第14講光合作用的影響因素及其應(yīng)用【課標(biāo)要求】活動(dòng)：探究環(huán)境因素對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響。考點(diǎn)一探究環(huán)境因素（以光照強(qiáng)度為例）對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響1．實(shí)驗(yàn)原理eq\x(\a\al(葉片含有空,氣，上浮))eq\o(→,\s\up7(抽氣))eq\x(\a\al(葉片,下沉))eq\o(→,\s\up7(光合作用),\s\do5(產(chǎn)生O2))eq\x(\a\al(充滿細(xì)胞間,隙，葉片上浮))2．實(shí)驗(yàn)裝置分析（1）自變量的設(shè)置：是自變量，通過(guò)調(diào)整來(lái)調(diào)節(jié)光照強(qiáng)度的大小。（2）中間盛水的玻璃柱的作用：吸收燈光的熱量，避免光照對(duì)燒杯內(nèi)產(chǎn)生影響。（3）因變量是光合作用強(qiáng)度，可通過(guò)觀測(cè)單位時(shí)間內(nèi)或者是浮起相同數(shù)量的葉片所用的時(shí)間長(zhǎng)短來(lái)衡量光合作用的強(qiáng)弱。3．實(shí)驗(yàn)結(jié)果的生理狀態(tài)分析（1）在黑暗情況下，植物葉片只進(jìn)行，吸收O2，產(chǎn)生的CO2較易溶于水，所以葉片。細(xì)胞生理狀態(tài)如下圖所示：（2）在弱光下，此時(shí)的光合作用強(qiáng)度細(xì)胞呼吸強(qiáng)度，葉片中仍然沒(méi)有足夠的O2，葉片仍然沉在水底。細(xì)胞生理狀態(tài)如下圖所示：（3）在中、強(qiáng)光下，光合作用強(qiáng)度細(xì)胞呼吸強(qiáng)度，葉片中會(huì)有足夠的O2產(chǎn)生，從而充滿了細(xì)胞間隙并釋放到外界一部分，使葉片浮起來(lái)。細(xì)胞生理狀態(tài)如下圖所示：[答案自填]2.（1）光照強(qiáng)度臺(tái)燈與燒杯之間的距離（2）水溫（3）被抽去空氣的圓形葉片上浮的數(shù)量3．（1）細(xì)胞呼吸沉在水底（2）小于或等于（3）大于1．（2024·龍崗高三質(zhì)檢）下圖表示測(cè)定金魚(yú)藻光合作用強(qiáng)度的密閉實(shí)驗(yàn)裝置，氧氣傳感器可監(jiān)測(cè)O2量的變化。已知光飽和點(diǎn)是指植物光合速率達(dá)到最大時(shí)的最小光照強(qiáng)度。下列敘述錯(cuò)誤的是（）A．NaHCO3溶液可以為金魚(yú)藻的光合作用提供CO2B．單色光照射時(shí)，相同光照強(qiáng)度下一定時(shí)間內(nèi)用紅光比用綠光測(cè)到的O2量多C．氧氣傳感器測(cè)到的O2量就是金魚(yú)藻光合作用產(chǎn)生的O2量D．拆去濾光片，改變光照強(qiáng)度，并將所得數(shù)據(jù)繪制成曲線，可推知其光飽和點(diǎn)解析：選C。氧氣傳感器測(cè)到的O2量是金魚(yú)藻凈光合作用產(chǎn)生的O2量，即總光合作用產(chǎn)生的O2量與呼吸作用消耗的O2量的差值。2．（2022·海南選擇考）某小組為了探究適宜溫度下CO2對(duì)光合作用的影響，將四組等量菠菜葉圓片排氣后，分別置于盛有等體積不同濃度NaHCO3溶液的燒杯中，從燒杯底部給予適宜光照，記錄葉圓片上浮所需時(shí)長(zhǎng)，結(jié)果如下圖所示。下列有關(guān)敘述正確的是（）A．本實(shí)驗(yàn)中，溫度、NaHCO3濃度和光照都屬于自變量B．葉圓片上浮所需時(shí)長(zhǎng)主要取決于葉圓片光合作用釋放氧氣的速率C．四組實(shí)驗(yàn)中，0.5%NaHCO3溶液中葉圓片光合速率最高D．若在4℃條件下進(jìn)行本實(shí)驗(yàn)，則各組葉圓片上浮所需時(shí)間均會(huì)縮短解析：選B。由實(shí)驗(yàn)?zāi)康目芍?，NaHCO3濃度為自變量，溫度和光照均為無(wú)關(guān)變量，無(wú)關(guān)變量應(yīng)保持相同且適宜，A項(xiàng)錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)中所用的菠菜葉圓片已進(jìn)行排氣處理，葉圓片上浮主要是因?yàn)槠溥M(jìn)行光合作用釋放了氧氣，且光合作用釋放氧氣的速率越高，葉圓片上浮所需的時(shí)間越短，B項(xiàng)正確；四組實(shí)驗(yàn)中，0.5%的NaHCO3溶液中葉圓片上浮平均時(shí)長(zhǎng)最長(zhǎng)，說(shuō)明其光合速率最低，C項(xiàng)錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)是在適宜溫度下進(jìn)行的，若降低溫度，光合速率減慢，則各組葉圓片上浮所需時(shí)間均會(huì)延長(zhǎng)，D項(xiàng)錯(cuò)誤?？键c(diǎn)二光合作用的影響因素及其應(yīng)用[學(xué)生用書(shū)P77]1．外部因素（1）單因子變量對(duì)光合速率的影響。①光照強(qiáng)度。②CO2濃度。③溫度。④水分和礦質(zhì)元素。（2）多因子變量對(duì)光合速率的影響。2．內(nèi)部因素（1）植物自身的遺傳特性（如植物品種不同）：以陰生植物、陽(yáng)生植物為例。①光補(bǔ)償點(diǎn)：陽(yáng)生植物>陰生植物。②光飽和點(diǎn)：陽(yáng)生植物>陰生植物。（2）植物葉片的葉齡、葉綠素含量及酶。[答案自填]1.（1）①光反應(yīng)細(xì)胞呼吸＝＞增強(qiáng)光照強(qiáng)度光能②暗反應(yīng)CO2補(bǔ)償點(diǎn)③增大酶的活性降低④介質(zhì)下降葉綠素（2）光照強(qiáng)度CO2濃度光照強(qiáng)度CO2濃度[教材命題點(diǎn)思考]1．