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(共40张PPT)
第5章　细胞的能量供应和利用
第3课时　
光合作用的影响因素及应用
课时学习目标
(1)设计并实施实验，探究环境因素对光合作用强度的影响(科学探究能力)。
(2)关注光合作用原理的应用(物质与能量观)。
目录 CONTENTS
1.探究光照强度对光合作用强度的影响实验
2.光合作用原理的应用及化能合成作用
3.随堂检测
自主梳理
合作探究
合作探究
思维导图
自主梳理
1.实验原理
抽出空气后，细胞间隙充满了水，叶片下沉
光照后叶片进行光合作用释放了O2，细胞间隙充满气体，叶片上浮
(2)光合作用越强，单位时间内圆形小叶片上浮的数量越多。
2.实验装置
3.变量分析
光照强度
自变量 __________ 控制方法：通过调节_____________________来设置
因变量 光合作用强度 观察指标：相同时间内圆形小叶片浮起的______
无关 变量 如温度、CO2浓度等，需相同且适宜 控制方法：如温度，用中间的盛水玻璃柱吸收灯光的热量，避免光照对烧杯内水温产生影响
光源与实验装置间的距离
数量
4.实验结果
光照越强，烧杯内圆形小叶片浮起的数量越____。
5.实验结论
一定范围内，随着光照强度的不断增加，光合作用强度____________。
多
不断增强
×
√
[辨正误]
(1)探究实验中，圆形小叶片浮起的原因是叶片进行细胞呼吸产生了CO2。( )
提示：原因是叶片通过光合作用产生了O2。
(2)光照强度对光合作用强度的影响实验中，可以通过调节台灯与实验装置的距离来调节光照强度。( )
(3)光照强度影响光合作用但光质不影响。( )
提示：光照强度和光质均会影响光合作用。
×
只进行细胞呼吸
在本实验中，水中圆形小叶片在强、中、弱不同光照条件下，分别呈现上浮、沉到水底的状况，原因及叶肉细胞的气体交换图分析如下：
(1)在黑暗情况下，植物叶片________________，吸收_______，产生的二氧化碳较易溶于水，所以叶片沉到水底。叶肉细胞气体交换图如右图：
氧气
(2)在弱光下，此时的光合作用强度_______________细胞呼吸强度，叶片中仍然没有足够的氧气，叶片仍然沉到水底。叶肉细胞气体交换图如下：
小于或等于
(3)在中、强光下，叶片上浮，试分析其原因并在下图中绘制叶肉细胞气体交换图。
提示：光合作用强度大于细胞呼吸强度，叶片中氧气增多。
【 学以致用 】
D
1.(2024·广东深圳调研)关于探究光照强度对光合速率的影响实验叙述错误的是(　　)
A.实验过程中注射器的作用是排除小圆片内的气体
B.可以通过观察小圆片上浮所需要的时间来反映光合速率
C.实验的自变量是光照强度，可在相同的距离下放置不同瓦数的灯泡
D.如果升高环境温度，小圆片上浮时间会缩短
解析:如果升高环境温度，有可能会使酶的活性下降而导致光合速率下降，小圆片上浮时间会延长，D错误。
2.(2024·河南名校联盟)下图为“探究影响植物光合速率的原因”实验装置图，关于该图，下列说法正确的是(　　)
A.用盛水玻璃柱吸收灯光热量是为了控制无关变量
B.向光源方向移动反应瓶，水银柱的高度将会升高
C.反应瓶中NaHCO3溶液的作用只是为光合作用提供原料
D.该实验装置测出的植物光合速率为总光合速率
A
解析:水具有良好的吸热作用，用盛水玻璃柱吸收灯光热量可防止光照使装置的温度升高，而本题探究的是光照这一因素对光合速率的影响，因此控制温度是为了控制无关变量，A正确；
缩短反应瓶与光源的距离相当于增强光照，则反应瓶内O2释放量增大，水银柱的高度将降低，B错误；
反应瓶中的NaHCO3溶液可调节反应瓶中CO2的浓度，使装置内CO2浓度保持相对稳定，不只是为光合作用提供CO2，C错误；
该实验装置测出的植物光合速率为净光合速率，D错误。
A.用盛水玻璃柱吸收灯光热量是为了控制无关变量
B.向光源方向移动反应瓶，水银柱的高度将会升高
C.反应瓶中NaHCO3溶液的作用只是为光合作用提供原料
D.该实验装置测出的植物光合速率为总光合速率
光照
1.光合作用原理在生产实践中的应用
实例 原理
间作套种 不同植物对_______的需求不同
冬季大棚温度白天适当提高，晚上适当降低 白天提高温度，促进光合作用；夜间降温，抑制呼吸作用
“正其行、通其风” 增大______浓度，有利于光合作用的进行
合理灌溉 缺少水导致气孔关闭，CO2供应不足
CO2
2.化能合成作用
无机物
有机物
氨
[微思考]
在北方的冬暖大棚中施用有机肥为什么能提高大棚蔬菜的产量？
提示：有机肥中的有机物被土壤中的微生物分解，释放出热量和CO2，提高了大棚内的温度和CO2浓度，有利于光合作用的进行，另外还生成各种无机盐，增加了土壤肥力。
×
√
[辨正误]
(1)温度只影响暗反应过程，因为只有暗反应需要酶的催化。 ( )
提示：光反应也需要酶的催化，所以光反应也受温度的影响。
(2)绿色植物和硝化细菌都为自养生物，都可通过光合作用制造有机物。( )
提示：硝化细菌通过化能合成作用制造有机物。
(3)真正光合速率常用单位面积、单位时间O2产生量，CO2固定量或有机物产生量表示。( )
(4)使用农家肥使玉米等农作物光合速率上升，影响因素与无机物无关。( )
