第3单元 第7课时 光合作用的影响因素及其应用-【优化探究】2026高考生物学一轮复习高考总复习配套课件（人教版多选）

细胞的能量供应和利用 第三单元 第7课时　光合作用的影响因素及其应用 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。 学习要求 演练感悟 考点二 真题 课时 巩固提高 考点一 内容索引 NEIRONGSUOYIN 探究环境因素对光合作用强度的影响 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 归纳 必备知识 1.光合作用强度 (1)概念:植物在_________内通过光合作用制造_____的数量。 (2)表示方法:用一定时间内__________________________来定量表示。 单位时间 糖类 原料消耗或产物生成的数量 2.影响光合作用强度的因素 温度 酶 CO2浓度 归纳 必备知识 3.探究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 归纳 必备知识 (2)实验中变量分析 自变量 不同________ 控制自变量 调节光源与烧杯的距离进行控制 因变量 ________________ 检测因变量 同一时间段内_________________ 对无关变量进行控制 叶片大小、溶液的量等保持一致 光合作用强度 光照强度 叶片浮起的数量 归纳 必备知识 (3)实验流程 黑暗 圆形小叶 片浮起的数量 CO2 归纳 必备知识 1.可以通过改变盛有圆形小叶片的小烧杯与光源的距离调节光照强度。 ( ) 2.使用的圆形小叶片应先排出里面的气体。( ) 3.在探究光照强度对光合作用强度的影响实验中,能直接测定出其净光合作用速率。( ) 4.往水中吹气,是为了增加水中的溶解氧。( ) 5.可以测定同一时间段内圆形小叶片浮起的数量衡量光合作用强度大小。( ) √ √ × × √ 错漏诊断 命题 考向突破 1.(2025·山东青岛模拟)某生物研究小组以菠菜叶为实验材料,探究CO2浓度对光合作用强度的影响,实验装置及实验结果如图所示。下列说法正确的是(　　) A.该实验中圆形小叶片上浮到液面的时间属于无关变量 B.图乙bc段平缓,可以适当缩短台灯与烧杯的距离使曲线进一步下降 C.图乙c点之后曲线上升,说明随着NaHCO3浓度增加,光合作用增强 D.将图甲装置中的NaHCO3溶液换成NaOH溶液,可用于测定圆形小叶片的细胞呼吸强度 B 解析:该实验中圆形小叶片上浮到液面的时间属于因变量,A错误;图乙bc段平缓,说明此时限制光合速率增大的因素可能是光照强度,可适当缩短台灯与烧杯的距离使曲线进一步下降,B正确;图乙c点之后曲线上升,圆形小叶片上浮到液面所需要的时间更长,说明随NaHCO3浓度增加光合作用强度下降,C错误;圆形小叶片进行细胞呼吸消耗氧气,产生二氧化碳,二氧化碳会被NaOH溶液吸收,叶片不能上浮,无法测得气体体积变化,因此将图甲装置中的NaHCO3溶液换成NaOH溶液不能测定圆形小叶片的细胞呼吸强度,D错误。 2.某生物兴趣小组将一枝伊乐藻浸在加有适宜培养液的大试管中,以LED灯作为光源,移动LED灯调节其与大试管的距离,分别在10 ℃、20 ℃和30 ℃下进行实验,观察并记录单位时间内不同距离下枝条产生的气泡数目,结果如图所示。下列相关叙述错误的是(　　) A.该实验研究的是光照强度和温度对光合速率的影响 B.A点和C点的限制因素分别为温度和光照强度 C.B点条件下伊乐藻能进行光合作用 D.若在缺镁的培养液中进行此实验,则B点向右移动 答案:D 解析:若培养液中缺镁,叶绿素合成受阻,光合速率减弱,而呼吸速率不变,需要增大光照强度来增大光合速率,使光合速率等于呼吸速率,即 B点向左移动,D错误。 影响光合作用的因素及应用 考点二 归纳 必备知识 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。 高于 (2)植物叶片的叶龄、叶绿素含量及酶 增大 归纳 必备知识 (3)叶面积指数 下降 归纳 必备知识 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 归纳 必备知识 ②CO2浓度 CO2的饱和点 归纳 必备知识 ③温度 酶的活性 归纳 必备知识 ④水分 CO2 归纳 必备知识 ⑤无机盐 叶绿素 归纳 必备知识 (2)多因子变量对光合速率的影响 提高 归纳 必备知识 1.阴雨天,菠菜叶肉细胞叶绿体中光反应速率下降、暗反应速率基本不变。( ) 2.温度越高,酶活性越高,光合作用强度越大。 ( ) 3.光合作用中的生成物和反应物中没有N、P等元素,因此土壤中的N、P等无机盐的含量对光合作用无影响。 ( ) 4.夏季晴天光照最强时,小麦光合速率最高。 ( ) × × × × 错漏诊断 5.光照越弱,阴生植物光合作用越强;光照越强,阳生植物光合作用越强。 ( ) 6.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。 ( ) × √ 错漏诊断 深研 核心问题 1.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,据图分析思考并回答下列问题。 (1)光合速率随温度发生了怎样的变化? 提示: 据图可知,当CO2浓度一定时,低于最适温度时光合速率随温度升高而升高,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。 深研 核心问题 1.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,据图分析思考并回答下列问题。 (2)在一定的范围内,CO2浓度升高可以使光合作用最适温度发生怎样的变化?判断的依据是什么? 提示: 升高。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,最适温度继续升高,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。 深研 核心问题 2.水分胁迫(干旱胁迫)对植物光合作用的影响因素包括气孔限制和非气孔限制,实验结果如图所示,思考并回答下列问题。 (注:CK表示对照组, W1为轻度干旱组, W2为中度干旱组, W3为重度干旱组) 据图分析,与CK组相比,随着水分胁迫程度加重, ________组的研究结果表明植物净光合速率下降主要是气孔限制因素作用所致; ____组的研究结果表明植物净光合速率下降主要是非气孔限制因素作用所致。后者的判断依据是__________________________ ________________________________________________________________________。  W1和W2 W3 在该条件下,虽然气孔开度下 降,但是胞间CO2浓度升高,且叶绿素含量明显下降,主要影响了光合作用光反应阶段 深研 核心问题 3.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,回答有关a、b、c点的移动问题。 (1)若植物体缺Mg,则对应的b点将向___移动,判断的依据是____________________________ _____________________________________________________________________________________________________________。  右 b点表示光补偿点,此时光合速率=呼吸速率。若植物体缺Mg,叶绿素含量降低,光合速率下降,需要更强的光照条件,才能使光合速率等于呼吸速率,故b点右移 深研 核心问题 3.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,回答有关a、b、c点的移动问题。 (2)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____移,b点将____移,判断的依据是_____________________________________ ___________________________________________________________________________。  下 右 温度由25 ℃上升到30 ℃时,呼吸速率上升,故a点下移;光合速率下降,要让光合速率=呼吸速率,需要更强的光照,故b点右移 深研 核心问题 3.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,回答有关a、b、c点的移动问题。 (3)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___移、___移、___移。  上 左 左 (4)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____移,判断的依据是_________ _________________________________________ _____________________________________________________________________________________________。  左 光合色素主要吸收红光和蓝紫光,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 1.气孔限制因素和非气孔限制因素 (1)气孔限制主要是指由于气孔关闭导致二氧化碳进入叶片的速率下降,从而限制了光合作用的进行。这种现象通常发生在植物面对水分胁迫或其他环境压力时(如高温或干旱),植物会调节气孔的开合程度以减少水分蒸腾,但这同时也限制了CO2的摄取。 (2)非气孔限制则涉及除了气孔导度之外的其他因素,这些因素可能包括叶绿体活性的降低、光合酶活性的降低、叶绿素含量的减少或光合反应物供应不足等。 