資源簡(jiǎn)介

生物學(xué)高考總復(fù)習(xí)教案
第10講　光合作用的影響因素及其應(yīng)用
課標(biāo)內(nèi)容　實(shí)驗(yàn)：探究不同環(huán)境因素對(duì)光合作用的影響。
考點(diǎn)一　探究環(huán)境因素對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響
1.實(shí)驗(yàn)原理
(1)利用抽氣法排出葉片細(xì)胞間隙中的氣體，使其沉入水中。
(2)通過LED臺(tái)燈與燒杯之間的距離控制光照強(qiáng)度。
(3)光合作用的過程中產(chǎn)生O2的多少與光合作用強(qiáng)度密切相關(guān)，O2積累在細(xì)胞間隙從而使下沉的葉片上浮。因此可依據(jù)一定時(shí)間內(nèi)小圓形葉片上浮的數(shù)量，來比較光合作用強(qiáng)度。
2.實(shí)驗(yàn)流程
提醒　葉片上浮的原因是光合作用產(chǎn)生的O2大于有氧呼吸消耗的O2，釋放氧氣，使葉肉細(xì)胞間隙充滿了氣體，浮力增大，葉片上浮。
3.實(shí)驗(yàn)結(jié)論
在一定光照強(qiáng)度范圍內(nèi)，光合作用強(qiáng)度隨光照強(qiáng)度的增強(qiáng)而增強(qiáng)。
考向　結(jié)合光合作用影響因素的實(shí)驗(yàn)，考查科學(xué)探究能力
1.(2023·山西太原一中調(diào)研)如圖表示測(cè)定金魚藻光合作用強(qiáng)度的密閉實(shí)驗(yàn)裝置，氧氣傳感器可監(jiān)測(cè)O2量的變化。已知光飽和點(diǎn)是指植物光合速率達(dá)到最大時(shí)的最小光照強(qiáng)度。下列敘述錯(cuò)誤的是(　　)
A.NaHCO3溶液可以為金魚藻光合作用提供CO2
B.單色光照射時(shí)，相同光照強(qiáng)度下一定時(shí)間內(nèi)用紅光比用綠光測(cè)到的O2量多
C.氧氣傳感器測(cè)到的O2量就是金魚藻光合作用產(chǎn)生的O2量
D.拆去濾光片，改變光照強(qiáng)度，并將所得數(shù)據(jù)繪制成曲線可推知其光飽和點(diǎn)
答案　C
解析　氧氣傳感器測(cè)到的O2量是金魚藻凈光合作用產(chǎn)生的O2量，即總光合作用產(chǎn)生的O2量與呼吸作用消耗的O2量的差值，C錯(cuò)誤。
2.(2023·河南九師聯(lián)盟)為完成“探究環(huán)境因素對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響”實(shí)驗(yàn)，提供以下材料用具：菠菜葉、打孔器(直徑1 cm)、注射器、40 W臺(tái)燈、燒杯、4%NaHCO3溶液、蒸餾水、不同顏色的透明薄膜等。
(1)某同學(xué)選取其中一個(gè)因素進(jìn)行探究，以下是實(shí)驗(yàn)結(jié)果：
時(shí)間 上浮的葉圓片數(shù)量/片
蒸餾水 0.5%NaHCO3 1%NaHCO3 1.5%NaHCO3 2%NaHCO3
2 min 0 7 11 10 4
4 min 0 15 16 13 7
①該實(shí)驗(yàn)的目的是____________________________________________________，
實(shí)驗(yàn)檢測(cè)指標(biāo)是_____________________________________________________。
②有哪些措施可以減少實(shí)驗(yàn)誤差？______________________________________
____________________________________________________(至少寫出兩項(xiàng))。
③有同學(xué)認(rèn)為葉圓片之所以浮起，是因?yàn)楹粑饔孟牧擞袡C(jī)物且產(chǎn)生了CO2導(dǎo)致葉片上浮的。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果判斷該觀點(diǎn)是否正確？并說明理由：_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(2)利用以上材料，還可以探究的環(huán)境因素有_____________________________________________________________________
___________________________________________________________(答出2個(gè))。
答案　(1)①探究CO2濃度(或NaHCO3濃度)對(duì)葉片光合速率的影響　相同時(shí)間內(nèi)燒杯中葉圓片浮起的數(shù)量　②用打孔器打出的葉圓片數(shù)量足夠多；每組實(shí)驗(yàn)重復(fù)幾次，記錄的數(shù)據(jù)取平均值　③該同學(xué)的認(rèn)識(shí)是錯(cuò)誤的；因?yàn)樵谡麴s水的那組實(shí)驗(yàn)中，葉圓片一樣進(jìn)行了呼吸作用，卻沒有葉圓片浮起，葉圓片上浮的原因是光合作用強(qiáng)度大于呼吸作用強(qiáng)度，葉圓片內(nèi)氧氣增多　(2)光照強(qiáng)度、光的性質(zhì)
考點(diǎn)二　影響光合作用的因素及應(yīng)用
1.內(nèi)部因素
(1)植物自身的遺傳特性(如植物品種不同)，以陰生植物、陽生植物為例，如圖所示。
(2)植物葉片的葉齡、葉綠素含量及酶
(3)葉面積指數(shù)
2.外部因素
(1)單因子變量對(duì)光合作用影響的曲線分析
①光照強(qiáng)度
②CO2濃度
③溫度
影響氣孔的開閉
④水分或礦質(zhì)元素　
超過一定濃度后，植物會(huì)因土壤溶液濃度過高而滲透失水，出現(xiàn)萎蔫
(2)多因子對(duì)光合速率的影響
提醒　①不同因素的作用具有互補(bǔ)效應(yīng)。如當(dāng)光照強(qiáng)度降低時(shí)，可通過增加CO2濃度補(bǔ)償。
②不同條件下關(guān)鍵影響因素不同。如其他條件適宜，CO2達(dá)到飽和點(diǎn)，此時(shí)限制因素最可能是五碳化合物的含量。
【情境推理·探究】
1.[2020·山東卷，21(4)]干旱條件下，很多植物光合作用速率降低，主要原因是_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
提示　葉片氣孔開放程度降低，CO2的吸收量減少
2.西瓜、玉米和辣椒輪作和固定種植玉米相比，其優(yōu)點(diǎn)是_____________________________________________________________________
____________________________________________________(答出兩點(diǎn)即可)。
提示　充分利用土壤中的礦質(zhì)資源、改善土壤、減少大面積病蟲害發(fā)生
3.在溫室大棚生產(chǎn)中，大棚內(nèi)多施農(nóng)家肥有利于提高作物的產(chǎn)量，原因是_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
提示　農(nóng)家肥中的有機(jī)物被微生物分解產(chǎn)生無機(jī)鹽和CO2，CO2和無機(jī)鹽被作物利用，提高大棚作物的產(chǎn)量
