2027届高三生物一轮复习课件第14讲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探究、影响因素分析、光合速率测定三大核心考点，通过近五年考情统计明确实验设计（占35%）、曲线解读（占40%）、速率计算（占25%）的高频考查维度，构建了“原理-实验-应用”的完整备考体系。 课件亮点在于“实验变量分析+曲线动态建模+测定方法归纳”的备考策略，如以光照强度对光合强度影响实验为例，深入解析自变量控制与因变量检测的科学思维方法，结合光补偿点移动问题培养探究实践能力。特设“易错陷阱警示”和“答题模板库”，帮助学生熟练掌握总光合与净光合计算技巧，教师可据此精准定位学生薄弱环节，实现高效复习冲刺。

2026高考一轮复习 第14讲 光合作用的影响因素及其应用 探究光照强度对光合作用强度的影响 2 影响光合作用的因素及应用 光合速率的测定方法 探究环境因素对光合作用强度的影响 3 1 目 录 contents 构思维导图 探究环境因素对光合作用强度的影响 考点1 考点梳理 (一)光合作用强度 探究环境因素对光合作用强度的影响 考点1 CO2+H2O (CH2O)+O2 光能 叶绿体 ①光合作用强度: ②反应式: 指植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。 (也称“光合速率”) ③表示方法: 单位时间内光合作用制造糖类(有机物)的数量 单位时间内光合作用消耗CO2的量 单位时间内光合作用放出O2的量 探究环境因素对光合作用强度的影响 考点1 (二)影响光合作用的外界因素 温度或pH 光照 水 Mg2+ 施肥 CO2浓度 探究环境因素对光合作用强度的影响 考点1 探究光照强度对光合作用强度的影响 1.实验原理 2.实验变量分析 自变量 不同 控制自变量 调节 进行控制 因变量 检测因变量 同一时间段内 对无关变量进行控制 等保持一致 光照强度 光源与烧杯的距离 光合作用强度 叶片浮起的数量 叶片大小、溶液的量 叶片上浮的原因:光合作用强度大于细胞呼吸强度,细胞间隙充满了氧气 01 打孔 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。 02 排气 将圆形小叶片置于吸入清水的注射器内,用手指堵住注射器前端小孔拉动活塞,使叶片内气体逸出。处理过的小叶片因为细胞间隙充满了水,所以全部沉到水底。 03 沉水 将处理过的圆形叶片放入黑暗处盛有清水的烧杯中待用。 04 实验 分别将10片叶圆片投入3只20ml NaHCO3的小烧杯中并调整与台灯距离。同一时间段内各实验装置中圆形小叶片浮起的数量。 3.实验步骤: 考点1 探究光照强度对光合作用强度的影响 4.实验结果与结论 项目 烧杯 小圆形叶片 加富含CO2的清水 光照强度 叶片浮起数量 1 10片 20 mL 强 多 2 10片 20 mL 中 中 3 10片 20 mL 弱 少 (1)实验结果 (2)实验结论 在一定范围内,随着光照强度不断增强,光合作用强度也不断增强。 二、探究环境因素对光合作用强度的影响 实验装置分析: ①中间盛水的玻璃柱的作用:吸收灯光的热量,避免光照对烧杯内水温产生影响。 考点1 探究光照强度对光合作用强度的影响 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抽气处理重复2~3次,不能太多 探究环境因素对光合作用强度的影响 考点1 5.注意事项 ③叶片放进烧杯不能有重叠 拓展延伸: 可以用于探究CO2浓度对光合速率的影响。 