一輪復(fù)習(xí)新教材蘇教版第三單元第4課影響光合作用的因素及應(yīng)用課件

第4課影響光合作用的因素及應(yīng)用【課標(biāo)要求】說明植物細(xì)胞的葉綠體從太陽光中捕獲能量,這些能量在二氧化碳和水轉(zhuǎn)變?yōu)樘穷惻c氧氣的過程中轉(zhuǎn)換并儲存為糖類中的化學(xué)能。【素養(yǎng)目標(biāo)】1.通過分析光合作用與細(xì)胞呼吸的關(guān)系,形成結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)、物質(zhì)與能量相互依存的生命觀念。(生命觀念)2.分析影響光合作用因素的曲線模型,理解環(huán)境因素對光合作用的影響。(科學(xué)思維)3.通過探究環(huán)境因素對光合作用速率影響實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和分析能力。(科學(xué)探究)4.應(yīng)用影響光合作用的環(huán)境因素知識,指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。(社會(huì)責(zé)任)主干知識·多維自查【主干·梳理與辨析】一、影響光合作用強(qiáng)度的環(huán)境因素及實(shí)驗(yàn)探究1.光合作用強(qiáng)度:(1)概念:是指植物在_________內(nèi)通過光合作用_______________。(2)表示方法:①單位時(shí)間內(nèi)光合作用制造的_______的量。②單位時(shí)間內(nèi)光合作用利用____的量。③單位時(shí)間內(nèi)光合作用產(chǎn)生___的量。單位時(shí)間制造糖類的數(shù)量有機(jī)物CO2O22.影響光合作用強(qiáng)度的因素的依據(jù):依據(jù)光合作用的反應(yīng)式_____________________________原料水土壤含水量CO2CO2濃度、葉片_____________等主要場所葉綠體無機(jī)營養(yǎng)、病蟲害等通過影響葉綠體的形成和結(jié)構(gòu)進(jìn)而影響光合作用條件溫度___活性光能光質(zhì)、_________、光照時(shí)間等CO2+H2O(CH2O)+O2氣孔開閉情況酶光照強(qiáng)度3.影響光合作用的因素的分析:(1)內(nèi)部因素:植物自身的遺傳特性(如陽生植物/陰生植物)、葉齡、葉綠素含量、酶的數(shù)量、葉面積指數(shù)等。(2)探究__________________對光合作用的強(qiáng)度的影響。①實(shí)驗(yàn)原理。抽去圓形小葉片中的氣體后,葉片下沉至裝置底部,光照下葉片_____________________,充滿細(xì)胞間隙,葉片又會(huì)_____。環(huán)境因素(光照強(qiáng)度)進(jìn)行光合作用產(chǎn)生氧氣上?、趯?shí)驗(yàn)裝置分析:a.自變量的設(shè)置:_________是自變量,通過調(diào)整臺燈與燒杯之間的距離來調(diào)節(jié)光照強(qiáng)度的大小。b.中間盛水的玻璃柱的作用:吸收燈光的熱量,避免_____對燒杯內(nèi)水溫產(chǎn)生影響。c.因變量是_____________,可通過觀測單位時(shí)間內(nèi)被抽去空氣的小圓形葉片上浮的數(shù)量或者是浮起相同數(shù)量的葉片所用的時(shí)間長短來衡量。光照強(qiáng)度光照光合作用強(qiáng)度③實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析。a.在黑暗情況下,植物葉片只進(jìn)行_________,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)如圖1:細(xì)胞呼吸b.在弱光下,此時(shí)的光合作用小于或等于細(xì)胞呼吸,葉片中仍然沒有足夠的_____,葉片仍然沉在水底。細(xì)胞生理狀態(tài)如圖2、圖3:氧氣c.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_____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。細(xì)胞生理狀態(tài)如圖4:氧氣【思考辨析】1.對探究光照強(qiáng)度對光合作用強(qiáng)度影響的實(shí)驗(yàn)改變條件后,能得出其真正光合速率。 ()分析:原實(shí)驗(yàn)條件下能測量出其凈光合作用速率,僅將光照條件改為黑暗后,可測量出呼吸速率,將兩者相加即得其真正光合速率。2.在探究光照強(qiáng)度對光合作用強(qiáng)度的影響中,增加光照強(qiáng)度或溫度,都能明顯縮短圓形小葉片上浮至液面所用的時(shí)間。()分析:達(dá)到光飽和點(diǎn)后,增加光照強(qiáng)度不會(huì)縮短圓形小葉片上浮至液面所用的時(shí)間。提高溫度,可能會(huì)增加圓形小葉片上浮至液面所用的時(shí)間?！獭?.溫度越高,酶活性越高,光合作用強(qiáng)度越大。()分析:溫度通過影響酶的活性影響光合作用強(qiáng)度,溫度過高酶失活,光合作用強(qiáng)度降低甚至?xí)适??！炼?、光合作用與細(xì)胞呼吸的關(guān)系1.光合作用與有氧呼吸的區(qū)別和聯(lián)系:項(xiàng)目光合作用有氧呼吸發(fā)生范圍含葉綠體的植物細(xì)胞、藍(lán)細(xì)菌等___________發(fā)生條件在___下進(jìn)行時(shí)刻進(jìn)行實(shí)質(zhì)合成有機(jī)物、儲存能量_____________________,供細(xì)胞利用所有活細(xì)胞光分解有機(jī)物、釋放能量項(xiàng)目光合作用有氧呼吸圖解聯(lián)系項(xiàng)目光合作用有氧呼吸元素轉(zhuǎn)移項(xiàng)目光合作用有氧呼吸能量聯(lián)系2.光合作用與有氧呼吸中有關(guān)的NADPH、NADH、ATP的來源與去路:項(xiàng)目來源去路NADPH光合作用光反應(yīng)中H2O的光解為暗反應(yīng)階段中___的還原供氫、供能NADH([H])有氧呼吸有氧呼吸_________階段的物質(zhì)分解用于第三階段____的合成ATP光合作用_______階段主要用于_______階段C3的還原有氧呼吸有氧呼吸的各階段均可產(chǎn)生,來自有機(jī)物的氧化分解作為能量“貨幣”用于各項(xiàng)生命活動(dòng)(暗反應(yīng)除外)C3第一、二H2O光反應(yīng)暗反應(yīng)【思考辨析】1.