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第5讲 光合作用的原理及影响因素
课标要求：
1.说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量，这些能量在二氧化碳和水转变为糖与氧气的过程中，转化并储存为糖分子中的化学能。
2.探究光照强度、CO2浓度对光合作用强度的影响；关注光合作用和农业生产及生活的联系。
第三单元 细胞的能量供应和利用　
本节聚焦：
10分钟，并完成大本P72-73
概念:
反应式:
光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水
转化成储存着能量的有机物，并释放出氧气的过程。
注：（CH2O)表示糖类。
CO2 + H2O （CH2O）+O2
光能
叶绿体
叶绿体是如何将光能转化为化学能？
又是如何将化学能储存在糖类等有机物中的？
光合作用释放的氧气，是来自原料中的水还是二氧化碳呢？
光合作用
1
探索光合作用原理的部分实验
①19世纪末，科学家普遍认为，在光合作用中，CO2分子的C和O被分开，
O2被释放，C和H2O结合成甲醛，然后甲醛分子缩合成糖。
②1928年，科学家发现甲醛对植物有 作用，而且甲醛不能通过光合作用转化成糖。
③1937年，英国植物学家希尔发现，在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂（悬浮液中有H2O，没有CO2），在光照下可以释放出氧气。
离体的叶绿体在适当的条件下发生水的光解、产生氧气的化学反应，称作希尔反应。
CO2 + H2O （CH2O）+O2
光能
叶绿体
毒害
讨论：
1.希尔的实验说明水的光解产生氧气，是否说明植物光合作用产生的O2中的氧元素全部都来自水？
2.希尔的实验是否说明水的光解与糖的合成不是同一个化学反应？
能，因为悬浮液中没有CO2，糖类合成时需要CO2中的碳元素。
不能，希尔反应仅说明离体叶绿体在适当条件下可以发生水的光解，产生氧气。该实验没有排除叶绿体中其他物质的干扰，也并没有直接观察氧元素的转移。
3.如果要证明O2中的氧元素来自H2O还是CO2，则可以如何设计实验？
1
探索光合作用原理的部分实验
④1941年，美国科学家鲁宾和卡门
结论：
18O2
O2
光合作用释放的氧气来自H2O，并非来自CO2。
同位素标记法
对比实验
⑤1954年，阿尔农发现，在光照下，叶绿体可合成 。
1957年，他发现这一过程总是与 相伴随。
小球藻——单细胞绿藻
ATP
水的光解
1
探索光合作用原理的部分实验
⑥20世纪40年代，美国科学家卡尔文等用小球藻做了这样的实验：给小球藻提供持续的光照和CO2，一段时间后，加入14CO2，在不同时段（间隔3s、5s、10s等）内将细胞悬液迅速倒入煮沸的乙醇中以杀死细胞，使酶失活。然后分析含放射性的产物，发现了C3等一系列中间产物，最终探明了CO2中的碳是如何转化为有机物中的碳的——卡尔文循环。
14CO2 → 14C3 →（14CH2O）
光合作用的产物有一部分是淀粉，还有一部分是蔗糖。蔗糖可以进入筛管，再通过韧皮部运输到植株各处。
【对点训练】卡尔文因发现光合作用合成己糖（葡萄糖）反应中CO2的固定途径获得诺贝尔奖。卡尔文将14CO2供小球藻进行光合作用，给予实验装置不同时间（ ）的光照，分析14CO2去向，结果见下表，据表分析正确的是( )
光照时间 0
分离出的放射性化合物 无 ① ①② ①②③ ①②③④⑤ ①②③④⑤⑥
注：表中①～⑥依次是3-磷酸甘油酸、1,3-二磷酸甘油酸、3-磷酸甘油醛、己糖、C5、淀粉
C
A.不同时间的产物为本实验的自变量
B.t1 时，①中的3个碳原子都具有放射性
C.14C的转移途径为14CO2→①→②→③→④⑤→⑥
D.只做光照时间为t5 的实验，也能确定出放射性化合物出现的先后顺序
色素
光
C5
2C3
ADP+Pi
ATP
H2O
O2
NADPH
酶
(CH2O)
CO2
吸收
光解
固定
还原
光反应
暗反应
类囊体薄膜上
叶绿体基质中
