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1、第4講光合作用()影響光合作用速率的環(huán)境因素()1.通過光合作用合成有機物，儲存能量(生命觀念)2.通過曲線圖分析光照強度、溫度、CO2濃度等對光合作用的影響；模型與建模：建立光照強度、溫度、CO2濃度等對光合作用影響的數(shù)學模型(科學思維)3.探究環(huán)境因素對光合作用的影響(科學探究)4.光合作用的原理在生產(chǎn)中的應用(社會責任) 影響光合作用的環(huán)境因素及應用1光合作用強度(1)含義：植物在單位時間單位面積內(nèi)，通過光合作用制造糖類的數(shù)量。(2)兩種表示方法一定時間內(nèi)原料的消耗量。一定時間內(nèi)產(chǎn)物的生成量。2影響光合作用過程的環(huán)境因素(1)空氣中CO2濃度。(2)土壤中水分含量。(3)光照長短、強弱以

2、及光的成分。(4)溫度的高低。1生長于較弱光照條件下的植物，當提高CO2濃度時，其光合速率未隨之增加，主要限制因素是光照強度。()2延長光照時間能提高光合作用強度。()提示：延長光照時間只能提高光合作用的產(chǎn)物量，不能提高光合作用強度。3植物體從土壤中吸收的水分主要用于光合作用。()提示：植物體從土壤中吸收的水分主要用于蒸騰作用。4停止供水，植物光合速率下降，這是由于水既是光合作用的原料，又是光合產(chǎn)物在植物體內(nèi)運輸?shù)闹饕橘|(zhì)。()5夏季晴天，植物出現(xiàn)光合“午休”現(xiàn)象的主要原因是環(huán)境中CO2濃度過低。()提示：出現(xiàn)光合“午休”現(xiàn)象是因為夏季中午溫度過高，引起氣孔關(guān)閉，CO2吸收減少，而不是環(huán)境中C

3、O2濃度過低。1光照強度對光合作用的影響及應用(1)原理：光照強度影響光反應階段，制約ATP及NADPH的產(chǎn)生，進而制約暗反應。(2)曲線分析A點：光照強度為0，只進行細胞呼吸，AB段光合作用強度小于細胞呼吸強度； B點：光補償點(光合作用強度與細胞呼吸強度相等時的光照強度)；BD段：光合作用強度大于細胞呼吸強度；C點：光飽和點(光照強度達到C點后，光合作用強度不再隨著光照強度的增大而加強)。實線表示陽生植物，虛線表示陰生植物。(3)應用：陰生植物的光補償點和光飽和點都較陽生植物低，間作套種農(nóng)作物、林間帶樹種的配置和冬季溫室栽培等都可合理利用光能。2CO2濃度對光合作用的影響及應用(1)原理：

4、CO2濃度通過影響暗反應階段，制約C3的生成。(2)曲線分析圖甲圖乙圖甲中A點表示光合作用速率等于細胞呼吸速率時的CO2濃度，即CO2補償點，而圖乙中的A點表示進行光合作用所需CO2的最低濃度；兩圖中的B點和B點都表示CO2飽和點，兩圖都表示在一定范圍內(nèi)，光合作用速率隨CO2濃度增加而增大。(3)應用大田要“正其行，通其風”，多施有機肥。溫室內(nèi)可通過放干冰，使用CO2生成器，施用農(nóng)家肥，與豬舍、雞舍連通等方法適當提高CO2濃度。3溫度對光合作用的影響及應用(1)原理：溫度通過影響光合酶的活性影響光合作用強度。(2)曲線分析光合作用強度和細胞呼吸強度都受溫度的影響，但光合作用相關(guān)酶對溫度反應更為

5、敏感。(3)應用：溫室栽培植物時，白天調(diào)到光合作用最適溫度，以提高光合作用強度；晚上適當降低溫室內(nèi)溫度，以降低細胞呼吸強度，保證植物有機物的積累。4水對光合作用的影響及應用(1)原理：水既是光合作用的原料，又是體內(nèi)各種化學反應的介質(zhì)，如植物缺水導致萎蔫，使光合速率下降。另外，水分還能影響氣孔的開閉，間接影響CO2進入植物體內(nèi)。(2)曲線分析圖1圖2圖1表明在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，可根據(jù)作物的需水規(guī)律，合理灌溉。圖2曲線上E處光合作用強度暫時降低，是因為溫度高，氣孔關(guān)閉，影響了CO2的供應。(3)應用：預防干旱，合理灌溉。5礦質(zhì)元素對光合作用的影響及應用(1)原理：礦質(zhì)元素是參與光合作用的許多重要化合物的