归纳提升 (3)在研究中,可以通过测量气孔导度、叶片光合速率、叶绿素含量和光合酶活性等指标来分析气孔和非气孔限制的影响。此外,通过调控环境因素和植物基因表达来研究这些因素对光合作用的影响。 (4)在水分胁迫下,植物叶片光合的气孔和非气孔限制是影响植物正常生长的重要因素。判别水分胁迫下气孔与非气孔限制的有效方法对于理解植物对环境变化的响应和适应机制具有重要意义。 2.结合坐标曲线分析光(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)   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 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。 (3)D点:代表最大光合速率,当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。 命题 考向突破 考向1　影响光合作用和细胞呼吸的因素分析 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 C 解析:CO2吸收速率代表净光合速率,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,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.(2024·新课标卷)某同学将一种高等植物幼苗分为4组(a、b、c、d),分别置于密闭装置中照光培养,a、b、c、d组的光照强度依次增大,实验过程中温度保持恒定。一段时间(t)后测定装置内O2浓度,结果如图所示,其中M为初始O2浓度,c、d组O2浓度相同。回答下列问题。 (1)太阳光中的可见光由不同颜色的光组成,其中高等植物光合作用利用的光主要是_____________,原因是_______________________________ ______________________________________________________。  红光和蓝紫光 光合色素包括叶绿素和类胡萝卜素, 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 解析:光合色素包括叶绿素和类胡萝卜素两大类,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,属于可见光。 (2)光照t时间时,a组CO2浓度______(填“大于”“小于”或“等于”)b组。  大于 解析: 植物的光合作用消耗CO2产生O2,呼吸作用消耗O2产生CO2。分析题图可知,光照t时间时,a组中的O2浓度少于b组,说明b组产生的O2更多,光合速率更大,消耗的CO2更多,即a组CO2浓度大于b组。 (3)若延长光照时间c、d组O2浓度不再增加,则光照t时间时a、b、c中光合速率最大的是____组,判断依据是_______________________________ _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。  b 延长光照时间,c、d组氧气浓度不 再增加,说明此时c、d组受CO2浓度影响光合速率等于呼吸速率,由于温度保持恒定,a、b、c三组呼吸速率相同,a、c组光合速率等于呼吸速率,b组光照弱,t时未受CO2浓度限制,光合速率大于呼吸速率 解析: 若延长光照时间c、d组O2浓度不再增加,说明在t时c、d组受CO2浓度的限制(在t时间段内光合速率是大于呼吸速率的,故密闭装置内CO2浓度一直在降低,在t这个时间点时CO2浓度低到限制光合速率,导致其等于呼吸速率),在t时a组氧气浓度未变,光合速率等于呼吸速率,b组由于光照弱,t时CO2浓度条件下光合速率大于呼吸速率(b组由于光照弱,t时CO2浓度未降低到限制光合速率的程度,故光合速率依旧大于呼吸速率),由于温度保持恒定,a、b、c三组呼吸速率是一样,因为a、c组光合速率等于呼吸速率,而b组光合速率大于呼吸速率,所以a、b、c三组b组光合速率最大。 (4)光照t时间后,将d组密闭装置打开,并以c组光照强度继续照光,其幼苗光合速率会_____ (填“升高”“降低”或“不变”)。  升高 解析: 光照t时间后,c、d组O2浓度相同,即c、d组光合速率不再变化,c组的光照强度为光饱和点。将d组密闭装置打开,会增加CO2浓度,并以c组光照强度继续照光,其幼苗光合速率会升高。 考向2　影响光合作用和细胞呼吸的因素的应用 3.(2025·江苏南京模拟)细胞呼吸和光合作用的原理在农业生产中具有广泛的应用。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 解析:中耕松土可以增加土壤中的空气含量,有利于植物根细胞的有氧呼吸,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),有利于有机物的积累,B正确;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。 