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第10 讲 第2 课时 光合作用的影响因素和应用
1．通过理解外界因素影响光合作用的过程，建立生命的系统观念。
2．通过比较法区分光合作用与呼吸作用，净光合作用与真正光合作用，形成科学思维。
3．根据实验目的，设计实验探究光合作用的影响因素，会分析相关的实验装置。
4．能够根据光合作用原理指导生产实践，增强社会责任。
考点要求
考题统计
考情分析
影响光合作用的因素及应用
2023，广东，选T2，2 分
2023，全国I，非选,
2023，全国II，非选
2023，浙江，非选2022，
广东，选T10，2 分，非选
本专题知识难度较
低、基础性强。考
查学生对细胞整体
性的认识,或结合一
些情景信息或表格
信息设置题目，考
查学生的应变能
力、获取信息和综
合分析能力。
光合作用与细胞呼吸联系
2023，湖北，选T，2 分
2023，山西，选T，2 分
2022，山东，非选T21（2）（3），
2022，河北，选T19，（2）（3）
2022，湖北，选T13，非选T17
光合速率的测定方法
2023, 全国I，非选
2019，全国II,T31,11 分
探究环境因素对光合作用强度的影响
1
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考点一 探究环境因素对光合作用强度的影响
光合作用强度(速率)是光合作用反应强弱的指标。
(1)概念：植物在单位时间内通过光合作用制造的糖类的数量
(2)表示方法：单位时间内光合作用制造有机物的量、固定CO2 的量、产生
02 的量
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圆形小叶片上浮的数量或浮起相同
数量的叶片所用的时间长短来衡量光合作用的强弱。
3.方法步骤
（1）事先用培养皿盛装一些自来水，取3 到4 片菠菜叶，用直径0.5cm 的打孔器打出小圆形叶片30 片
（注意事项；a.叶片的选择，叶片的薄厚、颜色、鲜嫩程度要尽可能一致。b.打孔时要避开大的叶脉）
（2）接着将小圆形叶片放入注射器中，并让注射器吸入清水，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。将这一动作重复几次，直到小圆形叶
片沉入水底。
（3）将内部气体逸出的小圆形叶片各10 片，分别放入暗处盛有清水的3 个烧杯中。这时的叶片由于细
胞间隙充满了水，全部沉到水底。
（4）开启台灯，并用刻度尺分别量取三个离台灯距离不一的位置（10cm、20cm、30cm），把三个烧杯
分别放在这三个位置（对应编号为1、2、3）
（5）观察并记录相同时间内两个实验装置中小圆形叶片浮起的数量
4.分析结果
不同光照强度处理下叶片漂起的状况（室温：25 ℃）
5. 得
出结论光照强度对光合作用强度有影响：在一定的范围内，随着光照强度的不断增强，光
合作用也不断增强。
6.注意事项
台灯灯泡的功率（W）
40
40
40
台灯与烧杯的距离（cm）
10
20
30
叶片漂起
的数量
5min
10
0
0
10min
10
4
0
15min
10
5
1
20min
11
6
2
2
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(1)叶片上浮的原因是光合作用产生的O2 大于有氧呼吸消耗的O2，释放氧气，使叶肉细胞间隙充满了气
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，而且会延长圆形小叶片上浮的时间，影响实验结果的
准确性。
(3)为确保溶液中CO2 含量充足，圆形小叶片可以放入NaHCO3 溶液中。
【易混点】
(1)延长光照时间能够提高光合作用强度。( × )
(2)探究光照强度对光合作用强度影响的实验中使用的圆形小叶片应先排出里面的气体。( √ )
(3)为确保溶液中CO2 含量充足,圆形小叶片可以放入NaHCO3 溶液中。( √ )
(4)实验中测得的O2 产生量是植物光合作用实际产生的总O2 量。( × )
【实验扩展1】
NaHCO3 缓冲液的作用是：维持装置中CO2 浓度的稳定，为光合作用提供CO2
吸收光的热量，避免光照时实验装置中温度的变化对实验结果造成
干扰
控制温度、光照强度相同，在各烧杯中加入不同浓度的NaHCO3 溶液，
可以用于探究CO2 浓度对光合速率的影响。
NaHCO3 溶液浓度太高，使叶片渗透失水，不利于光合作用。
3
