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1、第11讲影响光合作用的因素及应用-2-影响光合作用速率的环境因素()。-3-考点1考点2核心梳理提能探究考向感悟归纳总结考点1影响光合作用强度的因素(2)植物叶片的叶龄、叶面积指数、叶绿素含量及酶等也会影响光合作用,如下图所示。1.内部因素(1)光合速率与植物自身的遗传特性(如植物品种不同)有关。阴生植物和阳生植物的光合作用速率与光照强度的关系,如下图所示。-4-考点1考点2核心梳理提能探究考向感悟归纳总结2.外部因素(1)单因子变量对光合作用影响的曲线分析-5-考点1考点2核心梳理提能探究考向感悟归纳总结-6-考点1考点2核心梳理提能探究考向感悟归纳总结-7-考点1考点2核心梳理提能探究考向
2、感悟归纳总结(2)多因子变量对光合速率的影响-8-考点1考点2核心梳理提能探究考向感悟归纳总结曲线分析P点:限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子,随着该因子的不断加强,光合速率不断提高。Q点:横坐标所表示的因子不再是影响光合速率的因素,要想提高光合速率,可适当提高图中的其他因子。应用温室栽培时,在一定光照强度下,白天适当提高温度,增加与光合作用有关酶的活性,提高光合速率,也可同时适当增加CO2浓度,进一步提高光合速率。当温度适宜时,可适当增加光照强度和CO2浓度以提高光合速率。-9-考点1考点2核心梳理提能探究考向感悟归纳总结(1)夏季晴天光照最强时,小麦光合速率最高。 ()(2)净光合速
3、率长期为零时会导致幼苗停止生长。 ()(3)光合作用中叶绿素吸收光能不需要酶的参与。 ()(4)将一株生长正常的绿色植物置于密闭的玻璃容器内,在适宜条件下光照培养,随培养时间的延长,玻璃容器内CO2浓度可出现的变化趋势是一直保持稳定,不变化。 ()(5)停止供水,植物光合速率下降,这是由于水既是光合作用的原料,又是光合作用产物在植物体内运输的主要介质。()(6)温室内适当补充CO2,即适当提高CO2浓度,可提高农作物产量。() -10-考点1考点2核心梳理提能探究考向感悟归纳总结1.在下图中画出阴生植物的曲线(用虚线表示)。-11-考点1考点2核心梳理提能探究考向感悟归纳总结2.在下面的四幅图
4、中依次标出提能探究1坐标曲线中A点、AB段(不包括A、B两点)、B点和B点之后的O2和CO2的转移方向。3.若植物缺乏P元素,对光合速率有何影响?原因是什么?提示：光合速率下降。缺乏P元素,会影响ATP、H、类囊体膜等物质或结构的合成。-12-考点1考点2核心梳理提能探究考向感悟归纳总结4.光饱和点后,限制光合速率的内部因素主要有哪些?提示：植物自身的遗传特性、叶龄、叶面积指数、色素含量、酶等。-13-考点1考点2核心梳理提能探究考向感悟归纳总结考向1 单因子变量对光合作用的影响1.(2017天津卷)某突变型水稻叶片的叶绿素含量约为野生型的一半,但固定CO2酶的活性显著高于野生型。下图显示两者
5、在不同光照强度下的CO2吸收速率。下列叙述错误的是()A.光照强度低于P时,突变型的光反应强度低于野生型B.光照强度高于P时,突变型的暗反应强度高于野生型C.光照强度低于P时,限制突变型光合速率的主要环境因素是光照强度D.光照强度高于P时,限制突变型光合速率的主要环境因素是CO2浓度 答案解析解析关闭突变型水稻中叶绿素含量约为野生型的一半,故突变型的光反应强度低于野生型,A项正确;突变型水稻固定CO2酶的活性显著高于野生型,故突变型水稻暗反应强度高于野生型,B项正确;光照强度低于P时,野生型光合作用强度高于突变型,说明限制因素为光反应强度,或者说是光照强度,C项正确;光照强度高于P时,野生型光
