第三部分：细胞的能量供应和利用
第 4 课时：影响光合作用速率的环境因素
1. 将一组暗处理的叶片中部叶脉切断，照光2h，用碘蒸汽处理叶片，发现下半部叶片呈蓝色，而上半部叶片没发生颜色变化，这是因为切断的叶脉
A．阻断了CO2的运输 B．阻断了有机物质运输 C．阻断了水分的运输 D．影响了上半部的呼吸作用
2、（06江苏）在开展生物学实践活动时，对照实验设计应遵循单一变量的原则．为了研究光对大豆生长的影响，某小组设计了如下实验：在两只花盆里分别种相同数量的大豆苗，并进行如下处理．
花盆
光
温度
水
甲
光亮处
20℃
充足
乙
黑暗处
20℃
充足
在这一实验设计中，有一处不正确，需要改正为
A．乙花盆放在光亮处 B．甲花盆放在黑暗处 C．甲花盆的温度高于20℃ D．乙花盆浇充足的水
3．(07北京)科学家研究CO2 浓度、光照强度和温度对同一植物光合作用强度的影响，得到实验结果如下图。请据图判断下列叙述不正确的是
A．光照强度为a时，造成曲线II和III光合作用 强度差异的原因是CO2 浓度不同
B．光照强度为 b 时，透成曲线 I和 II光合作用强度羞异的原因是温度度不同
C．光照强度为a～b，曲线 I、II光合作用强度随光照强度升高而升高
D．光照强度为a～c，曲线 I、III光合作用强度随光照强度升高而升高允合作用强皮
4．光照强度和CO2浓度是影响光合作用的两个主要外界因素，下列图像是北方夏季一天中棉花叶片光合作用强度的变化曲线，请指出正确的图解是
5．下图曲线表示农田中Ⅰ昼夜温度变化；Ⅱ光照强度；Ⅲ植物吸收CO2的变化，请判断下列说法中不正确的是
A．在Ⅲ曲线与时间轴交点c和e时，光合作用吸收的CO2和呼吸作用释放的CO2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Ⅲ与时间轴所围成的正面积措施包括提高光照强度，CO2浓度和充足的水分供应
6．利用右图所示的实验装置进行与光合作用有关的实验，正确的是
A．试管中收集的气体量代表了光合作用产生的氧气量
B．在光下，如果有气泡产生，可以说明光合作用产生氧气
C．为了探究二氧化碳浓度对光合作用的影响，可以用不同浓度的碳酸氢钠溶液进行实验
D．为了探究光照强度对光合作用的影响，用一套装置慢慢向光源靠近，观察气泡产生的速率的变化
7．（06 四川）将川芎植株的一叶片置于恒温的密闭小室，调节小室 CO2 浓度，在适宜光照强度下测定叶片光合作用的强度（以 CO2 吸收速率表示），测定结果如下图。下列相关叙述，正确的是
A．如果光照强度适当降低，a 点左移，b 点左移
B．如果光照强度适当降低，a 点左移，b 点右移
C．如果光照强度适当增强，a 点右移，b 点右移
D．如果光照强度适当增强，a 点左移，b 点右移
8．（多选）右图所示的两盆植物被完全密封，甲不透光，乙无色透明可透光。光照两小时后，其结果不可能是
A．甲植物增重，装置内气体的量减少
B．乙植物增重，装置内气体的量减少
C．甲植物减轻，装置内气体的量不变
D．乙植物减轻，装置内气体的量不变
班级： 姓名： 学号： 等第：
1
2
3
4
5
6
7
8
9.下图中的甲、乙两图为—昼夜中某作物植株对CO2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点和正点（外界环境中CO2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CO2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CO2固定。
（4）乙图曲线中间E处光合作用强度暂时降低，可能是因为
10．将两株植物放在封闭的玻璃罩内，用全素营养液置于室外进行培养（如甲图所示），假定玻璃罩内植物的生理状态和自然环境中相同，且空气湿度对植物蒸腾作用的影响、微生物对CO2浓度的影响均忽略不计。现用CO2浓度测定仪测定了该玻璃罩内CO2浓度的变化情况，绘制成如乙图所示曲线。请据图分析回答：
（1）上图显示，影响光合作用的外界因素有 。
（2）BC段与AB段相比，曲线上升较缓，其原因是 ；CD段与AB段相比，曲线上升较缓，其原因是 。
（3）D点时植物生理活动过程的特点是 。
（4）EF段说明此时植物光合作用速率 （填“较快”或“较慢”），其原因最可能是 ________，由此推断该植物CO2的固定途径是 。