不同植物的真正光合速率不相同,那么凈光合速率可能相同。()分析:植物的凈光合速率=真正光合速率-呼吸速率,比如A植物真正光合速率為6,呼吸速率為3,凈光合速率為3;B植物真正光合速率為8,呼吸速率為5,凈光合速率也為3。2.一天中植物有機(jī)物積累量最多的是正午光照最強(qiáng)時(shí)。()分析:正午光照最強(qiáng)光合速率最快,下午光合速率大于呼吸速率,有機(jī)物仍舊積累,有機(jī)物積累最多應(yīng)該在下午光合速率與呼吸速率相等時(shí)。√×3.某光照強(qiáng)度下,有機(jī)物的積累量與有機(jī)物的消耗量相等,該植物在此光照條件下重量不增加。()分析:有機(jī)物的積累量為凈光合作用,該光照條件下植物凈光合作用大于0,因此植物的重量增加?！痢窘滩摹ね诰蚺c延伸】1.習(xí)題改編:你如何從水層透光與植物光能捕獲兩方面,解釋海洋中紅藻、褐藻、綠藻的水層分布狀況?提示:藻類本身的顏色是反射出來的光,即紅藻反射出紅光,綠藻反射出綠光,褐藻反射出黃色的光。水層對光波中的紅、橙部分吸收顯著多于藍(lán)、綠部分的吸收,即到達(dá)深水層的光線是相對富含短波長的光,所以吸收紅光和藍(lán)紫光較多的綠藻分布于海水的淺層,吸收黃綠光的褐藻分布于海水的中下層,吸收藍(lán)紫光和綠光較多的紅藻分布于海水深的地方。2.實(shí)驗(yàn)變式:光照下卡爾文給小球藻懸浮液通入14CO2,一定時(shí)間后殺死小球藻,同時(shí)提取產(chǎn)物并分析。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),僅僅30s的時(shí)間,放射性代謝產(chǎn)物多達(dá)幾十種?？s短時(shí)間到7s,發(fā)現(xiàn)放射性代謝產(chǎn)物減少到12種,想要探究CO2轉(zhuǎn)化成的第一個(gè)產(chǎn)物是什么,可能的實(shí)驗(yàn)思路:_______________________________________________________________________________________________________________________。3.習(xí)題改編: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:____________________________________________________________。4.資料延伸:細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的[H]是_____________(NADH)的簡化表示方式,光反應(yīng)產(chǎn)生的NADPH是_____________,NADH和NADPH中的N指煙酰胺,A指腺嘌呤,D是二核苷酸,P是_________,因此它們的成分_____(填“是”或“不是”)蛋白質(zhì)。不斷縮短光照時(shí)間后殺死小球藻,同時(shí)提取產(chǎn)物并分析,直到最終提取物中只有一種放射性代謝產(chǎn)物,該物質(zhì)即為CO2轉(zhuǎn)化成的第一個(gè)產(chǎn)物光照強(qiáng)度過強(qiáng),溫度升高,導(dǎo)致氣孔關(guān)閉,CO2吸收量減少,光合作用減弱還原型輔酶Ⅰ還原型輔酶Ⅱ磷酸基團(tuán)不是高頻考點(diǎn)·通法悟道★考點(diǎn)1探究影響光合作用強(qiáng)度的因素的實(shí)驗(yàn)分析【核心·歸納與整合】1.影響光合作用的因素實(shí)驗(yàn)步驟模型舉例:2.影響光合作用強(qiáng)度的因素實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格樣例:(1)光照強(qiáng)度影響光合作用強(qiáng)度的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格:光源(100W)距離葉圓片上浮所需的時(shí)間/min第1片第2片第3片第4片第5片平均值10cm20cm30cm(2)CO2濃度影響光合作用強(qiáng)度的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格:CO2濃度葉圓片上浮所需的時(shí)間/min第1片第2片第3片第4片第5片平均值蒸餾水2%NaHCO32%NaHCO3+吹氣(3)不同光質(zhì)影響光合作用強(qiáng)度的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格:光源(100W)光質(zhì)葉圓片上浮所需的時(shí)間/min第1片第2片第3片第4片第5片平均值白光藍(lán)光紅光綠光3.影響光合作用強(qiáng)度的因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng):(1)打孔時(shí)注意避開主葉脈,因?yàn)槿~脈中沒有葉綠體,而且會(huì)延長葉圓片上浮的時(shí)間,影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。(2)給葉片抽氣不能抽太多次,易損傷葉片。(3)葉片放進(jìn)燒杯不能有重疊。(4)實(shí)驗(yàn)時(shí)間不宜過長,否則易受細(xì)胞呼吸干擾,計(jì)數(shù)5片葉子上浮即可。4.探究影響光合作用強(qiáng)度的因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì):【高考警示鐘】實(shí)驗(yàn)裝置中的“用”與“不用”(1)所用光源產(chǎn)生熱量不應(yīng)對實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生影響,可選用冷光源,或在光源和燒杯之間添加盛水玻璃柱。(2)不能僅用一套裝置通過逐漸改變其條件進(jìn)行實(shí)驗(yàn),而應(yīng)該用一系列裝置進(jìn)行相互對照?！镜漕}·剖析與精練】【典題示范】取生長旺盛的綠葉,用直徑為1cm的打孔器打出小圓片若干(注意避開大葉脈),抽出小葉圓片內(nèi)的氣體,并在黑暗處用清水處理使小葉圓片細(xì)胞間隙充滿水,然后平均分裝到盛有等量的不同濃度的富含CO2溶液的小燒杯中,置于光照強(qiáng)度和溫度恒定且適宜的條件下,測得各組小葉圓片上浮至液面所需平均時(shí)間,將記錄結(jié)果繪制成曲線如圖1。(1)該實(shí)驗(yàn)的目的是________。

