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1、影响光合作用的外部因素第1页，本讲稿共27页第2页，本讲稿共27页 例例 0505年年高高考考全全国国卷卷理理综综第第2 2下下图图表表示示在在适适宜宜的的温温度度、水水分分和和COCO2 2条条件件下下，两两种种植植物物光光合合作用强度的变化情况。下列说法错误的是作用强度的变化情况。下列说法错误的是玉米玉米水稻水稻光照强度光照强度0光光合合作作用用强强度度第3页，本讲稿共27页A A当当光光照照强强度度加加到到一一定定程程度度时时，光光合合作作用用强强度度不不再再增增加加，即即达达到饱和到饱和B BC C3 3植物比植物比C C4 4植物光合作用强度更容易达到饱和植物光合作用强度更容易达到饱
2、和C CC C4 4植物比植物比C C3 3植物光合作用光能利用率高植物光合作用光能利用率高D D水稻是阴生植物，玉米是阳生植物水稻是阴生植物，玉米是阳生植物玉米玉米水稻水稻光照强度光照强度0光光合合作作用用强强度度第4页，本讲稿共27页 解解析析：本本题题主主要要考考查查的的知知识识点点是是光光合合作作用用的的原原理理、C C3 3植植物物和和C C4 4植植物物的的特特点点、阴阴生生植植物物和和阳阳生生植植物物的的概概念念等等，以以及及据据此此进进行行分分析析判判断断的的能能力力，具具有有一一定定的的综综合合性性。其其中中水水稻稻是是C C3 3植植物物，玉玉米米是是C C4 4植植物物，
3、从从图图中中两两条条曲曲线线的的分分析析和和比比较较可可以以看看：当当光光照照强强度度加加到到一一定定程程度度时时，光光合合作作用用强强度度不不再再增增加加，即即达达到到饱饱和和；CC3 3植植物物比比C C4 4植植物物光光合合作作用用强强度度更更容容易易达达到到饱和；饱和；CC4 4植物比植物比C C3 3植物光合作用光能利用率高。植物光合作用光能利用率高。有有些些植植物物只只有有在在强强光光下下才才能能生生长长得得好好，如如松松、杉杉、小小麦麦、玉玉米米、水水稻稻等等，叫叫做做阳阳生生植植物物。有有些些植植物物只只有有在在密密林林下下层层较较阴阴暗暗处处才才能能生生长长得得好，如人参、三
4、七和大多数蕨类植物。水稻和玉米都是阳生植物。好，如人参、三七和大多数蕨类植物。水稻和玉米都是阳生植物。答案：答案：D D第5页，本讲稿共27页 例例（06年年理理综综北北京京卷卷）2夏夏季季，在在晴晴天天、阴阴天天、多多云云、高高温温干干旱旱四四种种天天气气条条件件下下，猕猕猴猴桃桃的的净净光光合合作作用用强强度度（实实际际光光合合速率与呼吸速率之差）变化曲线不同，表示晴天的曲线图是速率与呼吸速率之差）变化曲线不同，表示晴天的曲线图是第6页，本讲稿共27页 解解析析：本本题题主主要要考考查查的的知知识识点点是是光光合合作作用用强强度度与与光光线线强强弱弱的的关关系系，此此题题实实际际是是考考查
5、查对对实实验验数数据据进进行行处处理理，结结合合所所学学相相关关知知识识进进行行分分析析综综合合和和推推理理的的能能力力。如如在在夏夏季季晴晴天天植植物物的的光光合合作作用用强强度度比比较较大大，可可是是在在夏夏天天的的中中午午，不不仅仅光光线线很很强强，而而且且温温度度也也很很高高，在在高高温温下下植植物物的的蒸蒸腾腾量量非非常常大大，此此时时植植物物往往往往关关闭闭气气孔孔以以减减少少水水分分的的散散失失，与与此此同同时时必必然然会会影影响响CO2的的吸吸收收，此此时时光光合合作作用用强强度度就就会会下下降降，曲曲线线在在较较高高水水平平基基础础上上相相应应部部位位形形成成一一个个低低谷谷
