第10讲 光合作用③

该高中生物学高考复习课件聚焦光合作用影响因素及实验探究核心考点，依据高考评价体系梳理内部因素（叶龄、叶面积指数等）与外部因素（光照、CO₂、温度等），通过近5年真题统计明确光照强度曲线分析（占比约35%）、实验变量控制（占比约25%）等高频考点，构建“原理-曲线-应用”答题体系，体现备考针对性。 课件亮点在于高考真题与核心素养深度融合，如以2025佛山调研题解析光补偿点移动，用科学思维突破多因子变量曲线；通过“打孔叶片上浮实验”培养探究实践能力，归纳“变量控制三步法”等应试技巧。含12道高考真题及易错点警示，助力学生高效得分，教师可据此精准把握命题趋势，提升复习效率。

第10讲 光合作用③ 考点三 影响光合作用的因素及其应用 【核心要点1】内部因素 【核心要点2】外部因素 【核心要点3】探究环境因素对光合作用强度的影响[实验] 03 色素 光能 水在光下的分解 H2O 多种酶 参加催化 CO2 固 定 还 原 O2 H+ NADPH ATP ADP+Pi NADP+ 2C3 C5 （CH2O） 光反应阶段 （ ） 暗反应阶段 （ ） 光反应和暗反应是一个整体，二者紧密联系，缺一不可 e- 注：NADPH是还原型辅酶II; ①可作为还原剂； ②为暗反应提供能量。 旧知识回顾：光合作用的过程 类囊体薄膜 叶绿体基质 水分解为氧和H＋的同时，被叶绿体夺去两个电子，电子经传递可用于NADP＋与H＋结合形成NADPH，NADPH既可作还原剂，又可为暗反应提供能量。 影响光合作用强度的因素 01 光合作用强度（又称“光合速率”）： 指植物在 内通过光合作用 。 单位时间 思考 影响光合速率（光合作用强度）的因素有哪些？ 制造糖类的数量 内部因素： 。 外部因素： 。 遗传特性、植物叶片的叶龄、叶绿素含量及酶、叶面积指数 光照强度、CO2浓度、温度、水分、矿质元素 注：一般以 、 、 为指标。 CO2的固定量 O2的产生量 有机物的生成量 1.原理： 光照强度直接影响 ，制约 的产生，进而制约 。 2.曲线分析： 在一定范围内， 光合速率随光照强度的增强而 ， 但当光照强度增加到一定强度时， 光合速率 ，甚至降低(细胞灼伤)。 3.应用： ①温室大棚阴天时适当 ，及时对大棚除霜消雾。 ② 农作物、林间带树种的配置等。 影响光合作用强度的外部因素：①光照强度【P81】 02 光反应 NADPH和ATP 暗反应 加快 不再加快 补充光照 间作套种 D C 间作套种：同一生长期内，在同一块农田上间隔种植两种作物。 【讨论1】A点时，光照强度为0，对应的CO2 来源于哪些生理过程？其释放量的含义是什么？ 答：A点时，光照强度为0，此时只进行细胞呼吸。 思考 尝试绘制此时的叶肉细胞气体交换图。 O2 CO2 只进行细胞呼吸 此时单位时间内释放的CO2量， 可表示细胞呼吸强度(呼吸速率)。 影响光合作用强度的外部因素：①光照强度【P81】 02 【讨论2】B点时，所对应的CO2吸收量和释放量为0，试分析此时光合速率与细胞呼吸速率的关系及B点的含义。 答：B点时,细胞呼吸产生的CO2全部用于光合作用， 即光合速率＝呼吸速率，此点为光补偿点。 思考 尝试绘制此时的叶肉细胞气体交换图。 O2 CO2 光补偿点 影响光合作用强度的外部因素：①光照强度【P81】 02 【讨论3】C点时，对应的CO2吸收量达到最高，请讨论C点的含义并分析CO2吸收量达到最高前、后的主要限制因素分别是什么？ 答：当达到C点后，光合作用不再随光照强度的升高而增加，称之为光饱和点。 光饱和点 CO2吸收量达到最高前的主要限制因素是： ; CO2吸收量达到最高后的主要限制因素是： 。 光照强度 温度（酶活性）和CO2浓度 影响光合作用强度的外部因素：①光照强度【P81】 02 【讨论3】C点时，CO2吸收量达到最高，请讨论C点的含义并分析CO2吸收量达到最高前、后的主要限制因素分别是什么？ 