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　光合作用的影响因素及应用
课标要求 实验：探究不同环境因素对光合作用的影响。
考情微观 影响光合速率的因素：2024·贵州适应性测试T17。
考点1　(探究·实践)探究环境因素对光合作用强度的影响
一、填空表述
1．本探究实验中，利用抽气法排出叶片细胞间隙中的____，使其沉入水中，通过__________________________调节光照强度。
2．光合作用的过程中产生____的多少与光合作用强度密切相关，O2积累在细胞间隙从而使下沉的叶片____。因此可依据一定时间内____________________，来比较光合作用强度。
3．探究光照强度对光合作用强度影响的实验中，抽出圆形小叶片细胞间气体后先放在黑暗下的目的是______________________。给予光照一段时间后叶片上升的原因是____________________________________________。该实验中NaHCO3的作用是_________________，密闭的液滴移动装置中NaHCO3的作用是_______________。
4．在____________范围内，光合作用强度随光照强度的增强而____。
二、概念检测
1．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。 (　　)
2．在探究光照强度对光合作用强度的影响实验中，若改用普通灯泡作为光源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。 (　　)
3．因为配制的NaHCO3 溶液中不含O2，所以整个实验过程中圆形小叶片只能进行无氧呼吸。 (　　)
为了探究弱光和强光对某种绿色植物的叶片内各种光合色素含量的影响，写出实验设计思路并利用所学知识填写进行检测的关键内容：
(1)将某种生理状态、大小等相同的绿色植株平均分为甲、乙、丙3组。
(2)甲组给予____________、乙组给予________________，丙组给予______________，其他条件相同且适宜。
(3)一段时间后取每组相同部位的等量叶片进行________________________，比较滤纸条上__________________________。
探究环境因素对光合作用强度的影响
1．(2025·贵州实验中学模拟)研究人员为探究适宜温度下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，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．在本实验中，温度、NaHCO3浓度和光照都属于自变量
B．四组实验中，0.5%NaHCO3溶液中叶圆片光合速率最高
C．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
D．在较低温度条件下进行实验，各组叶圆片上浮所需时长均会缩短
2．(2025·安徽卷)关于“探究光照强度对光合作用强度的影响”实验，下列叙述错误的是(　　)
A．用打孔器打出叶圆片时，为保证叶圆片相对一致应避开大的叶脉
B．调节LED灯光源与盛有叶圆片烧杯之间的距离，以进行对比实验
C．用化学传感器监测光照时O2浓度变化，可计算出实际光合作用强度
D．同一烧杯中叶圆片浮起的快慢不同，可能与其接受的光照强度不同有关
考点2　光合作用的影响因素及应用
一、填空表述
1．影响光合速率的外界因素主要是__________________________等。
2．“正其行，通其风”是通过提高____________来提高光合作用速率的。夜晚适当降低温度是为了__________________________________________________。
3．干旱条件下，很多植物光合作用速率降低，主要原因是________________________________________。
4．在温室大棚生产中，施用农家肥能够提高作物的产量，道理是
_____________________________________________________________________。
5．生长环境中的CO2浓度由1%降低到0.03%时，植物的光饱和点的变化是____，原因是_____________________________。光补偿点的变化是____，原因是_____________________________________________________。
6．用菠菜类囊体和人工酶系统组装的人工叶绿体，能在光下生产目标多碳化合物。若要实现黑暗条件下持续生产，需稳定提供的物质有__________________________。生产中发现即使增加光照强度，产量也不再增加，若要增产，可采取的有效措施有__________________________________(答2点)。
7．整个植株表现为单位时间内CO2吸收量为0时，该植株叶肉细胞的光合作用强度____(填“大于”“等于”或“小于”)叶肉细胞的细胞呼吸强度，原因是
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
二、概念检测
1．生长于较弱光照条件下的植物，当提高CO2浓度时，其光合速率未随之增加，主要限制因素是光照强度。 (　　)
2．延长光照时间能提高光合作用强度。 (　　)
3．植物体从土壤中吸收的水分主要用于光合作用。 (　　)
4．停止供水，植物光合速率下降，这是由于水既是光合作用的原料，又是光合产物在植物体内运输的主要介质。 (　　)
5．夏季晴天，植物出现光合“午休”现象的主要原因是环境中CO2浓度过低。 (　　)
(人教版必修1 P106拓展应用T1)在晴朗无云的夏日，某生物学兴趣小组测定了一种蔬菜叶片光合作用强度的日变化，结果如图。回答下列问题：
(1)据图分析，与10时相比，7时蔬菜的光合作用强度低，此时，主要的外界限制因素是____________；从10时到12时，该蔬菜的光合作用强度________。
(2)为探究如何提高该蔬菜光合作用强度，小组成员将菜地分成A、B两块，10～14时在A菜地上方遮阳，B菜地不遮阳，其他条件相同。测得该时段A菜地蔬菜的光合作用强度比B菜地的高，主要原因是_____________________________
_____________________________________________________________________。
(3)小组成员又将相同条件的C菜地的上方和四周用遮阳网全部覆盖，测得棚内温度比B菜地高，一段时间后比较B、C两块菜地的蔬菜产量。与B菜地相比，C菜地蔬菜产量低，从光合作用和呼吸作用的原理分析，原因是
