第8讲光合作用C3C4植物

1、第二部分新陈代谢 第9讲光合作用与C3、C4植物 7 、考点内容全解 （一）本讲考什么 1.光合作用的过程及G、G间的转换 光反应上淞径 （C4植物雒管束 勒细胞或C?植物 叶肉细胆） （二）考点例析 例1将植物栽培在适宜的光照、温度和充足的C0条件下。如果将环境中C0含量突然降至极低水平，此时叶肉细胞内 的C化合物、C化合物和ATP含量的变化情况依次是 A. 上升；下降；上升 B.下降；上升；下降 C.下降；上升；上升 D.上升；下降；下降 解析从光合作用的反应过程进行分析：在光合作用过程中，CQ参与暗反应，CQ与C化合物结合，生成两个C3化合物, 当CQ突然减少时，这个过程必然受阻，因而导

2、致G化合物的含量上升和C化合物含量下降。而G化合物的减少，又使暗反应 中C化合物还原成葡萄糖的过程受阻，消耗光反应提供的ATP量也减少，使细胞中ATP含量上升 答案C 特别提示要理解这种变化是瞬时的。 同类变式右图为光照和CG脓度改变后，与光合作用有关的G化合 物和G化合物在细胞内的变化曲线。 （1）曲线a表示，在无光照时其含量下降的原因 是； 曲线b表示，在CQ2浓度降低时含量下降的原 因是 （2）由（1）得岀光照强度和CQ浓度与光合作用的关系是：前者主要影响;后者主要影响 解析本题的变化是将题干文字信息改为曲线信息，因而也考查获取知识的能力。 答案（1）五碳化合物；CQ在还原过程中因缺NA

3、DP和ATP不能产生C化合物，而CQ仍然固定形成C3化合物。 三碳 化合物；CQ的减少导致G化合物产生减少，而C3化合物仍然被还原为C5化合物（2）光反应阶段；暗反应阶段 、方法技巧规律 （一）从影响光合作用的因素的角度探索提高作物产量的途径: 1 影响光合作用的因素有：（1）光：光照强弱直接影响光反应；（3）温度：温度高低会影响酶的活性；（3）CQ2浓度：CQ 是光合作用的原料，直接影响暗反应。；（4）水分：水既是光合作用的原料，又是体内各种化学反应的介质，特别地，水分还 影响气孔的开闭，间接影响CQ进入植物体；（5）矿质元素：矿质元素是光合作用产物进一步合成许多有机物所必需的物质如 叶绿素

4、、酶等。 光照、CQ浓度、温度与光合速率基本关系见右图：/ 途径 措施或方法 延长光时 补充光照 增大光合作用面积 间作、合理密植 提高光合作用效率 控制适宜光强、提高CO浓度（如通风）、合理施肥（供应适量必需矿质元素） 提高净光合作用速率 维持适当昼夜温差（白大适当升温，晚上适当降温） （2）提高作物产量的途径 （二）本讲内容在高考中处于核心地位，命题都集中光反应与暗反应的综合分析、光合作用与农作物生产的多种条件综 合分析，在近几年理科试题中突出了以光合作用和呼吸作用为主线，考查两项生理作用的过程、产物影响因素及彼此的制约 关系，通过实验数据、图表、曲线题等新情景，结合社会、科技及生产实践考

5、查学生分析现象抓住本质的能力。实验分析与 实验设计题呈上升趋势。 例2施用农家肥能提高温室作物光合作用效率的理由中，正确的是 A. 促进植物对水的吸收B.提高了温室内C0的浓度C. 提高了光照强度D.矿质元素含量高 解析在温室内施用农家肥，能提高光合作用的效率，其原因有二：一是提供了矿质元素，但其中矿质元素不一定含量 高，与化肥比较其含量显然要低得多；二是提供了二氧化碳。农家肥中含有家畜的排泄物以及未消化吸收的有机物，这些有 机物被土壤中的分解者分解后，一方面将其中的矿质元素直接归为无机界，另一方面将其转化为CQ和H20等后也归为无机界, 释放的热量还可以对温室升温。 答案B 特别提示对农家肥

