高三一輪復(fù)習(xí)生物：影響光合作用的因素及應(yīng)用課件

影響光合作用的因素及應(yīng)用第10講第三單元：細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用考點一考點二探究環(huán)境因素對光合作用強度的影響光合作用的影響因素及其應(yīng)用1.光合作用強度（又稱光合速率）一、探究環(huán)境因素對光合作用強度的影響CO2+H2O光能葉綠體(CH2O)

+O2①單位時間(單位葉面積)CO2的吸收量②單位時間(單位葉面積)O2的釋放量③單位時間(單位葉面積)有機物產(chǎn)生量概念植物在單位時間內(nèi)通過光合作用制造糖類的數(shù)量，是描述光合作用強弱的指標(biāo)。表示方法用一定時間內(nèi)反應(yīng)物的消耗量或生成物的增加量來表示。項目表示方法測定方法凈光合速率(表觀光合速率)真正光合速率(總光合速率)

呼吸速率單位時間O2的釋放量、單位時間CO2的吸收量、單位時間有機物的積累量單位時間O2的產(chǎn)生量、單位時間CO2的固定量、單位時間有機物的制造量單位時間CO2的釋放量、單位時間O2的吸收量、單位時間有機物的消耗量光照下測定植物單位時間內(nèi)CO2吸收量或O2釋放量不能直接測出黑暗下測定植物單位時間內(nèi)CO2釋放量或O2吸收量注意：葉綠體吸收的CO2≠

植物體吸收的CO2≠

葉肉細(xì)胞吸收的CO2一、探究環(huán)境因素對光合作用強度的影響真正光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率2.探究光照強度對光合作用強度的影響實驗(1)實驗原理：在正常情況下，葉片細(xì)胞間隙中充滿空氣，可采取真空滲入法排出細(xì)胞間隙內(nèi)的空氣，使細(xì)胞間隙充滿水分，葉片沉于水中，在光合作用的過程中，利用不斷產(chǎn)生的______在細(xì)胞間隙中的積累，使下沉的葉片又逐漸______。光合作用越強，單位時間內(nèi)圓形小葉片上浮的數(shù)量______。氧氣上浮越多自變量：__________，控制自變量的方法：_________________因變量：____________，檢測因變量的方法：____________________無關(guān)變量：____________________________________________控制無關(guān)變量的方法：____________________光照強度光源與燒杯的距離光合作用強度相同時間內(nèi)葉片浮起數(shù)量葉片大小和數(shù)量、CO2的濃度、溫度、燈源的功率……相同且適宜的環(huán)境(2)實驗步驟①取材:取生長旺盛的綠葉，用直徑為0.6cm的打孔器打出圓形小葉片30片。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活塞，使圓形小葉片內(nèi)的氣體逸出。③沉水備用:將處理過的圓形小葉片放入黑暗處盛有清水的燒杯中待用，葉片因細(xì)胞間隙充滿了水，所以全部沉至水底。④分組:取3只小燒杯,分別倒入富含CO2的清水。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、中、弱三種光照下。⑥觀察記錄：同一時間段內(nèi)各裝置中圓形小葉片浮起的數(shù)量。葉綠體含量多，光合作用強確保葉片不進行光合作用產(chǎn)生O2吹氣或添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%~2%的NaHCO3溶液利用小燒杯與光源的距離或不同功率的燈泡調(diào)節(jié)光照強度或浮起相同數(shù)量圓形小葉片所需的時間打孔時要避開主葉脈燈會產(chǎn)生熱量，距離越近（功率越大）熱量越多，從而影響裝置溶液的溫度。請?zhí)岢龈倪M措施。在臺燈和盛有圓形小葉片的燒杯之間放一盛水的玻璃柱，吸收燈光的熱量，避免光照對燒杯內(nèi)水溫產(chǎn)生影響。新考案P82(3)實驗結(jié)果燒杯圓形小葉片加富含

的清水光照強度相同時間內(nèi)葉片浮起數(shù)量甲10片

強____乙____片

中較多丙10片____

弱____最多1020最少(4)實驗結(jié)論：____________________________________________________________________________________________。光照強度影響光合作用強度，在一定光照強度范圍內(nèi)，隨光照強度的增強，光合作用強度也增強

B

新考案P83探究環(huán)境因素對光合作用影響的原理考向2.光抑制指的是光能超過光合系統(tǒng)所能利用的數(shù)量時，光合功能下降的現(xiàn)象。為了探究強光和其他環(huán)境脅迫因素對植物光合速率的影響，某同學(xué)設(shè)計了如下分組溫度光照小圓片上浮數(shù)量A

