2026届高三一轮复习生物：光合作用的影响因素及其应用课件

生物 大 一 轮 复 习 第14课时 光合作用的影响因素及其应用 探究环境因素对光合作用强度的影响 < 考点一 > 考点一 探究环境因素对光合作用强度的影响 1、概念：植物在 内通过光合作用制造 的数量。 单位时间 糖类 知识点一、光合作用强度 因为叶肉细胞中光合作用和呼吸作用同时进行的，我们测量到的其实是光合作用减去细胞呼吸的差数，即净光合速率。植物真正的光合速率是不能直接测量到的。 O2 CO2 O2 CO2 （可以测得） （可以测得） 产生O2 固定CO2 实际/真正/总光合速率 =表观/净光合速率+呼吸速率 真正光合速率，只能根据净光合速率和呼吸速率计算得出： CO2 + H2O 光能 叶绿体 (CH2O) + O2 (色素、酶） 光照强度★ 光照时间 光照面积、光质 ①N、P、Mg等无机盐； ②温度、pH影响酶活性。 作为反应物和反应的媒介； 积累（有机物的输出） 内因： 叶绿素含量、酶活性和量、叶面积指数、气孔导度、有机物输出情况 外因：阳光、温度、水、CO2浓度、矿质元素等 气孔导度 CO2的吸收 考点一 光合作用的影响因素 干旱 CO2浓度 知识点二、探究光照强度对光合作用强度的影响 1.实验原理 考点一 探究环境因素对光合作用强度的影响 叶片中含有空气，放在水中会上浮 排除叶片间隙内的空气，叶片下沉 O2在细胞间隙中积累，叶片上浮 真空渗水法 光合作用产生O2 思考：1.自变量? 如何操纵？ 2.因变量？如何观测？ 教材P105 变量 分析 自变量： 光照强度 因变量： 设置方法 光合作用强度 观察不同光强下浮起相同的数量叶片所需时间/同一时间叶片浮起的数量。 LED灯与材料的距离（或不同瓦数的灯） 观测指标 知识点二、探究光照强度对光合作用强度的影响 装置设计 什么作用？ 光源产热导致温度变化，加盛水玻璃柱，排除温度对实验结果造成的干扰 适宜浓度NaHCO3缓冲液 作用：维持装置中CO2浓度的稳定，为光合作用提供CO2 知识点二、探究光照强度对光合作用强度的影响 2.实验步骤 01 打孔 取生长旺盛的绿叶，用直径为0.6cm的打孔器打出圆形小叶片30片。 02 排气 将圆形小叶片置于吸入清水的注射器内，用手指堵住注射器前端小孔拉动活塞，使叶片内气体逸出。 03 沉水 将处理过的圆形小叶片放入黑暗处盛有清水的烧杯中待用。 04 分组实验观察 分别将10片叶圆片投入3只20mlNaHCO3的小烧杯中并调整40W台灯距离（10、20、30CM） 项目　 　 烧杯　 　 小圆形 叶片 适宜浓度NaHCO3 光照 强度 叶片浮 起数量 1 10片 20 mL 强 多 2 10片 20 mL 中 中 3 10片 20 mL 弱 少 在一定的范围内，随着光照强度的不断增强，光合作用不断增强。 知识点二、探究光照强度对光合作用强度的影响 3.实验结果 4.实验结论 【规范表述】 叶片上浮的原因？ 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 【实验拓展】 利用该装置还能探究哪些影响因素？ CO2浓度、 温度、光质（不同颜色的彩色灯泡） 控制温度、光照强度相同，在各烧杯中加入不同浓度的NaHCO3溶液，可以用于探究CO2浓度对光合速率的影响。 NaHCO3溶液浓度太高，使叶片渗透失水，不利于光合作用。 考向一　探究环境因素对光合作用强度的影响 1.(2024·临沂期中)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.该实验中小圆叶片上浮到液面的 时长属于无关变量 B.图乙bc段平缓，可适当缩短台灯 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，可用于测定小圆叶片的细胞 呼吸强度 迁移应用 评价 √ 2.(2022·海南，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 √ 辨析单、多因子变量对光合作用强度影响的机理 < 考点二 > 必备知识 整合 1.内部因素 (1)与植物自身的遗传特性有关，以阴生植物、阳生植物为例，如图所示。 考点二 光合作用的影响因素及其应用 一、内部因素 2、植物叶片的叶龄、叶绿素含量及酶 活性 活 性 注：影响叶绿素合成的因素还有光照、温度和矿质元素等。 3.叶面积指数 单位土地面积上，植物的总叶面积 物质的量 叶面积指数 光合作用 呼吸作用 0 2 4 6 8 10 A点以后不再增加的原因是_______________________________， A 若一天光照时间为12h,叶面积指数应控制在 以下,才有利于植物生长。 叶片相互遮挡,影响对光的吸收 净光合作用 5 应用-----合理密植 一、内部因素 1.