6、和CQ关系的认识，要联系生态系统的知识，分解者可以分解有机物成为CQ和H2Qo 同类变式一图表示在75%勺全部日照下一个叶片在不同的CO浓度（单位1Q6）下净CO交换速度（单位gmol ms ）的 变化，判断下列叙述错误的是 A. 植物A是G植物，因它在高CO浓度下有较高的CQ光转换速度 B. 在CO交换速度等于Q时，两种植物A和B仍有光合作用和呼吸作用 C. 如果光强度保持恒定，CO浓度进一步增加，则植物A的CO交换速度将达到 饱合点 D. 在CO浓度为2QQX 1Q6时，C4植物比G植物有较高的光能利用效率 解析与G植物相比，C植物二氧化碳饱和点低，而光饱和点高，光合效率高， 这是判断C4

7、植物的标准之一。C植物是通过C4途径同化碳的植物，它同时具备C和C两条途径，C途径本身不能将CO还原 成糖，只是改善CO勺供应，是一种辅助系统。从图中可知，植物A的光补偿点（即在光照下，植物光合作用吸收的CO量与呼 吸作用放出的CO量达到动态平衡时，外界环境中的CO浓度）高，它不是G植物。在CO交换速度等于Q时，只是两种植物光 合作用消耗的CO和呼吸作用消耗的CO相等，此时，夕卜界的CO浓度称为CQ的补偿点。如果光强度保持恒定，CQ浓度进一步 增加，也会达到CO饱和点，超过饱和点，则光合速率不再随CO浓度的增加而增加，有的植物光合强度甚至会降低，岀现中 毒现象。在低CO浓度的情况下，植物的光合

8、速率取决于其CO补偿的高低。C4植物的CO补偿点低于G植物，前者体积分数约 为Q5X 106，后者约为5.Q X 105。空气中CG体积分数约为3.43.5 X1Q-4。当CO浓度为2QQX 106（即2.Q X 104）时，仍低 于空气中正常的CQ浓度，在低CO浓度的情况下，C植物应该比C3植物有较高的光合速率。 答案A 特别提示掌握“光强（或二氧化碳）-光合速率”曲线中三个关键点：饱和点A、补 偿点B呼吸速率标志点Co 同类变式二下图中的甲、乙两图为一昼夜中某作物植株对CQ的吸收和释放状况的 示意图。甲图是在春季的某一晴天，乙图是在盛夏的某一晴天，请据图回答问题： （1）甲图曲线中C点和正

9、点（外界环境中CQ浓度变化为零）处，植株处于何种生理活动状态? （2）根据甲图推测该植物接受光照的时间是曲线中的段，其中光合作用强度最高的是点，植株积累有机物最 多的是点 （3） 乙图中FG段CQ吸收量逐渐减少是因为，以致 光反应产生的和逐渐减少，从而影响了暗反应强度， 使化合物数量减少，影响了 CQ固定。 （4）乙图曲线中间E处光合作用强度暂时降低，可能是因 甲图乙图 为 解析本例主要考查影响光合作用因素：CQ浓度、光强，以及光合速率、呼吸速率和表观速率的关系（表观速率=光合速 率-呼吸速率）。首先，要认真看清坐标的含义，然后进行曲线分析；其次，要把光合作用和呼吸作用联系起来考虑，并用两 个

10、生理过程进行的条件和时间进行分析。注意光合作用强度决定的制造有机物量与有机物总积累量之间的联系和区别；第三， 乙图的E点CQ吸收率降低的机理，不仅要从外界因子的整天变化情况及此时的限制因素考虑，还要联系植株的其他生理活动 进行思考。 答案（1）呼吸作用释放CQ的量等于光合作用吸收CQ的量时；（2） BF; D ； E （3）光照强度逐步减弱；ATP； NADPH （4）温度高，蒸腾作用过强，气孔关闭，影响了 CQ原料的供应 例3（2QQ3江苏高考题）光合作用受光照强度、CO浓度、温度等影响，图中4条曲 线（a、b、c、d）为不同光照强度和不同CQ浓度下，马铃薯净光合速率随温度变化的曲 线。a光

