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第15课时　光合作用的影响因素及其应用
探究光照强度、CO2浓度等对光合作用强度的影响，关注光合作用与农业生产及生活的联系。
考点一　探究光照强度对光合作用强度的影响
1．光合作用强度
2．探究光照强度对光合作用强度的影响
(1)实验原理
(2)实验步骤
(3)实验中变量分析
变量 变量控制
自变量 光照强度 通过调整台灯与烧杯之间的距离来调节光照强度的大小
因变量 光合作用强度 通过观测单位时间内圆形小叶片上浮的数量来衡量光合作用强度
无关变量 温度、CO2浓度、叶片大小、溶液的量等保持一致
(4)实验结果及结论
①还可用不同功率的光源放置相同的距离控制不同的光照强度。
②还可以通过观测浮起相同数量的圆形小叶片所用的时间来衡量光合作用强度。
(1)探究光照强度对光合作用强度的影响实验不要求精确定量测量实验结果。(2022·北京卷)(　×　)
(2)实验前给小叶片抽气是为了除去小叶片中原有的气体，排除无关变量对实验的影响。(　√　)
(3)实验中可以用O2释放量作为观测指标。(　×　)
(4)实验中拉动注射器活塞是为了使圆形小叶片内的气体逸出。(　√　)
(5)将沉到水底的圆形小叶片，放入黑暗处盛有清水的烧杯中待用的目的是消耗叶片内原有的有机物。(　×　)
(6)在探究光照强度对光合作用强度的影响实验中，能直接测定出其真光合作用速率。(　×　)
(7)在探究光照强度对光合作用强度的影响实验中，NaHCO3浓度越高，叶片浮起来的速率就越快。(　×　)
(8)(必修1 P105“探究实践”延伸)在该实验中，若改用普通白炽灯(热光源)作为光源，应注意什么？怎样改进？
提示：应注意灯泡发热造成的温度变化对实验的影响，应在灯泡和光源之间加一玻璃水柱进行隔温处理。
考向 结合“探究光照强度对光合作用强度的影响”考查科学思维、科学探究
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(　B　)
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
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；当光合作用产生的氧气量大于细胞呼吸消耗的氧气量时，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．(2025·福建龙岩模拟)为研究环境因素对某植物光合作用强度的影响，设计图1所示实验装置若干(已知密闭小室内的CO2充足，光照不影响温度变化)，在相同温度条件下进行实验，一段时间后测量每个小室中的气体释放量，绘制曲线如图2。下列叙述正确的是(　C　)
A．实验过程中，释放的气体始终是O2
B．若距离s突然由0时变为a，光照强度是限制光合作用速率的因素
C．K点时，叶肉细胞的光合速率大于呼吸速率
D．IK段表示该植物光合作用逐渐减弱，KL段表示呼吸作用逐渐增强
解析：s表示光源与密闭小室的距离，距离越大，光照强度越小，光合作用速率越小，当s＝c时，植物光合速率与呼吸速率相等，当s>c时，呼吸速率大于光合速率，植物释放的气体是CO2，当s考点二　光合作用的影响因素及应用
【情境应用】　CO2浓度增加会对植物光合作用速率产生影响。研究人员以大豆、甘薯、花生、水稻、棉花作为实验材料，分别进行三种不同实验处理，甲组提供大气CO2浓度(375 μmol·mol-1)，乙组提供CO2浓度倍增环境(750 μmol·mol-1)，丙组先在CO2浓度倍增的环境中培养60 d，测定前一周恢复为大气CO2浓度。整个生长过程保证充足的水分供应，选择晴天上午测定各组的光合作用速率。结果如图所示。
【问题探究】　
(1)CO2浓度增加，作物光合作用速率会发生怎样的变化？原因是什么？
提示：加快；CO2浓度增加，暗反应加快，光合作用速率加快。
