第2课时 光合作用的影响因素
考点一
● 必备知识
一、单位时间 原料消耗(或产物生成)
二、1.(1)光反应 加快 增多
(2)①细胞呼吸 ③等于 ④C ⑤光合色素
2.(1)暗反应阶段C3的生成
(2)①等于 ②最低 饱和
3.(1)光合作用相关酶的活性
4.(1)①气孔的开闭 (2)①叶绿素
5.(2)光照强度、温度和光照强度
三、1.(1)< < <
2.(1)色素、酶 减弱
3.(1)A A
【考点易错】
(1)√ (2)√ (3)× (4)√ (5)√
[解析] (3)白天提高光照强度可以提高光合作用强度,有利于光合作用产物的积累,夜间适当降低温度可以降低呼吸作用消耗的有机物量,有利于增加大棚蔬菜的产量。
【长句拓展】
1.氮元素是合成叶绿素的必需元素,水稻根吸收的氮肥可用于叶绿素的合成
2.“开”能保证CO2的供应,维持较强的光合作用,“闭”能降低蒸腾作用,提高作物抗旱性
3.叶片气孔开放程度降低,CO2的吸收量减少
4.随着植物生长,土壤中的水分会减少,土壤中的无机盐含量会下降,玻璃瓶中CO2含量减少等
● 典型例题
1.A [解析] CO2是光合作用的原料,增加叶片周围环境CO2浓度可增加单位时间单位叶面积的氧气释放量,A符合题意;降低温度会降低与光合作用有关酶的活性,会降低单位时间单位叶面积的氧气释放量,B不符合题意;给光源加滤光片改变光的颜色可能会使单位时间单位叶面积的氧气释放量降低,比如将白光改变为绿光会降低光合速率,C不符合题意;移动冷光源缩短与叶片的距离会使光照强度增大,但单位时间单位叶面积的最大氧气释放量可能不变,因为光饱和点之后,光合作用强度不再随着光照强度的增强而增强,D不符合题意。
2.B [解析] 据图分析可知,B点是植物的光补偿点,此时光合作用强度与呼吸作用强度相等,若适当提高温度,光合速率的增加值小于呼吸速率的增加值,则光补偿点B应相应地向右移动,A正确;若增加CO2浓度,则光合作用强度增加,呼吸作用强度基本不变,达到光补偿点(光合作用强度=呼吸作用强度)所需的光照强度减小,因此B点左移,达到光饱和点所需光照强度增大,因此C点右移,D点向右上方移动,B错误;D点时的光合作用强度最大,其光反应产生的ATP从叶绿体类囊体薄膜移向叶绿体基质,参与暗反应过程中三碳化合物的还原,C正确;若题图为阳生植物,则换为阴生植物,B点将向左移动,D点向左下方移动,D正确。
3.(1)蓝 类囊体薄膜 (CH2O)(或糖类) C5(与前一空可互换) 紫外光
(2)无水乙醇 叶绿素和类胡萝卜素都能吸收蓝紫光,选择红光可以避免类胡萝卜素对实验的干扰
(3)蓝膜覆盖下蓝光透过率高于白膜和绿膜,有利于藏川杨幼苗进行光合作用;蓝膜覆盖下叶绿素含量和类胡萝卜素的含量均高于白膜和绿膜,藏川杨幼苗光合速率较强;蓝膜覆盖下紫外光的透过率低于白膜和绿膜,减弱了紫外光辐射对幼苗的伤害
[解析] (1)光合作用过程中,叶绿体类囊体薄膜上的光合色素主要吸收红光和蓝紫光;在叶绿体基质中,CO2与C5反应产生C3 ,C3在酶的催化下,利用光反应产生的ATP和NADPH还原转化成糖类和C5;据图可知,白膜透过的紫外光较多,而蓝膜和绿膜透过的紫外光较少,因此与白膜相比,蓝膜和绿膜可以更好地减少紫外光对幼苗的辐射。(2)叶绿体中的光合色素不溶于水而溶于有机溶剂(如无水乙醇),因此可用无水乙醇提取光合色素;提取的光合色素包含叶绿素和类胡萝卜素,叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,因此在测定叶绿素含量时要选择红光,不能选用蓝紫光,以避免类胡萝卜素对实验结果的影响。(3)据图表可知,与白膜和绿膜处理相比,覆盖蓝膜时藏川杨幼苗的光合色素含量更高,有利于进行光合作用;此外,相比之下,覆盖蓝膜时蓝光的透过率最大、紫外光透过率最小,蓝光较多有利于幼苗的光合作用,紫外光较少可减弱对幼苗的辐射,更有利于幼苗的生长,因此覆盖蓝膜更有利于藏川杨幼苗适应高原环境。
4.B [解析] 在光照强度为b时,植物甲的净光合速率与植物乙的相同,但是二者呼吸速率不相同,因此实际光合速率不同,A错误;在光照强度为b时,若每天光照11小时,植物乙白天积累的有机物量为11×2=22,夜晚呼吸消耗的有机物量为(24-11)×2=26,白天积累的有机物量小于晚上消耗的有机物量,因此植物乙无法正常生长,B正确;同等光照强度下植物甲、乙光合速率不同的根本原因是遗传物质不同,C错误;由图可以看出,植物乙的呼吸速率更大,因此将植物甲、乙分别置于相同黑暗环境中,植物乙单位时间内消耗的有机物更多,D错误。
5.C [解析] 胞间CO2进入叶肉细胞叶绿体基质被光合作用暗反应利用,被C5固定为C3,A正确;5 ℃时,可能由于光合作用相关酶的活性较低,光合速率下降,导致胞间CO2浓度较高,B正确;叶温在30~40 ℃时,气孔开放程度上升,胞间CO2浓度上升,即CO2充足,净光合速率下降的主要原因不是叶片气孔关闭,可能是温度较高导致呼吸作用增强,C错误;30 ℃下净光合速率最大,单位时间内有机物的积累量最大,D正确。
6.(1)ATP和NADPH 糖类和C5
(2)减法原理 加法原理
(3)增大 ①与WT组相比,OE组叶绿素含量较高,促进旗叶的光合作用 ②与WT组相比,OE组旗叶中编码蔗糖转运蛋白基因的表达量较高,可以及时将更多的光合产物(蔗糖)从叶绿体中运出,从而促进旗叶的光合作用
[解析] (1)旗叶从外界吸收的CO2用于暗反应。在特定酶的作用下,1分子的CO2与1分子的核酮糖-1,5-二磷酸(C5)结合,形成2分子的3-磷酸甘油酸(C3)。接着在有关酶的催化作用下,C3接受ATP和NADPH释放的能量,并且被NADPH还原,随后,一些接受能量并被还原的C3,在酶的作用下经过一系列的反应转化为糖类,还有一些接受能量并被还原的C3,经过一系列变化,又形成C5。(2)在对照实验中,控制自变量可以采用“加法原理”或“减法原理”,即与常态比较,人为增加或去除某种影响因素。根据题干信息,与WT相比,KO是OsNAC敲除突变体,相当于人为去除了某种影响因素,利用了“减法原理”;OE是OsNAC过量表达株,相当于增加了某种影响因素,利用了“加法原理”。(3)据表中数据分析可知,WT组净光合速率为24.0 μmol·m-2·s-1,而OE组净光合速率为27.7 μmol·m-2·s-1,故OsNAC过量表达会使旗叶净光合速率增大。OsNAC过量表达会使旗叶净光合速率增大的原因:①据表中数据分析可知,与WT组相比,OE组叶绿素含量较高,可以使旗叶捕获更多的光能,促进其光合作用,使其净光合速率增大;②根据柱形图分析可知,与WT组相比,OE组旗叶中编码蔗糖转运蛋白基因的表达量较高,蔗糖转运蛋白可以及时将更多的光合产物(蔗糖)从叶绿体中运出,避免光合产物积累对光合速率的影响,从而促进旗叶的光合作用,使其净光合速率增大。
7.A [解析] 措施①低温储存是因为低温可以降低酶的活性,从而减少果实和蔬菜细胞呼吸对有机物的消耗;措施②春化处理的目的是通过低温处理促使植物开花;措施③风干储藏的目的是通过风干减少小麦、玉米等种子中的自由水,从而减少细胞呼吸对有机物的消耗,并抑制微生物的生长繁殖;措施④光周期处理的目的是在作物生长的某一时期通过控制每天光照和黑暗的相对时长诱导植物开花;措施⑤合理密植可提高光能利用率,进而提高光合作用效率;措施⑥间作种植两种高矮不同的作物可提高光能利用率,保证了良好的通风条件,提供了充足的CO2,提高了光合作用效率。综上分析,本题选A。
8.(1)施加氮肥和磷肥有利于提高土壤中N、P的含量,植物吸收的N、P可以用于合成NADPH、NADP+、ATP、ADP、光合色素和酶等物质,有利于提高光合作用效率,从而达到增产的目的
(2)大于 提高大棚内CO2的浓度,降低O2浓度 (3)增施农家肥
[解析] (1)在进行实验前,就对土壤的N、P、K等含量进行了测定,并适当补充了氮肥和磷肥,施加氮肥和磷肥有利于提高土壤中N、P的含量,植物吸收的N、P可以用于合成NADPH、NADP+、ATP、ADP、光合色素和酶等物质,有利于提高光合作用效率,从而达到增产的目的。(2)根据实验一和图甲可知,上午9时,晴天组大棚内CO2浓度明显低于阴天组大棚内CO2浓度,说明晴天组吸收的CO2更多,所以油桃植株的净光合速率晴天组大于阴天组。晴天时在10时左右对大棚进行通风处理,目的是提高大棚内CO2的浓度,降低O2浓度。(3)除了通风和使用二氧化碳发生器以外,还可以通过增施农家肥等措施提高大棚内二氧化碳浓度,以达到增产目的。
考点二
● 必备知识
2.(1)光照强度 光源与烧杯的距离 光合作用强度 圆形小叶片浮起数量 圆形小叶片大小和数量、溶液的量 (2)水温
(3)单位时间内被抽去空气的圆形小叶片上浮的数量(或浮起相同数量的圆形小叶片所用的时间长短)
3.黑暗 CO2 圆形小叶片浮起的数量
4.多 10
6.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,光合作用强度也增强
● 典型例题
1.B [解析] 本实验是探究适宜温度下CO2对光合作用的影响,自变量为CO2浓度(NaHCO3溶液浓度),温度和光照为无关变量,A错误;当光合作用产生氧气的速率大于细胞呼吸释放二氧化碳的速率时,叶圆片上浮,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,B正确;四组实验中,0.5% NaHCO3溶液中叶圆片上浮所需要的时间最长,光合速率最小,C错误;若在4 ℃条件下进行本实验,由于低温会使酶的活性降低,净光合速率可能降低,故各组叶圆片上浮所需时长可能均会延长,D错误。
2.C [解析] 据表分析可知,该实验的自变量是有无光照、是否含有葡萄糖,即烧杯中液体成分和处理条件,A正确;据表可知,A、B组相互对照,C、D组相互对照,由于实验遵循单一变量原则,则C组①中的液体成分是富含CO2的葡萄糖溶液,B正确;D组处理条件为黑暗,叶圆片无法利用CO2进行光合作用,C错误;D组加入葡萄糖溶液,在黑暗条件下也能合成淀粉,说明叶圆片中的细胞可以利用葡萄糖合成淀粉,D正确。
考点三
● 典型例题
1.C [解析] 黑瓶中的水藻及水深4 m时白瓶中的水藻都不能进行光合作用,此时水藻只通过细胞呼吸产生ATP,场所为线粒体和细胞质基质,A正确;水深3 m时,白瓶中O2的变化量为0,说明净光合速率为0,则光合速率等于呼吸速率,B正确;若将白瓶从水深2 m处移到3 m处,光照强度变小,光合作用速率降低,所以C3合成速率变慢,C错误;若图乙实验中将试管向右移,随着距离的增加,光照强度下降,则光合速率下降,气泡产生速率下降,D正确。
2.B [解析] a~b段CO2含量在下降,说明植物的光合速率大于呼吸速率,叶绿体中ATP从类囊体薄膜向基质运输,A错误;真正光合速率=净光合速率+呼吸速率,由a~b段可以计算出净光合速率为(1680-180)/30=50 ppm CO2/min,由b~c段可以计算出呼吸速率为(600-180)/30=14ppm CO2/min,因此真正光合速率平均为64 ppm CO2/min,B正确;由题干可知,该实验在最适温度条件下进行,因此适当提高温度进行实验,光合速率下降,导致该植物光合作用的光饱和点下降,C错误;若第10 min时突然黑暗,导致光反应产生的ATP和NADPH含量下降,短时间内暗反应中C3的还原减弱,导致叶绿体基质中C3的含量将增加,D错误。
经典真题·明考向
1.D [解析] 蓝细菌内由两层膜组成的片层结构可以进行光合作用和呼吸作用。 光合作用中的光反应能产生ATP,消耗NADP+,呼吸作用能产生ATP和NADH,A、B、C不符合题意;蓝细菌的DNA主要存在于拟核区域,D符合题意。
2.D [解析] 高温使呼吸酶的活性增强,呼吸作用变强,消耗大量养分,A正确;高温使气孔导度变小,胞间二氧化碳浓度减小,光合作用强度减弱,有机物合成减少,B正确;高温使作物蒸腾作用增强,植物易失水发生萎蔫,C正确;高温使作物叶绿素降解,光反应生成的NADPH和ATP减少,D错误。
3.(1)①500 光合作用受到抑制,消耗的二氧化碳减少,且气孔导度增加 ②弱光下,随光照强度增大黄连生长速度先增大后保持相对稳定,光照过强会导致黄连生长速度减小 叶片较薄,叶绿素较多,叶绿体颗粒较大,叶绿体类囊体膜面积更大
(2)①②③⑤ (3)合理施肥,通过补充二氧化碳提高光合速率,从而提高产量
[解析] (1)①由图甲净光合速率的曲线可知,当光照强度达到500 μmol·m-2·s-1时光合速率不再随光照强度的增加而增加;光照强度大于1300 μmol·m-2·s-1后,由图甲可知光合作用受到抑制,消耗的二氧化碳减少,且气孔导度增加,所以胞间二氧化碳浓度增加。②由图甲净光合速率曲线可知,弱光下,随光照强度增大黄连生长速度先增大后保持相对稳定,光照过强会导致黄连生长速度减小;弱光时,可通过增加受光面积或增加光合色素的含量来增加光合速率,所以黄连叶片适应弱光的特征有叶片较薄,叶绿素较多,叶绿体颗粒较大,叶绿体类囊体膜面积更大。(2)为减轻光抑制,黄连具有调节光能在叶片上各去向的比例,提升修复能力等防御机制,具体可包括:⑤增强热耗散;①叶片叶绿体避光运动:减少对光的吸收;②提高光合产物生成速率,从而提高光合速率,消耗更多的光能;③自由基清除能力增强:减少对光合结构的破坏。而④提高叶绿素含量会增加对光能的吸收,不能减轻光抑制。(3)为增强黄连光合作用以提高产量还可采取的措施及其作用有合理施肥,通过补充二氧化碳提高光合速率,从而提高产量等。