11、照非常弱，CQ很少（远小于Q.Q3%; b适当遮荫（相当于全光照的1/25）CQ浓 度为Q.Q3% c全光照（晴天不遮荫），CQ浓度为Q.Q3% d全光照，CQ浓度为1.22%。请 据图回答： （1）随着光照强度和CO浓度的提高，植物光合作用（以净光合速率为指标）最适温 度的变化趋势是。 （2）当曲线b净光合速率降为零时，真光合速率是否为零？为什么？ （3）在大田作物管理中，采取下列哪些措施可以提高净光合速率？（） aJt舍速率呼吸遼串) 护光會速率 O 解析由题中坐标图可知，随光照强度和CQ浓度的提高，植物光合作用最适温度的变化逐渐提高。因为b为适当遮荫（有 光），CO浓度为Q. 03%（有

12、原料），呼吸作用仍在进行，所以，当曲线b净光合速率为零时，代表光合速率等于呼吸速率， 真光合速率并不为零。在生产实践中，采取通风、施肥等措施均可提高作物净光合速率。 答案（1）逐渐提高（2）不为零，因为在b实验条件下，呼吸速率不为零（3） ABD 同类变式图甲、乙、丙分别表示某植物光合作用速率与光照强度之间的关系、温度与光合速率之间的关系及叶绿体色 素对不同波长光线的相对吸收量： 若甲图所示曲线为阴性植 物，则阳性植物曲线与此相比较 C点_（填“上/下/ 左/右/不变” 移, A点 （填“上/ 下/左/右 /不变”移 由乙图知，40C时，植物 体（能/不能）显示生长现象；而 3 誉克数 丙 A

13、/B/C 点表示 A通风 B增施有机肥 C 延长生育期 D施碳酸氢铵 三.基础能力测试1 r U 1 生长旺盛的叶片，剪成5毫米见方的小块，抽去 - 1 叶内气体，做下列处理（见图及图注），这四个处理中， 自就H 沉入底部的叶片小块最先浮起的是 0 A 25 T 2EY 用玻璃大棚种植蔬菜时，应选择光强为 （填“A/B/C”）、温度为:C （填一个具体数值），及 色 （填透明或不透明）的玻璃。 解析甲图为表观光合速率，乙图为实际光合速率和呼吸速率，丙图反应了叶绿素吸收光谱。第题要求从甲、乙、丙 图获取知识进行应用创新。 答案右；下不能；B （3）C; 25;无；透明 2下图曲线表示农田中I昼夜

14、温度变化；H光照强 度；山植物吸收CQ的变化，请判断下列说法中不正确的 是 A. 在山曲线与时间轴交点c和e时，光合作用吸收的CQ和呼吸 作用释放的CG量相等。 B. a点的形成是由夜间的低温造成的 C. 在从时间轴上的c点开始合成有机物，到e点有机物的合成 终止。 D. 增大曲线山与时间轴所围成的正面积措施包括提高光照强 度，CG浓度和充足的水分供应 3 光合作用光反应产生的物质有 A. CHO、NADPHIATP B. NADPH CQ ATP C. NADPH、Q、ATP 4. 有甲、乙、丙、丁 4盆长势均匀的植物置于阳光下， 甲品红光照射；乙绿色光照射；丙添加品红色滤光片A 丁 添加绿

15、色滤光片B(如图)，经过一段时间，各盆中长势最旺 的和长势最差的依次是下列哪一组 A甲、乙B乙、丙 C 甲、丁 D丙、丁 5. 在农作物生产中，套作和轮作是提高农作物产量的重 要措施，两者 D. C HQ、CQ HQ A.都是为了提高光能利用率B.都可以减少病虫害的发生 C.都可以充分利用土壤中的矿质资源D.都可以提高农田中的能量传递率 6. 对某植株作如下处理：持续光照10 min；光照5s后再黑暗处理5s，如此连续交替进行20 min。若其他条件不 变，则在两种情况下，植株所能制造的有机物总量及积累的有机物总量 A.均多于B 少于；多于C 和均相等D.无法确定 7. 面积指数是指单位土地面