提示：农家肥在微生物的作用下，不仅产生了CO2，还产生无机物，CO2和无机物均会使光合速率上升。
×
×
结合细胞呼吸，人们用下面的曲线来表示光照强度和光合作用强度之间的关系，请分析：
(1)图中A、B、C各点代表的生物学意义分别是什么？
提示：A点：光照强度为零，只进行细胞呼吸。B点：光合作用强度等于呼吸作用强度，为光补偿点。C点：是光合作用达到最大值时所需要的最小光照强度，即光饱和点。
(2)OA段的含义是什么？其大小主要受哪种环境因素的影响？
提示：OA段代表呼吸作用强度。其大小主要受温度的影响。
(3)DE段的含义是什么？如果此时想增加光合作用强度，可以采取哪些措施？
提示：DE段光合作用强度达到饱和，不再随光照强度的增强而增加。可以通过调整温度和增加CO2浓度等措施增加光合作用强度。
(4)若光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25 ℃和30 ℃，这是在25 ℃测得的曲线，若温度升至30 ℃，曲线中A点、B点将如何变化？
提示：A点下移，B点右移。
影响光合作用的因素及其应用
(1)光照强度
原理 光照强度直接影响光反应阶段，制约NADPH和ATP的生成，进而制约暗反应阶段。
曲线模型
应用 ①温室生产中，适当增强光照强度，可以提高光合速率，使作物增产
②阴生植物的光补偿点和光饱和点都较阳生植物低，如图中虚线所示，间作套种农作物，可合理利用光能
(2)CO2浓度
原理 CO2影响暗反应阶段，制约C3的形成
曲线模型及分析 图1中A点表示CO2补偿点，即光合速率等于呼吸速率时的CO2浓度，图2中A′点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度。B和B′点都表示CO2饱和点
应用 在农业生产上可以通过“正其行，通其风”，增施农家肥等增大CO2浓度，提高光合速率
(3)温度
原理 温度通过影响酶的活性影响光合作用
曲线模型 及分析 AB段：在B点之前，随着温度升高，光合速率增大
B点：酶的最适温度，光合速率最大
BC段：随着温度升高，酶的活性下降，光合速率减小，50 ℃左右光合速率几乎为零
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；晚上适当降低温室内温度，以降低细胞呼吸速率，提高植物有机物的积累量
(4)矿质元素
原理 矿质元素是参与光合作用的许多重要化合物的组成成分，缺乏会影响光合作用的进行。例如，N是酶的组成元素，N、P是ATP的组成元素，Mg是叶绿素的组成元素等
曲线模型 及分析 在一定浓度范围内，增大必需矿质元素的供应，可提高光合作用强度；但当超过一定浓度后，会因土壤溶液浓度过高，植物发生渗透失水而导致植物光合作用强度下降
应用 在农业生产上，根据植物的需肥规律，适时、适量地增施肥料，可以提高光能利用率
【 学以致用 】
B
3.(2024·山东菏泽期中)农业生产中，农民会采取一些措施来提高农作物的产量。下列措施不能达到增产目的的是(　　)
A.对温室中的农作物，阴天时适度补充光照
B.种植棉花时，尽量缩小株距和行距，以增加植株的数量
C.蔬菜种植过程中，及时去掉植株下部衰老变黄的叶片
D.在夏天晴朗的中午，对温室大棚通风或施放干冰
解析:对温室中的农作物，阴天光照较弱，植物光合作用较弱，合成的有机物较少，所以适度补充光照有利于光合作用的进行，合成有机物，从而增加产量，A不符合题意；
种植棉花时，如果尽量缩小株距和行距，则导致棉花分布过于密集，相互遮挡，不利于光照和空气的流通，导致光合作用减弱和细胞呼吸增强，因此会导致棉花产量降低，B符合题意；
蔬菜植株发育过程中，衰老变黄的叶片光合作用较弱，且进行细胞呼吸作用消耗有机物，故及时去掉蔬菜下部衰老变黄的叶片，减少有机物的消耗，利于蔬菜植株有机物的积累，从而增加产量，C不符合题意；
在夏天晴朗的中午，由于气温较高，植物的蒸腾作用过于旺盛导致气孔部分关闭，影响了植物对二氧化碳的吸收，使得光合作用强度降低，因此对温室大棚通风或施放干冰能在一定程度上增加二氧化碳的浓度，有利于光合作用的进行，使产量增加，D不符合题意。
4.(2024·广东佛山质检)某植物光合作用最适温度为25 ℃，呼吸作用最适温度为30 ℃。右图为植物处于25 ℃环境中光合作用强度随光照强度变化的坐标图，下列叙述错误的是(　　)
A.A点叶肉细胞产生ATP的细胞器只有线粒体
B.将温度由25 ℃提高到30 ℃时，A点下移，D点
上移
C.C点表示光照强度对光合作用的影响已经达到饱和
D.当植物缺镁时，B点将向右移
B
解析:A点时该植物只进行呼吸作用，不进行光合作用，因此此时叶肉细胞产生ATP的细胞器只有线粒体；将温度由25 ℃提高到30 ℃时，呼吸作用的最适宜温度是30 ℃，所以细胞的呼吸作用增强，A点下移，光合作用的最适宜温度是25 ℃，30 ℃时光合作用强度降低，D点下移；C点以后随光照强度增加，光合作用不再增强，C点对应的光照强度是光饱和点；镁是组成叶绿素的成分，缺镁影响叶绿素的合成，光合作用强度降低，B点右移。
A.A点叶肉细胞产生ATP的细胞器只有线粒体
B.将温度由25 ℃提高到30 ℃时，A点下移，D点上移
