第15讲光合作用的影响因素及其应用-2023年高考生物一轮复习（新教材新高考）

核心知识全面复习高考一轮复习——必修一《分子与细胞》——第15讲光合作用的影响因素及其应用1.探究光照强度、CO2浓度等对光合作用强度的影响；关注光合作用与农业生产及生活的联系。复习目标要求

考点一探究光照强度对光合作用强度的影响考点二光合作用的影响因素及其应用

主要考点

必备知识探究光照强度对光合作用强度的影响考点一

1.光照强度

指光照的强弱,以单位面积上所接受可见光的能量来量度，单位勒克斯（Lx）。光合作用强度（也称“光合强度”、“光合速率”）一.知识梳理

必备知识指光合作用的强弱，

植物在光照下单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。

可通过测定单位时间、单位叶面积吸收的CO2的量或放出O2的量来定量地表示。一.知识梳理

必备知识2.实验原理：

利用真空渗水法排除叶片细胞间隙中的气体，使其沉入水中。在光合作用的过程中植物吸收CO2并排除O2，产生O2的多少与光合作用的强度密切相关，O2溶解度很小，积累在细胞间隙从而使下沉的叶片上浮。因此可依据一定时间内叶片上浮的数量及时间长短，来比较光合作用的强弱。

新鲜腊梅叶片，打孔器，注射器，40W台灯，100ml烧杯，镊子，NaHCO3溶液，一次性纸杯，标签纸，清水等.材料用具一.知识梳理

必备知识一.知识梳理

必备知识3.实验流程1）用打孔器打出大小相等的圆叶片若干片（避开叶的主脉）一.知识梳理

必备知识2）用注射器连抽几次抽出叶片中的气体，使叶片沉入水底.3.实验流程一.知识梳理

必备知识3）将气体逸出的叶片放入一次性杯中保存3.实验流程一.知识梳理

必备知识4）将3个烧杯编号后，分别加入2个40mlNaHCO3溶液、1个40ml清水，并各放入10片抽去气体的叶片.

3.实验流程一.知识梳理

必备知识烧杯编号处理条件5分钟上浮数10分钟上浮数15分钟上浮数1距40W台灯15cm,2%NaHCO3溶液，室温2距40W台灯25cm，2%NaHCO3溶液，室温3距40W台灯35cm，2%NaHCO3溶液，室温5）按实验记录表进行操作3.实验流程一.知识梳理

必备知识6）记录实验数据3.实验流程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。同一时间段内各实验装置中1组小烧杯中小圆形叶片浮起的数量最多，3组小烧杯最少。一.知识梳理

必备知识一.知识梳理

必备知识6.实验结果分析光照越强，烧杯内圆形小叶片浮起的数量越多，说明一定范围内，随着光照强度的不断增强，光合作用强度不断增强。7.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实验对象：实验结果：实验结论：自变量：对照类型：因变量：叶圆片光照强度光合作用强度相互对照60分钟30分钟

10分钟30厘米20厘米10厘米

不同光照条件下浮起的叶片数无关变量：叶圆片的数量和大小、温度、CO2浓度（可用玻璃管向烧杯中的水吹气相同时间）等在一定范围内，随着光照强度不断增强，光合作用强度也不断增强。可观测指标为叶圆片上浮的数量一.知识梳理

必备知识二.精题精练考向光合作用影响因素的实验探究1.如图表示测定金鱼藻光合作用强度的密闭实验装置，氧气传感器可监测O2量的变化。已知光饱和点是指植物光合速率达到最大时的最小光照强度。下列叙述错误的是()A.NaHCO3溶液可以为金鱼藻光合作用提供

CO2B.单色光照射时，相同光照强度下一定时间

内用红光比用绿光测到的O2量多C.氧气传感器测到的O2量就是金鱼藻光合作用产生的O2量D.拆去滤光片，改变光照强度，并将所得数据绘制成曲线可推知其光饱和点C二.精题精练解析：氧气传感器测到的O2量就是金鱼藻净光合作用产生的O2量，即总光合作用产生的O2量与呼吸作用消耗的O2量的差值，C错误。光合作用的影响因素及其应用考点二

