1、第5讲 环境因素对光合作用的影响,考试要求 1.环境因素对光合作用的影响(/c)。2.活动：探究环境因素对光合作用的影响(c/c)。,1.(2018浙江11月选考)实验中常用希尔反应来测定除草剂对杂草光合作用的抑制效果。希尔反应基本过程：将黑暗中制备的离体叶绿体加到含有DCIP(氧化型)、蔗糖和pH7.3磷酸缓冲液的溶液中并照光。水在光照下被分解，产生氧气等，溶液中的DCIP被还原，颜色由蓝色变成无色。用不同浓度的某除草剂分别处理品种甲和品种乙杂草的离体叶绿体并进行希尔反应，实验结果如图所示。下列叙述正确的是( ),A.相同浓度除草剂处理下，单位时间内溶液颜色变化快的品种受除草剂抑制效果更显著
2、 B.与品种乙相比，除草剂抑制品种甲类囊体膜的功能较强 C.除草剂浓度为K时，品种乙的叶绿体能产生三碳糖 D.不用除草剂处理时，品种乙的叶绿体放氧速率高于品种甲 解析 单位时间内溶液颜色变化越快，说明氧气产生速率越快，即除草剂的抑制效果越弱，A错误；由图可知，同等浓度的除草剂对品种甲的抑制作用较明显，B正确；除草剂浓度为K时，品种乙虽仍能产生氧气，但是由于缺乏二氧化碳，叶绿体无法产生三碳糖，C错误；不用除草剂处理时，品种甲和乙的叶绿体放氧速率相等，D错误。 答案 B,2.(2018浙江4月选考)各取未转基因的水稻(W)和转Z基因的水稻(T)数株，分组后分别喷施蒸馏水、寡霉素和NaHSO3，24
3、 h后进行干旱胁迫处理(胁迫指对植物生长和发育不利的环境因素)，测得未胁迫和胁迫8 h时的光合速率如图所示。已知寡霉素抑制光合作用和细胞呼吸中ATP合成酶的活性。下列叙述正确的是( ),A.寡霉素在细胞呼吸过程中抑制线粒体外膜上H的传递 B.寡霉素在光合作用过程中的作用部位是叶绿体的基质 C.转Z基因提高光合作用的效率，且增加寡霉素对光合速率的抑制作用 D.喷施NaHSO3促进光合作用，且减缓干旱胁迫引起的光合速率的下降 解析 寡霉素抑制光合作用和细胞呼吸中ATP合成酶的活性，A错误；光合作用在叶绿体的类囊体膜上合成ATP，B错误；转Z基因能减弱寡霉素对光合作用的抑制作用，C错误。 答案 D,
4、3.(2016浙江10月选考)在玻璃温室中，研究小组分别用三种单色光对某种绿叶蔬菜进行补充光源(补光)试验，结果如图所示。补光的光强度为150(molm2s1)，补光时间为上午7：0010：00，温度适宜。下列叙述正确的是( ),A.给植株补充580 nm光源，对该植株的生长有促进作用 B.若680 nm补光后植株的光合色素增加，则光饱和点将下降 C.若450 nm补光组在9：00时突然停止补光，则植株释放的O2量增大 D.当对照组和450 nm补光组CO2吸收速率都达到6(molm2s1)时，450 nm补光组从温室中吸收的CO2总量比对照组少,解析 与对照组相比，补充580 nm光源，CO
5、2的吸收速率较低，所以补充580 nm光源不能促进植物生长，A错误；光合色素增加则光饱和点会升高，B错误；由于补充450 nm光源可促进植物的光合作用，所以突然停止了补光后，释放O2的量应降低，C错误；对照组CO2吸收速率达到6(molm2s1)用的时间长，且结合图形分析其包围的面积，可推断对照组从温室中吸收的CO2总量多，D正确。 答案 D,4.(2018浙江11月选考节选)在“探究环境因素对光合作用的影响”的活动中，选用某植物幼苗，用含有100 mmol/L NaCl的完全营养液进行培养，测定其光合作用速率和气孔异度，结果如图所示。本实验可推出的实验结论是_。实验中设置了前后自身对照，还可
6、设置_作为空白对照。测量光合作用速率的指标除本实验采用的之外，还可采用_(答出两点即可)。,解析 由图可知，随NaCl处理时间延长，气孔导度下降，光合速率也下降，且抑制效果与NaCl处理时间呈正相关。作为空白对照，所用完全培养液不加NaCl即可。光合作用速率的指标可以采用单位时间单位叶面积的CO2吸收量或O2释放量表示，也可采用单位时间单位叶面积的干物质积累量表示。 答案 NaCl处理导致光合作用速率及气孔导度下降，且随处理时间的延长，抑制作用越明显 不加NaCl的完全营养液 单位时间单位叶面积的O2释放量、单位时间单位叶面积的干物质积累量,1.正误判断(1)在光饱和点的光强度下，限制光合速率
