高中生物课时讲练通配套课件：4.2.3《影响光合作用的环境因素》（苏教版必修1）
文档属性
| 名称 | 高中生物课时讲练通配套课件：4.2.3《影响光合作用的环境因素》（苏教版必修1） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1.8MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版 | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2012-09-19 23:51:36 | ||
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文档简介
(共72张PPT)
影响光合作用的环境因素
阅读教材P66并分析相关曲线，探究回答下列问题：
1．根据光照强度与光合作用速率的关系图像，试探讨：
（1）结合光合作用的过程，解释出现以上曲线变化的原因。
提示：光照是光合作用光反应的条件，主要影响光反应。光照强度增加，［H］和ATP浓度增大，增加光合作用速率，当达到饱和点后，光合作用速率不再增加。
（2）正常进行光合作用的棉花植株，突然停止光照，其叶绿体内的三碳化合物、五碳化合物的含量将发生怎样的变化？为什么？
提示：三碳化合物含量上升，五碳化合物含量下降。突然停止光照，光反应产生的［H］和ATP减少，使三碳化合物的还原速率降低，而由于二氧化碳浓度未发生变化，三碳化合物的生成速率未变，故三碳化合物的含量上升；五碳化合物的含量则下降。
（3）结合光照强度与光合作用速率的关系曲线，分析生产中有哪些措施可以提高作物产量。
提示：①延长光合作用时间：通过轮作，延长全年内单位土地面积上绿色植物进行光合作用的时间，提高有机物合成的时间，从而增加产量；
②增加光合作用面积：合理密植，提高单位时间的光能利用率，从而提高农作物产量。
2.根据CO2浓度与光合作用速率之间的关系图像，试探讨：
（1）若为植物提供高浓度的CO2，其光合作用速率情况将会怎样？
提示：在CO2饱和点之前，增加CO2浓度，光合作用速率提高；在CO2饱和点之后，增加CO2浓度，光合作用速率不再增加。
（2）正常进行光合作用的棉花植株，突然停止CO2供应，其叶绿体中三碳化合物和五碳化合物的含量将发生什么变化？为什么？
提示：三碳化合物含量减少，五碳化合物含量增加。因为CO2是暗反应的原料，在暗反应中，CO2和五碳化合物反应生成三碳化合物，三碳化合物在光反应产生的ATP提供能量的条件下，被［H］还原为五碳化合物和糖类。由于停止CO2供应时光照并未发生变化，所以CO2和五碳化合物的反应停止，而三碳化合物的还原仍在继续进行，所以三碳化合物含量会减少，五碳化合物含量会增加。
（3）结合CO2浓度与光合作用速率的关系曲线，分析在实际生产生活中如何提高作物产量。
提示：“正其行，通其风”或将蔬菜大棚与养鸡棚等相连来提高CO2浓度，提高植物光合作用速率，从而增加作物产量。
3.结合如图温度与光合作用速率之间的关系图像，思考下列问题：
（1）分析温度对光合作用速率影响的实质。
提示：光合作用是在酶的催化下进行的，温度通过影响酶的活性而影响光合作用速率。
（2）分析图像中AB段、BC段的形成原因。
提示：AB段表示随温度升高，酶的活性升高，光合作用速率逐渐增加，至B点时达到最大；B点对应的温度表示光合作用最适温度；BC段表示随温度升高，酶的活性下降，甚至失活，光合作用速率快速下降，直至完全停止。
（3）结合温度与光合作用速率之间的关系图像，分析该曲线在实际生产生活中有何应用。
提示：①冬天，温室栽培可适当提高温度；夏天，温室栽培又可适当降低温度。
②白天适当提高温度，以提高光合作用速率，晚上适当降低温度，以降低细胞呼吸速率，保证植物有机物的积累。
4.如图是多因素对光合作用速率影响的变化趋势图，试分析P点前、P→Q点、Q点后分别影响光合作用速率的因素。
提示：①P点前，限制光合作用速率的因素应为横坐标所表示的因素，随其因素的不断加强，光合作用速率不断提高。
②P点到Q点之间，限制因素既有横坐标因素，也有其他因素。
③Q点后，横坐标所表示的因素，不再是影响光合作用速率的因素，要想提高光合作用速率，可采取适当提高图示中其他因素的方法。
1．光合作用速率
（1）表示方法：通常用单位时间单位叶面积上的CO2固定量表示，或用O2、（CH2O）等产物的生成量来表示。
（2）净光合速率和真正光合速率
①净光合速率：即表观光合作用速率，常用一定时间内O2释放量、CO2吸收量或有机物积累量来表示。
②真正光合速率：即实际的光合作用速率，常用一定时间内O2产生量、CO2固定量或有机物产生量来表示。
③真正光合速率=净光合速率+呼吸消耗。
2.光合作用曲线中的“午休”和“晴转阴”现象
（1）午休现象
