高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》二 光合作用的原理和应用第2课时学案及答案

这是一份高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》二 光合作用的原理和应用第2课时学案及答案，共19页。学案主要包含了影响光合作用的因素等内容，欢迎下载使用。

一、探究环境因素对光合作用强度的影响
1．光合作用的强度
(1)概念：植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。
(2)表示方法
单位时间内光合作用eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(制造有机物的量,消耗CO2的量,产生O2的量))
2．探究光照强弱对光合作用强度的影响
(1)实验流程
打出圆形小叶片(30片)：用打孔器(直径为0.6 cm)在生长旺盛的绿叶上打出圆形小叶片
↓
抽出叶片内气体：用注射器(内有清水、圆形小叶片)抽出叶片内气体(O2等)
↓
圆形小叶片沉到水底：将抽出内部气体的圆形小叶片放入黑暗处盛有清水的烧杯中，圆形小叶片全部沉到水底
↓
强、中、弱三种光照处理：取3只小烧杯，分别倒入富含CO2的清水，各放入10片圆形小叶片，用强、中、弱三种光照分别照射
↓
观察并记录同一时间段内各实验装置中圆形小叶片浮起的数量
(2)实验现象与结果分析：光照越强，烧杯内圆形小叶片浮起的数量越多，说明在一定范围内，随着光照强度的不断增强，光合作用强度不断增强。
二、影响光合作用的因素
光合作用的原料——水、CO2，动力——光能，都是影响光合作用强度的因素。因此，只要影响到原料、能量的供应，都可能是影响光合作用强度的因素。
(1)随着光照强度的增加，光合作用强度逐渐增大。( × )
(2)与夏季相比，植物在冬季光合速率低的主要原因是光照时间缩短。( × )
(3)大棚栽培蔬菜时，可通过适当增加CO2浓度来提高产量。( √ )
知识点一 探究光照强度对光合作用强度的影响
1．实验原理
叶片含有空气，上浮eq \(――→,\s\up9(抽气))叶片下沉eq \(――→,\s\up9(光合作用),\s\d9(产生O2))充满细胞间隙，叶片上浮。
2．实验装置
(1)变量分析
(2)盛水玻璃柱的作用：吸收热量，排除温度等无关变量的影响。
[温馨提醒] (1)打孔时避开大叶脉是因为大叶脉部分含有的叶绿体少。
(2)用注射器排出圆形小叶片内的气体是为了防止细胞内原本存在的气体影响实验结果。
(3)该实验中所取的叶片大小和生理状态应是相同的，打孔时要取叶片的相同部位。
1．(2020·天津武清高一期中)下图所示的玻璃容器中，注入一定浓度的NaHCO3溶液并投入少量的新鲜绿叶碎片，密闭后，设法减小液面上方的气体压强，会看到叶片沉入水中。然后再用光照射容器，又会发现叶片重新浮出液面。光照后叶片重新浮出液面的原因是( )
A．叶片吸水膨胀，密度减小
B．溶液内产生的CO2大量附着在叶面上
C．叶片进行光合作用所产生的O2附着在叶面上
D．NaHCO3溶液因放出CO2而密度增大
解析：选C。叶片浮出水面的原因是叶片进行光合作用，产生的气体使叶片密度减小而浮在水面上，A错误；溶液内不会产生过多的CO2，NaHCO3溶液的作用是保持容器内CO2的浓度稳定，叶片上浮是细胞光合作用产生O2的结果，B、D错误；叶片浮出水面的原因是叶片进行光合作用，产生的O2积累在细胞间隙导致叶片密度减小而上浮，C正确。
2.(2020·湖北重点中学高一期末)取某种植物生长状态一致的新鲜叶片，用打孔器打出若干圆片，圆片平均分成甲、乙、丙三组，每组各置于一个密闭装置内，并分别给予a、b、c三种不同强度的光照，其他条件一致。照光相同时间后，测得各装置内O2的增加量如上图所示，下列叙述错误的是( )
