高中生物《高中全程学习方略》2025版第5章　第4节　第2课时　光合作用的原理含答案

高中生物《高中全程学习方略》2025版第5章第4节第2课时光合作用的原理含答案第2课时光合作用的原理【学习目标】1.生命观念:运用物质与能量观,说出光合作用过程中物质和能量的转化过程。2.科学思维:采用分析与综合的方法,说出光反应和暗反应的区别与联系。3.科学探究:分析光合作用发现历程,认同科学探究的基本思路和方法。【思维导图】必备知识·认知导学一、光合作用的概念和反应式1.光合作用概念:(1)场所:绿色植物的叶绿体。(2)原料:CO2和H2O。(3)能量来源:光能。(4)产物:(CH2O)和O2。(5)实质:合成有机物,储存能量。2.化学反应式:CO2+H2O(CH2O)+O2二、光合作用的过程1.填写阶段名称及序号代表的物质:Ⅰ光反应;Ⅱ暗反应;①O2;②ATP;③NADPH;④C5;⑤C3。2.图示Ⅰ阶段——光反应阶段:(1)场所:类囊体的薄膜。(2)物质变化:①将H2O分解为O2和H+,其中H+与NADP+结合形成NADPH。②使ADP和Pi反应形成ATP。(3)能量变化:将光能转化为储存在ATP和NADPH中的化学能。3.图示Ⅱ阶段——暗反应阶段:(1)场所:叶绿体的基质。(2)物质变化:①CO2的固定:C5+CO22C3。②C3的还原:2C3(CH2O)+C5。(3)能量变化:NADPH、ATP中活跃的化学能变为有机物中稳定的化学能。【视野拓一点】光反应中的ATP合成光合色素吸收光能将水分解成H+和O2,最终使类囊体腔中的H+浓度高于叶绿体基质,H+顺浓度梯度经ATP合成酶进入叶绿体基质推动ATP合成。(如图所示)生活一点通天然氧吧科研人员利用蚕丝纤维的稳定性,提取植物中的叶绿体嵌入蚕丝蛋白中,制作出了一片完全能够自主呼吸的树叶“丝绸叶”。“丝绸叶”还可以用来制作灯具,照明的同时释放氧气,家中就是一个天然的氧吧!“丝绸叶”技术还不完美,但再小的梦想,再小的努力,也可能做出令人难以置信的成绩。【明辨是非】(画“√”或“×”)(1)光合作用产生的氧气中的氧来自水。(√)(2)植物在夜间不能进行光反应,但是能长期进行暗反应。(×)分析:光反应阶段必须在有光条件下进行,而暗反应阶段需光反应提供NADPH和ATP,故暗反应不能长期在无光环境中进行。(3)光合作用中ATP的移动方向是从叶绿体基质到类囊体薄膜。(×)分析:光反应为暗反应提供ATP、NADPH,ATP从类囊体薄膜移向叶绿体基质。(4)光反应过程中叶绿体中的色素吸收的光能全部转移到ATP中。(×)分析:光反应过程中叶绿体中的色素吸收的光能转移到ATP和NADPH中。(5)高等植物光合作用生成葡萄糖和固定CO2的场所都是叶绿体基质。(√)关键能力·探究导思任务一光合作用的原理【探索发现】发现历程:[创新思维](1)希尔的实验是否说明水的光解与糖的合成不是同一个化学反应?说明理由。提示:能够说明。希尔反应是将离体叶绿体置于悬浮液中完成的,悬浮液中有H2O,没有合成糖的另一种必需原料——CO2,因此,该实验说明水的光解并非必须与糖的合成相关联,暗示着希尔反应是相对独立的反应阶段。(2)模拟鲁宾、卡门的实验时,能不能对同一实验中的CO2和H2O同时进行标记观察?说明理由。提示:不能,CO2和H2O中的氧同时标记,无法分辨出氧气中氧的来源。【归纳提升】1.光反应与暗反应的比较:项目光反应暗反应场所类囊体薄膜叶绿体基质条件光、色素等多种酶等物质变化①水的光解②NADPH、ATP的合成①CO2的固定②C3的还原能量变化光能→ATP、NADPH中活跃的化学能ATP、NADPH中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能2.光合作用中C、H、O的转移途径:(1)H:3H2ONADP3H(C

