1、第4课 能量之源光与光合作用(二)考点一 影响光合作用强度的因素重点探究型 核心知识回顾 1.光合作用强度：(1)概念：指植物在单位时间内通过光合作用制造 _的数量。(2)表示方法：一定时间内_或_的量 糖类 原料消耗 产物生成 2.影响光合作用强度的因素：(1)光照强度。影响原理：光照强度通过影响植物的_反应进而 影响光合作用强度。曲线分析：光 a.细胞呼吸与光合作用之间的关系：表观光合速率=_-呼吸速率。实际光合速率 代谢过程细胞气体交换图解A点只有_ AB段光合作用强度_细胞 呼吸强度细胞呼吸 不再增加 应用。a.间作套种时农作物的种类搭配。b.林间带树种的配置。c.冬季温室栽培等。(2
2、)二氧化碳浓度。影响原理：CO2是植物进行光合作用的原料，CO2 通过影响_阶段C3的合成进而影响光合作用强 度。曲线分析：暗反应 代谢过程A点细胞只进行细胞呼吸AB段光合作用强度_细胞呼吸强度B点CO2补偿点：光合作用强度=细胞呼吸强度B点后 光合作用强度_细胞呼吸强度C点 CO2饱和点：增加CO2浓度，光合作用强度 _ 不再增加 应用。a.大田要“正其行，通其风”，多施有机肥。b.温室内可通过放干冰、使用CO2生成器、施用农家肥与猪舍鸡舍连通等方法适当提高CO2浓度。(3)温度。原理：温度通过影响_影响光合作用强度。曲线分析：酶的活性 光合作用强度和细胞呼吸强度都受温度的影响，但 _对温度
3、反应更为敏感。应用：温室栽培植物时，白天调到光合作用最适 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。光合作用相关酶(4)水。原理：植物缺水会导致气孔关闭，_供应不足，影响光合作用强度。应用：预防干旱，合理灌溉。CO2(5)矿质元素。原理：矿质元素是参与光合作用的许多重要化合物 的_，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的组成元素，Mg是叶绿 素的组成元素等。组成成分 曲线分析：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；但当超过一定浓度后，会因_ _，植物渗透失水而导致植物光合作用强度 下降
4、。土壤溶 液浓度过高 应用：在农业生产上，根据植物的需肥规律，适时、适量地增施肥料，可以提高光能利用率。【特别提醒】光合作用影响因素的四点提醒(1)光照强度：随光照强度增大，光反应生成的H和ATP增多，但是由于受到CO2浓度及内在因素的限制，光合作用速率不会无限增大。(2)限制光合作用的内部因素：酶的活性、色素的数量、C5的含量等。由于色素具有吸收、传递、转换光能的作用，限制光能吸收的主要内部因素是色素的数量。当其他条件适宜，CO2达到饱和点时，限制因素最可能是C5的含量。(3)温度改变时，不管是光反应还是暗反应，均会受影响，但主要影响暗反应，因为参与暗反应的酶的种类和数量比参与光反应的多。(
5、4)CO2浓度对光合作用的影响。CO2浓度很低时，光合作用不能进行；当CO2浓度达到某值时，光合作用才能进行。对于植物来说，也存在CO2的补偿点和饱和点，CO2浓度过大时，会抑制植物的细胞呼吸，进而影响光合作用。高考探究归纳【高考典题示例】(2016全国卷)为了探究生长条件对植物光合作 用的影响，某研究小组将某品种植物的盆栽苗分成 甲、乙两组，置于人工气候室中，甲组模拟自然光 照，乙组提供低光照，其他培养条件相同。培养较长 一段时间(T)后，测定两组植株叶片随光照强度变化的 光合作用强度(即单位时间、单位叶面积吸收CO2的量)，光合作用强度随光照强度的变化趋势如图所示。回答下列问题：世纪金榜导
