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光與光合作用（3） 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】：1、掌握影響光合作用的環(huán)境因素。 2、理解光合作用與細(xì)胞呼吸的關(guān)系及有關(guān)計(jì)算。 【自主復(fù)習(xí)指導(dǎo)一】：認(rèn)真閱讀教材第104-105頁(yè)內(nèi)容，5分鐘后獨(dú)立完成下列檢測(cè)。 1． 探究單因子對(duì)光合作用速率的影響 (1)據(jù)圖解讀光照強(qiáng)度對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響 A點(diǎn)：光照強(qiáng)度為0，只進(jìn)行 ； AB段：光合作用強(qiáng)度 細(xì)胞呼吸強(qiáng)度； B點(diǎn)：光補(bǔ)償點(diǎn)(光合作用強(qiáng)度與細(xì)胞呼吸強(qiáng)度 時(shí)的光照強(qiáng)度)； BC段：光合作用強(qiáng)度 細(xì)胞呼吸強(qiáng)度； C點(diǎn)：光飽和點(diǎn)(光照強(qiáng)度達(dá)到C點(diǎn)后，光合作用強(qiáng)度不再隨光照強(qiáng)度增強(qiáng)而增強(qiáng))。 (2)據(jù)圖解讀CO2濃度對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響 A點(diǎn)：CO2補(bǔ)償點(diǎn)(表示光合作用速率 細(xì)胞呼吸速率時(shí)的CO2濃度)； A′點(diǎn)：表示進(jìn)行光合作用所需CO2的最低濃度； B和B′點(diǎn)：CO2飽和點(diǎn)(兩組都表示在一定范圍內(nèi)CO2濃度達(dá)到該點(diǎn)后，光合作用強(qiáng)度不再隨CO2濃度增加而增加。 (3)據(jù)圖解讀溫度對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響 光合作用是在酶催化下進(jìn)行的，溫度直接影響酶的活性。一般植物在10～35 ℃下正常進(jìn)行光合作用，其中AB段(10～35 ℃)隨溫度的升高而逐漸加強(qiáng)，B點(diǎn)(35 ℃)以上由于光合酶活性下降，光合作用開始下降，50 ℃左右光合作用停止。 2． 探究多種因子對(duì)光合作用的影響 P點(diǎn)時(shí)，限制光合速率的因素應(yīng)為橫坐標(biāo)所表示的因子，隨該因子的不斷加強(qiáng)，光合速率不斷提高。當(dāng)?shù)絈點(diǎn)時(shí)，橫坐標(biāo)所表示的因子不再影響光合速率，要想提高光合速率，可適當(dāng)提高圖示中的其他因子。 【自主復(fù)習(xí)指導(dǎo)二】：認(rèn)真閱讀并識(shí)記下列內(nèi)容。 據(jù)圖探究真正光合速率、凈光合速率和呼吸速率三者之間的關(guān)系 真正光合速率、凈光合速率、呼吸速率三者之間的關(guān)系為：真正光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率。 特別提醒　三種速率的表示方法 項(xiàng)目 表示方法 凈光合速率(又稱表觀光合速率) O2的釋放量、CO2的吸收量、有機(jī)物的積累量 真正光合速率(又稱實(shí)際光合速率) O2的產(chǎn)生量、CO2的固定量、有機(jī)物的制造量 呼吸速率(黑暗中測(cè)量) CO2的釋放量、O2的吸收量、有機(jī)物的消耗量 【當(dāng)堂訓(xùn)練】 1． 如圖曲線Ⅰ表示黃豆在最適宜溫度、CO2濃度為0.03%的環(huán)境中光合作用速率與光照強(qiáng)度的關(guān)系。在y點(diǎn)時(shí)改變某條件，結(jié)果發(fā)生了如曲線Ⅱ的變化。下列分析合理的是(　　) A．與y點(diǎn)相比較，x點(diǎn)時(shí)葉綠體中C3化合物含量低 B．在y點(diǎn)時(shí)，適當(dāng)升高溫度可導(dǎo)致曲線由Ⅰ變?yōu)棰? C．x點(diǎn)時(shí)光合作用的制約因素主要是葉綠體中色素的含量 D．z點(diǎn)時(shí)光合作用的制約因素可能是二氧化碳濃度 2． 