干旱條件下，很多植物的光合作用速率降低，主要原因是_____________________________________________________。提示：葉片氣孔開(kāi)放程度降低，CO2的吸收量減少2．西瓜、玉米和辣椒輪作和固定種植玉米相比，其優(yōu)點(diǎn)是________________________________（答出2點(diǎn)即可）。提示：充分利用土壤中的礦質(zhì)資源、改善土壤條件、減少大面積病蟲(chóng)害發(fā)生的概率3．在溫室大棚生產(chǎn)中，大棚內(nèi)多施農(nóng)家肥有利于提高作物的產(chǎn)量，原因是_______________________________________________。提示：農(nóng)家肥中的有機(jī)物被微生物分解產(chǎn)生無(wú)機(jī)鹽和CO2，CO2和無(wú)機(jī)鹽被作物利用，提高大棚作物的產(chǎn)量[模型命題點(diǎn)思考]4．下圖是在夏季晴朗的白天，某種綠色植物葉片光合作用強(qiáng)度的曲線圖。分析曲線圖并回答問(wèn)題。（1）7—10時(shí)的光合作用強(qiáng)度不斷增強(qiáng)的原因是_。（2）10—12時(shí)的光合作用強(qiáng)度明顯減弱的原因是________________。（3）14—17時(shí)的光合作用強(qiáng)度不斷下降的原因是。（4）從圖中可以看出，限制光合作用的因素有。（5）依據(jù)本題提供的信息，提出提高綠色植物光合作用強(qiáng)度的一些措施：__________________________________________________。提示：（1）光照強(qiáng)度逐漸增大（2）此時(shí)溫度很高，導(dǎo)致氣孔大量關(guān)閉，CO2無(wú)法進(jìn)入葉片組織，致使光合作用暗反應(yīng)受到限制（3）光照強(qiáng)度不斷減弱（4）光照強(qiáng)度、溫度（5）可以利用溫室大棚控制光照強(qiáng)度、溫度的方式，如補(bǔ)光、遮陰、生爐子、噴淋降溫等，提高綠色植物光合作用強(qiáng)度1．（2023·廣東選擇考）光合作用機(jī)理是作物高產(chǎn)的重要理論基礎(chǔ)。大田常規(guī)栽培時(shí)，水稻野生型（WT）的產(chǎn)量和黃綠葉突變體（ygl）的產(chǎn)量差異不明顯，但在高密度栽培條件下ygl產(chǎn)量更高，其相關(guān)生理特征見(jiàn)下表和下圖。（光飽和點(diǎn)：光合速率不再隨光照強(qiáng)度增加時(shí)的光照強(qiáng)度；光補(bǔ)償點(diǎn)：光合過(guò)程中吸收的CO2與呼吸過(guò)程中釋放的CO2等量時(shí)的光照強(qiáng)度。）水稻材料葉綠素/（mg·g－1）類胡蘿卜素/（mg·g－1）類胡蘿卜素/葉綠素WT4.080.630.15ygl1.730.470.27分析圖表，回答下列問(wèn)題：（1）ygl葉色黃綠的原因包括葉綠素含量較低和，葉片主要吸收可見(jiàn)光中的光。（2）光照強(qiáng)度逐漸增加達(dá)到2000μmol·m－2·s－1時(shí)，ygl的凈光合速率較WT更高，但兩者凈光合速率都不再隨光照強(qiáng)度的增加而增加，比較兩者的光飽和點(diǎn)，可得yglWT（填“高于”“低于”或“等于”）。ygl有較高的光補(bǔ)償點(diǎn)，可能的原因是葉綠素含量較低和。（3）與WT相比，ygl葉綠素含量低，高密度栽培條件下，更多的光可到達(dá)下層葉片，且ygl群體的凈光合速率較高，表明該群體，是其高產(chǎn)的原因之一。（4）試分析在0～50μmol·m－2·s－1范圍的低光照強(qiáng)度下，WT和ygl凈光合速率的變化，在給出的坐標(biāo)系中繪制凈光合速率趨勢(shì)曲線。在此基礎(chǔ)上，分析圖a和你繪制的曲線，比較高光照強(qiáng)度和低光照強(qiáng)度條件下WT和ygl的凈光合速率，提出一個(gè)科學(xué)問(wèn)題。______________________________________________。解析：（1）從題表數(shù)據(jù)可得，與WT相比，ygl的類胡蘿卜素/葉綠素的值更高，ygl為0.27，可能導(dǎo)致葉色黃綠。葉片含葉綠素和類胡蘿卜素，主要吸收紅光和藍(lán)紫光。（2）由題干可知，光飽和點(diǎn)為光合速率不再隨光照強(qiáng)度增加時(shí)的光照強(qiáng)度，ygl的光飽和點(diǎn)為2000μmol·m－2·s－1，比WT的光飽和點(diǎn)高；光補(bǔ)償點(diǎn)是光合過(guò)程中吸收的CO2與呼吸過(guò)程中釋放的CO2等量時(shí)的光照強(qiáng)度，呼吸速率高時(shí)，光補(bǔ)償點(diǎn)可能更大，從圖c可得ygl呼吸速率更高，可能導(dǎo)致光補(bǔ)償點(diǎn)更高。（3）在強(qiáng)光下，高密度栽培ygl群體可通過(guò)下層葉片充分吸收光能，提高光能的利用率。（4）曲線與縱軸的交點(diǎn)表示呼吸速率，通過(guò)圖c可知，WT呼吸速率約為0.6μmol（CO2）·m－2·s－1，ygl呼吸速率約為0.9μmol（CO2）·m－2·s－1，所以ygl與縱軸的交點(diǎn)應(yīng)在WT與縱軸的交點(diǎn)下面；曲線與橫軸的交點(diǎn)表示光補(bǔ)償點(diǎn)，由圖b可知，WT應(yīng)在14μmol（CO2）·m－2·s－1左右，ygl在28μmol（CO2）·m－2·s－1左右，所以繪制曲線如答案所示。