3B

2C

1D

8

5

4

0

0

0實驗：下列說法錯誤的是()。

C光合作用的過程色素分子光反應(yīng)暗反應(yīng)O2ATPC3光能葉綠體CO2+H2O（CH2O)+O2酶酶光照強度、光質(zhì)Mg、N等礦質(zhì)元素溫度、PH環(huán)境中CO2濃度

含水量外因：光照強度、光質(zhì)、CO2濃度、溫度、礦質(zhì)元素、含水量等內(nèi)因：光合色素的含量、酶的數(shù)量和活性、氣孔導(dǎo)度、葉齡、葉面積指數(shù)等NADPH二、光合作用的影響因素1.光照強度：影響光反應(yīng)階段ATP和NADPH的產(chǎn)生，進而影響暗反應(yīng)階段。BD段：光合速率>呼吸速率光照強度0CO2吸收量CO2釋放量ABD呼吸速率光補償點光飽和點凈光合速率總光合速率（光合速率=呼吸速率）（限制因素：CO2濃度、溫度等）CAB段：光合速率<呼吸速率思考：若CO2濃度適當(dāng)升高，B、C、D點將如何移動？呼吸速率B點左移，C點右移，D點右上移。應(yīng)用：溫室大棚適當(dāng)提高光照強度（如陰天時補光）可以提高光合速率。三、外部環(huán)境對光合作用的影響呼吸速率凈光合速率總光合速率CO2飽和點C0CO2吸收量CO2濃度CO2釋放量ABD（限制因素：光照強度、溫度）CO2補償點2.CO2濃度：影響暗反應(yīng)階段C3的生成，從而影響光合作用。若光照強度適當(dāng)降低，B、C、D點將如何移動？B點右移，C點左移，D點左下移。應(yīng)用：a.大田中增加空氣流動，以增加CO2濃度，如“正其行通其風(fēng)”；b.溫室中可增施有機肥，有機肥被微生物分解可產(chǎn)生CO2,以增大CO2

濃度。A′點表示光合作用所需CO2的最低濃度，CO2濃度很低時，不能進行光合作用。3.溫度：通過影響酶的活性而影響光合作用，溫度過高時植物氣孔關(guān)閉。溫度光合作用速率0(與呼吸作用酶相比，光合作用相關(guān)酶對溫度更為敏感)應(yīng)用：a.大田中適時播種；b.溫室中，適當(dāng)增加晝夜溫差，保證植物有機物的積累。4.水：水是光合作用的原料；水分影響氣孔的開閉，間接影響CO2進入植物體內(nèi)。應(yīng)用：合理灌溉。5.必需礦質(zhì)元素（N、P、Mg、K等）：影響與光合作用相關(guān)化合物的合成。應(yīng)用：a.合理施肥促進葉面積增加，提高酶合成速率，加快光合速率；b.施用有機肥，有機肥被微生物分解后既可補充CO2

，又可提供各種礦質(zhì)元素。注意：當(dāng)外界礦質(zhì)元素濃度過高時，會導(dǎo)致植物細(xì)胞失水。植物吸收的水分，主要用于蒸騰作用。（要確保外界溶液濃度<細(xì)胞液濃度）N：合成光合酶、NADPH、ATP、色素等；

