必修1 第3单元 第3讲 第二课时 影响光合作用的因素及应用（课件）-【新高考方案】2025版高考生物一轮总复习（江苏专版）

影响光合作用的因素及应用 第二课时 目录 主题研习（一） 主题研习（二） 探究环境因素(光照强度) 对光合作用强度的影响 影响光合作用的因素分析 课时跟踪检测 主题研习(一)　探究环境因素(光照强度) 对光合作用强度的影响 1.实验原理 (1)抽去圆形小叶片中的气体后，叶片在水中______，光照下叶片进行光合作用产生_____，充满细胞间隙，叶片又会______。 (2)光合作用越强，单位时间内圆形小叶片上浮的数量越____。 下沉 氧气 上浮 多 2.实验流程 3.实验装置分析 (1)自变量：光照强度。通过_________________________来调节光照强度的大小。 (2)因变量：光合作用强度。可通过观测单位时间内被抽去空气的圆形小叶片___________或浮起相同数量的叶片________________来衡量光合作用的强弱。 (3)盛水玻璃柱的作用:_____________________________________ __________。 调整台灯与烧杯之间的距离 上浮的数量 所用时间的长短 吸收灯光的热量，避免光照对烧杯内水温 产生影响 [思考探究] (1)叶圆片上浮的原因是什么？ 提示：植物光合作用产生的O2多于细胞呼吸消耗的O2，气体充满细胞间隙，叶片上浮。 (2)结合上述实验结果，尝试在下图中绘制光照强度对光合作用强度影响的曲线图。 提示： 1.(2024·海口模拟)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 √ 解析：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.(2022·海南高考)某小组为探究适宜温度下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 √ 解析：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； 本实验是在适宜温度下进行的，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。 主题研习(二)　影响光合作用的因素分析 (一)影响光合作用的因素及其应用 1.内部因素对光合作用的影响 (1)植物自身的遗传特性 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(如图) (3)叶面积指数(如图) 2.外部因素对光合作用的影响 (1)光照强度 ①图示分析：光照强度影响光反应，制约_____及________的产生，进而制约暗反应。 ②应用：温室大棚阴天时______可以提高光合速率。 ATP NADPH 补光 (2)CO2浓度 (3)温度 (4)水分和矿质元素 (二)光(CO2)补偿点、饱和点的移动规律分析 [典例]　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 ℃， 如图所示曲线表示该植物在恒温30 ℃、适宜CO2浓度时光合速率与光照强度的关系，下列叙述错误的是(　 ) A.若光照增强，则短时间内植物叶肉细胞中C3的含量降低 B.若CO2浓度降低，则d点向左下方向移动 C.d点时，叶肉细胞中产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体 D.将温度调节到25 ℃(其他条件不变)，图中a点将向上移动，b点将向右移动 √ [解析]　若光照增强，光反应产生的ATP和NADPH增多，短时间内C3还原量增加，CO2固定量不变，导致C3含量减少，A正确； CO2参与暗反应，若CO2浓度降低，光合速率降低，d点向左下方向移动，B正确； 处于d点时，细胞既进行细胞呼吸又进行光合作用，叶肉细胞中产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体，C正确； 其他条件不变的情况下，将温度调节到25 ℃，光合强度增强，呼吸强度减弱，a点将向上移动，b点将向左移动，D错误。 |认|知|生|成| (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。 光合作用影响曲线中关键点的移动 (2)B点与C点的变化 自变量 B点(补偿点) C点(饱和点) 适当增大CO2浓度(或光照强度) 左移 右移 适当减小CO2浓度(或光照强度) 右移 左移 土壤缺Mg2＋ 右移 左移 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。 题点(一)　光合作用的影响因素及其应用 1.(2023·北京高考)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 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吸收速率升高的主要原因是光合酶的活性随温度的升高而增强，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.(2024·锡山中学调研)甲、乙两种植物在不同光照强度下的O2释放量(吸收量)如图所示，下列有关叙述错误的是(　 ) A.与甲植物相比，乙植物更适合在林下生长 B.与甲植物在B点相比，乙植物在A点时叶绿体产生O2的速率较小 C.与B点相比，D点时甲植物叶绿体中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，此时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，即乙植物在A点时叶绿体产生O2的速率比甲植物在B点小，B正确； 与B点相比，D点对应的光照强度大，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强度不同，D错误。 