(2)與a濃度相比,b濃度時(shí)小葉圓片葉肉細(xì)胞的類囊體薄膜上NADPH的生成速率______(填“快”“相等”或“慢”),此時(shí)小葉圓片的葉肉細(xì)胞中能產(chǎn)生ATP的細(xì)胞器有________。

(3)另取若干相同的小葉圓片分別置于溫度保持相同且適宜,溶液CO2濃度為a的小燒杯中,選用40W的臺燈作為光源,通過改變光源與小燒杯之間的距離進(jìn)行實(shí)驗(yàn),根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果繪制成圖2曲線(X1>0,X是光源與小燒杯的距離)。限制AB段凈光合速率的主要外界因素是____________,C點(diǎn)的含義是_________。

【題眼破譯】提升信息轉(zhuǎn)化能力信息轉(zhuǎn)化信息(對接問題)圖1根據(jù)自變量(橫軸)、因變量(縱軸)可判斷實(shí)驗(yàn)?zāi)康膱D2理解凈光合速率【答題關(guān)鍵】抓住長句表述得分點(diǎn)(1)必須答全“葉綠體、線粒體”,缺一不可;(2)不可缺少“小葉圓片”?！窘馕觥?1)據(jù)題可知實(shí)驗(yàn)的自變量是CO2濃度,因變量是凈光合作用速率,測量的指標(biāo)是小葉圓片上浮所需要的時(shí)間,所以探究的是CO2濃度對光合作用速率的影響。(2)據(jù)圖1分析,bCO2濃度高于aCO2濃度,CO2濃度增加能促進(jìn)光合作用速率的提高,單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的氧氣量增加,因此小葉圓片上浮時(shí)間較短,葉肉細(xì)胞的類囊體薄膜上NADPH的生成速率快,此時(shí)小葉圓片光合作用與細(xì)胞呼吸同時(shí)進(jìn)行,二者都可以產(chǎn)生ATP,所以產(chǎn)生ATP的細(xì)胞器有葉綠體和線粒體。(3)該實(shí)驗(yàn)探究的是光照強(qiáng)度對光合作用速率的影響,根據(jù)圖示結(jié)果可知AB段的凈光合作用速率并沒有隨著光照強(qiáng)度的減小而下降,因此此時(shí)限制光合作用速率的因素不是光照強(qiáng)度,而是光照強(qiáng)度以外的其他因素,主要是CO2濃度等,圖中C點(diǎn)時(shí)氧氣的釋放速率為0,即凈光合作用速率為0,即葉圓片光合作用速率等于細(xì)胞呼吸速率。答案:(1)探究CO2濃度對光合作用速率的影響(2)快葉綠體、線粒體(3)CO2濃度小葉圓片光合作用速率等于細(xì)胞呼吸速率(凈光合作用速率為零)2.光抑制指的是光能超過光合系統(tǒng)所能利用的數(shù)量時(shí),光合功能下降的現(xiàn)象,光抑制不一定是光合系統(tǒng)被破壞的結(jié)果,是植物本身的保護(hù)性反應(yīng)。在自然條件下,晴天中午植物上層葉片常常發(fā)生光抑制,當(dāng)強(qiáng)光和其他環(huán)境脅迫因素如低溫、高溫和干旱等同時(shí)存在時(shí),光抑制加劇,即使在低光強(qiáng)下也會(huì)發(fā)生。為了探究強(qiáng)光和其他環(huán)境脅迫因素對植物光合速率的影響,某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn):①取外形正常、生長旺盛的綠葉若干,在綠葉上避開大型葉脈用打孔器打出直徑為1cm的小圓形葉片50片。②取9只小燒杯,編號A、B、C…H、I,分別倒入富含CO2的清水。③用適當(dāng)方法使小圓形葉片內(nèi)部的氣體全部逸出,放入黑暗處盛有蒸餾水的燒杯中待用,此時(shí)葉片全部沉在水底。④分別在相同距離內(nèi)對這9只小燒杯給予不同溫度和光照處理;⑤觀察并記錄同一時(shí)間內(nèi)各小燒杯中小圓片浮起的數(shù)量。如表所示:分組溫度光照小圓片上浮數(shù)量A10℃50W3B10℃150W2C10℃250W1D30℃50W8E30℃150W5F30℃250W4G50℃50W0H50℃150W0I50℃250W0(1)若小圓形葉片取自大葉脈處,則所測得的光合作用強(qiáng)度會(huì)較當(dāng)前值偏_______(填“高”或“低”)。

(2)實(shí)驗(yàn)中光照強(qiáng)度也是自變量之一,但實(shí)驗(yàn)室只有一種300W的燈泡,可以通過改變____________達(dá)到目的。

(3)通過對比____________組可以得出強(qiáng)光下低溫增加了光抑制,從結(jié)果分析得出低溫下植物的光飽和點(diǎn)相對于常溫____________(填“增大”“減小”或“不變”)。

(4)由表中數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),當(dāng)溫度為50℃時(shí)小圓片上浮數(shù)量為零,分析原因可能為____________。

(5)為了進(jìn)一步確定光抑制現(xiàn)象發(fā)生過程中有沒有使葉綠素破壞,可以取____________(選兩組)葉片等量進(jìn)行色素提取和分離實(shí)驗(yàn),觀察第__________條帶顏色的深淺。

【解析】(1)葉脈上沒有葉綠體,所以若小圓形葉片取自大葉脈處,則所測得的光合作用強(qiáng)度會(huì)較當(dāng)前值偏低。(2)燈泡功率相同,但可改變燈泡與燒杯之間的距離,也能獲得不同的光照。(3)由表可知,對比C組和F組,可得強(qiáng)光下低溫增加了光抑制;低溫條件下,光合作用有關(guān)的酶活性較低,由表中結(jié)果也可知,低溫下植物的光飽和點(diǎn)相對于常溫減小。(4)50℃條件下,光照強(qiáng)度無論怎么改變,都沒有葉圓片的上浮,很可能原因是溫度太高,與光合作用有關(guān)的酶變性失活。(5)比較D和F發(fā)現(xiàn),相同溫度條件下,F組光照強(qiáng)度越強(qiáng),光合速率越低,光抑制作用明顯,可以取這兩組葉片進(jìn)行色素提取和分離實(shí)驗(yàn),通過觀察第三、四條帶顏色的深淺來確定葉綠素是否被破壞。答案:(1)低(2)距離(3)C和F減小(4)酶變性失活(5)D和F三、四

【加固訓(xùn)練·拔高】某校學(xué)生為探究“環(huán)境因素對植物光合作用強(qiáng)度的影響”,設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)過程:Ⅰ.取生長旺盛的綠葉,用直徑為1cm的打孔器打出小圓形葉片40片。(注意避開大的葉脈)Ⅱ.用適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)方法將小圓形葉片內(nèi)部的氣體全部抽出,并放入黑暗處盛有清水的燒杯中待用。這樣的葉片因?yàn)榧?xì)胞間隙充滿水,所以全部沉入水底。Ⅲ.進(jìn)行如圖所示操作:請回答:(1)本實(shí)驗(yàn)的目的是探究____________、____________對光合作用強(qiáng)度的影響。(2)圖中的裝置中,葉片最先浮起來的是____________組。(3)B組和C組能不能作為一組對照實(shí)驗(yàn)?____________。原因是_____。(4)B組和D組相比,自變量是__________?！窘馕觥繉?shí)驗(yàn)中小圓形葉片進(jìn)行光合作用產(chǎn)生氧氣導(dǎo)致葉片密度減小,因而上浮,光合作用越強(qiáng)則單位時(shí)間內(nèi)上浮的葉片數(shù)越多。(1)比較A、B或C、D兩組,溫度相同,自變量是光照有無;對比B、D兩組,自變量是溫度,所以本實(shí)驗(yàn)的目的是探究光照強(qiáng)度、溫度對光合作用強(qiáng)度的影響。(2)A、C兩組無光照不進(jìn)行光合作用,葉片不上浮;B、D兩組光照強(qiáng)度相同,但B組溫度更適于光合作用,所以B組葉片最先浮起來。(3)對照實(shí)驗(yàn)應(yīng)遵循單一變量原則,B、C兩組的光照情況和溫度都不同,不能作為對照實(shí)驗(yàn)進(jìn)行比較。(4)B、D兩組光照強(qiáng)度相同,溫度不同,故自變量是溫度。

