1、第11讲 影响光合作用的因素及应用,研究影响光合作用速率的环境因素。,-3-,必备知识梳理,关键能力突破,影响光合作用强度的因素 1.内部因素 (1)植物自身的遗传特性(如植物品种不同)以阴生植物、阳生植物为例,如图所示。,-4-,必备知识梳理,关键能力突破,(2)植物叶片的叶龄、叶绿素含量及酶。,-5-,必备知识梳理,关键能力突破,2.外部因素 (1)光照强度,-6-,必备知识梳理,关键能力突破,(2)CO2浓度,-7-,必备知识梳理,关键能力突破,(3)温度,-8-,必备知识梳理,关键能力突破,(4)必需矿质元素(N、P、Mg、K等),-9-,必备知识梳理,关键能力突破,凝练核心素养 1.
2、科学思维运用归纳与概括的方法,分析光合作用原理在农业生产中的应用,分析、解释一些生产现象。 2.科学探究通过实验探究影响光合作用的环境因素,掌握探究实验的方法。 3.社会责任关注农业生产,将光合作用原理应用到农业生产中。,-10-,必备知识梳理,关键能力突破,(生命观念、科学思维)据图分析多因素对光合作用的影响。,-11-,必备知识梳理,关键能力突破,图中:a.高CO2浓度,b.中CO2浓度,c.低CO2浓度。高光强,中光强,低光强。 (1)三个曲线图在P点之前限制光合速率的因素分别是 、 、 。 (2)三个曲线图在Q点之后横坐标所表示的因子 (填“是”或“不是”)影响光合速率的主要因素,此时
3、的限制因素分别是 、 、 。 (3)在北方的冬暖大棚中施用有机肥的益处包括 。,答案 (1)光照强度 光照强度 温度 (2)不是 温度 CO2浓度 光照强度 (3)增加土壤肥力、增加大棚内的温度和CO2浓度,-12-,必备知识梳理,关键能力突破,考向1 单因子变量对光合作用的影响 1.在CO2浓度为0.03%、温度恒定且适宜的条件下,测定植物甲和植物乙在不同光照条件下的光合速率,结果如下图。下列有关分析正确的是( ),A.光照强度为1 klx时,植物甲开始进行光合作用 B.光照强度为3 klx时,植物乙不进行光合作用 C.若在C点时突然停止CO2供应,短时间内植物甲的叶绿体中C3的含量会增加
4、D.D点时限制植物乙的光合速率增大的主要环境因素是CO2的浓度,答案,解析,-13-,必备知识梳理,关键能力突破,在影响光合作用的因素中,光照强度、温度、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。
5、,-14-,必备知识梳理,关键能力突破,考向2 多因子变量对光合作用的影响 2.(2018辽宁沈阳东北育才学校二模)下列各图分别表示两个自变量对光合速率的影响情况,除各图中所示的因素外,其他环境因素均控制在最适范围。下列分析错误的是 ( )A.图甲中A点的限制因素可能是叶绿体中色素的数量 B.图乙中D点比C点在相同时间内叶肉细胞中生成C5的速率快 C.M、N点的限制因素是光照强度,P点的限制因素是温度 D.图丙中,随着温度的升高,曲线走势将稳定不变,答案,解析,-15-,必备知识梳理,关键能力突破,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区别,-16-,必备知识梳理,关键能力突破
6、,-17-,必备知识梳理,关键能力突破,2.光合作用与有氧呼吸的联系,-18-,必备知识梳理,关键能力突破,-19-,必备知识梳理,关键能力突破,凝练核心素养 1.生命观念通过分析光合作用和呼吸作用的关系,建立起生命的整体性观念。 2.科学思维运用归纳与概括的方法,理解光合作用和呼吸作用在物质转变和能量转化方面的联系。,-20-,必备知识梳理,关键能力突破,(生命观念、科学思维)图13是光合作用、细胞呼吸相关曲线图,据图分析下列问题。,-21-,必备知识梳理,关键能力突破,(1)图1中,交点D对应E,此时净光合量为 ,植物生长最快的点是 。 (2)图2中,a、b间的差值(a-b)为 ,交点F的
