一輪復(fù)習(xí)人教版 第3單元　第10課　影響光合作用的因素及應(yīng)用 學(xué)案

1、 第10課影響光合作用的因素及應(yīng)用 學(xué)業(yè)質(zhì)量水平要求1分析影響光合作用因素的曲線模型，理解環(huán)境因素對(duì)光合作用的影響。(科學(xué)思維)2通過(guò)探究環(huán)境因素對(duì)光合作用速率影響的實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和分析的能力。(科學(xué)探究)3應(yīng)用影響光合作用的環(huán)境因素知識(shí)，指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。(社會(huì)責(zé)任)考點(diǎn)一影響光合作用的因素及應(yīng)用1光照強(qiáng)度對(duì)光合作用的影響及應(yīng)用(1)原理：光照強(qiáng)度影響光反應(yīng)階段，制約ATP和NADPH的產(chǎn)生，進(jìn)而制約暗反應(yīng)。(2)曲線分析。曲線上各點(diǎn)的含義。A點(diǎn)光照強(qiáng)度為0，只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，AB段光合作用強(qiáng)度小于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度B點(diǎn)光補(bǔ)償點(diǎn)(光合作用強(qiáng)度與細(xì)胞呼吸強(qiáng)度相等時(shí)的光照強(qiáng)度)BD段光合作用強(qiáng)度大于細(xì)胞

2、呼吸強(qiáng)度C點(diǎn)光飽和點(diǎn)(光照強(qiáng)度達(dá)到C點(diǎn)后，光合作用強(qiáng)度不再隨著光照強(qiáng)度的增大而加強(qiáng))實(shí)線表示陽(yáng)生植物，虛線表示陰生植物。(3)應(yīng)用：陰生植物的光補(bǔ)償點(diǎn)和光飽和點(diǎn)都較陽(yáng)生植物低，間作套種農(nóng)作物、林間帶樹(shù)種的配置和冬季溫室栽培等都可合理利用光能。2CO2濃度對(duì)光合作用的影響及應(yīng)用(1)原理：CO2濃度通過(guò)影響暗反應(yīng)階段，制約C3的生成來(lái)影響光合作用強(qiáng)度。(2)曲線分析。圖甲中A點(diǎn)表示光合作用速率等于細(xì)胞呼吸速率時(shí)的CO2濃度，即CO2補(bǔ)償點(diǎn)，而圖乙中的A點(diǎn)表示進(jìn)行光合作用所需CO2的最低濃度；兩圖中的B點(diǎn)和B點(diǎn)都表示CO2飽和點(diǎn)，兩圖都表示在一定范圍內(nèi)，光合作用速率隨CO2濃度增加而增大。(3)應(yīng)

3、用。大田要“正其行，通其風(fēng)”，多施有機(jī)肥。溫室內(nèi)可通過(guò)放干冰，使用CO2生成器，施用農(nóng)家肥，與豬舍、雞舍連通等方法適當(dāng)提高CO2濃度。3溫度對(duì)光合作用的影響及應(yīng)用(1)原理：溫度通過(guò)影響酶的活性影響光合作用強(qiáng)度。(2)曲線分析。光合作用強(qiáng)度和細(xì)胞呼吸強(qiáng)度都受溫度的影響，但光合作用相關(guān)酶對(duì)溫度反應(yīng)更為敏感。(3)應(yīng)用：溫室栽培植物時(shí)，白天調(diào)到光合作用最適溫度，以提高光合作用強(qiáng)度；晚上適當(dāng)降低溫室內(nèi)溫度，以降低細(xì)胞呼吸強(qiáng)度，保證植物有機(jī)物的積累。4水對(duì)光合作用的影響及應(yīng)用(1)原理。水既是光合作用的原料，又是生物體內(nèi)各種化學(xué)反應(yīng)的介質(zhì)，如植物缺水會(huì)導(dǎo)致萎蔫，使光合速率下降。水分還能影響氣孔的開(kāi)閉，

4、間接影響CO2進(jìn)入植物體內(nèi)。(2)曲線分析。圖1表明在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，可根據(jù)作物的需水規(guī)律，合理灌溉。圖2曲線上E處光合作用強(qiáng)度暫時(shí)降低，是因?yàn)闇囟雀?，氣孔關(guān)閉，影響了CO2的供應(yīng)。(3)應(yīng)用：預(yù)防干旱，合理灌溉。5礦質(zhì)元素對(duì)光合作用的影響及應(yīng)用(1)原理：礦質(zhì)元素是參與光合作用的許多重要化合物的組成成分，礦質(zhì)元素缺乏會(huì)影響光合作用的進(jìn)行。例如，N是酶的組成元素，N、P是ATP、磷脂的組成元素，Mg是葉綠素的組成元素等。(2)曲線分析。在一定濃度范圍內(nèi)，增大必需礦質(zhì)元素的供應(yīng)，可提高光合作用強(qiáng)度；但當(dāng)超過(guò)一定濃度后，會(huì)因土壤溶液的濃度過(guò)高，植物滲透失水而導(dǎo)致植物光合作用強(qiáng)度下降。(3)應(yīng)用：合理施

5、肥、補(bǔ)充土壤中的礦質(zhì)元素。1干旱初期植物光合速率降低主要是因?yàn)楣夥磻?yīng)原料水不足。()2農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的“正其行，通其風(fēng)”，目的是提高CO2濃度來(lái)提高光合作用強(qiáng)度。()3溫度越高，酶活性越高，光合作用強(qiáng)度越大。()4光合作用中的產(chǎn)物和反應(yīng)物中沒(méi)有N、P等元素，因此土壤中的N、P等無(wú)機(jī)鹽的含量對(duì)光合作用無(wú)影響。()5當(dāng)光照強(qiáng)度達(dá)到光飽和點(diǎn)時(shí)，要使光合作用強(qiáng)度升高，可以考慮的措施是提高CO2濃度。()6光照越弱，陰生植物光合作用越強(qiáng)；光照越強(qiáng)，陽(yáng)生植物光合作用越強(qiáng)。()7生長(zhǎng)于較弱光照條件下的植物，當(dāng)提高CO2濃度時(shí)，其光合速率未隨之增加，主要限制因素是光反應(yīng)。()8延長(zhǎng)光照時(shí)間能提高光合作用強(qiáng)度。()

