適用于新高考新教材2025屆高考生物一輪總復(fù)習(xí)第3單元細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用第4講影響光合作用強(qiáng)度的內(nèi)外因素課件新人教版

第4講影響光合作用強(qiáng)度的內(nèi)外因素第三單元課標(biāo)要求探究不同環(huán)境因素對光合作用的影響。備考指導(dǎo)1.利用坐標(biāo)曲線圖理解環(huán)境因素對光合作用速率的影響。2.以物質(zhì)合成與分解為紐帶,系統(tǒng)復(fù)習(xí)細(xì)胞呼吸、光合作用的過程及其影響因素等。3.運(yùn)用圖文結(jié)合法掌握細(xì)胞呼吸、光合作用的場所和物質(zhì)變化。4.利用分類法歸納與細(xì)胞呼吸和光合作用有關(guān)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。第一環(huán)節(jié)必備知識落實(shí)知識點(diǎn)影響光合作用強(qiáng)度的因素知識篩查1.光合作用強(qiáng)度(1)含義:植物在單位時間內(nèi)通過光合作用制造糖類的數(shù)量。2.影響光合作用強(qiáng)度的環(huán)境因素影響光合作用強(qiáng)度的環(huán)境因素有CO2、水分、光照的長短與強(qiáng)弱及光的成分、溫度等。知識落實(shí)1.下列關(guān)于提高農(nóng)作物產(chǎn)量的措施,不合理的是(

)A.蔬菜大棚采用藍(lán)紫色的薄膜,有利于提高農(nóng)作物的光合效率B.施用農(nóng)家肥有利于土壤微生物的代謝,可為農(nóng)作物提供更多的CO2C.維持蔬菜大棚中適當(dāng)?shù)臅円箿夭?可減少有機(jī)物消耗,提高產(chǎn)量D.合理密植有利于提高農(nóng)作物對光、水、肥等資源的利用率A綠色植物主要吸收紅光和藍(lán)紫光,但也吸收其他顏色的光,藍(lán)紫色薄膜只能透過藍(lán)紫光,所以蔬菜大棚采用藍(lán)紫色的薄膜,不利于提高農(nóng)作物的光合效率,A項(xiàng)不合理。農(nóng)家肥含有較多的有機(jī)物,施用農(nóng)家肥有利于土壤微生物的代謝,通過微生物的呼吸作用可為農(nóng)作物提供更多的CO2,B項(xiàng)合理。適當(dāng)?shù)臅円箿夭羁梢允挂雇碛袡C(jī)物消耗減少,C項(xiàng)合理。合理密植有利于提高農(nóng)作物對光、水、肥等資源的利用率,D項(xiàng)合理。2.下圖表示葉片的光合作用強(qiáng)度與植物周圍空氣中CO2含量的關(guān)系。圖示中,CE段是增大光照強(qiáng)度后測得的曲線。下列有關(guān)敘述正確的是(

)A.植物體鮮重增加量是光合作用強(qiáng)度的重要指標(biāo)B.出現(xiàn)BC段的限制因素主要是溫度C.葉綠體內(nèi)A點(diǎn)時的C3含量大于B點(diǎn)D.在E點(diǎn)后再次增大光照強(qiáng)度,曲線有可能為EG段D植物增加的鮮重主要是水分,不能代表光合作用強(qiáng)度,A項(xiàng)錯誤。CE段增大光照強(qiáng)度,光合作用強(qiáng)度增加,說明出現(xiàn)BC段的限制因素主要是光照強(qiáng)度,B項(xiàng)錯誤。AB段CO2含量增加,B點(diǎn)C3含量大于A點(diǎn),C項(xiàng)錯誤。在一定范圍內(nèi)光合作用強(qiáng)度隨著光照強(qiáng)度的增大而增加,但超過一定范圍之后,光合作用強(qiáng)度的增加幅度減小,當(dāng)達(dá)到某一光照強(qiáng)度后,光合作用強(qiáng)度就不再增加,這種現(xiàn)象稱為光飽和現(xiàn)象。在E點(diǎn)后再次增大光照強(qiáng)度,曲線有可能為EG段,D項(xiàng)正確。3.下圖為研究水分與光照強(qiáng)度對鐵皮石斛可溶性糖含量的影響得到的結(jié)果。下列敘述錯誤的是(

