2027届高三生物人教版一轮复习课件第11讲 影响光合作用的因素及应用

第11讲　影响光合作用的因素 及应用 SHENG WU XUE 体系构建·思维领航 光照强度 （酶的活性）温度 二氧化碳浓度 水 光合作用 捕获光能的色素 叶绿体 原理 影响因素 提取：无水乙醇 分离：层析液 叶绿素：占3/4 种类 类胡萝卜素：占1/4 两层膜 基粒：类囊体堆叠而成 叶绿体基质：含有与暗反应有关的酶 光反应 暗反应 场所：叶绿体类囊体薄膜 过程 水的光解 ATP的合成 NADPH的合成 场所：叶绿体基质 CO2的固定 过程 C3的还原 内因 遗传属性决定 外因 内因： 外因： 水分—应用：合理灌溉 矿质元素—应用：合理施肥 温度—影响酶的活性应用：适时播种、昼夜温差大“午休” CO2浓度—升高CO2的浓度：通风、混养、使用农家肥、加干冰…… 光质（光的颜色） 光照 光照时间： （应用：延长光照时间：一年两/三熟） 光合面积（叶面积指数）（应用：合理密植、间苗、剪枝；适当升高 光强度，间作套种（提高光能的利用率） 不同植物光合作用不同； 不同部位（叶）光合作用不同； 不同叶龄的叶光合作用不同。 （应用：大棚种植用红光或 蓝紫光的灯管补光；无色透明的薄膜） 光合作用 影响因素 考点一 细胞的多样性和统一性 考点一　探究环境因素对光合作用强度的影响 基础·精细梳理 01 02 影响光合作用的因素及应用 探究环境因素对光合作用强度的影响 考点 考点分类 命题规律 2026 2025 2024 考点01 探究环境因素对光合作用强度的影响 － 2025·安徽卷 2024·北京卷 考点02 影响光合作用的因素及其应用 2026·江西卷 2026·安徽卷 2026·湖北卷 2025·江西卷 2025·湖南卷 2025·广东卷 2024·湖北卷　 2024·安徽卷 命题规律·考情解读 考情・靶向定位 对标素养，研判高考命题趋势 考情・靶向定位 考情分析 1．从命题题型与内容看，高考对光合作用的考查融合选择题与非选择题，侧重基础知识迁移、综合分析能力与实验设计能力，选择题：聚焦概念辨析（如光系统与光反应场所、C3/C5变化规律、总反应式配平）与图像分析（如曲线拐点分析、柱状图数据解读）； ；非选择题：依托生命情境（如设施农业增产措施、不同植物光合特性比较、生态修复中的光合适应）；考查光合速率的测定与分析、环境因素对光合速率的影响机制及科学探究能力。 2．核心覆盖：影响光合作用的环境因素（光照、CO2、温度、水分、矿质元素等）；光合作用原理的应用（农业生产实践：大棚种植、作物育种、光合午休的应对等）。 课标要求 明确目标 1.通过探究环境因素对光合作用强度的影响实验，培养学生实验设计和分析能力。（科学探究） 2.分析影响光合作用因素的曲线模型，理解环境因素对光合作用的影响。(科学思维) 3. 应用影响光合作用的环境因素知识，指导农业生产提高作物产量的措施（如合理密植、轮作、补充光照或CO₂等），关注粮食安全与生态农业。。(社会责任) 考点一 探究环境因素 对光合作用强度的影响 基础·精细梳理 典例·精心深研 用一定时间内______________________________的量来定量表示。 一、光合作用强度 指植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。（即光合作用速率）。 1.概念: 2.表示方法: 单位时间内 制造有机物的量 CO2的消耗量（固定量） O2的产生量 O2 O2 （可以测得） CO2 （可以测得） CO2 原料消耗(或产物生成) 光合作用产生的O2= 光合作用消耗的CO2= 从空气中吸收的O2 +呼吸作用产生的O2 释放到空气中的O2 +呼吸作用消耗的O2 思考：能直接测量出植物的总光合作用强度吗 直接关系农作物的产量，研究影响光合作用强度的环境因素很有现实意义。 总光合作用 = 净光合作用 + 呼吸作用 实际测量到的光合作用指标是净光合作用速率（表观光合速率） 考点一 细胞的多样性和统一性 考点一　探究环境因素对光合作用强度的影响 基础·精细梳理 二、探究环境因素对光合作用强度的影响 1.实验原理 （1）叶片含有空气，上浮 叶片下沉 抽气 光合作用 产生O2 O2充满细胞间隙， 叶片上浮 （2）根据单位时间小圆形叶片浮起的数量的多少，探究光照强度与光合作用强度的关系。 2.实验变量分析 光源与烧杯的距离 叶片浮起 叶片大小、溶液的量 考点一 细胞的多样性和统一性 考点一　探究环境因素对光合作用强度的影响 基础·精细梳理 二、探究环境因素对光合作用强度的影响 3.