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第 7 课时 光合作用的影响因素及其应用
目标要求 影响光合作用速率的环境因素。
考点一 探究光照强度对光合作用强度的影响
1．实验原理：叶片含有气体，上浮――→叶片下沉―――→充满细胞间隙，叶片上浮。
2．实验变量分析
(1)自变量的设置：光照强度是自变量，通过调整台灯与烧杯之间的距离来调节光照强度的
大小。
(2)因变量是光合作用强度，可通过观测单位时间内被抽去空气的小圆形叶片上浮的数量或
者是浮起相同数量的叶片所用的时间长短来衡量光合作用的强弱。
3．实验流程
4．实验结果分析
光照越强，烧杯内小圆形叶片浮起的数量越多，说明一定范围内，随着光照强度的不断增强，
光合作用强度不断增强。5．注意事项
(1)叶片上浮的原因是 光合作用产生的 O 大于有氧呼吸消耗的 O ，释放氧气，使叶肉细胞间
2 2
隙充满了气体，浮力增大，叶片上浮。
(2)打孔时要避开大的叶脉，因为其中没有叶绿体，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)为确保溶液中CO 含量充足，小圆形叶片可以放入NaHCO 溶液中。
2 3
考向 光合作用影响因素的实验探究
1．如图表示测定金鱼藻光合作用强度的密闭实验装置，氧气传感器可监测O 量的变化。已
2
知光饱和点是指植物光合速率达到最大时的最小光照强度。下列叙述错误的是( )
A．NaHCO 溶液可以为金鱼藻光合作用提供CO
3 2
B．单色光照射时，相同光照强度下一定时间内用红光比用绿光测到的O 量多
2
C．氧气传感器测到的O 量就是金鱼藻光合作用产生的O 量
2 2
D．拆去滤光片，改变光照强度，并将所得数据绘制成曲线可推知其光饱和点
答案 C
解析 氧气传感器测到的O 量就是金鱼藻净光合作用产生的O 量，即总光合作用产生的O
2 2 2
量与呼吸作用消耗的O 量的差值，C错误。
2
2．(2022·辽阳高三期末)某实验小组为验证KHCO 对某植物幼苗光合作用的影响，进行了甲、
3
乙两组不同处理的实验，甲组用差速离心法制备叶绿体悬液进行实验，乙组将等量植物幼苗
叶片切割成1 mm2的叶小片进行实验，然后在适宜光照、20 ℃恒温条件下用氧电极测量这
两组植物的O 释放速率，结果如图所示。下列相关叙述正确的是( )
2
A．本实验的自变量是KHCO 的浓度，无关变量为适宜光照、20 ℃恒温条件
3
B．KHCO 浓度为0.05 mol·L－1时，两组实验的O 释放速率存在差异的原因是光合速率不同
3 2
C．由该实验可推断，随着KHCO 浓度的增大，叶小片的O 释放速率会一直增大
3 2D.加入清水组的叶小片中无O 释放，原因可能是光合作用产生的O 通过呼吸作用被消耗了
2 2
答案 D
解析 本实验的自变量是KHCO 的浓度以及对叶片的处理方式，A错误；KHCO 浓度为
3 3
0.05 mol·L－1时，两组实验的O 释放速率存在差异的原因可能是差速离心组测得的O 释放
2 2
速率为总光合速率，而叶小片中测得的O 释放速率为净光合速率，二者的不同主要在于有
2
无呼吸作用消耗O，B错误。
2
考点二 光合作用的影响因素及其应用
1．光照强度
(1)原理：光照强度通过影响植物的光反应进而影响光合速率。光照强度增加，光反应速率
加快，产生的NADPH和ATP增多，使暗反应中C 的还原加快，从而使光合作用产物增加。
3
(2)曲线解读
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O、释放CO
2 2
呼吸作用大于光
AB段 吸收O、释放CO
2 2
合作用
呼吸作用等于光 不与外界进行气体
B点
合作用 交换B点 呼吸作用小于光
吸收CO、 释放 O
2 2
以后 合作用
(3)应用：温室大棚中，适当增强光照强度，以提高光合速率，使作物增产。
2．CO 浓度
2
(1)原理：CO 影响暗反应阶段，制约C 的形成。
2 3
(2)曲线解读
①图1中A点表示CO 补偿点，即光合速率等于呼吸速率时的CO 浓度。
2 2
②图2中A′点表示进行光合作用所需CO 的最低浓度。
2
③B点和B′点对应的CO 浓度都表示CO 饱和点。
2 2
(3)应用：在农业生产上可以通过通风，增施农家肥等增大CO 浓度，提高光合速率。
2
3．温度
(1)原理：温度通过影响酶的活性影响光合作用，主要制约暗反应。
(2)应用：温室栽培植物时，白天调到光合作用最适温度，以提高光合速率；晚上适当降低
室内温度，以降低细胞呼吸速率，保证植物有机物的积累。
4．水分和矿质元素
(1)原理
①水既是光合作用的原料，又是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矿质元素通过影响与光合作用有关的化合物的合成，对光合作用产生直接或间接的影响。(2)应用：施肥的同时，往往适当浇水，小麦的光合速率会更大，此时浇水的原因是肥料中
的矿质元素只有溶解在水中，以离子形式存在，才能被作物根系吸收。同时可以保证小麦吸
收充足的水分，保证叶肉细胞中 CO 的供应。
2
