1、版高考生物总复习第一部分非选择题必考五大专题专题一细胞的代谢第5讲环境因素对光合作用的影响学案第5讲环境因素对光合作用的影响考试要求1.环境因素对光合作用的影响(/c)。2.活动：探究环境因素对光合作用的影响(c/c)。1.(2018浙江11月选考)实验中常用希尔反应来测定除草剂对杂草光合作用的抑制效果。希尔反应基本过程：将黑暗中制备的离体叶绿体加到含有DCIP(氧化型)、蔗糖和pH7.3磷酸缓冲液的溶液中并照光。水在光照下被分解，产生氧气等，溶液中的DCIP被还原，颜色由蓝色变成无色。用不同浓度的某除草剂分别处理品种甲和品种乙杂草的离体叶绿体并进行希尔反应，实验结果如图所示。下列叙述正确的是
2、()A.相同浓度除草剂处理下，单位时间内溶液颜色变化快的品种受除草剂抑制效果更显著B.与品种乙相比，除草剂抑制品种甲类囊体膜的功能较强C.除草剂浓度为K时，品种乙的叶绿体能产生三碳糖D.不用除草剂处理时，品种乙的叶绿体放氧速率高于品种甲解析单位时间内溶液颜色变化越快，说明氧气产生速率越快，即除草剂的抑制效果越弱，A错误；由图可知，同等浓度的除草剂对品种甲的抑制作用较明显，B正确；除草剂浓度为K时，品种乙虽仍能产生氧气，但是由于缺乏二氧化碳，叶绿体无法产生三碳糖，C错误；不用除草剂处理时，品种甲和乙的叶绿体放氧速率相等，D错误。答案B2.(2018浙江4月选考)各取未转基因的水稻(W)和转Z基因
3、的水稻(T)数株，分组后分别喷施蒸馏水、寡霉素和NaHSO3，24 h后进行干旱胁迫处理(胁迫指对植物生长和发育不利的环境因素)，测得未胁迫和胁迫8 h时的光合速率如图所示。已知寡霉素抑制光合作用和细胞呼吸中ATP合成酶的活性。下列叙述正确的是()A.寡霉素在细胞呼吸过程中抑制线粒体外膜上H的传递B.寡霉素在光合作用过程中的作用部位是叶绿体的基质C.转Z基因提高光合作用的效率，且增加寡霉素对光合速率的抑制作用D.喷施NaHSO3促进光合作用，且减缓干旱胁迫引起的光合速率的下降解析寡霉素抑制光合作用和细胞呼吸中ATP合成酶的活性，A错误；光合作用在叶绿体的类囊体膜上合成ATP，B错误；转Z基因能
4、减弱寡霉素对光合作用的抑制作用，C错误。答案D3.(2016浙江10月选考)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)试验，结果如图所示。补光的光强度为150(molm2s1)，补光时间为上午7：0010：00，温度适宜。下列叙述正确的是()A.给植株补充580 nm光源，对该植株的生长有促进作用B.若680 nm补光后植株的光合色素增加，则光饱和点将下降C.若450 nm补光组在9：00时突然停止补光，则植株释放的O2量增大D.当对照组和450 nm补光组CO2吸收速率都达到6(molm2s1)时，450 nm补光组从温室中吸收的CO2总量比对照组少解析与对照组
5、相比，补充580 nm光源，CO2的吸收速率较低，所以补充580 nm光源不能促进植物生长，A错误；光合色素增加则光饱和点会升高，B错误；由于补充450 nm光源可促进植物的光合作用，所以突然停止了补光后，释放O2的量应降低，C错误；对照组CO2吸收速率达到6(molm2s1)用的时间长，且结合图形分析其包围的面积，可推断对照组从温室中吸收的CO2总量多，D正确。答案D4.(2018浙江11月选考节选)在“探究环境因素对光合作用的影响”的活动中，选用某植物幼苗，用含有100 mmol/L NaCl的完全营养液进行培养，测定其光合作用速率和气孔异度，结果如图所示。本实验可推出的实验结论是_。实验
