資源簡介

【備考2024】生物高考一輪復習
第10講　光合作用與能量轉化(Ⅱ)
[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實驗：探究不同環境因素對光合作用的影響
[核心素養](教師用書獨具) 1.通過分析光合作用與細胞呼吸的關系，形成結構與功能相適應、物質與能量相互依存的生命觀念。(生命觀念)2．構建光照強度、二氧化碳濃度和溫度等對光合作用強度影響的曲線模型。(科學思維)3．通過探究光照強度等環境因素對光合作用速率影響實驗，培養學生實驗設計和分析能力。(科學探究)4．基于光合作用與細胞呼吸關系的學習，解決合理密植、合理施肥等生產生活實踐問題，指導農業生產。(社會責任)
考點1　光合作用的影響因素及應用
一、光合作用的強度
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．衡量指標
(1)光合速率：單位時間、單位葉面積吸收CO2的量或放出O2的量或有機物的凈增量。
(2)光合生產率(又稱凈同化率)：植物在較長時間(一晝夜或一周)內，單位葉面積生產的干物質量。光合生產率比光合速率低，因為要去掉呼吸等消耗。
二、影響光合作用強度的因素
1．影響光合作用原料(水、CO2)、動力(光能)供應的因素：環境中CO2濃度、葉片氣孔開閉情況、光照強度、光質和光照時間等。
2．影響葉綠體的形成和結構的因素：無機營養、病蟲害等。
3．影響酶活性的因素：溫度、pH等。
1．生長于較弱光照條件下的植物，當提高CO2濃度時，其光合速率未隨之增加，主要限制因素是光照強度。 (√)
2．延長光照時間能提高光合作用強度。 (×)
提示：延長光照時間只能提高光合作用的產物量，不能提高光合作用強度。
3．植物體從土壤中吸收的水分主要用于光合作用。 (×)
提示：植物體從土壤中吸收的水分主要用于蒸騰作用。
4．停止供水，植物光合速率下降，這是由于水既是光合作用的原料，又是光合產物在植物體內運輸的主要介質。 (√)
5．夏季晴天，植物出現光合“午休”現象的主要原因是環境中CO2濃度過低。 (×)
提示：出現光合“午休”現象是因為夏季中午溫度過高，引起氣孔關閉，CO2吸收減少，而不是環境中CO2濃度過低。
如圖是在夏季晴朗的白天，某種綠色植物葉片光合作用強度的曲線圖。分析曲線圖并回答問題：(必修1　P106“拓展應用”)
(1)7～10時的光合作用強度不斷增強的原因是________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________。
(2)10～12時左右的光合作用強度明顯減弱的原因是____________________
_________________________________________________________________
________________________________________________________________。
(3)14～17時的光合作用強度不斷下降的原因是________________________
_________________________________________________________________
________________________________________________________________。
提示：(1)光照強度逐漸增大　(2)此時溫度很高，導致氣孔大量關閉，CO2無法進入葉片組織，致使光合作用暗反應受到限制　(3)光照強度不斷減弱
1．在北方的冬暖大棚中施用有機肥有哪些益處？(至少說出兩點)__________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