(源于必修1 P “拓展题”)：下图是在夏季晴朗的白天，某种绿色植物叶片光合作用强度
106
的曲线图。分析曲线图并回答问题：
①7～10时的光合作用强度不断增强的原因是光照强度逐渐增大。
②10～12时左右的光合作用强度明显减弱的原因是 此时温度很高，导致气孔开度减小， CO
2
无法进入叶片组织，致使光合作用暗反应受到限制。
③14～17时的光合作用强度不断下降的原因是光照强度不断减弱。
④从图中可以看出，限制光合作用的因素有光照强度、温度。
⑤依据本题提供的信息，提出提高绿色植物光合作用强度的一些措施：可以利用温室大棚控
制光照强度、温度的方式，如补光、遮阴、生炉子、喷淋降温等，提高绿色植物光合作用强
度。
5．多因子变量对光合速率的影响
植物生活的环境是复杂多样的，环境中的各种因素对光合作用的影响是综合的。下面的曲线
是科学家研究多种因素对光合作用影响得到的结果。请分析回答：
(1)这三种研究的自变量分别是什么？
提示 光照强度、温度；光照强度、温度；光照强度、CO 浓度。
2
(2)图3的研究中，对温度条件的设定有何要求？为什么？
提示 需要保持在最适温度，这样可能使实验结果更加明显。
(3)图1中P点光照强度下，要想提高光合速率，可以采取什么措施？图2中P点温度条件下，
要想提高光合速率，可以采取什么措施？
提示 提高CO 浓度；提高CO 浓度。
2 2
(4)根据图1分析，在30 ℃条件下，光照强度达到Q点之后，光合作用速率不再增加，限制因素可能有哪些？
提示 光合色素的含量、空气中CO 浓度。
2
(5)图1结果不足以说明30 ℃是光合作用最适宜温度，为什么？如何改进实验才能获得正确
的结果？
提示 实验提供的温度条件太少，需要在20～40 ℃之间增加温度梯度进行实验。
(6)Q点之后，曲线会明显下降的是哪一个图？原因是什么？
提示 图2；温度升高，酶的活性会下降，甚至失活。
6．影响光合作用的内部因素
(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
(2)植物叶片的叶龄、叶绿素含量及酶
(3)植物叶面积指数
考向一 光合作用影响因素的综合考查
3．下图甲表示某种植物叶肉细胞光合作用强度与光照强度的关系，图乙表示该植物叶肉细胞的部分结构(图中M和N代表两种气体)。据图判断，下列说法正确的是(注：不考虑无氧
呼吸)( )
A．图甲中的纵坐标数值即为图乙中的m
4
B．图甲中c点时，图乙中有m＝n＝m＝n
1 1 4 4
C．图甲中e点以后，图乙中n 不再增加，其主要原因是m 值太低
4 1
D．图甲中a、b、c、d、e任意一点，图乙中都有m＝n>0，m＝n>0
1 1 2 2
答案 B
解析 据图分析，图甲中的纵坐标数值即为图乙中的m ，A错误；图甲中c点时，光合速
3
率等于呼吸速率，因此线粒体产生的二氧化碳刚好能供叶绿体利用，叶绿体产生的氧气刚好
供线粒体利用，因此图乙中有m ＝n ＝m ＝n ，B正确；图甲中e点以后，图乙中n 不再增
1 1 4 4 4
加，其主要原因是m 值太低，或温度的限制，C错误；图甲中a、b、c、d、e任意一点，图
3
乙中都有m ＝n>0，但由于d、e点细胞呼吸强度小于光合作用强度，应为m ＝n>0，c点
1 1 3 3
细胞呼吸强度等于光合作用强度，m＝n＝0，c、d、e点时，m＝n＝0，D错误。
3 3 2 2
4．(2022·北京东城区高三模拟)下图是各种环境因素影响黑藻光合速率变化的示意图。下列
相关叙述正确的是( )
A．若在t 前充CO，则暗反应速率将显著提高
1 2
B．t→t，光反应速率显著提高而暗反应速率不变
1 2
C．t→t，叶绿体基质中NADPH的消耗速率提高
3 4
D．t 后短暂时间内，叶绿体中C /C 比值下降
4 3 5
答案 C
解析 O～t ，光照较弱，光合速率较慢，限制因素为光照强度，若在 t 前充CO ，则暗反
1 1 2
应速率不会显著提高，A错误；t→t ，光反应速率显著提高，产生的 NADPH和ATP增加，
1 2
导致暗反应速率也增加，B错误；t→t ，CO 浓度增加，叶绿体基质中生成的C 增加，消
3 4 2 3耗NADPH的速率提高，C正确；t 后短暂时间内，由于缺少光照，ATP和NADPH减少，
4
还原C 的速率减慢，但短时间内C 继续生成，故叶绿体中C /C 比值将上升，D错误。
3 3 3 5
考向二 光(CO)补偿点、饱和点的移动问题
2
5．下图为CO 吸收量与光照强度关系的坐标图，当光合作用相关因素改变后，a、b、c点
2
的移动描述不正确的是( )
A．若植物体缺Mg2＋，则对应的b点将向左移
B．已知某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别是25 ℃和30 ℃，则温度由25 ℃上升
到30 ℃时，对应的a点将下移，b点将右移
C．若原曲线代表阳生植物，则阴生植物对应的a点、b点、c点将分别向上移、左移、左移
D．若实验时将光照由白光改为蓝光(光照强度不变)，则b点将向左移
答案 A
解析 若植物体缺Mg2＋，叶绿素含量降低，光合速率下降，需要更强光照条件，才能使光
合速率等于呼吸速率，故b点右移，A错误；温度由25 ℃上升到30 ℃时，呼吸速率上升，
