第3单元 第6课时 影响光合作用和细胞呼吸的环境因素-【优化探究】2025年高考生物一轮复习高考总复习配套课件（苏教版2019）

细胞中能量的转换和利用 第三单元 第6课时　影响光合作用和细胞呼吸的环境因素 [课标要求]　1.探究光照强度、CO2浓度等对光合作用强度的影响；关注光合作用与农业生产及生活的联系。2.通过曲线分析认识O2浓度、温度、水分等对细胞呼吸的影响。3.通过种子储藏、酒精发酵等了解细胞呼吸在生产实践中的应用。 内容索引 NEIRONGSUOYIN 光合作用的影响因素及其应用 细胞呼吸的影响因素及其应用 考点二 考点一 课时作业 巩固训练 高考演练 素能提升 课堂落实——10分钟自纠自查 光合作用的影响因素及其应用 考点一 归纳 梳理必备知识 1．探究外界环境因素对光合作用强度的影响(实例：探究不同光质的光对植物光合作用的影响) (1)实验原理 叶绿体中的色素对不同光质的光有不同的吸收峰值。叶绿素a和叶绿素b在________区和________区各有两个吸收高峰，类胡萝卜素的吸收高峰在________区。 蓝光　 红光　 蓝光 (2)实验流程 (3)实验结果分析 脱色后的叶片染色后明显变蓝，说明叶绿体中的色素对该组玻璃纸透过的光的吸收值大。没有明显变蓝的吸收值较小。 2．光照强度对光合作用强度的影响 (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，光反应速率________，产生的NADPH和ATP增多，使暗反应中C3的还原加快，从而使光合作用产物增加。 加快 (2)曲线解读 项目 生理过程 气体交换 生理状态模型 A点 只进行 作用 吸收O2、释放CO2   AB段 呼吸作用 光合作用 吸收O2、释放CO2 B点 呼吸作用 光合作用 不与外界进行气体交换   B点以后 呼吸作用 光合作用 吸收CO2、释放O2   呼吸　 大于 等于 小于 (3)应用：温室大棚中，适当增强光照强度，以提高光合速率，使作物增产。 3．CO2浓度对光合作用强度的影响 (1)原理：CO2影响暗反应阶段，制约C3的形成。 (2)曲线解读 ①图1中A点表示___________点，即光合速率等于呼吸速率时的CO2浓度。 ②图2中A′点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度。 ③B点和B′点对应的CO2浓度都表示______________点。 (3)应用：在农业生产上可以通过通风，增施农家肥等增大CO2浓度，提高光合速率。 CO2补偿 CO2饱和 4．温度对光合作用强度的影响   (1)原理：温度通过影响____________影响光合作用，主要制约暗反应。 (2)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________室内温度，以降低细胞呼吸速率，保证植物有机物的积累。 酶的活性 降低 5．水分和矿质元素对光合作用强度的影响 (1)原理 ①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。 ②矿质元素通过影响与光合作用有关的化合物的合成，对光合作用产生直接或间接的影响。 (2)应用：施肥的同时，往往要适当浇水，小麦的光合速率会更大，此时浇水的原因是肥料中的矿质元素只有溶解在水中，以________形式存在，才能被作物根系吸收。同时，可以保证小麦吸收充足的水分，保证叶肉细胞中CO2的供应。 离子 6．影响光合作用的内部因素 (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 活 性 (3)植物叶面积指数 不再增加 合理密植 拓展 深挖教材细节 如图是在夏季晴朗的白天，某种绿色植物叶片光合作用强度的曲线图。分析曲线图并回答问题。 (1)7～10时的光合作用强度不断增强的原因是____________________。 (2)10～12时左右的光合作用强度明显减弱的原因是_________________ ____________________________________________________________。 (3)14～17时的光合作用强度不断下降的原因是____________________。 (4)从图中可以看出，限制光合作用的因素有________________。 (5)依据本题提供的信息，提出提高绿色植物光合作用强度的一些措施：_________________________________________________________ ___________________________________________________。 光照强度逐渐增大 气孔开度减小，CO2无法进入叶片组织，致使光合作用暗反应受到限制 此时温度很高，导致 光照强度不断减弱 光照强度、温度 可以利用温室大棚控制光照强度、温度的方式，如补光、遮阴、升高室温、喷淋降温等，提高绿色植物光合作用强度 突破 强化关键能力 1．如图表示测定金鱼藻光合作用强度的密闭实验装置，氧气传感器可监测O2量的变化。已知光饱和点是指植物光合速率达到最大时的最小光照强度。下列叙述错误的是(　　) A.NaHCO3溶液可以为金鱼藻光 合作用提供CO2 B．单色光照射时，相同光照强 度下一定时间内用红光比用绿光测到的O2量多 C．氧气传感器测到的O2量就是金鱼藻光合作用产生的O2量 D．拆去滤光片，改变光照强度，并将所得数据绘制成曲线可推知其光饱和点 C 氧气传感器测到的O2量就是金鱼藻净光合作用产生的O2量，即总光合作用产生的O2量与呼吸作用消耗的O2量的差值，C错误。 2．