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文档简介
PAGE20-能量之源——光与光合作用考点一光合作用的过程1.光反应和暗反应的过程图解:2.光反应与暗反应的区分与联系:阶段光反应暗反应场所叶绿体类囊体薄膜叶绿体基质物质变更①水的光解:H2O[H]+O2②ATP的合成:ADP+PiATP①CO2的固定:CO2+C52C3②C3的还原:2C3(CH2O)+C5能量转化光能→ATP中活跃的化学能ATP中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能联系光反应为暗反应供应[H]和ATP,暗反应为光反应供应ADP和Pi、NADP+3.利用同位素标记法推断光合作用C、H、O的转移途径:(1)H:3H2O[3H](C3H2O)。(2)C:14CO214C3(14CH2O)。(3)O:H218O18O2;C18O2C3(CH182O)。4.环境变更时间合作用各物质含量的变更分析:(1)分析方法:须要从物质的生成和消耗两个方向综合分析。示例:CO2供应正常、光照停止时,C3的含量变更状况:(2)结果:变更条件C3C5[H]和ATP(CH2O)CO2供应不变光照强→弱增加削减削减削减光照弱→强削减增加增加增加光照不变CO2充足→不足削减增加增加削减CO2不足→足够增加削减削减增加【高考警示】光合作用过程的三点提示(1)光反应阶段产生的[H]既可作还原剂,又可供应能量;ATP不仅用于暗反应阶段C3的还原,还用于叶绿体中蛋白质、核酸的合成。(2)色素汲取光能不须要酶,但把光能转化为化学能须要酶。光反应和暗反应过程均须要酶的催化。(3)光反应在光照条件下才能进行;暗反应不须要光,但在光下可以进行。若植物长期处于黑暗中,由于缺乏光反应产生的[H]和ATP,则暗反应不能进行。【典例】(2024·江苏高考)叶绿体中催化CO2固定的酶R由叶绿体DNA编码的大亚基和细胞核DNA编码的小亚基共同组装而成,其合成过程及部分相关代谢途径如图所示。请回答下列问题:(1)合成酶R时,细胞核DNA编码小亚基的遗传信息___________到RNA上,RNA进入细胞质基质后指导多肽链合成;在叶绿体中,参加大亚基肽链合成的RNA中,种类最多的是___________。
(2)进行光合作用时,组装完成的酶R需ATP参加激活,光能转化为ATP中的化学能是在___________(填场所)上完成的。活化的酶R催化CO2固定产生C3化合物(C3-Ⅰ),C3-Ⅰ还原为三碳糖(C3-Ⅱ),这一步骤须要________作为还原剂。在叶绿体中C3-Ⅱ除了进一步合成淀粉外,还必需合成化合物X以维持卡尔文循环,X为_______________。
(3)作为光合作用的重要成分,X在叶绿体中的浓度受多种因素调控,下列环境条件和物质代谢过程,与X浓度相关的有___________(填序号)。
①外界环境的CO2浓度②叶绿体接受的光照强度③受磷酸根离子浓度调整的C3-Ⅱ输出速度④酶R催化X与O2结合产生C2化合物的强度(4)光合作用旺盛时,许多植物合成的糖类通常会以淀粉的形式临时储存在叶绿体中,假如以大量可溶性糖的形式存在,则可能导致叶绿体___________。
