1、1基础自主学习核心互动探究素养进阶素养进阶(三三)光合作用、呼吸作用的影响因素分析光合作用、呼吸作用的影响因素分析2基础自主学习核心互动探究1.环境因素对光合速率的影响环境因素对光合速率的影响(1)光照强度对光合速率的影响光照强度对光合速率的影响3基础自主学习核心互动探究曲线分析：曲线分析：A点：光照强度为点：光照强度为0，此时只进行细胞呼吸，此时只进行细胞呼吸，CO2释放量表明此时的呼吸释放量表明此时的呼吸强度。强度。AB段：光照强度增大，光合作用逐渐加强，段：光照强度增大，光合作用逐渐加强，CO2的释放量逐渐减小的释放量逐渐减小(有一部分用于光有一部分用于光合作用合作用)，此段细胞呼吸强度
2、大于光合作用强度。，此段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(细胞呼吸释放的细胞呼吸释放的CO2全部用于光合全部用于光合作用作用)。BC段：随着光照强度不断加强，光合作用不断加强，到段：随着光照强度不断加强，光合作用不断加强，到C点不再加强，称点不再加强，称C点对应的点对应的光照强度为光饱和点。光照强度为光饱和点。应用：阴生植物的光补偿点和光饱和点比较低，如图中虚线表示。间作套种时农作应用：阴生植物的光补偿点和光饱和点比较低，如图中虚线表示。间作套种时农作物的种类搭配、林带树种的配置、冬季温室栽培等都与光补偿点、光饱和
3、点有关。物的种类搭配、林带树种的配置、冬季温室栽培等都与光补偿点、光饱和点有关。4基础自主学习核心互动探究(2)CO2浓度对光合速率的影响浓度对光合速率的影响5基础自主学习核心互动探究图图1和图和图2都表示在一定范围内，光合速率随都表示在一定范围内，光合速率随CO2浓度的增加而增大，但当浓度的增加而增大，但当CO2浓浓度增加到一定范围后，光合速率不再增加，此度增加到一定范围后，光合速率不再增加，此CO2浓度称为浓度称为CO2饱和点。饱和点。图图1中中A点表示光合速率等于细胞呼吸速率时的点表示光合速率等于细胞呼吸速率时的CO2浓度，即浓度，即CO2补偿点；图补偿点；图2中的中的A点表示进行光合作
4、用所需点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度。的最低浓度。图图1和图和图2中的中的B和和B点都表示点都表示CO2饱和点。饱和点。6基础自主学习核心互动探究2.多因素对光合作用的影响曲线分析多因素对光合作用的影响曲线分析7基础自主学习核心互动探究P点时，限制光合作用速率的因素应为横坐标所表示的因素，随其不断加强，点时，限制光合作用速率的因素应为横坐标所表示的因素，随其不断加强，光合作用速率不断提高。当到光合作用速率不断提高。当到Q点时，横坐标所表示的因素，不再是影响光合点时，横坐标所表示的因素，不再是影响光合作用速率的因素，要想提高光合作用速率，可采取适当提高图示中其他因素作用速率的因素，要想提
5、高光合作用速率，可采取适当提高图示中其他因素的措施。的措施。8基础自主学习核心互动探究对点训练对点训练1 (2019南京高一检测南京高一检测)如图为某植物在适宜的条件下，如图为某植物在适宜的条件下，CO2吸收速率与光照吸收速率与光照强度的关系图像。下列分析不正确的是强度的关系图像。下列分析不正确的是()A.若温度降低，则若温度降低，则A点上移点上移B.B点时细胞呼吸消耗的点时细胞呼吸消耗的O2量等于光合作用产生的量等于光合作用产生的O2量量C.若若CO2浓度升高，则浓度升高，则C点左移点左移D.在在C点时该植物每小时光合作用利用点时该植物每小时光合作用利用CO2总量为总量为44 mg9基础自主
6、学习核心互动探究解析解析图示为在适宜条件下测定的图示为在适宜条件下测定的CO2吸收速率，若温度降低，则呼吸速率会降低，吸收速率，若温度降低，则呼吸速率会降低，A点上移；点上移；B点是光补偿点，此时光合作用速率和细胞呼吸速率相等，即细胞呼吸消耗点是光补偿点，此时光合作用速率和细胞呼吸速率相等，即细胞呼吸消耗的的O2量等于光合作用产生的量等于光合作用产生的O2量；若量；若CO2浓度升高，则光合作用强度增加，达到最大浓度升高，则光合作用强度增加，达到最大光合作用强度所需的最小的光照强度增加，即光饱和点右移；光合作用强度所需的最小的光照强度增加，即光饱和点右移；C点时净光合速率为点时净光合速率为36(