6、【教材細(xì)節(jié)命題】1(必修1 P106“拓展應(yīng)用”T1)北方夏季中午時(shí)，光照強(qiáng)度很強(qiáng)，植物出現(xiàn)“午休”現(xiàn)象的原因是光照強(qiáng)度過(guò)強(qiáng)，溫度升高，導(dǎo)致氣孔關(guān)閉，細(xì)胞CO2供應(yīng)不足，光合作用減弱。2(必修1 P108 “復(fù)習(xí)與提高”T6)哈密瓜盛產(chǎn)于新疆的哈密地區(qū)。在哈密地區(qū)農(nóng)作物生長(zhǎng)季節(jié)里，陽(yáng)光充沛、晝夜溫差大。分析回答：(1)從影響哈密瓜生長(zhǎng)的環(huán)境因素分析，哈密瓜特別甜的原因是白天溫度高，光照強(qiáng)，哈密瓜光合作用強(qiáng)，制造的有機(jī)物較多；夜間溫度低，哈密瓜細(xì)胞呼吸較弱，消耗的有機(jī)物較少，一晝夜積累的有機(jī)物較多。(2)如果你的家鄉(xiāng)想種哈密瓜并使瓜甜，僅從光合作用的角度分析，你認(rèn)為應(yīng)當(dāng)采取的措施有增加光照強(qiáng)度、

7、延長(zhǎng)光照時(shí)間等。3(必修1 P105正文)大棚種植使用有機(jī)肥有利于增產(chǎn)，請(qǐng)從影響光合作用因素的角度分析其原理：有機(jī)肥在被微生物分解的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生無(wú)機(jī)鹽并釋放CO2，增加了土壤中無(wú)機(jī)鹽含量和大棚中的CO2濃度，從而促進(jìn)光合作用。1影響光合作用強(qiáng)度的因素(1)外因：光照強(qiáng)度、溫度、CO2濃度等。影響因素產(chǎn)生的影響影響過(guò)程光照強(qiáng)度影響水光解產(chǎn)生NADPH的過(guò)程，影響ATP的形成主要是光反應(yīng)階段CO2濃度影響C3的合成主要是暗反應(yīng)階段溫度影響光合作用酶的活性主要是暗反應(yīng)階段(2)內(nèi)因：酶的活性和數(shù)量、色素的種類(lèi)和數(shù)量、五碳化合物的含量等。2多因素對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響(1)構(gòu)建數(shù)學(xué)模型。(2)模型解讀。P

8、點(diǎn)之前，限制光合速率的因素應(yīng)為橫坐標(biāo)所表示的因子，依次為光照強(qiáng)度、光照強(qiáng)度和溫度。Q點(diǎn)之后橫坐標(biāo)所表示的因子不再是影響光合速率的主要因素，此時(shí)的主要影響因素依次為溫度、CO2濃度和光照強(qiáng)度。3光合作用曲線中的“關(guān)鍵點(diǎn)”移動(dòng)(1)CO2(或光)補(bǔ)償點(diǎn)和飽和點(diǎn)的移動(dòng)方向：有左移、右移之分，其中CO2(或光)補(bǔ)償點(diǎn)B是曲線與橫軸的交點(diǎn)，CO2(或光)飽和點(diǎn)C則是最大光合速率對(duì)應(yīng)的最低CO2濃度(或光照強(qiáng)度)，位于橫軸上。呼吸速率增加，其他條件不變時(shí)，CO2(或光)補(bǔ)償點(diǎn)B應(yīng)右移，反之左移。呼吸速率基本不變，相關(guān)條件的改變使光合速率下降時(shí)，CO2(或光)補(bǔ)償點(diǎn)B應(yīng)右移，反之左移。若改變某一外界因素(如

9、溫度)，使光合作用與呼吸作用均受影響，則補(bǔ)償點(diǎn)移動(dòng)要視具體情況而定。例如，提高溫度，光合速率的增加值小于呼吸速率增加值，則B點(diǎn)右移，反之左移。若外界因素改變，導(dǎo)致植物最大光合速率減小，達(dá)到最大光合速率所需的CO2濃度(或光照強(qiáng)度)也會(huì)降低，C點(diǎn)左移，反之右移。陰生植物與陽(yáng)生植物相比，CO2(或光)補(bǔ)償點(diǎn)和飽和點(diǎn)都應(yīng)向左移動(dòng)。(2)其他點(diǎn)的移動(dòng)也要分情況。例如，呼吸速率基本不變，相關(guān)條件的改變使光合速率下降時(shí)，曲線上的A點(diǎn)不動(dòng)，D點(diǎn)向左下方移動(dòng)，反之，向右上方移動(dòng)?？枷?| 單因子對(duì)光合作用的影響及應(yīng)用1某突變型水稻葉片的葉綠素含量約為野生型的一半，但固定CO2酶的活性顯著高于野生型。下圖顯示兩