“卡尔文循环”
NADP+
2
光合作用的过程
注意：C3是指3-磷酸甘油酸；C5是指RuBP
C3、C5的读法？
反应阶段 光反应 暗反应
反应部位
反应条件
物质变化
原料
产物
能量变化
联系
实质
类囊体薄膜
叶绿体基质
光、色素、酶
酶
CO2的固定:
C3的还原:
光能→ATP 、NADPH中活跃的化学能
活跃的化学能→有机物中稳定的化学能
H2O、 ADP 、Pi 、NADP+
ADP 、 Pi 、 NADP+ 、（CH2O ）
合成有机物，贮存能量
O2、 ATP 、NADPH
CO2、 ATP 、NADPH
水的光解：
ATP的合成：
NADPH的合成：
H2O H+ + O2
光能
叶绿体
ADP + Pi + 能量 ATP
酶
NADP+ + H+ NADPH
酶
ATP、NADPH
酶
2C3
（CH2O）+C5
②光反应停止后，暗反应很快也会停止。
光反应与暗反应的比较:
①光反应为暗反应提供 ；暗反应为光反应提供 ；
NADPH、ATP
NADP+、ADP和Pi
C5 + CO2 → 2C3
酶
A.自然界中能发生光合作用的生物，
　不一定具备PSⅡ和PSⅠ系统
B.光反应过程将吸收的光能转换为活
　跃的化学能全部储存在ATP中
C.在ATP合成酶的作用下，H＋顺浓度梯度转运提供分子势能，促进ADP
　和Pi合成ATP
D.PSⅡ中的色素吸收光能后，将H2O分解为O2和H＋，产生电子传递给
　PSⅠ将NADP＋和H＋结合形成NADPH
考向一　光合作用过程的综合考查
1.下图是番茄植株的叶肉细胞中进行光合作用的示意图，PSⅡ和PSⅠ是由蛋白质和光合色素组成的复合物，是吸收、传递、转化光能的光系统。下列叙述错误的是（ ）
B
2．(2019·甘肃高台一中高三检测)下图表示光合作用时ATP形成的图解，图中b6f复合体能将叶绿体基质中的质子(H＋)转移到类囊体腔内，该过程需要依赖水光解时产生的电子(e－)的推动，下列有关分析错误的是(　 　)
A．图示过程发生在叶绿体的类囊体薄膜上
B．质子从叶绿体基质转移到类囊体腔内的运输方式是协助扩散
C．光合作用中ATP的合成会降低类囊体内外的质子浓度差
D．物质X既具有催化功能又具有运输功能
B
2.下图为光合作用暗反应的产物磷酸丙糖的代谢途径，研究表明，磷酸丙糖转移蛋白(TPT)的活性是限制光合速率大小的重要因素，CO2充足时，TPT活性降低。下列有关叙述错误的是（ ）
A.Pi输入叶绿体减少时，磷酸丙糖
　从叶绿体输出减少
B.暗反应中磷酸丙糖的合成需要
　消耗光反应产生的ATP
C.叶肉细胞的光合产物主要是以蔗糖形式运出细胞的
D.农业生产上可通过增加CO2浓度来提高作物中蔗糖的含量
D
【2021·广东，12】在高等植物光合作用的卡尔文循环中，唯一催化CO2固定形成C3的酶被称为Rubisco，下列叙述正确的是
A.Rubisco存在于细胞质基质中
B.激活Rubisco需要黑暗条件
C.Rubisco催化CO2固定需要ATP
D.Rubisco催化C5和CO2结合
D
1.NADPH和ATP的移动途径是什么？
2.NADP+和ADP、Pi的移动途径呢？
3.NADPH的作用？
4.光反应产生的ATP的用途？
类囊体薄膜→叶绿体基质
叶绿体基质→类囊体薄膜
①作为还原剂，参与暗反应；
②储存部分能量供暗反应利用。
2
光合作用的过程
只能用于C3的还原等叶绿体内的生命活动。
5.光合作用中元素的转移
①H的转移途径：②C的转移途径：③O的转移途径：
H2O → NADPH→ (CH2O )
CO2 → C3 →（CH2O）
CO2 → C3 →（CH2O）
H2O → O2
6CO2+12H2O
C6H12O6 + 6O2 + 6H2O
光能
叶绿体
CO2 +
H2O
(CH2O) +
O2
光能
叶绿体
1.当光照强度变化时,短时间内,植物细胞内的ATP、NADPH、C3、C5的含量变化分别是？
2.当CO2浓度变化时, 短时间内,植物细胞内的ATP、NADPH、C3、C5、的含量变化分别是？
光照突然 ↓
光照突然 ↑
↓
↓
↑
↑
↓
↑
↑
↓
CO2浓度突然↓
