第3课时 光合作用的影响因素及应用
聚焦·学案一 探究环境因素对光合作用强度的影响
[学案设计]
(一)实验探究光照强度对光合作用强度的影响
1．光合作用强度：植物在单位时间内通过光合作用制造 的数量。
2．探究光照强度对光合作用强度的影响
[探究问题]
(1)该实验的自变量是 ，控制自变量的方法是
。因变量是 ，检测因变量的方法是
。
(2)叶圆片上浮的原因是什么？
。
(3)结合实验结果，尝试在坐标系中绘制光照强度对光合作用强度影响的曲线图。
(二)建模深化理解光照强度对光合作用的影响
1．曲线模型
2．模型分析
曲线对应点 细胞生理活动 ATP产生场所 植物组织外观表现 图示
A点 只进行细胞呼吸，不进行光合作用 细胞质基质和线粒体 从外界吸收O2， 向外界排出CO2
AB段 (不含A、B点) 呼吸作用强度>光合作用强度 细胞质基质、 线粒体、 叶绿体 从外界吸收O2， 向外界排出CO2
B点 光合作用强度＝呼吸作用强度 与外界不发生气体交换
B点之后 光合作用强度>呼吸作用强度 从外界吸收CO2，向外界释放O2
应用 ①温室生产中，适当增强光照强度，可以提高光合速率，使作物增产。 ②阴生植物的光补偿点和光饱和点通常都较阳生植物低，如模型图中虚线所示，据此原理间作套种农作物，可合理利用光能
[典例] 某植物光合作用最适温度为25 ℃，细胞呼吸最适温度为30 ℃。如图为植物处于25 ℃环境中光合作用强度随光照强度变化的坐标图，下列叙述错误的是( )
A．A点叶肉细胞产生ATP的细胞器只有线粒体
B．将温度由25 ℃提高到30 ℃时，A点下移，D点上移
C．C点表示光照强度对光合作用的影响已经达到饱和
D．当植物缺镁时，B点将向右移
尝试解答：选________
[思维建模]
光补偿点的移动规律
(1)呼吸速率增加，其他条件不变时，光补偿点应右移，反之左移。
(2)呼吸速率不变，相关条件的改变使光合速率下降时，光补偿点应右移，反之左移。
(3)一般情况下，阴生植物与阳生植物相比，光补偿点和饱和点都应向左移动。
[迁移训练]
1．概念理解判断
(1)光照强度影响光合作用但光质不影响。( )
(2)温度只影响暗反应过程，因为只有暗反应需要酶的催化。( )
(3)探究实验中，圆形小叶片浮起的原因是叶片进行光合作用产生了O2。( )
(4)自养生物都是利用光能把无机物转变成有机物。( )
2．(教材P105“探究·实践”发掘训练)如图所示装置可用来探究光照强度对光合作用强度的影响。根据该图的材料及设置，下列说法错误的是( )
A．叶圆片上浮说明叶肉细胞的光合作用强度等于呼吸作用强度
B．可通过调整台灯与叶圆片之间的距离来改变光照强度
C．可根据相同时间内叶圆片上浮数量来判断光合作用强度
D．此装置也可以用于探究CO2浓度对光合作用强度的影响
3．图甲所示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叶圆片，再用注射器抽出叶圆片中的气体直至叶圆片沉入水底，然后将等量的叶圆片转至含有不同浓度的 NaHCO3溶液中，给予一定的光照，测量每个培养皿中叶圆片上浮至液面所用的平均时间(见图乙)，以研究光合速率与 NaHCO3 溶液浓度的关系。下列有关分析正确的是( )
A．在ab段，随着 NaHCO3溶液浓度的增加，光合速率逐渐减小
B．在bc段，单独增加光照、提高温度或提高CO2浓度，都可以缩短叶圆片上浮的时间
C．因配制的NaHCO3溶液中不含氧气，所以整个实验过程中叶片不能进行细胞呼吸
D．在c点以后，因 NaHCO3溶液浓度过高，使叶肉细胞失水而导致代谢水平下降
4．如图表示某种植物光照强度与光合作用强度的关系。P点的生物学含义是( )
A．只有细胞呼吸
B．只有光合作用
C．光合作用与细胞呼吸达到动态平衡
D．光合作用与细胞呼吸都不进行
5．如图为在不同光照强度下测定的甲、乙两种植物的光合作用强度变化曲线。下列说法正确的是( )
A．甲、乙两种植物中，植物乙可能为阴生植物
B．光照强度为M时，植物乙的光合速率高于植物甲
C．光照强度大于500 lx，植物乙对光能的利用率比植物甲高
D．光照强度大于1 000 lx，限制植物乙光合速率的环境因素是光照强度
聚焦·学案二 影响光合作用的其他环境因素及应用
[学案设计]
(一)影响光合作用的其他环境因素分析
1．CO2浓度
原理 CO2影响暗反应阶段，制约C3的形成
曲线模型及分析 图1中A点表示CO2补偿点，即光合速率等于呼吸速率时的CO2浓度，图2中A′点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度。B和B′点都表示CO2饱和点
应用 在农业生产上可以通过“正其行，通其风”，增施农家肥等措施增大CO2浓度，提高光合速率
2.温度
原理 温度通过影响酶的活性影响光合作用
曲线模型及分析 AB段：在B点之前，随着温度升高，光合速率增大 B点：酶的最适温度，光合速率最大 BC段：随着温度升高，酶的活性下降，光合速率减小，50 ℃左右光合速率几乎为零
应用 温室栽培植物时，白天调到光合作用最适温度，以提高光合速率；晚上适当降低温室内温度，以降低细胞呼吸速率，提高植物有机物的积累量
3．矿质元素
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的组成元素，Mg是叶绿素的组成元素等
曲线模型及分析 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，会因土壤溶液浓度过高，植物发生 而导致植物光合作用强度下降
应用 在农业生产上，根据植物的需肥规律，适时、适量地增施肥料，可以提高光能利用率
[例1] 科学家研究CO2浓度、光照强度和温度对同一植物光合作用强度的影响，得到实验结果如下图。请据图判断，下列叙述错误的是( )
A．光照强度为a时，造成曲线Ⅱ和Ⅲ光合作用强度差异的原因是CO2浓度不同
B．光照强度为b时，造成曲线Ⅰ和Ⅱ光合作用强度差异的原因是温度的不同
C．光照强度为a～b时，曲线Ⅰ、Ⅱ光合作用强度随光照强度增强而增强
D．光照强度为a～c时，曲线Ⅰ、Ⅲ光合作用强度随光照强度增强而增强
尝试解答：选________
[思维建模]
多因素对光合作用影响的曲线分析方法
解答多因素对光合作用影响的曲线题时，找出曲线的限制因素是关键。具体方法是对纵坐标或横坐标画垂线或者只看某一条曲线的变化，将多因素转变为单一因素，从而确定限制因素。当曲线上标有条件时，说明因变量受横坐标和曲线上条件的共同影响。若题干中描述了曲线的获得前提，如最适温度下测得，则应该考虑温度以外的影响因素。
(二)两种环境条件下光合作用强度的变化分析
1．自然环境中一昼夜植物光合作用曲线(如图)
(1)a点：夜温降低，细胞呼吸减弱，CO2释放减少。
(2)开始进行光合作用的点：b；结束光合作用的点：m。
(3)光合速率与呼吸速率相等的点：c、h；有机物积累量最大的点：h。
(4)de段下降的原因是部分气孔关闭，CO2吸收减少；fh段下降的原因是光照强度减弱。
2．密闭环境中一昼夜CO2和O2含量的变化(如图)
(1)光合速率等于呼吸速率的点：C、E。
(2)图1中若N点低于虚线，则该植物一昼夜表现为生长，其原因是N点低于M点，说明一昼夜密闭容器中CO2含量减少，即总光合量大于总呼吸量，植物生长。
(3)图2中若N点低于虚线，则该植物一昼夜不能生长，其原因是N点低于M点，说明一昼夜密闭容器中O2含量减少，即总光合量小于总呼吸量，植物不能生长。
[例2] 如图为某种植物在夏季晴天一昼夜内CO2吸收速率的变化情况。下列判断正确的是( )
A．影响bc段光合速率的外界因素只有光照强度
B．ce段下降主要是部分气孔关闭造成的
C．ce段与fg段光合速率下降的原因相同
D．该植物进行光合作用的时间区段是bg
尝试解答：选________
[迁移训练]
题组一 光合作用原理的应用
1．下列有关温室大棚种植蔬菜的处理方法的叙述，错误的是( )
A．给大棚补充光照时，蓝紫光光源效果强于同样强度的白炽灯光源
B．夜间蔬菜大棚可适当升高温度，有利于提高产量
C．白天定时给栽培大棚通风，以保证CO2供应
D．用大棚种植蔬菜时，套种能增加光合面积，有利于充分利用光能
2．研究光合作用的原理可用于指导农业生产实践，以提高农作物的产量。下列相关应用的叙述，错误的是( )
A．光照充足，昼夜温差大，有利于光合产物的积累
B．“通风”是为了确保大田中氧气的含量，从而提高作物产量
C．施加有机肥既可补充CO2，又可为作物生长提供多种无机盐
D．植物工厂可通过延长光照时间、补充红蓝组合光等方式提高产量
题组二 不同环境因素对光合作用强度的影响
3．拟南芥广泛应用于植物生理学、遗传学等领域的研究。如图为拟南芥在不同温度下相关指标的变化曲线(单位：mmol·cm－2·h－1)，实线是光照条件下CO2的吸收速率，虚线是黑暗条件下CO2的产生速率。下列叙述错误的是( )
A．实线表示拟南芥的净光合速率
B．30 ℃时真正的光合速率为10 mmol·cm－2·h－1
C．B点表示呼吸速率恰好与光合速率相同
D．温度通过影响酶活性而影响拟南芥的光合速率
4．紫菜是一种广受欢迎的多细胞藻类，被用于制作食品、药品和化妆品等。现以紫菜为材料进行实验，探究光照强度对其光合速率的影响，其他条件均适宜，结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A．单位时间内c点产生O2的量低于b点
B．提高实验温度，b点和c点都有可能会下降
C．在一定范围内，光合速率随光照强度增加而升高
D．a点时，限制紫菜光合速率的主要因素是CO2浓度
题组三 光合作用强度昼夜变化曲线
5．将某植株置于密闭玻璃罩内一昼夜，玻璃罩内CO2浓度随时间的变化曲线如下图所示。下列说法正确的是( )
A．AC段和FG段时植株只进行呼吸作用
B．C点、D点和F点时光合作用强度均等于呼吸作用强度
C．G点时有机物积累量最多
D．一昼夜后该植株体内有机物的含量增加
6．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)光合作用强度可以通过测定植物在单位时间内产生的氧气量来表示，也可以通过测定________________或____________________来表示。
(2)引起AB段光合作用强度不断增强的主要环境因素是____________，该因素的增强促进了光合作用中________阶段，从而为暗反应阶段提供更多的______________。
(3)BC段光合作用强度下降的主要原因是此时温度很高，导致__________________________________，导致光合作用中的__________过程受阻，从而影响光合作用。
(4)请从影响光合作用强度的环境因素的角度，提出一个夏季晴朗中午增加光合作用强度的措施：________________________________________________________________________。
一、建构概念体系
二、融通科学思维
1．大多数植物在干旱条件下，气孔会以数十分钟为周期进行周期性的闭合，这是植物对干旱条件的一种适应性反应，有利于植物生理活动的正常进行。其原因是
。
2．请准确表达光照强度或CO2浓度与光合速率的关系。
3．土壤板结导致光合速率下降的原因是
。
三、综合检测反馈
1．农谚是我国劳动人民从事农业生产过程中的智慧结晶和经验总结，其中蕴含着很多的生物学原理。下列关于农谚的解释错误的是( )
A．“缺镁后期株叶黄，老叶脉间变褐亡”——缺镁会影响叶绿素的合成
B．“锅底无柴难烧饭，田里无粪难增产”——农家肥主要给农作物提供生长所需的有机物
C．“春生夏长，秋收冬藏”——温度是影响作物生长的主要环境因素之一
D．“白天热来夜间冷，一棵豆儿打一捧”——昼夜温差会影响植株内有机物的积累
2．如图表示测定金鱼藻光合作用强度的实验密闭装置，氧气传感器可监测O2浓度的变化，下列叙述错误的是( )
A．在一定范围内，NaHCO3溶液浓度越高，光合作用强度越大
B．NaHCO3溶液的作用是吸收呼吸作用产生的CO2
C．该实验的目的是探究不同单色光对光合作用强度的影响
D．若将此装置放在黑暗处，可测定金鱼藻的呼吸作用强度
3．西洋参易受干旱胁迫而影响生长。检测西洋参在重度干旱条件下光合作用的相关指标，结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A．CO2的固定速率随着干旱时间的延长而上升
B．干旱既影响光反应又影响暗反应
C．降低气孔导度利于西洋参适应干旱环境
D．胞间CO2浓度受气孔导度和光合作用强度等的影响
4．为研究多种环境因子对马铃薯植株光合作用的影响，某生物兴趣小组做了实验研究，实验结果如图所示。据图分析正确的是( )
A．图中影响马铃薯植株光合作用速率的因素只有CO2浓度和温度
B．在弱光、CO2浓度为0.03%、20 ℃条件下，马铃薯植株叶肉细胞的叶绿体中无O2产生
C．马铃薯植株在适当遮阴、CO2浓度为0.03%、40 ℃条件下，光照强度不是限制光合作用速率的因素
D．据图分析，在光照充足的条件下适当增加CO2浓度有利于提高马铃薯CO2吸收速率
