第5章 第4节 第3课时 光合作用原理的应用-【正禾一本通】2025-2026学年高中生物必修1 分子与细胞同步课堂高效讲义配套课件（人教版，单选）

该高中生物学课件聚焦“光合作用原理的应用”，通过圆形小叶片上浮实验导入，衔接光反应与暗反应知识，以实验操作和问题填空为支架，引导学生从原理过渡到影响因素分析。 其亮点在于融合探究实践与科学思维，设合作探究、模型构建及网络构建思维导图，分析光照等因素影响，结合分层练习提升应用能力，助力学生形成物质与能量观，教师可编辑PPT优化教学。

细胞的能量供应和利用 生物学·必修一 第 5 章 01 02 03 04 自主构建·认知导学 目录 深度探析·思维进阶 命题聚焦·素养升华 课后分层练（二十二） 《正禾一本通》PPT均可实现任意编辑，方法如下： 在PPT编辑模式中，双击需编辑内容，呈现word文档，编辑后关闭word文档即可。 第4节　光合作用与能量转化 第3课时　光合作用原理的应用 PART 01 自主构建·认知导学 返回 自查自纠 网络构建 PART 02 深度探析·思维进阶 返回 [探究点一] 探究光照强度对光合作用的影响 合作探究 模型构建 迁移运用 [探究点二]探究影响光合作用强度的其他因素 合作探究 模型构建 迁移运用 PART 03 命题聚焦·素养升华 返回 命题情境 命题设计 课后分层练(二十二) 光合作用原理的应用 返回 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 eq \a\vs4\al([学习目标]) 1．科学探究：通过分析和讨论相关实验，理解环境因素与光合作用强度的关系，并阐明环境因素对光合作用的影响。 2．科学思维：通过构建模型分析影响光合作用的因素，形成利用科学的思维方法解决问题的习惯。 3．社会责任：依据不同因素影响光合作用的原理，科学指导其在生产实践中的应用，培养社会责任感。　 糖类 糖类 CO2 O2 CO2 气孔 光能 叶绿体 N 温度 一、探究环境因素对光合作用强度的影响 1．概念：植物在 通过光合作用制造 的数量。 3．影响因素 (1)原料——水、CO2，如环境中 浓度、叶片 开闭情况等。 (2)动力—— ，如光照强度、光质等。 (3)场所—— ，影响其形成和结构的因素如无机营养、病虫害等。 (4)酶——影响酶合成，如 元素；影响酶活性的因素，如 等。 单位时间内 上浮 多 4．探究实验 下沉 氧气 不断增强 强、中、弱 数量 多 能量 无机物氧化时 光能 二、化能合成作用 1．概念：利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造 的合成作用。 2．化能合成作用与光合作用的比较 类型 化能合成作用 光合作用 实例 硝化细菌 绿色植物 反应物、生成物相同 利用 和 合成有机物，并储存 能量来源不同 释放的能量 有机物 H2O CO2 (2)能进行光合作用的生物是自养生物。( ) 光合作用产生的氧气供人类呼吸，制造的有机物为人类提供食物与工业原料，是人类美好生活的基石。光合作用的效率受多种因素影响，光照强度不足或过强，都无法让光合作用高效进行；温度过高或过低，会影响参与光合作用的酶活性；二氧化碳作为关键原料，浓度过低会限制反应；此外，水分亏缺也会阻碍光合作用正常运转。 (1)植物的光合作用和细胞呼吸总是同时进行。( ) 提示：植物在黑暗条件下只能进行细胞呼吸，不能进行光合作用。 (6)硝化细菌不能通过光合作用利用CO2和H2O合成糖类，因此它不是自养生物。( ) 提示：硝化细菌通过化能合成作用制造有机物，也属于自养生物。 (3)光照强度会影响光反应，但是不会影响暗反应。( ) 提示：光照强度会影响NADPH和ATP的含量，进而影响暗反应中C3的还原。 (4)温度等外部因素可影响植物体的内部因素，进而影响光合作用强度。( ) (5)在夏季，光照强度与植物的光合作用速率成正比。( ) 提示：在夏季，当光照强度达到一定程度后，由于植物叶片气孔关闭等因素限制，光合作用速率不再随光照强度增加而增加，甚至可能下降。 [实验情境]某小组利用如图实验装置设计实验甲和乙，以分别探究光照强度和NaHCO3溶液浓度对菠菜叶片光合速率的影响。 1．利用上图实验装置进行实验时，用直径为1 cm的打孔器打出圆形小叶片若干(注意避开大的叶脉)，需抽出圆形小叶片内的气体，抽出圆形小叶片内气体的目的是什么？在相同且适宜的条件下，单位时间内绿色圆形小叶片上浮数量多于黄色圆形小叶片，该现象与圆形小叶片中的什么有关？