4.北方夏季中午時(shí)，光照強(qiáng)度很強(qiáng)，植物出現(xiàn)“午休”現(xiàn)象的原因是：_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
提示　光照強(qiáng)度過強(qiáng)，溫度升高，導(dǎo)致氣孔關(guān)閉，細(xì)胞CO2供應(yīng)不足，光合作用減弱
5.[2018·全國(guó)卷Ⅰ，30(2)]甲、乙兩種植物凈光合速率隨光照強(qiáng)度的變化趨勢(shì)如下圖所示。甲、乙兩種植物單獨(dú)種植時(shí)，如果種植密度過大，那么凈光合速率下降幅度較大的植物是________，判斷的依據(jù)是_____________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
提示　甲　根據(jù)曲線圖可知，甲種植物的光飽和點(diǎn)較高，對(duì)光照的需求大。當(dāng)甲、乙兩種植物單獨(dú)種植時(shí)，如果種植密度過大，植株接受的光照強(qiáng)度減弱，導(dǎo)致甲植物凈光合速率下降幅度比乙大
6.[2017·全國(guó)卷Ⅰ，30(2)]若將某種植物密閉在無O2、但其他條件適宜的小室中，照光培養(yǎng)一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)植物的有氧呼吸增加，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________。
提示　該植物在光下進(jìn)行光合作用釋放的O2使密閉小室中O2增加，而O2與有機(jī)物分解產(chǎn)生的[H]發(fā)生作用形成水是有氧呼吸的一個(gè)環(huán)節(jié)，所以當(dāng)O2增多時(shí)，有氧呼吸會(huì)增加
7.[2017·全國(guó)卷Ⅰ，30(1)]已知甲種植物的CO2補(bǔ)償點(diǎn)大于乙種植物的。將正常生長(zhǎng)的甲、乙兩種植物放置在同一密閉小室中，適宜條件下照光培養(yǎng)。培養(yǎng)后發(fā)現(xiàn)兩種植物的光合速率都降低，原因是
_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
提示　植物在光下光合作用吸收CO2的量大于呼吸作用釋放CO2的量，使密閉小室中CO2濃度降低，光合速率也隨之降低
8.結(jié)合下圖分析并回答問題：
C點(diǎn)時(shí)兩者光合作用速率________(填“相等”“不相等”或“不一定相等”)，理由：________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
提示　不一定相等　兩者的呼吸速率不一定相等
【重點(diǎn)難點(diǎn)·透析】
1.光(CO2)補(bǔ)償點(diǎn)、飽和點(diǎn)的移動(dòng)問題
(1)A點(diǎn)：代表呼吸速率，細(xì)胞呼吸增強(qiáng)，A點(diǎn)下移；反之，A點(diǎn)上移。
(2)B點(diǎn)與C點(diǎn)的變化(注：只有橫坐標(biāo)為自變量，其他條件不變)
B點(diǎn)(補(bǔ)償點(diǎn)) C點(diǎn)(飽和點(diǎn))
適當(dāng)增大CO2濃度(光照強(qiáng)度) 左移 右移
適當(dāng)減小CO2濃度(光照強(qiáng)度) 右移 左移
土壤缺Mg2＋ 右移 左移
提醒：　細(xì)胞呼吸速率增加，其他條件不變時(shí)，CO2(或光)補(bǔ)償點(diǎn)應(yīng)右移，反之左移。
(3)D點(diǎn)：代表最大光合速率，若增大光照強(qiáng)度或增大CO2濃度使光合速率增大時(shí)，D點(diǎn)向右上方移動(dòng)；反之，移動(dòng)方向相反。
2.影響光合作用強(qiáng)度的因素
(1)外因　包括光照強(qiáng)度、溫度、CO2濃度等。
(2)內(nèi)因　包括酶的活性和數(shù)量、色素的種類和數(shù)量、五碳化合物的含量等。
考向1　結(jié)合光合作用影響因素，考查科學(xué)思維
1.(2023·廣東深圳調(diào)研)甲、乙兩種植物在不同光照強(qiáng)度下的O2釋放量(吸收量)如下圖所示，下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　)
A.與甲植物相比，乙植物更適合在林下生長(zhǎng)
B.與B點(diǎn)相比，A點(diǎn)時(shí)葉綠體產(chǎn)生O2的速率較小
C.與B點(diǎn)相比，D點(diǎn)時(shí)葉綠體中C3的消耗量增加
D.C點(diǎn)時(shí)，甲、乙兩植物的實(shí)際光合作用強(qiáng)度相同
答案　D
解析　據(jù)圖可知，乙植物的光補(bǔ)償點(diǎn)和光飽和點(diǎn)都低于甲植物，因此乙植物更適合在光照弱的林下生長(zhǎng)，A正確；A點(diǎn)和B點(diǎn)分別是乙植物和甲植物的光補(bǔ)償點(diǎn)，此時(shí)光合速率等于呼吸速率，由于乙的呼吸速率小于甲，所以乙植物在A點(diǎn)時(shí)的光合速率小于甲植物在B點(diǎn)時(shí)的光合速率，即A點(diǎn)時(shí)葉綠體產(chǎn)生O2的速率比B點(diǎn)小，B正確；與B點(diǎn)相比，D點(diǎn)的光照強(qiáng)度大，光反應(yīng)產(chǎn)生的NADPH和ATP多，暗反應(yīng)還原C3的速率快，C3的消耗量增加，C正確；C點(diǎn)時(shí)，甲、乙兩植物的凈光合速率相同，但由于呼吸速率不同，所以甲、乙兩植物的實(shí)際光合速率不同，D錯(cuò)誤。
2.(2023·山東淄博調(diào)研)如圖甲表示水稻葉肉細(xì)胞在光照強(qiáng)度分別為0、4、8、12 klx時(shí)，單位時(shí)間釋放的氣體總量的變化，圖乙表示用水稻葉片實(shí)驗(yàn)時(shí)光合速率與光照強(qiáng)度的關(guān)系。下列有關(guān)敘述正確的是(　　)
A.圖甲中，光照強(qiáng)度為8 klx時(shí)，細(xì)胞的光合作用速率等于呼吸作用速率
B.圖乙中，限制E、F、G點(diǎn)葉片光合速率的主要環(huán)境因素為光照強(qiáng)度
C.圖乙中，如果增大CO2濃度，曲線和X軸的交點(diǎn)F點(diǎn)可能向右移動(dòng)
D.圖甲中，光照強(qiáng)度為12 klx時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)葉肉細(xì)胞固定了12個(gè)單位的CO2
答案　D
解析　圖甲中，光照強(qiáng)度為8 klx時(shí)，氧氣釋放量大于0，說明凈光合量大于0，細(xì)胞的光合作用速率大于呼吸作用速率，A錯(cuò)誤；圖乙中，限制E、F點(diǎn)葉片光合作用速率的主要環(huán)境因素為光照強(qiáng)度，G點(diǎn)達(dá)到光飽和點(diǎn)，光照強(qiáng)度不再是限制因素，B錯(cuò)誤；圖乙中，F(xiàn)點(diǎn)為光補(bǔ)償點(diǎn)，增大CO2濃度，光合作用可能會(huì)增大，曲線與橫軸交點(diǎn)將左移，C錯(cuò)誤；圖甲中，光照強(qiáng)度為12 klx時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)葉肉細(xì)胞吸收了8個(gè)單位的CO2，因光照強(qiáng)度為0時(shí)呼吸作用產(chǎn)生了4個(gè)單位的CO2，則光照強(qiáng)度為12 klx時(shí)，一共固定了8＋4＝12個(gè)單位的CO2，D正確。