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
分析影响光合作用强度的因素
1．(2025·贵州榕江一中模拟)甲、乙两种植物净光合速率随光照强度的变化趋势如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A．甲、乙两种植物中，乙植物更适合在林下种植
B．当种植密度过大时，甲植物净光合速率下降幅度较乙大
C．当光照强度为b时，甲植物光合速率与乙植物光合速率相等
D．当光照强度大于a时，甲、乙两种植物中，对光能的利用率较高的植物是甲
2．(2025·贵州遵义模拟)某农业大学研究团队以某种玉米为实验材料，在水培条件下探究不同氮浓度对光合作用的影响。实验设置6组氮浓度梯度(0、4、8、12、16、20 mmol·L-1)，每组重复3次，于拔节期测定相关指标。实验数据如下：
测量指标 光合参数氮浓度(mmol·L-1)
0 4 8 12 16 20
净光合速率 (μmol·m-2·s-1) 0 12 35 28 18 10
气孔导度 (mmol·m-2·s-1) 0 80 150 220 230 235
胞间CO2浓度 (μmol·mol-1) 450 380 260 280 320 360
(1)实验中设置氮浓度梯度重复3次的目的是______________________________
_____________________________________________________________________。
(2)电镜观察发现，缺氮组(0 mmol·L-1)叶肉细胞的叶绿体基粒片层结构稀疏，类囊体膜破损率增加至45%。在光反应中，叶绿体基粒损伤会直接影响______________的生成，导致暗反应中________________过程受阻。
(3)缺氮组胞间CO2浓度高达450 μmol·mol-1，但净光合速率为0。从光反应与暗反应的关系解释此现象： _____________________________________________
_____________________________________________________________________。
(4)若要验证“缺氮导致光合速率下降与叶绿素含量直接相关”的假设，请写出实验思路： ___________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
影响光合作用的因素在生产上的应用
3．(2025·遵义质检)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(　　)
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
4．(2024·贵州适应性测试)大豆—玉米带状间作是重要的复合种植模式之一。在土壤条件相对一致的地块，采用相同的肥水管理， 以大豆和玉米的单作模式作对照，测定两种模式下大豆和玉米光合特性指标及产量，结果如下表。
种植模式 净光合速率 (μmol·m-2·s-1) 叶绿素含量 (mg·g-1) 胞间CO2浓度 (μmol·m-2·s-1) 单株平均 产量(g)
单作 大豆 16 20 279 103
玉米 18 50 306 265
间作 大豆 11 24 307 84
玉米 22 58 320 505
回答下列问题：
(1)大豆幼叶发育为成熟叶过程中叶色由浅绿色逐渐变成深绿色，是因为光合色素中的________逐渐增多。为测定大豆的光合色素含量，提取光合色素常用的有机溶剂是____________。
(2)相同生长时期，与单作玉米相比，间作玉米净光合速率更高。据表分析造成这种情况可能的原因是__________________________________________________。
(3)相同生长时期，与单作大豆相比，间作大豆植株的蒸腾速率、叶面温度基本不变，据表分析，间作大豆光合速率降低与被玉米遮阴有关，依据是
_____________________________________________________________________。
(4)农业生产中带状间作种植时，选择两种植物的原则有__________________(答出2点即可)。
第12讲　光合作用的影响因素及应用
考点1
落实·必备知识
一、1．气体　LED台灯与烧杯之间的距离　2．O2　上浮　圆形小叶片上浮的数量　3．防止其提前进行光合作用　光合作用产生的氧气量多于细胞呼吸消耗的氧气量，细胞间隙充满氧气，所以叶片上浮　给光合作用提供CO2　保持CO2浓度稳定　4．一定光照强度　增强
二、1．×　2．√　3．×　
达成·关键能力
略
评价·迁移应用
1．C　2．C　
考点2
落实·必备知识
一、1．光照强度、温度、CO2浓度　2．二氧化碳浓度　减少细胞呼吸有机物的消耗来增加一天中有机物的积累量　3．叶片气孔开放程度降低，CO2的吸收量减少　4．农家肥中的有机物被微生物分解能够产生无机盐和CO2，为大棚作物的生长补充CO2和无机盐，提高大棚作物的产量　5．降低　CO2浓度降低时，暗反应的强度低，所需要的ATP和NADPH少　升高　在合成有机物的量不变时，CO2浓度降低，所需要的光照强度增大　6．NADPH、ATP和CO2　增加CO2的浓度和适当调整环境温度　7．大于　该条件下叶肉细胞的光合速率等于整个植株的细胞呼吸速率，而部分细胞(如根细胞)不能进行光合作用，因此叶肉细胞的光合速率大于叶肉细胞的呼吸速率
二、1．√　2．×　3．×　4．√　5．×
达成·关键能力
略
评价·迁移应用
1．C　
2．(1)减少数据误差，提高实验准确度　(2)NADPH和ATP　C3的还原　(3)缺氮组光反应产物不足，使得光反应为暗反应提供的反应物不足，CO2固定停止，胞间CO2无法被消耗进而影响暗反应速率，导致总光合速率等于此过程中的呼吸速率　(4)取缺氮组与正常组叶片，用无水乙醇提取色素并测定叶绿素含量，同时测定两组净光合速率，分析两者的相关性
3．C　
4．(1)叶绿素　无水乙醇　(2)间作玉米叶绿素含量多，光反应速度快，产生的ATP、NADPH多，从而导致净光合速率高
(3)间作大豆植株的蒸腾速率、叶面温度基本不变，表明细胞呼吸速率、气孔开度基本不变，但间作的大豆胞间CO2浓度高，说明净光合速率下降的原因不是CO2不足，而是间作会导致一定程度的遮阴　(4)植株的高度、植株的光照需求(共72张PPT)
第12讲　光合作用的影响因素及应用
必修1　分子与细胞
第二单元　细胞代谢
