第11講 光合作用的影響因素1.如圖表示甲、乙兩種植物CO2釋放量隨光照強度的變化曲線，下列分析正確的是()A光照強度為c時，甲、乙兩種植物固定的CO2的量相等B光照強度為b1時，甲植物葉肉細胞的光合速率等于呼吸速率C圖中曲線表明，乙植物的光飽和點是b2點D甲、乙兩種植物中適宜在弱光環(huán)境中生長的是乙植物解析：選D。光照強度為c時，甲、乙兩種植物吸收的CO2的量相等，由于甲植物的呼吸速率大，因此固定的CO2量多，A項錯誤；光照強度為b1時，整個甲植物的光合速率與呼吸速率相等，由于整個植株中地下部分只進行細胞呼吸，因此葉肉細胞中的光合速率大于呼吸速率，B項錯誤；乙植物的光飽和點是b1，而b2點是光補償點，C項錯誤；乙植物的光補償點和光飽和點都較低，所以適宜在弱光環(huán)境中生長，D項正確。2陽光穿過森林中的空隙形成“光斑”，下圖表示一株生長旺盛的植物一片葉子在“光斑”照射前后的光合作用過程中吸收CO2和釋放O2的有關曲線，下列分析錯誤的是()A圖中實線代表二氧化碳吸收速率B“光斑”照射開始時，二氧化碳吸收速率慢于氧氣釋放速率C“光斑”移開后，虛線立即下降，一段時間后，實線才開始下降，這是因為“光斑”照射產(chǎn)生的ATP和H還可以繼續(xù)還原C3DB點以后植物無法進行光合作用解析：選D。圖示信息表明，當“光斑”開始照射葉片時，光照強度突然增高，光反應首先增強，因此突然升高的應當是氧氣釋放速率，當光反應增強后，推進暗反應的增強，所以二氧化碳吸收速率稍慢，故虛線為氧氣釋放速率，實線為二氧化碳吸收速率，A、B項正確；“光斑”移開后，氧氣釋放速率馬上下降，二氧化碳吸收速率過一段時間才開始下降，因為光反應產(chǎn)生的ATP和H還可以繼續(xù)進行C3的還原，C項正確；B點后，實線與虛線重合，依然有氧氣釋放，因此還可以進行光合作用，D項錯誤。3如圖表示在適宜溫度、水分和一定的光照強度下，兩種植物的葉片在不同CO2濃度下CO2的凈吸收速率，下列敘述中正確的是()A植物B在CO2濃度大于100106后，才開始進行光合作用B兩種植物差異的根本原因是相關酶的不同C在適宜溫度、水分和一定的光照強度下，將植物A和植物B放在密閉的玻璃罩中，植物B正常生活時間長D兩條曲線交叉點代表植物A和植物B單位時間積累的有機物一樣多解析：選D。該曲線表示二氧化碳濃度對植物凈光合作用速率的影響，植物B在CO2濃度大于100106后，才開始積累有機物，不是才開始進行光合作用，A項錯誤；兩種植物差異的根本原因是DNA不同，B項錯誤；分析題圖可知，與植物B相比，植物A能有效利用低濃度的二氧化碳，因此在適宜溫度、水分和一定光照強度下，將植物A和植物B放在密閉的玻璃罩中，植物A正常生活時間長，C項錯誤；兩條曲線交叉點代表植物A和植物B的凈光合作用速率相同，即積累有機物的速率相同，D項正確。4(2018河南實驗中學質檢)利用溴甲酚紫指示劑酸堿指示劑，pH變色范圍：5.2(黃色)6.8(紫色)檢測金魚藻生活環(huán)境中氣體含量變化的實驗操作如圖，相關敘述不正確的是()A黑暗處理的目的是使金魚藻不進行光合作用B溴甲酚紫指示劑變?yōu)辄S色是因為溶液pH減小C圖中實驗操作35能證明光合作用吸收CO2D該實驗可證明呼吸作用釋放CO2，光合作用釋放O2解析：選D。根據(jù)23過程可知，黑暗中金魚藻只進行細胞呼吸，產(chǎn)生CO2使pH下降，導致指示劑由紫色變?yōu)辄S色，A、B項正確；根據(jù)35過程可知，在適宜的光照條件下，金魚藻光合作用強度大于呼吸作用強度，吸收CO2，使pH上升，導致指示劑由黃色變?yōu)樽仙?，C正確；在本實驗中，證明了綠色植物進行光合作用吸收CO2，并沒有證明光合作用釋放O2，D錯誤。5(2018山東煙臺模擬)柱花草是我國南方地區(qū)重要的豆科牧草，對低溫脅迫較為敏感，易發(fā)生冷害，如表為科研人員在不同溫度下測得的柱花草葉片光合速率等相關指標。