第17課時光合作用的影響因素及其應用課標要求說明植物細胞的葉綠體從太陽光中捕獲能量，這些能量在二氧化碳和水轉變為糖與氧氣的過程中，轉換并儲存為糖分子中的化學能。考情分析1.探究環境因素對光合作用強度的影響2022·海南·T32.單、多因子變量對光合作用強度影響的機理辨析2023·北京·T32023·湖北·T·重慶·T·山東·T212023·廣東·T·山東·T·廣東·T·遼寧·T·江蘇·T·北京·T22021·福建·T·山東·T212021·河北·T·海南·T·北京·T32021·廣東·T152021·遼寧·T22021·湖南·T7考點一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．影響光合作用強度的因素3．控制影響光合作用實驗自變量的方法4．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，充滿細胞間隙，葉片又會上浮。光合作用越強，單位時間內圓形小葉片上浮的數量越多。(2)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葉片浮起的數量對無關變量進行控制葉片大小、溶液的量等保持一致(3)實驗流程：取材→排氣→沉水→分組→光照→觀察并記錄。(4)實驗結果：在一定范圍內，臺燈與小燒杯的距離越近，單位時間內浮起的圓形小葉片也越多。(5)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(單位時間內圓形小葉片中產生的O2越多，浮起的圓形小葉片也越多)。判斷正誤(1)在探究光照強度對光合作用強度的影響實驗中，NaHCO3濃度越高，葉片浮起來的速率就越快(×)提示隨著NaHCO3溶液濃度的增大，植物細胞失水增多，細胞代謝減慢，光合作用速率會降低。(2)在探究光照強度對光合作用強度的影響實驗中，若改用普通燈泡作為光源應注意燈泡發熱造成的溫度變化對實驗的影響，應在燈泡和光源之間加一玻璃水柱進行隔溫處理(√)(3)因為配制的NaHCO3溶液中不含O2，所以整個實驗過程中葉圓片只能進行無氧呼吸(×)提示雖然配制的NaHCO3溶液中不含O2，但葉圓片本身可進行光合作用產生O2，所以整個實驗過程中葉圓片可進行有氧呼吸。考向一探究環境因素對光合作用強度的影響1．(2024·青島高三聯考)某生物研究小組以菠菜葉為實驗材料，探究CO2濃度對光合作用強度的影響，實驗裝置及實驗結果如圖所示。下列說法正確的是()A．該實驗中小圓葉片上浮到液面的時間屬于無關變量B．圖乙bc段平緩，可適當縮短臺燈與燒杯的距離使曲線進一步下降C．圖乙c點之后曲線上升，說明隨NaHCO3濃度增加光合作用增強D．將圖甲裝置中的NaHCO3溶液換成NaOH溶液，可用于測定小圓葉片的細胞呼吸強度答案B解析該實驗中小圓葉片上浮到液面的時間屬于因變量，A錯誤；圖乙bc段平緩，說明此時限制光合速率增大的因素可能是光照強度，可適當縮短臺燈與燒杯的距離使曲線進一步下降，B正確；圖乙c點之后曲線上升，小圓葉片上浮到液面所需要的時間更長，說明隨NaHCO3濃度增加光合作用強度下降，C錯誤；小圓葉片細胞呼吸消耗氧氣，產生二氧化碳，二氧化碳會被NaOH溶液吸收，葉片不能上浮，無法測得氣體體積變化，因此將圖甲裝置中的NaHCO3溶液換成NaOH溶液不能測定小圓葉片的細胞呼吸強度，D錯誤。2．(2022·海南，3)某小組為了探究適宜溫度下CO2對光合作用的影響，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長，結果如圖。下列有關敘述正確的是()A．本實驗中，溫度、NaHCO3濃度和光照都屬于自變量B．葉圓片上浮所需時長主要取決于葉圓片光合作用釋放氧氣的速率C．四組實驗中，0.5%NaHCO3溶液中葉圓片光合速率最高D．