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2017高考考点一遍过生物课标通用第3辑:考点2 影响光合作用速率的因素

资料类别: 生物/同步

所属版本: 通用

所属地区: 全国

上传时间:2016/11/30

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一、影响光合作用的因素及应用
1.内部因素
(1)与植物自身的遗传特性有关,以阴生植物、阳生植物为例,如图所示:

(2)植物叶片的叶龄、叶面积指数也会影响光合作用,如图所示:
        
2.其他单一因素对光合作用的影响
因素	原理分析	关键点及线段	应用		光照强度	
光照强度通过影响光反应速率,影响ATP及[H]的产生速率,进而影响暗反应速率
	①A—细胞呼吸强度,B—光补偿点,C—光饱和点
②AC段,光合作用速率随光照强度的增加而增加
③C点后光合作用速率不再随光照强度的增加而变化。
④阴生植物的B点前移,C点较低,如图中虚线所示	间作套种时农作物的种类搭配、林带树种的配置等都是这一原理的具体运用		温度	
温度通过影响酶的活性进而影响光合作用速率(主要是暗反应)	①B点对应的温度为最适生长温度
②AB段,随温度升高光合作用速率升官
③BC段,随温度升高光合作用速率降低	①冬天利用温室大棚提高温度
②温室中,增加昼夜温差,减少夜晚有机物的消耗,有利于有机物的积累		CO2浓度、矿质离子浓度	
CO2浓度影响暗反应中CO2的固定,矿质离子影响与光合作用有关的色素、酶、膜结构的形成	①AB段,随CO2浓度或矿质离子浓度的增加光合作用速率升高
②B点后,随CO2浓度的增加光合作用速率不再升高
③B点后,随矿质离子浓度的增加光合作用速率下降(细胞失水)	①增加大田中的空气流动,以增加CO2浓度
②温室中可使用CO2发生器,以增加CO2浓度
③合理施肥,补充土壤中的矿质元素		绿叶的面积





	
叶面积指数=叶片总面积/土地面积。通过影响光合作用强度及细胞呼吸强度来影响干物质的积累,图中阴影部分面积即干物质的积累量

	①OB段,随叶面积指数的不断增大,进行光合作用的叶片面积也在增加,总光合作用速率增加;
②BA段,随叶面积指数的不断增大,叶片重叠较严重,进行光合作用的叶片面积基本不再增加,总光合作用速率几乎不增加;
③OA段,随叶面积指数的增大,进行细胞呼吸的叶片面积增加,总呼吸速率增加	适当间苗,合理密植,适当修剪,避免徒长		

3.多因素对光合作用的影响
图像	                   		含义	P点前,限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子,随该因子的不断加强,光合速率不断提高;Q点时,横坐标所表示的因子不再是影响光合速率的因素,影响因素为坐标图中所表示的其他因子		应用	温室栽培时,在一定光照强度下,白天可适当提高温度,增加光合酶的活性,提高光合速率,也可同时适当补充CO2,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浓度以提高光合作用速率		4.提高作物产量的途径
途径	措施或方法		延长光照时间	补充光照		增大光合作用面积	间作、合理密植		提高光合作用效率	提供适宜光照强度、提高CO2浓度(如通风)、合理施肥(供应适量必需矿质元素)		提高净光合作用速率	维持适当昼夜温差(白天适当升温,晚上适当降温)		、光合作用与化能合成作用1.绿色植物以光为能源,以CO2和H2O为原料合成有机物(糖类),把光能转化为储存在有机物中的化学能,属光能自养型。自然界中还有一些微生物利用无机物氧化过程释放的化学能作能源,将CO2还原成有机物,此过程称为化能合成作用,此类生物属化能自养型。
2.化能合成作用与光合作用的不同之处仅在于光合作用是利用光能将CO2和H2O合成有机物,而化能合成作用是利用化学能将CO2和H2O等合成有机物。

