5-4--光合作用与能量转化(第3课时).doc

5.4 光合作用与能量转化（第3课时）

一、课前预习
1.简单地说，光合作用的强度就是指植物在 时间内通过光合作用制造 的数量。光合作用的强度还可以表示为植物在 时间内 。
2.影响光合作用的因素包括水、 、 、 及无机营养等。
3.探究环境因素对光合作用强度的影响
（1）实验原理：利用 排除叶片细胞间隙中的气体，使其沉入水中。在光合作用的过程中植物吸收 ，产生O2的多少与光合作用的强度密切相关，O2溶解度很小，积累在细胞间隙从而使叶片上浮。因此可依据 的数量，来比较光合作用的强弱。
（2）实验步骤：
①取生长旺盛的 ，用直径为0.6cm 的打孔器打出圆形小叶片30片（避开 ）。
②将圆形小叶片置于注射器内。注射器内 ，待排出注射器内残留的空气后，用手指堵住注射器前端的小孔并缓慢地拉动活塞，使圆形小叶片内的气体 。这一步骤可能需要重复2〜3次。处理过的小叶片因为细胞间隙 ，所以全部沉到水底。
③将处理过的圆形小叶片，放入 处盛有 的烧杯中待用。
④取3只小烧杯，分别倒入富含 的清水o
⑤向3只小烧杯中各放入10片圆形小叶片，然后分别置于 三种光照下。实验中，可用5 W的LED灯作为光源, 利用 来调节光照强度。
⑥观察并记录 各实验装置中圆形小叶片 的数量。
二、预习微测
1.判断正误
（3）光合作用强度可以用植物单位时间二氧化碳的消耗量表示(　　)
（4）温度通过影响参与光合作用的酶的活性影响光合作用强度(　　)
（3）经过处理过后全部沉到水底的小叶片细胞间隙充满了水（ ）
（4）用LED灯作光源时可通过调节小烧杯与光源的距离来调节光照强度（ ）
2.雾霾天气会导致农作物的光合作用速率下降,其主要原因是(　　)
A.光强度减弱 B.土壤肥力下降
C.吸收CO2过多 D.吸收水分过多
3.在封闭的温室内栽种农作物，以下措施不能提高作物产量的是(　　)
A.适当增加光照强度 B.增加室内CO2浓度
C.增大室内昼夜温差 D.采用绿色玻璃盖顶
4.通过连线确定下列影响光合作用的因素、影响的直接原因、影响光合作用的阶段的对应关系
影响光合作用的因素 影响的直接的原因 影响光合作用的阶段
①CO2浓度 a.影响酶的活性
②温度 b.光合作用的原料 Ⅰ.光反应阶段
③镁含量 c.光合作用的动力 Ⅱ.暗反应阶段
④光照强度 d.合成叶绿素的原料

一、课前预习答案
1.单位 糖类 单位 消耗CO2的数量或制造O2的数量
2.CO2浓度 光照 温度
3.（1）真空渗水法 CO2并排除O2 一定时间内叶片上浮
（2）①绿叶 大的叶脉
②吸入清水 溢出 充满了水
③黑暗 清水
④ CO2
⑤强、中、弱 小烧杯与光源的距离
⑥同一时间段内 浮起
二、预习微测答案
1.（1）√ （2）√ （3）√ （4）√
2.【答案】A　
【解析】影响光合作用的环境因素主要有光强度、温度和二氧化碳浓度等。雾霾天气导致光强度降低,光反应阶段强度减弱,导致光合速率下降。
3.【答案】D　
【解析】适当增加光照强度可以提高光合作用强度，可以提高产量，A不符合题意；增加室内CO2浓度可以提高光合作用强度，B不符合题意；增大室内昼夜温差，晚上降低细胞呼吸消耗，可以提高产量，C不符合题意；采用绿色玻璃盖顶会降低光合速率，D符合题意。
4.【答案】
①-b-Ⅱ，②-a-Ⅰ、Ⅱ，③-d-Ⅰ，④-c-Ⅰ

一、光照强度对光合作用的影响及应用：
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。
②影响：光照强度增加，光反应速度加快，产生的ATP和NADPH增多，使暗反应中还原过程加快，从而使光合作用产物增加。
③构建数学模型：

