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【备战2023高考】生物总复习——专题10《光合作用（二）》课件（新教材新高考）
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这是一份【备战2023高考】生物总复习——专题10《光合作用（二）》课件（新教材新高考），共45页。PPT课件主要包含了内容导航，考点1，光合速率的测定方法，考点2，化能合成作用，考点3，考点4等内容，欢迎下载使用。
1.最新考纲（1）光合作用的基本过程Ⅱ（2）光合作用与细胞呼吸的综合应用Ⅱ（3）影响光合作用速率的环境因素Ⅱ（4）实验：光合速率的测定（5）实验：叶绿体色素的提取和分离
2.最近考情2022·全国甲卷(7)、2022·全国乙卷(2)、2022·广东卷(18)、2022·浙江卷1月(27)、2022·浙江卷6月(27)、2022·山东卷卷(21)、2021·广东卷(12、15)、2021·湖南卷(7、18)、2021·河北卷(19)、2020·全国乙卷(29)、2020·山东卷(16、21)、2020·全国卷Ⅰ(30)、2020·全国卷Ⅲ(29)、2019·全国卷Ⅰ(3、29)、2019·全国卷Ⅱ(31)
1.生命观念——结构与功能观：叶绿体的结构适于进行光合作用；物质与能量观：通过光合作用，光能转变成化学能储存在有机物中。2.科学思维——分类与比较：比较光反应和暗反应，把我二者的区别与联系；分析与综合：分析光照强度、温度、CO2浓度等对光合作用的影响，分析细胞呼吸和光合作用的联系3.科学探究——表达与交流：分析色素的提取与分离的结果，设计实验：探究环境因素对光合作用的影响；探究光合速率的测定方法。4.社会责任——社会应用：光合作用的原理在生产中的应用，用所学知识解释自然界中的一些现象。
影响光合作用的因素及应用
考点1 影响光合作用的因素及应用
1、光照强度①原理：光照强度通过影响植物的光反应，制约NADPH和ATP的产生，进而影响暗反应。②曲线分析
真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。当净光合速率>0时，植物因积累有机物而生长。
③应用a.阴雨天，温室大棚中适当提高光照强度可以增加光合作用强度；b.一般阴生植物的光补偿点和光饱和点均较低，间作套种时应注意农作物的种类搭配，合理利用光能。
(2)CO2浓度①原理：影响暗反应阶段，制约C3的形成。②曲线分析a．在一定范围内，光合作用速率随CO2浓度的增加而增大，但当CO2浓度增加到一定值后，光合作用速率不再继续增大。
b．图1中，A点：CO2补偿点；图2中的A′点：进行光合作用所需CO2的最低浓度；图1和图2中的B点和B′点：CO2饱和点。③应用 a.大田中的农作物要“正其行，通其风”；b.增施有机肥；c.温室栽培农作物可以投放干冰或与鸡舍相连。
(3)温度①原理：温度通过影响与光合作用有关的酶的活性影响光合作用。②曲线分析温度通过影响酶的活性，进而影响光合作用③应用：a.适时播种；b.温室栽培植物时，白天适当提高温度，提高净光合速率，夜间适当降温，降低细胞呼吸消耗，保证植物有机物的积累。
(4)水分①原理：a.水是光合作用的原料，缺水可直接影响光合作用，使光合作用减弱；b.缺水会导致叶片气孔关闭、限制CO2的吸收，间接影响光合作用。②曲线分析图1表明在农业生产中，可根据作物的需水规律，合理灌溉。图2曲线E处光合作用强度暂时降低，可能是因为温度过高，蒸腾作用过强，部分气孔关闭，影响了CO2的供应。③应用：及时、合理灌溉。
(5)必需元素供应①原理：必需元素影响酶、叶绿素、NADPH、ATP等的合成。在一定浓度范围内，增加必需元素的供应，可提高光合速率，但当超过一定浓度后，植物会因土壤溶液浓度过高，发生渗透失水而萎蔫。②应用：合理施肥可促进叶片面积增大，促进叶绿素合成，促进光合产物的运输和转化等，进而提高光合速率。
