第3单元 第12讲 光合作用的影响因素及应用（教师word）-【金版新学案】2025年高考生物学高三总复习大一轮复习讲义（多选版）

第12讲　光合作用的影响因素及应用 【课标解读】　1.实验：探究环境因素对光合作用强度的影响。　2.关注光合作用与农业生产及生活的联系。 考点一　探究光照强度对光合作用强度的影响 1．实验原理 (1) (2)通过LED台灯与烧杯之间的距离控制光照强度，依据一定时间内小圆形叶片上浮的数量，来比较光合作用强度。 2．实验流程 3．实验结果与结论 在一定范围内，台灯与小烧杯的距离越近，单位时间内浮起的圆形小叶片也越多。说明在一定范围内，随着光照强度不断增强，光合作用强度也增强。 学生用书第85页 4.注意事项 (1)打孔时要避开大的叶脉，因为其中没有叶绿体，而且会延长圆形小叶片上浮的时间，影响实验结果的准确性。 (2)为确保溶液中CO2含量充足，圆形小叶片可以放入NaHCO3溶液中。 1．该探究实验的自变量及其设置方法分别是什么？ 提示：自变量是光照的强弱；设置方法是调节小烧杯与光源之间的距离。 2．叶片上浮的原因是什么？ 提示：光合作用产生的O2大于有氧呼吸消耗的O2，使叶肉细胞间隙充满了气体，浮力增大，叶片上浮。 3．LED灯会产生热量，距离越近（功率越大）热量越多，从而影响装置溶液的温度，请你提出改进措施。 提示：在台灯和盛有圆形小叶片的烧杯之间放一盛水的玻璃柱，该玻璃柱可以吸收灯光的热量，避免光照对烧杯内水温产生影响。 1．（2024·河北武安模拟）下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，下列叙述正确的是（多选）(　　) A．该实验探究不同单色光对光合作用强度的影响 B．加入NaHCO3溶液是为了吸收细胞呼吸释放的CO2 C．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，可测定金鱼藻的细胞呼吸强度 答案：ACD 解析：该实验的自变量是不同单色光，因变量是释放的O2浓度（代表光合作用强度），故实验的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溶液是为了提供光合作用需要的CO2，B错误；相同条件下，自然光下比单色光下的光合作用要强，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，金鱼藻只进行细胞呼吸，氧气传感器可测出O2的消耗情况，从而测定金鱼藻的呼吸强度，D正确。 2．（2024·南京模拟）某实验小组利用菠菜幼叶和成熟叶的叶圆片，在适宜条件下探究NaHCO3溶液浓度对光合作用强度的影响，结果如图。下列说法正确的是(　　) A．叶圆片上浮情况只与光合作用强度有关，与呼吸作用强度无关 B．②～⑤组幼叶圆片上浮的速度比成熟叶圆片上浮的速度快 C．若适当加大光照强度，⑥⑦组的叶圆片也会上浮 D．取叶圆片时应避开大的叶脉，以减少无关变量对实验的干扰 答案：D 解析：叶圆片的沉浮取决于气体是否在细胞间积累，与净光合速率有关，因此叶圆片上浮情况与光合作用强度和呼吸作用强度都有关，A错误；据图可知，②～⑤组幼叶圆片上浮时间大于成熟叶圆片，说明②～⑤组幼叶圆片上浮的速度较慢，B错误；⑥⑦组叶圆片不上浮的原因可能是NaHCO3溶液浓度过高，导致细胞渗透失水过多而死亡，因此若适当加大光照强度，⑥⑦组的叶圆片不会上浮，C错误；叶脉上没有叶绿体，取叶圆片时应避开大的叶脉，以减少无关变量对实验的干扰，D正确。 考点二　光合作用的影响因素及其应用 1．外部环境因素 (1)光照强度 ①原理：光照强度通过影响植物的光反应进而影响光合速率。光照强度增加，光反应速度加快，产生的NADPH和ATP增多，使暗反应中C3还原过程加快，从而使光合作用产物增加。 ②曲线分析 学生用书第86页 项目 生理过程 气体交换 生理状态模型 A点 只进行呼吸作用　 吸收O2、释放CO2 AB段 呼吸作用速率大于光合作用速率 吸收O2、释放CO2 B点 呼吸作用速率等于光合作用速率 不与外界进行气体交换 B点以后 呼吸作用速率小于光合作用速率 吸收CO2、释放O2 ③应用：温室生产中，适当增强光照强度，以提高光合速率，使作物增产；阴生植物的光补偿点和光饱和点都较阳生植物低，间作套种农作物，可合理利用光能。 (2)CO2浓度 ①原理：CO2影响暗反应阶段，制约C3的形成。 ②曲线分析 图1中A点表示CO2补偿点，即光合速率等于呼吸速率时的CO2浓度，图2中A′点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度。B点和B′点都表示CO2饱和点。 ③应用：在农业生产上可以通过“正其行，通其风”、增施农家肥等增大CO2浓度，提高光合速率。 (3)温度 ①原理：温度通过影响酶的活性影响光合作用。 ②曲线分析 AB段 在B点之前，随着温度升高，光合速率增大 B点 酶的最适温度，光合速率最大 BC段 随着温度升高，酶的活性下降，光合速率减小，50℃左右光合速率几乎为零 ③应用：温室栽培植物时，白天调到光合作用最适温度，以提高光合速率；晚上适当降低温室内温度，以降低细胞呼吸速率，保证植物有机物的积累。 (4)水分 ①原理：水既是光合作用的原料，又是体内各种化学反应的介质，如植物缺水导致萎蔫，使光合速率下降。另外，水分还能影响气孔的开闭，间接影响CO2进入植物体内。 ②曲线分析 ③应用在农业生产中，可根据作物的需水规律，合理灌溉。 (5)矿质元素 ①原理：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应用：在农业生产上，根据植物的需肥规律，适时、适量地增施肥料，可以提高作物的光合作用效率。 学生用书第87页 2.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 (2)植物叶片的叶龄、叶绿素含量及酶 (3)植物叶面积指数 【链接高考】 1．