文档内容
热点 01 “农作物增产措施”与光合作用和细胞呼吸
（情境预测+重难诠释+限时检测）
情境预测
中国这样一个拥有十几亿人口的发展中大国粮食一直是一个大问题。中国科学院院士、“共和国勋
章”获得者袁隆平是杂交水稻育种的开拓者，在为我国和世界解决粮食安全问题上做出了卓越的贡献。
命题点：控制影响作物光合作用和细胞呼吸的环境因素(光照、二氧化碳、水、肥、矿质元素、轮作、
间作、补光调温)、先进的育种技术、植物生长调节剂、科学防治害虫提高作物产量。
重难诠释
1.连作：是指一年内或连年在同一块田地上连续种植同一种作物的种植方式。连作的缺点是会使土壤养分
不能满足同种作物的需要，易受病虫害；同时同一作物分泌物累积过多，会影响同种作物根系的发展，植
株不能正常生长，使产量降低。只有同一种或同一类作物相隔2~3年或更长一些时间以后再种在同一块田
地上才能避免这种情况的发生。
2.轮作：在同一块田地上，有顺序地在季节间或年间轮换种植不同的作物或复种组合的一种种植方式。轮
作可避免连作的缺点，使作物根系发达，生长健壮，病害较少。
3.间作：指在同一田地上于同一生长期内，分行或分带相间种植两种或两种以上作物的种植方式。采用间
作要考虑浅根作物和深根作物、早熟品种和晚熟品种以及不同作物种类对土壤养分的需求不同等因素。
4.套作：又称套种，是指在前季作物生长后期的株、行或畦间播种或栽植后季作物的一种种植方式。
5.混种：指在同一块地同时混播几种作物，如胡萝卜与小白菜混播，小白菜出土快而胡萝卜出土较慢，小
白菜可起遮阴作用，使胡萝卜苗生长良好。
6.补光增温，是依照植物生长的自然规律，根据植物利用太阳光进行光合作用的原理，使用灯光代替太阳
光来提供给温室植物生长发育所需光源，并通过一定的技术手段来适当增加温室内的温度，来提高作物的
产量。
7.农业病虫害可以使用农业防治的方法，种植作物时轮作，提前对土壤消毒杀菌，使用腐熟有机肥，栽培
时科学管理。也可以使用物理防治，比如日光曝晒、黑光灯诱杀、建造障壁、高压等。还可以使用生物防
治，主要有捕食性生物、寄生性生物、病原微生物。或可以使用化学防治，选择农药来喷雾或浇灌，效果
较好。
限时检测 （限时 40 分钟）
一、单选题
1．（2023上·贵州贵阳·高三统考期末）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。下列方法或解释不合理的是（ ）
A．在冬季蔬菜大棚可适当延长光照提高农作物产量
B．夜间蔬菜大棚可适当提高温度以有利于提高产量C．稻田适时排水可促进水稻根系对无机盐离子的吸收
D．农田施肥的同时适当浇水可以避免出现“烧苗”现象
【答案】B
【分析】 渗透压：溶液中溶质微粒对水的吸引力。渗透压大小取决于单位体积中溶质微粒的数目，溶质
微粒越多，溶液浓度越高，溶液渗透压越高。
①自由扩散：顺浓度梯度、无需能量和载体蛋白；②协助扩散：顺浓度梯度、需要载体蛋白或通道蛋白、
无需能量；③主动运输：逆浓度梯度、需要载体蛋白和能量；④胞吞、胞吐：需要能量。
【详解】A、延长光照可以增加农作物光合作用产生有机物的时间，可以提高农作物产量，A正确；
B、夜间蔬菜大棚可适当降低温度，降低呼吸速率，减少有机物消耗，从而提高产量，B错误；
C、稻田适时排水可促进水稻根系有氧呼吸，从而产生更多的能量，利于通过主动运输吸收无机盐离子，C
正确；
D、农田施肥的同时适当浇水可以降低土壤中溶液的渗透压，避免根部失水导致“烧苗”现象，D正确。
故选B。
2．（2022上·江西·高三校联考阶段练习）光合作用和细胞呼吸的原理在生产、生活中具有广泛的应用。下
列相关叙述不正确的是（ ）
A．利用淀粉、醋酸杆菌或谷氨酸棒状杆菌以及发酵罐，在控制通气的情况下，可以生产食醋或味精
B．提倡慢跑，可防止因肌细胞无氧呼吸积累乳酸而导致的肌肉酸胀乏力
C．农业生产上的间作、套种、合理密植均是通过提高光合作用强度来提高农作物产量
D．温室栽培时可通过适当增大昼夜温差来提高有机物的积累量
【答案】C
【分析】细胞呼吸原理的应用（1）种植农作物时，疏松土壤能促进根细胞有氧呼吸，有利于根细胞对矿
质离子的主动吸收。（2）利用酵母菌发酵产生酒精的原理酿酒，利用其发酵产生二氧化碳的原理制作面
包、馒头。（3）利用乳酸菌发酵产生乳酸的原理制作酸奶、泡菜。（4）稻田中定期排水可防止水稻因缺
氧而变黑、腐烂。（5）皮肤破损较深或被锈钉扎伤后，破伤风芽孢杆菌容易大量繁殖，引起破伤风。
（6）提倡慢跑等有氧运动，是不致因剧烈运动导致氧的不足，使肌细胞因无氧呼吸产生乳酸，引起肌肉
