第10讲 光合作用的影响因素及其应用-2025届高考生物一轮高效复习优质课件

影响光合作用的因素及应用 探究环境因素对光合作用强度的影响 大本 P74 课本 P105 探究光照强度对光合作用强度的影响 1.实验原理 (1)利用抽气法排出叶片细胞间隙中的______，使其沉入水中。 (2)通过____________________________控制光照强度。 (3)光合作用的过程中产生______的多少与光合作用强度密切相关，O2积累在细胞间隙从而使下沉的叶片______。因此可依据一定时间内_______________ ________，来比较光合作用强度。 气体 LED台灯与烧杯之间的距离 O2 上浮 小圆形叶片上浮 的数量 2.变量分析 自变量 不同_________ 控制自变量 调节 进行控制 因变量 _____________ 检测因变量 同一时间段内_____________ 对无关变量进行控制 保持一致 光照强度 光源与烧杯的距离 光合作用强度 叶片浮起数量 叶片大小、溶液的量等 探究环境因素对光合作用强度的影响 大本 P74 课本 P105 探究光照强度对光合作用强度的影响 3.实验流程：取材→排气→沉水→分组→光照→观察并记录。 4.实验结果：在一定范围内，台灯与小烧杯的距离越近，单位时间内浮起的圆形小叶片也 。 5.实验结论：在一定范围内，光合作用强度随着光照强度的增强而_______ 越多 增强 6.注意事项 ①打孔时要避开 ，因为其中没有叶绿体，而且会延长圆形小叶片上浮的时间，影响实验结果的准确性。 ②为确保溶液中CO2含量充足，圆形小叶片可以放入_________溶液中。 ③注意灯泡发热造成的温度变化对实验的影响，可在灯泡和烧杯之间加一玻璃水柱进行隔温处理。 大的叶脉 NaHCO3 探究环境因素对光合作用强度的影响 大本 P74 课本 P105 控制温度、光照强度相同，在各烧杯中加入不同浓度的NaHCO3溶液，可以用于探究CO2浓度对光合速率的影响。 NaHCO3溶液浓度太高，使叶片渗透失水，不利于光合作用 实验拓展：探究CO2浓度对光合作用强度的影响 光合作用的强度 大本 P71 CO2 + H2O (CH2O) + O2 光能 叶绿体 表示方法： 单位时间内原料消耗或产物生成的数量来定量表示 单位时间内CO2 的消耗量 或O2 的生成量或有机物的生成量 制造的有机物的量= 总光合作用强度 = 呼吸作用强度 呼吸消耗的有机物的量+积累的有机物的量 + 净光合作用强度 光合作用消耗的CO2量＝呼吸释放的CO2量＋从环境中吸收的CO2量 光合作用产生的 O2 量 ＝呼吸作用消耗的O2量＋释放到环境中的O2 量 光合作用的强度 大本 P71 CO2 + H2O (CH2O) + O2 光能 叶绿体 表示方法： 思考：能直接测量出光合作用强度吗？ 单位时间内原料消耗或产物生成的数量来定量表示 单位时间内CO2 的消耗量 或O2 的生成量或有机物的生成量 制造的有机物的量= 总光合作用强度 = 呼吸作用强度 呼吸消耗的有机物的量+积累的有机物的量 可测量 可测量 + 净光合作用强度 光合作用消耗的CO2量＝呼吸释放的CO2量＋从环境中吸收的CO2量 光合作用产生的 O2 量 ＝呼吸作用消耗的O2量＋释放到环境中的O2 量 光合作用的强度 大本 P80 总(真正)光合速率 净(表观)光合速率 呼吸速率 “同化”“固定”或“消耗”的CO2的量 “从环境(容器)中吸收”或 “环境(容器)中减少”的CO2的量 黑暗中释放的CO2的量 “产生”或“制造” 的O2的量 “释放至容器(环境)中”或 “容器(环境)中增加”的O2的量 黑暗中吸收的O2的量 “产生”“合成”或“制造”的有机物的量 “积累”“增加”或“净产生”的有机物的量 黑暗中消耗的有机物的量 真正光合速率 ＝ 净光合速率 ＋ 呼吸速率 ①光合作用消耗的CO2量＝从环境中吸收的CO2量＋呼吸释放的CO2量 ②光合作用产生的 O2 量 ＝释放到环境中的O2 量＋呼吸作用消耗的O2量 ③光合作用制造的有机物的量=积累的有机物的量+呼吸消耗的有机物的量 O2 CO2 有机物 净光合 总光合 呼吸 O2 CO2 有机物 净光合 释放 吸收 积累 总光合 生成/制造 固定/消耗 生成/制造 呼吸 (⿊)吸收 (⿊)释放 (⿊)消耗 影响光合作用的因素 大本 P75、80 有机物积累:增大昼夜温差 温度过高:通风、遮阴 通风、农家肥、CO2发生器 合理灌溉 合理施肥 CO2浓度 水 光 光质(光的波长) 光照强度 光照时间 光照面积 酶 色素 内因 温度 矿质元素 ①大棚薄膜:___ ②人工光源:___ 弱:人工补光 强:适当遮阴 轮作 合理密植、间作 3.