C.C点表示光照强度对光合作用的影响已经达到饱和
D.当植物缺镁时，B点将向右移
补偿点、饱和点及其移动
(1)含义
补偿点：光合作用强度等于呼吸作用强度时的CO2浓度或光照强度，如图中B点。饱和点：光合作用达到最大值时所需要的最小CO2浓度或光照强度，如图中C点。
(2)解读
①A点：代表呼吸速率，细胞呼吸增强，A点下移；反之，A点上移。
②B点与C点的变化(注：只有横坐标为自变量，其他条件不变)
光合作用强度改变 B点(补偿点) C点(饱和点)
增强 适当增大CO2浓度或光照强度 左移 右移
削弱 适当减小CO2浓度或光照强度 右移 左移
土壤缺Mg2＋ 右移 左移
(3)D点：代表最大光合速率，若增大光照强度或增大CO2浓度使光合速率增大时，D点向右上方移动；反之，移动方向相反。　　　
A
1.(2024·哈尔滨师大附中期末)天竺葵和硝化细菌都属于自养型生物。在合成有机物过程中，这两种生物的共同特征是(　　)
A.以CO2为原料，产物有(CH2O)
B.使用同一种酶
C.能量来源相同
D.反应场所相同
解析:天竺葵通过光合作用合成有机物，硝化细菌通过化能合成作用合成有机物，二者合成有机物的过程中都以CO2为原料，产物有(CH2O)；但天竺葵利用光能合成有机物，硝化细菌利用化学能合成有机物，二者的能量来源不同，A符合题意，C不符合题意；
由于酶具有专一性，光合作用与化能合成作用使用的酶不同，B不符合题意；
天竺葵为原核生物，其光合作用的场所为叶绿体，硝化细菌为原核生物，其化能合成作用的场所不在叶绿体中，D不符合题意。
B
2.(2024·宁夏银川一中期末)小明家想建一个蔬菜大棚，小明结合所学知识给出了若干建议，其中不合理的是(　　)
A.大棚用白色塑料薄膜覆盖
B.大棚内增加供暖装置确保昼夜温度均高于室外
C.大棚旁边与猪舍相通
D.大棚内安装太阳能灯泡，延长光照时间
解析:大棚用白色塑料薄膜覆盖，有利于吸收各种颜色的光，促进光合作用，A正确；
大棚内应增大昼夜温差，白天适当升温促进光合作用，晚上适当降温抑制呼吸作用，B错误；
大棚与猪舍相通，可为蔬菜的光合作用提供更多二氧化碳，C正确；
大棚内安装太阳能灯泡可延长光照时间，利于光合作用，D正确。
D
3.(2024·湖南衡阳八中期末改编)硝化细菌广泛存在于通气性较好的土壤中，其部分代谢反应如图所示。下列关于硝化细菌的化能合成作用的描述，正确的是(　　)
A.化能合成作用和光合作用中合成有机物所利用的原料不同
B.培养时需隔绝空气
C.化能合成的生物利用无机物还原时所释放的化学能
D.硝化细菌是自养生物
解析:化能合成作用和光合作用中合成有机物的原料相同，都是CO2和H2O，A错误；
硝化细菌为需氧型细菌，所以培养时不能隔绝空气，B错误；
硝化细菌能利用环境中的某些无机物氧化时所释放的能量，C错误；
硝化细菌属于自养生物，D正确。
A.化能合成作用和光合作用中合成有机物所利用的原料不同
B.培养时需隔绝空气
C.化能合成的生物利用无机物还原时所释放的化学能
D.硝化细菌是自养生物
D
4.(2024·湖南岳阳市高一期末)通过实验测得一片叶子在不同光照条件下CO2吸收和释放的情况如甲图所示。乙图中所示细胞发生的情况与甲图中A点、AB段(不含A、B点)、B点、BC段(不含B点)依次相对应的一项是(　　)
A.①②③④ B.①③②④ C.②④③① D.②①③④
解析:乙图中所示细胞①的线粒体产生的CO2除供给叶绿体外还有部分外排，说明呼吸速率大于光合速率；细胞②的线粒体产生的CO2都外排，叶绿体不吸收，说明该细胞只进行细胞呼吸，不进行光合作用；细胞③的线粒体产生的CO2都供给叶绿体，与外界没有CO2的交换，说明光合速率等于呼吸速率；细胞④的叶绿体不仅吸收线粒体产生的CO2，还需要从外界吸收CO2，说明光合速率大于呼吸速率。甲图中A点只进行细胞呼吸，不进行光合作用，与乙图中所示细胞②发生的情况相符；甲图中AB段(不含A、B点)CO2吸收速率相对值不断增大，但仍小于0，说明此阶段该叶片光合速率小于呼吸速率，与乙图中所示细胞①发生的情况相符；甲图中B点对应的光照强度为光补偿点，此时光合速率等于呼吸速率，与乙图中所示细胞③发生的情况相符；甲图中BC段(不含B点)CO2吸收速率相对值随光照强度的增大不断增大，且大于0，此阶段光合速率大于呼吸速率，与乙图中所示细胞④发生的情况相符。第3课时　光合作用的影响因素及应用
课时学习目标　（1）设计并实施实验，探究环境因素对光合作用强度的影响（科学探究能力）。
（2）关注光合作用原理的应用（物质与能量观）。
一、探究光照强度对光合作用强度的影响实验
1.实验原理
抽出空气后，细胞间隙充满了水，叶片下沉
（1）叶片含有空气，上浮叶片下沉细胞间隙充满O2，叶片上浮。
光照后叶片进行光合作用释放了O2，细胞间隙充满气体，叶片上浮
（2）光合作用越强，单位时间内圆形小叶片上浮的数量越多。
2.实验装置
3.变量分析
自变量 　　　　　　　　　　 控制方法：通过调节 　　　　　　　　来设置
因变量 光合作用强度 观察指标：相同时间内圆形小叶片浮起的　　　　
无关变量 如温度、CO2浓度等，需相同且适宜 控制方法：如温度，用中间的盛水玻璃柱吸收灯光的热量，避免光照对烧杯内水温产生影响
4.实验结果
光照越强，烧杯内圆形小叶片浮起的数量越　　　　。