NaHCO3溶液浓度太高,使叶片渗透失水, 不利于光合作用 二、探究环境因素对光合作用强度的影响 影响光合作用的因素及应用 考点2 考点梳理 考点2 影响光合作用的因素及应用 14 考点2 影响光合作用的因素及应用 1、光照强度 (1)原理:光照强度通过影响植物的光反应,制约NADPH和ATP的产生,进而影响光合速率。 (2)曲线分析 ①总光合速率: 糖类的制造量 氧气的产生量 二氧化碳的消耗量 单位时间 总光合速率 糖类的消耗量 氧气的消耗量 二氧化碳的产生量 单位时间 呼吸速率 考点2 影响光合作用的因素及应用 线粒体 叶绿体 O2 O2的释放 (可以测得) 叶肉细胞 CO2 CO2吸收 (可以测得) 有机物的制造量 CO2固定或消耗量 O2的产生量 有机物积累量 CO2吸收量 O2的释放量 有机物的消耗量(黑暗中) CO2的释放量(黑暗中) O2的吸收量(黑暗中) 净光合作用 = 总光合作用 - 呼吸作用 三、影响光合作用的因素及应用 光照强度 CO2吸收量 CO2释放量 A B C A点:只呼吸不光合 光补 偿点 光饱和点 O D O2 CO2 AB段:呼吸>光合 B点: BC段:光合>呼吸 呼吸=光合 B光补偿点:整株植物达到光合速率等于呼吸速率时,所对应的光照强度。 D光饱和点:植物达到最大光合速率所需要的最小光照强度 呼吸速率 净光合 限制因素:CO2浓度、温度、酶含量等 1、光照强度 (1)曲线分析 三、影响光合作用的因素及应用 考点2 影响光合作用的因素及应用 (3)应用 ①温室生产中,适当增强光照强度,以提高光合速率,使作物增产; ②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,提高光能利用率。 阳生植物的光补偿点和光饱和点均大于阴生植物 阳生植物与阴生植物: 考点2 影响光合作用的因素及应用 2、CO2浓度 (1)原理:CO2浓度影响暗反应阶段,制约C3的形成。 (2)曲线分析 ①总光合速率: CO2浓度 光合速率 O A B c (总) CO2饱和点 A点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度 考点2 影响光合作用的因素及应用 ②净光合速率: A点: 表示进行光合作用所需CO2的最低浓度 CO2补偿点,光合速率=呼吸速率 对应的c点为CO2饱和点 B点: C点: C点之后光合速率的限制因素是: 外因主要为光照强度和温度; 内因为酶的数量和活性。 c CO2浓度 A B 吸收速率 CO2 C 释放速率 CO2 净光合速率 (3)应用 ①大田中的农作物要“正其行”“通其风”(CO2);②增施有机肥增大CO2浓度,提高光合速率。 考点2 影响光合作用的因素及应用 3、温度 (1)原理:温度通过影响与光合作用有关的酶的活性影响光合作用。 (2)曲线分析 (3)应用:①适时播种;②温室栽培植物时,白天调到光合作用最适温度,以提高光合速率,晚上适当降低温室内温度,以降低细胞呼吸速率,提高植物有机物的积累量;③植物“午休”现象。 AB段:随着温度升高,光合速率增大; B点:酶在最适温度时,光合速率最大; BC段:随着温度升高,酶的活性下降,光合速率减小,50 左右光合速率几乎为零。 考点2 影响光合作用的因素及应用 光合作用强度 O 光照强度 12 14 10 一天的时间 光合作用强度 夏季晴天的中午气温高,蒸腾作用很强,植物为防止蒸腾失水过多而关闭气孔,CO2吸收减少,光合速率降低。 