炎热夏季的中午，外界环境温度过高，植物的蒸腾作用过于旺盛，为减少水分散失，叶片气孔关闭。同时，大气中CO2进入受阻，导致暗反应减弱，合成有机物减少。
（2）“晴转阴”时影响光合作用的关键因素是光照强度，此时光照减弱，光合作用光反应阶段受到抑制，产生的［H］、ATP减少，影响了暗反应，有机物的产量也减少。
3.矿质元素对光合作用速率的影响
N、P、K等矿质元素参与合成与光合作用有关的物质，在一定范围内，增大矿质元素的供应量可提高光合作用速率，但当超过一定浓度后，会因土壤溶液浓度过高而导致植物失水、萎蔫。
水分的供应对光合作用速率的影响
(1)影响：水是光合作用的原料，缺水既可直接影响光合作用，又会导致叶片气孔关闭，限制CO2进入叶片，从而间接影响光合作用速率。
(2)应用：根据作物的需水规律合理灌溉。
【特别提醒】①对温室大棚采用无色透明玻璃以提高作物产量；
②若要降低光合作用强度，则用有色玻璃，如用红色玻璃，则透红光、吸收其他波长的光，光合能力比白光弱，但比其他单色光强；
③CO2达到一定浓度时，光合效率不再增加。如果CO2浓度继续升高，光合效率不但不会增加，反而要下降，甚至引起植物CO2中毒而影响植物正常的生长发育。
典例 (2010·安徽高考)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 ℃条件下培养，实验结果如图所示。请回答：
（1）与D点相比，B点条件下限制玉米CO2吸收量的因素是________，C点条件下限制玉米CO2吸收量的主要因素是________。
（2）实验结果表明，在______的条件下施肥效果明显。除本实验所涉及的因素外，从增加光合面积的角度考虑，采取_________措施能提高玉米的光能利用率。
解答本题应注意以下两点：
（1）光照强度、温度、土壤含水量、肥料供应情况均可影响植物光合作用强度。
（2）若单独改变某一条件，可以使光合作用强度继续增强，则该条件为此时光合作用的限制因素。
【规范解答】（1）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B点条件下限制玉米CO2吸收量的因素是光照强度；C点土壤含水量较低，光合作用强度较低，因此C点条件下限制玉米CO2吸收量的主要因素是土壤含水量。
（2）根据图示，同一光照条件下，当土壤含水量在40%～60%之间时，施肥的效果才能表现出来；从增加光合面积的角度考虑，采取合理密植的措施能提高玉米的光能利用率。
答案：（1）光照强度（或光强） 土壤含水量
（2）土壤含水量为40%～60% 合理密植
与光合作用相关的多曲线分析，容易忽视对横、纵坐标的理解，不能抓住关键点进行分析，不能对比分析，是此类试题容易出错的原因。分析此类曲线图示时，要结合题干信息，注意出现平台前和平台后的影响因素。
【变式备选】(2009·江苏高考)某研究性学习小组采用盆栽实验，探究土壤干旱对某种植物叶片光合速率的影响。实验开始时土壤水分充足，然后实验组停止浇水，对照组土壤水分条件保持适宜，实验结果如图所示。下列有关分析正确的有(多选)（ ）
A.叶片光合速率随干旱时间延长而呈下降趋势
B.叶片光合速率下降先于叶片叶绿素含量下降
C.实验2～4天，光合速率下降是由叶片叶绿素含量下降引起的
D.实验2～4天，光合速率下降可能是由叶片内CO2浓度下降引起的
【解析】选A、B、D。由图示曲线信息可知，实验条件下，随干旱时间的延长，叶片的光合速率呈下降趋势；对比甲、乙图示可知，叶片光合速率下降先于叶片叶绿素含量下降；由于2～4天光合速率下降早于叶绿素含量下降，因此，光合速率的下降不是叶绿素含量下降引起的；实验条件下，随时间推移，植物缺水严重、叶片失水、气孔关闭，导致CO2吸收量减少，使光合速率下降。
1.用一水生植物做如图所示的处理，不影响单位时间内产生气泡数的是（ ）
A．玻璃容器的容积
B．台灯与玻璃容器的距离
C．溶于水中的CO2的量
D．水生植物的叶片数
【解析】选A。台灯与玻璃容器的距离决定了光照强度，溶于水中的二氧化碳是光合作用的原料，水生植物叶片数目决定了叶绿体数目。
2.塑料大棚内的黄瓜在适宜的情况下生长，下列哪一项改变会使产量增加（ ）
A.O2的含量适当增加
B.CO2的含量适当增加
C.N2的含量适当增加
D.H2O的含量适当减少
【解析】选B。影响光合作用的主要因素有：H2O和CO2（原料）、温度（影响光合作用的酶活性）、光照强度（影响光合作用的光反应速率）。根据以上因素，选项中只有CO2的含量增加能够影响黄瓜的产量。
3.根据图中的曲线分析，在晴天，大田农作物光合作用的主要限制因素是（ ）
A.光照强度 B.CO2浓度
C.温度 D.水分
【解析】选B。本题考查影响光合作用的环境因素。由图可知当光照充足时，CO2浓度不同会影响光合作用速率。大气中CO2浓度为0.03%时，CO2浓度较低，限制了光合作用。
