第三单元+必刷题+第12讲　光合作用的影响因素及其应用-2027届高三生物一轮复习

该高中生物学高考复习学案系统覆盖光合作用影响因素及应用核心考点，以“探究环境因素实验-内外因素理论分析-农业生产应用”为逻辑主线，通过问题链和任务单设计引导学生自主梳理光照强度、CO₂浓度等单因子及多因子作用规律，构建完整知识网络。 亮点在于诊断性自测与科学思维培养，开篇设置3道判断题+5道情境辨析题帮助学生自主定位薄弱点，结合叶圆片上浮实验变量控制分析、多因子曲线拆解方法指导，发展探究实践与科学思维素养。每个考点配真题演练及反思总结表，助力学生个性化提升，教师可通过学情数据实现精准教学。

第12讲　光合作用的影响因素及其应用 课标要求　1.理解环境因素对光合作用的影响。2.关注光合作用与农业生产及生活的联系。3.教学活动:探究不同环境因素对光合作用的影响。 考点一　探究环境因素对光合作用强度的影响　　 1.光合作用强度 2.影响光合作用强度的因素 3.探究光照强度对光合作用强度的影响 (1)实验原理 ①抽去圆形小叶片中的气体后,叶片在水中下沉,光照下叶片进行光合作用产生氧气,充满细胞间隙,叶片又会上浮。 ②光合作用越强,单位时间内圆形小叶片上浮的数量越多。 (2)实验流程 (3)实验结果:在一定范围内,台灯与小烧杯的距离越近,单位时间内浮起的圆形小叶片也越多。 (4)实验结论:在一定范围内,随着光照强度不断增强,光合作用强度也增强(单位时间内圆形小叶片中产生的O2越多,浮起的圆形小叶片也越多)。 1.延长光照时间能够提高光合作用强度。(必修1第105页正文)(×) 2.在探究光照强度对光合作用强度的影响中,增加光照强度或温度,都能明显缩短叶圆片上浮至液面所用的时间。(必修1第105页“探究·实践”)(×) 3.为确保溶液中CO2含量充足,圆形小叶片可以放入NaHCO3溶液中。(必修1第105页“探究·实践”)(√) 　探究环境因素对光合作用强度的影响 1.(2025·安徽卷)关于“探究光照强度对光合作用强度的影响”实验,下列叙述错误的是(　　) A.用打孔器打出叶圆片时,为保证叶圆片相对一致应避开大的叶脉 B.调节LED灯光源与盛有叶圆片烧杯之间的距离,以进行对比实验 C.用化学传感器监测光照时O2浓度变化,可计算出实际光合作用强度 D.同一烧杯中叶圆片浮起的快慢不同,可能与其接受的光照强度不同有关 解析:用打孔器打出叶圆片的目的是使其进行光合作用产生氧气,依据单一变量原则,为保证叶圆片相对一致应避开大的叶脉,A正确;调节LED灯光源与盛有叶圆片烧杯之间的距离,以模拟不同的光照强度,该实验都是实验组,为对比实验,B正确;实际光合作用强度=净光合作用强度+呼吸作用强度,用化学传感器监测光照时O2浓度变化,只可计算出净光合作用强度,无法得知呼吸作用强度,无法计算出实际光合作用强度,C错误;同一烧杯中叶圆片浮起的快慢不同,说明光合作用强度不同,可能与其接受的光照强度不同有关,D正确。 答案:C ·考教衔接· (1)打孔时要避开大的叶脉,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质量分数为1%~2%的NaHCO3溶液中。 2.(2026·福建厦门模拟)研学小组成员将某种大型绿藻的叶状体剪成大小相同的小段,以相同时间内从水下上浮的叶状体小段数量为指标,探究温度对其光合作用强度的影响,结果如图。下列相关叙述正确的是(　　) A.叶状体中CO2的减少导致其上浮 B.4 ℃条件下该绿藻叶状体无法进行光合作用 C.各组实验应在CO2浓度较高且相同的水中进行 D.增加光照强度可使得各组叶状体小段上浮数量均增加 解析:叶状体上浮是因为光合作用产生氧气,使叶状体浮力增大,A错误;4 ℃条件下叶状体小段有上浮,说明能进行光合作用,只是强度较弱,B错误;探究温度对光合作用强度的影响,CO2浓度是无关变量,应保持相同且较高,以排除其对实验结果的干扰,C正确;不同温度下光合作用的最适光照强度可能不同,增加光照强度不一定使各组叶状体小段上浮数量均增加,D错误。 