新教材高中生物必修一第5章 第4节 第3课时 光合作用原理的应用Word文件下载.docx
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(5)净光合速率常用单位叶面积、单位时间内O2释放量、CO2吸收量或有机物的积累量来表示( )
(6)测绿色植物的呼吸速率需要在黑暗条件下进行( )
答案
(1)×
(2)√ (3)×
(4)√ (5)√ (6)√
特别提醒 光合速率与呼吸速率的计算
(1)绿色植物组织在黑暗条件下测得的数值表示呼吸速率。
(2)绿色植物组织在有光的条件下,光合作用与细胞呼吸同时进行,测得的数值表示净光合速率。
(3)真正光合速率=净光合速率+呼吸速率。
用O2、CO2或葡萄糖的量表示如下:
①光合作用产生的O2量=实际测得的O2释放量+细胞呼吸消耗的O2量。
②光合作用固定的CO2量=实际测得的CO2吸收量+细胞呼吸释放的CO2量。
③光合作用产生的葡萄糖量=葡萄糖的积累量(增重部分)+细胞呼吸消耗的葡萄糖量。
思考教材P105“探究·
实践”中,探究光照强度对光合作用强度的影响的相关问题。
(1)本实验的自变量是什么?
如何控制?
提示 光照强弱。
通过调节光源与实验装置的距离来控制。
(2)本实验的因变量是什么?
检测指标是什么?
提示 光合作用强度。
相同时间圆形小叶片浮起的数量。
(3)光照下叶片上浮,请分析其中的原因并在下图中绘制叶肉细胞气体交换图。
提示 光合作用强度大于细胞呼吸强度,叶片中氧气增多。
归纳总结 影响光合作用的因素及应用
(1)光照强度
光是绿色植物光合作用的能量来源,光照强度直接影响光合速率。
①原理:
光直接影响光反应阶段,制约NADPH和ATP的生成,进而制约暗反应阶段。
②曲线分析(如图)
在一定范围内,光合速率随光照强度的增强而加快,但光照强度增加到一定强度时,光合速率不再加快,甚至降低(细胞灼伤)。
③线段及关键点明析
项目
曲线
点、段
进行的生理过程
气体转移情况
对应的生理状态模型
A点
只进行细胞呼吸
吸收O2、释放CO2
AB段
细胞呼吸、光合作用同时进行且细胞呼吸强度>
B点
细胞呼吸、光合作用同时进行且细胞呼吸强度=光合作用强度
不与外界进行气体交换
B点以后
细胞呼吸、光合作用同时进行且细胞呼吸强度<
吸收CO2、释放O2
④生产应用
a.阴雨天适当补充光照,及时对大棚除霜消雾。
b.阴生植物的光补偿点和光饱和点都比阳生植物低,注意间作套种时农作物的种类搭配、林带树种的配置。
(2)CO2浓度
①曲线分析:
图1中A点表示CO2补偿点,即光合速率等于呼吸速率时的CO2浓度,图2中A′点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度。
B和B′点都表示CO2饱和点。
②应用:
在农业生产上可以通过“正其行,通其风”、增施农家肥等增大CO2浓度,提高光合速率。
(3)温度
温度主要通过影响与光合作用有关酶的活性而影响光合速率。
冬季温室栽培,白天可适当提高温度;
晚上可适当降低温度,以降低细胞呼吸消耗有机物。
(4)水分
水分能影响气孔的开闭,间接影响CO2进入植物体内,另外水既是光合作用的原料,又是体内各种化学反应的介质,如植物缺水导致萎蔫,使光合速率下降。
②曲线分析
图1表明在农业生产中,可根据作物的需水规律,合理灌溉。
图2曲线中E点光合作用强度暂时降低,是因为温度高,蒸腾作用过强,部分气孔关闭,影响了CO2的供应。
(5)多因子变量对光合速率的影响
Ⅰ.曲线分析
P点:
限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子,随着因子的不断加强,光合速率不断提高。