答：当达到C点后，光合作用不再随光照强度的升高而增加，称之为光饱和点。 光饱和点 思考 尝试绘制此时的叶肉细胞气体交换图。 O2 CO2 CO2 O2 此时光合速率＞呼吸速率。 影响光合作用强度的外部因素：①光照强度【P81】 02 【小结】 A点：只进行 ； B点： 点，光合速率 呼吸速率； C点： 点，光合速率 呼吸速率； AB段：光合速率 呼吸速率； BC段：光合速率 呼吸速率； 细胞呼吸 光补偿 = 光饱和 ＞ ＜ ＞ 提示：阴生植物呼吸作用较弱，对光的利用能力也不强， 所以起点、光补偿点、光饱和点、均 阳生植物。 小于 思考 如果该曲线代表阳生植物，那阴生植物的曲线要怎么画？ 影响光合作用强度的外部因素：①光照强度【P81】 02 【素养提升】光补偿点、饱和点的移动问题【P83】 02 A点：代表呼吸速率 ，细胞呼吸增强，A点 ；反之，移动方向相反。 B点：代表光补偿点 ， CO2 浓度增强，B点 ；反之，移动方向相反。 C点：代表光饱和点 ， CO2 浓度增强，C点 ；反之，移动方向相反。 D点：代表最大光合速率， CO2 浓度增强，D点 ；反之，移动方向相反。 下移 左移 右移 右上方移 【扩展思考】 ①土壤缺Mg2+，B点 ，C点 。 ②细胞呼吸速率增加，其他条件不变时， 光补偿点 。 右移 左移 右移 考向 围绕光合作用的影响因素，考查科学思维【P82】 02 3.(2025·广东佛山调研)如图表示植物光合作用速率随光照强度改变的曲线，请分析并选出错误的一项(　　) A.若适当提高温度，光合速率的增加值小于呼吸速率的 增加值，则补偿点B应相应地向右移动 B.若增加二氧化碳浓度，B点左移，C点左移，D点向右上方移动 C.D点时，ATP从类囊体薄膜向叶绿体基质移动 D.若图为阳生植物，则换为阴生植物，B点向左移动，D点向左下方移动 B B点为光补偿点(光合速率=呼吸速率)； 增加CO2浓度→光合速率增加，则B点左移，C点右移，D点向右上方移动，×； 阴生植物光补偿点、光饱和点、最大光合速率均小于阳生植物，√； ATP移动方向：光反应(类囊体薄膜)→暗反应(叶绿体基质)，√； 提高温度：光合速率+(+光照强度)=呼吸速率++，右移，√； 实验：探究光照强度对光合作用强度的影响【P80】 一、实验原理： 1.在光照下，绿色植物通过光合作用产生 。 2.正常状态下，圆形小叶片的细胞间隙含有空气，叶片在水中 ； 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，叶片又会 。 下沉 O2 上浮 O2 上浮 注：光合作用越强， 单位时间内圆形小叶片上浮的数量越多。 02 实验：探究光照强度对光合作用强度的影响【P80】 二、实验中的变量分析： 自变量 控制自变量 调节 进行控制 无关变量 控制无关变量 控制相同且适宜(保持一致) 因变量 检测因变量 同一时间段内 . 不同光照强度 光源与烧杯的距离 叶片大小、溶液的量、温度、pH等 光合作用强度 叶片浮起数量 02 实验：探究光照强度对光合作用强度的影响【P80】 三、实验流程： 取材 排气 沉水 分组 光照 观察 取生长旺盛的绿叶，用直径为0.6cm的打孔器打出圆形小叶片30片 用注射器(内有清水、圆形小叶片)抽出叶片内气体，重复2～3次 将抽出内部气体的圆形小叶片放入 处盛有清水的烧杯中， 圆形小叶片全部沉到水底 取3只小烧杯，分别倒入富含CO2的清水 向3只小烧杯中各放入10片圆形小叶片， 然后分别置于强、中、弱三种光照下 同一时间段内各装置中圆形小叶片 . 黑暗 注:也可加入质量分数为 1%-2%的NaHCO3中. 注:也可以利用小烧杯与光源的距离来调节光照强度. 浮起的数量 02 四、实验结果和结论 1.实验结果：光照越强，烧杯内圆形小叶片浮起的数量越 。 2.实验结论：一定范围内，随着光照强度的不断增加， 光合作用强度 。 