6、中设置了前后自身对照，还可设置_作为空白对照。测量光合作用速率的指标除本实验采用的之外，还可采用_(答出两点即可)。解析由图可知，随NaCl处理时间延长，气孔导度下降，光合速率也下降，且抑制效果与NaCl处理时间呈正相关。作为空白对照，所用完全培养液不加NaCl即可。光合作用速率的指标可以采用单位时间单位叶面积的CO2吸收量或O2释放量表示，也可采用单位时间单位叶面积的干物质积累量表示。答案NaCl处理导致光合作用速率及气孔导度下降，且随处理时间的延长，抑制作用越明显不加NaCl的完全营养液单位时间单位叶面积的O2释放量、单位时间单位叶面积的干物质积累量1.正误判断(1)在光饱和点的光强度下，
7、限制光合速率的环境因素可能为CO2浓度、温度、色素含量等。()(2)炎夏，高温可通过影响光合酶的活性及叶片的气孔导度来影响光合速率。()(3)土壤缺水或高盐可导致叶片气孔导度降低，CO2吸收受阻而影响碳反应。()(4)只要白天的光合速率大于呼吸速率，则可实现植物的正常生长。()(5)当植株的表观光合速率为0时，其叶肉细胞的真正光合速率等于呼吸速率。()(6)适当增加温室中二氧化碳浓度，会导致温室植物的光饱和点变小。()(7)探究光强度对光合作用影响的实验中，需满足实验组和对照组的CO2浓度、温度等条件相同且适宜。()2.析图填表(1)真正光合速率、表观光合速率与呼吸速率的关系数学模型物理模型(
8、2)两模型的对应关系及涵义数学模型物理模型光合速率、呼吸速率关系A点AB段B点B点以后提示图1只进行细胞呼吸图2光合速率呼吸速率图3光合速率呼吸速率图4光合速率呼吸速率考点1结合环境因素对光合作用的影响考查科学思维能力1.如图表示在一定范围内，不同环境因素与水稻叶片光合速率的关系，对其描述不正确的是()A.如果横坐标是CO2含量，则a为红光，b为白光B.如果横坐标是CO2含量，则a为强光，b为弱光C.如果横坐标是光强度，a的CO2含量较高，b的CO2含量较低D.如果横坐标是光强度，a温度较适宜，b温度可能较低解析如果横坐标是CO2含量，则相同的CO2含量时，植物对白光的吸收值大于红光，因此光合
9、速率较大，即a为白光，b为红光。答案A2.“合果芋”美丽多姿，形态多变，不仅适合盆栽，也适宜盆景制作，是具有代表性的室内观叶植物之一。某研究小组进行了“探究环境因素对合果芋光合作用影响”的实验，实验结果如图所示。下列分析正确的是()A.CO2浓度1可能为大气中的CO2浓度，而CO2浓度2可能为1%B.若E点为正常合果芋植物的光饱和点，则缺镁的合果芋植物的B点会右移C.图中C、D两点相比，D点植物叶肉细胞中RuBP的含量要高一些D.A点植物叶肉细胞中参与三碳酸还原的NADPH和ATP比C点要多解析大气CO2浓度约为0.035%，当这一浓度增至1%时，光合速率随CO2浓度的增高而增高；缺镁的合果芋
10、叶片叶绿素含量低，光合速率达到最大对应的光强度减弱；D点较C点CO2浓度低，CO2与RuBP结合慢，RuBP的含量高；A点较C点光强度弱，光反应慢，NADPH和ATP少。答案C环境因素对光合作用的影响1.单因子对光合作用的影响项目原理模型光强度通过影响光反应中ATP和NADPH的生成，制约碳反应(光强度达到光饱和点后，限制因素不再是光强度)CO2浓度通过影响碳反应中三碳酸的生成，制约光反应(CO2浓度过低时，无法进行光合作用)温度通过影响酶的活性影响光合作用(主要影响碳反应)2.多因子对光合作用的影响(1)多因子对光合作用的影响是综合性的。(2)图中P点时限制光合作用的因素为横坐标所表示的因子
