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第12讲 光合作用的影响因素及应用
单项选择题
1.下列各项措施中，能提高农作物的光合作用速率的是 ( )
①延长作物的光合作用时间 ②增加作物的光合作用面积 ③对不同的作物给予适宜的光照强度 ④确保通风以保证二氧化碳的供给量
A．①② B．②③
C．①④ D．③④
2．下图所示为研究光照强度和CO2浓度对某植物光合作用速率影响的结果。下列有关叙述中不正确的是 ( )
A．曲线由a点转向b点时，叶绿体中C3浓度升高
B．曲线由b点转向d点时，叶绿体中C5浓度升高
C．在一定范围内增加光照和CO2浓度，有利于提高光合速率
D．曲线中c点产生的限制因素主要是叶绿体中酶数量
3.某校生物兴趣小组以玉米为实验材料，研究不同条件下细胞光合作用速率和细胞呼吸速率的关系，并绘制了A、B、C、D四幅图。其中图中“A”点不能表示光合作用速率与细胞呼吸速率相等的是 ( )
4.关于小麦光合作用的叙述，错误的是( )
A．类囊体上产生的ATP可用于暗反应
B．夏季晴天光照最强时，小麦光合速率最高
C．进入叶绿体的CO2不能被NADPH直接还原
D．净光合速率为零时，会导致幼苗停止生长
5．如图表示光照下叶肉细胞中A、B两种细胞器间的气体交换，下列有关叙述正确的是( )
A．在黑暗中A将停止生理作用
B．A结构能产生ATP，B结构不能产生ATP
C．植物正常生长时，B结构产生的O2全部被A结构利用
D．白天适当升温，夜晚适当降温能增加农作物的产量
6．植物甲与植物乙的净光合速率随叶片温度(叶温)变化的趋势如下图所示。错误的是( )
A．植物甲和植物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，植物甲的光合作用与呼吸作用强度的差值不同于植物乙的
D．叶温为35 ℃时，甲、乙两种植物的光合作用与呼吸作用强度的差值均为0
7.如右图所示，两曲线分别表示阳生植物和阴生植物CO2吸收量随光照强度变化的情况。当光照强度为c时，两植物的有机物积累速率分别为A1、B2，两植物有机物合成速率分别为A2、B2，下列比较结果正确的是( )
A．A1＝B1；A2＜B2 B．A1＞B1；A2＝B2
C．A1＜B1；A2＝B2 D．A1＝B1；A2＞B2
8．如图曲线Ⅰ表示黄豆光合作用速率与光照强度的关系(适宜温度、CO2浓度为0.03%)。在y点时改变某条件，曲线变为Ⅱ。下列分析合理的是( )
A．与y点相比，x点叶绿体中的C3含量较低
B．在y点时，升高温度导致曲线由I变为Ⅱ
C．制约x点光合作用的因素主要是叶绿体中色素的含量
D．制约z点光合作用的因素可能是CO2浓度
9.如图表示某绿色植物光合速率与光照强度和CO2浓度的关系曲线，下列说法正确的是( )
A．M点产生ATP的场所有细胞质基质和线粒体
B．若植物缺少镁元素，则N点将会向左移动
C．P点时限制光合速率的因素为CO2浓度
D．若白天光照强度始终处于N点，则在较长时间内该植物能正常生长
10．将如图所示细胞置于密闭容器中培养。在不同光照强度下，细胞内外的CO2和O2浓度在短时间内发生了相应变化。下列叙述错误的是( )
适宜条件下悬浮培养
的水稻叶肉细胞示意图
A．黑暗条件下，①增大、④减小
B．光强低于光补偿点时，①、③增大
C．光强等于光补偿点时，②、③保持不变
D．光强等于光饱和点时，②减小、④增大
11.下列关于光合作用和细胞呼吸在实际生活中的应用的叙述，正确的是( )
A．破伤风芽孢杆菌适合生活在有氧的环境中
B．净光合速率长期为0时，植物停止生长
C．夏季晴天光照强度最大时，小麦光合速率最高
D．人体剧烈运动时所需能量主要由无氧呼吸提供
12．下列与[H]有关的叙述中，不正确的是( )
A．叶绿体的类囊体薄膜上有H2O→[H]过程相关的酶
