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(共32张PPT)
第三单元
细胞的代谢
考查内容
1.阐明叶绿体的结构，形成结构与功能相适应的观点(生命观念)
2.比较光反应和碳反应过程，阐明细胞生命活动过程中贯穿着物质与能量的变化(生命观念)
3.通过光合色素提取与分离活动，熟悉物质的提取和分离的常用方法(科学探究)
4.通过探究环境因素对光合作用的影响，熟悉实验方案的设计并能进行恰当评价，并学会光合速率的测定方法(科学探究)
5.分析影响光合作用的因素，阐述光合作用原理在农业生产中的应用(科学思维、社会责任)
1.探究环境因素对光合作用的影响
2.光合速率(又称光合强度)
(1)含义：__________的植物(如一定的叶面积)在____________内进行的光合作用(如释放多少氧气、消耗多少二氧化碳)。
(2)表示方法：产生氧气量/单位时间或__________________/单位时间。
(3)表观光合速率：光照条件下测得的植物从____________吸收的二氧化碳总量。
(4)真正光合速率：光照条件下，植物从______________吸收的二氧化碳量________细胞呼吸释放的二氧化碳量。
3.环境因素对光合速率的影响
影响因素 说明
光强度 光合速率随光强度的增加而________，但在强度达到全日照之前，光合作用已达到____________时的速率，即光强度再增加，光合速率也不会增加
温度 光合作用有一个最适温度，和酶促反应有最适温度一样，表现为一定范围内光合速率随温度的升高而________，超过最适温度时光合速率__________
CO2浓度 空气中CO2浓度的增加会使光合速率________。目前大气中CO2的浓度约为0.035%，当这一浓度增加至1%以内时，光合速率会随CO2浓度的增加而增加
一定量
单位时间
消耗二氧化碳量
外界环境
外界环境中
加上
增加
光饱和点
加快
减慢
加快
[自我诊断]正确的打“√”，错误的打“ ”。
1.为探究环境因素对光合速率的影响，可以采取酒精浸泡的方法去除植物叶片中的淀粉。
(　 　)
2.施用农家肥，可提高大棚中CO2的浓度。(　 　)
3.与夏季相比，植物在冬季光合速率低的主要原因是光照时间缩短。(　 　)
4.(真题节选)真正光合速率是指人们测得的CO2吸收量。(　 　)
5.夏季连续阴天，大棚中白天适当增加光照，夜晚适当降低温度，可提高作物产量。
(　 　)
6.(真题节选)在夏季晴朗无云的白天，10时左右某植物光合作用强度达到峰值，12时左右光合作用强度明显减弱。光合作用强度减弱的原因可能是叶绿体内膜上的部分光合色素被光破坏，吸收和传递光能的效率降低。(　 　)
7.(真题节选)在禾谷类作物开花期剪掉部分花穗，叶片的光合速率会暂时下降。(　 　)

√


√

√
考向1　影响光合速率的环境因素
1.单因子对光合速率的影响
水分和N、P、K等矿质元素对光合作用的影响
1.水分影响气孔的开闭，从而影响CO2的吸收，进而影响光合作用。
2.N、P、K等矿质元素超过一定浓度后，植物会因土壤溶液浓度过高而渗透失水，最终导致萎蔫死亡，同时N、Mg等矿质元素也是合成叶绿素、酶的原料。
2.多因子对光合速率的影响
甲 乙
丙
C
例 1
(2025·全国卷)在一定温度下，生长在大田的某种植物光合速率(CO2固定速率)和呼吸速率(CO2释放速率)对光强度的响应曲线如图所示。下列叙述中，错误的是(　 　)
A.光强度为a时，该植物的干重不会增加
B.光强度从a逐渐增加到b时，该植物生长速率逐渐增大
C.光强度小于b时，提高大田CO2浓度，CO2固定速率会增大
D.光强度为b时，适当降低光反应速率，CO2固定速率会降低
