资源简介

生物学高考备考教案
第三章 细胞代谢
课时5 影响光合作用的因素及其应用
教师尊享·命题分析
课标要求 核心考点 五年考情 核心素养对接
探究不同环境因素对光合作用的影响 探究环境因素对光合作用强度的影响 海南T3； 浙江1月T27； 2019：浙江4月 ； 2018：浙江11月 1.科学思维——建立模型:通过曲线分析影响光合作用的因素。 2.科学探究——通过设计、分析与光合作用有关的实验,培养考生的科学探究能力。 3.社会责任——明确影响光合作用的因素并将其运用到生产实践中,培养考生解决实际问题的能力
影响光合作用的因素及其应用 2022：湖北T21、北京T2、江苏 、河北T19、全国卷乙T2、全国卷甲 、广东T18、湖南T13、浙江6月T27、浙江1月T27； 2021：湖南T7、全国卷乙T29、北京T3、海南T21、河北T19、广东T15、江苏 、辽宁T2、福建T17、重庆 、浙江6月T23和T27、浙江1月T27； 2020：天津 、全国卷Ⅰ 、海南T21、浙江7月T25； 2019：北京 、全国卷Ⅰ 、海南 ； 2018：浙江4月T26、江苏T18、全国卷Ⅰ 、全国卷Ⅱ 、全国卷Ⅲ
命题分析预测 1.光合作用的影响因素是高考的常考点，常结合实验以表格、曲线等形式进行考查,侧重考查影响光合作用的内因和外因等,也常将影响光合作用与细胞呼吸的因素综合在一起进行考查。 2.预计2024年高考命题仍将借助图、表格等考查影响光合作用的因素及其在生产中的应用，考查考生运用所学知识解决实际问题的能力,同时还要关注以生产实践或最新科技进展为命题材料的试题,以落实社会责任这一核心素养
知识导图 教材读薄
考点1 探究环境因素对光合作用强度的影响
教材帮 读透教材 融会贯通
知识整合 教材读厚
探究光照强度对光合作用强度的影响
1.实验原理
叶片的叶肉细胞间含有空气，上浮 叶片下沉 细胞间隙充满 ，叶片上浮。
2.变量分析
自变量 光照强度 控制方法：通过调节光源与实验装置间的距离或光源功率的大小来设置
因变量 光合作用强度 观察指标：相同时间内 圆形小叶片浮起的数量
无关变量 如温度、 浓度等 需相同且适宜
3.实验流程
知识活用 教材读活
深度思考
1. 用打孔器打圆形小叶片时为什么要避开叶脉？
提示 因为叶脉中没有叶绿体，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. 如何获得富含 的清水？
提示 可以事先通过吹气的方法补充 ，也可以用质量分数为 的 溶液来提供 。
3. 叶片上浮的原因是什么？
提示 光合作用产生的 大于有氧呼吸消耗的 ，叶片释放 ，使叶肉细胞间隙充满了气体，浮力增大，叶片上浮。
高考帮 研透高考 明确方向
命题点 探究环境因素对光合作用强度影响的实验分析
1. 如图表示测定金鱼藻光合作用强度的密闭实验装置，多组装置使用不同颜色滤光片进行实验，氧气传感器可监测 浓度的变化，下列叙述错误的是( B )
A. 该实验的目的是探究不同单色光对光合作用强度的影响
B. 加入 溶液是为了吸收呼吸作用释放的
C. 拆去滤光片，单位时间内氧气传感器测到的 浓度高于单色光下的 浓度
D. 若将此装置放在黑暗处，可测定金鱼藻的呼吸作用强度
[解析]该实验的自变量是不同单色光，因变量是释放的 的量（代表光合作用强度），故实验目的是探究不同单色光对光合作用强度的影响，A正确；加入 溶液是为了给金鱼藻的光合作用提供 ，B错误；滤光片会吸收其他波长的可见光，拆去滤光片，光照强度增大，单位时间内氧气传感器测到的 浓度高于单色光下的 浓度，C正确；若将此装置放在黑暗处，通过比较单位时间内 浓度的变化，可测定金鱼藻的呼吸作用强度，D正确。
2. [2022海南]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( B )
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]本实验的目的是探究适宜温度下 对光合作用的影响,自变量是 浓度，温度、光照等属于无关变量，应保持相同且适宜，A错误；叶圆片通过光合作用释放氧气的速率越大，叶圆片上浮所需时间越短，B正确；四组实验中， 溶液中叶圆片上浮平均时长最长，表明该组实验的叶圆片光合速率最低，C错误；若将温度从适宜温度降低到 ，则与光合作用相关的酶的活性降低，导致光合速率降低,各组叶圆片上浮所需时长均会延长，D错误。
考点2 影响光合作用的因素及其应用
教材帮 读透教材 融会贯通
知识整合 教材读厚
1.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：
（2）植物叶片的叶龄、叶绿素含量及酶
（3）叶面积指数
2.外部因素
（1）单因素对光合作用的影响
因素 曲线分析及应用
光照强度 ①补偿点：使光合速率与呼吸速率相等的光照强度（或二氧化碳浓度）叫光补偿点（或二氧化碳补偿点）。 ②饱和点：使光合速率达到最大时的最小光照强度（或二氧化碳浓度）叫光饱和点（或二氧化碳饱和点）
浓度 ①图1中 点表示 补偿 点，即光合速率等于呼吸速率时的 浓度。 ②图2中 点表示进行光合作用所需 的最低浓度。 ③ 点和 点对应的 浓度都表示 饱和 点。
温度
水分或矿质元素
（2）多因素对光合作用的影响
图像
曲线分析 ① 点前，限制光合速率的因素应为 自变量1 所表示的因素，随该因素的不断加强，光合速率不断提高。 ② 间的主要影响因素有两个，一是横轴表示的因素（自变量1）,二是多条曲线上标注的因素（自变量2）。 ③ 点及之后，横轴所表示的因素不再是限制光合速率的因素，要想继续提高光合速率，可适当改变自变量1以外的其他因素的强度
应用 ①温室栽培时，在一定光照强度下，白天适当提高温度，增加光合作用相关酶的活性，提高光合速率;同时也可适当增加 浓度，进一步提高光合速率。 ②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
知识活用 教材读活
情境应用
农业生产中，为提高作物产量，常常进行松土、施用有机肥，并适时进行浇水。
（1） 中耕松土主要是防止土壤板结而引起光合速率下降，其原因是土壤板结导致土壤缺氧，根细胞进行无氧呼吸产生酒精和少量的ATP，一方面会影响根细胞对矿质元素的吸收，另一方面还会影响根系的生长发育，从而影响光合作用的进行。
（2） 在农田中施用有机肥益处很多：有机肥中的有机物被土壤中的微生物分解成无机物,增加了土壤的肥力；有机肥被分解时释放出 和热量,增加了大棚内的 浓度,提高了温度，有利于光合作用的进行。
（3） 科学研究表明，在不同光质下光合作用的产物也有差异，例如，植物在蓝紫光照射下，其光合作用产物中蛋白质和脂肪的含量增加；在红光照射下，其光合作用产物中糖类的含量会增加，因此在植物工厂中若种植大豆，则最好用蓝紫光照射，若种植甘蔗，最好用红光照射。
（4） 随着全球气候变暖，干旱灾害时常发生，因此种植作物时需要及时浇水。干旱对光合作用的影响主要有：
① 缺水初期，气孔开度降低， 供应不足。
② 严重缺水时： .光反应产生的 、ATP、 减少； .影响植物体内与光合作用有关的酶的活性； .破坏叶绿体的结构，叶绿素含量减少，叶片变黄； .影响植物体光合产物的运输，使光合产物在叶片中积累进而影响暗反应的进行。
深度思考
研究表明，钙 与脱落酸 都能提高棉花的抗旱能力，并且混合使用效果更佳，请简要写出证明该观点的思路。
提示 在干旱条件下分别用清水、 、 及 处理棉花，测量并比较四种情况下棉花的净光合速率大小。
教师尊享·备考教案
1.影响光合作用的因素多种多样，关键是透过现象看本质，找出内因和外因
2.归纳影响光合作用强度的四个要素
（1）结构：病虫害会损伤叶绿体,自身叶绿素或酶等含量降低,均会使光合作用强度降低；
（2）动力：光照为光合作用提供动力，影响光照强度或光质的因素会影响光合作用强度；
（3）原料：导致水、 低于正常值的因素，均会影响光合作用强度；
（4）条件：影响酶活性的环境因子也会影响光合作用强度。
高考帮 研透高考 明确方向
命题点1 光合作用影响因素的综合分析
1. [2022湖南，不定项]在夏季晴朗无云的白天，10时左右某植物光合作用强度达到峰值，12时左右光合作用强度明显减弱。光合作用强度减弱的原因可能是( AD )
A. 叶片蒸腾作用强，失水过多使气孔部分关闭，进入体内的 量减少
B. 光合酶活性降低，呼吸酶不受影响，呼吸释放的 量大于光合固定的 量
C. 叶绿体内膜上的部分光合色素被光破坏，吸收和传递光能的效率降低
D. 光反应产物积累，产生反馈抑制，叶片转化光能的能力下降
[解析]夏季晴朗无云的白天12时左右，光照强度和温度较高，叶片蒸腾作用强，组成气孔结构的保卫细胞失水过多导致气孔部分关闭，进入植物叶肉细胞的 量减少，光合作用强度减弱，A项符合题意。12时左右，光合作用强度减弱，但是光合作用强度依然大于呼吸作用强度，B项不符合题意。光合色素位于类囊体薄膜上，而不是叶绿体内膜上，C项不符合题意。根据化学平衡原理，光反应产物积累，对光反应过程的抑制作用会加强，使叶片转化光能的能力下降，D项符合题意。
2. [2022北京]光合作用强度受环境因素的影响。车前草的光合速率与叶片温度、 浓度的关系如图。据图分析不能得出( D )
A. 低于最适温度时，光合速率随温度升高而升高
B. 在一定的范围内， 浓度升高可使光合作用最适温度升高
C. 浓度为 时，温度对光合速率影响小
D. 条件下，光合速率随 浓度的升高会持续提高
[解析]分析可知，本实验的自变量是叶片温度和 浓度，因变量是光合速率。低于最适温度时，随温度升高，光合作用相关酶的活性增大，光合速率升高，A正确。由题图可看出，当 浓度为 时，光合作用最适温度约为 ；当 浓度为 时，光合作用最适温度约为 ，B正确。据图可知, 浓度为 时，光合速率随温度的变化幅度较小，C正确。 条件下， 浓度为 和 时，光合速率相差很小，推测 条件下，若持续增加 浓度，达到 饱和点后，光合速率不会持续提高，D错误。