故a点下移；呼吸速率上升，光合速率下降，要让光合速率＝呼吸速率，需要更强光照，故
b点右移，B正确；植物光合作用最有效的光是红光和蓝紫光，若实验时将光照由白光改为
蓝光(光照强度不变)，光合速率上升，要让光合速率＝呼吸速率，需要较弱光照即可，故b
点将向右移，D正确。
6．如图所示，在图甲装置A与装置B中敞口培养相同数量的小球藻，以研究光照强度对小
球藻产生氧气的影响，装置A的曲线如图乙。据图分析，下列叙述错误的是( )
A．适当提高温度，P点将上移
B．P点处能产生ATP的细胞器只有线粒体
C．降低CO 浓度时，在图乙上的R点应右移
2
D．在图乙上绘制装置B的曲线，Q点应右移
答案 C
解析 适当提高温度，酶的活性升高，呼吸作用强度提高，P点上升，A正确；P点光照强度为0，不进行光合作用，只进行呼吸作用，故产生ATP的场所是细胞质基质和线粒体，细
胞器只有线粒体，B正确；降低二氧化碳浓度，光饱和点会向左移动，氧气释放量减少，即
R点应向左上移，C错误；装置B是缺镁培养液，则小球藻中叶绿素合成受阻，吸收光能减
少，直接降低光合作用强度。Q点时光合作用强度等于呼吸作用强度，但是呼吸作用强度不
变，则需要增加光照强度，提高光合作用强度，从而保证光合作用强度等于呼吸作用强度，
故Q点应右移，D正确。
考向三 农业生产中的应用
7．(2022·天津高三期中)夏季大棚种植，人们经常在傍晚这样做：①延长2小时人工照光；
②熄灯后要打开门和所有通风口半小时以上；③关上门和通风口。对于上述做法的生物学原
理的分析，错误的是( )
A．①延长光合作用时间，可以提高有机物的制造量
B．②起到降氧、降温、降湿度的作用，从而抑制细胞呼吸减少有机物消耗
C．与①时的状态相比，②③时叶肉细胞中线粒体的功能有所增强
D．③可积累棚内CO 浓度来抑制细胞呼吸，并对下一天的光合作用有利
2
答案 C
解析 ②③的目的是抑制有氧呼吸，故与①时的状态相比，叶肉细胞中线粒体的功能有所减
弱，C错误。
8．(2020·全国Ⅰ，30)农业生产中的一些栽培措施可以影响作物的生理活动，促进作物的生
长发育，达到增加产量等目的。回答下列问题：
(1)中耕是指作物生长期中，在植株之间去除杂草并进行松土的一项栽培措施，该栽培措施
对作物的作用有_______________________________________________________________
________________________________________________________________(答出2点即可)。
(2)农田施肥的同时，往往需要适当浇水，此时浇水的原因是________________________
________________(答出1点即可)。
(3)农业生产常采用间作(同一生长期内，在同一块农田上间隔种植两种作物)的方法提高农田
的光能利用率。现有4种作物，在正常条件下生长能达到的株高和光饱和点(光合速率达到
最大时所需的光照强度)见下表。从提高光能利用率的角度考虑，最适合进行间作的两种作
物是________________________________________________________________________，
选择这两种作物的理由是_________________________________________________________
________________________________________________________________________。
作物 A B C D
株高/cm 170 65 59 165
光饱和点/μmol·m－2·s－1 1 200 1 180 560 623
答案 (1)减少杂草对水分、矿质元素和光的竞争；增加土壤氧气含量，促进根系的细胞呼
吸(2)肥料中的矿质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光饱和点高
且长得高，可利用上层光照进行光合作用；作物C光饱和点低且长得矮，与作物A间作后，
能利用下层的弱光进行光合作用
重温高考 真题演练
1．(2021·北京，3)将某种植物置于高温环境(HT)下生长一定时间后，测定HT植株和生长在
正常温度(CT)下的植株在不同温度下的光合速率，结果如图。由图不能得出的结论是( )
A．两组植株的CO 吸收速率最大值接近
2
B．35 ℃时两组植株的真正(总)光合速率相等
C．50 ℃时HT植株能积累有机物而CT植株不能
D．HT植株表现出对高温环境的适应性
答案 B
解析 CO 吸收速率代表净光合速率，而总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。35 ℃时两
2
组植株的净光合速率相等，但呼吸速率未知，故35 ℃时两组植株的真正(总)光合速率无法
比较，B错误。
2．(2018·江苏，18)下图为某一植物在不同实验条件下测得的净光合速率，下列假设条件中
能使图中结果成立的是( )
A．横坐标是CO 浓度，甲表示较高温度，乙表示较低温度
2