A．装置内增加的O2来自H2O
B．光照强度为a时，光合作用停止
C．丙组装置内的CO2含量照光后比照光前低
D．该图反映了光合作用强度与光照强度的关系
解析：选B。O2是光反应阶段水的光解产生的，因此装置内增加的O2来自水，A正确；光照强度为a时，装置内O2的增加量为0，说明此光照强度下光合作用强度与呼吸作用强度相等，B错误；丙装置O2增加量最多，说明光合作用最强，光合作用强度大于呼吸作用强度，装置内的CO2含量照光后比照光前低，C正确；该图反映了光合作用强度与光照强度的关系，D正确。
知识点二 影响光合作用的因素
1．光照强度对光合作用强度的影响
2．CO2浓度对光合作用强度的影响
3．温度对光合作用的影响
4．含水量及无机营养对光合作用的影响
(1)N、Mg、Fe等是叶绿素合成的必需元素，若这些元素缺乏，会影响叶绿素的合成从而影响光合作用。
(2)水既是光合作用的原料，又是体内各种化学反应的介质，水还会影响气孔的开闭，从而影响CO2进入植物体。
发展素养
光合作用的各种影响因素在实践中的应用
分析：土壤中缺乏Mg2＋时植物减产的原因是什么？(社会责任——水平二)
提示：缺乏Mg2＋，影响叶绿素的合成，从而影响光反应阶段。
1．下图表示某种植物在最适温度和0.03%的CO2浓度条件下，光合作用速率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( )
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：选C。此时温度已经是最适温度，所以再提高温度会使酶的活性降低，光合作用速率会降低；B点对应的光照强度是光饱和点，此时光照强度不是限制光合作用的因素；CO2浓度为0.03%，相对较低，所以增加CO2浓度会提高光合作用速率；酶的数量属于内因。
2．下图表示将某植物放在不同CO2浓度环境条件下，其光合速率受光照强度影响的变化曲线。a、b、c三点所对应的叶肉细胞中C3含量由高到低的顺序是( )
A．a＞b＞c B．a＜b＜c
C．a＞b＝c D．a＝b＜c
解析：选A。a点与b点的CO2浓度相同，但a点的光照强度比b点低，被还原的C3少；b点与c点相比较光照强度是相同的，但b点的CO2浓度高于c点，所以b点产生的C3要高于c点。
3．将某种绿色植物的叶片放在特定的实验装置中，研究其在10 ℃、20 ℃的温度条件下，分别置于5 klx、10 klx光照和黑暗条件下的光合作用强度和呼吸作用强度，结果如下图。下列据图所作的推测中，正确的是( )
A．该叶片在20 ℃、10 klx的光照下，每小时光合作用固定的CO2量约是8.25 mg
B．该叶片在5 klx光照下，10 ℃时积累的有机物比20 ℃时少
C．该叶片在10 ℃、5 klx的光照下，每小时光合作用所产生的O2量是3 mg
D．通过实验可知，叶片的净光合速率与温度和光照强度均成正比
解析：选A。叶片在20 ℃、10 klx时，每小时光合作用固定的CO2量是(10＋2)/2×(44/32)＝8.25 mg；在5 klx光照强度下，10 ℃时积累的有机物比20 ℃时的多；在10 ℃、5 klx的光照强度下每小时光合作用所产生的O2量是(6＋1)/2＝3.5 mg；仅就图中曲线而言，不能得出净光合速率与温度和光照强度的关系。
eq \a\vs4\al()
光合速率与呼吸速率的计算
(1)绿色植物组织在黑暗条件下测得的数值表示呼吸速率。
(2)绿色植物组织在有光的条件下，光合作用与细胞呼吸同时进行，测得的数值表示净光合速率。
(3)真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。用O2、CO2或葡萄糖的量表示如下：
①光合作用产生的O2量＝实际测得的O2释放量＋细胞呼吸消耗的O2量。