酸胀乏力。（7）粮食要在低温、低氧、干燥的环境中保存。（8）果蔬、鲜花的保鲜要在低温、低氧、适
宜湿度的条件下保存。
【详解】A、醋酸杆菌或谷氨酸棒状杆菌为好氧菌，利用淀粉、醋酸杆菌或谷氨酸棒状杆菌以及发酵罐，
在控制通气的情况下，可以生产食醋或味精，A正确；
B、提倡慢跑等有氧运动，是不致因剧烈运动导致氧的不足，使肌细胞因无氧呼吸产生乳酸，引起肌肉酸
胀乏力，B正确；
C、农业生产上的间作、套种、合理密植均是通过提高光能利用率来提高农作物产量的，C错误；
D、酶的活性受温度影响，温室栽培时夜间适当降温，增大昼夜温差，可降低呼吸作用对有机物的消耗，
从而提高农作物产量，D正确。
故选C。
3．（2023·福建龙岩·统考模拟预测）农业生产中的谚语是劳动人民一代代积累的经验，是一种宝贵财富。下列农业谚语与所蕴含的生物学原理不匹配的是（ ）
A．“除虫如除草，一定要趁早”——杂草、害虫的种群密度要控制在K/2前
B．“玉米带大豆，十年九不漏”——描述的是玉米和大豆间作，可以促进增产
C．“疏禾有谷粜（tiao） ，密禾捞柴烧”——合理密植能提高农作物产量
D．“肥料不下， 稻子不大”——作物生长所需的有机物主要来源于肥料
【答案】D
【分析】根据光合作用的反应式可以知道，光合作用的原料——水、CO ，动力——光能，都是影响光合
2
作用强度的因素。因此，只要影响到原料、能量的供应，都可能是影响光合作用强度的因素。例如，环境
中CO 浓度，叶片气孔开闭情况，都会因影响CO 的供应量而影响光合作用的进行。叶绿体是光合作用的
2 2
场所，影响叶绿体的形成和结构的因素，如无机营养、病虫害，也会影响光合作用强度。
【详解】A、种群数量在K/2时增长速率最大，杂草、害虫的种群密度要控制在K/2前，A正确；
B、玉米和大豆间作，有利于通风提高二氧化碳的利用，同时大豆根部的根瘤菌可固氮，提高土壤中植物
可利用的氮元素的含量，故可促进增产，B正确；
C、合理密植可更好的利用二氧化碳和光照，提高农作物产量，C正确；
D、作物生长所需的有机物主要由二氧化碳经光合作用暗反应形成，D错误。
故选D。
4．（2023上·河南·高三校联考阶段练习）在长期的农业生产和生活实践中，劳动人民积累了丰富的田间管
理经验和生活经验，如间作（同一生长期内，在同一块田地上间隔种植两种作物）、套种（一年内在同一
块田地上先后种植两种作物）和轮作（在不同年份将不同作物按一定顺序轮流种植于同一块田地上）等，
通过这些农业管理方式，可以有效地利用土地资源，提高农作物的产量和品质。下列相关叙述错误的是（
）
A．中耕松土、适时排水都能增加根系的氧气供应，促进根细胞呼吸
B．冰箱冷藏、降低冷库空气含氧量，都可抑制果蔬细胞的呼吸作用
C．间作、套种都是利用不同作物之间的互补效应来提高农作物的产量
D．合理轮作、合理密植分别通过增加作物密度和调整种植顺序来提高产量
【答案】D
【分析】 有氧呼吸消耗有机物、氧气、水，生成二氧化碳、水，释放大量能量；无氧呼吸消耗有机物，
生成酒精和二氧化碳或者乳酸，释放少量能量。
【详解】A、中耕松土、适时排水是通过改善氧气供应来促进根系细胞的呼吸作用，A正确；
B、影响细胞呼吸作用的因素有温度、氧气浓度等，降低温度、降低含氧量都可以降低植物细胞的呼吸作
用，B正确；
C、间作、套种都是利用不同作物之间的互补效应来提高农作物的产量，如大豆与玉米间作，大豆可以通
过其根部根瘤菌固氮为玉米提供氮元素，玉米高而大豆矮，两者间作可更好地利用光能；西瓜套种玉米，
延长了作物的生长期，提高了光能和土地的利用率，C正确；
D、合理轮作通过调整作物的种植顺序，可充分利用全年的光照和土壤中各种营养成分；合理密植可增加
光能利用率，以提高产量，D错误。故选D。
5．（2023上·陕西西安·高三陕西师大附中校考开学考试）光合作用和细胞呼吸原理在生活和生产中应用广
泛，下列方法不合理的是（ ）
A．夜间蔬菜大棚适当提高温度，有利于提高产量
B．充入一定量的氮气有利于延长水果和蔬菜的贮藏时间
C．施用农家肥可增加CO 供给，提高光合速率，提升农作物产量
2
D．松土最主要的目的是促进农作物根系有氧呼吸，进而促进无机盐吸收
【答案】A
【分析】1、影响绿色植物进行光合作用的主要外界因素有：①CO 浓度；②温度；③光照强度。
2
2、影响细胞呼吸的因素主要有温度、氧气浓度（二氧化碳浓度、氮气浓度等）、水分等，在保持食品时，
要抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗，因此水果蔬菜保存需要低温、低氧和一定湿度的环境，而粮食保存
