探究点二 影响光合作用的因素及其在生产上的应用 1．光照强度
(1)曲线分析：①A点：光照强度为0，此时只进行__________，释放的CO2量可表示此时________的强度。
②AB段：随光照强度增强，光合作用强度________，CO2释放量________，这是因为________________________________________________。
③B点所示光照强度为__________。此点的代谢特点是：___________ _____________________。光照强度只有在B点以上时，植物才能正常生长。
④BC段：表明随着光照强度不断加强，光合作用强度不断加强，到C点以上不再加强了。C点所示光照强度为________。
(2)应用：阴生植物的B点________，C点________，如图中虚线所示，间作套种农作物的种类搭配，林带树种的配置，可合理利用________；适当________光照强度可增加大棚作物产量。 2．CO2浓度
(1)曲线分析：①图1中A点表示________________________________的CO2浓度，即CO2补偿点；图2中的A′点表示进行光合作用所需CO2的________。 ②图1和图2中的B和B′点都表示________。
(2)应用：在农业生产上可以通过“正其行，通其风”，增施农家肥等增大CO2浓度，提高____________。 3．温度
(1)曲线分析：温度主要是通过影响与________________________而影响光合作用速率。 (2)应用：依据此曲线分析冬天温室栽培应该_______________ _________________________________________________________________，从而保证植物有机物的积累。
思维拓展 在分析以上单因子对光合作用的影响时，不仅要关注曲线的走势，还要注
意几个关键点，尤其是补偿点和饱和点，以及饱和点前和饱和点后的主要限制因子。一般来说，饱和点前的限制因子就是横坐标表示的因子，饱和点后的限制因子主要是横坐标表示的因子以外的因子。 探究点二
1．(1)①细胞呼吸 细胞呼吸 ②逐渐增强 逐渐减少 细胞呼吸释放的CO2有一部分用于光合作用 ③光补偿点 光合作用强度等于细胞呼吸强度 ④光饱和点 (2)前移 较低 光能 提高
2．(1)①光合作用速率等于细胞呼吸速率时 最低浓度 ②CO2饱和点 (2)光能利用率
3．(1)光合作用有关酶的活性
(2)白天调到光合作用最适温度，以提高光合作用；晚上适当降低温室温度，以降低细胞呼吸
四、关于总光合量与净光合量的比较、分析与计算 1．曲线及其解读
绿色植物每时每刻都在进行________，当在光下测定植物光合强度时，由于植物的细胞呼吸同时进行，因而实际测得的数值应为________与________的代数和。如图所示：
2．相关计算
植物的光合作用与细胞呼吸同时进行时，应存在如下关系：①光合作用实际产氧量(叶绿体产氧量)＝________________________________________。
②光合作用实际CO2消耗量(叶绿体消耗CO2量)＝_____________________。 ③光合作用葡萄糖净生产量(葡萄糖积累量)＝_________________________。
探究示例5 下图表示20℃时玉米光合作用强度与光照强度的关系，S1、S2、S3表示所
在部位的面积，下列说法中不正确的是( )
A．S1＋S3表示玉米呼吸作用消耗的有机物量 B．S2＋S3表示玉米光合作用产生的有机物总量 C．若土壤中缺Mg，则B点右移，D点左移 D．S2－S3表示玉米光合作用有机物的净积累量
10．(2010·广州一模)研究人员利用番茄植株进行了两组实验，实验一、二的结果分别用图中的(1)、(2)表示，请据图回答问题：
(1)实验一除满足植物对水和无机盐的需要外，还必须在适宜的__________________等外界条件下进行。
(2)实验一的自变量是______，图(1)中a点条件下番茄植株相对生长速率低于b点的主要原因是______________________________。日温26℃、夜温20℃一定是番茄植株生长的最适温度组合吗？________，理由是____________________________________。 (3)图(2)表示一个种植有番茄植株的密闭容器内O2含量的变化，据图分析： ①番茄植株光合作用释放的O2量和细胞呼吸消耗的O2量相等的点是______。
②该番茄植株经过一昼夜后，是否积累了有机物？________，理由是_____________。 ③根据图(2)在图(3)中以A为起点画出该密闭容器内CO2含量变化的曲线。
10．(1)光照强度和CO2浓度 (2)夜温 a点的夜温过低，导致植物夜间新陈代谢过弱，不利于物质合成、细胞分裂等生理活动的进行 不一定 没有在其他日温和夜温条件下对番茄植株的生长速率进行实验