P：NADPH和ATP的重要組分Mg：葉綠素的重要組分；

K：促進光合產(chǎn)物向貯藏器官運輸6.多因子變量對光合速率的影響應(yīng)用：溫室栽培時，當(dāng)光照強度適宜時適當(dāng)提高溫度，同時增加CO2濃度可以提高光合速率。同一植物體所處環(huán)境條件不相同，光合速率也可能相同。P點之前：限制光合速率的因素應(yīng)為____________________。Q點之后：影響因素主要為____________________。橫坐標(biāo)所表示的因子各曲線所表示的因子1.植物自身遺傳特性（以陰生植物與陽生植物為例）陽生植物的呼吸作用強度、光補償點、光飽和點、最大光合作用強度均高于陰生植物。應(yīng)用：在農(nóng)作物種植時，將陽生農(nóng)作物與陰生農(nóng)作物間作或套種可提高農(nóng)作物的光能利用率.間作：指在同一田地上于同一生長期內(nèi)，分行或分帶相間種植兩種或兩種以上作物的種植方式。套種：指在前季作物生長后期的株、行或畦間播種或栽植后季作物的一種種植方式。四、內(nèi)部因素對光合作用的影響2.植物的葉齡OA段，隨葉齡增大，葉面積增大，色素、酶的含量增多，酶活性增大，光合速率加快；A點之后，隨葉齡增大，色素、酶含量減少，酶活性減弱，光合速率減慢。應(yīng)用：適時摘除老葉。3.葉面積指數(shù)A點前，隨葉面積指數(shù)增大，光合速率增大；A點后，雖然總光合量上升，但呼吸量上升更快，導(dǎo)致干物質(zhì)量下降。應(yīng)用：a.適當(dāng)摘除林冠下層葉；b.合理密植，增加光合面積。單位土地面積上植物葉片總面積占土地面積的倍數(shù)?。1.（2023·湖北卷）高溫是制約世界糧食安全的因素之一，高溫往往使植物葉片變黃、變褐。研究發(fā)現(xiàn)平均氣溫每升高1℃，水稻、小麥等作物減產(chǎn)3%~8%。關(guān)于高溫下作物減產(chǎn)的原因，下列敘述錯誤的是()。A.呼吸作用變強，消耗大量養(yǎng)分B.光合作用強度減弱，有機物合成減少C.蒸騰作用增強，植物易失水發(fā)生萎蔫D.葉綠素降解，光反應(yīng)生成的NADH和ATP減少新考案P85影響光合作用強度的因子分析(高頻)考向1D2.（2023·北京卷）在兩種光照強度下，不同溫度對某植物CO2吸收速率的影響如圖。對此圖理解錯誤的是()。CA.在低光強下，CO2

吸收速率隨葉溫升高而下降的原因是呼吸速率上升B.在高光強下，M點左側(cè)CO2

吸收速率升高與光合酶活性增強相關(guān)C.在圖中兩個CP點處，植物均不能進行光合作用D.圖中M

點處光合速率與呼吸速率的差值最大3.(2021·河北卷)為探究水和氮對光合作用的影響，研究者將一批長勢相同的玉米植株隨機均分成三組，在限制水肥的條件下做如下處理：(1)對照組；(2)施氮組，補充尿素(12g·m-2)；(3)水+氮組，補充尿素(12g·m-2)

同時補水。檢測相關(guān)生理指標(biāo)，結(jié)果見下表。生理指標(biāo)對照組施氮組水

氮組自由水/結(jié)合水6.26.87.8氣孔導(dǎo)度/

8565196葉綠素含量/

9.811.812.6羧化酶活性/

316640716光合速率/

6.58.511.4注：氣孔導(dǎo)度反映氣孔開放的程度回答下列問題：(1)植物細(xì)胞中自由水的生理作用包括_____________________________________（寫出2點即可）等。補充水分可以促進玉米根系對氮的______，提高植株氮供應(yīng)水平。自由水是細(xì)胞中良好的溶劑；能運輸物質(zhì)吸收3.(2021·河北卷)為探究水和氮對光合作用的影響，研究者將一批長勢相同的玉米植株隨機均分成三組，在限制水肥的條件下做如下處理：(1)對照組；(2)施氮組，補充尿素(12g·m-2)；(3)水+氮組，補充尿素(12g·m-2)

同時補水。檢測相關(guān)生理指標(biāo)，結(jié)果見下表。生理指標(biāo)對照組施氮組水

氮組自由水/結(jié)合水6.26.87.8氣孔導(dǎo)度/

8565196葉綠素含量/

9.811.812.6羧化酶活性/

316640716光合速率/

6.58.511.4注：氣孔導(dǎo)度反映氣孔開放的程度(2)參與光合作用的很多分子都含有氮。氮與____離子參與組成的環(huán)式結(jié)構(gòu)使葉綠素能夠吸收光能，用于驅(qū)動______________兩種物質(zhì)的合成以及____的分解；RuBP羧化酶將CO2轉(zhuǎn)變?yōu)轸然拥絖_____________分子上，反應(yīng)形成的產(chǎn)物被還原為糖類。鎂NADPH和ATP水C5（或RuBP）3.(2021·河北卷)為探究水和氮對光合作用的影響，研究者將一批長勢相同的玉米植株隨機均分成三組，在限制水肥的條件下做如下處理：(1)對照組；(2)施氮組，補充尿素(12g·m-2)；(3)水+氮組，補充尿素(12g·m-2)