《全品选考复习方案》第2课时 光合作用的影响因素
考点一 光合作用的影响因素及应用(识记·应用类)
一、光合作用的强度
二、影响光合作用的环境因素及其应用分析
1.光照强度
(1)原理:光照强度通过影响植物的 进而影响光合速率。光照强度增加,光反应速率 ,产生的NADPH和ATP ,使暗反应中C3还原过程加快,从而使光合作用产物增加。
(2)曲线分析
①A点:光照强度为0,此时只进行 。
②AB段:随光照强度增强,光合作用强度也逐渐增强,CO2的释放量逐渐减少。
③B点:光补偿点,光合作用强度 细胞呼吸强度,即细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用。
④BC段:随着光照强度不断增强,光合作用强度也不断增强,到 点后不再增强。
⑤D点:光饱和点,D点以后限制光合作用强度的内部因素是 含量、酶的数量和最大活性,外部因素是CO2浓度等除光照强度之外的环境因素。
(3)应用:温室栽培时,适当增强光照强度,以提高光合速率,使作物增产。
2.CO2浓度
(1)原理:CO2浓度通过影响 影响光合作用强度。
(2)曲线分析
①图甲中A点表示CO2补偿点,即光合速率 呼吸速率时的CO2浓度。
②图乙中A'点表示进行光合作用所需CO2的 浓度。B点和B'点对应的CO2浓度都表示CO2 点。
(3)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
(1)原理:温度通过影响 影响光合作用,主要制约暗反应阶段。
(2)曲线
(3)应用:温室栽培植物时,白天调到光合作用最适温度,以提高光合速率;晚上适当降低温室内温度,以降低细胞呼吸速率,保证植物有机物的积累。
4.水分和矿质元素
(1)水分
①原理:水既是光合作用的原料,又是体内各种化学反应的介质,如植物缺水导致萎蔫,使光合速率下降。另外,水分还能影响 ,间接影响CO2进入植物体内。
②曲线
A.图甲表明在农业生产中,可根据作物的需水规律,合理灌溉。
B.图乙曲线E处光合作用强度暂时降低,是因为此时温度高,蒸腾作用过强,失水过多,部分气孔关闭,影响了CO2的供应。
(2)矿质元素
①原理:矿质元素通过影响与光合作用有关的化合物的合成,对光合作用产生直接或间接的影响。如镁可以影响 的合成从而影响光反应。
②曲线
③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,可以提高作物的光合作用效率。
5.多因子对光合作用速率的影响
(1)常见曲线
(2)曲线分析
P点:三条曲线在P点之前限制光合速率的因素分别是 ,随该因子强度的不断加强,光合速率不断提高。
Q点:横坐标所表示的因子不再是限制光合速率的因素,要提高光合速率,可适当提高图示中的其他因子。
(3)应用:温室栽培时,在一定光照强度下,白天适当提高温度的同时也可适当提高CO2浓度以提高光合速率。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。
三、影响光合作用的内部因素
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,如图所示。
(1)阴生植物的呼吸速率 (填“>”或“<”)阳生植物的呼吸速率,阴生植物的光补偿点 (填“>”或“<”)阳生植物的光补偿点,阴生植物的光饱和点 (填“>”或“<”)阳生植物的光饱和点。
(2)应用:间作套种。
2.植物叶片的叶龄、叶绿素含量及酶
(1)OA段,随叶龄增大,叶面积增大,色素含量增多,酶的含量增多、活性增强,光合作用速率加快。A点之后,随叶龄增大, 含量减少,酶的活性 ,光合作用速率减慢。
(2)应用:适时摘除老叶。
3.叶面积指数
(1)OA段表明随叶面积指数的不断增大,光合作用实际量不断增大, 点为光合作用面积的饱和点。随叶面积指数的增大,A点以后大部分叶片重叠,进行光合作用的叶片面积不再增加,总光合作用速率几乎不增加。OB段表明干物质量随叶面积指数增加而增加,但由于 点以后光合作用强度不再增加,且随叶面积指数不断增加,呼吸量(OC段)不断增加,所以干物质量不断降低(BC段)。
(2)应用:适当摘除林冠下层叶片;合理密植,增加光合面积。
考点易错·明辨析
(1)探究不同光照强度对光合作用的影响时,应避免温度等其他因素对实验结果造成影响。( )
(2)施用农家肥有利于增加大田里的CO2浓度,提高农作物的产量。( )
(3)白天与夜间适当提高温度,有利于增加大棚蔬菜的产量。( )
(4)适时进行灌溉可以缓解作物的“光合午休”程度。( )
(5)作物合理间作套种,可充分利用光能。( )
长句拓展·练思维
1.稻田施加氮肥后,水稻叶绿素含量明显提高,原因是 。
2.有些棉花在特定环境中气孔会出现周期性开合现象,被称为“气孔振荡”。“气孔振荡”的具体意义是 。
3.干旱条件下,很多植物的光合作用速率降低,主要原因是 。
4.[必修1 P106“拓展应用”] 给密闭玻璃瓶中的植物幼苗提供适宜的水、无机盐、光照、温度等条件,幼苗的生存时间一般不会太长,请分析可能的原因是 。
命题角度一 外界因素对光合作用的影响
1.[2024·北京卷] 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
2.[2024·湖南衡阳质检] 如图为CO2吸收量与光照强度关系的坐标图,当光合作用相关因素改变后,下列关于A、B、C点的移动的描述不正确的是( )
A.若适当提高温度,光合速率的增加值小于呼吸速率的增加值,则补偿点B应相应地向右移动
B.若增加CO2浓度,B点左移,C点左移,D点向右上方移动
C.D点时,ATP从类囊体薄膜向叶绿体基质移动
D.若图为阳生植物,则换为阴生植物,B点将向左移动,D点向左下方移动
3.[2024·河北卷] 高原地区蓝光和紫外光较强。常采用覆膜措施辅助林木育苗。为探究不同颜色覆膜对藏川杨幼苗生长的影响,研究者检测了白膜、蓝膜和绿膜对不同光的透过率,以及覆膜后幼苗光合色素的含量,结果如图、表所示。
覆膜处理 叶绿素含量/ (mg/g) 类胡萝卜素含量/ (mg/g)
白膜 1.67 0.71
蓝膜 2.20 0.90
绿膜 1.74 0.65
回答下列问题:
(1)如图所示,三种颜色的膜对紫外光、蓝光和绿光的透过率有明显差异,其中 光可被位于叶绿体 上的光合色素高效吸收后用于光反应,进而使暗反应阶段的C3还原转化为 和 。与白膜覆盖相比,蓝膜和绿膜透过的 较少,可更好地减弱幼苗受到的辐射。
(2)光合色素溶液的浓度与其光吸收值成正比,选择适当波长的光可对色素含量进行测定。提取光合色素时,可利用 作为溶剂。测定叶绿素含量时,应选择红光而不能选择蓝紫光,原因是 。
(3)研究表明,覆盖蓝膜更有利于藏川杨幼苗在高原环境的生长。根据上述检测结果,其原因为 (答出两点即可)。
光合作用曲线中的“关键点”移动
(1)细胞呼吸对应点(A点)的移动:细胞呼吸增强,A点下移;细胞呼吸减弱,A点上移。
(2)补偿点(B点)的移动
①细胞呼吸速率增大,其他条件不变时,CO2(或光)补偿点应右移,反之左移。
②细胞呼吸速率基本不变,相关条件的改变使光合速率下降时,CO2(或光)补偿点应右移,反之左移。
(3)饱和点(C点)和D点的移动:相关条件的改变,如增大光照强度(或增大CO2浓度)使光合速率增大时,C点右移,D点上移的同时右移;反之,则移动方向相反。
命题角度二 内部因素对光合作用的影响
4.[2024·江西师大附中三模] 某研究小组测定了植物甲和乙在一定的 CO2浓度和适宜温度条件下,光合速率随光照强度的变化,结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A.在光照强度为 b 时,植物甲的实际光合速率与植物乙的相同
B.在光照强度为 b 时,若每天光照 11 小时,则植物乙无法正常生长
C.同等光照强度下植物甲、乙光合速率不同的根本原因是叶肉细胞中叶绿素含量不同
D.将植物甲、乙分别置于相同黑暗环境中,植物甲单位时间内消耗的有机物更多
5.[2024·北京海淀区模拟] 环境适宜的条件下,研究人员测定某植物在不同温度下的净光合速率、气孔开放程度及胞间CO2浓度,结果如下图。下列叙述不正确的是( )
A.胞间CO2进入叶肉细胞叶绿体基质被光合作用暗反应利用
B.5 ℃时,胞间CO2浓度较高的原因可能是光合作用相关酶的活性较低
C.叶温在30~40 ℃时,净光合速率下降主要是叶片气孔关闭所致
D.30 ℃下单位时间内有机物的积累量最大
6.[2024·安徽卷] 为探究基因OsNAC对光合作用的影响,研究人员在相同条件下种植某品种水稻的野生型(WT)、OsNAC敲除突变体(KO)及OsNAC过量表达株(OE),测定了灌浆期旗叶(位于植株最顶端)净光合速率和叶绿素含量,结果见下表。
净光合速率/ (μmol·m-2·s-1) 叶绿素含量/ (mg·g-1)
WT 24.0 4.0
KO 20.3 3.2
OE 27.7 4.6
回答下列问题。
(1)旗叶从外界吸收1分子CO2与核酮糖-1,5-二磷酸结合,在特定酶作用下形成2分子3-磷酸甘油酸;在有关酶的作用下,3-磷酸甘油酸接受 释放的能量并被还原,随后在叶绿体基质中转化为 。
(2)与WT相比,实验组KO与OE的设置分别采用了自变量控制中的 、 (填科学方法)。
(3)据表可知,OsNAC过量表达会使旗叶净光合速率 。为进一步探究该基因的功能,研究人员测定了旗叶中编码蔗糖转运蛋白基因的相对表达量、蔗糖含量及单株产量,结果如图。
结合图表,分析OsNAC过量表达会使旗叶净光合速率发生相应变化的原因:① ;② 。
命题角度三 在农业生产上的应用
7.[2023·新课标全国卷] 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
8.[2024·河北衡水模拟] 油桃因香甜脆爽、光滑无毛深受消费者欢迎。为探究油桃合适的种植条件,某学者在大棚中利用油桃进行了一系列相关实验。所用实验地为沙壤土,有机质含量为0.79%,全氮0.041%,全磷0.12%,全钾1.56%,速效氮4.8 mg/kg,速效磷18.7 mg/kg。
实验一:分别在晴天(10时进行通风处理)和阴天对大棚内的CO2浓度进行测定,结果如图甲所示。
实验二:晴天时,将大棚分为两组,实验组早上8点向大棚内增施CO2,其他条件与对照组相同(10时进行通风处理),分别测定两组的净光合速率(Pn),结果如图乙所示。
回答下列问题:
(1)在进行实验前,就对土壤的N、P、K等含量进行了测定,并适当补充了氮肥和磷肥,请从光合作用的角度分析施加氮肥和磷肥的目的: 。
(2)根据实验一和图甲分析,上午9时,大棚内油桃植株的净光合速率晴天组 (填“大于”“等于”或“小于”)阴天组。晴天时在10时左右对大棚进行通风处理,目的是 。
(3)根据实验二和图乙分析可知,上午8~12时增施CO2组的净光合速率明显高于对照组,除了通风和使用二氧化碳发生器以外,还可以通过 等措施提高大棚内二氧化碳浓度,以达到增产目的。
提高农业产量的措施
考点二 实验:探究环境因素对光合作用的影响(实验·探究类)
探究光照强度对光合作用强度的影响的实验
1.实验原理
圆形小叶片中含有空气,上浮圆形小叶片下沉充满细胞间隙,圆形小叶片上浮。
2.实验装置分析
(1)实验组变量的分析
自变量 不同
控制自变量 调节 进行控制
因变量
检测指标 同一时间段内
对无关变量 进行控制 等保持一致
(2)中间盛水玻璃柱的作用: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 来衡量光合作用的强弱。
3.实验流程
4.预期实验结果
烧杯 圆形小叶片 加富含二氧 化碳的清水 光照强度 叶片浮 起数量
甲 10片 20 mL 强
乙 片 20 mL 中 中
丙 10片 20 mL 弱 少
5.实验结果分析
(1)黑暗情况下,植物叶片只进行细胞呼吸,吸收氧气,产生的二氧化碳较易溶于水,所以叶片沉在水底。
(2)在弱光下,多数叶片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氧气,叶片仍然沉在水底。
(3)中、强光下,光合作用强度大于细胞呼吸强度,叶片中会有足够的氧气产生,从而充满细胞间隙并释放到外界一部分,使圆形小叶片浮起来。
6.结论: 。
7.注意事项
(1)打孔时要避开大的叶脉,因为其中没有叶绿体,而且会延长圆形小叶片上浮的时间,影响实验结果的准确性。
(2)为确保溶液中CO2含量充足,圆形小叶片可以放入NaHCO3溶液中。
1.[2022·海南卷] 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,结果如图。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长均会缩短
2.[2024·广东汕头期末] 某兴趣小组取去除淀粉的某植物叶片打成大小相等的圆片,将相同数量的叶圆片分别放入A~D四组烧杯中,在25℃环境中进行实验,实验内容与结果如下表。
