高中生物人教版 (2019)必修1《分子與細(xì)胞》二 光合作用的原理和應(yīng)用第2課時(shí)學(xué)案及答案

這是一份高中生物人教版 (2019)必修1《分子與細(xì)胞》二 光合作用的原理和應(yīng)用第2課時(shí)學(xué)案及答案，共19頁。學(xué)案主要包含了影響光合作用的因素等內(nèi)容，歡迎下載使用。

一、探究環(huán)境因素對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響
1．光合作用的強(qiáng)度
(1)概念：植物在單位時(shí)間內(nèi)通過光合作用制造糖類的數(shù)量。
(2)表示方法
單位時(shí)間內(nèi)光合作用eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(制造有機(jī)物的量,消耗CO2的量,產(chǎn)生O2的量))
2．探究光照強(qiáng)弱對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響
(1)實(shí)驗(yàn)流程
打出圓形小葉片(30片)：用打孔器(直徑為0.6 cm)在生長旺盛的綠葉上打出圓形小葉片
↓
抽出葉片內(nèi)氣體：用注射器(內(nèi)有清水、圓形小葉片)抽出葉片內(nèi)氣體(O2等)
↓
圓形小葉片沉到水底：將抽出內(nèi)部氣體的圓形小葉片放入黑暗處盛有清水的燒杯中，圓形小葉片全部沉到水底
↓
強(qiáng)、中、弱三種光照處理：取3只小燒杯，分別倒入富含CO2的清水，各放入10片圓形小葉片，用強(qiáng)、中、弱三種光照分別照射
↓
觀察并記錄同一時(shí)間段內(nèi)各實(shí)驗(yàn)裝置中圓形小葉片浮起的數(shù)量
(2)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與結(jié)果分析：光照越強(qiáng)，燒杯內(nèi)圓形小葉片浮起的數(shù)量越多，說明在一定范圍內(nèi)，隨著光照強(qiáng)度的不斷增強(qiáng)，光合作用強(qiáng)度不斷增強(qiáng)。
二、影響光合作用的因素
光合作用的原料——水、CO2，動(dòng)力——光能，都是影響光合作用強(qiáng)度的因素。因此，只要影響到原料、能量的供應(yīng)，都可能是影響光合作用強(qiáng)度的因素。
(1)隨著光照強(qiáng)度的增加，光合作用強(qiáng)度逐漸增大。( × )
(2)與夏季相比，植物在冬季光合速率低的主要原因是光照時(shí)間縮短。( × )
(3)大棚栽培蔬菜時(shí)，可通過適當(dāng)增加CO2濃度來提高產(chǎn)量。( √ )
知識(shí)點(diǎn)一 探究光照強(qiáng)度對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響
1．實(shí)驗(yàn)原理
葉片含有空氣，上浮eq \(――→,\s\up9(抽氣))葉片下沉eq \(――→,\s\up9(光合作用),\s\d9(產(chǎn)生O2))充滿細(xì)胞間隙，葉片上浮。
2．實(shí)驗(yàn)裝置
(1)變量分析
(2)盛水玻璃柱的作用：吸收熱量，排除溫度等無關(guān)變量的影響。
[溫馨提醒] (1)打孔時(shí)避開大葉脈是因?yàn)榇笕~脈部分含有的葉綠體少。
(2)用注射器排出圓形小葉片內(nèi)的氣體是為了防止細(xì)胞內(nèi)原本存在的氣體影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
(3)該實(shí)驗(yàn)中所取的葉片大小和生理狀態(tài)應(yīng)是相同的，打孔時(shí)要取葉片的相同部位。
1．(2020·天津武清高一期中)下圖所示的玻璃容器中，注入一定濃度的NaHCO3溶液并投入少量的新鮮綠葉碎片，密閉后，設(shè)法減小液面上方的氣體壓強(qiáng)，會(huì)看到葉片沉入水中。然后再用光照射容器，又會(huì)發(fā)現(xiàn)葉片重新浮出液面。光照后葉片重新浮出液面的原因是( )
A．葉片吸水膨脹，密度減小
B．溶液內(nèi)產(chǎn)生的CO2大量附著在葉面上
C．葉片進(jìn)行光合作用所產(chǎn)生的O2附著在葉面上
D．NaHCO3溶液因放出CO2而密度增大
解析：選C。葉片浮出水面的原因是葉片進(jìn)行光合作用，產(chǎn)生的氣體使葉片密度減小而浮在水面上，A錯(cuò)誤；溶液內(nèi)不會(huì)產(chǎn)生過多的CO2，NaHCO3溶液的作用是保持容器內(nèi)CO2的濃度穩(wěn)定，葉片上浮是細(xì)胞光合作用產(chǎn)生O2的結(jié)果，B、D錯(cuò)誤；葉片浮出水面的原因是葉片進(jìn)行光合作用，產(chǎn)生的O2積累在細(xì)胞間隙導(dǎo)致葉片密度減小而上浮，C正確。
