資源簡介

(共73張PPT)
第18課時
光合速率和呼吸速率的綜合分析
說明植物細(xì)胞的葉綠體從太陽光中捕獲能量，這些能量在二氧化碳和水轉(zhuǎn)變?yōu)樘桥c氧氣的過程中，轉(zhuǎn)換并儲存為糖分子中的化學(xué)能。
課標(biāo)要求
考情分析
光合作用與細(xì)胞呼吸綜合分析 2022·全國乙·T2　2022·湖南·T13　2022·福建·T10　2021·北京·T3　2020·海南·T21
內(nèi)容索引
考點一　　“三率”的關(guān)系及測定
考點二　　光合作用與細(xì)胞呼吸的綜合曲線分析
課時精練
考點一
“三率”的關(guān)系及測定
1.微觀辨析總光合速率、凈光合速率和呼吸速率的關(guān)系
2.光合速率與呼吸速率的常用表示方法
項目 含義 表示方法(單位面積的葉片在單位時間內(nèi)變化量)
O2 CO2 有機(jī)物
真正光合速率 植物在光下實際合成有機(jī)物的速率 O2 速率或葉綠體釋放O2量 CO2固定速率或葉綠體吸收CO2量 有機(jī)物_____
___________速率
產(chǎn)生(生成)
產(chǎn)生
(制造、生成)
項目 含義 表示方法(單位面積的葉片在單位時間內(nèi)變化量)
O2 CO2 有機(jī)物
凈光合速率 植物有機(jī)物的____速率 植物或葉片或葉肉細(xì)胞O2 速率 植物或葉片或葉肉細(xì)胞CO2 速率 有機(jī)物積累速率
呼吸 速率 單位面積的葉片在單位時間內(nèi)分解有機(jī)物的速率 中O2吸收速率 黑暗中CO2釋放速率 有機(jī)物消耗速率
積累
釋放
吸收
黑暗
3.計算公式：真正光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率。
4.測定植物光合速率和呼吸速率的常用方法
(1)“液滴移動法”——測定裝置中氣體體積變化
①在測定了凈光合速率和呼吸速
率的基礎(chǔ)上可計算得出二者之和，
即“總光合速率”。
②物理誤差的校正：為使實驗結(jié)
果精確，除減少無關(guān)變量的干擾
外，還應(yīng)設(shè)置對照裝置。與圖示
兩裝置相比，對照裝置的不同點是用“死亡的綠色植物”代替“綠色植物”，其余均相同。
(2)“半葉法”——測定光合作用有機(jī)物的產(chǎn)生量
將葉片一半遮光、一半曝光，遮光的一半測得的數(shù)據(jù)變化值代表細(xì)胞呼吸強(qiáng)度值，曝光的一半測得的數(shù)據(jù)變化值代表凈光合作用強(qiáng)度值，最后計算真正光合作用強(qiáng)度值。需要注意的是該種方法在實驗之前需對葉片進(jìn)行特殊處理，以防止有機(jī)物的運(yùn)輸。
(3)“黑白瓶法”——測定溶氧量的變化
Ⅰ.“黑瓶”不透光，測定的是 ；“白瓶”給予光照，測定的是_____
_________。
有氧呼吸量
凈光
合作用量
Ⅲ.在沒有初始值的情況下，______________________________________＝總光合作用量。
Ⅱ.在有初始值的情況下，黑瓶中_________________
__________為有氧呼吸量；白瓶中_________________
________為凈光合作用量；二者之和為 。
O2的減少量(或CO2
的增加量)
O2的增加量(或CO2
的減少量)
總光合作用量
白瓶中測得的現(xiàn)有量－黑瓶中測得的現(xiàn)有量
(4)“葉圓片稱重法”——測定有機(jī)物的變化量
本方法測定單位時間、單位面積葉片中淀粉的生成量，如圖所示以有機(jī)物的變化量測定光合速率(S為葉圓片面積)。
凈光合速率＝(z－y)/2S；呼吸速率＝(x－y)/2S；總光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率＝(x＋z－2y)/2S。
(5)“葉圓片上浮法”——定性檢測O2釋放速率
本方法利用真空技術(shù)排出葉肉細(xì)胞間隙中的空氣，充以水分，使葉片沉于水中；在光合作用過程中，植物吸收CO2放出O2，由于O2在水中的溶解度很小而在細(xì)胞間積累，結(jié)果使原來下沉的葉片上浮。根據(jù)在相同時間內(nèi)上浮葉片數(shù)目的多少(或者葉片全部上浮所需時間的長短)，即能比較光合作用強(qiáng)度的大小。
考向一　“三率”的關(guān)系及測定
1.(2021·北京，3)將某種植物置于高溫環(huán)境(HT)下生長一定時間后，測定HT植株和生長在正常溫度(CT)下的植株在不同溫度下的光合速率，結(jié)果如圖。由圖不能得出的結(jié)論是
A.兩組植株的CO2吸收速率最大值接近
B.35 ℃時兩組植株的真正(總)光合速率相等
C.50 ℃時HT植株能積累有機(jī)物而CT植株不能
D.HT植株表現(xiàn)出對高溫環(huán)境的適應(yīng)性
√
1
2
3
CO2吸收速率代表凈光合速率，而總光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率。35 ℃時兩組植株的凈光合速率相等，但呼吸速率未知，故35 ℃時兩組植株的真正(總)光合速率無法比較，B符合題意。
1
2
3
2.(2022·全國乙，2)某同學(xué)將一株生長正常的小麥置于密閉容器中，在適宜且恒定的溫度和光照條件下培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)容器內(nèi)CO2含量初期逐漸降低，之后保持相對穩(wěn)定。關(guān)于這一實驗現(xiàn)象，下列解釋合理的是
A.初期光合速率逐漸升高，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，之后呼吸速率保持穩(wěn)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
1
2
√
3
1
2
培養(yǎng)初期，容器內(nèi)CO2含量逐漸降低，光合速率逐漸減慢，之后光合速率等于呼吸速率，A不符合題意；
初期光合速率減慢，由于光合速率大于呼吸速率，容器內(nèi)O2含量升高，呼吸速率會有所升高，之后保持穩(wěn)定，B不符合題意；
根據(jù)上述分析，初期光合速率大于呼吸速率，之后光合速率等于呼吸速率，C不符合題意，D符合題意。
3
3.某同學(xué)欲測定植物葉片的總光合速率，做如圖所示實驗。在葉柄基部做環(huán)剝處理(僅限制葉片有機(jī)物的輸入和輸出)，于不同時間分別在同一葉片上陸續(xù)取下面積為1 cm2的葉圓片烘干后稱其質(zhì)量，測得葉圓片的總光合速率＝(7y－6z－x)/6(g·cm－2·h－1)。不考慮取葉圓片的機(jī)械損傷和溫度微小變化對葉片生理活動的影響，則M處的實驗條件是
A.下午4時后在陽光下照射3小時再遮光3小時
B.下午4時后將整個實驗裝置遮光3小時
C.下午4時后將整個實驗裝置遮光1小時
D.下午4時后在陽光下照射3小時
1
2
√
3
上午10時葉圓片干重為x克，下
午4時葉圓片干重為y克，這段時
間內(nèi)葉圓片既進(jìn)行了光合作用，
又進(jìn)行了細(xì)胞呼吸，因此(y－x)/6 (g·cm－2·h－1)可表示這段時間內(nèi)葉圓片的凈光合速率。已測得葉圓片的總光合速率，因此葉圓片的呼吸速率可求得為(7y－6z－x)/6－(y－x)/6＝(y－z)(g·cm－2·h－1)，因此M處的實驗條件是下午4時后將整個實驗裝置遮光1小時。
1
2
3
返回
考點二
光合作用與細(xì)胞呼吸的綜合曲線分析
1.圖1的B點、圖2的B′C′段形成的原因：凌晨約2時～4時，溫度降低，_________減弱，CO2釋放量減少。
2.圖1的C點、圖2的C′點：此時開始出現(xiàn)光照， 啟動。
細(xì)胞呼吸
光合作用
3.圖1的D點、圖2的D′點：此時光合作用強(qiáng)度 細(xì)胞呼吸強(qiáng)度。
4.圖1的E點、圖2的F′G′段形成的原因：溫度過高，部分氣孔關(guān)閉，_____供應(yīng)不足，出現(xiàn)“光合午休”現(xiàn)象。
等于
CO2
5.圖1的F點、圖2的H′點：此時光合作用強(qiáng)度 細(xì)胞呼吸強(qiáng)度，之后光合作用強(qiáng)度小于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度。
6.圖1的G點、圖2的 點：此時光照強(qiáng)度降為0，光合作用停止。
等于
I′
7.圖2 所示一晝夜密閉容器中植物 (填“能”或“不能”)正常生長，原因是_________________________________________________________
__________________________。
能
J′點低于A′點，說明一晝夜密閉容器中CO2濃度減少，即總光合作用量大于總細(xì)胞呼吸量
考向二　光合作用與細(xì)胞呼吸的綜合曲線分析
4.將某植物放在透明且密閉的容器內(nèi)，并在適宜條件下培養(yǎng)。測得植物吸收和產(chǎn)生的CO2的速率如圖所示。下列相關(guān)敘述正確的是
A.T1時刻，該植物固定CO2的速率是10 mg·h－1
B.T2時刻，該植物能進(jìn)行光合作用但無有機(jī)物