10、者在不同光照強(qiáng)度下的CO2吸收速率。下列敘述錯(cuò)誤的是()A光照強(qiáng)度低于P時(shí)，突變型的光反應(yīng)強(qiáng)度低于野生型B光照強(qiáng)度高于P時(shí)，突變型的暗反應(yīng)強(qiáng)度高于野生型C光照強(qiáng)度低于P時(shí)，限制突變型光合速率的主要環(huán)境因素是光照強(qiáng)度D光照強(qiáng)度高于P時(shí)，限制突變型光合速率的主要環(huán)境因素是CO2濃度D解析：光合作用的光反應(yīng)與暗反應(yīng)相互制約，相互影響。由題圖可知，在P點(diǎn)前野生型光合速率高于突變型，則野生型的光反應(yīng)強(qiáng)度高于突變型，A正確；P點(diǎn)后突變型的光合作用強(qiáng)度高于野生型，則突變型暗反應(yīng)速率高于野生型，B正確；P點(diǎn)并未達(dá)到突變型水稻光合作用的光飽和點(diǎn)，光照強(qiáng)度小于光飽和點(diǎn)時(shí)，限制光合速率的主要環(huán)境因素是光照強(qiáng)度，當(dāng)光

11、照強(qiáng)度大于光飽和點(diǎn)時(shí)，限制光合速率的主要環(huán)境因素是CO2濃度，C正確，D錯(cuò)誤?！疽族e(cuò)提醒】關(guān)于環(huán)境因素影響光合速率的兩點(diǎn)提醒溫度改變對(duì)光合作用的影響當(dāng)溫度改變時(shí)，不管是光反應(yīng)還是暗反應(yīng)都會(huì)受影響，但主要是影響暗反應(yīng)，因?yàn)閰⑴c暗反應(yīng)的酶的種類(lèi)和數(shù)量都比參與光反應(yīng)的多CO2濃度對(duì)光合作用的影響CO2濃度很低時(shí)，光合作用不能進(jìn)行，但CO2濃度過(guò)高時(shí)，會(huì)抑制植物的細(xì)胞呼吸，進(jìn)而影響光合作用2(2020全國(guó)卷)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的一些栽培措施可以影響作物的生理活動(dòng)，促進(jìn)作物的生長(zhǎng)發(fā)育，達(dá)到增加產(chǎn)量等目的?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)中耕是指作物生長(zhǎng)期中，在植株之間去除雜草并進(jìn)行松土的一項(xiàng)栽培措施，該栽培措施對(duì)作物的作用

12、有_(答出2點(diǎn)即可)。(2)農(nóng)田施肥的同時(shí)，往往需要適當(dāng)澆水，此時(shí)澆水的原因是_(答出1點(diǎn)即可)。(3)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)常采用間作(同一生長(zhǎng)期內(nèi)，在同一塊農(nóng)田上間隔種植兩種作物)的方法提高農(nóng)田的光能利用率?，F(xiàn)有4種作物，在正常條件下生長(zhǎng)能達(dá)到的株高和光飽和點(diǎn)(光合速率達(dá)到最大時(shí)所需的光照強(qiáng)度)見(jiàn)下表。從提高光能利用率的角度考慮，最適合進(jìn)行間作的兩種作物是_，選擇這兩種作物的理由是_。作物ABCD株高/cm1706559165光飽和點(diǎn)/(molm2s1)1 2001 180560623解析：(1)除去雜草可以減少雜草和農(nóng)作物之間對(duì)水分、礦質(zhì)元素及光的競(jìng)爭(zhēng)，使能量更多地流向農(nóng)作物；松土可以使土壤中O2含量

13、增多，有利于根細(xì)胞進(jìn)行有氧呼吸，進(jìn)而增強(qiáng)根對(duì)礦質(zhì)元素的吸收等活動(dòng)。(2)肥料中的礦質(zhì)元素只有溶解在水中才能被作物根系吸收，因而農(nóng)田施肥的同時(shí)適當(dāng)澆水，以使肥料中的礦質(zhì)元素溶解在水中；另外，澆水還可以降低土壤溶液的濃度，防止作物因過(guò)度失水而死亡。(3)為了更充分地利用光照資源，間作過(guò)程中要確保高低作物的合理搭配。株高較高的作物獲取的光照充足，應(yīng)選擇光飽和點(diǎn)較高的作物(作物A)；株高較低的作物獲取的光照較少，應(yīng)選擇光飽和點(diǎn)較低的作物(作物C)。答案：(1)減少雜草對(duì)水分、無(wú)機(jī)鹽和光的競(jìng)爭(zhēng)；增加土壤中氧氣含量，促進(jìn)根系的呼吸作用(2)肥料中的無(wú)機(jī)鹽只有溶解在水中才能被作物根系吸收(3)A和C作物A光

14、飽和點(diǎn)高且株高較高，可利用上層較強(qiáng)光照進(jìn)行光合作用；作物C光飽和點(diǎn)低且株高較矮，與作物A間作后，能利用下層的弱光進(jìn)行光合作用考向2| 多因子對(duì)光合作用的影響及應(yīng)用3下圖所示為研究光照強(qiáng)度和CO2濃度對(duì)某植物光合作用強(qiáng)度的影響。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A曲線中a點(diǎn)轉(zhuǎn)向b點(diǎn)時(shí)，光反應(yīng)增強(qiáng)，暗反應(yīng)增強(qiáng)B曲線中b點(diǎn)轉(zhuǎn)向d點(diǎn)時(shí)，葉綠體中C5的含量降低C曲線中c點(diǎn)的限制因素可能是葉綠體中酶的數(shù)量，與光照強(qiáng)度無(wú)關(guān)D在一定范圍內(nèi)增加光照和CO2濃度有利于提高光合作用強(qiáng)度B解析：曲線中a點(diǎn)轉(zhuǎn)向b點(diǎn)時(shí)，光照強(qiáng)度增強(qiáng)，光反應(yīng)產(chǎn)生的NADPH和ATP增加，促進(jìn)暗反應(yīng)還原C3，暗反應(yīng)增強(qiáng)，A正確；曲線中b點(diǎn)轉(zhuǎn)向d點(diǎn)時(shí)，

