第4单元 第13课时 光合作用的影响因素及其应用(课件PPT)-【高考领航】2027年高考生物大一轮复习学案
2026-07-13
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教辅
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 生物学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 课件 |
| 知识点 | 光合作用 |
| 使用场景 | 高考复习-一轮复习 |
| 学年 | 2027-2028 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | PPTX |
| 文件大小 | 4.11 MB |
| 发布时间 | 2026-07-13 |
| 更新时间 | 2026-07-13 |
| 作者 | 山东中联翰元教育科技有限公司 |
| 品牌系列 | 高考领航·高考一轮复习 |
| 审核时间 | 2026-07-13 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58731913.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
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”核心考点,依据课标“说明叶绿体捕获光能并转换储存化学能”的要求,结合2025年新课标卷、山东卷等多省市真题统计,明确“影响因素及应用”为高频考点、“探究实验”为中频考点,系统梳理内部因素(酶、色素等)和外部因素(光、CO₂等),归纳实验分析、曲线解读等常考题型。
课件亮点在于“真题演练+技巧突破”,如通过2025年安徽卷探究实验题解析变量控制,结合坐标曲线分析光补偿点移动规律(缺Mg时右移),培养科学思维和探究实践素养。设“易错警示”(如净光合与总光合区别),助力学生掌握答题逻辑,教师可据此精准定位学情,提升复习效率。
内容正文:
第13课时 光合作用的影响因素及其应用
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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 考点 考题统计 考频等级
1.活动:探究环境因素对光合作用强度的影响 2025·河北卷,5;2025·安徽卷,2;2024·北京卷,4 中频
2.光合作用的影响因素及其应用 2025·新课标卷,2;2025·甘肃卷,17;2025·山东卷,21;2025·陕晋宁青卷,17;2025·四川卷,16;2025·河南卷,17;2025·广东卷,18;2025·重庆卷,16;2025·湖南卷,17 高频
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1
考点一
2
考点二
栏
目
导
引
3
真题演练/考教衔接
4
限时规范训练
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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。
考点一
活动:探究环境因素对光合作用强度的影响
问题1 影响光合作用强度的因素有哪些?
单位时间
糖类
原料消耗或产物生成的数量
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2.影响光合作用强度的因素
酶
CO2浓度
温度
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1.实验原理
(1)抽去圆形小叶片中的气体后,叶片在水中________,光照下叶片进行光合作用产生________,充满细胞间隙,叶片又会________。
(2)光合作用越强,单位时间内圆形小叶片上浮的数量越______。
问题2 探究光照强度对光合作用强度影响的原理是什么?怎样进行实验操作和实验分析?
下沉
氧气
上浮
多
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2.实验中的变量分析
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
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3.实验流程
打孔器
清水
气体
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黑暗
圆形小
叶片浮起的数量
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想一想: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?
提示:若改用普通灯泡作为光源应注意灯泡发热造成的温度变化对实验的影响,应在灯泡和烧杯之间加一玻璃水柱进行隔温处理。
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4.实验结果和结论
(1)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________。
(2)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________。