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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O2 量的变化。已知光饱和点是
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.NaHCO3 溶液可以为金鱼藻光合作用提供CO2
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O2 量多
C.氧气传感器测到的O2 量就是金鱼藻光合作用产生的O2 量
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O2 量是金鱼藻净光合作用产生的O2 量,即总光合作用产生的O2 量与细胞呼吸消
耗的O2 量的差值,C 项错误。
【实验扩展2】影响光合作用的实验步骤模型举例：
考点二 影响光合作用的因素及应用
主要因素（外因：“三度”）：光照强度、温度、CO2 浓度。
4
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1.内部因素
（1）与植物自身的遗传特性有关，以阴生植物、阳生植物为例，如图5 所示：
小于，小于
（2）植物叶片的叶龄、叶绿素含量、酶的活性和数量、有机物的输出情况 、气孔导度等
活性，活性
生产实践中，可适时喷施植物激素中的_脱落酸_，
起到调节气孔开度的作用
叶片的有机物输出越多快，其光合速率越快。若将
一株植物的果实去除，则去除的果实越多，其光合
速率就_越慢_，两片相邻的叶片，若一片遮光，则
另一片叶子的光合速率会_增强_。
（3）植物叶面积指数
不再增强，合理密植
(2022 山东模拟)在单位时间里,生产者所固定的全部太阳辐射能量,叫作总初级生产量;总初级生产量
扣除生产者自身的呼吸量,剩下的就是净初级生产量。如图表示一个森林生态系统中森林地上部分总初级
生产量、净初级生产量的变化情况。图中横坐标表示叶面积指数(单位土地面积上植物叶片总面积占土地
面积的倍数),纵坐标表示最大光合量。下列叙述正确的是( )
A.当叶面积指数达到8 时,森林的净初级生产量达到了最大值
5
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B.当叶面积指数达到4~6 时,对森林进行合理开采利用最合理
C.当叶面积指数达到8 时,限制a 曲线上升的因素是CO2 浓度
D.最大光合量时的叶面积吸收了大部分的太阳辐射能量
答案:B
解析:由图可知,当叶面积指数达到5 左右时,森林的净初级生产量达到了最大值,A 项错误;当叶面积
指数达到4~6 时,净初级生产量最大,对森林进行合理开采利用最合理,B 项正确;当叶面积指数达到8 时,
限制a 曲线上升的因素是光照强度,C 项错误;由于叶面积指数增大,最大光合量时的叶面积吸收了少部分
的太阳辐射能量,D 项错误。
2.外部因素：单因子对光合速率的影响及应用
（1）光照强度【单位：勒克斯（lx）
原理：影响
►
光
反应阶段，制约NADPH、ATP 的产生，进而制约暗反应。
曲线分析
►
(如图)：
➊A 点：光照强度为0，此时只进行呼吸作用。
➋AB 段：随光照强度增强，光合作用强度也逐渐增强，CO2 释放量逐渐减小。呼吸作用强度大于光合
作用强度
➌B 点：为光补偿点，细胞呼吸释放的CO2 全部用于光合作用，即光合作用强度等于细胞呼吸强度。
➍BC 段：表明随着光照强度不断增强，光合作用强度不断增强，到C 点后
不再增强了。
➎C 点：为光饱和点，限制C 点以后光合作用强度不再增加的内部因素是色
素含量、酶的数量和最大活性，外部因素是CO2 浓度等除光照强度之外的环境
因素。
思考1：（植物体）在B 点时，那么它的叶肉细胞的光合作用强度 呼吸作用强度。（大于、
6
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等于、小于）
总结：叶绿体吸收CO2 的速率是总光合速率，叶肉细胞和植物体吸收CO2 的速率是净光合速率，当植物体
的V 光合=V 呼吸时，则叶肉细胞V 光合>V 呼吸
思考2：在图甲中,呼吸作用消耗有机物的量可表示为 ,光合作用产生有机物的量可表示为
。(用S1、S2、S3 和数学符号表示)
答案：S1+S2 S3+S2
(2021·广东，15)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(图1 所示)，造成叶绿体相对受光面积的不同(图2 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