6、組成成分，缺乏會影響光合作用的進行。例如，N是酶的組成元素，N、P是ATP、磷脂的組成元素，Mg是葉綠素的組成元素等。(2)曲線分析在一定濃度范圍內(nèi)，增大必需礦質(zhì)元素的供應，可提高光合作用強度；但當超過一定濃度后，會因土壤溶液的濃度過高，植物滲透失水而導致植物光合作用強度下降。(3)應用：合理施肥、補充土壤中的礦質(zhì)元素。6光照強度、CO2濃度和溫度對光合作用的綜合作用(1)常見曲線圖中：a.高CO2濃度b中CO2濃度c低CO2濃度高光強中光強低光強(2)曲線分析P點：限制光合速率的因素應為橫坐標所表示的因子，隨著因子的不斷加強，光合速率不斷提高。Q點：橫坐標所表示的因子不再是影響光合速率的因素

7、，影響因素主要為各曲線所表示的因子。(3)應用：溫室栽培時，在一定光照強度下，白天適當提高溫度，增加光合酶的活性，提高光合速率，也可同時適當增加CO2濃度，進一步提高光合速率；當溫度適宜時，可適當增加光照強度和CO2濃度以提高光合速率。7光合作用與細胞呼吸曲線中的“關(guān)鍵點”移動(1)細胞呼吸對應點(A點)的移動：細胞呼吸增強，A點下移；細胞呼吸減弱，A點上移。(2)補償點(B點)的移動細胞呼吸速率增加，其他條件不變時，CO2(或光)補償點應右移，反之左移。細胞呼吸速率基本不變，相關(guān)條件的改變使光合速率下降時，CO2(或光)補償點應右移，反之左移。(3)飽和點(C點)和D點的移動：相關(guān)條件的改變

8、(如增大光照強度或增大CO2濃度)使光合速率增大時，C點右移，D點上移的同時右移；反之，移動方向相反。1在溫室大棚生產(chǎn)中，施用農(nóng)家肥能夠提高作物的產(chǎn)量，原理是什么？提示：農(nóng)家肥中的有機物被微生物分解能夠產(chǎn)生無機鹽和CO2，為大棚作物的生長補充CO2和無機鹽，提高大棚作物的產(chǎn)量。2在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，農(nóng)作物的種植密度過大時，農(nóng)作物的產(chǎn)量反而會降低，原因是什么？提示：農(nóng)作物的種植密度過大時，會造成作物下部的葉片通風和透光度低；下部的葉片因光照強度和CO2濃度低，光合速率降低，而作物種植密度大又造成整體上作物的細胞呼吸強度的增大，因此作物的凈光合速率降低。3生長環(huán)境中的CO2濃度由1%降低到0.03%時，

9、植物的光飽和點和光補償點如何變化，原因是什么？提示：光飽和點降低，因為CO2濃度降低時，暗反應的強度低，所需要的ATP和H少。光補償點升高，因為在合成有機物的量不變時，CO2濃度降低，所需要的光照強度增大。4研究小組將生長狀況相似的菠菜幼苗均分為A、B兩組進行實驗探究，A組培養(yǎng)在完全培養(yǎng)液中，B組培養(yǎng)在缺Mg2的培養(yǎng)液中，其他條件相同且適宜。一段時間后，持續(xù)提供14C標記的14CO2進行光合作用，然后檢測并比較14C標記的有機化合物的量。(1)該實驗的目的是什么？(2)B組14C標記的(14CH2O)的量比A組低，原因是什么？提示：(1)探究Mg2對植物光合作用的影響(2)缺少Mg2不利于葉綠

10、素的合成，光反應產(chǎn)生的H和ATP不足，C3的還原減少，形成的(CH2O)減少。5研究表明，鈣(CaCl2)與脫落酸(ABA)都能提高棉花的抗旱能力，并且混合使用效果更佳，請簡要寫出證明該觀點的實驗設(shè)計思路。提示：在干旱條件下分別用清水、CaCl2、ABA及CaCl2和ABA的混合物分別處理棉花，測量并比較四種情況下的凈光合速率大小。考查環(huán)境因素影響光合作用的坐標曲線分析1(2018全國卷)甲、乙兩種植物凈光合速率隨光照強度的變化趨勢如圖所示?；卮鹣铝袉栴}：(1)當光照強度大于a時，甲、乙兩種植物中，對光能的利用率較高的植物是_。(2)甲、乙兩種植物單獨種植時，如果種植密度過大，那么凈光合速率下