3. [2022广东，14分]研究者将玉米幼苗置于三种条件下培养10天后（图a），测定相关指标（图b），探究遮阴比例对植物的影响。回答下列问题：
（1） 结果显示，与 组相比， 组叶片叶绿素含量较高，原因可能是遮阴条件减弱了叶绿素的降解，同时增加了叶绿素的合成。
[解析]分析图b可知，与 组相比， 组叶片叶绿素含量较高，原因可能是遮阴条件一方面减弱了叶绿素的降解，另一方面增加了叶绿素的合成。
（2） 比较图b中B1与 组指标的差异，并结合B2相关数据，推测 组的玉米植株可能会积累更多的糖类等光合产物，因而生长更快。
[解析]由图b可知， 组的净光合速率大于 组和 组的，推测 组的玉米植株可能会积累更多的糖类等光合产物，因而生长更快。
（3） 某兴趣小组基于上述 组条件下玉米生长更快的研究结果，作出该条件可能会提高作物产量的推测，由此设计了初步实验方案进行探究：
实验材料：选择前期光照等培养条件一致、生长状态相似的某玉米品种幼苗90株。
实验方法：按图a所示的条件，分 、 、 三组培养玉米幼苗，每组30株；其中以A组为对照，并保证除遮阴比例外其他环境条件一致。收获后分别测量各组玉米的籽粒质量。
结果统计：比较各组玉米的平均单株产量。
分析讨论：如果提高玉米产量的结论成立，下一步探究实验的思路是探究能提高作物产量的最适遮阴比例。
[解析]结合题意可知，该实验的目的是探究遮阴比例对植物的影响。因此，应选择前期光照等培养条件一致、生长状态相似的某玉米品种幼苗90株。按图a所示的条件，分 、 、 三组培养玉米幼苗，每组30株；其中以 组作为对照，并保证除遮阴比例外其他环境条件一致。收获后分别测量各组玉米的籽粒质量。然后比较各组玉米的平均单株产量。如果提高玉米产量的结论成立，下一步探究实验的思路是探究能提高作物产量的最适遮光比例。
命题点2 光合作用影响因素在农业生产中的应用分析
4. [2021福建，12分]大气中浓度持续升高的 会导致海水酸化，影响海洋藻类生长，进而影响海洋生态。龙须菜是我国重要的一种海洋大型经济藻类，生长速度快，一年可多次种植和收获。科研人员设置不同 浓度（大气 浓度 和高 浓度 ）和磷浓度（低磷浓度 和高磷浓度 ）的实验组合进行相关实验，结果如图所示。
图1
图2
回答下列问题：
（1） 本实验的目的是探究在一定光照强度下，不同 浓度和磷浓度对龙须菜ATP水解酶活性和净光合速率的影响。
[解析]据题图可知，该实验的目的是探究在一定光照强度下，不同 浓度和磷浓度对龙须菜ATP水解酶活性和净光合速率的影响。
（2） ATP水解酶的主要功能是催化ATP水解。ATP水解酶活性可通过测定单位时间磷酸的生成量（单位时间ADP的生成量或单位时间ATP的消耗量）表示。
[解析]ATP水解酶可催化ATP水解。酶活性可用单位时间内反应物的减少量或产物的增加量来表示。
（3） 由图1、 可知，在较强的光照强度下， 处理比 处理的龙须菜净光合速率低，推测原因是在酸化环境中，龙须菜维持细胞酸碱度的稳态需要吸收更多的矿质元素，因而细胞呼吸作用增强，导致有机物消耗增加。
[解析]在较强的光照强度下， 处理组的 浓度比 处理组的高，但 处理组的净光合速率比 处理组的低，原因可能是在酸化环境中，龙须菜维持细胞酸碱度的稳定需要吸收更多的矿质元素，因而细胞呼吸作用增强，导致有机物消耗增加。
（4） 由图2可知，大气 条件下，高磷浓度能提高龙须菜的净光合速率。磷等矿质元素的大量排放导致了某海域海水富营养化，有人提出可以在该海域种植龙须菜。结合以上研究结果，从经济效益和环境保护的角度分析种植龙须菜的理由是龙须菜在高磷条件下能快速生长，收获经济效益的同时，能降低海水中的磷等矿质元素的浓度，保护海洋生态。
[解析]据图2可知，在相同光照强度下， 处理组的净光合速率大于 处理组的，说明在大气 条件下，高磷浓度能提高龙须菜的净光合速率。龙须菜在高磷条件下能快速生长，可收获经济效益，同时还能降低海水中的磷等矿质元素的浓度，保护海洋生态，故可以在富营养化的海域种植龙须菜。
5. [2022浙江1月，8分]不同光质及其组合会影响植物代谢过程。以某高等绿色植物为实验材料，研究不同光质对植物光合作用的影响,实验结果如图1,其中气孔导度大表示气孔开放程度大。该高等植物叶片在持续红光照射条件下，用不同单色光处理（ 次），实验结果如图2，图中“蓝光+绿光”表示先蓝光后绿光处理，“蓝光+绿光+蓝光”表示先蓝光再绿光后蓝光处理。
图1
图2
回答下列问题:
（1） 高等绿色植物叶绿体中含有多种光合色素，常用纸层析方法分离。光合色素吸收的光能转化为ATP和 中的化学能，可用于碳反应中 磷酸甘油酸的还原。
[解析]可用纸层析法分离光合色素。光反应产生的ATP和 可用于碳反应中 磷酸甘油酸的还原。
（2） 据图1分析，相对于红光，蓝光照射下胞间 浓度低,其原因是光合速率大，消耗的 多。 气孔主要由保卫细胞构成，保卫细胞吸收水分，气孔开放，反之关闭。由图2可知,绿光对蓝光刺激引起的气孔开放具有阻止作用，但这种作用可被蓝光逆转。由图1、图2可知蓝光可刺激气孔开放,其机理是蓝光可使保卫细胞光合产物增多，也可以促进 、 的吸收等，最终保卫细胞溶质浓度升高，细胞吸水，气孔开放。
[解析]由图1可知，蓝光条件下植物的光合速率大于红光条件下的，因此会消耗更多的 ，导致胞间 浓度降低。由图2可知，蓝光+绿光组气孔导度明显低于蓝光组，表明绿光对蓝光刺激引起的气孔开放具有阻止作用；而蓝光+绿光+蓝光组气孔导度比蓝光+绿光组的大，且比蓝光组更大，说明先蓝光后绿光再蓝光处理可逆转绿光的阻止作用。
（3） 生产上选用不同颜色 灯或滤光性薄膜获得不同光质环境，已用于某些药用植物的栽培。红光和蓝光以合理比例的光强度或光照时间、合理的光照次序照射,利于次生代谢产物的合成。
[解析]可采用不同颜色的 灯或者利用滤光性薄膜来获得不同的光质环境。
教师尊享·备课题组
1. [2021湖南]绿色植物的光合作用是在叶绿体内进行的一系列能量和物质转化过程。下列叙述错误的是( A )
A. 弱光条件下植物没有 的释放，说明未进行光合作用
B. 在暗反应阶段， 不能直接被还原
C. 在禾谷类作物开花期剪掉部分花穗，叶片的光合速率会暂时下降
D. 合理密植和增施有机肥能提高农作物的光合作用强度
[解析]绿色植物在光下可进行光合作用，弱光条件下植物没有 的释放，此时光合作用强度可能小于或等于呼吸作用强度，A错误；在光合作用的暗反应阶段， 首先和 结合形成 ， 在 和ATP的作用下被还原，B正确；植物开花期光合作用的产物优先供应生殖器官的生长，若剪掉部分花穗，光合产物输出受阻，叶片的光合速率会暂时下降，C正确；合理密植可为农作物提供充足的光照和 ，增施的有机肥被微生物分解后可为农作物提供 和无机盐，二者均能提高农作物的光合作用强度，D正确。
2. [2022全国卷甲，9分]根据光合作用中 的固定方式不同,可将植物分为 植物和 植物等类型。 植物的 补偿点比 植物的低。 补偿点通常是指环境 浓度降低导致光合速率与呼吸速率相等时的环境 浓度。回答下列问题。
（1） 不同植物（如 植物和 植物）光合作用光反应阶段的产物是相同的,光反应阶段的产物是 、ATP和 （或 ）（答出3点即可）。
[解析]光反应阶段的化学反应是在类囊体薄膜上进行的，在光反应阶段，叶绿体中光合色素吸收的光能一方面将水分解成氧气和 （或 ），另一方面在有关酶的催化作用下，促成ADP与 发生化学反应，形成ATP。
（2） 正常条件下,植物叶片的光合产物不会全部运输到其他部位,原因是自身呼吸作用要消耗一部分（答出1点即可）。
[解析]植物叶片细胞也要通过呼吸作用消耗一部分光合产物，故正常条件下，植物叶片的光合产物不会全部运输到其他部位。
（3） 干旱会导致气孔开度减小,研究发现在同等程度干旱条件下, 植物比 植物生长得好。从两种植物 补偿点的角度分析,可能的原因是干旱条件下，植物胞间二氧化碳浓度低， 植物的二氧化碳补偿点比 植物的低， 植物能利用较低浓度的二氧化碳进行光合作用（合理即可）。
[解析]干旱导致气孔开度减小，通过气孔进入叶肉细胞的二氧化碳减少， 植物的二氧化碳补偿点比 植物的低， 植物能利用较低浓度的二氧化碳进行光合作用，故在同等程度干旱条件下， 植物比 植物生长得好。
3. [2021河北，10分]为探究水和氮对光合作用的影响，研究者将一批长势相同的玉米植株随机均分成三组，在限制水肥的条件下做如下处理:（1）对照组; （2）施氮组，补充尿素 ;（3）水+氮组，补充尿素 同时补水。检测相关生理指标，结果见下表。
注:气孔导度反映气孔开放的程度
回答下列问题:
（1） 植物细胞中自由水的生理作用包括反应介质、良好溶剂、参与物质运送和生化反应等（写出两点即可）。补充水分可以促进玉米根系对氮的吸收,提高植株氮供应水平。
[解析]自由水是细胞内的良好溶剂；细胞内的许多生物化学反应都需要水的参与；水在生物体内流动，可以运送营养物质和代谢废物。分析题表数据可知，与施氮组相比，水 氮组各项生理指标都增大，说明补充水分可以促进玉米根系对氮的吸收，提高植株氮供应水平。
（2） 参与光合作用的很多分子都含有氮。氮与镁离子参与组成的环式结构使叶绿素能够吸收光能，用于驱动ATP和 两种物质的合成以及水的分解； 羧化酶将 转变为羧基加到 分子上，反应形成的产物被还原为糖类。
[解析]氮与镁离子参与组成的环式结构使叶绿素能够吸收光能，在光合作用的光反应阶段，吸收的光能可用于水的分解，产生 和 ，还可促使ADP和 发生化学反应，形成ATP。在暗反应阶段，在 羧化酶的催化下， 和 结合，生成 。
（3） 施氮同时补充水分增加了光合速率，这需要足量的 供应。据实验结果分析，叶肉细胞 供应量增加的原因是气孔导度增大，植株从外界吸收更多的 。
