資源簡介

生物學 必修1［RJ］（不定項）
人教生物必修1知識梳理及訓練
5.4 光合作用與能量轉化
第3課時　光合作用原理的應用
INCLUDEPICTURE "\\\\楊楠\\楊楠\\課件\\295生物（新必修1導學案（不定項版\\知識梳理歸納總結.TIF" \* MERGEFORMAT
知識點1　探究環境因素對光合作用強度的
影響
1.光合作用強度
（1）概念：植物在單位時間內通過光合作用制造糖類的數量。
（2）表示方法：用一定時間內原料消耗或產物生成的數量來定量表示。
2.探究光照強度對光合作用強度的影響
（1）實驗原理：抽去圓形小葉片中的氣體后，葉片在水中下沉，光照下葉片進行光合作用產生氧氣，產生的氣體充滿細胞間隙，葉片又會上浮。光合作用越強，單位時間內產生的O2越多，圓形小葉片上浮的數量越多。
（2）提出問題：光照強度對光合作用強度有何影響？
（3）作出假設：在一定范圍內，隨著光照強度增強，光合作用強度增強，超過一定范圍，隨著光照強度增強，光合作用強度不再變化。
（4）設計實驗
①實驗中變量分析
自變量 不同光照強度
控制自變量 調節光源與燒杯的距離進行控制
因變量 光合作用強度
檢測因變量 同一時間段內圓形小葉片浮起數量
對無關變量進行控制 圓形小葉片大小、溶液的量等保持一致
②材料用具：打孔器、注射器、5 W LED臺燈、米尺、燒杯、綠葉（如菠菜、吊蘭等）。
③預期結果：光源與燒杯的距離越遠，相同時間內圓形小葉片浮起數量越少。
（5）實驗流程
（6）實驗結果：在一定范圍內，臺燈與小燒杯的距離越近，浮起的圓形小葉片也越多。
（7）實驗結論：在一定范圍內，隨著光照強度不斷增強，光合作用強度也增強。
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1.下圖為實驗裝置圖，分析圖中盛水玻璃柱的作用。
提示：臺燈發光同時也會使溫度發生改變，在臺燈與燒杯之間加盛水玻璃柱可排除溫度對實驗現象的影響。
2.本實驗每組圓形小葉片由10片改為3片可以嗎？
提示：不可以。葉片太少，不能排除偶然性。
知識點2　影響光合作用的因素及應用
1.影響光合作用的內部因素：色素的含量、酶的含量和活性、葉齡等。
2.影響光合作用強度的環境因素：光照強度、二氧化碳濃度、溫度、水分等。只要影響到原料（CO2、水）、能量的供應（光能），都可能是影響光合作用強度的因素。
（1）影響CO2供應量的因素。例如：環境中CO2濃度、葉片氣孔開閉情況。
（2）影響葉綠體（光合作用場所）的形成和結構的因素，也會影響光合作用強度。例如：無機營養、病蟲害。
（3）光合作用需要眾多的酶參與，因此影響酶活性的因素也是影響因子。例如：溫度、pH。
3.影響光合作用的環境因素分析
（1）光照對光合作用的影響
①光照時間越長，產生的光合產物越多。
②由于光合色素吸收紅光和藍紫光最多，吸收綠光最少，所以光的波長不同光合作用強度不同。
③光照強度
a.原理：光照強度通過影響植物的光反應進而影響光合速率。光照強度增加，光反應速度加快，產生的NADPH和ATP增多，使暗反應中C3還原過程加快，從而使光合作用產物增加。
b.曲線分析
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④應用：適當提高光照強度；延長光合作用時間；增加光合作用面積——合理密植；溫室大棚用無色透明的塑料或玻璃。
（2）CO2濃度
①原理：CO2影響暗反應階段，制約C3的形成。
②曲線分析
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③應用：溫室栽培植物時，適當提高室內CO2的濃度，如放置一定量的干冰或多施有機肥；大田中，要注意通風透氣。
（3）溫度
①原理：溫度通過影響酶的活性來影響光合作用強度。
②應用：適時播種；溫室栽培時白天適當提高溫度，夜間適當降低溫度。
（4）水及礦質元素
①N、Mg、Fe等是葉綠素合成的必需元素，若這些元素缺乏，會影響葉綠素的合成從而影響光合作用。
②水既是光合作用的原料，又是體內各種化學反應的介質，也參與光合作用過程中反應物和生成物的運輸，水還會影響氣孔開閉，從而影響CO2進入植物體，間接影響光合作用。
③應用：在農業生產上，根據植物的需肥規律，適時、適量地增施肥料；合理灌溉可以提高作物的光合作用效率。
?知識拓展