需要低温、低氧和干燥的环境。
【详解】A、温度通过影响光合作用酶和呼吸作用酶的活性来影响绿色植物的有机物的净积累，白天适当
提高温度有利于增加光合作用，夜间适当降低温度有利于减弱呼吸作用，减少有机物消耗，提高有机物的
净积累量，从而提高产量，A错误；
B、充入一定量的氮气可抑制细胞的有氧呼吸，减少有机物的消耗，从而可以延长水果和蔬菜贮藏的时间，
B正确；
C、增施农家肥能疏松土壤，提供光合作用原料二氧化碳及无机盐，从而提高光合速率，增加农作物产量，
C正确；
D、松土可促进植物根系的有氧呼吸，释放大量的能量，进而促进根系对无机盐离子的吸收，D正确。
故选A。
6．（2023上·云南·高三数据测试校2017112校考阶段练习）光合作用和细胞呼吸原理在生活和生产中应用
广泛，下列方法不合理的是（ ）
A．夜间蔬菜大棚适当降低温度，有利于提高产量
B．密闭容器中氧气浓度越低有利于延长水果和蔬菜的贮藏时间
C．施用农家肥可增加CO 供给，提高光合速率，提升农作物产量
2
D．松土最主要的目的是促进农作物根系有氧呼吸，进而促进无机盐吸收
【答案】B
【分析】1、影响绿色植物进行光合作用的主要外界因素有：①CO 浓度；②温度；③光照强度。
2
2、影响细胞呼吸的因素主要有温度、氧气浓度、水分等，在保持食品时，要抑制细胞呼吸，减少有机物
的消耗，因此水果蔬菜保存需要低温、低氧和一定湿度的环境，而粮食保存需要低温、低氧和干燥的环境。
【详解】A、温度通过影响光合作用酶和呼吸作用酶的活性来影响绿色植物的有机物的净积累，白天适当
提高温度有利于增加光合作用，夜间适当降低温度有利于减弱呼吸作用，减少有机物消耗，提高有机物的
净积累量，从而提高产量，A正确；
B、密闭容器中氧气浓度越低，无氧呼吸增强，不利于延长水果和蔬菜贮藏的时间，B错误；
C、增施农家肥能疏松土壤，提供光合作用原料二氧化碳及无机盐，从而提高光合速率，增加农作物产量，C正确；
D、松土可促进植物根系的有氧呼吸，释放大量的能量，进而促进根系对无机盐离子的吸收，D正确
故选B。
7．（2023下·重庆·高三统考阶段练习）农作物种植，产量很重要。下列生产措施都有利于提高农作物产量，
其相关原理的叙述，错误的是（ ）
A．农田要施肥，原因之一是N、P、K等会随农产品的输出而流失
B．除草和治虫都能调整能量流动方向，使能量更多的流向农产品
C．中耕松土能促进农作物根系的有氧呼吸，促进根系吸收无机盐
D．通过合理密植可提高光能传递效率，进而提高农作物产量
【答案】D
【分析】细胞呼吸原理的应用
（1）种植农作物时，疏松土壤能促进根细胞有氧呼吸，有利于根细胞对矿质离子的主动吸收；
（2）利用酵母菌发酵产生酒精的原理酿酒，利用其发酵产生二氧化碳的原理制作面包、馒头；
（3）利用乳酸菌发酵产生乳酸的原理制作酸奶、泡菜；
（4）稻田中定期排水可防止水稻因缺氧而变黑、腐烂；
（5）皮肤破损较深或被锈钉扎伤后，破伤风芽孢杆菌容易大量繁殖，引起破伤风；
（6）提倡慢跑等有氧运动，防止因剧烈运动导致氧的不足，使肌细胞因无氧呼吸产生乳酸，引起肌肉酸
胀乏力；
（7）粮食要在低温、低氧、干燥的环境中保存；
（8）果蔬、鲜花的保鲜要在低温、低氧、适宜湿度的条件下保存。
【详解】A、一块农田是开放的生态系统，农田中的一些无机盐会随着农产品输出而导致农田中的无机盐
减少，所以要施肥，A正确；
B、农田治虫除草能调整能量流动的方向，使能量更多的流向农产品，B正确；
C、中耕松土能促进根系细胞的有氧呼吸，释放大量的能量，有利于根吸收无机盐（根吸收无机盐的方式
为主动运输，需要消耗能量），C正确；
D、通过合理密植能增加光合面积（即进行光合作用的器官的面积），进而提高农作物产量，而不能提高
光能传递效率，D错误。
故选D。
8．（2023·辽宁·校联考模拟预测）人与自然是生命共同体，人类必须尊重自然、顺应自然、保护自然。下
列做法不利于保护自然的是（ ）
A．大力提倡使用农药化肥，提高农作物产量
B．合理利用海洋资源，保持渔业产品持续产出
C．利用生物防治控制农田、草原和森林的病虫害等
D．实施以沼气工程为中心的生态工程，可实现能量的多级利用
【答案】A【分析】 生物多样性的保护：（1）就地保护（自然保护区）：就地保护是保护物种多样性最为有效的措
施。（2）易地保护：动物园、植物园（3）利用生物技术对生物进行濒危物种的基因进行保护。如建立精
子库、种子库等。4）利用生物技术对生物进行濒危物种进行保护。如人工授精、组织培养和胚胎移植等。
