【备考2024】生物高考一轮复习学案：第10讲 光合作用与能量转化(Ⅱ)(含答案）

【备考2024】生物高考一轮复习
第10讲　光合作用与能量转化(Ⅱ)
[课标要求] 说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量，这些能量在二氧化碳和水转变为糖与氧气的过程中，转换并储存为糖分子中的化学能实验：探究不同环境因素对光合作用的影响
[核心素养](教师用书独具) 1.通过分析光合作用与细胞呼吸的关系，形成结构与功能相适应、物质与能量相互依存的生命观念。(生命观念)2．构建光照强度、二氧化碳浓度和温度等对光合作用强度影响的曲线模型。(科学思维)3．通过探究光照强度等环境因素对光合作用速率影响实验，培养学生实验设计和分析能力。(科学探究)4．基于光合作用与细胞呼吸关系的学习，解决合理密植、合理施肥等生产生活实践问题，指导农业生产。(社会责任)
考点1　光合作用的影响因素及应用
一、光合作用的强度
1．概念：植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。
2．衡量指标
(1)光合速率：单位时间、单位叶面积吸收CO2的量或放出O2的量或有机物的净增量。
(2)光合生产率(又称净同化率)：植物在较长时间(一昼夜或一周)内，单位叶面积生产的干物质量。光合生产率比光合速率低，因为要去掉呼吸等消耗。
二、影响光合作用强度的因素
1．影响光合作用原料(水、CO2)、动力(光能)供应的因素：环境中CO2浓度、叶片气孔开闭情况、光照强度、光质和光照时间等。
2．影响叶绿体的形成和结构的因素：无机营养、病虫害等。
3．影响酶活性的因素：温度、pH等。
1．生长于较弱光照条件下的植物，当提高CO2浓度时，其光合速率未随之增加，主要限制因素是光照强度。 (√)
2．延长光照时间能提高光合作用强度。 (×)
提示：延长光照时间只能提高光合作用的产物量，不能提高光合作用强度。
3．植物体从土壤中吸收的水分主要用于光合作用。 (×)
提示：植物体从土壤中吸收的水分主要用于蒸腾作用。
4．停止供水，植物光合速率下降，这是由于水既是光合作用的原料，又是光合产物在植物体内运输的主要介质。 (√)
5．夏季晴天，植物出现光合“午休”现象的主要原因是环境中CO2浓度过低。 (×)
提示：出现光合“午休”现象是因为夏季中午温度过高，引起气孔关闭，CO2吸收减少，而不是环境中CO2浓度过低。
如图是在夏季晴朗的白天，某种绿色植物叶片光合作用强度的曲线图。分析曲线图并回答问题：(必修1　P106“拓展应用”)
(1)7～10时的光合作用强度不断增强的原因是________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________。
(2)10～12时左右的光合作用强度明显减弱的原因是____________________
_________________________________________________________________
________________________________________________________________。
(3)14～17时的光合作用强度不断下降的原因是________________________
_________________________________________________________________
________________________________________________________________。
提示：(1)光照强度逐渐增大　(2)此时温度很高，导致气孔大量关闭，CO2无法进入叶片组织，致使光合作用暗反应受到限制　(3)光照强度不断减弱
1．在北方的冬暖大棚中施用有机肥有哪些益处？(至少说出两点)__________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
