14 必修1 第二单元 第12讲 光合作用的影响因素及应用-【名师导航】2025年高考生物一轮总复习课件（江苏专用）

必修1　分子与细胞 第二单元　细胞代谢 第12讲　光合作用的影响因素及应用 考点1　(探究·实践)探究环境因素对光合作用强度的影响 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 第12讲　光合作用的影响因素及应用 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 考点1 考点2 真题感悟 课时分层作业 第12讲　光合作用的影响因素及应用 三、实验结论 在_____________范围内，光合作用强度随光照强度的增强而_____。 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 一定光照强度 增强 考点1 考点2 真题感悟 课时分层作业 第12讲　光合作用的影响因素及应用 1．实验结果的生理状态分析 (1)在黑暗情况下，植物叶片只进行细胞呼吸，吸收O2，产生的CO2较易溶于水，所以叶片沉在水底。细胞生理状态如图1： 考点1 考点2 真题感悟 课时分层作业 第12讲　光合作用的影响因素及应用 (2)在弱光下，此时的光合作用小于或等于细胞呼吸，叶片中仍然没有足够的O2，叶片仍然沉在水底。细胞生理状态如图2和图3： (3)在中、强光下，光合作用大于细胞呼吸，叶片中会有足够的O2产生，从而充满了细胞间隙并释放到外界一部分，使叶片浮起来。细胞生理状态如图4： 考点1 考点2 真题感悟 课时分层作业 第12讲　光合作用的影响因素及应用 2．“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。 考点1 考点2 真题感悟 课时分层作业 第12讲　光合作用的影响因素及应用 如下图所示，甲图中A、B分别为培植于无色透明气球内质量相等的某植物幼苗，气球可膨胀、收缩，其中B幼苗已死亡。气球内的培养液中均含CO2缓冲液(维持气球内CO2浓度不变)，初始时指针指向正中央零的位置(指针向受重力大的那一侧偏转)。乙图为相同时间内测得的灯泡到水面的距离与指针偏转格数的关系曲线，每次实验后指针都复位为零。下列相关描述中，错误的是 (　　) 考点1 考点2 真题感悟 课时分层作业 第12讲　光合作用的影响因素及应用 A．在适宜光照条件下，指针将向右偏转 B．该实验的自变量为光强度，c点的含义为单位时间内O2释放量最大 C．ce段说明随着灯泡到水面距离的增大，单位时间内O2释放量减少 D．f点与a、b、c、d点指针的偏转方向相同，但数值较小 √ 考点1 考点2 真题感悟 课时分层作业 第12讲　光合作用的影响因素及应用 D　[在适宜光照条件下，光合速率大于呼吸速率，有O2的释放，此时A气球浮力增大，受重力小，指针偏向右侧，A正确。该实验的自变量为光照强度，c点偏转指数最大，含义为单位时间内O2释放量最大，B正确。ce段A中气体变化由释放的O2引起，ce段指针偏转指数减小，说明随着灯泡到水面距离的增大，单位时间内O2释放量减少，C正确。随着灯泡到水面的距离越远，光照强度越小，a、b、c、d点光合作用强于呼吸作用，气体增加，指针向右侧；f点，呼吸作用强于光合作用，消耗氧气，气体量减少，指针偏向左侧，D错误。故选D。] 考点2　光合作用的影响因素及应用 一、外部因素 1．单因子变量对光合速率的影响 (1)光照强度 第12讲　光合作用的影响因素及应用 光反应 细胞呼吸 ＝ > 增加光照强度 光能 考点1 考点2 真题感悟 课时分层作业 第12讲　光合作用的影响因素及应用 (苏教必修1 P108“应用题T1”)有人测定了不同植物在不同光照强度下的生长情况并将结果绘制成下图。 考点1 考点2 真题感悟 课时分层作业 第12讲　光合作用的影响因素及应用 (1)苔藓、藻类的光合速率(CO2吸收量的大小)为什么较低？采取什么措施能够提高它们的光合速率？ _________________________________________________________________。 提示：(1)藻类、苔藓是阴生植物，对光照强度要求不高，所以光合速率较小；适当提高光照强度 (2)通过提高CO2浓度来增加作物产量的同时，还要考虑哪些因素的影响？农业上又该采取哪些相应的措施？ ________________________________________________________________。 