【详解】A、虽在短时间内能提高农作物产量，但造成的环境污染不利于可持续发展，A符合题意；
B、合理利用海洋资源，保持渔业产品持续产出，如可将捕捞后的剩余量维持在K/2，具有最大增长速率，
可实现持续产出，B不符合题意；
C、利用生物防治控制农田、草原和森林的病虫害等可以减少农药的使用，有利于环境的保护，C不符合题
意；
D、实施以沼气工程为中心的生态工程，可实现能量的多级利用，提高了能量利用率，D不符合题意。
故选A。
9．（2023上·山西·高三校联考阶段练习）光合作用和呼吸作用是植物细胞两大重要的生理功能。下列关于
光合作用和呼吸作用原理的应用叙述，错误的是（ ）
A．应在低温、无氧、干燥的环境条件下储存水果、蔬菜和粮食
B．人体皮肤破损后，应使用透气的创口贴，以抑制破伤风芽孢杆菌的无氧呼吸
C．种植农作物时要做到合理密植，提高光能利用率，以增加单位面积农作物的产量
D．大棚种植蔬菜时，应多施农家肥，其中的有机物分解后可为光合作用提供原料CO
2
【答案】A
【分析】细胞呼吸原理的应用：
1、种植农作物时，疏松土壤能促进根细胞有氧呼吸，有利于根细胞对矿质离子的主动吸收。
2、利用乳酸菌发酵产生乳酸的原理制作酸奶、泡菜。
3、稻田中定期排水可防止水稻因缺氧而变黑、腐烂。
4、皮肤破损较深或被锈钉扎伤后，破伤风芽孢杆菌容易大量繁殖，引起破伤风。
【详解】A、无氧环境时，蔬菜和水果的无氧呼吸比较强，干燥环境不利于蔬菜和水果保鲜，故水果和蔬
菜应在一定湿度、零上低温、低氧的环境中储存，A错误；
B、由于氧气能抑制破伤风芽孢杆菌的无氧呼吸，所以在包扎伤口时，可选用透气的纱布进行包扎，以达
到抑制厌氧型菌的无氧呼吸，B正确；
C、农作物种植密度合理可以增产，原因是合理密植可提高光能利用率，增加产量，C正确；
D、大棚种植蔬菜时，应多施农家肥，其中的有机物被分解者分解成无机盐后可为光合作用提供原料CO ，
2
D正确。
故选A。
10．（2023上·福建福州·高三闽侯县第一中学校联考期中）在长期的农业生产和生活实践中，劳动人民积
累了丰富的田间管理经验和生活经验，如间作（同一生长期内，在同一块田地上间隔种植两种作物）、套
种（一年内在同一块田地上先后种植两种作物）和轮作（在不同年份将不同作物按一定顺序轮流种植于同
一块田地上）等，通过这些农业管理方式，可以有效地利用土地资源，提高农作物的产量和品质。下列相
关叙述错误的是（ ）
A．农业上采用轮作的方式可提高土壤中养分的利用率，减少病虫害B．间作、套种都是利用不同作物之间的互补效应来提高光能的利用率
C．“玉米带大豆，十年九不漏”描述的是不同作物通过间作、套种增加产量
D．合理轮作、合理密植分别通过增加作物密度和调整种植顺序来提高产量
【答案】D
【分析】有氧呼吸消耗有机物、氧气、水，生成二氧化碳、水，释放大量能量；无氧呼吸消耗有机物，生
成酒精和二氧化碳或者乳酸，释放少量能量。
【详解】A、合理轮作通过调整作物的种植顺序，可充分利用全年的光照和土壤中各种营养成分，减少病
虫害，A正确；
B、间作、套种都是利用不同作物之间的互补效应来提高农作物的产量，如大豆与玉米间作，大豆可以通
过其根部根瘤菌固氮为玉米提供氮元素，玉米高而大豆矮，两者间作可提高光能的利用率，B正确；
C、玉米与大豆间作套种，可以增大光合面积和延长光合作用时间，进而提高光能利用率，C正确；
D、合理轮作通过调整作物的种植顺序，可充分利用全年的光照和土壤中各种营养成分；合理密植可增加
光能利用率，以提高产量，D错误。
故选D。
二、非选择题
11．（2023上·四川攀枝花·高三攀枝花七中校考阶段练习）农业生产上有许多措施，可以通过影响农作物
的生理活动进而影响其生长发育，合理密植和合理施肥对提高农作物产量就至关重要。回答下列问题：
(1)合理施用施肥有利于作物正常进行光合作用，叶绿体中与进行光合作用密切相关的物质中，有的同时含
有氮元素和镁元素，如 。不同农作物对土壤中氮肥和磷肥的有效成分的吸收速率有明显差异，直接
原因是 ；土壤板结会影响作物根对氮肥、磷肥中有效成分的吸收，主要原因是 。
(2)合理密植能够提高农作物产量。单位面积土地上种植农作物密度过大反而会降低产量，请从影响光合作
用因素角度分析，主要原因是（答出两点）。原因1： ；原因2： 。
【答案】(1) 叶绿素（叶绿素a和叶绿素b） 根细胞膜上载体蛋白的种类和数量不同 板结的
土壤缺氧使呼吸作用减弱，根吸收含氮、磷的离子时能量供应不足
(2) 密度过大，植物叶片相互遮挡使光照不充分，光合作用强度弱 密度过大导致局部CO 浓度低，
2