7、的环境因素可能为CO2浓度、温度、色素含量等。( )(2)炎夏，高温可通过影响光合酶的活性及叶片的气孔导度来影响光合速率。( )(3)土壤缺水或高盐可导致叶片气孔导度降低，CO2吸收受阻而影响碳反应。( )(4)只要白天的光合速率大于呼吸速率，则可实现植物的正常生长。( ),(5)当植株的表观光合速率为0时，其叶肉细胞的真正光合速率等于呼吸速率。( ) (6)适当增加温室中二氧化碳浓度，会导致温室植物的光饱和点变小。( ) (7)探究光强度对光合作用影响的实验中，需满足实验组和对照组的CO2浓度、温度等条件相同且适宜。( ),2.析图填表(1)真正光合速率、表观光合速率与呼吸速率的关系数学模型
8、,物理模型,(2)两模型的对应关系及涵义,提示 图1 只进行细胞呼吸 图2 光合速率呼吸速率 图3 光合速率呼吸速率 图4 光合速率呼吸速率,考点1 结合环境因素对光合作用的影响考查科学思维能力 1.如图表示在一定范围内，不同环境因素与水稻叶片光合速率的关系，对其描述不正确的是( ),A.如果横坐标是CO2含量，则a为红光，b为白光 B.如果横坐标是CO2含量，则a为强光，b为弱光 C.如果横坐标是光强度，a的CO2含量较高，b的CO2含量较低 D.如果横坐标是光强度，a温度较适宜，b温度可能较低 解析 如果横坐标是CO2含量，则相同的CO2含量时，植物对白光的吸收值大于红光，因此光合速率较大
9、，即a为白光，b为红光。 答案 A,2.“合果芋”美丽多姿，形态多变，不仅适合盆栽，也适宜盆景制作，是具有代表性的室内观叶植物之一。某研究小组进行了“探究环境因素对合果芋光合作用影响”的实验，实验结果如图所示。下列分析正确的是( ),A.CO2浓度1可能为大气中的CO2浓度，而CO2浓度2可能为1% B.若E点为正常合果芋植物的光饱和点，则缺镁的合果芋植物的B点会右移 C.图中C、D两点相比，D点植物叶肉细胞中RuBP的含量要高一些 D.A点植物叶肉细胞中参与三碳酸还原的NADPH和ATP比C点要多 解析 大气CO2浓度约为0.035%，当这一浓度增至1%时，光合速率随CO2浓度的增高而增高；
10、缺镁的合果芋叶片叶绿素含量低，光合速率达到最大对应的光强度减弱；D点较C点CO2浓度低，CO2与RuBP结合慢，RuBP的含量高；A点较C点光强度弱，光反应慢，NADPH和ATP少。 答案 C,环境因素对光合作用的影响 1.单因子对光合作用的影响,2.多因子对光合作用的影响,(1)多因子对光合作用的影响是综合性的。 (2)图中P点时限制光合作用的因素为横坐标所表示的因子，而Q点时横坐标所表示的因子不再限制光合作用，要想提高光合速率，可适当提高图中的其他因子。 提醒：水、盐等亦影响光合作用，如土壤缺水或高盐会导致叶片气孔导度降低、缺镁会导致叶绿素缺乏而影响光合作用。,考点2 真正光合速率、表观光
11、合速率与呼吸速率的关系 3.植物的光合作用受CO2浓度、温度与光照强度的影响。下图为在一定浓度的CO2和适宜温度条件下，测定某植物叶片在不同光照条件下的光合速率。下列有关说法不正确的是( ),A.在A点所示条件下，该植物叶肉细胞内能够产生ATP的部位只有线粒体 B.该植物叶片的呼吸速率是5 mg/(100 cm2叶小时) C.在一昼夜中，将该植物叶片置于C点光照下11小时，其余时间置于黑暗中，则每100 cm2叶片一昼夜中CO2的净吸收量为45 mg D.已知该植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25 和30 。若将温度提高到30 的条件下(原光照强度和CO2浓度不变)，则图中B点将右移，C
12、点左下移,解析 从图中可以看出，在A点只进行呼吸作用，不能进行光合作用，所以在A点所示条件下，该植物叶肉细胞内能够产生ATP的部位是细胞溶胶、线粒体。将该植物叶片置于C点光照下11小时，每100 cm2叶片CO2的净吸收量为1011110 mg；其余时间置于黑暗中，CO2的释放量为51365(mg)，故一昼夜中每100 cm2叶片CO2的净吸收量为1106545(mg)。若将温度升高到30 ，则呼吸作用的强度会增大，光合作用强度会减小，故B点会右移，C点会左下移。 答案 A,4.将同一菠菜叶片用打孔器打成叶圆片若干，分组进行如下实验。已知叶片实验前，在不同温度下分别暗处理1 h，测其质量变化，