②光合作用固定的CO2量＝实际测得的CO2吸收量＋细胞呼吸释放的CO2量。
③光合作用产生的葡萄糖量＝葡萄糖的积累量(增重部分)＋细胞呼吸消耗的葡萄糖量。
[随堂检测]
1．影响植物进行光合作用的因素有很多，下列选项中，对光合作用影响最小的是( )
A．叶绿体色素的含量
B．五碳化合物的含量
C．CO2的含量
D．氮气的含量
答案：D
2．将生长旺盛的叶片，剪成5 mm见方的小块，抽去叶内气体，做下列处理(见下图)。这4个处理中，沉入底部的叶片小块最先浮起的是( )
解析：选C。光合作用的正常进行需要光、CO2和H2O的参与，无光条件下植物的光合作用不能进行，也就不能产生O2，因而叶片不能上浮，故将选项B和D排除掉；在选项A和C中，A中是煮沸过的自来水，其中CO2的含量少，相比之下C中CO2含量多，光合作用相对旺盛，故C产生的O2比A多，所以C中叶片最先上浮。
3．为提高温室栽培的番茄和黄瓜的产量，可采取的措施不包括( )
A．增施氮肥和磷肥，促进茎叶生长，以增大光合作用面积
B．增加温室中CO2浓度，以提高光合作用效率
C．适当增加光照时间，提高光能利用率
D．制作温室的薄膜改成绿色薄膜
解析：选D。增施氮肥和磷肥，促进茎叶生长，这样可以增大光合作用面积，提高产量；在一定范围内，增加CO2浓度可以提高光合作用效率，因此为了增产可适当增加温室中CO2浓度；适当增加光照时间，可提高光能利用率，提高产量；植物叶片对绿光的吸收量最少，因此制作温室的薄膜不能改成绿色薄膜，否则会减产。
4．某实验小组为探究光照强度对植物光合速率的影响，组装如下图所示实验装置，下列说法正确的是( )
A．NaHCO3溶液浓度、温度都为无关变量
B．光照强度由0不断增大的过程中，毛细管中水滴不断右移直至不动
C．当毛细管中水滴不动时，叶肉细胞中叶绿体所需CO2全部来自同一细胞的线粒体
D．NaHCO3水解产生的CO2需穿过3层磷脂分子才能进入叶肉细胞参与光合作用
解析：选A。本实验的自变量为光照强度，因此，NaHCO3溶液浓度、温度都为无关变量，A正确；光照强度由0不断增大的过程中，当光照强度较弱时，光合速率小于呼吸速率，毛细管中水滴将向左移，随光照强度增大，当光合速率大于呼吸速率时，水滴将向右移直至不动，B错误；当毛细管中水滴不动时，即光合速率等于呼吸速率，无O2释放到瓶中，这时叶肉细胞中叶绿体所需CO2全部来自该植物细胞的线粒体，并非同一细胞的线粒体，C错误；NaHCO3水解产生的CO2需穿过细胞膜和叶绿体内外膜，共3层生物膜，即穿过6层磷脂分子才能进入叶肉细胞参与光合作用，D错误。
5．如下图表示，将三株脱淀粉(经充分“饥饿”处理)的长势相同的同种植物放在透光的不同钟罩内，以下关于本实验目的的叙述，正确的是( )
A．证明光合作用的必需条件是CO2
B．证明光合作用的速率随CO2浓度增高而增大
C．证明过多的CO2会阻碍光合作用
D．证明NaOH能促进光合作用
解析：选B。NaHCO3浓度越高，则钟罩内CO2的浓度越高，NaOH的作用是吸收钟罩内的CO2，所以三组实验的变量是钟罩内CO2浓度，从大到小依次为Ⅱ、Ⅰ、Ⅲ，故本实验的目的是证明不同CO2浓度对光合作用强度的影响。
6．下图表示叶片的光合作用强度与植物周围空气中CO2含量的关系。图示中，CE段是增大了光照强度后测得的曲线。下列有关叙述正确的是( )
A．植物体鲜重的增加量是光合作用强度的重要指标
B．出现BC段的限制因素主要是温度
C．叶绿体内的C3含量，C点时大于B点
D．在E点后再次增大光照强度，曲线有可能为EG
解析：选D。光合作用合成有机物，光合作用强度的重要指标是植物干重的增加量，A错误；据图可知，出现BC段的限制因素主要是光照强度，B错误；C点时增大光照强度，光反应产生的NADPH和ATP增多，C3的还原加快，而CO2的固定速率不变，故C点时C3的含量小于B点，C错误；在E点后再次增大光照强度，光合作用强度可能会增加，但由于CO2含量过大也可能抑制光合作用，曲线有可能为EG，D正确。
