第3课时 光合作用受环境因素的影响Word格式文档下载.docx
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不同光强度下，检测植物单位时间内O2释放量，即可推知光强度对光合作用的影响。
②实验装置
③实验分析
Ⅰ：
实验中通过控制灯泡的功率或灯泡和黑藻的距离来控制光强度，S越大，光强度越小。
Ⅱ：
NaHCO3溶液为黑藻光合作用提供CO2。
Ⅲ：
实验过程中，温度应该保持适宜且不变，这是控制无关变量。
Ⅳ：
可以通过计算单位时间内黑藻产生的气泡数来表示光合速率的大小。
④实验结果和结论：
随着S的增大，气泡产生数目减少，说明光强度影响光合作用。
2.光合速率（光合强度）
光合速率也称光合强度，是指一定量的植物（如一定的叶面积）在单位时间内进行多少光合作用，可以用氧气的释放量、CO2的消耗量或有机物的合成量来表示，包括表观光合速率和真正光合速率。
表观光合速率指光照条件下植物从外界环境吸收的CO2总量。
真正光合速率指光照条件下植物实际所同化的CO2总量。
两者的关系如图：
真正光合速率＝表观光合速率＋呼吸速率
3.光强度对光合速率的影响
[典例1]（2019·
浙江温州九校协作体高一期末）如图表示甲、乙两种植物在最适温度下的二氧化碳吸收速率和释放速率随着光强度的变化而变化的曲线图。
下列叙述正确的是（ ）
A.对于植物甲，光强度从X变成Y的短时间内，三碳酸的消耗速率上升
B.如果温度升高，M点将向右下移动
C.当平均光强度在X和Y之间（每日光照12h），植物一昼夜中有机物积累量的变化是甲增加、乙减少
D.将甲、乙放入密封的瓶子中，持续给予Y强度的光照，甲的质量先上升后下降，乙的质量一直上升且上升速率持续减小
解析 对于植物甲，光强度从X变成Y的短时间内，光反应增强，产生的ATP和NADPH增多，促进碳反应中三碳酸的还原，因此三碳酸的消耗速率上升，A正确；
该曲线是在最适温度条件下测定的，因此如果温度升高，总光合速率会下降，因此M点将向左下移动，B错误；
根据图示分析可知：
当平均光强度在X和Y之间，甲植物净光合作用小于2[mg·
（m2·
h）－1]，故白天积累的不够夜间消耗，一昼夜中有机物积累量的变化是减少；
乙植物净光合作用大于1[mg·
h）－1]，夜晚消耗后还有积累，因此一昼夜中有机物积累量的变化是增加，C错误；
将甲、乙放入密封的瓶子中，持续给予Y强度的光照，由于瓶子中的二氧化碳是有限的，因此甲和乙的质量均是先上升后保持相对稳定，D错误。
答案 A
[变式训练1]图甲表示植物光合作用中的光反应，其中数字表示物质，a和b表示结构。
图乙为“探究环境因素对光合作用的影响”的实验装置，广口瓶装有碳酸氢钠溶液以维持溶液中二氧化碳浓度。
（说明：
题中“[ ]”填数字或字母，“________”填文字）
请回答：
（1）叶片中的光合色素存在于图甲中的[ ]________上。
“光合色素的提取与分离”实验中，用________液将光合色素在滤纸上分离，其中扩散最快的色素是________。
（2）图甲中，水中的氢转移到[ ]________物质中，该物质在卡尔文循环中的作用是________。
（3）某研究小组利用图乙装置探究不同波长的光对黑藻光合作用的影响。
光合作用速率常用图甲中[ ]________的相对释放量表示，其释放量可依据图乙中________________估算。
解析
（1）甲图中①是O2，②为NADPH，③为NADP＋，④为ATP，⑤为ADP。
a为类囊体腔，b为类囊体膜。
光合色素在b上。
（2）在光反应中水中的氢转移到NADPH中，在卡尔文循环中NADPH供氢又供能。
（3）光合作用速率可用反应物的消耗量和生成物的生成量表示，量筒中液体的体积就是生成氧气的体积。
答案
（1）b 类囊体膜 层析 胡萝卜素
（2）② NADPH 提供氢和能量
（3）① 氧气 量筒中收集的液体体积
联想质疑
★白光是复色光，白光下光合作用最强；
单色光中红光和蓝紫光下最强，绿光最差，因此温室大棚的薄膜或玻璃常用白色透明的。
★绿色植物进行光合作用吸收CO2
★光强度是影响光合作用的主要因素
★一般阳生植物的光补偿点和光饱和点均比阴生植物的高。
请从光合作用的角度分析施用农家肥有何优点？
提示 农家肥中的有机物可被土壤中的微生物缓慢分解生成CO2和无机盐，产生的CO2可被作物吸收作为光合作用的原料。