(6)多因子对光合速率的影响 P点及P点之前，限制光合速率的主要因素应为横坐标所表示的因子，随横坐标所表示的因子的不断加强，光合速率不断提高；当到Q点时，横坐标所表示的因子不再是影响光合速率的因素。
(6)多因子对光合速率的影响 温室栽培时，在一定光照强度下，白天适当调高温度，增大光合作用相关酶的活性，提高光合速率，也可同时充入适量的CO2进一步提高光合速率；当温度适宜时，可适当提高光照强度和CO2浓度以提高光合速率
(7)影响光合作用的内部因素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
(7)影响光合作用的内部因素②植物叶片的叶龄、叶绿素含量及酶
(7)影响光合作用的内部因素③植物叶面积指数
植物的叶面积与产量关系密切，叶面积系数(单位土地面积上的叶面积总和)与植物群体光合速率、呼吸速率及干物质积累速率之间的关系如图所示，分析可以得出( )
A．随叶面积系数增加群体光合速率和干物质积累速率的变化趋势一致B．叶面积系数超过b时，群体干物质积累速率降低与群体呼吸速率增加有关C．叶面积系数超过b时，限制群体光合速率增加的主要因素是叶面积系数D．在进行农作物种植时应尽可能地提高植物的叶面积指数以提高作物产量
考点2 光合速率的测定方法
1、“液滴移动法”(1)测定呼吸速率①装置烧杯中放入适宜浓度的NaOH溶液用于吸收CO2。②玻璃钟罩遮光处理，以排除光合作用干扰。③置于适宜温度环境中。④红色液滴向左移动(单位时间内左移距离代表呼吸速率)。
(2)测定净光合速率①装置烧杯中放入适宜浓度的CO2缓冲液，用于保证容器内CO2浓度恒定，满足光合作用需求。②必须给予足够光照处理，且温度适宜。③红色液滴向右移动(单位时间内右移距离代表净光合速率)。(3)物理误差的校正：为防止气压、温度等物理因素所引起的误差，应设置对照实验，即用死亡的绿色植物分别进行上述实验，根据红色液滴的移动距离对原实验结果进行校正。
2.“黑白瓶法”：黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶，瓶中生物只进行细胞呼吸，而白瓶中的生物既能进行光合作用又能进行细胞呼吸，所以黑瓶(无光照的一组)测得的为细胞呼吸强度值，白瓶(有光照的一组)测得的为表观(净)光合作用强度值，综合两者即可得到真正光合作用强度值。总光合作用量(强度)=净光合作用量(强度)+有氧呼吸消耗量(强度)。
(2019·全国卷Ⅱ，31)(节选)回答下列与生态系统相关的问题。通常，对于一个水生生态系统来说，可根据水体中含氧量的变化计算出生态系统中浮游植物的总初级生产量(生产者所制造的有机物总量)。若要测定某一水生生态系统中浮游植物的总初级生产量，可在该水生生态系统中的某一水深处取水样，将水样分成三等份，一份直接测定O2含量(A)；另两份分别装入不透光(甲)和透光(乙)的两个玻璃瓶中，密闭后放回取样处，若干小时后测定甲瓶中的O2含量(B)和乙瓶中的O2含量(C)。据此回答下列问题。在甲、乙瓶中生产者呼吸作用相同且瓶中只有生产者的条件下，本实验中C与A的差值表示这段时间内________________________；C与B的差值表示这段时间内________________________；A与B的差值表示这段时间内___________________。
生产者净光合作用的放氧量
生产者光合作用的总放氧量
生产者呼吸作用的耗氧量
3.“称重法”：将叶片一半遮光，一半曝光，遮光的一半测得的数据变化值代表细胞呼吸强度值，曝光的一半测得的数据变化值代表表观(净)光合作用强度值，综合两者可计算出真正光合作用强度值。需要注意的是该种方法在实验之前需对叶片进行特殊处理，以防止有机物的运输。写出半叶法测定光合速率的实验思路： 将对称叶片的一部分(A)遮光,另一部分(B)不做处理,并采用适当的方法阻止两部分的物质和能量转移。在适宜光照下照射一段时间后,在A、B的对应部位截取等面积的叶片,烘干称重,分别记为MA、MB。则MB－MA就是B叶片被截取部分在光照时间段内光合作用合成的有机物总量。由此可计算真(总/实际)光合速率,即M值除以时间再除以面积。
