高中生物北师大版 (2019)必修1《分子与细胞》三 影响光合作用的因素导学案及答案

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【学习目标】
1．尝试探究影响光合作用强度的环境因素。
2．了解植物的自身特性影响光合速率。
3．通过了解光合作用原理在农业生产上的应用，认识生物科学的价值。
【学习重难点】
影响光合作用的环境因素。
【学习过程】
一、自主学习
寻找证据——实验
阅读P126页资料，根据实验获得的信息，思考下列问题：
1．影响光合速率的因素有哪些？
2．在实践中有哪些人为提高光合速率的措施？
二、知识巩固
1．右图是某阳生植物叶肉细胞光合作用强度(以CO2的吸收量或放出量表示)与光照强度之间的关系。能正确反映A点时该植物叶肉细胞生理过程及量变关系的示意图是( )
2．如何使作物最大限度地利用太阳光能以进行光合作用是现代化农业生产中提高作物产量的根本问题。下列措施不能够有效提高光能利用效率的是( )
A．阴雨天气提高温室中的CO2浓度
B．将玉米与大豆混合种植
C．为农作物补充镁元素，保证叶绿素的含量
D．合理灌溉，使植株保持挺拔
3．下图表示在夏季晴朗的白天，植物细胞内C3和C5的相对含量随一种环境因素的改变而变化的情况，下列对这一环境因素的改变分析正确的是( )
A．突然停止光照
B．突然增加CO2浓度
C．降低环境温度
D．增加光照强度
4．光照强度和CO2浓度是影响光合作用的两个主要外界因素，下图是北方夏季一天中棉花叶片光合作用强度的变化曲线，正确的图解是( )
5．将下图所示细胞置于密闭容器中培养。在不同光照强度下，细胞内外的CO2和O2浓度在短时间内发生了相应变化。下列叙述错误的是( )
适宜条件下悬浮培养的水稻叶肉细胞示意图
A．黑暗条件下，①增大、④减小
B．光强低于光补偿点时，①③增大
C．光强等于光补偿点时，②③保持不变
D．光强等于光饱和点时，②减小、④增大
6．在“探究环境因素对光合作用的影响”的活动中，选用某植物A、B两个品种，在正常光照和弱光照下进行实验，部分实验内容与结果见下表。
回答下列问题。
（1）据表推知，经弱光照处理，品种A的叶绿素总含量和类胡萝卜素总含量较正常光照 ，导致暗反应中再生出五碳化合物的量 ，从而影响光合作用速率。
（2）表中的光合色素位于叶绿体的 膜上。分别提取经两种光照处理的品种B的光合色素，再用滤纸进行层析分离。与正常光照相比，弱光照处理的滤纸条上，自上而下的第4条色素带变 ，这有利于品种B利用可见光中较短波长的 光。
（3）实验结果表明，经弱光照处理，该植物可通过改变光合色素的含量及其 来适应弱光环境。品种 的耐荫性较高。
答案
1．解析：A点时，光合作用速率与细胞呼吸速率相等，光合作用需要的CO2全部由细胞呼吸产生的CO2提供，整个细胞对外不表现出气体交换。
答案：C
2．解析：阴雨天气，光照强度减弱，这种情况下补充CO2达不到提高光能利用率的目的；玉米与大豆混合种植可以充分利用光能，进而达到提高光能利用率的目的；充足的叶绿素可以保证对光的最大吸收；植株挺拔，叶片充分展开，有利于对光的吸收。
答案：A
3．解析：突然停止光照，光反应产生的NADPH和ATP减少，被还原的C3减少，生成的C5减少，而CO2被C5固定形成C3的过程不变，故C3的含量将增加，C5的含量将减少，A项错误；突然增加CO2浓度，CO2被C5固定形成的C3增加，则消耗的C5增加，故C5的含量将减少，B项错误；降低环境温度，光合作用的过程均会变慢，故C3、C5的含量相对稳定，C项错误；增加光照强度，光反应产生的NADPH和ATP增多，被还原的C3增多，生成的C5增多，而CO2被C5固定形成C3的过程不变，故C3的含量将减少，C5的含量将增加，D项正确。
答案：D
4．答案：C
5．答案：B
6．解析：（1）分析表中信息可知：经弱光照处理，品种A的叶绿素总含量和类胡萝卜素总含量较正常光照下降，使其吸收的光能减少，光反应减弱，生成的NADPH和ATP减少，致使暗反应中的C3的还原减弱，再生出C5的量减少，从而影响光合作用速率。
（2）光合色素位于叶绿体的类囊体膜上。叶绿素b主要吸收蓝紫光。用纸层析法分离叶绿体中的色素，在滤纸条上，由上而下的第4条色素带是叶绿素b。表中信息显示：品种B的叶绿素b的含量，弱光照时高于正常光照。可见，分别提取经两种光照处理的品种B的光合色素并用纸层析法进行分离，与正常光照相比，弱光照处理的滤纸条上，自上而下的第4条色素带变宽，这有利于品种B利用可见光中较短波长的蓝紫光。
（3）表中信息显示：弱光照时品种A的叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素总量均低于正常光照，而品种B却与之相反，这一结果表明：经弱光照处理，该植物可通过改变光合色素的含量及其比例来适应弱光环境，品种B的耐荫性较高。
答案：（1）下降 减少 （2）类囊体 宽 蓝紫 （3）比例 B
品种
光照处理
叶绿素a含量(mg·cm-2)
叶绿素b含量(mg·cm-2)
类胡萝卜素总含量(mg·cm-2)
光合作用速率(μmlCO2·m-2·s-1)
A
正常光照
1.81
0.42
1.02
4.59
A
弱光照
0.99
0.25
0.46
2.60
B
正常光照
1.39
0.27
0.78
3.97
B
弱光照
3.80
3.04
0.62
2.97