光照强度 【单位：勒克斯（lx）】 ①原理：光照强度通过影响植物的 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，使暗反应速率加快，从而使光合作用产物增加。 光 加快 知识点二、光合作用的外部影响因素及其应用 二、环境因素 光照强度 CO2吸收量 CO2释放量 A B C A点：只呼吸不光合 光补 偿点 光饱 和点 O c b CO2 AB段：呼吸＞光合 B点： BC段：光合＞呼吸 呼吸＝光合 b光补偿点：整株植物达到光合速率等于呼吸速率时，所对应的光照强度。 c光饱和点：植物达到最大光合速率所需要的最小光照强度 1.光照强度 二、环境因素 ②模型曲线分析 17 （1）某植物体处于B点所示的状态时，其叶肉细胞内光合作用强度 呼吸作用（大于、等于、小于） 呼吸速率 净光合速率 总光合速率 1.光照强度 ③易错提示 大于 （2）D点以前限制光合速率的主要因素是？ 光照强度 D点以后限制光合速率的主要因素是？ CO2浓度、温度等 ①温室生产中，适当增强 ，以提高光合速率，使作物增产； 光照强度 ②阴生植物的光补偿点和光饱和点都较低农业生产上一般间作 。 1.光照强度 ④应用 玉米--大豆 充分利用不同层次土壤内的水分、养分、光能、空间等 2.CO2浓度的影响 →CO2浓度影响暗反应阶段，进而影响光合作用。 D A点： 对应CO2浓度为能光合作用最低CO2浓度。 B点： CO2补偿点，光合速率＝呼吸作用速率 D点： CO2饱和点 注意：CO2浓度很低时，光合作用不能进行， CO2过高时，通过抑制细胞呼吸，进而影响光合强度 变形 应用： 光合作用所需CO2最低浓度 大田作物： 温室作物： →通过通风换气、增施农家肥、与禽畜舍相通、使用CO2发生器等措施增大CO2浓度。 ? 微生物分解 （分解者的分解作用） ①释放CO2 ②提供矿质元素 ③释放热量 →通过合理密植、“正其行，通其风”、增施农家肥等增大CO2浓度，提高光合强度。 【练习1】 1.箭头所指位置名称？ 2.CO2浓度若为0.1%，则曲线如何画？ b 光饱和点 CO2释放 光照强度 CO2吸收 0 0.03% CO2 A 0.1% CO2 B a c d 3.温度的影响 （1）原理： 温度通过影响有关酶的活性,从而影响光合作用； 对光反应和暗反应都有影响，但主要影响暗反应 适时播种； 温室栽培时，白天适当提高温度，提高净光合速率，夜间适当降温，降低呼吸速率，降低有机物的消耗，保证植物有机物的积累； 应用： ①水是光合作用的原料 ②水能影响气孔开闭，间接影响CO2进入植物体，从而影响光合作用。 ③体内各种化学反应的介质 4.水对光合作用的影响 【问题】 干旱程度较低时，花生的______（填“光反应”或“暗反应”）先受到抑制，原因是_________________________________________________。 暗反应 干旱程度较低时，气孔导度↓，CO2吸收量↓，暗反应速率↓ “影响”原理： 影响光反应 影响暗反应 气孔关闭（气孔开度减小）原因？ ①温度过高，植物蒸腾作用过大， 散失水分增加 ②干旱处理使植物因缺少水分 促进ABA的合成 ③水分减少 ABA诱导气孔关闭 5.矿质元素对光合作用的影响 矿质元素 过多：矿质元素过多，可导致土壤溶液浓度过高而导致植物渗透失水而萎蔫； A点以后光合速率迅速下降的原因？ 指导实践：合理施肥 生理作用： 绿色植物进行光合作用时，需要多种必需的矿质元素 N：是各种酶以及NADP+和ATP的重要组成成分，叶绿素中也有N元素。 P：是叶绿体膜、NADP+和ATP的重要组成成分。 Mg：叶绿素的重要组成成分。 K：在合成糖类，以及将其运输到块根、块茎和种子等器官过程中起作用。 1.光照强度、温度、CO2浓度的影响是综合的 甲 乙 (1)甲图中的自变量为______________，OP段影响光合速率的因素是_________，PQ段影响光合速率的因素是_______________，Q点之后影响光合速率的因素是_________； 光照强度、温度 光照强度 光照强度、温度 温度 (2)乙图中的自变量为_________________， OP段影响光合速率的因素是_________，PQ段影响光合速率的因素是_______________，Q点之后影响光合速率的因素是___________； 光照强度、CO2浓度 光照强度 光照强度、CO2浓度 CO2浓度 三、多因子变量对光合速率的影响 2.如何提高单位时间、单位土地面积上农作物的产量（光能利用率）？ 提高光合速率 增加光合面积 延长光合时间 环境因素 内部因素 增大光照强度 提高CO2浓度 控制温度 合理施肥 合理浇水 育种培育高产品种 通过轮作、间作、套种，从时间和空间上充分利用光能 通过合理密植、间作套种（阳生和阴生），提高叶面积指数 几种作物轮换种植 同时期播种 不同时期播种 环境条件改变时光补偿点和光饱和点的移动问题 增大CO2浓度： B点 移 C点 移 左 右 D点 移 右上 植物缺镁时： B点 移 C点 移 右 左 D点 移 左下 总结：不利于呼吸作用，A点____移。 