2027届高三人教版高中生物一轮复习讲义第13讲　影响光合作用的环境因素及其应用

第13讲　影响光合作用的环境因素及其应用 　考点一　探究环境因素对光合作用强度的影响 知|识|巩|固 1．实验原理 (1)利用抽气法排出叶片细胞间隙中的气体，使其沉入水中。 (2)通过LED台灯与烧杯之间的距离控制光照强度。 (3)光合作用的过程中产生O2的多少与光合作用强度密切相关，O2积累在细胞间隙从而使下沉的叶片上浮。因此可依据一定时间内小圆形叶片上浮的数量，来比较光合作用强度。 2．实验流程 3．实验结论 在一定光照强度范围内，光合作用强度随光照强度的增强而增强。 思|维|辨|析 易错整合，判断正误。 (1)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，都能明显缩短叶圆片上浮至液面所用的时间。(　　) (2)为确保溶液中CO2含量充足，圆形小叶片可以放入NaHCO3溶液中。(　　) (3)实验中测得的O2产生量是植物光合作用实际产生的总O2量。(　　) 答案：(1)×　(2)√　(3)× 剖析难点·考点突破 精|准|命|题 考向　探究环境因素对光合作用强度的影响 》例　(2022·海南卷)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 答案：B 解析：本实验是探究适宜温度下CO2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大于细胞呼吸消耗的氧气时，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，由于低温会使酶的活性降低，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。 〔变式训练〕　(2025·山西太原一中调研)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 答案：C 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量与呼吸作用消耗的O2量的差值，C错误。 考点二　影响光合作用的因素及应用 必备知识·夯实基础 知|识|巩|固 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。 (2)植物叶片的叶龄、叶绿素含量及酶 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 ②CO2浓度 ③温度 影响气孔的开闭，间接影响CO2进入植物体内 ④水分 ⑤矿质元素 (2)多因子对光合速率的影响 延|伸|探|究 1．西瓜、玉米和辣椒轮作和固定种植玉米相比，其优点_______________ (答出两点即可)。 提示：充分利用土壤中的矿质元素、改善土壤、减少大面积病虫害发生 2．在温室大棚生产中，大棚内多施农家肥有利于提高作物的产量，原因是______________________________________________________________________________________________。 提示：农家肥中的有机物被微生物分解产生无机盐和CO2，CO2和无机盐能被作物利用，提高大棚作物的产量 3．结合下图分析并回答问题： C点时两者光合作用速率______________(填“相等”“不相等”或“不一定相等”)，理由：______________________________。 提示：不一定相等　两者的呼吸速率不一定相等 剖析难点·考点突破 重|难|精|讲 　光合作用曲线中的“关键点”移动 (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 土壤缺Mg2＋ 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，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。 精|准|命|题 考向一　结合光合作用影响因素，考查科学思维 》例1　(2025·北京西城区期末)西洋参受干旱胁迫，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 答案：B 解析：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NADPH和ATP减少，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。 〔变式训练1〕　(2024·重庆沙坪坝联考期中)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浓度的关系如下图。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 答案：D 解析：分析题图可知，当CO2浓度一定时，光合速率会随着温度的升高而增大，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，A正确；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，最适温度接近40 ℃，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，B正确；分析题图可知，当CO2浓度为200 μL·L－1时，光合速率随温度的升高而改变程度不大，而CO2浓度为其他数值时，光合速率随着温度的升高变化程度较大，所以表明CO2浓度为200 μL·L－1时，温度对光合速率影响小，C正确；分析题图可知，10 ℃条件下，CO2浓度为200 μL·L－1至370 μL·L－1时，光合速率有显著提高，而370 μL·L－1至1 000 μL·L－1时，光合速率无明显的提高趋势，而且370 μL·L－1时与1 000 μL·L－1时，两者光合速率数值接近同一数值，所以不能表明10 ℃条件下，光合速率随CO2浓度的升高会持续提高，D错误。故选D。 