若在4℃條件下進行本實驗，則各組葉圓片上浮所需時長均會縮短答案B解析本實驗是探究適宜溫度下CO2濃度對光合作用的影響，自變量為CO2濃度(NaHCO3溶液濃度)，溫度和光照為無關變量，A錯誤；當光合作用產生的氧氣大于細胞呼吸消耗的氧氣時，葉圓片上浮，葉圓片上浮所需時長主要取決于葉圓片光合作用釋放氧氣的速率，B正確；四組實驗中，0.5%NaHCO3溶液中葉圓片上浮需要的時間最長，光合速率最低，C錯誤；若在4℃條件下進行本實驗，由于低溫會使酶活性降低，凈光合速率可能降低，故各組葉圓片上浮所需時長可能均會延長，D錯誤。考點二辨析單、多因子變量對光合作用強度影響的機理1．內部因素(1)與植物自身的遺傳特性有關，以陰生植物、陽生植物為例，如圖所示。(2)植物葉片的葉齡、葉綠素含量及酶注：影響葉綠素合成的因素還有光照、溫度和礦質元素等。(3)葉面積指數2．外部環境因素(1)單因子變量對光合速率的影響①光照強度②CO2濃度③溫度④水分或礦質元素(2)多因子變量對光合速率的影響判斷正誤(1)溫室條件下，通過增施農家肥增產的原因是其可以提高作物對有機物的吸收(×)提示有機肥在土壤中被微生物分解時會釋放CO2，增加了大棚中的CO2濃度，進而促進了光合作用，為作物自身提供了必需的物質，因此有利于作物增產。(2)適時進行灌溉可以緩解作物的“光合午休”程度(√)(3)玉米幼苗從土壤中吸收的水分主要用于光合作用(×)提示玉米幼苗從土壤中吸收的水分主要用于蒸騰作用。(4)生長于較弱光照條件下的植物，當提高CO2濃度時，其光合速率就隨之增加(×)提示較弱光照條件下，在葉綠體基質中光反應產生的ATP和NADPH較少，即使CO2濃度升高，光合速率并不隨之增加，此時限制光合作用的環境因素是光照強度。(5)整株植物處于光補償點時，葉肉細胞的光合作用強度和細胞呼吸強度相等(×)提示整株植物處于光補償點時，此時植株既不從環境吸收CO2，也不向環境釋放CO2，即光合作用吸收的CO2不來自外界，完全由細胞呼吸釋放的CO2提供；整株植物細胞皆進行細胞呼吸，而光合作用在葉肉細胞等部分植物細胞中進行，所以葉肉細胞的光合作用強度應大于細胞呼吸強度。光合作用是一系列的光化學步驟和物質轉變過程，影響其變化的因素也是多方面的，請同學們結合如下問題深度認知各種因素影響光合作用變化的內在機理。(1)若圖1為某作物光合速率隨光照強度的變化曲線。請繪出B點時，該植物的葉肉細胞中的氣體交換圖解。提示如圖所示(2)上述曲線圖是在光合作用的最適溫度25℃條件下測得數據繪制的曲線，現若將溫度提高至細胞呼吸的最適溫度30℃，再測得數據繪制曲線，則圖中A、B、C、D點分別如何移動？若該植物缺少鎂離子，則圖中A、B、C、D點分別如何移動？若上述曲線圖是陽生植物的相關曲線，則陰生植物的曲線中B、C、D點分別如何移動？提示若將溫度提高至細胞呼吸的最適溫度30℃，則圖中A點下移，B點右移，C點左下移，D點左移。若植物缺少鎂離子，則A點不動，B點右移，C點左下移，D點左移。陰生植物的曲線中B點左移，C點左下移，D點左移。(3)如果將光照強度繼續加強，會導致后期植物光合作用下降，其原因可能有兩種：第一種原因為光照強度過強引起葉綠素降解，進而導致光合作用降低。第二種原因為光照強度過強引起植物葉片蒸騰作用加快，植物為了避免失水過多而關閉部分氣孔，導致CO2吸收不足，進而導致光合作用降低。(4)為了選擇適宜栽種的該作物品種，研究人員在相同的條件下分別測定了3個品種S1、S2、S3的光補償點和光飽和點，結果如圖2和圖3。最適宜在果樹林下套種的品種是S2，理由是S2達到光飽和點和光補償點所需要的光照強度都最低，因而適宜生長在光照比較弱的環境中。最適應較高光照強度的品種是S3。若增加環境中CO2濃度后，測得S2的光飽和點顯著提高，但S3的光飽和點卻沒有顯著改變，原因可能是在超過原光飽和點的光照強度下，S2的光反應產生了過剩的NADPH和ATP，而S3在光飽和點時可能①②③(填序號，多選)。①光反應已基本飽和②暗反應已基本飽和③光、暗反應都已基本飽和考向二辨析單、多因子變量對光合作用強度影響的機理3．