课标要求 实验：探究不同环境因素对光合作用的影响。
考情微观 影响光合速率的因素：2024·贵州适应性测试T17。
考点1　(探究·实践)探究环境因素对光合作用强度的影响
一、填空表述
1．本探究实验中，利用抽气法排出叶片细胞间隙中的____，使其沉入水中，通过__________________________调节光照强度。
2．光合作用的过程中产生____的多少与光合作用强度密切相关，O2积累在细胞间隙从而使下沉的叶片____。因此可依据一定时间内____________________，来比较光合作用强度。
气体
LED台灯与烧杯之间的距离
O2
上浮
圆形小叶片上浮的数量
3．探究光照强度对光合作用强度影响的实验中，抽出圆形小叶片细胞间气体后先放在黑暗下的目的是______________________。给予光照一段时间后叶片上升的原因是_____________________________________________________________________________________。该实验中NaHCO3的作用是____________________，密闭的液滴移动装置中NaHCO3的作用是__________________。
4．在____________范围内，光合作用强度随光照强度的增强而____。
防止其提前进行光合作用
光合作用产生的氧气量多于细胞呼吸消耗的氧气量，细胞间隙充满氧气，所以叶片上浮
给光合作用提供CO2
保持CO2浓度稳定
一定光照强度
增强
二、概念检测
1．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。 (　　)
提示：当NaHCO3溶液的浓度过高时，随着NaHCO3溶液浓度的增大，植物细胞失水增多，细胞代谢减慢，光合作用速率会降低。
×
2．在探究光照强度对光合作用强度的影响实验中，若改用普通灯泡作为光源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。 (　　)
3．因为配制的NaHCO3 溶液中不含O2，所以整个实验过程中圆形小叶片只能进行无氧呼吸。 (　　)
提示：虽然配制的NaHCO3溶液中不含O2，但圆形小叶片本身可进行光合作用产生O2，所以整个实验过程中圆形小叶片可进行有氧呼吸。
√
×
为了探究弱光和强光对某种绿色植物的叶片内各种光合色素含量的影响，写出实验设计思路并利用所学知识填写进行检测的关键内容：
(1)将某种生理状态、大小等相同的绿色植株平均分为甲、乙、丙3组。
(2)甲组给予____________、乙组给予________________，丙组给予______________，其他条件相同且适宜。
(3)一段时间后取每组相同部位的等量叶片进行__________________，比较滤纸条上_______________________________________________。
提示：(2)弱光照　强光照　自然光照
(3)色素的提取和分离　各种色素带的宽度
考向　探究环境因素对光合作用强度的影响
1．(2025·贵州实验中学模拟)研究人员为探究适宜温度下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，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．在本实验中，温度、NaHCO3浓度和光照都属于自变量
B．四组实验中，0.5%NaHCO3溶液中叶圆片光合速率最高
C．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
D．在较低温度条件下进行实验，各组叶圆片上浮所需时长均会缩短
√
C　[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；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，B错误；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正确；若在较低温度条件下进行本实验，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均会延长，D错误。]
2．(2025·安徽卷)关于“探究光照强度对光合作用强度的影响”实验，下列叙述错误的是(　　)
A．用打孔器打出叶圆片时，为保证叶圆片相对一致应避开大的叶脉
B．调节LED灯光源与盛有叶圆片烧杯之间的距离，以进行对比实验
C．用化学传感器监测光照时O2浓度变化，可计算出实际光合作用强度
D．同一烧杯中叶圆片浮起的快慢不同，可能与其接受的光照强度不同有关
√
C　[打孔时避开大的叶脉是因为叶脉中叶绿体含量少，而光合作用主要在叶肉细胞的叶绿体中进行，所以为保证叶圆片相对一致应避开大的叶脉，A正确；调节LED灯光源与盛有叶圆片烧杯之间的距离相当于在控制实验的自变量——光照强度，以进行对比实验，B正确；实际光合作用强度即总光合作用强度，指净光合作用强度＋呼吸作用强度，只测出光照时O2浓度变化无法计算出实际光合作用强度，C错误；该实验是用烧杯中叶圆片上浮的速度来表示光合作用的强度的，D正确。]
一、填空表述
1．影响光合速率的外界因素主要是__________________________等。
2．“正其行，通其风”是通过提高____________来提高光合作用速率的。夜晚适当降低温度是为了_________________________________________________________。
考点2　光合作用的影响因素及应用
光照强度、温度、CO2浓度
二氧化碳浓度
减少细胞呼吸有机物的消耗来增加一天中有机物的积累量
3．干旱条件下，很多植物光合作用速率降低，主要原因是________________________________________。
4．在温室大棚生产中，施用农家肥能够提高作物的产量，道理是
______________________________________________________________________________________________________________________。
叶片气孔开放程度降低，CO2的吸收量减少
农家肥中的有机物被微生物分解能够产生无机盐和CO2，为大棚作物的生长补充CO2和无机盐，提高大棚作物的产量
5．生长环境中的CO2浓度由1%降低到0.03%时，植物的光饱和点的变化是____，原因是_______________________________________________________________。光补偿点的变化是________，原因是
