【创新设计】高考生物总复习 基础知识 133 能量之源 光与光合作用 考点4 影响光合作用的因素及在生产上的应用（5年26考）新人教版必修1(1).doc

考点4影响光合作用的因素及在生产上的应用(5年26考)(2013重庆理综、北京理综、四川理综、天津、海南卷，2012山东、浙江)一、内部因素对光合作用速率的影响及应用1同一植物的不同生长发育阶段曲线分析：在外界条件相同的情况下，光合作用速率由弱到强依次是幼苗期、营养生长期、开花期。应用：根据植物在不同生长发育阶段光合作用速率不同，适时、适量地提供水肥及其他环境条件，以使植物茁壮成长。2同一叶片的不同生长发育时期曲线分析：随幼叶发育为壮叶，叶面积增大，叶绿体不断增多，叶绿素含量不断增加，光合速率增大；老叶内叶绿素被破坏，光合速率随之下降。应用：农作物、果树管理后期适当摘除老叶、残叶及茎叶蔬菜及时换新叶，都是根据其原理，可降低其细胞呼吸消耗的有机物。二、外界因素对光合作用速率的影响及应用1单因子因素(1)光照强度原理分析：光照强度影响光合速率的原理是通过影响光反应阶段，制约atp和h的产生，进而制约暗反应阶段。图像分析：a点时只进行细胞呼吸；ab段随着光照强度的增强，光合作用强度也增强，但是仍然小于细胞呼吸强度；b点时代谢特点为光合作用强度等于细胞呼吸强度；bc段随着光照强度的增强，光合作用强度仍不断增强；c点对应的光照强度为光饱和点，限制c点的环境因素可能有温度或二氧化碳浓度等。完成填空后，在下面的四幅图中标出a点、ab段、b点和b点之后的氧气和二氧化碳转移方向。答案应用分析：欲使植物正常生长，则必须使光照强度大于b点对应的光照强度；适当提高光照强度可增加大棚作物产量。(2)光照面积图像分析：oa段表明随叶面积的不断增大，光合作用实际量不断增大，a点为光合作用面积的饱和点。随叶面积的增大，光合作用强度不再增加，原因是有很多叶被遮挡，光照不足。ob段表明干物质量随光合作用增加而增加，而由于a点以后光合作用强度不再增加，但叶片随叶面积的不断增加，呼吸量(oc段)不断增加，所以干物质积累量不断降低(bc段)。应用分析：适当间苗、修剪，合理施肥、浇水，避免徒长。封顶过早，使中下层叶子所受的光照往往在光补偿点以下，白白消耗有机物，造成不必要的浪费。(3)co2浓度原理分析：co2浓度影响光合作用的原理是通过影响暗反应阶段，制约c3生成。图像分析：图1中a点表示光合作用速率等于细胞呼吸速率时的co2浓度，即co2补偿点，而图2中的a点表示进行光合作用所需co2的最低浓度；两图中的b和b点都表示co2饱和点，两图都表示在一定范围内，光合作用速率随co2浓度增加而增大。应用分析：大气中的co2浓度处于oa段时，植物无法进行光合作用；在农业生产中可通过“正其行，通其风”和增施农家肥等措施增加co2浓度，提高光合作用速率。(4)温度原理分析：是通过影响酶活性进而影响光合作用。图像分析：低温导致酶的活性降低，引起植物的光合作用速率降低，在一定范围内随着温度的升高酶活性升高进而引起光合速率也增强；温度过高会引起酶活性降低，植物光合速率降低。应用分析：温室中白天调到光合作用最适温度，以提高光合作用速率；晚上适当降低温室的温度，以降低细胞呼吸，保证植物有机物积累。(5)必需矿质元素图像分析：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光合作用速率下降。应用分析：在农业生产上，根据植物的需肥规律，适时、适量地增施肥料，可以提高作物的光能利用率。2多因子因素(1)曲线分析：p点时，限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随其因子的不断加强，光合速率不断提高。当到q点时，横坐标所表示的因子不再是影响光合速率的因素，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。(2)应用：温室栽培时，在一定光照强度下，白天适当提高温度，提高光合作用酶的活性，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。易错警示！光合作用影响因素中的2个易忽略点(1)易忽略温度改变对光合作用的影响。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都比参与光反应的多。(2)易忽略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浓度大于某值时，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，会抑制植物的呼吸作用，进而影响到光合作用。影响光合作用的因素与曲线结合1(2013重庆理综，6)如图是水生植物黑藻在光照等环境因素影响下光合速率变化的示意图。下列有关叙述，正确的是()。(注：箭头所指为处理开始时间)at1t2，叶绿体类囊体膜上的色素吸收光能增加，基质中水光解加快、o2释放增多bt2t3，暗反应(碳反应)限制光合作用。