第3单元 第5讲 影响光合作用的环境因素及其应用-【衡中学案】2027年高考生物一轮总复习学案（人教版）单选

下面的实验设计： 方法)。 ①植物培养和处理：取野生型和纯合突变体种子，萌 (3)据表可知，OsNAC过量表达会使旗叶净光合速 发后在 条件下培养一周，然后将野 率 。为进一步探究该基因的功能，研究人 生型植株均分为A、B两组，将突变体植株均分为C、 员测定了旗叶中编码蔗糖转运蛋白基因的相对表达 D两组，A、C组为对照，B、D组干旱处理4小时。 量、蔗糖含量及单株产量，结果如图。 ②测量指标：每组取3~5株植物的叶片，在显微镜 60r 下观察、测量并记录各组的 50 ③预期结果： 40 3 30 20 5.(2024·安微卷)为探究基因OsN4C对光合作用的 10 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 KO OE WT KO 表达株(OE),测定了灌浆期旗叶（位于植株最顶 30 端)净光合速率和叶绿素含量，结果见下表。回答下 25 列问题。 2 净光合速率 叶绿素含量 10 (umol·m-2·s-1) （mg·g1) WT KO OE WT 24.0 4.0 结合图表，分析OsNAC过量表达会使旗叶净光合速 07S KO 20.3 3.2 率发生相应变化的原因：① OE 27.7 4.6 (1)旗叶从外界吸收1分子C02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 温馨提示：复习至此，请完成练案[11] (2)与WT相比，实验组K0与0E的设置分别采用 了自变量控制中的 (填科学 第5讲 影响光合作用的环境因素及其应用 考情研读·备考定位 课标要求 核心素养 1.分析影响光合作用因素的曲线模型，理解环境因素对光合作用的影响。（科学 探究光照强度、C02浓度 思维) 等对光合作用强度的影 2.通过探究环境因素对光合作用速率影响实验，培养学生实验设计和分析能力。 响；关注光合作用与农业 (科学探究) 生产及生活的联系。 3.应用影响光合作用的环境因素知识，指导农业生产。（社会责任） 考点一 探究环境因素对光合作用强度的影响 则备知识·夯实基础 剖斯难点·考点突破 知1识巩固 精准命题 1.实验原理 考向探究环境因素对光合作用强度的影响 (1)利用抽气法排出叶片细胞间隙中的 ,使 》例1(2024·北京卷)某同学用植物叶片在室 其沉入水中。 温下进行光合作用实验，测定单位时间单位叶面积的 (2)通过 控制光照 氧气释放量，结果如图所示。若想提高X,可采取的做 强度。 法是 () (3)光合作用的过程中产生 的多少与光合作 用强度密切相关，O,积累在细胞间隙从而使下沉的 叶片 因此可依据一定时间内 ,来比较光合作用强度。 2.实验流程 光照强度 取生长旺盛的绿叶，用直径为0.6cm的 取材 A.增加叶片周围环境CO2浓度 打孔器打出圆形小叶片30片 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 将圆形小叶片置于注射器内，并让注射 D.移动冷光源缩短与叶片的距离 076 器吸入清水，待排出注射器内残留的空 排气 》例2(2022·海南卷)某小组为了探究适宜温 气后，用手指堵住注射器前端的小孔并 缓慢地拉动活塞，使圆形小叶片内的气 度下CO,对光合作用的影响，将四组等量菠菜叶圆片 体逸出 排气后，分别置于盛有等体积不同浓度NHCO,溶液 的烧杯中，从烧杯底部给予适宜光照，记录叶圆片上浮 将圆形小叶片放入 处盛有清 所需时长，结果如图。下列有关叙述正确的是() 沉水- 水的烧杯中待用。处理过的叶片因细胞 叶圆片上浮平均 400时长/s 间隙充满水，所以全部沉到水底 300 200- 取3只小烧杯，分别倒人富含C02的清 100 分组 0.51.01.52.0 NaHC0,浓度/% 向3只小烧杯中各放入0片圆形小叶 A.本实验中，温度、NHCO3浓度和光照都属于自 光照 片，然后分别对这3个实验装置进行强 变量 中、弱三种光照 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 观察并 时间段内各装置中 C.四组实验中，0.5%NaHC03溶液中叶圆片光合 记录 速率最高 3.实验结论 D.