B．[H]→(CH2O)的过程可发生在叶绿体基质中
C．(CH2O)→[H]过程产生的[H]均与O2结合
D．线粒体内膜上能进行[H]→H2O过程
二、非选择题
13.为了研究2个新育品种P1、P2 幼苗的光合作用特性，研究人员分别测定了新育品种与原种(对照)叶片的净光合速率、蛋白质含量和叶绿素含量，结果如下图所示。请回答下列问题：
(1)图1的净光合速率是采用叶龄一致的叶片，在______________________相同的实验条件下，测得的单位时间、单位叶面积____________的释放量。
(2)光合作用过程中CO2与C5结合生成________，消耗的C5由________经过一系列反应再生。
(3)由图可知， P1的叶片光合作用能力最强，推断其主要原因有：一方面是其叶绿素含量较高，可以产生更多的______________；另一方面是其蛋白质含量较高，含有更多的________________________。
(4)栽培以后，P2植株干重显著大于对照，但籽实的产量并不高，最可能的生理原因是________________________________________。
14.为了探究不同光照处理对植物光合作用的影响，科学家以生长状态相同的某种植物为材料设计了A、B、C、D四组实验。各组实验的温度、光照强度和CO2浓度等条件相同、适宜且稳定，每组处理的总时间均为135 s，处理结束时测定各组材料中光合作用产物的含量。处理方法和实验结果如下：
A组：先光照后黑暗，时间各为67.5 s；光合作用产物的相对含量为50%。
B组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为7.5 s；光合作用产物的相对含量为70%。
C组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为3.75 ms(毫秒)；光合作用产物的相对含量为94%。
D组(对照组)：光照时间为135 s；光合作用产物的相对含量为100%。
回答下列问题：
(1)单位光照时间内，C组植物合成有机物的量________(填“高于”、“等于”或“低于”)D组植物合成有机物的量，依据是________________________________；C组和D组的实验结果可表明光合作用中有些反应不需要________，这些反应发生的部位是叶绿体的____________。
(2)A、B、C三组处理相比，随着________________________的增加，使光下产生的_____________________能够及时利用与及时再生，从而提高了光合作用中CO2的同化量。
15.植物鹅掌花喜温暖湿润的半阴环境，忌强光照射。如图表示夏季时鹅掌花在不同遮光处理条件下净光合速率的日变化曲线。请分析并回答：
(1)研究小组发现适当遮光可使鹅掌花叶片叶绿素含量增加，对________光的吸收能力增强．如果要验证叶片色素含量的变化情况，可先用无水乙醇提取叶片色素，然后利用________(填方法)分离所提取的色素。
(2)导致图中曲线Ⅲ明显偏低的主要环境因素是____________。该植物M点时________(填“能”或“不能”)进行光合作用。若改为100%遮光，此时鹅掌花_______(填“有”或“无”)ATP和[H]的合成，原因是_______________________________________________。
(3)图中曲线Ⅱ在12∶30左右净光合速率显著下降，推测原因是__________________________________________________________。
(4)同一植株底部叶片细胞的呼吸作用比顶部叶片细胞弱的内部原因可能是________________________________________________。