(2)在CO2浓度倍增时，光合作用速率并未倍增，此时限制光合作用速率增加的因素可能是什么？
提示：NADPH和ATP的供应限制、固定CO2的酶的活性、C3的还原酶的活性、有机物在叶绿体中积累等。
(3)丙组的光合作用速率比甲组低。试推测可能的原因是什么？理由是什么？
提示：作物长期处于高浓度CO2环境而降低了固定CO2的酶的活性；当恢复大气CO2浓度后，已降低的酶活性未能恢复，又失去了高浓度CO2的优势，因此会表现出比大气CO2浓度下更低的光合速率。
“模型法”分析环境因素对光合作用强度的影响及应用
1．光照强度
(1)原理：光照强度通过影响植物的光反应进而影响光合速率。光照强度增加，光反应速率加快，产生的NADPH和ATP增多，使暗反应中C3的还原加快，从而使光合作用产物增加。
(2)光照强度对光合作用强度的影响
①光照强度为OA段，限制光合作用强度的因素是光照强度。
②光照强度大于A点后，限制光合作用强度的因素是除光照强度以外的其他因素。
(3)光照强度对净光合作用强度的影响
时间 代谢过程 气体交换
A点 只进行呼吸作用，不进行光合作用
AB段 光合速率<呼吸速率
B点 光合速率＝呼吸速率
B点后 光合速率>呼吸速率
(4)应用：温室大棚中，适当增强光照强度，以提高光合作用强度，使作物增产。
2．CO2浓度
(1)原理：CO2影响暗反应阶段，制约C3的形成。
(2)模型及分析
①图中A点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度。
②AB段限制光合作用强度的因素是CO2浓度。
③CO2浓度超过B点，限制光合作用强度的因素是除CO2浓度以外的其他因素。
(3)应用：在农业生产上可以通过通风、增施农家肥等增加CO2浓度，提高光合速率。
3．温度
(1)原理：温度通过影响酶的活性影响光合作用，主要制约暗反应。
(2)模型及分析
①在低于最适温度的范围内，随温度的升高，光合作用强度逐渐增强。
②在高于最适温度的范围内，随温度的升高，光合作用强度逐渐减弱。
(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)原理
①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。
②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。
(2)数学模型
　(3)应用：施肥的同时，往往适当浇水，农作物的光合速率会更大，此时浇水的原因是肥料中的矿质元素只有溶解在水中，以离子形式存在，才能被作物根系吸收。同时可以保证农作物吸收充足的水分，保证叶肉细胞中CO2的供应。
5．多因子对光合速率的影响
(1)模型及分析
①图A、图B、图C中P点时限制光合速率的因素分别为光照强度、CO2浓度和光照强度。
②Q点时横坐标表示的因子不再是影响光合速率的因素，影响因素分别为温度、光照强度和CO2浓度。
(2)应用：温室栽培时，当光照强度适宜时，适当提高温度，同时增加CO2浓度；当温度适宜时，适当增加光照强度和CO2浓度，均可以提高光合速率。
考向1 结合光合作用影响因素考查生命观念和,科学思维
1．(2024·湖北卷)植物甲的花产量、品质(与叶黄素含量呈正相关)与光照长短密切相关。研究人员用不同光照处理植物甲幼苗，实验结果如下表所示。下列叙述正确的是(　C　)
组别 ① ② ③
光照处理 光照8 h/ 黑暗16 h 光照12 h/ 黑暗12 h 光照16 h/ 黑暗8 h
首次开花时间 7月4日 7月18日 7月26日
茎粗(mm) 9.5 10.6 11.5
花的叶黄素含量(g/kg) 2.3 4.4 2.4
鲜花累计平均产量 (kg/hm2) 13 000 21 800 22 500
A．第①组处理有利于诱导植物甲提前开花，且产量最高
B．植物甲花的品质与光照处理中的黑暗时长呈负相关
C．综合考虑花的产量和品质，应该选择第②组处理
