第14讲 光合作用的影响因素及其应用
【课标要求】 活动：探究环境因素对光合作用强度的影响。
考点一 探究环境因素(以光照强度为例)对光合作用强度的影响
INCLUDEPICTURE "核心知识CSJ.TIF"
1．实验原理
2．实验装置分析
(1)自变量的设置：光照强度是自变量，通过调整台灯与烧杯之间的距离来调节光照强度的大小。
(2)中间盛水的玻璃柱的作用：吸收灯光的热量，避免光照对烧杯内水温产生影响。
(3)因变量是光合作用强度，可通过观测单位时间内被抽去空气的圆形叶片上浮的数量或者是浮起相同数量的叶片所用的时间长短来衡量光合作用的强弱。
3．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O2，产生的CO2较易溶于水，所以叶片沉在水底。细胞生理状态如下图所示：
(2)在弱光下，此时的光合作用强度小于或等于细胞呼吸强度，叶片中仍然没有足够的O2，叶片仍然沉在水底。细胞生理状态如下图所示：
(3)在中、强光下，光合作用强度大于细胞呼吸强度，叶片中会有足够的O2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。细胞生理状态如下图所示：
INCLUDEPICTURE "考向探究CSJ.TIF"
1．下图表示测定金鱼藻光合作用强度的密闭实验装置，氧气传感器可监测O2量的变化。已知光饱和点是指植物光合速率达到最大时的最小光照强度。下列叙述错误的是( C )
A．NaHCO3溶液可以为金鱼藻的光合作用提供CO2
B．单色光照射时，相同光照强度下一定时间内用红光比用绿光测到的O2量多
C．氧气传感器测到的O2量就是金鱼藻光合作用产生的O2量
D．拆去滤光片，改变光照强度，并将所得数据绘制成曲线，可推知其光饱和点
解析：氧气传感器测到的O2量是金鱼藻净光合作用产生的O2量，即总光合作用产生的O2量与呼吸作用消耗的O2量的差值。
2．(2022·海南选择考)某小组为了探究适宜温度下CO2对光合作用的影响，将四组等量菠菜叶圆片排气后，分别置于盛有等体积不同浓度NaHCO3溶液的烧杯中，从烧杯底部给予适宜光照，记录叶圆片上浮所需时长，结果如下图所示。下列有关叙述正确的是( B )
A．本实验中，温度、NaHCO3浓度和光照都属于自变量
B．叶圆片上浮所需时长主要取决于叶圆片光合作用释放氧气的速率
C．四组实验中，0.5% NaHCO3溶液中叶圆片光合速率最高
D．若在4 ℃条件下进行本实验，则各组叶圆片上浮所需时间均会缩短
解析：由实验目的可知，NaHCO3浓度为自变量，温度和光照均为无关变量，无关变量应保持相同且适宜，A项错误；实验中所用的菠菜叶圆片已进行排气处理，叶圆片上浮主要是因为其进行光合作用释放了氧气，且光合作用释放氧气的速率越高，叶圆片上浮所需的时间越短，B项正确；四组实验中，0.5%的NaHCO3溶液中叶圆片上浮平均时长最长，说明其光合速率最低，C项错误；实验是在适宜温度下进行的，若降低温度，光合速率减慢，则各组叶圆片上浮所需时间均会延长，D项错误。
考点二 光合作用的影响因素及其应用
INCLUDEPICTURE "核心知识CSJ.TIF"
1．外部因素
(1)单因子变量对光合速率的影响。
①光照强度。
②CO2浓度。
③温度。
④水分和矿质元素。
(2)多因子变量对光合速率的影响。
2．内部因素
(1)植物自身的遗传特性(如植物品种不同)：以阴生植物、阳生植物为例。
①光补偿点：阳生植物>阴生植物。
②光饱和点：阳生植物>阴生植物。
(2)植物叶片的叶龄、叶绿素含量及酶。
INCLUDEPICTURE "广东新选考命题新指向FJ.TIF"
[教材命题点思考]
1．干旱条件下，很多植物的光合作用速率降低，主要原因是______________________________________________________
______________________________________________________。
提示：叶片气孔开放程度降低，CO2的吸收量减少
2．西瓜、玉米和辣椒轮作和固定种植玉米相比，其优点是______________________________________________________
______________________________________________________(答出2点即可)。
提示：充分利用土壤中的矿质资源、改善土壤条件、减少大面积病虫害发生的概率
3．在温室大棚生产中，大棚内多施农家肥有利于提高作物的产量，原因是______________________________________________________
______________________________________________________。
提示：农家肥中的有机物被微生物分解产生无机盐和CO2，CO2和无机盐被作物利用，提高大棚作物的产量
[模型命题点思考]
4．下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。
(1)7—10时的光合作用强度不断增强的原因是________________。
(2)10—12时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________________。
(4)从图中可以看出，限制光合作用的因素有________________。
(5)依据本题提供的信息，提出提高绿色植物光合作用强度的一些措施：______________________________________________________
______________________________________________________
______________________________________________________。
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 (4)光照强度、温度 (5)可以利用温室大棚控制光照强度、温度的方式，如补光、遮阴、生炉子、喷淋降温等，提高绿色植物光合作用强度
INCLUDEPICTURE "考向探究CSJ.TIF"
1．(2023·广东选择考)光合作用机理是作物高产的重要理论基础。大田常规栽培时，水稻野生型(WT)的产量和黄绿叶突变体(ygl)的产量差异不明显，但在高密度栽培条件下ygl产量更高，其相关生理特征见下表和下图。(光饱和点：光合速率不再随光照强度增加时的光照强度；光补偿点：光合过程中吸收的CO2与呼吸过程中释放的CO2等量时的光照强度。)
水稻材料 叶绿素/(mg·g－1) 类胡萝卜素/(mg·g－1) 类胡萝卜素/叶绿素
WT 4.08 0.63 0.15
ygl 1.73 0.47 0.27
分析图表，回答下列问题：
(1) ygl叶色黄绿的原因包括叶绿素含量较低和____________________，叶片主要吸收可见光中的______________光。
(2)光照强度逐渐增加达到2 000 μmol·m－2·s－1时，ygl的净光合速率较WT更高，但两者净光合速率都不再随光照强度的增加而增加，比较两者的光饱和点，可得ygl________WT(填“高于”“低于”或“等于”)。ygl有较高的光补偿点，可能的原因是叶绿素含量较低和________。
(3)与WT相比，ygl叶绿素含量低，高密度栽培条件下，更多的光可到达下层叶片，且ygl群体的净光合速率较高，表明该群体________________________，是其高产的原因之一。
(4)试分析在0～50 μmol·m－2·s－1范围的低光照强度下，WT和ygl净光合速率的变化，在给出的坐标系中绘制净光合速率趋势曲线。在此基础上，分析图a和你绘制的曲线，比较高光照强度和低光照强度条件下WT和ygl的净光合速率，提出一个科学问题。______________________________________________________
______________________________________________________
______________________________________________________。
解析：(1)从题表数据可得，与WT相比，ygl的类胡萝卜素/叶绿素的值更高，ygl为0.27，可能导致叶色黄绿。叶片含叶绿素和类胡萝卜素，主要吸收红光和蓝紫光。(2)由题干可知，光饱和点为光合速率不再随光照强度增加时的光照强度，ygl的光饱和点为2 000 μmol·m－2·s－1，比WT的光饱和点高；光补偿点是光合过程中吸收的CO2与呼吸过程中释放的CO2等量时的光照强度，呼吸速率高时，光补偿点可能更大，从图c可得ygl呼吸速率更高，可能导致光补偿点更高。(3)在强光下，高密度栽培ygl群体可通过下层叶片充分吸收光能，提高光能的利用率。(4)曲线与纵轴的交点表示呼吸速率，通过图c可知，WT呼吸速率约为0.6 μmol(CO2)·m－2·s－1，ygl呼吸速率约为0.9 μmol(CO2)·m－2·s－1，所以ygl与纵轴的交点应在WT与纵轴的交点下面；曲线与横轴的交点表示光补偿点，由图b可知，WT应在14 μmol(CO2)·m－2·s－1左右，ygl在28 μmol(CO2)·m－2·s－1左右，所以绘制曲线如答案所示。通过比较可知低光照强度条件下的ygl净光合速率比WT低，高光照强度条件下ygl净光合速率比WT高，据此提出科学问题。
答案：(1)类胡萝卜素/叶绿素的值较高 红光和蓝紫 (2)高于 呼吸速率较高 (3)在强光下光能利用率更高
(4)
为什么在高光照强度下ygl的光合速率比WT高，而在低光照强度下ygl的光合速率比WT低
2. (2025·揭阳高三月考)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/(mol·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2点即可)等。
(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较多的________________光，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)施氮同时补充水分提高了光合速率。据实验结果分析，原因有______________________________________________________
