第5章 第4节 第3课时 光合作用原理的应用-【金版教程】2025-2026学年高中生物必修1 分子与细胞创新导学案课件PPT（人教版 不定项版）

　　　　　　　　　　　　　 第5章　细胞的能量供应和利用 第4节　光合作用与能量转化 第3课时　光合作用原理的应用 1.设计并实施实验，探究环境因素对光合作用强度的影响。2.关注光合作用原理的应用。 2 目录 CONTENTS 02 知识框架构建 04 课时作业 01 知识自主梳理 03 重点难点突破 01 知识自主梳理 一读·课本原文梳理 知识点一　探究环境因素对光合作用强度的影响 参考案例　探究光照强度对光合作用强度的影响 1．实验目的：探究光照强度对光合作用强度的影响。 2．实验原理 (1)抽去圆形小叶片中的气体后，叶片在水中_____，光照下叶片进行光合作用产生_____，产生的气体充满细胞间隙，叶片又会______。光合作用越强，单位时间内产生的O2越多，圆形小叶片上浮的数量_______。 (2)可用5 W的LED灯作为光源，利用小烧杯与光源的距离来调节光照强度。 3．材料用具：打孔器，注射器，5 W LED台灯，米尺，烧杯，绿叶(如菠菜、吊兰等)。有条件可以使用化学传感器来测量O2的浓度。 下沉 氧气 上浮 越多 知识自主梳理 5 4．实验步骤 细胞间隙充满水 黑暗 知识自主梳理 6 CO2 强、中、弱 圆形小叶片浮起的数量 知识自主梳理 7 5．实验结果：在一定范围内，光源与小烧杯的距离越近，浮起的圆形小叶片_____。 6．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_____。 知识点二　光合作用原理的应用 1．光合作用的强度 (1)概念：简单地说，就是指植物在_________内通过光合作用______________。 (2)意义：直接关系______________，研究影响光合作用强度的环境因素很有现实意义。 越多 增强 单位时间 制造糖类的数量 农作物的产量 知识自主梳理 8 2．影响光合作用的环境因素 根据光合作用的反应式可以知道，光合作用的原料——_________，动力——_______，都是影响光合作用强度的因素。因此，只要影响到原料、能量的供应，都可能是影响光合作用强度的因素。 (1)环境中______浓度，叶片_____开闭情况，都会因影响CO2的供应量而影响光合作用的进行。 (2)_______是光合作用的场所，影响________的形成和结构的因素，如无机营养、病虫害，也会影响光合作用强度。 (3)光合作用需要众多的酶参与，因此影响______的因素(如温度)，也是影响因子。 水、CO2 光能 CO2 气孔 叶绿体 叶绿体 酶活性 知识自主梳理 9 (课本P106小字)(1)自养生物都是利用光能把无机物转变成有机物。(　　) (2)硝化细菌合成有机物过程中的能量来源与光合作用相同。(　　) × × 知识自主梳理 10 知识框架构建 二读·课本整体感知 02 知识框架构建 12 1.光合作用的强度，直接关系农作物的产量，研究影响光合作用强度的环境因素很有现实意义。(课本P105) 2．根据光合作用的反应式可以知道，光合作用的原料——水、CO2，动力——光能，都是影响光合作用强度的因素。(课本P105) 练习　(1)在冬季蔬菜大棚可适当延长光照提高农作物产量。( ) (2)种植农作物时要做到合理密植，提高光能利用率，以增加单位面积农作物的产量。( ) (3)大力提倡使用农药化肥，提高农作物产量。( ) × √ √ 知识框架构建 13 重点难点突破 三读·课本突破重难 03 重难一　影响光合作用强度的环境因素 呼吸速率、真正光合速率、净光合速率的含义 呼吸速率：绿色植物在黑暗条件下测得的值。 净光合速率：绿色植物组织在有光的条件下，光合作用与细胞呼吸同时进行，测得的数值表示净光合速率。 真正光合速率(总光合速率)＝净光合速率＋呼吸速率。 重点难点突破 15 1．光照对光合作用强度的影响 (1)原理：光照强度直接影响光反应阶段NADPH和ATP的生成。 重点难点突破 16 (2)曲线分析：光照较弱时，随着光照强度的增加，光合速率相应提高，当达到某一光照强度时，光合速率等于呼吸速率，即净光合速率为零，此时的光照强度称为光补偿点。当光照强度达到一定值时，光合速率不再随光照强度的增加而增加，此时的光照强度称为光饱和点。 A点：只进行呼吸作用，不进行光合作用。 