B．横坐标是温度，甲表示较高CO 浓度，乙表示较低CO 浓度
2 2
C．横坐标是光波长，甲表示较高温度，乙表示较低温度
D．横坐标是光强度，甲表示较高CO 浓度，乙表示较低CO 浓度
2 2答案 D
解析 随着CO 浓度的增大，净光合速率先增大后趋于稳定，但由于净光合速率最大时对应
2
着一个温度，即最适温度，低于或高于此温度，净光合速率都将下降，所以无法确定在 CO
2
浓度足够大时，甲、乙温度的高低，A错误；植物进行光合作用存在最适温度，高于最适温
度后，净光合速率减小，所以随着温度升高，净光合速率应先升高后降低，B错误；由于光
合色素主要吸收红光和蓝紫光，在相应光波长时，植物的净光合速率存在峰值，不应呈现先
升高后趋于稳定的状态，且光波长一定时，较高温度下的净光合速率不一定较高，C错误；
随着光强度的增加，净光合速率先增大后趋于稳定，在光强度足够强时，较高的CO 浓度下
2
净光合速率较大，D正确。
3．(2021·河北，19)为探究水和氮对光合作用的影响，研究者将一批长势相同的玉米植株随
机均分成三组，在限制水肥的条件下做如下处理：(1)对照组；(2)施氮组，补充尿素(12 g·m
－2)；(3)水＋氮组，补充尿素(12 g·m－2)同时补水。检测相关生理指标，结果见下表。
生理指标 对照组 施氮组 水＋氮组
自由水/结合水 6.2 6.8 7.8
气孔导度(mmol·m－2·s－1) 85 65 196
叶绿素含量(mg·g－1) 9.8 11.8 12.6
RuBP羧化酶活性(μmol·h－1·g－
316 640 716
1)
光合速率(μmol·m－2·s－1) 6.5 8.5 11.4
注：气孔导度反映气孔开放的程度。
回答下列问题：
(1)植物细胞中自由水的生理作用包括__________________________________等(写出两点即
可)。补充水分可以促进玉米根系对氮的________，提高植株氮供应水平。
(2)参与光合作用的很多分子都含有氮。氮与________离子参与组成的环式结构使叶绿素能
够吸收光能，用于驱动__________________两种物质的合成以及________的分解；RuBP羧
化酶将CO 转变为羧基加到______分子上，反应形成的产物被还原为糖类。
2
(3)施氮同时补充水分增加了光合速率，这需要足量的 CO 供应。据实验结果分析，叶肉细
2
胞CO 供应量增加的原因是______________________________________________________
2
________________________________________________________________________。
答案 (1)细胞内良好的溶剂；能够参与生化反应；能为细胞提供液体环境；能运送营养物
质和代谢废物 吸收 (2)镁 ATP和NADPH 水 C (或RuBP) (3)气孔导度增加，CO 吸
5 2
收量增多，同时RuBP羧化酶活性增大，使固定CO 的效率增大
2
解析 (1)根据表格分析，水＋氮组的气孔导度大大增加，增强了植物的蒸腾作用，有利于
植物根系吸收并向上运输氮，所以补充水分可以促进玉米根系对氮的吸收，提高植株氮供应水平。(2)参与光合作用的很多分子都含有氮，叶绿素的元素组成有C、H、O、N、Mg等，
其中氮与镁离子参与组成的环式结构使叶绿素能够吸收光能，用于光反应，光反应的场所是
叶绿体的类囊体薄膜，完成的反应是水光解产生 NADPH和氧气，同时将光能转变成化学能
储存在ATP和NADPH中，其中ATP和NADPH两种物质含有氮元素；暗反应包括二氧化
碳固定和三碳化合物还原两个过程，其中RuBP羧化酶将CO 转变为羧基加到C (RuBP)分子
2 5
上，反应形成的C 被还原为糖类。(3)分析表格数据可知，施氮同时补充水分使气孔导度增
3
加，CO 吸收量增多，同时RuBP羧化酶活性增大，使固定CO 的效率增大，使植物有足量
2 2
的CO 供应，从而增加了光合速率。
2
4．(2021·山东，21)光照条件下，叶肉细胞中O 与CO 竞争性结合C ，O 与C 结合后经一
2 2 5 2 5
系列反应释放CO 的过程称为光呼吸。向水稻叶面喷施不同浓度的光呼吸抑制剂 SoBS溶液，
2
相应的光合作用强度和光呼吸强度见下表。光合作用强度用固定的CO 量表示，SoBS溶液
2
处理对叶片呼吸作用的影响忽略不计。
SoBS浓度(mg/L) 0 100 200 300 400 500 600
光合作用强度(COμmol·m－2·s－1) 18.9 20.9 20.7 18.7 17.6 16.5 15.7
2
光呼吸强度(COμmol·m－2·s－1) 6.4 6.2 5.8 5.5 5.2 4.8 4.3
2
(1)光呼吸中C 与O 结合的反应发生在叶绿体的___________中。正常进行光合作用的水稻，
5 2
突然停止光照，叶片CO 释放量先增加后降低，CO 释放量增加的原因是_______________
2 2
________________________________________________________________________。
(2)与未喷施SoBS溶液相比，喷施100 mg/L SoBS溶液的水稻叶片吸收和放出CO 量相等时
