第3单元 第6课时 光合作用的影响因素及其应用（课件PPT）-【优化指导】2026年高考生物学一轮复习高中总复习·第1轮（人教版单选版 浙江专版）

高考总复习 生物学 第三单元 细胞的 能量供应和利用 第6课时　光合作用的 影响因素及其应用 1．通过分析光合作用与细胞呼吸的关系，形成结构与功能相适应、物质与能量相互依存的生命观念。(生命观念) 2．分析影响光合作用的因素的曲线模型，理解环境因素对光合作用的影响。(科学思维) 3．通过探究环境因素对光合作用强度的影响实验，培养实验设计和分析能力。(科学探究) 4．应用影响光合作用的环境因素的相关知识，指导农业生产。(社会责任) 考点一　探究环境因素对光合作用强度的影响 一、实验原理 在光照下，绿色植物通过光合作用产生__。 O2 二、实验中变量分析 自变量 不同________ 控制自变量 调节________________ 因变量 ____________ 检测因变量 同一时间段内____________ 对无关变量进行控制 __________________等保持一致 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 [易错提醒] 实验中的变量控制 (1)自变量的控制：还可以用不同功率的光源放置相同的距离控制不同的光照强度。 (2)因变量的控制：还可以通过观测浮起相同数量的圆形小叶片所用的时间来衡量光合作用强度。 三、实验流程 四、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 (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？ 答案：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。改进措施是可在灯泡和光源之间加一玻璃水柱进行隔温处理。 (正确的画“√”，错误的画“×”) 1．使用的圆形小叶片应先排出里面的气体。(　　 　　) 2．往水中吹气是为了增加水中的溶解氧。(　　 　　) 提示：往水中吹气是为了增加水中的CO2。 3．将排气后的小叶片放入黑暗处盛有清水的烧杯中待用。(　　 　　) √ × √ 4．在“探究光照强度对光合作用强度的影响”实验中，增加光照强度或温度，都能明显缩短圆形小叶片上浮至液面所用的时间。(　　 　　) 提示：当达到光饱和点后，增加光照强度不会缩短圆形小叶片上浮至液面所用的时间。适当地提高温度，可能会增加圆形小叶片上浮至液面所用的时间。 × 5．在“探究光照强度对光合作用强度的影响”实验中，能直接测定出其真正的光合作用速率。(　　 　　) 提示：在“探究光照强度对光合作用强度的影响”实验中，无法排除细胞呼吸的影响，因此不能直接测定出其真正的光合作用速率。 6．在“探究光照强度对光合作用强度的影响”实验中，NaHCO3浓度越高，叶片浮起来的速率就越快。(　　 　　) 提示：随着NaHCO3溶液浓度的增大，植物细胞失水增多，细胞代谢减慢，光合作用速率会降低。 × × 7．因为配制的NaHCO3溶液中不含O2，所以整个实验过程中叶圆片只能进行无氧呼吸。(　　 　　) 提示：虽然配制的NaHCO3溶液中不含O2，但叶圆片本身可进行光合作用产生O2，所以整个实验过程中叶圆片可进行有氧呼吸。 × 1．(2025·广东深圳模拟)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(　　) D 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组幼叶圆片上浮所需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。 2. (2025·四川成都模拟)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 D 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。 考点二　影响光合作用的因素及其应用 一、内部因素 1．植物自身的遗传特性 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 二、环境因素 1．光照强度 (1)原理：光照强度通过影响植物的______进而影响光合速率。在一定范围内，光照强度增加，光反应速率加快，产生的_______________增多，使暗反应中C3的还原加快，从而使光合作用产物增加。 光反应 NADPH和ATP (2)曲线模型分析 (3)应用：温室生产中，适当增加光照强度，以提高光合速率，使作物增产。 2．CO2浓度 (1)原理：CO2浓度影响__________，制约C3的形成。 (2)曲线模型分析 暗反应阶段 图1中A点表示CO2补偿点，即光合速率等于呼吸速率时的CO2浓度，图2中A′点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度。