______________________________________________________
______________________________________________________。
解析：(1)植物细胞中自由水的生理作用包括是细胞内良好的溶剂、运送营养物质和代谢废物、参与生物化学反应等。(2)镁是叶绿素的组成成分，参与光合作用的很多分子都含有氮，光反应中，氮与镁离子参与组成的环式结构使叶绿素能够吸收光能，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，用于驱动NADPH和ATP两种物质的合成以及H2O的分解；在暗反应阶段，RuBP羧化酶将CO2转变为羧基加到C5分子上，反应形成的C3被还原成糖类。(3)由题表中水＋氮组的生理指标可知，施氮同时补充水分，气孔导度增大，CO2的吸收量增多，叶绿素的合成增加，RuBP羧化酶的活性增强，使固定CO2的效率增大，光合速率增大。
答案：(1)是细胞内良好的溶剂、运送营养物质和代谢废物、参与生物化学反应(写出两点即可)
(2)镁 红光和蓝紫 NADPH、ATP H2O C5
(3)施氮同时补充水分，气孔导度增大，CO2的吸收量增多，叶绿素的合成增加，RuBP羧化酶的活性增强，使固定CO2的效率增大
创设情境 长句特训
[判断依据类]
1．为了研究某种树木树冠上下层叶片光合作用的特性，某同学选取来自树冠不同层的A、B两种叶片，分别测定其净光合速率，结果如下图所示。据图回答下列问题：
INCLUDEPICTURE "21W23X教上.TIF"
INCLUDEPICTURE "21W23X教下.TIF"
从图中可知，A叶片是树冠________(填“上层”或“下层”)的叶片，判断依据是______________________________________________
______________________________________________________。
答案：下层 A叶片的净光合速率达到最大时所需的光照强度低于B叶片
2．甲、乙两种植物净光合速率随光照强度的变化趋势如下图所示。甲、乙两种植物单独种植时，如果种植密度过大，那么净光合速率下降幅度较大的植物是______，判断的依据是_____________________________________________________
______________________________________________________。
INCLUDEPICTURE "18全1理综ZW21.TIF"
答案：甲 光照强度降低导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙植物大，种植密度过大，植株接受的光照强度减弱，导致甲植物净光合速率下降幅度比乙植物大
[原因分析类]
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2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)如下表所示。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2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
答案：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，能利用下层的弱光进行光合作用
4．对生长在水分正常土壤中的某植物通过减少浇水进行干旱处理，该植物根细胞中溶质浓度增大，叶片中的脱落酸(ABA)含量增高，叶片气孔开度减小。与干旱处理前相比，干旱处理后该植物的光合速率会__________，出现这种变化的主要原因是
______________________________________________________
______________________________________________________。
答案：降低 气孔开度减小导致供应给光合作用的CO2减少
5．已知甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物的。将正常生长的甲、乙两种植物放置在同一密闭小室中，适宜条件下照光培养。培养后发现两种植物的光合速率都降低，原因是____________________________________________________
______________________________________________________。
答案：植物在光下进行光合作用吸收CO2的量大于呼吸作用释放CO2的量，使密闭小室中CO2浓度降低，光合速率也随之降低
6．若将某种植物密闭在无O2但其他条件适宜的小室中，照光培养一段时间后，发现植物的有氧呼吸增强，原因是______________________________________________________
______________________________________________________
______________________________________________________。
答案：该植物在光下进行光合作用释放的O2使密闭小室中O2增加，而O2与有机物分解产生的NADH发生作用生成水是有氧呼吸的一个环节，所以当O2增多时，有氧呼吸会增加
[结果结论类]
7．镉盐在水中多以离子状态存在，对水生植物的影响尤为严重。某科研小组研究不同浓度的镉对水生植物叶绿素的影响，结果见下图，由图得出的结论是_________________________________________
______________________________________________________。
答案：随着镉浓度的增大，叶绿素的含量逐渐降低，且叶绿素a受影响的幅度更大
8．为了探究生长条件对植物光合作用的影响，某研究小组将某品种植物的盆栽苗分成甲、乙两组，置于人工气候室中，甲组模拟自然光照，乙组提供低光照，其他培养条件相同。培养较长一段时间(T)后，测定两组植株叶片随光照强度变化的光合作用强度(即单位时间、单位叶面积吸收CO2的量)，光合作用强度随光照强度的变化趋势如图所示。
播种乙组植株产生的种子，得到的盆栽苗按照甲组的条件培养T时间后，再测定植株叶片随光照强度变化的光合作用强度，得到的曲线与甲组的相同。根据这一结果能够得出的初步结论是______________________________________________________
______________________________________________________
______________________________________________________。
答案：乙组光合作用强度的变化趋势与甲组不同是由环境因素(低光照强度)引起的，而非遗传物质的改变造成的
高考真题体验
1．(2024·北京等级考)某同学用植物叶片在室温下进行光合作用实验，测定单位时间单位叶面积的氧气释放量，结果如图所示。若想提高X，可采取的做法是( A )
A．增加叶片周围环境CO2浓度
B．将叶片置于4 ℃的冷室中
C．给光源加滤光片改变光的颜色
D．移动冷光源缩短与叶片的距离
解析：分析题图可知，随着光照强度增加，氧气释放速率(单位时间单位叶面积的氧气释放量)增加到X后保持不变，当氧气释放速率为X时，光照强度达到光饱和点，此时继续增加光照强度，最大氧气释放速率不会增加，而增加叶片周围环境CO2浓度可提高氧气释放速率，即提高X，A项符合题意。该实验是在室温条件下进行的，将叶片置于4 ℃的冷室中(降低温度)不会提高X；改变光的颜色、移动冷光源缩短与叶片的距离(改变光照强度)均不会提高X，B项、C项、D项不符合题意。
2．(2023·高考新课标卷)我国劳动人民在漫长的历史进程中，积累了丰富的生产、生活经验，并在实践中应用。生产和生活中常采取的一些措施如下。
①低温储存，即果实、蔬菜等收获后在低温条件下存放
②春化处理，即对某些作物萌发的种子或幼苗进行适度低温处理
③风干储藏，即小麦、玉米等种子收获后经适当风干处理后储藏
④光周期处理，即在作物生长的某一时期控制每天光照和黑暗的相对时长
⑤合理密植，即栽种作物时做到密度适当，行距、株距合理
⑥间作种植，即同一生长期内，在同一块土地上隔行种植两种高矮不同的作物
关于这些措施，下列说法合理的是( A )
A．措施②④分别反映了低温和昼夜长短与作物开花的关系
B．措施③⑤的主要目的是降低有机物的消耗
C．措施②⑤⑥的主要目的是促进作物的光合作用
D．措施①③④的主要目的是降低作物或种子的呼吸作用强度
解析：经历低温诱导促使植物开花的作用，称为春化作用，措施②反映了低温与作物开花的关系；很多植物的开花与昼夜长短有关，措施④可反映昼夜长短与作物开花的关系，A项合理。措施③风干储藏可以降低小麦、玉米等种子的呼吸作用强度，减少有机物的消耗；措施⑤合理密植的主要目的是提高光合作用强度，B项不合理。措施②的主要目的是促进作物开花；措施⑤合理密植有利于作物充分利用光能，提高光合作用的效率；措施⑥间作种植的主要目的是提高光能利用率，C项不合理。措施①低温储存和措施③风干储藏的主要目的都是降低作物或种子的呼吸作用强度，但措施④光周期处理的主要目的是影响作物开花，D项不合理。
3．(2021·广东选择考)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( D )
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
解析：t2的叶绿体受光面积/细胞受光面积小于t1的，意味着在相同光照强度下，t1能利用更多的光能，当光照强度达到t1的光饱和点时，该光照强度还未达到t2的光饱和点，A项正确；在较低的相同光照强度下，t1能利用更多的光能，因此t1光合速率等于呼吸速率时所需的光照强度小于t2，即t1的光补偿点小于t2的，B项正确；题干中已说明三者的叶绿素含量及其他性状基本一致，因此三者光合速率的高低与叶绿素的含量无关，而与叶绿体在叶肉细胞中的分布及位置有关，C项正确；在一定范围内，随着光照强度的增加，拟南芥WT、t1和t2的光合速率也增加，当光照强度足够大时，三者都达到了最大光合速率，此时三者光合速率的差异将不会随着光照强度的增加而变大，D项错误。