4.在农业生产上常常施用一定量的无机肥来达到增产的目的。为了研究无机肥对植物生长发育的影响,科研小组将无机肥溶于土壤浸出液配制了不同浓度的盐溶液,利用这些盐溶液进行了相关实验,结果如表。下列说法正确的是 (　　) 盐浓度/(mmol·L-1) 最大光合速率/ [μmol(CO2)·m-2·s-1] 呼吸速率/ [μmol(CO2)·m-2·s-1] 0(对照) 31.65 1.44 100(低盐) 36.59 1.37 500(中盐) 31.75 1.59 900(高盐) 14.45 2.63 A.细胞中大多数无机盐以化合物形式存在 B.植物的呼吸速率是通过根细胞呼吸产生的CO2量来测定 C.与对照组相比,植物在低盐条件下产生和消耗的有机物更多 D.高盐条件下植物细胞失水,气孔关闭,导致最大光合速率下降 答案:D 解析:细胞中大多数无机盐以离子形式存在,A错误;植物的呼吸速率应该是测定整株植物,即所有细胞的呼吸速率,而不是只测定根细胞的呼吸速率,B错误;在低盐条件下,植物的最大光合速率比对照组大,而呼吸速率比对照组小,则产生的有机物更多,而消耗的有机物更少,C错误;高盐条件下,植物的最大光合速率下降,可能是因为外界溶液的浓度过高,使植物细胞失水,从而使气孔关闭,CO2吸收减少,D正确。 真题　演练感悟 2 3 1 4 1.(2024·北京卷)某同学用植物叶片在室温下进行光合作用实验,测定单位时间单位叶面积的氧气释放量,结果如图所示。若想提高X,可采取的做法是(　　) A.增加叶片周围环境CO2浓度 B.将叶片置于4 ℃的冷室中 C.给光源加滤光片改变光的颜色 D.移动冷光源缩短与叶片的距离 A 2 3 1 4 解析:CO2是光合作用的原料,增加叶片周围环境CO2浓度可增加单位时间单位叶面积的氧气释放量,A符合题意;降低温度会降低光合作用的酶活性,导致单位时间单位叶面积的氧气释放量减少,B不符合题意;给光源加滤光片改变光的颜色可能会使单位时间单位叶面积的氧气释放量减少,比如将蓝紫光改变为绿光会降低光合速率,C不符合题意;移动冷光源缩短与叶片的距离会使光照强度增大,但单位时间单位叶面积的最大氧气释放量可能不变,因为光饱和点之后,光合作用强度不再随着光照强度的增强而增强, D不符合题意。 2 3 1 4 2.(2022·海南卷)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(　　) 2 3 1 4 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 答案:B 2 3 1 4 解析:本实验是探究适宜温度下CO2浓度对光合作用的影响,自变量为CO2浓度(NaHCO3溶液浓度),温度和光照为无关变量,A错误;当光合作用产生的氧气多于细胞呼吸消耗的氧气时,叶圆片上浮,即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,B正确;四组实验中,0.5% NaHCO3溶液中叶圆片上浮需要的时间最长,光合速率最低,C错误;由于低温会使酶活性降低,净光合速率可能降低,故若在4 ℃条件下进行本实验,各组叶圆片上浮所需时长可能均会延长,D错误。 2 3 1 4 3.(2024·湖北卷)植物甲的花产量、品质(与叶黄素含量呈正相关)与光照长短密切相关。研究人员用不同光照处理植物甲幼苗,实验结果如表所示。下列叙述正确的是(　　) 组别 光照处理 首次开花时间 茎粗 /mm 花的叶黄素含量/(g/ kg) 鲜花累计平均产量/(kg/ hm2) ① 光照8 h/黑暗16 h 7月4日 9.5 2.3 13 000 ② 光照12 h/黑暗12 h 7月18日 10.6 4.4 21 800 ③ 光照16 h/黑暗8 h 7月26日 11.5 2.4 22 500 2 3 1 4 A.第①组处理有利于诱导植物甲提前开花,且产量最高 B.植物甲花的品质与光照处理中的黑暗时长呈负相关 C.综合考虑花的产量和品质,应该选择第②组处理 D.植物甲花的叶黄素含量与花的产量呈正相关 答案:C 2 3 1 4 解析:由表中数据分析可知,三组中,第①组首次开花时间最早,说明第①组处理有利于诱导植物甲提前开花,但在三组中产量最低,A错误;由题干信息可知,植物甲的花品质与叶黄素含量呈正相关,根据表格数据分析,第①组光照处理中的黑暗时长最长,花的叶黄素含量最低,第③组光照处理中的黑暗时长最短,但花的叶黄素含量却不是最高的,说明植物甲花的品质与光照处理中的黑暗时长不是呈负相关,B错误;由表中信息可知,第②组光照处理,花的叶黄素含量最高,植物甲的花品质最好,第③组光照处理,鲜花累计平均产量最高,说明进行该处理时植物甲的花产量最高,综合考虑花的产量和品质,应该选择第②组处理,C正确;由表中数据分析可知,第②组光照处理,花的叶黄素含量最高,但鲜花累计平均产量却不是最高,说明进行该处理时植物甲花的产量不是最高,所以植物甲花的叶黄素含量与花的产量不是呈正相关,D错误。 2 3 1 4 4.(2024·山东卷)从开花至籽粒成熟,小麦叶片逐渐变黄。