光合作用强度降低
【分析】光合作用的影响因素：(1)光照：一定范围内，光照强度增强，光合作用随之加强；当光照强度达
到一定程度后,受酶等因素的影响，光合作用不再加强。(2)二氧化碳浓度：一定范围内，随二氧化碳的浓度
的增加，光合作用加强。(3)温度：一定范围内，植物的光合作用强度随温度的升高而逐渐加强。
【详解】（1）叶绿体中与进行光合作用密切相关的物质中，有的同时含有氮元素和镁元素，如叶绿素。
植物对氮元素和磷元素的吸收方式是主动运输，需要载体蛋白，不同作物对氮肥和磷肥中有效成分的吸收
速率有明显差异，直接原因是根细胞膜上载体蛋白的种类和数量不同。氮肥、磷肥中有效成进入根细胞内
的运输方式为主动运输，土壤板结会影响作物根对氮肥、磷肥中有效成分的吸收，主要原因是板结的土壤
缺氧使呼吸作用减弱，根吸收含氮、磷的离子时能量供应不足。
（2）单位面积土地上种植农作物密度过大，植物叶片相互遮挡下层叶片光照不充分，光合作用强度弱；密度过大导致局部CO 浓度低，光合作用强度降低，因此单位面积土地上种植农作物密度过大反而会降低
2
产量。
12．（2023上·辽宁·高三东北育才学校校考阶段练习）研究植物的光合作用机理及影响光合作用的因素，
对提高农作物产量有重要意义。分析下列科学实验，回答相关问题：
(1)大棚内施用农家肥， （填“能”、“不能”）提高大棚内CO 浓度。
2
(2)研究人员设置了CK（对照组，CO 浓度和温度与室外相同），EC（CO 浓度为室外测定值＋
2 2
200μmol·mol-1，气温与室外测定值相同）、ET（ ）、ECT（CO 浓度为室外测定值＋
2
200μmol·mol-1，气温为室外测定值＋2℃）共4个处理，对植物净光合速率进行测定，结果如图甲所示。据
图分析可初步判断，该植物的净光合速率主要受到 的限制，依据是 （用
CK、EC、ET表述，找出自变量进行比较说明问题）。
(3)为研究光质对大棚蔬菜种植的影响，科研人员以出芽30天的番茄幼苗为实验材料，设光照强度相同的
蓝光（B）、红光（R）和自然光（W）3个处理，相关实验处理及结果如下表所示。
B R W
叶绿素含量（mg·g-1FM） 1.95 3.75 2.85
气孔导度（molH O·m-2·S-1） 0.53 0.33 0.42
2
胞间CO 含量（μmolCO ·m-2·S-1） 215 255 235
2 2
注：气孔导度表示的是气孔张开的程度
根据上述实验结果推测，阴雨天气时在大棚内人工补充 （填“红光”或“蓝光”或“自然
光”）更有利于番茄生长，依据是 。
【答案】(1)能
(2) CO 浓度与室外测定值相同，气温为室外测定值+2℃ CO 浓度
2 2
由于EC、CK的自变量为CO 浓度，EC与CK比较，EC净光合速率显著提高。ET、CK的自变量为温度，
2
ET与CK比较，ET净光合速率无明显变化，因此农作物的净光合速率主要受到CO 浓度的限制。
2(3) 红光 经过蓝光 、红光、自然光处理后，番茄幼苗内叶绿素最多的是红光处理
【分析】题图分析：本实验目的是探究大气CO 浓度升高和气温升高的交互作用对藜麦的影响，则实验的
2
自变量是二氧化碳和气温，因变量是藜麦的生长情况。据图可知，EC、CK的自变量为CO 浓度，EC与CK
2
比较，EC净光合速率显著提高。ET、CK的自变量为温度，ET与CK比较，ET净光合速率无明显变化，因此
农作物的净光合速率主要受到CO 浓度的限制。
2
【详解】（1）向土壤中施用农家肥后，农家肥中的有机物经土壤微生物分解，可释放出CO ，以提高大棚
2
内CO 浓度。
2
（2）据题意分析可知，CO 浓度和温度为实验的自变量。研究人员应分别设置CO 浓度为单一变量的对照
2 2
实验和温度为单一变量的对照实验。从已设置的实验组：CK（对照组，CO 浓度和温度与室外相同）、EC
2
（CO 浓度为室外测定值＋200μmol·mol-1，气温与室外测定值相同）、ECT（CO 浓度为室外测定值
2 2
+200μmol·mol-1，气温为室外测定值+2℃）3个处理分析，EC、CK的自变量为CO 浓度，缺少一个与CK形
2
成温度为单一变量的实验组。所以ET设置应为：CO 浓度与室外测定值相同，气温为室外测定值+2℃。据
2
图可知，EC、CK的自变量为CO 浓度，EC与CK比较，EC净光合速率显著提高。ET、CK的自变量为温度，
2
ET与CK比较，ET净光合速率无明显变化，因此农作物的净光合速率主要受到CO 浓度的限制。
2
（3）由表格中的数据可知，经过蓝光、红光、自然光处理后，番幼苗内叶绿素含量是： R>W>B。因此阴