(5)科研人员为研究氧气浓度与光合作用的关系，测定了鹅掌花叶片在25 ℃时，不同氧气浓度下的光合作用速率(以CO2的吸收速率为指标)，部分数据见下表。请分析回答：
氧气浓度 2% 20%
CO2的吸收速率(mg/h·cm2) 23 9
①O2浓度由2%增大为20%时，烟草叶片吸收CO2的速率大幅下降，推测这种变化与________增强有关。
②为了探究O2浓度对光合作用是否构成影响，在上表所获得数据的基础上，还要测定黑暗条件下对应的呼吸速率。假设在25 ℃，氧浓度为2%时，呼吸速率为X[mg/(h cm2)]，氧浓度为20%时呼吸速率为Y[mg/(h·cm2)]。如果23＋X＞9＋Y，说明__________________________________________________________。
16.取生长旺盛的绿叶，用直径为1 cm打孔器打出小圆片若干(注意避开大叶脉)，抽出小叶圆片内的气体，并在黑暗处用清水处理使小叶圆片细胞间隙充满水，然后平均分装到盛有等量的不同浓度的富含CO2溶液的小烧杯中，置于光温恒定且适宜的条件下，测得各组小叶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。
图1
图2
(1)与a浓度相比，b浓度时小叶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，小叶圆片中有机物的积累速率________(填“加快”“不变”或“减慢”)。
(3)另取若干相同的小叶圆片分别置于溶液CO2浓度为a的小烧杯中，选用40 W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(实验温度保持相同且适宜)，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。
第12讲 光合作用的影响因素及应用
参考答案
一、单项选择题
1 2 3 4 5 6
D A A B D D
7 8 9 10 11 12
D D A B B C
1.解析：农作物的光合作用速率是指单位时间单位面积光合作用产生有机物的量，延长光合作用时间和增加光合作用面积虽然能提高光合作用的产量，但却不能提高光合作用速率。
答案：D
2.解析：曲线由a点转向b点时，由于光反应增强，光反应产物ATP和[H]增多，还原C3的量也增多，因此，叶绿体中C3的浓度会下降。曲线由b点转向d点时，二氧化碳浓度降低，二氧化碳的固定速率减小，叶绿体中C5浓度升高。ab段影响光合作用速率的主要因素是光照强度，若增加光照强度，可提高光合速率。曲线中c点的限制因素可能是叶绿体中酶的数量、也可能是温度等其他条件，与横坐标的影响因素无关。
答案：A
3.解析：A图中A点的含义是CO2的吸收量等于释放量，表示净光合作用速率等于细胞呼吸速率，此时光合作用速率大于细胞呼吸速率；B图中A点后CO2的浓度降低，说明光合作用速率大于细胞呼吸速率，故A点含义是光合作用速率等于细胞呼吸速率；C图中，根据图中曲线的含义可知，A点代表光合作用速率等于细胞呼吸速率；D图中，A点CO2的吸收量为0，说明此时的光合作用速率等于细胞呼吸速率。
答案：A
4.解析：类囊体上进行光反应产生的ATP可用于暗反应，A正确；夏季晴天光照最强时，由于高温导致气孔关闭，CO2吸收减少，小麦光合速率下降，B错误；进入叶绿体中的CO2必须先经过固定，形成C3后再被NADPH还原，C正确；净光合速率为零时，积累量为零，因缺乏营养物质，导致幼苗停止生长，D正确。
答案：B
5.解析：无光照时，植物仍能进行呼吸作用产生CO2；A结构为线粒体，B结构为叶绿体，A、B结构都能产生ATP；植物正常生长时，B结构产生的O2除被A结构利用，还有一部分释放到外界环境中。
答案：D
