2025年高考一轮总复习课件 第三单元　第10课　影响光合作用的因素及应用

第10课影响光合作用的因素及应用·学业质量水平要求·1.利用模型与建模的方法分析影响光合作用的因素，理解环境因素对光合作用的影响。2.通过探究环境因素对光合作用速率影响的实验，培养实验设计和分析的能力。3.应用影响光合作用的环境因素知识，指导农业生产。影响光合作用的因素及应用1．内因的影响(1)植物自身的遗传特性，如植物品种不同，以阴生植物、阳生植物为例①模型解读：A′＜A；B′＜B。②应用：选择阳生植物和阴生植物进行间作。(2)植物叶片的叶龄、叶绿素含量及酶①模型分析项目生理过程OA段随叶龄增大，叶面积增大，色素含量增多，酶的含量和活性增大，光合速率加快A点后随叶龄增大，色素、酶含量减少，酶活性减弱，光合速率减慢②应用：适时摘除老叶。2．光照强度对光合作用的影响及应用(1)原理：光照强度影响光反应阶段，制约ATP和NADPH的产生，进而制约暗反应。(2)影响曲线与分析项目生理过程气体交换生理状态模型A点只进行呼吸作用吸收O2、释放CO2AB段呼吸作用大于光合作用吸收O2、释放CO2B点呼吸作用等于光合作用不与外界进行气体交换B点以后呼吸作用小于光合作用吸收CO2、释放O2D点光合作用达到最大值3．CO2浓度对光合作用的影响及应用(1)原理：CO2浓度通过影响暗反应阶段C3的生成，进而影响光合作用强度。(2)曲线分析①A点对应的CO2浓度表示进行光合作用所需的最低CO2浓度。②B点对应的CO2浓度表示光合作用速率等于细胞呼吸速率时的CO2浓度，即CO2补偿点。③C点对应的CO2浓度表示CO2饱和点，表示在一定范围内，光合作用速率会随CO2浓度增加而增大。(3)应用①大田要“正其行，通其风”，以增加CO2含量。②温室内可通过放干冰，使用CO2生成器，施用有机肥，与猪舍、鸡舍连通等方法适当提高CO2浓度。4．温度对光合作用的影响及应用(1)原理：温度通过影响与光合作用有关的酶的活性进而影响光合作用强度。(2)曲线分析光合作用强度和细胞呼吸强度都受温度的影响，但光合作用相关酶对温度反应更为敏感。(3)应用：温室栽培植物时，白天提高温度，以提高光合作用强度；晚上适当降低温室内温度，以降低细胞呼吸强度，保证植物有机物的积累。5．水对光合作用的影响及应用(1)原理①水既是光合作用的原料，又是生物体内各种化学反应的介质，如植物缺水导致萎蔫，使光合速率下降。②水分还能影响气孔的开闭，间接影响CO2进入植物体内。(2)应用：预防干旱，合理灌溉。6．矿质元素对光合作用的影响及应用(1)原理：矿质元素是参与光合作用的许多重要化合物的组成成分，缺乏会影响光合作用的进行。例如，N是酶的组成元素，N、P是ATP、磷脂的组成元素，Mg是叶绿素的组成元素等。(2)曲线分析①在一定浓度范围内，增大必需矿质元素的供应，可提高光合作用强度。②当超过一定浓度后，会因土壤溶液的浓度过高，植物渗透失水而导致植物光合作用强度下降。(3)应用：合理施肥、补充土壤中的矿质元素。7．多因子变量对光合速率的影响(1)A点之前：限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，依次为光照强度、CO2浓度和光照强度。(2)B点之后：横坐标所表示的因子不再是影响光合速率的主要因素。1．阴雨天，菠菜叶肉细胞叶绿体中光反应速率下降、暗反应速率基本不变。(×)2．温度越高，酶活性越高，光合作用强度越大。(×)3．光合作用中的生成物和反应物中没有N、P等元素，因此土壤中的N、P等无机盐的含量对光合作用无影响。(×)4．夏季晴天光照最强时，小麦光合速率最高。(×)5．光照越弱，阴生植物光合作用越强；光照越强，阳生植物光合作用越强。(×)6．水分能影响气孔的开闭，间接影响CO2进入植物体内，从而影响光合作用。(√)1．(必修1P106拓展应用)北方夏季中午时，光照强度很强，植物出现“午休”现象的原因是光照强度过强，温度升高，导致气孔关闭，细胞CO2供应不足，光合作用减弱。2．(必修1P108T6)哈密瓜盛产于新疆的哈密市。在哈密市农作物生长季节里，阳光充沛、昼夜温差大。