人教版高三生物大一轮总复习第11讲能量之源光与光合作用二Word文档格式.docx
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B点后
光合作用强度>
C′点
CO2饱和点：
增加CO2浓度，光合作用强度不再增加
①大田要“正其行，通其风”，多施有机肥。
②温室内可通过放干冰、使用CO2生成器、施用农家肥与猪舍鸡舍连通等方法适当提高CO2浓度。
3．温度
（1）原理：
温度通过影响酶的活性影响光合作用强度。
光合作用强度和细胞呼吸强度都受温度的影响，但光合作用相关酶对温度反应更为敏感。
（3）应用：
温室栽培植物时，白天调到光合作用最适温度，以提高光合作用强度；
晚上适当降低温室内温度，以降低细胞呼吸强度，保证植物有机物的积累。
4．水
植物缺水会导致气孔关闭，CO2供应不足，影响光合作用强度。
（2）应用：
预防干旱，合理灌溉。
5．矿质元素
矿质元素是参与光合作用的许多重要化合物的组成成分，缺乏会影响光合作用的进行。
例如，N是酶的组成元素，N、P是ATP的组成元素，Mg是叶绿素的组成元素等。
在一定浓度范围内，增大必需矿质元素的供应，可提高光合作用强度；
但当超过一定浓度后，会因土壤溶液浓度过高，植物渗透失水而导致植物光合作用强度下降。
在农业生产上，根据植物的需肥规律，适时、适量地增施肥料，可以提高光能利用率。
6．多因子变量影响光合作用
（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。
温室栽培时，在一定光照强度下，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。
当温度适宜时，要适当提高光照强度和CO2浓度以提高光合速率。
【误区警示】
光合作用影响因素的四点提醒
（1）光照强度：
随光照强度增大，光反应生成的[H]和ATP增多，但是由于受到CO2浓度及内在因素的限制，光合作用速率不会无限增大。
（2）限制光合作用的内部因素：
酶的活性、色素的数量、C5的含量等。
①由于色素具有吸收、传递、转换光能的作用，限制光能吸收的主要内部因素是色素的数量。
②当其他条件适宜，CO2达到饱和点时，限制因素最可能是C5的含量。
（3）温度改变时，不管是光反应还是暗反应，均会受影响，但主要影响暗反应，因为参与暗反应的酶的种类和数量比参与光反应的多。
（4）CO2浓度对光合作用的影响。
CO2浓度很低时，光合作用不能进行；
当CO2浓度达到某值时，光合作用才能进行。
对于植物来说，也存在CO2的补偿点和饱和点，CO2浓度过大时，会抑制植物的细胞呼吸，进而影响光合作用。
1．（2016·
新课标全国卷Ⅰ）为了探究生长条件对植物光合作用的影响，某研究小组将某品种植物的盆栽苗分成甲、乙两组，置于人工气候室中，甲组模拟自然光照，乙组提供低光照，其他培养条件相同。
培养较长一段时间（T）后，测定两组植株叶片随光照强度变化的光合作用强度（即单位时间、单位叶面积吸收CO2的量），光合作用强度随光照强度的变化趋势如图所示。
回答下列问题：
（1）据图判断，光照强度低于a时，影响甲组植物光合作用的限制因子是________。
（2）b光照强度下，要使甲组的光合作用强度升高，可以考虑的措施是提高________（填“CO2浓度”或“O2浓度”）。
（3）播种乙组植株产生的种子，得到的盆栽苗按照甲组的条件培养T时间后，再测定植株叶片随光照强度变化的光合作用强度，得到的曲线与甲组的相同。
根据这一结果能够得到的初步结论是________
_________________________________________________________。
（1）曲线信息：
一定范围内，甲、乙组光合作用强度随光照强度的增加而增强，达到光饱和点后保持稳定。
（2）解题关键：
明确实验中两种变量，自变量即光照强度，因变量即光合作用强度。
【解析】 本题主要考查影响光合作用的因素与对照实验的分析方法。
（1）分析甲组曲线可知，在光照强度小于a时，随光照强度的增强，光合作用强度逐渐升高，此时影响光合作用强度的主要因素是光照强度。