CO2浓度突然↑
↓
↓
↓
↓
↑
↑
↑
↑
重点突破：光合作用过程中ATP、NADPH、C3、C5的变化
解释：为什么光照强度突然下降时，C3的含量会上升？
记：C3和C5的变化相反，C3跟着CO2走 ，C5跟着光照走。
光照强度突然下降，光反应产生NADPH和ATP的量减少，导致C3的消耗速率下降；而CO2供应不变，C3的合成速率不变，因此C3的含量会上升。
提示：从物质的生成和消耗另个方向分析。
①图1中曲线甲表示 ，曲线乙表示 。
②图2中曲线甲表示 ，曲线乙表示 。
③图3中曲线甲表示 ，曲线乙表示 。
④图4中曲线甲表示 ，曲线乙表示 。
C5、NADPH、ATP
C3
C5、NADPH、ATP
C3
C5、NADPH、ATP
C3
C3
C5、NADPH、ATP
记：C3和C5的变化相反，C3跟着CO2走 ，C5跟着光照走。
C5
C3
C5
C3
C3
C5
C3
C5
【对点训练】光合作用通过密切关联的两大阶段——光反应和暗反应实现。对于改变反应条件而引起的变化，说法正确的是( )
A.突然中断CO2供应，会暂时引起叶绿体基质中C5/C3的值减小
B.突然中断CO2供应，会暂时引起叶绿体基质中ATP／ADP的值增大
C.突然将红光改变为绿光，会暂时引起叶绿体基质中C3／C5的值减小
D.突然将绿光改变为红光，会暂时引起叶绿体基质中ATP／ADP的值减小
B
【对点训练】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
【2011课标Ⅰ卷 29】在光照等适宜条件下，将培养在CO2浓度为1%环境中的某植物迅速转移到CO2浓度为0.003%的环境中，其叶片暗反应中C3和C5化合物微摩尔浓度的变化趋势如下图，回答问题：
（1）图中物质A是 (C3化合物、C5化合物）。
（2）在CO2浓度为1%的环境中，物质B的浓度比A的低，原因是:
C3化合物
将CO2浓度从1%迅速降低到0.003%后，物质B浓度升高的原因是:
暗反应速率在该环境中已达到稳定，即C3化合物和C5化合物的含量稳定。根据暗反应的特点，此时C3化合物的分子数是C5化合物的2倍。
B物质为C5化合物，当CO2浓度突然降低时，C5化合物的消耗速率却减慢，合成速率不变，导致C5化合物积累。
（3）若使该植物继续处于CO2浓度为0.003%的环境中，暗反应中C3和C5化合物浓度达到稳定时，物质A的浓度将比B的 （低、高）。
（4）CO2浓度为0.003%时，该植物光合速率最大时所需要的光照强度比CO2浓度为1%时的 。 （高、低），其原因是：
高
低
CO2浓度低时，暗反应强度低，所需的ATP和NADPH减少
4.为了探究不同光照处理对植物光合作用的影响，科学家以生长状态相同的某种植物为材料设计了A、B、C、D四组实验。每组处理的总时间均为135 s，处理结束时测定各组材料中光合作用产物的含量。处理方法和实验结果如下：
A组：先光照后黑暗，时间各为67.5 s；光合作用产物的相对含量为50%。
B组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为7.5 s；光合作用产物的相对含量为70%。
C组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为3.75 ms
(毫秒)；光合作用产物的相对含量为94%。
D组(对照组)：光照时间为135 s；光合作用产物的相对含量为100%。
考向二　不同条件下光合作用过程中物质含量的变化分析
(1)单位光照时间内，C组植物合成有机物的量_____(填“高于”“等于”或“低于”)D组植物合成有机物的量，依据是_______________________
___________________________________________；C组和D组的实验结果可表明光合作用中有些反应不需要______。
高于
C组只用了D组一半的光照时间，其光合作用产物的相对含量却是D组的94%
光照
光反应为暗反应提供的NADPH和ATP在叶绿体基质中有少量的积累，在光反应停止时，暗反应仍可持续进行一段时间，有机物还能继续合成。