5．某兴趣小组为了探究温度对草莓光合速率的影响，进行了周密的实验设计。他们根据实验数据绘制的曲线图如下，光合作用强度与呼吸作用强度可用相应气体交换速率来表示。请回答下列问题：
(1)该兴趣小组在设计实验时，需要考虑的无关变量有_________________________(答出2点即可)。
(2)在45 ℃对应的实验条件下，草莓光合作用强度为________ μmol·m－2·h－1，在35 ℃对应的实验条件下，草莓光合作用强度是呼吸作用强度的________倍。
(3)进行温室栽培草莓时，为了获得最大的产量，白天温室内的温度应控制在________ ℃左右。温室栽培草莓时，施加农家肥，也可以提高产量，原理是_____________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)该兴趣小组查阅资料发现，若草莓叶片中的有机物不能及时输送到果实，则草莓的光合速率会明显下降。请设计一个实验进行验证，检测指标为氧气的释放速率，简要写出实验思路、预测实验结果。
实验思路：______________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
预测实验结果：___________________________________________________________
__________________________。
第3课时 光合作用的影响因素及应用
[学案设计]
(一)1.糖类 2.下沉 氧气 上浮 多 生长旺盛 强、中、弱 数量 多 不断增强
[探究问题]
(1)光照强度 利用容器与光源的距离来调节光照强度 光合作用强度 观察并记录同一时间段内各实验装置中圆形小叶片浮起的数量
(2)提示：植物光合作用产生的O2多于细胞呼吸消耗的O2，气体充满细胞间隙，叶片上浮。
(3)提示：
(二)[典例] 选B A点时该植物只进行细胞呼吸，不进行光合作用，因此此时叶肉细胞产生ATP的细胞器只有线粒体，A正确。将温度由25 ℃提高到30 ℃时，细胞呼吸的最适温度是30 ℃，所以细胞呼吸增强，A点下移；光合作用的最适温度是25 ℃，30 ℃时光合作用强度降低，D点下移，B错误。C点以后随光照强度增加，光合作用不再增强，C点对应的光照强度是光的饱和点，C正确。镁是组成叶绿素的成分，缺镁影响叶绿素的合成，光合作用强度降低，B点右移，D正确。
[迁移训练]
1．(1)× (2)× (3)√ (4)×
2．选A 叶圆片上浮说明有氧气的释放，即叶肉细胞的光合作用强度大于呼吸作用强度，A错误；台灯与叶圆片之间的距离越远，光照越弱，距离越近，光照越强，故可通过调整台灯与叶圆片之间的距离来改变光照强度，B正确；由于光合作用会产生氧气，在呼吸速率不变的情况下，释放到外界的氧气越多，单位时间内叶片上浮的数量越多，故相同时间内叶圆片上浮数量可反映光合作用强度，C正确；此装置可以通过设置不同的CO2浓度，探究CO2浓度对光合作用强度的影响，D正确。
3．选D 据图分析，在ab段，随着NaHCO3溶液浓度的增加，光合速率逐渐增强，单位时间内释放的氧气量增多，叶圆片上浮至液面所用的平均时间减少，A错误；在bc段，已经达到CO2饱和点，此时限制光合作用的因素不再是CO2浓度，单独增加CO2浓度，不能缩短叶圆片上浮的时间，因不知在实验过程中是否提供最适光照强度和温度，所以在bc段，单独增加光照或提高温度，不一定可以缩短叶圆片上浮的时间，B错误；虽配制的NaHCO3溶液中不含氧气，但随着光合作用的进行叶圆片会释放氧气，所以实验过程中叶圆片能进行细胞呼吸，C错误；在c点以后，因NaHCO3溶液浓度过高，使叶肉细胞失水而导致代谢水平下降，单位时间内产生氧气量减少，叶圆片上浮至液面所用的平均时间增加，D正确。
4．选C 据题图分析，P点CO2的吸收量或释放量为0，表示植物的净光合速率为0，即光合速率与细胞呼吸速率相等，此时植物的光合作用与细胞呼吸同时进行，达到了动态平衡，故选C。
5．选A 据图分析可知，植物甲对光能的利用率高，需要较强的光照，植物乙在光照较弱的条件下便能充分进行光合作用，故甲、乙两种植物中，植物乙可能为阴生植物，A正确；光照强度为M时，两种植物的净光合速率相等，但植物甲的呼吸速率大于植物乙，故此时植物甲的光合速率(呼吸速率＋净光合速率)高于植物乙，B错误；据图可知，光照强度大于500 lx，植物乙CO2吸收速率较植物甲低，故植物乙对光能的利用率比植物甲低，C错误；光照强度大于1 000 lx，植物乙的光合速率已不再随光照强度增大而增加，故限制植物乙光合速率的环境因素不再是光照强度，D错误。
[学案设计]
(一)3.渗透失水
[例1] 选D 光照强度为a时，影响曲线Ⅱ、Ⅲ光合作用强度的温度、光照强度相同，而CO2浓度不同，A正确；光照强度为b时，影响曲线Ⅰ、Ⅱ光合作用强度的CO2浓度和光照强度相同，而温度不同，B正确；在光照强度为a～b时，曲线Ⅰ、Ⅱ都未达到光饱和点，光合作用强度随光照强度增强而增强，C正确；光照强度在b附近时，曲线Ⅲ已达到光饱和点，b～c时，随光照强度增加，光合作用强度不再增强，D错误。
(二)[例2] 选B 影响bc段光合速率的外界因素除了光照强度，还有温度等，A错误；ce段下降主要是温度过高，光照过强，导致部分气孔关闭，CO2吸收量减少造成的，而fg段下降则是因为光照强度降低，B正确，C错误；当CO2释放减少时说明出现光合作用，因此该植物进行光合作用的时间区段是ah，D错误。
[迁移训练]
1．选B 光合色素主要吸收蓝紫光和红光，因此给蔬菜大棚补充光照时，用蓝紫光光源效果强于同样强度的白炽灯光源，A正确；温度通过影响酶的活性来影响绿色植物的有机物的净积累量，夜间适当降低温度有利于减弱呼吸作用，减少有机物消耗，提高有机物的净积累量，从而提高作物产量，B错误；白天定时给栽培大棚通风，以保证CO2供应，有利于植物进行光合作用，C正确；套种能使不同种类的植物更加充分地利用光能，增加了光合面积，D正确。
2．选B 光照充足有利于光合作用的进行，昼夜温差大，即夜间温度下降有利于降低夜晚呼吸作用对有机物的消耗，进而有利于光合产物的积累，进而提高产量，A正确；“通风”可增加农作物与CO2的接触机会，能提高农作物对CO2的利用，进而提高光合作用强度，B错误；有机肥被微生物分解可产生大量CO2和无机盐，故施加有机肥既可为农作物提供CO2，又可提供无机盐，C正确；植物工厂可通过延长光照时间、补充红蓝组合光等方式提高产量，因为红光和蓝紫光是光合色素主要吸收的光，有利于提高产量，D正确。
3．选C 实线表示的是光照条件下CO2的吸收速率，则代表拟南芥的净光合速率，A正确；30 ℃时，净光合速率是8 mmol·cm－2·h－1，此时CO2的产生速率是2 mmol·cm－2·h－1，则真正的光合速率为8＋2＝10 mmol·cm－2·h－1，B正确；B点表示光合速率是呼吸速率的2倍，C错误；温度通过影响酶活性而影响拟南芥的光合速率，D正确。
4．选D c点的CO2浓度为0.03%，而b点的CO2浓度为1%，从图中可看出，单位时间内c点CO2的固定速率低于b点，因此单位时间内，c点产生O2的量低于b点，A正确；因为此时实验温度为适宜温度，所以提高实验温度，b点和c点都有可能会下降，B正确；由图可知，在一定范围内，光合速率随光照强度增加而升高，C正确；a点时，限制紫菜光合速率的主要因素是光照强度，D错误。
5．选D 分析题图可知，C点是玻璃罩内CO2浓度升高和降低的临界点，C点的光合速率等于呼吸速率，说明C点前植株已开始进行光合作用，A错误；D点时的玻璃罩内CO2浓度处于下降阶段，说明光合作用强度大于呼吸作用强度，C点和F点时光合作用强度均等于呼吸作用强度，B错误；F点时玻璃罩内CO2浓度与起始点相比，浓度最低，此时是植物体内有机物积累量最多的点，C错误；G点时玻璃罩内CO2浓度小于初始状态(A点)，所以该植物体内的有机物总量在一昼夜(24小时)后有所增加，D正确。
6．(1)固定的CO2量 制造的有机物量 (2)光照强度 光反应
ATP、NADPH (3)部分气孔关闭，CO2吸收量减少 CO2固定 适当遮阴
二、融通科学思维
1．既能降低蒸腾作用强度，又能保障CO2供应，使光合作用正常进行
2．提示：在一定范围内，随着光照强度或CO2浓度的增大，光合速率逐渐增大，但超过一定范围后，光合速率不再增大。
3．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，供给根细胞用于吸收矿质元素的能量减少，光合色素和酶数量减少，光合作用减弱
三、综合检测反馈
1．选B 镁是构成叶绿素的重要成分，缺镁会影响叶绿素的合成，A正确；“田里无粪难增产”，说明粪(有机肥)可增产，原因是农家肥被微生物分解后可为农作物提供无机盐和CO2，植物不能直接吸收有机物，B错误；温度影响光合速率，是影响作物生长的主要环境因素之一，C正确；昼夜温差会影响到光合作用和呼吸作用有关酶的活性，会影响植株内有机物的积累，D正确。
2．选B 加入NaHCO3溶液是为了提供光合作用需要的CO2，在一定范围内，NaHCO3溶液浓度越高，光合作用强度越大，A正确，B错误；分析题图，该实验的自变量是不同单色光，因变量是O2浓度(可代表光合作用强度)，故实验目的是探究不同单色光对光合作用强度的影响，C正确；若将此装置放在黑暗处，金鱼藻只进行呼吸作用，氧气传感器可测出氧气的消耗情况，从而测定金鱼藻的呼吸作用强度，D正确。
3．选A 由题图可知，叶肉细胞固定CO2的速率并非随干旱时间的延长而上升，A错误；由题图可知，干旱影响CO2的吸收速率，从而影响暗反应，干旱也会影响植物吸收水分，从而影响光反应，B正确；降低气孔导度可减少通过蒸腾作用散失水分，利于西洋参适应干旱环境，C正确；胞间CO2浓度既受气孔导度影响，也受叶肉细胞的光合作用强度的影响，D正确。
4．选D 由图可知，图中影响马铃薯植株光合作用速率的因素有CO2浓度、温度和光照强度，A错误；弱光、CO2浓度为0.03%、20 ℃条件下的CO2吸收速率约为0，表示此时植物的光合作用速率约等于呼吸作用速率，即马铃薯植株叶肉细胞的叶绿体可以进行光合作用，因此其叶绿体中有氧气产生，B错误；CO2浓度为0.03%、40 ℃条件下，在弱光、适当遮阴以及全光照三种条件下，植物的CO2吸收速率不同，说明光照强度是限制光合作用速率的因素，C错误；由图可知，全光照条件下，CO2浓度为1.22%时的CO2吸收速率大于CO2浓度为0.03%时，故在光照充足的条件下适当增加CO2浓度有利于提高马铃薯CO2吸收速率，D正确。
5．解析：(1)图中横轴为温度，光下氧气的释放速率代表的是净光合速率，暗中二氧化碳的释放速率代表的是呼吸速率，因此本实验研究的是温度对呼吸速率和净光合速率的影响，本实验的无关变量有环境中二氧化碳的浓度、光照强度、空气湿度、草莓植株大小等。(2)据图可知，45 ℃对应的实验条件下暗中二氧化碳的释放速率也就是呼吸速率是168 μmol·m－2·h－1，此时光下氧气的释放速率也就是净光合速率为0，因此在45 ℃对应的实验条件下，草莓光合作用强度为168 μmol·m－2·h－1；在35 ℃对应的实验条件下，呼吸速率和净光合速率都为97 μmol·m－2·h－1，总光合速率等于净光合速率＋呼吸速率，因此此温度下草莓光合作用强度是呼吸作用强度的2倍。(3)为了获得最大的产量应该看净光合速率，也就是光下氧气的释放速率，从图中可看出25 ℃左右时净光合速率最大；温室栽培草莓时，施加农家肥能有效提高产量，原理是农家肥中的有机物被微生物分解成无机物，其中无机盐能被植物吸收利用，二氧化碳能被植物用于光合作用，因而有利于植物生长，进而提高了产量，同时，微生物的活动使土壤变得疏松，有利于根系的有氧呼吸，促进了无机盐的吸收。(4)实验的关键是控制自变量，即摘除草莓果实和不摘除草莓果实，然后检测氧气的释放速率。实验思路及预期实验结果见答案。
答案：(1)光照强度、二氧化碳浓度、空气湿度、草莓植株大小等 (2)168 2 (3)25 农家肥中的有机物通过微生物的分解作用，能为草莓提供二氧化碳和无机盐等，同时，微生物的活动能使土壤变得疏松，有利于植物的生长 (4)将生长状况相似且已经结了草莓果实的草莓植株随机分成两组，对照组在适宜条件下培养，实验组摘除草莓果实，在相同条件下培养，检测两组叶片的氧气释放速率 实验组叶片的氧气释放速率明显低于对照组(共131张PPT)
第3课时
光合作用的影响因素及应用
CONTENTS
目录
1
2
3
4
聚焦·学案一 探究环境因素对光合作用强度
的影响
聚焦·学案二 影响光合作用的其他环境因素
及应用
课时跟踪检测
随堂小结 ——即时回顾与评价
NO.1
聚焦·学案一 探究环境因素对光合作用强度的影响
学案设计
(一)实验探究光照强度对光合作用强度的影响
1．光合作用强度：植物在单位时间内通过光合作用制造_____的数量。
2．探究光照强度对光合作用强度的影响
糖类
续表
续表
[探究问题]
(1)该实验的自变量是__________，控制自变量的方法是____________
________________________。因变量是______________，检测因变量的方法是_______________________________________________________。
(2)叶圆片上浮的原因是什么？