2.(2020·湖北重點(diǎn)中學(xué)高一期末)取某種植物生長狀態(tài)一致的新鮮葉片，用打孔器打出若干圓片，圓片平均分成甲、乙、丙三組，每組各置于一個(gè)密閉裝置內(nèi)，并分別給予a、b、c三種不同強(qiáng)度的光照，其他條件一致。照光相同時(shí)間后，測得各裝置內(nèi)O2的增加量如上圖所示，下列敘述錯(cuò)誤的是( )
A．裝置內(nèi)增加的O2來自H2O
B．光照強(qiáng)度為a時(shí)，光合作用停止
C．丙組裝置內(nèi)的CO2含量照光后比照光前低
D．該圖反映了光合作用強(qiáng)度與光照強(qiáng)度的關(guān)系
解析：選B。O2是光反應(yīng)階段水的光解產(chǎn)生的，因此裝置內(nèi)增加的O2來自水，A正確；光照強(qiáng)度為a時(shí)，裝置內(nèi)O2的增加量為0，說明此光照強(qiáng)度下光合作用強(qiáng)度與呼吸作用強(qiáng)度相等，B錯(cuò)誤；丙裝置O2增加量最多，說明光合作用最強(qiáng)，光合作用強(qiáng)度大于呼吸作用強(qiáng)度，裝置內(nèi)的CO2含量照光后比照光前低，C正確；該圖反映了光合作用強(qiáng)度與光照強(qiáng)度的關(guān)系，D正確。
知識(shí)點(diǎn)二 影響光合作用的因素
1．光照強(qiáng)度對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響
2．CO2濃度對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響
3．溫度對(duì)光合作用的影響
4．含水量及無機(jī)營養(yǎng)對(duì)光合作用的影響
(1)N、Mg、Fe等是葉綠素合成的必需元素，若這些元素缺乏，會(huì)影響葉綠素的合成從而影響光合作用。
(2)水既是光合作用的原料，又是體內(nèi)各種化學(xué)反應(yīng)的介質(zhì)，水還會(huì)影響氣孔的開閉，從而影響CO2進(jìn)入植物體。
發(fā)展素養(yǎng)
光合作用的各種影響因素在實(shí)踐中的應(yīng)用
分析：土壤中缺乏Mg2＋時(shí)植物減產(chǎn)的原因是什么？(社會(huì)責(zé)任——水平二)
提示：缺乏Mg2＋，影響葉綠素的合成，從而影響光反應(yīng)階段。
1．下圖表示某種植物在最適溫度和0.03%的CO2濃度條件下，光合作用速率隨光照強(qiáng)度變化的曲線，若在B點(diǎn)時(shí)改變某種條件，結(jié)果發(fā)生了如曲線b的變化，則改變的環(huán)境因素是( )
A．適當(dāng)提高溫度B．增大光照強(qiáng)度
C．適當(dāng)增加CO2濃度D．增加酶的數(shù)量
解析：選C。此時(shí)溫度已經(jīng)是最適溫度，所以再提高溫度會(huì)使酶的活性降低，光合作用速率會(huì)降低；B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的光照強(qiáng)度是光飽和點(diǎn)，此時(shí)光照強(qiáng)度不是限制光合作用的因素；CO2濃度為0.03%，相對(duì)較低，所以增加CO2濃度會(huì)提高光合作用速率；酶的數(shù)量屬于內(nèi)因。
2．下圖表示將某植物放在不同CO2濃度環(huán)境條件下，其光合速率受光照強(qiáng)度影響的變化曲線。a、b、c三點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的葉肉細(xì)胞中C3含量由高到低的順序是( )
A．a(chǎn)＞b＞c B．a(chǎn)＜b＜c
C．a(chǎn)＞b＝c D．a(chǎn)＝b＜c
解析：選A。a點(diǎn)與b點(diǎn)的CO2濃度相同，但a點(diǎn)的光照強(qiáng)度比b點(diǎn)低，被還原的C3少；b點(diǎn)與c點(diǎn)相比較光照強(qiáng)度是相同的，但b點(diǎn)的CO2濃度高于c點(diǎn)，所以b點(diǎn)產(chǎn)生的C3要高于c點(diǎn)。
3．將某種綠色植物的葉片放在特定的實(shí)驗(yàn)裝置中，研究其在10 ℃、20 ℃的溫度條件下，分別置于5 klx、10 klx光照和黑暗條件下的光合作用強(qiáng)度和呼吸作用強(qiáng)度，結(jié)果如下圖。下列據(jù)圖所作的推測中，正確的是( )
A．該葉片在20 ℃、10 klx的光照下，每小時(shí)光合作用固定的CO2量約是8.25 mg