从影响哈密瓜生长的环境因素分析，哈密瓜特别甜的原因是白天温度高，光照强，哈密瓜光合作用强，制造的有机物较多；夜间温度低，哈密瓜细胞呼吸较弱，消耗的有机物较少，一昼夜积累的有机物较多。考向1|单因子对光合作用的影响及应用1．(2023·湖北卷)高温是制约世界粮食安全的因素之一，高温往往使植物叶片变黄、变褐。研究发现平均气温每升高1℃，水稻、小麦等作物减产约3%～8%。关于高温下作物减产的原因，下列叙述错误的是()A．呼吸作用变强，消耗大量养分B．光合作用强度减弱，有机物合成减少C．蒸腾作用增强，植物易失水发生萎蔫D．叶绿素降解，光反应生成的NADH和ATP减少D解析：高温使呼吸酶的活性增强，呼吸作用变强，消耗大量养分，A正确；高温往往使植物叶片变黄、变褐，使气孔导度变小，光合作用强度减弱，有机物合成减少，B正确；高温使作物蒸腾作用增强，植物易失水发生萎蔫，C正确；高温使作物叶绿素降解，光反应生成的NADPH和ATP减少，D错误。2．(2024·广西1月适应性测试)在华南地区秋冬种植的白菜、油菜等蔬菜，引种到西北高原地区夏季种植，常会生长得更加旺盛，导致这种现象的原因不包括()A．光照时间长让植物有更多的光合作用时长B．光照强度大使植物具有更高的光合作用速率C．紫外线吸收增加使植物光合作用强度增大D．昼夜温差更大有利于光合作用产物的积累C解析：西北高原地区夏季种植，光照时间长，植物有更多的光合作用时长，A正确；西北高原地区夏季种植，光照强度大，植物具有更高的光合作用速率，B正确；一般情况下，光合色素吸收的是可见光，而紫外线是不可见光，植物不吸收，C错误；西北高原地区夏季种植，昼夜温差大，白天温度高，光合作用强，夜间温度低，呼吸作用弱，有利于有机物的积累，D正确。考向2|多因子对光合作用的影响及应用3．(2022·北京卷)光合作用强度受环境因素的影响。车前草的光合速率与叶片温度、CO2浓度的关系如下图。据图分析不能得出()A．低于最适温度时，光合速率随温度升高而升高B．在一定的范围内，CO2浓度升高可使光合作用最适温度升高C．CO2浓度为200μL·L-1时，温度对光合速率影响小D．10℃条件下，光合速率随CO2浓度的升高会持续提高D解析：由题图可知，当CO2浓度一定时，光合速率会随着温度的升高而升高，达到最适温度时，光合速率达到最高值，后随着温度的继续升高而降低，A正确。分析题图可知，当CO2浓度为200μL·L-1时，最适温度为25℃左右；当CO2浓度为370μL·L-1时，最适温度为30℃左右；当CO2浓度为1000μL·L-1时，最适温度超过30℃，可以表明在一定范围内，CO2浓度的升高会使光合作用最适温度升高，B正确。分析题图可知，当CO2浓度为200μL·L-1时，光合速率随温度的升高变化程度不大，而CO2浓度为其他数值时，光合速率随着温度的升高变化程度较大，所以表明CO2浓度为200μL·L-1时，温度对光合速率影响小，C正确。分析题图可知，10℃条件下，CO2浓度为200～370μL·L-1时，光合速率升高，而在370～1000μL·L-1时，光合速率无明显的提高趋势，所以题图不能表明10℃条件下，光合速率随CO2浓度的升高会持续提高，D错误。4．(2021·广东卷)与野生型拟南芥WT相比，突变体t1和t2在正常光照条件下，叶绿体在叶肉细胞中的分布及位置不同(如图a所示)，造成叶绿体相对受光面积的不同(如图b所示)，进而引起光合速率差异，但叶绿素含量及其他性状基本一致。在不考虑叶绿体运动的前提下，下列叙述错误的是()A．t2比t1具有更高的光饱和点(光合速率不再随光强增加而增加时的光照强度)B．t1比t2具有更低的光补偿点(光合吸收CO2与呼吸释放CO2等量时的光照强度)C．三者光合速率的高低与叶绿素的含量无关D．三者光合速率的差异随光照强度的增加而变大D解析：由图a可知，t1较多的叶绿体分布在光照下，t2较少的叶绿体分布在光照下，由图b可知，在正常光照条件下，t2的叶绿体相对受光面积小于t1，由此可推断，t2比t1具有更高的光饱和点(光合速率不再随光强增加而增加时的光照强度)，t1比t2具有更低的光补偿点(光合作用吸收CO2与呼吸作用释放CO2等量时的光照强度)，A、B正确；通过题干信息可知，三者的叶绿素含量及其他性状基本一致，由此推测，三者光合速率的高低与叶绿素的含量无关，C正确；三者光合速率的差异，在一定光照强度下，随光照强度的增加而变大，但是超过光饱和点，再增大光照强度，三者光合速率的差异不再变化，D错误。