A点时：只有呼吸作用，没有光合作用。细胞呼吸产生的CO2释放到外界环境，细胞呼吸消耗的O2全部从外界环境吸收。
AB段：光合作用强度小于细胞呼吸强度。细胞呼吸产生的CO2一部分进入叶绿体用于光合作用，一部分释放到外界环境，细胞呼吸消耗的O2一部分来自叶绿体的光合作用，一部分从外界环境吸收。
B点时：光合作用强度等于细胞呼吸强度。细胞呼吸产生的CO2全部进入叶绿体用于光合作用，细胞呼吸消耗的O2全部来自叶绿体的光合作用。
BC段：光合作用强度大于细胞呼吸强度。细胞呼吸产生的CO2全部进入叶绿体用于光合作用，细胞呼吸消耗的O2全部来自叶绿体的光合作用；光合作用消耗的CO2一部分来自线粒体，一部分从外界环境吸收。
C点之后：光合作用强度大于细胞呼吸强度，且光照强度继续增强，光合作用强度不再增加。细胞呼吸产生的CO2全部进入叶绿体用于光合作用，细胞呼吸消耗的O2全部来自叶绿体的光合作用；光合作用消耗的CO2一部分来自线粒体，一部分从外界环境吸收。
④应用：
a.增加光照强度促进光合作用：温室中适当增强光照强度以提高作物的光合作用强度。
b．依据植物的特点合理利用光能：阴生植物光补偿点和光饱和点均较阳生植物低，可采用阴生植物与阳生植物间作的方式以合理利用光能。

1.图甲表示在一定的光照强度下，植物叶肉细胞中CO2、O2的来源和去路，找出图甲在图乙中的位置

A．AB之间
B．BC之间
C．C点以后
D．B点
【答案】A
【解析】从图甲可以看出，线粒体产生的CO2除了供给叶绿体，还释放出一部分，说明呼吸作用强度大于光合作用强度。分析图乙，B点为光合作用强度等于呼吸作用强度，AB段光合作用强度小于呼吸作用强度，因此图甲位于图乙的AB段（不包括A、B两点）。
二、CO2浓度对光合作用的影响及应用
①原理：CO2影响暗反应阶段，制约C3化合物的形成，进而影响（CH2O）的形成。
②数学模型分析：

A点时：细胞只进行细胞呼吸，不进行光合作用。
AB段：细胞既进行细胞呼吸也进行光合作用，光合作用强度小于细胞呼吸强度。
B点时：细胞既进行细胞呼吸也进行光合作用，光合作用强度等于细胞呼吸强度。
B点后：细胞既进行细胞呼吸也进行光合作用，光合作用强度大于细胞呼吸强度。
C点后：细胞既进行细胞呼吸也进行光合作用，光合作用强度不再增加。
③应用：
a．大田生产：应“正其行，通其风”或增施农家肥。
b．温室栽培：人工增加CO2、增施农家肥或与动物圈舍连通等。

2.科学家研究CO2浓度、光照强度和温度对同一植物光合作用强度的影响，得到的实验结果如图所示。请据图判断下列叙述不正确的是(　　)

A．光照强度为a时，造成曲线Ⅱ和Ⅲ光合作用强度差异的原因是CO2浓度不同
B．光照强度为b时，造成曲线Ⅰ和Ⅱ光合作用强度差异的原因是温度不同
C．光照强度为a～b时，曲线Ⅰ、Ⅱ光合作用强度随光照强度升高而升高
D．光照强度为b～c时，曲线Ⅱ、Ⅲ光合作用强度随光照强度升高而升高
【答案】D　
【解析】曲线Ⅱ和Ⅲ的CO2浓度不同，因此光照强度为a时，造成曲线Ⅱ和Ⅲ光合作用强度差异的原因是CO2浓度不同，A正确；曲线Ⅰ和Ⅱ的温度不同，因此光照强度为b时，造成曲线Ⅰ和Ⅱ光合作用强度差异的原因是温度不同，B正确；由曲线图可知，光照强度为a～b时，曲线Ⅰ、Ⅱ光合作用强度随光照强度升高而升高，C正确；光照强度为b～c，曲线Ⅱ光合作用强度随光照强度升高而缓慢升高，但曲线Ⅲ光合作用强度随着光照强度的升高不再变化，D错误。
三、温度对光合作用的影响及其应用：
①原理：温度通过影响酶的活性影响光合作用强度。
②数学模型：