1.多因素對光合速率影響的曲線變化規律分析
2.曲線分析
4.真正光合速率、凈光合速率和呼吸速率
（1）植物三率間的關系
①呼吸速率：植物非綠色組織（如蘋果果肉細胞）或綠色組織在黑暗條件下測得的值——單位時間內一定量組織的CO2釋放量或O2吸收量。
②凈光合速率：植物綠色組織在有光條件下測得的值——單位時間內一定量葉面積所吸收的CO2量或釋放的O2量。
③真正光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率。
（2）圖像辨析
ⅰ.從CO2的角度分析
④：單位時間葉綠體從外界吸收的CO2量，代表凈光合速率。
③：單位時間線粒體提供給葉綠體的CO2量，代表呼吸速率。
③＋④：單位時間葉綠體固定/利用/消耗的CO2量，表示真正的光合速率。
ⅱ.從O2的角度分析
⑤：單位時間葉綠體向外界釋放的O2量，代表凈光合速率。
⑥：單位時間葉綠體提供給線粒體的O2量，代表呼吸速率。
⑤＋⑥：單位時間葉綠體產生/制造/生產的O2量，表示真正的光合速率。
ⅲ.從有機物的角度分析
單位時間產生/生產/制造的有機物的量代表真正的光合速率，單位時間積累的有機物的量，代表凈光合速率。
（3）曲線分析
①AC段主要限制因素：光照強度。
②C點以后主要限制因素：CO2濃度等。
5.化能合成作用
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INCLUDEPICTURE "\\\\楊楠\\楊楠\\課件\\295生物（新必修1導學案（不定項版\\本節聚焦.TIF" \* MERGEFORMAT
　光合作用原理有哪些應用？
答案　（1）大田：利用套種、合理密植等措施提高作物的光能利用率，使產量提高，實現農民增收。
（2）大棚：適當延長光照時間，提高CO2濃度等以提高光合作用產量。
（3）提供適宜濃度的礦質元素，如施用含N、P、K、Mn、Zn元素的肥料；合理灌溉可以提高作物的光合作用效率。
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1.（目標1）將生長旺盛的葉片，剪成5 mm見方的小塊，抽去葉內氣體，做下列處理（見下圖及圖注）。這四個處理中，沉入底部的葉片小塊最先浮起的是（　　）
答案　C
解析　光合作用的正常進行需要光、CO2和H2O的參與，無光條件下植物的光合作用不能進行，也就不能產生O2，因而葉片不能上浮，B、D不符合題意；自來水中CO2的含量較煮沸過的自來水中多，故光合作用相對旺盛，產生的O2多，所以C中葉片最先上浮，C符合題意，A不符合題意。
2.（目標1）如圖為“探究影響植物光合速率的因素”的實驗裝置圖，下列關于該圖的說法正確的是（　　）
A.用盛水玻璃柱吸收燈光熱量的目的是使光均勻照射水藻
B.向光源方向移動試管，試管內的水溫不會有顯著變化
C.僅用該實驗裝置就可測出植物的實際光合速率
D.改變盛水玻璃柱與燈的距離可以用來探究光照強度對光合作用強度的影響
答案　B
解析　用盛水玻璃柱吸收燈光熱量的目的是避免光照對試管內水溫造成影響，A錯誤；向光源方向移動試管，由于盛水玻璃柱吸收了燈光的熱量，所以試管內的水溫不會有顯著變化，B正確；僅用題圖中所示實驗裝置不能測出植物的實際光合速率，C錯誤；改變試管（而不是盛水玻璃柱）與燈的距離可以用來探究光照強度對光合作用強度的影響，D錯誤。
3.（不定項）（目標2）植物工廠在人工精密控制光照、溫度、濕度、二氧化碳濃度和營養液的成分等條件下，生產蔬菜和其他植物，不但節約了用地，也大大提高了產量。下列有關說法錯誤的是（　　）
A.通過適當增大人工光源的強度可提高光合作用效率
B.植物工廠中常用的是紅色、綠色和白色光源
C.可以適當增大植物工廠晝夜溫差來提高產量
D.提高二氧化碳濃度，可促進植物夜間暗反應的進行
答案　BD
4.（不定項）（目標1）如圖曲線Ⅰ表示黃豆光合速率與光照強度的關系（光合作用適宜溫度、CO2濃度為0.03%）。在Y點時改變某條件，曲線變為Ⅱ。下列分析合理的是（　　）
A.將Y點時的光照強度突然改變成X點時的光照強度，短時間內葉綠體中的C3含量將升高
B.在Y點時，升高溫度導致曲線由Ⅰ變為Ⅱ
C.制約X點光合作用的因素主要是葉綠體中色素的含量
D.制約Z點光合作用的因素可能是CO2濃度
答案　AD