(2024·九省联考广西卷，7)在华南地区秋冬种植的白菜、油菜等蔬菜，引种到西北高原地区夏季种植，常会生长得更加旺盛，导致这种现象的原因不包括(　　) A.光照时间长让植物有更多的光合作用时长 B．光照强度大使植物具有更高的光合作用速率 C．紫外线吸收增加使植物光合作用强度增大 D．昼夜温差更大有利于光合作用产物的积累 C 西北高原地区夏季光照时间长，植物有更多的光合作用时长，A正确；西北高原地区夏季光照强度大，植物具有更高的光合作用速率，B正确；一般情况下，光合色素吸收的是可见光，而紫外线是不可见光，植物不吸收，C错误；西北高原地区夏季昼夜温差大，白天温度高，光合作用强，夜间温度低，呼吸作用弱，有利于有机物的积累，D正确。 细胞呼吸的影响因素及其应用 考点二 归纳 梳理必备知识 1．内部因素 (1)遗传特性：不同种类的植物呼吸速率不同。 实例：一般来说，旱生植物小于水生植物，阴生植物小于阳生植物。 (2)生长发育时期：同一植物在不同的生长发育时期呼吸速率不同。 实例：一般在幼苗期、开花期等生长旺盛期呼吸速率高，成熟期呼吸速率低。 (3)器官类型：同一种植物的不同器官呼吸速率不同。 实例：一般生殖器官大于营养器官；幼嫩的组织器官比衰老的组织器官的细胞呼吸速率高。 2．外界因素 (1)温度   ①原理：细胞呼吸是一系列酶促反应，温度通过影响____________进而影响细胞呼吸速率。 ②应用：储存水果、蔬菜时应选取____________(填“高温”“零上低温”或“零下低温”)。 酶的活性　 零上低温 (2)O2浓度 ①原理：O2是有氧呼吸所必需的，且O2对无氧呼吸过程有________作用。 ②解读 a．O2浓度低时，______呼吸占优势。 b.随着O2浓度增大，无氧呼吸逐渐被抑制，________呼吸不断加强。 c．当O2浓度达到一定值后，随着O2浓度增大，有氧呼吸不再加强(受呼吸酶数量等因素的影响)。 d．对总呼吸曲线解析：总呼吸趋势变化是随着氧气浓度变化先降低后升高最后趋于平衡。所以总呼吸最低点为0～10%之间的低氧浓度，故储存水果、蔬菜时除选取零上低温处，还需低氧气浓度。 抑制　 无氧 有氧 ③应用 a．选用透气的消毒纱布包扎伤口，抑制破伤风芽孢杆菌等厌氧细菌的无氧呼吸。 b．作物栽培中及时松土，保证根的正常细胞呼吸。 c．提倡慢跑，防止肌细胞无氧呼吸产生________。 d．稻田定期排水，抑制无氧呼吸产生________，防止酒精中毒，烂根死亡。 乳酸 酒精 (3)CO2浓度 ①原理：CO2是细胞呼吸的最终产物，积累过多会________(填“促进”或“抑制”)细胞呼吸的进行。 ②应用：在蔬菜和水果保鲜中，增加CO2浓度可抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗。 抑制 (4)含水量   ①解读：一定范围内，细胞中自由水含量越多，代谢越________，细胞呼吸越强。 ②应用：粮食储存前要进行晒干处理，目的是降低粮食中的________含量，降低细胞呼吸强度，减少储存时有机物的消耗。水果、蔬菜储存时保持一定的湿度。 旺盛 自由水 拓展 深挖教材细节 1．科研小组研究了低氧胁迫对某种植物根细胞呼吸作用的影响。取该种植物甲、乙两个品种，分别在正常通气和低氧条件下进行实验，并在一周后测定根系中乙醇的含量，结果如表所示。 项目 品种甲 品种乙 正常通气一周后乙醇含量/(μmol·g-1) 2.5 2.5 低氧处理一周后乙醇含量/(μmol·g-1) 6 4 (1)该实验的自变量是____________________。 (2)低氧条件下，品种________对氧气浓度的变化较为敏感，判断依据是__________________________________________________________。 (3)若长期处于低氧条件下，该种植物两个品种吸收无机盐的速率均会下降，原因是__________________________________________________ _______________________________________________________。 通气状况、植物品种 甲 与品种乙相比，低氧处理后品种甲根系中乙醇含量的上升幅度较大 低氧条件下，根细胞主要进行无氧呼吸，产生的ATP减少，用于吸收无机盐的能量减少，吸收无机盐的速率会下降 2．密封地窖能长时间储存水果、地瓜、马铃薯等，其原因是什么？ 提示：密封的地窖CO2浓度高，能够抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗。 突破 强化关键能力 1．(2024·江苏常州一模)我国既要抓好粮食生产，同时还要重视粮食储备，全力打造“大国粮仓”。下列关于现代储粮技术的叙述，错误的是(　　) A．气控：控制环境中的气体比例，创造无氧环境抑制谷物的有氧呼吸 B．干控：控制谷物的水分，以抑制谷物、微生物、害虫的呼吸作用 C．温控：控制谷物的储藏温度，创造一个不利于虫霉生长的低温环境 D．化控：指利用少量药物阻断虫霉正常的代谢过程，达到杀虫抑菌目的 A 无氧环境会促进谷物进行无氧呼吸，不利于谷物的储备，储存时需要创造一个低氧环境来抑制谷物的有氧呼吸和无氧呼吸，A错误；降低谷物的水分，从而降低谷物的新陈代谢，以抑制谷物、微生物、害虫的呼吸作用，B正确；控制谷物储藏温度，创造一个不利于虫霉生长的低温环境，从而达到储粮的目的，C正确；利用少量药剂产生的毒气阻断虫霉正常的代谢过程，达到杀虫抑菌目的，从而达到储粮的目的，D正确。 2．玉米根细胞长时间水淹，无氧呼吸导致能量供应不足，液泡膜上的H＋转运受阻，细胞质基质中H＋积累，乳酸的生成也使细胞质基质pH降低，进而引起细胞酸中毒。