□ 江蘇省江陰市第二中學金飛宇
影響光合作用的因素分成內因和外因。內因主要指植物體的情況,如生長、發育的階段,水分代謝,遺傳特徵等。外因主要是指光照強度、co2濃度、溫度、礦質元素和水。
光照強度與推動光合作用的能量有關;溫度主要與酶的活性有關,它除了影響光合作用的效率,也是決定植物分布的因素之一;co2濃度和水的多少與光合作用原料**有關。綠色植物進行光合作用時,需要多種必需的礦質元素。這些環境因子是相互聯絡,共同通過植物體的內因起作用的。
因此要注意分析這些因子的綜合作用和主要限制因素。
【例1】一株c3植物和一株c4植物,放在同一鐘罩下。鐘罩內與外界空氣隔絕,並每天照光12h,如此一星期後,c3植物死亡,這是因為______。
解析:c4途徑能把含量很低的二氧化碳以c4的形式固定下來,因而c4植物比c3植物更能耐受利用較低濃度的二氧化碳。常見的c4植物有玉公尺、甘蔗、高粱、莧菜等。
c4植物葉片結構與c3植物不同。這屬於遺傳特質的差異。
答案:c4植物的光合作用把c3植物晚上呼吸作用放出的co2都利用了,時間一長終使c3植物消耗殆盡。
【例2】如圖是在一定的co2濃度和溫度條件下,某陽性植物和陰性植物葉受光強度和光合作用合成量(用co2的吸收量表示)的關係圖,請據圖回答。
(l)曲線b所表示的是植物的受光強度和光合作用合成量的關係。
(2)a、b點表示 。
(3)葉面積為25cm2的陽性植物葉片在光強度為y時每小時的光合作用合成量為mg。
(4)將該陽性植物葉片先在光強度為x的條件下放置若干時間,然後放於暗處(光強度為q時)12h,要使此時葉的幹物質量與照射前一樣,則需光照 h。
(5)在同等條件下,陽性植物呼吸作用的強度比陰性植物 。
解析:此題為光照強度影響光合作用的經典題。在一定範圍內,光合作用速率與光照強度幾乎呈正相關。
但當光照強度達到一定值後,光合作用速率不再隨著光照強度提高而提高,這種現象叫光飽和現象,這個光照強度值稱為光飽和點。在光飽和點以下,隨著光照強度減弱,光合作用速率減慢,當減弱到一定光照強度時,光合吸收二氧化碳量與呼吸釋放二氧化碳的量處於動態平衡,這時的光照強度值稱為光補償點,此時植物光合作用速率與呼吸作用速率相等。不同型別植物的光飽和點和補償點是不同的。
陽生植物的光飽和點和補償點一般都高於陰生植物,並且一般情況下當光照較弱時,陰生植物光合作用效率較高,當光照較強時,陽生植物光合作用效率較高。淨光合作用是指在光照下製造的有機物總量扣除在這一時間內植物進行呼吸作用所消耗的有機物後,淨增的有機物的量。
答案:⑴陰生植物⑵光補償點⑶3⑷6⑸大
【例3】右圖表示某植物在不同溫度下,在一定光照條件下,實際的光合作用量(曲線ⅰ)和呼吸量(曲線ⅱ)的變化情況(可見光合作用量=實際光合量-呼吸量),試回答:
(1)這株植物重量增加最快時,溫度約為 ℃。
(2)曲線ab段表示
(3)曲線bc段表示
(4)曲線dc段表示
(5)可見光合作用量/實際光合作用量的值,設為0.5是近似 ℃時的比值。
(6)20℃時的實際光合作用量大致與 ℃的實際光合作用量相等。
(7)這個植物的重量在 ℃後開始減少。
解析:溫度對光合作用的影響比較複雜,它一方面可以直接影響光合作用中各種酶的活動,另一方面,還通過影響其他相關的代謝活動而影響光合作用。在一定的範圍內,提高溫度可以提高酶的活性,加快反應速度,有利於光合作用進行,但提高溫度也會促進呼吸作用。
所以植物淨光合作用的最適溫度不一定是植物體內酶的最適溫度。並且,不同植物對溫度反應不同,一般最適溫度在25℃。
答案:(1)20℃ (2)在一定的溫度範圍內,綠色植物的光合作用率隨著溫度的公升高而提高(3)當溫度超過一定的限度時,綠色植物的光合效率反而隨溫度的公升高而降低(4)在40℃以內,植物的呼吸作用隨溫度的公升高而逐漸提高 (5)30℃ (6)30℃ (7)38℃左右
【例4】(2023年江蘇省高考試題)光合作用受光照強度、co2濃度、溫度等影響,圖中4條曲線(a、b、c、d)為不同光照強度和不同co2濃度下,馬鈴薯淨光合速率隨溫度變化的曲線。a光照非常弱,co2很少(遠小於0.03%);b適當遮蔭(相當於全光照的1/25)co2濃度為0.