6、学号77982064(1)据图判断，光照强度低于a时，影响甲组植物光合作用的限制因子是_。(2)b光照强度下，要使甲组的光合作用强度升高，可以考虑的措施是提高_(填“CO2浓度”或“O2浓度”)。(3)播种乙组植株产生的种子，得到的盆栽苗按照甲组的条件培养T时间后，再测定植株叶片随光照强度变化的光合作用强度，得到的曲线与甲组的相同。根据这一结果能够得到的初步结论是_ _【解题指南】(1)曲线信息：一定范围内，甲、乙组光合作用强度随光照强度的增加而增强，达到光饱和点后保持稳定。(2)解题关键：明确实验中两种变量，自变量即光照强度，因变量即光合作用强度。【解析】本题主要考查影响光合作用的因素与对照
7、实 验的分析方法。(1)分析甲组曲线可知，在光照强度小于a时，随光照 强度的增强，光合作用强度逐渐升高，此时影响光合 作用强度的主要因素是光照强度。(2)光照强度达到b后，光合作用强度不再增加，说明 光照强度不再是影响光合作用的限制因素，CO2和温度 成为影响光合作用的外界因素，故提高CO2浓度可以使 甲组的光合作用强度升高。(3)乙组与甲组相比，乙组处于低光照的环境中，受光 反应的制约，乙组光合作用强度偏低；这一差异的出 现是环境不同造成的，这种变异是不可遗传的。因为 乙组中遗传物质未发生改变，所以将乙组的后代植株 置于与甲组相同的环境中时，光合作用强度与甲组相同。答案：(1)光照强度(2)
8、CO2浓度(3)乙组光合作用强度与甲组的不同是由环境因素即 低光照引起的，而非遗传物质的改变造成的【高考母题变式】变式1 题中曲线信息分析(1)图中光合作用强度指_(填“总光合强 度”或“净光合强度”)。(2)当光照强度为a时，乙组植株叶肉细胞中产生H 的结构有_。净光合强度 细胞质基质、线粒体和叶绿体 变式2 题中曲线信息转换 如果将题中甲曲线改为1%CO2，乙曲线改为0.03%CO2，根据下图分析问题：(1)ab段影响光合作用强度的主要因素是_，原因是_。(2)曲线中d点转向b点时，叶绿体中C5浓度_(填“升高”或“降低”)，原因是_ _。光照强度 随光照强度的增强，光合作用强度增大 降低
9、 CO2浓度增大，C5的消 耗速率增大，但合成速率不变【备考方法规律】坐标曲线问题的解题技巧(1)找变量：依据横、纵坐标和不同曲线上的文字，找出_，如自变量为光照强度，因变量 为光合作用强度。(2)看走势：分析曲线走势，明确自变量与因变量的 关系，如随着光照强度的增加，光合作用强度逐渐 增大，到一定程度后达到稳定。自变量和因变量(3)抓关键点：理解曲线不同点的含义，如在a点时，对于乙组，光合作用强度达到_，对于甲组，光合 作用强度还在增大。(4)联设问：联系设问信息正确答题，如在a点时，光 照强度较低，对于甲组来说限制了光合作用，提高光 合作用强度的措施是增大_。最大 光照强度 高考角度全练
10、角度1 光照、CO2浓度对光合作用的影响 1.(2016四川高考)三倍体西瓜由于含糖量高且无子，备受人们青睐。下图是三倍体西瓜叶片净光合速率(Pn，以CO2吸收速率表示)与胞间CO2浓度(Ci)的日变化曲线。以下分析正确的是()世纪金榜导学号77982065 A.与11：00时相比，13：00时叶绿体中合成C3的速率相对较高 B.14：00后叶片的Pn下降，导致植株积累有机物的量开始减少 C.17：00后叶片的Ci快速上升，导致叶片暗反应速率远高于光反应速率 D.叶片的Pn先后两次下降，主要限制因素分别是CO2浓度和光照强度【解题指南】(1)分析曲线：叶片净光合速率两次下 降，但影响因素不同；
