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专题07
光合作用影响因素
1
光照
光合作用是一个光生物化学反应，所以光合速率随着光照强度的增加而加快。但超过一定范围之后，光合速率的增加变慢，直到不再增加。光合速率可以用CO 的吸收量来表示，CO 的吸收量越大，表示光合速率越快。
2
二氧化碳
CO2是绿色植物光合作用的原料，它的浓度高低影响了光合作用暗反应的进行。在一定范围内提高CO 的浓度能提高光合作用的速率，CO2浓度达到一定值之后光合作用速率不再增加，这是因为光反应的产物有限。
3
温度
温度对光合作用的影响较为复杂。由于光合作用包括光反应和暗反应两个部分，光反应主要涉及光物理和光化学反应过程，尤其是与光有直接关系的步骤，不包括酶促反应，因此光反应部分受温度的影响小，甚至不受温度影响;而暗反应是一系列酶促反应，明显地受温度变化影响和制约。
当温高于光合作用的最适温度时，光合速率明显地表现出随温度年升而下降，这是由于高温引起催化暗反应的有关酶钝化、变性甚至遭到破坏，同时高温还会导致叶绿体结构发生变化和受损;高温加剧植物的呼吸作用，而且使二氧化碳溶解度的下降超过氧溶解度的下降，结果利于光呼吸而不利于光合作用;在高温下，叶子的蒸腾速率增高，叶子失水严重，造成气孔关闭，使二氧化碳供应不足，这些因素的共同作用，必然导致光合速率急剧下降。当温度上升到热限温度，净光合速率便降为零，如果温度继续上升，叶片会因严重失水而萎蔫，甚至干枯死亡。
4
矿质元素
矿质元素直接或间接影响光合作用。例如，N是构成叶绿素、酶、ATP的化合物的元素，P是构成ATP的元素，Mg是构成叶绿素的元素。
5
水分
水分既是光合作用的原料之一，又可影响叶片气孔的开闭，间接影响CO 的吸收。缺乏水时会使光合速率下降。
2017全国1卷，30题
植物的CO2补偿点是指由于CO2的限制，光合速率与呼吸速率相等时环境中的CO2浓度，已知甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物的。回答下列问题
（1）将正常生长的甲、乙两种植物放置在同一密闭小室中，适宜条件下照光培养。培养后发现两种植物的光合速率都降低，原因是_________________，甲种植物净光合速率为0时，乙种植物净光合速率_________________（填“大于0”“等于0”或“小于0”）。
（2）若将甲种植物密闭在无O2、但其他条件适宜的小室中，照光培养一段时间后，发现植物的有氧呼吸增加，原因是_________________。
【答案】（1）植物在光下光合作用吸收CO2的量大于呼吸作用释放CO2的量，使密闭小室中CO2浓度降低，光合速率也随之降低
大于0
（2）甲种植物在光下光合作用释放的O2使密闭小室中O2增加，而O2与有机物分解产生的NADH发生作用形成水是有氧呼吸的一个环节，所以当O2增多时，有氧呼吸会增加
答题思路
（2）甲种植物在光下光合作用释放的O2使密闭小室中O2增加，而O2与有机物分解产生的NADH发生作用形成水是有氧呼吸的一个环节，所以当O2增多时，有氧呼吸会增加。
【考点】影响光合作用和有氧呼吸的因素。
【点拨】本题考查CO2浓度对不同植物的光合作用影响和氧气对有氧呼吸的影响，要求考生能正确把握题干中信息，二氧化碳补偿点的理解及影响光合作用的因素，植物无氧呼吸产物及影响有氧呼吸的因素是解题的关键。本题如绘图看更一目了然。如图
2017北京，2题
某植物光合作用、呼吸作用与温度的关系如图。据此，对该植物生理特性理解错误的是（
）
A．呼吸作用的最适温度比光合作用的高
B．净光合作用的最适温度约为25
℃
C．在0~25
℃范围内，温度变化对光合速率的影响比对呼吸速率的大
D．适合该植物生长的温度范围是10~50
℃
【答案】D
答题思路
【考点】温度对光合作用和呼吸作用的影响
【点拨】植物生长速率取决于光合速率和呼吸速率两个因素，二者之差就是净光合速率，所以决定植物生长快慢的因素就是净光合速率，单纯看光合速率或呼吸速率并不能反映出植物的生长情况。
【命题意图】本题考查光合作用影响因素分析，要求学生能够熟练解读光照强度、CO2浓度、温度影响光合作用强度的曲线，解决相关问题。
【命题规律】通常结合有氧呼吸，通过曲线分析光照强度、CO2浓度、温度对光合作用强度的影响情况，从而判断光照强度、CO2浓度、温度对植物生长速率（净光合速率）的影响。
【方法点拨】解读光照强度、CO2浓度、温度影响光合作用强度的曲线
（1）光照强度
A点
光照强度为0，此时只进行细胞呼吸，CO2释放量表示此时的细胞呼吸强度
AB段
光照强度加强，光合速率逐渐增强，但细胞呼吸强度大于光合作用强度
B点
光补偿点，即光合作用强度＝细胞呼吸强度，细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用
