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第11讲影响光合作用速率的因素及光合作用和细胞呼吸的关系影响光合作用速率的环境因素(Ⅱ)知识自主梳理一光合作用的影响因素及应用1．光(1)光照时间：光照时间延长可以提高光能利用率。
方法主要是轮作(一年两茬或三茬)。
(2)光质①原理a．叶绿体中的色素只吸收可见光，而对红外光和紫外光等不吸收。
b．叶绿素对红光和蓝紫光的吸收量大，类胡萝卜素对蓝紫光的吸收量大。
c．单色光中，蓝紫光下光合速率最快，红光次之，绿光最差。
②应用a．大棚薄膜的选择：无色透明大棚能透过日光中各色光，有色大棚主要透过同色光，其他光被其吸收，所以无色透明的大棚中植物的光合效率最高。
b．补充单色光的选择：蓝紫光。
(3)光照强度①原理光照强度通过影响植物的光反应进而影响光合速率。
光照强度增加，光反应速率加快，产生的[H]和ATP 增多，使暗反应中还原过程加快，从而使光合作用产物增加。
②植物三率间关系a．呼吸速率：植物非绿色组织(如苹果果肉细胞)或绿色组织在黑暗条件下测得的值——单位时间内一定量组织的CO2释放量或O2吸收量。
b．净光合速率：植物绿色组织在有光条件下测得的值——单位时间内一定量叶面积所吸收的CO2量或释放的O2量。
c．真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。
③曲线模型及分析在一定范围内随光照强度的增加，光合作用速率加快，光照强度增强到一定程度后光合作用速率就不再增加(限制因素：酶、光合色素和CO 2浓度等)。
O点：只进行呼吸作用，不进行光合作用。
OA段：光合作用速率小于呼吸作用速率。
A点：光合作用速率等于呼吸作用速率。
此时的光照强度为光补偿点。
AC段：光合作用速率大于呼吸作用速率且随光照强度的增强而增大。
C点：光合作用速率达到最大。
B点：光饱和点，即达到最大光合速率时的最低光照强度。
④应用：间作套种农作物和林带树种的合理搭配可以提高光能利用率；适当提高光照强度可增加大棚作物产量。
(4)同一植株中气体在不同状况下代谢特点及代谢强度的规律①黑暗状况时，植物只进行细胞呼吸，此时植物从外界吸收O2，并将细胞呼吸产生的CO2释放到体外(如图所示)。
十影响光合作用的因素及应用(40分钟100分)说明:标★为中档题,标★★为较难题一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。
每小题只有一个选项符合题目要求。
1.(2022·黄冈模拟)适宜的温度和光照条件下,某置于阳台上的生态缸中(有水生动、植物,不考虑微生物的影响)物质代谢处于相对平衡状态的是( )A.植物光合作用吸收的CO2量与动物呼吸作用释放的CO2量B.植物光合作用产生的O2量与动物呼吸作用吸收的O2量C.植物光合作用吸收的CO2量与动植物呼吸作用释放的CO2量D.植物光合作用合成的有机物量与动物呼吸作用消耗的有机物量【解析】选C。
动物呼吸作用等于植物的光合作用强度时,植物也进行呼吸作用,所以不能处于相对平衡,A错误;动物吸收的氧等于植物光合作用产生的氧,而植物呼吸作用也要吸收氧气,则氧气的吸收量大于产生量,物质代谢无法平衡,B错误;动植物呼吸作用释放的CO2等于植物光合作用吸收的CO2,物质代谢恰好处于动态平衡,C正确;植物光合作用合成的有机物量等于动物呼吸作用消耗的有机物量,植物也进行呼吸作用消耗有机物,因此不能处于相对平衡,D错误。
【加固训练】夏季晴朗的一天,甲乙两株同种植物在相同条件下CO2吸收速率的变化如图,下列说法正确的是( )A.甲植株在a点之后进行光合作用B.乙植株在e点有机物积累量最多C.曲线bc 段和de段下降的原因相同D.两曲线bd段不同的原因可能是甲植株气孔无法关闭【解析】选D。