6、。这这样样就就有有可可能能在在4个个曲曲线线图图中中，通通过过分分析比较判断出晴天的曲线图析比较判断出晴天的曲线图答案是答案是B。第7页，本讲稿共27页例例 在在相相同同光光照照和和温温度度条条件件下下，空空气气中中CO2含含量量与与植植物物光光合合产产量量（有有机机物物积积累累量量）的的关关系系如如图图所所示示。理理论论上上某某种种C3植植物能更有效地利用物能更有效地利用CO2，使光合产量高于，使光合产量高于m点的选项是点的选项是A若若a点在点在a2，b点在点在b2时时 B若若a点在点在a1，b点在点在b1时时C若若a点在点在a2，b点在点在b1时时 D若若a点在点在a1，b点在点在b2时时
7、第8页，本讲稿共27页 解析：本题是解析：本题是2004年北京理综试题，主要考查的知识年北京理综试题，主要考查的知识点是光合作用，其中能力考查主要是考试大纲中的分析综合点是光合作用，其中能力考查主要是考试大纲中的分析综合能力，还有就是获取信息能力。题干中能力，还有就是获取信息能力。题干中“理论上某种理论上某种C3植物能更植物能更有效地利用有效地利用CO2”的提示，是解题的重要依据。的提示，是解题的重要依据。a1点比点比a点的点的CO2浓度浓度低，低，a2点比点比a点的点的CO2浓度高，所以能从浓度高，所以能从a1点开始进行光合作用的点开始进行光合作用的情况下，要比从情况下，要比从a点和点和a2
8、点开始进行光合作用的光合产量高。当点开始进行光合作用的光合产量高。当b点在点在b2时，也就是说时，也就是说CO2浓度提高了，光合作用仍旧能够继续提高浓度提高了，光合作用仍旧能够继续提高（饱和点右移）。所以（饱和点右移）。所以D项项“若若a点在点在a1，b点在点在b2时时”其他条件不变，其他条件不变，能够利用能够利用CO2的的范围范围超过超过a点到点到b点，此时的光合产量必然超过点，此时的光合产量必然超过m点。点。而而A、B、C三项利用三项利用CO2的范围均是等于或小于的范围均是等于或小于a点到点到b点，所以光合点，所以光合产量不会超过产量不会超过m点。本题属于中等偏上难度，点。本题属于中等偏上
9、难度，答案为答案为D。第9页，本讲稿共27页例例 2005 2005年全国卷年全国卷第第3030题的第（题的第（1 1）小题：）小题：植物叶片表皮上分布有大量的气孔，气孔的结构如图所示。植物叶片表皮上分布有大量的气孔，气孔的结构如图所示。当当气气孔孔的的细细胞胞（保保卫卫细细胞胞）吸吸水水后后，会会膨膨胀胀变变形形，气气孔孔开开启启；反反之之细细胞胞失水收缩，气孔关闭。请以放置一小段时间的菠失水收缩，气孔关闭。请以放置一小段时间的菠菜为材料设计一个实验，证明气菜为材料设计一个实验，证明气孔具有开启和关闭的功能。要写孔具有开启和关闭的功能。要写出实验材料与主要用具、实验步出实验材料与主要用具、实
10、验步骤、预期实验结果并作出解析。骤、预期实验结果并作出解析。实验材料与主要用具：实验材料与主要用具：实验步骤：实验步骤：预期实验结果并作出解析：预期实验结果并作出解析：第10页，本讲稿共27页解解析析：试试题题（1 1）是是以以气气孔孔的的结结构构和和开开闭闭原原理理为为素素材材，考考查查细细胞胞渗渗透透吸吸水水的的实实验验原原理理和和相相关关技技能能。如如果果初初中中植植物物学学部部分分基基础础较较好好，结结合合高高中中细细胞胞渗渗透透原原理理的的知知识识，考考生生在在答答题题过过程程中中必必然然很很从从容容，可可见见中中学学的的生生物物学学知知识也是有着连续性和系统性的。识也是有着连续性和