光照面积 增大 有效光照面积，提高光能利用率 【应用】①合理密植 ②间作：同一生长期内在同一块土地分行相间种植不同的作物（玉米-大豆） 2.光照时间 延长 光照时间，提高光能利用率 【应用】 轮作：在同一块土地轮流种植不同的作物 1.光质 2.光照时间 3.光照面积 4.光照强度 1.光质(光的波长) 光合速率： 红光、蓝紫光 > 绿光 【应用】①大棚薄膜： ②人工光源： 影响光合作用的外部因素 1.光质 2.光照时间 3.光照面积 4.光照强度 光 合 速 率 0 光照强度 0 CO2 释放 速率 CO2 吸收 速率 光照强度 B-C A-B A B 光补偿点： 光合速率=呼吸速率时的光照强度 光饱和点： 光合速率达到最大 时的最小光照强度 【应用】①增加光强：人工补光 ②减弱光强：适当遮阴 影响光合作用的外部因素 A B C D 原理：光照强度通过影响植物的光反应，制约NADPH和ATP的产生，进而影响暗反应 (一般阴生植物的光补偿点和光饱和点均较低) 影响光合作用的外部因素 大本 P75、80 1.光照强度 思考：植物体在B点时，它的叶肉细胞的光合作用强度 呼吸作用强度。（大于、等于、小于） 大于 总光合速率 注意：叶绿体吸收CO2的速率是 ， D 1.(2023·广东深圳调研)甲、乙两种植物在不同光照强度下的O2释放量(吸收量)如图所示，下列有关叙述错误的是(　　) A.与甲植物相比，乙植物更适合在林下生长 B.与B点相比，A点时叶绿体产生O2的速率较小 C.与B点相比，D点时叶绿体中C3的消耗量增加 D.C点时，甲、乙两植物的实际光合作用强度相同 大本 P77 (2020全国I卷)(节选)农业生产中的一些栽培措施可以影响作物的生理活动，促进作物的生长发育，达到增加产量等目的。回答下列问题: (3)农业生产常采用间作（同一生长期内，在同块农田上间隔种两种作物）的方法提高农田的光能利用率，现有4种作物，在正常条件下生长能达到的株高和光饱和点（光合速率达到最大时所需的光照强度）见下表。从提高光能利用率的角度考虑，最适合进行间作的两种作物是__________，选择这两种作物的理由是___________________________________________ 作物 A B C D 株高/cm 170 65 59 165 光饱和点/μmol·m-2 ·s-1 1200 1180 560 623 作物A光饱和点高且长得高，可以利用上层光照进行光合作用; 作物C光饱和点低且长得矮，与作物A间作后，能利用下层的弱光进行光合作用。 A和C 影响光合作用的外部因素 2.CO2浓度 大本 P75 CO2补偿点： 光合速率=呼吸速率时的CO2浓度 CO2饱和点： 光合速率达到最大 时的最小CO2浓度 【应用】①“正其行，通其风 ” ②增施农家有机肥 ③大棚使用CO2发生器 0 CO2 释放 速率 CO2 吸收 速率 CO2浓度 A B C D (1)原理：影响暗反应阶段，制约C3的形成 (2)曲线分析：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浓度增加到一定值后，光合作用速率不再继续增大。 B点、B’点的含义？ A点、A’点的含义？ 影响光合作用的外部因素 2.CO2浓度 大本 P75 图 1中的A点：CO2补偿点 图2中的A′点：进行光合作用所需CO2的最低浓度 图1和图2中的B点和B′点：CO2饱和点 影响光合作用的外部因素 3.温度（酶的活性） 大本 P75 (1)原理：温度通过影响与光合作用有关的酶的活性影响光合作用。 (2)曲线分析： 最适温度： 呼吸 > 光合 植物生长的最适温度： 光合 - 呼吸差值最大的温度 【应用】①增大昼夜温差利于光合产物积累 ②温度过高要注意通风、遮阴 ③适时播种 光合 呼吸 速 率 0 温度℃ （ 2021· 北京卷)将某种植物置于高温环境( HT）下生长一定时间后，测定 HT植株和生长在正常温度（CT）下的植株在不同温度下的光合速率，结果如图。 由图不能得出的结论是( ) A.两组植株的CO2 吸收速率最大值接近 B.35℃时两组植株的真正（总）光合速率相等 C.50℃时HT植株能积累有机物而CT植株不能 D.HT植株表现出对高温环境的适应性 B 影响光合作用的外部因素 4.