通過(guò)比較可知低光照強(qiáng)度條件下的ygl凈光合速率比WT低，高光照強(qiáng)度條件下ygl凈光合速率比WT高，據(jù)此提出科學(xué)問(wèn)題。答案：（1）類胡蘿卜素/葉綠素的值較高紅光和藍(lán)紫（2）高于呼吸速率較高（3）在強(qiáng)光下光能利用率更高（4）為什么在高光照強(qiáng)度下ygl的光合速率比WT高，而在低光照強(qiáng)度下ygl的光合速率比WT低2．（2024·湛江高三一模）為研究低溫對(duì)作物光合特性的影響，科研人員以某作物為實(shí)驗(yàn)材料，以大田平均溫度10℃為對(duì)照（CK），設(shè)置3個(gè)低溫處理組T1（－2℃）、T2（－4℃）、T3（－6℃），結(jié)果如下表所示。回答下列問(wèn)題：處理凈光合速率/（μmol·m－2·s－1）氣孔導(dǎo)度/（μmol·m－2·s－1）蒸騰速率/（μmol·m－2·s－1）胞間CO2濃度/（μmol·mol－1）CK16.2512.63.7261.4T113.3376.12.6230.6T28.6272.81.8276.3T36.5183.61.6310.5（1）進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)控制_____________________________（至少寫(xiě)出2點(diǎn)）等無(wú)關(guān)變量相同且適宜。根據(jù)表中數(shù)據(jù)分析，T2組的凈光合速率小于T1組的，與氣孔導(dǎo)度__________________________（填“有關(guān)”或“無(wú)關(guān)”），理由是______________________________________________________。（2）低溫條件下，細(xì)胞中自由水/結(jié)合水的值會(huì)。有研究表明，低溫處理也會(huì)影響葉綠體中基粒的體積、形態(tài)及數(shù)量，為了驗(yàn)證該結(jié)論，可采用的方法為_(kāi)_________________________________________。（3）為了研究低溫處理對(duì)葉綠素a和葉綠素b含量的影響，可用法分離色素，其原理是________________________________________________。答案：（1）光照強(qiáng)度、CO2濃度、水分、礦質(zhì)元素?zé)o關(guān)T2組的氣孔導(dǎo)度小于T1組的，但其胞間CO2濃度較高（2）降低電子顯微鏡觀察法（3）層析不同色素在層析液中的溶解度不同創(chuàng)設(shè)情境長(zhǎng)句特訓(xùn)[學(xué)生用書(shū)P80][判斷依據(jù)類]1．為了研究某種樹(shù)木樹(shù)冠上下層葉片光合作用的特性，某同學(xué)選取來(lái)自樹(shù)冠不同層的A、B兩種葉片，分別測(cè)定其凈光合速率，結(jié)果如下圖所示。據(jù)圖回答下列問(wèn)題：從圖中可知，A葉片是樹(shù)冠（填“上層”或“下層”）的葉片，判斷依據(jù)是_____________________________________________________。提示：下層A葉片的凈光合速率達(dá)到最大時(shí)所需的光照強(qiáng)度低于B葉片2．甲、乙兩種植物凈光合速率隨光照強(qiáng)度的變化趨勢(shì)如下圖所示。甲、乙兩種植物單獨(dú)種植時(shí)，如果種植密度過(guò)大，那么凈光合速率下降幅度較大的植物是，判斷的依據(jù)是_______________________________________。提示：甲光照強(qiáng)度降低導(dǎo)致甲植物凈光合速率降低的幅度比乙植物大，種植密度過(guò)大，植株接受的光照強(qiáng)度減弱，導(dǎo)致甲植物凈光合速率下降幅度比乙植物大[原因分析類]3．農(nóng)業(yè)生產(chǎn)常采用間作（同一生長(zhǎng)期內(nèi)，在同一塊農(nóng)田上間隔種植2種作物）的方法提高農(nóng)田的光能利用率?，F(xiàn)有4種作物在正常條件下生長(zhǎng)能達(dá)到的株高和光飽和點(diǎn)（光合速率達(dá)到最大時(shí)所需的光照強(qiáng)度）如下表所示。從提高光能利用率的角度考慮，最適合進(jìn)行間作的兩種作物是，選擇這2種作物的理由是___________________________________________________。作物ABCD株高/cm1706559165光飽和點(diǎn)/（μmol·m－2·s－1）12001180560623提示：A和C作物A光飽和點(diǎn)高且長(zhǎng)得高，可利用上層光照進(jìn)行光合作用；作物C光飽和點(diǎn)低且長(zhǎng)得矮，能利用下層的弱光進(jìn)行光合作用4．對(duì)生長(zhǎng)在水分正常土壤中的某植物通過(guò)減少澆水進(jìn)行干旱處理，該植物根細(xì)胞中溶質(zhì)濃度增大，葉片中的脫落酸（ABA）含量增高，葉片氣孔開(kāi)度減小。與干旱處理前相比，干旱處理后該植物的光合速率會(huì)，出現(xiàn)這種變化的主要原因是___________________________________________________。提示：降低氣孔開(kāi)度減小導(dǎo)致供應(yīng)給光合作用的CO2減少5．已知甲種植物的CO2補(bǔ)償點(diǎn)大于乙種植物的。將正常生長(zhǎng)的甲、乙兩種植物放置在同一密閉小室中，適宜條件下照光培養(yǎng)。培養(yǎng)后發(fā)現(xiàn)兩種植物的光合速率都降低，原因是__________________________________________________。提示：植物在光下進(jìn)行光合作用吸收CO2的量大于呼吸作用釋放CO2的量，使密閉小室中CO2濃度降低，光合速率也隨之降低6．