合速率，则X应为$\mathrm{NaHCO_3}$溶液，为植物的光合作用提供$\mathrm{CO_2}$，同时需要适宜的光照强度；为了排除环境中无关因素的影响，还需要设计除绿色植物(将植物换成死的植物)外均与实验组相同的对照组。
(2)为排除光合作用的影响，用甲图装置测定$20\ \mathrm{° C}$条件下该植物的呼吸速率，需要对该装置做黑暗处理；乙图中黑暗条件下$\mathrm{CO_2}$的释放量表示呼吸作用强度，据图可知，此时($20\ \mathrm{° C}$)植物的呼吸速率为$1.5\ \mathrm{mg\cdot h^{-1}}$。
(3)甲图装置中若液滴右移，表示有$\mathrm{O_2}$的释放，植物的光合速率＞呼吸速率，若左移，证明呼吸速率＞光合速率，若在$5\ \mathrm{° C}$和一定的光照条件下，发现甲图装置的有色液滴在1小时内没有移动，其原因是植物的光合速率与呼吸速率相等；若在适宜的光照和$5\ \mathrm{° C}$的条件下，有色液滴在1小时内向右移动了$1\ \mathrm{cm}$，这$1\ \mathrm{cm}$代表的含义是1h内$\mathrm{O_2}$的释放量，即植物的净光合速率是$1\ \mathrm{mg\cdot h^{-1}}$(有色液滴移动$1\ \mathrm{cm}$相当于乙图中的1个单位)；结合乙图的相关数据，可知此时该植物的光合速率=净光合速率+呼吸速率=$1 + 0.5 = 1.5(\mathrm{mg\cdot h^{-1}})$。
(4)有色液滴向右移动的距离表示净光合速率，据乙图可知，在光照等其他条件适宜的情况下，在$25\ \mathrm{° C}$条件下，光照下$\mathrm{CO_2}$的吸收量最大，表示净光合速率最大；B点是净光合速率与呼吸速率的交点，表示净光合速率=呼吸速率；B点的光合速率$\approx 3.25×2 = 6.5(\mathrm{mg\cdot h^{-1}})$，$35\ \mathrm{° C}$的光合速率=$3 + 3.5 = 6.5(\mathrm{mg\cdot h^{-1}})$，两者相等。

1. (2024·福建卷，11)
叶片从黑暗中转移到光照下，其光合速率要先经过一个增高过程，然后达到稳定的高水平状态，这个增高过程称为光合作用的光诱导期。已知黑暗中的大豆叶片气孔处于关闭状态，壳梭孢素处理可使大豆叶片气孔充分开放。为研究气孔开放与光诱导期的关系，科研人员将大豆叶片分为两组，A 组不处理，B 组用壳梭孢素处理，将两组叶片从黑暗中转移到光照下，测定光合速率，结果如图所示。下列分析正确的是()


A.0 min 时，A 组胞间 CO₂ 浓度等于 B 组胞间 CO₂ 浓度
B.30 min 时，B 组叶绿体中 C₃ 生成和还原速率均大于 A 组
C.30 min 时，限制 A 组光合速率的主要因素是光照时间
D.与 A 组叶片相比，B 组叶片光合作用的光诱导期更长

答案： 1.B [0 min时，无光照，叶片只进行呼吸作用，但A组气孔处于关闭状态，B组用壳梭孢素处理，气孔处于开放状态，因此两组胞间$\mathrm{CO_2}$浓度不同，A错误；30 min时，B组的光合速率大于A组，说明B组的暗反应速率也大于A组，B正确；大约23 min后，A组的光合速率不再随着光照时间的变化而变化，因此30 min时限制光合速率的主要因素不是光照时间，C错误；由题图可知，从黑暗中转移到光照下，A组叶片光合速率增高达到稳定的高水平状态所需时间长于B组，即A组叶片光合作用的光诱导期长于B组，D错误。]

2. (2024·全国甲卷，29)
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_。
(2)在温度 D 时，该植物体的干重会减少，原因是_。
(3)温度超过 B 时，该植物由于暗反应速率降低导致光合速率降低。暗反应速率降低的原因可能是_(答出一点即可)。
(4)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光合速率与呼吸速率差值(或净光合速率)最大时的温度。

答案：
(1)不相等 叶片的呼吸速率不相等
(2)在温度D时，该植物叶片的光合速率与呼吸速率相等，植物体的非绿色部分只进行呼吸作用
(3)温度超过B时，随着温度升高，植物气孔开度降低，进入叶片的$\mathrm{CO_2}$减少(或温度超过B时，随着温度升高，与暗反应有关酶的活性降低)(合理即可)
(4)光合速率与呼吸速率差值(或净光合速率)
解析
(1)有机物的积累速率代表净光合速率，净光合速率=光合速率-呼吸速率。由图可知，该植物叶片在温度A和C时光合速率相等，呼吸速率不相等，即该植物叶片在温度A和C时的净光合速率不相等，因此该植物叶片在温度A和C时的有机物积累速率不相等。
(2)在温度D时，该叶片的光合速率与呼吸速率相等，即该植物叶片的净光合速率为0，没有有机物积累，该植物体还有很多不能进行光合作用的细胞，这些细胞需要通过细胞呼吸消耗有机物，因此，在温度D时，该植物体的干重会减少。
(3)温度较高时，蒸腾作用较强，植物气孔部分关闭，以防止水分大量散失。气孔部分关闭时，通过气孔进入叶片的$\mathrm{CO_2}$减少，暗反应速率降低，导致光合速率降低。因此温度超过B时，该植物暗反应速率降低的原因可能是随着温度升高，植物气孔开度降低，进入叶片的$\mathrm{CO_2}$减少。
(4)植物的净光合速率越大，积累的有机物越多，因此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净光合速率最大时的温度。