【解析】(1)据图分析可知,细胞核DNA编码小亚基的遗传信息转录到RNA上,再通过核糖体上的翻译形成小亚基。叶绿体编码大亚基的DNA,经过转录和翻译,形成大亚基,在此过程中须要一种mRNA,多种tRNA,故须要RNA种类最多的是tRNA。(2)ATP是在光合作用光反应阶段合成的,场所是在叶绿体的类囊体薄膜。活化的酶R催化CO2固定产生C3化合物(C3-Ⅰ),C3-Ⅰ被还原为三碳糖(C3-Ⅱ),这一步骤须要[H]作为还原剂。从图中分析,C3化合物还原的产物除了C3-Ⅱ还有C5,X为C5。(3)外界环境的CO2浓度,干脆影响CO2的固定,间接影响C3的还原,进而影响C5的浓度,故①符合题意;叶绿体接受的光照强度,干脆影响光反应产生的[H]和ATP,间接影响C3的还原,进而影响C5的浓度,故②符合题意;磷酸根离子浓度干脆影响C3-Ⅱ输出速度,进而影响C5的浓度,故③符合题意;酶R能催化X与O2结合产生C2化合物,这种结合的强度会影响X的浓度,故④符合题意。(4)光合作用合成的糖类,假如以大量可溶性糖的形式存在,则可能导致叶绿体吸水涨破。答案:(1)转录tRNA(2)类囊体[H]C5(五碳化合物)(3)①②③④(4)吸水涨破(1)结合上题图示分析突然停止CO2的供应,短时间内叶绿体中[H]含量会怎样变更?提示:突然停止供应CO2,暗反应受到抑制,[H]的消耗速率下降,但合成速率短暂不变,[H]含量增多。(2)上题图中淀粉是该植物光合作用产生的有机物,此外还有其他有机物吗?提示:光合作用产生的有机物主要是糖类(淀粉等),也可合成蛋白质、脂质等有机物。(3)如何证明上题图中淀粉中的碳来源于CO2?提示:用14C标记CO2中的C,若淀粉中含有14C,则证明淀粉中的碳来源于CO2。(2024·全国卷Ⅰ)将一株质量为20g的黄瓜幼苗栽种在光照等相宜的环境中,一段时间后植株达到40g,其增加的质量来自 ()A.水、矿质元素和空气 B.光、矿质元素和水C.水、矿质元素和土壤 D.光、矿质元素和空气【解析】选A。植物生长过程中增重主要通过光合作用制造有机物,其主要过程是利用光能,将CO2和水合成储存能量的有机物,其中CO2来自空气。另外,植物体内蛋白质、核酸等有机物的合成还须要矿质元素,故A项正确。【加固训练】1.(2024·新乡模拟)绿色植物在进行光合作用时以H2O为供氢体,而光合细菌以H2S为供氢体进行光合作用。以下有关光合细菌的说法合理的是 ()A.没有成形的细胞核,拟核中分布着多条线状DNAB.以H2S为供氢体进行光合作用时,无法产生O2C.利用H2S作为原料,其光合作用的产物不行能是糖类D.生存须要光照条件,体内的叶绿体是光合作用的场所【解析】选B。绿色植物以H2O为供氢体进行光合作用时能产生O2,而光合细菌以H2S为供氢体进行光合作用时无法产生O2,B合理。细菌属于原核生物,其没有叶绿体,拟核中分布着一个大型环状DNA分子,以H2S作为原料时,其光合产物仍可能是糖类,A、C、D不合理。2.下图为光合作用过程示意图,在相宜条件下栽培小麦,假如突然将c降低至极低水平(其他条件不变),则a、b在叶绿体中含量的变更将会是 ()A.a上升、b下降 B.a、b都上升C.a、b都下降 D.a下降、b上升【解析】选B。由图解分析,c是CO2,a和b分别是[H]、ATP,若在其他条件不变的状况下,将c降低至极低水平,CO2的固定减弱,C3还原减慢,消耗[H]和ATP削减,则a、b在叶绿体中含量将会都上升。【方法技巧】细胞中C3和C5含量变更的推断技巧下图中Ⅰ表示光反应,Ⅱ表示CO2的固定,Ⅲ表示C3的还原,当外界条件(如光照、CO2)突然发生变更时,分析相关物质含量在短时间内的变更:(1)CO2供应不变,光照条件突然发生变更,可以分为两种状况:光照C3含量变更C5含量变更减弱Ⅰ过程减弱→[H]和ATP合成削减→Ⅲ过程减弱、Ⅱ过程短暂不变→C3消耗削减、合成短暂不变→C3含量增加Ⅰ过程减弱→[H]和ATP合成削减→Ⅲ过程减弱、Ⅱ过程短暂不变→C5消耗短暂不变、合成削减→C5含量削减增加与上述分析相反,结果是C3含量削减,C5含量增加(2)光照条件不变,CO2供应突然发生变更,可以分为两种状况:CO2供应C3含量变更C5含量变更削减Ⅱ过程减弱、Ⅲ过程短暂不变→C3合成削减、消耗短暂不变→C3含量削减Ⅱ过程减弱、Ⅲ过程短暂不变→C5消耗削减、合成短暂不变→C5含量增加增加与上述分析相反,结果是C3含量增加,C5含量削减考点二影响光合作用的因素及应用1.