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2024届苏教版高中生物一轮复习光合作用的影响因素及其应用课件
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这是一份2024届苏教版高中生物一轮复习光合作用的影响因素及其应用课件，共60页。PPT课件主要包含了重温真题经典再现，限时强化练，基础·精细梳理，典例·精心深研，小圆形叶片上浮的数量，实验流程，一定光照强度，光的性质，NaHCO3，相同且适宜等内容，欢迎下载使用。
课标内容 实验：探究不同环境因素对光合作用的影响。
影响光合作用的因素及应用
探究环境因素对光合作用强度的影响
考点一 探究环境因素对光 合作用强度的影响
1.实验原理(1)利用抽气法排出叶片细胞间隙中的______，使其沉入水中。(2)通过____________________________控制光照强度。(3)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。
LED台灯与烧杯之间的距离
提醒 叶片上浮的原因是光合作用产生的O2大于有氧呼吸消耗的O2，释放氧气，使叶肉细胞间隙充满了气体，浮力增大，叶片上浮。
圆形小叶片浮起的数量
3.实验结论在______________范围内，光合作用强度随光照强度的增强而______。
1.(多选)(2021·江苏模拟预测)卡尔文因发现光合作用合成己糖(葡萄糖)反应中CO2的固定途径获得诺贝尔奖。卡尔文将14CO2注入小球藻悬浮液，给予实验装置不同时间(0＜t1＜t2＜t3＜t4＜t5)的光照，分析14CO2去向，结果见下表，据表分析正确的是( )
注：表中①～⑥依次代表3-磷酸甘油酸(C3H7O7P)、1，3-二磷酸甘油酸(C3H8O10P2)、3-磷酸甘油醛(C3H7O6P)、己糖、C5、淀粉
A.不同时间的产物为本实验的因变量B.t1时，①中的3个碳原子都具有放射性C.14C的转移途径为14CO2→①→②→③→④⑤→⑥D.只做光照时间为t5的实验，也能确定出放射性化合物出现的先后顺序解析 本实验的自变量为时间，不同时间的产物为因变量，A正确；在t1时，最先出现的3个碳原子的化合物是由1个CO2分子与细胞内的1个C5反应生成的，因此两个①中只有1个碳原子具有放射性，B错误；随着时间的推移，放射性物质出现的先后顺序就是14C的转移途径，由表可知，14C的转移途径为14CO2→①→②→③→④⑤→⑥，C正确；如果只做光照时间为t5的实验，则同时检验到①②③④⑤⑥这6种具有放射性的物质，不能判断其出现的先后顺序，D错误。
2.(2023·河南九师联盟)为完成“探究环境因素对光合作用强度的影响”实验，提供以下材料用具：菠菜叶、打孔器(直径1 cm)、注射器、40 W台灯、烧杯、4%NaHCO3溶液、蒸馏水、不同颜色的透明薄膜等。(1)某同学选取其中一个因素进行探究，以下是实验结果：
①该实验的目的是___________________________________________________，实验检测指标是________________________________________________。②有哪些措施可以减少实验误差？____________________________________________________________________________________________________(至少写出两项)。③有同学认为叶圆片之所以浮起，是因为呼吸作用消耗了有机物且产生了CO2导致叶片上浮的。根据实验结果判断该观点是否正确？并说明理由：____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
研究CO2浓度(或NaHCO3浓度)对叶片光合速率的影响
相同时间内烧杯中叶圆片浮起的数量
用打孔器打出的叶圆片数量足够多；每组实验重复几次，记录的数据取平均值
该同学的认识是错误的，因为在蒸馏水的那组实验中，叶圆片一样进行了呼吸作用，却没有叶圆片浮起，叶圆片上浮的原因是光合作用强度大于呼吸作用强度，叶圆片内氧气增多
(2)利用以上材料，还可以探究的环境因素有____________________ (答出2个)。
3.(2022·江苏常州期末)黑藻是一种常见的沉水高等植物，某实验小组利用黑藻进行如下实验，请分析并回答下列相关问题：
(1)实验步骤：①取若干盛有一定量浓度为1%的________溶液的玻璃瓶，将玻璃瓶均分为甲、乙、丙、丁四组，每个玻璃瓶中均放入等量、新鲜的黑藻叶片，用橡胶塞密封；②甲、乙、丙三组玻璃瓶双侧各等距离放置1个18 W的LED灯，分别控制灯距为10 cm、15 cm、20 cm作为对照，对丁组玻璃瓶进行________处理。其他条件___________，培养一段时间。
(2)结果分析：甲到丙瓶内氧气的释放速率表示这段时间内黑藻的____________。丁瓶内氧气的变化速率表示这段时间内黑藻的____________。(3)实验结论：______________________________________________________。可以推测，该实验的实验目的是______________________________________，而玻璃瓶中的溶液的主要作用是_______________________________________，以确保该实验顺利进行。
在一定范围内，随光照强度的增加，光合作用速率逐渐增强
探究光照强度对光合作用强度的影响
维持玻璃瓶中二氧化碳浓度稳定
解析 (1)①需要用1%的NaHCO3维持瓶中的CO2，让黑藻进行光合作用。②该实验自变量是光照强度，通过控制不同的灯距实现对自变量的控制。对照组丁组玻璃瓶进行遮光处理，其他条件都属于无关变量，保持相同且适宜。(2)甲到丙瓶中的黑藻同时进行了光合作用和有氧呼吸，光合作用速率大于呼吸速率时，黑藻向外释放氧气，故甲到丙瓶内氧气的释放速率表示这段时间内黑藻的净光合速率。丁瓶无光，只能进行呼吸作用，所以丁瓶内氧气的变化速率表示这段时间内黑藻的呼吸速率。(3)由表格数据可知，甲到丙瓶，灯距逐渐增大，光合作用逐渐减弱，氧气释放速率随之下降，故实验结论为：在一定范围内，随光照强度的增加，光合作用速率逐渐增强。可以推测，该实验的实验目的是探究光照强度对光合作用强度的影响，玻璃瓶中的1%的NaHCO3的主要作用是维持玻璃瓶中二氧化碳浓度稳定。
考点二 影响光合作用的因素及应用
1.内部因素(1)植物自身的遗传特性(如植物品种不同)，以阴生植物、阳生植物为例，如图所示。
(2)植物叶片的叶龄、叶绿素含量及酶
2.外部因素(1)单因子变量对光合作用影响的曲线分析①光照强度
ATP及NADPH
影响气孔的开闭④水分或矿质元素 超过一定浓度后，植物会因土壤溶液浓度过高而渗透失水，出现萎蔫
(2)多因子对光合速率的影响
提醒 ①不同因素的作用具有互补效应。如当光照强度降低时，可通过增加CO2浓度补偿。②不同条件下关键影响因素不同。如其他条件适宜，CO2达到饱和点，此时限制因素最可能是五碳化合物的含量。
1.[2020·山东卷，21(4)]干旱条件下，很多植物光合作用速率降低，主要原因是___________________________________________。2.西瓜、玉米和辣椒轮作和固定种植玉米相比，其优点是_____________________________________________________________(答出两点即可)。
叶片气孔开放程度降低，CO2的吸收量减少
充分利用土壤中的矿质资源、改善土壤、减少大面积病虫害发生
3.在温室大棚生产中，大棚内多施农家肥有利于提高作物的产量，原因是___________________________________________________________________________________________________________________________________。
农家肥中的有机物被微生物分解产生无机盐和CO2，CO2和无机盐被作物利用，提高大棚作物的产量