不利于光合作用，光补 ，光饱 ，最大速率点 右移 左移 左下移 上 (2)弱光条件下植物没有O2的释放，说明未进行光合作用 (2021·湖南，7A)(　　) × 判断正误 (3)在夏季晴朗无云的白天，12时左右光合作用强度明显减弱，原因可能是叶片蒸腾作用强，失水过多使气孔部分关闭，进入体内的CO2量减少(2022·湖南，13A)(　　) √ (1)植物工厂常采用无土栽培技术，生产时应保持培养液与植物根部细胞的细胞液浓度相同(2021·辽宁，2B)(　　) × 气孔问题分析 1.气孔结构及其开闭原理： (1)组成：大多数陆生植物的气孔由两个保卫细胞(含有叶绿体)和它们之间的开口共同组成。 (2)气体交换的门户：通过气孔扩散的气体有O2、CO2和水蒸气等。 (2023·全国乙，29节选)气孔的开闭会影响植物叶片的蒸腾作用、_______ (答出2点即可)等生理过程。 关键能力 提升 光合作 用和细胞呼吸 2.气孔限制因素与非气孔限制因素的判断 科学家测定了不同浓度镉(Cd)胁迫下黄瓜幼苗的净光合速率(Pn)和气孔导度(Gs)，结果如图1所示，黄瓜幼苗叶片的部分结构及代谢活动如图2所示。回答下列问题： (1)已知植物体因适应缺水环境而发生的气孔响应调节机制与某种激素有关，为研究镉胁迫下黄瓜幼苗气孔导度降低是否具有同样的激素调节机制，可测定叶片中该激素的含量。该激素应为________。 脱落酸 (2)如图2，在光照充足的条件下，胞间CO2的主要来源为______________ ___________________；去路是扩散至叶绿体______在CO2固定酶的作用下与_____反应，最后生成(CH2O)。 外界环境(CO2 通过气孔进入胞间) 基质 C5 (3)净光合速率降低可能是由气孔因素引起，但也可能是由非气孔因素引起。研究者可通过测定胞间CO2浓度(Ci)的数据(图3)，与Pn、Gs的数据比对分析得出结论。根据图1、3中的数据推测，镉胁迫下的黄瓜幼苗净光合速率较低最可能与_________(填“气孔”或“非气孔”)因素有关。 非气孔 3.气孔运动机理 (2023·全国乙，29节选)植物的气孔由叶表皮上两个具有特定结构的保卫细胞构成。保卫细胞含有叶绿体，在光下可进行光合作用。已知蓝光可作为一种信号促进保卫细胞逆浓度梯度吸收K＋。有研究发现，用饱和红光(只用红光照射时，植物达到最大光合速率所需的红光强度)照射某植物叶片时，气孔开度可达最大开度的60%左右。回答下列问题： (1)红光可通过光合作用促进气孔开放，其原因是____________________ _______________________________________________________________。 红光下，光合作用合成有机物使保卫细胞溶质浓度增大，保卫细胞吸水体积膨大，气孔打开 (2)某研究小组发现在饱和红光的基础上补加蓝光照射叶片，气孔开度可进一步增大，因此他们认为气孔开度进一步增大的原因是蓝光促进保卫细胞逆浓度梯度吸收K＋。请推测该研究小组得出这一结论的依据是_______________________________________________________________ _______________________。 (3)已知某种除草剂能阻断光合作用的光反应，用该除草剂处理的叶片在阳光照射下气孔_____(填“能”或“不能”)维持一定的开度。 饱和红光照射使叶片的光合速率已达到最大，排除了光合作用产物对气孔开度进一步增大的影响 能 考向二　辨析单、多因子变量对光合作用强度影响的机理 3.(2024·北京，4)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O2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 迁移应用 评价 √ 4.(2021·广东，15)与野生型拟南芥WT相比，突变体t1和t2在正常光照条件下，叶绿体在叶肉细胞中的分布及位置不同(图1所示)，造成叶绿体相对受光面积的不同(图2所示)，进而引起光合速率差异，但叶绿素含量及其他性状基本一致。在不考虑叶绿体运动的前提下，下列叙述错误的是 A.t2比t1具有更高的光饱和点(光合速率不 再随光强增加而增加时的光照强度) B.t1比t2具有更低的光补偿点(光合吸收CO2 与呼吸释放CO2等量时的光照强度) C.三者光合速率的高低与叶绿素的含量无关 D.三者光合速率的差异随光照强度的增加而变大 √ 5.(2025·湖南湘楚名校联考)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.当光照强度为a时，持续光照一昼夜后 人参干重不会增加 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 √ 考向三　气孔 6.