影响光合作用的其他因素及在生产中的应用（c/c）
1.温度
2.二氧化碳浓度
3.各种环境因素对光合作用的综合影响
[典例2]（2020·
浙江1月选考，27）某同学进行“探究环境因素对光合作用的影响”的活动，以黑藻、NaHCO3溶液、精密pH试纸、100W聚光灯、大烧杯和不同颜色的玻璃纸等为材料用具。
回答下列问题。
（1）选用无色、绿色、红色和蓝色的4种玻璃纸分别罩住聚光灯。
用于探究________________________________________。
在相同时间内，用________玻璃纸罩住的实验组O2释放量最少。
光合色素主要吸收________光，吸收的光能在叶绿体内将H2O分解为________________。
（2）用精密试纸检测溶液pH值来估算光合速率变化，其理由是_____________________________________________________________，
引起溶液pH的改变。
（3）若将烧杯口密封，持续一段时间，直至溶液pH保持稳定，此时五碳糖和三碳酸的含量与密封前相比分别为________。
（4）若将黑藻从适宜温度移到高温的溶液环境，一段时间后，其光合作用的强度和呼吸作用的强度分别将________，其主要原因是_____________________。
解析
（1）不同颜色的玻璃纸可以探究光波长对光合作用的影响。
由于绿光的吸收率最低，因此相同时间内，用绿色玻璃纸罩住的实验组O2释放量最少。
光合色素主要吸收红光和蓝紫光，吸收的光能在叶绿体内将H2O分解为H＋、e－和O2。
（2）黑藻通过光合作用将溶液中的CO2转化为有机物，而消耗的CO2可由NaHCO3分解补充，据此通过分析溶液pH变化可估算光合速率变化。
（3）若将烧杯口密封，持续一段时间，直至溶液pH保持稳定，此时相比初期CO2浓度下降，在细胞的调节作用下三碳糖用于再生的比例会下降，因此五碳糖含量下降。
在稳定状态下，五碳糖与三碳酸的比例仍为1∶2，因此三碳酸含量必然也是下降的。
（4）若将黑藻从适宜温度移到高温的溶液环境，一段时间后，由于高温导致酶的结构发生改变，酶活性下降，因此其光合作用的强度和呼吸作用的强度均将减弱。
答案
（1）光波长对光合作用的影响 绿色 红光和蓝紫 H＋、e－和O2
（2）黑藻将溶液中的CO2转化为有机物
（3）下降、下降
（4）减弱、减弱 高温导致酶的结构改变，活性下降
[变式训练2]（2017·
浙江11月选考）为探究环境因素对光合作用的影响，进行了相关实验。
取去除淀粉的某植物叶片打成大小相等的圆片，并将相同数量的叶圆片分别放入A～D四组烧杯中，在25℃环境中进行实验，实验内容与结果见下表。
组别
烧杯中液体成分
处理条件
检测结果
A
富含CO2的纯水
光照
＋
B
黑暗
－
C
富含CO2的葡萄糖溶液
＋＋
D
注：
“＋”表示检出淀粉，“＋＋”表示检出淀粉含量较高，“－”表示未检出淀粉。
回答下列问题：
（1）本实验的可变因素是________________________。
（2）如何去除植物叶片中的淀粉？
______________________________。
（3）据表分析，将CO2作为光合作用原料的是________组。
在植物体内，CO2转变为有机物的途径为________循环，其产物可运至叶绿体外转变成________，并运到植物体其他部位供细胞利用。
（4）检测结果表明离体叶肉细胞可直接利用葡萄糖合成淀粉。
叶肉细胞合成淀粉的场所是________。
解析
（1）本实验探究的是葡萄糖和光照对光合作用的影响，由表可知设置的变量有两个：
葡萄糖和光照的有无。
（2）实验之前可进行一段时间的暗处理，耗尽植物叶片中的淀粉。
（3）据表分析，A、C组都有光照条件可以进行光合作用，所以可吸收CO2作为光合作用原料。
在植物体内，CO2转变为有机物的途径为卡尔文循环，其产物可运至叶绿体外转变成蔗糖，并运到植物体其他部位供细胞利用。
（4）植物叶肉细胞合成淀粉的场所是叶绿体基质。
答案
（1）葡萄糖和光照
（2）暗处理 （3）A、C 卡尔文 蔗糖 （4）叶绿体基质
★白天光照强有利于有机物的积累，晚上温度低减少有机物的消耗
★大棚中增加CO2浓度可提高作物的光合作用。
★缺水时气孔关闭，影响CO2进入叶肉细胞，同时缺水使光合产物输出缓慢，使光合速率下降。