③应用：
a．白天：适当提高温度以提高光合作用强度，增加有机物的合成。
b．夜间：适当降低温度以降低细胞呼吸强度，减少有机物的消耗。

3.小明家想建一个蔬菜大棚，小明结合所学知识给出若干建议，其中不合理的是
A．大棚用白色塑料薄膜覆盖
B．大棚内增加供暖装置确保昼夜温度均高于室外
C．大棚旁边与猪舍相通
D．大棚内安装太阳能灯泡，延长光照时间
【答案】B
【解析】大棚用白色塑料薄膜覆盖，有利于吸收各种颜色的光，利于光合作用，A正确。大棚内应增加昼夜温差，白天适当升温利于光合作用，晚上适当降温抑制呼吸，B错误。大棚旁边与猪舍相通可为蔬菜的光合作用提供更多二氧化碳，C正确。大棚内安装太阳能灯泡，延长光照时间，利于光合作用，D正确。
四、水分和矿质元素对光合作用的影响及应用：
①原理：
a．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。另外，水分还能影响气孔的开闭，间接影响CO2进入植物体内。
b．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。如镁可以影响叶绿素的合成从而影响光反应。
②数学模型：

③应用：农业生产中，可根据作物的生长规律，合理灌溉和施肥。

4.番茄幼苗在缺镁的培养液中培养一段时间后，与对照组相比，其叶片光合
作用强度下降，原因是
A. 光反应强度升高，暗反应强度降低 
B. 光反应强度降低，暗反应强度降低
C. 光反应强度不变，暗反应强度降低
D. 光反应强度降低，暗反应强度不变
【答案】B
【解析】缺镁叶绿素合成减少，光合作用的光反应降低，光反应降低，暗反应也会因为ATP的减少而下降，故本题选B。ACD,不符合题意。

1．用打孔器将某植物的叶片取出一部分圆形小叶片，放置在低浓度的NaHCO3溶液中，照光培养一段时间，再向溶液中溶解适量的NaHCO3，此后叶片叶绿体内不可能发生的现象是（ ）
A．O2的释放速率减慢
B．（CH2O）的含量增加
C．C3的含量增多后趋于稳定
D．NADPH/NADP+比值减小
2．运用光合作用原理，科学种植作物，可有效提高产量。下列有关说法正确的是（ ）
A．夏日正午利用井水漫灌的方法可有效减缓小麦的“光合午休”
B．农作物是自养型生物，施用有机肥只能改善土壤的透气性
C．作物成行成列地整齐种植，可有效地通风，保障光合作用
D．玉米育种时，应选育叶片上下均匀分布、宽大舒展的品种
3．下图为某植物在夏季晴天的一昼夜内 CO2吸收量的变化情况。下列叙述正确的是

A．该植物进行光合作用的时间区段是 bg 段
B．该植物在 a 和 h 时刻呼吸作用与光合作用相等
C．与 c 点相比，e 点植物细胞内的 C3含量将减少
D．ce 段与 fg 段光合速率下降的原因完全相同
4．如图表示光照强度、CO2浓度和温度对植物光合速率的影响。据图分析，下列有关说法正确的是（ ）

A．CO2浓度通过影响C3的生成速率来影响光合速率，图中m1和m2的大小关系不能确定
B．温度通过影响酶的活性来影响光合速率，图中t1＞t2
C．在曲线Ⅰ中，当光照强度由A变成B时，叶绿体内C5的含量会下降
D．在曲线Ⅲ的AB区间内，限制光合速率的环境因素有光照强度和CO2浓度
5．下图为光合作用暗反应的产物磷酸丙糖的代谢途径，研究表明，磷酸丙糖转移蛋白(TPT)的活性是限制光合速率大小的重要因素，CO2充足时，TPT活性降低。下列有关叙述错误的是（ ）

A．Pi输入叶绿体减少时，磷酸丙糖从叶绿体输出减少
B．暗反应中磷酸丙糖的合成需要消耗光反应产生的ATP
C．叶肉细胞的光合产物主要是以蔗糖形式运出细胞的
D．农业生产上可通过增加CO2来提高作物中淀粉和蔗糖的含量
6．植物的光合作用受光强度、CO2浓度等环境因素的影响（如图）。下列叙述错误的是（ ）

A．a点条件下NADPH的合成速率大于b点
B．与b点条件下相比，c点条件下暗反应强度大
C．X一般大于大气中CO2浓度
D．图中纵轴表示的是净光合速率

7. 研究人员将某植物的绿色果肉薄片与NaHCO3溶液混合置于密闭反应室，提供一定的光照，水浴加热保持恒温，测定反应室中O2浓度，结果如下图所示。下列相关叙述错误的是（ ）

A. NaHCO3溶液的作用是提供光合作用的原料CO2
B. 15～20 min O2浓度不变，表明光合作用已经停止
C. 若在15 min时停止光照，则短时间内叶绿体中C3化合物含量增多
D. 若在20 min后停止光照，推测20～25 min范围内曲线斜率负值
8. 其他条件适宜情况下，光照强度对水稻植株C02吸收量（释放量）的影响如图所示。下列有关叙述正确的是（ ）