在一定范围内，随着光照强度不断增强，光合速率也不断增加。当光照强度增加到某一点后（A），再增加光照强度，光合速率也不再增加，这一点的光照强度（B）称光饱和点。光照强度一.知识梳理

必备知识1.外部因素原理：光照强度通过影响植物的光

反应进而影响光合速率。光照强度增加，光反应速率加快，产生的NADPH和ATP增多，使暗反应中C3的还原加快，从而使光合作用产物增加。光照强度光合速率光饱和点AB一.知识梳理

必备知识光照强度光合速率光饱和点AB总光合速率呼吸速率净光合速率总光合速率总光合速率=净光合速率+呼吸速率0点：只进行细胞呼吸，释放CO2量代表此时的呼吸强度0B段：随光照强度增强，光合作用逐渐增强，CO2的释放量逐渐减少,因一部分用于光合作用。呼吸作用>光合作用B点：光的补偿点

呼吸作用=光合作用BC段：随光照强度不断增强，光合作用不断增强，呼吸作用<光合作用C点：光的饱和点

呼吸作用<光合作用一.知识梳理

必备知识0点：0B段：B点：BC段：一.知识梳理

必备知识应用：温室大棚中，适当增强光照强度，以提高光合速率，使作物增产。阴生植物的光补偿点和光饱和点都较阳生植物低，间作套种农作物，可合理利用光能。A点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度。AC段表示在一定范围内，光合速率随二氧化碳浓度的增加而增大，但当CO2浓度增加到一定数值后，光合作用速率不在增加。B点都表示CO2饱和点。一.知识梳理

必备知识光合速率0外界CO2浓度ABC应用：对农田里的农作物应合理密植，“正其行，通其风”；对温室作物来说，应增施农家肥料或使用CO2发生器。CO2浓度1.外部因素就测定方法来说，很难测定植物体内CO2或者O2变化量，只能测定密闭环境中CO2或者O2变化量，来推测植物体内CO2或者O2变化量。黑暗条件下可根据环境中CO2或者O2变化量直接测定呼吸速率。又由于光照强度不影响呼吸速率，在光照条件下可根据环境中CO2或者O2变化量和呼吸速率推知光合速率。一.知识梳理

必备知识温度是通过影响与光合作用有关的酶的活性而影响光合作用速率的。一.知识梳理

必备知识应用：温室栽培植物时，白天调到光合作用最适温度，以提高光合速率；晚上适当降低室内温度，以降低细胞呼吸速率，保证植物有机物的积累。温度1.外部因素水是光合作用的原料，缺水既可直接影响光合作用。缺水还会导致叶片气孔关闭，限制CO2进入叶片，从而间接影响光合速率。在一定范围内，水越充足，光合作用速率越快。光合速率ADCBE

在12时左右光合作用强度明显减弱，是因为此时温度很高，蒸腾作用很强，气孔大量关闭，二氧化碳供应减少，导致光合作用强度明显减弱。一.知识梳理

必备知识应用：农业生产中，可根据作物的生长规律，合理灌溉和施肥。水1.外部因素在一定浓度范围内，增大必需矿质元素的供应，可提高光合作用速率，但当超过一定浓度后，会因土壤溶液浓度过高使植物吸水困难从而导致光合作用速率下降。N：是各种酶以及NADP+和ATP的重要组成成分，叶绿素中也有N元素。P：是叶绿体膜、NADP+和ATP的重要组成成分。镁：叶绿素的重要组成成分。K：在合成糖类，以及将其运输到块根、块茎和种子等器官过程中起作用。一.知识梳理

必备知识应用：施肥的同时，往往适当浇水，小麦的光合速率会更大，此时浇水的原因是肥料中的矿质元素只有溶解在水中，以离子形式存在，才能被作物根系吸收。同时可以保证小麦吸收充足的水分，保证叶肉细胞中CO2的供应。矿质元素1.外部因素多种因素共同影响一.知识梳理