课堂小结
随堂检测
1.要测定藻类是否进行了光反应，最好是检测其（ ）
A.葡萄糖的形成情况B.淀粉的形成情况
C.氧气的释放情况D.二氧化碳的吸收情况
解析 光反应过程中，水的光解会产生O2，C正确。
答案 C
2.如图所示为光强度对植物光合作用的影响关系。
下列关于曲线的相关叙述中错误的是（ ）
A.b可代表光下植物的表观光合速率
B.M的大小与植物的呼吸速率有关
C.N点之后植物吸收CO2的量不再增加与叶绿体中的酶数量有关
D.若植物长期处于光强度为M的自然环境中，植物仍能生长
解析 a表示植物的呼吸速率，b表示植物的表观光合速率。
N点之后植物吸收CO2的量不再增加，可能与叶绿体中酶的数量和活性，以及色素的含量有关。
光强度为M时植物没有有机物积累，但植物在夜间又进行呼吸作用需消耗有机物，植物体内的有机物不断减少，因此，若植物长期处于光强度为M的自然环境中，植物将不能生长。
答案 D
3.在室温条件下，下列措施中哪一项不利于提高光合作用强度（ ）
A.适当提高温度B.适当增加CO2的浓度
C.适当增加光强度D.改用绿光灯照射作物
解析 叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光，改用绿光照射，光合作用强度减弱。
适当提高温度和增加光强度均能提高光合作用强度。
CO2作为光合作用的原料，适当增加其浓度也能提高光合作用强度。
4.（2019·
温州九校协作体高一期末）将一株长势良好的植物至于密闭空间，提供18O2，下列有关说法正确的是（ ）
A.黑暗时，18O不可能存在于CO2中
B.黑暗时，18O只出现于H2O中
C.光照下，18O不可能存在于葡萄糖中
D.光照下，18O可能存在于氨基酸中
解析 给该密闭容器中的植物提供18O2，通过呼吸作用，放射性的氧气参与需氧呼吸的第三阶段，生成放射性的水H
O；
放射性的水H
O再参与光合作用光反应阶段，生成放射性的氧气18O2；
生成放射性的水H
O同时也可以参与需氧呼吸的第二阶段，生成含有放射性的二氧化碳C18O2；
C18O2参与光合作用的碳反应的过程，生成含有放射性氧的三碳化合物，最终生成含有放射性氧的糖类、油脂、氨基酸和蛋白质等有机物。
5.研究小组为探究pH对某种绿藻光合作用的影响，设计了以下实验：
将生长旺盛的绿藻等量分成5组，各种藻液pH分别设置为6.0、7.0、8.0、9.0、10.0，然后在光照等适宜且相同的条件下培养，多次测定各组氧气释放量并计算表观光合速率得到下表数据：
设定的pH
6.0
7.0
8.0
9.0
10.0
＋160
＋195
＋165
＋90
－50
（注 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释放到外界的O2量；
“＋”表示释放，“－”表示吸收）
（1）光合作用过程中释放的O2来源于________（填物质名称），该物质分解时还能产生________。
（2）表观光合速率还可以通过测定CO2的吸收量来表示。
CO2吸收后，与五碳糖结合形成六碳分子，六碳分子随即分解成________分子，然后被________还原。
（3）实验分组时，每组绿藻的量要相等，其目的是_________________________
__________________________________________________________________。
（4）据表中数据，绘出表观光合速率随pH变化的曲线图。
（5）在上述实验的基础上，若要更准确地测定影响该绿藻表观光合速率的最适pH，应如何设置自变量？
_______________________________________________
_________________________________________________________________。
解析
（1）光合作用过程释放的氧气来自于水的分解，该物质分解时除了产生氧气，还能产生H＋、e－。
（2）光合作用中，二氧化碳吸收后，在酶的催化作用下，1分子的二氧化碳与1个五碳糖结合，形成1个六碳分子，这个六碳分子随即分解成2个三碳酸分子，然后被NADPH还原。
（3）为了避免无关变量对实验结果造成影响，实验分组时，每组绿藻的量要相等。