5．(2022·广东卷)研究者将玉米幼苗置于三种条件下培养10天后(如图a所示)，测定相关指标(如图b所示)，探究遮阴比例对植物的影响。回答下列问题：(1)结果显示，与A组相比，C组叶片叶绿素含量________，原因可能是____________________________。(2)比较图b中B1与A组指标的差异，并结合B2相关数据。推测B组的玉米植株可能会积累更多的____________，因而生长更快。(3)某兴趣小组基于上述B组条件下玉米生长更快的研究结果，作出该条件可能会提高作物产量的推测，由此设计了初步实验方案进行探究：实验材料：选择前期________一致、生长状态相似的某玉米品种幼苗90株。实验方法：按图a所示的条件，分A、B、C三组培养玉米幼苗，每组30株；其中以______为对照，并保证除__________外其他环境条件一致。收获后分别测量各组玉米的籽粒重量。结果统计：比较各组玉米的平均单株产量。分析讨论：如果提高玉米产量的结论成立，下一步探究实验的思路是______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)据图b可知，A组叶绿素含量为4.2mg·dm-2，C组叶绿素含量为4.7mg·dm-2，所以C组叶片叶绿素含量比A组高。二者遮阴条件不同，遮阴可能促进了叶绿素的合成或抑制了叶绿素的分解，从而使C组叶片叶绿素含量高于A组。(2)A组净光合速率为11.8μmolCO2·m-2·s-1，B组平均净光合速率为(20.5＋7.0)/2＝13.75μmolCO2·m-2·s-1，植物的净光合速率还可用有机物(或糖类)的积累量来表示，所以B组玉米植株可能会积累更多的有机物(或糖类)，因而生长更快。(3)实验设计遵循的主要原则包括单一变量原则、对照原则和重复原则等。本实验的自变量为不同遮阴条件，所以实验材料的差别、温度及CO2浓度等影响植物光合速率的因素均属于无关变量，实验材料应选择前期生长环境一致、生长状态相似的玉米幼苗为材料。A组不遮阴是本实验的对照组，且实验过程中需要保证植物光合速率仅受遮阴条件影响，其他环境条件保持一致且适宜。在确认一定遮阴比例能提高玉米产量后，还可以继续探究在此条件下不同CO2浓度或温度等条件对玉米产量的影响，也可以探究一定程度的遮阴条件提高玉米产量的机制，或在B组遮阴比例附近设置一系列不同的遮阴比例探究最适遮阴比例。答案：(1)高遮阴促进了叶绿素的合成(或抑制了叶绿素的分解)(2)有机物(或糖类)(3)生长环境(或长势)A组遮阴比例(或光照条件)在B组遮阴条件下设置不同组别探究CO2浓度或温度对玉米生长的影响(或探究一定程度的遮阴条件提高玉米产量的机制或在B组遮阴比例附近设置一系列不同的遮阴比例探究最适遮阴比例)多因素对光合作用影响的曲线分析方法解答受多因素影响的光合作用曲线题时，找出曲线的限制因素是关键。具体方法是对纵坐标或横坐标画垂线或者只看某一条曲线的变化，将多因素转变为单一因素，从而确定限制因素。当曲线上标有条件时，说明因变量受横坐标和曲线上条件的共同影响。若题干中描述了曲线的获得前提，如最适温度下测得，则应该考虑温度以外的影响因素。(探究·实践)探究光照强度对光合作用强度的影响1．实验原理(1)光合作用强度①概念：植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。②表示方法：用一定时间内原料消耗或产物生成的数量来定量表示。(2)变量控制①自变量：通过LED台灯与烧杯之间的距离控制光照强度。②因变量观察：利用抽气法排出叶片细胞间隙中的气体，使其沉入水中。光合作用的过程中产生O2的多少与光合作用强度密切相关，O2积累在细胞间隙从而使下沉的叶片上浮。因此可依据一定时间内小圆形叶片上浮的数量，来比较光合作用强度。2．实验步骤3．实验结论：在一定光照强度范围内，光合作用强度随光照强度的增强而增强。1．可通过改变盛有圆形小叶片的小烧杯与光源的距离调节光照强度。