对于甲植株而言,a点CO2吸收速率为0,说明此时光合作用等于细胞呼吸,所以甲植株在a点之前进行光合作用,只是a点之前光合作用小于细胞呼吸,A错误;对于乙植株而言,在18时后,CO2吸收速率小于0,说明乙植物的光合作用速率开始小于细胞呼吸,所以有机物的积累最多的时刻应为18时,e点时有机物的积累量已经减少,B错误;图示曲线的bc段下降的主要原因是气孔部分关闭导致叶内CO2浓度降低,de段下降的原因是光照强度减弱,光反应产生NADPH和ATP的速率减慢,这两段下降的原因不相同,C错误;乙曲线bd段的变化为植物的“午休现象”,是气孔关闭导致叶内CO2浓度降低,甲植物不出现类似的现象,可能不存在“午休现象”或气孔关闭程度很小或气孔无法关闭,D 正确。
影响光合作用的因素及应用一轮复习光合作用是指植物和一些单细胞生物利用光能将二氧化碳和水转化为有机物质的过程。
光合作用是地球上最为重要的能量转换过程之一，对于维持地球生态平衡起着至关重要的作用。
影响光合作用的因素主要包括光照强度、光照波长、温度和二氧化碳浓度等。
首先，光照强度是影响光合作用的重要因素之一、对于大多数植物来说，光合作用最佳的光照强度在一定范围内，并且不同植物对光照强度的适应范围也有所不同。
过强或过弱的光照强度都会影响光合作用的进行。
过强的光照会导致光合作用速率增加，但同时也容易造成光合色素的光解和光氧化损伤；而过弱的光照则会限制光合作用进行，进而影响生物体的生长和发育。
其次，光照波长也对光合作用产生重要影响。
叶绿素是光合作用的主要色素，能够吸收光的能量，并将其转化为化学能。
不同波长的光对叶绿素的吸收效果不同。
光合作用最为高效的波长为400-700nm的可见光范围。
其中，红光和蓝光对于光合作用具有较高的光合效率，而绿光则光合效率较低。
温度也是影响光合作用的重要因素之一、温度对光合作用有直接影响，因为光合酶在不同温度下的活性会发生变化。
过高或过低的温度都会降低光合作用速率。
对于大多数植物来说，光合作用最适宜的温度范围约在20-30摄氏度之间。
最后，二氧化碳浓度也是影响光合作用的重要因素之一、二氧化碳是光合作用的原料之一，二氧化碳的浓度增加可以加速光合作用进行。
但是，目前地球上二氧化碳浓度的增加主要是由于人类活动造成的，这种人为干扰对于生态环境和气候变化产生了重大影响。
光合作用的应用非常广泛。
首先，光合作用可以为植物提供能量和有机物质，促进植物的生长和发育。
由此可以推导出人类依赖光合作用进行农业生产，如种植粮食作物来满足日常食物的需求。
此外，光合作用还可以减缓全球气候变暖，因为光合作用可以吸收大量的二氧化碳，降低二氧化碳浓度，从而减少温室效应。
光合作用还广泛应用于工业生产中。
例如，利用蓝藻和藻类进行大规模培养，可以生产生物燃料和生物质能源。
影响光合作用的因素及曲线分析Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】【一】影响光合作用的环境因素及其在生产上的应用1．单因子因素(1)光照强度①原理分析：光照强度影响光合速率的原理是通过影响光反应阶段，制约ATP和[H]的产生，进而制约暗反应阶段。
②图像分析：A点时只进行细胞呼吸；AB段随着光照强度的增强，光合作用强度也增强，但是仍然小于细胞呼吸强度；B点时代谢特点为光合作用强度等于细胞呼吸强度；BC段随着光照强度的增强，光合作用强度也不断增强；C点对应的光照强度为光饱和点，限制C点的环境因素可能有温度或二氧化碳浓度等。
③应用分析：欲使植物正常生长，则必须使光照强度大于B点对应的光照强度；适当提高光照强度可增加大棚作物产量。
(2)光照面积①图像分析：OA段表明随叶面积的不断增大，光合作用实际量不断增大，A点为光合作用面积的饱和点。
随叶面积的增大，光合作用强度不再增加，原因是有很多叶被遮挡，光照不足。
OB段表明干物质量随光合作用增加而增加，而由于A点以后光合作用强度不再增加，但叶片随叶面积的不断增加，呼吸量(OC段)不断增加，所以干物质积累量不断降低(BC段)。
②应用分析：适当间苗、修剪，合理施肥、浇水，避免徒长。
封行过早，使中下层叶子所受的光照往往在光补偿点以下，白白消耗有机物，造成不必要的浪费。
(3)CO2浓度①原理分析：CO2浓度影响光合作用的原理是通过影响暗反应阶段，制约C3生成。
