第2单元 第15讲 光合作用的影响因素及其应用(教参Word版)-【创新教程】2027年高考生物总复习大一轮讲义（多选）

该高中生物学高考复习讲义围绕光合作用影响因素及应用核心考点，按内部因素（遗传特性、叶龄等）与外部因素（光照、CO₂等单因子及多因子）构建知识体系，通过必备知识复盘、关键能力提升、真题研析等环节，帮助学生系统梳理考点，突破曲线分析等难点，体现复习的系统性和针对性。 讲义以科学思维和探究实践为导向，通过单因子曲线建模分析、光补偿点移动规律总结等活动培养学生建模能力，结合农业生产应用案例强化态度责任，设置分层练习与真题训练，确保学生高效掌握考点，为教师把控复习节奏、提升学生应考能力提供有力支持。

第15讲　光合作用的影响因素及其应用 知识体系——定内容 核心素养——定能力 科学 思维 通过对影响光合作用的环境因素的曲线分析，培养学生建模与运用模型的思维能力 科学 探究 通过探究光照强度对光合作用影响的实验，掌握科学探究的实践能力 社会 责任 通过对影响光合作用环境因素在农业生产中的应用，培养学生关注社会生活实践的意识 考点　影响光合作用的因素 [必备知识·复盘] 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 ⑤矿质元素 (2)多因子对光合速率的影响 1．干旱环境下，仙人掌内部薄壁细胞合成多糖的速率更快，有利于外层细胞的光合作用。 (2024·山东卷，4D)(√) 2．干旱缺水时进入叶肉细胞的CO2会减少。(2024·新课标卷，2B)(√) 3．镁可以影响叶绿素的合成从而影响光反应。(√) 1．(必修1 P106“拓展应用1”改编)晴天无云而太阳光照射强烈时，光合作用强度便形成双峰曲线：一个高峰在上午，一个高峰在下午。中午前后光合速率下降，呈现“午休”现象，请解释原因。 答案：原因是缺水导致气孔关闭，限制CO2进入叶片。 2．(必修1 P105“旁栏思考”)植物在进行光合作用的同时，还会进行呼吸作用。我们观测到的光合作用指标，如O2的产生量，是植物光合作用实际产生的总O2量吗？ 答案：实际产生的总O2量应是观测到的O2的产生量＋呼吸作用O2的消耗量。 3．(情景探究)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________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 答案：光照强度逐渐增大。 (2)10～12时左右的光合作用强度明显减弱的原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案：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)14～17时的光合作用强度不断下降的原因是 ________________________________________________________________________。 答案：光照强度不断减弱 (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：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案：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 [关键能力·提升] ◆[提升点1]　通过光合作用的影响因素考查信息提取能力和科学思维能力 　1.如图为五常稻花香水稻植株在不同温度下CO2的吸收量或释放量，下列说法不正确的是(　　) A．若一天光照12小时，黑暗12小时，20 ℃下一天中积累的有机物最多 B．若光照下将该植物从25 ℃转移到30 ℃条件下，叶绿体内NADPH的合成速率将加快 C．在35 ℃、光照下，叶绿体所需的CO2都来自线粒体 D．若一天光照10小时，15 ℃条件下该植物叶绿体一天内吸收CO2的量为11 mg 解析：：C　[光照下CO2吸收量代表净光合作用强度，黑暗中CO2释放量代表呼吸作用强度，一天24小时，12小时光照、12小时黑暗，有机物积累量＝(净光合作用强度－呼吸作用)×12，由柱形图可知，温度为20 ℃时，净光合作用强度与呼吸作用强度之差最大，因此有机物的积累最多，A正确；实际光合作用强度＝净光合作用强度＋呼吸作用强度。25 ℃总光合作用大约为6 mg/h,30 ℃总光合作用为6.5 mg/h，将该植物从25 ℃转移到30 ℃条件下，植物总光合作用增加，所以叶绿体内NADPH的合成速率将加快，B正确；在35 ℃、光照下净光合作用大于0，所以叶绿体所需的CO2来自线粒体和外界环境，C错误；若一天光照10小时，黑暗14小时，15 ℃条件下该植物叶绿体一天内吸收CO2的量＝2.5×10－14×1＝11 mg，D正确。] 2．如图表示植物光合作用速率随光照强度改变的曲线，请分析并选出错误的一项是(　　) A．若适当提高温度，光合速率的增加值小于呼吸速率的增加值，则补偿点B应相应地向右移动 B．若增加二氧化碳浓度，B点左移，C点左移，D点向右上方移动 C．D点时，ATP从类囊体薄膜向叶绿体基质移动 D．若图为阳生植物，则换为阴生植物，B点向左移动，D点向左下方移动 解析：：B　[B点为光补偿点，此时光合作用与呼吸作用强度相等，若适当提高温度，光合速率的增加值小于呼吸速率的增加值，则补偿点B应相应地向右移动，A正确；若增加二氧化碳浓度，则光合作用强度增加，B点左移，C点右移，D点向右上方移动，B错误；D点时的光合作用强度最大，其光反应产生的ATP从类囊体薄膜移向叶绿体基质，参与暗反应过程中三碳化合物的还原，C正确。] 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 适当减少CO2浓度(光照强度) 右移 左移 土壤缺Mg2＋ 右移 左移 　　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，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。 ◆[提升点2]　通过光合作用的应用考查获取信息能力和综合应用能力　 3．包扎伤口时，需要选用透气的消毒纱布或“创可贴”等敷料。如图为研究人员开发的一种活性蓝细菌水凝胶贴片，其有助于慢性伤口的愈合。下列叙述错误的是(　　) A．该水凝胶贴片无需添加有机营养物质 B．该水凝胶贴片在使用前需要避光保存 C．该水凝胶贴片不可用于口腔溃疡伤口处 D．该水凝胶贴片主要作用是保障伤口处细胞的有氧呼吸 解析：：D　[蓝细菌为自养型生物，可通过光合作用合成有机物，该水凝胶无需为活性蓝细菌提供有机营养物质，A正确。该水凝胶贴片上的蓝细菌是通过光合作用产生氧气的，故在使用前需要避光保存，B正确。口腔伤口一般不见光，该水凝胶贴片要有光才能发挥作用，因此该水凝胶贴片不可用于口腔溃疡伤口处，C正确。该水凝胶贴片主要是为了避免厌氧菌进行无氧呼吸繁殖，伤口处细胞需要的氧气主要来自血液的运输，D错误。] 4．农业生产中的一些栽培措施可以影响作物的生理活动，促进作物的生长发育，达到增加产量等目的。请分析下列操作正确的是(　　) A．矿质元素只有溶解在水中才能被作物根系吸收，体现了水的流动性 B．给农田施加尿素的主要目的是利于植物合成糖类、脂肪等化合物 C．向农田中施加农家肥，不仅可为植物的光合作用提供CO2，还可为植物的生长提供一定的无机盐 D．在酸化土壤中，无机盐多以离子形式存在，有利于农作物的生长和发育 解析：：C　[农田施肥的同时，往往需要适当浇水，此时浇水的主要原因是肥料中的矿质元素只有溶解在水中才能被作物根系吸收，体现了水的功能之一：水是良好的溶剂，A错误；给农田施加尿素的主要目的是利于植物合成蛋白质、核酸、ATP等含氮化合物，糖类的元素组成一般是C、H、O，脂肪的元素组成是C、H、O，不含N，B错误；向农田中施加农家肥，农家肥中的有机物可被土壤微生物分解成二氧化碳和无机盐，故其不仅可以为植物的光合作用提供CO2，还可以为植物的生长提供一定的无机盐，C正确；酸化土壤会影响植物根细胞的代谢活动，不利于农作物的生长和发育，D错误。] [真题研析]——浸润素养 [例]　(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 [关键信息点] ① 生长在大田的某种植物 ② 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 解析：：C　[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，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。] [真题品悟]——厚积素养 [考向]　光合作用的影响因素　 1．(2025·湖南卷)对硝基苯酚可用于生产某些农药和染料，其化学性质稳定。研究发现，某细菌不能在无氧条件下生长，在适宜条件下能降解和利用对硝基苯酚，并释放CO2。在Burk无机培养基和光照条件下，培养某栅藻(真核生物)的过程中，对硝基苯酚含量与栅藻光合放氧量的关系如图a。为进一步分析栅藻与细菌共培养条件下对硝基苯酚40 mg·L－1的降解情况，开展了Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ组对比实验，结果如图b。回答下列问题： 图a 图b (1)栅藻的光合放氧反应部位是　________　(填细胞器名称)。图a结果表明，对硝基苯酚　________　栅藻的光合放氧反应。 (2)细菌在利用对硝基苯酚时，限制因子是　____________　。 (3)若Ⅰ中对硝基苯酚含量为20 mg·L－1，培养10 min后，推测该培养液pH会　__________　，培养液中对硝基苯酚相对含量　________　。 (4)细菌与栅藻通过原始合作，可净化被对硝基苯酚污染的水体，理由是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：：(1)栅藻是真核生物，进行光合作用的细胞器是叶绿体。图a结果表明，对硝基苯酚可抑制栅藻光合放氧反应，且在一定范围内，随着对硝基苯酚浓度增加，栅藻的光合放氧量逐渐下降，对光合放氧的抑制作用增强。 (2)由题意知，该细菌不能在无氧条件下生长，栅藻在光照下会产生氧气，分析图b可知，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三组对比，Ⅰ组有氧气，Ⅱ、Ⅲ组有细菌＋氧气，Ⅱ、Ⅲ组对硝基苯酚相对含量下降趋势基本一致，Ⅰ组基本不变，则细菌在有氧条件下可降解对硝基苯酚，可推知细菌利用对硝基苯酚的限制因子是氧气。 (3)图b中，Ⅰ组为“栅藻＋光照”，对硝基苯酚含量为40 mg·L－1；分析图a可知，对硝基苯酚含量为20 mg·L－1时，栅藻进行光合放氧量较高，而光合作用会消耗培养液中的CO2，故培养液的pH会升高；结合图b的Ⅰ组可知，对硝基苯酚相对含量不变，栅藻不能吸收利用对硝基苯酚，所以培养液中对硝基苯酚相对含量基本不变。 (4)结合题意和图b的Ⅰ组可知，在光照条件下栅藻进行光合放氧为细菌提供有氧环境，而细菌在有氧环境下可降解对硝基苯酚，并为栅藻提供CO2，故二者可通过原始合作净化被对硝基苯酚污染的水体。 答案：(1)叶绿体　抑制　(2)氧气　(3)升高　基本不变　(4)栅藻进行光合放氧为细菌的生长提供有氧环境，细菌降解水体中的对硝基苯酚，并将产生的CO2提供给栅藻进行光合作用。 2．(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－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的有较高的光照强度，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14C3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14C3生成速率。 学科网（北京）股份有限公司 $