第3单元 第17讲 光合作用的影响因素及应用（课件PPT）-【正禾一本通】2026年新高考生物高三一轮总复习高效讲义（人教版 不定项）

该高中生物学课件聚焦“光合作用的影响因素及应用”高考核心专题，覆盖光照强度、CO₂浓度等环境因素分析及实验探究，对接高考评价体系，明确光补偿点、实验变量控制等高频考点权重，归纳实验分析、曲线解读、生产应用三类常考题型，备考针对性强。 课件以科学思维与探究实践素养为导向，通过“实验流程分步解析+影响因素曲线建模”突破考点，如用梯度光照实验案例指导变量控制方法，结合课下精练卷中的曲线分析题训练答题逻辑。助力学生掌握光合速率计算、曲线拐点分析等技巧，为教师提供系统复习框架，提升高考冲刺效率。

第三单元 细胞的能量供应和 利用 正禾一本通高三一轮总复习 生物学 光合作用的影响因素及应用 第17讲 01 考点一 探究环境因素对光合作用强度的影响[探究·实践] 02 03 考点二　 光合作用的影响因素及其应用 目录 课下巩固精练卷(十七) 光合作用的影响因素及应用 3 考点一 探究环境因素对光合作用强度的影响[探究·实践] 返回 4 整合必备知识 单位时间 糖类 O2 光照强度 光源与烧杯的距离 光合作用强度 叶片浮起的数量 叶片大小、溶液的量 黑暗 浮起 的数量 越多 增强 × √ × × 落实素养题组 考点二 光合作用的影响因素及其应用 返回 21 整合必备知识 呼吸量 下降 光反应 ATP及NADPH 细胞 呼吸 ＝ ＞ 光照 强度 暗反应 CO2补偿 光合速率与细胞呼 吸速率相等 进行光合作用所需CO2 的最低浓度 CO2饱和 酶的活性 增大 最适 酶的活性 光合速率与呼吸速率相等 原料 介质 气孔 CO2 光照强度 CO2浓度 × × × 提升关键能力 ①光照强度过强引起叶绿素降解，进而导致光合作用降低； ②光照强度过强引起植物叶片蒸腾作用加快，植物为了避免失水过多而关 闭部分气孔，导致CO2吸收不足，进而导致光合作用降低 S2 S2达到光饱和点和光补偿点所需要的 光照强度都最低，因而适宜生长在光照比较弱的环境中 S3 NADPH和ATP ①② ③ 落实素养题组 课下巩固精练卷(十七) 光合作用的影响因素及应用 返回 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 14 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 14 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 14 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 14 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 14 2 3 4 5 6 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(2)在探究光照强度对光合作用强度的影响实验中，若改用普通灯泡作为光源应注意灯泡发热造成的温度变化对实验的影响，可在灯泡和光源之间加一玻璃水柱进行隔温处理。( ) 提示：随着NaHCO3溶液浓度的增大，植物细胞失水增多，细胞代谢减慢，光合作用速率会降低。 (3)因为配制的NaHCO3溶液中不含O2，所以整个实验过程中叶圆片只能进行无氧呼吸。( ) (4)在探究光照强度对光合作用强度的影响中，增加光照强度或温度，都能明显缩短圆形小叶片上浮至液面所用的时间。( ) 提示：虽然配制的NaHCO3溶液中不含O2，但叶圆片本身可进行光合作用产生O2，所以整个实验过程中叶圆片可进行有氧呼吸。 提示：当达到光饱和点后，增加光照强度不会缩短圆形小叶片上浮至液面所用的时间。 1.(2024·四川绵阳模拟)某同学为研究某种水草的光合作用和呼吸作用，进行了如下实验：用少量的NaHCO3和溴麝香草酚蓝加水配制成蓝色溶液，并向溶液中通入一定量的CO2使溶液变成浅绿色，之后将等量的浅绿色溶液分别加入7支试管中，其中6支加入生长状况一致的等量水草，另一支不加水草，密闭所有试管，各试管的实验处理和结果见下表。随着CO2浓度的增高，溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄。不考虑其他生物因素对实验结果的影响。下列叙述错误的是(　　) 试管编号 1 2 3 4 5 6 7 水草 无 有 有 有 有 有 有 距日光 灯的距 离/cm 20 遮光* 100 80 60 40 20 50 min后 试管中溶 液的颜色 浅绿色 X 浅黄色 黄绿色 浅绿色 浅蓝色 蓝色 注：遮光*是指用黑纸将试管包裹起来，并放在距日光灯100 cm的地方。 A.50 min后2号试管中X代表的溶液颜色为黄色 B.5号试管中水草光合作用强度等于呼吸作用强度，吸收与释放的CO2量相等 C.若1号试管的溶液是蓝色，则说明2至7号试管的实验结果是不可靠的 D.