請回答下列問題：處理氧氣釋放速率(mmol O2/GFWh)細胞內(nèi)ATP含量(mmol/DW)對照(20 )16.28286.38低溫處理(6 )3.09127.67高溫處理(36 )14.51237.74(1)20 時，柱花草葉肉細胞中能夠消耗水并伴隨著H產(chǎn)生的場所有_。與對照組相比，高溫處理相同的時間，柱花草光合作用制造的有機物量_(填“較多”“較少”“相等”或“無法確定”)。(2)據(jù)表分析，低溫處理能抑制光合作用的原因主要包括兩方面：一方面是低溫導致類囊體薄膜結構受到破壞，_；另一方面，低溫使_降低，從而導致暗反應速率降低。(3)研究發(fā)現(xiàn)，大氣CO2倍增處理柱花草15 d后，柱花草的葉面積增大了47.5%，單位時間內(nèi)葉肉細胞有機物積累量增加了14.7%，則大氣CO2倍增處理柱花草15 d后其葉肉細胞的平均光合作用速率_(填“增大”“減小”或“不變”)，理由是_。解析：(1)20 時，柱花草葉肉細胞中能夠消耗水并伴隨著H產(chǎn)生的生理過程有光反應階段和有氧呼吸第二階段，場所有葉綠體的類囊體薄膜和線粒體基質。由于不知道對照組與高溫處理組柱花草的呼吸速率，因此，柱花草光合作用制造的有機物量無法確定。(2)據(jù)表分析，低溫處理能抑制光合作用的原因主要包括兩方面：一方面是低溫導致類囊體薄膜結構受到破壞，使光反應階段生成的ATP、H均減少；另一方面，低溫使與暗反應有關的酶活性降低，從而導致暗反應速率降低。(3)研究發(fā)現(xiàn)，大氣CO2倍增處理柱花草15 d后，柱花草的葉面積增大了47.5%，但是其單位時間內(nèi)葉肉細胞有機物積累量僅增加了14.7%，因此大氣CO2倍增處理柱花草15 d后其葉肉細胞的平均光合作用速率減小。答案：(1)葉綠體的類囊體薄膜和線粒體基質無法確定(2)使光反應階段生成的ATP、H均減少與暗反應有關的酶活性(3)減小柱花草的葉面積增大了47.5%，但是其單位時間內(nèi)葉肉細胞有機物積累量僅增加了14.7%【課下作業(yè)】學生用書P281(單獨成冊)基礎達標1下列措施及對應的生物學原理的敘述，錯誤的是()A農(nóng)田種植作物一年兩茬，可延長光合作用時間B栽種稈矮、葉直而小的作物，能增加種植密度，有利于增大光合作用面積C溫室條件下，通過增施農(nóng)家肥可以提高作物對有機物的吸收D經(jīng)常疏松土壤可以促進植物充分利用土壤中的無機物解析：選C。農(nóng)田種植作物一年兩茬，可延長光合作用時間；栽種稈矮、葉直而小的作物，能增加種植密度，有利于增大光合作用面積；溫室條件下，增施農(nóng)家肥可增加土壤中無機鹽離子的含量和CO2含量，以提高農(nóng)作物的產(chǎn)量，作物不從土壤中直接吸收有機物；經(jīng)常疏松土壤能促進有氧呼吸，可以促進植物充分利用土壤中的無機物。2(2018重慶模擬)將某植物的葉肉細胞放在含低濃度NaHCO3的培養(yǎng)液中，并用石蠟油覆蓋液面。先照光一段時間，然后在相同光照強度下不同時間測定葉肉細胞的光合作用強度。下列示意圖中能正確反映測定時間與光合作用強度關系的是()解析：選C。在含低濃度NaHCO3的培養(yǎng)液中，并用石蠟油覆蓋液面，這是一個相對密封的空間，一定光照強度下，隨著二氧化碳的消耗，光合作用速率會下降，故C項正確。3.植物氣孔由兩個保衛(wèi)細胞組成，如圖為植物氣孔開張度的一種調節(jié)機制。下列判斷錯誤的是()ACO2進出保衛(wèi)細胞的方式為自由擴散B當SO2濃度過高時，葉肉細胞內(nèi)C3的含量上升CABA一定程度上可幫助植物免受SO2的傷害D當CO2濃度過高時，可能會抑制光合作用解析：選B。