4、叶圆片法(S为叶圆片面积)①呼吸速率的测定：黑暗条件下，测定单位时间、单位叶面积叶片中有机物的消耗量。呼吸速率=(x-y)/2S②净光合速率的测定：光照条件下，测定单位时间、单位叶面积叶片中有机物生成量。净光合速率=(z-y)/2S
③计算：总光合速率=净光合速率+呼吸速率=(x+z-2y)/2S。
在同一天时间里，从经过饥饿处理的植物的同一叶片上陆续取下面积相同的叶圆片，称取其质量，实验情况如图所示。在不考虑叶片内有机物向其他部位转移的情况下进行分析，其中错误的是( )
A.叶圆片y比叶圆片x重B.(y－x)g可代表从上午10时到下午4时光合作用中有机物的净增加量C.在下午4时至晚上10时这段时间内，呼吸作用消耗有机物的量可表示为(y－z)gD.假使全天温度保持不变，则从上午10时到下午4时，一个叶圆片制造的有机物为(y－x)g
考点3 化能合成作用
1、概念：利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物。2、实例：硝化细菌能利用氨氧化时释放的化学能将CO2和水合成为糖类，供自身利用。3、化能合成作用和光合作用的比较
C3植物、C4植物和CAM植物
进行光合作用的绿色植物根据暗反应过程中CO2的固定途径不同可以分为C3、C4和CAM三种类型。1、C3途径：也称卡尔文循环。常见C3植物有大麦、小麦、大豆、菜豆、水稻、马铃薯等。
考点4 C3植物、C4植物和CAM植物
2、C4途径 某些植物叶肉细胞中的叶绿体有类囊体能进行光反应，同时，CO2在PEP羧化酶的作用下被整合到C4化合物中，随后C4化合物被运输进入维管束鞘细胞，维管束鞘细胞中没有完整的叶绿体，在维管束鞘细胞中，C4化合物分解释放出的CO2参与卡尔文循环，进而生成有机物。
C4植物具有耐高温、光照强烈、干旱的能力，原因是：PEP羧化酶与CO2亲和力大且不与O2亲和，它提高了C4植物固定CO2的能力，并且无光合午休现象。 常见C4植物有玉米、甘蔗、高粱、苋菜等。
3、CAM途径 CAM植物夜间气孔开放吸进CO2，CO2经一系列反应转化为苹果酸储存在液泡中。白天气孔关闭，苹果酸经一系列反应转化为CO2，进入C3途径合成淀粉； 常见的CAM植物有菠萝、芦荟、兰花、百合、仙人掌等，可适应干旱炎热的环境。
1.最新考纲（1）光合作用的基本过程Ⅱ（2）光合作用与细胞呼吸的综合应用Ⅱ（3）影响光合作用速率的环境因素Ⅱ（4）实验：光合速率的测定（5）实验：叶绿体色素的提取和分离
2.最近考情2022·全国甲卷(7)、2022·全国乙卷(2)、2022·广东卷(18)、2022·浙江卷1月(27)、2022·浙江卷6月(27)、2022·山东卷卷(21)、2021·广东卷(12、15)、2021·湖南卷(7、18)、2021·河北卷(19)、2020·全国乙卷(29)、2020·山东卷(16、21)、2020·全国卷Ⅰ(30)、2020·全国卷Ⅲ(29)、2019·全国卷Ⅰ(3、29)、2019·全国卷Ⅱ(31)
1.生命观念——结构与功能观：叶绿体的结构适于进行光合作用；物质与能量观：通过光合作用，光能转变成化学能储存在有机物中。2.科学思维——分类与比较：比较光反应和暗反应，把我二者的区别与联系；分析与综合：分析光照强度、温度、CO2浓度等对光合作用的影响，分析细胞呼吸和光合作用的联系3.科学探究——表达与交流：分析色素的提取与分离的结果，设计实验：探究环境因素对光合作用的影响；探究光合速率的测定方法。4.社会责任——社会应用：光合作用的原理在生产中的应用，用所学知识解释自然界中的一些现象。
影响光合作用的因素及应用
考点1 影响光合作用的因素及应用
1、光照强度①原理：光照强度通过影响植物的光反应，制约NADPH和ATP的产生，进而影响暗反应。②曲线分析
真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。当净光合速率>0时，植物因积累有机物而生长。
③应用a.阴雨天，温室大棚中适当提高光照强度可以增加光合作用强度；b.一般阴生植物的光补偿点和光饱和点均较低，间作套种时应注意农作物的种类搭配，合理利用光能。