3H2(2)C:14CO214C3(14CH2O)+14C5(3)O:H218O18O2C18O2C3(CH218O)3.光反应与暗反应的关系:(1)光反应为暗反应提供ATP、NADPH。(2)暗反应为光反应提供ADP、Pi、NADP+。[特别提醒]光合作用产物理解的三个提醒(1)水分解为氧和H+的同时,被叶绿体夺去两个电子。电子经传递,可用于NADP+与H+结合形成NADPH。(2)C3是指三碳化合物——3-磷酸甘油酸,C5是指五碳化合物——核酮糖-1,5-二磷酸(RuBP)。(3)光合作用的产物有一部分是淀粉,还有一部分是蔗糖。蔗糖可以进入筛管,再通过韧皮部运输到植株各处。【学以致用】1.(2024·武汉高一检测)卡尔文等用14CO2供小球藻进行光合作用,探明CO2中的碳转化成有机物碳的途径,下列叙述错误的是()A.用同位素标记的化合物,化学性质不会改变B.该实验的自变量是时间C.长时间给小球藻提供14CO2,14C3含量大于14C5D.用C18O2供小球藻光合作用,也可达到实验目的【解析】选D。同位素标记的化合物,化学性质不会改变,A正确;该实验的自变量是时间,B正确;长时间给小球藻提供14CO2,14C3含量大于14C5,C正确;用C18O2供小球藻进行光合作用,只能探明CO2中的氧转化成有机物中氧的途径,D错误。2.光合作用过程中,产生ADP和消耗ADP的部位在叶绿体中依次为()①外膜②内膜③基质④类囊体A.③② B.③④C.①② D.④③【解析】选B。本题考查光合作用过程。①外膜是叶绿体与细胞质基质的界膜,没有参与到光合作用过程中ATP和ADP的转化过程中;②内膜没有参与到光合作用过程中ATP和ADP的转化过程中;③在叶绿体基质中进行的是光合作用的暗反应,在该过程中光反应产生的ATP被消耗,同时产生了ADP;④类囊体是光合作用光反应的场所,在该过程中合成了ATP,伴随着ADP的消耗。即ADP产生的部位是叶绿体基质,而ADP消耗的部位是叶绿体类囊体薄膜,B正确。3.(2024·海口高一检测)卡尔文等科学家向小球藻“饲喂”一定量的14CO2,光照30s后检测到多种带14C标记的化合物。将光照时间逐渐缩短至几分之一秒时发现,放射性出现在一种三碳化合物(C3)中。光照5s时发现,放射性同时出现在五碳化合物(C5)和六碳糖(C6)中。仅据此实验,以下推测最合理的是()A.CO2固定的第一个产物是C3B.碳转移的路径是CO2+C5→C3→C5C.碳转移的路径是C3+光→C5→C6D.碳转移的路径是C3+光→C6→C5【解析】选A。卡尔文用14C标记的CO2作为原料,探究暗反应的过程,所以不断缩短光照时间,是为了确定被14C标记的化合物出现的先后顺序,由于光照5s时发现,放射性同时出现在五碳化合物(C5)和六碳糖(C6)中,可推测最初形成的C3转化成了C5和C6,CO2中C的转移途径为CO2→C3→C5和C6,A正确。任务二环境改变时相关物质含量变化【情境探究】(实验情境)卡尔文利用小球藻作实验材料,通过实验发现如果光照下突然减少CO2供应,C3急剧减少而C5增加。探究:(1)突然减少CO2供应,导致暗反应中CO2的固定减少,因此生成的C3减少,消耗的C5减少,因此C3急剧减少而C5增加。(2)细胞中NADPH和ATP的含量如何变化?说明理由。提示:NADPH和ATP含量增加。因为减少CO2供应,导致暗反应减弱,消耗的NADPH和ATP减少,而短期内光反应速率不变,生成NADPH和ATP的速率不变,因此细胞中NADPH和ATP含量增加。【归纳提升】1.环境条件改变时光合作用中各物质含量的变化:2.光合作用过程中相关物质的变化规律:【学以致用】1.绿色植物叶肉细胞的光合作用包括光反应和暗反应两个阶段,在光合作用过程中,若突然停止光照,则下列短时间内有关物质含量的变化正确的是()A.C3升高,C5下降B.ATP升高,NADPH下降C.ADP升高,C3下降D.NADPH下降,C5上升【解析】选A。