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(共58张PPT)
第5章　细胞的能量供应和利用
第4节　光合作用与能量转化
第3课时　光合作用原理的应用
课标要求 核心素养
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．关注光合作用原理的应用。 1.科学思维：结合曲线图分析光照、CO2、温度对光合作用强度的影响。
2．科学探究：设计实验探究环境因素对光合作用强度的影响，分析相关实验变量。
3．社会责任：根据光合作用原理指导生产实践。
必备知识　自主梳理
?光合作用强度
1．概念：植物在______________通过光合作用制造________的数量。
2．表示方法
单位时间内
糖类
?探究光照强度对光合作用强度的影响
1．实验原理
下沉
上浮
圆形小叶片浮起的数量的多少
光照强度
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
?影响光合作用强度的环境因素
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、病虫害等。
3．影响酶活性的因素：______________等。
CO2浓度、光照强度
温度、pH
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。
?化能合成作用
1．概念：利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造__________的合成作用。
2．实例
有机物
(1)植物的光合作用和细胞呼吸总是同时进行。 ( 　　)
(2)能进行光合作用的生物是自养生物。 ( 　　)
(3)自养生物都是利用光能把无机物转变成有机物。 ( 　　)
(4)在“探究环境因素对光合作用强度的影响”实验中，自变量是台灯与圆形小叶片的距离，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。 ( 　　)
(5)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。 ( 　　)
×
√
×
×
×
(6)光照强度可影响光反应中NADPH和ATP的合成，从而对暗反应中C3的还原造成影响。( 　　)
(7)水是影响光合作用的外界因素。 ( 　　)
(8)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。 ( 　　)
√
√
×
【解析】　(1)植物细胞在黑暗条件下只能进行细胞呼吸，不能进行光合作用。(3)自养生物可以是光能自养，也可能是化能自养，都能把无机物转变成有机物。(4)在“探究环境因素对光合作用强度的影响”实验中，自变量是台灯与圆形小叶片的距离，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。(5)加入NaHCO3溶液的目的是为叶肉细胞提供CO2。(8)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。
合作探究　能力提升
●情境解读
实验情境：如图是探究光照强度对光合作用强度的影响装置示意图，探讨下列问题。
任务一：探究光照强度对光合作用强度的影响
●问题探究
1．本实验的自变量是什么？如何控制？
提示：自变量是光照强弱。通过调节光源与实验装置(或烧杯)的距离来控制。
2．本实验的因变量是什么？检测指标是什么？
提示：因变量是光合作用强度。检测指标是相同时间内圆形小叶片浮起的数量。
3．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，排除温度对实验结果的干扰。
4．光照下圆形小叶片上浮，请分析其中的原因。
提示：圆形小叶片的光合作用强度大于细胞呼吸作用强度，圆形小叶片的细胞间隙氧气增多。
5．利用该实验如何探究光质、温度和CO2浓度对光合作用强度的影响？
提示：①光质：用相同瓦数但不同颜色的LED灯来探究光质对光合作用强度的影响；②温度：将圆形小叶片放置在不同温度的烧杯中来探究温度对光合作用强度的影响；③CO2浓度：将圆形小叶片放在不同浓度的NaHCO3溶液中来探究CO2浓度对光合作用强度的影响。
