2026届高三生物一轮复习课件光合作用的影响因素

光合作用的影响因素 一轮复习 （一）、探究光照强度对光合作用强度的影响 1.光照强度 概念：植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。 表示方法：用一定时间内原料消耗或产物生成的数量来定量表示。 2.实验原理 a.抽去圆形小叶片中的气体后，叶片在水中 ，光照下叶片进行 光合作用产生 ，充满细胞间隙，叶片又 。 b.光合作用越强，单位时间内圆形小叶片上浮的数量越 。 一、 探究环境因素对光合作用强度的影响 下沉　 氧气　 上浮　 多　 3.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 4.实验流程 5．实验结果与结论 光照越强，烧杯内_______________________越多，说明一定范围内，随着________的不断增强，____________不断增强。 圆形小叶片浮起的数量 光照强度 光合作用强度 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 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 (二)、实验拓展：探究CO2浓度对光合作用强度的影响 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 总光合作用强度 = 呼吸作用强度 + 净光合作用强度 二、光合作用强度 光合速率的表示 CO2 O2 吸收:m2 CO2 释放:m1 固定:m1+m2 产生:n1+n2 吸收:n1 O2 释放:n2 呼吸速率 呼吸速率 净光合速率 净光合速率 总光合速率 总光合速率 糖类 制造 消耗 丙酮酸 O2产生、制造量 CO2固定、同化、消耗量 有机物制造、产生、合成量 O2的释放量、CO2的吸收量 有机物的积累、增加量 O2消耗量 CO2产生量 有机物消耗量 9 光合作用的强度 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光合作用固定的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 三、影响光合作用的因素 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 弱:人工补光 强:适当遮阴 轮作 合理密植、间作 ①影响叶绿素合成的三大因素 光照+温度+矿质元素 （一）、内因 12 ②其他 13 1.光照强度 单因子变量对光合速率的影响 （二）、外因 CO2吸收量(μmol·m-2·s-1) 光强 0 -4 4 8 12 16 净光合 速率 呼吸速率 总光合 速率 CO2固定量 CO2吸收量 CO2释放量 O2产生量 O2释放量 O2消耗量 有机物制造量 有机物积累量 有机物消耗量 总光合速率 净光合速率 呼吸速率 + = 光补偿点 光饱和点 限制因素主要是光照强度 限制因素主要是CO2浓度 饱和阶段的限制因素 CO2固定酶活性 CO2扩散速率 CO2固定速率 CO2 浓度 15 ①光照强度--阳生植物与阴生植物 拓展 0 光合速率 (μmolCO2·m-2·s-1) 光照强度 阳生植物 阴生植物 一般来说，光补偿点高的植物，其光饱和点往往也高。 例如，阳生植物的光补偿点和光饱和点高于阴生植物。 阳生作物(高)与阴生作物(矮)种植在同一块田里，可以提高光能利用率以及土地资源使用率，提高产量(比单作的产量高)。 先后种植 两种农作物 应用--套种或间作 套种 间作 同时种植 两种农作物 16 2.二氧化碳浓度 3.温度 17 4.水 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 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 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 Mg： 叶绿素 N： 叶绿素、蛋白质 P：ATP 、NADPH 、生物膜 肥料中的矿质元素只有溶解在水中，才能被作物根系吸收 原理分析 应用 多因子 外部因素     (1)A点前:限制因子主要为光照强度。 (2)B点后:光照强度不再是限制因子,光合速率还受温度、CO2浓度等的影响 温室栽培时,在一定光照强度下,白天适当提高温度(也可同时适当增加CO2浓度)可提高光合速率;当温度适宜时,可适当增加光照强度和CO2浓度以提高光合速率 多因子变量对光合速率的影响 三、自然环境与密闭环境中一昼夜内光合速率曲线的比较 21 气体量变化法 四、光合速率测定方法 CO2缓冲液 NaOH溶液 清水 适宜光照，测量O2的释放量(净光合速率) 遮光，测量O2的吸收量(有氧呼吸速率) 遮光，测量O2的吸收量与CO2释放的差 另设一组实验，将正常植物换成死亡的植物，其余与实验组相同，作为对照。 用于保证容器内______满足光合作用需求，同时使容器中CO2浓度保持恒定。 红色液滴向_____移动的距离，是光合作用__________的量。（代表净光合速率） 右 释放O2 CO2 22 气体量变化法 半叶法 黑白瓶法 叶圆片上浮法 黑瓶溶氧量变化量 黑瓶原初溶氧量 黑瓶放入水生生物一段时间后溶氧量 — = 白瓶溶氧量变化量 白瓶原初溶氧量 白瓶放入水生生物一段时间后溶氧量 — = 呼吸 速率 净光合速率 = = 23 　拓展1 光合作用曲线中关键点解读 (1)A点：代表呼吸速率，细胞呼吸减弱，A点上移；反之，下移。 (2)B点与C点的变化(只有横坐标为单一自变量，其他条件相同)   B点(补偿点) C点(饱和点) 适当增大CO2浓度(或光照强度) 左移 右移 适当减小CO2浓度(或光照强度) 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补偿点(或光补偿点)应右移，反之左移 (3)D点：代表最大光合速率，当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。 连续光照和间隔光照下的有机物合成量分析 (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。 拓展2 CO2浓度 水分 光 光质 光照强度 光照时间 光照面积 酶 色素 温度 矿质元素 气孔开闭情况 叶绿素、酶的合成、细胞失水 环境中CO2浓度、叶片气孔导度 内因 外因 ①酶的种类、数量、叶绿素含量 ②叶面积指数 ③遗传特性（阴生、阳生植物） ①光照（强度、光质） ⑤矿质元素 ④水分 ②CO2浓度 ③温度 影响 因素 课堂小结 1. （必修1 P105正文）光合作用的强度就是指植物在单位时间内通过光合 作用积累糖类的数量。 （　×　） 2. （必修1 P105正文）探究不同光照强度对光合作用的影响时应避免温度 等其他因素对实验结果造成影响。 （　√　） 3. （必修1 P105正文）镁可以影响叶绿素的合成从而影响光反应。 （　√　） 4. （必修1 P105正文）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。 （　√　） 5. （必修1 P105旁栏思考）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。 （　×　） × √ √ √ × 知识检测 6．(2024·衡水模拟)下列关于影响植物光合作用的因素的叙述，错误的是(　 ) A．类胡萝卜素主要吸收红光 B．蒸腾作用强弱会影响植物的光合速率 C．不同浓度盐溶液条件下，同一植物的光合速率可能不同 D．“正其行，通其风”能提高植物周围CO2浓度进而促进光合作用 √ 7. （2025·北京西城区期末）西洋参受干旱胁迫，生长会受影响。检测西 洋参在重度干旱条件下与光合作用相关的指标，结果如图所示。下列叙述 正确的是（　　） A. CO2吸收速率随着干旱时间的延长而上升 B. 干旱既影响光反应又影响暗反应 C. 胞间CO2浓度仅受气孔导度影响 D. 降低气孔导度不利于西洋参适应干旱环境 √ A．a点上移，b点左移，m值上升 B．