2027届高三生物一轮复习课件 微专题2　光合作用的影响因素及其应用

该高中生物学高考复习课件聚焦“光合作用的影响因素及其应用”专题，依据高考评价体系梳理了环境因素影响、实验探究、曲线分析及应用等核心考点，通过2025年安徽卷、全国卷等真题分析，明确光照强度、多因子作用为高频考点，归纳实验设计与曲线解读等常考题型。 课件亮点在于“真题解析+实验变量控制+曲线规律总结”的备考策略，如以2025全国卷第2题为例，运用科学思维剖析光补偿点及限制因素，结合探究实践指导实验变量控制技巧。助力学生掌握答题逻辑，教师可据此精准突破考点，提升复习效率。

微专题2　光合作用的影响因素及其应用 题型一 探究环境因素对光合作用强度的影响 要点归纳 1.光合作用强度 (1)概念:植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。 (2)表示方法:用一定时间内原料消耗或产物生成的数量来定量表示。 2.探究光照强度对光合作用强度的影响实验 (1)实验原理: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。光合作用越强,单位时间内圆形小叶片上浮的数量越多。 (2)变量控制 不影响细胞呼吸 若探究条件改变,自变量也改变 自变量 不同光照强度 自变量的控制 调节光源与烧杯的距离进行控制,呈现出强、中、弱三种光照强度 因变量 光合作用强度 因变量的检测 同一时间段内叶片浮起的数量与快慢 对无关变量的控制 叶片大小、溶液的量等保持相同且适宜 (3)实验步骤:取材→打孔→排气→沉水→分组→光照→观察并记录。 (4)实验结果:叶圆片浮起的数量:强光组>中光组>弱光组。 (5)实验结论:在一定范围内,随着光照强度不断增强,光合作用强度逐渐增强;当光照强度超过一定强度并在一定范围内变化时,光合作用强度不再改变。 (6)注意事项: 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NaHCO3溶液中。 质量分数为1%~2% 提醒:自然条件下,当光照强度超过一定值时,光合作用强度随着光照强度的增加而减弱,原因是过强的光照会对细胞、叶绿体、光合色素、酶等造成损伤,使细胞的光合作用减弱。 专项突破 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 C 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项正确。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项正确。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,无法得知呼吸强度,无法计算出实际光合作用强度,C项错误。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项正确。 1.外界因素 (1)光照强度 ①原理:光照强度通过影响光反应进而影响光合速率。通过影响光反应中NADPH和ATP的合成,进而影响暗反应。 ②曲线分析 项目 生理过程 生理状态模型 A点 只进行细胞呼吸   AB段 细胞呼吸大于光合作用   B点 细胞呼吸等于光合作用   B点以后 细胞呼吸小于光合作用   ③应用:温室生产中,适当增强光照强度,以提高光合速率;阴生植物的光补偿点和光饱和点都较阳生植物低,间作套种农作物,可合理利用光能。 拓展:种植方法与提高农作物产量的关系 (1)轮作:在同一块田地上有顺序地在季节间和年度间轮换种植不同作物或复种组合的种植方式。轮作具有均衡利用土壤养分,防治病虫害,调节土壤肥力等优点。 (2)间作:在同一块田地上于同一生长期内分行或分带相间种植两种或两种以上作物的方式。间作具有提高土地和光能的利用率、调节土壤肥力等优点。 (3)套作(套种):在前季作物生长后期的株、行或畦间播种或栽植后季作物的种植方式。套作的优点有提高光能和土地的利用率、抑制病虫害等。 (4)连作:一年内或多年在同一块田地上连续种植同一种作物的种植方式。连作会使土壤养分不能满足同种作物的需要,作物易受病虫害影响;同一作物分泌物累积过多,会影响同种作物根系的发展,使植株不能正常生长,产量降低。 3.多因子变量对光合作用强度的影响 甲 乙 丙 (1)曲线分析 A点前:限制光合速率的因素主要为横坐标所表示的因子,随该因子强度的不断加强,光合速率不断提高。 B点后:横坐标所表示的因子不再是限制光合速率的因素,要提高光合速率,可适当增强自变量1以外的其他因素的强度。 AB间的主要影响因素有两个,一是横轴表示的因素(自变量1),二是多条曲线上标注的因素(自变量2)。 (2)应用:温室栽培时,在一定光照强度下,白天适当提高温度的同时也可适当提高CO2浓度以提高光合速率。当温度适宜时,可适当增加光照强度和CO2浓度以提高光合速率。 专项突破 命题角度一　影响光合作用的外界因素 2.(2025全国卷)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 C 解析: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-呼吸速率,此时净光合为0,干重不会增加,A项正确。