11、胞间CO2浓度与暗反应CO2固定 有关。(2)分析选项：只要净光合速率大于零，细胞内有机物 就会积累。【解析】选D。本题主要考查外界因素对光合作用的 影响。与11：00时相比，13：00时胞间CO2浓度降低，CO2的固定减弱，C3的合成速率相对较低，故A项错 误。14：00后叶片的Pn下降，有机物的合成减少，但 有机物仍然有积累，故B项错误。17：00后，光合作 用强度小于细胞呼吸强度，导致叶片的Ci快速上升，为暗反应提供更多的二氧化碳，暗反应速率略有加 快，但受到光反应的影响不会加速很快，故C项错误。叶片的Pn先后两次下降，第一次是由于气孔关闭，CO2 浓度下降；第二次是由于光照强度减弱，故
12、D项正确。2.(2014山东高考)山东省某经济植物光合作用的研究结果如图。(1)图甲表示全光照和不同程度遮光对该植物叶片中叶 绿素含量的影响。叶绿素存在于叶绿体中的_ 上。需先用_(填溶剂名称)提取叶片中的 色素，再测定叶绿素含量。用纸层析法进一步分离色 素时，叶绿素a和叶绿素b在层析液中溶解度较大的是 _。据图分析，该植物可通过_ 以增强对弱光的适应能力。(2)图乙表示初夏某天在遮光50%条件下，温度、光照强度、该植物净光合速率和气孔导度(气孔张开的程度)的日变化趋势。8：00到12：00光照强度增强而净光合速率降低，主要原因是_。18：00时，叶肉细胞内产生ATP的细胞器有_。(3)实验过
13、程中，若去除遮光物，短时间内叶肉细胞的叶绿体中C3化合物含量_。【解题指南】(1)图示信息：不同程度遮光下的叶绿素含量不同；温度、光照强度、气孔导度对净光合速率的影响。(2)关键知识：细胞结构与功能是相适应的；光合作用过程中光反应与暗反应是相互影响的；净光合速率=实际光合速率-呼吸速率。【解析】本题考查对光合作用过程的理解。(1)叶绿素存在于叶绿体中的类囊体薄膜上。叶绿体色 素是脂溶性的，可用无水乙醇(或丙酮)提取。在纸层 析得到的滤纸条色素带中，蓝绿色的叶绿素a在黄绿色 的叶绿素b上面，说明叶绿素a的溶解度大于叶绿素b 的。据图甲可知，遮光比例越高，植物体内的叶绿素 含量越高，由此可知该植物
14、可通过增加叶绿素含量以 增强对弱光的适应能力。(2)8：00到12：00，温度不断升高，光照强度不断增强，因此实际光合速率增大，净光合速率降低的原因应是呼吸作用增强，使光合速率与呼吸速率的差值减小。据图乙可知，18：00时仍有光照，此时光合作用和细胞呼吸同时进行，因此叶肉细胞内产生ATP的细胞器有叶绿体和线粒体。(3)去除遮光物后，光反应增强，H和ATP增多，还原更多的C3化合物，因此C3化合物含量减少。答案：(1)类囊体薄膜(或类囊体，基粒)无水乙醇(或丙酮)叶绿素a 增加叶绿素含量(2)呼吸作用增强，光合速率与呼吸速率的差值减小 线粒体、叶绿体(3)减少【知识总结】多因子对光合速率影响曲线
15、的分析(1)P点：限制光合速率的因子应为横坐标所表示的因子，随着该因子的不断加强，光合速率不断提高。(2)Q点：横坐标所表示的因子不再影响光合速率，要想提高光合速率，可适当提高图中的其他因子。角度2 温度等其他因素对光合作用的影响 3.(2015海南高考)植物甲与植物乙的净光合速率随叶片温度(叶温)变化的趋势如图所示。下列叙述错误的是 世纪金榜导学号77982066()A.植物甲和乙光合作用所需要的能量都来自太阳能 B.叶温在3650时，植物甲的净光合速率比植物乙的高 C.叶温为25时，植物甲的光合与呼吸作用强度的差值不同于植物乙的 D.叶温为35时，甲、乙两种植物的光合与呼吸作用强度的差值均
16、为0【解题指南】(1)题干关键信息：“净光合速率”“随叶片温度(叶温)变化的趋势”。(2)图示信息：从曲线可看出两种植物的净光合速率随叶片温度的升高先增后减，不同温度下影响不同。【解析】选D。本题考查温度对光合作用的影响。植物的光合作用所需要的能量来自太阳能，A项正确；由曲线可知在3650时，植物甲的净光合速率高于植物乙，B项正确；植物光合与呼吸作用强度的差值即净光合速率，由曲线可知在叶温为25时，植物甲的净光合速率小于植物乙，C项正确；由曲线可知，叶温为35时，甲、乙两种植物的净光合速率相等，但不为0，故D项错误。4.(2017武汉模拟)以测定CO2的吸收量与释放量为指标，研究温度对某绿色植