(2)CO2浓度①原理：影响暗反应阶段，制约C3的形成。②曲线分析a．在一定范围内，光合作用速率随CO2浓度的增加而增大，但当CO2浓度增加到一定值后，光合作用速率不再继续增大。
b．图1中，A点：CO2补偿点；图2中的A′点：进行光合作用所需CO2的最低浓度；图1和图2中的B点和B′点：CO2饱和点。③应用 a.大田中的农作物要“正其行，通其风”；b.增施有机肥；c.温室栽培农作物可以投放干冰或与鸡舍相连。
(3)温度①原理：温度通过影响与光合作用有关的酶的活性影响光合作用。②曲线分析温度通过影响酶的活性，进而影响光合作用③应用：a.适时播种；b.温室栽培植物时，白天适当提高温度，提高净光合速率，夜间适当降温，降低细胞呼吸消耗，保证植物有机物的积累。
(4)水分①原理：a.水是光合作用的原料，缺水可直接影响光合作用，使光合作用减弱；b.缺水会导致叶片气孔关闭、限制CO2的吸收，间接影响光合作用。②曲线分析图1表明在农业生产中，可根据作物的需水规律，合理灌溉。图2曲线E处光合作用强度暂时降低，可能是因为温度过高，蒸腾作用过强，部分气孔关闭，影响了CO2的供应。③应用：及时、合理灌溉。
(5)必需元素供应①原理：必需元素影响酶、叶绿素、NADPH、ATP等的合成。在一定浓度范围内，增加必需元素的供应，可提高光合速率，但当超过一定浓度后，植物会因土壤溶液浓度过高，发生渗透失水而萎蔫。②应用：合理施肥可促进叶片面积增大，促进叶绿素合成，促进光合产物的运输和转化等，进而提高光合速率。
(6)多因子对光合速率的影响 P点及P点之前，限制光合速率的主要因素应为横坐标所表示的因子，随横坐标所表示的因子的不断加强，光合速率不断提高；当到Q点时，横坐标所表示的因子不再是影响光合速率的因素。
(6)多因子对光合速率的影响 温室栽培时，在一定光照强度下，白天适当调高温度，增大光合作用相关酶的活性，提高光合速率，也可同时充入适量的CO2进一步提高光合速率；当温度适宜时，可适当提高光照强度和CO2浓度以提高光合速率
(7)影响光合作用的内部因素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
(7)影响光合作用的内部因素②植物叶片的叶龄、叶绿素含量及酶
(7)影响光合作用的内部因素③植物叶面积指数
植物的叶面积与产量关系密切，叶面积系数(单位土地面积上的叶面积总和)与植物群体光合速率、呼吸速率及干物质积累速率之间的关系如图所示，分析可以得出( )
A．随叶面积系数增加群体光合速率和干物质积累速率的变化趋势一致B．叶面积系数超过b时，群体干物质积累速率降低与群体呼吸速率增加有关C．叶面积系数超过b时，限制群体光合速率增加的主要因素是叶面积系数D．在进行农作物种植时应尽可能地提高植物的叶面积指数以提高作物产量
考点2 光合速率的测定方法
1、“液滴移动法”(1)测定呼吸速率①装置烧杯中放入适宜浓度的NaOH溶液用于吸收CO2。②玻璃钟罩遮光处理，以排除光合作用干扰。③置于适宜温度环境中。④红色液滴向左移动(单位时间内左移距离代表呼吸速率)。
(2)测定净光合速率①装置烧杯中放入适宜浓度的CO2缓冲液，用于保证容器内CO2浓度恒定，满足光合作用需求。②必须给予足够光照处理，且温度适宜。③红色液滴向右移动(单位时间内右移距离代表净光合速率)。(3)物理误差的校正：为防止气压、温度等物理因素所引起的误差，应设置对照实验，即用死亡的绿色植物分别进行上述实验，根据红色液滴的移动距离对原实验结果进行校正。
2.“黑白瓶法”：黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶，瓶中生物只进行细胞呼吸，而白瓶中的生物既能进行光合作用又能进行细胞呼吸，所以黑瓶(无光照的一组)测得的为细胞呼吸强度值，白瓶(有光照的一组)测得的为表观(净)光合作用强度值，综合两者即可得到真正光合作用强度值。总光合作用量(强度)=净光合作用量(强度)+有氧呼吸消耗量(强度)。