(3)①B、C ②否 密闭装置内的O2含量比实验前低，说明番茄植株细胞呼吸消耗的有机物总量多于光合作用合成的有机物总量，因此没有积累有机物 ③见下图：
解析 (1)图(1)所示的实验中，自变量是夜温，光照强度、CO2浓度等都属于无关变量，无关变量要适宜且相同。
(2)夜温过低会降低酶的活性，从而导致细胞新陈代谢过弱，不利于物质合成、细胞分裂等生理活动。图1所示的实验结果是日温恒定在26℃的条件下进行的，日温改变时会改变植物的生长速率，所以还需在其他温度组合的条件下进一步探究，才能确定番茄植株生长的最适温度组合。
(3)密闭容器中O2的含量达到最高点或最低点，表明植物光合作用吸收的O2量和细胞
呼
吸释放的O2量相等。通过比较A点和D点的O2含量，就可推知番茄植株通过细胞呼
吸
消耗的有机物总量是否多于光合作用合成的有机物总量。
8.如图甲表示绿色植物叶肉细胞内发生的光合作用和细胞呼吸过程，图中a、b为光合作用的原料，①～④表示相关过程，图乙表示环境因素对小麦光合作用速率的影响。请回答：
(1)图甲中①过程进行的场所是____________________，②过程进行的场所是__________________。
(2)在有氧呼吸的第一阶段，除产生了[H]、ATP外，还有________的生成；①过程产生的O2用于相邻细胞的②过程，至少经过____层生物膜结构。
(3)若将该植物从CO2浓度为0.03%的环境中转移到CO2浓度为1%的环境中，在其他条件不变的情况下，叶绿体中C5的含量将______。
(4)在植物的无土培养液中加入HO，在温室大棚的CO2中检测到放射性的18O，这是因为水参与了__________________过程；如在温室大棚的O2中检测到放射性的18O，这是因为水参与了____________________过程。
(5)乙图Q点高CO2浓度条件下，若要进一步提高小麦光合作用速率，可采取的措施是___________________。
(6)干旱初期，小麦光合作用速率下降的主要原因可以用乙图来说明，其具体解释是________________________。
8．(1)叶绿体类囊体的薄膜 线粒体内膜 (2)丙酮酸 6
(3)下降 (4)有氧呼吸第二阶段 光合作用的光反应 (5)适当调节环境温度 (6)干旱初期，小麦叶片气孔逐渐关闭，导致体内二氧化碳浓度降低，光合速率下降
解析 叶绿体是光合作用的场所，水光解产生O2，发生在类囊体薄膜上；有氧呼吸的第三阶段产生水，该过程发生在线粒体内膜上；若叶绿体产生的氧气进入相邻细胞的线粒体中 需穿过2层叶绿体膜、2层细胞膜、2层线粒体膜；在植物的无土培养液中
加入HO，在温室大棚的CO2中检测到放射性的18O，是因为水参与了有氧呼吸的第二阶段，若在温室大棚的O2中检测到放射性的18O，是因为水参与了光合作用的光反应；在光照一定的情况下，影响光合作用的主要因素是二氧化碳的浓度和温度；干旱时小麦光合作用速率下降的主要原因是叶片气孔逐渐关闭，导致体内二氧化碳浓度降低，光合速率下降。
2．如下图所示，图甲表示某大棚蔬菜叶肉细胞的部分结构和相关代谢情况，其中a～f代表O2或CO2。图乙表示该植物在适宜条件下O2净产量(光合作用的O2产生量－呼吸作用的O2消耗量)与光照强度之间的关系曲线。据图回答下列问题：
(1)在图甲中，b可代表______，物质b进入箭头所指的结构后与______结合，生成大量的________。
(2)在适宜的条件下，若用CO2、HO供给植物进行代谢，则甲图中的d所代表的物质应是________。
(3)在图乙中，A点时叶肉细胞内生成的物质有________________，在N点后O2净产量的增长逐渐减慢并趋向平衡，其制约的内在和外在因素分别是________________、__________________。
(4)在其他条件不变的情况下，适当提高棚内的温度，可以提高蔬菜的产量，此时乙图中N点向____(左、右)移动。
(5)在图乙P点所处的状态时，叶绿体内ATP移动的方向是______________________。
题型3 光合作用与呼吸作用的相关计算
如图表示绿色植物鸭茅(属禾本科鸭茅属，为多年
生草本植物，幼叶呈折叠状)相对光合速率(%)与叶龄的关
系。请据图回答：
(1)B点表示________________________________________。
(2)新形成的嫩叶净光合速率(净光合速率＝真光合速率－呼吸速率)很低，从光合作用的光反应角度分析，是由于____________________；
从光合作用的暗反应角度分析，是由于__________；此外还有_________________等原因。
(3)CD段相对光合速率明显下降的原因是___________________________。
(4)光合产物从叶片中输出的快慢影响叶片的光合速率。若摘除花或果实，叶片光合速率随之降低的原因是__________________________________________。
