2027届高三生物一轮复习课件 第13讲 光合作用的影响因素及应用

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，覆盖实验探究、内外因素分析、光合与呼吸综合、C3/C4/CAM植物等核心考点，对接高考评价体系，通过2024全国甲卷等真题分析考点权重，归纳实验设计、曲线解读、长句作答等常考题型，体现备考针对性。 课件亮点在于“探究实践+科学思维”的备考策略，如实验中通过叶片沉浮法分析光照强度对光合的影响，结合曲线模型解读补偿点移动规律，培养学生结构与功能观、物质与能量观。特设高考真题即时训练和长句答题模板，帮助学生掌握得分技巧，教师可据此高效开展专题复习。

第13讲 光合作用的影响因素及应用 >>>2027届生物学一轮复习 考点1 探究环境因素对光合作用强度的影响 课本P105 一、光合作用强度的表示方法 糖类 消耗量 生成量 植物在进行光合作用的同时，还进行呼吸作用。 实际测量到的光合作用指标是净光合作用速率，称为表观光合速率。 总光合速率=净光合速率+呼吸速率 CO2 O2 是光合作用反应强弱的指标（即光合作用速率，是化学中的一种反应速率） 考点1 探究环境因素对光合作用强度的影响 二、实验原理 1.叶片含有气体，上浮 抽气 叶片下沉 光合作用 产生O2 充满细胞间隙，叶片上浮。 2.通过LED台灯与烧杯之间的距离调节光照强度。 3.光照强度不同，则光反应产生O2的速率不同，叶片上浮的时间也不同。 考点1 探究环境因素对光合作用强度的影响 三、实验步骤及操作要点 实验步骤 操作要点 ①制备圆形小叶片 取生长旺盛的绿叶，用直径为0.6 cm的打孔器打出圆形小叶片30片(避开大的叶脉) ②排出细胞间隙中的气体 a.将圆形小叶片和适量清水置于注射器，排出注射器内的空气； b.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。重复几次，直到圆形小叶片全部沉到水底 ③分装圆形小叶片 a.将上述处理过的圆形小叶片放入黑暗处盛有清水的烧杯中待用； b.向3只小烧杯分别倒入富含CO2的清水； c.将待用圆形小叶片各10片分别放入3只小烧杯中 可添加NaHCO3提供CO2 考点1 探究环境因素对光合作用强度的影响 三、实验步骤及操作要点 实验步骤 操作要点 ④给予不同的光照强度 分别取离LED台灯10 cm、20 cm、30 cm(对应编号为1、2、3)的位置，把3个烧杯分别放在这3个位置上，打开台灯 ⑤观察并记录 观测并记录同一时间内各装置中圆形小叶片浮起的数量 吸收光的热量 四、实验结论 在一定范围内，随着光照强度不断增强，光合作用强度也不断增强。 考点1 探究环境因素对光合作用强度的影响 六、实验分析 细胞生理状态处于图______时，叶片会浮起来。 4 只进行细胞呼吸 细胞呼吸 ＞光合作用 细胞呼吸 ＝光合作用 细胞呼吸 ＜光合作用 即时训练 1.使用打孔器打出圆形小叶片若干个，向装满水的注射器中加入圆形小叶重复抽拉以排出叶片中气体。将圆形叶片随机分组后放入清水中，分别放置不同距离的光源，记录、统计每组圆形小叶浮起水面所需时间均值。关于本实验的说法中，错误的是（ ） A．小叶浮起的原因是由于光合作用产生O2所致 B．距离光源越远的组小叶浮起所需时间越长 C．使用苏打水代替清水后，小叶浮起所需时间变短 D．水温越高小叶浮起所需时间越来越短 D 即时训练 2.某生物社团利用金鱼藻进行光合作用相关实验，实验装置如下图。下列叙述错误的是 ( ) A．该装置可用于探究CO2浓度和光质对金鱼藻光合作用的影响 B．去掉单色滤光片后短时间内金鱼藻叶绿体基质中C3含量降低 C．利用氧气传感器测到的O2浓度变化量可表示金鱼藻总光合速率 D．