4.北方夏季中午时，光照强度很强，植物出现“午休”现象的原因是：___________________________________________________________________________________________________________________________________。
光照强度过强，温度升高，导致气孔关闭，细胞CO2供应不足，光合作用减弱
5.[2018·全国卷Ⅰ，30(2)]甲、乙两种植物净光合速率随光照强度的变化趋势如下图所示。甲、乙两种植物单独种植时，如果种植密度过大，那么净光合速率下降幅度较大的植物是________，判断的依据是____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
根据曲线图可知，甲种植物的光饱和点较高，对光照的需求大。当甲、乙两种植物单独种植时，如果种植密度过大，植株接受的光照强度减弱，导致甲植物净光合速率下降幅度比乙大
6.[2017·全国卷Ⅰ，30(2)]若将某种植物密闭在无O2、但其他条件适宜的小室中，照光培养一段时间后，发现植物的有氧呼吸增加，原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
该植物在光下进行光合作用释放的O2使密闭小室中O2增加，而O2与有机物分解产生的[H]发生作用形成水是有氧呼吸的一个环节，所以当O2增多时，有氧呼吸会增加
7.[2017·全国卷Ⅰ，30(1)]已知甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物的。将正常生长的甲、乙两种植物放置在同一密闭小室中，适宜条件下照光培养。培养后发现两种植物的光合速率都降低，原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
植物在光下光合作用吸收CO2的量大于呼吸作用释放CO2的量，使密闭小室中CO2浓度降低，光合速率也随之降低
8.结合下图分析并回答问题：
C点时两者光合作用速率_____________(填“相等”“不相等”或“不一定相等”)，理由：_____________________________。
两者的呼吸速率不一定相等
1.光(CO2)补偿点、饱和点的移动问题
(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)
提醒： 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。
2.影响光合作用强度的因素(1)外因 包括光照强度、温度、CO2浓度等。
(2)内因 包括酶的活性和数量、色素的种类和数量、五碳化合物的含量等。
1.(2023·广东深圳调研)甲、乙两种植物在不同光照强度下的O2释放量(吸收量)如下图所示，下列有关叙述错误的是( )
结合光合作用影响因素，考查科学思维
A.与甲植物相比，乙植物更适合在林下生长B.与B点相比，A点时叶绿体产生O2的速率较小C.与B点相比，D点时叶绿体中C3的消耗量增加D.C点时，甲、乙两植物的实际光合作用强度相同
解析 据图可知，乙植物的光补偿点和光饱和点都低于甲植物，因此乙植物更适合在光照弱的林下生长，A正确；A点和B点分别是乙植物和甲植物的光补偿点，光合速率等于呼吸速率，由于乙的呼吸速率小于甲，所以乙植物在A点时的光合速率小于甲植物在B点时的光合速率，即A点时叶绿体产生O2的速率比B点小，B正确；与B点相比，D点的光照强度大，光反应产生的NADPH和ATP多，暗反应还原C3的速率快，C3的消耗量增加，C正确；C点时，甲、乙两植物的净光合速率相同，但由于呼吸速率不同，所以甲、乙两植物的实际光合速率不同，D错误。
2.(多选)(2023·江苏宝应阶段检测)植物的光合作用和细胞呼吸最适温度分别为25 ℃和30 ℃，将某植物置于密闭玻璃罩内，在25 ℃恒温条件下，测定该植物对某气体的吸收或释放量随光照强度的变化，实验结果如图所示。据图回答有关叙述错误的是( )
A.实验所测的气体应为CO2B.B点时，该植株叶肉细胞中该气体的产生量等于消耗量C.若将温度从25 ℃提高到30 ℃时，B点将向左移D.D点时光合速率与呼吸速率相等
解析 当光照强度为0时，植物只进行呼吸作用，会吸收氧气，释放CO2，据图分析可知，该实验所测的气体应为氧气，A错误；B点时罩内该气体量在保持不变的情况下，整个植株的光合速率等于呼吸速率，即叶肉细胞中光合速率大于其呼吸速率，所以叶肉细胞中该气体(氧气)的产生量大于消耗量，B错误；光合作用和细胞呼吸最适温度分别为25 ℃和30 ℃，图中B点表示光合强度等于呼吸强度，若将温度从25 ℃提高到30 ℃时，呼吸作用增强，光合作用减弱，光合作用速率与呼吸作用速率相等则需要更大的光照强度，因此B点右移，C错误；D点时气体释放量达到最大并保持平衡，此时光合作用速率大于呼吸作用速率，D错误。
3.(2023·江苏南京调研)下列关于生物学原理在农业生产上的应用，叙述错误的是( )A.“一次施肥不能太多”，避免土壤溶液浓度过高，引起烧苗现象B.“低温、干燥、无氧储存种子”，更能降低细胞呼吸，减少有机物的消耗C.“正其行，通其风”，能为植物提供更多的CO2以提高光合作用速率D.“轮作”是利用了不同作物根系对矿质营养元素吸收的差异，从而避免土壤肥力下降
围绕光合作用在农业生产中的应用，考查生命观念和科学思维
解析 一次施肥太多，会导致土壤溶液浓度过高，导致细胞失水，即烧苗现象，A正确；储存种子需要在低温、干燥、低氧的环境中，B错误；“正其行，通其风”，保证空气流通，能为植物提供更多的CO2提高光合作用速率，C正确；“轮作”，即交替种植不同的作物，可以利用不同作物根系对矿质营养元素的吸收的差异性，避免土壤肥力下降，D正确。
4.(2023·扬州中学期初)下图是苹果叶肉细胞中淀粉、蔗糖合成及转运示意图，A、B代表物质。请回答下列问题。
(1)卡尔文循环进行的场所是___________，需要光反应为其提供____________。(2)研究表明缺磷会抑制光合作用，据图分析其原因有_______________________________________________________________________________。(3)白天叶绿体中合成过渡型淀粉，一方面可以保障光合作用速率________蔗糖的合成速率，另一方面可为夜间细胞生命活动提供______________。
(4)葡萄糖中的醛基具有还原性，能与蛋白质的氨基结合。光合产物以蔗糖的形式能较稳定的进行长距离运输，其原因是_________________________________。灌浆期缺水会明显影响产量，其主要原因是____________________。
缺磷会影响类囊体薄膜的结构以及ATP的合成，缺磷还会影响磷酸丙糖转运出叶绿体
蔗糖是非还原糖，不与蛋白质结合
(5)光合产物由叶向果实运输过程受叶果比影响。科研人员以生长状况及叶果比一致的多年生果枝(果实数相同)为材料，通过摘叶调整叶果比，研究叶果比对苹果光合作用和单果重量的影响，结果如下表(其中光合产物输出比是指叶片输出有机物的量占光合产物总量的百分比)：
研究结果表明，当叶果比为________时，产量明显提高，其机理是___________________________________________________________________________________________。
叶绿素含量和Rubisc酶的活性明显上升，光合速率提高；光合产物输出比例也达到最大
解析 (1)卡尔文循环为光合作用的暗反应过程，发生在叶绿体基质中；结合图示可知，该过程中需要的原料有水、二氧化碳(图中的A)、光反应提供的NADPH(图中的B)和ATP等。(2)研究表明缺磷会抑制光合作用，磷元素是生物膜的组成元素，是ATP等化合物的组成元素，因此缺磷会影响类囊体薄膜的结构以及ATP的合成、进而影响光合作用的光反应过程，同时缺磷还会影响磷酸丙糖转运出叶绿体，导致磷酸丙糖滞留在叶绿体中，进而影响光合速率。(3)淀粉是植物细胞中富含能量的多糖，结合图示可知，白天叶绿体中合成过渡型淀粉，到了晚上，过渡型淀粉会在叶绿体中被分解成麦芽糖和葡萄糖，然后运出叶绿体后再在细胞质基质合成蔗糖，转运到果实中供能或转化、储存，可见过渡型淀粉的合成，一方面可以保障光合作用速率大于蔗糖的合成速率，另一方面可为夜间细胞生命活动提供物质和能量。