若將某種植物密閉在無(wú)O2但其他條件適宜的小室中，照光培養(yǎng)一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)植物的有氧呼吸增強(qiáng)，原因是___________________________________。提示：該植物在光下進(jìn)行光合作用釋放的O2使密閉小室中O2增加，而O2與有機(jī)物分解產(chǎn)生的NADH發(fā)生作用生成水是有氧呼吸的一個(gè)環(huán)節(jié)，所以當(dāng)O2增多時(shí)，有氧呼吸會(huì)增加[結(jié)果結(jié)論類]7．鎘鹽在水中多以離子狀態(tài)存在，對(duì)水生植物的影響尤為嚴(yán)重。某科研小組研究不同濃度的鎘對(duì)水生植物葉綠素的影響，結(jié)果見(jiàn)下圖，由圖得出的結(jié)論是__________________________________________________。提示：隨著鎘濃度的增大，葉綠素的含量逐漸降低，且葉綠素a受影響的幅度更大8．為了探究生長(zhǎng)條件對(duì)植物光合作用的影響，某研究小組將某品種植物的盆栽苗分成甲、乙兩組，置于人工氣候室中，甲組模擬自然光照，乙組提供低光照，其他培養(yǎng)條件相同。培養(yǎng)較長(zhǎng)一段時(shí)間（T）后，測(cè)定兩組植株葉片隨光照強(qiáng)度變化的光合作用強(qiáng)度（即單位時(shí)間、單位葉面積吸收CO2的量），光合作用強(qiáng)度隨光照強(qiáng)度的變化趨勢(shì)如圖所示。播種乙組植株產(chǎn)生的種子，得到的盆栽苗按照甲組的條件培養(yǎng)T時(shí)間后，再測(cè)定植株葉片隨光照強(qiáng)度變化的光合作用強(qiáng)度，得到的曲線與甲組的相同。根據(jù)這一結(jié)果能夠得出的初步結(jié)論是________________________________________。提示：乙組光合作用強(qiáng)度的變化趨勢(shì)與甲組不同是由環(huán)境因素（低光照強(qiáng)度）引起的，而非遺傳物質(zhì)的改變?cè)斐傻母呖颊骖}體驗(yàn)[學(xué)生用書(shū)P81]1．（2023·高考新課標(biāo)卷）我國(guó)勞動(dòng)人民在漫長(zhǎng)的歷史進(jìn)程中，積累了豐富的生產(chǎn)、生活經(jīng)驗(yàn)，并在實(shí)踐中應(yīng)用。生產(chǎn)和生活中常采取的一些措施如下。①低溫儲(chǔ)存，即果實(shí)、蔬菜等收獲后在低溫條件下存放②春化處理，即對(duì)某些作物萌發(fā)的種子或幼苗進(jìn)行適度低溫處理③風(fēng)干儲(chǔ)藏，即小麥、玉米等種子收獲后經(jīng)適當(dāng)風(fēng)干處理后儲(chǔ)藏④光周期處理，即在作物生長(zhǎng)的某一時(shí)期控制每天光照和黑暗的相對(duì)時(shí)長(zhǎng)⑤合理密植，即栽種作物時(shí)做到密度適當(dāng)，行距、株距合理⑥間作種植，即同一生長(zhǎng)期內(nèi)，在同一塊土地上隔行種植兩種高矮不同的作物關(guān)于這些措施，下列說(shuō)法合理的是（）A．措施②④分別反映了低溫和晝夜長(zhǎng)短與作物開(kāi)花的關(guān)系B．措施③⑤的主要目的是降低有機(jī)物的消耗C．措施②⑤⑥的主要目的是促進(jìn)作物的光合作用D．措施①③④的主要目的是降低作物或種子的呼吸作用強(qiáng)度解析：選A。經(jīng)歷低溫誘導(dǎo)促使植物開(kāi)花的作用，稱為春化作用，措施②反映了低溫與作物開(kāi)花的關(guān)系；很多植物的開(kāi)花與晝夜長(zhǎng)短有關(guān)，措施④可反映晝夜長(zhǎng)短與作物開(kāi)花的關(guān)系，A項(xiàng)合理。措施③風(fēng)干儲(chǔ)藏可以降低小麥、玉米等種子的呼吸作用強(qiáng)度，減少有機(jī)物的消耗；措施⑤合理密植的主要目的是提高光合作用強(qiáng)度，B項(xiàng)不合理。措施②的主要目的是促進(jìn)作物開(kāi)花；措施⑤合理密植有利于作物充分利用光能，提高光合作用的效率；措施⑥間作種植的主要目的是提高光能利用率，C項(xiàng)不合理。措施①低溫儲(chǔ)存和措施③風(fēng)干儲(chǔ)藏的主要目的都是降低作物或種子的呼吸作用強(qiáng)度，但措施④光周期處理的主要目的是影響作物開(kāi)花，D項(xiàng)不合理。2．（2021·廣東選擇考）與野生型擬南芥WT相比，突變體t1和t2在正常光照條件下，葉綠體在葉肉細(xì)胞中的分布及位置不同（圖a，示意圖），造成葉綠體相對(duì)受光面積的不同（圖b），進(jìn)而引起光合速率差異，但葉綠素含量及其他性狀基本一致。在不考慮葉綠體運(yùn)動(dòng)的前提下，下列敘述錯(cuò)誤的是（）A．t2比t1具有更高的光飽和點(diǎn)（光合速率不再隨光強(qiáng)增加而增加時(shí)的光照強(qiáng)度）B．t1比t2具有更低的光補(bǔ)償點(diǎn)（光合吸收CO2與呼吸釋放CO2等量時(shí)的光照強(qiáng)度）C．三者光合速率的高低與葉綠素的含量無(wú)關(guān)D．三者光合速率的差異隨光照強(qiáng)度的增加而變大解析：選D。