11、系统性的。答案：答案：实实验验材材料料与与主主要要用用具具：菠菠菜菜、清清水水、浓浓盐盐水水、载载玻玻片片、盖盖玻玻片、显微镜、吸水纸、滴管、镊子等。片、显微镜、吸水纸、滴管、镊子等。第11页，本讲稿共27页实验步骤：实验步骤：取菠菜叶，用镊子剥取表皮（取菠菜叶，用镊子剥取表皮（2 2分）分）在载玻片上滴一滴清水，将表皮放入清水中，盖上盖玻片，制成临时装片。（在载玻片上滴一滴清水，将表皮放入清水中，盖上盖玻片，制成临时装片。（2 2分）分）将将临临时时装装片片放放在在显显微微镜镜的的载载物物台台上上，先先在在低低倍倍镜镜下下找找到到气气孔孔，移移动动到到视视野野中中央央，再再换换高高倍倍镜镜进
12、进行观察，记录观察到的气孔状态。（行观察，记录观察到的气孔状态。（4 4分）分）在盖玻片的一侧滴上浓盐水，在另一侧用吸水纸吸取盖片下的液体，反复做几次。在盖玻片的一侧滴上浓盐水，在另一侧用吸水纸吸取盖片下的液体，反复做几次。继续观察气孔的变化，并做记录。（继续观察气孔的变化，并做记录。（1 1分）分）预期实验结果并作出解析：在清水中气孔应开启。因为当细胞液浓度大于细胞外溶预期实验结果并作出解析：在清水中气孔应开启。因为当细胞液浓度大于细胞外溶液浓度时，保卫细胞吸水膨胀变形，气孔开启。在浓盐水中气孔应关闭，因为液浓度时，保卫细胞吸水膨胀变形，气孔开启。在浓盐水中气孔应关闭，因为当细胞液浓度小于细
13、胞外溶液浓度时，保卫细胞失水收缩变形，气孔关闭。当细胞液浓度小于细胞外溶液浓度时，保卫细胞失水收缩变形，气孔关闭。第12页，本讲稿共27页 植物栽培与光能的合理利用植物栽培与光能的合理利用 光能是绿色植物进行光合作用的动力。光能是绿色植物进行光合作用的动力。在植物栽培中，合理利用光能，可以使绿在植物栽培中，合理利用光能，可以使绿色植物充分地进行光合作用。合理利用光色植物充分地进行光合作用。合理利用光能主要包括延长光合作用的时间和增加光能主要包括延长光合作用的时间和增加光合作用的面积两个方面。合作用的面积两个方面。第13页，本讲稿共27页 延长光合作用的时间延长光合作用的时间 延长全年内单位土地
14、面积上绿色植物进行光延长全年内单位土地面积上绿色植物进行光合作用的时间，是合理利用光能的一项重要措合作用的时间，是合理利用光能的一项重要措施。施。例如，同一块土地由一年之内只种植和收获例如，同一块土地由一年之内只种植和收获一次小麦，改为一年之内收获一次小麦后，又一次小麦，改为一年之内收获一次小麦后，又种植并收获一次玉米，可以提高单位面积的产种植并收获一次玉米，可以提高单位面积的产量。（若采用套种法，收获更大。）量。（若采用套种法，收获更大。）第14页，本讲稿共27页 增加光合作用的面积增加光合作用的面积 合理密植是增加光合作用面积的一项重要措施。合合理密植是增加光合作用面积的一项重要措施。合理
15、密植是指在单位面积的土地上，根据土壤肥沃程度等理密植是指在单位面积的土地上，根据土壤肥沃程度等情况种植适当密度的植物。情况种植适当密度的植物。如果种植得太稀，光能就得不到充分的利用；如果种植得太稀，光能就得不到充分的利用；如果种植得太密，植株互相遮挡，植物也不会茁壮地生如果种植得太密，植株互相遮挡，植物也不会茁壮地生长。长。总之，无论是栽种农作物，还是植树、养花，种植的密总之，无论是栽种农作物，还是植树、养花，种植的密度都应当合理。度都应当合理。第15页，本讲稿共27页二氧化碳的供应二氧化碳的供应 科学家通过研究绿色植物周围空气中二科学家通过研究绿色植物周围空气中二氧化碳浓度与光合作用强弱的关
16、系，绘氧化碳浓度与光合作用强弱的关系，绘制出图。分析左图可以看出，二氧化碳制出图。分析左图可以看出，二氧化碳的浓度很低时，绿色植物不仅不能制造的浓度很低时，绿色植物不仅不能制造有机物，而且还要消耗体内的有机物；有机物，而且还要消耗体内的有机物；随着二氧化碳浓度的提高，光合作用逐随着二氧化碳浓度的提高，光合作用逐渐增强；当二氧化碳浓度提高到一定程渐增强；当二氧化碳浓度提高到一定程度时，光合作用的强度不再随二氧化碳度时，光合作用的强度不再随二氧化碳浓度的提高而增强；如果继续提高二氧浓度的提高而增强；如果继续提高二氧化碳的浓度，光合作用的强度反而明显化碳的浓度，光合作用的强度反而明显减弱。减弱。第1