●典例剖析
某兴趣小组利用绿叶和黄叶两种青菜叶片为实验材料，探究光照强度对光合作用的影响，结果如表，下列推测不合理的是(　　)
光照强度 7 min内叶圆片上浮的数量
绿叶 黄叶
A 1 0
B 3 0
C 5 1
A.环境温度属于无关变量，对实验结果无影响
B．青菜叶叶圆片上浮的数量与色素的种类和含量有关
C．相同光照强度下，绿叶光合作用强度高于黄叶
D．该实验可证明光合作用的强度受内、外因素的影响
【解析】　本题考查探究影响光合作用强度因素的实验。环境温度属于无关变量，能影响酶的活性，所以对实验结果有影响，A错误；色素能吸收光能，进行光反应，释放氧气，不同色素吸收的光能不同，光反应强度也不同，所以青菜叶叶圆片上浮的数量与色素的种类和含量有关，B正确；相同光照强度下，绿叶光合作用强度高于黄叶，产生的氧气多，叶圆片上浮的数量多，C正确；该实验可证明光合作用的强度受内(叶绿素)、外(光照强度)因素的影响，D正确。故选A。
1.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(如图乙)，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O2，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，光合作用速率逐渐增强，释放的O2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，光合速率达到最大，故已经达到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；配制的NaHCO3溶液中不含O2，但随着光合作用的进行叶圆片会释放O2，所以整个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O2量减少，叶圆片上浮至液面所用的平均时间增加，D正确。故选D。
●归纳提升
从细胞内物质变化的角度分析实验结果
1．在黑暗情况下，植物叶片只进行细胞呼吸，吸收氧气，产生的二氧化碳较易溶于水，所以叶片沉在水底。细胞生理状态如图：
2．在弱光下，此时的光合作用强度小于或等于细胞呼吸强度，叶片中仍然没有足够的氧气，叶片仍然沉在水底。细胞生理状态如图：
3．在中、强光下，光合作用强度大于细胞呼吸强度，叶片中会有足够的氧气产生，从而充满了细胞间隙并释放到外界一部分，使叶片浮起来。细胞生理状态如图：
●情境解读
曲线模型：结合细胞呼吸，人们用下面的曲线来表示光照强度和光合作用强度之间的关系。
任务二：影响光合作用强度的常见曲线模型
●问题探究
1．图中A、B、C各点代表的生物学意义分别是什么？
提示：A点：光照强度为零，只进行细胞呼吸。B点：光合作用强度等于呼吸作用强度，为光补偿点。C点：光合作用强度达到最大值时所需要的最小光照强度，即光饱和点。
2．OA段的含义是什么？其大小主要受哪种环境因素的影响？
提示：OA段代表呼吸作用强度。其大小主要受温度的影响。
3．DE段的含义是什么？如果此时想增加光合作用强度，可以采取哪些措施？
提示：DE段光合作用强度达到饱和，不再随光照强度的增强而增加。可以通过适当调整温度和增加CO2浓度等措施增加光合作用强度。
4．若光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25 ℃和30 ℃，这是在25 ℃测得的曲线，若温度升至30 ℃，曲线中A点、B点将如何变化？
提示：A点下移，B点右移。
5．通过实验测得一片叶子在不同光照强度下气体吸收和释放的情况如右图所示。那么曲线AB段(不包括A、B两点)中哪些过程是存在的(用右图字母表示)
提示：c、d、e、f。
●典例剖析
图甲表示水稻的叶肉细胞在光照强度分别为A、B、C、D时的CO2释放速率和O2产生速率的变化。图乙表示蓝细菌的CO2吸收速率与光照强度的关系，下列说法正确的是(　　)
A．图甲中，光照强度为B时，水稻叶肉细胞的光合速率等于呼吸速率
B．图甲中，光照强度为D时，水稻叶肉细胞从周围环境中吸收CO2的速率相对值为2