7．下图是适宜条件下光照强度对某植物光合作用速率的影响曲线。回答下列问题：
(1)该植物叶片中光合色素分布在叶绿体的________上。提取叶绿体中的色素时，为使研磨充分可加入________。
(2)光照强度直接影响光合作用的________阶段，该阶段产生的________和________可参与三碳化合物的还原。
(3)光照强度为B时，该植物的光合作用速率________(填“大于”“等于”或“小于”)呼吸作用速率。长期处于该光照强度下，植物________(填“能”或“不能”)正常生长。
(4)光照强度为D时，叶肉细胞中产生ATP的细胞器有________________。该光照强度下，适当降低CO2的浓度，C点将________(填“向上”或“向下”)移动。
答案：(1)类囊体薄膜 二氧化硅
(2)光反应 NADPH ATP
(3)等于 不能
(4)叶绿体和线粒体 向下
[课时作业]
A 合格性考试
1．将某植物的叶肉细胞放在含低浓度NaHCO3的培养液中，并用石蜡油覆盖液面。先照光一段时间，然后在相同光照强度下的不同时间测定叶肉细胞的光合作用强度。下列示意图中能正确反映测定时间与光合作用强度关系的是( )
解析：选C。用石蜡油覆盖液面，即隔绝了空气(无CO2进入)，在含低浓度NaHCO3的培养液中，随着光合作用的进行，培养液中的CO2越来越少，阻碍了光合作用中暗反应的进行，出现C图所示的曲线。
2．下图甲表示A植物光合速率受光照强度影响的变化曲线。图乙表示A植物在不同光照强度条件下，光合速率受CO2含量影响的变化曲线。a点与c点相比较，c点时叶肉细胞中C3的含量；b点与c点相比较，b点时叶肉细胞中C5的含量依次是( )
A．高、高 B．低、基本一致
C．低、高 D．高、基本一致
解析：选A。由图甲可知，光照强度m比n大，在图乙中当光照强度为n时，a点与c点相比较，c点CO2含量高，则叶肉细胞中C3的含量高；b点与c点相比较，CO2含量相同，但b点光照强度高，则叶肉细胞中还原生成的C5含量高。
3．将单细胞绿藻置于25 ℃、适宜的光照和充足的CO2条件下培养，经过一段时间后，突然停止光照，发现绿藻体内的C3含量突然上升，这是由于( )
①光反应停止，不能形成NADPH和ATP
②光反应仍进行，形成ATP和NADPH
③暗反应仍进行，CO2与C5结合，继续形成C3
④C3的还原停止，由于缺少NADPH和ATP，不能继续将C3还原成糖类等有机物，因此积累了许多C3
A．②③④ B．①②③
C．①③④ D．①③
解析：选C。当突然停止光照时，光反应会突然停止。由于停止光照前光反应产生了一定量的NADPH和ATP，因此，暗反应仍能进行一段时间。但当NADPH和ATP被耗尽以后，C3就不能继续被还原成糖类等有机物，而CO2仍能与C5结合生成C3，从而使C3大量积累，含量突然上升。
4．(2020·南京高一检测)《齐民要术》中，要求栽种农作物要“正其行，通其风”的原理是( )
A．确保通风透光，从而有利于提高光合作用强度
B．通风透光，可以增强农作物的呼吸作用
C．可以增强农作物的抗性
D．增强农作物的蒸腾作用
解析：选A。“正其行，通其风”是做到了合理密植，有利于植株合理利用光照和CO2，从而提高光合作用强度。
5.(2020·河北卓越联盟高一月考)右图表示某植物的一个叶肉细胞及其相关生理过程示意图，下列说法不正确的是( )
A．图中的叶肉细胞呼吸作用释放的CO2量大于光合作用固定的CO2量
B．M中NADPH的运动方向是从叶绿体的类囊体到叶绿体基质
C．M、N既能进行DNA复制又能产生ATP
D．真核细胞中都含有M、N，原核细胞中都不含M、N