答案:C 考点二　光合作用的影响因素及其应用 1.内部因素 (1)与植物自身的遗传特性有关,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 注:影响叶绿素合成的因素还有光照、温度和矿质元素等。 (3)叶面积指数 2.外部环境因素 (1)单因子变量对光合速率的影响 ①光照强度 ②光质 ③CO2浓度 ④温度 ⑤水分或矿质元素 (2)多因子变量对光合速率的影响 1.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。(必修1第105页正文)(×) 2.当温度改变时,不管是光反应还是暗反应都会受影响,但主要是影响暗反应。(必修1第105页正文)(√) 3.镁可以影响叶绿素的合成从而影响光反应。(必修1第105页正文)(√) 4.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。(必修1第105页正文)(√) 5.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。(必修1第105页“旁栏思考”)(×) 1.呼吸作用变强,消耗大量养分是高温下作物减产的原因之一。(√) 2.合理控制昼夜温差有利于提高作物产量。(√) 3.在禾谷类作物开花期剪掉部分花穗,叶片的光合速率会暂时下降。(√) 4.合理密植和增施有机肥能提高农作物的光合作用强度。(√) 5.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浓度的关系如下图。 (1)在一定的范围内,CO2浓度升高可使光合作用最适温度升高。(√) (2)CO2浓度为200 μL·L-1时,温度对光合速率影响小。(√) (必修1第106页“拓展应用”)下图是在夏季晴朗的白天,某种绿色植物叶片光合作用强度的曲线图。分析曲线图并回答问题。 (1)7~10时的光合作用强度不断增强的原因是什么? 提示:光照强度逐渐增大。 (2)10~12时左右的光合作用强度明显减弱的原因是什么? 提示:此时温度很高,导致气孔大量关闭,影响CO2进入叶片组织,致使光合作用暗反应受到限制。 (3)14~17时的光合作用强度不断下降的原因是什么? 提示:光照强度不断减弱。 (4)依据本题提供的信息,提出提高温室大棚中绿色植物光合作用强度的一些措施。 提示: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。 1.西瓜、玉米和辣椒轮作与固定种植玉米相比,其优点是   　 (答出2点即可)。  提示:充分利用土壤中的矿质元素、改善土壤、减少大面积病虫害发生 2.在温室大棚生产中,大棚内多施农家肥有利于提高作物的产量,原因是   　 。  提示:农家肥中的有机物被微生物分解产生无机盐和CO2,CO2和无机盐能被作物利用,提高大棚作物的产量 3.结合下图分析并回答问题: C点时两者光合作用速率　　　　　　(填“相等”“不相等”或“不一定相等”),理由:   　 。   提示:不一定相等　两者的呼吸速率不一定相等 　单因子变量对光合速率的影响 1.(2026)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 解析:CO2是光合作用的原料,增加叶片周围环境CO2浓度可增加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的酶活性,会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,光照强度减弱,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,光合作用强度不再随着光照强度的增强而增强,D不符合题意。 答案:A 2.