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1、第第1212讲讲 能量之源能量之源光与光光与光合作用合作用（同位素标记法的实验应用、 探究影响光合作用的环境因素）一、捕获光能的色素和场所1光合色素(1)光合色素的种类：叶绿体中的光合色素有叶绿素和类胡萝卜素两类。叶绿素分为叶绿素a和叶绿素b两种，均不溶于水，但易溶于酒精、丙酮、石油醚等有机溶剂中。叶绿素a呈蓝绿色；叶绿素b呈黄绿色。类胡萝卜素包括胡萝卜素和叶黄素两种，颜色分别是橙黄色和黄色。(2)功能：叶绿素主要吸收红光和蓝紫光；类胡萝卜素则主要吸收蓝紫光。 2叶绿体 (1)叶绿体的结构：如下图，由外膜、内膜、叶绿体基质和基粒(由类囊体构成)组成，与光合作用有关的酶分布于基粒的类囊体及基质中
2、。光合作用色素分布于类囊体薄膜上，因此光反应的场所是类囊体薄膜。 (2)叶绿体扩大反应面积的方式是类囊体薄膜叠加形成基粒。 (3)功能：叶绿体是进行光合作用的场所。 (4)分布：叶绿体主要分布在植物的叶肉细胞和幼嫩的皮层细胞中。 【例1】下图为叶绿体结构与功能示意图，请据图判断下列有关说法中不正确的是()C A光合作用的光反应在图中A处进行，必须在有光条件下进行 B光合作用过程中释放的O2来自于H2O C光合作用的暗反应在图中B处进行，必须在无光条件下进行 D光合作用过程中CO2被固定并还原成图中的甲物质 【解析】本题主要考查光合作用的场所。光合作用的暗反应的反应条件是不需要光，有光无光均可进
3、行。先看懂图，然后结合所学知识回答问题。 二、“绿叶中色素的提取和分离”实验 1实验原理 (1)色素溶于有机溶剂而不溶于水，可用无水乙醇等有机溶剂提取绿叶中的色素。 (2)各种色素在层析液中溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢，从而使各种色素相互分离。2方法步骤(1)提取色素称取绿叶剪碎研磨：加入少许SiO2、CaCO3和10 mL无水乙醇过滤：漏斗基部放一块单层尼龙布收集滤液(2)制备滤纸条长与宽略小于试管，在一端剪去两角在距剪去两角的一端1 cm处画铅笔线 (3)画滤液细线 沿铅笔线画一条直且均匀的滤液细线 干燥后，再画一两次 (4)色素分离 将滤纸条插入有3 mL层析
4、液的试管中，有滤液细线的一端朝下。 (5)观察结果：滤纸条上色素带有四条，如图： 3实验中几种化学试剂的作用 (1)无水乙醇用于提取绿叶中的色素。 (2)层析液用于分离绿叶中的色素。 (3)二氧化硅可增加杵棒与研钵间的摩擦力，破坏细胞结构，使研磨充分。 (4)碳酸钙可防止研磨过程中色素被破坏。 4实验中的注意事项 (1)选材：应选取鲜嫩、颜色深绿的叶片，以保证含有较多的色素。 (2)提取色素：研磨要迅速、充分，且加入各物质的量要成比例，以保证提取较多的色素和色素浓度适宜。 (3)画滤液细线：用力要均匀，快慢要适中。滤液细线要细、直，且干燥后重复画一两次，使滤液细线既有较多的色素，又使各色素扩散
5、的起点相同。 (4)色素分离：滤液细线不要触及层析液，否则滤液细线中的色素分子将溶解到层析液中，滤纸条上得不到色素带。 5色素提取液呈淡绿色的原因分析 (1)研磨不充分，色素未能充分提取出来。 (2)称取绿叶过少或加入无水乙醇过多，色素溶液浓度小。 (3)未加碳酸钙或加入过少，色素分子部分被破坏。 【例2】(2012上海卷)如图表示叶绿体色素提取分离实验中纸层析的结果，据图判断用作实验材料的叶片颜色为()A红色 B黄色C绿色 D紫色 【解析】B 正常绿色叶片中叶绿素含量大于类胡萝卜素的含量。由图可知，类胡萝卜素的含量远大于叶绿素含量，故此叶片颜色为黄色。 1光合作用的探究历程中几个重要实验 (