A. a点时，产生ATP的场所只有细胞质基质和线粒体
B. b点时，叶肉细胞中光合作用强度等于呼吸作用强度
C. 在C点时突然降低光照强度，短时间内C5含量会升高
D. 适当升高温度和二氧化碳浓度，c点将向上和向右移动
9. 光合作用通过密切关联的两大阶段——光反应和暗反应实现。对于改变反应条件而引起的变化，说法正确的是（ ）
A. 突然中断CO2供应会暂时引起叶绿体基质中ATP/ADP比值增加
B. 突然中断CO2供应会暂时引起叶绿体基质中C5/C3比值减小
C. 突然将红光改变为绿光会暂时引起叶绿体基质中C3/C5比值减小
D. 突然将绿光改变为红光会暂时引起叶绿体基质中ATP/ADP比值减小
10.圆粒豌豆为半耐寒性作物，喜阳光充足、温和湿润的气候，也较耐半阴。圆粒碗豆的耐寒力强于皱粒碗豆。已知圆粒豌豆苗期适宜温度为15~20℃，成熟阶段适宜温度为18~20℃，高温干旱时荚果产量和品质下降。请回答下列问题：
（1）圆粒疏豆在阳光充足的条件下，光合速率______（填“大于”“小于”或“等于”）呼吸速率。
（2）暗反应产物中所需能量不直接来自光能，所产生的能量也不能直接用于各项生命活动。上述能量转换过程中的媒介是__________________，其能充当能量转换媒介的原因在于分子结构特点，该特点是_______________________________________；细胞呼吸将_____________________中的能量逐步释放出来。
（3）已知淀粉分支酶是合成支链淀粉的关键酶，分析可知圆粒碗豆成熟阶段淀粉分支酶数量和活性较同时期的皱粒碗豆内______（填“升高”“降低”或“不变”）。
（4）请解释高温干旱时荚果产量下降的原因：_______________________________________________。

11.（2019全国卷Ⅰ,3）将一株质量为20 g的黄瓜幼苗栽种在光照等适宜的环境中，一段时间后植株达到40 g，其增加的质量来自于( )
A．水、矿质元素和空气
B．光、矿质元素和水
C．水、矿质元素和土壤
D．光、矿质元素和空气
12.（2018江苏卷，18）如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CO2浓度，甲表示较高温度，乙表示较低温度
B．横坐标是温度，甲表示较高CO2浓度，乙表示较低CO2浓度
C．横坐标是光波长，甲表示较高温度，乙表示较低温度
D．横坐标是光照强度，甲表示较高CO2浓度，乙表示较低CO2浓度
13.（2020浙江7月选考卷，25）将某植物叶片分离得到的叶绿体，分别置于含不同蔗糖浓度的反应介质溶液中，测量其光合速率，结果如图所示。图中光合速率用单位时间内单位叶绿素含量消耗的二氧化碳量表示。下列叙述正确的是（ ）

A．测得的该植物叶片的光合速率小于该叶片分离得到的叶绿体的光合速率
B．若分离的叶绿体中存在一定比例的破碎叶绿体，测得的光合速率与无破碎叶绿体的相比，光合速率偏大
C．若该植物较长时间处于遮阴环境，叶片内蔗糖浓度与光合速率的关系与图中B-C段对应的关系相似
D．若该植物处于开花期，人为摘除花朵，叶片内蔗糖浓度与光合速率的关系与图中A-B段对应的关系相似
14.（2018浙江卷，26）各取未转基因的水稻（W）和转Z基因的水稻（T）数株，分组后分别喷施蒸馏水、寡霉素和NaHS03，24h后进行干旱胁迫处理（胁迫指对植物生长和发育不利的环境因素），测得未胁迫和胁迫8h时的光合速率如图所示。已知寡霉素抑制光合作用和细胞呼吸中ATP合成酶的活性。下列叙述正确的是（ ）

A．寡霉素在细胞呼吸过程中抑制线粒体外膜上［H］的传递
B．寡霉素在光合作用过程中的作用部位是叶绿体中的基质
C．转Z基因提高光合作用的效率，且增加寡霉素对光合速率的抑制作用
D．喷施NaHSO3促进光合作用．且减缓干旱胁迫引起的光合速率的下降
15.（2020课标Ⅰ卷，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
16.（2020山东卷，21）人工光合作用系统可利用太阳能合成糖类，相关装置及过程如下图所示，其中甲、乙表示物质，模块3中的反应过程与叶绿体基质内糖类的合成过程相同。