B．該葉片在5 klx光照下，10 ℃時(shí)積累的有機(jī)物比20 ℃時(shí)少
C．該葉片在10 ℃、5 klx的光照下，每小時(shí)光合作用所產(chǎn)生的O2量是3 mg
D．通過實(shí)驗(yàn)可知，葉片的凈光合速率與溫度和光照強(qiáng)度均成正比
解析：選A。葉片在20 ℃、10 klx時(shí)，每小時(shí)光合作用固定的CO2量是(10＋2)/2×(44/32)＝8.25 mg；在5 klx光照強(qiáng)度下，10 ℃時(shí)積累的有機(jī)物比20 ℃時(shí)的多；在10 ℃、5 klx的光照強(qiáng)度下每小時(shí)光合作用所產(chǎn)生的O2量是(6＋1)/2＝3.5 mg；僅就圖中曲線而言，不能得出凈光合速率與溫度和光照強(qiáng)度的關(guān)系。
eq \a\vs4\al()
光合速率與呼吸速率的計(jì)算
(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(xì)胞呼吸同時(shí)進(jìn)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。用O2、CO2或葡萄糖的量表示如下：
①光合作用產(chǎn)生的O2量＝實(shí)際測得的O2釋放量＋細(xì)胞呼吸消耗的O2量。
②光合作用固定的CO2量＝實(shí)際測得的CO2吸收量＋細(xì)胞呼吸釋放的CO2量。
③光合作用產(chǎn)生的葡萄糖量＝葡萄糖的積累量(增重部分)＋細(xì)胞呼吸消耗的葡萄糖量。
[隨堂檢測]
1．影響植物進(jìn)行光合作用的因素有很多，下列選項(xiàng)中，對(duì)光合作用影響最小的是( )
A．葉綠體色素的含量
B．五碳化合物的含量
C．CO2的含量
D．氮?dú)獾暮?br>答案：D
2．將生長旺盛的葉片，剪成5 mm見方的小塊，抽去葉內(nèi)氣體，做下列處理(見下圖)。這4個(gè)處理中，沉入底部的葉片小塊最先浮起的是( )
解析：選C。光合作用的正常進(jìn)行需要光、CO2和H2O的參與，無光條件下植物的光合作用不能進(jìn)行，也就不能產(chǎn)生O2，因而葉片不能上浮，故將選項(xiàng)B和D排除掉；在選項(xiàng)A和C中，A中是煮沸過的自來水，其中CO2的含量少，相比之下C中CO2含量多，光合作用相對(duì)旺盛，故C產(chǎn)生的O2比A多，所以C中葉片最先上浮。
3．為提高溫室栽培的番茄和黃瓜的產(chǎn)量，可采取的措施不包括( )
A．增施氮肥和磷肥，促進(jìn)莖葉生長，以增大光合作用面積
B．增加溫室中CO2濃度，以提高光合作用效率
C．適當(dāng)增加光照時(shí)間，提高光能利用率
D．制作溫室的薄膜改成綠色薄膜
解析：選D。增施氮肥和磷肥，促進(jìn)莖葉生長，這樣可以增大光合作用面積，提高產(chǎn)量；在一定范圍內(nèi)，增加CO2濃度可以提高光合作用效率，因此為了增產(chǎn)可適當(dāng)增加溫室中CO2濃度；適當(dāng)增加光照時(shí)間，可提高光能利用率，提高產(chǎn)量；植物葉片對(duì)綠光的吸收量最少，因此制作溫室的薄膜不能改成綠色薄膜，否則會(huì)減產(chǎn)。
4．某實(shí)驗(yàn)小組為探究光照強(qiáng)度對(duì)植物光合速率的影響，組裝如下圖所示實(shí)驗(yàn)裝置，下列說法正確的是( )
A．NaHCO3溶液濃度、溫度都為無關(guān)變量
B．光照強(qiáng)度由0不斷增大的過程中，毛細(xì)管中水滴不斷右移直至不動(dòng)
C．當(dāng)毛細(xì)管中水滴不動(dòng)時(shí)，葉肉細(xì)胞中葉綠體所需CO2全部來自同一細(xì)胞的線粒體
D．NaHCO3水解產(chǎn)生的CO2需穿過3層磷脂分子才能進(jìn)入葉肉細(xì)胞參與光合作用
解析：選A。本實(shí)驗(yàn)的自變量為光照強(qiáng)度，因此，NaHCO3溶液濃度、溫度都為無關(guān)變量，A正確；光照強(qiáng)度由0不斷增大的過程中，當(dāng)光照強(qiáng)度較弱時(shí)，光合速率小于呼吸速率，毛細(xì)管中水滴將向左移，隨光照強(qiáng)度增大，當(dāng)光合速率大于呼吸速率時(shí)，水滴將向右移直至不動(dòng)，B錯(cuò)誤；當(dāng)毛細(xì)管中水滴不動(dòng)時(shí)，即光合速率等于呼吸速率，無O2釋放到瓶中，這時(shí)葉肉細(xì)胞中葉綠體所需CO2全部來自該植物細(xì)胞的線粒體，并非同一細(xì)胞的線粒體，C錯(cuò)誤；NaHCO3水解產(chǎn)生的CO2需穿過細(xì)胞膜和葉綠體內(nèi)外膜，共3層生物膜，即穿過6層磷脂分子才能進(jìn)入葉肉細(xì)胞參與光合作用，D錯(cuò)誤。