6、1)普利斯特利的实验 密闭玻璃罩绿色植物 三、光合作用的探究历程 (2)萨克斯的实验 黑暗中饥饿处理的绿叶 (3)鲁宾和卡门的实验 【例3】光合作用能否放出O2，可观察倒置的装满水的试管中有无气泡产生来验证。结合给出的三个倒置的试管，此验证性实验的最佳设计应为() A只有a试管 Ba试管和b试管 Ca试管和c试管 Db试管和c试管C 【解析】本题通过实验设计的形式主要考查光合作用的认识过程。题中实验的目的是验证光合作用能否放出O2，因此自变量是光合作用，有光合作用的一组为实验组，没有光合作用的一组为对照组。这样，只有a、c两试管符合对照的条件。 四、光合作用的过程 1总反应式： 2光反应与暗反
7、应的比较：比较项目光反应暗反应实质光能转换为化学能，并放出O2同化CO2形成有机物时间短促，以微秒计较缓慢条件需叶绿素、光、酶不需叶绿素和光，需要多种酶比较项目光反应暗反应场所在叶绿体类囊体结构的薄膜上进行在叶绿体内的基质中进行物质转化能量转换光能活跃化学能，并储存在ATP和H中ATP中活跃的化学能(CH2O)中稳定的化学能续表续表比较项目光反应暗反应图解关系光反应为暗反应提供还原剂H、能量ATP；暗反应为光反应提供ADP和Pi没有光反应，暗反应无法进行；没有暗反应，有机物无法合成 【例4】将单细胞绿藻置于25 、适宜光照和充足的CO2条件下培养，经过一段时间后，突然停止光照，发现绿藻体内三碳
8、化合物的含量突然上升，这是由于() 光反应仍在进行，形成H和ATP光反应停止，不能形成H和ATP暗反应仍进行，CO2和五碳化合物结合，继续形成三碳化合物光反应停止，由于没有H和ATP供应，三碳化合物不能形成葡萄糖，积累了许多的三碳化合物 A B C DB 【解析】本题主要考查光照强度对C3含量的影响。若突然停止光照，光反应停止，ATP和H的合成停止，C3的消耗减少，积累增加。而与此同时，暗反应仍然在进行，C3的积累进一步增加。凡是涉及光照和CO2浓度变化对植物细胞内C3、C5、H、ATP及(CH2O)合成量的影响的题目，一定要既考虑来源，又考虑去路。 五、影响光合作用的因素及光合作用原理在农业
9、生产上的应用 1光照强度(1)曲线分析(如右图)A点光照强度为0，此时只进行细胞呼吸，释放的CO2量可表示此时细胞呼吸的强度。 AB段：随光照强度增强，光合作用强度也逐渐增强，CO2释放量逐渐减少，这是因为细胞呼吸释放的CO2有一部分用于光合作用，此时细胞呼吸强度大于光合作用强度。 B点：细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用，即光合作用强度等于细胞呼吸强度(光照强度只有在B点以上时，植物才能正常生长)，B点所示光照强度称为光补偿点。 BC段：表明随着光照强度不断加强，光合作用强度不断加强，到C点以上不再加强了，C点所示光照强度称为光饱和点。 (2)应用：阴生植物的B点前移，C点较低，如图中虚线
10、所示，间作套种农作物的种类搭配，林带树种的配置，可合理利用光能；适当提高光照强度可增加大棚作物产量。 2CO2浓度 (1)曲线分析(如下图)：图1和图2都表示在一定范围内，光合作用速率随CO2浓度的增加而增大，但当CO2浓度增加到一定范围后，光合作用速率不再增加。图1中A点表示光合作用速率等于细胞呼吸速率时的CO2浓度，即CO2补偿点；图2中的A点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度。图1和图2中的B和B点都表示CO2饱和点。(2)应用：在农业生产上可以通过“正其行，通其风”，增施农家肥等增大CO2浓度，提高光能利用率。 3温度 (1)曲线分析(如下图)：温度主要是通过影响与光合作用有关酶的活
