版高中生物353环境因素影响光合速率加试学案浙科版必修1.docx
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版高中生物353环境因素影响光合速率加试学案浙科版必修1
第3课时 环境因素影响光合速率
知识内容
必考要求
加试要求
环境因素对光合速率的影响
c
光合作用与细胞呼吸的异同
b
学习导航
（1）结合生产实例，利用光合作用原理分析和指导实际问题。
（2）光合作用与细胞呼吸的异同。
一、环境因素影响光合速率
1．光合速率的概念
光合速率或称________，是指一定量的植物（如一定的叶面积）在________内进行多少光合作用。
包括表观光合速率和真正光合速率。
2．光强度对光合速率的影响
（1）各点含义
A点：
光强度为零，只进行________。
B点：
光合速率________呼吸速率，为光补偿点。
C点：
是光合作用达到最大值时所需要的最小光强度，即________。
（2）表观光合速率和真正光合速率的关系
真正光合速率＝____________＋________。
3．其他因素对光合速率的影响
（1）温度：
温度通过影响酶的活性来影响光合速率，据此在坐标系中画出温度和光合速率的关系曲线（一般植物的适宜温度在25℃左右）。
（2）二氧化碳浓度
在一定范围内，植物光合速率随CO2浓度的增大而________；但达到一定浓度时，再增加CO2浓度，光合速率也________，甚至减弱。
（3）矿质元素：
缺少N会影响酶的合成，缺少P会影响________的合成；缺少Mg会影响________的合成。
4．将下列生产实例和利用的光合作用原理连接起来
科学家研究CO2浓度、光强度和温度对同一植物光合速率的影响，得到实验结果如图，请据图分析：
1．光强度为a时，曲线Ⅰ和Ⅱ重合说明什么？
此时造成曲线Ⅱ和Ⅲ光合速率差异的原因是什么？
2．光强度为b时，造成曲线Ⅰ和Ⅱ光合速率差异的原因是什么？
3．光强度为c时，每条曲线都呈现水平状态，说明什么？
知识整合 影响光合速率的外界因素有多种，光强度、温度、二氧化碳浓度等都有影响，多因素同时起作用时，哪个因素最缺乏，哪个就是限制因素。
1．如图曲线Ⅰ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Ⅱ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Ⅰ变为Ⅱ
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
2．下面是一位同学根据实验结果绘制的一组曲线，你认为不正确的是（ ）
二、光合作用和细胞呼吸的异同
1．光合作用与细胞呼吸概述
2．光合作用与需氧呼吸的区别与联系
项目
光合作用
需氧呼吸
代谢类型
合成作用（或同化作用）
分解作用（或异化作用）
物质变化
无机物
有机物
有机物
无机物
能量变化
________（贮能）
化学能→________________（放能）
实质
________有机物，________能量
________有机物、________能量，供细胞利用
场所
叶绿体
活细胞（主要在线粒体中）
条件
________进行
有光、无光都能进行
联系
下面图1是某植物叶肉细胞内部细胞器之间的气体交换示意图，图2是该细胞光合速率和光强度的关系图，据图分析：
图1
图2
1．图1中甲、乙分别是哪种细胞器？
表示氧气和二氧化碳的箭头分别有哪些？
2．图2中O点对应的条件下，图1中存在哪些箭头？
3．图2中P点对应的条件下，图1中存在哪些箭头？
4．图2中Q点对应的条件下，图1中又存在哪些箭头？
知识整合 当光合速率小于呼吸速率时，线粒体放出的二氧化碳部分被叶绿体利用，部分释放到细胞外，线粒体利用的氧气部分来自叶绿体，其余的来自细胞外。