组别 烧杯中液体成分 处理条件 检测结果
A 富含CO2的水 光照 +
B 富含CO2的水 黑暗 -
C ① 光照 ++
D 富含CO2的葡萄糖溶液 黑暗 +
注:“+”表示检出淀粉,“++”表示检出淀粉含量较高,“-”表示未检出淀粉。
根据上述信息分析,下列说法错误的是( )
A.本实验的自变量是有无光照和葡萄糖溶液
B.①中的液体成分是富含CO2的葡萄糖溶液
C.A、C和D组可将CO2作为光合作用原料
D.叶圆片中的细胞可以利用葡萄糖合成淀粉
考点三 光合速率的测定方法(迁移·应用类)
1.“液滴移动法”测定呼吸速率、净光合速率和总光合速率
(1)测定装置
(2)测定方法及解读
①甲装置中CO2缓冲液的作用是维持CO2浓度恒定,保证光合作用正常进行,乙装置中NaOH溶液的作用是吸收容器中的CO2。
②测定原理
a.甲、乙两装置中红色液滴的移动均是由O2含量的变化引起的。
b.甲装置单位时间内红色液滴向右移动的距离为植物释放O2的速率,可代表净光合速率。
c.乙装置单位时间内红色液滴向左移动的距离为植物吸收O2的速率,可代表呼吸速率。
③计算总光合速率:总光合速率=呼吸速率+净光合速率。
④物理误差的校正:为防止环境气压、温度等物理因素所引起的误差,设置了对照组(图丙、丁),即用死亡的绿色植物分别进行上述实验,根据红色液滴的移动距离,采用“同向相减,异向相加”的原则对实验结果进行校正。
2.黑白瓶法测定呼吸速率、净光合速率和总光合速率
[提醒]①黑白瓶法常用于水生生态系统光合速率和呼吸速率的测定。
②在没有初始值m0时,可利用计算出总光合速率。
3.半叶法测定呼吸速率、净光合速率和总光合速率
[提醒]①本方法又叫半叶称重法,即测定单位时间、单位叶面积干物质的产生总量,常用于大田农作物光合速率的测定。
②本方法的要点是一半叶片遮光,另一半叶片照光,同时开始实验。
③可选择在主叶脉两侧选取对称的多组叶圆片,烘干称重,分别求出WA和WB的平均值,以减小实验误差。
4.叶圆片称重法——测定有机物的变化量
本方法通过测定单位时间、单位面积叶片中淀粉的生成量来测定光合速率,如图所示,以有机物的变化量表示(S为叶圆片面积)。
净光合速率=(z-y)/2S,呼吸速率=(x-y)/2S,总光合速率=净光合速率+呼吸速率=(x+z-2y)/2S。
5.红外线CO2传感器
由于CO2对红外线有较强的吸收能力,CO2的多少与红外线的降低量之间有一定的线性关系,因此CO2含量的变化可灵敏地反映在检测仪上,常用红外线CO2传感器来测量CO2浓度的变化。
1.[2024·江西宜春联考] 图甲是采用黑、白瓶法(黑瓶不透光),分别测定某池塘夏季白天不同深度水层每小时的平均氧浓度变化曲线(不考虑微生物的影响),纵轴表示水池深度(假定不同深度的水温不变),横轴表示瓶中O2的变化量[g/(m2·h)];图乙是某同学“探究影响植物光合速率的因素”的实验装置图,下列有关选项不正确的是( )
A.黑瓶中的水藻及水深4 m时白瓶中的水藻都不能进行光合作用,此时水藻产生ATP的结构有细胞质基质、线粒体
B.白瓶在水深3 m时,O2的变化量为0,表明在此深度时,水藻的光合速率等于呼吸速率
C.若将白瓶水藻从水深2 m处移到3 m处,则一段时间内水藻细胞中C3的合成速率将升高
D.若图乙实验中将试管向右移,随着距离的增加,气泡产生速率下降
2.[2024·湖北荆州三模] 在光照恒定、最适温度条件下,某研究小组用图甲的实验装置测量一小时内密闭容器中CO2的变化量,绘成曲线如图乙所示。下列叙述正确的是( )
A.a~b段,叶绿体中ATP从基质向类囊体薄膜运输
B.该绿色植物前30 min真正光合速率平均为64 ppm CO2/min
C.适当提高温度进行实验,该植物光合作用的光饱和点将增大
D.若第10 min时突然黑暗,叶绿体基质中C3的含量在短时间内将下降
经典真题·明考向
1.[2024·广东卷] 2019年,我国科考队在太平洋马里亚纳海沟采集到一种蓝细菌,其细胞内存在由两层膜组成的片层结构,此结构可进行光合作用与呼吸作用。在该结构中,下列物质存在的可能性最小的是( )
A.ATPB.NADP+C.NADHD.DNA
2.[2023·湖北卷] 高温是制约世界粮食安全的因素之一,高温往往使植物叶片变黄、变褐。研究发现平均气温每升高1 ℃,水稻、小麦等作物减产约3%~8%。关于高温下作物减产的原因,下列叙述错误的是( )
A.呼吸作用变强,消耗大量养分
B.光合作用强度减弱,有机物合成减少
C.蒸腾作用增强,植物易失水发生萎蔫
D.叶绿素降解,光反应生成的NADH和ATP减少
3.[2024·重庆卷] 重庆石柱是我国著名传统中药黄连的主产区之一,黄连生长缓慢,存在明显的光饱和(光合速率不再随光照强度增加而增加)和光抑制(光能过剩导致光合速率降低)现象。
(1)探寻提高黄连产量的技术措施,研究人员对黄连的光合特征进行了研究,结果见图甲。
①黄连的光饱和点约为 μmol·m-2·s-1。光照强度大于1300 μmol·m-2·s-1后,胞间二氧化碳浓度增加主要是由于 。
②推测光照强度对黄连生长的影响主要表现为 。黄连叶片适应弱光的特征有 (答2点)。
(2)黄连露天栽培易发生光抑制,严重时其光合结构被破坏(主要受损的部位是位于类囊体薄膜上的色素蛋白复合体),为减轻光抑制,黄连具有调节光能在叶片上各去向(题图乙)的比例,提升修复能力等防御机制,具体可包括 (多选)。①叶片叶绿体避光运动,②提高光合产物生成速率,③自由基清除能力增强,④提高叶绿素含量,⑤增强热耗散。
(3)生产上常采用搭棚或林下栽培减轻黄连的光抑制,为增强黄连光合作用以提高产量还可采取的措施及其作用是 。 (共173张PPT)
第10讲
光合作用与能量转化
第2课时
光合作用的影响因素
考点一 光合作用的影响因素及应用（识记·应用类）
考点二 实验：探究环境因素对光合作用的影响（实验·探究类）
考点三 光合速率的测定方法（迁移·应用类）
经典真题·明考向
作业手册
备用习题
答案速查【听】
答案速查【作】
考点一 光合作用的影响因素及应用（识记·应用类）
一、光合作用的强度
单位时间
原料消耗（或产物生成）
二、影响光合作用的环境因素及其应用分析
1.光照强度
（1）原理:光照强度通过影响植物的________进而影响光合速率。光
照强度增加,光反应速率______,产生的和 ______,使暗反应
中 还原过程加快,从而使光合作用产物增加。
光反应
加快
增多
（2）曲线分析
①A点:光照强度为0,此时只进行__________。
②段:随光照强度增强,光合作用强度也逐
渐增强, 的释放量逐渐减少。
③B点:光补偿点,光合作用强度______细胞呼
吸强度,即细胞呼吸释放的 全部用于光合
作用。
细胞呼吸
等于
④ 段:随着光照强度不断增强,光合作用强度
也不断增强,到___点后不再增强。
⑤D点:光饱和点,D点以后限制光合作用强度
的内部因素是__________含量、酶的数量和
最大活性,外部因素是 浓度等除光照强度
之外的环境因素。
（3）应用:温室栽培时,适当增强光照强度,以提高光合速率,使作物增产。
C
光合色素
2. 浓度
（1）原理: 浓度通过影响____________________影响光合作用强度。
（2）曲线分析
暗反应阶段的生成
①图甲中A点表示补偿点,即光合速率______呼吸速率时的 浓度。
②图乙中点表示进行光合作用所需的______浓度。B点和 点对
应的浓度都表示 ______点。
（3）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 浓度,提高光合速率。
等于
最低
饱和
3.温度
（1）原理：温度通过影响______________________影响光合作用,主
要制约暗反应阶段。
（2）曲线
光合作用相关酶的活性
（3）应用:温室栽培植物时,白天调到光合作用最适温度,以提高光合速率;
晚上适当降低温室内温度,以降低细胞呼吸速率,保证植物有机物的积累。
4.水分和矿质元素
（1）水分
①原理:水既是光合作用的原料,又是体内各种化学反应的介质,如植物
缺水导致萎蔫,使光合速率下降。另外,水分还能影响____________,间
接影响 进入植物体内。
②曲线
气孔的开闭
A.图甲表明在农业生产中,可根据作物的需水规律,合理灌溉。
B.图乙曲线 处光合作用强度暂时降低,是因为此时温度高,蒸腾作用过
强,失水过多,部分气孔关闭,影响了 的供应。
③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
以提高作物的光合作用效率。
（2）矿质元素
①原理:矿质元素通过影响与光合作用有关的化合物的合成,对光合作用
产生直接或间接的影响。如镁可以影响________的合成从而影响光反应。
②曲线
叶绿素
5.多因子对光合作用速率的影响
（1）常见曲线
（2）曲线分析
点:三条曲线在 点之前限制光合速率的因素分别是________________
__________,随该因子强度的不断加强,光合速率不断提高。
点:横坐标所表示的因子不再是限制光合速率的因素,要提高光合速率,
可适当提高图示中的其他因子。
光照强度、温度和光照强度
（3）应用:温室栽培时,在一定光照强度下,白天适当提高温度的同时也
可适当提高 浓度以提高光合速率。当温度适宜时,可适当增加光照
强度和 浓度以提高光合速率。
三、影响光合作用的内部因素
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,如图所示。
（1）阴生植物的呼吸速率___（填“ ”或“ ”）阳生植物的呼吸速率,
阴生植物的光补偿点___（填“ ”或“ ”）阳生植物的光补偿点,阴生
植物的光饱和点___（填“ ”或“ ”）阳生植物的光饱和点。
（2）应用:间作套种。
2.植物叶片的叶龄、叶绿素含量及酶
（1） 段,随叶龄增大,叶面积增大,色素含量增
多,酶的含量增多、活性增强,光合作用速率加快。
A点之后,随叶龄增大,__________含量减少,酶的
活性 ______,光合作用速率减慢。
（2）应用:适时摘除老叶。
色素、酶
减弱
3.叶面积指数
（1） 段表明随叶面积指数的不断增大,光合
作用实际量不断增大,___点为光合作用面积的
饱和点。随叶面积指数的增大,A点以后大部分
叶片重叠,进行光合作用的叶片面积不再增加,总
（2）应用:适当摘除林冠下层叶片；合理密植,增加光合面积。
A
光合作用速率几乎不增加。 段表明干物质量随叶面积指数增加而增
加,但由于___点以后光合作用强度不再增加,且随叶面积指数不断增加,
呼吸量段）不断增加,所以干物质量不断降低 段）。
【考点易错】（明辨析）
（1）探究不同光照强度对光合作用的影响时，应避免温度等其他因
素对实验结果造成影响。（ ）
√
（2）施用农家肥有利于增加大田里的 浓度,提高农作物的产量。
（ ）
√
（3）白天与夜间适当提高温度,有利于增加大棚蔬菜的产量。（ ）
×
[解析] 白天提高光照强度可以提高光合作用强度,有利于光合作用产
物的积累,夜间适当降低温度可以降低呼吸作用消耗的有机物量,有利
于增加大棚蔬菜的产量。
（4）适时进行灌溉可以缓解作物的“光合午休”程度。（ ）
√
（5）作物合理间作套种,可充分利用光能。（ ）
√
【长句拓展】（练思维）
1.稻田施加氮肥后,水稻叶绿素含量明显提高,原因是________________
_________________________________________________。
氮元素是合成叶绿素的必需元素,水稻根吸收的氮肥可用于叶绿素的合成
2.有些棉花在特定环境中气孔会出现周期性开合现象,被称为“气孔振
荡”。“气孔振荡”的具体意义是__________________________________
_______________________________________。
“开”能保证的供应,维持较强的光合作用,“闭”能降低蒸腾作用,提高作物抗旱性
3.干旱条件下,很多植物的光合作用速率降低,主要原因是____________
__________________________。
叶片气孔开放程度降低,的吸收量减少
4.［必修 “拓展应用”］ 给密闭玻璃瓶中的植物幼苗提供适宜的
水、无机盐、光照、温度等条件,幼苗的生存时间一般不会太长,请分
析可能的原因是______________________________________________
_________________________________。
随着植物生长,土壤中的水分会减少,土壤中的无机盐含量会下降,玻璃瓶中含量减少等
命题角度一 外界因素对光合作用的影响
1.[2024·北京卷] 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 ，可采取的
做法是（ ）
A.增加叶片周围环境浓度 B.将叶片置于 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] 是光合作用的原料，增加叶片周围环境
浓度可增加单位时间单位叶面积的氧气释放量，
A符合题意；降低温度会降低与光合作用有关酶的活
性，会降低单位时间单位叶面积的氧气释放量，B不符合题意；给光
