2027届高考生物人教版一轮复习课件 第11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，依据课标要求和2023-2025年多省市卷考情，覆盖探究环境因素对光合作用强度的影响、影响因素及应用等高频考点，通过梳理课本基础问题、实验原理与变量分析、近三年真题统计，明确考点权重并归纳实验设计、曲线分析等常考题型，体现高考备考的针对性。 课件亮点在于“真题实战+考点突破+素养培养”策略，如结合2025安徽卷实验题解析叶圆片上浮实验的变量控制，通过光补偿点、饱和点移动曲线培养科学思维，利用“黑白瓶法”“半叶法”测定光合速率强化探究实践。特设易错点分析（如净光合与总光合辨析），帮助学生掌握答题技巧，教师可据此精准指导复习，提升备考效率。

课标要求 说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量，这些能量在二氧化碳和水转变为糖与氧气的过程中，转换并储存为糖分子中的化学能。 考情分析 1.探究环境因素对光合作用强度的影响 2025·安徽卷，2；2025·河北卷，5；2024·福建卷，11； 2024·北京卷，4；2023·海南卷，16；2023·北京卷，3 2.影响光合作用的因素及其应用 2025·广东卷，18；2025·贵州卷，17；2025·黑吉辽蒙卷，21；2025·河南卷，17；2024·湖北卷，4；2023·福建卷，14； 2023·重庆卷，19；2023·辽宁卷，21；2023·广东卷，18； 2023·全国乙卷，29；2023·山东卷，21 第11讲　光合作用的影响因素及其应用 自主梳理课本必修1《分子与细胞》P90-96 1.什么是光合作用强度？如何表示？植物光合作用制造的糖类会全部积累下来吗？ 2.光合作用制造的糖类、呼吸作用消耗的糖类、植物细胞积累的糖类之间有什么关 系？ 3.探究光照强度对光合作用强度的影响 （1）实验原理是什么？实验自变量是什么？如何控制自变量？实验因变量是什么？ 检测指标是什么？实验对无关变量进行如何控制。 （2）请简述实验步骤和实验预期结果。 4.影响光合作用强度的因素（外因、内因）有哪些呢？在生产生活中如何应用？ 5.我国北魏时期的农书《齐民要术》有关于栽种农作物要 “正其行，通其风。” 的记载。这么做的目的是？ 考点一：探究环境因素对光合作用强度的影响 (1)实验原理 光源与烧杯的距离 叶片浮起 叶片大小、溶液的量 (2)实验中变量分析 叶片抽气沉底 光合作用产生氧气排水 叶片上浮 实验流程 黑暗 浮起 的数量 [深度思考] ①该实验中叶片上浮的原因是什么？ ②在该实验中，若改用普通灯泡(钨丝)作为光源，应注意什么，怎样改进？ 考点一：探究环境因素对光合作用强度的影响 光合作用产生的O2大于有氧呼吸消耗的O2，使叶肉细胞间隙充满了气体，浮力增大，叶片上浮。 注意灯泡发热造成的温度变化对实验的影响，可在灯泡和烧杯之间加一玻璃水柱进行隔温处理。 【实验结果及结论】 台灯灯泡的功率（W） 40 40 40 台灯与烧杯的距离（cm） 10 20 30 叶片漂起的数量 5min 0 0 0 10min 9 8 9 15min 10 9 9 20min 13 10 10 25min 13 10 11 在一定的范围内，随着光照强度的不断增强，光合作用也不断增强。 不同光照强度处理下叶片漂起的状况（室温：25 ℃） NaHCO3溶液浓度太高，使叶片渗透失水，不利于光合作用。 考点一：探究环境因素对光合作用强度的影响 1.（2022·海南卷，）某小组为了探究适宜温度下 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 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( ) D.若在 条件下进行本实验，则各组叶圆片上浮所需时长均会缩短 A.本实验中，温度、 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， 溶液中叶圆片光合速率最高 B 2.（2024·北京卷， ）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 ，可采取的做法是( ) A A.