AB段：总(真)光合速率小于呼吸速率。 B点：光补偿点，总(真)光合速率等于呼吸速率。 BC段：总(真)光合速率大于呼吸速率。 C点及以后：D点为光饱和点，C点以后光合速率不再增加。 重点难点突破 17 (3)应用：适当提高光照强度；间作农作物(如阴生植物和阳生植物间作，提高光能利用率)。 注：做题时要看清是植物的光合速率、呼吸速率，还是叶肉细胞的光合速率、呼吸速率。 2．CO2浓度对光合作用强度的影响 重点难点突破 18 (1)原理：CO2是光合作用原料，影响暗反应阶段，制约C3的形成。 (2)曲线分析：在一定范围内，随着CO2浓度的增加，植物光合速率增加。 A点：表示CO2补偿点，即光合速率等于呼吸速率时的CO2浓度。A′点：表示进行光合作用所需CO2的最低浓度。B和B′点：都表示CO2饱和点(光合速率最大时所对应的最小CO2浓度)。 (3)应用：温室栽培植物时，适当提高室内CO2的浓度，如放置一定量的干冰或多施有机肥；大田中，要注意通风透气。 重点难点突破 19 3．温度对光合作用强度的影响 (1)原理：温度通过影响酶的活性来影响光合作用强度。 (2)曲线分析：B点对应的温度为光合作用的酶的最适温度，高于或低于该温度，酶活性下降。 (3)应用：在一定范围内，增大昼夜温差。如冬季进行温室栽培时白天适当提高温度，夜间适当降低温度。 重点难点突破 20 4．水及矿质元素 (1)原理：①水既是光合作用的原料，又是体内各种化学反应的介质，也参与光合作用过程中反应物和生成物的运输，水还会影响气孔开闭，从而影响CO2进入植物体，间接影响光合作用。 ②矿质元素通过影响与光合作用相关的化合物的合成等来直接或间接地影响光合作用，如N是各种酶以及NADPH和ATP的重要组成成分；P是NADPH和ATP的重要组成成分；Mg是叶绿素的重要组成成分。 (2)应用：在农业生产上，根据植物的需肥规律，适时、适量地增施肥料；合理灌溉可以提高作物的光合作用效率。 重点难点突破 21 5．多因素对光合速率影响的曲线变化规律分析 注：a.高CO2浓度，b.中CO2浓度，c.低CO2浓度；①强光照，②中光照，③低光照。 P点前：限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随着因子的不断加强，光合速率不断提高。 重点难点突破 22 P、Q点之间：限制光合速率的因素有两个，一是横坐标所表示的因子，二是各曲线所表示的因子。 Q点及Q点之后：横坐标所表示的因素不再是影响光合速率的主要因子，影响因素主要为各曲线所表示的因子。 重点难点突破 23 [例1]　(北京，4)某同学用植物叶片在室温下进行光合作用实验，测定单位时间单位叶面积的氧气释放量，结果如图所示。若想提高X，可采取的做法是 (　　) A．增加叶片周围环境CO2浓度 B．将叶片置于4 ℃的冷室中 C．给光源加滤光片改变光的颜色 D．移动冷光源缩短与叶片的距离 重点难点突破 24 解析：题图曲线体现了光照强度对光合速率的影响，当氧气释放速率达到X时，氧气释放速率已不再随光照强度的增加而增大，要提高X，就需要考虑改变影响光合作用的其他因素，如可采取增加叶片周围环境CO2浓度，A正确；在4 ℃的冷室中，叶片中与光合作 用有关的酶活性降低，光合速率下降，不能提高X，B错误；给光源加滤光片等同于降低光照强度，X可能降低，缩小冷光源与叶片的距离可增加光照强度，但对X无影响，C、D错误。 重点难点突破 25 B．温度为45 ℃时，甲植物和乙植物体内都有有机物积累 C．50 ℃之前，限制乙植物净光合速率的主要外界条件是CO2浓度 D．若将甲、乙植物同置于凉爽地带，则受影响较大的是甲植物 [例2]　科研人员研究温度对甲、乙两种植物净光合速率的影响，得到的实验结果如图。据图推测，下列叙述合理的是 (　　) A．甲植物和乙植物在30 ℃时，光合作用生成的有机物量相等 重点难点突破 26 解析：甲植物和乙植物在30 ℃时净光合速率相等，说明此时两种植物积累而非生成的有机物量相等，A错误；温度为45 ℃时，甲植物和乙植物净光合速率都大于零说明此时两种植物体内都有有机物积累，B正确；由图知50 ℃前限制乙植物净光合速率的主要外界条件是温度，C错误；由图可知，植物乙更适宜生存在温度较高的环境中，若将甲、乙植物同置于凉爽地带，则受影响较大的是乙植物，D错误。 重点难点突破 27 B．A点条件下限制光合速率的主要环境因素是光强、是否施肥和土壤含水量 C．