CO2進出細胞的方式是自由擴散，A項正確；由圖可知，當SO2濃度過高時，會抑制CO2固定酶的活性，使植物體內(nèi)C3的含量下降，B項錯誤；ABA可調節(jié)氣孔的開關，因此在一定程度上可幫助植物免受SO2的傷害，C項正確；根據(jù)題圖可判斷，當保衛(wèi)細胞中CO2濃度升高時，在ABA作用下引起氣孔關閉，可能會抑制光合作用，D項正確。4.如圖為植物光合作用強度隨光照強度變化的曲線圖，下列敘述錯誤的是()Aa點時葉肉細胞產(chǎn)生ATP的細胞器只有線粒體Bb點時植物光合作用強度與細胞呼吸強度相等C已知某植物光合作用和細胞呼吸的最適溫度分別為25 和30 ，此圖表示該植物處于25 環(huán)境中，若將溫度提高到30 時，則a點上移，b點左移，d點下移D當植物缺鎂時，b點將右移解析：選C。a點時葉肉細胞只進行細胞呼吸，葉肉細胞產(chǎn)生ATP的細胞器只有線粒體，A項正確；b點時O2的吸收量和釋放量為0，光合作用強度等于細胞呼吸強度，B項正確；根據(jù)題意可知，溫度從25 提高到30 后，光合速率減慢，呼吸速率加快，因此a點上移，b點右移，d點表示最大光合速率，光合速率減慢，d點上移，故C項錯誤；b點表示光合速率等于呼吸速率，當植物缺Mg時，光合速率降低，只有增大光照強度提高光合速率，才能等于呼吸速率，即植物缺鎂時，b點將右移，D項正確。5(2018北京海淀模擬)下圖為桑葉光合速率隨土壤水分減少的日變化曲線圖，圖中曲線、分別為降雨后第2、8、15天測得的數(shù)據(jù)。若光照強度的日變化相同，則據(jù)圖判斷不正確的是()A在水分充足時桑葉沒有出現(xiàn)“午休”現(xiàn)象B曲線雙峰形成與光照強度的變化有關C導致曲線日變化的主要因素是土壤含水量D適時進行灌溉可以緩解桑葉“午休”程度解析：選C。圖中曲線為降雨第2天的桑葉光合速率日變化，此曲線表示在水分充足時桑葉沒有出現(xiàn)“午休”現(xiàn)象，A正確；圖中曲線雙峰形成是由于中午日照過強，導致氣孔關閉，CO2進入減少，光合速率下降，B正確；導致曲線日變化的主要因素應是光照強度，C錯誤；桑葉的“午休”是由于中午光照過強，保衛(wèi)細胞失水，氣孔關閉引起的，故適時進行灌溉可以緩解桑葉“午休”程度，D正確。6.有人把玉米和向日葵的葉片從植株上切下后，分別放在保持高濕度、充足光照的容器內(nèi)(保持葉片的生活狀態(tài))，葉片的含水量由于蒸騰作用而逐漸減少，然后測定葉片在水分虧缺情況下的相對光合作用強度，結果如圖所示。據(jù)圖分析，水分虧缺對光合作用產(chǎn)生影響的原因最可能是()A水分虧缺直接影響植物的光合作用B水分虧缺對不同植物光合作用的影響程度和影響方式不同C水分虧缺影響光合作用是因為水分是光合作用的原料之一D水分虧缺影響光合作用主要是通過影響CO2進入葉內(nèi)而起作用的解析：選D。由圖可知，在水分虧缺為30%和50%時，向日葵和玉米已分別停止光合作用；植物所吸收的水分絕大部分用于蒸騰作用，可知水分虧缺對光合作用的影響不是原料水的不足(因為此時葉片的含水量是可以滿足光合作用對水的需求的)，而是光合作用的另一原料CO2(CO2主要通過氣孔從外界獲取，而水分虧缺會導致氣孔關閉)，結合玉米對CO2的利用效率高，可知水分虧缺主要是通過影響CO2進入葉內(nèi)而影響光合作用的。7.如圖表示葉片光合速率與葉肉細胞間隙中CO2濃度的關系。下列有關敘述不正確的是()ABC段斜率與葉綠體內(nèi)固定CO2酶活性呈正相關B溫室效應能有效提高植物光合速率C當CO2濃度低于b時植物不進行光合作用D當CO2濃度高于s時Pm值主要受光反應速率的限制解析：選C。圖中BC段固定CO2酶活性越強，固定的CO2越多，光合速率越大，A項正確；CO2含量在Os時，隨著CO2濃度的升高，植物光合速率逐漸增大，所以溫室效應能有效提高植物光合速率，B項正確；當CO2濃度低于b時植物能進行光合作用，但其強度小于呼吸強度，C項錯誤；當CO2濃度高于s時，CO2達到飽和狀態(tài)，此時H和ATP不能滿足暗反應的需要，Pm值主要受光反應速率的限制，D項正確。