7、含义是光合强度 呼吸强度,相对于图1中的 。 (3)图3中,曲线c表示 ,与图2中曲线a表示含义 (填“相同”或“不相同”)。交点G的含义是 =呼吸强度,此点植物 (填“能”或“不能”)生长。,答案 (1)0 B (2)净光合强度或干物质量 =(等于) D点和E点 (3)净光合强度 不相同 净光合强度 能,-22-,必备知识梳理,关键能力突破,考向1 光合作用与有氧呼吸内在关系 1.(2018天津红桥二模)下图为植物细胞代谢的部分过程简图,为相关生理过程。下列叙述错误的是( )A.若植物缺Mg,则首先会受到显著影响的是 B.的进行与密切相关 C.蓝藻细胞中发生在叶绿体基质中 D.叶肉细胞中O2
8、的产生量小于中O2的吸收量,则该细胞内有机物的总量将减少,答案,解析,-23-,必备知识梳理,关键能力突破,2.(2017全国高考)下图是表示某植物叶肉细胞光合作用和呼吸作用的示意图。据图回答下列问题。(1)图中代表的物质依次是 、 、 、 , H代表的物质主要是 。 (2)B代表一种反应过程,C代表细胞质基质,D代表线粒体,则ATP合成发生在A过程,还发生在 (填“B和C”“C和D”或“B和D”)。 (3)C中的丙酮酸可以转化成酒精,出现这种情况的原因是 。,-24-,必备知识梳理,关键能力突破,答案 (1)O2 NADP+ ADP+Pi C5 NADH(或答还原型辅酶) (2)C和D (3
9、)在缺氧条件下进行无氧呼吸 解析 由图可知,A表示光合作用的光反应,B表示暗反应;代表的物质依次是O2、NADP+、ADP+Pi、C5;H代表的物质为NADH(还原型辅酶)。在植物叶肉细胞中,ATP合成除了发生在光反应过程中,还发生在有氧呼吸的整个过程中,有氧呼吸的第一阶段发生在细胞质基质(C)中,第二、三阶段发生在线粒体(D)中。在缺少氧气的条件下,细胞可进行无氧呼吸产生酒精。,-25-,必备知识梳理,关键能力突破,考向2 光补偿点与光饱和点的移动 3.(2018辽宁盘锦高级中学期末)下图曲线表示某植物在恒温30 、CO2浓度一定时光合速率与光照强度的关系,下列叙述错误的是( )A.与B点相
10、比较,C点时叶肉细胞中C3的含量降低 B.若将CO2浓度降低,则叶绿体中H合成速率将会变小,C点向左下方向移动 C.当光照强度为x点时,叶肉细胞中产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体 D.已知该植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25 和30 ,在其他条件不变的情况下,将温度调节到25 ,图中A点将向上移动,B点将向右移动,答案,解析,-26-,必备知识梳理,关键能力突破,3个关键点的移动规律 如图所示,A、B、D依次表示“光为0”点、光补偿点与光饱和点,其移动规律归纳如下。,-27-,必备知识梳理,关键能力突破,(1)细胞呼吸加强时,其O2吸收量或CO2释放量均增加(离O点越远),
11、图示A点下移,反之,细胞呼吸减弱时,O2吸收量或CO2释放量均减小(离O点越近),图示A点上移。 (2)若改变的条件有利于光合作用时,补偿点应左移(靠O点越近),即B点左移,而光饱和点(D点)应右移(曲线图上C点向右上移)。 (3)若改变的条件不利于光合作用(如缺Mg2+,温度变得不适宜等)时,光补偿点(即B点)应右移,光饱和点(D)应左移(曲线图上即C点向左下移)。,-28-,1,2,3,4,1.下图表示芍药叶肉细胞光合作用和细胞呼吸过程中CO2和H的变化,相关叙述正确的是( )A.过程发生在叶绿体类囊体薄膜上,过程发生在线粒体的内膜上 B.过程发生在线粒体中 C.过程均需要H和ATP的参与
12、 D.过程产生的H是相同的物质,过程在线粒体中进行,答案,解析,-29-,1,2,3,4,2.如图的纵坐标表示某种植物气体吸收量或释放量的变化。(不考虑横坐标和纵坐标单位的具体表示形式,单位的表示方法相同)下列说法正确的是( )A.若A代表O2吸收量,可以判断从D点开始进行光合作用 B.若A代表O2释放量,B点对应的光照强度一定不等于0,D点表示植物的净光合作用强度为0 C.若A代表CO2释放量,提高大气中的CO2浓度,D点不移动 D.若A代表CO2释放量,E点时光合作用制造的有机物总量是8,答案,解析,-30-,1,2,3,4,3.为研究干旱胁迫对某植物生理的影响,科研人员在实验室内其他条件