雨天气是应在大棚内人工补充红光，更有利于幼苗的叶绿素合成，从而吸收更多的光，利于光合作用的发
生，从而生长更好。
13．（2023·广东韶关·统考一模）生物入侵会对当地生物多样性和生态环境造成严重的危害，并造成巨大
的经济损失。某团队对入侵某地的杂草进行了调查研究，其部分结果如表所示，回答下列问题。
生境类
编号 丰富度 优势种类（按多度等级赋值排名前5的种类） 样地
型
1 弃荒地 63 白花鬼针草、假臭草、铺地黍、豚草、牛筋草 24
2 果园 41 假臭草、三叶鬼针草、胜红蓟、牛筋草、金腰箭 6
3 农田 31 胜红蓟、白花鬼针草、两耳草、铺地黍、五爪金龙 6
五爪金龙、南美蟛蜞菊、白花鬼针草、飞扬草、飞机
4 河道 23 3
草
公路两
5 36 白花鬼针草、田菁、五爪金龙、银胶菊、肿柄菊 13
侧
6 菜田 42 飞机草、白花鬼针草、簕仔树、假臭草、薇甘菊 5
(1)这些入侵杂草一般属于生态系统组成成分中的 。在对假臭草种群密度进行调查时可以
采用 进行调查，若要了解其在某果园中的生态位，可从 （列举两
点）等方面进行调查。(2)依据表分析可以得出在6种生境中， 杂草入侵种类最多，对重要入侵杂草的分布生境进
行归类统计可以发现， （填杂草的种类）入侵分布生境最广，应当对其进行重点防范。
(3)田间除去入侵植物等杂草，可以提高农作物的产量，试从能量流动的角度分析其原因：
。
(4)豚草茎和叶释放的化学物质对本地的禾本科、豆科等农作物生长有抑制作用，同时其花粉是当地人群的
主要过敏源之一。某地政府欲从豚草原产地引入天敌对其进行防治、试用所学生物学知识对该措施进行评
价（写出1点即可）： 。
【答案】(1) 生产者 样方法 假臭草的种群密度、假臭草在果园中出现的频率、假臭草植株
的高度
(2) 弃荒地 白花鬼针草
(3)合理地调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类有益的部分
(4)根据种间关系可知，从豚草原产地引入天敌可以抑制豚草种群数量的增加，但是引入外来物种的同时，
要考虑当地是否存在抑制豚草天敌的物种存在，否则盲目引入外来物种会导致当地其它物种的灭绝，使生
物多样性丧失
【分析】1、一个物种在群落中的地位或作用，包括所处的空间位置，占用资源的情况，以及与其他物种
的关系等，称为这个物种的生态位。因此，研究某种动物的生态位，通常要研究它的栖息地、食物、天敌
以及与其他物种的关系等。研究某种植物的生态位，通常要研究它在研究区域内的出现频率、种群密度、
植株高度等特征，以及它与其他物种的关系等。
2、多度：植物种群多度（个体数）或密度指的是在单位面积（样地）上某个种的全部个体数，或者叫做
群落的个体饱和度，通常用若干统计样方进行计算。
3、丰富度：一个群落中的物种数目称为物种丰富度。
4、样方法：估算种群密度最常用的方法之一是样方法在被调查种群的分布范围内，随机选取若干个样方，
通过计数每个样方内的个体数，求得每个样方的种群密度，以所有样方种群密度的平均值作为该种群的种
群密度估算值调查草地上蒲公英的密度，农田中某种昆虫卵的密度，作物植株上蚜虫的密度、跳嫡的密度
等，都可以采用样方法。
【详解】（1）入侵杂草能够利用光能把无机物合成有机物，因此入侵杂草一般属于生态系统组成成分中
的生产者。对植物进行种群密度调查时可以采用样方法进行调查，调查过程中要做的随机取样，研究某种
植物的生态位，通常要研究它在研究区域内的出现频率、种群密度、植株高度等特征，以及它与其他物种
的关系等。若要了解假臭草在某果园中的生态位，可以研究它在果园内的出现频率、种群密度、植株高度
等特征，以及假臭草与其他物种的关系等。
（2）一个群落中的物种数目称为物种丰富度。依据表分析可知，在6种生境中弃荒地的杂草丰富度最高，
因此弃荒地杂草入侵种类最多，对重要入侵杂草的分布生境进行归类统计可以发现，白花鬼针草5种生境
地均有分布，故白花鬼针草入侵分布生境最广，应当对其进行重点防范。
（3）田间除去入侵植物等杂草，可以提高农作物的产量，从能量流动的角度分析，这是通过合理地调整
生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类有益的部分。
（4）根据题意，入侵植物豚草茎和叶释放的化学物质对本地的禾本科、豆科等农作物生长有抑制作用，同时其花粉是当地人群的主要过敏源之一。某地政府欲从豚草原产地引入天敌对其进行防治，根据种间关
系可知，从豚草原产地引入天敌，可以抑制豚草的繁殖，控制豚草种群数量的变化，但是引入外来物种的