实验：探究光照强度对光合作用强度的影响【P80】 多 不断增强 02 实验：探究光照强度对光合作用强度的影响【P80】 扩展 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？ 应注意灯泡发热造成的温度变化对实验的影响。 改进：在灯泡和烧杯之间 加一玻璃水柱进行隔温处理。 02 考向　结合光合作用影响因素的实验，考查科学探究能力【P80】 1.(2024·北京卷，4)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 A CO2是光合作用的原料，增加叶片周围环境CO2浓度→增加氧气释放速率，√； 降低温度(4 ℃)会降低光合作用的酶活性→降低氧气释放速率，×； X已达光饱和点，增强光照强度→氧气释放速率不变，×； 改变光的颜色→可能会降低氧气释放速率，×； 主要限制因素为： 温度（酶活性）、 CO2浓度等 02 考向　结合光合作用影响因素的实验，考查科学探究能力【P80】 2.(2022·海南卷，3)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，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 B 由实验目的可知，温度和光照均为无关变量，×； 光合作用释放氧气的速率越大，叶圆片上浮所需时间越短，√； 从适宜温度降低温度，光合速率减慢，叶圆片上浮所需时间会延长，×； 0.5%的NaHCO3溶液中叶圆片上浮所需时间最长，说明其光合速率最小，×； 02 影响光合作用强度的外部因素：②CO2浓度【P81】 02 1.原理： 影响 阶段，制约 化合物的生成。 2.曲线分析： 在一定范围内， 植物光合速率随CO2浓度的增大而 ； 但达到一定浓度时， 再增加CO2浓度，光合速率也 。 3.应用： 在农业生产上可以通过“ ”、 等措施 增大CO2浓度，提高光合速率。 暗反应 C3 正其行，通其风 增施农家肥 增加 不再增加 影响光合作用强度的外部因素：②CO2浓度【P81】 02 【讨论】 图中A 点表示 ，即光合速率 呼吸速率时的CO2浓度， 图中A’点表示 。 图中B点和B’点表示 ，即光合速率最大时所对应的最小CO2浓度。 CO2补偿点 = 光合作用所需CO2的最低浓度 CO2饱和点 影响光合作用强度的外部因素：③温度【P81】 02 1.原理： 温度主要通过影响与光合作用有关 而影响光合速率。 注：主要制约 反应。 2.应用： 冬季温室栽培，可适当 ， 即白天适当 温度，晚上可适当 温度，以 。 酶的活性 提高 降低 保证植物有机物的积累 增加昼夜温差 暗 光合作用的最适温度 一般在25 ℃左右。 注：光合作用的最适温度比细胞呼吸的最适温度低。 补充：多因子变量对光合速率的影响【P82】 【曲线分析】 P点：限制光合速率的因素应为 所表示的因子， 随着因子的不断加强，光合速率不断 。 Q点：横坐标所表示的因素不再是影响光合速率的主要因子， 影响因素主要为 所表示的因子。 横坐标 各曲线 02 提高 补充：多因子变量对光合速率的影响【P82】 02 【应用】 温室栽培时， 当光照强度适宜时， 可以提高光合速率。 当温度适宜时， 可以提高光合速率。 适当提高温度，同时增加CO2浓度 适当增加光照强度，同时增加CO2浓度 影响光合作用强度的外部因素：④水分【P82】 02 1.原理： ①水分作为植物光合作用的 。 ②水分可影响 ， 间接影响CO2进入植物体内； 因此，植物体水分减少会使光合速率 。 2.应用： 在农业生产中，可根据作物的需水规律， ； 原料 下降 合理灌溉 气孔的开闭(气孔导度) [扩展]缺水时，叶片中的淀粉水解减弱，糖类堆积， 光合产物输出减慢，会抑制光合作用。 影响光合作用强度的外部因素：⑤矿质元素【P82】 02 1.