增加叶片周围环境 浓度 B.将叶片置于 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 3.(2025年安徽卷-T2)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 亲爱的xxx同学： 你好！我是一名农民，在耕种过程中遇到了一些困惑，希望得到你的帮助： 困惑①：一年中会经常碰到光照强度很弱，甚至是阴雨的天气，这时该怎么做才能不影响产量呢？ 困惑②：我家大棚一直都是施化肥，有人建议增施农家肥，这是为什么呢？ 困惑③：晴天中午，经常看到有的塑料大棚的薄膜一角会被卷起，这是为什么？ 困惑④：听说新疆番茄产量高、个头大、含有机物也多，要是我家的番茄也能这样该多好啊？ 考点二、影响光合作用的因素及作用 光合作用的过程 色素 分子 光反应 暗反应 O2 ATP C3 水的光解 ATP的合成 CO2的固定 C3的还原 光能 叶绿体 CO2+H2O （CH2O)+O2 酶 酶 光照 Mg、N等矿质元素 温度，PH 环境中CO2浓度 含水量 内因：色素、酶的数量和活性 外因：光照、CO2浓度、温度 矿质元素、水分等 考点二、影响光合作用的因素及作用 1.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 < < （2）植物叶片的叶龄、叶绿素含量、酶的活性和数量、有机物的输出情况 、气孔导度等 生产实践中，可适时喷施植物激素中的脱落酸，起到调节气孔开度的作用。 叶片的有机物输出越多，其光合速率越快。若将一株植物的果实去除，则去除的果实越多，其光合速率就越慢 立体农业：充分利用群落的空间结构和季节性，进行立体种植、立体养殖或立体复合种养的生产模式。 考点二、影响光合作用的因素及作用 ③如果实验对象是离体的叶绿体，则图1______ (填“能”或“不能”)表示光照强度对其光合速率的影响，原因是______________________________________ ____________________________________________________________________。 不能 叶绿体不能进行细胞呼吸，因此光照强度 为0时其CO2吸收量应为0，光照强度大于0时其CO2吸收量应大于0 2.光合速率的表示方法 考点二、影响光合作用的因素及作用 项目 表示方法 测定方法 呼吸速率 净光合速率 (表观光合速率) 单位时间O2的释放量、 单位时间CO2的吸收量、 单位时间有机物的积累量 真正光合速率 (总光合速率) 单位时间O2的产生量、 单位时间CO2的固定量、 单位时间有机物的制造量 单位时间CO2的释放量、 单位时间O2的吸收量、 单位时间有机物的消耗量 光照下测定植物单位时间内 CO2吸收量或O2释放量 不能直接测得 黑暗下测定植物单位时间内 CO2释放量或O2吸收量 2.光合速率的表示方法 注意：叶绿体吸收的CO2≠植物体吸收的CO2≠叶肉细胞吸收的CO2 考点二、影响光合作用的因素及作用 CO2吸收量 CO2释放量 光照强度 O A C` 光合作用强度=呼吸作用强度 光饱和点 B 净光合速率 呼吸速率 总（真）光合速率 ①光照强度 【光照时间、光质(光的颜色或光的波长)】 A:光合作用为0，只进行呼吸作用 光补偿点 C 光饱和点：植物达到最大光合速率所需要的最小光照强度 光补偿点：植物达到光合速率等于呼吸速率时，所对应的光照强度。 （限制因素：色素、酶、CO2浓度、温度等） 思考：若CO2浓度适当升高，B、C、D点将如何移动？ (B点左移，C点右移，D点右上移） （植物体）在B点时，那么它的叶肉细胞的光合作用强度 呼吸作用强度。（大于、等于、小于） 大于 3.外因1——光照强度 考点二、影响光合作用的因素及作用 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） （限制因素：色素、酶、CO2浓度、温度等） C E A1 B1 D1 C1 阳生植物 阴生植物 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低，农业生产上间作。 ③延长光合作用时间，通过 轮作或套作。 