5．如下圖表示，將三株脫淀粉(經(jīng)充分“饑餓”處理)的長勢相同的同種植物放在透光的不同鐘罩內(nèi)，以下關(guān)于本實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡臄⑹?，正確的是( )
A．證明光合作用的必需條件是CO2
B．證明光合作用的速率隨CO2濃度增高而增大
C．證明過多的CO2會(huì)阻礙光合作用
D．證明NaOH能促進(jìn)光合作用
解析：選B。NaHCO3濃度越高，則鐘罩內(nèi)CO2的濃度越高，NaOH的作用是吸收鐘罩內(nèi)的CO2，所以三組實(shí)驗(yàn)的變量是鐘罩內(nèi)CO2濃度，從大到小依次為Ⅱ、Ⅰ、Ⅲ，故本實(shí)驗(yàn)的目的是證明不同CO2濃度對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響。
6．下圖表示葉片的光合作用強(qiáng)度與植物周圍空氣中CO2含量的關(guān)系。圖示中，CE段是增大了光照強(qiáng)度后測得的曲線。下列有關(guān)敘述正確的是( )
A．植物體鮮重的增加量是光合作用強(qiáng)度的重要指標(biāo)
B．出現(xiàn)BC段的限制因素主要是溫度
C．葉綠體內(nèi)的C3含量，C點(diǎn)時(shí)大于B點(diǎn)
D．在E點(diǎn)后再次增大光照強(qiáng)度，曲線有可能為EG
解析：選D。光合作用合成有機(jī)物，光合作用強(qiáng)度的重要指標(biāo)是植物干重的增加量，A錯(cuò)誤；據(jù)圖可知，出現(xiàn)BC段的限制因素主要是光照強(qiáng)度，B錯(cuò)誤；C點(diǎn)時(shí)增大光照強(qiáng)度，光反應(yīng)產(chǎn)生的NADPH和ATP增多，C3的還原加快，而CO2的固定速率不變，故C點(diǎn)時(shí)C3的含量小于B點(diǎn)，C錯(cuò)誤；在E點(diǎn)后再次增大光照強(qiáng)度，光合作用強(qiáng)度可能會(huì)增加，但由于CO2含量過大也可能抑制光合作用，曲線有可能為EG，D正確。
7．下圖是適宜條件下光照強(qiáng)度對(duì)某植物光合作用速率的影響曲線。回答下列問題：
(1)該植物葉片中光合色素分布在葉綠體的________上。提取葉綠體中的色素時(shí)，為使研磨充分可加入________。
(2)光照強(qiáng)度直接影響光合作用的________階段，該階段產(chǎn)生的________和________可參與三碳化合物的還原。
(3)光照強(qiáng)度為B時(shí)，該植物的光合作用速率________(填“大于”“等于”或“小于”)呼吸作用速率。長期處于該光照強(qiáng)度下，植物________(填“能”或“不能”)正常生長。
(4)光照強(qiáng)度為D時(shí)，葉肉細(xì)胞中產(chǎn)生ATP的細(xì)胞器有________________。該光照強(qiáng)度下，適當(dāng)降低CO2的濃度，C點(diǎn)將________(填“向上”或“向下”)移動(dòng)。
答案：(1)類囊體薄膜 二氧化硅
(2)光反應(yīng) NADPH ATP
(3)等于 不能
(4)葉綠體和線粒體 向下
[課時(shí)作業(yè)]
A 合格性考試
1．將某植物的葉肉細(xì)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(shí)間，然后在相同光照強(qiáng)度下的不同時(shí)間測定葉肉細(xì)胞的光合作用強(qiáng)度。下列示意圖中能正確反映測定時(shí)間與光合作用強(qiáng)度關(guān)系的是( )
解析：選C。用石蠟油覆蓋液面，即隔絕了空氣(無CO2進(jìn)入)，在含低濃度NaHCO3的培養(yǎng)液中，隨著光合作用的進(jìn)行，培養(yǎng)液中的CO2越來越少，阻礙了光合作用中暗反應(yīng)的進(jìn)行，出現(xiàn)C圖所示的曲線。
2．下圖甲表示A植物光合速率受光照強(qiáng)度影響的變化曲線。圖乙表示A植物在不同光照強(qiáng)度條件下，光合速率受CO2含量影響的變化曲線。a點(diǎn)與c點(diǎn)相比較，c點(diǎn)時(shí)葉肉細(xì)胞中C3的含量；b點(diǎn)與c點(diǎn)相比較，b點(diǎn)時(shí)葉肉細(xì)胞中C5的含量依次是( )
A．高、高 B．低、基本一致
C．低、高 D．高、基本一致
解析：選A。由圖甲可知，光照強(qiáng)度m比n大，在圖乙中當(dāng)光照強(qiáng)度為n時(shí)，a點(diǎn)與c點(diǎn)相比較，c點(diǎn)CO2含量高，則葉肉細(xì)胞中C3的含量高；b點(diǎn)與c點(diǎn)相比較，CO2含量相同，但b點(diǎn)光照強(qiáng)度高，則葉肉細(xì)胞中還原生成的C5含量高。