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项正确。光照强度为b时,光合速率刚好达到最大,即光反应提供的ATP和NADPH刚好满足暗反应的需要。当光照强度小于b时,植物的光合速率降低,表明影响光合速率的限制因子是光照强度,即光反应提供的ATP和NADPH不能满足暗反应的需要,此时环境(大田)的CO2浓度不是影响光合速率的限制因子(CO2是充足的),这时提高大田CO2浓度,CO2固定速率不会增大,C项错误。光照强度为b时,光反应提供的ATP和NADPH刚好满足暗反应需要,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项正确。 3.(2025甘肃卷)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 B A(施氮肥) B(施氮肥) 0.90 0.20 0.70 0.02 3.40 0.29 1.75 0.01 160 100 150 — 0.15 0.20 0.28 — 1.08 1.08 1.08 — (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________________________________ 。  叶绿素 光敏色素 类胡萝卜素 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)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________________________ 。  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 解析:(1)叶绿素(主要是叶绿素a和b)是光合作用中的主要色素,能吸收红光(600~700 nm,R)用于光反应。光敏色素是一种光受体蛋白,能吸收红光(600~700 nm,R)和远红光(700~750 nm,FR),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,B),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。 命题角度二　多因子对光合速率的影响及应用 4.(2025黑吉辽蒙卷)Rubisco是光合作用暗反应中的关键酶。科研人员将Rubisco基因转入某作物的野生型(WT)获得该酶含量增加的转基因品系(S),并做了相关研究。实验结果表明,这一改良提高了该作物的光合速率(如下图)和产量潜力。回答下列问题。 注:光照强度在曲线②和③中为n,在曲线①中为n×120%。 (1)Rubisco在叶绿体的__________中催化__________与CO2结合。部分产物经过一系列反应形成(CH2O),这一过程中能量转换是_______________ ___________________________________________________________。  (2)据图分析,当胞间CO2浓度高于B点时,曲线②与③重合是由于_________不足。A点之前曲线①和②重合的最主要限制因素是__________。胞间CO2浓度为300 μmol/mol时,曲线①比②的光合速率高的具体原因是____________________________________________________________。  基质 C5 ATP和NADPH中 活跃的化学能转换为糖类等有机物中稳定的化学能 光照强度 CO2浓度 光照强度大,光反应速率快,为暗反应提供更多的ATP、NADPH,暗反应速率加快,光合速率提高 (3)研究发现,在饱和光照和适宜CO2浓度条件下,S植株固定CO2生成C3的速率比WT更快。使用同位素标记的方法设计实验直接加以验证,简要写出实验思路。 在饱和光照和适宜CO2浓度条件下,用14C标记CO2,取等量生长状况相同的S植株和WT植株,在饱和光照和适宜14CO2浓度条件下培养,一段时间后,分别检测两种植株中C3的放射性强度。 解析:(1)由题干“Rubisco是光合作用暗反应中的关键酶”可知,暗反应的场所是叶绿体基质,与CO2结合的是C5,经过暗反应过程,ATP和NADPH中活跃的化学能转换为糖类等有机物中稳定的化学能。(2)据图分析,当胞间CO2浓度高于B点时,曲线②与③重合,而曲线①仍高于曲线②与③,可知曲线①高是因为进行了补光,推知曲线②与③重合是由于光照强度(或ATP、NADPH)不足。(3)要验证在饱和光照和适宜CO2浓度条件下,S植株固定CO2生成C3的速率比WT更快,可用14C标记CO2,作为S植株和WT进行光合作用的原料,一段时间后,分别检测两种植株中C3的放射性强度。 拓展:光合作用曲线中关键点的移动 (1)A点代表呼吸速率。细胞呼吸增强,则A点下移。 (2)光(CO2)补偿点的移动 ①呼吸速率增加,其他条件不变时,光(CO2)补偿点应右移。 ②呼吸速率基本不变,相关条件的改变使光合速率下降时,光(CO2)补偿点应右移。 (3)光(CO2)饱和点的移动:相关条件的改变,使光合速率增大时,光(CO2)饱和点C点应右移,C'点右上移。 (4)阴生植物与阳生植物相比,光(CO2)补偿点和饱和点都应向左移动。 $