6、合作用强度低于突变型,说明CO2的固定受影响,限制野生型光合速率的主要环境因素是CO2浓度,D项错误。 答案解析关闭D-14-考点1考点2核心梳理提能探究考向感悟归纳总结2.如下图是水生植物黑藻在光照等环境因素影响下光合速率变化的示意图。下列有关叙述,正确的是()-15-考点1考点2核心梳理提能探究考向感悟归纳总结A.t1t2,叶绿体类囊体薄膜上的色素吸收光能增加,基质中水光解加快,O2释放增多B.t2t3,暗反应限制光合作用,若在t2时刻增加光照,光合速率将继续提高C.t3t4,光照强度不变,光合速率的提高是光反应速率不变、暗反应增强的结果D.t4后短暂时间内,叶绿体中ADP和Pi含量升高,
7、C3还原后的直接产物产生量逐渐减少 答案解析解析关闭光照强度主要影响光合作用的光反应阶段(发生在类囊体薄膜上),在t1时刻给予充足恒定光照,光合速率增加,到t2时刻达到饱和,此阶段中叶绿体类囊体薄膜上的色素吸收光能增加,类囊体薄膜上水光解加快,O2释放增多,A项错误;图中t2时刻出现光饱和点,此时光照不是限制因素,主要限制因素为CO2浓度,因此是暗反应限制光合作用,若在t2时刻增加CO2浓度,光合速率将再提高,B项错误;t3t4,CO2浓度增加,暗反应增强,暗反应需要消耗光反应产生的H和ATP,所以暗反应增强也会促使光反应增强,C项错误;t4时撤去光照,故光反应不能进行,短暂时间内叶绿体中的A
8、TP被消耗,导致叶绿体中ADP和Pi含量升高,C3还原后的直接产物产生量逐渐减少,D项正确。 答案解析关闭D-16-考点1考点2核心梳理提能探究考向感悟归纳总结考向2 多因子变量对光合作用的影响3.下图分别表示两个自变量对光合速率的影响情况,除各图中所示因素外,其他因素均控制在最适范围。下列分析错误的是()-17-考点1考点2核心梳理提能探究考向感悟归纳总结A.图甲中A点的内在限制因素可能是叶绿体中酶的数量或色素的数量B.图乙中D点与C点相比,相同时间内叶肉细胞中C3与C5的生成量都多C.图丙中,随着温度的升高,曲线走势将稳定不变D.图中M、N点的限制因素是光照强度,P点的限制因素是温度 答案
9、解析解析关闭图丙中,温度影响酶的活性,超过最适温度,曲线走势将下降,C项错误。 答案解析关闭C-18-考点1考点2核心梳理提能探究考向感悟归纳总结A.“”和“”分别表示高浓度和低浓度CO2下的测量结果B.若在相同条件下测量O2释放量,可得到相似的实验结果C.低光强时,不同的CO2浓度对干重增加的影响不显著D.高浓度CO2时,不同的光强对干重增加的影响不显著4.研究者探究不同光强条件下,两种不同浓度的CO2对某种蓝藻生长的影响,结果如下图所示。下列关于该实验的叙述,错误的是() 答案解析解析关闭 答案解析关闭-19-考点1考点2核心梳理提能探究考向感悟归纳总结在影响光合作用的因素中,光照强度、温
10、度、CO2浓度等指的是外界影响因素,而影响光合作用的内部因素通常指的是植物自身的遗传特性、叶龄、叶面积指数、色素的含量、酶的数量(或活性)、C5的含量等。回答影响光合作用的因素这类问题时,要注意审清题中需要回答的是外界影响因素还是内部影响因素;针对曲线模型,在曲线上升阶段,限制因素为横坐标表示的因子,当曲线不再上升时,要对内部因素(如色素含量、酶活性等)和环境因素(如温度、CO2浓度等)进行分析;若为表格,则应先将表格信息转化成曲线图再进行分析。-20-考点1考点2核心梳理提能探究考向感悟归纳总结考点2光合作用与细胞呼吸的关系1.光合作用与有氧呼吸过程的比较还原C3O2H2OATP-21-考点
