1、第4讲 影响光合作用的因素 及应用,-2-,影响光合作用速率的环境因素()。,-3-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,影响光合作用强度的因素 1.内部因素 (1)光合速率与植物自身的遗传特性(如植物品种不同)有关。阴生植物和阳生植物的光合作用速率与光照强度的关系,如下页左上图所示。,-4-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,(2)植物叶片的叶龄、叶面积指数、叶绿素含量及酶等也会影响光合作用,如下图所示。,-5-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,2.外部因素 (1)单因子变量对光合作用影响的曲线分析,-6-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,-7-,核心梳理,提能探究
2、,考向感悟,归纳总结,-8-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,(2)多因子变量对光合速率的影响,-9-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,曲线分析 P点:限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子,随着该因子的不断加强,光合速率不断提高。 Q点:横坐标所表示的因子不再是影响光合速率的因素,要想提高光合速率,可适当提高图中的其他因子。 应用 温室栽培时,在一定光照强度下,白天适当提高温度,增加与光合作用有关酶的活性,提高光合速率,也可同时适当增加CO2浓度,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浓度以提高光合速率。,-10-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总
3、结,(1)夏季晴天光照最强时,小麦光合速率最高。 ( ) (2)净光合速率长期为零时会导致幼苗停止生长。 ( ) (3)光合作用中叶绿素吸收光能不需要酶的参与。 ( ) (4)停止供水,植物光合速率下降,这是由于水既是光合作用的原料,又是光合作用产物在植物体内运输的主要介质。( ) (5)温室内适当补充CO2,即适当提高CO2浓度,可提高农作物产量。( ) (6)温度越高,光合速率越大。( ) (7)将一株生长正常的绿色植物置于密闭的玻璃容器内,在适宜条件下光照培养,随培养时间的延长,玻璃容器内CO2浓度可出现的变化趋势是一直保持稳定,不变化。 ( ),-11-,核心梳理,提能探究,考向感悟,
4、归纳总结,1.在下图中画出阴生植物的曲线(用虚线表示)。,答案:,-12-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,2.在下面的四幅图中依次标出提能探究1坐标曲线中A点、AB段(不包括A、B两点)、B点和B点之后的O2和CO2的转移方向。,答案:,-13-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,3.若植物缺乏P元素,对光合速率有何影响?原因是什么? 提示:光合速率下降。缺乏P元素,会影响ATP、H、类囊体膜等物质或结构的合成。 4.光饱和点后,限制光合速率的内部因素主要有哪些? 提示:植物自身的遗传特性、叶龄、叶面积指数、色素含量、酶等。,-14-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,考
5、向1 单因子变量对光合作用的影响 1.(2017天津卷)某突变型水稻叶片的叶绿素含量约为野生型的一半,但固定CO2酶的活性显著高于野生型。下图显示两者在不同光照强度下的CO2吸收速率。下列叙述错误的是( )A.光照强度低于P时,突变型的光反应 强度低于野生型 B.光照强度高于P时,突变型的暗反应 强度高于野生型 C.光照强度低于P时,限制突变型光合速率的主要环境因素是光照强度 D.光照强度高于P时,限制突变型光合速率的主要环境因素是CO2浓度,答案,解析,-15-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,2.下图是水生植物黑藻在光照等环境因素影响下光合速率变化的示意图。下列有关叙述正确的是(
6、) A.t1t2,叶绿体类囊体薄膜上的色素吸 收光能增加,基质中水光解加快,O2释放增多 B.t2t3,暗反应限制光合作用,若在t2时 刻增加光照,光合速率将继续提高 C.t3t4,光照强度不变,光合速率的提高 是光反应速率不变、暗反应增强的结果 D.t4后短暂时间内,叶绿体中ADP和Pi含量升高,C3还原后的直接产物产生量逐渐减少,答案,解析,-16-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,考向2 多因子变量对光合作用的影响 3.下图分别表示两个自变量对光合速率的影响情况,除各图中所示因素外,其他因素均控制在最适范围。下列分析错误的是( )A.图甲中A点的内在限制因素可能是叶绿体中酶的数量