11、降幅度較大的植物是_，判斷的依據(jù)是_。(3)甲、乙兩種植物中，更適合在林下種植的是_。(4)某植物夏日晴天中午12：00時葉片的光合速率明顯下降，其原因是進入葉肉細胞的_(填“O2”或“CO2”)不足。解析(1)由題圖可知，乙的光飽和點及光補償點都比甲低，因此甲、乙兩種植物在光照強度較低時乙更具有生長優(yōu)勢。當光照強度大于a時，甲種植物光合作用強度高于乙種植物，因此甲種植物對光能的利用率較高。(2)根據(jù)曲線圖可知，甲種植物的光飽和點較高，對光照的需求大。當甲、乙兩種植物單獨種植時，如果種植密度過大，植株接受的光照強度減弱，甲種植物凈光合速率下降幅度較大。(3)乙種植物的光補償點較低，所以更適合在

12、光照較弱的林下種植。(4)夏日晴天中午溫度過高，氣孔部分關(guān)閉，因此進入葉肉細胞的CO2不足，葉片的光合速率明顯下降。答案(1)甲(2)甲光照強度降低導致甲植物凈光合速率降低的幅度比乙大，種植密度過大，植株接受的光照強度減弱，導致甲植物凈光合速率下降幅度比乙大(3)乙(4)CO22在適宜光照下，測定植物甲、乙在不同CO2濃度下的光合速率，結(jié)果如圖所示。回答問題。(1)CO2濃度為q時，限制植物甲、乙光合作用的環(huán)境因素分別是_；若曲線是在光合作用的適宜溫度下所測，現(xiàn)提高環(huán)境溫度，q點將向_移動。(2)若將植物甲、乙同時種植在同一個透明的密閉環(huán)境中，在適宜光照下，一段時間后，植物_可能無法正常生長，

13、原因是_。(3)CO2濃度為r時，植物甲的總光合速率_(填“大于”“等于”或“小于”)植物乙的總光合速率；當CO2濃度為q時，植物乙與植物甲固定的CO2量的差值為_。解析(1)據(jù)圖可知，CO2濃度為q時，限制植物甲光合作用的環(huán)境因素是CO2濃度，限制植物乙光合作用的環(huán)境因素是溫度，若圖中曲線是在光合作用的適宜溫度下測得，提高環(huán)境溫度，植物甲的光合速率會下降，只有在更高的CO2濃度下，植物甲的光合速率才能與呼吸速率相等，q點將右移。(2)若將植物甲、乙同時種植在同一個透明的密閉環(huán)境中，適宜光照下，一段時間后，植物的凈光合速率大于0，隨著時間的延長，環(huán)境中CO2濃度不斷下降，在低CO2濃度下，植物

14、甲的凈光合速率可能小于0，無法正常生長。(3)當CO2濃度為0時，縱坐標所示數(shù)值表示呼吸速率，當CO2濃度大于0時，縱坐標所示數(shù)值表示凈光合速率，而凈光合速率總光合速率呼吸速率。據(jù)此分析可知，當CO2濃度為r時，植物甲、植物乙的凈光合速率均等于b，但植物甲的呼吸速率(d)大于植物乙的呼吸速率(c)，所以植物甲的總光合速率大于植物乙的總光合速率。當CO2濃度為q時，植物甲的凈光合速率為0，植物乙的凈光合速率為b，此時植物乙與植物甲固定的CO2量(總光合速率)的差值bcd。答案(1)CO2濃度、溫度右(2)甲在光照、密閉的環(huán)境中，植物的凈光合速率大于0，隨著時間的延長，環(huán)境中CO2濃度不斷下降，在

15、低CO2濃度下，植物甲的凈光合速率可能小于0，無法正常生長(3)大于bcd考查環(huán)境因素影響光合作用的實驗分析3(2019河北省調(diào)研)某生物興趣小組在探究多種環(huán)境因素對水稻光合作用影響的活動中，測得水稻吸收(用“”表示)或釋放(用“”表示)CO2的速率(單位：mgh1)隨溫度變化的部分數(shù)據(jù)如下表所示。請回答下列問題：組別條件溫度10 20 30 35 40 45 A黑暗51018344034B適當遮蔭，CO2濃度為0.03%350162424C全光照，CO2濃度為0.03%5842014D全光照，CO2濃度為1.22%10204028120(1)A組數(shù)據(jù)可表示水稻的_隨溫度變化的情況。由表中數(shù)據(jù)