提示：有机肥中的有机物被土壤中的微生物分解成各种矿质元素，增加了土壤的肥力，另外还释放出热量和CO2，增加了大棚内的温度和CO2浓度，有利于光合作用
2．土壤板结，光合速率下降的原因是________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
提示：土壤板结，导致土壤中缺氧，根细胞进行无氧呼吸，产生的ATP减少，供给根细胞用于矿质元素吸收的能量减少，光合色素的合成和酶数量减少，光合作用减弱
1．光照强度对光合作用的影响及应用
(1)原理：光照强度影响光反应阶段，制约ATP及NADPH的产生，进而制约暗反应。
(2)曲线分析
①A点：光照强度为0，只进行细胞呼吸，AB段光合作用强度小于细胞呼吸强度；
B点：光补偿点(光合作用强度与细胞呼吸强度相等时的光照强度)；
BD段：光合作用强度大于细胞呼吸强度；
C点：光饱和点(光照强度达到C点后，光合作用强度不再随着光照强度的增大而加强)。
②实线表示阳生植物，虚线表示阴生植物。
(3)应用：阴生植物的光补偿点和光饱和点都较阳生植物低，间作套种农作物和冬季温室栽培等都可合理利用光能。
2．CO2浓度对光合作用的影响及应用
(1)原理：CO2浓度通过影响暗反应阶段，制约C3的生成。
(2)曲线分析
图甲　　　　　　　　　图乙
图甲中A点表示光合作用速率等于细胞呼吸速率时的CO2浓度，即CO2补偿点，而图乙中的A′点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度；两图中的B点和B′点都表示CO2饱和点，两图都表示在一定范围内，光合作用速率随CO2浓度增加而增大。
(3)应用
①大田要“正其行，通其风”，多施有机肥。
②温室内可通过放干冰，使用CO2生成器，施用农家肥，与猪舍、鸡舍连通等方法适当提高CO2浓度。
3．温度对光合作用的影响及应用
(1)原理：温度通过影响光合酶的活性影响光合作用强度。
(2)曲线分析
光合作用强度和细胞呼吸强度都受温度的影响，但光合作用相关酶对温度反应更为敏感。
(3)应用：温室栽培植物时，白天调到光合作用最适温度，以提高光合作用强度；晚上适当降低温室内温度，以降低细胞呼吸强度，保证植物有机物的积累。
4．水对光合作用的影响及应用
(1)原理：水既是光合作用的原料，又是体内各种化学反应的介质，如植物缺水导致萎蔫，使光合速率下降。另外，水分还能影响气孔的开闭，间接影响CO2进入植物体内。
(2)曲线分析
图1　　　　　　　　　　图2
图1表明在农业生产中，可根据作物的需水规律，合理灌溉。图2曲线上E处光合作用强度暂时降低，是因为温度高，气孔关闭，影响了CO2的供应。
(3)应用：预防干旱，合理灌溉。
5．矿质元素对光合作用的影响及应用
(1)原理：矿质元素是参与光合作用的许多重要化合物的组成成分，缺乏会影响光合作用的进行。例如，N是酶的组成元素，N、P是ATP、磷脂的组成元素，Mg是叶绿素的组成元素等。
(2)曲线分析
在一定浓度范围内，增大必需矿质元素的供应，可提高光合作用强度；但当超过一定浓度后，会因土壤溶液的浓度过高，植物渗透失水导致植物光合作用强度下降。
(3)应用：合理施肥、补充土壤中的矿质元素。
6．光照强度、CO2浓度和温度对光合作用的综合影响及应用
(1)常见曲线
图中：A．高CO2浓度　b．中CO2浓度　c．低CO2浓度
①高光强　②中光强　③低光强
(2)曲线分析
P点：限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随着因子的不断加强，光合速率不断提高。
Q点：横坐标所表示的因子不再是影响光合速率的因素，影响因素主要为各曲线所表示的因子。
(3)应用：温室栽培时，在一定光照强度下，白天适当提高温度，增加光合酶的活性，提高光合速率，也可同时适当增加CO2浓度，进一步提高光合速率；当温度适宜时，可适当增加光照强度和CO2浓度以提高光合速率。
7．光合作用与细胞呼吸曲线中的“关键点”移动
