新高考生物一輪復(fù)習(xí)考點課件第15講光合作用的影響因素及其應(yīng)用（含解析）-課件下載-教習(xí)網(wǎng)

第15講光合作用的影響因素及其應(yīng)用
1.探究光照強度、CO2濃度等對光合作用強度的影響；關(guān)注光合作用與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及生活的聯(lián)系。
考點一探究光照強度對光合作用強度的影響
考點二光合作用的影響因素及其應(yīng)用　
主要考點必備知識
探究光照強度對光合作用強度的影響
指光照的強弱,以單位面積上所接受可見光的能量來量度，單位勒克斯（Lx）。
光合作用強度（也稱“光合強度”、“光合速率”）
指光合作用的強弱，植物在光照下單位時間內(nèi)通過光合作用制造糖類的數(shù)量。
可通過測定單位時間、單位葉面積吸收的CO2的量或放出O2的量來定量地表示。
2.實驗原理：利用真空滲水法排除葉片細胞間隙中的氣體，使其沉入水中。在光合作用的過程中植物吸收CO2并排除O2，產(chǎn)生O2的多少與光合作用的強度密切相關(guān)， O2溶解度很小，積累在細胞間隙從而使下沉的葉片上浮。因此可依據(jù)一定時間內(nèi)葉片上浮的數(shù)量及時間長短，來比較光合作用的強弱。
新鮮臘梅葉片，打孔器，注射器，40W臺燈，100ml燒杯，鑷子，NaHCO3溶液，一次性紙杯，標簽紙，清水等.
1）用打孔器打出大小相等的圓葉片若干片（避開葉的主脈）
2）用注射器連抽幾次抽出葉片中的氣體，使葉片沉入水底.
3）將氣體逸出的葉片放入一次性杯中保存
4）將3個燒杯編號后，分別加入2個40ml NaHCO3溶液、1個40ml清水，并各放入10片抽去氣體的葉片.
5）按實驗記錄表進行操作
在一定范圍內(nèi)，隨著光照強度不斷增強，光合作用強度也不斷增強。
同一時間段內(nèi)各實驗裝置中1組小燒杯中小圓形葉片浮起的數(shù)量最多，3組小燒杯最少。
6.實驗結(jié)果分析光照越強，燒杯內(nèi)圓形小葉片浮起的數(shù)量越多，說明一定范圍內(nèi)，隨著光照強度的不斷增強，光合作用強度不斷增強。7.注意事項(1)葉片上浮的原因是_______________________________________________________________________________________________。(2)打孔時要避開，因為其中沒有葉綠體，而且會延長圓形小葉片上浮的時間，影響實驗結(jié)果的準確性。(3)為確保溶液中CO2含量充足，圓形小葉片可以放入溶液中。
光合作用產(chǎn)生的O2大于有氧呼吸消耗的O2，釋放氧氣，使葉肉細胞間隙充滿了氣體，浮力增大，葉片上浮
葉圓片的數(shù)量和大小、溫度、CO2濃度（可用玻璃管向燒杯中的水吹氣相同時間）等
可觀測指標為葉圓片上浮的數(shù)量
考向　光合作用影響因素的實驗探究1.如圖表示測定金魚藻光合作用強度的密閉實驗裝置，氧氣傳感器可監(jiān)測O2量的變化。已知光飽和點是指植物光合速率達到最大時的最小光照強度。下列敘述錯誤的是( )A.NaHCO3溶液可以為金魚藻光合作用提供　CO2B.單色光照射時，相同光照強度下一定時間　內(nèi)用紅光比用綠光測到的O2量多C.氧氣傳感器測到的O2量就是金魚藻光合作用產(chǎn)生的O2量D.拆去濾光片，改變光照強度，并將所得數(shù)據(jù)繪制成曲線可推知其光飽和點
解析：氧氣傳感器測到的O2量就是金魚藻凈光合作用產(chǎn)生的O2量，即總光合作用產(chǎn)生的O2量與呼吸作用消耗的O2量的差值，C錯誤。
光合作用的影響因素及其應(yīng)用
在一定范圍內(nèi)，隨著光照強度不斷增強，光合速率也不斷增加。當光照強度增加到某一點后（A），再增加光照強度，光合速率也不再增加，這一點的光照強度（B）稱光飽和點。