圆形小叶片上浮的主要原因是什么？ 提示：抽出圆形小叶片内气体的目的是使圆形小叶片下沉，同时也避免其中含有的O2对实验结果的影响。该现象与圆形小叶片中色素的含量和种类有关。圆形小叶片上浮的主要原因是叶片进行光合作用，释放出的O2多于呼吸作用消耗的O2，叶肉细胞间隙中的O2增加，叶片上浮。 2．实验甲中，可通过观察什么来判断光合作用强度？ 提示：实验甲中，可通过观察单位时间内圆形小叶片浮起的数量(或相同数量的圆形小叶片浮起来需要的时间)来判断光合作用强度。 3．实验乙中，若NaHCO3溶液浓度过高，则可能导致圆形小叶片不上浮，为什么？ 提示：实验乙中，若NaHCO3溶液浓度过高，则可能导致圆形小叶片细胞失水死亡，因而无法上浮。 4．若用已经上浮的圆形小叶片进行实验，探究圆形小叶片的有氧呼吸对圆形小叶片上浮和下沉情况的影响，则需将图中的实验装置置于 条件下，其他条件适宜，一段时间后，原来上浮的圆形小叶片将出现下沉情况，原因是什么？ 提示：叶肉细胞有氧呼吸消耗了细胞间隙的O2，呼吸产生的CO2溶解到水中，浮力减小，因而原来上浮的圆形小叶片将出现下沉。 黑暗 5．为什么不同植物的叶圆片在相同条件下上浮所需的时间不同？有的同学认为是由于不同植物的叶圆片质量不同，有的同学认为是由于不同植物的叶细胞间隙大小不同(细胞间隙越大积聚气体的速度越快)。同学们利用电子天平测量相同数量的爬山虎和石榴的叶圆片质量，发现两者等重。那么，应如何针对上述问题展开进一步的探究呢？ 提示：取两种植物的叶片做成切片，在显微镜下观察其各自叶横切面，比较两者叶细胞间隙的大小。 1．叶圆片上浮、沉降情况分析 结果 原因 图示 叶片沉到水底 只进行细胞呼吸，吸收氧气，产生的二氧化碳较易溶于水 光合作用强度小于细胞呼吸强度，吸收氧气 结果 原因 图示 叶片沉到水底 光合作用强度等于细胞呼吸强度，不吸收也不释放氧气 叶片 上浮 光合作用强度大于细胞呼吸强度，叶片中氧气增多 eq \a\vs4\al(特别提醒) O2的释放量不等于O2的产生量 (1)关系式 O2的释放量＝O2的产生量－呼吸消耗O2的量 (2)分析 当光合作用强度大于细胞呼吸强度时，叶绿体光合作用产生的O2有两个去向： ①进入线粒体，参与有氧呼吸； ②释放到外界。　　 2．总光合速率、净光合速率、呼吸速率 (1)表示方法 项目 CO2 O2 有机物 净光合速率 吸收量 释放量 积累量 总光合速率 固定量、利用量、消耗量 产生量 制造量、产生量 呼吸速率 产生量 消耗量 消耗量 (2)三者间的关系 ①CO2关系：m3＝m2＋m1 ②O2关系：n3＝n2＋n1 ③总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率 3．光照强度对光合作用强度的影响 (1)模型分析 A点 光照强度为0时，只进行细胞呼吸，CO2的释放量可代表呼吸速率 AB段 随着光照强度增大，光合速率逐渐增大，CO2释放量逐渐减少，此段呼吸速率大于光合速率 B点 光合作用速率等于呼吸速率，此时的光照强度为光补偿点 BC段 随着光照强度增大，光合作用速率也不断增大，此段光合作用速率大于呼吸速率，净光合速率大于0 C点 C点后光合作用速率不再随着光照强度的改变而改变，C点对应的光照强度为光饱和点 (2)应用 ①阴雨天，在温室大棚生产过程中，适当增加光照强度，可以提高光合速率，使作物增产。 ②一般阴生植物的光补偿点和光饱和点都比阳生植物的低，间作套种，可合理利用光能。 4．CO2浓度对光合作用速率的影响 (1)模型分析 A 光合作用速率等于细胞呼吸速率，此时的CO2浓度为CO2补偿点 A′ 开始进行光合作用的CO2浓度 AB(A′B′) 随着CO2浓度的增加，光合作用速率增加 B(B′) 光合作用速率达到最大值，此时的CO2浓度为CO2饱和点 (2)应用 ①栽种农作物时“正其行，通其风”，增大CO2浓度，从而提高光合作用速率。 ②在农业生产上可通过增施农家肥等措施来增大CO2浓度，提高光合作用速率。 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．可通过调整台灯与叶圆片之间的距离来改变光照强度 B．可根据相同时间内叶圆片上浮数量来判断光合作用强度 C．叶圆片上浮说明叶肉细胞的光合作用强度大于呼吸作用强度 D．叶圆片不上浮说明叶片没有进行光合作用 解析：选D。