此时，细胞可通过呼吸代谢途径的改变来适应缺氧环境。在无氧条件下，玉米根细胞经呼吸作用释放CO2的速率随时间的变化趋势如图所示，下列相关叙述错误的是(　　) A．正常玉米根细胞中H＋由细胞质基质进 入液泡的方式为主动运输 B．玉米根细胞无氧条件下的细胞呼吸可 通过丙酮酸产乳酸途径转换为产酒精途径， 延缓细胞酸中毒 C．a～b时间内，由于呼吸代谢途径的改变，每分子葡萄糖经无氧呼吸分解后生成的ATP增加 D．如果缺氧时间过长，无氧呼吸产生的酒精也会对细胞产生毒害作用 C 根据题意可知，无氧呼吸导致能量供应不足，液泡膜 上的H＋转运受阻，细胞质基质中H＋积累，说明H＋的 转运需要能量，因此正常玉米根细胞中H＋由细胞质基 质进入液泡的方式为主动运输，A正确；玉米无氧呼吸 导致细胞质基质中H＋积累，乳酸的生成也使细胞质基 质pH降低，进而引起细胞酸中毒，细胞可通过呼吸代谢 途径的改变来适应缺氧环境，在无氧的条件下产生二氧化碳，即玉米根细胞无氧条件下的细胞呼吸可通过丙酮酸产乳酸途径转换为产酒精途径，延缓细胞酸中毒，B正确；a～b时间内，呼吸代谢由丙酮酸产乳酸途径转换为产酒精途径，但大部分的能量还是贮存在酒精中，每分子葡萄糖经无氧呼吸分解后生成的ATP并不会增加，C错误；如果缺氧时间过长，玉米持续进行无氧呼吸产生的酒精也会对细胞产生毒害作用，D正确。 高考演练 素能提升 2 3 1 4 1．(2022·海南卷，3)某小组为了探究适宜温度下CO2浓度对光合作用的影响，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 B 2 3 1 4 本实验的目的是探究适宜温度下CO2浓度对光合作 用的影响，自变量是CO2浓度(通过等体积不同浓度 的NaHCO3溶液来实现)，温度、光照等属于无关变 量，应相同且适宜，A错误；实验中所用的菠菜叶 圆片已进行排气处理，叶圆片通过光合作用释放氧 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% NaHCO3溶液中叶圆片上浮平均时长最长，表明其光合速率最低，C错误；若从适宜温度降低到4 ℃，与光合作用相关的酶的活性降低，导致光合速率降低，则各组叶圆片上浮所需时长均会延长，D错误。 2 3 1 4 2．(2023·北京卷，3)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 C 2 3 1 4 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 3 1 4 3．(2023·湖南卷，5)食品保存有干制、腌制、低温保存和高温处理等多种方法。下列叙述错误的是(　　) A．干制降低食品的含水量，使微生物不易生长和繁殖，食品保存时间延长 B．腌制通过添加食盐、糖等制造高渗环境，从而抑制微生物的生长和繁殖 C．低温保存可抑制微生物的生命活动，温度越低对食品保存越有利 D．高温处理可杀死食品中绝大部分微生物，并可破坏食品中的酶类 C 2 3 1 4 干制能降低食品中的含水量，使微生物不易生长和繁殖，进而延长食品保存时间，A正确；腌制过程中添加食盐、糖等可制造高渗环境，从而抑制微生物的生长和繁殖，B正确；低温保存可以抑制微生物的生命活动，但不是温度越低越好，一般果蔬的保存温度为零上低温，C错误；高温处理可杀死食品中绝大部分微生物，并通过破坏食品中的酶类，降低酶类对食品有机物的分解，有利于食品保存，D正确。 2 3 1 4 4．(2023·山东卷，21)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：①修复损伤的PSⅡ；②参与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。 2 3 1 4 (1)该实验的自变量为________________________________________。 该实验的无关变量中，影响光合作用强度的主要环境因素有______________________(答出2个因素即可)。 有无光照、拟南芥类型(或有无H基因或H蛋白 温度、CO2浓度、水 (1)从题图可以看出该实验有两个自变量，一是有无光照，二是拟南芥类型(或有无H基因或H蛋白)。该实验的无关变量中，影响光合作用强度的主要环境因素有温度、CO2浓度、水等。 2 3 1 4 (2)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_____________________________ ________________________________。 不能 野生型PSⅡ损伤大但能修复；突 变体PSⅡ损伤小但不能修复 (2)野生型PSⅡ损伤大，但损伤可被H蛋白修复；突变体PSⅡ损伤小，无H蛋白修复损伤，所以不能比较出强光照射下突变体和野生型的PSⅡ活性强弱。 2 3 1 4 (3)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____________________________________ ____________________________________________。 少 突变体NPQ高，PSⅡ损伤小，虽无H蛋白 修复但PSⅡ活性高，光反应产物多 (3)强光照射下，突变体通过NPQ增加了光能的耗散，流向光合作用的能量减少。若测得突变体的暗反应强度增加，通过实验推测原因可能是突变体NPQ强度高，PSⅡ损伤小，虽无H蛋白修复但PSⅡ活性高，光反应产物多。 课堂落实——10分钟自纠自查 一、易错易混诊断 1．当温度改变时，不管是光反应还是暗反应都会受影响，但主要是影响暗反应。