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2019-2020年高中生物 第四章 光合作用和細(xì)胞呼吸 4.2.3 影響光合作用的環(huán)境因素學(xué)案 新人教版必修1 目標(biāo)導(dǎo)航　1.結(jié)合教材P76～77，分析影響光合作用的環(huán)境因素。2.結(jié)合教材P77內(nèi)容概述光合作用原理的實(shí)踐應(yīng)用。 影響光合作用的環(huán)境因素 1.光照強(qiáng)度低時，植物光合速率低。光照強(qiáng)度增強(qiáng)，光合速率變大；光照強(qiáng)度進(jìn)一步提高，光合速率增加幅度逐漸減?。还庹諒?qiáng)度超過一定值時，光合速率不再增加。 2.CO2是光合作用的原料之一。在一定范圍內(nèi)，植物光合速率隨著CO2濃度的上升而增加，達(dá)到某一定值后，增加CO2濃度，光合速率不再增加。 3.溫度影響酶活性，因而對光合速率也有明顯的影響。 (1)教材表4—3說明，不同植物光合作用的最適溫度不同，一般在25～30__℃左右。 (2)低溫下植物光合速率變低的原因主要是酶活性降低。 (3)高溫下光合速率變低的原因主要是高溫使植物失水過多，影響氣孔的開閉，減少了CO2進(jìn)入細(xì)胞的量。 4.水和營養(yǎng)元素會直接或間接地影響植物光合速率。 (1)水是光合作用的原料，能直接影響植物光合速率。 (2)氮素可以促進(jìn)葉片面積的增大和葉片數(shù)目的增多，從而增加光合面積，間接地影響植物光合速率。 5.在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中主要通過增加光照面積、延長光照時間等途徑提高光能利用率。 一、影響光合作用的環(huán)境因素 光合作用受多種環(huán)境因素的影響，其中光照強(qiáng)度、CO2濃度和溫度等作用較為明顯。 1.光照強(qiáng)度對光合速率的影響 (1)光照強(qiáng)度：單位葉面積上所接收的可見光能量。 (2)光合速率：單位時間單位葉面積上CO2的固定量。 (3)布萊克曼用黑藻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)果如下： ①光照是植物進(jìn)行光合作用不可缺少的條件，光照較低時，植物光合速率很低。 ②AB段：隨光照強(qiáng)度的逐漸增強(qiáng)，光合速率相應(yīng)地變大；當(dāng)光照強(qiáng)度進(jìn)一步增強(qiáng)時，光合速率增加幅度逐漸減小。 ③BC段：光照強(qiáng)度超過某一定值時，光合速率不再增加，這一定值稱為光飽和點(diǎn)(B點(diǎn)對應(yīng)的光照強(qiáng)度)。 2.CO2濃度對光合速率的影響 (1)AB段：在一定范圍內(nèi)，植物光合速率隨CO2濃度的增大而增加。 (2)BC段：當(dāng)CO2濃度達(dá)到某一定值后，再增加CO2濃度，光合作用速率也不再增加。這一定值稱為CO2飽和點(diǎn)(B點(diǎn)對應(yīng)的CO2濃度)。 3.溫度對光合速率的影響 (1)溫度是通過影響酶活性進(jìn)而影響光合速率(主要制約暗反應(yīng))。 (2)溫度與光合速率的關(guān)系曲線圖 ①曲線分析：在一定溫度范圍內(nèi)，隨溫度的升高而升高；當(dāng)溫度達(dá)到一定值后不再增高，而超過一定值后，隨溫度的升高，光合速率反而降低。其中圖中B點(diǎn)對應(yīng)的溫度即為植物光合作用的最適溫度。一般來說，光合作用的最適溫度是25～30 ℃。 ②植物光合作用在最適溫度時光合速率最高。 4.礦質(zhì)元素對光合速率的影響 礦質(zhì)元素可通過參與構(gòu)成與光合作用相關(guān)的重要化合物，進(jìn)而對光合作用造成直接或間接影響，如Mg是構(gòu)成葉綠素的成分之一。 在一定的濃度范圍內(nèi)，增大必需礦質(zhì)元素的供應(yīng)，可提高光合速率，但當(dāng)超過一定濃度后，會因土壤溶液濃度過高使植物吸水困難，從而導(dǎo)致光合速率下降。 5.水分對光合作用的影響 (1)水是光合作用原料之一，缺水時可導(dǎo)致葉的氣孔關(guān)閉，致使CO2供應(yīng)不足而影響光合速率。 (2)保障水的供應(yīng)，不僅滿足光合作用原料需求，而且可使枝葉挺立、氣孔開放，有利于接受光照及CO2進(jìn)而保障植物的光合作用。 1.將下列生產(chǎn)實(shí)例和利用的光合作用原理連起來。 2.葉綠素是葉綠體中重要的色素，若葉綠素的合成受阻，將嚴(yán)重影響光合作用的進(jìn)行。那么影響葉綠素合成的主要因素有哪些呢？試分析解釋之。 答案　(1)光照：光是影響葉綠素合成的主要條件，一般植物在黑暗中不能合成葉綠素，因而葉片發(fā)黃。 (2)溫度：溫度可影響與葉綠素合成有關(guān)的酶的活性，進(jìn)而影響葉綠素的合成。低溫時，葉綠素分子易被破壞，而使葉子變黃。 (3)必需元素：葉綠素中含N、Mg等必需元素，缺乏N、Mg將導(dǎo)致葉綠素?zé)o法合成，葉變黃。另外Fe是葉綠素合成過程中某些酶的輔助成分，缺Fe也將導(dǎo)致葉綠素合成受阻，葉變黃。 3.各種環(huán)境因素，對光合作用并不是單獨(dú)地發(fā)揮作用，而是綜合地起作用。下圖為多因子變量對光合速率的影響，試分析之。 P點(diǎn)時，限制光合速率的因素應(yīng)為橫坐標(biāo)所表示的因子，隨其不斷加強(qiáng)，光合速率不斷提高。當(dāng)?shù)絈點(diǎn)時，橫坐標(biāo)所表示的因素不再是影響光合速率的因子，要想提高光合速率，可采取適當(dāng)提高圖示中其他因子的措施。 1.一般來說，光照增強(qiáng)，光合作用增強(qiáng)。但在夏天光照最強(qiáng)的中午，光合作用反而下降。其原因是(　　) A.蒸騰作用太強(qiáng)，體內(nèi)水分不足 B.酶的活性降低 C.氣孔關(guān)閉，氧釋放不出，抑制光反應(yīng) D.氣孔關(guān)閉，CO2不足 問題導(dǎo)析　(1)炎熱中午光照過強(qiáng)時，為了防止植物體內(nèi)水分過度散失，造成萎蔫、干枯，通常植物進(jìn)行適應(yīng)性調(diào)節(jié)，氣孔關(guān)閉(此時水分主要通過葉表面表皮細(xì)胞直接蒸發(fā)散失，降低葉表面溫度)。 (2)雖然光反應(yīng)產(chǎn)生了足夠的[H]和ATP，但因氣孔關(guān)閉，CO2進(jìn)入葉肉細(xì)胞葉綠體中的分子數(shù)減少，影響了暗反應(yīng)中葡萄糖的產(chǎn)生。 答案　D 一題多變 某研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)研究了在適宜的溫度條件下，周圍環(huán)境中某些因素與植物光合作用的關(guān)系，并繪出下面各圖。請據(jù)圖分析回答下面的問題。 (1)如圖甲所示，即使CO2濃度超過B點(diǎn)，光合作用強(qiáng)度也不再增強(qiáng)，此時若增大________________________，光合作用強(qiáng)度還可繼續(xù)增強(qiáng)。 (2)如圖乙所示，B點(diǎn)為光飽和點(diǎn)，它代表的生物學(xué)含義是_____________________。 (3)分析比較圖丙和圖丁，可以得出的結(jié)論是_______________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________。 答案　(1)光照強(qiáng)度 (2)在此光照強(qiáng)度條件下，光合速率開始達(dá)到最大值 (3)在一定范圍內(nèi)，隨著N、P元素吸收量的增多，光合速率加快；在同一光合速率條件下，該植物進(jìn)行光合作用需要N元素的量比P元素多 解析　圖甲、乙說明二氧化碳濃度和光照強(qiáng)度影響光合作用強(qiáng)度，甲圖中的B點(diǎn)是在一定條件(適宜溫度、一定光照強(qiáng)度)下，植物可利用的最大二氧化碳濃度，此時若使植物光合作用強(qiáng)度繼續(xù)增強(qiáng)，應(yīng)增大光照強(qiáng)度；圖乙中B點(diǎn)的生物學(xué)含義是在此光照強(qiáng)度條件下，光合速率開始達(dá)到最大值；圖丙、丁說明礦質(zhì)元素影響植物的光合作用強(qiáng)度，但兩圖反映出N、P對光合速率的影響存在差異。 二、當(dāng)光照與CO2濃度發(fā)生驟變時，C3、C5、[H]和ATP的變化 1.