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第三单元 细胞的代谢
第9课　光合作用
2　影响光合作用的因素
课标要点探究
课标要点　影响光合作用的因素
1.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(又称净光合速率):光照条件下测得的植物从__________ 吸收的CO2总量。
(4)真正光合速率(又称总光合速率):植物在光照条件下,从______________ 吸收的CO2的量,_________ 细胞呼吸释放的CO2量。
　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　
课标要点　影响光合作用的因素
2.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_________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_______以内时,光合速率会随CO2浓度的增加而增加
　增加　
　光饱和点　
　最适　
　加快　
　下降　
　加快　
　1%　
课标要点　影响光合作用的因素
课前诊断
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
1.施用农家肥,可提高大棚中CO2的浓度。(　　)
2.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。(　　)
3.真正光合速率是指人们测得的CO2吸收量。(　　)
4.[真题节选] 弱光条件下植物没有O2的释放,说明未进行光合作用。(　　)
5.光饱和点是指最大光合速率对应的最小光强度。(　　)
√
×
×
×
√
课标要点　影响光合作用的因素
6.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。(　　)
7.CO2的固定过程发生在叶绿体中,C6H12O6分解成CO2的过程发生在线粒体中。(　　)
8.光合作用过程中光能转变为化学能,细胞呼吸过程中化学能转变为热能和ATP。(　　)
9.线粒体合成的ATP可以在光照不足时供应给碳反应使用。(　　)
√
×
×
×
课标要点　影响光合作用的因素
10.[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。(　　)
11.将一株植物置于密闭钟罩内,在某一光强度下,测得密闭钟罩内CO2变化量为零,可说明该植物光合作用消耗的CO2量与细胞呼吸产生的CO2量相等。(　　)
12.[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。( )
√
√
×
课标要点　影响光合作用的因素
命题探究
命题探究一　影响光合速率的环境因素
1.单因子对光合速率的影响
课标要点　影响光合作用的因素
课标要点　影响光合作用的因素
2.多因子对光合速率的影响
课标要点　影响光合作用的因素
课标要点　影响光合作用的因素
例1 [2026·浙江1月选考真题] 为探究不同环境因素对光合作用的影响,某同学选择金鱼藻、冰块、NaHCO3溶液、台灯、烧杯、氧传感器、米尺等材料和用具进行实验。下列叙述错误的是(　　)
A.可探究的环境因素有光照强度、温度、CO2浓度等
B.实验中可用单位时间的O2释放量表示光合速率
C.将室温下的实验装置移至冰水中,光合速率持续上升
D.可通过调节台灯与烧杯之间的距离来改变光照强度
C
课标要点　影响光合作用的因素
【解析】 实验材料有台灯(调节光照强度)、冰块(调节温度)、NaHCO3溶液(提供CO2),因此实验可探究光照强度、温度、CO2浓度等环境因素对光合作用的影响,A正确;氧传感器可直接检测O2释放量,可用单位时间内O2释放量表示(净)光合速率,B正确;冰水中温度骤降,酶活性降低,光反应和碳反应速率均下降,光合速率会下降(不会持续上升),C错误;光照强度与光源距离成反比,通过调节台灯与烧杯之间的距离可改变光照强度,D正确。
课标要点　影响光合作用的因素
即时巩固
1.下图甲、乙分别为某植物在不同温度和光强度下(其他条件相同)测得相关指标的变化曲线(单位:mmol·cm-2·h-1)。