（2）光照强度达到b后，光合作用强度不再增加，说明光照强度不再是影响光合作用的限制因素，CO2和温度成为影响光合作用的外界因素，故提高CO2浓度可以使甲组的光合作用强度升高。
（3）乙组与甲组相比，乙组处于低光照的环境中，受光反应的制约，乙组光合作用强度偏低；
这一差异的出现是环境不同造成的，这种变异是不可遗传的。
因为乙组中遗传物质未发生改变，所以将乙组的后代植株置于与甲组相同的环境中时，光合作用强度与甲组相同。
【答案】
（1）光照强度
（2）CO2浓度
（3）乙组光合作用强度与甲组的不同是由环境因素即低光照引起的，而非遗传物质的改变造成的
高考母题变式
变式1 题中曲线信息分析
（1）图中光合作用强度指净光合强度（填“总光合强度”或“净光合强度”）。
（2）当光照强度为a时，乙组植株叶肉细胞中产生[H]的结构有细胞质基质、线粒体和叶绿体。
变式2 题中曲线信息转换
如果将题中甲曲线改为1%CO2，乙曲线改为0.03%CO2，根据下图分析问题：
（1）ab段影响光合作用强度的主要因素是光照强度，原因是随光照强度的增强，光合作用强度增大。
（2）曲线中d点转向b点时，叶绿体中C5浓度降低（填“升高”或“降低”），原因是CO2浓度增大，C5的消耗速率增大，但合成速率不变。
2．如图曲线表示在适宜温度、水分和一定的光照强度下，甲、乙两种植物叶片的CO2净吸收速率与CO2浓度的关系。
下列分析正确的是（ ）
A．CO2浓度大于A时，甲才能进行光合作用
B．适当增加光照强度，A点将左移
C．CO2浓度为B时，甲、乙总光合作用强度相等
D．甲、乙光合作用强度随CO2浓度的增大而不断增强
【解析】 对于甲植物而言，A点时CO2净吸收速率为0，说明此时光合作用强度等于呼吸作用强度，故在A点之前，甲植物已经开始进行光合作用；
适当增加光照强度，光合速率增大，A点将左移；
CO2浓度为B时，甲、乙的净光合作用强度相等，而总光合作用强度＝净光合作用强度＋呼吸作用强度，由图可知，甲的呼吸作用强度大于乙，故B点时，甲的总光合作用强度大于乙；
在一定范围内随CO2浓度的增大，甲、乙的光合作用强度增强，超过这一范围，随CO2浓度的增大，光合作用强度不再增强。
【答案】 B
3．（2018·
湘潭模拟）下面为几种环境因素对植物光合作用影响的关系图，有关描述错误的是（ ）
A．图1中，若光照强度适当增强至最适状态，a点左移，b点右移
B．图2中，若CO2浓度适当增大至最适状态，a点右移，b点左移
C．图3中，a点与b点相比，a点时叶绿体中C3含量相对较多
D．图3中，限制b点光合作用的主要因素是光照强度和CO2浓度
【解析】 图1和图2中的a点代表光合作用强度和细胞呼吸强度相等，在曲线达到最高点之前，光照强度和CO2浓度都是限制光合作用强度的因素，当其中一个因素增大，要达到相同的生理状态，另一个因素在其相对较弱时即可满足，故图1中光照强度适当增大至最适状态时，a点会左移；
图2中CO2浓度适当增大至最适状态时，a点也会左移；
图1和图2中的b点代表光合作用的饱和点，限制因素光照强度和CO2浓度适当增大时，光合作用强度也会增大，所需的CO2浓度和光照强度也会增大，b点右移，故A项正确，B项错误；
图3中，a点和b点的光照强度相同，但a点CO2浓度比b点大，故a点时叶绿体中C3含量比b点多，C项正确；
图3中，b点时，光照强度和CO2浓度均是光合作用的限制因素，D项正确。
【解题归纳】
解答光合作用相关曲线的基本步骤
考点二 探究光照强度对光合作用的影响
1．实验原理
（1）在光照下，绿色植物通过光合作用产生O2。
（2）若叶片中的气体逸出，细胞间隙充满了水，浮力减小，叶片就会沉到水底；
若光合作用产生的O2充斥在叶片的细胞间隙中，浮力增大，叶片会从水底浮起。
（3）光照强度不同，则光反应产生O2的速率不同，叶片上浮的时间也不同。
2．实验步骤及主要操作
1．选择叶片的厚薄、颜色、鲜嫩程度要尽可能一致。
2．打孔时要避开大的叶脉，因为叶脉中没有叶绿体，而且会延长小圆形叶片上浮的时间，影响实验结果的准确性。
3．烧杯放置时前一个烧杯不能给后一个烧杯造成光照阻挡。
4．为确保溶液中二氧化碳含量充足，小圆形叶片可以放入NaHCO3溶液中。
►探究点1 实验装置创新