11、，而Q点时横坐标所表示的因子不再限制光合作用，要想提高光合速率，可适当提高图中的其他因子。提醒：水、盐等亦影响光合作用，如土壤缺水或高盐会导致叶片气孔导度降低、缺镁会导致叶绿素缺乏而影响光合作用。考点2真正光合速率、表观光合速率与呼吸速率的关系3.植物的光合作用受CO2浓度、温度与光照强度的影响。下图为在一定浓度的CO2和适宜温度条件下，测定某植物叶片在不同光照条件下的光合速率。下列有关说法不正确的是()A.在A点所示条件下，该植物叶肉细胞内能够产生ATP的部位只有线粒体B.该植物叶片的呼吸速率是5 mg/(100 cm2叶小时)C.在一昼夜中，将该植物叶片置于C点光照下11小时，其余时间置于
12、黑暗中，则每100 cm2叶片一昼夜中CO2的净吸收量为45 mgD.已知该植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25 和30 。若将温度提高到30 的条件下(原光照强度和CO2浓度不变)，则图中B点将右移，C点左下移解析从图中可以看出，在A点只进行呼吸作用，不能进行光合作用，所以在A点所示条件下，该植物叶肉细胞内能够产生ATP的部位是细胞溶胶、线粒体。将该植物叶片置于C点光照下11小时，每100 cm2叶片CO2的净吸收量为1011110 mg；其余时间置于黑暗中，CO2的释放量为51365(mg)，故一昼夜中每100 cm2叶片CO2的净吸收量为1106545(mg)。若将温度升高到30
13、，则呼吸作用的强度会增大，光合作用强度会减小，故B点会右移，C点会左下移。答案A4.将同一菠菜叶片用打孔器打成叶圆片若干，分组进行如下实验。已知叶片实验前，在不同温度下分别暗处理1 h，测其质量变化，立即再光照1 h(光照强度相同)，再测其质量变化，得到如下结果：组别甲乙丙丁温度/27282930暗处理后质量变化/mg1231光照后与暗处理前质量变化/mg3331光合作用酶的最适温度约为，温度为30 时叶片真正光合速率为。解析27 时，暗处理1 h后质量减少1 mg，即呼吸速率为1 mg/h；接着光照1 h，质量比暗处理前(即初始质量)增加3 mg，则光照1 h期间质量增加了314 mg，即表
14、观光合速率为4 mg/h；所以27 时真正光合速率为145 mg/h。同理，可求出28 、29 、30 时的真正光合速率分别为7 mg/h、9 mg/h、3 mg/h。答案29 3 mg/h真正光合速率、表观光合速率、呼吸速率(1)涵义及表示方法呼吸速率：植物在黑暗条件下，只进行呼吸作用，实验测得的数据即呼吸速率。常用单位时间内植物O2的吸收量、CO2的释放量或有机物的消耗量表示。表观光合速率：植物在光照条件下，同时进行光合作用与细胞呼吸，实验测得的数据即净光合速率。常用单位时间内植物O2的释放量、CO2的吸收量或有机物的积累量表示。真正光合速率：即光照条件下植物的实际光合速率，常用单位时间内
15、植物O2的产生量、CO2的固定量或有机物的生成量表示。(2)关系：真正光合速率表观光合速率呼吸速率。(3)条件改变时，曲线上关键点的移动规律条件变化的效应B点C点D点(更)利于光合作用左移右移右上移(更)利于细胞呼吸右移左移左下移(更)不利于光合作用右移左移左下移(更)不利于细胞呼吸左移右移右上移注：A点的移动只取决于条件改变对细胞呼吸的影响。利于细胞呼吸，A点下移；不利于细胞呼吸A点上移。考点3开放与密闭环境中光合速率的日变化5.(2018浙江五校联考)下图是三倍体西瓜叶片净光合速率(Pn，以CO2吸收速率表示)与胞间CO2浓度(Ci)的日变化曲线，以下分析正确的是()A.与11：00时相比