若在t2时刻增加光照，光合速率将再提高ct3t4，光照强度不变，光合速率的提高是由于光反应速率不变、暗反应增强的结果dt4后短暂时间内，叶绿体中adp和pi含量升高，c3化合物还原后的直接产物含量降低解析水的光解、o2释放发生在叶绿体类囊体薄膜上，而不是叶绿体基质中，a项错误；t2t3，限制光合速率的因素为co2浓度，此时光照充足且恒定，若增加光照，光合速率不会提高，b项错误；t3t4，暗反应增强，一定程度上加快atp和adp的转化，同时促进了光反应，c项错误；突然停止光照，光反应减弱甚至停止，类囊体薄膜上atp合成受阻，atp含量减少，adp和pi含量升高，被还原的c3化合物减少，直接产物含量降低，d项正确。答案d互动探究1重新分析上题坐标曲线图，哪些线段(区间)是受光照强度影响而出现的？哪些线段(区间)是受co2浓度影响而出现的？提示ot1t2及t4之后的曲线变化是光照强度的强弱及变化引起的；而t2t3t4曲线的变化是co2浓度高低及变化引起的。2除co2、光照强度外，黑藻的光合作用还可受到哪些外界因素影响？提示温度等。综合分析影响光合作用的因素2(2013四川理综)将玉米的pepc酶基因导入水稻后，测得光照强度对转基因水稻和原种水稻的气孔导度及光合速率的影响结果，如下图所示。(注：气孔导度越大，气孔开放程度越高)(1)水稻叶肉细胞进行光合作用的场所是_，捕获光能的色素中含量最多的是_。(2)co2通过气孔进入叶肉细胞后，首先与_结合而被固定，固定产物的还原需要光反应提供_。(3)光照强度低于8102molm2s1时，影响转基因水稻光合速率的主要因素是_；光照强度为1010214102molm2s1时，原种水稻的气孔导度下降但光合速率基本不变，可能的原因是_。(4)分析图中信息，pepc酶所起的作用是_；转基因水稻更适宜栽种在_环境中。解析(1)植物叶肉细胞进行光合作用的场所均为叶绿体，叶绿体中捕获光能的色素有叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素，其中叶绿素a含量最多。(2)co2进入叶肉细胞内首先与c5结合形成c3化合物，此过程称“co2的固定”，c3化合物需接受光反应为之提供的h、atp后被还原。(3)如图显示，8102/( mol/m2s1)光照强度尚未达到转基因水稻光饱和点。在此之前，影响转基因水稻光合速率的主要因素是光照强度；在光照强度为1010214102( molm2s1)时，气孔导度虽然下降，但该气孔导度下co2供应可能已充足，且该光照强度已经达到了原种水稻的光饱和点。故光合速率可能不受影响。(4)两图信息显示，与原种水稻相比，转基因水稻气孔导度更得以提升，且光饱和点明显增大，由此可推知，pepc酶可增大气孔导度，提高水稻在强光下的光合速率，使水稻更适宜于强光环境。答案(1)叶绿体叶绿素a(2)c5h和atp(3)光照强度光照强度增加与co2供给不足对光合速率的正负影响相互抵消(或“co2供应已充足且光照强度已达饱和点”)(4)增大气孔导度，提高水稻在强光下的光合速率强光题后反思各种环境因子对植物光合作用并不是单独地发挥作用，而是综合起作用。但各种因子的作用并不是同等重要的，其中起主要作用的因子为关键因子，因此在分析相关问题时，应抓关键因子。在分析多因子对光合作用的影响时，首先要识别坐标中有几个因子，它们是如何影响代谢过程的，更重要的是，能对多条曲线进行对比，通过对比说明问题。对比时，要注意单一变量原则，即能对比的两条曲线之间只有一个因子不同。对点强化(2013西安模考)下图是棉花成熟绿叶组织的相关图解，其中图1是叶肉细胞的光合作用过程图解；图2表示某光照强度和适宜温度下，光合作用强度增长率随co2浓度变化的情况。请回答下列问题。 (1)由图1可知，甲、乙分别代表的物质是_、_，要想使叶绿体内c3的含量快速下降，可以改变的环境条件是_。(2)图2中限制d点光合作用速率的主要环境因素是_，c点和d点相比，叶绿体中h的含量_(填“较低”“相等”或“较高”)。(3)从生长状况相同的棉花叶片上剪出大小、部位相同的若干圆叶片，抽取叶片细胞内的气体，平均分成若干份，然后，置于不同浓度的nahco3溶液中，给予相同的一定强度光照，测量圆叶片上浮至液面所需时间，其记录结果绘成曲线如图3。请据此回答：该实验的目的是_。从图解分析，b点比a点细胞内的c5含量_，bc段曲线平缓的限制因素可能是_，而c点以后曲线上行，其原因应该是_。解析(1)分析图1知，甲为co2，乙为光反应为暗反应提供的物质和能量，即h和atp；要使c3含量下降，有两种方法，一为不提供co2，导致c3的生成量减少，而消耗量不变，c3含量下降；二为增强光照，c3的消耗量增加，而生成量不变，c3含量下降。(2)图2曲线为随着co2浓度的增加，光合作用增长率的变化曲线，d点时，光合作用增长率为0，即光合作用速率不再增加，此时主要限制因素可能为光照强度；c、d两点，光照强度相同，但d点co2浓度高于c点，h与atp的消耗量高于c点，故c点叶绿体中h的含量较高。(3)实验中的nahco3溶液为光合作用提供co2，故该实验的自变量为不同浓度的co2，而叶片上浮所需的时间代表光合作用速率，则该实验的目的为探究co2浓度对光合作用速率的影响。据图可知，b点的co2浓度高于a点，即b点的co2固定过程