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培優(yōu)點(diǎn)七 分析光合作用的相關(guān)曲線
一、“對(duì)比法”分析光合作用的相關(guān)曲線
應(yīng)用1：分析光合速率變化曲線
典例1. 某植物凈光合速率的變化趨勢(shì)如圖所示。下列有關(guān)敘述正確的是（ ）
A. 當(dāng)CO2濃度為b時(shí)，高光強(qiáng)下該植物的光合速率為m
B．當(dāng)CO2濃度為a時(shí)，高光強(qiáng)下該植物的凈光合速率為0
C．當(dāng)CO2濃度小于a時(shí)，該植物在圖示光照強(qiáng)度下呼吸作用產(chǎn)生的CO2量小于光合作用吸收的CO2量
D．當(dāng)CO2濃度大于c時(shí)，限制曲線B、C不再增加的因素是葉綠體中光合色素的含量
【解析】CO2濃度在b時(shí)，高光強(qiáng)下該植物的凈光合速率為m，實(shí)際的光合速率要大于m，A錯(cuò)誤。由圖可知，當(dāng)高CO2濃度為a時(shí)，高光強(qiáng)下該植物的凈光合速率為0，B正確。當(dāng)CO2濃度小于a時(shí)，凈光合速率均小于0，此時(shí)呼吸速率大于光合作用，則呼吸作用產(chǎn)生的CO2量大于光合作用吸收的CO2量，C錯(cuò)誤。當(dāng)CO2濃度大于c時(shí)，凈光合速率在不同光照強(qiáng)度下不同，說(shuō)明限制光合速率的因素是光照強(qiáng)度，D錯(cuò)誤。
【答案】B
應(yīng)用2：分析物質(zhì)含量變化曲線
典例2. 將葉面積相等的A、B 兩種植物的葉片分別放置在相同的溫度適宜且恒定的密閉小室中，給予充足的光照，利用紅外測(cè)量?jī)x每隔5min 測(cè)定一次小室中的CO2濃度，結(jié)果如圖所示。對(duì)此實(shí)驗(yàn)敘述不正確的是（ ）
A．此實(shí)驗(yàn)可用于驗(yàn)證B植物比A植物具有更強(qiáng)的固定CO2的能力
B．當(dāng)CO2濃度約為0.8mmol/L 時(shí)，A、B 兩植物的光合作用強(qiáng)度相等
C．25min 以后，兩種植物葉片光合作用強(qiáng)度都與呼吸作用強(qiáng)度相等
D．若A 植物在第5min 時(shí)光照突然降低，C3含量將增加
【解析】圖中看出，B植物能夠利用較低濃度的二氧化碳進(jìn)行光合作用，B植物比A植物具有更強(qiáng)的固定CO2的能力，A正確；當(dāng)CO2濃度約為0.8 mmol/L時(shí)，兩植物的凈光合速率相等，但不知道兩植物的呼吸速率，所以無(wú)法比較二者的光合作用強(qiáng)度大小，B錯(cuò)誤；20min以后，密閉小室內(nèi)的二氧化碳濃度均保持穩(wěn)定，說(shuō)明光合作用吸收的二氧化碳等于呼吸作用釋放的二氧化碳，表明兩種植物葉片各自的光合速率等于其細(xì)胞呼吸速率，C正確；若A 植物在第5min 時(shí)光照突然降低，有由于[H] 和ATP產(chǎn)生減少，還原C3速度減慢，導(dǎo)致C3含量積累增加，D正確。
【答案】B
二、對(duì)點(diǎn)增分集訓(xùn)
1．如圖表示對(duì)某植物光合速率影響因素的研究結(jié)果，其他外界因素均控制在最適范圍。下列分析錯(cuò)誤的是（ ）
A．d點(diǎn)的限制因素可能是葉綠體中酶的數(shù)量
B．a(chǎn)點(diǎn)表示該植物在低CO2條件下的光飽和點(diǎn)
C．限制c、b兩點(diǎn)的外界因素分別是光照強(qiáng)度和CO2濃度
D．若用缺鎂的完全營(yíng)養(yǎng)液培養(yǎng)植物幼苗，則b點(diǎn)應(yīng)向左移
