资源简介

《细胞的能量供应和利用》
“光合作用与能量转化”章节重点归纳&典例示范
【基础归纳】
【叶绿体的结构与功能】
叶绿体的结构与功能
结构（如图）
1. 双层膜：分为内膜和外膜，其主要功能是控制物质进出叶绿体。
2. 基粒：由囊状结构（类囊体）堆叠而成。吸收光能的四种色素和光反应所需的酶就分布在类囊体的薄膜上。
3. 基质：在基粒与基粒之间充满基质，基质中含有与光合作用暗反应有关的酶。另外，还含有少量DNA 与RNA，与叶绿体的遗传有关。
功能
叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。
叶绿体功能的验证实验
恩格尔曼的实验过程及现象
【特别提示】
恩格尔曼实验的巧妙之处
（1）排除干扰的方法妙
没有空气的黑暗环境排除了氧气和光的干扰。
（2）实验材料选择妙
实验材料选择水绵。水绵不仅具有细而长的带状叶绿体，而且叶绿体螺旋状地分布在细胞中，便于观察。
（3）实验对照设计妙
用极细的光束点状投射，叶绿体上可分为获得光照部位和无光照部位，相当于一组对照实验；进行黑暗（局部光照）和完全暴露在光下的对照实验；明确实验结果完全是由光照引起的等。
（4）观测指标设计妙
通过好氧细菌的分布进行检测，从而能够准确地判断出释放氧气的部位。
典例示范
下图为叶绿体中色素吸收光能的情况，以下说法中正确的是 （ ）
①在晚间用绿光照射行道树，目的是通过植物光合作用以增加夜间空气中的 O2 浓度　
②据图可知，用波长 400 ～ 470nm 的光比用白光更有利于提高光合作用强度　
③在经过纸层析法分离出来的色素带上，胡萝卜素的色素带在最上面　
④一般情况下，光合作用所利用的都是可见光，波长范围是390 ～ 760 nm　
⑤土壤中缺乏镁时，新叶对 620 ～ 670 nm 波长的光利用量无明显变化
A. ②④⑤　　B. ③④⑤　C. ②③④　　D. ①②⑤
【答案】B
红枫是一种木本观赏植物，在生长季节叶片呈红色，下列关于该植物的叙述，正确的是（　　）
A. 红枫叶片不含叶绿素
B. 红枫叶片呈红色是因为吸收了红光
C. 红枫叶片能吸收光能进行光合作用
D. 液泡中色素吸收的光能用于光合作用
【答案】C
下列关于叶绿体的描述，错误的是（　　）
A. 基粒由类囊体堆叠而成
B. 叶绿体的外表有双层膜
C. 暗反应发生在类囊体薄膜上
D. 类囊体薄膜上具有叶绿素和酶
【答案】C
【捕获光能的色素】
绿叶中色素的提取和分离
实验原理
1. 色素提取的原理：绿叶中的色素易溶于无水乙醇、丙酮、石油醚等有机溶剂。
2. 色素分离的原理：不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快；反之，则慢。
方法步骤
步骤 方法 原因
提取绿叶中的 色素 称取5 g 绿叶，剪碎，放入研钵中，再向研钵中加入少许二氧化硅和碳酸钙粉及5~10 mL 无水乙醇，进行迅速、充分的研磨 ①加入少许二氧化硅：有助于研磨得充分 ②加入碳酸钙粉：防止研磨过程中色素被破坏 ③加入无水乙醇：溶解、提取色素
提取绿叶中的色素 将研磨液迅速倒入基部垫有单层尼龙布的玻璃漏斗中过滤。将滤液收集到试管中，及时用棉塞塞紧试管口 ①单层尼龙布：过滤叶脉、叶渣及二氧化硅等 ②塞紧试管口：防止无水乙醇挥发和色素氧化
制备滤纸条 ①干燥的滤纸：透性好、吸收滤液多 ②剪去两角：防止色素随层析液在边缘扩散过快，使层析液同步到达滤液细线，随后形成的色素带整齐、平行
画滤液细线 用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线均匀地画出一条直的滤液细线，待滤液干后再重复画一两次 ①画得细、直、齐：防止色素带重叠而影响分离效果 ②画两三次：积累更多的色素，使分离后的色素带明显
分离绿叶中的色素 将适量的层析液倒入试管中，将滤纸条（有滤液细线的一端朝下）轻轻插入层析液中，随后用棉塞塞紧试管口 ①层析液不能触及滤液细线：防止色素溶解于层析液中而无法分离 ②塞紧试管口：防止层析液中的成分挥发