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，A正确；由于光合作用会产生氧气，在呼吸速率不变的情况下，释放的氧气越多，单位时间内叶片上浮的数量越多，故相同时间内叶圆片上浮数量直接反应净光合速率，B正确；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，C正确；叶圆片不上浮的原因可能为光合作用强度小于呼吸作用强度，D错误。 2．如图为光照强度对某绿色植物光合作用影响的示意图，下列说法正确的是(　　) A．A点时，植物的线粒体和叶绿体都能产生ATP B．植物从B点开始进行光合作用 C．植物一直处于B点状态不利于植物生长 D．C点以后限制光合作用的因素是光照强度 解析：选C。A点时光照强度为0，此时只有呼吸作用，产生ATP的场所是线粒体和细胞质基质，A错误；B点净光合速率等于0，此时光合速率等于呼吸速率，A点之后就开始进行光合作用，B错误；植物一直处于B点状态，即光合速率等于细胞呼吸速率，没有有机物的积累，不利于植物生长，C正确；C点之前限制光合作用的因素是光照强度，C点之后限制光合作用的因素可能是温度或二氧化碳浓度，D错误。 [材料情境] 温室工程的利用功能从育苗到生产，从种植业到养殖业，把现代农业新示范提升到了一个新高度。温室自动化是一种温室管理工具。种植者根据不同作物的生理需求，利用自动化对温室各种不同设备进行管理。调控温室的光照、温度、CO2浓度、水分、pH等，给植物提供一个稳定的气候环境，从而降低不良气候条件影响，为作物提供优化种植环境，同时降低能源与资源的消耗。 1．温室工程在培育优良作物时，要考虑植物自身哪些因素对其光合作用的影响？ 提示：植物本身的遗传特性，如阴生植物和阳生植物；植物的叶绿素含量、相关酶的含量和活性等。 2．温室自动化调控光照、CO2浓度的目的是什么？ 提示：调控光合作用强度。 3．温室通常在晴朗的下午进行“换气”，打开温室的换气装置与外界空气进行交换处理，这种做法的目的是什么？ 提示：降低温室中的O2浓度和提高CO2浓度，从而降低呼吸速率和提高光合作用强度。 4．温室自动化调控的温度、水分、pH等条件会影响光合作用强度吗？如何影响？ 提示：会影响。温度、pH通过影响酶的活性影响光合作用强度；高温和干旱通过影响气孔的开度影响叶肉细胞吸收CO2的量，进而影响光合作用强度。 5．如果遇到连续阴雨天气，温室中的蔬菜会减产，此时温室自动化系统需要调节哪些装置？ 提示：调节温室中的补光装置，提供植物光合作用所需的光照强度。 1．温度对光合速率的影响 (1)原理：温度主要通过影响与光合作用有关酶的活性而影响光合速率。 (2)曲线分析 AB段 随温度升高，光合作用速率逐渐增强 B点 光合作用最适温度下的光合作用速率 BC段 随着温度升高，光合作用速率逐渐减弱，温度过高时，酶变性失活，光合作用完全停止 (3)应用：冬季温室栽培，白天可适当提高温度，晚上可适当降低温度，以降低细胞呼吸消耗有机物。 2．水分和无机盐对光合速率的影响 (1)原理 水 缺水引起气孔关闭，叶肉细胞吸收CO2减少 无机盐 N 各种酶以及NADPH和ATP的重要组成成分 P NADPH和ATP的重要组成成分 K 对光合产物的运输和转化起促进作用 (2)应用 ①预防干旱，合理灌溉。 ②合理施肥，由于肥料中的矿质元素只有溶解在水中才能被作物根系吸收，施肥的同时，往往需要适当的浇水。 3．叶龄和叶面积对光合速率的影响 (1)叶龄 叶龄 光合速率 OA 叶面积增加、叶绿体和叶绿素含量增加，光合速率增加 AB 叶片成熟，光合速率最大且稳定 BC 叶片衰老，叶绿体解体、叶绿素分解，光合速率下降 (2)叶面积 叶面积 光合速率 0～4 叶面积指数增大，光合作用和呼吸作用均增加，且光合作用增加程度大于呼吸作用，干物质量增加 4～8 叶片相互遮挡，进行光合作用的叶面积不再增大，光合作用不再增强；呼吸作用随叶面积指数增加而增加，干物质量减少 (3)农业生产上的启示 ①合理密植(增加光合作用面积)。 ②适当间苗(“间作套种”讲的就是这个方面)。 ③修剪以增加有效光合作用面积。 ④适当摘除老叶。 4．多因子变量对光合速率的影响 (1)曲线分析 项目 限制因素 P点 横坐标所表示的因子 Q点 各曲线所表示的因子 (2)应用 ①温室栽培时，在一定光照强度下，白天适当提高温度，增加光合作用所需酶的活性，提高光合速率，也可同时适当增加CO2浓度，进一步提高光合速率。 ②当温度适宜时，可适当增加光照强度和CO2浓度以提高光合速率。 