第3课时 光合作用原理的应用
知识点一 探究环境因素对光合作用强度的影响
1.（2024·重庆十八中高一期中）将小叶圆片减压抽气后，放入质量分数约含1％的NaHCO3溶液中，使其沉入底部。在直射光下小圆片很快上浮，在暗中小圆片不上浮。这种现象说明植物（ ）
A.在光下重量变轻了
B.将碳酸氢钠分解释放出二氧化碳
C.在光下进行了光合作用放出氧气
D.在暗中没有进行呼吸，无二氧化碳释放
2.生长旺盛的叶片，剪成5 mm2的小块，抽去叶内气体，做下列处理（如下图所示），这4个处理中，沉入底部的叶片小块最先浮起的是（ ）
3.关于探究光照强度对光合速率的影响实验的叙述，错误的是（ ）
A.实验过程中注射器的作用是排出小圆片内的气体
B.可以通过观察小圆片上浮所需要的时间来反映光合速率
C.实验的自变量是光照强度，可在相同的距离下放置不同瓦数的灯泡
D.如果升高环境温度，小圆片上浮时间会缩短
4.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（图乙），以研究光合作用速率与 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，光合作用速率逐渐减小
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
知识点二 影响光合作用的因素及应用
5.（2024·湖南长沙一中高一月考）下列关于提高大棚蔬菜产量的措施，合理的是（ ）
A.用蓝紫色薄膜建成的温室大棚光合作用效率高于无色透明薄膜建成的大棚
B.白天与夜间适当提高温度，有利于增加大棚蔬菜的产量
C.施加有机肥有利于蔬菜吸收有机物增加产量
D.适当进行灌溉可以缓解作物的光合午休现象
6.（2024·浙江湖州高一月考）小麦和玉米的CO2固定量随外界CO2含量的变化而变化（如图）。下列相关叙述错误的是（ ）
A.一定范围内小麦的CO2固定量与外界CO2含量呈正相关
B.CO2含量在100 mg/L时小麦很难正常生长
C.玉米比小麦更能有效地利用低浓度CO2
D.CO2含量大于360 mg/L后玉米不再固定CO2
7.图甲表示在一定的光照强度下，植物叶肉细胞中CO2、O2的来源和去路，找出图甲在图乙中的位置是（ ）
A.AB之间 B.BC之间
C.C点以后 D.B点
8.如图曲线中，有M、N、P、Q四个点，对它们含义的叙述中不正确的是（ ）
A.M点时植物不进行光合作用，只进行细胞呼吸
B.P点时光合速率与呼吸速率相等
C.N点时植物细胞呼吸强度大于光合作用强度
D.Q点时温度是影响光合速率的主要因素
9.某种植物光合作用吸收CO2的速率与光照强度的关系如图所示。从图中可知（ ）
A.光照强度相对量在30时，植物可进行光合作用
B.当光照强度相对量达到200以上后，光合速率增加最快
C.随着光照强度相对量增强，光合速率不断增加
D.在M点，植物的光合作用速率最低
10.图甲是玉米及其他两种农作物的光照强度和光合速率的关系图，图乙表示某日光温室大棚蔬菜在不同温度和光照强度下光合作用强度变化趋势。请回答下列问题：
（1）图甲中， 作物适宜与玉米间作，理由是 。
（2）分析图乙中的两条曲线，温度为25 ℃、光照强度小于2 klx时，采取适当降低温度的措施有助于提高蔬菜的产量，依据是 。
（3）由图乙可知，若某一天温度为25 ℃，光照强度大于1 klx小于2 klx，光照时间为12小时，则一昼夜后该蔬菜的干重将 （填“增加”“减少”或“不变”）。
11.将某绿色植物置于密闭容器内暗处理后，测得容器内CO2和O2浓度相等（气体相对含量值为1），在早6 h移至阳光下，日落后移到暗室中，持续测量两种气体的相对含量，变化情况如下图所示（两条曲线在20 h前沿水平虚线上下对称）。下列有关叙述中，正确的是（ ）
A.只有在10 h光合作用速率＝呼吸作用速率
B.在9～16 h之间，光合作用速率＞呼吸作用速率，O2浓度不断上升
C.该植物体内17 h有机物积累量＜19 h有机物积累量
D.该植物从20 h后仍只进行有氧呼吸
12.将桑树和大豆分别单独种植（单作）或两种隔行种植（间作），测得两种植物的光合速率如下图所示（注：光饱和点是光合速率达到最大值时所需的最低光照强度）。据图分析，下列叙述正确的是（ ）
A.与单作相比，间作时两种植物的呼吸强度均没有受到影响
B.与单作相比，间作时桑树光饱和点增大，大豆光饱和点减小
C.间作虽然提高了桑树的光合速率但降低了大豆的光合速率
D.大豆植株开始积累有机物时的最低光照强度单作小于间作
13.（2024·湖南长沙市明德中学高一月考）将某种植物置于高温环境（HT）下生长一定时间后，测定HT植株和正常温度（CT）条件下的植株（CT植株）在不同温度下的光合速率，结果如图所示。根据实验结果，不能得出的结论是（ ）
A.CT植株在50 ℃条件下可以进行光合作用，但不能生长
B.35 ℃的条件下，CT植株与HT植株积累有机物的速率相等
C.CT植株与HT植株的最大CO2固定速率基本相等
D.HT植株在50 ℃条件下的光合速率大于呼吸速率，比CT植株更适应高温环境
14.为测定某植物的光合速率，某同学将该植物放入如图甲所示装置中，在光合作用最适温度下进行培养，然后测量不同时段密闭的透明玻璃罩内植物的O2释放速率，结果如图乙所示。下列说法错误的是（ ）
A.若完全培养液中缺少镁元素，t1～t2时间段会延长
B.在t5时适当升高温度，植株光合速率将会进一步加快
C.在t4时向玻璃罩内适量补充CO2会加快植株的光反应速率
D.在t3～t4阶段，O2释放速率降低的主要原因是玻璃罩内CO2含量下降
15.（2024·广东东莞东华高级中学高一月考）某研究小组设计实验研究了水稻的光合作用和呼吸作用。如图甲表示水稻单位时间内气体的吸收量或消耗量随温度变化的变化情况，图乙为水稻种植密度与单株水稻光合作用强度的关系曲线图。结合所给材料，回答相关问题：
（1）图甲中，B点时光合作用制造有机物的量是呼吸作用消耗有机物的量的 倍。
（2）据图甲分析，在水稻种植过程中，温度范围控制在 ℃时水稻的收获量最大，判断依据是 。
（3）图乙中，与E点相比，F点限制单株水稻光合作用强度的环境因素主要是 （答出2点），图乙给我们的启示是在种植农作物时要注意 。
（4）将该植株放在密闭玻璃罩内，置于室外一昼夜，获得实验结果如图丙所示。这一天内植物能否正常生长？ 。原因是？
。
C点时植物的呼吸速率 （填“＞”“＜”或“＝”）光合速率。
第3课时 光合作用原理的应用
1.C 碳酸氢钠在直射光下分解出二氧化碳，叶片在有光照和二氧化碳的情况下，可进行光合作用，吸收二氧化碳释放氧气，氧气释放后部分会存在叶片细胞的间隙，此时叶片上浮，C正确。
2.C A试管，25 ℃时，温度适宜，有光照，但水为“煮沸过的自来水”，其中二氧化碳含量少，所以光合作用产生的氧气少，叶片小块上浮慢；B试管，在0 ℃的条件下酶的活性很低，在光照条件下，植物进行光合作用产生的氧气很少，叶片小块浮起很慢；C试管，25 ℃时，温度适宜，在光照条件下，植物进行光合作用，产生氧气，叶片小块最先浮起；D试管，25 ℃没有光照时，不能进行光合作用，不产生氧气，叶片小块不能浮起。
3.D 如果升高环境温度，有可能会使酶的活性下降而导致光合速率下降，小圆片上浮时间会延长。
4.D 据图分析可知，在ab段，随着NaHCO3溶液浓度的增加，光合作用速率逐渐增强，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，因不知实验过程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；配制的NaHCO3溶液中不含氧气，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，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。
5.D 光照强度一定时，透明膜可以透过所有可见光，蓝紫色膜只能透过蓝紫光，故无色透明薄膜建成的大棚光合作用效率高于蓝色薄膜建成的温室大棚，A错误；白天适当提高温度，有利于光合作用的进行，晚上适当降低温度，可降低呼吸速率，增加大棚蔬菜产量，B错误；有机物不能被蔬菜吸收，有机肥被分解成无机物之后才能被蔬菜吸收，C错误；“光合午休”是由中午光照过强，蒸腾作用过于旺盛，气孔关闭导致CO2供应不足引起的，故适时进行灌溉可以缓解作物的“光合午休”现象，D正确。