4.（2011·昆明高一检测）光照增强，光合作用增强，但在光照最强的夏季中午，由于气孔关闭，光合作用不但不能继续增强，反而下降，主要原因是（ ）
A.水分解产生的［H］的数量不足
B.暗反应过程中三碳化合物产生量不足
C.叶绿体利用光能合成的ATP的数量不足
D.水分含量减少
【解析】选B。夏季中午光照强度过大，叶片气孔关闭，二氧化碳进入叶片受阻，导致光合作用的暗反应过程中三碳化合物产生量下降，使光合作用强度下降。光照强度下降会导致水分解产生［H］量、ATP的合成量下降。
5.在正常条件下进行光合作用的某植物，当突然改变某条件后，即可发现其叶肉细胞内五碳化合物的含量上升，则改变的条件是（ ）
A.停止光照
B.停止光照并降低二氧化碳的浓度
C.升高二氧化碳的浓度
D.降低二氧化碳的浓度
【解析】选D。二氧化碳主要影响暗反应中的五碳化合物含量，二氧化碳浓度降低后，消耗的五碳化合物减少，从而使其积累量增加。
6.在一个透明的容器中加入适量NaHCO3稀溶液，将杨树叶片迅速封入其中，摇动容器，使容器内空气中的CO2和溶液中的CO2达到动态平衡，在保持温度不变的条件下进行实验。下列有关实验的叙述错误的是（ ）
A．随着光照时间的延长，溶液的pH的变化速度趋于缓慢
B．光照几分钟后，容器内溶液的pH将减小
C．如果将装置置于暗室中，一段时间后，溶液的pH将减小
D．该装置可以用来研究植物的光合作用
【解析】选B。适量NaHCO3起到CO2缓冲剂的作用；光照几分钟后，由于装置中的叶片进行光合作用，吸收CO2，容器内溶液中CO2量减少，pH增大。如果将该装置置于暗室中，此时植物只进行细胞呼吸，CO2量增多，一段时间后，溶液的pH将减小。
7.（2011·青岛高一检测）玉米是我国北方的主要农作物之一，常用做农业科研的重要材料。图1表示玉米细胞的某一生理状态，图2表示两个环境因素对光合速率的影响情况。请据图回答：
（1）图1所示生理状态______（能/不能）在图2曲线中找到对应点；若玉米长期处于图1所示生理状态则不能正常生长，原因是_________。
（2）请在图1中用箭头标出此状态时氧气的移动方向。
（3）图2中M点限制光合速率的主要因素是________，b点以后的主要限制因素是________。
（4）图2中两个环境因素影响的光合作用过程分别是________________。
【解析】（1）图1所示的含义是细胞呼吸释放的CO2一部分用于光合作用，一部分释放到细胞外，说明光合作用强度小于细胞呼吸强度，所以能在图2中找到对应点，但是长期下去植物不能正常生存，有机物含量越来越少。
（2）图示状态下作为需要氧气的有氧呼吸，线粒体不仅吸收了叶绿体产生的氧气而且还要从细胞外吸收氧气才能满足需要。
（3）图2中M点时若再提高光照强度则光合速率还会提高，说明此点限制光合速率的主要因素为光照强度，b点以后提高光照强度光合速率不再提高，说明限制因素不是光照强度，而是其他因素，如温度、CO2浓度等。
（4）图2中的两个环境因素分别是光照强度和CO2浓度，光照强度影响光反应，CO2浓度影响暗反应。
答案：（1）能 光合作用强度小于细胞呼吸强度，有机物不能积累
（2）如图
（3）光照强度 CO2浓度
（4）光照强度影响光反应，CO2浓度影响暗反应
一、选择题（本题包括6小题，每小题4分，共24分）
1.有关下列措施及对应的生物学原理的叙述错误的是（ ）
A．农田种植作物一年两茬，可延长光合作用时间
B．栽种秆矮、叶直而小的作物，能增加种植密度，有益于增大光合面积
C．温室条件下，通过增施农家肥可以提高作物对有机物的吸收
D．经常疏松土壤可以促进植物充分利用土壤中的矿质营养
【解析】选C。温室条件下，增施农家肥可增加土壤中矿质离子的含量和空气中CO2含量，以提高农作物的产量，作物不能从土壤中直接吸收有机物。
2．（2011·龙湖高一检测）我国青藏高原农区小麦产量高，新疆、甘肃产的瓜果特别甜，其主要原因是（ ）
A.昼夜温差大，太阳辐射强
B.CO2浓度高
C.雨量充沛
D.气温偏低，水分蒸发少
【解析】选A。我国青藏高原、新疆、甘肃等地区海拔高，太阳辐射强，白天可以形成更多的糖类等光合产物；同时由于昼夜温差大，夜晚温度低，呼吸消耗的有机物较少，因此小麦产量高、瓜果特别甜。
3．抽除叶片中的空气后，将叶片放入盛有新制的冷开水的三角瓶中，研究环境因素对光合作用的影响。下表4组实验中可以说明CO2对光合作用影响的是（ ）
A.1号 B.2号和4号
C.1号和4号 D.3号和4号
【解析】选C。本实验研究“CO2对光合作用的影响”，则应满足实验组有CO2，对照组无CO2，其他变量（如光照、温度等）均相同。
4.取某种植物生长状态一致的新鲜叶片，用打孔器打出若干圆片，圆片平均分成甲、乙、丙三组，每组各置于一个密闭装置内，并分别给予a、b、c三种不同强度的光照，其他条件一致。照光相同时间后，测得各装置内氧气的增加量如图所示，下列叙述错误的是（ ）