（1）该系统中执行相当于叶绿体中光反应功能的模块是________________，模块3中的甲可与CO2结合，甲为________________。
（2）若正常运转过程中气泵突然停转，则短时间内乙的含量将________________ （增加或减少）。若气泵停转时间较长，模块2中的能量转换效率也会发生改变，原因是________________。
（3）在与植物光合作用固定的CO2量相等的情况下，该系统糖类的积累量________________ （填：高于、低于或等于）植物，原因是________________。
（4）干旱条件下，很多植物光合作用速率降低，主要原因是________________。人工光合作用系统由于对环境中水的依赖程度较低，在沙漠等缺水地区有广阔的应用前景。
17.（2018全国Ⅰ卷，30）甲、乙两种植物净光合速率随光照强度的变化趋势如图所示。

回答下列问题：
（1）当光照强度大于a时，甲、乙两种植物中，对光能的利用率较高的植物是____________。
（2）甲、乙两种植物单独种植时，如果种植密度过大，那么净光合速率下降幅度较大的植物是_____，判断的依据是______________________。
（3）甲、乙两种植物中，更适合在林下种植的是______。
（4）某植物夏日晴天中午12：00时叶片的光合速率明显下降，其原因是进入叶肉细胞的________（填“O2”或“CO2”）不足。
18．（2018全国Ⅱ卷，30）为了研究某种树木树冠上下层叶片光合作用的特性，某同学选取来自树冠不同层的A、B两种叶片，分别测定其净光合速率，结果如图所示。据图回答问题：

（1）从图可知，A叶片是树冠_________（填“上层”或“下层”）的叶片，判断依据是_______________。
（2）光照强度达到一定数值时，A叶片的净光合速率开始下降，但测得放氧速率不变，则净光合速率降低的主要原因是光合作用的_____________反应受到抑制。
（3）若要比较A、B两种新鲜叶片中叶绿素的含量，在提取叶绿素的过程中，常用的有机溶剂是______________。
19.（2018全国Ⅲ卷，29）回答下列问题：
（1）高等植物光合作用中捕获光能的物质分布在叶绿体的___________上，该物质主要捕获可见光中的_________。
（2）植物的叶面积与产量关系密切，叶面积系数（单位土地面积上的叶面积总和）与植物群体光合速率、呼吸速率及干物质积累速率之间的关系如图所示，由图可知：当叶面积系数小于a时，随叶面积系数增加，群体光合速率和干物质积累速率均_______。当叶面积系数超过b时，群体干物质积累速率降低，其原因是__________________________。