必备知识1.外部因素(1)这三种研究的自变量分别是什么？

光照强度、温度；光照强度、温度；光照强度、CO2浓度。(2)图3的研究中，对温度条件的设定有何要求？为什么？

需要保持在最适温度，这样可能使实验结果更加明显。多种因素共同影响一.知识梳理

必备知识1.外部因素(3)图1中P点光照强度下，要想提高光合速率，可以采取什么措施？图2中P点温度条件下，要想提高光合速率，可以采取什么措施？

提高CO2浓度；提高CO2浓度。多种因素共同影响一.知识梳理

必备知识1.外部因素(4)Q点之后，曲线会明显下降的是哪一个图？原因是什么？

图2；温度升高，酶的活性会下降，甚至失活。多种因素共同影响P点：Q点：限制光合速率的因素为横坐标所表示的因子，随该因子的不断加强，光合速率不断提高。横坐标所表示的因素，不再是影响光合速率的因子，若要提高光合速率，可采取适当提高图示中的其他因子的方法。一.知识梳理

必备知识1.外部因素多种因素共同影响一.知识梳理

必备知识应用：温室栽培时，在一定光照强度下，白天适当提高温度，增加光合作用所需酶的活性，提高光合速率，也可同时适当增加CO2浓度，进一步提高光合速率；当温度适宜时，可适当增加光照强度和CO2浓度以提高光合速率。1.外部因素2.内部因素一.知识梳理

必备知识(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<<一.知识梳理

必备知识(2)植物叶片的叶龄、叶绿素含量及酶活性性活2.内部因素一.知识梳理

必备知识(3)植物叶面积指数不再增加合理密植2.内部因素二.精题精练考向光合作用影响因素的综合考查1.下图甲表示某种植物叶肉细胞光合作用强度与光照强度的关系，图乙表示该植物叶肉细胞的部分结构(图中M和N代表两种气体)。据图判断，下列说法正确的是(注：不考虑无氧呼吸)()A.图甲中的纵坐标数值即为图乙中的m4B.图甲中c点时，图乙中有m1＝n1＝m4＝n4C.图甲中e点以后，图乙中n4不再增加，其主要原因是m1值太低D.图甲中a、b、c、d、e任意一点，图乙中都有m1＝n1>0，m2＝n2>0B二.精题精练解析：图甲中的纵坐标数值即为图乙中的m3，A错误；图甲中c点时，光合速率等于呼吸速率，因此线粒体产生的二氧化碳刚好能供叶绿体利用，叶绿体产生的氧气刚好供线粒体利用，因此图乙中有m1＝n1＝m4＝n4，B正确；图甲中e点以后，图乙中n4不再增加，其主要原因是m3值太低，或温度的限制，C错误；图甲中a、b、c、d、e任意一点，图乙中都有m1＝n1>0，但由于d、e点细胞呼吸强度小于光合作用强度，应为m3＝n3>0，c点细胞呼吸强度等于光合作用强度，m3＝n3＝0，c、d、e点时，m2＝n2＝0，D错误。二.精题精练2.(2022·北京东城区高三模拟)下图是各种环境因素影响黑藻光合速率变化的示意图。下列相关叙述正确的是A.若在t1前充CO2，则暗反应速率将显

著提高B.t1→t2，光反应速率显著提高而暗反

应速率不变C.t3→t4，叶绿体基质中NADPH的消耗

速率提高D.t4后短暂时间内，叶绿体中C3/C5比值下降C二.精题精练解析：O～t1，光照较弱，光合速率较慢，限制因素为光照强度，若在t1前充CO2，则暗反应速率不会显著提高，A错误；t1→t2，光反应速率显著提高，产生的NADPH和ATP增加，导致暗反应速率也增加，B错误；t3→t4，CO2浓度增加，叶绿体基质中生成的C3增加，消耗NADPH的速率提高，C正确；t4后短暂时间内，由于缺少光照，ATP和NADPH减少，还原C3的速率减慢，但短时间内C3继续生成，故叶绿体中C3/C5比值将上升，D错误。二.精题精练考向

光(CO2)补偿点、饱和点的移动问题1.下图为CO2吸收量与光照强度关系的坐标图，当光合作用相关因素改变后，a、b、c点的移动描述不正确的是()A.若植物体缺Mg2＋，则对应的b点将向左移B.已知某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别