3．将某种植物放在特定的实验装置内，研究温度对光合作用与呼吸作用的影响，实验以该植物叶绿体光合作用吸收的CO2总量与线粒体呼吸作用CO2的释放量为指标，实验结果如下表所示。下列叙述正确的是(　　) 温度/℃ 20 25 30 35 40 45 光照下叶绿体CO2吸收总量/(mg/h) 1.00 1.75 2.50 3.25 3.75 3.50 黑暗中CO2释放量/(mg/h) 0.60 0.75 1.00 1.50 2.25 3.00 A．昼夜不停地光照，温度为40 ℃时，最有利于有机物的积累 B．昼夜不停地光照，温度为45 ℃时，最有利于有机物的积累 C．每天交替进行12 h光照12 h黑暗，温度均保持在35 ℃条件下，能正常生长 D．每天交替进行12 h光照12 h黑暗，温度均保持在40 ℃条件下，能正常生长 解析：选C。由表可知，不同温度条件下植物有机物的积累量分别为：0.4、1.0、1.5、1.75、1.5、0.5，因此昼夜不停地光照，温度为35 ℃时最有利于有机物的积累，A、B错误；温度均保持在35 ℃条件下，12 h光照能积累的有机物量可用1.75 mg/h×12 h＝21 mg表示，12 h黑暗消耗的有机物量可用1.50 mg/h×12 h＝18 mg表示，该植物存在有机物的积累，能正常生长，C正确；温度均保持在40 ℃条件下，12 h光照能积累的有机物量可用1.5 mg/h×12 h＝18 mg表示，12 h黑暗消耗的有机物量可用2.25 mg/h×12 h＝27 mg表示，该植物不存在有机物的积累，所以不能正常生长，D错误。 4．某研究小组测定了某植物在不同CO2浓度下CO2吸收速率随光照强度的变化，结果如下图所示。下列叙述错误的是(　　) A．实验的自变量有光照强度和CO2浓度 B．a点为光补偿点，b、c点不是光饱和点 C．b点时叶肉细胞内C3合成速率较a点高 D．若在c点条件下补光处理，会提高光合速率 解析：选D。由图可知，实验的自变量是光照强度和CO2浓度，A正确；a点时光合作用强度等于呼吸作用强度，为光补偿点，b、c点所对应的光照强度达到饱和，但b、c点不是光饱和点，B正确；b点的光照强度远大于a点，故光合作用速率远大于a点，因此暗反应速率和光反应速率也大于a点，即b点时叶肉细胞内C3合成速率较a点高，C正确；c点对应的光照强度为光饱和点，再增加光照强度，光合作用速率不会升高，此时限制因素为CO2浓度，D错误。 eq \a\vs4\al(教材拓展) 提升作物产量角度分析 一、光照因素 1．合理密植 (1)措施：控制作物种植密度，避免过密或过稀。 (2)原理：提高群体光能利用率，减少因叶片重叠导致的弱光区域，同时避免过度稀疏造成光能浪费。 2．间作套种 (1)措施：高矮作物搭配种植(如玉米与大豆)。 (2)原理：分层利用光能，延长群体光合作用时间，减少光竞争。 3．延长光照时间 (1)措施：温室中使用人工补光(如LED灯)。 (2)原理：延长光反应时间，增加ATP和NADPH生成，促进暗反应中C3的还原。 二、二氧化碳浓度 1．温室增施气肥 (1)措施：燃烧秸秆或释放干冰提高CO2浓度。 (2)原理：CO2是暗反应的原料，提高其浓度可加快C3的还原，减少光呼吸消耗。 2．通风透光 (1)措施：合理设计大棚通风结构或露天农田垄向。 (2)原理：促进空气流通，避免CO2浓度因光合作用消耗而成为限制因子。 三、温度调控 (1)措施：冬季保温(覆盖薄膜)、夏季遮阳降温。 (2)原理：维持酶(如Rubisco)活性的适宜温度(25～30 ℃)，避免高温导致酶变性或低温抑制反应速率。 总结：农业生产需综合调控光、CO2、温度、水肥等因子，通过技术手段突破光合作用“限制因子”，实现“源－库”平衡优化产量。 [考查角度] 高考对光合作用与作物增产的考查聚焦三个维度： 1．因素分析：结合光照强度、CO2浓度、温度等变量，通过曲线图比较光补偿点、光饱和点变化，解释合理密植、间作套种的科学性。 2．结构功能观：分析叶绿体结构缺陷或酶活性变化对碳同化的影响。 3．实践应用：设计提高光能利用率的方案(如补光、增施气肥)。 重点考查科学思维(变量分析、模型建构)、实验探究(数据转换、方案设计)能力及社会责任(解决粮食安全问题的生物学视角)。 蕨麻的光合作用 蕨麻也叫“人参果”，具有很高的营养价值和药用价值。科研工作者为了研究高原寒冷地区蕨麻的光合作用效率和外界影响因素，选择若尔盖草原(位于青藏高原东部边缘，年平均气温1.7 ℃)中高寒草地和高寒湿地两个典型生态系统对植物的光合速率进行了相关实验，结果如图所示。 