2027届高三生物一轮复习课件 -第10讲 影响光合作用的因素及应用

该高中生物学高考复习课件聚焦“光合作用影响因素及应用”核心考点，依据高考评价体系梳理了实验探究、过程分析、影响因素三大考查维度，通过2022-2024年全国卷及新高考卷真题统计，明确该考点年均考查2-3题的高频分布，归纳出实验设计、图表分析等常考题型，构建系统备考框架。 课件亮点在于“真题情境+素养导向”的复习策略，如结合2024全国卷真题设计“叶片上浮实验”变量分析，运用科学思维解析光补偿点曲线，通过探究实践突破多因子影响考点。特设“易错警示”（如NaHCO₃浓度过高致细胞失水）和“答题模板”，助力学生掌握得分技巧，教师可据此精准定位学情，提升复习效率。

考情分析 考点 由高考知核心知识点 预测 光合作用的影响因素及其应用 考点一：探究环境因素对光合作用强度的影响 题型：选择题、解答题 内容： 本专题为高频考点，考查的知识点非常多，全国卷常以非选择题形式结合呼吸作用、实验、环境综合考察 考点二：光合作用的影响因素及其应用 （3年59考，全国卷3年5考） (2024·全国）光合作用的过程、应用、影响因素 (2024·吉林）光合作用的过程、应用、影响因素 (2023·天津）光合作用的过程及应用 (2023·全国）光合作用的过程及应用 (2023·湖北）影响光合作用的因素 (2022·福建、2022·天津、2022·重庆、2022·全国）光合作用的过程及应用 (2022·广东、2022·北京、2022·海南）影响光合作用的因素 第10讲 影响光合作用的因素及应用 1 2 实验7 探究环境因素对光合作用强度的影响 光合作用的影响因素及其应用 实验7 探究环境因素对光合作用强度的影响 一. 光合作用的强度 1.概念: 植物在__________内通过光合作用制造糖类的数量。 2.表示方法: 用一定时间内________________________的量来定量表示。 单位时间 原料消耗(或产物生成) 实验7 探究环境因素对光合作用强度的影响 二. 探究环境因素对光合作用强度的影响 1. 实验原理: (1)叶片含有气体, 上浮 叶片下沉 充满细胞间隙, 叶片上浮 光合作用 产生O2 (2)光照强度不同，则光反应产生 的速率不同，叶片上浮的时间也不同。 O2 抽气 光合作用越强，单位时间内圆形小叶片上浮的数量______。 越多 2.实验变量分析: 是自变量,①台灯瓦数相同时, 通过调整 之间的距离来调节光照强度的大小; 或②光源与烧杯之间的距离相同时,控制台灯的 来调节光照强度的大小。 光照强度 光源与烧杯 相同时间内被抽气的圆形小叶片上浮的数量或者是浮起相同数量的叶片所用的时间长短 (1)自变量的设置: (2)因变量是 ,可通过观测 来衡量光合作用的强弱。 瓦数 光合作用强度 实验7 探究环境因素对光合作用强度的影响 2.实验步骤 (1)取材: 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。 (2)排气:将圆形小叶片置于注射器内,注射器内吸入清水,待排出注射器内残留的空气后,用手指堵住注射器前端的小孔并缓慢地拉动活塞,使圆形小叶片内的气体逸出。 (6)观察并记录:观察并记录__________________________________________。 (3)沉水备用:将处理过的圆形小叶片放入黑暗处盛有清水的烧杯中待用,叶片因细胞间隙充满了水,所以全部沉至水底。 (5)光照:向3只小烧杯中各放入10片圆形小叶片,然后分别置于强,中,弱三种光照下。 同一时间段内各实验装置中圆形小叶片浮起的数量 (4)分组:取3只小烧杯,分别倒入富含CO2的清水。 6 3.预期实验结果 烧杯 圆形小叶片 加富含 的清水 光照强度 叶片浮起数量 甲 10片 强 _____ 乙 _____片 中 较多 丙 10片 _____ 弱 _____ 4.结论:____________________________________________________________________________________。 