7、mgh1)，细胞呼吸速率为，细胞呼吸速率为8(mgh1)，所以实际光合速率用，所以实际光合速率用CO2消耗速率表示为消耗速率表示为44(mgh1)。答案答案C10基础自主学习核心互动探究对点训练对点训练2 下图为在最适温度和光照强度下，测得甲、乙两种植物的光合速率随环境下图为在最适温度和光照强度下，测得甲、乙两种植物的光合速率随环境中中CO2浓度的变化情况，相关说法不正确的是浓度的变化情况，相关说法不正确的是()A.植物乙比植物甲对植物乙比植物甲对CO2浓度更敏感浓度更敏感B.当当CO2吸收量为吸收量为C时，植物甲与植物乙合成有机物的量相等时，植物甲与植物乙合成有机物的量相等C.D点时植物甲细
8、胞内产生点时植物甲细胞内产生ATP的结构有细胞质基质、线粒体、叶绿体的结构有细胞质基质、线粒体、叶绿体D.适当降低光照强度，适当降低光照强度，B点将向右移动点将向右移动11基础自主学习核心互动探究解析解析由题图可知，环境中由题图可知，环境中CO2浓度升高到一定程度后植物乙的浓度升高到一定程度后植物乙的CO2吸收量降低幅度吸收量降低幅度较大，植物甲的较大，植物甲的CO2吸收量基本保持不变，可见植物乙比植物甲对吸收量基本保持不变，可见植物乙比植物甲对CO2浓度更敏感；浓度更敏感；当当CO2吸收量为吸收量为C时，植物甲与植物乙的净光合速率相等，由于植物甲比植物乙的呼时，植物甲与植物乙的净光合速率相等
9、，由于植物甲比植物乙的呼吸速率大，根据实际光合速率净光合速率呼吸速率可知，植物甲合成有机物的量吸速率大，根据实际光合速率净光合速率呼吸速率可知，植物甲合成有机物的量比植物乙多；比植物乙多；D点时植物甲细胞既进行光合作用，又进行细胞呼吸，因此，产生点时植物甲细胞既进行光合作用，又进行细胞呼吸，因此，产生ATP的结构有细胞质基质、线粒体、叶绿体；根据题意可知，图中曲线是在最适的光照强的结构有细胞质基质、线粒体、叶绿体；根据题意可知，图中曲线是在最适的光照强度条件下测得的，因此光照强度减弱，度条件下测得的，因此光照强度减弱，CO2吸收量降低，吸收量降低，B点时光合作用强度与细胞点时光合作用强度与细胞
10、呼吸强度相等，降低光照强度后，需要环境中提供较高浓度的呼吸强度相等，降低光照强度后，需要环境中提供较高浓度的CO2才能使光合作用强才能使光合作用强度与细胞呼吸强度相等，因此度与细胞呼吸强度相等，因此B点将右移。点将右移。答案答案B12基础自主学习核心互动探究3.光合作用和细胞呼吸中各速率的关系光合作用和细胞呼吸中各速率的关系(1)呼吸速率、净光合速率和真正光合速率的描述方式呼吸速率、净光合速率和真正光合速率的描述方式项目项目表示方式表示方式净光合速率净光合速率(又称表观光合速率又称表观光合速率)单位时间内单位时间内O2的释放量、的释放量、CO2的吸收量、有的吸收量、有机物的积累量机物的积累量真
11、正光合速率真正光合速率(又称实际光合速率又称实际光合速率)单位时间内单位时间内O2的产生量、的产生量、CO2的固定量、有的固定量、有机物的制造量机物的制造量呼吸速率呼吸速率(黑暗中测量黑暗中测量)单位时间内单位时间内CO2的释放量、的释放量、O2的吸收量、有的吸收量、有机物的消耗量机物的消耗量13基础自主学习核心互动探究(2)呼吸速率、净光合速率和真正光合速率的关系图解呼吸速率、净光合速率和真正光合速率的关系图解14基础自主学习核心互动探究a.各点代表的生物学意义各点代表的生物学意义A：光照强度为零，只进行细胞呼吸；：光照强度为零，只进行细胞呼吸；B：光合作用强度等于细胞呼吸强度，为光补偿点；