光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供[H]和ATP；暗反應(yīng)產(chǎn)生的ADP和Pi為光反應(yīng)提供原料；二者是光合作用全過程的兩個階段，是相輔相成的。 2.當(dāng)光照驟然減弱，CO2供應(yīng)不變時：光反應(yīng)生成的[H]和ATP減少；暗反應(yīng)中三碳化合物被還原的減少，含量上升；生成的糖類減少，含量下降；再生的五碳化合物也減少，含量也下降。 3.當(dāng)光照不變，減少CO2供應(yīng)時：暗反應(yīng)中五碳化合物消耗減少，含量上升，三碳化合物生成的減少，含量下降；三碳化合物被還原的減少，消耗的[H]和ATP減少，光反應(yīng)短時間內(nèi)不變，所以[H]和ATP的含量上升；而暗反應(yīng)的產(chǎn)物糖類含量也會下降。 分析各種條件變化后相關(guān)物質(zhì)的變化情況 改變 條件 三碳 化合 物 五碳 化合 物 [H] 和 ATP 產(chǎn)生 O2 速率 (CH2O) 合成量 相關(guān)曲線 光照強(qiáng)→弱，CO2供應(yīng)不變 增加 減少 減少 減慢 減少 光照弱→強(qiáng)，CO2供應(yīng)不變 減少 增加 增加 加快 增加 光照不變，減少CO2供應(yīng) 減少 增加 增加 減慢 減少 光照不變，增加CO2供應(yīng) 增加 減少 減少 加快 增加 2.在光照等適宜條件下，將培養(yǎng)在CO2濃度為1%環(huán)境中的某植物迅速轉(zhuǎn)移到CO2濃度為0.003%的環(huán)境中，其葉片暗反應(yīng)中C3和C5化合物微摩爾濃度的變化趨勢如圖。 回答問題： (1)圖中物質(zhì)A是____________(C3化合物、C5化合物)。 (2)在CO2濃度為1%的環(huán)境中，物質(zhì)B的濃度比A的低，原因是____________________________________________________________________________________；將CO2濃度從1%迅速降低到0.003%后，物質(zhì)B濃度升高的原因是_______________________________________________________________。 (3)若使該植物繼續(xù)處于CO2濃度為0.003%的環(huán)境中，暗反應(yīng)中C3和C5化合物濃度達(dá)到穩(wěn)定時，物質(zhì)A的濃度將比B的________(低、高)。 (4)CO2濃度為0.003%時，該植物光合速率最大時所需要的光照強(qiáng)度比CO2濃度為1%時的________(高、低)，其原因______________________________________。 問題導(dǎo)析　(1)由CO2濃度降低后，直接影響暗反應(yīng)中CO2的固定，來確定物質(zhì)A、B物質(zhì)成分。 (2)暗反應(yīng)速率達(dá)到穩(wěn)定時，C3和C5的含量穩(wěn)定，此時C3的分子數(shù)是C5的2倍。 (3)當(dāng)CO2濃度突然降低時，C5的合成速率不變，消耗速率減慢，導(dǎo)致C5積累。 (4)CO2濃度降低，達(dá)到最大光合速率時所需的光照強(qiáng)度降低，因?yàn)榘捣磻?yīng)減弱，所需的ATP和[H]減少，光反應(yīng)強(qiáng)度減弱。 答案　(1)C3化合物　(2)暗反應(yīng)速率在該環(huán)境中已達(dá)到穩(wěn)定，即C3和C5化合物的含量穩(wěn)定，根據(jù)暗反應(yīng)的特點(diǎn)，此時C3化合物的分子數(shù)是C5化合物的2倍　當(dāng)CO2濃度突然降低時，C5化合物的合成速率不變，消耗速率卻減慢，導(dǎo)致C5化合物積累　(3)高　(4)低　CO2濃度低時，暗反應(yīng)的強(qiáng)度低，所需的ATP和[H]少 一題多變 如圖所示某陽生植物細(xì)胞在夏季晴天某一天內(nèi)的光合作用過程中三碳化合物、五碳化合物的數(shù)量變化。若第二天中午天氣由光照強(qiáng)烈轉(zhuǎn)向陰天時，葉綠體中三碳化合物含量變化、五碳化合物含量變化分別相當(dāng)于曲線中的(　　) A. c→d段(X)，b→c段(Y) B.d→e段(X)，d→e段(Y) C.d→e段(Y)，c→d段(X) D.b→c段(Y)，b→c段(X) 答案　B 1.