資源簡介

(共103張PPT)
第6課時
光合作用的影響因素及其應用
課標要求
探究光照強度、CO2濃度等對光合作用強度的影響；關注光合作用與農業生產及生活的聯系。
考點一　探究環境因素對光合作用強度的影響
考點二　光合作用的影響因素及其應用
內容索引
課時精練
重溫高考 真題演練
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 內通過光合作用制造 的數量。
(2)表示方法：用一定時間內 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 ，光照下葉片進行光合作用產生 ，充滿細胞間隙，葉片又會 。光合作用越強，單位時間內圓形小葉片上浮的數量 。
歸納 夯實必備知識
單位時間
糖類
原料消耗或產物生成的數量
下沉
氧氣
上浮
越多
自變量 不同_________
控制自變量 調節 進行控制
因變量 _____________
檢測因變量 同一時間段內_____________
對無關變量進行控制 等保持一致
(2)實驗中變量分析
光照強度
光源與燒杯的距離
光合作用強度
葉片浮起數量
葉片大小、溶液的量
(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 。
(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_______(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)。
越多
增強
(6)注意事項
①打孔時要避開 ，因為其中沒有葉綠體，而且會延長圓形小葉片上浮的時間，影響實驗結果的準確性。
②為確保溶液中CO2含量充足，圓形小葉片可以放入_________溶液中。
大的葉脈
NaHCO3
3.影響光合作用強度的因素
(1)影響光合作用強度的內部因素： 的含量、 的含量和活性、葉齡等。
(2)影響光合作用強度的環境因素：________________________________
_____。只要影響到 (CO2、水)、 (動力—光能)，都可能是影響光合作用強度的因素。
色素
酶
光照強度、二氧化碳濃度、溫度、水
分等
原料
能量的供應
1.在教材“探究環境因素對光合作用強度的影響”實驗中，葉片上浮的原因是什么？
拓展 提升科學思維
提示　葉片光合作用產生的O2大于有氧呼吸消耗的O2，會釋放O2，使葉肉細胞間隙充滿了氣體，浮力增大，葉片上浮。
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(鎢絲)作為光源，應注意什么，怎樣改進？
提示　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。
1.某生物興趣小組將一枝伊樂藻浸在加有適宜培養液的大試管中，以LED燈作為光源，移動LED燈調節其與大試管的距離，分別在10 ℃、20 ℃
和30 ℃下進行實驗，觀察并記錄單位時間內不同距離下枝條產生的氣泡數目，結果如圖所示。下列相關敘述不正確的是
A.該實驗研究的是光照強度和溫度對光合速率的影響
B.A點和C點的限制因素分別為溫度和光照強度
C.B點條件下伊樂藻能進行光合作用
D.若在缺鎂的培養液中進行此實驗，則B點向
右移動
√
突破 強化關鍵能力
若培養液中缺鎂，葉綠素合成受阻，光合速率減弱，而呼吸速率不變，需要增大光照強度來增大光合速率，使光合速率等于呼吸速率，即B點向左移動，D錯誤。
2.如圖為“探究影響植物光合速率的因素”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
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.該實驗裝置測出的植物光合速率為總光合速率
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的影響
√
用盛水玻璃柱吸收燈光熱量是避免其對試管內水溫的影響，A錯誤；
向光源方向移動試管，由于盛水玻璃柱吸收燈光熱量，所以試管內的水溫不會有顯著變化，B正確；
該實驗裝置測出的植物光合速率為凈光合速率，C錯誤；
改變試管與燈的距離可以用來探究光照強度對光合作用的影響，D錯誤。
考點二
光合作用的影響因素及其應用
歸納 夯實必備知識
1.外部環境因素
(1)光照強度
①原理：光照強度通過影響植物的 反應進而影響光合速率。光照強度增加，光反應速度 ，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。
光
加快
②曲線分析
項目 生理過程 氣體交換 生理狀態模型
A點 只進行____作用 吸收O2、釋放CO2

AB段 呼吸作用___ ___光合作用 吸收O2、釋放CO2

呼吸
大
于
B點 呼吸作用___ ___光合作用 不與外界進行氣體交換

B點 以后 呼吸作用___ ___光合作用 吸收CO2、_______

等
于
小
于
釋放O2
③應用：溫室生產中，適當增強 ，以提高光合速率，使作物增產；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，可合理利用光能。
光照強度
(2)CO2濃度
①原理：CO2影響 反應階段，制約___的形成。
②曲線分析
圖1中 點表示CO2補償點，即光合
速率等于呼吸速率時的CO2濃度，
圖2中A′點表示進行光合作用所需
CO2的 濃度。B點和B′點都表
示CO2 點。
③應用：在農業生產上可以通過“正其行，通其風”、增施農家肥等_____CO2濃度，提高光合速率。
暗
C3
A
最低
飽和
增大
AB段 在B點之前，隨著溫度升高，光合速率_____
B點 酶的 溫度，光合速率最大
BC段 隨著溫度升高，酶的活性下降，光合速率 ，50 ℃左右光合速率幾乎為零
(3)溫度
①原理：溫度通過影響 影
響光合作用。
②曲線分析
酶的活性
增大
最適
減小
③應用：溫室栽培植物時，白天調到光合作用最適溫度，以提高光合速率；晚上適當 溫室內溫度，以降低細胞呼吸速率，保證植物有機物的積累。
降低
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曲線中間E處光合作
用強度暫時降低，是因為溫
度高，蒸騰作用過強，部分氣孔關閉，影響了______的供應。
(4)水分
①原理：水既是光合作用的原料，又是體內各種化學反應的 ，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
介質
CO2
(5)礦質元素
①原理：N、Mg、Fe等是葉綠素合成的必需元
素，若這些元素缺乏，會影響 的合成，
從而影響光合作用。
②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，可以提高作物的光合作用效率。
葉綠素
2.內部因素
(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
<
<
(2)植物葉片的葉齡、葉綠素含量及酶
活性
活
性
(3)植物葉面積指數
不再增加
合理密植
3.多因子變量對光合速率的影響
提醒　A點之前：限制光合速率的因素應為橫坐標所表示的因子，依次為光照強度、CO2濃度和光照強度；B點之后：橫坐標所表示的因子不再是影響光合速率的主要因素。
農業生產中的一些栽培措施可以影響作物的光合作用等生理活動，也可以影響環境。如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。輪作是指在同一塊田地上有順序地在季節間和年度間輪換種植不同作物的種植方式。間作套種是指在同一土地上按照不同比例種植不同種類農作物的種植方式。
1.中耕松土能促進植物生長的原因是什么？
拓展 提升科學思維
提示　(1)減少雜草與農作物對水分、礦質元素和光的競爭。
(2)增加土壤氧氣含量，促進根系的細胞呼吸，進而促進根細胞對無機鹽的吸收。
2.缺磷影響光合作用的原因是什么？
提示　缺磷植株照光后葉片中ATP和NADPH的含量明顯下降，暗反應速率隨之降低，從而使光合作用受到影響。
3.輪作的好處有哪些？
提示　防止土壤養分失衡。
4.玉米和大豆的根系深淺不同，植株高矮不同。玉米間作套種大豆可充分利用哪些資源提高農作物產量？
提示　不同層次土壤內的水分、養分(無機鹽)、光能、空間等。
3.(不定項)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。請分析下列操作不正確的是
A.礦質元素只有溶解在水中才能被作物根系吸收，體現了水的流動性
B.給農田施加尿素的主要目的是利于植物合成糖類、脂肪等化合物
C.向農田中施加農家肥，不僅可為植物的光合作用提供CO2，還可為植物
的生長提供一定的無機鹽
D.在酸化土壤中，無機鹽多以離子形式存在，有利于農作物的生長和發育
√
突破 強化關鍵能力
√
√
農田施肥的同時，往往需要適當澆水，此時澆水的主要原因是肥料中的礦質元素只有溶解在水中才能被作物根系吸收，體現了水的功能之一水是良好的溶劑，A錯誤；
給農田施加尿素的主要目的是利于植物合成蛋白質、核酸、ATP等含氮化合物，糖類和脂肪元素組成都是C、H、O，不含N，B錯誤；
向農田中施加農家肥，農家肥中的有機物可被土壤微生物分解成二氧化碳和無機鹽，故其不僅可以為植物的光合作用提供CO2，還可以為植物的生長提供一定的無機鹽，C正確；
酸化土壤會影響植物根細胞的代謝活動，不利于農作物的生長發育，D錯誤。
4.(2023·山東臨沂高三模擬)圖1表示玉米光合作用和有氧呼吸過程中的部分物質變化，圖2表示玉米在充足CO2、不同溫度和不同光照強度下的光合速率。下列相關敘述正確的是
A.圖1中，在生物膜上進行的過程有①②③，⑤過程需要消耗ATP
B.圖1中，若葉肉細胞內②過
程與④過程的速率相等，
則玉米植株可正常生長
C.圖2中，P點對應的光照強
度下，限制玉米光合速率
的主要環境因素是CO2濃度
D.圖2中，若環境中CO2濃度降低，則曲線上的Q點將向左下方移動
√
圖1中①表示水的光解，發生在類囊體薄膜上，②表示細胞呼吸第一階段，發生在細胞質基質，③表示有氧呼吸或者無氧呼吸的第二階段，發生在線粒體基質或者細胞質基質，因此在生物膜上進行的過程有①，⑤表示二氧化碳的固定，該過程不需要消耗ATP，A錯誤；
玉米細胞中有的能進行光合作用，有的不能，因
此圖1中，若葉肉細胞內②過程(可代表呼吸速率)
與④過程(可代表光合速率)的速率相等，玉米的
光合速率應該是小于呼吸速率，因此玉米植株不
能正常生長，B錯誤；
據題意可知，該圖是在CO2充足的條件下測得的，P點對應的光照強度下，限制玉米光合速率的主要環境因素不是CO2濃度，而是溫度，C錯誤；
圖2中，若環境中CO2濃度降低，光合
作用強度下降，利用的光照強度降低，
因此曲線上的Q點將向左下方移動，D
正確。
關于環境因素影響光合速率的兩點提醒
核心歸納
溫度改變對光合作用的影響 當溫度改變時，不管是光反應還是暗反應都會受影響，但主要是影響暗反應，因為參與暗反應的酶的種類和數量比參與光反應的多