在总光照时间相同的条件下，光照和黑暗间隔处理比一直连续光照处理有机物积累量要多。
(2)比较A、B、C三组处理可以推知，随着光照和黑暗交替频率的增加，使光下产生的______________能够及时利用与及时再生，从而提高了光合作用中_____________。
ATP和NADPH
CO2的同化量
4.为了探究不同光照处理对植物光合作用的影响，科学家以生长状态相同的某种植物为材料设计了A、B、C、D四组实验。每组处理的总时间均为135 s，处理结束时测定各组材料中光合作用产物的含量。处理方法和实验结果如下：
A组：先光照后黑暗，时间各为67.5 s；光合作用产物的相对含量为50%。
B组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为7.5 s；光合作用产物的相对含量为70%。
C组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为3.75 ms
(毫秒)；光合作用产物的相对含量为94%。
D组(对照组)：光照时间为135 s；光合作用产物的相对含量为100%。
拓展：化能合成作用
利用体外环境中某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物。
如：硝化细菌
注：光合作用与化能合成作用最主要的区别是利用的能量不同。
CO2 +
H2O
(CH2O) +
O2
光能
叶绿体
CO2+
H2O
(CH2O) +
O2
无机物氧化时释放的能量
（利用NH3→HNO2→HNO3的过程释放的能量）
光合作用：
化能合成作用：
2NH3+3O2 2HNO2+2H2O+能量
硝化细菌
2HNO2+O2 2HNO3+能量
硝化细菌
6CO2+6H2O (CH2O)+ 6O2
能量
补充：C4途径
在叶肉细胞中，PEP羧化酶的作用下,CO2与PEP结合形成C4化合物，随后C4化合物进入维管束鞘细胞，C4化合物释放CO2参与卡尔文循环，进而生成有机物。
PEP羧化酶被称为“CO2泵”，它提高了C4植物固定CO2的能力，使C4植物比C3植物具有较强光合作用(特别是在高温、光照强烈、干旱条件下)能力，并且无光合午休现象。常见C4植物有玉米、甘蔗、高粱、苋菜等。
叶肉细胞
维管束鞘细胞
白天气孔关闭，苹果酸转移到细胞质中脱羧，放出CO2，进入C3途径合成淀粉。常见的CAM植物有菠萝、芦荟、百合、仙人掌等。
CAM植物夜间吸进CO2，在PEP羧化酶催化下，CO2与PEP结合，生成草酰乙酸，进一步还原为苹果酸储存在液泡中。从而表现出夜间淀粉减少，苹果酸增加，细胞液pH下降。
思考：
①黑夜，CAM植物能进行卡尔文循环吗？
②白天，植物进行光合作用CO2来源？
③白天，降低大气CO2浓度，植物的光合作用怎么变化？
补充：CAM途径
C3植物、C4植物和CAM植物的比较:
特征 C3植物 C4植物 CAM植物
与CO2结合的物质 RuBP(C5) PEP PEP
CO2固定的最初产物 C3 C4 草酰乙酸
CO2固定的时间 白天 白天 夜晚和白天
有无光合午休 有 无 无
小本P428
有PEP羧化酶
C3途径是碳同化的基本途径，C4途径和CAM途径都只起固定CO2的作用，
最终还是通过C3途径合成有机物。
(3)图2是C4植物和CAM植物利用CO2途径的示意图。据图分析，这两类植物固定CO2的酶比C3植物多一种_________酶，该酶比Rubisco对CO2的亲和力大且不与O2亲和，具有该酶的植物更能适应___________的环境。
PEP羧化
低CO2浓度
(4)由图2可知，C4植物是在不同_____进行CO2的固定，而CAM植物是在不同_____进行CO2固定。典型的CAM植物如仙人掌在夜晚吸收的CO2能否立即用于C3途径？_____(填“能”或“不能”)，可能的原因是 。
细胞
时间
不能
没有光照，光反应不能正常进行，无法为暗反应提供足够ATP和NADPH
3
CO2 +
H2O
(CH2O) +
O2
光能
叶绿体
表示方法：