解析　將Y點時的光照強度突然改變成X點時的光照強度，由于X點的光照強度比Y點弱，影響C3還原，短時間內不影響CO2固定，所以葉綠體中的C3含量將升高，A正確；本來處于光合作用適宜溫度下，Y點時升高溫度會導致酶的活性降低，則所得到的曲線應在曲線Ⅰ的下方，B錯誤；X點光合作用的限制因素主要是光照強度，C錯誤；在大于光飽和點的光照強度處增加CO2濃度，可能會提高光合作用強度，故制約Z點光合作用的因素可能是CO2濃度，D正確。
5.（目標1）溫室大棚種植黃瓜時，如遇高溫天氣，通常需要定時通風以降低溫度到常溫狀態而避免減產。研究者進行了相關研究，請回答下列問題。
（1）黃瓜葉肉細胞利用位于　　　　　　　　上的光合色素吸收、傳遞、轉化光能，最終轉變成穩定的化學能儲存在　　　　　　中。
（2）研究人員測定不同處理的黃瓜葉片光合速率的日變化，結果如圖。
①植物的呼吸作用和光合作用的最適溫度不同，試解釋高溫天氣溫室大棚黃瓜減產的可能原因：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
②由圖可知，　　　　組處理的光合速率在各時間段均高于其他組。
（3）為了探究上述處理影響光合速率的機制，研究者在相同處理條件下檢測了四組黃瓜葉片中Rubisco酶活性的日變化。
①Rubisco酶參與光合作用暗反應階段CO2的固定，即催化　　　　與CO2結合的過程。
②推測實驗處理可以通過影響Rubisco酶活性，從而影響光合速率，支持這一觀點的實驗結果應為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　。
答案　（1）葉綠體類囊體薄膜　糖類等有機物
（2）①呼吸作用酶的最適溫度高于光合作用酶的最適溫度，高溫條件下，呼吸作用增強，光合作用減弱　②高溫＋CO2
（3）①C5　②高溫＋CO2組Rubisco酶活性>常溫＋CO2組Rubisco酶活性≈常溫組Rubisco酶活性>高溫組Rubisco酶活性
解析　（1）光合色素位于葉綠體的類囊體薄膜上，光合色素吸收的光能先是轉化為活躍的化學能儲存在ATP和NADPH中，然后再轉化為穩定的化學能儲存在糖類等有機物中。
（2）①植物的呼吸作用和光合作用的最適溫度不同，可能是呼吸作用酶的最適溫度高于光合作用酶的最適溫度，高溫天氣時，促進了呼吸速率，但抑制了光合速率，所以導致凈光合速率降低，大棚黃瓜減產。②由圖可知，高溫＋CO2組處理的光合速率在各時間段均高于其他組。
（3）①Rubisco酶參與光合作用暗反應階段CO2的固定，即催化C5與CO2結合的過程。②若實驗處理可以通過影響Rubisco酶活性，從而影響光合速率，則光合速率高的組Rubisco酶活性高，故支持這一觀點的實驗結果應為高溫＋CO2組Rubisco酶活性>常溫＋CO2組Rubisco酶活性≈常溫組Rubisco酶活性>高溫組Rubisco酶活性。
INCLUDEPICTURE "\\\\楊楠\\楊楠\\課件\\295生物（新必修1導學案（不定項版\\重難突破易錯攻克.TIF" \* MERGEFORMAT
INCLUDEPICTURE "\\\\楊楠\\楊楠\\課件\\295生物（新必修1導學案（不定項版\\題型5-4-1B.TIF" \* MERGEFORMAT
[例1]　光合作用強度受環境因素的影響。車前草的光合速率與葉片溫度、CO2濃度的關系如右圖。據圖分析不能得出（　　）
A.低于最適溫度時，光合速率隨溫度升高而升高
B.在一定的范圍內，CO2濃度升高可使光合作用最適溫度升高
C.CO2濃度為200 μL·L－1時，溫度對光合速率影響小
D.10 ℃條件下，光合速率隨CO2濃度的升高會持續提高
解題分析　分析題圖可知，當CO2濃度一定時，光合速率會隨著溫度的升高而增大，達到最適溫度時，光合速率達到最高值，后隨著溫度的繼續升高而減小，A正確；分析題圖可知，當CO2濃度為200 μL·L－1時，最適溫度為25 ℃左右，當CO2濃度為370 μL·L－1時，最適溫度為30 ℃，當CO2濃度為1000 μL·L－1時，最適溫度大于30 ℃，可以表明在一定范圍內，CO2濃度的升高會使光合作用最適溫度升高，B正確；分析題圖可知，當CO2濃度為200 μL·L－1時，光合速率隨溫度的升高而改變的程度不大，表明CO2濃度為200 μL·L－1時，溫度對光合速率影響小，C正確；分析題圖可知，10 ℃條件下，CO2濃度為200 μL·L－1至370 μL·L－1時，光合速率有所提高，而370 μL·L－1至1000 μL·L－1時，光合速率無明顯的提高，所以不能表明10 ℃條件下，光合速率隨CO2濃度的升高會持續提高，D錯誤。
