第14讲 光合作用的影响因素及其应用- 备战2025年高考生物一轮复习课件+知识清单

第14讲 光合作用的影响因素及其应用 第15讲 光合作用和呼吸作用的综合分析 新人教版高考生物 一轮复习 by：Biology Teacher Yóu 影响光合作用的外界因素：主要是光照强度、CO2浓度、温度 2 1.A点代表________速率（该速率的大小不受光照强度的影响，即任何光照下，该速率的大小都和A一样） B点代表________________________，因此称为________点，它是保证植物正常生长所需的最低光照。 一、光照强度对光合作用的影响 呼吸 A 光照强度 CO2吸收 mol·h-1 CO2释放 mol·h-1 0 B C E D 光合速率等于呼吸速率 光补偿 3 C点：产生的外因：________________________________； 产生的内因：________________________________。 E点称为________点。 CO2的浓度 A 光照强度 CO2吸收 mol·h-1 CO2释放 mol·h-1 0 B C E D 、温度 色素的含量 、酶的数量、酶的活性 光饱和 一、光照强度对光合作用的影响 4 AC段限制光合作用的主要外界因素是_____________________； CD段限制光合作用的主要外界因素是_____________________。 光照强度 A 光照强度 CO2吸收 mol·h-1 CO2释放 mol·h-1 0 B C E D CO2浓度 、温度 一、光照强度对光合作用的影响 5 2. A 光照强度 CO2吸收 mol·h-1 CO2释放 mol·h-1 0 B C E D   实际光合速率 － 呼吸速率 ＝ 净光合速率 单位时间CO2 ____________量 ____________量 ____________量 单位时间O2 ____________量 ____________量 ____________量 单位时间有机物 ____________量 ____________量 ____________量 消耗(固定) 产生(制造) 吸收/释放 产生(制造) 消耗 释放/吸收 产生(制造) 消耗 积累 一、光照强度对光合作用的影响 6 A 光照强度 CO2吸收 mol·h-1 CO2释放 mol·h-1 0 B C E D F 2 1 -1 -2 例1.测定某绿色植物CO2吸收量与CO2释放量与光照强度的关系如图 ①光照强度为B时，该植物每小时产生_____molCO2，消耗_____molCO2，吸收(释放)_____mol CO2 该植物每小时消耗_____mol葡萄糖，产生_____mol葡萄糖，积累_____ mol葡萄糖 1 1 0 1/6 1/6 0 一、光照强度对光合作用的影响 7 ①光照强度为F时，该植物每小时产生_____molCO2，消耗_____molCO2，吸收(释放)_____mol CO2 该植物每小时消耗_____mol葡萄糖，产生_____mol葡萄糖，积累_____ mol葡萄糖 A 光照强度 CO2吸收 mol·h-1 CO2释放 mol·h-1 0 B C E D F 2 1 -1 -2 例1.测定某绿色植物CO2吸收量与CO2释放量与光照强度的关系如图 1 2 1 1/6 2/6 1/6 一、光照强度对光合作用的影响 8 A 光照强度 CO2吸收 mol·h-1 CO2释放 mol·h-1 0 B C E D F 2 1 -1 -2 例1.测定某绿色植物CO2吸收量与CO2释放量与光照强度的关系如图 ③光照强度为B时，该植物光合作用_______呼吸作用；该植物的叶肉细胞，光合作用_______呼吸作用。 等于 大于 一、光照强度对光合作用的影响 9 A 光照强度 CO2吸收 mol·h-1 CO2释放 mol·h-1 0 B C E D F 2 1 -1 -2 例1.测定某绿色植物CO2吸收量与CO2释放量与光照强度的关系如图 ④若图中曲线表示某绿色植物叶肉细胞CO2与光照强度的关系 光照强度为B时，该植物光合作用_______呼吸作用；该植物的叶肉细胞，光合作用_______呼吸作用 大于 等于 一、光照强度对光合作用的影响 10 A 光照强度 CO2吸收 mol·h-1 CO2释放 mol·h-1 0 B C E D F 2 1 -1 -2 3.关于“光合速率＝呼吸速率” 若是叶肉细胞光合速率＝呼吸速率，则整个植物体：光合速率______呼吸速率 若是整个植物体光合速率＝呼吸速率，则叶肉细胞：光合速率______呼吸速率 小于 大于 一、光照强度对光合作用的影响 11 A 光照强度 CO2吸收 mol·h-1 CO2释放 mol·h-1 0 B C E D F 2 1 -1 -2 例1.测定某绿色植物CO2吸收量与CO2释放量与光照强度的关系如图 ⑤若给予全天光照，则光照强度不应低于_____，该植物才能正常生长 若每天光照12小时，光照强度不应低于_____，该植物才能正常生长 B F 一、光照强度对光合作用的影响 12 A 光照强度 CO2吸收 mol·h-1 CO2释放 mol·h-1 0 B C E D F 2 1 -1 -2 4. 植物在一段时间内积累的有机物总量（大于0才能正常生长） ＝ 有机物制造量 － 有机物消耗量 ＝ V实际光合 × t光照 － V呼吸 × t总 ＝ 光照下有机物积累量 － 黑暗中有机物消耗量 ＝ V净光合 × t光照 － V呼吸 × t黑暗 一、光照强度对光合作用的影响 13 例2. 下列对该表数据分析错误的是（ ） 一、光照强度对光合作用的影响 温度/℃ 5 10 15 20 25 30 35 光照下吸收CO2/（mg·h-1） 1.00 1.75 2.50 3.25 3.75 3.50 3.00 黑暗中释放CO2/（mg·h-1） 0.50 0.75 1.00 1.50 2.25 3.00 3.50 A. 昼夜不停地光照，在25℃时该植物生长得最快 B. 昼夜不停地光照，在20℃时该植物一天固定的CO2量为78mg C. 每天交替进行12h光照，12h黑暗，在20℃时该植物积累的有机物最多 D. 每天交替进行12h光照，12h黑暗，10℃时该植物积累的有机物是30℃时的2倍 B 14 一、光照强度对光合作用的影响 A 光照强度 CO2吸收 mol·h-1 CO2释放 mol·h-1 0 B C E D 5.点的移动 升高CO2浓度，B点向_____移，C点向_____移，E点向____移； 将正常植物移栽到缺Mg土壤中，B点_____移，C点向_____移，E点向____移。 左 右上 右 右 左下 左 15 例3.已知某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25℃和30℃，如图表示30℃时光合作用与光照强度的关系。若温度降到25℃(原光照强度和CO2浓度不变)，理论上图中相应点a、b、d的移动方向分别是(　　) 一、光照强度对光合作用的影响 C A.下移、右移、上移 B.下移、左移、下移 C.上移、左移、上移 D.上移、右移、上移 16 一、光照强度对光合作用的影响 6.光合速率的测定方法: 实际光合速率 呼吸速率 净光合速率 不可直接测量 可测量（黑暗中） 可测量（光照下） 黑暗条件下，单位时间内CO2(O2、有机物)的变化量，可以代表_______速率 光照条件下，单位时间内CO2(O2、有机物)的变化量，可以代表_______速率 最后，可以计算出_________速率 呼吸 净光合 实际光合 17 一、光照强度对光合作用的影响 方法1：黑白瓶法（一般用于水生生物） 原理： 对照瓶 黑瓶 实验开始时，测O2浓度 一段时间后，测O2浓度，和对照瓶相比，O2变化量代表瓶内生物______速率 置于光下一段时间后，测O2浓度，和对照瓶相比，O2变化量代表瓶内生物________速率 白瓶 呼吸 净光合 18 例4.用等体积的三个玻璃瓶甲、乙、丙，同时从某池塘水深0.5m处的同一位置取满水样，立即测定甲瓶中的氧气含量，并将乙、丙瓶密封后沉回原处。一昼夜后取出玻璃瓶，分别测定两瓶中的氧气含量，结果如下(不考虑化能合成作用)。有关分析合理的是（ ） 一、光照强度对光合作用的影响 B A.丙瓶中浮游植物的细胞产生[H]的场所是线粒体内膜 B.在一昼夜内，丙瓶生物细胞呼吸消耗的氧气量约为1.1mg C.在一昼夜后，乙瓶水样的pH比丙瓶的低 D.在一昼夜内，乙瓶中生产者实际光合作用释放的氧气量约为1.1mg 透光玻璃瓶甲 透光玻璃瓶乙 不透光玻璃瓶丙 4.9 mg 5.6 mg 3.8 mg 19 例5.某同学研究甲湖泊中X深度生物的光合作用和有氧呼吸。具体操作如下：取三个相同的透明玻璃瓶a、b、c，将a先包以黑胶布，再包以铅箔。用a、b、c三瓶从待测水体深度取水，测定c瓶中水内溶氧量。将a瓶、b瓶密封再沉入待测水体深度，经24小时取出，测两瓶氧含量，结果如图所示。