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第3讲光合作用(Ⅱ)第2课时影响光合作用的因素&光合作用与细胞呼吸的综合运用[考纲扫描]1.影响光合作用速率的环境因素(Ⅱ)。2.光合作用与细胞呼吸的综合运用。基础知识过关影响光合作用的因素光合作用强度(1)含义：植物在单位时间内通过光合作用制造_____的数量。(2)两种表示方法：①一定时间内原料的_______。②一定时间内产物的_______。影响光合作用强度的因素(1)空气中_____________。(2)土壤中水分的_____，温度的______。(3)光照的_____与______，光的成分。糖类消耗量生成量CO2的浓度多少高低长短强弱………过关训练………1．判断正误：影响光合作用的因素。(1)与夏季相比，植物在冬季光合速率低的主要原因是光照时间缩短。()(2)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，主要限制因素是光反应。()(3)延长光照时间能提高光合作用强度。()(4)植物体从土壤中吸收的水分主要用于光合作用。()2．说出光照强度、CO2浓度、温度影响光合作用强度的原理。答：_____________________________________________自我校对1．(1)×(2)√(3)×(4)×2．提示：光照强度通过影响植物的光反应进而影响光合速率；CO2浓度是通过影响暗反应制约光合速率；温度是通过影响酶的活性来影响光合速率。核心考点突破考点一单一因素对光合速率影响的分析与探究1．光照强度(1)原理：光照强度通过影响植物的________反应进而影响光合速率。光照强度增加，光反应速度________，产生的[H]和ATP增多，使暗反应中C3还原过程加快，从而使光合作用产物增加。(2)曲线分析：①A点：光照强度为0，此时只进行________。②AB段：随光照强度增强，光合作用强度也逐渐增强，CO2释放量逐渐________。③B点：为光补偿点，细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用，即光合作用强度________细胞呼吸强度。④BC段：表明随着光照强度不断增强，光合作用强度不断增强，到C点后________增强了。⑤C点：为光饱和点，限制C点以后光合作用强度不再增加的内部因素是色素含量、________的数量和最大活性，外部因素是CO2浓度等除光照强度之外的环境因素。(3)应用：①温室生产中，适当增强________，以提高光合速率，使作物增产；②阴生植物的光补偿点和光饱和点都较阳生植物低，间作套种农作物，可合理利用光能。2．CO2浓度(1)原理：CO2影响暗反应阶段，制约________的形成。(2)曲线分析：图1中A点表示CO2补偿点，即光合速率________呼吸速率时的CO2浓度。图2中A′点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度。B点和B′点都表示________。(3)应用：在农业生产上可以通过“正其行，通其风”，增施农家肥等________，提高光合速率。3．温度(1)原理：温度通过影响________影响光合作用。(2)曲线分析：AB段在B点之前，随着温度升高，光合速率________B点酶的________温度，光合速率最大BC段随着温度升高，酶的活性下降，光合速率____，50℃左右光合速率几乎为零(3)应用：温室栽培植物时，白天调到光合作用最适温度，以提高光合速率；晚上适当________温室内温度，以降低细胞呼吸速率，保证植物有机物的积累。4．水分(1)原理：水既是光合作用的原料，又是体内各种化学反应的________，如植物缺水导致萎蔫，使光合速率下降。另外，水分还能影响气孔的开闭，间接影响CO2进入植物体内。(2)曲线分析：图1表明在农业生产中，可根据作物的需水规律，合理灌溉。图2曲线中间E处光合作用强度暂时降低，是因为温度高，蒸腾作用过强，气孔关闭，影响了________的供应。