16、，13：00时叶绿体中合成3磷酸甘油酸的速率相对较高B.14：00后叶片的Pn下降，导致植株积累有机物的量开始减少C.叶片的Pn先后两次下降，主要限制因素分别是CO2浓度和光照强度D.17：00后叶片的Ci快速上升，导致叶片碳反应速率远高于光反应速率解析与11：00时相比，13：00时胞间CO2浓度低，CO2与RuBP结合生成3磷酸甘油酸的速率低。14：00后叶片的Pn下降，但净光合速率仍大于0，有机物仍在积累。第一次Pn下降主要是由于气孔导度降低，CO2供应不足；第二次Pn下降是由于光照减弱引起的。碳反应受光反应产生的NADPH和ATP的制约，反应速率不可能远高于光反应速率。答案C6.某生物
17、研究小组在密闭恒温玻璃温室内进行植物栽培实验，连续48小时测定温室内CO2浓度及植物CO2吸收速率，得到如图所示曲线(整个过程呼吸速率恒定)，据图分析正确的是()A.图中植物呼吸速率与光合速率相等的时间点有3个B.绿色植物吸收CO2速率达到最大的时刻是第45小时C.实验开始的前24小时比后24小时的平均光强度弱D.经过48小时的实验，该植物没有生长解析图中细线是在恒温密闭环境中测得的二氧化碳吸收速率，当吸收速率为零时，表示植物不从外界吸收二氧化碳，此时光合作用所需的所有二氧化碳全由呼吸作用提供，即此时呼吸速率与光合速率相等。根据图解可知，呼吸速率与光合速率相等的点有4个，分别在第6、18、30
18、、42小时，A错误；据曲线分析，CO2吸收速率最大时对应的时间是第36小时，B错误；由曲线图看出，前24小时比后24小时的平均CO2吸收速率低，因此，前24小时比后24小时的平均光强度弱，C正确；经过48小时的实验，温室内CO2浓度降低，有机物能够积累，植物表现出正常生长，D错误。答案C光合速率的日变化(1)开放环境中光合速率的日变化(2)密闭环境中光合速率的日变化考点4结合探究环境因素对光合作用的影响考查科学探究能力7.如图是探究光强度对茉莉花光合作用影响的实验装置，下列叙述正确的是()A.该实验只能通过改变灯泡功率来控制自变量B.该实验最好使用白炽灯作为光源C.该实验过程中红色液滴一定右移
19、D.将装置放在黑暗条件下可测呼吸速率解析改变灯与广口瓶的距离也可控制自变量光强度；白炽灯是热光源，使用白炽灯会造成温度对实验结果的干扰；若光强度较弱，光合速率小于呼吸速率时，红色液滴左移；将装置放在黑暗条件下植物只进行呼吸作用，红色液滴的移动情况反映的是呼吸速率。答案D利用上题实验装置及相关的材料用具，可以探究多种因素对光合作用的影响。(1)探究光强度对光合作用的影响：改变灯泡功率或灯泡与广口瓶的距离。(2)探究温度对光合作用的影响：将广口瓶分别置于装有不同温度水的大烧杯中。(3)探究CO2浓度对光合作用的影响：往小烧杯内分别加入不同浓度的NaHCO3溶液。(4)探究光质对光合作用的影响：用不