植物“午休”现象 中午光合作用强度下降原因? ①水既是光合作用的 ,又是体内各种化学反应的 ,缺水可直接影响光合作用速率; ②水分还能影响气孔的 ,间接影响 . 进入叶片,从而影响光合作用速率。 原料 介质 开闭 CO2 缺水 气孔关闭 限制CO2进入叶片 光合作用受影响 保卫细胞吸水 气孔张开 考点2 影响光合作用的因素及应用 4、水分 (1)原理: 考点2 影响光合作用的因素及应用 (2)曲线分析 在一定范围内,水越充足,光合作用速率越快。 根据作物的需水规律及时、合理灌溉。 (3)应用: 4、水分 考点2 影响光合作用的因素及应用 5、矿质元素 (1)原理:矿质元素影响酶、叶绿素、NADPH、ATP等的合成,对光合作用产生直接或间接的影响。如Mg叶绿素成分影响合成;Fe非叶绿素成分但影响合成;N是酶的组成元素;N、P是ATP的组成元素。 (2)曲线分析 (3)应用:合理施肥,进而提高光合速率。 在一定浓度范围内,增加矿质元素的供应,可提高光合速率,但当超过一定浓度后,植物会因土壤溶液浓度过高,发生渗透失水而萎蔫。 考点2 影响光合作用的因素及应用 6、多因子对光合速率的影响 (1)A点及A点之前: (2)当到B点后: 限制光合速率的主要因素应为横坐标所表示的因子(变量1); 横坐标所表示的因子不再是影响光合速率的主要因素,此时的影响因素主要为各曲线所表示的因子(变量2)。 考点2 影响光合作用的因素及应用 6、多因子对光合速率的影响 (3)应用 温室栽培时,在一定光照强度下,白天适当升高温度,增加光合酶的活性,提高光合速率,同时也可适当增加CO2浓度,进一步提高光合速率。 有机肥中的有机物被土壤中的微生物分解成各种矿质元素,增加了土壤的肥力,另外还释放出热量和CO2,增加了大棚内的温度和C02浓度,有利于光合作用的进行。 考点2 影响光合作用的因素及应用 7、影响光合作用的内部因素 (1)植物自身的遗传特性,如植物品种不同,以阴生植物、阳生植物为例: ①光补偿点: 阳生植物>阴生植物 ②光饱和点: 阳生植物>阴生植物 考点2 影响光合作用的因素及应用 7、影响光合作用的内部因素 (2)植物叶片的叶龄、叶绿素含量及酶 活性 性 活 考点2 影响光合作用的因素及应用 7、影响光合作用的内部因素 (3)植物叶面积指数 不再增加 合理密植 8.连续光照和间隔光照下的有机物合成量分析 ①在总光照时间相同的条件下,光照和黑暗间隔处理比一直连续光照处理有机物积累量要多。 ②应用:人工补光时,可适当采用“光暗交替”策略,这样,在提高光合产量的情况下,可大量节省能源成本。 A、B、C组依次加大光照一黑暗的交替频率,每组处理的总时间均相同。 单位光照时间内光合作用产物的相对含量:C>B>A。 考点2 条件变化时光合作用各物质含量的变化 光合作用和细胞呼吸的 综合分析 考点3 考点梳理 1、自然环境中绿色植物一昼夜内CO2的吸收与释放速率的曲线 (1)曲线分析 考点3 光合作用和细胞呼吸的综合分析 光合作用强度的一昼夜变化过程中,限制光合作用的主要因素有光照强度和温度。 ①a点:凌晨3时~4时,温度降低, ,CO2释放减少。 ②b点:上午6时左右,太阳出来,开始进行光合作用。 ③bc段:光合作用强度 呼吸作用强度。 ④c点:上午7时左右,光合作用强度 呼吸作用强度。 呼吸作用减弱 小于 等于 考点3 光合作用和细胞呼吸的综合分析 ⑤ce段:光合作用强度 呼吸作用强度。 ⑥d点:温度过高,部分 ,出现“光合午休”现象。 ⑦e点:下午6时左右,光合作用强度等于呼吸作用强度。 ⑧ef段:光合作用强度小于呼吸作用强度。 ⑨fg段:太阳落山,光合作用停止,只进行细胞呼吸。 气孔关闭 大于 ③一昼夜有机物制造量: ; 消耗量: ; 积累量: , 积累量>0植株才能正常生长。 考点3 光合作用和细胞呼吸的综合分析 ① 点:有机物开始积累。 ② 点:有机物积累量最大。 S1-S2-S3 S0 S1+S0 S2+S3+S0 c e 1、自然环境中绿色植物一昼夜内CO2的吸收与释放速率的曲线 (1)曲线分析 2、密闭环境中绿色植物一昼夜内CO2含量的变化曲线分析 考点3 光合作用和细胞呼吸的综合分析 分析光合作用或细胞呼吸速率的变化时,应分析曲线变化趋势的快慢,也就是斜率。 光照强度 0 CO2吸收量 CO2释放量 A B D 光补偿点 光饱和点 (光合速率=呼吸速率) C E A1 B1 D1 C1 阳生植物 阴生植物 3.光(CO2)补偿点的移动: 影响光合作用的因素及其应用 考点2 思考题: 1.若植物缺镁,B点怎么变? 2.若提高CO2浓度,B、C、D点怎么变? 3.若图表示阳生植物,那阴生植物的曲线图能否绘制出来? 向右移 B点左移,C点右移,D点右上移。 阴生植物的光补偿点和光饱和点都较阳生植物低。 3、光(CO2)补偿点、饱和点及其移动问题(结合坐标曲线分析) (1)光补偿点的两种生理状态 当整个植株光合作用强度等于呼吸作用强度,则叶肉细胞光合作用强度 呼吸作用强度。 考点3 光合作用和细胞呼吸的综合分析 大于 光合速率的测定方法 考点4 考点梳理 考点4 光合速率的测定方法 1、总光合速率、净光合速率和细胞呼吸速率的辨析 总光合速率=净光合速率+细胞呼吸速率。 ①细胞呼吸速率:植物绿色组织在黑暗条件下测得的值——单位时间内一定量组织的CO2释放量/O2吸收量。 ②净光合速率:植物绿色组织在有光条件下测得的值——单位时间内一定量叶面积所吸收的CO2量/释放的O2量。 考点4 光合速率的测定方法 (2)根据关键词判定 总(真正)光合速率 净(表观)光合速率 呼吸速率 “同化”“固定”或“消耗”的CO2的量 “从环境(容器)中吸收”或“环境(容器)中减少”的CO2的量 黑暗中释放的CO2的量 “产生”或“制造”的O2的量 “释放至容器(环境)中”或“容器(环境)中增加”的O2的量 黑暗中吸收的O2的量 “产生”“合成”或“制造”的有机物的量 “积累”“增加”或“净产生”的有机物的量 黑暗中消耗的有机物的量 考点4 光合速率的测定方法 2、光合速率的测定方法 (1)“液滴移动法” 测定呼吸速率 ①甲装置在黑暗条件下植物只进行细胞呼吸; ②NaOH溶液吸收了细胞呼吸产生的CO2; ③因此单位时间内红色液滴左移的距离表示植物的O2吸收速率,可代表有氧呼吸速率。 O2 CO2 考点4 光合速率的测定方法 测定净光合速率 ①乙装置在光照条件下植物进行光合作用和细胞呼吸; ②由于NaHCO3溶液保证了容器内CO2浓度的恒定; ③因此单位时间内红色液滴右移的距离表示植物的O2释放速率,可代表净光合速率。 物理误差的校正 为防止气压、温度等物理因素所引起的误差,应设置对照实验,即用死亡的绿色植物分别进行上述实验,对原实验结果进行校正。 (2)叶圆片称重法-测定单位时间、单位面积叶片中有机物生成量 ①呼吸速率的测定:黑暗条件下,测定单位时间、单位叶面积叶片中有机物的消耗量。 ②净光合速率的测定:光照条件下,测定单位时间、单位叶面积叶片中有机物积累量。 ③计算:总光合速率=净光合速率+呼吸速率=(x+z-2y)/2h 。 