4．(2023·浙江1月选考)叶片是给植物其他器官提供有机物的“源”，果实是储存有机物的“库”。现以某植物为材料研究不同库源比(以果实数量与叶片数量比值表示)对叶片光合作用和光合产物分配的影响，实验结果见表1。
表1
项目 甲组 乙组 丙组
处理
库源比 1/2 1/4 1/6
单位叶面积叶绿素相对含量 78.7 75.5 75.0
净光合速率/(μmol·m－2·s－1) 9.31 8.99 8.75
果实中含13C光合产物/mg 21.96 37.38 66.06
单果重/g 11.81 12.21 19.59
注：①甲、乙、丙组均保留枝条顶部1个果实并分别保留大小基本一致的2、4、6片成熟叶，用13CO2供应给各组保留的叶片进行光合作用。②净光合速率：单位时间单位叶面积从外界环境吸收的13CO2量。
回答下列问题：
(1)叶片叶绿素含量测定时，可先提取叶绿体色素，再进行测定。提取叶绿体色素时，选择乙醇作为提取液的依据是______________________________________________________。
(2)研究光合产物从源分配到库时，给叶片供应13CO2，13CO2先与叶绿体内的__________结合而被固定，形成的产物还原为糖需接受光反应合成的________________中的化学能。合成的糖分子运输到果实等库中。在本实验中，选用13CO2的原因有______________________________________________________
______________________________________________________(答出2点即可)。
(3)分析实验甲、乙、丙组结果可知，随着该植物库源比降低，叶净光合速率____________(填“升高”或“降低”)、果实中含13C光合产物的量______(填“增加”或“减少”)。库源比升高导致果实单果重变化的原因是________________________________________
______________________________________________________。
(4)为进一步研究叶片光合产物的分配原则进行了实验，库源处理如图所示，用13CO2供应给保留的叶片进行光合作用，结果见表2。
表2
果实位置 果实中含13C光合产物/mg 单果重/g
第1果 26.91 12.31
第2果 18.00 10.43
第3果 2.14 8.19
根据表2实验结果，从库与源的距离分析，叶片光合产物分配给果实的特点是__________________________________________
______________________________________________________。
(5)综合上述实验结果，从调整库源比分析，下列措施中能提高单枝的合格果实产量(单果重10 g以上为合格)的是哪一项？__________(A．除草 B．遮光 C．疏果 D．松土)。
解析：(1)由于叶绿体色素是脂溶性物质，易溶于乙醇，故提取叶绿体色素时可选择乙醇作为提取液。(2)给叶片供应13CO2，13CO2先与C5结合形成C3，C3被还原为糖的反应是吸能反应，需要光反应的产物ATP和NADPH提供能量。由于CO2是光合作用的基本原料，且13C可被仪器检测到，故研究光合产物从源分配到库时，给叶片供应13CO2。(3)分析表1可知，随着该植物库源比降低(注：从1/2降低到1/6)，叶片的净光合速率降低(注：从9.31 μmol·m－2·s－1降低到8.75 μmol·m－2·s－1)，果实中含13C光合产物的量增加(注：从21.96 mg增加到 66.06 mg)。随着库源比升高，光合作用合成的有机物总量减少，可提供给果实的有机物相应减少，单果重也相应减小。(4)由图表分析可知，距离叶片(源)越近的果实(库)分配到的光合产物越多，单果越重，故从库与源的距离分析，叶片光合产物分配给果实时具有就近分配的特点。(5)除草和松土在一定程度上可以提高光合作用速率，但不一定能提高单枝的合格果实产量。遮光会降低光合作用速率，其不能提高单枝的合格果实产量。据题中信息可知，单果重10 g以上为合格。表2中第3果的单果重为8.19 g，为不合格果实。从调整库源比分析，为了提高单枝的合格果实产量，可将距离叶片(源)较远的果实(库)摘除掉，因此C项符合题意。
答案：(1)叶绿体色素为脂溶性物质，易溶于乙醇 (2)C5 ATP和NADPH CO2是光合作用的原料、13C可被仪器检测到 (3)降低 增加 光合作用合成的有机物总量减少，可提供给果实的有机物相应减少 (4)就近分配 (5)C
5．(2022·广东选择考)研究者将玉米幼苗置于三种条件下培养10天后(图a)，测定相关指标(图b)，探究遮阴比例对植物的影响。
回答下列问题：
(1)结果显示，与A组相比，C组叶片叶绿素含量________，原因可能是______________________________________________________
______________________________________________________。
(2)比较图b中B1与A组指标的差异，并结合B2相关数据，推测B组的玉米植株可能会积累更多的____________，因而生长更快。
(3)某兴趣小组基于上述B组条件下玉米生长更快的研究结果，作出该条件可能会提高作物产量的推测，由此设计了初步实验方案进行探究：
实验材料：选择前期________________一致、生长状态相似的某玉米品种幼苗90株。
实验方法：按图a所示的条件，分A、B、C三组培养玉米幼苗，每组30株；其中以________为对照，并保证除________外其他环境条件一致。收获后分别测量各组玉米的籽粒重量。
结果统计：比较各组玉米的平均单株产量。
分析讨论：如果提高玉米产量的结论成立，下一步探究实验的思路是______________________________________________________
______________________________________________________。
答案：(1)高(或多) 遮阴条件下植物合成较多的叶绿素以适应弱光环境(或促进叶绿素相关基因的表达) (2)有机物[或糖类或(CH2O)] (3)培养条件 A组和C组 遮阴比例 以其他作物为材料重复上述实验(或探究提高玉米产量的最适遮阴比例)
课时跟踪练14
一、选择题
1．(2021·辽宁选择考)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( B )
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
解析：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项正确；为保证植物的根能够正常吸收水分，该系统培养液的浓度应小于植物根部细胞的细胞液浓度，B项错误；适当提高白天的温度可以提高光合作用强度，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，使其减少有机物的分解，合理控制昼夜温差有利于提高作物产量，C项正确；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项正确。
2．已知某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为30 ℃和40 ℃，下图表示30 ℃时光合作用(CO2吸收量)与光照强度的关系。若温度升到40 ℃(其他条件不变)，题图中相应点a、b、d的移动方向分别是( B )
A．下移、右移、右上移
B．下移、右移、左下移
C．上移、左移、右上移
D．上移、右移、左上移
解析：分析题图可知，a点代表呼吸作用速率，b点代表光补偿点，c点代表光饱和点。由题干可知，当温度从30 ℃上升到40 ℃时，呼吸作用强度增大，a点下移；而光合作用强度减弱，所以达到光饱和点时吸收的CO2量减少，且较低光照强度下，光合速率就能达到最大值(c点左移)，d点向左下移；b点时光合作用强度＝呼吸作用强度，40 ℃时呼吸作用强度增大，光合作用强度减弱，在除光照强度外，其他条件不变的情况下，要使光合作用强度仍然与呼吸作用强度相等，需增大光照强度，即b点右移，B项符合题意。
3．下图是各种环境因素影响黑藻光合速率变化的示意图。下列相关叙述正确的是( C )
A．若在t1前补充CO2，则暗反应速率将显著提高
B．t1→t2，光反应速率显著提高而暗反应速率不变
C．t3→t4，叶绿体基质中NADPH的消耗速率提高
D．t4后短暂时间内，叶绿体中C3/C5的值下降
解析：t1时弱光条件转变为充足恒定光照，之后光合速率升高，说明在t1前光照限制了光反应速率，导致为暗反应供应的ATP和NADPH不足，此时补充CO2无法显著提高暗反应速率，A项错误；t1→t2，光照充足恒定，光反应速率显著提高，为暗反应供应的ATP和NADPH充足，暗反应速率也会随之提高，整体表现为光合速率显著提高，B项错误；t3时补充了CO2，光合速率升高，说明在t3前CO2浓度限制了暗反应速率，导致为光反应供应的ADP和Pi、NADP＋不足，补充CO2后，CO2固定合成更多的C3，在叶绿体基质中需消耗更多的NADPH和ATP，将C3还原为(CH2O)和C5，C项正确；t4时转为黑暗条件，光反应无法继续提供ATP和NADPH，C3的还原速率显著下降，C5合成量减少，但短时间内CO2的固定不变，即t4后短暂时间内，C3的消耗速率下降、合成速率不变(C3变多)，C5的消耗速率不变、合成速率下降(C5变少)，C3/C5的值升高，D项错误。
4．(2021·北京等级考)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，结果如下图所示。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：真正(总)光合速率＝净光合速率＋呼吸速率，35 ℃时，二者的净光合速率相等，但呼吸速率未知，所以二者的真正(总)光合速率不一定相等，B项符合题意。
5．为探究影响光合作用强度的因素，将同一品种玉米苗置于25 ℃条件下培养，实验结果如下图所示。下列说法错误的是( B )