C．图乙中，光照强度为X时，蓝细菌产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体
D．图乙中，限制E、F、G点光合速率的主要因素是光照强度
【解析】　图甲中，光照强度为A时，O2产生速率为0，水稻叶肉细胞只进行细胞呼吸，据此可知，水稻叶肉细胞呼吸速率相对值为6；光照强度为B时，CO2释放速率大于0，说明光合作用速率小于呼吸作用速率，A错误；光照强度为D时，O2产生速率相对值为8，则总光合作用速率相对值为8，因而该水稻叶肉细胞从周围环境中吸收CO2的速率相对值为8－6＝2，B正确；图乙所示生物为蓝细菌，蓝细菌不含线粒体和叶绿体，C错误；G点时，已达到光饱和点，限制G点光合速率的因素不再是光照强度，而是温度、CO2浓度等，而限制E点、F点光合速率的因素主要是光照强度，D错误。故选B。
2．如图甲、乙、丙分别表示两个自变量对光合速率的影响情况，除各图中所示因素外，其他因素均控制在最适范围。下列分析不正确的是(　　)
A．甲图中a点的限制因素可能是叶绿体中酶的含量
B．将生长在乙图c点对应条件下的某绿色植物突然移至d点对应条件下，则短时间内其叶肉细胞内C3的含量减少
C．图中M、N点的限制因素是光照强度，P点的限制因素是温度
D．丙图中，随着温度的升高，曲线走势将稳定不变
【解析】　甲图中，当达到光饱和点a点后，限制光合速率的外部因素有CO2浓度、温度等，内部因素有酶的含量、色素的含量等，A正确；将该绿色植物从c点对应条件下突然移至d点对应条件下，则短时间内其叶肉细胞中C3还原加快，但CO2固定速率不变，故短时间内其叶肉细胞中C3含量减少，B正确；分析题图可知，M、N点的限制因素是光照强度，P点的限制因素是温度，C正确；丙图中，温度对光合速率的影响主要是通过影响酶的活性实现的，超过最适温度，曲线走势会下降，而不是稳定不变，D错误。故选D。
●归纳提升
影响光合作用的因素及应用
(1)光照强度
光是绿色植物光合作用的能量来源，光照强度直接影响光合速率。
①原理：光直接影响光反应阶段，制约NADPH和ATP的生成，进而制约暗反应阶段。
②曲线分析(如右图)
在一定范围内，光合速率随光照强度的增强而加快，但当光照强度增加到一定强度时，光合速率不再加快，甚至降低(细胞灼伤)。
③生产应用
a．阴雨天适当补充光照，及时对大棚除霜消雾。
b．阴生植物的光补偿点(光合速率等于呼吸速率时的光照强度)和光饱和点(光合速率最大时所对应的最小光照强度)一般都比阳生植物低，注意间作套种时农作物的种类搭配、林带树种的配置。
(2)CO2浓度
①原理：影响暗反应阶段，制约C3化合物的生成。
②曲线分析：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(光合速率最大时所对应的最小CO2浓度)。
③应用：在农业生产上可以通过“正其行，通其风”、增施农家肥等措施增大CO2浓度，提高光合速率。
(3)温度
①原理：温度主要通过影响与光合作用有关酶的活性而影响光合速率。
②应用：冬季温室栽培，白天可适当提高温度，晚上可适当降低温度，以降低细胞呼吸消耗有机物。
(4)光质
①原理：光合作用强度与光质(不同波长的光)有关，在可见光光谱的范围内，不同波长的光下，光合作用效率是不同的。白光为复合光，光合作用强度最强。红光、蓝紫光下植物的光合作用强度较大，绿光下植物的光合作用强度最弱。
②应用：无色透明的塑料薄膜，日光中各色光均能透过，有色塑料薄膜主要透过同色光，所以温室大棚用无色塑料薄膜最有效。叶绿素对绿光吸收最少，因此温室大棚用绿色塑料薄膜，植物的光合效率最低。
(5)水分和无机盐
①原理：缺水时气孔导度下降，影响CO2进入叶肉细胞；叶片淀粉水解减弱，糖类堆积，光合产物输出减慢。因此，植物体水分减少使光合速率下降。N是各种酶以及NADPH和ATP的重要组成成分；P是NADPH和ATP的重要组成成分；Mg是叶绿素的重要组成成分；K对光合产物的运输和转化起促进作用。
②应用：预防干旱，合理灌溉；合理施肥，由于肥料中的矿质元素只有溶解在水中才能被作物根系吸收，施肥的同时，往往需要适当的浇水。
(6)叶龄和叶面积
①叶龄
叶片由小到大的过程中，叶面积逐渐增大，叶肉细胞中的叶绿体逐渐增多，光合色素逐渐增加，光合作用效率不断增强。生长到一定程度，叶片面积和光合色素等达到稳定状态，光合作用效率也基本稳定。伴随着叶片的衰老，部分色素遭到破坏，光合作用效率下降。