同时，要考虑当地是否存在抑制豚草天敌的物种存在，否则盲目引入外来物种会导致当地其它物种的灭绝，
使生物多样性丧失。
14．（2023上·海南·高三海南中学校考阶段练习）水分和氮肥是农业生产中的核心要素，合理施肥利用水
氮互作效应既能提高农作物产量又能减少氮肥的浪费。利用不同水分和氮肥条件处理燕麦，试验处理后第
8天开始每天相同时间测量燕麦叶片的相应数据，连续测量60天并计算平均值如下图。气孔导度表示的是
气孔张开的程度，水分利用率指农田蒸散消耗单位重量水所制造的干物质量。请回答下列问题：
(1)水分和氮肥通过影响光合作用的 （填“光反应”、“暗反应”或“光反应和暗反应”）
过程来影响光合作用速率。除此以外，影响光合作用速率的环境因素还有 等。（写出两项
即可）
(2)高氮处理条件下，与充分灌溉相比，中度水分胁迫燕麦平均净光合速率基本不变，据图分析可能的原因
是： 。
(3)按照本实验的研究结果，选用 的水肥条件，最有利于提高燕麦叶片的净光合速率。
(4)苜蓿（豆科植物）-小麦轮作能够显著提高小麦的光合作用速率，减少小麦种植时对化学氮肥的依赖。
农业生产中，可采用同时增水和施氮肥显著提高苜蓿-小麦轮作中小麦的光合作用速率，请设计实验验证以
上结论，简要写出实验思路。（其他实验条件适宜，光合作用速率测量方法不做要求） 。
【答案】(1) 光反应和暗反应 光照强度、温度、CO 的浓度等
2
(2)与充分灌溉相比，中度水分胁迫虽然气孔导度低，CO 供应不足，但水分利用率高
2
(3)轻度水分胁迫，中氮处理
(4)实验思路：在苜蓿-小麦轮作系统中，取若干长势良好且生理状态相同的小麦随机均分为甲、乙、丙、
丁四组，分别进行如下处理。甲组为对照组，不做处理；乙组增水，丙组施氮肥，丁组增水+施氮肥。适
宜条件下种植，测量并记录各组小麦的光合作用速率
【分析】1、光合作用的过程：
（1）光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体薄膜）：水的光解产生NADPH与O ，以及ATP的形成；
2
（2）暗反应阶段（场所是叶绿体的基质）：CO 被C 固定形成C ，C 在光反应提供的ATP和NADPH的作
2 5 3 3
用下还原生成糖类等有机物。
2、影响光合作用速率的环境因素：水、光照强度、温度、CO 的浓度等。
2
【详解】（1）水分主要参与光合作用的光反应阶段，水分通过影响光合作用的光反应过程来影响光合作用速率，氮是组成叶绿素、NADP+和酶的重要元素，通过影响光合作用的光反应和暗反应过程来影响光合
作用速率，故水分和氮肥通过影响光合作用的光反应和暗反应过程来影响光合作用速率。除此以外，影响
光合作用速率的环境因素还有光照强度、温度、CO 的浓度等。
2
（2）据图可知，与充分灌溉相比，虽然中度水分胁迫组叶片的气孔导度低，CO 供应不足，但是水分的利
2
用率高，因此高氮处理条件下，与充分灌溉相比，中度水分胁迫燕麦平均净光合速率基本不变。
（3）由图可知，中氮处理下的轻度水分胁迫组的平均净光合速率最大，因此选用轻度水分胁迫，中氮处
理的水肥条件，最有利于提高燕麦叶片的净光合速率。
（4）分析题意可知本实验目的是验证同时增水和施氮肥显著提高苜蓿-小麦轮作中小麦的光合作用速率，
则实验的自变量是水、氮肥的使用情况，实验设计应遵循对照与单一变量原则。所以实验思路：在苜蓿-小
麦轮作系统中，取若干长势良好且生理状态相同的小麦随机均分为甲、乙、丙、丁四组，分别进行如下处
理：甲组为对照组，不做处理；乙组增水，丙组施氮肥，丁组增水+施氮肥。适宜条件下种植，测量并记
录各组小麦的光合作用速率。由于水和氮肥均可提高光合速率，且同时增水和施氮肥显著提高光合速率，
预期结果为：小麦光合作用速率提高比例的大小顺序为：丁组＞乙组＞丙组＞甲组。
15．（2023上·山东济宁·高三统考期中）3.5亿年前，大气中O 浓度显著增加，CO 浓度明显下降成为限制
2 2
植物光合速率的重要因素。玉米具有图中所示的CO 浓缩机制，在叶肉细胞中，磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶
2
（PEPC）可将HCO -转化为有机物，该有机物经过一系列的变化，最终进入相邻的维管束鞘细胞释放CO ，
3 2
提高了Rubisco（一种催化CO 固定的酶）附近的CO 浓度，已知PEP与无机碳的结合力远大于RuBP
2 2
（C ）。请回答下列有关问题。
5