t2的葉綠體受光面積/細(xì)胞受光面積小于t1的，意味著在相同光照強(qiáng)度下，t1能利用更多的光能，當(dāng)光照強(qiáng)度達(dá)到t1的光飽和點(diǎn)時(shí)，該光照強(qiáng)度還未達(dá)到t2的光飽和點(diǎn)，A項(xiàng)正確；在較低的相同光照強(qiáng)度下，t1能利用更多的光能，因此t1光合速率等于呼吸速率時(shí)所需的光照強(qiáng)度小于t2，即t1的光補(bǔ)償點(diǎn)小于t2的，B項(xiàng)正確；題干中已說(shuō)明三者的葉綠素含量及其他性狀基本一致，因此三者光合速率的高低與葉綠素的含量無(wú)關(guān)，而與葉綠體在葉肉細(xì)胞中的分布及位置有關(guān)，C項(xiàng)正確；在一定范圍內(nèi)，隨著光照強(qiáng)度的增加，擬南芥WT、t1和t2的光合速率也增加，當(dāng)光照強(qiáng)度足夠大時(shí)，三者都達(dá)到了最大光合速率，此時(shí)三者光合速率的差異將不會(huì)隨著光照強(qiáng)度的增加而變大，D項(xiàng)錯(cuò)誤。3．（2022·北京等級(jí)考）光合作用強(qiáng)度受環(huán)境因素的影響。車(chē)前草的光合速率與葉片溫度、CO2濃度的關(guān)系如下圖所示。據(jù)圖分析不能得出（）A．低于最適溫度時(shí)，光合速率隨溫度升高而升高B．在一定的范圍內(nèi)，CO2濃度升高可使光合作用最適溫度升高C．CO2濃度為200μL·L－1時(shí)，溫度對(duì)光合速率影響小D．10℃條件下，光合速率隨CO2濃度的升高會(huì)持續(xù)提高解析：選D。由題圖可知，當(dāng)CO2濃度一定時(shí)，在一定溫度范圍內(nèi)，光合速率隨著溫度的升高而升高，達(dá)到最適溫度時(shí)，光合速率達(dá)到最大值，之后光合速率隨溫度升高而降低，A項(xiàng)不符合題意；由題圖可知，當(dāng)CO2濃度為200μL·L－1時(shí)，光合作用的最適溫度在20～30℃，當(dāng)CO2濃度為370μL·L－1時(shí)，光合作用的最適溫度約為30℃，當(dāng)CO2濃度為1000μL·L－1時(shí)，光合作用的最適溫度大于30℃，故在一定的范圍內(nèi)，CO2濃度升高可使光合作用的最適溫度升高，B項(xiàng)不符合題意；當(dāng)CO2濃度為200μL·L－1時(shí)，光合速率曲線隨溫度的升高變化幅度較小，即溫度對(duì)光合速率影響小，C項(xiàng)不符合題意；10℃時(shí)，CO2濃度從200μL·L－1上升到370μL·L－1時(shí)，光合速率有所提高，但當(dāng)CO2濃度從370μL·L－1上升到1000μL·L－1時(shí)，光合速率基本不變，故不能判斷10℃條件下，光合速率隨CO2濃度的升高會(huì)持續(xù)提高，D項(xiàng)符合題意。4．（2023·浙江1月選考）葉片是給植物其他器官提供有機(jī)物的“源”，果實(shí)是儲(chǔ)存有機(jī)物的“庫(kù)”?，F(xiàn)以某植物為材料研究不同庫(kù)源比（以果實(shí)數(shù)量與葉片數(shù)量比值表示）對(duì)葉片光合作用和光合產(chǎn)物分配的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。表1項(xiàng)目甲組乙組丙組處理庫(kù)源比1/21/41/6單位葉面積葉綠素相對(duì)含量78.775.575.0凈光合速率/（μmol·m－2·s－1）9.318.998.75果實(shí)中含13C光合產(chǎn)物/mg21.9637.3866.06單果重/g11.8112.2119.59注：①甲、乙、丙組均保留枝條頂部1個(gè)果實(shí)并分別保留大小基本一致的2、4、6片成熟葉，用13CO2供應(yīng)給各組保留的葉片進(jìn)行光合作用。②凈光合速率：?jiǎn)挝粫r(shí)間單位葉面積從外界環(huán)境吸收的13CO2量?；卮鹣铝袉?wèn)題：（1）葉片葉綠素含量測(cè)定時(shí)，可先提取葉綠體色素，再進(jìn)行測(cè)定。提取葉綠體色素時(shí)，選擇乙醇作為提取液的依據(jù)是_____________________________________________。（2）研究光合產(chǎn)物從源分配到庫(kù)時(shí)，給葉片供應(yīng)13CO2，13CO2先與葉綠體內(nèi)的結(jié)合而被固定，形成的產(chǎn)物還原為糖需接受光反應(yīng)合成的中的化學(xué)能。合成的糖分子運(yùn)輸?shù)焦麑?shí)等庫(kù)中。在本實(shí)驗(yàn)中，選用13CO2的原因有______________________________________________（答出2點(diǎn)即可）。（3）分析實(shí)驗(yàn)甲、乙、丙組結(jié)果可知，隨著該植物庫(kù)源比降低，葉凈光合速率（填“升高”或“降低”）、果實(shí)中含13C光合產(chǎn)物的量（填“增加”或“減少”）。庫(kù)源比升高導(dǎo)致果實(shí)單果重變化的原因是_____________________________________________________。（4）為進(jìn)一步研究葉片光合產(chǎn)物的分配原則進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，庫(kù)源處理如圖所示，用13CO2供應(yīng)給保留的葉片進(jìn)行光合作用，結(jié)果見(jiàn)表2。表2果實(shí)位置果實(shí)中含13C光合產(chǎn)物/mg單果重/g第1果26.9112.31第2果18.0010.43第3果2.148.19根據(jù)表2實(shí)驗(yàn)結(jié)果，從庫(kù)與源的距離分析，葉片光合產(chǎn)物分配給果實(shí)的特點(diǎn)是___________________________________________________。（5）綜合上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，從調(diào)整庫(kù)源比分析，下列措施中能提高單枝的合格果實(shí)產(chǎn)量（單果重10g以上為合格）的是哪一項(xiàng)？