越多
增强
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[诊断辨析]
(1)对叶片抽气处理后,转到富含CO2的清水中,探究不同光照下的光合作用强度。(2025·河北卷)( )
(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 P105探究·实践)( )
提示:不一定;要看是否调整到适宜光照强度或温度。
(3)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。(必修1 P105探究·实践)( )
√
×
√
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考向 探究环境因素对光合作用强度的影响
1.(2026·河南新乡模拟)如图所示装置可用来探究光照强度对光合作用强度的影响。根据该图的材料及设置,下列说法错误的是( )
A.叶圆片上浮说明叶肉细胞的光合作用强度等于呼吸作用强度
B.实验前将各叶圆片内的气体排出,其目的是排除原有气体对实验结果的干扰
C.最直接的净光合速率观测指标是相同时间内叶
圆片上浮数量
D.此装置也可以用于探究CO2浓度对光合作用强
度的影响
A
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解析:A 叶圆片上浮说明叶肉细胞的光合作用强度大于呼吸作用强度,A错误;实验前将各叶圆片内的气体排出,目的是排除原有气体对实验结果造成的干扰,B正确;可以通过观察相同时间内叶圆片上浮数量来直接反映净光合速率,C正确;此装置可以通过设置不同的CO2浓度,探究CO2浓度对光合作用强度的影响,D正确。
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2.(2026·贵州六盘水模拟)用打孔器在某植物的叶片上打出多个叶圆片并用气泵抽出叶圆片内气体直至沉底,然后将等量的叶圆片分别转至含有等浓度的NaHCO3溶液的多个培养皿中,然后给予一定的光照,在相同且适宜的条件下,测量不同温度下的叶圆片全部上浮至液面所用的平均时间,如图所示。下列说法正确的是( )
A.据图可知,随温度升高叶圆片光合速
率逐渐增大
B.叶圆片上浮至液面的时间由光合作用
释放氧气速率的相对大小决定
C.图中B点和C点对应的温度下光合作用
有关酶的活性大小相等
D.增加NaHCO3浓度,各温度下叶圆片上浮至液面的时间会缩短
B
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解析:B 随温度升高,叶圆片全部上浮至液面所用的平均时间先减小后增大,故叶圆片光合速率先逐渐增大后逐渐减小,A错误;叶圆片上浮至液面的时间由光合作用释放氧气速率的相对大小决定,即净光合速率大小,B正确;B点和C点是净光合速率相等,但对应的温度不同,由于温度变化会影响呼吸酶的活性,对应的温度下光合作用有关酶的活性大小不一定相等,C错误;光合速率会受CO2浓度的限制,另外NaHCO3浓度过高会使叶片细胞失水影响光合作用,此时若已经达到CO2饱和状态,则增加NaHCO3浓度,各温度下叶圆片上
浮至液面的时间不一定会缩短,D错误。
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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。
考点二
光合作用的影响因素及其应用
问题1 影响光合作用的内部因素有哪些?它们是怎样影响的?
高于
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2.植物叶片的叶龄、叶绿素含量及酶
增大
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3.叶面积指数
下降
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1.单因子变量对光合作用强度影响的曲线分析
(1)光照强度
问题2 影响光合作用强度的外部因素有哪些?它们是怎样影响的?各有怎样的应用价值?
ATP及NADPH
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(2)CO2浓度
CO2的饱和点
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(3)温度
酶的活性
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(4)水分→影响气孔的开闭,间接影响CO2进入植物体内
CO2
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(5)矿质元素
叶绿素
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2.多因子对光合速率的影响
提高
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[诊断辨析]
(1)延长光照时间能够提高光合作用强度。(必修1 P105正文)( )
提示:光合作用强度强调的是植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。
(2)生长于较弱光照条件下的植物,当提高CO2浓度时,其光合速率未随之增加,主要是光反应受到限制。(必修1 P105正文拓展)( )