则24h待测深度水体中生物光合作用和有氧呼吸的情况是（ ） 一、光照强度对光合作用的影响 D A.24h待测深度水体中生物有氧呼吸消耗的氧气量是V mol/瓶 B.24h待测深度水体中生物光合作用产生的氧气量是K mol/瓶 C.24h待测深度水体中生物有氧呼吸消耗的氧气量是（K－V）mol/瓶 D.24h待测深度水体中生物光合作用产生的氧气量是（K－V）mol/瓶 20 例6.某研究小组从当地一湖泊的某一深度取得一桶水样，分装于六对黑白瓶中，剩余的水样测得原初溶解氧的含量为10mg/L，白瓶为透明玻璃瓶，黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶。将它们分别置于六种不同的光照条件下，分别在起始和24小时后测定各组培养瓶中的氧含量，记录数据如下表： 一、光照强度对光合作用的影响 光照强度 0（黑暗） a b c d e 白瓶溶氧量 mg/L 3 10 16 24 30 30 黑瓶溶氧量 mg/L 3 3 3 3 3 3 （1）黑瓶中溶解氧的含量降低为3mg/L的原因是_______________________________ ___________________________________，该瓶中所有生物细胞呼吸消耗的O2量为_____mg/L·24h。 黑瓶中植物不能进行光合作用产生O2瓶内生物呼吸消耗氧气 7 21 （2）当光照强度为c时，白瓶中植物光合作用产生的氧气量为____mg/L·24h。 （3）光照强度至少为___(填字母)时，该水层产氧量才能维持生物正常生活耗氧量所需。 一、光照强度对光合作用的影响 21 a 例6.某研究小组从当地一湖泊的某一深度取得一桶水样，分装于六对黑白瓶中，剩余的水样测得原初溶解氧的含量为10mg/L，白瓶为透明玻璃瓶，黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶。将它们分别置于六种不同的光照条件下，分别在起始和24小时后测定各组培养瓶中的氧含量，记录数据如下表： 光照强度 0（黑暗） a b c d e 白瓶溶氧量 mg/L 3 10 16 24 30 30 黑瓶溶氧量 mg/L 3 3 3 3 3 3 22 一、光照强度对光合作用的影响 方法2：称重法 原理： 遮光处，质量（有机物）变化量＝ 呼吸速率 曝光处，质量（有机物）变化量＝ 净光合速率 23 一、光照强度对光合作用的影响 （B叶片被截取部分在）6小时内光合作用制造的有机物总量 例7.在适宜光照下照射6小时后，在A、B的对应部位截取同等面积的叶片，烘干称重，分别记为MA、MB，获得相应数据，则可计算出该叶片的光合作用强度，其单位是mg/(dm2·h)。若M= MB - MA，则M表示 _______________________________________________________________。 24 一、光照强度对光合作用的影响 例8.取某种植物生长状态一致的新鲜叶片，用打孔器将叶片打出若干圆片，圆片平均分成甲、乙、丙三组。甲组立即烘干处理并测得圆片干重为a，乙组保持湿润且置于一个黑暗密闭装置内，丙组保持湿润且置于一个密闭装置内并给予适宜强度的光照。乙组和丙组其他条件一致，一小时后，测得乙装置内圆片干重为b，丙装置内圆片干重为c。下列叙述正确的是（ ） A.c - a为圆片叶肉细胞一小时内的真正光合速率 B.c - b为圆片叶肉细胞一小时内的净光合速率 C.a - b为圆片叶肉细胞一小时内的呼吸速率 D.实验过程中，乙组圆片叶肉细胞呼吸速率保持恒定 C 25 一、光照强度对光合作用的影响 例9.某人做实验测定植物叶片叶绿体的光合作用速率（如图）.在叶柄基部作环剥处理（仅限制叶片有机物的输入和输出）,于不同时间分别在同一叶片上陆续取下面积为1cm2的叶圆片烘干后称其重量,测得叶片的叶绿体光合作用速率=（3y－2z－x）g /6·cm-2·h-1（不考虑取叶圆片取走后对叶生理活动的影响和温度微小变化对叶生理活动的影响）。则M处的实验条件是（ ） A.下午4时后将整个实验装置遮光3小时 B.下午4时后在阳光下照射1小时 C.下午4时后将整个实验装置遮光6小时 D.晚上8时后在无光下放置3小时 A 26 一、光照强度对光合作用的影响 例10.将某种大小相同的绿色植物叶片在不同温度下分别暗处理1h，测其重量变化，立即光照1 h，再测其重量变化。结果如下表：分析表中数据可判定(　　) A.光照的1h时间内，第4组合成葡萄糖总量为2mg B.光照的1h时间内，第1、2、3组释放的氧气量相等 C.光照的1h时间内，四组光合作用强度均大于呼吸强度 D.呼吸酶的最适温度是29℃ 组别 1 2 3 4 温度(℃) 25 27 29 31 暗处理后质量变化(mg) -1 -2 -3 -1 光照后与暗处理前质量变化(mg) +3 +3 +3 +1 C 27 一、光照强度对光合作用的影响 方法3：气压瓶法 ①装置： NaOH 绿色植物（遮光处理） 装置A 有色液滴 NaHCO3 (CO2缓冲液) 绿色植物（光照下） 装置B 有色液滴 ②原理： a.装置A中NaOH的作用是________，效果是绿色植物只进行______作用，不进行_____作用，液滴移动由___引起，无误差时只能向___移动。装置A测定______速率。为了减小误差，装置A应_____处理。 吸收CO2 呼吸 光合 O2 左 呼吸 遮光 28 一、光照强度对光合作用的影响 方法3：气压瓶法 ①装置： NaOH 绿色植物（遮光处理） 装置A 有色液滴 NaHCO3 (CO2缓冲液) 绿色植物（光照下） 装置B 有色液滴 ②原理： b.装置B中NaHCO3（CO2缓冲液）的作用是_____________，效果是绿色植物____________________________，液滴移动由_____引起。装置B测定_________速率。 维持CO2稳定 同时进行光合作用和呼吸作用 O2 净光合 29 一、光照强度对光合作用的影响 方法3：气压瓶法 ①装置： NaOH 绿色植物（遮光处理） 装置A 有色液滴 NaHCO3 (CO2缓冲液) 绿色植物（光照下） 装置B 有色液滴 ②原理： 若液滴左移，代表___________________________； 若液滴右移，代表___________________________； 若液滴不移，代表___________________________。 光合速率小于呼吸速率 光合速率大于呼吸速率 光合速率等于呼吸速率 30 一、光照强度对光合作用的影响 方法3：气压瓶法 ①装置： NaOH 绿色植物（遮光处理） 装置A 有色液滴 NaHCO3 (CO2缓冲液) 绿色植物（光照下） 装置B 有色液滴 ②原理： c.不管那组实验，均应该设置对照（校正）装置： _________________________________________ 将绿色植物换成相同的死植物 31 一、光照强度对光合作用的影响 方法3：气压瓶法 ①装置： NaOH 绿色植物（遮光处理） 装置A 有色液滴 NaHCO3 (CO2缓冲液) 绿色植物（光照下） 装置B 有色液滴 ②原理： d.想一想：光合作用中的气压瓶法与呼吸作用中的气压瓶法有何异同？ 32 一、光照强度对光合作用的影响 NaOH 绿色植物（遮光处理） 装置A 有色液滴 NaHCO3 (CO2缓冲液) 绿色植物（光照下） 装置B 有色液滴 NaOH 酵母菌培养液、新鲜种子或绿色植物（遮光处理） 装置A 有色液滴 H2O 酵母菌培养液、新鲜种子或绿色植物（遮光处理） 装置B 有色液滴 33 一、光照强度对光合作用的影响 例11.为探究光照强度对光合作用的影响，某兴趣小组设计了如图所示的实验装置若干组，在25℃条件下进行了一系列实验。下列说法正确的是（ ） A.在无光条件下，液滴向左移动 B.在有光条件下，液滴向右移动 C.在有光条件下，液滴向右移动的距离代表光合速率 D.随光照强度的增强，液滴向右移动的距离逐渐增大 A 34 一、光照强度对光合作用的影响 例12.某转基因作物有很强的光合作用能力。某中学生物兴趣小组在暑假开展了对该转基因作物光合作用强度测试的研究课题，设计了如图所示装置。请你利用这些装置完成光合作用强度的测试实验，并分析回答有关问题： （1）先测定植物的呼吸作用强度，方法步骤如下： ①甲、乙两装置的D中都放入_____________，装置乙作为对照。 ②将甲、乙装置的玻璃钟罩进行________处理，放在温度等相同且适宜的环境中。 ③30分钟后分别记录甲、乙两装置中红墨水滴移动的方向和距离。 NaOH溶液 遮光 35 一、光照强度对光合作用的影响 例12.某转基因作物有很强的光合作用能力。某中学生物兴趣小组在暑假开展了对该转基因作物光合作用强度测试的研究课题，设计了如图所示装置。请你利用这些装置完成光合作用强度的测试实验，并分析回答有关问题： （2）测定植物的净光合作用强度，方法步骤如下： ①甲、乙两装置的D中放入______________________________________。 ②把甲、乙装置放在________________________________________________。 ③30分钟后分别记录甲、乙两装置中红墨水滴移动的方向和距离。 NaHCO3溶液，装置乙作为对照 光照充足、温度等相同且适宜的环境中 36     实验30分钟后红墨水滴移动情况 测定植物 呼吸作用强度 甲装置 _____(填“左”或“右”)移1.5 cm 乙装置 右移0.5 cm 测定植物 净光合作用强度 甲装置 _____(填“左”或“右”)移4.5 cm 乙装置 右移0.5 cm 一、光照强度对光合作用的影响 （3）实验进行30分钟后，记录的甲、乙装置中红墨水滴移动情况如下表： 左 右 （4）假设红墨水滴每移动1cm，植物体内的葡萄糖增加或减少1g，那么该植物的呼吸速率是___g/h；白天光照15 h，一昼夜葡萄糖的积累量是____g（不考虑昼夜温差的影响）。 4 84 37 一、光照强度对光合作用的影响 方法4：通过测定密闭容器中CO2（O2）的变化量来测定净光合速率 原理： ①曲线上升是因为密闭容器中的植物_______了CO2； 曲线下降是因为密闭容器中的植物_______了CO2； 所以，单位时间内密闭容器中CO2的变化量可以代表_______速率。 释放 吸收 净光合 38 ②图中曲线AB段上升的原因是____________________________________。 除此以外，图中_______________段产生的原因与AB段相同 一、光照强度对光合作用的影响 方法4：通过测定密闭容器中CO2（O2）的变化量来测定净光合速率 原理： 光合作用消耗的CO2＜呼吸作用产生的CO2 CD、FH、JL 39 ③图中曲线BC段下降的原因是____________________________________。 除此以外，图中_______________段产生的原因与AB段相同 一、光照强度对光合作用的影响 方法4：通过测定密闭容器中CO2（O2）的变化量来测定净光合速率 原理： 光合作用消耗的CO2＞呼吸作用产生的CO2 DF、HJ 40 ④图中表示光合速率等于呼吸速率的点有_____________________。 ⑤经过这一天，该植物能否正常生长______，原因是________________ __________________________________________________________。 一、光照强度对光合作用的影响 方法4：通过测定密闭容器中CO2（O2）的变化量来测定净光合速率 原理： B、C、D、F、H、J 不能 24h后密闭容器中CO2增多，说明这一天光合制造的有机物小于呼吸消耗的有机物 41 A.本实验测定的气体是CO2 B.该植物进行光合作用的起始时间是6时 C.若9时和12时合成有机物的速率相等，则9时的呼吸速率小于12时的 D.与0时相比较，24时该植物的干重减少 一、光照强度对光合作用的影响 例13.夏季晴天，将装有某绿色植物的密闭玻璃罩置于室外，从凌晨0时开始，定期测定玻璃罩中某种气体含量，结果如图。下列分析正确的是（ ） C 42 一、光照强度对光合作用的影响 例14.(经典高考题)在天气晴朗的夏季，将用全素营养液培养的植株放入密闭的玻璃罩内放在室外进行培养。每隔一段时间用CO2浓度检测仪测定玻璃罩内CO2浓度，绘制成下图所示的曲线(水平虚线表示实验开始时玻璃罩内CO2浓度)。据图得出的判断不正确的是（ ） C A.d点和h点表示光合速率等于呼吸速率 B.bc段和ab段曲线斜率差异可能主要是温度造成的 C.光合速率最大值可能出现在h点 D.呼吸速率最小值可能出现在b点 43 一、光照强度对光合作用的影响 例15.(2022·全国乙，2)某同学将一株生长正常的小麦置于密闭容器中，在适宜且恒定的温度和光照条件下培养，发现容器内CO2含量初期逐渐降低，之后保持相对稳定。关于这一实验现象，下列解释合理的是(　　) A.初期光合速率逐渐升高，之后光合速率等于呼吸速率 B.初期光合速率和呼吸速率均降低，之后呼吸速率保持稳定 C.初期呼吸速率大于光合速率，之后呼吸速率等于光合速率 D.初期光合速率大于呼吸速率，之后光合速率等于呼吸速率 D 44 一、光照强度对光合作用的影响 方法5：实验 ①装置中隔在灯与反应瓶之间的盛水玻璃柱的具体作用是吸收灯光的热量，避免光照对反应瓶内温度造成影响。 ②若实验中每隔5min缩短一次反应瓶与盛水玻璃柱之间的距离，随着两者间距离的减小，水银柱的高度下降加快，产生这一结果的原因可能是光照强度增大，光合作用产生的O2增多。 45 一、光照强度对光合作用的影响 方法6：叶圆片上浮法 ①实验原理：抽去圆形小叶片中的气体后，叶片在水中下沉，光照下叶片进行光合作用产生______，充满细胞间隙，叶片又会上浮。光合作用越强，单位时间内圆形小叶片上浮的数量越多。 氧气 46 一、光照强度对光合作用的影响 方法6：叶圆片上浮法 ②自变量：光照强度，通过调整____________________来调节光照强度的大小。 因变量：光合作用的强度，可通过观测________________________________或者__________________________________来衡量光合作用的大小。 台灯与烧杯间的距离 单位时间内小圆形叶片上浮的数量 浮起相同数量的叶片所用的时间长短 47 一、光照强度对光合作用的影响 方法6：叶圆片上浮法 ③烧杯中可以是NaHCO3溶液（但是浓度不能过高），以确保CO2充足； ④实验结果：在一定范围内，台灯与小烧杯的距离越近，单位时间内浮起的圆形小叶片也越多。 ⑤实验结论：在一定范围内，随着光照强度不断增强，光合作用强度也增强 48 一、光照强度对光合作用的影响 例16.(2022·海南，3)某小组为了探究适宜温度下CO2对光合作用的影响，将四组等量菠菜叶圆片排气后，分别置于盛有等体积不同浓度NaHCO3溶液的烧杯中，从烧杯底部给予适宜光照，记录叶圆片上浮所需时长，结果如图。下列有关叙述正确的是(　　) B A.本实验中，温度、NaHCO3浓度和光照都属于自变量 B.叶圆片上浮所需时长主要取决于叶圆片光合作用释放氧气的速率 C.四组实验中，0.5%NaHCO3溶液中叶圆片光合速率最高 D.若在4℃条件下进行本实验，则各组叶圆片上浮所需时长均会缩短 49 二、CO2浓度对光合作用的影响 1.A：CO2补偿点，光合速率＝呼吸速率 B：CO2饱和点，产生原因：外因：_______________________； 内因：_______________________。 A′表示______________________________________________。 B′也是CO2饱和点。 温度、光照强度 酶的数量、酶的活性(色素的含量) 植物开始进行光合作用所需的最低CO2浓度 50 二、CO2浓度对光合作用的影响 2.提高空气中CO2浓度的措施： ①通风透光、合理密植；②农家肥（分解者将有机物分解成无机盐，呼吸产生CO2）；③化肥：NH4HCO3；④CO2发生器；⑤干冰；⑥生态农业中，将大棚与鸡舍等相通等 51 (1)不同植物(如C3植物和C4植物)光合作用光反应阶段的产物是相同的，光反应阶段的产物是____________________(答出3点即可)。 (2)正常条件下，植物叶片的光合产物不会全部运输到其他部位，原因是____________________________________ (答出1点即可)。 (3)干旱会导致气孔开度减小，研究发现在同等程度干旱条件下，C4植物比C3植物生长得好。从两种植物CO2补偿点的角度分析，可能的原因是_____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________。 例17.(2022·全国甲卷，29)根据光合作用中CO2的固定方式不同，可将植物分为C3植物和C4植物等类型。C4植物的CO2补偿点比C3植物的低。CO2补偿点通常是指环境CO2浓度降低导致光合速率与呼吸速率相等时的环境CO2浓度。回答下列问题： O2、ATP、NADPH 自身呼吸作用要消耗一部分 干旱条件下，植物胞间CO2浓度低，C4植物的CO2补偿点比C3植物的低，C4植物能利用较低浓度的CO2进行光合作用 二、CO2浓度对光合作用的影响 52 三、温度对光合作用的影响 原理：温度 → 酶的活性 → 光合作用 应用：在大棚中种植农作物，增大昼夜温差（白天适当升温，夜晚适当降温），可以增加产量。 53 例18.以测定的CO2吸收量与释放量为指标，研究温度对某绿色植物光合作用与呼吸作用的影响，结果如图所示。下列分析正确的是(　　) B A.光照相同时间，35℃时光合作用制造的有机物的量与30℃时相等 B.光照相同时间，在20℃条件下植物积累的有机物的量最多 C.温度高于25℃时，光合作用制造的有机物的量开始减少 D.两曲线的交点，表示光合作用的强度＝呼吸作用的强度 三、温度对光合作用的影响 A 54 四、其他因素对光合作用的影响 1.