源加滤光片改变光的颜色可能会使单位时间单位叶面积的氧气释放
量降低，比如将白光改变为绿光会降低光合速率，C不符合题意；移
动冷光源缩短与叶片的距离会使光照强度增大，但单位时间单位叶
面积的最大氧气释放量可能不变，因为光饱和点之后，光合作用强
度不再随着光照强度的增强而增强，D不符合题意。
2.[2024·湖南衡阳质检] 如图为 吸收量与光照强度关系的坐标图，
当光合作用相关因素改变后，下列关于A、B、C点的移动的描述不正
确的是（ ）
A.若适当提高温度，光合速率的增加值小于呼
吸速率的增加值，则补偿点B应相应地向右移动
B.若增加 浓度，B点左移，C点左移，D点向右上方移动
C.D点时， 从类囊体薄膜向叶绿体基质移动
D.若图为阳生植物，则换为阴生植物，B点将向左移动，D
点向左下方移动
√
[解析] 据图分析可知,B点是植物的光补偿点,此时光
合作用强度与呼吸作用强度相等，若适当提高温度,
光合速率的增加值小于呼吸速率的增加值,则光补偿
点B应相应地向右移动，A正确;若增加 浓度,则光
合作用强度增加,呼吸作用强度基本不变，达到光补偿点（光合作用
强度 呼吸作用强度）所需的光照强度减小,因此B点左移，达到光饱
和点所需光照强度增大,因此C点右移,D点向右上方移动,B错误;D点
时的光合作用强度最大,其光反应产生的 从叶绿体类囊体薄膜移
向叶绿体基质,参与暗反应过程中三碳化合物的还原,C正确;若题图为
阳生植物,则换为阴生植物, B点将向左移动,D点向左下方移动,D正确。
3.[2024·河北卷] 高原地区蓝光和紫外光较强。常
采用覆膜措施辅助林木育苗。为探究不同颜色覆膜
对藏川杨幼苗生长的影响，研究者检测了白膜、蓝
膜和绿膜对不同光的透过率,以及覆膜后幼苗光合
色素的含量,结果如图、表所示。
覆膜处理
白膜 1.67 0.71
蓝膜 2.20 0.90
绿膜 1.74 0.65
回答下列问题:
（1）如图所示，三种颜色的膜对紫外光、
蓝光和绿光的透过率有明显差异,其中____光
可被位于叶绿体____________上的光合色素
高效吸收后用于光反应,进而使暗反应阶段的
还原转化为__________________和
蓝
类囊体薄膜
（或糖类）
（与前一空可互换）
紫外光
________________________。与白膜覆盖相比，蓝膜和绿膜透过的
________较少,可更好地减弱幼苗受到的辐射。
[解析] 光合作用过程中，叶绿体类囊体薄
膜上的光合色素主要吸收红光和蓝紫光；
在叶绿体基质中，与反应产生 ,
在酶的催化下，利用光反应产生的 和
还原转化成糖类和 ;据图可知，白
膜透过的紫外光较多，而蓝膜和绿膜透过的紫外光较少，因此与白
膜相比，蓝膜和绿膜可以更好地减少紫外光对幼苗的辐射。
（2）光合色素溶液的浓度与其光吸收值成正比, 选择适当波长的光可对色素含量进行测定。提取光合色素时，可利用__________作为溶剂。
测定叶绿素含量时，应选择红光而不能选择蓝紫光，原因是____________________________________________________________________________。
无水乙醇
叶绿素和类胡萝卜素都能吸收蓝紫光，选择红光可以避免类胡萝卜素对实验的干扰
[解析] 叶绿体中的光合色素不溶于水而溶于有机溶剂（如无水乙醇），因此可用无水乙醇提取光合色素；提取的光合色素包含叶绿素和类胡萝卜素，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，因此在测定叶绿素含量时要选择红光，不能选用蓝紫光，以避免类胡萝卜素对实验结果的影响。
（3）研究表明，覆盖蓝膜更有利于藏川杨幼苗在高原环境的生长。根据上述检测结果,其原因为 ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ （答出两点即可）。
蓝膜覆盖下蓝光透过率高于白膜和绿膜，有利于藏川杨幼苗进行光合作用；蓝膜覆盖下叶绿素含量和类胡萝卜素的含量均高于白膜和绿膜，藏川杨幼苗光合速率较强；蓝膜覆盖下紫外光的透过率低于白膜和绿膜，减弱了紫外光辐射对幼苗的伤害
覆膜处理
白膜 1.67 0.71
蓝膜 2.20 0.90
绿膜 1.74 0.65
[解析] 据图表可知，与白膜和绿膜处理相比，覆盖蓝膜时藏川杨幼苗的光合色素含量更高，有利于进行光合作用；此外，相比之下，覆盖蓝膜时蓝光的透过率最大、紫外光透过率最小，蓝光较多有利于幼苗的光合作用，紫外光较少可减弱对幼苗的辐射，更有利于幼苗的生长，因此覆盖蓝膜更有利于藏川杨幼苗适应高原环境。
覆膜处理
白膜 1.67 0.71
蓝膜 2.20 0.90
绿膜 1.74 0.65
光合作用曲线中的“关键点”移动
（1）细胞呼吸对应点点 的移动:细胞呼吸增强,A点下移;细胞呼吸
减弱,A点上移。
[题后归纳]
（2）补偿点点 的移动
①细胞呼吸速率增大,其他条件不变时, （或光）补偿点应右移,反之
左移。
②细胞呼吸速率基本不变,相关条件的改变使光合速率下降时,
（或光）补偿点应右移,反之左移。
（3）饱和点点 和D点的移动:相关条件的改变,如增大光照强度
（或增大 浓度）使光合速率增大时,C点右移,D点上移的同时右移;
反之,则移动方向相反。
命题角度二 内部因素对光合作用的影响
4.[2024·江西师大附中三模] 某研究小组测定了植物甲和乙在一定的 浓度和适宜温度条件下，光合速率随光照强度的变化，结果如图所示。下列叙述正确的是（ ）
A.在光照强度为 时，植物甲的实际光合速率与植物乙的相同
B.在光照强度为 时，若每天光照 11 小时，则植物乙无法正常生长
C.同等光照强度下植物甲、乙光合速率不同的根本原因是叶肉细胞中叶绿素含量不同
D.将植物甲、乙分别置于相同黑暗环境中，植物甲单位时间内消耗的有机物更多
√
[解析] 在光照强度为 时，植物甲的净光合速率与植
物乙的相同，但是二者呼吸速率不相同，因此实际光
合速率不同，A错误；在光照强度为 时，若每天光照
11小时，植物乙白天积累的有机物量为 ，夜晚呼吸消耗
的有机物量为 ，白天积累的有机物量小于晚上消
耗的有机物量，因此植物乙无法正常生长，B正确；同等光照强度下
植物甲、乙光合速率不同的根本原因是遗传物质不同，C错误；由图
可以看出，植物乙的呼吸速率更大，因此将植物甲、乙分别置于相
同黑暗环境中，植物乙单位时间内消耗的有机物更多，D错误。
5.[2024·北京海淀区模拟] 环境适宜的条件下，研究人员测定某植物在不同温度下的净光合速率、气孔开放程度及胞间 浓度，结果如下图。下列叙述不正确的是（ ）
A.胞间 进入叶肉细胞叶绿体基质被光合作用暗反应利用
B.时，胞间 浓度较高的原因可能是光合作用相关酶的活性较低
C.叶温在 时，净光合速率下降主要是叶片气孔关闭所致
D. 下单位时间内有机物的积累量最大
√
[解析] 胞间 进入叶肉细胞叶绿体基质被光
合作用暗反应利用，被固定为 ，A正确；
时，可能由于光合作用相关酶的活性较低，
光合速率下降，导致胞间 浓度较高，B正确；
叶温在时，气孔开放程度上升，胞间 浓度上升，即
充足，净光合速率下降的主要原因不是叶片气孔关闭，可能是温
度较高导致呼吸作用增强，C错误； 下净光合速率最大，单位
时间内有机物的积累量最大，D正确。
6.[2024·安徽卷] 为探究基因 对光合作用的影响，研究人员在相
同条件下种植某品种水稻的野生型、敲除突变体 及
过量表达株 ,测定了灌浆期旗叶（位于植株最顶端）净光
合速率和叶绿素含量,结果见下表。
24.0 4.0
20.3 3.2
27.7 4.6
回答下列问题。
（1）旗叶从外界吸收1分子与核酮糖, 二磷酸结合，在特定
酶作用下形成2分子磷酸甘油酸;在有关酶的作用下, 磷酸甘油酸
接受______________释放的能量并被还原，随后在叶绿体基质中转化
为__________。
和
糖类和
[解析] 旗叶从外界吸收的 用于暗反应。在特定酶的作用下,1分子
的与1分子的核酮糖,二磷酸结合,形成2分子的 磷酸
甘油酸。接着在有关酶的催化作用下,接受和 释放
的能量,并且被还原,随后,一些接受能量并被还原的 ,在酶的
作用下经过一系列的反应转化为糖类,还有一些接受能量并被还原的
,经过一系列变化，又形成 。
（2）与相比,实验组与 的设置分别采用了自变量控制中的
__________、__________（填科学方法）。
减法原理
加法原理
[解析] 在对照实验中,控制自变量可以采用“加法原理”或“减法原理”,
即与常态比较,人为增加或去除某种影响因素。根据题干信息，与
相比,是 敲除突变体,相当于人为去除了某种影响因素,利
用了“减法原理”;是 过量表达株，相当于增加了某种影响因
素,利用了“加法原理”。
（3）据表可知, 过量表达会使旗叶净光合速率______。为进一
步探究该基因的功能,研究人员测定了旗叶中编码蔗糖转运蛋白基因的
相对表达量、蔗糖含量及单株产量,结果如图。
增大
结合图表,分析 过量表达会使旗叶净光合速率发生相应变化的原
因:①__________________________________________________;②
____________________________________________________________
____________________________________________________________
______ 。
与组相比,组叶绿素含量较高,促进旗叶的光合作用
与组相比， 组旗叶中编码蔗糖转运蛋白基因的表达量较高,可
以及时将更多的光合产物（蔗糖）从叶绿体中运出,从而促进旗叶的光
合作用
[解析] 据表中数据分析可知， 组净光合速率为
，而组净光合速率为 ，
故过量表达会使旗叶净光合速率增大。 过量表达会使
旗叶净光合速率增大的原因：①据表中数据分析可知，与 组相
比, 组叶绿素含量较高,可以使旗叶捕获更多的光能,促进其光合作
用,使其净光合速率增大;②根据柱形图分析可知，与组相比，
组旗叶中编码蔗糖转运蛋白基因的表达量较高,蔗糖转运蛋白可以及
时将更多的光合产物（蔗糖）从叶绿体中运出，避免光合产物积累
对光合速率的影响,从而促进旗叶的光合作用，使其净光合速率增大。
命题角度三 在农业生产上的应用
7.[2023· 新课标全国卷] 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] 措施①低温储存是因为低温可以降低酶的活性，从而减少果实
和蔬菜细胞呼吸对有机物的消耗；措施②春化处理的目的是通过低温
处理促使植物开花；措施③风干储藏的目的是通过风干减少小麦、玉
米等种子中的自由水，从而减少细胞呼吸对有机物的消耗，并抑制微
生物的生长繁殖；措施④光周期处理的目的是在作物生长的某一时期
通过控制每天光照和黑暗的相对时长诱导植物开花；措施⑤合理密植
可提高光能利用率，进而提高光合作用效率；措施⑥间作种植两种高
矮不同的作物可提高光能利用率，保证了良好的通风条件，提供了充
足的 ，提高了光合作用效率。综上分析，本题选A。
8.[2024·河北衡水模拟] 油桃因香甜脆爽、光滑无毛深受消费者欢迎。
为探究油桃合适的种植条件，某学者在大棚中利用油桃进行了一系列
相关实验。所用实验地为沙壤土，有机质含量为，全氮 ，
全磷，全钾，速效氮，速效磷 。
实验一：分别在晴天（10时进行通风处理）和阴天对大棚内的 浓度进行测定，结果如图甲所示。
实验二：晴天时，将大棚分为两组，实验组早上8点向大棚内增施 ，其他条件与对照组相同（10时进行通风处理），分别测定两组的净光合速率 ，结果如图乙所示。
回答下列问题：
（1）在进行实验前，就对土壤的、、 等含量进行了测定，并适当补充了氮肥和磷肥，请从光合作用的角度分析施加氮肥和磷肥的目的： _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 。
施加氮肥和磷肥有利于提高土壤中、 的含量，植物吸收的、可以用于合成 、、、 、光合色素和酶等物质，有利于提高光合作用效率，从而达到增产的目的
[解析] 在进行实验前，就对土壤的、、 等含量进行了测定，并适当补充了氮肥和磷肥，施加氮肥和磷肥有利于提高土壤中、 的含量，植物吸收的、可以用于合成 、、、 、光合色素和酶等物质，有利于提高光合作用效率，从而达到增产的目的。
（2）根据实验一和图甲分析，上午9时，
大棚内油桃植株的净光合速率晴天组
______（填“大于”“等于”或“小于”）阴天
组。晴天时在10时左右对大棚进行通风处
理，目的是__________________________
________。
大于
提高大棚内的浓度，降低浓度
[解析] 根据实验一和图甲可知，上午9时，晴天组大棚内 浓度明
显低于阴天组大棚内浓度，说明晴天组吸收的 更多，所以油
桃植株的净光合速率晴天组大于阴天组。晴天时在10时左右对大棚
进行通风处理，目的是提高大棚内的浓度，降低 浓度。
（3）根据实验二和图乙分析可知，上午
时增施 组的净光合速率明显高于对照组，除
了通风和使用二氧化碳发生器以外，还可以通过
____________等措施提高大棚内二氧化碳浓度，
以达到增产目的。
增施农家肥
[解析] 除了通风和使用二氧化碳发生器以外，还可以通过增施农家