D．植物甲花的叶黄素含量与花的产量呈正相关
解析：由表可知，第①组处理有利于诱导植物甲提前开花，但产量最低，A错误；由①②③三个实验可以看出，随着黑暗时间延长，花的叶黄素含量先增加后减少，因此，花的品质与光照处理中的黑暗时长并不呈负相关，B错误；三组实验中第②组处理花的叶黄素含量最高，且产量也比较高，所以应该选择第②组处理，C正确；表中信息显示花的叶黄素含量与花的产量不呈正相关，D错误。
考向2 围绕光合作用影响因素的数学模型考查科学思维
2．(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　)
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
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；降低温度会降低光合作用的酶活性，进而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会使单位时间单位叶面积的氧气释放量降低，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。
辨析CO2(光)补偿点、饱和点的移动
1．A点：代表呼吸速率，细胞呼吸增强，A点下移；反之，A点上移。
2．B点与C点的变化(注：只有横坐标为自变量，其他条件不变)
条件改变 B点(补偿点) C点(饱和点)
适当增大CO2浓度(或光照强度) 左移 右移
适当减小CO2浓度(或光照强度) 右移 左移
土壤缺Mg2+ 右移 左移
说明：细胞呼吸速率增加，其他条件不变时，CO2(或光)补偿点应右移，反之左移。
3．D点：代表最大光合速率，若增大光照强度或增大CO2浓度使光合速率增大时，D点向右上方移动；反之，移动方向相反。
3．(2024·新课标卷)某同学将一种高等植物幼苗分为4组(a、b、c、d)，分别置于密闭装置中照光培养，a、b、c、d组的光照强度依次增大，实验过程中温度保持恒定。一段时间(t)后测定装置内O2浓度，结果如图所示，其中M为初始O2浓度，c、d组O2浓度相同。回答下列问题：
(1)太阳光中的可见光由不同颜色的光组成，其中高等植物光合作用利用的光主要是红光和蓝紫光，原因是光合色素中的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。
(2)光照t时间时，a组CO2浓度大于(填“大于”“小于”或“等于”)b组。
(3)若延长光照时间c、d组O2浓度不再增加，则光照t时间时a、b、c中光合速率最大的是b组，判断依据是密闭装置中O2浓度不再增加时光合速率等于呼吸速率，仅b组光合速率大于呼吸速率。
(4)光照t时间后，将d组密闭装置打开，并以c组光照强度继续照光，其幼苗光合速率会升高(填“升高”“降低”或“不变”)。
解析：(1)植物进行光合作用时捕获光能的色素为叶绿素和类胡萝卜素，其中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，故高等植物光合作用利用的光主要是红光和蓝紫光。(2)由题意知，a组的光合作用强度小于b组，a组光合作用消耗的CO2量也少于b组，所以，光照t时间后，a组CO2浓度大于b组。(3)若延长光照时间，c、d组O2浓度不再增加，说明光照t时间时，c、d组的光合速率等于呼吸速率；光照t时间时，a组的O2浓度与初始O2浓度相等，说明a组的光合速率等于呼吸速率；而b组的光合速率大于呼吸速率，故光照t时间时，a、b、c中光合速率最大的是b组。(4)分析图示，光照t时间后，c、d组的O2浓度相同且大于初始O2浓度，而c组的光照强度小于d组，说明限制d组光合速率的因素是CO2浓度。光照t时间后，将d组密闭装置打开，可补充CO2，并以c组光照强度继续照光，则d组幼苗光合速率会升高。
考向3 围绕光合作用在农业生产中的应用考查科学思维、社会责任