〔变式训练2〕　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a，示意图)，造成叶绿体相对受光面积的不同(图b)，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 答案：D 解析： 由图a可知，t1较多的叶绿体分布在光照下，t2较少的叶绿体分布在光照下，由此可推断，t2比t1具有更高的光饱和点，t1比t2具有更低的光补偿点，A、B正确；通过题干信息可知，三者的叶绿素含量及其他性状基本一致，由此推测，三者光合速率的高低与叶绿素的含量无关，而是和叶绿体的位置及分布有关，C正确；三者光合速率的差异，在一定光照强度下，随光照强度的增加而变大，但是超过光饱和点，再增大光照强度三者光合速率的差异不再变化，D错误。 考向二　围绕光合作用在农业生产中的应用，考查生命观念和科学思维 》例2　细胞呼吸和光合作用的原理在农业生产中具有广泛的运用。下列有关叙述中，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 答案：D 解析：松土可以增加土壤中的溶氧量，有助于植物根系细胞的有氧呼吸，从而促进根细胞对无机盐的吸收，A正确；在作物种植过程中，及时去除老叶等措施，减少有机物的消耗，增加有机物的积累，从而实现增产的目的，B正确；种植过密，植物叶片相互遮盖，被遮盖的叶片不能进行光合作用但仍然要进行呼吸作用消耗有机物，有机物积累减少；种植过稀，部分光能得不到利用，光能利用率低；增施农家肥，土壤中的微生物会将有机物分解为无机盐和CO2，从而有利于植物的光合作用，故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。 〔变式训练3〕　(2024·江西省五市九校协作体高三联考)光合作用和细胞呼吸的原理在生产、生活中具有广泛的应用。下列相关叙述不正确的是(　　) A．利用淀粉、醋酸杆菌或谷氨酸棒状杆菌以及发酵罐，在控制通气的情况下，可以生产食醋或味精 B．提倡慢跑，可防止因肌细胞无氧呼吸积累乳酸而导致的肌肉酸胀乏力 C．农业生产上的间作、套种、合理密植均是通过提高光合作用强度来提高农作物产量 D．温室栽培时可通过适当增大昼夜温差来提高有机物的积累量 答案：C 解析：醋酸杆菌或谷氨酸棒状杆菌为好氧菌，利用淀粉、醋酸杆菌或谷氨酸棒状杆菌以及发酵罐，在控制通气的情况下，可以生产食醋或味精，A正确；提倡慢跑等有氧运动，可防止因剧烈运动导致氧的不足，使肌细胞因无氧呼吸产生乳酸，引起肌肉酸胀乏力，B正确；农业生产上的间作、套种、合理密植均是通过提高光能利用率来提高农作物产量的，C错误；酶的活性受温度影响，温室栽培时夜间适当降温，增大昼夜温差，可降低呼吸作用对有机物的消耗，从而提高农作物产量，D正确。故选C。 素养提升·强化思维 构|建|网|络 真|题|再|现 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 答案：A 解析：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。故选A。 2．(2023·山西卷)我国劳动人民在漫长的历史进程中，积累了丰富的生产、生活经验，并在实践中应用。生产和生活中常采取的一些措施如下。 ①低温储存，即果实、蔬菜等收获后在低温条件下存放 ②春化处理，即对某些作物萌发的种子或幼苗进行适度低温处理 ③风干储藏，即小麦、玉米等种子收获后经适当风干处理后储藏 ④光周期处理，即在作物生长的某一时期控制每天光照和黑暗的相对时长 ⑤合理密植，即栽种作物时做到密度适当，行距、株距合理 ⑥间作种植，即同一生长期内，在同一块土地上隔行种植两种高矮不同的作物 关于这些措施，下列说法合理的是(　　) A．措施②④分别反映了低温和昼夜长短与作物开花的关系 B．措施③⑤的主要目的是降低有机物的消耗 C．措施②⑤⑥的主要目的是促进作物的光合作用 D．措施①③④的主要目的是降低作物或种子的呼吸作用强度 答案：A 解析：措施②春化处理是为了促进花芽形成，反映了低温与作物开花的关系，④光周期处理，反映了昼夜长短与作物开花的关系，A正确；措施③风干储藏可以减少自由水，从而减弱细胞呼吸，降低有机物的消耗，⑤合理密植的主要目的是提高能量利用率，促进光合作用，B错误；措施②春化处理是为了促进花芽形成，⑤⑥的主要目的是促进作物的光合作用，C错误；措施①③的主要目的是降低作物或种子的呼吸作用强度，④光周期处理，目的是促进或抑制植物开花，D错误。故选A。 3．(2023·湖北卷)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 答案：D 解析：高温使呼吸酶的活性增强，呼吸作用变强，消耗大量养分，A正确；高温使气孔导度变小，光合作用强度减弱，有机物合成减少，B正确；高温使作物蒸腾作用增强，植物易失水发生萎蔫，C正确；高温使作物叶绿素降解，光反应生成的NADPH和ATP减少，D错误。故选D。 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。 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______________________________________________ ________________________________________________________________。 答案：(1)ATP、NADPH　突变体细胞分裂素合成更多，而细胞分裂素能促进叶绿素的合成　(2)高　突变体气孔导度更大而胞间CO2浓度更小，而呼吸作用不受影响，说明相同光照强度下，突变体光合作用消耗CO2速率更大，因此突变体吸收利用光能的效率更高。在其他限制因素相同的情况下，突变体可以利用更多的光能，因此光饱和点更高　(3)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 解析：(1)光反应产生的ATP和NADPH可用于暗反应C3的还原。对比野生型和突变体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，故与野生型相比，开花后突变体叶片变黄的速度慢。 (2)据表可知，突变体气孔导度更大而胞间CO2浓度更小，而呼吸作用不受影响，说明相同光照强度下，突变体光合作用消耗CO2速率更大，因此突变体吸收利用光能的效率更高，在其他限制因素相同的情况下，突变体可以利用更多的光能，因此光饱和点更高。 (3)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减少，导致籽粒淀粉含量低。 5．(2023·山东卷)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______________________________________。 