观察与分析
【问题思考】
（1）为什么研磨时要迅速？为什么研磨时要加入少量的碳酸钙和二氧化硅？
提示：叶绿素不稳定，易被破坏，因此研磨要迅速、充分， 以保证提取较多的色素。二氧化硅会破坏细胞结构， 使研磨充分。碳酸钙可防止研磨过程中色素被破坏。
（2）为什么需要选用新鲜绿色的叶片做实验材料？
提示：新鲜绿色的叶片中色素含量高，从而使滤液中色素含量较高，实验效果明显。
（3）滤纸为什么需预先干燥处理？在制备滤纸条时， 为什么将一端的两个角剪掉？
提示：干燥处理的目的是使层析液在滤纸上快速扩散；剪掉两角的目的是防止层析液沿滤纸边缘扩散过快，以保证色素带分离整齐。
（4）为什么盛放滤液的试管管口加棉塞？
提示：防止无水乙醇挥发和色素氧化。
（5）在层析时，为什么不能让滤液细线触及层析液？
提示：滤纸条上的滤液细线触及层析液，会使色素直接溶解到层析液中，结果使滤纸条上得不到色素带。
（6）为什么滤液细线要画得直、细、齐，而且待滤液细线干燥后再重复画一两次？
提示：滤液细线要画得直、细、齐的目的是使分离出的色素带平整、不重叠；滤液细线干燥后再重复画一两次，使分离出的色素带清晰分明。
（7）叶绿体中各色素溶解度大小的关系是怎样的？
溶解度大小：胡萝卜素> 叶黄素> 叶绿素a> 叶绿素b。
（8）分析滤纸条上色素带宽窄不同的原因？
提示：不同种类的色素在绿叶中的含量不同，含量多的色素带宽；反之，色素带窄。
捕获光能的色素
种类（如图）
色素含量：叶绿素a> 叶绿素b> 叶黄素> 胡萝卜素。
分布：叶绿体的类囊体薄膜上。
作用：吸收光能用于光合作用。
叶绿体中的色素及色素的吸收光谱
由图中可以看出：
1. 叶绿体中的色素只吸收可见光，而对红外光和紫外光等不吸收。
2. 叶绿素对红光和蓝紫光的吸收量大，类胡萝卜素对蓝紫光的吸收量大，对其他波段的光并非不吸收，只是吸收量较少。
典例示范
下列有关“绿叶中色素的提取和分离”实验的叙述，正确的是（　　）
A. 加入碳酸钙防止滤液挥发
B. 用NaCl 溶液提取叶片中的色素
C. 用无水乙醇或丙酮分离滤液中的色素
D. 加入二氧化硅（石英砂）有利于充分研磨
【答案】D
如图表示某同学做“绿叶中色素的提取和分离”实验时的改进装置，下列与之有关的叙述中，错误的是（　　）
A. 应向培养皿中倒入层析液
B. 应将滤液滴在a 处，而不能滴在b 处
C. 实验结果应是得到四个不同颜色的同心圆（近似圆形）
D. 实验得到的若干个同心圆中，最小的一个圆呈橙黄色
【答案】D
分别在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个研钵中加2 g 剪碎的新鲜菠菜绿叶， 并按下表所示添加试剂，经研磨、过滤得到三种不同颜色的溶液，即深绿色、黄绿色、几乎无色。
注：“+”表示加，“-”表示不加。
则Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个研钵中的溶液颜色分别是（　　）
A. 几乎无色、黄绿色、深绿色
B. 深绿色、几乎无色、黄绿色
C. 黄绿色、深绿色、几乎无色
D. 黄绿色、几乎无色、深绿色
【答案】D
某同学在做“绿叶中色素的提取和分离” 实验时，为了确定无水乙醇、CaCO3 和 SiO2 的作用，进行了 4 组实验来验证，4 组实验结果如下图所示，第④组是进行了正确操作的对照组。下列针对实验结果的分析，不正确的是 （　）
A. ①可能是未加 CaCO3 而得到的实验结果
B. ②可能是因用水取代了无水乙醇而得到的实验结果
C. ③可能是因未加 SiO2 而得到的实验结果
D. 绿叶中的色素都能够溶解在层析液中，四种色素的溶解度相同
【答案】D
下图是新鲜菠菜叶的光合色素纸层析的结果，下列叙述中正确的是 （　）
A. 色素带①②都是由碳氢链组成的分子
B. 色素带①②变窄的原因可能是未加碳酸钙
C. 纸层析的原理是光合色素易溶于体积分数为 95% 的乙醇
D. 色素带③④中的色素只能吸收红光和蓝紫光
【答案】A