单因子变量对光合作用的影响:(1)光照强度。①原理:光照强度通过影响植物的光反应进而影响光合速率。光照强度增加,光反应速度加快,产生的[H]和ATP多,使暗反应中还原过程加快,从而使光合作用产物增加。②曲线分析:A点光照强度为0,此时只进行细胞呼吸,CO2释放量表示此时的细胞呼吸强度AB段光照强度加强,光合速率渐渐加强,但细胞呼吸强度大于光合作用强度B点光补偿点,此时间合作用强度=细胞呼吸强度,细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用BC段随着光照强度不断加强,光合作用强度不断加强,光合作用强度大于细胞呼吸强度C'点光饱和点,接着增加光照强度,光合作用强度不再增加③应用。a.温室生产中,适当增加光照强度,以提高光合速率,使作物增产。b.阴生植物的光补偿点和光饱和点都较阳生植物低,间作套种农作物,可合理利用光能。(2)CO2浓度。①原理:影响暗反应阶段,制约C3的形成。②曲线分析:A点光合速率等于细胞呼吸速率时的CO2浓度,即CO2补偿点A'点进行光合作用所需CO2的最低浓度B和B'点CO2饱和点,接着增加CO2的浓度,光合速率不再增加AB对应曲线段和A'B'对应曲线段在肯定范围内,光合速率随CO2浓度增加而增大③应用。a.大田要“正其行,通其风”,多施有机肥。b.温室内可适当补充CO2,即适当提高CO2浓度可提高农作物产量。(3)温度。①原理:通过影响酶的活性来影响光合作用。②曲线分析:AB段在B点之前,随着温度上升,光合速率增大B点酶的最适温度,光合速率最大BC段随着温度上升,酶的活性下降,光合速率减小,50℃左右光合速率几乎为零③应用:温室栽培植物时,白天调到光合作用最适温度,以提高光合速率;晚上适当降低温室内温度,以降低细胞呼吸速率,保证植物有机物的积累。(4)水分。①原理:水既是光合作用的原料,又是体内各种化学反应的介质,如植物缺水导致萎蔫,使光合速率下降。另外,水分还能影响气孔的开闭,间接影响CO2进入植物体内。②曲线分析:a.图1表明在农业生产中,可依据作物的需水规律,合理浇灌。b.图2曲线E处光合作用强度短暂降低,是因为温度高,蒸腾作用过强,部分气孔关闭,影响了CO2的供应。(5)矿质元素。在肯定浓度范围内,增大必需矿质元素的供应,可提高光合速率,但当超过肯定浓度后,会因土壤溶液浓度过高,植物吸水困难甚至失水而导致植物光合速率下降。2.多因子变量对光合作用的影响:(1)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:横坐标所表示的因素,不再是影响光合速率的因子,影响因子主要为各曲线所表示的因子。(2)应用。温室栽培时,在肯定光照强度下,白天适当提高温度,增加光合作用酶的活性,提高光合速率,也可同时充入适量的CO2,进一步提高光合速率。当温度相宜时,要适当提高光照强度和CO2浓度以提高光合速率。(3)影响光合作用多因子变量的分析方法。①分解思想:将多因子变量转化为多个单因子变量,如上图可以分解为光照强度影响光合作用,温度或CO2影响光合作用。②联系观点:找出多个因素影响的共同点,如上图中的P点,温度、光照强度和CO2浓度都比较低时,光合速率都比较低,说明此时间合作用较弱。③综合分析:各种环境因子对植物光合作用并不是单独地发挥作用,而是综合作用。但各种因子的作用并不是同等重要的,其中起主要作用的因子为关键因子,因此在分析相关问题时,应抓关键因子。【典例】(2024·全国卷Ⅰ)将生长在水分正常土壤中的某植物通过削减浇水进行干旱处理,该植物根细胞中溶质浓度增大,叶片中的脱落酸(ABA)含量增高,叶片气孔开度减小。回答下列问题。(1)经干旱处理后,该植物根细胞的吸水实力________________。