若在4℃条件下进行本实验，则各组叶圆片上 在」 范围内，光合作用强度随光照 浮所需时长均会缩短 强度的增强而 考点二 影响光合作用的因素及应用 必备知识·夯实基础 影响气孔的开闭，间接影响CO2进入植 ④水分 物体内 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） 时间 以阴生植物、阳生植物为例，如图所示。 水分8B 图1 图2 B阳生植物 补偿点A' A 应用：在农业 E处光合作用强度暂时 阴生植物 解 饱和点B'B 生产中，可根 降低，是因为温度高 据作物的需水 蒸腾作用过强，部分气 光照强度 应用：间作套种 规律，合理 孔关闭，影响了 的 灌溉 供应 (2)植物叶片的叶龄、叶绿素含量及酶 ⑤矿质元素 ◆光合速率 OA段，随叶龄增大，色素含量 解！读 的含量和活性增大， 光合速率】 光合作用强度起过一定浓度后，植物会因土壤 A点之后，随叶龄增大光合速率减小 →溶液浓度过高而渗适失水，出 现萎蔫 应用：适时摘除老叶 A叶酸 1 矿质元素 N、Mg等是叶绿素合成的 必需元素，若这些元素 2.外部因素 应用：适时、适 缺乏，会影响」 、的 量增施肥料 合成，从而影响光合作用 (1)单因子变量对光合作用影响的曲线分析 ①光照强度 (2)多因子对光合速率的影响 77 光补毯光盟大于比点时发物方可生卡 P点：限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子， 随着该因子的不断加强，光合速率不断 光 点循}酯 Q点：横坐标所表示的因子不再是影响光合速率的因素 光照强度影响光反应， 影响因素主要为各曲线所表示的其他因子 B ☑.了.光照 黑暗条件下呼吸 强度 制约 产生，进而制约暗反应 自变量2温度 自变量2光照强度自变量2CO,浓度 ·所放出的(0，量 .30● 业高光强解1 高CO浓度 应用：①温室大棚阴天时补光；②间作套种农作 物、林间带树种的配置等 低光强 低CO,浓度 ②C0,浓度 Q光照强 QC0浓度 OPQ光照强度 A自变量1 B自变量1 C自变量1 A点与A'点意义不同，B点与B'点对应的CO,浓度都 表示 应用：温室栽培时，当光照强度适宜时，适当提高温度 C0补偿点 光合作用强度 同时增加CO,浓度或当温度适宜时，适当增强光照强度 B' 和C0浓度都可以提高光合速率 CO,浓度 C0,浓度 3 0AC0浓度 图1N 图2 延伸探究 应用：①浓业生产上“正其行，通其风”；②温室内 1.西瓜、玉米和辣椒轮作和固定种植玉米相比，其优点 可通过放干冰，使用C0,生成器，施用农家肥，与猪 舍、鸡舍连通等方法，适当提高C0,浓度 是 ③温度 光合作用酶与呼吸作用酶的最适温度不同 (答出两点即可)。 温度通过影响 进 萄光合 A C呼吸 而影响光合作用（主要制约 2.在温室大棚生产中，大棚内多施农家肥有利于提高 暗反应) 作物的产量，原因是 FA G 应用：①大田中适时播种： ②温室中，适当增加昼夜 E温度/℃ 1温差，保证植物有机物的 积累 3.结合下图分析并回答问题： 以 高光强 小麦 40 30 玉米 20 10 低光强 C细胞间隙 0 CP C0浓度 3-106 CP 10 20 30 40 C点时两者光合作用速率 (填“相 叶温（℃） 等”“不相等”或“不一定相等”)，理由： 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 d B.在高光强下，M点左侧CO2吸收速率升高与光 剖析难点·考点突破 合酶活性增强相关 重难精讲 C.在图中两个CP点处，植物均不能进行光合 作用 光合作用曲线中的“关键点”移动 D.图中M点处光合速率与呼吸速率的差值最大 》例2(2024·九省联考黑、吉卷)某植物只有 以的吸收速率。 在光照长度≤14/日才能开花，决定该植物开花的不 是光照时长而是连续的黑暗时长。为探究光对该植物 C0,浓度 开花的影响，进行了如下实验，能够开花的实验组有 (或光照强度)》 (1)A点：代表呼吸速率，细胞呼吸增强，A点下移； 实验 光照时黑暗时 处理 378 反之，A点上移。 