2023屆一輪復(fù)習(xí)人教版第3單元第10課影響光合作用的因素及應(yīng)用學(xué)案

第10課影響光合作用的因素及應(yīng)用

A學(xué)業(yè)質(zhì)量水平要求＜

1.分析影響光合作用因素的曲線模型，理解環(huán)境因素對(duì)光合作用的影響。（科

學(xué)思維）

2.通過(guò)探究環(huán)境因素對(duì)光合作用速率影響的實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和分析的

能力。（科學(xué)探究）

3.應(yīng)用影響光合作用的環(huán)境因素知識(shí)，指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。（社會(huì)責(zé)任）

屬氮=構(gòu)建必備知識(shí)培養(yǎng)關(guān)鍵能力

考點(diǎn)一影響光合作用的因素及應(yīng)用

「概念梳理」

1.光照強(qiáng)度對(duì)光合作用的影響及應(yīng)用

（1）原理：光照強(qiáng)度影響光反應(yīng)階段,制約ATP和NADPH的產(chǎn)生,進(jìn)而制

約暗反應(yīng)。

（2）曲線分析。

①曲線上各點(diǎn)的含義。

光照強(qiáng)度為0,只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，AB段光合作用強(qiáng)度小于細(xì)胞

A點(diǎn)

呼吸強(qiáng)度

5點(diǎn)光補(bǔ)償點(diǎn)（光合作用強(qiáng)度與細(xì)胞呼吸強(qiáng)度相等時(shí)的光照強(qiáng)度）―

M段光合作用強(qiáng)度大于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度

光飽和點(diǎn)（光照強(qiáng)度達(dá)到C點(diǎn)后，光合作用強(qiáng)度不再隨著光照強(qiáng)

C點(diǎn)

度的增大而加強(qiáng)）

②實(shí)線表示陽(yáng)生植物,虛線表示陰生植物。

（3）應(yīng)用：陰生植物的光補(bǔ)償點(diǎn)和光飽和點(diǎn)都較陽(yáng)生植物低，間作套種農(nóng)作

物、林間帶樹(shù)種的配置和冬季溫室栽培等都可合理利用光能。

2.Co2濃度對(duì)光合作用的影響及應(yīng)用

(1)原理：CO2濃度通過(guò)影響暗反應(yīng)階段，制約C3的生成來(lái)影響光合作用強(qiáng)

度。

(2)曲線分析。

淤

?

地

?H

lf

c世

)如

。

去

起4BCO2濃度O

微

0

9

甲

圖甲中A點(diǎn)表示光合作用速率等于細(xì)胞呼吸速率時(shí)的CO2濃度，即82補(bǔ)

償點(diǎn),而圖乙中的4'點(diǎn)表示進(jìn)行光合作用所需CO2的最低濃度；兩圖中的8

點(diǎn)和B'點(diǎn)都表示CO2飽和點(diǎn),兩圖都表示在一定范圍內(nèi)，光合作用速率隨CO2

濃度增加而增大。

⑶應(yīng)用。

①大田要“正其行，通其風(fēng)”，多施有機(jī)肥。

②溫室內(nèi)可通過(guò)放干冰，使用CO2生成器，施用農(nóng)家肥，與豬舍、雞舍連

通等方法適當(dāng)提高CO2濃度。

3.溫度對(duì)光合作用的影響及應(yīng)用

(1)原理：溫度通過(guò)影響酸的活性影響光合作用強(qiáng)度。

(2)曲線分析。

光合作用強(qiáng)度和細(xì)胞呼吸強(qiáng)度都受溫度的影響，但光合作用相關(guān)酶對(duì)溫度

反應(yīng)更為敏感。

(3)應(yīng)用：溫室栽培植物時(shí)，白天調(diào)到光合作用最適溫度，以提高光合作用

強(qiáng)度;晚上適當(dāng)降低溫室內(nèi)溫度，以降低細(xì)胞呼吸強(qiáng)度,保證植物有機(jī)物的積

累。

4.水對(duì)光合作用的影響及應(yīng)用

⑴原理。

①水既是光合作用的原料，又是生物體內(nèi)各種化學(xué)反應(yīng)的介質(zhì)，如植物缺

水會(huì)導(dǎo)致萎蕉，使光合速率下降。

②水分還能影響氣孔的開(kāi)閉,間接影響3進(jìn)入植物體內(nèi)。

(2)曲線分析。

圖1表明在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，可根據(jù)作物的需水規(guī)律，合理灌溉。圖2曲線上E

處光合作用強(qiáng)度暫時(shí)降低，是因?yàn)闇囟雀?，氣孔關(guān)閉，影響了CCh的供應(yīng)。

(3)應(yīng)用：預(yù)防干旱，合理灌溉。

5.礦質(zhì)元素對(duì)光合作用的影響及應(yīng)用

(1)原理：礦質(zhì)元素是參與光合作用的許多重要化合物的組成成分,礦質(zhì)元

素缺乏會(huì)影響光合作用的進(jìn)行。例如，N是酶的組成元素，N、P是ATP、磷脂

的組成元素，Mg是葉綠素的組成元素等。

(2)曲線分析。

uN、P、K等礦質(zhì)元素

在一定濃度范圍內(nèi)，增大必需礦質(zhì)元素的供應(yīng)，可提高光合作用強(qiáng)度；但

當(dāng)超過(guò)一定濃度后，會(huì)因土壤溶液的濃度過(guò)高，植物滲透失水而導(dǎo)致植物光合

作用強(qiáng)度下降。

(3)應(yīng)用：合理施肥、補(bǔ)充土壤中的礦質(zhì)元素。

「概念辨析」

1.干旱初期植物光合速率降低主要是因?yàn)楣夥磻?yīng)原料水不足。(X)

2.農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的“正其行，通其風(fēng)”，目的是提高CO2濃度來(lái)提高光合作

用強(qiáng)度。(√)

3.溫度越高，酶活性越高，光合作用強(qiáng)度越大。(×)