下列关于“绿叶中色素的提取和分离”实验的叙述，正确的是 （　）
A. 应该在研磨叶片后立即加入碳酸钙，防止叶绿素被破坏
B. 在画出一条滤液细线后紧接着重复画线2～3 次
C. 若滤液细线全部没入层析液，则无法观察到色素带
D. 在层析液中溶解度最高的叶绿素 a 在滤纸条上扩散得最快
【答案】C
在做“绿叶中色素的提取和分离”实验时，甲、乙、丙、丁四位同学对相关试剂的使用情况如下表所示（“+”表示使用，“-” 表示未使用），其余操作均正常，他们所得到的实验结果依次应为图中的（　　）
A. ①②③④ 　　 B. ②④①③
C. ④②③① 　　 D. ③②①④
【答案】B
【光合作用的过程】
光反应阶段
概念：光合作用第一个阶段中的化学反应，必须有光才能进行，这个阶段叫光反应阶段。
场所：叶绿体的类囊体薄膜上。
条件：必须有光、叶绿体中的色素和酶。
过程
水的光解：2H2O → 4［H］+O2
ATP 的合成：ADP+Pi → ATP
实质：将光能转变为储存在ATP 中的活跃的化学能，释放O2。
暗反应阶段
概念：光合作用第二个阶段中的化学反应，有没有光都可以进行，这个阶段叫暗反应阶段。
场所：叶绿体基质中。
条件：多种酶参与。
过程
CO2 的固定：CO2+C5 → 2C3
C3 的还原：2C3+［H］→（CH2O）+C5
实质：同化CO2，将活跃的化学能转变为有机物中稳定的化学能。
光反应阶段和暗反应阶段的关系
联系：光反应和暗反应是一个整体，二者紧密联系。光反应是暗反应的基础，为暗反应提供能量（ATP）和还原剂（［H］），暗反应产生的ADP 和Pi 为光反应合成ATP 提供原料。
区别
比较项目 光反应 暗反应
实质 光能转变为化学能（水光解产生O2 和［H］） 同化CO2，形成有机物
时间 短促，以微秒计 较缓慢
条件 色素、光、酶 不需要色素和光，需要多种酶
场所 类囊体薄膜上 叶绿体基质中
物质转化 2H2O →4［H］+ O2 ADP+Pi →ATP CO2 的固定：CO2+C5 →2C3 C3 还原：2C3+［H］ →（CH2O）+C5
能量转换 光能→电能→ ATP 中活跃的化学能 ATP 中活跃的化学能→ （CH2O） 中稳定的化学能
【特别注意】
暗反应在有光、无光条件下都能进行。若光反应停止， 暗反应可利用光反应阶段产生的还未被利用的［H］ 和ATP 继续进行一段时间，但时间很短，大多数植物晚上只进行细胞呼吸，不进行暗反应。
典例示范
光合作用过程包括光反应和暗反应。图表示光反应与暗反应的关系，据图判断下列叙述不正确的是（　　）
A. 光反应为暗反应提供ATP 和NADPH（［H］）
B. 停止光照，叶绿体中ATP 和NADPH 含量下降
C. ATP 的移动方向是由类囊体到基质
D. 植物在暗处可大量合成（CH2O）
【答案】D
下图为叶绿体结构与功能示意图，下列说法错误的是（　　）
A. 结构A 中的能量变化是光能转换为ATP 中的化学能
B. 供给14CO2，放射性出现的顺序为CO2 → C3 →甲
C. 结构A 释放的O2 可进入线粒体中
D. 如果突然停止CO2 的供应，短时间内C3 的含量将会增加
【答案】D
在适宜的条件下，植物光合作用的光反应与暗反应是平衡的，但是这个平衡会受到外界环境， 如光照突然增强的影响。请回答下列问题：
（1）植物在光反应过程中，吸收的光能除了用于合成ATP 外， 还用于 　　　　；在暗反应过程中， CO2 通过气孔进入叶肉细胞的过程在夏季中午会受到抑制， 原因是 。
（2）光照突然增强时，植物吸收CO2 的速率并没有迅速上升而是缓慢上升，可能的原因是 　　　　　　　；光照强度减弱时，植物吸收CO2 的速率并没有迅速降低，可能的原因是 　　　　　　　　　　。
【答案】
（ 1）将 H2O 分解成 O2 和［H］　
夏季中午气温高，为减少蒸腾 作用，气孔（部分）关闭　
（2）叶绿体内C5 含量较低，C5 再生需要一段时间　
光反应过程积累的ATP 和[H] 供暗反应继续利用
【探究光合作用原理部分实验】