提示：有機肥中的有機物被土壤中的微生物分解成各種礦質元素，增加了土壤的肥力，另外還釋放出熱量和CO2，增加了大棚內的溫度和CO2濃度，有利于光合作用
2．土壤板結，光合速率下降的原因是________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
提示：土壤板結，導致土壤中缺氧，根細胞進行無氧呼吸，產生的ATP減少，供給根細胞用于礦質元素吸收的能量減少，光合色素的合成和酶數量減少，光合作用減弱
1．光照強度對光合作用的影響及應用
(1)原理：光照強度影響光反應階段，制約ATP及NADPH的產生，進而制約暗反應。
(2)曲線分析
①A點：光照強度為0，只進行細胞呼吸，AB段光合作用強度小于細胞呼吸強度；
B點：光補償點(光合作用強度與細胞呼吸強度相等時的光照強度)；
BD段：光合作用強度大于細胞呼吸強度；
C點：光飽和點(光照強度達到C點后，光合作用強度不再隨著光照強度的增大而加強)。
②實線表示陽生植物，虛線表示陰生植物。
(3)應用：陰生植物的光補償點和光飽和點都較陽生植物低，間作套種農作物和冬季溫室栽培等都可合理利用光能。
2．CO2濃度對光合作用的影響及應用
(1)原理：CO2濃度通過影響暗反應階段，制約C3的生成。
(2)曲線分析
圖甲　　　　　　　　　圖乙
圖甲中A點表示光合作用速率等于細胞呼吸速率時的CO2濃度，即CO2補償點，而圖乙中的A′點表示進行光合作用所需CO2的最低濃度；兩圖中的B點和B′點都表示CO2飽和點，兩圖都表示在一定范圍內，光合作用速率隨CO2濃度增加而增大。
(3)應用
①大田要“正其行，通其風”，多施有機肥。
②溫室內可通過放干冰，使用CO2生成器，施用農家肥，與豬舍、雞舍連通等方法適當提高CO2濃度。
3．溫度對光合作用的影響及應用
(1)原理：溫度通過影響光合酶的活性影響光合作用強度。
(2)曲線分析
光合作用強度和細胞呼吸強度都受溫度的影響，但光合作用相關酶對溫度反應更為敏感。
(3)應用：溫室栽培植物時，白天調到光合作用最適溫度，以提高光合作用強度；晚上適當降低溫室內溫度，以降低細胞呼吸強度，保證植物有機物的積累。
4．水對光合作用的影響及應用
(1)原理：水既是光合作用的原料，又是體內各種化學反應的介質，如植物缺水導致萎蔫，使光合速率下降。另外，水分還能影響氣孔的開閉，間接影響CO2進入植物體內。
(2)曲線分析
圖1　　　　　　　　　　圖2
圖1表明在農業生產中，可根據作物的需水規律，合理灌溉。圖2曲線上E處光合作用強度暫時降低，是因為溫度高，氣孔關閉，影響了CO2的供應。
(3)應用：預防干旱，合理灌溉。
5．礦質元素對光合作用的影響及應用
(1)原理：礦質元素是參與光合作用的許多重要化合物的組成成分，缺乏會影響光合作用的進行。例如，N是酶的組成元素，N、P是ATP、磷脂的組成元素，Mg是葉綠素的組成元素等。
(2)曲線分析
在一定濃度范圍內，增大必需礦質元素的供應，可提高光合作用強度；但當超過一定濃度后，會因土壤溶液的濃度過高，植物滲透失水導致植物光合作用強度下降。
(3)應用：合理施肥、補充土壤中的礦質元素。
6．光照強度、CO2濃度和溫度對光合作用的綜合影響及應用
(1)常見曲線
圖中：A．高CO2濃度　b．中CO2濃度　c．低CO2濃度
①高光強　②中光強　③低光強
(2)曲線分析
P點：限制光合速率的因素應為橫坐標所表示的因子，隨著因子的不斷加強，光合速率不斷提高。
Q點：橫坐標所表示的因子不再是影響光合速率的因素，影響因素主要為各曲線所表示的因子。
(3)應用：溫室栽培時，在一定光照強度下，白天適當提高溫度，增加光合酶的活性，提高光合速率，也可同時適當增加CO2濃度，進一步提高光合速率；當溫度適宜時，可適當增加光照強度和CO2濃度以提高光合速率。
7．光合作用與細胞呼吸曲線中的“關鍵點”移動
(1)細胞呼吸對應點(A點)的移動：細胞呼吸增強，A點下移；細胞呼吸減弱，A點上移。