(2026)研究人员设计实验探究了CO2浓度对草莓幼苗气孔开度和Rubisco酶的影响,结果如图1所示,其中Rubisco酶催化CO2的固定。图2表示温度对草莓光合作用的影响。下列相关叙述正确的是(　　) A.增大环境CO2浓度,不利于草莓在干旱环境中生长 B.将草莓从高浓度CO2迁入低浓度CO2中,短时间内C5含量增加 C.35 ℃时草莓叶肉细胞间隙CO2浓度高于40 ℃时 D.35 ℃时放氧速率最大,最适宜草莓生长,5 ℃时草莓光合速率为0 解析:增大环境CO2浓度时,气孔开度降低,减少水分散失,有助于植物生存,同时Rubisco酶活性上升,有利于植物进行光合作用,A错误;将草莓从高浓度CO2迁入低浓度CO2中,短时间内CO2固定减弱,对C5的消耗减弱,C5含量增加,B正确;40 ℃下,气孔开放程度较低,进入胞间的CO2较少,但由于净光合速率也较低,被吸收进细胞的CO2也较少,35 ℃下,气孔开放程度较高,进入胞间的CO2较多,但此时净光合速率最大,被吸收进细胞的CO2也更多,所以两种温度下的胞间CO2浓度无法比较,C错误;35 ℃时净光合速率最快,最适宜草莓生长,5 ℃时净光合速率为0,光合速率等于呼吸速率,D错误。 答案:B 　多因子变量对光合速率的影响 3.(2026)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 解析:CO2吸收速率代表净光合速率,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,需要从外界吸收的CO2减少,A正确;在高光强下,M点左侧CO2吸收速率升高主要原因是光合酶的活性增强,B正确;CP点代表呼吸速率等于光合速率,植物可以进行光合作用,C错误;图中M点处CO2吸收速率最大,即净光合速率最大,也就是光合速率与呼吸速率的差值最大,D正确。 答案:C ·考教衔接· 多因素对光合作用影响的曲线分析方法 解答受多因素影响的光合作用曲线题时,找出曲线的限制因素是关键。具体方法是对纵坐标或横坐标画垂线或者只看某一条曲线的变化,将多因素转变为单一因素,从而确定限制因素。当曲线上标有条件时,说明因变量受横坐标和曲线上条件的共同影响。若题干中描述了曲线的获得前提,如最适温度下测得,则应该考虑温度以外的影响因素。 4．(2026)光极限是指光合作用吸收CO2量随着光吸收的增加而上升的光吸收范围。CO2极限是指光合作用吸收CO2量不再随着光吸收的增加而上升的光吸收范围。研究表明热带树木的光合机制开始失效的临界温度平均约为46.7 ℃。下列相关叙述错误的是(　　) A．在光极限范围内，随着光吸收的增加光合速率也增大 B．CO2极限时，光合速率不再增加可能与叶片气孔大量关闭有关 C．CO2极限时较极限前叶肉细胞中的NADPH、ATP含量高，C3含量低 D．热带树木达到光合机制开始失效的临界平均温度前光合速率不断增加 解析：光极限是指光合作用吸收CO2量随着光吸收的增加而上升的光吸收范围，在光极限范围内，随着光吸收的增加光合速率也增大，A正确；CO2极限是指光合作用吸收CO2量不再随着光吸收的增加而上升的光吸收范围，CO2极限时，光合速率不再增加可能与叶片气孔大量关闭有关，此时CO2进入气孔减少，暗反应减慢，B正确；CO2极限时光反应速率最大，较极限前叶肉细胞中的NADPH、ATP含量高，C3还原加快，故C3含量低，C正确；酶发挥作用需要适宜的温度，热带树木的光合机制开始失效的临界温度平均约为46.7 ℃，热带树木达到光合机制开始失效的临界平均温度前随温度升高，相关酶活性降低，故光合速率不会一直增加，D错误。 答案：D 　光合作用原理在农业生产中的应用 5.(2026)温室(塑料大棚)种植蔬菜是人为地创造适宜的生态环境,调整蔬菜生产季节,促进蔬菜优质高产的种植模式。为了解影响温室黄瓜光合速率的环境因素,研究人员分别测得不同条件下黄瓜植株的净光合速率,结果如图所示。回答下列问题。 (1)夏季,利用高温强光升高棚内温度进行闷棚时,地面地表温度可达到70 ℃及以上。