A．除测定CO2吸收量外，还可通过测定O2释放量表示光合作用强度
B．A点条件下限制光合速率的主要环境因素是光照强度、是否施肥和土壤含水量
C．根据实验数据，农业上可在土壤含水量为40%～60%条件下施肥以提高玉米产量
D．从光合作用面积的角度考虑，还可采取合理密植以提高玉米的光能利用率
解析：除测定CO2吸收量外，还可通过测定O2释放量表示光合作用强度，A项正确；通过A、C点对比可知，限制A点光合作用的因素有光照强度，通过A、B点对比可知，限制A点光合作用的因素有土壤含水量，在A点条件下，施肥与未施肥没有差别，B项错误；结合实验数据，在土壤含水量为40%～60%条件下，施肥可提高CO2吸收量，提高玉米产量，C项正确；合理密植可提高光合作用面积，从而提高玉米的光能利用率，D项正确。
6．(2022·湖南选择考改编)在夏季晴朗无云的白天，10时左右某植物光合作用强度达到峰值，12时左右光合作用强度明显减弱。光合作用强度减弱的原因不可能是( C )
A．叶片蒸腾作用强，失水过多使气孔部分关闭，进入体内的CO2量减少
B．光合酶活性降低，呼吸酶不受影响，但呼吸释放的CO2量小于光合固定的CO2量
C．叶绿体内膜上的部分光合色素被光破坏，吸收和传递光能的效率降低
D．光反应产物积累，产生反馈抑制，叶片转化光能的能力下降
解析：夏季中午叶片蒸腾作用强，失水过多使气孔部分关闭，进入植物体内的CO2量减少，暗反应减慢，导致光反应产物积累，产生反馈抑制，使叶片转化光能的能力下降，光合作用强度明显减弱，A项、D项不符合题意；夏季中午温度过高，导致光合酶活性降低，呼吸酶不受影响(呼吸酶最适温度高于光合酶)，光合作用强度减弱，但此时光合作用强度仍然大于呼吸作用强度，即呼吸释放的CO2量小于光合固定的CO2量，B项不符合题意；光合色素分布在叶绿体的类囊体薄膜而非叶绿体内膜上，C项符合题意。
7．夏季晴朗的一天，甲、乙两株同种植物在相同条件下CO2吸收速率的变化如下图所示，下列说法正确的是( D )
A．甲植株在a点开始进行光合作用
B．乙植株在e点有机物积累量最多
C．曲线bc段和de段下降的原因相同
D．两曲线bd段不同的原因可能是甲植株气孔无法关闭
解析：a点时CO2吸收速率为0，说明此时甲植株的光合速率等于呼吸速率，在a点之前就已经开始进行光合作用，A项错误。乙植株有机物积累量最多的点是18时，B项错误。曲线bc段下降是因为光照过强，使部分气孔关闭，进而使CO2吸收速率降低；曲线de段下降的原因是光照强度减弱，使光合作用减弱，C项错误。bd段，乙植株出现“光合午休”现象是因为部分气孔关闭使叶肉细胞内CO2浓度降低，甲植物没有出现类似现象的原因可能是气孔无法关闭等，D项正确。
8．将某株植物置于CO2浓度适宜、水分充足、光照强度合适的环境中，测定其在不同温度下的光合作用强度和细胞呼吸强度，得到下图所示的结果。下列叙述错误的是( B )
A．若每天的日照时间相同，则该植物在15 ℃的环境中积累有机物的速率最快
B．若每天的日照时间少于12 h，相比5 ℃，该植物在25 ℃环境中生长更快
C．若每天的日照时间为12 h，则该植物在35 ℃环境中无法生存
D．由图可知，在一定的温度范围内，温度变化对该植物的细胞呼吸可能没有影响
解析：设每天光照时间为x h，则5 ℃时，一昼夜积累的有机物量为Y1＝4x－1×24, 25 ℃时，一昼夜积累的有机物量为Y2＝6x－2×24，若x＝12，则 Y1＝Y2；若x>12，则Y1Y2，由此可知日照时间少于12 h，相比于25 ℃，5 ℃条件下植物生长更快，B项错误。
二、非选择题
9．(2025·广东部分学校高三开学考)草莓芳香多汁、营养丰富，素有“早春第一果”的美称。秋冬季节光照不足是限制草莓生长的关键因素，研究人员探究了在不同补光位置进行补光对草莓生长的影响，实验处理和实验结果如下表所示(测定时间是在草莓盛果期典型阴天早上9：00－10：00)。回答下列问题：
处理 叶绿素荧光特性值 气孔导度/(mmol·m－2·s－1) 净光合速率/(μmol·m－2·s－1) 叶面积/cm2 根系干重/g
顶端补光 0.78 528.33 15.01 13.63 4.81
水平补光 0.89 576.33 16.51 18.05 4.22
不补光 0.65 486.56 7.78 20.53 3.24
(1)草莓的生长与光合作用速率密切相关。光合作用中光反应为暗反应提供的物质有________________________(写2种)，其作用是______________________________________________________
______________________________________________________。
(2)开始补光后，短时间内草莓叶肉细胞中C3的含量________(填“升高”“降低”或“基本不变”)。测定叶绿素荧光特性值时，为保证实验结果仅由不同补光位置导致，选材时的做法是______________________________________________________
______________________________________________________。
(3)顶端补光组草莓净光合速率的提高与暗反应速率加快有关，判断依据是______________________________________________________
______________________________________________________。
据表格信息可知，顶端补光组还可能通过调控________来减少呼吸作用消耗，从而抑制草莓植株的徒长。
(4)该实验研究的意义是___________________________________
_______________________________________________(列举一条)。
解析：(1)光反应为暗反应提供的物质有ATP和NADPH，ATP和NADPH都为暗反应提供能量，其中NADPH还作为暗反应中C3的还原剂。
(2)开始补光后，光反应速率加快，生成的ATP和NADPH增多，短时间内C3生成速率不变，消耗速率加快，C3总含量降低。为排除取材部位和实验材料数量对叶绿素含量的影响，保证实验结果仅由不同补光位置导致，在测定叶绿素含量时，应选取相同数量、同一部位的叶片进行测定。(3)与不补光组相比，顶端补光组净光合速率提高，可能是因为气孔导度增大，导致固定的二氧化碳增多，暗反应速率加快，真正光合速率变大。顶端补光组和水平补光组的净光合速率值都几乎是不补光组的两倍，但顶端补光组的叶面积远小于水平补光组，可有效降低草莓的徒长，使光合产物更多地积累到果实中。(4)由题表信息可知，与对照组(不补光组)相比，无论是顶端补光组还是水平补光组，净光合速率都得到了提高，且补光后叶绿素荧光特性值均增大，最大光能转化效率得以提高，因此该实验研究的意义是可以为秋冬季节光照不足地区大棚草莓的补光位置选择提供参考。
答案：(1)ATP和NADPH 都为暗反应提供能量，其中NADPH还作为暗反应中C3的还原剂
(2)降低 选取相同数量、同一部位的叶片进行测定
(3)与不补光组相比，顶端补光组草莓的气孔导度增大，导致固定的二氧化碳增多 叶面积
(4)为秋冬季节光照不足地区大棚草莓的补光位置选择提供参考
10．(2025·广东六校高三联考)水稻的光合作用强度会受到光照强度、CO2浓度、温度、水、无机盐等因素的综合影响。如何提高水稻在盐碱地的产量，扩大全球水稻的种植面积，一直是科学家们研究的热点。我国科学家袁隆平院士带领的研究团队在迪拜成功试种沙漠海水稻，该海水稻具有较强的耐盐碱能力。为探究外界条件对植物光合速率的影响，某研究小组以海水稻为实验材料进行了一系列研究，并根据实验测得的数据绘制了甲、乙曲线图，请回答下列问题。
(1)本实验的目的是______________________________________
______________________________________________________。
(2)用NaCl溶液处理后，图甲海水稻光合速率变化的原因可能是______________________________________________________
______________________________________________________
______________________________________________________。
图乙中，丙组光合速率在NaCl溶液处理前后不发生变化的原因是______________________________________________________
______________________________________________________。
(3)由图甲推测，随着NaCl溶液浓度增大，海水稻的光补偿点(作物光合作用固定的CO2与呼吸作用产生的CO2等量时的光照强度)变化情况是________(填“变大”或“变小”)；两图所示光合速率均是在光照条件下直接测定的海水稻的________(填“真”或“净”)光合速率，理由是____________________________________________
______________________________________________________
______________________________________________________。
(4)人们在生产实践中总结出“根深叶茂”和“育秧先育根”的宝贵经验，要想海水稻地上部分长得好，必须根生长得好，请做出合理的解释：______________________________________________________
______________________________________________________。
解析：(1)结合题图和题意可知，实验自变量有NaCl溶液浓度和光照强度，因此本实验的目的是探究NaCl溶液浓度和光照强度对海水稻光合速率的影响。(2)图甲中，用NaCl溶液处理后，海水稻光合速率发生变化，原因可能是NaCl溶液处理后，海水稻根部细胞的细胞液浓度低于外界溶液浓度，细胞失水导致植株气孔导度下降，CO2吸收量减少，从而使光合速率下降。图乙中，丙组光合速率在NaCl溶液处理前后不发生变化，说明200 mmol/L NaCl溶液引起CO2吸收量减少后不影响光合速率，原因可能是丙组水稻光合作用的限制因素是光照强度，而非CO2浓度。(3)随着NaCl溶液浓度增大，光合速率降低，但呼吸速率不变，故海水稻的光补偿点变大。由于在光照条件下，海水稻能同时进行光合作用和呼吸作用，故题图所示光合速率均是在光照条件下直接测定的海水稻的净光合速率。(4)由于地上部分生长所需要的水分和矿质元素(无机盐)主要由根系提供，所以地上部分长得好，必须根生长得好。