)A.本實(shí)驗(yàn)的自變量為光照強(qiáng)度和土壤含水量B.光照強(qiáng)度通過影響光合作用來影響可溶性糖的含量C.可溶性糖含量隨土壤含水量的降低而升高D.葡萄糖、果糖和麥芽糖在斐林試劑的作用下均可產(chǎn)生磚紅色沉淀C由題圖可知,本實(shí)驗(yàn)的自變量為土壤含水量和光照強(qiáng)度,A項(xiàng)正確。光照強(qiáng)度為影響光合作用的因素,可溶性糖為光合作用的產(chǎn)物,因此光照強(qiáng)度可通過影響光合作用來影響可溶性糖的含量,B項(xiàng)正確。由題圖可知,在三個光照強(qiáng)度下,隨著土壤含水量的降低,可溶性糖含量均升高,但題圖中僅有土壤含水量為100%、70%、40%時的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,當(dāng)土壤含水量小于40%時,可溶性糖的含量未知,因此不能得出可溶性糖含量隨土壤含水量的降低而升高的結(jié)論,C項(xiàng)錯誤。葡萄糖、果糖和麥芽糖均為還原糖,在斐林試劑的作用下均可產(chǎn)生磚紅色沉淀,D項(xiàng)正確。4.(2022湖南卷,不定項(xiàng)選擇題)在夏季晴朗無云的白天,10時左右某植物光合作用強(qiáng)度達(dá)到峰值,12時左右光合作用強(qiáng)度明顯減弱。光合作用強(qiáng)度減弱的原因可能是(

)A.葉片蒸騰作用強(qiáng),失水過多使氣孔部分關(guān)閉,進(jìn)入體內(nèi)的CO2量減少B.光合酶活性降低,呼吸酶不受影響,呼吸釋放的CO2量大于光合固定的CO2量C.葉綠體內(nèi)膜上的部分光合色素被光破壞,吸收和傳遞光能的效率降低D.光反應(yīng)產(chǎn)物積累,產(chǎn)生反饋抑制,葉片轉(zhuǎn)化光能的能力下降A(chǔ)D夏季,10時左右某植物光合作用強(qiáng)度達(dá)到峰值,12時左右由于溫度過高,光合作用強(qiáng)度明顯減弱,這時葉片的蒸騰作用強(qiáng),失水過多使氣孔部分關(guān)閉,進(jìn)入體內(nèi)的CO2量減少,導(dǎo)致有機(jī)物積累減少,A項(xiàng)正確。12時左右溫度較高,無論是光合酶還是呼吸酶,活性均受影響,光合固定的CO2量仍大于呼吸釋放的CO2量,B項(xiàng)錯誤。葉綠體內(nèi)膜上沒有光合色素,C項(xiàng)錯誤。由于光照過強(qiáng),光反應(yīng)產(chǎn)物NADPH和ATP積累,產(chǎn)生反饋抑制,葉片轉(zhuǎn)化光能的能力下降,D項(xiàng)正確。第二環(huán)節(jié)關(guān)鍵能力形成能力形成點(diǎn)一影響光合作用速率的因素及應(yīng)用典型例題下圖表示環(huán)境因素對綠色植物光合速率的影響。據(jù)圖分析,下列說法正確的是(

)A.在缺鎂的環(huán)境中,兩種CO2體積分?jǐn)?shù)條件下光合作用速率都會下降B.B點(diǎn)光照強(qiáng)度下將CO2體積分?jǐn)?shù)提高到1%,短時間內(nèi)細(xì)胞中C3含量下降C.A點(diǎn)與B點(diǎn)光合作用速率不同的原因是光照強(qiáng)度和CO2體積分?jǐn)?shù)的不同D.A點(diǎn)葉肉細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體基質(zhì)中均可產(chǎn)生ATPA在缺鎂的環(huán)境中,葉綠素含量下降,兩種CO2體積分?jǐn)?shù)條件下光合作用速率都會下降,A項(xiàng)正確。B點(diǎn)光照強(qiáng)度下將CO2體積分?jǐn)?shù)提高到1%,CO2固定加快,短時間內(nèi)細(xì)胞中C3含量增加,