提示：植物光合作用产生的O2多于细胞呼吸消耗的O2，气体充满细胞间隙，叶片上浮。
光照强度
利用容器与
光源的距离来调节光照强度
光合作用强度
观察并记录同一时间段内各实验装置中圆形小叶片浮起的数量
(3)结合实验结果，尝试在坐标系中绘制光照强度对光合作用强度影响的曲线图。
提示：
(二)建模深化理解光照强度对光合作用的影响
1．曲线模型
2．模型分析
曲线 对应点 细胞 生理活动 ATP产生场所 植物组织 外观表现 图示
A点 只进行细胞呼吸，不进行光合作用 细胞质基质和线粒体 从外界吸收O2，向外界排出CO2
AB段(不含A、B点) 呼吸作用强度>光合作用强度 细胞质基质、线粒体、叶绿体 从外界吸收O2，向外界排出CO2
B点 光合作用强度＝呼吸作用强度 与外界不发生气体交换
B点之后 光合作用强度>呼吸作用强度 从外界吸收CO2，向外界释放O2
续表
应用 ①温室生产中，适当增强光照强度，可以提高光合速率，使作物增产。
②阴生植物的光补偿点和光饱和点通常都较阳生植物低，如模型图中虚线所示，据此原理间作套种农作物，可合理利用光能
续表
[典例] 某植物光合作用最适温度为25 ℃，细胞呼吸最适温度为30 ℃。如图为植物处于25 ℃环境中光合作用强度随光照强度变化的坐标图，下列叙述错误的是( )
A．A点叶肉细胞产生ATP的细胞器只有线粒体
B．将温度由25 ℃提高到30 ℃时，A点下移，D点上移
C．C点表示光照强度对光合作用的影响已经达到饱和
D．当植物缺镁时，B点将向右移
√
[解析] A点时该植物只进行细胞呼吸，不进行光合作用，因此此时叶肉细胞产生ATP的细胞器只有线粒体，A正确。将温度由25 ℃提高到30 ℃时，细胞呼吸的最适温度是30 ℃，所以细胞呼吸增强，A点下移；光合作用的最适温度是25 ℃，30 ℃时光合作用强度降低，D点下移，B错误。C点以后随光照强度增加，光合作用不再增强，C点对应的光照强度是光的饱和点，C正确。镁是组成叶绿素的成分，缺镁影响叶绿素的合成，光合作用强度降低，B点右移，D正确。
[思维建模]
光补偿点的移动规律
(1)呼吸速率增加，其他条件不变时，光补偿点应右移，反之左移。
(2)呼吸速率不变，相关条件的改变使光合速率下降时，光补偿点应右移，反之左移。
(3)一般情况下，阴生植物与阳生植物相比，光补偿点和饱和点都应向左移动。
迁移训练
1．概念理解判断
(1)光照强度影响光合作用但光质不影响。 ( )
(2)温度只影响暗反应过程，因为只有暗反应需要酶的催化。 ( )
(3)探究实验中，圆形小叶片浮起的原因是叶片进行光合作用产生了O2。 ( )
(4)自养生物都是利用光能把无机物转变成有机物。 ( )
×
×
√
×
2．(教材P105“探究·实践”发掘训练)如图所示装置可用来探究光照强度对光合作用强度的影响。根据该图的材料及设置，下列说法错误的是( )
A．叶圆片上浮说明叶肉细胞的光合作用强度等于
呼吸作用强度
B．可通过调整台灯与叶圆片之间的距离来改变光照强度
C．可根据相同时间内叶圆片上浮数量来判断光合作用强度
D．此装置也可以用于探究CO2浓度对光合作用强度的影响
√
解析：叶圆片上浮说明有氧气的释放，即叶肉细胞的光合作用强度大于呼吸作用强度，A错误；台灯与叶圆片之间的距离越远，光照越弱，距离越近，光照越强，故可通过调整台灯与叶圆片之间的距离来改变光照强度，B正确；由于光合作用会产生氧气，在呼吸速率不变的情况下，释放到外界的氧气越多，单位时间内叶片上浮的数量越多，故相同时间内叶圆片上浮数量可反映光合作用强度，C正确；此装置可以通过设置不同的CO2浓度，探究CO2浓度对光合作用强度的影响，D正确。
3．图甲所示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叶圆片，再用注射器抽出叶圆片中的气体直至叶圆片沉入水底，然后将等量的叶圆片转至含有不同浓度的 NaHCO3溶液中，给予一定的光照，测量每个培养皿中叶圆片上浮至液面所用的平均时间(见图乙)，以研究光合速率与 NaHCO3 溶液浓度的关系。下列有关分析正确的是( )
A．在ab段，随着 NaHCO3溶液浓度的增加，光合速率逐渐减小
B．在bc段，单独增加光照、提高温度或提高CO2浓度，都可以缩短叶圆片上浮的时间
C．因配制的NaHCO3溶液中不含氧气，所以整个实验过程中叶片不能进行细胞呼吸
D．在c点以后，因 NaHCO3溶液浓度过高，使叶肉细胞失水而导致代谢水平下降
√
解析：据图分析，在ab段，随着NaHCO3溶液浓度的增加，光合速率逐渐增强，单位时间内释放的氧气量增多，叶圆片上浮至液面所用的平均时间减少，A错误；在bc段，已经达到CO2饱和点，此时限制光合作用的因素不再是CO2浓度，单独增加CO2浓度，不能缩短叶圆片上浮的时间，因不知在实验过程中是否提供最适光照强度和温度，所以在bc段，单独增加光照或提高温度，不一定可以缩短叶圆片上浮的时间，B错误；虽配制的NaHCO3溶液中不含氧气，但随着光合作用的进行叶圆片会释放氧气，所以实验过程中叶圆片能进行细胞呼吸，C错误；在c点以后，因NaHCO3溶液浓度过高，使叶肉细胞失水而导致代谢水平下降，单位时间内产生氧气量减少，叶圆片上浮至液面所用的平均时间增加，D正确。
4．如图表示某种植物光照强度与光合作用强度的关系。P点的生物学含义是( )
A．只有细胞呼吸
B．只有光合作用
C．光合作用与细胞呼吸达到动态平衡
D．光合作用与细胞呼吸都不进行
√
解析：据题图分析，P点CO2的吸收量或释放量为0，表示植物的净光合速率为0，即光合速率与细胞呼吸速率相等，此时植物的光合作用与细胞呼吸同时进行，达到了动态平衡，故选C。
5．如图为在不同光照强度下测定的甲、乙两种植物的光合作用强度变化曲线。下列说法正确的是( )
A.甲、乙两种植物中，植物乙可能为
阴生植物
B.光照强度为M时，植物乙的光合速率高于植物甲
C.光照强度大于500 lx，植物乙对光能的利用率比植物甲高
D.光照强度大于1 000 lx，限制植物乙光合速率的环境因素是光照强度
√
解析：据图分析可知，植物甲对光能的利用率高，需要较强的光照，植物乙在光照较弱的条件下便能充分进行光合作用，故甲、乙两种植物中，植物乙可能为阴生植物，A正确；光照强度为M时，两种植物的净光合速率相等，但植物甲的呼吸速率大于植物乙，故此时植物甲的光合速率(呼吸速率＋净光合速率)高于植物乙，B错误；据图可知，光照强度大于500 lx，植物乙CO2吸收速率较植物甲低，故植物乙对光能的利用率比植物甲低，C错误；光照强度大于1 000 lx，植物乙的光合速率已不再随光照强度增大而增加，故限制植物乙光合速率的环境因素不再是光照强度，D错误。
NO.2
聚焦·学案二 影响光合作用的
其他环境因素及应用
学案设计
(一)影响光合作用的其他环境因素分析
1．CO2浓度
原理 CO2影响暗反应阶段，制约C3的形成 曲线模型及分析 图1中A点表示CO2补偿点，即光合速率等于呼吸速率时的CO2浓度，图2中A′点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度。B和B′点都表示CO2饱和点
应用 在农业生产上可以通过“正其行，通其风”，增施农家肥等措施增大CO2浓度，提高光合速率
续表
2.温度
原理 温度通过影响酶的活性影响光合作用 曲线模型及分析 AB段：在B点之前，随着温度升高，光合速率增大
B点：酶的最适温度，光合速率最大
BC段：随着温度升高,酶的活性下降，光合速率减小，50 ℃左右光合速率几乎为零
应用 温室栽培植物时，白天调到光合作用最适温度，以提高光合速率；晚上适当降低温室内温度，以降低细胞呼吸速率，提高植物有机物的积累量
续表
3.矿质元素
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的组成元素，Mg是叶绿素的组成元素等 曲线模型及分析 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，会因土壤溶液浓度过高，植物发生_________而导致植物光合作用强度下降
应用 在农业生产上，根据植物的需肥规律，适时、适量地增施肥料，可以提高光能利用率 渗透失水
[例1] 科学家研究CO2浓度、光照强度和温度对同一植物光合作用强度的影响，得到实验结果如下图。请据图判断，下列叙述错误的是( )
A．光照强度为a时，造成曲线Ⅱ和Ⅲ光合作用强度差异的原因是CO2浓度不同
B．光照强度为b时，造成曲线Ⅰ和Ⅱ光合作用强度差异的原因是温度的不同
C．光照强度为a～b时，曲线Ⅰ、Ⅱ光合作用强度随光照强度增强而增强
D．光照强度为a～c时，曲线Ⅰ、Ⅲ光合作用强度随光照强度增强而增强
√
[解析] 光照强度为a时，影响曲线Ⅱ、Ⅲ光合作用强度的温度、光照强度相同，而CO2浓度不同，A正确；光照强度为b时，影响曲线Ⅰ、Ⅱ光合作用强度的CO2浓度和光照强度相同，而温度不同，B正确；在光照强度为a～b时，曲线Ⅰ、Ⅱ都未达到光饱和点，光合作用强度随光照强度增强而增强，C正确；光照强度在b附近时，曲线Ⅲ已达到光饱和点，b～c时，随光照强度增加，光合作用强度不再增强，D错误。
[思维建模]
多因素对光合作用影响的曲线分析方法
解答多因素对光合作用影响的曲线题时，找出曲线的限制因素是关键。具体方法是对纵坐标或横坐标画垂线或者只看某一条曲线的变化，将多因素转变为单一因素，从而确定限制因素。当曲线上标有条件时，说明因变量受横坐标和曲线上条件的共同影响。若题干中描述了曲线的获得前提，如最适温度下测得，则应该考虑温度以外的影响因素。
(二)两种环境条件下光合作用强度的变化分析
1．自然环境中一昼夜植物光合作用曲线(如图)
(1)a点：夜温降低，细胞呼吸减弱，CO2释放减少。
(2)开始进行光合作用的点：b；结束光合作用的点：m。
(3)光合速率与呼吸速率相等的点：c、h；有机物积累量最大的点：h。
(4)de段下降的原因是部分气孔关闭，CO2吸收减少；fh段下降的原因是光照强度减弱。
2．密闭环境中一昼夜CO2和O2含量的变化(如图)
(1)光合速率等于呼吸速率的点：C、E。
(2)图1中若N点低于虚线，则该植物一昼夜表现为生长，其原因是N点低于M点，说明一昼夜密闭容器中CO2含量减少，即总光合量大于总呼吸量，植物生长。
(3)图2中若N点低于虚线，则该植物一昼夜不能生长，其原因是N点低于M点，说明一昼夜密闭容器中O2含量减少，即总光合量小于总呼吸量，植物不能生长。
[例2] 如图为某种植物在夏季晴天一昼夜内CO2吸收速率的变化情况。下列判断正确的是( )
A．影响bc段光合速率的外界因素只有光照强度
B．ce段下降主要是部分气孔关闭造成的
C．ce段与fg段光合速率下降的原因相同
D．该植物进行光合作用的时间区段是bg
√
[解析] 影响bc段光合速率的外界因素除了光照强度，还有温度等，A错误；ce段下降主要是温度过高，光照过强，导致部分气孔关闭，CO2吸收量减少造成的，而fg段下降则是因为光照强度降低，B正确，C错误；当CO2释放减少时说明出现光合作用，因此该植物进行光合作用的时间区段是ah，D错误。
迁移训练
题组一 光合作用原理的应用
1．下列有关温室大棚种植蔬菜的处理方法的叙述，错误的是( )
A．给大棚补充光照时，蓝紫光光源效果强于同样强度的白炽灯光源
B．夜间蔬菜大棚可适当升高温度，有利于提高产量
C．白天定时给栽培大棚通风，以保证CO2供应
D．用大棚种植蔬菜时，套种能增加光合面积，有利于充分利用光能
√
解析：光合色素主要吸收蓝紫光和红光，因此给蔬菜大棚补充光照时，用蓝紫光光源效果强于同样强度的白炽灯光源，A正确；温度通过影响酶的活性来影响绿色植物的有机物的净积累量，夜间适当降低温度有利于减弱呼吸作用，减少有机物消耗，提高有机物的净积累量，从而提高作物产量，B错误；白天定时给栽培大棚通风，以保证CO2供应，有利于植物进行光合作用，C正确；套种能使不同种类的植物更加充分地利用光能，增加了光合面积，D正确。
2．研究光合作用的原理可用于指导农业生产实践，以提高农作物的产量。下列相关应用的叙述，错误的是( )
A．光照充足，昼夜温差大，有利于光合产物的积累
B．“通风”是为了确保大田中氧气的含量，从而提高作物产量
C．施加有机肥既可补充CO2，又可为作物生长提供多种无机盐
D．植物工厂可通过延长光照时间、补充红蓝组合光等方式提高产量
√
解析：光照充足有利于光合作用的进行，昼夜温差大，即夜间温度下降有利于降低夜晚呼吸作用对有机物的消耗，进而有利于光合产物的积累，进而提高产量，A正确；“通风”可增加农作物与CO2的接触机会，能提高农作物对CO2的利用，进而提高光合作用强度，B错误；有机肥被微生物分解可产生大量CO2和无机盐，故施加有机肥既可为农作物提供CO2，又可提供无机盐，C正确；植物工厂可通过延长光照时间、补充红蓝组合光等方式提高产量，因为红光和蓝紫光是光合色素主要吸收的光，有利于提高产量，D正确。
题组二 不同环境因素对光合作用强度的影响
3．拟南芥广泛应用于植物生理学、遗传学等领域的研究。如图为拟南芥在不同温度下相关指标的变化曲线(单位：mmol·cm－2·h－1)，实线是光照条件下CO2的吸收速率，虚线是黑暗条件下CO2的产生速率。下列叙述错误的是( )
A．实线表示拟南芥的净光合速率
B．30 ℃时真正的光合速率为10 mmol·cm－2·h－1