组别 长/h 长/h (2)B点与C点的变化（注：只有横坐标为自变量， ① 14 10 在光照7h时，黑暗5min处理 其他条件不变) ② 14 10 在黑暗5h时，照光5min处理 B点（补偿点） C点（饱和点） ③ 12 12 在黑暗6h时，照光5min处理 适当增大C02浓度 (④ 12 12 在光照6h时，黑暗5mim处理 左移 右移 (光照强度) A.①④ B.①②③ 适当减小CO2浓度 C.②③ D.①②③④ 右移 左移 (光照强度) 》例3(2026·广东佛山调研)如图表示植物光 土壤缺Mg 右移 左移 合作用速率随光照强度改变的曲线，请分析并选出错 误的一项 () 注意：细胞呼吸速率增加，其他条件不变时，C02(或 解 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CO,浓度使光合速率增大时，D点向右上方移动； 0 /BC光照 反之，移动方向相反。 强度 A.若适当提高温度，光合速率的增加值小于呼吸 精准命题 速率的增加值，则补偿点B应相应地向右移动 考向一结合光合作用影响因素，考查科学思维 B.若增加二氧化碳浓度，B点左移，C点左移， D点向右上方移动 》例1(2023·北京卷)在两种光照强度下，不 C.D点时，ATP从类囊体薄膜向叶绿体基质移动 同温度对某植物CO,吸收速率的影响如图。对此图理 D.若图为阳生植物，则换为阴生植物，B点向左移 解错误的是 ( 动，D点向左下方移动 考向二围绕光合作用在农业生产中的应用，考 (1)该实验的自变量为 。该实验的无关 查生命观念和科学思维 变量中，影响光合作用强度的主要环境因素有 》例4(2023·山西卷)我国劳动人民在漫长的 (答出2个因素即可)。 历史进程中，积累了丰富的生产、生活经验，并在实践 (2)根据本实验， (填“能”或“不能”)比 中应用。生产和生活中常采取的一些措施如下。 较出强光照射下突变体与野生型的PSⅡ活性强弱，理 由是 ①低温储存，即果实、蔬菜等收获后在低温条件下 存放 (3)据图分析，与野生型相比，强光照射下突变体 ②春化处理，即对某些作物萌发的种子或幼苗进 中流向光合作用的能量 (填“多”或“少”)。 行适度低温处理 若测得突变体的暗反应强度高于野生型，根据本实验 ③风干储藏，即小麦、玉米等种子收获后经适当风 推测，原因是 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 拓展延伸 天光照和黑暗的相对时长 光抑制 5)合理密植，即栽种作物时做到密度适当，行距、 植物的光合系统所接受的光能超过光合作用所能 株距合理 利用的量时，光合功能便降低，这就是光合作用的光 ⑥间作种植，即同一生长期内，在同一块土地上隔抑制。 行种植两种高矮不同的作物 (1)光抑制机理：光合系统的破坏，PSⅡ是光破坏 关于这些措施，下列说法合理的是 ()的主要场所。发生光破坏后的结果：电子传递受阻，光 A.措施②④分别反映了低温和昼夜长短与作物合效率下降。 079 开花的关系 (2)光抑制的主要防御机制 B.措施③⑤的主要目的是降低有机物的消耗 ①减少光吸收，植物体也可以通过叶运动（减少叶 C,措施②⑤⑥的主要目的是促进作物的光合作用片与主茎的夹角)或叶绿体运动这种对强光的快速响 D,措施①③④的主要目的是降低作物或种子的应以减少对光的吸收，从而避免光抑制。 呼吸作用强度 ②增加热耗散：a.当依赖能量的叶绿素荧光猝灭 考向三考查光抑制 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 》例5(2023·山东卷)当植物吸收的光能过多 免光抑制破坏的发生。b.在强光下非光辐射能量耗散 时，过剩的光能会对光反应阶段的PSⅡ复合体(PSⅡ) 增加的同时，玉米黄素含量增加，玉米黄素与激发态的 造成损伤，使PSⅡ活性降低，进而导致光合作用强度 叶绿素作用，从而耗散其激发能，保护光合结构免受过 减弱。细胞可通过非光化学淬灭(PQ)将过剩的光能， 量光能破坏。 耗散，减少多余光能对PSⅡ的损伤。已知拟南芥的H ③进行光呼吸：C,植物的光呼吸有很高的能量需 蛋白有2个功能：①修复损伤的PSⅡ；②参与NPQ的 求。光呼吸可以防止强光和CO2亏缺条件下发生光 调节。科研人员以拟南芥的野生型和Ⅱ基因缺失突抑制。 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 素养提升·强化思维 光对二者的PSⅡ均造成了损伤。 …突变体 真题再现 野生型 1.