微专题四 光合作用
一、光合作用和呼吸作用过程的综合运用分析
1、（2016年新课标Ⅱ卷）BTB是一种酸碱指示剂，BTB的弱碱性溶液颜色可随其中CO2浓度的增高而由蓝变绿再变黄。某同学为研究某种水草的光合作用和呼吸作用，进行了如下实验：用少量的NaHCO3和BTB加水配制成蓝色溶液，并向溶液中通入一定量的CO2使溶液变成浅绿色，之后将等量的绿色溶液分别加入到7支试管中，其中6支加入生长状况一致的等量水草，另一支不加水草，密闭所有试管。各试管的实验处理和结果见表。 试管编号 水草 距日光灯的距离（cm） 1 无 20 2 有 3 有 4 有 80 5 有 60 6 有 40 7 有 20 遮光* 100 50min后试管中溶液的颜色 浅绿色 X 浅黄色 黄绿色 浅绿色 浅蓝色 蓝色 *遮光是指用黑纸将试管包裹起来，并放在距日光灯100cm的地方。 若不考虑其他生物因素对实验结果的影响，回答下列问题：
（1）本实验中，50min后1号试管的溶液是浅绿色，则说明2至7号试管的实验结果是由 引起的；若1号试管的溶液是蓝色，则说明2至7号试管的实验结果是 （填“可靠的”或“不可靠的”）。
（2）表中X代表的颜色应为 （填“浅绿色”、“黄色”或“蓝色”），判断依据是 。 （3）5号试管中的溶液颜色在照光前后没有变化，说明在此条件下水
草 。
变式 利用以下装置测量植物的实际光合速率。
实验原理：
同类问题：
2、（2015年全国I卷）为了探究不同光照处理对植物光合作用的影响，科学家以生长状态相同的某种植物为材料设计了A、B、C、D四组实验。各组实验的温度、光照强度和CO2浓度等条件相同、适宜且稳定，每组处理的总时间均为135s，处理结束时测定各组材料中光合作用产物的含量．处理方法和实验结果如下：
A组：先光照后黑暗，时间各为67.5s；光合作用产物的相对含晕为50%。
B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7.5s；光合作用产物的相对含量为70%。
C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）；光合作用产物的相对含量为94%。
D组（对照组）：光照时间为l35s；光合作用产物的相对含量为100%。 回答下列问题：
（1）单位光照时间内，C组植物合成有机物的量_____________（填“高于”、“等于”或“低于”）D组植物合成有机物的量，依据是_______________________；C组和D组的实验结果可表明光合作用中有些反应不需要___________________，这些反应发生的部位是叶绿体______________________________。
（2）A、B、C三组处理相比，随着_______________的增加，使光下产生的_________能够及时利用与及时再生，从而提高了光合作用中CO2的同化量。
相互制约
1.光照充足时，由于CO2浓度（内因—暗反应相关酶活性等）等有限导致暗反应产生的C3有限，一定程度上导致光反应产生的[H]、ATP不能及时被利用，从而限制光反应，最终导致光合作用受限。
2.CO2浓度充足时，由于光照强度等（内因—光合色素和酶量等）等有限导致光反应产生的[H]、ATP有限，一定程度上影响C3的还原，限制暗反应，最终导致光合作用受限。
变式 （2016年全国I卷）为了探究生长条件对植物光合作用的影响，某研究小组将某品种植物的盆栽苗分成甲、乙两组，置于人工气候室中，甲组模拟自然光照，乙组提供低光照，其他培养条件相同。培养较长一段时间（T）后，测定两组植株叶片随光照强度变化的光合作用强度（即单位时间、单位面积吸收CO2的量），光合作用强度随光照强度的变化趋势如图所示。回答下列问题：
（1）据图判断，光照强度低于a时，影响甲组植物光合作用的限制因子是 。 （2）b光照强度下，要使甲组的光合作用强度升高，可以考虑的措施是提高 （填“CO2浓度”或“O2浓度”）。
（3）播种乙组植株产生的种子，得到的盆栽按照甲组的条件培养T时间后，再测定植株叶片随光照强度变化的光合作用强度，得到的曲线与甲组的相同，根据这一结果能够得到的初步结论是 。
二、影响光合作用的环境因素分析
光照强度 3、（2018年全国I卷）甲、乙两种植物净光合速率随光照强度的变化趋势如图所示，回答下列问题：
（1）当光照强度大于a时，甲、乙两种植物中，对光能的利用率较高的植物是________________。
（2）甲、乙两种植物单独种植时，如果种植密度过大，那么净光台速率下降幅度较大的植物是_______，判断的依据是_______________________________________________________ ______________________________________________________________________________。 （3）甲、乙两种植物中，更适合在林下种植的是__________。
（4）某植物夏日晴天中午12：00时叶片的光合速率明显下降，其原因是进入叶肉细胞的____________（填“O2”或“CO2”）不足。
变式1 (2018课标全国I，8分)为了研究某种树木树冠上下层叶片光合作用的特性，某同学选取来自树冠不同层的A、B两种叶片，分别测定其净光合速率，结果如图所示。据图回答问题。