时间及科学家 实验过程、方法和现象 实验结论
19世纪末 CO2 中的C 与O 分开，O2 被释放，C 与H2O 结合成甲醛
1928年 甲醛不能通过光合作用转化成糖
1937 年， 希尔 离体的叶绿体悬浮液（有H2O，没有CO2）+ 铁盐释放氧气结论：离体的叶绿体在适当条件下发生水的光解反应，产生氧气
1941 年， 鲁宾和卡门 结论：光合作用释放的O2 来自水
1954年，阿尔农 在光照下，叶绿体可合成ATP，这一过程总是与水的光解相伴随
典例示范
下图表示在较强光照且温度相同以及水和小球藻的质量相等的条件下，小球藻进行光合作用的实验示意图。一段时间后，以下相关比较不正确的是（　 　）
A. Y2 的质量大于Y3 的质量
B. ④中小球藻的质量大于①中小球藻的质量
C. ②中水的质量大于④中水的质量
D. 试管①的质量大于试管②的质量
【答案】C
科学家往小球藻培养液中通入14CO2 后，分别给予小球藻不同时间的光照，结果如下表：
根据上述实验结果分析，下列叙述错误的是 （　　）
A. 小球藻没有叶绿体，CO2 的固定是在细胞质基质中发生的
B. 每组照光后需将小球藻进行处理使酶失活才能测定放射性物质分布
C. 本实验研究的是卡尔文循环
D. 实验结果说明光合作用产生的有机物除糖类外还有其他有机物
【答案】A
【化能合成作用】
概念
某些细菌（如硝化细菌、硫细菌等）能够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有机物，这种合成作用叫作化能合成作用。
举例
硝化细菌（包括亚硝化细菌和硝化细菌）利用将土壤中的NH3 氧化成HNO2、HNO3 释放的能量，将CO2 和H2O 合成为有机物，并将能量储存在有机物中。其反应式如下：
2NH3+3O22HNO2+2H2O+ 能量
2HNO2+O22HNO3+ 能量
6CO2+12H2OC6H12O6+6O2+6H2O
典例示范
光合作用与化能合成作用的相似点是（　　）
A. 都以太阳能作为能源
B. 都需要将环境中的物质氧化释放能量
C. 都能将无机物转变成有机物
D. 都是高等生物的代谢类型
【答案】C
【知识拓展】
【光合作用与细胞呼吸的相关计算】
呼吸速率的表示方法
将植物置于黑暗环境中，测定实验容器内CO2 增加量、O2 减少量或有机物减少量，则可用单位时间内CO2 增加量、O2 减少量或有机物减少量表示呼吸速率。
净光合速率和真正光合速率的表示方法
净光合速率，又叫表观光合速率：常用在光照条件下测得的单位时间内O2 释放量、CO2 吸收量或有机物积累量表示。
真正光合速率，又叫实际光合速率、总光合速率：常用单位时间内O2 产生量、CO2 固定量或有机物产生量（或制造量）表示。
呼吸速率、净光合速率与真正光合速率的关系（如图）
由图可知，在不考虑光照强度对呼吸速率影响的情况下，OA 段表示植物呼吸速率，OD 段表示植物净光合速率，OA+OD 段表示真正光合速率，即真正光合速率= 净光合速率+ 呼吸速率。
当植物的光合作用与细胞呼吸同时进行时，存在如下关系
光合作用实际产氧量（叶绿体产氧量）= 实测植物氧气释放量+ 细胞呼吸耗氧量。
光合作用实际CO2 消耗量（叶绿体固定CO2 量）= 实测植物CO2 吸收量+ 细胞呼吸CO2 释放量。
光合作用葡萄糖净产生量（葡萄糖积累量）= 光合作用实际葡萄糖产生量（叶绿体产生或合成的葡萄糖量）- 细胞呼吸葡萄糖消耗量。
以净光合速率的大小来判断植物能否正常生长（自然状态下，以一天24 h 为单位）
净光合速率大于0 时，植物因积累有机物而正常生长。
净光合速率等于0 时，植物因没有有机物积累而不能生长。
净光合速率小于0 时，植物因有机物减少而不能生长，且长时间处于此种状态下植物将死亡。
【易错提醒】
植物进行光合作用的同时，一定进行细胞呼吸，但在进行细胞呼吸时不一定进行光合作用。因为光合作用只有在有光条件下才能进行，而细胞呼吸有光无光都能进行。
典例示范
下图是叶肉细胞在不同光照强度下叶绿体与线粒体的代谢简图，下列叙述错误的是（　　）