是25℃和30℃，则温度由25℃上升到30℃时，

对应的a点将下移，b点将右移C.若原曲线代表阳生植物，则阴生植物对应的a点、b点、c点将分别向上移、左移、左移D.若实验时将光照由白光改为蓝光(光照强度不变)，则b点将向左移A二.精题精练解析：若植物体缺Mg2＋，叶绿素含量降低，光合速率下降，需要更强光照条件，才能使光合速率等于呼吸速率，故b点右移，A错误；温度由25℃上升到30℃时，呼吸速率上升，故a点下移；呼吸速率上升，光合速率下降，要让光合速率＝呼吸速率，需要更强光照，故b点右移，B正确；植物光合作用最有效的光是红光和蓝紫光，若实验时将光照由白光改为蓝光(光照强度不变)，光合速率上升，要让光合速率＝呼吸速率，需要较弱光照即可，故b点将向左移，D正确。二.精题精练2.如图所示，在图甲装置A与装置B中敞口培养相同数量的小球藻，以研究光照强度对小球藻产生氧气的影响。装置A的曲线如图乙。据图分析，下列叙述错误的是()A.适当提高温度，P点将上移B.P点处能产生ATP的细胞器只

有线粒体C.降低CO2浓度时，在图乙上的

R点应右移D.在图乙上绘制装置B的曲线，Q点应右移C二.精题精练解析：适当提高温度，酶的活性升高，呼吸作用强度提高，P点上升，A正确；P点光照强度为0，不进行光合作用，只进行呼吸作用，故产生ATP的场所是细胞质基质和线粒体，细胞器只有线粒体，B正确；降低二氧化碳浓度，光饱和点会向左移动，氧气释放量减少，即R点应向左上移，C错误；装置B是缺镁培养液，则小球藻中叶绿素合成受阻，吸收光能减少，直接降低光合作用强度。Q点时光合作用强度等于呼吸作用强度，但是呼吸作用强度不变，则需要增加光照强度，提高光合作用强度，从而保证光合作用强度等于呼吸作用强度，故Q点应右移，D正确。二.精题精练考向农业生产中的应用1.(2022·天津高三期中)夏季大棚种植，人们经常在傍晚这样做：①延长2小时人工照光；②熄灯后要打开门和所有通风口半小时以上；③关上门和通风口。对于上述做法的生物学原理的分析，错误的是()A.①延长光合作用时间，可以提高有机物的制造量B.②起到降氧、降温、降湿度的作用，从而抑制细胞呼吸减少有机物消耗C.与①时的状态相比，②③时叶肉细胞中线粒体的功能有所增强D.③可积累棚内CO2浓度来抑制细胞呼吸，并对下一天的光合作用有利C解析：②③的目的是抑制有氧呼吸，故与①时的状态相比，叶肉细胞中线粒体的功能有所减弱，C错误。课堂练习：一、易错辨析1.光照强度只影响光反应，不影响暗反应(

)2.只要有光照，植物就能正常生长(

)3.镁可以影响叶绿素的合成从而影响光反应(

)4.水分能影响气孔的开闭，间接影响CO2进入植物体内，从而影响光合作用(

)5.整株植物处于光补偿点时，叶肉细胞的光合作用强度和呼吸作用强度相等(

)√××√×课堂练习：二、填空默写1.参照光照强度对光合作用强度的影响曲线，完成特殊点(段)对应的气体交换情况。<<<＝0>>a-b点：只进行呼吸作用b点：开始光合作用b-c点：光合速率<呼吸速率c点：光合速率=呼吸速率c-g点：光合速率>呼吸速率g-h点：光合速率<呼吸速率h-i点：只进行呼吸作用g点：光合速率=呼吸速率h点：停止光合作用课堂练习：拓展应用积累有机物的时间段：制造有机物的时间段：消耗有机物的时间段：有机物最多的时间点：有机物最少的时间点：cg段bh段ai段c点g点课堂练习：拓展应用有关光合作用和呼吸作用关系的变化曲线图中，最典型的就是夏季的某一晴天中CO2吸收和释放变化曲线。