6.D 小麦的CO2固定量与外界CO2浓度在一定范围内呈正相关，A正确；CO2浓度在小于100 mg/L时，小麦几乎不固定CO2，小麦很难正常生长，B正确；在低浓度下，玉米比小麦更能有效地利用CO2，C正确；CO2浓度大于360 mg/L后，玉米仍然固定CO2，但固定CO2的量不再增加，D错误。
7.A 从图甲可以看出，线粒体产生的CO2除了供给叶绿体，还释放出一部分，说明细胞呼吸强度大于光合作用强度。分析图乙可知，AB段光合作用速率小于细胞呼吸速率，因此图甲位于图乙的AB之间。
8.D Q点时，对比三条曲线可知，在高CO2浓度下光合速率明显提高，此时CO2浓度是影响光合速率的主要因素。
9.A 有一定的光照，植物就能进行光合作用，A正确；由图可知，当光照强度相对量小于200时，光合速率增加最快，B错误；随着光照强度相对量增强，光合速率不断增加，达到一定光照强度后，再增加光照强度光合速率也不再增加，C错误；在M点，植物的光合作用速率等于呼吸速率，在M点之前，光合作用速率更低，D错误。
10.（1）② ②作物的光补偿点和光饱和点都明显低于玉米，与玉米间作能充分利用光能（合理即可） （2）光照强度小于2 klx时，25 ℃下蔬菜的净光合作用强度低于15 ℃时的净光合作用强度 （3）减少
解析：（1）据图分析可知，图甲中②作物的光补偿点和光饱和点都明显低于玉米，在低光照强度下就可以达到最大光合速率，因此其与玉米间作能充分利用光能。（2）据图分析可知，图乙中，当温度为25 ℃、光照强度小于2 klx时，蔬菜的净光合作用强度低于15 ℃时的净光合作用强度，因此可以采取适当降低温度的措施来提高作物的产量。（3）分析图乙可知，若某一天温度为25 ℃，光照强度大于1 klx小于2 klx，光照时间为12小时，则这12小时的CO2吸收量（相对值）不为0，但最大不超过22.4×12＝268.8，而12小时的黑暗条件下细胞呼吸产生的CO2量（相对值）为22.4×12＝268.8，因此一昼夜后该蔬菜的干重将减少。
11.B 分析题图可知，光合作用与呼吸作用相等的点是O2增加为0（或CO2减少为0）的点，即8 h、17 h光合作用速率＝呼吸作用速率，A错误；分析题图曲线可知，在9～16 h之间，O2浓度不断上升，CO2浓度不断下降，光合作用速率大于呼吸作用速率，B正确；分析题图曲线可知，8 h以后～17 h以前，光合作用速率大于呼吸作用速率，到17 h该植物体内有机物积累量最大，17 h以后，光合作用小于呼吸作用，该植物体内的有机物减少，C错误；分析题图曲线知，20 h以后CO2增加的相对值大于O2减少的相对值，说明该植物呼吸作用吸收的O2小于产生的CO2，同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，D错误。
12.B 由图示曲线可知，桑树的呼吸强度在间作时大于单作时，大豆的呼吸强度在间作时小于单作，说明间作或单作会影响两种植物的呼吸强度，A错误；由图示可知，桑树间作时的光饱和点明显大于单作时，而大豆在间作时的光饱和点小于单作时，B正确；由图可知，大豆在光照强度达到两条曲线相交之前时，间作的光合速率是比单作还要高的，C错误；当光照强度大于光补偿点时植株开始积累有机物，由图示可知，大豆在单作时的光补偿点大于间作时，说明大豆植株开始积累有机物时的最低光照强度单作大于间作，D错误。
13.C CT植株在50 ℃条件下CO2的吸收量为0，说明此时光合速率等于呼吸速率，没有有机物的积累，植物不能生长，A正确；35 ℃的条件下，两条曲线相交，即CT植株与HT植株CO2的吸收速率相等，说明积累有机物的速率相等，B正确；CO2吸收速率代表净光合速率，CO2固定速率代表总光合速率，而总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。CT植株与HT植株的最大CO2吸收速率相等，即净光合速率相等，但呼吸速率未知，因此最大CO2固定速率无法比较，C错误；HT植株在50 ℃条件下CO2的吸收速率大于0，说明光合速率大于呼吸速率，而CT植株在50 ℃条件下CO2的吸收量为0，说明此时光合速率等于呼吸速率，没有有机物的积累，故比CT植株更适应高温环境，D正确。
14.B 镁是合成叶绿素的必需元素，所以用缺镁的完全培养液培养一段时间，叶肉细胞内叶绿素合成减少，导致光合速率降低，则t1～t2时间段会延长，A正确；该实验是在最适温度下进行的，因此t5时适当升高温度，植株光合速率将会减弱，B错误；由图可知，在t4时向玻璃罩内适量补充CO2会加快植株的光反应速率，C正确；在t4时向玻璃罩内适量补充CO2会加快植株的光反应速率，说明在t3～t4阶段，O2释放速率降低的主要原因是玻璃罩内CO2含量下降，D正确。
15.（1）2 （2）20～30 20～30 ℃（或C～D段）时净光合速率最大 （3）CO2浓度、光照强度 种植密度 （4）能 因为一天时间内玻璃罩内CO2浓度降低，即一天内光合速率大于呼吸速率，植物有有机物的积累 ＝
解析：（1）光合作用制造有机物的量表示总光合作用强度＝净光合作用强度＋呼吸作用强度，B点时，净光合作用强度和呼吸作用强度相同，故B点时光合作用制造有机物的量是呼吸作用消耗有机物的量的2倍。（2）从空气中吸收的CO2量最多，水稻的收获量最大，所以温度范围控制在20～30 ℃，因为20～30 ℃（或C～D段）时净光合速率最大，有机物积累最多。（3）E点限制单株水稻光合作用强度的环境因素主要是种植密度，F点限制单株水稻光合作用强度的环境因素主要是CO2浓度、光照强度，所以种植农作物时需要合理密植。（4）图丙显示，一昼夜后G点的CO2浓度低于A点，说明一昼夜后净光合速率大于0，则水稻植株有有机物的积累，能正常生长。AC段CO2浓度逐渐上升，说明呼吸作用大于光合作用，C点后，CO2浓度开始下降，说明光合作用大于呼吸作用，则C点时，光合速率等于呼吸速率。
6 / 6第3课时 光合作用原理的应用
导学 聚焦 1.设计并实施实验，探究环境因素对光合作用强度的影响。 2.构建模型分析影响光合作用的因素。 3.关注光合作用原理在生产实践中的应用
知识点（一） 探究环境因素对光合作用强度的影响和化能合成作用
1.光合作用强度：植物在单位时间内通过光合作用 。
2.探究光照强度对光合作用强度的影响
（1）实验原理
（2）实验步骤
（3）实验现象
光照强度 光合作用强度（单位时间内叶片上浮数目）
弱光
中光 较多
强光
（4）实验结论：光照强度影响光合作用强度，在一定光照强度范围内，随光照强度的增强，光合作用强度 。
3.化能合成作用
4.判断下列相关表述的正误
（1）在“探究环境因素对光合作用强度的影响”实验中，自变量是台灯距离圆形小叶片的长度，代表二氧化碳浓度，因变量是单位时间内圆形小叶片浮起的数目，代表光合作用速率。（ ）
（2）探究实验中，圆形小叶片浮起的原因是叶片进行细胞呼吸产生了CO2。（ ）
（3）在探究光照强度对光合作用强度的影响实验中，加入NaHCO3溶液是为了吸收细胞呼吸释放的CO2。（ ）
（4）自养生物都是利用光能把无机物转变成有机物。（ ）
探讨一 分析实验过程，提高实验探究能力
1.某同学探究光照强度对光合作用强度影响的实验结果如下表所示：
灯源与容器的距离/cm 10 20 30
光照强度/lx 435 375 280
叶片上浮数量/枚 10 5 1
该同学观察到，灯源与容器的距离减小到一定值后，随着灯源与容器距离的靠近，叶片上浮数量不再增加。
（1）在台灯和烧杯之间放盛水玻璃柱的作用是什么？
（2）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 。
（3）叶圆片上浮的原因是什么？
（4）已知NaHCO3溶液能够提供CO2。请利用该实验原理和装置，探究CO2对光合作用强度的影响。
（5）结合上述实验结果，尝试在下图中绘制光照强度对光合作用强度影响的曲线图。
探究二 对比分析光合作用和化能合成作用
2.完善表格内容，比较光合作用和化能合成作用
项目 光合作用 化能合成作用
生物类型 和光合细菌 硝化细菌等
能量来源 光能 体外物质氧化释放的
相同点 能将 合成 ，并储存能量
1.用高速离心机打碎小球藻细胞，获得可以进行光合作用的离体叶绿体，进行如下图所示的实验，下列叙述不正确的是（ ）
A.离体的叶绿体中能合成糖类