15、CO2濃度降低，CO2與C5固定生成C3的反應(yīng)減弱，C3消耗減少，而C5還在正常地生成，因此葉綠體中C5的含量升高，B錯(cuò)誤；曲線中c點(diǎn)的限制因素可能是葉綠體中酶的數(shù)量，也可能是溫度等其他條件，與橫坐標(biāo)的影響因素?zé)o關(guān)，C正確；ab段影響光合作用強(qiáng)度的主要因素是光照強(qiáng)度，隨著光照強(qiáng)度的增加，光合作用強(qiáng)度增強(qiáng)，b點(diǎn)與d點(diǎn)相比，隨著CO2濃度的增加，光合作用強(qiáng)度增強(qiáng)，所以在一定范圍內(nèi)增加光照和CO2濃度，有利于提高光合作用強(qiáng)度，D正確。4(2021河北唐山一模)圖甲是玉米及其他兩種農(nóng)作物的光照強(qiáng)度和光合速率關(guān)系圖，圖乙表示某日光溫室大棚蔬菜在不同溫度和光照強(qiáng)度下光合作用強(qiáng)度變化趨勢(shì)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(

16、1)圖甲中，_植物適宜與玉米間作，理由是_。(2)分析圖乙中的兩條曲線，溫度為25 、光照強(qiáng)度小于2 klx，采取_措施有助于提高作物的產(chǎn)量，判斷依據(jù)是_。(3)由圖乙可知，若某一天溫度為25 ，光照強(qiáng)度大于1 klx小于2 klx，光照時(shí)間為12小時(shí)，則一晝夜后該蔬菜的干重將_(填“增加”“減少”或“不變”)。解析：(1)據(jù)圖分析，圖甲中植物的光補(bǔ)償點(diǎn)和光飽和點(diǎn)都明顯低于玉米，在低光照強(qiáng)度下就可以達(dá)到最大光合速率，因此其與玉米間作能充分利用光能。(2)圖乙中，當(dāng)溫度為25 、光照強(qiáng)度小于2 klx時(shí)，其凈光合作用強(qiáng)度低于15 時(shí)的凈光合作用強(qiáng)度，因此可以采取適當(dāng)降低溫度的措施來(lái)提高作物的產(chǎn)量

17、。(3)若某一天溫度為25 ，光照強(qiáng)度大于1 klx小于2 klx，光照時(shí)間為12小時(shí)，則這12小時(shí)凈光合量在(022.4)12之間，而12小時(shí)黑暗條件下細(xì)胞呼吸消耗量為1222.4，一晝夜有機(jī)物的積累量12小時(shí)凈光合量12小時(shí)呼吸消耗量0，所以一晝夜后該蔬菜的干重將減少。答案：(1)植物的光補(bǔ)償點(diǎn)和光飽和點(diǎn)都明顯低于玉米(或植物在低光照強(qiáng)度下就可以達(dá)到最大光合速率)，與玉米間作能充分利用光能(2)適當(dāng)降低溫度光照強(qiáng)度小于2 klx時(shí)，25 時(shí)的凈光合作用強(qiáng)度低于15 時(shí)的凈光合作用強(qiáng)度(3)減少【技巧總結(jié)】多因素對(duì)光合作用影響的曲線分析方法解答受多因素影響的光合作用曲線題時(shí)，找出曲線的限制因

18、素是關(guān)鍵。具體方法是對(duì)縱坐標(biāo)或橫坐標(biāo)畫(huà)垂線或者只看某一條曲線的變化，將多因素轉(zhuǎn)變?yōu)閱我灰蛩?，從而確定限制因素。當(dāng)曲線上標(biāo)有條件時(shí)，說(shuō)明因變量受橫坐標(biāo)和曲線上條件的共同影響。若題干中描述了曲線的獲得前提，例如是在最適溫度下測(cè)得的，則應(yīng)該考慮溫度以外的影響因素?？键c(diǎn)二(探究實(shí)踐)探究光照強(qiáng)度對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響1實(shí)驗(yàn)原理葉片含有空氣，上浮eq o(,sup10(抽氣)葉片下沉eq o(,sup10(光合作用),sdo10(產(chǎn)生O2)充滿細(xì)胞間隙，葉片上浮。2實(shí)驗(yàn)步驟(1)取材：取生長(zhǎng)旺盛的綠葉，用直徑為0.6 cm的打孔器打出圓形小葉片30片(避開(kāi)大的葉脈)。(2)排氣：將圓形小葉片置于注射器內(nèi)。

19、注射器內(nèi)吸入清水，待排出注射器內(nèi)殘留的空氣后，用手指堵住注射器前端的小孔并緩慢地拉動(dòng)活塞，使圓形小葉片內(nèi)的氣體逸出。這一步驟可能需要重復(fù)23次。處理過(guò)的小葉片因?yàn)榧?xì)胞間隙充滿了水，所以全部沉到水底。(3)沉水：將處理過(guò)的圓形小葉片，放入黑暗處盛有清水的燒杯中待用。(4)分組：取3只小燒杯，分別倒入富含CO2的清水(可以事先通過(guò)吹氣的方法補(bǔ)充CO2，也可以用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%2%的NaHCO3溶液來(lái)提供CO2)。(5)光照：向3只小燒杯中各放入10片圓形小葉片，然后分別置于強(qiáng)、中、弱三種光照下。實(shí)驗(yàn)中，可用5 W的LED燈作為光源，利用小燒杯與光源的距離來(lái)調(diào)節(jié)光照強(qiáng)度。(6)觀察并記錄：同一時(shí)間段內(nèi)