11、1考点2核心梳理提能探究考向感悟归纳总结有机物-22-考点1考点2核心梳理提能探究考向感悟归纳总结2.光合作用与有氧呼吸的联系 (1)物质方面-23-考点1考点2核心梳理提能探究考向感悟归纳总结(2)能量方面ATP中活跃的化学能热能-24-考点1考点2核心梳理提能探究考向感悟归纳总结(1)白天植物只进行光合作用。()(2)光合作用与细胞呼吸是两个互不相关的过程。()(3)线粒体可为叶绿体提供CO2和ATP。()(4)叶绿体可为线粒体提供O2和H。()(5)线粒体和叶绿体产生的H都能与O2结合。 ()(6)细胞质基质、线粒体和叶绿体都消耗ADP。()(7)根据下面绿色植物体内能量供应及利用过程图
12、判断正误。 乙过程利用的ATP是由甲和丙过程共同提供的。 ()乙中的ATP用于固定CO2和还原C3。()甲、丙中合成ATP所需的能量来源不相同。 ()丁中的能量可用于肌肉收缩、人的红细胞吸收葡萄糖、兴奋传导等。()-25-考点1考点2核心梳理提能探究考向感悟归纳总结 -26-考点1考点2核心梳理提能探究考向感悟归纳总结根据光补偿点与光饱和点的图示回答下列问题。-27-考点1考点2核心梳理提能探究考向感悟归纳总结(1)温度不变,CO2浓度升高时,光补偿点B左移,光饱和点C右移。(2)温度不变,CO2浓度降低时,光补偿点B右移,光饱和点C左移。(3)与阳生植物相比,阴生植物光补偿点B和光饱和点C都
13、相应左移。(4)已知某植物光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为25和30。上图表示该植物在25时光合强度与光照强度的关系。若将温度提高到30(原光照强度和CO2浓度等不变),从理论上分析图中相应点的移动应该是A点下移,光补偿点B右移。-28-考点1考点2核心梳理提能探究考向感悟归纳总结考向1 光合作用与有氧呼吸的内在联系1.下图表示光合作用和有氧呼吸过程中C、H、O三种元素的转移途径以及能量转换过程,图中序号表示相关的生理过程。下列叙述错误的是 ()-29-考点1考点2核心梳理提能探究考向感悟归纳总结A.在元素转移途径中,与、与表示的生理过程相同B.在元素转移途径中,能在小麦根尖成熟区细胞中发生
14、的生理过程有C.在有氧呼吸过程中,产生能量最多的过程是和D.ATP中的能量可以来自光能,也可以来自有机物中的化学能;ATP中的化学能可以转变为化学能,但不能转变为光能 答案解析解析关闭光合作用中,和表示光反应中水的光解,表示暗反应,表示暗反应中C3的还原;有氧呼吸中,表示第一阶段,表示第二阶段,表示第一、二阶段,和表示第三阶段。小麦根尖成熟区细胞不能进行光合作用,但能进行有氧呼吸,能发生的生理过程有。在有氧呼吸过程中,产生能量最多的是第三阶段,即和。ATP中的能量可以来自光能(光合作用)和有机物中的化学能(细胞呼吸),也可转变为光能(生物的发光)和化学能(物质合成代谢)。 答案解析关闭D-30