A. 细胞①处于黑暗环境中，该细胞单位时间内释放的CO2 量即为呼吸速率
B. 细胞②没有与外界环境发生O2 和CO2 的交换，可断定此时光合速率等于呼吸速率
C. 细胞③处在较强光照条件下，细胞光合作用所利用的CO2 量为N1 与N2 的和
D. 分析细胞④可得出，此时的光照强度较弱且N1 小于m2
【答案】D
以测定的CO2 吸收量与释放量为指标，研究温度对某绿色植物光合作用与细胞呼吸的影响，结果如图所示。下列分析正确的是（　　）
A. 光照相同时间，35 ℃时光合作用制造的有机物的量与30 ℃时相等
B. 光照相同时间，在20 ℃条件下植物积累的有机物的量最多
C. 温度高于25 ℃时，光合作用制造的有机物的量开始减少
D. 两曲线的交点表示光合作用制造的有机物的量与细胞呼吸消耗的有机物的量相等
【答案】A
下图是表示某植物叶肉细胞光合作用和呼吸作用的示意图。
据图回答下列问题：
（1）图中①、②、③、④代表的物质依次是 　　　　、 　　　、 　 　、 　　　， ［H］代表的物质主要是 　　　　。
（2）B 代表一种反应过程，C 代表细胞质基质，D 代表线粒体，则ATP 合成发生在A 过程，还发生在 　　　　（填“B 和C”“C 和D”或“B 和D”）。
（3）C 中的丙酮酸可以转化成酒精，出现这种情况的原因是 。
【答案】
（1）O2 　NADP+ 　ADP+Pi 　C5 　NADH（或答：还原型辅酶Ⅰ）　
（2）C 和D 　
（3）在缺氧条件下进行无氧呼吸
BTB 是一种酸碱指示剂。BTB 的弱碱性溶液颜色可随其中CO2 浓度的增高而由蓝变绿再变黄。某同学为研究某种水草的光合作用和细胞呼吸，进行了如下实验：用少量的NaHCO3 和BTB 加水配制成蓝色溶液，并向溶液中通入一定量的CO2 使溶液变成浅绿色，之后将等量的浅绿色溶液分别加入到7 支试管中。其中6 支加入生长状况一致的等量水草，另一支不加水草，密闭所有试管。各试管的实验处理和结果见下表。
* 遮光是指用黑纸将试管包裹起来，并放在距日光灯100 cm 的地方。
若不考虑其他生物因素对实验结果的影响，回答下列问题。
（1）本实验中，50 min 后1 号试管的溶液是浅绿色，则说明2 至7 号试管的实验结果是由 引起的；若1 号试管的溶液是蓝色，则说明2 至7 号试管的实验结果是 　　　　（填“可靠的”或“不可靠的”）。
（2）表中X 代表的颜色应为 　　（填“浅绿色”“黄色” 或“蓝色”），判断依据是　　　。
（3）5 号试管中的溶液颜色在照光前后没有变化，说明在此条件下水草 。
【答案】
（1）不同光强下水草的光合作用与细胞呼吸　不可靠的　
（2）黄色　水草不能进行光合作用，只能进行细胞呼吸，溶液中CO2 浓度高于3 号试管
（3）光合作用强度等于细胞呼吸强度，吸收与释放的CO2 量相等
【光照、CO2 浓度对光合作用中各物质含量的影响】
图示
分析
【特别提醒】 　
（1）以上各种物质的含量变化是在外界条件改变的短时间内发生的，且是相对含量的变化。
（2）以上各物质变化中，C3 和C5 含量的变化总是相反的，［H］和ATP 含量的变化总是一致的。
典例示范
在适宜反应条件下，用白光照射离体的新鲜叶绿体一段时间后，突然改用光照强度与白光相同的红光或绿光照射。下列是光源与瞬间发生变化的物质，组合正确的是（　　）
A. 红光，ATP 下降
B. 红光，未被还原的C3 上升
C. 绿光，［H］下降
D. 绿光，C5 上升
【答案】C
下图表示某植物叶肉细胞中 C3 和C5 含量的变化情况，该植物在Ⅰ阶段处于适宜环境条件下，Ⅱ阶段是某个环境条件降低引起的瞬时变化。下列分析正确的是 （　）
A.Ⅰ阶段在类囊体薄膜上进行，Ⅱ阶段在叶绿体基质中进行
B. 图中Ⅱ阶段的变化很可能是降低光照强度引起的
C. 图中甲转变成乙需要光反应提供的 ATP 和 NADPH
D. 达到最大光合作用强度时，Ⅱ阶段所需的最小光照强度比Ⅰ阶段低
【答案】D
