2022届高考生物二轮复习： 影响光合作用的因素突破（Word版含答案）

影响光合作用的因素突破
一、植物(叶片)种类与光合作用的关系
1、阳生植物与阴生植物对光能利用能力不同
例1(2020·全国卷Ⅰ)农业生产中的一些栽培措施可以影响作物的生理活动，促进作物的生长发育，达到增加产量等目的。回答下列问题：
农业生产常采用间作(同一生长期内，在同一块农田上间隔种植两种作物)的方法提高农田的光能利用率。现有4种作物，在正常条件下生长能达到的株高和光饱和点(光合速率达到最大时所需的光照强度)见下表。从提高光能利用率的角度考虑，最适合进行间作的两种作物是________，选择这两种作物的理由是__________________________ _。
作物 A B C D
株高/cm 170 65 59 165
光饱和点/ μmol·m－2·s－1 1 200 1 180 560 623
变式1 (2018·全国卷Ⅰ)甲、乙两种植物净光合速率随光照强度的变化趋势如图所示。回答下列问题：
(1)当光照强度大于a时，甲、乙两种植物中，
对光能的利用率较高的植物是__________。
(2)甲、乙两种植物单独种植时，如果种植密度过大，那么净光合速率下降幅度较大的植物是________，判断的依据是____________________________________________
_________________________________________________。
(3)甲、乙两种植物中，更适合在林下种植的是________
变式2．西瓜、玉米和辣椒轮作和固定种植玉米相比，其优点有 ______________________
_ _(答出两点即可)。
2、 叶面积指数、叶龄不同对光能利用能力不同
例1：如图表示该作物相对光合速率(即不同叶龄叶片的净光合速率与B点对应光合速率的比值)与叶龄的关系，A点表示幼叶呈折叠状，B点表示叶片充分展开；
图中AB段相对光合速率上升，从光反应角度分析，原因是_________________________________________ ，
CD段相对光合速率明显下降的原因是____________________________ 。
变式：同一植株的底部叶片呼吸作用强度比顶部叶片弱，其内部原因最可能是
总结：成熟的叶片光合作用能力最强，为提高产量应适当摘除老叶、残叶，减少呼吸消耗，提高产量）
例2．[2018·全国ⅢT29(2)]植物的叶面积与产量关系密切。叶面积系数(单位土地面积上的叶面积总和)与植物群体光合速率、呼吸速率及干物质积累速率之间的关系如下图所示。
由图可知：当叶面积系数小于a时，随叶面积系数增加，群体光合速率和干物质积累速率均_____。当叶面积系数超过b时，群体干物质积累速率降低，其原因是 。
总结：适当的叶面积指数（合理密植、适时间苗、适时修剪）有利于有机物的积累
二、环境因素：
1.CO2浓度——影响暗反应C3化合物的生成(温度和水分均可影响气孔开放从而影响CO2吸收量)
例1 CO2作为植物光合作用的原料参与________阶段，随CO2浓度的增加，光合作用强度的变化情况是________________。在保证光照充足的前提下，为提高冬季大棚内栽培的该植物的净光合速率可以采取的措施有____________________ 。
VS温室作物可通过 措施增大CO2浓度。
例2、（2018全国Ⅰ卷，8节选）甲、乙两种植物净光合速率随光照强度的变化趋势如图所示。
（1）某植物夏日晴天中午12：00时叶片的光合速率明显
下降，其原因是进入叶肉细胞的_________（填“O2”或“CO2”）不足
VS 写出在高温时导致光合作用减弱的两个可能原因　
______________________
；
②_______________________ _ 。
变式1．[2019·全国ⅠT29（1）(2)]将生长在水分正常土壤中的某植物通过减少浇水进行干旱处理，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。
(1)经干旱处理后，该植物根细胞的吸水能力________ 。
（2）与干旱处理前相比，干旱处理后该植物的光合速率会________，出现这种变化的主要原因是_____________________________________。
变式2.为研究适宜浓度的水杨酸（能使叶片的气孔张开程度变大）和不同光照强度对番茄光合作用速率的影响，研究人员利用番茄植株为实验材料，在适宜条件下进行有关实验，结果如下：
当光照强度在D至E的范围内增大时，不施用水杨酸组的光合速率基本不变，但施用水杨酸组的光合速率继续增大，原因是
。