考向2　圍繞光合作用在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，考查生命觀念和科學(xué)思維
3.(2023·江蘇南京調(diào)研)下列關(guān)于生物學(xué)原理在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用，敘述錯(cuò)誤的是(　　)
A.“一次施肥不能太多”，避免土壤溶液濃度過高，引起燒苗現(xiàn)象
B.“低溫、干燥、無氧儲(chǔ)存種子”，更能降低細(xì)胞呼吸，減少有機(jī)物的消耗
C.“正其行，通其風(fēng)”，能為植物提供更多的CO2以提高光合作用速率
D.“輪作”是利用了不同作物根系對(duì)礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素吸收的差異，從而避免土壤肥力下降
答案　B
解析　一次施肥太多，會(huì)導(dǎo)致土壤溶液濃度過高，導(dǎo)致細(xì)胞失水，即燒苗現(xiàn)象，A正確；儲(chǔ)存種子需要在低溫、干燥、低氧的環(huán)境中，B錯(cuò)誤；“正其行，通其風(fēng)”，保證空氣流通，能為植物提供更多的CO2提高光合作用速率，C正確；“輪作”，即交替種植不同的作物，可以利用不同作物根系對(duì)礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素吸收的差異性，避免土壤肥力下降，D正確。
4.(2023·武漢市調(diào)研)河南、山東等地是我國(guó)小麥的主產(chǎn)區(qū)，小麥灌漿期是小麥籽粒形成的一個(gè)關(guān)鍵階段，灌漿期幼穗開始有機(jī)物積累，谷粒內(nèi)含物呈白色漿狀，蠟熟期米粒已變硬，但谷殼仍呈綠色。下表為甲、乙兩個(gè)小麥品種灌漿期和蠟熟期光合作用相關(guān)指標(biāo)的比較。請(qǐng)回答下列問題：
生長(zhǎng)期 光飽和點(diǎn)/(μmol·m－2·s－1) 最大凈光合速率/(μmolCO2·m－2·s－1)
甲 乙 甲 乙
灌漿期 1 853 1 976 21.67 27.26
蠟熟期 1 732 1 365 14.17 12.63
(1)若甲、乙兩個(gè)小麥品種的灌漿期和蠟熟期的時(shí)間大致相同，從表中的數(shù)據(jù)推測(cè)，________品種能獲得較高產(chǎn)量，理由是_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(2)黑暗中萌發(fā)的小麥種子，生長(zhǎng)的芽呈淺黃色，再移至光照條件下，一段時(shí)間后，芽呈綠色，請(qǐng)解釋原因：____________________________________________。
(3)《齊民要術(shù)》“種谷”一節(jié)中指出“谷田必須歲易”，意即谷子不宜連年種植，必須輪作，請(qǐng)解釋“谷田必須歲易”的原因：_____________________________________________________________________
______________________________________________________(答出1點(diǎn)即可)。
(4)饅頭制作時(shí)，將少量的酵母菌混入適量的面粉揉成光滑面團(tuán)后裝在潔凈的充滿空氣的塑料袋中，扎緊袋口后放在適宜的環(huán)境中，一段時(shí)間后塑料袋內(nèi)壁有水珠出現(xiàn)，面團(tuán)變濕潤(rùn)松軟，請(qǐng)解釋其主要原因：____________________________________________________________________。
答案　(1)乙　在灌漿期，乙品種的最大凈光合速率比甲大，積累有機(jī)物多
(2)光照誘導(dǎo)了葉綠體的形成(或葉綠素的合成)，導(dǎo)致芽由黃色變成綠色(答案合理即可)
(3)①連年種植會(huì)導(dǎo)致專一性侵害谷子的害蟲和病菌大量繁殖；②連年種植時(shí)與谷子外形相似的伴生雜草大量繁殖，且不易被發(fā)現(xiàn)和清除，容易形成草荒；③連年種植會(huì)大量消耗土壤中的同一營(yíng)養(yǎng)元素，造成土壤中谷子生長(zhǎng)所必需的營(yíng)養(yǎng)元素含量降低(答出1點(diǎn)，合理即可)
(4)塑料袋中充滿空氣，酵母菌在有氧氣的條件下進(jìn)行有氧呼吸，產(chǎn)生水和CO2，水會(huì)使面團(tuán)變濕潤(rùn)，面團(tuán)中的CO2使面團(tuán)變松軟，水分揮發(fā)會(huì)使塑料袋內(nèi)壁有水珠出現(xiàn)(答案合理即可)
解析　(1)灌漿期幼穗開始進(jìn)行有機(jī)物積累，根據(jù)表中的數(shù)據(jù)可知，乙品種在灌漿期的最大凈光合速率大于甲品種，故乙品種可積累的有機(jī)物多，能獲得較高產(chǎn)量。
(2)沒有光照，葉綠素合成受阻，葉片呈黃色，然后移至光下，光照誘導(dǎo)了葉綠體的形成，導(dǎo)致芽由黃色變成綠色。
(3)①連年種植會(huì)導(dǎo)致專一性侵害谷子的害蟲和病菌大量繁殖；②連年種植時(shí)與谷子外形相似的伴生雜草大量繁殖，且不易被發(fā)現(xiàn)和清除，容易形成草荒；③連年種植會(huì)大量消耗土壤中的同一營(yíng)養(yǎng)元素，造成土壤中谷子生長(zhǎng)所必需的營(yíng)養(yǎng)元素含量降低。
(4)塑料袋中充滿空氣，酵母菌在有氧氣的條件下進(jìn)行的是有氧呼吸，有氧呼吸能產(chǎn)生水和CO2，細(xì)胞呼吸產(chǎn)熱使水分揮發(fā)，所以塑料袋內(nèi)壁有水珠出現(xiàn)，面團(tuán)中的CO2氣體使面團(tuán)變松軟。
重溫真題　經(jīng)典再現(xiàn)
1.(2021·遼寧卷，2)植物工廠是通過光調(diào)控和通風(fēng)控溫等措施進(jìn)行精細(xì)管理的高效農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)，常采用無土栽培技術(shù)。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　)
A.可根據(jù)植物生長(zhǎng)特點(diǎn)調(diào)控光的波長(zhǎng)和光照強(qiáng)度
B.應(yīng)保持培養(yǎng)液與植物根部細(xì)胞的細(xì)胞液濃度相同
C.合理控制晝夜溫差有利于提高作物產(chǎn)量
D.適時(shí)通風(fēng)可提高生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)的CO2濃度
答案　B