2
所需的光照强度______(填“高”或“低”)，据表分析，原因是_______________________
________________________________________________________________________。
(3)光呼吸会消耗光合作用过程中的有机物，农业生产中可通过适当抑制光呼吸以增加作物
产量。为探究SoBS溶液利于增产的最适喷施浓度，据表分析，应在____________mg/L之
间再设置多个浓度梯度进一步进行实验。
答案 (1)基质 光照停止，产生的ATP、NADPH减少，暗反应消耗的C 减少，C 与O 结
5 5 2
合增加，产生的CO 增多 (2)低 喷施100 mg/L SoBS溶液后，光合作用固定的CO 增加，
2 2
光呼吸释放的CO 减少，即叶片的CO 吸收量增加、释放量减少。此时，在更低的光照强度
2 2
下，两者即可相等 (3)100～300
解析 (3)光呼吸会消耗有机物，但光呼吸会释放CO ，补充光合作用的原料，适当抑制光
2
呼吸可以增加作物产量，由表可知，在 SoBS溶液浓度为200 mg/L时光合作用强度与光呼
吸强度差值最大，即光合产量最大，为了进一步探究最适喷施浓度，应在100～300 mg/L之
间再设置多个浓度梯度进一步进行实验。
一、易错辨析1．光照强度只影响光反应，不影响暗反应( × )
2．只要有光照，植物就能正常生长( × )
3．镁可以影响叶绿素的合成从而影响光反应( √ )
4．水分能影响气孔的开闭，间接影响CO 进入植物体内，从而影响光合作用( √ )
2
5．整株植物处于光补偿点时，叶肉细胞的光合作用强度和呼吸作用强度相等( × )
二、填空默写
1．参照光照强度对光合作用强度的影响曲线，完成特殊点(段)对应的气体交换情况。
2．农田施肥的同时，往往需要适当浇水，此时浇水的原因是施肥时，肥料中的矿质元素只
有溶解在水中，以离子形式存在，才能被作物根系吸收(答出1点即可)。
3．请分析下图中限制P点和Q点光合速率的因素
上述图1、2、3中的曲线分析：P点时，限制光合速率的主要因素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。当达到 Q点时，横坐标所表示的因子不再是
影响光合速率的因素，要想提高光合速率，可采取适当提高图示中的其他因子的方法。
课时精练
一、选择题
1．(2022·天津河东区高三期中)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CO 和O 浓度在短时间内发生了相应变化。下列叙述错误的是( )
2 2
A．黑暗条件下，①增大、④减小
B．光强低于光补偿点时，①、③增大
C．光强等于光补偿点时，②、③保持不变
D．光强等于光饱和点时，②减小、④增大
答案 B
解析 黑暗条件下，细胞只有呼吸作用，呼吸作用消耗氧气产生的CO 扩散至细胞外，因此
2
①增大、④减小，A正确；光强低于光补偿点时，即光合作用强度小于呼吸作用强度，此时
①增大、③减小，B错误；光强等于光补偿点时，光合作用强度等于呼吸作用强度，②、③
保持不变，C正确；光强等于光饱和点时，光合作用强度大于呼吸作用强度，②减小、④增
大，D正确。
2．下图中纵坐标表示植物某种气体吸收量或释放量的变化(注：不考虑横坐标和纵坐标单位
的具体表示形式，单位的表示方法相同)。下列说法正确的是( )
A．若f点以后进一步提高光照强度，光合作用强度会一直不变
B．若a代表O 吸收量，d点时，叶肉细胞既不吸收O 也不释放O
2 2 2
C．c点时，叶肉细胞中能产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体
D．若a代表CO 释放量，适当提高大气中的CO 浓度，e点可能向右下方移动
2 2
答案 D解析 e点时已经达到光饱和点，其他条件不变，f点以后提高光照强度可能会伤害叶片中
的叶绿体，光合作用强度可能会发生变化；若a代表O 吸收量，d点时，整个植株既不吸收
2
O 也不释放O，但对于叶肉细胞来说有氧气的净释放；c点时，叶肉细胞只能进行细胞呼吸，
2 2
故产生ATP的场所有细胞质基质和线粒体。
3．科研人员研究不同温度条件下菠菜叶片的净光合速率的变化情况结果如下图。下列分析
不正确的是( )
A．温度通过影响酶活性对光合作用的影响只与暗反应有关
B．此实验中CO 浓度是无关变量，各组间需保持一致和稳定
2
C．温度为40 ℃，光照为1 500 lx条件下菠菜光合速率为6 μmol·m－2·s－1
D．菠菜叶片进行光合作用的最适温度低于呼吸作用的最适温度
答案 A
解析 温度通过影响酶活性对光合作用的影响与光反应、暗反应均有关，A错误。
4．将桑树和大豆分别单独种植(单作)或两种隔行种植(间作)，测得两种植物的光合速率如下
图所示(注：光饱和点是光合速率达到最大值时所需的最低光照强度)。据图分析，下列叙述
正确的是( )
A．与单作相比，间作时两种植物的呼吸强度均没有受到影响