(2)補償點(B點)的移動
①細胞呼吸速率增加，其他條件不變時，CO2(或光)補償點應右移，反之左移。
②細胞呼吸速率基本不變，相關條件的改變使光合速率下降時，CO2(或光)補償點應右移，反之左移。
(3)飽和點(C點)和D點的移動：相關條件的改變(如增大光照強度或增大CO2濃度)使光合速率增大時，C點右移，D點上移的同時右移；反之，移動方向相反。
1．生長環境中的CO2濃度由1%降低到0.03%時，植物的光飽和點和光補償點如何變化，原因是什么？
提示：光飽和點降低，因為CO2濃度降低時，暗反應的強度低，所需要的ATP和NADPH少。光補償點升高，因為在合成有機物的量不變時，CO2濃度降低，所需要的光照強度增大。
2．有研究表明，干旱條件下氣孔開度減小不是由缺水直接引起的，而是由ABA引起的。請以該種植物的ABA缺失突變體(不能合成ABA)植株為材料，設計實驗來驗證這一結論。要求簡要寫出實驗思路和預期結果。
提示：取ABA缺失突變體植株在正常條件下測定氣孔開度，經干旱處理后，再測定氣孔開度。　預期結果是干旱處理前后氣孔開度不變。　將上述干旱處理的ABA缺失突變體植株分成兩組，在干旱條件下，一組進行ABA處理，另一組作為對照組，一段時間后，分別測定兩組的氣孔開度。　預期結果是ABA處理組氣孔開度減小，對照組氣孔開度不變。
考查環境因素影響光合作用的坐標曲線分析
1．(2021·石家莊調研)在溫度、水分適宜的條件下，某種植物單個葉片光合速率隨光照強度的變化趨勢如圖所示。下列分析錯誤的是(　　)
A．當光照強度小于A時，葉片光合作用固定CO2的速率大于呼吸產生CO2的速率
B．當光照強度大于B時，葉片光合速率不再增加可能是由于光合色素含量有限
C．當光照強度大于B時，葉片光合速率不再增加可能是由于環境CO2供應不足
D．在大棚中種植該植物時，為利于作物群體的生長應將光照強度設置為適當大于B
A　[當光照強度小于A時，光合速率小于呼吸速率，即葉片光合作用固定CO2的速率小于呼吸作用產生CO2的速率，A錯誤；當光照強度大于B時，葉片光合速率不再增加，此時光照強度不再是限制因素，其內因可能是光合色素含量有限，B正確；當光照強度大于B時，葉片光合速率不再增加，此時光照強度不再是限制因素，其外因可能是環境CO2供應不足，C正確；圖中B點為單個葉片的光飽和點，在大棚中種植該植物時，葉片之間存在相互遮光，為提高群體光合速率，應將大棚內的光照強度設置為適當大于B，D正確。]
2．(2021·山東實驗中學檢測)中國是生產稻米最多的國家，增加水稻的產量一直是科研人員研究的主要課題。圖1是將玉米的PEPC酶(與CO2的固定有關)基因與PPDK酶(催化CO2初級受體——PEP的生成)基因導入水稻后，在某一溫度下測得光照強度對轉雙基因水稻和原種水稻的光合速率影響。圖2是在光照為1 000 Lux下測得溫度影響光合速率的變化曲線。請據圖分析回答下列問題：
圖1
圖2
(1)圖1中原種水稻A點以后限制光合作用的主要環境因素為________。轉雙基因水稻________(填“能”或“不能”)通過提高相關酶的最適溫度來增強光合速率。
(2)在溫度25 ℃條件下，重復圖1相關實驗，A點會向________移動，推測原因是_______________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(3)據圖分析，轉雙基因水稻與原種水稻相比更適宜栽種在______________環境中。研究者提取并分離了這兩種植株的等質量葉片的光合色素，通過觀察比較________________發現兩種植株各種色素含量無顯著差異，則可推斷轉雙基因水稻是通過促進________來提高光合速率。