原理：光照強度通過影響植物的光反應(yīng)進而影響光合速率。光照強度增加，光反應(yīng)速率加快，產(chǎn)生的NADPH和ATP增多，使暗反應(yīng)中C3的還原加快，從而使光合作用產(chǎn)物增加。
應(yīng)用：溫室大棚中，適當增強光照強度，以提高光合速率，使作物增產(chǎn)。陰生植物的光補償點和光飽和點都較陽生植物低，間作套種農(nóng)作物，可合理利用光能。
A點表示進行光合作用所需CO2的最低濃度。AC段表示在一定范圍內(nèi)，光合速率隨二氧化碳濃度的增加而增大，但當CO2濃度增加到一定數(shù)值后，光合作用速率不在增加。B點都表示CO2飽和點。
應(yīng)用：對農(nóng)田里的農(nóng)作物應(yīng)合理密植，“正其行，通其風”；對溫室作物來說，應(yīng)增施農(nóng)家肥料或使用CO2發(fā)生器。
就測定方法來說，很難測定植物體內(nèi)CO2或者O2變化量，只能測定密閉環(huán)境中CO2或者O2變化量，來推測植物體內(nèi)CO2或者O2變化量。黑暗條件下可根據(jù)環(huán)境中CO2或者O2變化量直接測定呼吸速率。又由于光照強度不影響呼吸速率，在光照條件下可根據(jù)環(huán)境中CO2或者O2變化量和呼吸速率推知光合速率。
溫度是通過影響與光合作用有關(guān)的酶的活性而影響光合作用速率的。
應(yīng)用：溫室栽培植物時，白天調(diào)到光合作用最適溫度，以提高光合速率；晚上適當降低室內(nèi)溫度，以降低細胞呼吸速率，保證植物有機物的積累。
水是光合作用的原料，缺水既可直接影響光合作用。缺水還會導(dǎo)致葉片氣孔關(guān)閉，限制CO2進入葉片，從而間接影響光合速率。在一定范圍內(nèi)，水越充足，光合作用速率越快。
在12時左右光合作用強度明顯減弱，是因為此時溫度很高，蒸騰作用很強，氣孔大量關(guān)閉，二氧化碳供應(yīng)減少，導(dǎo)致光合作用強度明顯減弱。
應(yīng)用：農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，可根據(jù)作物的生長規(guī)律，合理灌溉和施肥。
在一定濃度范圍內(nèi)，增大必需礦質(zhì)元素的供應(yīng)，可提高光合作用速率，但當超過一定濃度后，會因土壤溶液濃度過高使植物吸水困難從而導(dǎo)致光合作用速率下降。
N：是各種酶以及NADP+和ATP的重要組成成分，葉綠素中也有N元素。
P：是葉綠體膜、 NADP+和ATP的重要組成成分。
鎂：葉綠素的重要組成成分。
K：在合成糖類，以及將其運輸?shù)綁K根、塊莖和種子等器官過程中起作用。
應(yīng)用：施肥的同時，往往適當澆水，小麥的光合速率會更大，此時澆水的原因是肥料中的礦質(zhì)元素只有溶解在水中，以離子形式存在，才能被作物根系吸收。同時可以保證小麥吸收充足的水分，保證葉肉細胞中CO2的供應(yīng)。
(1)這三種研究的自變量分別是什么？光照強度、溫度；光照強度、溫度；光照強度、CO2濃度。(2)圖3的研究中，對溫度條件的設(shè)定有何要求？為什么？　需要保持在最適溫度，這樣可能使實驗結(jié)果更加明顯。
(3)圖1中P點光照強度下，要想提高光合速率，可以采取什么措施？圖2中P點溫度條件下，要想提高光合速率，可以采取什么措施？　提高CO2濃度；提高CO2濃度。
(4)Q點之后，曲線會明顯下降的是哪一個圖？原因是什么？　圖2；溫度升高，酶的活性會下降，甚至失活。
限制光合速率的因素為橫坐標所表示的因子，隨該因子的不斷加強，光合速率不斷提高。
橫坐標所表示的因素，不再是影響光合速率的因子，若要提高光合速率，可采取適當提高圖示中的其他因子的方法。