能力提升8將一植物放在密閉的玻璃罩內(nèi)，置于室外進行培養(yǎng)，假定玻璃罩內(nèi)植物的生理狀態(tài)與自然環(huán)境中相同。用CO2濃度測定儀測得該玻璃罩內(nèi)CO2濃度的變化情況，繪制成如下圖所示的曲線，下列有關說法正確的是()AH點CO2濃度最低，說明此時植物對CO2的吸收最多，光合作用最強，有機物積累最多BCO2濃度下降從DE段開始，說明植物進行光合作用是從D點開始的CFG段CO2濃度下降不明顯，主要是因為缺水，導致光反應下降，葉片對CO2的吸收減少DBC段較AB段CO2濃度增加減慢，是因為低溫使植物細胞呼吸減弱，一晝夜后，該植株有機物總量增加了解析：選D。H點玻璃罩中CO2濃度最低，此時有機物積累最多，但光合作用速率等于細胞呼吸速率，所以此時植物不吸收CO2，A項錯誤；在D點前已開始光合作用，但強度較弱，細胞呼吸較強，DE段表示光合作用增強，消耗CO2增多，B項錯誤；FG段即在1014時，因氣溫較高，氣孔關閉，葉片對CO2的吸收減少，光合作用減弱，C項錯誤；BC段較AB段CO2濃度增加速率減慢，是因為低溫使植物細胞呼吸減弱，玻璃罩內(nèi)一晝夜后，CO2濃度降低，有機物總量增加，D項正確。9如圖所示，在適宜溫度下某農(nóng)作物CO2吸收量隨環(huán)境CO2濃度變化的曲線。該圖可以表明()A光合作用強度與環(huán)境CO2濃度成正比Ba點時農(nóng)作物不進行光合作用Cb點是開始進行光合作用的臨界點Db點前影響光合作用強度的主要因素是CO2濃度，b點后是光照強度解析：選B。由圖可知，在一定的CO2濃度范圍內(nèi)，隨CO2濃度增加，光合作用強度提高，但達到某個值后，CO2濃度增加但光合作用強度基本保持不變；植物利用CO2進行光合作用時，CO2有個最低濃度，a點時CO2濃度為0，故植物不進行光合作用；b點時CO2吸收量為0，此時光合作用CO2吸收量與呼吸作用CO2釋放量相等；b點前后影響光合作用強度的主要因素是CO2濃度，從CO2吸收量保持不變時開始，以后的影響因素是光照強度。10將生長良好的某盆栽植物移入密閉的溫室中培養(yǎng)，培養(yǎng)期間利用自然光，在溫度適宜的條件下測得的24小時內(nèi)CO2濃度變化曲線如圖所示。下列敘述錯誤的是()A圖中AB段，CO2的濃度不變，說明此時該植物不進行光合作用B與BC段相比，CD段的形成原因主要是CO2濃度太高或O2濃度太低C圖中DE段CO2濃度下降的原因主要是植物進行光合作用消耗CO2且光合作用強度大于呼吸作用強度D圖中EF段，限制該植物光合作用速率的主要環(huán)境因素是CO2濃度解析：選A。圖中AB段，該植物既進行光合作用又進行呼吸作用，CO2的濃度不變是光合速率等于呼吸速率的結果。圖中BC段，該植物的細胞主要進行有氧呼吸，釋放的CO2使溫室中的CO2濃度升高，與BC段相比，CD段的形成原因主要是CO2濃度太高或O2濃度太低。圖中DE段，該植物進行光合作用消耗CO2且光合作用強度大于呼吸作用強度，故CO2濃度下降。圖中EF段，CO2濃度較低，使植物的光合作用受到限制。11.(2018湖南長沙聯(lián)考)某學校生物興趣小組用伊樂藻進行光合作用的實驗，將一枝伊樂藻浸在加有適宜培養(yǎng)液的大試管中，以白熾燈作為光源，移動白熾燈調節(jié)其與大試管的距離，分別在10 、20 和30 下進行實驗，觀察并記錄不同距離下單位時間枝條產(chǎn)生的氣泡數(shù)目，結果如圖所示。下列相關敘述不正確的是()A該實驗研究的是光照強度和溫度對光合速率的影響B(tài)a點和c點的限制因素分別為溫度和光照強度Cb點條件下伊樂藻能進行光合作用D若在缺鎂的培養(yǎng)液中進行此實驗則b點向右移動解析：選D。