Q点:
横坐标所表示的因素不再是影响光合速率的主要因子,影响因素主要为各曲线所表示的因子。
Ⅱ.应用:
温室栽培时,在一定光照强度下,白天适当提高温度,增加光合作用所需酶的活性,提高光合速率,也可同时适当增加CO2浓度,进一步提高光合速率;
当温度适宜时,可适当增加光照强度和CO2浓度以提高光合速率。
1.光照强度:
直接影响光反应速率,光反应产物NADPH与ATP的数量多少会影响暗反应速率,这是最主要的因素。
2.温度:
影响光合作用过程,特别是暗反应中酶的催化效率,从而影响光合作用强度。
3.CO2浓度:
CO2是暗反应的原料,CO2浓度的高低直接影响暗反应速率。
4.无机营养:
例如Mg是叶绿素的组成成分,N是光合酶的组成成分,P是ATP分子的组成成分。
5.水分:
水分是光合作用的原料之一,缺少时可使光合作用强度下降。
1.用高速离心机打碎小球藻细胞,获得可以进行光合作用的离体叶绿体,进行如下图所示的实验,下列叙述不正确的是( )
A.离体的叶绿体中能合成糖类
B.碳酸氢钠所起的作用是提供二氧化碳
C.烧杯中的液体改为氢氧化钠会导致该实验无糖类产生
D.灯与锥形瓶之间的距离不影响光合作用的强度
答案 D
解析 灯与锥形瓶之间的距离,表示不同的光照强度,光照强度影响光合作用的强度,D错误。
2.如图表示某植物的一个叶肉细胞及其相关生理过程示意图,下列说法中不正确的是( )
A.图中的叶肉细胞呼吸释放的CO2量大于光合作用固定的CO2量
B.M中NADPH的运动方向是从叶绿体的类囊体到叶绿体的基质
C.M、N都能产生ATP
D.真核细胞中都含有M、N,原核细胞中都不含M、N
解析 蛔虫细胞中不含线粒体(N),叶绿体只分布在植物的绿色细胞中,根细胞中没有叶绿体(M),D错误。
3.科学家研究小麦20℃时光合作用强度与光照强度的关系,得到如图所示曲线,下列有关叙述不正确的是( )
A.a点时,小麦叶肉细胞不进行光合作用
B.b点时,小麦光合速率等于呼吸速率
C.其他条件适宜,当植物缺Mg时,b点将向右移动
D.随着环境温度的升高,cd段位置会不断上移
解析 20℃不是光合作用的最适温度,在一定温度范围内适当升高温度时,光合速率将增强,cd段位置会上移,但是超过一定的温度后,cd段位置可能会下移,D错误。
4.(2020·
天津高一期末)如图两曲线分别表示阳生植物和阴生植物CO2的吸收速率随光照强度变化的情况。
当光照强度为C时,两植物的有机物积累速率分别为a1、b1,两植物有机物合成速率分别为a2、b2,结果是( )
A.a1=b1;
a2>b2B.a1=b1;
a2<b2
C.a1>b1;
a2>b2D.a1<b1;
a2=b2
答案 A
解析 从图中可看出,当光照强度为C时,a、b植物的净光合速率相等,因此两植物的有机物积累速率相等,即a1=b1;
而当光照强度为0时,a植物的细胞呼吸速率高于b植物,根据真正光合速率=净光合速率+细胞呼吸速率,因此光照强度为C时,有机物合成速率a2>b2,A正确。
5.硝化细菌通过化能合成作用形成有机物,需要下列哪种环境条件( )
A.具有NH3及缺氧B.具有NH3和氧
C.具有硝酸和氧D.具有硝酸及缺氧
答案 B
解析 硝化细菌能够利用无机物合成含碳的有机物,合成有机物需要能量,能量的来源是氧化无机物释放出来的化学能,而硝化细菌氧化的是NH3,需要在有氧条件下进行。
A组 基础对点练
题组一 探究环境因素对光合作用强度的影响
1.检查植物的光合作用速率是否增加的最有效的方法是检查( )
A.光合作用产生的水量
B.CO2的消耗量
C.植物体的叶绿素含量
D.植物体葡萄糖的氧化量