4.光合作用中的產(chǎn)物和反應(yīng)物中沒(méi)有N、P等元素，因此土壤中的N、P

等無(wú)機(jī)鹽的含量對(duì)光合作用無(wú)影響。（X）

5.當(dāng)光照強(qiáng)度達(dá)到光飽和點(diǎn)時(shí)，要使光合作用強(qiáng)度升高，可以考慮的措施

是提高CO2濃度。（√）

6.光照越弱，陰生植物光合作用越強(qiáng)；光照越強(qiáng)，陽(yáng)生植物光合作用越強(qiáng)。

（X）

7.生長(zhǎng)于較弱光照條件下的植物，當(dāng)提高CCh濃度時(shí)，其光合速率未隨之

增加，主要限制因素是光反應(yīng)。（√）

8.延長(zhǎng)光照時(shí)間能提高光合作用強(qiáng)度。（X）

【教材細(xì)節(jié)命題】

1.（必修1P106“拓展應(yīng)用”TI）北方夏季中午時(shí)，光照強(qiáng)度很強(qiáng)，植物出

現(xiàn)“午休”現(xiàn)象的原因是光照強(qiáng)度過(guò)強(qiáng)，溫度升高，導(dǎo)致氣孔關(guān)閉，細(xì)胞CCh

供應(yīng)不足，光合作用減弱。

2.（必修1Pl08”復(fù)習(xí)與提高”T6）哈密瓜盛產(chǎn)于新疆的哈密地區(qū)。在哈

密地區(qū)農(nóng)作物生長(zhǎng)季節(jié)里，陽(yáng)光充沛、晝夜溫差大。分析回答：

（1）從影響哈密瓜生長(zhǎng)的環(huán)境因素分析，哈密瓜特別甜的原因是白天溫度高,

光照強(qiáng)，哈密瓜光合作用強(qiáng)，制造的有機(jī)物較多；夜間溫度低，哈密瓜細(xì)胞呼

吸較弱，消耗的有機(jī)物較少，一晝夜積累的有機(jī)物較多。

（2）如果你的家鄉(xiāng)想種哈密瓜并使瓜甜，僅從光合作用的角度分析，你認(rèn)為

應(yīng)當(dāng)采取的措施有增加光照強(qiáng)度、延長(zhǎng)光照時(shí)間等。

3.（必修1P105正文）大棚種植使用有機(jī)肥有利于增產(chǎn)，請(qǐng)從影響光合作用

因素的角度分析其原理：有機(jī)肥在被微生物分解的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生無(wú)機(jī)鹽并釋放

Co2,增加了土壤中無(wú)機(jī)鹽含量和大棚中的CO2濃度，從而促進(jìn)光合作用。

概念涿研J

1.影響光合作用強(qiáng)度的因素

⑴外因：光照強(qiáng)度、溫度、CO2濃度等。

影響因素產(chǎn)生的影響影響過(guò)程

影響水光解產(chǎn)生NADPH的過(guò)程,影響主要是光反應(yīng)階

光照強(qiáng)度

ATP的形成段

CO2濃度影響C3的合成主要是暗反應(yīng)階

段

主要是暗反應(yīng)階

溫度影響光合作用酶的活性

段

（2）內(nèi)因：酶的活性和數(shù)量、色素的種類(lèi)和數(shù)量、五碳化合物的含量等。

2.多因素對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響

⑴構(gòu)建數(shù)學(xué)模型。

①

SaS②

3OPb

s2OPs③

1oPC

O?PQO↑PQO?PQ

光照強(qiáng)度光照強(qiáng)度溫度

注:圖中a為高CO?濃度，b為中CO?濃度，c為低CO2濃度。

①為高光強(qiáng)，②為中光強(qiáng).③為低光強(qiáng)。

（2）模型解讀。

①尸點(diǎn)之前，限制光合速率的因素應(yīng)為橫坐標(biāo)所表示的因子，依次為光照強(qiáng)

度、光照強(qiáng)度和溫度。

②。點(diǎn)之后橫坐標(biāo)所表示的因子不再是影響光合速率的主要因素,此時(shí)的主

要影響因素依次為溫度、CO2濃度和光照強(qiáng)度。

3.光合作用曲線中的“關(guān)鍵點(diǎn)”移動(dòng)

（I）CO2（或光）補(bǔ)償點(diǎn)和飽和點(diǎn)的移動(dòng)方向：有左移、右移之分，其中Cθ2（或

光）補(bǔ)償點(diǎn)B是曲線與橫軸的交點(diǎn)，CO2（或光）飽和點(diǎn)C則是最大光合速率對(duì)應(yīng)