解析　不同植物對(duì)光的波長(zhǎng)和光照強(qiáng)度的需求不同，可根據(jù)植物生長(zhǎng)特點(diǎn)調(diào)控光的波長(zhǎng)和光照強(qiáng)度，A正確；為保證植物的根能夠正常吸收水分，該系統(tǒng)應(yīng)控制培養(yǎng)液的濃度小于植物根部細(xì)胞的細(xì)胞液濃度，B錯(cuò)誤；適當(dāng)提高白天的溫度可以促進(jìn)光合作用的進(jìn)行，讓植物合成更多的有機(jī)物，而夜晚適當(dāng)降溫則可以抑制其呼吸作用，使有機(jī)物分解減少，有利于提高作物產(chǎn)量，C正確；適時(shí)通風(fēng)可提高生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)的CO2濃度，進(jìn)而提高光合作用的速率，D正確。
2.(2022·海南卷，3)某小組為了探究適宜溫度下CO2對(duì)光合作用的影響，將四組等量菠菜葉圓片排氣后，分別置于盛有等體積不同濃度NaHCO3溶液的燒杯中，從燒杯底部給予適宜光照，記錄葉圓片上浮所需時(shí)長(zhǎng)，結(jié)果如圖。下列有關(guān)敘述正確的是(　　)
A.本實(shí)驗(yàn)中，溫度、NaHCO3濃度和光照都屬于自變量
B.葉圓片上浮所需時(shí)長(zhǎng)主要取決于葉圓片光合作用釋放氧氣的速率
C.四組實(shí)驗(yàn)中，0.5%NaHCO3溶液中葉圓片光合速率最高
D.若在4 ℃條件下進(jìn)行本實(shí)驗(yàn)，則各組葉圓片上浮所需時(shí)長(zhǎng)均會(huì)縮短
答案　B
解析　由實(shí)驗(yàn)?zāi)康目芍瑴囟群凸庹站鶠闊o關(guān)變量，A錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)中所用的菠菜葉圓片已進(jìn)行排氣處理，葉圓片上浮主要是因?yàn)槠溥M(jìn)行光合作用釋放了氧氣，且光合作用釋放氧氣的速率越大，葉圓片上浮所需時(shí)間越短，B正確；四組實(shí)驗(yàn)中，0.5%的NaHCO3溶液中葉圓片上浮時(shí)間最長(zhǎng)，說明其光合速率最小，C錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)是在適宜溫度下進(jìn)行的，若降低溫度，光合速率減慢，葉圓片上浮所需時(shí)間延長(zhǎng)，D錯(cuò)誤。
3.(2021·廣東卷，15)與野生型擬南芥WT相比，突變體t1和t2在正常光照條件下，葉綠體在葉肉細(xì)胞中的分布及位置不同(圖a，示意圖)，造成葉綠體相對(duì)受光面積的不同(圖b)，進(jìn)而引起光合速率差異，但葉綠素含量及其他性狀基本一致。在不考慮葉綠體運(yùn)動(dòng)的前提下，下列敘述錯(cuò)誤的是(　　)
A.t2比t1具有更高的光飽和點(diǎn)(光合速率不再隨光強(qiáng)增加而增加時(shí)的光照強(qiáng)度)
B.t1比t2具有更低的光補(bǔ)償點(diǎn)(光合吸收CO2與呼吸釋放CO2等量時(shí)的光照強(qiáng)度)
C.三者光合速率的高低與葉綠素的含量無關(guān)
D.三者光合速率的差異隨光照強(qiáng)度的增加而變大
答案　D
解析　由題圖可知，突變體t1的葉綠體相對(duì)受光面積大于突變體t2的葉綠體相對(duì)受光面積，故突變體t1在較小的光照強(qiáng)度下就能達(dá)到光補(bǔ)償點(diǎn)和光飽和點(diǎn)，A、B正確；野生型、突變體t1和突變體t2的葉綠素含量基本一致，故造成野生型、突變體t1和突變體t2光合速率的高低與葉綠素含量無關(guān)，C正確；由題圖可知，三者的光合速率差異是由葉綠體在細(xì)胞中分布位置不同引起的，與光照強(qiáng)度無關(guān)，D錯(cuò)誤。
4.(2022·北京卷，2)光合作用強(qiáng)度受環(huán)境因素的影響。車前草的光合速率與葉片溫度、CO2濃度的關(guān)系如下圖。據(jù)圖分析不能得出(　　)
A.低于最適溫度時(shí)，光合速率隨溫度升高而升高
B.在一定的范圍內(nèi)，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(shí)，溫度對(duì)光合速率影響小
D.10 ℃條件下，光合速率隨CO2濃度的升高會(huì)持續(xù)提高
答案　D
解析　分析題圖可知，當(dāng)CO2濃度一定時(shí)，光合速率會(huì)隨著溫度的升高而增大，達(dá)到最適溫度時(shí)，光合速率達(dá)到最高值，后隨著溫度的繼續(xù)升高而減小，A正確；分析題圖可知，當(dāng)CO2濃度為200(μL·L－1)時(shí)，最適溫度為25 ℃左右；當(dāng)CO2濃度為370(μL·L－1)時(shí)，最適溫度為30 ℃；當(dāng)CO2濃度為1 000(μL·L－1)時(shí)，最適溫度接近40 ℃，可以表明在一定范圍內(nèi)，CO2濃度的升高會(huì)使光合作用最適溫度升高，B正確；當(dāng)CO2濃度為200(μL·L－1)時(shí)，光合速率隨溫度的升高而改變程度不大，光合速率在溫度的升高下，持續(xù)在數(shù)值為10處波動(dòng)，而CO2濃度為其他數(shù)值時(shí)，光合速率隨著溫度的升高變化程度較大，曲線有較大的變化趨勢(shì)，所以表明CO2濃度為200(μL·L－1)時(shí)，溫度對(duì)光合速率影響小，C正確；分析題圖可知，10 ℃條件下，CO2濃度為200～370(μL·L－1)時(shí)，光合速率有顯著提高，而370(μL·L－1)至1 000(μL·L－1)時(shí)，光合速率無明顯的提高趨勢(shì)，而且370(μL·L－1)時(shí)與1 000 (μL·L－1)時(shí)，兩者光合速率數(shù)值接近同一數(shù)值，所以不能表明10 ℃條件下，光合速率隨CO2濃度的升高會(huì)持續(xù)提高，D錯(cuò)誤。
5.(2022·湖北卷，21)不同條件下植物的光合速率和光飽和點(diǎn)(在一定范圍內(nèi)，隨光照強(qiáng)度的增加，光合速率增大，達(dá)到最大光合速率時(shí)的光照強(qiáng)度稱為光飽和點(diǎn))不同，研究證實(shí)高濃度臭氧(O3)對(duì)植物的光合作用有影響。用某一高濃度O3連續(xù)處理甲、乙兩種植物75天，在第55天、65天、75天分別測(cè)定植物凈光合速率，結(jié)果如圖1、圖2和圖3所示。
【注】　曲線1：甲對(duì)照組，曲線2：乙對(duì)照組，曲線3：甲實(shí)驗(yàn)組，曲線4：乙實(shí)驗(yàn)組。
回答下列問題：
(1)圖1中，在高濃度O3處理期間，若適當(dāng)增加環(huán)境中的CO2濃度，甲、乙植物的光飽和點(diǎn)會(huì)______(填“減小”“不變”或“增大”)。
(2)與圖3相比，圖2中甲的實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組的凈光合速率差異較小，表明_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(3)從圖3分析可得到兩個(gè)結(jié)論：①O3處理75天后，甲、乙兩種植物的____________________，表明長(zhǎng)時(shí)間高濃度的O3對(duì)植物光合作用產(chǎn)生明顯抑制；②長(zhǎng)時(shí)間高濃度的O3對(duì)乙植物的影響大于甲植物，表明_____________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