水 大本 P76 ②水会影响 气孔开闭 从而影响 胞间CO2 浓度 （如：缺水会导致叶片气孔关闭） 细胞内的良好溶剂 参与许多生物化学反应 为细胞提供液体环境 运送营养物质和代谢废物 ③自由水的作用 (2)曲线分析 图1表明在农业生产中，可根据作物的需水规律，合理灌溉。 图2曲线e处光合作用强度暂时降低，可能是因为温度过高，蒸腾作用过强，部分气孔关闭，影响了CO2的供应。 (3)应用：及时、合理灌溉。 ①水是光合作用的原料，缺水可直接影响光合作用，使光合作用减弱 (1)原理 影响光合作用的外部因素 大本 P76 ①原理：必需元素影响酶、叶绿素、NADPH、ATP等的合成。在一定浓度范围内，增加必需元素的供应，可提高光合速率，但当超过一定浓度后，植物会因土壤溶液浓度过高，发生渗透失水而萎蔫。 ②应用：合理施肥可促进叶片面积增大，促进叶绿素合成，促进光合产物的运输和转化等，进而提高光合速率。 5.矿质元素 （2020全国I卷节选) 农田施肥的同时，往往需要适当浇水，此时浇水的原因是 ________________________________________________________________________ 肥料中的矿质元素只有溶解在水中，才能被作物根系吸收 Mg： 叶绿素 N： 叶绿素、蛋白质 P：ATP 、NADPH 、生物膜 影响光合作用的外部因素 6.多重因素 大本 P76 自变量2 温度 自变量1 自变量2 光照强度 自变量1 自变量1 自变量2 CO2浓度 温室栽培时,当光照强度适宜时，适当提高温度，同时增加CO2浓度； 或当温度适宜时，适当增加光照强度和CO2浓度都可以提高光合速率。 【应用】农业增产措施需多因素同时考虑： 限制光合速率的主要因素 P点及P前： Q后： 自变量1（横坐标） 自变量2 下图表示光照强度和 浓度对某植物光合作用强度的影响。下列有关叙述<zzd>错误</zzd>的是( )。 A.曲线中 <m></m> 点转向 <m></m> 点时，叶绿体中 <m></m> 浓度降低 B.曲线中 <m></m> 点转向 <m></m> 点时，叶绿体中 <m></m> 浓度升高 C. <m></m> 段影响光合速率的主要因素是光照强度 D. <m></m> 段影响光合速率的限制性因素可能是温度等其他条件 B 4.(2022·北京卷，2)光合作用强度受环境因素的影响。车前草的光合速率与叶片温度、CO2浓度的关系如下图。据图分析不能得出(　　) D A.低于最适温度时，光合速率随温度升高而升高 B.在一定的范围内，CO2浓度升高可使光合作用 最适温度升高 C.CO2浓度为200(μL·L－1)时，温度对光合速率影响小 D.10 ℃条件下，光合速率随CO2浓度的升高会持续提高 大本 P79 【分析思路】 ①呼吸速率改变吗？ ②对光合有利还是不利？ ③和呼吸相等需要的光照强度？ ④光合速率的最大极限怎么变？ 限制光合速率达到最⼤的暗反 应速率加快，则最⼤光合速率 的极限可进⼀步提⾼，需要更 强的光照。 大本 P77 总结：光合作用曲线中的“关键点”移动 B’ D’ C’ 限制光合速率达到最⼤的 暗反应速率减慢，则最⼤ 光合速率的极限下降，所 需最⼤光强减弱。 大本 P77 总结：光合作用曲线中的“关键点”移动 【分析思路】 ①呼吸速率改变吗？ ②对光合有利还是不利？ ③和呼吸相等需要的光照强度？ ④光合速率的最大极限怎么变？ B’ D’ C’ A’ B’ D’ C’ B’ D’ C’ 适当提高CO2浓度 适当降低CO2浓度 B’ D’ C’ B’ D’ C’ A’ 适当提高CO2浓度 适当升高温度(从25℃提高到30℃)   B点(补偿点) C点(饱和点) 适当增大CO2浓度(光照强度) 左移 右移 适当减小CO2浓度(光照强度) 右移 左移 土壤缺Mg2＋ 右移 左移 (1)A点：代表呼吸速率，细胞呼吸增强，A点下移；反之，A点上移。 (2)B点与C点的变化(注：只有横坐标为自变量，其他条件不变) 注意：若细胞呼吸速率增加其他条件不变时，CO2(或光)补偿点应右移，反之左移。 (3)D点：代表最大光合速率，若增大光照强度或增大CO2浓度使光合速率增大时， D点向右上方移动；反之，移动方向相反。 总结：光合作用曲线中的“关键点”移动 大本 P77 (2022·湖南衡阳八中检测)如图表示植物光合速率随光 照强度改变的曲线，请分析并选出不正确的一项 (　　) A.若适当提高温度，光合速率的增加值小于呼吸速率 的增加值，则补偿点B应相应地向右移动 B.