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

I核心知識(shí)I/SS教材梳理拓履提升

1.實(shí)驗(yàn)原理

葉片含有空抽氣￥充滿細(xì)胞間

氣，上浮隙，葉片上浮

2.實(shí)驗(yàn)裝置分析

(1)自變量的設(shè)置：比照強(qiáng)度是自變量，通過(guò)調(diào)整臺(tái)燈與燒杯之間的

距離來(lái)調(diào)節(jié)光照強(qiáng)度的大小。

⑵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)

水溫產(chǎn)生影響。

⑶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)被抽去?空氣的圓

形葉片上浮的數(shù)量或者是浮起相同數(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

⑴在黑暗情況下，植物葉片只進(jìn)行細(xì)胞呼吸,吸收02,產(chǎn)生的C02

較易溶于水，所以葉片沉在水底。細(xì)胞生理狀態(tài)如下圖所示：

線粒體co2葉綠體

---------c-o,4-,-----1--1-1-

02*02-JY

⑵在弱光下，此時(shí)的光合作用強(qiáng)度小土或箜土細(xì)胞呼吸強(qiáng)度，葉片

中仍然沒(méi)有足夠的。2，葉片仍然沉在水底。細(xì)胞生理狀態(tài)如下圖所

示:

線粒體線粒體

⑶在中、強(qiáng)光下，光合作用強(qiáng)度大王細(xì)胞呼吸強(qiáng)度，葉片中會(huì)有足

夠的02產(chǎn)生，從血充滿了細(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：

0,

I考向探究|區(qū)二21者向預(yù)泅直擊高考

1.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)02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（C）

=1氧氣傳感器

由置

XNaHC0,溶液

力依藻

A.NaHCCh溶液可以為金魚(yú)藻的光合作用提供C02

B.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。2量多

C.氧氣傳感器測(cè)到的02量就是金魚(yú)藻光合作用產(chǎn)生的。2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：氧氣傳感器測(cè)到的量是金魚(yú)藻凈光合作用產(chǎn)生的02量：即

總光合作用產(chǎn)生的。2量與呼吸作用消耗的量的差值。

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

NaHCCh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（B）

V

*

右

真

斗

就

與

女

國(guó)

n4

NaHCOi濃度/%

A.本實(shí)驗(yàn)中，溫度、NaHCCh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%NaHCCh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：由實(shí)驗(yàn)?zāi)康目芍?，NaHCCh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，且光合作月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NaHCCh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，則各鋁葉圓片上浮所需時(shí)間均會(huì)

延長(zhǎng)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。

考點(diǎn)二光合作用的影響因素及其應(yīng)用

|核心知識(shí)教材梳理拓展提升

1.外部因素

⑴單因子變量對(duì)光合速率的影響。

①光照強(qiáng)度。

陽(yáng)生植物

陰生植物

f源和點(diǎn)光照強(qiáng)度

原光照強(qiáng)度影響光反應(yīng)階段.制約、ADPH、

理ATP的產(chǎn)生.

A點(diǎn)只進(jìn)彳細(xì)胞呼吸,

一不進(jìn)行光合作用

模

型

分

解

析

讀

溫室生產(chǎn)中.適當(dāng)增強(qiáng)光照強(qiáng)度,以提高

r光合速率,使作物增產(chǎn)

1［陰生植物的光補(bǔ)償點(diǎn)和光飽和點(diǎn)都較陽(yáng)生

qL植物低.故間作套種農(nóng)作物可合理利用

光能

②CCh濃度。

du'4L

o

dJ'ACO?濃度

圖1

原

—co?影響暗反應(yīng)階段.制約a的形成

理

A點(diǎn)表示CO,補(bǔ)償點(diǎn),即光合速率等

轡_于呼吸速率時(shí)的（；O，濃度.B點(diǎn)對(duì)應(yīng)

模分的CO?濃度表示CO?飽和點(diǎn)

型析A'點(diǎn)表示進(jìn)行光合作用所需CO?的最

解些低濃度B'點(diǎn)對(duì)應(yīng)的CO2濃度表示

讀

CO?飽和點(diǎn)

大山中增加空氣流動(dòng),以增大CO?濃度，

應(yīng)［如“正其行,通其風(fēng)”