(4)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，處理75天后甲、乙植物中的基因A表達(dá)量都下降，為確定A基因功能與植物對(duì)O3耐受力的關(guān)系，使乙植物中A基因過量表達(dá)，并用高濃度O3處理75天。若實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為____________________________________________
____________________________________________________________________，
則說明A基因的功能與乙植物對(duì)O3耐受力無關(guān)。
答案　(1)增大　(2)高濃度臭氧處理甲的時(shí)間越短，對(duì)甲植物光合作用的影響越小　(3)①實(shí)驗(yàn)組的凈光合速率均明顯小于對(duì)照組　②長(zhǎng)時(shí)間高濃度臭氧對(duì)不同種類植物光合作用產(chǎn)生的抑制效果有差異　(4)A基因過量表達(dá)與表達(dá)量下降時(shí)，乙植物的凈光合速率相同
解析　(1)限制光飽和點(diǎn)的環(huán)境因素有溫度、CO2濃度，圖1中，在高濃度O3處理期間，當(dāng)光照強(qiáng)度增大到一定程度時(shí)，凈光合速率不再增大，出現(xiàn)了光飽和現(xiàn)象，若適當(dāng)增加環(huán)境中的CO2濃度，甲、乙植物的光飽和點(diǎn)會(huì)增大。(2)據(jù)圖可見，用某一高濃度O3連續(xù)處理甲植物不同時(shí)間，與圖3相比，圖2中甲的實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組的凈光合速率差異較小，表明高濃度臭氧處理甲的時(shí)間越短，對(duì)甲植物光合作用的影響越小。(3)據(jù)圖3可見，O3處理75天后，曲線3凈光合速率小于曲線1、曲線4凈光合速率小于曲線2，即甲、乙兩種植物的實(shí)驗(yàn)組的凈光合速率均明顯小于對(duì)照組，表明長(zhǎng)時(shí)間高濃度的O3對(duì)植物光合作用產(chǎn)生明顯抑制；曲線4凈光合速率比曲線3下降更大，即長(zhǎng)時(shí)間高濃度O3對(duì)乙植物的影響大于甲植物，表明長(zhǎng)時(shí)間高濃度臭氧對(duì)不同種類植物光合作用產(chǎn)生的抑制效果有差異。(4)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，處理75天后甲、乙植物中的基因A表達(dá)量都下降，為確定A基因功能與植物對(duì)O3耐受力的關(guān)系，自變量是A基因功能，因此可以使乙植物中A基因過量表達(dá)，并用高濃度O3處理75天，比較A基因過量表達(dá)與表達(dá)量下降時(shí)的凈光合速率，若兩種條件下乙植物的凈光合速率相同，則說明A基因的功能與乙植物對(duì)O3耐受力無關(guān)。
限時(shí)強(qiáng)化練　
(時(shí)間：35分鐘)
【對(duì)點(diǎn)強(qiáng)化】
考點(diǎn)一　探究環(huán)境因素對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響
1.(2023·河北正定調(diào)研)如圖表示測(cè)定金魚藻光合作用強(qiáng)度的實(shí)驗(yàn)密閉裝置，氧氣傳感器可監(jiān)測(cè)O2濃度的變化，下列敘述錯(cuò)誤的是(　　)
A.該實(shí)驗(yàn)的目的是探究不同單色光對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響
B.加入NaHCO3溶液是為了吸收呼吸作用釋放的CO2
C.拆去濾光片，單位時(shí)間內(nèi)，氧氣傳感器測(cè)到的O2濃度高于單色光下O2濃度
D.若將此裝置放在黑暗處，可測(cè)定金魚藻的呼吸作用強(qiáng)度
答案　B
解析　該實(shí)驗(yàn)的自變量是不同單色光，因變量是釋放的O2的量(代表光合作用強(qiáng)度)，故實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖翘骄坎煌瑔紊鈱?duì)光合作用強(qiáng)度的影響，A正確；加入NaHCO3溶液是為給金魚藻的光合作用提供CO2，B錯(cuò)誤；相同條件下，自然光下植物的光合作用強(qiáng)度比單色光下的強(qiáng)，因此拆去濾光片，單位時(shí)間內(nèi)，氧氣傳感器測(cè)到的O2濃度高于單色光下O2濃度，C正確；若將此裝置放在黑暗處，通過比較單位時(shí)間內(nèi)O2濃度的變化，可測(cè)定金魚藻的呼吸作用強(qiáng)度，D正確。
2.(2023·廣東梅州期末)小明家想建一個(gè)綠色蔬菜大棚，他結(jié)合所學(xué)知識(shí)給出若干建議，其中包括在大棚內(nèi)安裝太陽能燈和增加供暖裝置以確保晝夜溫度均高于室外，下列有關(guān)小明的建議和對(duì)應(yīng)原理的敘述正確的是(　　)
A.太陽能燈能在陰天時(shí)增加光照強(qiáng)度，增強(qiáng)光反應(yīng)，為暗反應(yīng)提供更多的ATP和NADPH
B.光反應(yīng)在光下進(jìn)行，暗反應(yīng)在暗處進(jìn)行，夜晚要關(guān)閉太陽能燈讓植物進(jìn)行暗反應(yīng)
C.大棚內(nèi)最好安裝綠色的太陽能燈
D.延長(zhǎng)光照時(shí)間能提高光合作用的速率
答案　A
解析　陰天時(shí)光照不足，可用太陽能燈增加光照強(qiáng)度，進(jìn)而增強(qiáng)光反應(yīng)，為暗反應(yīng)提供更多的NADPH和ATP，A正確；光反應(yīng)必須在光下進(jìn)行，而暗反應(yīng)有光、無光都能進(jìn)行，夜晚為了更好的提高產(chǎn)量，需要打開太陽能燈(延長(zhǎng)光照時(shí)間)讓植物進(jìn)行光合作用，因?yàn)榘捣磻?yīng)需要光反應(yīng)提供ATP和NADPH，B錯(cuò)誤；綠葉中的色素主要吸收藍(lán)紫光和紅光，幾乎不吸收綠光，不宜在大棚內(nèi)安裝綠色的太陽能燈，可安裝藍(lán)紫色或紅色的太陽能燈，C錯(cuò)誤；光合作用速率指的是單位時(shí)間內(nèi)的光合作用強(qiáng)度，延長(zhǎng)光照時(shí)間不能提高光合作用的速率，D錯(cuò)誤。
考點(diǎn)二　影響光合作用的因素及應(yīng)用
3.(2023·山東菏澤調(diào)研)下圖一表示甲、乙兩種植物凈光合速率隨光照強(qiáng)度的變化趨勢(shì)。下圖二表示將植物甲置于CO2濃度不同的環(huán)境條件下，其光合速率受光照強(qiáng)度影響的變化趨勢(shì)。下列相關(guān)說法錯(cuò)誤的是(　　)
A.甲、乙兩種植物單獨(dú)種植時(shí)，若種植密度過大，則凈光合速率下降幅度較大的是植物乙
B.甲、乙兩種植物光合作用過程中都可以通過水的光解為其細(xì)胞代謝提供O2和NADPH
C.若圖二中光照強(qiáng)度由D點(diǎn)升高至E點(diǎn)，則短時(shí)間內(nèi)ATP/ADP的值會(huì)增大
D.與圖二中的E點(diǎn)相比，限制F點(diǎn)光合速率的主要因素是CO2濃度
答案　A