3.外因1——光照强度 考点二、影响光合作用的因素及作用 4.2020，全国1卷(3)农业生产常采用间作(同一生长期内，在同一块农田上间隔种植两种作物)的方法提高农田的光能利用率。现有4种作物，在正常条件下生长能达到的株高和光饱和点(光合速率达到最大时所需的光照强度)见下表，从提高光能利用率的角度考虑，最适合进行间作的两种作物是 。选择这两种作物的理由是 。 作物 A B C D 株高/cm 170 65 59 165 光饱和点/umol·m-2·s-1 1200 1180 560 623 A和C 作物A光饱和点高且长得高，可利用上层光照进行光合作用；作物C光饱和点低且长得矮，与作物A间作后，能利用下层的弱光进行光合作用。 对位练习 5.(2025年广东卷-T18)我国科学家以不同植物为材料，在不同光质条件下探究光对植物的影响。测定了番茄的光合作用相关指标并拟合CO₂响应曲线(图a)；比较了突变体与野生型水稻水分消耗的差异(图b)，鉴定到突变体发生了PIL15基因的功能缺失，并确定该基因参与脱落酸信号通路的调控。 b.注：红光下植物的相关反应与白天相似，远红光下植物的相关反应与夜间相似。 a (1)图a中，当胞间CO₂浓度在900~1200umol·mol-1范围时，红光下光合速率的限制因子是__________，推测此时蓝光下净光合速率更高的原因是___________________ ____________________________________________________________________。 光照强度 此时CO₂充足，而 光合色素对蓝光的吸收多于红光，光反应速率更高，因此净光合速率更高 6.下图为CO2吸收量与光照强度关系的坐标图，当光合作用相关因素改变后，a、b、c点的移动描述不正确的是 A.若植物体缺Mg2＋，则对应的b点将向左移 B.已知某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别 　是25 ℃和30 ℃，则温度由25 ℃上升到30 ℃时， 　对应的a点将下移，b点将右移 C.若原曲线代表阳生植物，则阴生植物对应的a点、b点、c点将分别向上移、 　左移、左移 D.若实验时将光照由白光改为蓝光(光照强度不变)，则b点将向左移 A 对位练习 7.在适宜温度和大气CO2浓度条件下，测得某森林中四种主要乔木幼苗叶片的生理指标(见下表)，下列分析正确的是 物种指标 构树 刺槐 香樟 胡颓子 光补偿点(千勒克斯) 6 4 1.8 1.1 光饱和点(千勒克斯) 13 9 3.5 2.6 (注：光补偿点：光合速率等于呼吸速率时的光强；光饱和点：达到最大光合速率所需的最小光强) A.光照强度为1.1千勒克斯时，胡颓子的幼苗的净光合速率小于零 B.光照强度为10千勒克斯时，影响构树和刺槐幼苗光合速率的环境因素都有光照强度和CO2浓度 C.若将光照强度突然由2千勒克斯增加到3千勒克斯，香樟幼苗叶绿体中的C3会增加 D.光照强度大于13千勒克斯时，构树幼苗光合作用固定的CO2全部来自外界 A 对位练习 对位练习 8.（2023·北京卷，）在两种光照强度下，不同温度对某植物 吸收速率的影响如图。对此图理解错误的是( ) A.在低光强下， 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，点左侧 吸收速率升高与光合酶活性增强相关 C.在图中两个 点处，植物均不能进行光合作用 D.图中 点处光合速率与呼吸速率的差值最大 C C点：CO2补偿点（表示光合作用速率等于细胞呼吸速率时的CO2浓度）； D点：CO2饱和点（两组都表示在一定范围内CO2浓度达到该点后，光合作用强度不再随CO2浓度增加而增加）。 应用：1.多施有机肥或农家肥 2.温室栽培植物时还可使用CO2发生器等； 3.正其行，通其风； B点 ：进行光合作用所需CO2的最低浓度 A B C D 0 吸收CO2 释放CO2 CO2浓度 4.外因2——CO2浓度 考点二、影响光合作用的因素及作用 对位练习 9.[2022全国乙卷] 某同学将一株生长正常的小麦置于密闭容器中，在适宜且恒定的温度和光照条件下培养，发现容器内CO2含量初期逐渐降低，之后保持相对稳定。关于这一实验现象，下列解释合理的是（　　） A.