16、可知，影響水稻光合速率的外界因素有_。(2)分析表中數(shù)據(jù)可知，在相同溫度下，C組的光合速率明顯高于B組的，其原因是_。(3)若對水稻進行光照、黑暗處理各12小時，根據(jù)表格中信息，應選擇光照為_、CO2濃度為_、光照下溫度為_和黑暗下溫度為_的條件，以保證水稻內(nèi)有機物的積累量最多。解析(1)A組實驗是在黑暗條件下測得的，可以表示水稻在不同溫度條件下的呼吸速率；根據(jù)以上分析可知，影響光合速率的因素有溫度、光照強度和CO2濃度。(2)根據(jù)表格分析，B與C組的單一變量是光照強度，即在溫度和CO2濃度都相同的情況下，C組的光照強度強于B組，C組光反應階段產(chǎn)生的ATP和H較多，促進了C3的還原，使暗反應加

17、快，光合速率升高，所以表格中在相同溫度下，C組的光合速率明顯高于B組。(3)根據(jù)題意分析，對水稻進行光照、黑暗處理各12小時，且要求水稻內(nèi)有機物積累的最多，則光照條件下的凈光合速率與黑暗條件下的呼吸速率的差值應該最大，因此應選擇光照為全光照、CO2濃度為1.22%、光照下溫度為30 和黑暗下溫度為10 的條件。答案(1)呼吸速率光照強度、溫度、CO2濃度(2)在溫度和CO2濃度都相同的情況下，C組的光照強度強于B組的，C組光反應階段產(chǎn)生的ATP和H較多，促進了C3的還原，使暗反應加快，光合速率升高(3)全光照1.22%30 10 光合作用的相關(guān)實驗探究探究光照強度對光合作用強度的影響1實驗原理

18、(1)在光照下，綠色植物通過光合作用產(chǎn)生O2。(2)臺燈距燒杯的距離不同，則照射到不同燒杯葉圓片上的光照強度不同。(3)光照強度不同，則光反應產(chǎn)生O2的速率不同，葉片上浮的時間不同。2實驗步驟及主要操作實驗步驟主要操作制備小圓形葉片將綠色菠菜葉片用直徑為1 cm的打孔器打出小圓形葉片30片排出細胞間隙中的氣體將小圓形葉片和適量清水置于注射器中，排出注射器內(nèi)殘留的空氣，用手堵住注射器前端的小孔并緩緩拉動活塞，使小圓形葉片內(nèi)的氣體逸出，重復幾次分裝小圓形葉片將小圓形葉片各10片，分別放入暗處盛有20 mL富含CO2的清水的3個小燒杯中。這時的葉片因為細胞間隙充滿了水，所以全部沉到水底控制自變量(光

19、照強度)把3個燒杯分別放在距離臺燈位置10 cm、20 cm、30 cm(對應編號為1、2、3)的位置上，打開臺燈觀察并記錄一定時間內(nèi)小圓形葉片浮起的數(shù)量1制備小圓形葉片，用打孔器打孔時，不必要避開大的葉脈。()提示：葉脈中沒有葉綠體，而且會延長小圓形葉片上浮的時間，影響實驗結(jié)果的準確性。2在探究光照強度對光合作用的影響實驗中，光照越強，相同時間內(nèi)葉片浮起的數(shù)量越多。()提示：在一定范圍內(nèi)，隨光照強度的增加，光合作用強度逐漸增加，但當達到光飽和點以后，光照強度再增加，光合作用強度則不再隨之增加。3植物生長過程中，葉綠體內(nèi)各種色素的比例保持不變。()提示：衰老的葉片中，葉綠體中葉綠素被逐漸降解，

20、含量減少，故植物生長過程中，葉綠體內(nèi)各種色素的比例會發(fā)生改變。4與夏季相比，植物在冬季光合速率低的主要原因是光照時間縮短。()提示：光照時間不會影響光合作用速率。5光合作用強度可以用光合作用消耗糖類的數(shù)量來表示。()提示：光合作用強度可以用植物在單位時間內(nèi)通過光合作用制造糖類的數(shù)量表示。1光合作用和細胞呼吸實驗探究中常用實驗條件的控制方法實驗條件控制方法增加水中O2泵入空氣或吹氣或放入綠色水生植物減少水中O2容器密封或油膜覆蓋或用涼開水除去容器中CO2氫氧化鈉溶液除去葉中原有淀粉置于黑暗環(huán)境中除去葉中葉綠素酒精隔水加熱除去光合作用對細胞呼吸的干擾給植株遮光得到單色光棱鏡色散或薄膜濾光維持容器內(nèi)