答案:(1)光照強(qiáng)度溫度(2)B

(3)不能兩組光照和溫度都不同(4)溫度★考點(diǎn)2影響光合作用因素的分析、應(yīng)用【核心·歸納與整合】一、單因子因素對光合作用的影響1.光質(zhì)(不同波長的可見光):色素吸收可見光中的紅光和藍(lán)紫光最多,吸收綠光最少。2.光照強(qiáng)度:(1)原理分析:光照強(qiáng)度影響光合速率的原理是通過影響光反應(yīng)階段,制約ATP和NADPH的產(chǎn)生,進(jìn)而制約暗反應(yīng)階段。(2)曲線分析:光照強(qiáng)度對光合作用的影響如圖,圖中所示O點(diǎn)為原點(diǎn)、A點(diǎn)位于縱坐標(biāo)上,B和C點(diǎn)位于橫坐標(biāo)上,S1、S2、S3代表面積。①指出A、B、C點(diǎn)的含義:A:僅存在細(xì)胞呼吸,代表呼吸速率。B:光合速率=呼吸速率,此時(shí)的光照強(qiáng)度稱為光補(bǔ)償點(diǎn)。C:光合作用達(dá)到最強(qiáng)時(shí)所需的最低的光強(qiáng)度,稱為光飽和點(diǎn)。②在圖中如何表示凈光合速率和真正光合速率?真正光合速率=凈光合速率+呼吸速率③在圖中如何表示呼吸消耗量、凈積累量和真正光合作用的量?呼吸消耗量:S1+S3;凈積累量:S2-S1;真正光合作用的量:S2+S3。④在光飽和點(diǎn)之前和之后,限制光合作用的主要因素分別是什么?光飽和點(diǎn)之前主要限制因素:光照強(qiáng)度,限制光反應(yīng);光飽和點(diǎn)之后主要限制因素:CO2和酶,限制暗反應(yīng)。⑤當(dāng)改變溫度或改變CO2濃度后,曲線會(huì)發(fā)生什么變化?項(xiàng)目改變溫度改變CO2濃度降低光補(bǔ)償點(diǎn)左移(減小)。光飽和點(diǎn)左移(減小),且達(dá)到飽和點(diǎn)時(shí)的光合速率也下降。如圖1光補(bǔ)償點(diǎn)右移(增大)。光飽和點(diǎn)左移(減小),且達(dá)到飽和點(diǎn)時(shí)的光合速率也下降。如圖2提高光補(bǔ)償點(diǎn)右移(增大)。光飽和點(diǎn)右移(增大),且達(dá)到飽和點(diǎn)時(shí)的光合速率也增大。如圖1光補(bǔ)償點(diǎn)左移(減小)。光飽和點(diǎn)右移(增大),且達(dá)到飽和點(diǎn)時(shí)的光合速率也增大。如圖2⑥如果圖中曲線表示的是陽生植物,那么陰生植物的曲線應(yīng)當(dāng)怎樣?陽生植物:也稱“陽性植物”,在強(qiáng)光環(huán)境中生長發(fā)育健壯,在陰蔽和弱光條件下生長發(fā)育不良。陰生植物:也稱“陰性植物”,是指在較弱的光照條件下能夠生長良好的植物。但并不是陰生植物對光照強(qiáng)度的要求越弱越好,而是必須達(dá)到陰生植物的光補(bǔ)償點(diǎn),植物才能正常生長?？偨Y(jié):陰生植物的光補(bǔ)償點(diǎn)、光飽和點(diǎn)<陽生植物(3)應(yīng)用:控制好光照強(qiáng)度。措施:①大棚種植陰雨天應(yīng)補(bǔ)充光照,把光強(qiáng)控制在光飽和點(diǎn),至少要在光補(bǔ)償點(diǎn)之上;②根據(jù)陽生植物和陰生植物對光照的不同要求,控制光照強(qiáng)弱。如間作套種時(shí)農(nóng)作物的種類搭配、林帶樹種的搭配等。③農(nóng)作物間距合理,即合理密植。(4)光照的間接影響。①葉綠體發(fā)育和葉綠素合成的必要條件;②影響氣孔開閉。3.CO2濃度:(1)原理分析:CO2濃度影響光合作用的原理是通過影響暗反應(yīng)階段,制約C3生成。(2)曲線分析:①O、A、B三點(diǎn)的含義。O點(diǎn):僅存在細(xì)胞呼吸,代表呼吸速率;A點(diǎn):光合速率=呼吸速率,稱為CO2補(bǔ)償點(diǎn);A點(diǎn)之前:光合速率<呼吸速率;A點(diǎn)之后:光合速率>呼吸速率;B點(diǎn):光合速率達(dá)到最大值時(shí),所需的最低CO2濃度稱為CO2飽和點(diǎn);B點(diǎn)之前限制因素:CO2濃度(影響暗反應(yīng));B點(diǎn)之后限制因素:光照強(qiáng)度(影響光反應(yīng))及溫度(影響酶活性)。②當(dāng)改變溫度或改變光照強(qiáng)度后,曲線會(huì)發(fā)生什么變化?溫度上升:補(bǔ)償點(diǎn)右移,飽和點(diǎn)右移;溫度下降:補(bǔ)償點(diǎn)左移,飽和點(diǎn)左移。光照增強(qiáng):補(bǔ)償點(diǎn)左移,飽和點(diǎn)右移;光照減弱:補(bǔ)償點(diǎn)右移,飽和點(diǎn)左移。(3)應(yīng)用:在生產(chǎn)上提高CO2的濃度。①大田措施——通風(fēng)透光(正其行、通其風(fēng));②溫室措施——施用氣體肥,提高CO2濃度;③農(nóng)田施用農(nóng)家肥料,可以使土壤中微生物的數(shù)量增多,活動(dòng)增強(qiáng),分解有機(jī)物,放出CO2;④植物的秸稈通過深耕埋于地下,可以通過微生物的分解作用產(chǎn)生CO2。4.溫度:(1)原理分析:光合作用是在酶的催化下進(jìn)行的,溫度直接影響酶的活性(主要是制約暗反應(yīng))。一般植物在10~35℃下正常進(jìn)行光合作用。(2)曲線分析:①AB段:在B點(diǎn)之前,隨著溫度升高,光合速率增大;②B點(diǎn):酶的最適溫度,光合速率最大;③BC段:隨著溫度升高,酶的活性下降,光合速率減小,50℃左右光合速率幾乎為零。(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,以提高光合速率;晚上適當(dāng)降低溫室內(nèi)溫度,以降低細(xì)胞呼吸速率,提高植物有機(jī)物的積累量。5.礦質(zhì)元素:(1)原理分析: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,缺乏會(huì)影響光合作用的進(jìn)行。N:酶、NADPH和ATP的重要組分;P:NADPH和ATP的重要組分;維持葉綠體正常結(jié)構(gòu)和功能;K:促進(jìn)光合產(chǎn)物向貯藏器官運(yùn)輸;Mg:葉綠素的重要組分。(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)超過一定濃度后,會(huì)因土壤溶液濃度過高,植物發(fā)生滲透失水而導(dǎo)致植物光合作用強(qiáng)度下降。(3)應(yīng)用:合理施肥——少肥高效。根據(jù)不同作物的經(jīng)濟(jì)器官不同,不同礦質(zhì)元素的生理作用不同、不同地塊的肥力條件不同等進(jìn)行合理施肥。6.綠葉的葉面積指數(shù):(1)原理分析:葉面積指數(shù)=葉片總面積/土地面積。通過影響光合作用強(qiáng)度及細(xì)胞呼吸強(qiáng)度來影響干物質(zhì)的積累,圖中陰影部分面積即干物質(zhì)的積累量。(2)曲線分析。①OB段,隨葉面積指數(shù)的不斷增大,進(jìn)行光合作用的葉片面積也在增加,總光合作用速率增加;②BA段,隨葉面積指數(shù)的不斷增大,葉片重疊較嚴(yán)重,進(jìn)行光合作用的葉片面積基本不再增加,總光合作用速率幾乎不增加;③OA段,隨葉面積指數(shù)的增大,進(jìn)行細(xì)胞呼吸的葉片面積增加,總呼吸速率增加。(3)應(yīng)用:適當(dāng)間苗,合理密植,適當(dāng)修剪,避免徒長。7.水分:(1)原理分析。①水分既是光合作用的原料,又是化學(xué)反應(yīng)的介質(zhì)。②水分是植物蒸騰作用的對象。缺水→氣孔關(guān)閉→CO2進(jìn)入受阻→間接影響光合作用。(2)應(yīng)用:合理灌溉——適時(shí)、適量;少水高效。二、多因素對光合作用的影響1.曲線分析:(1)P點(diǎn)前,限制光合速率的因素為橫坐標(biāo)所表示的因素,隨該因素的不斷加強(qiáng),光合速率不斷提高。(2)當(dāng)?shù)絈點(diǎn)時(shí),橫坐標(biāo)所表示的因素不再是限制光合速率的因素,要想繼續(xù)提高光合速率,可適當(dāng)改變圖示中的其他因素。(3)PQ間的主要因素有兩個(gè):一是橫坐標(biāo)表示的因素,二是多條曲線上標(biāo)注的因素。2.應(yīng)用:溫室栽培時(shí),在一定光照強(qiáng)度下,白天可適當(dāng)提高溫度,增加光合酶的活性,提高光合速率;也可同時(shí)適當(dāng)補(bǔ)充CO2,進(jìn)一步提高光合速率;當(dāng)溫度適宜時(shí),可適當(dāng)增加光照強(qiáng)度和CO2濃度以提高光合作用速率。【高考警示鐘】影響光合作用因素的“是”與“不是”(1)題目中的因素僅是考慮一種因素的影響(單一變量),實(shí)際中是多因素共同影響。(2)外界因素影響時(shí),僅是考慮短時(shí)間內(nèi)的影響,而實(shí)際中影響因素可能持續(xù)作用于生物體?！镜漕}·剖析與精練】【典題示范】(2021·山東等級考)光照條件下,葉肉細(xì)胞中O2與CO2競爭性結(jié)合C5,O2與C5結(jié)合后經(jīng)一系列反應(yīng)釋放CO2的過程稱為光呼吸①。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)度見下表②。光合作用強(qiáng)度用固定的CO2量表示,SoBS溶液處理對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(CO2μmol·m-2·s-1)18.920.920.718.717.616.515.7光呼吸強(qiáng)度(CO2μmol·m-2·s-1)6.46.25.85.55.24.84.3(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100mg/LSoBS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)消耗光合作用過程中的有機(jī)物,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中可通過適當(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)。

