第3单元 第15讲 光合作用的影响因素及应用(课件PPT)-【精讲精练】2026年高考生物一轮复习（人教版 单选）

第三单元　细胞的能量供应和利用 第15讲　光合作用的影响因素及应用 返回目录 高考总复习·生物学 1 第三单元　细胞的能量供应和利用 返回目录 高考总复习·生物学 1 第三单元　细胞的能量供应和利用 目 录 核心考点突破 01 高考真题演练 02 知能达标训练 03 CONTENTS 返回目录 高考总复习·生物学 1 第三单元　细胞的能量供应和利用 01 核心考点突破 返回目录 高考总复习·生物学 1 第三单元　细胞的能量供应和利用 单位时间 糖类 原料消耗或产物生成的数量 下沉 氧气 上浮 多 返回目录 高考总复习·生物学 1 第三单元　细胞的能量供应和利用 光照强度 调整LED台灯与烧杯之间 光合作用强度 观测单位时间内被抽去空气的小圆 的距离 形叶片上浮的数量或者是浮起相同数量的叶片所用的时间长短 返回目录 高考总复习·生物学 1 第三单元　细胞的能量供应和利用 返回目录 高考总复习·生物学 1 第三单元　细胞的能量供应和利用 一定光照强度 增强 返回目录 高考总复习·生物学 1 第三单元　细胞的能量供应和利用 × √ √ × 返回目录 高考总复习·生物学 1 第三单元　细胞的能量供应和利用 返回目录 高考总复习·生物学 1 第三单元　细胞的能量供应和利用 返回目录 高考总复习·生物学 1 第三单元　细胞的能量供应和利用 返回目录 高考总复习·生物学 1 第三单元　细胞的能量供应和利用 返回目录 高考总复习·生物学 1 第三单元　细胞的能量供应和利用 返回目录 高考总复习·生物学 1 第三单元　细胞的能量供应和利用 返回目录 高考总复习·生物学 1 第三单元　细胞的能量供应和利用 返回目录 高考总复习·生物学 1 第三单元　细胞的能量供应和利用 返回目录 高考总复习·生物学 1 第三单元　细胞的能量供应和利用 返回目录 高考总复习·生物学 1 第三单元　细胞的能量供应和利用 返回目录 高考总复习·生物学 1 第三单元　细胞的能量供应和利用 返回目录 高考总复习·生物学 1 第三单元　细胞的能量供应和利用 返回目录 高考总复习·生物学 1 第三单元　细胞的能量供应和利用 返回目录 高考总复习·生物学 1 第三单元　细胞的能量供应和利用 返回目录 高考总复习·生物学 1 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(4)实验结论：在_______________范围内，光合作用强度随光照强度的增强而_____。 1．在探究光照强度对光合作用强度的影响中，增加光照强度或温度，都能明显缩短叶圆片上浮至液面所用的时间。( ) 2．探究光照强度对光合作用强度影响的实验中使用的圆形小叶片应先排出里面的气体。( ) 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。( ) 4．实验中测得的O2产生量是植物光合作用实际产生的总O2量。( ) 1．(必修1 P105“探究·实践”)该实验中叶片上浮的原因是什么？ 提示　光合作用产生的O2量大于有氧呼吸消耗的O2量，使叶肉细胞间隙充满了气体，浮力增大，叶片上浮。 2．(必修1 P105“探究·实践”)在该实验中，若改用普通灯泡(钨丝)作为光源，应注意什么，怎样改进？ 提示　若改用普通灯泡作为光源应注意灯泡发热造成的温度变化对实验的影响，应在灯泡和光源之间加一玻璃水柱进行隔温处理。 3．(必修1 P105“探究·实践”)该实验中，若NaHCO3溶液浓度过高会导致叶片上浮缓慢，原因是_________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________。 提示　在高浓度的无机盐溶液中，植物细胞过多失水，代谢减弱 考向　探究光合作用影响因素的实验 1．