解析 光合作用中既有水的消耗,又有水的产生,且植物体内水的消耗速率不易测量,A错误;
通过测定CO2的消耗速率可以检查植物光合作用速率的变化情况,B正确;
植物体内叶绿体中的叶绿素含量变化不易测定,C错误;
葡萄糖的氧化量代表细胞呼吸的大小,不是光合作用的大小,D错误。
2.生长旺盛的叶片,剪成5mm见方的小块,抽去叶内气体,做下列处理(如下图所示),这4个处理中,沉入底部的叶片小块最先浮起的是( )
答案 C
解析 25℃时,温度适宜,有光照,但水为“煮沸过的自来水”,其中二氧化碳含量少,所以光合作用产生的氧气少,叶片小块上浮慢;
在0℃的条件下酶的活性很低,在光照条件下,植物进行光合作用产生的氧气很少,叶片小块浮起很慢;
25℃时,温度适宜,在光照条件下,植物进行光合作用,产生氧气,叶片小块最先浮起;
25℃没有光照时,不能进行光合作用,不产生氧气,叶片小块不能浮起。
故选C。
3.(2019·
山东师范大学附中高一月考)下图表示测定金鱼藻光合作用强度的实验密闭装置,氧气传感器可监测O2浓度的变化。
下列叙述错误的是( )
A.该实验探究不同单色光对光合作用强度的影响
B.加入NaHCO3溶液是为了吸收细胞呼吸释放的CO2
C.拆去滤光片,单位时间内,氧气传感器测到的O2浓度高于单色光下O2浓度
D.若将此装置放在黑暗处,可测定金鱼藻的细胞呼吸强度
解析 分析题图,该实验的自变量是不同单色光,因变量是释放的O2量(代表光合作用强度),故实验目的是探究不同单色光对光合作用强度的影响,A正确;
加入NaHCO3溶液是为金鱼藻光合作用提供CO2,B错误;
相同条件下,白光下比单色光下的光合作用要强,因此拆去滤光片,单位时间内,氧气传感器测到的O2浓度高于单色光下O2浓度,C正确;
若将此装置放在黑暗处,金鱼藻的光合作用无法进行,可测定金鱼藻的细胞呼吸强度,D正确。
4.取某种植物生长状态一致的新鲜叶片,用打孔器打出若干圆片,圆片平均分成甲、乙、丙三组,每组各置于一个密闭装置内,并分别给予a、b、c三种不同强度的光照,其他条件一致。
照光相同时间后,测得各装置内氧气的增加量如图所示,下列叙述错误的是( )
A.装置内增加的氧气来自水
B.光照强度为a时,光合作用停止
C.丙组装置内的CO2含量照光后比照光前低
D.该图反映了光合作用强度与光照强度的关系
解析 光照强度为a时,装置内氧气的增加量为0,说明此光照强度下光合作用强度与细胞呼吸强度相等,B错误。
题组二 影响光合作用强度的因素
5.阳台菜园逐渐成为城市生活的一种时尚,可为居民提供新鲜蔬菜。
下列有关说法正确的是( )
A.阳台内的蔬菜进行光合作用主要利用自然光
B.为提高产量,在晚上可适当提高阳台蔬菜所处环境的温度
C.增施农家肥可提高二氧化碳浓度,促进夜间暗反应的不断进行
D.蔬菜中的叶绿素对光的吸收效率与光的波长呈正相关
解析 一般情况下,阳台内的蔬菜进行光合作用利用的光是自然光,A正确;
为提高产量,在晚上可适当降低阳台蔬菜所处环境的温度,以减少有机物的消耗,B错误;
夜间没有光照,不能为暗反应提供NADPH和ATP,因此不能持续进行暗反应,C错误;
叶绿素a与叶绿素b主要吸收蓝紫光(波长为450nm左右)和红光(波长为650nm左右),而对绿光(波长为500nm左右)的吸收则很少,因此叶绿素对光的吸收效率与光的波长不呈正相关,D错误。
6.已知某植物光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为25℃和30℃,如图表示该植物在25℃时光合作用强度与光照强度的关系,若将温度提高到30℃的条件下(原
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