應(yīng)用：溫室栽培時，在一定光照強度下，白天適當提高溫度，增加光合作用所需酶的活性，提高光合速率，也可同時適當增加CO2濃度，進一步提高光合速率；當溫度適宜時，可適當增加光照強度和CO2濃度以提高光合速率。
(1)植物自身的遺傳特性，如植物品種不同，以陰生植物、陽生植物為例
(2)植物葉片的葉齡、葉綠素含量及酶
考向　光合作用影響因素的綜合考查1.下圖甲表示某種植物葉肉細胞光合作用強度與光照強度的關(guān)系，圖乙表示該植物葉肉細胞的部分結(jié)構(gòu)(圖中M和N代表兩種氣體)。據(jù)圖判斷，下列說法正確的是(注：不考慮無氧呼吸) ( )
A.圖甲中的縱坐標數(shù)值即為圖乙中的m4B.圖甲中c點時，圖乙中有m1＝n1＝m4＝n4C.圖甲中e點以后，圖乙中n4不再增加，其主要原因是m1值太低D.圖甲中a、b、c、d、e任意一點，圖乙中都有m1＝n1>0，m2＝n2>0
解析：圖甲中的縱坐標數(shù)值即為圖乙中的m3，A錯誤；圖甲中c點時，光合速率等于呼吸速率，因此線粒體產(chǎn)生的二氧化碳剛好能供葉綠體利用，葉綠體產(chǎn)生的氧氣剛好供線粒體利用，因此圖乙中有m1＝n1＝m4＝n4，B正確；圖甲中e點以后，圖乙中n4不再增加，其主要原因是m3值太低，或溫度的限制，C錯誤；圖甲中a、b、c、d、e任意一點，圖乙中都有m1＝n1>0，但由于d、e點細胞呼吸強度小于光合作用強度，應(yīng)為m3＝n3>0，c點細胞呼吸強度等于光合作用強度，m3＝n3＝0，c、d、e點時，m2＝n2＝0，D錯誤。
2.(2022·北京東城區(qū)高三模擬)下圖是各種環(huán)境因素影響黑藻光合速率變化的示意圖。下列相關(guān)敘述正確的是A.若在t1前充CO2，則暗反應(yīng)速率將顯　著提高B.t1→t2，光反應(yīng)速率顯著提高而暗反　應(yīng)速率不變C.t3→t4，葉綠體基質(zhì)中NADPH的消耗　速率提高D.t4后短暫時間內(nèi)，葉綠體中C3/C5比值下降
解析：O～t1，光照較弱，光合速率較慢，限制因素為光照強度，若在t1前充CO2，則暗反應(yīng)速率不會顯著提高，A錯誤；t1→t2，光反應(yīng)速率顯著提高，產(chǎn)生的NADPH和ATP增加，導(dǎo)致暗反應(yīng)速率也增加，B錯誤；t3→t4，CO2濃度增加，葉綠體基質(zhì)中生成的C3增加，消耗NADPH的速率提高，C正確；t4后短暫時間內(nèi)，由于缺少光照，ATP和NADPH減少，還原C3的速率減慢，但短時間內(nèi)C3繼續(xù)生成，故葉綠體中C3/C5比值將上升，D錯誤。
考向　光(CO2)補償點、飽和點的移動問題1.下圖為CO2吸收量與光照強度關(guān)系的坐標圖，當光合作用相關(guān)因素改變后，a、b、c點的移動描述不正確的是( )A.若植物體缺Mg2＋，則對應(yīng)的b點將向左移B.已知某植物光合作用和呼吸作用的最適溫度分別　是25 ℃和30 ℃，則溫度由25 ℃上升到30 ℃時，　對應(yīng)的a點將下移，b點將右移C.若原曲線代表陽生植物，則陰生植物對應(yīng)的a點、b點、c點將分別向上移、左移、左移D.若實驗時將光照由白光改為藍光(光照強度不變)，則b點將向左移
解析：若植物體缺Mg2＋，葉綠素含量降低，光合速率下降，需要更強光照條件，才能使光合速率等于呼吸速率，故b點右移，A錯誤；溫度由25 ℃上升到30 ℃時，呼吸速率上升，故a點下移；呼吸速率上升，光合速率下降，要讓光合速率＝呼吸速率，需要更強光照，故b點右移，B正確；植物光合作用最有效的光是紅光和藍紫光，若實驗時將光照由白光改為藍光(光照強度不變)，光合速率上升，要讓光合速率＝呼吸速率，需要較弱光照即可，故b點將向左移，D正確。