A.装置内增加的氧气来自于水的光解
B.光照强度为a时，光合作用停止
C.丙组装置内的CO2含量照光后比照光前低
D.该图反映了光合作用强度与光照强度的关系
【解析】选B。光合作用的过程从整体上说，就是叶绿体利用光能，在有关酶的催化下将CO2和H2O合成为（CH2O）并释放O2的过程。装置内增加的氧气，来源于水的光解；光照强度为a时，O2的增加量很少，因细胞在进行光合作用的同时，也进行细胞呼吸，光合作用产生的一部分氧被细胞呼吸利用；丙组处在最强的光照下，其水的光解加强，产生大量的ATP和［H］，从而加快了暗反应的速率，使装置内的CO2含量降低；氧气增加量的多少能反映出光合作用强度的大小，因此该图反映了光合作用强度与光照强度的关系。
5．下列①～④曲线图均表示光合作用速率与某些影响因素的关系。在下列各选项中，不正确的是（ ）
A．①图中的X因素可表示CO2浓度，植物在较强光照时的a点值一般要比在较弱光照时的低
B．③图中，阴生植物的b点值一般比阳生植物的低
C．④图中Z因素(Z3＞Z2＞Z1)可以表示CO2浓度，当光照强度小于c值时，限制光合速率增加的主要因素是光照强度
D.②图中Y因素最有可能代表光照强度
【解析】选D。②图中Y因素最有可能代表温度，而不是光照强度；光照强度增加到一定程度时，光合速率不再增加，但是不会下降。
【规律方法】坐标题目的分析方法
（1）明确横坐标、纵坐标的含义。
（2）曲线的起点、终点，看清起点、终点的位置很重要，往往代表特殊的含义。
（3）曲线的趋势：曲线随横轴变化是增加还是减少，是成正比的变化还是斜率在不断改变。如果是成正比的改变表现为直线变化，如不是成正比改变则表现为曲线变化。
（4）曲线的拐点：曲线的走势改变的点，有重要意义。
（5）同一坐标轴中的多条曲线：如果同一坐标轴中有多条曲线，要注意分析它们之间的联系，如起点、终点、走势有何异同，并对应到坐标轴相应的点，体会这些曲线所体现出来的生物学原理。
6.如图表示夏季玉米地里，距离地面高度不同处CO2浓度不同，图中实线表示上午10时的测定结果，虚线表示夜晚22时的测定结果。下列相关叙述正确的是（多选）（ ）
A.在富含有机肥的农田中，图中c点会右移
B.上午10时玉米植株对不同高度CO2的吸收量不同
C.夜晚时分，土壤中释放的CO2大多被玉米所固定
D.图中b点所对应的是玉米植株叶面积较大处的高度
【解析】选A、B、D。解答本题的关键是对图中曲线含义的解读。由图中曲线可知，a、b、c三点分别代表玉米地上方的大气、玉米植株叶面积较大处、地面处的CO2浓度。由于有机肥富含有机物，经微生物的分解可产生CO2， 因此施有机肥可使c点右移。图中实线表明，上午10时玉米植株不同高度CO2的吸收量不同，叶面积较大的b点由于光合作用面积较大，CO2的吸收量最大。夜晚时分，由于光反应无法进行，不能合成ATP和［H］，暗反应也不能进行，所以土壤中释放的CO2很难被固定，故C说法错误。
二、非选择题（共2小题，共26分）
7.（12分）（2011·青岛高一检测）研究人员以某植物为材料，利用多套如图装置，对影响光合作用的各种环境因素进行研究。
(1)在光合作用过程中，光反应为暗反应提供的两种物质是_______。
(2)在温度、二氧化碳浓度等条件不变的情况下，将图示装置由阳光下移至黑暗处，则植物叶肉细胞内三碳化合物含量_______(增加、减少)。
(3)为了探究温度对光合作用的影响，首先应在上图装置的烧杯内加入______，然后再打开该装置的活塞开关，使U型管两侧液面如图所示，关闭活塞，这一操作的目的是_______________________________________________。
【解析】（1）光反应的产物中只有氧气释放到外界，而ATP和［H］提供给暗反应。
（2）由光照处移至黑暗处时，光反应停止，三碳化合物的还原受到抑制，从而导致三碳化合物的量增加。
（3）因为光合作用需要从外界吸收二氧化碳，所以要利用NaHCO3等缓冲液提供CO2；打开活塞的目的是为了保证实验前容器内的气压与大气压强是相等的，也是为了使U型管两侧的液面相平便于读数。
答案：（1）ATP和［H］ （2）增加
（3）二氧化碳缓冲液 使容器内的气压与外界气压相等
【实验·探究】
8.（14分）某小组做了探究小球藻最适生长温度的预实验，实验结果见下表：
请根据预实验结果，设计进一步的探究实验。
材料用具：小球藻若干、大试管若干、含CO2缓冲液的培养液、水浴锅(控制温度)、量筒等。
（1）该实验应控制好的两个主要无关变量是：①_______；
②_______。
（2）实验步骤：
第一步：______________。
第二步：分组控制温度，__________(温度梯度差为1℃)。
第三步：光照6 h后测定O2的释放量。
【解析】本实验的单一变量是温度，其他需要控制的条件属于无关变量，如光照强度、小球藻的数量等。实验设计的基本步骤是：分组→控制变量→经过一段时间观察实验结果。