该装置测得的O2释放速率会随时间推移逐渐减小至0 C CO2+H2O (CH2O) + O2 光能 叶绿体 (色素、酶） (光照强度、光质、光照时间) 原料 动力 结构 (病虫害、矿质元素等) 条件 (温度、矿质元素等) 产物 (CO2 浓度、气孔导度、水分供应) (运输途径) 考点2 光合作用的影响因素及应用 光合速率下降的原因分析： 长句作答 因素发生什么变化→影响光/暗反应的哪个过程→光合速率下降 (1)叶片变黄→ (2)缺Mg→ (3)气孔导度/胞间CO2浓度下降→ (5)干旱缺水→ (6)施加脱落酸→ 缺乏叶绿素，植物吸收光能的光反应减弱，光合速率下降 叶绿素的合成需要Mg，缺Mg影响植物吸收光能，光合速率下降 影响暗反应CO2的固定，光合速率下降 缺水导致气孔关闭，影响暗反应CO2的固定，光合速率下降 脱落酸会使气孔关闭，影响暗反应CO2的固定，光合速率下降 有机物积累减少的原因分析： ①xx使呼吸作用增强，消耗更多的有机物； ②xx使暗反应合成有机物速率降低 1.干旱胁迫导致马铃薯产量下降，研究团队发现增施有机肥能显著增加马铃薯产量，从影响光合作用因素的角度分析，其原因是________________ ________________________________________。 2.锌是无花果生长发育必需的元素，科研人员选用生长状态完全一致的同种无花果幼苗，在正常供锌（对照）和缺锌条件下培养40天，培养期间环境变量均适宜且一致，测定叶片相关生理指标如下表。回答下列问题： 即时训练 有机肥被微生物 分解可以为光合作用提供CO2和无机盐 (1)据表分析，缺锌导致菠菜净光合速率下降可能原因：___________ _______________________________ ___________________________。 (2)据表分析光合速率下降的主要原因是不是气孔关闭引起，理由是？ 气孔导度下降 CO2供应不足影响暗反应；叶绿素含量下降，影响光能的吸收 不是，与对照组相比，缺锌组的气孔导度下降，胞间CO2浓度却高于对照组 3.不当施肥、人为踩踏、大型农业机械碾压等因素均会导致土壤结构破坏，如土壤紧实等。为研究土壤紧实对植物生长发育的影响，研究人员分别用压实的土壤（压实组）和未压实的土壤（疏松组）种植黄瓜，得到黄瓜根系中苹果酸和酒精含量数据如表。 即时训练 回答下面问题： 相较于疏松组，压实组黄瓜有机物积累减少，生长缓慢，其原因是： ①压实组为满足根系细胞的能量需求，消耗的有机物总量更___（填“多”或“少”），判断理由是_________________________________________；②压实组根吸收水分的能力减弱，叶片气孔_________，光合作用_____阶段首先受抑制，有机物合成减少。 多 压实组无氧呼吸强，但无氧呼吸释放的能量少 开度减小 暗反应 考点2 光合作用的影响因素及应用 一、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。 光饱和点是指光合速率不再随光照强度的增加而上升时的光照强度。 光补偿点是指光合作用速率等于呼吸作用速率时的光照强度‌，此时植物净光合速率为零。 如左图B点和B’点对应的光照强度 如左图A点和A’点对应的光照强度 如图： 光饱和点：阳生植物______阴生植物。 光补偿点：阳生植物______阴生植物。 ＞ ＞ 应用：间作套种 考点2 光合作用的影响因素及应用 一、内部因素 2.植物叶片的叶龄、叶绿素含量及酶 考点2 光合作用的影响因素及应用 二、影响光合作用的环境因素 1.光照——光质、光照强度 春天某植物叶片呈深绿色，如果遇到连续阴雨天气最好选择相同光照强度下的 __________(选填“白光”或“红光”或“绿光”)补充光照，但种植大棚作物选用__________(选填“无色透明”或“红色”或“绿色”)颜色的薄膜。 (1)光质 红光 无色透明 ①光合色素对不同波长的光的吸收能力不同； ②红光有利于糖类的合成，蓝光能加速蛋白质的合成； ③叶绿体中的色素只吸收可见光，不吸收红外光和紫外光等，但远红光可以作为光信号被光敏色素接收，间接影响光合产物的分配。 