7、或色素的数量 B.图乙中D点与C点相比,相同时间内叶肉细胞中C3与C5的生成量都多 C.图丙中,随着温度的升高,曲线走势将稳定不变 D.图中M、N点的限制因素是光照强度,P点的限制因素是温度,答案,解析,-17-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,4.(2018江苏卷)下图为某一植物在不同实验条件下测得的净光合速率,下列假设条件中能使图中结果成立的是( )A.横坐标是CO2浓度,甲表示较高温度,乙表示较低温度 B.横坐标是温度,甲表示较高CO2浓度,乙表示较低CO2浓度 C.横坐标是光波长,甲表示较高温度,乙表示较低温度 D.横坐标是光照强度,甲表示较高CO2浓度,乙表示较低CO2浓度,
8、答案,解析,-18-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,多因素对光合速率影响题目的分析方法 多因素对光合速率影响的曲线图,线的条数较多,还可能涉及多个“点”。表面上看,这类题目很复杂,但在解答时,仍需依据单一变量原则,每次只分析一个自变量的变化对实验结果的影响,逐一分析即可得出正确答案。,-19-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,1.光合作用与有氧呼吸过程的比较,-20-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,-21-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,2.光合作用与有氧呼吸的联系,-22-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,(1)物质方面,(2)能量方面,-23-
9、,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,(1)白天植物只进行光合作用。( ) (2)光合作用与细胞呼吸是两个互不相关的过程。 ( ) (3)线粒体可为叶绿体提供CO2和ATP。( ) (4)叶绿体可为线粒体提供O2和H。( ) (5)线粒体和叶绿体产生的H都能与O2结合。 ( ) (6)细胞质基质、线粒体和叶绿体都消耗ADP。 ( ),-24-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,根据光补偿点与光饱和点的图示回答下列问题。,(1)温度不变,CO2浓度升高时,光补偿点B 左 移,光饱和点C 右 移。 (2)温度不变,CO2浓度降低时,光补偿点B 右 移,光饱和点C 左 移。 (3)与阳生植
10、物相比,阴生植物光补偿点B和光饱和点C都相应 左 移。,-25-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,(4)已知某植物光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为25 和30 。上图表示该植物在25 时光合强度与光照强度的关系,若将温度提高到30 (原光照强度和CO2浓度等不变),从理论上分析图中相应点的移动应该是A点 下 移,光补偿点B 右 移。,-26-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,考向1 光合作用与有氧呼吸的内在联系 1.下页左上图表示光合作用和有氧呼吸过程中C、H、O三种元素的转移途径以及能量转换过程,图中序号表示相关的生理过程。下列叙述错误的是( ),-27-,核心梳理,提能探
11、究,考向感悟,归纳总结,A.在元素转移途径中,与、与表示的生理过程相同 B.在元素转移途径中,能在小麦根尖成熟区细胞中发生的生理过程有 C.在有氧呼吸过程中,产生能量最多的过程是和 D.ATP中的能量可以来自光能,也可以来自有机物中的化学能;ATP中的化学能可以转变为化学能,但不能转变为光能,答案,解析,-28-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,2.(2018安徽滁州联合质检)下图表示某种植物的叶肉细胞中的M、N两种细胞器,及在这两种细胞器中所进行的生理活动之间的关系。下列说法正确的是( )A.M细胞器内生理活动的强度小于N细胞器内生理活动的强度 B.M、N两种细胞器都能产生ATP,产