②图像分析：图1中A点表示光合作用速率等于细胞呼吸速率时的CO2浓度，即CO2补偿点，而图2中的A′点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度；两图中的B和B′点都表示CO2饱和点，两图都表示在一定范围内，光合作用速率随CO2浓度增加而增大。
③应用分析：大气中的CO2浓度处于OA′段时，植物无法进行光合作用；在农业生产中可通过“正其行，通其风”和增施农家肥等措施增加CO2浓度，提高光合作用速率。
课时质量评价(十)(建议用时：40分钟)一、选择题：每小题给出的四个选项中只有一个符合题目要求。
1．自工业革命以来，全球环境中的O3浓度增加了一倍多。
科学家研究了增加O3对玉米光合作用的影响，结果如下表所示：项目未添加O3组添加O3组净光合速率/(μmol·m－2·s－1) 28 22气孔导度/(mol·m－2·s－1) 0.14 0.1叶绿素含量/(g·m－2) 0.5 0.52 胞间CO2浓度/(μmol·mol－1) 1.0 1.3百粒重/g 30.3 27.3每穗籽粒数量391 417 下列说法错误的是( )A．O3可能通过影响玉米光合作用的暗反应，使玉米产量下降B．气孔导度主要通过影响细胞水分含量来影响光合作用的强度C．环境CO2浓度、气孔导度会影响CO2的供应而影响光合作用D．O3导致的玉米减产是通过减少籽粒质量，而不是籽粒的数量B解析：由题表可知，添加O3组中气孔导度和百粒质量小于未添加O3组，胞间CO2浓度大于未添加O3组，而光合作用的暗反应消耗CO2生成有机物，所以O3可能通过影响CO2浓度影响光合作用，A正确；气孔导度主要通过影响细胞内CO2含量来影响光合作用，B错误；环境中CO2浓度、气孔导度都会影响细胞内CO2的供应量，从而影响光合作用，C正确；添加O3组的百粒重小于未添加O3组，而每穗籽粒数量大于未添加O3组，所以O3是通过减少籽粒质量导致玉米减产的，D正确。
2．(2021·吉林四平模拟)下图中纵轴表示植物某种气体吸收量或释放量的变化(注：不考虑横轴和纵轴单位的具体表示形式，单位的表示方法相同)。
下列说法正确的是( )A．若f点以后进一步提高光照强度，光合作用强度会一直不变B．若a代表O2吸收量，d点时，叶肉细胞既不吸收O2也不释放O2C．c点时，叶肉细胞中能产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体D．若a代表CO2释放量，适当提高大气中的CO2浓度，e点可能向右下方移动D解析：e点时已经达到光饱和点，其他条件不变，f点以后继续提高光照强度可能会伤害叶片中的叶绿体，光合作用强度可能会发生变化，A错误；若a代表O2吸收量，d点时，整个植株既不吸收O2，也不释放O2，但对于叶肉细胞来说有O2的净释放，B错误；图中c点时，叶肉细胞只能进行呼吸作用，故产生ATP的场所有细胞质基质和线粒体，C错误；若a 代表CO2释放量，适当提高大气中的CO2浓度，光饱和点增大，e点向右下方移动，D正确。
【一】影响光合作用的环境因素及其在生产上的应用1．单因子因素(1)光照强度①原理分析：光照强度影响光合速率的原理是通过影响光反应阶段，制约ATP和[H]的产生，进而制约暗反应阶段。
②图像分析：A点时只进行细胞呼吸；AB段随着光照强度的增强，光合作用强度也增强，但是仍然小于细胞呼吸强度；B点时代谢特点为光合作用强度等于细胞呼吸强度；BC 段随着光照强度的增强，光合作用强度也不断增强；C点对应的光照强度为光饱和点，限制C点的环境因素可能有温度或二氧化碳浓度等。
③应用分析：欲使植物正常生长，则必须使光照强度大于B点对应的光照强度；适当提高光照强度可增加大棚作物产量。
(2)光照面积①图像分析：OA段表明随叶面积的不断增大，光合作用实际量不断增大，A点为光合作用面积的饱和点。
随叶面积的增大，光合作用强度不再增加，原因是有很多叶被遮挡，光照不足。
OB段表明干物质量随光合作用增加而增加，而由于A点以后光合作用强度不再增加，但叶片随叶面积的不断增加，呼吸量(OC段)不断增加，所以干物质积累量不断降低(BC段)。
②应用分析：适当间苗、修剪，合理施肥、浇水，避免徒长。
封行过早，使中下层叶子所受的光照往往在光补偿点以下，白白消耗有机物，造成不必要的浪费。
