影響光合作用 呼吸作用因素

1、光合作用與呼吸作用的影響因素分析    一、對(duì)光合作用與呼吸作用反應(yīng)場(chǎng)所和過(guò)程的考查光合作用和呼吸作用不同反應(yīng)階段的反應(yīng)場(chǎng)所有所不同又有所聯(lián)系。命題者往往改變或去掉細(xì)胞的某些結(jié)構(gòu)，讓考生推斷其對(duì)反應(yīng)的影響，或者用同位素標(biāo)記考查光合作用和呼吸作用的過(guò)程。【例1】下列四只試管中分別含有不同的化學(xué)物質(zhì)和活性酵母菌細(xì)胞制備物。經(jīng)一定時(shí)間的保溫后，會(huì)產(chǎn)生CO2的試管是（ ） A. 葡萄糖+細(xì)胞膜已破裂的細(xì)胞 B. 葡萄糖+線粒體C. 丙酮酸+線粒體 D. 丙酮酸+內(nèi)質(zhì)網(wǎng)二、考查條件的改變對(duì)光合作用或者對(duì)呼吸作用的影響光合作用和呼吸作用是在植物有機(jī)體的內(nèi)部和外部的綜合條件適當(dāng)

2、配合下進(jìn)行的，因此內(nèi)外條件的改變也就會(huì)影響到光合作用和呼吸作用的進(jìn)程或強(qiáng)度的改變。影響光合作用強(qiáng)度的因素主要有光、CO2、溫度和礦質(zhì)元素，影響呼吸作用的主要因素有溫度、氧氣和CO2。命題者往往從這些方面考查考生對(duì)知識(shí)的掌握情況?！纠?】已知下圖為光合作用暗反應(yīng)的有關(guān)化合物數(shù)量變化曲線如下圖所示，要求判斷：a是什么物質(zhì)，無(wú)光照時(shí)其迅速上升的原因是什么?b是什么物質(zhì)，在二氧化碳濃度降低時(shí)其迅速上升原因是什么?  通過(guò)對(duì)圖形的分析比較得知：a物質(zhì)在有光照時(shí)不變，無(wú)光照時(shí)上升，二氧化碳濃度降低時(shí)其含量下降;b物質(zhì)則相反，在暗反應(yīng)中，五碳化合物與二氧化碳反應(yīng)形成三碳化合物，三碳化合物與光反應(yīng)產(chǎn)

3、生的H和ATP反應(yīng)生成五碳化合物，二氧化碳少了，三碳化合物減少。而無(wú)光照時(shí)H和ATP減少，則三碳化合物積累多。因此，判斷a為三碳化合物，同理可判斷b為五碳化合物。解決這一題的關(guān)鍵就是要分析比較兩圖的條件變化，前圖是光，后圖是二氧化碳，再結(jié)合光合作用的知識(shí)進(jìn)行判斷?！纠?】(96上海)下圖為在夏季晴朗白天某植物葉片光合作用強(qiáng)度的變化曲線圖，請(qǐng)觀察后回答：   (1)曲線AB段表明光合作用強(qiáng)度隨光照增強(qiáng)          。    (2)對(duì)于BC段光合作用強(qiáng)度減弱的解釋

4、是：由于中午   過(guò)高，    作用過(guò)大，葉片的氣孔關(guān)閉，使光合作用原料之一的        供應(yīng)量減少，以致      反應(yīng)階段植物體內(nèi)的五碳化合物不能與之結(jié)合，使            的形成大為減少。   (3)DE段光合作用強(qiáng)度下降的原因是     &

5、#160;       ，以致光合作用     反應(yīng)產(chǎn)生的    減少，因而影響          進(jìn)行。    (4)如用14C02示蹤，在光合作用過(guò)程中，14C在下列分子中的轉(zhuǎn)移途徑是(    )。A.14CO2葉綠素ADP    B.14CO2NADP糖類  C.14C02三碳化合物

6、糖類   D. 14C02葉綠素ATP【答案】(1)而增強(qiáng) (2)溫度蒸騰 CO2   暗  三碳也合物  (3)光照逐漸減弱  光    NADPH和ATP(只答一個(gè)不給分)  暗    (4)C三、考查光合作用與呼吸作用的關(guān)系近幾年這類試題在高考中頻頻出現(xiàn)，涉及植物的光合作用和呼吸作用兩大生理過(guò)程，同時(shí)還與化學(xué)知識(shí)相結(jié)合，是綜合性較強(qiáng)的熱點(diǎn)試題?！纠?】下圖所示某種植物在不同溫度下的光合和呼吸速率。光合速率通常以每小時(shí)每平方米葉面積吸收CO2

7、毫克表示。A表示總光合速率，B表示凈光合速率，C表示呼吸速率。(1)A、B、C三者關(guān)系可表示為A=                   。(2)一般測(cè)得的光合速率的實(shí)際結(jié)果為圖中的曲線      。(3)溫度對(duì)光合速率的影響很大，原因是            