(2022·北京，2)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200μL·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答案D解析10℃條件下，CO2濃度為200μL·L－1至370μL·L－1時，光合速率有顯著提高，而CO2濃度為370μL·L－1至1000μL·L－1時，光合速率無明顯的提高，且題圖中只做了三種不同CO2濃度的實驗組，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。4．(2021·廣東，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，葉綠體在葉肉細胞中的分布及位置不同(圖1所示)，造成葉綠體相對受光面積的不同(圖2所示)，進而引起光合速率差異，但葉綠素含量及其他性狀基本一致。在不考慮葉綠體運動的前提下，下列敘述錯誤的是()A．t2比t1具有更高的光飽和點(光合速率不再隨光強增加而增加時的光照強度)B．t1比t2具有更低的光補償點(光合吸收CO2與呼吸釋放CO2等量時的光照強度)C．三者光合速率的高低與葉綠素的含量無關D．三者光合速率的差異隨光照強度的增加而變大答案D解析相比于野生型擬南芥WT，突變體t1更適合生長在弱光環境中，突變體t2更適合生長在強光環境中，在適當的光照強度下，三者的光合速率有一定的差異，但當光照強度達到光飽和點后，光合速率不再隨光照強度的增加而增加，三者光合速率的差異也不再隨光照強度的增加而變大，D錯誤。考向三光呼吸和光抑制5．(2022·江蘇，20)圖Ⅰ所示為光合作用過程中部分物質的代謝關系(①～⑦表示代謝途徑)。Rubisco是光合作用的關鍵酶之一，CO2和O2競爭與其結合，分別催化C5的羧化與氧化。C5羧化固定CO2合成糖；C5氧化則產生乙醇酸(C2)，C2在過氧化物酶體和線粒體協同下，完成光呼吸碳氧化循環。請據圖回答下列問題：(1)圖Ⅰ中，類囊體薄膜直接參與的代謝途徑有__________(從①～⑦中選填)，在紅光照射條件下，參與這些途徑的主要色素是________________。(2)在C2循環途徑中，乙醇酸進入過氧化物酶體被繼續氧化，同時生成的__________在過氧化氫酶催化下迅速分解為O2和H2O。(3)將葉片置于一個密閉小室內，分別在CO2濃度為0和0.03%的條件下測定小室內CO2濃度的變化，獲得曲線a、b(圖Ⅱ)。①曲線a,0～t1時段(沒有光照，只進行細胞呼吸)段釋放的CO2源于細胞呼吸；t1～t2時段，CO2的釋放速度有所增加，此階段的CO2源于______________________。②曲線b，當時間到達t2點后，室內CO2濃度不再改變，其原因是______________。(4)光呼吸可使光合效率下降20%～50%，科學家在煙草葉綠體中組裝表達了衣藻的乙醇酸脫氫酶和南瓜的蘋果酸合酶，形成了圖Ⅲ代謝途徑，從而降低了光呼吸，提高了植株生物量。上述工作體現了遺傳多樣性的__________價值。答案(1)①⑥葉綠素a和葉綠素b(2)過氧化氫(3)①細胞呼吸和光呼吸②光合作用強度等于光呼吸和細胞呼吸強度(4)直接解析(1)類囊體薄膜上發生的反應有水的光解產生NADPH與氧氣，以及ATP的形成，即①⑥。葉綠素主要吸收紅光和藍紫光，葉綠素主要有葉綠素a和葉綠素b兩種，葉綠素a呈藍綠色，葉綠素b呈黃綠色；類胡蘿卜素主要吸收藍紫光，用紅光照射參與反應的主要是葉綠素a和葉綠素b。(2)過氧化氫酶能將過氧化氫分解為O2和H2O，所以在C2循環途徑中，乙醇酸進入過氧化物酶體被繼續氧化，同時生成的過氧化氫在過氧化氫酶催化下迅速分解為O2和H2O。(4)圖Ⅲ代謝途徑降低了光呼吸，提高了植株生物量，直接提升了流入生態系統的能量，是直接價值的體現。