___________________________________________________________。
降低
CO2浓度降低时，暗反应的强度低，所需要的ATP和NADPH少
升高
在合成有机物的量不变时，CO2浓度降低，所需要的光照强度增大
6．用菠菜类囊体和人工酶系统组装的人工叶绿体，能在光下生产目标多碳化合物。若要实现黑暗条件下持续生产，需稳定提供的物质有__________________________。生产中发现即使增加光照强度，产量也不再增加，若要增产，可采取的有效措施有__________________________________(答2点)。
NADPH、ATP和CO2
增加CO2的浓度和适当调整环境温度
7．整个植株表现为单位时间内CO2吸收量为0时，该植株叶肉细胞的光合作用强度____(填“大于”“等于”或“小于”)叶肉细胞的细胞呼吸强度，原因是______________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
大于
该条件下叶肉细胞的光合速率等于整个植株的细胞呼吸速率，而部分细胞(如根细胞)不能进行光合作用，因此叶肉细胞的光合速率大于叶肉细胞的呼吸速率
二、概念检测
1．生长于较弱光照条件下的植物，当提高CO2浓度时，其光合速率未随之增加，主要限制因素是光照强度。 (　　)
2．延长光照时间能提高光合作用强度。 (　　)
提示：延长光照时间只能提高光合作用的产物量，不能提高光合作用强度。
√
×
3．植物体从土壤中吸收的水分主要用于光合作用。 (　　)
提示：植物体从土壤中吸收的水分主要用于蒸腾作用。
4．停止供水，植物光合速率下降，这是由于水既是光合作用的原料，又是光合产物在植物体内运输的主要介质。 (　　)
5．夏季晴天，植物出现光合“午休”现象的主要原因是环境中CO2浓度过低。 (　　)
提示：出现光合“午休”现象是因为夏季中午温度过高，引起气孔关闭，CO2吸收减少，而不是环境中CO2浓度过低。
×
√
×
(人教版必修1 P106拓展应用T1)在晴朗无云的夏日，某生物学兴趣小组测定了一种蔬菜叶片光合作用强度的日变化，结果如图。回答下列问题：
(1)据图分析，与10时相比，7时蔬菜的光合作用强度低，此时，主要的外界限制因素是____________；从10时到12时，该蔬菜的光合作用强度________。
(2)为探究如何提高该蔬菜光合作用强度，小组成员将菜地分成A、B两块，10～14时在A菜地上方遮阳，B菜地不遮阳，其他条件相同。测得该时段A菜地蔬菜的光合作用强度比B菜地的高，主要原因是________________________________________________________________________________________。
(3)小组成员又将相同条件的C菜地的上方和四周用遮阳网全部覆盖，测得棚内温度比B菜地高，一段时间后比较B、C两块菜地的蔬菜产量。与B菜地相比，C菜地蔬菜产量低，从光合作用和呼吸作用的原理分析，原因是________________________________________________________________________________________________________。
提示：(1)光照强度　降低
(2)B菜地光照强度过高，导致蔬菜气孔关闭，二氧化碳吸收受阻，光合作用速率降低
(3)C菜地的温度上升，光合作用有关酶活性下降，呼吸作用有关酶活性增加，C菜地的净光合作用强度降低，产量下降，因此C菜地的蔬菜产量低于B菜地
考向1　分析影响光合作用强度的因素
1．(2025·贵州榕江一中模拟)甲、乙两种植物净光合速率随光照强度的变化趋势如图所示。
下列叙述错误的是(　　)
A．甲、乙两种植物中，乙植物更适合在林下种植
B．当种植密度过大时，甲植物净光合速率下降幅度较乙大
C．当光照强度为b时，甲植物光合速率与乙植物光合速率相等
D．当光照强度大于a时，甲、乙两种植物中，对光能的利用率较高的植物是甲
√
C　[乙植物与甲植物相比，光饱和点和光补偿点更小，更适合在林下种植，A正确；种植密度大意味着叶片相互遮挡，光照强度减弱，从图像分析在光照减弱过程中甲的净光合速率减弱更为明显，B正确；光合速率＝呼吸速率＋净光合速率，当光照强度为b时，甲植物净光合速率与乙植物净光合速率相等，据图推测甲呼吸速率较大，甲植物光合速率大于乙植物光合速率，C错误；当光照强度大于a时，乙植物即将达到光照的饱和点，而甲仍随光照增强光合速率在不断增加，且相同的光照强度下，甲的净光合速率大于乙，故甲对光能的利用率高于植物乙，D正确。]
2．(2025·贵州遵义模拟)某农业大学研究团队以某种玉米为实验材料，在水培条件下探究不同氮浓度对光合作用的影响。实验设置6组氮浓度梯度(0、4、8、12、16、20 mmol·L-1)，每组重复3次，于拔节期测定相关指标。实验数据如下：
测量指标 光合参数氮浓度(mmol·L-1)
0 4 8 12 16 20
净光合速率 (μmol·m-2·s-1) 0 12 35 28 18 10
气孔导度 (mmol·m-2·s-1) 0 80 150 220 230 235
胞间CO2浓度 (μmol·mol-1) 450 380 260 280 320 360
(1)实验中设置氮浓度梯度重复3次的目的是________________________________________。
(2)电镜观察发现，缺氮组(0 mmol·L-1)叶肉细胞的叶绿体基粒片层结构稀疏，类囊体膜破损率增加至45%。在光反应中，叶绿体基粒损伤会直接影响______________的生成，导致暗反应中________________过程受阻。
减少数据误差，提高实
验准确度
NADPH和ATP
C3的还原
(3)缺氮组胞间CO2浓度高达450 μmol·mol-1，但净光合速率为0。从光反应与暗反应的关系解释此现象：___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(4)若要验证“缺氮导致光合速率下降与叶绿素含量直接相关”的假设，请写出实验思路： ___________________________________________________________________________________________________________________。
缺氮组光反应产物不足，
使得光反应为暗反应提供的反应物不足，CO2固定停止，胞间CO2无法被消耗进而影响暗反应速率，导致总光合速率等于此过程中的呼吸速率
取缺氮组与正常组叶片，用无水乙醇提取色
素并测定叶绿素含量，同时测定两组净光合速率，分析两者的相关性