本题考查突然停止光照,光合作用过程相关物质含量变化。正在进行光合作用的叶肉细胞突然停止光照,则光反应阶段的产物ATP和NADPH含量都会下降,C3由于ATP和NADPH的减少而还原速率下降,短时间内CO2固定形成C3的速率不变,故C3含量升高,同时C5含量减少。由于光反应停止,不再消耗ADP形成ATP,所以ADP增加。综上所述,A正确,B、C、D错误。2.(2024·亳州高一检测)用一定浓度的NaHSO4溶液喷洒到小麦叶片上,短期内检测到叶绿体中C3的含量下降,C5的含量上升。NaHSO4溶液的作用可能是()A.促进叶绿体中水的光解B.促进叶绿体中CO2的固定C.破坏叶绿体的类囊体薄膜D.破坏气孔,使CO2进出不受限制【解析】选A。若NaHSO4促进叶绿体中水的光解,则ATP和NADPH产生增加,因而能够使暗反应的C3还原加快,而CO2的固定暂时不变,因而会引起C3的含量下降,C5的合成量增加,A符合题意;NaHSO4若促进叶绿体中CO2的固定,C3的合成量增加,C3的还原暂时不变,C3消耗量不变,则C3的含量上升,C5的合成量不变,C5消耗量增加,则C5的含量下降,B不符合题意;若NaHSO4破坏叶绿体的类囊体薄膜,会导致光反应下降,NADPH和ATP含量减少,C3的还原减慢,CO2的固定暂时不变,C3的消耗量减少,C3合成量不变,则C3的含量上升,C5的合成量减少,C5消耗量不变,则C5的含量下降,C不符合题意;若NaHSO4破坏气孔,使CO2进出不受限制,能够使CO2的固定加快,C3的还原暂时不变,C3的合成量增加,C3消耗量不变,则C3的含量上升,C5的合成量不变,C5消耗量增加,则C5的含量下降,D不符合题意。【补偿训练】如图表示夏季晴朗的白天植物叶绿体中C3和C5的相对含量随一种环境因素的改变而产生的变化,下列对这一环境因素的改变分析正确的是()A.突然停止光照B.突然增加CO2浓度C.降低环境温度D.增加光照强度【解析】选D。本题考查环境条件改变时光合作用过程相关物质含量的变化。突然停止光照,光反应产生的NADPH和ATP减少,被还原的C3减少,生成的C5减少,而CO2被C5固定形成C3的过程不变,故C3的含量将增加,C5的含量将减少,A错误;突然增加CO2浓度,CO2被C5固定形成的C3增加,则消耗的C5增加,故C5的含量将减少,B错误;降低环境温度,光合作用的过程均会变慢,故C3和C5的含量都将减少,C错误;增加光照强度,光反应产生的NADPH和ATP增多,被还原的C3增多,生成的C5增多,而CO2被C5固定形成C3的过程不变,故C3的含量将减少,C5的含量将增加,D正确。3.如图是光合作用基本过程示意简图,①②表示场所,Ⅰ和Ⅱ表示反应阶段,A、B、C代表物质,回答下列问题:(1)光合作用暗反应阶段是_Ⅱ_(填Ⅰ或Ⅱ)。

【解析】(1)光合作用根据是否需要光能,分为光反应和暗反应;据图分析,暗反应阶段是Ⅱ,包括CO2的固定和C3的还原。(2)图中①是__类囊体(薄)膜_,其上含有的叶绿素主要吸收__红光和蓝紫_光,提取绿叶中色素可使用__无水乙醇_。

【解析】(2)图中①是类囊体(薄)膜,其上含有的叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,由于色素能溶解在无水乙醇中,故提取绿叶中色素可使用无水乙醇。(3)图中B是__NADPH/还原型辅酶Ⅱ__;其作用是__还原C3(还原剂)__、__为C3还原提供能量_。