積累
C.T1～T3時間段內(nèi)，該植物的凈光合速率逐漸
下降
D.T3時刻后，密閉容器中的CO2濃度不斷升高
√
4
5
6
T1時刻，該植物固定CO2的速率為總光合
速率，即總光合速率＝凈光合速率＋呼吸
速率＝10＋2＝12 (mg·h－1)，A錯誤；
T2時刻，該植物凈光合速率大于0，有有機(jī)
物的積累，B錯誤；
密閉容器內(nèi)CO2的含量一定，隨著光合作用的進(jìn)行，CO2濃度逐漸降低，所以T1～T3時間段內(nèi)，該植物的凈光合速率逐漸下降，C正確；
4
5
6
T3時刻之后，該植物的光合速率等于呼吸速率，容器中CO2濃度保持不變，D錯誤。
4
5
6
5.如圖是大棚番茄在24小時測得CO2的含量和CO2的吸收速率的變化曲線圖，下列有關(guān)敘述錯誤的是
A.a點CO2釋放量減少可能是由溫度降低導(dǎo)致細(xì)胞
呼吸強(qiáng)度減弱
B.番茄通過光合作用合成有機(jī)物的時間是c～e段
C.由P點條件變?yōu)閐點，C3生成減少
D.植物干重最大的時刻是e點
√
4
5
6
番茄通過光合作用制造有機(jī)物的時間是b～f段，B錯誤；
d點時氣溫高，蒸騰作用過強(qiáng)導(dǎo)致部分氣孔關(guān)閉，CO2供應(yīng)不足，光合速率減慢，C3生成減少，C正確；
c～e段光合作用強(qiáng)度大于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度，有機(jī)物積累，e點之后光合作用強(qiáng)度小于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度，故有機(jī)物積累最多的時刻是e點，D正確。
4
5
6
6.為測定某植物的光合速率，某同學(xué)將該植物放入如圖甲所示裝置中，在光合作用最適溫度下進(jìn)行培養(yǎng)，然后測量不同時段密閉的透明玻璃罩內(nèi)植物的O2釋放速率，結(jié)果如圖乙所示。下列說法不正確的是
A.若完全培養(yǎng)液中缺少鎂元素，t1～t2
時間段會延長
B.在t5時適當(dāng)升高溫度，植株光合速率
將會進(jìn)一步加快
C.在t4時向玻璃鐘罩內(nèi)適量補(bǔ)充CO2會加快植株的光反應(yīng)速率
D.在t3～t4階段，O2釋放速率降低的主要原因是玻璃鐘罩內(nèi)CO2含量下降
√
4
5
6
鎂是合成葉綠素的必需元素，所以用缺鎂的完全培養(yǎng)液培養(yǎng)一段時間后，葉肉細(xì)胞內(nèi)葉綠素的合成減少，導(dǎo)致
光合速率降低，則t1～t2時間段會延長，A正確；
該實驗是在光合作用的最適溫度下進(jìn)行的，因此t5時適當(dāng)升高溫度，植株光合速率將會下降，B錯誤；
在t4時向玻璃鐘罩內(nèi)適量補(bǔ)充CO2會加快植株的光反應(yīng)速率，說明在t3～t4階段，O2釋放速率降低的主要原因是玻璃鐘罩內(nèi)CO2含量下降，C、D正確。
4
5
6
1.當(dāng)小麥整個植株凈光合速率為0時，葉肉細(xì)胞所產(chǎn)生的O2的去向是____
________________________________。
2.北方夏季中午時，光照強(qiáng)度很強(qiáng)，植物出現(xiàn)“午休”現(xiàn)象的原因是
___________________________________________________________________________。
3.種子萌發(fā)過程中，從第12 h到胚根長出期間，萌發(fā)種子的干物質(zhì)總量會______，主要原因是_____________________________________________
_________________________________。
葉肉細(xì)胞的線粒體和排出葉肉細(xì)胞
進(jìn)入
光照強(qiáng)度過強(qiáng)，溫度升高，導(dǎo)致部分氣孔關(guān)閉，細(xì)胞CO2供應(yīng)不足，光合作用減弱
減少
種子不進(jìn)行光合作用制造有機(jī)物，同時進(jìn)行細(xì)胞呼吸消耗有機(jī)物，使有機(jī)物的總量下降
4.已知甲種植物的CO2補(bǔ)償點大于乙種植物。將正常生長的甲、乙兩種植物放置在同一密閉小室中，適宜條件下照光培養(yǎng)。培養(yǎng)后發(fā)現(xiàn)兩種植物的光合速率都降低，原因是______________________________________________________
___________________________________________________。
5.若將某種植物放在無O2、但其他條件適宜的密閉小室中，照光培養(yǎng)一段時間后，發(fā)現(xiàn)植物的有氧呼吸增加，原因是__________________________________
___________________________________________________________________________________________________________________。
返回
植物在光下進(jìn)行光合作用吸收CO2的量大于細(xì)胞呼吸釋放CO2的量，使密閉小室中CO2濃度降低，光合速率也隨之降低
該植物在光下進(jìn)行光合作用釋放的O2使密閉小室中O2增加，而O2與有機(jī)物分解產(chǎn)生的[H]發(fā)生作用生成水是有氧呼吸的一個環(huán)節(jié)，所以當(dāng)O2增多時，有氧呼吸會增加
課時精練
一、選擇題
1.如圖是某生物體內(nèi)的某個細(xì)胞代謝圖，下列有關(guān)敘述正確的是
A.甲、乙分別表示葉綠體和線粒體，該生物
一定為高等植物
B.甲、乙中所示的物質(zhì)與能量處于平衡狀態(tài)，
該生物一定能存活
C.該生物細(xì)胞將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能一定與甲
有關(guān)
D.乙產(chǎn)生的ATP被甲利用時，可以參與的代謝過程包括H2O的光解產(chǎn)生O2
√
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甲可利用CO2合成有機(jī)物，為葉綠體，乙
可利用O2產(chǎn)生CO2進(jìn)行有氧呼吸，為線粒
體，該植物不一定是高等植物，有些低等
植物中也有葉綠體與線粒體，A錯誤；
若題圖中能夠進(jìn)行光合作用的細(xì)胞的物質(zhì)
與能量處于平衡狀態(tài)，但是植物還有不能
進(jìn)行光合作用的細(xì)胞，則整株植物的光合速率小于呼吸速率，該生物不能存活，B錯誤；
H2O的光解不消耗ATP，D錯誤。
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2.(2024·江蘇揚(yáng)州中學(xué)高三期中)如圖表示某綠色植物在15 ℃和25 ℃條件下，光照強(qiáng)度和氧氣釋放速率的關(guān)系。下列說法錯誤的是
A.當(dāng)光照強(qiáng)度等于0時，該植物在25 ℃時比
15 ℃多吸收氧氣10毫升/小時
B.當(dāng)光照強(qiáng)度等于5千勒克斯時，該植物在
兩種溫度下制造有機(jī)物的量相等
C.當(dāng)光照強(qiáng)度小于5千勒克斯時，適當(dāng)降低溫
度有利于溫室內(nèi)該植物的增產(chǎn)
D.當(dāng)光照強(qiáng)度大于8千勒克斯時，15 ℃下該植物光合作用的制約因素主要是二
氧化碳濃度等
√
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當(dāng)光照強(qiáng)度等于0時，植物只能進(jìn)行細(xì)
胞呼吸，分析題圖可知，該植物在25 ℃
時比15 ℃多吸收氧氣10毫升/小時，A
正確；
當(dāng)光照強(qiáng)度等于5千勒克斯時，該植物在
兩種溫度下有機(jī)物的積累量相等，因為25 ℃時比15 ℃的呼吸速率大，故25 ℃時比15 ℃的有機(jī)物制造量大，B錯誤；
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當(dāng)光照強(qiáng)度小于5千勒克斯時，15 ℃有
機(jī)物的積累量大于25 ℃，所以適當(dāng)降
低溫度有利于溫室內(nèi)該植物的增產(chǎn)，C
正確；
當(dāng)光照強(qiáng)度大于8千勒克斯時，15 ℃下
該植物光合作用的制約因素不是光照強(qiáng)度，主要是二氧化碳濃度等，D正確。
3.某生物興趣小組在實驗室中模擬夏季一天中的光照強(qiáng)度，并測定苦菊幼苗光合速率的變化情況，結(jié)果如圖所示。下列敘述正確的是
A.若b點時天氣突然轉(zhuǎn)陰，葉肉細(xì)胞葉綠體中C3
含量降低
B.一天中不同時間的不同光照強(qiáng)度下，苦菊幼
苗的光合速率可能相同
C.一天中不同時間的相同光照強(qiáng)度下，苦菊幼
苗的光合速率一定不同
D.若a點時葉片的凈光合速率為0，則此狀態(tài)下苦菊幼苗的干重保持不變
