影響光合作用的因素及光合作用原理的應(yīng)用

關(guān)于影響光合作用的因素及光合作用原理的應(yīng)用考點一光合作用原理的應(yīng)用

【基礎(chǔ)知識整合】1．光合作用強度：是指植物在

內(nèi)通過光合作用制造糖類的數(shù)量。2．增加光合作用強度的措施：控制

和溫度，適當(dāng)增加作物環(huán)境中

等。3．影響光合作用強度的外界因素有：空氣中

、土壤中

、

、

以及

等。單位時間光照強度CO2濃度CO2濃度水分的多少光照的長短與強弱光的成分溫度的高低第2頁,共36頁，2024年2月25日，星期天【知識拓展】1．探究光照強度對光合作用強度的影響及相關(guān)分析(1)實驗流程打出小圓形葉片(30片)：用打孔器在生長旺盛的綠葉上打出(直徑＝1cm)↓抽出葉片內(nèi)氣體：用注射器(內(nèi)有清水、小圓形葉片)抽出葉片內(nèi)氣體(O2等)↓

小圓形葉片沉水底：將內(nèi)部氣體逸出的小圓形葉片放入黑暗處盛有清水的燒杯中，小圓形葉片全部沉到水底

↓對照實驗及結(jié)果：第3頁,共36頁，2024年2月25日，星期天項目燒杯小圓形葉片加富含CO2的清水光照強度葉片浮起數(shù)量甲10片20mL強多乙10片20mL中中丙10片20mL弱少(2)實驗結(jié)論：在一定范圍內(nèi)，隨著光照強度不斷增強，光合作用強度也不斷增強(小圓形葉片中產(chǎn)生的O2多，浮起的多)。第4頁,共36頁，2024年2月25日，星期天(3)光照強度與光合作用速率的關(guān)系曲線分析應(yīng)用①曲線分析(如右圖)A點光照強度為0，此時只進行細胞呼吸，釋放的CO2量可表示此時細胞呼吸的強度。AB段：隨光照強度增強，光合作用強度也逐漸增強，CO2釋放量逐漸減少，這是因為細胞呼吸釋放的CO2有一部分用于光合作用，此時細胞呼吸強度大于光合作用強度。B點：細胞呼吸釋放的CO2全部用于光合作用，即光合作用強度等于細胞呼吸強度(光照強度只有在B點以上時，植物才能正常生長)，B點所示光照強度稱為光補償點。BC段：表明隨著光照強度不斷增強，光合作用強度不斷增強，到C點以上不再增強了，C點所示光照強度稱為光飽和點。第5頁,共36頁，2024年2月25日，星期天②應(yīng)用：陰生植物的B點前移，C點較低，如圖中虛線所示，間作套種農(nóng)作物的種類搭配，林帶樹種的配置，可合理利用光能；適當(dāng)提高光照強度可增加大棚作物產(chǎn)量。2．CO2濃度對光合作用強度的影響(1)曲線分析(如下圖)：圖1和圖2都表示在一定范圍內(nèi)，光合作用速率隨CO2濃度的增加而增大，但當(dāng)CO2濃度增加到一定范圍后，光合作用速率不再增加。第6頁,共36頁，2024年2月25日，星期天圖1中A點表示光合作用速率等于細胞呼吸速率時的CO2濃度，即CO2補償點；圖2中的A′點表示進行光合作用所需CO2的最低濃度。圖1和圖2中的B和B′點都表示CO2飽和點。(2)應(yīng)用：在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上可以通過“正其行，通其風(fēng)”、增施農(nóng)家肥等增大CO2濃度，提高光能利用率。第7頁,共36頁，2024年2月25日，星期天3.溫度對光合作用速率的影響(1)曲線分析(如右圖)：溫度主要是通過影響與光合作用有關(guān)酶的活性而影響光合作用速率。(2)應(yīng)用：冬天，溫室栽培可適當(dāng)提高溫度，也可適當(dāng)降低溫度。白天調(diào)到光合作用最適溫度，以提高光合作用；晚上適當(dāng)降低溫室溫度，以降低細胞呼吸，保證植物有機物的積累。第8頁,共36頁，2024年2月25日，星期天4.必需元素供應(yīng)對光合速率的影響(1)曲線分析(如右圖)：在一定濃度范圍內(nèi)，增大必需元素的供應(yīng)，可提高光合作用速率，但當(dāng)超過一定濃度后，會因土壤溶液濃度過高而導(dǎo)致植物滲透失水而萎蔫，從而使光合速率下降。(2)應(yīng)用：根據(jù)作物的需肥規(guī)律，適時、適量地增施肥料，可提高農(nóng)作物產(chǎn)量。第9頁,共36頁，2024年2月25日，星期天5.水分的供應(yīng)對光合作用速率的影響(1)影響：水是光合作用的原料，缺水既可直接影響光合作用，又會導(dǎo)致葉片氣孔關(guān)閉，限制CO2進入葉片，從而間接影響光合作用。(2)應(yīng)用：根據(jù)作物的需水規(guī)律合理灌溉。第10頁,共36頁，2024年2月25日，星期天【典例精析】【例1】為探究影響光合作用強度的因素，將同一品種玉米苗置于25℃條件下培養(yǎng)，實驗結(jié)果如圖所示。請回答：第11頁,共36頁，2024年2月25日，星期天(1)與D點相比，B點條件下限制玉米CO2吸收量的因素是

