必修1 第3单元 第3讲 第2课时 影响光合作用的因素及应用(Word教参)-【新高考方案】2027年高考生物一轮总复习（鲁、辽、湘、冀、苏、吉、黑、赣、内蒙古）

该高中生物学讲义围绕影响光合作用的因素及应用高考核心考点，涵盖光照强度等环境因素实验探究，内外因素分析及曲线关键点移动规律，按“实验原理-变量分析-考点突破-真题演练”逻辑架构，通过基础盘查、重难点剖析、高考题精讲等环节，帮助学生系统构建知识网络，突破曲线分析等难点。 资料以科学思维和探究实践为导向，创新设计实验变量控制分析（如隔温处理避免温度干扰）和曲线移动口诀法（“条件好两边跑”），设置基础判断、能力提升、综合应用分层练习，配合即时反馈，高效提升学生实验设计与曲线解读能力，为教师把控复习节奏提供精准指导。

第二课时　影响光合作用的因素及应用 主题研习(一)　探究环境因素(光照强度)对光合作用强度的影响 (一)光合作用强度 1.概念:植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。 2.表示方法:用一定时间内原料消耗或产物生成的数量来定量表示。 (二)探究光照强度对光合作用强度的影响 1.实验原理 (1)抽去圆形小叶片中的气体后,叶片在水中下沉,光照下叶片进行光合作用产生氧气,充满细胞间隙,叶片又会上浮。 (2)光合作用越强,单位时间内圆形小叶片上浮的数量越多。 2.实验流程 3.实验变量分析 (1)自变量:光照强度。通过调整台灯与烧杯之间的距离来调节光照强度的大小。 (2)因变量:光合作用强度。可通过观测单位时间内被抽去空气的圆形小叶片浮起的数量或浮起相同数量的叶片所用时间的长短来衡量光合作用的强弱。 　　[思考探究] 1.该实验中叶片上浮的原因是什么? 提示:光合作用产生O2的量大于有氧呼吸消耗O2的量,使叶肉细胞间隙充满了气体,浮力增大,叶片上浮。 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? 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,应在灯泡和盛有圆形小叶片的烧杯之间加一个玻璃水柱进行隔温处理。 3.该实验中,若NaHCO3溶液浓度过高会导致叶片上浮缓慢,分析可能的原因是什么? 提示:在高浓度的无机盐溶液中,植物细胞失水,代谢减弱。 1.(2025·安徽高考)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:选C　打孔时避开大的叶脉是因为叶脉中没有叶绿体,而光合作用主要在叶肉细胞的叶绿体中进行,所以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相当于在控制实验的自变量——光照强度,以进行对比实验,B正确。用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,由于无法得出呼吸作用强度,所以不能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。 2.某小组为探究适宜温度下CO2浓度对光合作用的影响,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:选B　本实验的目的是探究适宜温度下CO2浓度对光合作用的影响,自变量是CO2浓度(通过等体积不同浓度的NaHCO3溶液来实现),温度、光照等属于无关变量,应相同且适宜,A错误;实验中所用的菠菜叶圆片已进行排气处理,叶圆片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%NaHCO3溶液中叶圆片上浮平均时长最长,表明其光合速率最低,C错误;本实验是在适宜温度下进行的,若从适宜温度降低到4 ℃,与光合作用相关的酶的活性降低,导致光合速率降低,则各组叶圆片上浮所需时长均会延长,D错误。 主题研习(二)　影响光合作用的因素分析 厚基础 (一)内部因素对光合作用的影响 1.植物自身的遗传特性 以阴生植物、阳生植物为例,如图所示。 2.植物叶片的叶龄、光合色素含量及酶 3.叶面积指数 (二)外部因素对光合作用的影响 1.