13、适宜且恒定的条件下,人为制造缺水环境(干旱胁迫)。请回答下列问题。 (1)干旱胁迫初期,测得叶片气孔开度降低,叶片光合速率也降低。请分析叶片光合速率降低的原因: 。 (2)在干旱胁迫中期,测得光反应释放的氧气减少,推测出可能是叶绿体内 (结构)受损所致,这样为暗反应提供的 减少,从而光合速率降低。,-31-,1,2,3,4,(3)将叶面积相等的A、B两种植物叶片分别放置在相同的、温度适宜且恒定的密闭小室内,给予充足的光照,利用测量仪每隔5 min测一次小室中的CO2浓度,结果如图所示。两种植物的光合速率都降低,原因是 。当密室中CO2浓度下降到一定浓度后不再继续下降,原因是 。此实验可推测出
14、植物更耐旱。,-32-,1,2,3,4,答案 (1)气孔开度降低,叶片吸收CO2的量减少,所以光合速率降低 (2)类囊体薄膜 ATP和H (3)植物在光下光合作用吸收CO2的量大于细胞呼吸释放CO2的量,导致容器内CO2的浓度降低,光合速率降低 光合作用强度等于细胞呼吸强度 B,-33-,1,2,3,4,解析 (1)结合题意,干旱胁迫初期,由于叶片气孔开度降低,叶片吸收CO2的量减少,所以叶片光合速率降低。 (2)在干旱胁迫中期,光反应释放的氧气减少,推测出可能是叶绿体内进行光反应的结构类囊体薄膜受损所致,这样光反应为暗反应提供的ATP和H减少,从而光合速率降低。 (3)密室内,由于绿叶在光下
15、光合作用吸收CO2的量大于细胞呼吸释放CO2的量,导致容器内CO2的浓度降低,光合速率降低;当密室中CO2浓度下降到一定浓度后不再继续下降,说明此时绿叶光合作用强度等于细胞呼吸强度,即单位时间内光合作用吸收CO2的量等于细胞呼吸释放CO2的量。根据两种植物在密室中CO2浓度大小比较,B植物进行光合作用所需的CO2补偿点更低,说明B植物更耐旱。,-34-,1,2,3,4,4.科学家利用某种水生真核绿藻进行了实验研究。首先将该种绿藻分为甲、乙两组,甲组置于高CO2浓度(5 000 L CO2/L)下,乙组置于自然空气CO2浓度(360 L CO2/L)下,其他条件保持相同且适宜,培养910 d后,
16、再把甲、乙两组都放在自然空气CO2浓度条件下,测定两组绿藻在不同光强下的光合速率,实验结果如下图所示。,-35-,1,2,3,4,请回答下列问题。 (1)该实验的目的是 。 (2)光强为100 mol/(m2s)时,两组都有气泡产生,甲、乙两组气泡中的气体分别来自 (填细胞器名称)。其中甲组的判断理由是 。 (3)实验结果证明,甲组光合速率始终明显低于乙组,从光合作用的酶的角度分析其原因可能是 。,答案 (1)探究高CO2浓度(或不同CO2浓度)对绿藻光合作用的影响 (2)线粒体和叶绿体(顺序不可颠倒) 光强为100 mol/(m2s)时,甲组的呼吸速率大于光合速率,气泡中的气体为CO2 (3
17、)高CO2浓度培养后,光合作用的酶活性降低,-36-,1,2,3,4,解析 (1)根据题干分析可知,甲、乙两组绿藻是分别放在两个不同浓度的CO2下培养,因此该实验的目的是探究不同CO2浓度对绿藻光合作用的影响。 (2)由坐标中曲线可知,当光照强度为100 mol/(m2s)时,甲组的光合速率为负值,说明此光照强度下,甲组植物的呼吸速率大于光合速率,线粒体中有氧呼吸产生的CO2释放出来,产生气泡;而此光照强度下,乙组的光合速率为正值,说明乙的光合速率大于呼吸速率,叶绿体中光合作用产生的氧气释放出来,产生气泡。 (3)由于甲组先置于高CO2浓度(5 000 L CO2/L)下培养一段时间,而后两组即使在相同条件下,甲的光合速率始终明显低于乙组,从光合作用的酶的角度分析,可能是经高CO2浓度培养后,光合作用的酶活性降低。,