[解析]　(1)圖1中原種水稻A點以后光合速率不再隨光照強度的增加而增加，說明光照強度不再是影響光合速率的因素，A點以后限制光合作用的主要環境因素為CO2濃度，環境溫度是不能控制的，因此轉雙基因水稻不能通過提高相關酶的最適溫度來增強光合速率。(2)圖2是在光照為1 000 Lux下測定的結果，圖1中1 000 Lux的光強下原種水稻的凈光合速率是20，圖2中凈光合速率為20時的溫度為30 ℃，判斷圖1是在30 ℃測定的結果。(3)通過對圖1和圖2中原種水稻和轉雙基因水稻的凈光合速率的比較，可以看出轉雙基因水稻與原種水稻相比更適宜栽種在強光照和高溫環境中。兩種植株各種色素含量無顯著差異，提取并分離兩種植株的等質量葉片的光合色素，在濾紙條上的色素帶的寬度，才能得出兩種植株各種色素含量無顯著差異的結論。轉雙基因水稻是通過促進暗反應速率來提高光合速率的。
[答案]　(1)CO2濃度　不能　(2)左下　圖1中1 000 Lux的光強下原種水稻的凈光合速率是20，結合圖2判斷圖1是在30 ℃下測定的，在25 ℃時，該水稻的凈光合速率小于20，所以A點會向左下移　(3)強光照和高溫　各種光合色素的含量　暗反應
考查環境因素影響光合作用的實驗分析
3．(2021·石家莊模擬)為了探究CO2對葉綠體代謝和光合作用的影響，研究人員將番茄植株置于CO2濃度分別為400 μL·L－1和1 000 μL·L－1的培養室中，生長一段時間后，測定葉綠體中光合色素含量、淀粉合成量和植株高度等指標，結果如表所示，下列敘述正確的是(　　)
CO2濃度(μL·L－1) 葉綠素a(μg·m－2) 葉綠素b(μg·m－2) 淀粉合成量(μg·m－2) 植株高度(cm)
400 43.5 11.9 40.7 26.8
1 000 35.2 9.4 50.5 41.4
A．高濃度CO2增強了葉綠體的光吸收能力
B．據此推測，日光溫室中補充適量CO2能夠有效提高農作物有機物合成量
C．高濃度CO2降低了色素的含量及葉綠素a/b的值
D．高濃度CO2對于葉綠體基質中進行的卡爾文循環具有抑制作用
B　[依照題意，高濃度的CO2導致葉綠素a和葉綠素b的含量降低，從而降低了葉綠體的光吸收能力，A錯誤；依照表格中的數據，增加CO2的濃度，會使淀粉(有機物)合成量增加，據此推測，在日光溫室中補充適量CO2可以有效提高農作物的有機物合成量，B正確；高濃度CO2雖然降低了光合色素的含量，但升高了葉綠素a/b的值，C錯誤；CO2是暗反應(卡爾文循環)的底物，高濃度的CO2會促進卡爾文循環，D錯誤。]
4．(2021·河北選擇性考試)為探究水和氮對光合作用的影響，研究者將一批長勢相同的玉米植株隨機均分成三組，在限制水肥的條件下做如下處理：(1)對照組；(2)施氮組，補充尿素(12 g·m－2)；(3)水＋氮組，補充尿素(12 g·m－2)同時補水。檢測相關生理指標，結果見下表。
生理指標 對照組 施氮組 水＋氮組
自由水/結合水 6.2 6.8 7.8
氣孔導度(mmol·m－2·s－1) 85 65 196
葉綠素含量(mg·g－1) 9.8 11.8 12.6
RuBP羧化酶活性(μmol·h－1·g－1) 316 640 716
光合速率(μmol·m－2·s－1) 6.5 8.5 11.4
注：氣孔導度反映氣孔開放的程度。
回答下列問題：
(1)植物細胞中自由水的生理作用包括_________________________(寫出兩點即可)等。補充水分可以促進玉米根系對氮的________，提高植株氮供應水平。
(2)參與光合作用的很多分子都含有氮。氮與________離子參與組成的環式結構使葉綠素能夠吸收光能，用于驅動______________兩種物質的合成以及________的分解；RuBP羧化酶將CO2轉變為羧基加到________分子上，反應形成的產物被還原為糖類。
(3)施氮同時補充水分增加了光合速率，這需要足量的CO2供應。據實驗結果分析，葉肉細胞CO2供應量增加的原因是_____________________________