√
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若b點時天氣突然轉(zhuǎn)陰，則光反應(yīng)速率下降，
光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供的ATP和NADPH減少，
暗反應(yīng)中C3的還原速率下降，葉肉細(xì)胞葉綠
體中C3含量升高，A錯誤；
圖中abc中的b點是上午某個時間點，deb中的
b點是下午某個時間點，b點是一天中不同時間的相同光照強(qiáng)度，此時苦菊幼苗的光合速率相同，B正確，C錯誤；
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若a點時葉片的凈光合速率為0，則此時葉片的真正光合速率等于呼吸速率，而幼苗的根、莖等器官只進(jìn)行細(xì)胞呼吸分解有機(jī)物，則此狀態(tài)下苦菊幼苗的干重下降，D錯誤。
4.(2024·西安高三質(zhì)檢)科研人員檢測晴朗天氣下露天栽培和大棚栽培的油桃的光合速率(Pn)日變化情況，并將檢測結(jié)果繪制成圖。下列相關(guān)說法錯誤的是
A.光照強(qiáng)度增大是導(dǎo)致ab段、lm段Pn增加的
主要原因
B.致使bc段、mn段Pn下降的原因是氣孔關(guān)閉
C.致使ef段、op段Pn下降的原因是光照逐漸
減弱
D.適時澆水、增施農(nóng)家肥是提高大田作物產(chǎn)量的重要措施
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√
早晨太陽出來后光照強(qiáng)度不斷增大，使
得露天栽培和大棚栽培的油桃的光合速
率迅速上升，即光照強(qiáng)度增大是導(dǎo)致ab
段、lm段光合速率(Pn)增加的主要原因，
A正確；
大棚栽培條件下的油桃在bc段光合速率(Pn)下降，主要原因是光合作用消耗了大量CO2，使大棚內(nèi)密閉環(huán)境中CO2濃度下降，而露天栽培的油桃在mn段光合速率(Pn)下降，是因為環(huán)境溫度過高導(dǎo)致部分氣孔關(guān)閉，植株吸收的CO2減少，B錯誤；
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15時以后，兩種栽培條件下的光合速率
(Pn)持續(xù)下降，是光照強(qiáng)度逐漸減弱所
致，即致使ef段、op段光合速率(Pn)下
降的原因是光照逐漸減弱，C正確；
適時澆水從而避免植物因缺水導(dǎo)致氣孔關(guān)閉、增施農(nóng)家肥從而增加CO2濃度是提高大田作物產(chǎn)量的重要措施，D正確。
5.“半葉法”測定光合速率時，將對稱葉片的一部分(甲)遮光，另一部分(乙)不作處理，并設(shè)法阻止兩部分聯(lián)系。光照6小時，在甲、乙截取等面積的葉片，烘干稱重，分別記為a、b，光照前截取同等面積的葉片烘干稱重的數(shù)據(jù)為m0，下列說法錯誤的是
A.若m0－a＝b－m0，則表明該實驗條件下葉片的光合速率等于呼吸速率
B.本實驗需阻止葉片光合產(chǎn)物向外運(yùn)輸，同時不影響水和無機(jī)鹽的輸送
C.忽略水和無機(jī)鹽的影響，甲部分葉片可在給乙光照時剪下，進(jìn)行等時
長的暗處理
D.選擇葉片時需注意葉齡、著生節(jié)位、葉片的對稱性及受光條件的一致性
√
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甲遮光，只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，故m0－a代表細(xì)胞呼吸消耗量，乙不作處理，進(jìn)行光合作用和細(xì)胞呼吸，b－m0代表凈光合作用積累量，若m0－a＝b－m0，即凈光合速率等于呼吸速率，則表明該實驗條件下葉片的光合速率大于呼吸速率，A錯誤。
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6.(2024·南通高三期中)如圖是某科研小組在對藥用植物黃精進(jìn)行光合作用和細(xì)胞呼吸研究實驗過程中，根據(jù)測得的實驗數(shù)據(jù)繪制的曲線圖，其中圖1的光合曲線(圖中實線)是在光照、CO2濃度等條件都適宜的環(huán)境中測得，圖1的呼吸曲線(圖中虛線)
是在黑暗條件下測得；圖2的實
驗環(huán)境是在恒溫密閉玻璃溫室中，
測定指標(biāo)是連續(xù)24 h室內(nèi)CO2濃
度和植物CO2吸收速率。據(jù)圖分
析，下列說法錯誤的是
1
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A.圖1中，當(dāng)溫度達(dá)到55 ℃時，植物
光合作用已停止，可能原因是與光
合作用相關(guān)的酶失去活性
B.圖1中，當(dāng)溫度達(dá)到55 ℃時，植物
的凈光合速率與呼吸速率相等，總
光合速率是呼吸速率的2倍
C.結(jié)合圖1數(shù)據(jù)分析，進(jìn)行圖2所示實驗時，為了減少無關(guān)變量帶來的干擾，溫
度應(yīng)設(shè)置在30 ℃左右
D.圖1中溫度為40 ℃時對應(yīng)的光合曲線點與圖2中6 h和18 h對應(yīng)的曲線點有相
同的凈光合速率
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
據(jù)圖1分析，虛線表示呼吸速率
隨溫度的變化情況，當(dāng)溫度達(dá)
到55 ℃時，兩條曲線重合，植
物不再進(jìn)行光合作用，光合速
率為0，只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，可能
原因是與光合作用相關(guān)的酶失去活性，A正確，B錯誤；
結(jié)合圖1數(shù)據(jù)可知，該植物凈光合速率最大時的溫度為30 ℃，因此，在進(jìn)行圖2所示實驗時，為了減少無關(guān)變量帶來的干擾，溫度應(yīng)設(shè)置在30 ℃左右，C正確；
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
圖2中，當(dāng)光合速率等于呼吸速
率時，凈光合速率為0，處于室
內(nèi)CO2濃度曲線的拐點，即6 h
和18 h，圖1中，光合速率等于
呼吸速率時的溫度條件是40 ℃，
D正確。
7.科研人員對大棚種植的、發(fā)育良好的某植物在不同條件下測定其光合速率變化情況，調(diào)查時間為每天的8：30～14：00，連續(xù)調(diào)查數(shù)天，記錄、分析相關(guān)數(shù)據(jù)，繪制了如圖所示曲線圖。下列有關(guān)說法正確的是
A.在該調(diào)查時段內(nèi)，該植物晴天積累
有機(jī)物總量最多的時刻為12：00
B.從圖中a～b段可以看出，該植物凈
光合速率為負(fù)值，可能與環(huán)境因素
中溫度和光照強(qiáng)度有關(guān)
C.圖中c～d時段，植物體內(nèi)有機(jī)物總量的變化情況是先增加后減少
D.j點時，該植物光合作用消耗的CO2量等于植物從外界吸收的CO2量
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
在該調(diào)查時段內(nèi)，當(dāng)凈光合速率大
于0時就存在有機(jī)物的積累，因此
該植物晴天積累有機(jī)物總量最多的
時刻為14：00，A錯誤；
圖中c～d時段，凈光合速率先小于0，此時有機(jī)物總量減少，之后凈光合速率大于0，有機(jī)物又呈增加的趨勢，即植物體內(nèi)有機(jī)物總量的變化情況為先減少后增加，C錯誤；
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
j點時，植物凈光合速率為0，表明
此時的光合速率等于呼吸速率，即
植物光合作用消耗的CO2量全部來
自植物體內(nèi)，不需要從外界吸收
CO2，D錯誤。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
8.薇甘菊是外來入侵物種，研究人員測量薇甘
菊在不同光照強(qiáng)度下的ATP和淀粉含量變化。
以12：00時的光照強(qiáng)度為100%，8：00時的光
照強(qiáng)度為40%，17：00時的光照強(qiáng)度為20%，
18：00時的光照強(qiáng)度為0%，結(jié)果如圖所示。
下列說法正確的是
A.17：00～18：00淀粉含量下降是因為細(xì)胞呼吸強(qiáng)度大于光合作用強(qiáng)度
B.8：00～12：00薇甘菊ATP含量未提高，說明此時光合速率較低
C.8：00時薇甘菊葉肉細(xì)胞中產(chǎn)生ATP的細(xì)胞結(jié)構(gòu)是線粒體和葉綠體
D.薇甘菊長期在弱光下生長時，葉片會變厚，有利于捕獲更多光能來適應(yīng)弱光
環(huán)境
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
圖中8：00～12：00光合作用速率較高，但