20、各實(shí)驗(yàn)裝置中圓形小葉片浮起的數(shù)量。1制備圓形小葉片，用打孔器打孔時(shí)，不必避開(kāi)大的葉脈。()2在探究光照強(qiáng)度對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響實(shí)驗(yàn)中，光照越強(qiáng)，相同時(shí)間內(nèi)葉片浮起的數(shù)量越多。()3在探究光照強(qiáng)度對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響實(shí)驗(yàn)中，使用的圓形小葉片應(yīng)先排出里面的氣體。()4在探究光照強(qiáng)度對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響實(shí)驗(yàn)中，能直接測(cè)定出其真光合作用速率。()5在探究光照強(qiáng)度對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響實(shí)驗(yàn)中，往水中吹氣是為了增加水中的溶解氧。()6將排氣后的小葉片放入黑暗處盛有清水的燒杯中待用。()1實(shí)驗(yàn)裝置分析(1)自變量的設(shè)置：光照強(qiáng)度是自變量，通過(guò)調(diào)整臺(tái)燈與燒杯之間的距離來(lái)調(diào)節(jié)光照強(qiáng)度的大小。(2)中間盛水的玻璃柱

21、的作用：吸收燈光的熱量，避免光照對(duì)燒杯內(nèi)水溫產(chǎn)生影響。(3)因變量是光合作用強(qiáng)度，可通過(guò)觀測(cè)單位時(shí)間內(nèi)被抽去空氣的圓形小葉片上浮的數(shù)量或者是浮起相同數(shù)量的葉片所用的時(shí)間長(zhǎng)短來(lái)衡量光合作用的強(qiáng)弱。2實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析(1)在黑暗情況下，植物葉片只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，吸收氧氣，產(chǎn)生的二氧化碳較易溶于水，所以葉片沉在水底。細(xì)胞生理狀態(tài)如下圖：(2)在弱光下，此時(shí)的光合作用小于或等于細(xì)胞呼吸，葉片中仍然沒(méi)有足夠的氧氣，葉片仍然沉在水底。細(xì)胞生理狀態(tài)如下圖：(3)在中、強(qiáng)光下，光合作用大于細(xì)胞呼吸，葉片中會(huì)有足夠的氧氣產(chǎn)生，從而充滿了細(xì)胞間隙并釋放到外界一部分，使葉片浮起來(lái)。細(xì)胞生理狀態(tài)如下圖：3圓形小葉片上浮實(shí)驗(yàn)

22、中的三點(diǎn)注意(1)葉片上浮的原因是光合作用產(chǎn)生的O2量大于有氧呼吸消耗的O2量，不能片面認(rèn)為只是光合作用產(chǎn)生了O2。(2)打孔時(shí)要避開(kāi)大的葉脈，因?yàn)槿~脈中沒(méi)有葉綠體，而且會(huì)延長(zhǎng)圓形小葉片上浮的時(shí)間，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。(3)為確保溶液中CO2含量充足，圓形小葉片可以放入NaHCO3溶液中?？枷?| 光合作用相關(guān)的探究實(shí)驗(yàn)1在如下圖所示的玻璃容器中，注入一定濃度的NaHCO3溶液并投入少量的新鮮綠葉碎片。密閉后，設(shè)法減小液面上方的氣體壓強(qiáng)，會(huì)看到葉片沉入水中。然后再用光照射容器，又會(huì)發(fā)現(xiàn)葉片重新浮出液面。以下分析正確的是()A改變溫度，不影響葉片開(kāi)始上浮所需的時(shí)間B改變光照強(qiáng)度，不影響葉片開(kāi)始

23、上浮所需的時(shí)間C改變NaHCO3溶液的濃度，不影響葉片開(kāi)始上浮所需的時(shí)間D若將裝置置于黑暗中，上浮的葉片又會(huì)下沉D解析：改變溫度和改變光照強(qiáng)度，都會(huì)改變光合作用強(qiáng)度，進(jìn)而影響葉片開(kāi)始上浮所需的時(shí)間，A、B錯(cuò)誤；改變NaHCO3溶液的濃度，即改變二氧化碳的濃度，會(huì)影響光合作用強(qiáng)度，進(jìn)而影響葉片開(kāi)始上浮所需的時(shí)間，C錯(cuò)誤；若將裝置置于黑暗中，葉片只能進(jìn)行呼吸作用消耗葉肉細(xì)胞間隙中的氧氣，會(huì)導(dǎo)致上浮的葉片又下沉，D正確。2下圖甲表示在一定條件下測(cè)得的某植物體光照強(qiáng)度與光合速率的關(guān)系；圖乙是某同學(xué)“探究影響植物光合速率的因素”的實(shí)驗(yàn)裝置；圖丙是某興趣小組將植物栽培在密閉玻璃溫室中，用紅外線測(cè)量?jī)x測(cè)得室

24、內(nèi)的CO2濃度與時(shí)間關(guān)系的曲線。請(qǐng)分析回答： (1)圖甲中的a點(diǎn)表示_，影響a點(diǎn)上下移動(dòng)的外界因素主要是_，所以用大棚種植蔬菜時(shí)，可采用_的方法來(lái)提高細(xì)胞中有機(jī)物的積累量；d點(diǎn)后限制大棚蔬菜光合作用的環(huán)境因素主要是_，因此大棚種植可采取的措施是_。(2)圖甲中的c點(diǎn)時(shí)，葉肉細(xì)胞中產(chǎn)生ATP的場(chǎng)所有_；此時(shí)，葉肉細(xì)胞光合作用產(chǎn)生的有機(jī)物_(填“大于”“等于”或“小于”)呼吸作用消耗的有機(jī)物。(3)圖乙裝置實(shí)驗(yàn)中每隔15 min加大一次廣口瓶與燈之間的距離，隨著時(shí)間與距離的增加，氣泡產(chǎn)生速率下降，產(chǎn)生這一結(jié)果的原因是_和_，導(dǎo)致光合速率下降，O2釋放量減少，氣泡產(chǎn)生速率下降。(4)由圖丙可推知，2