解析：选D。图中的叶肉细胞呼吸作用释放的CO2量大于光合作用固定的CO2量，A正确；叶绿体中NADPH的运动方向是由叶绿体的类囊体(光反应)到叶绿体基质(暗反应)，B正确；线粒体和叶绿体中含有DNA，既能进行DNA复制又能产生ATP，C正确；蛔虫细胞中不含线粒体(N)，叶绿体(M)只分布在植物的绿色细胞中，根细胞中没有叶绿体(M)，D错误。
6．科学家研究CO2浓度、光照强度和温度对同一植物光合作用强度的影响，得到实验结果如下图。请据图判断，下列叙述不正确的是( )
A．光照强度为a时，造成曲线Ⅱ和Ⅲ光合作用强度差异的原因是CO2浓度不同
B．光照强度为b时，造成曲线Ⅰ和Ⅱ光合作用强度差异的原因是温度的不同
C．光照强度为a～b时，曲线Ⅰ、Ⅱ光合作用强度随光照强度升高而升高
D．光照强度为a～c时，曲线Ⅰ、Ⅲ光合作用强度随光照强度升高而升高
解析：选D。光照强度为a时，曲线Ⅱ、Ⅲ的温度、光照强度相同，而CO2浓度不同。光照强度为b时，曲线Ⅰ、Ⅱ的CO2浓度和光照强度相同，而温度不同。在光照强度为a～b时，曲线Ⅰ、Ⅱ都未达到光饱和点，光合作用强度随光照强度升高而升高。光照强度在a～c时，曲线Ⅲ已达到光饱和点，随光照强度增加，光合作用强度不再增加。
7.如图是夏季晴朗的白天，某种绿色植物叶片光合作用强度的曲线图。据图分析回答下列问题：
(1)18时，该植物的光合作用强度较弱，其主要限制因素是______________。
(2)13时光合作用强度明显减弱的原因是__________________。
答案：(1)光照强度 (2)温度较高，气孔关闭，固定的CO2减少
8.影响绿色植物光合作用的因素是多方面的，其外界因素有光照强度、CO2含量、温度等，其内部因素有酶的活性、色素的数量、C5等。请据图回答下列问题：
(1)如果横轴代表光照强度，光照强度影响光合作用强度，主要是影响____________阶段，该阶段发生的部位是__________________。一天内光合作用强度随光照强度的变化可用曲线______来表示。
(2)如果横轴代表温度，温度主要通过影响__________来影响光合作用强度。
(3)如果横轴代表CO2含量，CO2含量影响光合作用强度，主要是影响________的产生。
解析：(1)类囊体薄膜上的色素吸收光能，所以光照强度主要影响的是光反应；一天内光照强度是由弱到强再到弱的过程，所以对应的光合速率如曲线d所示。(2)温度主要是通过影响酶的活性而影响光合作用强度的。(3)在光合作用的暗反应中，CO2与C5结合形成C3，所以CO2含量影响光合作用强度，主要是影响C3的产生。
答案：(1)光反应 类囊体薄膜 d
(2)酶的活性
(3)C3
B 等级性考试
9. (2020·河北辛集中学高一月考)已知某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25 ℃和30 ℃。如图表示该植物在25 ℃时光合作用强度与光照强度的关系。若将温度提高到30 ℃的条件下(其他条件不变)，从理论上讲，图中相应点的移动应该是( )
A．a点上移，b点左移，m点上移
B．a点不移，b点左移，m点不移
C．a点下移，b点右移，m点下移
D．a点下移，b点不移，m点上移
解析：选C。温度由25 ℃升高到30 ℃，对于呼吸作用而言，达到最适温度，呼吸速率增大；对于光合作用而言，超过最适温度，光合速率下降。因此，a点因呼吸作用加强而下移。b点为光补偿点，一方面呼吸作用加强，需较强的光照强度才能产生与呼吸作用消耗量相当的有机物，另一方面光合速率下降，产生有机物的速率也下降，也需较强的光照强度才能产生与原来等量的有机物，所以b点右移；因温度超过光合作用最适温度，酶活性下降，光合作用强度降低，m点下移，故选C。
10.如右图所示，若甲表示CO2和H2O，则( )
A．Ⅰ是光合作用，乙是糖类和O2，Ⅱ是细胞呼吸