光照强度 2.CO2浓度 3.温度 4.水分和矿质元素 5.多因子对光合速率的影响 (1)曲线解读 P点:限制光合速率的因素应为横坐标表示的因子,随着该因子的不断加强,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表示的其他因子。 (2)应用 温室栽培时,当光照强度适宜时,适当提高温度,同时增加CO2浓度或当温度适宜时,适当增加光照强度和CO2浓度都可以提高光合速率。 基础盘查 1.微点判断——落实基本生命观念 (1)干旱条件下,很多植物光合速率降低,主要原因是水是光合作用的原料,是生化反应的介质。 (×) (2)比较两种不同品种杨树叶光合速率可通过“探究光照强弱对光合作用强度的影响”实验来进行。 (√) (3)已知甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物的,则甲种植物净光合速率为0时,乙种植物净光合速率大于0。 (√) (4)当光照强度达到光饱和点时,要使光合作用强度升高,可以考虑的措施是提高CO2浓度。 (√) 2.发掘教材——提升科学思维能力 (1)(苏教版必修1 P108“应用题T3”拓展分析)新疆产的哈密瓜特别甜,其原因是新疆地区白天的光照强度大、日照时间长,使其充分进行光合作用合成更多的糖类等有机物;同时新疆地区夜间温度低,能减少呼吸作用消耗糖类等有机物。 (2)农业生产中,玉米和大豆常间作种植(指同一块土地上,分行或分带相间种植两种作物)。请解释间作的意义:充分利用光能,提高光能的利用率;保持良好的通风等(写出两点)。 (3)(人教版必修1 P106“拓展应用T1”建模应用)下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: ①7~10时的光合作用强度不断增强的原因是光照强度逐渐增大。 ②10~12时的光合作用强度明显减弱的原因是此时温度很高,导致气孔大量关闭,进入叶片组织的CO2减少,致使光合作用暗反应受到限制,最终导致光合作用强度明显减弱。 ③14~17时的光合作用强度不断下降的原因是光照强度不断减弱。 析重难 重难点(一)　胁迫(逆境)对光合作用的影响 　　[例1]　(2026·安顺模拟)都匀毛尖色泽翠绿,外形匀整,条索卷曲,是中国十大名茶之一,具有抗氧化、抗辐射、抗衰老、清热解毒的功效。科研人员为研究干旱胁迫对都匀茶苗光合速率的影响,进行了一系列的实验,结果如下表所示。下列有关叙述错误的是 (　　) 组别 处理 叶绿素含量/(mg·g-1) O2释放速率/(μmol·m-2·s-1) 甲 未胁迫 6.68 8.79 乙 轻度胁迫 4.63 3.01 丙 中度胁迫 2.27 -0.27 丁 重度胁迫 1.63 -0.87 A.都匀毛尖色泽翠绿与叶绿素未被氧化有关 B.乙组O2释放速率减慢与叶绿素含量减少有关 C.中度胁迫和重度胁迫下茶苗光合速率小于零 D.本实验表明干旱胁迫通过影响叶绿素的含量影响光合速率 　　[解析]　都匀毛尖色泽翠绿与叶绿素未被氧化有关,A正确;由题表可知,与对照组相比,随着干旱胁迫程度的增加,叶绿素含量逐渐下降,O2释放速率逐渐减慢,因此乙组O2释放速率减慢与叶绿素含量减少有关,B正确;中度胁迫和重度胁迫下茶苗的叶绿素含量低,光合速率小于呼吸速率,但不为零,C错误;由题表可知,与对照组相比,随着干旱胁迫程度的增加,叶绿素含量逐渐下降,O2释放速率逐渐减慢,则光合速率减慢,故本实验表明干旱胁迫通过影响叶绿素的含量影响光合速率,D正确。 [答案]　C |认|知|生|成|　胁迫(逆境)对光合作用的影响 1.胁迫可分为生物胁迫和非生物胁迫两大类。非生物胁迫主要有水分(干旱和淹涝)、温度(高温和低温)、盐碱、环境污染等理化逆境,生物胁迫主要包括病害、虫害、杂草等。 2.非生物胁迫的主要类型: (1)光照:影响植物叶绿素的合成;对类囊体膜造成损伤。 (2)CO2:CO2不足导致暗反应速率下降。 (3)温度:低温逆境和高温逆境,主要通过影响酶的活性和气孔开放程度来影响光合作用。 (4)水分:水分胁迫包括干旱和水淹两种情况。干旱时气孔关闭,影响CO2吸收而影响暗反应,进而影响光合作用;农作物被水淹时,根细胞进行无氧呼吸产生酒精,对细胞造成毒害。 (5)无机盐:①影响叶绿体中物质和结构的形成,如叶绿素(Mg2+);②盐胁迫影响根系吸水,进而影响气孔开放程度;③重金属盐会影响叶绿素的合成和光合作用有关酶的活性。 重难点(二)　光(CO2)补偿点、饱和点的移动规律分析 　　[例2]　(2025·广东六校联考)如图表示植物CO2吸收速率随光照强度变化的曲线,请分析并选出错误的一项 (　　) 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CO2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.若曲线图为阳生植物,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CO2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;阳生植物换为阴生植物后,光补偿点和光饱和点均降低,即B点、C点左移,D点向左下方移动,D正确。 [答案]　B |认|知|生|成|　光合作用影响曲线中关键点的移动 (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 自变量 B点(补偿点) C点(饱和点) 适当增大光照强度(或CO2浓度) 左移 右移 适当减小光照强度(或CO2浓度) 右移 左移 土壤缺Mg2+ 右移 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。 　　[思维建模]　巧记光合作用关键点的移动规律 　　口诀一　“条件好,两边跑;条件不好,中间跑” 　　即环境条件有利于光合作用进行时,B、C两点分别向左、右移动;环境条件不利于光合作用的进行时,B、C两点分别向右、左移动,如下图所示。 　　口诀二　“利大弊小画三角” 　　“利”和“弊”指对植物的光合作用是有利还是有弊,“利”指使植物的光合作用强度变大,则图中△BCD的面积变大,即B点左移,C点右移,D点右上移。反之,三角形的面积变小,B点右移,C点左移,D点左下移。 注意:口诀法适用于判断同一种植物净光合作用曲线图中补偿点和饱和点的移动。 研考向 题点(一)　光合作用的影响因素分析 1.(2025·全国二卷改编)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产生速率)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:选C　光照强度为a时,该植物总光合速率等于呼吸速率,即净光合速率为0,干重不会增加,A正确;光照强度从a逐渐增加到b时,该植物光合速率与呼吸速率差值逐渐增大,净光合速率逐渐增大,因此该植物生长速率逐渐增大,B正确;光照强度小于b时,光合速率主要受光照强度限制,提高大田CO2浓度,CO2固定速率不一定会增大,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。 2.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,得到的实验结果如图。请据图判断,下列叙述错误的是 (　　) 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~b时,曲线Ⅰ、Ⅱ光合作用强度随光照强度增强而增强 D.光照强度为a~c时,曲线Ⅰ、Ⅲ光合作用强度随光照强度增强而增强 解析:选D　光照强度为a时,影响曲线Ⅱ、Ⅲ光合作用强度的温度、光照强度相同,而CO2浓度不同,A正确;光照强度为b时,影响曲线Ⅰ、Ⅱ光合作用强度的CO2浓度和光照强度相同,而温度不同,B正确;在光照强度为a~b时,曲线Ⅰ、Ⅱ都未达到光饱和点,光合作用强度随光照强度增强而增强,C正确;光照强度在a~c时,存在曲线Ⅲ的光饱和点,达到光饱和点之后,随光照强度增加,曲线Ⅲ的光合作用强度保持不变,D错误。 题点(二)　光合作用在农业生产中的应用 3.我国劳动人民在漫长的历史进程中,积累了丰富的生产、生活经验,并在实践中应用。