解析　甲、乙兩種植物中，植物乙的光補(bǔ)償點(diǎn)更低，更適合光線弱的環(huán)境，過度密植時(shí)植物甲受影響更大，A錯(cuò)誤；光合作用中水的光解會(huì)釋放O2，產(chǎn)生NADPH，B正確；當(dāng)光照強(qiáng)度由D點(diǎn)升高至E點(diǎn)時(shí)，光反應(yīng)增強(qiáng)，產(chǎn)生的ATP增多，短時(shí)間內(nèi)ATP/ADP的值會(huì)增大，C正確。
4.(2023·武漢市調(diào)研)如下圖所示，在圖甲裝置a與裝置b中敞口培養(yǎng)相同數(shù)量的小球藻，以研究光照強(qiáng)度(其他條件均為最適)對(duì)小球藻產(chǎn)生O2的影響，裝置a的曲線如圖乙所示。據(jù)圖分析，下列敘述正確的是(　　)
A.P點(diǎn)時(shí)產(chǎn)生的ATP可用于暗反應(yīng)
B.適當(dāng)降低溫度，P點(diǎn)將下移
C.在圖乙上繪制裝置b的曲線，Q點(diǎn)應(yīng)右移
D.降低CO2濃度時(shí)，在圖乙上繪制裝置a的曲線，R點(diǎn)應(yīng)右移
答案　C
解析　P點(diǎn)時(shí)細(xì)胞只進(jìn)行呼吸作用產(chǎn)生ATP，該ATP不能用于光合作用暗反應(yīng)過程；適當(dāng)降低溫度，呼吸酶的活性隨之降低，P點(diǎn)將上移；由于缺鎂，b試管中小球藻細(xì)胞內(nèi)葉綠素含量較低，所以光合作用強(qiáng)度等于呼吸作用強(qiáng)度的Q點(diǎn)將右移；降低CO2濃度，R點(diǎn)將向左下方移動(dòng)。
5.(2023·蘭州一中質(zhì)檢)下列關(guān)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)措施及其作用對(duì)應(yīng)關(guān)系一致的是(　　)
措施 作用
A 在甘蔗生長(zhǎng)后期除去下部部分老葉 降低呼吸作用，增加有機(jī)物積累
B 合理密植 提高光合速率，提高作物產(chǎn)量
C 溫室及時(shí)通風(fēng) 促進(jìn)作物吸收利用O2
D 適時(shí)適度松土 促進(jìn)作物根系對(duì)有機(jī)營(yíng)養(yǎng)及無機(jī)鹽離子的吸收
答案　A
解析　隨著甘蔗莖的伸長(zhǎng)，基部葉片自下而上逐漸枯黃，在甘蔗生長(zhǎng)后期除去枯黃腳葉，可降低甘蔗植株的呼吸作用，減少有機(jī)物的消耗，有利于有機(jī)物的積累，A符合題意；合理密植，適當(dāng)增大種植密度，有利于增大光合作用面積，但不能提高光合速率，B不符合題意；溫室通風(fēng)有利于作物吸收利用CO2，C不符合題意；植物根系細(xì)胞吸收無機(jī)鹽的方式是主動(dòng)運(yùn)輸，需要細(xì)胞代謝供能，適時(shí)適度松土能保持土壤的通氣性，促進(jìn)植物根部細(xì)胞進(jìn)行有氧呼吸，從而促進(jìn)植物根系吸收無機(jī)鹽；高等植物屬于自養(yǎng)型生物，不從外界吸收有機(jī)物質(zhì)，D不符合題意。
6.(2023·湖北孝感中學(xué))將如圖所示細(xì)胞置于密閉容器中培養(yǎng)。在不同光照強(qiáng)度下細(xì)胞內(nèi)外的CO2和O2濃度在短時(shí)間內(nèi)發(fā)生了相應(yīng)變化。下列敘述正確的是(　　)
A.黑暗條件下，①④減小
B.光照強(qiáng)度低于光補(bǔ)償點(diǎn)時(shí)，①③增大
C.光照強(qiáng)度等于光補(bǔ)償點(diǎn)時(shí)，②③保持不變
D.光照強(qiáng)度等于光飽和點(diǎn)時(shí)，②④增大
答案　C
解析　黑暗條件下，細(xì)胞只有呼吸作用，呼吸作用消耗氧氣產(chǎn)生的CO2擴(kuò)散至細(xì)胞外，因此①增大、④減小，A錯(cuò)誤；光照強(qiáng)度低于光補(bǔ)償點(diǎn)時(shí)，光合作用強(qiáng)度小于呼吸作用強(qiáng)度，此時(shí)①增大、③減小，B錯(cuò)誤；光照強(qiáng)度等于光補(bǔ)償點(diǎn)時(shí)，光合作用強(qiáng)度等于呼吸作用強(qiáng)度，②、③保持不變，C正確；光照強(qiáng)度等于光飽和點(diǎn)時(shí)，光合作用強(qiáng)度大于呼吸作用強(qiáng)度，②減小、④增大，D錯(cuò)誤。
【綜合提升】
7.(2022·河北衡水金卷)為研究補(bǔ)光對(duì)溫室內(nèi)番茄光合作用的影響，某課題小組在自然光照的基礎(chǔ)上分別用三種不同波長(zhǎng)的光進(jìn)行了補(bǔ)光實(shí)驗(yàn)，補(bǔ)光的光強(qiáng)度均為150(μmol·m－2·s－1)，補(bǔ)光時(shí)間為上午7：00～10：00，溫度適宜，并設(shè)置一對(duì)照組(CK組)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖1所示。
圖1
圖2
(1)CK組所用光應(yīng)為________；上午10：00，680 nm補(bǔ)光組的CO2吸收速率明顯高于其他補(bǔ)光組，原因是
___________________________________________________________________。
(2)若580 nm補(bǔ)光組在9∶00突然停止補(bǔ)光，則短時(shí)間內(nèi)葉肉細(xì)胞中C3的含量將________，NADPH在暗反應(yīng)中的作用是
____________________________________________________________________。
(3)為了排除溫度對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，在補(bǔ)光時(shí)應(yīng)采用________光源。
(4)580 nm補(bǔ)光組較CK組盡管凈光合速率下降，但番茄產(chǎn)量卻上升了。據(jù)圖2分析，可能的原因是_________________________________________________
________________________________________________________________。
答案　(1)自然光　680 nm波長(zhǎng)的光更易被吸收，光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和NADPH更多，還原的C3更多，CO2吸收速率更快　(2)減少　作為還原劑和提供能量　
(3)冷(LED) (4)580 nm補(bǔ)光組較CK組，凈光合速率下降，積累的有機(jī)物減少，但分配到果實(shí)中的有機(jī)物所占比例上升，最終分配到番茄果實(shí)中的有機(jī)物的量增多，所以番茄產(chǎn)量增加