拓展延伸光呼吸(1)發生條件①干旱、炎熱條件下，氣孔關閉，阻止CO2進入葉片和O2逸出葉片。②Rubisco具有兩面性(或雙功能)。(2)過程(3)發生場所：葉綠體、過氧化物酶體、線粒體。(4)危害①在較強光下，光呼吸加強，使得C5氧化分解加強，一部分碳(1/4)以CO2的形式散失，從而減少了光合產物的形成和積累。②光呼吸過程中消耗了ATP和NADPH，即造成了能量的損耗。(5)意義①防止強光對葉綠體的破壞：強光時，光反應速率大于暗反應速率，葉肉細胞中會積累ATP和NADPH，這些物質積累會產生自由基，自由基會損傷葉綠體；強光下，光呼吸加強，會消耗光反應過程中積累的ATP和NADPH，從而減輕對葉綠體的傷害。②回收了3/4的碳元素，避免了過多的碳損失。③消除乙醇酸(C2)，避免了乙醇酸(C2)積累，使細胞免受傷害。④在干旱和高輻射脅迫下，葉片氣孔關閉或外界CO2濃度降低、CO2進入受阻時，光呼吸釋放的CO2能被卡爾文循環再利用，以維持糖類等有機物的合成。6．(2022·山東，21)強光條件下，植物吸收的光能若超過光合作用的利用量，過剩的光能可導致植物光合作用強度下降，出現光抑制現象。為探索油菜素內酯(BR)對光抑制的影響機制，將長勢相同的蘋果幼苗進行分組和處理，如表所示，其中試劑L可抑制光反應關鍵蛋白的合成。各組幼苗均在溫度適宜、水分充足的條件下用強光照射，實驗結果如圖所示。(1)光可以被蘋果幼苗葉片中的色素吸收，分離蘋果幼苗葉肉細胞中的色素時，隨層析液在濾紙上擴散速度最快的色素主要吸收的光的顏色是__________。(2)強光照射后短時間內，蘋果幼苗光合作用暗反應達到一定速率后不再增加，但氧氣的產生速率繼續增加。蘋果幼苗光合作用暗反應速率不再增加，可能的原因有__________________、________________(答出2種原因即可)；氧氣的產生速率繼續增加的原因是__________。(3)據圖分析，與甲組相比，乙組加入BR后光抑制________(填“增強”或“減弱”)；乙組與丙組相比，說明BR可能通過____________________________發揮作用。答案(1)藍紫光(2)NADPH、ATP等的濃度不再增加CO2濃度有限光能的吸收速率繼續增加，使水的光解速率繼續增加(3)減弱促進光反應中關鍵蛋白的合成解析(1)蘋果幼苗葉肉細胞中的色素有葉綠素a、葉綠素b、葉黃素、胡蘿卜素，其中胡蘿卜素在層析液中的溶解度最大，故色素分離時，隨層析液在濾紙上擴散速度最快的色素是胡蘿卜素，主要吸收藍紫光。(3)據圖分析，與甲組相比，乙組加入BR后光合作用強度較高，說明加入BR后光抑制減弱；乙組用BR處理，丙組用BR和試劑L處理，與乙組相比，丙組光合作用強度較低，由于試劑L可抑制光反應關鍵蛋白的合成，說明BR可能是通過促進光反應關鍵蛋白的合成發揮作用的。拓展延伸光抑制植物的光合系統所接受的光能超過光合作用所能利用的量時，光合功能便降低，這就是光合作用的光抑制。(1)光抑制機理：光合系統的破壞，PSⅡ是光破壞的主要場所。發生光破壞后的結果：電子傳遞受阻，光合效率下降。(2)光抑制的主要防御機制①減少光吸收，植物體也可以通過葉運動(減少葉片與主莖的夾角)或葉綠體運動這種對強光的快速響應以減少對光的吸收，從而避免光抑制。②增加熱耗散：a.當依賴能量的葉綠素熒光猝滅增加時，通過增加激發能的熱耗散可以部分避免光抑制。降低光飽和條件下的PSⅡ的光化學效率，可以避免光抑制破壞的發生。b.在強光下非光輻射能量耗散增加的同時，玉米黃素含量增加，玉米黃素與激發態的葉綠素作用，從而耗散其激發能，保護光合機構免受過量光能破壞。③進行光呼吸：C3植物的光呼吸有很高的能量需求。光呼吸可以防止強光和CO2虧缺條件下發生光抑制。1．探究光照強度對光合作用強度影響的實驗中，抽出小圓葉片細胞間氣體后先放在黑暗下的目的是防止提前進行光合作用。給予光照一段時間后葉片上升的原因是光合作用產生的氧氣大于細胞呼吸消耗的氧氣，細胞間隙充滿氧氣，所以葉片上浮。