【解析】(3)图中B是NADPH,作用是还原C3(还原剂)、为C3还原提供能量。(4)鲁宾和卡门用同位素示踪的方法,证明光合作用中氧气的来源,下列实验材料选择正确的是(C)A.甲组植物提供H218O和CO2,乙组植物提供H2O和14B.甲组植物提供H2O和CO2,乙组植物提供H218O和C18C.甲组植物提供H218O和CO2,乙组植物提供H2O和C18D.甲组植物提供H2O和14CO2,乙组植物提供H2O和C18O2【解析】(4)鲁宾和卡门用同位素示踪的方法证明光合作用中氧气的来源的实验中,选择的实验材料为甲组植物提供H218O和CO2,乙组植物提供H2O和C18O学科素养·创新导练【命题情境】光合作用产物运输植物光合作用合成的糖类会从叶肉经果柄运输到果实。在夏季晴朗的白天,科研人员用14CO2供给某种绿色植物的叶片进行光合作用,一段时间后测定叶肉、果柄和果实中糖类的放射性强度,结果如表所示。部位放射性强度(相对值)葡萄糖果糖蔗糖叶肉36428果柄很低很低41果实363626【命题设计】(1)考查科学探究能力。本实验在探究糖类的运输和变化规律时运用了放射性同位素标记法。

【解析】(1)根据题意和题表分析可知,实验在探究糖类的运输和变化规律时运用了放射性同位素标记法。(2)考查科学思维中的归纳与概括能力。推测光合作用合成的糖类主要以蔗糖的形式从叶肉运输到果实,理由是果柄中蔗糖的放射性强度较高,而葡萄糖和果糖的放射性强度很低。

【解析】(2)表中果柄中蔗糖的放射性强度较高,而葡萄糖和果糖的放射性强度很低,说明光合作用合成的糖类主要以蔗糖的形式从叶肉运输到果实。(3)考查科学思维中的演绎与推理能力。在上述实验中,如果在植物进行光合作用一段时间后,突然停止光照,同时使植物所处的温度下降,短时间内该植物叶肉细胞中14C3的放射性强度基本不变,分析其原因是停止光照,NADPH和ATP的含量降低,低温抑制了酶的活性,14C3的消耗速率与合成速率均减慢。

【解析】(3)在植物进行光合作用一段时间后,突然停止光照,同时使植物所处的温度下降,NADPH和ATP的含量降低,低温抑制了酶的活性,14C3的消耗速率与合成速率均减慢,所以14C3的放射性强度基本不变。课时巩固训练,请使用“课时过程性评价二十一”第3课时光合作用原理的应用【学习目标】1.科学思维:构建模型,列举影响光合作用的因素。2.科学探究:设计实验,探究环境因素对光合作用的影响。3.社会责任:应用光合作用的原理,指导农业生产。【思维导图】必备知识·认知导学一、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:单位时间内光合作用制造3.影响因素:(1)原料——水、CO2,如环境中CO2浓度、叶片气孔开闭等。(2)动力——光能,如光照强度、波长等。(3)场所——叶绿体,如无机营养、病虫害等。(4)酶——影响酶活性的因素,如温度等。二、化能合成作用1.概念:利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物的合成作用。2.实例:硝化细菌能量来源:将生活一点通阴生植物和阳生植物自然界中的植物根据对光照强度的需求分为阴生植物和阳生植物。阴生植物的光饱和点和补偿点较低,有较大的基粒,基粒片层数目多,叶绿素含量较高,能在较低光照强度下充分地吸收光线,当光照强度过大时,阴生植物光合作用速率下降甚至会死亡。【明辨是非】(画“√”或“×”)(1)光照强度会影响光反应,但是不会影响暗反应。(×)分析:光照强度会影响NADPH和ATP的含量,进而影响暗反应中C3的还原。(2)温度可以通过影响酶的活性来影响光合作用强度。(√)(3)叶片气孔开闭会影响光合作用原料CO2的供应量进而影响光合作用强度。(√)(4)硝化细菌不能通过光合作用制造有机物,因此它不是自养生物。(×)分析:硝化细菌通过化能合成作用制造有机物,也属于自养生物。(5)农作物的产量仅取决于光合作用强度大小。(×)分析:农作物的产量取决于光合作用强度与呼吸速率的差值。