12、：光合作用强度等于细胞呼吸强度，为光补偿点；C点对应的光照强度：是光合作用达到最大值时所需要的最小光照强度，即光饱和点对应的光照强度：是光合作用达到最大值时所需要的最小光照强度，即光饱和点。点。b.各线段代表的生物学意义各线段代表的生物学意义OA段：细胞呼吸强度；段：细胞呼吸强度；AB段：随光照增强，光合作用增强，但仍比细胞呼吸弱；段：随光照增强，光合作用增强，但仍比细胞呼吸弱；BC段：光合作用强度继续随光照强度的增强而增加，而且光合作用大于细胞呼吸；段：光合作用强度继续随光照强度的增强而增加，而且光合作用大于细胞呼吸；CE段：光合作用达到饱和，不再随光照强度的增强而增加。段：光合作用达到饱和
13、，不再随光照强度的增强而增加。15基础自主学习核心互动探究对点训练对点训练3 植物的光合作用受植物的光合作用受CO2浓度、温度与光照强度的影响。如图为在一定浓度、温度与光照强度的影响。如图为在一定CO2浓浓度和温度为度和温度为25 条件下，测定某植物叶片在不同光照条件下的光合作用速率。下列条件下，测定某植物叶片在不同光照条件下的光合作用速率。下列有关说法不正确的是有关说法不正确的是()16基础自主学习核心互动探究A.在在A点所示条件下，该植物的叶肉细胞内能够产生点所示条件下，该植物的叶肉细胞内能够产生ATP的部位只有线粒体的部位只有线粒体B.该植物叶片的呼吸速率是该植物叶片的呼吸速率是5 mg
14、 CO2/(100 cm2叶叶小时小时)C.在一昼夜中，将该植物叶片置于在一昼夜中，将该植物叶片置于C点所示光照强度条件下点所示光照强度条件下11小时，其余时间置于黑小时，其余时间置于黑暗中，则每暗中，则每100 cm2叶片一昼夜中叶片一昼夜中CO2的净吸收量为的净吸收量为45 mgD.已知该植物光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为已知该植物光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为25 和和30 。若将温度提高到。若将温度提高到30 的条件下的条件下(原光照强度和原光照强度和CO2浓度不变浓度不变)，则图中，则图中B点将右移，点将右移，C点将下移点将下移17基础自主学习核心互动探究解析解析由题图可知，
15、在由题图可知，在A点所示条件下，该植物只进行细胞呼吸，不进行光合作用，点所示条件下，该植物只进行细胞呼吸，不进行光合作用，所以在所以在A点该植物的叶肉细胞内能够产生点该植物的叶肉细胞内能够产生ATP的部位有细胞质基质和线粒体；将该植的部位有细胞质基质和线粒体；将该植物叶片置于物叶片置于C点所示光照强度条件下点所示光照强度条件下11小时，每小时，每100 cm2叶片叶片CO2的净吸收量为的净吸收量为1011110(mg)，其余时间置于黑暗中，每，其余时间置于黑暗中，每100 cm2叶片叶片CO2的释放量为的释放量为51365(mg)，故，故每每100 cm2叶片一昼夜中叶片一昼夜中CO2的净吸收
16、量为的净吸收量为1106545(mg)；若将温度升高到；若将温度升高到30 ，则细胞呼吸强度会增大，光合作用强度会减小，故则细胞呼吸强度会增大，光合作用强度会减小，故B点将右移，点将右移，C点将下移。点将下移。答案答案A18基础自主学习核心互动探究对点训练对点训练4 将某株植物置于将某株植物置于CO2浓度适宜、水分充足、光照强度合适的环境中，测定浓度适宜、水分充足、光照强度合适的环境中，测定其在不同温度下的光合作用强度和细胞呼吸强度，得到如图所示的结果。下列叙述其在不同温度下的光合作用强度和细胞呼吸强度，得到如图所示的结果。下列叙述错误的是错误的是()A.若每天的日照时间相同，则该植物在若每天
17、的日照时间相同，则该植物在15 的环境中积累有机物的速率最大的环境中积累有机物的速率最大B.若每天的日照时间少于若每天的日照时间少于12 h，与，与5 相比，该植物在相比，该植物在25 环境中生长更快环境中生长更快C.若每天的日照时间为若每天的日照时间为12 h，则该植物在，则该植物在35 的环境中无法生存的环境中无法生存D.由图可知，在一定范围内，温度对该植物的细胞呼吸几乎没有影响由图可知，在一定范围内，温度对该植物的细胞呼吸几乎没有影响19基础自主学习核心互动探究解析解析由图可知，在由图可知，在15 时光合作用与细胞呼吸强度差值最大，故有机物积累速率时光合作用与细胞呼吸强度差值最大，故有机