(3)CO2浓度①原理分析：CO2浓度影响光合作用的原理是通过影响暗反应阶段，制约C3生成。
②图像分析：图1中A点表示光合作用速率等于细胞呼吸速率时的CO2浓度，即CO2补偿点，而图2中的A′点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度；两图中的B和B′点都表示CO2饱和点，两图都表示在一定范围内，光合作用速率随CO2浓度增加而增大。
③应用分析：大气中的CO2浓度处于OA′段时，植物无法进行光合作用；在农业生产中可通过“正其行，通其风”和增施农家肥等措施增加CO2浓度，提高光合作用速率。
(4)温度①原理分析：是通过影响酶活性进而影响光合作用。
②图像分析：低温导致酶的活性降低，引起植物的光合作用速率降低，在一定范围内随着温度的升高酶活性升高进而引起光合速率也增强；温度过高会引起酶活性降低，植物光合速率降低。
课时作业13 光合作用的过程及影响因素基础巩固1．(2019·武汉市高中毕业生训练）下列关于线粒体和叶绿体的说法错误的是（)A．两种细胞器都依靠增大膜面积来提高代谢效率B．两种细胞器中都可进行基因的选择性表达C．线粒体中丙酮酸的氧化分解需要O2的参与D．叶绿体中C3的还原需要还原型辅酶Ⅱ的催化解析：线粒体和叶绿体扩大膜面积的方式不同，线粒体内膜向内折叠形成嵴，叶绿体类囊体堆叠形成基粒,都增大了细胞的膜面积,提高了代谢速率，A正确;线粒体中与叶绿体中所合成的蛋白质存在差异，是基因的选择性表达，B正确；线粒体中丙酮酸的分解在线粒体基质中进行，无需氧气的参与，氧气是在有氧呼吸中作为还原氢的受体，C错误；光合作用中C3的还原需要还原型辅酶Ⅱ(NADPH）的催化,D正确.答案:C2．（2019·安徽蚌埠模拟)1864年,德国科学家萨克斯将绿色叶片放在暗处几小时，然后把此叶片一半遮光，一半曝光。
经过一段时间后,用碘蒸气处理叶片后发现一半变蓝，一半没有变蓝。
下列有关说法不正确的是（)A．放在暗处几小时的目的是消耗掉原有的淀粉B．该实验中一张叶片可以相互对照,无需另设对照组C．该实验证明光合作用产生了淀粉D．该实验的自变量是光照时间长短解析：放在暗处几小时的目的是消耗掉原有的淀粉，防止干扰实验结果，A正确；该实验中一张叶片可以相互对照，无需另设对照组，B正确；该实验证明光合作用产生了淀粉，C正确；该实验的自变量是有无光照，而不是光照时间长短，D错误。
答案：D3．(2019·临沂一模）下图表示绿色植物光合作用的部分过程，图中A～C表示相关物质。
有关分析错误的是（）A．图中A为氧气，可部分释放到空气中B．图中B为NADPH，外界CO2浓度升高时，B的含量暂时升高C．该过程消耗的NADP＋和C来自叶绿体基质D．该过程将光能转化为化学能储存在B和ATP中解析：水的光解产物是氧气和H＋，若光合作用强度大于呼吸作用强度，氧气会部分释放到空气中；图中B是在NADP＋、H＋和电子参与下形成的,为NADPH，当外界CO2浓度升高时，暗反应中生成的三碳化合物增多，则消耗的NADPH增多，导致NADPH 的含量暂时降低；叶绿体基质中,暗反应消耗NADPH、ATP产生NADP＋、ADP；光合作用光反应过程中,将光能转化成化学能储存在ATP和NADPH中。
光合作用的过程及影响因素一、选择题1．下列关于光合作用探究历程的叙述，错误的是( )A．普利斯特利的实验证明了植物可以更新空气B．萨克斯的实验证明了光合作用的产物除氧气外还有淀粉C．恩格尔曼的实验定量分析了水绵光合作用生成的氧气量D．鲁宾和卡门的实验中，用18O分别标记H2O和CO2，证明了光合作用产生的氧气来自H2O 而不是CO2解析：选C 恩格尔曼的实验能够证明氧气是由叶绿体释放出来的，叶绿体是进行光合作用的场所，但不能定量分析光合作用生成的氧气量。