6.解析：植物光合作用所需要的能量都来自于太阳能，A正确；分析曲线可知，叶温在36～50 ℃时，植物甲的净光合速率比植物乙的高，B正确；光合与呼吸作用强度的差值即净光合速率，叶温为25 ℃时，植物甲的净光合速率小于植物乙，C正确；叶温为35 ℃时，甲、乙两种植物的光合与呼吸作用强度的差值相等，均大于0，D错误。
答案：D
7.解析：二氧化碳的吸收速率表示有机物积累速率，有机物合成速率＝有机物积累速率＋呼吸速率，呼吸速率为光照强度为0时二氧化碳的释放速率，因此，在光照强度为c时，A1＝B1，A2>B2。
答案：D
8.解析：与y点相比较，x点时光照强度较弱，光反应提供的[H]和ATP较少，C3化合物还原减少，导致C3含量较y点时高，A错误；题目中提到是在适宜温度下，如果再提高温度，会降低光合作用速率，B错误；制约x点时光合作用的因素主要是光照强度，C错误；z点在图中I曲线上，表示在适宜温度下，提高光照强度光合速率不再提高，说明此点限制光合速率的因素不是温度和光照强度，可能是CO2浓度，D正确。
答案：D
9.解析：M点时不进行光合作用，只进行有氧呼吸，有氧呼吸产生ATP的场所有细胞质基质和线粒体；N点表示光合速率与呼吸速率相等，若植物缺少镁元素，则叶绿素含量减少，直接影响光反应，进而影响暗反应，光合速率会受到影响(降低)，要使植物的光合速率仍与呼吸速率相等，需要通过提高光照强度，因此，在缺镁时N点右移；图中显示在三种不同的二氧化碳浓度下，P点对应的光合速率并没有变化，这说明P点时限制光合速率的因素并不是CO2浓度；若白天光照强度始终处于N点，在白天植物体内的有机物不增不减，但在晚上由于只有细胞呼吸，会消耗植物体内的有机物，因此，一昼夜内植物体内的有机物减少，则较长时间内植物不能正常生长。
答案：A
10.解析：A项，题图示细胞为水稻叶肉细胞。在黑暗条件下、密闭容器中，该细胞不进行光合作用，只进行细胞呼吸，吸收O2，放出CO2，因此①增大、④减小；B项，光强低于光补偿点时，光合作用和细胞呼吸同时进行，但细胞呼吸强度大于光合作用强度，细胞吸收O2，放出CO2，此时在密闭容器中①增大、③减小；C项，光强等于光补偿点时，细胞呼吸强度等于光合作用强度，因此细胞吸收O2，速度等于放出CO2速度，即②、③保持不变；D项，光强等于光饱和点时，光合作用强度最大，细胞光合作用吸收CO2速度大于细胞呼吸吸收O2的速度，因此②减小、④增大。
答案：B
11.解析：破伤风芽孢杆菌只能进行无氧呼吸，适合生活在无氧的环境中，A错误；净光合速率长期为0时，没有有机物积累，植物停止生长，B正确；夏季晴天光照最强时，因蒸腾作用过强，小麦叶片的气孔关闭而出现午休现象，导致光合作用的原料二氧化碳减少，小麦的光合速率反而下降，C错误；人体剧烈运动时所需能量主要由有氧呼吸提供，D错误。
答案：B
12.解析：在叶绿体的类囊体薄膜上利用光能将水分子分解生成[H]和氧气，这一过程需要相关酶的参与，A正确；[H]→(CH2O)属于暗反应，如果是真核生物，这一过程发生在叶绿体的基质中，如果是原核生物(如蓝藻)，这一过程并没有发生在叶绿体中(原核生物无叶绿体)，B正确；如果是有氧呼吸，(CH2O)→[H]表示有氧呼吸的第一、二阶段，则这两个阶段产生的[H]均与氧气结合生成水，但如果是无氧呼吸，(CH2O)→[H]表示无氧呼吸的第一阶段，这一阶段产生的[H]在第二阶段中用于还原丙酮酸，C错误；有氧呼吸的第三阶段发生在线粒体内膜上，这一阶段是[H]与氧气反应生成水，D正确。
答案：C
非选择题
13.解析：(1)图1探究温度对净光合速率的影响，则无关变量有光照强度、CO2浓度，需保证相同且适宜。光合速率可用单位时间、单位叶面积O2释放量或CO2吸收量表示。(2)光合作用暗反应过程中，CO2与C5结合形成C3，C3再经过还原形成C5和(CH2O)。(3)P1叶绿素含量较高，吸收较多的太阳能用于光反应，产生更多的[H]和ATP；叶片中蛋白质含量较多，含有更多的与光合作用有关的酶，使光合速率加快。(4)与对照组相比，P2植株光合作用能力强，产生的有机物多，但向籽实运输的光合产物少，导致籽实的产量并不高。