与野生型相比,某突变体叶片变黄的速度慢,籽粒淀粉含量低。研究发现,该突变体内细胞分裂素合成异常,进而影响了类囊体膜蛋白稳定性和蔗糖转化酶活性,而呼吸代谢不受影响。类囊体膜蛋白稳定性和蔗糖转化酶活性检测结果如图所示,开花14天后,植株的胞间CO2浓度和气孔导度如表所示,其中Lov为细胞分裂素合成抑制剂,KT为细胞分裂素类植物生长调节剂,气孔导度表示气孔张开的程度。已知蔗糖转化酶催化蔗糖分解为单糖。 2 3 1 4 检测指标 植株 14天 21天 28天 胞间CO2浓度 /(μmol CO2 mol-1) 野生型 140 151 270 突变体 110 140 205 气孔导度 /(mol H2O m-2·s-1) 野生型 125 95 41 突变体 140 112 78 2 3 1 4 (1)光反应在类囊体上进行,生成可供暗反应利用的物质有______________。结合细胞分裂素的作用,据图分析,与野生型相比,开花后突变体叶片变黄的速度慢的原因是突变体细胞分裂素合成更___,而细胞分裂素能促进叶绿素的合成,且____________________。  ATP、NADPH 多 叶绿素降解少或不变 解析:光反应产生的ATP和NADPH可用于暗反应中C3的还原。对比野生型和突变体在不同条件下类囊体膜蛋白稳定性可知,不同条件下突变体类囊体膜蛋白稳定性均高于野生型,可能是突变体细胞分裂素合成增加,使类 囊体膜蛋白稳定性增强,而细胞分裂素可促进叶绿素的合成,且叶绿素降解少,故与野生型相比,开花后突变体叶片变黄的速度慢。 2 3 1 4 (2)光饱和点是光合速率达到最大时的最低光照强度。据表分析,与野生型相比,开花14天后突变体的光饱和点____(填“高”或“低”),理由是______________________________________________________________ _____________________________________________________________________________。  高 开花14天后突变体气孔导度大于野生型,但胞间CO2浓度小于野生型,且突变体的呼吸代谢不受影响,因此突变体的光合作用强度更大,需要的光照强度更大 2 3 1 4 解析: 据表可知,开花14天后突变体的气孔导度大于野生型,但突变体的胞间CO2浓度低于野生型,且突变体的呼吸代谢不受影响,说明突变体光合作用更强,消耗的CO2更多,因此突变体达到光饱和点需要的光照强度更高。 2 3 1 4 (3)已知叶片的光合产物主要以蔗糖的形式运输到植株各处。据图分析,突变体籽粒淀粉含量低的原因是叶片的光合产物主要以蔗糖的形式运输到植株各处,而蔗糖转化酶催化蔗糖分解为单糖,_______________________ _____________________________________________________________。  表中突变体蔗糖转化酶活性大于野生型,因此突变体内可向外运输到籽粒的蔗糖少于野生型 2 3 1 4 解析: 据图可知,与野生型相比,突变体蔗糖转化酶活性更高,而蔗糖转化酶催化蔗糖分解为单糖,故突变体体内蔗糖减少,且叶片的光合产物主要以蔗糖的形式运输到植株各处,因此突变体向外运输的蔗糖少于野生型,导致籽粒淀粉含量低。 课时 巩固提高 67 2 3 5 6 7 8 9 11 1 4 10 一、单项选择题 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(　　) 2 3 5 6 7 8 9 11 1 4 10 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 答案:C 2 3 5 6 7 8 9 11 1 4 10 解析:氧气传感器测到的O2量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O2量的差值,C错误。 2 3 5 6 7 8 9 11 1 4 10 2.(2025·河南周口模拟)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,得到实验结果如图。下列叙述不正确的是 (　　) 2 3 5 6 7 8 9 11 1 4 10 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~c,曲线Ⅰ、Ⅲ光合作用强度随光照强度升高而升高 D.光照强度为a~b,曲线Ⅰ、Ⅱ光合作用强度随光照强度升高而升高 答案:C 2 3 5 6 7 8 9 11 1 4 10 解析:光照强度为a时,曲线Ⅱ和Ⅲ的光照强度、温度相同,CO2浓度不同,而曲线Ⅱ的光合速率明显高于曲线Ⅲ,说明此处造成曲线Ⅱ和Ⅲ光合作用强度差异的原因是CO2浓度不同,A正确;光照强度为b时,曲线Ⅰ和Ⅱ的光照强度及CO2浓度相同,温度不同,因此造成曲线Ⅰ和Ⅱ光合作用强度差异的原因是温度的不同,B正确;光照强度为b时,曲线Ⅲ光合作用强度不再增强,已经达到饱和点,C错误;光照强度为a~b,曲线Ⅰ、Ⅱ的光合作用强度随光照强度升高而升高,D正确。 