（3）通常，与阳生植物相比，阴生植物光合作用吸收与呼吸作用放出的CO2量相等时所需要的光照强度________（填“高”或“低”）。

1.【答案】A
【解析】光合作用过程包括光反应阶段和暗反应阶段，光反应阶段发生的场所是类囊体薄膜，包括水的光解和ATP的合成；暗反应阶段发生的场所是叶绿体基质，包括二氧化碳的固定和三碳化合物的还原。题干中的碳酸氢钠为二氧化碳缓冲液，可以为光合作用暗反应提供原料。向溶液中溶解适量的NaHCO3，溶液中CO2浓度增大，叶片光合作用强度增强，O2的释放速率加快，A错误；向溶液中溶解适量的NaHCO3，溶液中CO2浓度增大，导致叶片光合作用合成（CH2O）的量增加，B正确；向溶液中溶解适量的NaHCO3，溶液中CO2浓度增大，导致短时间内C3的合成速率加快，因此C3的含量先增多后又趋于稳定，C正确；
D、根据以上分析已知，加入NaHCO3后导致短时间内C3含量增加，则NADPH被消耗后减少，NADP+生成量增多，所以NADPH/NADP+比值减小，D正确。
2.【答案】C
【解析】阴生植物的光补偿点和光饱和点比较低，如虚线所示。间作套种时农作物的种类搭配，林带树种的配置、合理采伐，冬季温室栽培避免高温等都与光补偿点有关。在农业生产上可以通过“正其行，通其风”，增施农家肥等增大CO2浓度，提高光合作用速率。在农业生产上，根据植物的需肥规律，适时地、适量地增施肥料，可以提高作物的光合作用。冬天，温室栽培可适当提高温度；夏天，温室栽培可适当降低温度；增大昼夜温差获得高产。“光合午休”是因为气孔关闭导致光合速率下降，夏日正午井水漫灌，会降低地表温度，影响植株根部吸收无机盐，对植株吸收水分无益，反而会加重光合午休，A错误；作物虽是自养型生物，但农家肥经微生物分解，一可以提供二氧化碳，二分解得到的无机物可被植物吸收，B错误；作物整齐种植，可有效通风，满足二氧化碳供应，利于光合作用，C正确；叶片上下均匀分布、宽大舒展的玉米品种种植时，由于上部叶片遮挡使下部叶片接受光照不足造成有机物的消耗，导致减产，D错误。
3.【答案】C
【解析】该植物进行光合作用的时间区段是ah段，A错误；该植物在b和g时刻呼吸作用与光合作用相等，B错误；e点时，植物细胞的气孔暂时关闭，导致CO2吸收量减少，因而细胞内的C3含量将减少，C正确；
ce段光合速率下降的原因是高温引起的CO2浓度下降，而fg段光合速率下降的原因是光照强度的降低，D错误。
4.【答案】D
【解析】光合作用分为光反应和暗反应两个阶段。光反应需要光，发生的物质变化有：水的光解产生NADPH和氧气，ATP的生成；ATP和NADPH用于暗反应阶段C3的还原。暗反应不需要光，发生的物质变化有：CO2的固定（CO2与C5结合形成C3）和C3的还原。温度通过影响酶的活性来影响光合速率。在最适温度时酶的活性最强，光合速率最大。在低于最适温度的范围内，酶的活性随温度的升高而升高，光合速率也随之逐渐增大。在高于最适温度的范围内，酶的活性随温度的升高而降低，光合速率也随之逐渐减小。光照强度通过影响光反应速率而对光合作用产生影响。在一定范围内，光合速率随光照强度的增加而增大，当光照强度增加到一定值时，光合速率不再随光照强度的增加而增大。在一定范围内，光合速率随CO2浓度增加而增大。在光合作用的暗反应阶段，首先CO2与C5结合形成C3，然后C3接受ATP和NADPH释放的能量，并且被NADPH还原，可见，CO2浓度通过影响C3的生成速率来影响光合速率，图中曲线Ⅰ与曲线Ⅲ对应的温度相同，均为t1，但曲线Ⅰ对应的光合速率的最大值大于曲线Ⅲ，说明CO2浓度m1大于m2，A错误；温度通过影响酶的活性来影响光合速率，在最适温度时酶的活性最强，光合速率最大，温度高于或低于最适温度，酶的活性都减弱，光合速率也随之减小，因此图中t1和t2的大小关系不能确定，B错误；
在曲线Ⅰ中，当光照强度由A变成B时，即光照强度增加时，光反应产生的ATP和NADPH增多，C3的还原速率加快，叶绿体内C5的含量会上升，C错误；在曲线Ⅲ的AB区间内，光合速率随光照强度的增加而增大，再结合对A选项的分析可推知：限制光合速率的环境因素有光照强度和CO2浓度，D正确。
5.【答案】D
【解析】由图可知，光合作用暗反应中C3的还原过程会产生磷酸丙糖，磷酸丙糖可在叶绿体中用于合成淀粉或转化为氨基酸，也可在TPT的参与下被运出叶绿体合成蔗糖，蔗糖能储存在液泡中，也能运出细胞。据图示信息，磷酸丙糖通过TPT从叶绿体输出的同时伴随着Pi进入叶绿体，因此Pi输入叶绿体减少，说明磷酸丙糖从叶绿体中的输出过程受阻，即输出减少，A正确；光反应产生的ATP能用于暗反应中C3的还原过程，由图示可知，该过程能合成磷酸丙糖，B正确；由图示可知，叶肉细胞的光合产物磷酸丙糖会在细胞质基质中用于合成蔗糖，然后以蔗糖形式运出细胞，C正确；CO2充足时，TPT活性降低，则磷酸丙糖运出叶绿体合成蔗糖的过程会受到影响，作物中淀粉含量会上升，而蔗糖含量下降，D错误。