SoBS濃度(mg/L)0100200300400500600光合作用強(qiáng)度(CO2μmol·m-2·s-1)18.920.920.718.717.616.515.7光呼吸強(qiáng)度(CO2μmol·m-2·s-1)6.46.25.85.55.24.84.3【題眼破譯】提升信息轉(zhuǎn)化能力信息轉(zhuǎn)化信息(對接問題)信息①光呼吸會(huì)抑制暗反應(yīng),光呼吸會(huì)產(chǎn)生CO2。信息②光合作用的強(qiáng)度隨著SoBS濃度的增加出現(xiàn)先增加后下降的現(xiàn)象。【答題關(guān)鍵】抓住長句表述得分點(diǎn)(1)不能出現(xiàn)“光呼吸增強(qiáng)/變大”,“C5與O2結(jié)合增強(qiáng)/C5與CO2結(jié)合減弱”等強(qiáng)調(diào)能力、活性的詞語,應(yīng)答出“C5與O2結(jié)合(量)增加或變多,多,升高”等。(2)不能只分析一個(gè)方面,必須兩點(diǎn)都分析:①光合作用強(qiáng)度增強(qiáng),光呼吸強(qiáng)度減弱;強(qiáng)調(diào)“增”“減”,兩點(diǎn)必須有;②CO2固定量增加,CO2釋放量減少;O2與C5結(jié)合量減少,CO2與C5結(jié)合量增加。每一組兩點(diǎn)必須有;③SoBS抑制光呼吸(C5與O2的結(jié)合),使光合作用增強(qiáng)(更多的CO2與C5結(jié)合),每一組兩點(diǎn)必須有;④光合作用的增加量大于光呼吸的減少量?！窘馕觥?1)C5位于葉綠體基質(zhì)中,則O2與C5結(jié)合發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中。突然停止光照,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)與對照相比,噴施100mg/LSoBS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,由表可知,在SoBS溶液濃度為200mg/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)量最大,為了進(jìn)一步探究最適噴施濃度,應(yīng)在100~300mg/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)100~300【對點(diǎn)訓(xùn)練】1.(2022·連云港模擬)如圖,縱坐標(biāo)表示植物某種氣體吸收量或釋放量的變化(注:不考慮橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)單位的具體表示形式,單位的表示方法相同)。下列說法正確的是(

)A.若f點(diǎn)以后繼續(xù)提高光照強(qiáng)度,光合作用強(qiáng)度將一直不變B.若a代表O2吸收量,d點(diǎn)時(shí),該植物的葉肉細(xì)胞既不吸收O2也不釋放O2C.c點(diǎn)時(shí),葉肉細(xì)胞中能產(chǎn)生ATP的場所有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體D.若a代表CO2釋放量,適當(dāng)提高大氣中的CO2濃度,e點(diǎn)可能向右下方移動(dòng)【解析】選D。圖中e點(diǎn)表示光飽和點(diǎn),所以f點(diǎn)以后提高光照強(qiáng)度,光合作用強(qiáng)度將不再增加,但是當(dāng)光照太強(qiáng)時(shí)會(huì)引起氣孔關(guān)閉,導(dǎo)致光合作用減弱,A錯(cuò)誤;若a代表O2吸收量,d點(diǎn)表示光補(bǔ)償點(diǎn),即此時(shí)植物的光合作用產(chǎn)生的氧氣量與細(xì)胞呼吸消耗的氧氣量相等,植物只有葉肉細(xì)胞等可以進(jìn)行光合作用,而植物的所有細(xì)胞都可以進(jìn)行細(xì)胞呼吸,因此d點(diǎn)葉肉細(xì)胞吸收的氧氣少于釋放的氧氣,B錯(cuò)誤;c點(diǎn)時(shí),光照強(qiáng)度為0,此時(shí)植物只能進(jìn)行細(xì)胞呼吸,因此產(chǎn)生ATP的場所有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體,C錯(cuò)誤;若a代表CO2釋放量,適當(dāng)提高大氣中的CO2濃度,光飽和點(diǎn)(e點(diǎn))可能增大,向右下移動(dòng),D正確。2.(2022·揚(yáng)州模擬)適宜溫度下,科研人員在密閉玻璃容器內(nèi),對某小型植物的栽培條件進(jìn)行研究,結(jié)果如表所示(基質(zhì)含水量為最大持水量的百分比),請回答相關(guān)問題:(1)該實(shí)驗(yàn)研究了___________對該植物光合作用的影響,光強(qiáng)為300lx時(shí),葉肉細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生NADH(還原型輔酶Ⅰ)的場所是_______。