答案　D
[例2]　（不定項）下圖是夏季晴朗的白天，玉米和花生凈光合速率（單位時間、單位葉面積吸收CO2的量）的變化曲線，下列敘述正確的是（　　）
A.在9：30～11：00之間，花生凈光合速率下降的原因是暗反應過程減緩
B.在11：00～12：30之間，花生的單位葉面積有機物積累量比玉米的多
C.在17：00時，玉米和花生的單位葉面積釋放O2速率相同
D.在18：30時，玉米既能進行光反應，也能進行暗反應
解題分析　在9：30～11：00之間，隨光照的增強，溫度也會升高，花生的蒸騰作用也在加強，而為了減少水分的散失，植物的氣孔關閉，因此進入花生細胞內的CO2的量減少，所以暗反應過程減緩，A正確；在11：00～12：30之間，花生的凈光合速率低于玉米，故花生的單位葉面積有機物積累量比玉米的少，B錯誤；在17：00時，玉米和花生的凈光合速率相等，而這時的O2的釋放量是凈釋放量，所以在17：00時玉米和花生單位葉面積釋放O2的速率相同，C正確；在18：30時，玉米的凈光合速率是零，說明此時光合作用和呼吸作用的速率相等，因此這時玉米既能進行光反應，也能進行暗反應，D正確。
答案　ACD
INCLUDEPICTURE "\\\\楊楠\\楊楠\\課件\\295生物（新必修1導學案（不定項版\\題型5-4-2B.TIF" \* MERGEFORMAT
[過程關系]
[例3]　某植物光合作用與細胞呼吸過程中部分含碳化合物的變化如圖所示，其中①～⑤表示相應生理過程。下列說法錯誤的是（　　）
A.圖中兩個C3不是同一種物質
B.過程①不消耗ATP，②消耗ATP
C.過程③④⑤中均有ATP的生成
D.圖中所示過程僅③④發生在人體細胞中
解題分析　①過程是CO2的固定，②過程是C3的還原，③過程是細胞有氧呼吸和無氧呼吸的第一階段，④過程是有氧呼吸第二階段，⑤過程是產生酒精的無氧呼吸第二階段。①過程CO2的固定，CO2和C5結合生成C3，這里的C3是指三碳化合物3 磷酸甘油酸，③過程細胞有氧呼吸和無氧呼吸的第一階段生成C3，這里的C3是指三碳化合物丙酮酸，A正確；①過程CO2的固定不消耗ATP，而②過程C3的還原消耗ATP，B正確；③過程細胞有氧呼吸和無氧呼吸的第一階段會產生少量ATP，④過程是有氧呼吸第二階段，也會產生少量ATP，⑤過程是產生酒精的無氧呼吸第二階段，不會產生ATP，C錯誤；①②過程都屬于光合作用的一部分，不發生在人體中，⑤過程為產生酒精的無氧呼吸第二階段，不發生在人體中，僅③和④過程發生在人體細胞中，D正確。
答案　C
[例4]　如圖表示在有氧條件下某高等植物體內有關的生理過程示意圖，①～⑤表示有關過程，X、Y、Z和W表示相關物質。請據圖判斷下列說法錯誤的是（　　）
A.X、Y、Z物質分別表示C3、丙酮酸和ATP
B.①～⑤過程中能產生ATP的有①②③④
C.②⑤過程分別表示C3的還原和CO2的固定
D.光合速率小于呼吸速率時，④過程產生的CO2一部分會釋放到細胞外
解題分析　分析圖示，①過程表示光反應階段，②過程表示C3的還原，⑤過程表示CO2的固定，③④過程表示有氧呼吸的第一階段和第二階段。Z物質是光反應階段產生的ATP，Y物質是呼吸作用第一階段產生的丙酮酸，X物質是暗反應的中間產物C3，A、C正確；①～⑤過程中能產生ATP的有①③④，②⑤過程不產生ATP，B錯誤；光合速率小于呼吸速率時，呼吸作用產生的CO2會有一部分釋放到細胞外，D正確。
答案　B
題后歸納
光合作用和呼吸作用的關系
[植物“三率”關系]
[例5]　將植株置于透明密閉容器內，測量容器中CO2的濃度變化情況。在適宜溫度條件下，用一定強度的光照處理30分鐘，容器中CO2的濃度由2000 ppm降低到180 ppm。隨后將整個裝置置于相同溫度的黑暗條件下30分鐘，容器中CO2的濃度變為600 ppm。下列敘述正確的是（　　）
A.前30分鐘，葉綠體中NADPH由基質向類囊體膜運輸
B.該植株前30分鐘的平均總光合速率為60.7 ppm·min－1
C.經過完整的1小時處理后，該植株的有機物含量會減少
D.光照處理時，若停止光照則短時間內葉綠體中C3的含量會增加