答案：(1)光、H蛋白　CO2浓度、温度　(2)不能　突变体PSⅡ系统光损伤小但不能修复，野生型PSⅡ系统光损伤大但能修复　(3)少　突变体NPQ强度大，PSⅡ系统损伤小，虽然损伤不能修复，但是PSⅡ活性高，光反应产物多 解析：(1)据题意拟南芥的野生型和H基因缺失突变体为材料进行了相关实验，实验中强光照射时对野生型和突变体光照的强度相同，结合题图分析实验的自变量有光照、H蛋白；影响光合作用强度的主要环境因素还有CO2浓度、温度、水分等。 (2)据图分析，强光照射下突变体的NPQ相对值比野生型的NPQ相对值高，能减少强光对PSⅡ复合体造成损伤。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相对值较大，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，能为暗反应提供较多的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。 提能训练　练案[13] A组 一、选择题 1．(2025·名校教研联盟联考)甲、乙两种植物的干物质量随CO2浓度的变化趋势如图所示。下列叙述正确的是(　　) A．在低于a的CO2浓度下，乙的净光合速率更高 B．单独种植时，提高甲的种植密度对其增重有利 C．在夏季晴天的午后，乙的光合速率可能比甲快 D．乙单位时间积累的干物质量随CO2浓度的增大而增大 答案：C 解析：净光合速率可以用干物质量表示。由图可知，在低于a的CO2浓度下，在两曲线交点右侧，甲净光合速率大于乙，在交点左侧，甲净光合速率小于乙，A错误；单独种植甲时，提高甲的种植密度会导致通风不良，从而导致CO2浓度下降，由图可知，随着CO2浓度的下降，甲的干物质量下降的幅度明显比乙大，对其增重不利，B错误；由图可知，曲线与横轴的交点是：甲曲线的交点值大于乙曲线的交点值，这表明与甲相比，乙植物可适应更低浓度的CO2，夏季晴天的午后会由于光强过强而出现光合“午休”现象，导致部分气孔关闭，使得CO2供应不足，但由于乙能适应低浓度CO2环境，因而乙的光合速率可能比甲快，C正确；由图可知，在一定范围内，随着CO2浓度的增大，乙的干物质量也随之增大，但是超过该范围，乙的干物质量不再增加，D错误。 2．(2024·江西师大附中三模)某研究小组测定了植物甲和乙在一定的CO2浓度和适宜温度条件下，光合速率随光照强度的变化，结果如图所示。下列叙述正确的是(　　) A．在光照强度为b时，植物甲的实际光合速率与植物乙的相同 B．在光照强度为b时，若每天光照11小时，则植物乙无法正常生长 C．同等光照强度下植物甲、乙光合速率不同的根本原因是叶肉细胞中叶绿素含量不同 D．将植物甲、乙分别置于相同黑暗环境中，植物甲单位时间内消耗的有机物更多 答案：B 解析：在光照强度为b时，植物甲的净光合速率与植物乙的相同，但是呼吸速率不相同，因此实际光合速率不同，A错误；在光照强度为b时，若每天光照11小时，白天积累的有机物为11×2＝22，夜晚呼吸消耗掉有机物为(24－11)×2＝26，白天积累的有机物不够晚上消耗，因此植物乙无法正常生长，B正确；同等光照强度下植物甲、乙光合速率不同的根本原因是遗传物质不同，C错误；由图可以看出，植物乙的呼吸速率更大，因此将植物甲、乙分别置于黑暗环境中，植物乙单位时间内消耗的有机物更多，D错误。 3．(2024·黑吉两省十校联合体期中)研究人员将某绿色植物置于密闭容器内，并控制容器中CO2始终充足，改变光照强度，用氧气传感器测量容器内氧含量的变化，得到如图所示的结果。下列相关分析正确的是(　　) A．0～T1时，氧含量变化由无光造成 B．T1～T3时，外界光照强度逐渐增强 C．T2时，叶绿体产生的O2均释放到容器内 D．氧含量为C时，植物的净光合速率等于0 答案：D 解析：0～T1时，氧含量降低，是由于光合速率小于呼吸速率造成的，A错误；T1～T3时，氧气含量逐渐增加，曲线斜率先增大后减小，说明光合速率先增大后减小，可能是外界光照强度逐渐增强然后逐渐降低引起的，B错误；T2时，氧含量升高，说明此时光合作用大于呼吸作用，则叶绿体产生的O2一部分释放到容器内，另一部分进入线粒体，C错误；氧含量为C时，植物的光合作用等于呼吸作用，此时植物的净光合速率等于0，D正确。 4．(2025·山东潍坊安丘一中模拟)研究人员以生长状态相同的绿色植物为材料，在相同的条件下进行了四组实验。其中D组连续光照T秒，A、B、C组依次加大光照—黑暗的交替频率，每组处理的总时间均为T秒，发现单位光照时间内光合作用产物的相对含量从A到C依次越来越大。下列相关说法正确的是(　　) A．实验说明白天给予一定频率的遮光有利于农作物增产 B．实验过程中C组积累的有机物最多 C．实验结束后立即检测植物体内NADPH含量，D组最高 D．实验组由黑暗变为光照时，光反应速率增大，暗反应速率变小 答案：C 解析：实验说明增大光照—黑暗的交替频率，光合速率可以提高，但白天遮光会缩短光照时间，同样不利于农作物增产，A错误；实验过程中D组光照时间最长，D组积累的有机物最多，B错误；因为D组持续光照，有NADPH积累，故实验结束后D组NADPH最高，C正确；实验组由黑暗变为光照时，光反应速率增加，产生的ATP和NADPH增多，暗反应速率增大，D错误。 5．(2024·湖南考前仿真模拟)我国是一个传统的农业大国。农业生产是中国传统文化生产和发展的社会基础。下表是劳动人民在生产、生活中常采取的一些措施。下列说法正确的是(　　) 选项 生产、生活活动 目的 A 分区轮作 充分利用光能，促进光合作用 B 低温储存蔬菜、水果 减少自由水，抑制细胞呼吸 C 喷洒适宜浓度的2,4－D溶液 减少因连续阴雨天造成的油菜产量下降 D 合理密植 可提高光能的利用率，增加产量 答案：D 解析：分区轮作是为了调整作物布局，由于不同作物对养分的吸收不同，避免土壤中某种养分的枯竭，而充分利用光能，促进光合作用一般通过合理密植来实现，A错误；低温储存蔬菜、水果是为了降低酶的活性，减少有机物的消耗，而不是减少自由水，B错误；喷洒适宜浓度的生长素类调节剂(如2,4－D溶液)可以促进果实的发育，不能减少因连续阴雨天造成的油菜产量下降，C错误；合理密植可以充分利用光能，提高光能利用率，增加产量，D正确。 6．研究发现，光照条件下，当外界CO2浓度突然降至极低水平时，某植物叶肉细胞中的五碳化合物含量突然上升，三碳化合物含量下降。若在降低CO2浓度的同时停止光照，则不出现上述情况。下列说法正确的是(　　) A．