(2024·湖北，21)气孔是指植物叶表皮组织上两个保卫细胞之间的孔隙。植物通过调节气孔大小，控制CO2进入和水分的散失，影响光合作用和含水量。科研工作者以拟南芥为实验材料，研究并发现了相关环境因素调控气孔关闭的机理(图1)。已知ht1基因、rhc1基因各编码蛋白甲和乙中的一种，但对应关系未知。研究者利用野生型(wt)、ht1基因功能缺失突变体(h)、rhc1基因功能缺失突变体(r)和ht1/rhc1双基因功能缺失突变体(h/r)，进行了相关实验，结果如图2所示。 回答下列问题： (1)保卫细胞液泡中的溶质转运到胞外，导致保卫细胞______(填“吸水”或“失水”)，引起气孔关闭，进而使植物光合作用速率______(填“增大”“不变”或“减小”)。 (2)图2中的wt组和r组对比，说明高浓度CO2时rhc1基因产物_____(填“促进”或“抑制”)气孔关闭。 失水 减小 促进 (3)由图1可知，短暂干旱环境中，植物体内脱落酸含量上升，这对植物的积极意义是___________________________________________________ ______________________________________________________________________。 (4)根据实验结果判断：编码蛋白甲的基因是_____(填“ht1”或“rhc1”)。 干旱条件下脱落酸含量升高，促进叶片脱落，抑制气孔开放，能够减少蒸腾作用，保存植物体内的水分，使植物能够在干旱环境中生存 rhc1 考向四　光抑制 7.(2024·重庆，18)重庆石柱是我国著名传统中药黄连的主产区之一，黄连生长缓慢，存在明显的光饱和(光合速率不再随光强增加而增加)和光抑制(光能过剩导致光合速率降低)现象。 (1)探寻提高黄连产量的技术措施，研究人员对黄连的光合特征进行了研究，结果见图1。 ①黄连的光饱和点约为_____μmol·m－2·s－1。光强大于1 300 μmol·m－2·s－1后，胞间二氧化碳浓度增加主要是由于_______________ _____________________________________。 500 光合作用受到抑制，消耗的二氧化碳减少，且气孔导度增加 ②推测光强对黄连生长的影响主要表现为_________________________________ _____________________________。 黄连叶片适应弱光的特征有___________ _______________________________________________________________(答2点)。 黄连在弱光随光强增加生长快速达到最大，光照过强其生长受到抑制 叶片较薄，叶绿素较多(叶色深绿，叶绿体颗粒较大，叶绿体类囊体膜面积更大) (2)黄连露天栽培易发生光抑制，严重时其光合结构被破坏(主要受损的部位是位于类囊体薄膜上的色素蛋白复合体)，为减轻光抑制，黄连能采取调节光能在叶片上各去向(图2)的比例，提升修复能力等防御机制，具体可包括_________(多选)。 ①②③⑤ ①叶片叶绿体避光运动　②提高光合产物生成 速率　③自由基清除能力增强　④提高叶绿素含量　⑤增强热耗散 (3)生产上常采用搭棚或林下栽培减轻黄连的光抑制，为增强黄连光合作用以提高产量还可采取的措施及其作用是_________________ _____________________________。 合理施肥增加光合 面积，补充二氧化碳提高暗反应 光抑制 植物的光合系统所接受的光能超过光合作用所能利用的量时，光合功能便降低，这就是光合作用的光抑制。 (1)光抑制机理：光合系统的破坏，PS Ⅱ是光破坏的主要场所。发生光破坏后的结果：电子传递受阻，光合效率下降。 (2)光抑制的主要防御机制 ①减少光吸收，植物体也可以通过叶运动(减少叶片与主茎的夹角)或叶绿体运动这种对强光的快速响应以减少对光的吸收，从而避免光抑制。 拓展延伸 ②增加热耗散：a.当依赖能量的叶绿素荧光猝灭增加时，通过增加激发能的热耗散可以部分避免光抑制。降低光饱和条件下的PSⅡ的光化学效率，可以避免光抑制破坏的发生。b.在强光下非光辐射能量耗散增加的同时，玉米黄素含量增加，玉米黄素与激发态的叶绿素作用，从而耗散其激发能，保护光合机构免受过量光能破坏。 ③进行光呼吸：C3植物的光呼吸有很高的能量需求。光呼吸可以防止强光和CO2亏缺条件下发生光抑制。 拓展延伸 一、过教材 1.下列关于“探究环境因素对光合作用强度的影响”的实验的叙述，错误的是 A.通过调节台灯与实验装置间的距离来控制光照强弱 B.因变量是单位时间圆形小叶片浮起的数量 C.实验中拉动注射器活塞是为了使圆形小叶片内的气体逸出 D.探究实验中，圆形小叶片浮起的原因是叶片进行细胞呼吸产生了CO2 E.