B.碳酸氢钠所起的作用是提供二氧化碳
C.烧杯中的液体改为氢氧化钠会导致该实验无糖类产生
D.灯与锥形瓶之间的距离不影响光合作用的强度
2.（2024·山东德州高一联考）为探究温度对油麦菜光合作用强度的影响，某同学将圆形小叶片置于适宜浓度的碳酸氢钠溶液中，并测定了不同温度下圆形小叶片上浮所用的时间，结果如图所示。下列分析错误的是（ ）
A.光照强度属于无关变量，会影响叶片上浮的时间
B.叶片上浮的时间与氧气的释放量呈负相关
C.光合作用相关酶的最适温度一定在b～c之间
D.降低碳酸氢钠溶液的浓度，会导致叶片上浮的时间变长
知识点（二） 影响光合作用的因素及应用
1.影响原料、能量供应的因素： 等。
2.影响叶绿体的形成和结构的因素：无机营养、病虫害。
3.影响酶活性的因素： 等。
【思考】 气孔开闭情况是如何影响光合作用强度的？
4.影响光合作用的因素在生产实践中的应用
实例 原理
间作套种 不同植物对 的需求不同
冬季大棚温度白天适当提高，晚上适当降低 白天提高温度，促进光合作用；夜间降温，抑制呼吸作用
“正其行、通其风” 增大 浓度，有利于光合作用的进行
合理灌溉 缺少 导致气孔关闭，CO2供应不足
5.判断下列相关表述的正误
（1）只要有光照，植物就能正常生长。（ ）
（2）光照越弱，阴生植物光合作用越强；光照越强，阳生植物光合作用越强。（ ）
探讨 分析环境因素对光合作用的影响，提高模型构建能力
1.光照强度
曲线 模型
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 从外界吸收O2，向外界排出CO2
AB段（不含A、B点） 从外界吸收O2，向外界排出CO2
与外界不发生气体交换
B点
从外界吸收CO2，向外界释放O2。此时植物可更新空气
B点之后
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都较阳生植物低，如图中虚线所示，间作套种农作物，可合理利用光能
2.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 ，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
应用 在农业生产上可以通过“正其行，通其风”、增施农家肥等增大CO2浓度，提高光合速率
3.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 ，光合速率最大 BC段：随着温度升高， ，光合速率减小，50 ℃左右时光合速率几乎为零
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
4.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
1.多因子变量对光合速率的影响
①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：横坐标所表示的因素不再是影响光合速率的主要因子，影响因素主要为各曲线所表示的因子。
②应用：温室栽培时，在一定光照强度下，白天适当提高温度，增加光合作用所需酶的活性，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。
2.光合作用曲线中的“关键点”移动
（1）A点：代表呼吸速率，细胞呼吸增强，A点下移；反之，A点上移。
（2）B点与C点的变化（注：只有横坐标为自变量，其他条件不变）
B点（补偿点） C点（饱和点）
适当增大CO2浓度（光照强度） 左移 右移
适当减小CO2浓度（光照强度） 右移 左移
土壤缺Mg2＋ 右移 左移
注：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。
（3）D点：代表最大光合速率，当增大光照强度或增大CO2浓度使光合速率增大时，D点向右上方移动；反之，移动方向相反。
1.（2024·广西北海高一月考）在相同且适宜的条件下，设置不同CO2浓度组，分别测得高粱和小麦的光合速率与叶肉细胞胞间CO2浓度关系曲线如图。下列叙述错误的是（ ）
A.胞间CO2浓度能影响两种植物的光合速率
B.CO2中的碳经暗反应可转化为有机物中的碳
C.干旱环境下气孔会关闭，小麦更适合生长
D.R时光合色素含量等限制高粱的最大光合速率
2.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，得到如图实验结果。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升高而升高
D.光照强度为a～c时，曲线Ⅰ、Ⅲ光合作用强度随光照强度升高而升高
规律方法
多因素对光合作用影响的曲线分析方法
解答多因素影响的光合作用曲线题时，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。
（1）请从能量来源和物质合成等角度比较，光合作用与硝化细菌化能合成作用的相同点和不同点。
（2）请准确表达光照强度或CO2浓度与光合速率的关系。
1.如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
2.某实验小组利用菠菜幼叶和成熟叶的叶圆片，在适宜条件下探究NaHCO3溶液浓度对光合作用强度的影响，结果如图。下列说法正确的是（ ）
A.叶圆片上浮情况只与光合作用强度有关，与呼吸作用强度无关
B.②～⑤组幼叶圆片上浮的速度比成熟叶圆片上浮的速度快
C.若适当加大光照强度，⑥⑦组的叶圆片也会上浮
D.取叶圆片时应避开大的叶脉，以减少无关变量对实验的干扰
3.（2024·云南师大附中高一月考）下列关于光合作用的原理及其应用的叙述，正确的是（ ）
A.农田保持良好的通风可以增大光合作用面积
B.使用有机肥不仅可以改善土壤肥力，还可以为作物提供CO2
C.适当提高大棚夜间温度可以提高作物有机物积累量
D.合理灌溉和施肥可以提高光合速率降低呼吸速率
4.如图是光合作用速率受CO2浓度影响的曲线图，以下组合可以表示光照强度对光合作用速率有影响的点是（ ）
A.A和B
B.A和C
C.B和C
D.A、B和C
5.（2024·江苏五市十一校高一联考）冬季很多蔬菜需要在塑料大棚中种植，下列相关叙述错误的是（ ）
A.种植大棚时，选择绿色的薄膜不利于增产
B.阴雨天适当降低大棚的温度可增加有机物的积累量
C.大棚种植时，为了提高产量可以增加种植的密度
D.大棚施加农家肥，既有利于提高土壤肥力，又可以提高棚内CO2的浓度
6.下图是适宜条件下光照强度对某植物光合作用速率的影响曲线。回答下列问题：
（1）该植物叶片中光合色素分布在叶绿体的 上。提取叶绿体中的色素时，为使研磨充分可加入少许 。
（2）光照强度直接影响光合作用的 阶段，该阶段产生的 和 可参与三碳化合物的还原。
（3）光照强度为B时，该植物的光合作用速率 （填“大于”“等于”或“小于”）呼吸作用速率。长期处于该光照强度下，植物 （填“能”或“不能”）正常生长。
（4）光照强度为D时，叶肉细胞中产生ATP的细胞器有 。该光照强度下，适当降低CO2的浓度，C点将 （填“向上”或“向下”）移动。
第3课时 光合作用原理的应用
【核心要点·巧突破】
知识点（一）
自主学习
1.制造糖类的数量
2.（1） 下沉 氧气 上浮 多 （2） 生长旺盛的绿叶
圆形小叶片内的气体逸出 黑暗 CO2 强、中、弱
（3）少，甚至没有 多 （4）增强
3.无机物 有机物 氨
4.（1）× 提示：在“探究环境因素对光合作用强度的影响”实验中，自变量是台灯距离圆形小叶片的长度，代表的是光照强度而不是二氧化碳浓度，因变量是单位时间内圆形小叶片浮起的数目，代表净光合作用速率。
（2）×
（3）× 提示：加入NaHCO3溶液的目的是为叶肉细胞提供CO2。
（4）×
互动探究
1.（1）提示：用中间的盛水玻璃柱吸收热量，排除温度对实验的干扰。
（2）光照强度 利用容器与灯源的距离来调节光照强度 光合作用强度 观察比较同一时间段内各实验装置中圆形小叶片上浮的数量
（3）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。
（4）提示：固定灯源与容器的距离，改变容器中NaHCO3溶液浓度，观察叶片上浮情况。
（5）提示：