[解析]　(1)实验中之所以设置氮浓度梯度重复3次，其目的主要是为了减少数据误差，提高实验准确度。(2)基粒是由类囊体薄膜堆叠而成，是光反应的场所，所以在光反应中，叶绿体基粒损伤会直接影响光反应产生ATP和NADPH，ATP和NADPH会参与暗反应C3的还原，所以会导致暗反应中C3的还原过程受阻。(3)氮元素会参与光反应阶段ATP、NADPH、暗反应阶段所需的酶的合成，所以缺氮组光反应产物(ATP和NADPH)不足，使得光反应为暗反应提供的反应物不足，CO2固定停止，胞间CO2无法被消耗进而影响暗反应速率，
导致总光合速率等于此过程中的呼吸速率，即净光合速率为0。(4)实验目的是验证缺氮导致光合速率下降与叶绿素含量直接相关，其自变量为是否缺氮，因变量为叶绿素含量、净光合速率，所以其实验设计思路为：取缺氮组与正常组叶片，用无水乙醇提取色素并测定叶绿素含量，同时测定两组净光合速率，验证两者的相关性。
考向2　影响光合作用的因素在生产上的应用
3．(2025·遵义质检)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(　　)
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
√
C　[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，不利于提高作物有机物的产量，A错误；有机肥可被分解者分解产生CO2和无机盐等，因此增施有机肥可提高CO2浓度和营养物质含量，为光合作用提供充足的CO2，有利于提高光合作用效率，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的O2，有利于植物根系细胞进行有氧呼吸，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越近，可能使根部细胞周围的土壤溶液浓度越大，导致根细胞失水，不利于农作物吸收无机盐，D错误。]
4．(2024·贵州适应性测试)大豆—玉米带状间作是重要的复合种植模式之一。在土壤条件相对一致的地块，采用相同的肥水管理， 以大豆和玉米的单作模式作对照，测定两种模式下大豆和玉米光合特性指标及产量，结果如下表。
种植模式 净光合速率 (μmol·m-2·s-1) 叶绿素 含量 (mg·g-1) 胞间CO2浓度 (μmol· m-2·s-1) 单株平均产
量(g)
单作 大豆 16 20 279 103
玉米 18 50 306 265
间作 大豆 11 24 307 84
玉米 22 58 320 505
回答下列问题：
(1)大豆幼叶发育为成熟叶过程中叶色由浅绿色逐渐变成深绿色，是因为光合色素中的________逐渐增多。为测定大豆的光合色素含量，提取光合色素常用的有机溶剂是____________。
(2)相同生长时期，与单作玉米相比，间作玉米净光合速率更高。据表分析造成这种情况可能的原因是______________________________________________________________________________________。
叶绿素
无水乙醇
间作玉米叶绿素含量多，光反
应速度快，产生的ATP、NADPH多，从而导致净光合速率高
(3)相同生长时期，与单作大豆相比，间作大豆植株的蒸腾速率、叶面温度基本不变，据表分析，间作大豆光合速率降低与被玉米遮阴有关，依据是_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(4)农业生产中带状间作种植时，选择两种植物的原则有________________________________(答出2点即可)。
间作大豆植株的蒸腾速率、叶面温度基本不变，表明细胞呼吸速率、气孔开度基本不变，但间作的大豆胞间CO2浓度高，说明净光合速率下降的原因不是CO2不足，而是间作会导致一定程度的遮阴
植株的高度、植株的光照需求
[解析]　(1)叶绿素a为蓝绿色，叶绿素b为黄绿色，大豆幼叶发育为成熟叶过程中叶色由浅绿色逐渐变成深绿色，是因为光合色素中的叶绿素逐渐增多。光合色素为脂溶性色素，提取需要脂溶性试剂，因此选择无水乙醇。(2)据表分析，相同生长时期，与单作玉米相比，间作玉米叶绿素含量多，光反应速度快，产生的ATP、NADPH多，从而导致净光合速率高。(3)由于间作大豆植株的蒸腾速率、叶面温度基本不变，表明细胞呼吸速率、气孔开度基本不变，但间作的大豆胞间CO2浓度高，说明净光合速率下降的原因不是CO2不足，而
是间作会导致一定程度的遮阴，因此推测间作大豆光合速率降低与被玉米遮阴有关。(4)农业生产中带状间作种植时，选择的植物应该存在明显的高矮差异，植株应该是喜阳和喜阴两种植物，这样既能保证植株正常的光合作用，又能充分利用光能，因此选择两种植物的原则有植株的高度、植株的光照需求。
课后分层作业(十二) 　光合作用的影响因素及应用
1．(2024·广西适应性测试)在华南地区秋冬种植的白菜、油菜等蔬菜，引种到西北高原地区夏季种植，常会生长得更加旺盛，导致这种现象的原因不包括(　　)
A．光照时间长让植物有更多的光合作用时长
B．光照强度大使植物具有更高的光合作用速率
C．紫外线吸收增加使植物光合作用强度增大
D．昼夜温差更大有利于光合作用产物的积累
√
题号
1
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5
2
4
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8
7
9
10
C　[西北高原地区夏季种植，光照时间长，植物有更多的光合作用时长，A正确；西北高原地区夏季种植，光照强度大，植物具有更高的光合作用速率，B正确；一般情况下，光合色素吸收的是可见光，而紫外线是不可见光，植物不吸收，C错误；西北高原地区夏季种植，昼夜温差大，白天温度高，光合作用强，夜间温度低，呼吸作用弱，有利于有机物的积累，D正确。]
题号
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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．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
√
题号
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A　[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，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，比如将自然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。]