离体的叶绿体在光照下进行稳定光合作用时，如果突然中断CO2 的供应，短时间内叶绿体中 C3 与 C5 相对含量的变化是 （　　）
A. C3减少， C5增多
B. C3 增多， C5 增多
C. C3减少， C5 减少
D. C3 增多， C5 减少
【答案】A
适宜环境下进行光合作用时，如果突然停止光照，短时间内叶绿体中
C5 与［H］相对含量的变化是 （　）
A. C5增多， ［H］减少 B. C5 增多， ［H］增多
C. C5 减少， ［H］减少 D. C5 减少， ［H］增多
【答案】C
如图表示大棚栽培的植物在环境因素发生改变时，叶绿体内暗反应中C3 和C5 含量的变化情况。下列选项中最可能导致这种变化的环境因素是（　　）
A. 给植物增施氮肥和镁肥
B. 大棚栽培的植物通过增施农家肥料补充CO2
C. 给植物补充适宜强度的人工光照
D. 夜间适当降低植物的环境温度
【答案】B
【影响光合作用的环境因素】
单一环境因素对光合作用的影响
CO2 浓度（如图）
1. 原理分析：通过影响暗反应阶段，制约C3 的生成。
2. 曲线分析：图中A 点表示光合速率等于细胞呼吸速率时的CO2 浓度，即CO2 补偿点，B 点表示CO2 饱和点，该图表示在一定范围内，光合速率随CO2 浓度的增大而增大。
3. 应用分析：大气中的CO2 浓度较低时，植物无法进行光合作用。在农业生产中可通过“正其行，通其风”和增施农家肥等措施增大CO2 浓度，以提高光合速率。
光照强度（如图）
1. 原理分析：光照强度通过影响光反应阶段，影响ATP 和［H］的产生，进而制约暗反应阶段。
2. 曲线分析
（1）A 点时，光照强度为0，只进行细胞呼吸（对应图中甲图）。植物表现为吸收O2 释放CO2。
（2）AB 段，随着光照强度的增强，光合作用强度也逐渐增强，但是仍然小于细胞呼吸强度（对应图中乙图）。植物整体表现为吸收O2 释放CO2。
（3）B 点时，光合作用强度等于细胞呼吸强度（对应图中丙图）。此时植物表现为既不吸收CO2 和O2，也不释放CO2 和O2，光合作用同化的有机物量与细胞呼吸消耗的有机物量相等。这一光照强度称为光补偿点。
（4）BC 段，随着光照强度的增强，光合作用强度不断增强（对应图中丁图）。光合作用强度大于细胞呼吸强度，植物表现为吸收CO2 释放O2，有有机物积累。
（5）C 点对应的光照强度为光饱和点，C 点时，限制光合速率的环境因素不再是光照强度，可能是温度或CO2 浓度等。
3. 应用分析：欲使植株正常生长，则必须使光照强度大于B 点对应的光照强度；适当提高光照强度可增加大棚作物产量。
光照面积（如图）
1. 曲线分析
（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，A 点为光合作用叶面积指数饱和点，A 点以后，随着叶面积指数的增大，光合作用强度不再增大，原因是有很多叶被遮挡，接受光照不足。
（2）OB 段表明干物质量随光合作用强度的增大而增加。B 点以后，由于光合作用强度不再增大，但叶片随叶面积指数的不断增大，呼吸量（OC 段）不断增大，所以干物质量不断降低（BC 段）。
2. 应用分析：适当间苗、修剪，合理施肥、浇水，避免徒长。封行过早，使中下层叶子所受的光照往往在光补偿点以下，白白消耗有机物，造成不必要的浪费。
温度（如图）
1. 原理分析：温度通过影响与光合作用有关的酶的活性，进而影响光合作用。
2. 曲线分析：低温导致酶的活性降低，引起植物的光合速率降低；在一定范围内，随着温度升高酶活性升高，进而引起光合速率增大；温度过高会引起酶活性降低甚至失活， 使植物光合速率减小。
3. 应用分析：温室栽培中，白天适当升高温度，以提高光合速率；晚上适当降低温室内的温度，以降低细胞呼吸速率，保证植物有机物的积累。
多个环境因素同时对光合作用的影响（下图）
曲线分析：P 点及P 点之前，限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因素，随横坐标所示因素的不断加强，光合速率不断提高。Q 点及Q 点之后，横坐标所表示的因素不再是光合速率的限制因素，要想提高光合速率，可适当提高图示中的其他因素。