在一定范围内，随NaHCO3浓度的增加，叶圆片上浮所需时间先减少后增加 F.可用不同浓度的碳酸氢钠溶液来探究CO2浓度对光合作用强度的影响 √ 查落实固基础 2.下列关于光合作用原理应用的叙述，正确的是 A.农作物能吸收有机肥中的有机物，有助于农作物生长 B.合理密植有利于改善田间CO2浓度和光能利用率 C.用绿色塑料薄膜代替无色塑料薄膜，可提高大棚蔬菜的产量 D.农作物生长发育过程中，及时去掉衰老变黄的叶片不利于有机物的积累 E.“正其行，通其风”，有利于提高农作物的产量 F.连续阴雨天适当提高温度有利于大棚绿叶蔬菜生长 G.适当增施氮肥，促进茎叶生长，以增大光合作用面积 √ √ √ 二、过高考 1.(2019·全国Ⅰ，29节选)将生长在水分正常土壤中的某植物通过减少浇水进行干旱处理，该植物根细胞中溶质浓度增大，叶片中的脱落酸(ABA)含量增高，叶片气孔开度减小。与干旱处理前相比，干旱处理后该植物的光合速率会 ，出现这种变化的原因是_________________________ 。 气孔开度减小使供应给光合 降低 作用所需的CO2减少 2.(2020·全国Ⅰ，30节选)农业生产常采用间作(同一生长期内，在同一块农田上间隔种植两种作物)的方法提高农田的光能利用率。现有4种作物，在正常条件下生长能达到的株高和光饱和点(光合速率达到最大时所需的光照强度)如表。从提高光能利用率的角度考虑，最适合进行间作的两种作物是 ，选择这两种作物的理由是____________________________________________________ ____________________________________________________________________。 A和C 作物A光饱和点高且长得高，可利用上层光照进行光合作用； 作物C光饱和点低且长得矮，与作物A间作后，能利用下层的弱光进行光合作用 作物 A B C D 株高/cm 170 65 59 165 光饱和点/ (μmol·m－2·s－1) 1 200 1 180 560 623 3.(2021·重庆，24节选)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”)。 增多 增大 回答下列问题： (1)本次实验结果表明，三种补光光源中最佳的是 ，该光源的最佳补光时间是 小时/天，判断该光源是最佳补光光源的依据是_____ ___________________________________________________________________________________________________________________。 红光＋蓝光 6 处理组中，红光＋蓝光的补光光源在同一补光条件下，诱导产生的花朵数量最多；且该光源诱导火龙果成花所用的补光时间最短 三个 4.(2023·海南，16节选)海南是我国火龙果的主要种植区之一。由于火龙果是长日照植物，冬季日照时间不足导致其不能正常开花，在生产实践中需要夜间补光，使火龙果提前开花，提早上市。某团队研究了同一光照强度下，不同补光光源和补光时间对火龙果成花的影响，结果如图。 (2)现有可促进火龙果增产的三种不同光照强度的白色光源，设计实验方案探究成花诱导完成后提高火龙果产量的最适光照强度(简要写出实验思路)：__________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________。 成花诱导完成后，选取生长发育状况一致的火龙果植株随机均分为三组，分别以三种不同光照强度的白色光源照射，其他条件相同且适宜。待火龙果成熟后测量其产量，产量最高组的光照强度即为最适光照强度 5.(2024·安徽，16节选)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 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   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 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____________________ _________________________________________________________________________________________________________。   