（5）EF段与DE段相比，其叶肉细胞中C5的含量较 。
（6）24点与0点相比，植物体内有机物总量的变化情况是 。
9.答案：
（1）呼吸作用释放CO2的量等于光合作用吸收CO2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CO2原料的供应
10．（1）光照强度 温度 CO2 浓度 （2）夜间温度较低影响了呼吸酶的活性 光合作用吸收了部分的CO2 （3）光合作用速率与呼吸作用速率相等 （4）较慢 光照过强，温度过高，气孔关闭 CO2+C5→2C3 （5）大 （6）增加
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3．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与呼吸作用的影响(其余的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：
下列对该表数据分析正确的有
A．温度在35℃时,该植物光合作用生产有机物消耗CO2是3.00 mg/h
B．夜天没有光照，植物呼吸作用不停消耗有机物,所以植物夜天不表现生长.
C．每天12小时光照,12小时黑暗，温度均保持在20℃条件下，该植物积累的有机物最多
D．一昼夜中，提高产量的最适温度在25℃
（08通州一调）分析下列甲、乙、丙三图，说法正确的是
A．若图甲曲线表示的是阴生植物的光合速率受光强度的影响，则阳生植物的曲线与此比较，b点向左移，c点向右移
B．在光照强度相同时，如t2℃植物净光合作用最大
C．若图丙代表两类色素的吸收光谱，则f代表胡萝卜素
D．用塑料大棚种植蔬菜时，应选用蓝紫色或红色的塑料大棚
（2008理综宁夏巻）28.（16分）
回答下列Ⅰ、Ⅱ题：
Ⅰ.将长势相同、数量相等的甲、乙两个品种的大豆幼苗分别置于两个相同的密闭透明玻璃罩内，在光照、温度等相同且适宜的条件下培养，定时测定玻璃罩内的CO2含量，结果如图。据图回答：
（1）0～25 min期间，影响甲品种大豆幼苗光合作用强度的主要因素是 含量。
（2）乙植株比甲植株固定CO2的能力 。
（3）0～15 min期间植株释放O2速率的变化趋势是 。
（4）30～45 min期间两个玻璃罩内CO2含量相对稳定的原因是 。
Ⅱ.在用生长素促进某植物枝条生根的实践过程中，发现枝条生根情况不一，分析其原因，认为可能与生长素的浓度有关。请据此拟定一个相关研究的课题。要求写出课题名称及相关研究中的观察指标和影响这一指标的因素。
答案：Ⅰ.（9分）
(1)CO2 (2)强 (3)减慢
(4)植物呼吸作用释放CO2的量与基光合作用消耗CO2的量相等（或呼吸速率与光合速率相等）
（09重庆理综） I在春末晴朗白天，重庆某蔬菜基地规定了某大棚蔬菜在不同条件下的净光合作用强度(实际光合作用强度与呼吸作用强度之差)，结果见题30图l(假设塑料大栅外环境条件相同；植株大小一致、生长正常，栽培管理条件相同)
(1)在曲线a中，与11时相比，13时植株叶绿体内C3与C5化合物相对含量较高的是
(C3或C5)；在11时和13时分别摘取植株上部成熟叶片用碘蒸气处理，13时所取叶片显色较 (深或浅) 。
(2)曲线b的峰值低于曲线a．其两个主要因素是 (光照强度、环境温度、空气中CO2含量)曲线c高于曲线b，原因是补充光照能使叶绿体产生更多的 用于CO2还原；若在栅内利用豆科植物做绿肥，可明显增加土壤中 元素的含量，主要促进植株体内 和 等生物大分子的合成。(3)6—9时和16—18时，曲线b高于曲线a，主要原因是此时段棚内 较高。
答案：I．(I)C5；深 (2)光照强度、空气中CO2含量； ATP、NADPH([H])； 氮(N)； 蛋白质； 核酸 (3)温度
（2008上海高考生物巻）36．（10分）请回答下列有关光合作用的问题。
（1）光合作用受到温度、二氧化碳和光照强度的影响。其中，光照强度直接影响光合作用的 过程；二氧化碳浓度直接影响光合作用的 过程。
（2）甲图表示在二氧化碳充足的条件下，某植物光合速度与光照强度和温度的关系。
1）在温度为10℃、光照强度大于 千勒克司时，光合速度不再增加。当温度为30℃、光照强度小于L3千勒克司时，光合速度的限制因素是 。