，C點條件下限制玉米CO2吸收量的主要因素是

。(2)實驗結(jié)果表明，在

的條件下施肥效果明顯，除本實驗所涉及的因素外，從增加光合面積的角度考慮，采取

措施能提高玉米的光能利用率。光照強度水分土壤含水量在40%～60%合理密植第12頁,共36頁，2024年2月25日，星期天【考查類型】本題主要考查環(huán)境因素對光合作用強度的影響及應(yīng)用?！窘馕觥客ㄟ^圖解可以看出光合作用的影響因素有光照強度、含水量、礦質(zhì)元素等，B點與D點比較是光照強度，C點與D點比較是含水量影響，通過圖解可看出施肥影響明顯是在含水量大于40%的條件下，增加光能利用率一般是合理密植。【方法歸納】限制因子的確定是學(xué)生學(xué)習(xí)中的難點，關(guān)鍵要通過比較弄清引起效率低或高的原因，這樣才能正確找出限制因子。第13頁,共36頁，2024年2月25日，星期天課時練習(xí)二十一、選擇題(每小題只有一個正確選項)1．如果將一株綠色植物栽培在含H218O的完全培養(yǎng)液中，給予充足的光照，經(jīng)過較長時間后，18O可能存在于下列哪一組物質(zhì)中()①周圍空氣的氧氣中②暗反應(yīng)過程中產(chǎn)生的葡萄糖中③周圍空氣中的水分子中A．只有①是正確的B．只有①③是正確的C．除③之外都正確D．①②③都正確D第14頁,共36頁，2024年2月25日，星期天2．在正常情況下進行光合作用的某植物，突然改變某條件后即發(fā)現(xiàn)其葉肉細胞內(nèi)的五碳化合物突然上升，你認為上述情況中，所改變的條件是()A．停止光照B．停止光照并升高二氧化碳的濃度C．升高二氧化碳的濃度D．降低二氧化碳的濃度【解析】降低CO2濃度后，暗反應(yīng)減弱，CO2的固定減弱，C3還原仍正常進行，C5不斷積累，含量上升。D第15頁,共36頁，2024年2月25日，星期天3．如圖甲表示隨著光照強度的改變(其他條件不變)，水稻對CO2的吸收量的變化；乙圖表示葉肉細胞中的某種生理過程。下列各項敘述不正確的是()A．突然中斷CO2的供應(yīng)，則葉綠體首先積累起來的物質(zhì)是fB．A點時，反應(yīng)ADP＋Pi→ATP需要的酶只存在于細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體C．光照在CD之間時，反應(yīng)ATP→ADP＋Pi只發(fā)生在細胞的葉綠體基質(zhì)D．光照在CD之間時，d的移動速度加快C第16頁,共36頁，2024年2月25日，星期天【解析】細胞在進行光合作用的同時還進行其他生命活動，故光照在CD之間時，反應(yīng)ATP→ADP＋Pi并非只發(fā)生在細胞的葉綠體基質(zhì)，C不正確。第17頁,共36頁，2024年2月25日，星期天4．植物的生理活動受各種因素影響，右圖為科學(xué)家研究的在20℃時某C3植物光合作用強度與光照強度的關(guān)系曲線圖，下列有關(guān)敘述不正確的是()A．若適當(dāng)提高溫度，則b點右移，cd段位置上移B．a(chǎn)點時葉肉細胞中產(chǎn)生ATP的細胞器只有線粒體C．其他條件適宜，當(dāng)植物少量缺Mg時，b點將右移D．若橫坐標(biāo)為CO2濃度，曲線表示陰生植物，則b點左移A第18頁,共36頁，2024年2月25日，星期天【解析】與呼吸作用相比，光合作用的最適溫度偏低，當(dāng)溫度超過光合作用最適溫度以后，隨著溫度的升高，光合作用強度降低，而呼吸作用強度卻繼續(xù)升高，故凈光合作用下降，則圖中cd段位置可能下移。圖中b點表示光合作用和呼吸作用相等，提高溫度，呼吸作用增強，要達到光合作用和呼吸作用強度相等，b點應(yīng)右移。第19頁,共36頁，2024年2月25日，星期天5．取某種植物生長狀態(tài)一致的新鮮葉片，用打孔器打出若干圓片，圓片平均分成甲、乙、丙三組，每組各置于一個密閉裝置內(nèi)，并分別給予a、b、c三種不同強度的光照，其他條件一致。光照相同時間后，測得各裝置內(nèi)氧氣的增加量如圖所示，下列敘述錯誤的是()A．裝置內(nèi)增加的氧氣來自于水B．光照強度為a時，光合作用停止C．丙組裝置內(nèi)的CO2含量照光后比照光前低D．該圖反映了光合作用強度與光照強度的關(guān)系B【解析】光照強度為a時，氧氣增加量為零并不能說明光合作用停止，有可能在進行暗反應(yīng)。第20頁,共36頁，2024年2月25日，星期天6．下圖表示夏季晴朗白天植物光合速率的變化，下列分析中，不正確的是()A．如果A、B兩曲線表示不同CO2濃度下同一植物兩個生理狀況相同的葉片的光合速率，那么曲線A表示較高濃度CO2環(huán)境下的光合速率。B．如果兩曲線表示相同CO2濃度條件下同一植物兩個生理狀況相同的葉片的光合速率，那么曲線A表示較強光照下的光合速率C．產(chǎn)生c點的主要原因是中午氣溫過高，抑制了酶的活性D．影響ab段和de段變化的主要限制因子都是光照強度C【解析】產(chǎn)生C點的主要原因是中午氣溫過高，導(dǎo)致葉片氣孔關(guān)閉，無法獲得充足的CO2。第21頁,共36頁，2024年2月25日，星期天7．某同學(xué)想探究二氧化碳濃度與光合速率的關(guān)系。他取A、B、C、D四株都有5片葉的小白菜，用直徑1cm的打孔器打取小葉圓片各10片，并設(shè)法抽去氣體使之下沉，置于光下。取100mL三角瓶4個，編號1～4，按下表操作(光照、溫度相同且適宜)并記錄結(jié)果。下列評價或修正不合理的是()編號