8、                              。請(qǐng)?jiān)倭信e兩項(xiàng)影響光合速率的因素          。(4)光合作用和呼吸作用的最適溫度是否一致？為什么？(5)圖中植物最有可能是下列的（  

9、;  ）A.玉米    B.水稻   C.甘蔗   D.人參【答案】（1）B+C  （2）B  （3）光合作用過(guò)程是由酶的催化的化學(xué)反應(yīng)，溫度直接影響酶的活性  CO2濃度、水和光照  （4）不一致，光合作用最適溫度在10，而呼吸作用最適溫度在30，這是因?yàn)檫@兩個(gè)生理活動(dòng)中不同的酶促反應(yīng)的最適溫度上的差異。  （5）D四、影響光合作用的因素在有關(guān)光合作用的試題中，以影響光合作用的各種因素的分析為重點(diǎn)。尤其是關(guān)于光合作用速率的曲線分析以及

10、應(yīng)用。在分析曲線時(shí)，一定要注意以下幾個(gè)方面：題目的要求；橫、縱坐標(biāo)的含義；曲線的變化趨勢(shì)；關(guān)鍵點(diǎn)（最高點(diǎn)、最低點(diǎn)以及與坐標(biāo)軸的交點(diǎn)）的含義。 1.單因子影響  （1）光照強(qiáng)度（如圖）  關(guān)鍵點(diǎn)的含義： A點(diǎn)是與縱坐標(biāo)的交點(diǎn)。此時(shí)只進(jìn)行呼吸作用。A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的應(yīng)是CO2的吸收量，同時(shí)也表明了此時(shí)的呼吸強(qiáng)度。B點(diǎn)是與橫坐標(biāo)的交點(diǎn)。此時(shí)光合作用強(qiáng)度=呼吸作用強(qiáng)度，所以B點(diǎn)又稱為光補(bǔ)償點(diǎn)。C點(diǎn)是光合作用的飽和點(diǎn)，即在C點(diǎn)對(duì)應(yīng)的光照強(qiáng)度條件下，光合作用強(qiáng)度達(dá)到最大。所以C點(diǎn)又稱為光飽和點(diǎn)。應(yīng)用：陰生植物的光補(bǔ)償點(diǎn)和光飽和點(diǎn)較低。間作套種時(shí)農(nóng)作物的種類搭配、林帶樹(shù)種的配置、合理采伐、冬季溫

11、室栽培避免高溫等都與光補(bǔ)償點(diǎn)有關(guān)。  (2)光照面積：關(guān)鍵點(diǎn)含義:A點(diǎn)光合作用面積的飽和點(diǎn)。即在A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的葉面積(光合作用面積)條件下,光合作用達(dá)到最大。在OA范圍內(nèi)光合作用量隨葉面積的增大而增大。隨著葉面積的進(jìn)一步增大,光合作用量不再增大,原因在于很多葉片遮光不能進(jìn)行光合作用。OB段干物質(zhì)量隨光合作用增加而增加，而由于A點(diǎn)以后光合作用量不再增加，而葉片隨葉面積的不斷增加OC段呼吸消耗量不斷增加，所以干物質(zhì)積累量不斷降低（BC段）。植物的葉面積指數(shù)不能超過(guò)C點(diǎn)，若超過(guò)C點(diǎn)，植物將入不敷出，無(wú)法生存。應(yīng)用：適當(dāng)間苗、修剪、合理施肥澆水避免徒長(zhǎng)，造成不必要的浪費(fèi)。（3）CO2濃度、水分和

12、礦質(zhì)元素：  關(guān)鍵點(diǎn)含義：CO2濃度和水分是光合作用的原料，礦質(zhì)元素直接或間接影響光合作用。在一定范圍內(nèi)，CO2、水分和礦質(zhì)元素越多，光合速率越快。但到達(dá)A點(diǎn)時(shí)，即CO2濃度、水分和礦質(zhì)元素已達(dá)飽和就不再增加了。應(yīng)用：合理灌溉、合理施肥，溫室內(nèi)加大CO2的濃度幾種典型礦質(zhì)元素在光合作用中的作用-N：參與有關(guān)酶以及ATP和NADP+的合成P：是ATP和NADP+的重要組成部分，在維持葉綠體膜的結(jié)構(gòu)和功能上也有重要作用K：與糖類的運(yùn)輸有關(guān) Mg：參與葉綠素的合成  （4）溫度光合作用是在酶的催化下進(jìn)行的，而溫度直接影響酶的活性關(guān)鍵點(diǎn)的含義AB段光合速率隨溫度的升高而逐漸加強(qiáng)。B