C．B点表示呼吸速率恰好与光合速率相同
D．温度通过影响酶活性而影响拟南芥的光合速率
解析：实线表示的是光照条件下CO2的吸收速率，则代表拟南芥的净光合速率，A正确；30 ℃时，净光合速率是8 mmol·cm－2·h－1，此时CO2的产生速率是2 mmol·cm－2·h－1，则真正的光合速率为8＋2＝10 mmol·cm－2·h－1，B正确；B点表示光合速率是呼吸速率的2倍，C错误；温度通过影响酶活性而影响拟南芥的光合速率，D正确。
√
4．紫菜是一种广受欢迎的多细胞藻类，被用于制作食品、药品和化妆品等。现以紫菜为材料进行实验，探究光照强度对其光合速率的影响，其他条件均适宜，结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A．单位时间内c点产生O2的量低于b点
B．提高实验温度，b点和c点都有可能会下降
C．在一定范围内，光合速率随光照强度增加而升高
D．a点时，限制紫菜光合速率的主要因素是CO2浓度
√
解析：c点的CO2浓度为0.03%，而b点的CO2浓度为1%，从图中可看出，单位时间内c点CO2的固定速率低于b点，因此单位时间内，c点产生O2的量低于b点，A正确；因为此时实验温度为适宜温度，所以提高实验温度，b点和c点都有可能会下降，B正确；由图可知，在一定范围内，光合速率随光照强度增加而升高，C正确；a点时，限制紫菜光合速率的主要因素是光照强度，D错误。
题组三 光合作用强度昼夜变化曲线
5．将某植株置于密闭玻璃罩内一昼夜，玻璃罩内CO2浓度随时间的变化曲线如下图所示。下列说法正确的是( )
A．AC段和FG段时植株只进行呼吸作用
B．C点、D点和F点时光合作用强度均等于呼吸作用强度
C．G点时有机物积累量最多
D．一昼夜后该植株体内有机物的含量增加
√
解析：分析题图可知，C点是玻璃罩内CO2浓度升高和降低的临界点，C点的光合速率等于呼吸速率，说明C点前植株已开始进行光合作用，A错误；D点时的玻璃罩内CO2浓度处于下降阶段，说明光合作用强度大于呼吸作用强度，C点和F点时光合作用强度均等于呼吸作用强度，B错误；F点时玻璃罩内CO2浓度与起始点相比，浓度最低，此时是植物体内有机物积累量最多的点，C错误；G点时玻璃罩内CO2浓度小于初始状态(A点)，所以该植物体内的有机物总量在一昼夜(24小时)后有所增加，D正确。
6．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)光合作用强度可以通过测定植物在单位时间内产生的氧气量来表示，也可以通过测定______________或__________________来表示。
(2)引起AB段光合作用强度不断增强的主要环境因素是____________，该因素的增强促进了光合作用中________阶段，从而为暗反应阶段提供更多的______________。
(3)BC段光合作用强度下降的主要原因是此时温度很高，导致________________________________，导致光合作用中的__________过程受阻，从而影响光合作用。
(4)请从影响光合作用强度的环境因素的角度，提出一个夏季晴朗中午增加光合作用强度的措施：____________。
答案：(1)固定的CO2量 制造的有机物量 (2)光照强度 光反应 ATP、NADPH (3)部分气孔关闭，CO2吸收量减少 CO2固定 适当遮阴
随堂小结 ——即时回顾与评价
NO.3
一、建构概念体系
二、融通科学思维
1．大多数植物在干旱条件下，气孔会以数十分钟为周期进行周期性的闭合，这是植物对干旱条件的一种适应性反应，有利于植物生理活动的正常进行。其原因是______________________________________
_____________________。
2．请准确表达光照强度或CO2浓度与光合速率的关系。
提示：在一定范围内，随着光照强度或CO2浓度的增大，光合速率逐渐增大，但超过一定范围后，光合速率不再增大。
既能降低蒸腾作用强度，又能保障CO2供应，
使光合作用正常进行
3．土壤板结导致光合速率下降的原因是__________________________
_____________________________________________________________
_____________________________________________________ 。
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，供给根细胞用于吸收矿质元素的能量减少，光合色素和酶数量减少，光合作用减弱
三、综合检测反馈
1.农谚是我国劳动人民从事农业生产过程中的智慧结晶和经验总结，
其中蕴含着很多的生物学原理。下列关于农谚的解释错误的是( )
A .“缺镁后期株叶黄，老叶脉间变褐亡”——缺镁会影响叶绿素的合成
B.“锅底无柴难烧饭，田里无粪难增产”——农家肥主要给农作物提供生长所需的有机物
C.“春生夏长，秋收冬藏”——温度是影响作物生长的主要环境因素之一
D.“白天热来夜间冷，一棵豆儿打一捧”——昼夜温差会影响植株内有机物的积累
√
解析：镁是构成叶绿素的重要成分，缺镁会影响叶绿素的合成，A正确；“田里无粪难增产”，说明粪(有机肥)可增产，原因是农家肥被微生物分解后可为农作物提供无机盐和CO2，植物不能直接吸收有机物，B错误；温度影响光合速率，是影响作物生长的主要环境因素之一，C正确；昼夜温差会影响到光合作用和呼吸作用有关酶的活性，会影响植株内有机物的积累，D正确。
2．如图表示测定金鱼藻光合作用强度的实验密闭装置，氧气传感器可监测O2浓度的变化，下列叙述错误的是( )
A．在一定范围内，NaHCO3溶液浓度越高，光合作用强度越大
B．NaHCO3溶液的作用是吸收呼吸作用产生的CO2
C．该实验的目的是探究不同单色光对光合作用强度的影响
D．若将此装置放在黑暗处，可测定金鱼藻的呼吸作用强度
√
解析：加入NaHCO3溶液是为了提供光合作用需要的CO2，在一定范围内，NaHCO3溶液浓度越高，光合作用强度越大，A正确，B错误；分析题图，该实验的自变量是不同单色光，因变量是O2浓度(可代表光合作用强度)，故实验目的是探究不同单色光对光合作用强度的影响，C正确；若将此装置放在黑暗处，金鱼藻只进行呼吸作用，氧气传感器可测出氧气的消耗情况，从而测定金鱼藻的呼吸作用强度，D正确。
3．西洋参易受干旱胁迫而影响生长。检测西洋参在重度干旱条件下光合作用的相关指标，结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A．CO2的固定速率随着干旱时间的延长而上升
B．干旱既影响光反应又影响暗反应
C．降低气孔导度利于西洋参适应干旱环境
D．胞间CO2浓度受气孔导度和光合作用强度等的影响
√
解析：由题图可知，叶肉细胞固定CO2的速率并非随干旱时间的延长而上升，A错误；由题图可知，干旱影响CO2的吸收速率，从而影响暗反应，干旱也会影响植物吸收水分，从而影响光反应，B正确；降低气孔导度可减少通过蒸腾作用散失水分，利于西洋参适应干旱环境，C正确；胞间CO2浓度既受气孔导度影响，也受叶肉细胞的光合作用强度的影响，D正确。
4．为研究多种环境因子对马铃薯植株光合作用的影响，某生物兴趣小组做了实验研究，实验结果如图所示。据图分析正确的是( )
A．图中影响马铃薯植株光合作用速率的因素只有CO2浓度和温度
B．在弱光、CO2浓度为0.03%、20 ℃条件下，马铃薯植株叶肉细胞的叶绿体中无O2产生
C．马铃薯植株在适当遮阴、CO2浓度为0.03%、40 ℃条件下，光照强度不是限制光合作用速率的因素
D．据图分析，在光照充足的条件下适当增加CO2浓度有利于提高马铃薯CO2吸收速率
√
解析：由图可知，图中影响马铃薯植株光合作用速率的因素有CO2浓度、温度和光照强度，A错误；弱光、CO2浓度为0.03%、20 ℃条件下的CO2吸收速率约为0，表示此时植物的光合作用速率约等于呼吸作用速率，即马铃薯植株叶肉细胞的叶绿体可以进行光合作用，因此其叶绿体中有氧气产生，B错误；CO2浓度为0.03%、40 ℃条件下，在弱光、适当遮阴以及全光照三种条件下，植物的CO2吸收速率不同，说明光照强度是限制光合作用速率的因素，C错误；由图可知，全光照条件下，CO2浓度为1.22%时的CO2吸收速率大于CO2浓度为0.03%时，故在光照充足的条件下适当增加CO2浓度有利于提高马铃薯CO2吸收速率，D正确。
5．某兴趣小组为了探究温度对草莓光合速率的影响，进行了周密的实验设计。他们根据实验数据绘制的曲线图如下，光合作用强度与呼吸作用强度可用相应气体交换速率来表示。请回答下列问题：
(1)该兴趣小组在设计实验时，需要考虑的无关变量有__________
________________________________________(答出2点即可)。
(2)在45 ℃对应的实验条件下，草莓光合作用强度为________ μmol·m－2·h－1，在35 ℃对应的实验条件下，草莓光合作用强度是呼吸作用强度的________倍。
(3)进行温室栽培草莓时，为了获得最大的产量，白天温室内的温度应控制在________ ℃左右。温室栽培草莓时，施加农家肥，也可以提高产量，原理是____________________________________。
(4)该兴趣小组查阅资料发现，若草莓叶片中的有机物不能及时输送到果实，则草莓的光合速率会明显下降。请设计一个实验进行验证，检测指标为氧气的释放速率，简要写出实验思路、预测实验结果。
实验思路：_________________________________________________
___________________________________________________________
___________________________________________________________；
预测实验结果：_____________________________________________
_________________________________________________________。
解析：(1)图中横轴为温度，光下氧气的释放速率代表的是净光合速率，暗中二氧化碳的释放速率代表的是呼吸速率，因此本实验研究的是温度对呼吸速率和净光合速率的影响，本实验的无关变量有环境中二氧化碳的浓度、光照强度、空气湿度、草莓植株大小等。(2)据图可知，45 ℃对应的实验条件下暗中二氧化碳的释放速率也就是呼吸速率是168 μmol·m－2·h－1，此时光下氧气的释放速率也就是净光合速率为0，因此在45 ℃对应的实验条件下，草莓光合作用强度为168 μmol·m－2·h－1；在35 ℃对应的实验条件下，呼吸速率和净光合速率都为97 μmol·m－2·h－1，总光合速率等于净光合速率＋呼吸速率，因此此温度下草莓光合作用强度是呼吸作用强度的2倍。
(3)为了获得最大的产量应该看净光合速率，也就是光下氧气的释放速率，从图中可看出25 ℃左右时净光合速率最大；温室栽培草莓时，施加农家肥能有效提高产量，原理是农家肥中的有机物被微生物分解成无机物，其中无机盐能被植物吸收利用，二氧化碳能被植物用于光合作用，因而有利于植物生长，进而提高了产量，同时，微生物的活动使土壤变得疏松，有利于根系的有氧呼吸，促进了无机盐的吸收。(4)实验的关键是控制自变量，即摘除草莓果实和不摘除草莓果实，然后检测氧气的释放速率。实验思路及预期实验结果见答案。
答案：(1)光照强度、二氧化碳浓度、空气湿度、草莓植株大小等 (2)168 2 (3)25 农家肥中的有机物通过微生物的分解作用，能为草莓提供二氧化碳和无机盐等，同时，微生物的活动能使土壤变得疏松，有利于植物的生长 (4)将生长状况相似且已经结了草莓果实的草莓植株随机分成两组，对照组在适宜条件下培养，实验组摘除草莓果实，在相同条件下培养，检测两组叶片的氧气释放速率 实验组叶片的氧气释放速率明显低于对照组
课时跟踪检测
NO.4
1
2
3
4
5
6
7
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10
检测(一) 光合作用原理的应用
A级 强基固本
1．冬季很多蔬菜需要在塑料大棚中种植，下列相关叙述正确的是( )
A．大棚种植时，选择绿色的薄膜更有利于增产
B．阴雨天适当提高大棚的温度可增加有机物的积累量
C．大棚种植时，为了提高产量可以无限制地增加种植的密度
D．大棚内施加农家肥，既有利于提高土壤肥力，又可以提高大棚内CO2的浓度
√
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7
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10
1
2
3
4
5