1.科学家研究CO2浓度、光照强度和温度对同一植物光合作用强度的影响,得到实验结果如图所示。请据图判断,下列叙述不正确的是

A.光照强度为a时,造成曲线和光合作用强度差异的原因是CO2浓度不同
B.光照强度为 b 时,造成曲线和光合作用强度差异的原因是温度不同
C.光照强度为a~b,曲线、光合作用强度随光照强度的升高而升高
D.光照强度为b~c,曲线 、光合作用强度随光照强度的升高而升高
【参考答案】D
【试题解析】光照强度为a时,曲线和的光照强度相同、温度相同,而曲线的光合速率明显高于曲线的,说明此处造成曲线和光合作用强度差异的原因是CO2浓度不同,A正确;光照强度为b时,曲线I和的光照强度相同,二氧化碳浓度相同,因此造成曲线I和光合作用强度差异的原因是温度不同,B正确;光照强度为a~b,曲线I、的光合作用强度随光照强度的升高而升高,C正确;光照强度为b~c,曲线光合作用强度不再增强,说明b点时就达到饱和点,D错误。
2.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,实验结果如图所示。下列分析不正确的是

A.与D点相比,A点条件下限制光合作用强度的因素是土壤水分含量
B.与D点相比,B点条件下限制光合作用强度的因素是光照强度
C.与D点相比,C点条件下限制光合作用强度的因素是土壤水分含量
D.实验结果表明,土壤含水量在40%~60%的条件下施肥效果明显
【参考答案】A
【试题解析】据图可知,A点光强为200 umol﹒m2﹒s-1,含水量为20%,D点光强为800 umol﹒m2﹒s-1,含水量为60%,这时光强和水都是影响因素,A错误;B点光强为200 umol﹒m2﹒s-1,D点为800 umol﹒m2﹒s-1,光强是影响光合作用的外因,B正确;C和D光强相同,C含水量为20%,D含水量为60%,C正确;不管光强是200 umol﹒m2﹒s-1还是800 umol﹒m2﹒s-1,土壤含水量在20%~40%的条件下施肥和没施肥是一样的,而在土壤含水量在40%~60%的条件下施肥,施肥效果显著,D正确。

1.常考易错的植物“三率”
(1)植物“三率”间的内在联系
①呼吸速率:植物非绿色组织(如苹果果肉细胞)或绿色组织在黑暗条件下测得的值——单位时间内一定量组织的CO2释放量或O2吸收量。
②净光合速率:植物绿色组织在有光条件下测得的值——单位时间内一定量叶面积所吸收的CO2量或释放的O2量。
③真正光合速率=净光合速率+呼吸速率。
(2)植物“三率”的判定
①根据坐标曲线判定:当光照强度为0时,若CO2吸收值为负值,该值绝对值代表呼吸速率,该曲线代表净光合速率,当光照强度为0时,若CO2吸收值为0,该曲线代表真正光合速率。
②根据关键词判定:
检测指标	呼吸速率	净光合速率	真正(总)光合速率		CO2	释放量(黑暗)	吸收量	利用量、固定量、消耗量		O2	吸收量(黑暗)	释放量	产生量		有机物	消耗量(黑暗)	积累量	制造量、产生量		2.光合作用和细胞呼吸综合曲线解读

(1)绿色组织在黑暗条件下或非绿色组织只进行呼吸作用,测得的数值为呼吸速率(A点)。
(2)绿色组织在有光条件下,光合作用与细胞呼吸同时进行,测得的数据为净光合速率。
(3)各点(段)的光合作用和呼吸作用分析
曲线对应点	细胞生理活动	ATP产生场所	植物组织外观表现	图示		A点	只进行细胞呼吸,不进行光合作用	只在细胞质基质和线粒体	从外界吸收O2,向外界排出CO2			AB段(不含A、B点)	呼吸量>光合量	细胞质基质、线粒体、叶绿体	从外界吸收O2,向外界排出CO2			B点	光合量=呼吸量		与外界不发生气体交换			B点之后	光合量>呼吸量		从外界吸收CO2,向外界排出O2——此时植物可更新空气			3.自然环境及密闭容器中植物光合作用曲线及分析
(1)自然环境中一昼夜植物光合作用曲线:

①开始进行光合作用的点:b。
②光合作用与呼吸作用相等的点:c、e。
③开始积累有机物的点:c。
④有机物积累量最大的点:e。
(2)密闭容器中一昼夜植物光合作用曲线:

①光合作用强度与呼吸作用强度相等的点:D、H。
②该植物一昼夜表现为生长,其原因是I点CO2浓度低于A点CO2浓度,说明一昼夜密闭容器中CO2浓度减小,即植物光合作用>呼吸作用,植物生长。