17、物光合作用与细胞呼吸的影响，结果如图所示。下列分析正确的是()A.光照相同时间，35时光合作用制造的有机物的量与30时相等 B.光照相同时间，在20条件下植物积累的有机物的量最多 C.温度高于25时，光合作用制造的有机物的量开始减少 D.两曲线的交点表示光合作用制造的与细胞呼吸消耗的有机物的量相等【解题指南】解答本题需明确两点：(1)图中的虚线代表净光合作用，实线代表细胞呼吸。(2)光合作用制造的有机物总量(真正光合作用量)=细胞呼吸消耗的有机物量(呼吸量)+有机物的净积累量(净光合作用量)。【解析】选A。光照相同时间，35时光合作用制造的有机物的量(即总光合作用量)与30时相等，A项正确；光
18、照相同时间，在25条件下植物积累的有机物的量最多，B项错误；温度高于25时，有机物的净积累量开始减少，故C项错误；两曲线的交点表示光合作用积累的有机物的量与细胞呼吸消耗的有机物的量相等，D项错误。角度3 补偿点与饱和点相关分析 5.(2015重庆高考)将如图所示细胞置于密闭容器中培养。在不同光照强度下细胞内外的CO2和O2浓度在短时间内发生了相应变化。下列叙述错误的是()A.黑暗条件下，增大、减小 B.光照强度低于光补偿点时，增大 C.光照强度等于光补偿点时，保持不变 D.光照强度等于光饱和点时，减小、增大【解题指南】(1)题干关键词：“密闭容器”“短时 间内发生了相应变化”。(2)思维流程：
19、根据选项所给条件判断细胞生理状态，即细胞呼吸强度大于光合作用强度、细胞呼吸强度等于光合作用强度、细胞呼吸强度小于光合作用强度细胞对O2和CO2的利用和产生情况。【解析】选B。本题考查光合作用和细胞呼吸过程中O2 和CO2的产生和消耗情况。A项条件下只进行细胞呼 吸，B项条件下细胞呼吸强度大于光合作用强度，这两 项均消耗O2，产生CO2，则增大，减小，故A 项叙述正确，B项叙述错误。C项条件下，细胞呼吸强 度等于光合作用强度，O2和CO2产生、消耗动态平衡，保持不变，故该叙述正确。D项条件下，光合作用 强度大于细胞呼吸强度，减小、增大，故该叙述正确。6.(2017湘潭模拟)下面为几种环境因素对植
20、物光合作用影响的关系图，有关描述错误的是()A.图1中，若光照强度适当增强至最适状态，a点左移，b点右移 B.图2中，若CO2浓度适当增大至最适状态，a点右移，b点左移 C.图3中，a点与b点相比，a点时叶绿体中C3含量相对较多 D.图3中，限制b点光合作用的主要因素是光照强度和CO2浓度【解析】选B。图1和图2中的a点代表光合作用强度和 细胞呼吸强度相等，在曲线达到最高点之前，光照强 度和CO2浓度都是限制光合作用强度的因素，当其中一 个因素增大，要达到相同的生理状态，另一个因素在 其相对较弱时即可满足，故图1中光照强度适当增大至 最适状态时，a点会左移；图2中CO2浓度适当增大至最 适状态
21、时，a点也会左移；图1和图2中的b点代表 光合作用的饱和点，限制因素光照强度和CO2浓度适当增大时，光合作用强度也会增大，所需的CO2浓度和光照强度也会增大，b点右移，故A项正确，B项错误；图3中，a点和b点的光照强度相同，但a点CO2浓度比b点大，故a点时叶绿体中C3含量比b点多，C项正确；图3中，b点时，光照强度和CO2浓度均是光合作用的限制因素，D项正确。【方法技巧】光合作用曲线中补偿点和饱和点的移动规律(1)补偿点的移动。呼吸速率增加，其他条件不变时，CO2(或光)补偿点应右移，反之左移。呼吸速率基本不变，相关条件的改变使光合速率下降时，CO2(或光)补偿点应右移，反之左移。(2)饱和