CO2濃度對光合作用的影響 CO2濃度很低時，光合作用不能進行，但CO2濃度過高時，會抑制植物的細胞呼吸，進而影響光合作用
三
重溫高考 真題演練
1.(不定項)(2022·湖南，13)在夏季晴朗無云的白天，10時左右某植物光合作用強度達到峰值，12時左右光合作用強度明顯減弱。光合作用強度減弱的原因可能是
A.葉片蒸騰作用強，失水過多使氣孔部分關閉，進入體內的CO2量減少
B.光合酶活性降低，呼吸酶不受影響，呼吸釋放的CO2量大于光合固定
的CO2量
C.葉綠體內膜上的部分光合色素被光破壞，吸收和傳遞光能的效率降低
D.光反應產物積累，產生反饋抑制，葉片轉化光能的能力下降
√
√
1
2
3
4
5
夏季中午葉片蒸騰作用強，失水過多使氣孔部分關閉，進入體內的CO2量減少，暗反應減慢，光合作用強度明顯減弱，A正確；
夏季中午氣溫過高，導致光合酶活性降低，呼吸酶不受影響(呼吸酶最適溫度高于光合酶)，光合作用強度減弱，但此時光合作用強度仍然大于呼吸作用強度，即呼吸釋放的CO2量小于光合固定的CO2量，B錯誤；
1
2
3
4
5
光合色素分布在葉綠體的類囊體薄膜上，而非葉綠體內膜上，C錯誤；
夏季中午葉片蒸騰作用強，失水過多使氣孔部分關閉，進入體內的CO2量減少，暗反應減慢，導致光反應產物積累，產生反饋抑制，使葉片轉化光能的能力下降，光合作用強度明顯減弱，D正確。
1
2
3
4
5
2.(2018·江蘇，18)下圖為某一植物在不同實驗條件下測得的凈光合速率，下列假設條件中能使圖中結果成立的是
A.橫坐標是CO2濃度，甲表示較高溫度，
乙表示較低溫度
B.橫坐標是溫度，甲表示較高CO2濃度，
乙表示較低CO2濃度
C.橫坐標是光波長，甲表示較高溫度，
乙表示較低溫度
D.橫坐標是光照強度，甲表示較高CO2濃度，乙表示較低CO2濃度
√
1
2
3
4
5
隨著CO2濃度的增大，凈光合速率先增大后趨于穩定，但由于凈光合速率最大時對應著一個溫度，即最適溫度，低于或高于此溫度，凈光合速率都將下降，所以無法確
定在CO2濃度足夠大時，甲、乙溫
度的高低，A錯誤；
植物進行光合作用存在最適溫度，
高于最適溫度后，凈光合速率減小，
所以隨著溫度升高，凈光合速率應
先升高后降低，B錯誤；
1
2
3
4
5
1
2
3
4
5
由于光合色素主要吸收紅光和藍紫光，在相應光波長時，植物的凈光合速率存在峰值，不應呈現先升高后趨于穩定的狀態，且光波長一定時，較高溫度下的凈光合速率
不一定較高，C錯誤；
隨著光照強度的增加，凈光合速率
先增大后趨于穩定，在光強度足夠
強時，較高的CO2濃度下凈光合速
率較大，D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。
3.(2021·遼寧，2)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
√
1
2
3
4
5
注：氣孔導度反映氣孔開放的程度。
4.(2021·河北，19)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。
1
2
3
4
5
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
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
回答下列問題：
(1)植物細胞中自由水的生理作用包括______________________________
____________________________________________________等(寫出兩點即可)。補充水分可以促進玉米根系對氮的______，提高植株氮供應水平。
1
2
3
4
5
細胞內良好的溶劑；能夠參與生化反應；能為細胞提供液體環境；能運送營養物質和代謝廢物
吸收
根據表格分析，水＋氮組的氣孔導度大大增加，增強了植物的蒸騰作用，有利于植物根系吸收并向上運輸氮，所以補充水分可以促進玉米根系對氮的吸收，提高植株氮供應水平。
1
2
3
4
5
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
(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。
1
2
3
4
5
鎂
ATP和NADPH
水
C5(或RuBP)
參與光合作用的很多分子都含有氮，葉綠素的元素組成有C、H、O、N、Mg等，其中氮與鎂離子參與組成的環式結構使葉綠素能夠吸收光能，用于光反應，光反應的場所是葉綠體的類囊體薄膜，完成的反應是水光解產生NADPH和氧氣，同時將光能轉變成化學能儲存在ATP和NADPH中，其中ATP和NADPH兩種物質含有氮元素；暗反應包括二氧化碳固定和三碳化合物還原兩個過程，其中RuBP羧化酶將CO2轉變為羧基加到C5(RuBP)分子上，反應形成的C3被還原為糖類。
1
2
3
4
5
(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_______________________
______________________________________________________。
1
2
3
4
5
氣孔導度增加，CO2吸收量增多，同時RuBP羧化酶活性增大，使固定CO2的效率增大
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
分析表格數據可知，施氮同時補充水分使氣孔導度增加，CO2吸收量增多，同時RuBP羧化酶活性增大，使固定CO2的效率增大，使植物有足量的CO2供應，從而增加了光合速率。
1
2
3
4
5
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：曲線1：甲對照組，曲線2：乙對照組，曲線3：甲實驗組，曲線4：乙實驗組。
5.(2022·湖北)不同條件下植物的光合速率和光飽和點(在一定范圍內，隨光照強度的增加，光合速率增大，達到最大光合速率時的光照強度稱為光飽和點)不同，研究證實高濃度臭氧(O3)對植物的光合作用有影響。用某一高濃度O3連續處理甲、乙兩種植物75天，在第55天、65天、75天分別測定植物凈光合速率，結果如圖1、圖2和圖3所示。
1
2
3
4
5
回答下列問題：
(1)圖1中，在高濃度O3處理期間，若適當增加環境中的CO2濃度，甲、乙植物的光飽和點會_____(填“減小”“不變”或“增大”)。
1
2
3
4
5
增大
限制光飽和點的環境因素有溫度、CO2濃度，圖1中，在高濃度O3處理期間，當光照強度增大到一定程度時，凈光合速率不再增大，出現了光飽和現象，若適當增加環境中的CO2濃度，甲、乙植物的光飽和點會增大。
1
2
3
4
5
(2)與圖3相比，圖2中甲的實驗組與對照組的凈光合速率差異較小，表明__________________
_____________________________________。
1
2
3
4
5
高濃度臭氧處理甲的時間越短，對甲植物光合作用的影響越小
與圖3相比，圖2中甲的實驗組與對照組的凈光合速率差異較小，表明高濃度臭氧處理甲的時間越短，對甲植物光合作用的影響越小。
1
2
3
4
5
(3)從圖3分析可得到兩個結論：①O3處理75天后，甲、乙兩種植物的_________________________
___________，表明長時間高濃度的O3對植物光合作用產生明顯抑制；②長時間高濃度的O3對乙植物的影響大于甲植物，表明_____________
________________________________________________。
1
2
3
4
5
實驗組的凈光合速率均明顯
小于對照組
長時間高濃度
臭氧對不同種類植物光合作用產生的抑制效果
有差異
據圖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、乙兩種植物的實驗組的凈光合速率均明顯小于對照組，表明長時間高濃度的O3對植物光合作用產生明顯抑制；曲線4凈光合速率比曲線3下降更大，即長時間高濃度O3對乙植物的影響大于甲植物，表明長時間高濃度臭氧對不同種類植物光合作用產生的抑制效果有差異。
1
2
3
4
5
(4)實驗發現，處理75天后甲、乙植物中的基因A表達量都下降，為確定基因A功能與植物對O3耐受力的關系，使乙植物中基因A過量表達，并用高濃度O3處理75天。若實驗現象為________________________________
____________________，則說明基因A的功能與乙植物對O3耐受力無關。
1
2
3
4
5
基因A過量表達與表達量下降時，乙
植物的凈光合速率相同
實驗發現，處理75天后甲、乙植物中的基因A表達量都下降，為確定基因A功能與植物對O3耐受力的關系，可以使乙植物中基因A過量表達，并用高濃度O3處理75天，比較基因A過量表達與表達量下降時的凈光合速率，若兩種條件下乙植物的凈光合速率相同，則說明基因A的功能與乙植物對O3耐受力無關。
1
2
3
4
5
1.判斷關于環境因素對光合作用強度的影響的敘述
(1)水分能影響氣孔的開閉，間接影響CO2進入植物體內，從而影響光合作用(　　)
(2)若適當升高溫度，光合速率的增加值小于呼吸速率的增加值，則光補償點應相應地向右移動(　　)
(3)農作物栽種密度越大，接受光照的葉面積也越大，單位面積產量越高
(　　)
(4)陰雨天，菠菜葉肉細胞葉綠體中光反應速率下降、暗反應速率基本不變(　　)
√
五分鐘　查落實
√
×
×
2.判斷關于光合作用原理的應用的敘述
(1)農作物的合理密植的原理要用到葉面積系數，該系數既影響光能利用率又影響總呼吸速率(　　)
(2)玉米和大豆間作，減少了氮肥的使用量、降低了單位面積的總產量
(　　)
(3)夏季連續陰天，大棚中白天適當增加光照，夜晚適當降低溫度，可提高作物產量(　　)
(4)農業生產常采用強光植物和弱光植物高矮間作的方法提高農田的光能利用率(　　)
(5)當棉桃被摘掉后，靠近棉桃的葉片光合作用速率下降(　　)
×
√
√
√
√
3.填空默寫
(1)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)。
施肥時，
肥料中的礦質元素只有溶解在水中，以離子形式存在，才能被作物根系吸收
(2)請分析下圖中限制P點和Q點光合速率的因素。
如圖1、2、3中的曲線分析：P點時，限制光合速率的主要因素應為_____
______________，隨著該因
子的不斷加強，光合速率不
斷提高。當達到Q點時，橫
坐標所表示的因子不再是影
響光合速率的因素，要想提
高光合速率，可采取適當提
高 的方法。
橫坐
標所表示的因子
圖示中的其他因子
四
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.某同學將新鮮金魚藻置于盛有NaHCO3溶液的燒杯中，改變燈泡與燒杯的距離，測定得到下表所示結果。下列敘述正確的是
A.本實驗的目的是探究CO2 濃度對光合速率的影響