(2024·成都七中诊断)某生物兴趣小组将一枝伊乐藻浸在加有适宜培养液的大试管中，以LED灯作为光源，移动LED灯调节其与大试管的距离，分别在10 ℃、20 ℃和30 ℃下进行实验，观察并记录单位时间内不同距离下枝条产生的气泡数目，结果如图所示。下列相关叙述错误的是(　　) A．该实验研究的是光照强度和温度对光合速率的影响 B．A点和C点的限制因素分别为温度和光照强度 C．B点条件下伊乐藻能进行光合作用 D．若在缺镁的培养液中进行此实验，则B点向右移动 解析　若培养液中缺镁，叶绿素合成受阻，光合速率减弱，而呼吸速率不变，需要增大光照强度来增大光合速率，使光合速率等于呼吸速率，即B点向左移动，D错误。 答案　D 2．(2024·深圳联考)某实验小组利用菠菜幼叶和成熟叶的叶圆片，在适宜条件下探究NaHCO3溶液浓度对光合作用强度的影响，结果如图。下列说法正确的是(　　) A．叶圆片上浮情况只与光合作用强度有关，与呼吸作用强度无关 B．②～⑤组幼叶圆片上浮的速度比成熟叶圆片上浮的速度快 C．若适当加大光照强度，⑥⑦组的叶圆片也会上浮 D．取叶圆片时应避开大的叶脉，以减少无关变量对实验的干扰 解析　叶圆片的沉浮取决于气体是否在细胞间隙积累，与净光合速率有关，因此叶圆片上浮情况与光合作用强度和呼吸作用强度都有关，A错误；据图可知，②～⑤组幼叶圆片上浮时间大于成熟叶圆片，说明②～⑤组幼叶圆片上浮的速度较慢，B错误；⑥⑦组叶圆片不上浮的原因可能是NaHCO3溶液浓度过高，导致细胞渗透失水过多而死亡，因此若适当加大光照强度，⑥⑦组的叶圆片不会上浮，C错误；叶脉上没有叶绿体，取叶圆片时应避开大的叶脉，以减少无关变量对实验的干扰，D正确。 答案　D 考点二　光合作用的影响因素 1．影响光合作用强度的内部因素及应用 (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，如图所示。 (2)植物叶片的叶龄、叶绿素含量及酶 (3)叶面积指数(光合面积) 曲线分析： ①OA段，随叶面积指数的增大，光合作用实际量不断增大。A点为光合作用的饱和点。超过A点，随着叶面积指数的增大，光合作用实际量不再增加。 ②OB段，净光合量随光合作用增强而增加，B点以后随呼吸量的增加，净光合量逐渐减少，当净光合量小于0时，植物将无法正常生长。 (4)应用 ①增加光合作用面积，如合理密植、间作套种。 ②适当修苗、合理施肥、浇水，避免枝叶徒长。 2．影响光合作用强度的外部因素及应用 (1)CO2浓度 (2)光照强度 (3)温度 (4)水分和矿质元素 1．当温度改变时，不管是光反应还是暗反应都会受影响，但主要是影响暗反应。( ) 2．镁可以影响叶绿素的合成从而影响光反应。( ) 3．水分能影响气孔的开闭，间接影响CO2进入植物体内，从而影响光合作用。( ) (必修1 P106拓展应用)下图是在夏季晴朗的白天，某种绿色植物叶片光合作用强度的曲线图。分析曲线图并回答问题： (1)10～12时左右的光合作用强度明显减弱的原因是什么？ 提示　此时温度很高，蒸腾作用增强，导致气孔开度减小，CO2进入叶片组织的数量减少，致使光合作用暗反应受到限制。 (2)依据本题提供的信息，提出提高绿色植物光合作用强度的一些措施。 提示　可以利用温室大棚控制光照强度、温度的方式，如补光、遮阴、生炉子、喷淋降温等，提高绿色植物光合作用强度。 多因子变量对光合速率的影响及应用 考向一　光合作用的影响因素分析 1．(2024·四川成都模拟)矿质离子主要由植物根系吸收，对光合作用有一定的影响。在适宜条件下，将黄瓜幼苗培养在完全培养液中，测定其光合作用速率与光照强度的关系，结果如图。若将黄瓜幼苗培养在缺镁培养液中(缺镁对呼吸作用速率影响不大)，下列分析错误的是(　　) A．缺镁会影响叶绿素的合成，使光合速率下降，C点向左下方移动 B．缺镁对呼吸作用速率影响不大，所以A点不会有明显移动 C．图中B点是光补偿点，在缺镁培养液培养后B点左移 D．