（2021·湖南卷）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。(√) 2．（2021·湖南卷）合理密植和增施有机肥能提高农作物的光合作用强度。(√) 3．（2021·重庆卷）若幼苗长期处于弱光下，叶绿体的发育会产生适应性变化，类囊体数目会　　　　　。若保持其他条件不变，适度增加光照强度，气孔开放程度会　　　　　　　（填“增大”或“减小”）。 提示：增多　增大 4．（2020·山东卷）干旱条件下，很多植物光合作用速率降低，主要原因是_______________。 提示：叶片气孔开放程度降低，CO2的吸收量减少 5．（经典高考）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________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 提示：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 1．解读光饱和点与补偿点的含义与植物生长的关系 (1)饱和点代表植物在一定条件下的最大光合作用能力。在一定条件下，饱和点越大，表示植物的光合作用能力越强。 (2)补偿点表示植物在一定条件下开始生长（积累有机物）的临界值，高于补偿点，植物开始生长；低于补偿点，植物会消耗有机物。补偿点低，说明植物在较弱光照或低CO2浓度下就能生长。 (3)通常，阴生植物的光补偿点和光饱和点都比阳生植物的低，由此可以区分阴生植物和阳生植物。 2．光合作用与细胞呼吸曲线中的“关键点”移动分析 (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） 条件 B点（补偿点） C点（饱和点） 适当增大CO2浓度（光照强度） 左移 右移 适当减小CO2浓度（光照强度） 右移 左移 土壤缺Mg2+ 右移 左移 注意：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。 学生用书第88页 (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。 考向一　围绕光合作用影响因素，考查科学思维 1．（2023·石家庄期末）下列各图分别表示两个自变量对光合速率的影响情况，除各图中所示的因素外，其他环境因素均控制在最适范围。下列分析正确的是（多选）(　　) A.图甲中，若温度继续升高，则光合速率可能会降低 B．图乙中，b点的限制因素是CO2浓度，N点的主要限制因素与a、b点的不同 C．图甲中，M点的主要限制因素是温度，图丙中P点的主要限制因素是光照强度 D．图丙中，在相同时间内，d点叶肉细胞中生成C3的速率与c点的相同 答案：ABC 解析：图甲中，若温度继续升高，超过最适温度时，酶的活性会降低甚至会失活，则光合速率可能会降低，A正确；图乙中，b点的限制因素是CO2浓度，N点的主要限制因素为光照强度，与a、b点的不同，B正确；图甲中，M点的主要限制因素是温度，图丙中P点的主要限制因素是光照强度，C正确；图丙中，在相同时间内，d点叶肉细胞光合速率比c点的高，生成C3的速率比c点的快，D错误。 2．（2023·洛阳期中）如图是某学校生物兴趣小组研究菠菜光合速率相对值与叶龄关系的结果图示。下列说法错误的是(　　) A．A点光合速率较低是由于幼叶光合色素含量少 B．随着叶片不断地展开，AB段光合速率上升 C．由于叶片的衰老，CD段光合速率下降 D．若光照突然增强，则短时间内叶绿体中C3的含量增加 答案：D 解析：A点叶龄小，光合色素含量少，吸收光能也少，导致光合速率较低，A正确；AB段随着叶龄增加，光合色素含量增多，叶片不断地展开，叶片受光面积增大，光合速率上升，B正确；CD段随叶龄增加，叶片细胞出现衰老，叶片中的光合色素减少，光合速率下降，C正确；光照突然增强，光反应产生的ATP和NADPH增加，C3的还原加快，短时间内叶绿体中C3的含量减少，D错误。 考向二　借助补偿点和饱和点移动分析，考查科学思维能力 3．（2024·安徽模拟）如图为CO2吸收量与光照强度关系的坐标图，当光合作用相关因素改变后，a、b、c点的移动描述不正确的是(　　) A．若植物体缺Mg2+，则对应的b点将向右移 B．已知某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别是25 ℃和30 ℃，则温度由25 ℃上升到30 ℃时，对应的a点将下移，b点将右移 C．若原曲线代表阳生植物，则阴生植物对应的a点、b点、c点将分别向上移、左移、左移 D．若实验时将光照由白光改为蓝光（光照强度不变），则b点将向右移 答案：D 解析：若植物体缺Mg2+，叶绿素含量降低，光合速率下降，需要更强光照条件，才能使光合速率等于呼吸速率，故b点右移，A正确。温度由25 ℃上升到30 ℃时，呼吸速率上升，故a点下移；呼吸速率上升，光合速率下降，要让光合速率＝呼吸速率，需要更强光照，故b点右移，B正确。阳生植物的呼吸速率、光补偿点和光饱和点都比阴生植物高，若原曲线代表阳生植物，则阴生植物对应的a点、b点、c点将分别向上移、左移、左移，C正确。植物光合作用最有效的光是红光和蓝紫光，若实验时将光照由白光改为蓝光（光照强度不变），光合速率上升，要让光合速率＝呼吸速率，需要较弱光照即可，故b点将向左移，D错误。 4．（2024·福建模拟）光合作用是自然界最重要的化学反应之一，影响光合作用的外因主要包括温度、CO2浓度和光照强度，如图是实验人员测得的光吸收对单个叶片的光合速率的影响。下列相关叙述错误的是(　　) A.大田作物群体对光能的利用与单个叶片不同，对应的光极限范围应该更大 B．CO2极限时，限制光合作用增加的因素可能是CO2浓度或温度 C．在光合作用最适温度条件下适当升温，呼吸速率可能增大，补偿点可能左移 D．