题号
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3．(2024·全国新课标卷)干旱缺水条件下，植物可通过减小气孔开度减少水分散失。下列叙述错误的是(　　)
A．叶片萎蔫时叶片中脱落酸的含量会降低
B．干旱缺水时进入叶肉细胞的CO2会减少
C．植物细胞失水时胞内结合水与自由水比值增大
D．干旱缺水不利于植物对营养物质的吸收和运输
√
题号
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A　[叶片萎蔫时，叶片中的脱落酸(ABA)含量会增加，达到一定程度叶片可能会脱落，A错误；干旱缺水时，植物气孔开度减小，吸收的CO2会减少，植物的光合速率会降低，B正确；植物细胞失水时主要失去自由水，自由水含量下降，结合水与自由水比值会增大，C正确；缺水会影响植物体内各种需要水分参与的生理反应，植物对营养物质的吸收和运输往往需要水分的参与，缺水不利于该过程的进行，D正确。]
题号
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4．(2025·广东惠州调研)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，实验结果如下图所示。下列有关分析错误的是(　　)
题号
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A．叶片光合速率随干旱时间延长而呈下降趋势
B．叶片光合速率下降先于叶片叶绿素含量下降
C．实验组2～4天，叶片光合速率下降是由叶片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
√
题号
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C　[图甲中可以看出，随干旱时间延长，叶片光合速率呈下降趋势，A正确；比较图甲和图乙，图甲中实验组叶片光合速率在第2天就开始下降，而图乙中实验组叶片叶绿素含量在第4天才开始下降，因此叶片光合速率下降先于叶片叶绿素含量下降，B正确；图乙中，实验组2～4天中叶片叶绿素含量并没有下降，但图甲中叶片光合速率已经下降，C错误；持续严重干旱，植物的叶绿素含量下降，对植物的光反应有直接影响，干旱还会导致气孔关闭，叶片中CO2浓度下降，进而引起暗反应速率下降，D正确。]
题号
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5．(2025·贵州清华中学检测)如图表示不同CO2浓度下，某植物CO2吸收速率随光照强度变化的曲线，下列叙述错误的是(　　)
A．A点限制光合速率的主要因素是光
照强度
B．A点时植物的实际光合速率为0
C．与A点相比，B点时叶肉细胞中NADPH
生成速率更大
D．与C点相比，B点时叶肉细胞光合速率更大
√
题号
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B　[由题图可知，A点时，限制光合速率的主要因素是光照强度，A正确；A点时，CO2吸收速率为0，此时植物的光合速率等于呼吸速率，实际光合速率不为0，B错误；与A点相比，B点对应的光照强度更强，光反应更强，叶肉细胞类囊体薄膜上NADPH的生成速率更大，C正确；B、C两点对应的光照强度相同，但与C点相比，B点对应的CO2浓度更高，光合速率更大，D正确。]
题号
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10
6．(2025·全国卷)在一定温度下，生长在大田的某种植物光合速率(CO2固定速率)和呼吸速率(CO2释放速率)对光照强度的响应曲线如图所示。下列叙述错误的是(　　)
题号
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A．光照强度为a时，该植物的干重不会增加
B．光照强度从a逐渐增加到b时，该植物生长速率逐渐增大
C．光照强度小于b时，提高大田CO2浓度，CO2固定速率会增大
D．光照强度为b时，适当降低光反应速率，CO2固定速率会降低
√
题号
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C　[光照强度为a时，光合速率等于呼吸速率，即净光合速率为0。植物干重增加依赖净光合积累有机物，净光合速率＝光合速率－呼吸速率，此时净光合为0，干重不会增加，A正确。光照强度从a逐渐增加到b时，光合速率与呼吸速率差值逐渐增大。净光合速率越大，植物积累有机物越多，生长速率逐渐增大，B正确。光照强度小于b时，光照强度未达饱和的阶段，在光照强度为主要限制因素时，提高大田CO2浓度，CO2固定速率不会增大(因为光照不足，光
题号
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反应提供的ATP和NADPH有限，限制暗反应)；只有当光照强度饱和后，提高CO2浓度，CO2固定速率才会增大，C错误。光照强度为b时，光反应为暗反应提供ATP和NADPH。适当降低光反应速率，提供的ATP和NADPH减少，会使暗反应中CO2固定速率降低，D正确。]
题号
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7．(2025·安顺期末)都匀毛尖色泽翠绿，外形匀整，条索卷曲，是中国十大名茶之一，具有抗氧化、抗辐射、抗衰老、清热解毒的功效。科研人员为研究干旱胁迫对都匀茶苗光合速率的影响，进行了一系列的实验，结果如下表所示。下列有关叙述错误的是(　　)
题号
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题号
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组别 处理 叶绿素含量/(mg·g-1) O2释放速率/
(μmol·m-2·s-1)
甲 未胁迫 6.68 8.79
乙 轻度胁迫 4.63 3.01
丙 中度胁迫 2.27 －0.27
丁 重度胁迫 1.63 －0.87
A．都匀毛尖色泽翠绿与叶绿素未被氧化有关
B．乙组O2释放速率减慢与叶绿素含量减少有关
C．中度胁迫和重度胁迫下茶苗光合作用速率小于零
D．实验表明干旱胁迫通过影响叶绿素的含量影响光合速率
√
题号