用「L溫室中可增施有機(jī)肥.以增大CO?濃度

③溫度。

呼吸速率

20304050溫度

弋-溫度通過(guò)影響艇的活性影響光合作用

AB段在口點(diǎn)之前,隨著溫度升高,光合

速率增大

(

模分空蟲(chóng)一酶的最適溫度,比合速率最大

型析

解隨著溫度升高，酶的活性下降,

讀空遐"光合速率減小，50丁左右光

合速率幾乎為0

溫室栽培植物時(shí),白天調(diào)到光合作用的

應(yīng)最適溫度,以提高光合速率；晚上適當(dāng)?shù)?/p>

用降低溫室內(nèi)溫度,以降低洲胞呼吸速率,

保證植物有機(jī)物的積累

④水分和礦質(zhì)元素。

榔

a饌

吳

（）水分或礦質(zhì)元索

水既是光合作用的原料,乂是體內(nèi)各種

化學(xué)反應(yīng)的介質(zhì),如植物缺水導(dǎo)致婁蔚.

-使光合速率下降一另外,水分還能影響氣

孔的開(kāi)閉,間接影響（：（〃進(jìn)入植物體內(nèi)

原

理

礦質(zhì)元素通過(guò)影響與光合作用有關(guān)的化

模

_合物的合成.對(duì)光合作用產(chǎn)生宜接或間

型

接的影響如鎂可以影嘀葉綠索的合成

解

讀從而影響光反應(yīng)

應(yīng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中.可根據(jù)作物的生長(zhǎng)規(guī)律,合

用

理灌溉和施肥

（2）多因子變量對(duì)光合速率的影響。

護(hù)

果

高光

r強(qiáng)

代

光

中

30t強(qiáng)

r女

光

強(qiáng)

20低

10

°AB光照強(qiáng)度------------

ABCO?濃度

甲自變量1乙自變坡］

自變于2：溫度“變K2：光照限度

高co,濃度

中co2濃度

低C()2濃度

光照強(qiáng)度

丙自變量1

自變量2：CO,濃度

限制光合速率的因索應(yīng)為橫坐

立”;之前標(biāo)所表示的因子,依次為光照

曲強(qiáng)度、co?濃度和光照強(qiáng)度

線

分

析橫坐標(biāo)所表示的因子不再是影

模R點(diǎn)之后響光合速率的主要因索?此時(shí)

型的主要影響因素依次為溫度、

解光照強(qiáng)度和(：。2濃度

讀

有機(jī)肥中的有機(jī)物被土壤中的微生物分解

磯成各種礦質(zhì)元索.增加了上黑的肥力?另外

nij還擇放出熱狀和co?.增加了大棚內(nèi)的溫度

和co,濃度.有利于光合作用的進(jìn)行

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。

OA段,隨葉齡增大，葉面積

［-增大.色索含次增加.酶的含

曲線量和活性增大,光合速率加快

分析A點(diǎn)之后,隨葉齡用大,色素、

-醉含量減少,酶活性減弱,光

合速率減慢

如■適時(shí)摘除老葉

?高考命題指向

［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。

超

醺

氏

型

V

*

(//6789101112131415161718|由詞八時(shí)

(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o

（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：_________________________________________________________

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

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，

C02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

I考向探究懵考向預(yù)測(cè)直擊高考

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。）

水稻葉綠素/類胡蘿卜素/類胡蘿卜素/

材料(mg-g-1)（mg?g「）葉綠素

WT4.080.630.15

ygi1.730.470.27

光照強(qiáng)度/(Rn“

a

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。

⑵光照強(qiáng)度逐漸增加達(dá)到2000-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?50gmol-m2?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和你繪制的仙線，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。

榔

用

<=

嵐

先

01020304050

光照強(qiáng)度/(.mol,nr2,s-1)

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2000

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CO?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0.6|imol(CO2)m-2-s-1,ygl呼吸速率約為0.9

21

pnol(CO2)-m-?s-,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14

|imol(CO2)-m2?s-1左右，ygl在28|imol(CO2)-m2?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

郴

第

V

戰(zhàn)

史

01020304050

(4)光照強(qiáng)度

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.(2025?揭陽(yáng)高三月考)為探究水和氮對(duì)光合作用的影響，研究者將一

批長(zhǎng)勢(shì)相同的玉米植株隨機(jī)均分成三組，在限制水肥的條件下做如下

處理：①對(duì)照組；②施氮組，補(bǔ)充尿素(12g.m-2)；③水+氮組，補(bǔ)

充尿素(12g?m-2)同時(shí)補(bǔ)水。檢測(cè)相關(guān)生理指標(biāo)，結(jié)果見(jiàn)下表。

對(duì)照施氮水+氮

生理指標(biāo)