B項(xiàng)錯誤。A點(diǎn)與B點(diǎn)光照強(qiáng)度相同,CO2體積分?jǐn)?shù)不同是導(dǎo)致A、B兩點(diǎn)光合作用速率不同的主要原因,C項(xiàng)錯誤。A點(diǎn)葉肉細(xì)胞同時進(jìn)行光合作用和有氧呼吸,葉綠體基質(zhì)中消耗ATP

,D項(xiàng)錯誤。整合構(gòu)建1.內(nèi)部因素(1)光合速率與植物自身的遺傳特性(如植物品種不同)有關(guān)。陰生植物和陽生植物的光合速率與光照強(qiáng)度的關(guān)系,如下圖所示。(2)植物葉片的葉齡、葉面積指數(shù)、葉綠素含量及酶等也會影響光合作用,如下圖所示。2.外部因素(1)單因子變量對光合作用的影響(2)多因子變量對光合速率的影響①曲線分析P點(diǎn):限制光合速率的因素應(yīng)為橫坐標(biāo)所表示的因子,隨著該因子的不斷加強(qiáng),光合速率不斷提高。Q點(diǎn):橫坐標(biāo)所表示的因子不再是影響光合速率的因素,要想提高光合速率,可適當(dāng)提高圖中的其他因子。②應(yīng)用溫室栽培時,在一定光照強(qiáng)度下,白天適當(dāng)提高溫度,增加與光合作用有關(guān)的酶的活性,提高光合速率,也可同時適當(dāng)增加CO2含量,進(jìn)一步提高光合速率。當(dāng)溫度適宜時,可適當(dāng)增加光照強(qiáng)度和CO2含量以提高光合速率。知識延伸關(guān)于環(huán)境因素影響光合作用強(qiáng)度的2點(diǎn)提醒(1)溫度改變對光合作用強(qiáng)度的影響:當(dāng)溫度改變時,不論是光反應(yīng)還是暗反應(yīng)都會受影響,但主要是影響暗反應(yīng),因?yàn)閰⑴c暗反應(yīng)的酶的種類和數(shù)量比參與光反應(yīng)的多。(2)CO2含量對光合作用強(qiáng)度的影響:CO2含量很低時,光合作用不能進(jìn)行;但CO2含量過高時,會抑制植物的細(xì)胞呼吸,進(jìn)而影響光合作用強(qiáng)度。訓(xùn)練突破1.下圖為桑葉光合速率隨土壤水分減少的日變化曲線圖,圖中曲線Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分別為降雨后第2、8、15天測得的數(shù)據(jù)。若光照強(qiáng)度的日變化相同,據(jù)圖判斷,下列敘述錯誤的是(

)A.在水分充足時桑葉沒有出現(xiàn)“午休”現(xiàn)象B.曲線Ⅱ雙峰的形成與光照強(qiáng)度的變化有關(guān)C.導(dǎo)致曲線Ⅲ日變化的主要因素是土壤含水量D.適時進(jìn)行灌溉可以緩解桑葉“午休”程度C曲線Ⅰ為降雨后第2天(水分充足)測得的數(shù)據(jù),沒有出現(xiàn)“午休”現(xiàn)象,A項(xiàng)正確。曲線Ⅱ和曲線Ⅲ分別是降雨后第8天和第15天測得的數(shù)據(jù),此時土壤含水量減少,都出現(xiàn)了“午休”現(xiàn)象,即中午溫度高,為降低蒸騰作用,葉片氣孔關(guān)閉,導(dǎo)致出現(xiàn)這種現(xiàn)象的主要因素是光照強(qiáng)度,而導(dǎo)致曲線Ⅲ光合速率較低的主要因素是土壤含水量,B項(xiàng)正確,C項(xiàng)錯誤。根據(jù)三條曲線可知,適時進(jìn)行灌溉可以緩解桑葉“午休”程度,D項(xiàng)正確。2.下圖分別表示兩個自變量對光合速率的影響情況,除各圖中所示因素外,其他因素均控制在最適范圍內(nèi)。下列分析錯誤的是(