B点和B′点对应的CO2浓度都表示CO2饱和点。 (3)应用：在农业生产上可以通过通风、增施农家肥等增大CO2浓度，提高光合速率。 3．温度 (1)原理：温度通过影响________影响光合作用。 (2)曲线模型分析 酶的活性 AB段 在B点之前，随着温度升高，光合速率增大 B点 对应酶的最适温度，光合速率最大 BC段 随着温度升高，酶的活性下降，光合速率减小，50 ℃左右光合速率几乎为零 (3)应用：温室栽培植物时，白天调到光合作用最适温度，以提高光合速率；晚上适当降低室内温度，以降低细胞呼吸速率，保证植物有机物的积累。 4．水 (1)原理：水既是光合作用的原料，又是体内各种化学反应的介质，如植物缺水导致萎蔫，使光合速率下降。另外，水分还能影响气孔的开闭，进而影响植物体内CO2的浓度。 (2)曲线模型分析 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曲线中间E处光合作用强度暂时降低，是因为温度高，蒸腾作用过强，部分气孔关闭，影响了CO2的供应。 (3)应用：预防干旱，合理灌溉。 5．矿质元素 (1)原理：矿质元素是参与光合作用的许多重要化合物的组成成分，缺乏会影响光合作用的进行。例如，N是酶的组成元素，N、P是ATP、磷脂的组成元素，Mg是叶绿素的组成元素等。 (2)曲线模型分析 在一定浓度范围内，增大必需矿质元素的供应，可提高光合作用强度；但当超过一定浓度后，会因土壤溶液的浓度过高，植物渗透失水而导致植物光合作用强度下降。 (3)应用：合理施肥，补充土壤中的矿质元素。 (正确的画“√”，错误的画“×”) 1．适时进行灌溉可以缓解作物的“光合午休”程度。(　　 　　) 2．玉米幼苗从土壤中吸收的水分主要用于光合作用。(　　 　　) 提示：玉米幼苗从土壤中吸收的水分主要用于蒸腾作用。 × √ 3．生长于较弱光照条件下的植物，当提高CO2浓度时，其光合速率就随之增加。(　　 　　) 提示：较弱光照条件下，在叶绿体基质中光反应产生的ATP和NADPH较少，即使CO2浓度升高，光合速率并不随之增加，此时限制光合作用的环境因素是光照强度。 × 4．整株植物处于光补偿点时，叶肉细胞的光合作用强度和细胞呼吸强度相等。(　　 　　) 提示：整株植物处于光补偿点时，此时植株既不从环境吸收CO2，也不向环境释放CO2，即光合作用吸收的CO2不来自外界，完全由细胞呼吸释放的CO2提供；整株植物细胞皆进行细胞呼吸，而光合作用在叶肉细胞等部分植物细胞中进行，所以叶肉细胞的光合作用强度大于细胞呼吸强度。 × 如图表示不同植物的光合速率与部分环境因素的关系。请据图回答相关问题： 光饱和点是指光合速率达到最大时所对应的外界光照强度。若突然大量减少CO2的供应，则图中A植物的光饱和点向________移动，原因是________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 答案：左　突然大量减少CO2的供应，一段时间之后，整体的光合速率下降，因此光饱和点左移 解析：光饱和点是指在一定的光照强度范围内，植物的光合速率随光照强度的上升而增大，当光照强度上升到某一数值之后，光合速率不再继续提高时的光照强度。若突然大量减少CO2的供应，一段时间之后，整体的光合速率下降，因此光饱和点左移。 分析光合作用与细胞呼吸曲线中的“关键点”移动 据图可知，OA表示呼吸作用释放的CO2量，由CO2(光)补偿点到CO2(光)饱和点围成的△BCD的面积代表净光合作用有机物的积累量。改变影响光合作用的某一因素，对补偿点和饱和点会有一定的影响，因此净光合作用有机物的积累量也会随之变化。具体分析如表所示： 条件改变 △BCD面积 CO2(光) 补偿点 CO2(光) 饱和点 适当提高温度 减少 右移 左移 适当增大光照 强度 (CO2浓度) 增加 左移 右移 适当减小光照 强度 (CO2浓度) 减少 右移 左移 植物缺少Mg元素 减少 右移 左移 考向一　结合光合作用影响因素，考查科学思维 1．(2025·广东汕头模拟)如图所示，在图甲装置a与装置b中敞口培养相同数量的小球藻，以研究光照强度(其他条件均为最适)对小球藻产生O2的影响，装置a的曲线如图乙所示。据图分析，下列叙述正确的是(　　) C A．P点时产生的ATP可用于暗反应 B．适当降低温度，P点将下移 C．在图乙上绘制装置b的曲线，Q点应右移 D．降低CO2浓度时，在图乙上绘制装置a的曲线，R点应右移 解析：P点时细胞只进行呼吸作用产生ATP，该ATP不能用于光合作用的暗反应过程，A错误；适当降低温度，呼吸酶的活性随之降低，P点将上移，B错误；由于缺镁，装置b中小球藻细胞内叶绿素含量较低，所以光合作用强度等于呼吸作用强度的Q点将右移，C正确；降低CO2浓度，R点将向左下方移动，D错误。 2．