B.15～45 cm之間，氣泡產生量為光合作用實際產生氧氣的量
C.小于60 cm時，限制光合速率的主要因素是光照強度
D.60 cm時，光線太弱導致光合作用完全停止
燈泡與燒杯距離(cm) 15 30 45 60 75 90
氣泡產生速率(個/min) 49 28 11 0 0 0
√
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根據題意分析，該實驗的目的是探究光照強度對光合速率的影響，A錯誤；
15～45 cm之間，氣泡的產生速率表示凈光合速率，B錯誤；
小于60 cm時，隨著光照強度的增加，氣泡的產生速率加快，因此，此時限制光合速率的主要因素是光照強度，C正確；
60 cm時，光線太弱導致凈光合速率為0，此時可能是光合速率等于呼吸速率，D錯誤。
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2.已知某植物光合作用和細胞呼吸最適溫度分別為25 ℃和30 ℃，如圖表示該植物處于25 ℃環境中時光合作用強度隨光照強度變化的坐標圖。下列敘述錯誤的是
A.a點時葉肉細胞產生ATP的細胞器只有線粒體
B.b點植物光合作用強度與細胞呼吸強度相等
C.當植物缺Mg時，葉綠素減少，b點將向左移
D.將溫度提高到30 ℃時，a點上移，b點右移，c點上移
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√
b點為光補償點，當植物缺Mg時，葉綠素合成減少，同等光照強度下光合作用強度下降，只有更大光照強度的光才能使光合作用強度等于細胞呼吸強度，故b點將向右移，C錯誤。
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3.(2023·遼寧岫巖高中高三期中)植物的光合作用受溫度(T)和光照強度(L)影響。右圖表明植物在三種不同光照強度下消耗CO2的情況。請分析在－5～0 ℃和20～30 ℃的溫度范圍內，光合作用的限制因素分別是
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選項 －5～0 ℃ 20～30 ℃
A T和L都是限制因素 T和L都不是限制因素
B T是限制因素，L不是限制因素 T不是限制因素，L是限制因素
C T是限制因素，L不是限制因素 T是限制因素，L不是限制因素
D T不是限制因素，L是限制因素 T是限制因素，L不是限制因素
√
據圖分析可知，在－5～0 ℃的溫度范圍內，三種不同的光照強度下，植物的光合作用強度相同，說明此條件下溫度是限制光合作用的主要因素。在20～30 ℃的溫度范圍內，光合作用強度都不再隨溫度的升高而增強，說明此范圍是光合作用的適宜溫度；但不同光照強度下，植物光合作用強度不同，說明此時光照強度是光合作用的限制因素。
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4.如圖表示某植物一晝夜之內葉綠體中C3相對含量的變化。下列說法中不正確的是
A.從B點開始合成光合產物(CH2O)
B.AB段C3含量較高與沒有接受光照有關
C.E點時C3含量極低與二氧化碳的供應有關
D.E點時葉綠體中ATP的含量比D點時低
√
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AB段C3含量不變，對應的時間是0～6 h，沒有光照，C3含量較高與沒有接受光照有關，B點開始C3含量降低，表示C3被還原，開始合成有機物，A、B正確；
E點時，光照過強，溫度較高，導致氣孔部
分關閉，二氧化碳供應減少，生成的C3含量
低，C正確；
E點時，光照充足，葉綠體中光反應產生的
ATP的含量較D點高，D錯誤。
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5.(2023·湖南郴洲高三模擬)細胞呼吸和光合作用的原理在農業生產中具有廣泛的應用。下列有關敘述中，不正確的是
A.中耕松土有利于根細胞的有氧呼吸，從而促進根細胞對無機鹽的吸收
B.農作物生長發育過程中，及時去掉衰老變黃的葉片有利于有機物的積累
C.合理密植和增施有機肥均有利于提高農作物的光合作用強度
D.溫室種植農作物時，為促進光合作用，白天要適時通風，以保證O2
供應
√
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松土可以增加土壤中的空氣含量，有助于植物根系細胞的有氧呼吸，從而促進根細胞對無機鹽的吸收，A正確；
農作物生長發育過程中，及時去除衰老變黃的葉片(光合速率較低)，減少有機物的消耗，從而實現增產的目的，B正確；
合理密植和增施有機肥均有利于提高農作物的光合作用強度，C正確；
溫室種植農作物時，為促進光合作用，白天要適時通風，以保證CO2供應，D 錯誤。
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A.實驗中的自變量為光
照強度和CO2濃度
B.高光照強度下光反應
速率快從而使龍須菜生長較快
C.增加光照強度或CO2濃度均能提高龍須菜的生長速率
D.選擇龍須菜養殖場所時需考慮海水的透光率等因素
6.龍須菜是生活在近岸海域的大型經濟藻類，既能給海洋生態系統提供光合產物，又能為人類提供食品原料。某研究小組的實驗結果如下圖所示。已知大氣CO2濃度約為0.03%，實驗過程中溫度等其他條件適宜，下列相關說法錯誤的是
√
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據圖可知，各組CO2濃度為0.1%時的數據均不高于CO2濃度為0.03%時的數據，故增加CO2濃度并不能提高龍須菜的生長速率，C錯誤；
不同的光照強度對生長速率的影響不同，所以選擇龍須菜養殖場所時需考慮海水的透光率等因素，D正確。
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7.如圖表示葉片的光合作用強度與植物周圍空氣中二氧化碳含量的關系，圖示中ce段是增大了光照強度后測得的曲線。下列有關敘述中，正確的是
A.植物鮮重增加量是光合作用強度的重要指標
B.在e點后再次增大光照強度，曲線
有可能為eg段
C.葉綠體內a點時的C3(三碳化合物)
含量大于b點
D.bc段的限制因素主要是溫度
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√
植物鮮重增加的主要是水分，而光合作用合成有機物，因此光合作用強度的重要指標是植物干重的增加量，A錯誤；
根據圖示分析可知，在e點后再次增大光照強度，可能已超過了光飽和點，曲線有可能為eg段，B正確；
從a點開始，光合作用強度不斷增
加，葉綠體內的C3(三碳化合物)含
量不斷增加，b點時光合速率達到
最大，此時C3(三碳化合物)含量大于a點，C錯誤；
分析題圖可知，bc段的限制因素主要是光照強度，D錯誤。
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8.(2023·湖南長沙高三檢測)農作物的光合作用強度與其產量直接相關。科研人員研究了光照強度和CO2濃度對某種植物光合作用強度的影響，繪制出成熟葉片在兩種CO2濃度條件下，光合作用強度隨光照強度的變化曲線(見圖)。下列說法正確的是
A.單位葉片中a點的光合作用強度
一定大于呼吸作用強度
B.d點以后限制光合作用強度的內
因可能是酶濃度
C.CO2濃度由b點調至c點瞬間，葉綠體中C3含量下降
D.若該曲線是在最適溫度下測得，突然降低溫度，d點會向右上方移動
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√
曲線代表總光合強度，呼吸強度未知，A錯誤；
CO2濃度由b點調至c點瞬間，C3的合成增加，消耗暫時不變，所以C3含量上升，C錯誤；
突然降低溫度，光合速率降低，d點會向左下方移動，D錯誤。
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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。
9.(2023·河北武安高三模擬)下圖表示測定金魚藻光合作用強度的實驗密閉裝置，氧氣傳感器可監測O2濃度的變化，下列敘述正確的是
A.該實驗探究不同單色光對光合作用強度的影響
B.加入NaHCO3溶液是為了吸收細胞呼吸釋放的CO2
C.拆去濾光片，單位時間內，
氧氣傳感器測到的O2濃度
高于單色光下O2濃度
D.若將此裝置放在黑暗處，
可測定金魚藻的細胞呼吸強度
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√
該實驗的自變量是不同單色光，因變量是釋放的O2濃度(代表光合作用強度)，故實驗的目的是探究不同單色光對光合作用強度的影響，A正確；
加入NaHCO3溶液是為了提供光合作用需要的CO2，B錯誤；
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相同條件下，自然光下比單色光下的光合作用要強，因此拆去濾光片，單位時間內，氧氣傳感器測到的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，金魚藻只進行細胞呼吸，氧氣傳感器可測出O2的消耗情況，從而測定金魚藻的呼吸強度，D正確。
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10.(2023·山東德州模擬)下圖顯示在環境CO2濃度和高CO2濃度下，溫度對兩種植物CO2吸收速率的影響，下列有關曲線的分析正確的是
A.高CO2濃度條件下，葉片溫度在45 ℃時兩種植物真正光合速率最高
B.環境CO2濃度條件下，40 ℃時限
制兩種植物光合作用速率的因素
相同
C.自然條件下，與植物b相比，植
物a更適合生活在高溫環境中
D.植物b的光合作用相關酶活性在
38 ℃左右最高
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√
高CO2濃度條件下，葉片溫度在約42 ℃時兩種植物凈光合速率最高，由于呼吸速率未知，無法知道真正光合速率的情況，A錯誤；
對比圖1和圖2可知，在40 ℃時，植物a在環境CO2濃度和高CO2濃度下的CO2吸收速率相同，此時限
制植物a光合速率的因素不是CO2
濃度，植物b在環境CO2濃度下的
CO2吸收速率明顯低，此時限制
植物b光合速率的因素是CO2濃度，
B錯誤；
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據圖1可知，自然條件下，葉片溫度較高時，植物a的凈光合速率較高，故與植物b相比，植物a更適
合生活在高溫環境中，C正確；
在環境CO2濃度條件下，植物b
的光合作用相關酶活性在38 ℃
左右最高，在高CO2濃度條件下，
植物b的光合作用相關酶活性在
42 ℃左右最高，D錯誤。