【解析】光强度为a时，光合速率等于呼吸速率，即净光合速率为0。植物干重增加依赖净光合积累有机物，净光合速率=光合速率－呼吸速率，此时净光合速率为0，干重不会增加，A 正确；光强度从a逐渐增加到b时，光合速率与呼吸速率差值逐渐增大。净光合速率越大，植物积累有机物越多，生长速率逐渐增大，B正确；光强度小于b时，光强度未达饱和的阶段，在光强度为主要限制因素时，提高大田CO2浓度，CO2固定速率不会增大(因为光照不足，光反应提供的ATP和NADPH有限，限制碳反应)；只有当光强度饱和后，提高CO2浓度，CO2固定速率才会增大，C错误；光强度为b时，光反应为碳反应提供ATP和NADPH。适当降低光反应速率，提供的ATP和NADPH减少，使碳反应中CO2固定速率降低，D正确。
例 2
(2025·衢州模拟)科研人员研究土壤不同干旱程度对金光杏梅幼苗光合作用的影响。将各组幼苗置于不同干旱程度条件下20天后，检测其生理指标，实验结果如图所示。下列叙述中，正确的是(　 　)
图1　水分胁迫对气孔导度的影响 图2　水分胁迫对胞间CO2浓度的影响
A.该实验的自变量是土壤干旱程度
B.据图1可知缺水导致叶片气孔导度减小，进入叶片的CO2量增加，使碳反应受影响
C.图1中对照组幼苗在9：00~13：00气孔导度不断降低，原因是幼苗缺水
D.据图2分析，在15：00后胞间CO2浓度不断增加的原因是光合速率下降
【解析】该实验的自变量是土壤干旱程度及持续时间，A错误；缺水导致叶片气孔导度减小，进入叶片的CO2量减少，B错误；对照组水分供应充足，C错误；图2中，在15：00后，光合速率下降，消耗CO2减少，胞间CO2浓度升高，D正确。
D
考向2　光合速率与光补偿点、光饱和点移动的关系
1.区分真正(总)光合速率、表观(净)光合速率和呼吸速率
(1)根据概念区分
(2)根据关键词区分(单位时间、单位叶面积内的量)
(3)根据坐标曲线的起点区分
图1　　 图2
检测指标 细胞呼吸速率 表观(净)光合速率 真正(总)光合速率
CO2 释放量(黑暗) 吸收量(植物)、减少量(环境) 利用量、固定量、消耗量
O2 吸收量(黑暗)、消耗量(黑暗) 释放量(植物)、增加量(环境) 产生量、生成量、制造量、合成量
葡萄糖 消耗量(黑暗) 积累量、增加量 产生量、生成量、制造量、合成量
2. 光补偿点、光饱和点的移动问题分析
光补偿点对应的两种生理状态
1.整个植株：光合作用强度=细胞呼吸强度。
2.叶肉细胞：光合作用强度＞细胞呼吸强度。
例 3
(2025·浙江杭嘉湖金联考)如图所示为植物光合作用速率随光强度
改变的曲线，下列叙述中，错误的是(　 　)
A.若适当提高温度，光合速率的增加值小于呼吸速率的增加值，则
补偿点B应相应地向右移动
B.若增加CO2浓度，B点左移，C点左移，D点向右上方移动
C.D点时，ATP从类囊体膜向叶绿体基质移动
D.若图为阳生植物，则换为阴生植物，B点向左移动，D点向左下方移动
【解析】B点为光补偿点，此时光合作用与呼吸作用强度相等，若适当提高温度，光合速率的增加值小于呼吸速率的增加值，则补偿点B应相应地向右移动，A正确；若增加CO2浓度，则光合作用强度增加，B点左移，C点右移，D点向右上方移动，B错误；D点时的光合作用强度最大，其光反应产生的ATP从类囊体膜移向叶绿体基质，参与碳反应过程中三碳酸的还原，C正确。
B
课时作业
答案速对
第三单元 作业13　影响光合作用的因素
题号 1 2 3 4 5 6 7
答案 A C A B D C 见答案
1. (2025·慈溪模拟)如图所示装置可用来探究光强度对光合作用强度的影响。根据该图的材料及设置，下列说法中，错误的是(　 　)
A.叶圆片上浮说明叶肉细胞的光合作用强度等于细胞呼吸强度
B.实验前将各叶圆片内的气体排出，其目的是排除原有气体对实验结果的干扰
C.最直接的净光合速率观测指标是相同时间内叶圆片上浮的数量
D.此装置也可以用于探究CO2浓度对光合作用强度的影响
【解析】叶圆片上浮说明叶肉细胞的光合作用强度大于细胞呼吸强度，A错误。
A
2.如图所示，在装置A与装置B中敞口培养相同数量的小球藻，以研究光强度(其他条件均为最适)对小球藻产生O2的影响。装置A的曲线如图乙所示。据图分析，下列叙述中，正确的是(　 　)
甲 　乙
A.P点处产生的ATP可用于碳反应
B.适当降低温度，P点将下移
