影响光合作用的因素与曲线结合
1.(·重庆理综，6)如图是水生植物黑藻在光照等环境因素影响下光合速率变化的示意图。下列有关叙述，正确的是( )。
(注：箭头所指为处理开始时间)
A.t1→t2，叶绿体类囊体膜上的色素吸收光能增加，基质中水光解加快、O2释放增多
B.t2→t3，暗反应(碳反应)限制光合作用。若在t2时刻增加光照，光合速率将再提高
C.t3→t4，光照强度不变，光合速率的提高是由于光反应速率不变、暗反应增强的结果
D.t4后短暂时间内，叶绿体中ADP和Pi含量升高，C3化合物还原后的直接产物含量降低
解析 水的光解、O2释放发生在叶绿体类囊体薄膜上，而不是叶绿体基质中，A项错误;t2→t3，限制光合速率的因素为CO2浓度，此时光照充足且恒定，若增加光照，光合速率不会提高，B项错误;t3→t4，暗反应增强，一定程度上加快ATP和ADP的转化，同时促进了光反应，C项错误;突然停止光照，光反应减弱甚至停止，类囊体薄膜上ATP合成受阻，ATP含量减少，ADP和Pi含量升高，被还原的C3化合物减少，直接产物含量降低，D项正确。
答案 D
互动探究
1.重新分析上题坐标曲线图，哪些线段(区间)是受光照强度影响而出现的?哪些线段(区间)是受CO2浓度影响而出现的?
提示 O―→t1―→t2及t4之后的曲线变化是光照强度的强弱及变化引起的;而t2―→t3―→t4曲线的变化是CO2浓度高低及变化引起的。
2.除CO2、光照强度外，黑藻的光合作用还可受到哪些外界因素影响?
提示 温度等。
综合分析影响光合作用的因素
2.(·四川理综)将玉米的PEPC酶基因导入水稻后，测得光照强度对转基因水稻和原种水稻的气孔导度及光合速率的影响结果，如下图所示。(注：气孔导度越大，气孔开放程度越高)
(1)水稻叶肉细胞进行光合作用的场所是________，捕获光能的色素中含量最多的是________。
(2)CO2通过气孔进入叶肉细胞后，首先与________结合而被固定，固定产物的还原需要光反应提供________。
(3)光照强度低于8×102μmol·m-2·s-1时，影响转基因水稻光合速率的主要因素是________;光照强度为10×102～14×102μmol·m-2·s-1时，原种水稻的气孔导度下降但光合速率基本不变，可能的原因是_______________。
(4)分析图中信息，PEPC酶所起的作用是_____________;
转基因水稻更适宜栽种在________环境中。
解析 (1)植物叶肉细胞进行光合作用的场所均为叶绿体，叶绿体中捕获光能的色素有叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素，其中叶绿素a含量最多。(2)CO2进入叶肉细胞内首先与C5结合形成C3化合物，此过程称“CO2的固定”，C3化合物需接受光反应为之提供的[H]、ATP后被还原。(3)如图显示，8×102/(μ mol/m-2·s-1)光照强度尚未达到转基因水稻光饱和点。在此之前，影响转基因水稻光合速率的主要因素是光照强度;在光照强度为10×102～14×102(μ mol·m-2·s-1)时，气孔导度虽然下降，但该气孔导度下CO2供应可能已充足，且该光照强度已经达到了原种水稻的光饱和点。故光合速率可能不受影响。(4)两图信息显示，与原种水稻相比，转基因水稻气孔导度更得以提升，且光饱和点明显增大，由此可推知，PEPC酶可增大气孔导度，提高水稻在强光下的光合速率，使水稻更适宜于强光环境。
答案 (1)叶绿体 叶绿素a
(2)C5 [H]和ATP
(3)光照强度 光照强度增加与CO2供给不足对光合速率的正负影响相互抵消(或“CO2供应已充足且光照强度已达饱和点”)
(4)增大气孔导度，提高水稻在强光下的光合速率 强光
题后反思
各种环境因子对植物光合作用并不是单独地发挥作用，而是综合起作用。但各种因子的作用并不是同等重要的，其中起主要作用的因子为关键因子，因此在分析相关问题时，应抓关键因子。
在分析多因子对光合作用的影响时，首先要识别坐标中有几个因子，它们是如何影响代谢过程的，更重要的是，能对多条曲线进行对比，通过对比说明问题。对比时，要注意单一变量原则，即能对比的两条曲线之间只有一个因子不同。
[对点强化]
(·西安模考)下图是棉花成熟绿叶组织的相关图解，其中图1是叶肉细胞的光合作用过程图解;图2表示某光照强度和适宜温度下，光合作用强度增长率随CO2浓度变化的情况。请回答下列问题。
(1)由图1可知，甲、乙分别代表的物质是________、________，要想使叶绿体内C3的含量快速下降，可以改变的环境条件是_____________________。
(2)图2中限制D点光合作用速率的主要环境因素是________，C点和D点相比，叶绿体中[H]的含量________(填“较低”“相等”或“较高”)。
(3)从生长状况相同的棉花叶片上剪出大小、部位相同的若干圆叶片，抽取叶片细胞内的气体，平均分成若干份，然后，置于不同浓度的NaHCO3溶液中，给予相同的一定强度光照，测量圆叶片上浮至液面所需时间，其记录结果绘成曲线如图3。请据此回答：
①该实验的目的是__________________________________。
②从图解分析，B点比A点细胞内的C5含量________，BC段曲线平缓的限制因素可能是______________________________________，
而C点以后曲线上行，其原因应该是____________________。
解析 (1)分析图1知，甲为CO2，乙为光反应为暗反应提供的物质和能量，即[H]和ATP;要使C3含量下降，有两种方法，一为不提供CO2，导致C3的生成量减少，而消耗量不变，C3含量下降;二为增强光照，C3的消耗量增加，而生成量不变，C3含量下降。(2)图2曲线为随着CO2浓度的增加，光合作用增长率的变化曲线，D点时，光合作用增长率为0，即光合作用速率不再增加，此时主要限制因素可能为光照强度;C、D两点，光照强度相同，但D点CO2浓度高于C点，[H]与ATP的消耗量高于C点，故C点叶绿体中[H]的含量较高。(3)①实验中的NaHCO3溶液为光合作用提供CO2，故该实验的自变量为不同浓度的CO2，而叶片上浮所需的时间代表光合作用速率，则该实验的目的为探究CO2浓度对光合作用速率的影响。②据图可知，B点的CO2浓度高于A点，即B点的CO2固定过程消耗的C5的量要多于A点，故B点比A点细胞内的C5含量低;BC段随CO2浓度增加，叶片上浮时间不变，即BC段的光合速率不变，限制因素主要为光照强度;C点以后曲线上行，可知光合速率降低，原因应该是NaHCO3溶液浓度太大，导致细胞失水，从而影响细胞代谢。
答案 (1)CO2 [H]和ATP 不提供CO2或增强光照(回答一个方面即可) (2)光照强度 较高 (3)①探究CO2浓度对光合作用速率的影响 ②低 光照强度 NaHCO3浓度太大，导致细胞失水，从而影响细胞代谢