实际生产中施肥过多或过少都可能影响到光合作用速率 答案：C 解析：群体对光能的利用更充分，光饱和点较单个叶片更大，所以光极限范围会更大，A正确；CO2极限时，曲线趋于水平，此时光照强度不再是限制因素，可能是其他外界因素，如温度和CO2浓度，B正确；在光合作用最适温度条件下适当升温，光合速率下降，呼吸速率可能增大，导致光补偿点右移，C错误；实际生产中，施肥过多会影响细胞吸水，施肥不足可能影响叶绿素和相关酶的合成，故施肥过多或过少都可能影响到光合作用速率，D正确。 学生用书第89页 　　 考向三　围绕光合作用在农业生产中的应用，考查社会责任 5．（2024·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 答案：B 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吸收的差异性，避免土壤肥力下降，D正确。 6．（2023·商洛二模）粮草间作是农业产业结构调整，改变单一种植结构，提高单位产量的有效途径。苜蓿是重要的经济牧草，玉米是重要的经济作物。苜蓿的根有极强的吸水能力，玉米植株的高度高于苜蓿植株的。某实验小组探究了玉米和苜蓿在单作和间作模式下光合作用的情况，以及间作距离对苜蓿叶绿素含量的影响，结果如图所示。回答下列问题。 (1)与单作相比，间作时玉米和苜蓿的光合速率均有所下降。结合题干信息，可能的原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)间作时，要保持适当的行间距和通风，其作用是 ________________________________________________________________________。 (3)苜蓿叶肉细胞中的叶绿素分布在　　　　　　　　　上。根据实验结果分析，间作距离较小时，苜蓿叶绿素的含量明显较高，其生理意义是_________________________ ________________________________________________________________________。 (4)从作物根系在土壤中分布的角度分析，“一深一浅”的两种作物更适合间作，其原因可能是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案：(1)苜蓿吸水多导致玉米缺水；玉米植株高于苜蓿植株，对苜蓿有遮光作用　(2)避免遮光；有利于CO2的供给，促进光合作用　(3)叶绿体的类囊体薄膜　提高苜蓿对光能的吸收能力，以适应弱光环境　(4)能充分利用不同深度土壤中的营养物质；能有效缓解竞争 解析：(1)根据题意可知，苜蓿具有很强的吸水能力，因此和玉米间作可能会导致玉米缺水，从而使玉米光合速率下降；玉米植株的高度高于苜蓿的，对苜蓿具有遮光作用，会降低苜蓿的光合速率。(2)间作时，保持适当的行间距和通风，既能避免植株叶片之间相互遮光，也有利于CO2的供给，从而促进光合作用。(3)苜蓿叶肉细胞中的叶绿素分布在叶绿体的类囊体薄膜上。根据实验结果分析可知，间作距离较小时，苜蓿叶绿素的含量明显较高，其意义在于较高含量的叶绿素能提高苜蓿对光能的吸收能力，以增强其对弱光环境的适应性，增大光合速率。(4)根系“一深一浅”的作物间作，有利于充分利用不同深度土壤中的营养物质并缓解不同植物根系之间的竞争，提高经济效益。 链接新情境命题12 光抑制与非光化学淬灭(NPQ)　　　　　　　　　 光能超过光合系统所能利用的数量时，光合功能会下降，这种现象称为光抑制。光抑制主要表现为光系统Ⅱ光化学效率以及饱和光强下光合速率的降低，光系统Ⅱ最大光化学效率(Fv/Fm)可用来表示光抑制程度。当光系统从环境中吸收的光能超出其光能利用能力时，光能以热能的形式耗散，称为非光化学淬灭(NPQ)。植物通过“非光化学淬灭(NPQ)”的机制来保护自身，在NPQ的作用下，多余的光能会以热能的形式散失。该机制的启动、关闭特点如图所示。 角度一　考查对教材基本知识的理解应用能力 　(1)在正常情况下，叶绿体中光合色素吸收的光能有两个方面的用途：一是________________________________________________________________________； 学生用书第90页 二是在有关的酶作用下，提供能量促使　　　　　　　　　　。 (2)处在状态　　　　（填图中数字序号）时，可通过启动NPQ避免叶绿体受创，NPQ直接作用于光合作用的　　　　（填“光反应”或“暗反应”）阶段。 (3)引发NPQ机制开启、关闭的环境因素是　　　　，在光照开始一段时间后，叶绿体中光反应、暗反应能够同时、快速、稳定进行的原因，除有稳定的能量来源及物质供应外，还与叶肉细胞中_______________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________（从物质转化角度分析）有关。 角度二　考查实验探究与长句表达能力 　(4)当植物吸收的光能过多时，过剩的光能会对光反应阶段的PSⅡ复合体(PSⅡ)造成损伤，使PSⅡ活性降低，进而导致光合作用强度减弱。细胞可通过非光化学淬灭(NPQ)将过剩的光能耗散，减少多余光能对PSⅡ的损伤。已知拟南芥的H蛋白有2个功能：修复损伤的PSⅡ；参与NPQ的调节。科研人员以拟南芥的野生型和H基因缺失突变体为材料进行了相关实验，结果如图所示。实验中强光照射时对野生型和突变体光照的强度相同，且强光对二者的PSⅡ均造成了损伤。 ①根据本实验，　　　　　（填“能”或“不能”）比较出强光照射下突变体与野生型的PSⅡ活性强弱，理由是____________________________________________________。 ②据图分析，与野生型相比，强光照射下突变体中流向光合作用的能量　　　　　（填“多”或“少”）。若测得突变体的暗反应强度高于野生型，根据本实验推测，原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案：(1) 将水分解成氧气和H＋、e－　ADP与Pi反应形成ATP（或ATP形成）　(2) ②　光反应　(3) 光照强度　ADP和Pi与ATP之间、NADP＋与NADPH之间不断迅速转化，且处于动态平衡中　(4) ①不能　突变体PSⅡ系统光损伤小但不能修复，野生型光PSⅡ系统损伤大但能修复　②少　突变体NPQ强度高，PSⅡ系统损伤小，PSⅡ活性高，光反应产物多 解析：据图分析，强光照射下突变体的NPQ强度/相对值比野生型的高，能减少强光对PSⅡ复合体造成损伤。