( ) 2．水分能影响气孔的开闭，间接影响CO2进入植物体内，从而影响光合作用。( ) 3．实验中测得的O2产生量是植物光合作用实际产生的总O2量。( ) √ √ × 4．酿酒过程的早期需要不断通气的目的是促进酵母菌有氧呼吸产生酒精。( ) 5．严格的无氧环境有利于水果保鲜是因为此条件下细胞呼吸分解有机物最少。( ) 6．破伤风芽孢杆菌是一种厌氧菌，皮肤破损较深的患者，应及时清洗伤口并到医院注射破伤风抗毒血清。( ) × × √ 二、情境长句设问 甜种油柑可生吃，也可制成饮品，潮汕地区是甜种油柑的主产区，某学习小组以普宁某果园的同一品种、长势相近的甜种油柑为研究对象，设置不同的温度，其他环境条件保持相同或相似，种植一段时间后，测定相关指标，结果如表所示，探究温度对甜种油柑树光合作用的影响。(注：Rubisco酶是一种催化CO2固定的酶。) 组别 温度/℃ 光合速率/(μmol·m-2·s-1) 叶绿素含量/(mg·dm-2) Rubisco酶相对表达量 Rubisco酶活性/ (U·mL-1) ① 30 15.1 4.2 0.83 154 ② 20 12.8 4.1 0.65 155 ③ 10 7.5 3.5 0.23 63 (1)根据以上信息，该实验的自变量是____________，从环境因素角度分析，影响该实验的主要无关变量是____________________(写出2点即可)。 不同的温度 光照强度、CO2浓度 (1)据题表分析可知，该实验的自变量是不同的温度，从环境因素角度分析，影响该实验的主要无关变量是光照强度、CO2浓度。 (2)分析上表信息，Rubisco酶的最适温度大概处于____________范围内。 20～30 ℃ (2)Rubisco酶活性在20 ℃和30 ℃是相对较高分别为155、154，Rubisco酶的最适温度大概处于20～30 ℃范围内。 (3)对比分析组别①②，组别②光合速率下降的主要原因最可能是_____________________________________________________________________________________________。 对比分析组别①②③，组别③在三组实验中光合速率最低，低温抑制光合作用的机理可能是____________________________________________ _________________________________________________________________________________________________________。 组别②Rubisco酶相对表达量下降，CO2固定量降低，导致暗反应速率下降(进而导致光合速率下降) 低温抑制叶绿素的合成(或低温促进叶绿素的降解)导致叶绿素的含量降低，抑制Rubisco酶的表达和降低其活性，导致光反应速率和暗反应速率均下降(从而抑制光合速率) (3)对比分析组别①②，②的光合速率相对较低，主要原因是组别②Rubisco酶相对表达量下降，CO2固定量降低，导致暗反应速率下降(进而导致光合速率下降)。对比分析组别①②③，组别③在三组实验中光合速率最低，原因是低温抑制叶绿素的合成(或低温促进叶绿素的降解)导致叶绿素的含量降低，抑制Rubisco酶的表达和降低其活性，导致光反应速率和暗反应速率均下降(从而抑制光合速率)。 课时作业 巩固训练 62 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 一、选择题 1．细胞呼吸和光合作用的原理在农业生产中具有广泛的运用。下列有关叙述错误的是(　　) A．中耕松土有利于根细胞的有氧呼吸，从而促进根细胞对无机盐的吸收 B．农作物生长发育过程中，及时去掉衰老变黄的叶片有利于有机物的积累 C．合理密植和增施有机肥均有利于提高农作物的光合作用强度 D．温室种植农作物时，为促进光合作用，白天要适时通风，以保证O2供应 D 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 松土可以增加土壤中的空气含量，有助于植物根系细胞的有氧呼吸，从而促进根细胞对无机盐的吸收，A正确；农作物生长发育过程中，及时去除衰老变黄的叶片(光合速率较低)，减少有机物的消耗，增加有机物的积累，从而实现增产的目的，B正确；种植过密，植物叶片相互遮盖，被遮盖的叶片不能光合作用但仍然要呼吸作用消耗有机物，这样有机物积累减少；种植过稀，部分光能得不到利用，光能利用率低；增施农家肥，土壤中的微生物会将有机物分解为无机盐和CO2，从而有利于植物的光合作用，故合理密植和增施有机肥均有利于提高农作物的光合作用强度，C正确；温室种植农作物时，为促进光合作用，白天要适时通风，以保证CO2供应，D错误。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 2．农业生产过程中，常采取一些特殊的栽培措施以提高产量，下列措施中，无法达到目的的是(　　) A．将玉米和大豆一起套种，有利于充分利用光能，增加经济收益 B．通过控制光照时间，可提高烟草、莴苣等植物的种子萌发率 C．通过修剪果树枝条，减少叶片相互遮挡，有利于提高果树的产量 D．在辣椒生长期松土，有利于辣椒根系吸收和利用土壤中的有机物 D 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 3．(2024·江苏盐城模拟)植物的气孔一般是指叶片表面的一对保卫细胞围成的小孔，是植物体与外界环境进行水气交换的重要结构，其开闭多遵循昼开夜闭的节律，气孔的分布与开闭对植物适应干旱条件至关重要。下列推断合理的是(　　) A．