____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
[解析]　(1)自由水是細胞內的良好溶劑，許多種物質溶解在自由水中；細胞內的許多生化反應也都需要水的參與，如光合作用、細胞呼吸等；植物的大多數細胞必須浸潤在以水為基礎的液體環境中；自由水在植物體內的流動還可以運送營養物質和代謝廢物。氮肥可溶解在水中，補充水分可以促進玉米根系對氮的吸收和運輸，從而提高植株氮供應水平。(2)鎂是組成葉綠素的重要元素，在葉綠體類囊體薄膜上，利用色素捕獲的光能可進行水的光解，產生NADPH和ATP。暗反應進行時，CO2在RuBP羧化酶的作用下與C5結合形成C3，C3最終被還原成糖類。(3)葉綠體吸收光能的能力加強，水的光解速率加快，使得光反應速率加快，還原CO2的速率加快；施氮同時補充水分使氣孔導度增大，有利于外界CO2進入葉肉細胞，為暗反應提供原料。
[答案]　(1)是細胞內的良好溶劑；參與細胞內的某些生化反應；為細胞提供液體環境；運送營養物質和代謝廢物(寫出兩點即可)　吸收和運輸　(2)鎂　NADPH和ATP　水　C5　(3)葉綠體吸收光能的能力加強，水的光解速率加快，使得光反應速率加快，還原CO2的速率加快；施氮同時補充水分使氣孔導度增大，有利于外界CO2進入葉肉細胞，為暗反應提供原料
考查光合作用影響因素的生產應用
5．(2021·張掖檢測)下列關于生物學原理在農業生產上的應用，敘述錯誤的是(　　)
A．“一次施肥不能太多”，避免土壤溶液濃度過高，引起燒苗現象
B．“低溫、干燥、無氧儲存種子”，更能降低細胞呼吸，減少有機物的消耗
C．“正其行，通其風”，能為植物提供更多的CO2以提高光合作用效率
D．“輪作”是利用了不同作物根系對礦物營養元素吸收的差異，從而避免土壤肥力下降
B　[一次施肥太多，會導致土壤溶液濃度過高，導致細胞失水，即燒苗現象，A正確；儲存種子需要在低溫、干燥、低氧的環境中，B錯誤；“正其行，通其風”，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礦質營養元素的吸收的差異性，避免土壤肥力下降，D正確。]
6．(2021·遼寧選擇性考試)植物工廠是通過光調控和通風控溫等措施進行精細管理的高效農業生產系統，常采用無土栽培技術。下列有關敘述錯誤的是(　　)
A．可根據植物生長特點調控光的波長和光照強度
B．應保持培養液與植物根部細胞的細胞液濃度相同
C．合理控制晝夜溫差有利于提高作物產量
D．適時通風可提高生產系統內的CO2濃度
B　[不同植物對光的波長和光照強度的需求不同，可根據植物生長特點調控光的波長和光照強度，A正確；為保證植物的根能夠正常吸收水分，該系統應控制培養液的濃度小于植物根部細胞的細胞液濃度，B錯誤；適當提高白天的溫度可以促進光合作用的進行，讓植物合成更多的有機物，而夜晚適當降溫則可以抑制其呼吸作用，使其少分解有機物，合理控制晝夜溫差有利于提高作物產量，C正確；適時通風可提高生產系統內的CO2濃度，進而提高光合作用的速率，D正確。]
考點2　(探究·實踐)探究環境因素對光合作用強度的影響
1．實驗原理
(1)利用抽氣法排出葉片細胞間隙中的氣體，使其沉入水中。
(2)通過LED臺燈與燒杯之間的距離控制光照強度。
(3)光合作用的過程中產生O2的多少與光合作用強度密切相關，O2積累在細胞間隙從而使下沉的葉片上浮。因此可依據一定時間內小圓形葉片上浮的數量，來比較光合作用強度。
2．實驗步驟及操作要點
實驗步驟 操作要點
①制備圓形小葉片 取生長旺盛的綠葉，用直徑為0.6 cm的打孔器打出圓形小葉片30片(避開大的葉脈)
②排出細胞間隙中的氣體 A．將圓形小葉片和適量清水置于注射器，排出注射器內的空氣；b.用手指堵住注射器前端的小孔并緩慢地拉動活塞，使圓形小葉片內的氣體溢出。重復幾次，直到圓形小葉片全部沉到水底