番茄幼苗在缺鎂的培養(yǎng)液中培養(yǎng)一段時間后，與對照組相比，其葉片光合作用強(qiáng)度下降，原因是(　　) A.光反應(yīng)強(qiáng)度升高，暗反應(yīng)強(qiáng)度降低 B.光反應(yīng)強(qiáng)度降低，暗反應(yīng)強(qiáng)度降低 C.光反應(yīng)強(qiáng)度不變，暗反應(yīng)強(qiáng)度降低 D.光反應(yīng)強(qiáng)度降低，暗反應(yīng)強(qiáng)度不變 答案　B 解析　鎂是葉綠素的組成成分，缺鎂會導(dǎo)致葉綠素缺少而使光反應(yīng)強(qiáng)度降低，進(jìn)而因[H]和ATP合成不足而使暗反應(yīng)強(qiáng)度降低。 2.溫室栽培可不受季節(jié)、地域限制，為植物的生長發(fā)育提供最適宜的條件，有利于提高作物品質(zhì)和產(chǎn)量。在封閉的溫室內(nèi)栽種農(nóng)作物，以下哪種措施不能提高作物產(chǎn)量(　　) A.增加室內(nèi)CO2濃度 B.增大室內(nèi)晝夜溫差 C.增加光照強(qiáng)度 D.采用綠色玻璃蓋頂 答案　D 解析　光合色素幾乎不吸收綠光，綠光下光合強(qiáng)度低。 3.嚴(yán)寒冬季，溫室大棚種植蔬菜、花卉、水果，能調(diào)劑市場，又有高經(jīng)濟(jì)效益。下面列舉了與此有關(guān)的生產(chǎn)措施，合理的是(　　) ①溫室的設(shè)計應(yīng)盡量提高采光效率，盡量減少溫度的散失 ②若使用簡易的塑料大棚，最好能在入冬前給土壤施足有機(jī)肥，因?yàn)橛袡C(jī)肥不但可以源源不斷地為植物提供礦質(zhì)營養(yǎng)，還可以補(bǔ)充大棚內(nèi)的二氧化碳 ③溫室蔬菜采用無土栽培技術(shù)，不但可以按植物需求配給營養(yǎng)，還可以免除土壤中有毒有害物質(zhì)的污染 A.①②③合理 B.只有①②合理 C.只有②合理 D.全都不合理 答案　A 解析　綠色植物的光合作用需要較強(qiáng)的光照強(qiáng)度和適宜的溫度，故①正確；有機(jī)肥經(jīng)過微生物的分解作用可以源源不斷地生成無機(jī)鹽和二氧化碳，故②正確；溫室中的無土栽培可按植物的需求配給營養(yǎng)，還可以免除土壤中有毒有害物質(zhì)的污染，有利于溫室蔬菜的栽培，故③正確。綜上所述，A正確。 4.如下圖所示為光照強(qiáng)度和CO2濃度對某植物光合作用強(qiáng)度的影響。下列有關(guān)敘述中不正確的是(　　) A.曲線中a點(diǎn)轉(zhuǎn)向b點(diǎn)時，葉綠體中C3含量升高 B.曲線中b點(diǎn)轉(zhuǎn)向d點(diǎn)時，葉綠體中C5含量升高 C.在一定范圍內(nèi)增加光照強(qiáng)度和CO2含量，有利于提高光合作用強(qiáng)度 D.曲線中c點(diǎn)時的限制因素可能是葉綠體中酶的數(shù)量 答案　A 解析　當(dāng)曲線中a點(diǎn)轉(zhuǎn)向b點(diǎn)時，光照強(qiáng)度增加，在其他條件不變時產(chǎn)生的[H]和ATP的量增加，C3的還原加快，CO2的固定不變，所以C3的含量應(yīng)該下降。當(dāng)曲線中b點(diǎn)轉(zhuǎn)向d點(diǎn)時，光照強(qiáng)度不變，CO2濃度下降，CO2的固定減弱，消耗的C5減少，同時C5還在不斷地產(chǎn)生，所以C5的含量升高。從題圖中可以看出，在一定范圍內(nèi)，隨著光照強(qiáng)度和CO2濃度的增加，光合作用強(qiáng)度增加。c點(diǎn)時， CO2濃度較高，增加光照強(qiáng)度后，光合作用強(qiáng)度不變，說明其限制因素可能是葉綠體中酶的數(shù)量。 5.為了探究光照強(qiáng)度與光合作用的關(guān)系，某興趣小組將西紅柿植株置于密閉裝置中進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)。