)A.圖甲中A點(diǎn)的內(nèi)在限制因素可能是葉綠體中酶的數(shù)量或色素的含量B.圖乙中D點(diǎn)與C點(diǎn)相比,相同時間內(nèi)葉肉細(xì)胞中C3與C5的生成量都多C.圖丙中,隨著溫度的升高,曲線走勢將穩(wěn)定不變D.圖中M點(diǎn)、N點(diǎn)的限制因素是光照強(qiáng)度,P點(diǎn)的限制因素是溫度C題圖丙中,溫度影響酶的活性,超過最適溫度,曲線走勢將下降。

能力形成點(diǎn)二巧判光合作用曲線中關(guān)鍵點(diǎn)的移動典型例題已知某植物光合作用和細(xì)胞呼吸的最適溫度分別為25℃和30℃,下圖表示30℃時光合作用與光照強(qiáng)度的關(guān)系。若溫度降到25℃(原光照強(qiáng)度和CO2含量不變),理論上圖中相應(yīng)點(diǎn)A、B、D的移動方向分別是(

)A.下移、右移、上移B.下移、左移、下移C.上移、左移、上移D.上移、右移、上移C題圖中A、B、D三點(diǎn)分別表示細(xì)胞呼吸強(qiáng)度、光補(bǔ)償點(diǎn)和在光飽和點(diǎn)時的光合作用強(qiáng)度。由題干可知,當(dāng)溫度從30

℃降到25

℃時,細(xì)胞呼吸強(qiáng)度降低,A點(diǎn)上移。光合作用強(qiáng)度增強(qiáng),所以光飽和點(diǎn)(D點(diǎn))時吸收的CO2增多,D點(diǎn)上移。B點(diǎn)表示光合作用強(qiáng)度=細(xì)胞呼吸強(qiáng)度,在25

℃時細(xì)胞呼吸強(qiáng)度降低,光合作用強(qiáng)度增強(qiáng),在除光照強(qiáng)度外其他條件不變的情況下要使光合作用強(qiáng)度仍然與細(xì)胞呼吸強(qiáng)度相等,需降低光照強(qiáng)度,即B點(diǎn)左移。整合構(gòu)建光合作用曲線中關(guān)鍵點(diǎn)移動方向的判斷CO2(或光)補(bǔ)償點(diǎn)和飽和點(diǎn)的移動方向:一般有左移、右移之分,其中CO2(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應(yīng)的CO2含量(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,CO2(或光)補(bǔ)償點(diǎn)B應(yīng)右移;反之,則左移。(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,CO2(或光)補(bǔ)償點(diǎn)B應(yīng)右移;反之,則左移。(3)陰生植物與陽生植物相比,CO2(或光)補(bǔ)償點(diǎn)和飽和點(diǎn)都應(yīng)向左移動。知識延伸光補(bǔ)償點(diǎn)若用圖形表示,可歸納為如下幾種。四幅圖中所有的A點(diǎn)及圖乙中的B點(diǎn)均表示光補(bǔ)償點(diǎn)。

訓(xùn)練突破1.研究人員在相同且適宜的溫度條件下分別測定了兩個作物品種S1、S2的光飽和點(diǎn)(光飽和點(diǎn)是達(dá)到最大光合速率所需的最小光照強(qiáng)度)。當(dāng)增大環(huán)境中CO2含量后,測得S1的光飽和點(diǎn)沒有顯著改變,S2的光飽和點(diǎn)顯著提高。下列敘述錯誤的是(