③分裝圓形小葉片 A．將上述處理過的圓形小葉片放入黑暗處盛有清水的燒杯中待用；b.向3只小燒杯分別倒入富含CO2的清水；c.將待用圓形小葉片各10片分別放入3只小燒杯中
④給予不同的光照強度 分別取離LED臺燈10 cm、20 cm、30 cm(對應編號為1、2、3)的位置，把3個燒杯分別放在這3個位置上，打開臺燈
⑤觀察并記錄 觀測并記錄單位時間內3個燒杯中葉片上浮的數量，或者是浮起相同數量的葉片所用時間長短
3.實驗結論
在一定光照強度范圍內，光合作用強度隨光照強度的增強而增強。
1．實驗結果的生理狀態分析
(1)在黑暗情況下，植物葉片只進行細胞呼吸，吸收氧氣，產生的二氧化碳較易溶于水，所以葉片沉在水底。細胞生理狀態如圖1：
圖1
(2)在弱光下，此時的光合作用小于或等于細胞呼吸，葉片中仍然沒有足夠的氧氣，葉片仍然沉在水底。細胞生理狀態如圖2和圖3：
圖2　　　　　　　　　　圖3
(3)在中、強光下，光合作用大于細胞呼吸，葉片中會有足夠的氧氣產生，從而充滿了細胞間隙并釋放到外界一部分，使葉片浮起來。細胞生理狀態如圖4：
圖4
2．“葉片上浮法”應用中的三點注意
(1)葉片上浮的原因是光合作用產生的O2大于有氧呼吸消耗的O2，不要片面認為只是光合作用產生了O2。
(2)打孔時要避開大的葉脈，因為葉脈中沒有葉綠體，而且會延長小圓形葉片上浮的時間，影響實驗結果的準確性。
(3)為確保溶液中CO2含量充足，小圓形葉片可以放入NaHCO3溶液中。
1．(不定項)(2021·濰坊模擬)圖甲為研究光合作用的實驗裝置，用打孔器在某植物的葉片上打出多個圓片，再用氣泵抽出氣體直至葉圓片沉底，然后將等量的葉圓片轉至不同溫度的NaHCO3(等濃度)溶液中，給予一定的光照，測量每個培養皿葉圓片上浮至液面所用的平均時間(圖乙)。下列相關分析正確的是(　　)
　
甲　　　　　　　　　乙
A．在ab段，隨著水溫的增加，凈光合速率逐漸增大
B．上浮至液面的時間可反映凈光合速率的相對大小
C．通過圖乙分析可以找到真正光合作用的最適溫度
D．因為抽氣后不含氧氣，實驗過程中葉圓片不能進行有氧呼吸
AB　[ab段，隨著水溫的增加，葉圓片上浮至液面所需要的時間縮短，說明氧氣產生速率加快，凈光合速率逐漸增大，A正確；根據題意可知，上浮至液面的時間可反映凈光合速率的相對大小，B正確；通過圖乙分析只能找到凈光合作用的最適溫度，C錯誤；雖然抽氣后葉片不含氧氣，但實驗過程中的光照可以引起光合作用產生氧氣，故實驗過程中葉圓片能進行有氧呼吸，D錯誤。]
2．為完成“探究環境因素對光合作用強度的影響”實驗，提供以下材料用具：菠菜葉、打孔器(直徑1 cm)、注射器、40 W臺燈、燒杯、4%NaHCO3溶液、蒸餾水、不同顏色的透明薄膜等。
(1)某同學選取其中一個因素進行探究，以下是實驗結果：
時間 上浮的葉圓片數量(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該實驗的目的是____________________________，實驗檢測指標是________________________________。
②有哪些措施可以減少實驗誤差？_____________________________。(至少寫出兩項)
③有同學認為葉圓片之所以浮起，是因為呼吸作用消耗了有機物且產生了CO2導致葉片上浮的。根據實驗結果判斷該觀點是否正確？并說明理由：____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(2)利用以上材料，還可以探究的環境因素有________________(答出2個)。
[解析]　(1)①由表格看出實驗的自變量是不同濃度的NaHCO3溶液，NaHCO3溶液的濃度不同，提供的CO2濃度不同，因此該實驗研究的是不同濃度的CO2對光合作用的影響。實驗觀察的指標是單位時間內上浮的葉圓片的數量。②減少實驗誤差就要平衡無關變量，重復實驗求平均值。③葉圓片上浮的原因是光合作用大于呼吸作用，葉圓片中氧氣增多，葉圓片密度變小。說明葉圓片上浮的原因不是呼吸作用消耗了有機物且產生了CO2，應從蒸餾水中葉圓片沒有上浮來論述。