关键能力·探究导思任务一探究环境因素对光合作用强度的影响【实验探究】1.实验原理:(1)叶片细胞间隙含有空气,上浮叶片下沉O2充满细胞间隙,叶片上浮。(2)根据单位时间圆形小叶片浮起的数量的多少,探究光照强度与光合作用强度的关系。2.实验步骤:取材器材:排气器材:注射器沉水条件:放在分组:3只小烧杯中加入富含CO2的清水和10片圆形小叶片光照:调节小烧杯与光源之间的距离,调节光照强度,设置强、中、弱三种光照观察并记录:同一时间段内各实验装置中圆形小叶片浮起的数量3.实验结果和结论:(1)结果:光照越强,烧杯内圆形小叶片浮起的数量越多。(2)结论: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。[创新思维]1.在实验中,叶片下沉的原因是什么?光照后叶片为什么上浮?提示:抽出气体后,细胞间隙充满水,叶片下沉;光照后,叶片进行光合作用,细胞间隙又充满气体,叶片上浮。2.探究环境因素对光合作用强度的影响时,为什么用LED灯而不是普通的白炽灯?提示:普通的白炽灯会产生热量,LED是一种冷光源,可避免实验过程中温度发生变化影响实验结果。【归纳提升】1.实验装置分析:(1)自变量——光照强度: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)中间盛水的玻璃柱的作用:吸收灯光的热量,避免光照对烧杯内水温产生影响。(3)因变量——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。2.实验结果分析:结果原因图示叶片沉到水底只进行细胞呼吸,吸收氧气,产生的二氧化碳较易溶于水光合作用强度小于细胞呼吸强度,吸收氧气光合作用强度等于细胞呼吸强度,不吸收也不释放氧气叶片上浮光合作用强度大于细胞呼吸强度,叶片中氧气增多[特别提醒]O2的释放量不等于O2的产生量(1)关系式:O2的释放量=O2的产生量-呼吸消耗O2的量(2)分析:当光合作用强度大于细胞呼吸强度时,叶绿体光合作用产生的O2有两个去向:①进入线粒体,参与有氧呼吸;②释放到外界。【学以致用】1.生长旺盛的叶片,剪成相同大小的小块,抽去叶内气体,作如图所示处理,这4个处理中,沉入底部的叶片小块最先浮起的是()【解析】选C。本题考查温度和二氧化碳浓度对光合作用强度的影响。A项中25℃时,温度适宜,有光照,但水为“煮沸过的自来水”,其中二氧化碳含量少,所以光合作用产生的氧气少,叶片小块上浮慢,A不符合题意;B项中在0℃的条件下酶的活性很低,在光照条件下,叶片进行光合作用产生的氧气很少,叶片小块浮起很慢,B不符合题意;C项中25℃时,温度适宜,在光照条件下,叶片进行光合作用,产生氧气,叶片小块最先浮起,C符合题意;D项中没有光照,不能进行光合作用,不产生氧气,叶片小块不能浮起,D不符合题意。2.(2024·长沙高一检测)某研究小组利用西林瓶、胶塞、带有红色液滴指示的静脉输液器针头,探究不同环境因素对植物光合作用强度的影响。下列相关叙述错误的是()A.本实验装置可以用来探究光照强度、温度等因素对植物光合作用强度的影响B.探究不同温度对光合作用强度的影响,可在室外利用早、中、晚温度的不同分别进行实验C.本实验测得的单位时间内红色液滴的移动距离可以间接代表该植物的净光合作用强度D.利用此装置进行探究实验时,无须将每组实验的红色液滴的起始位置保持一致【解析】选B。影响光合作用强度的环境因素有光照强度、温度、CO2浓度等,本实验装置可以用来探究光照强度、温度等因素对植物光合作用强度的影响,A正确;探究不同温度对光合作用强度的影响,需要使得温度为单一变量,在室外利用早、中、晚温度的不同分别进行实验,除温度不同外,光照强度也是不同的,B错误;本实验测得的单位时间内红色液滴的移动距离表示的是O2的释放量,即代表该植物的净光合作用强度,C正确;利用此装置进行探究实验时,无须将每组实验的红色液滴的起始位置保持一致,实验过后红色液滴的刻度与实验初始时红色液滴的刻度之差即代表O2的释放量,D正确。