(5)用与鸭茅大小相似的绿色叶片，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，立即再光照1 h(光强度相同)，再测其质量变化，得到如下结果：
组别 温度/℃ 暗处理后质量变化/mg 光照后与暗处理前质量变化/mg 甲 27 －1 ＋3 乙 28 －2 ＋3 丙 29 －3 ＋3 丁 30 －1 ＋1 参与光合作用的酶的最适温度大约在______；温度为30 ℃时，叶片真正的光合作用速率为____________。
解析 (1)从图中可以看出，在B点时，叶片充分展开，此时的相对光合速率为100%。(2)从影响光合作用光反应和暗反应的内部因素入手，结合嫩叶的生长状态进行分析。(3)从叶龄增大后的物质组成和结构上着手分析。(4)光合作用的产物大量运输到花和果实，摘除花或果实后，叶片中光合产物的输出受阻，光合速率随之降低。(5)黑暗中只进行细胞呼吸，光照下的增重是净光合量。按光照条件下的总光合量＝净光合量＋呼吸量进行计算，29 ℃时的总光合量最大，表明此时的光合酶活性最强。30 ℃时的总光合量＝光下净光合量＋光下呼吸量＋黑暗中的呼吸量＝3 mg/h。 答案 (1)叶片充分展开时，相对光合速率最大
(2)幼叶呈折叠状，吸收光能少、光合色素含量少(和叶绿体片层结构不发达等) 光合作用所需酶含量少、活性低 幼叶呈折叠状，气孔开度低 (3)叶绿素的含量减少，光合酶等酶的活性降低
(4)光合产物的输出受阻 (5)29 ℃ 3 mg/h
23．(10分)(2011·连云港联考)下图表示一个水稻叶肉细胞内发生的部分代谢简图。图中①～⑤表示反应过程，A～L表示细胞代谢过程中的相关物质，a、b、c表示细胞的相应结构。请据图作答：
(1)上图中，反应过程①的场所是____________________________，反应过程④的场所是________________。
(2)结构a中发生的能量转换过程是________________________________________ _____________。在其他环境条件适宜而光照强度恰为光补偿点时，单位时间内A～L各物质中产生量与消耗量相等的有______________________________________ __________________________________。
(3)叶肉细胞在③④⑤过程中，产生能量最多的过程是______________。
(4)干旱初期，水稻光合作用速率明显下降，其主要原因是反应过程____受阻。小麦灌浆期若遇阴雨天则会减产，其原因是反应过程____受阻。 24．(10分)(2010·上海卷，六)分析有关植物光合作用的资料，回答问题。
在一定浓度的CO2和适当的温度条件下，测定A植物和B植物在不同光照条件下的光合速率，结果如下表，据表中数据回答问题。 光合速率与呼吸速率相等时光照强度(千勒克司) 光饱和时光照强度(千勒克司) 光饱和时CO2吸收量 黑暗条件下CO2释放(mg/100 cm2叶·小量 (mg/100 cm2叶·小时) 时) A植物 B植物 1 3 11 5.5 3 9 30 15 (1)与B植物相比，A植物是在______光照条件下生长的植物，判断的依据是______________________________________________________。
(2)当光照强度超过9千勒克司时，B植物光合速率__________，造成这种现象的实质是__________跟不上____反应。
(3)当光照强度为9千勒克司时，B植物的总光合速率是____(mgCO2/100 cm2叶·小时)。当光照强度为3千勒克司时，A植物与B植物固定的CO2量的差值为____(mgCO2/100 cm2叶·小时)。
光合速率也受光合产物从叶中输出速率的影响。某植物正处于结果期，如图①。
(4)若只留一张叶片，其他叶片全部摘除，如图②，则留 下叶片的光合速率______，原因是________________________________________________________。
25．(15分)下图甲表示某绿色植物的细胞代谢状况；图乙表示在一定条件下测得的该植物光照强度与光合速率的关系；图丙是某兴趣小组将该植物栽培在密闭玻璃温室中，用红外线测量仪测得室内的CO2浓度与时间关系的曲线。请分析回答：
(1)图甲所示的该植物细胞代谢情况可用图乙的________________点表示。
(2)图乙中的a点表示__________________________________________________ ______________________。
当植物细胞内的部分代谢活动处于图乙中的b点时，叶绿体中ATP的移动方向是________________________________。