下列叙述正确的是(　　)
A.图甲30 ℃时,该植物固定CO2的速率为8 mmol·cm-2·h-1
B.图甲40 ℃条件下,若黑夜和白天时间相等,该植物能正常生长
C.图乙是该植物在30 ℃时测得的CO2吸收量随光强度的变化
D.图乙中F点为该条件下的光饱和点,此时若增加光强度,该点不移动
C
课标要点　影响光合作用的因素
【解析】 图甲中,实线为CO2吸收速率,表示净光合速率,虚线为CO2产生速率,表示呼吸速率,图甲30 ℃时,该植物固定CO2的速率为8+2=10 mmol·cm-2·h-1,A错误;图甲40 ℃条件下,该植物净光合速率和呼吸速率相等,若白天和黑夜时间相等,则有机物不会积累,植物不能生长,B错误;图乙中植物的CO2最大吸收量为8,结合图甲可知,图乙是该植物在30 ℃时测得的CO2吸收量随光强度的变化,C正确;图乙中F点所对应的光强度为该条件下的光饱和点,D错误。
课标要点　影响光合作用的因素
2.不同条件下植物的光合速率和光饱和点(在一定范围内,随光强度的增加,光合速率增大,达到最大光合速率时的光强度称为光饱和点)不同,研究证实高浓度臭氧(O3)对植物的光合作用有影响。用某一高浓度O3连续处理甲、乙两种植物75天,在第55天、65天、75天分别测定植物净光合速率,结果如图1、图2和图3所示。
课标要点　影响光合作用的因素
注:曲线1表示甲对照组;曲线2表示乙对照组;曲线3表示甲实验组;曲线4表示乙实验组。
请回答下列问题。
(1)图1中,在高浓度O3处理期间,若适当增加环境中的CO2浓度,甲、乙植物的光饱和点会_________ (填“减小”“不变”或“增大”)。
(2)与图3相比,图2中甲的实验组与对照组的净光合速率差异较小,表明
___________________________________________________________。
　增大　
　高浓度O3处理甲植物的时间越短,对甲植物光合作用的影响越小　
课标要点　影响光合作用的因素
(3)从图3分析可得到两个结论:①高浓度O3处理75天后,甲、乙两种植物的
______________________________________,表明长时间高浓度的O3对植物光合作用产生明显抑制;②长时间高浓度的O3对乙植物的影响大于甲植物,表明
_______________________________________________________________。
(4)实验发现,处理75天后甲、乙植物中的A基因表达量都下降,为确定A基因功能与植物对O3耐受力的关系,使乙植物中A基因过量表达,并用高浓度
　实验组的净光合速率均明显小于对照组　
　长时间高浓度的O3对不同种类植物光合作用产生的抑制效果有差异　
课标要点　影响光合作用的因素
O3处理75天。若实验现象为
_______________________________________________________,则说明A基因的功能与乙植物对O3耐受力无关。
【解析】 (1)限制光饱和点的环境因素有温度、CO2浓度,图1中,在高浓度O3处理期间,当光强度增大到一定程度时,净光合速率不再增大,出现了光饱和现象,若适当增加环境中的CO2浓度,甲、乙植物的光饱和点会增大。
(2)用某一高浓度O3连续处理甲植物不同时间,与图3相比,图2中甲的实验组与对照组的净光合速率差异较小,表明高浓度O3处理甲植物的时间越短,
　A基因过量表达与表达量下降时,乙植物的净光合速率相同　
课标要点　影响光合作用的因素
对甲植物光合作用的影响越小。
(3)由图3可知,高浓度O3处理75天后,曲线3净光合速率小于曲线1、曲线4净光合速率小于曲线2,即甲、乙两种植物的实验组的净光合速率均明显小于对照组,表明长时间高浓度的O3对植物光合作用产生明显抑制;曲线4净光合速率比曲线3下降幅度更大,即长时间高浓度的O3对乙植物的影响大于甲植物,表明长时间高浓度的O3对不同种类植物光合作用产生的抑制效果有差异。
(4)实验发现,处理75天后甲、乙植物中的A基因表达量都下降,为确定A
课标要点　影响光合作用的因素
基因功能与植物对O3耐受力的关系,自变量是A基因功能,因此可以使乙植物中A基因过量表达,并用高浓度O3处理75天,比较A基因过量表达与表达量下降时的净光合速率,若两种条件下乙植物的净光合速率相同,则说明A基因的功能与乙植物对O3耐受力无关。