自我校对1．(1)光加快(2)①细胞呼吸②减少③等于④不再⑤酶(3)①光照强度2．(1)C3(2)等于CO2饱和点(3)增大CO2浓度3．(1)酶的活性(2)增大最适减小(3)降低4．(1)介质(2)CO2单因子变量对光合作用的影响1．某植物光合作用的适宜温度为20～30℃。研究人员为了筛选耐高温优良品种，利用同一植株的茎尖细胞通过组织培养获得HA、HB、HC三个品系进行了实验。下表为温度对各品系光合速率的影响，有关叙述错误的是()光合速率(μmol·g－1·h－1)品系20℃30℃35℃HA8.329.369.07HB20.3218.3217.36HC13.7815.5616.77A.在适宜温度条件下，HB品系光合速率最高B．实验条件下，耐高温性较差的是HA品系C．30℃与20℃比较，三个品系植物的光合速率均有提高D．20℃时，不同品系光合速率产生差异的原因可能是发生了突变解析由图中数据可知，30℃与20℃比较，HB光合速率降低，HA、HC光合速率提高。答案C2．将某绿藻细胞悬浮液放入密闭容器中，保持适宜的pH和温度，改变其他条件后，测定细胞悬浮液中溶解氧的浓度，结果如图所示。下列有关绿藻细胞代谢的说法，正确的是()A．前5分钟只进行呼吸作用B．第4分钟只发生光能转化为化学能C．第7分钟C5的数量瞬间增加D．9～12分钟光合作用速率等于呼吸作用速率解析由曲线图可知，第4分钟时光照开始，说明前4分钟只进行呼吸作用，A项错误；第4分钟时光照开始，光反应过程中发生光能转化为化学能，暗反应过程中发生ATP中活跃的化学能转变为稳定的化学能，B项错误；第7分钟添加一定量的CO2，CO2与C5反应生成C3，故此时C5的数量瞬间减少，C项错误；9分钟后溶解氧保持不变，说明光合速率等于呼吸速率，D项正确。答案D精要点拨关于环境因素影响光合速率的三点说明(1)温度改变对光合作用的影响：当温度改变时，不管是光反应还是暗反应都会受影响，但主要是影响暗反应，因为参与暗反应的酶的种类和数量都比参与光反应的多。(2)CO2浓度对光合作用的影响：CO2浓度很低时，光合作用不能进行，但CO2浓度过高时，会抑制植物的细胞呼吸，进而影响光合作用。(3)光对光合作用的影响：光照不但影响光反应，而且光是叶绿素合成的必要条件，因此植物在暗处呈黄色。考点二多因素对光合速率影响的分析1．常见曲线2．曲线分析P点：限制光合速率的因素应为________，随着因子的不断加强，光合速率不断________。Q点：横坐标所表示的因子不再是影响光合速率的因素，影响因素主要为________。3．应用：温室栽培时，在一定光照强度下，白天适当提高温度，增加光合酶的活性，提高________，也可同时适当________，进一步提高光合速率；当温度适宜时，可适当增加________和________以提高光合速率。自我校对2．横坐标所表示的因子提高各曲线所表示的因子3．光合速率增加CO2光照强度CO2浓度光照强度、CO2浓度、温度等因素对光合作用强度的影响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，得到的实验结果如图所示。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Ⅱ和Ⅲ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Ⅰ和Ⅱ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Ⅰ、Ⅱ光合作用强度随光照强度升高而升高D．光照强度为b～c，曲线Ⅱ、Ⅲ光合作用强度随光照强度升高而升高解析曲线Ⅱ和Ⅲ的CO2浓度不同，因此光照强度为a时，造成曲线Ⅱ和Ⅲ光合作用强度差异的原因是CO2浓度不同，A项正确；曲线Ⅰ和Ⅱ的温度不同，因此光照强度为b时，造成曲线Ⅰ和Ⅱ光合作用强度差异的原因是温度不同，B项正确；由曲线图可知，光照强度为a～b，曲线Ⅰ、Ⅱ光合作用强度随光照强度升高而升高，C项正确；光照强度为b～c，曲线Ⅱ光合作用强度随光照强度升高而缓慢升高，但曲线Ⅲ光合作用强度随光照强度的升高不再变化，D项错误。