22、点的移动：相关条件的改变(如增大光照强度或增大CO2浓度)使光合速率增大时，饱和点应右移，反之左移。【加固训练】(2017乐山模拟)将某绿色植物置于密闭的玻璃罩内，研究温度对光合作用和细胞呼吸的影响(其他实验条件都是理想的)，实验以CO2的吸收量和氧气吸收量为测量指标。实验结果如下表所示：温度()5 10 15 20 25 30 35 光照下吸收 CO2(mg/h)1.00 1.75 2.50 3.25 3.75 3.50 3.00 黑暗中吸收 O2(mg/h)0.50 0.75 1.00 1.50 2.25 3.00 3.50 下列对该表数据分析正确的是()A.由光照下吸收CO2的量的变化可
23、知：光合作用速率随温度升高而加快，超过25后降低 B.由黑暗中吸收O2的量的变化可知：535范围内，细胞呼吸随温度升高而增强 C.昼夜不停地光照，在35时该植物不能生长，在20时该植物生长得最快 D.每天交替进行12小时光照、12小时黑暗，在25时 该植物积累的有机物最多【解析】选B。由光照下吸收CO2的量和黑暗中吸收O2 的量的变化可知，光合作用速率随温度升高而加快，最大的为3035，A项错误；黑暗中植物只进行细胞 呼吸，所以由黑暗中吸收O2的量的变化可知，535 范围内，细胞呼吸随温度升高而增强，B项正确；净光合作用速率越大，植物生长越快，故昼夜不停地光照，在35时该植物能生长，而在25时
24、该植物生长得最快，C项错误；每天交替进行12小时光照、12小时黑暗，在25时该植物积累的有机物为3.7512-2.2512=18 mg，而在20时该植物积累的有机物为3.2512-1.5012=21 mg，D项错误。考点二 探究光照强度对光合作用强度的影响 实验突破型 核心知识回顾 1.实验原理：(1)在光照下，绿色植物通过_产生O2。光合作用(2)若叶片中的气体逸出，细胞间隙充满了水，浮力 减小，叶片就会沉到水底；若光合作用产生的_充斥 在叶片的细胞间隙中，浮力增大，叶片会从水底浮 起。(3)光照强度不同，则光反应产生_的速率不同，叶片 上浮的时间也不同。O2 O2 2.实验步骤及主要操作：
25、实验步骤主要操作(1)制备小圆形叶片将绿色菠菜叶片用直径为1 cm的打孔器打出小圆形叶片30片(2)排出细胞间隙中的气体将小圆形叶片和适量_置于注射器 中，排出注射器内残留的空气，用手 堵住注射器前端的小孔并缓缓拉动活 塞，使小圆形叶片内的气体逸出，重 复几次清水 实验步骤主要操作(3)分装小圆形叶片将小圆形叶片各10片，分别放入暗处盛 有20 mL富含_的清水的3个小烧杯 中。这时的叶片因为_ _，所以全部沉到水底(4)控制自变量(光照强度)把3个烧杯分别放在距离台灯位置 10 cm、20 cm、30 cm(对应编号为1、2、3)的位置上，打开台灯(5)观察并记录一定时间内_的数量CO2 细
26、胞间隙充满了 水 小圆形叶片浮起【特别提醒】(1)选择叶片的厚薄、颜色、鲜嫩程度要尽可能一致。(2)打孔时要避开大的叶脉，因为叶脉中没有叶绿体，而且会延长小圆形叶片上浮的时间，影响实验结果的准确性。(3)烧杯放置时前一个烧杯不能给后一个烧杯造成光照阻挡。(4)为确保溶液中二氧化碳含量充足，小圆形叶片可以放入NaHCO3溶液中。【创新探究】探究点1 实验装置创新 实验改进如下图所示：将盛水玻璃柱隔在灯与试管 之间的作用是_ _。排除光照引起的温度变化对实验结果的 影响 探究点2 测定方法创新 利用下列简易装置中气体的变化量来测量某植物的细胞呼吸和光合作用强度(以单位时间内产生O2的量表示)。(1