提示：(2)温度、湿度、光照强度等；增加一定温度，控制湿度，给予一定光照强度 考点1 考点2 真题感悟 课时分层作业 第12讲　光合作用的影响因素及应用 (2)CO2浓度 考点1 考点2 真题感悟 课时分层作业 第12讲　光合作用的影响因素及应用 暗反应 CO2补偿点 有机肥 考点1 考点2 真题感悟 课时分层作业 第12讲　光合作用的影响因素及应用 (3)温度 增大 光合作用相关 酶的活性 降 低 考点1 考点2 真题感悟 课时分层作业 第12讲　光合作用的影响因素及应用 (4)水分和矿质元素 介质 下降 叶绿素 考点1 考点2 真题感悟 课时分层作业 第12讲　光合作用的影响因素及应用 2．多因子变量对光合速率的影响 考点1 考点2 真题感悟 课时分层作业 第12讲　光合作用的影响因素及应用 光照 强度 CO2浓度 光照强度 CO2浓度 考点1 考点2 真题感悟 课时分层作业 第12讲　光合作用的影响因素及应用 二、内部因素 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。 (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。 2．植物叶片的叶龄、叶绿素含量及酶 考点1 考点2 真题感悟 课时分层作业 第12讲　光合作用的影响因素及应用 [深化拓展] 自然环境下与密闭容器中光合作用和细胞呼吸的日变化曲线分析 考点1 考点2 真题感悟 课时分层作业 第12讲　光合作用的影响因素及应用 考点1 考点2 真题感悟 课时分层作业 第12讲　光合作用的影响因素及应用 1．生长于较弱光照条件下的植物，当提高CO2浓度时，其光合速率未随之增加，主要限制因素是光照强度。 (　　) 2．延长光照时间能提高光合作用强度。 (　　) 提示：延长光照时间只能提高光合作用的产物量，不能提高光合作用强度。 3．植物体从土壤中吸收的水分主要用于光合作用。 (　　) 提示：植物体从土壤中吸收的水分主要用于蒸腾作用。 4．停止供水，植物光合速率下降，这是由于水既是光合作用的原料，又是光合产物在植物体内运输的主要介质。 (　　) 5．夏季晴天，植物出现光合“午休”现象的主要原因是环境中CO2浓度过低。 (　　) 提示：出现光合“午休”现象是因为夏季中午温度过高，引起气孔关闭，CO2吸收减少，而不是环境中CO2浓度过低。 √ × × √ × 考点1 考点2 真题感悟 课时分层作业 第12讲　光合作用的影响因素及应用 1．光合作用与细胞呼吸曲线中的“关键点”移动 考点1 考点2 真题感悟 课时分层作业 第12讲　光合作用的影响因素及应用 (1)细胞呼吸对应点(A点)的移动：细胞呼吸增强，A点__________移；细胞呼吸减弱，A点__________移。 (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__________移，反之__________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__________移，反之__________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__________移；反之，移动方向相反。 提示：(1)下　上　(2)①右　左　②右　左　(3)右 考点1 考点2 真题感悟 课时分层作业 第12讲　光合作用的影响因素及应用 2．生长环境中的CO2浓度由1%降低到0.03%时，植物的光饱和点和光补偿点如何变化，原因是什么？ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________。 提示：光饱和点降低，因为CO2浓度降低时，暗反应的强度低，所需要的ATP和NADPH少。光补偿点升高，因为在合成有机物的量不变时，CO2浓度降低，所需要的光照强度增大 考点1 考点2 真题感悟 课时分层作业 第12讲　光合作用的影响因素及应用 真题感悟 明确考向 2 4 3 题号 1 考向1　影响光合作用的因素 1．(多选)(2022·江苏苏州校联考模拟预测)为探究影响光合速率的因素，将同一品种玉米苗置于25 ℃条件下培养，实验结果如图所示。下列有关叙述错误的是(　　) A．此实验共有两个自变量：光照强度和施肥情况 B．光照强度为800 lux是玉米在25 ℃条件下的光饱和点 C．