答案：(1)探究NaCl溶液浓度和光照强度对海水稻光合速率的影响 (2)NaCl溶液处理后，海水稻根部细胞的细胞液浓度低于外界溶液浓度，细胞失水导致植株气孔导度下降，CO2吸收量减少，从而使光合速率下降 丙组水稻光合作用的限制因素是光照强度，而非CO2浓度 (3)变大 净 在光照条件下，海水稻能同时进行光合作用和呼吸作用 (4)地上部分生长所需要的水分和矿质元素(或无机盐)主要由根系提供
21世纪教育网(www.21cnjy.com)课时跟踪练14
一、选择题
1．(2021·辽宁选择考)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( B )
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
解析：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项正确；为保证植物的根能够正常吸收水分，该系统培养液的浓度应小于植物根部细胞的细胞液浓度，B项错误；适当提高白天的温度可以提高光合作用强度，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，使其减少有机物的分解，合理控制昼夜温差有利于提高作物产量，C项正确；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项正确。
2．已知某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为30 ℃和40 ℃，下图表示30 ℃时光合作用(CO2吸收量)与光照强度的关系。若温度升到40 ℃(其他条件不变)，题图中相应点a、b、d的移动方向分别是( B )
A．下移、右移、右上移
B．下移、右移、左下移
C．上移、左移、右上移
D．上移、右移、左上移
解析：分析题图可知，a点代表呼吸作用速率，b点代表光补偿点，c点代表光饱和点。由题干可知，当温度从30 ℃上升到40 ℃时，呼吸作用强度增大，a点下移；而光合作用强度减弱，所以达到光饱和点时吸收的CO2量减少，且较低光照强度下，光合速率就能达到最大值(c点左移)，d点向左下移；b点时光合作用强度＝呼吸作用强度，40 ℃时呼吸作用强度增大，光合作用强度减弱，在除光照强度外，其他条件不变的情况下，要使光合作用强度仍然与呼吸作用强度相等，需增大光照强度，即b点右移，B项符合题意。
3．下图是各种环境因素影响黑藻光合速率变化的示意图。下列相关叙述正确的是( C )
A．若在t1前补充CO2，则暗反应速率将显著提高
B．t1→t2，光反应速率显著提高而暗反应速率不变
C．t3→t4，叶绿体基质中NADPH的消耗速率提高
D．t4后短暂时间内，叶绿体中C3/C5的值下降
解析：t1时弱光条件转变为充足恒定光照，之后光合速率升高，说明在t1前光照限制了光反应速率，导致为暗反应供应的ATP和NADPH不足，此时补充CO2无法显著提高暗反应速率，A项错误；t1→t2，光照充足恒定，光反应速率显著提高，为暗反应供应的ATP和NADPH充足，暗反应速率也会随之提高，整体表现为光合速率显著提高，B项错误；t3时补充了CO2，光合速率升高，说明在t3前CO2浓度限制了暗反应速率，导致为光反应供应的ADP和Pi、NADP＋不足，补充CO2后，CO2固定合成更多的C3，在叶绿体基质中需消耗更多的NADPH和ATP，将C3还原为(CH2O)和C5，C项正确；t4时转为黑暗条件，光反应无法继续提供ATP和NADPH，C3的还原速率显著下降，C5合成量减少，但短时间内CO2的固定不变，即t4后短暂时间内，C3的消耗速率下降、合成速率不变(C3变多)，C5的消耗速率不变、合成速率下降(C5变少)，C3/C5的值升高，D项错误。
4．(2021·北京等级考)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，结果如下图所示。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：真正(总)光合速率＝净光合速率＋呼吸速率，35 ℃时，二者的净光合速率相等，但呼吸速率未知，所以二者的真正(总)光合速率不一定相等，B项符合题意。
5．为探究影响光合作用强度的因素，将同一品种玉米苗置于25 ℃条件下培养，实验结果如下图所示。下列说法错误的是( B )
A．除测定CO2吸收量外，还可通过测定O2释放量表示光合作用强度
B．A点条件下限制光合速率的主要环境因素是光照强度、是否施肥和土壤含水量
C．根据实验数据，农业上可在土壤含水量为40%～60%条件下施肥以提高玉米产量
D．从光合作用面积的角度考虑，还可采取合理密植以提高玉米的光能利用率
解析：除测定CO2吸收量外，还可通过测定O2释放量表示光合作用强度，A项正确；通过A、C点对比可知，限制A点光合作用的因素有光照强度，通过A、B点对比可知，限制A点光合作用的因素有土壤含水量，在A点条件下，施肥与未施肥没有差别，B项错误；结合实验数据，在土壤含水量为40%～60%条件下，施肥可提高CO2吸收量，提高玉米产量，C项正确；合理密植可提高光合作用面积，从而提高玉米的光能利用率，D项正确。
6．(2022·湖南选择考改编)在夏季晴朗无云的白天，10时左右某植物光合作用强度达到峰值，12时左右光合作用强度明显减弱。光合作用强度减弱的原因不可能是( C )
A．叶片蒸腾作用强，失水过多使气孔部分关闭，进入体内的CO2量减少
B．光合酶活性降低，呼吸酶不受影响，但呼吸释放的CO2量小于光合固定的CO2量
C．叶绿体内膜上的部分光合色素被光破坏，吸收和传递光能的效率降低
D．光反应产物积累，产生反馈抑制，叶片转化光能的能力下降
解析：夏季中午叶片蒸腾作用强，失水过多使气孔部分关闭，进入植物体内的CO2量减少，暗反应减慢，导致光反应产物积累，产生反馈抑制，使叶片转化光能的能力下降，光合作用强度明显减弱，A项、D项不符合题意；夏季中午温度过高，导致光合酶活性降低，呼吸酶不受影响(呼吸酶最适温度高于光合酶)，光合作用强度减弱，但此时光合作用强度仍然大于呼吸作用强度，即呼吸释放的CO2量小于光合固定的CO2量，B项不符合题意；光合色素分布在叶绿体的类囊体薄膜而非叶绿体内膜上，C项符合题意。
7．夏季晴朗的一天，甲、乙两株同种植物在相同条件下CO2吸收速率的变化如下图所示，下列说法正确的是( D )
A．甲植株在a点开始进行光合作用
B．乙植株在e点有机物积累量最多
C．曲线bc段和de段下降的原因相同
D．两曲线bd段不同的原因可能是甲植株气孔无法关闭
解析：a点时CO2吸收速率为0，说明此时甲植株的光合速率等于呼吸速率，在a点之前就已经开始进行光合作用，A项错误。乙植株有机物积累量最多的点是18时，B项错误。曲线bc段下降是因为光照过强，使部分气孔关闭，进而使CO2吸收速率降低；曲线de段下降的原因是光照强度减弱，使光合作用减弱，C项错误。bd段，乙植株出现“光合午休”现象是因为部分气孔关闭使叶肉细胞内CO2浓度降低，甲植物没有出现类似现象的原因可能是气孔无法关闭等，D项正确。
8．将某株植物置于CO2浓度适宜、水分充足、光照强度合适的环境中，测定其在不同温度下的光合作用强度和细胞呼吸强度，得到下图所示的结果。下列叙述错误的是( B )
A．若每天的日照时间相同，则该植物在15 ℃的环境中积累有机物的速率最快
B．若每天的日照时间少于12 h，相比5 ℃，该植物在25 ℃环境中生长更快
C．若每天的日照时间为12 h，则该植物在35 ℃环境中无法生存
D．由图可知，在一定的温度范围内，温度变化对该植物的细胞呼吸可能没有影响
解析：设每天光照时间为x h，则5 ℃时，一昼夜积累的有机物量为Y1＝4x－1×24, 25 ℃时，一昼夜积累的有机物量为Y2＝6x－2×24，若x＝12，则 Y1＝Y2；若x>12，则Y1Y2，由此可知日照时间少于12 h，相比于25 ℃，5 ℃条件下植物生长更快，B项错误。
二、非选择题
9．(2025·广东部分学校高三开学考)草莓芳香多汁、营养丰富，素有“早春第一果”的美称。秋冬季节光照不足是限制草莓生长的关键因素，研究人员探究了在不同补光位置进行补光对草莓生长的影响，实验处理和实验结果如下表所示(测定时间是在草莓盛果期典型阴天早上9：00－10：00)。回答下列问题：
处理 叶绿素荧光特性值 气孔导度/(mmol·m－2·s－1) 净光合速率/(μmol·m－2·s－1) 叶面积/cm2 根系干重/g
顶端补光 0.78 528.33 15.01 13.63 4.81
水平补光 0.89 576.33 16.51 18.05 4.22
不补光 0.65 486.56 7.78 20.53 3.24
(1)草莓的生长与光合作用速率密切相关。光合作用中光反应为暗反应提供的物质有________________________(写2种)，其作用是______________________________________________________
______________________________________________________。
(2)开始补光后，短时间内草莓叶肉细胞中C3的含量________(填“升高”“降低”或“基本不变”)。测定叶绿素荧光特性值时，为保证实验结果仅由不同补光位置导致，选材时的做法是______________________________________________________
______________________________________________________。
(3)顶端补光组草莓净光合速率的提高与暗反应速率加快有关，判断依据是______________________________________________________
______________________________________________________。
据表格信息可知，顶端补光组还可能通过调控________来减少呼吸作用消耗，从而抑制草莓植株的徒长。