4．(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(　D　)
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
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，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。
5．(2023·新课标卷)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　)
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②春化处理是为了促进花芽形成，反映了低温与作物开花的关系；④光周期处理，反映了昼夜长短与作物开花的关系，A正确。措施③风干储藏可以减少自由水，从而减弱细胞呼吸，降低有机物的消耗；⑤合理密植的主要目的是提高能量利用率，促进光合作用，B错误。措施②春化处理是为了促进花芽形成，⑤⑥的主要目的是促进作物的光合作用，C错误。措施①③的主要目的是降低作物或种子的呼吸作用强度，④光周期处理的目的是促进或抑制植物开花，D错误。
1．(2022·北京卷)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、CO2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，CO2浓度升高可使光合作用最适温度升高
C．CO2浓度为200 μL·L-1时，温度对光合速率影响小
D．10 ℃条件下，光合速率随CO2浓度的升高会持续提高
解析：10 ℃条件下，CO2浓度为200 μL·L-1至370 μL·L-1时，光合速率有显著提高，而CO2浓度为370 μL·L-1至1 000 μL·L-1时，光合速率无明显的提高，且题图中只做了三种不同CO2浓度的实验组，所以不能表明10 ℃条件下，光合速率随CO2浓度的升高会持续提高，D错误。
2．(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(光合速率不再随光强增加而增加)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1。
①黄连的光饱和点约为500 μmol·m-2·s-1。光强大于1 300 μmol·m-2·s-1后，胞间二氧化碳浓度增加主要是由于光合作用受到抑制，消耗的二氧化碳减少，且气孔导度增加。
②推测光强对黄连生长的影响主要表现为在弱光下，随光强增加，黄连的生长速率快速达到最大；光照过强，黄连的生长受到抑制。黄连叶片适应弱光的特征有叶片较薄，叶绿素较多(或叶色深绿，叶绿体颗粒较大，叶绿体类囊体膜面积更大)(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，黄连能采取调节光能在叶片上各去向(题图2)的比例，提升修复能力等防御机制，具体可包括①②③⑤(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合理施肥增加光合面积，补充二氧化碳提高暗反应速率。
解析：(1)①光饱和点为光合速率不再随光强增加而增加时的最小光照强度，由图1净光合速率的曲线可知，当光照强度达到500 μmol·m-2·s-1时光合速率不再增加；由图1可知，光强大于1 300 μmol·m-2·s-1后，光合作用受到抑制，且气孔导度增加，所以胞间二氧化碳浓度增加主要是由于光合作用受到抑制，消耗的二氧化碳减少，且气孔导度增加。②由图1净光合速率曲线可知，光强对黄连生长的影响主要表现为在弱光下，随光强增加生长速率快速达到最大，光照过强其生长受到抑制；弱光下，植物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(或叶色深绿，叶绿体颗粒较大，叶绿体类囊体薄膜面积更大)。