實驗處理

30min內(nèi)上浮葉圓片數(shù)(片)

葉圓片來源

葉圓片數(shù)(片)

自來水(mL)

NaHCO3(g)

1

A

10

40

0

2

2

B

10

40

1

6

3

C

10

40

3

4

4

D

10

405

5

B第22頁,共36頁，2024年2月25日，星期天A．自變量二氧化碳濃度的控制不嚴格 B．只要控制光照、溫度相同即可C．實驗材料本身存在的差異會影響實驗結(jié)果D．制備的葉圓片在投入三角瓶之前應(yīng)放于黑暗處【解析】根據(jù)表中數(shù)據(jù)，該實驗的自變量為CO2濃度，其他因素都是無關(guān)變量，除了光照、溫度外，還有很多干擾因素，如實驗材料本身的差異、葉圓片內(nèi)的原有氣體等。第23頁,共36頁，2024年2月25日，星期天8．在相同光照和溫度條件下，空氣中CO2含量與植物光合產(chǎn)量(有機物積累量)的關(guān)系如圖所示。理論上某種植物能更有效的利用CO2，使光合產(chǎn)量高于m點的選項是()A．若a點在a2，b點在b2時 B．若a在a1，b在b1時C．若a點在a2，b在b1時 D．若a在a1，b點在b2時D第24頁,共36頁，2024年2月25日，星期天9．在嚴寒的冬天，利用溫室進行蔬菜種植，可以提高經(jīng)濟效益，但需要調(diào)節(jié)好溫室的光照、濕度、氣體和溫度，以提高產(chǎn)品的產(chǎn)量和品質(zhì)，下列措施及方法正確的是()①由于溫室內(nèi)外溫差大，在溫室薄膜上(或玻璃)結(jié)成一層水膜，要及時擦干，以防透光率降低②適當(dāng)?shù)脑黾庸庹?，以補充冬季陽光不足③盡量增加空氣濕度，以降低植物的蒸騰作用④向溫室內(nèi)定期施放二氧化碳氣體，以增加光合作用強度⑤向溫室內(nèi)定期施放氧氣，以降低呼吸作用強度⑥冬季溫室內(nèi)溫度盡量維持恒定A．①②④