2.如圖所示，在圖甲裝置A與裝置B中敞口培養(yǎng)相同數(shù)量的小球藻，以研究光照強度對小球藻產(chǎn)生氧氣的影響。裝置A的曲線如圖乙。據(jù)圖分析，下列敘述錯誤的是( )A.適當提高溫度，P點將上移B.P點處能產(chǎn)生ATP的細胞器只　有線粒體C.降低CO2濃度時，在圖乙上的　R點應(yīng)右移D.在圖乙上繪制裝置B的曲線，Q點應(yīng)右移
解析：適當提高溫度，酶的活性升高，呼吸作用強度提高，P點上升，A正確；P點光照強度為0，不進行光合作用，只進行呼吸作用，故產(chǎn)生ATP的場所是細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體，細胞器只有線粒體，B正確；降低二氧化碳濃度，光飽和點會向左移動，氧氣釋放量減少，即R點應(yīng)向左上移，C錯誤；裝置B是缺鎂培養(yǎng)液，則小球藻中葉綠素合成受阻，吸收光能減少，直接降低光合作用強度。Q點時光合作用強度等于呼吸作用強度，但是呼吸作用強度不變，則需要增加光照強度，提高光合作用強度，從而保證光合作用強度等于呼吸作用強度，故Q點應(yīng)右移，D正確。
考向　農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用1.(2022·天津高三期中)夏季大棚種植，人們經(jīng)常在傍晚這樣做：①延長2小時人工照光；②熄燈后要打開門和所有通風口半小時以上；③關(guān)上門和通風口。對于上述做法的生物學(xué)原理的分析，錯誤的是( )A.①延長光合作用時間，可以提高有機物的制造量B.②起到降氧、降溫、降濕度的作用，從而抑制細胞呼吸減少有機物消耗C.與①時的狀態(tài)相比，②③時葉肉細胞中線粒體的功能有所增強D.③可積累棚內(nèi)CO2濃度來抑制細胞呼吸，并對下一天的光合作用有利
解析：②③的目的是抑制有氧呼吸，故與①時的狀態(tài)相比，葉肉細胞中線粒體的功能有所減弱，C錯誤。
1.光照強度只影響光反應(yīng)，不影響暗反應(yīng)(　　)2.只要有光照，植物就能正常生長(　　)3.鎂可以影響葉綠素的合成從而影響光反應(yīng)(　　)4.水分能影響氣孔的開閉，間接影響CO2進入植物體內(nèi)，從而影響光合作用(　　)5.整株植物處于光補償點時，葉肉細胞的光合作用強度和呼吸作用強度相等(　　)
1.參照光照強度對光合作用強度的影響曲線，完成特殊點(段)對應(yīng)的氣體交換情況。
a-b點：只進行呼吸作用
b-c點：光合速率 < 呼吸速率
c點：光合速率 = 呼吸速率
c-g點：光合速率 > 呼吸速率
g-h點：光合速率 < 呼吸速率
h-i點：只進行呼吸作用
g點：光合速率 = 呼吸速率
有關(guān)光合作用和呼吸作用關(guān)系的變化曲線圖中，最典型的就是夏季的某一晴天中CO2吸收和釋放變化曲線。(大寫字母為曲線上的某點，小寫字母為對應(yīng)的時間點，S代表某時間段內(nèi)有機物的量)
c-g段積累有機物的量：
b-h段積累有機物的量：
S1+S2+S4+S5+S6
S3-S1-S2-S5-S6
①7～10時的光合作用強度不斷增強的原因是。②10～12時左右的光合作用強度明顯減弱的原因是__________________________________________________________________________________。
2.源于必修1 P106“拓展應(yīng)用”：右圖是在夏季晴朗的白天，某種綠色植物葉片光合作用強度的曲線圖。分析曲線圖并回答問題：
此時溫度很高，導(dǎo)致氣孔開度減小，CO2無法進入葉片組織，致使光合作用暗反應(yīng)受到限制

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