(√)2．使用的圆形小叶片应先排出里面的气体。(√)3．在探究光照强度对光合作用强度的影响实验中，能直接测定出其真光合作用速率。(×)4．往水中吹气是为了增加水中的溶解氧。(×)5．将排气后的小叶片放入黑暗处盛有清水的烧杯中待用。(√)6．可测定同一时间段内圆形小叶片浮起的数量衡量光合作用强度大小。(√)1．(必修1P105材料用具)在探究光照强度对光合作用强度的影响实验中，若改用普通灯泡作为光源，为避免灯泡发热造成的温度变化，需对实验装置进行的改造是在灯泡和烧杯之间加一玻璃水柱进行隔温处理。2．(必修1P105方法步骤)在探究环境因素对光合作用强度的影响实验中，叶片上浮的原因是叶片光合作用产生的O2大于有氧呼吸消耗的O2，会释放O2，使叶肉细胞间隙充满了气体，浮力增大，叶片上浮。考向1|探究光照强度对光合作用强度的影响1．(2024·云南大理模拟)某同学用打孔器在菠菜叶片上打出若干圆形小叶片，并用多组如图所示的实验装置探究环境因素对光合作用强度的影响。下列说法错误的是()A．用打孔器打出圆形小叶片后，直接均分为若干组，放入盛有清水的烧杯中待用B．可用不同功率的LED灯来探究光照强度对光合作用强度的影响C．可用不同浓度的碳酸氢钠溶液来探究CO2浓度对光合作用强度的影响D．同一时间段内装置中小叶片浮起的数量可反映叶肉细胞的光合作用强度A解析：叶肉细胞间隙中有残留的空气，需要将其置于注射器内，注射器内吸入清水，待排出注射器内残留的空气后，用手指堵住注射器前端的小孔并缓慢拉动活塞，使圆形小叶片内的气体逸出。处理过的小叶片应放入黑暗处盛有清水的烧杯中待用，A错误；不同功率的LED灯的光照强度不同，可用来探究光照强度对光合作用强度的影响，B正确；不同浓度的碳酸氢钠溶液提供的CO2的浓度不同，可用来探究CO2浓度对光合作用强度的影响，C正确；同一时间段内装置中小叶片浮起的数量越多，说明光合作用越强，D正确。2．下图为“探究影响植物光合速率的因素”实验装置图，下列关于该图的说法正确的是()A．用盛水玻璃柱吸收灯光热量是使光均匀照射水藻B．向光源方向移动试管，试管内的水温不会有显著变化C．该实验装置测出的植物光合速率为总光合速率D．改变盛水玻璃柱与灯的距离可以用来探究光照强度对光合作用的影响B解析：用盛水玻璃柱吸收灯光热量是避免其对试管内水温造成影响，A错误；向光源方向移动试管，由于盛水玻璃柱吸收灯光热量，所以试管内的水温不会有显著变化，B正确；该实验装置测出的植物光合速率为净光合速率，C错误；改变试管与灯的距离可以用来探究光照强度对光合作用的影响，D错误。考向2|光合作用相关的拓展实验3．(2024·湖南常德模拟)气孔开闭的调节是一个十分复杂的过程，研究者利用拟南芥进行了相关研究。以光照12h、黑暗12h为光照周期进行实验，结果如图1、2所示，以下说法错误的是()A．气孔白天打开，晚上开度小，既保证CO2的供给，又防止水分过多散失B．野生型植株保卫细胞中的淀粉在开始光照后1h内开始降解C．TOR激酶促进光照下保卫细胞中淀粉的迅速降解，使气孔打开D．光照结束后淀粉含量继续增多，达到一定的峰值后又开始缓慢下降B解析：气孔是气体进出和水分散失的门户，白天打开，有利于吸收CO2，晚上开度小防止水分过多散失，A正确；由题图1可知，野生型植株保卫细胞中的淀粉在开始光照后1h内曲线下降斜率增大，说明淀粉降解速率增加，光照前淀粉降解较慢，B错误；结合图1、2所示的结果，可得出的结论是TOR激酶促进光照下保卫细胞中淀粉的迅速降解，使气孔打开，C正确；淀粉含量的变化具有光周期性，光照结束后淀粉含量继续增多，达到一定的峰值后又开始缓慢降解，D正确。4．下图是探究绿色植物光合作用速率的实验示意图，装置中的碳酸氢钠溶液可维持瓶内的二氧化碳浓度，该装置置于一定的光照条件且温度为20℃环境中。实验开始时，针筒的读数是0.2mL，毛细管内的水滴在位置X。20min后，针筒的容量需要调至0.6mL的读数，才能使水滴仍维持在X的位置。(1)图中绿色植物吸收的光能转化为有机物中稳定的化学能过程中经过的两种中介物质是______________。