結(jié)果如下表所示： 組 別 溫度 (℃) 光照強(qiáng)度： 普通陽光(%) 開始時的 CO2濃度(%) 12 h后的 CO2濃度(%) 1 25 0 0.35 0.368 2 25 20 0.35 0.306 3 25 40 0.35 0.289 4 25 60 0.35 0.282 5 25 80 0.35 0.280 6 25 100 0.35 0.279 根據(jù)上表分析下列敘述正確的是(　　) A.實(shí)驗(yàn)的自變量是CO2濃度的變化，因變量是光照強(qiáng)度的變化 B.該實(shí)驗(yàn)的對照組是第1組實(shí)驗(yàn) C.若將第6組植株突然移至第4組條件下，短時間內(nèi)細(xì)胞中的五碳化合物將增加 D.通過上述實(shí)驗(yàn)，可以確定西紅柿生長的最佳光照強(qiáng)度 答案　B 解析　該實(shí)驗(yàn)的自變量是光照強(qiáng)度的變化，因變量是CO2濃度的變化，A錯誤；該實(shí)驗(yàn)的第1組沒有光照，屬于對照組，B正確；若將第6組植株突然移至第4組條件下，光照強(qiáng)度減弱，直接影響光反應(yīng)，使光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和[H]減少，進(jìn)而影響暗反應(yīng)中三碳化合物的還原，使五碳化合物的生成量減少，而短時間內(nèi)CO2的固定不受影響，所以細(xì)胞中五碳化合物含量將降低，C錯誤；上述實(shí)驗(yàn)中，隨著光照強(qiáng)度的增強(qiáng)，光合強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)，所以通過上述實(shí)驗(yàn)，還不能確定西紅柿生長的最佳光照強(qiáng)度，D錯誤。 基礎(chǔ)鞏固 1.光合作用過程中，將植物突然從光下移到黑暗中，下圖中能表示植物葉綠體中五碳化合物含量變化曲線的是(　　) 答案　D 解析　沒有光會影響到光反應(yīng)的進(jìn)行，而光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供ATP和[H]，它是暗反應(yīng)還原三碳化合物所必不可少的成分，如果缺少ATP和[H]，必然引起三碳化合物還原減弱，但CO2固定仍正常進(jìn)行，因此三碳化合物含量上升，五碳化合物含量下降。在五碳化合物沒有降低到不能反應(yīng)之前，CO2的固定一直進(jìn)行，也就是五碳化合物一直可以形成三碳化合物，但五碳化合物的含量不會降到零。 2.CO2供應(yīng)不足最終可影響到綠色植物釋放O2減少，以下敘述中最直接的原因是(　　) A.CO2不足使固定形成的三碳化合物減少 B.三碳化合物還原所消耗的ATP和[H]減少 C.ATP和[H]減少使光反應(yīng)分解水減少 D.ADP、Pi、NADP＋減少使光反應(yīng)分解水減少 答案　D 解析　根據(jù)教材中的光合作用圖解可知，CO2供應(yīng)不足，三碳化合物減少，光反應(yīng)積累的[H]和ATP的量相對增多，細(xì)胞中ADP、Pi、NADP＋相應(yīng)地減少，光反應(yīng)能力下降，分解水減少，釋放O2減少。 3.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(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)度與光照強(qiáng)度的關(guān)系 答案　B 解析　光照強(qiáng)度為a時，光合作用的速率等于呼吸作用的速率。 4.在黑暗中放置一段時間的葉片均分4塊，置于不同的試管中，按下表進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，著色最淺葉片所在的試管是(　　) 試管編號 ① ② ③ ④ 實(shí)驗(yàn) 處理 CO2溶液 ＋ ＋ ＋ ＋ 光照 白光 藍(lán)光 紅光 綠光 碘液 ＋ ＋ ＋ ＋ 注：“＋”表示具有該條件。 A.① B.② C.③ D.④ 答案　D 解析　將葉片在黑暗中放置一段時間是進(jìn)行饑餓處理，消耗掉有機(jī)物，然后用不同的光照射，進(jìn)行光合作用，用碘液處理看有機(jī)物產(chǎn)生的多少。因?yàn)槿~綠體中的色素幾乎不吸收綠光，所以著色最淺葉片所在的試管是④號試管。 5.