考点4 光合速率的测定方法 呼吸速率=(x - y)/2h 净光合速率=(z - y)/2h 考点4 光合速率的测定方法 (3)半叶法-测定光合作用有机物的制造量 ①测定:将对称叶片的一部分(A)遮光,另一部分(B)不做处理,并采用适当的方法(可先在叶柄基部用热水或热石蜡液烫伤)阻止有机物的运输。在适宜光照下照射6h后,在A、B的对应部位截取同等面积的叶片,烘干称重,分别记为MA、MB。 ②计算:设被截取部分初始干重为M。 a.被截取部分的呼吸速率=(M-MA)/6。 b.被截取部分的净光合速率=(MB-M)/6。 c.被截取部分的总光合速率=呼吸速率+净光合速率=(MB-MA)/6。 考点4 光合速率的测定方法 (4)黑白瓶法-测水中溶氧量的变化 黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶,瓶中生物只进行细胞呼吸,所以测得的为呼吸速率,而白瓶中的生物既能进行光合作用又能进行细胞呼吸,所以测得的为净光合速率。 微专题5 (1)光系统 (PS )进行水的光解,产生O2、H+和自由电子(e-), (2)光系统 (PS )主要是介导NADPH的产生。 1、光系统及电子传递链 光系统是由蛋白质和叶绿素等光合色素组成的复合物,具有吸收、传递和转化光能的作用,包括光系统 (PS )和光系统 (PS )。 微专题5 2、C3植物和C4植物 不同的植物,暗反应的过程不一样,而且叶片的解剖结构也不相同。这是植物对环境适应的结果。以下3种类型是因CO2的固定这一过程的不同而划分的。 (1)C3途径:例:水稻、小麦、大豆、马铃薯等。 C3途径是碳同化的基本途径,也称为卡尔文循环,可合成糖类、淀粉等多种有机物,最终通过C3途径合成光合产物等。 微专题5 (2)C4植物: 通过C4途径固定CO2的植物称为C4植物,它们主要是那些生活在干旱热带地区的植物。在这种环境中,植物若长时间开放气孔吸收CO2,会导致水分通过蒸腾作用过快散失。所以,植物只能短时间开放气孔,CO2的摄入量必然少。植物必须利用这少量的CO2进行光合作用,合成自身生长所需的物质。 无光合午休现象 微专题5 C4植物的两次固定在空间上分开:在叶肉细胞内固定CO2,在维管束鞘细胞中同化CO2。例:玉米、甘蔗、高粱、苋菜等。 因为PEPC酶与CO2的亲和力大,低CO2浓度下也能固定,维持细胞内高CO2浓度。 PEPC酶 3、景天酸代谢:CAM途径 (1)指生长在热带或亚热带干旱及半干旱地区的一些肉质植物所具有的一种光合固定CO2的附加途径。具有这种途径的植物称为CAM植物。 微专题5 (2)该途径的特点是CAM植物气孔只有晚上开放,将CO2生成苹果酸等进行固定,白天气孔关闭,苹果酸等则由液泡转入叶绿体中再释放CO2,再通过卡尔文循环转变成糖。这是植物对干旱环境的适应。 (3)CAM植物时间上分开:在晚上固定CO2,在白天同化CO2。 高 考 总 复 习 在暗反应中,在光下,当O2浓度高、CO2浓度低时,O2会竞争Rubisco,光的驱动下将碳水化合物氧化生成CO2和水。 微专题5 4、光呼吸 不利影响:光呼吸是一个高耗能的反应,可损耗光合产物的25%~30%。 ①在较强光下,光呼吸加强,使C5消耗,从而减少了光合产物的形成。 ②光呼吸过程中消耗了ATP和NADPH,即造成了能量的损耗. 高 考 总 复 习 积极意义:强光时,光反应速率大于暗反应,会积累ATP和NADPH,这些物质会产生自由基对叶绿体的破坏。 微专题5 4、光呼吸 光呼吸现象产生的分子机制是O2和CO2竞争Rubisco。 高 考 总 复 习 叶片含有气体,上浮叶片下沉充满细胞间隙,叶片上浮。 $