(1)细胞呼吸对应点(A点)的移动：细胞呼吸增强，A点下移；细胞呼吸减弱，A点上移。
(2)补偿点(B点)的移动
①细胞呼吸速率增加，其他条件不变时，CO2(或光)补偿点应右移，反之左移。
②细胞呼吸速率基本不变，相关条件的改变使光合速率下降时，CO2(或光)补偿点应右移，反之左移。
(3)饱和点(C点)和D点的移动：相关条件的改变(如增大光照强度或增大CO2浓度)使光合速率增大时，C点右移，D点上移的同时右移；反之，移动方向相反。
1．生长环境中的CO2浓度由1%降低到0.03%时，植物的光饱和点和光补偿点如何变化，原因是什么？
提示：光饱和点降低，因为CO2浓度降低时，暗反应的强度低，所需要的ATP和NADPH少。光补偿点升高，因为在合成有机物的量不变时，CO2浓度降低，所需要的光照强度增大。
2．有研究表明，干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的，而是由ABA引起的。请以该种植物的ABA缺失突变体(不能合成ABA)植株为材料，设计实验来验证这一结论。要求简要写出实验思路和预期结果。
提示：取ABA缺失突变体植株在正常条件下测定气孔开度，经干旱处理后，再测定气孔开度。　预期结果是干旱处理前后气孔开度不变。　将上述干旱处理的ABA缺失突变体植株分成两组，在干旱条件下，一组进行ABA处理，另一组作为对照组，一段时间后，分别测定两组的气孔开度。　预期结果是ABA处理组气孔开度减小，对照组气孔开度不变。
考查环境因素影响光合作用的坐标曲线分析
1．(2021·石家庄调研)在温度、水分适宜的条件下，某种植物单个叶片光合速率随光照强度的变化趋势如图所示。下列分析错误的是(　　)
A．当光照强度小于A时，叶片光合作用固定CO2的速率大于呼吸产生CO2的速率
B．当光照强度大于B时，叶片光合速率不再增加可能是由于光合色素含量有限
C．当光照强度大于B时，叶片光合速率不再增加可能是由于环境CO2供应不足
D．在大棚中种植该植物时，为利于作物群体的生长应将光照强度设置为适当大于B
A　[当光照强度小于A时，光合速率小于呼吸速率，即叶片光合作用固定CO2的速率小于呼吸作用产生CO2的速率，A错误；当光照强度大于B时，叶片光合速率不再增加，此时光照强度不再是限制因素，其内因可能是光合色素含量有限，B正确；当光照强度大于B时，叶片光合速率不再增加，此时光照强度不再是限制因素，其外因可能是环境CO2供应不足，C正确；图中B点为单个叶片的光饱和点，在大棚中种植该植物时，叶片之间存在相互遮光，为提高群体光合速率，应将大棚内的光照强度设置为适当大于B，D正确。]
2．(2021·山东实验中学检测)中国是生产稻米最多的国家，增加水稻的产量一直是科研人员研究的主要课题。图1是将玉米的PEPC酶(与CO2的固定有关)基因与PPDK酶(催化CO2初级受体——PEP的生成)基因导入水稻后，在某一温度下测得光照强度对转双基因水稻和原种水稻的光合速率影响。图2是在光照为1 000 Lux下测得温度影响光合速率的变化曲线。请据图分析回答下列问题：
图1
图2
(1)图1中原种水稻A点以后限制光合作用的主要环境因素为________。转双基因水稻________(填“能”或“不能”)通过提高相关酶的最适温度来增强光合速率。
(2)在温度25 ℃条件下，重复图1相关实验，A点会向________移动，推测原因是_______________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(3)据图分析，转双基因水稻与原种水稻相比更适宜栽种在______________环境中。研究者提取并分离了这两种植株的等质量叶片的光合色素，通过观察比较________________发现两种植株各种色素含量无显著差异，则可推断转双基因水稻是通过促进________来提高光合速率。