(4)葡萄糖中的醛基具有还原性，能与蛋白质的氨基结合。光合产物以蔗糖的形式能较稳定的进行长距离运输，因为蔗糖是非还原糖，分子结构中没有醛基，不能与蛋白质结合，从而能长距离运输到需要的位置。灌浆期缺水会明显影响产量，这是因为蔗糖需要溶解到水中运输，从而提高产量，缺水会导致蔗糖随水运输过程受阻，影响产量。(5)研究结果表明，当叶果比为30∶1时，产量明显提高，因为该比例条件下表现出叶绿素含量和Rubisc酶的活性明显上升，而前者能促进光反应，后者能促进暗反应，因而光合速率提高，同时光合产物输出比例也达到最大，因此30∶1比例条件下，产量明显提高。
1.(2018·江苏卷，18)如图为某一植物在不同实验条件下测得的净光合速率，下列假设条件中能使图中结果成立的是( )
A.横坐标是CO2浓度，甲表示较高温度，乙表示较低温度B.横坐标是温度，甲表示较高CO2浓度，乙表示较低CO2浓度C.横坐标是光波长，甲表示较高温度，乙表示较低温度D.横坐标是光照强度，甲表示较高CO2浓度，乙表示较低CO2浓度
解析 由题图可知，甲、乙两曲线刚开始重叠，之后又分开，A项所述条件不会出现图示结果，A项不符合题意；横坐标为温度，则相应曲线应存在最适温度下的最高净光合速率，呈现先上升后下降趋势，B项不符合题意；叶绿体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。若横坐标表示光波长，随着波长增大植物的净光合速率不应是先增大后趋于稳定，C项不符合题意；随着光照强度的增加，净光合速率先增加后趋于稳定，在某一光照强度下，较高浓度的CO2条件下植物净光合速率大，D项符合题意。
2.(2022·海南卷，3)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( )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 由实验目的可知，温度和光照均为无关变量，A错误；实验中所用的菠菜叶圆片已进行排气处理，叶圆片上浮主要是因为其进行光合作用释放了氧气，且光合作用释放氧气的速率越大，叶圆片上浮所需时间越短，B正确；四组实验中，0.5%的NaHCO3溶液中叶圆片上浮时间最长，说明其光合速率最小，C错误；实验是在适宜温度下进行的，若降低温度，光合速率减慢，叶圆片上浮所需时间延长，D错误。
3.(2021·河北卷，19)为探究水和氮对光合作用的影响，研究者将一批长势相同的玉米植株随机均分成三组，在限制水肥的条件下做如下处理：(1)对照组；(2)施氮组，补充尿素(12 g·m－2)；(3)水＋氮组，补充尿素(12 g·m－2)同时补水。检测相关生理指标，结果见下表。
注：气孔导度反映气孔开放的程度
回答下列问题：(1)植物细胞中自由水的生理作用包括______________________________________________________________________________________________________等(写出两点即可)。补充水分可以促进玉米根系对氮的________________，提高植株氮供应水平。(2)参与光合作用的很多分子都含有氮。氮与________离子参与组成的环式结构使叶绿素能够吸收光能，用于驱动________________两种物质的合成以及_____的分解；RuBP羧化酶将CO2转变为羧基加到________分子上，反应形成的产物被还原为糖类。
是细胞内的良好溶剂；参与细胞内的某些生化反应；为细胞提供液体环境；运送营养物质和代谢废物(写出两点即可)
(3)施氮同时补充水分增加了光合速率，这需要足量的CO2供应。据实验结果分析，叶肉细胞CO2供应量增加的原因是__________________________________________________________________________________________________。
气孔导度增加，CO2吸收量增多，同时RuBP羧化酶活性增大，使CO2固定效率增大
解析 (1)自由水是细胞内的良好溶剂，许多种物质溶解在自由水中；细胞内的许多生化反应也都需要水的参与，如光合作用、细胞呼吸等；植物的大多数细胞必须浸润在以水为基础的液体环境中；自由水在植物体内的流动还可以运送营养物质和代谢废物。氮肥可溶解在水中，补充水分可以促进玉米根系对氮的吸收和运输，从而提高植株氮供应水平。(2)镁是组成叶绿素的重要元素，在叶绿体类囊体薄膜上，利用色素捕获的光能可进行水的光解，产生NADPH和ATP。暗反应进行时，CO2在RuBP羧化酶的作用下与C5结合形成C3，C3最终被还原成糖类。(3)施氮同时补充水分使气孔导度增大，CO2吸收量增多，RuBP羧化酶活性增大，CO2固定效率增大。
考点一 探究环境因素对光合作用强度的影响1.(2023·河北正定调研)如图表示测定金鱼藻光合作用强度的实验密闭装置，氧气传感器可监测O2浓度的变化，下列叙述错误的是( )
A.该实验的目的是探究不同单色光对光合作用强度的影响B.加入NaHCO3溶液是为了吸收呼吸作用释放的CO2C.拆去滤光片，单位时间内，氧气传感器测到的O2浓度高于单色光下O2浓度D.若将此装置放在黑暗处，可测定金鱼藻的呼吸作用强度
解析 该实验的自变量是不同单色光，因变量是释放的O2的量(代表光合作用强度)，故实验目的是探究不同单色光对光合作用强度的影响，A正确；加入NaHCO3溶液是为给金鱼藻的光合作用提供CO2，B错误；相同条件下，自然光下植物的光合作用强度比单色光下的强，因此拆去滤光片，单位时间内，氧气传感器测到的O2浓度高于单色光下O2浓度，C正确；若将此装置放在黑暗处，通过比较单位时间内O2浓度的变化，可测定金鱼藻的呼吸作用强度，D正确。
2.(2022江苏泰州中学4月检测)下图表示夏季时某植物体在不同程度遮光条件下净光合速率的部分日变化曲线，据图分析有关叙述正确的是( )
A.一天中适当遮光均会显著增强净光合速率B.a～b段叶肉细胞内合成ATP的场所只有细胞质基质和线粒体C.M点时该植物体内叶肉细胞消耗的二氧化碳量一般大于该细胞呼吸产生的二氧化碳量D.6：30左右在不遮光的条件下限制该植物光合速率的主要环境因素是二氧化碳浓度
解析 分析题干信息及题图，可知该实验的自变量是时间和遮光程度，因变量是净光合速率。据图分析，在5：30至7：30间，30%遮光时的净光合速率较不遮光的低，A错误；a～b段位于图中80%遮光曲线上，此时净光合速率小于0，即光合作用强度小于呼吸作用强度，结合题图可知，此时该植物能进行光合作用，故a～b段叶肉细胞内合成ATP的场所不仅有细胞质基质和线粒体，还有叶绿体，B错误；M点80%遮光时该植物体净光合速率等于0，也就是植物体内所有能进行光合作用的细胞消耗的CO2量等于所有细胞呼吸产生的CO2量，但是就叶肉细胞来说，其光合作用消耗的CO2量一般大于该细胞呼吸作用产生的CO2量，C正确；6：30左右在不遮光的条件下该植物净光合速率随光照强度的提高而提高，说明此时限制该植物光合速率的主要因素是光照强度，而非CO2浓度，D错误。
考点二 影响光合作用的因素及应用3.(2021·湖南卷，7)绿色植物的光合作用是在叶绿体内进行的一系列能量和物质转化过程。下列叙述错误的是( )A.弱光条件下植物没有O2的释放，说明未进行光合作用B.在暗反应阶段，CO2不能直接被还原C.在禾谷类作物开花期剪掉部分花穗，叶片的光合速率会暂时下降D.合理密植和增施有机肥能提高农作物的光合作用强度
解析 弱光条件下，植物没有O2的释放是因为此时呼吸作用强度大于或等于光合作用强度，并不是未进行光合作用，A错误；在光合作用暗反应阶段，CO2一般要与C5结合生成C3后才被还原，B正确；在禾谷类作物开花期剪掉部分花穗，短时间内使得光合作用产物输出受阻，对光合作用过程起抑制作用，叶片的光合速率会暂时下降，C正确；合理密植(增加受光面积、增加CO2浓度)和增施有机肥(提供无机盐和CO2)均可在一定程度上提高农作物光合作用强度，D正确。
4.(2022·江苏南通期中)下列有关农谚的解释，错误的是( )
解析 “白天热来夜间冷，一棵豆儿打一捧”，可看出该农业增产措施主要是白天升高温度，夜间降低温度，有利于有机物积累，从而提高作物产量，A正确；“稻田水多是糖浆，麦田水多是砒霜”，可以看出不同植物对水分的需求不同，合理灌溉有助于增加产量，B正确；“地尽其用用不荒，合理密植多打粮”，农作物种植密度合理可以增产，原因是合理密植可以提高光的利用率，而非提高光合作用速率，C错误；“田里无粪难增产”，说明粪(有机肥)可增产，原因是有机肥被分解者分解后可为农作物提供二氧化碳和无机盐，D正确。
