影響光合作用的因素與曲線結(jié)合

　　1.(·重慶理綜，6)如圖是水生植物黑藻在光照等環(huán)境因素影響下光合速率變化的示意圖。下列有關(guān)敘述，正確的是(　　)。

　　(注：箭頭所指為處理開始時間)

　　A.t1→t2，葉綠體類囊體膜上的色素吸收光能增加，基質(zhì)中水光解加快、O2釋放增多

　　B.t2→t3，暗反應(yīng)(碳反應(yīng))限制光合作用。若在t2時刻增加光照，光合速率將再提高

　　C.t3→t4，光照強(qiáng)度不變，光合速率的提高是由于光反應(yīng)速率不變、暗反應(yīng)增強(qiáng)的結(jié)果

　　D.t4后短暫時間內(nèi)，葉綠體中ADP和Pi含量升高，C3化合物還原后的直接產(chǎn)物含量降低

　　解析　水的光解、O2釋放發(fā)生在葉綠體類囊體薄膜上，而不是葉綠體基質(zhì)中，A項錯誤;t2→t3，限制光合速率的因素為CO2濃度，此時光照充足且恒定，若增加光照，光合速率不會提高，B項錯誤;t3→t4，暗反應(yīng)增強(qiáng)，一定程度上加快ATP和ADP的轉(zhuǎn)化，同時促進(jìn)了光反應(yīng)，C項錯誤;突然停止光照，光反應(yīng)減弱甚至停止，類囊體薄膜上ATP合成受阻，ATP含量減少，ADP和Pi含量升高，被還原的C3化合物減少，直接產(chǎn)物含量降低，D項正確。

　　答案　D

　　互動探究

　　1.重新分析上題坐標(biāo)曲線圖，哪些線段(區(qū)間)是受光照強(qiáng)度影響而出現(xiàn)的?哪些線段(區(qū)間)是受CO2濃度影響而出現(xiàn)的?

　　提示　O―→t1―→t2及t4之后的曲線變化是光照強(qiáng)度的強(qiáng)弱及變化引起的;而t2―→t3―→t4曲線的變化是CO2濃度高低及變化引起的。

　　2.除CO2、光照強(qiáng)度外，黑藻的光合作用還可受到哪些外界因素影響?

　　提示　溫度等。

　　綜合分析影響光合作用的因素

　　2.(·四川理綜)將玉米的PEPC酶基因?qū)�入水稻后，測得光照強(qiáng)度對轉(zhuǎn)基因水稻和原種水稻的氣孔導(dǎo)度及光合速率的影響結(jié)果，如下圖所示。(注：氣孔導(dǎo)度越大，氣孔開放程度越高)

　　(1)水稻葉肉細(xì)胞進(jìn)行光合作用的場所是________，捕獲光能的色素中含量最多的是________。

　　(2)CO2通過氣孔進(jìn)入葉肉細(xì)胞后，首先與________結(jié)合而被固定，固定產(chǎn)物的還原需要光反應(yīng)提供________。

　　(3)光照強(qiáng)度低于8×102μmol·m-2·s-1時，影響轉(zhuǎn)基因水稻光合速率的主要因素是________;光照強(qiáng)度為10×102～14×102μmol·m-2·s-1時，原種水稻的氣孔導(dǎo)度下降但光合速率基本不變，可能的原因是_______________。

　　(4)分析圖中信息，PEPC酶所起的作用是_____________;

　　轉(zhuǎn)基因水稻更適宜栽種在________環(huán)境中。

　　解析　(1)植物葉肉細(xì)胞進(jìn)行光合作用的場所均為葉綠體，葉綠體中捕獲光能的色素有葉綠素a、葉綠素b、胡蘿卜素和葉黃素，其中葉綠素a含量最多。(2)CO2進(jìn)入葉肉細(xì)胞內(nèi)首先與C5結(jié)合形成C3化合物，此過程稱“CO2的固定”，C3化合物需接受光反應(yīng)為之提供的[H]、ATP后被還原。(3)如圖顯示，8×102/(μ mol/m-2·s-1)光照強(qiáng)度尚未達(dá)到轉(zhuǎn)基因水稻光飽和點(diǎn)。在此之前，影響轉(zhuǎn)基因水稻光合速率的主要因素是光照強(qiáng)度;在光照強(qiáng)度為10×102～14×102(μ mol·m-2·s-1)時，氣孔導(dǎo)度雖然下降，但該氣孔導(dǎo)度下CO2供應(yīng)可能已充足，且該光照強(qiáng)度已經(jīng)達(dá)到了原種水稻的光飽和點(diǎn)。故光合速率可能不受影響。(4)兩圖信息顯示，與原種水稻相比，轉(zhuǎn)基因水稻氣孔導(dǎo)度更得以提升，且光飽和點(diǎn)明顯增大，由此可推知，PEPC酶可增大氣孔導(dǎo)度，提高水稻在強(qiáng)光下的光合速率，使水稻更適宜于強(qiáng)光環(huán)境。