[解析]分析题表数据可知，与施氮组相比，水+氮组气孔导度明显增大，有利于植株从外界吸收 。
4. [2021浙江6月，8分]不同光强度下，无机磷浓度对大豆叶片净光合速率的影响如图甲； 光照、 黑暗条件下,无机磷浓度对大豆叶片淀粉和蔗糖积累的影响如图乙。
回答下列问题:
（1） 叶片细胞中,无机磷主要贮存于液泡，还存在于细胞溶胶、线粒体和叶绿体等结构。光合作用过程中，磷酸基团是光反应产物ATP和 的组分，也是卡尔文循环产生并可运至叶绿体外的化合物三碳糖的组分。
[解析]叶片细胞中，无机磷主要贮存于液泡中，还有在线粒体、叶绿体、细胞溶胶等结构中。光反应的产物有 、ATP和 ，其中ATP和 中含有磷酸基团。卡尔文循环产生的三碳糖也含有磷酸基团，其大部分会运到叶绿体外合成蔗糖。
（2） 图甲的 段表明无机磷不是光合作用中光反应过程的主要限制因素。由图乙可知，光照下，与高磷相比，低磷条件的蔗糖和淀粉含量分别是较低、较高;不论高磷、低磷, 内淀粉含量的变化是光照下淀粉含量增加，黑暗下淀粉含量减少。
[解析]光强度通过影响光反应过程来改变光合速率，由图甲可知， 段低磷和高磷曲线变化一致，说明无机磷不是光合作用中光反应过程的主要限制因素。由图乙可知，无论低磷、高磷， 内，光照下淀粉含量增加，黑暗下淀粉含量减少。
（3） 实验可用光电比色法测定淀粉含量，其依据是淀粉遇碘显蓝色，其颜色深浅与淀粉含量在一定范围内成正比。为确定叶片光合产物的去向，可采用 的同位素示踪法。
[解析]光电比色法是通过比较或测量有色物质溶液颜色深度来确定待测组分含量的方法，这是利用有色物质对特定波长光的吸收特性来进行定量分析的一种方法，其原理是基于被测物质溶液的颜色或加入显色剂后生成的有色溶液的颜色，颜色深度和物质含量成正比，根据光被有色溶液吸收的强度，即可测定溶液中物质的含量。淀粉遇碘显蓝色，其颜色深浅与淀粉含量在一定范围内成正比，因此可采用光电比色法测定淀粉含量。可采用 的同位素示踪法来确定叶片光合产物的去向。
作业帮 练透好题 精准分层
基础过关
一、选择题
1. [2023长沙模拟]取某植物生长旺盛的绿叶，用打孔器打出许多叶圆片，再用气泵抽出叶圆片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 溶液的烧杯中，给予一定的光照，记录每个烧杯中叶圆片上浮至液面所用的平均时间。下列说法错误的是( B )
A. 该实验的目的是研究 浓度对光合作用强度的影响
B. 叶片必须先在暗处放置几小时，消耗掉叶片中的淀粉
C. 叶肉细胞产生的 可从叶绿体扩散到线粒体和细胞外
D. 一定范围内增强光照强度，可以缩短叶圆片上浮的平均时间
[解析]该实验的自变量是不同浓度的 溶液， 溶液可以为叶肉细胞的光合作用提供 ，所以该实验的目的是研究 浓度对光合作用强度的影响，A正确；该实验的因变量为光合作用产生的氧气量，并不是淀粉的含量，所以实验前不需要消耗掉叶片中的淀粉，B错误；叶肉细胞经光合作用产生的氧气可进入线粒体供有氧呼吸使用，多余的氧气可扩散到细胞外，C正确；一定范围内增强光照强度可使光合速率增大，叶肉细胞通过光合作用产生的氧气增多，可以缩短叶圆片上浮的平均时间，D正确。
2. 近年来，越来越多的农户建设温室大棚来种植绿色蔬菜，既丰富了菜篮子，也提高了收入。下列相关措施有利于农民增产增收的是( B )
A. 加盖蓝膜，阻止紫外光伤害植物 B. 增设日光灯，延长光照时间
C. 薄膜上全天覆盖草帘，防止低温冻伤 D. 增施有机肥，缩小大棚内昼夜温差
[解析]加盖蓝膜，会导致光合作用可以利用的光照减少，不利于光合作用的进行，A不符合题意。增设日光灯，可以提高光照强度，提高光合速率，延长光照时间，有利于光合作用积累有机物，B符合题意。薄膜上全天覆盖草帘，会阻断光线的进入，不利于光合作用的进行，C不符合题意。增施有机肥，有利于提高光合速率;白天适当升温可以促进光合作用，夜间适当降温可以抑制呼吸作用，增大大棚内昼夜温差，有利于有机物的积累，进而能够增产增收，D不符合题意。
3. [2022福州质检]光合作用是影响作物产量的一个重要的化学反应，以下研究内容与研究目的相匹配的是( D )
选项 研究内容 研究目的
强光条件下类囊体结构的变化 探究不同光质对光反应速率的影响
遮阴处理后光合色素含量比例的变化 探究温度对与光合作用相关酶活性的影响
干旱条件下 （催化 固定的酶）活性的变化 探究干旱胁迫对气孔开放程度的影响
修剪枝条对经济作物产量的影响 探究植物形态对光合产物分配的影响
[解析]A项研究目的应是不同强光条件对光反应速率的影响，A不符合题意；B项研究目的应是光照强度对光合色素含量比例的影响，B不符合题意；C项研究目的应是干旱胁迫对 活性的影响，C不符合题意。
4. [2022北京海淀区模拟]开发生物燃料替代化石燃料，可实现节能减排。如图为生物燃料生产装置示意图，据图分析正确的是( B )
A. 光照时，海洋微藻产生ADP和 供给暗反应
B. 图中①为 ，外源添加 可增加产物生成量
C. 图中②为暗反应阶段产生的酒精等有机物质
D. 该体系产油量的高低不受温度和 等的影响
[解析]光照时，海洋微藻产生ATP和 供给暗反应，A错误；图中①为 ，外源添加 可促进海洋微藻的光合作用，进而增加产物生成量，B正确；图中②为呼吸作用产生的酒精等有机物质，C错误；该体系产油量的高低受温度和 等的影响，D错误。
5. [2023重庆名校一模]红松（阳生）和人参（阴生）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，光合速率与呼吸速率的比值 随光照强度变化的曲线图，下列叙述正确的是( D )
A. 光照强度为 时，每日光照12小时，一昼夜后人参干重不变，红松干重减少
B. 光照强度在 之后，限制红松 增大的主要外界因素是 浓度
C. 光照强度为 时，红松和人参的净光合速率相等
D. 若适当增加土壤中无机盐镁的含量，一段时间后 植物的 减小
[解析]由题图可知，光照强度为 时，对于人参（B）而言，光合速率与呼吸速率的比值 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；光照强度在 之后，限制红松 增大的主要外界因素仍然是光照强度，在 之后，限制其 增大的主要外界因素才是 浓度，B错误；净光合速率=光合速率-呼吸速率，当光照强度为 时，二者的 相同，但呼吸速率不一定相同，故净光合速率不一定相同，C错误；对于人参（B）而言，光照强度为 时光合速率与呼吸速率的比值 为1，对应的光照强度为光补偿点，若适当增加土壤中无机盐镁的含量，人参合成叶绿素增多，达到光补偿点需要的光照强度变小，即 减小，D正确。
6. [2023岳阳模拟]如图为桑叶光合速率随土壤水分减少的日变化曲线，图中曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别为降雨后第2、 、 天测得的数据。若光照强度的日变化趋势相同，则据图判断，下列叙述错误的是( C )
A. 在水分充足时桑叶没有出现“午休”现象
B. 曲线Ⅱ双峰形成与光照强度的变化有关
C. 导致曲线Ⅰ日变化的主要因素是土壤含水量
D. 适时进行灌溉可以缓解桑叶“午休”程度
[解析]分析题图中曲线Ⅰ可知，在水分充足时桑叶没有出现“午休”现象，A正确；曲线Ⅱ双峰形成与横轴即光照强度的变化有关，B正确；Ⅰ为降雨后第2天测得的结果，此时土壤水分是较为充足的，因此导致曲线Ⅰ日变化的主要因素是光照强度，C错误；在水分充足时桑叶没有出现“午休”现象，故可推知适时进行灌溉可以缓解桑叶“午休”现象，D正确。
7. 在农业生产上常常施用一定量的无机肥来达到增产的目的。为了研究无机肥对植物生长发育的影响，科研小组将无机肥溶于土壤浸出液配制了不同浓度的盐溶液，利用这些盐溶液进行了相关实验，结果见下表。下列说法正确的是( D )
盐浓度 最大光合速率 呼吸速率
0（对照） 31.65 1.44
100（低盐） 36.59 1.37
500（中盐） 31.75 1.59
900（高盐） 14.45 2.63
A. 细胞中大多数无机盐以化合物形式存在
B. 植物的呼吸速率通过根细胞呼吸作用产生的 量来测定
C. 与对照组相比，植物在低盐条件下产生和消耗的有机物较多
D. 高盐条件下植物细胞失水，气孔关闭，导致最大光合速率下降
[解析]细胞中无机盐主要以离子形式存在，A错误；植物的呼吸速率应该是测定整株植物，即所有细胞的呼吸速率，而不只是测定根细胞的呼吸速率，B错误；在低盐条件下，植物的最大光合速率比对照组大，而呼吸速率比对照组小，即产生的有机物较多，消耗的有机物较少，C错误；高盐条件下，植物的最大光合速率下降，可能是因为外界溶液浓度过高，植物细胞失水，从而使气孔关闭， 吸收减少，D正确。
二、非选择题
8. [2023大同一调，10分]如图是某兴趣小组同学探究光照强度对小球藻光合作用速率的影响的实验装置。请回答下列问题：
（1） 该实验通过改变试管与台灯之间的距离（或相同距离用不同功率的灯泡照射）来控制光照强度，该实验可通过观察单位时间内试管中产生气泡的多少来检测光合作用速率。
[解析]据题意可知，本实验探究光照强度对小球藻光合作用速率的影响，自变量为光照强度，图中可以通过改变试管与光源（台灯）之间的距离（或相同距离用不同功率的灯泡照射）来控制光照强度；叶片光合作用释放 ，该实验可通过观察单位时间内产生气泡的多少来检测光合作用速率。
（2） 植物叶肉细胞产生ATP的场所有细胞质基质和线粒体、叶绿体类囊体薄膜（叶绿体或类囊体），叶绿体中 的来源有线粒体和 溶液。
[解析]植物叶肉细胞既能进行光合作用，又能进行细胞呼吸，光合作用产生ATP的场所是叶绿体类囊体薄膜，细胞呼吸产生ATP的场所是细胞质基质和线粒体，因此植物叶肉细胞产生ATP的场所有细胞质基质和线粒体、叶绿体类囊体薄膜（叶绿体或类囊体）。叶绿体中 的来源一方面是叶绿体所在细胞呼吸作用产生的，另一方面是从外界吸收的，即来源于线粒体和 溶液。