該實驗中NaHCO3的作用是給光合作用提供CO2，密閉的液滴移動裝置中NaHCO3的作用是保持CO2濃度穩定。2．影響光合速率的外界因素主要是光照強度、溫度、CO2濃度等。3．“正其行，通其風”是通過提高二氧化碳濃度來提高光合作用速率的。夜晚適當降低溫度是為了減少細胞呼吸有機物的消耗來增加一天中有機物的積累量。4．整個植株表現為單位時間內CO2吸收量為0時，該植株葉肉細胞的光合作用強度大于(填“大于”“等于”或“小于”)葉肉細胞的細胞呼吸強度，原因是該條件下葉肉細胞的光合速率等于整個植株的細胞呼吸速率，因此葉肉細胞的光合速率大于葉肉細胞的呼吸速率。5．(2018·全國Ⅲ，29節選)植物的葉面積與產量關系密切。葉面積系數(單位土地面積上的葉面積總和)與植物群體光合速率、呼吸速率及干物質積累速率之間的關系如圖所示。由圖可知，當葉面積系數小于a時，隨葉面積系數增加，群體光合速率和干物質積累速率均增加。當葉面積系數超過b時，群體干物質積累速率降低，其原因是群體光合速率不變，但群體呼吸速率仍在增加，故群體干物質積累速率降低。6．(2020·全國Ⅰ，30節選)農業生產常采用間作(同一生長期內，在同一塊農田上間隔種植兩種作物)的方法提高農田的光能利用率。現有4種作物，在正常條件下生長能達到的株高和光飽和點(光合速率達到最大時所需的光照強度)見下表。從提高光能利用率的角度考慮，最適合進行間作的兩種作物是A和C，選擇這兩種作物的理由是作物A光飽和點高且長得高，可利用上層光照進行光合作用；作物C光飽和點低且長得矮，與作物A間作后，能利用下層的弱光進行光合作用。作物ABCD株高/cm1706559165光飽和點/(μmol·m－2·s－1)120011805606237.(2019·全國Ⅰ，29)將生長在水分正常土壤中的某植物通過減少澆水進行干旱處理，該植物根細胞中溶質濃度增大，葉片中的脫落酸(ABA)含量增高，葉片氣孔開度減小。與干旱處理前相比，干旱處理后該植物的光合速率會降低，出現這種變化的原因是氣孔開度減小使供應給光合作用所需的CO2減少。8．在光照條件下，葉肉細胞中還會進行光呼吸，即O2與CO2競爭性結合RuBP(C5)，O2與RuBP(C5)在Rubisco催化作用下經一系列反應釋放CO2的過程，該過程會消耗ATP和NADPH，因此提高農作物的產量需要降低光呼吸。(1)增施有機肥可以降低光呼吸，理由是有機肥被微生物分解后，使CO2濃度升高，促進Rubisco催化RuBP(C5)與CO2反應，從而降低光呼吸。(2)從反應條件和能量來看光呼吸與有氧呼吸的區別在于光呼吸需要在光照條件下進行，且消耗能量；而有氧呼吸在有光或無光條件下都能進行，且釋放能量。課時精練一、選擇題：每小題給出的四個選項中只有一個符合題目要求。1.如圖所示裝置可用來探究光照強度對光合作用強度的影響。根據該圖的材料及設置，下列說法錯誤的是()A．葉圓片上浮說明葉肉細胞的光合作用強度等于細胞呼吸強度B．實驗前將各葉圓片內的氣體排出，其目的是排除原有氣體對實驗結果的干擾C．最直接的凈光合速率觀測指標是相同時間內葉圓片上浮的數量D．此裝置也可以用于探究CO2濃度對光合作用強度的影響答案A解析葉圓片上浮說明葉肉細胞的光合作用強度大于細胞呼吸強度，A錯誤。2．(2023·北京，3)在兩種光照強度下，不同溫度對某植物CO2吸收速率的影響如圖。對此圖理解錯誤的是()A．在低光強下，CO2吸收速率隨葉溫升高而下降的原因是呼吸速率上升B．在高光強下，M點左側CO2吸收速率升高與光合酶活性增強相關C．在圖中兩個CP點處，植物均不能進行光合作用D．圖中M點處光合速率與呼吸速率的差值最大答案C解析CO2吸收速率代表凈光合速率，在低光強下，CO2吸收速率隨葉溫升高而下降的原因是呼吸速率上升，植物需要從外界吸收的CO2減少，A正確；在高光強下，M點左側CO2吸收速率升高，主要原因是隨著溫度的升高，光合酶的活性增強，B正確；CP點代表呼吸速率等于光合速率，植物可以進行光合作用，C錯誤；圖中M點處CO2吸收速率最大，即凈光合速率最大，光合速率與呼吸速率的差值最大，D正確。