思考：能直接测量出光合作用强度？
单位时间内原料消耗或产物生成的数量来定量表示。
单位时间内CO2 的消耗量
光合作用的强度/速率
或O2 的生成量或有机物的生成量
制造的有机物的量=
总光合作用强度 =
呼吸作用强度
呼吸消耗的有机物的量+积累的有机物的量
可测量
可测量
+ 净光合作用强度
线粒体
叶绿体
O2
释放O2
（可测）
叶肉细胞
CO2
吸收CO2
线粒体：进行有氧呼吸，消耗O2，产生CO2
叶绿体：进行光合作用，消耗CO2，产生O2
（可测）
总光合作用速率 =
呼吸作用速率 + 净光合作用速率
光照
黑暗
吸收O2
释放CO2
产生O2
消耗CO2
（可测）
（可测）
——光照条件下测定植物单位时间内CO2吸收量或O2释放量
总光合
净光合
呼吸
可测量
可测量
呼吸作用速率
净光合作用速率
——黑暗条件下测定植物单位时间内CO2释放量或O2吸收量
根据关键词判定真正光合速率、净光合速率：大本P84
检测指标 细胞呼吸速率 净光合速率 (表观光合速率) 真正光合速率
(总光合速率)
CO2 释放量(黑暗) 吸收量 消耗量、利用量、
固定量、同化量
O2 吸收量(黑暗) 释放量 产生量、生成量
有机物 消耗量(黑暗) 积累量 产生量、制造量
真光合作用强度 ＝ 净光合作用强度 + 呼吸作用强度
有机物制造量
有机物产生量
有机物积累量
O2释放量
O2产生量
CO2吸收量
CO2利用量
光照条件：
连一连：
净光合速率
真光合速率
理由：
光照强度为0，光合速率为零。
B点：光合速率等于呼吸速率
O2
CO2
思考：图甲、图乙纵坐标代表的是
真光合速率还是净光合速率？
3.将某植物放在透明且密闭的容器内，并在适宜条件下培养。测得植物吸收和产生的CO2的速率如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A.T1时刻，该植物固定CO2的速率是10 mg·h－1
B.T2时刻，该植物能进行光合作用但无有机物
　积累
C.T1～T3时间段内，该植物的净光合速率逐渐
　下降
D.T3时刻后，密闭容器中的CO2浓度不断升高
跟踪训练
C
净光合
呼吸
净光合大于0，有有机物积累。
12
T2时，光合速率时呼吸速率的2倍。
净光合等于0，光合=呼吸，CO2浓度不变。
【对点训练】以测定的CO2吸收量与释放量为指标，研究温度对某绿色植物光合作用与呼吸作用的影响，结果如图所示。下列分析正确的是（ ）
A.光照相同时间，35℃时光合作用制造的有机物的量与30℃时相等
B.光照相同时间，在20℃条件下植物积累的有机物的量最多
C.温度高于25℃时，光合作用制造的有机物的量开始减少
D.两曲线的交点表示光合作用制造的与呼吸作用消耗的有机物的量相等
A
净光合
总光合=呼吸+净光合
呼吸
【典例】 将生长状况相同的小球藻分成三等份，在不同的温度下分别暗处理 1h，再光照 1h（光照强 度相同），测其重量变化，数据如下表，下列说法正确的是
甲 乙 丙
温度（℃） 27 28 29
暗处理后的重量变化（mg） -2 -4 -3
光照后与暗处理前的重量变化（mg） +4 +4 +4
A. 光照 1h 甲组小球藻产生的氧气量最多
B. 乙组小球藻在暗处理前和光照 1h 后有机物总量不相等
C. 光照 1h 丙组小球藻制造的有机物总量为 1mg
D. 光照 1h 甲、乙、丙三组小球藻的净光合速率相同
真光合速率(mg/h)
净光合速率(mg/h)
8
12
10
6
8
7
A.该植物在29 ℃和30 ℃时依然表
　现生长现象
B.该植物细胞呼吸和光合作用的最
　适温度分别是29 ℃和28 ℃
C.在27 ℃、28 ℃和29 ℃时，光合
　作用制造的有机物的量相等
D.30 ℃时光合作用速率等于细胞呼吸速率，CO2变化都是20微摩尔/小时
4.植物光合速率目前主要使用CO2红外分析仪进行测定，一般用单位时间内同化CO2的微摩尔数表示。将生长状况相同的某种植物在不同温度下分别暗处理1 h，再光照1 h(光照强度相同)，测定分析仪密闭气路中CO2的浓度，转换得到如图数据。下列分析正确的是
A
每h真光合：
每h净光合：