11、性而影响光合作用速率。 (2)应用：冬天，温室栽培可适当提高温度，也可适当降低温度。白天调到光合作用最适温度，以提高光合作用；晚上适当降低温室温度，以降低细胞呼吸，保证植物有机物的积累。 4必需元素供应对光合速率的影响 (1)曲线分析(如下图)：在一定浓度范围内，增大必需元素的供应，可提高光合作用速率，但当超过一定浓度后，会因土壤溶液浓度过高而导致植物渗透失水而萎蔫。 (2)应用：根据作物的需肥规律，适时、适量地增施肥料，可提高农作物产量。 5水分的供应对光合作用速率的影响 (1)影响：水是光合作用的原料，缺水既可直接影响光合作用，又会导致叶片气孔关闭，限制CO2进入叶片，从而间接影响光合作用
12、。 (2)应用：根据作物的需水规律合理灌溉。 【例5】如图所示的14四种实验条件下，测定了不同光照强度对光合作用速率的影响。从以下实验可知，限制实验2、实验3和P点光合作用速率的因素分别是()A光照强度；CO2浓度；温度B温度；CO2浓度；光照强度 CCO2浓度；温度；光照强度D温度；光照强度；CO2浓度B 【解析】本题主要考查环境因素对光合作用强度的影响。由图可知，P点以前，光照增强，光合速率增加，因此P点时的限制因子是光照强度；比较实验1和实验2，在横坐标上任取一点，实验1的光合速率之所以比实验2高在于温度高，因而限制实验2的因素是温度；比较实验1和实验3，在横坐标上任取一点，实验1的光合
13、速率之所以比实验3高在于CO2浓度高，因而限制实验3的因素是CO2浓度。 六、光合作用与有氧呼吸的比较 1区别与联系光合作用有氧呼吸代谢类型合成作用(或同化作用)分解作用(或异化作用)物质变化无机物有机物有机物无机物能量变化光能化学能(储能)化学能ATP、热能(放能)实质合成有机物，储存能量分解有机物、释放能量场所叶绿体活细胞(主要在线粒体)条件只在光下进行有光、无光都能进行H的来源光反应中水的光解第一阶段从葡萄糖到丙酮酸及第二阶段丙酮酸和H2O分解产生续表光合作用有氧呼吸H的去路作为还原剂用于暗反应阶段中还原C3形成(CH2O)和C5用于第三阶段还原O2产生H2O，同时释放大量能量ATP的来
14、源光反应阶段ATP合成所需能量来自色素吸收的太阳光能第一、二、三阶段均产生，第三阶段产生最多，能量来自有机物氧化分解ATP的去路用于暗反应阶段C3的还原，以稳定化学能形式储存于有机物中作为能量通货用于各项生命活动联系 2.光合作用与细胞呼吸的计算 (1)光合作用速率表示方法：通常以一定时间内CO2等原料的消耗或O2、(CH2O)等产物的生成数量来表示。 (2)呼吸速率表示方法：将植物置于黑暗中，实验容器中CO2增加量、O2减少量或有机物减少量，即表示呼吸速率。 (3)如下图，叶绿体内光合作用产物O2和有机物首先满足同一细胞内线粒体进行细胞呼吸的需要，若有多余再排出细胞外，即deg；或不够再从细
15、胞外获得，即gdf。而线粒体细胞呼吸的产物CO2也首先满足同一细胞内叶绿体进行光合作用的需要，若有多余再排出细胞外，即hca；或不够再从细胞外获得，即cbh。 因此，光照下有机物的净积累量可用下式来表示：净积累量总合成量呼吸量。 一昼夜有机物的积累量(用CO2量表示)可用下式表示：积累量白天从外界吸收的CO2总量晚上呼吸释放的CO2量。 应用指南：将离体叶片培养在NaHCO3溶液中，分别测定黑暗和光照下溶液pH的变化或借助酸碱指示剂的颜色变化，可以验证光合作用吸收CO2和细胞呼吸释放CO2。 【例6】采用黑白瓶(不透光可透光瓶)法测定池塘群落各深度日代谢的平均氧浓度变化，结果如下表。请据表分析