应用：温室栽培时，在一定光照强度下，白天适当提高温度，增强与光合作用有关的酶的活性，以提高光合速率。也可同时充入适量的CO2 进一步提高光合速率。当温度适宜时，可适当提高光照强度和CO2 浓度，以提高光合速率。
【误区警示】
影响光合作用因素中的两个易忽略点
（1）易忽略CO2 浓度对光合作用的影响。CO2 浓度很低时，光合作用不能进行；当CO2 浓度大于某值时，光合作用才能进行。对于植物来说，存在CO2 的补偿点和饱和点，CO2 浓度过高时，会抑制植物的细胞呼吸， 进而影响光合作用。
（2）易忽略温度改变对光合作用的影响。温度改变时， 不管是光反应还是暗反应，均会受到影响，但主要影响暗反应，因为参与暗反应的酶的种类和数量比参与光反应的多。
【提醒】
植物自身因素对光合作用的影响
不同的植物、同种植物的不同器官和不同的发育时期，叶绿体的数量、叶绿体中色素的含量、酶的种类和数量均有差异，光合作用强度亦受影响。
典例示范
某植物光合作用、呼吸作用与温度的关系如图。据此，对该植物生理特性理解错误的是（　　）
A. 呼吸作用的最适温度比光合作用的高
B. 净光合作用的最适温度约为25 ℃
C. 在0 ～ 25 ℃范围内，温度变化对光合速率的影响比对
呼吸速率的大
D. 适合该植物生长的温度范围是10 ～ 50 ℃
【答案】D
下图甲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，再用气泵抽出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，测量每个玻璃皿中叶圆片上浮至液面所用的平均时间（如图乙），以研究光合速率与 NaHCO3 溶液浓度的关系。下列有关分析正确的是 （ ）
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 NaHCO3 溶液浓度，可以缩短叶圆片上浮至液面的平均时间
C. 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
D. 因 NaHCO3 溶液中不含 O2 ，所以整个实验过程中叶圆片不能进行细胞呼吸
【答案】A
下图甲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，再用气泵抽出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，测量每个玻璃皿中叶圆片上浮至液面所用的平均时间（如图乙），以研究光合速率与 NaHCO3 溶液浓度的关系。下列有关分析正确的是 （ ）
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 NaHCO3 溶液浓度，可以缩短叶圆片上浮至液面的平均时间
C. 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
D. 因 NaHCO3 溶液中不含 O2 ，所以整个实验过程中叶圆片不能进行细胞呼吸
【答案】C
为探究影响光合作用强度的因素，将同一品种玉米苗置于 25 ℃条件下培养，实验结果如下图所示。下列叙述中，错误的是（ ）
A. 此实验有两个自变量
B. D 点比 B 点 CO2 吸收量高的主要原因是光照强度大
C. 实验结果表明，在土壤含水量为 40% ～ 60% 的条件下施肥效果明显
D. 制约 C 点光合作用强度的因素主要是土壤含水量
【答案】A
某兴趣小组研究光照强度和光合作用的关系，得到下图曲线，下列叙述错误的是 （　）
A. A 点时植物只进行细胞呼吸
B. B 点对应的光照强度下光合速率等于呼吸速率
C. D 点光合速率达到最大
D. DE 段的限制因素是光照强度
【答案】D

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