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11. (2023·遼寧營口高三模擬)為探究影響光合速率的因素，將同一品種玉米苗置于25 ℃條件下培養，實驗結果如圖所示。下列有關敘述錯誤的是
A.此實驗共有兩個自變量：
光照強度和施肥情況
B.光照強度為800 lux是玉米
在25 ℃條件下的光飽和點
C.在土壤含水量為40%～60%
的條件下，施肥促進光合作用的效果明顯
D.制約c點時光合作用強度的因素主要是土壤含水量
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本實驗有不同光照強度、
是否施肥、土壤含水量三
個自變量，A錯誤；
光照強度為800 lux時CO2
吸收量均大于200 lux，但
并沒有測定其他光照強度
的CO2吸收量，所以無法確定光飽和點，B錯誤。
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12.夏季大棚種植，人們經常在傍晚這樣做：①延長2小時人工照光；
②熄燈后要打開門和所有通風口半小時以上；③關上門和通風口。對于上述做法的生物學原理的分析，正確的是
A.①延長光合作用時間，可以提高有機物的制造量
B.②起到降氧、降溫、降濕度的作用，從而抑制細胞呼吸減少有機物消耗
C.與①時的狀態相比，②③時葉肉細胞中線粒體的功能有所增強
D.③可積累棚內CO2濃度來抑制細胞呼吸，并對下一天的光合作用有利
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√
√
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②③的目的是抑制有氧呼吸，故與①時的狀態相比，葉肉細胞中線粒體的功能有所減弱，C錯誤。
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三、非選擇題
13.(2023·遼寧六校聯考)新疆的南疆地區是中國葡萄的主要產區，南疆氣候干旱少雨，多浮塵天氣，在葡萄種植過程中，研究者通過設計實驗研究了葉片上塵土覆蓋對葡萄(和田紅、木納格、無核白均為葡萄的品種名
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稱)光合作用的影響。請據右圖回答下列問題(注：新疆計時采用北京時間，北京時間比當地的實際時間大約晚兩個小時)：
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CO2
(1)圖A中16：10時和田紅和無核白的凈光合速率均顯著下降，其原因主要是植物從環境中吸收的________減少，導致這兩種葡萄植株光合作用過程中的__________減弱，從而使凈光合速率顯著下降。
暗反應
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圖A中的和田紅和無核白在16：10左右出現了光合午休的現象，原因是植株吸收的CO2減少，導致光合作用過程中的暗反應減弱，進而導致凈光合速率下降。
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(2)若用CO2的變化量來表示植物的凈光合速率，圖A中植物消耗了________________(填“線粒體”“外界環境”或“線粒體和外界環境”)中的CO2。
線粒體和外界環境
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凈光合速率可以用CO2的變化量來表示，圖A中植物消耗了植物呼吸作用線粒體產生的CO2和外界環境中的CO2。
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(3)圖______(填“A”或“B”)中凈光合速率變化曲線表示葉片上有塵土覆蓋，判斷依據是_______________________________________________
_____________________________________________________________________________________________。
B
塵土覆蓋阻礙了植物葉片對光的吸收，同時塵土也會堵塞氣孔，阻礙了CO2的吸收，進而導致凈光合速率下降，圖B與圖A相比，各品種的凈光合速率均低
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木納格
(4)通過圖A和圖B判斷，__________品種的葡萄更適應當地的浮塵天氣，依據是_________________________________________________________
______________。
與無塵土覆蓋相比，有塵土覆蓋的情況下，木納格的凈光合速率下降幅度較小
分組及實驗處理 A組(自然 條件下) B組(紫外 線照射) C組(CO2
濃度加倍)
葉綠素含量/ (mg·g－1) 15天 1.20 1.21 1.19
30天 2.00 1.50 2.40
45天 2.00 1.50 2.45
株高(cm) 15天 21.10 21.20 21.00
30天 35.20 31.60 38.30
45天 54.30 48.30 61.20
光合速率平均值/ (μmol·m－2·s－1) 8.86 5.62 14.28
14.為探究CO2濃度及紫外線對植物光合作用的影響，研究人員分別用紫外線和濃度加倍后的CO2處理培養了15天的番茄幼苗，直至果實成熟。期間測定了番茄葉綠素含量、株高和光合速率等生理指標(其他條件均為適宜狀態)，結果如下表。
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(1)在晴朗的中午，幼苗均可以正常生長。此時，A組番茄葉肉細胞產生ATP的部位有___________________________；依據表中數據判斷，與A組相比，B組番茄幼苗光合速率平均值低的原因最可能是_____________
__________________________________________。
(2)從實驗設計的角度來看，表格中的數據有不嚴謹的地方，具體體現在初始狀態下(15天時)三個組的葉綠素含量和株高數值不一致，你認為這樣的誤差______(填“會”或“不會”)對實驗結果和得出結論產生顯著影響，原因是___________________________________________________
_________________。
細胞質基質、線粒體和葉綠體
植物葉綠素合成減少，光反應弱，光合速率低
紫外線照射使
不會
一是初始數據誤差很小，二是實驗結果和結論的得出主要依據因變量的變化
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(3)由表可知，CO2濃度加倍可促進番茄幼苗生長。有研究者認為，這可能是因為CO2能促進植物生長素的合成。請補充實驗，驗證此假設(簡要說明實驗思路及結果)。
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答案　實驗思路：在15天、30天、45天時，分別測定A、C組植株中生長素的含量，并作對比分析；檢測結果：15天時，A、C兩組生長素含量差別不大；30天、45天時C組植株生長素含量高于A組植株生長素含量。
(4)根據表中的數據分析，為提高塑料大棚農作物產量可采取的措施有______________________________________________________。
適度提高棚內二氧化碳濃度；使用能阻擋紫外線的塑料薄膜
在晴朗的中午，A組番茄葉肉細胞同時進行細胞呼吸和光合作用，所以產生ATP的部位有細胞質基質、線粒體和葉綠體；依據表中數據判斷，與A組相比，B組番茄葉綠素含量更低，因此B組番茄幼苗光合速率平均值低的原因最可能是紫外線照射使植物葉綠素含量低，所以光反應弱，影響光反應進而影響暗反應，光合速率低。
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14第6課時　光合作用的影響因素及其應用
課標要求　探究光照強度、CO2濃度等對光合作用強度的影響；關注光合作用與農業生產及生活的聯系。
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．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)。
(6)注意事項
①打孔時要避開大的葉脈，因為其中沒有葉綠體，而且會延長圓形小葉片上浮的時間，影響實驗結果的準確性。
②為確保溶液中CO2含量充足，圓形小葉片可以放入NaHCO3溶液中。
3．影響光合作用強度的因素
(1)影響光合作用強度的內部因素：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(動力—光能)，都可能是影響光合作用強度的因素。
1．在教材“探究環境因素對光合作用強度的影響”實驗中，葉片上浮的原因是什么？
提示　葉片光合作用產生的O2大于有氧呼吸消耗的O2，會釋放O2，使葉肉細胞間隙充滿了氣體，浮力增大，葉片上浮。
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(鎢絲)作為光源，應注意什么，怎樣改進？
提示　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。
1．某生物興趣小組將一枝伊樂藻浸在加有適宜培養液的大試管中，以LED燈作為光源，移動LED燈調節其與大試管的距離，分別在10 ℃、20 ℃和30 ℃下進行實驗，觀察并記錄單位時間內不同距離下枝條產生的氣泡數目，結果如圖所示。下列相關敘述不正確的是(　　)
A．該實驗研究的是光照強度和溫度對光合速率的影響
B．A點和C點的限制因素分別為溫度和光照強度
C．B點條件下伊樂藻能進行光合作用
D．若在缺鎂的培養液中進行此實驗，則B點向右移動
答案　D
解析　若培養液中缺鎂，葉綠素合成受阻，光合速率減弱，而呼吸速率不變，需要增大光照強度來增大光合速率，使光合速率等于呼吸速率，即B點向左移動，D錯誤。
2．如圖為“探究影響植物光合速率的因素”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．該實驗裝置測出的植物光合速率為總光合速率
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的影響
答案　B
解析　用盛水玻璃柱吸收燈光熱量是避免其對試管內水溫的影響，A錯誤；向光源方向移動試管，由于盛水玻璃柱吸收燈光熱量，所以試管內的水溫不會有顯著變化，B正確；該實驗裝置測出的植物光合速率為凈光合速率，C錯誤；改變試管與燈的距離可以用來探究光照強度對光合作用的影響，D錯誤。
考點二　光合作用的影響因素及其應用