(2)为减轻光抑制，黄连能采取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①叶片叶绿体避光运动，减少对光能的吸收；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；⑤增强热耗散。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为合理施肥增加光合面积，补充二氧化碳提高暗反应速率等。
3．(2023·江苏卷)气孔对植物的气体交换和水分代谢至关重要，气孔运动具有复杂的调控机制。图1所示为叶片气孔保卫细胞和相邻叶肉细胞中的部分结构和物质代谢途径。①～④表示场所。请回答下列问题：
(1)光照下，光驱动产生的NADPH主要出现在④(从①～④中选填)；NADPH可用于CO2固定产物的还原，其场所有①④(从①～④中选填)。液泡中与气孔开闭相关的主要成分有H2O、K＋、苹果酸(填写2种)等。
(2)研究证实气孔运动需要ATP，产生ATP的场所有①②④(从①～④中选填)。保卫细胞中的糖分解为PEP，PEP再转化为丙酮酸进入线粒体，经过TCA循环产生的NADH最终通过电子传递链氧化产生ATP。
(3)蓝光可刺激气孔张开，其机理是蓝光激活质膜上的AHA，消耗ATP将H＋泵出膜外，形成跨膜的电化学势梯度(H＋浓度差)，驱动细胞吸收K＋等离子。
(4)细胞中的PEP可以在酶作用下合成四碳酸OAA，并进一步转化成Mal，使细胞内水势下降(溶质浓度提高)，导致保卫细胞吸水膨胀，促进气孔张开。
(5)保卫细胞叶绿体中的淀粉合成和分解与气孔开闭有关，为了研究淀粉合成与细胞质中ATP的关系，对拟南芥野生型WT和NTT突变体ntt 1(叶绿体失去运入ATP的能力)保卫细胞的淀粉粒进行了研究，其大小的变化如图2，下列相关叙述合理的有ABD。
A．淀粉大量合成需要依赖呼吸作用提供ATP
B．光照诱导WT气孔张开与叶绿体内淀粉的水解有关
C．光照条件下突变体ntt 1几乎不能进行光合作用
D．长时间光照可使WT叶绿体积累较多的淀粉
解析：(1)光驱动下NADPH的产生发生在叶绿体的类囊体薄膜上，即④中。由图1可知，CO2固定产物的还原除了在叶绿体基质中发生外，在细胞质基质中也会发生OAA的还原，故场所包括①和④。液泡吸水会导致气孔打开，液泡失水会导致气孔关闭，由图1分析可知，影响液泡吸水或失水的物质包括水、K＋、Mal等。(2)保卫细胞既可进行细胞呼吸，又可进行光合作用，能产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体，即①②④。分析图1可知，保卫细胞中的糖分解为PEP，PEP需再转化为丙酮酸后方能进入线粒体。经过TCA(三羧酸)循环产生的NADH最终通过电子传递链氧化产生水和ATP。(3)蓝光激活质膜上的AHA后，消耗ATP将H＋泵出膜外，在质膜内外形成跨膜电化学势梯度(H＋浓度差)，驱动细胞吸收K＋等离子，进而促进细胞吸水膨胀，使气孔打开。(4)细胞中的PEP在酶的作用下固定CO2生成OAA，并进一步还原为Mal，进入液泡，使液泡的水势降低(渗透压升高)，使保卫细胞吸水膨胀，气孔打开。(5)分析图2可知，拟南芥野生型WT的叶绿体中可运入ATP，淀粉粒面积相对较大，NTT突变体ntt 1的叶绿体丧失运入ATP的能力，淀粉粒的面积较小，对比可知淀粉大量合成需要依赖呼吸作用提供的ATP，A正确；光照2 h时，虽通过光合作用不断合成淀粉，WT叶绿体中的淀粉粒面积仍大幅下降，说明光照条件下叶绿体中淀粉大量水解，使液泡渗透压升高，促进了气孔张开，B正确；光照条件下突变体ntt 1的淀粉粒面积能保持稳定，是光合作用不断合成淀粉与淀粉不断水解相平衡的结果，C错误；当光照时间达到8 h时，WT叶绿体中淀粉粒的面积大幅升高，说明长时间光照可使WT叶绿体积累较多的淀粉，D正确。