（3） 该实验盛水玻璃柱的作用是有效防止试管中水温升高。
[解析]实验中探究光照强度对光合速率的影响，要控制无关变量的影响，在台灯与试管之间增加一个盛水玻璃柱，可避免台灯产生的热量对试管内水温的影响。
9. [2023惠州一调，12分]科学家研究了棉花田间不同持水量条件下，不同生育时期叶片叶绿素含量与光合速率的变化。以棉花新品种1号为材料，灌水量设3个处理：田间持水量的 ，田间持水量的 ，田间持水量的 （对照组 ）。其他管理同大田。结果如图及表。请回答以下问题。
不同水分处理下光合速率的变化情况
处理 单叶光合速率
初花期 盛花期 盛铃期 吐絮期
22.5 31.3 24.8 9.6
31.2 37.5 32.3 13.8
28.7 34.9 31.7 14.9
（1） 棉花叶片中的光合色素分布在叶绿体的类囊体薄膜，可用无水乙醇作溶剂进行提取。
[解析]绿色植物叶片中的光合色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上。叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，故可以用无水乙醇提取叶绿体中的色素。
（2） 三种持水量条件下，从盛铃期到吐絮期，棉花叶片的叶绿素含量和光合速率都呈下降趋势，原因可能是温度降低，影响了相关酶的活性（合理即可）。
[解析]从盛铃期到吐絮期，温度降低，影响相关酶的活性，可能抑制了叶绿素的合成，叶绿素含量下降，进而引起光合速率下降。
（3） 该实验的自变量为不同的水分处理（或不同持水量）及不同生育期。与其他两组相比，持水量过低（A）组的单叶光合速率较低，原因是①叶绿素含量低，吸收的光能减少；②持水量过低，气孔导度下降（气孔部分关闭），吸收的二氧化碳减少。
[解析]分析可知,该实验的自变量为不同的水分处理（不同持水量）及不同生育期。与其他两组相比, 组的叶绿素含量较少,吸收的光能较少,光反应较弱;与其他两组相比, 组的持水量较低,气孔部分关闭,吸收的 减少,暗反应较弱，故与其他两组相比，持水量过低（A）组的单叶光合速率较低。
能力提升
一、选择题
10. [2021辽宁]植物工厂是通过光调控和通风控温等措施进行精细管理的高效农业生产系统，常采用无土栽培技术。下列有关叙述错误的是( B )
A. 可根据植物生长特点调控光的波长和光照强度
B. 应保持培养液与植物根部细胞的细胞液浓度相同
C. 合理控制昼夜温差有利于提高作物产量
D. 适时通风可提高生产系统内的 浓度
[解析]不同植物生长所需的光的波长和光照强度有所不同，故可根据植物生长特点调控光的波长和光照强度，A正确；采用无土栽培技术培养植物时，为保证植物根系正常吸水，一般情况下，培养液的浓度应小于植物根部细胞的细胞液浓度，B错误；合理控制昼夜温差可增加有机物的积累，提高作物产量，C正确；适时通风可增强空气流动，提高生产系统内的 浓度，D正确。
11. [2022惠州一调]某研究性学习小组采用盆栽实验，探究土壤干旱对某种植物叶片光合速率的影响。实验开始时土壤水分充足，然后实验组停止浇水，对照组土壤水分条件保持适宜，实验结果如图所示，下列有关分析错误的是( C )
A. 叶片光合速率随干旱时间延长呈下降趋势
B. 实验组叶片光合速率下降先于叶片中叶绿素含量下降
C. 第2~4天，实验组光合速率下降是由叶片中叶绿素含量下降引起的
D. 持续严重干旱，对植物的光反应和暗反应均有可能产生影响
[解析]据图甲可知，随干旱时间的延长，叶片光合速率呈下降趋势，A正确；据图甲可知，实验组叶片光合速率在第2天时开始下降，据图乙可知，实验组叶片中叶绿素含量在第4天时开始下降，即实验组叶片光合速率下降先于叶片中叶绿素含量下降，B正确；第2~4天，实验组叶片光合速率下降，但此时段叶片中叶绿素含量并未下降，说明第2~4天实验组光合速率下降不是由叶片中叶绿素含量下降引起的，C错误；持续严重干旱，会使叶片中叶绿素含量下降、气孔关闭，叶片中叶绿素含量下降会导致光反应减弱，气孔关闭会使二氧化碳供应不足，从而导致暗反应减弱，D正确。
12. [2022马鞍山模拟]为探究影响光合速率的因素，研究人员将同一品种生长状况相同的玉米幼苗置于 条件下培养，实验结果如图所示。下列有关叙述错误的是( A )
A. 此实验共有两个自变量：光照强度和施肥情况
B. 点比 点 吸收速率高的原因是光照强度大
C. 在土壤含水量为 的条件下施肥效果明显
D. 与 点相比，制约 点光合速率的因素主要是土壤含水量
[解析]由曲线图可知，本实验有三个自变量，即光照强度、施肥情况、土壤含水量，A错误。由曲线图可知， 点和 点的唯一自变量为光照强度， 点光照强度大于 点，故D点 吸收速率高，B正确。由曲线图可知，土壤含水量低于 时，相同光照强度下施肥与未施肥相比， 吸收速率相同，而高于 时施肥与未施肥存在差异，且施肥时 吸收速率明显高于未施肥时的，因此土壤含水量在 的条件下施肥效果明显，C正确。由曲线可知， 点土壤含水量大于 点的， 点 吸收速率高，因此与 点相比，限制 点玉米光合速率的主要因素是土壤含水量，D正确。
13. [2022吉林普通高中调研]如图的纵轴表示某种植物气体吸收量或释放量的变化（不考虑横轴和纵轴单位的具体表示形式）。下列说法正确的是( B )
A. 若纵轴代表 吸收量，可以判断该植物从 点开始进行光合作用
B. 若纵轴代表 吸收量， 点表示植物的净光合作用强度为0
C. 若纵轴代表 释放量，提高大气中的 浓度， 点不移动
D. 若纵轴代表 释放量， 点时光合作用制造的有机物总量是8
[解析]若纵轴代表 吸收量， 点时光合作用强度等于呼吸作用强度，即植物的净光合作用强度等于0，该植物的光合作用从 点前就已经开始，A错误、B正确；若纵轴代表 释放量，提高大气中的 浓度，光合作用强度和呼吸作用强度相等时所需光照强度降低， 点左移，C错误；若纵轴代表 释放量， 点时光合作用制造的有机物总量是 ，D错误。
14. [2022衡阳一模]灌浆期是农作物开花后有机物储存在籽粒中的一个阶段，当有机物含量不再增加时，灌浆期结束。研究发现温度对小麦籽粒干重的影响与小麦灌浆期的长短有密切关系。某科研小组在温室条件下进行了相关实验，结果如图（图中 、 、 分别表示3组不同的昼夜温度组合）所示。据图分析，下列叙述错误的是( D )
A. 昼夜温度组合为 时，小麦灌浆期约为40天
B. 若小麦在灌浆期遇到连续低温 天气，小麦灌浆期会延长
C. 若小麦在灌浆期遇到连续高温 天气，小麦籽粒干重会减小
D. 灌浆期遇到连续阴雨天，小麦籽粒干重减少，其主要原因是阴雨天温度低
[解析]据题图可知，昼夜温度组合为 的实验中，第0~40天，小麦籽粒干重逐渐增加，40天以后，小麦籽粒干重保持稳定，由此可知此条件下小麦灌浆期约为40天，A正确。据题图可知，昼夜温度组合为 时，小麦灌浆期约为70天，结合A项分析可说明小麦在灌浆期遇到连续低温 天气，灌浆期会延长，B正确。据图可知，昼夜温度组合为 时，小麦籽粒干重最低，说明若小麦在灌浆期遇到连续高温 天气，小麦籽粒干重会减小，C正确。阴雨天小麦籽粒干重减少的主要原因是光照弱，光合作用强度降低，有机物积累量少，D错误。
二、非选择题
15. [2022湖北，13分]不同条件下植物的光合速率和光饱和点（在一定范围内，随光照强度的增加，光合速率增大，达到最大光合速率时的光照强度称为光饱和点）不同，研究证实高浓度臭氧 对植物的光合作用有影响。用某一高浓度 连续处理甲、乙两种植物75天，在第55天、65天、75天分别测定植物净光合速率，结果如图1、图2和图3所示。
图1
【注】曲线1：甲对照组，曲线2：乙对照组，曲线3：甲实验组，曲线4：乙实验组
回答下列问题：
（1） 图1中，在高浓度 处理期间，若适当增加环境中的 浓度，甲、乙植物的光饱和点会增大（填“减小”“不变”或“增大”）。
[解析]若适当增加环境中的 浓度,会使两种植物的光合作用增强，所能固定的光能增多，需要在较高光照强度下植物才能达到最大光合速率，即在该种情况下,甲、乙植物的光饱和点会增大。
（2） 与图3相比，图2中甲的实验组与对照组的净光合速率差异较小，表明高浓度臭氧处理甲的时间越短，对甲植物光合作用的影响越小。
[解析]与图3相比，图2中甲的实验组与对照组的净光合速率差异较小，表明高浓度 处理甲的时间越短（长），对甲植物光合作用的影响越小（大）。
（3） 从图3分析可得到两个结论：① 处理75天后，甲、乙两种植物的实验组的净光合速率均明显小于对照组，表明长时间高浓度的 对植物光合作用产生明显抑制；②长时间高浓度的 对乙植物的影响大于甲植物，表明长时间高浓度臭氧对不同种类植物光合作用产生的抑制效果有差异。
[解析]从图3可知，一是甲、乙两种植物实验组的净光合速率均明显小于对照组，表明长时间高浓度的 对植物光合作用产生了明显抑制；二是长时间高浓度的 对乙植物的影响大于甲植物，表明长时间高浓度的 对不同种类植物光合作用产生的抑制效果不同。
（4） 实验发现，处理75天后甲、乙植物中的基因 表达量都下降。为确定 基因功能与植物对 耐受力的关系，使乙植物中 基因过量表达，并用高浓度 处理75天。若实验现象为A基因过量表达与表达量下降时，乙植物的净光合速率相同，则说明 基因的功能与乙植物对 耐受力无关。
[解析]如果 基因的功能与乙植物对 耐受力无关，则乙植物的净光合速率不会受 基因表达量的影响，即 基因过量表达与表达量下降时，乙植物的净光合速率相同。
16. [2022长郡中学检测，10分]间作套种是指在同一土地上按照不同比例种植不同种类农作物的种植方式，充分利用光能、空间和时间资源提高农作物产量。科研人员在研究玉米—大豆套作种植时，以净作玉米、净作大豆为对照，设置 和 两种玉米与大豆行比配置，进行了大豆产量和玉米产量（单位： ）的研究，实验结果如表所示：