[解析]　(1)图1中原种水稻A点以后光合速率不再随光照强度的增加而增加，说明光照强度不再是影响光合速率的因素，A点以后限制光合作用的主要环境因素为CO2浓度，环境温度是不能控制的，因此转双基因水稻不能通过提高相关酶的最适温度来增强光合速率。(2)图2是在光照为1 000 Lux下测定的结果，图1中1 000 Lux的光强下原种水稻的净光合速率是20，图2中净光合速率为20时的温度为30 ℃，判断图1是在30 ℃测定的结果。(3)通过对图1和图2中原种水稻和转双基因水稻的净光合速率的比较，可以看出转双基因水稻与原种水稻相比更适宜栽种在强光照和高温环境中。两种植株各种色素含量无显著差异，提取并分离两种植株的等质量叶片的光合色素，在滤纸条上的色素带的宽度，才能得出两种植株各种色素含量无显著差异的结论。转双基因水稻是通过促进暗反应速率来提高光合速率的。
[答案]　(1)CO2浓度　不能　(2)左下　图1中1 000 Lux的光强下原种水稻的净光合速率是20，结合图2判断图1是在30 ℃下测定的，在25 ℃时，该水稻的净光合速率小于20，所以A点会向左下移　(3)强光照和高温　各种光合色素的含量　暗反应
考查环境因素影响光合作用的实验分析
3．(2021·石家庄模拟)为了探究CO2对叶绿体代谢和光合作用的影响，研究人员将番茄植株置于CO2浓度分别为400 μL·L－1和1 000 μL·L－1的培养室中，生长一段时间后，测定叶绿体中光合色素含量、淀粉合成量和植株高度等指标，结果如表所示，下列叙述正确的是(　　)
CO2浓度(μL·L－1) 叶绿素a(μg·m－2) 叶绿素b(μg·m－2) 淀粉合成量(μg·m－2) 植株高度(cm)
400 43.5 11.9 40.7 26.8
1 000 35.2 9.4 50.5 41.4
A．高浓度CO2增强了叶绿体的光吸收能力
B．据此推测，日光温室中补充适量CO2能够有效提高农作物有机物合成量
C．高浓度CO2降低了色素的含量及叶绿素a/b的值
D．高浓度CO2对于叶绿体基质中进行的卡尔文循环具有抑制作用
B　[依照题意，高浓度的CO2导致叶绿素a和叶绿素b的含量降低，从而降低了叶绿体的光吸收能力，A错误；依照表格中的数据，增加CO2的浓度，会使淀粉(有机物)合成量增加，据此推测，在日光温室中补充适量CO2可以有效提高农作物的有机物合成量，B正确；高浓度CO2虽然降低了光合色素的含量，但升高了叶绿素a/b的值，C错误；CO2是暗反应(卡尔文循环)的底物，高浓度的CO2会促进卡尔文循环，D错误。]
4．(2021·河北选择性考试)为探究水和氮对光合作用的影响，研究者将一批长势相同的玉米植株随机均分成三组，在限制水肥的条件下做如下处理：(1)对照组；(2)施氮组，补充尿素(12 g·m－2)；(3)水＋氮组，补充尿素(12 g·m－2)同时补水。检测相关生理指标，结果见下表。
生理指标 对照组 施氮组 水＋氮组
自由水/结合水 6.2 6.8 7.8
气孔导度(mmol·m－2·s－1) 85 65 196
叶绿素含量(mg·g－1) 9.8 11.8 12.6
RuBP羧化酶活性(μmol·h－1·g－1) 316 640 716
光合速率(μmol·m－2·s－1) 6.5 8.5 11.4
注：气孔导度反映气孔开放的程度。
回答下列问题：
(1)植物细胞中自由水的生理作用包括_________________________(写出两点即可)等。补充水分可以促进玉米根系对氮的________，提高植株氮供应水平。
(2)参与光合作用的很多分子都含有氮。氮与________离子参与组成的环式结构使叶绿素能够吸收光能，用于驱动______________两种物质的合成以及________的分解；RuBP羧化酶将CO2转变为羧基加到________分子上，反应形成的产物被还原为糖类。
(3)施氮同时补充水分增加了光合速率，这需要足量的CO2供应。据实验结果分析，叶肉细胞CO2供应量增加的原因是_____________________________