答案：(1)①相同光照时间和距离(或相同的光照强度)
②小球藻的数量相同
（2）将等量的含有足量CO2缓冲液的培养液分别装入5支试管，再将数量相同的小球藻分别浸入5支试管中，然后分别放入5个水浴锅中；
使其温度依次保持为38℃、39℃、40℃、41℃、42℃，并分别编号为1～5号
影响光合作用的环境因素
阅读教材P66并分析相关曲线，探究回答下列问题：
1．根据光照强度与光合作用速率的关系图像，试探讨：
（1）结合光合作用的过程，解释出现以上曲线变化的原因。
提示：光照是光合作用光反应的条件，主要影响光反应。光照强度增加，［H］和ATP浓度增大，增加光合作用速率，当达到饱和点后，光合作用速率不再增加。
（2）正常进行光合作用的棉花植株，突然停止光照，其叶绿体内的三碳化合物、五碳化合物的含量将发生怎样的变化？为什么？
提示：三碳化合物含量上升，五碳化合物含量下降。突然停止光照，光反应产生的［H］和ATP减少，使三碳化合物的还原速率降低，而由于二氧化碳浓度未发生变化，三碳化合物的生成速率未变，故三碳化合物的含量上升；五碳化合物的含量则下降。
（3）结合光照强度与光合作用速率的关系曲线，分析生产中有哪些措施可以提高作物产量。
提示：①延长光合作用时间：通过轮作，延长全年内单位土地面积上绿色植物进行光合作用的时间，提高有机物合成的时间，从而增加产量；
②增加光合作用面积：合理密植，提高单位时间的光能利用率，从而提高农作物产量。
2.根据CO2浓度与光合作用速率之间的关系图像，试探讨：
（1）若为植物提供高浓度的CO2，其光合作用速率情况将会怎样？
提示：在CO2饱和点之前，增加CO2浓度，光合作用速率提高；在CO2饱和点之后，增加CO2浓度，光合作用速率不再增加。
（2）正常进行光合作用的棉花植株，突然停止CO2供应，其叶绿体中三碳化合物和五碳化合物的含量将发生什么变化？为什么？
提示：三碳化合物含量减少，五碳化合物含量增加。因为CO2是暗反应的原料，在暗反应中，CO2和五碳化合物反应生成三碳化合物，三碳化合物在光反应产生的ATP提供能量的条件下，被［H］还原为五碳化合物和糖类。由于停止CO2供应时光照并未发生变化，所以CO2和五碳化合物的反应停止，而三碳化合物的还原仍在继续进行，所以三碳化合物含量会减少，五碳化合物含量会增加。
（3）结合CO2浓度与光合作用速率的关系曲线，分析在实际生产生活中如何提高作物产量。
提示：“正其行，通其风”或将蔬菜大棚与养鸡棚等相连来提高CO2浓度，提高植物光合作用速率，从而增加作物产量。
3.结合如图温度与光合作用速率之间的关系图像，思考下列问题：
（1）分析温度对光合作用速率影响的实质。
提示：光合作用是在酶的催化下进行的，温度通过影响酶的活性而影响光合作用速率。
（2）分析图像中AB段、BC段的形成原因。
提示：AB段表示随温度升高，酶的活性升高，光合作用速率逐渐增加，至B点时达到最大；B点对应的温度表示光合作用最适温度；BC段表示随温度升高，酶的活性下降，甚至失活，光合作用速率快速下降，直至完全停止。
（3）结合温度与光合作用速率之间的关系图像，分析该曲线在实际生产生活中有何应用。
提示：①冬天，温室栽培可适当提高温度；夏天，温室栽培又可适当降低温度。
②白天适当提高温度，以提高光合作用速率，晚上适当降低温度，以降低细胞呼吸速率，保证植物有机物的积累。
4.如图是多因素对光合作用速率影响的变化趋势图，试分析P点前、P→Q点、Q点后分别影响光合作用速率的因素。
提示：①P点前，限制光合作用速率的因素应为横坐标所表示的因素，随其因素的不断加强，光合作用速率不断提高。
②P点到Q点之间，限制因素既有横坐标因素，也有其他因素。
③Q点后，横坐标所表示的因素，不再是影响光合作用速率的因素，要想提高光合作用速率，可采取适当提高图示中其他因素的方法。
1．光合作用速率
（1）表示方法：通常用单位时间单位叶面积上的CO2固定量表示，或用O2、（CH2O）等产物的生成量来表示。
（2）净光合速率和真正光合速率
①净光合速率：即表观光合作用速率，常用一定时间内O2释放量、CO2吸收量或有机物积累量来表示。
②真正光合速率：即实际的光合作用速率，常用一定时间内O2产生量、CO2固定量或有机物产生量来表示。
③真正光合速率=净光合速率+呼吸消耗。
2.光合作用曲线中的“午休”和“晴转阴”现象
（1）午休现象
炎热夏季的中午，外界环境温度过高，植物的蒸腾作用过于旺盛，为减少水分散失，叶片气孔关闭。同时，大气中CO2进入受阻，导致暗反应减弱，合成有机物减少。
（2）“晴转阴”时影响光合作用的关键因素是光照强度，此时光照减弱，光合作用光反应阶段受到抑制，产生的［H］、ATP减少，影响了暗反应，有机物的产量也减少。
3.矿质元素对光合作用速率的影响