80
100
100
140
120
180
40
60
呼吸速率
A.本实验的自变量是KHCO3的浓度，无关变
　量为适宜光照、20 ℃恒温条件
B.KHCO3浓度为0.05 mol·L－1时，两组实验的
　O2释放速率存在差异的原因是光合速率不同
C.由该实验可推断，随着KHCO3浓度的增大，
　叶小片的O2释放速率会一直增大
D.加入清水组的叶小片中无O2释放，原因可能是光合作用产生的O2通过呼吸作用被消耗了
2.(2022·昆明高三期末)某实验小组为验证KHCO3对某植物幼苗光合作用的影响，进行了甲、乙两组不同处理的实验，甲组用差速离心法制备叶绿体悬液进行实验，乙组将等量植物幼苗叶片切割成1 mm2的叶小片进行实验，然后在适宜光照、20 ℃恒温条件下用氧电极测量这两组植物的O2释放速率，结果如图所示。下列相关叙述正确的是
区别？
净’
真’
D
KHCO3的浓度、不同处理
内因：
环境因素（外因）：
①光照
②CO2浓度
③温度
④水
⑤矿质元素（肥）
影响光合作用的因素
CO2 +
H2O
(CH2O) +
O2
光能
叶绿体
色素、酶
△原料：
产物：
△能量：
△场所：
CO2 、H2O
气孔开闭
光照时间、光照强度、
光的成分（光质）
叶绿体（色素、酶）
温度
4
有机物积累，不利于光合作用
N、Mg
色素、酶的数量和活性
叶片的有机物输出越多，其光合速率
。若将一株植物的果实去除，则去除的果实越多，光合速率就 。
越慢
越快
1.光照
光照强度
光质
光照时间
光照面积
光暗交替频率
—→温室大棚，适当延长光照时间
—→适当增大光照面积(合理密植）
—→交替的频率越高，制造的有机物越多。
情况1：光照5s—黑暗5s—光照5s—黑暗5s..... 总光照60s
情况2：光照10s—黑暗10s—光照10s—黑暗10.... 总光照60s
—→大棚种植用红光或蓝紫光的灯管；无色透明的薄膜
光照强度：
光补偿点
光饱和点
光合作用强度=呼吸作用强度（光补偿点）
A点：
B点：
C点：
AB段： BC段：
光照强度为0，只进行呼吸作用；
此点对应的光照强度为光饱和点（D点）
限制因素：内因（色素、酶）
外因（CO2浓度、温度等）
光合速率<呼吸速率
光合速率>呼吸速率
一定范围内，随着光照强度增强，光合作用的强度增强；但当光照增强到一定程度，光合作用速率不再增加。
光饱和点：植物光合速率达到最大值时，所需的最小光照强度。
光补偿点：植物光合作用强度等于呼吸作用强度时，所需的光照强度。
整株植物在B点时，叶肉细胞的光合作用强度 呼吸作用强度。（大于、等于、小于）
大于
考向一 光合作用影响因素的综合应用
3.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m4
B.图甲中c点时，图乙中有m1＝n1＝m4＝n4
C.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>0
B
O2
CO2
净光合
m3
m3、温度等的限制
①d、e点，V光>V呼
②c点，V光=V呼
所以，c、d、e点时，
m2＝n2＝0
2. CO2浓度
在一定范围内随着CO2浓度的升高，光合作用的强度增强。
但当CO2增加到一定范围后，光合作用速率不再增加。
CO2补偿点(表示光合速率等于呼吸速率时的CO2浓度）
A点:
A′点：
B点和B′点：
对应的CO2浓度表示CO2饱和点
内因（色素和酶）
外因（光照强度、温度等）
净光合速率
真光合速率
表示光合作用所需的最低CO2浓度
A
B
C
D
0
吸收CO2
释放CO2
CO2浓度
3.温度
①温度通过影响酶的活性影响光合作用，主要制约暗反应。
②影响气孔开闭
(“光合午休”现象)
4.水分
①水既是光合作用的原料，又是体内各种化学反应的介质，
如植物缺水导致萎蔫，直接使光合速率下降。
②水分还能影响气孔的开闭，间接影响CO2进入植物体内。
（主要）
矿质元素通过影响与光合作用有关的化合物的合成，对光合作用产生直接或间接的影响。
5.矿质元素
N：
P：
K：
Mg：
应用：合理施肥
应用：合理灌溉