解題分析　前30分鐘，植物在光照下能進行光合作用，產生的NADPH由類囊體膜向葉綠體基質運輸，A錯誤；前30分鐘，CO2濃度由2000 ppm降低到180 ppm，平均每分鐘CO2減少量為（2000－180）÷30≈60.7（ppm），這是凈光合速率，不是總光合速率，B錯誤；經過完整的1小時處理后，容器中CO2濃度由2000 ppm降到600 ppm，減少的CO2都全部用于光合作用合成有機物，因此有機物含量會增加，C錯誤；停止光照后，光反應不再進行，不能合成NADPH和ATP，因此暗反應C3還原速率降低，而短時間內CO2固定形成C3的速率不變，故短時間內C3的含量會增加，D正確。
答案　D
[例6]　（不定項）某生物興趣小組將適量黑藻置于密閉容器內，經過一定的處理，測量容器內氧氣的變化量，實驗結果記錄如下表。下列分析正確的是（　　）
溫度（℃） 適宜光照下氧氣體積的改變量（mL/h） 黑暗中氧氣體積的改變量（mL/h）
5 0 －2
10 ＋4 －4
15 ＋11 －7
20 ＋18 －11
25 ＋26 －16
30 ＋22 －23
35 ＋13 －28
40 ＋9 －21
A.該實驗的目的是探究溫度對黑藻呼吸作用和光合作用的影響
B.與25 ℃相比，30 ℃時黑藻葉綠體中C3的生成速率更快
C.5 ℃時黑藻不進行光合作用，原因是低溫下酶活性太低
D.光合作用相關酶的最適溫度比呼吸作用相關酶的最適溫度低
解題分析　適宜光照下和黑暗中單位時間內氧氣的變化量可分別表示黑藻的凈光合速率與呼吸速率，由表格可知，25 ℃時，黑藻的凈光合速率為26 mL/h，呼吸速率為16 mL/h，則此時真光合速率為42 mL/h，同理30 ℃時黑藻的真光合速率為45 mL/h，所以30 ℃時黑藻葉綠體中C3的生成速率快于25 ℃，B正確；5 ℃時黑藻的凈光合速率為0，此時的真光合速率與呼吸速率相等，C錯誤；由表格數據，通過計算可知光合作用的最適溫度為30 ℃，而呼吸作用的最適溫度為35 ℃，D正確。
答案　ABD
技法提升
1.植物“三率”的判定
（1）根據坐標曲線判定：當光照強度為0時，若CO2吸收值為負值，該值絕對值代表呼吸速率，該曲線代表凈光合速率，當光照強度為0時，若CO2吸收值為0，該曲線代表真正光合速率。
（2）根據關鍵詞判定
項目 表示方法（單位時間內）
呼吸速率 線粒體產生CO2量；黑暗條件下細胞（植物體）釋放CO2量 線粒體吸收O2量；黑暗條件下細胞（植物體）吸收O2量 有機物消耗量
凈光合速率 細胞（植物體）吸收CO2量 細胞（植物體）釋放的O2量 有機物積累量
真正光合速率 葉綠體固定CO2量 葉綠體產生O2量 有機物制造量
　（3）真正光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率。
2.光合速率與植物生長
（1）當凈光合速率>0時，植物因積累有機物而生長。
（2）當凈光合速率＝0時，植物不能生長。
（3）當凈光合速率<0時，植物不能生長，長時間處于此種狀態，植物將死亡。
INCLUDEPICTURE "\\\\楊楠\\楊楠\\課件\\295生物（新必修1導學案（不定項版\\課時作業.TIF" \* MERGEFORMAT
[單項選擇題]
INCLUDEPICTURE "\\\\楊楠\\楊楠\\課件\\295生物（新必修1導學案（不定項版\\圓點.TIF" \* MERGEFORMAT 知識點一　探究環境因素對光合作用強度的影響
1.某興趣小組利用綠葉和黃葉兩種青菜葉片為實驗材料，探究光照強度對光合作用強度的影響，結果如下表，下列推測不合理的是（　　）
光照強度 7 min內葉圓片上浮的數量
綠葉 黃葉
A 1 0
B 3 0
C 5 1
A.環境溫度屬于無關變量，對實驗結果無明顯影響
B.青菜葉葉圓片上浮的數量與葉綠素的含量有關
C.相同光照強度下，綠葉光合作用強度高于黃葉
D.該實驗可證明光合作用的強度受內外因素的影響
答案　A
解析　本實驗的目的是探究光照強度對光合作用強度的影響，溫度是無關變量，但無關變量（如溫度）對實驗結果有影響，A錯誤。
INCLUDEPICTURE "\\\\楊楠\\楊楠\\課件\\295生物（新必修1導學案（不定項版\\圓點.TIF" \* MERGEFORMAT 知識點二　影響光合作用的因素及應用