C.在图乙上绘制装置B的曲线，Q点应右移
D.降低CO2浓度时，在图乙上绘制装置A的曲线，R点应右移
【解析】P点时，细胞只进行呼吸作用，产生的ATP不能用于光合作用碳反应过程，A错误；适当降低温度，呼吸酶的活性随之降低，P点将上移，B错误；由于培养液中缺镁，装置B中小球藻细胞内叶绿素含量较低，所以光合作用强度等于呼吸作用强度时的Q点应右移，C正确；降低CO2浓度，R点将向左下方移动，D错误。
C
3. 将某植物叶片分离得到的叶绿体，分别置于含不同蔗糖浓度的反应介质溶液中，测量其光合速率，结果如图所示。图中光合速率用单位时间内单位叶绿素含量消耗的二氧化碳量表示。下列叙述中，正确的是(　 　)
A.测得的该植物叶片的光合速率小于该叶片分离得到的叶绿体的光合速率
B.若分离的叶绿体中存在一定比例的破碎叶绿体，测得的光合速率与无破碎叶绿体的相
比，光合速率偏大
C.若该植物较长时间处于遮阴环境，叶片内蔗糖浓度与光合速率的关系与图中B~C段对
应的关系相似
D.若该植物处于开花期，人为摘除花朵，叶片内蔗糖浓度与光合速率的关系与图中A~B
段对应的关系相似
A
【解析】测得的植物叶片的光合速率为净光合速率，不仅需要考虑叶绿体的光合速率，还需要考虑叶片的呼吸速率，因此分离得到的叶绿体的光合速率大于测得的该植物叶片的光合速率，A正确；叶绿体被破碎后，结构被破坏，无法进行光合作用，因此无破碎叶绿体的光合速率比有一定比例破碎叶绿体的光合速率大，B错误；若该植物较长时间处于遮阴环境，光照不足，光反应减弱，导致碳反应速率减小，蔗糖合成一直较少，C错误；若该植物处于开花期，人为摘除花朵后，叶片光合作用产生的蔗糖不能运输到花朵，导致叶片内蔗糖积累过多，不利于光合作用的进行，其蔗糖浓度与光合速率的关系与图中B~C段对应的关系相似，D错误。
4. (2025·金丽衢联考)为了探究在自然光(即白光，W)中添加远红光(FR，波长为700~800 nm)对植物生长的影响，研究人员以温室番茄为材料做了相关实验，并测定有关实验数据如图所示，下列分析中，错误的是(　 　)
图1　 　图2
A.图1中的②处比①处的ATP和ADP的转换速率高
B.适当延长光照时间可以提高光合速率，从而提高番茄的产量
C.添加远红光，表观光合速率下降，但番茄产量却可能增加
D.添加远红光反而会使番茄表观光合速率下降可能原因是色素对光能吸收率下降
B
【解析】据图可知，②比①光照总强度增强，则表观光合速率增强，光反应增强，光合速率加快，则ATP和ADP的转换速率增加，A正确；本实验目的为探究在自然光中添加远红光对植物生长的影响，未涉及光照时间，故不能得出适当延长光照时间可以提高光合速率，从而提高番茄的产量的结论，B错误；由图分析：添加远红光后，番茄光合作用制造的有机物在各器官中的配比发生了变化，分配在果实中的有机物比例上升，分配在叶中的有机物比例下降，所以虽然表观光合速率下降，但是番茄产量却可能增加，C正确；添加远红光后，可被叶绿素吸收、转换的光能比率下降，使表观光合速率降低，D正确。
5.科研工作者研究了不同条件下大棚蔬菜叶片净
光合速率的变化，实验结果如图所示。下列叙述
中，错误的是(　 　)
A.由1、2组可推知，通风降温可提高蔬菜叶片的
净光合速率
B.2组处理条件下温室蔬菜叶片净光合速率最低，
可能原因是CO2供应不足
C.由2、3组(或2、4组)可推知，在高温条件下，
增施CO2可解除高温对净光合速率的抑制
D.3、4组处理后期，温室蔬菜叶片净光合速率快速降低的原因可能是蔬菜叶片内的酶快
速失活
【解析】由图可知1组净光合速率高于2组，说明通风降温可提高蔬菜叶片的净光合速率，A正确；1、2、3、4组处理后期，温室蔬菜叶片净光合速率均下降，而1组实验中，并未出现高温处理，且2、3、4组高温处理仅5 h，不可能在12天后出现因酶快速失活而净光合速率急速下降的现象，D错误。
D
6.如图所示为夏季晴朗的一天中，某绿色植物体内三碳酸分子和五碳糖两种化合物相对含量的变化曲线图。下列叙述中，正确的是(　 　)
A.m表示五碳糖，因为夜间叶绿体不能产生ATP和NADPH，五碳糖因缺少ATP不能与