（4）由表分析可知，表观光合速率随着pH的增大是先上升后下降。
（5）若要更精确地测定影响该绿藻表观光合速率的最适pH，应在pH为6～8之间设置系列的pH梯度。
答案
（1）水 H＋、e－
（2）2个三碳酸 NADPH
（3）避免无关变量对实验的影响
（4）曲线先上升后下降，如图
（5）在pH为6～8之间设置系列的pH梯度
课时作业
（时间：
30分钟）
知识点 光照及其他因素对光合速率的影响
1.新疆、甘肃等地产的瓜果特别甜，主要原因是（ ）
A.CO2浓度高B.温度高
C.昼夜温差小D.昼夜温差大
解析 新疆、甘肃等地白天温度高，利于光合作用的进行；
晚上温度低，利于有机物的积累，所以这些地区产的瓜果特别甜，其主要原因是昼夜温差大。
2.CO2供应不足最终可影响到绿色植物释放O2减少，以下叙述中最直接的原因是（ ）
A.CO2不足使固定形成的三碳酸分子减少
B.三碳酸分子还原所消耗的ATP和NADPH减少
C.ATP和NADPH减少使光反应分解水减少
D.ADP、Pi、NADP＋减少使光反应分解水减少
解析 根据教材中的光合作用图解可知，CO2供应不足，三碳酸分子减少，光反应积累的NADPH和ATP的量相对增多，细胞中ADP、Pi、NADP＋相应地减少，光反应能力下降，分解水减少，释放O2减少。
3.下列关于小麦光合作用的叙述，错误的是（ ）
A.类囊体上产生的ATP可用于碳反应
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.净光合速率长期为零时会导致幼苗停止生长
解析 类囊体上产生的ATP可用于碳反应；
夏季晴天光照最强时，小麦叶片的气孔关闭而出现光合午休现象，导致光合作用需要的CO2减少，光合速率反而下降；
进入叶绿体的CO2要和五碳糖结合成三碳酸后才能被NADPH还原；
净光合速率长期为零时，没有有机物积累，幼苗就会停止生长。
答案 B
4.下图表示某种植物在最适温度和质量分数为0.03%的CO2浓度条件下，光合作用合成量随光强度变化的曲线，若在B点时改变某种条件，结果发生了如曲线b的变化，则改变的环境因素是（ ）
A.适当提高温度B.增大光强度
C.适当增加CO2浓度D.增加酶的数量
解析 此时温度已经是最适温度，所以再提高温度会使酶的活性降低，光合作用速率降低；
B点是光照的饱和点，此时光照不是限制光合作用的因素；
CO2的质量分数为0.03%，相对较低，所以适当增加CO2浓度可以提高光合作用的速率；
酶的数量属于内因。
5.下图表示在不同光强度下，某植物的氧气释放速率。
该植物在2000lx光强度下，每小时光合作用所产生的氧气量（mL）是（ ）
A.17B.12
C.23D.18
解析 实际光合作用产生的氧气量＝净光合作用氧气释放量＋呼吸作用氧气消耗量＝6＋17＝23（mL）。
6.影响绿色植物光合作用的因素是多方面的，既有内部因素（如酶的活性等），又有外界因素（如光强度等），请根据下图回答有关问题：
（1）若x代表光强度，反映光强度影响光合速率的曲线是________，它主要影响________阶段。
（2）在外部因素适宜时，反映影响光合速率的内部因素曲线是________，它对光合速率的影响有如下体现：
当光强度影响光合速率达到最大值时，此时限制因素最可能是________。
（3）在不同季节或一天的不同时间，植物光合作用速率一般不同，图B是为验证温度对光合速率影响的重要实验装置，请回答：
①本实验的原理是：
a.______________________________________________，
b.________________________________________________________________。
②在实验过程中可通过观察__________________________________________
来判断光合作用的强度。
解析
（1）若x代表光强度，则反映出光强度与光合速率关系的图示为a曲线，光照主要影响光反应阶段。
（2）若外界条件是适宜的，则内部因素与光合速率的关系应为曲线b，它是一直随着内部条件上升而上升的；
在a曲线中当达到最高光合速率时，光照不再是限制因素，色素数量或酶的数量及活性可能是限制因素。
（3）本实验中的自变量是温度，而温度是通过影响酶的活性来影响光合作用的，光合作用速率可用O2产生的快慢来表示。