2.在適宜光照和溫度條件下，給豌豆植株供應14CO2，測定不同的細胞間隙CO2濃度下葉肉細胞中C5的相對含量，結果如圖所示。下列敘述不正確的是（　　）
A.含14C有機物最先出現在葉綠體基質
B.A→B，葉肉細胞吸收CO2速率增加
C.B→C，葉片的光合速率等于呼吸速率
D.B→C，葉肉細胞的光合速率不再增加
答案　C
解析　暗反應發生在葉綠體基質，而CO2是暗反應的反應物，因此含14C有機物最先出現在葉綠體基質，A正確；據圖分析，A→B，細胞間隙CO2的相對濃度逐漸增大，而C5的相對含量逐漸減小，因此該段時間內葉肉細胞吸收CO2速率增加，B正確；B→C，葉片葉肉細胞間的CO2濃度較高，C5含量維持基本不變，表示CO2濃度達到了CO2飽和點，此時光合速率大于呼吸速率，C錯誤；B→C，CO2濃度達到了CO2飽和點，葉肉細胞的光合速率不再增加，D正確。
3.已知小麥光合作用最適溫度為25 ℃，呼吸作用最適溫度為30 ℃，科學家研究小麥20 ℃時光合作用強度與光照強度的關系，得到如圖曲線。下列有關敘述錯誤的是（　　）
A.在25 ℃條件下研究時，a點會下移
B.a點時葉肉細胞產生ATP的細胞器有線粒體和葉綠體
C.其他條件適宜，當植物缺Mg時，b點將向右移動
D.c點之后小麥光合作用強度不再增加，可能與葉綠體中酶的濃度有關
答案　B
解析　當溫度升高為25 ℃時，呼吸作用強度會增大，因此a點會下移，A正確；a點時，光照強度為零，故小麥只通過呼吸作用產生ATP，進行的場所是細胞質基質和線粒體，其中線粒體是細胞器，B錯誤；當缺少Mg元素時，葉綠素的合成就會受阻，從而使光合作用強度降低，由于呼吸作用強度不受影響，所以要讓光合作用和呼吸作用強度相等，就必須要增加光照強度以提高光合作用強度，因此b點右移，C正確；據圖可知，c點對應的光照強度是光飽和點，c點之后光合作用強度不再隨光照強度增大而增大，此時影響的因素可能是色素含量、酶的濃度等，D正確。
4.如圖分別表示兩個自變量對光合速率的影響情況，除各圖中所示因素外，其他因素均控制在最適范圍內。下列分析錯誤的是（　　）
A.甲圖中a點的限制因素可能是葉綠體中酶的數量
B.乙圖中d點與c點相比，相同時間內葉肉細胞中ATP的生成量多
C.圖中M、N點的限制因素是光照強度，P點的限制因素是溫度
D.丙圖中，隨著溫度的升高，曲線的走勢將穩定不變
答案　D
解析　據圖分析，甲圖a點在外界各種因素最適情況下，光合速率受到限制，可能是由于內因葉綠體中酶的數量有限，A正確；乙圖中d點與c點相比，光照強度較大，故光反應較強，相同時間內葉肉細胞中ATP的生成量多，B正確；丙圖中當溫度超過酶的最適溫度時，酶活性下降，曲線將呈下降趨勢，D錯誤。
5.下列有關農諺的解釋，錯誤的是（　　）
選項 農諺 解釋
A 甘蔗稈稈長，適當放寬行 合理密植，通風透氣
B 霜打后的青菜格外甜 “霜打”后的青菜細胞中的多糖水解，自由水減少，這也是植物對低溫的一種適應
C 春生夏長，秋收冬藏 影響夏長的主要因素是溫度
D 鍋底無柴難燒飯、田里無糞難增產 施用有機肥可為農作物提供CO2和無機鹽，增加產量
答案　C
解析　甘蔗稈稈長，適當放寬行，即合理密植，通風透氣，為植物提供更多的二氧化碳，并且減少甘蔗之間對陽光的競爭，從而更好地進行光合作用，A正確；霜打后的青菜格外甜，指霜打后的青菜中多糖水解為可溶性的有甜味的糖，且自由水減少，使糖濃度升高，同時也減少了青菜被凍傷的可能，是植物對低溫的一種適應，B正確；春生夏長，秋收冬藏，影響夏季生長的主要因素是光照，夏天光照強度高、光照時間長，植物積累的有機物多、生長快，冬藏是因為冬季氣溫低，酶的活性低，呼吸強度低，對有機物的消耗減少，有利于儲藏，C錯誤。
6.如圖表示某種植物的葉肉細胞中的甲、乙兩種細胞器及在這兩種細胞器中所進行的生理活動之間的關系。下列說法正確的是（　　）
A.該葉肉細胞光合速率大于呼吸速率
B.甲產生的ATP可以被乙利用，乙產生的ATP也可以被甲利用
C.乙產生的CO2被甲利用至少要經過8層磷脂雙分子層
D.改變光照強度一定會改變甲細胞器中生理活動的強度
答案　A
解析　葉綠體光反應產生的ATP被暗反應消耗，不能從葉綠體中運出，B錯誤；細胞器甲吸收的二氧化碳多于細胞器乙釋放的二氧化碳，因此細胞器甲內進行的生理活動強度大于細胞器乙內生理活動強度，即葉肉細胞光合速率大于呼吸速率，A正確；由于葉綠體和線粒體是雙層膜結構，所以乙產生的CO2被甲利用至少要經過4層磷脂雙分子層，C錯誤；當光照強度達到飽和后，增加光照強度，光合作用過程不會改變，D錯誤。