21、CO2濃度的恒定適宜濃度的NaHCO3溶液2.液滴移動法測定光合速率(1)測定裝置(2)測定方法測定呼吸速率a裝置小燒杯中放入適宜濃度NaOH溶液，用于吸收CO2。b玻璃鐘罩應遮光處理，目的是排除光合作用的干擾。c置于適宜溫度環(huán)境中。d紅色液滴向左移動，單位時間內(nèi)移動距離代表呼吸速率。測定凈光合速率a裝置小燒杯中放入適宜濃度的CO2緩沖液，用于維持容器內(nèi)CO2濃度的恒定。b給予較強光照處理，且溫度適宜。c紅色液滴向右移動，單位時間內(nèi)移動距離代表凈光合速率。誤差校正為排除溫度、氣壓等因素引起的氣體體積膨脹，應設(shè)計對照實驗。對照實驗與如圖不同之處在于不放植物或放置死亡的植物。實際光合速率凈光合速率

22、呼吸速率。3“黑白瓶法”測定光合速率與呼吸速率將裝有水和水生植物的黑、白瓶置于不同水層中，測定單位時間內(nèi)瓶中溶解氧含量的變化，借此測定水生植物的光合速率。黑瓶不透光，瓶中生物僅能進行呼吸作用；白瓶透光，瓶中生物可進行光合作用和呼吸作用。因此，真正光合作用量(光合作用總量)白瓶中氧氣增加量黑瓶中氧氣減少量。4.“半葉法”測定光合作用有機物的產(chǎn)生量“半葉法”的原理是將對稱葉片的一部分(A)遮光，另一部分(B)不做處理，并采用適當?shù)姆椒?可先在葉柄基部用熱水或熱石蠟液燙傷或用呼吸抑制劑處理)阻止兩部分的物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)移。在適宜光照下照射6小時后，在A、B的對應部位截取同等面積的葉片，烘干稱重，分別記為

23、MA、MB，獲得相應數(shù)據(jù)，則可計算出該葉片的光合作用強度，其單位是mg/(dm2h)。即MMBMA，M表示B葉片被截取部分在6小時內(nèi)光合作用合成的有機物總量。某興趣小組設(shè)計如圖所示實驗裝置探究“光照強度對黑藻光合速率的影響”。(1)單位時間內(nèi)有色小液滴的移動距離代表一定量的黑藻單位時間內(nèi)什么的量？(2)如果利用該裝置測定在一定光照強度下黑藻葉綠體實際光合作用的速率，可采取什么方法(寫出具體的實驗思路)?提示：(1)釋放氧氣(2)首先不給予光照，測出黑藻單位時間內(nèi)的氧氣吸收量(呼吸作用速率)；再給予一定光照條件，其他條件不變，測出黑藻單位時間內(nèi)氧氣釋放量(凈光合作用速率)；然后將光照條件下黑藻單

24、位時間氧氣釋放量(凈光合作用速率)加上黑暗條件下黑藻單位時間內(nèi)的氧氣吸收量(呼吸作用速率)，就是該光照條件下黑藻葉綠體實際光合作用的速率。考查環(huán)境因素影響光合速率的實驗探究1(2019衡水金卷)光合作用受多種因素的影響，某實驗小組想利用如圖所示裝置對影響植物光合作用的兩大因素進行研究，以便為大棚種植時條件的控制提供依據(jù)，實驗中溫度條件適宜且穩(wěn)定?；卮鹣铝袉栴}。(1)假定光合作用的產(chǎn)物和呼吸作用的底物都是葡萄糖，忽略無氧呼吸，密閉容器中不放緩沖液時，液滴不移動，原因是_。(2)由表中數(shù)據(jù)可以看出，_為限制光合作用的環(huán)境因素；比較7、8、9組結(jié)果可以得出，此時限制光合作用的因素可能是_。(3)1組

25、和2組左移的距離相等，對此做出的解釋是_。(4)大棚中可采取_(至少答出兩點)等措施提高CO2濃度，這些措施下，若大棚中的CO2濃度只能提高至0.05%，則適宜的光照強度有可能低于_。解析(1)無論光合作用強度和呼吸作用強度哪個更大，光合作用利用的CO2均等于產(chǎn)生的O2量，有氧呼吸利用的O2量等于產(chǎn)生的CO2量，外界溫度適宜且穩(wěn)定，則物理因素造成的影響可以忽略，因此密閉容器中氣體的壓力不會改變，液滴不移動。(2)由表中數(shù)據(jù)可以看出，光照強度和CO2濃度均可成為限制光合作用的因素。比較7、8、9組結(jié)果可以看出，提高光照強度和提高CO2濃度，液滴移動的距離均未改變，推斷出此時限制光合作用的因素不是