2.绿色植物 化学能 无机物 有机物
学以致用
1.D 灯与锥形瓶之间的距离，表示不同的光照强度，光照强度影响光合作用的强度，D错误。
2.C 本实验的自变量是温度，光照强度是无关变量，但光照强度可以通过影响光反应进而影响光合作用，会影响叶片上浮时间，A正确；释放的氧气越多，圆形小叶片上浮所需要的时间越短，因此叶片上浮的时间与氧气的释放量呈负相关，B正确；温度在b～c之间时叶片上浮所需时间最短，能说明氧气释放量最多，只能说明植物的净光合作用最强，可能是光合作用增强，也可能是呼吸作用减弱，因此无法判断光合作用相关酶的最适温度，C错误；本实验使用的是适宜浓度的碳酸氢钠溶液，若降低碳酸氢钠溶液的浓度，会降低植物的光合作用，使氧气释放量减少，导致叶片上浮的时间变长，D正确。
知识点（二）
自主学习
1.CO2浓度、光照强度
3.温度、pH
思考：通过影响CO2的供应进而影响光合作用强度。
4.光照 CO2 水
5.（1）× 提示：除了光照，温度、二氧化碳的浓度、水分等，都是影响光合作用的因素。
（2）× 提示：阴生植物和阳生植物光合作用强度都是在一定范围内随光照强度增强而增强。
互动探究
1.细胞质基质和线粒体 呼吸强度＞光合强度 光合强度＝呼吸强度 光合强度＞呼吸强度 细胞质基质、线粒体、叶绿体
2.CO2补偿点 CO2饱和点
3.最适温度 酶的活性下降
4.渗透失水
学以致用
1.C 纵轴表示植株的光合速率，横轴表示胞间CO2浓度，随着胞间CO2浓度的增加，两种植物的光合速率先增加再维持不变，说明胞间CO2浓度能影响两种植物的光合速率，A正确；在光合作用的暗反应阶段，经过CO2的固定、C3的还原等过程，CO2中的碳可转化为有机物中的碳，B正确；在干旱条件下，植物叶片的气孔关闭吸收的CO2减少，高粱能够利用低浓度的CO2，更适合在干旱环境中生存，C错误；R时，随着胞间CO2浓度的增加，光合速率不再增加，说明CO2浓度不是限制高粱光合速率的因素，限制高粱的最大光合速率的内因可能是光合色素含量等，外因可能是光照强度等，D正确。
2.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升高而升高，C正确；光照强度在a～c之间时，曲线Ⅲ已达到光饱和点，随光照强度增加，光合作用强度不再增加，D错误。
【过程评价·勤检测】
网络构建
（1）提示：相同点：都能把二氧化碳和水合成糖类等有机物；不同点：合成有机物利用的能量不同，光合作用利用的是光能，硝化细菌化能合成作用利用的是无机物氧化时释放的能量。
（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。
课堂演练
1.C 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.D 叶圆片的上浮情况取决于光合作用和呼吸作用产生的气体是否在细胞间积累，即表示净光合速率，因此叶圆片上浮情况与光合作用强度和呼吸作用强度都有关，A错误；上浮时间越短，光合速率越强，据图可知，②～⑤组幼叶圆片上浮时间大于成熟叶圆片，说明②～⑤组幼叶圆片光合作用较弱，叶圆片上浮的速度较慢，B错误；⑥⑦组叶圆片不上浮的原因是NaHCO3溶液浓度过高，导致细胞渗透失水过多而死亡，因此即使适当加大光照强度，⑥⑦组的叶圆片也不会上浮，C错误；叶脉上没有叶绿体，叶绿体都在叶面上，不避开叶脉的话会影响实验结果，因此取叶圆片时应避开大的叶脉，以减少无关变量对实验的干扰，D正确。
3.B 农田保持良好的通风可以增大农田中的CO2浓度，A错误；使用有机肥可以改善土壤肥力，同时微生物可以将有机肥中的有机物分解产生CO2，B正确；提高大棚夜间温度，是增大了夜间的呼吸作用消耗，所以降低了作物有机物的积累量，C错误；合理灌溉主要为作物提供水，合理施肥是为作物提供无机盐，水既参与光合作用，也参与呼吸作用，部分无机盐也是参与构成酶等生物大分子的重要元素，所以，合理灌溉和施肥既可以提高光合速率，也可以提高呼吸速率，D错误。
4.C A、B点条件差异有光照强度和CO2浓度，A、C点条件差异仅有CO2浓度；B、C点条件差异仅有光照强度。
5.C 采用绿色薄膜，绿色光更容易透过，降低了其他光的透过，会降低光合作用速率，不利于有机物的积累，A正确；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降低细胞呼吸，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正确；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；农家肥在分解者的作用下可分解产生无机盐，并释放CO2，同时还能疏松土壤，所以施农家肥既有利于提高土壤肥力，又提高了棚内CO2的浓度，D正确。
6.（1）类囊体薄膜 二氧化硅 （2）光反应 ATP NADPH （3）等于 不能 （4）叶绿体和线粒体 向下
解析：（1）与光合作用有关的光合色素分布于叶绿体的类囊体薄膜上；提取叶绿体色素时，加入少许二氧化硅可以使得研磨更充分。（2）光合作用过程包括光反应阶段和暗反应阶段，光照强度直接影响的是光反应阶段；光反应阶段产生的ATP和NADPH可用于暗反应阶段三碳化合物的还原。（3）光照强度为B时，该植物的净光合作用速率为0，则光合作用速率与呼吸作用速率相等。由于没有有机物的积累，因此长期处于该光照强度下，植物不能正常生长。（4）光照强度为D时，叶肉细胞既可以进行光合作用，也可以进行呼吸作用，因此其产生ATP的细胞器有叶绿体和线粒体。D点为光饱和点，此时光合作用强度达到最大值，若适当降低CO2的浓度，即CO2供应不足，影响了暗反应的进行，导致光合作用强度下降，因此C点将向下移动。
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第3课时 光合作用原理的应用
导
学 聚
焦 1.设计并实施实验，探究环境因素对光合作用强度的影响。
2.构建模型分析影响光合作用的因素。
3.关注光合作用原理在生产实践中的应用
核心要点·巧突破
01
过程评价·勤检测
02
课时训练·提素能
03
目录
CONTENTS
核心要点·巧突破
01
精准出击 高效学习
知识点（一） 探究环境因素对光合作用强度的影响和化能合成作用
1. 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. 探究光照强度对光合作用强度的影响
（1）实验原理
（2）实验步骤
（3）实验现象
光照
强度 光合作用强度（单位时间内叶片上浮数目）
弱光
中光 较多
强光
（4）实验结论：光照强度影响光合作用强度，在一定光照强度范
围内，随光照强度的增强，光合作用强度 。
少，甚至没有
多
增强
3. 化能合成作用
4. 判断下列相关表述的正误
（1）在“探究环境因素对光合作用强度的影响”实验中，自变量
是台灯距离圆形小叶片的长度，代表二氧化碳浓度，因变量
是单位时间内圆形小叶片浮起的数目，代表光合作用速率。
（ × ）
提示：在“探究环境因素对光合作用强度的影响”实验中，
自变量是台灯距离圆形小叶片的长度，代表的是光照强度而
不是二氧化碳浓度，因变量是单位时间内圆形小叶片浮起的
数目，代表净光合作用速率。
×
（2）探究实验中，圆形小叶片浮起的原因是叶片进行细胞呼吸产
生了CO2。 （ × ）
（3）在探究光照强度对光合作用强度的影响实验中，加入
NaHCO3溶液是为了吸收细胞呼吸释放的CO2。 （ × ）
提示：加入NaHCO3溶液的目的是为叶肉细胞提供CO2。
（4）自养生物都是利用光能把无机物转变成有机物。 （ × ）
×
×
×
探讨一 分析实验过程，提高实验探究能力
1. 某同学探究光照强度对光合作用强度影响的实验结果如下表所示：
灯源与容器的距离/cm 10 20 30
光照强度/lx 435 375 280
叶片上浮数量/枚 10 5 1
该同学观察到，灯源与容器的距离减小到一定值后，随着灯源与容
器距离的靠近，叶片上浮数量不再增加。
（1）在台灯和烧杯之间放盛水玻璃柱的作用是什么？
提示：用中间的盛水玻璃柱吸收热量，排除温度对实验的
干扰。
（2）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
。
（3）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