如圖表示葉片的光合作用強(qiáng)度與植物周圍空氣中二氧化碳含量的關(guān)系。圖示中，ce段是增大了光照強(qiáng)度后測(cè)得的曲線。下列有關(guān)敘述中，正確的是(雙選) (　 　) A．植物體鮮重增加量是光合作用強(qiáng)度的重要指標(biāo) B．出現(xiàn)bc段的限制因素主要是光照強(qiáng)度 C．葉綠體內(nèi)的三碳化合物含量，c點(diǎn)時(shí)大于b點(diǎn) D．在e點(diǎn)后再次增大光照強(qiáng)度，曲線有可能為eg 3． 下圖表示芍藥葉肉細(xì)胞光合作用和細(xì)胞呼吸過程中CO2和[H]的變化，相關(guān)敘述正確的是 (　　) A．過程①發(fā)生在葉綠體類囊體的薄膜上，過程④發(fā)生在線粒體的內(nèi)膜上 B．過程⑦發(fā)生在線粒體中 C．過程⑤⑥均需要[H]和ATP提供還原劑和能量 D．過程①③產(chǎn)生的[H]是相同的物質(zhì)，過程⑧在線粒體中進(jìn)行 4． 下圖是葉肉細(xì)胞在不同光照強(qiáng)度下葉綠體與線粒體代謝簡(jiǎn)圖。以下相關(guān)敘述，錯(cuò)誤的是 (　　) A．若細(xì)胞①處于黑暗環(huán)境中，那么該細(xì)胞單位時(shí)間放出的CO2量即為呼吸速率 B．細(xì)胞②沒有與外界發(fā)生O2和CO2交換，可斷定此時(shí)光合作用速率等于呼吸作用速率 C．細(xì)胞③處在較強(qiáng)光照條件下，細(xì)胞光合作用所利用的CO2量為N1與N2的和 D．對(duì)細(xì)胞④的分析可得出，此時(shí)的光照強(qiáng)度較弱且物質(zhì)的量N1小于m2 5． 以測(cè)定的CO2吸收量與釋放量為指標(biāo)，研究溫度對(duì)某綠色植物光合作用與呼吸作用的影響，結(jié)果如圖所示。下列分析正確的是 (雙選) (　 　) A．光照相同時(shí)間，35 ℃時(shí)光合作用制造的有機(jī)物的量與30 ℃時(shí)相等 B．光照相同時(shí)間，在25 ℃條件下植物積累的有機(jī)物的量最多 C．溫度高于25 ℃時(shí)，光合作用制造的有機(jī)物的量開始減少 D．兩曲線的交點(diǎn)表示光合作用制造的與呼吸作用消耗的有機(jī)物的量相等 6． 下圖表示某綠色植物的葉肉細(xì)胞在其他條件不變且比較適宜時(shí)，分別在光照強(qiáng)度為a、b、c、d時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)CO2釋放量和O2產(chǎn)生量的變化。下列敘述正確的是 (　　) A．光照強(qiáng)度為a時(shí)，葉肉細(xì)胞產(chǎn)生ATP的場(chǎng)所有葉綠體、線粒體、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) B．光照強(qiáng)度為b時(shí)，光合作用速率等于呼吸作用速率 C．該植物其他條件不變，一晝夜中保持15 h光照強(qiáng)度為c，其余時(shí)間黑暗，該植物能正常生長(zhǎng) D．光照強(qiáng)度為d時(shí)，細(xì)胞要從周圍吸收2個(gè)單位的二氧化碳 7． 將生長(zhǎng)狀況相同的輪藻葉片分成4等份，在不同的溫度下先暗處理1 h，再光照1 h(光照強(qiáng)度相同)，測(cè)其質(zhì)量變化，得到如下的數(shù)據(jù)。以下說法錯(cuò)誤的是 (雙選) (　 　) 組別 1 2 3 4 溫度(℃) 27 28 29 30 暗處理后的質(zhì)量變化(mg) －1 －2 －3 －1 光照后和暗處理前的質(zhì)量變化(mg) ＋3 ＋3 ＋3 ＋1 A.輪藻細(xì)胞內(nèi)呼吸酶最適溫度約為30 ℃ B．第三組輪藻光合作用產(chǎn)生的氧氣量最多 C．第四組輪藻2 h合成的有機(jī)物總量為2 mg D．四個(gè)組中的輪藻光合作用強(qiáng)度都大于呼吸作用強(qiáng)度 8． 將某綠色植物放在特定的實(shí)驗(yàn)裝置中，研究溫度對(duì)光合作用與呼吸作用的影響(其他實(shí)驗(yàn)條件都是理想的)，實(shí)驗(yàn)以CO2的吸收量與釋放量為指標(biāo)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表所示： 溫度(℃) 5 10 15 20 25 30 35 光照下吸收 CO2(mg/h) 1.00 1.75 2.50 3.25 3.75 3.50 3.00 黑暗中釋放 CO2(mg/h) 0.50 0.75 1.00 1.50 2.25 3.00 3.50 下列對(duì)該表數(shù)據(jù)分析正確的是（雙選） (　　) A．