B．与单作相比，间作时两种植物光合作用的光饱和点均增大
C．大豆植株开始积累有机物时的最低光照强度单作大于间作
D．间作虽然提高了桑树的光合速率但降低了大豆的光合速率
答案 C
解析 呼吸强度可用图像中与y轴的交点表示，间作时两种植物图像中与y轴的交点都发生
了改变，A错误；与单作相比，间作时大豆的光合作用的光饱和点减小，B错误；大豆植株
开始积累有机物时用图像中与x轴的交点表示，由图可知大豆植株开始积累有机物时最低光
照强度单作大于间作，C正确；间作在一定的光照强度范围内提高了大豆的光合速率，D错误。
5．(2022·天津市高三调研)红松(阳生)和人参(阴生)均为我国北方地区的植物。如图为两种植
物在温度、水分均适宜的条件下，光合速率与呼吸速率的比值(P/R)随光照强度变化的曲线
图。下列叙述正确的是( )
A．光照强度为a时，每日光照12小时，一昼夜后人参干重不变，红松干重减少
B．光照强度在b点之后，限制红松P/R值增大的主要外界因素是CO 浓度
2
C．光照强度为c时，红松和人参的净光合速率相等
D．若适当增加土壤中无机盐镁的含量，一段时间后B植物的a点左移
答案 D
解析 光照强度为a时，对于人参(B)而言，光合作用速率与呼吸速率的比值(P/R)为1，白
天12小时没有积累有机物，晚上进行呼吸作用消耗有机物，一昼夜干重减少，A错误；光
照强度在b点之后，限制红松(A)P/R值增大的主要外界因素仍然是光照强度，在d点之后，
限制其P/R值增大的主要外界因素才是CO 浓度，B错误；阴生植物的呼吸速率比阳生植物
2
的呼吸速率更低，光照强度为c时，二者的P/R值相同，但呼吸速率不同，故净光合速率不
同，C错误；对于人参(B)而言，a点光合作用速率与呼吸速率的比值(P/R)为1，对应的光照
强度为光补偿点。若适当增加土壤中无机盐镁的含量，B植物合成叶绿素增多，达到光补偿
点需要的光照强度变小，故一段时间后B植物的a点左移，D正确。
6．在农业生产上常常施用一定量的无机肥来达到增产的目的。为了研究无机肥对植物生长
发育的影响，科研小组将无机肥溶于土壤浸出液配制了不同浓度的盐溶液，利用这些盐溶液
进行了相关实验，结果见下表。下列说法正确的是( )
盐浓度(mmol·L－1) 最大光合速率(μmol CO ·m－2·s－1) 呼吸速率(μmol CO ·m－2·s－1)
2 2
0(对照) 31.65 1.44
100(低盐) 36.59 1.37
500(中盐) 31.75 1.59
900(高盐) 14.45 2.63
A.细胞中大多数无机盐以化合物形式存在
B．植物的呼吸速率是通过根细胞呼吸作用产生的CO 量来测定
2
C．与对照组相比，植物在低盐条件下产生和消耗的有机物更多
D．高盐条件下植物细胞失水，气孔关闭，导致最大光合速率下降
答案 D解析 植物的呼吸速率应该是测定整株植物，即所有细胞的呼吸速率，而不是只是测定根细
胞的呼吸速率，B错误；在低盐条件下，植物的最大光合速率比对照组大，而呼吸速率比对
照组小，产生有机物更多，而消耗的有机物更少，C错误。
7．在适宜温度和大气CO 浓度条件下，测得某森林中四种主要乔木幼苗叶片的生理指标(见
2
下表)，下列分析正确的是( )
物种指标 构树 刺槐 香樟 胡颓子
光补偿点(千勒克斯) 6 4 1.8 1.1
光饱和点(千勒克斯) 13 9 3.5 2.6
(注：光补偿点：光合速率等于呼吸速率时的光强；光饱和点：达到最大光合速率所需的最
小光强)
A．光照强度为1.1千勒克斯时，胡颓子的幼苗的净光合速率小于零
B．光照强度为10千勒克斯时，影响构树和刺槐幼苗光合速率的环境因素都有光照强度和
CO 浓度
2
C．若将光照强度突然由2千勒克斯增加到3千勒克斯，香樟幼苗叶绿体中的C 会增加
3
D．光照强度大于13千勒克斯时，构树幼苗光合作用固定的CO 全部来自外界
2
答案 A
解析 光照强度为1.1千勒克斯时，胡颓子叶片的净光合作用为0，而非绿色部分不能进行
光合作用，故幼苗的净光合作用小于0，A正确；光照强度为10千勒克斯时，构树幼苗光
合速率未达到最大值，影响构树幼苗光合速率的环境因素主要是光照强度；而刺槐幼苗光合
速率达到了最大值，此时影响刺槐幼苗光合速率的环境因素为 CO 浓度，B错误；若将光照
2
强度突然由2千勒克斯增加到3千勒克斯，香樟幼苗叶肉细胞中产生的NADPH和ATP会增
多，C 的还原增多，由于CO 浓度不变，故短时间CO 的固定速率不变，所以C 会减少，C
3 2 2 3
错误；光照强度大于13千勒克斯时，已经达到构树的最大光合速率，此时净光合速率大于
0，所以构树幼苗光合作用固定的CO 部分来自外界，部分来自细胞呼吸产生，D错误。
2
8．某突变型水稻叶片的叶绿素含量约为野生型的一半，但固定 CO 酶的活性显著高于野生
2
型。下图显示两者在不同光照强度下的CO 吸收速率。下列相关叙述错误的是( )
2
A．光照强度等于P时，突然增加二氧化碳浓度，突变型的叶肉细胞内[H]和C 含量都减少
5
B．光照强度等于P时，突变型的暗反应强度大于野生型
C．光照强度低于P时，限制突变型光合速率的主要环境因素是光照强度
D．突变型植物更适合在强光照下生活答案 B