27、)若测量植物的细胞呼吸强度，装置应放在_环 境中，将图中B三角瓶内放置_溶液，此时C、D两 侧的液面变化是_。(2)若测量植物的光合作用强度，装置应放在_下 并将图中B三角瓶内放置 _溶液，此时C、D两 侧的液面变化情况_。黑暗 NaOH C高D低 光照 CO2缓冲 不能判断 高考角度全练 角度1 教材实验分析 1.(2017安徽六校联考)取生长旺盛的绿叶，用直径 为1 cm打孔器打出小圆片若干(注意避开大叶脉)，抽 出小圆片内的气体，并在黑暗处用清水处理使小圆片 细胞间隙充满水，然后平均分装到盛有等量的富含不 同浓度CO2的溶液的小烧杯中，置于光照强度和温度 恒定且适宜的条件下，测得各组小圆
28、片上浮至液面所需平均时间，将记录结果绘制成曲线如图1。世纪金榜导学号77982067(1)与a浓度相比，b浓度时小圆片叶肉细胞的类囊体 薄膜上H的生成速率_(填“快”“相等”或“慢”)，此时小圆片的叶肉细胞中能产生ATP的细胞器有_。(2)当CO2浓度大于c时，随着CO2浓度的增大，小圆片中有机物的积累速率_(填“加快”“不变”或“减慢”)。(3)另取若干相同的小圆片分别置于温度相同且适宜、CO2溶液浓度为a的小烧杯中，选用40 W的台灯作为光源，通过改变光源与小烧杯之间的距离进行实验，根据实验结果绘制成图2曲线(X10)。该实验的目的是_。限制B点净光合速率的主要外界因素是_，C点的含义是_
29、时光源与小烧杯之间的距离。【解题指南】解答此题需明确以下两点：(1)图1中小圆片上浮至液面所需平均时间间接反映光合速率，所需时间越短，光合速率越大。(2)图2中O2释放速率为净光合速率，当O2释放速率为0时，依然进行光合作用。【解析】(1)与a浓度相比，b浓度时小圆片上浮速度 快，即氧气释放速率大，所以小圆片叶肉细胞的类囊 体薄膜上H的生成速率加快；此时既能进行细胞呼 吸，又能进行光合作用，所以产生ATP的细胞器有叶 绿体、线粒体。(2)根据图中信息，当CO2浓度大于c时，随着CO2浓度 的增大，小圆片上浮至液面所需平均时间变长，说 明光合速率下降，因此小圆片中有机物的积累速率减 慢。(3)根
30、据图2信息，自变量是距离，因变量是O2释放 速率，因此，该实验的目的是探究光照强度对光合作 用速率的影响。AB段随着距离的增加，光照强度减弱，但O2释放速 率不变，说明X1至X2这段距离，光照强度很充足，此时限制光合速率的因素应为二氧化碳浓度；C点时，氧气释放速率为0，即净光合作用速率为零，因此C点的含义是小圆片光合作用速率等于细胞呼吸速率时光源与小烧杯之间的距离。答案：(1)快 叶绿体、线粒体(2)减慢(3)探究光照强度对光合作用速率的影响 二氧化碳浓度 小圆片光合作用速率等于细胞呼吸速率(净光合作用速率为零)角度2 影响光合作用强度的实验设计 2.(2016全国卷)BTB是一种酸碱指示剂，
31、BTB的弱 碱性溶液颜色可随其中CO2浓度的增高而由蓝变绿再变 黄。某同学为研究某种水草的光合作用和呼吸作用，进行了如下实验：用少量的NaHCO3和BTB加水配制成蓝 色溶液，并向溶液中通入一定量的CO2使溶液变成浅绿 色，之后将等量的浅绿色溶液分别加入7支试管中，其中6支加入生长状况一致的等量水草，另一支不加 水草，密闭所有试管。各试管的实验处理和结果见下表。*遮光是指用黑纸将试管包裹起来，并放在距日光灯100 cm的地方。试管编号 1 2 3 4 5 6 7 水草 无 有 有 有 有 有 有 距日光灯 的距离(cm)20 遮光*100 80 60 40 20 50 min后试管中溶液的颜色
32、 浅绿 色 X 浅黄 色 黄绿 色 浅绿 色 浅蓝 色 蓝色 若不考虑其他生物因素对实验结果的影响，回答下列问题：(1)本实验中，50 min后1号试管的溶液是浅绿色，则说明2至7号试管的实验结果是由_引起的；若1号试管的溶液是蓝色，则说明2至7号试管的实验结果是_(填“可靠的”或“不可靠的”)。(2)表中X代表的颜色应为_(填“浅绿色”“黄色”或“蓝色”)，判断依据是_ _。(3)5号试管中的溶液颜色在照光前后没有变化，说明在此条件下水草_ _。【解题指南】解答本题的关键是：(1)明确实验原理：BTB的弱碱性溶液随CO2浓度的增高而由蓝变绿再变黄。(2)分析实验的自变量和因变量：自变量是不同