1．外部環境因素
(1)光照強度
①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。
②曲線分析
項目 生理過程 氣體交換 生理狀態模型
A點 只進行呼吸作用 吸收O2、釋放CO2
AB段 呼吸作用大于光合作用 吸收O2、釋放CO2
B點 呼吸作用等于光合作用 不與外界進行氣體交換
B點以后 呼吸作用小于光合作用 吸收CO2、釋放O2
③應用：溫室生產中，適當增強光照強度，以提高光合速率，使作物增產；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，可合理利用光能。
(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
圖1中A點表示CO2補償點，即光合速率等于呼吸速率時的CO2濃度，圖2中A′點表示進行光合作用所需CO2的最低濃度。B點和B′點都表示CO2飽和點。
③應用：在農業生產上可以通過“正其行，通其風”、增施農家肥等增大CO2濃度，提高光合速率。
(3)溫度
①原理：溫度通過影響酶的活性影響光合作用。
②曲線分析
AB段 在B點之前，隨著溫度升高，光合速率增大
B點 酶的最適溫度，光合速率最大
BC段 隨著溫度升高，酶的活性下降，光合速率減小，50 ℃左右光合速率幾乎為零
③應用：溫室栽培植物時，白天調到光合作用最適溫度，以提高光合速率；晚上適當降低溫室內溫度，以降低細胞呼吸速率，保證植物有機物的積累。
(4)水分
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曲線中間E處光合作用強度暫時降低，是因為溫度高，蒸騰作用過強，部分氣孔關閉，影響了CO2的供應。
(5)礦質元素
①原理：N、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，可以提高作物的光合作用效率。
2．內部因素
(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
(2)植物葉片的葉齡、葉綠素含量及酶
(3)植物葉面積指數
3．多因子變量對光合速率的影響
提醒　A點之前：限制光合速率的因素應為橫坐標所表示的因子，依次為光照強度、CO2濃度和光照強度；B點之后：橫坐標所表示的因子不再是影響光合速率的主要因素。
農業生產中的一些栽培措施可以影響作物的光合作用等生理活動，也可以影響環境。如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。輪作是指在同一塊田地上有順序地在季節間和年度間輪換種植不同作物的種植方式。間作套種是指在同一土地上按照不同比例種植不同種類農作物的種植方式。
1．中耕松土能促進植物生長的原因是什么？
提示　(1)減少雜草與農作物對水分、礦質元素和光的競爭。(2)增加土壤氧氣含量，促進根系的細胞呼吸，進而促進根細胞對無機鹽的吸收。
2．缺磷影響光合作用的原因是什么？
提示　缺磷植株照光后葉片中ATP和NADPH的含量明顯下降，暗反應速率隨之降低，從而使光合作用受到影響。
3．輪作的好處有哪些？
提示　防止土壤養分失衡。
4．玉米和大豆的根系深淺不同，植株高矮不同。玉米間作套種大豆可充分利用哪些資源提高農作物產量？
提示　不同層次土壤內的水分、養分(無機鹽)、光能、空間等。
3．(不定項)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。請分析下列操作不正確的是(　　)
A．礦質元素只有溶解在水中才能被作物根系吸收，體現了水的流動性
B．給農田施加尿素的主要目的是利于植物合成糖類、脂肪等化合物
C．向農田中施加農家肥，不僅可為植物的光合作用提供CO2，還可為植物的生長提供一定的無機鹽
D．在酸化土壤中，無機鹽多以離子形式存在，有利于農作物的生長和發育
答案　ABD
解析　農田施肥的同時，往往需要適當澆水，此時澆水的主要原因是肥料中的礦質元素只有溶解在水中才能被作物根系吸收，體現了水的功能之一水是良好的溶劑，A錯誤；給農田施加尿素的主要目的是利于植物合成蛋白質、核酸、ATP等含氮化合物，糖類和脂肪元素組成都是C、H、O，不含N，B錯誤；向農田中施加農家肥，農家肥中的有機物可被土壤微生物分解成二氧化碳和無機鹽，故其不僅可以為植物的光合作用提供CO2，還可以為植物的生長提供一定的無機鹽，C正確；酸化土壤會影響植物根細胞的代謝活動，不利于農作物的生長發育，D錯誤。
4．(2023·山東臨沂高三模擬)圖1表示玉米光合作用和有氧呼吸過程中的部分物質變化，圖2表示玉米在充足CO2、不同溫度和不同光照強度下的光合速率。下列相關敘述正確的是(　　)
A．圖1中，在生物膜上進行的過程有①②③，⑤過程需要消耗ATP
B．圖1中，若葉肉細胞內②過程與④過程的速率相等，則玉米植株可正常生長
C．圖2中，P點對應的光照強度下，限制玉米光合速率的主要環境因素是CO2濃度
D．圖2中，若環境中CO2濃度降低，則曲線上的Q點將向左下方移動
答案　D
解析　圖1中①表示水的光解，發生在類囊體薄膜上，②表示細胞呼吸第一階段，發生在細胞質基質，③表示有氧呼吸或者無氧呼吸的第二階段，發生在線粒體基質或者細胞質基質，因此在生物膜上進行的過程有①，⑤表示二氧化碳的固定，該過程不需要消耗ATP，A錯誤；玉米細胞中有的能進行光合作用，有的不能，因此圖1中，若葉肉細胞內②過程(可代表呼吸速率)與④過程(可代表光合速率)的速率相等，玉米的光合速率應該是小于呼吸速率，因此玉米植株不能正常生長，B錯誤；據題意可知，該圖是在CO2充足的條件下測得的，P點對應的光照強度下，限制玉米光合速率的主要環境因素不是CO2濃度，而是溫度，C錯誤；圖2中，若環境中CO2濃度降低，光合作用強度下降，利用的光照強度降低，因此曲線上的Q點將向左下方移動，D正確。
核心歸納　關于環境因素影響光合速率的兩點提醒
溫度改變對光合作用的影響 當溫度改變時，不管是光反應還是暗反應都會受影響，但主要是影響暗反應，因為參與暗反應的酶的種類和數量比參與光反應的多
CO2濃度對光合作用的影響 CO2濃度很低時，光合作用不能進行，但CO2濃度過高時，會抑制植物的細胞呼吸，進而影響光合作用
1．(不定項)(2022·湖南，13)在夏季晴朗無云的白天，10時左右某植物光合作用強度達到峰值，12時左右光合作用強度明顯減弱。光合作用強度減弱的原因可能是(　　)
A．葉片蒸騰作用強，失水過多使氣孔部分關閉，進入體內的CO2量減少
B．光合酶活性降低，呼吸酶不受影響，呼吸釋放的CO2量大于光合固定的CO2量
C．葉綠體內膜上的部分光合色素被光破壞，吸收和傳遞光能的效率降低
D．光反應產物積累，產生反饋抑制，葉片轉化光能的能力下降
答案　AD
解析　夏季中午葉片蒸騰作用強，失水過多使氣孔部分關閉，進入體內的CO2量減少，暗反應減慢，光合作用強度明顯減弱，A正確；夏季中午氣溫過高，導致光合酶活性降低，呼吸酶不受影響(呼吸酶最適溫度高于光合酶)，光合作用強度減弱，但此時光合作用強度仍然大于呼吸作用強度，即呼吸釋放的CO2量小于光合固定的CO2量，B錯誤；光合色素分布在葉綠體的類囊體薄膜上，而非葉綠體內膜上，C錯誤；夏季中午葉片蒸騰作用強，失水過多使氣孔部分關閉，進入體內的CO2量減少，暗反應減慢，導致光反應產物積累，產生反饋抑制，使葉片轉化光能的能力下降，光合作用強度明顯減弱，D正確。
2．(2018·江蘇，18)下圖為某一植物在不同實驗條件下測得的凈光合速率，下列假設條件中能使圖中結果成立的是(　　)
A．橫坐標是CO2濃度，甲表示較高溫度，乙表示較低溫度
B．橫坐標是溫度，甲表示較高CO2濃度，乙表示較低CO2濃度
C．橫坐標是光波長，甲表示較高溫度，乙表示較低溫度
D．橫坐標是光照強度，甲表示較高CO2濃度，乙表示較低CO2濃度
答案　D
解析　隨著CO2濃度的增大，凈光合速率先增大后趨于穩定，但由于凈光合速率最大時對應著一個溫度，即最適溫度，低于或高于此溫度，凈光合速率都將下降，所以無法確定在CO2濃度足夠大時，甲、乙溫度的高低，A錯誤；植物進行光合作用存在最適溫度，高于最適溫度后，凈光合速率減小，所以隨著溫度升高，凈光合速率應先升高后降低，B錯誤；由于光合色素主要吸收紅光和藍紫光，在相應光波長時，植物的凈光合速率存在峰值，不應呈現先升高后趨于穩定的狀態，且光波長一定時，較高溫度下的凈光合速率不一定較高，C錯誤；隨著光照強度的增加，凈光合速率先增大后趨于穩定，在光強度足夠強時，較高的CO2濃度下凈光合速率較大，D正確。
3．(2021·遼寧，2)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
答案　B
解析　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。
4．(2021·河北，19)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______________________________________等(寫出兩點即可)。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________________________________________________________。
答案　(1)細胞內良好的溶劑；能夠參與生化反應；能為細胞提供液體環境；能運送營養物質和代謝廢物　吸收　(2)鎂　ATP和NADPH　水　C5(或RuBP)　(3)氣孔導度增加，CO2吸收量增多，同時RuBP羧化酶活性增大，使固定CO2的效率增大
解析　(1)根據表格分析，水＋氮組的氣孔導度大大增加，增強了植物的蒸騰作用，有利于植物根系吸收并向上運輸氮，所以補充水分可以促進玉米根系對氮的吸收，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，葉綠素的元素組成有C、H、O、N、Mg等，其中氮與鎂離子參與組成的環式結構使葉綠素能夠吸收光能，用于光反應，光反應的場所是葉綠體的類囊體薄膜，完成的反應是水光解產生NADPH和氧氣，同時將光能轉變成化學能儲存在ATP和NADPH中，其中ATP和NADPH兩種物質含有氮元素；暗反應包括二氧化碳固定和三碳化合物還原兩個過程，其中RuBP羧化酶將CO2轉變為羧基加到C5(RuBP)分子上，反應形成的C3被還原為糖類。(3)分析表格數據可知，施氮同時補充水分使氣孔導度增加，CO2吸收量增多，同時RuBP羧化酶活性增大，使固定CO2的效率增大，使植物有足量的CO2供應，從而增加了光合速率。
5．(2022·湖北)不同條件下植物的光合速率和光飽和點(在一定范圍內，隨光照強度的增加，光合速率增大，達到最大光合速率時的光照強度稱為光飽和點)不同，研究證實高濃度臭氧(O3)對植物的光合作用有影響。用某一高濃度O3連續處理甲、乙兩種植物75天，在第55天、65天、75天分別測定植物凈光合速率，結果如圖1、圖2和圖3所示。
注：曲線1：甲對照組，曲線2：乙對照組，曲線3：甲實驗組，曲線4：乙實驗組。
回答下列問題：