(4)该实验研究的意义是___________________________________
_______________________________________________(列举一条)。
解析：(1)光反应为暗反应提供的物质有ATP和NADPH，ATP和NADPH都为暗反应提供能量，其中NADPH还作为暗反应中C3的还原剂。
(2)开始补光后，光反应速率加快，生成的ATP和NADPH增多，短时间内C3生成速率不变，消耗速率加快，C3总含量降低。为排除取材部位和实验材料数量对叶绿素含量的影响，保证实验结果仅由不同补光位置导致，在测定叶绿素含量时，应选取相同数量、同一部位的叶片进行测定。(3)与不补光组相比，顶端补光组净光合速率提高，可能是因为气孔导度增大，导致固定的二氧化碳增多，暗反应速率加快，真正光合速率变大。顶端补光组和水平补光组的净光合速率值都几乎是不补光组的两倍，但顶端补光组的叶面积远小于水平补光组，可有效降低草莓的徒长，使光合产物更多地积累到果实中。(4)由题表信息可知，与对照组(不补光组)相比，无论是顶端补光组还是水平补光组，净光合速率都得到了提高，且补光后叶绿素荧光特性值均增大，最大光能转化效率得以提高，因此该实验研究的意义是可以为秋冬季节光照不足地区大棚草莓的补光位置选择提供参考。
答案：(1)ATP和NADPH 都为暗反应提供能量，其中NADPH还作为暗反应中C3的还原剂
(2)降低 选取相同数量、同一部位的叶片进行测定
(3)与不补光组相比，顶端补光组草莓的气孔导度增大，导致固定的二氧化碳增多 叶面积
(4)为秋冬季节光照不足地区大棚草莓的补光位置选择提供参考
10．(2025·广东六校高三联考)水稻的光合作用强度会受到光照强度、CO2浓度、温度、水、无机盐等因素的综合影响。如何提高水稻在盐碱地的产量，扩大全球水稻的种植面积，一直是科学家们研究的热点。我国科学家袁隆平院士带领的研究团队在迪拜成功试种沙漠海水稻，该海水稻具有较强的耐盐碱能力。为探究外界条件对植物光合速率的影响，某研究小组以海水稻为实验材料进行了一系列研究，并根据实验测得的数据绘制了甲、乙曲线图，请回答下列问题。
(1)本实验的目的是______________________________________
______________________________________________________。
(2)用NaCl溶液处理后，图甲海水稻光合速率变化的原因可能是______________________________________________________
______________________________________________________
______________________________________________________。
图乙中，丙组光合速率在NaCl溶液处理前后不发生变化的原因是______________________________________________________
______________________________________________________。
(3)由图甲推测，随着NaCl溶液浓度增大，海水稻的光补偿点(作物光合作用固定的CO2与呼吸作用产生的CO2等量时的光照强度)变化情况是________(填“变大”或“变小”)；两图所示光合速率均是在光照条件下直接测定的海水稻的________(填“真”或“净”)光合速率，理由是____________________________________________
______________________________________________________
______________________________________________________。
(4)人们在生产实践中总结出“根深叶茂”和“育秧先育根”的宝贵经验，要想海水稻地上部分长得好，必须根生长得好，请做出合理的解释：______________________________________________________
______________________________________________________。
解析：(1)结合题图和题意可知，实验自变量有NaCl溶液浓度和光照强度，因此本实验的目的是探究NaCl溶液浓度和光照强度对海水稻光合速率的影响。(2)图甲中，用NaCl溶液处理后，海水稻光合速率发生变化，原因可能是NaCl溶液处理后，海水稻根部细胞的细胞液浓度低于外界溶液浓度，细胞失水导致植株气孔导度下降，CO2吸收量减少，从而使光合速率下降。图乙中，丙组光合速率在NaCl溶液处理前后不发生变化，说明200 mmol/L NaCl溶液引起CO2吸收量减少后不影响光合速率，原因可能是丙组水稻光合作用的限制因素是光照强度，而非CO2浓度。(3)随着NaCl溶液浓度增大，光合速率降低，但呼吸速率不变，故海水稻的光补偿点变大。由于在光照条件下，海水稻能同时进行光合作用和呼吸作用，故题图所示光合速率均是在光照条件下直接测定的海水稻的净光合速率。(4)由于地上部分生长所需要的水分和矿质元素(无机盐)主要由根系提供，所以地上部分长得好，必须根生长得好。
答案：(1)探究NaCl溶液浓度和光照强度对海水稻光合速率的影响 (2)NaCl溶液处理后，海水稻根部细胞的细胞液浓度低于外界溶液浓度，细胞失水导致植株气孔导度下降，CO2吸收量减少，从而使光合速率下降 丙组水稻光合作用的限制因素是光照强度，而非CO2浓度 (3)变大 净 在光照条件下，海水稻能同时进行光合作用和呼吸作用 (4)地上部分生长所需要的水分和矿质元素(或无机盐)主要由根系提供
21世纪教育网(www.21cnjy.com)(共70张PPT)
第14讲 光合作用的影响因素
及其应用
【课标要求】 活动：探究环境因素对光合作用强度的影响。
考点一
01
考点一 探究环境因素(以光照强度为例)对光合作用强度的影响
1．实验原理
2．实验装置分析
(1)自变量的设置：________是自变量，通过调整____________________来调节光照强度的大小。
(2)中间盛水的玻璃柱的作用：吸收灯光的热量，避免光照对烧杯内____产生影响。
(3)因变量是光合作用强度，可通过观测单位时间内______________________________或者是浮起相同数量的叶片所用的时间长短来衡量光合作用的强弱。
光照强度
台灯与烧杯之间的距离
水温
被抽去空气的圆形叶片上浮的数量
3．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________，吸收O2，产生的CO2较易溶于水，所以叶片________。细胞生理状态如下图所示：
细胞呼吸
沉在水底
(2)在弱光下，此时的光合作用强度__________细胞呼吸强度，叶片中仍然没有足够的O2，叶片仍然沉在水底。细胞生理状态如下图所示：
小于或等于
(3)在中、强光下，光合作用强度____细胞呼吸强度，叶片中会有足够的O2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。细胞生理状态如下图所示：
大于
√
1．下图表示测定金鱼藻光合作用强度的密闭实验装置，氧气传感器可监测O2量的变化。已知光饱和点是指植物光合速率达到最大时的最小光照强度。下列叙述错误的是( )
A．NaHCO3溶液可以为金鱼藻的光合作用提供CO2
B．单色光照射时，相同光照强度下一定时间
内用红光比用绿光测到的O2量多
C．氧气传感器测到的O2量就是金鱼藻光合作用产生的O2量
D．拆去滤光片，改变光照强度，并将所得数据绘制成曲线，可推知其光饱和点
解析：氧气传感器测到的O2量是金鱼藻净光合作用产生的O2量，即总光合作用产生的O2量与呼吸作用消耗的O2量的差值。
√
2．(2022·海南选择考)某小组为了探究适宜温度下CO2对光合作用的影响，将四组等量菠菜叶圆片排气后，分别置于盛有等体积不同浓度NaHCO3溶液的烧杯中，从烧杯底部给予适宜光照，记录叶圆片上浮所需时长，结果如下图所示。下列有关叙述正确的是( )
A．本实验中，温度、NaHCO3浓度和光照都属于自变量
B．叶圆片上浮所需时长主要取决于叶圆片光合作用释放氧气的速率
C．四组实验中，0.5% NaHCO3溶液中叶圆片光合速率最高
D．若在4 ℃条件下进行本实验，则各组叶圆片上浮所需时间均会缩短
解析：由实验目的可知，NaHCO3浓度为自变量，温度和光照均为无关变量，无关变量应保持相同且适宜，A项错误；实验中所用的菠菜叶圆片已进行排气处理，叶圆片上浮主要是因为其进行光合作用释放了氧气，且光合作用释放氧气的速率越高，叶圆片上浮所需的时间越短，B项正确；四组实验中，0.5%的NaHCO3溶液中叶圆片上浮平均时长最长，说明其光合速率最低，C项错误；实验是在适宜温度下进行的，若降低温度，光合速率减慢，则各组叶圆片上浮所需时间均会延长，D项错误。
考点二
02
考点二 光合作用的影响因素及其应用
1．外部因素
(1)单因子变量对光合速率的影响。
①光照强度。
光反应
细胞呼吸
＝
＞
增强光照强度
光能
②CO2浓度。
暗反应
CO2补偿点
③温度。
增大
酶的活性
降低
④水分和矿质元素。
介质
下降
叶绿素
(2)多因子变量对光合速率的影响。
光照
强度
CO2浓度
光照强度
CO2浓度
2．内部因素
(1)植物自身的遗传特性(如植物品种不同)：以阴生植物、阳生植物为例。
①光补偿点：阳生植物>阴生植物。
②光饱和点：阳生植物>阴生植物。
(2)植物叶片的叶龄、叶绿素含量及酶。
[教材命题点思考]
1．干旱条件下，很多植物的光合作用速率降低，主要原因是
________________________________________________________________。
提示：叶片气孔开放程度降低，CO2的吸收量减少
2．西瓜、玉米和辣椒轮作和固定种植玉米相比，其优点是
________________________________________________(答出2点即可)。
提示：充分利用土壤中的矿质资源、改善土壤条件、减少大面积病虫害发生的概率
3．在温室大棚生产中，大棚内多施农家肥有利于提高作物的产量，原因是________________________________________________________________