叶肉细胞中的五碳化合物是三碳化合物固定CO2后的产物 B．在五碳化合物上升的同时，叶肉细胞中的NADP＋/NADPH上升 C．光反应产生的NADPH和ATP能促进五碳化合物的形成 D．五碳化合物和三碳化合物间的转化需要光能的直接驱动 答案：C 解析：暗反应过程中二氧化碳的固定是二氧化碳和五碳化合物结合形成两分子的三碳化合物，即三碳化合物是五碳化合物固定二氧化碳后的产物，A错误；二氧化碳浓度降低时，二氧化碳的固定减弱，五碳化合物消耗减少，C5增加，C3的生成减少，C3的还原减慢，NADPH消耗减少，NADPH积累增多，则叶肉细胞中的NADP＋/NADPH下降，B错误；光反应产生的NADPH和ATP参与C3的还原，促进五碳化合物的形成，C正确；五碳化合物和三碳化合物间的转化需要光反应的产物NADPH和ATP的参与，不是光能的直接驱动，D错误。故选C。 7．(2025·河南高三统考期末)烟草是一种重要的经济作物。研究人员采用水培方法，研究了不同浓度外源生长素(IAA)对烟草幼苗净光合速率(Pn)、叶绿素含量的影响，结果如表所示。下列相关叙述错误的是( C ) 组别 处理 Pn(μmol·m－2·s－1) 叶绿素含量(mg·g－1) 对照组 不添加IAA 8.29 0.751 实验1 添加5 nmol/L的IAA 10.44 0.885 实验2 添加10 nmol/L的IAA 15.66 1.069 实验3 添加20 nmol/L的IAA 14.68 0.978 A．本实验需在CO2浓度、光照强度、温度和湿度均相同且适宜的条件下进行 B．若突然降低CO2浓度，则短时间内烟草幼苗叶肉细胞中C5/C3的比值会上升 C．由实验结果可确定10 nmol/L的IAA是促进烟草幼苗净光合速率增大的最适浓度 D．实验中不同浓度的IAA可能通过促进叶绿素的合成来提高烟草幼苗的净光合速率 答案：C 解析：本实验探究的是不同浓度的IAA对烟草幼苗净光合速率的影响，其他无关变量应保持相同且适宜，A正确；若突然降低CO2浓度，短时间内CO2的固定量减少，C3生成减少而还原正常进行，C5的消耗减少生成正常进行，导致烟草幼苗叶肉细胞中C5/C3的比值上升，B正确；由实验结果可知，IAA促进烟草幼苗净光合速率增大的最适浓度在10 nmol/L左右，C错误；由实验结果可知，添加不同浓度的IAA均使烟草幼苗的叶绿素含量增加，说明IAA可通过促进叶绿素的合成来提高烟草幼苗的净光合速率，D正确。故选C。 二、非选择题 8．(2024·东北三省三校第二次联考)为探究大气中CO2的浓度升高对不同植物的产量是否有影响，研究人员种植了玉米和苘麻两种植物，每种植物均分为三组，分别暴露于350、600或1 000 ppm不同浓度的CO2的空气中，光照、温度与水分条件完全相同且适宜。45天后，分别测量玉米和苘麻植物的干重(以克为单位)，(每种植物均取八棵，烘干后，测叶、茎和根干重，取平均值)结果见下表。回答下列问题： 350 ppm CO2 600 ppm CO2 1 000 ppm CO2 玉米植株的 平均干重(g) 91 89 80 苘麻植株的 平均干重(g) 35 48 54 (1)CO2作为光合作用的原料，参与________阶段。据表中数据分析，________(填“玉米”或“茼麻”)的CO2饱和点更高。 (2)在CO2浓度为350 ppm(相当于大气中CO2浓度)时，两种植物干重差异很大，说明在低浓度CO2时，________固定CO2的能力更强。 (3)该实验中，随着CO2浓度的增大，玉米和茼麻干重的变化趋势分别是____________。玉米干重变化的原因可能是________________________________ __________________________________________________(答出一条即可)。 (4)在大田中，苘麻是一种能入侵到玉米地的杂草，可以预测随大气中CO2浓度的逐渐增大，玉米的生长受抑制，原因是：____________________ __________________________________________________(答出2点)。 答案：(1)暗反应　茼麻　(2)玉米　(3)逐渐减小、逐渐增大　随着CO2浓度的增大，玉米的光合作用受到抑制，实际光合速率降低，而呼吸速率不变，导致净光合速率减小，干重减小　(4)一是随大气中CO2浓度的逐渐增大，玉米的光合作用受到抑制，玉米植株的平均干重减少，玉米积累的有机物减少，玉米生长受到抑制；二是随大气中CO2浓度的逐渐增大，苘麻植株的平均干重逐渐增大，有利于苘麻生长，苘麻与玉米在竞争中竞争能力逐渐增强，导致玉米生长受到抑制 解析：(1)光合作用包括光反应和暗反应，CO2作为光合作用的原料，参与暗反应阶段。在一定范围内，光合速率随着CO2浓度增加而增加，当光合速率不再继续增加时的CO2浓度称为CO2饱和点。据表中数据分析，茼麻随着CO2浓度升高，苘麻植株的平均干重一直增加，即光合速率仍然在增大，而玉米植株的平均干重随着二氧化碳浓度升高在减少，因此苘麻的CO2饱和点更高。 (2)据表中数据可知，在低浓度CO2时，玉米固定CO2的能力更强。 (3)根据表中数据分析可知，该实验中，随着CO2浓度的增大，玉米干重的变化趋势是逐渐减小，而茼麻干重的变化趋势是逐渐增大。玉米干重即有机物的积累量，代表的是净光合速率，净光合速率＝实际光合速率－呼吸速率，随着CO2浓度的增大，抑制了玉米的光合作用，玉米的实际光合速率降低，而呼吸速率不变，导致净光合速率减小，因此玉米的干重减小。 (4)根据表中数据分析可知，随着CO2浓度的增大，玉米的光合作用受到抑制，玉米干重的变化趋势是逐渐减小，有机物积累减少，玉米的生长受抑制；而随着CO2浓度的增大，茼麻干重的变化趋势是逐渐增大，有利于苘麻的生长，苘麻是一种能入侵到玉米地的杂草，苘麻与玉米之间存在竞争关系，随CO2浓度增大，苘麻在竞争中竞争能力逐渐增强，与玉米竞争光照以及水分和无机盐等，进而使得玉米生长受到抑制。 B组 一、选择题 1．(2025·福清虞阳中学期中)下面为几种环境因素对植物光合作用影响的关系图，有关描述错误的是(　　) A．图1中，若光照强度适当增强至最适状态，a点左移，b点右移 B．图2中，若CO2浓度适当增大至最适状态，a点右移，b点左移 C．图3中，a点与b点相比，a点时叶绿体中C3含量相对较多 D．