光照面积（叶面积指数＝叶片总面积/土地面积） ①在该图中画出净光合速率的曲线 ②合理密植： 最大种植的叶面积指数为_____，原因是：___________________________________ 最佳种植的叶面积指数为_____ 光照面积 c 呼吸大于光合，不能正常生长 种内斗争剧烈 b 55 四、其他因素对光合作用的影响 例19.(2018·全国Ⅲ，29节选)植物的叶面积与产量关系密切。叶面积系数(单位土地面积上的叶面积总和)与植物群体光合速率、呼吸速率及干物质积累速率之间的关系如图所示。由图可知，当叶面积系数小于a时，随叶面积系数增加，群体光合速率和干物质积累速率均_________。当叶面积系数超过b时，群体干物质积累速率降低，其原因是_______________ __________________________________________________________________________。 增加 群体光合速率不变，但群体呼吸速率仍在增加，干物质积累速率降低 56 生产上，用_______色的玻璃、塑料薄膜做温室大棚的棚顶产量高； 阴天时，在功率相同的情况下，应选择_______________色的照明灯为蔬菜补充光源。 四、其他因素对光合作用的影响 2.光质 无 红或蓝紫 同等强度的单色光，光合效率：红光 ＞ 蓝紫光 ＞ …… ＞ 绿光 57 四、其他因素对光合作用的影响 3.光照时间 4.水（在一定范围内，水对光合作用有促进作用） 5.元素：如缺Mg影响光合作用的原因是什么？ 6.叶片年龄 合理灌溉，合理施肥，中耕松土均能促进光合作用 58 五、综合因素对光合作用的影响 1.光照强度、CO2浓度、温度 共同限制光合作用 ①光照强度为P1时，限制光合作用的主要因素是_______________________；②光照强度为P2时，限制光合作用的主要因素是_______________________；③光照强度为Q1时，限制光合作用的主要因素是_______________________；④光照强度为Q2时，限制光合作用的主要因素是_______________________。 光照强度 光照强度、CO2浓度 CO2浓度 CO2浓度 59 五、综合因素对光合作用的影响 2. ①图中曲线BD段上升的原因是_________________。 ②BC段，光合速率_______呼吸速率；CD段，光合速率_______呼吸速率； ③C点、G点的含义是_________________________________； D点、F点的含义是_________________________________； ④E点产生的原因是______________________________________________________________。 ⑤有机物积累速率最快的点是_________；全天有机物积累量最多的点是_________。 ⑥经过这24h该植物能否正常生长_______________________。 光照强度增强 小于 大于 光合速率等于呼吸速率 净光合速率到达最大 温度过高，气孔关闭，CO2吸收减少 (胞间CO2浓度降低) D点 G点 （提示：比较面积） 60 五、综合因素对光合作用的影响 3.阴生植物和阳生植物 阴生植物的三个点（呼吸、光补偿点、光饱和点）都比阳生植物低 间作套种农作物，可合理利用光能 阳生 阴生 61 五、综合因素对光合作用的影响 例20.(2020·全国Ⅰ，30节选)农业生产常采用间作(同一生长期内，在同一块农田上间隔种植两种作物)的方法提高农田的光能利用率。现有4种作物，在正常条件下生长能达到的株高和光饱和点(光合速率达到最大时所需的光照强度)见下表。从提高光能利用率的角度考虑，最适合进行间作的两种作物是__________，选择这两种作物的理由是_________________________________________ ________________________________________________________________________________ _____________________________________________________。 A和C 作物 A B C D 株高/cm 170 65 59 165 光饱和点/ (μmol·m－2·s－1) 1200 1180 560 623 作物A光饱和点高且长得高，可利用上层光照进行光合作用；作物C光饱和点低且长得矮，与作物A间作后，能利用下层的弱光进行光合作用 62 五、综合因素对光合作用的影响 例21.(经典高考题)图甲为某植物光合速率随环境条件变化的曲线。图乙中表示该植物两昼夜吸收或释放的CO2变化，S1～S5表示曲线与X轴围成的面积。 H2O （1）光合作用过程中，O2和有机物(C6H12O6)中的氧分别来源于原料中的________和________。 CO2 63 （2）图甲中若在t2时刻增加光照，光合作用速率将________。t2→t3，限制光合作用速率的主要外界因素是_____________。t4后短暂时间内，C3还原后的直接产物含量将_________(填“减少”“增加”或“不变”)。 五、综合因素对光合作用的影响 例21.(经典高考题)图甲为某植物光合速率随环境条件变化的曲线。图乙中表示该植物两昼夜吸收或释放的CO2变化，S1～S5表示曲线与X轴围成的面积。 不变 CO2浓度 减少 64 （3）图乙DE段波动的主要外界因素是________，第二天中______点(填字母)积累的有机物最多。 五、综合因素对光合作用的影响 例21.(经典高考题)图甲为某植物光合速率随环境条件变化的曲线。图乙中表示该植物两昼夜吸收或释放的CO2变化，S1～S5表示曲线与X轴围成的面积。 温度 I 65 （4）图乙中S2明显小于S4，造成这种情况的外界因素是_________________________。 如果S1＋S3＋S5＞S2＋S4，则该植物在这两昼夜内________(填“能”或“不能”)生长。 五、综合因素对光合作用的影响 例21.(经典高考题)图甲为某植物光合速率随环境条件变化的曲线。图乙中表示该植物两昼夜吸收或释放的CO2变化，S1～S5表示曲线与X轴围成的面积。 光照强度和温度 不能 66 （5）将该植物放在常温下暗处理2h，质量减少2mg，再用适当光照射2h，测其质量比暗处理前增加6mg，则该植物的实际光合速率是______mg/h。 五、综合因素对光合作用的影响 例21.(经典高考题)图甲为某植物光合速率随环境条件变化的曲线。图乙中表示该植物两昼夜吸收或释放的CO2变化，S1～S5表示曲线与X轴围成的面积。 5 67 五、综合因素对光合作用的影响 例22.(经典高考题)在适宜温度和大气CO2浓度条件下，测得某森林中林冠层四种主要乔木的幼苗叶片的生理指标(见下表)。下列分析正确的是(　　)   马尾松 苦槠 石栎 青冈 光补偿点(μmol·m－2·s－1) 140 66 37 22 光饱和点(μmol·m－2·s－1) 1425 1255 976 924 注 光补偿点:光合速率等于呼吸速率时的光强;光饱和点:达到最大光合速率所需的最小光强。 A.光强大于140μmol·m－2·s－1，马尾松幼苗叶肉细胞中产生的O2全部进入线粒体 B.光强小于1255μmol·m－2·s－1，影响苦槠幼苗光合速率的环境因素是CO2浓度 C.森林中生产者积累有机物的能量总和，即为输入该生态系统的总能量 D.在群落演替过程中，随着林冠密集程度增大青冈的种群密度将会增加 D 68 五、综合因素对光合作用的影响 例23.(2019·全国Ⅰ，29)将生长在水分正常土壤中的某植物通过减少浇水进行干旱处理，该植物根细胞中溶质浓度增大，叶片中的脱落酸(ABA)含量增高，叶片气孔开度减小。与干旱处理前相比，干旱处理后该植物的光合速率会降低，出现这种变化的原因是______________________________________ _______________________________。 气孔开度减小使供应给光合作用所需的CO2减少 69 五、综合因素对光合作用的影响 例24.(2023·天津)如图是某种植物光合作用及呼吸作用部分过程的图，关于此图说法错误的是(　　) A.HCO3－动运输进入细胞质基质 B.HCO3－通过通道蛋白进入叶绿体基质 C.反应生成的H＋促进了HCO3－进入类囊体 D.反应生成的物质X保障了暗反应的CO2供应 B 70 五、综合因素对光合作用的影响 例25.(2022·北京，2)光合作用强度受环境因素的影响。车前草的光合速率与叶片温度、CO2浓度的关系如图。据图分析不能得出(　　) A.低于最适温度时，光合速率随温度升高而升高 B.在一定的范围内，CO2浓度升高可使光合作用最适温度升高 C.CO2浓度为200μL·L－1时，温度对光合速率影响小 D.10℃条件下，光合速率随CO2浓度的升高会持续提高 D 71 五、综合因素对光合作用的影响 例26.(2021·广东)与野生型拟南芥WT相比，突变体t1和t2在正常光照条件下，叶绿体在叶肉细胞中的分布及位置不同(图1所示)，造成叶绿体相对受光面积的不同(图2所示)，进而引起光合速率差异，但叶绿素含量及其他性状基本一致。