03%,c全光照(晴天不遮蔭),co2濃度為0.03%;d全光照,co2濃度為1.22%。
請據圖回答:
(1)隨著光照強度和co2濃度的提高,植物光合作用(以淨光合速率為指標)最適溫度的變化趨勢是
(2)當曲線b淨光合速率降為零時,真光合速率是否為零?為什麼
(3)在大田作物管理中,採取下列哪些措施可以提高淨光合速率?( )(將正確答案前的字母填在括號裡)
a.通風 b.增施有機肥
c.延長生育期 d.施碳酸氫銨
解析:co2是進行光合作用的原料,如果二氧化碳濃度低到0.005%,光合作用就不能正常進行。
只有當環境中的co2達到一定濃度時,植物才能進行光合作用,因此與光照類似,植物光合作用同樣存在co2補償點和co2飽和點。環境中的co2低於的co2補償點這一濃度,植物的光合作用就會低於呼吸作用,消耗大於積累,長期如此植物就會死亡。在夏日中午,植物蒸騰作用太劇,往往導致氣孔關閉而使得植物無法得到二氧化碳,影響了暗反應,使光合作用減弱。
答案:(1)逐漸提高(2)不為零,因為在b實驗條件下,呼吸速率不為零。
(3)a、b、d
【例5】寫出3種與光合作用有關的礦質元素的元素符號及它們在光合作用中的作用。
元素:____,作用
元素:____,作用
元素:____,作用
解析:綠色植物進行光合作用時,需要多種必需的礦質元素。只***植物必需礦質元素的**,才能使光合作用順利進行下去。
如氮是催化光合作用過程中各種酶以及nadp+和atp的重要組成部分,磷也是nadph+和atp的重要組成部分。綠色植物通過光合作用合成醣類,以及將醣類運輸到塊根、塊莖和種子等器官中,都需要鉀。與光合作用有關的礦質元素還有mn、k、fe、s、cu、cl等。
答案:mg,葉綠素的成份;p,atp的成份;n,葉綠素和各種酶的成份。
【練習】
1.如圖表示野外松樹(陽生植物)光合作用強度與光照強度的關係。其中的縱座標表示松樹整體表現出的吸收co2和釋放co2量的狀況。
請分析回答:
①當光照強度為b時,光合作用強度
②光照強度為a時,光合作用吸收co2的量等於呼吸作用放出co2的量。如果白天光照強度較長時期為a,植物能不能正常生長?為什麼?
③如將該曲線改繪為人參(陰生植物)光合作用強度與光照強度關係的曲線,b點的位置應如何移動,為什麼?
