12 光合作用的影响因素及其应用-备战2025年高考生物一轮复习知识点精编课件

影响光合作用的因素 内部因素 遗传特性 (1)光补偿点：阳生植物>阴生植物 (2)光饱和点：阳生植物>阴生植物 阴生植物与阳生植物 内部因素 遗传特性 阴生植物与阳生植物 不同生长阶段 叶片的叶龄、叶绿素含量及酶 OA段：随着叶龄增大，叶面积增大，色素增加，酶的含量和活性增大，光合速率逐渐加快 A点以后：随着叶龄继续增大，色素和酶含量减少，酶活性减弱，光合速率减慢 应用 适时摘除老叶 影响光合作用的因素 影响光合作用的因素 内部因素 遗传特性 阴生植物与阳生植物 不同生长阶段 叶片的叶龄、叶绿素含量及酶 外部因素 CO2＋H2O(CH2O)＋O2 反应物 产物 条件 其他 CO2的浓度 O2的浓度 光（光照强度、光质、光照时长） 酶（温度、PH） 水 矿质元素 内部因素 遗传特性 阴生植物与阳生植物 不同生长阶段 叶片的叶龄、叶绿素含量及酶 外部因素 CO2的浓度 光照强度 影响光合作用的因素 纵坐标：因变量（CO2的吸收量∕O2的释放量） 横坐标：自变量（CO2浓度∕光照强度） 二看：交点 A:只进行呼吸作用，细胞吸收外界的O2，向外界释放CO2，有机物不断消耗。 B：（CO2补偿点或光补偿点）光合作用强度=呼吸作用强度，细胞不向外界吸收或排放气体，O2和CO2在线粒体和叶绿体之间传递。 CO2的浓度 光照强度 一看：横纵坐标 D：（CO2饱和点或光饱和点）光合作用强度不再随着自变量的改变而增大，横坐标不再是限制纵坐标的因素。 CO2的浓度 光照强度 三看：转折点 四看：曲线趋势 A ↓ B段 光合与呼吸的关系 细胞中的CO2的来源与去路 细胞中的O2的来源与去路 有机物的量 光合<呼吸 被消耗 CO2的浓度 光照强度 四看：曲线趋势 B↓ C段 光合与呼吸的关系 细胞中的CO2的来源与去路 细胞中的O2的来源与去路 有机物的量 光合>呼吸 被积累 A→D段：光合作用强度不断增强 D点之后：光合作用强度达到饱和 CO2的浓度 光照强度 应用 原则：增加CO2浓度，以增加有机物生成量 原则：提高光照强度，以提高产量 正其行，通其风 施加有机肥 增加光照强度（时长） 间作、套种 影响光合作用的因素 内部因素 遗传特性 阴生植物与阳生植物 不同生长阶段 叶片的叶龄、叶绿素含量及酶 外部因素 CO2的浓度 光照强度 温度 通过影响酶活性间接影响光合作用 光合作用最适温度和呼吸作用的最适温度不一样 应用 原则：增大光合作用强度，减小呼吸作用强度，以此增加有机物的积累 加大昼夜温差（白天高温，夜晚降温） 适时播种 影响光合作用的因素 内部因素 遗传特性 阴生植物与阳生植物 不同生长阶段 叶片的叶龄、叶绿素含量及酶 外部因素 CO2的浓度 光照强度 温度 水 自由水和结合水的比例影响新陈代谢 缺水导致气孔关闭，影响CO2的吸收 应用 合理灌溉 矿质元素 Mg2+含量影响叶绿素的形成间接影响光合作用 植物会因矿质元素浓度过高而渗透失水，出现萎蔫 应用 合理施肥 烧苗 轮作 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________________________________________。 叶片气孔开放程度降低，CO2的吸收量减少 2.西瓜、玉米和辣椒轮作和固定种植玉米相比，其优点是______________________________________________________________ (答出两点即可)。 充分利用土壤中的矿质资源、改善土壤、减少大面积病虫害发生 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 考向分析 考向一：光合作用在农业生产中的应用 3．(2023·湖北选择性考试)高温是制约世界粮食安全的因素之一，高温往往使植物叶片变黄、变褐。研究发现平均气温每升高1 ℃，水稻、小麦等作物减产约3%～8%。