图3中，限制b点光合作用的主要因素是光照强度和CO2浓度 答案：B 解析：图1中，a为CO2补偿点，b为CO2饱和点，若光照强度适当增强至最适状态，则光合作用强度也随之增强，所以a点左移，b点右移，A正确；图2中，a为光补偿点，b为光饱和点，若CO2浓度适当增大，则光合作用强度也随之增强，所以a点左移，b点右移，B错误；在光照未达饱和时，限制光合作用的主要因素是光照强度，因为a点CO2浓度比b点高，所以a点与b点相比，a点时叶绿体中C3含量相对较多，C正确；图3中，b点没有达到光照强度和二氧化碳的饱和点，故限制b点光合作用的主要因素是光照强度和CO2浓度，D正确。 2．(2024·东北育才学校高三三模)科研人员研究了温度对人工种植的番茄幼苗光合作用与呼吸作用的影响，其他条件相同且适宜，实验结果如图所示。据图分析，下列说法错误的是(　　) A．真光合的最适温度在30～35 ℃之间 B．P点时，叶绿体吸收CO2与线粒体产生CO2达到平衡 C．持续光照条件下，25 ℃最有利于番茄幼苗生长 D．日夜各12小时，20 ℃最有利于番茄幼苗生长 答案：B 解析：真光合速率＝净光合速率＋呼吸速率，30 ℃环境中番茄幼苗的实际光合速率为3＋3.5＝6.5 mg/h，35 ℃环境中番茄幼苗的实际光合速率为3.5＋3＝6.5 mg/h，故真光合的最适温度在30～35 ℃之间，A正确；P点时，净光合速率大于0，说明光合作用速率大于呼吸作用速率，叶绿体吸收CO2大于线粒体产生CO2，B错误；在光照下，图中数据表明温度在25 ℃时，植物的净光合速率最大，最有利于番茄幼苗生长，C正确；黑暗条件下植物CO2释放量表示呼吸作用，光照条件下植物CO2吸收量表示净光合作用，实际光合作用＝净光合作用＋呼吸作用，日夜各12小时，20 ℃积累的有机物为12×(3.25＋1.5)－24×1.5＝21 mg/h，在图中各温度下积累的最多，最有利于番茄幼苗生长，D正确。 3．(2024·福建三校联考)为研究一种耐寒藻类的生长习性，将其平均分成四组，在不同温度下分别暗处理1 h，紧接着再光照1 h(光照强度相同)，测其质量，结果如下表所示。若每天用上述光照强度照射6小时，其余时间黑暗，则最适宜该藻类生长的温度是(　　) 温度/℃ 0 4 8 12 初始质量/mg 50 50 50 50 暗处理后质量/mg 49.5 49 48 44 光照后质量/mg 53.5 55 56 54 A．0 ℃ B．4 ℃ C．8 ℃ D．12 ℃ 答案：B 解析：暗处理时，植物只能进行呼吸作用消耗有机物，因此每小时呼吸速率可用初始质量－暗处理后质量的差值来代表；光照条件下，植物既可以进行光合作用，又可以进行呼吸作用，则光照1 h植物增加的质量可以代表植物每小时的净光合速率，即用光照后质量－暗处理后质量的差值来代表。用上述光照强度照射6小时，其余时间黑暗，则植物在一天24小时的净光合速率＝6×每小时的总光合速率－24×每小时的呼吸速率＝6×(每小时的呼吸速率＋每小时的净光合速率)－24×每小时的呼吸速率＝6×每小时的净光合速率－18×每小时的呼吸速率＝6×(光照后质量－暗处理后质量)－18×(初始质量－暗处理后质量)＝6×光照后质量－18×初始质量＋12×暗处理后质量，将表中各温度下的数据带入公式，可得，0 ℃下，该藻类一天24小时的净光合速率＝6×53.5－18×50＋12×49.5＝15；4 ℃下，该藻类一天24小时的净光合速率＝6×55－18×50＋12×49＝18；8 ℃下，该藻类一天24小时的净光合速率＝6×56－18×50＋12×48＝12；12 ℃下，该藻类一天24小时的净光合速率＝6×54－18×50＋12×44＝－48；该藻类一天24小时的净光合速率越大，积累的有机物越多，越有利于其生长，4 ℃该藻类积累的有机物最多，因此最适宜生长，ACD错误，B正确。 4．(2025·新时代NT教育摸底考试)科学研究发现，C4植物中固定CO2的酶与CO2的亲和力比C3植物的更强，适合在高温环境中生长。现将取自A、B两种植物且面积相等的叶片分别放置到相同大小的密闭小室中，在温度均为25 ℃的条件下给予充足的光照，每隔一段时间测定一次小室中的CO2浓度，结果如图所示。下列说法正确的是(　　) A．图中A植物、B植物分别为C4植物和C3植物 B．M点处两种植物叶片的光合速率相等 C．C4植物中固定CO2的酶附着在叶绿体内膜上 D．40 min时B植物叶肉细胞光合速率大于呼吸速率 答案：D 解析：图中A植物、B植物分别为C3植物和C4植物，A错误；据题中条件无法判断两种植物的呼吸速率，因此不能判断M点处两种植物叶片的光合速率相等，B错误；C4植物中固定CO2的酶存在于叶绿体基质中，C错误；40 min时B植物叶片光合速率等于呼吸速率，因此叶肉细胞光合速率大于呼吸速率，D正确。 5．(2025·东北师大附中模拟)吉林省是一个农业大省，源远流长的农耕文明是孕育中华文明的母体和基础。农业谚语是我国劳动人民在农业生产实践中总结出来的农事经验。下列叙述正确的是(　　) A．“一挑粪进，一挑谷出”，施加有机肥只能为植物补充无机盐，实现增产 B．“处暑里的雨，谷仓里的米”，补水分可减弱植物光合午休，实现增产 C．“霜前霜米如糠，霜后霜谷满仓”，霜降前降温可减弱种子呼吸，实现增产 D．“春雨漫垄，麦子豌豆丢种”，雨水过多会增强种子无氧呼吸，实现增产 答案：B 解析：施加有机肥被土壤微生物分解，产生无机盐同时释放CO2，间接为植物补充CO2进而增加有机物积累，A错误；植物的光合午休是因为气温过高，蒸腾作用过强，导致气孔关闭，CO2吸收量减少引起的，补充水分可减弱植物的光合午休进而增加有机物积累，B正确；霜降前的降温如果过早，会导致稻谷等农作物收成不好，而霜降后的降温则对农作物有利，C错误；如果土壤中的水分过多，会减少土壤中的氧气含量，从而限制了有氧呼吸的进行，导致植物缺氧，最终可能降低种子的萌发率和幼苗的生长速度，D错误。 6．(2024·安丘市一中模拟)为研究环境因素对某植物光合作用强度的影响，设计图甲实验装置若干组(密闭小室内的CO2充足，光照不影响温度变化)，在相同温度下进行一段时间后，测量每个小室中的气体释放量，绘制曲线图乙。下列说法错误的是(　　) A．当距离小于a时，限制光合作用的主要因素不是光照强度 B．当距离为b、d时，光合速率相等 C．当距离为c时，该植物叶肉细胞的光合速率大于呼吸速率 D．当距离由a突然变为c时，短时间内叶绿体中C3的含量增加 答案：B 解析：由曲线图可知，0－a气体释放量不变，因此当距离小于a时，限制光合作用的因素不是光照强度，A正确；当距离为b时，光合速率大于呼吸速率，当距离为d时，光合速率小于呼吸速率，两者的光合速率不相等，B错误；该实验测量的是整个植株的气体释放速率，当距离为c时，整个植株的光合速率等于呼吸速率，而有一部分植物细胞不能进行光合作用只可以进行呼吸作用，所以叶肉细胞中的光合速率大于呼吸速率，C正确；当距离由a突然变为c时，光照强度减弱，NADPH和ATP的生成速率减慢，C3的利用速率减小，而C3的生成速率不变，故短时间内叶绿体中C3的含量增加，D正确。 