解析 图中突变型与野生型的呼吸速率相等，P点时的净光合速率相等，突变型与野生型暗
反应强度的大小相等，B错误。
9．(2022·长春高三期中)为了选择适宜栽种的作物品种，研究人员在相同的条件下分别测定
了3个品种S 、S 、S 的光补偿点和光饱和点，结果如图，增加环境中的CO 浓度后，测得
1 2 3 2
S 的光饱和点显著提高，但S 的光饱和点却没有显著改变。下列叙述错误的是( )
2 3
A．最适宜在林下套种的品种是S，最适应较高光强的品种是S
2 3
B．超过原光饱和点的光强下，S 的光反应可能产生了过剩的[H]和ATP
2
C．在原光饱点的光强下，影响S 光合速率的环境因素是CO 浓度
3 2
D．光强为100 μmol·m－2·s－1时，S 叶肉细胞会释放出O
1 2
答案 C
解析 增加环境中CO 浓度后，S 的光饱和点却没有显著改变，说明在原光饱和点的光强下，
2 3
影响S 光合速率的环境因素不是CO 浓度，C错误。
3 2
10．酸雨会造成蔬菜减产，影响“菜篮子”工程。科研人员以散叶生菜为实验材料，采用电
动喷头控制模拟酸雨。实验处理包括：强度为 pH＝3.0、4.0和5.0的模拟酸雨以及CK组
(pH～6.0的灌溉水)，实验结果如图。下列说法错误的是( )
A．本实验的自变量是处理时间和酸雨强度，因变量是相对叶绿素含量和净光合速率
B．酸雨可通过降低散叶生菜的叶绿素含量，使散叶生菜捕获光能的能力降低，造成减产
C．本研究中，强度为pH＝3.0的模拟酸雨对散叶生菜生长的影响最显著
D．第20天，强度为pH＝5.0的模拟酸雨显著降低了散叶生菜相对叶绿素含量和净光合速率
答案 D
解析 由图1可知，与CK组相比，在第20天时，pH＝5.0的酸雨组相对叶绿素含量未出现
明显的下降，D错误。11．将玉米的PEPC酶(果胶酯酶)基因与PPDK酶(丙酮酸磷酸双激酶)基因导入水稻，获得
转双基因水稻。某温度下，光照强度对转双基因和原种水稻光合速率的影响如图 1；在光照
为1 000 lux下，测得温度影响光合速率如图2。据图分析，下列说法正确的是( )
A．本实验的自变量是光照强度和温度
B．温度25 ℃重复图1相关实验，A点会向右上方移动
C．转双基因水稻提高了CO 的固定能力，从而增强光合速率
2
D．转双基因水稻适合栽种在高温、低光照环境中
答案 C
解析 由题意可知，本实验的自变量是水稻种类(水稻是否导入玉米的PEPC酶基因与PPDK
酶基因)、光照强度和温度，A错误；图1中光照为1 000 lux时，转基因水稻的净光合速率
为25 μmol·m－2·s－1，结合图2可知，图1是在30 ℃时做的实验，25 ℃时净光合速率变低，
所以A点向左下方移动，B错误；分析图2可知，温度相同时，转双基因水稻净光合速率强，
更适合栽种在高温、强光照环境中，D错误。
12．农业生产中的一些栽培措施可以影响作物的生理活动，促进作物的生长发育，达到增加
产量等目的。下列说法不正确的是( )
A．中耕去除杂草并进行松土有利于减少杂草对水分、矿质元素和光的竞争并增加土壤氧气
含量，促进根系的呼吸作用
B．农田施肥的同时，往往需要适当浇水，原因是肥料中的矿质元素只有溶解在水中才能被
作物根系吸收
C．农业生产常采用强光植物和弱光植物高矮间作的方法提高农田的光能利用率
D．小麦灌浆期间若遇连绵阴雨，可用生长素类调节剂喷洒，以提高产量
答案 D
二、非选择题
13．为提高作物产量，研究人员一直致力于光合作用的研究。研究人员以水稻、大豆、花生、
甘薯、棉花作为实验材料，分别进行三种不同实验处理，甲组提供大气CO 浓度(375 μmol·
2
mol－1)，乙组提供CO 浓度倍增环境(750 μmol·mol－1)，丙组先在CO 浓度倍增的环境中培养
2 2
60 d，测定前一周恢复为大气CO 浓度。整个生长过程保证充足的水分供应，选择晴天上午
2
测定各组的光合作用速率，结果如图1所示。图2是光合速率、呼吸速率的测定装置。请回
答下列问题：(1)图1中作物固定CO 的场所是______________。乙组和甲组相比，光合作用速率变大，
2
但作物光合作用速率并未随着 CO 浓度的倍增而倍增，此时限制因素可能是暗反应中
2
________________________________________________________________________
_______________________________________________________(填两点)。
(2)图1丙组的光合作用速率比甲组低。有人推测可能是因为作物长期处于高浓度 CO 环境
2
而降低了固定CO 的酶的活性，_______________________________________________
2
________________________________________________________________________，
因此会表现出比大气CO 浓度下更低的光合速率。
2
(3)图1实验的结论为_____________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)CO 传感器是近年用于测定植物光合作用速率的最好器材。图 2是在光照适宜、温度恒定，