本实验中，2至7号试管的实验结果是由呼吸作用引起的 解析：选D。2号试管进行遮光处理，植物只进行呼吸作用，产生CO2且不消耗CO2，其CO2浓度高于3号试管，颜色应该比3号试管更深，故2号试管的颜色应为黄色，A正确；5号试管中的溶液颜色在照光前后没有变化，说明在此条件下水草光合作用强度等于呼吸作用强度，即呼吸作用产生的CO2量＝光合作用消耗的CO2量，B正确；若1号试管的溶液是蓝色，则说明环境能导致试管内溶液CO2浓度下降，2至7号试管的实验结果是不可靠的，C正确；光合作用吸收CO2、呼吸作用产生CO2，二者都会影响溶液中的CO2浓度，因此2至7号试管中的实验结果是由水草的光合作用或呼吸作用引起的，D错误。 2.(多选)(2024·山东青岛模拟)某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间属于无关变量 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浓度增加光合作用强度下降 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 解析：选BC。该实验中小圆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，小圆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正确；将图甲装置中的NaHCO3溶液换成NaOH溶液，小圆叶片细胞呼吸消耗氧气，产生的二氧化碳会被NaOH溶液吸收，叶片不能上浮，无法测得气体体积变化，不能测定小圆叶片的细胞呼吸强度，D错误。 1.内部因素 (1)植物自身的遗传特性(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 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 2.外部环境因素 (1)单因子变量对光合速率的影响 ①光照强度 ②CO2浓度 ③温度 ④水分或矿质元素 (2)多因子变量对光合速率的影响 【正误辨析】　//////////////////////////// (1)生长于较弱光照条件下的植物，当提高CO2浓度时，其光合速率会随之增加。( ) 提示：较弱光照条件下，光反应产生的ATP和NADPH较少，即使CO2浓度升高，光合速率也不随之增加，此时限制光合作用的环境因素是光照强度。 (2)光照强度只影响光反应，不影响暗反应。( ) (3)延长光照时间能提高光合作用强度。( ) 提示：光照强度改变会使光反应速率改变，产生NADPH和ATP的速率改变，从而使暗反应中C3的还原速率改变，所以光照强度不只会影响到光反应，也会影响到暗反应。 提示：延长光照时间能提高光能利用率而不能提高光合作用强度。 光合作用是一系列的光化学步骤和物质转变过程，影响其变化的因素也是多方面的，结合下列问题深度认知各种因素影响光合作用变化的内在机理。 (1)图1是在光合作用的最适温度25 ℃条件下测得数据绘制的光合速率随光照强度的变化曲线，现若将温度提高至细胞呼吸的最适温度30 ℃，再测得数据绘制曲线，则图中A、B、C、D点分别如何移动？若该植物缺少镁离子，则图中A、B、C、D点分别如何移动？若图1是阳生植物的相关曲线，则阴生植物的曲线中B、C、D点分别如何移动？ 提示：若将温度提高至细胞呼吸的最适温度30 ℃，则图中A点下移，B点右移，C点左下移，D点左移。若植物缺少镁离子，则A点不动，B点右移，C点左下移，D点左移。阴生植物的曲线中B点左移，C点左下移，D点左移。 (2)如果将光照强度继续加强，会导致后期植物光合作用下降，其原因可能有两种： 。 (3)为了选择适宜栽种的该作物品种，研究人员在相同的条件下分别测定了3个品种S1、S2、S3的光补偿点和光饱和点，结果如图2和图3。最适宜在果树林下套种的品种是 ，理由是 。最适应较高光照强度的品种是 。若增加环境中CO2浓度后，测得S2的光饱和点显著提高，但S3的光饱和点却没有显著改变，原因可能是在超过原光饱和点的光照强度下，S2的光反应产生了过剩的 ，而S3在光饱和点时可能 (填序号，多选)。 ①光反应已基本饱和　②暗反应已基本饱和　③光、暗反应都已基本饱和 1.(2024·江西九江模拟)西洋参受干旱胁迫，生长会受影响。科研人员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 解析：选B。据图可知，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。干旱条件下环境中水分减少，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.(多选)如图表示植物光合作用速率随光照强度改变的曲线，下列相关叙述正确的是(　　) A.