17、6页，本讲稿共27页 对于农田里的农作物来说，确保良好的通对于农田里的农作物来说，确保良好的通风透光，既有利于充分利用光能，又可以使空风透光，既有利于充分利用光能，又可以使空气不断地流过叶面，有助于提供较多的气不断地流过叶面，有助于提供较多的COCO2 2 ，施用有机肥，土壤中的微生物也可以产生施用有机肥，土壤中的微生物也可以产生COCO2 2，提高局部空间的提高局部空间的COCO2 2量，从而提高光合作用效率。量，从而提高光合作用效率。对于温室里的农作物来说，通过增施农家肥对于温室里的农作物来说，通过增施农家肥料或使用料或使用COCO2 2发生器等措施，可以增加温室中的发生器等措施，可以增加
18、温室中的COCO2 2浓度，就可以提高农作物的光合作用效率。浓度，就可以提高农作物的光合作用效率。第17页，本讲稿共27页例例（06年年理理综综四四川川卷卷）5将将川川芎芎植植株株的的一一叶叶片片置置于于恒恒温温的的密密闭闭小小室室，调调节节小小室室CO2浓浓度度，在在适适宜宜光光照照强强度度下下测测定定叶叶片片光光合合作作用用的的强强度度（以以CO2吸吸收收速率表示），测定结果如下图。速率表示），测定结果如下图。下列相关叙述，正确的是下列相关叙述，正确的是 A如果光照强度适当降低，如果光照强度适当降低，a点左移，点左移，b点左移点左移 B如果光照强度适当降低，如果光照强度适当降低，a点左移，
19、点左移，b点右移点右移 C如果光照强度适当增强，如果光照强度适当增强，a点右移，点右移，b点右移点右移 D如果光照强度适当增强，如果光照强度适当增强，a点左移，点左移，b点右移点右移第18页，本讲稿共27页解解析析：本本题题主主要要考考查查温温度度、光光照照和和CO2浓浓度度与与光光合合作作用用强强度度的的关关系系，以以及及结结合合从从图图中中获获取取信信息息，并并在在相相关关知知识识的的基基础础上上分分析析推推理理的的能能力力。如如果果光光照照强强度度适适当当增增强强，a点点左左移移，b点点右右移移；如如果果光光照照强强度度适适当当降降低低，a点点应应该该右右移移，b点点?右右移移。此此题题
20、相相对对比比较较容容易易，答答案案应应选择选择D。第19页，本讲稿共27页必需矿质元素的供应必需矿质元素的供应 绿色植物进行光合作用时，需要多种必需的绿色植物进行光合作用时，需要多种必需的矿质元素。例如，氮是催化光合作用过程中各矿质元素。例如，氮是催化光合作用过程中各种酶以及种酶以及NADP+和和ATP的重要组成成分，磷也的重要组成成分，磷也是是NADP+和和ATP的重要组成成分。的重要组成成分。科学家发现，用磷脂酶将离体叶绿体膜结构科学家发现，用磷脂酶将离体叶绿体膜结构上的磷脂水解掉后，在其他原料和条件都具备上的磷脂水解掉后，在其他原料和条件都具备的情况下，这些叶绿体的光合作用过程明显受的情
21、况下，这些叶绿体的光合作用过程明显受到阻碍。可见，磷在维持叶绿体膜的结构和功到阻碍。可见，磷在维持叶绿体膜的结构和功能上起着重要的作用。能上起着重要的作用。第20页，本讲稿共27页 又如，绿色植物通过光合作用合成糖类，以又如，绿色植物通过光合作用合成糖类，以及将糖类运输到块根、块茎和种子等器官中，及将糖类运输到块根、块茎和种子等器官中，都需要钾。再如，镁是叶绿素的重要组成成分。都需要钾。再如，镁是叶绿素的重要组成成分。可见，只有保证植物必需矿质元素的供应，才可见，只有保证植物必需矿质元素的供应，才能使光合作用顺利地进行下去。能使光合作用顺利地进行下去。需要指出的是，必需矿质元素的供应过量时，需