在不考虑叶绿体运动的前提下，下列叙述错误的是(　　) A.t2比t1具有更高的光饱和点(光合速率不再随光强增加而增加时的光照强度) B.t1比t2具有更低的光补偿点(光合吸收CO2与呼吸释放CO2等量时的光照强度) C.三者光合速率的高低与叶绿素的含量无关 D.三者光合速率的差异随光照强度的增加而变大 D 72 五、综合因素对光合作用的影响 例27.(2023·北京)在两种光照强度下，不同温度对某植物CO2吸收速率的影响如图。对此图理解错误的是(　　) A.在低光强下，CO2吸收速率随叶温升高而下降的原因是呼吸速率上升 B.在高光强下，M点左侧CO2吸收速率升高与光合酶活性增强相关 C.在图中两个CP点处，植物均不能进行光合作用 D.图中M点处光合速率与呼吸速率的差值最大 C 73 五、综合因素对光合作用的影响 例28.(2023·湖北)高温是制约世界粮食安全的因素之一，高温往往使植物叶片变黄、变褐。研究发现平均气温每升高1℃，水稻、小麦等作物减产约3%～8%。关于高温下作物减产的原因，下列叙述错误的是(　　) A.细胞呼吸变强，消耗大量养分 B.光合作用强度减弱，有机物合成减少 C.蒸腾作用增强，植物易失水发生萎蔫 D.叶绿素降解，光反应生成的NADH和ATP减少 D 74 五、综合因素对光合作用的影响 例29.(2021·湖南)绿色植物的光合作用是在叶绿体内进行的一系列能量和物质转化过程。下列叙述错误的是( 　) A.弱光条件下植物没有O2的释放，说明未进行光合作用 B.在暗反应阶段，CO2不能直接被还原 C.在禾谷类作物开花期剪掉部分花穗，叶片的光合速率会暂时下降 D.合理密植和增施有机肥能提高农作物的光合作用强度 A 75 五、综合因素对光合作用的影响 例30.(2021·北京，3)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(　　) 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 B 76 五、综合因素对光合作用的影响 例31.(2020·天津)研究人员从菠菜中分离类囊体，将其与16种酶等物质一起用单层脂质分子包裹成油包水液滴，从而构建半人工光合作用反应体系。该反应体系在光照条件下可实现连续的CO2固定与还原，并不断产生有机物乙醇酸。下列分析正确的是（ ） A.产生乙醇酸的场所相当于叶绿体基质 B.该反应体系不断消耗的物质仅是CO2 C.类囊体产生的ATP和O2参与CO2固定与还原 D.与叶绿体相比，该反应体系不含光合作用色素 A 77 五、综合因素对光合作用的影响 例32.(2022·湖北)不同条件下植物的光合速率和光饱和点(在一定范围内，随光照强度的增加，光合速率增大，达到最大光合速率时的光照强度称为光饱和点)不同，研究证实高浓度臭氧(O3)对植物的光合作用有影响。用某一高浓度O3连续处理甲、乙两种植物75天，在第55天、65天、75天分别测定植物净光合速率，结果如图1、图2和图3所示。回答下列问题： 注：曲线1：甲对照组，曲线2：乙对照组，曲线3：甲实验组，曲线4：乙实验组。 78 五、综合因素对光合作用的影响 (1)图1中，在高浓度O3处理期间，若适当增加环境中的CO2浓度，甲、乙植物的光饱和点会__________(填“减小”“不变”或“增大”)。 (2)与图3相比，图2中甲的实验组与对照组的净光合速率差异较小，表明__________________________________________________________________。 增大 注：曲线1：甲对照组，曲线2：乙对照组，曲线3：甲实验组，曲线4：乙实验组。 高浓度O3处理甲的时间越短，对甲植物光合作用的影响越小 79 五、综合因素对光合作用的影响 (3)从图3分析可得到两个结论：①O3处理75天后，甲、乙两种植物的________________________________________，表明长时间高浓度的O3对植物光合作用产生明显抑制；②长时间高浓度的O3对乙植物的影响大于甲植物，表明_______________________________________________________________________。 实验组的净光合速率明显小于对照组 注：曲线1：甲对照组，曲线2：乙对照组，曲线3：甲实验组，曲线4：乙实验组。 长时间高浓度O3对不同种类植物光合作用产生的抑制效果有差异 80 五、综合因素对光合作用的影响 (4)实验发现，处理75天后甲、乙植物中的基因A表达量都下降，为确定基因A功能与植物对O3耐受力的关系，使乙植物中基因A过量表达，并用高浓度O3处理75天。若实验现象为_____________________________________________ ________________________，则说明基因A的功能与乙植物对O3耐受力无关。 A基因过量表达与表达量下降时，乙植物的净光合速率基本一致 注：曲线1：甲对照组，曲线2：乙对照组，曲线3：甲实验组，曲线4：乙实验组。 81 本课结束 82 $$ 第14讲 光合作用的影响因素及其应用 第15讲光合作用和呼吸作用的综合分析 影响光合作用的外界因素：主要是光照强度、CO2浓度、温度 一、光照强度对光合作用的影响 A 光照强度 CO2吸收 mol·h-1 CO2释放 mol·h-1 0 B C E D 1.A点代表__________速率（该速率的大小不受光照强度的影响，即任何光照下，该速率的大小都和A一样） B点代表_________________________，因此称为___________点，它是保证植物正常生长所需的最低光照。 C点：产生的外因：________________________，内因：____________________________。 E点称为__________点。 AC段限制光合作用的主要外界因素是___________________________； CD段限制光合作用的主要外界因素是___________________________。 实际光合速率 － 呼吸速率 ＝ 净光合速率 单位时间CO2 ________量 ________量 ________量 单位时间O2 ________量 ________量 ________量 单位时间有机物 ________量 ________量 ________量 2. 例1.测定某绿色植物CO2吸收量与CO2释放量与光照强度的关系如图 -1 A 光照强度 CO2吸收 mol·h-1 CO2释放 mol·h-1 -2 0 1 2 B C E D F ①光照强度为B时，该植物每小时产生_____ mol CO2，消耗_____ mol CO2，吸收(释放)_____ mol CO2 该植物每小时消耗_____ mol葡萄糖，产生_____ mol葡萄糖，积累_____ mol葡萄糖 ②光照强度为F时，该植物每小时产生_____ mol CO2，消耗_____ mol CO2，吸收(释放)_____ mol CO2 该植物每小时制造_____ mol葡萄糖，消耗_____ mol葡萄糖，积累_____ mol葡萄糖 ③光照强度为B时，该植物光合作用_____呼吸作用；该植物的叶肉细胞，光合作用_____呼吸作用。 ④若图中曲线表示某绿色植物叶肉细胞CO2与光照强度的关系 光照强度为B时，该植物光合作用_____呼吸作用；该植物的叶肉细胞，光合作用_____呼吸作用 ⑤若给予全天光照，则光照强度不应低于_____，该植物才能正常生长 若每天光照12小时，光照强度不应低于_____，该植物才能正常生长 3.关于“光合速率＝呼吸速率” 若是叶肉细胞光合速率＝呼吸速率，则整个植物体：光合速率________呼吸速率 若是整个植物体光合速率＝呼吸速率，则叶肉细胞：光合速率________呼吸速率 4.植物在一段时间内积累的有机物总量（大于0才能正常生长） ＝ 有机物制造量 － 有机物消耗量 ＝ V实际光合 × t光照 － V呼吸 × t总 ＝ 光照下有机物积累量 － 黑暗中有机物消耗量 ＝ V净光合 × t光照 － V呼吸 × t黑暗 例2.下列对该表数据分析错误的是（ ） 温度/℃ 5 10 15 20 25 30 35 光照下吸收CO2/（mg·h-1） 1.00 1.75 2.50 3.25 3.75 3.50 3.00 黑暗中释放CO2/（mg·h-1） 0.50 0.75 1.00 1.50 2.25 3.00 3.50 A.昼夜不停地光照，在25℃时该植物生长得最快 B.昼夜不停地光照，在20℃时该植物一天固定的CO2量为78mg C.每天交替进行12h光照，12h黑暗，在20℃时该植物积累的有机物最多 D.每天交替进行12h光照，12h黑暗，10℃时该植物积累的有机物是30℃时的2倍 5.点的移动A 光照强度 CO2吸收 mol·h-1 CO2释放 mol·h-1 0 B C E D 升高CO2浓度，B点向_____移，C点向_____移，E点向____移； 将正常植物移栽到缺Mg土壤中，B点_____移，C点向_____移，E点向____移。 