13、點(diǎn)是最適溫度。超過(guò)B點(diǎn)溫度時(shí)酶的活性開(kāi)始下降。應(yīng)用：冬季溫室栽培適當(dāng)升溫。白天適當(dāng)升高溫度以提高光合作用；晚上適當(dāng)降低溫度以降低呼吸作用，從而保證有機(jī)物的積累。（5）葉齡： 曲線分析：OA段為幼葉。隨幼葉的不斷生長(zhǎng)，葉面積不斷加大，葉內(nèi)葉綠體不斷增多，葉綠素含量不斷增多，光合速率不斷增加。AB段為壯葉，葉片的面積、葉綠體和葉綠素的含量都處于穩(wěn)定狀態(tài)，光合速率也基本穩(wěn)定。 BC段為老葉，隨著葉齡的增加，葉綠素分解，光合速率隨之下降。應(yīng)用：農(nóng)作物、果樹(shù)管理后期要適當(dāng)摘除老葉、殘葉，都是依據(jù)這個(gè)原理。同時(shí)摘除老葉、殘葉又可以減少呼吸作用對(duì)有機(jī)物的消耗。2.多因子的影響關(guān)鍵點(diǎn)含義：P點(diǎn)：限制光合速率的

14、因素應(yīng)為橫坐標(biāo)所表示的因子，隨著該因子的不斷加強(qiáng)，光合速率不斷提高。Q點(diǎn)：到達(dá)Q點(diǎn)時(shí)，橫坐標(biāo)所表示的因素就不再是影響光合速率的因子，要提高光合速率，可以采取適當(dāng)措施提高圖示的其它因子。應(yīng)用：溫室栽培時(shí)，在一定光照強(qiáng)度下，白天適當(dāng)提高溫度，增加酶的活性提高光合速率，也可同時(shí)提高CO2濃度，進(jìn)一步提高光合作用速率。在溫度適宜時(shí)，可適當(dāng)增加光照強(qiáng)度和CO2濃度以提高光合速率?？傊筛鶕?jù)具體情況， 通過(guò)增加光照強(qiáng)度、調(diào)節(jié)溫度或增加CO2濃度來(lái)充分提高光合速率，以達(dá)到增產(chǎn)的目的。【例1】綠色植物光合作用的影響因素是多方面的，既有外界因素如光照強(qiáng)度、CO2的含量，溫度等；又有內(nèi)部因素有酶的活性、色素的數(shù)

15、量、五碳化合物的含量等。請(qǐng)據(jù)圖A影響光合作用的因素分析： (1)如果x代表光照強(qiáng)度，反映光照強(qiáng)度影響光合速率的曲線是       ，主要是影響_ 階段。(2)在外部?jī)?nèi)部因素適宜時(shí)，影響光合速率的內(nèi)部因素除酶外，還有               ，它對(duì)光合速率的影響有如下體現(xiàn)：當(dāng)光照強(qiáng)度影響光合速率達(dá)到最大值時(shí)，此時(shí)內(nèi)部限制性因素最可能是_ 。當(dāng)CO2濃度影響光合速率達(dá)到最大值時(shí)

16、，此時(shí)內(nèi)部限制性因素最可能是_ 。 (3)在不同季節(jié)或一天的不同時(shí)間，植物光合作用速率一般不同，圖B是用來(lái)驗(yàn)證溫度對(duì)光合速率影響的實(shí)驗(yàn)裝置，請(qǐng)回答：本實(shí)驗(yàn)的原理是                                    

17、60;        。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可通過(guò)觀察                     來(lái)判斷光合作用的強(qiáng)度。請(qǐng)用直角坐標(biāo)系圖表示預(yù)期的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。參考答案:(1) a    光反應(yīng)； (2)色素的量、C5的量   色素的數(shù)量；C5的量(3)溫度通過(guò)影響酶的活性來(lái)影響光合作用強(qiáng)度；

18、光合作用產(chǎn)生的氧氣的量可以反映光合作用強(qiáng)度 單位時(shí)間內(nèi)氧氣的產(chǎn)生量  圖略（繪出溫度影響酶活性的鐘形曲線圖即可）  【例2】將某種植物的10g葉肉細(xì)胞中的葉綠體和線粒體分開(kāi)，在離體條件下分別測(cè)定光合作用C02的吸收量和呼吸作用C02的釋放量。圖l表示分別在1530的條件下測(cè)得的葉綠體在不同光照條件下每小時(shí)C02的吸收量；圖2表示在不同溫度條件下測(cè)得的線粒體呼吸作用每小時(shí)C02 的釋放量。請(qǐng)分析回答：  （1）在溫度為15、光照為8000Ix的條件下，離體葉綠體的光合作用強(qiáng)度為    mg.h-1.（10g）-1。 （2）假定離體葉綠體和線 粒體的活動(dòng)與處于正常葉肉細(xì)胞中時(shí)一致，30時(shí)該植物葉片C02的交換率為零，這時(shí)的光照強(qiáng)度應(yīng)為         lx。（3）甲、乙兩同學(xué)對(duì)于如何通過(guò)控制溫度來(lái)提高塑料大棚內(nèi)的作物產(chǎn)量有不同的見(jiàn)解，甲同學(xué)認(rèn)為應(yīng)該盡量提高溫度，以提