题点(二)　补偿点和饱和点及其移动分析 3.将正在生长的黄豆的叶片置于恒温的密闭小室，调节小室CO2浓度，在适宜光照强度下测定叶片光合作用的强度(以CO2吸收速率表示)，测定结果如图。下列叙述正确的是(　 ) A.如果光照强度适当降低，a点左移，b点左移 B.如果光照强度适当增强，a点左移，b点右移 C.如果光照强度适当增强，a点右移，b点左移 D.如果光照强度适当降低，a点左移，b点右移 √ 解析：如果光照强度适当降低，光反应产生的ATP和NADPH减少，这将抑制暗反应的进行，而呼吸速率不变，因此需要更多的CO2进行补偿，但达到饱和点需要的CO2减少，则a点右移，b点左移，A、D错误； 如果光照强度适当增强，光反应生成的ATP和NADPH增加，促进暗反应进行，而呼吸速率不变，因此在较低CO2浓度时便可进行光合作用，在最大光合作用强度下CO2吸收量也会增多，则a点左移，b点右移，B正确，C错误。 |考|教|衔|接|——教材隐性命题点发掘 (一)教材素材“深加工” 1.(人教版必修1 P105“探究·实践”素材挖掘)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，然后将等量的圆形小叶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.圆形小叶片上浮至液面的时间可反映圆形小叶片释放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速率的最适温度在bc之间 √ 解析：图甲装置中可通过改变NaHCO3溶液的浓度来研究CO2浓度对圆形小叶片光合速率的影响，A正确； 圆形小叶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，因此圆形小叶片上浮至液面所需时间可反映圆形小叶片净光合速率的大小，B正确； ab段曲线表示随着水温的增加，圆形小叶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，圆形小叶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，而各温度下圆形小叶片的呼吸速率未知，所以无法确定总光合作用的最适温度，D错误。 (二)科学思维“融会通” 2.(苏教版必修1 P108“练习T3”拓展分析)新疆产的哈密瓜特别甜，其原因是________________________________________________ ____________________________________________________________ _______________________________。 新疆地区白天的光照强度大、日照时间长，使其充分进 行光合作用合成更多的糖类等有机物；同时新疆地区夜间温度低，能 降低呼吸作用消耗糖类等有机物 3.(人教版必修1 P106“拓展应用T1”建模应用)下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_________________。 光照强度逐渐增大 此时温度很高， 导致气孔大量关闭，CO2无法进入叶片组织，致使光合作用暗反应受 到限制 光照强度不断减弱 |应|用|创|新|——新情境问题的建模训练 1.(2024·苏州模拟)薇甘菊是外来入侵物 种，研究人员测量薇甘菊在不同光照强 度下的ATP和淀粉含量变化。 以12：00 时的光照强度表示为100%,8：00时的光 照强度为40%,17：00时的光照强度为20%, 18：00时的光照强度为0，结果如图所示。下列说法正确的是(　 ) √ A.17：00～18：00淀粉含量下降是因为呼吸作用大于光合作用 B.8：00～12：00薇甘菊ATP含量未提高，说明此时未进行光合作用 C.8：00时薇甘菊叶肉细胞中产生ATP的细胞结构有线粒体和叶绿体 D.薇甘菊长期在弱光下生长时，叶片厚度会变厚，有利于捕获更多光能适应弱光环境 解析： 17：00～18：00光照强度逐渐降低，光合作用逐渐减弱，淀粉合成量下降，此时细胞呼吸消耗量大于光合作用合成量，淀粉含量下降，A正确； 图中8：00～12：00淀粉含量增加，说明此时存在光合作用，B错误； 光照条件下，薇甘菊叶肉细胞可进行光合作用和有氧呼吸，产生ATP的结构有叶绿体、细胞质基质、线粒体，C错误； 薇甘菊长期在弱光下生长时，叶片厚度会变薄，使叶片面积增大，有利于捕获更多光能适应弱光环境，D错误。 2. 用密闭的培养瓶培养等量的绿藻(单细胞藻类)，将其置于4种不同温度下(t1＜t2＜t3＜t4)培养，分别测定光照和黑暗条件下培养瓶中氧气的含量变化如图所示。下列叙述正确的是(　 ) A.氧气消耗的场所为线粒体基质，产生的场所为叶绿体中的类囊体薄膜 B.温度逐渐升高的过程中，绿藻的光反应速率不变，暗反应速率增强 C.温度逐渐升高的过程中，绿藻的光合速率和呼吸速率均逐渐增强 D.温度为t3时，光照时间至少长于16小时绿藻才能正常生长 √ 解析：绿藻是真核生物，有氧呼吸的主要场所是线粒体，氧气消耗的场所为线粒体内膜，光合作用中O2产生的场所为叶绿体中的类囊体薄膜，A错误； 图中光照条件下氧气增加量可代表净光合速率，黑暗条件下氧气消耗量可表示呼吸速率，温度逐渐升高的过程中，光合速率和呼吸速率均逐渐增加，此时绿藻的光反应速率和暗反应速率均增强，B错误，C正确； 温度为t3时，假设光照时间至少为n小时绿藻才能正常生长，则应满足12n－8(24－n)＞0，可求得n>9.6，D错误。 课时跟踪检测 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 一、选择题 1.(2023·湖北高考)高温是制约世界粮食安全的因素之一，高温往往使植物叶片变黄、变褐。