(2)在探究光照強(qiáng)度對光合作用影響的實(shí)驗(yàn)中,向基質(zhì)中加入的碳酸氫鈉溶液的濃度過高,導(dǎo)致植物光合作用速率下降的原因是______________。

(3)科研人員在適宜光照強(qiáng)度下,又陸續(xù)測定了基質(zhì)含水量48%~100%范圍內(nèi)干重的變化,發(fā)現(xiàn)基質(zhì)含水量76%時(shí)干重最大,則基質(zhì)含水量76%不一定是該植物制造有機(jī)物的最適基質(zhì)含水量,原因是______________。

(4)若向密閉玻璃容器內(nèi)加入18O標(biāo)記的O2,可在該植物的葉肉細(xì)胞中檢測到有18O的CO2,請寫出18O最短的轉(zhuǎn)移途徑:____________(用文字和箭頭表示,并注明具體反應(yīng)階段)。光照強(qiáng)度(lx)基質(zhì)含水量干重(g)440100%4276%6848%46300100%5176%7648%56170100%3876%4648%40(5)如圖表示科研人員將該種植物葉片置于適宜的光照和溫度條件下,葉肉細(xì)胞中C5的相對含量隨細(xì)胞間隙CO2濃度的變化曲線。CO2在RuBP羧化酶作用下與C5結(jié)合生成C3,據(jù)此推測,RuBP羧化酶分布在________中。圖中,A→B的變化是由于葉肉細(xì)胞吸收CO2速率____________(填“增加”或“減少”),B→C保持穩(wěn)定的內(nèi)因是受到_________限制。

【解析】根據(jù)表中數(shù)據(jù)所示:本實(shí)驗(yàn)中自變量有光照強(qiáng)度和基質(zhì)含水量,因變量是植物的干重;表中數(shù)據(jù)顯示,隨著基質(zhì)含水量的增加,干重先增加后降低;隨著光照強(qiáng)度的增加,干重也先增加后降低,表中數(shù)據(jù)顯示光照強(qiáng)度為300lx、基質(zhì)含水量為76%時(shí),植物干重最大。(1)根據(jù)分析可知,該實(shí)驗(yàn)的自變量是基質(zhì)含水量和光照強(qiáng)度,因變量是植物的干重,所以該實(shí)驗(yàn)研究了基質(zhì)含水量、光照強(qiáng)度對該植物光合作用的影響;光強(qiáng)為300lx時(shí),葉肉細(xì)胞進(jìn)行光合作用和細(xì)胞呼吸,NADH是還原型輔酶Ⅰ,在細(xì)胞呼吸過程中產(chǎn)生,所以產(chǎn)生NADH的階段是有氧呼吸第一階段和有氧呼吸第二階段,場所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體基質(zhì)。(2)在探究光照強(qiáng)度對光合作用影響的實(shí)驗(yàn)中,若向基質(zhì)中加入的碳酸氫鈉溶液的濃度過高,則該植物根部細(xì)胞細(xì)胞液的濃度低于外界溶液濃度,細(xì)胞失水,導(dǎo)致氣孔開放程度減小,CO2吸收量減少,光合速率下降。(3)基質(zhì)含水量76%不一定是該植物制造有機(jī)物的最適基質(zhì)含水量,因?yàn)楦芍厥侵参镏圃煊袡C(jī)物的量減去細(xì)胞呼吸的消耗量,而該實(shí)驗(yàn)沒有測定該基質(zhì)含水量條件下細(xì)胞呼吸消耗的有機(jī)物量,無法確定該植物有機(jī)物制造量。(4)若向密閉玻璃容器內(nèi)加入18O標(biāo)記的O2,經(jīng)有氧呼吸第三階段進(jìn)入水分子中,經(jīng)有氧呼吸第二階段,水與丙酮酸反應(yīng)生成二氧化碳,故可在該植物的葉肉細(xì)胞中檢測到有18O的CO2,18O最短的轉(zhuǎn)移途徑為:18O2H218OC18O2。(5)已知CO2在RuBP羧化酶作用下與C5結(jié)合生成C3,即二氧化碳的固定過程,該過程發(fā)生在葉綠體基質(zhì),據(jù)此推測,RuBP羧化酶分布在葉綠體基質(zhì)中。圖乙中,A→B的變化是C5含量減少,是由于葉肉細(xì)胞吸收CO2速率增加,B→C保持穩(wěn)定的內(nèi)因是受到RuBP羧化酶數(shù)量(濃度)限制。答案:(1)基質(zhì)含水量、光照強(qiáng)度細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體基質(zhì)(2)外界溶液濃度過高使細(xì)胞失水,導(dǎo)致氣孔開放程度減小,CO2吸收量減少,光合速率下降(3)沒有測定該基質(zhì)含水量條件下,呼吸作用消耗的有機(jī)物量,無法確定該植物有機(jī)物制造量(4)18O2H218OC18O2(5)葉綠體基質(zhì)增加RuBP羧化酶數(shù)量(濃度)

【加固訓(xùn)練·拔高】圖1表示該植物固定和還原CO2的過程,圖2是外界環(huán)境因素對光合作用速率的影響。請據(jù)圖回答:(1)從圖2中可以看出,除了光照強(qiáng)度外影響光合速率的因素還有________________。當(dāng)圖2中的乙圖中C點(diǎn)對應(yīng)的光照強(qiáng)度突然變?yōu)镈點(diǎn)對應(yīng)的光照強(qiáng)度,則圖1中的物質(zhì)A在短時(shí)間會(huì)____________(填“增加”或“減少”),原因是_________。(2)如果將某植物在缺乏鎂元素的土壤中栽種,____________合成不足,會(huì)直接影響圖1中的物質(zhì)____________(填“A”“B”或“C”)的生成。

(3)使用農(nóng)家肥或合理控制作物的種植密度可以提高產(chǎn)量,請結(jié)合圖2中的甲圖進(jìn)行解釋:_________。(4)如果30℃是某作物的光合作用的最適溫度,則該植株在30℃_______(填“一定”或“不一定”)生長最快,理由是______。