(2)与干旱处理前相比,干旱处理后该植物的光合速率会___________,出现这种变更的主要缘由是___________________。
(3)有探讨表明:干旱条件下气孔开度减小不是由缺水干脆引起的,而是由ABA引起的。请以该种植物的ABA缺失突变体(不能合成ABA)植株为材料,设计试验来验证这一结论。要求简要写出试验思路和预期结果。【解题指南】(1)关键信息:干旱处理睬导致植物根细胞中溶质浓度增大,叶片中的脱落酸(ABA)含量增高,叶片气孔开度减小。(2)必备学问:植物细胞中溶质浓度越大,细胞吸水实力越强;比照试验须要设置单一变量。【解析】本题考查植物的吸水和失水、光合作用的影响因素及试验设计的相关学问。(1)经干旱处理后,根细胞的溶质浓度增大,渗透压增大,对水分子吸引力增大,植物根细胞的吸水实力增加。(2)依据题干条件可知,干旱处理后该植物的叶片气孔开度减小,导致叶片细胞汲取CO2削减,暗反应减弱,因此光合速率会下降。(3)分析题意可知,试验目的为验证干旱条件下气孔开度减小不是由缺水干脆引起的,而是由ABA引起的,所以试验应分为两部分:①证明干旱条件下植物气孔开度变更不是由缺水引起的;②证明干旱条件下植物气孔开度减小是由ABA引起的。该试验材料为ABA缺失突变体(不能合成ABA)植株,自变量应分别为正常条件和缺水环境、植物体中ABA的有无,因变量均为气孔开度变更,据此设计试验。①取ABA缺失突变体植株在正常条件下测定气孔开度,经干旱处理后,再测定气孔开度。预期结果是干旱处理前后气孔开度不变,可说明缺水环境不影响ABA缺失突变体植株气孔开度变更,即干旱条件下植物气孔开度变更不是由缺水引起的。②将上述干旱处理的ABA缺失突变体植株分成两组,在干旱条件下,一组进行ABA处理,另一组作为比照组,一段时间后,分别测定两组的气孔开度。预期结果是ABA处理组气孔开度减小,比照组气孔开度不变,可说明干旱条件下植物气孔开度减小是由ABA引起的。答案:(1)增加(2)降低气孔开度减小使供应给光合作用所需的CO2削减(3)取ABA缺失突变体植株在正常条件下测定气孔开度,经干旱处理后,再测定气孔开度。预期结果是干旱处理前后气孔开度不变。将上述干旱处理的ABA缺失突变体植株分成两组,在干旱条件下,一组进行ABA处理,另一组作为比照,一段时间后,分别测定两组的气孔开度。预期结果是ABA处理组气孔开度减小,比照组气孔开度不变。(1)光下该植物产生ATP的细胞器有线粒体、叶绿体,若此时环境中的CO2浓度降低,该植物体内C3和C5含量变更分别是削减和增加。(2)若将某植物长期置于相宜光照和温度条件下的一个密闭容器内,那么该植物不能(填“能”或“不能”)正常生长,缘由是该植物在相宜光照和温度条件下,光合作用大于呼吸作用,使密闭容器内的CO2浓度持续降低,导致光合速率减慢或停止,因此该植物不能正常生长。(2024·北京模拟)为探究影响光合作用强度的因素,将同一品种玉米苗置于25℃条件下培育,试验结果如图所示。下列叙述错误的是 ()A.此试验有两个自变量B.D点比B点CO2汲取量高的主要缘由是光照强度大C.试验结果表明,在土壤含水量为40%~60%的条件下施肥效果明显D.制约C点时间合作用强度的因素主要是土壤含水量【解析】选A。