(3)作物合理间作套种,可充分利用光能,提高单位面积产量。(必修1 P105正文拓展)( )
(4)在大棚内多施农家肥有利于提高作物的产量,是因为农家肥可以为植物提供大量有机物和CO2。(必修1 P105正文拓展)( )
提示:农家肥被微生物分解可以为植物提供大量无机盐和CO2。
×
√
√
×
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深度分析光合作用强度的影响因素
下图为光照强度与CO2吸收量关系的坐标图,当光合作用相关因素改变后,回答a、b、c点的移动问题:
(1)若植物体缺Mg,则对应的b点将向______移动,判断的依据是________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________。
右
b点表示光补偿点,此时光合速率=呼吸速率。若植物体缺Mg,叶绿素含量降低,光合速率下降,需要更强光照条件,才能使光合速率=呼吸速率,故b点右移
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(2)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______移,b点将______移,判断的依据是_______________________________________________________ _________________________________________________________________________________。
(3)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______移、______移、______移。
下
右
温度由25 ℃上升到30 ℃时,呼吸速率上升,故a点下移;呼吸速率上升,光合速率下降,要让光合速率=呼吸速率,需要更强光照,故b点右移
上
左
左
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(4)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______移,判断的依据是_______________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________。
左
植物光合作用最有效的光是红光和蓝紫光,若实验时将光照由白光改为蓝光(光照强度不变),光合速率上升,要让光合速率=呼吸速率,需要较弱光照即可,故b点将向左移
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[归纳提升] 结合坐标曲线分析光(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。
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(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)
注意: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,当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。
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
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考向1 光合作用的影响因素及其应用分析
1.(2026·河南新乡模拟)红松(阳生)和人参(阴生)均为我国北方地区的植物。如图为两种植物在温度、水分均适宜的条件下,光合速率与呼吸速率的比值(P/R)随光照强度变化的曲线图。下列叙述错误的是( )
A.当光照强度为a时,持续光照一昼夜后人参干重
不会增加
B.光照强度大于d时,可能是温度限制了红松P/R值
的增大
C.若适当增施含镁的肥料,一段时间后人参的a点左移
D.光照强度为c时,红松和人参的光合速率有可能不同
B
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解析:B 光照强度为a时,对于人参而言,光合速率与呼吸速率的比值(P/R)为1,即光合速率等于呼吸速率,没有有机物的净积累,因此,持续光照一昼夜后人参干重不会增加,A正确;光照强度在d点时,红松P/R值达到最大,此后随着光照强度的增加,光合速率也不再增加,则此时限制光合速率的因素是光照强度以外的其他因素,如CO2浓度(非温度,因已是最适温度),B错误;镁是合成叶绿素的原料,适当增施含镁的肥料,会增加人参叶肉细胞中叶绿素的含量,进而促进光反应,提高光合速率,则在较低的光照强度下就可达到与呼吸速率相等的状态,即一段时间后人参的a点左移,C正确;光照强度为c时,红松和人参的P/R相等,由于红松是阳生植物,而人参为阴生植物,因
此二者的呼吸速率有差别,进而可推测二者的光合
速率有可能不同,D正确。
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2.(2025·四川卷,16节选)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。