5.(多选)(2022·盐城伍佑中学阶段检测)在适宜温度和大气CO2浓度条件下，测得某森林中林冠层四种主要植物幼苗的生理指标(见表)。下列分析正确的是( )
注：光补偿点指光合速率等于呼吸速率时的光强；光饱和点指达到最大光合速率所需的最小光强。
A.光照强度小于6千勒克斯时，构树幼苗叶肉细胞需要的CO2全部来自外界B.光照强度为10千勒克斯时，影响构树和刺槐幼苗光合速率的环境因素都有光照强度和CO2浓度等C.若将光照强度突然由2千勒克斯增加到4千勒克斯，短时间内香樟幼苗叶肉细胞中的C3会减少D.在树冠遮蔽严重、林下光照较弱的环境中，胡颓子和香樟的幼苗存活率高于刺槐和构树
解析 光照强度小于6千勒克斯时，构树幼苗叶肉细胞中光合作用强度小于呼吸作用强度，所以需要的CO2全部来自细胞呼吸，A错误；光照强度为10千勒克斯时，构树幼苗光合速率未达到最大值，影响构树幼苗光合速率的环境因素是光照强度；光照强度为10千勒克斯时，刺槐幼苗光合速率达到最大值，此时影响刺槐幼苗光合速率的环境因素为CO2浓度等，B错误；若将光照强度突然由2千勒克斯增加到4千勒克斯，香樟幼苗叶肉细胞中产生的NADPH和ATP会增多，C3的还原速率加快，C3会减少，C正确；由于胡颓子和香樟的光补偿点和光饱和点均较低，在树冠遮蔽严重、林下光照较弱的环境中，胡颓子和香樟的幼苗存活率高于刺槐和构树，D正确。
6.(多选)(2022·江苏启东等三校联考)在温暖多雨、灌溉发达的长江以南各省，稻田有麦－稻二熟制，也有麦—稻—稻三熟制，这种种植方式称为复种，是提高单位耕地面积产量的有效措施。相关叙述正确的是( )A.复种能使地面的覆盖增加，减少土壤的水蚀和风蚀B.复种使土壤中N、P、K等得到循环利用，无须增施肥料C.合理复种可延长光能利用时间，提高光能利用率，从而提高作物的单位面积年总产量D.采用套种、育苗移栽等栽培技术可克服复种中的季节矛盾，增加效益
解析 复种可充分利用光能，提高地面的覆盖，减少土壤的水蚀和风蚀，A正确；农田是人工生态系统，是以提高农作物的产量和效益，使能量更多地流向人类，满足人类的需要为目的的。农田土壤中N、P、K等的含量往往不足以使作物高产，加之农产品源源不断地自农田生态系统输出，其中的N、P、K等元素并不能都归还土壤，所以需要施肥，这与物质循环并不矛盾，B错误；合理复种可延长光能利用时间，提高光能利用率，从而提高作物的单位面积年总产量，C正确；作物种子萌发、生长季节性强，采用套种、育苗移栽等栽培技术可克服复种中的季节矛盾，D正确。
7.(多选)(2023·扬州中学阶段检测)红松(阳生)和人参(阴生)均为我国北方地区的植物。如图为两种植物在温度、水分均适宜的条件下，光合作用速率与呼吸速率的比值(P/R)随光照强度变化的曲线图，下列叙述错误的是( )
A.光照强度为a时，每天光照12小时，一昼夜后人参干重不变，红松干重减少B.光照强度在b点之后，限制红松和人参P/R值增大的主要外界因素都是CO2浓度C.光照强度为c时，红松和人参的净光合速率相等D.若适当增加土壤中Mg2＋的含量，一段时间后人参的a点左移
解析 光照强度为a时，人参的P/R值为1，每天光照12小时的时间段内不存在有机物的积累，晚上进行呼吸作用还需要消耗有机物，故一昼夜后干重会减少，红松的P/R值小于1，光照下没有有机物的积累且需要消耗有机物，晚上仍需要消耗有机物，因此，一昼夜后干重也减少，A错误；光照强度在b点，红松还没有达到光饱和点，而人参达到了光饱和点，因此b点之后限制红松P/R值增大的主要外界因素是光照强度，限制人参P/R值增大的主要外界因素是光照强度以外的其他因素，如二氧化碳浓度，B错误；净光合速率＝总光合速率－呼吸速率，一般阴生植物的呼吸速率比阳生植物的呼吸速率更低，光强为c时，二者的P/R值相同，但呼吸速率不同，故净光合速率不同，C错误；由于镁是构成叶绿素的重要组成成分，若适当增加土壤中无机盐镁的含量，合成叶绿素增多，光合作用增强，达到光补偿点需要的光照强度变小，故一段时间后a点左移，D正确。
8.(2023·广东惠州调研)如图1是某植物叶肉细胞的叶绿体中发生的光合作用过程图解，图2为该植物在不同光照强度、CO2浓度以及温度下其光合作用强度变化的曲线图。
回答下列问题：(1)图1中能够捕获光能的色素分布于________________上，b为______，为确定光合产物的去向，可采用____________法，若将植物从阳光下移入黑暗环境中，短时间内h物质的含量会________(填“上升”“下降”或“不变”)。(2)图2中，当光照强度为b时，与曲线Ⅱ相比，曲线Ⅲ中限制光合作用强度的环境因素主要是________；当光照强度为c时，造成曲线Ⅰ和Ⅱ光合作用强度差异的原因是_______不同；当光照强度为________时，限制三条曲线的光合作用强度的因素均为光照强度。在光照强度为c时，仍不能确定曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ哪种条件下光合产物积累量较多，原因是____________________________________________________________________________________________。
不同温度、不同CO2浓度下植物的呼吸作用强度未知
(3)将该植物种植于大田中，会出现“光合午休”的现象，这是由于中午光照强度、温度过高，叶片的部分________关闭，使光合作用的________阶段受限，从而使光合速率下降。为减少“光合午休”现象，可采取的措施有__________________________________________________________________(答出一点即可)。
适当遮光；给植物补水；降低周围环境的温度(答出一点即可)
解析 (1)绿色植物捕获光能的色素主要分布在叶绿体的类囊体薄膜上，由图1可知，a为H2O，b为O2，i为CO2，j为C3，h为C5，g为光合产物糖类，为确定光合产物的去向，可采用同位素标记法。若将植物从阳光下移入黑暗环境中，光反应阶段受限，产生的ATP和NADPH减少，致使C3还原受限，生成的C5减少，而CO2的固定暂时不受影响，所以短时间内h物质的含量会下降。
(2)图2中，当光照强度为b时，曲线Ⅱ、Ⅲ的温度条件相同，CO2浓度不同，限制曲线Ⅲ光合作用强度的环境因素主要是CO2浓度。同理，当光照强度为c时，造成曲线Ⅰ和Ⅱ光合作用强度差异的原因是温度。当光照强度为a时，三条曲线重复，且在此之后的短时间内，光合作用强度均随光照强度的增加而增大，说明此时限制三条曲线光合作用强度的因素为光照强度。在光照强度为c时，仍不能确定Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ哪种条件下光合产物积累量较多，因为不同温度、不同CO2浓度下植物的呼吸作用强度并不知道。
(3)将该植物种植于大田中，会出现“光合午休”的现象，这是因为，中午时光照过强、温度过高，叶片蒸腾作用强，为避免叶片失水过多，叶片的部分气孔关闭，使通过气孔吸收的CO2减少，光合作用的暗反应阶段受限，导致光合速率下降。所以可采取适当遮光、给植物补水或降低周围环境的温度等措施，减少“光合午休”现象。
9.(2023·河南天一大联考)油桐是一种重要的经济树种，为研究根外追肥对油桐幼苗光合作用的影响，某实验小组测定了叶片喷施尿素后油桐光合作用的相关参数，结果如下表所示。回答下列问题：
注：①气孔导度是指气孔张开的程度。②光补偿点是指植物的光合速率等于呼吸速率时的光照强度。
(1)尿素能提供N元素，N元素被叶肉细胞吸收后，可在叶绿体中参与合成的生物大分子有_______________________________________________________。(2)据表分析，喷施尿素后油桐的胞间CO2浓度增大的原因是_________________________________________________________________；喷施尿素后，油桐对弱光的适应能力________(填“增强”或“减弱”)，试阐述推测的依据以及引起该变化的原因：______________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
蛋白质、核酸(或RNA和DNA)