B．Ⅰ是光合作用，乙是细胞呼吸，Ⅱ是糖类和O2
C．Ⅰ是化能合成作用，乙是细胞呼吸，Ⅱ是葡萄糖
D．Ⅰ是化能合成作用，乙是糖类和氧气，Ⅱ是细胞呼吸
解析：选D。图中甲代表CO2和H2O，则图中Ⅰ的生理过程是利用无机物被氧化释放的能量，将CO2和H2O合成乙(乙代表糖类和O2)，糖类和O2又通过Ⅱ产生CO2和H2O，所以Ⅰ和Ⅱ分别代表化能合成作用与呼吸作用。
11．下图表示在最适温度和光照强度下，测得甲、乙两种植物的光合速率随环境中CO2浓度的变化情况，下列说法错误的是( )
A．植物乙比植物甲对CO2浓度变化更敏感
B．当CO2吸收量为c点对应的CO2浓度时，植物甲与植物乙合成有机物的量相等
C．d点植物甲细胞内的C3含量比b点高
D．适当降低光照强度，b点将向右移动
解析：选B。环境中CO2浓度升高到一定程度后，植物乙CO2吸收量降低幅度大，植物甲CO2吸收量保持不变，因此植物乙对CO2浓度变化更敏感；当CO2吸收量为c点对应的CO2浓度时，植物甲与植物乙的净光合速率相等，由于植物甲比植物乙的呼吸速率大，根据实际光合速率＝净光合速率＋呼吸速率，因此植物甲合成有机物的量比植物乙多；CO2浓度由b点增加到d点时，甲植物细胞内C3的合成量增加而消耗量不变，因此细胞内C3的含量增加；图中曲线是在最适的光照强度条件下测得的，因此光照强度减弱，CO2的吸收量降低，b点时光合作用强度与呼吸作用强度相等，降低光照强度后，在较高浓度的CO2条件下才能使CO2吸收量与CO2释放量相等，因此b点将右移。
12．将一植株放在密闭玻璃罩内，置于室外一昼夜，获得的实验结果如下图所示。下列有关说法错误的是( )
A．图甲中的光合作用开始于C点之前，结束于F点之后
B．到达图乙中的d点时，玻璃罩内的CO2浓度最高
C．图甲中的F点对应图乙中的g点
D．经过一昼夜，植物体内的有机物含量会增加
解析：选C。图甲中的光合作用开始于C点之前，结束于F点之后，C点、F点时，光合速率与呼吸速率相等；图乙中的d点对应图甲中的C点，此时玻璃罩内的CO2浓度最高；图甲中的F点对应图乙中的h点；从图甲中G点在虚线之下或从图乙中曲线与横坐标轴围成的面积可以看出，经过这一昼夜，植物体内的有机物含量增加了。
13．下图所示为某植物光合作用速率与环境因素之间的关系。
请据图分析回答下列问题：
(1)图甲中，温度为30 ℃时，光合作用速率不断增加时，可以认为光合作用速率是受________的影响，其主要影响光合作用的________________阶段。
(2)B点时限制光合作用速率的环境因素，主要有________、______________等。
(3)图乙中光合作用速率的限制因素主要是温度，此外还有______________、________________等。
(4)请在图甲中绘制50 ℃时植物光合作用速率的变化曲线。
解析：(1)从图甲看，温度为30 ℃时，一定范围内光合作用速率是随光照强度的增加而增加，光照强度主要影响光合作用的光反应阶段。(2)B点时，光照强度不是限制光合作用速率的因素，温度、CO2浓度等是限制光合作用速率的因素。(3)温度是限制光合作用速率的因素，除此之外还有CO2浓度、必需矿质元素供应、光照强度等。(4)从图乙看，50 ℃时光合作用速率应介于20 ℃和30 ℃之间，因此在图甲中20 ℃和30 ℃之间画出曲线即可。
答案：(1)光照强度 光反应
(2)温度 CO2浓度
(3)CO2浓度 必需矿质元素供应(光照强度)
(4)如图
14．某转基因作物有很强的光合作用能力。某中学生物兴趣小组在暑假开展了对该转基因作物光合作用强度测试的研究课题，设计了如下图所示装置。请你利用这些装置完成光合作用强度的测试实验，并分析回答有关问题：
(1)先测定植物的呼吸作用强度，方法步骤如下：
①甲、乙两装置的D中都放入____________，装置乙作为对照。
