第三节 光合作用　

典型例题

　　例1 光合作用合成了1摩尔的葡萄糖，在五碳化合物数量不变的情况下，此过程中产生的三碳化合物的摩尔数是（    ）

　　A、3摩尔      B、6摩尔        C、12摩尔         D、24摩尔

　　答案：C

　　解析：我们知道，暗反应中二氧化碳的固定是指一分子的二氧化碳与一分子的五碳化合物形成两分子的三碳化合物的过程，而二氧化碳固定后产生的两分子三碳化合物经还原后，两个三碳化合物（共六个碳）中的一个碳用于合成葡萄糖分子中的一个碳，共它五个碳重新产生五碳化合物；而葡萄糖分子中有六个碳，因此，在五碳化合物不变的情况下，要通过光合作用产生一摩尔的葡萄糖，需要的三碳化合物的摩尔数为12摩尔。

　　例2 在光照充足的情况下，下列有利于载培番茄增产的的一组条件是（    ）

　　A、昼夜恒温26℃             B、日温26℃，夜温15℃

　　C、昼夜恒温15℃             D、日温15℃，夜温26℃

　　答案：B

　　解析：作物增产的一个重要途径是：增强光合作用的速率，降低呼吸作用的速率。而温度对光合作用、呼吸作用的影响是通过影响这些生理过程中的酶活性实现的。在光照充足的条件下，白天温度高，参与光合作用的酶活性增强，有机物积累增多；晚上温度低，对与呼吸作用的酶活性降低，有机物的消耗少。因此，总的来看，提高昼夜温差，有利于有机物的积累，可以起到栽培作用增产生效果。

　　例3 下图表示大豆种子萌发成幼苗的过程中，干重和鲜重的变化曲线，学生认为表示鲜重的曲线是哪一条？其光合作用开始于哪一点？（    ）

　　A、X、O      B、Y、M      C、Y、O       D、X、Q

　　答案：A

　　解析：大豆在萌发过程中，由于不断地吸水，因此其鲜重是不断增加的；由于大豆幼苗还没长出真叶前，植株不能进行光合作用，不能制造有机物，因此有机物是减少的，即干重下降；一旦大豆幼苗长出真叶，光合作用开始进行，就可以进行光合作用，有机物开始积累，干重增加。

　　例4 科学家研究发现，用“汽水”浇灌植物能促进植物的生长，原因是“汽水”能（    ）

　　A、加强呼吸作用                   B、加强光合作用

　　C、改良碱性土壤，调节pH值       D、加强植物蒸腾作用

　　答案：B

　　解析：“汽水”实际上是充入二氧化碳气的弱酸性溶液，它可缓慢释放出二氧化碳气体，而二氧化碳是光合作用暗反应的原料，在一定范围内增加二氧化碳浓度可起到增强光合作用，从而促进植物有机物的积累。由于汽水所释放出的二氧化碳可增加作物叶片周围环境的二氧化碳浓度，从而促进了植物的生长，同时汽水中二氧化碳与水形成的碳酸，在土壤中进一步解离为氢离子和碳酸氢根离子，又可加强植物的根系矿质元素的离子交换吸附，也可起到促进植物体生长的作用。

　　例5 右图中的各曲线中，Ⅰ为某一农田一昼夜的温度变化曲线、Ⅱ为光照变化曲线、Ⅲ为植物吸收二氧化碳的变化曲线，请据图回答：

　　（1）植物在          段内制造有机物。

　　（2）植物在           段内积累有机物。

　　（3）d处凹陷，原因是温度过高，叶片上      关闭，              吸收量减少，影响了光合作用中的           反应效率。

　　（4）a处凸起，原因是下半夜        偏低，使呼吸作用                。

　　答案：（1）b-f   (2)c-e       (3) 气孔   二氧化碳  暗    （4）温度  减弱

　　解析：本题考查学生利用所学的光合作用与呼吸作用的知识，分析生产实践中的生物学问题的能力，要求学生通过几条曲线的分析，总结出温度、光照强度等因素对光合作用和呼吸作用的影响，同时对学生的读图能力有较高的要求。

　　本题的难点在于横、纵坐标生物学含义较复杂，曲线数目较多，且三条曲线变化趋势有一定的相关性。因此，在解答本题时，首先要明确曲线图坐标的含义：横坐标表示时间（0时-24时），纵坐标向上表示二氧化碳吸收量越来越大、纵坐标向下表示二氧化碳释放量越来越大。同时还要明确三条曲线所表示的生物学含义：分别代表Ⅰ为某一农田一昼夜的温度变化曲线、Ⅱ为光照变化曲线、Ⅲ为植物吸收二氧化碳的变化曲线。