实验改进如下图所示：
将盛水玻璃柱隔在灯与试管之间的作用是排除光照引起的温度变化对实验结果的影响。
►探究点2 测定方法创新
利用下列简易装置中气体的变化量来测量某植物的细胞呼吸和光合作用强度（以单位时间内产生O2的量表示）。
（1）若测量植物的细胞呼吸强度，装置应放在黑暗环境中，将图中B三角瓶内放置NaOH溶液，此时C、D两侧的液面变化是C高D低。
（2）若测量植物的光合作用强度，装置应放在光照下并将图中B三角瓶内放置CO2缓冲溶液，此时C、D两侧的溶液变化情况不能判断。
4．阳光穿过森林中的空隙形成“光斑”，下图表示一株生长旺盛的植物一片叶子在“光斑”照射前后的光合作用过程中吸收CO2和释放O2的有关曲线，下列分析错误的是（ ）
A．图中实线代表二氧化碳吸收速率
B．“光斑”照射开始时，二氧化碳吸收速率慢于氧气释放速率
C．“光斑”移开后，虚线立即下降，一段时间后，实线才开始下降，这是因为“光斑”照射产生的ATP和[H]还可以继续还原C3
D．B点以后植物无法进行光合作用
【解析】 图示信息表明，当“光斑”开始照射叶片时，光照强度突然增高，光反应首先增强，因此突然升高的应当是氧气释放速率，当光反应增强后，推进暗反应的增强，所以二氧化碳吸收速率稍慢，故虚线为氧气释放速率，实线为二氧化碳吸收速率，A、B项正确；
“光斑”移开后，氧气释放速率马上下降，二氧化碳吸收速率过一段时间才开始下降，因为光反应产生的ATP和[H]还可以继续进行C3的还原，C项正确；
B点后，实线与虚线重合，依然有氧气释放，因此还可以进行光合作用，D项错误。
【答案】 D
5．如图表示在适宜温度、水分和一定的光照强度下，两种植物的叶片在不同CO2浓度下CO2的净吸收速率，下列叙述中正确的是（ ）
A．植物B在CO2浓度大于100×
10－6后，才开始进行光合作用
B．两种植物差异的根本原因是相关酶的不同
C．在适宜温度、水分和一定的光照强度下，将植物A和植物B放在密闭的玻璃罩中，植物B正常生活时间长
D．两条曲线交叉点代表植物A和植物B积累的有机物一样多
【解析】 该曲线表示二氧化碳浓度对植物净光合作用速率的影响，植物B在CO2浓度大于100×
10－6后，才开始积累有机物，不是才开始进行光合作用，A项错误；
两种植物差异的根本原因是DNA不同，B项错误；
分析题图可知，与植物B相比，植物A能有效利用低浓度的二氧化碳，因此在适宜温度、水分和一定光照强度下，将植物A和植物B放在密闭的玻璃罩中，植物A正常生活时间长，C项错误；
两条曲线交叉点代表植物A和植物B的净光合作用速率相同，即积累有机物的速率相同，D项正确。
6．（2018·
安徽六校联考）取生长旺盛的绿叶，用直径为1cm打孔器打出小圆片若干（注意避开大叶脉），抽出小圆片内的气体，并在黑暗处用清水处理使小圆片细胞间隙充满水，然后平均分装到盛有等量的富含不同浓度CO2的溶液的小烧杯中，置于光照强度和温度恒定且适宜的条件下，测得各组小圆片上浮至液面所需平均时间，将记录结果绘制成曲线如图1。
（1）与a浓度相比，b浓度时小圆片叶肉细胞的类囊体薄膜上[H]的生成速率________（填“快”“相等”或“慢”），此时小圆片的叶肉细胞中能产生ATP的细胞器有____________________。
（2）当CO2浓度大于c时，随着CO2浓度的增大，小圆片中有机物的积累速率________（填“加快”“不变”或“减慢”）。
（3）另取若干相同的小圆片分别置于温度相同且适宜、CO2溶液浓度为a的小烧杯中，选用40W的台灯作为光源，通过改变光源与小烧杯之间的距离进行实验，根据实验结果绘制成图2曲线（X1>
0）。
①该实验的目的是______________________________。
②限制B点净光合速率的主要外界因素是________，C点的含义是____________________________时光源与小烧杯之间的距离。
解答此题需明确以下两点：
（1）图1中小圆片上浮至液面所需平均时间间接反映光合速率，所需时间越短，光合速率越大。
（2）图2中O2释放速率为净光合速率，当O2释放速率为0时，依然进行光合作用。
【解析】