②叶面积
随着叶面积指数的增大，进行光合作用和细胞呼吸的叶面积增加，但叶面积指数增大到一定值后，由于叶片的相互遮挡，进行光合作用的叶面积不再增大，而进行细胞呼吸的叶面积仍在增大，从而使细胞呼吸有机物的消耗量大于光合作用有机物的生成量，所以有机物的积累量不断降低。
③农业生产上的启示：a.合理密植(增加光合作用面积)；b.适当间苗(又叫疏苗)；c.修剪以增加有效光合作用面积；d.适当摘除老叶。
(7)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。
课堂达标　巩固训练
1．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．该实验探究不同单色光对光合作用强度的影响
B．加入NaHCO3溶液是为了吸收呼吸作用释放的CO2
C．拆去滤光片，单位时间内，氧气传感器测到的O2浓度高于单色光下测到的O2浓度
D．若将此装置放在黑暗处，可测定金鱼藻的细胞呼吸作用强度
【解析】　本题考查探究影响光合作用强度的因素实验。该实验的自变量是不同单色光，因变量是释放的O2浓度(代表光合作用强度)，故实验的目的是探究不同单色光对光合作用强度的影响，A正确；加入NaHCO3溶液是为了提供光合作用需要的CO2，B错误；相同条件下，自然光下比单色光下的光合作用要强，因此拆去滤光片，单位时间内，氧气传感器测到的O2浓度高于单色光下测到的O2浓度，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O2的消耗情况，从而测定金鱼藻的呼吸作用强度，D正确。故选B。
2．如图曲线Ⅰ表示黄豆光合作用速率与光照强度的关系(最适温度、CO2浓度为0.03%)。在B点时改变某条件，曲线变为Ⅱ。下列分析合理的是(　　)
A．与B点相比，A点叶绿体中的C5含量较高
B．在B点时，升高温度导致曲线由Ⅰ变为Ⅱ
C．制约A点光合作用的因素主要是CO2浓度
D．若植物缺镁，则C点对应的光合作用速率下降
【解析】　与B点相比，A点时光照较弱，产生的ATP和[H]较少，导致暗反应的C3还原过程较弱，叶绿体中的C5含量较低，A项错误；图示曲线为最适温度下的曲线，在B点时，升高温度会导致曲线由Ⅰ下降，B项错误；A点时光合速率随光照强度增加而增加，制约A点光合作用的因素主要是光照强度，C项错误；镁参与叶绿素合成，若植物缺镁，叶绿素含量降低，光能吸收减少，C点对应的光合作用速率下降，D项正确。故选D。
3．某实验小组在光合作用的适宜温度条件下，用金鱼藻做了光合作用相关实验(假设实验过程中呼吸速率不变)，图1和图2表示实验结果，其中图2表示当NaHCO3浓度为20 mg·L－1时测定的光照强度对净光合速率的影响。回答下列问题：
(1)该实验小组所做实验的目的是_____________________________ _______________________________，该实验的自变量是____________ ___________________，可以用___________________________________表示净光合速率。
(2)NaHCO3溶液在该实验中的作用是____________________，但NaHCO3溶液浓度过高(如30 mg·L－1)净光合速率反而变小，原因最可能是____________________________________________________________ _______。
探究NaHCO3溶液的浓度和光照强度对金鱼藻光合作用的影响
NaHCO3溶液的浓度和光照强度
单位时间内CO2的吸收量或O2的释放量
为金鱼藻提供CO2
NaHCO3浓度过高，使金鱼藻细胞失水，从而影响金鱼藻的光合作用
(3)从图2中可以判断金鱼藻细胞呼吸速率的相对值是_____(用CO2的释放量表示)。光照强度大于e后温度_______(填“是”或“不是”)限制光合速率的主要因素。
(4)如果金鱼藻长期缺乏Mg，再做该实验时，图2中的b应向_____移动。
5
不是
右