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 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相对表达量较高，可以及时将更多的光合产物(蔗糖)向外运出，从而促进旗叶的光合作用 返回 课时精练 对一对 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 A B D C B B D AB 题号 9 答案 ACD (1)④　④①　K＋(Cl－等无机离子)、苹果酸(Mal等有机酸)　 (2)①②④　丙酮酸　NADH　 (3)H＋电化学势能(H＋浓度差)　 (4)吸水膨胀　(5)ABD 10. 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 1 (1)光、H蛋白　CO2浓度、温度、水分、矿质元素等　 (2)不能　突变体中PSⅡ损伤小，但不含有H蛋白，不能修复；野生型中PSⅡ损伤大，但能修复　 (3)少　突变体的NPQ强度高，能够减少强光对PSⅡ的损伤 11. 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 1 (1)①NADPH　C5(核酮糖—1,5-二磷酸，RuBP)　②突变体的光反应与暗反应速率都较野生型快　 (2)①突变体叶绿素含量太低　光照强度太低　②蔗糖　③高 12. 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 1 一、选择题：每小题给出的四个选项中只有一个符合题目要求。 1.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 A.叶圆片上浮说明叶肉细胞的光合作用强度等于细胞 呼吸强度 B.实验前将各叶圆片内的气体排出，其目的是排除原 有气体对实验结果的干扰 C.最直接的净光合速率观测指标是相同时间内叶圆片上浮的数量 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 答案 2.(2024·娄底期末)西洋参易受干旱胁迫而影响生长。检测西洋参在重度干旱条件下光合作用的相关指标，结果如图所示。下列叙述正确的是 A.CO2的固定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 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 3.(2022·北京，2)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 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 4.(2024·临沂期中)已知小麦光合作用最适温度为25 ℃，细胞呼吸最适温度为30 ℃，科学家研究小麦30 ℃时光照强度与光合作用强度的关系，得到如图所示曲线。下列有关叙述错误的是 A.在25 ℃条件下研究时，cd段位置会 上移，a点会上移 B.b点时叶肉细胞产生ATP的细胞器有 线粒体和叶绿体 C.其他条件适宜，当植物缺Mg时，b 点将向左移动 D.c点之后小麦光合作用强度不再增加可能与光合色素的量有关 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 √ 5.(2024·长沙联考)为探究不同光质对玉米光合速率的影响，在大田条件下，以玉米ZD958为供试材料设置3种光质处理，分别为红色膜(R)、蓝色膜(B)和绿色膜(G),以白色膜作为对照(CK),结果如表所示。下列分析错误的是 处理 净光合速率/ (μmol·m－2·s－1) 胞间CO2浓度/ (μmol·mol－1) 气孔导度/ (μmol·m－2·s－1) CK 30.3 159.7 271.0 B 22 170.2 199.6 R 18.9 185.5 184.3 G 16.1 217.5 171.2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 A.CO2作为光合作用的原料由C5固定进入卡尔文循环 B.不同光质处理下净光合速率下降是气孔限制因素引起的 C.绿色膜处理组的蓝紫光和红光减少，导致植物光合速率下降 D.光质、CO2浓度和温度都是影响玉米光合速率的主要环境因素 处理 净光合速率/ (μmol·m－2·s－1) 胞间CO2浓度/ (μmol·mol－1) 气孔导度/ (μmol·m－2·s－1) CK 30.3 159.7 271.0 B 22 170.2 199.6 R 18.9 185.5 184.3 G 16.1 217.5 171.2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 √ 6.气孔导度(植物叶片气孔张开的程度)受CO2浓度、光照强度、温度等多种环境因素的影响，其也会影响植物光合作用、蒸腾作用等生命活动。研究人员测量某植物在不同CO2浓度和光照强度下的气孔导度，绘制出图示立体图。下列叙述正确的是 A.