2 3 5 6 7 8 9 11 1 4 10 3.植物工厂是通过光调控和通风控温等措施进行精细管理的高效农业生产系统,常采用无土栽培技术。下列有关叙述错误的是(　　) A.可以据植物生长特点调控光的波长和光照强度 B.应保持培养液与植物根部细胞的细胞液浓度相同 C.合理控制昼夜温差有利于提高作物产量 D.适时通风可以提高生产系统内的CO2浓度 B 2 3 5 6 7 8 9 11 1 4 10 解析:不同植物对光的波长和光照强度的需求不同,可根据植物生长特点调控光的波长和光照强度,A正确;为保证植物的根能够正常吸收水分,该系统应控制培养液的浓度小于植物根部细胞的细胞液浓度,B错误;适当提高白天的温度可以促进光合作用的进行,让植物合成更多的有机物,而夜晚适当降温则可以抑制其呼吸作用,使有机物消耗减少,有利于提高作物产量,C正确;适时通风可提高生产系统内的CO2浓度,进而提高光合作用速率,D正确。 2 3 5 6 7 8 9 11 1 4 10 4.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 D 2 3 5 6 7 8 9 11 1 4 10 解析:A点叶龄小,光合色素含量少,吸收的光能也少,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,叶片面积增大,酶数量增多,光合速率增大,B正确;CD段随叶龄增大,叶片逐渐衰老,叶片中的光合色素含量减少,酶的活性下降,光合速率下降,C正确;若光照突然增强,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。 2 3 5 6 7 8 9 11 1 4 10 5.(2025·湖南郴州模拟)我国自古“以农立国”,经过悠久岁月的积累,形成了丰富的农业生产技术体系。下列有关农业生产实践的叙述,错误的是 (　　) A.中耕松土、适时排水,能通过改善氧气供应来促进农作物根系的呼吸作用 B.大棚种植蔬菜时增施农家肥,有利于提高农作物光合速率,从而增加产量 C.在温暖环境中久放的萝卜重量明显减轻,主要原因是细胞呼吸消耗了水分 D.用蓝紫色薄膜建成的温室大棚光合作用效率低于无色透明薄膜建成的大棚 C 2 3 5 6 7 8 9 11 1 4 10 解析:中耕松土、适时排水,能通过改善根部的氧气供应来促进作物根系的呼吸作用,A正确;大棚种植蔬菜时增施农家肥,其中的有机物被分解者分解成无机盐和CO2,从而提高光合速率,增加产量,B正确;在温暖环境中久放的萝卜重量明显减轻是由于进行呼吸作用消耗了有机物,有机物减少使萝卜空心,C错误;用蓝紫色薄膜建成的温室大棚主要透射蓝紫光,无色透明薄膜建成的大棚所有光都可以通过,所以用蓝紫色薄膜建成的温室大棚光合作用效率低于无色透明薄膜建成的大棚,D正确。 2 3 5 6 7 8 9 11 1 4 10 6.(2025·河北衡水模拟)西洋参受干旱胁迫时生长会受影响。检测西洋参在重度干旱条件下与光合作用相关的指标,结果如图所示。下列叙述正确的是(　　) A.CO2吸收速率随着干旱时间的延长而上升 B.干旱既影响光反应,又影响暗反应 C.胞间CO2浓度仅受气孔导度影响 D.降低气孔导度不利于西洋参适应干旱环境 B 2 3 5 6 7 8 9 11 1 4 10 解析:据题图可知,随着干旱时间的延长,CO2吸收速率先下降后上升然后再下降,A错误。干旱条件下土壤含水量降低,植物根系吸收的水分减少,光反应减慢,产生的O2和H+减少,NADPH和ATP的合成减慢,进而导致C3的还原减慢;缺水还会导致植物叶片气孔导度下降,CO2的吸收量减少,影响暗反应中CO2的固定过程,B正确。胞间CO2浓度除了受气孔导度影响外,还受非气孔因素的影响,C错误。降低气孔导度可以在一定程度上减少水分的散失,有利于西洋参适应干旱环境,D错误。 2 3 5 6 7 8 9 11 1 4 10 7.在长期进化过程中,农作物对各种胁迫具有了一定的应激反应。科研工作者研究了干旱、冷害等胁迫对玉米幼苗代谢活动的影响,对胁迫期和恢复期的相关指标进行了测量,结果如图所示。下列说法错误的是(　　) 2 3 5 6 7 8 9 11 1 4 10 A.对照组玉米处理条件是适宜的温度和水分 B.对照组和实验组需要给予相同的光照条件 C.冷害胁迫时,净光合速率不易恢复 D.冷害能够缓解干旱胁迫对玉米造成的损伤 答案:D 2 3 5 6 7 8 9 11 1 4 10 解析:据题意分析可知,对照组应没有自变量的处理,因此对照组的玉米处理条件是适宜的温度和水分,A正确;对照实验要遵循单一变量原则,光照条件为无关变量,应相同且适宜,B正确;根据题图,冷害胁迫处理的恢复期净光合速率升高不明显,因此冷害胁迫时,净光合速率不易恢复,C正确;分析D、C、D&C组数据可知,干旱能够缓解冷害对玉米造成的损伤,D错误。 2 3 5 6 7 8 9 11 1 4 10 二、多项选择题 8.(2025·江苏无锡模拟)研究人员设计实验探究了CO2浓度对草莓幼苗各项生理指标的影响,结果如图1所示,其中Rubisco酶催化CO2的固定。