6.【答案】D
【解析】a、b两点的二氧化碳浓度相同，光照强度不同；b、c两点的光照强度相同，二氧化碳浓度不同。a、b两点的二氧化碳浓度相同，光照强度a点大于b点，光反应强度大于b点，NADPH的合成速率大于b点，A正确；b点和c点的光照强度相同，光反应强度相同，但c点光合速率大于b点，说明二氧化碳浓度X大于大气中的二氧化碳浓度，故c点暗反应强度大于b点，B正确；b点和c点的光照强度相同，光反应强度相同，但c点光合速率大于b点，说明二氧化碳浓度X大于大气中的二氧化碳浓度，C正确；图中纵轴表示的是真实光合速率即总光合速率，D错误。
7.【答案】B
【解析】NaHCO3分解可产生CO2，因此在反应室中加入NaHCO3的主要作用是提供CO2，A正确；15～20 min O2浓度不变，原因是光合产氧量与呼吸耗氧量相等，B错误；若在15 min时停止光照，则光反应产生的ATP和NADPH减少，而光反应产生的ATP和NADPH用于暗反应三碳化合物的还原，所以C3化合物含量增多，C正确；若在20 min后停止光照，光合作用产生氧气速率减慢，而呼吸速率消耗氧气速率不受影响，因此氧气不断减少，曲线将下降，即曲线斜率为负值，D正确。
8.【答案】A
【解析】a点时，植物只进行呼吸作用，此时产生ATP的场所为细胞质基质和线粒体，A正确；题图是水稻植株CO2吸收（释放）量与光照强度的关系，b点时，水稻植株的净光合作用强度为0，但叶肉细胞中净光合作用强度大于0，B错误；在c点时突然降低光照强度，光反应阶段产生的ATP、NADPH减少，C3还原减少，C5固定CO2的过程继续进行，故短时间内C5含量会下降，C错误；图示曲线是在适宜条件下测得，升高温度会使光合作用减弱，c点将下移，D错误。
9.【答案】A
【解析】突然中断CO2供应使C3减少，因此三碳化合物还原利用的ATP减少，导致ATP积累增多，而ADP含量减少，因此会暂时引起叶绿体基质中ATP/ADP比值增加，A正确；突然中断CO2供应，使暗反应中二氧化碳固定减少，而三碳化合物还原仍在进行，因此导致C3减少，C5增多，因此会暂时引起叶绿体基质中C5/C3比值增加，B错误；由于色素主要吸收红光和蓝紫光，对绿光吸收最少，突然将红光改变为绿光，会导致光反应产生的ATP和NADPH减少，这将抑制暗反应中三碳化合物的还原，导致C5减少，C3增多，因此会暂时引起叶绿体基质中C3/C5比值增加，C错误；突然将绿光改变为红光会导致光反应吸收的光能增加，光反应产生的ATP和NADPH增加，而ADP相对含量减少，因此暂时引起叶绿体基质中ATP/ADP比值增加，D错误。
10.【答案】（1） 大于 （2） ATP ATP分子中远离腺苷的高能磷酸键很容易断裂和形成 葡萄糖（等有机物） （3）升高 （4）高温干旱时，光合作用酶活性降低，导致光合速率降低；高温干旱时，气孔导度下降，CO2吸收减少，导致光合速率降低（合理即可）
【解析】（1）在阳光充足条件下，圆粒豌豆需要积累有机物，一般光合速率大于呼吸速率。
（2）暗反应产物中所需能量不直接来自太阳光能，所产生的能量也不能直接用于各项生命活动，上述能量转换过程中的媒介是ATP，其能充当能量转换媒介的原因在于分子结构特点，ATP分子中远离A的高能磷酸键很容易断裂与形成；细胞呼吸将葡萄糖等有机物（或葡萄糖）中的能量释放出来后可被各项生命活动利用。
（3）圆粒豌豆较同时期的皱粒豌豆活性更强，体内积累了更多的有机物，更饱满，所以圆粒豌豆成熟阶段淀粉分支酶数量和活性较同时期的皱粒豌豆内升高。
（4）高温干旱时，光合作用酶活性降低，光合作用强度下降；根吸水减少，为了防止水分因蒸腾作用散失过多，部分气孔关闭，CO2吸收减少，光合作用强度下降；细胞严重失水，光合作用结构（叶绿体）被破坏，光合作用强度下降，产量下降等，所以高温干旱时荚果产量下降。
11.【答案】A
【解析】黄瓜幼苗可以吸收水，增加鲜重；也可以从土壤中吸收矿质元素，合成相关的化合物。也可以利用大气中二氧化碳进行光合作用制造有机物增加细胞干重。植物光合作用将光能转化成了有机物中的化学能，并没有增加黄瓜幼苗的质量，故黄瓜幼苗在光照下增加的质量来自于水、矿质元素、空气。综上所述，BCD不符合题意，A符合题意。故选A。
12.【答案】D