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曲线图。下列相关说法错误的是(　　) B A．光照强度增大是导致ab段、lm段Pn增加的主要原因 B．致使bc段、mn段Pn下降的原因是气孔关闭 C．致使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 解析：早晨太阳出来后光照强度不断增大，使得露天栽培和大棚栽培的油桃的光合速率迅速上升，即光照强度增大是导致ab段、lm段光合速率(Pn)增加的主要原因，A正确；大棚栽培条件下的油桃在bc段光合速率(Pn)下降，主要原因是太阳出来后旺盛的光合作用消耗大量CO2，使大棚内密闭环境中CO2浓度迅速下降，而露天栽培的油桃在mn段光合速率(Pn)下降，是因为环境温度过高导致气孔关闭，不能吸收CO2，B错误；15时以后，两种栽培条件下的光合速率均持续下降，是光照强度逐渐减弱所致，即致使ef段、op段光合速率(Pn)下降的原因是光照逐渐减弱，C 正确；适时浇水从而避免植物因缺水导致气孔关闭，增施农家肥一方面增加了CO2浓度，另一方面增大了必需矿质元素的供应，从而提高大田作物的产量，D正确。 [归纳总结] 植物光合作用和细胞呼吸的日变化曲线分析 (1)自然环境中，绿色植物一昼夜CO2吸收与释放速率曲线分析 (2)密闭环境中，绿色植物一昼夜CO2和O2浓度变化曲线分析 考向二　围绕光合作用在农业生产中的应用，考查生命观念和社会责任 3．北方冬季室外温度比较低，利用温室大棚可进行蔬菜等的生产，以缓解人们对蔬菜的需求，增加农民的经济收入。回答下列问题： (1)影响冬季温室大棚中蔬菜光合速率的外界条件是温度和_________，请为温室大棚改善以上条件提供可行的措施：_______________________ ______________________。为了提高蔬菜的产量，从温度的角度分析，对夜晚温度可进行________________________的调控。 (2)农业生产常采用间作(同一生长期内，在同一块农田上间隔种植两种或两种以上作物)的方法提高农田的光能利用率。现有4种蔬菜，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最小光照强度)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蔬菜是________，选择这两种蔬菜的理由是____________________ ___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 作物 A B C D 株高/cm 170 165 65 59 光饱和点/ (μmol·m－2·s－1) 1 200 623 1 180 560 答案：(1)光照强度　生炉子提高温度、利用日光灯提高光照强度　不产生冻害前提下适当降温 (2)A和D　蔬菜A光饱和点高且长得高，可利用上层较强光照进行光合作用；蔬菜D光饱和点低且长得矮，与作物A间作后，能利用下层弱光进行光合作用 解析：(1)冬季气温低、光照强度弱，限制光合作用的进行，可通过在温室大棚中生炉子提高温度、利用日光灯提高光照强度等措施提高光合速率。为提高有机物净积累量，晚上可适当降温，但温度不能太低，否则植物会出现冻害。(2)由于蔬菜A光饱和点高且长得高，可利用上层较强光照进行光合作用；蔬菜D光饱和点低且长得矮，与作物A间作后，能利用下层弱光进行光合作用，因此最适合进行间作的两种蔬菜是A和D。 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 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 真题链接 感悟高考 解析：CO2是光合作用的原料，增加叶片周围环境CO2浓度可提高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相关的酶活性，从而降低单位时间单位叶面积的氧气释放量，B不符合题意；给光源加滤光片改变光的颜色可能会使单位时间单位叶面积的氧气释放量降低，比如将蓝紫光改变为绿光会降低光合速率，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，光合速率不再随着光照强度的增强而增强，D不符合题意。 真题链接 感悟高考 2．(2023·湖北卷)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.细胞呼吸变强，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 真题链接 感悟高考 解析：在一定范围内，随着温度的升高，呼吸酶的活性增强，细胞呼吸变强，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。 真题链接 感悟高考 3．