气孔导度是指气孔的孔径大小,它反映了气孔开启或关闭的程度。图2表示温度对草莓光合作用的影响。下列相关叙述正确的是(　　) 2 3 5 6 7 8 9 11 1 4 10 A.适当增大环境CO2浓度有利于草莓在干旱环境中生存 B.当草莓所处环境CO2浓度升高,短时间内C5减少,ATP和NADPH减少 C.35 ℃是草莓生长的最适温度,5 ℃时草莓光合作用速率为0 D.35 ℃时草莓叶肉细胞间隙CO2浓度高于40 ℃时 答案:AB 2 3 5 6 7 8 9 11 1 4 10 解析:增大环境CO2浓度时,气孔导度下降,能减少水分散失,有助于植物生存,同时Rubisco酶活性上升,有利于植物进行光合作用,A正确;将草莓从低浓度CO2环境迁入高浓度CO2环境中,短时间内CO2的固定增强,对C5的消耗增强,C5减少,C3生成增多,C3的还原增强,故ATP和NADPH的消耗增多,其含量减少,B正确;35 ℃时净光合速率最快,最适宜草莓生长,5 ℃时净光合速率为0,光合作用速率等于呼吸作用速率,C错误;与35 ℃时相比,40 ℃时草莓放氧速率较低,即净光合速率较低,吸收CO2速率低于35 ℃时,故40 ℃时草莓叶肉细胞间隙CO2浓度高于35 ℃时,D错误。 2 3 5 6 7 8 9 11 1 4 10 9.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,下列叙述正确的是(　　) A.当光照强度为A时,持续光照一昼夜后人参干重增加 B.光照强度大于D时,可能是温度限制了红松P/R值的增大 C.若适当增施含镁的肥料,一段时间后人参的A点左移 D.光照强度为C时,红松和人参的光合速率有可能不同 CD 2 3 5 6 7 8 9 11 1 4 10 解析:光照强度为A时,人参的光合作用速率与呼吸速率的比值为1,即光合速率等于呼吸速率,净光合速率等于零,没有有机物的积累,持续光照一昼夜后人参干重不会增加,A错误;光照强度为D时,红松P/R值达到最大,此后随着光照强度的增加,光合速率也不再增加,图示曲线是在适宜温度、水分条件下获得的,故在D点之后,限制红松P/R值增大的主要外界因素是CO2浓度,B错误;适当增施含镁的肥料,可以增加人参叶肉细胞中叶绿素的含量,进而促进光反应以提高光合速率,使人参在较低的光照强度下就可达到与呼吸速率相等的状态,即一段时间后人参的A点左移,C正确;光照强度为C时,红松和人参的P/R值相等,由于红松是阳生植物,而人参为阴生植物,二者的呼吸速率有差别,因此二者的光合速率有可能不同,D正确。 2 3 5 6 7 8 9 11 1 4 10 三、非选择题 10.(2024·安徽卷)为探究基因OsNAC对光合作用的影响,研究人员在相同条件下种植某品种水稻的野生型(WT)、OsNAC敲除突变体(KO)及OsNAC过量表达株(OE),测定了灌浆期旗叶(位于植株最顶端)净光合速率和叶绿素含量,结果见表。回答下列问题。   净光合速率(μmol·m-2·s-1) 叶绿素含量(mg·g-1) WT 24.0 4.0 KO 20.3 3.2 OE 27.7 4.6 (1)旗叶从外界吸收1分子CO2与核酮糖⁃1,5⁃二磷酸结合,在特定酶作用下形成2分子3⁃磷酸甘油酸;在有关酶的作用下,3⁃磷酸甘油酸接受_______________释放的能量并被还原,随后在叶绿体基质中转化为____________________________ 。  2 3 5 6 7 8 9 11 1 4 10 ATP和NADPH 核酮糖⁃1,5⁃二磷酸和淀粉等 2 3 5 6 7 8 9 11 1 4 10 解析:在光合作用的暗反应阶段,CO2被固定后形成的两个3⁃磷酸甘油酸(C3)分子,在有关酶的催化作用下,接受ATP和NADPH释放的能量,并且被NADPH还原。随后在叶绿体基质中转化为核酮糖⁃1,5⁃二磷酸(C5)和淀粉等。 2 3 5 6 7 8 9 11 1 4 10 (2)与WT相比,实验组KO与OE的设置分别采用了自变量控制中的______ _____、 __________(填科学方法)。  减法 原理 加法原理 解析: 与某品种水稻的野生型(WT)相比,实验组KO为OsNAC敲除突变 体,其设置采用了自变量控制中的减法原理;实验组OE为OsNAC过量表达株,其设置采用了自变量控制中的加法原理。 2 3 5 6 7 8 9 11 1 4 10 (3)据表可知,OsNAC过量表达会使旗叶净光合速率_____。为进一步探究该基因的功能,研究人员测定了旗叶中编码蔗糖转运蛋白基因的相对表达量、蔗糖含量及单株产量,结果如图。  增大 2 3 5 6 7 8 9 11 1 4 10 结合图表,分析OsNAC过量表达会使旗叶净光合速率发生相应变化的原因:①_________________________________________________________ ________________________________________;  ②___________________________________________________________ _____________________________________________________________ ____________。  