多 10 20 少 光照强度影响光合作用强度,在一定光照强度范围内,随光照强度的增强,光合作用强度也增强 (2)打孔时要避开 ,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。 5.注意事项 (3)为确保溶液中CO2含量充足, 圆形小叶片可以放入 溶液中。 NaHCO3 (1)叶片上浮的原因是____________________________________________________________________________________________________________。 大的叶脉 光合作用产生的O2大于有氧呼吸消耗的O2,释放氧气, 使叶肉细胞间隙充满了气体, 浮力增大, 叶片上浮 【检测】图1是某高等绿色植物成熟绿叶组织在某光照强度和适宜温度下，光合作用强度增长率随CO2浓度变化的情况。图2为从生长状况相同的植物叶片上剪出大小、部位相同的若干圆叶片，抽取叶片细胞内的气体，平均分成若干份，然后置于不同浓度的NaHCO3溶液中，给予相同的一定强度光照，测量圆叶片上浮至液面所需时间，其记录结果绘成的曲线图。下列分析错误的是(　　) A.图1中在d点时光合速率达到最大，此时限制光合速率的主要环境因素可能是光照强度B.图1中c点与b点相比，叶绿体中NADPH的合成速率不变C.从图2分析，bc段曲线平缓的限制因素可能是光照强度，而c点以后曲线上行，其原因最可能是NaHCO3浓度过大，导致细胞失水，从而影响细胞代谢D.适当地增加光照强度重复图2实验，b点将向下移动 B A项: 只要光合作用强度增长率为正值,植物光合作用速率都在不断增加,所以在增长率达到0(即d点)时光合作用速率达到最大 B项: 图1中c点和 b点相比,c点光合作用强度较强, 所以叶绿体中NADPH的合成速率c点大于b点。 D项: b点限制光合作用的因素为光照强度,如果适当地增加光照强度,光合作用会增强,圆叶片上浮至液面所需时间变短, b点将向下移动 (一)内部因素 (二)外部因素 ①植物自身的遗传特性；②植物叶片的叶龄、叶绿素含量及酶的数量和活性；③植物叶面积指数。 ①光质 ②光照强度 ③CO2浓度 ④温度 ⑤土壤中水分 ⑥矿质元素(如Mg2＋)等 考点一 光合作用的影响因素及其应用 Ⅰ.①阴生植物的呼吸速率绝对值 阳生植物的呼吸速率绝对值; ②阴生植物的光补偿点 阳生植物的光补偿点; ③阴生植物的光饱和点 阳生植物的光饱和点。 Ⅱ.应用: 1. 内部因素对光合速率的影响 (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。 ＜ ＜ ＜ 在农作物种植时，将阳生农作物与阴生农作物间作或套种可提高农作物的光能利用率。 (2)植物叶片的叶龄、叶绿素含量及酶 <m></m> 段, 随叶龄增大,叶面积增大,色素含量增多,酶的含量增多和 增大, 光合速率 。 <m></m> 点之后, 随叶龄增大,色素、酶含量减少和 减弱, 光合速率 。 Ⅱ.应用: 加快 减慢 酶的活性 酶的活性 适时摘除老叶 (3)植物叶面积指数 A点前，随叶面积指数增大，光合速率增大；A点后，虽然总光合量上升, 但_________________, 导致干物质量下降。 呼吸量上升更快 b. 合理密植，增加光合面积 Ⅱ.应用: a. 适当摘除林冠下层叶 Ⅰ.叶面积指数，亦称叶面积系数,是指单位土地面积上植物叶片总面积占土地面积的倍数。 叶面积指数为 时最有利于植物生长 6 2. 单因子外部因素对光合速率的影响 (1)光质 ①原理 a. 叶绿体中的色素只吸收可见光，而对红外光和紫外光等不吸收。 b.叶绿素对 的吸收量大，类胡萝卜素对 的吸收量大。 c.单色光中， 下光合速率最快， 次之， 最差。 红光和蓝紫光 蓝紫光 蓝紫光 红光 绿光 类胡萝卜素不吸收红光 ②应用: 植物工厂常见的是红色、蓝色和白色的LED灯等人工光源。 白光＞蓝紫光＞红光 (2)光照强度 ①原理: 影响________阶段，影响_____及________的产生，进而影 响C3 的还原，影响暗反应。 ②在不同的光照条件下，光合速率与呼吸速率的相关曲线分析 光补偿点: 光合速率等于呼吸速率时的光照强度。 光饱和点: 达到最大光合速率所需的最小光照强度 光反应 光照强度为0，此时只进行细胞呼吸，释放的CO2量可表示此时细胞的呼吸强度。 A点: 光合速率等于呼吸速率(光照强度只有在B点以上时，植物才能正常生长)，B点所示光照强度称为光补偿点。不与外界进行气体交换。 B点: AB段(不含A、B点): 呼吸速率大于光合速率，吸收、释放。 限制C点以后光合速率不再增加的 内部因素是 ， B点以后: 光合速率﹥呼吸速率，吸收 ，，，释放 ，C点所示光照强度称为光饱和点。 色素含量、酶的数量和最大活性 外部因素是 。 除光照强度之外,CO2浓度、温度等因素 光饱和点之前限制因素是: 。 光照强度(横坐标) 【检测】将题图所示细胞置于密闭容器中培养。在不同光照强度下,细胞内外的CO2和O2浓度在短时间内发生了相应变化。下列叙述错误的是( ) A.黑暗条件下, ①增大、④减小 B.光强低于光补偿 点时, ①、③增大C.光强等于光补偿 点时,②、③保持不变 D.光强等于光饱和点 时,②减小、④增大 B ③减少 【检测】德国科学家瓦尔堡设法把光合作用的光反应、碳反应分开研究， 他的方法是在人工光源“间歇光”下测定光合作用。科研人员重新设计瓦 尔堡的实验：分离出某植物的叶绿体，让叶绿体交替接受5秒光照、5秒 黑暗处理，持续进行20分钟，并用灵敏传感器记录环境中和 的变 化，部分实验记录如图所示。下列分析正确的是( ) 5.间隔光照法——比较有机物的合成量 A. 段为光反应阶段， 段为碳反应阶段 B. 、可分别表示光反应释放的总量与碳反应吸收的 总量， 且 C. 由的释放速率和 的吸收速率推测光反应速率与碳反应速率 始终相等 D. 与“间歇光”20分钟相比，持续光照20分钟时叶绿体有机物合成总 量更多 D (1)暗反应有光无光都能进行。 若光反应停止，暗反应可持续进行一段时间，但持续时间不长，故一般认为植物晚上只进行呼吸作用。 (2)光反应快于暗反应，光照总时间相同时，光照和黑暗间隔处理比持续光照有机物积累得多。 因为NADPH、ATP基本不积累，利用充分；但持续光照会造成NADPH、ATP的积累，利用不充分。如甲持续光照10分钟，乙光照5秒和黑暗5秒相间隔持续20分钟，则光合作用制造的有机物:甲 乙(暗反应时间长)。 < 【深挖教材】 若研究对象不是绿色叶肉细胞, 而是整株植物出现上面曲线图时，叶肉细胞内的气体交换在B点有何变化？ 植物能进行光合作用的只有绿色组织器官，而所有细胞都要进行呼吸作用。B点是植株的光补偿点，对于叶肉细胞而言，光合速率 叶肉细胞的呼吸速率。 大于 光照强度 a. 阴生植物的呼吸作用强度、光补偿点和光饱和点都较阳生植物低，如上图所示中虚线所示。间作套种农作物。 ③应用 阳生植物 阴生植物 A B C a c b B: 光补偿点 C’: 光饱和点 CO2 吸收量 CO2 释放量 C’ 间作是指在同一土地上，按照一定的行数比例，同时种植两种或两种以上的作物。充分利用光能、空间和时间资源。‌ 甘蔗和大豆间作 冬小麦夏玉米套种 蔬菜大棚中的多层育苗 稻-萍-蛙立体农业生产 套种则是在前季作物生长后期，在其行间播种或移栽后季作物。这种种植方式利用了前季作物的行间空间，使得后季作物可以在前季作物生长后期充分利用土地资源。 桃树-甘蓝 【注意】两种植物的根系深浅搭配，合理的利用了不同层次土壤内水分和养分。 延长光合作用时间，通过 轮作 。 轮作: 在同一块田地上，按预定的种植计划，轮换种植不同的作物。 连作: 在同一块地上长期连年种植一种作物。 玉米，轮作花生 水稻，蘑菇轮作 原因是: (1)不同作物吸收土壤中的营养元素的种类、数量及比例各不相同，根系深浅与吸收水肥的能力也各不相同，轮作还可以均衡利用土壤中的矿质元素。 (2)每种作物都有一些专门为害的病虫杂草，轮作能够改变原有的食物链，防止病虫害；抑制杂草生长，减轻草害。 光照强度 a. 阴生植物的呼吸作用强度、光补偿点和光饱和点都较阳生植物低，如上图所示中虚线所示。