在土壤含水量为40%～60%的条件下，施肥促进光合作用的效果明显 D．制约C点时光合作用强度的因素主要是土壤含水量 √ √ 考点1 考点2 真题感悟 课时分层作业 第12讲　光合作用的影响因素及应用 2 4 3 题号 1 AB　[本实验有不同光照强度、是否施肥、土壤含水量三个自变量，A错误；光照强度为800 lux时，CO2吸收量均大于200 lux，但并没有测定光照强度大于800 lux的CO2吸收量，所以无法确定光饱和点，B错误；通过图解D点与E点(或B点与F点)的CO2吸收量比较，可看出在土壤含水量为40%～60%的条件下，施肥促进光合作用的效果明显，C正确；C点土壤含水量较少，光合作用强度较低，在C点基础上增大土壤含水量，可提高其CO2吸收量，因此C点条件下限制玉米CO2吸收量的主要因素是土壤含水量，D正确。故选AB。] 2 3 题号 1 4 考向2　光(CO2)补偿点、饱和点移动问题 2．(2023·江苏镇江高三统考开学考试)已知小麦光合作用最适温度为25 ℃，呼吸作用最适温度为30 ℃，科学家研究小麦30 ℃时光照强度与光合作用强度的关系，得到如图所示曲线。下列有关叙述错误的是(　　) √ A．在25 ℃条件下研究时，cd段位置会上移，a点会上移 B．b点时叶肉细胞产生ATP的细胞器有线粒体和叶绿体 C．其他条件适宜，当植物缺Mg时，b点将向 左移动 D．c点之后小麦光合作用强度不再增加可能 与光合色素的量有关 考点1 考点2 真题感悟 课时分层作业 第12讲　光合作用的影响因素及应用 2 3 题号 1 4 C　[已知小麦光合作用最适温度为25 ℃，呼吸作用最适温度为30 ℃，题图曲线反映的是小麦在30 ℃时光照强度与光合作用强度的关系，若在25 ℃条件下研究，则光合作用强度增大，呼吸作用强度减小，cd段位置会上移，a点会上移，A正确；b点时小麦的CO2的吸收量或释放量均为0，此时光合作用强度等于呼吸作用强度，叶肉细胞产生ATP的细胞器有线粒体和叶绿体，B正确；Mg是构成叶绿素的元素，其他条件适宜，当植物缺Mg时，叶绿素含量减少，光合作用强度减弱，呼吸作用强度不变，b点将向右移动，C错误；c点之后小麦光合作用强度不再增加，此时限制小麦光合作用强度的内部因素可能是叶绿体中酶的浓度、光合色素的含量等，D正确。故选C。] 2 3 题号 4 1 考向3　光合作用在农业生产上的应用 3．(多选)(2023·江西南昌高三校联考阶段练习)“玉米—红豆”间作模式是深受农户喜爱的种植模式，大大提高了经济效益。相对于红豆，玉米具有根深、株高的特点。下图表示适宜温度下玉米和红豆植株的光合作用强度随光照强度变化的曲线，下列叙述错误的是(　　) √ A．若适当降低温度，则a点释放的能量中以热能形式散失的会增加，b点会右移 B．“玉米—红豆”间作模式可提高作物 对不同层次的光能和土壤内养分的利用 C．光照强度为2.5×103 lx时，红豆植株 固定的CO2来源于细胞呼吸和外界环境 D．b点时玉米叶肉细胞的光合作用强度 等于其呼吸作用强度 √ 考点1 考点2 真题感悟 课时分层作业 第12讲　光合作用的影响因素及应用 2 3 题号 4 1 AD　[由题意可知，题图所示结果是在适宜温度下测定的，若适当降低温度，呼吸作用减弱，a点释放的能量可能会减少，光补偿点b点可能会右移，A错误；玉米和红豆的株高不同，“玉米—红豆”间作模式可提高作物对不同层次的光能和土壤内养分的利用，B正确；光照强度为2.5×103 lx时，红豆植株光合作用大于呼吸作用，所以红豆植株固定的CO2来源于细胞呼吸和外界环境，C正确；b点时整株玉米的光合作用强度等于呼吸作用强度，但对叶肉细胞而言，其光合作用强度大 于自身的呼吸作用强度，D错误。 故选AD。] 2 4 3 题号 1 4．(多选)(2023·江苏南通统考模拟预测)科研人员为农业生产建立高效节水措施，研究了不同辅料覆盖(S：石子覆盖组、B：地膜覆盖组、M：秸秆覆盖组、CK：对照组)对春小麦光响应的影响，在春小麦灌浆期晴朗的上午，每组随机选取3株长势良好小麦叶片在其他条件适宜的情况下进行观测，得到如图所示结果。下列相关叙述正确的是(　　) A．覆盖措施能提高土壤温度和小麦对水的利用率 B．覆盖措施明显提高了春小麦对弱光的利用效率 C．秸秆覆盖(M)在强光下不利于净光合速率的提高 D．