夏季晴朗的中午，气孔大量关闭，短时间内叶肉细胞中NADPH的含量将下降 B.若某陆生植物平展生长的叶片气孔分布不均匀，则其上表面的气孔数量较多 C．若气孔昼开夜闭的节律与胞间CO2浓度有关，则胞间CO2浓度升高促进气孔关闭 D．沙漠地区的仙人掌气孔遵循昼闭夜开的节律，推测其光合作用在夜晚进行 C 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 夏季晴朗的中午，气孔大量关闭，进入叶肉细胞的CO2减少，C3含量下降，短时间内消耗NADPH减少，叶肉细胞中NADPH的含量将上升，A不符合题意；一般情况下，陆生植物叶片表面的上表面气孔少，下表面多，若某陆生植物平展生长的叶片气孔分布不均匀，则其上表面的气孔数量较少，B不符合题意；若气孔昼开夜闭的节律与胞间CO2浓度有关，夜晚没有光合作用消耗CO2，胞间CO2浓度上升促进气孔关闭，C符合题意；沙漠地区的仙人掌气孔遵循昼闭夜开的节律，是对沙漠干旱地区环境条件的适应，光合作用需要光照，其光合作用在白天进行，晚上不能进行，D不符合题意。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 4．(2024·江苏宿迁高三校考)取若干长势相同的绿色植物，随机分成三组，分别置于相同的密闭透光玻璃罩内，持续光照，结果如图所示。下列叙述错误的是(　　) A．丙装置中植物存活时间最长 B．甲装置中植物细胞呼吸时间最长 C．甲、乙、丙装置中植物的光合作用产物有淀粉和蔗糖 D.该实验能够反映光合作用强度与光照强度的关系 A 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 丙装置中氧气的增加量最多，相对于同等的呼吸作 用，光合作用最大，二氧化碳消耗多，所以丙装置 中的植物存活时间不是最长，A错误；甲装置中氧 气的增加量最少，呼吸作用接近于光合作用，光合作用产生的氧气，能够较为足量提供给呼吸作用，维持平衡，所以甲装置中植物细胞呼吸时间最长，B正确；植物光合作用的产物有淀粉和蔗糖，C正确；自变量是光照强度，因变量是氧气的增加量，且光照作用强度由氧气的增加量表示，所以该实验能够反映光合作用强度与光照强度的关系，D正确。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 5．科研人员检测晴朗天气下露天栽培 和大棚栽培的油桃的光合速率(Pn)日 变化情况，并将检测结果绘制成图。 下列相关说法错误的是(　　) A．光照强度增大是导致ab段、lm段Pn增加的主要原因 B．致使bc段、mn段Pn下降的原因是气孔关闭 C．致使ef段、op段Pn下降的原因是光照逐渐减弱 D．适时浇水、增施农家肥是提高大田作物产量的重要措施 B 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 早晨太阳出来后光照强度不断增大，使得露天 栽培和大棚栽培的油桃的光合速率迅速上升， 即光照强度增大是导致ab段、lm段光合速率 (Pn)增加的主要原因，A正确；大棚栽培条件 下的油桃在bc段光合速率(Pn)下降，主要原因 是太阳出来后旺盛的光合作用消耗大量CO2，使大棚内密闭环境中CO2浓度迅速下降，而露天栽培的油桃在mn段光合速率(Pn)下降，是因为环境温度过高导致气孔关闭，不能吸收CO2，B错误；15时以后，两种栽培条件下的光合速率持续下降，是光照强度逐渐减弱所致，即致使ef段、op段光合速率(Pn)下降的原因是光照逐渐减弱，C正确；适时浇水从而避免植物因缺水导致气孔关闭，增施农家肥从而增加CO2浓度，二者都是提高大田作物产量的重要措施，D正确。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 6．如图表示某绿色植物在15 ℃和25 ℃条件下，光照强度和氧气释放速度的关系。下列说法错误的是(　　) A．当光照强度等于0时，该植物在 25 ℃时比15 ℃多吸收氧气10毫升/小时 B．当光照强度等于5千勒克司时， 该植物在两种温度下制造有机物的量相等 C．当光照强度小于5千勒克司时，适当地降低温度有利于温室内该植物的增产 D．当光照强度大于8千勒克司时，15 ℃下该植物光合作用的制约因素主要是二氧化碳浓度 B 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 当光照强度等于0时，植物只能进行呼吸 作用，由图中数据分析可知，该植物在 25 ℃时比15 ℃多吸收氧气10毫升/小时， A正确；当光照强度等于5千勒克司时， 该植物在两种温度下有机物的积累量相 等，因为25 ℃时比15 ℃的呼吸速率大，故25 ℃时比15 ℃的制造量大，B错误；当光照强度小于5千勒克司时，15 ℃有机物积累量大，所以适当地降低温度有利于温室内该植物的增产，C正确；当光照强度超过8千勒克司时，15 ℃下该植物光合作用的制约因素不是光照强度，为二氧化碳浓度，D正确。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 7．(2024·江苏常州统考)植物在光照、高氧及低二氧化碳情况下可以发生五碳化合物与氧气结合而阻止碳反应的过程。为了研究某种树木树冠上下层叶片光合作用的特性，某同学选取来自树冠不同层的甲、乙两种叶片，分别测定其净光合速率，结果如图所示。下列叙述错误的是(　　) 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 A．甲叶片是树冠下层叶，乙叶片是树冠上层叶 B．实验选材时，所选取的甲、乙两种叶片面积必须相同 C．a、b两点，相同面积的甲、乙两种叶片的叶绿体吸收CO2速率不相等 D．