根据实验数据，农业上可在土壤含水量40%～60%条件下施肥以提高玉米产量 D．从光合作用面积的角度考虑，还可采取合理密植以提高玉米的光能利用率 [例3]　(不定项)为探究影响光合作用强度的因素，将同一品种玉米苗置于25 ℃条件下培养，实验结果如图。下列说法正确的是 (　　) A．除测定CO2吸收量外，还可通过测定O2释放量表示净光合作用强度 重点难点突破 28 解析：通过A、C点对比可知，限制光合作用的因素是光照强度；通过A、B点对比可知，限制光合作用的因素是土壤含水量，在土壤含水量为20%时，施肥与未施肥CO2吸收量没有差异，B错误。 重点难点突破 29 重难二　光合作用和呼吸作用的关系 1．光合作用和细胞呼吸的区别 重点难点突破 30 重点难点突破 31 重点难点突破 32 3．微观辨析真正(总)光合速率、净光合速率和呼吸速率的关系(以光合速率大于呼吸速率为例) 重点难点突破 33 (总)光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。用O2、CO2或葡萄糖的量表示如下： (1)光合作用(叶绿体)产生的O2量＝实际测得的O2释放量＋细胞呼吸(线粒体)消耗的O2量。 (2)光合作用(叶绿体)固定的CO2量＝实际测得的CO2吸收量＋细胞呼吸(线粒体)释放的CO2量。 (3)光合作用(叶绿体)产生的葡萄糖量＝葡萄糖的积累量(增重部分)＋细胞呼吸(线粒体)消耗的葡萄糖量。 重点难点突破 34 4．不同代谢情况下，细胞呼吸速率与光合速率的关系 注：细胞呼吸产生的CO2首先用于光合作用，多余的CO2释放到空气中，同样，光合作用产生的O2首先用于细胞呼吸，多余O2释放到空气中。 重点难点突破 35 [例4]　如图所示为甘蔗一个叶肉细胞内的系列反应过程，下列有关说法正确的是 (　　) A．过程①中叶绿体中的四种色素都主要吸收蓝紫光和红光 B．过程②发生在叶绿体基质中，过程③发生在线粒体 C．过程①产生NADPH，过程②消耗NADPH，过程③既产生也消耗NADH D．若过程②的速率大于过程③的速率，则甘蔗的干重就会增加 重点难点突破 36 解析：由图分析可知，①是光反应阶段，②是暗反应阶段，③是细胞呼吸生成ATP，④是ATP中的能量用于各项生命活动。光反应中吸收光能的色素中，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，A错误；暗反应阶段发生在叶绿体基质中，细胞呼吸产生ATP的场所是细胞质基质和线粒体，B错误；如果暗反应的速率大于呼吸速率，只能说明这一个叶肉细胞的光合作用强度大于细胞呼吸强度，但还存在只进行呼吸作用的细胞，所以整个植株的干重不一定会增加，D错误。 重点难点突破 37 [例5]　 (不定项)龙血树在《本草纲目》中被誉为“活血圣药”，有消肿止痛、收敛止血的功效。图甲、乙分别为龙血树在不同条件下相关指标的变化曲线(单位：mmol·cm-2·h-1)。下列叙述正确的是 (　　) A．据图甲分析，温度为30 ℃和40 ℃时，叶绿体消耗二氧化碳的速率相等 B．40 ℃条件下，每天光照11个小时，龙血树能正常生长 C．若土壤中缺少Mg2+，会导致图乙中的D点左移 D．若图乙是30 ℃下测得的结果，则图甲A点对应的光照强度为4 klx 重点难点突破 38 解析：叶绿体消耗二氧化碳的速率表示总光合速率，总光合速率＝呼吸速率＋净光合速率，据图甲分析，A曲线表示净光合速率，B曲线表示呼吸速率，温度为30 ℃和40 ℃时，叶绿体消耗二氧化碳的速率相等，A正确；40 ℃条件下，净光合速率等于呼吸速率，若每天光照11个小时，则植物积累有机物的量为(5＋5)×11－5×24<0，故龙血树不能正常生长，B错误；若土壤中缺少Mg2+，可能使龙血树的光合作用速率降低，则光补偿点会变大，即D点右移，C错误；图乙中30 ℃下，呼吸速率为2，光照强度等于及大于4 klx时，净光合速率为8，而图甲30 ℃下，A点对应的净光合作用速率为8，呼吸作用速率为2，则图甲A点对应的光照强度为等于或大于4 klx，D错误。 重点难点突破 39 重难三　自然和密闭环境中一昼夜植物光合作用曲线分析 1．自然环境中一昼夜植物光合作用曲线分析 (1)A点：夜温降低，细胞呼吸减弱，CO2释放减少。 (2)B点：开始进行光合作用的点；M点：结束光合作用的点。 (3)光合速率与呼吸速率相等的点：C、H；有机物积累量最大的点：H。 (4)DE段下降的原因是气孔部分关闭，CO2吸收减少；FH段下降的原因是光照强度减弱。 重点难点突破 40 2．密闭环境中一昼夜CO2和O2含量的变化 (1)光合速率等于呼吸速率的点：C、E。 (2)图1中若N点低于虚线，则该植物一昼夜表现为生长，其原因是N点低于M点，说明一昼夜密闭容器中CO2含量减少，即总光合量大于总呼吸量，植物生长。 (3)图2中若N点低于虚线，则该植物一昼夜不能生长，其原因是N点低于M点，说明一昼夜密闭容器中O2含量减少，即总光合量小于总呼吸量，植物不能生长。 重点难点突破 41 [例6]　(不定项)两棵同种生长状况基本相同的植物，一棵位于密闭的玻璃罩，一棵在自然条件下；在相同自然条件下，测得一昼夜中植物氧气释放速率分别如图甲、乙曲线所示。下列说法正确的是 (　　) A．装置甲的植物在18点时积累的有机物最多 B．一昼夜中，装置乙中植物积累的有机物比甲多 C．e点时，气孔关闭导致光合作用基本停止 D．ab段和cd段，曲线下降的原因相同 重点难点突破 42 解析：乙图曲线与x轴围成一定的面积，上方的面积减去下方的面积代表积累有机物的量，比甲图围成的面积差要大，因此一昼夜中，装置乙中植物积累的有机物比甲多，B正确；e点时，气孔部分关闭导致光合作用下降，但没有停止，C错误；甲图是密封状态，CO2含量有限，导致光合作用速率被限制，ab段就是CO2浓度降低引起的，乙是开放状态，cd段下降的原因是光照强度减弱，D错误。 重点难点突破 43 课时作业 04 题号 1 2 3 4 5 6 难度 ★ ★ ★ ★ ★★ ★★★ 题点 探究CO2浓度对光合作用强度的影响实验分析 光合作用影响因素的应用 光照强度对光合速率影响曲线分析 CO2和温度对光合速率的影响曲线分析 光照强度、CO2浓度对光合作用影响曲线分析 光合速率的影响因素 题号 7 8 9 10 11 12 难度 ★★ ★★★ ★★ ★ ★★ ★★★ 题点 光照强度对光合速率影响曲线分析 真、净光合速率曲线分析 光补偿点和光饱和点理解考查 光合作用探究实验 探究遮阴比例对光合作用的影响实验分析 光合速率的影响因素 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 45 [单项选择题] 知识点一　探究环境因素对光合作用强度的影响 1．(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 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 46 解析：本实验的目的是探究适宜温度下CO2浓度对光合作用的影响，自变量是CO2浓度(通过等体积不同浓度的NaHCO3溶液来实现)，温度、光照等属于无关变量，应相同且适宜，A错误；实验中所用的菠菜叶圆片已进行排气处理，叶圆片通过光合作用释放氧气的速率越大，叶圆片上浮所需时间越短，B正确；四组 实验中，0.5% NaHCO3溶液中叶圆片上浮平均时长最长，表明其光合速率最低，C错误；若从适宜温度降低到4 ℃，与光合作用相关的酶的活性降低，导致光合速率降低，则各组叶圆片上浮所需时长均会延长，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 47 知识点二　光合作用原理的应用 2．许多农业谚语涉及生物学原理在农业生产实践中的应用。下列相关解释正确的是 (　　) A．“稀三箩，密三箩，不稀不密收九箩”，合理密植可提高光能利用率 B．“处暑里的雨，谷仓里的米”，补充水分可促进植物的光合午休，增加有机物积累 C．“两垄高粱一垄豆，高矮作物双丰收”，豆能适应弱光是因为其细胞中叶绿体较小 D．“霜前霜，米如糠；霜后霜，谷满仓”，霜降前降温可减弱种子呼吸作用而增产 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 48 解析：合理密植可提高光能利用率，从而提高产量，A正确；补充水分可减弱植物的光合午休，增加有机物积累，B错误；豆能适应弱光可能是因为其细胞中叶绿体较多或叶绿体较大，C错误；霜降前的降温如果过早，会影响光合作用，而霜降后的降温则对农作物有利，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 49 3．图甲表示在一定的光照强度下，植物叶肉细胞中CO2、O2的来源和去路，找出图甲在图乙中的位置是 (　　) A．