但是野生型含有H蛋白，能对损伤后的PSⅡ进行修复，故不能确定强光照射下突变体与野生型的PSⅡ活性强弱；据图分析，强光照射下突变体中NPQ强度/相对值高，而NPQ能将过剩的光能耗散，从而使流向光合作用的能量减少；突变体的NPQ强度大，能够减少强光对PSⅡ的损伤且减少作用大于野生型H蛋白的修复作用，这样导致突变体的PSⅡ活性高，能为暗反应提供较多的NADPH和ATP促进暗反应进行，因此突变体的暗反应强度高于野生型。 重温高考　典题演练 1．（2023·北京卷）在两种光照强度下，不同温度对某植物CO2吸收速率的影响如图。对此图理解错误的是(　　) A．在低光强下，CO2吸收速率随叶温升高而下降的原因是呼吸速率上升 B．在高光强下，M点左侧CO2吸收速率升高与光合酶活性增强相关 C．在图中两个CP点处，植物均不能进行光合作用 D．图中M点处光合速率与呼吸速率的差值最大 答案：C 解析：CO2吸收速率代表净光合速率，低光强下，CO2吸收速率随叶温升高而下降的原因是呼吸速率上升，需要从外界吸收的CO2减少，A正确；在高光强下，M点左侧CO2吸收速率升高主要原因是光合酶的活性增强，B正确；CP点代表呼吸速率等于光合速率，植物可以进行光合作用，C错误；图中M点处CO2吸收速率最大，即净光合速率最大，也就是光合速率与呼吸速率的差值最大，D正确。 2．（2022·湖南卷改编）在夏季晴朗无云的白天，10时左右某植物光合作用强度达到峰值，12时左右光合作用强度明显减弱。光合作用强度减弱的原因可能是(　　) A．叶片蒸腾作用强，失水过多使气孔部分关闭，进入体内的CO2量减少 B．光合酶活性降低，呼吸酶不受影响，呼吸释放的CO2量大于光合固定的CO2量 C．叶绿体内膜上的部分光合色素被光破坏，吸收和传递光能的效率降低 D．光反应产物积累，产生反馈抑制，叶片转化光能的能力上升 答案：A 解析：夏季中午叶片蒸腾作用强，失水过多使气孔部分关闭，进入体内的CO2量减少，暗反应减慢，光合作用强度明显减弱，A正确；夏季中午气温过高，导致光合酶活性降低，呼吸酶不受影响（呼吸酶最适温度高于光合酶），光合作用强度减弱，但此时光合作用强度仍然大于呼吸作用强度，即呼吸释放的CO2量小于光合固定的CO2量，B错误；光合色素分布在叶绿体的类囊体薄膜而非叶绿体内膜上，C错误；夏季中午叶片蒸腾作用强，失水过多使气孔部分关闭，进入体内的CO2量减少，暗反应减慢，导致光反应产物积累，产生反馈抑制，使叶片转化光能的能力下降，光合作用强度明显减弱，D错误。 学生用书第91页 3.（2022·北京卷）光合作用强度受环境因素的影响。车前草的光合速率与叶片温度、CO2浓度的关系如图。据图分析不能得出(　　) A．低于最适温度时，光合速率随温度升高而升高 B．在一定的范围内，CO2浓度升高可使光合作用最适温度升高 C．CO2浓度为200 μL·L-1时，温度对光合速率影响小 D．10 ℃条件下，光合速率随CO2浓度的升高会持续提高 答案：D 解析：分析题图可知，当CO2浓度一定时，光合速率会随着温度的升高而增大，达到最适温度时，光合速率达到最高值，后随着温度的继续升高而减小，A正确。分析题图可知，当CO2浓度为200 μL·L-1时，最适温度为25 ℃左右；当CO2浓度为370 μL·L-1时，最适温度为30 ℃；当CO2浓度为1 000 μL·L-1时，最适温度接近40 ℃，可以表明在一定范围内，CO2浓度的升高会使光合作用最适温度升高，B正确。分析题图可知，当CO2浓度为200 μL·L-1时，光合速率随温度的升高而改变的程度不大，光合速率在温度的升高下，持续在数值为10处波动，而CO2浓度为其他数值时，光合速率随着温度的升高变化程度较大，曲线有较大的变化趋势，所以表明CO2浓度为200 μL·L-1时，温度对光合速率影响小，C正确。分析题图可知，10 ℃条件下，CO2浓度为200 μL·L-1至370 μL·L-1时，光合速率有显著提高，而370 μL·L-1至1 000 μL·L-1时，光合速率无明显的提高趋势，而且370 μL·L-1时与1 000 μL·L-1时，两者光合速率数值接近同一数值，所以不能表明10 ℃条件下，光合速率随CO2浓度的升高会持续提高，D错误。 4．（2023·浙江6月选考）植物工厂是一种新兴的农业生产模式，可人工控制光照、温度、CO2浓度等因素。不同光质配比对生菜幼苗体内的叶绿素含量和氮含量的影响如图甲所示，不同光质配比对生菜幼苗干重的影响如图乙所示。分组如下：CK组（白光）、A组（红光∶蓝光＝1∶2）、B组（红光∶蓝光＝3∶2）、C组（红光∶蓝光＝2∶1），每组输出的功率相同。 回答下列问题。 (1)光为生菜的光合作用提供　　　　　　，又能调控生菜的形态建成。生菜吸收营养液中含氮的离子满足其对氮元素需求，若营养液中的离子浓度过高，根细胞会因　　　　　　作用失水造成生菜萎蔫。 (2)由图乙可知，A、B、C组的干重都比CK组高，原因是___________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 由图甲、图乙可知，选用红、蓝光配比为　　　　　　　　　，最有利于生菜产量的提高，原因是______________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)进一步探究在不同温度条件下，增施CO2对生菜光合速率的影响，结果如图丙所示。由图可知，在25 ℃时，提高CO2浓度对提高生菜光合速率的效果最佳，判断依据是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 植物工厂利用秸秆发酵生产沼气，冬天可燃烧沼气以提高CO2浓度，还可以　　　　　　　　　　　　　，使光合速率进一步提高，从农业生态工程角度分析，优点还有________________________________________________________________________。 