用容器与灯源的距离来调节光照强度
光合作
用强度
观察比较同一时间段内各
实验装置中圆形小叶片上浮的数量
（4）已知NaHCO3溶液能够提供CO2。请利用该实验原理和装置，
探究CO2对光合作用强度的影响。
提示：固定灯源与容器的距离，改变容器中NaHCO3溶液浓
度，观察叶片上浮情况。
（5）结合上述实验结果，尝试在下图中绘制光照强度对光合作用
强度影响的曲线图。
提示：
探究二 对比分析光合作用和化能合成作用
2. 完善表格内容，比较光合作用和化能合成作用
项目 光合作用 化能合成作用
生物
类型 和光合细菌 硝化细菌等
能量
来源 光能 体外物质氧化释放的
相同
点 能将 合成 ，并储存能量 绿色植物
化学能
无机物
有机物
1. 用高速离心机打碎小球藻细胞，获得可以进行光合作用的离体叶绿体，进行如下图所示的实验，下列叙述不正确的是（ ）
A. 离体的叶绿体中能合成糖类
B. 碳酸氢钠所起的作用是提供二氧化碳
C. 烧杯中的液体改为氢氧化钠会导致该实验无糖类产生
D. 灯与锥形瓶之间的距离不影响光合作用的强度
解析： 灯与锥形瓶之间的距离，表示不同的光照强度，光照强
度影响光合作用的强度，D错误。
2. （2024·山东德州高一联考）为探究温度对油麦菜光合作用强度的影响，某同学将圆形小叶片置于适宜浓度的碳酸氢钠溶液中，并测定了不同温度下圆形小叶片上浮所用的时间，结果如图所示。下列分析错误的是（ ）
A. 光照强度属于无关变量，会影响叶片上浮的时间
B. 叶片上浮的时间与氧气的释放量呈负相关
C. 光合作用相关酶的最适温度一定在b～c之间
D. 降低碳酸氢钠溶液的浓度，会导致叶片上浮的时间变长
解析： 本实验的自变量是温度，光照强度是无关变量，但光照
强度可以通过影响光反应进而影响光合作用，会影响叶片上浮时
间，A正确；释放的氧气越多，圆形小叶片上浮所需要的时间越
短，因此叶片上浮的时间与氧气的释放量呈负相关，B正确；温度
在b～c之间时叶片上浮所需时间最短，能说明氧气释放量最多，只
能说明植物的净光合作用最强，可能是光合作用增强，也可能是呼
吸作用减弱，因此无法判断光合作用相关酶的最适温度，C错误；
本实验使用的是适宜浓度的碳酸氢钠溶液，若降低碳酸氢钠溶液的
浓度，会降低植物的光合作用，使氧气释放量减少，导致叶片上浮
的时间变长，D正确。
知识点（二） 影响光合作用的因素及应用
1. 影响原料、能量供应的因素： 等。
2. 影响叶绿体的形成和结构的因素：无机营养、病虫害。
3. 影响酶活性的因素： 等。
【思考】 气孔开闭情况是如何影响光合作用强度的？
提示：通过影响CO2的供应进而影响光合作用强度。
CO2浓度、光照强度
温度、pH
4. 影响光合作用的因素在生产实践中的应用
实例 原理
间作套种 不同植物对 的需求不同
冬季大棚温度白天适当提高，晚
上适当降低 白天提高温度，促进光合作用；夜
间降温，抑制呼吸作用
“正其行、通其风” 增大 浓度，有利于光合作
用的进行
合理灌溉 缺少 导致气孔关闭，CO2供
应不足
光照
CO2
水
5. 判断下列相关表述的正误
（1）只要有光照，植物就能正常生长。 （ × ）
提示：除了光照，温度、二氧化碳的浓度、水分等，都是影
响光合作用的因素。
（2）光照越弱，阴生植物光合作用越强；光照越强，阳生植物光
合作用越强。 （ × ）
提示：阴生植物和阳生植物光合作用强度都是在一定范围内
随光照强度增强而增强。
×
×
探讨 分析环境因素对光合作用的影响，提高模型构建能力
1. 光照强度
曲线 模型
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
从外界吸收O2，向
外界排出CO2
细胞质基
质和线 粒
体
模型分析 AB段
（不含 A、B
点）
从外界吸收O2，向
外界排出CO2
B点
与外界不发生气体
交换
B点之
后
从外界吸收CO2，
向外界释放O2。此
时植物可更新空气
呼吸强
度＞光合
强度
细胞质基
质、线粒
体、叶绿
体
光合强
度＝呼吸
强度
光合强
度＞呼吸
强度
模型分析 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都较阳生植物低，如图中
虚线所示，间作套种农作物，可合理利用光能
2. 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 ，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
应
用 在农业生产上可以通过“正其行，通其风”、增施农家肥等增
大CO2浓度，提高光合速率 CO2补偿点
CO2饱和点
3. 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 ，光合速率最大
BC段：随着温度升高， ，光合速率减小，50 ℃左右时光合速率几乎为零
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 最适温度
酶的活性下降
4. 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
1. 多因子变量对光合速率的影响
①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：横坐标所表示的因素不再是影响光合速率的主要因子，影响
因素主要为各曲线所表示的因子。
②应用：温室栽培时，在一定光照强度下，白天适当提高温度，增
加光合作用所需酶的活性，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。
2. 光合作用曲线中的“关键点”移动
（1）A点：代表呼吸速率，细胞呼吸增强，A点下移；反之，A点
上移。
（2）B点与C点的变化（注：只有横坐标为自变量，其他条件
不变）
B点（补偿点） C点（饱和点）
适当增大CO2浓度（光照强度） 左移 右移
适当减小CO2浓度（光照强度） 右移 左移
土壤缺Mg2＋ 右移 左移
注：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。
（3）D点：代表最大光合速率，当增大光照强度或增大CO2浓
度使光合速率增大时，D点向右上方移动；反之，移动方
向相反。
1. （2024·广西北海高一月考）在相同且适宜的条件下，设置不同CO2浓度组，分别测得高粱和小麦的光合速率与叶肉细胞胞间CO2浓度关系曲线如图。下列叙述错误的是（ ）
A. 胞间CO2浓度能影响两种植物的光合速率
B. CO2中的碳经暗反应可转化为有机物中的碳
C. 干旱环境下气孔会关闭，小麦更适合生长
D. R时光合色素含量等限制高粱的最大光合速率
解析： 纵轴表示植株的光合速率，横轴表示胞间CO2浓度，随
着胞间CO2浓度的增加，两种植物的光合速率先增加再维持不变，
说明胞间CO2浓度能影响两种植物的光合速率，A正确；在光合作
用的暗反应阶段，经过CO2的固定、C3的还原等过程，CO2中的碳
可转化为有机物中的碳，B正确；在干旱条件下，植物叶片的气孔
关闭吸收的CO2减少，高粱能够利用低浓度的CO2，更适合在干旱
环境中生存，C错误；R时，随着胞间CO2浓度的增加，光合速率
不再增加，说明CO2浓度不是限制高粱光合速率的因素，限制高粱
的最大光合速率的内因可能是光合色素含量等，外因可能是光照强
度等，D正确。
2. 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，得到如图实验结果。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升高而升
高
D. 光照强度为a～c时，曲线Ⅰ、Ⅲ光合作用强度随光照强度升高而升高
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
用强度随光照强度升高而升高，C正确；光照强度在a～c之间时，
曲线Ⅲ已达到光饱和点，随光照强度增加，光合作用强度不再增
加，D错误。
规律方法
多因素对光合作用影响的曲线分析方法
解答多因素影响的光合作用曲线题时，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。
过程评价·勤检测