3．(2023·湖北，11)高溫是制約世界糧食安全的因素之一，高溫往往使植物葉片變黃、變褐。研究發現平均氣溫每升高1℃，水稻、小麥等作物減產約3%～8%。關于高溫下作物減產的原因，下列敘述錯誤的是()A．細胞呼吸變強，消耗大量養分B．光合作用強度減弱，有機物合成減少C．蒸騰作用增強，植物易失水發生萎蔫D．葉綠素降解，光反應生成的NADH和ATP減少答案D解析在一定溫度范圍內，隨著溫度的升高，呼吸酶的活性增強，細胞呼吸變強，消耗大量養分，A正確；高溫使氣孔導度變小，光合作用強度減弱，有機物合成減少，B正確；高溫使作物蒸騰作用增強，植物易失水發生萎蔫，C正確；高溫使作物葉綠素降解，光反應生成的NADPH和ATP減少，D錯誤。4．(2021·湖南，7)綠色植物的光合作用是在葉綠體內進行的一系列能量和物質轉化過程。下列敘述錯誤的是()A．弱光條件下植物沒有O2的釋放，說明未進行光合作用B．在暗反應階段，CO2不能直接被還原C．在禾谷類作物開花期剪掉部分花穗，葉片的光合速率會暫時下降D．合理密植和增施有機肥能提高農作物的光合作用強度答案A解析弱光條件下植物沒有O2的釋放，有可能是光合作用強度小于或等于細胞呼吸強度，光合作用產生的氧氣被細胞呼吸消耗完，此時植物雖然進行了光合作用，但是沒有O2的釋放，A錯誤；CO2性質不活潑，在暗反應階段，一個CO2分子被一個C5分子固定以后，很快形成兩個C3分子，在有關酶的催化作用下，C3接受ATP釋放的能量并且被NADPH還原，因此CO2不能直接被還原，B正確；在禾谷類作物開花期剪掉部分花穗，光合作用產物輸出受阻，葉片的光合速率會暫時下降，C正確；合理密植可以充分利用光照，增施有機肥可以為植物提供礦質元素和CO2，這些措施均能提高農作物的光合作用強度，D正確。5．(2024·永州高三期中)已知小麥光合作用最適溫度為25℃，細胞呼吸最適溫度為30℃，科學家研究小麥30℃時光照強度與光合作用強度的關系，得到如圖所示曲線。下列有關敘述錯誤的是()A．在25℃條件下研究時，cd段位置會上移，a點會上移B．b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點將向左移動D．c點之后小麥光合作用強度不再增加可能與光合色素的量有關答案C解析Mg是構成葉綠素的元素，其他條件適宜，當植物缺Mg時，葉綠素含量減少，光合作用強度減弱，細胞呼吸強度不變，b點將向右移動，C錯誤。6．在農業生產上常常施用一定量的無機肥來達到增產的目的。為了研究無機肥對植物生長發育的影響，科研小組將無機肥溶于土壤浸出液配制了不同濃度的鹽溶液，利用這些鹽溶液進行了相關實驗，結果如表。下列說法正確的是()鹽濃度/(mmol·L－1)最大光合速率/[μmol(CO2)·m－2·s－1]呼吸速率/[μmol(CO2)·m－2·s－1]0(對照)31.651.44100(低鹽)36.591.37500(中鹽)31.751.59900(高鹽)14.452.63A.細胞中大多數無機鹽以化合物形式存在B．植物的呼吸速率是通過根細胞呼吸產生的CO2量來測定C．與對照組相比，植物在低鹽條件下產生和消耗的有機物更多D．高鹽條件下植物細胞失水，氣孔關閉，導致最大光合速率下降答案D解析植物的呼吸速率應該是測定整株植物，即所有細胞的呼吸速率，而不是只測定根細胞的呼吸速率，B錯誤；在低鹽條件下，植物的最大光合速率比對照組大，而呼吸速率比對照組小，產生的有機物更多，而消耗的有機物更少，C錯誤。二、選擇題：每小題給出的四個選項中有一個或多個符合題目要求。7．(2024·東營高三期中)為了解干旱脅迫對馬尾松幼苗的生長、生理及光合特性的影響，某小組以1年生馬尾松幼苗為實驗材料，采用溫室土培盆栽進行干旱脅迫處理，按如圖所示方案進行實驗，分別測定脅迫0、15、30、45、60d時的相關指標。