26、光照強度和CO2濃度，可能是光合色素的量、參與光合作用的酶的數(shù)量或葉綠體的數(shù)量。(3)1組無光照，只能進行呼吸作用，呼吸作用吸收O2，液滴左移，2組有光照，但CO2濃度與1組相同且很低，此時與1組液滴左移距離相同，說明CO2濃度過低時，植物無法進行光合作用。(4)施有機肥、合理通風、化學反應法(使用CO2發(fā)生器)均可提高大棚中的CO2濃度；表中顯示當CO2濃度為0.05%時，液滴右移112 mm需要的最低光照強度為1 000 lx，若大棚中CO2的濃度只能提高至0.05%，則適宜的光照強度有可能低于1 000 lx。答案(1)植物吸收的氣體量始終等于釋放的氣體量(2)光照強度和CO2濃度光合色

27、素的量(或參與光合作用的酶的數(shù)量或葉綠體的數(shù)量)(3)CO2濃度過低時，植物無法進行光合作用(4)施有機肥、合理通風、化學反應法(或使用CO2發(fā)生器)1 000 lx考查光合速率的測定2現(xiàn)采用如圖所示方法測定植物葉片光合作用強度，將對稱葉片的一半遮光(A)，另一半不遮光(B)，并采用適當?shù)姆椒ㄗ柚笰、B間物質(zhì)和能量的轉(zhuǎn)移。在適宜光照和溫度下照射一段時間，在A、B中截取對應部分相等面積的葉片，烘干稱重，分別記作m1和m2，單位為mg/(dm2h)。下列說法正確的是 ()A該方法在未測出細胞呼吸強度的條件下，能測出實際光合作用的強度B(m2m1)表示B葉片被截取的部分在光照時間內(nèi)有機物的積累量Cm

28、2表示被截取的部分在光照時間內(nèi)凈光合作用的大小Dm1表示被截取的部分在光照時間內(nèi)細胞呼吸的大小A假設(shè)原來半片葉重為m0，m1和m2分別表示在適宜光照和溫度下照射一段時間后的被截取的部分(A部分)干重和被截取的部分(B部分)干重，而在該時間段內(nèi)，前者只進行細胞呼吸，而后者同時進行光合作用和細胞呼吸，則m0m1細胞呼吸速率，m2m0為光照下的凈光合作用速率，實際光合作用速率凈光合作用速率細胞呼吸速率m2m0m0m1m2m1，即B葉片被截取的部分在光照時間內(nèi)有機物的合成量。3(2019全國卷節(jié)選)通常，對于一個水生生態(tài)系統(tǒng)來說，可根據(jù)水體中含氧量的變化計算出生態(tài)系統(tǒng)中浮游植物的總初級生產(chǎn)量(生產(chǎn)者所

29、制造的有機物總量)。若要測定某一水生生態(tài)系統(tǒng)中浮游植物的總初級生產(chǎn)量，可在該水生生態(tài)系統(tǒng)中的某一水深處取水樣，將水樣分成三等份，一份直接測定O2含量(A)；另兩份分別裝入不透光(甲)和透光(乙)的兩個玻璃瓶中，密閉后放回取樣處，若干小時后測定甲瓶中的O2含量(B)和乙瓶中的O2含量(C)。據(jù)此回答下列問題。在甲、乙瓶中生產(chǎn)者呼吸作用相同且瓶中只有生產(chǎn)者的條件下，本實驗中C與A的差值表示這段時間內(nèi)_；C與B的差值表示這段時間內(nèi)_；A與B的差值表示這段時間內(nèi)_。解析若干小時后，透光的乙瓶中的O2含量(C)與水樣中O2的初始含量(A)的差值表示這一時間段內(nèi)生產(chǎn)者凈光合作用的放氧量；水樣中O2的初始含

30、量(A)與不透光的甲瓶中的O2含量(B)的差值表示這一時間段內(nèi)生產(chǎn)者呼吸作用的耗氧量；C與B的差值表示這一時間段內(nèi)生產(chǎn)者光合作用的總放氧量。答案生產(chǎn)者凈光合作用的放氧量生產(chǎn)者光合作用的總放氧量生產(chǎn)者呼吸作用的耗氧量1.植物缺水導致萎蔫，使光合速率下降的主要原因是缺水引起氣孔部分關(guān)閉，CO2供應不足。2增加土壤中的礦質(zhì)元素供應可提高光合速率，但土壤中礦質(zhì)元素濃度過高，會引起植物滲透失水，光合作用強度下降。3易錯易混的“總光合速率” “凈光合速率”與“呼吸速率”1.光照強度：直接影響光反應的速率，光反應產(chǎn)物H和ATP的數(shù)量多少會影響暗反應的速率。2溫度：影響光合作用過程，特別是影響暗反應中酶的催化

