第3单元 第12讲 光合作用的影响因素及应用（PPT课件）-【精讲精练】2027年高考生物一轮复习（A版）

该高中生物学高考复习课件聚焦“光合作用的影响因素及应用”专题，依据新课标要求梳理了实验探究（光照强度、CO₂浓度对光合强度的影响）和内外因素分析（遗传、叶龄、光照、CO₂等）两大核心考点，通过近五年高考真题统计明确实验设计与曲线解读占比超60%的高频考点，构建了“原理-变量-应用”的完整备考体系。 课件亮点在于“真题演练+素养提升”的双轨策略，如以2025安徽卷实验题为例，运用科学思维剖析变量控制与结果分析，结合探究实践指导学生设计“叶圆片上浮法”实验，特设“补偿点/饱和点移动规律”归纳及农业应用案例，帮助学生掌握曲线题答题模板，教师可据此精准定位学生薄弱环节，实现高效冲刺。

第12讲　 光合作用的影响因素及应用 第三单元　细胞的能量供应和利用 栏目导航 第一章　地球与地图 1 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 栏目导航 核心考点突破 01 高考真题演练 02 知能达标训练 03 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 核心考点突破 栏目导航 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 单位时间 糖类 原料消耗或产物生成的数量 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 上浮 下沉 O2 上浮 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 光照强度 光源与烧杯的距离 光合作用强度 叶片浮起数量 叶片大小、溶液的量 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 黑暗 浮起的数量 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 越多 增强 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 高于 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 增大 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 下降 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› ATP及NADPH 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› CO2的饱和点 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 酶的活性 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› CO2 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 叶绿素 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 提高 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› √ × 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› × 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 高考真题演练 栏目导航 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 知能达标训练 栏目导航 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› 谢谢观看 栏目导航 第三单元　细胞的能量供应和利用 ‹#› [课标要求] 1．探究光照强度、CO2浓度等对光合作用强度的影响。 2．关注光合作用与农业生产、生活的联系。 考点一　实验：探究环境因素对光合作用强度的影响 1．光合作用强度 (1)概念：植物在____________内通过光合作用制造________的数量。 (2)表示方法：用一定时间内____________________________来定量表示。 2．探究光照强度对光合作用强度的影响 (1)原理 (2)实验中变量分析 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 (3)实验流程 (4)实验结果：光照越强，单位时间内烧杯中圆形小叶片浮起的数量________。 (5)实验结论：一定范围内，随着光照强度的不断增强，光合作用强度不断________。 (必修1 P105“探究·实践”) (1)探究环境因素对光合作用强度的影响实验中叶片上浮的原因是 _______________________________________________________。 (2)该实验中，若NaHCO3溶液浓度过高会导致叶片上浮缓慢，原因是_____________________________________________________。 提示：(1)光合作用产生的氧气会在叶片的细胞间隙处积累，导致浮力增大 (2)NaHCO3溶液浓度过高会导致叶肉细胞失水，光合作用速率减慢 考向　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 2．