间作套种农作物，可合理利用光能。 ③应用 阳生植物 阴生植物 A B C a c b B: 光补偿点 C’: 光饱和点 CO2 吸收量 CO2 释放量 b. 温室大棚适当提高光照强度(如阴天时补光)可以提高光合速率，使作物增产。 C’ 温室大棚一般选无色透明塑料薄膜。 遇到阴雨天时给温室补充光照应当给予红光或蓝紫光。优先选择90%的红光和10%的蓝光 b. 温室大棚适当提高光照强度(如阴天时补光)可以提高光合速率，使作物增产。 CO2是植物进行光合作用的原料, 影响____的生成，影响________阶段。 暗反应 ②曲线分析: 大气中CO2浓度为0.03％，光合作用的最适浓度为0.1％ (3)CO2浓度 ①影响原理: C3 代谢过程 A点 AB段 B点 B点后 C′点 < = > CO2饱和点:增加CO2浓度,光合作用强度_________ 细胞只进行呼吸作用 光合作用强度__细胞呼吸强度 光合作用强度__细胞呼吸强度 不再增加 CO2补偿点: 光合作用强度__细胞呼吸强度 A点: (表示光合速率 呼吸速率时的CO2浓度)； A′点: 表示 ； B和B′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浓度的增大而增强)。 CO2补偿点 等于 进行光合作用所需CO2的最低浓度 CO2饱和点 因为CO2太少无法被固定,因此积累到一定量, 才会启动光合作用； ③应用: a.大田要“正其行，通其风”，增加空气流动，以增加CO2浓度； b.温室中可增施有机肥，有机肥被微生物分解可产生CO2 ，以增大CO2 浓度。 (4)温度 通过影响________进而影响光合作用 (主要影响________)。 酶活性 在AB段，随着温度的升高，植物光合速率 ，B点对应的温度为酶的最适温度，光合速率最大。BC段，随着温度升高，酶的活性 ______，光合速率下降。 升高 下降 ①原理: ②曲线分析: ③应用: C.温室中适当增大昼夜温差(白天适当提高温度，晚上适当降低温度)，保证植物有机物的积累。 B.冬天利用温室大棚提高温度，促进植物生长； 暗反应 A. 大田中适时播种； (5)H2O 含水量 根据作物需水规律合理灌溉。 ①原理: ②曲线分析: ③应用: 水是光合作用的原料；水分通过影响气孔关闭，间接影响_____进入植物体内。 图中OA段随着水分的增加，光合速率增加。 【典例】土壤中缺少水分导致小麦萎蔫,限制了其光合作用有机物生成,主要原因是(　 　) A. ATP、NADPH不足 B. C3化合物不足 C. O2不足 D. C5化合物不足 B CO2 (6)矿质元素 可通过所构成的与光合作用相关的化合物，对光合作用产生直接或间接的影响。 N: 光合酶、叶绿素及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 应用: a. 合理施肥促进叶面积增加，提高酶合成速率，加快光合速率； b. 施用有机肥，有机肥被微生物分解后既可补充CO2 ，又可提供各种矿质元素。 (a)甲图中的自变量为_______________，OP段影响光合速率的因素是_________，PQ段影响光合速率的因素是________________，Q点之后影响光合速率的因素是_______； (b)乙图中的自变量为___________________, OP段影响光合速率的因素是_________,PQ段影响光合速率的因素是__________________，Q点之后影响光合速率的因素是___________。 光照强度、温度 光照强度 光照强度、温度 温度 光照强度、CO2浓度 光照强度 光照强度、CO2浓度 CO2浓度 3. 多因子变量对光合速率的影响 多因素对光合速率影响的曲线变化规律分析如图所示: 甲 乙 (3)应用 a. 温室栽培时，当光照强度适宜时如何有效提高光合速率？ ①白天适当提高温度，增加光合作用相关酶的活性； ②增加CO2浓度。 b. 当温度适宜时，如何有效提高光合作用速率? 可适当增加光照强度和CO2浓度 2. 多因子变量对光合速率的影响 $