組組組

自由水/結(jié)合水6.26.87.8

氣孔導(dǎo)度/

8565196

(mmol-m2?s-1)

葉綠素含量/

9.811.812.6

(mg-g')

RuBP竣化酶活性/

316640716

(mol-h-1?g-1)

光合速率/6.58.511.4

(gmol-m2,s-1)

注：氣孔導(dǎo)度反映氣孔開(kāi)放的程度。

回答下列問(wèn)題：

⑴植物細(xì)胞中自由水的生理作用包括

______________________________________________________（寫出

2點(diǎn)即可）等。

⑵參與光合作用的很多分子都含有氮。氮與離子參與組成

的環(huán)式結(jié)構(gòu)使葉綠素能夠吸收較多的光，用于驅(qū)動(dòng)

兩種物質(zhì)的合成以及的分解；RuBP竣化

酶將C02轉(zhuǎn)變?yōu)榭⒒拥椒肿由?反應(yīng)形成的產(chǎn)物被還原為

糖類。

⑶施氮同時(shí)補(bǔ)充水分提高了光合速率。據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，原因有

解析：（1）植物細(xì)胞中自由水的生理作用包括是細(xì)胞內(nèi)良好的溶劑、

運(yùn)送營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物、參與生物化學(xué)反應(yīng)等。（2）鎂是葉綠素的

組成成分，參與光合作用的很多分子都含有氮，光反應(yīng)中，氮與鎂離

子參與組成的環(huán)式結(jié)構(gòu)使葉綠素能夠吸收光能，葉綠素主要吸收紅光

和藍(lán)紫光，用于驅(qū)動(dòng)NADPH和ATP兩種物質(zhì)的合成以及H2O的分

解；在暗反應(yīng)階段，RuBP叛化酶將CCh轉(zhuǎn)變?yōu)榕鸦拥紺5分子上，

反應(yīng)形成的C3被還原成糖類。（3）由題表中水+氮組的生理指標(biāo)可知，

施氮同時(shí)補(bǔ)充水分，氣孔導(dǎo)度增大，CO2的吸收量增多，葉綠素的合

成增加，RuBP族化酶的活性增強(qiáng)，使固定CO?的效率增大，光合速

率增大。

答案：（1）是細(xì)胞內(nèi)良好的溶劑、運(yùn)送營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物、參與生

物化學(xué)反應(yīng)（寫出兩點(diǎn)即可）

（2）鎂紅光和藍(lán)紫NADPH、ATPH2OC5

（3）施氮同時(shí)補(bǔ)充水分，氣孔導(dǎo)度增大，C02的吸收量增多，葉綠素的

合成增加，RuBP竣化酶的活性增強(qiáng)，使固定CO2的效率增大

創(chuàng)設(shè)情境長(zhǎng)句特訓(xùn)

［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：

14

12

、1

蜂0

眼8

6

<c4

米2

更0

2

一400800120016002000

光照強(qiáng)度/(/zniol,m?,s-1)

圖1A葉片

7

s

/?

蜂z

，

為u-

二

小1

米3

斑0

。

)4(X)80()1200160()2(XX)

光照強(qiáng)度,nr2,s'1)

圖2B葉片

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________________________________________________

答案：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

性

a為

宗

斑

答案：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。現(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)/

12001180560623

((imobm2?s')

答案：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

答案：降低氣孔升度減小導(dǎo)致供應(yīng)給光合作用的cCh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

答案：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CCh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)02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

答案：該植物在光下進(jìn)行光合作用釋放的02使密閉小室中02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)02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___________________________________________

答案：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（為后,

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。

h光照強(qiáng)度

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)7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

答案：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?/p>

高考真題體驗(yàn)