晝夜不停地光照，在35 ℃時(shí)該植物可以正常生長(zhǎng) B．晝夜不停地光照，在15 ℃時(shí)該植物生長(zhǎng)得最快 C．每天交替進(jìn)行12小時(shí)光照、12小時(shí)黑暗，在20 ℃時(shí)該植物積累的有機(jī)物最多 D．每天交替進(jìn)行12小時(shí)光照、12小時(shí)黑暗，在30 ℃時(shí)該植物積累的有機(jī)物是10 ℃時(shí)的2倍 9．下圖甲為測(cè)定光合作用速率的裝置，在密封的試管內(nèi)放一新鮮葉片和CO2緩沖液，試管內(nèi)氣體體積的變化可根據(jù)毛細(xì)刻度管內(nèi)紅色液滴的移動(dòng)距離測(cè)得。在不同強(qiáng)度的光照條件下，測(cè)得的氣體體積變化如圖乙所示。 (1)標(biāo)記實(shí)驗(yàn)開始時(shí)毛細(xì)刻度管中紅色液滴所在位置。實(shí)驗(yàn)時(shí)，試管內(nèi)變化的氣體是____________。 (2)若此時(shí)圖甲植物光照強(qiáng)度為15 klx，則1 h光合作用產(chǎn)生的氣體量為________mL。若此時(shí)植物葉片的呼吸熵(CO2/O2)為0.8(呼吸時(shí)產(chǎn)生的CO2和消耗的O2的比值)，那么植物光合作用除自身呼吸提供的CO2外，還需從外界吸收________mL CO2。 (3)為了防止無關(guān)因子對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾，本實(shí)驗(yàn)還應(yīng)設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)，對(duì)照組實(shí)驗(yàn)裝置與實(shí)驗(yàn)組實(shí)驗(yàn)裝置的區(qū)別是__________________。如果對(duì)照組在相同光照條件下，毛細(xì)刻度管中的紅色液滴較實(shí)驗(yàn)組向右移了5 mL，其原因是________________________________。 10.夏季某晴朗的一天對(duì)一密閉蔬菜大棚中的某種氣體的含量進(jìn)行24小時(shí)的檢測(cè)，結(jié)果如下圖1。下圖2是葉肉細(xì)胞內(nèi)兩種細(xì)胞器間的氣體關(guān)系圖解。請(qǐng)回答下列問題： (1)圖1中所測(cè)氣體為________；該大棚內(nèi)的蔬菜經(jīng)過一晝夜后是否積累有機(jī)物？________。原因是_______________________________________________ __________________________。 (2)與它們各自的前一階段相比，EC段和DB段葉肉細(xì)胞內(nèi)的C3含量的變化趨勢(shì)分別是________、________，圖1中CD段變化的原因可能是______________________________________________ __________________________________________________。 (3)處于圖1中的B點(diǎn)時(shí)，圖2中應(yīng)該進(jìn)行的氣體轉(zhuǎn)移途徑有________；而處于圖1中的DB段，圖2中應(yīng)該進(jìn)行的氣體轉(zhuǎn)移途徑有___ _____。 11．下圖1表示光合作用過程概要的模式圖，其中①～④表示化學(xué)反應(yīng)，A～H代表物質(zhì)。圖2表示將某綠藻細(xì)胞懸浮液放入密閉的容器中，在保持一定的pH和溫度時(shí)，給予不同條件時(shí)細(xì)胞懸浮液中溶解氧濃度變化的模式圖，據(jù)圖回答問題： (1)寫出物質(zhì)F的名稱：________。據(jù)圖2分析，該綠藻細(xì)胞的呼吸速率為________μmol/min。 (2)在圖2中乙處光照開始后，溶解氧濃度稍有增加，但第6 min后不再增加而穩(wěn)定，原因是光照后容器中________減少，光合作用速率下降，第6 min后光合作用速率_____________(填“小于”“大于”或“等于”)呼吸作用速率。 (3)在圖2中丙處若添加的是14CO2，發(fā)現(xiàn)7 s后有多達(dá)12種產(chǎn)物含有放射性，而5 s內(nèi)的代謝產(chǎn)物中含有放射性的基本只有一種物質(zhì)，該物質(zhì)最可能是________(填圖1中字母)。若在圖2中丁處加入使光反應(yīng)停止的試劑，則正確表示溶氧變化的曲線是a～g中的________________。 (4)若在圖2中丁處給予一定的條件，使溶解氧的變化如圖中的b，預(yù)計(jì)1 h后，綠藻細(xì)胞光合作用產(chǎn)生的氧氣量為________μmol。若綠藻在特定條件下的光合速率為圖2中的c，且呼吸速率與圖2所示一致，則在該條件下每天光照至少________h綠藻才能正常生長(zhǎng)。 12．將綠色的小麥葉片放在溫度適宜的密閉容器內(nèi)，下面的曲線圖表示該容器內(nèi)氧氣量的變化情況。請(qǐng)回答下列問題： (1)A點(diǎn)以后的短時(shí)間內(nèi)，葉片細(xì)胞內(nèi)C3的量將________(填“增多”“不變”或“減少”)。 (2)B點(diǎn)時(shí)，葉片的光合作用速率________(填“大于”“等于”或“小于”)呼吸作用速率。 (3)0～5 min時(shí)，密閉容器內(nèi)氧氣量減少的原因是___________ _____。5～15 min時(shí)，密閉容器內(nèi)氧氣量增加的速率逐漸減小，這是因?yàn)開____________________ _____ ______ _。 (4)如果小麥的呼吸作用速率自始至終不變，則在5～15 min，小麥的平均光合作用速率(用氧氣產(chǎn)生量表示)是________mol/min。 13．下圖1表示番茄葉肉細(xì)胞內(nèi)兩個(gè)重要的生理過程，圖2是某科研小組利用密閉的透明玻璃小室探究番茄植株光合作用速率的裝置。請(qǐng)據(jù)圖回答下列問題： (1)圖1中，②過程進(jìn)行的場(chǎng)所是____________________，④過程進(jìn)行的場(chǎng)所是___________________________。①～④過程中，能為該細(xì)胞合成蛋白質(zhì)供能的過程是____________。 (2)在適宜溫度和光照條件下，向圖2所示的裝置通入14CO2。當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到0.5 s時(shí)，14C出現(xiàn)在C3中；反應(yīng)進(jìn)行到5 s時(shí)，14C出現(xiàn)在(CH2O)中。該實(shí)驗(yàn)是通過控制_______________________________(條件)來探究CO2中碳原子的轉(zhuǎn)移路徑，用到的實(shí)驗(yàn)方法為________ ________。 (3)將圖2所示的裝置放在自然環(huán)境下，測(cè)定夏季一晝夜(零點(diǎn)開始)小室內(nèi)植物氧氣釋放速率的變化，得到如圖3所示曲線。觀察裝置中液滴的位置，c點(diǎn)時(shí)刻的液滴位于起始位置的________側(cè)，液滴移到最右點(diǎn)是在一天中的________點(diǎn)。在下午某段時(shí)間內(nèi)，記錄液滴的移動(dòng)，獲得以下數(shù)據(jù)： 每隔20 min記錄一次刻度數(shù)據(jù) …… 25 27 31 37 …… 該組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是在圖3所示曲線的____________段獲得的。如果要測(cè)定該植物的真正光合速率，該如何設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)？__________________ ___________________________。 14．將生長(zhǎng)發(fā)育狀況相同的某經(jīng)濟(jì)作物分為兩組，Ⅰ組用遮光網(wǎng)處理以降低光照強(qiáng)度，Ⅱ組不做處理，分別測(cè)定凈光合速率的日變化情況，結(jié)果如下圖。 (1)在ab段，Ⅰ組植株葉肉細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生[H]的場(chǎng)所有__________________________。該植株在________點(diǎn)時(shí)體內(nèi)有機(jī)物總量最少；若增加Ⅰ組的透光量(其他條件不變)，c點(diǎn)應(yīng)向________移。 (2)與e點(diǎn)相比，f點(diǎn)時(shí)葉綠體內(nèi)ATP的含量________(填“高”或“低”)。 (3)根據(jù)該實(shí)驗(yàn)結(jié)果，提出在大棚栽種時(shí)提高該作物產(chǎn)量的一項(xiàng)具體措施：________________________________________________________________________。 (4)若Ⅱ組植株在d點(diǎn)時(shí)線粒體中產(chǎn)生的CO2更多，則此時(shí)Ⅱ組植株的總光合速率________(填“大于”、“等于”或“小于”)Ⅰ組植株，判斷的理由是________ ______ ___ __________________________________________________________。 15．某研究小組利用小麥植株做了一系列實(shí)驗(yàn)。下圖表示在不同光照強(qiáng)度下(其他條件相同且適宜)，單位時(shí)間內(nèi)葉肉細(xì)胞中CO2量與O2量的變化情況。請(qǐng)分析回答下列問題： (1)當(dāng)光照強(qiáng)度為a時(shí)，葉肉細(xì)胞中產(chǎn)生ATP的場(chǎng)所有__________________________。 (2)當(dāng)光照強(qiáng)度為b時(shí)，葉肉細(xì)胞光合作用強(qiáng)度________(填“大于”“等于”或“小于”)呼吸作用強(qiáng)度。圖中顯示CO2的釋放量隨光照強(qiáng)度增大的變化情況是______ _________。 (3)在光照強(qiáng)度為d時(shí)，葉肉細(xì)胞進(jìn)行光合作用所需的CO2的來源是____ _______。 (4)光照參與光合作用的________反應(yīng)，一定范圍內(nèi)，光照強(qiáng)度越大，產(chǎn)生的____ ____越多。 1—8 D BD A D AB D AC AC 9.(1)O2　(2)200　160　(3)新鮮葉片改為經(jīng)消毒的死葉片　環(huán)境因素(如溫度變化等)對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響 10.(1)O2　是　F點(diǎn)的O2含量高于A點(diǎn)(一天內(nèi)光合作用產(chǎn)生的O2量多于呼吸作用消耗的O2量)　(2)減少　增加　光照過強(qiáng)，使溫度過高，氣孔關(guān)閉，CO2供應(yīng)不足，暗反應(yīng)減弱，限制了光反應(yīng)的進(jìn)行　(3)A、C、D、E　A、C、D、E 11.(1)ATP　2.5　(2)CO2　等于　(3)E　e　(4)750　8 12.(1)減少　(2)等于　(3)呼吸作用消耗氧氣　光合作用使密閉容器內(nèi)的CO2濃度逐漸減小，光合作用速率逐漸下降　(4)610－8 13.(1)葉綠體類囊體薄膜　細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體基質(zhì)?、邰堋?2)反應(yīng)時(shí)間　同位素標(biāo)記法　(3)左　18(或g)　e～f　設(shè)置如圖2一樣的裝置，將該裝置遮光放在相同的環(huán)境條件下 14.(1)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體　c　左(2)高　(3)在dg段(約1：30～3：30)進(jìn)行適度遮光處理 (4)大于?、蚪M植株線粒體中產(chǎn)生的CO2更多，說明Ⅱ組植株的呼吸速率大于Ⅰ組，且d點(diǎn)時(shí)兩組植株的凈光合速率相等，所以Ⅱ組植株的總光合速率大于Ⅰ組 15.(1)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體　(2)小于　逐漸減少直至不釋放　　(3)呼吸作用產(chǎn)生的和從外界吸收的　(4)光　[H]、ATP和O2