18、物积累速率最大，最大，A正确；假设光照时间为正确；假设光照时间为a，在，在5 时一昼夜有机物积累量可表示为时一昼夜有机物积累量可表示为4a24，在，在25 时一昼夜有机物积累量可表示为时一昼夜有机物积累量可表示为6a48，当，当a12时，时，4a246a48，当，当a(6a48)，即每天日照时间少于，即每天日照时间少于12 h，在，在5 时该植物生长更快，时该植物生长更快，B错错误；在误；在35 时，有机物积累量可表示为时，有机物积累量可表示为51232412，故该植物无法生存，故该植物无法生存，C正确；由图可知，在正确；由图可知，在515 范围内，细胞呼吸强度几乎没有变化，范围内，细胞呼吸强
19、度几乎没有变化，D正确。正确。答案答案B20基础自主学习核心互动探究光合速率与呼吸速率的测定装置光合速率与呼吸速率的测定装置21基础自主学习核心互动探究(1)装置中溶液的作用装置中溶液的作用在测细胞呼吸速率时，在测细胞呼吸速率时，NaOH溶液可吸收容器中的溶液可吸收容器中的CO2；在测净光合速率时，；在测净光合速率时，NaHCO3 溶液可提供溶液可提供CO2，保证了容器内，保证了容器内CO2浓度的恒定。浓度的恒定。(2)测定原理测定原理甲装置在黑暗条件下植物只进行细胞呼吸，由于甲装置在黑暗条件下植物只进行细胞呼吸，由于NaOH溶液吸收了细胞呼吸产生的溶液吸收了细胞呼吸产生的CO2，所以单位时间
20、内红色液滴左移的距离表示植物的，所以单位时间内红色液滴左移的距离表示植物的O2吸收速率，可代表呼吸速率吸收速率，可代表呼吸速率。乙装置在光照条件下植物进行光合作用和细胞呼吸，由于乙装置在光照条件下植物进行光合作用和细胞呼吸，由于NaHCO3溶液保证了容器溶液保证了容器内内CO2浓度的恒定，所以单位时间内红色液滴右移的距离表示植物的浓度的恒定，所以单位时间内红色液滴右移的距离表示植物的O2释放速率，可释放速率，可代表净光合速率。代表净光合速率。真正光合速率净光合速率呼吸速率。真正光合速率净光合速率呼吸速率。22基础自主学习核心互动探究对点训练对点训练5 某兴趣小组用如图装置探究光照强度对黑藻光合
21、速率的影响。某兴趣小组用如图装置探究光照强度对黑藻光合速率的影响。(1)用多套图示装置进行实验时，控制自变量的方法是用多套图示装置进行实验时，控制自变量的方法是_。(2)黑藻培养液中加入适量黑藻培养液中加入适量NaHCO3目的是目的是_。光源用荧光灯比白炽灯更好，这是因为光源用荧光灯比白炽灯更好，这是因为_。(3)预期实验结果：预期实验结果：_。23基础自主学习核心互动探究答案答案(1)控制荧光灯与烧杯之间的距离控制荧光灯与烧杯之间的距离(2)为黑藻光合作用提供充足为黑藻光合作用提供充足CO2荧光荧光灯释放的热量少，避免温度对实验结果的影响灯释放的热量少，避免温度对实验结果的影响(3)随着光照
22、强度的增强随着光照强度的增强(荧光灯荧光灯与装置距离缩小与装置距离缩小)，气泡产生速率加快，气泡产生速率加快(氧气装满试管需要的时间越短，或相同时氧气装满试管需要的时间越短，或相同时间内收集的氧气越多间内收集的氧气越多)24基础自主学习核心互动探究对点训练对点训练6 某转基因作物有很强的光合作用能力。某中学生物兴趣小组在暑假开展了某转基因作物有很强的光合作用能力。某中学生物兴趣小组在暑假开展了对该转基因作物光合作用强度测试的研究课题，设计了如图所示装置。请你利用这对该转基因作物光合作用强度测试的研究课题，设计了如图所示装置。请你利用这些装置完成光合作用强度的测试实验，并分析回答有关问题。些装置