答案：(1)能量　渗透　(2)与CK组相比，A、B、C组使用的是红光和蓝紫光，光合色素主要吸收红光和蓝紫光，A、B、C组吸收的光更充分，光合作用速率更高，植物干重更高　红光∶蓝光＝3∶2　当光质配比为B组（红光∶蓝光＝3∶2）时，植物叶绿素和氮含量都比A组（红光∶蓝光＝1∶2）、C组（红光∶蓝光＝2∶1）高，有利于植物的光合作用，即B组植物的光合作用速率大于A组（红光∶蓝光＝1∶2）、C组（红光∶蓝光＝2∶1），净光合速率更大，积累的有机物更多　(3)25 ℃时，高CO2浓度下和大气CO2浓度下生菜的光合速率均较高，且25 ℃时高CO2浓度下的光合速率与大气CO2浓度下生菜的光合速率的差值较大　提高温度　有利于实现物质的循环利用，提高能量利用率，减少环境污染 解析：(1)叶绿体中的光合色素能够吸收、传递和转化光能。光为生菜的光合作用提供了能量。若营养液中的离子浓度过高，则营养液的浓度大于根细胞的细胞液浓度，可导致根细胞发生渗透失水。(2)分析可知，A、B、C组的干重都高于CK组，这是因为光合色素主要吸收红光和蓝紫光，因此与CK组相比，不同配比的红光和蓝光的组别光合速率高，有机物积累多。B组（红光∶蓝光＝3∶2）的氮含量、叶绿素含量以及干重均最高，因此当红、蓝光的配比为红光∶蓝光＝3∶2时，最有利于生菜产量的提高。(3)温度为25 ℃时，高CO2浓度下和大气CO2浓度下生菜的光合速率均较高，且高CO2浓度下生菜的光合速率与大气CO2浓度下生菜的光合速率的差值较大。因此在25 ℃时，提高CO2浓度对提高生菜光合速率的效果最佳。植物工厂利用秸秆发酵生产沼气，冬天可燃烧沼气以提高CO2浓度和温度，从而使植物光合速率进一步提高。利用秸秆发酵生产沼气，有利于实现物质的循环利用，提高能量的利用率，增加作物产量，减少环境污染。 （时间：40分钟，满分：50分） （本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！） 一、单项选择题（每小题2分，共20分） 1．图1表示空气中的CO2含量对某绿色植物净光合作用的影响，图2表示一天（24小时）内蔬菜大棚中CO2浓度随时间的变化曲线（水平虚线为实验开始时大棚内的CO2浓度），图3是绿叶中色素的提取和分离实验的结果，下列说法正确的是(　　) A．图1中N点之后影响净光合作用的因素仍然是CO2含量 B．图2中D点和H点的光合作用强度与呼吸作用强度相等 C．图2中G点时大棚中植物体内有机物的含量比A点时少 D．图3中丁为胡萝卜素，主要吸收蓝紫光和红光，在层析液中的溶解度最大 答案：B 解析：图1中N点之后随着CO2含量增加，CO2吸收量不再增加，CO2含量不再是影响净光合作用的因素，A错误；图2中D点和H点的光合作用强度与呼吸作用强度相等，B正确；图2中DH段大棚内的CO2浓度一直下降，说明光合作用强度大于呼吸作用强度，有机物不断积累，故G点时大棚中植物体内有机物的含量大于A点时，C错误；图3中甲为叶绿素b、乙为叶绿素a、丙为叶黄素、丁为胡萝卜素，胡萝卜素主要吸收蓝紫光，在层析液中的溶解度最大，D错误。 2．图甲为研究光合作用的实验装置，用打孔器在某植物的叶片上打出多个圆片，再用气泵抽出气体直至叶片沉底，然后将等量的叶圆片转至不同温度的相同浓度的NaHCO3溶液中，给予一定的光照，测量每个培养皿叶片上浮至液面所用的平均时间（图乙）。下列相关叙述错误的是(　　) A．利用图甲装置，可研究CO2浓度对该植物光合速率的影响 B．叶圆片上浮至液面的时间可反映叶圆片释放O2的速率大小 C．图乙ab段说明随着水温的增加，净光合速率逐渐增大 D．通过图乙能确定影响总光合作用的最适温度在bc之间 答案：D 解析：图甲装置中可通过改变NaHCO3溶液的浓度来研究CO2浓度对叶圆片光合速率的影响，A正确。叶圆片上浮的原因是光合作用产生的O2量大于有氧呼吸消耗的O2量，细胞释放O2越多，产生浮力越大，因此叶圆片上浮至液面所需时间可反映叶圆片净光合速率的大小，B正确。ab段曲线表示随着温度的增加，叶圆片上浮至液面所需要的时间缩短，说明O2产生速率加快，净光合速率逐渐增大，C正确。由图乙可知，在bc温度范围内，叶圆片的净光合速率最大，所以净光合作用对应的最适温度在bc段。但总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率，而各温度下叶圆片的呼吸速率未知，所以无法确定总光合作用的最适温度，D错误。 3．（2023·阿勒泰地区三模）将正常生长的绿萝在黑暗中放置24 h，取形态相近的枝条水培于1～4组烧杯中，按下表处理6 h。各处理组取1.5 g叶片，用无水乙醇水浴加热脱色后晾干，用研钵研碎并溶解淀粉，定量测定淀粉浓度，结果如表。下列对该实验的推测不合理的是(　　) 编号 处理组 淀粉浓度/(g/L) 1 黑暗、清水组 0 2 40 W光照，清水组 0.243 3 40 W光照、0.1%NaHCO3组 0.844 4 40 W光照、1.0%NaHCO3组 1.452 A.黑暗处理24 h的叶片呼吸作用会导致淀粉减少 B．自变量是光照的有无和NaHCO3溶液浓度的不同 C．能检测到淀粉说明叶片净光合作用速率大于零 D．随NaHCO3溶液浓度增高淀粉合成量会增多 答案：D 解析：黑暗处理24 h目的是使叶片通过呼吸作用消耗原有的淀粉，A正确；观察各组处理的不同条件可知，自变量是光照的有无和NaHCO3溶液浓度的不同，B正确；由1组可知，黑暗处理24 h已消耗完原有淀粉，因此能检测到淀粉说明叶片净光合作用速率大于零，C正确；该实验的NaHCO3溶液浓度只有0.1%和1.0%两组数据，无法确定其他浓度情况下淀粉合成量的变化，D错误。 4．（2023·山东临沂二模）某生物兴趣小组在实验室中模拟夏季一天中的光照强度，并测定苦菊幼苗光合速率的变化情况，结果如下图所示。