若适当提高温度，光合速率的增加值小于呼吸速率的增加值，则补偿点B点向右移动 B.若增加CO2浓度，B点左移，C点左移，D点向右上方移动 C.D点时，ATP从类囊体薄膜向叶绿体基质移动 D.若该植物为阳生植物，则换为阴生植物，B点向左移动，D点向左下方移动 解析：选ACD。B点为光补偿点，此时光合作用与呼吸作用强度相等，若适当提高温度，光合速率的增加值小于呼吸速率的增加值，则补偿点B点向右移动，A正确；若增加CO2浓度，则光合作用强度增加，B点左移，C点右移，D点向右上方移动，B错误；D点时的光合作用强度最大，其光反应产生的ATP从类囊体薄膜移向叶绿体基质，参与暗反应过程中C3的还原，C正确；因为阴生植物在较低光照强度下就能达到光补偿点，所以B点会向左移动，最大光合作用速率D点会向左下方移动，D正确。 题后点击　CO2(光)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 项目 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：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。 【高考真题·感悟试做】 考向一　探究环境因素对光合作用强度的影响 1.(2024·北京高考)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 解析：选A。二氧化碳是光合作用的原料，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，会降低单位时间单位叶面积的氧气释放量，B不符合题意；给光源加滤光片，减少了光源，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.(2022·海南高考)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 解析：选B。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速率大于细胞呼吸消耗的氧气速率时，叶圆片上浮，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；若在4 ℃条件下进行本实验，由于低温会使酶活性降低，净光合速率可能降低，故各组叶圆片上浮所需时长可能均会延长，D错误。 考向二　光合作用的影响因素及其应用 3.(2024·湖北高考)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，实验结果如下表所示。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 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 解析：选C。与其他组相比，第①组处理首次开花时间最早，说明第①组处理有利于诱导植物甲提前开花，但其鲜花累计平均产量小于第②③组，A错误；植物甲花的品质与叶黄素含量呈正相关，据表中信息可知，随着光照处理中的黑暗时长减小，植物甲花的叶黄素含量先升高后降低，B错误；第②组处理植物甲花的叶黄素含量最高，鲜花累计平均产量明显大于第①组，略小于第③组，综合考虑花的产量和品质，应该选择第②组处理，C正确；比较第②组和第③组的结果可知，第②组植物甲花的叶黄素含量较第③组高，但第③组的鲜花累计平均产量高于第②组，说明植物甲花的叶黄素含量与花的产量不呈正相关，D错误。 4.(2024·安徽高考)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，结果见下表。回答下列问题。 项目 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)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)。 (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。 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________________________________________________________________________。 解析：(1)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)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。 (3)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，蔗糖含量却低于WT组和KO组。