气孔导度达到最大时，植物的光合作 用强度将达到最大 B.170 ppm CO2浓度时，适当提高光照强 度会增加气孔导度 C.当光照强度为0时，气孔导度不受CO2 浓度增加的影响 D.CO2浓度和光照强度均不变时，气孔导 度也不会发生改变 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 √ 7.(2024·郴州检测)浒苔是一种生活在潮间带的大型绿藻，为避免过高的光强对其造成损伤，进化出了多种适应机制，其中NPQ(非光化学淬灭：光合色素吸 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 收的部分光能不用于光合电子传递途径的ATP合成，而以热能的形式耗散)是一种重要的快速能量耗散机制。为探究高光胁迫对浒苔NPQ的影响及NPQ变化原因，研究人员进行了相关实验，结果如图所示。下列相关叙述正确的是 A.采用纸层析法分离浒苔光合色素，滤纸条由上至下第三条色素带呈黄绿色 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 B.叶黄素循环和跨类囊体膜质子梯 度促进浒苔NPQ的产生，且后 者影响更显著 C.其他条件不变，在高光环境下， 浒苔的二氧化碳饱和点更高 D.高光照下浒苔的NPQ增强，细 胞损伤减少，但光能利用率下降 √ 二、选择题：每小题给出的四个选项中有一个或多个符合题目要求。 8.(2024·常德期末)强光胁迫会导致大豆出现光抑制现象。接近光饱和点的强光会导致大豆的光系统Ⅱ(PSⅡ)出现可逆失活，失活状态的PSⅡ加强了能量耗散，以避免受到进一步破坏。该过程中起重要作用的是参与构成PSⅡ的D1蛋白。强光下D1即开始降解，其净损失率与PSⅡ单位时间接受的光量子数呈正相关。编码D1的psbA基因定位于叶绿体基因组，科研人员尝试将蓝细菌psbA基因导入大豆细胞核(纯合品系R)，结果发现在强光下D1的降解率并没有下降，但光饱和点提高了。下列说法正确的是 A.强光下D1的降解速率可超过其补充速率 B.PSⅡ等吸收的光能一部分储存在ATP、NADPH中 C.品系R的核psbA表达产物应定位于叶绿体基质 D.强光下气孔关闭，可能导致C5的含量迅速降低，阻碍暗反应的进行 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 √ √ 9.(2024·岳阳模拟)强光条件下，植物吸收的光能若超过光合作用的利用量，过剩的光能可导致植物光合作用强度下降，出现光抑制现象。为探索油菜素内酯(BR)对光抑制的影响机制，将长势相同的苹果幼苗进行分组和处理(如图)，其中试剂L可抑制光反应关键蛋白的合成，实验结果如图所示。下列叙述错误的是 A.各组幼苗所处的条件应相同且适宜 B.强光照射后短时间内，植物叶片胞 间CO2浓度会降低 C.持续强光照射后，植物叶片胞间CO2浓度将降低 D.油菜素内酯可通过抑制光反应关键蛋白的合成减弱光抑制现象 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 √ √ √ 三、非选择题 10.(2023·江苏，19)气孔对植物的气体交换和水分代谢至关重要，气孔运动具有复杂的调控机制。图1所示为叶片气孔保卫细胞和相邻叶肉细胞中部分结构和物质代谢途径。①～④表示场所。请回答下列问题： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 (1)光照下，光驱动产生的NADPH主要出现在______(从①～④中选填)；NADPH可用于CO2固定产物的还原，其场所有______(从①～④中选填)。液泡中与气孔开闭相关的主要成分有H2O、__________________________ ______________(填写2种)等。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 ④ ④① K＋(Cl－等无机离子)、苹果酸 (Mal等有机酸) (2)研究证实气孔运动需要ATP，产生ATP的场所有________(从①～④中选填)。保卫细胞中的糖分解为PEP，PEP再转化为________进入线粒体，经过TCA循环产生的________最终通过电子传递链氧化产生ATP。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 ①②④ 丙酮酸 NADH (3)蓝光可刺激气孔张开，其机理是蓝光激活细胞膜上的AHA，消耗ATP将H＋泵出膜外，形成跨膜的_______ __________________，驱动细胞吸收K＋等离子。 H＋电化 学势能(H＋浓度差) (4)细胞中的PEP可以在酶作用下合成四碳酸OAA，并进一步转化成Mal，使细胞内水势下降(溶质浓度提高)，导致保卫细胞__________，促进气孔张开。