c、d两点，相同面积的甲叶片的叶绿体释放氧气速率可能相等 答案：B 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 由题图可知，甲叶片的净光合速率达到 最大时所需光照强度低于乙叶片，因此 甲叶片是树冠下层叶，乙叶片是树冠上 层叶，A正确；实验选材时，所选取的 甲、乙两种叶片面积不需要相同，因为净光合速率与叶片面积无关，B错误；a、b两点，相同面积的甲、乙两种叶片的叶绿体吸收CO2速率不相等，因为此时净光合速率为0，所以吸收二氧化碳的速率等于光照强度为0的时候的净光合速率的绝对值，C正确；c、d两点，相同面积的甲叶片的叶绿体释放氧气速率可能相等，D正确。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 8．“低氧胁迫”会导致瓜果蔬菜减产。科研人员采用无土栽培的方法，研究了“低氧胁迫”对两个黄瓜品种(A、B)根系细胞呼吸的影响，测得第6天时根系细胞中丙酮酸和乙醇含量如表。下列相关叙述正确的是(　　) 实验处理结果项目 正常通气品种A 正常通气品种B 低氧品种A 低氧品种B 丙酮酸/ (μmol·g-1) 0.18 0.19 0.21 0.34 乙醇/ (μmol·g-1) 2.45 2.49 6.00 4.00 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 A.正常通气情况下，黄瓜品种A和B的根系细胞进行的都是有氧呼吸 B．“低氧胁迫”下，黄瓜品种A和B吸收无机盐的能力会有所下降 C．“低氧胁迫”下，黄瓜品种A催化丙酮酸转变为乙醇的酶活性较低 D．采用无土栽培黄瓜品种A和B，增大通气量不会增产 答案：B 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 正常通气情况下，黄瓜品种A和B的根细胞也会产生乙醇，乙醇是无氧呼吸的产物，A错误；长期处于低氧胁迫条件下，无氧呼吸产生的能量减少，影响主动运输过程，植物吸收无机盐的能力下降，B正确；实验结果表明，低氧胁迫条件A品种根细胞中丙酮酸增加量小于B品种，而乙醇增加量大于B品种，说明A品种根细胞中丙酮酸更多的转变为乙醇，黄瓜品种A催化丙酮酸转变为乙醇的酶活性较高，C错误；增大通气量促进有氧呼吸，有利于植物增产，D错误。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 9．(多选)柽柳是强耐盐植物，它的叶子和嫩枝上 的盐腺可将吸收到植物体内的无机盐排出体外，其 根部可逆浓度梯度从土壤中吸收无机盐。如图表示 不同浓度的NaCl溶液对柽柳体内Na＋积累量、盐腺 Na＋分泌量和相对分泌量(相对分泌量＝分泌量/体 内离子积累量，代表盐腺的泌盐效率)的影响。据图分析，下列叙述正确的是(　　) A．使用呼吸抑制剂不会影响柽柳根部对无机盐的吸收 B．本实验中随着NaCl浓度的升高，Na＋分泌量和积累量都增加 C．柽柳叶子和嫩枝上盐腺的泌盐效率随外界盐分的升高而升高 D．柽柳逆浓度吸收无机盐可增大根毛细胞液浓度，有利于吸收水 BD 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 使用呼吸抑制剂可抑制柽柳根部细胞的有氧呼 吸过程，而柽柳根部对无机盐的吸收属于主动 运输，需要消耗能量，故使用呼吸抑制剂会影 响柽柳根部对无机盐的吸收，A错误；由题图可 知，随着NaCl浓度的升高，Na＋分泌量和积累量 都呈上升趋势，即都增加，B正确；若外界盐分过高，会造成柽柳根部细胞失水，即“烧苗”，柽柳叶子和嫩枝上盐腺的泌盐效率不会随外界盐分的升高而一直升高，C错误；柽柳逆浓度吸收无机盐可增大根毛细胞液浓度，当柽柳根部细胞细胞液浓度大于外界溶液浓度时，有利于细胞吸收水，D正确。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 10．(多选)(2024·江苏宿迁高三统考)阳光穿过上层植物的空隙形成光斑，它会随太阳的运动而移动。如图为红薯叶在光斑照射前后吸收CO2，和释放O2的情况。下列分析正确的是(　　) A．造成曲线AB段“光斑”照射后O2 释放速率降低的原因是暗反应提供的 ADP和NADP＋的减少 B．在叶肉细胞间隙中，A点的氧气浓度高于B点 C．“光斑”照射开始后，光反应和暗反应迅速同步增加 D.在40～60 s之间时，CO2曲线变化说明进行暗反应与光照有关 AD 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 据图分析可知，AB段O2的释放速率下降， 原因是暗反应速率低，提供给光反应的 ADP和NADP＋少，限制光反应速率，A 正确；A和B点表示O2的释放速率，A点O2的释放速率大于B点，且大于0，还是有氧气释放出去，所以在叶肉细胞间隙中，A点的氧气浓度小于B点，B错误；“光斑”照射开始后，O2释放速率急剧增大，CO2吸收速率增大相对较慢，说明光反应和暗反应不是迅速同步增加的，C错误；在40～60 s之间时，图中显示CO2的吸收速率下降的同时O2的释放速率也下降，说明暗反应的进行与光照有关，D正确。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 二、非选择题 11．(2024·江苏南通高三统考)研究人员 通过人工诱变筛选出一株水稻突变体， 其叶绿素含量仅为普通水稻的56%。图 1表示在最适温度时不同光照强度下该 突变体和普通水稻的净光合速率，图2中 A、B两图表示某光照强度下该突变体与 普通水稻的气孔导度(单位时间进入叶片 单位面积的CO2量)和胞间CO2浓度。