【解析】D點(diǎn)表示在高二氧化碳濃度條件下，光合作用達(dá)到飽和點(diǎn)，由于外界因素均控制在最適范圍，因此限制因素可能是內(nèi)因中的葉綠體中酶的數(shù)量，A正確；a點(diǎn)光照條件下，對(duì)應(yīng)低二氧化碳條件的b點(diǎn)，此時(shí)低二氧化碳條件下，b點(diǎn)之后光合作用強(qiáng)度不再增加，即已經(jīng)達(dá)到光飽和點(diǎn)，B正確；c點(diǎn)時(shí)兩曲線重合，表示同一光照條件下不同濃度二氧化碳時(shí)光合速率相同，因此此時(shí)的限制因素是光照強(qiáng)度；而b點(diǎn)低二氧化碳濃度下的光飽和點(diǎn)，因此提高二氧化碳濃度會(huì)提高光合作用強(qiáng)度，C正確；鎂是合成葉綠素的元素，缺酶色素減少，相同光照條件下，光合速率減慢，在較高光照條件才能達(dá)到光飽和點(diǎn)，因此b點(diǎn)應(yīng)向右移，D錯(cuò)誤。
【答案】D
2．科研人員檢測(cè)晴朗天氣下露地栽培和大棚栽培的油桃的光合速率（Pn）日變化情況，并將檢測(cè)結(jié)果繪制成下圖。下列相關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是（ ）
A．光照強(qiáng)度增大是導(dǎo)致ab段、lm段Pn增加的主要原因
B．致使bc段、mn段Pn下降的原因是氣孔關(guān)閉
C．致使ef段、op段Pn下降的原因是光照逐漸減弱
D．適時(shí)澆水、增施農(nóng)家肥是提高大田作物產(chǎn)量的重要措施
【解析】早晨日出后光照強(qiáng)度不斷增大，使得露地栽培的和大棚栽培的油桃的光合速率迅速上升，A正確；大棚栽培條件下的油桃在bc段Pn下降，主要原因是日出后旺盛的光合作用消耗大量CO2，使大棚內(nèi)密閉環(huán)境中CO2濃度迅速下降，而露地栽培的油桃在mn段Pn下降，是因環(huán)境溫度過(guò)高導(dǎo)致氣孔關(guān)閉，吸收CO2減少所致，B錯(cuò)誤；15時(shí)以后，兩種栽培條件下的光合速率持續(xù)下降，是光照強(qiáng)度逐漸減弱所致，C項(xiàng)正確；適時(shí)澆水避免植物因缺水導(dǎo)致氣孔關(guān)閉、增施農(nóng)家肥從而增加土壤中CO2濃度，是提高大田作物產(chǎn)量的重要措施，D項(xiàng)正確。
【答案】B
3．夏季晴朗的一天，甲乙兩株同種植物在相同條件下CO2吸收速率的變化如圖所示。下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．甲植株在a點(diǎn)開(kāi)始進(jìn)行光合作用
B．乙植株在e點(diǎn)有機(jī)物積累量最多
C．曲線b～c 段和d～e段下降的原因相同
D．兩曲線b～d段不同的原因可能是甲植株氣孔無(wú)法關(guān)閉
【解析】依題意可知，曲線的縱坐標(biāo)表示凈光合作用CO2吸收速率，凈光合作用CO2吸收速率＝實(shí)際光合作用CO2吸收速率－呼吸作用CO2釋放速率。a點(diǎn)時(shí)，甲植株的凈光合作用CO2吸收速率為零，說(shuō)明光合作用在a點(diǎn)之前就已經(jīng)進(jìn)行，A錯(cuò)誤；18時(shí)以后，乙植物的光合作用CO2吸收速率開(kāi)始小于呼吸作用CO2釋放速率，說(shuō)明有機(jī)物的積累最多的時(shí)刻為18:00時(shí)，e點(diǎn)時(shí)有機(jī)物積累量已經(jīng)減少，B錯(cuò)誤；曲線b～c段下降的原因是氣孔部分關(guān)閉，導(dǎo)致二氧化碳供應(yīng)不足，d～e段下降的原因是光照強(qiáng)度減弱，光反應(yīng)提供的[H]和ATP不足導(dǎo)致，C錯(cuò)誤；乙曲線b～d段形成的原因是乙植株氣孔部分關(guān)閉，導(dǎo)致二氧化碳供應(yīng)不足，甲曲線b～d段形成的原因可能是甲植株氣孔無(wú)法關(guān)閉，D正確。
【答案】D
4．科學(xué)家研究小麥 20℃時(shí)光合作用強(qiáng)度與光照強(qiáng)度的關(guān)系，得到如圖曲線。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是( )