题号 能力考查 素养考查 (1) 信息获取与加工能力 生命观念 (2) 数据分析与处理能力 科学探究 (3) 逻辑推理与验证能力 辩证思维能力 科学思维 (1)蕨麻在8：00时，净光合速率较低主要是因为光照强度影响了__________上进行的光反应过程，在12：00时，外界条件主要影响了光合作用的______(填“光反应”或“暗反应”)阶段。 (2)图示的净光合速率是测定光照下CO2的____量，再通过计算得出的，若要获取总光合速率的数据，还需在_____条件下测量蕨麻的CO2______量。 (3)有人认为，限制高寒地区植物光合作用的因素主要为温度，若将温度上升到20 ℃，蕨麻的光合速率会有大幅度提高，因此我们可以将蕨麻引入到气温较高地区种植来增加产量。针对以上方案是否可行观点，同学们产生了分歧，请你填写相应的理由。 是否可行 理由 可行 温度是影响光合作用的主要环境因素，适当的提高温度可能会__________________________________，增加光合速率 不可行 解析：(1)植物光合作用是分阶段进行的，光照强度主要影响光反应，发生的场所是类囊体薄膜，正午时分净光合速率下降主要是气孔关闭导致的CO2吸收量下降引起的，影响的是暗反应阶段。(2)植物的净光合速率可以通过植物CO2的吸收量、氧气的释放量和有机物的积累量来表示，总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率，呼吸速率需要在黑暗条件下测得。(3)从温度影响光合作用和呼吸作用的角度分析，提出相关的理由即可。 答案：(1)叶绿体类囊体薄膜　暗反应　(2)吸收　黑暗　释放　(3)影响植物叶绿体的数量和叶绿素的含量，提高某些酶的活性　蕨麻长期生活在高寒环境，当温度上升到20 ℃可能会导致与光合作用和呼吸作用相关的酶活性降低甚至失活，出现光合速率降低甚至光合作用不能进行的情况 【基础巩固练】 考点一　探究环境因素对光合作用强度的影响 1．在如图所示的玻璃容器中，注入一定浓度的NaHCO3溶液并投入少量的新鲜绿叶碎片，密闭后，设法减小液面上方的气体压强，会看到叶片沉入水中。然后再用光照射容器，又会发现叶片重新浮出液面。光照后叶片重新浮出液面的原因是(　　) A．叶片吸水膨胀，密度减小 B．叶片进行光合作用所产生的O2附着在叶面上 C．溶液内产生的CO2大量附着在叶面上 D．NaHCO3溶液因放出CO2而密度增大 解析：选B。由于光照时叶片进行光合作用产生的O2充满了细胞间隙，使叶片的浮力增大而重新浮出液面。 2．将甲、乙两种植株分别置于两个密闭玻璃罩内，在光照、温度等相同且适宜条件下培养，定时测量玻璃罩内CO2含量，结果如图所示。下列有关叙述正确的是(　　) A．AB段，甲植株光合作用制造的有机物多于细胞呼吸消耗的有机物 B．B点以后，甲植株所在玻璃罩内的O2含量达到最小值 C．降低光照强度，则甲植株光合速率降低，B点将上移 D．甲、乙植株置于同一密闭玻璃罩内培养，一段时间后，乙植株将先死亡 解析：选A。据图可知，AB段，玻璃罩内CO2含量逐渐降低，说明甲植株光合作用吸收了CO2，即净光合速率大于0，光合作用制造的有机物多于细胞呼吸消耗的有机物，A正确；B点以后，甲植株所在玻璃罩内的CO2含量不再变化，O2含量达到最大值，B错误；若降低光照强度，则光合速率降低，甲植株达到B点所需时间延长，故B点将右移，C错误；乙植株能利用较低浓度的CO2，积累的有机物更多，能维持更久的生命，若将甲、乙植株置于同一密闭玻璃罩内培养，一段时间后，甲植株将先死亡，D错误。 3．将某绿藻细胞悬浮液放入密闭容器中，保持适宜的pH和温度，改变其他条件，测定细胞溶解氧的量，结果如图所示。下列有关绿藻细胞代谢的叙述，正确的是(　　) A．实验全过程绿藻细胞都进行细胞呼吸 B．第5 min开始发生光能转化为化学能 C．第7 min C5的含量瞬间增加 D．9～12 min光合作用速率大于细胞呼吸速率 解析：选A。实验全过程绿藻细胞是活的，所以都进行细胞呼吸，A正确；第4 min时给予光照，此时开始进行光合作用，发生光能转化为化学能，B错误；第7 min添加一定量的CO2，导致CO2固定过程加快，C5的含量瞬间减少，C错误；9～12 min，细胞悬浮液中溶解氧的含量不变，说明光合作用速率等于细胞呼吸速率，D错误。 4．