解析：采用绿色薄膜，减少有效光照强度，会降低光合作用强度，不利于有机物的积累，A错误；阴雨天，光照弱，限制了光合作用强度，适当降低大棚的温度能减少细胞呼吸对有机物的消耗，因此阴雨天适当降低大棚的温度可增加有机物的积累量，B错误；大棚种植要合理密植，如果过密，植物叶片就会相互遮挡，光合作用强度降低，并且呼吸作用消耗的有机物提高，反而会使产量下降，C错误；农家肥在微生物的作用下可分解产生无机盐，并释放CO2，同时还能疏松土壤，所以施加农家肥既有利于提高土壤肥力，又提高了大棚内CO2的浓度，D正确。
1
5
6
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4
2．右图是某植物的光合作用强度(即单位时间、单位叶面积吸收CO2的量)随光照强度的变化趋势曲线，当光合作用强度达到a时，要使光合作用强度升高，可以考虑的措施是( )
√
A．提高光照强度 B．提高O2浓度
C．提高CO2浓度 D．延长光照时间
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解析：由图示可知，当光合作用强度达到a时，达到了光饱和，光合作用强度不再随光照强度的增加而增加；提高O2浓度对光合作用强度没有影响；提高CO2浓度可以提高光合作用强度；光合作用强度是指单位时间、单位叶面积吸收CO2的量，延长光照时间可以提高产量，但不能提高光合作用强度。
A．试管中收集的气体量代表了金鱼藻光合作用产生的O2量
B．试管中收集的气体量代表了金鱼藻呼吸作用产生的CO2量
C．用不同温度的NaHCO3溶液可探究温度对光合作用的影响
D．用不同颜色的LED灯可探究光照强度对光合作用的影响
3．用金鱼藻在如图所示的实验装置中进行与光合作用有关的实验。下列叙述正确的是( )
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√
解析：由于金鱼藻光合作用吸收二氧化碳、产生氧气，呼吸作用产生二氧化碳、消耗氧气，所以试管中收集的气体量代表了金鱼藻光合作用与呼吸作用导致的气体变化量，A、B错误；碳酸氢钠溶液是二氧化碳缓冲液，可以为金鱼藻光合作用提供二氧化碳，因此可以用不同温度的碳酸氢钠溶液来探究温度对光合作用的影响，C正确；可用不同颜色的LED灯来探究光质对光合作用的影响，D错误。
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√
4．通过研究不同光照强度对不同植物的影响.为植物的合理间作套种提供依据。研究人员测定了某阴生植物和某阳生植物光合速率曲线图如下，下列分析错误的是 ( )
A．阴生植物的光补偿点较低与其呼吸速率较小有关
B．C点继续增大光照强度会使光饱和点右移
C．B点时阳生植物叶片的真正光合速率等于呼吸速率
D．B点时阴生植物比阳生植物生长得好
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解析：光补偿点是指光合速率与呼吸速率相等时的光照强度，故阴生植物的光补偿点较低与其呼吸速率较小有关，A正确；光饱和点是指光合速率达到最大时的光照强度，C点继续增大光照强度不会使光饱和点改变，B错误；对阳生植物来说，B点时植物的净光合速率为0，真正光合速率等于呼吸速率，C正确；B点时阳生植物的净光合速率为0，阴生植物的净光合速率大于0，即B点时，阴生植物有有机物积累，故B点时阴生植物比阳生植物生长得好，D正确。
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5．为筛选优良的白蜡品种进行引种，科研人员分别测定甲和乙两个品种叶的净光合速率，结果如下图。下列相关叙述错误的是( )
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A．9～19时，乙品种叶的有机物积累量高于甲品种
B．9～11时，温度逐渐上升是甲、乙品种净光合速率升高的主要原因
C．13时，两个品种单位叶面积上吸收CO2的速率基本相同
D．15时后，限制两个品种叶的净光合速率的主要因素为光照强度
√
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解析：9～19时的大多数时间里，乙品种的净光合速率高于甲品种，即乙品种的有机物积累量高于甲品种，A正确；9～11时，光照强度逐渐上升是甲、乙品种净光合速率升高的主要原因，B错误；13时，两个品种的净光合速率相同，净光合速率可用单位叶面积上吸收CO2的速率来衡量，因此两个品种单位叶面积上吸收CO2的速率基本相同，C正确；15时后，光照强度下降，光合速率下降，两个品种净光合速率下降，限制两个品种叶的净光合速率的主要因素为光照强度，D正确。
6．兴趣小组用真空渗水法探究环境因素对某植物光合作用强度的影响，实验结果如下表所示。下列叙述正确的是( )
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A．该实验中自变量有温度、光照强度、CO2浓度和上浮叶片的数目
B．为探究CO2浓度对光合作用强度的影响，应将组3中的温度控制在15 ℃
C．组5叶圆片没有上浮的原因可能是其不能进行光合作用，没有O2产生
D．通过组2和组4的比较，可证明温度会影响该植物光合作用强度
√
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解析：该实验中自变量有温度、光照强度和CO2浓度，上浮叶片的数目是因变量，A错误；为探究CO2浓度对光合作用强度的影响，应选择组3和组4进行对照，温度属于无关变量，组3和组4的温度应该相同，因此组3中的温度应控制在25 ℃，B错误；组5中NaHCO3溶液浓度为0%，叶圆片没有上浮的原因可能是其不能进行光合作用，没有O2产生，C正确；组2和组4的温度和NaHCO3溶液浓度均不同，不可证明温度会影响该植物光合作用强度，D错误。
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7．如图表示适宜温度条件下甲、乙两种植株单位时间内CO2吸收量随光照强度变化的曲线，若实验过程中细胞呼吸方式只考虑有氧呼吸且呼吸强度不变。下列说法错误的是( )
A．A点时植株乙释放的CO2来自线粒体基质
B．植株甲从B点开始进行光合作用
C．C点时植株甲制造有机物的量大于植株乙
D．若土壤中缺Mg2＋，则D点应向左下方移动
√
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解析：A点时无光，植株只进行呼吸作用，故植株乙释放的CO2来自线粒体基质，是植株乙有氧呼吸的第二阶段产生的，A正确；植株甲在B点之前就开始进行光合作用，而在B点时植株甲的光合速率等于呼吸速率，B错误；C点时植株甲和植株乙的净光合速率相等，但植株甲的呼吸速率大于植株乙的呼吸速率，而植株制造的有机物的量等于呼吸速率和净光合速率之和，因此植株甲制造的有机物的量(可代表总光合速率)大于植株乙，C正确；若土壤中缺Mg2＋，则会导致植物细胞中镁元素缺乏，进而导致叶绿素含量下降，进而影响光反应速率导致光合速率下降，而呼吸速率不变，则D点应向左下方移动，D正确。
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8．(11分)农作物的生长受环境影响。某研究小组探究了叶片温度、CO2浓度对某品种水稻幼苗光合速率的影响，将每个测得的数据(图中所绘的点)绘制成如图所示的曲线。回答下列问题：
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(1)由图可知，随CO2浓度升高，水稻幼苗光合速率逐渐____________。温度主要是通过影响______________________来影响光合作用的。在图中三个CO2浓度条件下，受温度影响最小的组别是CO2浓度为________ μL·L－1组。
(2)研究发现，CO2浓度会影响光合作用的最适温度。据图分析，在一定的范围内，CO2浓度升高对光合作用最适温度的影响是__________
(填“升高”或“降低”)。
(3)根据图中实验结果分析，欲提高水稻产量，可采用的措施有____________________________________________________________。
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解析：(1)由题图可知，随CO2浓度升高，水稻幼苗光合速率逐渐升高。温度主要是通过影响光合作用有关酶的活性来影响光合作用的。随着温度升高，CO2浓度为200 μL·L－1组的叶片光合速率基本不变，因此在图中三个CO2浓度条件下，受温度影响最小的组别是CO2浓度为200 μL·L－1组。(2)据图分析，CO2浓度为200 μL·L－1时最适温度大约是25 ℃，CO2浓度为370 μL·L－1时最适温度大约是30 ℃，CO2浓度为1 000 μL·L－1时最适温度大于30 ℃。说明在一定的范围内，CO2浓度升高对光合作用最适温度的影响是升高。(3)根据图中实验结果分析，欲提高水稻产量，可采用的措施有适当提高CO2浓度和温度。
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答案：(1)升高 光合作用有关酶的活性 200 (2)升高 (3)适当提高CO2浓度和温度
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B级 发展提能
9．为探究盐胁迫对不同植物光合作用的影响，某科研小组以甲、乙两种植物为研究对象进行了实验，实验结果如图所示。下列叙述错误的是( )
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A．未进行盐胁迫处理时，甲植物的CO2固定速率比乙植物的慢
B．甲植物对盐碱环境的适应能力更强
C．在盐胁迫下，乙植物C3还原所需的能量由ATP和NADPH提供
D．盐胁迫导致甲、乙两种植物净光合速率下降的原因相同
√
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解析：由图2、图3可知，未进行盐胁迫处理时，甲植物气孔导度低于乙植物，但胞间CO2浓度高于乙植物，说明甲植物的CO2固定速率比乙植物的慢，A正确。据图1分析，在盐胁迫下，甲植物的净光合速率明显高于乙植物，甲植物对盐碱环境的适应能力更强，B正确。C3还原所需的能量由光反应产生的ATP和NADPH提供，C正确。由题图可知，盐胁迫导致甲植物气孔导度下降，胞间CO2浓度下降，因此甲植物净光合速率下降是由于CO2不足导致的；盐胁迫下，乙植物胞间CO2浓度基本不变，但净光合速率仍然下降，说明乙植物净光合速率下降的原因与CO2无关，故盐胁迫导致甲、乙两种植物净光合速率下降的原因不同，D错误。
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10．(13分)为探究人工补光对大棚葡萄光合作用的影响，研究人员以功率为26 W的LED灯作为补光光源，设计了4个补光时段处理：
T1：全天补光(5：00～21：00)；T2：早晨补光4 h(5：00～9：00)；T3：傍晚补光4 h(17：00～21：00)；CK：不补光。
下图1为自然条件下大棚内光照强度和温度的日变化，图2为不同补光处理下葡萄叶片净光合速率的日变化。回答下列问题：
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(1)光反应的场所是__________________，此阶段光能转移到____________中。
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(2)人工补光的波段是以红光为主波段的红蓝光，原因是____________
_____________________________。据图2分析，16：00后补光对棚栽葡萄的产量________(填“会”或“不会”)有显著影响，判断依据是______________________________________________________________________________________________________________________。
(3)图2中12：00到14：00葡萄叶片的净光合速率较低，主要原因是__________________________________________________________________________________________________，20：00时葡萄叶片的光合作用强度________(填“大于”“小于”或“等于”)呼吸作用强度。
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解析：(1)光反应阶段在叶绿体类囊体薄膜上进行，此阶段必须有光、色素和与光合作用有关的酶。光反应阶段光能转移到ATP和NADPH中成为活跃的化学能。(2)绿叶中的色素主要吸收红光和蓝紫光，故人工补光的波段是以红光为主波段的红蓝光，进而提高光合速率。据图2分析，16：00后，与对照组(CK组)相比，各组的净光合速率差异不大，说明16：00后补光对棚栽葡萄的产量不会有显著影响。(3)根据图1可知，12：00到14：00期间，大棚内温度较高，葡萄叶片为了避免散失大量水分，会关闭部分气孔，导致暗反应所