请分析回答下列问题。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 (1)当光照强度为a时，为暗反应中C3的还原提供能量的物质为______________，此时水稻叶片表皮细胞产生ATP的场所有______________________________。 ATP和NADPH　 线粒体和细胞质基质 (1)光反应为暗反应提供ATP和NADPH，为C3的还原提供能量。当光照强度为a时，净光合速率大于0，此时水稻既能进行光合作用，又能进行呼吸作用，但叶片表皮细胞无叶绿体，因此叶片表皮细胞产生ATP的场所有线粒体和细胞质基质。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 (2)当光照强度超过2 000 μmol·m-2·s-1时，限制普通水稻光合作用速率上升的主要环境因素为____________。如果不考虑光呼吸，当光照强度为2 000 μmol·m-2·s-1时，突变体水稻的实际光合速率比普通水稻高________%(保留2位小数)。 CO2浓度　 23.53 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 (2)图1表示在最适温度时不同光照强度下该突变体和普通水稻的净光合速率，当光照强度超过2 000 μmol·m-2·s-1时，随着光照强度增加，净光合速率不再增加，因此此时限制普通水稻光合作用速率上升的主要环境因素为CO2浓度。当光照强度为2 000 μmol·m-2·s-1时，突变体水稻的实际光合速率为19＋2＝21，普通水稻的实际光合速率为15＋2＝17，因此突变体水稻的实际光合速率比普通水稻高(21－17)/17×100%≈23.53%。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 (3)当光照强度超过a后，突变体的光合速率比普通水稻高。根据图2分析，突变体水稻的____________，进入叶片的CO2多，而____________与普通水稻相近，说明_________________________，导致光合速率高。 气孔导度大　 胞间CO2浓度 突变体能较快地消耗CO2 (3)据图2分析，突变体的气孔导度大，进入叶片的CO2多，而胞间CO2浓度与普通水稻相近，说明突变体能较快地消耗CO2，所以突变体水稻在单位时间内固定的CO2多，导致光合速率高。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 (4)淀粉和蔗糖是植物光合作用两个主要的终产物，其合成都需要磷酸丙糖(TP)。磷酸转运器能将卡尔文循环产生的TP运到叶绿体外，同时将磷酸(Pi)运回叶绿体基质，过程如图3所示。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 ①据图3分析，Pi在淀粉和蔗糖间分配的调节过程中起着关键作用。当细胞质基质中的Pi浓度降低时，________从叶绿体运出减少，促使________合成；细胞质基质中Pi的浓度升高时，促使________合成。 ②蔗糖是大多数植物长距离运输的主要有机物，与葡萄糖相比，以蔗糖作为运输物质的优点是________________。 TP　 淀粉 蔗糖 非还原糖较稳定 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 (4)①淀粉和蔗糖是植物光合作用两个主要的终产物，其合成都需要磷酸丙糖(TP)。磷酸转运器能将卡尔文循环产生的TP运到叶绿体外，同时将磷酸(Pi)运回叶绿体基质，过程如图3所示。Pi在淀粉和蔗糖间分配的调节过程中起着关键作用。当细胞质基质中的Pi浓度降低时，TP从叶绿体运出减少，促使淀粉合成；细胞质基质中Pi的浓度升高时，TP运出增多，促使蔗糖合成。②葡萄糖是单糖，而蔗糖是二糖，以蔗糖作为运输物质的优点是蔗糖为非还原糖，性质较稳定。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 12．当光照过强，植物吸收的光能超过植物所需时，会导致光合速率下降，这种现象称为光抑制。强光条件下，叶肉细胞内因NADP＋不足、O2浓度过高，会生成一系列光有毒产物，若这些物质不能及时清理，会攻击叶绿素和PSⅡ反应中心(参与光反应的色素—蛋白质复合体)的D1蛋白，使D1蛋白高度磷酸化，并形成D1蛋白交联聚合物，从而损伤光合结构。而类胡萝卜素能清除光有毒产物，有保护叶绿体的作用(部分过程如图)。请回答下列问题。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 (1)PSⅡ反应中心位于____________上，强光条件下，叶肉细胞内O2浓度过高的原因有______________________________________________ _____________________________。 类囊体膜　 光条件下，光反应增强产生更多的O2；气孔关闭，叶肉细胞释放的O2量减少 (1)PSⅡ反应中心是参与光反应的色素—蛋白质复合体，光反应的场所是类囊体膜，因此PSⅡ反应中心位于类囊体膜上。强光条件下，光反应增强产生更多的O2，气孔关闭，叶肉细胞释放的O2量减少。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 (2)Rubisco是一个双功能酶，既能催化C5与CO2发生羧化反应固定CO2，又能催化C5与O2发生加氧反应进行光呼吸，其催化方向取决于CO2和O2相对浓度。