取生长旺盛的天竺葵叶片，用打孔器打出小圆片若干并抽取叶片内空气，均分后置于不同浓度的NaHCO3溶液中，给予相同的一定强度光照，记录圆叶片上浮至液面所需时间，其结果绘制的曲线如图。相关叙述错误的是(　　) A．YZ段平缓的限制因素可能是光照强度 B．Y点比X点细胞内的C5含量高 C．Z点后曲线上行，应该是叶片细胞失水，代谢受影响导致 D．Y点时叶肉细胞产生ATP的细胞器有叶绿体和线粒体 解析：选B。YZ段平缓，说明随着CO2浓度的增加光合作用不再增强，则限制因素可能是光照强度，A正确；Y点与X点相比，CO2浓度高，CO2的固定加快，则Y点细胞内的C5含量低，B错误；Z点后光照不变，CO2浓度升高，而曲线上行，说明光合作用减弱，应该是叶片细胞失水，代谢受影响导致，C正确；Y点既有光合作用又有呼吸作用，则叶肉细胞产生ATP的细胞器有叶绿体和线粒体，D正确。 考点二　影响光合作用的因素 5．如图所示为研究光照强度和CO2浓度对某植物光合速率的影响。下列有关叙述错误的是(　　) A．曲线中a→b点，叶绿体中C3浓度降低 B．b→d点，叶绿体中C5浓度升高 C．曲线中a→b点，叶绿体中C5生成速率降低 D．d点时，限制光合速率的环境因素可能有CO2浓度和温度等 解析：选C。曲线中a→b点时，光照强度增强，光反应产生的NADPH和ATP增加，促进暗反应中C3还原，导致叶绿体中C3浓度降低，C5生成速率提高，A正确，C错误；b→d点时，CO2浓度降低，CO2的固定减弱，C3的还原不变，因此叶绿体中C5浓度升高，B正确；曲线中d点为光饱和点，限制光合速率的环境因素可能有CO2浓度和温度等，D正确。 6．在CO2浓度相同、光照不同的条件下，对油菜光合速率日变化研究的实验结果如图所示。以下分析错误的是(　　) A．据图可知，油菜最大光合速率上午均比下午高，这与环境因素的变化有关 B．与Ⅰ相比，Ⅱ出现“午休现象”是由于中午光照强、温度高，导致叶片气孔关闭影响光合作用的暗反应阶段，从而使光合速率下降 C．与Ⅱ相比，Ⅲ也出现了“午休现象”，可推测油菜的光合速率除受外界环境因素影响外，还受遗传因素的控制 D．据图可知，提高CO2浓度，Ⅰ的光合速率可达到Ⅲ 解析：选D。通过曲线可以看出，油菜的最大光合速率上午均比下午高，因为上午的光照强度和温度等环境因素对于植物的光合作用来说比下午更适宜，A正确；出现“午休现象”是因为中午温度高、光照强，植物蒸腾作用失水剧烈导致气孔关闭，致使进入细胞的CO2减少，光合作用的暗反应减弱，使光合速率下降，B正确；Ⅲ是恒定光照强度，与Ⅱ相比同样时间也出现了“午休现象”，很可能是内部因素影响即遗传因素控制，C正确；Ⅰ的光合速率较低是因为阴天光照强度较弱引起的光反应较弱，产生的NADPH和ATP较少，即使增大CO2浓度也不能提高光合速率，D错误。 7．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。请据图判断，下列叙述错误的是(　　) 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～b时，曲线Ⅰ、Ⅱ光合作用强度随光照强度升高而升高 D．光照强度为a～c时，曲线Ⅰ、Ⅲ光合作用强度随光照强度升高而升高 解析：选D。光照强度为a时，影响曲线Ⅱ、Ⅲ光合作用强度的温度、光照强度相同，而CO2浓度不同，A正确；光照强度为b时，影响曲线Ⅰ、Ⅱ光合作用强度的CO2浓度和光照强度相同，而温度不同，B正确；在光照强度为a～b时，曲线Ⅰ、Ⅱ都未达到光饱和点，光合作用强度随光照强度升高而升高，C正确；光照强度在a～c时，曲线Ⅲ已达到光饱和点，随光照强度增加，光合作用强度不再增加，D错误。 8．影响绿色植物光合作用的因素是多方面的，既有内部因素(如酶的活性等)，又有外界因素(如光照强度等)。 (1)若x代表光照强度，则光照强度影响光合速率的曲线是______________，它主要影响__________阶段。 (2)在外部因素适宜时，影响光合速率的内部因素的曲线是__________。 (3)在不同季节或一天的不同时间，植物光合速率一般不同，图B为验证温度对光合速率影响的实验装置，请回答下列问题。 ①本实验的原理是：a._________________________________________； b．_________________________________________________________。 ②在实验过程中可通过观察_____________________________________来判断光合作用的强度。 解析：(1)若x代表光照强度，则反映光照强度与光合速率关系的曲线为a曲线，光照强度主要影响光反应阶段。(2)限制光合作用的内部因素有酶的活性、色素的数量、C5的含量等。由于题中提出外界条件是适宜的，因此随着内因的变化，光合速率将不断增加，对应图中曲线b。(3)本实验中的自变量是温度，而温度是通过影响酶的活性来影响光合作用的，光合速率可用O2产生的快慢来表示。 答案：(1)a　光反应　(2)b　(3)①a.温度主要通过影响光合作用有关的酶的活性影响光合作用的强度　b．在一定时间内，光合作用产生的O2量可反映光合作用的强度　②一定时间内，光合作用产生O2的气泡数 【综合提升练】 9．某实验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，分别置于等体积不同浓度的NaHCO3溶液中，给予相同强度的适宜光照，记录叶圆片上浮的时长，如图所示，下列叙述错误的是(　　) A．叶圆片上浮所需时长主要取决于叶圆片光合作用释放O2的速率 B．本实验也可将同一时间段内各组装置中叶圆片浮起的数量作为因变量 C．若继续增大NaHCO3溶液浓度，叶圆片上浮所需时长会继续缩短 D．若想探究光照强度对光合作用的影响，可通过调节光源与烧杯的距离实现 解析：选C。当光合作用产生的O2多于细胞呼吸消耗的O2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O2的速率，A正确；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)，也可将同一时间段内各组装置中叶圆片浮起的数量作为因变量，B正确；若继续增大NaHCO3溶液浓度，叶细胞会因过度失水而死亡，C错误；可通过调节光源与烧杯的距离改变光照的强弱，D正确。 10．某植物叶片有全绿和绿色带白斑两种，研究人员利用不同的叶片开展了甲、乙、丙三组实验。三组均给予适宜的光照，其中丙组用14CO2培养叶片(过程中不断充入14CO2，使瓶中14CO2浓度保持不变且与外界CO2浓度相等)，培养过程测定叶肉细胞中放射性三碳化合物浓度的变化情况，结果如图。下列说法错误的是(　　) A．培养一段时间后，用碘液处理甲、乙两组叶片，蓝色最深的部位为④ B．不考虑温度的变化，培养过程中，乙瓶的气体总体积可能一直保持不变 C．丙实验的OA段，叶肉细胞中五碳化合物的浓度在不断地下降 D．丙实验的AB段，叶肉细胞中放射性三碳化合物的生成和消耗达到平衡 解析：选C。甲瓶中无CO2，叶片白色部分无叶绿体，光合作用受阻，所以培养一段时间淀粉产生最多的部分应为④，碘液处理后蓝色最深，A正确；不考虑温度的变化，若乙瓶中叶片的光合速率等于呼吸速率，则叶片整体上表现为与外界环境无气体交换，培养过程中，乙瓶的气体总体积可保持不变，B正确；丙组用14CO2培养叶片，此过程中不断充入14CO2，使瓶中14CO2浓度保持不变且与外界CO2浓度相等，CO2浓度不变，暗反应速率不变，所以五碳化合物的浓度不变，C错误；暗反应过程中，三碳化合物的消耗和生成在不断进行，AB段放射性三碳化合物浓度不变，即消耗量等于生成量，D正确。 11．图甲表示水稻的叶肉细胞在光照强度分别为a、b、c、d时，单位时间内CO2释放量和O2产生总量的变化；图乙表示蓝细菌光合速率与光照强度的关系。下列有关说法正确的是(　　) A．图甲中，光照强度为b时，光合速率等于呼吸速率 B．图甲中，光照强度为d时，单位时间内细胞从周围吸收2个单位的CO2 C．图乙中，当光照强度为x时，细胞中产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体 D．图乙中，限制e、f、g点光合速率的因素主要是光照强度 解析：选B。分析图甲可知，光照强度为b时，CO2的释放量和O2产生总量相等，细胞呼吸释放的CO2首先供应叶绿体进行光合作用，剩余部分释放到外界，说明此时细胞的呼吸速率大于光合速率，A错误；光照强度为d时，水稻叶肉细胞的光合速率大于呼吸速率，光照强度为a时，CO2的释放量即为呼吸速率，则光照强度为d时，O2产生总量为8个单位，需要消耗的CO2也为8个单位，所以单位时间内需从外界吸收CO2为2个单位，B正确；图乙中所示生物为蓝细菌，蓝细菌不含线粒体和叶绿体，C错误；图乙中，限制g点光合速率的因素不是光照强度，可能是CO2浓度及温度等，D错误。 