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C　[由题意可知，都匀毛尖色泽翠绿，具有抗氧化的功效，可见都匀毛尖色泽翠绿与叶绿素未被氧化有关，A正确；由题表可知，与对照组相比，随着干旱胁迫程度的增加叶绿素含量逐渐减少，O2释放速率逐渐减慢，因此乙组O2释放速率减慢与叶绿素含量减少有关，B正确；中度胁迫和重度胁迫下茶苗的叶绿素含量低，光合速率小于细胞呼吸速率，但不小于零，C错误；由题表可知，与对照组相比，随着干旱胁迫程度的增加叶绿素含量逐渐减少，O2释放速率逐渐减慢，光合速率减慢，表明干旱胁迫通过影响叶绿素的含量影响光合速率，D正确。]
题号
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8．(2026·贵阳一中开学检测)为研究温度对某植物叶片光合速率和呼吸速率的影响，设置一系列温度梯度后的研究结果如下图，图中的光合速率指叶片固定CO2的速率，呼吸速
率指叶片呼吸消耗O2的速率。下列叙述正确
的是(　　)
题号
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A．实验中的光照强度最好设置为该植物的光饱和点所对应的光照强度
B．根据实验结果无法比较该植物光合作用和呼吸作用最适温度的高低
C．将温度从T6调至T5后，该植株的有机物积累速率会下降
D．据图推测，该植物细胞质基质内产生CO2的速率将随温度的升高而升高
√
题号
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A　[本实验的目的是研究温度对某植物叶片光合速率和呼吸速率的影响，光照强度最好设置为植物达到最大光合速率时所对应的最小光照强度，即该植物光饱和点所对应的光照强度，A正确；题图中光合作用的最适温度为T5，而在该实验温度范围内呼吸速率随着温度的升高而不断提高，所以光合作用最适温度比呼吸作用最适温度低，B错误；若将温度从T6调至T5，导致光合速率增大而呼吸速率减小，植物的有机物积累速率将增大，C错误；根据曲线信息可知，在一定范围内随着温度的升高，叶肉细胞呼吸速率增大，且有氧条件下CO2是在线粒体中产生的，并不在细胞质基质中产生，D错误。]
题号
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9．(2025·贵州遵义模拟)将高等植物幼苗分成a、b、c、d四组并置于密闭装置中照光培养，四组光照强度依次增强，温度恒定。一段时间(t)后测得装置内O2浓度如图(M为初始浓度)，且c、d组O2浓度相同。下列推测正确的是(　　)
题号
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A．a组幼苗叶肉细胞产生ATP的场所只有细胞质基质和线粒体
B．t时间内，装置中植物积累有机物量的关系为c＝d>b>a
C．延长光照时间使c、d组中O2浓度不再增加时，c组植株的光合速率大于d组
D．若降低d组装置中CO2的浓度，当暗反应再次稳定时，其叶绿体中C5的浓度比C3的高
√
题号
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B　[a组的光合速率等于呼吸速率，产生ATP的场所有细胞质基质、类囊体膜和线粒体，A错误；t时间内，c、d组O2含量大于M且相同，说明有机物积累相同，b点大于M小于c和d组，因此装置中植物积累有机物的量关系为c＝d>b>a，B正确；延长光照时间使c、d组中O2浓度不再增加时，c组植株的光合速率等于d组，C错误；C5与CO2反应生成2分子C3，C3的含量是C5的两倍，若降低d组装置中CO2的浓度，当暗反应再次稳定时，其叶绿体中C5的浓度依然低于C3，D错误。]
题号
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10．(2025·贵州适应性测试)土壤有效含水量(反映植物可利用的土壤水分的比例)对农作物生产有重要影响。小麦叶片净光合速率对土壤有效含水量存在明显的阈值(影响生理指标的临界点)响应。研究人员通过控制土壤有效含水量对小麦进行干
旱胁迫，获得不同土壤有效含水量下小麦第
一片完整展开叶的净光合速率，如下图所示。
题号
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回答下列问题：
(1)水在光合作用的光反应阶段被分解成____________，光反应可为暗反应提供____________________。小麦根毛细胞可通过细胞膜上的通道蛋白吸收K＋，该吸收方式的主要特点是____________________________________。
(2)当土壤有效含水量低于0.2时，光合作用所需的CO2来源于______________________。
题号
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O2、H＋和e－
ATP和NADPH
顺浓度梯度、不需
要消耗能量
线粒体、外界环境
(3)农业生产上，种植小麦应控制土壤有效含水量的阈值是________，依据是_________________________________________________________________________________________。
题号
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0.4
当土壤有效含水量高于0.4时，净光合速率相对稳定，而低于0.4时，净光合速率急剧下降
[解析]　(1)光合作用光反应阶段，水在光下被分解为氧气(O2)、H＋和e－。光反应为暗反应提供能量物质ATP和还原剂NADPH。小麦根毛细胞通过通道蛋白吸收K＋，通道蛋白参与的运输方式是协助扩散，其特点是顺浓度梯度运输，不需要消耗能量。(2)当土壤有效含水量低于0.2时，小麦光合作用正常进行，此时所需的CO2，一方面来自细胞呼吸产生CO2的场所——线粒体；另一方面，当细胞呼吸产生的CO2不足以满足光合作用需求时，还会从外界环境中吸收CO2。(3)分析题图可知，横坐标为土壤有效含水量，纵坐标为净光
题号
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合速率。当土壤有效含水量高于0.4时，净光合速率相对稳定，说明在此含水量值及以上时，再增加含水量对净光合速率影响不大；而当土壤有效含水量低于0.4时，净光合速率急剧下降，意味着低于此含水量值时，光合作用受到较大影响。所以为了保证小麦有较高且稳定的净光合速率，在农业生产上，种植小麦应控制土壤有效含水量的阈值是0.4。