33、的光照强度，因变量是溶液颜色的变化。【解析】本题主要考查光合作用与呼吸作用的影响因 素、实验分析能力。(1)实验开始之前，已经通入一定量的CO2使溶液呈浅 绿色，保证了溶液中有一定的CO2，有利于光合作用的 发生。27号试管均含有水草，只是光照强度不同，这样不同的试管中光合作用的强度不同，而水草的呼 吸强度相同，故27号试管中水草在不同光照强度下 光合作用强度与呼吸强度的差值不同，导致了溶液中CO2的含量不同，表现为溶液的颜色不同。若1号试管中溶液颜色变为蓝色，说明溶液本身能使BTB的颜色发生改变，27号试管得到的现象就不全是水草通过光合作用和呼吸作用导致的，故结果不可靠。(2)2号试管遮光，
34、水草只进行呼吸作用，溶液中CO2积累最多，颜色比3号试管深。(3)5号试管中颜色同1号试管相同，说明溶液中的CO2的量未发生改变，在光照条件下发生此种情况只有一种可能，即水草的光合作用强度等于呼吸作用强度。答案：(1)不同光照强度下水草的光合作用和呼吸作 用 不可靠的(2)黄色 水草不进行光合作用，只进行呼吸作用，溶液中CO2浓度高于3号试管(3)光合作用强度等于呼吸作用强度，溶液中CO2含量未变【加固训练】1.(2015全国卷)为了探究不同光照处理对植物光 合作用的影响，科学家以生长状态相同的某种植物为 材料设计了A、B、C、D四组实验。各组实验的温度、光照强度和CO2浓度等条件相同、适宜且
35、稳定，每组处 理的总时间均为135 s，处理结束时测定各组材料中光 合作用产物的含量。处理方法和实验结果如下：A组：先光照后黑暗，时间各为67.5 s；光合作用产物 的相对含量为50%。B组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照 和黑暗时间各为7.5 s；光合作用产物的相对含量为 70%。C组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照 和黑暗时间各为3.75 ms(毫秒)；光合作用产物的相对含量为94%。D组(对照组)：光照时间为135 s；光合作用产物的相对含量为100%。回答下列问题：(1)单位光照时间内，C组植物合成有机物的量_(填“高于”“等于”或“低于”)D组植物合成有机物的
36、量，依据是_；C组和D组的实验结果可表明光合作用中有些反应不需要_，这些反应发生的部位是叶绿体的_。(2)A、B、C三组处理相比，随着_的增加，使光下产生的_能够及时利用与及时再生，从而提高了光合作用中CO2的同化量。【解析】(1)在该实验中，作为对照组的D组接受全光照135 s，而C组实验是光照和黑暗交替进行，其仅用了D组的一半时间的光照，但合成的有机物的量是94%(D组为100%)，故单位光照时间内，C组植物合成有机物的量高于D组植物合成有机物的量。C组光照时间的缩短，说明在光合作用过程中，暗反应不需要光照，而这个过程发生在叶绿体的基质中。(2)光合作用过程有两个阶段：光反应阶段和暗反应阶
37、段。光反应阶段必须在光下进行，其将水分解，产生ATP和还原型辅酶(H)用于暗反应。A、B、C三组处理相比，随着光照时间间隔的减少，光照频率的增加，使光下产生的ATP和H能够及时被利用与再生，从而提高了光合作用中CO2的同化量。答案：(1)高于 C组只用了D组一半的光照时间，其 光合作用产物的相对含量却是D组的94%(其他合理答 案也可)光照 基质(2)光照和黑暗交替频率(其他合理答案也可)ATP和还原型辅酶 2.(2017孝感模拟)某一生物兴趣小组利用如图装置(若干个)开展了有关光合作用和细胞呼吸的实验研究。实验开始时，打开活塞开关使水柱液面平齐，然后关闭活塞开关，4 h后，观察记录实验数据如