　　（1）植物只要在有光照的条件下就可进行光合作用，即可合成有机物。从图中的曲线Ⅱ可以看出，从b点开始有光照（天亮），到f点光照消失（天黑），即b-f 一直有光照，因此植物在b-f段内制造有机物。

　　（2）绿色植物在光下同时进行光合作用和呼吸作用，而在黑暗处只进行呼吸作用。而光合作用吸收二氧化碳，呼吸作用释放二氧化碳，植物在光下，且光合作用速率大于呼吸作用速率，即有机物有净积累时，空气中二氧化碳表现为净的吸收；而当光合作用速率低于呼吸作用速率时，空气中二氧化碳的量表现为净的释放。从曲线Ⅲ可以看出，从c点e 点曲线表现为二氧化碳的净释放过程，因此，c-e段内积累有机物。b-c及e-f是有光照，说明植物进行着光合作用，但没有有机物的净积累，其原因是：b-c代表的时间段是早晨、e-f代表的时间段是傍晚，这两个时间段光照均不强，此时光合作用的速率比呼吸作用速率低，因此光合作用合成的有机物量少于呼吸作用消耗的有机物量，因此有机物总量没有增加，反而下降了，即没有有机物的积累。

　　（3）在曲线Ⅲ的d处向下凹陷，其生物学含义是二氧化碳的吸收量在d处有所下降，再分析一下d点所处的时间，正好是正午12点到1点左右，结合曲线Ⅰ的温度变化（d 点处此时光照强度最大），植物叶片的蒸腾作用强，植物体的气孔会关闭一部分以减小其叶片的蒸腾作用，否则植物会因大量失水而萎蔫。由于光合作用的原料之一 二氧化碳因气孔的关闭而摄入量减少，从而影响了光合作用的暗反应，导致光合速率下降，出现曲线Ⅲ的d处向下凹陷的现象。

　　（4）曲线Ⅲ的a处凸起，其生物学含义为此处植物二氧化碳的释放量减少，再结合横坐标所处的时间（a点处正好是后半夜2-3点左右）及曲线Ⅰ的温度变化（a点处的温度最低），可以分析出，a点处由于温度低，与呼吸作用相关的酶的活性降低，使植物的呼吸作用下降，导致二氧化碳的释放量减少，而纵坐标越向下表示二氧化碳的释放量越大，因此，曲线Ⅲ的a处会出现向上凸起的现象。

　　例6 植物的新陈代谢受外部环境因子（如光、温度）和内部因子（如激素）的影响，研究内、外因子对植物生命活动的影响具有重要意义。下图表示野外松树（阳生植物）光合作用强度与光照强度的关系。其中的纵坐标表示松树整体表现出的吸收二氧化碳和释放二氧化碳量的关况。请分析回答：

　　①当光照强度为b时，光合作用强度

　　②光照强度为a时，光合作用吸收二氧化碳的量等于呼吸作用放出的二氧化碳的量。如果白天光照强度较长时期为a，植物能不能正常生长？为什么？

　　③如将该曲线改绘为人参（阴生植物）光合作用强度与光照强度关系的曲线，b点的位置应如何移动，为什么？

　　答案：

　　①最高，光照强度再增强，光合作用强度不再增加。

　　②不能。光照强度为 a 时，光合作用形成的有机物和呼吸作用消耗的有机物相等，但晚上只进行呼吸作用。因此，从全天看，消耗大于积累，植物不能正常生长。

　　③左移，与松树相比，人参光合作用强度达到最高点时，所需要的光照强度比松树低。

　　解析：

　　本题考查学生对光合作用影响因素—光照强度的理解，同时考查学生的读图分析能力。

　　光合作用的可通过对二氧化碳的吸收量来表示，光照强度是影响光合作用强度的一个非常重要的外界环境因素。

　　①从上图可以看出，在一定范围内，从a 到b点，随光照增强，光合作用强度增加，呈现出一种正相关；当超过b点时，随着光照的继续增强，光合作用强度不再增加。所以第一小题答案应为：光照强度为b时，光合作用强度最高，当超过b点时，随着光照的继续增强，光合作用的强度不再增加。

　　②光照强度为a时，光合作用吸收二氧化碳的量等于呼吸作用放出二氧化碳的量，此时有机物的净积累为O。若白天光照强度在较长时间维持在a点水平，白天有机物净积累为O，而晚上则只进行呼吸作用，这就会造成有机物的消耗量大于有机物的积累量，植物将不能正常生长。

　　③由于松树是典型的阳生植物，它需要较强的光照才能生长良好，而人参是典型的阴生植物，它在较弱的光照强度条件下就能生长良好。因此，如果把以上的关系曲线图改为人参的，其b点的位置应向左移，因为b点的生物学含义是：当达到最大光合速率时，所需的最低光照强度，而人参与松树相比较，人参光合作用速率达到最高点时，所需的光照强度比松树低。