1.(2016新课标全国卷I)为了探究生长条件对植物光合作用的影响,某研究小组将某品种植物的盆栽苗分成甲、乙两组,置于人工气候室中,甲组模拟自然光照,乙组提供低光照,其他培养条件相同。培养较长一段时间(T)后,测定两组植株叶片随光照强度变化的光合作用强度(即单位时间、单位叶面积吸收CO2的量),光合作用强度随光照强度的变化趋势如图所示。回答下列问题:

(1)据图判断,光照强度低于a时,影响甲组植物光合作用的限制因子是 。
(2)b光强下,要使甲组的光合作用强度升高,可以考虑的措施是提高 填“CO2浓度”或“O2浓度”。
(3)播种乙组植株产生的种子,得到的盆栽苗按照甲组的条件培养T时间后,再测定植株叶片随光照强度变化的光合作用强度,得到的曲线与甲组的相同。根据这一结果能够得到的初步结论是        。
 2.(2016新课标全国卷III)为了探究某地夏日晴天中午时气温和相对湿度对A品种小麦光合作用的影响,某研究小组将生长状态一致的A品种小麦植株分为5组,1组在田间生长作为对照组,另4组在人工气候室中生长作为实验组,并保持其光照和CO2浓度等条件与对照组相同。于中午12:30测定各组叶片的光合速率,各组实验处理及结果如表所示:
	对照组	实验组一	实验组二	实验组三	实验组四		实验
处理	温度/	36	36	36	31	25			相对湿度/%	17	27	52	52	52		实验
结果	光合速率/
mgCO2·dm-2·h-1	11.1	15.1	22.1	23.7	20.7		回答下列问题:
(1)根据本实验结果,可以推测中午时对小麦光合速率影响较大的环境因素是    ,其依据是 ;
并可推测,    填“增加”或“降低”麦田环境的相对湿度可降低小麦光合作用“午休”的程度。
(2)在实验组中,若适当提高第    组的环境温度能提高小麦的光合速率,其原因是  。
(3)小麦叶片气孔开放时,CO2进入叶肉细胞的过程    填“需要”或“不需要”载体蛋白,    填“需要”或“不需要”消耗ATP。
1.【答案】(1)光照强度(2)CO2浓度
(3)乙组光合作用强度与甲组的不同是由环境因素低光照引起的,而非遗传物质的改变造成的
【解析】(1)当光照强度低于a时,甲组植物的光合作用强度随光照强度的增大而增大,因此影响甲组植物光合作用的限制因子是光照强度。(2)b光照强度下,甲组植物的光合作用强度不再随光照强度的增大而增大,说明此时限制光合作用的因素不是光照强度,应是CO2浓度或温度,因此要提高甲组的光合作用强度,可以考虑的措施是适当提高CO2浓度。(3)由题图可知,经处理后乙组的最大光合速率明显低于甲组,若是由遗传物质改变造成的,则可遗传给子代,即子代在甲组条件下光合速率低于甲组,若是由低光照引起的,遗传物质不变,则子代在甲组条件下光合速率应与甲组相同。当把乙组植株产生的种子种植在与甲组相同的条件下时,其光合作用曲线与甲组的相同,说明乙组光合作用强度与甲组的不同是由环境因素低光照引起的,而非遗传物质的改变造成的。
 2.【答案】(1)湿度(或答相对湿度)  在相同温度条件下,相对湿度改变时光合速率变化较大  增加
(2)四   该实验组的环境温度未达到光合作用的最适温度(3分,其他合理答案可酌情给分)
(3)不需要   不需要
【解析】(1)由表可知,对照组、实验组一和实验组二的温度条件相同,相对湿度不同,且随着相对湿度增大,光合速率明显增加;而实验组二、三、四的相对湿度相同,温度依次降低,但光合速率变化不明显,故中午时对小麦光合速率影响较大的环境因素是相对湿度。增加麦田环境的相对湿度可提高光合速率,推测其能降低小麦光合作用“午休”的程度。(2)实验组二、三、四在相对湿度相同的情况下,环境温度为31 时光合速率最大,说明环境温度为25 时没有达到光合作用的最适温度,依据温度对酶活性的影响规律可知适当提高实验组四的环境温度能提高小麦的光合速率。(3)二氧化碳进入叶肉细胞的方式是自由扩散,不需要载体蛋白和能量。