(2025·安微卷)关于“探究光照强度对光合作用强 度的影响”实验，下列叙述错误的是 () A.用打孔器打出叶圆片时，为保证叶圆片相对一致 黑暗 强光照射 黑暗 应避开大的叶脉 B.调节LED灯光源与盛有叶圆片烧杯之间的距离， (1)叶绿体膜的基本支架是 ;叶绿体 以进行对比实验 中含有许多由类囊体组成的 ,扩展了受光 C.用化学传感器监测光照时O2浓度变化，可计算出 面积。 实际光合作用强度 (2)据图分析，生成NADPH所需的电子源自于 D.同一烧杯中叶圆片浮起的快慢不同，可能与其接 。采用同位素示踪法可追踪物质的去向， 受的光照强度不同有关 用含3H,0的溶液培养该绿藻一段时间后，以其光合 产物葡萄糖为原料进行有氧呼吸时，能进入线粒体 2.(2025·河南卷)光质和土壤中的盐含量是影响作 基质被H标记的物质有H20 ,离心 物生理状态的重要因素。为探究不同光质对高盐含 收集绿藻并重新放入含H,180的培养液中，在适宜 量（盐胁迫）下某作物生长的影响，将作物分组处理 光照条件下继续培养，绿藻产生的带80标记的气体 ·段时间后，结果如图所示（光补偿点指当总光合速 有 率等于呼吸速率时的光照强度)。 (3)据图分析，通过途径①和途径②消耗过剩的光 ①0 M NaCl+-正常光 40 (20 nM NaCl-+实验光 能减轻光合系统损伤的机制分别为 5 5r③150 nM NaCl+正常 30 4④150 nM NaCl+-实验光 日2 20 限公司 (03)ou) 2 4.(2024·山东卷)从开花至籽粒成熟，小麦叶片逐渐 ① ②③ ④ ①②③ ④ 变黄。与野生型相比，某突变体叶片变黄的速度慢， 回答下列问题： 籽粒淀粉含量低。研究发现，该突变体内细胞分裂 (1)光对植物生长发育的作用有 素合成异常，进而影响了类囊体膜蛋白稳定性和蔗 和 两个方面。 糖转化酶活性，而呼吸代谢不受影响。类囊体膜蛋 0B0 (2)上述实验需控制变量，为探究实验光处理是否 白稳定性和蔗糖转化酶活性检测结果如图所示，开 完全抵消了盐胁迫对该作物生长的影响，至少应选 花14天后植株的胞间C02浓度和气孔导度如表所 用上述 组（填组别）进行对比分析，该实验 示，其中Lov为细胞分裂素合成抑制剂，KT为细胞 中的无关变量有 (答 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。 出2点即可)。 (3)在光照强度达到光补偿点之前(C02消耗量与 检测指标 植株 14天21天28天 光照强度视为正比关系)，④组的总光合速率 胞间C0,浓度 野生型 140 151 270 (填“始终大于”“始终小于”“先大于后等 (umol C02·mol-1) 突变体 110 140 205 于”或“先小于后等于”)③组的总光合速率，判断依 气孔导度 野生型 125 95 4 据是 （molH,0·m2·sl) 突变体 140 112 78 未处理 +Lov 图+IOv+KT 3.(2025·山东卷)高光强环境下，植物光合系统吸收 的过剩光能会对光合系统造成损伤，引起光合作用 强度下降。植物进化出的多种机制可在一定程度上 ①②③①②③ 减轻该损伤。某绿藻可在高光强下正常生长，其部 野生型 突变体 分光合过程如图所示。 (1)光反应在类囊体膜上进行，生成可供暗反应利 用的物质有 结合细胞分裂素的作用，据 H 0,→H,0→H0 NADP+H ATR↑ADP+P ①TP合酶基质 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 →表示电子的传递路径；Y、Z表示光合色素分了 (2)光饱和点是光合速率达到最大时的最低光照强 (3)已知叶片的光合产物主要以蔗糖的形式运输到 度。据表分析，与野生型相比，开花14天后突变体 植株各处。据图分析，突变体籽粒淀粉含量低的原 的光饱和点 (填“高”或“低”)，理由是 因是 温馨提示：复习至此，请完成练案[12] 第6讲 光合作用和细胞呼吸的关条 考情研读·备考定位 课标要求 核心素养 1.熟练掌握光合作用和细胞呼吸的1.通过分析光合作用与细胞呼吸的物质和能量转化过程，建立物质 关系。 和能量观。（生命观念） 2.通过阐述光合作用与细胞呼吸的2.通过对光合作用、细胞呼吸“三率”曲线分析，培养模型构建与分析 相互关系，形成归纳与概括、模型 能力。