答案：D
解析：A、图1 可知，t 较多的叶绿体分布在光照下，
₁
t ₂
较少的叶绿体分布在光照下，由此可推断，t 比；具有更高的光饱和点
₂
(光合速率不再随光强增加而增加
时的光照强度),A 正确；
B、图1 可知，t 较多的叶绿体分布在光照下，
₁
t 较少的叶绿体分布在光照下，由此可推断，
₂
t 比
₁
L ₂
具有更低的光补偿点(光合吸收CO 与呼吸释放
₂
CO 等量时的光照强度
₂
),B 正确；
C、通过题干信息可知，三者的叶绿素含量及其它性状基本一致，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；
D、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，但是超过光的饱和点，再
增大光照强度三者光合速率的差异不再变化，D 错误。
故选D。
应用
▶
温室生产中，适当增强光照强度，以提高光合速率，使作物增产；
➊
温室大棚一般选无色透明塑料薄膜；遇到阴雨天时给温室补充光照应当给予红光或蓝紫光。优先选
择红光
阴生植物的光补偿点和光饱和点都较低农业生产上一般间作
➋
原因是：
A.两种植物的根系深浅搭配，合理的利用了不同层次土壤内水分和养分。
B.两种植物高矮结合，充分利用了不同层次的阳光
（与P 选二25，群落的垂直结构联系，P 选二32，立体农业联系）
2020，全国1 卷(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 。
7
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答案：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。
延长光合作用时间，通过 轮作或套作
➌
套作：在同一块田地上，在前季作物的生育后期，在其株行间播种或移栽后季作物的种植方式
光合作用与
➍
P 选二24 种间关系的联系
2020 年广东省高三上学期联考2（12 分）轮作是指在同一田块上有顺序地季节间和年度间轮换种植不同
作物的种植方式。豆科植物苜蓿是优良的牧草，农民将其引入小麦的作物体系形成草田轮作系统，可以
减少化肥的使用和增加农作物产量，回答以下问题∶
（2）研究发现，施氮肥对苜蓿--小麦轮作系统的冬小麦光合速率的增强效果并不明显，原因是
_________________;由此可见，该轮作系统可以减少农田氮肥的使用。
答案：苜蓿是豆科植物，根系共生的固氮生物具有生物固氮作用，增加了土壤中氮含量(3 分)
(2)CO2浓度
原理：
►
CO2影响 暗 反应阶段，制约 C 3 生成。
矿质元素可通过所构成的与光合作用有关的 化合物 对光合作用产生直接或间接的影响，如K+可影响光
合产物的运输和积累。
曲线分析
►
(如图)：
CO2 和水是光合作用的原料，矿质元素直接或间接
影响光合作用。在一定范围内，CO2、水和矿质元
素越多，光合速率越快，但到A 点时，即CO2、水、
矿质元素达到饱和时，就不再增加了。
应用：“正其行，通其风”，温室内充
►
CO2，即
提高CO2浓度增加产量的方法。合理灌溉、施肥，可促进叶片面积增大，提高酶的合成速率，增加光合速
率。
生产上使用农家肥：原因是有机物在微生物的分解下产生了大量的 CO
2 和 无机盐
，同时释放了热能。
（3）温度
(4)矿质元素
酶的活性
8
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应用：合理施肥
（5）水
应用：合理浇灌
(2021，原创）为探究环境条件对幼苗光合作用的影响，某同学将
同品种燕麦幼苗分为甲、乙两组，一组培养在CO2 浓度始终保持在
300µL• L-1 的气候室中，另一组培养在CO2 浓度始终保持在
800µL•L-1 的气候室中.在相同且适宜的温度等条件下，测定两组
幼苗净光合速率随光照强度的变化，如图所示，请回答：
（1）光照强度为a klx 时，甲组幼苗叶肉细胞中能合成ATP 的生
物膜结构有 、 光照强度大于a
klx 时，限制乙组光合作用的环境因素主要是 。
（2）CO2 浓度为800µL•L-1 的气候室中，幼苗净光合速率随光照强度的变化是图中的 （填“甲”
或“乙”）曲线，做出此判断的理由是 。
（3）实验发现，与乙组相比，甲组所产生的种子粒大饱满；甲组所产生的种子萌发后，将幼苗按照乙组
的条件进行培养，再产生的种子与乙组相同。对上述实验现象最合理的解释是： .