研究发现平均气温每升高1 ℃，水稻、小麦等作物减产约3%～8%。关于高温下作物减产的原因，下列叙述错误的是(　 ) A.呼吸作用变强，消耗大量养分 B.光合作用强度减弱，有机物合成减少 C.蒸腾作用增强，植物易失水发生萎蔫 D.叶绿素降解，光反应生成的NADH和ATP减少 √ 解析：植物呼吸作用的最适温度往往高于光合作用，气温升高，植物呼吸作用增强，消耗的有机物增多，造成作物减产，A正确； 温度升高，可能导致光合作用相关酶的活性降低，光合作用强度降低，有机物合成减少，B正确； 温度升高，蒸腾作用增强，植物易失水萎蔫，从而影响正常的生命活动，造成减产，C正确； 据题干信息可知，高温往往使叶片变黄、变褐，推测高温导致叶绿素降解，光反应产生的NADPH和ATP减少，NADH在细胞呼吸过程中产生，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 2. 利用如图实验装置进行与光合作用有关的实验，下列叙述正确的是(　 ) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 √ A.试管中收集的气体量代表了光合作用产生的氧气量 B.在光下，如果有气泡产生，可说明光合作用产生氧气 C.为了探究二氧化碳浓度对光合作用的影响，可以用不同浓度的碳酸氢钠溶液进行实验 D.为了探究光照强度对光合作用的影响，用一套装置慢慢向光源靠近，观察气泡产生速率的变化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 解析：试管中收集到的气体总量小于光合作用产生的氧气总量，因为有一部分的氧气用于自身的呼吸作用消耗，A错误。 在光下，如果有气泡产生，若该气泡是二氧化碳，则说明呼吸作用强度大于光合作用强度，产生了多余的二氧化碳；若该气泡是氧气，则说明光合作用强度大于呼吸作用强度，产生了多余的氧气，B错误。 探究二氧化碳浓度对光合作用的影响，自变量是二氧化碳浓度，因此可用不同浓度的碳酸氢钠溶液进行实验，C正确。 为了探究光照强度对光合作用的影响，若选用一套装置，在每改变一次距离后，应静置3 min，再开始新的实验，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3.(2024·海安市实验中学模拟)如图所示装置可用来探究光照强度对光合作用强度的影响。根据该图的材料及设置，下列说法错误的是(　 ) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 A.叶圆片上浮说明叶肉细胞的光合作用强度等于呼吸作用强度 B.可通过调整台灯与叶圆片之间的距离来改变光照强度 C.可根据相同时间内叶圆片上浮数量来判断光合作用强度 D.此装置也可以用于探究CO2浓度对光合作用强度的影响 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 解析：叶圆片上浮说明有氧气的释放，即叶肉细胞的光合作用强度大于呼吸作用强度，A错误； 台灯与叶圆片之间的距离越远，光照越弱，距离越近，光照越强，故可通过调整台灯与叶圆片之间的距离来改变光照强度，B正确； 由于光合作用会产生氧气，在呼吸速率不变的情况下，释放到外界的氧气越多，单位时间内叶圆片上浮的数量越多，故可根据相同时间内叶圆片上浮数量判断光合作用强度，C正确； 此装置可以通过改变清水中的CO2浓度，探究CO2浓度对光合作用强度的影响，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 4.科研人员以梧桐叶为材料研究不同浓度的CO2对光合作用强度的影响。图1为实验装置示意图，图2为适宜光照条件下随NaHCO3浓度变化装置内O2浓度的变化曲线。下列说法不正确的是(　 ) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 A.各实验组中所用圆形小叶片数量和生理状况应该相同 B.为保证实验准确性，开始实验前需将装置遮光 C.和b点比较，a点叶绿体中C5消耗得更快，ATP生成更慢 D.NaHCO3相对浓度超过20后，曲线可能下降 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 解析：圆形小叶片数量和生理状况为无关变量，故各实验组中所用圆形小叶片数量和生理状况应该相同，A正确； 为保证实验准确性，开始实验前需将装置遮光，消耗原有的O2，B正确； 和b点比较，a点CO2浓度较低，叶绿体中C5消耗得更慢，ATP生成更慢，C错误； NaHCO3相对浓度超过20后，可能由于浓度过高，导致细胞失水，使细胞的光合作用受到影响，导致曲线下降，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 5.(2024·泰州中学检测)下列①～④曲线图均表示光合作用与某些影响因素的关系。在下列各选项中，不正确的是(　 ) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 A.图①中的X因素可表示CO2浓度，植物在较强光照时的a点值一般要比在较弱光照时的低 B.图②中Y因素最有可能代表光照强度 C.图③中，阴生植物的b点值一般比阳生植物的低 D.图④中Z因素(Z3＞Z2＞Z1)可以表示CO2浓度，当光照强度小于c值时，限制光合速率增加的主要因素是光照强度 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 解析： a点可表示二氧化碳补偿点，a点的含义是光合作用强度＝呼吸作用强度，当光照较强时，光合作用强度增大，所以需要降低二氧化碳浓度，光合作用强度才会等于呼吸作用强度，所以植物在较强光照时的a点值一般要比在较弱光照时的低，A正确。 