处理 净作大豆 净作玉米
大豆产量 925 1 979 2 498 —
玉米产量 —
（1） 据表可知，在一定的范围内不同行比配置对套作玉米、大豆产量的具体影响分别是行比配置越大，产量越低；行比配置越大，产量越高，该实验中影响大豆光合作用的主要环境因素是光照强度。
[解析]由表可知，在一定的范围内不同行比配置对套作玉米、大豆产量的影响不同，对于玉米来说，行比配置越大，产量越低；对于大豆来说，行比配置越大，产量越高。大豆为低位作物，该实验中影响大豆光合作用的主要环境因素是光照强度。
（2） 目前科研人员在研究提高作物产量的措施时，发明了一种转光膜，他们在大棚膜材料中加入不同光转换剂，可将部分紫外光和绿光转变成蓝紫光、红光等，能显著提高作物的产量，原理是叶绿素 和叶绿素 主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光，提供充足可吸收光，可提高光合作用。
[解析]叶绿素 和叶绿素 主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光，转光膜将作物几乎不吸收的紫外光和绿光转化为蓝紫光和红光，以此来提高作物的产量。
（3） 农业生产上，温室大棚种植的蔬菜产量一般都要比露天种植的产量高。试从影响植物光合作用的环境因素的角度阐述其原因：露天种植的情况下，二氧化碳浓度很难控制，温度也不易控制，但在大棚种植的情况下，这些因素都可以根据需要人工控制（至少答出2点）。
[解析]露天种植的情况下，二氧化碳浓度很难控制，温度也不易控制，但在大棚种植的情况下，这些因素都可以根据需要人工控制，故温室大棚种植的蔬菜产量一般都要比露天种植的高。
创新应用
17. [写出实验思路][2023宝鸡模拟,10分]研究人员以植物甲（阳生植物）和乙（阴生植物）为材料进行实验，结果如图1和图2所示。请回答下列问题：
（1） 图1中， 点时，植物甲在有关酶的催化作用下，接受光反应提供的能量并且被 还原后，形成有机物[或糖类 ]和 （或五碳化合物）。由 点对应的光照强度突然升高到 点对应的光照强度，并在此光照强度下光合速率达到稳定的过程中，植物乙光合作用中 的相对含量变化是先下降后趋于相对稳定。
[解析]图1中， 点植物甲可以进行光合作用，在光反应产生的ATP和 的参与下，在相关酶的催化作用下， 被还原生成 和有机物；由 点对应的光照强度突然升高到 点对应的光照强度，即光照强度增加，而光照强度增加会导致光反应产生的ATP和 增加，进而导致短时间内 的还原增加，此时 的生成不变，当光合速率最终达到稳定时， 的含量也趋于稳定，因此 的相对含量变化是先下降后趋于相对稳定。
（2） 植物的光补偿点是植物光合作用 吸收量与植物呼吸作用 释放量相等时对应的光照强度。由图1和图2可知，光补偿点的大小可能因植物种类和生长环境的不同而有所差异。与阳生植物相比较，阴生植物呼吸速率很低，很弱的光合作用就可以使植物光合作用 吸收量与植物呼吸作用 释放量相等，从而可以在光照不足或弱光的环境中存活下来。
[解析]植物的光补偿点是植物光合作用 吸收量与植物呼吸作用 释放量相等时对应的光照强度，图1和图2说明光补偿点的大小可能因植物种类和生长环境的不同而有所差异。根据图1分析，阴生植物的呼吸速率较阳生植物低，很弱的光合作用就可以使植物光合作用 吸收量与植物呼吸作用 释放量相等，即弱光下就达到了光补偿点，这样可以使其在光照不足的环境中生存下来。
（3） 图2中，为验证在 光强下生长的植物甲光补偿点降低是由环境因素引起的，而非遗传物质的改变造成的，需在此基础上进一步实验，请写出实验思路：收获在 光强下生长的植物甲种子种植，使其在 光强下生长，一段时间后，在与图2实验条件完全相同的条件下（重复上述实验），测其光补偿点（合理即可）。
[解析]验证在 光强下生长的植物甲光补偿点降低是由环境因素引起的，而非遗传物质的改变造成的，根据实验的单一变量原则和对照原则分析，在图2实验的基础上需要进一步实验，具体的思路为：收获在
光强下生长的植物甲种子种植，使其在 光强下生长，一段时间后，在与图2实验条件完全相同的条件下（重复上述实验），测其光补偿点。
18. [2022北京房山区一模，11分][提出建议并说明理由]植物的生长与氮素的吸收、同化、转移等过程密切相关。科研人员对烟草叶片光合作用中的氮素利用进行了相关研究。
（1） 参与光合作用的很多分子都含有氮，氮与镁离子参与组成的叶绿素能够吸收光能并用于驱动水的分解和ATP、 的合成； 羧化酶将 固定为 （或三碳化合物），再进一步还原为糖类。
[解析]氮与镁离子参与组成的叶绿素能够吸收光能，从而促进光合作用的光反应阶段 、ATP的合成和水的分解；在暗反应阶段， 羧化酶催化 和 生成 （三碳化合物）， 在 、ATP的作用下再进一步被还原为糖类。
（2） 科研工作者对烤烟品种 施加不同的氮量，实验结果如下：
组别 氮浓度 比叶氮 叶绿素含量 叶绿体 浓度 净光合速率
低氮 0.2 0.5 1.6 75 9
中氮 2 0.95 2.8 125 15
高氮 20 1.1 3.0 80 14.9
注：比叶氮表示单位叶面积的氮素的含量。
① 从表中数据可知，氮素对烤烟叶片净光合速率的影响是一定范围内，氮素可显著提高烤烟叶片的净光合速率，高氮相对于中氮提高作用不显著 （或中氮与高氮的提高作用无显著差异）。
[解析]分析表格可知，高氮组的净光合速率略小于中氮组,中氮组的净光合速率明显大于低氮组，因此氮素对烤烟叶片净光合速率的影响是一定范围内,氮素可显著提高烤烟叶片的净光合速率，高氮相对于中氮提高作用不显著（或中氮与高氮的提高作用无显著差异）。
② 研究人员推测出现该现象的原因可能是施氮提高了叶绿素的合成，进而影响光合速率；但在高氮情况下，叶绿体 浓度成为光合速率持续升高的限制因素。
[解析]由表格中三组的叶绿素含量可知，施氮可提高叶绿素的含量,进而影响光合速率。与中氮组相比,高氮组叶绿素含量较高、叶绿体 浓度明显较低，而净光合速率也略低，说明在高氮情况下，叶绿体 浓度成为光合速率持续升高的限制因素。
（3） 植物光合系统中的氮素分配受供氮量等因素的影响，研究人员对叶片光合系统中氮素的含量及分配进行了检测，结果如下：
注：叶片氮素可分为光合氮素和非光合氮素；前者包括捕光氮素和羧化氮素。
检测结果显示：相对于中氮环境，高氮环境下，氮素从光合氮素向非光合氮素（两空均选填“非光合氮素”或“光合氮素”）转化，且羧化氮素所占比例降低，影响 羧化酶活性，进而影响了光合作用的暗反应阶段。
[解析]据题图可知，相对于中氮环境，高氮环境下，非光合氮素增多，羧化氮素减少，说明高氮环境下，氮素从光合氮素向非光合氮素转化，且羧化氮素所占比例降低，影响 羧化酶活性，结合 羧化酶参与 的固定，可知进而影响了光合作用的暗反应阶段。
（4） 综合以上信息，从物质与能量的角度对烤烟种植提出合理建议并说明理由。
建议：适量施加氮肥。理由：适量施加氮肥既能提高光合速率，合成更多的有机物，储存更多能量，又可避免物质（氮）的浪费。（合理即可）
[解析]根据以上分析可知，一定范围内，氮素可显著提高烤烟叶片的净光合速率，高氮相对于中氮提高作用不显著，为了避免物质（氮）的浪费，对烤烟种植可提出的合理建议是适量施加氮肥。理由是适量施加氮肥既能提高光合速率，合成更多的有机物，储存更多能量，又可避免物质（氮）的浪费。
微专题1 光合作用与呼吸作用的关系
专题帮 聚焦重难 专项突破
题型1 光合作用与呼吸作用的联系
题型攻略
1.辨析光合作用与呼吸作用
类型 光合作用 呼吸作用
发生范围 含叶绿体的植物细胞、含光合色素的蓝细菌等 所有活细胞
发生条件 在光下进行 时时刻刻都进行
实质 合成有机物、储存能量 分解有机物、释放能量
图解联系
能量联系
2.光合作用与有氧呼吸过程中 和ATP的来源与去路
项目 来源 去路
光合作用 光反应中水的光解 还原
有氧呼吸 第一、二阶段产生 用于第三阶段与 结合生成水
ATP 光合作用 光反应阶段产生 主要用于暗反应
有氧呼吸 第一、二、三阶段均能产生，第三阶段产生的最多 作为能量“通货”，用于各项生命活动
题型训练
1. [2022天津一中模拟]各取非转基因的水稻（W）和转 基因的水稻（T）数株，分组后分别喷施蒸馏水、寡霉素和 ， 后进行干旱胁迫处理（胁迫指对植物生长和发育不利的环境因素），测得未胁迫和胁迫 时的光合速率如图所示。已知寡霉素抑制光合作用和细胞呼吸中ATP合成酶的活性。下列叙述正确的是( D )
A. 寡霉素在细胞呼吸过程中抑制线粒体外膜上 的传递
B. 寡霉素在光合作用过程中的作用部位是叶绿体基质
C. 转 基因提高光合作用的效率，且增加寡霉素对光合速率的抑制作用
D. 喷施 促进光合作用，且减缓干旱胁迫引起的光合速率的下降
[解析]寡霉素抑制光合作用和细胞呼吸中ATP合成酶的活性，其在细胞呼吸过程中抑制线粒体内膜上 的传递，A错误；光合作用过程中只有光反应阶段产生ATP，因此寡霉素在光合作用过程中的作用部位是叶绿体的类囊体薄膜，B错误；对比分析 与 的实验结果可知，转 基因提高光合作用的效率，对比分析（ 寡霉素）与（ 寡霉素）的实验结果可知，转 基因可以减弱寡霉素对光合速率的抑制作用，C错误；对比分析 、（ 寡霉素）与 的实验结果可知，喷施 能够促进光合作用，且减缓干旱胁迫引起的光合速率的下降，D正确。
2. [全国卷Ⅱ，9分]如图是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 、 、 、 ， 代表的物质主要是 （或还原型辅酶Ⅱ）。
[解析]由分析可知，图中①表示光合作用光反应阶段水光解的产物 ；②是生成还原型辅酶Ⅱ 的反应物 ；③是生成ATP的原料 ；④代表光合作用暗反应阶段参与固定 的物质 ；图中 代表的物质是呼吸作用过程中的还原型辅酶Ⅰ 。