（A.除草B．遮光C．疏果D．松土）。解析：（1）由于葉綠體色素是脂溶性物質(zhì)，易溶于乙醇，故提取葉綠體色素時(shí)可選擇乙醇作為提取液。（2）給葉片供應(yīng)13CO2，13CO2先與C5結(jié)合形成C3，C3被還原為糖的反應(yīng)是吸能反應(yīng)，需要光反應(yīng)的產(chǎn)物ATP和NADPH提供能量。由于CO2是光合作用的基本原料，且13C可被儀器檢測(cè)到，故研究光合產(chǎn)物從源分配到庫(kù)時(shí)，給葉片供應(yīng)13CO2。（3）分析表1可知，隨著該植物庫(kù)源比降低（注：從1/2降低到1/6），葉片的凈光合速率降低（注：從9.31μmol·m－2·s－1降低到8.75μmol·m－2·s－1），果實(shí)中含13C光合產(chǎn)物的量增加（注：從21.96mg增加到66.06mg）。隨著庫(kù)源比升高，光合作用合成的有機(jī)物總量減少，可提供給果實(shí)的有機(jī)物相應(yīng)減少，單果重也相應(yīng)減小。（4）由圖表分析可知，距離葉片（源）越近的果實(shí)（庫(kù)）分配到的光合產(chǎn)物越多，單果越重，故從庫(kù)與源的距離分析，葉片光合產(chǎn)物分配給果實(shí)時(shí)具有就近分配的特點(diǎn)。（5）除草和松土在一定程度上可以提高光合作用速率，但不一定能提高單枝的合格果實(shí)產(chǎn)量。遮光會(huì)降低光合作用速率，其不能提高單枝的合格果實(shí)產(chǎn)量。據(jù)題中信息可知，單果重10g以上為合格。表2中第3果的單果重為8.19g，為不合格果實(shí)。從調(diào)整庫(kù)源比分析，為了提高單枝的合格果實(shí)產(chǎn)量，可將距離葉片（源）較遠(yuǎn)的果實(shí)（庫(kù)）摘除掉，因此C項(xiàng)符合題意。答案：（1）葉綠體色素為脂溶性物質(zhì)，易溶于乙醇（2）C5ATP和NADPHCO2是光合作用的原料、13C可被儀器檢測(cè)到（3）降低增加光合作用合成的有機(jī)物總量減少，可提供給果實(shí)的有機(jī)物相應(yīng)減少（4）就近分配（5）C5．（2022·廣東選擇考）研究者將玉米幼苗置于三種條件下培養(yǎng)10天后（圖a），測(cè)定相關(guān)指標(biāo)（圖b），探究遮陰比例對(duì)植物的影響?；卮鹣铝袉?wèn)題：（1）結(jié)果顯示，與A組相比，C組葉片葉綠素含量，原因可能是_________________________________________________。（2）比較圖b中B1與A組指標(biāo)的差異，并結(jié)合B2相關(guān)數(shù)據(jù)，推測(cè)B組的玉米植株可能會(huì)積累更多的，因而生長(zhǎng)更快。（3）某興趣小組基于上述B組條件下玉米生長(zhǎng)更快的研究結(jié)果，作出該條件可能會(huì)提高作物產(chǎn)量的推測(cè)，由此設(shè)計(jì)了初步實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行探究：實(shí)驗(yàn)材料：選擇前期一致、生長(zhǎng)狀態(tài)相似的某玉米品種幼苗90株。實(shí)驗(yàn)方法：按圖a所示的條件，分A、B、C三組培養(yǎng)玉米幼苗，每組30株；其中以為對(duì)照，并保證除外其他環(huán)境條件一致。收獲后分別測(cè)量各組玉米的籽粒重量。結(jié)果統(tǒng)計(jì)：比較各組玉米的平均單株產(chǎn)量。分析討論：如果提高玉米產(chǎn)量的結(jié)論成立，下一步探究實(shí)驗(yàn)的思路是___________________________________________________。答案：（1）高（或多）遮陰條件下植物合成較多的葉綠素以適應(yīng)弱光環(huán)境（或促進(jìn)葉綠素相關(guān)基因的表達(dá)）（2）有機(jī)物[或糖類或（CH2O）]（3）培養(yǎng)條件A組和C組遮陰比例以其他作物為材料重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)（或探究提高玉米產(chǎn)量的最適遮陰比例）課時(shí)跟蹤練[學(xué)生用書(shū)P17（單獨(dú)成冊(cè)）]一、選擇題1．（2021·遼寧選擇考）植物工廠是通過(guò)光調(diào)控和通風(fēng)控溫等措施進(jìn)行精細(xì)管理的高效農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)，常采用無(wú)土栽培技術(shù)。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是（）A.可根據(jù)植物生長(zhǎng)特點(diǎn)調(diào)控光的波長(zhǎng)和光照強(qiáng)度B．應(yīng)保持培養(yǎng)液與植物根部細(xì)胞的細(xì)胞液濃度相同C．合理控制晝夜溫差有利于提高作物產(chǎn)量D．適時(shí)通風(fēng)可提高生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)的CO2濃度解析：選B。