____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
[解析]　(1)自由水是细胞内的良好溶剂，许多种物质溶解在自由水中；细胞内的许多生化反应也都需要水的参与，如光合作用、细胞呼吸等；植物的大多数细胞必须浸润在以水为基础的液体环境中；自由水在植物体内的流动还可以运送营养物质和代谢废物。氮肥可溶解在水中，补充水分可以促进玉米根系对氮的吸收和运输，从而提高植株氮供应水平。(2)镁是组成叶绿素的重要元素，在叶绿体类囊体薄膜上，利用色素捕获的光能可进行水的光解，产生NADPH和ATP。暗反应进行时，CO2在RuBP羧化酶的作用下与C5结合形成C3，C3最终被还原成糖类。(3)叶绿体吸收光能的能力加强，水的光解速率加快，使得光反应速率加快，还原CO2的速率加快；施氮同时补充水分使气孔导度增大，有利于外界CO2进入叶肉细胞，为暗反应提供原料。
[答案]　(1)是细胞内的良好溶剂；参与细胞内的某些生化反应；为细胞提供液体环境；运送营养物质和代谢废物(写出两点即可)　吸收和运输　(2)镁　NADPH和ATP　水　C5　(3)叶绿体吸收光能的能力加强，水的光解速率加快，使得光反应速率加快，还原CO2的速率加快；施氮同时补充水分使气孔导度增大，有利于外界CO2进入叶肉细胞，为暗反应提供原料
考查光合作用影响因素的生产应用
5．(2021·张掖检测)下列关于生物学原理在农业生产上的应用，叙述错误的是(　　)
A．“一次施肥不能太多”，避免土壤溶液浓度过高，引起烧苗现象
B．“低温、干燥、无氧储存种子”，更能降低细胞呼吸，减少有机物的消耗
C．“正其行，通其风”，能为植物提供更多的CO2以提高光合作用效率
D．“轮作”是利用了不同作物根系对矿物营养元素吸收的差异，从而避免土壤肥力下降
B　[一次施肥太多，会导致土壤溶液浓度过高，导致细胞失水，即烧苗现象，A正确；储存种子需要在低温、干燥、低氧的环境中，B错误；“正其行，通其风”，保证空气流通，能为植物提供更多的CO2提高光合作用速率，C正确；“轮作”，即交替种植不同的作物，可以利用不同作物根系对矿质营养元素的吸收的差异性，避免土壤肥力下降，D正确。]
6．(2021·辽宁选择性考试)植物工厂是通过光调控和通风控温等措施进行精细管理的高效农业生产系统，常采用无土栽培技术。下列有关叙述错误的是(　　)
A．可根据植物生长特点调控光的波长和光照强度
B．应保持培养液与植物根部细胞的细胞液浓度相同
C．合理控制昼夜温差有利于提高作物产量
D．适时通风可提高生产系统内的CO2浓度
B　[不同植物对光的波长和光照强度的需求不同，可根据植物生长特点调控光的波长和光照强度，A正确；为保证植物的根能够正常吸收水分，该系统应控制培养液的浓度小于植物根部细胞的细胞液浓度，B错误；适当提高白天的温度可以促进光合作用的进行，让植物合成更多的有机物，而夜晚适当降温则可以抑制其呼吸作用，使其少分解有机物，合理控制昼夜温差有利于提高作物产量，C正确；适时通风可提高生产系统内的CO2浓度，进而提高光合作用的速率，D正确。]
考点2　(探究·实践)探究环境因素对光合作用强度的影响
1．实验原理
(1)利用抽气法排出叶片细胞间隙中的气体，使其沉入水中。
(2)通过LED台灯与烧杯之间的距离控制光照强度。
(3)光合作用的过程中产生O2的多少与光合作用强度密切相关，O2积累在细胞间隙从而使下沉的叶片上浮。因此可依据一定时间内小圆形叶片上浮的数量，来比较光合作用强度。
2．实验步骤及操作要点
实验步骤 操作要点
①制备圆形小叶片 取生长旺盛的绿叶，用直径为0.6 cm的打孔器打出圆形小叶片30片(避开大的叶脉)
②排出细胞间隙中的气体 A．将圆形小叶片和适量清水置于注射器，排出注射器内的空气；b.用手指堵住注射器前端的小孔并缓慢地拉动活塞，使圆形小叶片内的气体溢出。重复几次，直到圆形小叶片全部沉到水底
③分装圆形小叶片 A．将上述处理过的圆形小叶片放入黑暗处盛有清水的烧杯中待用；b.向3只小烧杯分别倒入富含CO2的清水；c.将待用圆形小叶片各10片分别放入3只小烧杯中
④给予不同的光照强度 分别取离LED台灯10 cm、20 cm、30 cm(对应编号为1、2、3)的位置，把3个烧杯分别放在这3个位置上，打开台灯