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(1)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_______________________。
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解析:(1)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和NADPH,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CO2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,可能的原因是补充的CO2更多。(3)根据本研究结果,在冬季温室种植番茄的过程中,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。
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答案:(1)红光 (2)ATP和NADPH 补充的CO2更多 (3)光照强度加倍 与CO2浓度加倍相比,光照强度加倍使净光合速率提高幅度更大
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考向2 光(CO2)饱和点与补偿点在生产实践中的应用
3.(2026·山东枣庄模拟)某实验小组为探究不同遮阴条件及施肥处理对某植物幼苗光饱和点(光合速率达到最大时的光照强度)和光补偿点(净光合速率为零时的光照强度)的影响,选用生长状况等相同的幼苗设置了1层遮阳网遮阴组(W1)、2层遮阳网遮阴组(W2)、1层遮阳网遮阴+施肥组(W3)和全光照未施肥对照组(CK),一段时间后测得各组幼苗的光合特性如下表所示。下列说法正确的是( )
处理 光饱和点/(μmol·m-2·s-1) 光补偿点/(μmol·m-2·s-1)
W1 783.75 11.91
W2 947.51 8.96
W3 1622.67 11.92
CK 1689.25 14.23
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A.该植物幼苗处于光补偿点时,叶肉细胞内合成ATP的场所只有线粒体和细胞质基质
B.在W2组净光合速率为0的光照条件下,如果去掉1层遮阳网则幼苗的干重会降低
C.该实验表明对该植物幼苗遮阴能提高光饱和点和降低光补偿点
D.任何条件下进行施肥都能够提高该植物幼苗对光能的利用率
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解析:B 处于光补偿点对应条件下时,植物的净光合速率为零,叶肉细胞内合成ATP的场所有叶绿体、线粒体和细胞质基质,A错误;由表中数据可知,W2(2层遮阳网)组幼苗的光补偿点低于W1(1层遮阳网)组幼苗的,在W2组净光合速率为0的光照条件下,如果去掉1层遮阳网,此时的光照强度低于光补偿点,净光合速率小于零,则幼苗的干重会降低,B正确;据表分析,与CK相比,W1和W2组的光饱和点和光补偿点都降低,故该实验不能表明对该植物幼苗遮阴能提高光饱和点和降低光补偿点,C错误;分析W3组与W1组的数据,W3组的光饱和点明显高于W1组的,因此施肥会提高该植物幼苗对光能的利用率,但不能得出任何条件下进行施肥都能够提高该植物幼苗对光能的利用率的结论,D错误。
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4.(2026·广东汕头模拟)光补偿点是指光合速率等于呼吸速率时的光照强度,光饱和点是指达到最大光合速率所需的最小光照强度。在温度适宜且CO2充足的条件下,测得甲、乙两种植物的光补偿点分别为E1和E2,且E1小于E2;甲、乙两种植物的光饱和点分别为E3和E4,且E3小于E4。下列叙述错误的是( )
A.光照强度低于E4时,限制植物乙光合速率的环境因素主要是光照强度
B.若将甲、乙两种植物转移到缺镁条件下培养,二者的光补偿点均变大
C.若持续保持光照强度为E1,则植物甲停止生长,植物乙能正常生长
D.与E3相比,光照强度为E4时,植物乙叶绿体中C3还原速率更快
C
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解析:C 植物乙的光饱和点为E4,光照强度低于E4时,限制植物乙光合速率的环境因素主要是光照强度,A正确;镁是合成叶绿素的原料,若将甲、乙两种植物转移到缺镁条件下培养,叶绿素不能合成,光合作用减弱,要想光合作用等于呼吸作用,需要增大光照强度,因此二者的光补偿点均变大,B正确;植物甲的光补偿点为E1、光饱和点为E3,植物乙的光补偿点为E2、光饱和点为E4,且E1小于E2,若持续保持光照强度为E1,则植物甲的光合速率等于呼吸速率停止生长,植物乙呼吸速率大于光合速率不能生长,C错误;植物乙的光饱和点为E4,E3小于E4,与E3相比,光照强度为E4时,光照增强,植物乙叶绿体中的光反应增强,ATP和NADPH更多,植物乙叶绿体中C3还原速率更快,D正确。
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[题后归纳] 光饱和点与光补偿点的应用分析
(1)光饱和点代表植物在一定条件下的最大光合作用能力。在一定条件下,光饱和点越大,表示植物的光合作用能力越强。
(2)光补偿点表示植物在一定条件下开始生长(积累有机物)的临界值,高于光补偿点,植物开始生长;低于光补偿点,植物会净消耗有机物。光补偿点低,说明植物在较弱光照或低CO2浓度下就能生长。