不同植物對(duì)光的波長(zhǎng)和光照強(qiáng)度的需求不同，可根據(jù)植物生長(zhǎng)特點(diǎn)調(diào)控光的波長(zhǎng)和光照強(qiáng)度，A項(xiàng)正確；為保證植物的根能夠正常吸收水分，該系統(tǒng)培養(yǎng)液的濃度應(yīng)小于植物根部細(xì)胞的細(xì)胞液濃度，B項(xiàng)錯(cuò)誤；適當(dāng)提高白天的溫度可以提高光合作用強(qiáng)度，讓植物合成更多的有機(jī)物，而夜晚適當(dāng)降溫則可以抑制其呼吸作用，使其減少有機(jī)物的分解，合理控制晝夜溫差有利于提高作物產(chǎn)量，C項(xiàng)正確；適時(shí)通風(fēng)可提高生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)的CO2濃度，進(jìn)而提高光合作用的速率，D項(xiàng)正確。2．已知某植物光合作用和呼吸作用的最適溫度分別為30℃和40℃，下圖表示30℃時(shí)光合作用（CO2吸收量）與光照強(qiáng)度的關(guān)系。若溫度升到40℃（其他條件不變），題圖中相應(yīng)點(diǎn)a、b、d的移動(dòng)方向分別是（）A．下移、右移、右上移B．下移、右移、左下移C．上移、左移、右上移D．上移、右移、左上移解析：選B。分析題圖可知，a點(diǎn)代表呼吸作用速率，b點(diǎn)代表光補(bǔ)償點(diǎn)，c點(diǎn)代表光飽和點(diǎn)。由題干可知，當(dāng)溫度從30℃上升到40℃時(shí)，呼吸作用強(qiáng)度增大，a點(diǎn)下移；而光合作用強(qiáng)度減弱，所以達(dá)到光飽和點(diǎn)時(shí)吸收的CO2量減少，且較低光照強(qiáng)度下，光合速率就能達(dá)到最大值（c點(diǎn)左移），d點(diǎn)向左下移；b點(diǎn)時(shí)光合作用強(qiáng)度＝呼吸作用強(qiáng)度，40℃時(shí)呼吸作用強(qiáng)度增大，光合作用強(qiáng)度減弱，在除光照強(qiáng)度外，其他條件不變的情況下，要使光合作用強(qiáng)度仍然與呼吸作用強(qiáng)度相等，需增大光照強(qiáng)度，即b點(diǎn)右移，B項(xiàng)符合題意。3．下圖是各種環(huán)境因素影響黑藻光合速率變化的示意圖。下列相關(guān)敘述正確的是（）A．若在t1前補(bǔ)充CO2，則暗反應(yīng)速率將顯著提高B．t1→t2，光反應(yīng)速率顯著提高而暗反應(yīng)速率不變C．t3→t4，葉綠體基質(zhì)中NADPH的消耗速率提高D．t4后短暫時(shí)間內(nèi)，葉綠體中C3/C5的值下降解析：選C。t1時(shí)弱光條件轉(zhuǎn)變?yōu)槌渥愫愣ü庹?，之后光合速率升高，說(shuō)明在t1前光照限制了光反應(yīng)速率，導(dǎo)致為暗反應(yīng)供應(yīng)的ATP和NADPH不足，此時(shí)補(bǔ)充CO2無(wú)法顯著提高暗反應(yīng)速率，A項(xiàng)錯(cuò)誤；t1→t2，光照充足恒定，光反應(yīng)速率顯著提高，為暗反應(yīng)供應(yīng)的ATP和NADPH充足，暗反應(yīng)速率也會(huì)隨之提高，整體表現(xiàn)為光合速率顯著提高，B項(xiàng)錯(cuò)誤；t3時(shí)補(bǔ)充了CO2，光合速率升高，說(shuō)明在t3前CO2濃度限制了暗反應(yīng)速率，導(dǎo)致為光反應(yīng)供應(yīng)的ADP和Pi、NADP＋不足，補(bǔ)充CO2后，CO2固定合成更多的C3，在葉綠體基質(zhì)中需消耗更多的NADPH和ATP，將C3還原為（CH2O）和C5，C項(xiàng)正確；t4時(shí)轉(zhuǎn)為黑暗條件，光反應(yīng)無(wú)法繼續(xù)提供ATP和NADPH，C3的還原速率顯著下降，C5合成量減少，但短時(shí)間內(nèi)CO2的固定不變，即t4后短暫時(shí)間內(nèi)，C3的消耗速率下降、合成速率不變（C3變多），C5的消耗速率不變、合成速率下降（C5變少），C3/C5的值升高，D項(xiàng)錯(cuò)誤。4．（2021·北京等級(jí)考）將某種植物置于高溫環(huán)境（HT）下生長(zhǎng)一定時(shí)間后，測(cè)定HT植株和生長(zhǎng)在正常溫度（CT）下的植株在不同溫度下的光合速率，結(jié)果如下圖所示。由圖不能得出的結(jié)論是（）A.兩組植株的CO2吸收速率最大值接近B．35℃時(shí)兩組植株的真正（總）光合速率相等C．50℃時(shí)HT植株能積累有機(jī)物而CT植株不能D．HT植株表現(xiàn)出對(duì)高溫環(huán)境的適應(yīng)性解析：選B。真正（總）光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率，35℃時(shí)，二者的凈光合速率相等，但呼吸速率未知，所以二者的真正（總）光合速率不一定相等，B項(xiàng)符合題意。5．（2024·湛江一模）為探究影響光合作用強(qiáng)度的因素，將同一品種玉米苗置于25℃條件下培養(yǎng)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．除測(cè)定CO2吸收量外，還可通過(guò)測(cè)定O2釋放量表示光合作用強(qiáng)度B．A點(diǎn)條件下限制光合速率的主要環(huán)境因素是光照強(qiáng)度、是否施肥和土壤含水量C．根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，農(nóng)業(yè)上可在土壤含水量為40%～60%條件下施肥以提高玉米產(chǎn)量D．從光合作用面積的角度考慮，還可采取合理密植以提高玉米的光能利用率解析：選B。