(2022·海南卷)某小组为了探究适宜温度下CO2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 解析　由实验目的可知，温度和光照均为无关变量，A错误；实验中所用的菠菜叶圆片已进行排气处理，叶圆片上浮主要是因为其进行光合作用释放了氧气，且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%的NaHCO3溶液中叶圆片上浮所需时间最长，说明其光合速率最小，C错误；实验是在适宜温度下进行的，若降低温度，光合速率减慢，叶圆片上浮所需时间会延长，D错误。 答案　B 考点二　影响光合作用的因素及其应用 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，如图所示。 (2)植物叶片的叶龄、叶绿素含量及酶 (3)叶面积指数 2．外部因素 (1)单因子变量对光合作用影响的曲线分析 ①光照强度 ②CO2浓度 ③温度 ④水分 影响气孔的开闭，间接影响CO2进入植物体内 ⑤矿质元素 (2)多因子对光合速率的影响 判断正误 (1)(2022·湖南卷)在夏季晴朗无云的白天，12时左右光合作用强度明显减弱，原因可能是叶片蒸腾作用强，失水过多使气孔部分关闭，进入体内的CO2量减少。(　　) (2)(2021·辽宁卷)植物工厂常采用无土栽培技术，生产时应保持培养液与植物根部细胞的细胞液浓度相同。(　　) 提示：为保证植物的根能够正常吸收水分，该系统应控制培养液的浓度小于植物根部细胞的细胞液浓度。 (3)(2021·湖南卷)弱光条件下植物没有O2的释放，说明未进行光合作用。(　　) 提示：弱光条件下植物没有O2的释放，有可能是光合作用强度小于或等于呼吸作用强度，光合作用产生的O2被呼吸作用消耗完，此时植物虽然进行了光合作用，但是没有O2的释放。 (必修1 P106“拓展应用1”改编)如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________________。 (2)10—12时左右的光合作用强度明显减弱的原因是__________ _______________________________________________________。 (3)14—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：_____________________________________________________。 提示：(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 考向　光合作用的影响因素分析 1．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 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．(2025·黑吉辽内蒙古卷)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。 (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-1时，曲线①比②的光合速率高的具体原因是______________________________________________________。 (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。 解析　(1)Rubisco是光合作用暗反应中的关键酶，暗反应的场所是叶绿体基质，因此Rubisco在叶绿体基质中催化C5与CO2结合生成C3。在C3的还原过程中需要ATP和NADPH提供能量，部分产物经过一系列反应形成(CH2O)，这一过程中能量转换是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)①②曲线的自变量是有无补光(光照强度)，②③曲线的自变量是有无转入Rubisco基因(Rubisco的含量)。据图分析，当胞间CO2浓度低于B点时，曲线②高于③，是因为 ②中Rubisco的含量多，固定CO2的能力强，当胞间CO2浓度高于B点时，曲线②与③重合，说明Rubisco的量已经不是限制光合速率的因素，而曲线①的光合速率高于曲线②③，曲线①有较高的光照强度，因此曲线②与③重合是由于光照强度不足。曲线①的光照强度高于②，但是A点之前曲线①和②重合，光照强度不是限制因素，此时最主要限制因素是胞间CO2浓度。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)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。要验证此结论，实验思路为：用14C标记CO2，分别将S植株与WT植株置于相同的饱和光照和适宜14CO2浓度条件下，定时检测C3放射性强度，比较S植株与WT的C3生成速率。 答案　(1)基质　C5　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CO2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14C标记CO2，分别将S植株与WT植株置于相同的饱和光照和适宜14CO2浓度条件下，定时检测C3放射性强度，比较S植株与WT的C3生成速率。 