b點為光的補償點(光合作用氧氣釋放量呼吸作用氧氣吸收量)，缺鎂時影響葉綠素的形成，光的補償點降低，即b點應該左移。12(2018蘭州模擬)影響綠色植物光合作用的因素是多方面的，圖2為圖1實驗裝置的結果。請據(jù)圖回答有關問題：(1)如果將圖1整個裝置放在暗處，圖中紅色液滴移動方向是_，此時測出的數(shù)據(jù)對應于圖2中的_點；如將其放在適宜的光照下，紅色液滴移動方向為_，此時移動的刻度數(shù)是否即為伊爾藻實際的光合速率？_，試解釋其原因_。(2)圖1裝置中試管A的作用是_，為了使實驗更有說服力，應對圖1裝置如何改進？_。(3)圖2中P點以前限制光合速率的主要因素是_，Q點以后限制光合速率的主要因素是_。解析：(1)如果將圖1整個裝置放在暗處，則不進行光合作用，只進行細胞呼吸，對應于圖2中的M點，此時細胞呼吸吸收氧氣，產(chǎn)生的二氧化碳溶于NaHCO3溶液，所以氣體體積減小，導致圖中紅色液滴右移；如果將其放在適宜的光照下，光合作用強于細胞呼吸，容器中氣體體積增加，紅色液滴左移，此時移動的刻度數(shù)不是伊爾藻實際的光合速率，而是伊爾藻光合速率與細胞呼吸速率的差值。(2)圖1裝置中試管A起對照作用，為了使實驗更有說服力，應在試管A中放置等量相同的伊爾藻。(3)圖2中P點以前限制光合速率的主要因素是光照強度，Q點以后限制光合速率的主要因素不是光照強度，而是NaHCO3濃度，即CO2的濃度。答案：(1)右移M左移不是此時紅色液滴移動的刻度數(shù)是伊爾藻光合速率與細胞呼吸速率的差值(2)對照在試管A中放置等量相同的伊爾藻(3)光照強度NaHCO3濃度(或CO2濃度)磨尖培優(yōu)13(2018濰坊模擬)在春末晴朗的白天，某蔬菜基地測定了某大棚蔬菜在不同條件下的凈光合作用強度(實際光合作用強度與細胞呼吸強度之差)，結果見下圖(假設塑料大棚外環(huán)境條件相同，植株大小一致、生長正常，栽培管理條件相同)。(1)在曲線a中，C點與B點相比，植株葉綠體內(nèi)速率減慢的過程是_(填“光反應”或“暗反應”)，C3與C5中相對含量較高的是_；AE點時，植物積累的有機物最多的時候是_。(2)曲線c的峰值低于曲線a，其主要影響因素是_，人工改善該條件的方法是_；曲線c高于曲線b，原因是補充光照能使葉綠體產(chǎn)生更多的_用于C3還原。(3)若棚內(nèi)土壤中缺氮，植株光合作用會受到明顯影響，原因是氮元素是光合作用中_等重要化合物的組成成分。(4)69時和1618時，曲線b高于曲線a的主要原因是此時段棚內(nèi)_較高。解析：(1)在曲線a中，C點由于溫度過高，部分氣孔關閉，CO2供應不足，因此C點與B點相比，植株葉綠體內(nèi)速率減慢的過程是暗反應，C點C3含量較低，C5含量較高；由于E點之前都在進行光合作用，且光合速率大于呼吸速率，所以E點植物積累的有機物最多。(2)曲線c白天蓋膜，并且補充光照，說明曲線c中光照強度和a是差不多的，其峰值低于曲線a，主要影響因素是密閉環(huán)境中CO2的消耗導致棚內(nèi)CO2不足，人工改善的措施有施農(nóng)家肥，使用CO2發(fā)生器，燃燒煤炭、天然氣，使用干冰等；曲線c高于曲線b，原因是補充光照能使葉綠體產(chǎn)生更多的ATP、NADPH(H)用于C3還原。(3)棚內(nèi)土壤中缺氮，植株光合作用會受到明顯影響，原因是氮元素是光合作用中葉綠素、酶、ATP、NADPH等重要化合物的組成成分。(4)69時和1618時，外界光照強度較弱，曲線b高于曲線a的主要原因是此時段棚內(nèi)溫度較高。答案：(1)暗反應C5E(2)空氣中CO2含量施農(nóng)家肥，使用CO2發(fā)生器，燃燒煤炭、天然氣，使用干冰等(答一項即可)ATP、NADPH(H)(3)葉綠素、酶、ATP、NADPH(答一項即可)(4)溫度