第15讲 光合作用的影响因素及其应用-【创新教程】2027年高考生物总复习大一轮讲义

高考总复习生物学 第15讲光合作用的影响因素及其应用 构建体系>素养建模 网络构建素养呈现 知识体系 定内容 核心素养一定能力 科学 通过对影响光合作用的环境因素的曲线分 遗传特性（阴生植物 内部 思维 析，培养学生建模与运用模型的思维能力 和阳生植物) 探究环境 光合作 因素 叶龄、叶绿素和酶等 因素对光 科学 通过探究光照强度对光合作用影响的实 用的影 CO2浓度 合作用强 探究 验，掌握科学探究的实践能力 响因素 度的影响 外部 光照强度 因素 温度 社会 通过对影响光合作用环境因素在农业生 产中的应用，培养学生关注社会生活实 水分和矿质元素 责任 践的意识 研析考点>层级突破 透析考点素养培育 考点 影响光合作用的因素 [必备知识·复盘] 2.外部因素 (1)单因子变量对光合作用影响的曲线分析 教材夯实 ①光照强度 1.内部因素 光补偿点 →光照大于此点时植物方可生长 (1)植物自身的遗传特性（如植物品种不同）， 光饱 光照强度影响光反应 和点角 光照 以阴生植物、阳生植物为例，如图所示。 制约 的 强度 产生，进而制约暗反应 A黑暗条件下呼吸 光合速率=呼发速率 阳生植物的细胞呼吸强 >所效出的C0量 光补 度、光补偿点、光饱和 偿点 阳生植物 '03 点、最大光合作用强度 应用：①温室大棚阴天时补光；②间作、套种农 阴生植物 均」 阴生植物 作物、林间带树种的配置等 0 A 光饱和点光照强度 ②CO2浓度 应用：阳生农作物与阴 只进行知胞呼发 生农作物间作或套种 A点与A'点意义不同，B点与B'点对应的CO,浓度都 8 不进行光合作用 表示 (2)植物叶片的叶龄、叶绿素含量及酶 ,C0,补偿点 8 光合作用强度 B B 光合速率 OA段，随叶龄增大，色素含量增大， A CO,浓度 C0,米度 8 OA' 酶的含量和活性 ,光合速率加快 C0浓度 图1 图2 应用：农作物果树管理后期，适时摘 A叶龄 应用：①农业生产上“正其行，通其风”；②温室内 除老叶 可通过放干冰，使用CO,生成器，施用农家肥，与猪 舍、鸡舍连通等方法，适当提高CO浓度 (3)叶面积指数 ③温度 A点前：随叶面积指数增大，光 光合作用酶与呼吸作用酶的最适温度不同 ↑物质量 合效率增大 温度通过影响 进 总光合量 A点后：虽然总光合量上升，但 A 光合 6S呼吸 而影响光合作用（主要制约 呼吸量 因呼吸量上升更快导致干物质 暗反应) 干物质量 量 G 应用：①大田中适时播种： A叶面积指数、应用：①适当摘除林冠下层叶； ②温室中，适当增加昼夜温 ②合理密植，增加光合面积 D E温度1℃ 差，保证植物有机物的积累 74 第二单元细胞的能量供应和利用 ④水分 2.(必修1P“旁栏思考”)植物在进行光合作 织 用的同时，还会进行呼吸作用。我们观测到 的光合作用指标，如O2的产生量，是植物光 时间 合作用实际产生的总O,量吗？ 水分 8 H 图1 图2 A 应用：在农业生 E处光合作用强度暂时降 3.(情景探究)如图是在夏季晴朗的白天，某种 产中，可根据作 低，是因为温度高，蒸腾 绿色植物叶片光合作用强度的曲线图。分 物的需水规律。 作用过强，部分气孔关， 合理灌溉 影响了 的供应 析曲线图并回答问题。 ⑤矿质元素 光合作用强度 光合作用强度 超过一定浓度后，植物会因土壤溶液 A 浓度过高而渗透失水，出现荟蔫 N、Mg等是叶绿素合成的必 矿质元素 需元素，若这些元素缺乏，会 6789101112131415161718 应用：适时、适 影响 的合成，从而影响 时间 量增施肥料 光合作用 (1)7~10时的光合作用强度不断增强的原 (2)多因子对光合速率的影响 因是 P点：限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子 随着该因子的不断加强，光合速率不断 Q点：横坐标所表示的因子不再是影响光合速率的因 素，影响因素主要为各曲线所表示的其他因子 (2)10~12时左右的光合作用强度明显减 弱的原因是 自变量2温度 自变量2光照强度 自变量2CO浓度 解 30℃ 高光强 高CO浓度 中CO。浓度 10 低光强 低CO,浓度 Q 光照强度 PQCO浓度 D Q光照强度 (3)14~17时的光合作用强度不断下降的 A自变量1 B自变量1 C自变量1 原因是 应用温室栽培时，当光照强度适宜时，适当提高温度， 同时增加C0浓度或当温度适宜时，适当增加光照强 (4)依据本题提供的信息，提出提高绿色植 度和CO,浓度都可以提高光合速率 物光合作用强度的一些措施： 教考衔接 1.干旱环境下，仙人掌内部薄壁细胞合成多糖 的速率更快，有利于外层细胞的光合作用。 [关键能力·提升] (2024·山东卷，4D)( 2.干旱缺水时进入叶肉细胞的CO2会减少。 ◆[提升点1] 通过光合作用的影响因素考 (2024·新课标卷，2B)( 查信息提取能力和科学思维能力 3.镁可以影响叶绿素的合成从而影响光反应。 1.如图为五常稻花香水稻植株在不同温度下 CO2的吸收量或释放量，下列说法不正确 素养培优当 的是 1.（必修1P6“拓展应用1”改编)晴天无云而 C0z的吸收量或释放量(mg/h) 3.5 太阳光照射强烈时，光合作用强度便形成双 □光照下吸收C02 峰曲线：一个高峰在上午，一个高峰在下午。 ■黑暗下释放C0 中午前后光合速率下降，呈现“午休”现象， 请解释原因。 0.5 05101520253035温度（℃） 75 高考总复习生物学 A.若一天光照12小时，黑暗12小时，20℃ ◆[提升点2]通过光合作用的应用考查获 下一天中积累的有机物最多 取信息能力和综合应用能力 B.若光照下将该植物从25℃转移到30℃ 3.包扎伤口时，需要选用透气的消毒纱布或 条件下，叶绿体内NADPH的合成速率 “创可贴”等敷料。如图为研究人员开发的 将加快 种活性蓝细菌水凝胶贴片，其有助于慢性 伤口的愈合。下列叙述错误的是 () C.在35℃、光照下，叶绿体所需的CO2都 来自线粒体 聚氨酯薄膜 D.若一天光照10小时，15℃条件下该植物 02活性蓝细菌水凝胶02 叶绿体一天内吸收CO2的量为11mg 02伤0 2.如图表示植物光合作用速率随光照强度改 皮肤 变的曲线，请分析并选出错误的一项是 A.该水凝胶贴片无需添加有机营养物质 B.该水凝胶贴片在使用前需要避光保存 C.该水凝胶贴片不可用于口腔溃疡伤口处 图2mOO D.该水凝胶贴片主要作用是保障伤口处细 胞的有氧呼吸 4.农业生产中的一些栽培措施可以影响作物 0 B C光照强度 的生理活动，促进作物的生长发育，达到增 A 加产量等目的。请分析下列操作正确的是 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 A.矿质元素只有溶解在水中才能被作物根 应地向右移动 系吸收，体现了水的流动性 B.若增加二氧化碳浓度，B点左移，C点左 B.