(1)圖1中，在高濃度O3處理期間，若適當增加環境中的CO2濃度，甲、乙植物的光飽和點會__________(填“減小”“不變”或“增大”)。
(2)與圖3相比，圖2中甲的實驗組與對照組的凈光合速率差異較小，表明_________________
_______________________________________________________________________________。
(3)從圖3分析可得到兩個結論：①O3處理75天后，甲、乙兩種植物的__________________，表明長時間高濃度的O3對植物光合作用產生明顯抑制；②長時間高濃度的O3對乙植物的影響大于甲植物，表明____________________________________________________________。
(4)實驗發現，處理75天后甲、乙植物中的基因A表達量都下降，為確定基因A功能與植物對O3耐受力的關系，使乙植物中基因A過量表達，并用高濃度O3處理75天。若實驗現象為_____________________________________________________________________________，則說明基因A的功能與乙植物對O3耐受力無關。
答案　(1)增大　(2)高濃度臭氧處理甲的時間越短，對甲植物光合作用的影響越小　(3)①實驗組的凈光合速率均明顯小于對照組　②長時間高濃度臭氧對不同種類植物光合作用產生的抑制效果有差異　(4)基因A過量表達與表達量下降時，乙植物的凈光合速率相同
解析　(1)限制光飽和點的環境因素有溫度、CO2濃度，圖1中，在高濃度O3處理期間，當光照強度增大到一定程度時，凈光合速率不再增大，出現了光飽和現象，若適當增加環境中的CO2濃度，甲、乙植物的光飽和點會增大。(2)與圖3相比，圖2中甲的實驗組與對照組的凈光合速率差異較小，表明高濃度臭氧處理甲的時間越短，對甲植物光合作用的影響越小。(3)據圖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、乙兩種植物的實驗組的凈光合速率均明顯小于對照組，表明長時間高濃度的O3對植物光合作用產生明顯抑制；曲線4凈光合速率比曲線3下降更大，即長時間高濃度O3對乙植物的影響大于甲植物，表明長時間高濃度臭氧對不同種類植物光合作用產生的抑制效果有差異。(4)實驗發現，處理75天后甲、乙植物中的基因A表達量都下降，為確定基因A功能與植物對O3耐受力的關系，可以使乙植物中基因A過量表達，并用高濃度O3處理75天，比較基因A過量表達與表達量下降時的凈光合速率，若兩種條件下乙植物的凈光合速率相同，則說明基因A的功能與乙植物對O3耐受力無關。
1．判斷關于環境因素對光合作用強度的影響的敘述
(1)水分能影響氣孔的開閉，間接影響CO2進入植物體內，從而影響光合作用(　√　)
(2)若適當升高溫度，光合速率的增加值小于呼吸速率的增加值，則光補償點應相應地向右移動(　√　)
(3)農作物栽種密度越大，接受光照的葉面積也越大，單位面積產量越高(　×　)
(4)陰雨天，菠菜葉肉細胞葉綠體中光反應速率下降、暗反應速率基本不變(　×　)
2．判斷關于光合作用原理的應用的敘述
(1)農作物的合理密植的原理要用到葉面積系數，該系數既影響光能利用率又影響總呼吸速率
(　√　)
(2)玉米和大豆間作，減少了氮肥的使用量、降低了單位面積的總產量(　×　)
(3)夏季連續陰天，大棚中白天適當增加光照，夜晚適當降低溫度，可提高作物產量(　√　)
(4)農業生產常采用強光植物和弱光植物高矮間作的方法提高農田的光能利用率(　√　)
(5)當棉桃被摘掉后，靠近棉桃的葉片光合作用速率下降(　√　)
3．填空默寫
(1)農田施肥的同時，往往需要適當澆水，此時澆水的原因是施肥時，肥料中的礦質元素只有溶解在水中，以離子形式存在，才能被作物根系吸收(答出1點即可)。
(2)請分析下圖中限制P點和Q點光合速率的因素。
如圖1、2、3中的曲線分析：P點時，限制光合速率的主要因素應為橫坐標所表示的因子，隨著該因子的不斷加強，光合速率不斷提高。當達到Q點時，橫坐標所表示的因子不再是影響光合速率的因素，要想提高光合速率，可采取適當提高圖示中的其他因子的方法。
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．某同學將新鮮金魚藻置于盛有NaHCO3溶液的燒杯中，改變燈泡與燒杯的距離，測定得到下表所示結果。下列敘述正確的是(　　)
燈泡與燒杯距離(cm) 15 30 45 60 75 90
氣泡產生速率(個/min) 49 28 11 0 0 0
A.本實驗的目的是探究CO2 濃度對光合速率的影響
B．15～45 cm之間，氣泡產生量為光合作用實際產生氧氣的量
C．小于60 cm時，限制光合速率的主要因素是光照強度
D．60 cm時，光線太弱導致光合作用完全停止
答案　C
解析　根據題意分析，該實驗的目的是探究光照強度對光合速率的影響，A錯誤；15～45 cm之間，氣泡的產生速率表示凈光合速率，B錯誤；小于60 cm時，隨著光照強度的增加，氣泡的產生速率加快，因此，此時限制光合速率的主要因素是光照強度，C正確；60 cm時，光線太弱導致凈光合速率為0，此時可能是光合速率等于呼吸速率，D錯誤。
2．已知某植物光合作用和細胞呼吸最適溫度分別為25 ℃和30 ℃，如圖表示該植物處于25 ℃環境中時光合作用強度隨光照強度變化的坐標圖。下列敘述錯誤的是(　　)
A．a點時葉肉細胞產生ATP的細胞器只有線粒體
B．b點植物光合作用強度與細胞呼吸強度相等
C．當植物缺Mg時，葉綠素減少，b點將向左移
D．將溫度提高到30 ℃時，a點上移，b點右移，c點上移
答案　C
解析　b點為光補償點，當植物缺Mg時，葉綠素合成減少，同等光照強度下光合作用強度下降，只有更大光照強度的光才能使光合作用強度等于細胞呼吸強度，故b點將向右移，C錯誤。
3．(2023·遼寧岫巖高中高三期中)植物的光合作用受溫度(T)和光照強度(L)影響。下圖表明植物在三種不同光照強度下消耗CO2的情況。請分析在－5～0 ℃和20～30 ℃的溫度范圍內，光合作用的限制因素分別是(　　)
選項 －5～0 ℃ 20～30 ℃
A T和L都是限制因素 T和L都不是限制因素
B T是限制因素，L不是限制因素 T不是限制因素，L是限制因素
C T是限制因素，L不是限制因素 T是限制因素，L不是限制因素
D T不是限制因素，L是限制因素 T是限制因素，L不是限制因素
答案　B
解析　據圖分析可知，在－5～0 ℃的溫度范圍內，三種不同的光照強度下，植物的光合作用強度相同，說明此條件下溫度是限制光合作用的主要因素。在20～30 ℃的溫度范圍內，光合作用強度都不再隨溫度的升高而增強，說明此范圍是光合作用的適宜溫度；但不同光照強度下，植物光合作用強度不同，說明此時光照強度是光合作用的限制因素。
4．如圖表示某植物一晝夜之內葉綠體中C3相對含量的變化。下列說法中不正確的是(　　)
A．從B點開始合成光合產物(CH2O)
B．AB段C3含量較高與沒有接受光照有關
C．E點時C3含量極低與二氧化碳的供應有關
D．E點時葉綠體中ATP的含量比D點時低
答案　D
解析　AB段C3含量不變，對應的時間是0～6 h，沒有光照，C3含量較高與沒有接受光照有關，B點開始C3含量降低，表示C3被還原，開始合成有機物，A、B正確；E點時，光照過強，溫度較高，導致氣孔部分關閉，二氧化碳供應減少，生成的C3含量低，C正確；E點時，光照充足，葉綠體中光反應產生的ATP的含量較D點高，D錯誤。
5．(2023·湖南郴洲高三模擬)細胞呼吸和光合作用的原理在農業生產中具有廣泛的應用。下列有關敘述中，不正確的是(　　)
A．中耕松土有利于根細胞的有氧呼吸，從而促進根細胞對無機鹽的吸收
B．農作物生長發育過程中，及時去掉衰老變黃的葉片有利于有機物的積累
C．合理密植和增施有機肥均有利于提高農作物的光合作用強度
D．溫室種植農作物時，為促進光合作用，白天要適時通風，以保證O2供應
答案　D
解析　松土可以增加土壤中的空氣含量，有助于植物根系細胞的有氧呼吸，從而促進根細胞對無機鹽的吸收，A正確；農作物生長發育過程中，及時去除衰老變黃的葉片(光合速率較低)，減少有機物的消耗，從而實現增產的目的，B正確；合理密植和增施有機肥均有利于提高農作物的光合作用強度，C正確；溫室種植農作物時，為促進光合作用，白天要適時通風，以保證CO2供應，D 錯誤。
6．龍須菜是生活在近岸海域的大型經濟藻類，既能給海洋生態系統提供光合產物，又能為人類提供食品原料。某研究小組的實驗結果如下圖所示。已知大氣CO2濃度約為0.03%，實驗過程中溫度等其他條件適宜，下列相關說法錯誤的是(　　)
A．實驗中的自變量為光照強度和CO2濃度
B．高光照強度下光反應速率快從而使龍須菜生長較快
C．增加光照強度或CO2濃度均能提高龍須菜的生長速率
D．選擇龍須菜養殖場所時需考慮海水的透光率等因素
答案　C
解析　據圖可知，各組CO2濃度為0.1%時的數據均不高于CO2濃度為0.03%時的數據，故增加CO2濃度并不能提高龍須菜的生長速率，C錯誤；不同的光照強度對生長速率的影響不同，所以選擇龍須菜養殖場所時需考慮海水的透光率等因素，D正確。
7．如圖表示葉片的光合作用強度與植物周圍空氣中二氧化碳含量的關系，圖示中ce段是增大了光照強度后測得的曲線。下列有關敘述中，正確的是(　　)
A．植物鮮重增加量是光合作用強度的重要指標
B．在e點后再次增大光照強度，曲線有可能為eg段
C．葉綠體內a點時的C3(三碳化合物)含量大于b點
D．bc段的限制因素主要是溫度
答案　B
解析　植物鮮重增加的主要是水分，而光合作用合成有機物，因此光合作用強度的重要指標是植物干重的增加量，A錯誤；根據圖示分析可知，在e點后再次增大光照強度，可能已超過了光飽和點，曲線有可能為eg段，B正確；從a點開始，光合作用強度不斷增加，葉綠體內的C3(三碳化合物)含量不斷增加，b點時光合速率達到最大，此時C3(三碳化合物)含量大于a點，C錯誤；分析題圖可知，bc段的限制因素主要是光照強度，D錯誤。
8．(2023·湖南長沙高三檢測)農作物的光合作用強度與其產量直接相關。科研人員研究了光照強度和CO2濃度對某種植物光合作用強度的影響，繪制出成熟葉片在兩種CO2濃度條件下，光合作用強度隨光照強度的變化曲線(見下圖)。下列說法正確的是(　　)
A．單位葉片中a點的光合作用強度一定大于呼吸作用強度
B．d點以后限制光合作用強度的內因可能是酶濃度
C．CO2濃度由b點調至c點瞬間，葉綠體中C3含量下降
D．若該曲線是在最適溫度下測得，突然降低溫度，d點會向右上方移動
答案　B
解析　曲線代表總光合強度，呼吸強度未知，A錯誤；CO2濃度由b點調至c點瞬間，C3的合成增加，消耗暫時不變，所以C3含量上升，C錯誤；突然降低溫度，光合速率降低，d點會向左下方移動，D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。
9．(2023·河北武安高三模擬)下圖表示測定金魚藻光合作用強度的實驗密閉裝置，氧氣傳感器可監測O2濃度的變化，下列敘述正確的是(　　)
A．該實驗探究不同單色光對光合作用強度的影響