2
装置为密闭容器的条件下，测量1 h内该容器中CO 的变化量。图中AB段CO 浓度降低的
2 2
原因是_______________________________________。装置中绿色植物前30 min光合作用的
平均速率为________μL·L－1CO·min－1(保留整数)。
2
答案 (1)叶绿体基质 固定CO 的酶活性不高(数量有限)，C 的再生速率不足，有机物积累
2 5
较多等 (2)当恢复大气CO 浓度后，已降低的酶活性未能恢复，又失去了高浓度CO 的优
2 2
势 (3)提高CO 浓度可使不同作物的光合速率加快，但作物在长期高CO 浓度条件下生长
2 2
后，恢复为大气CO 浓度后，光合速率反而下降 (4)光合作用固定的CO 量大于呼吸作用
2 2
释放的CO 量 146
2
解析 (1)暗反应过程中，通过二氧化碳的固定和C 的还原两个过程，产生了糖类等有机物，
3
乙组和甲组相比，光合作用速率变大，但作物光合作用速率并未随着CO 浓度的倍增而倍增，
2
此时的限制因素可能是暗反应中固定CO 的酶活性不高(数量有限)，C 的再生速率不足，有
2 5
机物积累较多等。(2)丙组在CO 浓度倍增环境中培养了60 d，测定前一周恢复为大气CO
2 2
浓度，但是其光合速率低于甲组(提供的是大气CO 浓度)，可能的原因是长期处于CO 浓度
2 2倍增环境使得作物固定CO 的酶的活性下降或酶的含量降低，当恢复大气CO 浓度后，已降
2 2
低的酶活性未能恢复，又失去了高浓度CO 的优势，因此会表现出比大气CO 浓度下更低的
2 2
光合速率。(4)据图分析，呼吸速率为(1 200－220)/30≈33(μL·L－1CO·min－1)，前30分钟净
2
光合作用的平均速率为(3 620－220)/30≈113(μL·L－1CO·min－1)，前30分钟实际光合作用的
2
平均速率为真正的光合速率，真正的光合速率＝呼吸速率＋净光合速率＝33＋113＝
146(μL·L－1
CO·min－1)。
2
14．(2022·山东潍坊高三模拟)为探究CO 浓度及紫外线对植物光合作用的影响，研究人员分
2
别用紫外线和浓度加倍后的CO 处理培养了15天的番茄幼苗，直至果实成熟。期间测定了
2
番茄叶绿素含量、株高和光合速率等生理指标(其他条件均为适宜状态)，结果如下表。
分组及实验处理 A组(自然条件下) B组(紫外线照射) C组(CO 浓度加倍)
2
15天 1.20 1.21 1.19
叶绿素含量
30天 2.00 1.50 2.40
(mg·g－1)
45天 2.00 1.50 2.45
15天 21.10 21.20 21.00
株高(cm) 30天 35.20 31.60 38.30
45天 54.30 48.30 61.20
光合速率平均值(μmol·
8.86 5.62 14.28
m－2·s－1)
(1)在晴朗的中午，幼苗均可以正常生长。此时，A组番茄叶肉细胞产生 ATP的部位有
______________________________；依据表中数据判断，与A组相比，B组番茄幼苗光合速
率平均值低的原因最可能是________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)从实验设计的角度来看，表格中的数据有不严谨的地方，具体体现在初始状态下(15天
时)三个组的叶绿素含量和株高数值不一致，你认为这样的误差____________(填“会”或
“不会”)对实验结果和得出结论产生显著影响，原因是___________________________
________________________________________________________________________。
(3)由表可知，CO 浓度加倍可促进番茄幼苗生长。有研究者认为，这可能是因为CO 能促进
2 2
植物生长素的合成。请补充实验，验证此假设(简要说明实验思路及结果)。
(4) 根 据 表 中 的 数 据 分 析 ， 为 提 高 塑 料 大 棚 农 作 物 产 量 可 采 取 的 措 施 有
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)细胞质基质、线粒体和叶绿体 紫外线照射使植物叶绿素合成减少，光反应弱，
光合速率低 (2)不会 一是初始数据误差很小，二是实验结果和结论的得出主要依据因变
量的变化 (3)实验思路：在15天、30天、45天时，分别测定A、C组植株中生长素的含量，并作对比分析；检测结果：15天时，A、C两组生长素含量差别不大；30天、45天时C组
植株生长素含量高于A组植株生长素含量 (4)适度提高棚内二氧化碳浓度；使用能阻挡紫
外线的塑料薄膜
解析 在晴朗的中午，A组番茄叶肉细胞同时进行细胞呼吸和光合作用，所以产生ATP的
部位有细胞质基质、线粒体和叶绿体；依据表中数据判断，与A组相比，B组番茄叶绿素含
量更低，因此B组番茄幼苗光合速率平均值低的原因最可能是紫外线照射使植物叶绿素含
量低，所以光反应弱，影响光反应进而影响暗反应，光合速率低。