生产和生活中常采取的一些措施如下: ①低温储存,即果实、蔬菜等收获后在低温条件下存放 ②春化处理,即对某些作物萌发的种子或幼苗进行适度低温处理 ③风干储藏,即小麦、玉米等种子收获后经适当风干处理后储藏 ④光周期处理,即在作物生长的某一时期控制每天光照和黑暗的相对时长 ⑤合理密植,即栽种作物时做到密度适当,行距、株距合理 ⑥间作种植,即同一生长期内,在同一块土地上隔行种植两种高矮不同的作物 关于这些措施,下列说法合理的是 (　　) A.措施②④分别反映了低温和昼夜长短与作物开花的关系 B.措施③⑤的主要目的是降低有机物的消耗 C.措施②⑤⑥的主要目的是促进作物的光合作用 D.措施①③④的主要目的是降低作物或种子的呼吸作用强度　 解析:选A　措施②春化处理是为了促进花芽形成,反映了低温与作物开花的关系;措施④光周期处理,反映了昼夜长短与作物开花的关系,A正确。措施③风干储藏可以减少自由水,从而减弱细胞呼吸,降低有机物的消耗;措施⑤⑥合理密植、间作种植的主要目的是提高能量利用率,B、C错误。措施①③的主要目的是降低作物或种子的呼吸作用强度;措施④光周期处理,目的是促进或抑制植物开花,D错误。 4.(2025·浙江6月选考)叶用桑树是重要的经济树种,苜蓿是重要的豆科牧草。间作是在同一土地上按一定比例分行或分带种植两种或多种作物的种植模式。有学者研究桑树和苜蓿间作对生长和产量的影响,部分指标如表所示。 处理 最大净光 合速率 光补 偿点 光饱 和点 叶绿 素a/b 土壤脲 酶活性 粗蛋白 含量 总产量 单作 苜蓿 19.0 36.5 1 493 1.8/0.7 10.0 17.7 8 031 间作 苜蓿 15.6 24.1 1 260 2.1/0.9 13.2 21.5 9 914 单作 桑树 24.9 78.7 1 529 2.4/1.3 10.8 23.3 676 间作 桑树 30.0 109.6 1 758 3.2/1.3 14.4 26.3 923 注:光补偿点指当光合速率等于呼吸速率时的光强度。光饱和点指光合速率达到最大值时的光强度。表中测定指标的单位省略。 回答下列问题: (1)与单作相比,间作苜蓿的___________更低,表明间作苜蓿在较低的光照强度下就开始积累光合产物,同时叶绿素a和叶绿素b含量的提高有利于___________,但叶绿素a/b下降,说明间作苜蓿吸收的可见光中,不同___________发生改变。该研究中,若用定性滤纸通过纸层析___________(填“能”或“不能”)测定叶绿素a和叶绿素b的含量。间作桑树的光饱和点高于单作,表明间作环境下的桑树在___________条件下光合速率更高。桑树和苜蓿的高矮搭配,可促进单位土地面积的___________效率增加,提高产量和土地资源的利用。  (2)间作模式下,苜蓿根瘤菌的___________作用可为桑树提供氮素营养。同时,间作系统中桑树和苜蓿根际土壤中___________产生的脲酶活性提高,从而为植物提供了更多的___________。因此,除了总产量提高,___________含量也有所增加,从而进一步提升了牧草和桑叶的品质。  解析:(1)光补偿点指光合速率等于呼吸速率时的光强度,与单作相比,间作苜蓿的光补偿点更低,意味着间作苜蓿在较低光照强度下光合速率就能大于呼吸速率,开始积累光合产物。叶绿素a和叶绿素b的含量提高有利于光能的吸收。叶绿素a和叶绿素b对不同波长的光吸收有差异,则叶绿素a/b下降,说明间作苜蓿吸收的可见光中,不同波长光的比例发生改变。纸层析法只能将叶绿体中的色素进行分离,不能测定叶绿素a和叶绿素b的含量。光饱和点指光合速率达到最大值时的光强度,间作桑树的光饱和点高于单作,表明间作环境下的桑树在较强光照条件下光合速率更高。桑树和苜蓿高矮搭配,能充分利用不同层次的光照,可促进单位土地面积的光的利用效率。 (2)苜蓿根瘤菌具有固氮作用,能将空气中的氮气转化为含氮化合物,故间作模式下,苜蓿根瘤菌可为桑树提供氮素营养。土壤中的微生物可以产生脲酶,间作系统中桑树和苜蓿根际土壤中微生物产生的脲酶活性提高。脲酶能催化尿素分解产生NH3,从而为植物提供了更多氮素。由于氮素营养增加,除了总产量提高,粗蛋白含量也有所增加,从而进一步提升了牧草和桑叶的品质。 答案:(1)光补偿点　光能的吸收　波长光的比例　不能　强光　光的利用　 (2)固氮　微生物　氨(氮)　粗蛋白 $