（科学思维） 与建模的科学思维方法。 3.通过对光合速率的测定实验，培养实验探究能力。（实验探究） 81 考点一 光合作用和细胞呼吸的关系 必备知识·夯实基础 暗反应，(CH,0)。 (2)能量变化 知识巩固 细 能 1.细胞呼吸和光合作用的物质、能量转化关系 光 暗 中稳定 胞 能 反应 的 ATP中 用于 中活跃的 呼 光能→死反、反@ 活跃的 生命 化学能 化学能 活动 H,0 C02 光合作用 细胞呼吸 02 2.光合作用与有氧呼吸中有关的NADPH、NADH、ATP 有氧呼吸田（有氧呼吸D丙酮酸（有氧呼吸） 的来源与去路 来源第一阶段（葡萄糖）、第二阶段丙 有氧 酮酸和水) NADH 呼吸去路第三阶段还原02，产生H,0 ATP (释放大量能量) (1)物质转化 来源 光 所产生 NADPH ①C:C0,暗反应 有机物 →丙酮酸有氧呼吸 作用去路 用于暗反应 第二阶段 来源 有氧■ 三阶段均产生 呼吸去路作为各项生命活动的直接能源 ②H:H,0光反应 NADPH 暗反应 ATP 物质 来源 有氧呼吸 有氧呼吸 光合 第二阶段[H川 第三阶段 作用去路主要用于C的还原 ③0：H,0光版应 有氧呼吸 有氧呼吸 第三阶段 H,0第二阶段中，所以常使用无水乙醇提取色素。加入少许碳酸钙可以防止： 剖析难点·考点突破 研磨中色素被破坏。 精准命题 (2)叶绿素的形成需要光照，正常光下更有利于叶绿素的形成， 例1：A二氧化碳是光合作用的原料，增加叶片周围环境 所以野生型植株叶片叶绿素含量在正常光下比弱光下高。 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： (3)在正常光照下，纯合突变体叶片中叶绿体发育异常、类囊体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 消失，叶绿素和类胡萝卜素的相对含量都极低，分别为0.3和的氧气释放量，B不符合题意；给光源加滤光片，减少了光源，会降 0.1,说明纯合突变体的光合作用极弱，无法满足植株生长对有低光合速率，C不符合题意；移动冷光源缩短与叶片的距离会使光 机物的需求，使得植株难以生长，因此正常光照条件下种植纯照强度增大，但单位时间单位叶面积的最大氧气释放量可能不 合突变体将无法获得种子。 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 (4)由图可知：与野生型相比，不论是正常光还是弱光条件下，！而增强，D不符合题意。 纯合突变体叶片中类胡萝卜素含量极低（几乎为零），说明此突： 例2：B由实验目的可知，温度和光照均为无关变量，A错 变体与类胡萝卜素合成有关。 误；实验中所用的菠菜叶圆片已进行排气处理，叶圆片上浮主要 (5)纯合突变体中可能存在某种植物激素X的合成缺陷，白色 是因为其进行光合作用释放了氧气，且光合作用释放氧气的速率 种子未完全成熟即可在母体上萌发，脱落酸具有抑制种子萌发 越大，叶圆片上浮所需时间越短，B正确：四组实验中，0.5%的 的作用，据此可推知，X最可能是脱落酸。若以上推断合理，则NaHC0,溶液中叶圆片上浮所需时间最长，说明其光合速率最小， 干旱处理能够提高野生型中激素X的含量，但不影响纯合突变 C错误；实验是在适宜温度下进行的，若降低温度，光合速率减慢， 体中X的含量。为检验上述假设，该实验的自变量是植株的种 叶圆片上浮所需时间会延长，D错误。 类和是否干旱处理，又因为脱落酸能促进气孔关闭，因此因变 考点二影响光合作用的因素及应用 量是气孔开度或气孔大小。实验过程中对植株的生长有影响 的无关变量应控制相同且适宜。据此，依据实验设计遵循的对 必备知识·夯实基础 照原则和单一变量原则和题干中给出的不完善的实验设计可 知识巩固 推知，补充完善的实验设计如下： 1.(1)< (2)增大加快 ①植物培养和处理：取野生型和纯合突变体种子，萌发后在弱2.(1)①ATP及NADPH②CO,的饱和点③酶的活性④CO, 光及其他条件适宜且相同的条件下培养一周，然后将野生型植 ⑤叶绿素(2)提高 株均分为A、B两组，将突变体植株均分为C、D两组，A,C组为：延伸探究 对照，B、D组干旱处理4小时。 1.充分利用土壤中的矿质元素、改善土壤、减少大面积病虫害 ②测量指标：每组取3~5株植物的叶片，在显微镜下观察、测量 发生 并记录各组的气孔开度或气孔大小，取其平均值。 