2）根据甲图，在乙图的坐标上标出光照强度为L2千勒克司，温度分别为10℃、20℃和30℃时的光合速度。[Ks5u.com]
（3）丙图表示A、B两种植物的光合速度与光照强度的关系。
1）当在 千勒克司光照强度条件下，A、B两种植物的光合速度相同。
2）A植物在光照强度为9千勒克司时，2小时单位叶面积可积累葡萄糖 mg。（计算结果保留一位小数。相对原子质量C-12，H-1，O-16）
3）A植物在1天内（12小时白天，12小时黑夜），要使有机物积累量为正值，白天平均光照强度必须大于 千勒克司。
答案：（1）光反应 暗反应 （2）1）L1 光照强度 2）见下图 （3）1）6 2）10.9 3）6
（09山东理综）26．(15分)智能温室无土栽培作物,易于管理,优质高产。该项技术广泛应用于现代农业。
（1）无土栽培所用营养液中的无机盐在植物体内的作用是_____________和________。
植物因种类和生长发育阶段不同对无机盐的需求也不同，所以应视具体情况调整____________，供作物__________性吸收无机盐离子。
（2）营养液中某些无机盐离子浓度比根细胞内的低，植物仍可通过____________方式吸收。
若栽培池内较长时间通气不畅，作物根部可能出现的症状是___________，
其生理原因是____________。
（3）下图表示温室内光照强度（E）与作物光合速率（v）的关系。在温度、水分和无机盐均适宜的条件下，当EC时，可采取____________措施，保证作物的最大光合速率。如遇连阴天，温室需补光，选用____________光最有效。
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（4）用适宜浓度的2,4－D处理番茄花蕾可提高坐果率。请设计实验方案。确定施用2，4-D的最适浓度。____________________________________________________________
答案：（1）细胞的组成成分 调节生命活动
营养液中无机盐的组成和比例（营养液配方） 选择
（2）主动运输 根变黑（烂根） 根进行无氧呼吸，细胞内积累酒精
（3）增大光照强度(增加CO2浓度) CO2浓度 遮光（遮阴） 红（蓝紫）
（4）①将生长状态相同的番茄平均分成若干组；
②配制对应组数的系列浓度梯度的2，4-D溶液；
③分别用不同浓度的2，4-D溶液处理对应组的番茄花蕾；
④统计分析不同处理组的番茄坐果率，确定最适施用浓度。
30(26分)
（09安徽理综）1．叶绿体是植物进行光合作用的场所。下列关于叶绿体结构与功能的叙述，正确的是
叶绿体中的色素主要分布在类囊体腔内
H2O在光下分解为[H]和O2的过程发生在基质中
CO2的固定过程发生在类囊体薄膜上
光合作用的产物——淀粉是在基质中合成的
（09四川理综）30．Ⅱ.夏季晴朗无云的某天，某种C3植物光合作用强度变化曲线如图所示。请回答下列问题：
（1）该植物一天中有机物积累最多的时刻是 。
（2）在12：00左右出现光合作用强度“低谷”，此时叶片气孔处于关闭状态的数量增多。请比较图中B、C两个点对应的时刻， 时刻叶肉细胞之间的CO2浓度相对较高， 时刻叶肉细胞叶绿体中C5化合物的含量相对较大。
（3）研究发现，在其他环境因子相对稳定时，植物根系部位土壤相对缺水是导致气孔关闭的主要因素。请据此推测图中C、D两个点对应的时刻中， 时刻根系部位土壤溶液的浓度较高。
（4）研究还发现，当土壤干旱时，根细胞会迅速合成某种化学物质X。有人推测根部合成X运输到叶片，能调节气孔的开闭。他们做了如下实验：从同一植株上剪取大小和生理状态一致的3片叶，分别将叶柄下部浸在不同浓度X的培养液中。一段时间后，测得的有关数据如下表所示。（注：气孔导度越大，气孔开启程度越大）
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培养液中X的浓度/mol·m-3
5×10-5
5×10-4
5×10-3
叶片中X的浓度/mol·g-1（鲜重）
2.47
2.97
9.28
叶片中的气孔导度/mol·m-2·a-1
0.54
0.43
0.27
以上方案有不完善的地方，请指出来并加以修正。
若表中数据为方案完善后得到的结果，那么可推测，随着培养液中X的浓度增大，叶片蒸腾作用强度。
答案：Ⅱ（10分）
(1)19:30（或E点 （2分）