答案：(1)光照强度、CO2浓度 O2
(2)C3 C3
(3)[H]和ATP 参与光合作用的酶
(4)P2 光合作用能力强，但向籽实运输的光合产物少
14.解析：(1)因为每组处理的总时间均为135 s，C组光照黑暗交替处理，同时时间相等；D组全为光照。所以C组只用了D组一半的光照时间，其光合作用产物的相对含量却是D组的94%；单位光照时间内，C组植物合成有机物的量高于D组。由此说明光合作用中有些反应不需要光照，即暗反应阶段发生在叶绿体基质中。
(2)A、B、C三组处理相比，光照和黑暗每次持续时间缩短，光照和黑暗交替频率增加，使光下产生的ATP和[H](或者还原型辅酶Ⅱ)为暗反应提供原料和物质，增加了光合作用中CO2的同化量。
答案：(1)高于 C组只用了D组一半的光照时间，其光合作用产物的相对含量却是D组的94% 光照 基质
(2)光照和黑暗交替频率 ATP和还原型辅酶Ⅱ
15.解析：(1)光合作用的色素主要吸收红光和蓝紫光。可先用无水乙醇(或丙酮)提取叶片色素，再用纸层析法分离所提取的色素。(2)80%遮光使光照强度较弱，导致光合作用速率下降使图中曲线Ⅲ明显偏低。该植物M点时为光补偿点，此时光合作用等于呼吸作用，植物能够进行光合作用，若改为100%遮光，此时鹅掌花进行呼吸作用，线粒体和细胞质基质中仍有ATP和[H]的合成。(3)图中曲线Ⅱ与曲线Ⅰ相比，12∶30左右光照强度过大，植物蒸腾作用过强，引起气孔关闭，吸收CO2减少，导致光合作用速率下降，造成鹅掌花植株的干重较小。(4)由于同一植株底部叶片细胞衰老，酶的活性降低，所以同一植株底部叶片细胞的呼吸作用比顶部叶片细胞弱。(5)①O2浓度由2%增大为20%时，烟草叶片吸收CO2的速率大幅下降，可能与呼吸作用增强有关，呼吸作用释放的CO2多，为光合作用提供的多，光合作用从外界吸收的CO2就少，还可能与O2浓度增大可能抑制光合作用有关，从外界吸收的CO2也减少。②因为光合作用固定的CO2来自于呼吸作用提供的和从外界吸收的CO2，如果23＋X＝9＋Y，说明：氧气浓度的增加不影响光合作用，只是由于呼吸作用的增强；如果23＋X＞9＋Y，则是由于光合作用受到抑制所导致。
答案：(1)红光和蓝紫 纸层析法
(2)光照强度较弱 能 有 呼吸作用合成
(3)光照强度过大，植物蒸腾作用过强，引起气孔关闭，吸收CO2减少，导致光合作用速率下降
(4)底部叶片细胞衰老，酶的活性降低
(5)①有氧呼吸 ②氧气浓度增大抑制光合作用
16.解析：(1)小叶圆片上浮的越快，表明光合速率越快，因此，b浓度时叶圆片叶肉细胞类囊体膜上[H]的生成速率比a浓度时快。小圆片的叶肉细胞光合作用和细胞呼吸同时进行。(2)CO2浓度小于c时，光合速率减慢。(3)光源与小烧杯之间的距离越近，小圆片接受的光越强，距离越远，接受的光越弱。AB段小圆片接受的光较强，限制光合速率的主要外界因素是CO2浓度。C点O2释放量为0，表明净光合速率为0。
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 ②CO2浓度 小圆片光合作用速率等于呼吸作用速率。
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第三单元 细胞的的能量供应和利用
第12讲 光合作用的影响因素及应用
生物人教版 必修1
考纲要求 全国卷近五年考题统计
影响光合作用速率的环境因素(Ⅱ) 2017·卷ⅠT30，2016·卷ⅠT30，2016·卷ⅡT31，
2016·卷ⅢT29，2014·卷ⅡT29
考点1 影响光合作用的环境因素及应用
1．光合作用强度
(1)含义：植物在单位时间单位面积内，通过光合作用制造_____的数量。