下列叙述正确的是(　　) A．若b点时天气突然转阴，叶肉细胞叶绿体中C3含量降低 B．一天中不同时间的不同光照强度下，苦菊幼苗的光合速率可能相同 C．一天中不同时间的相同光照强度下，苦菊幼苗的光合速率一定不同 D．若a点时叶片的净光合速率为0，则此状态下苦菊幼苗的干重保持不变 答案：B 解析：若b点时天气突然转阴，则光反应速率下降，光反应为暗反应提供的ATP和NADPH减少，暗反应中C3的还原速率下降，叶肉细胞叶绿体中C3含量升高，A错误；图中abc中的b点是上午某个时间点，deb中的b点是下午某个时间点，一天中不同时间的不同光照强度下，苦菊幼苗的光合速率可能相同，B正确；c、e点是一天中不同时间的相同光照强度下，此时苦菊幼苗的光合速率不同，但b点也是一天中不同时间的相同光照强度下，苦菊幼苗的光合速率相同，C错误；若a点时叶片的净光合速率为0，则此时叶片的真正光合速率等于呼吸速率，而幼苗的根、茎等器官只进行呼吸作用分解有机物，则此状态下苦菊幼苗的干重下降，D错误。 5．光补偿点是指植物的光合速率与呼吸速率相等时的光照强度。光饱和点是指植物的光合速率达到最大时所需要的最小光照强度。下表为三种植物的光补偿点（单位：μmol·m-2·s-1）和光饱和点（单位：μmol·m-2·s-1），其他环境条件相同且最适宜。下列相关叙述错误的是(　　) 植物种类 植物甲 植物乙 植物丙 光补偿点 140 68 39 光饱和点 1 450 1 260 980 A.三种植物中，最适合在较强的光照环境中生长的是植物甲 B．若适当提高温度，则植物丙的光饱和点将变大 C.100 μmol·m-2·s-1的光照强度下，植物乙的有机物积累量比植物甲的多 D．光照强度长期低于光补偿点，不利于植物的正常生长 答案：B 解析：植物甲的光补偿点和光饱和点都最大，所以三种植物中，最适合在较强的光照环境中生长的是植物甲，A正确；温度已是最适温度，若适当提高温度，则植物丙的光饱和点将变小，B错误；100 μmol·m-2·s-1的光照强度下，植物乙的有机物积累量为正值，而植物甲的为负值，C正确；光照强度长期低于光补偿点，有机物积累量为负值，不利于植物的正常生长，D正确。 6．（2024·湖南长沙模拟）叶面积系数是指单位土地面积上的叶面积总和，它与植物群体光合速率、呼吸速率及干物质积累速率之间的关系如图1所示。图2为来自树冠不同层的甲、乙两种叶片的净光合速率变化图解。下列说法正确的是(　　) A．O～a段群体光合速率和干物质积累速率均增加 B．a～b段群体光合速率增加量大于群体呼吸速率增加量 C．c点时甲、乙两种叶片固定CO2的速率相同 D．乙净光合速率最大时所需光照强度低于甲，可判断乙叶片来自树冠上层 答案：A 解析：由图可知：当叶面积系数在O～a段时，随叶面积系数增加，群体光合速率和干物质积累速率均上升，A正确；a～b段群体光合速率增加量小于群体呼吸速率增加量，因而当叶面积系数大于a时，群体干物质积累速率下降，B错误；c点时，甲、乙两种叶片净光合速率相等，均为零，此时光合速率等于呼吸速率，但两种叶片的呼吸速率不同，因此，此时甲、乙两种叶片固定CO2的速率不同，C错误；由于上层叶片对阳光的遮挡，导致下层叶片接受的光照强度较弱，因此下层叶片净光合速率达到最大值时所需要的光照强度较上层叶片低，据此分析图示可推知：乙叶片位于树冠下层，D错误。 7．（2023·湖北孝感中学）将如图所示细胞置于密闭容器中培养。在不同光照强度下细胞内外的CO2和O2浓度在短时间内发生了相应变化。下列叙述正确的是(　　) A．黑暗条件下，①④减小 B．光照强度低于光补偿点时，①③增大 C．光照强度等于光补偿点时，②③保持不变 D．光照强度等于光饱和点时，②④增大 答案：C 解析：黑暗条件下，细胞只有呼吸作用，呼吸作用消耗氧气产生的CO2扩散至细胞外，因此①增大、④减小，A错误；光照强度低于光补偿点时，光合作用强度小于呼吸作用强度，此时①增大、③减小，B错误；光照强度等于光补偿点时，光合作用强度等于呼吸作用强度，②、③保持不变，C正确；光照强度等于光饱和点时，光合作用强度大于呼吸作用强度，②减小、④增大，D错误。 8．（2024·山东菏泽调研）下图1表示甲、乙两种植物净光合速率随光照强度的变化趋势。下图2表示将植物甲置于CO2浓度不同的环境条件下，其光合速率受光照强度影响的变化趋势。下列相关说法错误的是(　　) A．甲、乙两种植物单独种植时，若种植密度过大，则净光合速率下降幅度较大的是植物乙 B．甲、乙两种植物光合作用过程中都可以通过水的光解为其细胞代谢提供O2和NADPH C．若图2中光照强度由D点升高至E点，则短时间内ATP/ADP的值会增大 D．与图2中的E点相比，限制F点光合速率的主要因素是CO2浓度 答案：A 解析：甲、乙两种植物中，植物乙的光补偿点更低，更适合光线弱的环境，过度密植时植物甲受影响更大，A错误；光合作用中水的光解会释放O2，产生NADPH，B正确；当光照强度由D点升高至E点时，光反应增强，产生的ATP增多，短时间内ATP/ADP的值会增大，C正确；图2中E点和F点光照强度相同，CO2浓度不同，所以限制F点光合速率的主要因素是CO2浓度，D正确。 9．（2023·安徽一模）为了探究光照强度和土壤含水量对密闭容器中某植株光合速率的影响，研究小组进行了相关实验，实验处理及其结果如图所示，其中20%、40%、60%为土壤含水量，弱、中、强为光照强度，光合速率的单位为mgCO2·dm-2·h-1。据图分析，下列叙述正确的是(　　) A．相同土壤含水量下，随着图中光照强度的增加，光合速率随之增强 B．相同光照强度下，随着图中土壤含水量的增加，光合速率随之增强 C．中强度光照和土壤含水量为40%的条件最有利于该植株的生长 D．弱强度光照条件下，土壤含水量不是限制该植株光合作用的环境因素 答案：B 解析：相同土壤含水量下如20%（或40%、60%）含水量时，随着图中光照强度的增加，光合速率先升高后降低，A错误；相同光照强度下如弱光照（或中、强光照），随着图中土壤含水量的增加，光合速率随之增强，B正确；图中的实验条件中，中强度光照和土壤含水量为60%的条件最有利于该植株的生长，C错误；弱强度光照条件下，随着土壤含水量的增加，该植株光合作用随之增强，说明弱强度光照条件下，土壤含水量是限制该植株光合作用的环境因素，D错误。 