除測(cè)定CO2吸收量外，還可通過(guò)測(cè)定O2釋放量表示光合作用強(qiáng)度，A項(xiàng)正確；通過(guò)A、C點(diǎn)對(duì)比可知，限制A點(diǎn)光合作用的因素有光照強(qiáng)度，通過(guò)A、B點(diǎn)對(duì)比可知，限制A點(diǎn)光合作用的因素有土壤含水量，在A點(diǎn)條件下，施肥與未施肥沒(méi)有差別，B項(xiàng)錯(cuò)誤；結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，在土壤含水量為40%～60%條件下，施肥可提高CO2吸收量，提高玉米產(chǎn)量，C項(xiàng)正確；合理密植可提高光合作用面積，從而提高玉米的光能利用率，D項(xiàng)正確。6．（2022·湖南選擇考改編）在夏季晴朗無(wú)云的白天，10時(shí)左右某植物光合作用強(qiáng)度達(dá)到峰值，12時(shí)左右光合作用強(qiáng)度明顯減弱。光合作用強(qiáng)度減弱的原因不可能是（）A．葉片蒸騰作用強(qiáng)，失水過(guò)多使氣孔部分關(guān)閉，進(jìn)入體內(nèi)的CO2量減少B．光合酶活性降低，呼吸酶不受影響，但呼吸釋放的CO2量小于光合固定的CO2量C．葉綠體內(nèi)膜上的部分光合色素被光破壞，吸收和傳遞光能的效率降低D．光反應(yīng)產(chǎn)物積累，產(chǎn)生反饋抑制，葉片轉(zhuǎn)化光能的能力下降解析：選C。夏季中午葉片蒸騰作用強(qiáng)，失水過(guò)多使氣孔部分關(guān)閉，進(jìn)入植物體內(nèi)的CO2量減少，暗反應(yīng)減慢，導(dǎo)致光反應(yīng)產(chǎn)物積累，產(chǎn)生反饋抑制，使葉片轉(zhuǎn)化光能的能力下降，光合作用強(qiáng)度明顯減弱，A項(xiàng)、D項(xiàng)不符合題意；夏季中午溫度過(guò)高，導(dǎo)致光合酶活性降低，呼吸酶不受影響（呼吸酶最適溫度高于光合酶），光合作用強(qiáng)度減弱，但此時(shí)光合作用強(qiáng)度仍然大于呼吸作用強(qiáng)度，即呼吸釋放的CO2量小于光合固定的CO2量，B項(xiàng)不符合題意；光合色素分布在葉綠體的類囊體薄膜而非葉綠體內(nèi)膜上，C項(xiàng)符合題意。7．夏季晴朗的一天，甲、乙兩株同種植物在相同條件下CO2吸收速率的變化如下圖所示，下列說(shuō)法正確的是（）A．甲植株在a點(diǎn)開(kāi)始進(jìn)行光合作用B．乙植株在e點(diǎn)有機(jī)物積累量最多C．曲線bc段和de段下降的原因相同D．兩曲線bd段不同的原因可能是甲植株氣孔無(wú)法關(guān)閉解析：選D。a點(diǎn)時(shí)CO2吸收速率為0，說(shuō)明此時(shí)甲植株的光合速率等于呼吸速率，在a點(diǎn)之前就已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)行光合作用，A項(xiàng)錯(cuò)誤。乙植株有機(jī)物積累量最多的點(diǎn)是18時(shí)，B項(xiàng)錯(cuò)誤。曲線bc段下降是因?yàn)楣庹者^(guò)強(qiáng)，使部分氣孔關(guān)閉，進(jìn)而使CO2吸收速率降低；曲線de段下降的原因是光照強(qiáng)度減弱，使光合作用減弱，C項(xiàng)錯(cuò)誤。bd段，乙植株出現(xiàn)“光合午休”現(xiàn)象是因?yàn)椴糠謿饪钻P(guān)閉使葉肉細(xì)胞內(nèi)CO2濃度降低，甲植物沒(méi)有出現(xiàn)類似現(xiàn)象的原因可能是氣孔無(wú)法關(guān)閉等，D項(xiàng)正確。8．將某株植物置于CO2濃度適宜、水分充足、光照強(qiáng)度合適的環(huán)境中，測(cè)定其在不同溫度下的光合作用強(qiáng)度和細(xì)胞呼吸強(qiáng)度，得到下圖所示的結(jié)果。下列敘述錯(cuò)誤的是（）A．若每天的日照時(shí)間相同，則該植物在15℃的環(huán)境中積累有機(jī)物的速率最快B．若每天的日照時(shí)間少于12h，相比5℃，該植物在25℃環(huán)境中生長(zhǎng)更快C．若每天的日照時(shí)間為12h，則該植物在35℃環(huán)境中無(wú)法生存D．由圖可知，在一定的溫度范圍內(nèi)，溫度變化對(duì)該植物的細(xì)胞呼吸可能沒(méi)有影響解析：選B。設(shè)每天光照時(shí)間為xh，則5℃時(shí)，一晝夜積累的有機(jī)物量為Y1＝4x－1×24,25℃時(shí)，一晝夜積累的有機(jī)物量為Y2＝6x－2×24，若x＝12，則Y1＝Y(jié)2；若x>12，則Y1<Y2；若0<x<12，則Y1>Y2，由此可知日照時(shí)間少于12h，相比于25℃，5℃條件下植物生長(zhǎng)更快，B項(xiàng)錯(cuò)誤。二、非選擇題9．（2024·茂名一模）溫室效應(yīng)引起的氣候變化對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育會(huì)產(chǎn)生顯著影響，研究人員以大豆、花生和棉花作為實(shí)驗(yàn)材料，分別進(jìn)行三種處理（其他條件均相同且適宜）：甲組提供m濃度（大氣濃度）的CO2；乙組提供2m（濃度加倍）濃度的CO2；丙組先在2m濃度下培養(yǎng)60天，再轉(zhuǎn)至m濃度下培養(yǎng)7天。然后測(cè)定光合速率，其相對(duì)值（μmol·m－2·s－1）如下表所示：項(xiàng)目甲組乙組丙組大豆233616花生223417棉花243418（1）CO2濃度會(huì)直接影響反應(yīng)，從而影響光合速率。為保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果正確，甲、乙兩組的培養(yǎng)時(shí)間應(yīng)為。（2）研究表明，長(zhǎng)時(shí)期高CO2濃度環(huán)境會(huì)導(dǎo)致上述作物體內(nèi)相關(guān)酶和氣孔的響應(yīng)發(fā)生適應(yīng)性