AB之间 B．BC之间 C．C点以后 D．B点 解析：图甲表明线粒体释放的CO2不但提供给叶绿体，还能释放到细胞外，说明呼吸作用大于光合作用，对应B点之前，呼吸作用大于光合作用。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 50 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 4．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 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 51 解析：当CO2浓度为200 μL·L-1时，最适温度为25 ℃左右，当CO2浓度为370 μL·L-1时，最适温度为30 ℃，当CO2浓度为1000 μL·L-1时，最适温度大于 30 ℃，由此表明，在一定范围内，CO2浓度的升高会使光合作用的最适温度升高，B不符合题意；当CO2浓 度为200 μL·L-1时，随温度的升高，光合速率改变程度不大，而CO2浓度为其他两数值时，光合速率随温度的升高有较大的升高趋势，由此表明，CO2浓度为200 μL·L-1时，温度对光合速率影响小，C不符合题意；10 ℃条件下，CO2浓度由370 μL·L-1升高至1000 μL·L-1时，光合速率无明显变化，因此不能表明10 ℃条件下，光合速率随CO2浓度的升高会持续提高，D符合题意。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 52 A．曲线①表示光照强度为n时的光合作用强度变化 B．由图乙曲线可以看出在一定的CO2浓度范围内，光合作用强度随CO2浓度增大而增强 C．光照强度突然由n变为m，短时间内细胞中C5的含量降低 D．影响c点光合作用强度的因素只有CO2浓度 5．图甲表示某种植物光合作用强度受光照强度影响的变化曲线，图乙表示该植物在两种光照强度条件下，光合作用强度受CO2浓度影响的变化曲线。据图分析正确的是 (　　) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 53 解析：由图甲可知，m点对应的光合作用强度大于n点对应的光合作用强度，所以曲线②对应光照强度n，曲线①对应光照强度m，A错误；增大光照强度，短时间内C5的生成速率增大，消耗速率不变，所以C5含量升高，C错误；图乙中，影响c点光合作用强度的因素有CO2浓度和光照强度等，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 54 6．(北京，3)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 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 55 解析：CP点表示CO2吸收速率为0，代表光合速率和呼吸速率相等，而不是植物不进行光合作用，C错误；CO2吸收速率代表净光合速率，即光合速率与呼吸速率的差值，M点净光合速率最高，光合速率与呼吸速率的差值最大，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 56 [不定项选择题] 7．某植物光合作用最适温度为25 ℃，呼吸作用 最适温度为30 ℃。如图为植物处于25 ℃环境中光合 作用强度随光照强度变化的坐标图，下列叙述错误的 是 (　　) A．A点叶肉细胞产生ATP的细胞器只有线粒体 B．将温度由25 ℃提高到30 ℃时，A点下移，D点上移 C．C点表示光照强度对光合作用的影响已经达到饱和 D．当植物缺镁时，B点将向左移 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 57 解析： A点时该植物只进行呼吸作用，不进行光合作用，因此此时叶肉细胞产生ATP的细胞器只有线粒体，A正确；将温度由25 ℃提高到30 ℃时，细胞的呼吸作用增强，A点下移，光合作用强度降低，D点下移，B错误；C点以后随光照强度增加，光合作用不再增强，C点对应的光照强度是光的饱和点，C正确；镁是组成叶绿素的成分，缺镁影响叶绿素的合成，光合作用强度降低，要使光合作用强度等于呼吸作用强度，B点右移，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 58 8．