光合作用光反應(yīng)階段合成的ATP迅速水解用
于暗反應(yīng)合成有機(jī)物供能，所以ATP含量未
提高，B錯誤；
光照條件下，薇甘菊葉肉細(xì)胞可進(jìn)行光合作
用和細(xì)胞呼吸，產(chǎn)生ATP的場所有葉綠體(類
囊體薄膜)、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體(基質(zhì)和內(nèi)膜)，C錯誤；
薇甘菊長期在弱光下生長時，為捕獲更多的光，葉面積會增大，葉片會變薄，有利于適應(yīng)弱光環(huán)境，D錯誤。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
9.自然界中C4植物比C3植物具有更強(qiáng)的固定低濃度CO2的能力。現(xiàn)將取自甲、乙兩種植物且面積相等的葉片分別放置到相同大小的密閉小室中，在溫度均為25 ℃的條件下給予充足的光照，每隔一段時間測定一次小室中的CO2濃度，結(jié)果如圖所示。下列說法不正確的是
A.甲、乙兩種植物中，乙植物可能為C4植物
B.實驗開始的10 min內(nèi)，甲、乙兩種植物光
合作用強(qiáng)度大于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度
C.M點處兩種植物葉片的凈光合速率相等
D.40 min時乙植物葉片光合速率等于呼吸速率
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
開始時CO2濃度相等，M點時CO2濃度相等，說明此階段兩種植物有機(jī)物的積累量相等，M點處兩種植物葉片的凈光合速率應(yīng)為該點的斜率，二者不相等，C錯誤。
1
2
3
4
5
6
7
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11
12
二、非選擇題
10.(2020·海南，21)在晴朗無云的夏日，某生物興趣小組測定了一種蔬菜葉片光合作用強(qiáng)度的日變化，結(jié)果如圖。回答下列問題：
(1)據(jù)圖分析，與10時相比，7時蔬菜的光
合作用強(qiáng)度低，此時，主要的外界限制因
素是___________；從10時到12時，該蔬
菜的光合作用強(qiáng)度_______。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
光照強(qiáng)度
降低
(2)為探究如何提高該蔬菜光合作用強(qiáng)度，小
組成員將菜地分成A、B兩塊，10～14時在A
菜地上方遮陽，B菜地不遮陽，其他條件相
同。測得該時段A菜地蔬菜的光合作用強(qiáng)度
比B菜地的高，主要原因是______________
____________________________________________________________。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
過高，導(dǎo)致蔬菜氣孔關(guān)閉，二氧化碳吸收受阻，光合作用速率降低
B菜地光照強(qiáng)度
(3)小組成員又將相同條件的C菜地的上方和
四周用遮陽網(wǎng)全部覆蓋，測得棚內(nèi)溫度比B
菜地高，一段時間后比較B、C兩塊菜地的
蔬菜產(chǎn)量。與B菜地相比，C菜地蔬菜產(chǎn)量
低，從光合作用和細(xì)胞呼吸的原理分析，原
因是___________________________________________________________
__________________________________________________________________________。
1
2
3
4
5
6
7
8
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12
C菜地的溫度上升，光合作用有關(guān)酶活性下降，細(xì)胞呼吸有關(guān)酶活性增加，C菜地的凈光合作用降低，產(chǎn)量下降，因此C菜地的蔬菜產(chǎn)量低于B菜地
11.(2022·福建，10)柵藻是一種真核微藻，具有生長繁殖快、光合效率高、可產(chǎn)油脂等特點。為提高柵藻的培養(yǎng)效率和油脂含量，科研人員在最適溫度下研究了液體懸浮培養(yǎng)和含水量不同的吸附式膜培養(yǎng)(如圖1)對柵藻生長和產(chǎn)油量的影響，結(jié)果如圖2。
1
2
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12
回答下列問題：
(1)實驗中，懸浮培養(yǎng)和膜培養(yǎng)裝置應(yīng)給予相同的_________________________(答出2點即可)。
(2)為測定兩種培養(yǎng)模式的柵藻光合速率，有人提出可以向裝置中通入C18O2，培養(yǎng)一段時間后檢測18O2釋放量。你認(rèn)為該方法________(填“可行”或“不可行”)，理由是______________________________
______________________________________________________________________。
光照強(qiáng)度、通氣量、接種量
不可行
C18O2中的18O經(jīng)光合作用可轉(zhuǎn)移到糖類等有機(jī)物中，光反應(yīng)中釋放的O2來自H2O，排出的氣體中檢測不到18O2
1
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12
(3)由圖2的結(jié)果可知，膜培養(yǎng)的柵藻雖然葉綠素含量較低，但膜培養(yǎng)仍具一定的優(yōu)勢，體現(xiàn)在________________________。結(jié)合圖1，從影響光合效率因素的角度分析，膜培養(yǎng)具有這種優(yōu)勢的原因是______
____________________________________ ________________________________。
(4)根據(jù)圖2的結(jié)果，對利用柵藻生產(chǎn)油脂的建議是____________________________
__________________。
生物量產(chǎn)率和油脂產(chǎn)率較高
膜培養(yǎng)時柵藻更充分利用光照和CO2(或膜培養(yǎng)時柵藻對光照和CO2利用率更高)
使用2%瓊脂濃度培養(yǎng)基對應(yīng)含
水量的膜培養(yǎng)方式
1
2
3
4
5
6
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12
12.為測定光合速率的變化，某科研小組將某植物放入密閉的透明玻璃小室中，如圖甲所示。將該裝置放于自然環(huán)境中，測定夏季一晝夜小室內(nèi)植物氧氣釋放速率的變化，結(jié)果如圖乙所示。請據(jù)圖分析并回答下列問題：
1
2
3
4
5
6
7
8
9
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11
12
(1)圖乙曲線中，a～b段上升的原因是_______
______________________________；e～f段下降是因為_______________________________
___________________________，從而導(dǎo)致光合速率下降；h點時該植物葉肉細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生ATP的場所有____________________________。
1
2
3
4
5
6
7
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11
12
降，酶活性降低，細(xì)胞呼吸減弱
溫度下
溫度過高，導(dǎo)致部分氣孔關(guān)閉，二氧化碳供應(yīng)減少，暗反應(yīng)減慢
細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、葉綠體、線粒體
1
2
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5
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凌晨外界溫度比較低，酶活性降低，植物的細(xì)胞呼吸減弱，釋放二氧化碳的速率減慢，吸收氧氣的速率也減慢，所以在圖乙曲線中，ab段表現(xiàn)為上升趨勢；中午外界溫度較高，蒸騰作用旺盛，為了減少植物體內(nèi)水分的散失，植物葉片部分氣
孔關(guān)閉，二氧化碳供應(yīng)減少，暗反應(yīng)減慢，導(dǎo)致植物此時釋放氧氣的速率明顯降低；由圖乙可知，h點時該植物的氧氣釋放速率為0，即凈光合速率為0，此時，該植物同時進(jìn)行光合作用和細(xì)胞呼吸，因此此時葉肉細(xì)胞產(chǎn)生ATP的場所有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體。