的最低CO2濃度（或光照強(qiáng)度），位于橫軸上。

①呼吸速率增加，其他條件不變時(shí)，Cθ2（或光）補(bǔ)償點(diǎn)5應(yīng)右移，反之左移。

②呼吸速率基本不變，相關(guān)條件的改變使光合速率下降時(shí)，Cθ2（或光）補(bǔ)償

點(diǎn)5應(yīng)右移，反之左移。

③若改變某一外界因素（如溫度），使光合作用與呼吸作用均受影響，則補(bǔ)償

點(diǎn)移動(dòng)要視具體情況而定。例如，提高溫度，光合速率的增加值小于呼吸速率

增加值，則3點(diǎn)右移，反之左移。

④若外界因素改變，導(dǎo)致植物最大光合速率減小，達(dá)到最大光合速率所需

的CO2濃度（或光照強(qiáng)度）也會(huì)降低，C點(diǎn)左移，反之右移。

⑤陰生植物與陽(yáng)生植物相比，Cθ2（或光）補(bǔ)償點(diǎn)和飽和點(diǎn)都應(yīng)向左移動(dòng)。

（2）其他點(diǎn)的移動(dòng)也要分情況。例如，呼吸速率基本不變，相關(guān)條件的改變

使光合速率下降時(shí)，曲線上的A點(diǎn)不動(dòng)，D點(diǎn)向左下方移動(dòng)，反之，向右上方

移動(dòng)。

「案例導(dǎo)引」

考向11單因子對(duì)光合作用的影響及應(yīng)用

1.某突變型水稻葉片的葉綠素含量約為野生型的一半，但固定CO2酶的活

性顯著高于野生型。下圖顯示兩者在不同光照強(qiáng)度下的CO2吸收速率。下列敘

述錯(cuò)誤的是（）

性

煙一一突變型

與二——野生型

3

6,

。

rP光照強(qiáng)度

A.光照強(qiáng)度低于P時(shí)，突變型的光反應(yīng)強(qiáng)度低于野生型

B.光照強(qiáng)度高于P時(shí)，突變型的暗反應(yīng)強(qiáng)度高于野生型

C.光照強(qiáng)度低于產(chǎn)時(shí)，限制突變型光合速率的主要環(huán)境因素是光照強(qiáng)度

D.光照強(qiáng)度高于P時(shí)，限制突變型光合速率的主要環(huán)境因素是CO2濃度

D解析：光合作用的光反應(yīng)與暗反應(yīng)相互制約，相互影響。由題圖可知，

在P點(diǎn)前野生型光合速率高于突變型，則野生型的光反應(yīng)強(qiáng)度高于突變型，A

正確；P點(diǎn)后突變型的光合作用強(qiáng)度高于野生型，則突變型暗反應(yīng)速率高于野生

型，B正確；P點(diǎn)并未達(dá)到突變型水稻光合作用的光飽和點(diǎn)，光照強(qiáng)度小于光飽

和點(diǎn)時(shí)，限制光合速率的主要環(huán)境因素是光照強(qiáng)度，當(dāng)光照強(qiáng)度大于光飽和點(diǎn)

時(shí)，限制光合速率的主要環(huán)境因素是CO2濃度，C正確，D錯(cuò)誤。

【易錯(cuò)提醒】關(guān)于環(huán)境因素影響光合速率的兩點(diǎn)提醒

當(dāng)溫度改變時(shí)，不管是光反應(yīng)還是暗反應(yīng)都會(huì)受影響，但

溫度改變對(duì)光

主要是影響暗反應(yīng)，因?yàn)閰⑴c暗反應(yīng)的酶的種類(lèi)和數(shù)量都

合作用的影響

比參與光反應(yīng)的多

CO2濃度對(duì)光CO2濃度很低時(shí)，光合作用不能進(jìn)行,但CO2濃度過(guò)高時(shí)，

合作用的影響會(huì)抑制植物的細(xì)胞呼吸，進(jìn)而影響光合作用

2.（2020?全國(guó)卷I）農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的一些栽培措施可以影響作物的生理活動(dòng)，

促進(jìn)作物的生長(zhǎng)發(fā)育，達(dá)到增加產(chǎn)量等目的?；卮鹣铝袉?wèn)題：

（1）中耕是指作物生長(zhǎng)期中，在植株之間去除雜草并進(jìn)行松土的一項(xiàng)栽培措

施，該栽培措施對(duì)作物的作用有（答出2點(diǎn)即可）。

（2）農(nóng)田施肥的同時(shí)，往往需要適當(dāng)澆水，此時(shí)澆水的原因是

__________________________________（答出1點(diǎn)即可）。

（3）農(nóng)業(yè)生產(chǎn)常采用間作（同一生長(zhǎng)期內(nèi)，在同一塊農(nóng)田上間隔種植兩種作物）

的方法提高農(nóng)田的光能利用率?，F(xiàn)有4種作物，在正常條件下生長(zhǎng)能達(dá)到的株高

和光飽和點(diǎn)（光合速率達(dá)到最大時(shí)所需的光照強(qiáng)度）見(jiàn)下表。從提高光能利用率的

角度考慮，最適合進(jìn)行間作的兩種作物是,選擇這兩種作物的理由是

作物ABCD

株高/cm1706559165

光飽和點(diǎn)/("mol?m-2?s^^i)12001180560623

解析：（1）除去雜草可以減少雜草和農(nóng)作物之間對(duì)水分、礦質(zhì)元素及光的競(jìng)

爭(zhēng)，使能量更多地流向農(nóng)作物；松土可以使土壤中02含量增多，有利于根細(xì)胞

進(jìn)行有氧呼吸，進(jìn)而增強(qiáng)根對(duì)礦質(zhì)元素的吸收等活動(dòng)。（2）肥料中的礦質(zhì)元素只

有溶解在水中才能被作物根系吸收，因而農(nóng)田施肥的同時(shí)適當(dāng)澆水，以使肥料

中的礦質(zhì)元素溶解在水中；另外，澆水還可以降低土壤溶液的濃度，防止作物

因過(guò)度失水而死亡。（3）為了更充分地利用光照資源，間作過(guò)程中要確保高低作

物的合理搭配。株高較高的作物獲取的光照充足，應(yīng)選擇光飽和點(diǎn)較高的作物（作

物A）;株高較低的作物獲取的光照較少，應(yīng)選擇光飽和點(diǎn)較低的作物（作物0。

答案：（1）減少雜草對(duì)水分、無(wú)機(jī)鹽和光的競(jìng)爭(zhēng)；增加土壤中氧氣含量，促

進(jìn)根系的呼吸作用（2）肥料中的無(wú)機(jī)鹽只有溶解在水中才能被作物根系吸收

（3）A和C作物A光飽和點(diǎn)高且株高較高，可利用上層較強(qiáng)光照進(jìn)行光合作用；

作物C光飽和點(diǎn)低且株高較矮，與作物A間作后，能利用下層的弱光進(jìn)行光合

作用

考向2|多因子對(duì)光合作用的影響及應(yīng)用

3.下圖所示為研究光照強(qiáng)度和CO2濃度對(duì)某植物光合作用強(qiáng)度的影響。下

列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是（）

1%CO2

0.03%CO2

υ光照強(qiáng)度

A.曲線中α點(diǎn)轉(zhuǎn)向D點(diǎn)時(shí)，光反應(yīng)增強(qiáng)，暗反應(yīng)增強(qiáng)

B.曲線中8點(diǎn)轉(zhuǎn)向d點(diǎn)時(shí)，葉綠體中Cs的含量降低

C.曲線中C點(diǎn)的限制因素可能是葉綠體中酶的數(shù)量，與光照強(qiáng)度無(wú)關(guān)