初期光合速率逐渐升高，之后光合速率等于呼吸速率 B.初期光合速率和呼吸速率均降低，之后呼吸速率保持稳定 C.初期呼吸速率大于光合速率，之后呼吸速率等于光合速率 D.初期光合速率大于呼吸速率，之后光合速率等于呼吸速率 D 最适温度下植物光合作用最大，植物体内的酶最适温度在40~50℃之间。 温度过高时植物气孔关闭或酶活性降低，光合速率会减弱。 应用： 1.适时播种 2.温室中,白天适当提高温度,晚上适当降温 3.植物“午休”现象 CO2 H2O O2 （与呼吸作用酶相比，光合作用相关酶对温度更为敏感） 5.外因3——温度 考点二、影响光合作用的因素及作用 10.（2023·湖北卷， ）高温是制约世界粮食安全的因素之一，高温往往使植物叶片变黄、变褐。研究发现平均气温每升高 ，水稻、小麦等作物减产 。关于高温下作物减产的原因，下列叙述错误的是( ) D A.呼吸作用变强，消耗大量养分 B.光合作用强度减弱，有机物合成减少 C.蒸腾作用增强，植物易失水发生萎蔫 D.叶绿素降解，光反应生成的和 减少 N：光合酶及NADP+和ATP的重要组分 P：NADP+和ATP的重要组分 K：促进光合产物向贮藏器官运输 Mg：叶绿素的重要组分 ①矿质元素 应用：合理施肥 ②水 a.水是光合作用的原料 b.水是体内各种化学反应的介质 c.水直接影响气孔的开闭,间接影响CO2进入 应用：预防干旱 合理灌溉 6.外因4——矿质元素和水 考点二、影响光合作用的因素及作用 11.（2025·甘肃·高考真题）波长为400~700nm的光属于光合有效辐射（PAR），其中400~500nm为蓝光（B），600~700nm为红光（R）。远红光（700~750nm，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 — (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，其可能的原因是能进行光合作用吸收二氧化碳和能进行光合作用吸收二氧化碳和 。 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 内因： 外因： 基因决定酶种类数量不同 水分—应用：合理灌溉 矿质元素—应用：合理施肥 温度—影响酶的活性应用：适时播种、昼夜温差大“午休” CO2浓度—升高CO2的浓度：通风、混养、使用农家肥、加干冰…… 光质（光的颜色） 光照 光照时间： （应用：延长光照时间：一年两/三熟） 光合面积（叶面积指数）（应用：合理密植、间苗、剪枝；适当升高 光强度，间作套种（提高光能的利用率） 不同植物光合作用不同； 不同部位（叶）光合作用不同； 不同叶龄的叶光合作用不同。 （应用：大棚种植用红光或 蓝紫光的灯管补光；无色透明的薄膜） 考点二、影响光合作用的因素及作用 教材P108 非选择 2 CO2浓度增加会对植物光合作用速率产生影响。研究人员以大豆、甘薯、花生、水稻、棉花作 为实验材料，分别进行三种不同实验处理，甲组提供大气CO2浓度（375 μmol • mol-1），乙组提供CO2浓度倍增环境（750 μmol • mol-1），丙组先在CO2浓度倍增的环境中培养60d，测定前一周恢复为大气CO2浓度。整个生长过程保证充足的水分供应，选择晴天上午测定各组的光合作用速率。结果如下图所示。回答下列问题。 （1）CO2浓度增加，作物光合作用速率发生的变化是__________；出现这种变化的原因是________________ _________________________________________________ 。（2）在CO2浓度倍增时，光合作用速率并未倍增，此时限制光合作用速率增加的因素可能是________________。 （3）丙组的光合作用速率比甲组低。有人推测可能是因为作物长期处于高浓度CO2环境而降低了固定CO2的酶的活性。这一推测成立吗？为什么？ 增大 CO2参与光合作用暗反应，在光照充足时，CO2增加，暗反应产生的C3也会增加，光合作用速率增大 NADPH和ATP；酶活性、有机物积累较多 可能成立，若植物长期处于CO2倍增下，降低了固定CO2的酶含量或者活性，当恢复到大气CO2浓度后，已经降低的固定CO2的酶的含量或活性未能恢复 光照强度、CO2浓度和温度对光合作用的综合作用 P点：限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随着因子的不断加强， 光合速率不断提高。 