02
反馈效果 筑牢基础
（1）请从能量来源和物质合成等角度比较，光合作用与硝化细菌化
能合成作用的相同点和不同点。
提示：相同点：都能把二氧化碳和水合成糖类等有机物；不同
点：合成有机物利用的能量不同，光合作用利用的是光能，硝
化细菌化能合成作用利用的是无机物氧化时释放的能量。
（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。
1. 如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. 某实验小组利用菠菜幼叶和成熟叶的叶圆片，在适宜条件下探究NaHCO3溶液浓度对光合作用强度的影响，结果如图。下列说法正确的是（ ）
A. 叶圆片上浮情况只与光合作用强度有关，与呼吸作用强度无关
B. ②～⑤组幼叶圆片上浮的速度比成熟叶圆片上浮的速度快
C. 若适当加大光照强度，⑥⑦组的叶圆片也会上浮
D. 取叶圆片时应避开大的叶脉，以减少无关变量对实验的干扰
解析： 叶圆片的上浮情况取决于光合作用和呼吸作用产生的气
体是否在细胞间积累，即表示净光合速率，因此叶圆片上浮情况与
光合作用强度和呼吸作用强度都有关，A错误；上浮时间越短，光
合速率越强，据图可知，②～⑤组幼叶圆片上浮时间大于成熟叶圆
片，说明②～⑤组幼叶圆片光合作用较弱，叶圆片上浮的速度较
慢，B错误；⑥⑦组叶圆片不上浮的原因是NaHCO3溶液浓度过
高，导致细胞渗透失水过多而死亡，因此即使适当加大光照强度，
⑥⑦组的叶圆片也不会上浮，C错误；叶脉上没有叶绿体，叶绿体
都在叶面上，不避开叶脉的话会影响实验结果，因此取叶圆片时应
避开大的叶脉，以减少无关变量对实验的干扰，D正确。
3. （2024·云南师大附中高一月考）下列关于光合作用的原理及其应
用的叙述，正确的是（ ）
A. 农田保持良好的通风可以增大光合作用面积
B. 使用有机肥不仅可以改善土壤肥力，还可以为作物提供CO2
C. 适当提高大棚夜间温度可以提高作物有机物积累量
D. 合理灌溉和施肥可以提高光合速率降低呼吸速率
解析： 农田保持良好的通风可以增大农田中的CO2浓度，A错
误；使用有机肥可以改善土壤肥力，同时微生物可以将有机肥中的
有机物分解产生CO2，B正确；提高大棚夜间温度，是增大了夜间
的呼吸作用消耗，所以降低了作物有机物的积累量，C错误；合理
灌溉主要为作物提供水，合理施肥是为作物提供无机盐，水既参与
光合作用，也参与呼吸作用，部分无机盐也是参与构成酶等生物大
分子的重要元素，所以，合理灌溉和施肥既可以提高光合速率，也
可以提高呼吸速率，D错误。
4. 如图是光合作用速率受CO2浓度影响的曲线图，以下组合可以表示光照强度对光合作用速率有影响的点是（ ）
A. A 和 B B. A 和 C
C. B 和 C D. A 、 B 和 C
解析： A 、 B 点条件差异有光照强度和CO2浓度， A 、 C 点条件
差异仅有CO2浓度； B 、 C 点条件差异仅有光照强度。
5. （2024·江苏五市十一校高一联考）冬季很多蔬菜需要在塑料大棚
中种植，下列相关叙述错误的是（ ）
A. 种植大棚时，选择绿色的薄膜不利于增产
B. 阴雨天适当降低大棚的温度可增加有机物的积累量
C. 大棚种植时，为了提高产量可以增加种植的密度
D. 大棚施加农家肥，既有利于提高土壤肥力，又可以提高棚内CO2的
浓度
解析： 采用绿色薄膜，绿色光更容易透过，降低了其他光的透
过，会降低光合作用速率，不利于有机物的积累，A正确；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降低细
胞呼吸，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正确；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；农家肥在分解者的作用下可分解产生无机盐，并释
放CO2，同时还能疏松土壤，所以施农家肥既有利于提高土壤肥
力，又提高了棚内CO2的浓度，D正确。
6. 下图是适宜条件下光照强度对某植物光合作用速率的影响曲线。回
答下列问题：
（1）该植物叶片中光合色素分布在叶绿体的 上。提
取叶绿体中的色素时，为使研磨充分可加入少许 。
解析：与光合作用有关的光合色素分布于叶绿体的类囊体薄膜上；提取叶绿体色素时，加入少许二氧化硅可以使得研磨更充分。
类囊体薄膜
二氧化硅
（2）光照强度直接影响光合作用的 阶段，该阶段产生
的 和 可参与三碳化合物的还原。
解析：光合作用过程包括
光反应阶段和暗反应阶段，光照强度直接影响的是光反应阶段；光反应阶段产生的ATP和NADPH可用于暗反应阶段三碳化合物的还原。
光反应
ATP
NADPH
（3）光照强度为 B 时，该植物的光合作用速率 （填“大
于”“等于”或“小于”）呼吸作用速率。长期处于该光照
强度下，植物 （填“能”或“不能”）正常生长。
解析：光照强度为 B 时，该植物的净光合作用速率为0，则光合作用速率与呼吸作用速率相等。由于没有有机物的积累，因此长期处于该光照强度下，植物不能正常生长。
等于
不能
（4）光照强度为 D 时，叶肉细胞中产生ATP的细胞器有
。该光照强度下，适当降低CO2的浓度， C 点将
（填“向上”或“向下”）移动。
叶绿体和
线粒体
向
下
解析：光照强度为 D 时，叶肉细胞既可以进行光合作用，也可以进行呼吸作用，因此其产生ATP的细胞器有叶绿体和线粒体。 D 点为光饱和点，此时光合作用强度达到最大值，若适当降低CO2的浓度，即CO2供应不足，影响了暗反应的进行，导致光合作用强度下降，因此 C 点将向下移动。
课时训练·提素能
03
分级练习 巩固提升
知识点一 探究环境因素对光合作用强度的影响
1. （2024·重庆十八中高一期中）将小叶圆片减压抽气后，放入质量
分数约含1％的NaHCO3溶液中，使其沉入底部。在直射光下小圆
片很快上浮，在暗中小圆片不上浮。这种现象说明植物（ ）
A. 在光下重量变轻了
B. 将碳酸氢钠分解释放出二氧化碳
C. 在光下进行了光合作用放出氧气
D. 在暗中没有进行呼吸，无二氧化碳释放
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解析： 碳酸氢钠在直射光下分解出二氧化碳，叶片在有光照和
二氧化碳的情况下，可进行光合作用，吸收二氧化碳释放氧气，氧
气释放后部分会存在叶片细胞的间隙，此时叶片上浮，C正确。
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2. 生长旺盛的叶片，剪成5 mm2的小块，抽去叶内气体，做下列处理
（如下图所示），这4个处理中，沉入底部的叶片小块最先浮起的
是（ ）
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解析： A试管，25 ℃时，温度适宜，有光照，但水为“煮沸过
的自来水”，其中二氧化碳含量少，所以光合作用产生的氧气少，
叶片小块上浮慢；B试管，在0 ℃的条件下酶的活性很低，在光照
条件下，植物进行光合作用产生的氧气很少，叶片小块浮起很慢；
C试管，25 ℃时，温度适宜，在光照条件下，植物进行光合作用，
产生氧气，叶片小块最先浮起；D试管，25 ℃没有光照时，不能进
行光合作用，不产生氧气，叶片小块不能浮起。
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3. 关于探究光照强度对光合速率的影响实验的叙述，错误的是（ ）
A. 实验过程中注射器的作用是排出小圆片内的气体
B. 可以通过观察小圆片上浮所需要的时间来反映光合速率
C. 实验的自变量是光照强度，可在相同的距离下放置不同瓦数的灯
泡
D. 如果升高环境温度，小圆片上浮时间会缩短
解析： 如果升高环境温度，有可能会使酶的活性下降而导致光
合速率下降，小圆片上浮时间会延长。
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4. 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（图乙），以研究光合作用速率与 NaHCO3 溶液浓度的关
系。下列有关分析正确的是（ ）