D.在一定范圍內(nèi)增加光照和CO2濃度有利于提高光合作用強(qiáng)度

B解析：曲線中α點(diǎn)轉(zhuǎn)向方點(diǎn)時(shí)，光照強(qiáng)度增強(qiáng)，光反應(yīng)產(chǎn)生的NADPH

和ATP增加，促進(jìn)暗反應(yīng)還原C3,暗反應(yīng)增強(qiáng)，A正確；曲線中b點(diǎn)轉(zhuǎn)向d點(diǎn)

時(shí)，CO2濃度降低，CO2與C5固定生成C3的反應(yīng)減弱，C3消耗減少，而C5還

在正常地生成，因此葉綠體中C5的含量升高，B錯(cuò)誤；曲線中C點(diǎn)的限制因素

可能是葉綠體中酶的數(shù)量，也可能是溫度等其他條件，與橫坐標(biāo)的影響因素?zé)o

關(guān)，C正確；曲段影響光合作用強(qiáng)度的主要因素是光照強(qiáng)度，隨著光照強(qiáng)度的

增加，光合作用強(qiáng)度增強(qiáng)，方點(diǎn)與d點(diǎn)相比，隨著CO2濃度的增加，光合作用強(qiáng)

度增強(qiáng)，所以在一定范圍內(nèi)增加光照和CO2濃度，有利于提高光合作用強(qiáng)度，D

正確。

4.（2021-河北唐山一模）圖甲是玉米及其他兩種農(nóng)作物的光照強(qiáng)度和光合

速率關(guān)系圖，圖乙表示某日光溫室大棚蔬菜在不同溫度和光照強(qiáng)度下光合作用

強(qiáng)度變化趨勢(shì)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

/光照強(qiáng)度∕klx

甲

N48

A4.Z

#/---------25七

24

娶

目

o0

?Z234光照強(qiáng)度∕klχ

24

⑴圖甲中，植物適宜與玉米間作，理由是

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

（2）分析圖乙中的兩條曲線，溫度為25°C、光照強(qiáng)度小于2klx,采取

措施有助于提高作物的產(chǎn)量，判斷依據(jù)是

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

（3）由圖乙可知，若某一天溫度為25℃,光照強(qiáng)度大于1klx小于2klx,

光照時(shí)間為12小時(shí)，則一晝夜后該蔬菜的干重將（填“增加”“減少”

或“不變”）。

解析：（1）據(jù)圖分析，圖甲中②植物的光補(bǔ)償點(diǎn)和光飽和點(diǎn)都明顯低于玉米,

在低光照強(qiáng)度下就可以達(dá)到最大光合速率，因此其與玉米間作能充分利用光能。

⑵圖乙中，當(dāng)溫度為25C、光照強(qiáng)度小于2klx時(shí)，其凈光合作用強(qiáng)度低于15℃

時(shí)的凈光合作用強(qiáng)度，因此可以采取適當(dāng)降低溫度的措施來(lái)提高作物的產(chǎn)量。（3）

若某一天溫度為25℃,光照強(qiáng)度大于1klx小于2klx,光照時(shí)間為12小時(shí)，

則這12小時(shí)凈光合量在（0?22.4）X12之間，而12小時(shí)黑暗條件下細(xì)胞呼吸消

耗量為12X22.4,一晝夜有機(jī)物的積累量=12小時(shí)凈光合量一12小時(shí)呼吸消耗

量＜0,所以一晝夜后該蔬菜的干重將減少。

答案：（1）②②植物的光補(bǔ)償點(diǎn)和光飽和點(diǎn)都明顯低于玉米（或②植物在低

光照強(qiáng)度下就可以達(dá)到最大光合速率），與玉米間作能充分利用光能（2）適當(dāng)降

低溫度光照強(qiáng)度小于2klx時(shí)，25°C時(shí)的凈光合作用強(qiáng)度低于15C時(shí)的凈

光合作用強(qiáng)度（3）減少

【技巧總結(jié)】多因素對(duì)光合作用影響的曲線分析方法

解答受多因素影響的光合作用曲線題時(shí)，找出曲線的限制因素是關(guān)鍵。具

體方法是對(duì)縱坐標(biāo)或橫坐標(biāo)畫(huà)垂線或者只看某一條曲線的變化，將多因素轉(zhuǎn)變

為單一因素，從而確定限制因素。當(dāng)曲線上標(biāo)有條件時(shí)，說(shuō)明因變量受橫坐標(biāo)

和曲線上條件的共同影響。若題干中描述了曲線的獲得前提，例如是在最適溫

度下測(cè)得的，則應(yīng)該考慮溫度以外的影響因素。

考點(diǎn)二（探究?實(shí)踐）探究光照強(qiáng)度對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響

「概念梳理」

1.實(shí)驗(yàn)原理

抽氣光合作用

葉片含有空氣，上浮一二葉片下沉/一一?充滿(mǎn)細(xì)胞間隙，葉片上浮。

產(chǎn)生02

2.實(shí)驗(yàn)步驟

（1）取材：取生長(zhǎng)旺盛的綠葉,用直徑為0?6cm的打孔器打出圓形小葉片

30片（避開(kāi)大的葉脈）。

（2）排氣：將圓形小葉片置于注射器內(nèi)。注射器內(nèi)吸入清水,待排出注射器

內(nèi)殘留的空氣后，用手指堵住注射器前端的小孔并緩慢地拉動(dòng)活塞，使圓形小

葉片內(nèi)的氣體逸出。這一步驟可能需要重復(fù)2?3次。處理過(guò)的小葉片因?yàn)榧?xì)胞

間隙充滿(mǎn)了水,所以全部沉到水底。

（3）沉水：將處理過(guò)的圓形小葉片，放入黑膻處盛有清水的燒杯中待用。

（4）分組：取3只小燒杯，分別倒入富含CO2的清水（可以事先通過(guò)吹氣的方

法補(bǔ)充CO2,也可以用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%?2%的NaHCo3溶液來(lái)提供CO2）0