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 吸水膨胀 (5)保卫细胞叶绿体中的淀粉合成和分解与气孔开闭有关，为了研究淀粉合成与细胞质中ATP的关系，对拟南芥野生型WT和NTT突变体ntt1(叶绿体失去运入ATP的能力)保卫细胞的淀粉粒进行了研究，其大小的变化如图2。下列相关叙述合理的有________。 A.淀粉大量合成需要依赖呼吸作用提供ATP B.光照诱导WT气孔张开与叶绿体淀粉的水解 有关 C.光照条件下突变体ntt1几乎不能进行光合作用 D.长时间光照可使WT叶绿体积累较多的淀粉 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 ABD 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。 11.(2023·山东，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 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 (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)。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 光、H蛋白 CO2浓度、温度、水 分、矿质元素等 (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 突变体中PSⅡ 损伤小，但不含有H蛋白，不能修复；野生型中PSⅡ损伤大，但能修复 (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_____________________________________________。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 少 突变体的NPQ强度高，能够减少强光对PSⅡ的损伤 注：RuBP羧化酶：催化CO2固定的酶：Vmax：RuBP羧化酶催化的最大速率 12.(2023·重庆，19)水稻是我国重要的粮食作物，光合能力是影响水稻产量的重要因素。 (1)通常情况下，叶绿素含量与植物的光合速率呈正相关。但有研究发现，叶绿素含量降低的某一突变体水稻，在强光照条件下，其光合速率反而明显高于野生型。为探究其原因，有研究者在相同光照强度的强光条件下，测定了两种水稻的相关生理指标(单位省略)，结果如表。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 项目 光反应 暗反应 光能转化效率 类囊体薄膜电子传递速率 RuBP羧化酶含量 Vmax 野生型 0.49 180.1 4.6 129.5 突变体 0.66 199.5 7.5 164.5 ①类囊体薄膜电子传递的最终产物是__________。RuBP羧化酶催化的底物是CO2和______________________________。 ②据表分析，突变体水稻光合速率高于野生型的原因是_______________ _________________________。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 NADPH C5(核酮糖—1,5-二磷酸，RuBP) 与暗反应速率都较野生型快 突变体的光反应 项目 光反应 暗反应 光能转化效率 类囊体薄膜电 子传递速率 RuBP羧化酶含量 Vmax 野生型 0.49 180.1 4.6 129.5 突变体 0.66 199.5 7.5 164.5 (2)研究人员进一步测定了田间光照和遮阴条件下两种水稻的产量(单位省略)，结果如表。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 ①在田间遮阴条件下，突变体水稻产量却明显低于野生型，造成这个结果的内因是______________________，外因是______________。 突变体叶绿素含量太低 光照强度太低 项目 田间光照产量 田间遮阴产量 野生型 6.93 6.20 突变体 7.35 3.68 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 ②水稻叶肉细胞的光合产物有淀粉和_____，两者可以相互转化，后者是光合产物的主要运输形式，在开花结实期主要运往籽粒。 ③根据以上结果，推测两种水稻的光补偿点(光合速率和呼吸速率相等时的光照强度)，突变体水稻较野生型____(填“高”“低”或“相等”)。 蔗糖 高 返回 项目 田间光照产量 田间遮阴产量 野生型 6.93 6.20 突变体 7.35 3.68 $