7．(2024·安徽皖江名校联盟考试)如图表示将某绿色植物放在密闭且透明的容器内，在适宜的光照和温度条件下培养，植株吸收或生成CO2的速率随时间的变化。下列相关叙述正确的是(　　) A．T1～T3时间段，植株的光合速率逐渐上升 B．T2时刻，该植株固定CO2的速率为4 mg·h－1 C．T3时刻之后，容器中CO2浓度保持不变 D．若减弱光照强度，则T3在坐标轴上的相应位置将左移 答案：C 解析：密闭容器内CO2的含量一定，随着光合作用的进行，CO2浓度逐渐降低，所以T1～T3时间段，植株的光合速率逐渐下降，A错误；T2时刻，该植株固定CO2的速率为总光合速率，即总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率＝4＋4＝8(mg·h－1)，B错误；T3时刻之后，植株的光合速率等于呼吸速率，容器中CO2浓度保持不变，C正确；减弱光照强度，二者的平衡需要更长的时间，故T3在坐标轴上的相应位置将右移，D错误。 二、非选择题 8．(2025·重庆市七校联盟)小麦是我国主要的粮食作物，科研人员为了探究小麦在不同的光照强度、CO2浓度和温度下进行光合作用的情况，进行了相关实验，其他条件相同且适宜，获得了如下实验结果。已知大气中CO2的含量约为0.03%，植物进行光合作用的最适温度是25～30 ℃。回答问题： 组别 措施 a 光照非常弱，CO2浓度最低(远小于0.03%) b 适当遮荫(相当于全光照的4%)，CO2浓度为0.03% c 全光照(不遮荫)，CO2浓度为0.03% d 全光照(不遮荫)，CO2浓度为1.22% (1)四组中，能作为其他三组的对照组的是________组，理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (2)25～30 ℃时，限制c组小麦最大净光合速率增加的主要因素是________。农作物田间种植时，人们为了提高净光合速率，改善这一影响因素可以采取的措施有__________________________________________________________________ ______________(答出2点)。 (3)光照过强时还原能的积累会导致自由基的产生，损伤膜结构。光呼吸(图中虚线所示)可促进草酰乙酸—苹果酸的穿梭，输出叶绿体和线粒体中过剩的还原能实现光保护，其中过程③是光呼吸速率的限制因素，线粒体中的电子传递链对该过程有促进作用，相关机制如下图。请回答下列问题。 ①图中过程①进行的场所是__________；叶绿体和线粒体中电子传递链分别位于________________。 ②线粒体中的电子传递链促进过程③的机理是_______________________ ___________________________________________________________________。 答案：(1)c　c组设置条件为自然状态下，a、b、d均对光照强度或CO2浓度进行了调整(或a、b、d都有自变量处理) (2)CO2浓度　增施有机肥；正其行、通其风，保证良好通风；实施秸秆还田促进微生物分解发酵等 (3)①叶绿体基质　叶绿体的类囊体薄膜、线粒体内膜　②电子传递过程中促进NADH向NAD＋转化，为过程③提供NAD＋等，促进过程③的进行 解析：(1)本题的实验设置有三个自变量：光照强度、CO2浓度和温度，探究三个因素对光合作用的影响。c组设置条件为：自然状态下全光照(不遮荫)，CO2浓度为0.03%(大气中CO2的含量值)，而a、b、d均对光照强度或CO2浓度进行了调整。所以四组中，能作为其他三组的对照组的是c组。 (2)曲线c是全光照，但是CO2浓度为0.03%，比曲线d的CO2浓度低，相同温度条件下，净光合速率低，则说明限制曲线c组最大净光合速率增加的主要因素是CO2浓度。因此农民在大田种植时通常采用增施有机肥，实施秸秆还田促进微生物分解发酵，深施碳酸氢铵肥料，正其行、通其风保证良好通风等措施来提高CO2浓度。 (3)①据题图可知，过程①需要Rubisco的催化，而Rubisco还参与卡尔文循环，故过程①进行的场所是叶绿体基质。叶绿体中NADP＋经电子传递链可形成NADPH，该过程发生在类囊体薄膜上；线粒体中O2在电子传递链的作用下可形成H2O(有氧呼吸的第三阶段)，该过程发生在线粒体内膜上。 C组 一、选择题 1．(2024·吉林通化梅河口五中二模)龙血树在《本草纲目》中被誉为“活血圣药”，有消肿止痛、收敛止血的功效。图甲、乙分别为龙血树在不同条件下相关指标的变化曲线(单位：mmol·cm－2·h－1)。下列叙述正确的是(　　) A．据图甲分析，温度为30 ℃和40 ℃时，叶绿体消耗CO2的速率相等 B．40 ℃条件下，若黑夜和白天时间相等，龙血树能正常生长 C．补充适量的矿质元素可能导致图乙中D点右移 D．图乙中影响C、D、E三点光合速率的主要环境因素不同 答案：A 解析：图甲中，CO2吸收速率表示净光合作用速率，CO2产生速率表示呼吸作用速率，叶绿体消耗的CO2量是指总光合作用量，总光合速率＝呼吸速率＋净光合速率，温度为30 ℃和40 ℃时，叶绿体总光合速率相等，因此叶绿体消耗CO2的速率相等，A正确；40 ℃条件下，龙血树净光合速率和呼吸速率相等，若白天和黑夜时间相等，则有机物积累量为0，植物不能生长，B错误；补充适量的无机盐可能使龙血树的光合作用速率增加，则光补偿点会降低，即D点左移，C错误；图乙中C、D、E三点随着光照强度增强，光合速率逐渐增加，因此影响C、D、E三点光合速率的主要环境因素都是光照强度，D错误。 2．(2024·福建省龙岩市一级校联盟联考)近年来，我国的干旱频率和范围不断增大，对水稻的生长发育造成了极大的影响，直接威胁到粮食安全，抗干旱胁迫育种已成为水稻育种领域的重要研究内容。科学家利用转基因技术和寡霉素研究水稻抗干旱胁迫效应，过程如下：各取未转基因的水稻和转Z基因的水稻数株，随机分组后分别喷施蒸馏水、寡霉素和NaHSO3,24 h后进行干旱胁迫处理，测得未胁迫和胁迫8 h时的光合速率如图所示。下列说法正确的是(　　) A．本实验的自变量是喷施试剂的类型 B．寡霉素可抑制光合作用，其抑制部位是叶绿体基质 C．喷施NaHSO3可以促进光合作用，还可以减缓干旱胁迫引起的光合速率的下降 D．