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因子。 考点二、影响光合作用的因素及作用 考向2　综合分析光合作用的影响因素[科学思维] 3.(2025·黑吉辽蒙卷，21)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%。 (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－1时， 曲线①比②的光合速率高的具体原因是___________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________。 光照强度 胞间CO2浓度 与曲线②相比，曲线①条件下光照强度增强，光反应产生的ATP和NADPH增多，促进暗反应合成更多的有机物，因此曲线①的光合速率高于曲线② 1.为探究影响光合速率的因素，将同一品种玉米苗置于25 ℃条件下培养，实验结果如图所示。下列有关叙述错误的是 A.此实验共有三个自变量：光照强度、 　施肥情况和土壤含水量 B.光照强度为800 lux是玉米在25 ℃条 　件下的光饱和点 C.在土壤含水量为40%～60%的条件下，施肥促进光合作用的效果明显 D.制约c点时光合作用强度的因素主要是土壤含水量 B 对位练习 ①7～10时的光合作用强度不断增强的原因是 。 ②10～12时左右的光合作用强度明显减弱的原因是_______________________ ____________________________________________________________________。 (源于必修1 P106“拓展应用”)：右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： 光照强度逐渐增大 此时温度很高，导致气孔开度减小，CO2无法进入叶片组织，致使光合作用暗反应受到限制 ③14～17时的光合作用强度不断下降的原因是 。 ④依据本题提供的信息，提出提高绿色植物光合作用强度的一些措施：_____________________________________________________________ _________________________________________________。 光照强度不断减弱 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)甲图中，光合速率等于呼吸速率的点是 。 D、H (乙图：d、h) AD段: CO2浓度上升， DH段: CO2浓度下降， HI段: CO2浓度上升， 光合速率<呼吸速率； 光合速率>呼吸速率; 光合速率<呼吸速率. (乙图：ad段) (乙图：dh段) (乙图：hi段) 有机物积累最多的点：H/h 一昼夜中植物代谢强度变化曲线 考点二、影响光合作用的因素及作用 (2)图甲中FG段变化的原因是 。 由于温度上升，部分气孔关闭，CO2吸收减少，光合速率下降。 条 件 结 果 逻辑关系 CO2吸收 减少， 温度 上升 光合速率 降低， 即 乙图：ef段 部分气孔 关闭 CO2吸收 速率下降 光照强度下降 一昼夜中植物代谢强度变化曲线 考点二、影响光合作用的因素及作用 (3)甲图中I点低于A点，植物一昼夜表现为生长，其原因是 。 I点低于 A点 总光合量 大于总呼吸量， 密闭容器中CO2浓度降低， 植物 生长 有机物 积累， M N P 有机物的积累量表示为： SP－SM－SN I点低于A点,说明容器中的CO2浓度降低，植物的总光合量 大于总呼吸量，积累有机物，因此植物表现为生长。 一昼夜中植物代谢强度变化曲线 考点二、影响光合作用的因素及作用 1.（2017新课标Ⅰ卷·30） 植物的CO2补偿点是指由于CO2的限制，光合速率与呼吸 速率相等时环境中的CO2浓度，已知甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物的。