________________________________________________________________。
提示：农家肥中的有机物被微生物分解产生无机盐和CO2，CO2和无机盐被作物利用，提高大棚作物的产量
[模型命题点思考]
4．下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。
(1)7—10时的光合作用强度不断增强的原因是________________。
提示：光照强度逐渐增大
(2)10—12时的光合作用强度明显减弱的原因是
________________________________________________________________。
提示：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)14—17时的光合作用强度不断下降的原因是________________。
提示：光照强度不断减弱
(4)从图中可以看出，限制光合作用的因素有________________。
提示：光照强度、温度
(5)依据本题提供的信息，提出提高绿色植物光合作用强度的一些措施：
________________________________________________________________
________________________________________________________________。
提示：可以利用温室大棚控制光照强度、温度的方式，如补光、遮阴、生炉子、喷淋降温等，提高绿色植物光合作用强度
1．(2023·广东选择考)光合作用机理是作物高产的重要理论基础。大田常规栽培时，水稻野生型(WT)的产量和黄绿叶突变体(ygl)的产量差异不明显，但在高密度栽培条件下ygl产量更高，其相关生理特征见下表和下图。(光饱和点：光合速率不再随光照强度增加时的光照强度；光补偿点：光合过程中吸收的CO2与呼吸过程中释放的CO2等量时的光照强度。)
水稻
材料 叶绿素/
(mg·g－1) 类胡萝卜素/
(mg·g－1) 类胡萝卜素/
叶绿素
WT 4.08 0.63 0.15
ygl 1.73 0.47 0.27
分析图表，回答下列问题：
(1) ygl叶色黄绿的原因包括叶绿素含量较低和_________________________，叶片主要吸收可见光中的______________光。
解析：从题表数据可得，与WT相比，ygl的类胡萝卜素/叶绿素的值更高，ygl为0.27，可能导致叶色黄绿。叶片含叶绿素和类胡萝卜素，主要吸收红光和蓝紫光。
类胡萝卜素/叶绿素的值较高
红光和蓝紫
(2)光照强度逐渐增加达到2 000 μmol·m－2·s－1时，ygl的净光合速率较WT更高，但两者净光合速率都不再随光照强度的增加而增加，比较两者的光饱和点，可得ygl________WT(填“高于”“低于”或“等于”)。ygl有较高的光补偿点，可能的原因是叶绿素含量较低和______________。
解析：由题干可知，光饱和点为光合速率不再随光照强度增加时的光照强度，ygl的光饱和点为2 000 μmol·m－2·s－1，比WT的光饱和点高；光补偿点是光合过程中吸收的CO2与呼吸过程中释放的CO2等量时的光照强度，呼吸速率高时，光补偿点可能更大，从图c可得ygl呼吸速率更高，可能导致光补偿点更高。
高于
呼吸速率较高
(3)与WT相比，ygl叶绿素含量低，高密度栽培条件下，更多的光可到达下层叶片，且ygl群体的净光合速率较高，表明该群体________________________，是其高产的原因之一。
解析：在强光下，高密度栽培ygl群体可通过下层叶片充分吸收光能，提高光能的利用率。
在强光下光能利用率更高
(4)试分析在0～50 μmol·m－2·s－1范围的低光照强度下，WT和ygl净光合速率的变化，在给出的坐标系中绘制净光合速率趋势曲线。在此基础上，分析图a和你绘制的曲线，比较高光照强度和低光照强度条件下WT和ygl的净光合速率，提出一个科学问题。
________________________________________________________________
________________________________________________________________。
答案：
为什么在高光照强度下ygl的光合速率比WT高，而在低光照强度下ygl的光合速率比WT低
解析：曲线与纵轴的交点表示呼吸速率，通过图c可知，WT呼吸速率约为0.6 μmol(CO2)·m－2·s－1，ygl呼吸速率约为0.9 μmol(CO2)·m－2·s－1，所以ygl与纵轴的交点应在WT与纵轴的交点下面；曲线与横轴的交点表示光补偿点，由图b可知，WT应在14 μmol(CO2)·m－2·s－1左右，ygl在28 μmol(CO2)·m－2·s－1左右，所以绘制曲线如答案所示。通过比较可知低光照强度条件下的ygl净光合速率比WT低，高光照强度条件下ygl净光合速率比WT高，据此提出科学问题。
2. (2025·揭阳高三月考)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/(mol·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2点即可)等。
解析：植物细胞中自由水的生理作用包括是细胞内良好的溶剂、运送营养物质和代谢废物、参与生物化学反应等。
是细胞内良好的溶剂、运送营养物质和代谢废物、参与生物化学反应(写出两点即可)
(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较多的________________光，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。
镁
红光和蓝紫
NADPH、ATP
H2O
C5
解析：镁是叶绿素的组成成分，参与光合作用的很多分子都含有氮，光反应中，氮与镁离子参与组成的环式结构使叶绿素能够吸收光能，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，用于驱动NADPH和ATP两种物质的合成以及H2O的分解；在暗反应阶段，RuBP羧化酶将CO2转变为羧基加到C5分子上，反应形成的C3被还原成糖类。
(3)施氮同时补充水分提高了光合速率。据实验结果分析，原因有________________________________________________________________
________________________________________________________________。
解析：由题表中水＋氮组的生理指标可知，施氮同时补充水分，气孔导度增大，CO2的吸收量增多，叶绿素的合成增加，RuBP羧化酶的活性增强，使固定CO2的效率增大，光合速率增大。
施氮同时补充水分，气孔导度增大，CO2的吸收量增多，叶绿素的合成增加，RuBP羧化酶的活性增强，使固定CO2的效率增大
创设情境 长句特训
[判断依据类]
1．为了研究某种树木树冠上下层叶片光合作用的特性，某同学选取来自树冠不同层的A、B两种叶片，分别测定其净光合速率，结果如下图所示。据图回答下列问题：
从图中可知，A叶片是树冠________(填“上层”或“下层”)的叶片，判断依据是__________________________________________________________
________________________________________________________________。
答案：下层 A叶片的净光合速率达到最大时所需的光照强度低于B叶片
2．甲、乙两种植物净光合速率随光照强度的变化趋势如下图所示。甲、乙两种植物单独种植时，如果种植密度过大，那么净光合速率下降幅度较大的植物是______，判断的依据是____________________________________
________________________________________________________________。
答案：甲 光照强度降低导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙植物大，种植密度过大，植株接受的光照强度减弱，导致甲植物净光合速率下降幅度比乙植物大
[原因分析类]
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2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)如下表所示。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2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
答案：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，能利用下层的弱光进行光合作用
4．对生长在水分正常土壤中的某植物通过减少浇水进行干旱处理，该植物根细胞中溶质浓度增大，叶片中的脱落酸(ABA)含量增高，叶片气孔开度减小。与干旱处理前相比，干旱处理后该植物的光合速率会__________，出现这种变化的主要原因是_________________________________________
________________________________________________________________。
答案：降低 气孔开度减小导致供应给光合作用的CO2减少
5．已知甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物的。将正常生长的甲、乙两种植物放置在同一密闭小室中，适宜条件下照光培养。培养后发现两种植物的光合速率都降低，原因是________________________________________
________________________________________________________________。
答案：植物在光下进行光合作用吸收CO2的量大于呼吸作用释放CO2的量，使密闭小室中CO2浓度降低，光合速率也随之降低