3．將單細(xì)胞綠藻置于25 ℃、適宜的光照和充足的CO2條件下培養(yǎng)，經(jīng)過一段時(shí)間后，突然停止光照，發(fā)現(xiàn)綠藻體內(nèi)的C3含量突然上升，這是由于( )
①光反應(yīng)停止，不能形成NADPH和ATP
②光反應(yīng)仍進(jìn)行，形成ATP和NADPH
③暗反應(yīng)仍進(jìn)行，CO2與C5結(jié)合，繼續(xù)形成C3
④C3的還原停止，由于缺少NADPH和ATP，不能繼續(xù)將C3還原成糖類等有機(jī)物，因此積累了許多C3
A．②③④ B．①②③
C．①③④ D．①③
解析：選C。當(dāng)突然停止光照時(shí)，光反應(yīng)會(huì)突然停止。由于停止光照前光反應(yīng)產(chǎn)生了一定量的NADPH和ATP，因此，暗反應(yīng)仍能進(jìn)行一段時(shí)間。但當(dāng)NADPH和ATP被耗盡以后，C3就不能繼續(xù)被還原成糖類等有機(jī)物，而CO2仍能與C5結(jié)合生成C3，從而使C3大量積累，含量突然上升。
4．(2020·南京高一檢測)《齊民要術(shù)》中，要求栽種農(nóng)作物要“正其行，通其風(fēng)”的原理是( )
A．確保通風(fēng)透光，從而有利于提高光合作用強(qiáng)度
B．通風(fēng)透光，可以增強(qiáng)農(nóng)作物的呼吸作用
C．可以增強(qiáng)農(nóng)作物的抗性
D．增強(qiáng)農(nóng)作物的蒸騰作用
解析：選A。“正其行，通其風(fēng)”是做到了合理密植，有利于植株合理利用光照和CO2，從而提高光合作用強(qiáng)度。
5.(2020·河北卓越聯(lián)盟高一月考)右圖表示某植物的一個(gè)葉肉細(xì)胞及其相關(guān)生理過程示意圖，下列說法不正確的是( )
A．圖中的葉肉細(xì)胞呼吸作用釋放的CO2量大于光合作用固定的CO2量
B．M中NADPH的運(yùn)動(dòng)方向是從葉綠體的類囊體到葉綠體基質(zhì)
C．M、N既能進(jìn)行DNA復(fù)制又能產(chǎn)生ATP
D．真核細(xì)胞中都含有M、N，原核細(xì)胞中都不含M、N
解析：選D。圖中的葉肉細(xì)胞呼吸作用釋放的CO2量大于光合作用固定的CO2量，A正確；葉綠體中NADPH的運(yùn)動(dòng)方向是由葉綠體的類囊體(光反應(yīng))到葉綠體基質(zhì)(暗反應(yīng))，B正確；線粒體和葉綠體中含有DNA，既能進(jìn)行DNA復(fù)制又能產(chǎn)生ATP，C正確；蛔蟲細(xì)胞中不含線粒體(N)，葉綠體(M)只分布在植物的綠色細(xì)胞中，根細(xì)胞中沒有葉綠體(M)，D錯(cuò)誤。
6．科學(xué)家研究CO2濃度、光照強(qiáng)度和溫度對(duì)同一植物光合作用強(qiáng)度的影響，得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖。請(qǐng)據(jù)圖判斷，下列敘述不正確的是( )
A．光照強(qiáng)度為a時(shí)，造成曲線Ⅱ和Ⅲ光合作用強(qiáng)度差異的原因是CO2濃度不同
B．光照強(qiáng)度為b時(shí)，造成曲線Ⅰ和Ⅱ光合作用強(qiáng)度差異的原因是溫度的不同
C．光照強(qiáng)度為a～b時(shí)，曲線Ⅰ、Ⅱ光合作用強(qiáng)度隨光照強(qiáng)度升高而升高
D．光照強(qiáng)度為a～c時(shí)，曲線Ⅰ、Ⅲ光合作用強(qiáng)度隨光照強(qiáng)度升高而升高
解析：選D。光照強(qiáng)度為a時(shí)，曲線Ⅱ、Ⅲ的溫度、光照強(qiáng)度相同，而CO2濃度不同。光照強(qiáng)度為b時(shí)，曲線Ⅰ、Ⅱ的CO2濃度和光照強(qiáng)度相同，而溫度不同。在光照強(qiáng)度為a～b時(shí)，曲線Ⅰ、Ⅱ都未達(dá)到光飽和點(diǎn)，光合作用強(qiáng)度隨光照強(qiáng)度升高而升高。光照強(qiáng)度在a～c時(shí)，曲線Ⅲ已達(dá)到光飽和點(diǎn)，隨光照強(qiáng)度增加，光合作用強(qiáng)度不再增加。
7.如圖是夏季晴朗的白天，某種綠色植物葉片光合作用強(qiáng)度的曲線圖。據(jù)圖分析回答下列問題：
(1)18時(shí)，該植物的光合作用強(qiáng)度較弱，其主要限制因素是______________。
(2)13時(shí)光合作用強(qiáng)度明顯減弱的原因是__________________。
答案：(1)光照強(qiáng)度 (2)溫度較高，氣孔關(guān)閉，固定的CO2減少