实验流程 ①取材 取生长旺盛的绿叶，用直径为1cm的打孔器打出圆形小叶片30片，打孔时避开大叶脉。 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，使圆形小叶片内的空气逸出。 ③沉水 将处理过圆形小叶片放入黑暗处盛有清水的烧杯中待用。处理过的叶片因细胞间隙充满水，全部沉到水底。 考点一 细胞的多样性和统一性 考点一　探究环境因素对光合作用强度的影响 基础·精细梳理 二、探究环境因素对光合作用强度的影响 3.实验流程 ④分组 取3只小烧杯，分别倒入20 mL富含CO2的清水（可换成NaHCO3溶液或CO2缓冲液）。 ⑤光照 ⑥观察并记录 向3只小烧杯中各放入10片圆形小叶片，然后分别对这3个实验装置进行强中弱三种光照。 同一时间段内各装置中圆形小叶片浮起的数量 考点一 细胞的多样性和统一性 考点一　探究环境因素对光合作用强度的影响 基础·精细梳理 4.实验结果 5.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。 二、探究环境因素对光合作用强度的影响 考点一 细胞的多样性和统一性 考点一　探究环境因素对光合作用强度的影响 基础·精细梳理 二、探究环境因素对光合作用强度的影响 6.注意事项 (1)叶片上浮的原因是： (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。 (3)为确保溶液中CO2含量充足，圆形小叶片可以放入 溶液中。 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。 大的叶脉 NaHCO3 考点一 细胞的多样性和统一性 考点一　探究环境因素对光合作用强度的影响 基础·精细梳理 灯会产生热量，距离越近，热量越集中，从而影响装置溶液的温度，请提出改进措施 实验改进 在台灯和盛有圆形小叶片的烧杯之间放一盛水的玻璃柱，该玻璃柱可以吸收灯光的热量，避免光照对烧杯内水温产生影响 考点一 细胞的多样性和统一性 考点一　探究环境因素对光合作用强度的影响 基础·精细梳理 例1.（2024·北京卷，T4）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 ，可采取的做法是( )。 A A.增加叶片周围环境浓度 B.将叶片置于 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 考点一 细胞的多样性和统一性 典例·精心深研 考点一　探究环境因素对光合作用强度的影响 考点二　 影响光合作用的因素及应用 基础·精细梳理 疑难·精准突破 典例·精心深研 影响光合作用的因素 CO2+H2O （CH2O)+O2 光能 叶绿体 △原料： 产物： △能量： △场所： CO2 、H2O 气孔开闭 有机物积累，不利于光合作用 光照时间、光照强度、 光的成分（光质） 叶绿体（色素、酶） 温度 N、Mg 【思考】叶片的有机物输出越多，其光合速率 。 若将一株植物的果实去除，则去除的果实越多，光合速率如何变化，为什么？ 越快 去除的果实越多，光合产物无法输出，光合速率越慢 考点一 细胞的多样性和统一性 考点二　影响光合作用的因素及应用 基础·精细梳理 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 阴生植物呼吸作用较弱，对光的利用能力也不强 考点一 细胞的多样性和统一性 考点二　影响光合作用的因素及应用 基础·精细梳理 一、内部因素 2.叶龄、叶绿素含量及酶 活性 性 活 考点一 细胞的多样性和统一性 考点二　影响光合作用的因素及应用 基础·精细梳理 3.叶面积指数 叶片总面积/土地总面积 不再增加 合理密植 考点一 细胞的多样性和统一性 考点二　影响光合作用的因素及应用 基础·精细梳理 1.光照强度 单位面积上所接受可见光的能量，单位勒克斯（Lx） 原理：光照强度通过影响植物的光反应，制约NADPH 和ATP的产生，进而影响暗反应。 二、外界因素（单因子变量） 考点一 细胞的多样性和统一性 考点二　影响光合作用的因素及应用 基础·精细梳理 1.光照强度 二、外界因素（单因子变量） 曲线分析 呼吸速率 净光合速率 总（真）光合速率 A点：只进行 ，CO2释放量表明此时的 。 AB段： 。 B点：光补偿点， 。 BC段： 。 