(2)利用上述實驗材料，還可探究光照強度或不同的光質對光合作用的影響。
[答案]　(1)①研究CO2濃度(或NaHCO3濃度)對葉片光合速率的影響　相同時間內燒杯中葉圓片浮起的數量　②用打孔器打出的葉圓片數量足夠多；每組實驗重復幾次，記錄的數據取平均值　③該同學的認識是錯誤的，因為在蒸餾水的那組實驗中，葉圓片一樣進行了呼吸作用，卻沒有葉圓片浮起，葉圓片上浮的原因是光合作用強度大于呼吸作用強度，葉圓片內氧氣增多　(2)光照強度、光的性質
1．核心概念
(必修1 P105)光合作用強度：植物在單位時間內通過光合作用制造糖類的數量。
2．結論語句
(1)(必修1 P105)只要影響到光合作用的原料、能量的供應，都可能是影響光合作用強度的因素。
(2)(必修1 P105)影響到葉綠體的形成和結構的因素，會影響光合作用強度。
(3)(必修1 P105)影響酶活性的因素，也是光合作用強度的影響因素。
1．(2021·湖南選擇性考試)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
A　[弱光條件下，植物沒有O2的釋放是因為此時呼吸作用強度大于光合作用強度，并不是未進行光合作用，A敘述錯誤；在光合作用暗反應階段，CO2一般要與C5結合生成C3后才被還原，B敘述正確；在禾谷類作物開花期剪掉部分花穗，短時間內使得光合作用產物輸出受阻，對光合作用過程起抑制作用，葉片的光合速率會暫時下降，C敘述正確；合理密植(增加受光面積、增加CO2濃度)和增施有機肥(提供無機鹽和CO2)均可在一定程度上提高農作物光合作用強度，D敘述正確。]
2．(2021·廣東選擇性考試)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a，示意圖)，造成葉綠體相對受光面積的不同(圖b)，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
D　[由題圖可知，突變體t1的葉綠體相對受光面積大于突變體t2的葉綠體相對受光面積，故突變體t1在較小的光照強度下就能達到光補償點和光飽和點，A、B敘述正確；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，C敘述正確；由題圖可知，三者的光合速率差異是由葉綠體在細胞中分布位置不同引起的，與光照強度無關，D敘述錯誤。]
3．(2021·廣東選擇考適應性測試)光補償點指同一葉片在同一時間內，光合過程中吸收的CO2和呼吸過程中放出的CO2等量時的光照強度；在一定范圍內，光合速率隨光照強度增加，當達到某一光照強度時，光合速率不再增加，該光照強度稱為光飽和點。下表為甲、乙兩個水稻品種在灌漿期、蠟熟期的光合作用相關數據。
甲、乙兩個水稻品種灌漿期和蠟熟期光合作用相關指標的比較
注：灌漿期幼穗開始有機物積累，谷粒內含物呈白色漿狀；蠟熟期米粒已變硬，但谷殼仍呈綠色。
回答下列問題：
(1)從表中的數據推測，________品種能獲得較高產量，理由是_______________________________________________________________。
(2)據表分析水稻葉片在衰老過程中光合作用的變化趨勢是________。
(3)根據該實驗的結果推測，從灌漿期到蠟熟期水稻最大凈光合速率的變化可能與葉片的葉綠素含量變化有關。請設計實驗驗證該推測(簡要寫出實驗設計思路、預期實驗結果并給出結論)。