当光合速率大于呼吸速率时，气体变化和上述相反；当光合速率等于呼吸速率时，二者正好互补，细胞和外界没有气体交换。
3．下图为生物体内某些代谢过程中物质变化的示意图，a、b、c分别表示不同代谢过程。
以下表述正确的是（ ）
A．X代表的物质是ADP、Pi
B．b过程一定在叶肉细胞的叶绿体基质中进行
C．c过程产生的能量大部分以热能的形式散失
D．a过程产生的O2用于c过程的第二阶段
4．下图表示某绿色植物在生长阶段体内物质的转变情况，下列叙述正确的是（ ）
A．④过程产生ATP最多，②过程能将光能转变为化学能贮存在ATP中
B．进行②过程的CO2都来自大气，产生的有机物存在于液泡中
C．进行③过程时，需要水参与，产生少量的ATP
D．给植物浇H
O后，根细胞会产生少量C18O2，④过程不会产生H
O
1．一植物在不同条件下进行光合作用时，有关中间产物的量的变化情况如图所示。
下列判断中正确的是（ ）
A．曲线a可表示RuBP量的变化
B．曲线a可表示NADPH量的变化
C．曲线b可表示ATP量的变化
D．曲线b可表示三碳酸分子量的变化
2．有一种黄色染色剂DCPIP（二氯酚靛酚），被还原后成为白色，下列条件能使DCPIP产生最大程度颜色变化的是（ ）
A．分离的叶绿体，置于黑暗中
B．分离的叶绿体，置于光下
C．叶绿体色素提取液，置于黑暗中
D．叶绿体基质提取液，置于光下
3．一种在叶绿体内与光合作用有关的酶，其活性受到pH及镁离子浓度的影响，如图所示。
据图分析，试推测与夜晚相比，叶绿体内的pH及镁离子浓度在白天最可能发生下列哪一种变化（ ）
A．pH不变，镁离子浓度不变
B．pH下降，镁离子浓度下降
C．pH下降，镁离子浓度上升
D．pH上升，镁离子浓度上升
4．下图表示光照下叶肉细胞中A、B两种细胞器间的气体交换。
下列有关此图的叙述正确的是（ ）
A．A结构可进行完整的细胞呼吸
B．A、B结构可为对方提供ATP
C．若O2全部被A结构利用，则光合速率与呼吸速度一定相同
D．限制A、B结构代谢的主要环境因素不同
5．在一定实验条件下，测得某植物光合速率与光强度之间的关系（氧气浓度为15%）、呼吸速率与氧气浓度之间的关系及光合速率和呼吸速率与温度之间的关系如图所示。
请据图回答下列问题：
（1）在光合作用过程中，光反应为碳反应提供了________________两种物质。
（2）影响图甲中a曲线A点上下移动的外界因素主要是________；图乙中细胞呼吸有关曲线的数据需在______条件下测量。
（3）由图丙可知，40℃时，植物体________（填“能”或“不能”）显示生长现象；而5℃时的状态可用图甲中______（填“A”“B”或“C”）点表示。
（4）用大棚种植蔬菜时，白天应控制光强为________点对应的光强度，温度为________℃最佳。
答案精析
一、基础梳理
1．光合强度 单位时间
2．
（1）细胞呼吸 等于 光饱和点
（2）表观光合速率 呼吸速率
3．
（1）如图所示
（2）增加 不再增加 （3）ATP 叶绿素
4．如图所示
问题探究
1．光强度为a时，曲线Ⅰ和Ⅱ重合说明温度不是限制因素，光强度才是限制因素。
此时造成曲线Ⅱ和Ⅲ光合速率差异的原因是CO2浓度不同。
2．温度的不同。
3．此时每条曲线都达到了光饱和点，光合速率不再上升。
拓展应用
1．D [与x点相比较，y点光强度更大，产生的NADPH和ATP更多，被还原的三碳酸分子就多，所以y点时三碳酸分子含量要低于x点；在y点时适当降低或升高温度都会导致光合速率降低，因为此时已经是最适温度；制约x点光合作用的因素为光强度；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。