C点对应的横坐标：光饱和点，增加光照强度，光合作用强度 。 呼吸作用强度 光合作用<呼吸作用 光合作用 =呼吸作用 细胞呼吸 光合作用>呼吸作用 不再增加 C点之后： 、 、 等 C点之前限制光合作用的因素是 。 光照强度 CO2浓度 温度 色素和酶含量 考点一 细胞的多样性和统一性 考点二　影响光合作用的因素及应用 基础·精细梳理 1.光照强度 二、外界因素（单因子变量） 以下叶肉细胞气体交换图对应左图的哪点或哪段？ A点：只呼吸不光合 AB段：呼吸＞光合 BC段：光合＞呼吸 B点：光合=呼吸 考点一 细胞的多样性和统一性 考点二　影响光合作用的因素及应用 基础·精细梳理 思考1：（植物体）在B点时，那么它的叶肉细胞的光合作用强度 呼吸作用强度。（大于、等于、小于） 大于 总结： （1）叶绿体吸收CO2的速率是总光合速率，叶肉细胞和植物体吸收CO2的速率是净光合速率。 （2）当植物体的V光合=V呼吸时，则叶肉细胞V光合>V呼吸。 1.光照强度 二、外界因素（单因子变量） 考点一 细胞的多样性和统一性 考点二　影响光合作用的因素及应用 基础·精细梳理 思考2：在图甲中,呼吸作用消耗有机物的量可表示为　 　　,净光合作用量可表示为 ，光合作用产生有机物的量可表示为　　 　。(用S1、S2、S3和数学符号表示)  S1+S2 S3+S2 S3-S1 1.光照强度 二、外界因素（单因子变量） 考点一 细胞的多样性和统一性 考点二　影响光合作用的因素及应用 基础·精细梳理 1.光照强度 二、外界因素（单因子变量） 应用 ①大棚种植阴雨天应补充光照，把光强控制在光饱和点，至少要在光补偿点之上。 ②阴生植物的光补偿点和光饱和点都较低农业生产上一般间作。 间作的优势：提高 ，充分利用不同层次土壤内的水分、养分、阳光、空间等 ③通过套作，延长光合作用时间。 套作：在同一块田地上，在前季作物的生育后期，在其株行间播种或移栽后季作物的种植方式。 光能利用率 注意：延长光照时间，不能提高光合作用强度，但能增加光合产物。 考点一 细胞的多样性和统一性 考点二　影响光合作用的因素及应用 基础·精细梳理 例.结合下图分析并回答问题： C点时两者光合作用速率__________(填“相等”“不 相等”或“不一定相等”)，理由：_______________ _____________。 不一定相等 两者的呼吸速率 不一定相等 考点一 细胞的多样性和统一性 疑难·精准突破 考点二　影响光合作用的因素及应用 2.CO2浓度 原理：CO2浓度主要影响暗反应阶段，制约C3的形成 （3）C点：CO2补偿点 光合作用速率=细胞呼吸速率 （2）B点 ：进行光合作用所需CO2的最低浓度。 （1）AB：只进行细胞呼吸。 （4）D点：CO2饱和点， E点后限制因素为 、酶的数量和活性等 二、外界因素（单因子变量） 曲线分析： 光照强度和温度 考点一 细胞的多样性和统一性 考点二　影响光合作用的因素及应用 基础·精细梳理 应用： .大田中增加空气流动，以增加CO2浓度，如农业上“正其行通其风”； .温室中使用CO2生成器可增施有机肥或农家肥。 2.CO2浓度 二、外界因素（单因子变量） 例：在温室大棚生产中，大棚内多施农家肥有利于提高作物的产量，原因是______________________________________________________________________________________________。 农家肥中的有机物被微生物分解产生无机盐和CO2，CO2和无机盐被作物利用，提高大棚作物的产量 考点一 细胞的多样性和统一性 考点二　影响光合作用的因素及应用 基础·精细梳理 图1中___点表示补偿点，即光合速率等于呼吸速率时的 浓度，图2中点表示进行光合作用所需的______浓度。B点和点对应的 浓度都表示 ________。 A 最低 饱和点 2.CO2浓度 考点一 细胞的多样性和统一性 考点二　影响光合作用的因素及应用 基础·精细梳理 拓展1：“关键点”移动 1.光照强度降低： ①OA为细胞的呼吸速率，不受光照影响，______。 ②B点：CO2补偿点。光合＝呼吸。降低光照强度，使光合 呼吸。想再次使光合＝呼吸，可以 CO2浓度。B向 。 A不动 ＜ 增加 右移 ③C点：CO2饱和点。降低光照强度，光反应产生的ATP和NADPH减少，导致植物对 的利用能力降低，达到CO2饱和点时对应的的CO2浓度会降低。C向 。 ④D点为最大光合速率。降低光照强度，光合作用速率降低，D下移。 