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谢 谢 ！　光合作用的影响因素及应用
1．(2024·广西适应性测试)在华南地区秋冬种植的白菜、油菜等蔬菜，引种到西北高原地区夏季种植，常会生长得更加旺盛，导致这种现象的原因不包括(　　)
A．光照时间长让植物有更多的光合作用时长
B．光照强度大使植物具有更高的光合作用速率
C．紫外线吸收增加使植物光合作用强度增大
D．昼夜温差更大有利于光合作用产物的积累
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．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
3．(2024·全国新课标卷)干旱缺水条件下，植物可通过减小气孔开度减少水分散失。下列叙述错误的是(　　)
A．叶片萎蔫时叶片中脱落酸的含量会降低
B．干旱缺水时进入叶肉细胞的CO2会减少
C．植物细胞失水时胞内结合水与自由水比值增大
D．干旱缺水不利于植物对营养物质的吸收和运输
4．(2025·广东惠州调研)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，实验结果如下图所示。下列有关分析错误的是(　　)
A．叶片光合速率随干旱时间延长而呈下降趋势
B．叶片光合速率下降先于叶片叶绿素含量下降
C．实验组2～4天，叶片光合速率下降是由叶片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
5．(2025·贵州清华中学检测)如图表示不同CO2浓度下，某植物CO2吸收速率随光照强度变化的曲线，下列叙述错误的是(　　)
A．A点限制光合速率的主要因素是光照强度
B．A点时植物的实际光合速率为0
C．与A点相比，B点时叶肉细胞中NADPH生成速率更大
D．与C点相比，B点时叶肉细胞光合速率更大
6．(2025·全国卷)在一定温度下，生长在大田的某种植物光合速率(CO2固定速率)和呼吸速率(CO2释放速率)对光照强度的响应曲线如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A．光照强度为a时，该植物的干重不会增加
B．光照强度从a逐渐增加到b时，该植物生长速率逐渐增大
C．光照强度小于b时，提高大田CO2浓度，CO2固定速率会增大
D．光照强度为b时，适当降低光反应速率，CO2固定速率会降低
7．(2025·安顺期末)都匀毛尖色泽翠绿，外形匀整，条索卷曲，是中国十大名茶之一，具有抗氧化、抗辐射、抗衰老、清热解毒的功效。科研人员为研究干旱胁迫对都匀茶苗光合速率的影响，进行了一系列的实验，结果如下表所示。下列有关叙述错误的是(　　)
组别 处理 叶绿素含量/(mg·g-1) O2释放速率/(μmol·m-2·s-1)
甲 未胁迫 6.68 8.79
乙 轻度胁迫 4.63 3.01
丙 中度胁迫 2.27 －0.27
丁 重度胁迫 1.63 －0.87
A．都匀毛尖色泽翠绿与叶绿素未被氧化有关
B．乙组O2释放速率减慢与叶绿素含量减少有关
C．中度胁迫和重度胁迫下茶苗光合作用速率小于零
D．实验表明干旱胁迫通过影响叶绿素的含量影响光合速率
8．(2026·贵阳一中开学检测)为研究温度对某植物叶片光合速率和呼吸速率的影响，设置一系列温度梯度后的研究结果如下图，图中的光合速率指叶片固定CO2的速率，呼吸速率指叶片呼吸消耗O2的速率。下列叙述正确的是(　　)
A．实验中的光照强度最好设置为该植物的光饱和点所对应的光照强度
B．根据实验结果无法比较该植物光合作用和呼吸作用最适温度的高低
C．将温度从T6调至T5后，该植株的有机物积累速率会下降
D．据图推测，该植物细胞质基质内产生CO2的速率将随温度的升高而升高
9．(2025·贵州遵义模拟)将高等植物幼苗分成a、b、c、d四组并置于密闭装置中照光培养，四组光照强度依次增强，温度恒定。一段时间(t)后测得装置内O2浓度如图(M为初始浓度)，且c、d组O2浓度相同。下列推测正确的是(　　)
A．a组幼苗叶肉细胞产生ATP的场所只有细胞质基质和线粒体
B．t时间内，装置中植物积累有机物量的关系为c＝d>b>a
C．延长光照时间使c、d组中O2浓度不再增加时，c组植株的光合速率大于d组
D．若降低d组装置中CO2的浓度，当暗反应再次稳定时，其叶绿体中C5的浓度比C3的高
10．(2025·贵州适应性测试)土壤有效含水量(反映植物可利用的土壤水分的比例)对农作物生产有重要影响。小麦叶片净光合速率对土壤有效含水量存在明显的阈值(影响生理指标的临界点)响应。研究人员通过控制土壤有效含水量对小麦进行干旱胁迫，获得不同土壤有效含水量下小麦第一片完整展开叶的净光合速率，如下图所示。
回答下列问题：
(1)水在光合作用的光反应阶段被分解成____________，光反应可为暗反应提供____________________。小麦根毛细胞可通过细胞膜上的通道蛋白吸收K＋，该吸收方式的主要特点是________________________________________________。
(2)当土壤有效含水量低于0.2时，光合作用所需的CO2来源于________________。
(3)农业生产上，种植小麦应控制土壤有效含水量的阈值是________，依据是_____________________________________________________________________。
课后分层作业(十二)
1．C　2．A　3．A　4．C　5．B　
6．C　[光照强度为a时，光合速率等于呼吸速率，即净光合速率为0。植物干重增加依赖净光合积累有机物，净光合速率＝光合速率－呼吸速率，此时净光合为0，干重不会增加，A正确。光照强度从a逐渐增加到b时，光合速率与呼吸速率差值逐渐增大。净光合速率越大，植物积累有机物越多，生长速率逐渐增大，B正确。光照强度小于b时，光照强度未达饱和的阶段，在光照强度为主要限制因素时，提高大田CO2浓度，CO2固定速率不会增大(因为光照不足，光反应提供的ATP和NADPH有限，限制暗反应)；只有当光照强度饱和后，提高CO2浓度，CO2固定速率才会增大，C错误。光照强度为b时，光反应为暗反应提供ATP和NADPH。适当降低光反应速率，提供的ATP和NADPH减少，会使暗反应中CO2固定速率降低，D正确。]
7．C　8．A　9．B　
10．(1)O2、H＋和e－　ATP和NADPH　顺浓度梯度、不需要消耗能量　(2)线粒体、外界环境　(3)0.4　当土壤有效含水量高于0.4时，净光合速率相对稳定，而低于0.4时，净光合速率急剧下降

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