高温闷棚能有效预防棚内作物的病虫害,原因是   　 。   (2)与第1组相比,第2组黄瓜植株的净光合速率下降,原因是   　 。  据图分析,为解除高温抑制,可采取的措施是   　 。   (3)科学施肥可保障作物健康生长和高产,黄瓜以增施磷肥、钾肥和氮肥为主。黄瓜根系吸收的N、P运输到叶肉细胞后,可用来合成的大分子有机物是　　　　　　。施肥要防止过量,严格按照“少量多次”的原则,原因是   　 。  解析:(1)高温能杀灭病菌、病虫及病虫卵,因此夏季高温闷棚能有效预防棚内的病虫害。(2)第2组是高温处理组,推测高温抑制了光合作用相关酶的活性,导致净光合速率降低。对比分析2、3、4组,发现通风、增施中浓度的CO2,能够解除高温抑制。(3)N、P元素可以参与构成细胞中的DNA、RNA和蛋白质等大分子有机物。施肥要防止过量,因为无机盐浓度过高会引起作物渗透失水而影响生长。 答案:(1)高温能杀灭病菌、病虫及病虫卵　(2)高温降低了光合作用有关酶的活性　通风、增施中浓度的CO2　(3)DNA、RNA和蛋白质　防止无机盐浓度过高引起作物渗透失水而影响生长 1.(2026)在一定温度下,生长在大田的某种植物光合速率(CO2固定速率)和呼吸速率(CO2释放速率)对光照强度的响应曲线如图所示。下列叙述错误的是(　　) A.光照强度为a时,该植物的干重不会增加 B.光照强度从a逐渐增加到b时,该植物生长速率逐渐增大 C.光照强度小于b时,提高大田CO2浓度,CO2固定速率会增大 D.光照强度为b时,适当降低光反应速率,CO2固定速率会降低 􀳀考点解码　该曲线是植物光合速率(CO2固定速率)和呼吸速率(CO2释放速率)随光照强度变化的曲线;光照强度为a时,光合速率等于呼吸速率,即“光补偿点”,净光合速率为0,植物干重不增不减。光照强度为b时,光合速率达到“光饱和点”,此后再增加光照强度,光合速率不再提升(受温度、CO2浓度等其他环境因素或自身酶、色素等内部因素限制),此时光合速率与呼吸速率差值最大,植物积累有机物最快。 解析:光照强度为a时,光合速率等于呼吸速率,净光合速率为0,植物干重增加依赖净光合速率积累有机物,因此,干重不会增加,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(因为光照不足,光反应提供的ATP和NADPH有限,限制暗反应);只有当光照强度饱和后,提高CO2浓度,CO2固定速率才会增大,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CO2固定速率降低,D正确。 答案:C 2.(2026)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(　　) A.0 min时,A组胞间CO2浓度等于B组胞间CO2浓度 B.30 min时,B组叶绿体中C3生成和还原速率均大于A组 C.30 min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 􀳀考点解码　二氧化碳浓度(光照强度)对光合作用的影响:在一定范围内,光合作用强度随二氧化碳浓度(光照强度)的增加而增强。当二氧化碳浓度(光照强度)增加到一定值,光合作用强度不再增强。植物实际光合速率=净光合速率+呼吸速率。 解析:在0 min之前,A组和B组已经黑暗处理了一段时间,B组用壳梭孢素处理,壳梭孢素处理可使大豆叶片气孔充分开放,所以B组和A组胞间CO2浓度不相等,A错误;30 min时,B组的光合速率相对值高于A组,叶绿体中C3生成和还原速率均大于A组,B正确;30 min时,限制A组光合速率的主要因素是气孔开放度,C错误;B组达到最高平衡点用的光照时间比A组短,与A组叶片相比,B组叶片光合作用的光诱导期更短,D错误。 答案:B 3.