同時補水。檢測相關(guān)生理指標(biāo)，結(jié)果見下表。生理指標(biāo)對照組施氮組水

氮組自由水/結(jié)合水6.26.87.8氣孔導(dǎo)度/

8565196葉綠素含量/

9.811.812.6羧化酶活性/

316640716光合速率/

6.58.511.4注：氣孔導(dǎo)度反映氣孔開放的程度(3)施氮同時補充水分增加了光合速率，這需要足量的CO2供應(yīng)。據(jù)實驗結(jié)果分析，葉肉細(xì)胞CO2供應(yīng)量增加的原因是______________________________________________________________________________。氣孔導(dǎo)度增加，CO2吸收量增多，同時RuBP羧化酶活性增大，使固定CO2的效率增大1.（2021·遼寧卷）植物工廠是通過光調(diào)控和通風(fēng)控溫等措施進行精細(xì)管理的高效農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)，常采用無土栽培技術(shù)。下列有關(guān)敘述錯誤的是()。A.可根據(jù)植物生長特點調(diào)控光的波長和光照強度B.應(yīng)保持培養(yǎng)液與植物根部細(xì)胞的細(xì)胞液濃度相同C.合理控制晝夜溫差有利于提高作物產(chǎn)量D.適時通風(fēng)可提高生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)的CO2

濃度B新考案P862.(2021·廣東卷)與野生型擬南芥WT相比，突變體t1和t2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），造成葉綠體相對受光面積的不同（圖b），進而引起光合速率差異，但葉綠素含量及其他性狀基本一致。在不考慮葉綠體運動的前提下，下列敘述錯誤的是()。abA.t2比t1

具有更高的光飽和點(光合速率不再隨光強增加而增加時的光照強度）B.t1比t2具有更低的光補償點(光合吸收CO2與呼吸釋放CO2

等量時的光照強度）C.三者光合速率的高低與葉綠素的含量無關(guān)D.三者光合速率的差異隨光照強度的增加而變大D3.（2023·廣東卷）光合作用機理是作物高產(chǎn)的重要理論基礎(chǔ)。大田常規(guī)栽培時，水稻野生型(WT)的產(chǎn)量和黃綠葉突變體(ygl)的產(chǎn)量差異不明顯，但在高密度栽培條件下ygl產(chǎn)量更高，其相關(guān)生理特征見下表和圖。(光飽和點：光合速率不再隨光照強度增加時的光照強度；光補償點：光合過程中吸收的CO2與呼吸過程中釋放的CO2

等量時的光照強度）分析圖表，回答下列問題：(1)ygl葉色黃綠的原因包括葉綠素含量較低和__________________________，葉片主要吸收可見光中的____________光。類胡蘿卜素/葉綠素的值較高紅光和藍(lán)紫(2)光照強度逐漸增加達到2000μmol·m-2·s-1時，ygl的凈光合速率較WT更高，但兩者凈光合速率都不再隨光照強度的增加而增加，比較兩者的光飽和點，可得ygl______WT(填“高于”、“低于”或“等于”)。ygl有較高的光補償點，可能的原因是葉綠素含量較低和_____________________。等于呼吸速率較高3.（2023·廣東卷）光合作用機理是作物高產(chǎn)的重要理論基礎(chǔ)。大田常規(guī)栽培時，水稻野生型(WT)的產(chǎn)量和黃綠葉突變體(ygl)的產(chǎn)量差異不明顯，但在高密度栽培條件下ygl產(chǎn)量更高，其相關(guān)生理特征見下表和圖。（光飽和點：光合速率不再隨光照強度增加時的光照強度；光補償點：光合過程中吸收的CO2與呼吸過程中釋放的CO2

等量時的光照強度）3.（2023·廣東卷）光合作用機理是作物高產(chǎn)的重要理論基礎(chǔ)。大田常規(guī)栽培時，水稻野生型(WT)的產(chǎn)量和黃綠葉突變體(ygl)的產(chǎn)量差異不明顯，但在高密度栽培條件下ygl產(chǎn)量更高，其相關(guān)生理特征見下表和圖。（光飽和點：光合速率不再隨光照強度增加時的光照強度；光補償點：光合過程中吸收的CO2與呼吸過程中釋放的CO2

等量時的光照強度）(3)與WT相比，ygl葉綠素含量低，高密度栽培條件下，更多的光可到達下層葉片，且ygl群體的凈光合速率較高，表明該群體___________________________________