7.夏季晴朗的一天，甲、乙兩株同種植物在相同條件下CO2吸收速率的變化如圖所示。下列說法正確的是（　　）
A.甲植株在a點開始進行光合作用
B.乙植株在e點有機物積累量最多
C.曲線b～c段和d～e段下降的原因相同
D.兩曲線b～d段不同的原因可能是甲植株氣孔無法關閉
答案　D
解析　從圖中可以看出，a點時甲植株光合速率等于呼吸速率，因此從a點前開始進行光合作用，A錯誤；光合速率大于呼吸速率時，有機物積累，圖中6～18時光合速率大于呼吸速率，故18時有機物積累最多，B錯誤；b～c段下降是因為光照過強，溫度過高，失水過多，部分氣孔關閉，CO2吸收速率降低，d～e段下降是因為光照強度降低，光合作用強度減弱，CO2吸收速率降低，C錯誤；由圖中曲線可知，甲、乙兩株同種植物在夏季晴朗的一天同種條件下b～d段曲線不同，乙植株曲線b～d段出現的原因是光照過強導致溫度過高，失水過多，部分氣孔關閉，甲植株曲線出現b～d段的原因可能是甲植株氣孔無法關閉，D正確。
8.科研人員研究溫度對甲、乙兩種植物凈光合速率的影響，得到的實驗結果如圖。據圖推測，下列敘述合理的是（　　）
A.甲植物和乙植物在30 ℃時，光合作用生成的有機物量相等
B.溫度為45 ℃時，甲植物和乙植物體內都有有機物積累
C.50 ℃之前，限制乙植物凈光合速率的主要外界條件是CO2濃度
D.若將甲、乙植物同置于涼爽地帶，則受影響較大的是甲植物
答案　B
解析　甲植物和乙植物在30 ℃時，凈光合速率相等，即光合作用積累的有機物量相等，A錯誤；溫度為45 ℃時，甲植物和乙植物的凈光合速率都大于0，都有有機物積累，B正確；50 ℃之前，限制乙植物凈光合速率的主要外界條件是溫度，C錯誤；分析題圖可知，乙植物喜高溫，故若將甲、乙植物同置于涼爽地帶，則受影響較大的是乙植物，D錯誤。
[不定項選擇題]
9.在適宜溫度和大氣CO2濃度條件下，測得某森林中林冠層四種主要植物幼苗的生理指標如表所示。下列分析正確的是（　　）
物種指標 構樹 刺槐 香樟 胡頹子
光補償點（千勒克斯） 6 4 1.8 1.1
光飽和點（千勒克斯） 13 9 3.5 2.6
A.光照強度小于6千勒克斯時，構樹幼苗葉肉細胞光合作用需要的CO2全部來自外界
B.光照強度為10千勒克斯時，影響構樹和刺槐幼苗光合速率的環境因素都為光照強度
C.若將光照強度突然由2千勒克斯增加到4千勒克斯，短時間內香樟幼苗葉肉細胞中的C3會減少
D.在樹冠遮蔽嚴重、林下光照較弱的環境中，胡頹子和香樟的幼苗存活率高于刺槐和構樹
答案　CD
解析　光補償點為光合速率等于呼吸速率時的光照強度，光飽和點為光合速率達到最大時的最小光照強度。光照強度小于6千勒克斯時，構樹幼苗光合作用強度小于呼吸作用強度，所以光合作用需要的CO2可全部由細胞呼吸提供，A錯誤；光照強度為10千勒克斯時，還未達到構樹的光飽和點，影響構樹幼苗光合速率的環境因素是光照強度，光照強度為10千勒克斯時，已達到刺槐的光飽和點，此時影響刺槐幼苗光合速率的環境因素不再是光照強度，B錯誤；若將光照強度突然由2千勒克斯增加到4千勒克斯，光反應增強，短時間內C3的還原加快，但C3的生成速率不變，因此C3會減少，C正確；由于胡頹子和香樟的光補償點和光飽和點均較低，在樹冠遮蔽嚴重、林下光照較弱的環境中，胡頹子和香樟的幼苗存活率高于刺槐和構樹，D正確。
[非選擇題]
10.研究人員以草莓為材料，在不同光照強度下，分別測定相同溫度下，大氣CO2濃度（濃度為370 μmol·mol－1）、CO2加富（1.5倍的大氣CO2濃度）對同種草莓生長及光合特性的影響，結果如圖所示。請分析作答：
（1）草莓固定CO2的場所是　　　　。與光照強度為3000 klx相比，光照強度為9000 klx時，草莓葉肉細胞中氧氣的產生速率　　　　（填“較快”“相同”或“較慢”）。據圖可知，與大氣CO2濃度相比，在相同溫度、光照強度下，CO2加富可使草莓的光合作用速率增大，其原理主要是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（2）在相同溫度、光照條件下，培養在CO2加富環境中草莓的光合作用速率并未達到培養在大氣CO2濃度環境中光合速率的1.5倍。環境中CO2濃度升高時，限制草莓光合作用速率不能以相同倍數升高的內在因素可能是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（至少答出2點）。