课时作业15
(总分：50分)
一、选择题(每小题4分，共40分)
1．(2025·辽宁沈阳模拟)将新疆的哈密瓜引种到南方地区，为尽量保持其原有的产量和甜味，所采用的措施不包括(　B　)
A．适当延长光照时间
B．采用一定的紫外线和红外线照射
C．适当增加昼夜温差
D．适当增加光照强度
解析：适当延长光照时间可以延长光合作用时长，有助于提高农作物的产量，可以达到目的，A不符合题意；采用一定的紫外线和红外线照射不能起到提高光合速率的作用，因为紫外线和红外线不是可见光，不能被植物吸收，因而不能达到目的，B符合题意；适当增加昼夜温差将减少呼吸作用消耗有机物的量，有利于有机物的积累，从而提高产量，达到目的，C不符合题意；适当增加光照强度可以提高光合作用速率，有助于提高农作物的产量，可以达到目的，D不符合题意。
2．(2024·山西朔州模拟)如图表示某种植物在最适温度和0.03%的CO2浓度条件下，光合作用合成量随光照强度变化的曲线，若在B点时改变某种条件。结果发生了如曲线b的变化，则改变的环境因素是(　C　)
A．适当提高温度 B．增大光照强度
C．适当增加CO2浓度 D．增加酶的数量
解析：由于曲线a是在最适温度下测得的，因此适当提高温度，酶的活性会降低，从而使光合作用强度减弱，A错误；分析题图可知，B点之后光照强度已不再是限制光合作用的因素，光照强度增加，光合作用强度不会增强，B错误；由于CO2是光合作用的原料，B点CO2浓度增加，光合作用强度增强，C正确；酶的数量不是环境因素，D错误。
3．(2025·贵州遵义模拟)根据农作物的生长规律合理耕种，能显著提高农作物的产量。下列叙述正确的是(　C　)
A．大棚种植时，选择红色薄膜比无色透明薄膜的产量更高
B．给农作物施用有机肥，能为农作物提供多种无机盐和能量
C．定期对农作物进行松土，有利于农作物根部细胞吸收无机盐
D．为了便于农作物吸收无机盐，施用肥料时离农作物的根越近越好
解析：无色透明薄膜可以透过全部波长的光，而红色薄膜只能透过一部分红光，因此，用红色塑料薄膜代替无色透明薄膜，不利于提高农作物的产量，A错误；有机肥可被分解者分解产生CO2和无机盐，因此增施有机肥可提高CO2浓度和无机盐含量，有利于提高光合作用效率，但不能提供能量，B错误；定期对农作物进行松土能为根系提供更多O2，有利于植物根系细胞有氧呼吸，促进农作物根部细胞吸收无机盐，C正确；施用肥料时离农作物的根近，可能使根部细胞周围的土壤溶液浓度增大，导致根细胞失水，不利于农作物吸收无机盐，D错误。
4．(2024·湖北黄石联考)为提高甜椒产量，科研人员对温室栽培甜椒的光合作用特性进行了研究。下列叙述错误的是(　A　)
A．室内易形成弱光环境，弱光下，暗反应中C3还原不受影响
B．不同部位叶片光合速率存在差异，可能与叶片光合色素含量不同有关
C．晚上降低温室温度，可以抑制呼吸作用
D．可以通过人工调节温室内的温度、光照使甜椒避免出现“午休”现象，从而达到增产的目的
解析：室内易形成弱光环境，弱光下，光反应产生的ATP和NADPH减少，光反应为暗反应提供的ATP和NADPH减少，故暗反应中C3还原会受影响，A错误。叶绿素能够吸收、传递并转化光能，不同部位叶片光合速率存在差异，可能与叶片光合色素含量不同有关，B正确。晚上降低温室温度，可以抑制呼吸作用，有利于有机物的积累，C正确。甜椒有明显的“光合午休”现象，这是由于中午温度高，蒸腾作用强，部分气孔关闭，进入叶片内的CO2量减少，光合速率下降。可通过人工调节温室内的温度、光照等条件，使温室种植的甜椒出现“光合午休”现象的概率减小，从而达到增产目的，D正确。
5．(2025·陕西西安模拟)光合作用和呼吸作用原理广泛应用于农业生产，下列有关原理叙述错误的是(　C　)
A．给豇豆搭架使其往高处生长主要是增加叶片受光面积，提高光能利用率
B．夜间适当降低蔬菜大棚内的温度，增加昼夜温差，以增加产量
C．零上低温、低氧、干燥的环境有利于新鲜蔬菜和水果保鲜贮藏