（1）与a浓度相比，b浓度时小圆片上浮速度快，即氧气释放速率大，所以小圆片叶肉细胞的类囊体薄膜上[H]的生成速率加快；
此时既能进行细胞呼吸，又能进行光合作用，所以产生ATP的细胞器有叶绿体、线粒体。
（2）根据图中信息，当CO2浓度大于c时，随着CO2浓度的增大，小圆片上浮至液面所需平均时间变长，说明光合速率下降，因此小圆片中有机物的积累速率减慢。
（3）①根据图2信息，自变量是距离，因变量是O2释放速率，因此，该实验的目的是探究光照强度对光合作用速率的影响。
②AB段随着距离的增加，光照强度减弱，但O2释放速率不变，说明X1至X2这段距离，光照强度很充足，此时限制光合速率的因素应为二氧化碳浓度；
C点时，氧气释放速率为0，即净光合作用速率为零，因此C点的含义是小圆片光合作用速率等于细胞呼吸速率时光源与小烧杯之间的距离。
【答案】
（1）快 叶绿体、线粒体
（2）减慢
（3）①探究光照强度对光合作用速率的影响
②二氧化碳浓度 小圆片光合作用速率等于细胞呼吸速率（净光合作用速率为零）
[构建知识网络]
[必背答题语句]
1．表述光合作用与细胞呼吸物质变化的不同：
光合作用是将无机物合成有机物，细胞呼吸是将有机物分解为无机物或分解为小分子有机物。
2．表述光合作用与细胞呼吸能量变化的不同：
光合作用是将光能转化为化学能贮存在有机物中，细胞呼吸是将有机物分解，产生ATP的过程。
3．如果用O2的变化量表示净光合速率，准确的表述应是：
一定时间内O2的释放量。
4．真正光合速率、净光合速率和呼吸速率三者的关系：
真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。
练真题[感悟高考 展示规律]
一、选择题
1．（2017·
天津理综）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。
如图显示两者在不同光照强度下的CO2吸收速率。
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
解析：
本题考查影响光合作用的因素及光反应与暗反应的特点。
光合作用的光反应与暗反应相互制约，相互影响。
从图示可以看出，在曲线图P点以前，野生型水稻光合速率大于突变型，而P点后野生型水稻光合速率小于突变型，说明在P点前，野生型水稻光反应速率较高，P点后，突变型水稻暗反应速率较高，A、B正确；
在P点前和P点后至光饱和点前，突变型水稻光合速率随光照强度增加而增加，即限制突变型光合速率的主要环境因素是光照强度，当光照强度大于光饱和点时，限制光合速率的主要因素是CO2浓度，C正确，D错误。
答案：
D
2．（2017·
北京理综）某植物光合作用、呼吸作用与温度的关系如图。
据此，对该植物生理特性理解错误的是（ ）
A．呼吸作用的最适温度比光合作用的高
B．净光合作用的最适温度约为25℃
C．在0～25℃范围内，温度变化对光合速率的影响比对呼吸速率的大
D．适合该植物生长的温度范围是10～50℃
本题主要考查影响光合作用和呼吸作用的环境因素以及识图能力。
由图可知，该植物呼吸作用的最适温度约为55℃，而光合作用的最适温度约为30℃，呼吸作用的最适温度比光合作用的最适温度高，A正确；
由图可知，净光合作用的最适温度约为25℃，B正确；
观察题图中曲线可知，在0～25℃范围内，总光合速率上升快于呼吸速率，温度变化对光合速率的影响比对呼吸速率的大，C正确；
净光合速率大于零时，植物才能生长，温度为50℃时，净光合速率为负值，植物不能生长，D错误。
3．（2015·
海南单科）将一株生长正常的某种植物置于密闭的玻璃容器内，在适宜条件下光照培养。
从照光开始，净光合速率随着时间延长逐渐下降直至为0，之后保持不变。
在上述整时间段内，玻璃容器内CO2浓度表现出的变化趋势是（ ）
A．降低至一定水平时再升高
B．降低至一定水平时保持不变
C．持续保持相对稳定状态
D．升高至一定水平时保持相对稳定
本题主要考查密闭容器中光合速率和呼吸速率的关系等相关知识。
由题干信息可知，从照光开始，净光合速率随着时间延长逐渐下降直至为0的过程中，光合速率大于呼吸速率，植物需要不断从外界吸收CO2，因此玻璃容器内CO2浓度不断降低。