(3)在光照强度大于________klx时，植物才会表现出生长现象。在相同温度下，将该植物的叶片置于8 klx光照下9小时，然后移到黑暗处15小时，则该24小时内每100 cm2叶片的光合作用所消耗的CO2的量为________mg。
(4)若图乙曲线表示该植物在25℃时光照强度与光合速率的关系，并且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℃，那么在原有条件不变的情况下，将温度提高到30℃，理论上分析c点如何变化？________。
(5)由图丙可推知，密闭玻璃温室中氧气浓度最大的是________点，光合速率与呼吸速率相等的点是____________，j点与e点相比植物体内有机物含量发生了什么变化？________。
(6)某生物小组的同学为了研究叶绿体色素对不同波长光的吸收情况，设计了一个小试验，具体步骤如下：
①从室外选取4株生长发育状况一致的天竺葵，制作4个能装下天竺葵的相同规格的黑色硬纸盒，每个纸盒内分别装上不同颜色(红、黄、绿、蓝)功率相同的彩灯；
②将4株天竺葵分别放入4个黑色纸盒中，在相同适宜的条件下，接通电源，光照4小时。
③从4株经光照后的天竺葵上同时各取一片叶片放入培养皿中，滴加等量碘液； ④观察并比较各培养皿中叶片的颜色变化。
请你指出以上实验步骤中存在的明显不足并作修改：
________________________________________________________________________。 23．(1)叶绿体的类囊体薄膜 线粒体基质
(2)光能转变成活跃的化学能，再转变成稳定的化学能(或光能转变成有机物中稳定的化学能) G＝I、D＝K (3)⑤ (4)② ①
解析 a为叶绿体，①是光反应，场所是类囊体薄膜，②是暗反应，场所是叶绿体基质，A是ATP，B是ADP，C是[H]，D是氧气，F是C5，G是二氧化碳，E是C3。b是线粒体，③是呼吸作用第一阶段，④是有氧呼吸第二阶段，⑤是有氧呼吸第三阶段，H是丙酮酸，L是水，I是二氧化碳，J是[H]，K是氧气。 叶绿体中发生光能转变成活跃的化学能，再转变成稳定
化学能的过程。光照强度恰为补偿点时，光合作用与呼吸作用强度相等，G＝I、D＝K成立。有氧呼吸第三阶段[H]与O2结合，产生大量ATP。干旱缺水，造成叶片气孔关闭，CO2摄取不足，影响②暗反应进行。连续阴雨天，光照不足影响光反应①。
24．(1)弱光 因为A植物在光饱和时的光照强度低于B植物(A植物在光合速率与呼吸速率相等时的光照强度低于B植物) (2)不再增加 暗反应 光
(3)45 1.5 (4)增加 枝条上仅剩一张叶片，总光合产物减少，但结果期的植物对营养的需求量大，因此叶中光合作用产物会迅速输出，故光合速率增加
解析 由表中可以看出A植物达到光补偿点或饱和点所需的光照强度比B植物所需光照强度低，因此A与B相比较而言，A植物所需光照强度弱 。(2)本题考查了植物光合作用的影响因素和光反应、暗反应间的关系。当光照强度达到9千勒克司时，达到B植物对光的最大要求。光照强度继续增加，光反应会继续加快，但暗反应已达到最大值，不会继续增加，从而影响了光合作用的强度。(3)本题考查了光合作用过程中呼吸作用和光合作用间的关系。光饱合时，B植物光合作用所需要的二氧化碳等于光照下吸收的二氧化碳的量与呼吸作用释放量的和，为30＋15＝45。3千勒克司时，A植物固定CO2的量为11＋5.5＝16.5，B植物固定CO2的量为15，二者差值为1.5。(4)本题考查了光合作用速率的影响因素。其他叶片摘除后，结果期植物需要的大量营养由一个叶片提供，光合作用产物会迅速输出，从而光合速率增加。
25．(1)d (2)在光照强度为零时，植物只进行呼吸作用 从叶绿体的类囊体薄膜流向叶绿体的基质
(3)2 162 (4)右移 (5)h f、h 减少
(6)①不足：没有对所有材料编号；修改：将四组实验装置以及培养皿等编号。②不足：没有进行饥饿处理；修改：将天竺葵放置在黑暗处24小时。③不足：没有说明叶片选取是否一致；修改：选取叶龄相同、大小相似的叶片
1、晴朗夏季，将用全素营养液培养的植株放入密闭的玻璃罩内继续培养。每隔一段时间用CO2浓度检测仪测定玻璃罩内CO2浓度，绘制成如图所示曲线(水平虚线：实验开始时玻璃罩内CO2浓度)。据图得出的正确判断是
( )
A．AD段表示光合作用大于呼吸作用 B．影响曲线BC段变缓的主要因素是温度 C．FG段表明气孔关闭，不进行光合作用 D．体内的有机物在一昼夜内有所减少 答案 B
【训练1】►图1表示光合作用部分过程的图解，图2表示改变光照后，与光合作用有关的五碳化合物和三碳化合物在细胞内的变化曲线。据图回答下列问题。
图1 图2
(1)图1中A表示的物质是________，它由________产生，其作用主要是____________。 (2)图1中ATP形成所需的能量最终来自于________。若用放射性同位素标记14CO2，则14