2.农家肥中的有机物被微生物分解产生无机盐和CO2,C02和无 ③预期结果：本实验为验证性实验，其结论是已知的，即干旱处 机盐能被作物利用，提高大棚作物的产量 理能够提高野生型中激素X的含量，但不影响纯合突变体中X3.不一定相等两者的呼吸速率不一定相等 的含量，所以预期的结果是：B组气孔开度小于A组，C、D组气 剖析难点·考点突破 孔开度基本相同，且大于A、B组。 精准命题 5.(1)ATP和NADPH核酮糖-1,5-二磷酸和糖类等(2)减 例1：C CO2吸收速率代表净光合速率，低光强下，CO2吸收 法原理加法原理(3)增大与WT组相比，OE组叶绿素含 !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 量较高，增加了对光能的吸收、传递和转换，光反应增强，促进的CO2减少，A正确；在高光强下，M点左侧C02吸收速率升高主 旗叶光合作用与WT组相比，OE组旗叶中编码蔗糖转运蛋白；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 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 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 出，从而促进旗叶的光合作用 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 解析：(1)在光合作用的暗反应阶段，CO,被固定后形成的两个！最大，D正确 3-磷酸甘油酸(C,)分子，在有关酶的催化作用下，接受ATP和 例2：A决定该植物开花的不是光照时长而是连续的黑暗时 NADPH释放的能量，并且被NADPH还原，随后在叶绿体基质：长，某植物只有在光照长度≤14h/日才能开花，即连续黑暗时长 中转化为核酮糖-1,5-二磷酸(C)和糖类等。 ;需大于10h。①光照期间，黑暗5min后继续光照，然后再黑暗 (2)与某品种水稻的野生型(WT)相比，实验组K0为OsNAC敲10h,连续黑暗时长为10h,所以该植物能开花。②黑暗5h,照光 除突变体，其设置采用了自变量控制中的减法原理；实验组OE5min,然后再黑暗，连续黑暗时长达不到10h,所以该植物不能开 为OsN4C过量表达株，其设置采用了自变量控制中的加法原理。花。③黑暗6h,照光5mi,然后再黑暗，连续黑暗时长达不到 (3)题图和表中信息显示：OE组的净光合速率、叶绿素含量、旗10h,所以该植物不能开花。④光照6h,黑暗5min后继续光照， 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 然后再黑暗12h,连续黑暗时长大于10h,所以该植物能开花。故 于WT组和K0组，OE组蔗糖含量却低于WT组和K0组，说明只有实验组①④的处理方式能够使该植物开花。A正确，B,C、D OsNAC过量表达会使旗叶净光合速率增大，究其原因有：①与错误。 WT组相比，OE组叶绿素含量较高，增加了对光能的吸收、传递 例3：BB点为光补偿点，此时光合作用与呼吸作用强度相 和转换，光反应增强，促进旗叶光合作用：②与WT组相比， 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， OE组旗叶中编码蔗糖转运蛋白基因的表达量较高，可以及时将则补偿点B应相应地向右移动，A正确；若增加二氧化碳浓度，则 更多的光合产物（蔗糖）向外运出，从而促进旗叶的光合作用。 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 第5讲 影响光合作用的环境因素及其应用 :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，参与暗反应过程中三碳化合物的还原，C正 考点一探究环境因素对光合作用强度的影响 确：阳生植物的光补偿点、光饱和点都大于阴生植物，最大净光合 必备知识·夯实基础 速率也大于阴生植物，即由阳生植物换为阴生植物，B点向左移 知识巩固 动，D点问左下方移动，D正确。 1.