（3）研究人員認為，對草莓進行長時間的CO2加富培養，可以增加草莓葉片中的葉綠素含量，請你設計實驗驗證上述結論：　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（只要求寫出實驗思路）。
答案　（1）葉綠體基質　較快　CO2加富使C3的合成速率加快，暗反應速率加快，進而使光合作用速率加快
（2）NADPH和ATP的供應不足；酶的數量與活性有限；光合色素含量有限；光合作用產物的積累
（3）分別從生長在大氣CO2濃度和CO2加富環境下且生長狀況良好的草莓植株上采集相同質量的葉片，用紙層析法分離葉片中的色素，比較兩組濾紙條上靠近濾液細線的兩條色素帶的寬度
解析　（1）暗反應中CO2的固定發生在葉綠體基質中。與光照強度為3000 klx相比，光照強度為9000 klx時，草莓光合作用的速率較高，則草莓葉肉細胞中氧氣的產生速率較快。與大氣CO2濃度相比，在相同溫度、光照強度下，CO2加富使C3的合成速率加快，暗反應速率加快，進而使光合作用速率加快。
（2）在相同溫度、光照條件下，培養在CO2加富環境中草莓的光合作用速率并未達到培養在大氣CO2濃度環境中草莓光合速率的1.5倍。環境中CO2濃度升高時，植株的光合作用速率不能同倍升高，這可能與NADPH和ATP的供應不足、酶的數量與活性有限、光合色素含量有限、光合作用產物的積累等有關。
（3）要證明CO2加富培養能增加草莓葉片中的葉綠素含量，需遵循單一變量原則設計實驗，實驗的自變量為CO2的濃度，因變量為葉綠素的含量，具體設計思路如下：分別從生長在大氣CO2濃度和CO2加富環境下且生長狀況良好的草莓植株上采集相同質量的葉片，用紙層析法分離葉片中的色素，比較兩組濾紙條上靠近濾液細線的兩條色素帶的寬度。
11.胡楊有著極強的抗逆能力，是典型的耐干旱、耐鹽堿的重要林木之一。在干旱的荒漠地區，其對于維持荒漠地區的生態平衡起著關鍵的作用。氣孔是植物葉片與外界進行氣體交換和散失水分的主要通道。氣孔張開的程度即氣孔導度，是影響植物光合作用、呼吸作用及蒸騰作用的主要因素。為了探究胡楊葉片的氣孔限制情況，某研究團隊在胡楊的生長季7月測定了相關因素，實驗結果如圖所示。回答下列問題：
（1）胡楊葉片形態多變，在葉肉細胞中能夠進行頻繁的氣體交換，其中能夠發生在葉肉細胞生物膜上的是　　　　。
A.O2的產生 B.CO2的產生
C.O2的消耗 D.CO2的消耗
（2）在上午8：00～10：00，胡楊葉片氣孔導度增大，但胞間CO2濃度卻下降了，請從兩個角度分析胞間CO2濃度下降的原因：　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（3）在晴朗的中午，植物光合作用會持續減弱，主要受到植物氣孔限制作用和非氣孔限制作用的影響。植物氣孔限制作用是指氣孔導度減小，使CO2吸收減少，直接影響光合作用的　　　　過程，導致光合作用速率降低；植物非氣孔限制作用是指因為植物葉片溫度的不斷升高，導致相關酶的活性　　　　，最終使葉片的光合作用能力減弱。研究人員發現，在此時，植物的氣孔限制作用占主導地位，出現氣孔關閉現象的生理意義是__________________________________
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________　　　　　　　　　　　　　。
答案　（1）AC　（2）一是大氣CO2濃度正在逐步減少，進入胞間的CO2減少；二是葉片的凈光合速率較高，使葉片胞間CO2被加劇消耗
（3）暗反應　降低　在晴朗的中午，光照過強，溫度過高，植物蒸騰作用過強，植物通過關閉氣孔來減少水分的散失，防止植物受到損傷
解析　（1）O2是光反應過程中水的光解產生的，場所是葉綠體類囊體薄膜；CO2是細胞有氧或無氧呼吸的第二階段產生的，場所分別是線粒體基質、細胞質基質；O2的消耗發生在有氧呼吸第三階段，場所是線粒體內膜；CO2的消耗發生在光合作用的暗反應階段，場所是葉綠體基質。故選A、C。
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