答案：（1）类囊体膜，线粒体内膜；CO2 浓度
（2）甲；图中相同光照强度和温度条件下，甲的净光合速率大于乙的，这与环境中CO2 浓度的升高有利
于幼苗吸收CO2 进行光合作用的观点相吻合
（3）与乙组的种子相比，甲组所产生的种子粒大饱满是由环境中CO2 浓度高导致光合作用强引起的，而
非遗传物质不同造成的
3.外部因素：多因子对光合速率的影响及应用
9
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P 点：限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随着因子的不断加强，光合速率不断提高。
Q 点：横坐标所表示的因子不再是影响光合速率的因素，影响因素主要为各曲线所表示的因子。
应用：温室栽培时，在一定光照强度下，白天适当提高温度，增加光合酶的活性，提高光合速率，也可
同时适当增加CO2 浓度，进一步提高光合速率；当温度适宜时，可适当增加光照强度和CO2 浓度以提高光
合速率。
【总结归纳】
光合作用与细胞呼吸的“关键点”移动
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
作用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.当光照强度为a 时,持续光照一昼夜后人参干重增加
B.光照强度大于d 时,可能是温度限制了红松P/R 值的增大
C.若适当增施含镁的肥料,一段时间后人参的a 点右移
D.光照强度为c 时,红松和人参的光合速率有可能不同
答案:D
解析:光照强度为a 时,人参的光合作用速率与呼吸速率的比值为1,即光合速率等于呼吸速率,净光合等于
零,没有有机物的积累,持续光照一昼夜后人参干重不会增加,A 项错误;光照强度在d 点时红松P/R 值达到
最大,此后随着光照强度的增加,光合速率也不再增加,即在d 点之后,限制红松P/R 值增大的主要外界因素
是CO2 浓度,不是温度,因为图示曲线是在最适温度条件下获得的,B 项错误;适当增施含镁的肥料,可以增
加人参叶肉细胞中叶绿素的含量,进而促进光反应以提高光合速率,在较低的光照强度下就可达到与呼吸
速率相等的状态,即一段时间后人参的a 点左移,C 项错误;光照强度为c 时,红松和人参的P/R 值相等,由
于红松是阳生植物,而人参为阴生植物,二者的呼吸速率有差别,因此判断二者的光合速率有可能不同,D 项
正确。
考点三 光合作用与细胞呼吸联系
10
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1.光合作用和细胞呼吸中各种元素的去向
(2016 年浙江卷，30 题，节选)给某植物提供C18O2 和H2O，释放的氧气中含有18O。氧气中含有18O 是由
于__________________________________，H218O 又作为原料参与了光合作用之故。
答案：C18O2中的部分氧转移到H2
18O 中
2.光合作用和细胞呼吸中ATP 的来源及去路分析
11
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4.光合作用和有氧呼吸的能量联系
（2017，浙江节选）下图为某植物叶肉细胞中有关甲、乙两种细胞器
的部分物质及能量代谢途径示意图（NADPH 指[H]），请回答下列问
题：
（4)乙产生的ATP 被甲利用时，可参与的代谢过程包______(填序号)。
①C3 的还原
②内外物质运输
③H2O 裂解释放O2
④酶的合成
答案：①②④
考点四 光合速率的测定方法
1.光合作用强度
（1）光合作用强度：是光合作用反应强弱的指标。一般用植物在单位时间内单位面积通过光合作用制造
糖类的量（即光合作用速率，是化学中的一种反应速率）来衡量。
（2）光合作用速率：
①表示方法：以单位时间内单位面积光合作用固定（消耗）CO2 量、O2 量、制造有机物量来衡量。
②测定方法：植物进行光合作用的同时，还进行呼吸作用，因此直接测定（真正）光合作用速率是很