(2)圖乙曲線中d點時刻，圖甲裝置中有色液滴的位置位于起始位置(0點)的______(填“左側(cè)”“右側(cè)”或“起始位置”)。有色液滴移到最右側(cè)對應(yīng)圖乙曲線中的____點。小組成員在上午某段時間內(nèi)，記錄有色液滴移動位置時，獲得了以下數(shù)據(jù)：
左側(cè)
h
每隔20分鐘記錄一次數(shù)據(jù)
…… 11 13 17 23 ……
則該組實驗數(shù)據(jù)是在圖乙曲線的_____段獲得的。
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de
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12
圖甲中二氧化碳緩沖液可以保證容器內(nèi)二氧化碳濃度的恒定，所以氣體體積的增加或減少的原因是氧氣的釋放或氧氣的消耗，從而導(dǎo)致液滴的移動。d點時刻之前植物細(xì)胞呼吸強(qiáng)度大于光合作用強(qiáng)度，由于a～d點的細(xì)胞呼吸導(dǎo)致容器內(nèi)的氧氣濃度降低，從而導(dǎo)致液滴左移；甲裝置刻度管中的有色液滴右移到最大值的時刻是光合積累量最大的時刻，對應(yīng)圖乙的h點；
1
2
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4
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6
7
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12
根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)可以看出，氧氣釋放速率一直增加，說明該時間段光合作用強(qiáng)度大于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度，而且增加的速率加快，所以只能是圖乙曲線中的de段。
(3)如果要測定該植物的真正光合作用速率，還需增加一組實驗，其設(shè)計思路是________
_________________________________________________________________。
1
2
3
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6
7
8
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10
11
12
圖甲相同的裝置，并將該裝置遮光放在與圖甲裝置相同的環(huán)境條件下
設(shè)置與
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2
3
4
5
6
7
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12
本實驗所測數(shù)據(jù)為植物的凈光合速率，如果計算植物的真正光合速率則需要測定植物的呼吸速率，即真正光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率，故可得實驗思路為設(shè)置一組實驗遮光處理，沒有光照，植物不能進(jìn)行光合作用，其他條件與甲裝置相同，此時測定的是植物的呼吸速率，最后將測得的呼吸速率和凈光合速率相加即可得到真正光合速率。
返回第18課時　光合速率和呼吸速率的綜合分析
課標(biāo)要求 說明植物細(xì)胞的葉綠體從太陽光中捕獲能量，這些能量在二氧化碳和水轉(zhuǎn)變?yōu)樘桥c氧氣的過程中，轉(zhuǎn)換并儲存為糖分子中的化學(xué)能。
考情分析 光合作用與細(xì)胞呼吸綜合分析 2022·全國乙·T2　2022·湖南·T13　2022·福建·T10　2021·北京·T3　2020·海南·T21
考點一 　“三率”的關(guān)系及測定
1．微觀辨析總光合速率、凈光合速率和呼吸速率的關(guān)系
2．光合速率與呼吸速率的常用表示方法
項目 含義 表示方法(單位面積的葉片在單位時間內(nèi)變化量)
O2 CO2 有機(jī)物
真正光合速率 植物在光下實際合成有機(jī)物的速率 O2產(chǎn)生(生成)速率或葉綠體釋放O2量 CO2固定速率或葉綠體吸收CO2量 有機(jī)物產(chǎn)生(制造、生成)速率
凈光合速率 植物有機(jī)物的積累速率 植物或葉片或葉肉細(xì)胞O2釋放速率 植物或葉片或葉肉細(xì)胞CO2吸收速率 有機(jī)物積累速率
呼吸 速率 單位面積的葉片在單位時間內(nèi)分解有機(jī)物的速率 黑暗中O2吸收速率 黑暗中CO2釋放速率 有機(jī)物消耗速率
3.計算公式：真正光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率。
4．測定植物光合速率和呼吸速率的常用方法
(1)“液滴移動法”——測定裝置中氣體體積變化
①在測定了凈光合速率和呼吸速率的基礎(chǔ)上可計算得出二者之和，即“總光合速率”。
②物理誤差的校正：為使實驗結(jié)果精確，除減少無關(guān)變量的干擾外，還應(yīng)設(shè)置對照裝置。與圖示兩裝置相比，對照裝置的不同點是用“死亡的綠色植物”代替“綠色植物”，其余均相同。
(2)“半葉法”——測定光合作用有機(jī)物的產(chǎn)生量
將葉片一半遮光、一半曝光，遮光的一半測得的數(shù)據(jù)變化值代表細(xì)胞呼吸強(qiáng)度值，曝光的一半測得的數(shù)據(jù)變化值代表凈光合作用強(qiáng)度值，最后計算真正光合作用強(qiáng)度值。需要注意的是該種方法在實驗之前需對葉片進(jìn)行特殊處理，以防止有機(jī)物的運(yùn)輸。
(3)“黑白瓶法”——測定溶氧量的變化
Ⅰ.“黑瓶”不透光，測定的是有氧呼吸量；“白瓶”給予光照，測定的是凈光合作用量。
Ⅱ.在有初始值的情況下，黑瓶中O2的減少量(或CO2的增加量)為有氧呼吸量；白瓶中O2的增加量(或CO2的減少量)為凈光合作用量；二者之和為總光合作用量。
Ⅲ.在沒有初始值的情況下，白瓶中測得的現(xiàn)有量－黑瓶中測得的現(xiàn)有量＝總光合作用量。
(4)“葉圓片稱重法”——測定有機(jī)物的變化量
本方法測定單位時間、單位面積葉片中淀粉的生成量，如圖所示以有機(jī)物的變化量測定光合速率(S為葉圓片面積)。
凈光合速率＝(z－y)/2S；呼吸速率＝(x－y)/2S；總光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率＝(x＋z－2y)/2S。
(5)“葉圓片上浮法”——定性檢測O2釋放速率
本方法利用真空技術(shù)排出葉肉細(xì)胞間隙中的空氣，充以水分，使葉片沉于水中；在光合作用過程中，植物吸收CO2放出O2，由于O2在水中的溶解度很小而在細(xì)胞間積累，結(jié)果使原來下沉的葉片上浮。根據(jù)在相同時間內(nèi)上浮葉片數(shù)目的多少(或者葉片全部上浮所需時間的長短)，即能比較光合作用強(qiáng)度的大小。
考向一　“三率”的關(guān)系及測定
1．(2021·北京，3)將某種植物置于高溫環(huán)境(HT)下生長一定時間后，測定HT植株和生長在正常溫度(CT)下的植株在不同溫度下的光合速率，結(jié)果如圖。由圖不能得出的結(jié)論是(　　)
A．兩組植株的CO2吸收速率最大值接近
B．35 ℃時兩組植株的真正(總)光合速率相等
C．50 ℃時HT植株能積累有機(jī)物而CT植株不能
D．HT植株表現(xiàn)出對高溫環(huán)境的適應(yīng)性
答案　B
解析　CO2吸收速率代表凈光合速率，而總光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率。35 ℃時兩組植株的凈光合速率相等，但呼吸速率未知，故35 ℃時兩組植株的真正(總)光合速率無法比較，B符合題意。
2．(2022·全國乙，2)某同學(xué)將一株生長正常的小麥置于密閉容器中，在適宜且恒定的溫度和光照條件下培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)容器內(nèi)CO2含量初期逐漸降低，之后保持相對穩(wěn)定。關(guān)于這一實驗現(xiàn)象，下列解釋合理的是(　　)
A．初期光合速率逐漸升高，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，之后呼吸速率保持穩(wěn)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
答案　D
解析　培養(yǎng)初期，容器內(nèi)CO2含量逐漸降低，光合速率逐漸減慢，之后光合速率等于呼吸速率，A不符合題意；初期光合速率減慢，由于光合速率大于呼吸速率，容器內(nèi)O2含量升高，呼吸速率會有所升高，之后保持穩(wěn)定，B不符合題意；根據(jù)上述分析，初期光合速率大于呼吸速率，之后光合速率等于呼吸速率，C不符合題意，D符合題意。