CO2结合而积累
B.在5~9时，光合作用的最大限制因素是温度，11~15时最大的限制因素是光强度和CO2
浓度
C.16~20时两种物质含量变化的主要原因是环境因素的改变引起植物气孔开放和ATP、
NADPH生成减少
D.环境因素的变化引起植物细胞呼吸增强，产生较多的CO2是16~20时两种物质含量变化
的主要原因
C
【解析】早上有光照后，光反应产生的ATP和NADPH增多，三碳酸分子被还原而减少，五碳糖则增多；傍晚光强度减弱，光反应产生的ATP和NADPH减少，三碳酸分子增多，五碳糖则减少，所以m表示三碳酸分子，n表示五碳糖，A错误；CO2的固定不需要ATP，在5~9时，光合作用的最大限制因素是光强度，11~15时，光合作用的最大限制因素是CO2浓度，B错误；16~20时，光照减弱，ATP、NADPH减少，三碳酸还原量减少，通过还原产生的五碳糖减少。因此三碳酸增多，五碳糖减少，C正确；引起16~20时两种物质含量变化的主要原因是光强度的减弱，而不是植物呼吸作用增强，D错误。
7.(2025·金华十校模拟)为探究水和氮对光合作用的影响，研究者将一批长势相同的玉米植株随机均分成三组，在限制水肥的条件下做如下处理：①对照组，不进行特殊处理；②施氮组，补充尿素(12 g·m－2)；③水＋氮组，补充尿素(12 g·m－2)同时补水。检测相关生理指标，部分实验结果如表所示。
注：气孔导度反映气孔开放的程度，RuBP羧化酶指催化CO2固定的酶。
生理指标 对照组 施氮组 水＋氮组
气孔导度/(mmol·m－2·s－1) 85 65 196
RuBP羧化酶活性/(μmol·h－1·g－1) 316 640 716
光合速率/(μmol·m－2·s－1) 6.5 8.5 11.4
请回答下列问题：
(1)RuBP羧化酶主要分布于______________。为比较各组叶绿素含量，可利用________________(填物质)提取叶片中的光合色素，并通过__________法进行分离，再进一步测定含量。
(2)水＋氮组光合速率高于施氮组，可推测水＋氮组光反应能提供更多的_____________ 用于卡尔文循环。
(3)据表中数据，________(填“能”或“不能”)得出补水有助于提高限制水肥条件下玉米的光合速率。对照组的叶肉细胞间隙CO2浓度________(填“高于”“低于”或“等于”)施氮组。
(4)与对照组相比，施氮组气孔导度更小的原因是_________________________________ ___________________。据实验结果分析，水＋氮组光合速率高于对照组的原因是__________________________________________________________________________________________________。
叶绿体基质
95%的酒精
纸层析
ATP、NADPH
不能
高于
施肥后土壤溶液浓度增大，植物失水导致气孔导度降低
水＋氮组气孔导度大，可为碳反应提供更多的CO2，同时水＋氮组RuBP羧化酶活性更高，有利于CO2的固定
【解析】(1)RuBP羧化酶指催化CO2固定的酶，其主要分布于叶绿体基质，提取光合色素可以用95%的酒精等有机溶剂；分离光合色素可用纸层析法。
(2)光反应的产物有NADPH、ATP和O2，其能为碳反应提供NADPH和ATP。
(3)需要仅补水组与对照组对比，才能得出补水对于限制水肥条件下玉米光合速率的影响，本实验中缺乏仅补水组，因此无法得出补水有助于提高限制水肥条件下玉米的光合速率的结论。与施氮组相比，对照组气孔导度较大，光合速率较低，因此胞间CO2浓度较高。
(4)与对照组相比，施氮组在施肥后土壤溶液渗透压增大，植物失水导致气孔导度降低。与对照组相比，水＋氮组植物气孔导度大，可为碳反应提供更多的CO2；同时RuBP羧化酶活性更高，有利于CO2的固定。

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