　　答案　(1)葉綠體　葉綠素a

　　(2)C5　[H]和ATP

　　(3)光照強(qiáng)度　光照強(qiáng)度增加與CO2供給不足對光合速率的正負(fù)影響相互抵消(或“CO2供應(yīng)已充足且光照強(qiáng)度已達(dá)飽和點(diǎn)”)

　　(4)增大氣孔導(dǎo)度，提高水稻在強(qiáng)光下的光合速率　強(qiáng)光

　　題后反思

　　各種環(huán)境因子對植物光合作用并不是單獨(dú)地發(fā)揮作用，而是綜合起作用。但各種因子的作用并不是同等重要的，其中起主要作用的因子為關(guān)鍵因子，因此在分析相關(guān)問題時，應(yīng)抓關(guān)鍵因子。

　　在分析多因子對光合作用的影響時，首先要識別坐標(biāo)中有幾個因子，它們是如何影響代謝過程的，更重要的是，能對多條曲線進(jìn)行對比，通過對比說明問題。對比時，要注意單一變量原則，即能對比的兩條曲線之間只有一個因子不同。

　　[對點(diǎn)強(qiáng)化]

　　(·西安�？�)下圖是棉花成熟綠葉組織的相關(guān)圖解，其中圖1是葉肉細(xì)胞的光合作用過程圖解;圖2表示某光照強(qiáng)度和適宜溫度下，光合作用強(qiáng)度增長率隨CO2濃度變化的情況。請回答下列問題。

　　(1)由圖1可知，甲、乙分別代表的物質(zhì)是________、________，要想使葉綠體內(nèi)C3的含量快速下降，可以改變的環(huán)境條件是_____________________。

　　(2)圖2中限制D點(diǎn)光合作用速率的主要環(huán)境因素是________，C點(diǎn)和D點(diǎn)相比，葉綠體中[H]的含量________(填“較低”“相等”或“較高”)。

　　(3)從生長狀況相同的棉花葉片上剪出大小、部位相同的若干圓葉片，抽取葉片細(xì)胞內(nèi)的氣體，平均分成若干份，然后，置于不同濃度的NaHCO3溶液中，給予相同的一定強(qiáng)度光照，測量圓葉片上浮至液面所需時間，其記錄結(jié)果繪成曲線如圖3。請據(jù)此回答：

　�、僭搶嶒灥哪康氖莀_________________________________。

　�、趶膱D解分析，B點(diǎn)比A點(diǎn)細(xì)胞內(nèi)的C5含量________，BC段曲線平緩的限制因素可能是______________________________________，

　　而C點(diǎn)以后曲線上行，其原因應(yīng)該是____________________。

　　解析　(1)分析圖1知，甲為CO2，乙為光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供的物質(zhì)和能量，即[H]和ATP;要使C3含量下降，有兩種方法，一為不提供CO2，導(dǎo)致C3的生成量減少，而消耗量不變，C3含量下降;二為增強(qiáng)光照，C3的消耗量增加，而生成量不變，C3含量下降。(2)圖2曲線為隨著CO2濃度的增加，光合作用增長率的變化曲線，D點(diǎn)時，光合作用增長率為0，即光合作用速率不再增加，此時主要限制因素可能為光照強(qiáng)度;C、D兩點(diǎn)，光照強(qiáng)度相同，但D點(diǎn)CO2濃度高于C點(diǎn)，[H]與ATP的消耗量高于C點(diǎn)，故C點(diǎn)葉綠體中[H]的含量較高。(3)①實驗中的NaHCO3溶液為光合作用提供CO2，故該實驗的自變量為不同濃度的CO2，而葉片上浮所需的時間代表光合作用速率，則該實驗的目的為探究CO2濃度對光合作用速率的影響。②據(jù)圖可知，B點(diǎn)的CO2濃度高于A點(diǎn)，即B點(diǎn)的CO2固定過程消耗的C5的量要多于A點(diǎn)，故B點(diǎn)比A點(diǎn)細(xì)胞內(nèi)的C5含量低;BC段隨CO2濃度增加，葉片上浮時間不變，即BC段的光合速率不變，限制因素主要為光照強(qiáng)度;C點(diǎn)以后曲線上行，可知光合速率降低，原因應(yīng)該是NaHCO3溶液濃度太大，導(dǎo)致細(xì)胞失水，從而影響細(xì)胞代謝。

　　答案　(1)CO2　[H]和ATP　不提供CO2或增強(qiáng)光照(回答一個方面即可)　(2)光照強(qiáng)度　較高　(3)①探究CO2濃度對光合作用速率的影響�、诘汀」庹諒�(qiáng)度　NaHCO3濃度太大，導(dǎo)致細(xì)胞失水，從而影響細(xì)胞代謝