A．在25℃條件下研究時(shí)，cd段位置會(huì)下移，a點(diǎn)會(huì)上移
B．a(chǎn)點(diǎn)時(shí)葉肉細(xì)胞產(chǎn)生ATP的細(xì)胞器只有線粒體
C．其他條件適宜，當(dāng)植物缺Mg時(shí)，b點(diǎn)將向右移動(dòng)
D．c 點(diǎn)之后小麥光合作用強(qiáng)度不再增加可能與葉綠體中酶的濃度有關(guān)
【解析】當(dāng)環(huán)境溫度由20℃升高至25℃時(shí)，細(xì)胞呼吸逐漸增強(qiáng)，a點(diǎn)和cd段位置均會(huì)下移，A錯(cuò)誤；a點(diǎn)時(shí)光照強(qiáng)度為零，葉肉細(xì)胞不進(jìn)行光合作用，但能進(jìn)行細(xì)胞呼吸，因此產(chǎn)生ATP的細(xì)胞器只有線粒體，B正確；其他條件適宜，當(dāng)植物缺Mg時(shí)，葉綠素含量減少，光合作用強(qiáng)度減弱，細(xì)胞呼吸強(qiáng)度不變，b點(diǎn)將向右移動(dòng)，C正確；c點(diǎn)之后限制小麥光合作用強(qiáng)度的因素可能是葉綠體中酶的濃度、光合色素的含量等，D正確。
【答案】A
5．下圖是光照強(qiáng)度與光合速率關(guān)系圖,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（ ）
A．當(dāng)光照強(qiáng)度
S2+S4,則該植物在這兩晝夜內(nèi)_______（“能”或“不能”）生長(zhǎng)。
（2）圖2中曲線b是在17時(shí)到20時(shí)之間采取某種措施后形成的，該措施是__________。與曲線a相比，曲線b的總產(chǎn)量增加了_________________（用圖中CO2含量字母表示）。
（3）有人在曲線b的D點(diǎn)（20時(shí)）后繼續(xù)維持上述措施謀求更大產(chǎn)量，但是CO2含量的變化卻如曲線c，形成EF段的主要原因是_____________________。假定某個(gè)活的離體葉肉細(xì)胞處于EF時(shí)期，請(qǐng)你推測(cè)該細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中CO2的濃度__________（大于/等于/小于）圖2中24時(shí)溫室中的CO2濃度。
【解析】（1） 圖1中DE段表示的是波動(dòng)的CO2的釋放量即呼吸作用強(qiáng)度，影響呼吸速率的主要因素是溫度，S2和S4表示凈光合速率，影響凈光合速率的因素主要是光照強(qiáng)度，S1+S3+S5表示植物一天有機(jī)物的消耗，S2+S4表示植物一天有機(jī)物的積累，若S1+S3+S5>S2+S4,則不能正常生長(zhǎng)。（2）曲線b是在17時(shí)到20時(shí)之間采取某種措施后形成的，因?yàn)槎趸己砍掷m(xù)降低,所以該措施是補(bǔ)充光照，使光合作用繼續(xù)進(jìn)行，與曲線a相比，曲線b的總產(chǎn)量的增加即為二氧化碳的減少量，為h-g。（3）CO2含量的變化如曲線c，說(shuō)明光合作用強(qiáng)度不再增加，形成EF段的主要原因是CO2含量太低，某個(gè)活的離體葉肉細(xì)胞處于EF時(shí)期，說(shuō)明此時(shí)光合作用等于呼吸作用，細(xì)胞不再利用外界的二氧化碳，所以此時(shí)該細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中CO2的濃度等于圖中24時(shí)溫室中的CO2濃度。
【答案】（1）溫度 光照強(qiáng)度 不能
（2）補(bǔ)充光照 h-g
（3）CO2含量太低 等于
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