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需的CO2供应不足，光合作用受抑制，进而净光合速率下降，因此图2中12：00到14：00葡萄叶片的净光合速率较低。图2中，20：00时葡萄叶片的净光合速率等于0，净光合速率＝光合速率－呼吸速率，故葡萄叶片的光合作用强度等于呼吸作用强度。
答案：(1)叶绿体类囊体薄膜 ATP和NADPH (2)绿叶中的色素主要吸收红光和蓝紫光 不会 16：00后，与对照组(CK组)相比，各组的净光合速率差异不大 (3)大棚内温度较高，葡萄叶片为了避免散失大量水分，会关闭部分气孔，导致暗反应所需的CO2供应不足，光合作用受抑制 等于
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检测(二) 光合作用强化练
一、选择题
1．组成生物的化学元素在生物体中起重要作用。下列关于几种元素与光合作用关系的叙述，正确的是( )
A．C是组成糖类的基本元素，在光合作用中C元素从CO2先后经C3、C5形成(CH2O)
B．N是叶绿素的组成元素之一，没有N植物就不能进行光合作用
C．O是构成有机物的基本元素之一，光合作用制造的有机物中的氧来自水
D．P是构成ATP的必需元素，光合作用中光反应和暗反应阶段均有ATP的合成
√
解析：糖类的元素组成是C、H、O，则C是组成糖类的基本元素，在光合作用中C元素从CO2经C3形成(CH2O)，不经过C5，A错误；N参与构成光合作用所需的酶等物质，则没有N植物就不能进行光合作用，B正确；O是构成有机物的基本元素之一，光合作用制造的有机物中的氧来自CO2，C错误；ATP的元素组成是C、H、O、N、P，光合作用中光反应阶段有ATP的合成，暗反应需要消耗ATP，D错误。
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2．沃柑是喜阳植物，需充足光照，长期阴雨天气会导致叶片发黄。某科研小组提取并分离了甲组(长期阴雨天气)和乙组(充足光照)沃柑叶片的光合色素，并比较两组滤纸条自上而下的四条色素带。下列叙述正确的是( )
A．提取色素时加入碳酸钙是为了研磨更充分
B．分离色素时层析液应没过滤液细线
C．甲组滤纸条上第三、四条色素带明显变窄
D．乙组滤纸条上第二条色素带呈蓝绿色
√
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解析：提取色素时加入碳酸钙是为了防止色素被破坏，加入二氧化硅是为了使研磨更充分，A错误；纸层析过程中滤液细线接触层析液会导致色素溶解到层析液中，无法得到实验结果，B错误；阴雨天气叶片发黄是由于叶绿素含量减少，推测第三、四条色素带颜色会变浅变窄，C正确；第二条色素带是叶黄素，为黄色，D错误。
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3．棉花是重要的经济作物，其叶片光合作用过程如图所示，a～g代表物质。下列叙述错误的是( )
√
A．物质b和d在光下形成，为三碳糖的形成提供能量
B．若减少物质g的供应，短时间内物质e的含量将减少
C．物质f是C3，R酶催化CO2的固定过程
D．去除棉铃可能会导致叶片光合速率下降
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解析：物质b和d为光反应的产物ATP和NADPH，在光下形成，可为暗反应三碳糖的形成提供能量，A正确；物质g为CO2，若减少物质g的供应，短时间内CO2与物质e(C5)固定形成物质f的速率减小，但光反应速率不变，因此C3的还原速率不变，即物质e的生成速率不变，故短时间内物质e的含量将增加，B错误；物质f是CO2与C5固定形成的C3，R酶催化CO2的固定过程，C正确；去除棉铃会导致蔗糖外运减少，三碳糖转化形成淀粉增加，淀粉在细胞内积累会抑制光合速率，因此去除棉铃可能会导致叶片光合速率下降，D正确。
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√
4．光系统是进行光吸收的功能单位，分为光系统Ⅰ(PSⅠ)和光系统Ⅱ(PSⅡ)，研究发现，PSⅡ上的蛋白质LHCⅡ通过与PSⅡ结合或分离来增强或减弱对光能的捕获(如图所示)，且LHCⅡ与PSⅡ的分离依赖LHC蛋白激酶的催化。下列叙述错误的是( )
A．LHC蛋白激酶活性下降，PSⅡ对光能的捕获减弱
B．弱光下LHCⅡ与PSⅡ结合，有利于对光能的捕获
C．镁离子含量减少会导致PSⅡ对光能的捕获减弱
D．绿色植物的光反应依赖类囊体膜上的PSⅠ和PSⅡ
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解析：叶肉细胞内LHC蛋白激酶活性下降，LHCⅡ与PSⅡ分离减少，PSⅡ对光能的捕获增强，A错误；PSⅡ上的蛋白质LHCⅡ通过与PSⅡ结合或分离来增强或减弱对光能的捕获，弱光下LHCⅡ与PSⅡ结合，增强对光能的捕获，B正确；镁离子是叶绿素的组成成分，其含量减少会导致PSⅡ上的叶绿素含量减少，导致对光能的捕获减弱，C正确；光系统是进行光吸收的功能单位，分为PSⅠ和PSⅡ，故绿色植物的光反应依赖类囊体膜上的PSⅠ和PSⅡ，D正确。
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5.如图表示在自然条件下，甲、乙两种植物的CO2吸收随光照强度的变化情况，据图分析下列有关说法正确的是( )
√
A．连续的阴雨天气，生长受影响更大的是乙植物
B．bc段，限制甲、乙两种植物光合速率的环境因素相同
C．d点时，甲、乙两种植物在单位时间内的CO2固定量相等
D．若提高外界环境的CO2浓度，则a、b两点都可能向左移动
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解析：与乙植物相比，甲植物达到最大光合速率时对应的光照强度更大，故连续的阴雨天气，生长受影响更大的是甲植物，A错误；bc段，限制甲、乙两种植物光合速率的主要环境因素分别是光照强度、光照强度外的其他因素，B错误；d点时，甲、乙两种植物在单位时间内的CO2吸收量相等，但甲、乙两种植物呼吸作用产生的CO2量未知，所以甲、乙两种植物进行光合作用消耗的CO2量不一定相等，故甲、乙两种植物在单位时间内的CO2固定量不一定相等，C错误；在自然条件下，提高外界环境的CO2浓度，甲、乙两种植物的光合作用都可能增强，则a、b两点都可能向左移动，D正确。
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6．玉米的碳同化效率明显高于水稻，PEPC酶是玉米进行CO2固定的关键酶。研究人员将玉米的PEPC酶基因导入水稻后，测得光照强度和温度对转基因水稻和原种水稻的光合速率影响如图所示。据图分析，下列说法错误的是( )
注：甲图温度为35 ℃，乙图光照强度为1 000 μmol·m－2·s－1。
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A．转基因水稻更适合栽种在较强光照的环境中
B．转基因水稻对CO2的利用能力提高进而增强光合速率
C．转入的PEPC酶基因不会影响水稻的呼吸作用强度
D．在温度为30 ℃下重复图甲相关实验，A点会向左上方移动
√
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解析：由图甲可知，转基因水稻的光饱和点更高，说明转基因水稻更适合栽种在较强光照的环境中，A正确；PEPC酶是玉米进行CO2固定的关键酶，导入PEPC酶基因的转基因水稻净光合速率大于或等于原种水稻，由图甲可知，转基因水稻和原种水稻呼吸速率相同，说明转入的PEPC酶基因不会影响水稻的呼吸作用强度，转基因水稻对CO2的利用能力提高进而增强光合速率，B、C正确；由图乙可知，温度从35 ℃降到30 ℃时，原种水稻净光合速率不变，均为20 μmol·m－2·s－1，所以在温度为30 ℃下重复图甲相关实验，A点不会向左上方移动，D错误。
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7．研究人员以大豆作为实验材料，进行三种不同的实验处理：甲组提供大气CO2浓度(375 μmol·mol－1)的环境；乙组提供CO2浓度倍增(750 μmol·mol－1)的环境；丙组先在CO2浓度倍增的环境中培养60天，测定前一周恢复为大气CO2浓度。整个生长过程保证充足的水分，选择在晴天上午测定各组的光合速率，结果如图。下列说法错误的是( )
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A．该实验中，CO2作为光合作用的原料，在叶绿体基质中被利用
B．CO2浓度倍增的环境能够提高大豆的光合速率
C．乙组的光合速率并未倍增，此时限制光合速率倍增的因素可能与光反应有关
D．丙组的光合速率比甲低的原因可能是CO2浓度倍增处理使固定CO2的酶活性升高
√
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解析：该实验中，CO2作为光合作用的原料，在叶绿体基质中被利用，即CO2参与的是光合作用的暗反应阶段，A正确；根据实验结果可知，在光照充足的情况下，乙组CO2浓度增加，会使暗反应速率增加，进而促进大豆的光合速率，因而大豆的光合速率增加，B正确；与甲组相比，乙组CO2浓度倍增，但光合速率并未发生倍增，此时影响光合作用强度的因素不仅仅是CO2浓度，还有可能是光照强度、温度、色素的含量和相关酶的活性等，即限制乙组大豆光合速率倍增的因素可能与光反应有关，C正确；丙组的光合作用速率比甲组低，可能是因为作物长期处于高浓度CO2环境中降低了固定CO2相关酶的活性，当失去了高浓度CO2的优势后，丙组大豆固定CO2的能力下降，因而光合速率降低，D错误。
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二、非选择题
8．(11分)我国西北地区干旱少雨，生长于此的植物形成了适应干旱环境的对策，为探究植物适应干旱的机理，某科研小组分别对植物甲、乙进行干旱处理，对照组正常浇水，测定两种植物叶片的光合生理指标，结果如下表所示。回答下列问题。
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注：气孔导度是度量植物气孔开度的指标，气孔导度越大，气孔开度越大。
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(2)根据表中数据判断，随干旱天数的增加，植物乙净光合速率的下降主要与____________________有关，植物甲净光合速率下降的主要原因是____________________。
(3)若给对照组植物提供H218O和CO2，合成的(CH2O)中__________(填“能”或“不能”)检测到18O，原因是_____________
___________________________________________________________。
(4)干旱环境下，一些植物叶片叶面积减小、气孔下陷，其适应环境的意义是________________。
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解析：(1)光反应阶段可进行水的光解和NADPH、ATP的合成，因此植物光合作用中光反应阶段的终产物有氧气、ATP和NADPH。(2)根据表格数据可知，随着干旱天数的增加，植物乙净光合速率的下降主要与气孔导度有关，植物甲净光合速率下降的主要原因是叶绿素含量下降。(3)由于H218O可参与有氧呼吸第二阶段产生C18O2，C18O2可参与光合作用的暗反应可形成(CH218O)，因此若给对照组植物提供H218O和CO2，合成的(CH2O)中能检测到18O。(4)干旱环境下，一些植物叶片叶面积减小、气孔下陷，可减少水分的散失，从而使其适应干旱环境。
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答案：(1)ATP NADPH(两空可颠倒) (2)气孔导度下降 叶绿素含量下降 (3)能 H218O能参与有氧呼吸第二阶段产生C18O2，C18O2可参与光合作用的暗反应形成(CH218O) (4)减少水分散失
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9．(14分)为探究某植物生长所需的适宜光照，在不同光照条件下，测得该植物叶片的呼吸速率、净光合速率和叶绿素含量如下图所示。回答下列问题：
注：自然光下用遮阳网遮光，透过的光占自然光的百分数为透光率(%)
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(1)图1表明，植物叶片在透光率25%～75%内，呼吸速率随透光率降低而下降，可能的原因是_________________________________