（5）光照：向3只小燒杯中各放入10片圓形小葉片，然后分別置于強(qiáng)、中、

建三種光照下。實(shí)驗(yàn)中，可用5W的LED燈作為光源，利用小燒杯與光源的

距離來(lái)調(diào)節(jié)光照強(qiáng)度。

（6）觀察并記錄：同一時(shí)間段內(nèi)各實(shí)驗(yàn)裝置中圓形小葉片浮起的數(shù)量。

「概念辨析」

1.制備圓形小葉片，用打孔器打孔時(shí)，不必避開(kāi)大的葉脈。（X）

2.在探究光照強(qiáng)度對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響實(shí)驗(yàn)中，光照越強(qiáng)，相同時(shí)間內(nèi)

葉片浮起的數(shù)量越多。（X）

3.在探究光照強(qiáng)度對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響實(shí)驗(yàn)中，使用的圓形小葉片應(yīng)先

排出里面的氣體。（√）

4.在探究光照強(qiáng)度對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響實(shí)驗(yàn)中，能直接測(cè)定出其真光合

作用速率。（×）

5.在探究光照強(qiáng)度對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響實(shí)驗(yàn)中，往水中吹氣是為了增加

水中的溶解氧。（X）

6.將排氣后的小葉片放入黑暗處盛有清水的燒杯中待用。（√）

概念深研」

1.實(shí)驗(yàn)裝置分析

(1)自變量的設(shè)置：光照強(qiáng)度是自變量，通過(guò)調(diào)整臺(tái)燈與燒杯之間的距離來(lái)

調(diào)節(jié)光照強(qiáng)度的大小。

(2)中間盛水的玻璃柱的作用：吸收燈光的熱量，避免光照對(duì)燒杯內(nèi)水溫產(chǎn)

生影響。

(3)因變量是光合作用強(qiáng)度，可通過(guò)觀測(cè)單位時(shí)間內(nèi)被抽去空氣的圓形小葉

片上浮的數(shù)量或者是浮起相同數(shù)量的葉片所用的時(shí)間長(zhǎng)短來(lái)衡量光合作用的強(qiáng)

弱。

2.實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

(1)在黑暗情況下，植物葉片只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，吸收氧氣，產(chǎn)生的二氧化碳

較易溶于水，所以葉片沉在水底。細(xì)胞生理狀態(tài)如下圖：

圖1

(2)在弱光下，此時(shí)的光合作用小于或等于細(xì)胞呼吸，葉片中仍然沒(méi)有足夠

的氧氣，葉片仍然沉在水底。細(xì)胞生理狀態(tài)如下圖：

⑶在中、強(qiáng)光下，光合作用大于細(xì)胞呼吸，葉片中會(huì)有足夠的氧氣產(chǎn)生,

從而充滿(mǎn)了細(xì)胞間隙并釋放到外界一部分，使葉片浮起來(lái)。細(xì)胞生理狀態(tài)如下

圖:

3.圓形小葉片上浮實(shí)驗(yàn)中的三點(diǎn)注意

(1)葉片上浮的原因是光合作用產(chǎn)生的02量大于有氧呼吸消耗的02量，不

能片面認(rèn)為只是光合作用產(chǎn)生了02。

(2)打孔時(shí)要避開(kāi)大的葉脈，因?yàn)槿~脈中沒(méi)有葉綠體，而且會(huì)延長(zhǎng)圓形小葉

片上浮的時(shí)間，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

(3)為確保溶液中CO2含量充足，圓形小葉片可以放入NaHCo3溶液中。

「案例導(dǎo)引」

考向i|光合作用相關(guān)的探究實(shí)驗(yàn)

1.在如下圖所示的玻璃容器中，注入一定濃度的NaHCO3溶液并投入少量

的新鮮綠葉碎片。密閉后，設(shè)法減小液面上方的氣體壓強(qiáng)，會(huì)看到葉片沉入水

中。然后再用光照射容器，又會(huì)發(fā)現(xiàn)葉片重新浮出液面。以下分析正確的是()

A.改變溫度，不影響葉片開(kāi)始上浮所需的時(shí)間

B.改變光照強(qiáng)度，不影響葉片開(kāi)始上浮所需的時(shí)間

C.改變NaHCO3溶液的濃度，不影響葉片開(kāi)始上浮所需的時(shí)間

D.若將裝置置于黑暗中，上浮的葉片又會(huì)下沉

D解析：改變溫度和改變光照強(qiáng)度，都會(huì)改變光合作用強(qiáng)度，進(jìn)而影響葉

片開(kāi)始上浮所需的時(shí)間，A、B錯(cuò)誤；改變NaHCO3溶液的濃度，即改變二氧化

碳的濃度，會(huì)影響光合作用強(qiáng)度，進(jìn)而影響葉片開(kāi)始上浮所需的時(shí)間，C錯(cuò)誤；

若將裝置置于黑暗中，葉片只能進(jìn)行呼吸作用消耗葉肉細(xì)胞間隙中的氧氣，會(huì)

導(dǎo)致上浮的葉片又下沉，D正確。

2.下圖甲表示在一定條件下測(cè)得的某植物體光照強(qiáng)度與光合速率的關(guān)系;

圖乙是某同學(xué)“探究影響植物光合速率的因素”的實(shí)驗(yàn)裝置；圖丙是某興趣小

組將植物栽培在密閉玻璃溫室中，用紅外線測(cè)量?jī)x測(cè)得室內(nèi)的Co2濃度與時(shí)間

關(guān)系的曲線。請(qǐng)分析回答：

rS

-?吊

?8

6

≡4

τ2

O

J"

s681012

-4光照強(qiáng)度∕klx

-6

06121824時(shí)間/時(shí)

丙

(1)圖甲中的a點(diǎn)表示,影響a點(diǎn)上下移動(dòng)的外界因素主要是

,所以用大棚種植蔬菜時(shí)，可采用的方法來(lái)提高細(xì)

胞中有機(jī)物的積累量；d點(diǎn)后限制大棚蔬菜光合作用的環(huán)境因素主要是

，因此大棚種植可采取的措施是o

(2)圖甲中的C點(diǎn)時(shí)，葉肉細(xì)胞中產(chǎn)生ATP的場(chǎng)所有;