喷施尿素后，气孔导度增大，吸收的CO2增多(答案合理即可)
依据是喷施尿素后，油桐的光补偿点降低；原因是喷施尿素能促进叶绿素的合成，从而增强油桐对光能的吸收和利用，提高油桐对弱光的适应能力(答案合理即可)
课标内容 实验：探究不同环境因素对光合作用的影响。
影响光合作用的因素及应用
探究环境因素对光合作用强度的影响
考点一 探究环境因素对光 合作用强度的影响
1.实验原理(1)利用抽气法排出叶片细胞间隙中的______，使其沉入水中。(2)通过____________________________控制光照强度。(3)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。
LED台灯与烧杯之间的距离
提醒 叶片上浮的原因是光合作用产生的O2大于有氧呼吸消耗的O2，释放氧气，使叶肉细胞间隙充满了气体，浮力增大，叶片上浮。
圆形小叶片浮起的数量
3.实验结论在______________范围内，光合作用强度随光照强度的增强而______。
1.(多选)(2021·江苏模拟预测)卡尔文因发现光合作用合成己糖(葡萄糖)反应中CO2的固定途径获得诺贝尔奖。卡尔文将14CO2注入小球藻悬浮液，给予实验装置不同时间(0＜t1＜t2＜t3＜t4＜t5)的光照，分析14CO2去向，结果见下表，据表分析正确的是( )
注：表中①～⑥依次代表3-磷酸甘油酸(C3H7O7P)、1，3-二磷酸甘油酸(C3H8O10P2)、3-磷酸甘油醛(C3H7O6P)、己糖、C5、淀粉
A.不同时间的产物为本实验的因变量B.t1时，①中的3个碳原子都具有放射性C.14C的转移途径为14CO2→①→②→③→④⑤→⑥D.只做光照时间为t5的实验，也能确定出放射性化合物出现的先后顺序解析 本实验的自变量为时间，不同时间的产物为因变量，A正确；在t1时，最先出现的3个碳原子的化合物是由1个CO2分子与细胞内的1个C5反应生成的，因此两个①中只有1个碳原子具有放射性，B错误；随着时间的推移，放射性物质出现的先后顺序就是14C的转移途径，由表可知，14C的转移途径为14CO2→①→②→③→④⑤→⑥，C正确；如果只做光照时间为t5的实验，则同时检验到①②③④⑤⑥这6种具有放射性的物质，不能判断其出现的先后顺序，D错误。
2.(2023·河南九师联盟)为完成“探究环境因素对光合作用强度的影响”实验，提供以下材料用具：菠菜叶、打孔器(直径1 cm)、注射器、40 W台灯、烧杯、4%NaHCO3溶液、蒸馏水、不同颜色的透明薄膜等。(1)某同学选取其中一个因素进行探究，以下是实验结果：
①该实验的目的是___________________________________________________，实验检测指标是________________________________________________。②有哪些措施可以减少实验误差？____________________________________________________________________________________________________(至少写出两项)。③有同学认为叶圆片之所以浮起，是因为呼吸作用消耗了有机物且产生了CO2导致叶片上浮的。根据实验结果判断该观点是否正确？并说明理由：____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
研究CO2浓度(或NaHCO3浓度)对叶片光合速率的影响
相同时间内烧杯中叶圆片浮起的数量
用打孔器打出的叶圆片数量足够多；每组实验重复几次，记录的数据取平均值
该同学的认识是错误的，因为在蒸馏水的那组实验中，叶圆片一样进行了呼吸作用，却没有叶圆片浮起，叶圆片上浮的原因是光合作用强度大于呼吸作用强度，叶圆片内氧气增多
(2)利用以上材料，还可以探究的环境因素有____________________ (答出2个)。
3.(2022·江苏常州期末)黑藻是一种常见的沉水高等植物，某实验小组利用黑藻进行如下实验，请分析并回答下列相关问题：
(1)实验步骤：①取若干盛有一定量浓度为1%的________溶液的玻璃瓶，将玻璃瓶均分为甲、乙、丙、丁四组，每个玻璃瓶中均放入等量、新鲜的黑藻叶片，用橡胶塞密封；②甲、乙、丙三组玻璃瓶双侧各等距离放置1个18 W的LED灯，分别控制灯距为10 cm、15 cm、20 cm作为对照，对丁组玻璃瓶进行________处理。其他条件___________，培养一段时间。
(2)结果分析：甲到丙瓶内氧气的释放速率表示这段时间内黑藻的____________。丁瓶内氧气的变化速率表示这段时间内黑藻的____________。(3)实验结论：______________________________________________________。可以推测，该实验的实验目的是______________________________________，而玻璃瓶中的溶液的主要作用是_______________________________________，以确保该实验顺利进行。
在一定范围内，随光照强度的增加，光合作用速率逐渐增强
探究光照强度对光合作用强度的影响
维持玻璃瓶中二氧化碳浓度稳定
解析 (1)①需要用1%的NaHCO3维持瓶中的CO2，让黑藻进行光合作用。②该实验自变量是光照强度，通过控制不同的灯距实现对自变量的控制。对照组丁组玻璃瓶进行遮光处理，其他条件都属于无关变量，保持相同且适宜。(2)甲到丙瓶中的黑藻同时进行了光合作用和有氧呼吸，光合作用速率大于呼吸速率时，黑藻向外释放氧气，故甲到丙瓶内氧气的释放速率表示这段时间内黑藻的净光合速率。丁瓶无光，只能进行呼吸作用，所以丁瓶内氧气的变化速率表示这段时间内黑藻的呼吸速率。(3)由表格数据可知，甲到丙瓶，灯距逐渐增大，光合作用逐渐减弱，氧气释放速率随之下降，故实验结论为：在一定范围内，随光照强度的增加，光合作用速率逐渐增强。可以推测，该实验的实验目的是探究光照强度对光合作用强度的影响，玻璃瓶中的1%的NaHCO3的主要作用是维持玻璃瓶中二氧化碳浓度稳定。
考点二 影响光合作用的因素及应用
1.内部因素(1)植物自身的遗传特性(如植物品种不同)，以阴生植物、阳生植物为例，如图所示。
(2)植物叶片的叶龄、叶绿素含量及酶
2.外部因素(1)单因子变量对光合作用影响的曲线分析①光照强度
ATP及NADPH
影响气孔的开闭④水分或矿质元素 超过一定浓度后，植物会因土壤溶液浓度过高而渗透失水，出现萎蔫
(2)多因子对光合速率的影响
提醒 ①不同因素的作用具有互补效应。如当光照强度降低时，可通过增加CO2浓度补偿。②不同条件下关键影响因素不同。如其他条件适宜，CO2达到饱和点，此时限制因素最可能是五碳化合物的含量。
1.[2020·山东卷，21(4)]干旱条件下，很多植物光合作用速率降低，主要原因是___________________________________________。2.西瓜、玉米和辣椒轮作和固定种植玉米相比，其优点是_____________________________________________________________(答出两点即可)。
叶片气孔开放程度降低，CO2的吸收量减少
充分利用土壤中的矿质资源、改善土壤、减少大面积病虫害发生
3.在温室大棚生产中，大棚内多施农家肥有利于提高作物的产量，原因是___________________________________________________________________________________________________________________________________。
农家肥中的有机物被微生物分解产生无机盐和CO2，CO2和无机盐被作物利用，提高大棚作物的产量
4.北方夏季中午时，光照强度很强，植物出现“午休”现象的原因是：___________________________________________________________________________________________________________________________________。
光照强度过强，温度升高，导致气孔关闭，细胞CO2供应不足，光合作用减弱