15、-考点1考点2核心梳理提能探究考向感悟归纳总结2.(2018安徽滁州联合质检)下图表示某种植物的叶肉细胞中的M、N两种细胞器,及在这两种细胞器中所进行的生理活动之间的关系。下列说法正确的是()A.M细胞器内生理活动的强度小于N细胞器内生理活动的强度B.M、N两种细胞器都能产生ATP,产生的ATP都从细胞器中运出C.图示叶肉细胞中有有机物的积累,细胞能够正常生长D.改变光照强度一定会改变M细胞器中生理活动的强度 答案解析解析关闭从题图来看,M是叶绿体,N是线粒体,N中产生的CO2不能满足M中光合作用的需要,说明光合作用强度大于呼吸作用强度;M、N两种细胞器都能产生ATP,线粒体中产生的ATP可运
16、出线粒体,参与需能的生命活动,叶绿体中产生的ATP并不运出叶绿体,而是在叶绿体内参与暗反应;由于光合作用强度大于呼吸作用强度,因此图示叶肉细胞中有有机物的积累,细胞能够正常生长;改变光照强度不一定会改变光合作用强度。 答案解析关闭C-31-考点1考点2核心梳理提能探究考向感悟归纳总结考向2 光补偿点与光饱和点的移动3.将水绵浸没在加有适宜培养液的大试管中,以人工白炽灯作为光源,每隔一段时间移动白炽灯以调节其与大试管间的距离,测定在不同距离下水绵产生气泡的速率,其他条件适宜不变,结果如下图所示。下列相关叙述正确的是()A.B点时限制气泡产生速率的主要因素为光照强度B.A点的干重比C点少C.A点时
17、只有线粒体和细胞质基质产生ATPD.若培养液中缺Mg2+,则A点应向右移 答案解析解析关闭以人工白炽灯为光源,由近向远逐渐移动白炽灯,调节其与大试管的距离,BA段气泡产生速率减小,是因为光照强度在减弱,因此B点的限制因素为光照强度,A项正确;由图可知,A点的光合速率小于C点,但从C点到A点(不包括A点),水绵的净光合作用速率都是大于0的,水绵的干重是逐渐增加的,B项错误;A点时水绵产生气泡数量为0,光合作用强度等于细胞呼吸强度,所以合成ATP的细胞结构除了线粒体和细胞质基质外,还有叶绿体,C项错误;如果培养液中缺Mg2+,叶绿素合成受阻,光合作用强度减弱,应该增加光照强度使光合作用强度等于细胞
18、呼吸强度,A点应向左移,D项错误。 答案解析关闭A-32-考点1考点2核心梳理提能探究考向感悟归纳总结4.(2017全国卷)植物的CO2补偿点是指由于CO2的限制,光合速率与呼吸速率相等时环境中的CO2浓度。已知甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物的。回答下列问题。(1)将正常生长的甲、乙两种植物放置在同一密闭小室中,适宜条件下照光培养。培养后发现两种植物的光合速率都降低,原因是。甲种植物净光合速率为0时,乙种植物净光合速率(填“大于0”“等于0”或“小于0”)。(2)若将甲种植物密闭在无O2、但其他条件适宜的小室中,照光培养一段时间后,发现植物的有氧呼吸增加,原因是。 答案解析解析关闭植物在适
19、宜光照条件下,光合作用强度大于细胞呼吸强度,会使容器内CO2的浓度降低。CO2是植物光合作用的原料,其浓度降低会使光合速率也降低。O2浓度增大,则有氧呼吸强度增大。由于甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物的,故甲种植物净光合速率为0时,所对应的CO2浓度大于乙种植物的CO2补偿点,此时乙种植物净光合速率大于0。 答案解析关闭(1)植物在光下光合作用吸收CO2的量大于呼吸作用释放CO2的量,使密闭小室中CO2浓度降低,光合速率也随之降低大于0(2)甲种植物在光下光合作用释放的O2使密闭小室中O2增加,而O2与有机物分解产生的NADH发生作用形成水是有氧呼吸的一个环节,所以当O2增多时,有氧呼吸会增