B．加入NaHCO3溶液是為了吸收細胞呼吸釋放的CO2
C．拆去濾光片，單位時間內，氧氣傳感器測到的O2濃度高于單色光下O2濃度
D．若將此裝置放在黑暗處，可測定金魚藻的細胞呼吸強度
答案　ACD
解析　該實驗的自變量是不同單色光，因變量是釋放的O2濃度(代表光合作用強度)，故實驗的目的是探究不同單色光對光合作用強度的影響，A正確；加入NaHCO3溶液是為了提供光合作用需要的CO2，B錯誤；相同條件下，自然光下比單色光下的光合作用要強，因此拆去濾光片，單位時間內，氧氣傳感器測到的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，金魚藻只進行細胞呼吸，氧氣傳感器可測出O2的消耗情況，從而測定金魚藻的呼吸強度，D正確。
10．(2023·山東德州模擬)下圖顯示在環境CO2濃度和高CO2濃度下，溫度對兩種植物CO2吸收速率的影響，下列有關曲線的分析正確的是(　　)
A．高CO2濃度條件下，葉片溫度在45 ℃時兩種植物真正光合速率最高
B．環境CO2濃度條件下，40 ℃時限制兩種植物光合作用速率的因素相同
C．自然條件下，與植物b相比，植物a更適合生活在高溫環境中
D．植物b的光合作用相關酶活性在38 ℃左右最高
答案　C
解析　高CO2濃度條件下，葉片溫度在約42 ℃時兩種植物凈光合速率最高，由于呼吸速率未知，無法知道真正光合速率的情況，A錯誤；對比圖1和圖2可知，在40 ℃時，植物a在環境CO2濃度和高CO2濃度下的CO2吸收速率相同，此時限制植物a光合速率的因素不是CO2濃度，植物b在環境CO2濃度下的CO2吸收速率明顯低，此時限制植物b光合速率的因素是CO2濃度，B錯誤；據圖1可知，自然條件下，葉片溫度較高時，植物a的凈光合速率較高，故與植物b相比，植物a更適合生活在高溫環境中，C正確；在環境CO2濃度條件下，植物b的光合作用相關酶活性在38 ℃左右最高，在高CO2濃度條件下，植物b的光合作用相關酶活性在42 ℃左右最高，D錯誤。
11．(2023·遼寧營口高三模擬)為探究影響光合速率的因素，將同一品種玉米苗置于25 ℃條件下培養，實驗結果如圖所示。下列有關敘述錯誤的是(　　)
A．此實驗共有兩個自變量：光照強度和施肥情況
B．光照強度為800 lux是玉米在25 ℃條件下的光飽和點
C．在土壤含水量為40%～60%的條件下，施肥促進光合作用的效果明顯
D．制約c點時光合作用強度的因素主要是土壤含水量
答案　AB
解析　本實驗有不同光照強度、是否施肥、土壤含水量三個自變量，A錯誤；光照強度為
800 lux時CO2吸收量均大于200 lux，但并沒有測定其他光照強度的CO2吸收量，所以無法確定光飽和點，B錯誤。
12．夏季大棚種植，人們經常在傍晚這樣做：①延長2小時人工照光；②熄燈后要打開門和所有通風口半小時以上；③關上門和通風口。對于上述做法的生物學原理的分析，正確的是(　　)
A．①延長光合作用時間，可以提高有機物的制造量
B．②起到降氧、降溫、降濕度的作用，從而抑制細胞呼吸減少有機物消耗
C．與①時的狀態相比，②③時葉肉細胞中線粒體的功能有所增強
D．③可積累棚內CO2濃度來抑制細胞呼吸，并對下一天的光合作用有利
答案　ABD
解析　②③的目的是抑制有氧呼吸，故與①時的狀態相比，葉肉細胞中線粒體的功能有所減弱，C錯誤。
三、非選擇題
13．(2023·遼寧六校聯考)新疆的南疆地區是中國葡萄的主要產區，南疆氣候干旱少雨，多浮塵天氣，在葡萄種植過程中，研究者通過設計實驗研究了葉片上塵土覆蓋對葡萄(和田紅、木納格、無核白均為葡萄的品種名稱)光合作用的影響。請據下圖回答下列問題(注：新疆計時采用北京時間，北京時間比當地的實際時間大約晚兩個小時)：
(1)圖A中16：10時和田紅和無核白的凈光合速率均顯著下降，其原因主要是植物從環境中吸收的__________減少，導致這兩種葡萄植株光合作用過程中的__________減弱，從而使凈光合速率顯著下降。
(2)若用CO2的變化量來表示植物的凈光合速率，圖A中植物消耗了________________(填“線粒體”“外界環境”或“線粒體和外界環境”)中的CO2。
(3)圖__________(填“A”或“B”)中凈光合速率變化曲線表示葉片上有塵土覆蓋，判斷依據是____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________。
(4)通過圖A和圖B判斷，__________品種的葡萄更適應當地的浮塵天氣，依據是______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
答案　(1)CO2　暗反應　(2)線粒體和外界環境　(3)B　塵土覆蓋阻礙了植物葉片對光的吸收，同時塵土也會堵塞氣孔，阻礙了CO2的吸收，進而導致凈光合速率下降，圖B與圖A相比，各品種的凈光合速率均低　(4)木納格　與無塵土覆蓋相比，有塵土覆蓋的情況下，木納格的凈光合速率下降幅度較小
解析　(1)圖A中的和田紅和無核白在16：10左右出現了光合午休的現象，原因是植株吸收的CO2減少，導致光合作用過程中的暗反應減弱，進而導致凈光合速率下降。(2)凈光合速率可以用CO2的變化量來表示，圖A中植物消耗了植物呼吸作用線粒體產生的CO2和外界環境中的CO2。
14．為探究CO2濃度及紫外線對植物光合作用的影響，研究人員分別用紫外線和濃度加倍后的CO2處理培養了15天的番茄幼苗，直至果實成熟。期間測定了番茄葉綠素含量、株高和光合速率等生理指標(其他條件均為適宜狀態)，結果如下表。
分組及實驗處理 A組(自然 條件下) B組(紫外 線照射) C組(CO2 濃度加倍)
葉綠素含量/(mg·g－1) 15天 1.20 1.21 1.19
30天 2.00 1.50 2.40
45天 2.00 1.50 2.45
株高(cm) 15天 21.10 21.20 21.00
30天 35.20 31.60 38.30
45天 54.30 48.30 61.20
光合速率平均值/ (μmol·m－2·s－1) 8.86 5.62 14.28
(1)在晴朗的中午，幼苗均可以正常生長。此時，A組番茄葉肉細胞產生ATP的部位有________________________________；依據表中數據判斷，與A組相比，B組番茄幼苗光合速率平均值低的原因最可能是_____________________________________________________。
(2)從實驗設計的角度來看，表格中的數據有不嚴謹的地方，具體體現在初始狀態下(15天時)三個組的葉綠素含量和株高數值不一致，你認為這樣的誤差____________(填“會”或“不會”)對實驗結果和得出結論產生顯著影響，原因是_________________________________。
(3)由表可知，CO2濃度加倍可促進番茄幼苗生長。有研究者認為，這可能是因為CO2能促進植物生長素的合成。請補充實驗，驗證此假設(簡要說明實驗思路及結果)。
(4)根據表中的數據分析，為提高塑料大棚農作物產量可采取的措施有__________________
______________________________________________________________________________。
答案　(1)細胞質基質、線粒體和葉綠體　紫外線照射使植物葉綠素合成減少，光反應弱，光合速率低　(2)不會　一是初始數據誤差很小，二是實驗結果和結論的得出主要依據因變量的變化　(3)實驗思路：在15天、30天、45天時，分別測定A、C組植株中生長素的含量，并作對比分析；檢測結果：15天時，A、C兩組生長素含量差別不大；30天、45天時C組植株生長素含量高于A組植株生長素含量。　(4)適度提高棚內二氧化碳濃度；使用能阻擋紫外線的塑料薄膜
解析　在晴朗的中午，A組番茄葉肉細胞同時進行細胞呼吸和光合作用，所以產生ATP的部位有細胞質基質、線粒體和葉綠體；依據表中數據判斷，與A組相比，B組番茄葉綠素含量更低，因此B組番茄幼苗光合速率平均值低的原因最可能是紫外線照射使植物葉綠素含量低，所以光反應弱，影響光反應進而影響暗反應，光合速率低。第6課時　光合作用的影響因素及其應用
課標要求　探究光照強度、CO2濃度等對光合作用強度的影響；關注光合作用與農業生產及生活的聯系。
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______________內通過光合作用制造________的數量。
(2)表示方法：用一定時間內________________________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______，光照下葉片進行光合作用產生________，充滿細胞間隙，葉片又會______。光合作用越強，單位時間內圓形小葉片上浮的數量________。
(2)實驗中變量分析
自變量 不同_________
控制自變量 調節 進行控制
因變量
檢測因變量 同一時間段內__________
對無關變量進行控制 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________。
(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________(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)。
(6)注意事項
①打孔時要避開________________，因為其中沒有葉綠體，而且會延長圓形小葉片上浮的時間，影響實驗結果的準確性。
②為確保溶液中CO2含量充足，圓形小葉片可以放入________________溶液中。
3．影響光合作用強度的因素
(1)影響光合作用強度的內部因素：________的含量、________的含量和活性、葉齡等。
(2)影響光合作用強度的環境因素：________________________________________。只要影響到________(CO2、水)、________________(動力—光能)，都可能是影響光合作用強度的因素。
1．在教材“探究環境因素對光合作用強度的影響”實驗中，葉片上浮的原因是什么？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
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(鎢絲)作為光源，應注意什么，怎樣改進？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
1．某生物興趣小組將一枝伊樂藻浸在加有適宜培養液的大試管中，以LED燈作為光源，移動LED燈調節其與大試管的距離，分別在10 ℃、20 ℃和30 ℃下進行實驗，觀察并記錄單位時間內不同距離下枝條產生的氣泡數目，結果如圖所示。下列相關敘述不正確的是(　　)
A．該實驗研究的是光照強度和溫度對光合速率的影響
B．A點和C點的限制因素分別為溫度和光照強度