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A. 在ab段，随着 NaHCO3溶液浓度的增加，光合作用速率逐渐减小
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
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解析： 据图分析可知，在ab段，随着NaHCO3溶液浓度的增
加，光合作用速率逐渐增强，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，因不知实验过程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；配制的NaHCO3溶液中不含氧气，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，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。
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知识点二 影响光合作用的因素及应用
5. （2024·湖南长沙一中高一月考）下列关于提高大棚蔬菜产量的措
施，合理的是（ ）
A. 用蓝紫色薄膜建成的温室大棚光合作用效率高于无色透明薄膜建
成的大棚
B. 白天与夜间适当提高温度，有利于增加大棚蔬菜的产量
C. 施加有机肥有利于蔬菜吸收有机物增加产量
D. 适当进行灌溉可以缓解作物的光合午休现象
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解析： 光照强度一定时，透明膜可以透过所有可见光，蓝紫色
膜只能透过蓝紫光，故无色透明薄膜建成的大棚光合作用效率高于
蓝色薄膜建成的温室大棚，A错误；白天适当提高温度，有利于光
合作用的进行，晚上适当降低温度，可降低呼吸速率，增加大棚蔬
菜产量，B错误；有机物不能被蔬菜吸收，有机肥被分解成无机物
之后才能被蔬菜吸收，C错误；“光合午休”是由中午光照过强，
蒸腾作用过于旺盛，气孔关闭导致CO2供应不足引起的，故适时进
行灌溉可以缓解作物的“光合午休”现象，D正确。
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6. （2024·浙江湖州高一月考）小麦和玉米的CO2固定量随外界CO2含量的变化而变化（如图）。下列相关叙述错误的是（ ）
A. 一定范围内小麦的CO2固定量与外界CO2含量呈正相关
B. CO2含量在100 mg/L时小麦很难正常生长
C. 玉米比小麦更能有效地利用低浓度CO2
D. CO2含量大于360 mg/L后玉米不再固定CO2
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解析： 小麦的CO2固定量与外界CO2浓度在一定范围内呈正相
关，A正确；CO2浓度在小于100 mg/L时，小麦几乎不固定CO2，
小麦很难正常生长，B正确；在低浓度下，玉米比小麦更能有效地
利用CO2，C正确；CO2浓度大于360 mg/L后，玉米仍然固定CO2，
但固定CO2的量不再增加，D错误。
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7. 图甲表示在一定的光照强度下，植物叶肉细胞中CO2、O2的来源和
去路，找出图甲在图乙中的位置是（ ）
A. AB 之间 B. BC 之间
C. C 点以后 D. B 点
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解析： 从图甲可以看出，线粒体产生的CO2除了供给叶绿体，
还释放出一部分，说明细胞呼吸强度大于光合作用强度。分析图乙
可知， AB 段光合作用速率小于细胞呼吸速率，因此图甲位于图乙
的 AB 之间。
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8. 如图曲线中，有M、N、P、Q四个点，对它们含义的叙述中不正确
的是（ ）
A. M点时植物不进行光合作用，只进行细胞呼吸
B. P点时光合速率与呼吸速率相等
C. N点时植物细胞呼吸强度大于光合作用强度
D. Q点时温度是影响光合速率的主要因素
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解析： Q点时，对比三条曲线可知，在高CO2浓度下光合速率
明显提高，此时CO2浓度是影响光合速率的主要因素。
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9. 某种植物光合作用吸收CO2的速率与光照强度的关系如图所示。从
图中可知（ ）
A. 光照强度相对量在30时，植物可进行光合作用
B. 当光照强度相对量达到200以上后，光合速率增加最快
C. 随着光照强度相对量增强，光合速率不断增加
D. 在 M 点，植物的光合作用速率最低
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解析： 有一定的光照，植物就能进行光合作用，A正确；由图
可知，当光照强度相对量小于200时，光合速率增加最快，B错
误；随着光照强度相对量增强，光合速率不断增加，达到一定光照
强度后，再增加光照强度光合速率也不再增加，C错误；在 M 点，
植物的光合作用速率等于呼吸速率，在 M 点之前，光合作用速率
更低，D错误。
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10. 图甲是玉米及其他两种农作物的光照强度和光合速率的关系图，
图乙表示某日光温室大棚蔬菜在不同温度和光照强度下光合作用
强度变化趋势。请回答下列问题：
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（1）图甲中， 作物适宜与玉米间作，理由是
。
解析：据图分析可知，图甲中②作物的光补偿点和光饱和点都明显低于玉米，在低光照强度下就可以达到最大光合速率，因此其与玉米间作能充分利用光能。
②
②作物的光补
偿点和光饱和点都明显低于玉米，与玉米间作能充分利用光
能（合理即可）
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（2）分析图乙中的两条曲线，温度为25 ℃、光照强度小于2 klx
时，采取适当降低温度的措施有助于提高蔬菜的产量，依据
是
。
解析：据图分析可知，图乙中，当温度为25 ℃、光照强度小于2 klx时，蔬菜的净光合作用强度低于15 ℃时的净光合作用强度，因此可以采取适当降低温度的措施来提高作物的产量。
光照强度小于2 klx时，25 ℃下蔬菜的净光合作用强度低
于15 ℃时的净光合作用强度
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（3）由图乙可知，若某一天温度为25 ℃，光照强度大于1 klx小
于2 klx，光照时间为12小时，则一昼夜后该蔬菜的干重
将 （填“增加”“减少”或“不变”）。
解析：分析图乙可知，若某一天温度为25 ℃，光照强度大于1 klx小于2 klx，光照时间为12小时，则这12小时的CO2吸收量（相对值）不为0，但最大不超过22.4×12＝268.8，而12小时的黑暗条件下细胞呼吸产生的CO2量（相对值）为22.4×12＝268.8，因此一昼夜后该蔬菜的干重将减少。
减少
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11. 将某绿色植物置于密闭容器内暗处理后，测得容器内CO2和O2浓
度相等（气体相对含量值为1），在早6 h移至阳光下，日落后移
到暗室中，持续测量两种气体
的相对含量，变化情况如图
所示（两条曲线在20 h前沿水
平虚线上下对称）。下列有关
叙述中，正确的是（ ）
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A. 只有在10 h光合作用速率＝呼吸作用速率
B. 在9～16 h之间，光合作用速率＞呼吸作用速率，O2浓度不断上升
C. 该植物体内17 h有机物积累量＜19 h有机物积累量