2．(2021年1月新高考8省联考·湖北卷)某科学家曾做过一个实验，将小鼠放在不同的密封、恒温的钟罩内，实验处理方案如下表，小鼠最先死亡的一组是( )组别实验材料实验条件A 小鼠＋绿色植物光照B 小鼠光照C 小鼠＋绿色植物黑暗D 小鼠黑暗解析：选C 在光照条件下，绿色植物进行光合作用产生氧气，即使密封的钟罩内氧气消耗完全，小鼠的有氧呼吸也可以继续进行；小鼠不管是在光照条件下还是在黑暗条件下，都只进行呼吸作用消耗密封钟罩中相同的氧气；小鼠和绿色植物在黑暗条件下均只进行有氧呼吸，消耗密封钟罩中相同的氧气，该组的氧气最先被消耗完，即小鼠最先死亡。
3．下列关于植物光合作用的叙述，正确的是( )A．暗反应在细胞质基质中进行B．光合作用产生的葡萄糖中的碳和氧都来自二氧化碳C．光反应产生的ATP可以用于暗反应，也可以用于其他生命活动D．光反应只进行能量代谢，不进行物质代谢；暗反应则刚好相反解析：选B 暗反应的场所是叶绿体基质；光反应产生的ATP只用于暗反应，为C3还原提供能量，不能用于其他生命活动；光反应和暗反应过程中都存在能量代谢和物质代谢。
4．下列有关生物体中物质含量的比较，错误的是( )A．人在安静和剧烈运动时，细胞呼吸消耗的O2量可能等于产生的CO2量B．正在生长的植物体光合作用固定的CO2总量大于呼吸作用产生的CO2量C．适当光照下，突然停止植株的CO2供应，短时间内叶绿体中ATP/ADP的值降低D．与干种子相比，萌发的种子细胞中自由水/结合水的值高解析：选C 人体细胞进行无氧呼吸时的产物是乳酸，此过程既不消耗O2，也不产生CO2，因此人体产生的CO2量只能来自有氧呼吸，且在有氧呼吸过程中，消耗的O2量与产生的CO2量相等，因此不管人在安静状态下还是在剧烈运动时，细胞呼吸消耗的O2量与产生的CO2量相等，A正确；根据“正在生长的植物体”可知，该植物体的光合作用固定的CO2总量大于呼吸作用产生的CO2量，B正确；适当光照下，突然停止植株的CO2供应，会使CO2固定过程受阻，C3含量下降，因而C3的还原过程中消耗ATP的量减少，而光反应阶段ATP的合成仍在进行，则短时间内叶绿体中ATP/ADP的值升高，C错误；与干种子相比，萌发的种子细胞中自由水的相对含量较高，即与干种子相比，萌发的种子细胞中自由水/结合水的值高，D正确。
第11讲影响光合作用的因素影响光合作用速率的环境因素（Ⅱ）影响光合作用的因素1．光照强度(1)原理：光照强度通过影响植物的光反应进而影响光合速率。
光照强度增加，光反应速率加快，产生的[H]和ATP增多，使暗反应中还原过程加快，从而使光合作用产物增加。
(2)曲线分析①A点：光照强度为0，此时只进行细胞呼吸。
②AB段：随光照强度增强，光合作用强度也逐渐增强，CO2释放量逐渐减少。
③B点：为光补偿点，细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用，即光合作用强度等于细胞呼吸强度。
④BC段：表明随着光照强度不断增强，光合作用强度不断增强，到C点后不再增强了。
⑤C点：为光饱和点，限制C点以后光合作用强度不再增加的内部因素是色素含量、酶的数量和最大活性，外部因素是CO2浓度等除光照强度之外的环境因素。
(3)应用：①温室生产中，适当增强光照强度，以提高光合速率，使作物增产；②阴生植物的光补偿点和光饱和点都较阳生植物低，间作套种农作物，可合理利用光能。
2．CO2浓度(1)原理：CO2影响暗反应阶段，制约C3的形成。
(2)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点和B′点都表示CO2饱和点。
(3)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(1)原理：温度通过影响酶的活性影响光合作用。
(2)曲线分析：温室栽培植物时，白天调到光合作用最适温度，以提高光合速率；晚上适当降低温室内温度，以降低细胞呼吸速率，保证植物有机物的积累。
4．水分(1)原理：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。
另外，水分还能影响气孔的开闭，间接影响CO2进入植物体内。
(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曲线中间E处光合作用强度暂时降低，是因为温度高，蒸腾作用过强，气孔关闭，影响了CO2的供应。