若增加二氧化碳浓度，B点左移，C点左移，D点向 右上方移动 C.D点时，ATP从类囊体薄膜向叶绿体基质移动 D.若图为阳生植物，则换为阴生植物，B点向左移动，D点向左下方移动 B D 2.(2023·山东淄博调研)如图甲表示水稻叶肉细胞在光照强度分别为0、4、8、12 klx时，单位时间释放的气体总量的变化，图乙表示用水稻叶片实验时光合速率与光照强度的关系。下列有关叙述正确的是(　　) A.图甲中，光照强度为8 klx时，细胞的光合作用速率等于呼吸作用速率 B.图乙中，限制E、F、G点叶片光合速率的主要环境因素为光照强度 C.图乙中，如果增大CO2浓度，曲线和X轴的交点F点可能向右移动 D.图甲中，光照强度为12 klx时，单位时间内叶肉细胞固定了12个单位的CO2 大本 P77 1.[2020·山东卷，21(4)]干旱条件下，很多植物光合作用速率降低，主要原因是________________________________________。 影响光合作用的外部因素 大本 P76 叶片气孔开放程度降低，CO2的吸收量减少，暗反应速率降低，光合作用速率降低 4.北方夏季中午时，光照强度很强，植物出现“午休”现象的原因是： ___________________________________________________________________。 光照强度过强，温度升高，导致气孔关闭，细胞CO2供应不足，光合作用减弱 3.在温室大棚生产中，大棚内多施农家肥有利于提高作物的产量，原因是______________________________________________________________________________________________。 农家肥中的有机物被微生物分解产生无机盐和CO2，CO2和无机盐被作物利用，提高大棚作物的产量 ①植物自身的遗传特性，如植物品种不同，以阴生植物、阳生植物为例 影响光合作用的内部因素 大本 P75 ②植物叶片的叶龄、叶绿素含量及酶 影响光合作用的内部因素 大本 P75 ③植物叶面积指数 影响光合作用的内部因素 大本 P75 下降 植物的叶面积与产量关系密切，叶面积系数(单位土地面积上的叶面积总和)与植物群体光合速率、呼吸速率及干物质积累速率之间的关系如图所示，分析可以得出(　 ) A．随叶面积系数增加群体光合速率和干物质积累速率的变化趋势一致 B．叶面积系数超过b时，群体干物质积累速率降低与群体呼吸速率增加有关 C．叶面积系数超过b时，限制群体光合速率增加的主要因素是叶面积系数 D．在进行农作物种植时应尽可能地提高植物的叶面积指数以提高作物产量 B 3.(2021·广东卷，15)与野生型拟南芥WT相比，突变体t1和t2在正常光照条件下，叶绿体在叶肉细胞中的分布及位置不同(图a，示意图)，造成叶绿体相对受光面积的不同(图b)，进而引起光合速率差异，但叶绿素含量及其他性状基本一致。在不考虑叶绿体运动的前提下，下列叙述错误的是(　　) D A.t2比t1具有更高的光饱和点(光合速率不再随光强增加而增加时的光照强度) B.t1比t2具有更低的光补偿点(光合吸收CO2与呼吸释放CO2等量时的光照强度) C.三者光合速率的高低与叶绿素的含量无关 D.三者光合速率的差异随光照强度的增加而变大 影响光合作用的因素 大本 P75、80 有机物积累:增大昼夜温差 温度过高:通风、遮阴 通风、农家肥、CO2发生器 合理灌溉 合理施肥 CO2浓度 水 光 光质(光的波长) 光照强度 光照时间 光照面积 酶 色素 内因 温度 矿质元素 ①大棚薄膜:___ ②人工光源:___ 弱:人工补光 强:适当遮阴 轮作 合理密植、间作 连续光照和间隔光照下的有机物合成量分析 大本 P71 (1)光反应为暗反应提供的NADPH和ATP在叶绿体基质中有少量的积累，在光反应停止时，暗反应仍可持续进行一段时间，有机物还能继续合成。 (2)在总光照时间相同的条件下，光照和黑暗间隔处理比一直连续光照处理有机物积累量要多。 (3)应用：人工补光时，可适当采用“光暗交替”策略，这样，在提高光合产量的情况下，可大量节省能源成本。 一般情况下，光反应的速率比暗反应快 ①若持续光照，光反应的产物ATP和NADPH不能被暗反应及时消耗掉，暗反应就会限制光合作用的速率，降低光能的利用率。 ②若光照和黑暗间隔处理,黑暗间隔有利于暗反应充分利用光反应积累的产物NADPH和ATP，并制造更多的有机物。 $$