（2） 代表一种反应过程， 代表细胞质基质， 代表线粒体，则ATP合成发生在 过程，还发生在C和 （填“ 和 ”“ 和 ”或“ 和 ”）。
[解析]细胞中生成ATP的场所除叶绿体外还有细胞质基质（C）和线粒体（D）。
（3） 中的丙酮酸可以转化成酒精，出现这种情况的原因是在缺氧条件下进行无氧呼吸。
[解析]细胞质基质中的丙酮酸可以转化成酒精的原因是植物细胞缺氧，导致细胞进行无氧呼吸。
命题拓展
[设问拓展型]（1） 能吸收光能的物质分布在叶绿体的类囊体薄膜上。
[解析]光合作用过程中，能够吸收光能的色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上。
（2） 假如白天突然中断 供应，则在短时间内④含量的变化是增多；假如该植物从光照条件下移到黑暗处，短时间内④含量的变化是减少。
[解析]若突然中断 供应，则 的固定受阻， 的消耗减少，短时间内其合成速率不变，最终导致 的含量增加。若将该植物从光照条件下移到黑暗处，光反应停止， 的还原受阻， 的合成减少，短时间内其消耗速率不变，最终导致 的含量减少。
题型2 光合作用与呼吸作用曲线分析
题型攻略
1.开放和密闭环境中 浓度昼夜变化状况分析
甲图:自然环境中，一昼夜植物净光合速率的变化曲线
乙图：密闭环境中一昼夜CO2浓度变化曲线
（1）甲、乙图曲线各段变化的原因
甲图区段 甲图曲线变化原因 乙图区段 乙图曲线变化原因
黑暗时仅进行细胞呼吸 细胞呼吸不断产生 ，容器内 浓度上升
出现光照且逐渐增强，此时光合速率小于呼吸速率 大约 点开始进行光合作用，但光合速率小于呼吸速率， 释放速率减小，容器内 浓度增加缓慢
光照增强且光合速率大于呼吸速率 光合速率大于呼吸速率，植物吸收 ，容器内 浓度降低
中午光照强，气孔部分关闭， 供应不足，光合速率下降 光合速率仍大于呼吸速率，容器内 浓度减少速度变缓慢
气孔张开， 吸收速率增加 净光合速率增大，容器内 浓度减少较快
光照逐渐减弱，且光合速率大于呼吸速率 光照减弱，净光合速率减小，容器内 浓度减少速度变缓慢
光照较弱，光合速率小于呼吸速率 光合速率小于呼吸速率，净光合速率小于零，容器内 浓度增加
黑暗时仅进行细胞呼吸 细胞呼吸不断产生 ， 积累，容器内 浓度增加
（2）甲、乙图曲线中要点对比
项目 甲图曲线 乙图曲线
光合速率与呼吸速率相等 净光合速率等于0， 点和 点 曲线的最高点（C）和最低点（G）
积累有机物的时间（光合速率大于呼吸速率） 净光合速率大于0， 容器内 浓度减少时
有机物积累最多的点 点 点
开始进行光合作用的时间 点 点之前（大约 点）
一昼夜后能否积累有机物 计算：Ⅱ-（Ⅰ+Ⅲ）是否大于0 比较 点时 浓度是否比 点时低
2.细胞呼吸和光合作用曲线中关键点的移动分析
题型训练
3. [2022全国卷乙]某同学将一株生长正常的小麦置于密闭容器中，在适宜且恒定的温度和光照条件下培养，发现容器内 含量初期逐渐降低，之后保持相对稳定。关于这一实验现象，下列解释合理的是( D )
A. 初期光合速率逐渐升高，之后光合速率等于呼吸速率
B. 初期光合速率和呼吸速率均降低，之后呼吸速率保持稳定
C. 初期呼吸速率大于光合速率，之后呼吸速率等于光合速率
D. 初期光合速率大于呼吸速率，之后光合速率等于呼吸速率
[解析]在适宜且恒定的温度和光照条件下，密闭容器中的小麦会同时进行光合作用和呼吸作用，初期光合速率大于呼吸速率，导致容器内 含量逐渐降低；由于密闭容器内的 含量有限，随着光合作用持续进行， 逐渐被消耗，其含量降低，进而光合作用强度减小；当 含量降低到一定水平时，小麦的光合速率和呼吸速率相等，此时净光合速率为0，容器内的 含量保持相对稳定，D正确。
4. [2021海南改编，10分]植物工厂是全人工光照等环境条件智能化控制的高效生产体系。生菜是植物工厂常年培植的速生蔬菜。回答下列问题。
（1） 植物工厂用营养液培植生菜过程中，需定时向营养液通入空气，目的是促进生菜根部细胞的有氧呼吸；除通气外，还需更换营养液，其主要原因是营养液中的无机盐在培植生菜过程中会被大量吸收,更换营养液可为生菜提供大量的无机盐，以保证生菜的正常生长。
[解析]用营养液培植生菜过程中,要定时向营养液通入空气，这样可以促进生菜根部细胞的有氧呼吸,保证生菜正常生长。
（2） 植物工厂选用红蓝光组合 灯培植生菜，选用红蓝光的依据是叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，选用红蓝光可以提高植物的光合速率，从而提高生菜的产量。生菜成熟叶片在不同光照强度下光合速率的变化曲线如图1，培植区的光照强度应设置在B点所对应的光照强度；为提高生菜产量，可在培植区适当提高 浓度，该条件下 点的移动方向是向右上方移动。
图1
[解析]叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，选用红蓝光组合 灯培植生菜可以提高植物的光合速率，从而提高生菜的产量。 点对应的光照强度为光饱和点，因此培植区的光照强度应设置在 点所对应的光照强度。 是光合作用的原料，增大 浓度，可使光合速率加快,达到光饱和点所需的光照强度增大，因此,在培植区适当提高 浓度， 点将向右上方移动。
（3） 将培植区的光照/黑暗时间设置为 ，研究温度对生菜成熟叶片光合速率和呼吸速率的影响，结果如图2，光合作用最适温度比呼吸作用最适温度低；若将培植区的温度从 调至 ，培植 后，与调温前相比，生菜植株的有机物积累量减少。
图2
[解析]据题图2可知,光合速率的最适温度为 ，而在实验温度范围内呼吸速率的最适温度还未出现，则光合作用最适温度比呼吸作用最适温度低。若将培植区的温度从 调至 ，则光合速率减小、呼吸速率增大，培植 后，与调温前相比，生菜植株的有机物积累量减少。
题型3 植物“三率”的辨析与测定方法
题型攻略
1.植物“三率”的辨析
2.植物“三率”的测定方法
（1）液滴移动法——测光合作用 产生的体积
（2）黑白瓶法——测透光、不透光两瓶中氧气的剩余量
“黑瓶”不透光，测定的是有氧呼吸量；“白瓶”给予光照，测定的是净光合作用量。“黑白瓶”试题是一类通过净光合作用强度和有氧呼吸强度推算总（真）光合作用强度的试题。一般规律为黑瓶中氧气的减少量（或二氧化碳的增加量）为有氧呼吸量；白瓶中氧气的增加量（或二氧化碳的减少量）为净光合作用量；二者之和为总光合作用量。
（3）半叶法——测定光合作用有机物的产生量
半叶法又叫半叶称重法。在测定时，叶片一半遮光，一半曝光，分别测定两半叶的干物质质量，进而计算叶片的呼吸速率、净光合速率和总（真）光合速率,即曝光侧叶重-遮光侧叶重=总光合量，进一步可算出总光合速率。此方法和“黑白瓶法”的原理基本相同，需要注意的是该种方法在实验之前需将叶片大叶脉切断，以防止有机物的运输。
（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、单位叶面积叶片中淀粉的生成量测定光合速率。以有机物的变化量测定光合速率（ 为叶圆片面积）的过程如图所示。
净光合速率 ；呼吸速率 ；总（真）光合速率=净光合速率+呼吸速率 。
题型训练
5. [2021北京]将某种植物置于高温环境 下生长一定时间后，测定 植株和生长在正常温度 下的植株在不同温度下的光合速率，结果如图。由图不能得出的结论是( B )
A. 两组植株的 吸收速率最大值接近
B. 时两组植株的真正（总）光合速率相等
C. 时 植株能积累有机物而 植株不能
D. 植株表现出对高温环境的适应性
[解析]由题图可知，两组植株的 吸收速率最大值非常接近，A项不符合题意；总光合速率＝净光合速率+呼吸速率， 吸收速率代表净光合速率，由题图可知， 时两组植株的净光合速率相等，而两组植株的呼吸速率未知，故不能判断两组植株的总光合速率是否相等，B项符合题意； 时 植株的净光合速率大于0，而 植株的净光合速率小于0，即 时 植株能积累有机物而 植株不能，C项不符合题意；由题图可知，当叶片温度超过 时， 植株的净光合速率大于 植株的， 植株表现出对高温环境的适应性，D项不符合题意。
命题拓展
[设问拓展型]已知上图中两曲线的交点为 ，与横轴的交点为 ，则据图判断下列说法正确的是( B )
A. 点时两组植株产生ATP的场所是细胞质基质和线粒体
B. 植株最大净光合速率时对应的温度低于 植株的
C. 随着温度上升， 点之后 植株不再进行光合作用
D. 植株中，呼吸作用相关酶和光合作用相关酶的最适温度均上升
[解析]由题图可知 点时两组植株都进行光合作用和呼吸作用，故产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体类囊体薄膜，A错误； 点时， 植株的光合速率=呼吸速率，随着温度上升， 点之后 植株可能还可以进行光合作用，只是光合速率小于呼吸速率，C错误；与生长在正常温度 下的植株相比， 植株净光合速率的最适温度上升，因为无法知道呼吸速率的变化情况，故 植株的呼吸作用相关酶和光合作用相关酶的最适温度变化情况无法判断，D错误。
6. 将一株绿色植物置于密闭锥形瓶中，如图1所示。在连续 监测的过程中，开始的一段时间以固定的光照强度持续照射植物，其余时间则处于完全黑暗中，其他外界条件相同且适宜，测得瓶内 浓度变化情况如图2所示。据此分析可知( D )
A. 最初 内，瓶内 浓度逐渐下降，说明植物的光合作用逐渐增强
B. 第 ，瓶内植物光合作用逐渐减弱，呼吸作用逐渐增强
C. 第 ，瓶内植物的光合作用速率与呼吸作用速率相等
D. 瓶内植物在照光时段内实际光合作用速率平均为