由题意可知,本试验探究的自变量有光照强度、是否施肥、土壤含水量三个,A错误;由图示曲线可知,与D点相比,B点的光照强度较弱,光合作用强度也较弱,因此D点比B点CO2汲取量高的主要缘由是光照强度大,B正确;依据图示,同一光照条件下,当土壤含水量在40%~60%时,施肥与未施肥相比,CO2汲取量增加明显,C正确;C点土壤含水量较少,光合作用强度较低,因此制约C点光合作用强度的因素主要是土壤含水量,D正确。【加固训练】1.分别用相同光照强度的3种可见光照耀同种植物的叶片,在不同CO2浓度下,测定各组叶片的CO2补偿点、CO2饱和点和最大净光合速率(各组呼吸速率相同且基本不变),所得数据如下表所示。下列叙述错误的是 ()组别光的成分μmol·mol-1CO2补偿点μmol·mol-1CO2饱和点μmol·mol-1最大净光合速率μmol(CO2)·m-2·s-1甲红光83.11281.326.1乙黄光91.81174.920.4丙蓝光99.21334.633.4(CO2补偿点指叶片光合速率与呼吸速率相等时的外界环境中CO2浓度;CO2饱和点指叶片的光合速率达到最大时的最低CO2浓度。)A.叶绿体中汲取蓝紫光的色素有叶绿素和类胡萝卜素B.CO2浓度为83.1μmol·mol-1时,甲组试验中,植物叶绿体释放O2的量与线粒体消耗O2的量相等C.CO2浓度为1174.9μmol·mol-1时,影响甲、丙两组植物光合作用的主要因素不同D.由表格分析,三种光中,黄光不宜作为大棚栽培的补充光源【解析】选C。叶绿素主要汲取红光和蓝紫光,类胡萝卜素主要汲取蓝紫光,A正确;在甲组试验中,当CO2浓度为83.1μmol·mol-1时,植物处于CO2补偿点状态,即植物叶绿体释放O2的量与线粒体消耗O2的量相等,B正确;甲、丙两组植物的CO2饱和点均大于1174.9μmol·mol-1,所以当CO2浓度为1174.9μmol·mol-1时,影响甲、丙两组植物光合作用的主要因素都是CO2浓度,C错误;据题表可知利用黄光试验,在相同的光照强度下,其最大净光合速率较甲(红光)、丙(蓝光)两组小,所以三种光中,黄光不宜作为大棚栽培的补充光源,D正确。2.(2024·大同模拟)电场会对植物的生长发育产生一种“无形”的影响。在温室中同时增补电场和增施CO2,蔬菜产量可提高70%左右,这就是闻名的“电场产量倍增效应”。科学家依据电场强度与CO2浓度对黄瓜幼苗光合作用强度影响的试验,绘制如下曲线。据图回答下列问题:(1)第1组试验的作用是_______。在饱和光照强度下,该试验的自变量是________________。(2)第1组试验和第2组试验的曲线比较,说明_______________________。(3)依据试验曲线可知,在相同光照强度下,为了最大限度地增加作物产量,可以实行的措施是____________________。【解析】(1)第1组试验的条件为大气电场和大气CO2浓度,属于比照组,起比照作用。饱和光照强度下,试验的自变量是电场强度和CO2浓度。(2)第1组和第2组对比,二者的自变量为电场强度,第2组的净光合作用强度大于第1组,而二者的细胞呼吸强度相等,因此说明强电场可以提高植物的光合作用强度。(3)分析曲线可知,同一光照强度下净光合作用强度最大的是第4组,因此为了最大限度地增加作物产量,可增加电场强度和提高CO2浓度。答案:(1)比照电场强度和CO2浓度(2)强电场可以提高植物的光合作用强度(3)增补电场和增施CO2