(2)B点（或10：00） C点（或12：00） （2分）
(3)C点（或12：00） （1分）
(4)①a.样本量太小。应“取叶片若干，等分为三组”。 （2分）
b.缺乏空白对照。增加1组，将叶片的叶柄下浸在不含X的培养液中。 （2分）
②降低
（09广东）36.（8分）
小王发现黑暗中生长的大豆幼苗比阳光下生长的大豆幼苗高得多。请设计一个实验方案，探究不同光照强度对大豆植株高度的影响，并预测实验结果。
实验材料和用具：大豆种子（200粒）、光照培养箱（光照强度范围0—10000Lux，温度、湿度等均可自行设定）、培养皿、直尺等。
实验方案：
实验结果测试：
答案：
课堂练习
一.单项选择题
1．下列哪条曲线反映了绿色植物叶片光合作用与空气中二氧化碳浓度的关系( )
2．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（ ）
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
3．对某植株作如下处理：① 持续光照10 min；② 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①多于② B．①少于②；①多于② C．①和②均相等 D．无法确定
4．我国政府为把2008年的北京奥运会办成绿色奥运，正在北京地区实施大规模的绿化工程。绿化北京的根本目的是为了调节（ ）
A．北京地区的气温 B．北京地区的湿度
C．北京地区氧气和二氧化碳的浓度 D．北京地区氧气和二氧化硫的浓度
二．非选择题
5．下图表示一株小麦叶片细胞内C3相对含量在一天24小时内的变化过程，请据图分析：
（1）C3的产生和消耗主要发生于叶绿体的 中。
（2）AB段C3含量较高，其主要原因是什么?
。
（3） 点出现的可能是由于白天该地区天气暂时由晴转阴所造成的。
（4）G点C3含量极少，其原因是什么?
。
（5）G点与F点相比，叶绿体中NADPH含量较 。(填写“高”或“低”)
（6）请在下列坐标图中画一条曲线，表示上图中的HI段(15时至19时)小麦叶肉细胞中C5相对含量的变化趋势(设a点为15时的C5含量)。
6．光合作用受光照强度、CO2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CO2浓度下，马铃薯净光合速率随温度变化的曲线。a光照非常弱，CO2很少（远小于0.03%）；b适当遮荫（相当于全光照的1/25）CO2浓度为0.03%，c全光照（晴天不遮荫），CO2浓度为0.03%；d全光照，CO2浓度为1.22%。请据图回答：
（1）随着光照强度和CO2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？（ ）
A．通风 B．增施有机肥
C．延长生育期 D．施碳酸氢铵
课后练习
一、选择题
1．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
3．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25℃及充足的CO2，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20℃，测定30min内透明袋中的CO2吸收量、叶片水分散失量。然后将基部套环温度调节到5℃时，发现葡萄糖从旗叶向穗运输的过程被抑制，继续测定30min内透明袋中的C02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（5℃）状态时，后30min，CO2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（5℃）状态时，呼吸作用强度减弱
D．叶片基部处于低温（5℃）状态时，光合作用强度减弱
6．对于栽种农作物要“正其行，通其风”的不正确解释是（ ）
A．有利于充分利用光能 B．有利于释放氧气，降低有机物消耗
C．有利于吸收较多的CO2，提高光合作用效率 D．有利于通风透光，提高光能利用率
7. 下图示某植物光合作用速度与环境因素之间的关系，据图分析，下列不正确的是（ ）
A.甲图表示在光线弱的情况下，光合作用速率受光强度的限制
B.甲图可见，强光照下因光反应阶段受到限制光合作用速率不再增加