此時(shí)，葉肉細(xì)胞光合作用產(chǎn)生的有機(jī)物(填“大于”“等于”或“小

于”)呼吸作用消耗的有機(jī)物。

(3)圖乙裝置實(shí)驗(yàn)中每隔15min加大一次廣口瓶與燈之間的距離，隨著時(shí)間

與距離的增加，氣泡產(chǎn)生速率下降，產(chǎn)生這一結(jié)果的原因是

和,導(dǎo)致光合速率下降，02釋放量減少，氣泡產(chǎn)生速率下降。

(4)由圖丙可推知，24小時(shí)內(nèi)密閉玻璃溫室中氧氣濃度最大的是(填

時(shí)間)時(shí)，該植物24小時(shí)有機(jī)物會(huì)_______(填“增加”“減少”或“不變”)。

解析：(1)圖甲中。點(diǎn)代表植物的呼吸速率，影響呼吸作用強(qiáng)度的主要外界

因素是溫度，同時(shí)溫度也影響植物的光合作用強(qiáng)度，所以用大棚種植蔬菜時(shí)，

可采用白天升高溫度而增強(qiáng)光合作用強(qiáng)度，夜間適當(dāng)降低溫度而降低呼吸作用

強(qiáng)度，來(lái)提高細(xì)胞中有機(jī)物的積累量。d點(diǎn)后限制大棚蔬菜光合作用的環(huán)境因素

不再是光照強(qiáng)度，而是CO2濃度，因此為了使大棚種植增加產(chǎn)量，可增施農(nóng)家

肥，農(nóng)家肥被土壤微生物分解后可以釋放出更多CO2,增加CCh濃度。（2）c點(diǎn)

時(shí)，植物同時(shí)進(jìn)行光合作用和呼吸作用，葉肉細(xì)胞中產(chǎn)生ATP的場(chǎng)所有葉綠體

（進(jìn)行光合作用）、線粒體和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)（進(jìn)行呼吸作用）；此時(shí)，植物體的總光合

作用強(qiáng)度等于總呼吸作用強(qiáng)度，但是植物體內(nèi)許多細(xì)胞只進(jìn)行呼吸作用，所以

葉肉細(xì)胞光合作用產(chǎn)生的有機(jī)物大于呼吸作用消耗的有機(jī)物。（3）圖乙實(shí)驗(yàn)中，

隨廣口瓶與燈之間的距離增加，光照強(qiáng)度減弱；隨著時(shí)間的進(jìn)行，植物進(jìn)行光

合作用消耗CO2,使瓶中CO2濃度降低，二者均可導(dǎo)致光合作用速率下降，02

釋放量減少，氣泡產(chǎn)生速率下降。（4）圖丙密閉玻璃溫室中，18時(shí)CCh濃度最低,

此時(shí)。2濃度最大；24小時(shí)中CCh濃度升高，所以有機(jī)物減少。

答案：（1）呼吸速率溫度加大晝夜溫差CO2濃度增施農(nóng)家肥（2）葉

綠體、線粒體、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)大于（3）光照強(qiáng)度減弱CO2濃度降低（4）18減

少

考向21實(shí)驗(yàn)的拓展延伸

3.（2020?浙江1月選考）某同學(xué)進(jìn)行“探究環(huán)境因素對(duì)光合作用的影響”

的活動(dòng)，以黑藻、NaHCo3溶液、精密PH試紙、100W聚光燈、大燒杯和不

同顏色的玻璃紙等為材料用具?；卮鹣铝袉?wèn)題：

（1）選用無(wú)色、綠色、紅色和藍(lán)色的4種玻璃紙分別罩住聚光燈，用于探究

0在相同時(shí)間內(nèi)，用玻璃紙罩住的實(shí)驗(yàn)組02

釋放量最少。光合色素主要吸收光，吸收的光能在葉綠體內(nèi)將H2O

分解為?

⑵用精密試紙檢測(cè)溶液PH來(lái)估算光合速率變化，其理由是

____________________________，引起溶液PH的改變。

（3）若將燒杯口密封，持續(xù)一段時(shí)間，直至溶液PH保持穩(wěn)定，此時(shí)RuBP（C5）

和三碳化合物（C3）的含量與密封前相比分別為、。

（4）若將黑藻從適宜溫度移到高溫的溶液環(huán)境，一段時(shí)間后，其光合作用的

強(qiáng)度和呼吸作用的強(qiáng)度分別將、,其主要原因是

解析：（1）不同顏色的玻璃紙能改變（光質(zhì)）光的波長(zhǎng)，因此能夠用于探究光波

長(zhǎng)對(duì)光合作用的影響，其中光合色素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，對(duì)綠光吸收量最

少，綠光時(shí)植物釋放的02最少，吸收的光能在葉綠體中把水分解為H+、e-和

O2o（2）NaHCo3溶液能夠提供二氧化碳，其含量的改變能夠引起溶液PH的改

變，因此黑藻能夠?qū)⑷芤褐械亩趸嫁D(zhuǎn)化為有機(jī)物進(jìn)而引起溶液PH的改變。

⑶密封一段時(shí)間后直至PH不發(fā)生改變，說(shuō)明光合作用已經(jīng)停止，不再有外界補(bǔ)