OsNAC过量表达会使旗叶净光合速率增大，究其原因有：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)向外运出，从而促进旗叶的光合作用速率。 答案：(1)ATP和NADPH　核酮糖­1，5­二磷酸和淀粉等　(2)减法原理　加法原理　(3)增大　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)向外运出，从而促进旗叶的光合作用速率 5.(2024·山东高考)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。 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 (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__________________________________ ________________________________________________________________。 (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________________________。 (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_____________________________________ __________________________________________。 解析：(1)光反应阶段生成的NADPH和ATP可供暗反应利用。分析野生型和突变体的①组数据可知，与野生型相比，突变体类囊体膜蛋白稳定性和蔗糖转化酶活性均较高；分别对比野生型和突变体的②③组数据可知，细胞分裂素可以提高类囊体膜蛋白稳定性和蔗糖转化酶活性。结合题干信息“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”推测，与野生型相比，突变体叶片合成的细胞分裂素较多，类囊体膜蛋白稳定性较高，促进了叶绿素合成，从而导致开花后突变体叶片变黄的速度较慢。 (2)分析题表可知，与野生型相比，开花14天后突变体的胞间CO2浓度较低、气孔导度较大(进入叶肉细胞的CO2较多)，说明其CO2利用率较大，光饱和点较高。(3)已知蔗糖转化酶催化蔗糖分解为单糖，叶片的光合产物主要以蔗糖的形式运输到植株各处，而突变体蔗糖转化酶活性较高，能够催化更多的蔗糖分解为单糖，导致运输到籽粒的蔗糖减少，进而导致籽粒合成的淀粉减少。 答案：(1)ATP、NADPH　与野生型相比，突变体叶片合成的细胞分裂素较多，类囊体膜蛋白稳定性较高，可促进叶绿素的合成(合理即可)　(2)高　与野生型相比，开花14天后突变体的胞间CO2浓度较低、气孔导度较大(进入叶肉细胞的CO2较多)，CO2利用率较大　(3)突变体蔗糖转化酶活性较高，能够催化更多的蔗糖分解为单糖，导致运输到籽粒的蔗糖减少，籽粒合成的淀粉减少(合理即可) 知识点 较易题 中档题 较难题 探究环境因素对光合作用强度的影响 2、3 10、13 － 光合作用的影响因素及其应用 1、4、5、6 7、8、9 11、12、14 一、选择题：每小题只有一个选项符合题目要求。 1.(2024·四川成都模拟)矿质离子主要由植物根系吸收，对光合作用有一定的影响。在适宜条件下，将黄瓜幼苗培养在完全培养液中，测定其光合作用速率与光照强度的关系，结果如图。若将黄瓜幼苗培养在缺镁培养液中(缺镁对呼吸作用速率影响不大)，下列分析错误的是(　　) A.缺镁会影响叶绿素的合成，使光合速率下降，C点向左下方移动 B.缺镁对呼吸作用速率影响不大，所以A点不会有明显移动 C.图中B点是光补偿点，在缺镁培养液培养后B点左移 D.图中D点是光饱和点，在缺镁培养液培养后D点左移 解析：选C。缺镁会影响叶绿素的合成，使植物捕获光能的能力下降，导致光反应速率下降，但对呼吸速率影响不大，所以该黄瓜幼苗在缺镁培养液中培养后，C点向左下方移动，A点不会有明显移动，A、B正确；B点为光补偿点，该点的呼吸作用强度与光合作用强度相等，植物体缺镁时，呼吸速率影响不大，而体内叶绿素合成减少，光合作用速率下降，植物只有在较强光照下光合速率才能与呼吸速率相同，故B点会右移，C错误；D点为正常植物的光饱和点，缺镁植物的光合速率下降，D点会向左移动，D正确。 2.(2024·四川德阳模拟)探究不同波长的光对光合作用强度的影响。实验小组选取生长状态良好的绿萝叶片，使用下图所示密封装置，可调节装置中LED灯带使其发出不同波长的光。下列相关叙述正确的是(　　) A.同一波长下无需重复测定O2和CO2含量 B.利用此装置无法测定绿萝叶片的呼吸作用强度 C.红光实验结束后只需调整光的波长即可做紫光实验 D.桶中初始O2和CO2含量是需要控制的无关变量 解析：选D。