16、，该池塘一昼夜生产氧气量和消耗氧气量各为多少(单位：gm2)() A. 9、7 B8、7 C8、11 D5、11B 【解析】本题主要考查光合作用与细胞呼吸的计算。遇到光合作用与细胞呼吸的计算题，首先判断题中的已知量指的是总生成量还是净积累量，这是解题的关键，若判断不清，结果必然错误。然后再根据总量与净积累量的关系式就很快得到结果。表中白瓶的量即为净积累量，黑瓶的量为呼吸消耗量，题中所问池塘中的氧气生产量和消耗量是指整个池塘，包括各个深度，因此，计算结果应是各深度之和。另外，这里很明显氧气生产量指的是总生成量，而不是净积累量。表中各深度黑瓶中的呼吸消耗量为7，白瓶中的净积累量为1，因此总生成量为
17、8。 七、化能合成作用 1概念：某些细菌利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物的合成作用。 2实例：硝化细菌能利用NH3氧化成HNO2和HNO3时所释放的化学能，将CO2和H2O合成为糖类。 3自养生物和异养生物 (1)自养生物：绿色植物和硝化细菌都能将无机物合成为有机物，因此属于自养生物。 (2)异养生物：人、动物、真菌以及大多数细菌只能利用环境中现成的有机物来维持自身的生命活动，属于异养生物。 【例7】下图示生物体部分代谢过程，下列有关分析正确的是() A过程只能在植物细胞的叶绿体中进行 B过程需要的酶只存在于线粒体的内膜和线粒体基质中 C能进行过程的生物无核膜但属于生产
18、者 D和过程只能发生于不同的细胞中C 【解析】本题主要考查光合作用、细胞呼吸和化能合成作用等知识点，具有较强的综合性。过程表示将CO2和H2O合成有机物，可以在植物细胞的叶绿体中进行也可以在含光合色素的原核生物中进行；过程是将(CH2O)彻底分解，属于有氧呼吸全过程，场所有细胞质基质，也有线粒体内膜和基质；过程是硝化细菌利用氧化NH3获得的化学能合成有机物的过程，属于化能合成作用；过程是无氧呼吸产生酒精的过程。有氧呼吸和无氧呼吸可发生于同一细胞中。 1叶绿素对红光和蓝紫光的吸收量较大，对黄绿光的吸收量较少，并非不吸收；而类胡萝卜素吸收蓝紫光也仅表示对蓝紫光的吸收量较大，对其他光吸收量较少。2并
19、非所有的植物细胞都具有叶绿体，如植物的根尖细胞、表皮细胞没有叶绿体；并非能进行光合作用的生物都具有叶绿体，如蓝藻。3当条件改变时，C3、C5、ATP、H含量变化4.色素只存在于光反应部位叶绿体类囊体薄膜上，但光反应和暗反应都需要酶参与，所以与光合作用有关的酶存在于两个部位叶绿体类囊体薄膜上和叶绿体基质中，但暗反应所需的酶的种类多、数量多。一、理论归纳(一)同位素标记法的实验应用1概述用同位素标记化合物，让它们一起运动、迁移，再用探测仪器进行追踪，可以弄清化学反应的详细过程的方法。2方法应用用来研究细胞内的元素或化合物的来源、组成、分布和去向等，进而了解细胞的结构和功能、化学物质的变化、反应机理