强光下叶肉细胞的光呼吸会增强，原因是________________ ________________________________________________________________________________________。 光呼吸抵消了约30%的光合储备能量，但光呼吸对光合作用不完全是消极的影响，光呼吸还会________(填“增强”或“缓解”)光抑制，对细胞有重要的保护作用。 叶肉细胞内O2浓度升高，CO2浓度降低，O2在与Rubisco的竞争中占优势，Rubisco更倾向于催化C5与O2发生反应 缓解 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 (2)Rubisco是一个双功能酶，光照条件下，它既能催化C5与CO2发生羧化反应固定CO2，又能催化C5与O2发生加氧反应进行光呼吸，其催化方向取决于CO2和O2相对浓度。强光下叶肉细胞内，O2浓度升高，CO2浓度降低，O2在Rubisco的竞争中占优势，Rubisco更倾向于催化C5与O2发生反应，光呼吸增强。光呼吸会缓解光抑制，是因为光呼吸可以消耗过多的能量和O2，减少光有毒产物的生成，减少对光合结构的损伤。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 (3)D1蛋白是PSⅡ反应中心的关键蛋白，D1蛋白受损会影响光反应的正常进行，导致______________合成减少，进而影响到________________的还原。植物在长期进化过程中形成了多种方法来避免或减轻光抑制现象，例如减少光的吸收、适度的光呼吸、__________________________ __________________________________________________________(答出1点即可)等。 ATP、NADPH C3(或三碳化合物) 提高光合速率从而增加对光的利用(增加过剩光能的耗散能力或增强对光有毒物质的清除能力) 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 (3)D1蛋白是PSⅡ反应中心的关键蛋白，D1蛋白受损会影响光反应的正常进行，导致ATP、NADPH合成减少，进而影响到C3的还原。植物在长期进化过程中形成了多种方法来避免或减轻光抑制现象，例如减少光的吸收、提高光合速率从而增加对光的利用；增加过剩光能的耗散能力；增强对光有毒产物的清除能力等。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 (4)为研究光抑制后D1蛋白的修复过程，科学家利用光抑制处理的菠菜叶圆片按如下流程进行实验：光抑制处理的叶圆片→叶绿体蛋白质合成阻断剂(作用时长有限)溶液浸泡→取出叶圆片→弱光(或暗)处理不同时间→测量结果，实验数据如表。 指标 处理条件 处理时间/h 0 1 2 7 D1蛋白总量/% 弱光 100 66.7 65.8 70.5 暗 100 92.4 92.5 92.3 D1蛋白磷酸化比例/% 弱光 74 55.2 54.4 57.1 暗 74 73.4 72.2 72.7 D1蛋白交联聚合物比例/% 弱光 0.25 0.05 0.01 0.01 暗 0.25 0.24 0.23 0.25 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 ①表中数据说明光抑制叶片中D1蛋白的降解依赖于________条件，D1蛋白的降解过程会使D1蛋白磷酸化比例、D1蛋白交联聚合物比例均________(填“升高”“不变”或“降低”)。 ②为研究D1蛋白降解过程是先发生D1蛋白去磷酸化，还是先发生D1蛋白交联聚合物解聚，科学家用氟化钠处理叶片抑制D1蛋白去磷酸化后，结果显示D1蛋白总量几乎无变化，但D1蛋白交联聚合物则明显减少。据此写出D1蛋白降解过程：D1蛋白降解依赖的环境条件→_______________________→__________________→D1蛋白降解。 ③弱光处理7 h后，D1蛋白总量略微增加最可能的原因是_________________________________________________________________________________。 弱光　 降低 D1蛋白交联聚合物解聚 D1蛋白去磷酸化 7 h时叶圆片中蛋白质合成阻断剂的抑制作用几乎消失，有少量的D1蛋白合成 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 (4)分析题意，本实验目的是研究光抑制后D1蛋白的修复过程，结合表格信息可知，实验的自变量是处理条件和处理时间，因变量是D1蛋白情况。 ①分析表格数据可知，随处理时间延长，弱光处理下D1蛋白总量降低，但暗处理下其变化不大，说明光抑制叶片中D1蛋白的降解依赖于弱光条件；D1蛋白含量较高的暗处理条件下，D1蛋白磷酸化比例和D1蛋白交联聚合物比例均较高，据此推测D1蛋白修复过程会使D1蛋白磷酸化比例、D1蛋白交联聚合物比例均降低。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 ②分析题意，科学家用氟化钠处理叶片抑制D1蛋白去磷酸化后，结果显示D1蛋白几乎无变化，但D1蛋白交联聚合物则明显减少，据此可知D1蛋白降解过程为D1蛋白降解依赖的环境条件→D1蛋白交联聚合物解聚→D1蛋白去磷酸化→D1蛋白降解。 ③由于叶绿体蛋白质合成阻断剂的作用时长有限，7 h时叶圆片中蛋白质合成阻断剂的抑制作用几乎消失，有少量的D1蛋白合成，故弱光处理7 h后，D1蛋白总量略增加。 $$