【解析】(1)從圖2中可以看出,影響光合速率的因素除光照強(qiáng)度外,還有CO2濃度和溫度。物質(zhì)A為五碳化合物(C5),當(dāng)圖2中的乙圖中C點(diǎn)對應(yīng)的光照強(qiáng)度突然變?yōu)镈點(diǎn)對應(yīng)的光照強(qiáng)度時(shí),光照強(qiáng)度突然增強(qiáng),光反應(yīng)加快,NADPH和ATP的合成速率加快,在短時(shí)間內(nèi)C3的還原加快,C5的生成速率加快,C5的消耗速率基本不變,所以短時(shí)間內(nèi)C5會(huì)增加。(2)葉綠素合成需要鎂元素,如果將某植物在缺乏鎂元素的土壤中栽種,葉綠素的合成減少,葉綠素在光反應(yīng)過程中能吸收并轉(zhuǎn)化光能,直接影響圖1中ATP和物質(zhì)C(NADPH)的生成。

(3)從圖2中的甲圖可以看出,兩條曲線的差異是由CO2濃度不同引起的,在一定范圍內(nèi)提高CO2的濃度可以提高光合速率。農(nóng)家肥中的有機(jī)物可以被微生物分解產(chǎn)生CO2從而被植株所利用,合理密植可以保持良好的通風(fēng)狀況,增加農(nóng)田中的CO2濃度。(4)如果30℃是某作物的光合作用的最適溫度,由于植物生長速率與凈光合速率大小有關(guān),圖2乙圖中因不能確定30℃時(shí)的呼吸速率而不能確定凈光合速率是否最大,因此該植株在30℃不一定生長最快。答案:(1)溫度、CO2濃度增加光照強(qiáng)度突然增強(qiáng),光反應(yīng)加快,NADPH和ATP的合成速率加快,在短時(shí)間內(nèi)C3的還原加快,C5的生成速率加快,C5的消耗速率基本不變,所以短時(shí)間內(nèi)C5會(huì)增加(2)葉綠素C

(3)在一定范圍內(nèi)提高CO2的濃度會(huì)提高光合作用的速率,使用農(nóng)家肥和合理控制種植密度可以增加CO2的濃度(4)不一定植物生長速率與凈光合速率大小有關(guān),從圖2乙中不能確定30℃時(shí)凈光合速率是否最大高考集訓(xùn)·命題前瞻【考題體驗(yàn)·悟透】角度一從生命觀念角度,考查溫度對光合速率的直接影響1.(2021·北京等級考)將某種植物置于高溫環(huán)境(HT)下生長一定時(shí)間后,測定HT植株和生長在正常溫度(CT)下的植株在不同溫度下的光合速率,結(jié)果如圖。由圖不能得出的結(jié)論是 (

)A.兩組植株的CO2吸收速率最大值接近B.35℃時(shí)兩組植株的真正(總)光合速率相等C.50℃時(shí)HT植株能積累有機(jī)物而CT植株不能D.HT植株表現(xiàn)出對高溫環(huán)境的適應(yīng)性突破口:溫度對光合速率的影響?！窘馕觥窟xB。由圖可知,CT植株和HT植株的CO2吸收速率最大值基本一致,都接近3mmol·cm-2·s-1,A正確;CO2吸收速率代表凈光合速率,而總光合速率=凈光合速率+呼吸速率。由圖可知35℃時(shí)兩組植株的凈光合速率相等,但呼吸速率未知,故35℃時(shí)兩組植株的真正(總)光合速率無法比較,B錯(cuò)誤;由圖可知,50℃時(shí)HT植株的凈光合速率大于零,說明能積累有機(jī)物,而CT植株的凈光合速率不大于零,說明不能積累有機(jī)物,C正確;由圖可知,在較高的溫度下HT植株的凈光合速率仍大于零,能積累有機(jī)物進(jìn)行生長發(fā)育,體現(xiàn)了HT植株對高溫環(huán)境較適應(yīng),D正確。2.(2021·遼寧選擇考)植物工廠是通過光調(diào)控和通風(fēng)控溫等措施進(jìn)行精細(xì)管理的高效農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng),常采用無土栽培技術(shù)。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(

)A.可根據(jù)植物生長特點(diǎn)調(diào)控光的波長和光照強(qiáng)度B.應(yīng)保持培養(yǎng)液與植物根部細(xì)胞的細(xì)胞液濃度相同C.合理控制晝夜溫差有利于提高作物產(chǎn)量D.適時(shí)通風(fēng)可提高生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)的CO2濃度突破口:影響光合速率的外部因素。【解析】選B。不同植物對光的波長和光照強(qiáng)度的需求不同,可根據(jù)植物生長特點(diǎn)調(diào)控光的波長和光照強(qiáng)度,A正確;為保證植物的根能夠正常吸收水分,該系統(tǒng)應(yīng)控制培養(yǎng)液的濃度小于植物根部細(xì)胞的細(xì)胞液濃度,B錯(cuò)誤;適當(dāng)提高白天的溫度可以促進(jìn)光合作用的進(jìn)行,讓植物合成更多的有機(jī)物,而夜晚適當(dāng)降溫則可以抑制其呼吸作用,使其少分解有機(jī)物,故合理控制晝夜溫差有利于提高作物產(chǎn)量,C正確;適時(shí)通風(fēng)可提高生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)的CO2濃度,進(jìn)而提高光合作用的速率,D正確。角度三從科學(xué)思維角度,考查內(nèi)部因素對光合速率的影響3.(2020·天津等級考)研究人員從菠菜中分離類囊體,將其與16種酶等物質(zhì)一起用單層脂質(zhì)分子包裹成油包水液滴,從而構(gòu)建半人工光合作用反應(yīng)體系。該反應(yīng)體系在光照條件下可實(shí)現(xiàn)連續(xù)的CO2固定與還原,并不斷產(chǎn)生有機(jī)物乙醇酸。下列分析正確的是(

)A.產(chǎn)生乙醇酸的場所相當(dāng)于葉綠體基質(zhì)B.該反應(yīng)體系不斷消耗的物質(zhì)僅是CO2C.類囊體產(chǎn)生的ATP和O2參與CO2固定與還原D.與葉綠體相比,該反應(yīng)體系不含光合作用色素突破口:該反應(yīng)體系相當(dāng)于葉綠體,類囊體薄膜上進(jìn)行光反應(yīng),產(chǎn)生ATP和NADPH,參與CO2的固定和還原。【解析】選A。本題主要考查光合作用過程。該反應(yīng)體系相當(dāng)于葉綠體,產(chǎn)生乙醇酸的場所相當(dāng)于葉綠體基質(zhì),A項(xiàng)正確;該反應(yīng)體系不斷消耗的物質(zhì)還有水,B項(xiàng)錯(cuò)誤;類囊體產(chǎn)生的O2釋放出去,不參與CO2的固定與還原,C項(xiàng)錯(cuò)誤;類囊體薄膜上分布有光合作用色素,D項(xiàng)錯(cuò)誤。角度四從科學(xué)探究角度,考查影響光合速率的綜合因素及應(yīng)用4.(2021·福建選擇考)大氣中濃度持續(xù)升高的CO2會(huì)導(dǎo)致海水酸化,影響海洋藻類生長,進(jìn)而影響海洋生態(tài)。龍須菜是我國重要的一種海洋大型經(jīng)濟(jì)藻類,生長速度快,一年可多次種植和收獲。科研人員設(shè)置不同CO2濃度(大氣CO2濃度LC和高CO2濃度HC)和磷濃度(低磷濃度LP和高磷濃度HP)的實(shí)驗(yàn)組合進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn),結(jié)果如圖所示?；卮鹣铝袉栴}:(1)本實(shí)驗(yàn)的目的是探究在一定光照強(qiáng)度下,________。