下列分析錯誤的是()A．該實驗的自變量有光照時間、干旱脅迫時間、干旱程度B．與對照組相比，T1、T2和T3組各測量指標的總體變化趨勢可能存在差異C．丙二醛含量增加，提高了細胞滲透壓，這有利于幼苗適應干旱環境D．只要馬尾松幼苗針葉的糖類合成量大于其消耗量，幼苗的干重就會不斷增加答案ACD解析本實驗的自變量是干旱脅迫時間和含水量(干旱程度)，不包括光照時間，A錯誤；與對照組相比，T1、T2、T3組的生長和光合指標的測量值會下降，而生理指標的測量值會上升，B正確；丙二醛是膜脂過氧化產物，其含量與生物膜受損程度呈正相關，丙二醛含量增加，生物膜結構受損程度增加，將不利于幼苗適應干旱環境，C錯誤；馬尾松幼苗針葉的糖類合成量大于其消耗量，幼苗的干重也不一定會不斷增加，因為幼苗植株中還有許多細胞不能合成有機物，只消耗有機物，D錯誤。8．(2024·湘潭高三聯考)研究發現，植物在高鹽環境中會產生大量的活性氧，如過氧化氫等。活性氧會攻擊磷脂分子，影響植物的光合作用。為了研究褪黑素對鹽脅迫下紫花苜蓿光合作用和生理指標的影響，科研人員用中苜1號和WL903兩種紫花苜蓿為材料，設置了對照組(CK組)、NaCl組(200mmol/LNaCl＋1/2Hoagland營養液)和MT組(100μmol/L褪黑素＋200mmol/LNaCl＋1/2Hoagland營養液)進行實驗，結果如圖所示。下列敘述不正確的是()A．CK組需要添加等量的1/2Hoagland營養液B．由圖可知，鹽脅迫能降低紫花苜蓿的光合作用速率C．在鹽脅迫下，WL903具有更強的抗逆性D．褪黑素能緩解鹽脅迫下活性氧對光合作用相關膜結構的損傷答案C解析對照組(CK組)的處理是沒有鹽脅迫也不加褪黑素，其他條件不變，故需要添加等量的1/2Hoagland營養液，A正確；鹽脅迫的環境即只添加NaCl的組，即NaCl組，與CK組相比，中苜1號和WL903的凈光合速率均低于CK組，B正確；WL903與中苜1號相比，有鹽脅迫時，凈光合速率和CAT活性均比中苜1號低，說明WL903抗逆性更弱，C錯誤；MT組凈光合速率和CAT活性均比NaCl組高，說明褪黑素能緩解鹽脅迫下活性氧對光合作用相關膜結構的損傷，D正確。9．(2024·益陽高三質檢)植物在光照、高氧及低二氧化碳情況下可以發生五碳化合物與氧氣結合而阻止暗反應的過程。為了研究某種樹木樹冠上、下層葉片光合作用的特性，某同學選取來自樹冠不同層的甲、乙兩種葉片，分別測定其凈光合速率，結果如圖所示。下列敘述正確的是()A．甲葉片是樹冠下層葉，乙葉片是樹冠上層葉B．實驗選材時，所選取的甲、乙兩種葉片面積必須相同C．a、b兩點，相同面積的甲、乙兩種葉片的葉綠體吸收CO2的速率相等D．c、d兩點，相同面積的甲葉片的葉綠體釋放O2的速率可能相等答案AD解析甲葉片的凈光合速率達到最大時所需光照強度低于乙葉片，因此甲葉片來自樹冠下層，乙葉片來自樹冠上層，A正確；實驗選材時，所選取的甲、乙兩種葉片面積不需要相同，因為凈光合速率與葉片面積無關，B錯誤；a、b兩點，相同面積的甲、乙兩種葉片的葉綠體吸收CO2的速率不相等，因為此時凈光合速率為0，所以吸收CO2的速率等于光照強度為0時的凈光合速率的絕對值，C錯誤；c、d兩點，相同面積的甲葉片的葉綠體釋放O2的速率可能相等，因為葉片內葉綠體的數目不確定，所以單個葉綠體釋放O2的速率可能相等，D正確。三、非選擇題10．(2023·廣東，18)光合作用機理是作物高產的重要理論基礎。大田常規栽培時，水稻野生型(WT)的產量和黃綠葉突變體(ygl)的產量差異不明顯，但在高密度栽培條件下ygl產量更高，其相關生理特征見下表和圖(光飽和點：光合速率不再隨光照強度增加時的光照強度；光補償點：光合過程中吸收的CO2與呼吸過程中釋放的CO2等量時的光照強度)。