叶绿素、相关酶、NADP+、ATP的重要组分
NADP+和ATP、生物膜的重要组分
促进光合产物向贮藏器官运输
叶绿素的重要组分
4
影响光合作用的因素
①植物自身的遗传特性，如植物品种不同，如阴生植物、阳生植物
<
<
内因：
色素含量、酶的数量和活性、气孔数量等
②植物叶片的叶龄
记：
光补偿点：阳生植物 阴生植物光饱和点：阳生植物 阴生植物
>
>
③植物叶面积指数
单位土地面积上植物叶片的总面积占土地面积的倍数。
思考：提高农作物产量的措施？
2.外因（环境因素）：
①光
②CO2浓度
③温度
④水
⑥矿质元素（肥）
小结：影响光合作用的因素
→光照强度、光质、光照时间、光照面积、光暗交替频率等
→A.影响酶的活性; B.影响气孔开度，影响CO2的供应
→A.原料； B.缺水→气孔开度减小→CO2供应不足（主要）
1.内因：
植物种类、不同发育阶段（叶龄）、不同部位等
(色素含量、酶的活性和数量、叶绿体数量、气孔数量等）
CO2
H2O
O2
①7～10时的光合作用强度不断增强的原因是 。
②10～12时左右的光合作用强度明显减弱的原因是_________________。
③14～17时的光合作用强度不断下降的原因是 。
④依据本题提供的信息，提出提高绿色植物光合作用强度的一些措施：_________________________________________________。
【必修1 P106“拓展应用”】
右图是在夏季晴朗的白天，某种绿色植物叶片光合作用强度的曲线图。分析曲线图并回答问题：
光照强度逐渐增大
此时温度很高，导致气孔开度减小，CO2供应不足，致使光合作用暗反应受到限制。
光照强度不断减弱
可以利用温室大棚控制光照强度、温度的方式，如补光、遮阴、生炉子、喷淋降温等，提高绿色植物光合作用强度。
7.(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
考向三 农业生产中的应用
降低O2浓度
增加CO2浓度
抑制呼吸作用，
减少有机物消耗
【2020 全国1卷 30】农业生产中的一些栽培措施可以影响作物的生理活动，促进作物的生长发育，达到增加产量等目的。回答下列问题：
(1)中耕是指作物生长期中，在植株之间去除杂草并进行松土的一项栽培措施，该栽培措施对作物的作用有______________________________
______________________________________________(答出2点即可)。
(2)农田施肥的同时，往往需要适当浇水，此时浇水的原因是_________
_________________________________________(答出1点即可)。
减少杂草对水分、矿质元素和光的竞争；增加土壤氧气含量，促进根系的细胞呼吸
肥料中的矿质元素只有溶解在水中才能被作物根系吸收
（3）农业生产常采用间作(同一生长期内，在同一块农田上间隔种植两种作物)的方法提高农田的光能利用率。现有4种作物，在正常条件下生长能达到的株高和光饱和点(光合速率达到最大时所需的光照强度)见下表，从提高光能利用率的角度考虑，最适合进行间作的两种作物是 。选择这两种作物的理由是 。
作物 A B C D
株高/cm 170 65 59 165
光饱和点/umol·m-2·s-1 1200 1180 560 623
A和C
作物A光饱和点高且长得高，可利用上层光照进行光合作用；作物C光饱和点低且长得矮，与作物A间作后，能利用下层的弱光进行光合作用。
5.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
考向二 光（CO2）补偿点、饱和点的移动问题
6.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
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(　　)
√
×
×
√
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