肥等措施提高大棚内二氧化碳浓度，以达到增产目的。
[题后归纳]
提高农业产量的措施
考点二 实验：探究环境因素对光合作用的影响
（实验·探究类）
探究光照强度对光合作用强度的影响的实验
1.实验原理
圆形小叶片中含有空气,上浮圆形小叶片下沉充满细胞
间隙,圆形小叶片上浮。
2.实验装置分析
（1）实验组变量的分析
自变量 不同__________
控制自变量 调节__________________进行控制
因变量 ______________
检测指标 同一时间段内____________________
对无关变量进行控制 ________________________________等保持一
致
光照强度
光源与烧杯的距离
光合作用强度
圆形小叶片浮起数量
圆形小叶片大小和数量、溶液的量
（2）中间盛水玻璃柱的作用:吸收灯光的热量,避免光照对烧杯内
______产生影响。
水温
（3）因变量是光合作用强度,可通过观测_________________________
____________________________________________________________
_____来衡量光合作用的强弱。
单位时间内被抽去空气的圆形小叶片上浮的数量（或浮起相同数量的圆形小叶片所用的时间长短）
3.实验流程
黑暗
圆形小叶片浮起的数量
4.预期实验结果
烧杯 圆形小叶片 加富含二氧化碳的清水 光照强度 叶片浮起数量
甲 10片 强 ____
乙 ____片 中 中
丙 10片 弱 少
多
10
5.实验结果分析
（1）黑暗情况下,植物叶片只进行细胞呼吸,吸收氧气,产生的二氧化碳
较易溶于水,所以叶片沉在水底。
（2）在弱光下，多数叶片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氧气,叶片仍然沉在水底。
（3）中、强光下,光合作用强度大于细胞呼吸强度,叶片中会有足够的氧
气产生,从而充满细胞间隙并释放到外界一部分,使圆形小叶片浮起来。
6.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,光合作用强度也增强
7.注意事项
（1）打孔时要避开大的叶脉,因为其中没有叶绿体,而且会延长圆形小
叶片上浮的时间,影响实验结果的准确性。
（2）为确保溶液中含量充足,圆形小叶片可以放入溶液中。
1.[2022·海南卷] 某小组为了探究适宜温度下 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 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，结果如图。下列有关叙述正确的是（ ）
A.本实验中，温度、 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， 溶液中叶圆片光合速率最高
D.若在 条件下进行本实验，则各组叶圆片上浮所需时长均会缩短
√
[解析] 本实验是探究适宜温度下 对光合作用的
影响，自变量为浓度溶液浓度 ，温
度和光照为无关变量，A错误；当光合作用产生氧
气的速率大于细胞呼吸释放二氧化碳的速率时，
叶圆片上浮，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，B正确；四组实验中，
溶液中叶圆片上浮所需要的时间最长，光合速率最小，C错误；若在
条件下进行本实验，由于低温会使酶的活性降低，净光合速率可
能降低，故各组叶圆片上浮所需时长可能均会延长，D错误。
2.[2024·广东汕头期末] 某兴趣小组取去除淀粉的某植物叶片打成大小
相等的圆片，将相同数量的叶圆片分别放入四组烧杯中，在
环境中进行实验，实验内容与结果如下表。
组别 烧杯中液体成分 处理条件 检测结果
A 光照
B 黑暗 -
C ① 光照
D 黑暗
注：“”表示检出淀粉，“ ”表示检出淀粉含量较高，“-”表示未检出
淀粉。
根据上述信息分析，下列说法错误的是（ ）
A.本实验的自变量是有无光照和葡萄糖溶液
B.①中的液体成分是富含 的葡萄糖溶液
C.A、C和D组可将 作为光合作用原料
D.叶圆片中的细胞可以利用葡萄糖合成淀粉
√
[解析] 据表分析可知，该实验的自变量是有无光照、是否含有葡萄
糖，即烧杯中液体成分和处理条件，A正确；据表可知，A、B组相
互对照，C、D组相互对照，由于实验遵循单一变量原则，则C组①
中的液体成分是富含 的葡萄糖溶液，B正确；D组处理条件为黑
暗，叶圆片无法利用 进行光合作用，C错误；D组加入葡萄糖溶
液，在黑暗条件下也能合成淀粉，说明叶圆片中的细胞可以利用葡
萄糖合成淀粉，D正确。
考点三 光合速率的测定方法（迁移·应用类）
1.“液滴移动法”测定呼吸速率、净光合速率和总光合速率
（1）测定装置
（2）测定方法及解读
①甲装置中缓冲液的作用是维持 浓度恒定,保证光合作用正常
进行,乙装置中溶液的作用是吸收容器中的 。
②测定原理
.甲、乙两装置中红色液滴的移动均是由 含量的变化引起的。
.甲装置单位时间内红色液滴向右移动的距离为植物释放 的速率,可
代表净光合速率。
.乙装置单位时间内红色液滴向左移动的距离为植物吸收 的速率,可
代表呼吸速率。
③计算总光合速率：总光合速率呼吸速率 净光合速率。
④物理误差的校正:为防止环境气压、温度等物理因素所引起的误差,
设置了对照组（图丙、丁）,即用死亡的绿色植物分别进行上述实验,
根据红色液滴的移动距离,采用“同向相减,异向相加”的原则对实验结果
进行校正。
2.黑白瓶法测定呼吸速率、净光合速率和总光合速率
［提醒］①黑白瓶法常用于水生生态系统光合速率和呼吸速率的测定。
②在没有初始值时,可利用 计算出总光合速率。
3.半叶法测定呼吸速率、净光合速率和总光合速率
［提醒］①本方法又叫半叶称重法，即测定单位时间、单位叶面积干
物质的产生总量，常用于大田农作物光合速率的测定。
②本方法的要点是一半叶片遮光，另一半叶片照光，同时开始实验。
③可选择在主叶脉两侧选取对称的多组叶圆片，烘干称重，分别求出
和 的平均值，以减小实验误差。
4.叶圆片称重法——测定有机物的
变化量
本方法通过测定单位时间、单位面
净光合速率，呼吸速率，总光合速率 净光
合速率呼吸速率 。
积叶片中淀粉的生成量来测定光合速率,如图所示，以有机物的变化量
表示为叶圆片面积 。
5.红外线传感器
由于对红外线有较强的吸收能力，的多少与红外线的降低量之
间有一定的线性关系，因此含量的变化可灵敏地反映在检测仪上，
常用红外线传感器来测量浓度的变化。
1.[2024·江西宜春联考] 图甲是采用黑、白瓶法（黑瓶不透光），分别
测定某池塘夏季白天不同深度水层每小时的平均氧浓度变化曲线
（不考虑微生物的影响），纵轴表示水池深度（假定不同深度的水温
不变），横轴表示瓶中的变化量 ；图乙是某同学“探究
影响植物光合速率的因素”的实验装置图，下列有关选项不正确的是
（ ）
A.黑瓶中的水藻及水深 时白瓶中的水藻都不能进行光合作用，此
时水藻产生 的结构有细胞质基质、线粒体
B.白瓶在水深时， 的变化量为0，表明在此深度时，水藻的光合
速率等于呼吸速率
C.若将白瓶水藻从水深处移到处，则一段时间内水藻细胞中
的合成速率将升高
D.若图乙实验中将试管向右移，随着距离的增加，气泡产生速率下降
√
[解析] 黑瓶中的水藻及水深 时白瓶中的水藻都不能进行光合作
用，此时水藻只通过细胞呼吸产生 ，场所为线粒体和细胞质基
质，A正确；水深时，白瓶中 的变化量为0，说明净光合速率
为0，则光合速率等于呼吸速率，B正确；若将白瓶从水深 处移
到处，光照强度变小，光合作用速率降低，所以 合成速率变慢，
C错误；若图乙实验中将试管向右移，随着距离的增加，光照强度下
降，则光合速率下降，气泡产生速率下降，D正确。
2.[2024·湖北荆州三模] 在光照恒定、最适温度条件下，某研究小组用
图甲的实验装置测量一小时内密闭容器中 的变化量，绘成曲线如
图乙所示。下列叙述正确的是（ ）
A.段，叶绿体中 从基质向类囊体薄膜运输
B.该绿色植物前真正光合速率平均为
C.适当提高温度进行实验，该植物光合作用的光饱和点将增大
D.若第时突然黑暗，叶绿体基质中 的含量在短时间内将下降
√
[解析] 段 含量在下降，说明植物的光合速率大于呼吸速率，
叶绿体中从类囊体薄膜向基质运输，A错误；真正光合速率 净
光合速率呼吸速率，由 段可以计算出净光合速率为
，由 段可以计算出呼吸速
率为 ，因此真正光合速率平均为
，B正确；
由题干可知，该实验在最适温度条件下进行，因此适当提高温度进行实验，光合速率下降，导致该植物光合作用的光饱和点下降，C错误；若第 时突然黑暗，导致光反应产生的和含量下降，短时间内暗反应中 的还原减弱，导致叶绿体基质中 的含量将增加，D错误。
经典真题·明考向
1.[2024·广东卷] 2019年，我国科考队在太平洋马里亚纳海沟采集到一
种蓝细菌，其细胞内存在由两层膜组成的片层结构，此结构可进行光
合作用与呼吸作用。在该结构中，下列物质存在的可能性最小的是
（ ）
A. B. C. D.
[解析] 蓝细菌内由两层膜组成的片层结构可以进行光合作用和呼吸
作用。 光合作用中的光反应能产生，消耗 ，呼吸作用能
产生和,A、B、C不符合题意；蓝细菌的 主要存在于拟
核区域，D符合题意。
√
2.[2023·湖北卷] 高温是制约世界粮食安全的因素之一，高温往往使植
物叶片变黄、变褐。研究发现平均气温每升高 ，水稻、小麦等作
物减产约 。关于高温下作物减产的原因，下列叙述错误的是
（ ）
A.呼吸作用变强，消耗大量养分
B.光合作用强度减弱，有机物合成减少
C.蒸腾作用增强，植物易失水发生萎蔫
D.叶绿素降解，光反应生成的和 减少
√
[解析] 高温使呼吸酶的活性增强，呼吸作用变强，消耗大量养分，
A正确；高温使气孔导度变小，胞间二氧化碳浓度减小，光合作用强
度减弱，有机物合成减少，B正确；高温使作物蒸腾作用增强，植物
易失水发生萎蔫，C正确；高温使作物叶绿素降解，光反应生成的
和 减少，D错误。
3.[2024·重庆卷] 重庆石柱是我国著名传统中药黄连的主产区之一，黄
连生长缓慢，存在明显的光饱和（光合速率不再随光照强度增加而增
加）和光抑制（光能过剩导致光合速率降低）现象。
（1）探寻提高黄连产量的技术措施，研究人员对黄连的光合特征进
行了研究，结果见图甲。
①黄连的光饱和点约为_____ 。光照强度大于
后，胞间二氧化碳浓度增加主要是由于________
______________________________________________。
500
光合作用受到抑制，消耗的二氧化碳减少，且气孔导度增加
[解析] 由图甲净光合速率的曲线可知，当光照强度达到
时光合速率不再随光照强度的增加而增加；光
照强度大于 后，由图甲可知光合作用受到抑制，
消耗的二氧化碳减少，且气孔导度增加，所以胞间二氧化碳浓度增加。
②推测光照强度对黄连生长的影响主要表现为____________________
____________________________________________________________
__________。黄连叶片适应弱光的特征有________________________
_______________________________________（答2点）。
弱光下，随光照强度增大黄连生长速度先增大后保持相对稳定，光照过强会导致黄连生长速度减小
叶片较薄，叶绿素较多，叶绿体颗粒较大，叶绿体类囊体膜面积更大
[解析] 由图甲净光合速率曲线可知，弱光下，随光照强度增大黄连
生长速度先增大后保持相对稳定，光照过强会导致黄连生长速度减
小；弱光时，可通过增加受光面积或增加光合色素的含量来增加光
合速率，所以黄连叶片适应弱光的特征有叶片较薄，叶绿素较多，
叶绿体颗粒较大，叶绿体类囊体膜面积更大。
（2）黄连露天栽培易发生光抑制，严重时其光
合结构被破坏（主要受损的部位是位于类囊体
薄膜上的色素蛋白复合体），为减轻光抑制，
黄连具有调节光能在叶片上各去向（题图乙）
的比例，提升修复能力等防御机制，具体可包
括__________（多选）。①叶片叶绿体避光运动，②提高光合产物生成速率，③自由基清除能力增强，④提高叶绿素含量，⑤增强热耗散。
①②③⑤
[解析] 为减轻光抑制，黄连具有调节光能在叶片上各去向的比例，
提升修复能力等防御机制，具体可包括：⑤增强热耗散；①叶片叶
绿体避光运动：减少对光的吸收；②提高光合产物生成速率，从而
提高光合速率，消耗更多的光能；③自由基清除能力增强：减少对
光合结构的破坏。而④提高叶绿素含量会增加对光能的吸收，不能
减轻光抑制。
（3）生产上常采用搭棚或林下栽培减轻黄连的光抑制，为增强黄连
光合作用以提高产量还可采取的措施及其作用是__________________
_____________________________________。
合理施肥，通过补充二氧化碳提高光合速率，从而提高产量
[解析] 为增强黄连光合作用以提高产量还可采取的措施及其作用有
合理施肥，通过补充二氧化碳提高光合速率，从而提高产量等。
备用习题
1. 如图为测得的某一植物在不同实验条件下的净光合速率,下列假设条件中一定能使图中结果成立的是 ( )
√
A.横坐标是CO2浓度,甲表示较高温度,乙表示