例3.已知某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25℃和30℃，如图表示30℃时光合作用与光照强度的关系。若温度降到25℃(原光照强度和CO2浓度不变)，理论上图中相应点a、b、d的移动方向分别是(　　) A.下移、右移、上移 B.下移、左移、下移 C.上移、左移、上移 D.上移、右移、上移 6.光合速率的测定方法: 实际光合速率 呼吸速率 净光合速率 不可直接测量 可测量（黑暗中） 可测量（光照下） 黑暗条件下，单位时间内CO2（O2、有机物）的变化量，可以代表_____________速率 光照条件下，单位时间内CO2（O2、有机物）的变化量，可以代表_____________速率 最后，可以计算出_____________速率 方法1：黑白瓶法（一般用于水生生物） 原理：黑瓶 白瓶 对照瓶 实验开始时，测O2浓度 置于光下一段时间后，测O2浓度，和对照瓶相比，O2变化量代表瓶内生物______速率 一段时间后，测O2浓度，和对照瓶相比，O2变化量代表瓶内生物_____速率 例4.用等体积的三个玻璃瓶甲、乙、丙，同时从某池塘水深0.5 m 处的同一位置取满水样，立即测定甲瓶中的氧气含量，并 将乙、丙瓶密封后沉回原处。一昼夜后取出玻璃瓶，分别测定两瓶中的氧气含量，结果如下(不考虑化能合成作用)。有关分析合理的是（ ） 透光玻璃瓶甲 透光玻璃瓶乙 不透光玻璃瓶丙 4.9 mg 5.6 mg 3.8 mg A.丙瓶中浮游植物的细胞产生[H]的场所是线粒体内膜 B.在一昼夜内，丙瓶生物细胞呼吸消耗的氧气量约为1.1 mg C.在一昼夜后，乙瓶水样的pH比丙瓶的低 D.在一昼夜内，乙瓶中生产者实际光合作用释放的氧气量约为1.1 mg 例5.某同学研究甲湖泊中X深度生物的光合作用和有氧呼吸。具体操作如下：取三个相同的透明玻璃瓶a、b、c，将a先包以黑胶布，再包以铅箔。用a、b、c三瓶从待测水体深度取水，测定c瓶中水内溶氧量。将a瓶、b瓶密封再沉入待测水体深度，经24小时取出，测两瓶氧含量，结果如图所示。则24h待测深度水体中生物光合作用和有氧呼吸的情况是（ ）氧气含量(mol) a b c 瓶 K W V A. 24h待测深度水体中生物有氧呼吸消耗的氧气量是V mol/瓶 B. 24h待测深度水体中生物光合作用产生的氧气量是K mol/瓶 C. 24h待测深度水体中生物有氧呼吸消耗的氧气量是（K－V）mol/瓶 D. 24h待测深度水体中生物光合作用产生的氧气量是（K－V）mol/瓶 例6.某研究小组从当地一湖泊的某一深度取得一桶水样，分装于六对黑白瓶中，剩余的水样测得原初溶解氧的含量为10mg/L，白瓶为透明玻璃瓶，黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶。将它们分别置于六种不同的光照条件下，分别在起始和24小时后测定各组培养瓶中的氧含量，记录数据如下表： 光照强度 0（黑暗） a b c d e 白瓶溶氧量 mg/L 3 10 16 24 30 30 黑瓶溶氧量 mg/L 3 3 3 3 3 3 （1）黑瓶中溶解氧的含量降低为3mg/L的原因是_______________________________________ 该瓶中所有生物细胞呼吸消耗的O2量为_______mg/L·24h。 （2）当光照强度为c时，白瓶中植物光合作用产生的氧气量为____mg/L·24h。 （3）光照强度至少为_____（填字母）时，该水层产氧量才能维持生物正常生活耗氧量所需。 方法2：称重法 原理：遮光处，质量（有机物）变化量＝ 呼吸速率 曝光处，质量（有机物）变化量＝ 净光合速率 例7.在适宜光照下照射6小时后，在A、B的对应部位截取同等面积的叶片，烘干称重，分别记为MA、MB，获得相应数据，则可计算出该叶片的光合作用强度，其单位是mg/(dm2·h)。若M= MB - MA，则M表示 ____________________________。  例8.取某种植物生长状态一致的新鲜叶片，用打孔器将叶片打出若干圆片，圆片平均分成甲、乙、丙三组。甲组立即烘干处理并测得圆片干重为a，乙组保持湿润且置于一个黑暗密闭装置内，丙组保持湿润且置于一个密闭装置内并给予适宜强度的光照。乙组和丙组其他条件一致，一小时后，测得乙装置内圆片干重为b，丙装置内圆片干重为c。下列叙述正确的是（ ） A.c - a为圆片叶肉细胞一小时内的真正光合速率 B.c - b为圆片叶肉细胞一小时内的净光合速率 C.a - b为圆片叶肉细胞一小时内的呼吸速率 D.实验过程中，乙组圆片叶肉细胞呼吸速率保持恒定 例9.某人做实验测定植物叶片叶绿体的光合作用速率（如图）.在叶柄基部作环剥处理（仅限制叶片有机物的输入和输出）,于不同时间分别在同一叶片上陆续取下面积为1cm2的叶圆片烘干后称其重量,测得叶片的叶绿体光合作用速率=（3y－2z－x）g /6·cm-2·h-1（不考虑取叶圆片取走后对叶生理活动的影响和温度微小变化对叶生理活动的影响）。则M处的实验条件是（ ） A.下午4时后将整个实验装置遮光3小时 B.下午4时后在阳光下照射1小时 C.下午4时后将整个实验装置遮光6小时 D.晚上8时后在无光下放置3小时 例10.将某种大小相同的绿色植物叶片在不同温度下分别暗处理1 h，测其重量变化，立即光照1 h，再测其重量变化。结果如下表：分析表中数据可判定(　　) 组别 1 2 3 4 温度(℃) 25 27 29 31 暗处理后质量变化(mg) -1 -2 -3 -1 光照后与暗处理前质量变化(mg) +3 +3 +3 +1 A.光照的1 h时间内，第4组合成葡萄糖总量为2 mg B.光照的1 h时间内，第1、2、3组释放的氧气量相等 C.光照的1 h时间内，四组光合作用强度均大于呼吸强度 D.呼吸酶的最适温度是29 ℃ 方法3：气压瓶法 ①装置NaOH 绿色植物（遮光处理） 装置A NaHCO3 绿色植物（光照下） 装置B 有色液滴 有色液滴 （CO2缓冲液） ②原理 a.装置A中NaOH的作用是___________________，效果是绿色植物只进行_____作用，不进行_______作用，液滴移动由______引起，无误差时只能向_____移动。装置A测定_________速率。为了减小误差，装置A 应______处理。 b.装置B中NaHCO3（CO2缓冲液）的作用是__________________，效果是绿色植物____________________________，液滴移动由________________引起。装置B测定_________速率。 若液滴左移，代表________________________； 若液滴右移，代表________________________； 若液滴不移，代表________________________。 c.不管那组实验，均应该设置对照（校正）装置：__________________________________________________ d.想一想：光合作用中的气压瓶法与呼吸作用中的气压瓶法有何异同？ 例11.为探究光照强度对光合作用的影响，某兴趣小组设计了如图所示的实验装置若干组，在25 ℃条件下进行了一系列实验。 下列说法正确的是（ ） A.在无光条件下，液滴向左移动 B.在有光条件下，液滴向右移动 C.在有光条件下，液滴向右移动的距离代表光合速率 D.随光照强度的增强，液滴向右移动的距离逐渐增大 例12.某转基因作物有很强的光合作用能力。某中学生物兴趣小组在暑假开展了对该转基因作物光合作用强度测试的研究课题，设计了如图所示装置。请你利用这些装置完成光合作用强度的测试实验，并分析回答有关问题： （1）先测定植物的呼吸作用强度，方法步骤如下： ①甲、乙两装置的D中都放入__________，装置乙作为对照。 ②将甲、乙装置的玻璃钟罩进行_____处理，放在温度等相同且适宜的环境中。 ③30分钟后分别记录甲、乙两装置中红墨水滴移动的方向和距离。 （2）测定植物的净光合作用强度，方法步骤如下： ①甲、乙两装置的D中放入_____________________________。 ②把甲、乙装置放在_____________________________________。 ③30分钟后分别记录甲、乙两装置中红墨水滴移动的方向和距离。 （3）实验进行30分钟后，记录的甲、乙装置中红墨水滴移动情况如下表： 实验30分钟后红墨水滴移动情况 测定植物 呼吸作用强度 甲装置 _____(填“左”或“右”)移1.5 cm 乙装置 右移0.5 cm 测定植物 净光合作用强度 甲装置 _____(填“左”或“右”)移4.5 cm 乙装置 右移0.5 cm （4）假设红墨水滴每移动1cm，植物体内的葡萄糖增加或减少1 g，那么该植物的呼吸速率是_____g/h；白天光照15 h，一昼夜葡萄糖的积累量是_______g（不考虑昼夜温差的影响）。 