本实验的因变量是光合作用强度，而实际光合速率＝净光合速率(光照下O2的释放量或CO2的吸收量)＋呼吸速率(黑暗条件下CO2的释放量)，故同一波长下需要重复测定O2和CO2含量，A错误；利用此装置可以测定绿萝叶片的呼吸作用强度，即在黑暗环境中测定CO2的释放量或O2的消耗量，B错误；红光实验结束后除了需要调整光的波长，还需要检测O2和CO2含量，方可进行紫光实验，C错误；本实验目的是探究不同波长的光对光合作用强度的影响，实验的自变量是不同波长的光，桶中初始O2和CO2含量也会对实验结果造成影响，是需要控制的无关变量，D正确。 3.(2024·四川成都模拟)某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 解析：选D。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。 4.(2024·湖北武汉模拟)与水稻轮作的油菜常常会由于积水导致根系缺氧、光合速率下降，造成减产。对油菜进行淹水处理，测定有关指标并进行相关性分析，结果见下表。下列叙述错误的是(　　) 项目 光合 速率 叶绿素 含量 气孔 导度 胞间CO2 浓度 光合速率 1 叶绿素含量 0.86 1 气孔导度 0.99 0.90 1 胞间CO2浓度 －0.99 －0.93 －0.99 1 注：气孔导度表示气孔张开程度。表中数值为相关系数(r)，当|r|越接近1，相关越密切。r>0时，两者呈正相关；r<0时，两者呈负相关。 A.淹水时，油菜根部细胞利用丙酮酸产生酒精，酒精积累会对植株产生毒害 B.水稻根部部分细胞程序性死亡形成通气腔隙，利于植株进行有氧呼吸 C.气孔导度与光合速率呈正相关，气孔导度的增大是由于光合速率上升 D.综合分析表中数据，推测除CO2外还存在其他因素影响油菜光合速率 解析：选C。淹水时，油菜根部细胞由于缺乏氧气进行无氧呼吸，利用丙酮酸产生酒精，酒精积累会对植株产生毒害，A正确；水稻根部部分细胞程序性死亡形成通气腔隙，增加了氧气含量，利于植株进行有氧呼吸，B正确；气孔导度直接影响CO2的吸收，气孔导度大，进入到细胞间隙的CO2就更多，气孔导度(在一定范围内)与光合速率呈正相关，光合速率上升是由于气孔导度的增大，C错误；叶绿素含量与胞间CO2浓度的相关系数为负值，说明二者呈负相关，即气孔导度下降，但胞间CO2浓度上升，说明光合速率下降主要由非气孔限制因素导致，D正确。 5.(2024·河南郑州模拟)在温度、水分均适宜的条件下，分别测定甲、乙两种植物光合速率与呼吸速率的比值(P/R)随光照强度的变化，结果如图所示。下列说法错误的是(　　) A.光照强度为c时两植物积累有机物的速率相等 B.若光照强度突然由b变为a，短时间内叶绿体中C3含量增多，C5含量减少 C.d点后限制两植物光合速率的主要环境因素相同 D.这两种植物间作时有利于提高光能利用率 解析：选A。光照强度为c时两植物的光合速率与呼吸速率的比值(P/R)相等，光合速率与呼吸速率的差值(净光合速率，积累有机物的速率)不一定相等，A错误；若光照强度突然由b变为a，光照强度减弱，短时间内光反应产生的ATP和NADPH减少，被还原的C3减少，C3的生成速率不变，故叶绿体中C3含量增多，C5含量减少，B正确；d点后限制两植物光合速率的主要环境因素相同，都是CO2浓度，C正确；当P/R＝1时，光合速率等于呼吸速率，此时的光照强度即光的补偿点，由曲线可知，乙的光补偿点和光饱和点都低于甲，能够利用空间不同层次的光，所以这两种植物间作时有利于提高光能利用率，D正确。 6.(2024·河南信阳模拟)如图表示在最适温度下，某研究小组测得的密闭装置内随光照强度的变化，某植株O2释放速率的变化情况。下列有关分析正确的是(　　) A.当光照强度为1时，根细胞中产生ATP的细胞器是细胞质基质和线粒体 B.当光照强度为2时，叶肉细胞产生的O2量与其细胞呼吸消耗的O2量相等 C.随着光照强度的增强，植株单位时间内制造有机物的量越来越多 D.当光照强度超过7时，CO2浓度可能是限制O2释放速率的因素 解析：选D。细胞质基质不是细胞器，A错误；当光照强度为2时，整个植株既不吸收也不释放O2，植株产生的O2量与其细胞呼吸消耗的O2量相等，即叶肉细胞光合作用产生的O2量等于叶肉细胞呼吸作用消耗的O2量＋其他细胞呼吸作用消耗的O2量，所以叶肉细胞产生的O2量大于其细胞呼吸消耗的O2量，B错误；由图可知，在光照强度为6～8时，光合作用达到最大值，制造有机物的量不再增加，C错误；当光照强度超过7时，O2释放速率不再增加，则CO2浓度可能是限制O2释放速率的因素，D正确。 7.(2024·四川德阳二模)实验小组将某绿色植物置于密闭、透明的容器中，在T1时刻前后，分别给予X1和X2的不同光照强度，容器内CO2浓度的变化情况如图所示。下列有关叙述正确的是(　　) A.该植物在实验期间无有机物积累 B.T1时刻后短期内叶绿体中C3减少 C.C～D段不再下降是受到光照强度的限制 D.A～B段叶肉细胞的光合速率一定小于呼吸速率 解析：选B。