6．若将某种植物密闭在无O2但其他条件适宜的小室中，照光培养一段时间后，发现植物的有氧呼吸增强，原因是______________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________。
答案：该植物在光下进行光合作用释放的O2使密闭小室中O2增加，而O2与有机物分解产生的NADH发生作用生成水是有氧呼吸的一个环节，所以当O2增多时，有氧呼吸会增加
[结果结论类]
7．镉盐在水中多以离子状态存在，对水生植物的影响尤为严重。某科研小组研究不同浓度的镉对水生植物叶绿素的影响，结果见下图，由图得出的结论是__________________________________________________________。
答案：随着镉浓度的增大，叶绿素的含量逐渐降低，且叶绿素a受影响的幅度更大
8．为了探究生长条件对植物光合作用的影响，某研究小组将某品种植物的盆栽苗分成甲、乙两组，置于人工气候室中，甲组模拟自然光照，乙组提供低光照，其他培养条件相同。培养较长一段时间(T)后，测定两组植株叶片随光照强度变化的光合作用强度(即单位时间、单位叶面积吸收CO2的量)，光合作用强度随光照强度的变化趋势如图所示。
播种乙组植株产生的种子，得到的盆栽苗按照甲组的条件培养T时间后，再测定植株叶片随光照强度变化的光合作用强度，得到的曲线与甲组的相同。根据这一结果能够得出的初步结论是____________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________。
答案：乙组光合作用强度的变化趋势与甲组不同是由环境因素(低光照强度)引起的，而非遗传物质的改变造成的
√
高考真题体验
1．(2024·北京等级考)某同学用植物叶片在室温下进行光合作用实验，测定单位时间单位叶面积的氧气释放量，结果如图所示。若想提高X，可采取的做法是( )
A．增加叶片周围环境CO2浓度
B．将叶片置于4 ℃的冷室中
C．给光源加滤光片改变光的颜色
D．移动冷光源缩短与叶片的距离
解析：分析题图可知，随着光照强度增加，氧气释放速率(单位时间单位叶面积的氧气释放量)增加到X后保持不变，当氧气释放速率为X时，光照强度达到光饱和点，此时继续增加光照强度，最大氧气释放速率不会增加，而增加叶片周围环境CO2浓度可提高氧气释放速率，即提高X，A项符合题意。该实验是在室温条件下进行的，将叶片置于4 ℃的冷室中(降低温度)不会提高X；改变光的颜色、移动冷光源缩短与叶片的距离(改变光照强度)均不会提高X，B项、C项、D项不符合题意。
2．(2023·高考新课标卷)我国劳动人民在漫长的历史进程中，积累了丰富的生产、生活经验，并在实践中应用。生产和生活中常采取的一些措施如下。
①低温储存，即果实、蔬菜等收获后在低温条件下存放
②春化处理，即对某些作物萌发的种子或幼苗进行适度低温处理
③风干储藏，即小麦、玉米等种子收获后经适当风干处理后储藏
④光周期处理，即在作物生长的某一时期控制每天光照和黑暗的相对时长
⑤合理密植，即栽种作物时做到密度适当，行距、株距合理
⑥间作种植，即同一生长期内，在同一块土地上隔行种植两种高矮不同的作物
√
关于这些措施，下列说法合理的是( )
A．措施②④分别反映了低温和昼夜长短与作物开花的关系
B．措施③⑤的主要目的是降低有机物的消耗
C．措施②⑤⑥的主要目的是促进作物的光合作用
D．措施①③④的主要目的是降低作物或种子的呼吸作用强度
解析：经历低温诱导促使植物开花的作用，称为春化作用，措施②反映了低温与作物开花的关系；很多植物的开花与昼夜长短有关，措施④可反映昼夜长短与作物开花的关系，A项合理。措施③风干储藏可以降低小麦、玉米等种子的呼吸作用强度，减少有机物的消耗；措施⑤合理密植的主要目的是提高光合作用强度，B项不合理。措施②的主要目的是促进作物开花；措施⑤合理密植有利于作物充分利用光能，提高光合作用的效率；措施⑥间作种植的主要目的是提高光能利用率，C项不合理。措施①低温储存和措施③风干储藏的主要目的都是降低作物或种子的呼吸作用强度，但措施④光周期处理的主要目的是影响作物开花，D项不合理。
3．(2021·广东选择考)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
√
解析：t2的叶绿体受光面积/细胞受光面积小于t1的，意味着在相同光照强度下，t1能利用更多的光能，当光照强度达到t1的光饱和点时，该光照强度还未达到t2的光饱和点，A项正确；在较低的相同光照强度下，t1能利用更多的光能，因此t1光合速率等于呼吸速率时所需的光照强度小于t2，即t1的光补偿点小于t2的，B项正确；题干中已说明三者的叶绿素含量及其他性状基本一致，因此三者光合速率的高低与叶绿素的含量无关，而与叶绿体在叶肉细胞中的分布及位置有关，C项正确；在一定范围内，随着光照强度的增加，拟南芥WT、t1和t2的光合速率也增加，当光照强度足够大时，三者都达到了最大光合速率，此时三者光合速率的差异将不会随着光照强度的增加而变大，D项错误。
4．(2023·浙江1月选考)叶片是给植物其他器官提供有机物的“源”，果实是储存有机物的“库”。现以某植物为材料研究不同库源比(以果实数量与叶片数量比值表示)对叶片光合作用和光合产物分配的影响，实验结果见表1。
注：①甲、乙、丙组均保留枝条顶部1个果实并分别保留大小基本一致的2、4、6片成熟叶，用13CO2供应给各组保留的叶片进行光合作用。②净光合速率：单位时间单位叶面积从外界环境吸收的13CO2量。
回答下列问题：
(1)叶片叶绿素含量测定时，可先提取叶绿体色素，再进行测定。提取叶绿体色素时，选择乙醇作为提取液的依据是________________________________________________________________。
叶绿体色素为脂溶性物质，易溶于乙醇
解析：由于叶绿体色素是脂溶性物质，易溶于乙醇，故提取叶绿体色素时可选择乙醇作为提取液。
(2)研究光合产物从源分配到库时，给叶片供应13CO2，13CO2先与叶绿体内的__________结合而被固定，形成的产物还原为糖需接受光反应合成的________________中的化学能。合成的糖分子运输到果实等库中。在本实验中，选用13CO2的原因有_______________________________________(答出2点即可)。
C5
ATP和NADPH
CO2是光合作用的原料、13C可被仪器检测到
解析：给叶片供应13CO2，13CO2先与C5结合形成C3，C3被还原为糖的反应是吸能反应，需要光反应的产物ATP和NADPH提供能量。由于CO2是光合作用的基本原料，且13C可被仪器检测到，故研究光合产物从源分配到库时，给叶片供应13CO2。
(3)分析实验甲、乙、丙组结果可知，随着该植物库源比降低，叶净光合速率____________(填“升高”或“降低”)、果实中含13C光合产物的量______(填“增加”或“减少”)。库源比升高导致果实单果重变化的原因是_______________________________________________________________。
降低
增加
光合作用合成的有机物总量减少，可提供给果实的有机物相应减少
解析：分析表1可知，随着该植物库源比降低(注：从1/2降低到1/6)，叶片的净光合速率降低(注：从9.31 μmol·m－2·s－1降低到8.75 μmol·m－2·s－1)，果实中含13C光合产物的量增加(注：从21.96 mg增加到 66.06 mg)。随着库源比升高，光合作用合成的有机物总量减少，可提供给果实的有机物相应减少，单果重也相应减小。
(4)为进一步研究叶片光合产物的分配原则进行了实验，库源处理如图所示，用13CO2供应给保留的叶片进行光合作用，结果见表2。
果实位置 果实中含13C光合产物/mg 单果重/g
第1果 26.91 12.31
第2果 18.00 10.43
第3果 2.14 8.19
表2
根据表2实验结果，从库与源的距离分析，叶片光合产物分配给果实的特点是_____________。
解析：由图表分析可知，距离叶片(源)越近的果实(库)分配到的光合产物越多，单果越重，故从库与源的距离分析，叶片光合产物分配给果实时具有就近分配的特点。
就近分配
(5)综合上述实验结果，从调整库源比分析，下列措施中能提高单枝的合格果实产量(单果重10 g以上为合格)的是哪一项？__________(A．除草 B．遮光 C．疏果 D．松土)。
解析：除草和松土在一定程度上可以提高光合作用速率，但不一定能提高单枝的合格果实产量。遮光会降低光合作用速率，其不能提高单枝的合格果实产量。据题中信息可知，单果重10 g以上为合格。表2中第3果的单果重为8.19 g，为不合格果实。从调整库源比分析，为了提高单枝的合格果实产量，可将距离叶片(源)较远的果实(库)摘除掉，因此C项符合题意。
C
5．(2022·广东选择考)研究者将玉米幼苗置于三种条件下培养10天后(图a)，测定相关指标(图b)，探究遮阴比例对植物的影响。
回答下列问题：
(1)结果显示，与A组相比，C组叶片叶绿素含量________，原因可能是________________________________________________________________
________________________________________________________________。
(2)比较图b中B1与A组指标的差异，并结合B2相关数据，推测B组的玉米植株可能会积累更多的_______________________，因而生长更快。
高(或多)
遮阴条件下植物合成较多的叶绿素以适应弱光环境(或促进叶绿素相关基因的表达)
有机物[或糖类或(CH2O)]
(3)某兴趣小组基于上述B组条件下玉米生长更快的研究结果，作出该条件可能会提高作物产量的推测，由此设计了初步实验方案进行探究：
实验材料：选择前期________________一致、生长状态相似的某玉米品种幼苗90株。
实验方法：按图a所示的条件，分A、B、C三组培养玉米幼苗，每组30株；其中以__________为对照，并保证除__________外其他环境条件一致。收获后分别测量各组玉米的籽粒重量。
结果统计：比较各组玉米的平均单株产量。
培养条件
A组和C组
遮阴比例
分析讨论：如果提高玉米产量的结论成立，下一步探究实验的思路是________________________________________________________________。
以其他作物为材料重复上述实验(或探究提高玉米产量的最适遮阴比例)