给农田施加尿素的主要目的是利于植物 移，D点向右上方移动 合成糖类、脂肪等化合物 C.向农田中施加农家肥，不仅可为植物的 C.D点时，ATP从类囊体薄膜向叶绿体基 光合作用提供CO2,还可为植物的生长 质移动 提供一定的无机盐 D.若图为阳生植物，则换为阴生植物，B点 D.在酸化土壤中，无机盐多以离子形式存 向左移动，D点向左下方移动 在，有利于农作物的生长和发育 真题考法>素养演练 感悟高考素养提升 A.光照强度为a时，该植物的干重不会 汇真题研析]—浸润素养 增加 [例](2025·全国卷)在一定温度下，生长在 B.光照强度从a逐渐增加到b时，该植物生 大田的某种植物光合速率(CO2固定速率) 长速率逐渐增大 和呼吸速率(CO2释放速率)对光照强度的 C.光照强度小于b时，提高大田CO2浓度， CO2固定速率会增大 响应曲线如图所示。下列叙述错误的是 D.光照强度为b时，适当降低光反应速率， ( CO,固定速率会降低 [关键信息点] 光合速率 ① 生长在大田的某种植物 呼吸速率 光合速率(C○2固定速率)和呼吸速 ② 率(CO,释放速率)对光照强度的响 b 光照强度 应曲线 ·76 第二单元细胞的能量供应和利用 2.(2025·黑吉辽蒙卷)Rubisco是光合作用 [真题品悟]—厚积素养 暗反应中的关键酶。科研人员将Rubisco [考向]光合作用的影响因素 基因转入某作物的野生型(WT)获得该酶 1.(2025·湖南卷)对硝基苯酚可用于生产某 含量增加的转基因品系(S),并做了相关研 些农药和染料，其化学性质稳定。研究发 究。实验结果表明，这一改良提高了该作物 现，某细菌不能在无氧条件下生长，在适宜 的光合速率（如下图）和产量潜力。回答下 条件下能降解和利用对硝基苯酚，并释放 列问题。 CO2。在Burk无机培养基和光照条件下， 日40 +S+补光 培养某栅藻（真核生物）的过程中，对硝基苯 ① ·WT 酚含量与栅藻光合放氧量的关系如图a。 ② 为进一步分析栅藻与细菌共培养条件下对 -o3) 30 00-0090 A66000 硝基苯酚40mg·L1的降解情况，开展了 25 I、Ⅱ和Ⅲ组对比实验，结果如图b。回答 ◆ 下列问题： 20 250 300 350 对硝基苯酚 胞间C02浓度（μmol·mol) 4 0 mg·L） 10 注：光照强度在曲线②和③中为，在曲线 可 -20 ①中为n×120% 30 (1)Rubisco在叶绿体的 中催化 -40 与CO2结合。部分产物经过一系列反 0 4812 反应时间/min 应形成(CH,O),这一过程中能量转换是 图a (2)据图分析，当胞间CO2浓度高于B点 100 ×I橱藻+光照 时，曲线②与③重合是由于 不足。 。Ⅱ细菌+通空气 50 ·Ⅲ细菌+栅藻+光照 A点之前曲线①和②重合的最主要限制因 素是 。 胞间CO,浓度为300mol ·mol-1时，曲线①比②的光合速率高的具 培养时间h 体原因是 图b (3)研究发现，在饱和光照和适宜CO,浓度 (1)栅藻的光合放氧反应部位是 条件下，S植株固定CO2生成C3的速率比 (填细胞器名称)。图a结果表明，对硝基苯酚 WT更快。使用同位素标记的方法设计实 栅藻的光合放氧反应。 验直接加以验证，简要写出实验思路。 (2)细菌在利用对硝基苯酚时，限制因子是 (3)若I中对硝基苯酚含量为20mg·L1, 培养l0min后，推测该培养液pH会 ,培养液中对硝基苯酚相对含量 (4)细菌与栅藻通过原始合作，可净化被对 硝基苯酚污染的水体，理由是 C温鉴提 学习至此，请完成配套训练 课时冲关15 77真题考法·素养演练 真题研析 [例](1)磷脂双分子层基粒 (2)水的光解丙酮酸、[H]氧气（或O2)和二氧化碳 (CO。) (3)途径①光能以电能耗散；途径②光能以热能耗散 真题品悟 1.D「用伞形帽和菊花形帽伞藻进行嫁接和核移植实验 说明伞藻的帽形建成主要与细胞核有关，A正确；萨克 斯的实验中设置了对照试验，遮光和不遮光的叶片形成 对照试验，碘蒸气是要排除叶片中原来的淀粉的影响， 实验结果遮光部分不变蓝，曝光部分变蓝，说明淀粉是 光合作用的产物，B正确：不同颜色荧光染料标记人和小 鼠的细胞膜蛋白进行细胞融合实验，荧光染料与细胞膜 组成成分蛋白质结合，随着该组成成分的移动而移动， 细胞膜上荧光物质的移动表明了细胞膜组成成分的移 动，可推知膜上的蛋白质分子具有流动性，C正确；将狗 的小肠黏膜和稀盐酸混合磨碎后制成的提取液注入狗 的静脉，检测胰液分泌情况，因本实验中小肠黏膜神经 被彻底排除，最终有胰液的分泌，故可说明胰液分泌不 是神经调节的结果，D错误。 2.A[类囊体膜上进行水的光解消耗HO,而线粒体内膜 上进行有氧呼吸第三阶段生成H2O,线粒体基质中进行 有氧呼吸第二阶段消耗H,○，A错误；叶绿体基质中进 行暗反应，消耗CO,进行二氧化碳的固定，线粒体基质 中进行有氧呼吸第二阶段，丙酮酸和水反应生成C),, B正确；类囊体膜上进行水的光解生成O,,线粒体内膜 上进行有氧呼吸第三阶段，消耗O2和NADH生成水，C 正确：叶绿体基质中进行暗反应，合成葡萄糖等有机物， 线粒体基质中进行有氧呼吸第二阶段，分解有机物（丙 酮酸)，生成CO,和NADH,D正确。] 3.(1)O2和HATP和NADPH (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 (3)分别提取该组织细胞的细胞核DNA和叶绿体DNA (取突变体叶片，提取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 第15讲光合作用的影响因素及其应用 研析考点·层级突破 考点必备知识复盘教材夯实 1.(1)高于(2)增大(3)下降 2.(1)①ATP及NADPH②CO2的饱和点③酶的活性 ④CO2⑤叶绿素(2)提高 教考衔接 1./2.√3. 素养培优 1.原因是缺水导致气孔关闭，限制C02进入叶片 2.实际产生的总O2量应是观测到的O2的产生量十呼吸 作用。2的消耗量 3.(1)光照强度逐渐增大 (2)此时温度很高，导致气孔部分关闭，进入体内的CO2 量减少，暗反应减慢，光合作用强度明显减弱 (3)光照强度不断减弱 (4)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 关键能力提升 1.C[光照下CO2吸收量代表净光合作用强度，黑暗中 C02释放量代表呼吸作用强度，一天24小时，12小时光 照、12小时黑暗，有机物积累量=（净光合作用强度一呼 吸作用)×12，由柱形图可知，温度为20℃时，净光合作 用强度与呼吸作用强度之差最大，因此有机物的积累最 多，A正确；实际光合作用强度=净光合作用强度十呼 吸作用强度。25℃总光合作用大约为6mg,30℃总 光合作用为6.5mg/h,将该植物从25℃转移到30℃条 件下，植物总光合作用增加，所以叶绿体内NADPH的 ·47 参考答案 合成速率将加快，B正确；在35℃、光照下净光合作用大 于0，所以叶绿体所需的CO2来自线粒体和外界环境， C错误：若一天光照10小时，黑暗14小时，15℃条件下 该植物叶绿体一天内吸收C02的量=2.5×10一14×1= 11mg,D正确。 