温度会影响酶的活性，温度低时，酶活性弱导致光合速率低，而当温度过高时又会抑制酶的活性，导致光合速率下降，因此图②Y因素最有可能代表温度，B错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 图③中，b点是光补偿点，阴生植物对光的利用能力弱，光补偿点的值和光饱和点的值一般要比阳生植物的低，C正确。 图④中，当光照强度小于c值时，在不同的二氧化碳浓度下曲线是重合的，所以二氧化碳浓度不是限制因素；随着光照强度的增强光合作用速率逐渐加快，因此光照强度小于c值时，限制光合速率增加的主要因素是光照强度，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 6.图一表示甲、乙两种植物净光合速率随光照强度的变化趋势。图二表示将植物甲置于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(　 ) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 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H＋ C.若图二中光照强度由D对应点升高至E对应点，则短时间内ATP/ADP的值会增大 D.与图二中的E点相比，限制F点光合速率的主要因素是CO2浓度 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 解析：甲、乙两种植物中，植物乙的光补偿点和饱和点更低，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； 当光照强度由D对应点升高至E对应点时，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。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 7.(2024·昆山中学一模)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mg CO2·dm－2·h－1。据图分析，下列叙述正确的是(　 ) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 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 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 解析：相同土壤含水量下，随着图中光照强度的增加，光合速率先升高后降低，A错误； 图中的实验条件中，中强度光照和土壤含水量为60%的条件该植株光合速率最高，若不考虑其他影响因素时，该条件下最有利于该植株生长，C错误； 弱强度光照条件下，随着土壤含水量的增加，该植株光合速率随之增强，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。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 8.(2024·扬州中学期初)为验证干旱胁迫对马尾松幼苗的生长有抑制作用，兴趣小组设计了下图实验方案。下列分析错误的是(　 ) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 A.根据实验方案可知，第5次测量干重的时间是第60天 B.光合产物常以蔗糖形式运输，可能与蔗糖的稳定性和渗透压有关 C.若叶片制造的有机物量大于呼吸消耗量，则幼苗就能正常生长 D.分析本实验的测量指标，推测干旱胁迫可导致叶片中MDA含量增加 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 解析：根据题图可推知，第0、15、30、45、60天都需要测定干重，A正确； 蔗糖稳定且溶解度高，光合产物常以蔗糖形式运输，可能与蔗糖的稳定性和渗透压有关，B正确； 植株制造的有机物量大于呼吸消耗量幼苗才能生长，叶片制造的有机物量大于呼吸消耗量未必是整个植株制造的有机物量大于呼吸消耗量，C错误； MDA是细胞膜脂过氧化的重要产物之一，也能加剧膜系统的损伤，推测干旱胁迫可导致叶片中MDA含量增加，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 9.[多选](2022·湖南高考)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下降 √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 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； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 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正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 10.[多选]为研究多种环境因子对马铃薯植株光合作用的影响，某生物兴趣小组做了实验研究，实验结果如图所示。据图分析错误的是(　 ) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 A.图中影响马铃薯植株光合作用速率的因素只有CO2浓度和温度 B.在弱光、CO2浓度为0.03%、20 ℃条件下，马铃薯植株叶肉细胞的叶绿体中无O2产生 C.马铃薯植株在适当遮阴、CO2浓度为0.03%、40 ℃条件下，光照强度不是限制光合作用速率的因素 D.