方法4：通过测定密闭容器中CO2（O2）的变化量来测定净光合速率 原理C A B D E G F H I J K L 时间 密闭容器中CO2的量 6 18 ①曲线上升是因为密闭容器中的植物_______了CO2； 曲线下降是因为密闭容器中的植物_______了CO2； 所以，单位时间内密闭容器中CO2的变化量可以代表__________速率。 ②图中曲线AB段上升的原因是________________________________________________________。 除此以外，图中_______________________段产生的原因与AB段相同 ③图中曲线BC段下降的原因是________________________________________________________。 除此以外，图中_______________________段产生的原因与BC段相同 ④图中表示光合速率等于呼吸速率的点有___________________________________。 ⑤经过这一天，该植物能否正常生长______，原因是______________________________________________。 例13.夏季晴天，将装有某绿色植物的密闭玻璃罩置于室外，从凌晨0时开始，定期测定玻璃罩中某种气体含量，结果如图。下列分析正确的是（ ） A.本实验测定的气体是CO2 B.该植物进行光合作用的起始时间是6时 C.若9时和12时合成有机物的速率相等，则9时的呼吸速率小于12时的 D.与0时相比较，24时该植物的干重减少 例14.（经典高考题）在天气晴朗的夏季，将用全素营养液培养的植株放入密闭的玻璃罩内放在室外进行培养。每隔一段时间用CO2浓度检测仪测定玻璃罩内CO2浓度，绘制成下图所示的曲线(水平虚线表示实验开始时玻璃罩内CO2浓度)。据图得出的判断不正确的是（ ） A.d点和h点表示光合速率等于呼吸速率 B.bc段和ab段曲线斜率差异可能主要是温度造成的 C.光合速率最大值可能出现在h点 D.呼吸速率最小值可能出现在b点 例15．(2022·全国乙，2)某同学将一株生长正常的小麦置于密闭容器中，在适宜且恒定的温度和光照条件下培养，发现容器内CO2含量初期逐渐降低，之后保持相对稳定。关于这一实验现象，下列解释合理的是(　　) A.初期光合速率逐渐升高，之后光合速率等于呼吸速率 B.初期光合速率和呼吸速率均降低，之后呼吸速率保持稳定 C.初期呼吸速率大于光合速率，之后呼吸速率等于光合速率 D.初期光合速率大于呼吸速率，之后光合速率等于呼吸速率 方法5：实验 ①装置中隔在灯与反应瓶之间的盛水玻璃柱的具体作用是吸收灯光的热量，避免光照对反应瓶内温度造成影响。 ②若实验中每隔5 min缩短一次反应瓶与盛水玻璃柱之间的距离，随着两者间距离的减小，水银柱的高度下降加快，产生这一结果的原因可能是光照强度增大，光合作用产生的O2增多。 方法6：叶圆片上浮法 ①实验原理：抽去圆形小叶片中的气体后，叶片在水中下沉，光照下叶片进行光合作用产生______，充满细胞间隙，叶片又会上浮。光合作用越强，单位时间内圆形小叶片上浮的数量越多。 ②自变量：光照强度，通过调整_____________________________________________来调节光照强度的大小。 因变量：光合作用的强度，可通过观测_____________________________________________________或者 _____________________________________________来衡量光合作用的大小。 ③烧杯中可以是NaHCO3溶液（但是浓度不能过高），以确保CO2充足； ④实验结果：在一定范围内，台灯与小烧杯的距离越近，单位时间内浮起的圆形小叶片也越多。 ⑤实验结论：在一定范围内，随着光照强度不断增强，光合作用强度也增强 例16．(2022·海南，3)某小组为了探究适宜温度下CO2对光合作用的影响，将四组等量菠菜叶圆片排气后，分别置于盛有等体积不同浓度NaHCO3溶液的烧杯中，从烧杯底部给予适宜光照，记录叶圆片上浮所需时长，结果如图。下列有关叙述正确的是(　　) A.本实验中，温度、NaHCO3浓度和光照都属于自变量 B.叶圆片上浮所需时长主要取决于叶圆片光合作用释放氧气的速率 C.四组实验中，0.5%NaHCO3溶液中叶圆片光合速率最高 D.若在4 ℃条件下进行本实验，则各组叶圆片上浮所需时长均会缩短 二、CO2浓度对光合作用的影响 光合作用速率 CO2浓度 0 A′ B′ CO2 吸收 CO2 释放 CO2浓度 A B 0 1.A：CO2补偿点，光合速率＝呼吸速率 B：CO2饱和点，产生原因：外因：______________________内因：_______________________ A′表示______________________________________________。B′也是CO2饱和点。 2.提高空气中CO2浓度的措施： ①通风透光、合理密植；②农家肥（分解者将有机物分解成无机盐，呼吸产生CO2）； ③化肥：NH4HCO3；④CO2发生器；⑤干冰；⑥生态农业中，将大棚与鸡舍等相通等 例17.(2022·全国甲卷，29)根据光合作用中CO2的固定方式不同，可将植物分为C3植物和C4植物等类型。C4植物的CO2补偿点比C3植物的低。CO2补偿点通常是指环境CO2浓度降低导致光合速率与呼吸速率相等时的环境CO2浓度。回答下列问题： (1)不同植物(如C3植物和C4植物)光合作用光反应阶段的产物是相同的，光反应阶段的产物是____________________(答出3点即可)。 (2)正常条件下，植物叶片的光合产物不会全部运输到其他部位，原因是_____________________________ (答出1点即可)。 (3)干旱会导致气孔开度减小，研究发现在同等程度干旱条件下，C4植物比C3植物生长得好。从两种植物CO2补偿点的角度分析，可能的原因是_______________________________________________________ ___________________________________________________________________。 三、温度对光合作用的影响（原理：温度 → 酶的活性 → 光合作用） 呼吸 实际光合 V 温度 （在该图中画出净光合速率的曲线） 应用：在大棚中种植农作物，增大昼夜温差（白天适当升温，夜晚适当降温），可以增加产量。 例18.以测定的CO2吸收量与释放量为指标，研究温度对某绿色植物光合作用与呼吸作用的影响，结果如图所示。下列分析正确的是(　　) A.光照相同时间，35 ℃时光合作用制造的有机物的量与30 ℃时相等 B.光照相同时间，在20 ℃条件下植物积累的有机物的量最多 C.温度高于25 ℃时，光合作用制造的有机物的量开始减少 D.两曲线的交点，表示光合作用的强度＝呼吸作用的强度 四、其他因素对光合作用的影响 1.光照面积（叶面积指数＝叶片总面积/土地面积） a. 在该图中画出净光合速率的曲线叶面积指数 有机物的量 限制：_______ 实际光合作用 呼吸作用 a b c b. 合理密植： 最大种植的叶面积指数为_____， 原因是：___________________________________ 最佳种植的叶面积指数为_____ 例19．(2018·全国Ⅲ，29节选)植物的叶面积与产量关系密切。叶面积系数(单位土地面积上的叶面积总和)与植物群体光合速率、呼吸速率及干物质积累速率之间的关系如图所示。由图可知，当叶面积系数小于a时，随叶面积系数增加，群体光合速率和干物质积累速率均________。当叶面积系数超过b时，群体干物质积累速率降低，其原因是______________________________________________________________________。 2.光质 同等强度的单色光，光合效率：红光 ＞ 蓝紫光 ＞ …… ＞ 绿光 生产上，用____色的玻璃、塑料薄膜做温室大棚的棚顶产量高； 阴天时，在功率相同的情况下，应选择__________色的照明灯为蔬菜补充光源。 3.光照时间 4.水（在一定范围内，水对光合作用有促进作用） 合理灌溉，合理施肥，中耕松土均能促进光合作用 5.元素：如缺Mg影响光合作用的原因是什么？ 6.叶片年龄 五、综合因素对光合作用的影响 1.光照强度、CO2浓度、温度 共同限制光合作用光照强度 低CO2 CO2吸收 高CO2 中CO2 光照强度 低CO2 高CO2 中CO2 P1 Q1 P2 Q2 CO2释放 CO2吸收 CO2释放 ①光照强度为P1时，限制光合作用的主要因素是_______________ ②光照强度为P2时，限制光合作用的主要因素是_______________ ③光照强度为Q1时，限制光合作用的主要因素是_______________ ④光照强度为Q2时，限制光合作用的主要因素是_______________ 2. 