[解析]　(1)從表中的數據推測，灌漿期幼穗開始有機物積累，而乙品種在灌漿期的最大凈光合速率大于甲植物，故乙品種可積累的有機物多，能獲得較高產量。(2)據表分析可知，植物由灌漿期到蠟熟期，甲、乙品種的光補償點增大，光飽和點降低，最大凈光合速率均在下降，即水稻葉片在衰老過程中光合作用下降。(3)分析題意可知，該實驗目的是驗證植物由灌漿期到蠟熟期，葉片的葉綠素含量減少導致凈光合速率下降。實驗設計思路如下：取等量的同種水稻在灌漿期和蠟熟期的葉片，分別測定其葉綠素含量。預期實驗結果和結論：處于灌漿期的水稻葉片的葉綠素含量高，說明植物由灌漿期到蠟熟期水稻的最大凈光合速率下降是由葉片的葉綠素含量下降導致的。
[答案]　(1)乙　在灌漿期，乙品種的最大凈光合速率比甲大，可積累的有機物多　(2)下降　(3)實驗設計思路：取等量的同種水稻在灌漿期和蠟熟期的葉片，分別測定其葉綠素含量。預期實驗結果：處于灌漿期的水稻葉片的葉綠素含量高。實驗結論： 從灌漿期到蠟熟期水稻最大凈光合速率下降是由葉片中葉綠素含量下降造成的。
4．(2020·全國卷Ⅰ)農業生產中的一些栽培措施可以影響作物的生理活動，促進作物的生長發育，達到增加產量等目的。回答下列問題：
(1)中耕是指作物生長期中，在植株之間去除雜草并進行松土的一項栽培措施，該栽培措施對作物的作用有________________________________________
___________________________________________________________________
____________________________________________________(答出2點即可)。
(2)農田施肥的同時，往往需要適當澆水，此時澆水的原因是__________
_______________________________________________________________
_______________________________________________(答出1點即可)。
(3)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____________，選擇這兩種作物的理由是_________________________________________________________________
___________________________________________________________________
_________________________________________________________________。
作物 A B C D
株高/cm 170 65 59 165
光飽和點/μmol·m－2·s－1 1 200 1 180 560 623
[解析]　(1)除去雜草可以減少雜草和農作物之間對水分、礦質元素和光的競爭，使能量更多地流向農作物；松土可以使土壤中O2含量增多，有利于根細胞進行有氧呼吸，進而增強根對礦質元素的吸收等活動。(2)肥料中的礦質元素只有溶解在水中才能被作物根系吸收，因而農田施肥的同時常適當澆水，以使肥料中的礦質元素溶解在水中；另外，澆水還可以降低土壤溶液的滲透壓，防止作物因過度失水而死亡。(3)為了更充分地利用光照資源，間作過程中要確保高低作物的合理搭配。株高較高的作物獲取的光照充足，應選擇光飽和點較高的作物(作物A)；株高較低的作物獲取的光照較少，應選擇光飽和點較低的作物(作物C)。
[答案]　(1)減少雜草對水分、礦質元素和光的競爭；增加土壤氧氣含量，促進根系的呼吸作用　(2)肥料中的礦質元素只有溶解在水中才能被作物根系吸收　(3)A和C　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
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