右图为某植物CO2消耗速率和CO2吸收速率随时间的变化曲线，下列说法正确的是(　　) A．该植物在7：00能产生ATP的细胞结构有线粒体、叶绿体和细胞质基质 B．在18：00时，该植物有机物的积累量达到最大 C．18：00时该植物停止光合作用 D．曲线b在10：00～12：00之间下降的主要原因是气孔关闭导致暗反应减弱 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 59 解析：该植物在7：00前就已进行光合作用，只是光合作用强度小于呼吸作用强度，能产生ATP的细胞结构有线粒体、细胞质基质和叶绿体，A正确；据曲线b分析，18：00时，植物吸收CO2的速率为0，光合速率与呼吸速率相等，18：00后光合速率小于呼吸速率，消耗有机物，故在18：00时，该植物有机物的 积累量达到最大，B正确，C错误；在10：00～12：00之间，曲线a表示的CO2消耗速率在增加，真正的光合速率在增加，而净光合速率＝真正的光合速率－呼吸速率，故曲线b在10：00～12：00之间下降的主要原因是气温升高，呼吸速率增加的比光合速率增加的多引起的，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 60 9．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植物幼苗的生理指标如表所示。下列分析不正确的是 (　　) 　　　　　物种 指标 构树 刺槐 香樟 胡颓子 光补偿点(千勒克斯) 6 4 1.8 1.1 光饱和点(千勒克斯) 13 9 3.5 2.6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 61 A.光照强度小于6千勒克斯时，构树幼苗叶肉细胞光合作用需要的CO2全部来自外界 B．光照强度为10千勒克斯时，影响构树和刺槐幼苗光合速率的环境因素都为光照强度 C．若将光照强度突然由2千勒克斯增加到4千勒克斯，短时间内香樟幼苗叶肉细胞中的C3会增加 D．在树冠遮蔽严重、林下光照较弱的环境中，胡颓子和香樟的幼苗存活率高于刺槐和构树 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 62 解析：光照强度小于6千勒克斯时，构树幼苗叶肉细胞光合作用强度小于呼吸作用强度，所以叶肉细胞光合作用需要的二氧化碳全部来自于细胞呼吸，A错误；光照强度为10千勒克斯时，小于构树光饱和点，大于刺槐光饱和点，影响构树幼苗光合速率的主要环境因素是光照强度，而影响刺槐幼苗光合速率的环境因素是二氧化碳浓度，B错误；若将光照强度突然由2千勒克斯增加到4千勒克斯，香樟幼苗叶肉细胞中产生的NADPH和ATP会增多，C3的还原增强，而CO2的固定不变，短时间内香樟幼苗叶肉细胞中的C3会减少，C错误；由于胡颓子和香樟的光补偿点较低，在树冠遮蔽严重、林下光照较弱的环境中，能利用较低光照进行光合作用，胡颓子和香樟的幼苗存活率高于刺槐和构树，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 63 [非选择题] 10．(海南，16)海南是我国火龙果的主要种植区之一。由于火龙果是长日照植物，冬季日照时间不足导致其不能正常开花，在生产实践中需要夜间补光，使火龙果提前开花，提早上市。某团队研究了同一光照强度下，不同补光光源和补光时间对火龙果成花的影响，结果如图。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 64 回答下列问题。 (1)光合作用时，火龙果植株能同时吸收红光和蓝光的光合色素是________；用纸层析法分离叶绿体色素获得的4条色素带中，以滤液细线为基准，按照自下而上的次序，该光合色素的色素带位于第______条。 叶绿素 1、2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 65 (2)本次实验结果表明，三种补光光源中最佳的是____________，该光源的最佳补光时间是____小时/天，判断该光源是最佳补光光源的依据是_______________ _____________________________________________________________________。 