【补偿训练】如图表示测定金鱼藻光合作用强度的实验密闭装置,氧气传感器可监测O2浓度的变化,下列叙述错误的是()A.该实验探究不同单色光对光合作用强度的影响B.加入NaHCO3溶液是为了吸收呼吸作用释放的CO2C.拆去滤光片,单位时间内,氧气传感器测到的O2浓度高于单色光下测到的O2浓度D.若将此装置放在黑暗处,可测定金鱼藻的细胞呼吸作用强度【解析】选B。本题考查探究影响光合作用强度的因素实验。该实验的自变量是不同单色光,因变量是释放的O2浓度(代表光合作用强度),故实验的目的是探究不同单色光对光合作用强度的影响,A正确;加入NaHCO3溶液是为了提供光合作用需要的CO2,B错误;相同条件下,自然光下比单色光下的光合作用要强,因此拆去滤光片,单位时间内,氧气传感器测到的O2浓度高于单色光下测到的O2浓度,C正确;若将此装置放在黑暗处,金鱼藻只进行呼吸作用,氧气传感器可测出O2的消耗情况,从而测定金鱼藻的呼吸作用强度,D正确。任务二影响光合作用强度的因素和应用【情境探究】(生活情境)温室,又称暖房。能透光、保温,是用来栽培植物的设施。在不适宜植物生长的季节,生产出人们需要的蔬菜等植物。它让我们在寒冷的季节吃上新鲜的蔬菜。探究:(1)传统的温室通常在晴朗的下午进行“放气”(打开温室的部分地方进行通气)处理,这种做法的目的是降低温室中的O2浓度和提高CO2浓度,从而降低呼吸速率和提高光合作用强度。(2)如果遇到连续阴雨天气,温室中的蔬菜会减产,请你帮助温室种植户解决这个问题。提示:可以在温室内安装LED灯,进行补光处理。【归纳提升】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作用速率。(2)模型及曲线分析:A点光照强度为0时,只进行细胞呼吸,CO2的释放量可代表呼吸速率AB段随着光照强度增大,光合速率逐渐增大,CO2释放量逐渐减少,此段呼吸速率大于光合速率B点光合作用速率等于呼吸速率,此时的光照强度为光补偿点BC段随着光照强度增大,光合速率也不断增大,此段光合速率大于呼吸速率,净光合速率大于0C点C点后光合作用速率不再随着光照强度的改变而改变,C点对应的光照强度为光饱和点(3)应用:①阴雨天,在温室大棚生产过程中,适当增加光照强度,可以提高光合速率,使作物增产。②一般阴生植物的光补偿点和光饱和点都比阳生植物的低,间作套种,可合理利用光能。2.CO2浓度:(1)原理:CO2浓度通过影响暗反应阶段,进而影响光合作用速率。(2)模型及曲线分析:关键点分析:CO2浓度光合作用强度0光合作用强度为0,此时只进行细胞呼吸,A代表呼吸速率0.01%光合作用强度等于细胞呼吸速率,此时的CO2浓度为CO2补偿点0~0.06%随着CO2浓度的增加,光合作用强度增加0.06%光合作用强度达到最大值,此时的CO2浓度为CO2饱和点(3)应用:①栽种农作物时“正其行,通其风”,增大CO2浓度,从而提高光合作用速率。②在农业生产上可通过增施农家肥等措施来增大CO2浓度,提高光合作用速率。3.密闭玻璃罩内CO2浓度与时间的关系:(1)模型:(2)曲线分析:AC段:无光照,植物只进行细胞呼吸。BC段:温度降低,细胞呼吸减弱。CD段:4时后,有微弱光照,开始进行光合作用,但光合作用强度小于细胞呼吸强度。D点:随光照增强,光合作用强度等于细胞呼吸强度。DH段:光合作用强度大于细胞呼吸强度。其中EF段出现“光合午休”现象。H点:随光照减弱,光合作用强度下降,此时光合作用强度等于细胞呼吸强度。HJ段:光照继续减弱,光合作用强度小于细胞呼吸强度,直至光合作用完全停止。4.