单位时间CO2吸收量/释放量 0 24 A B C D E F G H I ①图中曲线BD段上升的原因是______________。 ②BC段，光合速率_______呼吸速率；CD段，光合速率_______呼吸速率； ③C点、G点的含义是______________________；D点、F点的含义是______________________； ④E点产生的原因是___________________________。 ⑤有机物积累速率最快的点是__________________；全天有机物积累量最多的点是____________________。 ⑥经过这24h该植物能否正常生长________。 3.阴生植物和阳生植物 阴生植物的三个点（呼吸、光补偿点、光饱和点）都比阳生植物低 间作套种农作物，可合理利用光能 光照强度 CO2吸收 mol·h-1 CO2释放 mol·h-1 _____植物 _____植物 例20．(2020·全国Ⅰ，30节选)农业生产常采用间作(同一生长期内，在同一块农田上间隔种植两种作物)的方法提高农田的光能利用率。现有4种作物，在正常条件下生长能达到的株高和光饱和点(光合速率达到最大时所需的光照强度)见下表。从提高光能利用率的角度考虑，最适合进行间作的两种作物是__________，选择这两种作物的理由是_____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________。 作物 A B C D 株高/cm 170 65 59 165 光饱和点/ (μmol·m－2·s－1) 1 200 1 180 560 623 例21.（经典高考题）图甲为某植物光合速率随环境条件变化的曲线。图乙中表示该植物两昼夜吸收或释放的CO2变化，S1～S5表示曲线与X轴围成的面积。请据图回答问题： （1）光合作用过程中，O2和有机物(C6H12O6)中的氧分别来源于原料中的_________和_________。 （2）图甲中若在t2时刻增加光照，光合作用速率将______。t2→t3，限制光合作用速率的主要外界因素是____ ______________。t4后短暂时间内，C3还原后的直接产物含量将_____(填“减少”“增加”或“不变”)。 （3）图乙DE段波动的主要外界因素是_______________，第二天中_________点(填字母)积累的有机物最多。 （4）图乙中S2明显小于S4，造成这种情况的外界因素是_______________________。 如果S1＋S3＋S5＞S2＋S4，则该植物在这两昼夜内_____(填“能”或“不能”)生长。 （5）将该植物放在常温下暗处理2 h，质量减少2 mg，再用适当光照射2h，测其质量比暗处理前增加6 mg，则该植物的实际光合速率是___mg/h。 例22.（经典高考题）在适宜温度和大气CO2浓度条件下，测得某森林中林冠层四种主要乔木的幼苗叶片的生理指标(见下表)。下列分析正确的是(　　) 马尾松 苦槠 石栎 青冈 光补偿点(μmol·m－2·s－1) 140 66 37 22 光饱和点(μmol·m－2·s－1) 1425 1255 976 924 注　光补偿点：光合速率等于呼吸速率时的光强；光饱和点：达到最大光合速率所需的最小光强。 A.光强大于140 μmol·m－2·s－1，马尾松幼苗叶肉细胞中产生的O2全部进入线粒体 B.光强小于1255 μmol·m－2·s－1，影响苦槠幼苗光合速率的环境因素是CO2浓度 C.森林中生产者积累有机物的能量总和，即为输入该生态系统的总能量 D.在群落演替过程中，随着林冠密集程度增大青冈的种群密度将会增加 例23.(2019·全国Ⅰ，29)将生长在水分正常土壤中的某植物通过减少浇水进行干旱处理，该植物根细胞中溶质浓度增大，叶片中的脱落酸(ABA)含量增高，叶片气孔开度减小。与干旱处理前相比，干旱处理后该植物的光合速率会降低，出现这种变化的原因是____________________________________________________。 例24.(2023·天津)如图是某种植物光合作用及呼吸作用部分过程的图，关于此图说法错误的是(　　) A.HCO3－动运输进入细胞质基质 B.HCO3－通过通道蛋白进入叶绿体基质 C.反应生成的H＋促进了HCO3－进入类囊体 D.反应生成的物质X保障了暗反应的CO2供应 例25.(2022·北京，2)光合作用强度受环境因素的影响。车前草的光合速率与叶片温度、CO2浓度的关系如图。据图分析不能得出(　　) A.低于最适温度时，光合速率随温度升高而升高 B.在一定的范围内，CO2浓度升高可使光合作用最适温度升高 C.CO2浓度为200 μL·L－1时，温度对光合速率影响小 D.10 ℃条件下，光合速率随CO2浓度的升高会持续提高 例26.(2021·广东)与野生型拟南芥WT相比，突变体t1和t2在正常光照条件下，叶绿体在叶肉细胞中的分布及位置不同(图1所示)，造成叶绿体相对受光面积的不同(图2所示)，进而引起光合速率差异，但叶绿素含量及其他性状基本一致。在不考虑叶绿体运动的前提下，下列叙述错误的是(　　) A.t2比t1具有更高的光饱和点(光合速率不再随光强增加而增加时的光照强度) B.t1比t2具有更低的光补偿点(光合吸收CO2与呼吸释放CO2等量时的光照强度) C.三者光合速率的高低与叶绿素的含量无关 D.三者光合速率的差异随光照强度的增加而变大 例27．(2023·北京)在两种光照强度下，不同温度对某植物CO2吸收速率的影响如图。对此图理解错误的是(　　) A.在低光强下，CO2吸收速率随叶温升高而下降的原因是呼吸速率上升 B.在高光强下，M点左侧CO2吸收速率升高与光合酶活性增强相关 C.在图中两个CP点处，植物均不能进行光合作用 D.图中M点处光合速率与呼吸速率的差值最大 例28.(2023·湖北)高温是制约世界粮食安全的因素之一，高温往往使植物叶片变黄、变褐。研究发现平均气温每升高1 ℃，水稻、小麦等作物减产约3%～8%。关于高温下作物减产的原因，下列叙述错误的是(　　) A.细胞呼吸变强，消耗大量养分 B.光合作用强度减弱，有机物合成减少 C.蒸腾作用增强，植物易失水发生萎蔫 D.叶绿素降解，光反应生成的NADH和ATP减少 例29.(2021·湖南)绿色植物的光合作用是在叶绿体内进行的一系列能量和物质转化过程。下列叙述错误的是(　) A.弱光条件下植物没有O2的释放，说明未进行光合作用 B.在暗反应阶段，CO2不能直接被还原 C.在禾谷类作物开花期剪掉部分花穗，叶片的光合速率会暂时下降 D.合理密植和增施有机肥能提高农作物的光合作用强度 例30.(2021·北京，3)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(　　) 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 例31. (2020·天津)研究人员从菠菜中分离类囊体，将其与16种酶等物质一起用单层脂质分子包裹成油包水液滴，从而构建半人工光合作用反应体系。该反应体系在光照条件下可实现连续的CO2固定与还原，并不断产生有机物乙醇酸。下列分析正确的是（ ） A. 产生乙醇酸的场所相当于叶绿体基质 B. 该反应体系不断消耗的物质仅是CO2 C. 类囊体产生的ATP和O2参与CO2固定与还原 D. 与叶绿体相比，该反应体系不含光合作用色素 例32.(2022·湖北)不同条件下植物的光合速率和光饱和点(在一定范围内，随光照强度的增加，光合速率增大，达到最大光合速率时的光照强度称为光饱和点)不同，研究证实高浓度臭氧(O3)对植物的光合作用有影响。用某一高浓度O3连续处理甲、乙两种植物75天，在第55天、65天、75天分别测定植物净光合速率，结果如图1、图2和图3所示。回答下列问题： 注：曲线1：甲对照组，曲线2：乙对照组，曲线3：甲实验组，曲线4：乙实验组。 (1)图1中，在高浓度O3处理期间，若适当增加环境中的CO2浓度，甲、乙植物的光饱和点会__________ (填“减小”“不变”或“增大”)。 (2)与图3相比，图2中甲的实验组与对照组的净光合速率差异较小，表明_______________________________。 (3)从图3分析可得到两个结论：①O3处理75天后，甲、乙两种植物的_____________________，表明长时间高浓度的O3对植物光合作用产生明显抑制；②长时间高浓度的O3对乙植物的影响大于甲植物，表明____ _____________________________________________________________。 (4)实验发现，处理75天后甲、乙植物中的基因A表达量都下降，为确定基因A功能与植物对O3耐受力的关系，使乙植物中基因A过量表达，并用高浓度O3处理75天。若实验现象为_______________________ ________________________________________________，则说明基因A的功能与乙植物对O3耐受力无关。 2 学科网（北京）股份有限公司 $$