12．如图表示适宜温度条件下，不同光照强度、CO2浓度对植物幼苗净光合速率的影响。下列相关叙述正确的是(　　) A．该实验的自变量为CO2浓度，因变量为CO2吸收量 B．当CO2浓度为400 mg·L-1时，a点的主要限制因素是光照强度 C．在不同光照强度下，幼苗只有在CO2浓度大于100 mg·L-1时才正常生长 D．b点表示植物在适宜温度下，光照强度为350 lx、CO2浓度为500 mg·L-1时植物的真光合速率为60 mg·h-1 解析：选B。根据题意和题图可知，自变量为光照强度和CO2浓度，因变量用CO2吸收量表示，A错误；a点光照强度为70 lx，CO2饱和点为400 mg·L-1，当光照强度为350 lx和800 lx时，CO2浓度大于400 mg·L-1，CO2吸收量还会增加，故a点的主要限制因素是光照强度，B正确；题图中在不同光照强度下，CO2补偿点为200 mg·L-1，幼苗只有在CO2浓度大于200 mg·L-1时才正常生长，C错误；b点表示植物在适宜温度下，光照强度为350 lx、CO2浓度为500 mg·L-1时植物的净光合速率为60 mg·h-1，D错误。 13．(2023·浙江6月选考·节选)植物工厂是一种新兴的农业生产模式，可人工控制光照、温度、CO2浓度等因素。不同光质配比对生菜幼苗体内的叶绿素含量和氮含量的影响如图甲所示，不同光质配比对生菜幼苗干重的影响如图乙所示。分组如下：CK组(白光)、A组(红光∶蓝光＝1∶2)、B组(红光∶蓝光＝3∶2)、C组(红光∶蓝光＝2∶1)，每组输出的功率相同。回答下列问题： (1)光为生菜的光合作用提供__________，又能调控生菜的形态建成。生菜吸收营养液中含氮的离子满足其对氮元素需求，若营养液中的离子浓度过高，根细胞会因______作用失水造成生菜萎蔫。 (2)由图乙可知，A、B、C组的干重都比CK组高，原因是________________________________________________________________________。 由图甲、图乙可知，选用红、蓝光配比为_________，最有利于生菜产量的提高，原因是________________________________________________________________________。 (3)进一步探究在不同温度条件下，增施CO2对生菜光合速率的影响，结果如图丙所示。 由图可知，在25 ℃时，提高CO2浓度对提高生菜光合速率的效果最佳，判断依据是______________________________________________________________________________________________________________________。 植物工厂利用秸秆发酵生产沼气，冬天可燃烧沼气以提高CO2浓度，还可以________，使光合速率进一步提高。 解析：(1)植物进行光合作用需要在光照下进行，光为生菜的光合作用提供能量，又能作为信号调控生菜的形态建成。生菜吸收营养液中含氮的离子满足其对氮元素需求，若营养液中的离子浓度过高，造成外界溶液浓度高于细胞液浓度，根细胞会因渗透作用失水，造成生菜萎蔫。(2)分析图乙可知，与CK组相比，A、B、C组的干重都较高。结合题意可知，CK组使用的是白光照射，而A、B、C组使用的是红光和蓝光，光合色素主要吸收红光和蓝紫光，故A、B、C组吸收的光更充分，光合作用速率更高，积累的有机物更多，植物干重更高。由图乙可知，当光质配比为B组(红光∶蓝光＝3∶2)时，植物的干重最高；结合图甲可知，B组植物叶绿素含量和氮含量都比 A组、C组高，有利于植物充分吸收光能用于光合作用，即B组植物的光合作用速率大于A组、C组，有机物积累量最高，植物干重最大，最有利于生菜产量的增加。(3)由图可知，在25 ℃时，光合速率最大且提高CO2浓度时增加值最大，因此，在25 ℃时，提高CO2浓度对提高生菜光合速率的效果最佳。植物工厂利用秸秆发酵生产沼气，冬天可燃烧沼气以提高CO2浓度，还可以升高温度，使光合作用有关的酶活性更高，使光合速率进一步提高。 答案：(1)能量　渗透　(2)与CK组相比，A、B、C组使用的是红光和蓝光，光合色素主要吸收红光和蓝紫光　3∶2　实验条件下当光质配比为红光∶蓝光＝3∶2时，植物叶绿素含量和氮含量都最高，净光合速率最大　(3)在25 ℃时光合速率最大且提高CO2浓度时增加值最大　升高温度 $