2.B[B点为光补偿点，此时光合作用与呼吸作用强度相 等，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，A正确；若增 加二氧化碳浓度，则光合作用强度增加，B点左移，C,点 右移，D点向右上方移动，B错误；D点时的光合作用强 度最大，其光反应产生的ATP从类囊体薄膜移向叶绿 体基质，参与暗反应过程中三碳化合物的还原，C正确。] 3.D[蓝细菌为自养型生物，可通过光合作用合成有机 物，该水凝胶无需为活性蓝细菌提供有机营养物质， A正确。该水凝胶贴片上的蓝细菌是通过光合作用产 生氧气的，故在使用前需要避光保存，B正确。口腔伤口 一般不见光，该水凝胶贴片要有光才能发挥作用，因此 该水凝胶贴片不可用于口腔溃疡伤口处，C正确。该水 凝胶贴片主要是为了避免厌氧菌进行无氧呼吸繁殖，伤 口处细胞需要的氧气主要来自血液的运输，D错误。」 4.C[农田施肥的同时，往往需要适当浇水，此时浇水的 主要原因是肥料中的矿质元素只有溶解在水中才能被 作物根系吸收，体现了水的功能之一：水是良好的溶剂， A错误：给农田施加尿素的主要目的是利于植物合成蛋 白质、核酸、ATP等含氨化合物，糖类的元素组成一般是 C、H、O,脂肪的元素组成是C、H、O,不含N,B错误；向 农田中施加农家肥，农家肥中的有机物可被土壤微生物 分解成二氧化碳和无机盐，故其不仅可以为植物的光合 作用提供CO2,还可以为植物的生长提供一定的无机 盐，C正确；酸化土壤会影响植物根细胞的代谢活动，不 利于农作物的生长和发育，D错误。] 真题考法·素养演练 真题研析 「例]C「光照强度为a时，光合速率等于呼吸速率，即 净光合速率为0。植物干重增加依赖净光合积累有机 物，净光合速率=光合速率一呼吸速率，此时净光合为 0,千重不会增加，A正确；光照强度从a逐渐增加到b 时，光合速率与呼吸速率差值逐渐增大。净光合速率越 大，植物积累有机物越多，生长速率逐渐增大，B正确；光 照强度小于b时，光照强度未达饱和的阶段，在光照强 度为主要限制因素时，提高大田CO2浓度，CO2固定速 率不会增大，C错误：光照强度为b时，光反应为暗反应 提供ATP和NADPH。适当降低光反应速率，提供的 ATP和NADPH减少，会使暗反应中CO。固定速率降 低，D正确。] 真题品悟 1.(1)叶绿体抑制(2)氧气(3)升高基本不变 (4)栅藻进行光合放氧为细菌的生长提供有氧环境，细 菌降解水体中的对硝基苯酚，并将产生的CO,提供给栅 藻进行光合作用。 2.(1)基质C ATP和NADPH中活跃的化学能转化为 有机物(CH2O)中稳定的化学能(2)光照强度胞间 CO,浓度曲线①光照强度高，光反应速率快，产生更 多的ATP和NADPH,使暗反应速率加快，光合速率高。 (3)用4C标记CO,分别将S植株与WT植株置于相同 的饱和光照和适宜CO。浓度条件下，定时检测C放射 性强度，比较S植株与WT的Ca生成速率。 第16讲光合作用和细胞呼吸的综合分析 研析考点·层级突破 考点1必备知识复盘教材夯实 1.(1)O2CO2(3)光反应水的光解还原C 2.(2)①A点AB段（不含A、B两点）B点以后（不含B点） B点②甲丙丙③叶绿体不能进行细胞呼吸，因 此光照强度为0时其CO,吸收量应为0，光照强度大于 0时其CO2吸收量应大于0 教考衔接 1.×2./3.×