2026届高三生物二轮专题复习课件 光合作用原理-夏季大棚蔬菜减产原因探究

主持人：吕增印 成员：符清莉、孙泽敏学校：乐昌市第一中学 时间：2026.3.27 光合作用原理 ——夏季大棚蔬菜减产原因探究 基于智慧教育平台支持的高中生物学PBL教学实践研究 二轮复习——微专题 光合作用和呼吸作用交互模型 据佛山市农业农村局官网报道,受高温天气影响，部分基地种植品种受损，造成节瓜等品种产量下降，蔬菜产量环比下降31.5%，蔬菜出售量环比下降34.8%。 佛山市菜篮子基地2025年9月产销信息监测情况报告 夏季大棚蔬菜减产的原因可能是什么？ 探究一：为研究亚高温高光造成减产的原因，研究者将番茄植株在不同培养环境下培养5天后测定相关指标如下表1。 ①结合表中数据及图示信息，可推测亚高温高光强条件下番茄净光合速率下降的主要原因是____________________，进而导致短时间内光反应产物NADPH和ATP的含量_____（填“增加”或“减少”），最终引起光能的转化效率降低，造成“光能过剩”。D1蛋白是PSII的重要组分，“光能过剩”会造成D1损伤。 Rubisco酶活性降低 增加 ②Rubisco酶的作用是？请推测Rubisco酶活性降低的原因是？ 催化C5和CO2形成C3 高温使酶变性，降低酶活性，暗反应速率下降 ③为什么亚高温高光组，气孔导度低，但胞间CO2浓度高？ Rubisco酶活性降低，利用的CO2少，所以胞间CO2浓度高 探究一：为研究亚高温高光造成减产的原因，研究者将番茄植株在不同培养环境下培养天后测定相关指标如下表1。 ④为什么亚高温高光组，气孔导度低于对照组？ 高温条件下，植物为降低蒸腾作用，关闭气孔，所以气孔导度降低 ⑤请构建高温使番茄减产的机制？ 高温高强光条件 破坏PSⅡ 光反应速率下降 Rubisco酶活性下降 暗反应速率下降 气孔关闭 CO2浓度下降 有机物合成减少 产量下降 探究二：（2023，湖南卷）下图是水稻的光合作用暗反应示意图。卡尔文循环的Rubisco酶对CO2的Km为450μmol·L-1（K越小，酶对底物的亲和力越大）,该酶既可催化RuBP与CO2反应，进行卡尔文循环，又可催化RuBP与O2反应，进行光呼吸（绿色植物在光照下消耗O2并释放CO2的反应）。该酶的酶促反应方向受CO2和O2相对浓度的影响。 ①Rubisco酶的Km值450μmol·L⁻¹说明了什么？ ②强光下，光反应产物（ATP、NADPH）积累会怎样影响暗反应？ Rubisco酶对CO2的亲和力较低，容易被O2竞争 C3还原加快→CO₂固定加快→胞间CO₂浓度下降 ③CO₂浓度下降时，Rubisco酶的加氧活性会如何变化？ CO₂/O₂比值降低→Rubisco酶加氧活性增强→光呼吸增强 探究二：（2023，湖南卷）下图是水稻的光合作用暗反应示意图。卡尔文循环的Rubisco酶对CO2的Km为450μmol·L-1（K越小，酶对底物的亲和力越大）,该酶既可催化RuBP与CO2反应，进行卡尔文循环，又可催化RuBP与O2反应，进行光呼吸（绿色植物在光照下消耗O2并释放CO2的反应）。该酶的酶促反应方向受CO2和O2相对浓度的影响。 ④光呼吸增强的后果是什么？ ⑤请用概念模型说明使水稻减产的机制？ 消耗有机物，释放CO₂，净光合速率下降 强光→光反应产物积累→暗反应加快→胞间CO₂浓度下降→Rubisco酶加氧活性增强→光呼吸增强→有机物消耗增加→净光合速率下降 探究三：为研究温度对某植物生长的影响，科研人员在不同温度条件下进行了相关实验，结果如表。下列叙述正确的是（ ） A．该植物的光合作用和呼吸作用相比，对高温较敏感的是呼吸作用 B．17℃时该植物光饱和点较高，主要原因是在此温度条件下该植物利用光能的能力较强 C．在 20℃条件下，当光强度达到光饱和点时该植物的总光合速率 12.1μmol.O2.m-2s-1 D．与 30℃相比，35℃时该植物呼吸速率较小的原因可能是温度较高，酶的活性降低 D ①30℃到35℃时，呼吸速率又发生了什么变化？这可能是什么原因？ ②从25℃到30℃，净光合速率下降，请从光补偿点和光饱和点的角度分析净光合速率下降的原因？ 从1.95下降到1.68，因为温度过高，呼吸作用酶的空间结构被破坏，活性下降。 ③综合以上分析，请你用一段话总结：高温（30℃）导致农作物减产的原因是什么？ 高温（30℃）条件下，呼吸作用酶活性增强，呼吸速率显著上升，有机物消耗大幅增加。同时，光合作用可能因高温受损，总光合速率下降。两者共同导致净光合产物减少，最终造成农作物减产。 30℃下比25℃下的光补偿点升高，说明30℃下的呼吸消耗增加，需要在更强的光照下才能弥补呼吸消耗。30℃下比25℃下的光饱和点升高，30℃下植物利用光的能力下降，需要更多的光才能达到最大光合速率。 活动四：请同学们针对总结出在高温高光强条件下，作物减产的原因进行小组讨论并给出解决措施？ 高温高强光条件 破坏PSⅡ 光反应速率下降 Rubisco酶活性下降 暗反应速率下降 气孔关闭 CO2浓度下降 光呼吸增强 呼吸作用增强 有机物合成减少 有机物消耗增加 产量下降 1.科学使用遮阳网 2.使用有色棚膜 1.增施农家肥 2.合理通风 3.喷雾降温增湿 1.增施CO2，抑制光呼吸 2.选育耐热品种 1.降低夜间温度 2.地温调控（覆盖地膜） 1.(2025·佛山二模)研究人员对茶树幼苗与不同药用植物间作时的光合生理指标进行了研究,结果如下表所示。下列叙述错误的是 (　　) 组别 ① ② ③ ④ 种植方式 茶树单作 元胡— 茶树间作 紫云英— 茶树间作 菘蓝— 茶树间作 叶绿素含量/(mg·g-1) 1.50 1.75 1.27 1.14 气孔导度/ (mol H2O·m-2·s-1) 0.31 0.34 0.27 0.24 净光合速率/ (μmol CO2·m-2·s-1) 15.41 21.28 14.88 13.08 练习题（新思维p49） 练习题（新思维p49） 1.(2025·佛山二模)研究人员对茶树幼苗与不同药用植物间作时的光合生理指标进行了研究,结果如下表所示。下列叙述错误的是 (　　) A.叶绿素含量与光照强度、无机盐含量等因素有关 B.②组茶树气孔导度增加与局部温度降低有关 C.与③组相比,②组茶树光反应和暗反应速率均提高 D.④组茶树光合速率降低由CO2供应不足引起 D 练习题（新思维p49） 2.(2025·四川)在温室中种植番茄,光照强度和CO2浓度是制约产量的主要因素。某地冬季温室的平均光照强度约为200μmol·m-2·s-1。CO2浓度约为400μmol·mol-1。为提高温室番茄产量,有人测定了补充光照和CO2后番茄植株相关生理指标,结果如表。回答下列问题: 组别 光照强度/ (μmol·m-2·s-1) CO2浓度/ (μmol·mol-1) 净光合速率/ (μmol·m-2·s-1) 气孔导度/ (mol·m-2·s-1) 叶绿素含量/ (mg·g-1) 对照 200 400 7.5 0.08 42.8 甲 400 400 14.0 0.15 59.1 乙 200 800 10.0 0.08 55.3 丙 400 800 17.5 0.13 65.0 注:气孔导度和气孔开放程度呈正相关。 (1)为测定番茄叶片的叶绿素含量,可用　　　　　 　　提取叶绿素。色素对特定波长光的吸收量可反映色素的含量,为减少类胡萝卜素的干扰,应选择　　　　(填“蓝紫光”或“红光”)来测定叶绿素含量。 (2)与对照组相比,甲组光合作用光反应为暗反应提供了更多的___________ 　　　　　　,从而提高了净光合速率。与甲组相比,丙组的净光合速率更高,气孔导度略低,但经测定发现其叶肉细胞间的CO2浓度却更高,可能的原因是 　 。 无水乙醇 红光 ATP和 NADPH 外界补充的CO2更多 (3)根据本研究结果,在冬季温室种植番茄的过程中,若只能从CO2浓度加倍或光照强度加倍中选择一种措施来提高番茄产量,应选择　 ,依据是 　 。 光照强度加倍 与CO2浓度加倍相比,光照强度加倍使净光合速率提高幅度更大 练习题（新思维p49） $