图中D点是光饱和点，在缺镁培养液培养后D点左移 解析　缺镁会影响叶绿素的合成，植物捕获光能的能力下降，导致光反应速率下降，对呼吸速率影响不大，所以在缺镁培养液中培养后，C点向左下方移动，A点不会有明显移动，A、B正确；B点为光补偿点，该点的呼吸作用强度与光合作用强度相等；植物体缺镁时，呼吸速率影响不大，而体内叶绿素合成减少，光合作用速率下降，植物必须在较强光照下光合速率才能与呼吸速率相同，故B点会右移，C错误；D点为正常植物的光饱和点，缺镁植物的光合速率下降，D点会向左移动，D正确。 答案　C 2．(2023·北京卷)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 解析　CO2吸收速率代表净光合速率，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，导致净光合速率下降，A正确；在高光强下，M点左侧CO2吸收速率升高主要原因是光合酶的活性增强，B正确；CP点代表呼吸速率等于光合速率，植物可以进行光合作用，C错误；题图中M点处CO2吸收速率最大，即净光合速率最大，也就是光合速率与呼吸速率的差值最大，D正确。 答案　C 光(CO2)补偿点、饱和点的移动问题 (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) 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 [提醒]　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。　 考向二　光合作用在农业生产中的应用 3．粮草间作是农业产业结构调整，改变单一种植结构，提高单位产量的有效途径。苜蓿是重要的经济牧草，玉米是重要的经济作物。苜蓿的根有极强的吸水能力，玉米植株的高度高于苜蓿植株。某实验小组探究了玉米和苜蓿在单作和间作模式下光合作用的情况，以及间作距离对苜蓿叶绿素含量的影响，结果如图所示。回答下列问题： (1)与单作相比，间作时玉米和苜蓿的光合速率均有所下降。结合题干信息，可能的原因是_____________________________________________________ ___________________________________________________________________。 (2)间作时，要保持适当的行间距和通风，其作用是__________________。 (3)苜蓿叶肉细胞中的叶绿素分布在____________上。根据实验结果分析，间作距离较小时，苜蓿叶绿素的含量明显较高，其生理意义是_______________ ___________________________________________________________________。 (4)从作物根系在土壤中分布的角度分析，“一深一浅”的两种作物更适合间作，其原因可能是__________________________________________________ __________________________________________________________________。 解析　(1)根据题意可知，苜蓿具有很强的吸水能力，因此和玉米间作可能会导致玉米缺水，从而使玉米光合速率下降；玉米植株的高度高于苜蓿，对苜蓿具有遮光作用，会降低苜蓿的光合速率。(2)间作时，保持适当的行间距和通风，既能避免植株叶片之间相互遮光，也有利于CO2的供给，从而促进光合作用。(3)苜蓿叶肉细胞中的叶绿素分布在叶绿体的类囊体薄膜上。根据实验结果分析可知，间作距离较小时，苜蓿叶绿素的含量明显较高，其意义在于较高含量的叶绿素能提高苜蓿对光能的吸收能力，以增强其对弱光环境的适应性，增大光合速率。