20、同颜色的玻璃纸或滤光片将灯泡与广口瓶隔开。1.下图为某植物在不同条件下的光合速率曲线图，下列分析错误的是()A.温度降低到0 时，光合速率可能完全停止B.气候寒冷时，光照再强植物也不能以最快的速率生长C.在光强度达到全日照之前，光反应的速率不可能达到最大D.高浓度二氧化碳下，限制光合作用的因素可以是光强度和温度解析据图，低温、低CO2浓度时，光强度达到全日照之前，光反应的速率已达到最大。答案C2.荔枝叶片发育过程中，表观光合速率及相关指标的变化见下表。以下分析有误的是()叶片发育情况叶面积(最大面积的%)总叶绿素含量mg(gfw)1气孔相对开放度/%表观光合速率molCO2(m2s)1A新叶展
21、开前192.8B新叶展开中871.1551.6C新叶展开完成1002.9812.7D新叶已成熟10011.11005.8(注：“”表示未测数据)A.与A组叶片相比，D组叶片合成生长素的能力较弱B.叶片发育过程中，叶片面积逐渐增大，主要是细胞分裂的结果C.将D置于如表所示光温恒定的密闭容器中一段时间后，叶肉细胞中的ATP含量恒定D.C、D组的叶面积一样而总叶绿素含量不同，可能跟叶绿体中类囊体数量不同有关解析相比成熟叶片，幼嫩的叶是合成生长素的主要部分之一；细胞分裂使细胞数目增多，叶片面积增大；D叶片中，光合速率大于呼吸速率，且由于是密闭的容器，导致容器内二氧化碳越来越少，在一定时间内碳反应减弱，
22、而光反应不变，导致ATP增多；叶绿素分布在叶绿体中基粒的类囊体膜上，C、D组的叶面积一样而总叶绿素含量不同，可能与叶绿体中类囊体数量不同有关。答案C3.(2018十校联盟3月适应性考试)下图表示某豆科植物叶肉细胞中三碳酸的相对含量在夏季某天24 h内(有一段时间乌云遮蔽)的变化趋势。下列有关叙述正确的是()A.叶肉细胞进行光合作用的区间是BG段所对应的时间B.与F点相比，G点叶绿体中RuBP的含量较低C.乌云消失的时间可能是曲线上D点对应的时刻D.该植物在24小时内有机物含量一定增加解析进行光合作用的区间是BI段所对应的时间；G点CO2供应不充足，RuBP与CO2结合生成三碳酸的速度慢，RuB
23、P的含量高；乌云消失，光照增强，NADPH、ATP含量增高，三碳酸的还原加快，三碳酸的含量降低，乌云消失的时间可能是D点对应的时刻；三碳酸含量的变化只体现光合速率的变化，不能体现呼吸速率的变化，故无法确定24 h内有机物含量的变化。答案C4.(2018宁波3月模拟)近年来大气中的CO2浓度和O3浓度不断上升。为了研究CO2浓度和O3浓度上升对农作物有何影响，研究人员用高浓度CO2和高浓度O3处理水稻“汕优63”，测定其生长发育不同时期的各项生理指标，结果如图。下列叙述错误的是()注：CK(对照，大气常态浓度)；CO2(CO2常态浓度200molmol1)；O3(O3常态浓度160%)；CO2O
24、3(CO2常态浓度200molmol1和O3常态浓度160%)。表观光合速率是指在光照条件下，一定量的植物在单位时间内吸收外界的CO2量。A.实验结果表明，不同生长发育时期，升高CO2浓度，水稻的表观光合速率增大B.高浓度CO2可部分抵消高浓度O3对水稻光合作用的胁迫C.水稻表观光合速率的增大可能与胞间CO2浓度升高有关D.实验结果表明，O3浓度降低会危及水稻的生长解析与CK处理组对照，O3处理组的表观光合速率低，由此推知O3浓度升高不利于水稻生长。答案D5.(2018浙江91联盟期中)在“探究NaCl浓度对某种幼苗光合作用的影响”活动中，得到如下实验结果：NaCl溶液浓度/(mmolL1)0