充，因此RUBP（C5）和三碳酸（C3）含量比密封前下降。（4）將環(huán)境溫度提高，呼吸

作用與光合作用的強(qiáng)度都將下降，因?yàn)楦邷貙?dǎo)致酶的結(jié)構(gòu)改變，引起活性降低。

答案：（1）光波長(zhǎng)對(duì)光合作用的影響綠色紅光和藍(lán)紫H+、e-和02（2）

黑藻將溶液中的CCh轉(zhuǎn)化為有機(jī)物（3）下降下降（4）減弱減弱高溫導(dǎo)致

酶的結(jié)構(gòu)改變，活性下降

4.某生物興趣小組的同學(xué)在20C和相同的光照強(qiáng)度條件下，以菠菜葉為

實(shí)驗(yàn)材料，用不同濃度的NaHCO3溶液控制CO2濃度，進(jìn)行了“探究CCh濃度

對(duì)光合作用的影響”實(shí)驗(yàn)，獲得如圖所示的實(shí)驗(yàn)結(jié)果（葉圓片大小相同，實(shí)驗(yàn)前

葉圓片細(xì)胞間隙中的氣體已抽出；NaHCO3溶液濃度變化對(duì)溶液PH的影響忽略

不計(jì)）。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

吉

士

君

≡

5≡

5

（1）該小組同學(xué)在進(jìn)行上述正式實(shí)驗(yàn)前，先將NaHCO3溶液濃度梯度設(shè)置為

0、1%、2z%、3%、4%,每組放入20片葉圓片，其他條件均與上述正式實(shí)驗(yàn)相同,

2min時(shí)得到的結(jié)果如下表。

NaHCo3溶液濃度01%2%3%4%

上浮葉圓片數(shù)量/片011430

該實(shí)驗(yàn)是預(yù)實(shí)驗(yàn)，其目的是o4min后,

除蒸儲(chǔ)水組葉圓片未見(jiàn)上浮外，其他組葉圓片均有上浮。NaHCo3溶液在常溫下

能分解產(chǎn)生CO2,有人認(rèn)為葉圓片上浮是由CO2氣泡附著引起的。為此實(shí)驗(yàn)小

組另設(shè)計(jì)了一個(gè)對(duì)照實(shí)驗(yàn)，最好選擇上表中濃度為的NaHCO3溶液進(jìn)

行對(duì)照，將20片葉圓片放到溶液中后進(jìn)行遮光處理；若結(jié)果為

,則說(shuō)明4%的NaHCO3溶液產(chǎn)生的CXh不足以引起葉

圓片的上浮。

（2）由曲線圖可以看出，20℃條件下，NaHCO3溶液濃度為時(shí)最有

利于葉圓片進(jìn)行光合作用，在此濃度下若適當(dāng)增加光照強(qiáng)度，則4min時(shí)上浮

的葉圓片數(shù)量可能會(huì)_______o當(dāng)NaHCO3溶液濃度大于1%時(shí)，上浮的葉圓片

數(shù)量減少，其原因可能是->

（3）在進(jìn)行正式實(shí)驗(yàn)時(shí)，若要使得到的曲線更光滑，變化趨勢(shì)更細(xì)致，則應(yīng)

進(jìn)行的操作是o

解析：（1）預(yù)實(shí)驗(yàn)為正式實(shí)驗(yàn)摸索條件，檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性和可行性，并確

定正式實(shí)驗(yàn)時(shí)NaHCo3溶液濃度的大致范圍。根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知，當(dāng)NaHCo3

溶液為4%時(shí)，上浮葉圓片數(shù)量為0,因此選擇濃度為4%的NaHCO3溶液進(jìn)行對(duì)

照；遮光處理，植物不進(jìn)行光合作用，不產(chǎn)生氧氣。若4min后未見(jiàn)葉圓片上

浮，則說(shuō)明4%的NaHCO3溶液產(chǎn)生的CO2不足以引起葉圓片上浮。⑵根據(jù)曲線

可知，20°C條件下，當(dāng)NaHCO3溶液濃度為1%時(shí)，上浮葉圓片數(shù)量最多，最有

利于葉圓片進(jìn)行光合作用。在此濃度下若適當(dāng)增加光照強(qiáng)度，光合作用增強(qiáng)，

則4min時(shí)上浮的葉圓片數(shù)量可能會(huì)增加。當(dāng)NaHCo3溶液濃度大于1%時(shí)，隨

著NaHCO3溶液濃度升高，部分葉圓片細(xì)胞滲透失水過(guò)多，光合速率隨之下降，

因此上浮的葉圓片數(shù)量減少。（3）當(dāng)把NaHCo3溶液濃度梯度縮小，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，

可以使得到的曲線更光滑，變化趨勢(shì)更細(xì)致。

答案：（1）檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性和可行性，并確定正式實(shí)驗(yàn)時(shí)NaHCO3溶液濃

度的大致范圍4%4min后未見(jiàn)葉圓片上浮（2）1%增加隨著NaHCO3溶

液濃度升高，部分葉圓片細(xì)胞滲透失水過(guò)多，光合速率隨之下降（3）縮小

NaHCO3溶液濃度梯度，重復(fù)實(shí)驗(yàn)

展奴凝練學(xué)科素養(yǎng)探析高考命題

【命題動(dòng)態(tài)】本專(zhuān)題為高頻考點(diǎn)，考查的知識(shí)點(diǎn)非常多，包括影響光合作

用的因素、光合作用與細(xì)胞呼吸綜合等。對(duì)“影響光合作用的因素”的考查中

最常見(jiàn)的是光對(duì)光合作用的影響；對(duì)“光合作用與細(xì)胞呼吸綜合”的考查包括

過(guò)程綜合、曲線綜合與實(shí)驗(yàn)綜合三個(gè)維度。本專(zhuān)題高考試題多為非選擇題，多

結(jié)合曲線分析進(jìn)行考查。能力考查點(diǎn)多為模型分析、獲取信息、綜合運(yùn)用等，

素養(yǎng)考查方面較多體現(xiàn)生命觀念中的物質(zhì)與能量觀，科學(xué)思維中的歸納與概括、

演繹與推理，科學(xué)探究中的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果分析等。

r對(duì)接高考真題J

1.（2021?湖南卷）綠色植物的光合作用是在葉綠體內(nèi)進(jìn)行的一系列能量和

物質(zhì)轉(zhuǎn)化過(guò)程。下列敘述錯(cuò)誤的是（）

A.弱光條件下植物沒(méi)有02的釋放，說(shuō)明未進(jìn)行光合作用

B.在暗反應(yīng)階段，CO2不能直接被還原

C.在禾谷類(lèi)作物開(kāi)花期剪掉部分花穗，葉片的光合速率會(huì)暫時(shí)下降

D.合理密植和增施有機(jī)肥能提高農(nóng)作物的光合作用強(qiáng)度

［思維培養(yǎng)］

信弱光條件下光合作用產(chǎn)合理密植和

在暗反應(yīng)

息植物沒(méi)有。2物輸出受阻，增施有機(jī)肥

中，

獲CO

的釋放，不-2一葉片的光合-能提高農(nóng)作

取不能直接

代表沒(méi)有光速率會(huì)暫時(shí)物的光合作

被還原

合作用用強(qiáng)度

知

識(shí)