12、生的ATP都从细胞器中运出 C.图示叶肉细胞中有有机物的积累,细胞能够正常生长 D.改变光照强度一定会改变M细胞器中生理活动的强度,答案,解析,-29-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,考向2 光补偿点与光饱和点的移动 3.将水绵浸没在加有适宜培养液的大试管中,以人工白炽灯作为光源,每隔一段时间移动白炽灯以调节其与大试管间的距离,测定在不同距离下水绵产生气泡的速率,其他条件适宜不变,结果如右上图所示。下列相关叙述正确的是( )A.B点时限制气泡产生速率的主要因素为光照强度 B.A点的干重比C点少 C.A点时只有线粒体和细胞质基质产生ATP D.若培养液中缺Mg2+,则A点应向右移,答案
13、,解析,-30-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,4.(2017全国卷)植物的CO2补偿点是指由于CO2的限制,光合速率与呼吸速率相等时环境中的CO2浓度。已知甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物的。回答下列问题。 (1)将正常生长的甲、乙两种植物放置在同一密闭小室中,适宜条件下照光培养。培养后发现两种植物的光合速率都降低,原因是 。 甲种植物净光合速率为0时,乙种植物净光合速率 (填“大于0”“等于0”或“小于0”)。 (2)若将甲种植物密闭在无O2、但其他条件适宜的小室中,照光培养一段时间后,发现植物的有氧呼吸增加,原因是 。,-31-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,答案:
14、(1)植物在光下光合作用吸收CO2的量大于呼吸作用释放CO2的量,使密闭小室中CO2浓度降低,光合速率也随之降低 大于0 (2)甲种植物在光下光合作用释放的O2使密闭小室中O2增加,而O2与有机物分解产生的NADH发生作用形成水是有氧呼吸的一个环节,所以当O2增多时,有氧呼吸会增加 解析:植物在适宜光照条件下,光合作用强度大于细胞呼吸强度,会使容器内CO2的浓度降低。CO2是植物光合作用的原料,其浓度降低会使光合速率也降低。O2浓度增大,则有氧呼吸强度增大。由于甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物的,故甲种植物净光合速率为0时,所对应的CO2浓度大于乙种植物的CO2补偿点,此时乙种植物净光合速率
15、大于0。,-32-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,光合作用、细胞呼吸曲线中关键点的移动 CO2(或光)补偿点和饱和点的移动方向:一般有左移、右移之分,其中CO2(或光)补偿点是曲线与横坐标的交点,CO2(或光)饱和点是最大光合速率对应的CO2浓度(或光照强度)的最小值,位于横坐标上。 (1)呼吸速率增加,其他条件不变时,CO2(或光)补偿点应右移,反之左移。 (2)呼吸速率基本不变,相关条件的改变使光合速率下降时,CO2(或光)补偿点应右移,反之,则左移。 (3)阴生植物与阳生植物相比,CO2(或光)补偿点和饱和点都应向左移动。,-33-,通关记,通关辨,通关练,1.光照强度:直接影
16、响光反应的速率,光反应产物H和ATP的浓度高低会影响暗反应的速率。 2.温度:影响光合作用过程,特别是影响暗反应中酶的催化效率,从而影响光合速率。 3.CO2浓度:CO2是暗反应的原料,CO2浓度高低直接影响光合速率。 4.矿质元素:直接或间接影响光合作用。例如,镁是叶绿素的组成成分,磷是ATP的组成成分。,-34-,通关记,通关辨,通关练,辨析影响光合作用、细胞呼吸的因素 (1)温度改变时,细胞呼吸会受到影响,光合作用的光反应和暗反应也会受到影响,但主要影响暗反应,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浓度很低时,光合作用不能进行;当CO2浓度大于某值时,光合作用才
17、能进行。CO2浓度过大时,会抑制植物的细胞呼吸,进而影响到光合作用。,-35-,通关记,通关辨,通关练,1.将下图1所示植物(a表示叶片,b表示茎,c表示果实,X表示某种气体)放入光合作用最适的温度和光照强度下培养,并随时记录a、b和c三处放射物含量的数值,如图2所示。下列分析错误的是( ),A.根据实验要求最好用14C标记的CO2进行实验研究 B.由图2可知光合产物可由a运输至b再运输至c C.t1时刻不是光合作用的结束点,S2的值表示果实呼吸量 D.若适当提高温度,则图2中的S1和S2的值都将变小,答案,解析,-36-,通关记,通关辨,通关练,2.科研人员为研究枇杷植株在不同天气条件下的光合特征,对其净光合速率和气孔导度进行了测定,结果如下。下列有关叙述错误的是( ),-37-,通关记,通关辨,通关练,A.阴天时净光合速率下降的时间与气孔导度的下降时间不一致 B.晴天时出现“午休”现象与气孔关闭引起的细胞内CO2浓度下降有关 C.实验结果显示枇杷植株适合种植在光线弱的荫蔽环境中 D.两种条件下枇杷净光合速率峰值出现的早晚均与光照强度无关,答案,解析,