5.[2018·全国卷Ⅰ，30(2)]甲、乙两种植物净光合速率随光照强度的变化趋势如下图所示。甲、乙两种植物单独种植时，如果种植密度过大，那么净光合速率下降幅度较大的植物是________，判断的依据是____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
根据曲线图可知，甲种植物的光饱和点较高，对光照的需求大。当甲、乙两种植物单独种植时，如果种植密度过大，植株接受的光照强度减弱，导致甲植物净光合速率下降幅度比乙大
6.[2017·全国卷Ⅰ，30(2)]若将某种植物密闭在无O2、但其他条件适宜的小室中，照光培养一段时间后，发现植物的有氧呼吸增加，原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
该植物在光下进行光合作用释放的O2使密闭小室中O2增加，而O2与有机物分解产生的[H]发生作用形成水是有氧呼吸的一个环节，所以当O2增多时，有氧呼吸会增加
7.[2017·全国卷Ⅰ，30(1)]已知甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物的。将正常生长的甲、乙两种植物放置在同一密闭小室中，适宜条件下照光培养。培养后发现两种植物的光合速率都降低，原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
植物在光下光合作用吸收CO2的量大于呼吸作用释放CO2的量，使密闭小室中CO2浓度降低，光合速率也随之降低
8.结合下图分析并回答问题：
C点时两者光合作用速率_____________(填“相等”“不相等”或“不一定相等”)，理由：_____________________________。
两者的呼吸速率不一定相等
1.光(CO2)补偿点、饱和点的移动问题
(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)
提醒： 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。
2.影响光合作用强度的因素(1)外因 包括光照强度、温度、CO2浓度等。
(2)内因 包括酶的活性和数量、色素的种类和数量、五碳化合物的含量等。
1.(2023·广东深圳调研)甲、乙两种植物在不同光照强度下的O2释放量(吸收量)如下图所示，下列有关叙述错误的是( )
结合光合作用影响因素，考查科学思维
A.与甲植物相比，乙植物更适合在林下生长B.与B点相比，A点时叶绿体产生O2的速率较小C.与B点相比，D点时叶绿体中C3的消耗量增加D.C点时，甲、乙两植物的实际光合作用强度相同
解析 据图可知，乙植物的光补偿点和光饱和点都低于甲植物，因此乙植物更适合在光照弱的林下生长，A正确；A点和B点分别是乙植物和甲植物的光补偿点，光合速率等于呼吸速率，由于乙的呼吸速率小于甲，所以乙植物在A点时的光合速率小于甲植物在B点时的光合速率，即A点时叶绿体产生O2的速率比B点小，B正确；与B点相比，D点的光照强度大，光反应产生的NADPH和ATP多，暗反应还原C3的速率快，C3的消耗量增加，C正确；C点时，甲、乙两植物的净光合速率相同，但由于呼吸速率不同，所以甲、乙两植物的实际光合速率不同，D错误。
2.(多选)(2023·江苏宝应阶段检测)植物的光合作用和细胞呼吸最适温度分别为25 ℃和30 ℃，将某植物置于密闭玻璃罩内，在25 ℃恒温条件下，测定该植物对某气体的吸收或释放量随光照强度的变化，实验结果如图所示。据图回答有关叙述错误的是( )
A.实验所测的气体应为CO2B.B点时，该植株叶肉细胞中该气体的产生量等于消耗量C.若将温度从25 ℃提高到30 ℃时，B点将向左移D.D点时光合速率与呼吸速率相等
解析 当光照强度为0时，植物只进行呼吸作用，会吸收氧气，释放CO2，据图分析可知，该实验所测的气体应为氧气，A错误；B点时罩内该气体量在保持不变的情况下，整个植株的光合速率等于呼吸速率，即叶肉细胞中光合速率大于其呼吸速率，所以叶肉细胞中该气体(氧气)的产生量大于消耗量，B错误；光合作用和细胞呼吸最适温度分别为25 ℃和30 ℃，图中B点表示光合强度等于呼吸强度，若将温度从25 ℃提高到30 ℃时，呼吸作用增强，光合作用减弱，光合作用速率与呼吸作用速率相等则需要更大的光照强度，因此B点右移，C错误；D点时气体释放量达到最大并保持平衡，此时光合作用速率大于呼吸作用速率，D错误。
3.(2023·江苏南京调研)下列关于生物学原理在农业生产上的应用，叙述错误的是( )A.“一次施肥不能太多”，避免土壤溶液浓度过高，引起烧苗现象B.“低温、干燥、无氧储存种子”，更能降低细胞呼吸，减少有机物的消耗C.“正其行，通其风”，能为植物提供更多的CO2以提高光合作用速率D.“轮作”是利用了不同作物根系对矿质营养元素吸收的差异，从而避免土壤肥力下降
围绕光合作用在农业生产中的应用，考查生命观念和科学思维
解析 一次施肥太多，会导致土壤溶液浓度过高，导致细胞失水，即烧苗现象，A正确；储存种子需要在低温、干燥、低氧的环境中，B错误；“正其行，通其风”，保证空气流通，能为植物提供更多的CO2提高光合作用速率，C正确；“轮作”，即交替种植不同的作物，可以利用不同作物根系对矿质营养元素的吸收的差异性，避免土壤肥力下降，D正确。
4.(2023·扬州中学期初)下图是苹果叶肉细胞中淀粉、蔗糖合成及转运示意图，A、B代表物质。请回答下列问题。
(1)卡尔文循环进行的场所是___________，需要光反应为其提供____________。(2)研究表明缺磷会抑制光合作用，据图分析其原因有_______________________________________________________________________________。(3)白天叶绿体中合成过渡型淀粉，一方面可以保障光合作用速率________蔗糖的合成速率，另一方面可为夜间细胞生命活动提供______________。
(4)葡萄糖中的醛基具有还原性，能与蛋白质的氨基结合。光合产物以蔗糖的形式能较稳定的进行长距离运输，其原因是_________________________________。灌浆期缺水会明显影响产量，其主要原因是____________________。
缺磷会影响类囊体薄膜的结构以及ATP的合成，缺磷还会影响磷酸丙糖转运出叶绿体
蔗糖是非还原糖，不与蛋白质结合
(5)光合产物由叶向果实运输过程受叶果比影响。科研人员以生长状况及叶果比一致的多年生果枝(果实数相同)为材料，通过摘叶调整叶果比，研究叶果比对苹果光合作用和单果重量的影响，结果如下表(其中光合产物输出比是指叶片输出有机物的量占光合产物总量的百分比)：
研究结果表明，当叶果比为________时，产量明显提高，其机理是___________________________________________________________________________________________。
叶绿素含量和Rubisc酶的活性明显上升，光合速率提高；光合产物输出比例也达到最大
解析 (1)卡尔文循环为光合作用的暗反应过程，发生在叶绿体基质中；结合图示可知，该过程中需要的原料有水、二氧化碳(图中的A)、光反应提供的NADPH(图中的B)和ATP等。(2)研究表明缺磷会抑制光合作用，磷元素是生物膜的组成元素，是ATP等化合物的组成元素，因此缺磷会影响类囊体薄膜的结构以及ATP的合成、进而影响光合作用的光反应过程，同时缺磷还会影响磷酸丙糖转运出叶绿体，导致磷酸丙糖滞留在叶绿体中，进而影响光合速率。(3)淀粉是植物细胞中富含能量的多糖，结合图示可知，白天叶绿体中合成过渡型淀粉，到了晚上，过渡型淀粉会在叶绿体中被分解成麦芽糖和葡萄糖，然后运出叶绿体后再在细胞质基质合成蔗糖，转运到果实中供能或转化、储存，可见过渡型淀粉的合成，一方面可以保障光合作用速率大于蔗糖的合成速率，另一方面可为夜间细胞生命活动提供物质和能量。
(4)葡萄糖中的醛基具有还原性，能与蛋白质的氨基结合。光合产物以蔗糖的形式能较稳定的进行长距离运输，因为蔗糖是非还原糖，分子结构中没有醛基，不能与蛋白质结合，从而能长距离运输到需要的位置。灌浆期缺水会明显影响产量，这是因为蔗糖需要溶解到水中运输，从而提高产量，缺水会导致蔗糖随水运输过程受阻，影响产量。(5)研究结果表明，当叶果比为30∶1时，产量明显提高，因为该比例条件下表现出叶绿素含量和Rubisc酶的活性明显上升，而前者能促进光反应，后者能促进暗反应，因而光合速率提高，同时光合产物输出比例也达到最大，因此30∶1比例条件下，产量明显提高。