答案D2．为研究大棚内CO2浓度对油桃光合作用的影响，在自然种植和人工一次性施加CO2的条件下测得油桃的光合速率变化曲线如图。下列分析正确的是()A．由图可知人工施加CO2最佳时间为10时B．图中阴影部分面积表示一昼夜两种条件下净光合速率的差值C．17时叶肉细胞内产生ATP的部位是叶绿体、线粒体D．7～8时，光照强度是限制光合速率的主要环境因素解析由图可知人工施加CO2最佳时间为8时，A项错误；图中阴影部分表示的面积是油桃在两种种植条件下有机物积累量的差值，不是一昼夜，B项错误；17时叶肉细胞内产生ATP的部位是细胞质基质、叶绿体和线粒体，C项错误；7～8时人工施加CO2与自然种植条件下净光合速率都较低，是由于光照弱的限制，D项正确。答案D归纳总结解答受多因素影响的光合作用曲线题时，找出曲线的限制因素是关键。具体方法是对纵坐标或横坐标画垂线或者只看某一条曲线的变化，将多因素转变为单一因素，从而确定限制因素。当曲线上标有条件时，说明因变量受横坐标和曲线上条件的共同影响。若题干中描述了曲线的获得前提，如最适温度下测得，则应该考虑温度以外的影响因素。考查环境因素影响光合作用的实验分析3．为了探究不同遮光和温度处理对水稻光合作用的影响，研究小组将生长发育状况一致的A品种水稻均分为6组并置于人工气室中培养。1组模拟田间环境(对照组)，另5组分别如下表处理(实验组)，在维持CO2浓度等条件与对照组相同的条件下培养一段时间。测定各组叶片的净光合速率结果如下：实验编号对照组实验组一实验组二实验组三实验组四实验组五遮光比例不遮光不遮光遮光30%遮光30%遮光50%遮光50%实验处理温度℃253025302530实验结果净光合速率/mgCO2·dm－2·h－111.259.1224.9021.5013.5110.40(注：A品种水稻光合作用的最适温度为25℃，呼吸作用的最适温度为35℃)回答下列问题：(1)根据本实验结果，可以推测对水稻光合速率影响较大的环境因素是________，其依据是__________________________________________________________________________。(2)在实验中，为使实验组三的水稻光合强度升高，可考虑的措施是适当提高________(填“光照强度”“CO2浓度”或“温度”)。(3)从细胞代谢角度分析，在遮光比例相同时，温度由25℃升高到30℃时，净光合速率降低的原因是_________________。(4)某小组研究弱光胁迫水稻光合产物向籽粒转运的影响情况，做了如下实验：在灌浆期，当对照组、实验组二、实验组四的水稻叶片分别固定等量的14CO2后，在24h内对三组水稻的等量叶片和籽粒进行放射性强度检测，结果发现对照组与实验组二、实验组四相比，叶片放射性强度低、籽粒放射性强度高。根据这一结果能够得到的初步结论是___________________。解析(1)本实验控制两个自变量，一个是温度，另一个是遮光比例即光照强度，判定哪一因素对水稻的光合作用速率影响较大，应比较相同温度下不同光照强度对水稻光合速率影响的大小和相同光照强度下不同温度对光合速率影响的大小。在温度不变的情况下，改变遮光比例净光合速率变化比相同光照下改变温度对水稻的光合速率影响大。(2)将实验组三和实验组一对照，可以看出增强光照强度不能提高光合速率；将实验组三和实验组二对照，可以看出提高温度不能提高光合速率，因此应提高CO2浓度，才能提高光合速率。(3)因为A品种水稻光合作用的最适温度为25℃，呼吸作用的最适温度为35℃，在遮光比例相同时，温度由25℃升高到30℃时，光合速率(强度)减弱，呼吸速率(强度)增强，因此净光合速率降低。(4)对照组、实验组二、实验组四的温度都是25℃，对照组不遮光，实验组二遮光30%，实验组四遮光50%。三组水稻叶片分别固定等量的14CO2后，在24h内对三组水稻的等量叶片和籽粒进行放射性强度检测，结果发现对照组与实验组二、实验组四相比，叶片放射性强度低、籽粒放射性强度高，说明弱光(遮光)胁迫水稻光合产物