1.（2024.北京等級(jí)考）某同學(xué)用植物葉片在室溫下進(jìn)行光合作用實(shí)驗(yàn),

測(cè)定單位時(shí)間單位葉面積的氧氣釋放量，結(jié)果如圖所示。若想提高X,

可采取的做法是（A）

X

o光照強(qiáng)度

A.增加葉片周圍以境CCh濃度

B.將葉片置于4°C的冷室中

C.給光源加濾光片改變光的顏色

D.移動(dòng)冷光源縮短與葉片的距離

解析：分析題圖可知，隨著光照強(qiáng)度增加，氧氣釋放速率（單位時(shí)間

單位葉面積的氧氣釋放量）增加到X后保持不變，當(dāng)氧氣釋放速率為

X時(shí)，光照強(qiáng)度達(dá)到光飽和點(diǎn)，此時(shí)繼續(xù)增加光照強(qiáng)度，最大氧氣釋

放速率不會(huì)增加，而增加葉片周圍環(huán)境CO2濃度可提高氧氣釋放速

率，即提高x,A項(xiàng)符合題意。該實(shí)驗(yàn)是在室溫條件下進(jìn)行的，將葉

片置于4c的冷室中（降低溫度）不會(huì)提高X;改變光的顏色、移動(dòng)冷

光源縮短與葉片的距離（改變光照強(qiáng)度）均不會(huì)提高X,B項(xiàng)、C項(xiàng)、D

項(xiàng)不符合題意。

2.（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）

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：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。

3.（2021?廣東選擇考）與野生型擬南芥WT相比，突變體力和亥在正

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（D）

、2

足

云

國(guó)

學(xué)

去

興

限

盥

蘭

冥

照

4思

二

A.t2比tl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.A比具有更低的光補(bǔ)償點(diǎn)（光合吸收CCh與呼吸釋放CCh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：亥的葉綠體受光面積/細(xì)胞受光面積小于力的，意味著在相同光

照強(qiáng)度下，力能利用更多的光能，當(dāng)光照強(qiáng)度達(dá)到人的光飽和點(diǎn)時(shí)，

該光照強(qiáng)度還未達(dá)到/2的光飽和點(diǎn)，A項(xiàng)正確；在較低的相同光照強(qiáng)

度下，力能利用更多的光能，因此力光合速率等于呼吸速率時(shí)所需的

光照強(qiáng)度小于心即A的光補(bǔ)償點(diǎn)小于力的，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、人和

力的光合速率也增加，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。

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)”。現(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

17果實(shí)1

O葉片

處理

庫(kù)源比1/21/41/6

單位葉面

積葉綠素78.775.575.0

相對(duì)含量

凈光合速

率/?mo卜9.318.998.75

m-2-s-1）

果實(shí)中含

13c光合21.9637.3866.06

產(chǎn)物/mg

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”CO2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。

回答下列問(wèn)題：

⑴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

⑵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

,3

庫(kù)中。在本實(shí)驗(yàn)中，選用CO2的原因有

______________________________________________________（答出

2點(diǎn)即可）。

⑶分析實(shí)驗(yàn)甲、乙、內(nèi)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,3C光合

產(chǎn)物的量（填“增加”或“減少”）o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。

|第第第

IT0C

表2

果實(shí)位果實(shí)中含13c光合產(chǎn)

單果重/g

置物/mg

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____________________________________________

⑸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,“cCh先與

C5結(jié)合形成C3,G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9.31jimol-m_2-s-1降低到8.75

limol-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）o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

NADPHCCh是光合作用的原料、13c可被儀器檢測(cè)到⑶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）C

5.（2022?廣東選擇考）研究者將玉米幼苗置于三種條件下培養(yǎng)1（）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。

\AIBl\B/B2\CI

|------0%-------1-------50%--------1-------100%——|

遮陰比例

圖a

B2

回答下列問(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

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

答案：⑴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14

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（B）

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CO?濃度

解析：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)液的液度應(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CCh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30C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4()℃(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

(B)

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：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3()°C上升到40°C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CO?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（C）

港黑暗

I充足恒定補(bǔ)充瞅

頭光照/-----

（期光）'

I11I

Oht2時(shí)間

注：箭頭所指為處理開(kāi)始時(shí)間。

A.若在人前補(bǔ)充CO2,則暗反應(yīng)速率將顯著提高

B.九一/2,光反應(yīng)速率顯著提高而暗反應(yīng)速率不變

C.d一白，葉綠體基質(zhì)中NADPH的消耗速率提高

D.白后短暫時(shí)間內(nèi)，葉綠體中C3/C5的值下降

解析：八時(shí)弱光條件轉(zhuǎn)變?yōu)槌渥愫愣ü庹眨蠊夂纤俾噬?，說(shuō)明

在ti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CCh無(wú)法顯著提高暗反應(yīng)速率，A項(xiàng)錯(cuò)誤；ri->r2,

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；△時(shí)補(bǔ)充了CCh,光合速率升高，說(shuō)明在△前C02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（CEO）和ChC項(xiàng)正確；〃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)C02的固定不變，即白后短暫時(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（B）

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