(2)与植物的实际光合速率相比，用上述装置所测得的光合作用速率数值________(填“偏高”“偏低”或“相同”)，原因是______________________________________。若要测定植物的呼吸速率，可将该装置中碳酸氢钠溶液换成________________，接下来的操作是____________________________________________________________________。(3)如果在另一相同实验装置中，其他条件不变，只增加光照强度，结果20min后针筒的容量也维持在0.6mL读数处。但若只将温度提升至25℃，20min后针筒容量需要调至0.8mL读数，才能使水滴维持在X的位置上。比较两个实验可以得出的结论是__________________________________________________。春秋季大棚种植蔬菜，比露天更加增产的原因是______________________________________________。解析：(1)在光反应中，光能被光合色素吸收后一部分用于水的光解，形成氧气、H＋和e－，H＋参加反应，进一步生成NADPH，另一部分用于ATP的合成，其中NADPH和ATP参与暗反应C3的还原过程形成有机物，因此绿色植物吸收的光能转化为有机物中稳定的化学能过程中经过的两种中介物质是NADPH和ATP。(2)实际光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。由题干信息可知，实验测得的是净光合速率，还要加上呼吸速率才是实际光合速率，因此与植物的实际光合速率相比，测得的光合速率数值偏低。若要测定植物的呼吸速率，应排除光合作用的干扰，需将植物进行遮光处理，并可将该装置中碳酸氢钠溶液换成氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液可用于吸收装置中的二氧化碳，保证装置中无二氧化碳，此时玻璃瓶中气体的减少量，即为呼吸作用消耗的氧气量。因此操作步骤为在20℃、无光条件下20min后，针筒的容量调至某刻度的读数，使水滴仍维持在X的位置。(3)据题意，20℃时增加光照强度，光合速率不变，说明此时光照强度不是限制光合作用的主要因素，而只将温度增至25℃时，光合速率提高，说明该条件下，温度是限制光合作用的主要因素。因此比较两个实验可以得出的结论是在上述条件下，限制光合作用的主要因素不是光照强度而是温度。春秋季大棚种植蔬菜，比露天更加增产的原因是春秋季大棚内温度较露天高，蔬菜的光合速率更高。答案：(1)ATP、NADPH(2)偏低植物同时进行呼吸作用消耗了部分氧气氢氧化钠溶液在20℃、无光条件下20min后，针筒的容量调至某刻度的读数，使水滴仍维持在X的位置(3)在上述条件下，限制光合作用的主要因素不是光照强度而是温度春秋季大棚内温度较露天高，蔬菜的光合速率更高课时质量评价(十)(建议用时：40分钟)一、选择题1．大多数植物气孔的开闭都遵循昼开夜闭的近似昼夜节律。但在干旱条件下，气孔会以数十分钟为周期进行周期性的闭合称为“气孔振荡”。气孔的昼开夜闭与叶片胞间CO2浓度的变化密切相关。下列关于“气孔振荡”的叙述，错误的是()A．叶片细胞光合作用强度大于呼吸作用强度导致气孔张开B．干旱条件下气孔关闭与夜间气孔关闭的原因相同C．“气孔振荡”是植物对干旱条件的一种适应性反应D．胞间CO2浓度下降，气孔不一定会张开B解析：叶片细胞光合作用强度大于呼吸作用强度时需要从外界吸收CO2，导致气孔张开，A正确。干旱条件下为了保持水分，减少水分的散失，叶片气孔周期性关闭；夜间没有光照，不进行光合作用，不需要通过气孔吸收CO2，气孔关闭，B错误。通过“气孔振荡”可以在一定程度上缓解水分的流失，也可保证CO2的供应，是植物对干旱条件的一种适应性反应，C正确。由题意可知，干旱条件下会发生气孔振荡，即使胞间CO2浓度下降，气孔不一定会张开，D正确。2．(2024·山东滨州模拟)为研究高温对不同植物光合速率的影响，研究者将甲、乙、丙三种植物从25℃环境移入40℃环境中培养，测得相关数据如图所示。下列结论正确的是()A．与40℃相比，25℃环境更有利于三种植物的光合作用B．据图推测，甲植物的胞间CO2浓度与处理前相等C．