___________________________________________________________________________________________；在线粒体中，________经过一系列化学反应与氧结合形成水，催化这一反应过程的酶分布在____________。
(2)据图可知，在25%透光率下叶片固定二氧化碳的速率是________ μmol·m－2·s－1。
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(3)根据上述结果，初步判断最适合该植株生长的透光率是________，依据是_____________________________________________________
__________________________________________________________。
(4)图3中50%、75%透光率下植物叶片中叶绿素含量不同，设计实验验证这种差异(简要写出实验思路和预期结果)。
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解析：(1)植株在遮光环境下通过降低叶片呼吸速率以减少自身消耗，以确保自身有机物正常积累量，从而保证自身正常生长。在线粒体中，有氧呼吸第一阶段和第二阶段产生的[H]和氧气结合，形成水和大量能量，此过程为有氧呼吸的第三阶段，在线粒体内膜进行，所以催化这一反应过程的酶分布在线粒体内膜。(2)据图可知，在25%透光率下叶片固定二氧化碳的速率＝25%透光率下的净光合速率＋25%透光率下的呼吸速率＝6＋1.5＝7.5 μmol·m－2·s－1。(3)根据上述结果，初步判断最适合该植株生长的透光率是75%，依据是此透光率下净光合速率最高，有机物的积累量最多。(4)实验思路和预期结果见答案。
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答案：(1)通过降低叶片呼吸速率以减少自身消耗，以确保自身有机物正常积累量，从而保证自身正常生长 [H] 线粒体内膜 (2)7.5 (3)75% 此透光率下净光合速率最高，有机物的积累量最多 (4)实验思路：取等量的50%、75%透光率下植物叶片若干，分别提取两组叶片中的叶绿素，并比较两组叶片中叶绿素的含量。预期结果：75%透光率下植物叶片中叶绿素的含量高于50%透光率下植物叶片中叶绿素的含量
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9课时跟踪检测(二十二) 光合作用的影响因素及应用
A级 强基固本
1．冬季很多蔬菜需要在塑料大棚中种植，下列相关叙述正确的是( )
A．大棚种植时，选择绿色的薄膜更有利于增产
B．阴雨天适当提高大棚的温度可增加有机物的积累量
C．大棚种植时，为了提高产量可以无限制地增加种植的密度
D．大棚内施加农家肥，既有利于提高土壤肥力，又可以提高大棚内CO2的浓度
2.右图是某植物的光合作用强度(即单位时间、单位叶面积吸收CO2的量)随光照强度的变化趋势曲线，当光合作用强度达到a时，要使光合作用强度升高，可以考虑的措施是( )
A．提高光照强度 B．提高O2浓度
C．提高CO2浓度 D．延长光照时间
3.用金鱼藻在如图所示的实验装置中进行与光合作用有关的实验。下列叙述正确的是( )
A．试管中收集的气体量代表了金鱼藻光合作用产生的O2量
B．试管中收集的气体量代表了金鱼藻呼吸作用产生的CO2量
C．用不同温度的NaHCO3溶液可探究温度对光合作用的影响
D．用不同颜色的LED灯可探究光照强度对光合作用的影响
4．通过研究不同光照强度对不同植物的影响，为植物的合理间作套种提供依据。研究人员测定了某阴生植物和某阳生植物光合速率曲线图如下，下列分析错误的是( )
A．阴生植物的光补偿点较低与其呼吸速率较小有关
B．C点继续增大光照强度会使光饱和点右移
C．B点时阳生植物叶片的真正光合速率等于呼吸速率
D．B点时阴生植物比阳生植物生长得好
5．为筛选优良的白蜡品种进行引种，科研人员分别测定甲和乙两个品种叶的净光合速率，结果如下图。下列相关叙述错误的是( )
A．9～19时，乙品种叶的有机物积累量高于甲品种
B．9～11时，温度逐渐上升是甲、乙品种净光合速率升高的主要原因
C．13时，两个品种单位叶面积上吸收CO2的速率基本相同
D．15时后，限制两个品种叶的净光合速率的主要因素为光照强度
6．兴趣小组用真空渗水法探究环境因素对某植物光合作用强度的影响，实验结果如下表所示。下列叙述正确的是( )
A.该实验中自变量有温度、光照强度、CO2浓度和上浮叶片的数目
B．为探究CO2浓度对光合作用强度的影响，应将组3中的温度控制在15 ℃
C．组5叶圆片没有上浮的原因可能是其不能进行光合作用，没有O2产生
D．通过组2和组4的比较，可证明温度会影响该植物光合作用强度
7.如图表示适宜温度条件下甲、乙两种植株单位时间内CO2吸收量随光照强度变化的曲线，若实验过程中细胞呼吸方式只考虑有氧呼吸且呼吸强度不变。下列说法错误的是( )
A．A点时植株乙释放的CO2来自线粒体基质
B．植株甲从B点开始进行光合作用
C．C点时植株甲制造有机物的量大于植株乙
D．若土壤中缺Mg2＋，则D点应向左下方移动
8.
得分
(11分)农作物的生长受环境影响。某研究小组探究了叶片温度、CO2浓度对某品种水稻幼苗光合速率的影响，将每个测得的数据(图中所绘的点)绘制成如图所示的曲线。回答下列问题：
(1)由图可知，随CO2浓度升高，水稻幼苗光合速率逐渐____________。温度主要是通过影响______________________来影响光合作用的。在图中三个CO2浓度条件下，受温度影响最小的组别是CO2浓度为________ μL·L－1组。
(2)研究发现，CO2浓度会影响光合作用的最适温度。据图分析，在一定的范围内，CO2浓度升高对光合作用最适温度的影响是________(填“升高”或“降低”)。
(3)根据图中实验结果分析，欲提高水稻产量，可采用的措施有________________________________________________________________________。
B级 发展提能
9．为探究盐胁迫对不同植物光合作用的影响，某科研小组以甲、乙两种植物为研究对象进行了实验，实验结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A．未进行盐胁迫处理时，甲植物的CO2固定速率比乙植物的慢
B．甲植物对盐碱环境的适应能力更强
C．在盐胁迫下，乙植物C3还原所需的能量由ATP和NADPH提供
D．盐胁迫导致甲、乙两种植物净光合速率下降的原因相同
10.
得分
(13分)为探究人工补光对大棚葡萄光合作用的影响，研究人员以功率为26 W的LED灯作为补光光源，设计了4个补光时段处理：
T1：全天补光(5：00～21：00)；T2：早晨补光4 h(5：00～9：00)；T3：傍晚补光4 h(17：00～21：00)；CK：不补光。
下图1为自然条件下大棚内光照强度和温度的日变化，图2为不同补光处理下葡萄叶片净光合速率的日变化。回答下列问题：
(1)光反应的场所是__________________，此阶段光能转移到____________中。
(2)人工补光的波段是以红光为主波段的红蓝光，原因是________________________。据图2分析，16：00后补光对棚栽葡萄的产量________(填“会”或“不会”)有显著影响，判断依据是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)图2中12：00到14：00葡萄叶片的净光合速率较低，主要原因是____________________________________________________________________________________________________，20：00时葡萄叶片的光合作用强度________(填“大于”“小于”或“等于”)呼吸作用强度。
课时跟踪检测(二十二)
1．选D 采用绿色薄膜，减少有效光照强度，会降低光合作用强度，不利于有机物的积累，A错误；阴雨天，光照弱，限制了光合作用强度，适当降低大棚的温度能减少细胞呼吸对有机物的消耗，因此阴雨天适当降低大棚的温度可增加有机物的积累量，B错误；大棚种植要合理密植，如果过密，植物叶片就会相互遮挡，光合作用强度降低，并且呼吸作用消耗的有机物提高，反而会使产量下降，C错误；农家肥在微生物的作用下可分解产生无机盐，并释放CO2，同时还能疏松土壤，所以施加农家肥既有利于提高土壤肥力，又提高了大棚内CO2的浓度，D正确。
2．选C 由图示可知，当光合作用强度达到a时，达到了光饱和，光合作用强度不再随光照强度的增加而增加；提高O2浓度对光合作用强度没有影响；提高CO2浓度可以提高光合作用强度；光合作用强度是指单位时间、单位叶面积吸收CO2的量，延长光照时间可以提高产量，但不能提高光合作用强度。
3．选C 由于金鱼藻光合作用吸收二氧化碳、产生氧气，呼吸作用产生二氧化碳、消耗氧气，所以试管中收集的气体量代表了金鱼藻光合作用与呼吸作用导致的气体变化量，A、B错误；碳酸氢钠溶液是二氧化碳缓冲液，可以为金鱼藻光合作用提供二氧化碳，因此可以用不同温度的碳酸氢钠溶液来探究温度对光合作用的影响，C正确；可用不同颜色的LED灯来探究光质对光合作用的影响，D错误。
4．选B 光补偿点是指光合速率与呼吸速率相等时的光照强度，故阴生植物的光补偿点较低与其呼吸速率较小有关，A正确；光饱和点是指光合速率达到最大时的光照强度，C点继续增大光照强度不会使光饱和点改变，B错误；对阳生植物来说，B点时植物的净光合速率为0，真正光合速率等于呼吸速率，C正确；B点时阳生植物的净光合速率为0，阴生植物的净光合速率大于0，即B点时，阴生植物有有机物积累，故B点时阴生植物比阳生植物生长得好，D正确。
5．选B 9～19时的大多数时间里，乙品种的净光合速率高于甲品种，即乙品种的有机物积累量高于甲品种，A正确；9～11时，光照强度逐渐上升是甲、乙品种净光合速率升高的主要原因，B错误；13时，两个品种的净光合速率相同，净光合速率可用单位叶面积上吸收CO2的速率来衡量，因此两个品种单位叶面积上吸收CO2的速率基本相同，C正确；15时后，光照强度下降，光合速率下降，两个品种净光合速率下降，限制两个品种叶的净光合速率的主要因素为光照强度，D正确。
6．选C 该实验中自变量有温度、光照强度和CO2浓度，上浮叶片的数目是因变量，A错误；为探究CO2浓度对光合作用强度的影响，应选择组3和组4进行对照，温度属于无关变量，组3和组4的温度应该相同，因此组3中的温度应控制在25 ℃，B错误；组5中NaHCO3溶液浓度为0%，叶圆片没有上浮的原因可能是其不能进行光合作用，没有O2产生，C正确；组2和组4的温度和NaHCO3溶液浓度均不同，不可证明温度会影响该植物光合作用强度，D错误。
7．选B A点时无光，植株只进行呼吸作用，故植株乙释放的CO2来自线粒体基质，是植株乙有氧呼吸的第二阶段产生的，A正确；植株甲在B点之前就开始进行光合作用，而在B点时植株甲的光合速率等于呼吸速率，B错误；C点时植株甲和植株乙的净光合速率相等，但植株甲的呼吸速率大于植株乙的呼吸速率，而植株制造的有机物的量等于呼吸速率和净光合速率之和，因此植株甲制造的有机物的量(可代表总光合速率)大于植株乙，C正确；若土壤中缺Mg2＋，则会导致植物细胞中镁元素缺乏，进而导致叶绿素含量下降，进而影响光反应速率导致光合速率下降，而呼吸速率不变，则D点应向左下方移动，D正确。
8．解析：(1)由题图可知，随CO2浓度升高，水稻幼苗光合速率逐渐升高。温度主要是通过影响光合作用有关酶的活性来影响光合作用的。随着温度升高，CO2浓度为200 μL·L－1组的叶片光合速率基本不变，因此在图中三个CO2浓度条件下，受温度影响最小的组别是CO2浓度为200 μL·L－1组。(2)据图分析，CO2浓度为200 μL·L－1时最适温度大约是25 ℃，CO2浓度为370 μL·L－1时最适温度大约是30 ℃，CO2浓度为1 000 μL·L－1时最适温度大于30 ℃。说明在一定的范围内，CO2浓度升高对光合作用最适温度的影响是升高。(3)根据图中实验结果分析，欲提高水稻产量，可采用的措施有适当提高CO2浓度和温度。
答案：(1)升高 光合作用有关酶的活性 200 (2)升高
(3)适当提高CO2浓度和温度
9．选D 由图2、图3可知，未进行盐胁迫处理时，甲植物气孔导度低于乙植物，但胞间CO2浓度高于乙植物，说明甲植物的CO2固定速率比乙植物的慢，A正确。据图1分析，在盐胁迫下，甲植物的净光合速率明显高于乙植物，甲植物对盐碱环境的适应能力更强，B正确。C3还原所需的能量由光反应产生的ATP和NADPH提供，C正确。由题图可知，盐胁迫导致甲植物气孔导度下降，胞间CO2浓度下降，因此甲植物净光合速率下降是由于CO2不足导致的；盐胁迫下，乙植物胞间CO2浓度基本不变，但净光合速率仍然下降，说明乙植物净光合速率下降的原因与CO2无关，故盐胁迫导致甲、乙两种植物净光合速率下降的原因不同，D错误。