地膜覆盖(B)是提高春小麦产量的最佳处理措施 √ √ 考点1 考点2 真题感悟 课时分层作业 第12讲　光合作用的影响因素及应用 2 4 3 题号 1 AD　[覆盖措施有保温保湿的效果，能提高土壤温度和小麦对水的利用率，A正确；据图可知，覆盖措施在弱光下的效果不明显，B错误；秸秆覆盖(M)在强光下，能显著提高净光合速率，C 错误；地膜覆盖(B)后，春小麦的净光合速率最高，是提高春小麦产量的最佳处理措施，D正确。故选AD。] 考点1 考点2 真题感悟 课时分层作业 第12讲　光合作用的影响因素及应用 1．核心概念 光合作用的强度：植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。 2．结论语句 (1)只要影响到光合作用的原料、能量的供应，都可能是影响光合作用强度的因素。 (2)影响叶绿体的形成和结构的因素，会影响光合作用强度。 (3)影响酶活性的因素，也是光合作用强度的影响因素。 考点1 考点2 真题感悟 课时分层作业 第12讲　光合作用的影响因素及应用 真题感悟 明确考向 1．(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 √ 第12讲　光合作用的影响因素及应用 D　[高温使呼吸酶的活性增强，呼吸作用变强，消耗大量养分，A正确；高温使气孔导度变小，光合作用强度减弱，有机物合成减少，B正确；高温使作物蒸腾作用增强，植物易失水发生萎蔫，C正确；高温使作物叶绿素降解，光反应生成的NADPH和ATP减少，D错误。故选D。] 2．(2022·江苏选择性考试)图Ⅰ所示为光合作用过程中部分物质的代谢关系(①～⑦表示代谢途径)。Rubisco是光合作用的关键酶之一，CO2和O2竞争与其结合，分别催化C5的羧化与氧化。C5羧化固定CO2合成糖；C5氧化则产生乙醇酸(C2)，C2在过氧化物酶体和线粒体协同下，完成光呼吸碳氧化循环。请据图回答下列问题： 考点1 考点2 真题感悟 课时分层作业 第12讲　光合作用的影响因素及应用 考点1 考点2 真题感悟 课时分层作业 第12讲　光合作用的影响因素及应用 (1)图Ⅰ中，类囊体膜直接参与的代谢途径有________(从①～⑦中选填)，在红光照射条件下，参与这些途径的主要色素是__________________________。 (2)在C2循环途径中，乙醇酸进入过氧化物酶体被继续氧化，同时生成的______________在过氧化氢酶催化下迅速分解为O2和H2O。 (3)将叶片置于一个密闭小室内，分别在CO2浓度为0和0.03%的条件下测定小室内CO2浓度的变化，获得曲线a、b(图Ⅱ)。 ①曲线a，0～t1时(没有光照，只进行呼吸作用)段释放的CO2源于细胞呼吸；t1～t2时段，CO2的释放速度有所增加，此阶段的CO2源于__________________。 ②曲线b，当时间到达t2点后，室内CO2浓度不再改变，其原因是_____________________________________________。 ①⑥ 叶绿素a和叶绿素b　 过氧化氢　 细胞呼吸和光呼吸 光合作用强度等于呼吸作用和光呼吸之和　 考点1 考点2 真题感悟 课时分层作业 第12讲　光合作用的影响因素及应用 (4)光呼吸可使光合效率下降20%～50%，科学家在烟草叶绿体中组装表达了衣藻的乙醇酸脱氢酶和南瓜的苹果酸合酶，形成了图Ⅲ代谢途径，通过降低光呼吸，提高了植株生物量。上述工作体现了遗传多样性的____________价值。 直接 考点1 考点2 真题感悟 课时分层作业 第12讲　光合作用的影响因素及应用 [解析]　(1)类囊体薄膜发生的反应有水的光解产生NADPH与氧气，以及ATP的形成，即①⑥。叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，叶绿素主要有叶绿素a和叶绿素b两种，叶绿素a呈蓝绿色，叶绿素b呈黄绿色；类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，用红光照射参与反应的主要是叶绿素a和叶绿素b。(2)过氧化氢酶能将过氧化氢分解为O2和H2O，所以在C2循环途径中，乙醇酸进入过氧化物酶体被继续氧化，同时生成的过氧化氢在过氧化氢酶催化下迅速分解为O2和H2O。(3)a曲线t1～t2时段，有光照，所以CO2是由细胞呼吸和光呼吸共同产生。b曲线有光照后t1～t2时段CO2浓度下降最后达到平衡，说明光呼吸、细胞呼吸和光合作用达到了平衡。(4)图Ⅲ代谢途径，通过降低光呼吸，提高了植株生物量，直接提升了流入生态系统的能量，是直接价值。 $$