25、4小時(shí)內(nèi)密閉玻璃溫室中氧氣濃度最大的是_(填時(shí)間)時(shí)，該植物24小時(shí)有機(jī)物會(huì)_(填“增加”“減少”或“不變”)。解析：(1)圖甲中a點(diǎn)代表植物的呼吸速率，影響呼吸作用強(qiáng)度的主要外界因素是溫度，同時(shí)溫度也影響植物的光合作用強(qiáng)度，所以用大棚種植蔬菜時(shí)，可采用白天升高溫度而增強(qiáng)光合作用強(qiáng)度，夜間適當(dāng)降低溫度而降低呼吸作用強(qiáng)度，來(lái)提高細(xì)胞中有機(jī)物的積累量。d點(diǎn)后限制大棚蔬菜光合作用的環(huán)境因素不再是光照強(qiáng)度，而是CO2濃度，因此為了使大棚種植增加產(chǎn)量，可增施農(nóng)家肥，農(nóng)家肥被土壤微生物分解后可以釋放出更多CO2，增加CO2濃度。(2)c點(diǎn)時(shí)，植物同時(shí)進(jìn)行光合作用和呼吸作用，葉肉細(xì)胞中產(chǎn)生ATP的場(chǎng)所有葉綠

26、體(進(jìn)行光合作用)、線粒體和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)(進(jìn)行呼吸作用)；此時(shí)，植物體的總光合作用強(qiáng)度等于總呼吸作用強(qiáng)度，但是植物體內(nèi)許多細(xì)胞只進(jìn)行呼吸作用，所以葉肉細(xì)胞光合作用產(chǎn)生的有機(jī)物大于呼吸作用消耗的有機(jī)物。(3)圖乙實(shí)驗(yàn)中，隨廣口瓶與燈之間的距離增加，光照強(qiáng)度減弱；隨著時(shí)間的進(jìn)行，植物進(jìn)行光合作用消耗CO2，使瓶中CO2濃度降低，二者均可導(dǎo)致光合作用速率下降，O2釋放量減少，氣泡產(chǎn)生速率下降。(4)圖丙密閉玻璃溫室中，18時(shí)CO2濃度最低，此時(shí)O2濃度最大；24小時(shí)中CO2濃度升高，所以有機(jī)物減少。答案：(1)呼吸速率溫度加大晝夜溫差CO2濃度增施農(nóng)家肥(2)葉綠體、線粒體、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)大于(3)光照強(qiáng)

27、度減弱CO2濃度降低(4)18減少考向2| 實(shí)驗(yàn)的拓展延伸3(2020浙江1月選考)某同學(xué)進(jìn)行“探究環(huán)境因素對(duì)光合作用的影響”的活動(dòng)，以黑藻、NaHCO3溶液、精密pH試紙、100 W聚光燈、大燒杯和不同顏色的玻璃紙等為材料用具?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)選用無(wú)色、綠色、紅色和藍(lán)色的4種玻璃紙分別罩住聚光燈，用于探究_。在相同時(shí)間內(nèi)，用_玻璃紙罩住的實(shí)驗(yàn)組O2釋放量最少。光合色素主要吸收_光，吸收的光能在葉綠體內(nèi)將H2O分解為_(kāi)。(2)用精密試紙檢測(cè)溶液pH來(lái)估算光合速率變化，其理由是_，引起溶液pH的改變。(3)若將燒杯口密封，持續(xù)一段時(shí)間，直至溶液pH保持穩(wěn)定，此時(shí)RuBP(C5)和三碳化合物(

28、C3)的含量與密封前相比分別為_(kāi)、_。(4)若將黑藻從適宜溫度移到高溫的溶液環(huán)境，一段時(shí)間后，其光合作用的強(qiáng)度和呼吸作用的強(qiáng)度分別將_、_，其主要原因是_。解析：(1)不同顏色的玻璃紙能改變(光質(zhì))光的波長(zhǎng)，因此能夠用于探究光波長(zhǎng)對(duì)光合作用的影響，其中光合色素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，對(duì)綠光吸收量最少，綠光時(shí)植物釋放的O2最少，吸收的光能在葉綠體中把水分解為H、e和O2。(2)NaHCO3溶液能夠提供二氧化碳，其含量的改變能夠引起溶液pH的改變，因此黑藻能夠?qū)⑷芤褐械亩趸嫁D(zhuǎn)化為有機(jī)物進(jìn)而引起溶液pH的改變。(3)密封一段時(shí)間后直至pH不發(fā)生改變，說(shuō)明光合作用已經(jīng)停止，不再有外界補(bǔ)充，因此RuB

29、P(C5)和三碳酸(C3)含量比密封前下降。(4)將環(huán)境溫度提高，呼吸作用與光合作用的強(qiáng)度都將下降，因?yàn)楦邷貙?dǎo)致酶的結(jié)構(gòu)改變，引起活性降低。答案：(1)光波長(zhǎng)對(duì)光合作用的影響綠色紅光和藍(lán)紫H、e和O2(2)黑藻將溶液中的CO2轉(zhuǎn)化為有機(jī)物(3)下降下降(4)減弱減弱高溫導(dǎo)致酶的結(jié)構(gòu)改變，活性下降4某生物興趣小組的同學(xué)在20 和相同的光照強(qiáng)度條件下，以菠菜葉為實(shí)驗(yàn)材料，用不同濃度的NaHCO3溶液控制CO2濃度，進(jìn)行了“探究CO2濃度對(duì)光合作用的影響”實(shí)驗(yàn)，獲得如圖所示的實(shí)驗(yàn)結(jié)果(葉圓片大小相同，實(shí)驗(yàn)前葉圓片細(xì)胞間隙中的氣體已抽出；NaHCO3溶液濃度變化對(duì)溶液pH的影響忽略不計(jì))。請(qǐng)回答下列問(wèn)