处理后，丙植物光合作用时吸收CO2的速率最小D．与乙植物相比，丙植物光合速率降低的原因主要是光反应受到了限制D解析：甲植物40℃环境下的光合速率上升，A错误；与处理前相比，甲植物光合速率上升，CO2消耗较快，但气孔导度几乎不变，甲植物的胞间CO2浓度与处理前相比下降，B错误；题图所测指标是处理后占处理前的比例，不能比较三者之间吸收CO2的速率大小，C错误；由于与乙植物相比，丙植物40℃环境下光能捕获效率明显减少较多，而气孔导度减少较少，说明其光合速率降低的原因主要是光反应受到了限制，D正确。3．(2024·广东东莞模拟)原本生活在干旱地区的多肉植物，经研究发现其CO2固定过程非常特殊，被称为景天酸代谢途径。其光合作用产生的中间产物苹果酸在CO2的固定和利用过程中起到重要作用。过程如图所示。据图分析，下列说法错误的是()A．进行景天酸代谢的植物白天进行光反应，积累ATP和还原氢，晚上进行暗反应合成有机物B．图示的代谢方式可以有效地避免植物蒸腾过度导致脱水，从而使该类植物适应干旱环境C．与常见的C3代谢途径植物相比，夜间更适于放置在室内的是景天酸代谢途径植物D．多肉植物在其原生地环境中，其液泡中的pH会呈现白天升高晚上降低的周期性变化A解析：白天在光照条件下，景天酸代谢的植物通过光反应可生成NADPH和ATP，用于暗反应，A错误；图示景天酸代谢途径，白天气孔关闭减少水分的流失，因此可以有效地避免植物蒸腾过度导致脱水，从而使该类植物适应干旱环境，B正确；由于景天酸代谢途径植物晚上气孔张开，不断吸收二氧化碳用于合成苹果酸，减少了空气中的二氧化碳，因此，与常见的C3代谢途径植物相比，夜间更适于放置在室内的是景天酸代谢途径植物，C正确；多肉植物在晚上吸收二氧化碳生成苹果酸进入液泡中(pH降低)，白天苹果酸分解产生二氧化碳用于暗反应(pH升高)，因此这些植物的液泡中的pH会呈现白天升高晚上降低的周期性变化，D正确。4．薇甘菊是外来入侵物种，研究人员测量薇甘菊在不同光照强度下的ATP和淀粉含量变化。以12：00时的光照强度表示为100%，8：00时的光照强度为40%，17：00时的光照强度为20%，18：00时的光照强度为0，结果如图所示。下列说法正确的是()A．17：00～18：00淀粉含量下降是因为呼吸作用大于光合作用B．8：00～12：00薇甘菊ATP含量未提高，说明此时光合速率较低C．8：00时薇甘菊叶肉细胞中产生ATP的细胞结构有线粒体和叶绿体D．薇甘菊长期在弱光下生长时，叶片厚度会变厚，有利于捕获更多光能适应弱光环境A解析：17：00以后，光合作用速率下降直至黑暗下无光合作用，此时细胞呼吸消耗有机物量大于光合作用合成量，淀粉含量下降，薇甘菊白天储存的淀粉在夜间被分解，生成ATP，用于生长发育，A正确；题图中8：00～12：00淀粉量增加较多，说明光合速率加快，B错误；光照条件下，薇甘菊叶肉细胞可进行光合作用和有氧呼吸，产生ATP的场所有叶绿体(类囊体)、细胞质基质、线粒体(基质和内膜)，C错误；薇甘菊长期在弱光下生长时，为捕获更多光能，叶面积和冠面积会增大，叶片厚度会变薄，有利于适应弱光环境，D错误。5．(2022·海南卷)某小组为了探究适宜温度下CO2对光合作用的影响，将四组等量菠菜叶圆片排气后，分别置于盛有等体积不同浓度NaHCO3溶液的烧杯中，从烧杯底部给予适宜光照，记录叶圆片上浮所需时长，结果如图。下列有关叙述正确的是()A．本实验中，温度、NaHCO3浓度和光照都属于自变量B．叶圆片上浮所需时长主要取决于叶圆片光合作用释放氧气的速率C．四组实验中，0.5%NaHCO3溶液中叶圆片光合速率最高D．若在4℃条件下进行本实验，则各组叶圆片上浮所需时长均会缩短B解析：本实验是探究适宜温度下CO2对光合作用的影响，自变量为CO2浓度(NaHCO3溶液浓度)，温度和光照为无关变量，A错误；当光合作用产生的氧气大于细胞呼吸释放的氧气时，叶圆片上浮，叶圆片上浮所需时长主要取决于叶圆片光合作用释放氧气的速率，B正确；四组实验中，0.5%NaHCO3溶液中叶圆片上浮需要的时间最长，其光合速率最低，C错误；若在4℃条件下进行本实验，由于低温会使酶的活性降低，净光合速率可能降低，故各组叶圆片上浮所需时长可能均会延长，D错误。