内容正文:
第10讲 光合作用的影响因素及其应用
考纲
考情
影响光合作用的环境因素(Ⅱ)
2022全国甲卷T29;
2020全国Ⅰ卷T30;
2019全国Ⅰ卷T29
考点一 影响光合作用的因素及应用
1.外部因素
(1)单因子变量对光合速率的影响。
①光照强度。
②CO2浓度。
③温度。
④水分和矿质元素。
(2)多因子变量对光合速率的影响。
2.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。
(2)植物叶片的叶龄、叶绿素含量及酶。
[判断正误]
(1)生长于较弱光照条件下的植物,当提高CO2浓度时,其光合速率未随之增加,主要限制因素可能是光照强度。( √ )
(2)夏季晴天,植物出现“光合午休”现象的主要原因是环境中CO2浓度过低。( × )
提示:出现“光合午休”现象是因为夏季中午温度过高,部分气孔关闭,CO2吸收减少,而不是因为环境中CO2浓度过低。
(3)大棚栽培中,适量多施有机肥可提高大棚中的CO2浓度而增产。( √ )
(4)在种植农作物时,加大种植密度可不断提高农作物的产量。( × )
提示:种植密度过大,下部叶片光照强度下降,可导致光合速率下降,同时呼吸速率可能会上升,干物质积累量(净光合速率)=总光合速率-呼吸速率,当呼吸量大于总光合量时,干物质积累量为负值,因此加大种植密度不一定能提高农作物的产量,而且还有可能降低产量。
(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,又是光合产物在植物体内运输的主要介质。( √ )
1.开放环境中光合作用昼夜变化曲线分析
(1)曲线分析。
项目
分析
a点
温度降低,细胞呼吸减弱,CO2释放量减少
b点
有微弱光照,开始光合作用
bc段
光合作用增加,但光合作用强度小于呼吸作用强度
c、e点
光合作用强度等于呼吸作用强度
ce段
光合作用强度大于呼吸作用强度
d点
温度过高,部分气孔关闭,出现“光合午休”现象
ef段
光照强度降低,光合作用强度小于呼吸作用强度
fg段
光合作用停止,只进行呼吸作用
(2)一昼夜有机物的积累量的计算方法(用CO2表示)。
一昼夜有机物的积累量=白天从外界吸收的CO2量-晚上呼吸作用释放的CO2量,即S1-(S2+S3)(S1、S2和S3分别表示曲线和横轴围成的面积)。
2.密闭玻璃罩内CO2浓度与时间的关系曲线
(1)曲线分析。
项目
分析
AB段
无光照,植物只进行呼吸作用
BC段
温度降低,呼吸作用强度减弱
CD段
开始进行光合作用,但光合作用强度小于呼吸作用强度
D点
光合作用强度等于呼吸作用强度
DH段
光合作用强度大于呼吸作用强度,其中FG段表示“光合午休”现象
H点
光合作用强度等于呼吸作用强度
HI段
光照继续减弱,光合作用强度小于呼吸作用强度,直至光合作用完全停止
(2)植物生长与否的判断方法。
若I点低于A点,则植物生长;若I点等于A点,则植物未生长;若I点高于A点,则植物负生长。
考向一 影响光合作用因素的分析
[例1] (2021·北京卷)将某种植物置于高温环境(HT)下生长一定时间后,测定HT植株和生长在正常温度(CT)下的植株在不同温度下的光合速率,结果如图。由图不能得出的结论是( B )
A.两组植株的CO2吸收速率最大值接近
B.35 ℃时两组植株的真正(总)光合速率相等
C.50 ℃时HT植株能积累有机物而CT植株不能
D.HT植株表现出对高温环境的适应性
解析:由图可知,CT植株和HT植株的CO2吸收速率最大值基本一致;CO2吸收速率代表净光合速率,而总光合速率=净光合速率+呼吸速率,由于呼吸速率未知,故35 ℃时两组植株的真正(总)光合速率无法比较;50 ℃时HT植株的净光合速率大于零,能积累有机物,而CT植株的净光合速率小于零,不能积累有机物;在较高的温度下HT植株的净光合速率仍大于零,能积累有机物进行生长发育,体现出HT植株对高温环境较适应。
[例2] (2022·云南昆明期末)如图表示植物光合速率随光照强度改变的曲线,下列有关说法不正确的是( B )
A.若适当提高温度导致光合速率的增加值小于呼吸速率的增加值,则补偿点B应相应地向右移动
B.若增加二氧化碳浓度,则B点左移,C点左移,D点向右上方移动
C.D点时,ATP从类囊体薄膜向叶绿体基质移动
D.若图为阳生植物,则换为阴生植物,B点向左移动,D点向左下方移动
解析:补偿点B表示的是光合速率与呼吸速率相等所对应的光照强度,若适当提高温度导致光合速率的增加值小于呼吸速率的增加值,则补偿点B应相应的向右移动;若增加二氧化碳浓度,则光合速率增加,B点左移,C点右移,D点向右上方移动;D点时的光合速率最大,其光反应产生的AT