22、要指出的是，必需矿质元素的供应过量时，也会给农作物的生长发育带来危害，例如氮肥也会给农作物的生长发育带来危害，例如氮肥施用过多时，会造成农作物倒伏，从而影响农施用过多时，会造成农作物倒伏，从而影响农作物光合作用效率的提高。作物光合作用效率的提高。第21页，本讲稿共27页 例例 (06年广东生物卷年广东生物卷)42 材料材料1：1642年，比利时科学家海尔蒙特进行年，比利时科学家海尔蒙特进行了一项著名的柳树实验。他在一个花盆里栽种了一项著名的柳树实验。他在一个花盆里栽种了一棵了一棵2.3 kg的柳树。栽种前，花盆里的泥土的柳树。栽种前，花盆里的泥土经过高温烘烤干燥后称重为经过高温烘烤干燥后称重为
23、908 kg。以后的。以后的5年中，海尔蒙特除了只给柳树浇水外，没有在年中，海尔蒙特除了只给柳树浇水外，没有在花盆里添加任何物质，每年秋天柳树的落叶也花盆里添加任何物质，每年秋天柳树的落叶也没有称重和计算：没有称重和计算：5年后，他将柳树和泥土分开年后，他将柳树和泥土分开称重，发现柳树的重量变成了称重，发现柳树的重量变成了767 kg，泥土，泥土烘干后的重量为烘干后的重量为907 kg，比原来只减少，比原来只减少01 kg。于是他得出结论：柳树获得的。于是他得出结论：柳树获得的744kg物物质只是来源于水：质只是来源于水：第22页，本讲稿共27页 材材料料2：科科学学家家将将一一盆盆绿绿色色植
24、植物物放放在在不不同同波波长长的的光光下下照照射射，然然后后测测量量该该植植物物对对不不同同光光质质的的吸吸光光率，结果列于下表：率，结果列于下表：第23页，本讲稿共27页（1）你你所所掌掌握握的的生生物物学学知知识识，判判断断海海尔尔蒙蒙特特的的结结论是否确切论是否确切?为什么为什么?（2）花花 盆盆 内内 的的 泥泥 土土 减减 少少 了了 0 1 kg，其其 原原 因因 是是 。（3）请请用用上上表表数数据据在在指指定定方方格格纸纸内内绘绘出出植植物物叶叶片片光吸收变化曲线，并分析得出结论。光吸收变化曲线，并分析得出结论。第24页，本讲稿共27页（1）你你所所掌掌握握的的生生物物学学知知
25、识识，判判断断海海尔尔蒙蒙特特的的结结论论是是否否确切确切?为什么为什么?（2）花花盆盆内内的的泥泥土土减减少少了了01 kg，其其原原因因是是 。（3）请请用用上上表表数数据据在在指指定定方方格格纸纸内内绘绘出出植植物物叶叶片片光光吸吸收收变化曲线，并分析得出结论。变化曲线，并分析得出结论。42答答案案：（1）不不确确切切，柳柳树树干干重重的的增增加加来来自自光光合合作作用用产产生的有机物生的有机物（2）土壤中的矿质离子被柳树吸收）土壤中的矿质离子被柳树吸收 （3）略）略 结论：光合作用时主要吸收红光和蓝紫光结论：光合作用时主要吸收红光和蓝紫光第25页，本讲稿共27页（4）CO2浓度对植物光
26、合作用强度影响的规律如下浓度对植物光合作用强度影响的规律如下图。图。当外界当外界C02浓度处于浓度处于A时，植物叶片光合作用所固定的时，植物叶片光合作用所固定的CO2量与量与 相等；为提高封闭大棚内作物产量，棚内人工释放相等；为提高封闭大棚内作物产量，棚内人工释放C02应控制在应控制在 (填图中字母填图中字母)浓度为宜。浓度为宜。第26页，本讲稿共27页（4）CO2浓度对植物光合作用强度影响的规律浓度对植物光合作用强度影响的规律如下图。如下图。当外界当外界C02浓度处于浓度处于A时，植物叶片光合作用所固定的时，植物叶片光合作用所固定的C02量量与与 相等；为提高封闭大棚内作物产量，棚内人工释放相等；为提高封闭大棚内作物产量，棚内人工释放C02应应控制在控制在 (填图中字母填图中字母)浓度为宜。浓度为宜。答案：（答案：（4）呼吸释放二氧化碳量）呼吸释放二氧化碳量 C 第27页，本讲稿共27页