自然环境中一昼夜CO2吸收和释放变化:(1)模型:(2)曲线分析:b点:凌晨2~4时,温度降低,细胞呼吸减弱,CO2释放减少。c点:有微弱光照,植物开始进行光合作用。cd段:光合速率小于呼吸速率。d点:上午7时左右,光合速率等于呼吸速率。dh段:光合速率大于呼吸速率。f点:温度过高,部分气孔关闭,出现“光合午休”现象。h点:下午6时左右,光合速率等于呼吸速率。hi段:光合速率小于呼吸速率。ij段:无光照,光合作用停止,只进行细胞呼吸。【学以致用】1.驻守高海拔地区的边防战士通过大棚种植技术解决了新鲜蔬菜短缺问题。下列措施不能增加蔬菜产量的是()A.适当增加大棚的CO2浓度B.适当延长大棚的光照时间C.适当减小大棚内昼夜温差D.进行合理灌溉和施肥【解析】选C。本题考查光合作用原理的应用。CO2是光合作用的原料之一,增加大棚的CO2浓度,可增加光合作用速率,蔬菜产量会增加,A不符合题意;光合作用需要在光照条件下进行,因此延长光照时间,可以增加有机物产量,B不符合题意;夜晚没有光照,只进行呼吸作用,消耗有机物,若减小大棚内昼夜温差,夜间有机物的消耗增多,净光合作用积累的有机物减少,蔬菜产量会下降,C符合题意;光合作用需要无机盐,如氮肥、磷肥等,因此合理灌溉和施肥有助于蔬菜增收,D不符合题意。2.(2024·龙岩高一检测)下图是大棚番茄在24小时内测得的CO2含量和CO2吸收速率的变化曲线图,下列有关叙述正确的是()A.a时CO2释放量减少可能是由于温度升高,细胞呼吸强度减弱B.d时由于温度过高,蒸腾作用过强导致部分气孔关闭,CO2供应减少C.如果N点高于M点,说明经过一昼夜,植物体内的有机物总量增加D.番茄细胞时刻进行细胞呼吸,而进行光合作用的时间只有ce段【解析】选B。ab表示只进行呼吸作用,a时温度降低导致细胞呼吸减弱,CO2释放量减少,A错误;d时气温高,蒸腾作用过强导致部分气孔关闭,CO2供应不足,光合速率下降,B正确;如果N点高于M点,说明经过一昼夜,植物体内的有机物总量减少,C错误;番茄通过光合作用制造有机物的时间是bf段,ce段光合作用大于呼吸作用,有机物积累,D错误。3.(2024·济宁高一检测)研究者选取西瓜幼苗进行实验,结果如下图所示,下列推断不正确的是()A.A点表示光合作用速率与呼吸作用速率相等,此时叶肉细胞中合成ATP的细胞器有线粒体、叶绿体B.B点时,光合作用制造的有机物等于呼吸作用消耗的有机物C.光合酶对温度的敏感度比呼吸酶高D.温室栽培该植物,为获得最大经济效益,温度应控制在20℃【解析】选B。A点时,叶肉细胞进行的光合作用和呼吸作用都可以产生ATP,因此产生ATP的细胞器有叶绿体和线粒体,A正确;B点表示光合速率是呼吸速率的两倍,B错误;据图分析,光合作用与呼吸作用的相关酶的活性不同,在一定温度范围内,光合速率变化幅度大于呼吸速率变化幅度,光合酶对温度的敏感度比呼吸酶高,C正确;图中实线表示净光合速率,CD段净光合速率较大,因此为获得最大经济效益,温度应控制在20℃,D正确。学科素养·创新导练【命题情境】蕨麻的光合作用蕨麻也叫“人参果”,具有很高的营养价值和药用价值。科研工作者为了研究高原寒冷地区蕨麻的光合作用效率和外界影响因素,选择若尔盖草原(位于青藏高原东部边缘,年平均气温1.7℃)中高寒草地和高寒湿地两个典型生态系统对植物的光合速率进行了相关实验,结果如图所示。【命题设计】(1)考查科学探究能力。若要获取总光合速率的数据,还需在_黑暗_条件下测量蕨麻的__呼吸速率__。

【解析】(1)总光合速率=净光合速率+呼吸速率,呼吸速率需要在黑暗条件下测得。(2)考查科学思维中的模型和建模能力。在8:00~18:00,草地蕨麻比湿地蕨麻的净光合速率___低___(填“高”或“低”);图中曲线出现c1、c2的原因可能是______光照过强,气温过高,植株气孔部分关闭,植物吸收CO2的能力减弱,暗反应速率下降______。