8.影響綠色植物光合作用的因素是多方面的，其外界因素有光照強(qiáng)度、CO2含量、溫度等，其內(nèi)部因素有酶的活性、色素的數(shù)量、C5等。請(qǐng)據(jù)圖回答下列問題：
(1)如果橫軸代表光照強(qiáng)度，光照強(qiáng)度影響光合作用強(qiáng)度，主要是影響____________階段，該階段發(fā)生的部位是__________________。一天內(nèi)光合作用強(qiáng)度隨光照強(qiáng)度的變化可用曲線______來表示。
(2)如果橫軸代表溫度，溫度主要通過影響__________來影響光合作用強(qiáng)度。
(3)如果橫軸代表CO2含量，CO2含量影響光合作用強(qiáng)度，主要是影響________的產(chǎn)生。
解析：(1)類囊體薄膜上的色素吸收光能，所以光照強(qiáng)度主要影響的是光反應(yīng)；一天內(nèi)光照強(qiáng)度是由弱到強(qiáng)再到弱的過程，所以對(duì)應(yīng)的光合速率如曲線d所示。(2)溫度主要是通過影響酶的活性而影響光合作用強(qiáng)度的。(3)在光合作用的暗反應(yīng)中，CO2與C5結(jié)合形成C3，所以CO2含量影響光合作用強(qiáng)度，主要是影響C3的產(chǎn)生。
答案：(1)光反應(yīng) 類囊體薄膜 d
(2)酶的活性
(3)C3
B 等級(jí)性考試
9. (2020·河北辛集中學(xué)高一月考)已知某植物光合作用和呼吸作用的最適溫度分別為25 ℃和30 ℃。如圖表示該植物在25 ℃時(shí)光合作用強(qiáng)度與光照強(qiáng)度的關(guān)系。若將溫度提高到30 ℃的條件下(其他條件不變)，從理論上講，圖中相應(yīng)點(diǎn)的移動(dòng)應(yīng)該是( )
A．a(chǎn)點(diǎn)上移，b點(diǎn)左移，m點(diǎn)上移
B．a(chǎn)點(diǎn)不移，b點(diǎn)左移，m點(diǎn)不移
C．a(chǎn)點(diǎn)下移，b點(diǎn)右移，m點(diǎn)下移
D．a(chǎn)點(diǎn)下移，b點(diǎn)不移，m點(diǎn)上移
解析：選C。溫度由25 ℃升高到30 ℃，對(duì)于呼吸作用而言，達(dá)到最適溫度，呼吸速率增大；對(duì)于光合作用而言，超過最適溫度，光合速率下降。因此，a點(diǎn)因呼吸作用加強(qiáng)而下移。b點(diǎn)為光補(bǔ)償點(diǎn)，一方面呼吸作用加強(qiáng)，需較強(qiáng)的光照強(qiáng)度才能產(chǎn)生與呼吸作用消耗量相當(dāng)?shù)挠袡C(jī)物，另一方面光合速率下降，產(chǎn)生有機(jī)物的速率也下降，也需較強(qiáng)的光照強(qiáng)度才能產(chǎn)生與原來等量的有機(jī)物，所以b點(diǎn)右移；因溫度超過光合作用最適溫度，酶活性下降，光合作用強(qiáng)度降低，m點(diǎn)下移，故選C。
10.如右圖所示，若甲表示CO2和H2O，則( )
A．Ⅰ是光合作用，乙是糖類和O2，Ⅱ是細(xì)胞呼吸
B．Ⅰ是光合作用，乙是細(xì)胞呼吸，Ⅱ是糖類和O2
C．Ⅰ是化能合成作用，乙是細(xì)胞呼吸，Ⅱ是葡萄糖
D．Ⅰ是化能合成作用，乙是糖類和氧氣，Ⅱ是細(xì)胞呼吸
解析：選D。圖中甲代表CO2和H2O，則圖中Ⅰ的生理過程是利用無機(jī)物被氧化釋放的能量，將CO2和H2O合成乙(乙代表糖類和O2)，糖類和O2又通過Ⅱ產(chǎn)生CO2和H2O，所以Ⅰ和Ⅱ分別代表化能合成作用與呼吸作用。
11．下圖表示在最適溫度和光照強(qiáng)度下，測得甲、乙兩種植物的光合速率隨環(huán)境中CO2濃度的變化情況，下列說法錯(cuò)誤的是( )
A．植物乙比植物甲對(duì)CO2濃度變化更敏感
B．當(dāng)CO2吸收量為c點(diǎn)對(duì)應(yīng)的CO2濃度時(shí)，植物甲與植物乙合成有機(jī)物的量相等
C．d點(diǎn)植物甲細(xì)胞內(nèi)的C3含量比b點(diǎn)高
D．適當(dāng)降低光照強(qiáng)度，b點(diǎn)將向右移動(dòng)
解析：選B。環(huán)境中CO2濃度升高到一定程度后，植物乙CO2吸收量降低幅度大，植物甲CO2吸收量保持不變，因此植物乙對(duì)CO2濃度變化更敏感；當(dāng)CO2吸收量為c點(diǎn)對(duì)應(yīng)的CO2濃度時(shí)，植物甲與植物乙的凈光合速率相等，由于植物甲比植物乙的呼吸速率大，根據(jù)實(shí)際光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率，因此植物甲合成有機(jī)物的量比植物乙多；CO2濃度由b點(diǎn)增加到d點(diǎn)時(shí)，甲植物細(xì)胞內(nèi)C3的合成量增加而消耗量不變，因此細(xì)胞內(nèi)C3的含量增加；圖中曲線是在最適的光照強(qiáng)度條件下測得的，因此光照強(qiáng)度減弱，CO2的吸收量降低，b點(diǎn)時(shí)光合作用強(qiáng)度與呼吸作用強(qiáng)度相等，降低光照強(qiáng)度后，在較高濃度的CO2條件下才能使CO2吸收量與CO2釋放量相等，因此b點(diǎn)將右移。