(2)两种表示方法。
①一定时间内原料的_______。
②一定时间内产物的_______。
糖类
消耗量
生成量
2．影响光合作用强度的因素
(1)空气中_________。
(2)土壤中水分的______，温度的______。
(3)光照的______和光质成分。
CO2浓度
多少
高低
强弱
【深化探究】
1．说明光照强度、CO2浓度、温度影响光合作用强度的原理。
提示：光照强度通过影响植物的光反应，进而影响光合速率，CO2浓度是通过影响暗反应制约光合速率；温度是通过影响酶的活性来影响光合作用。
2．解读曲线。
(1)解读光照强度对光合作用强度影响的曲线。
A点：光照强度为0，只进行
___________；
AB段：光合作用强度_____细胞呼
吸强度；
B点：光补偿点(光合作用强度与细胞呼吸强度_____时的光照强度)；
BD段：光合作用强度_____细胞呼吸强度；
细胞呼吸
小于
相等
大于
C点：光饱和点(光照强度达到C点后，光合作用强度______________________________)。
不再随着光照强度的增大而加强
图1中A点表示CO2补偿点，即光合作用速率__________________________________，图2中A′点表示进行光合作用所需CO2的___________。B和B′点都表示CO2_______。
等于呼吸作用速率时的CO2浓度
最低浓度
饱和点
(2)解读CO2浓度对光合作用强度影响的曲线。
(3)解读温度对光合作用强度影响的曲线。
光合作用是在酶催化下进行的，温度直接影响__________。一般植物在10～35 ℃下正常进行光合作用，其中AB段(10～35 ℃)随温度的升高而__________，B点(35 ℃)以上由于______________下降，光合作用开始下降，50 ℃左右光合作用停止。
酶的活性
逐渐加强
光合酶的活性
3．思考讨论。
(1)大棚生产中，为什么多施有机肥能够提高作物的产量？
(2)举例说明光照强度、温度、CO2浓度影响光合速率的应用。
提示：(1)有机肥中的有机物被微生物分解产生了CO2和无机盐，能够增加大棚中的CO2浓度并为作物提供矿质营养。
(2)①光照强度：温室生产中，适当增强光照强度，以提高光合速率，使作物增产。
②温度：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。
③CO2浓度：大田要“正其行，通其风”，多施有机肥；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。
【典例训练】1.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。下列叙述错误的是( )
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
D
【解题指导】植物光合作用所需要的能量都来自于太阳能，A正确；分析曲线可知，叶温36～50 ℃时，植物甲的净光合速率比植物乙的高，B正确；光合与呼吸作用强度的差值即净光合速率，叶温为25 ℃时，植物甲的净光合速度小于植物乙，C正确；叶温为35 ℃时，甲、乙两种植物的光合与呼吸作用强度的差值相等，均大于0，D错误。
【答案】：D
限制光合速率的因素分析
1．当在P点时，限制光合速率的因素应为横坐标表示的因子，随其因子的不断加强，光合速率不断提高。
2．当在Q点时，横坐标所表示的因素不再是影响光合速率的因子，要想提高光合速率，可采取适当提高图示中的其他因子的方法。
【知识规纳】
3.应用：温室栽培时，在一定光照强度下，白天适当提高温度，增加光合酶的活性，提高光合速率，也可同时适当增加CO2，进一步提高光合速率，当温度适宜时，可适当增加光照强度和CO2浓度以提高光合速率。
4.外界因素对光合作用影响的实质