(2)ATP水解酶的主要功能是_________。ATP水解酶活性可通過測定_______________________表示。

(3)由圖1、2可知,在較強(qiáng)的光照強(qiáng)度下,HC+HP處理比LC+HP處理的龍須菜凈光合速率低,推測原因是在酸化環(huán)境中,龍須菜維持細(xì)胞酸堿度的穩(wěn)態(tài)需要吸收更多的礦質(zhì)元素,因而細(xì)胞_______增強(qiáng),導(dǎo)致有機(jī)物消耗增加。

(4)由圖2可知,大氣CO2條件下,高磷濃度能_______龍須菜的凈光合速率。磷等礦質(zhì)元素的大量排放導(dǎo)致了某海域海水富營養(yǎng)化,有人提出可以在該海域種植龍須菜。結(jié)合以上研究結(jié)果,從經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境保護(hù)的角度分析種植龍須菜的理由是_______。

突破口:不同CO2濃度和磷濃度對龍須菜ATP水解酶活性和凈光合速率的影響?！窘馕觥?1)本實(shí)驗(yàn)的自變量是不同CO2濃度和磷濃度,因變量是ATP水解酶活性和凈光合速率的變化,因此本實(shí)驗(yàn)的目的是探究在一定光照強(qiáng)度下,不同CO2濃度和磷濃度對龍須菜ATP水解酶活性和凈光合速率的影響。(2)ATP水解酶的主要功能是催化ATP水解。ATP水解酶的活性可通過測定單位時(shí)間內(nèi)生成物的生成量(磷酸的生成量或ADP的生成量)或反應(yīng)物的消耗量(單位時(shí)間ATP的消耗量)來表示。(3)在酸化環(huán)境中龍須菜維持細(xì)胞酸堿度的穩(wěn)態(tài)需要吸收更多的礦質(zhì)元素,而礦質(zhì)元素的吸收是主動(dòng)運(yùn)輸,主動(dòng)運(yùn)輸消耗能量,因而細(xì)胞呼吸作用增強(qiáng),導(dǎo)致有機(jī)物消耗增加,造成在較強(qiáng)的光照強(qiáng)度下,HC+HP處理比LC+HP處理的龍須菜凈光合速率低。(4)由圖2可知,大氣CO2濃度(LC)+高磷濃度(HP)條件下,龍須菜凈光合速率最高,在磷等礦質(zhì)元素大量排放導(dǎo)致海水富營養(yǎng)化的海域種植龍須菜,既能使龍須菜在高磷條件下快速生長,收獲較高的經(jīng)濟(jì)效益,同時(shí)又能降低海水中的磷等礦質(zhì)元素的濃度,保護(hù)海洋生態(tài)環(huán)境。答案:(1)不同CO2濃度和磷濃度對龍須菜ATP水解酶活性和凈光合速率的影響(2)催化ATP水解單位時(shí)間磷酸的生成量或單位時(shí)間ADP的生成量或單位時(shí)間ATP的消耗量(3)呼吸作用(4)提高龍須菜在高磷條件下能快速生長,收獲經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí),能降低海水中的磷等礦質(zhì)元素的濃度,保護(hù)海洋生態(tài)5.(2020·海南等級考)在晴朗無云的夏日,某生物興趣小組測定了一種蔬菜葉片光合作用強(qiáng)度的日變化,結(jié)果如圖?；卮鹣铝袉栴}。(1)據(jù)圖分析,與10時(shí)相比,7時(shí)蔬菜的光合作用強(qiáng)度低,此時(shí),主要的外界限制因素是________;從10時(shí)到12時(shí),該蔬菜的光合作用強(qiáng)度____________。

(2)為探究如何提高該蔬菜光合作用強(qiáng)度,小組成員將菜地分成A、B兩塊,10~14時(shí)在A菜地上方遮陽,B菜地不遮陽,其他條件相同。測得該時(shí)段A菜地蔬菜的光合作用強(qiáng)度比B菜地的高,主要原因是_____________。

(3)小組成員又將相同條件的C菜地的上方和四周用遮陽網(wǎng)全部覆蓋,測得棚內(nèi)溫度比B菜地高,一段時(shí)間后比較B、C兩塊菜地的蔬菜產(chǎn)量。與B菜地相比,C菜地蔬菜產(chǎn)量低,從光合作用和呼吸作用(細(xì)胞呼吸)的原理分析,原因是________。

突破口:影響光合速率的綜合因素及應(yīng)用?！窘馕觥?1)光合作用在一定范圍內(nèi)隨光照強(qiáng)度的增加而增加,與10時(shí)相比,7時(shí)光照強(qiáng)度弱,此時(shí)影響光合作用的主要因素是光照強(qiáng)度強(qiáng)度,10時(shí)到12時(shí),光合作用強(qiáng)度降低。(2)由于B菜地不遮陽、A菜地上方遮陽,光合作用強(qiáng)度在一定范圍內(nèi)隨光照強(qiáng)度的增加而增加,光照強(qiáng)度持續(xù)增加同時(shí)溫度上升,導(dǎo)致部分氣孔關(guān)閉,植物從外界吸收二氧化碳受阻,植物暗反應(yīng)受到限制,結(jié)果使B菜地蔬菜光合作用強(qiáng)度降低,這是A菜地蔬菜的光合作用強(qiáng)度比B菜地的高的主要原因。(3)由于C菜地的上方和四周用遮陽網(wǎng)全部覆蓋,當(dāng)溫度升高后,與光合作用有關(guān)的酶會(huì)由于溫度過高而活性降低,光合作用強(qiáng)度降低,呼吸作用有關(guān)酶的最適溫度高于光合作用有關(guān)酶的最適溫度,呼吸速率上升,最終導(dǎo)致凈光合速率降低,所以蔬菜的有機(jī)物積累減少,產(chǎn)量降低,即C菜地蔬菜產(chǎn)量低于B菜地。答案:(1)光照強(qiáng)度降低(2)B菜地光照強(qiáng)度過高,導(dǎo)致蔬菜氣孔關(guān)閉,二氧化碳吸收受阻,光合作用強(qiáng)度降低(3)C菜地溫度上升,光合作用有關(guān)酶活性下降,呼吸作用有關(guān)酶活性增加,C菜地凈光合作用強(qiáng)度降低,產(chǎn)量下降,因此C菜地蔬菜產(chǎn)量低于B菜地角度五從生命觀念角度,借助數(shù)學(xué)模型考查影響光合速率的因素6.(經(jīng)典考題)如圖為某一植物在不同實(shí)驗(yàn)條件下測得的凈光合速率,下列假設(shè)條件中能使圖中結(jié)果成立的是 (

)A.橫坐標(biāo)是CO2濃度,甲表示較高溫度,乙表示較低