23、完成光合作用强度的测试实验，并分析回答有关问题。25基础自主学习核心互动探究(1)先测定植物的呼吸作用强度，方法步骤如下：先测定植物的呼吸作用强度，方法步骤如下：甲、乙两装置的甲、乙两装置的D中都放入中都放入，装置乙作为对照。，装置乙作为对照。将甲、乙装置的玻璃钟将甲、乙装置的玻璃钟罩进行罩进行处理，放在温度等相同且适宜的环境中。处理，放在温度等相同且适宜的环境中。30 min后分别记录甲、乙两装置中红墨水滴移动的方向和距离。后分别记录甲、乙两装置中红墨水滴移动的方向和距离。(2)测定植物的净光合作用强度，方法步骤如下：测定植物的净光合作用强度，方法步骤如下：甲、乙两装置的甲、乙两装置的D中放
24、入中放入_。把甲、乙装置放在把甲、乙装置放在_。30 min后分别记录甲、乙两装置中红墨水滴移动的方向和距离。后分别记录甲、乙两装置中红墨水滴移动的方向和距离。26基础自主学习核心互动探究(3)实验进行实验进行30 min后，记录的甲、乙装置中红墨水滴移动情况如下表：后，记录的甲、乙装置中红墨水滴移动情况如下表： 实验实验30 min后红墨水滴移动情况后红墨水滴移动情况测定植物呼吸作测定植物呼吸作用强度用强度甲装置甲装置(填填“左左”或或“右右”)移移1.5 cm乙装置乙装置右移右移0.5 cm测定植物净光合测定植物净光合作用强度作用强度甲装置甲装置(填填“左左”或或“右右”)移移4.5 cm
25、乙装置乙装置右移右移0.5 cm27基础自主学习核心互动探究(4)假设红墨水滴每移动假设红墨水滴每移动1 cm，植物体内的葡萄糖增加或减少，植物体内的葡萄糖增加或减少1 g，那么该植物的呼吸，那么该植物的呼吸速率是速率是g/h；白天光照；白天光照15 h，一昼夜葡萄糖的积累量是，一昼夜葡萄糖的积累量是g(不考虑昼不考虑昼夜温差的影响夜温差的影响)。解析解析要测定光合作用强度必须先测定呼吸作用强度，在测定呼吸作用强度时一定要测定光合作用强度必须先测定呼吸作用强度，在测定呼吸作用强度时一定要将实验装置置于黑暗条件下，使植物只进行呼吸作用。用要将实验装置置于黑暗条件下，使植物只进行呼吸作用。用NaO
26、H溶液除去玻璃钟溶液除去玻璃钟罩内的罩内的CO2，植物进行呼吸作用消耗一定量的，植物进行呼吸作用消耗一定量的O2，释放等量的，释放等量的CO2，而，而CO2被被NaOH溶液吸收，根据一定时间内玻璃钟罩内气体体积的减少量即可计算出呼吸作用强度溶液吸收，根据一定时间内玻璃钟罩内气体体积的减少量即可计算出呼吸作用强度。在测定净光合作用强度时要满足光合作用所需的条件：充足的光照、一定浓度的。在测定净光合作用强度时要满足光合作用所需的条件：充足的光照、一定浓度的CO2(由由NaHCO3溶液提供溶液提供)，光合作用过程中消耗一定量，光合作用过程中消耗一定量CO2，产生等量，产生等量O2，而，而28基础自主
27、学习核心互动探究NaHCO3溶液可保证装置内溶液可保证装置内CO2浓度的恒定，因此，玻璃钟罩内气体体积的变化只受浓度的恒定，因此，玻璃钟罩内气体体积的变化只受O2释放量的影响，而不受释放量的影响，而不受CO2气体减少量的影响。对照实验装置乙中红墨水滴右移是气体减少量的影响。对照实验装置乙中红墨水滴右移是环境因素环境因素(如气压等如气压等)对实验产生影响的结果，实验装置甲同样也受环境因素的影响，对实验产生影响的结果，实验装置甲同样也受环境因素的影响，因此，植物呼吸作用消耗因此，植物呼吸作用消耗O2量等于玻璃钟罩内气体体积的改变量，即该植物的呼吸速量等于玻璃钟罩内气体体积的改变量，即该植物的呼吸速
28、率为率为(1.50.5)24(g/h)；净光合速率为；净光合速率为(4.50.5)28(g/h)，白天光照，白天光照15 h的净光的净光合作用量是合作用量是815120(g)，一昼夜葡萄糖的积累量等于，一昼夜葡萄糖的积累量等于15 h的光合作用实际产生量减的光合作用实际产生量减去去24 h的呼吸作用消耗量，等同于的呼吸作用消耗量，等同于15 h的净光合作用量减去的净光合作用量减去9 h的呼吸作用消耗量，即的呼吸作用消耗量，即1204984(g)。答案答案(1)NaOH溶液溶液遮光遮光(2)NaHCO3溶液，装置乙作为对照溶液，装置乙作为对照光照充足光照充足、温度等相同且适宜的环境中、温度等相同且适宜的环境中(3)左右左右(4)48429本节内容结束