【解析】　(1)结合题意和题图分析可知，该实验小组所做实验的目的是探究NaHCO3溶液的浓度和光照强度对金鱼藻光合作用的影响，该实验的自变量是NaHCO3溶液的浓度和光照强度，因变量为净光合速率，净光合速率可以用单位时间内CO2的吸收量或O2的释放量表示。(2)NaHCO3溶液可为金鱼藻的光合作用提供CO2，但NaHCO3溶液浓度过高(如30 mg·L－1)又会导致金鱼藻细胞失水，从而影响金鱼藻的光合作用，使金鱼藻的净光合速率变小。(3)图2中，当光照强度为0时，光合作用不能进行，此时纵坐标对应的数值的绝对值表示呼吸速率的相对值。可见，金鱼藻的呼吸速率的相对值为5。光照强度大于e后，净光合速率不再随光照强度的增加而增加，光照强度不再是限制光合速率的因素，
但因实验是在光合作用的适宜温度条件下进行的，所以温度也不是限制光合速率的主要因素。(4)图2中光照强度为b时，净光合速率为0，此时光合速率与呼吸速率相等。Mg是合成叶绿素的原料，如果金鱼藻长期缺乏Mg，会导致叶绿素合成受阻，光反应速率下降，进而导致光合速率下降，因此，只有增加光照强度才能使光合速率增加，进而保持净光合速率为0。可见，如果金鱼藻长期缺乏Mg，再做该实验时，图2中的b应向右移动。
课时小结第5章　第4节　第3课时
课时跟踪　分层训练
学业考达标练
一、选择题
1．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．只有呼吸作用
B．只有光合作用
C．光合作用与呼吸作用达到动态平衡
D．光合作用与呼吸作用都不进行
【解析】　据题图分析，P点二氧化碳的吸收量或释放量为0，表示植物的净光合作用为0，即光合作用强度与呼吸作用强度相等，此时植物的光合作用与呼吸作用同时进行，达到了动态平衡，故选C。
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(　　)
【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。故选C。
3．某一光照条件下，一株植物的光合作用强度等于呼吸作用强度。从气体产生及消耗量角度考虑，以下示意图能代表该光照条件下，该植物叶肉细胞中发生的情况是(　　)
【解析】　本题考查影响光合作用强度的因素的微观理解。由于在某一光照条件下，一株植物的光合作用强度等于呼吸作用强度，但能进行光合作用的只是含叶绿体的细胞，而进行呼吸作用的是所有细胞，所以叶肉细胞的光合作用强度大于其呼吸作用强度。细胞有氧呼吸过程中，线粒体产生的CO2全部被叶绿体吸收，并从外界吸收CO2，用于光合作用，D正确。故选D。
4．一般来说，光照增强，光合作用增强。但在夏天光照最强的中午，光合作用强度反而下降。其原因主要是(　　)
A．酶量供应不足
B．气孔关闭，CO2供应不足
C．蒸腾作用太强，体内水分不足
D．气孔关闭，氧气释放不出，抑制光反应
【解析】　光合作用的原料是二氧化碳和水，而二氧化碳是通过气孔进入植物体内的，水是由植物的根从土壤中吸收的。夏日中午12时，由于温度过高，植物为了防止蒸腾作用散失过多的水分，将气孔关闭，导致CO2供应不足，进而导致光合速率下降。故选B。
5．阳台菜园逐渐成为城市生活的一种时尚，可为居民提供新鲜蔬菜。下列有关说法正确的是(　　)
A．阳台内的蔬菜进行光合作用主要利用自然光
B．为提高产量，在晚上可适当提高阳台蔬菜所处环境的温度
C．增施农家肥可提高二氧化碳浓度，促进夜间暗反应的不断进行
D．蔬菜中的叶绿素对光的吸收效率与光的波长呈正相关
【解析】　一般情况下，阳台内的蔬菜进行光合作用利用的光是自然光，A正确；为提高产量，在晚上可适当降低阳台蔬菜所处环境的温度，以减少有机物的消耗，B错误；夜间没有光照，不能为暗反应提供NADPH和ATP，因此不能持续进行暗反应，C错误；叶绿素a与叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，而对绿光的吸收很少，因此叶绿素对光的吸收效率与光的波长不呈正相关，D错误。故选A。
6．下列关于硝化细菌的叙述，错误的是(　　)
A．将二氧化碳和水合成糖类化合物所需能量为光能
B．将二氧化碳和水合成糖类化合物所需能量为化学能
C．硝化细菌细胞中含有将二氧化碳和水合成有机物的一系列酶
D．硝化细菌和绿色植物一样都是自养型生物