⑤观察并记录 观测并记录单位时间内3个烧杯中叶片上浮的数量，或者是浮起相同数量的叶片所用时间长短
3.实验结论
在一定光照强度范围内，光合作用强度随光照强度的增强而增强。
1．实验结果的生理状态分析
(1)在黑暗情况下，植物叶片只进行细胞呼吸，吸收氧气，产生的二氧化碳较易溶于水，所以叶片沉在水底。细胞生理状态如图1：
图1
(2)在弱光下，此时的光合作用小于或等于细胞呼吸，叶片中仍然没有足够的氧气，叶片仍然沉在水底。细胞生理状态如图2和图3：
图2　　　　　　　　　　图3
(3)在中、强光下，光合作用大于细胞呼吸，叶片中会有足够的氧气产生，从而充满了细胞间隙并释放到外界一部分，使叶片浮起来。细胞生理状态如图4：
图4
2．“叶片上浮法”应用中的三点注意
(1)叶片上浮的原因是光合作用产生的O2大于有氧呼吸消耗的O2，不要片面认为只是光合作用产生了O2。
(2)打孔时要避开大的叶脉，因为叶脉中没有叶绿体，而且会延长小圆形叶片上浮的时间，影响实验结果的准确性。
(3)为确保溶液中CO2含量充足，小圆形叶片可以放入NaHCO3溶液中。
1．(不定项)(2021·潍坊模拟)图甲为研究光合作用的实验装置，用打孔器在某植物的叶片上打出多个圆片，再用气泵抽出气体直至叶圆片沉底，然后将等量的叶圆片转至不同温度的NaHCO3(等浓度)溶液中，给予一定的光照，测量每个培养皿叶圆片上浮至液面所用的平均时间(图乙)。下列相关分析正确的是(　　)
　
甲　　　　　　　　　乙
A．在ab段，随着水温的增加，净光合速率逐渐增大
B．上浮至液面的时间可反映净光合速率的相对大小
C．通过图乙分析可以找到真正光合作用的最适温度
D．因为抽气后不含氧气，实验过程中叶圆片不能进行有氧呼吸
AB　[ab段，随着水温的增加，叶圆片上浮至液面所需要的时间缩短，说明氧气产生速率加快，净光合速率逐渐增大，A正确；根据题意可知，上浮至液面的时间可反映净光合速率的相对大小，B正确；通过图乙分析只能找到净光合作用的最适温度，C错误；虽然抽气后叶片不含氧气，但实验过程中的光照可以引起光合作用产生氧气，故实验过程中叶圆片能进行有氧呼吸，D错误。]
2．为完成“探究环境因素对光合作用强度的影响”实验，提供以下材料用具：菠菜叶、打孔器(直径1 cm)、注射器、40 W台灯、烧杯、4%NaHCO3溶液、蒸馏水、不同颜色的透明薄膜等。
(1)某同学选取其中一个因素进行探究，以下是实验结果：
时间 上浮的叶圆片数量(片)
蒸馏水 0.5% NaHCO3 1% NaHCO3 1.5% NaHCO3 2% NaHCO3
2 min 0 7 11 10 4
4 min 0 15 16 13 7
①该实验的目的是____________________________，实验检测指标是________________________________。
②有哪些措施可以减少实验误差？_____________________________。(至少写出两项)
③有同学认为叶圆片之所以浮起，是因为呼吸作用消耗了有机物且产生了CO2导致叶片上浮的。根据实验结果判断该观点是否正确？并说明理由：____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(2)利用以上材料，还可以探究的环境因素有________________(答出2个)。
[解析]　(1)①由表格看出实验的自变量是不同浓度的NaHCO3溶液，NaHCO3溶液的浓度不同，提供的CO2浓度不同，因此该实验研究的是不同浓度的CO2对光合作用的影响。实验观察的指标是单位时间内上浮的叶圆片的数量。②减少实验误差就要平衡无关变量，重复实验求平均值。③叶圆片上浮的原因是光合作用大于呼吸作用，叶圆片中氧气增多，叶圆片密度变小。说明叶圆片上浮的原因不是呼吸作用消耗了有机物且产生了CO2，应从蒸馏水中叶圆片没有上浮来论述。
(2)利用上述实验材料，还可探究光照强度或不同的光质对光合作用的影响。