12．將一植株放在密閉玻璃罩內(nèi)，置于室外一晝夜，獲得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖所示。下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是( )
A．圖甲中的光合作用開始于C點(diǎn)之前，結(jié)束于F點(diǎn)之后
B．到達(dá)圖乙中的d點(diǎn)時(shí)，玻璃罩內(nèi)的CO2濃度最高
C．圖甲中的F點(diǎn)對(duì)應(yīng)圖乙中的g點(diǎn)
D．經(jīng)過一晝夜，植物體內(nèi)的有機(jī)物含量會(huì)增加
解析：選C。圖甲中的光合作用開始于C點(diǎn)之前，結(jié)束于F點(diǎn)之后，C點(diǎn)、F點(diǎn)時(shí)，光合速率與呼吸速率相等；圖乙中的d點(diǎn)對(duì)應(yīng)圖甲中的C點(diǎn)，此時(shí)玻璃罩內(nèi)的CO2濃度最高；圖甲中的F點(diǎn)對(duì)應(yīng)圖乙中的h點(diǎn)；從圖甲中G點(diǎn)在虛線之下或從圖乙中曲線與橫坐標(biāo)軸圍成的面積可以看出，經(jīng)過這一晝夜，植物體內(nèi)的有機(jī)物含量增加了。
13．下圖所示為某植物光合作用速率與環(huán)境因素之間的關(guān)系。
請(qǐng)據(jù)圖分析回答下列問題：
(1)圖甲中，溫度為30 ℃時(shí)，光合作用速率不斷增加時(shí)，可以認(rèn)為光合作用速率是受________的影響，其主要影響光合作用的________________階段。
(2)B點(diǎn)時(shí)限制光合作用速率的環(huán)境因素，主要有________、______________等。
(3)圖乙中光合作用速率的限制因素主要是溫度，此外還有______________、________________等。
(4)請(qǐng)?jiān)趫D甲中繪制50 ℃時(shí)植物光合作用速率的變化曲線。
解析：(1)從圖甲看，溫度為30 ℃時(shí)，一定范圍內(nèi)光合作用速率是隨光照強(qiáng)度的增加而增加，光照強(qiáng)度主要影響光合作用的光反應(yīng)階段。(2)B點(diǎn)時(shí)，光照強(qiáng)度不是限制光合作用速率的因素，溫度、CO2濃度等是限制光合作用速率的因素。(3)溫度是限制光合作用速率的因素，除此之外還有CO2濃度、必需礦質(zhì)元素供應(yīng)、光照強(qiáng)度等。(4)從圖乙看，50 ℃時(shí)光合作用速率應(yīng)介于20 ℃和30 ℃之間，因此在圖甲中20 ℃和30 ℃之間畫出曲線即可。
答案：(1)光照強(qiáng)度 光反應(yīng)
(2)溫度 CO2濃度
(3)CO2濃度 必需礦質(zhì)元素供應(yīng)(光照強(qiáng)度)
(4)如圖
14．某轉(zhuǎn)基因作物有很強(qiáng)的光合作用能力。某中學(xué)生物興趣小組在暑假開展了對(duì)該轉(zhuǎn)基因作物光合作用強(qiáng)度測試的研究課題，設(shè)計(jì)了如下圖所示裝置。請(qǐng)你利用這些裝置完成光合作用強(qiáng)度的測試實(shí)驗(yàn)，并分析回答有關(guān)問題：
(1)先測定植物的呼吸作用強(qiáng)度，方法步驟如下：
①甲、乙兩裝置的D中都放入____________，裝置乙作為對(duì)照。
②將甲、乙裝置的玻璃鐘罩進(jìn)行________處理，放在溫度等相同且適宜的環(huán)境中。
③30 min后分別記錄甲、乙兩裝置中紅墨水滴移動(dòng)的方向和距離。
(2)測定植物的凈光合作用強(qiáng)度，方法步驟如下：
①甲、乙兩裝置的D中放入______________，裝置乙作為對(duì)照。
②把甲、乙裝置放在________________________________________。
③30 min后分別記錄甲、乙兩裝置中紅墨水滴移動(dòng)的方向和距離。
(3)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行30 min后，記錄的甲、乙裝置中紅墨水滴移動(dòng)情況如下表：