影响因素 产生影响 影响过程
光照强度 ①影响水的光解产生[H]
②影响ATP的形成 主要是光反应阶段
CO2浓度 影响C3的合成 主要是暗反应阶段
温度 影响光合作用酶的活性
【典例训练】2．(2014·全国Ⅱ卷)某植物净光合速率的变化趋势如图所示。
据图回答下列问题：
(1)当CO2浓度为a时，高光强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浓度的增高而增高。
(2)CO2浓度大于c时，曲线B和C所表示的净光合速率不再增加，限制其增加的环境因素是_____________。
(3)当环境中CO2浓度大于a时，在图示的3种光强下，该植物呼吸作用产生的CO2量________(填“大于”“等于”或“小于”)光合作用吸收的CO2量。
(4)据图可推测，在温室中，若要采取提高CO2浓度的措施来提高该种植物的产量，还应该同时考虑________这一因素的影响，并采取相应措施。
【解题指导】(1)据题图可知CO2浓度为a时，高光强(曲线A)下的纵坐标为0，即净光合速率为0；CO2浓度在a～b之间时，曲线A、B、C均表现为上升，即净光合速率均随CO2浓度增高而增高。
(2)CO2浓度大于c时，高光强条件下(曲线A)的净光合速率仍然能够随着CO2浓度的增加而增加，由此可知限制B、C净光合速率增加的环境因素是光强。
(3)CO2浓度小于a时，3种光强下，净光合速率均小于0，即呼吸速率大于光合速率，也就是说呼吸作用产生的CO2量大于光合作用吸收的CO2量。
(4)据图可知CO2浓度和光强会影响净光合速率从而影响植物的产量，故为提高植物的产量，应综合考虑CO2浓度和光强对植物的影响。
答案：(1)0 A、B、C (2)光强 (3)大于 (4)光强
考点2 光合作用与细胞呼吸的关系及综合应用
1．光合作用与有氧呼吸的区别
ATP中活跃的化学
热
叶绿体
只在光下进行
2.光合作用与有氧呼吸的联系
(1)物质方面。
丙酮酸
O2
ATP
热
ATP
3．光合速率和呼吸速率
(1)净光合速率和总光合速率的关系：总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。
凡是进行光合作用的植物，同时也在进行着呼吸作用。在不考虑光照强度对呼吸速率影响的情况下，C点时，OA段代表植物__________，OD段代表植物____________，OA＋OD表示____________，故总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。图中B点既不吸收也不释放二氧化碳，表示总光合速率＝__________，净光合速率为___。在考题中，常需根据图表中的信息找出净光合速率和呼吸速率，进而推出总光合速率。
呼吸速率
净光合速率
总光合速率
呼吸速率
0
(2)净光合速率和总光合速率的判定方法：
①若为坐标曲线形式，当光照强度为0时，CO2吸收值为0，则为________速率，若是负值则为_______速率。
②若所给数值为有光条件下绿色植物的测定值，则为_______速率。
③有机物积累量为_______速率，制造量为_______速率。
总光合
净光合
净光合
净光合
总光合
【典例训练】3．右图表示可在植物细胞内发生的一些生理过程，下列分析错误的是( )
A．不同条件下发生a过程的场所可能不同
B．a、c、d均发生在生物膜上
C．在光照充足的条件下，a＜b，c＜d
D．根尖分生区细胞内能发生a、c过程
B
【解题指导】a过程为细胞呼吸，不同条件下发生a过程的场所可能不同，有氧时发生在线粒体中，无氧时发生在细胞质基质中，A正确；在生物膜上发生的生理过程是d光反应(场所是叶绿体的类囊体膜上)和c有氧呼吸的第三阶段(线粒体内膜)；b暗反应过程发生在叶绿体基质中，a有氧呼吸的第一、第二阶段场所是细胞质基质和线粒体基质，B错误；在光照充足，条件适宜的情况下，光合作用强度大于呼吸作用强度，所以a＜b，c＜d，C正确；根尖分生区细胞内不含叶绿体，不能进行光合作用，只能进行细胞呼吸，所以能发生a、c过程，D正确。