如圖是一晴朗夏日某植物光合作用強(qiáng)度隨時間變化的曲線圖，C點(diǎn)和B點(diǎn)相比較，葉肉細(xì)胞內(nèi)的C3、C5、ATP和[H]的含量發(fā)生的變化依次是(　　) A.升、升、升、升 B.降、降、降、降 C.降、升、升、升 D.升、升、降、降 答案　C 解析　C點(diǎn)和B點(diǎn)相比由于氣溫升高，氣孔關(guān)閉，CO2的吸收量減少，導(dǎo)致葉肉細(xì)胞內(nèi)C3的含量減少(短時間內(nèi)C3的生成量減少，而被還原消耗的C3的量不變)，C5的含量增多(短時間內(nèi)C5的生成量不變，而與CO2結(jié)合消耗的C5的量減少)，ATP和[H]的含量相對增多(短時間內(nèi)ATP和[H]的生成量不變，而還原過程中消耗掉的ATP和[H]減少)。 6.在嚴(yán)寒的冬天，利用溫室進(jìn)行蔬菜種植，可以提高經(jīng)濟(jì)效益，但需要調(diào)節(jié)好溫室的光照、溫度、氣體濃度和濕度，以提高產(chǎn)量。下列措施及方法正確的是(　　) ①冬季溫室內(nèi)溫度盡量維持恒定，有利于有機(jī)物的積累 ②適當(dāng)?shù)卦黾庸庹眨匝a(bǔ)充冬季陽光的不足 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?xì)怏w，以增加光合作用強(qiáng)度 ⑤向溫室內(nèi)定期施放氧氣，以降低呼吸作用強(qiáng)度 A.②④ B.①②④ C.②③⑤ D.②③④ 答案　A 解析　溫室的最大優(yōu)勢首先在于通過調(diào)控溫度實(shí)現(xiàn)保溫，白天光照強(qiáng)時適當(dāng)升溫有利于光合作用，加強(qiáng)有機(jī)物的制造，換句話說就是加大晝夜溫差，夜間低溫使植物呼吸作用減弱，減少有機(jī)物的分解，這樣植物一晝夜的有機(jī)物積累量會增多；其次，因?yàn)闇厥沂欠忾]的，光合作用的原料——CO2和H2O的供應(yīng)也是可以調(diào)控的；再就是，如果光照不是很強(qiáng)，可以利用人工光源增加光照強(qiáng)度。 鞏固提升 7.生長旺盛的葉片，剪成5毫米見方的小塊，抽去葉內(nèi)氣體，做下列處理(見下圖及圖注)。這四個處理中，沉入底部的葉片小塊最先浮起的是(　　) 答案　C 解析　光合作用的正常進(jìn)行需要光、二氧化碳和水的參與。無光條件下植物的光合作用不能進(jìn)行，也就不能產(chǎn)生氧氣，因而葉片不能上浮，故將選項B和D排除掉；在選項A和C中，A中是煮沸的自來水，其中二氧化碳的含量少，相比之下C中二氧化碳含量多，光合作用相對旺盛，故產(chǎn)生的O2多，所以C中葉片最先上浮。 8.科學(xué)家研究CO2濃度、光照強(qiáng)度和溫度對同一種植物光合速率的影響，得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖。請據(jù)圖判斷下列敘述不正確的是(　　) A.光照強(qiáng)度為a時，造成曲線Ⅱ和Ⅲ光合速率差異的原因是CO2濃度不同 B.光照強(qiáng)度為b時，造成曲線Ⅰ和Ⅱ光合速率差異的原因是溫度不同 C.光照強(qiáng)度為a～b時，曲線Ⅰ、Ⅱ光合速率隨光照強(qiáng)度升高而升高 D.光照強(qiáng)度為a～c時，曲線Ⅰ、Ⅲ光合速率隨光照強(qiáng)度升高而升高 答案　D 解析　由題目中坐標(biāo)曲線圖信息可知，光照強(qiáng)度為a～c時，曲線Ⅰ光合速率隨光照強(qiáng)度升高而升高，而曲線Ⅲ在光照強(qiáng)度為b之前，光合作用速率已達(dá)最大值，因此D錯誤。光照強(qiáng)度為a時，曲線Ⅱ和曲線Ⅲ的變量是CO2濃度，因此其差異是由CO2濃度造成的。同理可知，造成曲線Ⅰ和曲線Ⅱ差異的原因是溫度，光照強(qiáng)度為a～b時，限制曲線Ⅰ和曲線Ⅱ光合速率的主要因素是光照強(qiáng)度，因此會隨光照強(qiáng)度的上升光合作用速率上升。 9.如圖所示，圖甲為葉綠體結(jié)構(gòu)與功能示意圖，圖乙表示一株小麥葉片細(xì)胞內(nèi)C3相對含量在一天24 h內(nèi)的變化，請據(jù)圖分析： (1)圖甲中A、B、C、D分別表示參與光合作用或光合作用生成的物質(zhì)，則A、B、C、D依次為__________、________、________、__________。 (2)在a中發(fā)生的過程稱為光反應(yīng)，a中參與此過程的物質(zhì)是____________。光合作用全過程中能量轉(zhuǎn)換過程是____________________________________。 (3)AB段C3含量較高，其主要原因是______________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________。 (4)E點(diǎn)C3含量極少，其原因是：氣孔關(guān)閉，_________________________________ _____________________________________________________________________。 答案　(1)H2O　CO2　C3(三碳化合物)　C5(五碳化合物) (2)色素和酶　光能→活躍化學(xué)能→穩(wěn)定化學(xué)能 (3)無光不進(jìn)行光反應(yīng)，C3(三碳化合物)不能被還原 (4)葉肉細(xì)胞內(nèi)CO2含量低，CO2的固定下降 解析　(1)水參與的是光反應(yīng)，生成氧氣；二氧化碳參與暗反應(yīng)形成三碳化合物，三碳化合物形成五碳化合物和糖類。(2)光反應(yīng)需要色素吸收光能，并轉(zhuǎn)化成ATP中活躍的化學(xué)能；同時ATP的合成需要酶的參與。暗反應(yīng)中能量是由活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)化成穩(wěn)定的化學(xué)能。(3)無光條件下，不能進(jìn)行光反應(yīng)，所以缺少[H]、ATP，C3(三碳化合物)不能被還原。(4)E點(diǎn)時光照強(qiáng)烈，溫度較高，蒸騰作用散失水分較多，導(dǎo)致氣孔關(guān)閉，氣體交換停止。 10.下圖中甲、乙、丙三圖分別表示幾種環(huán)境因素對小麥光合速率的影響，除各圖中所示因素外，其他因素均控制在適中范圍。請據(jù)圖回答以下問題： (1)甲圖P點(diǎn)，限制小麥光合作用速率的因素為______；乙圖Q點(diǎn)，高CO2濃度條件下，若要進(jìn)一步提高小麥光合速率，可嘗試采取的措施是________________ ____________________；預(yù)計丙圖Q點(diǎn)之后三條曲線的走勢為________________ _____________________________________________________________________。 (2)干旱初期，小麥光合速率下降的主要原因可以用________圖來說明，其具體解釋是_______________________________________________________________ _____________________________________________________________________。 (3)除上述因素外，____________________也是影響光合速率的主要因素之一。 答案　(1)光照強(qiáng)度　適當(dāng)調(diào)節(jié)環(huán)境溫度　三條曲線都會隨著溫度升高而呈逐漸下降趨勢 (2)乙　干旱初期，小麥葉片氣孔逐漸關(guān)閉，導(dǎo)致體內(nèi)CO2濃度降低，光合速率下降 (3)水和營養(yǎng)元素的供應(yīng) 解析　(1)甲圖中，3個溫度在P點(diǎn)光合速率相同，因而溫度不是限制P點(diǎn)光合速率的因素，限制因素應(yīng)為光照強(qiáng)度。由乙圖中高CO2濃度曲線Q點(diǎn)可知，此時CO2濃度、光照強(qiáng)度不再是光合作用的限制因素，唯有提高溫度方可提高光合速率。溫度繼續(xù)升高，將影響酶的活性，因而丙圖Q點(diǎn)之后，三條曲線均呈逐漸下降趨勢。(2)干旱可引起氣孔關(guān)閉，體內(nèi)CO2濃度降低，光合速率下降，可用乙圖說明。(3)除了光照強(qiáng)度、溫度、CO2濃度外，水和營養(yǎng)元素也可成為光合作用的影響因素。 走進(jìn)高考 11.關(guān)于小麥光合作用的敘述，錯誤的是(　　) A.類囊體膜上產(chǎn)生的ATP可用于暗反應(yīng) B.