[解析]最初 内，以固定的光照强度持续照射植物，植物的光合作用强度大于呼吸作用强度，导致瓶内 浓度逐渐下降，曲线的斜率代表 的减少速率，斜率逐渐减小说明光合作用强度逐渐减弱，A错误;根据瓶内 浓度的变化情况可知，在 之前一直光照， 之后光照停止,第 ，瓶内 浓度上升，这是呼吸作用的结果，B错误；由分析可知，第 ，瓶内无光照，植物只进行呼吸作用，导致 浓度升高，C错误；瓶内在 之前一直有光照，在照光时段内净光合作用速率平均为 ，呼吸速率平均为 ，所以实际光合作用速率平均为 ，D正确。
7. 某生物科研小组从池塘某一深度取水样（含植物），平均分装到六对黑白瓶中。立即测定初始溶解氧量为 。将瓶密封后有五对分别置于五种不同的光照强度条件下（温度相同），一对放回原水层，24小时后，测定瓶中溶解氧量，根据下表的记录数据，下列说法正确的是( A )
光照强度 原水层
白瓶溶解氧量 3 10 19 30 30 19
黑瓶溶解氧量 3 3 3 3 3 2
A. 光照强度为 时，最终白瓶和黑瓶的溶解氧量相同，说明 为0
B. 光照强度为 时，植物不能进行光合作用
C. 原水层与光照强度为 的白瓶溶解氧量相同，可以推测原水层的光照强度为
D. 当光照强度为 、 时，白瓶中的植物产生的氧气量都是
[解析]黑瓶中没有光照，植物不能进行光合作用产生氧气，但细胞呼吸消耗氧气。光照强度为 时,黑、白瓶中溶解氧量相同，说明二者相同时间内耗氧量一致，所以 为0，A正确。光照强度为 时，白瓶溶解氧量与初始溶解氧量 相等，说明净光合作用氧气释放量为0，即总光合作用产氧量与呼吸作用耗氧量相同，B错误。原水层与光照强度为 的白瓶溶解氧量虽相同（净光合作用氧气释放量相同），但呼吸作用耗氧量不同[原水层白瓶呼吸作用耗氧量 ，光照强度为 时的白瓶呼吸作用耗氧量
，所以两者的光合作用强度不同，光照强度也不同，C错误。当光照强度为 、 时，白瓶中的植物产生的氧气量（总光合作用产氧量）=净光合作用氧气释放量+呼吸作用耗氧量 ，D错误。
8. 某同学欲测定植物叶片的总光合作用速率，做如图所示实验。在叶柄基部做环剥处理（仅限制叶片有机物的输入和输出），于不同时间分别在同一叶片上陆续取下面积为 的叶圆片烘干后称其质量，测得叶圆片的总光合作用速率 （不考虑取叶圆片引起的机械损伤和温度微小变化对叶生理活动的影响）。则 处的实验条件是( C )
A. 下午4时后在阳光下照射3小时再遮光3小时
B. 下午4时后将整个实验装置遮光3小时
C. 下午4时后将整个实验装置遮光1小时
D. 下午4时后在阳光下照射3小时
[解析]上午10时叶圆片干重为 ，下午4时叶圆片干重为 ，这段时间内叶圆片既进行了光合作用，又进行了呼吸作用，因此 可表示这段时间内的净光合作用积累的有机物总量。若 处的实验条件是下午4时后将整个实验装置遮光1小时，然后测定叶圆片质量为 克，则 可表示呼吸速率，而叶圆片的总光合速率=净光合速率+呼吸速率 ；若 处的实验条件是下午4时后整个实验装置遮光3小时，则同理可算出总光合速率为 ，与题干不符；综上所述,C正确。
9. [10分]半叶法是总光合速率测定的常用方法，其一般实验步骤：①用刀片将叶柄处的外皮进行环割处理，切断韧皮部的物质（如有机物）运输，但不切断木质部的导管；②选择对称性较好的叶片，沿中央叶脉一半遮光，另一半不进行任何处理；③经一段时间 适宜的光照后，剪下叶片并将两半对应部位叠在一起，用大小适当的打孔器在叶片的中部打下相同叶面积 的叶片，经烘干后分别称重，遮光部分叶片干重记为 ，曝光部分叶片干重记为 ；④计算总光合速率。
（1） 光照处理之前将叶柄处的外皮进行环割处理，其目的是阻止韧皮部将光合作用的产物运出叶片而影响实验结果。
[解析]植物的木质部中导管主要运输水和无机盐，而韧皮部中筛管主要运输糖类等有机物，将叶柄处的外皮进行环割处理的结果是切断了糖类（光合作用产物）等有机物的运输，没有切断水和无机盐的运输。因此，环割可以防止光合作用产物的输出对叶片干重变化的影响。
（2） 根据半叶法的实验步骤及实验记录整理出用有机物表示总光合速率的计算公式：单位叶面积的总光合速率= （用题中的字母表示）。
[解析]本小题需注意要求的是“单位叶面积的总光合速率”，此处需要分别得出总光合作用量（用有机物产生量表示）、叶面积和时间，总光合作用量 ，因此，单位叶面积的总光合速率=总光合作用量/（叶面积×时间） 。
（3） 重复以上实验，同时将步骤③改为将叶片剪下经酒精脱色处理后滴加碘液染色，比较遮光部分与曝光部分是否变蓝。该实验不能（填“能”或“不能”）说明叶片在光下生成了淀粉，理由是叶片事先没有经过暗处理，无法排除叶片中原有淀粉的影响。
[解析]证明光合作用产生淀粉时需要先对植物进行暗处理（饥饿处理），再进行遮光和曝光处理,本题的叶片事先没有经过暗处理，无法排除叶片中原有淀粉的影响。
作业帮 练透好题 精准分层
一、选择题
1. [2022石家庄模拟]光合作用和细胞呼吸过程中出现的含碳化合物可用 表示,其中 代表的数值为化合物中含有的碳原子个数。下列关于小麦叶肉细胞中 的说法正确的是( A )
A. （丙酮酸）转化为 的过程与 转化为 （三碳化合物）的过程可以同时发生
B. （五碳化合物）与 结合生成 （三碳化合物）仅需要光反应产生的 提供能量
C. 黑暗条件下, （丙酮酸）的生成过程是一种吸能反应
D. 有氧条件下, （糖类）转化为 的过程发生在线粒体内膜上
[解析]丙酮酸转化为 （即有氧呼吸的第二阶段）和 转化为 （即暗反应中 的固定过程）可以同时发生，A正确; 与 结合生成 ,即 的固定过程,需要光反应产生的ATP和 ,B错误;黑暗条件下,丙酮酸的生成过程是一种放能反应,C错误;有氧条件下,葡萄糖在细胞质基质中分解为丙酮酸，丙酮酸和水在线粒体基质中生成 ,D错误。
2. 如图表示芍药叶肉细胞光合作用和细胞呼吸过程中 和 的变化，相关叙述正确的是( A )
A. 过程①发生在叶绿体类囊体薄膜上，过程④发生在线粒体的内膜上
B. 过程⑦发生在线粒体中
C. 过程⑤⑥均需要 和ATP的参与
D. 过程①③产生的 是相同的物质，过程⑧在线粒体中进行
[解析]过程①表示光合作用的光反应，发生在叶绿体的类囊体薄膜上，过程④表示有氧呼吸的第三阶段，发生在线粒体的内膜上，A正确；过程⑦表示细胞呼吸的第一阶段，发生在细胞质基质中，B错误；过程⑤是 的固定，不需要 和ATP的参与，C错误；过程①③产生的 是不同的物质，过程⑧是有氧呼吸的第二阶段，发生在线粒体中，D错误。
3. [2022汕头三测]科研人员用3个相同透明玻璃容器将生长状况相近的三株天竺葵分别罩住并形成密闭气室，在不同的光照处理下，利用传感器定时测量气室中 浓度，得到如下结果。下列分析正确的是( C )
A. 三组天竺葵的叶肉细胞中产生ATP的场所完全相同
B. Ⅰ 组气室中 浓度逐渐增大，气室内气压必定升高
C. Ⅱ组叶肉细胞叶绿体产生的 可扩散到线粒体和细胞外
D. 在 时段，Ⅲ组天竺葵固定 的平均速率为
[解析]Ⅰ组黑暗处理，叶肉细胞不进行光合作用，产生ATP的场所为线粒体和细胞质基质，Ⅱ组和Ⅲ组有光，可进行光合作用，因此产生ATP的场所有叶绿体、线粒体和细胞质基质，A错误；Ⅰ组 的浓度增大，若氧气充足，植物进行有氧呼吸消耗的 与产生的 的体积相同，装置中气压不变，B错误；Ⅱ组天竺葵的光合速率等于呼吸速率（ 浓度不变），但由于根等很多细胞不能进行光合作用，所以叶肉细胞的光合速率大于叶肉细胞自身呼吸速率，故叶肉细胞产生的 可扩散到线粒体和细胞外，C正确；在 时段，Ⅲ组天竺葵净光合速率可以表示为 ，此时段的呼吸速率为 ，因此天竺葵光合作用固定 的平均速率为 ，D错误。
4. 如图是夏季晴朗的天气，一昼夜大棚内 含量和大棚内番茄 吸收速率的变化曲线图，下列有关叙述错误的是( D )
A. 点 释放速率降低可能是由于温度降低，细胞呼吸强度减弱
B. 点的形成可能是由于温度过高，蒸腾作用过强，部分气孔关闭， 供应减少
C. 如果 点低于 点，说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量增加
D. 番茄进行光合作用的时间只有 段
[解析] 段表示只进行呼吸作用， 点可能是由于温度降低，细胞呼吸减弱， 释放速率降低，A正确； 点时可能气温高，蒸腾作用过强，导致部分气孔关闭， 供应不足， 的吸收速率下降，B正确；如果 点低于 点，说明经过一昼夜，大棚内 含量减少，光合作用量大于呼吸作用量，植物体内的有机物总量增加，C正确；番茄在 段通过光合作用制造有机物， 段光合作用强度大于呼吸作用强度，D错误。
5. [2023西安莲湖区一调]下列为有关环境因素对植物光合作用影响的关系图，有关描述错误的是( C )
A. 图1中，若光照强度适当增强，可使 点左移， 点右移
B. 图2中，若 浓度适当增大，可使 点左移， 点右移
C. 图3中，条件由 点突然改为 点，叶绿体中 含量短时间内减少
D. 图4中，当温度高于 时，光合作用积累有机物的速率减小
[解析]图1中 点对应 补偿点， 点对应 饱和点，若光照强度适当增强，则光合作用强度也随之增强，所以 点左移， 点右移，A正确；图2中 点对应光补偿点， 点对应光饱和点，若 浓度适当增大，则光合作用强度也随之增强，则 点左移， 点右移，B正确；图3中 点 浓度比 点高，条件由 点突然改为 点，短时间内 生成增多， 消耗不变，故叶绿体中 含量短时间内增多，C错误；当温度高于 时，净光合速率逐渐减小，光合作用积累有机物的速率减小，D正确。
6. 如图所示,将对称叶片左侧遮光,右侧曝光,并采用一定的方法阻止两部分之间的物质与能量的转移。在适宜光照下照射6小时,从两侧截取相等面积的叶片,烘干称重,分别记为 和 （单位: ）。下列相关叙述正确的是( B )
A. 右侧叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光,不吸收绿光
B. 叶片右侧脱色后,用碘蒸气处理呈深蓝色
C. 代表该叶片的呼吸速率
D. 代表该叶片的总光合速率