(3)通常,阴生植物的光补偿点和光饱和点都比阳生植物的低,由此可以区分判断阴生植物和阳生植物。
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角度1 考查探究环境因素对光合作用强度的影响
1.[(2025·安徽卷,2)链接必修1 P105探究·实践]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
真题演练
/考教衔接
C
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解析:C 叶片上的叶脉与叶肉组织相差较大,叶圆片作为实验对象,其大小、组织结构为无关变量,应尽可能保证相同且适宜,所以用打孔器打出叶圆片时,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,是通过调节光照强度控制自变量,来进行对比实验,B正确;化学传感器监测光照时O2浓度变化,可计算出净光合作用强度,但不清楚叶圆片的呼吸作用强度,所以无法计算出实际光合作用强度,C错误;若实验是通过调节光源与烧杯之间的距离控制光照强度,由于烧杯本身具有一定的宽度,会使同一烧杯中不同叶圆片接受的光照强度不同,相同时间产生的O2量不同,导致同一烧杯中不同叶圆片浮起的快慢不同,D正确。
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2.[(2024·北京卷,4)链接必修1 P105探究·实践]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
A
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解析:A CO2浓度是限制题图中氧气最大释放速率X的主要因素,所以增加叶片周围环境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;将叶片放在较低温度下,光合速率会下降,氧气释放速率的最大值不会提高,B不符合题意;题图中氧气最大释放速率X不受光照强度的制约,所以改变光的颜色和移动冷光源缩短与叶片的距离,均不会提高氧气释放速率的最大值,C、D不符合题意。
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角度2 考查影响光合作用强度的因素及其应用
3.[(2025·甘肃卷,17)链接必修1 P99正文,选择性必修1 P106正文]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
—
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(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____________________。
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(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(如图),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____________________。
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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。
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(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。
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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
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1.(2026·云南曲靖模拟)利用绿色叶小圆片进行探究环境因素对光合作用强度影响的试验,实验中将小圆片置于装满水的注射器中,反复抽拉几次活塞,再置于黑暗条件下处理一段时间后再用台灯照射观察小圆片上浮情况,下列叙述不正确的是( )
A.可以通过改变40 W台灯与植物材料的距离来改变光照强度
B.小圆片的大小、数量、取材位置等是该实验的自变量
C.反复抽拉活塞的目的是使小圆片中的气体逸出,小圆片下沉
D.小圆片全部上浮所需时间的长短可反映光合作用强度的大小
限时规范
训练(13) 光合作用的影响因素及其应用
(建议用时:25分钟 满分:50分)
(选择题1~9题每题3分,共27分)
B
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解析:B 该实验的自变量是光照强度,可以通过改变40 W台灯与植物材料的距离来改变光照强度,A正确;本实验的自变量是光照强度,小圆片的大小、数量、取材位置等是该实验的无关变量,无关变量要相同且适宜,B错误;将小圆片置于装满水的注射器中,反复抽拉几次活塞的目的是使小圆片中的气体逸出,小圆片下沉,以排除实验前小圆片进行光合作用和呼吸作用产生的气体对实验结果的干扰,C正确;小圆片全部上浮所需时间的长短可反映光合作用强度的大小,D正确。