较低温度
B.横坐标是温度,甲表示较高光照强度,乙表示
较低光照强度
C.横坐标是光波长,甲表示最适温度,乙表示较低温度
D.横坐标是光照强度,甲表示较高CO2浓度,乙表示较低CO2浓度
[解析] 若横坐标是CO2浓度,纵坐标表示净光合速率,则根据题中信息无法判断出较高温度下和较低温度下呼吸速率的大小,同理,也无法判断出较低温度下和较高温度下光合速率的大小,所以无法判断甲和乙的关系,A不符合题意;若横坐标是温度,则随着温度的升高光合速率与呼吸速率都会表现为先升高后降低的趋势,B不符合题意;若横坐标是光波长,则净光合速率的变化趋势为先升高后降低再升高再降低,与图中曲线变化不符,C不符合题意;若横坐标是光照强度,CO2浓度较高光合速率较大,则净光合速率较大,因此甲表示较高CO2浓度,乙可表示较低CO2浓度,D符合题意。
2. 农作物的光合作用强度与其产量直接相关。科研人员研究了光照强度和CO2浓度对某种植物光合作用强度的影响,绘制出成熟叶片在两种CO2浓度条件下,光合作用强度随光照强度的变化曲线(见下图)。下列说法正确的是 ( )
A.单位面积叶片中a点的光合作用强度一定大于呼吸作用强度
B.d点以后限制光合作用强度的内因可能是酶的含量
C.CO2浓度由b点调至c点瞬间,叶绿体中C3含量下降
D.若该曲线是在最适温度下测得的,突然降低温度,d点会向右上方移动
√
[解析] 曲线代表总光合作用强度,呼吸作用强度未知,A错误;CO2浓度由b点调至c点瞬间,C3的合成增加,消耗暂时不变,所以C3含量上升,C错误;若图示曲线在最适温度下测得,突然降低温度,光合速率降低,d点会向左下方移动,D错误。
3.胡杨有着极强的抗逆性,是典型的耐干
旱、耐盐碱的重要林木之一。在干旱的
荒漠地区,其对于维持荒漠地区的生态平
衡起着关键的作用。气孔是植物叶片与
外界进行气体交换和散失水分的主要通
道。气孔张开的程度即气孔导度,是影响植物光合作用、呼吸作用及蒸腾作用的主要因素。为了探究胡杨叶片的气孔限制情况,某研究团队在胡杨的生长季7月测定了相关因素,实验结果如图所示。
回答下列问题:
(1)胡杨叶片形态多变,在叶肉细胞中能够进行频繁的气体交换,其中能够发生在叶肉细胞生物膜上的是 。
A.O2的产生 B.CO2的产生
C.O2的消耗 D.CO2的消耗
[解析] O2的产生发生在光反应过程,场所是叶绿体类囊体薄膜;CO2的产生发生在细胞有氧或无氧呼吸的第二阶段,场所是线粒体基质或细胞质基质;O2的消耗发生在有氧呼吸第三阶段,场所是线粒体内膜;CO2的消耗发生在光合作用的暗反应过程,场所是叶绿体基质。故选AC。
AC
[解析]在上午8:00~10:00,胡杨叶片气
孔导度增大,但胞间CO2浓度却下降了,
主要有两个方面的原因:一是大气CO2
浓度正在逐步下降,进入胞间的CO2减
少;二是叶片的净光合速率升高,使叶片胞间CO2被加剧消耗。
(2)在上午8:00~10:00,胡杨叶片气孔导度增大,但胞间CO2浓度却下降了,请从两个角度分析胞间CO2浓度下降的原因:________________
________________________________________________________________________________。
一是大气CO2浓度正在逐步下降,进入胞间的CO2减少;二是叶片的净光合速率升高,使叶片胞间CO2被加剧消耗
(3)在晴朗的中午,植物光合作用会持续减弱,主要受到植物气孔限制作用和非气孔限制作用的影响。植物气孔限制作用是指气孔导度减小,使CO2吸收减少,直接影响光合作用的 过程,导致光合作用速率降低;植物非气孔限制作用是指植物叶片温度不断升高,导致相关酶的活性 ,最终使叶片的光合作用能力减弱。研究人员发现,在此时,植物的气孔限制作用占主导地位,原因是______________________
________________________________________________________。
暗反应
降低
在晴朗的中午,光照过强,温度过高,植物蒸腾作用过强,植物通过关闭气孔来减少水分的散失
[解析] CO2是光合作用暗反应的原料,植物气孔限制作用是指气孔导度减小,使CO2吸收减少,直接影响光合作用的暗反应过程,导致光合作用速率降低;温度影响酶的活性,植物非气孔限制作用是指植物叶片温度不断升高,导致相关酶的活性降低,最终使叶片的光合作用能力减弱。在晴朗的中午,光照过强,温度过高,植物蒸腾作用过强,植物通过关闭气孔来减少水分的散失,因此在晴朗的中午时,植物的气孔限制作用占主导地位。
4.红松(阳生植物)和人参(阴生植物)均为我国北方地区的植物。如图为两种植物在温度、水分均适宜的条件下,光合作用速率与呼吸速率的比值(P/R)随光照强度变化的曲线图,下列叙述正确的是( )
A.光照强度为a时,每天光照12小时,一昼夜后人参干重不变,红松干重减少
B.光照强度大于b时,限制红松和人参P/R值增大的主要环境因素都是CO2浓度
C.光照强度为c时,红松和人参的净光合速率相等
D.若适当增加土壤中Mg2+的含量,一段时间后人参的a点左移
√
[解析] 光照强度为a时,对于人参而言,光合作用速率与呼吸速率的比值(P/R)为1,白天12小时没有积累有机物,晚上进行呼吸作用消耗有机物,一昼夜后干重减少,A错误。光照强度大于b小于d时,限制红松P/R值增大的主要环境因素仍然是光照强度,在d点之后,限制其P/R值增大的主要环境因素才是二氧化碳浓度,B错误。光照强度为c时,二者的P/R值相同,净光合速率不一定相同,C错误。对于人参而言,a点光合作用速率与呼吸速率的比值(P/R)为1,对应的光照强度为光补偿点;若适当增加土壤中镁的含量,人参中叶绿素增多,光补偿点变小,故一段时间后人参的a点左移,D正确。
5. 绿色植物的光合产物制造器官,常被称作“源”,如绿色叶片;而光合产物的储存部位则被称作“库”,如马铃薯的块茎。如图是马铃薯光合产物的形成及运输示意图,下表所示是马铃薯去、留块茎的相关实验结果。下列相关叙述中错误的是 ( )
组别 净光合速率/ (μ mol·m-2·s-1) 叶片蔗糖含量/
(mg·g-1FW)
对照组 (留块茎) 5.39 30.14
实验组 (去块茎) 2.48 34.20
A.马铃薯叶片光合作用合成的有机物通过筛管运到块茎
B.马铃薯和红薯的“库”都富含淀粉,但前者不甜的原因可能是细胞中缺乏淀粉酶
C.据表中数据推测,去除马铃薯块茎降低了“库”的大小,使叶片中蔗糖输出量降低,进而抑制了光合速率
D.将实验组的部分叶片进行遮光处理,检测未遮光叶片的蔗糖含量及光合速率,与只去除块茎植株的叶片相比,若蔗糖含量上升、光合速率下降,则支持C选项的推测
√
[解析] 植物体中筛管(位于韧皮部)的作用是运输有机物,A正确;淀粉酶可将淀粉水解成麦芽糖,所以马铃薯和红薯的“库”虽然都富含淀粉,但前者不甜的原因可能是细胞中缺乏淀粉酶,B正确;根据实验结果可推测去除马铃薯块茎降低了“库”的大小,使叶片中蔗糖输出量降低,进而抑制了光合速率,C正确;未遮光的叶片光合作用产生的有机物会运送到遮光部位,蔗糖含量会下降、光合速率会上升,无法支持C选项的推测,D错误。
6. 为完成“探究环境因素对光合作用强度的影响”实验,提供以下材料用具:菠菜叶、打孔器(直径为1 cm)、注射器、40 W台灯、烧杯、4% NaHCO3溶液、蒸馏水、不同颜色的透明薄膜等。
(1)某同学选取其中一个因素进行探究,实验结果如下表所示:
时间 上浮的叶圆片数量/片 蒸馏水 0.5% NaHCO3 1% NaHCO3 1.5% NaHCO3 2%
NaHCO3
2 min 0 7 11 10 4
4 min 0 15 16 13 7
①该实验的目的是__________________________________________
___________,实验检测指标是______________________________。
时间 上浮的叶圆片数量/片 蒸馏水 0.5% NaHCO3 1% NaHCO3 1.5% NaHCO3 2%
NaHCO3
2 min 0 7 11 10 4
4 min 0 15 16 13 7
探究CO2浓度(或NaHCO3溶液浓度)对叶片光合速率的影响
相同时间内烧杯中叶圆片浮起的数量
[解析]分析表格可知,本实验的自变量为不同浓度的NaHCO3溶液(CO2),检测指标是相同时间内叶圆片上浮数量,由于NaHCO3溶液的作用是提供CO2,单位时间内叶圆片的上浮数量表示的是净光合速率,故本实验探究的是CO2浓度(或NaHCO3溶液浓度)对叶片光合速率的影响。
②有哪些措施可以减小实验误差 ___________________________
______________________________________(至少写出两项)。
用打孔器打出的叶圆片数量足够多;每组实验重复几次,记录的数据取平均值
[解析]本实验主要通过平行重复实验和控制无关变量来减小实验误差,如用打孔器打出的叶圆片数量足够多;每组实验重复几次,记录的数据取平均值。
③有同学认为叶圆片之所以浮起,是因为细胞呼吸消耗了有机物且产生了CO2。根据实验结果判断该观点是否正确 并说明理由。
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
该同学的观点是错误的,因为在蒸馏水的那组实验中,叶圆片一样进行了细胞呼吸,却没有叶圆片浮起,叶圆片上浮的原因是光合作用强度大于细胞呼吸强度,叶圆片内氧气增多
时间 上浮的叶圆片数量/片 蒸馏水 0.5% NaHCO3 1% NaHCO3 1.5% NaHCO3 2%
NaHCO3
2 min 0 7 11 10 4
4 min 0 15 16 13 7
[解析]结合题干,本实验还可探究光照强度、光质对光合作用强度的影响。
(2)利用以上材料,还可以探究的环境因素有 (答出2个)。
光照强度、光质
作业手册
（限时：30分钟）
1.[2024·安徽合肥模拟] 采用大棚覆盖塑料薄膜种植蔬菜是一种人为创
造适宜的环境，促进蔬菜优质高产的有效手段之一。下列相关叙述错
误的是（ ）
A.温室大棚中适当增大昼夜温差可增加农作物中有机物的积累量
B.用红色塑料薄膜代替无色塑料薄膜，可提高大棚蔬菜的光合速率
C.通过施用有机肥，可补充 和无机盐，从而增加产量
D.白天定时给大棚通风，可以增加大棚内 的浓度
√
[解析] 温室大棚中适当增大昼夜温差，可以降低夜晚呼吸作用对有
机物的消耗，有利于农作物中有机物的积累，A正确；植物主要吸收
蓝紫光和红光，用红色塑料薄膜代替无色塑料薄膜，植物只能吸收
到红光，不利于提高大棚蔬菜的光合速率，B错误；有机肥中的有机
物可被微生物分解，产生无机盐和 ，为植物提供营养物质，补充
大棚内的 ，有利于提高光合速率，从而增加产量，C正确；白天
定时给大棚通风，可以增加大棚内 的浓度，提高大棚蔬菜的光合
速率，D正确。
2.[2024·广东深圳质检] 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 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.溶液可以为金鱼藻光合作用提供
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
量多
C.氧气传感器测到的量就是金鱼藻光合作用产生的 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] 氧气传感器测到的量是金鱼藻释放的 量，即光合作用产
生的量与呼吸作用消耗的 量的差值，C错误。
√
3.[2024·湖北华中师大一附中二模] 农科院为提高温室黄瓜的产量，对
其光合特性进行了研究。如图为7时至17时内黄瓜叶片光合作用相关
指标的测定结果，其中净光合速率和（固定 的酶）活性日
变化均呈“双峰”曲线。下列分析正确的是（ ）
A.7时至17时净光合速率两次降低的限制因素相同
B.13时叶绿体内光反应的速率远低于暗反应的速率
C.不考虑有机物从叶片转出，7时至17时黄瓜叶片干重变化也呈“双峰”
曲线
D.胞间 浓度既受光合速率影响又会影响光合速率
√
[解析] 7时至17时净光合速率第一次下降
是由于中午出现“光合午休”现象， 供
应不足，光合速率下降，第二次下降是
由于光照强度减弱，A错误；暗反应的进
行需要光反应提供和 ，因此暗反应速率不可能远高于光
反应速率，B错误；7时至17时黄瓜叶片净光合速率始终大于0，若不
考虑有机物从叶片转出，叶片干重不断增大，C错误；光合速率会影
响胞间浓度，同时胞间 浓度又会影响光合速率，D正确。
4.[2024·湖南衡阳质检] 如图所示为某植物叶片衰老过程中的生理变化。据图分
析,下列叙述错误的是（ ）
A.衰老过程中,光合速率下降的唯一限制
因素是叶绿素含量降低
B.叶片衰老过程中叶片仍存在有机物的积累
C.落叶可利用少量的叶绿素进行光合作用继续合成有机物
D.叶片衰老过程中叶绿体的解体可能早于线粒体的解体
√
[解析] 在叶片衰老过程中,叶绿素含量先上升
后下降,但光合速率持续下降,所以应有其他条
件影响光合作用,A错误;如题图所示,叶片衰老
过程中,虽然光合速率一直在下降,但是大多数
时间内光合速率大于呼吸速率，故存在有机物的积累，B正确;落叶