]
2．D [温度会通过影响光合作用中酶的活性来影响光合作用，高温使酶失活而导致光合速率下降，所以D选项应该是一条先升高后下降的曲线。
]
二、基础梳理
1．光、CO2、温度 色素 O2、水、温度 光反应 碳反应 需氧 厌氧
2．光能→化学能 ATP中的化学能、热能 合成 贮存 分解 释放 只在光下 O2 CO2＋H2O
问题探究
1．甲、乙分别表示叶绿体和线粒体；表示氧气的有b、c、e，表示二氧化碳的有a、d、f。
2．O点只有细胞呼吸，图1中只有e、f。
3．P点对应的条件下，光合作用等于细胞呼吸，图1中只有c、d。
4．a、b、c、d。
拓展应用
3．C [根据代谢过程中物质的变化图分析，a、b、c分别表示光反应（场所：
类囊体膜）、碳反应（场所：
叶绿体基质）和细胞呼吸（场所：
细胞溶胶和线粒体）。
光反应（a）产生的O2参与细胞呼吸（c）的第三阶段；X是光反应产生的ATP，在叶绿体中，ATP的移动方向是从叶绿体的类囊体膜移向叶绿体的基质；b过程不一定都在叶肉细胞的叶绿体基质中进行，有些原核生物无叶绿体也可进行光合作用；呼吸过程产生的能量大部分以热能的形式散失。
]
4．C [②过程是碳反应，此过程中ATP、NADPH中活跃的化学能转变成有机物中稳定的化学能；进行②过程的CO2除来自大气外，还可以由自身细胞呼吸提供，合成的有机物存在于叶绿体中；③过程是需氧呼吸的第一、二阶段，需氧呼吸的第二阶段需要水的参与，并产生少量的ATP；植物根细胞吸收的H
O运输到叶片参与光合作用生成18O
O2可进入线粒体参与④过程产生H
O。
]
课堂小结 光照 碳 酶的活性
当堂检测
1．C [在光合作用过程中，在一定强度光照条件下三碳酸分子和RuBP量维持相对稳定状态，当由光照条件转变为黑暗条件时，碳反应中还原过程受阻，但不影响三碳酸分子生成，所以转为黑暗条件时三碳酸分子的量上升，该过程中RuBP合成受阻，又因消耗而下降，由于光反应不能进行，ATP和NADPH都将减少。
]
2．B [在光合作用中产生的具有还原性的物质只有NADPH，而NADPH是在光反应中产生的，光反应的场所是在叶绿体的类囊体膜上，在叶绿体的基质内只能进行碳反应，因此，将叶绿体置于光下能够进行光反应，产生的NADPH具有还原性，能将DCPIP还原成白色。
]
3．D [植物在白天光合作用旺盛，说明相关酶的催化活性较高，故pH上升，镁离子浓度上升。
]
4．D [据图可知，A为线粒体、B为叶绿体。
线粒体是需氧呼吸的主要场所，但只能完成需氧呼吸的第二和第三阶段，A错误；叶绿体产生的ATP只能供给本身的碳反应，B错误；若线粒体除了利用了叶绿体产生的全部O2，还从环境中吸收O2，则光合速率小于呼吸速率，C错误；限制线粒体代谢的主要环境因素为O2浓度和温度，限制叶绿体代谢的主要环境因素为光强度、CO2浓度和温度，D正确。
]
5．
（1）ATP、NADPH
（2）温度 无光或黑暗 （3）不能 B
（4）C 25
解析
（1）光反应和碳反应是光合作用的两个阶段，二者是相互联系的一个整体，光反应为碳反应提供ATP和NADPH，碳反应为光反应提供ADP、Pi和NADP＋。
（2）A点表示植物细胞呼吸强度，而影响细胞呼吸强度的最主要因素是温度；要测绿色植物的细胞呼吸强度，必须在黑暗中进行，因为在光下植物同时会进行光合作用，对测量结果造成影响。
（3）因为净光合速率＝真正光合速率－呼吸速率，40℃时，真正光合速率＜呼吸速率，净光合速率＜0，植物不能正常生长；5℃时，真正光合速率＝呼吸速率，植物既不吸收CO2也不释放CO2，跟图甲曲线的B点相当。
（4）大棚种植蔬菜时，光强度为C，温度为25℃时，净光合速率最大。
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