总结答题关键语句： 部分气孔关闭，CO2供应不足（CO2进入细胞减少/胞间CO2减少/CO2吸收减少等）
2、水————主要通过影响气孔开放影响CO2吸收量从而影响光合速率（合理灌溉）
例、科研人员通过实验研究了不同土壤含水量对番茄幼苗叶片光合作用的影响，土壤含水量分别为正常灌溉水量（a）。85%正常灌溉水量（b）。65%正常灌溉水量（c）。50%正常灌溉水量（d）。35%正常灌溉水量（e），测得相关数据如下表。请回答下列问题：
a b c d e
净光合速率（μmoL·m-2·s-1） 6.20 5.68 5.06 3.66 2.88
气孔导度（mmoL·m-2·s-1） 0.182 0.164 0.147 0.138 0.110
胞间CO2(μL·L-1) 242 234 240 252 290
注：气孔导度越大，说明气孔开放程度越大，越有利于叶片与环境的气体交换。
(1)科研人员所做研究实验的自变量是________ _，其中_________组是实验的对照组。
(2) 随着土壤含水量的降低，番茄幼苗净光合速率发生的变化是______ ；有人认为这种变化是含水量降低使叶肉细胞CO2供应不足导致的，据表中数据分析，这种观点是_________（填“正确”或“错误”）的，理由是________ _。
3、温度：通过影响 进而影响光合速率
例1、 结合下图分析回答问题：
(1)在0～25 ℃范围内，光合速率明显比呼吸速率升高得快，原因是 _____________________________________ _
。
(2)当温度高于30 ℃时，大豆植株光合速率随温度升高明显下降的主要原因是 ______________________________________
_ (至少答出两点)。
应用（1）大田：受季节限制
（2）温室：白天适当 ，夜间 ，降低细胞呼吸，减少有机物消耗。（增大昼夜温差）
变式.下图是科研人员探究低温对甲、乙两个品种玉米幼苗叶绿素含量和光合速率影响的实验结果。回答下列问题：
(1)绿叶中的色素分布在叶绿体的_________________________ ________上，从绿叶中提取的色素可用_________法进行分离。
(2)(填甲或乙)_____玉米品种更适合在我国北方地区种植。在冬季，植物的光合速率会下降，导致冬季光合速率下降的主要环境因素是_________________________ (至少答两点)。
(3)实验结果显示，低温处理一段时间，两个品种玉米的叶绿素含量均下降，可能的原因是__________________________________________ _________________________________。叶绿素含量降低，光合速率也会降低，原因是________________________________________________ _____________________________________________________________。
4、矿质元素 ——合理施肥
例1为研究低钾条件对某种农作物2个品种光合作用的影响，科研人员进行了实验，结果如下表所示。回答下列问题：
(1)低钾处理后，2个品种光补偿点均增大，主要原因是 _____________________________ 。
(2)据表分析，为提高产量，在缺钾土壤中种植该种农作物时，可采取的相应措施是__________________
_ (写出两点即可)。
变式：植物的生长与氮素的吸收、同化、转移等过程密切相关。科研人员对烟草叶片光合作用中的氮素利用进行了相关研究。
(1)参与光合作用的很多分子都含有氮，氮与____离子参与组成的叶绿素能够吸收光能用于驱动水的分解和__________物质的合成；RUBP羧化酶将CO2固定为_______ ，再进一步被还原为糖类。
(2)科研工作者对烤烟品种K326施加不同的供氮量处理， 实验结果如下：
组别 氮浓度(mmol/L) 比叶氮(g/m2) 叶绿素含量(mg/dm2) 叶绿体CO2浓度(μmol/mol) 净光合速率(μmol/m2/s)
低氮 0.2 0.5 1.6 75 9
中氮 2 0.95 2.8 125 15
高氮 20 1.1 3.0 80 14.9
注：比叶氮表示单位叶面积的氮素的含量
①从表中数据可知，氮素对烤烟叶片净光合速率的影响是___________________ _。
②研究人员推测出现该现象的原因可能是：施氮提高了_______ _的合成，进而影响光合速率；但在高氮情况下，_________ 成为影响光合速率持续升高的限制因素。
(3)植物光合系统中的氮素分配受供氮量等因素的影响，研究人员对叶片光合系统中氮素的含量及分配进行了检测，结果如下：
注：叶片氮素可分为光合氮素和非光合氮素；前者包括捕光氮素和羧化氮素