Z基因不可作为水稻胁迫育种的目的基因进行基因工程育种 答案：C 解析：自变量为水稻的种类、喷施试剂的类型、是否胁迫，其他的均为无关变量，A错误；寡霉素是ATP合成酶抑制剂，光合作用的ATP合成发生在类囊体薄膜上，B错误；无论胁迫与否，喷施NaHSO3的组比喷施蒸馏水组光合作用强度都高，喷施NaHSO3可以促进光合作用，还可以减缓干旱胁迫引起的光合速率的下降，C正确；转Z基因的水稻胁迫条件下，光合作用强度下降的幅度比未转基因水稻的下降幅度小，因此Z基因可作为水稻胁迫育种的目的基因进行基因工程育种，D错误。 3．(2025·山东潍坊昌乐二中模拟)现以某种多细胞绿藻为材料，研究环境因素对其叶绿素a含量和光合速率的影响。实验结果如图所示，其中的绿藻质量为鲜重。下列说法错误的是(　　) A．由甲图可知，绿藻在低光强下一定比高光强下需吸收更多的Mg2＋ B．由乙图可知，在实验温度范围内，高光强条件下光合速率并不是随着温度升高而升高 C．由乙图分析可知，在20 ℃下持续光照2 h，高光强组比低光强组多消耗CO2 150 μmol·g－1 D．若细胞呼吸的耗氧速率为30 μmol·g－1·h－1，则在30 ℃、高光强下每克绿藻每小时制造葡萄糖26.5 μmol 答案：A 解析：Mg2＋可参与构成叶绿素，由甲图可知，与高光强组相比，低光强组叶绿素a的含量较高，以增强吸光的能力，从而以适应低光强环境，但不能得出绿藻在低光强下一定比高光强下需吸收更多的Mg2＋的结论，A错误；由乙图可知，在高光强条件下，在25 ℃下的光合速率高于在20 ℃下和在30 ℃下的光合速率，故在实验温度范围内，高光强条件下光合速率并不是随着温度升高而升高，B正确；乙图中的绿藻放氧速率表示净光合速率，则在20 ℃下持续光照2 h，高光强组比低光强组释放的氧气量多2×75＝150(μmol·g－1)，根据光合作用的反应式可知，6分子的氧气对应6分子的二氧化碳，则多消耗二氧化碳的量也为150 μmol·g－1，C正确；乙图中的绿藻放氧速率表示净光合速率，根据光合作用的反应式可知，6分子的氧气对应1分子的葡萄糖，若绿藻在30 ℃、高光强条件下细胞呼吸的耗氧速率为30 μmol·g－1·h－1，则用氧气表示，在该条件下总光合速率为30＋129＝159 μmol·g－1·h－1，根据光合作用的反应式可知此时每小时制造葡萄糖＝159/6＝26.5 μmol，D正确。 4．(2024·湖北省黄冈中学二模)水稻属于C3植物，其叶肉细胞能进行光合作用。玉米属于C4植物，叶肉细胞和维管束鞘细胞共同完成光合作用，过程如图1所示，图中PEP羧化酶对CO2的亲和力约是Rubisco对CO2的亲和力的60倍。某种玉米和水稻的光合速率随外界CO2浓度的变化如图2所示。据图推测，下列说法不合理的是(　　) A．玉米的叶肉细胞可以给维管束鞘细胞提供ATP和NADPH B．检测玉米中淀粉的产生场所应选择维管束鞘细胞的叶绿体 C．图2中玉米和水稻分别对应曲线A和B D．种植C4植物比种植C3植物更有利于实现碳中和的目标 答案：D 解析：玉米的叶肉细胞有类囊体，可以进行光反应，给维管束鞘细胞提供ATP和NADPH，A不符合题意；维管束鞘细胞的叶绿体有Rubisco，可以合成淀粉，B不符合题意；玉米利用低浓度CO2的能力更强，所以图2中玉米和水稻分别对应曲线A和B，C不符合题意；高浓度CO2环境中，C3植物最大净光合速率更高，所以种植C3植物比种植C4植物更有利于实现碳中和的目标，D符合题意。 5．(2024·T8联盟)一种植物生长调节剂MT具有抗盐胁迫的作用。某研究小组为探究MT抗盐胁迫的作用原理，以植物幼苗、一定浓度的NaCl溶液、不同浓度的MT溶液(如“MT50”表示MT浓度为50 mg/L)和植物培养液为实验材料进行实验，结果如下图所示。下列相关叙述正确的是(　　) A．实验用的植物培养液必须是含植物所需全部营养的完全培养液 B．浓度为100 mg/L的MT对植物抗一定浓度NaCl盐胁迫作用效果最好 C．实验过程中净光合速率降低是因为光合速率降低，而呼吸速率增加 D．实验结果说明，高浓度的MT会抑制植物的气孔导度和净光合速率 答案：A 解析：本实验的自变量为添加的不同浓度的MT试剂和是否使用NaCl溶液，因变量为叶绿素a＋b、气孔导度、净光合速率，由于实验目的是研究MT抗盐胁迫的作用，为排除其他因素对实验结果的影响，故实验用的植物培养液必须是含植物所需全部营养的完全培养液，A正确；实验结果显示浓度为100 mg/L的MT下，植物叶绿素a＋b含量最高，气孔导度最大，净光合速率最大，因此该浓度的MT溶液抗一定浓度NaCl盐胁迫作用效果是该实验中最好的。由于MT的浓度梯度过大，浓度为100 mg/L的MT对植物抗一定浓度NaCl盐胁迫作用效果不一定是最好的，B错误；由图可知，实验过程中净光合速率降低是因为叶绿素含量下降，气孔导度下降，光合速率降低；呼吸速率由于盐胁迫，可能也下降，C错误；实验结果显示浓度为200 mg/L的MT下，叶绿素a＋b含量、气孔导度、净光合速率都高于仅有盐胁迫即对照组②的结果，因此，高浓度的MT可能并不会抑制植物的气孔导度和净光合速率，D错误。 二、非选择题 6．(2024·湖南考前仿真模拟)水稻和玉米都是重要的粮食作物。水稻属于C3植物(图1)，通过卡尔文循环完成碳的固定和还原。玉米是C4植物(图2)，碳的固定多了C4途径，其光合作用需要叶肉细胞和维管束鞘细胞共同完成。请回答下列问题： (1)水稻的叶肉细胞中过程②需要光反应提供____________(写出2种)。检测玉米植株光合产物——淀粉的产生场所应选择____________(填“叶肉细胞”或“维管束鞘细胞”)中的叶绿体。 (2)与水稻相比，玉米对炎热环境的适应能力更强，原因是玉米在炎热环境中：一方面可以________________，减少水分的散失；另一方面其叶肉细胞中具有CO2泵，能在细胞间隙____________的情况下正常生长。 (3)玉米是农业生产应用价值最高的作物之一。在我国很多地区，将玉米与豆科植物分行相间种植，这样种植的意义是________________________________ _____________________________________________(答出一点)。 (4)为了“探究钾肥对水稻光合作用的影响”，研究人员喷施不同浓度的钾肥，测定了水稻的气孔导度、叶绿素总量、叶绿素a/b比值，结果如下表所示： 供钾浓度 (μmol/L) 总光合速率 (μmol/m2) 气孔导度 (μmol/m2) 叶绿素总量 (mg/m2) 叶绿素 a/b比值 0 8.2 0.00 301 2.0 100 10.5 0.10 352 2.2 200 11.4 0.16 502 2.3 500 13.01 0.17 615 2.3 要得到表中总光合速率，除了需要测得净光合速率数值外，还需要测定________条件下的实验数据，由表中数据可以得出钾肥能提高水稻光合速率的原因是____________________________(答出一点，合理即可)。 