BC段
随着光照强度不断加强，光合作用强度不断加强，光合作用强度大于细胞呼吸强度
C点
光饱和点，继续增加光照强度，光合作用强度不再增加
（2）CO2浓度
A点
光合速率等于细胞呼吸速率时的CO2浓度，即CO2补偿点
A′点
进行光合作用所需CO2的最低浓度
B和B′点
CO2饱和点，即继续增加CO2的浓度，光合速率不再增加
AB段和A′B′段
在一定范围内，光合速率随CO2浓度增加而增大
（3）温度
AB段
在B点之前，随着温度升高，光合速率增大
B点
酶的最适温度，光合速率最大
BC段
随着温度升高，酶的活性下降，光合速率减小，50℃左右光合速率几乎为零
1．【2017年高考海南卷，10】将叶绿体悬浮液置于阳光下，一段时间后发现有氧气放出。下列相关说法正确的是
A．离体叶绿体在自然光下能将水分解产生氧气
B．若将叶绿体置于红光下，则不会有氧气产生
C．若将叶绿体置于蓝紫光下，则不会有氧气产生
D．水在叶绿体中分解产生氧气需要ATP提供能量
【答案】A
2．【2017年高考天津卷理综，6】某突变型水稻叶片的叶绿素含量约为野生型的一半，但固定CO2酶的活性显著高于野生型。下图显示两者在不同光照强度下的CO2吸收速率。叙述错误的是
A．光照强度低于P时，突变型的光反应强度低于野生型
B．
光照强度高于P时，突变型的暗反应强度高于野生型
C．
光照强度低于P时，限制突变型光合速率的主要环境因素是光照强度
D．
光照强度高于P时，限制突变型光合速率的主要环境因素是CO2浓度
【答案】D
3．【2016年天津卷，2】在适宜反应条件下，用白光照射离体的新鲜叶绿体一段时间后，突然改用光照强度与白光相同的红光或绿光照射。下列是光源与瞬间发生变化的物质，组合正确的是（　　）
A．红光，ATP下降
B．红光，未被还原的C3上升
C．绿光，［H］下降
D．绿光，C5上升
【答案】C
4．【2016年全国Ⅱ卷，4】关于高等植物叶绿体中色素的叙述，错误的是（　　）
A．叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂乙醇中
B．构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收
C．通常，红外光和紫外光可被叶绿体中的色素吸收用于光合作用
D．黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由于叶绿素合成受阻引起的
【答案】C
【解析】叶绿体中的色素能够溶解在包括乙醇在内的有机溶剂中，A正确；镁属于细胞中的无机盐，可以离子状态由植物的根从土壤中吸收，进而参加叶绿素的合成，B正确；一般情况下，光合作用所利用的光都是可见光，可见光不包括红外光和紫外光，C错误；叶绿素的合成需要光，黑暗中生长的植物幼苗，因没有光照而导致叶绿素合成受阻，使类胡萝卜素的颜色显现出来，因而叶片呈黄色，D正确。
5．【2016年四川卷，5】三倍体西瓜由于含糖量高且无籽，备受人们青睐。下图是三倍体西瓜叶片净光合速率（以CO2吸收速率表示）与胞间CO2浓度（Ci）的日变化曲线，以下分析正确的是（　　）
A．与1100时相比，1300时叶绿体中合成C3的速率相对较高
B．1400后叶片的Pn下降，导致植株积累有机物的量开始减少
C．1700后叶片的Ci快速上升，导致叶片暗反应速率远高于光反应速率
D．叶片的Pn先后两次下降，主要限制因素分别是CO2浓度和光照强度
【答案】D
6．【2016年北京卷，5】在正常与遮光条件下向不同发育时期的豌豆植株供应14CO2，48h后测定植株营养器官和生殖器官中14C的量。两类器官各自所含14C量占植株14C总量的比例如图所示。
与本实验相关的错误叙述是（　　）
A．
14CO2进入叶肉细胞的叶绿体基质后被转化为光合产物
B．
生殖器官发育早期，光合产物大部分被分配到营养器官
C．
遮光70%条件下，分配到生殖器官和营养器官中的光合产物量始终接近
D．
实验研究了光强对不同发育期植株中光合产物在两类器官间分配的影响
【答案】C
7．【2015年安徽卷，2】下图为大豆叶片光合作用暗反应阶段的示意图，下列叙述正确的是（
）
　　　　　　　　　　　　　　　
A．CO2的固定实质上是将ATP中的化学能转化为C5中的化学能
B．CO2可直接被［H］还原，再经过一系列的变化形成糖类
C．被还原的C3在有关酶的作用下，可再形成C5
D．光照强度由强变弱时，短时间内C5含量会升高
【答案】C
8．【2017届河南省安阳市高三第一次模拟考试生物试卷】光是影响光合作用的重要因素。某科研小组的研究人员将一绿色盆栽植物，置于密闭容器内暗处理后，测得容器内CO2和O2浓度相等（气体含量相对值为1）；在天气晴朗的早上6时移至阳光下，日落后移到暗室中继续测量两种气体的相对含量，变化情况如图所示。请回答下列相关问题