后,叶片的光合速率并没有降为零,说明落叶可利用少量的叶绿素进行
光合作用继续合成有机物,C正确;据题图可知,叶片衰老过程中,叶绿素
含量先稍有上升但随后急剧下降,光合速率一直处于下降状态,而呼吸
速率基本不变,说明叶绿体的解体可能先于线粒体的解体,D正确。
5.[2024·北京海淀区模拟] 内生真菌生活在植物体内，植物为内生真菌
提供光合产物和矿物质，内生真菌呼吸产生的 可供植物利用。在
恒定光照强度下，研究人员测定了土壤不同氮元素含量及有无内生真
菌对植物光合速率的影响，结果如下图所示。下列相关分析不正确的
是（ ）
A.土壤含氮量及 浓度都是影响光合速率的环境因素
B.内生真菌呼吸产生的 可进入植物叶绿体基质参与暗反应
C.图中A点制约植物光合速率的主要环境因素是光照强度
D.在土壤氮含量高的条件下内生真菌可提高植物的光合速率
√
[解析] 该实验在恒定光照强度下进行，图中A点制约植物光合速率
的主要环境因素是 浓度，C错误。
6.[2024·河北石家庄一模] 研究发
现，玉米固定 的能力远强于水
稻，与其体内固定 的酶有关。
将相关的酶基因导入水稻后，在适
宜温度下分别测定转基因水稻和野
生型水稻的净光合速率随光照强度
的变化，如图所示，下列相关叙述错误的是（ ）
A. 点时限制转基因水稻光合作用
的主要环境因素为光照强度
B. 点以后限制野生型水稻光合作
用的主要环境因素可能为 浓度
C.转基因水稻可能比野生型水稻更
适合生活在较低 浓度的环境中
D.野生型水稻比转基因水稻更适宜
栽种在强光照环境中
√
[解析] 与野生型水稻相比，转基因水稻的光饱和点（光合速率达
到最大值时所需要的最小光照强度）高，因此转基因水稻更适宜栽种在强光照环境下,D错误。
7.[2024·湖南长沙联考] 光合作用是自然界最重要的化学反应之一，光
合作用的限制因素有内因和外因两个方面，外因主要包括温度、
浓度和光照强度，下图是实验人员测得的光照强度对单个叶片光合速
率的影响。下列相关叙述错误是（ ）
注：光极限是指光合作用吸收 量随着光照强度的增加而上升的光
照强度范围。极限是指光合作用吸收 量不再随着光照强度的增加而上升的光照强度范围。
A.阴生植物的光极限范围一般小于阳生植物
B.在光合作用最适温度下适当升温，若细胞呼吸
速率增大，光补偿点可能左移
C.达到 极限时，限制光合速率的因素可能是
浓度或温度
D.实际生产中施肥过多会影响植物吸水，施肥不
足可能影响叶绿素和相关酶的合成
√
[解析] 与阳生植物相比，阴生植物对光的需求小，呼
吸作用弱，所以阴生植物的光极限范围一般小于阳生
植物，A正确；在光合作用最适温度下适当升温，光
合作用速率下降，若细胞呼吸速率增大，光补偿点可能右移，B错误；
光合作用的限制因素的外因主要包括温度、 浓度和光照强度，达
到 极限时，光合作用速率不随光照强度的增加而增大，则限制因
素可能是 浓度或温度，C正确；实际生产中施肥过多会缩小根毛
细胞细胞液与土壤溶液之间的浓度差，减少植物吸水量，甚至导致
植物失水，施肥不足，植物可能缺乏氮元素等，影响与光合作用相
关的色素和酶的合成，D正确。
综合应用练
8.[2025·福建福州联考] 大气中 浓度升高及其带来的温室效应给植
物的适应和演化带来极大的挑战。为探究 浓度对植物生长发育的
影响，科学家用银杏进行了如下实验。回答下列问题：
（1）为探究大气 浓度上升对银杏叶片光反应的影响，研究人员将
银杏分别置于浓度为 （实验组）和
（对照组）的气室中培养。在第1生长季（ 天）
和第2生长季（ 天）分别测定银杏叶片净光合速率和叶绿素
含量的变化，如图所示。
①叶绿体中光合色素吸收的光能，一部分将水分解为氧气并形成
， 在暗反应中的作用是______________________。
②根据图中的实验结果，在第1生长季中，主要因为_______________
_____________，所以实验组净光合速率高于对照组。
作为还原剂和提供能量
实验组的浓度高于对照组
③叶绿素含量______（填“是”或“不是”）限制第2生长季银杏叶片净光
合速率的主要因素，判断依据是 _______________________________
____________________________________________________________
___________________________________________________ 。
不是
第2生长季对照组和实验组的叶绿
素含量上升且最终高于第1生长季，但第2生长季实验组净光合速率低
于第1生长季，对照组两个生长季的净光合速率差异不明显
[解析] ②实验的目的是探究大气 浓度上升对银杏叶片光反应的
影响，实验的自变量是 浓度和处理时间，实验结果显示在第1生
长季，实验组银杏叶片净光合速率明显高于对照组，而二者叶绿素
含量基本相同，则据此推测，是由于实验组的 浓度高于对照组，
所以实验组净光合速率高于对照组。③结合图示可知，第2生长季的
叶绿素含量显著高于第1生长季，但与第1生长季相比，第2生长季实
验组净光合速率反而下降，对照组的净光合速率与第1生长季的差异
不明显，因此叶绿素含量不是限制第2生长季银杏叶片净光合速率的
主要因素。
（2）另有研究表明，大气 浓度短期倍增使银杏叶片气孔导度和蒸
腾速率分别降低了、，净光合速率提高 ，结合以上
实验结果和数据，分析大气 浓度短期倍增对银杏叶片的光合作用
的影响是 ___________________________________________________
____________________________________________________________
____________________________________________________________
________ 。
短期内大气浓度升高，银杏叶片内部 浓度增加，
气孔部分关闭而使气孔导度下降，进而使蒸腾速率下降，银杏叶片对
水分利用率提高，有利于光反应和暗反应的进行，从而促进银杏叶片
光合作用
（3）你认为能否依据本实验的研究预测大气 浓度升高对未来植物
生长发育的影响？ ___________________________________________
____________________________________________________________
____________________________________ 。
不能，对绝大多数植物来说，大气 浓度上升
对植物的影响是一个长期的过程，而人工控制实验进行的时间较短，
只能反映 浓度升高对植物的短期影响
9.干旱胁迫对植物的光合作用有较大影响，为适应干旱的条件，不同
植物演化出不同的应对机制。植物的气孔由叶表皮上两个具有特定结
构的保卫细胞构成。保卫细胞吸水体积膨大时气孔打开，反之关闭。
请回答下列问题：
（1）研究表明，气孔开闭与保卫细胞中积累密切相关， 进入保卫细胞后，对细胞液浓度及气孔开放程度的影响分别为___。
A.升高 开放 B.降低 开放 C.升高 关闭 D.降低 关闭
√
（2）很多植物在干旱条件下，气孔会以数十分钟为周期进行周期性地闭合，称为“气孔振荡”。“气孔振荡” 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。结合所学的知识，尝试解释干旱条件下“气孔振荡”对植物生长发育的意义：____________________________________________________________________________。
“气孔振荡”既可以降低植物的蒸腾作用，又能保证供应，使光合作用能够正常进行
（3）干旱条件下，有些植物进行一
种很特殊的 同化方式，菠萝等许
多植物都进行这类途径参与的光
合作用，统称为 （景天科）植
物，其特点是气孔夜晚打开，白天
关闭。其部分代谢途径如图：
①如图所示，景天科植物的叶肉细胞内的部分代谢物质，能固定
的物质有_________。干旱条件下，景天科植物叶肉细胞白天能产生
的具体部位是________________________。
、
细胞质基质、线粒体基质
[解析] ①根据代谢途径图可知：细胞内产生的二氧化碳和叶绿体内
的结合生成，此外，晚上从气孔吸收来的二氧化碳与
结合生成，所以能固定的物质有、 ；线粒体基质中有
氧呼吸第二阶段产生 ，此外液泡中的苹果酸在细胞质基质中经脱
羧作用释放 。
②推测图中叶肉细胞过程 发生在______（填“白天”或“夜晚”）。请结
合图中 的变化途径分析，在长期干旱条件下该植物仍能在白天正
常进行光合作用的机制是 _____________________________________
____________________________________________________________
____________________________________________________________
__ 。
夜晚
夜晚吸收的 经过一系列反应转化为苹
果酸储存在液泡中;白天气孔关闭时，一方面苹果酸从液泡运出并通过
分解提供，另一方面呼吸作用提供 ，以保证光合作用的正常进
行
10.[2024·江苏扬州模拟] 为研究棉花去棉铃（果实）后对叶片光合作用
的影响，研究者选取至少具有10个棉铃的植株，去除不同比例棉铃，3
天后测定叶片的 固定速率以及蔗糖占叶片干重的百分比，结果如图。
（1）光合产物的积累会影响光合作用的速率，上图两条曲线中代表
叶片固定速率的曲线是__，本实验中对照组植株 固定速率相对
值是____。
Ⅰ
28
[解析] Ⅱ 曲线应为蔗糖占叶片干重
的百分比，叶片中蔗糖和淀粉的含
量增加是由于去除棉铃后，叶片光
合产物的利用量减少，输出量降低，
进而在叶片中积累。 Ⅰ 曲线是叶片 固定速率，光合作用速率随去除棉铃的百分率的增加而降低，推测叶片中蔗糖和淀粉等光合产物的积累会抑制光合作用，即棉花去棉铃后会对光合作用有抑制作用。本实验中不去除棉铃的即为对照组，因此对照组植株的 固定速率相对值是28。
（2）已知叶片光合产物会被运到棉铃等器官并被利用，因此去除棉
铃后，叶片光合产物利用量减少，输出量______，进而在叶片中积累。
降低
（3）综合上述结果可推测，棉花去棉铃后会对光合作用有______作用。
抑制
快速核答案
考点一 光合作用的影响因素及应用（识记·应用类）
必备知识 精梳理
一、光合作用的强度
单位时间 原料消耗（或产物生成）
二、影响光合作用的环境因素及其应用分析
1.光反应 加快 增多 细胞呼吸 等于 C 光合色素 2.暗反应阶段的生成 等于 最低 饱和 3.光合作用相关酶的活性
4.气孔的开闭 叶绿素 5.光照强度、温度和光照强度
三、影响光合作用的内部因素
1. > 2.色素、酶 减弱 3. A
考点易错·明辨析
（1）√ （2）√ （3）× （4）√ （5）√
长句拓展·练思维
1.氮元素是合成叶绿素的必需元素,水稻根吸收的氮肥可用于叶绿素的
合成
2.“开”能保证的供应,维持较强的光合作用,“闭”能降低蒸腾作用,提
高作物抗旱性
3.叶片气孔开放程度降低 的吸收量减少
4.随着植物生长,土壤中的水分会减少,土壤中的无机盐含量会下降,玻璃
瓶中含量减少等
典型例题 提能力
命题角度一 外界因素对光合作用的影响
1.A 2.B
3.（1）蓝 类囊体薄膜 （或糖类） （与前一空可互换）
紫外光 （2）无水乙醇 叶绿素和类胡萝卜素都能吸收蓝紫光，选择红光可以避免类胡萝卜素对实验的干扰 （3）蓝膜覆盖下蓝光透过率高于白膜和绿膜，有利于藏川杨幼苗进行光合作用；蓝膜覆盖下叶绿素含量和类胡萝卜素的含量均高于白膜和绿膜，藏川杨幼苗光合速率较强；蓝膜覆盖下紫外光的透过率低于白膜和绿膜，减弱了紫外光辐射对幼苗的伤害
命题角度二 内部因素对光合作用的影响
4.B 5.C
6.（1）和 糖类和 （2）减法原理 加法原理 （3）增大 与组相比,组叶绿素含量较高,促进旗叶的光合作用 与组相比，组旗叶中编码蔗糖转运蛋白基因的表达量较高,可以及时将更多的光合产物（蔗糖）从叶绿体中运出,从而促进旗叶的光合作用
命题角度三 在农业生产上的应用
7.A
8.（1）施加氮肥和磷肥有利于提高土壤中、的含量，植物吸收的
、可以用于合成、、、、光合色素和酶等物
质，有利于提高光合作用效率，从而达到增产的目的 （2）大于,提
高大棚内的浓度，降低浓度 （3）增施农家肥
考点二 实验：探究环境因素对光合作用的影响（实验·探究类）
必备知识 精梳理
2.（1）光照强度 光源与烧杯的距离 光合作用强度 圆形小叶片浮起数量 圆形小叶片大小和数量、溶液的量 （2）水温 （3）单位时间内被抽去空气的圆形小叶片上浮的数量（或浮起相同数量的圆形小叶片所用的时间长短）
3.黑暗 圆形小叶片浮起的数量 4.多 10
6.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,光合作用强度也增强
典型例题 提能力
1.B 2.C
考点三 光合速率的测定方法（迁移·应用类）
典型例题 提能力
1.C 2.B
经典真题·明考向
1.D
2.D
（1）①500 光合作用受到抑制，消耗的二氧化碳减少，且气孔导度