在净光合速率为0且之后保持不变过程中，植物真光合速率等于呼吸速率，CO2浓度保持不变，B正确，A、C、D错误。
B
4．（2015·
海南单科）植物甲与植物乙的净光合速率随叶片温度（叶温）变化的趋势如图所示。
错误的是（ ）
A．植物甲和乙光合作用所需要的能量都来自于太阳能
B．叶温在36～50℃时，植物甲的净光合速率比植物乙的高
C．叶温为25℃时，植物甲的光合与呼吸作用强度的差值不同于植物乙的
D．叶温为35℃时，甲、乙两种植物的光合与呼吸作用强度的差值均为0
植物进行光合作用所需能量均来自于太阳能，A正确；
叶温在36～50℃时，植物甲的曲线在植物乙曲线上方，所以植物甲的净光合速率比植物乙的高，B正确；
叶温为25℃时，植物甲和乙的曲线没有相交，即二者的净光合速率不同，C正确；
叶温为35℃时，甲、乙两种植物的净光合速率相同且大于零，所以这两种植物的光合与呼吸作用强度的差值均大于0，D错误。
5．（2014·
新课标全国卷Ⅰ）正常生长的绿藻，照光培养一段时间后，用黑布迅速将培养瓶罩上，此后绿藻细胞的叶绿体内不可能发生的现象是（ ）
A．O2的产生停止B．CO2的固定加快
C．ATP/ADP比值下降D．NADPH/NADP＋比值下降
用黑布迅速将培养瓶罩上，导致绿藻细胞叶绿体内的光反应停止，不再产生O2、ATP和NADPH，使ATP/ADP、NADPH/NADP＋比值下降，A、C、D正确；
光反应停止，使暗反应中的C3还原受阻，导致C5含量减少，从而使CO2的固定减慢，B错误。
6．（2014·
四川理综）将桑树和大豆分别单独种植（单作）或两种隔行种植（间作），测得两种植物的光合速率如图所示（注：
光饱和点是光合速率达到最大值时所需的最低光照强度）。
据图分析，下列叙述正确的是（ ）
A．与单作相比，间作时两种植物的呼吸强度均没有受到影响
B．与单作相比，间作时两种植物光合作用的光饱和点均增大
C．间作虽然提高了桑树的光合速率但降低了大豆的光合速率
D．大豆植株开始积累有机物时的最低光照强度单作大于间作
由图可知与单作相比，两种植物在间作时的呼吸速率（光照强度为0时净光合速率的绝对值）不同，A错误；
与单作相比，间作时桑树的光饱和点增大，大豆的光饱和点减小，B错误；
间作提高了桑树的光合速率，并且间作大豆在较弱光照强度下的光合速率也高于单作，C错误；
开始积累有机物时的最低光照强度即光补偿点，由图知大豆单作时的光补偿点大于间作，D正确。
二、非选择题
7．（2017·
新课标全国卷Ⅰ）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。
（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_____________
_____________________________________________________________________________________________________________________。
该题主要考查影响光合作用和呼吸作用的环境因素。
（1）甲、乙植物在同一密闭小室中适宜条件下照光培养，由于植物进行光合作用吸收的CO2量大于呼吸作用释放的CO2量，因此密闭小室中的CO2浓度降低，植物的光合速率也随之降低；
甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物的，当甲种植物净光合速率为0时，对应的CO2浓度大于乙种植物的CO2补偿点，故乙种植物净光合速率大于0。
（2）在光照条件下植物进行光合作用释放O2，使小室中的O2浓度升高，而有机物分解产生的NADH在有氧呼吸第三阶段中需与O2结合而形成水，所以O2增多时，有氧呼吸会增加。
（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
8．（2017·
新课标全国卷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
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