38、下表。下列叙述错误的是()组 号 植物 部 位 光质(强度 相同且适宜)温度()两侧水柱高度 差(mL/4 h)a 天竺葵 叶 红 25 240 b 天竺葵 叶 黄 25 30 c 紫罗兰 叶 红 25 160 d 紫罗兰 叶 黄 25 20 A.实验的自变量是植物的种类和光质 B.若要研究不同植物的光合作用，应选a组和c组 C.若烧杯中加入的是CO2的缓冲液，则U型管两侧的高度差是由于O2的变化引起的 D.a组天竺葵的净光合速率为120 mL/h【解析】选D。分析表格可知，该实验的自变量是植物 的种类和光质，A项正确；若要研究不同植物的光合作 用，植物的种类为自变量，其他无关变量都应相同且
39、适宜，所以选表格中的a组和c组，B项正确；若烧杯中 加入CO2缓冲液，则U型管两侧的高度差是由于光合作 用释放O2和呼吸作用消耗O2的差值引起的，C项正确；4 h后a组两侧水柱高度差为240 mL，说明O2释放量为 120 mL，因此植物的净光合速率是1204=30 mL/h，D项错误。阅卷案例4 影响光合作用的环境因素【找错纠错】正确画“”，错误画“”，并纠正 _ 正答：_ _ 正答：_ _ 湿度(或相对湿度)在相同温度条件下，相对湿度改变时光合速率 变化较大 _ 正答：_ _ 正答：_ _ 正答：_ 增加 四 25未达到光合作用的最适温度 _ 正答：_ _ 正答：_ 【剖析错因揭秘满分答题
40、规则】规则1.确定单一变量，分析实验结果，不要受固有知 识的影响 本题回答时，易受固有知识的影响，误认为“温 度”对光合作用的影响较大。并且会拿表格中31时 光合速率最高为佐证。正确的做法是明确单一变量，分析温度的影响时，可以比较实验组二、三、四的 结果，得出温度变化对光合速率的影响不大的结论。分析湿度的影响时，应比较对照组和实验组一、二，得出湿度变化对光合速率影响较大的结论。规则2.全面分析表格信息，不要只关注局部 即使答对，回答时也可能因答不全“依据”而失 分。这是因为没有全面分析表格信息，温度相同时，相对湿度改变时，光合速率变化较大。所以要全面 分析表格中的自变量和因变量，确保找出变化的
41、实 质。规则3.挖掘隐含信息，不要仅凭表面信息推断 本题中的隐含信息是“酶的活性受温度的影响，与最 适温度相差较远，酶的活性降低甚至失活”。所以不 要误认为实验组一光合速率最小，还有增大的可能 性，而错答。【全国卷题型特训简答式】(1)小麦在夏季中午容易发生光合作用“午休”现象，此时光合速率会_(填“升高”“不变”或“降 低”)。原因是_ _ _。失水严重，造成气孔关闭，CO2供应不足，影响CO2的 固定，导致光合速率降低 在高温条件下，叶片的蒸腾作用旺盛，降低(2)表格中的实验组三遮光处理后，短时间内细胞中 C3和C5含量的变化分别是_、_，原因是_ _ _。增加 减少 遮光 后短时间内光反应降低，使ATP和H含量减少，C3还 原减弱，而CO2固定正常进行【解析】本题考查对物质跨膜运输方式、植物的光合 作用及其相关知识的理解能力和实验分析能力。(1)在相同温度(36)条件下，小麦光合速率随着相对湿度的增加而明显加快，但相对湿度相同时(实验组二、三、四)，即52%时，小麦光合速率随温度变化不明显，因此增加麦田环境的相对湿度可降低小麦光合作用“午休”的程度。(2)实验组二、三、四相比，小麦光合作用的最适温度在31左右，而第四组25离最适温度较远。(3)CO2进出细胞的方式是自由扩散，既不需要载体蛋白协助，也不需要消耗ATP。