答案
（1）a 光反应
（2）b 色素的数量 （3）①a.温度主要通过影响光合作用的酶的活性影响光合作用的强度 b.一定时间内，光合作用产生的氧气的量可反映光合作用的强度 ②一定时间内光合作用产生的O2气泡数
7.（2019·
浙江高二期末）如图A为植物光合作用过程简图，其中英文大写字母与甲、乙分别表示物质成分，e－为电子，数字表示反应过程。
图B为2个新育品种P1、P2幼苗的蛋白质含量和叶绿素含量。
（1）叶绿素分布在叶绿体的________上，提取过程中为了防止叶绿素被破坏，需要加入的试剂是________。
（2）图A中③代表碳反应中的________，该过程生成的产物的去向主要是________。
（3）研究人员由图B推测，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________________。
如果想证实这个猜想，需要测定P1、P2的净光合速率，具体的测定方法是采用叶龄一致的叶片，在相同的实验条件下，分别测定P1、P2________________的释放量。
解析 图A中：
A表示氧气、D表示NADPH、F表示ATP。
甲是三碳酸，乙是五碳糖。
①表示水的光解，②表示二氧化碳的固定，③表示三碳酸的还原。
图B中：
P1和P2的叶绿素含量和蛋白质含量均较高。
（1）叶绿素分布在叶绿体的类囊体膜上，提取过程中加入碳酸钙，可以防止叶绿素被破坏。
（2）图A中③表示三碳酸的还原，该过程生成的产物主要是为了再生五碳糖，以保证此循环的不断进行。
（3）由图B可知，P1其叶绿素含量较高，光反应较强，可以产生更多的NADPH和ATP，用于碳反应；
另外其蛋白质含量较高，含有更多的与光合作用有关的酶，故其叶片光合作用能力最强。
可以通过测定P1、P2单位时间单位叶面积的O2的释放量来测定P1、P2的净光合速率。
答案
（1）类囊体膜（基粒） CaCO3
（2）还原反应（或CO2的还原、三碳酸的还原） 再生为五碳糖 （3）NADPH和ATP 参与光合作用的酶 单位时间单位叶面积的O2
8.（2019·
宁波十校联考）某研究小组利用金鱼藻设置多组分组实验探究环境因素对光合作用的影响，有关研究结果如图所示（注：
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释放到外界的O2量）。
（1）该研究探讨了__________对金鱼藻__________的影响。
实验分组时，每组金鱼藻的量要相等，其目的是__________。
（2）该研究中表观光合速率达到最大时的光强度为__________lx，若光强度继续增大，光合速率也不再增加，限制光合速率不再增加的内部因素可能有__________。
（3）若把NaHCO3浓度从30mg·
L－1替换成25mg·
L－1，短时间内叶绿体中ATP和NADPH含量将__________。
（4）该研究中表观光合速率随pH变化而变化的主要原因是__________。
答案
（1）光强度、pH、NaHCO3浓度 表观光合速率 控制无关变量
（2）12.5×
103 色素数量或酶的数量和活性
（3）下降
（4）酶活性受pH的影响
9.（2019·
6月浙江省生物学考）希尔反应是测定叶绿体活力的常用方法。
希尔反应基本原理：
光照下，叶绿体释放O2，同时氧化型DCIP（2，6－二氯酚靛酚）被还原，颜色由蓝色变成无色。
DCIP颜色变化引起的吸光率变化可反映叶绿体活力。
研究小组利用菠菜叶进行了叶绿体活力的测定实验。
（1）制备叶绿体悬液：
选取10g新鲜的菠菜叶加入研钵，研磨前加入适量的
0.35mol/LNaCl溶液和pH7.8的酸碱缓冲液等；
研磨成匀浆后，用纱布过滤，取滤液进行________，分离得到叶绿体；
将叶绿体置于________溶液中，以保证叶绿体的正常形态，获得叶绿体悬液。
（2）调定叶绿体活力：
分组如下，并按下表加入试剂；
测定各组吸光率。
试管号
磷酸缓冲液/mL
叶绿体悬液/mL
煮沸/min
DCIP/mL
1
9.4
0.1
5
0.5
2
3
9.9
“－”表示不处理或不加入。
①希尔反应模拟了光合作用中________阶段的部分变化，该阶段在叶绿体的________中进行。
氧化型DCIP在希尔反应中的作用，相当于________在
升级会员 