课标要点　影响光合作用的因素
命题探究二　环境条件改变与补偿点、饱和点移动的关系
光合作用坐标图中关键点移动分析
图1是光强度对某一植物光合作用强度的影响,适当改变CO2浓度,则会引起关键点的移动:适当提高CO2浓度,细胞呼吸强度不变,光合作用强度增强,对光合作用有利,A点的光合作用强度等于细胞呼吸强度,此点为光补偿点,要维持两者相等,则不需要那么高的光强度,故A点左移;B点是光合作用强度达到最大值时所需的最低的光强度,此点为光饱和点,若适当提高CO2浓度,该植物需要更大的光强度才能达到饱和,故B点右移;C点为光合作用
课标要点　影响光合作用的因素
最强的点,若适当提高CO2浓度,该植物需要更大的光强度才能达到饱和,故C点右上移;反之,当适当降低CO2浓度时,则情况相反。
(1)模型构建
通过观察发现在图1中存在着这样的变化:适当提高CO2浓度时,A点左移、B点右移和C点右上移,A、B、C三点围成的三角形变大;适当降低CO2浓度时,A点右移、B点左移和C点左下移,A、B、C三点围成的三角形变小,如图2所示。
课标要点　影响光合作用的因素
若图1所示内容为CO2浓度对某一植物光合作用强度的影响,当改变光强度时,关键点的移动同上,即适当提高光强度时,A点左移、B点右移和C点右上移,A、B、C三点围成的三角形变大;适当降低光强度时,A点右移、B点左移和C点左下移,A、B、C三点围成的三角形变小。该规律在此类型题中普遍存在。
(2)观点呈现
①在有关光合作用的坐标图中,若某条件的改变使光合作用强度与细胞呼吸强度的差值增大,即条件的改变有利于光合作用,则A、B、C三点围成
课标要点　影响光合作用的因素
的三角形表现出变大的趋势,即A点左移、B点右移和C点右上移,如适当提高CO2浓度或适当提高光强度。
②若某条件的改变使光合作用强度与细胞呼吸强度的差值减小,即条件的改变不利于光合作用,则A、B、C三点围成的三角形表现出变小的趋势,即A点右移、B点左移和C点左下移,如适当降低CO2浓度或适当降低光强度。
课标要点　影响光合作用的因素
例2 [2026·舟山模拟] 下图曲线表示某植物在恒温30 ℃、CO2浓度一定时光合速率与光强度的关系。下列叙述错误的是(　　)
A.与b点相比,c点时叶肉细胞中三碳酸的含量降低
B.若将CO2浓度降低,则叶绿体中NADPH合成速率
将会变小,c点向左下方移动
C.当光强度为X时,叶肉细胞中产生ATP的场所有细胞溶胶、线粒体和叶绿体
D.已知该植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25 ℃和30 ℃,在其他条件不变的情况下,将温度调节到25 ℃,图中a点将向上移动,b点将向右移动
D
课标要点　影响光合作用的因素
【解析】 与b点相比,c点时光强度增强,光反应产生的NADPH、ATP增多,此时CO2固定速率不变,三碳酸还原速率增强,所以c点时三碳酸含量降低,A正确;CO2浓度降低,合成的三碳酸减少,随之消耗的NADPH、ATP减少,所以NADPH合成速率减慢,c点向左下方移动,B正确;当光强度为X时,叶肉细胞既进行光合作用,也进行呼吸作用,所以此时细胞产生ATP的场所有细胞溶胶、线粒体和叶绿体,C正确;当温度由30 ℃调节到25 ℃时,光合速率增大、呼吸速率降低,所以a点将向上移动、b点将向左移动,D错误。
课标要点　影响光合作用的因素
即时巩固
1.红松(阳生)和人参(阴生)均为我国北方地区的植物。如图所示,这是两种植物在温度、水分均适宜的条件下,光合速率与呼吸速率的比值(P/R)随光强度变化的曲线图。下列叙述正确的是(　　)
A.光强度为a时,每天光照12小时,一昼夜后人参和红松干重均减少
B.光强度在b点之后,限制红松和人参P/R值增大的主要外界因素都是CO2浓度
C.光强度为c时,红松和人参的净光合速率相等
D.若适当增加土壤中Mg2+的含量,一段时间后人参的a点右移
A
课标要点　影响光合作用的因素
【解析】 光强度为a时,人参的P/R值为1,光照12小时没有积累有机物,而晚上植物进行呼吸作用消耗有机物,则一昼夜后人参干重减少;红松的P/R值小于1,光照下红松没有有机物的积累,晚上消耗有机物,因此,一昼夜后红松干重也减少,A正确。光强度在b点之后,限制红松P/R值增大的主要外界因素是光强度,限制人参P/R值增大的主要外界因素是光强度以外的其他因素,如CO2浓度,B错误。阴生植物的呼吸速率比阳生植物的呼吸速率低,光强度为c时,二者的P/R值相同,但呼吸速率不同,故净光合速率不同,C错误。由于Mg2+是构成叶绿素的重要组成成分,若适当增加土壤中Mg2+