3．某同學(xué)欲測定植物葉片的總光合速率，做如圖所示實驗。在葉柄基部做環(huán)剝處理(僅限制葉片有機(jī)物的輸入和輸出)，于不同時間分別在同一葉片上陸續(xù)取下面積為1 cm2的葉圓片烘干后稱其質(zhì)量，測得葉圓片的總光合速率＝(7y－6z－x)/6(g·cm－2·h－1)。不考慮取葉圓片的機(jī)械損傷和溫度微小變化對葉片生理活動的影響，則M處的實驗條件是(　　)
A．下午4時后在陽光下照射3小時再遮光3小時
B．下午4時后將整個實驗裝置遮光3小時
C．下午4時后將整個實驗裝置遮光1小時
D．下午4時后在陽光下照射3小時
答案　C
解析　上午10時葉圓片干重為x克，下午4時葉圓片干重為y克，這段時間內(nèi)葉圓片既進(jìn)行了光合作用，又進(jìn)行了細(xì)胞呼吸，因此(y－x)/6 (g·cm－2·h－1)可表示這段時間內(nèi)葉圓片的凈光合速率。已測得葉圓片的總光合速率，因此葉圓片的呼吸速率可求得為(7y－6z－x)/6－(y－x)/6＝(y－z)(g·cm－2·h－1)，因此M處的實驗條件是下午4時后將整個實驗裝置遮光1小時。
考點二　光合作用與細(xì)胞呼吸的綜合曲線分析
1．圖1的B點、圖2的B′C′段形成的原因：凌晨約2時～4時，溫度降低，細(xì)胞呼吸減弱，CO2釋放量減少。
2．圖1的C點、圖2的C′點：此時開始出現(xiàn)光照，光合作用啟動。
3．圖1的D點、圖2的D′點：此時光合作用強(qiáng)度等于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度。
4．圖1的E點、圖2的F′G′段形成的原因：溫度過高，部分氣孔關(guān)閉，CO2供應(yīng)不足，出現(xiàn)“光合午休”現(xiàn)象。
5．圖1的F點、圖2的H′點：此時光合作用強(qiáng)度等于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度，之后光合作用強(qiáng)度小于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度。
6．圖1的G點、圖2的I′點：此時光照強(qiáng)度降為0，光合作用停止。
7．圖2 所示一晝夜密閉容器中植物能(填“能”或“不能”)正常生長，原因是J′點低于A′點，說明一晝夜密閉容器中CO2濃度減少，即總光合作用量大于總細(xì)胞呼吸量。
考向二　光合作用與細(xì)胞呼吸的綜合曲線分析
4.將某植物放在透明且密閉的容器內(nèi)，并在適宜條件下培養(yǎng)。測得植物吸收和產(chǎn)生的CO2的速率如圖所示。下列相關(guān)敘述正確的是(　　)
A．T1時刻，該植物固定CO2的速率是10 mg·h－1
B．T2時刻，該植物能進(jìn)行光合作用但無有機(jī)物積累
C．T1～T3時間段內(nèi)，該植物的凈光合速率逐漸下降
D．T3時刻后，密閉容器中的CO2濃度不斷升高
答案　C
解析　T1時刻，該植物固定CO2的速率為總光合速率，即總光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率＝10＋2＝12 (mg·h－1)，A錯誤；T2時刻，該植物凈光合速率大于0，有有機(jī)物的積累，B錯誤；密閉容器內(nèi)CO2的含量一定，隨著光合作用的進(jìn)行，CO2濃度逐漸降低，所以T1～T3時間段內(nèi)，該植物的凈光合速率逐漸下降，C正確；T3時刻之后，該植物的光合速率等于呼吸速率，容器中CO2濃度保持不變，D錯誤。
5．如圖是大棚番茄在24小時測得CO2的含量和CO2的吸收速率的變化曲線圖，下列有關(guān)敘述錯誤的是(　　)
A．a(chǎn)點CO2釋放量減少可能是由溫度降低導(dǎo)致細(xì)胞呼吸強(qiáng)度減弱
B．番茄通過光合作用合成有機(jī)物的時間是c～e段
C．由P點條件變?yōu)閐點，C3生成減少
D．植物干重最大的時刻是e點
答案　B
解析　番茄通過光合作用制造有機(jī)物的時間是b～f段，B錯誤；d點時氣溫高，蒸騰作用過強(qiáng)導(dǎo)致部分氣孔關(guān)閉，CO2供應(yīng)不足，光合速率減慢，C3生成減少，C正確；c～e段光合作用強(qiáng)度大于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度，有機(jī)物積累，e點之后光合作用強(qiáng)度小于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度，故有機(jī)物積累最多的時刻是e點，D正確。
6．為測定某植物的光合速率，某同學(xué)將該植物放入如圖甲所示裝置中，在光合作用最適溫度下進(jìn)行培養(yǎng)，然后測量不同時段密閉的透明玻璃罩內(nèi)植物的O2釋放速率，結(jié)果如圖乙所示。下列說法不正確的是(　　)
A．若完全培養(yǎng)液中缺少鎂元素，t1～t2時間段會延長
B．在t5時適當(dāng)升高溫度，植株光合速率將會進(jìn)一步加快
C．在t4時向玻璃鐘罩內(nèi)適量補(bǔ)充CO2會加快植株的光反應(yīng)速率
D．在t3～t4階段，O2釋放速率降低的主要原因是玻璃鐘罩內(nèi)CO2含量下降
答案　B
解析　鎂是合成葉綠素的必需元素，所以用缺鎂的完全培養(yǎng)液培養(yǎng)一段時間后，葉肉細(xì)胞內(nèi)葉綠素的合成減少，導(dǎo)致光合速率降低，則t1～t2時間段會延長，A正確；該實驗是在光合作用的最適溫度下進(jìn)行的，因此t5時適當(dāng)升高溫度，植株光合速率將會下降，B錯誤；在t4時向玻璃鐘罩內(nèi)適量補(bǔ)充CO2會加快植株的光反應(yīng)速率，說明在t3～t4階段，O2釋放速率降低的主要原因是玻璃鐘罩內(nèi)CO2含量下降，C、D正確。
1．當(dāng)小麥整個植株凈光合速率為0時，葉肉細(xì)胞所產(chǎn)生的O2的去向是進(jìn)入葉肉細(xì)胞的線粒體和排出葉肉細(xì)胞。
2．北方夏季中午時，光照強(qiáng)度很強(qiáng)，植物出現(xiàn)“午休”現(xiàn)象的原因是光照強(qiáng)度過強(qiáng)，溫度升高，導(dǎo)致部分氣孔關(guān)閉，細(xì)胞CO2供應(yīng)不足，光合作用減弱。
3．種子萌發(fā)過程中，從第12 h到胚根長出期間，萌發(fā)種子的干物質(zhì)總量會減少，主要原因是種子不進(jìn)行光合作用制造有機(jī)物，同時進(jìn)行細(xì)胞呼吸消耗有機(jī)物，使有機(jī)物的總量下降。
4．已知甲種植物的CO2補(bǔ)償點大于乙種植物。將正常生長的甲、乙兩種植物放置在同一密閉小室中，適宜條件下照光培養(yǎng)。培養(yǎng)后發(fā)現(xiàn)兩種植物的光合速率都降低，原因是植物在光下進(jìn)行光合作用吸收CO2的量大于細(xì)胞呼吸釋放CO2的量，使密閉小室中CO2濃度降低，光合速率也隨之降低。
5．若將某種植物放在無O2、但其他條件適宜的密閉小室中，照光培養(yǎng)一段時間后，發(fā)現(xiàn)植物的有氧呼吸增加，原因是該植物在光下進(jìn)行光合作用釋放的O2使密閉小室中O2增加，而O2與有機(jī)物分解產(chǎn)生的[H]發(fā)生作用生成水是有氧呼吸的一個環(huán)節(jié)，所以當(dāng)O2增多時，有氧呼吸會增加。
課時精練
一、選擇題
1．如圖是某生物體內(nèi)的某個細(xì)胞代謝圖，下列有關(guān)敘述正確的是(　　)
A．甲、乙分別表示葉綠體和線粒體，該生物一定為高等植物
B．甲、乙中所示的物質(zhì)與能量處于平衡狀態(tài)，該生物一定能存活
C．該生物細(xì)胞將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能一定與甲有關(guān)
D．乙產(chǎn)生的ATP被甲利用時，可以參與的代謝過程包括H2O的光解產(chǎn)生O2
答案　C
解析　甲可利用CO2合成有機(jī)物，為葉綠體，乙可利用O2產(chǎn)生CO2進(jìn)行有氧呼吸，為線粒體，該植物不一定是高等植物，有些低等植物中也有葉綠體與線粒體，A錯誤；若題圖中能夠進(jìn)行光合作用的細(xì)胞的物質(zhì)與能量處于平衡狀態(tài)，但是植物還有不能進(jìn)行光合作用的細(xì)胞，則整株植物的光合速率小于呼吸速率，該生物不能存活，B錯誤；H2O的光解不消耗ATP，D錯誤。
2．(2024·江蘇揚(yáng)州中學(xué)高三期中)如圖表示某綠色植物在15 ℃和25 ℃條件下，光照強(qiáng)度和氧氣釋放速率的關(guān)系。下列說法錯誤的是(　　)
A．當(dāng)光照強(qiáng)度等于0時，該植物在25 ℃時比15 ℃多吸收氧氣10毫升/小時
B．當(dāng)光照強(qiáng)度等于5千勒克斯時，該植物在兩種溫度下制造有機(jī)物的量相等
C．當(dāng)光照強(qiáng)度小于5千勒克斯時，適當(dāng)降低溫度有利于溫室內(nèi)該植物的增產(chǎn)
D．當(dāng)光照強(qiáng)度大于8千勒克斯時，15 ℃下該植物光合作用的制約因素主要是二氧化碳濃度等