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2.(2026·山东济南模拟)某生物兴趣小组将一枝伊乐藻浸在加有适宜培养液的大试管中,以LED灯作为光源,移动LED灯调节其与大试管的距离,分别在10 ℃、20 ℃和30 ℃下进行实验,观察并记录单位时间内不同距离下枝条产生的气泡数目,结果如图所示。下列相关叙述错误的是
( )
A.该实验研究的是光照强度和温度对光合速率的影响
B.A点和C点的限制因素分别为温度和光照强度
C.B点条件下伊乐藻能进行光合作用
D.若在缺镁的培养液中进行此实验,则B点向右移动
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解析:D 若培养液中缺镁,叶绿素合成受阻,光合速率减弱,而呼吸速率不变,需要增大光照强度来增大光合速率,使光合速率等于呼吸速率,即B点向左移动,D错误。
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3.(2026·河南周口模拟)科学家研究CO2浓度、光照强度和温度对同一植物光合作用强度的影响,得到实验结果如下图。请据图判断下列叙述不正确的是( )
A.光照强度为a时,造成曲线Ⅱ和Ⅲ光合作
用强度差异的原因是CO2浓度不同
B.光照强度为b时,造成曲线Ⅰ和Ⅱ光合作
用强度差异的原因是温度的不同
C.光照强度为a~c,曲线Ⅰ、Ⅲ光合作用强度随光照强度升高而升高
D.光照强度为a~b,曲线Ⅰ、Ⅱ光合作用强度随光照强度升高而升高
C
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解析:C 光照强度为a时,曲线Ⅱ和Ⅲ的光照强度相同、温度相同,而曲线Ⅱ的光合作用强度高于曲线Ⅲ,说明此处造成曲线Ⅱ和Ⅲ光合作用强度差异的原因是CO2浓度不同,A正确;光照强度为b时,曲线Ⅰ和Ⅱ的光照强度相同,CO2浓度相同,因此造成曲线Ⅰ和Ⅱ光合作用强度差异的原因是温度的不同,B正确;光照强度为a~c,曲线Ⅲ光合作用强度不再增强,说明a点时就达到饱和点,C错误;
图中看出,光照强度为a~b,曲线Ⅰ、Ⅱ
的光合作用强度随光照强度升高而升高,
D正确。
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4.(2026·云南玉溪模拟)光合作用强度受环境因素的影响。某植物光合作用强度与叶片温度、CO2浓度的关系如图。据图分析,下列叙述正确的是
( )
A.在不同CO2浓度条件下,光合作用的最
适温度相同
B.10 ℃条件下,光合作用强度随CO2浓度
的升高会持续升高
C.低于最适温度时,光合作用强度随温度
升高而升高
D.1000 μL·L-1CO2浓度是该植物进行光合作用的最适浓度
C
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解析:C 由图可知,在不同CO2浓度条件下,光合作用的最适温度不相同,并且在1000 μL·L-1 CO2浓度条件下不能判断最适温度的值,A错误;10 ℃条件下,在图示CO2浓度范围,光合作用强度随CO2浓度的升高只有少量升高,不能得出会持续提高的结论,B错误;分析题图可知,当CO2浓度一定时,光合作用强度会随着温度的升高而增大,达到最适温度时,光合作用强度达到最高值,后随着温
度的继续升高而减小,C正确;图中只做
了两种不同CO2浓度的实验组,不能得出
该植物进行光合作用的最适CO2浓度,D
错误。
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5.(2026·安徽芜湖模拟)如图是某学校生物兴趣小组研究菠菜光合速率相对值与叶龄关系的结果图示。下列说法错误的是( )
A.A点光合速率较低是由于幼叶光合色素含量少
B.随着叶片不断地展开,AB段光合速率上升
C.由于叶片的衰老,CD段光合速率下降
D.若光照突然增强,则短时间内叶绿体中C3的
含量增加
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解析:D A点叶龄小,光合色素含量少,吸收的光能也少,导致光合速率较低,A正确;AB段随着叶龄增加,光合色素含量增多,叶片面积增大,酶数量增多,光合速率增大,B正确;CD段随叶龄增大,叶片逐渐衰老,叶片中的光合色素含量减少,酶活性降低,光合速率下降,C正确;若光照突然增强,光反应产生的ATP和NADPH增加,C3的还原加快,短时间内叶绿体中C3的含量减少,
D错误。
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6.(2026·广东湛江模拟)以某种多细胞绿藻为材料,研究环境因素对其叶绿素a含量和光合速率的影响,实验结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A.高光强条件下叶绿素a含量随温度的升高而逐渐增多
B.在低光强条件下温度对该绿藻光合速率的影响更显著
C.图2测定的绿藻放氧速率等于光反应产生O2的速率
D.温度可通过影响酶的活性影响绿藻的光合作用强度
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解析:D 图1中高光强条件下20 ℃和25 ℃叶绿素a含量都为0.8,高光强条件下叶绿素a含量没有随温度的升高而逐渐增多,A错误;图2中在低光强条件下温度对该绿藻光合速率的影响不显著,在高光强条件下温度对该绿藻光合速率的影响更显著,B错误;图2测定的绿藻放氧速率是净光合速率,光反应产生O2的速率是总光合速率,二者不相等,C错误;温度可通过影响酶的活性,来影响绿藻的光合速率,进而影响绿藻的光合作用强度,D正确。