与WT组相比,OE组叶绿素含量较高,增加了对光能的吸收、传递和转换,光反应增强,促进旗叶光合作用 与WT组相比OE组旗叶中编码蔗糖转运蛋白基因的表达量较高,可以及时将更多的光合产物(蔗糖)从叶绿体中运出,从而促进旗叶的光合作用速率 2 3 5 6 7 8 9 11 1 4 10 解析: 题图和表中信息显示,OE组的净光合速率、叶绿素含量、旗叶中编码蔗糖转运蛋白基因的相对表达量、单株产量都明显高于WT组和KO组,但OE组蔗糖含量却低于WT组和KO组,说明OsNAC过量表达会使旗叶净光合速率增大,其原因可能为①与WT组相比,OE组叶绿素含量较高,增加了对光能的吸收、传递和转换,光反应增强,促进旗叶光合作用;②与WT组相比,OE组旗叶中编码蔗糖转运蛋白基因的表达量较高,可以及时将更多的光合产物(蔗糖)从叶绿体中运出,从而促进旗叶的光合作用速率。 2 3 5 6 7 8 9 11 1 4 10 11.(2023·广东卷)光合作用机理是作物高产的重要理论基础。大田常规栽培时,水稻野生型(WT)的产量和黄绿叶突变体(ygl)的产量差异不明显,但在高密度栽培条件下ygl产量更高,其相关生理特征见表和图。(光饱和点:光合速率不再随光照强度增加时的光照强度;光补偿点:光合过程中吸收的CO2与呼吸过程中释放的CO2等量时的光照强度。) 水稻材料 叶绿素/(mg/g) 类胡萝卜素/(mg/g) 类胡萝卜素/ 叶绿素 WT 4.08 0.63 0.15 ygl 1.73 0.47 0.27 2 3 5 6 7 8 9 11 1 4 10 分析图表,回答下列问题。 (1)ygl叶色黄绿的原因包括叶绿素含量较低和_____________________ _______,叶片主要吸收可见光中的____________光。  类胡萝卜素/叶绿素的比 值较高 红光和蓝紫 2 3 5 6 7 8 9 11 1 4 10 解析:据表格信息可知,与野生型水稻相比,黄绿叶突变体(ygl)的叶绿素含量低,类胡萝卜素/叶绿素的比值较高,导致ygl叶色黄绿。类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,因此ygl叶片主要吸收可见光中的红光和蓝紫光。 2 3 5 6 7 8 9 11 1 4 10 (2)光照强度逐渐增加达到2 000 μmol·m-2·s-1时,ygl的净光合速率较WT更高,但两者净光合速率都不再随光照强度的增加而增加,比较两者的光饱和点,可得ygl_____(填“高于”“低于”或“等于”)WT。ygl有较高的光补偿点,可能的原因是叶绿素含量较低和______________。  高于 呼吸速率较高 2 3 5 6 7 8 9 11 1 4 10 解析: 光饱和点是光合速率不再随光照强度增加时的光照强度。据图a可知,ygl的光饱和点高于WT。光补偿点是光合速率等于呼吸速率时的光照强度。根据图c可知,与WT相比,ygl的呼吸速率较高。据表格信息可知,与WT相比,ygl的叶绿素含量较低,当光照强度较低时,叶绿素含量低会导致光反应为暗反应提供的NADPH和ATP较少,使光合速率降低。综合上述分析可知,ygl具有较高的光补偿点的原因可能是其叶绿素含量较低和细胞呼吸速率较高。 2 3 5 6 7 8 9 11 1 4 10 (3)与WT相比,ygl叶绿素含量低,高密度栽培条件下,更多的光可到达下层叶片,且ygl群体的净光合速率较高,表明该群体_________________,是其高产的原因之一。  有机物积累较多 解析: 与WT相比,在高密度栽培条件下,更多的光可到达ygl下层叶片,导致ygl下层叶片的光合速率较高;与WT相比,ygl的叶绿素含量低,但ygl群体的净光合速率较高,表明该群体的光能利用率较高,有机物积累量大。 2 3 5 6 7 8 9 11 1 4 10 (4)试分析在0~50 μmol·m-2·s-1范围的低光照强度下,WT和ygl净光合速率的变化,在如图坐标系中绘制净光合速率趋势曲线。在此基础上,分析图a和你绘制的曲线,比较高光照强度和低光照强度条件下WT和ygl的净光合速率,提出一个科学问题:______________________________________________ 为什么达到光饱和点时,ygl的净光合速率高于WT? 答案: 2 3 5 6 7 8 9 11 1 4 10 解析: 绘制曲线图时要注意:ygl的呼吸速率约为0.9 μmol(CO2)·m-2·s-1, WT的呼吸速率约为0.6 μmol(CO2)·m-2·s-1,而且ygl的光补偿点(约为28 μmol·m-2·s-1)大于WT的光补偿点(约为15 μmol·m-2·s-1),具体曲线图见答 案。分析图a和新绘制的曲线,高光照强度和低光照强度条件下WT和ygl 净光合速率的相对大小不同,根据两图可提出问题:为什么达到光饱和点 时,ygl的净光合速率高于WT? $$