(4)假設(shè)紅墨水滴每移動(dòng)1 cm，植物體內(nèi)的葡萄糖增加或減少1 g，那么該植物的呼吸速率是________g/h；白天光照15 h，一晝夜葡萄糖的積累量是________g(不考慮晝夜溫差的影響)。
解析：(1)要測定光合作用強(qiáng)度必須先測定呼吸作用強(qiáng)度，在測定呼吸作用強(qiáng)度時(shí)一定要將實(shí)驗(yàn)裝置置于黑暗條件下，使植物只進(jìn)行呼吸作用。用NaOH溶液除去玻璃鐘罩內(nèi)的CO2，植物進(jìn)行呼吸作用消耗一定量的O2，釋放等量的CO2，而CO2被NaOH溶液吸收，根據(jù)一定時(shí)間內(nèi)玻璃鐘罩內(nèi)氣體體積的減少量即可計(jì)算出呼吸作用強(qiáng)度。(2)在測定凈光合作用強(qiáng)度時(shí)要滿足光合作用所需的條件：充足的光照、一定濃度的CO2(由NaHCO3 溶液提供)，光合作用過程中消耗一定量的CO2，產(chǎn)生等量O2，而NaHCO3溶液可保證裝置內(nèi)CO2濃度的恒定，因此，玻璃鐘罩內(nèi)氣體體積的變化只受O2釋放量的影響，而不受CO2氣體減少量的影響。(4)對(duì)照實(shí)驗(yàn)裝置乙中紅墨水滴右移是環(huán)境因素(如氣壓等)對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生影響的結(jié)果，實(shí)驗(yàn)裝置甲同樣也受環(huán)境因素的影響，因此，植物呼吸作用消耗O2量等于玻璃鐘罩內(nèi)氣體體積的改變量，即該植物的呼吸速率為(1.5＋0.5)×2＝4 g/h；凈光合速率為(4.5－0.5)×2＝8 g/h，白天光照15 h的凈光合作用量是8×15＝120 g，一晝夜葡萄糖的積累量等于15 h的光合作用實(shí)際產(chǎn)生量減去24 h的呼吸作用消耗量，等同于15 h的凈光合作用量減去9 h的呼吸作用消耗量，即120－4×9＝84 g。
答案：(1)①NaOH溶液 ②遮光 (2)①NaHCO3溶液
②光照充足、溫度等相同且適宜的環(huán)境中 (3)左 右
(4)4 84
課標(biāo)要求
核心素養(yǎng)
素養(yǎng)對(duì)接
素養(yǎng)水平
1.嘗試探究環(huán)境因素對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響。
2．舉例說出光合作用原理的應(yīng)用。
科學(xué)探究：根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究光合作用強(qiáng)度的影響因素。
水平三
社會(huì)責(zé)任：能夠根據(jù)光合作用原理指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)踐。
水平三
變量
內(nèi)容
操作及觀察
自變量
光照強(qiáng)度
調(diào)節(jié)臺(tái)燈與燒杯之間的距離
因變量
光合作用強(qiáng)度
單位時(shí)間內(nèi)葉片浮起的數(shù)量
影響因素
分析及應(yīng)用
光照強(qiáng)度
光照強(qiáng)度主要影響光反應(yīng)。合理密植也是對(duì)光照合理利用的充分體現(xiàn)
CO2濃度
CO2濃度主要影響暗反應(yīng)。在農(nóng)田生產(chǎn)時(shí)，可以通過合理使用有機(jī)肥來提高CO2濃度；大棚中適當(dāng)增加CO2濃度，如投放干冰等
溫度
溫度通過影響光合作用中酶的活性來影響光合作用強(qiáng)度。溫室栽培時(shí)，白天適當(dāng)提高溫度，夜間適當(dāng)降低溫度
核心知識(shí)小結(jié)
[要點(diǎn)回眸]
[答題必備]
光照強(qiáng)度：直接影響光反應(yīng)速率，光反應(yīng)產(chǎn)物NADPH與ATP的數(shù)量多少會(huì)影響暗反應(yīng)速率，這是最主要的因素。
溫度：影響光合作用過程，特別是暗反應(yīng)中酶的催化效率，從而影響光合作用強(qiáng)度。
CO2濃度：CO2是暗反應(yīng)的原料，CO2的濃度高低直接影響暗反應(yīng)速率。
無機(jī)營養(yǎng)：例如Mg是葉綠素的組成成分，N是光合酶的組成成分，P是ATP分子的組成成分。
水分：水分是光合作用的原料之一，缺少時(shí)可使光合作用強(qiáng)度下降。
30 min后紅墨水滴移動(dòng)情況
測定植物呼吸作用強(qiáng)度
甲裝置
____(填“左”或“右”)移1.5 cm
乙裝置
右移0.5 cm
測定植物凈光合作用強(qiáng)度
甲裝置
____(填“左”或“右”)移4.5 cm
乙裝置
右移0.5 cm