20、等。3应用分析(1)标记某元素，追踪其转移途径。如用18O标记 ，光合作用只产生18O2；再用18O标记C18O2，光合作用只产生O2；证明光合作用产生的氧气中的氧原子全部来自于H2O，而不是来自CO2。(2)标记特征元素，探究化合物的作用。如T2噬菌体侵染细菌的实验中，用32P标记噬菌体的DNA，大肠杆菌内发现放射性物质；35S标记蛋白质，大肠杆菌内未发现放射性物质；证明了DNA是噬菌体的遗传物质。(3)标记特征化合物，探究详细生理过程，研究生物学原理。如用3H标记亮氨酸，探究分泌蛋白的分泌过程；用3H标记胸腺嘧啶脱氧核苷酸，研究有丝分裂过程中染色体的变化规律；用15N标记DNA，证明了DN
21、A复制的特点是半保留复制。(二)探究影响光合作用的环境因素1实验设计思路分析2.实验设计示例探究光照强度对光合作用的影响(1)实验流程(2)实验结论：在一定范围内，随着光照强度不断增强，光合作用强度也不断增强(小圆形叶片中产生的O2多，浮起的多)。二、演练二、演练1.光合作用是地球上最重要的化学反应。同位素标记法的引入，为探寻和建立光合作用的化学反应过程，作出了巨大的贡献。(1)1939年，鲁宾和卡门用同位素标记法追踪光合作用中O2的来源。鲁宾和卡门用 和普通的CO2进行小球藻光合作用实验(见图A)，结果放出的O2具有放射性。若用C18O2和普通的H2O进行光合作用实验(见图B)，结果产生的O
22、2不具有放射性。综合实验、，可获得的结论是 。光合作用释放的O2来源于H2O，而不是CO2(2)美国科学家卡尔文用同位素标记法来追踪CO2是如何转变成碳水化合物的。卡尔文给小球藻悬浮液通入14CO2，光照一定时间(从1秒到数分钟)后杀死小球藻，同时提取产物并分析。实验发现，仅仅30秒的时间，二氧化碳已经转化为许多种类的化合物。想要探究CO2转化成的第一个产物是什么，可能的实验思路是 。缩短光照时间，当检测到的带放射性的有机化合物只有一种时，这个化合物就是第一个产物 实验发现，在光照下物质A和物质B的浓度很快达到饱和并保持稳定。此时突然中断CO2的供应，A、B物质的变化如图C所示。以上实验说明，
23、固定二氧化碳的化合物是 ，二氧化碳转化的第一个 产物是 。BA 【解析】鲁宾和卡门用同位素标记法证明了光合作用释放的O2来源于H2O，而不是CO2。突然中断CO2的供应，增加的B物质是C5，而减少的A物质是C3。 2(2012海南卷)取生理状态相同的某植物叶片，分离得到大量的叶肉细胞，将等量的叶肉细胞分别悬浮在不同浓度的蔗糖溶液中，并在适宜的条件下，测定该叶肉细胞的光合作用强度，实验结果如图所示。据图回答下列问题：(1)叶肉细胞光合作用强度达到最大后，随着蔗糖浓度升高，叶肉细胞的光合作用强度下降，从渗透作用的角度分析出现这一现象的原因是在较高浓度的蔗糖溶液中叶肉细胞失水。(2)如果要研究光照强
24、度等因素对蔗糖溶液中叶肉细胞光合作用强度的影响，最好将叶肉细胞放在浓度为0.2 molL1的蔗糖溶液中，原因是这一浓度中的叶肉细胞处于光合作用最适状态。(3)除蔗糖浓度外，如果分别改变叶肉细胞悬浮液中CO2浓度和温度也能影响叶肉细胞的光合作用强度，原因是CO2是光合作用的原料，温度可以影响酶的活性。 1.(2012海南卷)将一株生长正常的绿色植物置于密闭的玻璃容器内，在适宜条件下光照培养，随培养时间的延长，玻璃容器内CO2浓度可出现的变化趋势是( )A一直降低，直至为零B一直保持稳定，不变化C降低至一定水平时保持相对稳定D升高至一定水平时保持相对稳定C在适宜的条件下培养密闭容器内的植物，密闭容