N、P、K等矿质元素参与合成与光合作用有关的物质，在一定范围内，增大矿质元素的供应量可提高光合作用速率，但当超过一定浓度后，会因土壤溶液浓度过高而导致植物失水、萎蔫。
水分的供应对光合作用速率的影响
(1)影响：水是光合作用的原料，缺水既可直接影响光合作用，又会导致叶片气孔关闭，限制CO2进入叶片，从而间接影响光合作用速率。
(2)应用：根据作物的需水规律合理灌溉。
【特别提醒】①对温室大棚采用无色透明玻璃以提高作物产量；
②若要降低光合作用强度，则用有色玻璃，如用红色玻璃，则透红光、吸收其他波长的光，光合能力比白光弱，但比其他单色光强；
③CO2达到一定浓度时，光合效率不再增加。如果CO2浓度继续升高，光合效率不但不会增加，反而要下降，甚至引起植物CO2中毒而影响植物正常的生长发育。
典例 (2010·安徽高考)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 ℃条件下培养，实验结果如图所示。请回答：
（1）与D点相比，B点条件下限制玉米CO2吸收量的因素是________，C点条件下限制玉米CO2吸收量的主要因素是________。
（2）实验结果表明，在______的条件下施肥效果明显。除本实验所涉及的因素外，从增加光合面积的角度考虑，采取_________措施能提高玉米的光能利用率。
解答本题应注意以下两点：
（1）光照强度、温度、土壤含水量、肥料供应情况均可影响植物光合作用强度。
（2）若单独改变某一条件，可以使光合作用强度继续增强，则该条件为此时光合作用的限制因素。
【规范解答】（1）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B点条件下限制玉米CO2吸收量的因素是光照强度；C点土壤含水量较低，光合作用强度较低，因此C点条件下限制玉米CO2吸收量的主要因素是土壤含水量。
（2）根据图示，同一光照条件下，当土壤含水量在40%～60%之间时，施肥的效果才能表现出来；从增加光合面积的角度考虑，采取合理密植的措施能提高玉米的光能利用率。
答案：（1）光照强度（或光强） 土壤含水量
（2）土壤含水量为40%～60% 合理密植
与光合作用相关的多曲线分析，容易忽视对横、纵坐标的理解，不能抓住关键点进行分析，不能对比分析，是此类试题容易出错的原因。分析此类曲线图示时，要结合题干信息，注意出现平台前和平台后的影响因素。
【变式备选】(2009·江苏高考)某研究性学习小组采用盆栽实验，探究土壤干旱对某种植物叶片光合速率的影响。实验开始时土壤水分充足，然后实验组停止浇水，对照组土壤水分条件保持适宜，实验结果如图所示。下列有关分析正确的有(多选)（ ）
A.叶片光合速率随干旱时间延长而呈下降趋势
B.叶片光合速率下降先于叶片叶绿素含量下降
C.实验2～4天，光合速率下降是由叶片叶绿素含量下降引起的
D.实验2～4天，光合速率下降可能是由叶片内CO2浓度下降引起的
【解析】选A、B、D。由图示曲线信息可知，实验条件下，随干旱时间的延长，叶片的光合速率呈下降趋势；对比甲、乙图示可知，叶片光合速率下降先于叶片叶绿素含量下降；由于2～4天光合速率下降早于叶绿素含量下降，因此，光合速率的下降不是叶绿素含量下降引起的；实验条件下，随时间推移，植物缺水严重、叶片失水、气孔关闭，导致CO2吸收量减少，使光合速率下降。
1.用一水生植物做如图所示的处理，不影响单位时间内产生气泡数的是（ ）
A．玻璃容器的容积
B．台灯与玻璃容器的距离
C．溶于水中的CO2的量
D．水生植物的叶片数
【解析】选A。台灯与玻璃容器的距离决定了光照强度，溶于水中的二氧化碳是光合作用的原料，水生植物叶片数目决定了叶绿体数目。
2.塑料大棚内的黄瓜在适宜的情况下生长，下列哪一项改变会使产量增加（ ）
A.O2的含量适当增加
B.CO2的含量适当增加
C.N2的含量适当增加
D.H2O的含量适当减少
【解析】选B。影响光合作用的主要因素有：H2O和CO2（原料）、温度（影响光合作用的酶活性）、光照强度（影响光合作用的光反应速率）。根据以上因素，选项中只有CO2的含量增加能够影响黄瓜的产量。
3.根据图中的曲线分析，在晴天，大田农作物光合作用的主要限制因素是（ ）
A.光照强度 B.CO2浓度
C.温度 D.水分
【解析】选B。本题考查影响光合作用的环境因素。由图可知当光照充足时，CO2浓度不同会影响光合作用速率。大气中CO2浓度为0.03%时，CO2浓度较低，限制了光合作用。
4.（2011·昆明高一检测）光照增强，光合作用增强，但在光照最强的夏季中午，由于气孔关闭，光合作用不但不能继续增强，反而下降，主要原因是（ ）
A.水分解产生的［H］的数量不足
B.暗反应过程中三碳化合物产生量不足
C.叶绿体利用光能合成的ATP的数量不足
D.水分含量减少