(2019·全国卷Ⅱ，31)(节选)回答下列与生态系统相关的问题。通常，对于一个水生生态系统来说，可根据水体中含氧量的变化计算出生态系统中浮游植物的总初级生产量(生产者所制造的有机物总量)。若要测定某一水生生态系统中浮游植物的总初级生产量，可在该水生生态系统中的某一水深处取水样，将水样分成三等份，一份直接测定O2含量(A)；另两份分别装入不透光(甲)和透光(乙)的两个玻璃瓶中，密闭后放回取样处，若干小时后测定甲瓶中的O2含量(B)和乙瓶中的O2含量(C)。据此回答下列问题。在甲、乙瓶中生产者呼吸作用相同且瓶中只有生产者的条件下，本实验中C与A的差值表示这段时间内________________________；C与B的差值表示这段时间内________________________；A与B的差值表示这段时间内___________________。
生产者净光合作用的放氧量
生产者光合作用的总放氧量
生产者呼吸作用的耗氧量
3.“称重法”：将叶片一半遮光，一半曝光，遮光的一半测得的数据变化值代表细胞呼吸强度值，曝光的一半测得的数据变化值代表表观(净)光合作用强度值，综合两者可计算出真正光合作用强度值。需要注意的是该种方法在实验之前需对叶片进行特殊处理，以防止有机物的运输。写出半叶法测定光合速率的实验思路： 将对称叶片的一部分(A)遮光,另一部分(B)不做处理,并采用适当的方法阻止两部分的物质和能量转移。在适宜光照下照射一段时间后,在A、B的对应部位截取等面积的叶片,烘干称重,分别记为MA、MB。则MB－MA就是B叶片被截取部分在光照时间段内光合作用合成的有机物总量。由此可计算真(总/实际)光合速率,即M值除以时间再除以面积。
4、叶圆片法(S为叶圆片面积)①呼吸速率的测定：黑暗条件下，测定单位时间、单位叶面积叶片中有机物的消耗量。呼吸速率=(x-y)/2S②净光合速率的测定：光照条件下，测定单位时间、单位叶面积叶片中有机物生成量。净光合速率=(z-y)/2S
③计算：总光合速率=净光合速率+呼吸速率=(x+z-2y)/2S。
在同一天时间里，从经过饥饿处理的植物的同一叶片上陆续取下面积相同的叶圆片，称取其质量，实验情况如图所示。在不考虑叶片内有机物向其他部位转移的情况下进行分析，其中错误的是( )
A.叶圆片y比叶圆片x重B.(y－x)g可代表从上午10时到下午4时光合作用中有机物的净增加量C.在下午4时至晚上10时这段时间内，呼吸作用消耗有机物的量可表示为(y－z)gD.假使全天温度保持不变，则从上午10时到下午4时，一个叶圆片制造的有机物为(y－x)g
考点3 化能合成作用
1、概念：利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物。2、实例：硝化细菌能利用氨氧化时释放的化学能将CO2和水合成为糖类，供自身利用。3、化能合成作用和光合作用的比较
C3植物、C4植物和CAM植物
进行光合作用的绿色植物根据暗反应过程中CO2的固定途径不同可以分为C3、C4和CAM三种类型。1、C3途径：也称卡尔文循环。常见C3植物有大麦、小麦、大豆、菜豆、水稻、马铃薯等。
考点4 C3植物、C4植物和CAM植物
2、C4途径 某些植物叶肉细胞中的叶绿体有类囊体能进行光反应，同时，CO2在PEP羧化酶的作用下被整合到C4化合物中，随后C4化合物被运输进入维管束鞘细胞，维管束鞘细胞中没有完整的叶绿体，在维管束鞘细胞中，C4化合物分解释放出的CO2参与卡尔文循环，进而生成有机物。
C4植物具有耐高温、光照强烈、干旱的能力，原因是：PEP羧化酶与CO2亲和力大且不与O2亲和，它提高了C4植物固定CO2的能力，并且无光合午休现象。 常见C4植物有玉米、甘蔗、高粱、苋菜等。
3、CAM途径 CAM植物夜间气孔开放吸进CO2，CO2经一系列反应转化为苹果酸储存在液泡中。白天气孔关闭，苹果酸经一系列反应转化为CO2，进入C3途径合成淀粉； 常见的CAM植物有菠萝、芦荟、兰花、百合、仙人掌等，可适应干旱炎热的环境。
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