調(diào)影響光合作用的因素

用

A解析：弱光條件下植物沒(méi)有02的釋放，有可能是光合作用強(qiáng)度小于或

等于呼吸作用強(qiáng)度，光合作用產(chǎn)生的02完全被呼吸作用消耗，此時(shí)植物雖然進(jìn)

行了光合作用，但是沒(méi)有02的釋放，A錯(cuò)誤；在暗反應(yīng)階段，一個(gè)CO2分子與

一個(gè)C5分子反應(yīng)生成兩個(gè)C3分子，在有關(guān)酶的催化作用下，C3被還原，因此

CO2不能直接被還原，B正確；在禾谷類(lèi)作物開(kāi)花期剪掉部分花穗，光合作用產(chǎn)

物輸出受阻，葉片的光合速率會(huì)暫時(shí)下降，C正確；合理密植可以充分利用光照,

增施有機(jī)肥可以為植物提供礦質(zhì)元素和CO2,這些措施均能提高農(nóng)作物的光合

作用強(qiáng)度，D正確。

2.（2021?廣東卷）與野生型擬南芥WT相比，突變體〃和。在正常光照條

件下，葉綠體在葉肉細(xì)胞中的分布及位置不同（圖a,示意圖），造成葉綠體相對(duì)

受光面積的不同（圖b）,進(jìn)而引起光合速率差異，但葉綠素含量及其他性狀基本

一致。在不考慮葉綠體運(yùn)動(dòng)的前提下，下列敘述錯(cuò)誤的是（）

A./2比tl具有更高的光飽和點(diǎn)（光合速率不再隨光強(qiáng)增加而增加時(shí)的光照

強(qiáng)度）

B.tl比tl具有更低的光補(bǔ)償點(diǎn)（光合吸收CO2與呼吸釋放CO2等量時(shí)的光

照強(qiáng)度）

C.三者光合速率的高低與葉綠素的含量無(wú)關(guān)

D.三者光合速率的差異隨光照強(qiáng)度的增加而變大

［思維培養(yǎng)］

信

息

獲

取

知

識(shí)

調(diào)

用

D解析：由圖a可知，〃較多的葉綠體分布在光照下，也較少的葉綠體分

布在光照下，由此可推斷，。比〃具有更高的光飽和點(diǎn)（光合速率不再隨光強(qiáng)增

加而增加時(shí)的光照強(qiáng)度），〃比t2具有更低的光補(bǔ)償點(diǎn)（光合吸收CO2與呼吸釋

放CO2等量時(shí)的光照強(qiáng)度），A、B正確；通過(guò)題干信息可知，三者的葉綠素含

量及其他性狀基本一致，由此推測(cè)，三者光合速率的高低與葉綠素的含量無(wú)關(guān),

C正確；三者光合速率的差異，在一定光照強(qiáng)度下，隨光照強(qiáng)度的增加而變大,

但是超過(guò)光飽和點(diǎn)，再增大光照強(qiáng)度三者光合速率的差異不再變化，D錯(cuò)誤。

3.（2021?山東卷）光照條件下，葉肉細(xì)胞中02與CO2競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合C5,

02與C5結(jié)合后經(jīng)一系列反應(yīng)釋放CO2的過(guò)程稱(chēng)為光呼吸。向水稻葉面噴施不

同濃度的光呼吸抑制劑SoBS溶液，相應(yīng)的光合作用強(qiáng)度和光呼吸強(qiáng)度見(jiàn)下表。

光合作用強(qiáng)度用固定的CO2量表示，SoBS溶液處理對(duì)葉片呼吸作用的影響忽

略不計(jì)。

SoBS濃度(mg/L)0100200300400500600

光合作用強(qiáng)度

18.920.920.718.717.616.515.7

(Cθ2∕∕mol?m-2?S-I)

光呼吸強(qiáng)度

6.46.25.85.55.24.84.3

2-1

(Cθ2jwmol?m^?s)

⑴光呼吸中C5與02結(jié)合的反應(yīng)發(fā)生在葉綠體的中。正常

進(jìn)行光合作用的水稻，突然停止光照，葉片CO2釋放量先增加后降低，CO2釋

放量增加的原因是_________________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

⑵與未噴施SoBS溶液相比，噴施100mg/LSoBS溶液的水稻葉片吸收

和放出CO2量相等時(shí)所需的光照強(qiáng)度（填“高”或“低”），據(jù)表分析，

原因是_____________________________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

（3）光呼吸會(huì)消耗光合作用過(guò)程中的有機(jī)物，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中可通過(guò)適當(dāng)抑制光

呼吸以增加作物產(chǎn)量。為探究SoBS溶液利于增產(chǎn)的最適噴施濃度，據(jù)表分析,

應(yīng)在mg/L之間再設(shè)置多個(gè)濃度梯度進(jìn)一步進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

解析：（I）Cs位于葉綠體基質(zhì)中，則02與C5結(jié)合發(fā)生的場(chǎng)所在葉綠體基質(zhì)

中。突然停止光照，則光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP、NADPH減少，暗反應(yīng)消耗的Cs減

少，C5與02結(jié)合增加，產(chǎn)生的CO2增多。（2）葉片吸收和放出CO2量相等時(shí)所

需的光照強(qiáng)度即為光飽和點(diǎn)，與對(duì)照組相比，噴施100mg/LSoBS溶液后，光

合作用固定的CCh增加，光呼吸釋放的CO2減少，即葉片的CO2吸收量增加，

釋放量減少，此時(shí)，在更低的光照強(qiáng)度下，兩者即可相等。（3）光呼吸會(huì)消耗有

機(jī)物，但光呼吸會(huì)釋放CO2,補(bǔ)充光合作用的原料，適當(dāng)抑制光呼吸可以增加

作物產(chǎn)量。由表格數(shù)據(jù)可知，在SoBS溶液濃度為200mg/L時(shí)，光合作用強(qiáng)

度與光呼吸強(qiáng)度差值最大，即光合產(chǎn)量最多。為了進(jìn)一步探究最適噴施濃度，

應(yīng)在100?300mg/L之間再設(shè)置多個(gè)濃度梯度進(jìn)一步進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。