【解析】　硝化细菌能将土壤中的氨氧化成亚硝酸，进而将亚硝酸氧化成硝酸，硝化细菌能够利用这两个化学反应中释放出的化学能而不是光能，将二氧化碳和水合成为糖类，这些糖类可供硝化细菌维持自身的生命活动，所以硝化细菌也属于自养生物，A错误，B、D正确；硝化细菌能够将二氧化碳和水合成为糖类，所以硝化细菌细胞中含有将二氧化碳和水合成有机物的一系列酶，C正确。故选A。
7.如图表示夏季晴朗的白天某种绿色植物叶片光合作用强度变化曲线。下列对此图描述错误的是(　　)
A．ab段光合作用强度变化的主要原因是光照强度
B．bc段光合作用强度下降是因为部分气孔关闭，二氧化碳吸收量减少，暗反应速率下降
C．de段光合作用强度变化的主要原因是温度
D．从图中可以推断限制光合作用的因素有光照强度、温度和CO2浓度
【解析】　de段是下午，de段随着时间的递增，光照强度逐渐减弱，导致光合作用强度逐渐降低，即de段光合作用强度变化的主要原因是光照强度减弱，C错误。故选C。
二、非选择题
8．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_类囊体薄膜__上。提取叶绿体中的色素时，为使研磨充分可加入少许_二氧化硅__。
(2)光照强度直接影响光合作用的_光反应__阶段，该阶段产生的_ATP__和_NADPH__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_等于__(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_不能__(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_叶绿体和线粒体__。该光照强度下，适当降低CO2的浓度，C点将_向下__(填“向上”或“向下”)移动。
【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。
选择考提升练
一、选择题
1．检查植物的光合作用速率是否增加的最有效的方法是检测(　　)
A．光合作用产生的水量
B．CO2的消耗量
C．植物体的叶绿素含量
D．植物体葡萄糖的氧化量
【解析】　光合作用中既有水的消耗，又有水的产生，且植物体内水的消耗速率不易测量，A错误；通过测定CO2的消耗速率可以检测植物光合作用速率的变化情况，B正确；植物体内叶绿体中的叶绿素含量变化不易测定，C错误；葡萄糖的氧化量代表细胞呼吸的大小，不是光合作用的大小，D错误。故选B。
2．下列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除小圆片内的气体
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进而导致光合速率下降，小圆片上浮时间会延长，D错误。故选D。
3．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(　　)
A．AB之间 B.BC之间
C．C点以后 D.B点
【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，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。故选A。
4．如图为某科研小组测定桂花在不同光照条件下的净光合速率，下列有关说法错误的是(　　)
A．桂花的叶绿体中有大量由类囊体堆叠而成的基粒，极大地扩展了受光面积
B．若适当提高温度，光合作用的增加值小于细胞呼吸的增加值，则光补偿点右移
C．曲线与横坐标的交点处，净光合速率为0，说明光照强度太低，桂花不进行光合作用
D．为了促进桂花幼苗的快速生长，苗木培育工作者可在夜间适当补充红色或者蓝紫色光源
【解析】　光合色素分布在类囊体薄膜上，叶绿体内有大量由类囊体堆叠而成的基粒，极大地扩展了受光面积，A正确；光补偿点时光合作用强度与细胞呼吸强度相等，若适当提高温度，光合作用的增加值小于细胞呼吸的增加值，则应给予更强的光照才能使光合作用强度与细胞呼吸强度相等，故光补偿点应向右移动，B正确；曲线与横坐标的交点处，净光合速率为0，此时光合作用强度和细胞呼吸强度相等，C错误；叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光，在夜间适当补充红色或者蓝紫色光源，可以促进桂花幼苗的快速生长，D正确。故选C。