13、立即再光照1 h(光照强度相同)，再测其质量变化，得到如下结果：,光合作用酶的最适温度约为 ，温度为30 时叶片真正光合速率为 。 解析 27 时，暗处理1 h后质量减少1 mg，即呼吸速率为1 mg/h；接着光照1 h，质量比暗处理前(即初始质量)增加3 mg，则光照1 h期间质量增加了314 mg，即表观光合速率为4 mg/h；所以27 时真正光合速率为145 mg/h。同理，可求出28 、29 、30 时的真正光合速率分别为7 mg/h、9 mg/h、3 mg/h。 答案 29 3 mg/h,真正光合速率、表观光合速率、呼吸速率 (1)涵义及表示方法 呼吸速率：植物在黑暗条件下，只进行呼
14、吸作用，实验测得的数据即呼吸速率。常用单位时间内植物O2的吸收量、CO2的释放量或有机物的消耗量表示。 表观光合速率：植物在光照条件下，同时进行光合作用与细胞呼吸，实验测得的数据即净光合速率。常用单位时间内植物O2的释放量、CO2的吸收量或有机物的积累量表示。 真正光合速率：即光照条件下植物的实际光合速率，常用单位时间内植物O2的产生量、CO2的固定量或有机物的生成量表示。,(2)关系：真正光合速率表观光合速率呼吸速率。 (3)条件改变时，曲线上关键点的移动,规律,注：A点的移动只取决于条件改变对细胞呼吸的影响。利于细胞呼吸，A点下移；不利于细胞呼吸A点上移。,考点3 开放与密闭环境中光合速率
15、的日变化 5.(2018浙江五校联考)下图是三倍体西瓜叶片净光合速率(Pn，以CO2吸收速率表示)与胞间CO2浓度(Ci)的日变化曲线，以下分析正确的是( ),A.与11：00时相比，13：00时叶绿体中合成3磷酸甘油酸的速率相对较高 B.14：00后叶片的Pn下降，导致植株积累有机物的量开始减少 C.叶片的Pn先后两次下降，主要限制因素分别是CO2浓度和光照强度 D.17：00后叶片的Ci快速上升，导致叶片碳反应速率远高于光反应速率 解析 与11：00时相比，13：00时胞间CO2浓度低，CO2与RuBP结合生成3磷酸甘油酸的速率低。14：00后叶片的Pn下降，但净光合速率仍大于0，有机物仍
16、在积累。第一次Pn下降主要是由于气孔导度降低，CO2供应不足；第二次Pn下降是由于光照减弱引起的。碳反应受光反应产生的NADPH和ATP的制约，反应速率不可能远高于光反应速率。 答案 C,6.某生物研究小组在密闭恒温玻璃温室内进行植物栽培实验，连续48小时测定温室内CO2浓度及植物CO2吸收速率，得到如图所示曲线(整个过程呼吸速率恒定)，据图分析正确的是( ),A.图中植物呼吸速率与光合速率相等的时间点有3个 B.绿色植物吸收CO2速率达到最大的时刻是第45小时 C.实验开始的前24小时比后24小时的平均光强度弱 D.经过48小时的实验，该植物没有生长 解析 图中细线是在恒温密闭环境中测得的二
17、氧化碳吸收速率，当吸收速率为零时，表示植物不从外界吸收二氧化碳，此时光合作用所需的所有二氧化碳全由呼吸作用提供，即此时呼吸速率与光合速率相等。根据图解可知，呼吸速率与光合速率相等的点有4个，分别在第6、18、30、42小时，A错误；据曲线分析，CO2吸收速率最大时对应的时间是第36小时，B错误；由曲线图看出，前24小时比后24小时的平均CO2吸收速率低，因此，前24小时比后24小时的平均光强度弱，C正确；经过48小时的实验，温室内CO2浓度降低，有机物能够积累，植物表现出正常生长，D错误。 答案 C,光合速率的日变化 (1)开放环境中光合速率的日变化,(2)密闭环境中光合速率的日变化,考点4
18、结合探究环境因素对光合作用的影响考查科学探究能力 7.如图是探究光强度对茉莉花光合作用影响的实验装置，下列叙述正确的是( ),A.该实验只能通过改变灯泡功率来控制自变量 B.该实验最好使用白炽灯作为光源 C.该实验过程中红色液滴一定右移 D.将装置放在黑暗条件下可测呼吸速率 解析 改变灯与广口瓶的距离也可控制自变量光强度；白炽灯是热光源，使用白炽灯会造成温度对实验结果的干扰；若光强度较弱，光合速率小于呼吸速率时，红色液滴左移；将装置放在黑暗条件下植物只进行呼吸作用，红色液滴的移动情况反映的是呼吸速率。 答案 D,利用上题实验装置及相关的材料用具，可以探究多种因素对光合作用的影响。 (1)探究光强度对光合作用的影响：改变灯泡功率或灯泡与广口瓶的距离。 (2)探究温度对光合作用的影响：将广口瓶分别置于装有不同温度水的大烧杯中。 (3)探究CO2浓度对光合作用的影响：往小烧杯内分别加入不同浓度的NaHCO3溶液。 (4)探究光质对光合作用的影响：用不同颜色的玻璃纸或滤光片将灯泡与广口瓶隔开。,