(1)从图可知，A叶片是树冠____________（填“上层”或“下层”)的叶片，判断依据
是 。 (2)光照强度达到一定数值时，A叶片的净光合速率开始下降，但测得放氧速率不变，则净光合速率降低的主要原因是光合作用的______________反应受到抑制。
(3)若要比较A、B两种新鲜叶片中叶绿素的含量，在提取叶绿素的过程中，常用的有机溶剂是 。
CO2浓度 (2017课标全国I)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”“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 。
温度 (2016课标全国Ⅲ卷)为了探究某地夏日晴天中午时气温和相对湿度对A品种小麦光合作用的影响，某研究小组将生长状态一致的A品种小麦植株分为5组，1组在田间生长作为对照组，另4组在人工气候室中生长作为实验组，并保持其光照和CO2浓度等条件与对照组相同．于中午12：30测定各组叶片的光合速率，各组实验处理及结果如表所示：
实验处理 温度/℃ 相对湿度/% 对照组 实验组一 实验组二 实验组三 实验组四 36 17 11.1 36 27 15.1 36 52 22.1 31 52 23.7 25 52 20.7 实验结果 光合速率/mgCO2?dm-2?h-1 回答下列问题： （1）根据本实验结果，可以推测中午时对小麦光合作用速率影响较大的环境因素是_____________，其依据是___________________________________________；并可推测，_______（填“增加”或“降低”）麦田环境的相对湿度可降低小麦光合作用“午休”的程度。 （2）在实验组中，若适当提高第四组的环境温度能提高小麦的光合速率，其原因是___________________________________________________________。
变式 (2019课标全国I)将生长在水分正常土壤中的某植物通过减少浇水进行干旱处理，该植物根细胞中溶质浓度增大，叶片中的脱落酸（ABA）含量增高，叶片气孔开度减小。回答下列问题。
（1）经干旱处理后，该植物根细胞的吸水能力 。
（2）与干旱处理前相比，干旱处理后该植物的光合速率会 ，出现这种变化的主要原因是 。
（3）有研究表明：干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的，而是由ABA引起的。请以该种植物的ABA缺失突变体（不能合成ABA）植株为材料，设计实验来验证这一结论。要求简要写出实验思路和预期结果。
三、影响光合作用内在因素
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。两者的光合作用强度随光照强度变化的趋势如图。回答下列问题：
（1）水稻叶肉细胞的叶绿素主要吸收_______________光，固定CO2酶分布在_____________________________中。
（2）光照强度低于p时，限制两种水稻植株光合作用强度的主要环境因素是
___________________________，在p点时突然增加光照强度，其他条件不变，短时间内曲线甲所代表植株叶绿体内 （填“AIP和C3”、“NADP+和C5”或“ATP和C5”）的含量会升高。
（3）图中代表突变型水稻的曲线是______（填“甲”或“乙”），判断理由是当光照强度_______（填“高于”、“等于”或“低于”）p时，由于突变型_____________，使其对光照的吸收能力低于野生型，故光合作用强度低于野生型；当光照强度__________（填“高于”、“等于”或“低于”）p时，由于突变型___________________，故光合作用强度高于野生型。
练习1、拟柱胞藻是一种水华蓝藻，其色素分布于光合片层上。拟柱胞藻优先利用水体中的CO2，也能利用水体中的HCO3-（胞外碳酸酐酶催化HCO3—分解为CO2）。科研人员用不同浓度的CO2驯化培养拟柱胞藻，20天后依次获得藻种1、2、3。测定藻种1、2、3胞外碳酸酐酶活力并探究不同浓度NaHCO3溶液对藻种1、2、3生长的影响，结果如图。请回答：
（1）经过20天的驯化培养，藻种1、2、3中种群数量最大的是_______，原因是 。
（2）据图1分析，在低浓度CO2水体中，拟柱胞藻能保持一定的竞争优势，这是因为 。
（3）A点之前藻种1、2、3净光合速率相等的原因是 。
练习2、某植物园欲从北美引进三个不同品种海棠（百夫长、丽莎、薄荷糖），工作人员在一定条件下测定了这三个品种和本地海棠的净光合速率与光照强度的关系。下图为丽莎与本地海棠的净光合速率与光照强度的关系。
（1）要获得图中的丽莎曲线，实验应设置的条件组合是_____________。
①环境CO2浓度保持不变 ②环境温度保持不变 ③环境湿度保持不变 ④光照强度保持不变 ⑤植物样本足够 ⑥选用生长状态一致的植物
（2）在光照强度长期为m时，两种植物能正常生长吗?______________
（3）上图显示，丽莎与本地海棠的净光合速率上升至最大值时所对应的光照强度 n2大于 n1，产生这种现象的原因可能有
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