(4)根系“一深一浅”的作物间作，有利于充分利用不同深度土壤中的营养物质并缓解不同植物根系之间的竞争，提高经济效益。 答案　(1)苜蓿吸水多导致玉米缺水；玉米植株高于苜蓿植株，对苜蓿有遮光作用 (2)避免遮光；有利于CO2的供给，促进光合作用 (3)叶绿体的类囊体薄膜　提高苜蓿对光能的吸收能力，以适应弱光环境 (4)能充分利用不同深度土壤中的营养物质；能有效缓解竞争 1．(2024·北京卷)某同学用植物叶片在室温下进行光合作用实验，测定单位时间单位叶面积的氧气释放量，结果如图所示。若想提高X，可采取的做法是(　　) A．增加叶片周围环境CO2浓度 B．将叶片置于4 ℃的冷室中 C．给光源加滤光片改变光的颜色 D．移动冷光源缩短与叶片的距离 解析　二氧化碳是光合作用的原料，增加叶片周围环境CO2浓度可增加单位时间单位叶面积的氧气释放量，A符合题意；降低温度会降低光合作用的酶活性，会降低单位时间单位叶面积的氧气释放量，B不符合题意；给光源加滤光片，减少了光源，会降低光合速率，C不符合题意；移动冷光源缩短与叶片的距离会使光照强度增大，但单位时间单位叶面积的最大氧气释放量可能不变，因为光饱和点之后，光合作用强度不再随着光照强度的增强而增强，D不符合题意。 答案　A 2．(2024·湖北卷)植物甲的花产量、品质(与叶黄素含量呈正相关)与光照长短密切相关。研究人员用不同光照处理植物甲幼苗，实验结果如下表所示。下列叙述正确的是(　　) 组别 光照处理 首次开花 时间 茎粗 (mm) 花的叶黄素含量(g/kg) 鲜花累计平均 产量(kg/hm2) ① 光照8 h/黑暗16 h 7月4日 9.5 2.3 13 000 ② 光照12 h/黑暗12 h 7月18日 10.6 4.4 21 800 ③ 光照16 h/黑暗8 h 7月26日 11.5 2.4 22 500 A．第①组处理有利于诱导植物甲提前开花，且产量最高 B．植物甲花的品质与光照处理中的黑暗时长呈负相关 C．综合考虑花的产量和品质，应该选择第②组处理 D．植物甲花的叶黄素含量与花的产量呈正相关 解析　与其他组相比，第①组处理首次开花时间最早，说明第①组处理有利于诱导植物甲提前开花，但其鲜花累计平均产量小于第②③组，故A错误；植物甲花的品质与叶黄素含量呈正相关，据表中信息可知，随着光照处理中的黑暗时长减小，植物甲花的叶黄素含量先升高后降低，故B错误；第②组处理植物甲花的叶黄素含量最高，鲜花累计平均产量明显大于第①组，略小于第③组，综合考虑花的产量和品质，应该选择第②组处理，C正确；比较第②组和第③组的结果可知，第②组植物甲花的叶黄素含量较第③组高，但第③组的鲜花累计平均产量高于第②组，说明植物甲花的叶黄素含量与花的产量不呈正相关，D错误。 答案　C 3．(2022·北京卷)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浓度的关系如图。据图分析不能得出(　　) 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 解析　分析题图可知，当CO2浓度一定时，光合速率会随着温度的升高而增大，达到最适温度时，光合速率达到最高值，后随着温度的继续升高而减小，A不符合题意；分析题图可知，当CO2浓度为200 μL·L－1时，最适温度为25 ℃左右；当CO2浓度为370 μL·L－1时，最适温度约为30 ℃；当CO2浓度为1000 μL·L－1时，据图不能得出其最适温度，但比CO2浓度为370 μL·L－1时高，可以表明在一定范围内，CO2浓度的升高会使光合作用最适温度升高，B不符合题意；当CO2浓度为200 μL·L－1时，光合速率随温度的升高，改变程度不大，光合速率在温度的升高下，持续在数值为10处波动，而CO2浓度为其他数值时，光合速率随着温度的升高变化程度较大，曲线有较大的变化趋势，所以表明CO2浓度 为200 μL·L－1时，温度对光合速率影响小，C不符合题意；分析题图可知，10 ℃条件下，CO2浓度为200～370 μL·L－1时，光合速率有显著提高，而370 μL·L－1至1000 μL·L－1时，光合速率无明显的提高趋势，而且CO2浓度为370 μL·L－1与1000 μL·L－1时，两者的光合速率数值接近同一数值，所以不能表明10 ℃条件下，光合速率随CO2浓度的升高会持续提高，D符合题意。 