考点三光合作用和细胞呼吸的关系1.光合作用与细胞呼吸的过程图解:2.光合作用与细胞呼吸的联系:(1)过程联系:(2)物质联系:①C:CO2(CH2O)C3H4O3CO2②O:H2OO2H2O③H:H2O[H](CH2O)[H]H2O(3)能量联系:3.光合作用与细胞呼吸过程中O2和CO2变更:【高考警示】光合作用与细胞呼吸的两个相识误区(1)误以为白天植物只进行光合作用。细胞呼吸无论是在有光还是无光条件下,都会始终进行,即使在进行光合作用时,细胞呼吸也没有停止。(2)误以为光合作用与细胞呼吸是两个独立的过程。光合作用积累的有机物被细胞呼吸利用,储存的能量通过细胞呼吸释放出来;细胞呼吸产生的CO2等物质可以被光合作用利用。【典例】(2024·全国卷Ⅱ)下图是表示某植物叶肉细胞光合作用和呼吸作用的示意图。据图回答下列问题:(1)图中①、②、③、④代表的物质依次是_______________、________、________、_______,[H]代表的物质主要是_______。
(2)B代表一种反应过程,C代表细胞质基质,D代表线粒体,则ATP合成发生在A过程,还发生在_______(填“B和C”“C和D”或“B和D”)。
(3)C中的丙酮酸可以转化成酒精,出现这种状况的缘由是______________。
【解析】(1)据题图分析可知,①为水光解的产物之一,应为O2;②为NADPH还原C3后的产物,应为NADP+;③为ATP的水解产物,应为ADP和Pi;④为CO2固定的反应物,应为C5;[H]所表示的物质为还原型辅酶Ⅰ,即NADH。(2)题图中A过程为光反应,B过程为暗反应,ATP合成发生在A过程;在细胞质基质中进行有氧呼吸第一阶段,线粒体内进行有氧呼吸其次、三阶段,这三个阶段都有ATP的合成。(3)在无氧条件下,植物细胞进行无氧呼吸,第一阶段葡萄糖分解为丙酮酸,其次阶段丙酮酸分解为酒精和CO2。答案:(1)O2NADP+ADP+PiC5NADH(或答:还原型辅酶Ⅰ)(2)C和D(3)在缺氧条件下进行无氧呼吸(1)上题图中若A代表一种反应过程,则A是光反应,须要的条件有光能、色素、酶等。(2)结合上题示意图分析,在人体内C中的丙酮酸不能(填“能”或“不能”)转化成酒精,缘由是人体内缺乏丙酮酸转化成酒精的酶。25℃条件下,将绿藻置于密闭玻璃容器中,每2h测一次CO2浓度,结果如图(假设细胞呼吸强度恒定)。请据图回答下列问题:(1)图中8~10h,细胞中能产生ATP的场全部____。
(2)图中所示试验中有2h是没有光照的,这个时间区间是_______h,试验12h,此时绿藻干重与试验前相比_____。
(3)图示试验过程中4~6h平均光照强度_________(填“小于”“等于”或“大于”)8~10h平均光照强度,推断依据是____
____。
【解析】密闭玻璃容器中CO2浓度的变更,反映的是其内的绿藻光合作用汲取的CO2量与呼吸作用释放的CO2量的差值,即表示的是净光合作用速率,据此分析柱形图中CO2浓度的变更并结合题意作答。(1)图中8~10小时,呼吸作用(细胞呼吸)和光合作用都能进行,因此能产生ATP的场全部细胞质基质、线粒体和叶绿体。(2)没有光照,绿藻的光合作用不能进行,但能进行呼吸作用,因此密闭玻璃容器中的CO2浓度会渐渐增加,据此可推知:在试验进行到2~4h没有光照。试验12h时,密闭玻璃容器中CO2浓度与试验起先时(0h)的基本相同,此时绿藻干重与试验前比较基本不变。(3)4~6h内密闭玻璃容器中CO2浓度保持恒定,说明此时间段内细胞呼吸与光合作用速率相等,同理8~10h时间段内细胞呼吸与光合作用速率也相等,但由于4~6h内密闭玻璃容器中CO2浓度较大,进而推知:4~6h平均光照强度小于8~10h平均光照强度。答案:(1)细胞质基质、线粒体和叶绿体(2)2~4基本不变(3)小于两时间段内细胞呼吸与光合作用速率相等,但是4~6小时CO2浓度较大,所以光照强度较小【学问总结】光合作用与有氧呼吸中[H]、ATP来源与去路考点四光合作用和细胞呼吸速率分析1.