答案　B
解析　當(dāng)光照強(qiáng)度等于0時，植物只能進(jìn)行細(xì)胞呼吸，分析題圖可知，該植物在25 ℃時比15 ℃多吸收氧氣10毫升/小時，A正確；當(dāng)光照強(qiáng)度等于5千勒克斯時，該植物在兩種溫度下有機(jī)物的積累量相等，因為25 ℃時比15 ℃的呼吸速率大，故25 ℃時比15 ℃的有機(jī)物制造量大，B錯誤；當(dāng)光照強(qiáng)度小于5千勒克斯時，15 ℃有機(jī)物的積累量大于25 ℃，所以適當(dāng)降低溫度有利于溫室內(nèi)該植物的增產(chǎn)，C正確；當(dāng)光照強(qiáng)度大于8千勒克斯時，15 ℃下該植物光合作用的制約因素不是光照強(qiáng)度，主要是二氧化碳濃度等，D正確。
3．某生物興趣小組在實驗室中模擬夏季一天中的光照強(qiáng)度，并測定苦菊幼苗光合速率的變化情況，結(jié)果如圖所示。下列敘述正確的是(　　)
A．若b點時天氣突然轉(zhuǎn)陰，葉肉細(xì)胞葉綠體中C3含量降低
B．一天中不同時間的不同光照強(qiáng)度下，苦菊幼苗的光合速率可能相同
C．一天中不同時間的相同光照強(qiáng)度下，苦菊幼苗的光合速率一定不同
D．若a點時葉片的凈光合速率為0，則此狀態(tài)下苦菊幼苗的干重保持不變
答案　B
解析　若b點時天氣突然轉(zhuǎn)陰，則光反應(yīng)速率下降，光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供的ATP和NADPH減少，暗反應(yīng)中C3的還原速率下降，葉肉細(xì)胞葉綠體中C3含量升高，A錯誤；圖中abc中的b點是上午某個時間點，deb中的b點是下午某個時間點，b點是一天中不同時間的相同光照強(qiáng)度，此時苦菊幼苗的光合速率相同，B正確，C錯誤；若a點時葉片的凈光合速率為0，則此時葉片的真正光合速率等于呼吸速率，而幼苗的根、莖等器官只進(jìn)行細(xì)胞呼吸分解有機(jī)物，則此狀態(tài)下苦菊幼苗的干重下降，D錯誤。
4．(2024·西安高三質(zhì)檢)科研人員檢測晴朗天氣下露天栽培和大棚栽培的油桃的光合速率(Pn)日變化情況，并將檢測結(jié)果繪制成圖。下列相關(guān)說法錯誤的是(　　)
A．光照強(qiáng)度增大是導(dǎo)致ab段、lm段Pn增加的主要原因
B．致使bc段、mn段Pn下降的原因是氣孔關(guān)閉
C．致使ef段、op段Pn下降的原因是光照逐漸減弱
D．適時澆水、增施農(nóng)家肥是提高大田作物產(chǎn)量的重要措施
答案　B
解析　早晨太陽出來后光照強(qiáng)度不斷增大，使得露天栽培和大棚栽培的油桃的光合速率迅速上升，即光照強(qiáng)度增大是導(dǎo)致ab段、lm段光合速率(Pn)增加的主要原因，A正確；大棚栽培條件下的油桃在bc段光合速率(Pn)下降，主要原因是光合作用消耗了大量CO2，使大棚內(nèi)密閉環(huán)境中CO2濃度下降，而露天栽培的油桃在mn段光合速率(Pn)下降，是因為環(huán)境溫度過高導(dǎo)致部分氣孔關(guān)閉，植株吸收的CO2減少，B錯誤；15時以后，兩種栽培條件下的光合速率(Pn)持續(xù)下降，是光照強(qiáng)度逐漸減弱所致，即致使ef段、op段光合速率(Pn)下降的原因是光照逐漸減弱，C正確；適時澆水從而避免植物因缺水導(dǎo)致氣孔關(guān)閉、增施農(nóng)家肥從而增加CO2濃度是提高大田作物產(chǎn)量的重要措施，D正確。
5．“半葉法”測定光合速率時，將對稱葉片的一部分(甲)遮光，另一部分(乙)不作處理，并設(shè)法阻止兩部分聯(lián)系。光照6小時，在甲、乙截取等面積的葉片，烘干稱重，分別記為a、b，光照前截取同等面積的葉片烘干稱重的數(shù)據(jù)為m0，下列說法錯誤的是(　　)
A．若m0－a＝b－m0，則表明該實驗條件下葉片的光合速率等于呼吸速率
B．本實驗需阻止葉片光合產(chǎn)物向外運(yùn)輸，同時不影響水和無機(jī)鹽的輸送
C．忽略水和無機(jī)鹽的影響，甲部分葉片可在給乙光照時剪下，進(jìn)行等時長的暗處理
D．選擇葉片時需注意葉齡、著生節(jié)位、葉片的對稱性及受光條件的一致性
答案　A
解析　甲遮光，只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，故m0－a代表細(xì)胞呼吸消耗量，乙不作處理，進(jìn)行光合作用和細(xì)胞呼吸，b－m0代表凈光合作用積累量，若m0－a＝b－m0，即凈光合速率等于呼吸速率，則表明該實驗條件下葉片的光合速率大于呼吸速率，A錯誤。
6．(2024·南通高三期中)如圖是某科研小組在對藥用植物黃精進(jìn)行光合作用和細(xì)胞呼吸研究實驗過程中，根據(jù)測得的實驗數(shù)據(jù)繪制的曲線圖，其中圖1的光合曲線(圖中實線)是在光照、CO2濃度等條件都適宜的環(huán)境中測得，圖1的呼吸曲線(圖中虛線)是在黑暗條件下測得；圖2的實驗環(huán)境是在恒溫密閉玻璃溫室中，測定指標(biāo)是連續(xù)24 h室內(nèi)CO2濃度和植物CO2吸收速率。據(jù)圖分析，下列說法錯誤的是(　　)
A．圖1中，當(dāng)溫度達(dá)到55 ℃時，植物光合作用已停止，可能原因是與光合作用相關(guān)的酶失去活性
B．圖1中，當(dāng)溫度達(dá)到55 ℃時，植物的凈光合速率與呼吸速率相等，總光合速率是呼吸速率的2倍
C．結(jié)合圖1數(shù)據(jù)分析，進(jìn)行圖2所示實驗時，為了減少無關(guān)變量帶來的干擾，溫度應(yīng)設(shè)置在30 ℃左右
D．圖1中溫度為40 ℃時對應(yīng)的光合曲線點與圖2中6 h和18 h對應(yīng)的曲線點有相同的凈光合速率
答案　B
解析　據(jù)圖1分析，虛線表示呼吸速率隨溫度的變化情況，當(dāng)溫度達(dá)到55 ℃時，兩條曲線重合，植物不再進(jìn)行光合作用，光合速率為0，只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，可能原因是與光合作用相關(guān)的酶失去活性，A正確，B錯誤；結(jié)合圖1數(shù)據(jù)可知，該植物凈光合速率最大時的溫度為30 ℃，因此，在進(jìn)行圖2所示實驗時，為了減少無關(guān)變量帶來的干擾，溫度應(yīng)設(shè)置在30 ℃左右，C正確；圖2中，當(dāng)光合速率等于呼吸速率時，凈光合速率為0，處于室內(nèi)CO2濃度曲線的拐點，即6 h和18 h，圖1中，光合速率等于呼吸速率時的溫度條件是40 ℃，D正確。
7．科研人員對大棚種植的、發(fā)育良好的某植物在不同條件下測定其光合速率變化情況，調(diào)查時間為每天的8：30～14：00，連續(xù)調(diào)查數(shù)天，記錄、分析相關(guān)數(shù)據(jù)，繪制了如圖所示曲線圖。下列有關(guān)說法正確的是(　　)
A．在該調(diào)查時段內(nèi)，該植物晴天積累有機(jī)物總量最多的時刻為12：00
B．從圖中a～b段可以看出，該植物凈光合速率為負(fù)值，可能與環(huán)境因素中溫度和光照強(qiáng)度有關(guān)
C．圖中c～d時段，植物體內(nèi)有機(jī)物總量的變化情況是先增加后減少
D．j點時，該植物光合作用消耗的CO2量等于植物從外界吸收的CO2量
答案　B
解析　在該調(diào)查時段內(nèi)，當(dāng)凈光合速率大于0時就存在有機(jī)物的積累，因此該植物晴天積累有機(jī)物總量最多的時刻為14：00，A錯誤；圖中c～d時段，凈光合速率先小于0，此時有機(jī)物總量減少，之后凈光合速率大于0，有機(jī)物又呈增加的趨勢，即植物體內(nèi)有機(jī)物總量的變化情況為先減少后增加，C錯誤；j點時，植物凈光合速率為0，表明此時的光合速率等于呼吸速率，即植物光合作用消耗的CO2量全部來自植物體內(nèi)，不需要從外界吸收CO2，D錯誤。
8．薇甘菊是外來入侵物種，研究人員測量薇甘菊在不同光照強(qiáng)度下的ATP和淀粉含量變化。以12：00時的光照強(qiáng)度為100%,8：00時的光照強(qiáng)度為40%,17：00時的光照強(qiáng)度為20%,18：00時的光照強(qiáng)度為0%，結(jié)果如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A．17：00～18：00淀粉含量下降是因為細(xì)胞呼吸強(qiáng)度大于光合作用強(qiáng)度
B．8：00～12：00薇甘菊ATP含量未提高，說明此時光合速率較低
C．8：00時薇甘菊葉肉細(xì)胞中產(chǎn)生ATP的細(xì)胞結(jié)構(gòu)是線粒體和葉綠體
D．薇甘菊長期在弱光下生長時，葉片會變厚，有利于捕獲更多光能來適應(yīng)弱光環(huán)境
答案　A