10．（2024·山东淄博调研）如图甲表示水稻叶肉细胞在光照强度分别为0、4、8、12 klx时，单位时间释放的气体总量的变化，图乙表示用水稻叶片实验时光合速率与光照强度的关系。下列有关叙述正确的是(　　) A．图甲中，光照强度为8 klx时，细胞的光合作用速率等于呼吸作用速率 B．图乙中，限制E、F、G点叶片光合速率的主要环境因素为光照强度 C．图乙中，如果增大CO2浓度，曲线和X轴的交点F点可能向右移动 D．图甲中，光照强度为12 klx时，单位时间内叶肉细胞固定了12个单位的CO2 答案：D 解析：图甲中，光照强度为8 klx时，氧气释放量大于0，说明净光合量大于0，细胞的光合作用速率大于呼吸作用速率，A错误；图乙中，限制E、F点叶片光合作用速率的主要环境因素为光照强度，G点达到光饱和点，光照强度不再是限制因素，B错误；图乙中，F点为光补偿点，增大CO2浓度，光合作用可能会增大，曲线与横轴交点将左移，C错误；图甲中，光照强度为12 klx时，单位时间内叶肉细胞吸收了8个单位的CO2，因光照强度为0时呼吸作用产生了4个单位的CO2，则光照强度为12 klx时，一共固定了8＋4＝12个单位的CO2，D正确。 二、多项选择题（每小题4分，共12分） 11．（2023·湖南邵阳开学考）CO2浓度增加会对植物光合作用速率产生影响。研究人员以大豆、甘薯、花生、水稻、棉花作为实验材料，分别进行三种不同实验处理，甲组提供大气CO2浓度(375 μmol·mol-1)，乙组提供CO2浓度倍增环境(750 μmol·mol-1)，丙组先在CO2浓度倍增的环境中培养60 d，测定前一周恢复为大气CO2浓度。整个生长过程保证充足的水分供应，选择晴天上午测定各组的光合作用速率。下列相关叙述正确的是(　　) A.CO2浓度倍增的环境能够提高本实验中作物的光合作用速率 B．突然倍增CO2浓度，暗反应过程中C3化合物含量短时间内会增加 C．丙组的光合作用速率比甲组低的原因可能是固定CO2的酶含量升高 D．CO2浓度倍增实验作物的光合作用速率并未倍增，可能与光反应有关 答案：ABD 解析：由甲组和乙组实验结果比较可知，随着CO2浓度的增加，乙组作物的光合作用速率比甲组的光合作用速率更大，即随着CO2浓度的增加，作物的光合作用速率随之提高，A正确；突然倍增CO2浓度，CO2的固定速率加快，短时间内C3化合物的还原不变，故C3化合物含量短时间内会增加，B正确；甲组和丙组比较可知，作物长期处于高CO2浓度条件下有可能会使固定CO2的酶的活性降低或者是数量减少，C错误；当CO2浓度倍增时，光合速率并没有倍增，其限制因素可能是光反应为暗反应提供的ATP和NADPH不足，可能与光反应有关，D正确。 12．如图为某植株在不同温度（最适温度为25 ℃）、一定光照强度（低于最适光照强度）的环境中，光合作用强度随CO2浓度的变化曲线图。下列相关叙述不正确的是(　　) A．M点对应条件下，该植株叶肉细胞吸收的CO2全部来自其自身线粒体 B．25 ℃时，若光照强度增强，则N点将向左侧移动 C．P点对应条件下，两种温度下该植株光合作用固定的CO2的量相等 D．H点和L点对应条件下，限制光合作用强度的环境因素相同 答案：ACD 解析：M点植物光合作用强度与细胞呼吸强度相等，但由于植物还存在一些细胞不能进行光合作用，所以叶肉细胞光合作用强度大于其自身细胞呼吸强度，因此叶肉细胞吸收的CO2来自其自身线粒体和细胞外，A错误；25 ℃时，若光照强度增强，植物光合作用增加，光补偿点降低，即N点左移，B正确；P点对应条件下，两种温度下该植株光合作用吸收的CO2的量相等，但由于25 ℃时植物细胞呼吸强度大于10 ℃的，所以25 ℃时植物固定的CO2的量多于10 ℃的，C错误；分析题干信息“低于最适光照强度”，H点限制光合作用的因素主要是光照强度，但L点限制因素主要是温度，D错误。 13．（2023·扬州阶段练）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，下列叙述不正确的是(　　) 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 答案：ABC 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，白天没有有机物的积累，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点时，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CO2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，光照强度为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Mg2+是构成叶绿素的重要组成成分，若适当增加土壤中Mg2+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。 三、非选择题（共18分） 14．（8分）研究人员以植物甲（阳生植物）和乙（阴生植物）为材料进行实验，结果如图1和图2所示。请回答下列问题。 (1)图1中，A点时，植物甲在有关酶的催化作用下，C3接受光反应提供的能量并且被NADPH还原后，形成　　　　　　。由A点对应的光照强度升高到B点对应的光照强度，并在此光照强度下光合速率达到稳定的过程中，植物乙光合作用中C3的相对含量变化是________________________________________________________________________。 (2)植物的光补偿点是植物光合CO2吸收量与植物呼吸CO2释放量相等时对应的光照强度。