困难的，而我们只能测定净光合速率。所以可以推导出：真正的光合作用速率 = 净光合作用速率 + 呼
12
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吸作用速率。
(3)植物“三率”间的内在关系
①呼吸速率：植物非绿色组织(如苹果果肉细胞)或绿色组织在黑暗条件下测得的值——单位时间内一
定量组织的CO2 释放量或O2 吸收量。
②净光合速率：植物绿色组织在有光条件下测得的值——单位时间内一定量叶面积所吸收的CO2 量或
释放的O2 量。
③真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。
④三种速率的表示方法：（对象：植株、叶片、细胞）
2.光合速率与植物生长
(1)当净光合速率＞0 时，植物因积累有机物而生长。
(2)当净光合速率＝0 时，植物不能生长。
(3)当净光合速率＜0 时，植物不能生长，长时间处于此种状态，
植物将死亡。
①当光照强度为0 时，若CO2 吸收值为负值，该值绝对值代表
呼吸速率，该曲线代表净光合速率；
②当光照强度为0 时，若CO2 吸收值为0，该曲线代表真正光
合速率。
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m4
B．图甲中c 点时，图乙中有m1=n1=m4=n4
C．图甲中e 点以后，图乙中n4 不再增加，其主要原因是m1 值
太低
D．图甲中a、b、c、d、e 任意一点，图乙中都有m1=n1>0，
m2=n2>0
答案：B
详解：A、图甲中的纵坐标数值是CO2 的吸收量，图乙中m3 表示CO2 的吸收量，A 错误；
B、图甲中c 点时，光合速率等于呼吸速率，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m1=n1=m4=n4，B 正确；
C、图甲中e 点以后，图乙中n4 不再增加，其主要原因是m3 值太低，或温度的限制，C 错误；
D、图甲中a、b、c、d、e 任意一点，图乙中都有m1=n1>0，但由于d、e 点细胞呼吸强度小于光合作用强
度，应为m3=n3>0，c 点细胞呼吸强度等于光合作用强度，m3=n3=0，c、d、e 点时，m2=n2=0，D 错误。
故选B。
用密闭的培养瓶培养等量的绿藻（单细胞藻类），将其置于4 种不同温度下（t1<t2<t3<t4）培养，分别
测定光照和黑暗条件下培养瓶中氧气的含量变化如图所示。下列叙述正确的是（ ）
A．氧气消耗的场所为线粒体基质，产
生的场所为叶绿体中的类囊体薄膜
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B．温度逐渐升高过程中，绿藻的光反
应速率不变，暗反应速率增强
C．温度逐渐升高过程中，绿藻的光合速率和呼吸速率均逐渐增强
D．温度为t3 时，光照时间至少长于16 小时绿藻才能正常生长
答案：C
详解：A、绿藻是真核生物，有氧呼吸的主要场所是线粒体，氧气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；
B、真光合速率=净光合速率+呼吸速率，图中光照条件下氧气增加速率可代表净光合速率，黑暗条件下氧
气消耗量可表示呼吸速率，据图可知，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，B 错误；
C、真光合速率=净光合速率+呼吸速率，图中光照条件下氧气增加速率可代表净光合速率，黑暗条件下氧
气消耗量可表示呼吸速率，据图可知，温度逐渐升高的过程，绿藻的光合速率和呼吸速率均逐渐增强，C
正确；
D、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，D 错误。
3.“三法”突破光合速率与呼吸速率的综合应用问题
(1)“密闭装置法”测定光合速率与呼吸速率
①测定装置(也叫“黑白瓶法”）
A.装置中溶液的作用：甲装置中NaHCO3 溶液（或CO2 缓冲液）可为光合作用提供CO2，乙装置中NaOH 溶
液可吸收容器中的CO2。
B.测定原理：