考点2 光合作用的影响因素及应用 二、影响光合作用的环境因素 1.光照——光质、光照强度 (2)光照强度 光反应 细胞呼吸 = ＞ 增大光照强度 净光合速率大于0时，植物才能正常生长。 思考：当整株植株的光合速率=呼吸速率时，叶肉细胞的光合_____呼吸。 ＞ 考点2 光合作用的影响因素及应用 二、影响光合作用的环境因素 2.CO2浓度 暗反应 CO2的补偿点 CO2的饱和点 有机肥 考点2 光合作用的影响因素及应用 二、影响光合作用的环境因素 3.温度 增大 酶的活性 降低 考点2 光合作用的影响因素及应用 二、影响光合作用的环境因素 4.水分和矿质元素 介质 下降 叶绿素 考点2 光合作用的影响因素及应用 二、影响光合作用的环境因素 5.多因子对光合速率的影响 考点2 光合作用的影响因素及应用 三、光合作用与细胞呼吸曲线中的“关键点”移动 1.细胞呼吸对应点(A点)的移动：细胞呼吸增强，A点___移；细胞呼吸减弱，A点____移。 ②细胞呼吸速率基本不变，相关条件的改变使光合速率下降时，CO2(或光)补偿点应_____移，反之______移。 下 上 右 左 2.补偿点(B点)的移动: ①细胞呼吸速率增加，其他条件不变时，CO2(或光)补偿点应_____移，反之_____移。 右 左 3.饱和点(C点)和D点的移动：相关条件的改变(如增大光照强度或增大CO2浓度)使光合速率增大时，C点____移，D点___移的同时____移；反之，移动方向相反。 右 上 右 即时训练 1.将某植物置于密闭的容器中，测量其单位时间内CO2的吸收量与光照强度、温度等的关系，结果如图所示。下列相关叙述，正确的是(　　) A．与17 ℃相比，22 ℃条件下呼吸速率更大 B．当植物缺镁时，B点向左移，E点向左下方移 C．植物在C、D两点时光合作用合成有机物的量相同 D．限制E点光合速率的主要因素是光照强度和温度 A 考点2 光合作用的影响因素及应用 四、不同条件下一昼夜光合速率的变化分析 1.自然环境中，绿色植物一昼夜CO2吸收与释放速率曲线分析 (1)____点开始进行光合作用； (2)_______点光合速率等于呼吸速率； (3)_____点开始积累有机物，______点积累的有机物量最大。 (4)一昼夜有机物积累量为__________。 b面积 c面积 a面积 C D、F D F b-a-c 光合午休，部分气孔关闭 考点2 光合作用的影响因素及应用 四、不同条件下一昼夜光合速率的变化分析 2.密闭环境中，绿色植物一昼夜CO2浓度变化曲线分析 (1)___________段光合速率＜呼吸速率； (2)___________段光合速率＞呼吸速率； (2)_______点光合速率=呼吸速率； (3)_____点积累的有机物量最大； (4)E点高于____点时，经过一昼夜有机物总量减少。 AB和DE BD B、D D A 即时训练 1.下图是研究水稻在晴朗的夏季光合作用与细胞呼吸两种变化曲线。据图分析，下列叙述错误的是（ ） A．图1的G点、图2的I’点，此时光照强度降为0，光合作用停止，净光合速率为0 B．影响图1的B点、图2的B’C’段变化的原因是温度降低，细胞呼吸减弱，CO2释放量减少 C．图2中与18：00相比，12：00时C3的合成速率较快 D．图1的D、F点相当于图2的D’、H’点，此时NADPH会从类囊体薄膜向叶绿体基质移动 C 考点3 光合作用和细胞呼吸的综合 一、光合作用与呼吸作用过程及物质和能量的联系 1.物质方面 思考：给植物提供含有18O标记的O2，一段时间后能在糖类中检测到18O的存在，请你说明理由： 暗反应 有氧Ⅱ 光反应 有氧Ⅲ 光反应 暗反应 有氧Ⅰ、Ⅱ 有氧Ⅲ 有氧Ⅱ 暗反应 思路：O2 → H2O → CO2 → (CH2O) 有氧Ⅲ 有氧Ⅱ 暗反应 18O2参与有氧呼吸第三阶段，可形成H218O；H218O参与有氧呼吸第二阶段，可形成C18O2;C18O2参与光合作用暗反应阶段，可形成含有18O的糖类。 