2018学年高中生物必修一作业与检测：第四章 光合作用与细胞呼 第

第18课时 影响光合作用的环境因素

[目标导读] 1.结合教材展示的实例，分析影响光合作用的环境因素。2.结合实例概述光合作用原理的实践应用。

[重难点击] 影响光合作用的环境因素以及光合作用原理的实践应用。

一 影响光合作用的环境因素

光合作用受多种环境因素的影响，其中光照强度、CO2浓度和温度等作用较为明显。 1．光照强度对光合速率的影响

(1)光照强度：单位叶面积上所接收的可见光能量。 (2)光合速率：单位时间单位叶面积上CO2的固定量。

(3)光照是植物进行光合作用不可缺少的条件，下图是布莱克曼用黑藻实验得到的结果。请结合教材P76～77的相关内容，分析回答：

①图中显示出光照强度与光合速率的关系是怎样的？

答案 在光照强度较低时，植物光合速率也很低。随着光照强度的逐渐增强，光合速率也相应地变大；当光照强度进一步提高时，光合速率的增加幅度逐渐减小；当光照强度超过某一定值时，光合速率就不再增加。

②光照强度是通过影响光合作用哪一阶段来达到影响光合速率的？并说明理由。

答案 光照强度是通过影响光反应阶段来影响光合作用速率的。光照减弱，光反应速率减弱，产生的[H]和ATP的量减少，从而使三碳化合物的还原速率减小，进而使光合速率减小；光照增强，产生的[H]和ATP的量增多，从而使三碳化合物的还原加快，进而使光合速率增加。 2．CO2是光合作用的原料之一。下图是布莱克曼用黑藻实验得到的结果。请结合教材P76～

77的相关内容，分析回答：

(1)图中显示出CO2浓度与光合速率的关系是怎样的？

答案 在一定范围内，植物光合速率随着CO2浓度的上升而增加，在达到某一定值后，再增加CO2浓度，光合速率不再增加。 (2)图中曲线上B点的含义是什么？

答案 B点的含义是指达到最大光合速率时，所需的最小CO2浓度。

(3)请思考CO2浓度是通过影响光合作用哪一阶段来达到影响光合速率的？并说明理由。 答案 CO2浓度是通过影响光合作用暗反应阶段来达到影响光合速率的。CO2浓度降低，暗反应中CO2固定速率减弱，从而导致光合速率减小；CO2浓度增加，暗反应中的CO2固定速率增加，从而导致光合速率提高。

3．结合教材P76～77的内容，分析回答温度对光合速率的影响问题

(1)温度通过影响酶活性来影响光合作用速率，教材P76表4－3说明，不同植物光合作用的最适温度不同，一般在25～30℃左右。 (2)下图为温度和光合速率的关系曲线，请分析：

①低温下植物光合速率变低的原因主要是酶活性降低。

②高温下光合速率变低的原因除了酶活性降低外，主要还是由于高温使植物失水过多，影响气孔的开闭，减少了CO2进入细胞的量。

4．结合教材P77相关内容，分析水和营养元素对光合速率的影响问题 (1)水是光合作用的原料，能直接影响光合速率。

(2)营养元素一般间接地影响光合速率，如氮元素能促进叶片面积的增大和叶片数目的增多，从而增加光合面积。

小贴士 内部因素对光合作用也有着重要的影响，主要包括色素的种类和含量、酶的数量、五碳化合物的含量等。如叶龄对叶片光合能力的影响就是内部因素综合作用的结果(如图所示)。

5．提高光能利用率

(1)在农业生产中主要通过增加光照面积、延长光照时间等提高光能利用率。 (2)将下列生产实例和利用的光合作用原理连接起来。

方法技巧

多因素对光合速率的影响

(1)图甲中，当光照强度低于P点时，三条曲线重合，说明此时限制光合速率的因素是光照强度；当光照强度高于Q点时，限制光合速率的因素主要是温度。

(2)综合上述坐标曲线可知：P点之前时，限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因素，随其不断加强，光合速率不断提高。当到Q点之后时，要想提高光合速率，可采取适当提高除横坐标之外的其他因素。 活学活用

1．一般说来，光照增强，光合作用增强。但在夏天光照最强的中午，光合作用反而下降。其原因是( )

A．蒸腾作用太强，体内水分不足 B．酶的活性降低

C．气孔关闭，氧释放不出，抑制光反应 D．气孔关闭，CO2供应不足

问题导析 (1)分析题干中信息，“夏季光照最强的中午”说明光照强度已不再是限制因素，此时间段内温度也最高，蒸腾作用过强导致植物失水过多，从而引起气孔关闭。 (2)气孔关闭导致CO2吸收困难，从而使光合作用缺乏原料CO2，光合速率下降。

答案 D

解析 光照增强，蒸腾作用随之增强，从而避免叶片灼伤，但炎热中午光照过强时，为了防止植物体内水分过度散失，造成萎蔫、干枯，通常植物进行适应性调节，气孔关闭(此时水分主要通过叶表面表皮细胞直接蒸发散失，降低叶表温度)。虽然光反应产生了足够的[H]和ATP，但因气孔关闭，CO2进入叶肉细胞叶绿体中的分子数减少，影响了暗反应中葡萄糖的产生。

2．科学家研究CO2浓度、光照强度和温度对同一种植物光合速率的影响，得到的实验结果如图。请据图判断下列叙述不正确的是( )

A．光照强度为a时，造成曲线Ⅱ和Ⅲ光合速率差异的原因是CO2浓度不同 B．光照强度为b时，造成曲线Ⅰ和Ⅱ光合速率差异的原因是温度不同 C．光照强度为a～b时，曲线Ⅰ、Ⅱ光合速率随光照强度升高而升高 D．光照强度为a～c时，曲线Ⅰ、Ⅲ光合速率随光照强度升高而升高

问题导析 (1)比较曲线Ⅱ、Ⅲ，在光照强度为a时，在影响光合作用的因素中唯一不同的是CO2浓度。

(2)比较曲线Ⅰ、Ⅱ，在光照强度为b时，在影响光合作用的因素中唯一不同的是温度。 (3)在光照强度为a～b时，比较曲线Ⅰ、Ⅱ的光合速率的变化，二者在a～b范围内，都随光照强度升高而升高。

(4)在光照强度为a～c时，曲线Ⅰ、Ⅲ的光合速率的变化不同：曲线Ⅰ的光合速率随光照强度升高而升高，而曲线Ⅲ在a～c段不受光照强度的影响。 答案 D

解析 由题目中坐标曲线图信息可知，光照强度为a～c时，曲线Ⅰ光合速率随光照强度升高而升高，而曲线Ⅲ在光照强度为b之前，光合速率已达最大值，因此D错误。光照强度为a时，曲线Ⅱ和曲线Ⅲ的变量是CO2浓度，因此其差异是由CO2浓度造成的。同理可知，造成曲线Ⅰ和曲线Ⅱ差异的原因是温度，光照强度为a～b时，限制曲线Ⅰ和曲线Ⅱ光合速率的主要因素是光照强度，因此会随光照强度的上升光合速率升高。

二 光照和二氧化碳骤变对光合作用影响的分析

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