C最终进入的物质是________。
(3)图2中曲线a表示的化合物是________，在无光照时，其含量迅速上升的原因是：________________________________________________________________________。
(4)曲线b表示的化合物是________，在无光照时，其含量下降的原因是：________________________________________________________________________。
答案 (1)[H] 水在光下分解 用于C3的还原 (2)太阳光能 (CH2O) (3)C3 CO2与C5结合形成C3继续进行，而C3不能被还原 (4)C5 C5与CO2结合形成C3量不变，而C3不能被还原为C5 【训练3】►(2012·郑州质量预测)甲、乙两图分别表示光照强度和空气中CO2含量对某绿色植物光合作用的影响，丙图表示一天内某时间段蔬菜大棚内CO2浓度随时间的变化曲线。请据图回答下列问题。
(1)甲图中的B点与乙、丙图中的________点叶肉细胞所处的生理状态相同，此时细胞中能产生ATP的部位有________________；如果在缺镁的条件下，G点将向________方移动。 (2)C点与B点相比较，叶绿体基质中C3的含量________(填“较多”、“较少”或“不变)。 (3)甲图中A点所进行的生理反应表达式为________________________________________________________________________。
(4)光合作用在遇到一定限制因素时，其速率将不再增加，图中限制E点的外界因素是________________________________________________________________________。
(5)据研究发现，当土壤干旱时，植物根细胞会迅速合成某种化学物质X。有人推测根部合成的X运输到叶片，能调节气孔的开闭。他们做了如下实验：从该植株上剪取大小和生理状态一致的3片叶，分别将叶柄下部浸在不同浓度X的培养液中，以分析叶片中X物质浓度与气孔开放程度之间的关系。一段时间后，可以测得有关数据。以上方案有不完善的地方，请指出来并加以改正。
①________________________________________________________________________； ②________________________________________________________________________。 答案 (1)D、G 线粒体、叶绿体、细胞质基质 右上
(2)较少 (3)C6H12O6＋6O2＋6H2O\\s\,"p":{"h":17.043,"w":55.314,"x":355.395,"y":182.083,"z":34},"ps":null,"s":{"letter-spacing":"-0.017酶(酶)6CO2＋12H2O＋能量 (4)温度、光照强度等 (5)①样本量太小。应“取大小和生理状态一致的叶片若干，平均分为三组” ②缺乏空白对照。应增加1组，将叶片的叶柄下部浸在不含X的培养液中 【训练4】►(2012·北京东城区)Wollny研究小组的实验：在某些因素的作用和影响下可以获得不同产量的春黑麦。实验结果如图所示，请据图回答下列问题。
(1)据图所知，影响春黑麦产量的因素有________。
(2)比较图中D、E、F三点，实验自变量是________。就图中所反映的因素来看，D点条件下限制春黑麦增产的主要因素是________，C点条件下限制春黑麦增产的主要因素是________。
(3)图中的数据可以说明，若想通过施肥提高产量，土壤应达到一定的湿度，请分析说明原因：________________________________________________________________________。 (4)除图中所示的因素外，若要进一步提高春黑麦的产量，还可以采取的措施是________。 解析 由图可知，随着光照强度、土壤湿度、施肥情况的增加，光合作用速率增强。D点是在弱光条件下光合作用的最大速率，其限制因素是光照强度。C点是在强光条件下光合作用的最小速率，限制其光合作用的主要因素是土壤湿度。矿质元素只有溶于水中才能被植物的根吸收和利用，只有土壤达到一定的湿度才能满足植物需要。除了上述因素外，CO2浓度、温度等条件都是影响光合作用的因素。
答案 (1)光照强度、土壤湿度、施肥情况 (2)光照强度 光照强度 土壤湿度 (3)生物体的一切生命活动都离不开水，故土壤应达到一定的湿度，才能保证生命活动的正常进行以及无机盐离子的充分溶解、吸收和利用 (4)合理密植、增加CO2浓度、温度要适宜等(写出一项即可)
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