红光＋蓝光 6 在不同的补光时间内，红光＋蓝光的补光光源获得的平均花朵数均最多，有利于火龙果的成花 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 66 (3)现有可促进火龙果增产的三种不同光照强度的白色光源，设计实验方案探究成花诱导完成后提高火龙果产量的最适光照强度(简要写出实验思路)。 答案：将成花诱导完成后的火龙果植株(成花数目相同)随机均分成A、B、C三组，分别置于三种不同光照强度的白色光源中照射相同且适宜的时间，一段时间后观察并记录各组植株所结火龙果的产量，产量最高的则为最适光照强度。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 67 解析：(1)光合色素中叶绿素(包括叶绿素a、叶绿素b)主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光；纸层析法分离得到的四条色素带(以滤液细线为基准)自下而上分别是叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素。 (2)从柱形图可知：在不同的补光时间内，使用红光＋蓝光的补光光源获得的平均花朵数均最多，促进火龙果成花的效果最好，当该光源补光时间为6小时/天，获得的平均花朵数最多。 (3)由实验目的可知，自变量是光照强度，由题干可知光照强度有三种，故可将实验分为3组；实验观测指标为火龙果产量，具体实验思路见答案。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 68 11．研究者将玉米幼苗置于三种条件下培养10天后(图a)，测定相关指标(图b)，探究遮阴比例对植物的影响。 回答下列问题： (1)结果显示，与A组相比，C组叶片叶绿素含量____，原因可能是_________________________。 (2)比较图b中B1与A组指标的差异，并结合B2相关数据，推测B组的玉米植株可能会积累更多的______________，因而生长更快。 高 遮阴促进了叶绿素的合成 有机物(或糖类) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 69 (3)某兴趣小组基于上述B组条件下玉米生长更快的研究结果，作出该条件可能会提高作物产量的推测，由此设计了初步实验方案进行探究： 实验材料：选择前期_________________一致、生长状态相似的某玉米品种幼苗90株。 实验方法：按图a所示的条件，分A、B、C三组培养玉米幼苗，每组30株；其中以______为对照，并保证除_____________________外其他环境条件一致。收获后分别测量各组玉米的籽粒重量。 生长环境(或长势) A组 遮阴比例(或光照条件) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 70 结果统计：比较各组玉米的平均单株产量。 分析讨论：如果提高玉米产量的结论成立，下一步探究实验的思路是________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 在B组遮阴条件下设置不同组别探究CO2浓度或温度对玉米生长的影响(或探究一定程度的遮阴条件提高玉米产量的机制机理或在B组遮阴比例附近设置一系列不同的遮阴比例探究最适遮阴比例) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 71 (1)若要获取总光合速率的数据，还需在________条件下测量蕨麻的__________。 12．蕨麻也叫“人参果”，具有很高的营养价值和药用价值。科研工作者为了研究高原寒冷地区蕨麻的光合作用效率和外界影响因素，选择若尔盖草原(位于青藏高原东部边缘，年平均气温1.7 ℃)中高寒草地和高寒湿地两个典型生态系统对植物的光合速率进行了相关实验，结果如图所示。回答下列有关问题： 黑暗 呼吸速率 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 72 草地蕨麻和湿地蕨麻的净光合速率均呈现先上升后下降的趋势，且两者相差不大 ③从总体趋势上来看，_____________________________________________ ____________________________。 (2)如图为在晴朗天气下测得的数据绘制的曲线，分析两条曲线可得出结论： ①草地蕨麻和湿地蕨麻均出现“光合午休”现象。 ②在8：00～18：00，草地蕨麻比湿地蕨麻的净光合速率____(填“高”或“低”)。 低 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 73 光照过强，气温过高，植株为减少水分散失，气孔部分关闭，植物吸收CO2的能力减弱，暗反应速率下降，从而使净光合速率下降 图中曲线出现c1、c2的原因可能是_____________________________________ ______________________________________________________________________________。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 74 (3)有人认为，限制高寒地区植物光合作用的因素主要为温度，若将温度上升到20 ℃，蕨麻的光合速率会有大幅度提高，若要驳斥这种观点，你的理由是___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 生物对环境具有适应性，蕨麻是适应高寒环境的生物，若将温度上升到20 ℃可能会导致与光合作用和呼吸作用相关的酶活性降低甚至失活，会出现光合速率降低甚至光合作用不能进行的情况(合理即可) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 75 解析： (1)总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率，呼吸速率需要在黑暗条件下测得。 (2)分析两条曲线可知，在8：00～18：00，草地蕨麻比湿地蕨麻的净光合速率低；从总体趋势来看，草地蕨麻和湿地蕨麻的净光合速率均是先上升后下降且相差不大。 (3)从适应的角度分析，高寒植物是自然选择的结果，其光合作用、细胞呼吸相关的酶的适宜温度与目前高寒环境相匹配，提高温度反而有可能打破这种适应，蕨麻的光合速率不但不会大幅度提高，反而可能会下降。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 76 　　　　　　　　　　　　　 R 项目 光合作用 有氧呼吸 代谢类型 合成作用(或同化作用) 分解作用(或异化作用) 物质变化 无机物 eq \o(―――→,\s\up17(合成))有机物 有机物 eq \o(―――→,\s\up17(分解))无机物 能量变化 光能―→化学能(储能) 化学能―→ATP、热能(放能) 实质 合成有机物、储存能量 分解有机物、释放能量 场所 叶绿体 主要在线粒体 条件 只在光下进行 有光、无光都能进行 2.光合作用和细胞呼吸的联系 (1)物质方面 ①C：CO2 eq \o(―――→,\s\up17(暗反应))(CH2O) eq \o(――――――――→,\s\up17(有氧呼吸第一阶段))丙酮酸 eq \o(―――――――――→,\s\up17(有氧呼吸第二阶段))CO2。 ②O：H2O eq \o(―――→,\s\up17(光反应))O2 eq \o(―――――――――→,\s\up17(有氧呼吸第三阶段))H2O。 ③H：H2O eq \o(―――→,\s\up17(光反应))NADPH eq \o(―――→,\s\up17(暗反应))(CH2O) eq \o(―――――――――――→,\s\up17(有氧呼吸第一、二阶段))[H] eq \o(―――――――――→,\s\up17(有氧呼吸第三阶段))H2O。 (2)能量方面：光能 eq \o(―――→,\s\up17(光反应))ATP和NADPH中的能量 eq \o(―――→,\s\up17(暗),\s\do15(反应))(CH2O)中的能量 eq \o(―――→,\s\up17(细胞),\s\do15(呼吸)) eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(热能,ATP中的能量→各项生命活动))。 $