)A.S1的光飽和點(diǎn)不變,可能是原條件下光反應(yīng)產(chǎn)生的NADPH和ATP不足B.S1的光飽和點(diǎn)不變,可能是原條件下CO2含量未達(dá)到飽和C.S2的光飽和點(diǎn)提高,可能是原條件下光反應(yīng)產(chǎn)生的NADPH和ATP未達(dá)到飽和D.S2的光飽和點(diǎn)提高,可能是原條件下CO2含量不足B達(dá)到光飽和點(diǎn)時限制光合作用強(qiáng)度的主要環(huán)境因素是溫度或CO2含量,增加環(huán)境中CO2含量后,測得S1的光飽和點(diǎn)沒有顯著改變,可能的原因是原條件下光反應(yīng)產(chǎn)生的NADPH和ATP不足,A項(xiàng)正確。S1的光飽和點(diǎn)不變,可能是原條件下CO2含量已經(jīng)達(dá)到飽和,B項(xiàng)錯誤。增大CO2含量后,暗反應(yīng)速率提高,需要消耗更多光反應(yīng)產(chǎn)生的NADPH和ATP,因此增大環(huán)境中CO2含量后,S2的光飽和點(diǎn)提高,可能是原條件下光反應(yīng)產(chǎn)生的NADPH和ATP未達(dá)到飽和,C項(xiàng)正確。S2的光飽和點(diǎn)提高,可能是原條件下CO2含量不足,還沒有達(dá)到CO2飽和點(diǎn),D項(xiàng)正確。2.圖1~4表示環(huán)境因素對植物光合作用的影響。下列有關(guān)描述錯誤的是(

)A.圖1中,若光照強(qiáng)度適當(dāng)增強(qiáng),則A點(diǎn)左移,B點(diǎn)右移B.圖2中,若CO2的體積分?jǐn)?shù)適當(dāng)增大,則A點(diǎn)左移,B點(diǎn)右移C.圖3中,與B點(diǎn)相比,A點(diǎn)時葉綠體中C3含量相對較多D.圖4中,當(dāng)溫度高于25℃時,光合作用制造的有機(jī)物的量開始減少D題圖4中“光照下CO2吸收量”為植物的凈光合量(植物有機(jī)物積累量),“黑暗中CO2釋放量”為植物的呼吸量,故當(dāng)溫度高于25

℃時,植物光合作用積累的有機(jī)物的量開始減少,而不是植物光合作用制造的有機(jī)物的量(植物總光合量)開始減少。第三環(huán)節(jié)核心素養(yǎng)提升高考真題剖析【例題】

(2023浙江卷)植物工廠是一種新興的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式,可人工控制光照、溫度、CO2濃度等因素。不同光質(zhì)配比對生菜幼苗體內(nèi)的葉綠素含量和氮含量的影響如圖甲所示,不同光質(zhì)配比對生菜幼苗干重的影響如圖乙所示。分組如下:CK組(白光)、A組(紅光∶藍(lán)光=1∶2)、B組(紅光∶藍(lán)光=3∶2)、C組(紅光∶藍(lán)光=2∶1),每組輸出的功率相同。甲乙丙回答下列問題。(1)光為生菜的光合作用提供

,又能調(diào)控生菜的形態(tài)建成。生菜吸收營養(yǎng)液中含氮的離子滿足其對氮元素需求,若營養(yǎng)液中的離子濃度過高,根細(xì)胞會因

作用失水造成生菜萎蔫。

(2)由圖乙可知,A、B、C組的干重都比CK組高,原因是

。

由圖甲、圖乙可知,選用紅、藍(lán)光配比為

,最有利于生菜產(chǎn)量的提高,原因是

。

(3)進(jìn)一步探究在不同溫度條件下,增施CO2對生菜光合速率的影響,結(jié)果如圖丙所示。由圖可知,在25℃時,提高CO2濃度對提高生菜光合速率的效果最佳,判斷依據(jù)是