原理： 是各种酶以及NADPH和ATP的重要组成成分； 是NADPH和ATP的重要组成成分； 是叶绿素的重要组成成分； 2.应用： ， 注；由于肥料中的矿质元素只有溶解在水中才能被作物根系吸收， 施肥的同时，往往需要适当的 。 N P Mg 适时、适量增施肥料 浇水 超过一定浓度后， 植物会因土壤溶液 浓度过高而渗透失水，出现萎蔫。 影响光合作用强度的内部因素：①植物自身的遗传特性【P81】 03 1.原理： 以阳生植物、阴生植物为例， 阳生植物的细胞呼吸强度、光补偿点、光饱和点、 最大光合作用强度均 阴生植物。 2.应用： 阳生农作物和阴生农作物 或 。 高于 间作 套种 【间作】指在同一生长期内，在同一块农田上间隔种植两种或两种以上作物。 该农业种植方式可有效提高农田的光能利用率。 【套种】在前季作物生长后期，在其行间或株间播种或移栽后季作物。 该农业种植方式可提高土地复种指数，实现一年多种多收，增加总产量。 影响光合作用强度的内部因素：②植物叶片的叶龄【P81】 03 1.原理： ①一定范围内，随着叶龄增大， 色素含量 ，酶的含量和活性 ， 光合速率 。 ②生长到一定程度， 色素和酶的含量等达到稳定状态，光合作用效率也基本稳定。 ③伴随着叶片的衰老，部分色素遭到破坏，光合速率 。 2.应用： 农作物果树管理后期，适时摘除 。 增大 增大 加快 下降 老叶 影响光合作用强度的内部因素：③叶面积指数【P81】 03 1.原理： ①一定范围内，随着叶面积指数的增大， 进行光合作用和细胞呼吸的叶面积 ， 光合速率 。 ②但叶面积指数增大到一定值后， 由于叶片的相互遮挡， 虽然总光合量上升，但因呼吸量上升更快，导致干物质量 。 2.应用：①适当摘除 ； ② ，增加光合面积。 增加 叶面积指数：叶片总面积/土地面积 增大 下降 林冠下层叶 合理密植 考向 围绕光合作用的影响因素，考查科学思维【P82】 03 1.(2023·北京卷，3)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 温度影响酶活性，低光强下，呼吸酶活性增强→呼吸速率上升，√； 温度影响酶活性，高光强下，光合酶活性增强→光合速率上升，√； 图中M点处CO2吸收速率最大，即净光合速率(总光合速率-呼吸速率)最大，√； CP点代表呼吸速率等于光合速率，植物可以进行光合作用，×； 考向 围绕光合作用的影响因素，考查科学思维【P82】 03 2.(2024·福建卷，11)叶片从黑暗中转移到光照下，其光合速率要先经过一个增高过程，然后达到稳定的高水平状态，这个增高过程称为光合作用的光诱导期。已知黑暗中的大豆叶片气孔处于关闭状态，壳梭孢素处理可使大豆叶片气孔充分开放。为研究气孔开放与光诱导期的关系， 科研人员将大豆叶片分为两组， A组不处理，B组用壳梭孢素处理， 将两组叶片从黑暗中转移到光照下， 测定光合速率，结果如图所示。 下列分析正确的是(　　) B组：壳梭孢素处理可使大豆叶片气孔充分开放 A组：不处理 B 考向 围绕光合作用的影响因素，考查科学思维【P82】 03 A.0min时，A组胞间CO2浓度等于B组胞间CO2浓度 B.30min时，B组叶绿体中C3生成和还原速率均大于A组 C.30min时，限制A组光合速率的主要因素是光照时间 D.与A组叶片相比，B组叶片光合作用的光诱导期更长 叶片只进行呼吸作用，AB组气孔开放状态不同，因此两组胞间CO2浓度不同，×； B组的光合速率大于A组，说明B组的暗反应速率也大于A组，√； 如图所示，A组光诱导期长于B组，×； A组的光合速率不再随着光照时间的变化而变化，主要限制因素不是光照时间，×； 叶片从黑暗中转移到光照下，其光合速率要先经过一个增高过程，然后达到稳定的高水平状态，这个增高过程称为光合作用的光诱导期。 关键·真题必刷【P83】 1.