【解析】若横坐标是CO2浓度，较高温度下，呼吸速率高，较低温度下，呼吸速率低，所以甲乙与纵坐标的交点不一样，A错误；若横坐标是温度，则随着温度的升高光合速率与呼吸速率都会表现为先升高后降低的趋势，B错误；若横坐标是光波长，则净光合曲线的变化趋势为先升高后降低，与图中甲乙曲线变化不符，C错误；若横坐标是光照强度，较高浓度的二氧化碳有利于光合作用的进行，因此甲表示较高CO2浓度，乙表示较低CO2浓度，D正确。
13.【答案】A
【解析】测得植物叶片的光合速率是叶片的总光合速率减去叶片的呼吸速率，而分离得到的叶绿体的光合速率，就是总光合速率，A正确；破碎叶绿体，其叶绿素释放出来，被破坏， 导致消耗二氧化碳减少，测得的光合速率与无破碎叶绿体的相比，光合速率偏小，B错误；若该植物较长时间处于遮阴环境，光照不足，光反应减弱，影响碳反应速率，蔗糖合成一直较少， C错误；若该植物处于开花期，人为摘除花朵，叶片光合作用产生的蔗糖不能运到花瓣，在叶片积累，光合速率下降，叶片内蔗糖浓度与光合速率的关系与图中B-C段对应的关系相似，D错误。
14.【答案】D
【解析】已知寡霉素抑制光合作用和细胞呼吸中ATP合成酶的活性。寡霉素在细胞呼吸过程中抑制线粒体内膜上［H］的传递，A错误；ATP产生于光合作用中的光反应，寡霉素在光合作用过程中的作用部位是叶绿体中的类囊体薄膜，B错误；对比分析（W＋H2O）与（T＋H2O）的实验结果可知，转Z基因提高光合作用的效率，对比分析（W＋寡霉素）与（T＋寡霉素）的实验结果可知，转Z基因可以减缓增加寡霉素对光合速率的抑制作用，C错误；对比分析（W＋H2O）、（W＋寡霉素）与（W＋NaHSO3）的实验结果可知，喷施NaHSO3能够促进光合作用，且减缓干旱胁迫引起的光合速率的下降，D正确。
15.【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，促进根系的呼吸作用 (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 (4). 作物A光饱和点高且长得高，可以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
【解析】（1）中耕松土过程中去除了杂草，减少了杂草和农作物之间的竞争；疏松土壤可以增加土壤的含氧量，有利于根细胞的有氧呼吸，促进矿质元素的吸收，从而达到增产的目的。
（2）农田施肥时，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。
（3）分析表中数据可知，作物A、D的株高较高，B、C的株高较低，作物A、B的光饱和点较高，适宜在较强光照下生长，C、D的光饱和点较低，适宜在弱光下生长，综合上述特点，应选取作物A和C进行间作，作物A可利用上层光照进行光合作用，作物C能利用下层的弱光进行光合作用，从而提高光能利用率。
16.【答案】（1）模块1和模块2 五碳化合物（或：C5） （2）减少 模块3为模块2提供的ADP、Pi和NADP+不足 （3） 高于 人工光合作用系统没有呼吸作用消耗糖类(或：植物呼吸作用消耗糖类) （4）叶片气孔开放程度降低，CO2的吸收量减少
【解析】
（1）叶绿体中光反应阶段是将光能转化成电能，再转化成ATP中活跃的化学能，题图中模块1将光能转化为电能，模块2将电能转化为活跃的化学能，两个模块加起来相当于叶绿体中光反应的功能。在模块3中，CO2和甲反应生成乙的过程相当于暗反应中CO2的固定，因此甲为五碳化合物（或C5）。
（2）据分析可知乙为C3，气泵突然停转，大气中CO2无法进入模块3，相当于暗反应中CO2浓度降低，短时间内CO2浓度降低，C3的合成减少，而C3仍在正常还原，因此C3的量会减少。若气泵停转时间较长，模块3中CO2的量严重不足，导致暗反应的产物ADP、Pi和NADP+不足，无法正常供给光反应的需要，因此模块2中的能量转换效率也会发生改变。
（3）糖类的积累量=产生量-消耗量，在植物中光合作用产生糖类，呼吸作用消耗糖类，而在人工光合作用系统中没有呼吸作用进行消耗，因此在与植物光合作用固定的CO2量相等的情况下，该系统糖类的积累量要高于植物。
（4）在干旱条件下，植物为了保住水分会将叶片气孔开放程度降低，导致二氧化碳的吸收量减少，因此光合作用速率降低。
17.【答案】（1）甲 （2）甲　　光照强度降低导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙大，种植密度过大，植株接受的光照强度减弱，导致甲植物净光合速率下降幅度比乙大
（3）乙 （4）CO2
【解析】（1）由图分析可知，当光照强度大于a时，相同光照强度下，甲植物的净光合速率大于乙，有机物的积累较多，对光能的利用率较高。
（2）甲、乙两