【解析】选B。夏季中午光照强度过大，叶片气孔关闭，二氧化碳进入叶片受阻，导致光合作用的暗反应过程中三碳化合物产生量下降，使光合作用强度下降。光照强度下降会导致水分解产生［H］量、ATP的合成量下降。
5.在正常条件下进行光合作用的某植物，当突然改变某条件后，即可发现其叶肉细胞内五碳化合物的含量上升，则改变的条件是（ ）
A.停止光照
B.停止光照并降低二氧化碳的浓度
C.升高二氧化碳的浓度
D.降低二氧化碳的浓度
【解析】选D。二氧化碳主要影响暗反应中的五碳化合物含量，二氧化碳浓度降低后，消耗的五碳化合物减少，从而使其积累量增加。
6.在一个透明的容器中加入适量NaHCO3稀溶液，将杨树叶片迅速封入其中，摇动容器，使容器内空气中的CO2和溶液中的CO2达到动态平衡，在保持温度不变的条件下进行实验。下列有关实验的叙述错误的是（ ）
A．随着光照时间的延长，溶液的pH的变化速度趋于缓慢
B．光照几分钟后，容器内溶液的pH将减小
C．如果将装置置于暗室中，一段时间后，溶液的pH将减小
D．该装置可以用来研究植物的光合作用
【解析】选B。适量NaHCO3起到CO2缓冲剂的作用；光照几分钟后，由于装置中的叶片进行光合作用，吸收CO2，容器内溶液中CO2量减少，pH增大。如果将该装置置于暗室中，此时植物只进行细胞呼吸，CO2量增多，一段时间后，溶液的pH将减小。
7.（2011·青岛高一检测）玉米是我国北方的主要农作物之一，常用做农业科研的重要材料。图1表示玉米细胞的某一生理状态，图2表示两个环境因素对光合速率的影响情况。请据图回答：
（1）图1所示生理状态______（能/不能）在图2曲线中找到对应点；若玉米长期处于图1所示生理状态则不能正常生长，原因是_________。
（2）请在图1中用箭头标出此状态时氧气的移动方向。
（3）图2中M点限制光合速率的主要因素是________，b点以后的主要限制因素是________。
（4）图2中两个环境因素影响的光合作用过程分别是________________。
【解析】（1）图1所示的含义是细胞呼吸释放的CO2一部分用于光合作用，一部分释放到细胞外，说明光合作用强度小于细胞呼吸强度，所以能在图2中找到对应点，但是长期下去植物不能正常生存，有机物含量越来越少。
（2）图示状态下作为需要氧气的有氧呼吸，线粒体不仅吸收了叶绿体产生的氧气而且还要从细胞外吸收氧气才能满足需要。
（3）图2中M点时若再提高光照强度则光合速率还会提高，说明此点限制光合速率的主要因素为光照强度，b点以后提高光照强度光合速率不再提高，说明限制因素不是光照强度，而是其他因素，如温度、CO2浓度等。
（4）图2中的两个环境因素分别是光照强度和CO2浓度，光照强度影响光反应，CO2浓度影响暗反应。
答案：（1）能 光合作用强度小于细胞呼吸强度，有机物不能积累
（2）如图
（3）光照强度 CO2浓度
（4）光照强度影响光反应，CO2浓度影响暗反应
一、选择题（本题包括6小题，每小题4分，共24分）
1.有关下列措施及对应的生物学原理的叙述错误的是（ ）
A．农田种植作物一年两茬，可延长光合作用时间
B．栽种秆矮、叶直而小的作物，能增加种植密度，有益于增大光合面积
C．温室条件下，通过增施农家肥可以提高作物对有机物的吸收
D．经常疏松土壤可以促进植物充分利用土壤中的矿质营养
【解析】选C。温室条件下，增施农家肥可增加土壤中矿质离子的含量和空气中CO2含量，以提高农作物的产量，作物不能从土壤中直接吸收有机物。
2．（2011·龙湖高一检测）我国青藏高原农区小麦产量高，新疆、甘肃产的瓜果特别甜，其主要原因是（ ）
A.昼夜温差大，太阳辐射强
B.CO2浓度高
C.雨量充沛
D.气温偏低，水分蒸发少
【解析】选A。我国青藏高原、新疆、甘肃等地区海拔高，太阳辐射强，白天可以形成更多的糖类等光合产物；同时由于昼夜温差大，夜晚温度低，呼吸消耗的有机物较少，因此小麦产量高、瓜果特别甜。
3．抽除叶片中的空气后，将叶片放入盛有新制的冷开水的三角瓶中，研究环境因素对光合作用的影响。下表4组实验中可以说明CO2对光合作用影响的是（ ）
A.1号 B.2号和4号
C.1号和4号 D.3号和4号
【解析】选C。本实验研究“CO2对光合作用的影响”，则应满足实验组有CO2，对照组无CO2，其他变量（如光照、温度等）均相同。
4.取某种植物生长状态一致的新鲜叶片，用打孔器打出若干圆片，圆片平均分成甲、乙、丙三组，每组各置于一个密闭装置内，并分别给予a、b、c三种不同强度的光照，其他条件一致。照光相同时间后，测得各装置内氧气的增加量如图所示，下列叙述错误的是（ ）
A.装置内增加的氧气来自于水的光解
B.光照强度为a时，光合作用停止
C.丙组装置内的CO2含量照光后比照光前低
D.该图反映了光合作用强度与光照强度的关系