CO2 左移 考点一 细胞的多样性和统一性 疑难·精准突破 考点二　影响光合作用的因素及应用 拓展1：“关键点”移动 光照强度或CO2浓度改变→B点与C点的变化：   B点(补偿点) C点(饱和点) 适当增大CO2浓度(光照强度) 适当减小CO2浓度(光照强度) 土壤缺Mg2＋ （细胞呼吸速率几乎不受影响） 光合速率下降 左移 右移 左移 左移 右移 右移 考点一 细胞的多样性和统一性 疑难·精准突破 考点二　影响光合作用的因素及应用 拓展1：“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_______，细胞呼吸减弱，A点_______。 (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 ，反之 。 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_______，反之_______。 下移　 上移　 右移 左移 右移 左移 (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 ，D点 ；反之，移动方向相反。 右移 上移的同时右移 考点一 细胞的多样性和统一性 考点二　影响光合作用的因素及应用 基础·精细梳理 例.(2025·湖南湘楚名校联考)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，光合作用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 考点一 细胞的多样性和统一性 典例·精心深研 考点二　影响光合作用的因素及应用 （与呼吸作用酶相比，光合作用相关酶对温度更为敏感） 3.温度 二、外界因素（单因子变量） 酶的活性 最适温度下植物光合作用最大，温度过高时,植物__________，光合速率会减弱。 气孔关闭 考点一 细胞的多样性和统一性 考点二　影响光合作用的因素及应用 基础·精细梳理 应用： 根据作物的需水规律， ； 预防干旱（加地膜）。 原理：①水分作为植物光合作用的 ： ②水分可影响 ，影响CO2进入植物体内，从而间接影响光合作用（暗反应）。 原料 合理灌溉 气孔的开闭(气孔导度) [扩展]缺水时，叶片中的淀粉水解减弱，糖类堆积，光合产物输出减慢，会抑制光合作用。 二、外界因素（单因子变量） 4.水分 “午休”现象 DE段光合作用强度不断减弱的主要原因是 ______________________________________________________，导致光合作用的 受阻，从而影响光合作用。 温度过高，蒸腾作用过强导致气孔部分关闭，CO2吸收量减少 CO2的固定 考点一 细胞的多样性和统一性 考点二　影响光合作用的因素及应用 基础·精细梳理 5.矿质元素 是参与光合作用的许多重要化合物的组成成分。 N：光合酶及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 （1）在一定浓度范围内，增大必需矿质元素的供应，可______光合作用速率，但当超过一定浓度后，植物光合作用速率 。 提高 下降 （2）土壤中矿质元素溶液浓度过高，植物光合作用速率下降的原因可能是: __________________________________________。 溶液浓度过高，导致植物吸水困难甚至失水导致光合速率下降，甚至停止。 考点一 细胞的多样性和统一性 考点二　影响光合作用的因素及应用 基础·精细梳理 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 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。 应用：合理施肥，轮作 5.矿质元素 考点一 细胞的多样性和统一性 考点二　影响光合作用的因素及应用 基础·精细梳理 【练习】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。 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。 二、外界因素（单因子变量） 6.光质 红光>蓝紫光>白光 >绿光 考点一 细胞的多样性和统一性 疑难·精准突破 考点二　影响光合作用的因素及应用 P点及P点之前：限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随着因子 的不断加强，光合速率不断 。 