2.下圖曲線表示農田中ⅰ晝夜溫度變化;ⅱ光照強度;ⅲ植物吸收co2的變化,請判斷下列說法中不正確的是 ( )。
a.在ⅲ曲線與時間軸交點c和e時,光合作用吸收的co2和呼吸作用釋放的co2量
相等點的形成是由夜間的低溫造成的
c.在從時間軸上的c點開始合成有機物,到e點有機物的合成終止
d.增大曲線ⅲ與時間軸所圍成的正面積措施包括提高光照強度,co2濃度和充足的水分**
3.將某種綠色植物的葉片放在特定的實驗裝置中,研究在10℃、20℃的溫度下,分別置於5000勒克斯、20000勒克斯光照和黑暗條件下的光合作用和呼吸作用,結果如圖所示:
(1)該葉片的呼吸速率在20℃下是10℃下的倍。
(2)該葉片在10℃、5000勒克斯的光照下,每小時光合作用所產生的氧氣量是 mg。
(3)該葉片在20℃、20000勒克斯的光照下,如果光合作用合成的有機物都是葡萄糖,每小時產生的葡萄糖為 mg。
(4)據圖,請你解釋種在新疆吐魯番地區的西瓜比種在江蘇的甜的原因。
4.下圖中的甲、乙兩圖為一晝夜中某作物植株對co2的吸收和釋放狀況的示意圖。甲圖是在春季的某一晴天,乙圖是在盛夏的某一晴天,請據圖回答問題:
甲乙(1)甲圖曲線中c點和e點(外界環境中co2濃度變化為零)處,植株處於何種生理活動狀態
(2)根據甲圖推測該植物接受光照的時間是曲線中的段,其中光合作用強度最高的是點,植株積累有機物最多的是點。
(3)乙圖中f—g段co2吸收量逐漸減少是因為以致光反應產生的和逐漸減少,從而影響了暗反應強度,使化合物數量減少,影響了co2固定。
(4)乙圖曲線中間e處光合作用強度暫時降低,可能是因為
a. 光照過強,暗反應跟不上,前後脫節,影響整體效率
b . 溫度較高,提高了呼吸作用酶的活性,消耗了較多的有機物
c .溫度高,蒸騰作用過強,氣孔關閉,影響了co2原料的**
d .光照過強,氣溫過高,植物缺水嚴重而影響光合作用的進行
5.某同學利用圖裝置研究co2含量以及光照強度對某種綠葉光合作用的綜合影響。實驗過程用同種、狀況相同的若干新鮮葉片在室溫25℃下進行,通過緩衝液調節密閉小室空間co2濃度的相對恆定。對相應裝置精確測量的結果如下表。
請分析回答:
(1)第3組裝置中液滴右移的生理原因是________。該裝置在2h內,緩衝液釋放到密閉小室空間的co2約為____mg。第3、4兩組的結果相同,限制4裝置光合作用的非生物因素主要是_______。
(2)裝置雖均置於25℃環境下,但有同學認為液滴移動的量不一定真正代表光合作用釋放o2的量,因為光照引起的______會導致密閉小室內氣體的物理性膨脹。因此,實驗方案應再作相應完善。
影響光合作用的因素
一 光照強度 關鍵點的含義 a點是與縱座標的交點。此時只進行呼吸作用。a點對應的應是co2的吸收量,同時也表明了此時的呼吸強度。b點是與橫座標的交點。此時光合作用強度 呼吸作用強度,所以b點又稱為光補償點。c點是光合作用的飽和點,即在c點對應的光照強度條件下,光合作用強度達到最大。所以c點又稱為光飽...
《影響光合作用的環境因素》複習課課例實錄
高三生物組林海燕 分析解讀 影響光合作用速率的環境因素等級要求為c,該考點為高考熱點內容,也是學生深刻理解植物葉片代謝的切入點 通過理解光合作用強度相關概念,學生可以把植物光合作用和細胞呼吸的知識體系構建起來。適用年級 高三複習課 設計理念 按照活動前置式教學模式的四個主要環節 預習反饋 互動解疑 ...
影響光合作用的因素複習課
教學設計 一 設計思路 1 教學要求及教學內容特點分析 光合作用在高考中屬於重點章節,考綱中對光合作用的過程 影響因素以及應用是 級。密切聯絡生產生活實際是此部分內容的一大特色,圖表分析題較為常見,綜合性題和難題容易出現。2 學生現狀分析 光合作用的知識學生在高二和高三的教材中都已學過,但基礎知識掌...