答案　D 4．(2024·山东卷)从开花至籽粒成熟，小麦叶片逐渐变黄。与野生型相比，某突变体叶片变黄的速度慢，籽粒淀粉含量低。研究发现，该突变体内细胞分裂素合成异常，进而影响了类囊体膜蛋白稳定性和蔗糖转化酶活性，而呼吸代谢不受影响。类囊体膜蛋白稳定性和蔗糖转化酶活性检测结果如图所示，开花14天后植株的胞间CO2浓度和气孔导度如表所示，其中Lov为细胞分裂素合成抑制剂，KT为细胞分裂素类植物生长调节剂，气孔导度表示气孔张开的程度。已知蔗糖转化酶催化蔗糖分解为单糖。 检测指标 植株 14天 21天 28天 胞间CO2浓度(μmol CO2·mol－1) 野生型 140 151 270 突变体 110 140 205 气孔导度(molH2O·m－2·s－1) 野生型 125 95 41 突变体 140 112 78 (1)光反应在类囊体上进行，生成可供暗反应利用的物质有____________。结合细胞分裂素的作用，据图分析，与野生型相比，开花后突变体叶片变黄的速度慢的原因是____________________________________________________。 (2)光饱和点是光合速率达到最大时的最低光照强度。据表分析，与野生型相比，开花14天后突变体的光饱和点________(填“高”或“低”)，理由是_________________________________________________________________。 (3)已知叶片的光合产物主要以蔗糖的形式运输到植株各处。据图分析，突变体籽粒淀粉含量低的原因是___________________________________________ __________________________________________________________________。 解析　(1)光反应阶段生成的NADPH和ATP可供暗反应利用，其中NADPH作为活泼的还原剂，参与暗反应阶段的化学反应，同时也储存部分能量供暗反应阶段利用；ATP将参与暗反应阶段合成有机物的化学反应。分析野生型和突变体的①组数据可知，与野生型相比，突变体类囊体膜蛋白稳定性和蔗糖转化酶活性均较高；分别对比野生型和突变体的②③组数据可知，细胞分裂素可以提高类囊体膜蛋白稳定性和蔗糖转化酶活性。结合题干信息“该突变体内细胞分裂素合成异常，进而影响了类囊体膜蛋白稳定性和蔗糖转化酶活性”推测，与野生型相比，突变体叶片合成的细胞分裂素较多，类囊体膜蛋白稳定性较高，促进了叶绿素的合成，从而导致开花后突变体叶片变黄的速度较慢。 (2)分析题表可知，与野生型相比，开花14天后突变体的胞间CO2浓度较低、气孔导度较大(进入叶肉细胞的CO2较多)，说明其CO2利用率较大，光饱和点较高。(3)已知蔗糖转化酶催化蔗糖分解为单糖，叶片的光合产物主要以蔗糖的形式运输到植株各处，而突变体蔗糖转化酶活性较高，能够催化更多的蔗糖分解为单糖，导致运输到籽粒的蔗糖减少，进而导致籽粒合成的淀粉减少。 答案　(1)ATP、NADPH　与野生型相比，突变体叶片合成的细胞分裂素较多，类囊体膜蛋白稳定性较高，可促进叶绿素的合成且叶绿素降解慢(或叶绿体稳定性高)(合理即可) (2)高　与野生型相比，开花14天后突变体的胞间CO2浓度较低、气孔导度较大(进入叶肉细胞的CO2较多)，固定CO2能力强 (3)突变体蔗糖转化酶活性较高，能够催化更多的蔗糖分解为单糖，导致运输到籽粒的蔗糖减少，籽粒合成的淀粉减少(合理即可) $$