(2026)某小组为了探究适宜温度下CO2浓度对光合作用的影响,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 􀳀考点解码　该实验的原理是当叶圆片抽取空气沉入水底后,光合作用大于呼吸作用时产生的氧气在细胞间隙积累,圆叶片的浮力增加,叶片上浮,根据上浮的时间判断出光合作用的强弱。 解析:本实验的目的是探究适宜温度下CO2浓度对光合作用的影响,自变量是CO2浓度(通过等体积不同浓度的NaHCO3溶液来实现),温度、光照等属于无关变量,应相同且适宜,A错误;实验中所用的菠菜叶圆片已进行排气处理,叶圆片通过光合作用释放氧气的速率越大,叶圆片上浮所需时间越短,B正确;四组实验中,0.5% NaHCO3溶液中叶圆片上浮平均时长最长,表明其光合速率最低,C错误;若从适宜温度降低到4 ℃,与光合作用相关的酶活性降低,导致光合速率降低,则各组叶圆片上浮所需时长均会延长,D错误。 答案:B 4.(2026)波长为400~700 nm的光属于光合有效辐射(PAR),其中400~500 nm为蓝光(B),600~700 nm为红光(R)。远红光(700~750 nm,FR)通常不能用于植物光合作用,但可作为信号调节植物的生长发育。研究者测定了某高大作物冠层中A(高)和B(低)两个位置的PAR、红光/远红光比例(R/FR)和叶片指标(厚度、叶绿素含量、线粒体暗呼吸),并分析了施氮肥对以上指标的影响,结果如下表。回答下列问题。 冠层位置 PAR R/FR 叶片厚 度(μm) 叶绿素含量 (μg·g-1) 线粒体 暗呼吸 A 0.90 3.40 160 0.15 1.08 B 0.20 0.29 100 0.20 1.08 A(施氮肥) 0.70 1.75 150 0.28 1.08 B(施氮肥) 0.02 0.01 — — — (1)植物叶片中　　　　可吸收红光用于光合作用,　　　　　可吸收少量的红光和远红光作为光信号,导致B位置PAR和R/FR较A位置低;　　　　　　虽不能吸收红光,但可吸收蓝光,也可使B位置PAR降低。  (2)由表中数据可知,施氮肥　　　　(填“提高”或“降低”)了冠层叶片对太阳光的吸收,其可能的原因是　   　 。  (3)光补偿点是指光合作用中吸收的CO2与呼吸作用中释放的CO2相等时的光照强度。研究者分析了冠层A、B处的叶片(未施氮肥)在不同光照强度下的净光合作用速率(下图),发现冠层　　　　位置的叶片具有较高的光补偿点,由表中数据可知其主要原因是　   　 。   解析:(1)叶绿素(主要是叶绿素a和叶绿素b)是光合作用中的主要色素,能吸收红光(600~700 nm)用于光反应。光敏色素是一种光受体蛋白,能吸收红光(R,600~700 nm)和远红光(FR,700~750 nm),并通过构象变化传递光信号,调节植物生长发育。在冠层中,B位置(低处)的R/FR较低,这是因为上层叶片吸收了更多红光,导致下层红光减少、远红光相对增多,从而降低了R/FR比例。类胡萝卜素(如β胡萝卜素、叶黄素)主要吸收蓝光(400~500 nm),不吸收红光;在冠层中,上层叶片的类胡萝卜素吸收蓝光,减少了透射到下层的蓝光,导致B位置PAR降低。(2)由表中数据可知,施氮肥提高了冠层叶片对太阳光的吸收,其可能的原因是施氮肥促进了叶绿素合成和叶片生长,增加了叶片的光捕获能力,导致冠层整体吸光增强,透射到下层的PAR减少。(3)据表可知,B处光合有效辐射、红光/远红光比例远低于A处,光合作用主要利用红光和蓝紫光,远红光(700~750 nm,FR)通常不能用于植物光合作用,故B处需要较强光照才能达到光补偿点。 答案:(1)叶绿素　光敏色素　类胡萝卜素　(2)提高　施氮肥促进了叶绿素合成和叶片生长,增加了叶片的光捕获能力,导致冠层整体吸光增强,透射到下层的PAR减少　(3)B　B处光合有效辐射、红光/远红光比例远低于A处,光合作用主要利用红光和蓝紫光,远红光(700~750 nm,FR)通常不能用于植物光合作用,故B处需要较强光照才能达到光补偿点 【温馨提示:课时跟踪练12】 学科网（北京）股份有限公司 $