10．解析：(1)光反应阶段在叶绿体类囊体薄膜上进行，此阶段必须有光、色素和与光合作用有关的酶。光反应阶段光能转移到ATP和NADPH中成为活跃的化学能。(2)绿叶中的色素主要吸收红光和蓝紫光，故人工补光的波段是以红光为主波段的红蓝光，进而提高光合速率。据图2分析，16：00后，与对照组(CK组)相比，各组的净光合速率差异不大，说明16：00后补光对棚栽葡萄的产量不会有显著影响。(3)根据图1可知，12：00到14：00期间，大棚内温度较高，葡萄叶片为了避免散失大量水分，会关闭部分气孔，导致暗反应所需的CO2供应不足，光合作用受抑制，进而净光合速率下降，因此图2中12：00到14：00葡萄叶片的净光合速率较低。图2中，20：00时葡萄叶片的净光合速率等于0，净光合速率＝光合速率－呼吸速率，故葡萄叶片的光合作用强度等于呼吸作用强度。
答案：(1)叶绿体类囊体薄膜 ATP和NADPH (2)绿叶中的色素主要吸收红光和蓝紫光 不会 16：00后，与对照组(CK组)相比，各组的净光合速率差异不大 (3)大棚内温度较高，葡萄叶片为了避免散失大量水分，会关闭部分气孔，导致暗反应所需的CO2供应不足，光合作用受抑制 等于课时跟踪检测(二十三) 光合作用强化练
(选择题每小题5分，本检测满分60分)
一、选择题
1．组成生物的化学元素在生物体中起重要作用。下列关于几种元素与光合作用关系的叙述，正确的是( )
A．C是组成糖类的基本元素，在光合作用中C元素从CO2先后经C3、C5形成(CH2O)
B．N是叶绿素的组成元素之一，没有N植物就不能进行光合作用
C．O是构成有机物的基本元素之一，光合作用制造的有机物中的氧来自水
D．P是构成ATP的必需元素，光合作用中光反应和暗反应阶段均有ATP的合成
2．沃柑是喜阳植物，需充足光照，长期阴雨天气会导致叶片发黄。某科研小组提取并分离了甲组(长期阴雨天气)和乙组(充足光照)沃柑叶片的光合色素，并比较两组滤纸条自上而下的四条色素带。下列叙述正确的是( )
A．提取色素时加入碳酸钙是为了研磨更充分
B．分离色素时层析液应没过滤液细线
C．甲组滤纸条上第三、四条色素带明显变窄
D．乙组滤纸条上第二条色素带呈蓝绿色
3．棉花是重要的经济作物，其叶片光合作用过程如图所示，a～g代表物质。下列叙述错误的是( )
A．物质b和d在光下形成，为三碳糖的形成提供能量
B．若减少物质g的供应，短时间内物质e的含量将减少
C．物质f是C3，R酶催化CO2的固定过程
D．去除棉铃可能会导致叶片光合速率下降
4．光系统是进行光吸收的功能单位，分为光系统Ⅰ(PSⅠ)和光系统Ⅱ(PSⅡ)，研究发现，PSⅡ上的蛋白质LHCⅡ通过与PSⅡ结合或分离来增强或减弱对光能的捕获(如图所示)，且LHCⅡ与PSⅡ的分离依赖LHC蛋白激酶的催化。下列叙述错误的是( )
A．LHC蛋白激酶活性下降，PSⅡ对光能的捕获减弱
B．弱光下LHCⅡ与PSⅡ结合，有利于对光能的捕获
C．镁离子含量减少会导致PSⅡ对光能的捕获减弱
D．绿色植物的光反应依赖类囊体膜上的PSⅠ和PSⅡ
5.如图表示在自然条件下，甲、乙两种植物的CO2吸收随光照强度的变化情况，据图分析下列有关说法正确的是( )
A．连续的阴雨天气，生长受影响更大的是乙植物
B．bc段，限制甲、乙两种植物光合速率的环境因素相同
C．d点时，甲、乙两种植物在单位时间内的CO2固定量相等
D．若提高外界环境的CO2浓度，则a、b两点都可能向左移动
6．玉米的碳同化效率明显高于水稻，PEPC酶是玉米进行CO2固定的关键酶。研究人员将玉米的PEPC酶基因导入水稻后，测得光照强度和温度对转基因水稻和原种水稻的光合速率影响如图所示。据图分析，下列说法错误的是( )
注：甲图温度为35 ℃，乙图光照强度为1 000 μmol·m－2·s－1。
A．转基因水稻更适合栽种在较强光照的环境中
B．转基因水稻对CO2的利用能力提高进而增强光合速率
C．转入的PEPC酶基因不会影响水稻的呼吸作用强度
D．在温度为30 ℃下重复图甲相关实验，A点会向左上方移动
7．研究人员以大豆作为实验材料，进行三种不同的实验处理：甲组提供大气CO2浓度(375 μmol·mol－1)的环境；乙组提供CO2浓度倍增(750 μmol·mol－1)的环境；丙组先在CO2浓度倍增的环境中培养60天，测定前一周恢复为大气CO2浓度。整个生长过程保证充足的水分，选择在晴天上午测定各组的光合速率，结果如图。下列说法错误的是( )
A．该实验中，CO2作为光合作用的原料，在叶绿体基质中被利用
B．CO2浓度倍增的环境能够提高大豆的光合速率
C．乙组的光合速率并未倍增，此时限制光合速率倍增的因素可能与光反应有关
D．丙组的光合速率比甲低的原因可能是CO2浓度倍增处理使固定CO2的酶活性升高
二、非选择题
8.
得分
(11分)我国西北地区干旱少雨，生长于此的植物形成了适应干旱环境的对策，为探究植物适应干旱的机理，某科研小组分别对植物甲、乙进行干旱处理，对照组正常浇水，测定两种植物叶片的光合生理指标，结果如下表所示。回答下列问题。
注：气孔导度是度量植物气孔开度的指标，气孔导度越大，气孔开度越大。
(1)植物光合作用中光反应阶段的终产物有氧气、________、________。
(2)根据表中数据判断，随干旱天数的增加，植物乙净光合速率的下降主要与____________________有关，植物甲净光合速率下降的主要原因是____________________。
(3)若给对照组植物提供HO和CO2，合成的(CH2O)中__________(填“能”或“不能”)检测到18O，原因是____________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)干旱环境下，一些植物叶片叶面积减小、气孔下陷，其适应环境的意义是________________。
9.
得分
(14分)为探究某植物生长所需的适宜光照，在不同光照条件下，测得该植物叶片的呼吸速率、净光合速率和叶绿素含量如下图所示。回答下列问题：
注：自然光下用遮阳网遮光，透过的光占自然光的百分数为透光率(%)
(1)图1表明，植物叶片在透光率25%～75%内，呼吸速率随透光率降低而下降，可能的原因是_________________________________________________________________________
__________________________________________；在线粒体中，________经过一系列化学反应与氧结合形成水，催化这一反应过程的酶分布在____________。
(2)据图可知，在25%透光率下叶片固定二氧化碳的速率是________ μmol·m－2·s－1。
(3)根据上述结果，初步判断最适合该植株生长的透光率是________，依据是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)图3中50%、75%透光率下植物叶片中叶绿素含量不同，设计实验验证这种差异(简要写出实验思路和预期结果)。
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课时跟踪检测(二十三)
1．选B 糖类的元素组成是C、H、O，则C是组成糖类的基本元素，在光合作用中C元素从CO2经C3形成(CH2O)，不经过C5，A错误；N参与构成光合作用所需的酶等物质，则没有N植物就不能进行光合作用，B正确；O是构成有机物的基本元素之一，光合作用制造的有机物中的氧来自CO2，C错误；ATP的元素组成是C、H、O、N、P，光合作用中光反应阶段有ATP的合成，暗反应需要消耗ATP，D错误。
2．选C 提取色素时加入碳酸钙是为了防止色素被破坏，加入二氧化硅是为了使研磨更充分，A错误；纸层析过程中滤液细线接触层析液会导致色素溶解到层析液中，无法得到实验结果，B错误；阴雨天气叶片发黄是由于叶绿素含量减少，推测第三、四条色素带颜色会变浅变窄，C正确；第二条色素带是叶黄素，为黄色，D错误。
3．选B 物质b和d为光反应的产物ATP和NADPH，在光下形成，可为暗反应三碳糖的形成提供能量，A正确；物质g为CO2，若减少物质g的供应，短时间内CO2与物质e(C5)固定形成物质f的速率减小，但光反应速率不变，因此C3的还原速率不变，即物质e的生成速率不变，故短时间内物质e的含量将增加，B错误；物质f是CO2与C5固定形成的C3，R酶催化CO2的固定过程，C正确；去除棉铃会导致蔗糖外运减少，三碳糖转化形成淀粉增加，淀粉在细胞内积累会抑制光合速率，因此去除棉铃可能会导致叶片光合速率下降，D正确。
4．选A 叶肉细胞内LHC蛋白激酶活性下降，LHCⅡ与PSⅡ分离减少，PSⅡ对光能的捕获增强，A错误；PSⅡ上的蛋白质LHCⅡ通过与PSⅡ结合或分离来增强或减弱对光能的捕获，弱光下LHCⅡ与PSⅡ结合，增强对光能的捕获，B正确；镁离子是叶绿素的组成成分，其含量减少会导致PSⅡ上的叶绿素含量减少，导致对光能的捕获减弱，C正确；光系统是进行光吸收的功能单位，分为PSⅠ和PSⅡ，故绿色植物的光反应依赖类囊体膜上的PSⅠ和PSⅡ，D正确。
5．选D 与乙植物相比，甲植物达到最大光合速率时对应的光照强度更大，故连续的阴雨天气，生长受影响更大的是甲植物，A错误；bc段，限制甲、乙两种植物光合速率的主要环境因素分别是光照强度、光照强度外的其他因素，B错误；d点时，甲、乙两种植物在单位时间内的CO2吸收量相等，但甲、乙两种植物呼吸作用产生的CO2量未知，所以甲、乙两种植物进行光合作用消耗的CO2量不一定相等，故甲、乙两种植物在单位时间内的CO2固定量不一定相等，C错误；在自然条件下，提高外界环境的CO2浓度，甲、乙两种植物的光合作用都可能增强，则a、b两点都可能向左移动，D正确。
6．选D 由图甲可知，转基因水稻的光饱和点更高，说明转基因水稻更适合栽种在较强光照的环境中，A正确；PEPC酶是玉米进行CO2固定的关键酶，导入PEPC酶基因的转基因水稻净光合速率大于或等于原种水稻，由图甲可知，转基因水稻和原种水稻呼吸速率相同，说明转入的PEPC酶基因不会影响水稻的呼吸作用强度，转基因水稻对CO2的利用能力提高进而增强光合速率，B、C正确；由图乙可知，温度从35 ℃降到30 ℃时，原种水稻净光合速率不变，均为20 μmol·m－2·s－1，所以在温度为30 ℃下重复图甲相关实验，A点不会向左上方移动，D错误。
7．选D 该实验中，CO2作为光合作用的原料，在叶绿体基质中被利用，即CO2参与的是光合作用的暗反应阶段，A正确；根据实验结果可知，在光照充足的情况下，乙组CO2浓度增加，会使暗反应速率增加，进而促进大豆的光合速率，因而大豆的光合速率增加，B正确；与甲组相比，乙组CO2浓度倍增，但光合速率并未发生倍增，此时影响光合作用强度的因素不仅仅是CO2浓度，还有可能是光照强度、温度、色素的含量和相关酶的活性等，即限制乙组大豆光合速率倍增的因素可能与光反应有关，C正确；丙组的光合作用速率比甲组低，可能是因为作物长期处于高浓度CO2环境中降低了固定CO2相关酶的活性，当失去了高浓度CO2的优势后，丙组大豆固定CO2的能力下降，因而光合速率降低，D错误。
8．解析：(1)光反应阶段可进行水的光解和NADPH、ATP的合成，因此植物光合作用中光反应阶段的终产物有氧气、ATP和NADPH。(2)根据表格数据可知，随着干旱天数的增加，植物乙净光合速率的下降主要与气孔导度有关，植物甲净光合速率下降的主要原因是叶绿素含量下降。(3)由于HO可参与有氧呼吸第二阶段产生C18O2，C18O2可参与光合作用的暗反应可形成(CHO)，因此若给对照组植物提供HO和CO2，合成的(CH2O)中能检测到18O。(4)干旱环境下，一些植物叶片叶面积减小、气孔下陷，可减少水分的散失，从而使其适应干旱环境。
答案：(1)ATP NADPH(两空可颠倒) (2)气孔导度下降 叶绿素含量下降 (3)能 HO能参与有氧呼吸第二阶段产生C18O2，C18O2可参与光合作用的暗反应形成(CHO) (4)减少水分散失
9．解析：(1)植株在遮光环境下通过降低叶片呼吸速率以减少自身消耗，以确保自身有机物正常积累量，从而保证自身正常生长。在线粒体中，有氧呼吸第一阶段和第二阶段产生的[H]和氧气结合，形成水和大量能量，此过程为有氧呼吸的第三阶段，在线粒体内膜进行，所以催化这一反应过程的酶分布在线粒体内膜。(2)据图可知，在25%透光率下叶片固定二氧化碳的速率＝25%透光率下的净光合速率＋25%透光率下的呼吸速率＝6＋1.5＝7.5 μmol·m－2·s－1。(3)根据上述结果，初步判断最适合该植株生长的透光率是75%，依据是此透光率下净光合速率最高，有机物的积累量最多。(4)实验思路和预期结果见答案。
答案：(1)通过降低叶片呼吸速率以减少自身消耗，以确保自身有机物正常积累量，从而保证自身正常生长 [H] 线粒体内膜 (2)7.5 (3)75% 此透光率下净光合速率最高，有机物的积累量最多 (4)实验思路：取等量的50%、75%透光率下植物叶片若干，分别提取两组叶片中的叶绿素，并比较两组叶片中叶绿素的含量。预期结果：75%透光率下植物叶片中叶绿素的含量高于50%透光率下植物叶片中叶绿素的含量