30、題：(1)該小組同學(xué)在進(jìn)行上述正式實(shí)驗(yàn)前，先將NaHCO3溶液濃度梯度設(shè)置為0、1%、2z%、3%、4%，每組放入20片葉圓片，其他條件均與上述正式實(shí)驗(yàn)相同，2 min時(shí)得到的結(jié)果如下表。NaHCO3溶液濃度01%2%3%4%上浮葉圓片數(shù)量/片011430該實(shí)驗(yàn)是預(yù)實(shí)驗(yàn)，其目的是_。4 min后，除蒸餾水組葉圓片未見(jiàn)上浮外，其他組葉圓片均有上浮。NaHCO3溶液在常溫下能分解產(chǎn)生CO2，有人認(rèn)為葉圓片上浮是由CO2氣泡附著引起的。為此實(shí)驗(yàn)小組另設(shè)計(jì)了一個(gè)對(duì)照實(shí)驗(yàn)，最好選擇上表中濃度為_(kāi)的NaHCO3溶液進(jìn)行對(duì)照，將20片葉圓片放到溶液中后進(jìn)行遮光處理；若結(jié)果為_(kāi)，則說(shuō)明4%的NaHCO3溶液產(chǎn)

31、生的CO2不足以引起葉圓片的上浮。(2)由曲線圖可以看出，20 條件下，NaHCO3溶液濃度為_(kāi)時(shí)最有利于葉圓片進(jìn)行光合作用，在此濃度下若適當(dāng)增加光照強(qiáng)度，則4 min時(shí)上浮的葉圓片數(shù)量可能會(huì)_。當(dāng)NaHCO3溶液濃度大于1%時(shí)，上浮的葉圓片數(shù)量減少，其原因可能是_。(3)在進(jìn)行正式實(shí)驗(yàn)時(shí)，若要使得到的曲線更光滑，變化趨勢(shì)更細(xì)致，則應(yīng)進(jìn)行的操作是_。解析：(1)預(yù)實(shí)驗(yàn)為正式實(shí)驗(yàn)摸索條件，檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性和可行性，并確定正式實(shí)驗(yàn)時(shí)NaHCO3溶液濃度的大致范圍。根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知，當(dāng)NaHCO3溶液為4%時(shí)，上浮葉圓片數(shù)量為0，因此選擇濃度為4%的NaHCO3溶液進(jìn)行對(duì)照；遮光處理，植物不進(jìn)行光合

32、作用，不產(chǎn)生氧氣。若4 min后未見(jiàn)葉圓片上浮，則說(shuō)明4%的NaHCO3溶液產(chǎn)生的CO2不足以引起葉圓片上浮。(2)根據(jù)曲線可知，20 條件下，當(dāng)NaHCO3溶液濃度為1%時(shí)，上浮葉圓片數(shù)量最多，最有利于葉圓片進(jìn)行光合作用。在此濃度下若適當(dāng)增加光照強(qiáng)度，光合作用增強(qiáng)，則4 min時(shí)上浮的葉圓片數(shù)量可能會(huì)增加。當(dāng)NaHCO3溶液濃度大于1%時(shí)，隨著NaHCO3溶液濃度升高，部分葉圓片細(xì)胞滲透失水過(guò)多，光合速率隨之下降，因此上浮的葉圓片數(shù)量減少。(3)當(dāng)把NaHCO3溶液濃度梯度縮小，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，可以使得到的曲線更光滑，變化趨勢(shì)更細(xì)致。答案：(1)檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性和可行性，并確定正式實(shí)驗(yàn)時(shí)NaHCO

33、3溶液濃度的大致范圍4%4 min后未見(jiàn)葉圓片上浮(2)1%增加隨著NaHCO3溶液濃度升高，部分葉圓片細(xì)胞滲透失水過(guò)多，光合速率隨之下降(3)縮小NaHCO3溶液濃度梯度，重復(fù)實(shí)驗(yàn)【命題動(dòng)態(tài)】本專(zhuān)題為高頻考點(diǎn)，考查的知識(shí)點(diǎn)非常多，包括影響光合作用的因素、光合作用與細(xì)胞呼吸綜合等。對(duì)“影響光合作用的因素”的考查中最常見(jiàn)的是光對(duì)光合作用的影響；對(duì)“光合作用與細(xì)胞呼吸綜合”的考查包括過(guò)程綜合、曲線綜合與實(shí)驗(yàn)綜合三個(gè)維度。本專(zhuān)題高考試題多為非選擇題，多結(jié)合曲線分析進(jìn)行考查。能力考查點(diǎn)多為模型分析、獲取信息、綜合運(yùn)用等，素養(yǎng)考查方面較多體現(xiàn)生命觀念中的物質(zhì)與能量觀，科學(xué)思維中的歸納與概括、演繹與推理，

34、科學(xué)探究中的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果分析等。1(2021湖南卷)綠色植物的光合作用是在葉綠體內(nèi)進(jìn)行的一系列能量和物質(zhì)轉(zhuǎn)化過(guò)程。下列敘述錯(cuò)誤的是()A弱光條件下植物沒(méi)有O2的釋放，說(shuō)明未進(jìn)行光合作用B在暗反應(yīng)階段，CO2不能直接被還原C在禾谷類(lèi)作物開(kāi)花期剪掉部分花穗，葉片的光合速率會(huì)暫時(shí)下降D合理密植和增施有機(jī)肥能提高農(nóng)作物的光合作用強(qiáng)度思維培養(yǎng)A解析：弱光條件下植物沒(méi)有O2的釋放，有可能是光合作用強(qiáng)度小于或等于呼吸作用強(qiáng)度，光合作用產(chǎn)生的O2完全被呼吸作用消耗，此時(shí)植物雖然進(jìn)行了光合作用，但是沒(méi)有O2的釋放，A錯(cuò)誤；在暗反應(yīng)階段，一個(gè)CO2分子與一個(gè)C5分子反應(yīng)生成兩個(gè)C3分子，在有關(guān)酶的催化作用下，C