②将甲、乙装置的玻璃钟罩进行________处理，放在温度等相同且适宜的环境中。
③30 min后分别记录甲、乙两装置中红墨水滴移动的方向和距离。
(2)测定植物的净光合作用强度，方法步骤如下：
①甲、乙两装置的D中放入______________，装置乙作为对照。
②把甲、乙装置放在________________________________________。
③30 min后分别记录甲、乙两装置中红墨水滴移动的方向和距离。
(3)实验进行30 min后，记录的甲、乙装置中红墨水滴移动情况如下表：
(4)假设红墨水滴每移动1 cm，植物体内的葡萄糖增加或减少1 g，那么该植物的呼吸速率是________g/h；白天光照15 h，一昼夜葡萄糖的积累量是________g(不考虑昼夜温差的影响)。
解析：(1)要测定光合作用强度必须先测定呼吸作用强度，在测定呼吸作用强度时一定要将实验装置置于黑暗条件下，使植物只进行呼吸作用。用NaOH溶液除去玻璃钟罩内的CO2，植物进行呼吸作用消耗一定量的O2，释放等量的CO2，而CO2被NaOH溶液吸收，根据一定时间内玻璃钟罩内气体体积的减少量即可计算出呼吸作用强度。(2)在测定净光合作用强度时要满足光合作用所需的条件：充足的光照、一定浓度的CO2(由NaHCO3 溶液提供)，光合作用过程中消耗一定量的CO2，产生等量O2，而NaHCO3溶液可保证装置内CO2浓度的恒定，因此，玻璃钟罩内气体体积的变化只受O2释放量的影响，而不受CO2气体减少量的影响。(4)对照实验装置乙中红墨水滴右移是环境因素(如气压等)对实验产生影响的结果，实验装置甲同样也受环境因素的影响，因此，植物呼吸作用消耗O2量等于玻璃钟罩内气体体积的改变量，即该植物的呼吸速率为(1.5＋0.5)×2＝4 g/h；净光合速率为(4.5－0.5)×2＝8 g/h，白天光照15 h的净光合作用量是8×15＝120 g，一昼夜葡萄糖的积累量等于15 h的光合作用实际产生量减去24 h的呼吸作用消耗量，等同于15 h的净光合作用量减去9 h的呼吸作用消耗量，即120－4×9＝84 g。
答案：(1)①NaOH溶液 ②遮光 (2)①NaHCO3溶液
②光照充足、温度等相同且适宜的环境中 (3)左 右
(4)4 84
课标要求
核心素养
素养对接
素养水平
1.尝试探究环境因素对光合作用强度的影响。
2．举例说出光合作用原理的应用。
科学探究：根据实验目的，设计实验探究光合作用强度的影响因素。
水平三
社会责任：能够根据光合作用原理指导生产实践。
水平三
变量
内容
操作及观察
自变量
光照强度
调节台灯与烧杯之间的距离
因变量
光合作用强度
单位时间内叶片浮起的数量
影响因素
分析及应用
光照强度
光照强度主要影响光反应。合理密植也是对光照合理利用的充分体现
CO2浓度
CO2浓度主要影响暗反应。在农田生产时，可以通过合理使用有机肥来提高CO2浓度；大棚中适当增加CO2浓度，如投放干冰等
温度
温度通过影响光合作用中酶的活性来影响光合作用强度。温室栽培时，白天适当提高温度，夜间适当降低温度
核心知识小结
[要点回眸]
[答题必备]
光照强度：直接影响光反应速率，光反应产物NADPH与ATP的数量多少会影响暗反应速率，这是最主要的因素。
温度：影响光合作用过程，特别是暗反应中酶的催化效率，从而影响光合作用强度。
CO2浓度：CO2是暗反应的原料，CO2的浓度高低直接影响暗反应速率。
无机营养：例如Mg是叶绿素的组成成分，N是光合酶的组成成分，P是ATP分子的组成成分。
水分：水分是光合作用的原料之一，缺少时可使光合作用强度下降。
30 min后红墨水滴移动情况
测定植物呼吸作用强度
甲装置
____(填“左”或“右”)移1.5 cm
乙装置
右移0.5 cm
测定植物净光合作用强度
甲装置
____(填“左”或“右”)移4.5 cm
乙装置
右移0.5 cm