[解析]叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光,较少吸收绿光,A错误;照光与不照光部分的生理过程中的差别为光合作用是否进行,但它们都进行呼吸作用, 叶片原质量+总光合作用量-呼吸作用量, 叶片原质量-呼吸作用量,因此 总光合作用量, 代表该叶片的总光合速率,C、D错误。
7. [2022南阳一中模拟]某生物科研小组从池塘的某一深度取得一桶水样,等量分装于六对黑白瓶中并密封,立即测得瓶中初始溶解氧的含量为 ，白瓶为透明玻璃瓶，黑瓶为用黑布罩住的玻璃瓶。将它们分别置于六种不同的光照条件下，温度保持不变， 后，测定六对黑白瓶中溶解氧的含量，请根据如表所示的记录数据分析判断，下列说法错误的是( A )
组别
光照强度 0（黑暗） 2 4 6 8 10
白瓶溶氧量 5 10 20 29 35 35
黑瓶溶氧量 5 5 5 5 5 5
A. 由表中数据可知，光照强度越大，光合作用越强
B. 黑瓶中的生物存在有氧呼吸，不存在光合作用
C. 组白瓶中植物产生氧气的速率为
D. 若向 组白瓶中补充 ，则白瓶溶氧量可能会增加
[解析]由表中数据可知,白瓶溶氧量的增加量是净光合作用量,黑瓶溶氧量的减少量是呼吸作用量，光照强度达到 后光合作用强度不再增加，A错误；黑瓶无光照，不进行光合作用，其中的生物可进行有氧呼吸，B正确； 组 产生的氧气量为净光合作用量 呼吸作用量 ,每小时产氧量为 ,C正确； 组与 组相比,光照强度增加,光合作用强度不再增加，限制因素可能是 浓度，故若向 组白瓶中补充 ，则白瓶的溶氧量可能会增加，D正确。
8. [2023河南联考]为测定棉花叶片的光合速率，某同学按以下步骤进行了实验操作：①晴天从在田间选定的棉花植株上选择叶片若干；②在所选的棉花叶片基部用刀片将叶柄的外皮环割约 宽；③分别剪下叶片的一半（中脉不剪下），并将叶片夹于湿润的纱布中，置于黑暗处， 后再依次剪下另一半叶片，同样夹于湿润纱布中；④同时称重各叶片并比较，得出表格所示结果。下列叙述正确的是( C )
编号 第一次所剪叶片干重 第二次所剪叶片干重
1 0.5 0.8
2
A. 实验前应该将植株置于黑暗处一段时间以除去叶片中原有的有机物
B. 第①步中叶片在植株上的部位等为无关变量，光照时间为自变量
C. 第②步处理的目的为切断叶片中有机物向茎秆等处的运输
D. 通过上表结果可以计算出叶片的真正光合速率和呼吸速率
[解析]实验前无需黑暗处理，本实验是通过两次叶片干重变化量来测定光合速率，A错误；光照时间也为无关变量，B错误；第②步处理的目的为切断叶片中有机物向茎秆等处的运输，保证叶片干重的变化来自光合作用，C正确；第一次所剪叶片干重为置于黑暗处 后的质量，第二次所剪叶片干重为净光合作用积累有机物后的质量，通过题表中数据可以计算出叶片的真正光合速率，但叶片初始干重没有给出，无法计算出呼吸速率，D错误。
9. [2022临川联考]利用装置甲，在相同条件下分别将绿色植物 、 的叶片制成大小相同的叶圆片，抽出空气，进行光合速率测定。图乙是利用装置甲测得的数据绘制成的坐标图。下列叙述正确的是( D )
A. 从图乙可看出， 植物适合在较强光照下生长
B. 光照强度为 时，装置甲中放置植物 的叶圆片进行测定时，液滴不移动
C. 光照强度为 时， 、 两种植物的叶圆片产生氧气的速率相等
D. 光照强度为 时，装置甲中 植物叶圆片比 植物叶圆片浮到液面所需时间短
[解析]根据图乙可知， 植物叶圆片的光补偿点和光饱和点都比较低，适合在较弱光照下生长，A错误；光照强度为 时， 植物叶圆片的呼吸速率大于光合速率，装置甲中 植物叶圆片会吸收装置中的氧气，使液滴左移，B错误；光照强度为 时， 、 两种植物叶圆片的净光合速率相等，但 植物叶圆片的呼吸速率大于 植物叶圆片，故光照强度为 时， 、 两种植物的叶圆片产生氧气的速率不相等，C错误；光照强度为 时， 植物叶圆片释放氧气的速率大，故装置甲中 植物叶圆片比 植物叶圆片浮到液面所需时间短，D正确。
二、非选择题
10. [2022湖南，12分]将纯净水洗净的河沙倒入洁净的玻璃缸中制成沙床，作为种子萌发和植株生长的基质。某水稻品种在光照强度为 时，固定的 量等于呼吸作用释放的 量;日照时长短于12小时才能开花。将新采收并解除休眠的该水稻种子表面消毒，浸种1天后，播种于沙床上。将沙床置于人工气候室中，保湿透气，昼/夜温为 ，光照强度为 ，每天光照时长为14小时。回答下列问题:
（1） 在此条件下，该水稻种子不能（填“能”或“不能”）萌发并成苗（以株高 厘米，至少1片绿叶视为成苗），理由是在光照强度为 时净光合速率小于0，该水稻种子不能成苗。
[解析]该水稻品种在光照强度为 时，固定的 量等于呼吸作用释放的 量，即净光合速率为0。在光照强度为 时净光合速率小于0，该水稻种子不能成苗。
（2） 若将该水稻适龄秧苗栽植于上述沙床上，光照强度为 ，其他条件与上述实验相同，该水稻不能（填“能”或“不能”）繁育出新的种子，理由是光照强度为 条件下，该水稻适龄秧苗的净光合速率为0，不能正常生长；该水稻日照时长短于12小时才能开花，将该水稻适龄秧苗置于每天光照时长为14小时条件下，该水稻不能开花（答出两点即可）。
[解析]光照强度为 条件下，该水稻适龄秧苗的净光合速率为0，不能正常生长;该水稻日照时长短于12小时才能开花，将该水稻适龄秧苗置于每天光照时长为14小时条件下，该水稻品种不能开花，故该水稻不能繁育出新种子。
（3） 若将该水稻种子用于稻田直播（即将种子直接撒播于农田），为预防鸟害、鼠害并减少杂草生长，须灌水覆盖，该种子应具有耐受酒精毒害的特性。
[解析]稻田直播后灌水覆盖，使种子在水淹条件下萌发，此环境下，作物易进行无氧呼吸产生酒精，则要求该水稻种子能长时间耐受酒精毒害。
11. [2023南京六校联考，8分]如图为某植物的叶肉细胞光合作用和细胞呼吸过程中的物质变化示意图，其中 、 、 表示物质，①~④表示生理过程。请回答下列问题：
（1） 图中过程②为暗反应过程，需要过程①提供ATP和 才能使 转变成糖类等有机物。
[解析]图中过程①为光反应过程,过程②为暗反应过程，过程①（光反应过程）产生的ATP和 可参与暗反应过程中 的还原，将 转变为 、 等有机物。
（2） 图中过程①、③发生的场所分别是（叶绿体）类囊体薄膜、细胞质基质，物质 是 ，物质 是 。
[解析]图中过程①为光反应过程，发生在叶绿体的类囊体薄膜上，过程③为细胞呼吸第一阶段，发生在细胞质基质中。物质 为 ，物质 为 。
（3） 若用 标记水，那么在图中过程④的最终产物中，有可能检测到 的物质有二氧化碳、水。
[解析]过程④表示有氧呼吸第二、三阶段。若用 标记水， 可参与有氧呼吸第二阶段,与丙酮酸反应生成 和 ； 光解可产生 ， 可参与有氧呼吸第三阶段，与 结合生成 。
（4） 在生长旺盛时期，植物通过光合作用产生有机物的量＞（填“＞”“=”或“＜”）细胞呼吸消耗有机物的量。
[解析]在生长旺盛时期，植物通过光合作用产生有机物的量大于细胞呼吸消耗有机物的量。
12. [2023广东六校第一次联考，12分]Ⅰ.农业生产中的一些栽培措施可以影响作物的生理活动，促进作物的生长发育，达到增加产量等目的。请回答下列问题：
（1） 中耕是指作物生长期中，在植株之间去除杂草并进行松土的一项栽培措施，该栽培措施对作物的作用是减少杂草对水分、矿质元素和光的竞争；增加土壤氧气含量，促进根系的细胞呼吸（答出两点）。
[解析]中耕可减少杂草对水分、矿质元素和光的竞争；可以增加土壤氧气含量，促进土壤中微生物的呼吸作用，从而为农作物的生长提供二氧化碳、无机盐；还可促进根系细胞的有氧呼吸。
（2） 农业生产常采用间作（同一生长期内，在同一块农田上间隔种植两种作物）的方法以提高农田的光能利用率。现有4种作物，在正常条件下生长能达到的株高和光饱和点（光合速率达到最大时所需的光照强度）见下表。从提高光能利用率的角度考虑，最适合进行间作的两种作物是A和 ，选择这两种作物的依据是作物 光饱和点高且长得高，可利用上层光照进行光合作用;作物 光饱和点低且长得矮，与作物 间作时，能利用下层的弱光进行光合作用。
作物
株高 170 65 59 165
光饱和点 1 200 1 180 560 623
[解析]作物 光饱和点高且长得高，可利用上层光照进行光合作用，作物 光饱和点低且长得矮，与作物 间作时，能利用下层的弱光进行光合作用。因此将作物 与作物 进行间作可以充分利用光能，提高光能利用率。
Ⅱ.某农场在密闭容器内用水培法栽培番茄。在 充足的条件下测得番茄的呼吸速率和光合速率变化曲线如图。分析并回答下列问题：
（3） ，检测发现番茄体内有机物含量的变化是增加，容器内 含量增加的原因是 ，番茄的光合速率大于呼吸速率，光合作用产生的氧气量大于呼吸作用消耗的氧气量，有氧气释放。
[解析]据图分析可知, ，番茄的光合速率几乎不变，呼吸速率增加，但是番茄的净光合速率大于0，光合作用产生的氧气量大于呼吸作用消耗的氧气量,有氧气释放,番茄体内有机物含量增加。
（4） 在实验过程中发现，番茄叶片上出现黄斑，工作人员猜测是缺少镁元素引起的。请利用这些有黄斑的番茄，设计一个简单的实验加以证明。实验思路是向培养黄斑番茄的培养液中添加适当比例的镁元素，培养一段时间，观察黄斑是否消失（或观察新长出的幼叶上是否有黄斑）[或将黄斑番茄分别在含镁元素的完全培养液和缺镁元素的“完全”培养液中培养，适宜条件下培养一段时间，观察黄斑是否消失（或观察新长出的幼叶上是否有黄斑）]。
[解析]若要证明番茄叶片上出现的黄斑是由缺少镁元素引起的,可向培养黄斑番茄的培养液中添加适当比例的镁元素，培养一段时间，观察黄斑是否消失（或观察新长出的幼叶上是否有黄斑），或将黄斑番茄分别在含镁元素的完全培养液和缺镁元素的“完全”培养液中培养,适宜条件下培养一段时间,观察黄斑是否消失（或观察新长出的幼叶上是否有黄斑）。
第 页

展开更多......

收起↑