(1)气体(2)LED台灯与烧杯之间的距离(3)O,上浮 例4：A措施②春化处理是为了促进花芽形成，反映了低温 小圆形叶片上浮的数量 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 2.黑暗圆形小叶片浮起的数量 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 3.一定光照强度增强 :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 521 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 用，生成C63H2O。。在有氧呼吸的第一阶段，C6H20。在细胞质 成，⑤⑥的主要目的是促进作物的光合作用，C错误；措施①③的 基质中被分解成含有3H的丙酮酸，产生少量的[3H],并释放少 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 量的能量：在有氧呼吸的第二阶段，丙酮酸与3H,0在线粒体基 的是促进或抑制植物开花，D错误。 质中被彻底分解生成CO,和[3H],释放少量的能量：在线粒体 例5：(1)光、H蛋白C02浓度、温度(2)不能突变体 内膜上完成的有氧呼吸的第三阶段，[3日]与O,结合生成H,O 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 并释放大量的能量。可见，用含3H20的溶液培养该绿藻，一段 复(3)少突变体NPQ强度大，PSⅡ系统损伤小，虽然损伤不 时间后，能进入线粒体基质被H标记的物质有[H]、丙酮酸。 能修复，但是PSⅡ活性高，光反应产物多 培养液中H,8O被绿藻吸收后，在光合作用的光反应阶段被分 解析：(1)据题意拟南芥的野生型和H基因缺失突变体为材 解产生180，；在有氧呼吸的第二阶段，H,180与丙酮酸被彻底分 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 解为C18O,和[H],即产生的带180标记的气体有O,和C0,。 作用强度的主要环境因素还有CO,浓度、温度、水分等。 (3)据图分析，途径①通过将过剩的电子传递给氧气，生成超氧 (2)据图分析，强光照射下突变体的NPQ相对值比野生型的 化物（如H,O,),进而这些超氧化物被活性氧清除系统（如过氧 NPQ相对值高，能减少强光对PSⅡ复合体造成损伤。但是野生型 化氢酶等)清除，从而防止活性氧对光合系统的损伤；途径②将 叶绿体吸收的过剩光能转化为热能散失，减少电子的释放，产 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。 生的活性氧减少，从而防止对光合系统的损伤。 (3)据图分析，强光照射下突变体中NPQ相对值较大，而 4.(1)ATP、NADPH突变体细胞分裂素合成更多，而细胞分裂素 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 能促进叶绿素的合成(2)高突变体气孔导度更大而胞间 变体的NPQ强度大，能够减少强光对PSⅡ的损伤且减少作用大 C0,浓度更小，而呼吸作用不受影响，说明相同光照强度下，突 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 变体光合作用消耗CO,速率更大，因此突变体吸收利用光能 为暗反应提供较多的NADPH和ATP促进暗反应进行，因此突变 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 体的暗反应强度高于野生型。 素养提升·强化思维 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 真题再现 野生型 1.C用打孔器打出叶圆片的目的是使其进行光合作用产生氧 解析：(1)光反应产生的ATP和NADPH可用于暗反应C,的还 气，依据单一变量原则，为保证叶圆片相对一致应避开大的叶 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 脉，A正确：调节LED灯光源与盛有叶圆片烧杯之间的距离，以 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 模拟不同的光照强度，该实验都是实验组，为对比实验，B正确： 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 实际光合作用强度=净光合作用强度+呼吸作用强度，用化学 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 传感器监测光照时O2浓度变化，只可计算出净光合作用强度 后突变体叶片变黄的速度慢。 