1.如图为光照强度对植物光合作用的影响关系。下列有关曲线的叙述中错误的是

A.b代表光下植物干物质积累量
B.n点之后突然增强光照强度,短时间内叶绿体内的C3会减少
C.n点之后植物吸收CO2量不再增加与叶绿体中酶数量有关
D.若植物长期处于光照强度为m的自然环境中,植物不能正常生长2.为探究CO2浓度和光照强度对植物光合作用的影响,某兴趣小组设计了如图所示的实验装置若干组,利用缓冲液维持密闭小室内CO2浓度的相对恒定,在室温为25 条件下进行了一系列的实验,对相应装置准确测量的结果如表所示,下列说法错误的是         

组别	光强(lx)	实验条件CO2(%)	液滴移动(mL/h)		1	0	0.05	左移2.24		2	800	0.03	右移6.00		3	1 000	0.03	右移9.00		4	1 000	0.05	右移11.20		5	1 500	0.05	右移11.20		6	1 500	0.03	右移9.00		A.1组中液滴左移的原因是植物有氧呼吸消耗了氧气
B.6组中液滴右移的原因是植物光合作用产生氧气量小于有氧呼吸消耗氧气量
C.与3组比较可知,限制2组液滴移动的主要环境因素是光照强度
D.与4组比较可知,限制3组液滴右移的主要环境因素是CO2浓度
.如图表示环境因素对绿色植物光合作用速率的影响,据图分析,下列叙述正确的是