根据图示可知，实验结束后，容器内的CO2浓度比初始时小，说明该过程植物吸收了CO2，积累了有机物，A错误；T1时刻后容器内CO2浓度减小，说明还原的C3增加，但短时间内C3的合成速率不变，故短时间内C3减少，B正确；C～D段不再下降是受到除光照强度之外的其他因素的限制，主要是CO2浓度，C错误；A～B段上升说明整个植物的光合速率一定小于呼吸速率，但叶肉细胞的光合速率不一定小于呼吸速率，D错误。 8.(2024·四川遂宁一模)为研究物质增产胺对甜瓜光合作用的影响，将生长状况相同的甜瓜幼苗均分为四组，分别测定了四组幼苗的光合速率、Rubisco(固定二氧化碳的酶)活性、丙二醛(膜脂过氧化产物，其含量与生物膜受损程度呈正相关)含量，下列说法错误的是(　　) 注：①组为不遮光＋清水，②组为不遮光＋增产胺，③组为遮光＋清水，④组为遮光＋增产胺，其余实验条件相同且适宜。 A.光合作用中，Rubisco催化的底物为C5和CO2 B.与遮光相比，不遮光条件下增产胺对Rubisco活性影响更大 C.增产胺能降低丙二醛含量从而在一定程度上保护生物膜 D.阴雨天可以通过适当补充光照来提高温室中甜瓜的产量 解析：选B。Rubisco是固定CO2的酶，C5固定CO2，则Rubisco催化的底物为C5和CO2，A正确；对比图乙①②组(不遮光条件下)和③④组(遮光条件下)Rubisco活性的差异，可发现③④组差异更大，即增产胺对Rubisco活性的影响在遮光条件下影响更大，B错误；比较图丙①②组或③④组可知，增产胺降低了丙二醛含量，降低了生物膜受损程度，从而在一定程度上保护生物膜，C正确；阴雨天适当补充光照是温室栽种甜瓜提高产量的措施，D正确。 二、选择题：每小题有一个或多个选项符合题目要求。 9.研究人员对某地红松进行了光合指标日变化的相关测定，结果如图所示。下列相关叙述正确的是(　　) A.光照强度是影响红松净光合速率的主要环境因素之一 B.红松植株一昼夜有机物积累最多的时刻是18时 C.在11时至12时间，红松叶绿体中C3的含量增加 D.适当补充水分可以缓解图中中午时段红松出现的现象 解析：选ABD。影响植物光合作用的主要环境因素有光照强度、温度和二氧化碳浓度等，因此光照强度是影响红松净光合速率的主要环境因素之一，A正确；在18时之前，净光合速率大于0，由此可知红松体内一昼夜有机物积累最多的时刻是18时，B正确；在11时至12时间气孔导度降低，导致CO2的供应减少，影响光合作用暗反应中CO2的固定，CO2的固定过程受阻，但光反应仍正常进行，引起细胞中C3含量相对下降，C5含量相对增多，C错误；适当补充水分可以缓解中午时段红松出现的气孔导度和净光合速率下降的现象，D正确。 10.(2024·江西吉安模拟)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(①～⑦组的NaHCO3溶液浓度逐渐增大)。下列说法错误的是(　　) 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组幼叶叶圆片上浮的速度比成熟叶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 解析：选ABC。叶圆片的沉浮取决于气体是否在细胞间隙积累，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组幼叶叶圆片上浮时间大于成熟叶叶圆片，说明②～⑤组幼叶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。 11.图甲为光合作用最适温度条件下，植物光合速率测定装置图，图乙中a、b为测定过程中某些生理指标相对值的变化，下列说法正确的是(　　) A.如果适当提高温度，其他条件不变，则总光合速率会发生图乙中从a到b的变化，净光合速率可能会发生从b到a的变化 B.若图乙表示图甲完全培养液中SiO44-浓度，由a到b的变化表明了该植物对SiO44-的吸收速率小于对水分吸收的相对速率 C.若将图甲中的CO2缓冲液换成质量分数为1%的NaOH溶液，其他条件不变，则当液滴不移动时，该植株叶肉细胞光合速率等于呼吸速率 D.若图乙表示图甲中植物的叶肉细胞内C5的变化，则b到a的变化可能是突然停止光照或者光照减弱 解析：选BD。图甲为光合作用最适温度条件下进行的，如果适当提高温度，其他条件不变，则总光合速率会降低，发生从b到a的变化；呼吸速率有可能升高，净光合速率可能降低，发生从b到a的变化，A错误。若图乙表示图甲完全培养液中SiO44-浓度，则由a到b的变化表明了该植物对SiO44-的吸收速率小于对水分吸收的相对速率，B正确。若将图甲中的CO2缓冲液换成质量分数为1%的NaOH溶液，其他条件不变，则当液滴不移动时，该植株光合速率等于呼吸速率，但叶肉细胞的光合速率大于呼吸速率，C错误。