1.(2018·江苏卷，18)如图为某一植物在不同实验条件下测得的净光合速率，下列假设条件中能使图中结果成立的是( )
A.横坐标是CO2浓度，甲表示较高温度，乙表示较低温度B.横坐标是温度，甲表示较高CO2浓度，乙表示较低CO2浓度C.横坐标是光波长，甲表示较高温度，乙表示较低温度D.横坐标是光照强度，甲表示较高CO2浓度，乙表示较低CO2浓度
解析 由题图可知，甲、乙两曲线刚开始重叠，之后又分开，A项所述条件不会出现图示结果，A项不符合题意；横坐标为温度，则相应曲线应存在最适温度下的最高净光合速率，呈现先上升后下降趋势，B项不符合题意；叶绿体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。若横坐标表示光波长，随着波长增大植物的净光合速率不应是先增大后趋于稳定，C项不符合题意；随着光照强度的增加，净光合速率先增加后趋于稳定，在某一光照强度下，较高浓度的CO2条件下植物净光合速率大，D项符合题意。
2.(2022·海南卷，3)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( )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 由实验目的可知，温度和光照均为无关变量，A错误；实验中所用的菠菜叶圆片已进行排气处理，叶圆片上浮主要是因为其进行光合作用释放了氧气，且光合作用释放氧气的速率越大，叶圆片上浮所需时间越短，B正确；四组实验中，0.5%的NaHCO3溶液中叶圆片上浮时间最长，说明其光合速率最小，C错误；实验是在适宜温度下进行的，若降低温度，光合速率减慢，叶圆片上浮所需时间延长，D错误。
3.(2021·河北卷，19)为探究水和氮对光合作用的影响，研究者将一批长势相同的玉米植株随机均分成三组，在限制水肥的条件下做如下处理：(1)对照组；(2)施氮组，补充尿素(12 g·m－2)；(3)水＋氮组，补充尿素(12 g·m－2)同时补水。检测相关生理指标，结果见下表。
注：气孔导度反映气孔开放的程度
回答下列问题：(1)植物细胞中自由水的生理作用包括______________________________________________________________________________________________________等(写出两点即可)。补充水分可以促进玉米根系对氮的________________，提高植株氮供应水平。(2)参与光合作用的很多分子都含有氮。氮与________离子参与组成的环式结构使叶绿素能够吸收光能，用于驱动________________两种物质的合成以及_____的分解；RuBP羧化酶将CO2转变为羧基加到________分子上，反应形成的产物被还原为糖类。
是细胞内的良好溶剂；参与细胞内的某些生化反应；为细胞提供液体环境；运送营养物质和代谢废物(写出两点即可)
(3)施氮同时补充水分增加了光合速率，这需要足量的CO2供应。据实验结果分析，叶肉细胞CO2供应量增加的原因是__________________________________________________________________________________________________。
气孔导度增加，CO2吸收量增多，同时RuBP羧化酶活性增大，使CO2固定效率增大
解析 (1)自由水是细胞内的良好溶剂，许多种物质溶解在自由水中；细胞内的许多生化反应也都需要水的参与，如光合作用、细胞呼吸等；植物的大多数细胞必须浸润在以水为基础的液体环境中；自由水在植物体内的流动还可以运送营养物质和代谢废物。氮肥可溶解在水中，补充水分可以促进玉米根系对氮的吸收和运输，从而提高植株氮供应水平。(2)镁是组成叶绿素的重要元素，在叶绿体类囊体薄膜上，利用色素捕获的光能可进行水的光解，产生NADPH和ATP。暗反应进行时，CO2在RuBP羧化酶的作用下与C5结合形成C3，C3最终被还原成糖类。(3)施氮同时补充水分使气孔导度增大，CO2吸收量增多，RuBP羧化酶活性增大，CO2固定效率增大。
考点一 探究环境因素对光合作用强度的影响1.(2023·河北正定调研)如图表示测定金鱼藻光合作用强度的实验密闭装置，氧气传感器可监测O2浓度的变化，下列叙述错误的是( )
A.该实验的目的是探究不同单色光对光合作用强度的影响B.加入NaHCO3溶液是为了吸收呼吸作用释放的CO2C.拆去滤光片，单位时间内，氧气传感器测到的O2浓度高于单色光下O2浓度D.若将此装置放在黑暗处，可测定金鱼藻的呼吸作用强度
解析 该实验的自变量是不同单色光，因变量是释放的O2的量(代表光合作用强度)，故实验目的是探究不同单色光对光合作用强度的影响，A正确；加入NaHCO3溶液是为给金鱼藻的光合作用提供CO2，B错误；相同条件下，自然光下植物的光合作用强度比单色光下的强，因此拆去滤光片，单位时间内，氧气传感器测到的O2浓度高于单色光下O2浓度，C正确；若将此装置放在黑暗处，通过比较单位时间内O2浓度的变化，可测定金鱼藻的呼吸作用强度，D正确。
2.(2022江苏泰州中学4月检测)下图表示夏季时某植物体在不同程度遮光条件下净光合速率的部分日变化曲线，据图分析有关叙述正确的是( )
A.一天中适当遮光均会显著增强净光合速率B.a～b段叶肉细胞内合成ATP的场所只有细胞质基质和线粒体C.M点时该植物体内叶肉细胞消耗的二氧化碳量一般大于该细胞呼吸产生的二氧化碳量D.6：30左右在不遮光的条件下限制该植物光合速率的主要环境因素是二氧化碳浓度
解析 分析题干信息及题图，可知该实验的自变量是时间和遮光程度，因变量是净光合速率。据图分析，在5：30至7：30间，30%遮光时的净光合速率较不遮光的低，A错误；a～b段位于图中80%遮光曲线上，此时净光合速率小于0，即光合作用强度小于呼吸作用强度，结合题图可知，此时该植物能进行光合作用，故a～b段叶肉细胞内合成ATP的场所不仅有细胞质基质和线粒体，还有叶绿体，B错误；M点80%遮光时该植物体净光合速率等于0，也就是植物体内所有能进行光合作用的细胞消耗的CO2量等于所有细胞呼吸产生的CO2量，但是就叶肉细胞来说，其光合作用消耗的CO2量一般大于该细胞呼吸作用产生的CO2量，C正确；6：30左右在不遮光的条件下该植物净光合速率随光照强度的提高而提高，说明此时限制该植物光合速率的主要因素是光照强度，而非CO2浓度，D错误。
考点二 影响光合作用的因素及应用3.(2021·湖南卷，7)绿色植物的光合作用是在叶绿体内进行的一系列能量和物质转化过程。下列叙述错误的是( )A.弱光条件下植物没有O2的释放，说明未进行光合作用B.在暗反应阶段，CO2不能直接被还原C.在禾谷类作物开花期剪掉部分花穗，叶片的光合速率会暂时下降D.合理密植和增施有机肥能提高农作物的光合作用强度
解析 弱光条件下，植物没有O2的释放是因为此时呼吸作用强度大于或等于光合作用强度，并不是未进行光合作用，A错误；在光合作用暗反应阶段，CO2一般要与C5结合生成C3后才被还原，B正确；在禾谷类作物开花期剪掉部分花穗，短时间内使得光合作用产物输出受阻，对光合作用过程起抑制作用，叶片的光合速率会暂时下降，C正确；合理密植(增加受光面积、增加CO2浓度)和增施有机肥(提供无机盐和CO2)均可在一定程度上提高农作物光合作用强度，D正确。
4.(2022·江苏南通期中)下列有关农谚的解释，错误的是( )
解析 “白天热来夜间冷，一棵豆儿打一捧”，可看出该农业增产措施主要是白天升高温度，夜间降低温度，有利于有机物积累，从而提高作物产量，A正确；“稻田水多是糖浆，麦田水多是砒霜”，可以看出不同植物对水分的需求不同，合理灌溉有助于增加产量，B正确；“地尽其用用不荒，合理密植多打粮”，农作物种植密度合理可以增产，原因是合理密植可以提高光的利用率，而非提高光合作用速率，C错误；“田里无粪难增产”，说明粪(有机肥)可增产，原因是有机肥被分解者分解后可为农作物提供二氧化碳和无机盐，D正确。
5.(多选)(2022·盐城伍佑中学阶段检测)在适宜温度和大气CO2浓度条件下，测得某森林中林冠层四种主要植物幼苗的生理指标(见表)。下列分析正确的是( )
注：光补偿点指光合速率等于呼吸速率时的光强；光饱和点指达到最大光合速率所需的最小光强。