由图1和图2可知，光补偿点的大小可能因　　　　　　　　　　　　的不同而有差异。与阳生植物相比较，阴生植物呼吸速率低，很弱的光合作用就可以使植物光合CO2吸收量与植物呼吸CO2释放量相等，从而可以在　　　　的环境中存活下来。 (3)图2中，为验证在92 μmol·m-2·s-1光强下生长的植物甲光补偿点降低是由环境因素引起的，而非遗传物质的改变造成的，需在此基础上进一步实验，请写出实验思路。________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案：(1)糖类和C5　先下降后上升最后趋于相对稳定　(2)植物种类和生长环境　光照不足　(3)收获在92 μmol·m-2·s-1光强下生长的植物甲的种子种植，使其在920 μmol·m-2·s-1光强下生长，一段时间后，在与图2实验条件完全相同的条件下（重复上述实验），测其光补偿点 解析：(1)图1中，A点植物甲可以进行光合作用，在光反应产生的ATP和NADPH的作用下，在相关酶的催化作用下，C3被还原生成C5和糖类；由A点对应的光照强度升高到B点对应的光照强度，即光照强度增加，会导致光反应产生的ATP和NADPH增加，短时间内C3的还原增加，因此在此光照强度下光合速率达到稳定的过程中，植物乙光合作用中C3的相对含量变化是先下降后上升最后趋于相对稳定。(2)分析图1和图2可知，光补偿点的大小可能因植物种类和生长环境的不同而有差异。根据图1分析，阴生植物的呼吸速率较阳生植物低，且很弱的光合作用就可以使植物光合CO2吸收量与植物呼吸CO2释放量相等，即弱光下就达到了光补偿点，这样可以使其在光照不足的环境中生存下来。(3)实验的目的是验证在92 μmol·m-2·s-1光强下生长的植物甲光补偿点降低是由环境因素引起的，而非遗传物质的改变造成的，根据实验的单一变量原则和对照性原则分析，具体实验思路为收获在92 μmol·m-2·s-1光强下生长的植物甲的种子种植，使其在920 μmol·m-2·s-1光强下生长，一段时间后，在与图2实验条件完全相同的条件下（重复上述实验），测其光补偿点。 15．（10分）（2023·山东烟台期末）油菜终花后叶片大量凋落，角果皮成为生育后期最主要的光合器官。某研究小组设置了3个钾肥梯度(0、60、120 kg/hm2)，分别表示不施钾肥处理(K0)、钾肥施用不足处理(K60)和推荐施钾肥量处理(K120)，研究了不同钾肥用量下油菜角果皮的光合特性，结果如下表所示。 施钾量对油菜角果皮CO2传输特征参数的影响 施钾处理 A/（μmol·m-2·s-1） g5/（mol·m-2·s-1） Ci/（μmol·mol-1） Cc/（μmol·mol-1） K0 6.18 0.08 254.2 59.7 K60 7.68 0.11 272.4 135.9 K120 9.81 0.12 250.8 103.0 （注：A：净光合速率；g5：气孔导度；Ci：胞间CO2浓度；Cc：叶绿体CO2浓度。） (1)用　　　　提取到油菜的光合色素后，可通过对比光合色素对某种波长的光吸收率来计算其叶绿素含量。为减少其他光合色素的干扰，最可能是　　　　（填“红光”、“蓝紫光”或“绿光”），原因是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)据上表分析，推测增施钾肥可以提高角果皮的净光合速率的原因可能是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)大多数植物在干旱条件下，气孔会以数十分钟为周期进行周期性的闭合，这是植物对干旱条件的一种适应性反应，有利于植物生理活动的正常进行。其原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)研究发现，蓝光可激活保卫细胞内的系列生理过程，引发其细胞膜上内向K＋通道打开，K＋大量内流，有利于气孔张开。科研人员培育出保卫细胞中能大量表达K＋通道蛋白的油菜突变体，试图提高气孔开合的动力，即光照增强时气孔打开得更快，光照减弱时关闭的也更快。请简要写出探究增加K＋通道蛋白能否提高气孔开合速率的实验设计思路。________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案：(1)无水乙醇　红光　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，通过比较红光的吸收率，能更准确地计算出叶绿素含量　(2)增施钾肥能够提高角果皮的气孔导度，从而使叶绿体CO2浓度提高，暗反应速率升高　(3)既能降低蒸腾作用强度，又能保障CO2供应，使光合作用正常进行　(4)将正常油菜和油菜突变体置于蓝光下照射，检测正常油菜和油菜突变体气孔开合所需时间随光照强度的变化 解析：(1)用无水乙醇可以提取绿叶中的色素，由于不同色素主要吸收的光不同，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，通过比较红光的吸收率，能更准确地计算出叶绿素含量，所以题意中“某种波长的光”最可能是红光。(2)由表可知，随着钾肥浓度的增大，气孔导度不断增加，从而使叶绿体CO2浓度提高，暗反应速率加快，光合速率加快，进而使角果皮的净光合速率提高。(3)气孔既是CO2进出的场所，也是蒸腾作用的通道，气孔周期性的闭合既能降低蒸腾作用强度，又能保障CO2供应，使光合作用正常进行，有利于植物对干旱条件的适应性。(4)由题可知，油菜突变体的保卫细胞中能大量表达K＋通道蛋白，正常油菜的K＋通道蛋白相对较少，又由于蓝光照射后，可激活保卫细胞内的系列生理过程，引发其细胞膜上内向K＋通道打开，K＋大量内流，有利于气孔张开。所以若要探究增加K＋通道蛋白能否提高气孔开合速率，可将正常油菜和油菜突变体置于蓝光下照射，检测正常油菜和油菜突变体气孔开合所需时间随光照强度的变化，通过对比分析两者结果，从而说明增加K＋通道蛋白与提高气孔开合速率的关系。 学生用书第92页 学科网（北京）股份有限公司 $$