(1)图中植物无机碳的固定场所为 细胞的叶绿体，据此可以推测，夏天中午玉米可能不存在“光
合午休”现象，原因是
(2)图中所示的物质中，可由光反应提供的是 ；图中由Pyr转变为PEP的过程属于
（填“吸能”或“放能”）反应。
(3)在光照条件下，叶肉细胞中还会进行光呼吸，即O 与CO 竞争性结合RuBP（C ），O 与RuBP在Rubisco
2 2 5 2
酶催化作用下经一系列反应释放CO 的过程，该过程会消耗ATP和NADPH，因此提高农作物的产量需要降
2
低光呼吸。
①增施有机肥可以降低光呼吸，理由是 。
②从反应条件和能量来看光呼吸与有氧呼吸的区别在于 。
(4)低温胁迫使植物生长延缓，发育受到抑制，是制约粮食作物和经济作物高产、稳产的重要因素。某科研
小组研究了低温胁迫对植物的影响，下表表示对照组和低温胁迫组测得的植物净光合速率、气孔导度及胞
间二氧化碳浓度的比较：对照
组别 低温胁迫组
组
净光合速率 6.20 3.66
气孔导度 0.182 0.138
胞间二氧化碳浓度 242 252
据表分析低温胁迫下限制光合作用的主要因素 （填“是”或“不是”）气孔因素，判断依
据是 。
【答案】(1) 叶肉细胞和维管束鞘 PEP与无机碳的结合力远大于RuBP，能利用胞间较低的二氧化
碳浓度。
(2) ATP和NADPH 吸能
(3) 有机肥被微生物分解后，使CO 浓度升高，促进Rubisco催化C 与CO 反应，从而降低光呼吸。
2 5 2
光呼吸过程需要在光照条件下进行，且过程消耗能量；而有氧呼吸在有光或无光条件下都能进行，且释放
能量。
(4) 不是 低温胁迫组虽然气孔导度比对照组低，但胞间CO 浓度比对照组高，说明低温胁迫下限
2
制光合作用的主要因素不是气孔因素。
【分析】1、据图分析可知，在叶肉细胞中，磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPC）可将HCO3-转化为OAA，
OAA利用NADPH转变为Mal进入维管束鞘细胞叶绿体，利用NADP+转变为CO 和Pyl，CO 进入卡尔文循环，
2 2
而Pyl又重新进入叶肉细胞叶绿体中，利用ATP转化为PEP。
2、光合作用包括光反应和暗反应两个阶段。光反应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上，色素吸收、传递
和转换光能，并将一部分光能用于水的光解生成NADPH和氧气，另一部分光能用于合成ATP；暗反应发生
场所是叶绿体基质中，首先发生二氧化碳的固定，即二氧化碳和五碳化合物结合形成两分子的三碳化合物，
三碳化合物利用光反应产生的NADPH和ATP被还原。
【详解】（1）图中植物无机碳在叶肉细胞的叶绿体中，与PEP在（PEPC）作用下转化为有机物，该有机
物经过一系列的变化，最终进入相邻的维管束鞘细胞释放CO ，CO 在维管束鞘细胞叶绿体中参与卡尔文循
2 2
环，所以图中植物无机碳的固定场所为叶肉细胞和维管束鞘细胞的叶绿体，据此可以推测，夏天中午玉米
可能不存在“光合午休”现象，原因是PEP与无机碳的结合力远大于RuBP，能利用胞间较低的二氧化碳浓
度，因此在夏季中午即使高温下玉米气孔关闭，植株也可以利用自身的一系列变化为自身光合作用提供
CO 。
2
（2）光合作用是光反应产物有ATP、NADPH、O ，从图中可以看出，OAA转变为Mal时需要消耗NADPH，
2
Pyl转变为PEP时需要ATP，因此图中所示的物质中，可由光反应提供的是ATP和NADPH，图中由Pyr转变
为PEP的过程伴随ATP的水解，说明由Pyr转变为PEP的过程属于吸能反应。
（3）在光照条件下，叶肉细胞中还会进行光呼吸，即O 与CO 竞争性结合RuBP（C ），O 与RuBP在
2 2 5 2
Rubisco酶催化作用下经一系列反应释放CO 的过程，该过程会消耗ATP和NADPH，增施有机肥可以降低光
2
呼吸，有机肥被微生物分解后，使CO 浓度升高，促进Rubisco催化C 与CO 反应，从而降低光呼吸。从反
2 5 2应条件和能量来看光呼吸与有氧呼吸的区别在于光呼吸需要光照条件下进行，该过程需要消耗能量，而有
氧呼吸在有光或无光条件下都可以发生，是一种放能反应。
（4）从表中结果可以看出，低温胁迫下，植物净光合速率、气孔导度下降，而胞间二氧化碳浓度上升。
所以，据表中数据分析低温胁迫下限制光合作用的主要因素不是气孔因素，因为低温胁迫组虽然气孔导度
比对照组低，但胞间CO 浓度比对照组高，所以低温胁迫下限制光合作用的主要因素不是气孔因素。
2