关于高温下作物减产的原因，下列叙述错误的是(　　) A．呼吸作用变强，消耗大量养分 B．光合作用强度减弱，有机物合成减少 C．蒸腾作用增强，植物易失水发生萎蔫 D．叶绿素降解，光反应生成的NADH和ATP减少 D 4．(2023·北京等级考)在两种光照强度下，不同温度对某植物CO2吸收速率的影响如图。对此图理解错误的是(　　) A．在低光强下，CO2吸收速率随叶温升高而下降的原因是呼吸速率上升 B．在高光强下，M点左侧CO2吸收速率升高与光合酶活性增强相关 C．在图中两个CP点处，植物均不能进行光合作用 D．图中M点处光合速率与呼吸速率的差值最大 C 考向分析 考向二：环境因素影响光合作用强度的坐标曲线分析 探究环境因素对光合作用强度的影响（实验） 研读教材 一、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___________________________调节光照强度。 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 圆形小叶片上浮的数量 光照强度 自变量的设置 观测指标 自变量 因变量 无关变量的控制 二、实验步骤及操作要点 实验步骤 操作要点 ①制备圆形 小叶片 取生长旺盛的绿叶，用直径为0.6 cm的打孔器打出圆形小叶片30片(避开大的叶脉) ②排出细胞 间隙中的气体 a.将圆形小叶片和适量清水置于注射器，排出注射器内残留的空气；b.用手指堵住注射器前端的小孔并________________，使圆形小叶片内的气体逸出。重复几次，直到圆形小叶片______________ ③分装圆形 小叶片 a.将上述处理过的圆形小叶片，放入黑暗处盛有清水的烧杯中待用；b.取3只小烧杯，分别倒入富含CO2的清水；c.将待用圆形小叶片各10片分别放入3只小烧杯中 缓慢地拉动活塞 全部沉到水底 实验步骤 操作要点 ④给予不同 的光照强度 分别取离LED台灯10 cm、20 cm、30 cm(对应编号为1、2、3)的位置，把3个烧杯分别放在这3个位置上，打开台灯 ⑤观察并记录 观测并记录单位时间内3个烧杯中叶片上浮的数量，或者是________________________________ 浮起相同数量的叶片所用时间长短 三、实验结论 在______________范围内，光合作用强度随光照强度的增强而______。 一定光照强度 增强 “叶片上浮法”应用中的三点注意 (1)叶片上浮的原因是光合作用产生的O2大于有氧呼吸消耗的O2，不要片面认为只是光合作用产生了O2。 (2)打孔时要避开大的叶脉，因为叶脉中没有叶绿体，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。 (3)为确保溶液中CO2含量充足，圆形小叶片可以放入NaHCO3溶液中。 考向分析 考向三：环境因素影响光合作用强度的实验分析 5.(2022·海南等级考)某小组为了探究适宜温度下CO2对光合作用的影响，将四组等量菠菜叶圆片排气后，分别置于盛有等体积不同浓度NaHCO3溶液的烧杯中，从烧杯底部给予适宜光照，记录叶圆片上浮所需时长，结果如图。下列有关叙述正确的是(　　) A．本实验中，温度、NaHCO3浓度和光照都属于自变量 B．叶圆片上浮所需时长主要取决于叶圆片光合作用释放氧气的速率 C．四组实验中，浓度为0.5%的NaHCO3溶液中叶圆片光合速率最高 D．若在4 ℃条件下进行本实验，则各组叶圆片上浮所需时长均会缩短 B 6.(2023·河南九师联盟)为完成“探究环境因素对光合作用强度的影响”实验，提供以下材料用具：菠菜叶、打孔器(直径1 cm)、注射器、40 W台灯、烧杯、4%NaHCO3溶液、蒸馏水、不同颜色的透明薄膜等。 (1)某同学选取其中一个因素进行探究，以下是实验结果： 时间 上浮的叶圆片数量/片 蒸馏水 0.5% NaHCO3 1% NaHCO3 1.5% NaHCO3 2% NaHCO3 2 min 0 7 11 10 4 4 min 0 15 16 13 7 ①该实验的目的是__________________________________________________， 实验检测指标是_________________________________。 ②有哪些措施可以减少实验误差？____________________________________ ____________________________________ (至少写出两项)。 探究CO2浓度(或NaHCO3浓度)对叶片光合速率的影响 相同时间内烧杯中叶圆片浮起的数量 用打孔器打出的叶圆片数量足够多；每组 实验重复几次，记录的数据取平均值 时间 上浮的叶圆片数量/片 蒸馏水 0.5% NaHCO3 1% NaHCO3 1.5% NaHCO3 2% NaHCO3 2 min 0 7 11 10 4 4 min 0 15 16 13 7 ③有同学认为叶圆片之所以浮起，是因为呼吸作用消耗了有机物且产生了CO2导致叶片上浮的。根据实验结果判断该观点是否正确？并说明理由：__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 该同学的认识是错误的；因为在蒸馏水的那组实验中，叶圆片一样进行了呼吸作用，却没有叶圆片浮起，叶圆片上浮的原因是光合作用强度大于呼吸作用强度，叶圆片内氧气增多 (2)利用以上材料，还可以探究的环境因素有_____________________ (答出2个)。 光照强度、光的性质 知识拓展 变化因素 C3含量变化 C5含量变化 CO2消耗量 有机物生成量 ATP和NADPH的量 ADP和NADP+的量 光照强度增加 光照强度减弱 CO2浓度增加 —— CO2浓度减小 —— （一）环境因素对卡尔文循环的影响 减 增 增 增 增 减 增 减 减 增 增 增 减 减 减 减 增 减 减 增 减 增 知识拓展 （二）多因子对光合速率的影响 看交点、转折点： A点：自此之前影响因变量（纵坐标）的是因素是横坐标（自变量1） B点：在此之后影响因变量（纵坐标）的是因素不再是横坐标（自变量 1），而是自变量2。 1．生长环境中的CO2浓度由1%降低到0.03%时，植物的光饱和点的变化是_____，原因是 _________________________________________________________； 光补偿点的变化是_____，原因是 __________________________________________________________________________________________。　　 降低 因为CO2浓度降低时,光合作用强度下降，所以光饱和点下降 升高 补偿点的光合作用强度等于呼吸作用强度，CO2浓度降低，所以需要更多的光照（强度）维持 光合作用与细胞呼吸曲线中的“关键点”移动 (1)细胞呼吸对应点(A点)的移动：细胞呼吸增强，A点下移；细胞呼吸减弱，A点上移。 ②细胞呼吸速率基本不变，相关条件的改变使光合速率下降时，CO2(或光)补偿点应右移，反之左移。 (3)饱和点(C点)和D点的移动：相关条件的改变(如增大光照强度或增大CO2浓度)使光合速率增大时，C点右移，D点上移的同时右移；反之，移动方向相反。 (2)补偿点(B点)的移动 ①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。 知识拓展 （三）自然环境下光合作用和细胞呼吸的日变化曲线分析 只进行呼吸作用 光合作用开始点 光合作用消失点 光合作用逐渐增强 光合作用逐渐减弱 ab hi b h bd fh c 光合作用强度=呼吸速率强度 bc 光合作用强度<呼吸速率强度 cd 光合作用强度>呼吸速率强度 de 光合午休 有机物积累最多的点 g $$