5.实验结论
一定范围内，随着光照强度的不断增加，光合作用强度　　　　　　。
[辨正误]
（1）探究实验中，圆形小叶片浮起的原因是叶片进行细胞呼吸产生了CO2。（　　）
（2）光照强度对光合作用强度的影响实验中，可以通过调节台灯与实验装置的距离来调节光照强度。（　　）
（3）光照强度影响光合作用但光质不影响。（　　）
在本实验中，水中圆形小叶片在强、中、弱不同光照条件下，分别呈现上浮、沉到水底的状况，原因及叶肉细胞的气体交换图分析如下：
（1）在黑暗情况下，植物叶片　　　　　　　　，吸收　　　　，产生的二氧化碳较易溶于水，所以叶片沉到水底。叶肉细胞气体交换图如右图：
（2）在弱光下，此时的光合作用强度　　　　　　　　细胞呼吸强度，叶片中仍然没有足够的氧气，叶片仍然沉到水底。叶肉细胞气体交换图如下：
（3）在中、强光下，叶片上浮，试分析其原因并在下图中绘制叶肉细胞气体交换图。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
【学以致用】
1.（2024·广东深圳调研）关于探究光照强度对光合速率的影响实验叙述错误的是（　　）
A.实验过程中注射器的作用是排除小圆片内的气体
B.可以通过观察小圆片上浮所需要的时间来反映光合速率
C.实验的自变量是光照强度，可在相同的距离下放置不同瓦数的灯泡
D.如果升高环境温度，小圆片上浮时间会缩短
2.（2024·河南名校联盟）下图为“探究影响植物光合速率的原因”实验装置图，关于该图，下列说法正确的是（　　）
A.用盛水玻璃柱吸收灯光热量是为了控制无关变量
B.向光源方向移动反应瓶，水银柱的高度将会升高
C.反应瓶中NaHCO3溶液的作用只是为光合作用提供原料
D.该实验装置测出的植物光合速率为总光合速率
二、光合作用原理的应用及化能合成作用
1.光合作用原理在生产实践中的应用
实例 原理
间作套种 不同植物对　　　　的需求不同
冬季大棚温度白天适当提高，晚上适当降低 白天提高温度，促进光合作用；夜间降温，抑制呼吸作用
“正其行、通其风” 增大　　　　浓度，有利于光合作用的进行
合理灌溉 缺少　　　　导致气孔关闭，CO2供应不足
2.化能合成作用
[微思考]
在北方的冬暖大棚中施用有机肥为什么能提高大棚蔬菜的产量？　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
[辨正误]
（1）温度只影响暗反应过程，因为只有暗反应需要酶的催化。 （　　）
（2）绿色植物和硝化细菌都为自养生物，都可通过光合作用制造有机物。（　　）
（3）真正光合速率常用单位面积、单位时间O2产生量，CO2固定量或有机物产生量表示。（　　）
（4）使用农家肥使玉米等农作物光合速率上升，影响因素与无机物无关。（　　）
　结合细胞呼吸，人们用下面的曲线来表示光照强度和光合作用强度之间的关系，请分析：
（1）图中A、B、C各点代表的生物学意义分别是什么？　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
（2）OA段的含义是什么？其大小主要受哪种环境因素的影响？　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
（3）DE段的含义是什么？如果此时想增加光合作用强度，可以采取哪些措施？　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
（4）若光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25 ℃和30 ℃，这是在25 ℃测得的曲线，若温度升至30 ℃，曲线中A点、B点将如何变化？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
影响光合作用的因素及其应用
(1)光照强度
原理 光照强度直接影响光反应阶段，制约NADPH和ATP的生成，进而制约暗反应阶段。
曲线 模型
应用 ①温室生产中，适当增强光照强度，可以提高光合速率，使作物增产 ②阴生植物的光补偿点和光饱和点都较阳生植物低，如图中虚线所示，间作套种农作物，可合理利用光能
(2)CO2浓度
原理 CO2影响暗反应阶段，制约C3的形成
曲线模型 及分析 图1中A点表示CO2补偿点，即光合速率等于呼吸速率时的CO2浓度，图2中A′点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度。B和B′点都表示CO2饱和点
应用 在农业生产上可以通过“正其行，通其风”，增施农家肥等增大CO2浓度，提高光合速率
(3)温度
原理 温度通过影响酶的活性影响光合作用
曲线模型 及分析 AB段：在B点之前，随着温度升高，光合速率增大 B点：酶的最适温度，光合速率最大 BC段：随着温度升高，酶的活性下降，光合速率减小，50 ℃左右光合速率几乎为零
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；晚上适当降低温室内温度，以降低细胞呼吸速率，提高植物有机物的积累量
(4)矿质元素