A.光照强度小于6千勒克斯时，构树幼苗叶肉细胞需要的CO2全部来自外界B.光照强度为10千勒克斯时，影响构树和刺槐幼苗光合速率的环境因素都有光照强度和CO2浓度等C.若将光照强度突然由2千勒克斯增加到4千勒克斯，短时间内香樟幼苗叶肉细胞中的C3会减少D.在树冠遮蔽严重、林下光照较弱的环境中，胡颓子和香樟的幼苗存活率高于刺槐和构树
解析 光照强度小于6千勒克斯时，构树幼苗叶肉细胞中光合作用强度小于呼吸作用强度，所以需要的CO2全部来自细胞呼吸，A错误；光照强度为10千勒克斯时，构树幼苗光合速率未达到最大值，影响构树幼苗光合速率的环境因素是光照强度；光照强度为10千勒克斯时，刺槐幼苗光合速率达到最大值，此时影响刺槐幼苗光合速率的环境因素为CO2浓度等，B错误；若将光照强度突然由2千勒克斯增加到4千勒克斯，香樟幼苗叶肉细胞中产生的NADPH和ATP会增多，C3的还原速率加快，C3会减少，C正确；由于胡颓子和香樟的光补偿点和光饱和点均较低，在树冠遮蔽严重、林下光照较弱的环境中，胡颓子和香樟的幼苗存活率高于刺槐和构树，D正确。
6.(多选)(2022·江苏启东等三校联考)在温暖多雨、灌溉发达的长江以南各省，稻田有麦－稻二熟制，也有麦—稻—稻三熟制，这种种植方式称为复种，是提高单位耕地面积产量的有效措施。相关叙述正确的是( )A.复种能使地面的覆盖增加，减少土壤的水蚀和风蚀B.复种使土壤中N、P、K等得到循环利用，无须增施肥料C.合理复种可延长光能利用时间，提高光能利用率，从而提高作物的单位面积年总产量D.采用套种、育苗移栽等栽培技术可克服复种中的季节矛盾，增加效益
解析 复种可充分利用光能，提高地面的覆盖，减少土壤的水蚀和风蚀，A正确；农田是人工生态系统，是以提高农作物的产量和效益，使能量更多地流向人类，满足人类的需要为目的的。农田土壤中N、P、K等的含量往往不足以使作物高产，加之农产品源源不断地自农田生态系统输出，其中的N、P、K等元素并不能都归还土壤，所以需要施肥，这与物质循环并不矛盾，B错误；合理复种可延长光能利用时间，提高光能利用率，从而提高作物的单位面积年总产量，C正确；作物种子萌发、生长季节性强，采用套种、育苗移栽等栽培技术可克服复种中的季节矛盾，D正确。
7.(多选)(2023·扬州中学阶段检测)红松(阳生)和人参(阴生)均为我国北方地区的植物。如图为两种植物在温度、水分均适宜的条件下，光合作用速率与呼吸速率的比值(P/R)随光照强度变化的曲线图，下列叙述错误的是( )
A.光照强度为a时，每天光照12小时，一昼夜后人参干重不变，红松干重减少B.光照强度在b点之后，限制红松和人参P/R值增大的主要外界因素都是CO2浓度C.光照强度为c时，红松和人参的净光合速率相等D.若适当增加土壤中Mg2＋的含量，一段时间后人参的a点左移
解析 光照强度为a时，人参的P/R值为1，每天光照12小时的时间段内不存在有机物的积累，晚上进行呼吸作用还需要消耗有机物，故一昼夜后干重会减少，红松的P/R值小于1，光照下没有有机物的积累且需要消耗有机物，晚上仍需要消耗有机物，因此，一昼夜后干重也减少，A错误；光照强度在b点，红松还没有达到光饱和点，而人参达到了光饱和点，因此b点之后限制红松P/R值增大的主要外界因素是光照强度，限制人参P/R值增大的主要外界因素是光照强度以外的其他因素，如二氧化碳浓度，B错误；净光合速率＝总光合速率－呼吸速率，一般阴生植物的呼吸速率比阳生植物的呼吸速率更低，光强为c时，二者的P/R值相同，但呼吸速率不同，故净光合速率不同，C错误；由于镁是构成叶绿素的重要组成成分，若适当增加土壤中无机盐镁的含量，合成叶绿素增多，光合作用增强，达到光补偿点需要的光照强度变小，故一段时间后a点左移，D正确。
8.(2023·广东惠州调研)如图1是某植物叶肉细胞的叶绿体中发生的光合作用过程图解，图2为该植物在不同光照强度、CO2浓度以及温度下其光合作用强度变化的曲线图。
回答下列问题：(1)图1中能够捕获光能的色素分布于________________上，b为______，为确定光合产物的去向，可采用____________法，若将植物从阳光下移入黑暗环境中，短时间内h物质的含量会________(填“上升”“下降”或“不变”)。(2)图2中，当光照强度为b时，与曲线Ⅱ相比，曲线Ⅲ中限制光合作用强度的环境因素主要是________；当光照强度为c时，造成曲线Ⅰ和Ⅱ光合作用强度差异的原因是_______不同；当光照强度为________时，限制三条曲线的光合作用强度的因素均为光照强度。在光照强度为c时，仍不能确定曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ哪种条件下光合产物积累量较多，原因是____________________________________________________________________________________________。
不同温度、不同CO2浓度下植物的呼吸作用强度未知
(3)将该植物种植于大田中，会出现“光合午休”的现象，这是由于中午光照强度、温度过高，叶片的部分________关闭，使光合作用的________阶段受限，从而使光合速率下降。为减少“光合午休”现象，可采取的措施有__________________________________________________________________(答出一点即可)。
适当遮光；给植物补水；降低周围环境的温度(答出一点即可)
解析 (1)绿色植物捕获光能的色素主要分布在叶绿体的类囊体薄膜上，由图1可知，a为H2O，b为O2，i为CO2，j为C3，h为C5，g为光合产物糖类，为确定光合产物的去向，可采用同位素标记法。若将植物从阳光下移入黑暗环境中，光反应阶段受限，产生的ATP和NADPH减少，致使C3还原受限，生成的C5减少，而CO2的固定暂时不受影响，所以短时间内h物质的含量会下降。
(2)图2中，当光照强度为b时，曲线Ⅱ、Ⅲ的温度条件相同，CO2浓度不同，限制曲线Ⅲ光合作用强度的环境因素主要是CO2浓度。同理，当光照强度为c时，造成曲线Ⅰ和Ⅱ光合作用强度差异的原因是温度。当光照强度为a时，三条曲线重复，且在此之后的短时间内，光合作用强度均随光照强度的增加而增大，说明此时限制三条曲线光合作用强度的因素为光照强度。在光照强度为c时，仍不能确定Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ哪种条件下光合产物积累量较多，因为不同温度、不同CO2浓度下植物的呼吸作用强度并不知道。
(3)将该植物种植于大田中，会出现“光合午休”的现象，这是因为，中午时光照过强、温度过高，叶片蒸腾作用强，为避免叶片失水过多，叶片的部分气孔关闭，使通过气孔吸收的CO2减少，光合作用的暗反应阶段受限，导致光合速率下降。所以可采取适当遮光、给植物补水或降低周围环境的温度等措施，减少“光合午休”现象。
9.(2023·河南天一大联考)油桐是一种重要的经济树种，为研究根外追肥对油桐幼苗光合作用的影响，某实验小组测定了叶片喷施尿素后油桐光合作用的相关参数，结果如下表所示。回答下列问题：
注：①气孔导度是指气孔张开的程度。②光补偿点是指植物的光合速率等于呼吸速率时的光照强度。
(1)尿素能提供N元素，N元素被叶肉细胞吸收后，可在叶绿体中参与合成的生物大分子有_______________________________________________________。(2)据表分析，喷施尿素后油桐的胞间CO2浓度增大的原因是_________________________________________________________________；喷施尿素后，油桐对弱光的适应能力________(填“增强”或“减弱”)，试阐述推测的依据以及引起该变化的原因：______________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
蛋白质、核酸(或RNA和DNA)
喷施尿素后，气孔导度增大，吸收的CO2增多(答案合理即可)
依据是喷施尿素后，油桐的光补偿点降低；原因是喷施尿素能促进叶绿素的合成，从而增强油桐对光能的吸收和利用，提高油桐对弱光的适应能力(答案合理即可)
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