课标要点　影响光合作用的因素
的含量,合成的叶绿素增多,光合作用增强,达到光补偿点时需要的光强度变小,故一段时间后人参的a点左移,D错误。
课标要点　影响光合作用的因素
2.下图为有关环境因素对植物光合作用影响的关系曲线。下列有关叙述错误的是(　　)
A.图1中,若光强度适当增强,则A点左移,B点右移
B.图2中,若CO2浓度适当增大,则A点左移,B点右移
C.图3中,与B点相比,A点时叶绿体中三碳酸含量相
对较多
D.图4中,当温度高于25 ℃时,光合作用制造的有机物的量开始减少
D
课标要点　影响光合作用的因素
【解析】 图1中,A点为CO2补偿点,B点为CO2饱和点,若光强度适当增强,则光合作用强度也随之增强,所以A点左移,B点右移,A正确;图2中,A点为光补偿点,B点为光饱和点,若CO2浓度适当增大,则光合作用强度也随之增强,所以A点左移,B点右移,B正确;图3中,A、B两点对应的光强度相等,但A点时的CO2浓度比B点时的高,所以与B点相比,A点时叶绿体中三碳酸含量相对较多,C正确;图4中,当温度为25 ℃时,净光合量最多,当温度高于25 ℃时,呼吸作用增强,净光合量开始减少,但不能判断光合作用制造的有机物的量是否开始减少,D错误。
课标要点　影响光合作用的因素
长句精准表达
[2023·浙江6月选考真题节选] 植物工厂是一种新兴的农业生产模式,可人工控制光照、温度、CO2浓度等因素。不同光质配比对生菜幼苗体内的叶绿素含量和氮含量的影响如图甲所示,不同光
质配比对生菜幼苗干重的影响如图乙所示。分
组如下:CK组(白光)、A组(红光∶蓝光=1∶2)、
B组(红光∶蓝光=3∶2)、C组(红光∶蓝光=2∶1),
每组输出的功率相同。
课标要点　影响光合作用的因素
回答下列问题。
(2)由图乙可知,A、B、C组的干重都比CK组高,原因是
______________________________________________________________。由图甲、图乙可知,选用红、蓝光配比为___________________,最有利于生菜产量的提高,原因是__________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
______________________________________________________________。
　光合色素主要吸收(利用)红光和蓝紫光;对红光和蓝光的利用率高　
　红光∶蓝光=3∶2　
　 B组叶绿素和氮含量最高,光合速率最大[或当
光质配比为B组(红光∶蓝光=3∶2)时,植物叶绿素和氮含量都比A组(红
光∶蓝光=1∶2)、C组(红光∶蓝光=2∶1)高,有利于植物的光合作用],即B
组植物的光合速率大于A组、C组,净光合速率更大,积累的有机物更多　
课标要点　影响光合作用的因素
(3)进一步探究在不同温度条件下,增施CO2对生菜光合速率的影响,结果如图丙所示。由图可知,在25 ℃时,提高CO2浓度对提高生菜光合速率的效果最佳,判断依据是_______________________________。
【解析】 (2)分析图乙可知,与CK组相比,A、B、C组的干重都较高。结合题意可知,CK组使用的是白光照射,而A、B、C组使用的是红光和蓝光,光合色素主要吸收红光和蓝紫光,故A、B、C组吸收的光更充分,光合速率更高,积累的有机物含量更高,植物干重更高。由图乙可知,当光质配比为B组(红光∶蓝光=3∶2)时,植物的干重最高;结合图甲可知,B组植物
　光合速率最大且增加值最大　
课标要点　影响光合作用的因素
叶绿素和氮含量都比A组(红光∶蓝光=1∶2)、C组(红光∶蓝光=2∶1)高,有利于植物充分吸收光能用于光合作用,即B组植物的光合速率大于A组、C组,有机物积累量更多,植物干重更大,更有利于生菜产量的增加。(3)由图丙可知,在25 ℃时,提高CO2浓度光合速率增幅最高,因此,在25 ℃时,提高CO2浓度对提高生菜光合速率的效果最佳。

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