25、器内的二氧化碳含量有限，随着光合作用的持续进行，二氧化碳逐渐被消耗，浓度降低，进而光合作用强度跟着降低。当二氧化碳浓度降低到一定水平时，植物的光合作用和呼吸作用强度相等，则装置内的二氧化碳浓度就保持相对稳定。 【解析】 2.(2012海南卷)关于叶绿体色素的叙述，错误的是( )A叶绿素a和b主要吸收红光和蓝紫光B绿叶中叶绿素和类胡萝卜素含量不同C利用纸层析法可分离4种叶绿体色素D乙醇提取的叶绿体色素不能吸收光能D 【解析】叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光，A正确；绿叶中叶绿素含量占3/4，类胡萝卜素含量占1/4，B正确；不同色素在层析液中的溶解度不同，从而在滤纸条上的扩散速度不同，可用纸
26、层析法对其进行分离，C正确；乙醇提取的叶绿素只要结构没有被破坏，仍是可以吸收光能的，D错误。3.(2012山东卷)夏季晴朗的一天，甲乙两株同种植物在相同条件下CO2吸收速率的变化如图所示。下列说法正确的是( )A甲植株在a点开始进行光合作用B乙植株在e点有机物积累量最多C曲线bc段和de段下降的原因相同D两曲线bd段不同的原因可能是甲植株气孔无法关闭D 【解析】本题综合考查植物的光合作用、细胞呼吸的基础知识，考查识图能力、理解能力与获取信息的能力。分析图示可知，这一天的6：00(甲曲线的a点)和18：00左右，甲乙两植株光合作用吸收CO2的速率和呼吸作用释放CO2的速率相等；在6：00之前，甲
27、乙两植株的光合作用已经开始，但光合作用比细胞呼吸弱，故选项A错误；在18：00后，甲乙两植株的光合作用速率开始小于细胞呼吸，有机物的积累最多的时刻应为18：00左右，e点时有机物的积累量已经减少，故选项B错误。 【解析】图示曲线的bc段下降的主要原因是气孔部分关闭导致叶内二氧化碳浓度降低，de段下降的原因是光照强度减弱，光反应产生H和ATP的速率减慢。这两段下降的原因不相同，故选项C错误。bd段，乙曲线的变化为植物的“午休现象”，是由于气孔关闭导致叶内二氧化碳浓度降低；甲植株可能不存在“午休现象”或气孔关闭程度很小或气孔无法关闭，故选项D正确。4.下图为研究光合作用的实验装置。用打孔器在某植物
28、的叶片上打出多个叶圆片，再用气泵抽出叶片内的气体直至叶片沉入水底，然后将等量的叶圆片转至不同浓度的NaHCO3溶液中，给予一定的光照，测量每个培养皿中叶圆片上浮至液面所用的平均时间(如图)，以研究光合作用速率与NaHCO3溶液浓度的关系。有关分析正确的是( )CA在ab段，随着NaHCO3溶液浓度的增加，光合作用速率逐渐减小B在bc段，单独增加光照或温度或NaHCO3溶液浓度，都可以缩短叶圆片上浮的时间C在c点以后，因NaHCO3溶液浓度过高，使叶肉细胞失水而导致代谢水平下降D因配制的NaHCO3溶液中不含氧气，所以整个实验过程中叶片不能进行呼吸作用【解析】本题考查影响光合作用的因素。图中纵坐
29、标是上浮至液面的时间，时间越短，说明单位时间内产生氧气越多，说明光合作用强度越大。结合曲线分析，ab段随着NaHCO3溶液浓度的增加，光合作用增强，产生氧气越多，叶圆片上浮时间越短，故A错误；从图中分析，bc段CO2浓度已不再是制约光合作用的因素，因此单独增加NaHCO3溶液浓度，不会提高光合作用速率，叶圆片上浮时间不变，故B错误；由于NaHCO3溶液浓度过高，使叶肉细胞失水而导致整体代谢水平下降，叶圆片上浮时间长，故C正确。 5. 在叶绿体色素的提取和分离实验中，收集到的滤液绿色过浅，其原因可能是( )D未加石英砂，研磨不充分一次加入大量的无水乙醇提取分次加入少量无水乙醇提取使用放置数天的菠