解析　圖中8：00～12：00光合作用速率較高，但光合作用光反應(yīng)階段合成的ATP迅速水解用于暗反應(yīng)合成有機(jī)物供能，所以ATP含量未提高，B錯誤；光照條件下，薇甘菊葉肉細(xì)胞可進(jìn)行光合作用和細(xì)胞呼吸，產(chǎn)生ATP的場所有葉綠體(類囊體薄膜)、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體(基質(zhì)和內(nèi)膜)，C錯誤；薇甘菊長期在弱光下生長時，為捕獲更多的光，葉面積會增大，葉片會變薄，有利于適應(yīng)弱光環(huán)境，D錯誤。
9.自然界中C4植物比C3植物具有更強(qiáng)的固定低濃度CO2的能力。現(xiàn)將取自甲、乙兩種植物且面積相等的葉片分別放置到相同大小的密閉小室中，在溫度均為25 ℃的條件下給予充足的光照，每隔一段時間測定一次小室中的CO2濃度，結(jié)果如圖所示。下列說法不正確的是(　　)
A．甲、乙兩種植物中，乙植物可能為C4植物
B．實驗開始的10 min內(nèi)，甲、乙兩種植物光合作用強(qiáng)度大于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度
C．M點處兩種植物葉片的凈光合速率相等
D．40 min時乙植物葉片光合速率等于呼吸速率
答案　C
解析　開始時CO2濃度相等，M點時CO2濃度相等，說明此階段兩種植物有機(jī)物的積累量相等，M點處兩種植物葉片的凈光合速率應(yīng)為該點的斜率，二者不相等，C錯誤。
二、非選擇題
10．(2020·海南，21)在晴朗無云的夏日，某生物興趣小組測定了一種蔬菜葉片光合作用強(qiáng)度的日變化，結(jié)果如圖。回答下列問題：
(1)據(jù)圖分析，與10時相比，7時蔬菜的光合作用強(qiáng)度低，此時，主要的外界限制因素是____________；從10時到12時，該蔬菜的光合作用強(qiáng)度________。
(2)為探究如何提高該蔬菜光合作用強(qiáng)度，小組成員將菜地分成A、B兩塊，10～14時在A菜地上方遮陽，B菜地不遮陽，其他條件相同。測得該時段A菜地蔬菜的光合作用強(qiáng)度比B菜地的高，主要原因是_________________________________________________________。
(3)小組成員又將相同條件的C菜地的上方和四周用遮陽網(wǎng)全部覆蓋，測得棚內(nèi)溫度比B菜地高，一段時間后比較B、C兩塊菜地的蔬菜產(chǎn)量。與B菜地相比，C菜地蔬菜產(chǎn)量低，從光合作用和細(xì)胞呼吸的原理分析，原因是__________________________________________。
答案　(1)光照強(qiáng)度　降低　(2)B菜地光照強(qiáng)度過高，導(dǎo)致蔬菜氣孔關(guān)閉，二氧化碳吸收受阻，光合作用速率降低　(3)C菜地的溫度上升，光合作用有關(guān)酶活性下降，細(xì)胞呼吸有關(guān)酶活性增加，C菜地的凈光合作用降低，產(chǎn)量下降，因此C菜地的蔬菜產(chǎn)量低于B菜地
11．(2022·福建，10)柵藻是一種真核微藻，具有生長繁殖快、光合效率高、可產(chǎn)油脂等特點。為提高柵藻的培養(yǎng)效率和油脂含量，科研人員在最適溫度下研究了液體懸浮培養(yǎng)和含水量不同的吸附式膜培養(yǎng)(如圖1)對柵藻生長和產(chǎn)油量的影響，結(jié)果如圖2。
回答下列問題：
(1)實驗中，懸浮培養(yǎng)和膜培養(yǎng)裝置應(yīng)給予相同的____________________(答出2點即可)。
(2)為測定兩種培養(yǎng)模式的柵藻光合速率，有人提出可以向裝置中通入C18O2，培養(yǎng)一段時間后檢測18O2釋放量。你認(rèn)為該方法________(填“可行”或“不可行”)，理由是_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(3)由圖2的結(jié)果可知，膜培養(yǎng)的柵藻雖然葉綠素含量較低，但膜培養(yǎng)仍具一定的優(yōu)勢，體現(xiàn)在________________________。結(jié)合圖1，從影響光合效率因素的角度分析，膜培養(yǎng)具有這種優(yōu)勢的原因是________________________________。
(4)根據(jù)圖2的結(jié)果，對利用柵藻生產(chǎn)油脂的建議是_________________________________。
答案　(1)光照強(qiáng)度、通氣量、接種量　(2)不可行　C18O2中的18O經(jīng)光合作用可轉(zhuǎn)移到糖類等有機(jī)物中，光反應(yīng)中釋放的O2來自H2O，排出的氣體中檢測不到18O2　(3)生物量產(chǎn)率和油脂產(chǎn)率較高　膜培養(yǎng)時柵藻更充分利用光照和CO2(或膜培養(yǎng)時柵藻對光照和CO2利用率更高)　(4)使用2%瓊脂濃度培養(yǎng)基對應(yīng)含水量的膜培養(yǎng)方式
12．為測定光合速率的變化，某科研小組將某植物放入密閉的透明玻璃小室中，如圖甲所示。將該裝置放于自然環(huán)境中，測定夏季一晝夜小室內(nèi)植物氧氣釋放速率的變化，結(jié)果如圖乙所示。請據(jù)圖分析并回答下列問題：
(1)圖乙曲線中，a～b段上升的原因是______________________________________________；e～f段下降是因為________________________________________________，從而導(dǎo)致光合速率下降；h點時該植物葉肉細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生ATP的場所有_____________________________。
(2)圖乙曲線中d點時刻，圖甲裝置中有色液滴的位置位于起始位置(0點)的________(填“左側(cè)”“右側(cè)”或“起始位置”)。有色液滴移到最右側(cè)對應(yīng)圖乙曲線中的________點。小組成員在上午某段時間內(nèi)，記錄有色液滴移動位置時，獲得了以下數(shù)據(jù)：
每隔20分鐘記錄一次數(shù)據(jù)
…… 11 13 17 23 ……
則該組實驗數(shù)據(jù)是在圖乙曲線的______段獲得的。
(3)如果要測定該植物的真正光合作用速率，還需增加一組實驗，其設(shè)計思路是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)溫度下降，酶活性降低，細(xì)胞呼吸減弱　溫度過高，導(dǎo)致部分氣孔關(guān)閉，二氧化碳供應(yīng)減少，暗反應(yīng)減慢　細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、葉綠體、線粒體　(2)左側(cè)　h　de　(3)設(shè)置與圖甲相同的裝置，并將該裝置遮光放在與圖甲裝置相同的環(huán)境條件下
解析　(1)凌晨外界溫度比較低，酶活性降低，植物的細(xì)胞呼吸減弱，釋放二氧化碳的速率減慢，吸收氧氣的速率也減慢，所以在圖乙曲線中，ab段表現(xiàn)為上升趨勢；中午外界溫度較高，蒸騰作用旺盛，為了減少植物體內(nèi)水分的散失，植物葉片部分氣孔關(guān)閉，二氧化碳供應(yīng)減少，暗反應(yīng)減慢，導(dǎo)致植物此時釋放氧氣的速率明顯降低；由圖乙可知，h點時該植物的氧氣釋放速率為0，即凈光合速率為0，此時，該植物同時進(jìn)行光合作用和細(xì)胞呼吸，因此此時葉肉細(xì)胞產(chǎn)生ATP的場所有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體。(2)圖甲中二氧化碳緩沖液可以保證容器內(nèi)二氧化碳濃度的恒定，所以氣體體積的增加或減少的原因是氧氣的釋放或氧氣的消耗，從而導(dǎo)致液滴的移動。d點時刻之前植物細(xì)胞呼吸強(qiáng)度大于光合作用強(qiáng)度，由于a～d點的細(xì)胞呼吸導(dǎo)致容器內(nèi)的氧氣濃度降低，從而導(dǎo)致液滴左移；甲裝置刻度管中的有色液滴右移到最大值的時刻是光合積累量最大的時刻，對應(yīng)圖乙的h點；根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)可以看出，氧氣釋放速率一直增加，說明該時間段光合作用強(qiáng)度大于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度，而且增加的速率加快，所以只能是圖乙曲線中的de段。(3)本實驗所測數(shù)據(jù)為植物的凈光合速率，如果計算植物的真正光合速率則需要測定植物的呼吸速率，即真正光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率，故可得實驗思路為設(shè)置一組實驗遮光處理，沒有光照，植物不能進(jìn)行光合作用，其他條件與甲裝置相同，此時測定的是植物的呼吸速率，最后將測得的呼吸速率和凈光合速率相加即可得到真正光合速率。

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