原理 矿质元素是参与光合作用的许多重要化合物的组成成分，缺乏会影响光合作用的进行。例如，N是酶的组成元素，N、P是ATP的组成元素，Mg是叶绿素的组成元素等
曲线模型及分析 在一定浓度范围内，增大必需矿质元素的供应，可提高光合作用强度；但当超过一定浓度后，会因土壤溶液浓度过高，植物发生渗透失水而导致植物光合作用强度下降
应用 在农业生产上，根据植物的需肥规律，适时、适量地增施肥料，可以提高光能利用率
【学以致用】
3.(2024·山东菏泽期中)农业生产中，农民会采取一些措施来提高农作物的产量。下列措施不能达到增产目的的是(　　)
A.对温室中的农作物，阴天时适度补充光照
B.种植棉花时，尽量缩小株距和行距，以增加植株的数量
C.蔬菜种植过程中，及时去掉植株下部衰老变黄的叶片
D.在夏天晴朗的中午，对温室大棚通风或施放干冰
4.(2024·广东佛山质检)某植物光合作用最适温度为25 ℃，呼吸作用最适温度为30 ℃。右图为植物处于25 ℃环境中光合作用强度随光照强度变化的坐标图，下列叙述错误的是(　　)
A.A点叶肉细胞产生ATP的细胞器只有线粒体
B.将温度由25 ℃提高到30 ℃时，A点下移，D点上移
C.C点表示光照强度对光合作用的影响已经达到饱和
D.当植物缺镁时，B点将向右移
补偿点、饱和点及其移动
(1)含义
补偿点：光合作用强度等于呼吸作用强度时的CO2浓度或光照强度，如图中B点。饱和点：光合作用达到最大值时所需要的最小CO2浓度或光照强度，如图中C点。　　　
(2)解读
①A点：代表呼吸速率，细胞呼吸增强，A点下移；反之，A点上移。
②B点与C点的变化(注：只有横坐标为自变量，其他条件不变)
光合作用强度改变 B点(补偿点) C点(饱和点)
增强 适当增大CO2浓度或光照强度 左移 右移
削弱 适当减小CO2浓度或光照强度 右移 左移
土壤缺Mg2＋ 右移 左移
(3)D点：代表最大光合速率，若增大光照强度或增大CO2浓度使光合速率增大时，D点向右上方移动；反之，移动方向相反。
【思维导图】
随堂检测
1.(2024·哈尔滨师大附中期末)天竺葵和硝化细菌都属于自养型生物。在合成有机物过程中，这两种生物的共同特征是(　　)
A.以CO2为原料，产物有(CH2O)
B.使用同一种酶
C.能量来源相同
D.反应场所相同
2.(2024·宁夏银川一中期末)小明家想建一个蔬菜大棚，小明结合所学知识给出了若干建议，其中不合理的是(　　)
A.大棚用白色塑料薄膜覆盖
B.大棚内增加供暖装置确保昼夜温度均高于室外
C.大棚旁边与猪舍相通
D.大棚内安装太阳能灯泡，延长光照时间
3.(2024·湖南衡阳八中期末改编)硝化细菌广泛存在于通气性较好的土壤中，其部分代谢反应如图所示。下列关于硝化细菌的化能合成作用的描述，正确的是(　　)
A.化能合成作用和光合作用中合成有机物所利用的原料不同
B.培养时需隔绝空气
C.化能合成的生物利用无机物还原时所释放的化学能
D.硝化细菌是自养生物
4.(2024·湖南岳阳市高一期末)通过实验测得一片叶子在不同光照条件下CO2吸收和释放的情况如甲图所示。乙图中所示细胞发生的情况与甲图中A点、AB段(不含A、B点)、B点、BC段(不含B点)依次相对应的一项是(　　)
A.①②③④ B.①③②④
C.②④③① D.②①③④
第3课时　光合作用的影响因素及应用
一、
自主梳理
3.光照强度　光源与实验装置间的距离　数量
4.多
5.不断增强
辨正误
(1)×　提示：原因是叶片通过光合作用产生了O2。
(2)√
(3)×　提示：光照强度和光质均会影响光合作用。
合作探究
(1)只进行细胞呼吸　氧气　(2)小于或等于
(3)提示：光合作用强度大于细胞呼吸强度，叶片中氧气增多。
学以致用
1.D　[如果升高环境温度，有可能会使酶的活性下降而导致光合速率下降，小圆片上浮时间会延长，D错误。]
2.A　[水具有良好的吸热作用，用盛水玻璃柱吸收灯光热量可防止光照使装置的温度升高，而本题探究的是光照这一因素对光合速率的影响，因此控制温度是为了控制无关变量，A正确；缩短反应瓶与光源的距离相当于增强光照，则反应瓶内O2释放量增大，水银柱的高度将降低，B错误；反应瓶中的NaHCO3溶液可调节反应瓶中CO2的浓度，使装置内CO2浓度保持相对稳定，不只是为光合作用提供CO2，C错误；该实验装置测出的植物光合速率为净光合速率，D错误。]
二、
自主梳理
1.光照　CO2　水
2.无机物　有机物　氨
微思考
提示：有机肥中的有机物被土壤中的微生物分解，释放出热量和CO2，提高了大棚内的温度和CO2浓度，有利于光合作用的进行，另外还生成各种无机盐，增加了土壤肥力。
辨正误
(1)×　提示：光反应也需要酶的催化，所以光反应也受温度的影响。
(2)×　提示：硝化细菌通过化能合成作用制造有机物。
(3)√
(4)×　提示：农家肥在微生物的作用下，不仅产生了CO2，还产生无机物，CO2和无机物均会使光合速率上升。
合作探究
(1)提示：A点：光照强度为零，只进行细胞呼吸。B点：光合作用强度等于呼吸作用强度，为光补偿点。C点：是光合作用达到最大值时所需要的最小光照强度，即光饱和点。
(2)提示：OA段代表呼吸作用强度。其大小主要受温度的影响。
(3)提示：DE段光合作用强度达到饱和，不再随光照强度的增强而增加。可以通过调整温度和增加CO2浓度等措施增加光合作用强度。