解析　(1)實(shí)驗(yàn)是在自然光照的基礎(chǔ)上分別用三種不同波長(zhǎng)的光進(jìn)行補(bǔ)光的，則CK組應(yīng)用自然光。分析圖示，上午10∶00，680 nm補(bǔ)光組的CO2吸收速率最高，推測(cè)是該波長(zhǎng)的光更易被吸收，光反應(yīng)產(chǎn)生的NADPH和ATP更多，C3還原速率更快，CO2吸收速率更快。(2)用580 nm補(bǔ)光不利于番茄植株進(jìn)行光合作用。580 nm補(bǔ)光組在9∶00突然停止補(bǔ)光，此時(shí)還有自然光，光反應(yīng)階段產(chǎn)生的NADPH和ATP增多，葉肉細(xì)胞內(nèi)C3的還原速率加快，而短時(shí)間內(nèi)CO2的固定速率不變，故短時(shí)間內(nèi)葉肉細(xì)胞中C3的含量將減少。(4)分析圖2，580 nm補(bǔ)光組番茄果實(shí)干重所占比例高于對(duì)照組，盡管與CK組相比，580 nm補(bǔ)光組凈光合速率下降，但是最終分配到番茄果實(shí)中的有機(jī)物的量增多，因此番茄產(chǎn)量上升。
8.(2022·山東日照調(diào)研)回答下列與花生和玉米種子萌發(fā)、作物生長(zhǎng)等相關(guān)的問題：
(1)某高二生物興趣小組研究發(fā)現(xiàn)花生和玉米種子萌發(fā)過程中，兩者的干重都會(huì)減少，但花生種子的干重在萌發(fā)的初期會(huì)略有增加。
①從有機(jī)物的元素組成分析，花生種子在萌發(fā)的初期，有機(jī)物中增加的化學(xué)元素主要是________(只填一種)。
②當(dāng)長(zhǎng)出葉片后，在某個(gè)時(shí)間點(diǎn)，整個(gè)植株的干重開始增加，則光合作用開始于____________(填“這個(gè)時(shí)間點(diǎn)之前”“這個(gè)時(shí)間點(diǎn)”或“這個(gè)時(shí)間點(diǎn)之后”)。
(2)一種農(nóng)作物單獨(dú)種植稱為單作，不同種類農(nóng)作物間行種植稱為間作。某農(nóng)科所要研究花生和玉米單作和間作對(duì)作物產(chǎn)量的影響，則應(yīng)該設(shè)置________組實(shí)驗(yàn)。如圖是某作物(花生或玉米)間作和單作時(shí)，在不同光照強(qiáng)度下測(cè)得的單株該作物吸收CO2的速率。假設(shè)間作與單作時(shí)各農(nóng)作物間的株距相同。
①光照強(qiáng)度為a時(shí)，無論間作，還是單作，該作物的光合速率無明顯差別，導(dǎo)致該現(xiàn)象的主要原因是___________________________________________________
____________________________________________________________________。
②該作物很可能是________，理由是______________________________________
____________________________________________________________________。
答案　(1)①O(或氧)　②這個(gè)時(shí)間點(diǎn)之前　(2)3　①此時(shí)光照強(qiáng)度弱，光反應(yīng)限制光合速率，間作和單作的光合速率均較小　②玉米　玉米植株比花生植株高，間作情況下玉米與玉米的間距較大，不會(huì)彼此遮光，且有利于行間通風(fēng)，局部二氧化碳濃度較高，所以間作時(shí)玉米對(duì)二氧化碳和光能的利用優(yōu)于單作，光合速率高
解析　(1)①花生種子在萌發(fā)的初期，脂肪轉(zhuǎn)變成糖類，增加的化學(xué)元素主要是O(氧)。②當(dāng)光合速率大于呼吸速率時(shí)，有機(jī)物開始增加；光合作用開始于光合速率大于呼吸速率這個(gè)時(shí)間點(diǎn)之前。(2)應(yīng)該設(shè)置玉米單作、花生單作、玉米和花生間作3組實(shí)驗(yàn)。①光照強(qiáng)度為a時(shí)，光照強(qiáng)度弱，光反應(yīng)限制光合速率，間作和單作的光合速率均較小，無明顯差別。②玉米植株比花生植株高，間作時(shí)玉米與玉米間距較大，不會(huì)彼此遮光，且有利于行間通風(fēng)，局部二氧化碳濃度較高，所以間作時(shí)玉米對(duì)二氧化碳和光能的利用優(yōu)于單作，光合速率高。
9.(2023·廣東惠州調(diào)研)如圖1是某植物葉肉細(xì)胞的葉綠體中發(fā)生的光合作用過程圖解，圖2為該植物在不同光照強(qiáng)度、CO2濃度以及溫度下其光合作用強(qiáng)度變化的曲線圖。
回答下列問題：
(1)圖1中能夠捕獲光能的色素分布于________________上，b為________，為確定光合產(chǎn)物的去向，可采用________法，若將植物從陽光下移入黑暗環(huán)境中，短時(shí)間內(nèi)h物質(zhì)的含量會(huì)________(填“上升”“下降”或“不變”)。
(2)圖2中，當(dāng)光照強(qiáng)度為b時(shí)，與曲線Ⅱ相比，曲線Ⅲ中限制光合作用強(qiáng)度的環(huán)境因素主要是________；當(dāng)光照強(qiáng)度為c時(shí)，造成曲線Ⅰ和Ⅱ光合作用強(qiáng)度差異的原因是________________________不同；當(dāng)光照強(qiáng)度為________時(shí)，限制三條曲線的光合作用強(qiáng)度的因素均為光照強(qiáng)度。在光照強(qiáng)度為c時(shí)，仍不能確定曲線Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ哪種條件下光合產(chǎn)物積累量較多，原因是_____________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
(3)將該植物種植于大田中，會(huì)出現(xiàn)“光合午休”的現(xiàn)象，這是由于中午光照強(qiáng)度、溫度過高，葉片的部分________關(guān)閉，使光合作用的________階段受限，從而使光合速率下降。為減少“光合午休”現(xiàn)象，可采取的措施有_____________________________________________________________________
______________________________________________________(答出一點(diǎn)即可)。
答案　(1)類囊體薄膜　O2　同位素標(biāo)記　下降　(2)CO2濃度　溫度　a　不同溫度、不同CO2濃度下植物的呼吸作用強(qiáng)度未知　(3)氣孔　暗反應(yīng)　適當(dāng)遮光；給植物補(bǔ)水；降低周圍環(huán)境的溫度(答出一點(diǎn)即可)
解析　(1)綠色植物捕獲光能的色素主要分布在葉綠體的類囊體薄膜上，由圖1可知，a為H2O，b為O2，i為CO2，j為C3，h為C5，g為光合產(chǎn)物糖類，為確定光合產(chǎn)物的去向，可采用同位素標(biāo)記法。若將植物從陽光下移入黑暗環(huán)境中，光反應(yīng)階段受限，產(chǎn)生的ATP和NADPH減少，致使C3還原受限，生成的C5減少，而CO2的固定暫時(shí)不受影響，所以短時(shí)間內(nèi)h物質(zhì)的含量會(huì)下降。