光(CO2)补偿点、饱和点的移动问题 (1)A点：代表呼吸速率，细胞呼吸增强，A点下移；反之，A点上移。 (2)B点与C点的变化(注：只有横坐标为自变量，其他条件不变) B点(补偿点) C点(饱和点) 适当增大CO2浓度(光照强度) 左移 右移 适当减小CO2浓度(光照强度) 右移 左移 土壤缺Mg2+ 右移 左移 [特别提醒]　细胞呼吸速率增加，其他条件不变时，CO2(或光)补偿点应右移，反之左移。 (3)D点：代表最大光合速率，若增大光照强度或增大CO2浓度使光合速率增大时，D点向右上方移动；反之，移动方向相反。 1．(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　二氧化碳是光合作用的原料，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，减少了光的成分，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．(2024·湖北卷)植物甲的花产量、品质(与叶黄素含量呈正相关)与光照长短密切相关。研究人员用不同光照处理植物甲幼苗，实验结果如下表所示。下列叙述正确的是(　　) 组别 光照处理 首次开 花时间 茎粗 /mm 花的叶黄 素含量/ (g/kg) 鲜花累计 平均产量/ (kg/hm2) ① 光照8 h/ 黑暗16 h 7月4日 9.5 2.3 13 000 ② 光照12 h/ 黑暗12 h 7月18日 10.6 4.4 21 800 ③ 光照16 h/ 黑暗8 h 7月26日 11.5 2.4 22 500 A．第①组处理有利于诱导植物甲提前开花，且产量最高 B．植物甲花的品质与光照处理中的黑暗时长呈负相关 C．综合考虑花的产量和品质，应该选择第②组处理 D．植物甲花的叶黄素含量与花的产量呈正相关 解析　与其他组相比，第①组处理首次开花时间最早，说明第①组处理有利于诱导植物甲提前开花，但其鲜花累计平均产量小于第②③组，故A错误；植物甲花的品质与叶黄素含量呈正相关，据表中信息可知，随着光照处理中的黑暗时长减小，植物甲花的叶黄素含量先升高后降低，故B错误；第②组处理植物甲花的叶黄素含量最高，鲜花累计平均产量明显大于第①组，略小于第③组，综合考虑花的产量和品质，应该选择第②组处理，C正确；比较第②组和第③组的结果可知，第②组植物甲花的叶黄素含量较第③组高，但第③组的鲜花累计平均产量高于第②组，说明植物甲花的叶黄素含量与花的产量不呈正相关，D错误。 答案　C 3．(2025·四川卷)在温室中种植番茄，光照强度和CO2浓度是制约产量的主要因素。某地冬季温室的平均光照强度约为200 μmol·m-2·s-1，CO2浓度约为400 μmol·mol-1。为提高温室番茄产量，有人测定了补充光照和CO2后番茄植株相关生理指标，结果见下表。回答下列问题。 组别 光照强度 μmol·m-2·s-1 CO2浓度 μmol·mol-1 净光合速率 μmol·m-2·s-1 气孔导度 mol·m-2·s-1 叶绿素 含量mg·g-1 对照 200 400 7.5 0.08 42.8 甲 400 400 14.0 0.15 59.1 乙 200 800 10.0 0.08 55.3 丙 400 800 17.5 0.13 65.0 注：气孔导度和气孔开放程度呈正相关 (1)为测定番茄叶片的叶绿素含量，可用________提取叶绿素。色素对特定波长光的吸收量可反映色素的含量，为减少类胡萝卜素的干扰，应选择__________(填“蓝紫光”或“红光”)来测定叶绿素含量。 (2)与对照组相比，甲组光合作用光反应为暗反应提供了更多的________，从而提高了净光合速率。与甲组相比，丙组的净光合速率更高，气孔导度略低，但经测定发现其叶肉细胞间的CO2浓度却更高，可能的原因是________________________________________。 (3)根据本研究结果，在冬季温室种植番茄的过程中，若只能从CO2浓度加倍或光照强度加倍中选择一种措施来提高番茄产量，应选择_______________________________________________________，依据是_______________________________________________________。 解析　(1)叶绿素可溶解在有机溶剂无水乙醇中，故为测定番茄叶片的叶绿素含量，可用无水乙醇/无水酒精/丙酮/C2H5OH提取叶绿素。色素对特定波长光的吸收量可反映色素的含量，光合作用中叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。为减少类胡萝卜素的干扰，应选择红光来测定叶绿素含量。 (2)与对照组相比，甲组光合作用光反应为暗反应提供了更多的ATP(腺苷三磷酸/能量)和NADPH(还原性辅酶Ⅱ)，从而提高了净光合速率。甲组和丙组的光照强度相同，丙组的二氧化碳浓度是甲的二倍，与甲组相比，丙组的净光合速率更高，气孔导度略低，但经测定发现其叶肉细胞间的CO2浓度却更高，可能的原因是环境/外界/温室提供/补充的CO2更多(甲比丙的CO2多/丙比甲的CO2少)。 (3)根据本研究结果，在冬季温室种植番茄的过程中，甲>乙(乙<甲)的光合作用速率(净光合作用速率/有机物生成量/有机物积累量)，光照强度加倍使净光合速率提高幅度更大，故若只能从CO2浓度加倍或光照强度加倍中选择一种措施来提高番茄产量，应选择光照强度加倍。 答案　(1)无水乙醇　红光 (2)ATP和NADPH　环境补充的CO2更多 (3)光照强度加倍　光照强度加倍使净光合速率提高幅度更大 $