【解析】选B。光合作用的过程从整体上说，就是叶绿体利用光能，在有关酶的催化下将CO2和H2O合成为（CH2O）并释放O2的过程。装置内增加的氧气，来源于水的光解；光照强度为a时，O2的增加量很少，因细胞在进行光合作用的同时，也进行细胞呼吸，光合作用产生的一部分氧被细胞呼吸利用；丙组处在最强的光照下，其水的光解加强，产生大量的ATP和［H］，从而加快了暗反应的速率，使装置内的CO2含量降低；氧气增加量的多少能反映出光合作用强度的大小，因此该图反映了光合作用强度与光照强度的关系。
5．下列①～④曲线图均表示光合作用速率与某些影响因素的关系。在下列各选项中，不正确的是（ ）
A．①图中的X因素可表示CO2浓度，植物在较强光照时的a点值一般要比在较弱光照时的低
B．③图中，阴生植物的b点值一般比阳生植物的低
C．④图中Z因素(Z3＞Z2＞Z1)可以表示CO2浓度，当光照强度小于c值时，限制光合速率增加的主要因素是光照强度
D.②图中Y因素最有可能代表光照强度
【解析】选D。②图中Y因素最有可能代表温度，而不是光照强度；光照强度增加到一定程度时，光合速率不再增加，但是不会下降。
【规律方法】坐标题目的分析方法
（1）明确横坐标、纵坐标的含义。
（2）曲线的起点、终点，看清起点、终点的位置很重要，往往代表特殊的含义。
（3）曲线的趋势：曲线随横轴变化是增加还是减少，是成正比的变化还是斜率在不断改变。如果是成正比的改变表现为直线变化，如不是成正比改变则表现为曲线变化。
（4）曲线的拐点：曲线的走势改变的点，有重要意义。
（5）同一坐标轴中的多条曲线：如果同一坐标轴中有多条曲线，要注意分析它们之间的联系，如起点、终点、走势有何异同，并对应到坐标轴相应的点，体会这些曲线所体现出来的生物学原理。
6.如图表示夏季玉米地里，距离地面高度不同处CO2浓度不同，图中实线表示上午10时的测定结果，虚线表示夜晚22时的测定结果。下列相关叙述正确的是（多选）（ ）
A.在富含有机肥的农田中，图中c点会右移
B.上午10时玉米植株对不同高度CO2的吸收量不同
C.夜晚时分，土壤中释放的CO2大多被玉米所固定
D.图中b点所对应的是玉米植株叶面积较大处的高度
【解析】选A、B、D。解答本题的关键是对图中曲线含义的解读。由图中曲线可知，a、b、c三点分别代表玉米地上方的大气、玉米植株叶面积较大处、地面处的CO2浓度。由于有机肥富含有机物，经微生物的分解可产生CO2， 因此施有机肥可使c点右移。图中实线表明，上午10时玉米植株不同高度CO2的吸收量不同，叶面积较大的b点由于光合作用面积较大，CO2的吸收量最大。夜晚时分，由于光反应无法进行，不能合成ATP和［H］，暗反应也不能进行，所以土壤中释放的CO2很难被固定，故C说法错误。
二、非选择题（共2小题，共26分）
7.（12分）（2011·青岛高一检测）研究人员以某植物为材料，利用多套如图装置，对影响光合作用的各种环境因素进行研究。
(1)在光合作用过程中，光反应为暗反应提供的两种物质是_______。
(2)在温度、二氧化碳浓度等条件不变的情况下，将图示装置由阳光下移至黑暗处，则植物叶肉细胞内三碳化合物含量_______(增加、减少)。
(3)为了探究温度对光合作用的影响，首先应在上图装置的烧杯内加入______，然后再打开该装置的活塞开关，使U型管两侧液面如图所示，关闭活塞，这一操作的目的是_______________________________________________。
【解析】（1）光反应的产物中只有氧气释放到外界，而ATP和［H］提供给暗反应。
（2）由光照处移至黑暗处时，光反应停止，三碳化合物的还原受到抑制，从而导致三碳化合物的量增加。
（3）因为光合作用需要从外界吸收二氧化碳，所以要利用NaHCO3等缓冲液提供CO2；打开活塞的目的是为了保证实验前容器内的气压与大气压强是相等的，也是为了使U型管两侧的液面相平便于读数。
答案：（1）ATP和［H］ （2）增加
（3）二氧化碳缓冲液 使容器内的气压与外界气压相等
【实验·探究】
8.（14分）某小组做了探究小球藻最适生长温度的预实验，实验结果见下表：
请根据预实验结果，设计进一步的探究实验。
材料用具：小球藻若干、大试管若干、含CO2缓冲液的培养液、水浴锅(控制温度)、量筒等。
（1）该实验应控制好的两个主要无关变量是：①_______；
②_______。
（2）实验步骤：
第一步：______________。
第二步：分组控制温度，__________(温度梯度差为1℃)。
第三步：光照6 h后测定O2的释放量。
【解析】本实验的单一变量是温度，其他需要控制的条件属于无关变量，如光照强度、小球藻的数量等。实验设计的基本步骤是：分组→控制变量→经过一段时间观察实验结果。
答案：(1)①相同光照时间和距离(或相同的光照强度)
②小球藻的数量相同
（2）将等量的含有足量CO2缓冲液的培养液分别装入5支试管，再将数量相同的小球藻分别浸入5支试管中，然后分别放入5个水浴锅中；
使其温度依次保持为38℃、39℃、40℃、41℃、42℃，并分别编号为1～5号