水稻材料葉綠素(mg/g)類胡蘿卜素(mg/g)類胡蘿卜素/葉綠素WT4.080.630.15ygl1.730.470.27分析圖表，回答下列問題：(1)ygl葉色黃綠的原因包括葉綠素含量較低和______________________，葉片主要吸收可見光中的________光。(2)光照強度逐漸增加達到2000μmol·m－2·s－1時，ygl的凈光合速率較WT更高，但兩者凈光合速率都不再隨光照強度的增加而增加，比較兩者的光飽和點，可得ygl________WT(填“高于”“低于”或“等于”)。ygl有較高的光補償點，可能的原因是葉綠素含量較低和________________________________________________________________________。(3)與WT相比，ygl葉綠素含量低，高密度栽培條件下，更多的光可到達下層葉片，且ygl群體的凈光合速率較高，表明該群體______________，是其高產的原因之一。(4)試分析在0～50μmol·m－2·s－1范圍的低光照強度下，WT和ygl凈光合速率的變化，在給出的坐標系中繪制凈光合速率趨勢曲線。在此基礎上，分析圖a和你繪制的曲線，比較高光照強度和低光照強度條件下WT和ygl的凈光合速率，提出一個科學問題：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)類胡蘿卜素/葉綠素比值上升藍紫(2)高于呼吸速率較高(3)有機物積累較多(4)如圖所示為什么達到光飽和點時，ygl的凈光合速率高于WT解析(1)根據表格信息可知，ygl植株葉綠素含量較低且類胡蘿卜素/葉綠素比值比較高，故葉片呈現黃綠色。葉綠素主要吸收紅光和藍紫光，類胡蘿卜素主要吸收藍紫光，由ygl葉片呈黃綠色可推測，葉片主要吸收藍紫光。(2)根據圖a凈光合速率曲線變化可知，WT先到達光飽和點，即ygl的光飽和點高于WT。光補償點是光合速率等于呼吸速率時的光照強度，ygl有較高的光補償點，可能原因是一方面光合速率偏低，另一方面是呼吸速率較高，結合題意可知，ygl有較高的光補償點是因為葉綠素含量較低導致相同光照強度下光合速率較低，且由圖c可知ygl呼吸速率較高。(3)ygl凈光合速率較高則有機物的積累量較多，更有利于植株生長發育，因此其產量較高。(4)由于ygl呼吸速率較高，且有較高的光補償點，因此在0～50μmol·m－2·s－1范圍的低光照強度下，WT和ygl的凈光合速率趨勢曲線圖如答案所示。根據兩圖可提出問題：為什么達到光飽和點時，ygl的凈光合速率高于WT?11．(2021·山東，21)光照條件下，葉肉細胞中O2與CO2競爭性結合C5，O2與C5結合后經一系列反應釋放CO2的過程稱為光呼吸。向水稻葉面噴施不同濃度的光呼吸抑制劑SoBS溶液，相應的光合作用強度和光呼吸強度見下表。光合作用強度用固定的CO2量表示，SoBS溶液處理對葉片細胞呼吸的影響忽略不計。SoBS濃度(mg/L)0100200300400500600光合作用強度(CO2μmol·m－2·s－1)18.920.920.718.717.616.515.7光呼吸強度(CO2μmol·m－2·s－1)6.46.25.85.55.24.84.3(1)光呼吸中C5與O2結合的反應發生在葉綠體的__________中。正常進行光合作用的水稻，突然停止光照，葉片CO2釋放量先增加后降低，CO2釋放量增加的原因是_______________________________________________________________________________。(2)與未噴施SoBS溶液相比，噴施100mg/LSoBS溶液的水稻葉片吸收和放出CO2量相等時所需的光照強度______(填“高”或“低”)，據表分析，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)光呼吸會消耗光合作用過程中的有機物，農業生產中可通過適當抑制光呼吸以增加作物產量。為探究SoBS溶液利于增產的最適噴施濃度，據表分析，應在__