[答案]　(1)①研究CO2浓度(或NaHCO3浓度)对叶片光合速率的影响　相同时间内烧杯中叶圆片浮起的数量　②用打孔器打出的叶圆片数量足够多；每组实验重复几次，记录的数据取平均值　③该同学的认识是错误的，因为在蒸馏水的那组实验中，叶圆片一样进行了呼吸作用，却没有叶圆片浮起，叶圆片上浮的原因是光合作用强度大于呼吸作用强度，叶圆片内氧气增多　(2)光照强度、光的性质
1．核心概念
(必修1 P105)光合作用强度：植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。
2．结论语句
(1)(必修1 P105)只要影响到光合作用的原料、能量的供应，都可能是影响光合作用强度的因素。
(2)(必修1 P105)影响到叶绿体的形成和结构的因素，会影响光合作用强度。
(3)(必修1 P105)影响酶活性的因素，也是光合作用强度的影响因素。
1．(2021·湖南选择性考试)绿色植物的光合作用是在叶绿体内进行的一系列能量和物质转化过程。下列叙述错误的是(　　)
A．弱光条件下植物没有O2的释放，说明未进行光合作用
B．在暗反应阶段，CO2不能直接被还原
C．在禾谷类作物开花期剪掉部分花穗，叶片的光合速率会暂时下降
D．合理密植和增施有机肥能提高农作物的光合作用强度
A　[弱光条件下，植物没有O2的释放是因为此时呼吸作用强度大于光合作用强度，并不是未进行光合作用，A叙述错误；在光合作用暗反应阶段，CO2一般要与C5结合生成C3后才被还原，B叙述正确；在禾谷类作物开花期剪掉部分花穗，短时间内使得光合作用产物输出受阻，对光合作用过程起抑制作用，叶片的光合速率会暂时下降，C叙述正确；合理密植(增加受光面积、增加CO2浓度)和增施有机肥(提供无机盐和CO2)均可在一定程度上提高农作物光合作用强度，D叙述正确。]
2．(2021·广东选择性考试)与野生型拟南芥WT相比，突变体t1和t2在正常光照条件下，叶绿体在叶肉细胞中的分布及位置不同(图a，示意图)，造成叶绿体相对受光面积的不同(图b)，进而引起光合速率差异，但叶绿素含量及其他性状基本一致。在不考虑叶绿体运动的前提下，下列叙述错误的是(　　)
　
A．t2比t1具有更高的光饱和点(光合速率不再随光强增加而增加时的光照强度)
B．t1比t2具有更低的光补偿点(光合吸收CO2与呼吸释放CO2等量时的光照强度)
C．三者光合速率的高低与叶绿素的含量无关
D．三者光合速率的差异随光照强度的增加而变大
D　[由题图可知，突变体t1的叶绿体相对受光面积大于突变体t2的叶绿体相对受光面积，故突变体t1在较小的光照强度下就能达到光补偿点和光饱和点，A、B叙述正确；野生型、突变体t1和突变体t2的叶绿素含量基本一致，故造成野生型、突变体t1和突变体t2光合速率的高低与叶绿素含量无关，C叙述正确；由题图可知，三者的光合速率差异是由叶绿体在细胞中分布位置不同引起的，与光照强度无关，D叙述错误。]
3．(2021·广东选择考适应性测试)光补偿点指同一叶片在同一时间内，光合过程中吸收的CO2和呼吸过程中放出的CO2等量时的光照强度；在一定范围内，光合速率随光照强度增加，当达到某一光照强度时，光合速率不再增加，该光照强度称为光饱和点。下表为甲、乙两个水稻品种在灌浆期、蜡熟期的光合作用相关数据。
甲、乙两个水稻品种灌浆期和蜡熟期光合作用相关指标的比较
注：灌浆期幼穗开始有机物积累，谷粒内含物呈白色浆状；蜡熟期米粒已变硬，但谷壳仍呈绿色。
回答下列问题：
(1)从表中的数据推测，________品种能获得较高产量，理由是_______________________________________________________________。
(2)据表分析水稻叶片在衰老过程中光合作用的变化趋势是________。
(3)根据该实验的结果推测，从灌浆期到蜡熟期水稻最大净光合速率的变化可能与叶片的叶绿素含量变化有关。请设计实验验证该推测(简要写出实验设计思路、预期实验结果并给出结论)。