检测结果显示：相对于中氮，高氮环境下，氮素从___________向________转化，且羧化氮素所占比例降低，影响RuBP 羧化酶活性，进而影响了光合作用的_________阶段。
(4)综合以上信息，从物质与能量的角度对烤烟种植提出合理建议并说明理由。
5.光照强度
例1.Ⅰ.细辛是一种在森林下部生活的植物，滨藜是一种在沙漠中生活的植物。下图是光照强度对两种植物光合作用强度影响的曲线（甲、乙）。请据下图作答：
(1)图中代表滨藜光合作用强度变化曲线的是____________，判断依据是________________________。
(2)甲曲线上b1点时植物叶肉细胞内光合作用吸收的CO2来自____________，据图分析，光照强度为b2和c时，限制乙植物光合作用的主要环境因素分别是____________和____________。
Ⅱ.在玻璃温室中，研究小组分别用三种单色光对某种绿叶蔬菜进行补充光源（补光）实验，结果如图所示。补光的光强度为150μmoL·m-2·s-1，补光时间为上午7：00～10：00，温度适宜，请回答下列问题：
(3)某同学通过对实验结果分析得出只要对温室中植物进行补光就可以提高光合作用的结论，该结论正确吗？___________，依据是________________________ 。
(4)光饱和点是光合速率达到最大值时所需的最低光照强度。若680nm补光后植株的光合色素增加，CO2未达到最适浓度，则光饱和点将____________（填“上升”“不变”或“下降”），原因是______
。总结：一、曲线类答题模板
正确解答曲线坐标题的析题原则可分为识标、明点、析线三个步骤：
1、识标：弄清纵、横坐标的含义及它们之间的联系
2、明点：明确坐标图上特殊点的含义，若为多重变化曲线坐标图，则应以行或列为单位进行对比、分析，揭示其变化趋势。
3、析线：根据纵、横坐标的含义可以得出：在一定范围内（或超过一定范围时），随“横坐标量”的变化，“纵坐标量”会有怎样的变化。从而揭示出各段曲线的变化趋势及其含义。
注：若为多重变化曲线坐标图，则可先分析每一条曲线的变化规律，再分析不同曲线变化的因果关系、先后关系，分别揭示其变化趋势，然后对比分析，找出符合题意的曲线、结论或者是教材中的结论性语言。
图表类试题分析思路类似
二、常见设问方式的答题技巧：
1、……，判断依据是______________。该类题目的答案通常由题中图表或文字信息直接反应，只需正确描述图表信息即可
2、……，其原因（目的）是__________。
通常为三步法：起因(抄题干)＋媒介（第一句话承前，第二句话启后)＋结果(抄题干)
变式1．我国科研人员研制出一种转双基因（即转了两个基因）水稻，使水稻产量进一步提高，为国家粮食安全提供了保障。下图甲是在某一温度下测得的光照强度对转双基因水稻和原种水稻光合速率的影响曲线；图乙是在光照为1000Lux下测得的温度对两种水稻光合速率的影响曲线。请据下图回答：
(1)研究发现转双基因水稻和原种水稻叶片中的光合色素种类和含量无显著差异，可推测转双基因水稻是通过促进光合作用的_________反应阶段来提高光合速率的，该阶段发生在___________。（填具体部位）
(2)结合图乙分析，图甲曲线是在_____________℃条件下测量绘制而成的。图甲中光照强度高于1000Lux时，限制原种水稻光合速率的主要环境因素有___________________ （写出两点），从光合作用过程分析，光照强度在200-400Lux时两种水稻光合速率相同的原因是_____________
。
(3)某地区常年为高温、晴朗天气，更适合种植转双基因水稻，其依据是_______
。
变式2．某科研机构为研究套种对花生生长的影响，以花生为实验材料做了以下实验。取生长发育状态良好且一致的花生幼苗均分为四等份，分别在不遮光、遮光27%、遮光43%、遮光77%的自然光照下培养一段时间后，测量各组色素含量和RuBPcase（固定二氧化碳的酶）活性结果如下表。再将四组幼苗每组均分，分别置于光照强度1200Lux强光和276Lux弱光条件下立即测量净光合速率（短时间内色素含量和RuBPcase活性不发生改变），结果如下图所示。不考虑遮光处理对呼吸速率的影响。请回答下列问题：
表：各组光合色素含量（单位：mg·g-1）和RuBPcase活性相对值
光照强度 叶绿素a 叶绿素b 类胡萝卜素 RuBPcase活性相对值
不遮光 1.52 0.45 0.36 100
遮光27% 1.67 0.51 0.37 82.2
遮光43% 1.72 0.56 0.35 54.1
遮光77% 2.17 0.79 0.34 18.1