（1）据图分析，一天内光合作用强度与呼吸作用强度相等的时间点是_____________，在9～16时之间，光合速率和呼吸速率的关系是________________。在________时该植物体内有机物积累量最大。20时候容器内O2浓度持续减小，该植物的呼吸方式是________，理由是________________________________。
（2）为了进一步探究不同光照对该植物光合作用的影响，科研人员以生长状态相同的该种植物为材料设计了甲、乙两组实验。对甲组先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为3.75ms（毫秒），处理的总时间为135s，光合作用产物的相对含量为94%。乙组持续光照135s，光合作用产物的相对含量为100%。两组实验的其他条件相同、适宜且稳定。比较甲、乙组属于________组，单位光照时间内，甲组植物合成有机物的量________（填“高于”“等于”或“低于”）乙组植物合成的有机物的量，依据是______________。
【答案】8时和17时光合速率大于呼吸速率17有氧呼吸和无氧呼吸20时后两条曲线开始出现不对称，植物CO2的释放量大于02的吸收量（或植物CO2的释放速率大于02的吸收速率）对照高于甲组只用了乙组一半的光照时间，其光合作用产物的相对含量却是乙组的94%
（2）该实验的自变量为光照与黑暗的处理情况，其他因素均为无关变量，无关变量各组保持一致，在该实验中，乙组未作任何处理，一直进行光照，所以乙为对照组的，单位光照时间内，甲组植物合成有机物的量大于乙组，因为甲组只用了乙组一半的光照时间，其光合作用产物的相对含量却是乙组的94%。
9．【安徽省江南十校2017届高三5月冲刺联考（二模）理综生物试题】植物的光合作用速率既与自身因素有关，也受多种外界因素影响。下图是两株植物在一定的光照强度和温度条件下测定的CO2浓度对光合作用影响的实验结果。
（1）光合作用过程中，细胞吸收的CO2首先与_____________结合，所形成的产物接受___________提供的能量并被_____________还原，最终形成有机物。BC段影响玉米光合速率的主要环境因素为_____________。B点时，小麦叶肉细胞光合速率____________(填“大于”“小于”或“等于”）呼吸作用速率。
（2）C点时两者光合作用速率是否相等_____________(填“是”“否”或“不一定”），说明理由_________。
（3）研究发现C02浓度为A时，玉米叶肉细胞C3的生成速率明显大于小麦，试分析玉米净光合作用为0时所需C02浓度低于小麦的直接原因是____________________(假设两植物呼吸强度相等）。
【答案】
（1）
C3
ATP
[H]
光照强度（或温度）
等于
（2）不一定
两者的呼吸作用速率不清楚
（3）
玉米光合作用暗反应过程中相关酶的活性高（或玉米暗反应中固定CO2的酶的活性高）
（2）C点表示两种植物的净光合速率相等，但是两种植物的呼吸速率不一定相等，所以两者的光合速率也不一定相等。
（3）根据题意分析，在相同光照强度、温度和二氧化碳浓度的条件下，且两者的呼吸速率相等，而A点玉米的玉米叶肉细胞C3的生成速率明显大于小麦，说明玉米利用较低浓度的二氧化碳的能力较强，可能是因为玉米光合作用暗反应过程中相关酶的活性高。
10．【山西省三区八校2017届高三第二次模拟考试理科综合生物试题】在一定实验条件下，测得某植物光合作用速率与光照强度之间的关系（氧气浓度为15%)、呼吸作用速率与氧气浓度之间的关系及光合作用速率和呼吸速率与温度之间的关系如下图所示。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______点对应的光照强度，温度为_______℃最佳。
(5)图甲中光合作用强度是用CO2吸收量（mol/h）表示的，如果改为用O2的吸收量（mol/h）表示，请绘出光合作用强度与光照强度的关系曲线____________。
【答案】
（1）ATP和NADPH
（2）温度
无光（或黑暗）
（3）
不能
B
（4）C
25
(3)丙图中，40℃时，植物呼吸速率大于真正光合速率，不能显示生长现象；5℃时呼吸速率等于真正光合速率，表观光合速率为0，可用图甲中B点表示。
(4)甲图中C点对应的光照强度为达到最大光合速率时的最小光照强度，丙图中25°C表观光合速率最大，白天控制为C点对应的光照强度，温度为25℃时，最有利于蔬菜有机物的积累。
（5）光合作用过程中吸收的二氧化碳量等于释放的氧气量，图甲中如果改为用O2的吸收量（mol/h）表示光合作用强度，曲线与原曲线关于X轴对称。

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