影响光合作用速率因素探究实验设计题

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【典型例题】
[例1] 将植物栽培在适宜的光照、温度和充足的CO2条件下.如果将环境中CO2含量突然降至极低水平,此时叶肉细胞内的C3化合物、C5化合物和ATP含量的变化情况依次是（ ）
A. 上升；下降；上升 B. 下降；上升；下降
C. 下降；上升；上升 D. 上升；下降；下降
解析：从光合作用的反应过程进行分析：在光合作用过程中,CO2参与暗反应,CO2与C5化合物结合,生成两个C3化合物,当CO2突然减少时,这个过程必然受阻,因而导致C5化合物的含量上升和C3化合物含量下降.而C3化合物的减少,又使暗反应中C3化合物还原成葡萄糖的过程受阻,消耗光反应提供的ATP量也减少,使细胞中ATP含量上升.
答案：C
同类变式：下图为光照和CO2浓度改变后,与光合作用有关的C5化合物和C3化合物在细胞内的变化曲线.

（1）曲线a表示 ,在无光照时其含量下降的原因是 ； 曲线b表示 ,在CO2浓度降低时含量下降的原因是
（2）由（1）得出光照强度和CO2浓度与光合作用的关系是：前者主要影响 ；后者主要影响 .
答案：（1）五碳化合物；CO2在还原过程中因缺NADPH和ATP不能产生C5化合物,而CO仍然固定形成C3化合物.碳化合物；CO2的减少导致C3化合物产生减少,而C3化合物仍然被还原为C5化合物
（2）光反应阶段；暗反应阶段
[例2] 下图中的甲、乙两图为—昼夜中某作物植株对CO2的吸收和释放状况的示意图.甲图是在春季的某一晴天,乙图是在盛夏的某一晴天,请据图回答问题：

（1）甲图曲线中C点和正点（外界环境中CO2浓度变化为零）处,植株处于何种生理活动状态?
（2）根据甲图推测该植物接受光照的时间是曲线中的 段,其中光合作用强度最高的是 点,植株积累有机物最多的是 点.
（3）乙图中FG段CO2吸收量逐渐减少是因为 ,以致光反应产生的 和 逐渐减少,从而影响了暗反应强度,使化合物数量减少,影响了CO2固定.
（4）乙图曲线中间E处光合作用强度暂时降低,可能是因为
解析：本例主要考查影响光合作用因素：CO2浓度、光强,以及光合速率、呼吸速率和表观速率的关系（表观速率=光合速率－呼吸速率）.首先,要认真看清坐标的含义,然后进行曲线分析；其次,要把光合作用和呼吸作用联系起来考虑,并用两个生理过程进行的条件和时间进行分析.注意光合作用强度决定的制造有机物量与有机物总积累量之间的联系和区别；第三,乙图的E点CO2吸收率降低的机理,不仅要从外界因子的整天变化情况及此时的限制因素考虑,还要联系植株的其他生理活动进行思考.
答案：
（1）呼吸作用释放CO2的量等于光合作用吸收CO2的量时
（2）BF；D；E
（3）光照强度逐步减弱；ATP；NADPH
（4）温度高,蒸腾作用过强,气孔关闭,影响了CO2原料的供应
[例3]（2003江苏高考题）光合作用受光照强度、CO2浓度、温度等影响,图中4条曲线（a、b、c、d）为不同光照强度和不同CO2浓度下,马铃薯净光合速率随温度变化的曲线.a光照非常弱,CO2很少（远小于0.03%）；b适当遮荫（相当于全光照的1/25）CO2浓度为0.03%,c全光照（晴天不遮荫）,CO2浓度为0.03%；d全光照,CO2浓度为1.22%.请据图回答：

（1）随着光照强度和CO2浓度的提高,植物光合作用（以净光合速率为指标）最适温度的变化趋势是 .
（2）当曲线b净光合速率降为零时,真光合速率是否为零?为什么?
（3）在大田作物管理中,采取下列哪些措施可以提高净光合速率?（ ）
A. 通风 B. 增施有机肥 C. 延长生育期 D. 施碳酸氢铵
解析：由题中坐标图可知,随光照强度和CO2浓度的提高,植物光合作用最适温度的变化逐渐提高.因为b为适当遮荫（有光）,CO2浓度为0.03％（有原料）,呼吸作用仍在进行,所以,当曲线b净光合速率为零时,代表光合速率等于呼吸速率,真光合速率并不为零.在生产实践中,采取通风、施肥等措施均可提高作物净光合速率.
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