【答案】：B
1．探究光合作用和有氧呼吸中[H]、ATP来源和去路。
【深化探究】
C3
一、二
三
C3
一、二、三
2.探究光合作用与细胞呼吸之间的气体变化。
下列为叶肉细胞内线粒体与叶绿体之间的气体变化图示，据图判断生理过程。
图①：表示黑暗中，只进行__________；图②：表示细胞呼吸速率___光合作用速率；图③：表示细胞呼吸速率___光合作用速率；图④：表示细胞呼吸速率___光合作用速率。
细胞呼吸
＞
＝
＜
能否找到相应
的点和区段？
【典例训练】4.将一绿色植物置于密闭容器中，给予适宜且恒定的温度，分别进行如下处理：①给予一定强度的光照；②黑暗放置一段时间；③维持光照，添加NaHCO3溶液。测定装置中O2浓度变化如右图所示。回答相关问题：
(1)施加上述3个条件所对应的图上的点分别为____________________。
(2)AB段呼吸速率是否恒定________(填“是”或“否”)，如果B点所对应的时间是t，A和B分别代表图上纵坐标的值，AB段的平均呼吸速率值为________。
(3)BC段曲线减缓上升的原因为_______________；C点O2浓度不再上升的原因为________________
【解题指导】从图上可以看出AB段O2浓度下降，植物是放在黑暗下只进行呼吸作用的结果，曲线斜率不变，呼吸速率不变，用这段的O2浓度差值(A－B)/t可以代表这段的平均呼吸速率；B点O2增加，所以B点开始进行光合作用，但随着装置中CO2浓度降低，导致植物光合速率降低，所以曲线上升减慢，直到C点O2浓度不变，说明此时光合速率和呼吸速率相等，D点添加NaHCO3溶液，光合速率增加，说明之前影响光合作用的限制因素是CO2浓度。
【答案】：(1)B、A、D(顺序不可颠倒) (2)是 (A－B)/t
(3)光合作用强度大于呼吸作用强度，装置中CO2浓度降低，导致植物光合速率降低 密闭容器内，CO2浓度限制，光合作用强度等于呼吸作用强度(或者光合速率等于呼吸速率或者净光合速率为0)
【典例训练】5．将某绿色植物放在特定的实验装置中，研究温度对光合作用和呼吸作用的影响(其他实验条件都是理想的)，实验以CO2的吸收量与释放量为指标。实验结果如下表所示：
下面对该表格分析中正确的是( )
A．昼夜不停地光照，在35 ℃时该植物不能生长
B．昼夜不停地光照，在20 ℃时该植物生长得最快
C．每天光照12 h，20 ℃时该植物积累的有机物最多
D．每天光照12 h，30 ℃时积累的有机物是10 ℃时的2倍
温度/℃ 5 10 15 20 25 30 35
光照下吸收CO2/ (mg·h－1) 1.00 1.75 2.50 3.25 3.75 3.50 3.00
黑暗中释放CO2/ (mg·h－1) 0.50 0.75 1.00 1.50 2.25 3.00 3.50
C
【解题指导】光照下吸收CO2量表示植物的净光合作用的量，黑暗中释放CO2量表示植物的呼吸量。昼夜不停地光照，在35 ℃时该植物的净光合作用的量为3.00，植物能生长。昼夜不停地光照，植物生长得最快就是净光合作用的量最多，应在25 ℃时。每天光照12 h，黑暗12 h，植物积累有机物最多的是12 h植物净光合作用的量与12 h植物呼吸量的差值，该差值20 ℃时最多。每天光照12 h，30 ℃时积累的有机物是(3.50—3.00)×12＝0.50×12，10 ℃时积累的有机物是(1.75－0.75)×12＝1.00×12，故30 ℃时积累的有机物是10 ℃的0.5倍。
【答案】：C
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