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 为各曲线所表示的因子。 提高 二、外界因素（多因子变量） 光照强度、CO2浓度和温度对光合作用的综合作用 考点一 细胞的多样性和统一性 考点二　影响光合作用的因素及应用 基础·精细梳理 光照强度、CO2浓度和温度对光合作用的综合作用 应用：温室栽培时，在一定光照强度下，白天适当提高温度，增加光合酶 的活性，提高光合速率，也可同时适当增加 ，进一步 提高光合速率；当温度适宜时，可适当增加 和CO2浓度 以提高光合速率。 CO2浓度 光照强度 二、外界因素（多因子变量） 考点一 细胞的多样性和统一性 考点二　影响光合作用的因素及应用 基础·精细梳理 A.光照强度为 时，该植物的干重不会增加 B.光照强度从逐渐增加到 时，该植物生长 速率逐渐增大 C.光照强度小于时，提高大田浓度， 固定速率会增大 D.光照强度为时，适当降低光反应速率， 固定速率会降低 C 例1.（2025· 全国卷，T2）在一定温度下，生长在大田的某种植物光合速率固定速率和呼吸速率释放速率 对光照强度的响应曲线如图所示。下列叙述错误的是( )。 考点一 细胞的多样性和统一性 典例·精心深研 考点二　影响光合作用的因素及应用 拓展2：气孔问题分析 1.气孔结构及其开闭原理 植物的气孔由叶表皮上两个具有特定结构的保卫细胞构成。保卫细胞含有叶绿体，在光下可进行光合作用。 考点一 细胞的多样性和统一性 考点二　影响光合作用的因素及应用 基础·精细梳理 通常认为在自然环境条件下光合作用降低的原因包括两个方面： 拓展2：气孔问题分析 考点一 细胞的多样性和统一性 考点二　影响光合作用的因素及应用 基础·精细梳理 拓展2：气孔问题分析 考点一 细胞的多样性和统一性 考点二　影响光合作用的因素及应用 基础·精细梳理 光合速率下降的原因分析： 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 拓展3： 考点一 细胞的多样性和统一性 典例·精心深研 考点二　影响光合作用的因素及应用 2．（2026·四川·高考真题）农光互补能在同一片土地上兼顾太阳能光伏发电与农业生产，有利于推动资源综合利用。在某干旱农业区农光互补系统的光伏板下，光照强度最大值降低近75%，研究人员测定了该系统对某作物净光合速率的影响，结果如图1。回答下列问题。 考点一 细胞的多样性和统一性 典例·精心深研 考点二　影响光合作用的因素及应用 (1)光合作用与农作物的产量联系密切，__________作为直接原料参与植物的光合作用。 (2)11:00到15:00期间，与全日照相比，农光互补系统下该作物的净光合速率更高，原因是______________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ __________________________________________________________。 CO2和H2O 该时间段内温度较高，植物因蒸腾作用过强导致关闭气孔，二氧化碳吸收量减少，光合速率下降；农光互补系统下光伏板遮光导致光照强度降低，蒸腾作用减弱，气孔关闭程度小，二氧化碳吸收量较多，净光合速率更高 考点一 细胞的多样性和统一性 典例·精心深研 考点二　影响光合作用的因素及应用 例（2024浙江卷）渍害是因洪、涝积水或地下水位过度升高，导致作物根系长期缺氧，对植株造成的胁迫及伤害。以不同抗渍害能力的油菜品种为材料，经不同时长的渍害处理，测定相关生理指标并进行相关性分析，结果如表。 注：表中数值为相关系数(r)，代表两个指标之间相关的密切程度。当|r|接近1时，相关越密切，越接近0时相关越不密切。 考点一 细胞的多样性和统一性 典例·精心深研 考点二　影响光合作用的因素及应用 (1)据表分析，与叶绿素含量呈负相关的指标是 。已知渍害条件下光合速率显著下降，则蒸腾速率呈 趋势。综合分析表内各指标的相关性，光合速率下降主要由 (填“气孔限制因素”或“非气孔限制因素”)导致的，理由是 。 (2)植物通过形成系列适应机制响应渍害。受渍害时，植物体内 (激素)大量积累，诱导气孔关闭。 胞间CO2浓度 下降 非气孔限制因素 胞间CO2浓度与光合速率和气孔导度呈负相关 脱落酸 考点一 细胞的多样性和统一性 典例·精心深研 考点二　影响光合作用的因素及应用 $