(2)圖2中，當(dāng)光照強(qiáng)度為b時(shí)，曲線Ⅱ、Ⅲ的溫度條件相同，CO2濃度不同，限制曲線Ⅲ光合作用強(qiáng)度的環(huán)境因素主要是CO2濃度。同理，當(dāng)光照強(qiáng)度為c時(shí)，造成曲線Ⅰ和Ⅱ光合作用強(qiáng)度差異的原因是溫度。當(dāng)光照強(qiáng)度為a時(shí)，三條曲線重復(fù)，且在此之后的短時(shí)間內(nèi)，光合作用強(qiáng)度均隨光照強(qiáng)度的增加而增大，說明此時(shí)限制三條曲線光合作用強(qiáng)度的因素為光照強(qiáng)度。在光照強(qiáng)度為c時(shí)，仍不能確定Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ哪種條件下光合產(chǎn)物積累量較多，因?yàn)椴煌瑴囟取⒉煌珻O2濃度下植物的呼吸作用強(qiáng)度并不知道。
(3)將該植物種植于大田中，會(huì)出現(xiàn)“光合午休”的現(xiàn)象，這是因?yàn)椋形鐣r(shí)光照過強(qiáng)、溫度過高，葉片蒸騰作用強(qiáng)，為避免葉片失水過多，葉片的部分氣孔關(guān)閉，使通過氣孔吸收的CO2減少，光合作用的暗反應(yīng)階段受限，導(dǎo)致光合速率下降。所以可采取適當(dāng)遮光、給植物補(bǔ)水或降低周圍環(huán)境的溫度等措施，減少“光合午休”現(xiàn)象。
10.(2023·河南天一大聯(lián)考)油桐是一種重要的經(jīng)濟(jì)樹種，為研究根外追肥對(duì)油桐幼苗光合作用的影響，某實(shí)驗(yàn)小組測(cè)定了葉片噴施尿素后油桐光合作用的相關(guān)參數(shù)，結(jié)果如下表所示。回答下列問題：
組別 對(duì)照組 尿素組
凈光合速率/(μmol·m－2·s－1) 9.9 12.22
氣孔導(dǎo)度/(mol·m－2·s－1) 5.1 5.6
胞間CO2濃度/(μmol·mol－1) 243.5 285.1
葉綠素含量/(mg·g－1) 2.69 2.95
光補(bǔ)償點(diǎn)/(μmol·m－2·s－1) 34.7 30.2
注：①氣孔導(dǎo)度是指氣孔張開的程度。
②光補(bǔ)償點(diǎn)是指植物的光合速率等于呼吸速率時(shí)的光照強(qiáng)度。
(1)尿素能提供N元素，N元素被葉肉細(xì)胞吸收后，可在葉綠體中參與合成的生物大分子有__________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(2)據(jù)表分析，噴施尿素后油桐的胞間CO2濃度增大的原因是___________________________________________________________________；
噴施尿素后，油桐對(duì)弱光的適應(yīng)能力________(填“增強(qiáng)”或“減弱”)，試闡述推測(cè)的依據(jù)以及引起該變化的原因：___________________________________
__________________________________________________________________。
(3)葉面追肥時(shí)，要求噴灑的霧滴細(xì)小，且要噴灑到新葉上，試從物質(zhì)吸收的角度分析其原因：______________________________________________________。
答案　(1)蛋白質(zhì)、核酸(或RNA和DNA)
(2)噴施尿素后，氣孔導(dǎo)度增大，吸收的CO2增多(答案合理即可)　增強(qiáng)　依據(jù)是噴施尿素后，油桐的光補(bǔ)償點(diǎn)降低；原因是噴施尿素能促進(jìn)葉綠素的合成，從而增強(qiáng)油桐對(duì)光能的吸收和利用，提高油桐對(duì)弱光的適應(yīng)能力(答案合理即可)
(3)噴灑的霧滴細(xì)小更容易吸收；新葉細(xì)胞代謝速率高，物質(zhì)吸收效率高，噴灑到新葉上，能促進(jìn)尿素的吸收(答案合理即可)
解析　(1)N元素被葉肉細(xì)胞吸收后能在葉綠體中參與合成的生物大分子有蛋白質(zhì)、DNA和RNA。
(2)根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知，噴施尿素會(huì)導(dǎo)致氣孔導(dǎo)度增大，促進(jìn)CO2的吸收，使胞間CO2濃度增大，從而加快暗反應(yīng)階段的進(jìn)行；噴施尿素后， 光補(bǔ)償點(diǎn)降低即植物對(duì)弱光的適應(yīng)能力增強(qiáng)，其原因是噴施尿素能促進(jìn)葉綠素的合成，從而增強(qiáng)植物對(duì)光能的吸收和利用，提高植物對(duì)弱光的適應(yīng)能力。
(3)葉面追肥時(shí)，要求噴灑的霧滴細(xì)小，這樣更容易吸收，而新葉的物質(zhì)吸收效率高，噴灑到新葉上，能促進(jìn)尿素的吸收。
11.在晴朗無云的夏日，某生物興趣小組測(cè)定了一種蔬菜葉片光合作用強(qiáng)度的日變化，結(jié)果如圖。回答下列問題。
(1)據(jù)圖分析，與10時(shí)相比，7時(shí)蔬菜的光合作用強(qiáng)度低，此時(shí)，主要的外界限制因素是________；從10時(shí)到12時(shí)，該蔬菜的光合作用強(qiáng)度________。
(2)為探究如何提高該蔬菜光合作用強(qiáng)度，小組成員將菜地分成A、B兩塊，10～14時(shí)在A菜地上方遮陽，B菜地不遮陽，其他條件相同。測(cè)得該時(shí)段A菜地蔬菜的光合作用強(qiáng)度比B菜地的高，主要原因是______________________________
___________________________________________________________________。
(3)小組成員又將相同條件的C菜地的上方和四周用遮陽網(wǎng)全部覆蓋，測(cè)得棚內(nèi)溫度比B菜地高，一段時(shí)間后比較B、C兩塊菜地的蔬菜產(chǎn)量。與B菜地相比，C菜地蔬菜產(chǎn)量低，從光合作用和呼吸作用的原理分析，原因是_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
答案　(1)光照強(qiáng)度　降低　(2)B地光照強(qiáng)度過高，導(dǎo)致蔬菜氣孔關(guān)閉，二氧化碳吸收受阻，光合作用速率降低　(3)C的溫度上升，光合作用有關(guān)酶活性下降，呼吸作用有關(guān)酶活性增加，C的凈光合速率降低，產(chǎn)量下降，因此C的蔬菜產(chǎn)量低于B
解析　(1)光合作用在一定范圍內(nèi)隨光照強(qiáng)度的增加而增加，與10時(shí)相比，7時(shí)光照強(qiáng)度弱，此時(shí)，影響光合作用的主要因素是光照強(qiáng)度。從圖中分析可知，10時(shí)到12時(shí)光合作用強(qiáng)度在降低。(2)光合作用在一定范圍內(nèi)隨光照強(qiáng)度的增加而增加，當(dāng)光照強(qiáng)度持續(xù)增大且溫度上升，會(huì)使植物葉片部分氣孔關(guān)閉，導(dǎo)致植物從外界吸收二氧化碳受阻，植物暗反應(yīng)受到限制，光合作用速率降低。(3)當(dāng)溫度升高后，與光合作用有關(guān)的酶會(huì)由于溫度過高而活性降低，光合作用強(qiáng)度降低，呼吸作用有關(guān)酶的最適溫度高于光合作用有關(guān)酶的最適溫度，呼吸速率上升，最終導(dǎo)致凈光合速率降低，蔬菜的有機(jī)物積累減少，產(chǎn)量降低。

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