a点上移，b点左移，m值不变 C．a点下移，b点右移，m值下降 D．a点下移，b点右移，m值上升 √ 8．已知某植物光合作用和细胞呼吸的最适温度分别是25 ℃、 30 ℃，如图曲线表示该植物在25 ℃时光合速率与光照强度的关系。若将温度调节到30 ℃的条件下(原光照强度和CO2浓度不变)，从理论上讲，图中相应点的移动分别是(　 ) 9．(2024·徐州模拟)科研人员检测晴朗天气下露天栽培和大棚栽培的油桃的光合速率(Pn)日变化情况，并将检测结果绘制成图。下列说法错误的是(　 ) A．光照强度增大是导致ab段、lm段Pn增加的主要原因 B．bc段、mn段Pn下降的原因是气孔关闭 C．ef段、op段Pn下降的原因是光照逐渐减弱 D．适时浇水、增施农家肥是提高大田作物产量的重要措施 √ 10. （2025·广东八校高三联合检测）大气中CO2浓度升高及其带来的温室效 应给植物的适应和演化带来极大的挑战。为探究CO2浓度对植物生长发育 的影响，科学家用银杏进行了如下实验。回答下列问题： （1）为探究大气CO2浓度上升对银杏叶片光反应的影响，研究人员将银杏 分别置于CO2浓度为700 μmol·mol－1（实验组）和370 μmol·mol－1（对照 组）的气室中培养。在第1生长季 （0～100天）和第2生长季（360～ 450天）分别测定银杏叶片净光合速 率和叶绿素含量的变化，如图所示。 ①叶绿体中光合色素吸收的光能，一部分将水分解为氧并形成NADPH， NADPH在暗反应中的作用是 ⁠。 ②根据图中的实验结果，在第1生长季中，主要因为 ⁠ ，所以实验组净光合速率高于对照组。 ③叶绿素含量 （填“是”或“不是”）限制第2生长季银杏叶片 净光合速率的主要因素，判断依据是 ⁠ ⁠ ⁠。 作为（活泼的）还原剂和提供能量 实验组的CO2浓度高 于对照组 不是 第2生长季对照组和实验组的叶绿 素含量上升且高于第1生长季，但实验组净光合速率低，对照组的净光合 速率差异不明显 解析： ①暗反应中在有关酶的催化作用下，三碳化合物接受光反应产生的NADPH和ATP释放的能量，并且被NADPH还原，进而合成有机物，所以NADPH在暗反应中的作用是作为活泼的还原剂和提供能量。②实验的目的是探究大气CO2浓度上升对银杏叶片光反应的影响，实验的自变量是CO2浓度高低和处理时间长短，实验结果显示在第1生长季，银杏叶片净光合速率明显高于对照组，而二者叶绿素含量基本相同，则据此推测，是由于实验组的CO2浓度高于对照组，CO2浓度上升促进了暗反应进而促进了光合速率的增加，所以实验组净光合速率高于对照组。③第2生长季的叶绿素含量显著高于第1生长季，但与第1生长季相比实验组净光合速率反而下降，对照组的净光合速率差异不明显，因此叶绿素含量不是限制第2生长季银杏叶片净光合速率的主要因素。 （2）另有研究表明，大气CO2浓度短期倍增使银杏叶片气孔导度和蒸腾速 率分别降低了46.2％、25.0％，净光合速率提高了32.6％，结合以上实验 结果和数据，分析大气CO2浓度短期倍增对银杏叶片的光合作用的影响 是 ⁠ ⁠ ⁠。 短期大气CO2浓度升高，银杏叶片内部CO2浓度增加，气孔部分关闭而 使气孔导度下降，进而蒸腾速率下降，银杏叶片对水分利用率提高，有利 于光反应和暗反应的进行，从而促进银杏叶片光合作用 解析： 大气CO2浓度短期倍增使银杏叶片气孔导度和蒸腾速率都降低 了，而净光合速率提高了，说明短期大气CO2浓度升高，银杏叶片内部CO2 浓度增加，而气孔部分关闭而使气孔导度下降，进而蒸腾速率下降，但银 杏叶片对水分利用率提高，有利于光反应和暗反应的进行，从而促进银杏 叶片光合作用。 （3）你认为能否依据本实验的研究预测大气CO2浓度升高对未来植物生长 发育的影响？ ⁠ ⁠ ⁠。 解析： 不能依据本实验的研究预测大气CO2浓度升高对未来植物生长 发育的影响，因为对于绝大多数植物来说，大气CO2浓度上升对植物的影 响是一个长期的过程，而人工控制试验进行的时间较短，只能反映CO2浓 度升高对植物的短期影响。 不能，对绝大多数植物来说，大气CO2浓度上升对植物的 影响是一个长期的过程，而人工控制试验进行的时间较短，只能反映CO2 浓度升高对植物的短期影响 $$