[解析]　(1)从表中的数据推测，灌浆期幼穗开始有机物积累，而乙品种在灌浆期的最大净光合速率大于甲植物，故乙品种可积累的有机物多，能获得较高产量。(2)据表分析可知，植物由灌浆期到蜡熟期，甲、乙品种的光补偿点增大，光饱和点降低，最大净光合速率均在下降，即水稻叶片在衰老过程中光合作用下降。(3)分析题意可知，该实验目的是验证植物由灌浆期到蜡熟期，叶片的叶绿素含量减少导致净光合速率下降。实验设计思路如下：取等量的同种水稻在灌浆期和蜡熟期的叶片，分别测定其叶绿素含量。预期实验结果和结论：处于灌浆期的水稻叶片的叶绿素含量高，说明植物由灌浆期到蜡熟期水稻的最大净光合速率下降是由叶片的叶绿素含量下降导致的。
[答案]　(1)乙　在灌浆期，乙品种的最大净光合速率比甲大，可积累的有机物多　(2)下降　(3)实验设计思路：取等量的同种水稻在灌浆期和蜡熟期的叶片，分别测定其叶绿素含量。预期实验结果：处于灌浆期的水稻叶片的叶绿素含量高。实验结论： 从灌浆期到蜡熟期水稻最大净光合速率下降是由叶片中叶绿素含量下降造成的。
4．(2020·全国卷Ⅰ)农业生产中的一些栽培措施可以影响作物的生理活动，促进作物的生长发育，达到增加产量等目的。回答下列问题：
(1)中耕是指作物生长期中，在植株之间去除杂草并进行松土的一项栽培措施，该栽培措施对作物的作用有________________________________________
___________________________________________________________________
____________________________________________________(答出2点即可)。
(2)农田施肥的同时，往往需要适当浇水，此时浇水的原因是__________
_______________________________________________________________
_______________________________________________(答出1点即可)。
(3)农业生产常采用间作(同一生长期内，在同一块农田上间隔种植两种作物)的方法提高农田的光能利用率。现有4种作物，在正常条件下生长能达到的株高和光饱和点(光合速率达到最大时所需的光照强度)见下表。从提高光能利用率的角度考虑，最适合进行间作的两种作物是____________，选择这两种作物的理由是_________________________________________________________________
___________________________________________________________________
_________________________________________________________________。
作物 A B C D
株高/cm 170 65 59 165
光饱和点/μmol·m－2·s－1 1 200 1 180 560 623
[解析]　(1)除去杂草可以减少杂草和农作物之间对水分、矿质元素和光的竞争，使能量更多地流向农作物；松土可以使土壤中O2含量增多，有利于根细胞进行有氧呼吸，进而增强根对矿质元素的吸收等活动。(2)肥料中的矿质元素只有溶解在水中才能被作物根系吸收，因而农田施肥的同时常适当浇水，以使肥料中的矿质元素溶解在水中；另外，浇水还可以降低土壤溶液的渗透压，防止作物因过度失水而死亡。(3)为了更充分地利用光照资源，间作过程中要确保高低作物的合理搭配。株高较高的作物获取的光照充足，应选择光饱和点较高的作物(作物A)；株高较低的作物获取的光照较少，应选择光饱和点较低的作物(作物C)。
[答案]　(1)减少杂草对水分、矿质元素和光的竞争；增加土壤氧气含量，促进根系的呼吸作用　(2)肥料中的矿质元素只有溶解在水中才能被作物根系吸收　(3)A和C　作物A光饱和点高且长得高，可利用上层光照进行光合作用；作物C光饱和点低且长得矮，与作物A间作后，能利用下层的弱光进行光合作用
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