16、积上植物的总叶面积，叶面积指数越大，叶 片交错重叠程度越大。图表示叶面积与光合作用和呼吸作用两个重要生理过 程的关系，则当叶面积指数大约为多少时对农作物增产最有利 A. 2 B. 5 C. 7 D. 9 8. 小麦籽粒成熟过程中积累的糖类，主要是依靠穗下第一张叶片(旗 叶)的光合作用供给的。有人做了这样一个实验(图甲)，将旗叶包在 一透明的袋中，袋中始终保持25C及充足的CQ,在旗叶基部安装一 个可调节温度的套环。实验开始时，套环温度调到20C，测定30min 内透明袋中的CQ吸收量、叶片水分散失量。然后将基部套环温度调 节到5C时，发现葡萄糖从旗叶向穗运输的过程被抑制，继续测定 3Qmin内

17、透明袋中的CQ吸收量、叶片水分散失量，测得的结果如图 乙所示，则下列判断错误的是 A.叶片基部温度变化对袋内叶片蒸腾作用有明显影响 B. 叶片基部处于低温(5C)状态时，后3Qmin，CQ的吸收速率下降与叶片气孔开闭状态无关 C. 叶片基部处于低温(5C)状态时，呼吸作用强度减弱 D. 叶片基部处于低温(5C)状态时，光合作用强度减弱 9. 将两个枝条分别置于营养液中。其中一枝仅保留一张叶 片(甲)，另一枝保留两张叶片(乙、丙)，叶片置玻璃盒中密封(玻 璃盒大小足以保证实验顺利进行)，在甲叶和乙叶的盒中注入 14CQ,装置如图。光照一段时间后，可以检测到放射性的叶片 A.仅在甲中 B .尖在甲

18、和乙中 C.仅在甲和丙中 D .在甲、乙和丙中 四.潜能挑战测试 1Q.某地区有一片丛林和几家工厂，A图形表示该地区一天内 丛林水分散失，B图形表示该地区一天内当地植物对CQ净吸收或 释放量，C图形表示该地区当地附近大气污染物浓度的变化情况。 请分析图示，并回答有关的问题(S代表面积，横轴示时间/h)。 (1) 若Sbs, smsi+sn，则这片丛林当日有机物的变化 是，这是由于 (4) 图中大气污染物浓度降低的主要原因可能是 （5）每天清晨，在这片丛林里有许多退休职工早起锻炼，从环境因素考虑，你认为是否合适？请说明理由 八 光合速率 11.右图为测定光合作用速度的仪器。在密闭小室内放有一片某

19、作物新鲜叶片和二 氧化碳缓冲液，缓冲液用以调节小室内CQ的量，使其浓度保持在一个定植。小灯泡可 以调节光照强度。小室内气体体积的变化可根据毛细管内水柱的移动距离测得。请回答: （1）为了防止光照引起小室内气体的物理性膨胀或收缩所造成的误差，必须要有对照， 并对实验结果进行校正。那么对照组小室内应放置 （2）若二氧化碳浓度保持适宜定值，当光强度为零时，小室内减少气体为0.5微升/平方 厘米叶面积/分。而当光强度增加至某一值时，小室内增加气体为1.5微升/平方厘米叶 面积/分，那么此时葡萄糖的生成速率是微克/平方厘米叶面积/分 （3）若该作物光合作用的最适二氧化碳浓度为800mg/mL,最适光强为20千勒克司。试利用 本实验装置探究光强和二氧化碳浓度对光合速率的影响。 请简要列岀实验步骤，并将预期结果绘制在坐标图上（只需绘4-6条曲线，表示岀变 化趋势即可） 实验步骤： 五、标答与点拨光强 I. C（点拨：光合作用产生了气体氧）2 . C （点拨：“午休”现象原因是：水分在中午 供给不上；气孔关闭；CQ供应不足；光合产物来不及分解运走，积累在叶肉细胞质中，阻 碍细胞内二氧化碳的运输）3. C（点拔：水光解生成NADPHO）4 . C（点拔：等量的红光和绿光混合锝品红色光）5 . C（点拨： 轮作除了可以充分利用土壤中的矿质资源外，还可防止大面积病虫害的发生）6 . B（点