D．早稻催芽过程中，常用适宜温水淋种并时常翻动，以促进呼吸作用
解析：在种植豇豆时，往往需要搭架供其生长，主要是增加叶片受光面积，提高光能利用率，促进光合作用，A正确；夜间适当降低蔬菜大棚内的温度，增加昼夜温差，有利于减少有机物的消耗，增加有机物的积累，增加产量，B正确；零上低温、低氧、适宜的湿度条件下，最有利于新鲜蔬菜和水果保鲜贮藏，C错误；早稻催芽过程中，常用适宜温水淋种并时常翻种，以提供适宜的温度和充足的氧气，促进呼吸作用，D正确。
6．(2024·安徽六安模拟)中国是一个农业大国，源远流长的农耕文明孕育了中华文明。农业谚语是我国劳动人民在农业生产实践中总结出来的农事经验。下列对农业谚语的解读，错误的是(　C　)
A．“一挑粪进，一挑谷出。”施加有机肥可间接为植物补充CO2进而增加有机物积累
B．“处暑里的雨，谷仓里的米。”补充水分可减弱植物的“光合午休”进而增加有机物积累
C．“霜前霜，米如糠；霜后霜，谷满仓。”霜降前降温可减弱种子呼吸作用进而增加有机物积累
D．“春雨漫了垄，麦子豌豆丢了种。”雨水过多会减弱种子的有氧呼吸进而降低其萌发率
解析：施加的有机肥被土壤微生物分解，释放CO2，间接为植物补充CO2，进而增加有机物积累，A正确；植物的光合午休是因为气温过高，蒸腾作用过强，导致气孔关闭，CO2吸收量减少，补充水分可减弱植物的“光合午休”，进而增加有机物积累，B正确；霜降前降温会导致稻谷等农作物收成不好，而霜降后降温则对农作物增收有利，C错误；如果土壤中的水分过多，会减少土壤中的氧气含量，从而限制有氧呼吸的进行，导致植物缺氧，最终可能降低种子的萌发率和幼苗的生长速度，D正确。
7．(2025·河北保定模拟)测定某一新鲜叶片新陈代谢速率的相关装置如图所示，图中缓冲液用于调节CO2的量，以模拟空气中CO2的浓度。下列相关叙述错误的是(　D　)
A．设置恒温水槽可避免外界环境温度的影响
B．若只用18O标记小室外水槽中的水，则不能够检测到18O2
C．光照强度为零时，能测出呼吸速率
D．通过该装置不能得出叶片的总光合速率
解析：由于设置了恒温水槽，因此实验结果不受外界环境温度变化的影响，A正确；密闭玻璃小室外水槽中的水没有参与光合作用，因此不能检测到18O2，B正确；光照条件下通过活塞向右移动的刻度值可测出净光合速率，当光照强度为零时可以测出呼吸速率，因此通过该装置能够计算出总光合速率，C正确，D错误。
8．如图表示25 ℃时，葡萄和草莓在不同光照强度下单位时间、单位面积叶片的CO2吸收量，下列说法错误的是(　B　)
A．M点之前限制葡萄叶片光合速率的主要外界因素是光照强度
B．在Y光照强度下，草莓叶片和葡萄叶片的实际光合速率相等
C．N点时草莓叶片产生ATP的场所是细胞质基质、线粒体和叶绿体
D．葡萄叶片在缺Mg(其他条件不变)的情况下，P点会右移
解析：M点之前，随着光照强度增加，葡萄叶片光合速率逐渐增强，说明M点之前限制葡萄叶片光合速率的主要外界因素是光照强度，A正确；光照强度为Y klx时葡萄和草莓光合作用积累的有机物的量相等，由于两者呼吸速率不相同，故实际光合速率不相同，B错误；N点时草莓光合速率大于呼吸速率，光合作用和呼吸作用都能进行，叶片产生ATP的场所是细胞质基质、线粒体和叶绿体，C正确；葡萄叶片在缺Mg(其他条件不变)的情况下，光合速率下降，呼吸速率不变，P点会右移，D正确。
9．某研究所的研究人员成功研制了一半天然一半合成的“人造叶绿体”，并利用光和该系统实现了CO2的固定。该研究从菠菜中分离出类囊体，并将其余16种酶(包含CETCH途径)一起包裹在由磷脂分子构成的小液滴中，这些小液滴悬浮于油中。据图分析，下列叙述不正确的是(　A　)
A．可推测小液滴一定是由双层磷脂分子层组成的
B．类囊体薄膜上进行水的光解和ATP的合成
C．外周为油利于缩小液滴体积而提高酶浓度
D.CETCH途径中固定CO2的物质最可能与C5类似