(4)提示：A点下移，B点右移。
学以致用
3.B　[对温室中的农作物，阴天光照较弱，植物光合作用较弱，合成的有机物较少，所以适度补充光照有利于光合作用的进行，合成有机物，从而增加产量，A不符合题意；种植棉花时，如果尽量缩小株距和行距，则导致棉花分布过于密集，相互遮挡，不利于光照和空气的流通，导致光合作用减弱和细胞呼吸增强，因此会导致棉花产量降低，B符合题意；蔬菜植株发育过程中，衰老变黄的叶片光合作用较弱，且进行细胞呼吸作用消耗有机物，故及时去掉蔬菜下部衰老变黄的叶片，减少有机物的消耗，利于蔬菜植株有机物的积累，从而增加产量，C不符合题意；在夏天晴朗的中午，由于气温较高，植物的蒸腾作用过于旺盛导致气孔部分关闭，影响了植物对二氧化碳的吸收，使得光合作用强度降低，因此对温室大棚通风或施放干冰能在一定程度上增加二氧化碳的浓度，有利于光合作用的进行，使产量增加，D不符合题意。]
4.B　[A点时该植物只进行呼吸作用，不进行光合作用，因此此时叶肉细胞产生ATP的细胞器只有线粒体；将温度由25 ℃提高到30 ℃时，呼吸作用的最适宜温度是30 ℃，所以细胞的呼吸作用增强，A点下移，光合作用的最适宜温度是25 ℃，30 ℃时光合作用强度降低，D点下移；C点以后随光照强度增加，光合作用不再增强，C点对应的光照强度是光饱和点；镁是组成叶绿素的成分，缺镁影响叶绿素的合成，光合作用强度降低，B点右移。]
随堂检测
1.A　[天竺葵通过光合作用合成有机物，硝化细菌通过化能合成作用合成有机物，二者合成有机物的过程中都以CO2为原料，产物有(CH2O)；但天竺葵利用光能合成有机物，硝化细菌利用化学能合成有机物，二者的能量来源不同，A符合题意，C不符合题意；由于酶具有专一性，光合作用与化能合成作用使用的酶不同，B不符合题意；天竺葵为原核生物，其光合作用的场所为叶绿体，硝化细菌为原核生物，其化能合成作用的场所不在叶绿体中，D不符合题意。]
2.B　[大棚用白色塑料薄膜覆盖，有利于吸收各种颜色的光，促进光合作用，A正确；大棚内应增大昼夜温差，白天适当升温促进光合作用，晚上适当降温抑制呼吸作用，B错误；大棚与猪舍相通，可为蔬菜的光合作用提供更多二氧化碳，C正确；大棚内安装太阳能灯泡可延长光照时间，利于光合作用，D正确。]
3.D　[化能合成作用和光合作用中合成有机物的原料相同，都是CO2和H2O，A错误；硝化细菌为需氧型细菌，所以培养时不能隔绝空气，B错误；硝化细菌能利用环境中的某些无机物氧化时所释放的能量，C错误；硝化细菌属于自养生物，D正确。]
4.D　[乙图中所示细胞①的线粒体产生的CO2除供给叶绿体外还有部分外排，说明呼吸速率大于光合速率；细胞②的线粒体产生的CO2都外排，叶绿体不吸收，说明该细胞只进行细胞呼吸，不进行光合作用；细胞③的线粒体产生的CO2都供给叶绿体，与外界没有CO2的交换，说明光合速率等于呼吸速率；细胞④的叶绿体不仅吸收线粒体产生的CO2，还需要从外界吸收CO2，说明光合速率大于呼吸速率。甲图中A点只进行细胞呼吸，不进行光合作用，与乙图中所示细胞②发生的情况相符；甲图中AB段(不含A、B点)CO2吸收速率相对值不断增大，但仍小于0，说明此阶段该叶片光合速率小于呼吸速率，与乙图中所示细胞①发生的情况相符；甲图中B点对应的光照强度为光补偿点，此时光合速率等于呼吸速率，与乙图中所示细胞③发生的情况相符；甲图中BC段(不含B点)CO2吸收速率相对值随光照强度的增大不断增大，且大于0，此阶段光合速率大于呼吸速率，与乙图中所示细胞④发生的情况相符。]限时练22　光合作用的影响因素及应用
(时间:30分钟　分值:60分)
选择题:第1~11题,每小题4分,共44分。
【基础对点】
知识点1　探究光照强度对光合作用强度的影响实验
1.(2024·河北邢台一中高一上月考)下列关于影响光合作用的因素的叙述,错误的是 (　　)
温度能影响光合速率,主要是影响光合作用过程中各种酶的活性
CO2参与光合作用的暗反应,其浓度太低会限制光合速率
其他条件不变,达到光饱和点时增加光照强度不能使光合速率增加
除温度、CO2浓度和光照强度外,其他环境因素对光合速率没有影响
2.(2024·西安高新一中月考)用高速离心机打碎小球藻细胞,获得可以进行光合作用的离体叶绿体,进行如图所示的实验,下列叙述错误的是 (　　)
离体的叶绿体中能合成糖类
碳酸氢钠所起的作用是提供二氧化碳
烧杯中的液体改为氢氧化钠会导致该实验无糖类产生
灯与锥形瓶之间的距离不影响光合作用的强度
3.(2024·合肥市质检)如图表示夏季晴朗的白天某种绿色植物叶片光合作用强度变化曲线。下列对此图描述错误的是 (　　)
ab段光合作用强度变化的主要原因是光照强度
bc段光合作用强度下降是因为部分气孔关闭,二氧化碳吸收量减少,暗反应速率下降
de段光合作用强度变化的主要原因是温度
从图中可以推断限制光合作用的因素有光照强度、温度和CO2浓度
4.如图曲线Ⅰ表示黄豆光合作用速率与光照强度的关系(最适温度、CO2浓度为0.03%)。在B点时改变某条件,曲线变为Ⅱ。下列分析合理的是 (　　)
与B点相比,A点叶绿体中的C5含量较高
在B点时,升高温度导致曲线由Ⅰ变为Ⅱ
制约A点光合作用的因素主要是CO2浓度
若植物缺镁,则C点对应的光合作用速率下降