(2023·湖北卷，11)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 高温使呼吸酶(35℃左右)的活性增强，呼吸作用变强，消耗大量养分，√； 高温使气孔导度变小，CO2吸收减少，光合作用强度减弱，有机物合成减少，√； 高温使作物叶绿素降解，光反应生成的NADPH和ATP减少，×； 高温使作物蒸腾作用增强，植物易失水发生萎蔫，√； 关键·真题必刷【P83】 2.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 ① ② ③ 光照处理 光照8h/黑暗16h 光照12h/黑暗12h 光照16h/黑暗8h 首次开花时间 7月4日 7月18日 7月26日 茎粗/mm 9.5 10.6 11.5 花的叶黄素含量/(g·kg－1) 2.3 4.4 2.4 鲜花累计平均产量/(kg·hm－2) 13 000 21 800 22 500 C 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 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。 第①组首次开花时间最早→有利于诱导植物甲提前开花，但在三组中产量最低，×； 由第③组数据可得，黑暗时长最短，但花的叶黄素含量却不是最高的，×； 由第②组数据可得，花的叶黄素含量最高，但鲜花累计平均产量却不是最高，×； 第②组花的叶黄素含量最高(品质最好)，累计平均产量和最大值差别不大，√； 关键·真题必刷【P83】 3.(2022·北京卷，2)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200μL·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 D 分析题图可知，√； 分析题图可知，√； CO2浓度为370μL·L-1时与1000μL·L-1时的光合速率数值接近同一数值，×； 分析题图可知，√； 关键·真题必刷【P83】 4.(2024·湖南卷，17)钾是植物生长发育的必需元素，主要生理功能包括参与酶活性调节、渗透调节以及促进光合产物的运输和转化等。研究表明，缺钾导致某种植物的气孔导度下降，使CO2通过气孔的阻力增大；Rubisco的羧化酶(催化CO2的固定反应)活性下降，最终导致净光合速率下降。回答下列问题： (1)从物质和能量转化角度分析，叶绿体的光合作用即在光能驱动下， 水分解产生 ；光能转化为电能，再转化为 中 储存的化学能，用于暗反应的过程。 O2和H+ ATP和NADPH 关键·真题必刷【P83】 4.(2024·湖南卷，17)钾是植物生长发育的必需元素，主要生理功能包括参与酶活性调节、渗透调节以及促进光合产物的运输和转化等。研究表明，缺钾导致某种植物的气孔导度下降，使CO2通过气孔的阻力增大；Rubisco的羧化酶(催化CO2的固定反应)活性下降，最终导致净光合速率下降。回答下列问题： (2)长期缺钾导致该植物的叶绿素含量 ，从叶绿素的合成角度分析， 原因是：① 。 ② . 。 减少 缺钾会使叶绿素合成相关酶的活性降低 缺钾会影响细胞的渗透调节， 进而影响细胞对Mg、N等的吸收，使叶绿素合成减少 关键·真题必刷【P83】 (3)现发现该植物群体中有一植株，在正常供钾条件下，总叶绿素含量正常，但气孔导度等其他光合作用相关指标均与缺钾时相近，推测是Rubisco的编码基因发生突变所致。Rubisco由两个基因(包括1个核基因和1个叶绿体基因)编码。这两个基因及两端的DNA序列已知。拟以该突变体的叶片组织为实验材料，以测序的方式确定突变位点。写出关键实验步骤： ① ； ② ； ③ ； ④基因测序； ⑤ 。 分别提取该组织细胞的细胞核DNA和叶绿体DNA 根据编码Rubisco的两个基因的两端DNA序列设计相应引物 利用提取的DNA和设计的引物分别进行PCR扩增并电泳 和已知基因序列进行比较 $