回答下列 问题： （1）将正常生长的甲、乙两种植物放置在同一密闭小室中，适宜条件下照光培养。培 养后发现两种植物的光合速率都降低，原因是 ， 甲种植物净光合速率为0时，乙种植物净光合速率_________（填“大于0”“等于0”或 “小于0”） 大于0 适宜条件 照光培养 光合速率 降低 光合速率 大于 呼吸速率 密闭小室中 CO2浓度降低 （植物在光下光合作用吸收CO2的量大于呼吸作用释放CO2的量，使密闭小室中CO2浓度降低，光合速率也随之降低） 甲 乙 光合作用吸收CO2的量大于呼吸作用释放CO2的量， 即 对位练习 (甲种植物在光下光合作用释放的O2使密闭小室中O2增加，而O2与有机物分解产 生的NADH发生作用形成水是有氧呼吸的一个环节，从而导致有氧呼吸增加。） 1.（2017新课标Ⅰ卷·30） 植物的CO2补偿点是指由于CO2的限制，光合速率与呼吸 速率相等时环境中的CO2浓度，已知甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物的。回答下列 问题： （2）若将甲种植物密闭在无O2、但其他条件适宜的小室中，照光培养一段时间后，发 现植物的有氧呼吸增加，原因是_________________。 适宜条件 照光培养 有氧呼吸 增加 光合速率 大于 呼吸速率 密闭小室 中O2增加 光合作用产生O2的量大于呼吸作用消耗O2的量 即 O2与[H]结合 生成水是有氧 呼吸重要环节 对位练习 四、光合作用与细胞呼吸过程的物质能量关系 (2017·全国Ⅱ，29)右图是表示某植物叶肉细胞光合作用和呼吸作用的示意图。据图回答下列问题： （1）图中①、②、③、④代表的物质依次是____、________、_________、____，[H]代表的物质主要是_______________________。 O2 NADP＋ ADP和Pi C5 NADH(或还原型辅酶Ⅰ) （2）B代表一种反应过程，C代表细胞质基质，D代表线粒体，则ATP合成发生在A过程，还发生在______(填“B和C”“C和D”或“B和D”)。 C和D (3)C中的丙酮酸可以转化成酒精，出现这种情况的原因是__________________。 在缺氧条件下进行无氧呼吸 1.各种元素的去向 有氧呼吸第二阶段 CO2 暗反应 C6H12O6 四、光合作用与细胞呼吸过程的物质能量关系 四、光合作用与细胞呼吸过程的物质能量关系 2.能量转化 测定原理： a.甲乙两装置中液滴的移动均是由O2含量的变化引起的。 b.甲装置单位时间内红色液滴向右移动的距离为植物O2的释放速率，可代表净光合速率（若液滴向左移动，则为负值） c.乙装置单位时间内红色液滴移动的距离为植物O2的吸收速率，可代表呼吸速率。 对照试验：为防止气压、温度等因素所引起的误差，应设置对照试验，即使用死亡的绿色植物分别进行上述实验，若液滴移动，则需要对实验结果进行校正。 1.“液滴移动法” 四、光合速率的测定方法 四、光合速率的测定方法 从某一水层取样，装入若干个等体积黑瓶和白瓶当中，并分别测得初始溶氧量 把黑、白瓶悬挂于原水深处 一段时间后，分别测出黑、白瓶的溶氧量并算出平均值 黑瓶不透光，只进行呼吸作用，白瓶透光,可以进行光合作用和呼吸作用。所以： 净光合作用量=白瓶溶氧量-初始溶氧量 呼吸作用量=初始溶氧量-黑瓶溶氧量 总光合作用量=净光合作用量+呼吸作用量=白瓶溶氧量-黑瓶溶氧量 2.黑白瓶法 步步高P86.T7.某生物科研小组从池塘某一深度取水样，分装到六对黑白瓶中(白瓶为透光瓶，黑瓶为不透光瓶)。剩余水样立即测定初始溶解氧为10 mg/L。将瓶密封后有五对置于五种不同强度的光照条件下(温度相同)，一对放回原水层，24小时后，测定瓶中溶解氧量。请根据记录数据(如表)判断，下列说法正确的是 跟踪训练 光照强度(klx) a b c d e 原水层 白瓶溶氧量(mg/L) 3 10 19 30 30 19 黑瓶溶氧量(mg/L) 3 3 3 3 3 2 A.光照强度为a时，白瓶和黑瓶的溶解氧量相同，说明a为黑暗条件 B.光照强度为b时，植物不能发生光合作用 C.原水层与c的白瓶溶解氧含量相同，可以推测原水层的光照强度为c D.当光照强度大于d时，白瓶中的植物产生的氧气量都是30 mg/L A 四、光合速率的测定方法 3.