夏季晴天光照最強(qiáng)時，小麥光合速率最高 C.進(jìn)入葉綠體的CO2不能被NADPH直接還原 D.凈光合速率長期為零時會導(dǎo)致幼苗停止生長 答案　B 解析　類囊體膜上產(chǎn)生的ATP可用于暗反應(yīng)，A正確。夏季晴天光照最強(qiáng)時，小麥葉片的氣孔關(guān)閉而出現(xiàn)午休現(xiàn)象，導(dǎo)致光合作用的原料減少，小麥光合速率反而下降，B錯誤。進(jìn)入葉綠體的CO2不能被NADPH直接還原，C正確。凈光合速率為零時，會導(dǎo)致幼苗停止生長，D正確。 12.將桑樹和大豆分別單獨(dú)種植(單作)或兩種隔行種植(間作)，測得兩種植物的光合速率如圖所示(注：光飽和點(diǎn)是光合速率達(dá)到最大值時所需的最低光照強(qiáng)度)。據(jù)圖分析，下列敘述正確的是(　　) A.與單作相比，間作時兩種植物的呼吸強(qiáng)度均沒有受到影響 B.與單作相比，間作時兩種植物光合作用的光飽和點(diǎn)均增大 C.間作雖然提高了桑樹的光合速率但降低了大豆的光合速率 D.大豆植株開始積累有機(jī)物時的最低光照強(qiáng)度單作大于間作 答案　D 解析　A項，當(dāng)光照強(qiáng)度為0時，植物只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，由坐標(biāo)圖中數(shù)據(jù)可知，桑樹間作時的呼吸強(qiáng)度比單作時的大，大豆間作時的呼吸強(qiáng)度比單作時的小。B項，由坐標(biāo)圖中數(shù)據(jù)可知，與單作相比，間作時桑樹光合作用的光飽和點(diǎn)增大，大豆光合作用的光飽和點(diǎn)減小。C項，由坐標(biāo)圖中數(shù)據(jù)可知，在較低光照強(qiáng)度范圍內(nèi)，大豆間作時的光合速率比單作時增強(qiáng)，在較高光照強(qiáng)度范圍內(nèi)，大豆間作時的光合速率比單作時減弱。D項，由坐標(biāo)圖中數(shù)據(jù)可知，單作時大豆開始積累有機(jī)物時的最低光照強(qiáng)度大于間作時的。 13.某植物凈光合速率的變化趨勢如下圖所示。 據(jù)圖回答下列問題： (1)當(dāng)CO2濃度為a時，高光強(qiáng)下該植物的凈光合速率為________________。CO2濃度在a～b之間時，曲線________________表示了凈光合速率隨CO2濃度的增高而增高。 (2)CO2濃度大于c時，曲線B和C所表示的凈光合速率不再增加，限制其增加的環(huán)境因素是____________。 (3)當(dāng)環(huán)境中CO2濃度小于a時，在圖示的3種光強(qiáng)下，該植物呼吸作用產(chǎn)生的CO2量________(填“大于”、“等于”或“小于”)光合作用吸收的CO2量。 (4)據(jù)圖可推測，在溫室中，若要采取提高CO2濃度的措施來提高該種植物的產(chǎn)量，還應(yīng)該同時考慮________這一因素的影響，并采取相應(yīng)措施。 答案　(1)0　A、B、C (2)光強(qiáng)　(3)大于 (4)光強(qiáng) 解析　(1)根據(jù)曲線圖可知，當(dāng)CO2濃度為a時，高光強(qiáng)下(曲線A)該植物的凈光合速率為0；分析坐標(biāo)圖中曲線的走勢可以看出，當(dāng)CO2濃度在a～b之間時，曲線A、B和C的凈光合速率都隨著CO2濃度的增高而增高。 (2)由題圖可知，影響凈光合速率的因素為CO2濃度和光強(qiáng)。當(dāng)CO2濃度大于c時，由于受光強(qiáng)的限制，光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]和ATP不足，暗反應(yīng)受到限制，曲線B和C的凈光合速率不再增加。 (3)當(dāng)環(huán)境中的CO2濃度小于a時，在圖示的3種光強(qiáng)下，植物的凈光合速率小于0，說明該植物此時呼吸作用產(chǎn)生的CO2量大于光合作用吸收的CO2量。 (4)據(jù)圖可推測，光強(qiáng)和CO2濃度都會影響植物的凈光合速率，因此若要采取提高CO2濃度的措施來提高該種植物的產(chǎn)量，還應(yīng)同時考慮光強(qiáng)這一因素的影響。