知识点2　光合作用原理的应用及化能合成作用
5.近年来,越来越多的农户建设温室大棚来种植绿色蔬菜,既丰富了菜篮子,也提高了收入。下列相关措施有利于农民增产增收的是 (　　)
加盖蓝膜,阻止紫外光伤害植物
增设日光灯,延长光照时间
薄膜上全天覆盖草帘,防止低温冻伤
增施有机肥,缩小大棚内昼夜温差
6.(2024·河北石家庄高一期末)小明家想建一个绿色蔬菜大棚,他结合所学知识给出若干建议,其中包括在大棚内安装太阳能灯和增加供暖装置以确保昼夜温度均高于室外,下列有关小明的建议和对应原理的叙述正确的是 (　　)
太阳能灯能在阴天时增加光照强度,增强光反应,为暗反应提供更多的ATP和NADPH
光反应在光下进行,暗反应在暗处进行,夜晚要关闭太阳能灯让植物进行暗反应
大棚内最好安装绿色的太阳能灯
延长光照时间能提高光合作用的速率
7.(2024·广东惠州调研)阳台菜园逐渐成为城市生活的一种时尚,可为居民提供新鲜蔬菜。下列有关说法正确的是 (　　)
阳台内的蔬菜进行光合作用主要利用自然光
为提高产量,在晚上可适当提高阳台蔬菜所处环境的温度
增施农家肥可提高二氧化碳浓度,促进夜间暗反应的不断进行
蔬菜中的叶绿素对光的吸收效率与光的波长呈正相关
【综合提升】
8.(2024·江淮十校联考)已知某植物光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为25 ℃和30 ℃,右图表示30 ℃时细胞呼吸、光合作用与光照强度的关系,若温度下降到25 ℃(原光照强度和CO2浓度不变),理论上,图中A、B、C三点的移动方向分别是 (　　)
下移、右移、左上移
下移、左移、右下移
上移、左移、右上移
上移、右移、左上移
9.(2024·安阳市调研)把一株牵牛花在黑暗中放置一昼夜,然后利用下图装置进行实验。该实验不能用于验证 (　　)
光合作用需要二氧化碳
光合作用能产生氧气
光合作用需要光
光合作用需要叶绿体
10.(2024·武汉二中质检)如图表示在一定的光照强度、温度和水分等条件下,某实验小组所测得的甲、乙两种不同的植物叶片CO2吸收速率与CO2浓度的关系。下列说法正确的是 (　　)
CO2浓度主要是通过影响光反应来影响光合速率
CO2浓度为a时,甲植物叶片仍可以进行光合作用
CO2浓度为b时,甲、乙两植物叶片的总光合速率相等
甲、乙两植物光合作用强度随CO2浓度的增大而不断增强
11.某同学设计并开展了一项有关光合作用所需条件的探究活动,具体装置如图所示。下列相关叙述错误的是 (　　)
实验前四组叶片均经过24 h“暗处理”
该实验只能证明光合作用需要CO2
NaOH溶液处理的目的是去除锥形瓶中的CO2
锡箔纸处理组叶片无淀粉产生
12.(16分)(2023·河北百校联盟模拟)蕨麻也叫“人参果”,具有很高的营养价值和药用价值。科研工作者为了研究高原寒冷地区蕨麻的光合作用效率和外界影响因素,选择若尔盖草原(位于青藏高原东部边缘,年平均气温1.7 ℃)中高寒草地和高寒湿地两个典型生态系统对植物的光合速率进行了相关实验,结果如图所示。回答下列有关问题:
(1)(4分)若要获取总光合速率的数据,还需在　　　　条件下测量蕨麻的　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)(8分)如图为在晴朗天气下测得的数据绘制的曲线,分析两条曲线可得出结论:
①草地蕨麻和湿地蕨麻均出现“光合午休”现象;
②在8:00~18:00,草地蕨麻比湿地蕨麻的净光合速率　　　　(填“高”或“低”);
③从总体趋势上来看,　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
图中曲线出现c1、c2的原因可能是　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)(4分)有人认为,限制高寒地区植物光合作用的因素主要为温度,若将温度上升到20 ℃,蕨麻的光合速率会有大幅度提高,若要驳斥这种观点,你的理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
限时练22　光合作用的影响因素及应用
1.D　[光合作用过程中各种酶的活性受温度影响，A正确；CO2是暗反应的原料，浓度太低会影响暗反应速率，进而影响光合速率，B正确；达到光饱和点时，增加光照强度不能使光合速率增加，此时限制光合作用的因素可能为温度、CO2浓度等，C正确；除温度、CO2浓度和光照强度外，水分等对光合速率也有影响，D错误。]
2.D　[灯与锥形瓶之间的距离，表示不同的光照强度，光照强度影响光合作用的强度，D错误。]
3.C　[de段随着时间的递增，光照强度逐渐减弱，导致光合作用强度逐渐降低，即de段光合作用强度变化的主要原因是光照强度减弱，C错误。]
4.D　[与B点相比，A点时光照较弱，产生的ATP和NADPH较少，导致暗反应的C3还原过程较弱，叶绿体中的C5含量较低，A错误；图示曲线为最适温度下的曲线，在B点时，升高温度会导致曲线由Ⅰ下降，B错误；A点时光合作用速率随光照强度的增加而增加，制约A点光合作用的因素主要是光照强度，C错误；镁参与叶绿素合成，若植物缺镁，叶绿素含量降低，光能吸收减少，C点对应的光合作用速率下降，D正确。]