35、3被還原，因此CO2不能直接被還原，B正確；在禾谷類(lèi)作物開(kāi)花期剪掉部分花穗，光合作用產(chǎn)物輸出受阻，葉片的光合速率會(huì)暫時(shí)下降，C正確；合理密植可以充分利用光照，增施有機(jī)肥可以為植物提供礦質(zhì)元素和CO2，這些措施均能提高農(nóng)作物的光合作用強(qiáng)度，D正確。2(2021廣東卷)與野生型擬南芥WT相比，突變體t1和t2在正常光照條件下，葉綠體在葉肉細(xì)胞中的分布及位置不同(圖a，示意圖)，造成葉綠體相對(duì)受光面積的不同(圖b)，進(jìn)而引起光合速率差異，但葉綠素含量及其他性狀基本一致。在不考慮葉綠體運(yùn)動(dòng)的前提下，下列敘述錯(cuò)誤的是()At2比t1具有更高的光飽和點(diǎn)(光合速率不再隨光強(qiáng)增加而增加時(shí)的光照強(qiáng)度)Bt1比t

36、2具有更低的光補(bǔ)償點(diǎn)(光合吸收CO2與呼吸釋放CO2等量時(shí)的光照強(qiáng)度)C三者光合速率的高低與葉綠素的含量無(wú)關(guān)D三者光合速率的差異隨光照強(qiáng)度的增加而變大思維培養(yǎng)D解析：由圖a可知，t1較多的葉綠體分布在光照下，t2較少的葉綠體分布在光照下，由此可推斷，t2比t1具有更高的光飽和點(diǎn)(光合速率不再隨光強(qiáng)增加而增加時(shí)的光照強(qiáng)度)，t1比t2具有更低的光補(bǔ)償點(diǎn)(光合吸收CO2與呼吸釋放CO2等量時(shí)的光照強(qiáng)度)，A、B正確；通過(guò)題干信息可知，三者的葉綠素含量及其他性狀基本一致，由此推測(cè)，三者光合速率的高低與葉綠素的含量無(wú)關(guān)，C正確；三者光合速率的差異，在一定光照強(qiáng)度下，隨光照強(qiáng)度的增加而變大，但是超過(guò)光飽

37、和點(diǎn)，再增大光照強(qiáng)度三者光合速率的差異不再變化，D錯(cuò)誤。3(2021山東卷)光照條件下，葉肉細(xì)胞中 O2與 CO2 競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合 C5，O2與 C5結(jié)合后經(jīng)一系列反應(yīng)釋放 CO2的過(guò)程稱(chēng)為光呼吸。向水稻葉面噴施不同濃度的光呼吸抑制劑 SoBS 溶液，相應(yīng)的光合作用強(qiáng)度和光呼吸強(qiáng)度見(jiàn)下表。光合作用強(qiáng)度用固定的 CO2量表示，SoBS 溶液處理對(duì)葉片呼吸作用的影響忽略不計(jì)。SoBS濃度(mg/L)0100200300400500600光合作用強(qiáng)度(CO2molm2s1)18.920.920.718.717.616.515.7光呼吸強(qiáng)度(CO2molm2s1)6.46.25.85.55.24.84.3

38、(1)光呼吸中 C5與 O2結(jié)合的反應(yīng)發(fā)生在葉綠體的_中。正常進(jìn)行光合作用的水稻，突然停止光照，葉片 CO2釋放量先增加后降低，CO2釋放量增加的原因是_。(2)與未噴施 SoBS 溶液相比，噴施 100 mg/L SoBS 溶液的水稻葉片吸收和放出CO2量相等時(shí)所需的光照強(qiáng)度_(填“高”或“低”)，據(jù)表分析，原因是_。(3)光呼吸會(huì)消耗光合作用過(guò)程中的有機(jī)物，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中可通過(guò)適當(dāng)抑制光呼吸以增加作物產(chǎn)量。為探究 SoBS 溶液利于增產(chǎn)的最適噴施濃度，據(jù)表分析，應(yīng)在_mg/L 之間再設(shè)置多個(gè)濃度梯度進(jìn)一步進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。解析：(1)C5位于葉綠體基質(zhì)中，則O2與C5結(jié)合發(fā)生的場(chǎng)所在葉綠體基質(zhì)中。突然

39、停止光照，則光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP、NADPH減少，暗反應(yīng)消耗的C5減少，C5與O2結(jié)合增加，產(chǎn)生的CO2增多。(2)葉片吸收和放出CO2量相等時(shí)所需的光照強(qiáng)度即為光飽和點(diǎn)，與對(duì)照組相比，噴施100 mg/L SoBS溶液后，光合作用固定的CO2增加，光呼吸釋放的CO2減少，即葉片的CO2吸收量增加，釋放量減少，此時(shí)，在更低的光照強(qiáng)度下，兩者即可相等。(3)光呼吸會(huì)消耗有機(jī)物，但光呼吸會(huì)釋放CO2，補(bǔ)充光合作用的原料，適當(dāng)抑制光呼吸可以增加作物產(chǎn)量。由表格數(shù)據(jù)可知，在 SoBS溶液濃度為200 mg/L時(shí)，光合作用強(qiáng)度與光呼吸強(qiáng)度差值最大，即光合產(chǎn)量最多。為了進(jìn)一步探究最適噴施濃度，應(yīng)在100300 mg/L之間再設(shè)置多個(gè)濃度梯度進(jìn)一步進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。答案：(1)基質(zhì)光照停止，產(chǎn)生的ATP、NADPH減少，暗反應(yīng)消耗的C5減少，C5與O2結(jié)合增加，產(chǎn)生的CO2增多(2)低噴施 SoBS溶液后，光合作用固定的C