无法得知呼吸强度，无法计算出实际光合作用强度，C错误；同 (2)据表可知，突变体气孔导度更大而胞间CO,浓度更小，而呼 烧杯中叶圆片浮起的快慢不同，说明光合作用强度不同，可 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 能与其接受的光照强度不同有关，D正确。 CO,速率更大，因此突变体吸收利用光能的效率更高，在其他限 2.(1)为光合作用提供能量作为一种信号调节植物生长发育 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 (2)①③④温度和二氧化碳浓度(3)始终大于④组呼吸 和点更高。 作用强于③组，但是两组光补偿，点相同也就是呼吸速率等于总 (3)据图可知，与野生型相比，突变体蔗糖转化酶活性更高，而 光合速率时的光照强度相等，所以④组达到光补偿点之前的总 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 光合速率也大于③组 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 解析：(1)光可以为植物光合作用提供光能：同时光可以作为 向外运输的蔗糖减少，导致籽粒淀粉含量低。 种光信号调节植物生长发育，故光对植物生长发育的作用有为光 第6讲光合作用和细胞呼吸的关系 合作用提供能量和作为一种信号调节植物生长发育两个方面。 (2)为探究实验光处理是否完全抵消了盐胁迫对该作物生长的 考点一光合作用和细胞呼吸的关系 影响，至少应选用上述盐胁迫组（③）和盐胁迫加光处理组（④） 必备知识·夯实基础 进行对比分析。①③比较可知盐胁迫对作物生长的影响，①③！知识巩固 ④比较可判断实验光处理是否完全抵消了盐胁迫对该作物生1.(1)①C0, ②(CH,O)H,O③0，CO,(2)ATP和NADPH 长的影响。实验中除了自变量和因变量，其余变量称为无关变 有机物化学能热 量，该实验中的无关变量有温度和二氧化碳浓度等。 2.光反应水的光解还原C,光反应 (3)由于④组呼吸作用强于③组，但是两组光补偿点相同也就 剖析难点·考点突破 是呼吸速率等于总光合速率时的光照强度相等，所以④组达到 精准命题 光补偿点之前的总光合速率始终大于③组。 例1：B绿藻是真核生物，O2在细胞内线粒体内膜处被消 3.(1)磷脂双分子层基粒(2)水的光解丙酮酸、[H]氧气 耗，在叶绿体的类囊体薄膜处产生，A错误；温度为t3时，假设每 (或02)和二氧化碳(C02) 天光照时间至少为n小时绿藻才能正常生长，则应满足I2n> (3)途径①通过将过剩的电子传递给氧气，生成超氧化物（如：8(24-n),可求得>9.6，B正确：光合速率=净光合速率+呼吸 H,02),进而生成水耗散光能，途径②将叶绿体吸收的过剩光能速率，黑暗中0，消耗值=呼吸速率，光下O,增加值=净光合速 转化为热能散失，光能减少，从而防止对光合系统的损伤 率，据题图可知，t4的呼吸速率较t3的高，但两者净光合速率相 解析：(1)叶绿体膜属于生物膜的范畴，生物膜的基本支架是磷同，故二者的光合速率不相同，C错误；由题图可知，随着温度逐渐 脂双分子层；叶绿体中含有许多由类囊体组成的基粒，扩展了升高，绿藻的光合速率逐渐增加，即绿藻的光反应速率和暗反应 受光面积。 速率均增强，D错误。 (2)据图分析，水在光下分解为O2和H,同时产生的电子经传 例2：D在适宜且恒定的温度和光照条件下，密闭容器中的 递，可用于NADP+与H+结合形成NADPH,即生成NADPH所需！小麦会同时进行光合作用和呼吸作用，初期光合速率大于呼吸速 的电子源自于水的光解。3H20被植物细胞吸收后参与光合作：率，导致容器内CO2含量逐渐降低：由于密闭容器内的CO2含量 522