A.当处于a或b点时,叶肉细胞的细胞质基质、线粒体基质和叶绿体基质中均可产生ATP
B.当所处环境中缺镁时,在CO2含量不变的情况下,a点可能降到b点
C.b点与a点相比,b点时叶绿体中三碳化合物含量较多
D.a点与b点光合作用速率差异的原因是光照强度和CO2浓度的不同.下列有关农业生产的做法和原理,不正确的是                          
A.不同作物对无机盐的吸收具有差异性,轮作有利于植物对无机盐的合理利用
B.水稻要定期排水,主要是防止根系无氧呼吸积累酒精而烂根
C.“正其行,通其风。”其蕴含的科学道理是通风有利于为植物提供足够的CO2
D.大棚蔬菜种植时最好使用红色或蓝紫色的透明塑料薄膜,原因是绿叶中的色素主要吸收红光和蓝紫光
.将若干长势良好的葡萄幼苗置于密闭的恒温箱中,并控制每天8:00~24:00为光照培养阶段,0:00~8:00为黑暗培养阶段,其他条件适宜。测量一天内恒温箱中CO2浓度的变化,结果如下表所示,请分析回答下列问题。
	光照阶段	黑暗阶段		时间	8时	9时	10时	11时	12时~24时	1时	2时	3时	4时	5时	6时	7时		CO2浓度	660	420	300	180	180	270	360	450	520	570	610	640		(1)光照培养阶段CO2浓度下降的原因是____________,在叶肉细胞中利用CO2的具体部位是        。
(2)12:00~24:00时间段,幼苗有机物的积累量为    ,据此分析农业上为提高大棚作物产量应采取的具体措施是______________。(回答至少两点)
(3)8:00~24:00时间段幼苗细胞内产生ATP的场所是          ,24:00停止光照,短时间内叶肉细胞的叶绿体中C3含量的变化是    (增多、减少、不变)。
(4)整个黑暗培养阶段幼苗呼吸速率的变化情况是_____________,影响该阶段呼吸速率变化的主要因素是____________。
1.【答案】B
【解析】b表示植物的净光合作用速率,即光下植物干物质积累量,A正确;n点之后,植物光合作用达到饱和,所以增强光照强度,光合作用强度不再增强,因此,短时间内叶绿体内的C3化合物基本不变,保持平衡,B错误;n点之后植物吸收的CO2量不再增加,其内部因素为叶绿体中酶的数量和活性,以及色素的含量,C正确;光照强度为m时植物没有有机物的积累,但植物在夜间又进行呼吸作用消耗有机物,植物体内的有机物的量不断降低,因此若植物长期处于光照强度为m的自然环境中,植物将不能生长,D正确。
2.【答案】B
【解析】1组中没有光照,液滴向左移2.24 mL/h,说明植物呼吸作用消耗了密闭小室内的氧气,A正确;6组在光照强度为1 500 lx,CO2浓度为0.03%时,既进行光合作用又进行呼吸作用,液滴向右移动9.00 mL/h,说明植物光合作用产生氧气量大于有氧呼吸消耗氧气量,B错误;2组和3组相比,CO2浓度都为0.03%,光照强度分别是800 lx和1 000 lx,限制液滴移动的主要环境因素是光照强度,C正确;3组和4组相比,光照强度都为1 000 lx,CO2浓度分别是0.03%和0.05%,限制液滴移动的主要环境因素是CO2浓度,D正确。
.【答案】B
【解析】叶肉细胞每时每刻都要进行呼吸作用,所以细胞质基质、线粒体基质可产生ATP,而光合作用产生的ATP的场所是叶绿体的囊状结构薄膜,故A错误;环境中缺镁时叶绿素的合成减少,相同光照强度下光合作用速率会下降,故B正确;b点与a点相比处于相同光照但CO2浓度低,所以合成三碳化合物的量较少,而二者产生的[H]和ATP一样多从而还原消耗的三碳化合物的量相同,所以b点时叶绿体中三碳化合物含量较少,故C错误;由图可知a点与b点光合作用速率差异的原因是CO2浓度的不同,故D错误。
.【答案】D
【解析】不同作物对无机盐的吸收具有差异性,轮作有利于植物对无机盐的合理利用,A正确;水稻要定期排水,否则水稻幼根细胞会因缺氧产生酒精而腐烂,B正确;“正其行,通其风”其蕴含的科学道理是通风有利于为植物提供足够的CO2,增大光合作用强度,有利于提高作物产量,C正确;建造温室大棚时使用无色的塑料薄膜,使得植物吸收更多的光,以提高光合作用强度,D错误。
.【答案】(1)光合作用强度大于细胞呼吸强度      叶绿体基质
(2)零    通风、使用农家肥等(补充二氧化碳)
(3)细胞质基质、叶绿体、线粒体(完全正确得分,否则不得分)     增多
(4)开始不变,后来逐渐降低      氧气浓度
【解析】密闭的恒温箱中CO2浓度的变化是葡萄幼苗通过光合作用吸收的CO2与呼吸作用释放的CO2综合作用的结果。(1)据表分析可知,光照培养阶段CO2浓度下降,主要原因是光合作用强度大于细胞呼吸强度。CO2是光合作用暗反应阶段的原料,暗反应是在叶绿体基质中进行的,因此利用CO2的具体部位是叶绿体基质。(2)表中信息显示,12:00~24:00时间段,CO2的浓度始终维持在180,说明该时间段内光合作用消耗的CO2总量等于呼吸作用产生的CO2总量,即幼苗有机物的积累量为零,所以定时通风、使用农家肥等(补充二氧化碳)可以提高大棚作物的产量。(3)每天8:00~24:00为光照培养阶段,光合作用与呼吸作用都可以产生ATP,所以幼苗细胞内产生ATP的场所是细胞质基质、叶绿体、线粒体。24:00停止光照,光反应停止,不再有ATP和[H]的生成,C3的还原受阻,但短时间内CO2的固定过程仍在进行,仍有C3生成,所以短时间内叶肉细胞的叶绿体中C3含量增多。(4)葡萄幼苗置于密闭的恒温箱中,整个黑暗培养阶段的氧气浓度起初较高,随着呼吸作用的进行氧气浓度逐渐降低,所以呼吸速率开始不变,后逐渐降低,因此影响该阶段呼吸速率变化的主要因素是氧气浓度。

1. “图解法”理解光合作用与细胞呼吸过程

2.光合作用与细胞呼吸过程中[H]和ATP的来源和去向归纳
	光合作用	有氧呼吸		[H]	来源	H2O光解产生	有氧呼吸第一、二阶段			去向	还原C3	用于第三阶段还原O2		ATP	来源	光反应阶段产生	三个阶段都产生			去向	用于C3还原功能	用于各项生命活动(植物C3的还原除外)		注意
(1)光合作用和细胞呼吸中[H]不同:光合作用中的[H]为NADPH,细胞呼吸中的[H]为NADH。
(2)光合作用和细胞呼吸中H2O的产生与消耗不同:光合作用过程在叶绿体类囊体薄膜上消耗H2O,在叶绿体基质中产生H2O;有氧呼吸过程在线粒体基质中(第二阶段)消耗H2O,在线粒体内膜上(第三阶段)产生H2O。
















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