增加 ②弱光下，随光照强度增大黄连生长速度先增大后保持相对稳
定，光照过强会导致黄连生长速度减小,叶片较薄，叶绿素较多，叶绿
体颗粒较大，叶绿体类囊体膜面积更大 （2）①②③⑤
（3）合理施肥，通过补充二氧化碳提高光合速率，从而提高产量
1.B 2.C 3.D 4.A 5.C 6.D 7.B
综合应用练
8.（1）①作为还原剂和提供能量 ②实验组的浓度高于对照组
③不是,第2生长季对照组和实验组的叶绿素含量上升且最终高于第1生
长季，但第2生长季实验组净光合速率低于第1生长季，对照组两个生
长季的净光合速率差异不明显
（2）短期内大气浓度升高，银杏叶片内部浓度增加，气孔部分关闭而使气孔导度下降，进而使蒸腾速率下降，银杏叶片对水分利用率提高，有利于光反应和暗反应的进行，从而促进银杏叶片光合作用 （3）不能，对绝大多数植物来说，大气浓度上升对植物的影响是一个长期的过程，而人工控制实验进行的时间较短，只能反映浓度升高对植物的短期影响
9.（1）A （2）“气孔振荡”既可以降低植物的蒸腾作用，又能保证
供应，使光合作用能够正常进行 （3）①、,细胞质基质、
线粒体基质 ②夜晚 夜晚吸收的经过一系列反应转化为苹果酸储存在液泡中;白天气孔关闭时，一方面苹果酸从液泡运出并通过分解提供，另一方面呼吸作用提供，以保证光合作用的正常进行
10.（1）Ⅰ 28 （2）降低 （3）抑制课时作业(十四) 光合作用的影响因素
1.B [解析] 温室大棚中适当增大昼夜温差,可以降低夜晚呼吸作用对有机物的消耗,有利于农作物中有机物的积累,A正确;植物主要吸收蓝紫光和红光,用红色塑料薄膜代替无色塑料薄膜,植物只能吸收到红光,不利于提高大棚蔬菜的光合速率,B错误;有机肥中的有机物可被微生物分解,产生无机盐和CO2,为植物提供营养物质,补充大棚内的CO2,有利于提高光合速率,从而增加产量,C正确;白天定时给大棚通风,可以增加大棚内CO2的浓度,提高大棚蔬菜的光合速率,D正确。
2.C [解析] 氧气传感器测到的O2量是金鱼藻释放的O2量,即光合作用产生的O2量与呼吸作用消耗的O2量的差值,C错误。
3.D [解析] 7时至17时净光合速率第一次下降是由于中午出现“光合午休”现象,CO2供应不足,光合速率下降,第二次下降是由于光照强度减弱,A错误;暗反应的进行需要光反应提供ATP和NADPH,因此暗反应速率不可能远高于光反应速率,B错误;7时至17时黄瓜叶片净光合速率始终大于0,若不考虑有机物从叶片转出,叶片干重不断增大,C错误;光合速率会影响胞间CO2浓度,同时胞间CO2浓度又会影响光合速率,D正确。
4.A [解析] 在叶片衰老过程中,叶绿素含量先上升后下降,但光合速率持续下降,所以应有其他条件影响光合作用,A错误;如题图所示,叶片衰老过程中,虽然光合速率一直在下降,但是大多数时间内光合速率大于呼吸速率,故存在有机物的积累,B正确;落叶后,叶片的光合速率并没有降为零,说明落叶可利用少量的叶绿素进行光合作用继续合成有机物,C正确;据题图可知,叶片衰老过程中,叶绿素含量先稍有上升但随后急剧下降,光合速率一直处于下降状态,而呼吸速率基本不变,说明叶绿体的解体可能先于线粒体的解体,D正确。
5.C [解析] 该实验在恒定光照强度下进行,图中A点制约植物光合速率的主要环境因素是CO2浓度,C错误。
6.D [解析] 与野生型水稻相比,转基因水稻的光饱和点(光合速率达到最大值时所需要的最小光照强度)高,因此转基因水稻更适宜栽种在强光照环境下,D错误。
7.B [解析] 与阳生植物相比,阴生植物对光的需求小,呼吸作用弱,所以阴生植物的光极限范围一般小于阳生植物,A正确;在光合作用最适温度下适当升温,光合作用速率下降,若细胞呼吸速率增大,光补偿点可能右移,B错误;光合作用的限制因素的外因主要包括温度、CO2浓度和光照强度,达到CO2极限时,光合作用速率不随光照强度的增加而增大,则限制因素可能是CO2浓度或温度,C正确;实际生产中施肥过多会缩小根毛细胞细胞液与土壤溶液之间的浓度差,减少植物吸水量,甚至导致植物失水,施肥不足,植物可能缺乏氮元素等,影响与光合作用相关的色素和酶的合成,D正确。
8.(1)①作为还原剂和提供能量 ②实验组的CO2浓度高于对照组 ③不是 第2生长季对照组和实验组的叶绿素含量上升且最终高于第1生长季,但第2生长季实验组净光合速率低于第1生长季,对照组两个生长季的净光合速率差异不明显
(2)短期内大气CO2浓度升高,银杏叶片内部CO2浓度增加,气孔部分关闭而使气孔导度下降,进而使蒸腾速率下降,银杏叶片对水分利用率提高,有利于光反应和暗反应的进行,从而促进银杏叶片光合作用
(3)不能,对绝大多数植物来说,大气CO2浓度上升对植物的影响是一个长期的过程,而人工控制实验进行的时间较短,只能反映CO2浓度升高对植物的短期影响
[解析] (1)②实验的目的是探究大气CO2浓度上升对银杏叶片光反应的影响,实验的自变量是CO2浓度和处理时间,实验结果显示在第1生长季,实验组银杏叶片净光合速率明显高于对照组,而二者叶绿素含量基本相同,则据此推测,是由于实验组的CO2浓度高于对照组,所以实验组净光合速率高于对照组。③结合图示可知,第2生长季的叶绿素含量显著高于第1生长季,但与第1生长季相比,第2生长季实验组净光合速率反而下降,对照组的净光合速率与第1生长季的差异不明显,因此叶绿素含量不是限制第2生长季银杏叶片净光合速率的主要因素。
9.(1)A
(2)“气孔振荡”既可以降低植物的蒸腾作用,又能保证CO2供应,使光合作用能够正常进行
(3)①PEP、C5 细胞质基质、线粒体基质 ②夜晚 夜晚吸收的CO2经过一系列反应转化为苹果酸储存在液泡中;白天气孔关闭时,一方面苹果酸从液泡运出并通过分解提供CO2,另一方面呼吸作用提供CO2,以保证光合作用的正常进行
[解析] (3)①根据代谢途径图可知:细胞内产生的二氧化碳和叶绿体内的C5结合生成C3(PGA),此外,晚上从气孔吸收来的二氧化碳与PEP结合生成OAA,所以能固定CO2的物质有PEP、C5;线粒体基质中有氧呼吸第二阶段产生CO2,此外液泡中的苹果酸在细胞质基质中经脱羧作用释放CO2。
10.(1)Ⅰ 28
(2)降低
(3)抑制
[解析] Ⅱ 曲线应为蔗糖占叶片干重的百分比,叶片中蔗糖和淀粉的含量增加是由于去除棉铃后,叶片光合产物的利用量减少,输出量降低,进而在叶片中积累。 Ⅰ 曲线是叶片CO2固定速率,光合作用速率随去除棉铃的百分率的增加而降低,推测叶片中蔗糖和淀粉等光合产物的积累会抑制光合作用,即棉花去棉铃后会对光合作用有抑制作用。本实验中不去除棉铃的即为对照组,因此对照组植株的CO2固定速率相对值是28。课时作业(十四) 光合作用的影响因素
1.[2024·安徽合肥模拟] 采用大棚覆盖塑料薄膜种植蔬菜是一种人为创造适宜的环境,促进蔬菜优质高产的有效手段之一。下列相关叙述错误的是 ( )
A.温室大棚中适当增大昼夜温差可增加农作物中有机物的积累量
B.用红色塑料薄膜代替无色塑料薄膜,可提高大棚蔬菜的光合速率
C.通过施用有机肥,可补充CO2和无机盐,从而增加产量
D.白天定时给大棚通风,可以增加大棚内CO2的浓度
2.[2024·广东深圳质检] 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
3.[2024·湖北华中师大一附中二模] 农科院为提高温室黄瓜的产量,对其光合特性进行了研究。如图为7时至17时内黄瓜叶片光合作用相关指标的测定结果,其中净光合速率和Rubisco(固定CO2的酶)活性日变化均呈“双峰”曲线。下列分析正确的是 ( )
A.7时至17时净光合速率两次降低的限制因素相同
B.13时叶绿体内光反应的速率远低于暗反应的速率
C.不考虑有机物从叶片转出,7时至17时黄瓜叶片干重变化也呈“双峰”曲线
D.胞间CO2浓度既受光合速率影响又会影响光合速率
4.[2024·湖南衡阳质检] 如图所示为某植物叶片衰老过程中的生理变化。据图分析,下列叙述错误的是 ( )
A.衰老过程中,光合速率下降的唯一限制因素是叶绿素含量降低
B.叶片衰老过程中叶片仍存在有机物的积累
C.落叶可利用少量的叶绿素进行光合作用继续合成有机物
D.叶片衰老过程中叶绿体的解体可能早于线粒体的解体
5.[2024·北京海淀区模拟] 内生真菌生活在植物体内, 植物为内生真菌提供光合产物和矿物质, 内生真菌呼吸产生的 CO2可供植物利用。在恒定光照强度下, 研究人员测定了土壤不同氮元素含量及有无内生真菌对植物光合速率的影响, 结果如下图所示。下列相关分析不正确的是 ( )
A.土壤含氮量及 CO2浓度都是影响光合速率的环境因素
B.内生真菌呼吸产生的CO2可进入植物叶绿体基质参与暗反应
C.图中A 点制约植物光合速率的主要环境因素是光照强度
D.在土壤氮含量高的条件下内生真菌可提高植物的光合速率
6.[2024·河北石家庄一模] 研究发现,玉米固定CO2的能力远强于水稻,与其体内固定CO2的酶有关。将相关的酶基因导入水稻后,在适宜温度下分别测定转基因水稻和野生型水稻的净光合速率随光照强度的变化,如图所示,下列相关叙述错误的是 ( )
A.a点时限制转基因水稻光合作用的主要环境因素为光照强度
B.b点以后限制野生型水稻光合作用的主要环境因素可能为CO2浓度
C.转基因水稻可能比野生型水稻更适合生活在较低CO2浓度的环境中
D.野生型水稻比转基因水稻更适宜栽种在强光照环境中
7.[2024·湖南长沙联考] 光合作用是自然界最重要的化学反应之一,光合作用的限制因素有内因和外因两个方面,外因主要包括温度、CO2浓度和光照强度,下图是实验人员测得的光照强度对单个叶片光合速率的影响。下列相关叙述错误是 ( )
注:光极限是指光合作用吸收CO2量随着光照强度的增加而上升的光照强度范围。CO2极限是指光合作用吸收CO2量不再随着光照强度的增加而上升的光照强度范围。
A.阴生植物的光极限范围一般小于阳生植物
B.在光合作用最适温度下适当升温,若细胞呼吸速率增大,光补偿点可能左移
C.达到CO2极限时,限制光合速率的因素可能是CO2浓度或温度
D.实际生产中施肥过多会影响植物吸水,施肥不足可能影响叶绿素和相关酶的合成
综合应用练
8.[2025·福建福州联考] 大气中CO2浓度升高及其带来的温室效应给植物的适应和演化带来极大的挑战。为探究CO2浓度对植物生长发育的影响,科学家用银杏进行了如下实验。回答下列问题:
(1)为探究大气CO2浓度上升对银杏叶片光反应的影响,研究人员将银杏分别置于CO2浓度为700 μmol·mol-1(实验组)和370 μmol·mol-1(对照组)的气室中培养。在第1生长季(0~100天)和第2生长季(360~450天)分别测定银杏叶片净光合速率和叶绿素含量的变化,如图所示。
①叶绿体中光合色素吸收的光能,一部分将水分解为氧气并形成NADPH,NADPH在暗反应中的作用是 。
②根据图中的实验结果,在第1生长季中,主要因为 ,所以实验组净光合速率高于对照组。
③叶绿素含量 (填“是”或“不是”)限制第2生长季银杏叶片净光合速率的主要因素,判断依据是 。
(2)另有研究表明,大气CO2浓度短期倍增使银杏叶片气孔导度和蒸腾速率分别降低了46.2%、25.0%,净光合速率提高32.6%,结合以上实验结果和数据,分析大气CO2浓度短期倍增对银杏叶片的光合作用的影响是 。
(3)你认为能否依据本实验的研究预测大气CO2浓度升高对未来植物生长发育的影响 。
9.干旱胁迫对植物的光合作用有较大影响,为适应干旱的条件,不同植物演化出不同的应对机制。植物的气孔由叶表皮上两个具有特定结构的保卫细胞构成。保卫细胞吸水体积膨大时气孔打开,反之关闭。请回答下列问题:
(1)研究表明,气孔开闭与保卫细胞中积累K+密切相关,K+进入保卫细胞后,对细胞液浓度及气孔开放程度的影响分别为 。
A.升高 开放 B.降低 开放
C.升高 关闭 D.降低 关闭
(2)很多植物在干旱条件下,气孔会以数十分钟为周期进行周期性地闭合,称为“气孔振荡”。“气孔振荡”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。结合所学的知识,尝试解释干旱条件下“气孔振荡”对植物生长发育的意义: 。
(3)干旱条件下,有些植物进行一种很特殊的CO2同化方式,菠萝等许多植物都进行这类途径参与的光
合作用,统称为CAM(景天科)植物,其特点是气孔夜晚打开,白天关闭。其部分代谢途径如图:
①如图所示,景天科植物的叶肉细胞内的部分代谢物质,能固定CO2的物质有 。干旱条件下,景天科植物叶肉细胞白天能产生CO2的具体部位是 。
②推测图中叶肉细胞过程a发生在 (填“白天”或“夜晚”)。请结合图中CO2的变化途径分析,在长期干旱条件下该植物仍能在白天正常进行光合作用的机制是 。
10.[2024·江苏扬州模拟] 为研究棉花去棉铃(果实)后对叶片光合作用的影响,研究者选取至少具有10个棉铃的植株,去除不同比例棉铃,3天后测定叶片的CO2固定速率以及蔗糖占叶片干重的百分比,结果如图。
(1)光合产物的积累会影响光合作用的速率,上图两条曲线中代表叶片CO2固定速率的曲线是 ,本实验中对照组植株CO2固定速率相对值是 。
(2)已知叶片光合产物会被运到棉铃等器官并被利用,因此去除棉铃后,叶片光合产物利用量减少,输出量 ,进而在叶片中积累。
(3)综合上述结果可推测,棉花去棉铃后会对光合作用有 作用。