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7.(2026·江苏南京模拟)细胞呼吸和光合作用的原理在农业生产中具有广泛的应用。下列有关叙述错误的是( )
A.中耕松土有利于根细胞的有氧呼吸,从而促进根细胞对无机盐的吸收
B.农作物生长发育过程中,及时去掉衰老变黄的叶片有利于有机物的积累
C.合理密植和增施有机肥均有利于提高农作物的光合作用强度
D.温室种植农作物时,为促进光合作用,白天要适时通风,以保证O2供应
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解析:D 中耕松土可以增加土壤中的空气含量,有助于植物根细胞的有氧呼吸,从而促进根细胞对无机盐的吸收,A正确;农作物生长发育过程中,及时去除衰老变黄的叶片(光合速率较低),减少有机物的消耗,有利于有机物的积累,B正确;合理密植和增施有机肥均有利于提高农作物的光合作用强度,C正确;温室种植农作物时,为促进光合作用,白天要适时通风,以保证CO2供应,D错误。
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8.(2026·安徽蚌埠模拟)为了探究光照强度和土壤含水量对密闭容器中某植株光合速率的影响,研究小组进行了相关实验,实验处理及其结果如图所示,其中20%、40%、60%为土壤含水量,弱、中、强为光照强度,光合速率的单位为mg CO2·dm-2·h-1。据图分析,下列叙述正确的是( )
A.弱强度光照条件下,土壤含水量不是
限制该植株光合作用的环境因素
B.中强度光照和土壤含水量为40%的条
件下最有利于该植株的生长
C.相同光照强度下,随着图中土壤含水量
的增加,光合速率随之增强
D.相同土壤含水量下,随着图中光照强度的增加,光合速率随之增强
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解析:C 弱强度光照条件下,随着土壤含水量的增加,该植株光合作用随之增强,说明弱强度光照条件下,土壤含水量是限制该植株光合作用的环境因素,A错误;图中的实验条件下,中强度光照和土壤含水量为60%的条件最有利于该植株的生长,B错误;相同光照强度下如弱(或中、强)光照,随着图中土壤含水量的增加,光合速率随之增强,C正确;相同土壤含水量下如20%(或40%、60%)含水量时,随着图中光照强度的增加,光合速率先升高
后降低,D错误。
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9.(2026·山东青岛调研)在长期进化过程中,农作物对各种胁迫具有了一定的应激反应。科研工作者研究了干旱、冷害等胁迫对玉米幼苗代谢活动的影响,对胁迫期和恢复期的相关指标进行了测量,结果如图所示。下列说法错误的是( )
A.对照组玉米处理条件是适宜的温度
和水分
B.对照组和实验组需要给予相同的光
照条件
C.冷害胁迫时,净光合速率不易恢复
D.冷害能够缓解干旱胁迫对玉米造成的损伤
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解析:D 实验的自变量是干旱胁迫、冷害胁迫以及干旱+冷害,而对照组应没有自变量的处理,因此对照组的玉米处理条件是适宜的温度和水分,A正确;由于要遵循单一变量原则,因此实验组和对照组光照为无关变量,要相同且适宜,B正确;根据图示,冷害胁迫时,恢复期的净光合速率仍然较低,因此冷害胁迫时,净光合速率不易恢复,C正确;分析D、C、D&C数据可知,干旱能缓解冷害对玉米造成的损伤,D错误。
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10.(10分)(2026·河南开封模拟)浙江省盛产柑橘,欲研究树冠外围喷施遮阳剂(丽维盖美)对柑橘产量的影响,为预防柑橘果实发生日灼以及为优质果生产提供依据。以清水为空白对照,以碳酸钙遮阳剂(美榭30倍液)为另一对照,结果如下表。回答下列问题:
处理 日灼果率
/% 净光合速率
/(μmol·m-2·s-1) 单果质量/g 叶片温度/℃
美榭30倍液 22.03 7.34 179.79 35.51
丽维盖美
50倍液 33.93 5.54 166.94 36.30
丽维盖美
100倍液 55.14 5.12 146.73 40.21
清水 61.28 2.39 128.33 42.40
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(1)喷施遮阳剂会影响叶片对光的吸收和反射,进而影响叶绿素的合成,实验室中可以利用____________法分离叶肉细胞中的色素,以初步了解叶绿素的种类和含量。叶肉细胞的叶绿体中含量最多的光合色素是______________,其呈现__________色。
(2)表中结果可知,丽维盖美50倍液和美榭30倍液均可以显著____________叶面温度,同时可以显著____________单果质量和净光合速率。测量过程中发现,遮阳剂处理的叶片胞间CO2浓度均比清水组有不同程度下降,推测该现象发生的原因是_______________。
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(3)叶片温度的变化还通过影响______________,进而影响细胞呼吸有机物的消耗。综上可知,下列哪些因素可以影响柑橘的产量?__________。
A.遮阳剂的种类
B.叶片温度
C.叶绿素含量