D. 该植物从20 h后仍只进行有氧呼吸
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解析： 分析题图可知，光合作用与呼吸作用相等的点是O2增
加为0（或CO2减少为0）的点，即8 h、17 h光合作用速率＝呼吸
作用速率，A错误；分析题图曲线可知，在9～16 h之间，O2浓度
不断上升，CO2浓度不断下降，光合作用速率大于呼吸作用速
率，B正确；分析题图曲线可知，8 h以后～17 h以前，光合作用
速率大于呼吸作用速率，到17 h该植物体内有机物积累量最大，
17 h以后，光合作用小于呼吸作用，该植物体内的有机物减少，C
错误；分析题图曲线知，20 h以后CO2增加的相对值大于O2减少的
相对值，说明该植物呼吸作用吸收的O2小于产生的CO2，同时进
行有氧呼吸和无氧呼吸，D错误。
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12. 将桑树和大豆分别单独种植（单作）或两种隔行种植（间作），
测得两种植物的光合速率如下图所示（注：光饱和点是光合速率
达到最大值时所需的最低光照强度）。据图分析，下列叙述正确
的是（ ）
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A. 与单作相比，间作时两种植物的呼吸强度均没有受到影响
B. 与单作相比，间作时桑树光饱和点增大，大豆光饱和点减小
C. 间作虽然提高了桑树的光合速率但降低了大豆的光合速率
D. 大豆植株开始积累有机物时的最低光照强度单作小于间作
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解析： 由图示曲线可知，桑树的呼吸强度在间作时大于单作
时，大豆的呼吸强度在间作时小于单作，说明间作或单作会影响
两种植物的呼吸强度，A错误；由图示可知，桑树间作时的光饱
和点明显大于单作时，而大豆在间作时的光饱和点小于单作时，
B正确；由图可知，大豆在光照强度达到两条曲线相交之前时，
间作的光合速率是比单作还要高的，C错误；当光照强度大于光
补偿点时植株开始积累有机物，由图示可知，大豆在单作时的光
补偿点大于间作时，说明大豆植株开始积累有机物时的最低光照
强度单作大于间作，D错误。
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13. （2024·湖南长沙市明德中学高一月考）将某种植物置于高温环境（HT）下生长一定时间后，测定HT植株和正常温度（CT）条件下的植株（CT植株）在不同温度下的光合速率，结果如图所示。根据实验结果，不能得出的结论是（ ）
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A. CT植株在50 ℃条件下可以进行光合作用，但不能生长
B. 35 ℃的条件下，CT植株与HT植株积累有机物的速率相等
C. CT植株与HT植株的最大CO2固定速率基本相等
D. HT植株在50 ℃条件下的光合速率大于呼吸速率，比CT植株更适
应高温环境
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解析：CT植株在50 ℃条件下CO2的吸收量为0，说明此时光合速率等于呼吸速率，没有有机物的积累，植物不能生长，A正确；35 ℃的条件下，两条曲线相交，即CT植株与HT植株CO2的吸收速率相等，说明积累有机物的速率相等，B正确；CO2吸收速率代表净光合速率，CO2固定速率代表总光合速率，而总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。CT植株与HT植株的最大CO2吸收速率相等，即净光合速率相等，但呼吸速率未知，因此最大CO2固定速率无法比较，C错误；HT植株在50 ℃条件下CO2的吸收速率大于0，说明光合速率大于呼吸速率，而CT植株在50 ℃条件下CO2的吸收量为0，说明此时光合速率等于呼吸速率，没有有机物的积累，故比CT植株更适应高温环境，D正确。
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14. 为测定某植物的光合速率，某同学将该植物放入如图甲所示装置中，在光合作用最适温度下进行培养，然后测量不同时段密闭的透明玻璃罩内植物的O2释放速率，结果如图乙所示。下列说法错误的是（ ）
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A. 若完全培养液中缺少镁元素， t1～ t2时间段会延长
B. 在 t5时适当升高温度，植株光合速率将会进一步加快
C. 在 t4时向玻璃罩内适量补充CO2会加快植株的光反应速率
D. 在 t3～ t4阶段，O2释放速率降低的主要原因是玻璃罩内CO2含量下降
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解析：镁是合成叶绿素的必需元素，所以用缺镁的完全培养液培养一段时间，叶肉细胞内叶绿素合成减少，导致光合速率降低，则t1～t2时间段会延长，A正确；该实验是在最适温度下进行的，因此t5时适当升高温度，植株光合速率将会减弱，B错误；由图可知，在t4时向玻璃罩内适量补充CO2会加快植株的光反应速率，C正确；在t4时向玻璃罩内适量补充CO2会加快植株的光反应速率，说明在t3～t4阶段，O2释放速率降低的主要原因是玻璃罩内CO2含量下降，D正确。
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15. （2024·广东东莞东华高级中学高一月考）某研究小组设计实验研
究了水稻的光合作用和呼吸作用。如图甲表示水稻单位时间内气
体的吸收量或消耗量随温度变化的变化情况，图乙为水稻种植密
度与单株水稻光合作用强度的关系曲线图。结合所给材料，回答
相关问题：
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（1）图甲中，B点时光合作用制造有机物的量是呼吸作用消耗有
机物的量的 倍。
解析：光合作用制造有机物的量表示总光合作用强度＝净光合作用强度＋呼吸作用强度，B点时，净光合作用强度和呼吸作用强度相同，故B点时光合作用制造有机物的量
是呼吸作用消耗有机物的量的2倍。
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（2）据图甲分析，在水稻种植过程中，温度范围控制在
℃时水稻的收获量最大，判断依据是
。
解析：从空气中吸收的CO2量最多，水稻的收获量最大，所以温度范围控制在20～30 ℃，因为20～30 ℃（或C～D段）时净光合速率最大，有机物积累最多。
20～
30
20～30 ℃（或C～
D段）时净光合速率最大
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（3）图乙中，与E点相比，F点限制单株水稻光合作用强度的环
境因素主要是 （答出2点），图乙给我
们的启示是在种植农作物时要注意 。
解析：E点限制单株水稻光合作用强度的环境因素主要是种植密度，F点限制单株水稻光合作用强度的环境因素主要是CO2浓度、光照强度，所以种植农作物时需要合理密植。
CO2浓度、光照强度
种植密度
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（4）将该植株放在密闭玻璃罩内，置于室外一昼夜，获得实验结
果如图丙所示。这一天内植物能否正常生长？ 。原因
是？
。
C点时植物的呼吸速率 （填“＞”“＜”或“＝”）光
合速率。
能
因为一天时间内玻璃罩内CO2浓度降低，即一天内光
合速率大于呼吸速率，植物有有机物的积累
＝
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解析：图丙显示，一昼夜后G点的CO2浓度低于A点，说明一昼夜后净光合速率大于0，则水稻植株有有机物的积累，能正常生长。AC段CO2浓度逐渐上升，说明呼吸作用大于光合作用，C点后，CO2浓度开始下降，说明光合作用大于呼吸作用，则C点时，光合速率等于呼吸速率。
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