5.B　[加盖蓝膜，会导致光合作用可以利用的光照减少，不利于光合作用的进行，A不符合题意；增设日光灯，可以提高光照强度，提高光合速率，延长光照时间，有利于光合作用积累有机物，B符合题意；薄膜上全天覆盖草帘，会阻断光线的进入，不利于光合作用的进行，C不符合题意；增施有机肥，有利于提高光合速率；白天适当升温可以促进光合作用，夜间适当降温可以抑制呼吸作用，增大大棚内昼夜温差，有利于有机物的积累，进而能够增产增收，D不符合题意。]
6.A　[阴天时光照不足，可用太阳能灯增加光照强度，进而增强光反应，为暗反应提供更多的NADPH和ATP，A正确；光反应必须在光下进行，夜晚为了更好的提高产量，需要打开太阳能灯(延长光照时间)让植物进行光合作用，因为暗反应需要光反应提供ATP和NADPH，B错误；绿叶中的色素主要吸收蓝紫光和红光，几乎不吸收绿光，不宜在大棚内安装绿色的太阳能灯，可安装蓝紫色或红色的太阳能灯，C错误；光合作用速率指的是单位时间内的光合作用强度，延长光照时间不能提高光合作用的速率，D错误。]
7.A　[一般情况下，阳台内的蔬菜进行光合作用利用的光是自然光，A正确；为提高产量，在晚上可适当降低阳台蔬菜所处环境的温度，以减少有机物的消耗，B错误；夜间没有光照，不能为暗反应提供NADPH和ATP，因此不能持续进行暗反应，C错误；叶绿素a与叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，而对绿光的吸收则很少，因此叶绿素对光的吸收效率与光的波长不呈正相关，D错误。]
8.C　[图中A、B、C三点分别表示在细胞呼吸强度、光补偿点、光饱和点时的CO2吸收速率。由题干“光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为25 ℃和30 ℃”可知，当温度从30 ℃下降至25 ℃时，细胞呼吸强度降低，A点上移；光合作用强度增大，所以光饱和点时吸收的CO2增多，需要更大的光照强度，C点右上移；B点表示光合作用强度＝细胞呼吸强度，在25 ℃时细胞呼吸强度降低，光合作用强度增大，在除光照强度外其他条件不变的情况下，要使光合作用强度仍然与细胞呼吸强度相等，需要的光照强度减小，即B点左移。]
9.B　[由于瓶内的二氧化碳被氢氧化钠吸收了，植物无法进行光合作用，瓶内的绿叶与瓶外的绿叶形成以二氧化碳的有无为自变量的对照实验，能用于验证光合作用需要二氧化碳，A不符合题意；本实验没有对氧气进行检验，因此不能证明光合作用能产生氧气，B符合题意；绿叶覆盖铝箔的部分与见光部分形成以光照的有无为自变量的对照实验，绿叶未覆盖铝箔的部分能进行光合作用，覆盖铝箔部分没有光照，不能进行光合作用，故该实验能用于验证光合作用需要光，C不符合题意；叶片的白色部分与绿色部分形成以叶绿体有无为自变量的对照实验，叶片的绿色部分有叶绿体，能进行光合作用，叶片的白色部分没有叶绿体，不能进行光合作用，故该实验能用于验证光合作用需要叶绿体，D不符合题意。]
10.B　[CO2浓度主要通过影响暗反应来影响光合速率，A错误；CO2浓度为a时，甲植物叶片的净光合速率为0，甲植物叶片此时可以进行光合作用，B正确；CO2浓度为b时，甲、乙两植物叶片的净光合速率相等，由于两种植物的呼吸速率未知，因此不能比较甲、乙两植物叶片的总光合速率，C错误；分析题图可知，CO2浓度较低时，甲、乙两植物光合作用强度随CO2浓度的增大而不断增强，当CO2浓度增加到一定程度后，光合作用强度不再增强，D错误。]
11.B　[该实验为了排除原有有机物的干扰，需要经过24 h“暗处理”消耗掉叶片中原有的有机物，A正确；用锡箔纸遮光组与左侧蒸馏水组进行对比，探究了有无光照对光合作用的影响，B错误；NaOH可以吸收CO2，NaOH溶液处理的目的是去除锥形瓶中的CO2，C正确；锡箔纸处理组无光照，无法进行光合作用，叶片中无淀粉产生，D正确。]
12.(1)黑暗　呼吸速率　(2)②低　③草地蕨麻和湿地蕨麻的净光合速率均呈现先上升后下降的趋势，且两者相差不大　光照过强，气温过高，植株气孔部分关闭，植物吸收CO2的能力减弱，暗反应速率下降，从而使净光合速率下降　(3)生物对环境具有适应性，蕨麻是适应高寒环境的生物，若将温度上升到20 ℃可能会导致与光合作用和呼吸作用相关的酶活性降低甚至失活，会出现光合速率降低甚至光合作用不能进行的情况(合理即可)
解析　(1)总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率，呼吸速率需要在黑暗条件下测得。(2)分析两条曲线可知，在8：00～18：00，草地蕨麻比湿地蕨麻的净光合速率低；从总体趋势来看，草地蕨麻和湿地蕨麻的净光合速率均是先上升后下降且相差不大。图中曲线出现c1、c2的原因可能是光照过强，气温过高，植株气孔部分关闭，植物吸收CO2的能力减弱，暗反应速率下降，从而使净光合速率下降。(3)从适应的角度分析，高寒植物是自然选择的结果，其光合作用、细胞呼吸相关的酶的适宜温度与目前高寒环境相匹配，提高温度反而有可能打破这种适应，蕨麻的光合速率不但不会大幅度提高，反而可能会下降。

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