C．B點條件下伊樂藻能進行光合作用
D．若在缺鎂的培養液中進行此實驗，則B點向右移動
2．如圖為“探究影響植物光合速率的因素”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．該實驗裝置測出的植物光合速率為總光合速率
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的影響
考點二　光合作用的影響因素及其應用
1．外部環境因素
(1)光照強度
①原理：光照強度通過影響植物的__________反應進而影響光合速率。光照強度增加，光反應速度________，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。
②曲線分析
項目 生理過程 氣體交換 生理狀態模型
A點 只進行_____作用 吸收O2、釋放CO2
AB段 呼吸作用_____光合作用 吸收O2、釋放CO2
B點 呼吸作用 光合作用 不與外界進行氣體交換
B點以后 呼吸作用 光合作用 吸收CO2、______
③應用：溫室生產中，適當增強____________，以提高光合速率，使作物增產；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，可合理利用光能。
(2)CO2濃度
①原理：CO2影響__________反應階段，制約________的形成。
②曲線分析
圖1中________點表示CO2補償點，即光合速率等于呼吸速率時的CO2濃度，圖2中A′點表示進行光合作用所需CO2的__________濃度。B點和B′點都表示CO2________點。
③應用：在農業生產上可以通過“正其行，通其風”、增施農家肥等________CO2濃度，提高光合速率。
(3)溫度
①原理：溫度通過影響________________影響光合作用。
②曲線分析
AB段 在B點之前，隨著溫度升高，光合速率________
B點 酶的________溫度，光合速率最大
BC段 隨著溫度升高，酶的活性下降，光合速率________，50 ℃左右光合速率幾乎為零
③應用：溫室栽培植物時，白天調到光合作用最適溫度，以提高光合速率；晚上適當__________溫室內溫度，以降低細胞呼吸速率，保證植物有機物的積累。
(4)水分
①原理：水既是光合作用的原料，又是體內各種化學反應的________，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曲線中間E處光合作用強度暫時降低，是因為溫度高，蒸騰作用過強，部分氣孔關閉，影響了________的供應。
(5)礦質元素
①原理：N、Mg、Fe等是葉綠素合成的必需元素，若這些元素缺乏，會影響________的合成，從而影響光合作用。
②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，可以提高作物的光合作用效率。
2．內部因素
(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
(2)植物葉片的葉齡、葉綠素含量及酶
(3)植物葉面積指數
3．多因子變量對光合速率的影響
提醒　A點之前：限制光合速率的因素應為橫坐標所表示的因子，依次為光照強度、CO2濃度和光照強度；B點之后：橫坐標所表示的因子不再是影響光合速率的主要因素。
農業生產中的一些栽培措施可以影響作物的光合作用等生理活動，也可以影響環境。如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。輪作是指在同一塊田地上有順序地在季節間和年度間輪換種植不同作物的種植方式。間作套種是指在同一土地上按照不同比例種植不同種類農作物的種植方式。
1．中耕松土能促進植物生長的原因是什么？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
2．缺磷影響光合作用的原因是什么？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
3．輪作的好處有哪些？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
4．玉米和大豆的根系深淺不同，植株高矮不同。玉米間作套種大豆可充分利用哪些資源提高農作物產量？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
3．(不定項)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。請分析下列操作不正確的是(　　)
A．礦質元素只有溶解在水中才能被作物根系吸收，體現了水的流動性
B．給農田施加尿素的主要目的是利于植物合成糖類、脂肪等化合物
C．向農田中施加農家肥，不僅可為植物的光合作用提供CO2，還可為植物的生長提供一定的無機鹽
D．在酸化土壤中，無機鹽多以離子形式存在，有利于農作物的生長和發育
4．(2023·山東臨沂高三模擬)圖1表示玉米光合作用和有氧呼吸過程中的部分物質變化，圖2表示玉米在充足CO2、不同溫度和不同光照強度下的光合速率。下列相關敘述正確的是(　　)
A．圖1中，在生物膜上進行的過程有①②③，⑤過程需要消耗ATP
B．圖1中，若葉肉細胞內②過程與④過程的速率相等，則玉米植株可正常生長
C．圖2中，P點對應的光照強度下，限制玉米光合速率的主要環境因素是CO2濃度
D．圖2中，若環境中CO2濃度降低，則曲線上的Q點將向左下方移動
核心歸納　關于環境因素影響光合速率的兩點提醒
溫度改變對光合作用的影響 當溫度改變時，不管是光反應還是暗反應都會受影響，但主要是影響暗反應，因為參與暗反應的酶的種類和數量比參與光反應的多
CO2濃度對光合作用的影響 CO2濃度很低時，光合作用不能進行，但CO2濃度過高時，會抑制植物的細胞呼吸，進而影響光合作用
1．(不定項)(2022·湖南，13)在夏季晴朗無云的白天，10時左右某植物光合作用強度達到峰值，12時左右光合作用強度明顯減弱。光合作用強度減弱的原因可能是(　　)
A．葉片蒸騰作用強，失水過多使氣孔部分關閉，進入體內的CO2量減少
B．光合酶活性降低，呼吸酶不受影響，呼吸釋放的CO2量大于光合固定的CO2量
C．葉綠體內膜上的部分光合色素被光破壞，吸收和傳遞光能的效率降低
D．光反應產物積累，產生反饋抑制，葉片轉化光能的能力下降
2．(2018·江蘇，18)下圖為某一植物在不同實驗條件下測得的凈光合速率，下列假設條件中能使圖中結果成立的是(　　)
A．橫坐標是CO2濃度，甲表示較高溫度，乙表示較低溫度
B．橫坐標是溫度，甲表示較高CO2濃度，乙表示較低CO2濃度
C．橫坐標是光波長，甲表示較高溫度，乙表示較低溫度
D．橫坐標是光照強度，甲表示較高CO2濃度，乙表示較低CO2濃度
3．(2021·遼寧，2)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
4．(2021·河北，19)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_______________________________等(寫出兩點即可)。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__________________________________________________。
5．(2022·湖北)不同條件下植物的光合速率和光飽和點(在一定范圍內，隨光照強度的增加，光合速率增大，達到最大光合速率時的光照強度稱為光飽和點)不同，研究證實高濃度臭氧(O3)對植物的光合作用有影響。用某一高濃度O3連續處理甲、乙兩種植物75天，在第55天、65天、75天分別測定植物凈光合速率，結果如圖1、圖2和圖3所示。
注：曲線1：甲對照組，曲線2：乙對照組，曲線3：甲實驗組，曲線4：乙實驗組。
回答下列問題：
(1)圖1中，在高濃度O3處理期間，若適當增加環境中的CO2濃度，甲、乙植物的光飽和點會__________(填“減小”“不變”或“增大”)。
(2)與圖3相比，圖2中甲的實驗組與對照組的凈光合速率差異較小，表明_________________
_______________________________________________________________________________。
(3)從圖3分析可得到兩個結論：①O3處理75天后，甲、乙兩種植物的____________________，表明長時間高濃度的O3對植物光合作用產生明顯抑制；②長時間高濃度的O3對乙植物的影響大于甲植物，表明_____________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
(4)實驗發現，處理75天后甲、乙植物中的基因A表達量都下降，為確定基因A功能與植物對O3耐受力的關系，使乙植物中基因A過量表達，并用高濃度O3處理75天。若實驗現象為_____________________________________________________________________________
________________________________________________________________________，則說明基因A的功能與乙植物對O3耐受力無關。
1．判斷關于環境因素對光合作用強度的影響的敘述
(1)水分能影響氣孔的開閉，間接影響CO2進入植物體內，從而影響光合作用(　　)
(2)若適當升高溫度，光合速率的增加值小于呼吸速率的增加值，則光補償點應相應地向右移動(　　)
(3)農作物栽種密度越大，接受光照的葉面積也越大，單位面積產量越高(　　)
(4)陰雨天，菠菜葉肉細胞葉綠體中光反應速率下降、暗反應速率基本不變(　　)
2．判斷關于光合作用原理的應用的敘述
(1)農作物的合理密植的原理要用到葉面積系數，該系數既影響光能利用率又影響總呼吸速率
(　　)
(2)玉米和大豆間作，減少了氮肥的使用量、降低了單位面積的總產量(　　)
(3)夏季連續陰天，大棚中白天適當增加光照，夜晚適當降低溫度，可提高作物產量(　　)
(4)農業生產常采用強光植物和弱光植物高矮間作的方法提高農田的光能利用率(　　)
(5)當棉桃被摘掉后，靠近棉桃的葉片光合作用速率下降(　　)
3．填空默寫
(1)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)。
(2)請分析下圖中限制P點和Q點光合速率的因素。
如圖1、2、3中的曲線分析：P點時，限制光合速率的主要因素應為_________________，隨著該因子的不斷加強，光合速率不斷提高。當達到Q點時，橫坐標所表示的因子不再是影響光合速率的因素，要想提高光合速率，可采取適當提高______________________的方法。

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