(1)据表分析，遮光程度不同对色素含量的影响是__________ 。RuBPcase存在部位是__________，其活性降低后花生植株二氧化碳饱和点将__________。
(2)1200Lux光照条件下，遮光组随着遮光程度的升高，净光合速率依次下降，其原因是__________
。
(3)分析柱形图可得到的结论是__________ 。
(4)本实验给我们在大田中单独种植花生的启示是__________
。
试卷第1页，共3页
一、植物(叶片)种类与光合作用的关系
1、阳生植物与阴生植物对光能利用能力不同
例1 A和C
作物A光饱和点高且长得高，可利用上层光照进行光合作用；作物C光饱和点低且长得矮，与作物A间作后，能利用下层的弱光进行光合作用
变式1 甲 甲 种植密度过大，植株接受的光照强度减弱，导致甲植物净光合速率下降幅度比乙植物大 乙
变式2 充分利用土壤中的矿质资源、改善土壤、减少大面积病虫害发生
2 叶面积指数、叶龄不同对光能利用能力不同
例1：幼叶逐渐展开，叶片受光面积增大，光合色素含量增多
叶片衰老，叶绿素含量减少，相关酶活性降低
变式：同一植株的底部叶片衰老，酶活性降低，所以呼吸作用强度比顶部叶片弱
例2增加 群体光合速率不变，但群体呼吸速率仍在增加，故群体干物质积累速率降低
二、环境因素：
1. CO2浓度——影响暗反应C3化合物的生成
例1 暗反应 先增加后保持不变 适当升高温度和增加CO2浓度 通风换气、增施农家肥
CO2
高温导致部分气孔关闭，光合作用所需CO2供应不足
在高温时活性降低甚至变性失活
变式1.增强 降低
气孔开度减小使供应给光合作用所需的CO2减少
变式2.水杨酸使叶片气孔张开程度变大，吸收CO2增多，光合作用增强
2.水
例．(1) 土壤含水量（土壤灌溉水量） 正常灌溉水量（a）
(2) 下降 错误 随着土壤含水量的降低，气孔导度不断减小，但胞间CO2浓度在50%正常灌溉水量后不断上升
3、温度 影响酶的活性、影响气孔开放度
例1 （1）此温度范围内随温度的升高，光合作用酶的活性比呼吸作用酶的活性增加得更快、活性更高，对光合作用的影响更大
（2）高温引起催化暗反应的酶钝化，甚至变性破坏；
高温下蒸腾速率增强，导致气孔关闭，使CO2供应不足；
高温导致叶绿体结构变化，甚至受损
应用：提高室内温度 适当降温
变式：（1）类囊体的薄膜(或类囊体或基粒) 纸层析 （2）乙 光照强度较低、温度较低
（3）低温抑制了与叶绿素合成有关的酶活性，使叶绿素合成减少；低温下叶绿素易降解
叶绿素含量降低，吸收、转换的光能减少，导致光反应为暗反应提供的[H]和ATP减少，使暗反应速率降低，光合速率降低
4、矿质元素 ——合理施肥
例1（1）低钾处理后，2个品种叶绿素含量均减少，光反应减弱，光合速率降低，且呼吸速率均升高，需要增大光照强度才能维持光合速率与呼吸速率相等，因此光补偿点增大
（2）选择种植乙品种；施加适量钾肥
变式．(1) 镁（Mg、镁离子） ATP、NADPH C3 （三碳化合物）
(2) 氮素可显著提高烤烟叶片的净光合速率，高氮相对于中氮提高作用不显著 （但中氮与高氮的作用无显著差异） 叶绿素 叶绿体CO2浓度
(3) 光合氮素 （捕光氮素和羧化氮素/羧化氮素） 非光合氮素 暗反应（碳反应）
(4)适量施加氮肥。原因：既能提高光合速率，合成更多的有机物，储存更多能量，又避免物质（氮）的浪费
5.光照强度 ——直接影响光反应速率
例．(1) 甲 滨蔾生活在沙漠适应较强光照，甲曲线对应的光饱和点（或光补偿点）更大
(2) 细胞呼吸释放出的和大气中 光照强度 CO2浓度、温度
(3) 不正确 给植株补充580nm光源与白光对照组相比，该植株的CO2吸收速率降低。
(4) 上升 光合色素增加，吸收、传递、转换光能增多，光反应加快，而暗反应受限于CO2浓度未达到饱和，光反应产生的ATP和［H］增多，使暗反应增强，整体光合速率增强，因此光饱和点上升。
变式1．(1) 暗 叶绿体基质
(2) 30 CO2浓度、温度 此光照强度下，两种水稻光反应产生的ATP与［H］量少且相等，暗反应利用这些原料合成等量的有机物
(3)在高温和强光照条件下，转双基因水稻的净光合速率比较大
变式2．(1) 随遮光程度的增加，叶绿素a和叶绿素b的含量均逐渐增加、类胡萝卜素含量变化不大 叶绿体基质 下降
(2)随遮光程度的增加，在1200Lux光照进行光合作用时，虽然遮光组色素含量依次增加有利于光反应进行，但RuBPcase活性下降明显且下降幅度依次增大，严重抑制了暗反应进行，所以净光合速率逐渐降低
(3)随遮光程度的增加，1200Lux强光下净光合速率逐渐下降，276Lux弱光下的净光合速率逐渐增加
(4)种植密度不宜过大（合理密植）
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