25、2550100150200250表观光合速率/(molCO2m2s1)6.06.37.06.15.62.11.9下列叙述正确的是()A.NaCl溶液浓度不同，幼苗的表观光合速率也一定不同B.随着NaCl溶液浓度的增加，幼苗有机物积累的速率先上升后下降C.NaCl溶液浓度为250mmolL1条件下，细胞溶胶中的O2浓度小于细胞外D.NaCl溶液浓度为0 mmolL1条件下，停止光照后短时间内叶绿体中RuBP含量上升解析据图，随着NaCl溶液浓度的增加，表观光合速率先增后减，故A错误，B正确；NaCl溶液浓度为250 mmolL1条件下，表观光合速率仍大于0，细胞释放O2，细胞溶胶中的O2浓度大于
26、细胞外；停止光照，缺乏NADPH、ATP，RuBP含量下降。答案B (时间：30分钟)一、选择题1.如图曲线表示黄豆在最适温度、CO2浓度为0.03%的环境中光合速率与光强度的关系。在Y点时改变某条件，结果发生了如图曲线的变化。下列分析合理的是()A.与Y点相比较，X点时叶绿体中三碳酸分子含量低B.在Y点时，适当升高温度可导致曲线由变为C.制约X点时光合作用的因素主要是叶绿体中色素的含量D.制约Z点时光合作用的因素可能是二氧化碳浓度解析X点较Y点光照弱，产生的NADPH和ATP少，被还原的三碳酸分子少，三碳酸含量高；在最适温度基础上降低或升高温度都会导致光合速率降低；制约X点光合作用的因素为光
27、强度；制约Z点时光合作用的因素可能是二氧化碳的浓度太低，抑制了碳反应的进行，进而影响了光合速率。答案D2.某生物兴趣小组将一枝伊乐藻浸在加有适宜培养液的大试管中，以白炽灯作为光源，移动白炽灯调节其与大试管的距离，分别在10 、20 和30 下进行实验，观察并记录单位时间内不同距离下枝条产生的气泡数目，结果如下图所示。下列相关叙述不正确的是()A.该实验研究的是光强度和温度对光合作用速率的影响B.A点和B点的限制因素分别为温度和光强度C.B点条件下伊乐藻能进行光合作用D.若在缺镁的培养液中进行此实验，则B点向右移动解析缺镁条件下培养的植物叶绿素含量低，光合速率减小，故需在原来光照的基础上增强光照
28、(缩短灯与试管的间距)，光合速率才能等于呼吸速率。答案D3.科研人员对猕猴桃果肉的光合色素、光合放氧特性进行了系列研究。图1为光合放氧测定装置示意图，图2为不同光照条件下果肉随时间变化的光合放氧曲线。下列说法正确的是()A.若提高反应液中NaHCO3浓度，果肉放氧速率将不断增大B.若在10 min 后停止光照，则短时间内叶绿体中三碳酸含量减少C.图2中15 min之后果肉细胞的光合作用停止D.若在20 min后停止光照，则曲线的斜率将变为负值解析因受其他因素限制，提高反应液中NaHCO3浓度，果肉放氧速率最终会趋向稳定；停止光照，缺乏NADPH和ATP，三碳酸还原生成三碳糖停止，三碳酸含量升高
29、；15 min之后O2浓度不变，果肉细胞的光合速率等于呼吸速率；停止光照，光合作用停止，反应液中O2浓度下降，曲线的斜率将变为负值。答案D4.如图是研究某高等植物光合作用相关实验的结果，其中Rubisco酶是催化CO2与RuBP结合生成三碳酸的酶。下列相关说法正确的是()A.据图可知，CO2浓度对该植物还原糖含量的影响不如光强度影响显著B.气孔开度直接影响叶片的水分散失，说明该植物在低浓度CO2条件下对干旱环境的适应能力更强C.Rubisco酶催化CO2与RuBP结合生成三碳酸需要光反应提供ATP和NADPH的能量D.该植物在叶绿体内合成的三碳糖可在叶绿体外进一步转变成蔗糖，并转移至其他器官解析该实验未研究光强度对该植物还原糖含量的影响；较高CO2浓度下植物的气孔开放度降低，能减少水分蒸腾，有利于度过干旱环境；CO2与