考点3 光合作用和细胞呼吸的综合 2.能量方面 光反应 有氧呼吸 暗反应 热能 一、光合作用与呼吸作用过程及物质和能量的联系 考点3 光合作用和细胞呼吸的综合 一、光合作用与呼吸作用过程及物质和能量的联系 光反应 暗反应 有氧Ⅰ 有氧Ⅱ 有氧Ⅲ O2 ADP ATP NADPH CO2 C5 C3 CO2 O2 3.联系图 即时训练 1.如下表示叶肉细胞内光合作用、细胞呼吸过程中O的转移过程。下列说法正确的是（ ） A.过程①②④都有ATP生成 B.过程③⑤都有[H]生成 C.过程①②⑤都需在生物膜上进行 D.过程②③可相互提供物质 D 即时训练 2.下图数字表示叶肉细胞在光照条件下的部分反应过程。下列叙述正确的是 （ ） A．①过程生成的C3是丙酮酸或乳酸 B．②过程需要NADP＋和ATP的参与 C．②和③过程发生场所分别是叶绿体基质、线粒体基质 D．若③和④反应速率相等，植株经过一昼夜不会积累有机物 D 考点3 光合作用和细胞呼吸的综合 二、总光合速率、净光合速率和细胞呼吸速率 图中B点对整个植株而言，光合速率＝呼吸速率，但对于叶肉细胞来说，光合速率＞呼吸速率。 1.真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率 考点3 光合作用和细胞呼吸的综合 二、总光合速率、净光合速率和细胞呼吸速率 项目 表示方法 测定方法 呼吸速率 净光合速率 (表观光合速率) 单位时间O2的释放量、 单位时间CO2的吸收量、 单位时间有机物的积累量 真正光合速率 (总光合速率) 单位时间O2的产生量、 单位时间CO2的固定量、 单位时间有机物的制造量 单位时间CO2的释放量、 单位时间O2的吸收量、 单位时间有机物的消耗量 光照下测定植物单位时间内 CO2吸收量或O2释放量 不能直接测得 黑暗下测定植物单位时间内 CO2释放量或O2吸收量 2.表示方法及测定方法 即时训练 1.(2024·全国甲卷)在自然条件下，某植物叶片光合速率和呼吸速率随温度变化的趋势如图所示。回答下列问题： (1)该植物叶片在温度a和c时的光合速率相等，叶片有机物积累速率______ (填“相等”或“不相等”)，原因是_________________________________ ____________________。 (2) 在温度d时，该植物体的干重会减少，原因是____________________。 不相等 自然条件下，该植物叶片在温度a和c 时的呼吸速率不相等 温度d时，叶片的光合速率与呼吸速率相等，但植物的根部等细胞不进行光合作用，仍通过细胞呼吸消耗有机物，导致植物体的干重减少 即时训练 1.(2024·全国甲卷)在自然条件下，某植物叶片光合速率和呼吸速率随温度变化的趋势如图所示。回答下列问题： (3)温度超过b时，该植物由于暗反应速率降低导致光合速率降低。暗反应速率降低的原因可能是____________________________________________ _____________________________________________________________。 (4)通常情况下，为了最大程度地获得光合产物，农作物在温室栽培过程中，白天温室的温度应控制在________________________最大时的温度。 温度过高，导致部分气孔关闭，CO2供应不足， 暗反应速率降低；温度过高，导致酶的活性降低，使暗反应速率降低 光合速率和呼吸速率差值 考点4 光呼吸、C3、C4植物和CAM植 一、光呼吸 ①内因：Rubisco [rʌ'bɪskoʊ‌]是一种兼性酶，具有催化羧化反应(C5＋CO2→2C3)和加氧反应(C5＋O2→C3＋C2)两种功能。 1.光呼吸产生的原因及意义 ②外因：高O2、低CO2环境下，光呼吸会明显加强，而提高CO2浓度可明显抑制光呼吸。 