答案：(1)ATP和NADPH　维管束鞘细胞　(2)关闭气孔(或气孔关闭)　CO2浓度较低　(3)更充分地利用土壤中的无机盐(或使空气中的二氧化碳得到充分高效利用，或垂直结构可更有效地利用光能)　(4)黑暗　叶绿素总量增加，光反应速率加快(或气孔导度上升，吸收CO2速率加快) 解析：(1)C3的还原是暗反应过程，需要光反应提供的ATP和NADPH；玉米是C4植物，从图中看出，该类植物通过光合作用产生淀粉的场所是维管束鞘细胞中的叶绿体。 在炎热环境中，植物为降低蒸腾作用而关闭气孔减少水分散失。与水稻相比，玉米的叶肉细胞中具有CO2泵，利用低浓度CO2的能力更强，利于光合作用的进行，更适应炎热环境。 (2)玉米与豆科植物分行相间种植的意义是更充分地利用土壤中的无机盐；使空气中的二氧化碳得到充分高效利用；垂直结构可更有效地利用光能等。 (3)总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率，因此需要测定黑暗条件下的呼吸速率实验数据；从表中数据可以看出，随供钾肥浓度不断增加，叶绿素总量增加，说明光反应强度增大，光反应速率加快；气孔导度也增大，吸收CO2速率加快。 7．(2024·湖南长沙一中三模)炎热干燥的天气往往会导致植物出现光呼吸现象，图1表示植物叶肉细胞发生的光呼吸过程简图，光呼吸发生的原因是图中的R酶的双功能性，当CO2与O2浓度之比较高时，R酶能够催化CO2与C5反应，生成C3，反之，当CO2与O2浓度之比较低时，光呼吸水平增加，R酶就会更多地催化C5与O2反应，生成乙醇酸(C2)，C2最后在相应细胞器中可转化成C3和CO2。请完成以下问题： (1)炎热干燥的天气导致植物出现光呼吸的原因是_______________________ _________________________________________________。 (2)比较光呼吸与植物细胞有氧呼吸的不同点__________________________ __________________________________________________(描述三个方面)。 (3)研究发现，水稻等作物的光合产物有较大比例要消耗在光呼吸底物上。那么，这些作物中光呼吸存在的意义是___________________________________ __________________________________________________________________。 (4)科研人员设计了只在叶绿体中完成的光呼吸替代途径R(依然具有降解乙醇酸产生CO2的能力)。同时，利用RNA干扰技术降低叶绿体膜上乙醇酸转运蛋白的表达量，进而减少__________________________________，从而影响光呼吸。检测三种不同类型植株的光合速率，实验结果如图2所示。据此回答： ①当胞间CO2浓度较低时，野生型植株与替代途径植株的光合速率相比____________。 ②当胞间CO2浓度较高时，三种类型植株光合速率的大小关系为____________________，分析其原因是___________________________________ ____________________________________________________________________。 答案：(1)炎热干燥天气，蒸腾作用强导致水分散失过快，植物为了避免水分散失，气孔关闭，CO2吸收减少，光合作用产生的O2在叶片中堆积，使得CO2与O2浓度之比降低，光呼吸水平增加 (2)条件：光呼吸发生在光照条件下，有氧呼吸在有光、无光条件下均能发生；场所：光呼吸的发生需要叶绿体、过氧化物酶体和线粒体的参与，有氧呼吸发生在细胞质基质和线粒体中；能量角度：光呼吸消耗ATP，有氧呼吸生成ATP；物质角度：光呼吸利用O2和C5生成乙醇酸和C3，有氧呼吸利用葡萄糖和O2生成CO2与水 (3)避免光反应过程中积累的ATP和NADPH对叶绿体的伤害，同时消除乙醇酸对细胞的毒害，回收碳元素，减少碳的流失 (4)乙醇酸从叶绿体向过氧化物酶体的转运　①无明显差异　②R＋RNA干扰>R>野生型　R途径能够更快速、高效地降解乙醇酸产生CO2，促进光合作用过程，且当乙醇酸转运蛋白减少时R途径更高效 解析：(1)炎热干燥天气，蒸腾作用强导致水分散失过快，植物为了避免水分散失，气孔关闭，光合作用产生的O2在叶片中堆积，同时外界的CO2不能通过气孔进入细胞间隙，在这种情况下，CO2与O2的比值降低，光呼吸水平增加。 (2)分析题意，光呼吸与植物细胞有氧呼吸的不同点表现为条件、场所和能量有所差异。条件：光呼吸发生在光照条件下，有氧呼吸在有光、无光条件下均能发生；场所：光呼吸的发生需要叶绿体、过氧化物酶体和线粒体的参与，有氧呼吸发生在细胞质基质和线粒体中；能量角度：光呼吸消耗ATP，有氧呼吸生成ATP；物质角度：光呼吸利用O2和C5生成乙醇酸和C3，有氧呼吸利用葡萄糖和O2生成CO2与水。 (3)光呼吸的主要生理意义如下： ①防止强光对叶绿体的破坏，强光时，由于光反应速率大于暗反应速率，叶肉细胞中会积累ATP和NADPH，这些物质的积累会产生自由基从而损伤叶绿体，而强光下，光呼吸作用加强，会消耗光反应过程中积累的ATP和NADPH，从而减轻对叶绿体的伤害；②清除乙醇酸对细胞的毒害，乙醇酸(C2)对细胞有毒害作用，而光呼吸能利用乙醇酸从而清除其毒害作用；③回收碳元素，C2可转化为C3和CO2，通过光呼吸过程又返回到卡尔文循环中，不至于全部流失掉，即通过光呼吸回收了一部分碳元素。 (4)题图1显示乙醇酸在叶绿体产生后需要运输到线粒体，因此若利用RNA干扰技术降低叶绿体膜上乙醇酸转运蛋白的表达量，则乙醇酸从叶绿体向过氧化物酶体的转运会减少。 ①据题图2分析，当胞间CO2浓度较低时，野生型植株与替代途径植株的光合速率相比无明显差异。 ②据题图2分析，当胞间CO2浓度较高时，R＋RNA干扰组的光合速率最高，R组次之，而野生型组的光合速率最弱，其原因可能是R途径能够更快速、高效地降解乙醇酸产生CO2，促进光合作用过程，且当乙醇酸转运蛋白减少(叶绿体内乙醇酸浓度高)时R途径更高效。 学科网（北京）股份有限公司 $