据图分析，在光照充足的条件下适当增加CO2浓度有利于提高马铃薯CO2吸收速率 √ √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 解析：由图可知，图中影响马铃薯植株光合作用速率的因素有CO2浓度、温度和光照强度，A错误； 弱光、CO2浓度为0.03%、20 ℃条件下的CO2吸收速率约为0，表示此时植物的光合作用速率约等于呼吸作用速率，即马铃薯植株叶肉细胞的叶绿体可以进行光合作用，因此其叶绿体中有氧气产生，B错误； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 CO2浓度为0.03%、40 ℃条件下，在弱光、适当遮阴以及全光照三种条件下，植物的CO2吸收速率不同，说明光照强度是限制光合作用速率的因素，C错误； 由图可知，全光照条件下，CO2浓度为1.22%时的CO2吸收速率大于CO2浓度为0.03%时，故在光照充足的条件下适当增加CO2浓度有利于提高马铃薯CO2吸收速率，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 二、非选择题 11.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 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 (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CO2吸收量与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CO2吸收量与释放量相等，从而可以在__________的环境中存活下来。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 (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，而非遗传因素造成的，需在此基础上进一步实验，请写出实验思路：____________________________。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 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(CH2O)；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。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 (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CO2吸收量与释放量相等，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，而非遗传因素造成的，根据实验的单一变量原则和对照原则分析，具体实验思路见答案。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案：(1)(CH2O)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 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 12.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。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 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 (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 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 (1)用__________提取到油菜的光合色素后，为减少其他光合色素的干扰，可通过对比光合色素对________(填“红光”“蓝紫光”或“绿光”)的光吸收率来计算其叶绿素含量。原因是_______________。 (2)据题表分析，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_______________________________。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 (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的更快，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。_____________________________________。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 解析：(1)用无水乙醇可以提取绿叶中的色素，由于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，通过比较对红光的光吸收率，能更准确地计算出叶绿素含量。 (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)实验设计思路见答案。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 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，通过比较对红光的光吸收率，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 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 $$