6．为了探究不同光照强度对番茄幼苗光合色素含量的影响，设计实验如表所示，实验结果如图所示。下列说法错误的是()激光和LED补光栽培实验光源设计处理组光量子通量密度PPFD/(μmol·m-2·s-1)激光LED白光RBRB色温对照组————88T1组——12670T2组126——70T3组18———70注：表中“—”表示未补同一列的单色光；光量子通量密度和色温代表光照强度，数值越大代表光照强度越强。A．白光补激光处理组幼苗的所有色素含量显著高于对照组B．白光补LED光处理组的叶绿素b的含量与对照组无显著差异C．激光可能影响叶绿素b的合成D．据结果可知，激光可能会促进类胡萝卜素的合成A解析：白光补激光处理组(T2、T3组)幼苗的叶绿素a和类胡萝卜素的含量显著高于对照组，叶绿素b的含量低于对照组，A错误；分析题图可知，白光补LED光处理组(T1组)幼苗的叶绿素b和类胡萝卜素的含量与对照组无显著差异，B正确；分析题图可知，白光补激光组(T2、T3组)幼苗的叶绿素b的含量少于对照组，可能是因为激光影响了叶绿素b的合成，C正确；分析题图可知，T2组和T3组处理的类胡萝卜素含量高于对照组和T1组，说明激光可能会促进类胡萝卜素的合成，D正确。7．大气中的CO2需通过植物叶片内部结构最终扩散到叶绿体基质内进行光合作用，叶肉细胞可导致CO2传递受阻从而影响植物的光合作用，该现象称为叶肉限制；叶肉限制的大小可用叶肉导度(CO2从气孔到叶绿体内的扩散阻力的倒数)表示。下列说法错误的是()A．植物细胞壁越厚，叶肉导度越大B．增加叶肉细胞生物膜的通透性，可以降低叶肉限制C．缺水条件下，叶肉限制可能会增大D．叶肉导度越大，光合速率越大A解析：植物细胞壁具有全透性，其厚度不影响CO2从气孔到叶绿体的扩散，A错误；增加叶肉细胞生物膜的通透性，CO2从气孔到叶绿体内的扩散阻力变小，叶肉导度变大，可以降低叶肉限制，B正确；缺水条件下，气孔关闭，叶肉细胞导致CO2传递受阻增大，叶肉限制可能会增大，C正确；叶肉导度越大，CO2从气孔到叶绿体内的扩散阻力越小，CO2吸收量越大，光合速率越大，D正确。8．(2024·广东佛山模拟)用密闭的培养瓶培养等量的绿藻(真核藻类)，将其置于4种不同温度下(t1<t2<t3<t4)培养，其他条件均适宜且相同，分别测定光照和黑暗条件下瓶中氧气的含量变化如图所示。下列叙述正确的是()A．氧气在细胞的线粒体基质处被消耗，在叶绿体的类囊体薄膜处产生B．温度为t3时，光照时间至少长于9.6小时绿藻才能正常生长C．t4的呼吸速率较t3的高，但二者的光合速率相同D．随着温度逐渐升高，绿藻的光反应速率不变，暗反应速率增强B解析：绿藻是真核生物，有氧呼吸的主要场所是线粒体，O2消耗的场所为线粒体内膜，光合作用中O2产生的场所为叶绿体中的类囊体薄膜，A错误；温度为t3时，假设光照时间至少为n小时绿藻才能正常生长，则应满足12n－8(24－n)>0，可求得n＝9.6，B正确；光合速率＝净光合速率＋呼吸速率，黑暗中O2的消耗值＝呼吸速率，光下O2增加值＝净光合速率，据题图可知，t4的呼吸速率较t3的高，但两者净光合速率相同，故二者的光合速率不相同，C错误；真光合速率＝净光合速率＋呼吸速率，图中光照条件下O2增加值可代表净光合速率，黑暗条件下O2消耗值可表示呼吸速率，据题图可知，温度逐渐升高的过程，光合速率逐渐增加，即绿藻的光反应速率和暗反应速率均增强，D错误。二、非选择题9．科研人员以野生型拟南芥为材料进行了相关实验，探究气孔开度的影响因素。首先对若干组野生型拟南芥进行干旱处理，发现其ABA含量均有所升高，进一步测定其叶肉细胞渗透压和气孔阻力，绘制出三者之间的变化关系，如图1所示，ABA调节机制与保卫细胞内K＋浓度有关，其作用机制如图2所示。(1)拟南芥叶肉细胞中的光合色素分布在____________，作用是____________________。可用体积分数为95%的乙醇中加入__________来代替无水乙醇提取色素。(2)据图分析可知，恢复浇水能提高拟南芥光合作用强度，理由是____________________________________________。