5．将某绿藻细胞悬浮液放入密闭容器中，保持适宜的pH和温度，改变其他条件，测定细胞溶解氧的量，结果如图所示。下列有关绿藻细胞代谢的叙述，正确的是(　　)
A．实验全过程绿藻细胞都进行细胞呼吸
B．第5分钟开始发生光能转化为化学能
C．第7分钟C5的含量瞬间增加
D．9～12分钟光合作用速率大于细胞呼吸速率
【解析】　实验全过程绿藻细胞是活的，所以都进行细胞呼吸，A正确；第4分钟时给予光照，开始进行光合作用，发生光能转化为化学能，B错误；第7分钟添加一定量的CO2，导致CO2固定过程加快，C5的含量瞬间减少，C错误；9～12分钟，细胞悬浮液中溶解氧的浓度不变，说明光合作用速率等于细胞呼吸作用速率，D错误。故选A。
6．如图为某一植物在不同实验条件下测得的净光合速率，下列假设条件中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CO2浓度，乙表示较低CO2浓度
C．横坐标是光波长，甲表示较高温度，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】　光合作用在最适温度下净光合速率最高，高于或低于该温度净光合速率均有所下降，因此不能确定甲、乙两条曲线温度的高低，A错误；横坐标是温度，则随着温度的升高净光合速率会表现为先升高后降低的趋势，B错误；色素主要吸收红光和蓝紫光，即净光合速率与光波长没有正相关的关系，并且不能确定两条曲线的温度大小，C错误；若横坐标是光照强度，较高浓度的CO2有利于光合作用的进行，因此甲表示较高CO2浓度，乙表示较低CO2浓度，D正确。故选D。
7．在严寒的冬天，利用温室进行蔬菜种植，可以提高经济效益，但需要调节好温室的光照、湿度、气体和温度，以提高产品的产量，下列措施及方法正确的有(　　)
①由于温室内外温差大，在温室薄膜(或玻璃)上结成一层水膜，要及时擦干，以防止透光率降低　②适当增加光照，以弥补冬季阳光的不足　③尽量增加空气湿度，以降低植物的蒸腾作用　④向温室内定期施放二氧化碳气体，以增加光合作用强度　⑤向温室内定期施放氧气，以降低细胞呼吸强度　⑥如遇持续的阴雨天气，白天不宜过多升高温室温度，仍保持昼夜温差
A．①②③④ B.①②③⑤
C．①②④⑤ D.①②④⑥
【解析】　水膜会影响透光率，降低温室内的光照强度，从而降低光合速率，①正确；增加光照可以提高光合速率，弥补冬季阳光的不足，②正确；植物进行蒸腾作用可以调节体内温度和促进物质的运输，所以过分降低植物的蒸腾作用对植物自身的生长发育不利，③错误；施放二氧化碳气体可以提高光合作用暗反应的速率，从而提高光合作用强度，④正确；施放氧气，会提高植物的有氧呼吸强度，消耗有机物，⑤错误；持续的阴雨天气，植物的光合作用强度不高，升高温室温度会提高植物的细胞呼吸强度，消耗更多的有机物，使植物有机物的积累量下降，保持昼夜温差，减少夜间的呼吸消耗，有助于植物积累有机物，⑥正确，故正确的有①②④⑥，故选D。
二、非选择题
8．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，_②__作物适宜与玉米间作，理由是_该种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)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_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)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_减少__(填“增加”“减少”或“不变”)。
【解析】　(1)据图分析，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，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。
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