a.甲乙两装置中液滴的移动均是由O2 含量的变化引起的。
b.甲装置单位时间内红色液滴向右移动的距离为植物O2 的释放速率，可代表净光合速率（若液滴向
左移动，则为负值）
c.乙装置单位时间内红色液滴移动的距离为植物O2 的吸收速率，可代表呼吸速率。
C.测定方法：
a.将甲装置置于光照下一定时间，记录红色液滴向右移动的相对距离（m），计作净光合速率。
b.将乙装置置于黑暗中一定时间，记录红色液滴向左移动的相对距离（n），计作呼吸速率。
c.真正光合速率 = 净光合速率 + 呼吸速率 = m + n
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“密闭装置法”测定光合速率与呼吸速率测定装置(也叫“黑白瓶法”）
“黑白瓶”中有关光合作用与细胞呼吸的计算方法
“黑白瓶”问题是一类通过净光合作用强度和有氧呼吸强度推算总光合作用强度的试题，
其中“黑瓶”不透光，测定的是有氧呼吸量；
“白瓶”给予光照，测定的是净光合作用量，
可分为有初始值与没有初始值两种情况，规律如下：
规律1：有初始值的情况下，黑瓶中氧气的减少量(或二氧化碳的增加量)为有氧呼吸量；白瓶中氧气的增
加量(或二氧化碳的减少量)为净光合作用量；二者之和为总光合作用量。
规律2：没有初始值的情况下，白瓶中测得的现有量与黑瓶中测得的现有量之差即总光合作用量。
在适宜光照下照射6 h 后，在A（黑瓶）、B（白瓶）的对应部位截取同等面积的叶片，烘干称重，
分别记为MA、MB，获得相应数据，则可计算出该叶片的光合作用强度M，M＝MB－MA，单位是mg/
(dm2·h)，M 表示B 叶片被截取部分在6 h 内光合作用合成的有机物总量。
（2019 全国2 卷，31,11 分）回答下列与生态系统相关的问题。（节选）
（2）通常，对于一个水生生态系统来说，可根据水体中含氧量的变化计算出生态系统中浮游植物的总初
级生产量（生产者所制造的有机物总量）。若要测定某一水生生态系统中浮游植物的总初级生产量，可
在该水生生态系统中的某一水深处取水样，将水样分成三等份，一份直接测定O2 含量（A）；另两份分
别装入不透光（甲）和透光（乙）的两个玻璃瓶中，密闭后放回取样处，若干小时后测定甲瓶中的O2 含
量（B）和乙瓶中的O2 含量（C）。据此回答下列问题。
在甲、乙瓶中生产者呼吸作用相同且瓶中只有生产者的条件下，本实验中C 与A 的差值表示这段时间内
；C 与B 的差值表示这段时间内 ；
A 与B 的差值表示这段时间内 。
答案：生产者净光合作用的放氧量；生产者光合作用的总放氧量；生产者呼吸作用的耗氧量。
某同学欲测定植物叶片叶绿体的光合作用速率，作如图所示实验.在叶柄基部作环剥处理（仅限制叶片有
机物的输入和输出），于不同时间分别在同一叶片上陆续取下面积为1cm2 的叶圆片烘干后称其重量，测
得叶片的光合作用速率=（3y-2z-x）/6g∙cm-2h-1（不考虑取叶圆片后对叶生理活动的影响和温度微小变
化对叶生理活动的影响）.则M 处的实验条件是（ ）
A. 下午4 时后将整个实验装置遮光3 小时
B. 下午4 时后将整个实验装置遮光6 小时
C. 下午4 时后在阳光下照射1 小时
D. 晚上8 时后在无光下放置3 小时
答案：A
（2）“半叶法”测光合作用有机物的生产量
例如：某研究小组采用“半叶法”对番茄叶片的光合作用强度进行测定，如图所示。“半叶法”的原理
是将对称叶片的一部分(A)遮光，另一部分(B)不做处理，并采用适当的方法(可先在叶柄基部用热水或热
石蜡液烫伤或用呼吸抑制剂处理)阻止两部分的物质和能量转移。
在适宜光照下照射6 h 后，在A、B 的对应部位截取同等面积的叶片，
烘干称重，分别记为MA、MB，获得相应数据，则可计算出该叶片的光
合作用强度M，M＝MB－MA，单位是mg/(dm2·h)，M 表示B 叶片被截取
部分在6 h 内光合作用合成的有机物总量。
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（3）“叶片上浮法”探究影响光合作用的因素
利用“真空渗入法”排除叶肉细胞间隙的空气，充以水分，使叶片沉于水中。在光合作用过程中，植物