。

植物工廠利用秸稈發(fā)酵生產(chǎn)沼氣,冬天可燃燒沼氣以提高CO2濃度,還可以

,使光合速率進(jìn)一步提高,從農(nóng)業(yè)生態(tài)工程角度分析,優(yōu)點(diǎn)還有

。

核心素養(yǎng)考查點(diǎn)剖析:本題綜合考查光合作用的原理及影響因素,較好地考查了“生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究”等學(xué)科素養(yǎng)。答案:(1)能量滲透(2)與CK組相比,A、B、C組使用的是不同配比的紅光和藍(lán)光,不同程度地增加了生菜體內(nèi)的葉綠素和氮含量,促進(jìn)了植物對光能的吸收和利用,光合作用速率增大,植物干重增加3∶2

B組植物葉綠素和氮含量比A組、C組高,植物的光合速率大,積累的有機(jī)物多(3)在25℃時,提高CO2濃度光合速率增加幅度最大適當(dāng)升高溫度可減少環(huán)境污染,實(shí)現(xiàn)能量多級利用和物質(zhì)循環(huán)再生解析:(2)由題圖甲可知,與CK組相比,A、B、C組使用的是不同配比的紅光和藍(lán)光,不同程度地增加了生菜體內(nèi)的葉綠素和氮含量,促進(jìn)了植物對光能的吸收和利用,植物光合速率增大,干重增加。由題圖乙可知,紅光∶藍(lán)光=3∶2時,最有利于生菜產(chǎn)量的提高。原因是B組植物葉綠素和氮含量比A組、C組高,植物的光合速率大,積累的有機(jī)物多。(3)由題圖丙可知,在25

℃時,提高CO2濃度光合速率增加幅度最大,因此,在25

℃時,提高CO2濃度對提高生菜光合速率的效果最佳。植物工廠利用秸稈發(fā)酵生產(chǎn)沼氣,冬天可燃燒沼氣以提高CO2濃度,還可以適當(dāng)升高溫度,使與光合作用有關(guān)的酶活性升高,從而使光合速率進(jìn)一步提高。從農(nóng)業(yè)生態(tài)工程角度分析,優(yōu)點(diǎn)還有可減少環(huán)境污染,實(shí)現(xiàn)能量多級利用和物質(zhì)循環(huán)再生等。典題訓(xùn)練1.各取未轉(zhuǎn)基因的水稻(W)和轉(zhuǎn)Z基因的水稻(T)數(shù)株,分組后分別噴施蒸餾水、寡霉素和NaHSO3,24h后進(jìn)行干旱脅迫處理(脅迫指對植物生長和發(fā)育不利的環(huán)境因素),測得未脅迫和脅迫8h時的光合速率如下圖所示。已知寡霉素抑制光合作用和細(xì)胞呼吸中ATP合成酶的活性。下列敘述正確的是(

)A.寡霉素在細(xì)胞呼吸過程中抑制線粒體外膜上[H]的傳遞B.寡霉素在光合作用過程中的作用部位是葉綠體的基質(zhì)C.轉(zhuǎn)Z基因提高了光合作用的效率,且增強(qiáng)了寡霉素對光合速率的抑制作用D.噴施NaHSO3促進(jìn)了光合作用,且減緩了干旱脅迫引起的光合速率的下降D由題意“寡霉素抑制光合作用和細(xì)胞呼吸中ATP合成酶的活性”可知,寡霉素在細(xì)胞呼吸過程中抑制線粒體內(nèi)膜上[H]的傳遞,A項(xiàng)錯誤。ATP產(chǎn)生于光合作用中的光反應(yīng),寡霉素在光合作用過程中的作用部位是葉綠體中的類囊體薄膜,B項(xiàng)錯誤。由(W+H2O)與(T+H2O)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知,轉(zhuǎn)Z基因可提高光合作用的效率;由(W+寡霉素)與(T+寡霉素)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知,轉(zhuǎn)Z基因可以減緩寡霉素對光合速率的抑制作用,C項(xiàng)錯誤。由(W+H2O)(W+寡霉素)與(W+NaHSO3)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知,噴施NaHSO3能夠促進(jìn)光合作用,且能減緩干旱脅迫引起的光合速率的下降,D項(xiàng)正確。2.(2022山東卷)強(qiáng)光條件下,植物吸收的光能若超過光合作用的利用量,過剩的光能可導(dǎo)致植物光合作用強(qiáng)度下降,