B．①②④⑥

C．②③⑤⑥

D．③④⑥A第25頁,共36頁，2024年2月25日，星期天10．(2011福建)下圖是夏季晴朗的白天，玉米和花生凈光合速率(單位時間、單位葉面積吸收CO2的量)的變化曲線，下列敘述錯誤的是()A．在9：30～11：00之間，花生凈光合速率下降的原因是暗反應(yīng)過程減緩B．在11：00～12：30之間，花生的單位葉面積有機物積累量比玉米的多C．在17：00時，玉米和花生的單位葉面積釋放O2速率相同D．在18：30時，玉米既能進行光反應(yīng)，也能進行暗反應(yīng)B第26頁,共36頁，2024年2月25日，星期天【解析】在9：30～11：00之間，花生凈光合速率下降的原因是由于氣孔關(guān)閉，CO2供應(yīng)不足，暗反應(yīng)過程減緩。在11：00～12：30之間，花生凈光合速率小于玉米，故而在該時間內(nèi)花生單位葉面積有機物的積累量比玉米的少。在17：00時，玉米和花生的凈光合速率相等，故兩者在此時刻O2釋放速率相等。在18：30時，玉米凈光合速率為零，即在此時刻玉米光合作用速率等于呼吸作用速率。第27頁,共36頁，2024年2月25日，星期天二、非選擇題11.小麥?zhǔn)俏覈饕霓r(nóng)作物，右圖是生活在一定環(huán)境中的小麥光合作用部分過程圖解，其中A、B、C表示三種化合物，a、b表示兩個生理過程。(1)該過程發(fā)生的場所在葉綠體的

。(2)C物質(zhì)既作為b過程進行時的還原劑，又為b過程提供

。(3)若將植物突然轉(zhuǎn)移到高溫、強光照、干燥的環(huán)境中，葉片氣孔將逐漸關(guān)閉，此時葉肉細胞內(nèi)B物質(zhì)含量的變化是

?；|(zhì)能量下降第28頁,共36頁，2024年2月25日，星期天(4)將該植物的一葉片置于恒溫的密閉小室，調(diào)節(jié)小室的CO2濃度，在適宜的光照條件下測定葉片光合作用的強度(以CO2的吸收速率表示)，測定結(jié)果如下圖：若降低光照強度后重新測定，請在原圖中用虛線表示出最可能的測定結(jié)果。

見下圖第29頁,共36頁，2024年2月25日，星期天【解析】此圖整個過程表示暗反應(yīng)過程，進行的場所為葉綠體基質(zhì)。A為C5化合物，B為C3化合物，C為NADPH，a為CO2的固定，b為C3化合物的還原。NADPH即作為還原劑，又可提供能量。當(dāng)葉子的氣孔關(guān)閉時，葉片吸收的CO2量減少，導(dǎo)致C3化合物生成量減少，ATP、NADPH增多。第30頁,共36頁，2024年2月25日，星期天12.下圖甲為某校生物興趣小組探究光照強度對茉莉花光合作用強度影響的實驗裝置示意圖，圖乙為每小時所測得的結(jié)果。據(jù)圖分析：第31頁,共36頁，2024年2月25日，星期天(1)請寫出控制本實驗自變量的一種方法：

。(2)為了防止無關(guān)變量對實驗結(jié)果的干擾，本實驗還應(yīng)設(shè)置對照實驗，請問對照裝置如何設(shè)置？

。(3)實驗測得，當(dāng)用40W燈泡照射時，紅色液滴沒有發(fā)生移動，這是因為此時

，當(dāng)改用80W燈泡照射時，葉綠體中C5的含量將

。(4)B點以后，限制茉莉花光合速率的主要環(huán)境因素有

。用不同瓦數(shù)燈泡或改變燈與廣口瓶的距離將裝置中的茉莉花換成死花，其他設(shè)置與裝置甲一樣光合速率等于呼吸速率增多溫度、CO2第32頁,共36頁，2024年2月25日，星期天(5)圖甲所示裝置無法測得A點數(shù)據(jù)，除非將其中的NaHCO3溶液換為

溶液，且將裝置放在

環(huán)境中。在A點，產(chǎn)生ATP的結(jié)構(gòu)有

。(6)茉莉花的生長需要澆水，但澆水過多易發(fā)生爛根現(xiàn)象。請說明原因：