理解光合作用和细胞呼吸速率的关系:(1)记住一个基本关系式:实际(总)光合速率=净(表观)光合速率+呼吸速率。(2)明确三种表示方法:①O2的生成量=O2的释放量+黑暗中O2的汲取量。②CO2的消耗量=CO2的汲取量+黑暗中CO2的释放量。③有机物的生成量=有机物的积累量+黑暗中有机物的消耗量。2.明确多因素对光(CO2)补偿点、饱和点的影响:(1)理解光(CO2)补偿点、饱和点的含义:①光(CO2)补偿点:光合速率与细胞呼吸速率相等时对应的光照强度(CO2浓度),如上图中B点所示。②光(CO2)饱和点:最大光合速率对应的最小光照强度(CO2浓度),如上图C点所示。(2)环境条件对光(CO2)补偿点、饱和点的影响:①若环境条件变更导致呼吸速率增加或光合速率减小,则光(CO2)补偿点B右移,光(CO2)饱和点C左移。②若环境条件变更导致光合速率增加或呼吸速率减小,则光(CO2)补偿点B左移,光(CO2)饱和点C右移。③阴生植物与阳生植物相比,光(CO2)补偿点、饱和点都左移。3.光合速率的测定试验:(1)测定依据:实际光合作用速率=净光合作用速率+细胞呼吸速率。(2)测定装置:(3)方法解读:①测定细胞呼吸速率。a.小烧杯中放入相宜浓度的NaOH溶液,用于汲取CO2。b.玻璃钟罩应遮光处理,以解除光合作用的干扰。c.置于相宜温度环境中。d.测定单位时间内红色液滴向左移动距离,代表呼吸速率。②测定净光合作用速率。a.小烧杯中放入相宜浓度的CO2缓冲液,用于维持容器内CO2浓度恒定,以满意植物光合作用需求。b.赐予较强光照处理,且温度相宜。c.测定单位时间内红色液滴向右移动距离,代表净光合速率。【典例】某植物净光合速率的变更趋势如图所示。据图回答下列问题:(1)当CO2浓度为a时,高光照强度下该植物的净光合速率为_______。CO2浓度在a~b之间时,曲线_______表示了净光合速率随CO2浓度的增加而增加。
(2)CO2浓度大于c时,曲线B和C表示的净光合速率不再增加,限制其增加的环境因素主要是________。
(3)当环境中CO2浓度小于a时,在图示的3种光照强度下,该植物呼吸作用产生的CO2量________(填“大于”“等于”或“小于”)光合作用汲取的CO2量。
(4)据图可推想,在温室中,若要实行提高CO2浓度的措施来提高该种植物的产量,还应当同时考虑________这一因素的影响,并实行相应措施。
【解析】(1)由图可知,当CO2浓度为a时,高光照强度下该植物的净光合速率为0;CO2浓度在a~b之间时,曲线A、B、C的趋势均是随CO2浓度的增加而增加。(2)影响植物光合作用的因素包括光照强度、CO2浓度、温度等。CO2浓度大于c时,曲线B和C表示的净光合速率不再随着CO2浓度增加而增加,且曲线B中的净光合速率高于曲线C的净光合速率,曲线A的净光合速率仍旧可以增加,故限制曲线B和C净光合速率增加的环境因素主要是光照强度。(3)当环境中CO2浓度小于a时,在图示的3种光照强度下测得的净光合速率均小于0,说明植物的真正光合速率小于呼吸速率,故该植物呼吸作用产生的CO2量大于光合作用汲取的CO2量。(4)光照强度和CO2浓度能影响植物光合作用的进行,本题探讨了光照强度和CO2浓度共同作用对植物光合作用的影响,实行提高CO2浓度的措施来提高该种植物的产量,要考虑在此CO2浓度下能使植物达到较高净光合速率的光照强度。答案:(1)0A、B、C(2)光照强度(3)大于(4)光照强度图1是夏季晴朗的白天,某
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