(2022·海南卷)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(　　) B 真题链接 感悟高考 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，0.5%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 真题链接 感悟高考 解析：本实验探究适宜温度下CO2对光合作用的影响，自变量为CO2浓度(NaHCO3溶液浓度)，温度和光照为无关变量，A错误；当光合作用产生的氧气多于细胞呼吸消耗的氧气时，叶圆片上浮，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，B正确；四组实验中，0.5% NaHCO3溶液中叶圆片上浮需要的时间最长，光合速率最低，C错误；若在4 ℃条件下进行本实验，由于低温会使酶的活性降低，导致净光合速率降低，故各组叶圆片上浮所需时长均会延长，D错误。 真题链接 感悟高考 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。 真题链接 感悟高考 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/ (mol H2O·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___________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 真题链接 感悟高考 (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__________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 真题链接 感悟高考 (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____________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 真题链接 感悟高考 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(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)，CO2利用率较高 (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) 真题链接 感悟高考 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 真题链接 感悟高考 分裂素较多，类囊体膜蛋白稳定性较高，促进了叶绿素合成，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利用率较高，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。 真题链接 感悟高考 1.(必修1 P105)探究光照强度对光合作用强度影响的实验中，抽出圆形小叶片细胞内的气体后，将处理过的圆形小叶片先放在黑暗下的目的是____________________。给予光照一段时间后叶片上浮的原因是_________________________________________________________________________。该实验中NaHCO3的作用是___________________。 2．(必修1 P105)影响光合速率的外界因素主要是________________________等。 防止提前进行光合作用 光合作用产生的氧气多于细胞呼吸消耗的氧气，细胞间隙充满氧气，所以叶片上浮 给光合作用提供CO2 光照强度、温度、CO2浓度 题后反思 基础落实 3.(必修1 P105)环境中CO2浓度，叶片的____开闭情况，都会因影响__________而影响光合作用的进行。 4．(必修1 P105)______是光合作用的场所，影响叶绿体的形成和结构的因素，如________________，也会影响光合作用强度。 5．科学思维与长句表达专练 “正其行，通其风”是通过提高____________来提高光合作用速率的。夜晚适当降低温度是为了____________________________________ _________________。 气孔 CO2供应量 叶绿体 无机营养、病虫害 二氧化碳浓度 减少细胞呼吸对有机物的消耗，增加一天 中有机物的积累量 题后反思 基础落实 请完成：课时作业（13） 温馨提示 谢谢观看！ 注：适当提高温度指在最适光合作用温度的基础上；光照强度或CO2浓度的改变均在饱和点之前。 $$