(3)由图2可知，K＋出细胞的运输方式是______________，ABA与受体结合后，通过关闭气孔和抑制气孔打开两条途径协同作用，即____________________________，调节保卫细胞内K＋浓度，使气孔维持关闭状态。(4)为进一步研究ABA受体与气孔关闭的关系，研究者以野生型拟南芥植株和超表达ABA受体基因的拟南芥植株为材料设置对照实验，进行培养并定期测量叶片的__________；若_______________________________________________________________，则说明ABA受体增多能够加速气孔关闭。解析：(1)植物叶肉细胞中的光合色素分布在叶绿体类囊体薄膜上，作用是吸收、传递和转化光能。在叶绿体色素的提取和分离实验中，可用体积分数为95%的乙醇中加入无水碳酸钠来代替无水乙醇提取色素。(2)据题图分析可知，恢复浇水后ABA含量降低，气孔阻力减小，CO2供应增加，而CO2是光合作用的原料之一，则光合作用增强，故恢复浇水能提高拟南芥光合作用强度。(3)细胞内的K＋浓度高于细胞外，故K＋出细胞为顺浓度梯度运输，且需要K＋外出通道的协助，故运输方式是协助扩散。由题图2可知，当ABA与受体结合后，促进保卫细胞内Ca2+增加，促进K＋外流，使气孔关闭，同时抑制K＋内流，调节保卫细胞内K＋浓度，使气孔维持关闭状态(抑制气孔开放)，即通过关闭气孔和抑制气孔打开两条途径协同作用。(4)由于当ABA与受体结合后，使气孔维持关闭状态，故为进一步研究ABA受体与气孔关闭的关系，以野生型拟南芥植株和超表达ABA受体基因(ABA受体增多)的拟南芥植株为材料设置对照实验，进行培养并定期测量叶片的气孔阻力，本实验自变量为ABA受体的多少，因变量的指标应为叶片的气孔阻力。若实验组(超表达ABA受体基因的拟南芥植株)叶片的气孔阻力大于对照组(野生型拟南芥植株)，则说明ABA受体增多能够加速气孔关闭。答案：(1)类囊体薄膜吸收、传递、转化光能无水碳酸钠(2)ABA含量降低，气孔阻力减小，CO2供应增加，光合作用增强(3)协助扩散促进保卫细胞内Ca2+增加，促进K＋外流，同时抑制K＋内流(4)气孔阻力实验组叶片的气孔阻力大于对照组10．(2024·山东潍坊模拟)为研究干旱胁迫对植物光合作用的影响，研究人员以决明子为实验材料，进行盆栽控水试验。正常灌水(CK)为田间最大持水量的75%～85%、轻度干旱和重度干旱分别为田间最大持水量的55%～65%、35%～45%，每个处理重复3次。在处理15d后，每株选取受光相同、叶龄和叶位相对一致的3个成熟型功能叶片作为被测对象，测量结果如下图。(1)上述实验中，自变量是____________________，实验操作中每个处理重复3次，目的是________________________________。在色素的提取和分离实验中，为充分提取叶绿体色素并防止其被破坏，通常采用的措施是____________________________。(2)从实验结果分析，干旱处理会使决明子的净光合作用______，理由是____________________________________________________________。(3)研究表明，植物在逆境胁迫下光合速率降低主要取决于气孔和非气孔因素。从胞间CO2浓度检测结果可看出，重度干旱胁迫下决明子的胞间CO2浓度高于轻度干旱胁迫，推测出现这种现象的原因是_________________________________________________________。解析：(1)由题干可知，本实验目的是研究干旱胁迫对植物光合作用的影响，实验中设置了正常灌水、轻度干旱和重度干旱三个组别，因此干旱胁迫程度是本实验的自变量。为了遵循实验设计的平行重复原则，减小实验误差和偶然性因素对实验结果的影响，增加实验结果的可靠性，每个组别都要进行3次重复处理。在色素的提取和分离实验中，添加二氧化硅可使研磨更加充分，添加少量的碳酸钙，可以减少有机酸对叶绿素的分解，防止研磨中色素被破坏。(2)分析题图可知，与正常灌水(CK)组对比，两个干旱胁迫组的胞间CO2浓度下降幅度较小、气孔导度下降幅度较大，可推测出叶片中