吸收CO2 放出O2，由于O2 在水中溶解度很小而在细胞间积累，结果使原来下沉的叶片上浮。根据在相同
时间内上浮叶片数目的多少(或者叶片全部上浮所需时间的长短)，即能比较光合作用的强弱。
如图表示在不同温度下，测定某植物叶片重量变化情况(均考虑为有机物的重量变化)的操作流程及结果，
据图分析回答问题：
(1)由图分析可知，该植物的呼吸速率可表示为____，总光合速率可表示为________。在13～16 ℃之间，
随着温度的升高，呼吸作用强度将_____(填“增强”“减弱”或“不变”)，实际光合作用的强度将
_____(填“增强”“减弱”或“不变”)。
(2)恒定在上述____ ℃温度下，维持10 小时光照，10 小时黑暗，该植物叶片增重最多，增重了____
mg。
答案：（1）X,Y+2X,增强，增强
（2）14,30
解析：净光合=（M+Y）-（M-X）=Y＋X
1.（2023·山西·统考高考真题）我国劳动人民在漫长的历史进程中，积累了丰富的生产、生活经验，并在
实践中应用。生产和生活中常采取的一些措施如下。①低温储存，即果实、蔬菜等收获后在低温条件下
存放
②春化处理，即对某些作物萌发的种子或幼苗进行适度低温处理
③风干储藏，即小麦、玉米等种子收获后经适当风干处理后储藏
④光周期处理，即在作物生长的某一时期控制每天光照和黑暗的相对时长
⑤合理密植，即栽种作物时做到密度适当，行距、株距合理
⑥间作种植，即同一生长期内，在同一块土地上隔行种植两种高矮不同的作物
关于这些措施，下列说法合理的是（ ）
A．措施②④分别反映了低温和昼夜长短与作物开花的关系
B．措施③⑤的主要目的是降低有机物的消耗
C．措施②⑤⑥的主要目的是促进作物的光合作用
D．措施①③④的主要目的是降低作物或种子的呼吸作用强度
答案：A
详解: A、措施②春化处理是为了促进花芽形成，反映了低温与作物开花的关系，④光周期处理，反映了
昼夜长短与作物开花的关系，A 正确；
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B、措施③风干储藏可以减少自由水，从而减弱细胞呼吸，降低有机物的消耗，⑤合理密植的主要目的是
提高能量利用率，促进光合作用，B 错误；
C、措施②春化处理是为了促进花芽形成，⑤⑥的主要目的是促进作物的光合作用，C 错误；
D、措施①③的主要目的是降低作物或种子的呼吸作用强度，④光周期处理，目的是促进或抑制植物开花，
D 错误。
故选A。
2.（2023·全国·统考高考真题）某同学将从菠菜叶中分离到的叶绿体悬浮于缓冲液中，给该叶绿体悬浮液
照光后糖产生。回答下列问题。
(3)叶片进行光合作用时，叶绿体中会产生淀粉。请设计实验证明叶绿体中有淀粉存在，简要写出实验思
路和预期结果。_____
答案：思路：将生长状况良好且相同的植物叶片分为甲乙两组，两组植物应均进行饥饿处理（置于黑暗
中一段时间消耗有机物），甲组放置在有光条件下，乙组放置在其他环境相同的黑暗状态下，一段时间
后，用差速离心法提取出甲乙两组的叶绿体，脱绿后制作成匀浆，分别加入碘液后观察。结果：甲组匀
浆出现蓝色，有淀粉产生；乙组无蓝色出现，无淀粉产生。
【详解】（1）植物细胞器的分离方法可用差速离心法，叶绿体中的光合色素分布在类囊体膜上，光合色
素叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。
（2）光合作用光反应和暗反应同时进行，黑暗条件下无光，光反应不能进行，无法为暗反应提供原料
ATP 和NADPH，暗反应无法进行，产物不能生成。
（3）要验证叶绿体中有光合作用产物淀粉，需要将叶绿体提取出来并检测其中淀粉。因此将生长状况良
好且相同的植物叶片分为甲乙两组，先进行饥饿处理，排除原有淀粉的干扰。之后甲组放置在有光条件
下，乙组放置在其他环境相同的黑暗状态下，一段时间后，用差速离心法提取出甲乙两组的叶绿体，需
要脱绿处理，制作成匀浆，分别加入碘液后观察。
预期的结果：甲组匀浆出现蓝色，有淀粉产生；乙组无蓝色出现，无淀粉产生。
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