31、效率，從而影響光合速率。3CO2濃度：CO2是暗反應的原料，CO2濃度直接影響光合速率。4礦質(zhì)元素：直接或間接影響光合作用。例如，鎂是葉綠素的組成成分，氮對酶的含量有影響，磷是ATP的組成成分。5光合速率與呼吸速率的關(guān)系：(1)綠色植物組織在黑暗條件下測得的數(shù)值表示呼吸速率。(2)綠色植物組織在有光的條件下，光合作用與細胞呼吸同時進行，測得的數(shù)值表示凈光合速率。(3)真正光合速率凈光合速率呼吸速率。真題體驗| 感悟高考淬煉考能1(2019全國卷)將生長在水分正常土壤中的某植物通過減少澆水進行干旱處理，該植物根細胞中溶質(zhì)濃度增大，葉片中的脫落酸(ABA)含量增高，葉片氣孔開度減小，回答下列問題。

32、(1)經(jīng)干旱處理后，該植物根細胞的吸水能力_。(2)與干旱處理前相比，干旱處理后該植物的光合速率會_，出現(xiàn)這種變化的主要原因是_。(3)有研究表明，干旱條件下氣孔開度減小不是由缺水直接引起的，而是由ABA引起的。請以該種植物的ABA缺失突變體(不能合成ABA)植株為材料，設(shè)計實驗來驗證這一結(jié)論。要求簡要寫出實驗思路和預期結(jié)果。解析(1)經(jīng)干旱處理后，植物根細胞的細胞液濃度增大，細胞液和外界溶液的濃度差增大，植物的吸水能力增強。(2)干旱處理后，葉片氣孔開度減小，使CO2供應不足，暗反應減弱，從而導致光合作用減弱。(3)本實驗需先設(shè)計干旱處理與非干旱處理的對照，證明干旱條件下氣孔開度減小不是由缺

33、水直接引起的；再設(shè)計在干旱條件下ABA處理組與非ABA處理組的對照，證明干旱條件下氣孔開度減小是由ABA引起的。答案(1)增強(2)降低氣孔開度減小使供應給光合作用所需的CO2減少(3)取ABA缺失突變體植株在正常條件下測定氣孔開度，經(jīng)干旱處理后，再測定氣孔開度。預期結(jié)果是干旱處理前后氣孔開度不變。將上述干旱處理的ABA缺失突變體植株分成兩組，在干旱條件下，一組進行ABA處理，另一組作為對照組，一段時間后，分別測定兩組的氣孔開度。預期結(jié)果是ABA處理組氣孔開度減小，對照組氣孔開度不變。2(2018全國卷)為了研究某種樹木樹冠上下層葉片光合作用的特性，某同學選取來自樹冠不同層的A、B兩種葉片，分

34、別測定其凈光合速率，結(jié)果如圖所示。據(jù)圖回答問題：(1)從圖可知，A葉片是樹冠_(填“上層”或“下層”)的葉片，判斷依據(jù)是_。(2)光照強度達到一定數(shù)值時，A葉片的凈光合速率開始下降，但測得放氧速率不變，則凈光合速率降低的主要原因是光合作用的_反應受到抑制。(3)若要比較A、B兩種新鮮葉片中葉綠素的含量，在提取葉綠素的過程中，常用的有機溶劑是_。解析(1)樹冠下層葉片達到最大凈光合速率時所需的光照強度會低于上層葉片，故由圖中曲線可得出A葉片是樹冠下層葉片。(2)光照強度達到一定數(shù)值時，A葉片的凈光合速率開始下降，說明CO2的吸收量減少，但測得放氧速率不變，由此可知，光反應速率基本不變，因此，凈光

35、合速率下降的主要原因是光合作用的暗反應受到抑制。(3)常用有機溶劑無水乙醇對葉綠素進行提取。答案(1)下層A葉片的凈光合速率達到最大時所需光照強度低于B葉片(2)暗(3)無水乙醇3(2016全國卷)為了探究某地夏日晴天中午時氣溫和相對濕度對A品種小麥光合作用的影響，某研究小組將生長狀態(tài)一致的A品種小麥植株分為5組，1組在田間生長作為對照組，另4組在人工氣候室中生長作為實驗組，并保持其光照和CO2濃度等條件與對照組相同。于中午12：30測定各組葉片的光合速率，各組實驗處理及結(jié)果如表所示：對照組實驗組一實驗組二實驗組三實驗組四實驗處理溫度/3636363125相對濕度/%1727525252實驗結(jié)