突然停止光照或者光照减弱，光反应产生的NADPH和ATP减少，C3还原受阻，则C5的来路受阻，短时间内去路不变，结果导致C5含量下降，即发生图乙由b到a的变化，D正确。 12.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。下列叙述正确的是(　　) 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的速率相等 D.c、d两点，相同面积的甲叶片的叶绿体释放O2的速率可能相等 解析：选AD。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，因此甲叶片来自树冠下层，乙叶片来自树冠上层，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的速率不相等，因为此时净光合速率为0，所以吸收CO2的速率等于光照强度为0时的净光合速率的绝对值，C错误；c、d两点净光合速率相近且是平均值，因此c、d点时相同面积的甲叶片的叶绿体释放O2的速率可能相等，D正确。 三、非选择题 13.(2025·山东泰安模拟)某同学“探究光照强度对绿藻光合速率的影响”的实验装置如图甲所示，其中试管固定架可移动。试管密封后，实验过程中其水面上方CO2相对含量的变化情况如图乙所示。假设实验过程中，绿藻的呼吸速率不发生变化，回答下列问题： (1)该实验的自变量为____________，绿藻捕获光能的色素位于________________(填具体位置)上。 (2)该实验装置BD段直接测出的______(填“是”或“不是”)叶绿体相应时间内消耗的总的CO2的量，相比于实验初期，经过t1时间，绿藻体内的有机物含量______(填“增加”或“减少”)。 (3)图乙中CD段，光合作用在______(填“增强”或“减弱”)，判断依据是_____________________________________________________________ ________________________________________________。 解析：(1)该实验为“探究光照强度对绿藻光合速率的影响”，可知实验的自变量为光照强度的大小，因变量是光合速率的变化。绿藻属于真核生物，含有叶绿体，其捕获光能的色素位于叶绿体的类囊体薄膜上。(2)该实验装置BD段直接测出的是叶绿体相应光照强度下消耗的来自外界环境的CO2的量，不包含细胞呼吸产生的CO2，故该实验装置BD段直接测出的不是叶绿体相应时间内消耗的总的CO2的量。相比于实验初期，t1时间试管中CO2的相对含量有所减少，植物将CO2转化为有机物储存在植物体内，因此绿藻体内的有机物含量增加。 (3)CD段密封试管内CO2相对含量下降的速率在减慢(净光合速率下降)，而植物呼吸速率没有发生变化，因此判断该时间段内植物光合作用在减弱(即总光合作用速率)。 答案：(1)光照强度的大小　叶绿体的类囊体薄膜　(2)不是　增加　(3)减弱　CD段CO2相对含量下降的速率在减慢，而呼吸速率没有发生变化 14.(2023·山东高考)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。 (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)。 (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_________________________________ ____________________________。 (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_____________________________________________ __________________________。 解析：(1)据题意，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，结合题图分析实验的自变量有拟南芥种类和光照强度；影响光合作用强度的主要环境因素有CO2浓度、温度、水分等。(2)据图分析，强光照射下突变体的NPQ强度比野生型的NPQ强度高，能减少强光对PSⅡ复合体造成的损伤。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。 (3)据图分析，强光照射下突变体中NPQ强度高，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。 答案：(1)拟南芥种类、光照强度　CO2浓度、温度　(2)不能　强光照射下突变体的NPQ强度比野生型的NPQ强度高，能减少强光对PSⅡ复合体造成的损伤；但是野生型含有H蛋白，能对损伤后的PSⅡ进行修复　(3)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 $