D.叶肉细胞中ATP相对含量
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解析:(1)光合色素在层析液中的溶解度不同,溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快,实验室中可以利用纸层析法分离叶肉细胞中的色素,以初步了解叶绿素的种类和含量。叶肉细胞的叶绿体中含量最多的光合色素是叶绿素a,其呈现蓝绿色。(2)据表中结果可知,丽维盖美50倍液和美榭30倍液均可以显著降低叶面温度,同时可以显著提高单果质量和净光合速率。测量过程中发现,遮阳剂处理的叶片胞间CO2浓度均比清水组有不同程度下降,推测该现象发生的原因是遮阳剂处理后使叶片净光合速率上升,增加了暗反应CO2的吸收,使叶片胞间CO2浓度下降。(3)叶片温度的变化还通过影响酶的活性,进而影响细胞呼吸有机物的消耗。综上可知,遮阳剂的种类、叶片温度和叶绿素含量等因素均可以影响柑橘的产量,ATP是光反应的产物,其含量由光反应决定,不直接作为独立因素,故选A、B、C。
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答案:(1)纸层析 叶绿素a 蓝绿 (2)降低 提高 遮阳剂处理后使叶片净光合速率上升,增加了暗反应CO2的吸收,使叶片胞间CO2浓度下降 (3)酶的活性 A、B、C
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11.(13分)“碳中和”战略下,农业碳汇(“碳汇”指能吸收大气中的CO2,减少大气CO2浓度的活动、过程或机制)能力提升与低碳转型至关重要。智能温室大棚通过精准调控环境,可优化作物生长条件,增强农田碳汇能力。为兼顾番茄产量提升与农田碳汇强化,科研人员利用智慧农业技术研究不同补光光源对番茄叶片光合作用的影响,部分实验结果如表所示。已知Rubisco是催化CO2固定的关键酶,其活性受多种因素调控。请回答下列问题:
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注:LED-R表示红光。LED-B表示蓝光。LED-R+B表示红蓝混合光。
组别 净光合
速率相
对值 气孔
导度
相对值 胞间CO2
浓度相
对值 Rubisco
活性相
对值 Rubisco
含量相
对值
自然光照(CK) 12.5 250 280 825 3.5
自然光照+
LED-R 14.2 270 275 945 3.8
自然光照+
LED-B 15.8 300 260 1250 5.2
自然光照+
LED-R+B 16.9 320 250 1420 5.8
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(1)光合作用是一个____________(填“吸能反应”或“放能反应”)。农田碳汇主要通过作物光合作用的________阶段实现。Rubisco发挥作用的场所是______________。
(2)与自然光照组相比,补红光组净光合速率升高。据表分析,原因包括:①__________,增加了CO2的供应;②________________________,显著提高了对CO2的固定能力。
(3)分析实验数据,仅从补充单光源来看,________光提高Rubisco含量和活性的效应更强。从光受体与基因表达关系的角度分析,该种光能提高Rubisco含量和活性的原因可能是_________________________。
(4)基于本研究,为提高温室番茄产量,提出一条具体的补光建议:________________________。
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解析:(1)光合作用吸收光能,并将光能转化为有机物中的化学能,是一个吸能反应。光合作用暗反应阶段吸收CO2并固定于有机物中,因此农田碳汇主要通过光合作用的暗反应过程实现。Rubisco是催化CO2固定的关键酶,由“CO2的固定反应过程”知,CO2固定的反应发生在叶绿体基质中。(2)根据表中数据,与自然光照组相比,补红光组的净光合速率升高,结合表中数据及“CO2的固定反应过程”分析原因:与自然光照组相比,补红光组气孔导度增大,气孔开放程度提高,增加了CO2的供应;同时Rubisco的活性和含量升高,提高了CO2的固定效率,使净光合速率增大。(3)对比分析自然光照+LED-R与自然光照+LED-B两组实验数据可知,仅从补充单光源来看,蓝光对Rubisco含量和活性的提升更显著。蓝
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光能提高Rubisco含量和活性的原因可能是蓝光被番茄光受体感知后,通过信号转导途径能调控相关基因的表达,促进Rubisco的合成与活化。(4)基于本实验结果,在自然光照基础上补充红蓝混合光时,气孔导度、Rubisco活性与含量均最高,净光合速率最高,因此建议在自然光照基础上,补充红蓝混合光。
答案:(1)吸能反应 暗反应 叶绿体基质 (2)①气孔导度增大 ②Rubisco的活性和含量升高 (3)蓝 蓝光被光受体感知后,通过信号转导途径能调控相关基因的表达,进而促进Rubisco的合成与活化(合理即可) (4)在自然光照基础上,补充红蓝混合光
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第13课时 光合作用的影响因素及其应用
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