C.乙图中C点表示光照强度为甲图的B时，植物光合作用的最适温度
D．乙图出现CD段的原因是温度过高影响光合作用有关的酶的活性
8．以测定的CO2吸收量与释放量为指标，研究温度对某绿色植物光
合作用与呼吸作用的影响，结果如图所示。下列分析正确的是
A.光照相同时间，35℃时光合作用制造的有机物的量与30℃时相等
B.光照相同时间，在20℃条件下植物积累的有机物的量最多
C.温度高于25℃时，光合作用制造的有机物的量开始减少
D.两曲线的交点表示光合作用制造的与呼吸作用消耗的有机物的量相等
三．非选择题
9．植物的新陈代谢受外部环境因子(如光、温度)和内部因子(如激素)的影响，研究内、外因子对植物生命活动的影响具有重要意义。右图表示野外松树(阳生植物)光合作用强度与光照强度的关系。其中的纵坐标表示松树整体表现出的吸收CO2和释放CO2量的状况。请分析回答
（1）当光照强度为b时，光合作用强度
（2）光照强度为a时，光合作用吸收CO2的量等于呼吸作用放出CO2的量。如果白天光照强度较长时期为a，植物能不能正常生长?为什么?
。
（3）如将该曲线改绘为人参（阴生植物）光合作用强度与光照强度关系的曲线，b点的位置应如何移动，为什么? 。
11．右图表示三种植物叶片光合作用速度的日变化。请据图回答。
（1）光合作用速度与呼吸作用速度相等的时刻，a植物叶片出现在_____ __，c植物叶片出现在__ ____。
（2）在6：00—8：00时之间，单位时间内吸收CO2最多的是_________植物叶片。
（3）b植物叶片在晴天中午光照强烈时，光合作
用速度出现了低谷，这一现象被称为光合作用的“午休现象”。产生这一现象的主要原因有_____ ___
___________________。
（4）c植物叶片一天内光合作用速度变化的特点是_________________________。
（5）从图中结果推测，三种植物一天内有机物积累量多少的顺序是_________>__________>____________。
（6）在一定的CO2浓度和适宜温度下，把某植物叶片置于5千勒克司（光合作用速度 44mgCO2/100cm2叶·小时）光照下14小时，其余时间置于黑暗中（呼吸作用速度 6．6mgCO2/100cm2叶·小时），则一天内该植物每25cm2叶片葡萄糖积累量为__________。
答 案
例1
解析：本例主要考查影响光合作用因素：CO2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CO2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CO2的量等于光合作用吸收CO2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CO2原料的供应
课堂练习
1C 2A 3B 4C
二、非选题
5．（1）基质 (2)无光照，不能进行光反应，不能产生[H]和ATP，C3不能还原成有机物 (3)D (4)气孔关闭，缺少CO2，C5不能转化为C3 (5)高（6）见右图
6．（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
课后练习
一．单选题
1C 2C 3A 4C 5B 6B 7B 8A
二．非选择题
9．(1)①最高，光照强度再增强，光合作用强度不再增加 ②不能。光照强度为a时，光合作用形成的有机物和呼吸作用消耗的有机物相等，但晚上只进行呼吸作用。因此，从全天看，消耗大于积累，植物不能正常生长 ③左移，与松树比较，人参光合作用强度达到最高点时，所需要的光照强度比松树低
10．（1）光照强度 温度 CO2 浓度 （2）夜间温度较低影响了呼吸酶的活性 光合作用吸收了部分的CO2 （3）光合作用速率与呼吸作用速率相等 （4）较慢 光照过强，温度过高，气孔关闭 CO2+C5→2C3 （5）大 （6）增加
11．（1）19：00、5：00 10：00、15：00 （2）b
（3）中午光照强烈，为减少体内水分散失，气孔关闭，通过气孔进入的CO2量减少
（4）在10：00—15：00时之间，光合作用速度为负值，其余时间为正值
（5）a>b>c （6）78
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