36、果光合速率/mg CO2dm2h111.115.122.123.720.7回答下列問題：(1)根據(jù)本實驗結(jié)果，可以推測中午時對小麥光合速率影響較大的環(huán)境因素是_，其依據(jù)是_；并可推測，_(填“增加”或“降低”)麥田環(huán)境的相對濕度可降低小麥光合作用“午休”的程度。(2)在實驗組中，若適當提高第_組的環(huán)境溫度能提高小麥的光合速率，其原因是_。(3)小麥葉片氣孔開放時，CO2進入葉肉細胞的過程_(填“需要”或“不需要”)載體蛋白，_(填“需要”或“不需要”)消耗ATP。解析(1)根據(jù)表格信息可知，對照組、實驗組一、實驗組二在相同溫度條件下，相對濕度改變時光合速率變化較大；實驗組二、實驗組三、實驗組四

37、在相同濕度條件下，隨溫度的變化，光合速率變化不大。因此可以推測中午時對小麥光合速率影響較大的環(huán)境因素是濕度。根據(jù)上述結(jié)論，增加麥田環(huán)境的相對濕度可提高小麥的光合速率，降低小麥光合作用“午休”的程度。(2)與實驗組四相比，實驗組三的溫度高6 ，光合速率有所提高，說明實驗組四的環(huán)境溫度未達到光合作用的最適溫度，故適當提高實驗組四的環(huán)境溫度能提高小麥的光合速率。(3)CO2進入葉肉細胞的方式是自由擴散，不需要載體蛋白，不需要消耗ATP。答案(1)濕度(或相對濕度)在相同溫度條件下，相對濕度改變時光合速率變化較大增加(2)四該實驗組的環(huán)境溫度未達到光合作用的最適溫度(3)不需要不需要4(2016全國卷

38、)BTB是一種酸堿指示劑。BTB的弱堿性溶液顏色可隨其中CO2濃度的增高而由藍變綠再變黃。某同學為研究某種水草的光合作用和呼吸作用，進行了如下實驗：用少量的NaHCO3和BTB加水配制成藍色溶液，并向溶液中通入一定量的CO2使溶液變成淺綠色，之后將等量的淺綠色溶液分別加入到7支試管中。其中6支加入生長狀況一致的等量水草，另一支不加水草，密閉所有試管。各試管的實驗處理和結(jié)果見下表。試管編號1234567水草無有有有有有有距日光燈的距離(cm)20遮光*1008060402050 min后試管中溶液的顏色淺綠色X淺黃色黃綠色淺綠色淺藍色藍色*遮光是指用黑紙將試管包裹起來，并放在距日光燈100 cm

39、的地方。若不考慮其他生物因素對實驗結(jié)果的影響，回答下列問題：(1)本實驗中，50 min后1號試管的溶液是淺綠色，則說明2至7號試管的實驗結(jié)果是由_引起的；若1號試管的溶液是藍色，則說明2至7號試管的實驗結(jié)果是_(填“可靠的”或“不可靠的”)。(2)表中X代表的顏色應為_(填“淺綠色”“黃色”或“藍色”)，判斷依據(jù)是_。(3)5號試管中的溶液顏色在照光前后沒有變化，說明在此條件下水草_。解析(1)1號試管中沒有加水草，50 min后1號試管的溶液顏色仍為淺綠色，說明無關(guān)變量不會引起溶液顏色的變化，2至7號試管的實驗結(jié)果應是由水草的光合作用和呼吸作用引起的；若1號試管的溶液是藍色，說明無水草的光

40、照條件下溶液中CO2含量減少了，無關(guān)變量對實驗結(jié)果有影響，則說明2至7號試管的實驗結(jié)果是不可靠的。(2)2號試管進行了遮光，水草不能進行光合作用，只能進行呼吸作用產(chǎn)生CO2，而且與3號試管(光合作用強度小于呼吸作用強度)相比，2號試管溶液中的CO2含量更多，顏色應為黃色。(3)5號試管中的溶液顏色在照光前后沒有變化，說明在此條件下溶液中CO2含量沒有變化，水草的光合作用強度與呼吸作用強度相等，吸收與釋放的CO2量相等。答案(1)不同光強下水草的光合作用和呼吸作用不可靠的(2)黃色水草不進行光合作用，只進行呼吸作用，溶液中CO2濃度高于3號試管(3)光合作用強度等于呼吸作用強度，吸收與釋放的CO2量相等