20、加-33-考点1考点2核心梳理提能探究考向感悟归纳总结光合作用、细胞呼吸曲线中关键点的移动CO2(或光)补偿点和饱和点的移动方向:一般有左移、右移之分,其中CO2(或光)补偿点是曲线与横坐标的交点,CO2(或光)饱和点是最大光合速率对应的CO2浓度(或光照强度)的最小值,位于横坐标上。(1)呼吸速率增加,其他条件不变时,CO2(或光)补偿点应右移,反之左移。(2)呼吸速率基本不变,相关条件的改变使光合速率下降时,CO2(或光)补偿点应右移,反之,则左移。(3)阴生植物与阳生植物相比,CO2(或光)补偿点和饱和点都应向左移动。-34-通关记通关辨通关练1.光照强度:直接影响光反应的速率,光反应产
21、物H和ATP的浓度高低会影响暗反应的速率。2.温度:影响光合作用过程,特别是影响暗反应中酶的催化效率,从而影响光合速率。3.CO2浓度:CO2是暗反应的原料,CO2浓度高低直接影响光合速率。4.矿质元素:直接或间接影响光合作用。例如,镁是叶绿素的组成成分,磷是ATP的组成成分。-35-通关记通关辨通关练辨析影响光合作用、细胞呼吸的因素(1)温度改变时,细胞呼吸会受到影响。光合作用的光反应和暗反应均会受到影响,但主要影响暗反应,因为参与暗反应的酶的种类和数量都比参与光反应的多。(2)CO2浓度很低时,光合作用不能进行;当CO2浓度大于某值时,光合作用才能进行。CO2浓度过大时,会抑制植物的细胞呼
22、吸,进而影响到光合作用。-36-通关记通关辨通关练1.将图1所示植物(a表示叶片,b表示茎,c表示果实,X表示某种气体)放入光合作用最适的温度和光照强度下培养,并随时记录a、b和c三处放射物含量的数值,如图2所示。下列分析错误的是 ()A.根据实验要求最好用14C标记的CO2进行实验研究B.由图2可知光合产物可由a运输至b再运输至cC.t1时刻不是光合作用的结束点,S2的值表示果实呼吸量D.若适当提高温度,则图2中的S1和S2的值都将变小 答案解析解析关闭检测光合产物的运输途径,应标记碳元素,A项正确;图2中光合作用的产物是在叶片中形成的,随后先由叶运输到茎,然后运输到果实,B项正确;t1时刻
23、叶片中含放射性的光合产物全部运输到茎或果实内,但此时光合作用并没有停止,S2的值表示果实的净光合作用量,C项错误;细胞呼吸的最适温度高于光合作用的最适温度,适当升高温度后,细胞呼吸强度大于光合作用强度,S1、S2的值均变小,D项正确。 答案解析关闭C-37-通关记通关辨通关练2.科研人员为研究枇杷植株在不同天气条件下的光合特征,对其净光合速率和气孔导度进行了测定,结果如下。下列有关叙述错误的是 ()-38-通关记通关辨通关练A.阴天时净光合速率下降的时间与气孔导度的下降时间不一致B.晴天时出现“午休”现象与气孔关闭引起的细胞内CO2浓度下降有关C.实验结果显示枇杷植株适合种植在光线弱的荫蔽环境中D.两种条件下枇杷净光合速率峰值出现的早晚均与光照强度无关 答案解析解析关闭据图分析,阴天时枇杷植株的净光合速率在12:00开始下降,气孔导度在10:00开始下降,两者时间不一致,A项正确;晴天出现“午休”现象是因为中午温度太高,导致气孔关闭,引起细胞内CO2浓度下降,光合作用暗反应受到抑制,B项正确;阴天时,气孔的导度几乎都大于晴天,且在10:30到14:00时净光合速率也大于晴天,所以枇杷植株适合种植在光线弱的荫蔽环境中,C项正确;晴天出现净光合速率峰值与温度、光照强度都有关,阴天光合速率峰值出现在12:00左右,与此时光照强度最强有关,D项错误。 答案解析关闭D