30、菜叶 A B C D【解析】叶绿体中色素会随着叶片的衰老而减少。 6. 将一植物放在密闭的玻璃罩内，置于室外进行培养，假定玻璃罩内植物的生理状态与自然环境中相同。用CO2浓度测定仪测得了该玻璃罩内CO2浓度的变化情况，绘制成如图的曲线。下列有关说法正确的是( )6. 将一植物放在密闭的玻璃罩内，置于室外进行培养，假定玻璃罩内植物的生理状态与自然环境中相同。用CO2浓度测定仪测得了该玻璃罩内CO2浓度的变化情况，绘制成如图的曲线。下列有关说法正确的是( )ABC段较AB段CO2浓度增加减慢，是因为植物开始进行光合作用消耗CO2BCO2浓度下降从DE段开始，说明植物进行光合作用是从D点开始的CH点
31、CO2浓度最低，说明此时植物对CO2的吸收速率最大DD点表明植物光合作用强度和呼吸作用强度相等D【解析】本题考查一天中的光照和温度对光合作用的影响。2时到4时温度较低，细胞呼吸受抑制，产生的CO2量减少，CO2浓度增加减慢。从4时开始已经有微弱的光，植物开始进行光合作用，只是光合作用强度小于细胞呼吸强度。到6时，光合作用强度和细胞呼吸强度相等，超过6时，光合作用强度大于细胞呼吸强度，所以CO2浓度降低。【解析】10时到14时，由于气温不断增高，光照增强，植物为减少水分的散失，关闭部分气孔，光合作用减弱，二氧化碳的消耗速率减少。到18时，光照强度进一步降低，光合作用强度也降低，从而与细胞呼吸强度
32、再次相等，之后细胞呼吸强度大于光合作用强度，CO2浓度增加。7. 请回答下列有关光合作用的问题：(1)光合作用受到温度、二氧化碳浓度和光照强度的影响。其中，光照强度直接影响光合作用的光反应过程；二氧化碳浓度直接影响光合作用的暗反应过程。(2)甲图表示在二氧化碳充足的条件下，某植物光合速度与光照强度和温度的关系。在温度为10 、光照强度大于L1千勒克司时，光合速度不再增加。当温度为30 、光照强度小于L3千勒克司时，光合速度的限制因素是光照强度。根据甲图，在乙图的坐标上标出光照强度为L2千勒克司，温度分别为10 、20 和30 时的光合速度。(3)丙图表示A、B两种植物的光合速度与光照强度的关系
33、。当在6千勒克司光照强度条件下，A、B两种植物的光合速度相同。A植物在光照强度为9千勒克司时，2小时单位叶面积可积累葡萄糖10.9mg。(计算结果保留一位小数。相对原子质量C12，H1，O16)A植物在1天内(12小时白天，12小时黑夜)，要使有机物积累量为正值，白天平均光照强度必须大于6千勒克司。【解析】光合作用包括光反应过程和暗反应过程，植物吸收固定光能发生在光反应阶段，固定二氧化碳发生在暗反应阶段。从甲图可以看出，当在温度为10 、光照强度大于L1千勒克司时，光合速度不再增加，当温度为30 、光照强度小于L3千勒克司时，光合速度随光照强度的增大而增大，所以限制因素是光照强度。甲图中，当光
34、照强度为L2时，温度分别为10 、20 和30 时的光合速度分别为2、4、4(单位)。【解析】丙图中的A和B分别表示阳生植物和阴生植物的光合作用速度与光照强度的关系，从图中可以看出，阳生植物的呼吸速度为4，阴生植物的呼吸速度为2，图中表示的是净光合作用速度，其真光合作用速度净光合作用速度呼吸作用速度，所以当光照强度为6千勒克司时，阳生植物的光合作用速度448，阴生植物的真光合作用速度268。A植物(阳生植物)在光照强度为9千勒克司时，净光合作用速度为8，则2小时单位叶面积吸收二氧化碳量为16 mg，折算葡萄糖合成量16180/(644)10.9。【解析】欲使A植物一昼夜内有机物积累量为正值，最少应使白天12小时光合作用净量大于夜晚12小时的呼吸作用量，由于昼夜时间相等，如果两者刚好相等，则一昼夜中有机物的净积累量为0，此时白天的净光合作用每小时净合成量应与夜晚呼吸作用量相等，即纵坐标值为4时，也就是当光照强度大于6千勒克司时才能满足上述条件。