半叶法 在同一天时间里，从经过饥饿处理的植物的同一叶片上陆续取下面积相同的叶圆片，称取其质量，实验情况如图所示。在不考虑叶片内有机物向其他部位转移的情况下进行分析，其中错误的是(　　) A.叶圆片y比叶圆片x重B.(y－x)g可代表从上午10时到下午4时光合作用中有机物的净增加量C.在下午4时至晚上10时这段时间内，呼吸作用消耗有机物的量可表示为(y－z)gD.假使全天温度保持不变，则从上午10时到下午4时，一个叶圆片制造的有机物为(y－x)g D 补充：C4途径 叶肉细胞中的叶绿体有类囊体能进行光反应,没有Rubisco，不进行暗反应。CO2在PEP羧化酶的作用下整合到C4化合物中，随后进入维管束鞘细胞，维管束鞘细胞的叶绿体没有类囊体。有Rubisco。C4化合物释放CO2参与卡尔文循环，进而生成有机物。 PEP羧化酶被称为“CO2泵”，它提高了C4植物固定CO2的能力，使C4植物比C3植物具有较强光合作用(特别是在高温、光照强烈、干旱条件下)能力，并且无光合午休现象。常见C4植物有玉米、甘蔗、高粱、苋菜等。 二、光合作用的过程 白天气孔关闭，苹果酸转移到细胞质中脱羧，放出CO2，进入C3途径合成淀粉。常见的CAM植物有菠萝、芦荟、兰花、百合、仙人掌等。 CAM植物夜间吸进CO2，在羧化酶催化下，CO2与PEP结合，生成草酰乙酸，进一步还原为苹果酸储存在液泡中。从而表现出夜间淀粉减少，苹果酸增加，细胞液pH下降。 思考：①黑夜，植物能进行卡尔文循环吗？②白天，植物进行光合作用CO2来源？③白天，降低大气CO2浓度，植物的光合作用怎么变化？ 补充：CAM途径 二、光合作用的过程 类型3　光呼吸 P94 RuBP羧化酶是双功能酶，既可催化C5与CO2的固定(羧化)，又可催化C5与O2的反应(加氧)，其催化方向取决于CO2/O2的值： ①该比值增大，羧化反应增强，进行光合作用； ②该比值减小，加氧反应增强，进入C2途径。 因此，高O2环境下，光呼吸会明显加强，而提高CO2浓度可明显抑制光呼吸。 光呼吸的有利影响——减少光抑制 在高光强、高温、干旱环境下，光反应速率大于暗反应速率，叶肉细胞中积累ATP和NADPH，这些物质积累会产生自由基，损伤叶绿体导致光抑制。此时，光呼吸会消耗多余的ATP和NADPH，从而减轻对叶绿体的伤害，减少光抑制。　　　 [例3] (2025·陕晋宁青卷，17)叶绿体中R酶既能催化CO2固定，也能催化C5与O2反应，CO2和O2两种底物竞争R酶同一活性位点；线粒体中G酶参与催化甘氨酸转化为丝氨酸，如图(a)。为探究保卫细胞中G酶对植物光合作用的影响，研究者以野生型植株W为参照，构建了G酶表达量仅在保卫细胞中增加的植株S，实验结果如图(b)。回答下列问题。 (1)R酶催化CO2固定的场所是叶绿体的________，产物C3在光反应生成的______________参与下合成糖类等有机物。 (2)植物保卫细胞吸水，气孔开度增大。由图(a)(b)可知，相同光照条件下植株S保卫细胞中G酶表达量提高，叶片的净光合速率高于植株W，原因是__________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________。 基质 ATP和NADPH (3)保持环境中CO2浓度不变，当O2浓度从21%升高到40%时，植株S的净光合速率________(填“增大” 或“减小”)；相较于植株W，植株S的净光合速率变化幅度________(填“大”“小”或“无法判断”)。 (4)若需确认保卫细胞中G酶对叶片净光合速率的影响，还需补充一个实验组。写出实验思路及预期结果：_____________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________。 减小 小 构建G酶表达量仅在保卫细胞中减少的植株(或敲除G酶基因或用G酶抑制剂处理)，其他条件与对照组(植株W)相同，培养一段时间后检测两组叶片净光合速率；预期结果为实验组净光合速率低于对照组 植株S保卫细胞中G酶表达量提高，使更多甘氨酸转化为丝氨酸和CO2，从而使保卫细胞细胞质中HCO和可溶性糖等溶质增加，渗透压增大，保卫细胞吸水，气孔开度增大，CO2吸收量增加，净光合速率增大 $