意义：光呼吸会消耗有机物，但强光下，植物会积累ATP和NADPH，而光呼吸会消耗光反应过程中积累的ATP和NADPH，从而减轻对叶绿体的伤害。 考点4 光呼吸、C3、C4植物和CAM植 一、光呼吸 2.光呼吸与一般有氧呼吸的比较 项目 光呼吸 一般有氧呼吸 与光的关系 只在光下进行 光下、黑暗中都可进行 反应条件 光照、高O2低CO2 — 底物 C5和O2 通常是葡萄糖、H2O和O2 产物 CO2 CO2和水 发生部位 叶绿体、过氧化物酶体、线粒体 细胞质基质、线粒体 考点4 光呼吸、C3、C4植物和CAM植 二、C3和C4植物 玉米等C4植物体内有PEPC(PEP羧化酶)，能利用低浓度的CO2。 干旱条件下，气孔部分关闭，叶片内CO2浓度低，PEPC(PEP羧化酶)可以固定低浓度的CO2形成C4。 据图分析，玉米植株能固定二氧化碳的场所是____________________________。 叶肉细胞的细胞质基质、维管束鞘细胞的叶绿体 C3途径 C4途径 无类囊体，有Rubisco 有类囊体，无Rubisco 考点4 光呼吸、C3、C4植物和CAM植 三、CAM植物(景天科植物) 仙人掌、菠萝和许多肉质植物 景天科植物一般夜间气孔开放，吸收并固定CO2 ，形成以苹果酸为主的有机酸，贮存于液泡中。白天为了减少水分散失，会关闭气孔，利用夜晚合成的苹果酸产生CO2进行光合作用。 分析物质变化： 淀粉 苹果酸 液泡pH 夜晚 白天 减少 增加 增加 减少 下降 升高 即时训练 1.景天科植物(如景天、落地生根)的叶子有一个很特殊的CO2同化方式：夜间气孔开放，吸收的CO2生成苹果酸(一种有机酸)储存在液泡中，白天气孔关闭，液泡中的苹果酸经脱羧作用释放CO2用于光合作用，其部分代谢途径如图所示。下列有关分析错误的是 （ ） A．景天科植物白天进行光反应，夜晚进行暗反应 B．由景天科植物特殊的CO2同化方式推测其可能生活在高温干旱地区 C．如果白天适当提高CO2浓度，景天科植物的光合作用速率基本不变 D．白天景天科植物叶肉细胞内苹果酸和葡萄糖的含量变化趋势可能相反 A 即时训练 2.甘蔗、玉米是常见的C4植物，C4植物的叶片具有特殊的花环结构，其叶肉细胞中的叶绿体有类囊体但没有Rubisco，而维管束鞘细胞中的叶绿体没有类囊体但有Rubisco。C4植物的光合作用过程如图所示。已知PEP羧化酶对CO2的亲和力远高于Rubisco，下列叙述错误的是（ ） A.维管束鞘细胞可以通过卡尔文循环制造糖类 B.叶肉细胞可以通过光反应产生ATP和NADPH C.甘蔗、玉米等C4植物具有较低的CO2补偿点 D.甘蔗、玉米等C4植物具有明显的“光合午休”现象 D 即时训练 3.研究发现，R酶属于双功能酶，催化反应的方向取决于CO2和O2相对浓度的高低。光照条件下，当CO2浓度相对较高时，该酶催化C5与CO2反应，进行光合作用；当O2浓度相对较高时，该酶催化C5与O2反应，释放CO2，该过程称为光呼吸，反应机理如图。下列说法错误的是（ ） A.R酶既能与CO2结合也能与O2结合，说明该酶不具有专一性 B.夏季晴朗的中午出现“光合午休”时，植物光呼吸的强度会有所增强 C.光呼吸与有氧呼吸相似，都能消耗O2产生CO2 D.光呼吸的结果会导致光呼吸减弱，该过程体现了负反馈调节 A 即时训练 4.相较于C3植物，玉米等C4植物能利用更低浓度CO2，从酶的角度分析原因可能是？ PEP羧化酶对CO2的亲和度更高(或PEP羧化酶固定CO2的效率较高) 5.干旱会导致气孔开度减小，研究发现在同等程度干旱条件下，C4植物比C3植物生长得好。从两种植物CO2补偿点的角度分析，可能的原因是？ C4植物的CO2补偿点低于C3植物，C4植物能够利用较低浓度的CO2 6.景天科植物在夜晚不能进行卡尔文循环的原因是? 缺乏光反应的产物ATP和NADPH >>>2027届生物学一轮复习 C4：异地聚力，协同致胜。 CAM：夜里储碳，白天回甘。 $