解析：由题图可知，“人造叶绿体”膜外侧是油，内侧是水，因此“人造叶绿体”外膜是由一层磷脂分子组成的，A错误；类囊体薄膜是光合作用中的光反应的场所，在其中发生水的光解和ATP的合成，B正确；小液滴外周的油是由磷脂分子组成的，小液滴的膜是由磷脂分子组成的，因此小液滴外周的油相当于叶绿体膜，有利于缩小液滴体积而提高酶的浓度，C正确；CO2被C5固定形成C3，因此CETCH途径中固定CO2的物质与叶绿体中的C5类似，不断地被消耗和合成，D正确。
10．(2025·河南郑州模拟)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。下列相关叙述错误的是(　B　)
　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
解析：与阳生植物比，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和CO2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，光合作用速率不再随光照强度改变而改变，则限制光合作用速率的因素可能是CO2浓度或温度，C正确；施肥过度会造成土壤溶液浓度过大，植物吸水困难，甚至失水，施肥不足，植物可能缺乏矿质元素如N、P、Mg等来合成叶绿素和相关酶，D正确。
二、非选择题(共10分)
11．(10分)(2025·安徽池州模拟)为探究光照强度对莲叶桐幼苗生理特性的影响，研究人员选取生长状态良好且长势一致的莲叶桐幼苗，用一、二、三层遮阴网分别对莲叶桐幼苗进行遮阴处理(记为T1、T2、T3组，网层数越多，遮阴效果越好)，对照组不进行遮阴处理，其他条件一致。一段时间后，测定相关数据见下表(表中叶绿素SPAD值越大，表示叶绿素含量越高)。回答下列问题：
项目 组别
测量指标 对照 T1 T2 T3
单株总干重(g) 7.02 9.01 7.75 6.15
叶绿素(SPAD) 41.52 46.49 43.84 35.03
叶片可溶性糖 (mg/g) 25.09 20.41 15.41 11.14
(1)莲叶桐叶片的叶绿素含量测定时，可先提取叶绿体中的色素，再进行测定。提取时，选择无水乙醇作为提取液的依据是叶绿体中的色素易溶于无水乙醇。提取液中的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。
(2)光合作用是唯一能够捕获和转化光能的生物学途径，CO2进入叶绿体后，CO2与C5结合生成C3，随后被NADPH还原，经过一系列的反应转化为糖类，请用一个化学反应式来概括莲叶桐幼苗的光合作用过程：CO2＋H2O(CH2O)＋O2。
(3)与对照组相比，遮阴后，T3组单株总干重较低，造成这个结果的内因是T3组叶绿素含量太低，外因是光照强度太低。与对照组植株相比，T1、T2组叶片中可溶性糖含量低、单株总干重却高，其原因可能是T1、T2组叶片合成的有机物更多地运输到茎秆，使植物茎秆粗壮，更有利于适应弱光环境。
解析：(1)由于光合色素易溶于无水乙醇，所以提取光合色素常采用无水乙醇。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。(2)光合作用是唯一能够捕获和转化光能的生物学途径，CO2进入叶绿体后，先经过CO2的固定，即CO2与C5结合生成C3，随后被NADPH还原，经过一系列反应转化为糖类。光合作用的反应式为CO2＋H2O(CH2O)＋O2。(3)由题意可知，T3组单株总干重较低的内因是T3组叶绿素含量太低，T1、T2、T3组是用一、二、三层遮阴网分别对莲叶桐幼苗进行遮阴处理，说明外因是光照强度太低。而与对照组植株相比，T1、T2组叶片中可溶性糖含量低、单株总干重却高，其原因可能是T1、T2组叶片合成的有机物更多地运输到茎秆，使植物茎秆粗壮，更有利于适应弱光环境。

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