2026届高考生物一轮总复习必修1第3单元细胞的能量供应和利用第5讲影响光合作用的环境因素及其应用课件

这是一份2026届高考生物一轮总复习必修1第3单元细胞的能量供应和利用第5讲影响光合作用的环境因素及其应用课件，共60页。PPT课件主要包含了考情研读·备考定位，考点二，考点一，小圆形叶片上浮的数量，实验流程，一定光照强度，②CO2浓度，③温度，④水分，⑤矿质元素等内容，欢迎下载使用。
第5讲　影响光合作用的环境因素及其应用
考点一　探究环境因素对光合作用强度的影响
必备知识 · 夯实基础
知|识|巩|固1．实验原理(1)利用抽气法排出叶片细胞间隙中的______，使其沉入水中。(2)通过_____________________________控制光照强度。(3)光合作用的过程中产生______的多少与光合作用强度密切相关，O2积累在细胞间隙从而使下沉的叶片______。因此可依据一定时间内______________________________，来比较光合作用强度。
LED台灯与烧杯之间的距离
3．实验结论在__________________范围内，光合作用强度随光照强度的增强而______。
思|维|辨|析易错整合，判断正误。(1)在探究光照强度对光合作用强度的影响中，增加光照强度或温度，都能明显缩短叶圆片上浮至液面所用的时间。(　　)(2)为确保溶液中CO2含量充足，圆形小叶片可以放入NaHCO3溶液中。(　　)(3)实验中测得的O2产生量是植物光合作用实际产生的总O2量。(　　)答案：(1)×　(2)√　(3)×
剖析难点 · 考点突破
精|准|命|题考向　探究环境因素对光合作用强度的影响
　　　　(2022·海南卷)某小组为了探究适宜温度下CO2对光合作用的影响，将四组等量菠菜叶圆片排气后，分别置于盛有等体积不同浓度NaHCO3溶液的烧杯中，从烧杯底部给予适宜光照，记录叶圆片上浮所需时长，结果如图。下列有关叙述正确的是(　　)
A．本实验中，温度、NaHCO3浓度和光照都属于自变量B．叶圆片上浮所需时长主要取决于叶圆片光合作用释放氧气的速率C．四组实验中，0.5%NaHCO3溶液中叶圆片光合速率最高D．若在4 ℃条件下进行本实验，则各组叶圆片上浮所需时长均会缩短答案：B
解析：本实验是探究适宜温度下CO2对光合作用的影响，自变量为CO2浓度(NaHCO3溶液浓度)，温度和光照为无关变量，A错误；当光合作用产生的氧气大于细胞呼吸消耗的氧气时，叶圆片上浮，叶圆片上浮所需时长主要取决于叶圆片光合作用释放氧气的速率，B正确；四组实验中，0.5%NaHCO3溶液中叶圆片上浮需要的时间最长，光合速率最低，C错误；若在4 ℃条件下进行本实验，由于低温会使酶的活性降低，净光合速率可能降低，故各组叶圆片上浮所需时长可能均会延长，D错误。
〔变式训练〕　(2025·山西太原一中调研)如图表示测定金鱼藻光合作用强度的密闭实验装置，氧气传感器可监测O2量的变化。已知光饱和点是指植物光合速率达到最大时的最小光照强度。下列叙述错误的是( 　 )
A．NaHCO3溶液可以为金鱼藻光合作用提供CO2B．单色光照射时，相同光照强度下一定时间内用红光比用绿光测到的O2量多C．氧气传感器测到的O2量就是金鱼藻光合作用产生的O2量D．拆去滤光片，改变光照强度，并将所得数据绘制成曲线可推知其光饱和点
答案：C解析：氧气传感器测到的O2量是金鱼藻净光合作用产生的O2量，即总光合作用产生的O2量与呼吸作用消耗的O2量的差值，C错误。
考点二　影响光合作用的因素及应用
知|识|巩|固1．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，如图所示。
(2)植物叶片的叶龄、叶绿素含量及酶
2．外部因素(1)单因子变量对光合作用影响的曲线分析①光照强度
影响气孔的开闭，间接影响CO2进入植物体内
(2)多因子对光合速率的影响
延|伸|探|究1．西瓜、玉米和辣椒轮作和固定种植玉米相比，其优点_______________ (答出两点即可)。提示：充分利用土壤中的矿质元素、改善土壤、减少大面积病虫害发生2．在温室大棚生产中，大棚内多施农家肥有利于提高作物的产量，原因是________________________________________________。提示：农家肥中的有机物被微生物分解产生无机盐和CO2，CO2和无机盐能被作物利用，提高大棚作物的产量
3．结合下图分析并回答问题：
C点时两者光合作用速率______________(填“相等”“不相等”或“不一定相等”)，理由：______________________________。提示：不一定相等　两者的呼吸速率不一定相等
重|难|精|讲光合作用曲线中的“关键点”移动
(1)A点：代表呼吸速率，细胞呼吸增强，A点下移；反之，A点上移。
(2)B点与C点的变化(注：只有横坐标为自变量，其他条件不变)
注意：细胞呼吸速率增加，其他条件不变时，CO2(或光)补偿点应右移，反之左移。(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。
考向一　结合光合作用影响因素，考查科学思维
A．CO2吸收速率随着干旱时间的延长而上升B．干旱既影响光反应又影响暗反应C．胞间CO2浓度仅受气孔导度影响D．降低气孔导度不利于西洋参适应干旱环境
　　　　(2025·北京西城区期末)西洋参受干旱胁迫，生长会受影响。检测西洋参在重度干旱条件下与光合作用相关的指标，结果如图所示。下列叙述正确的是(　　)
答案：B解析：据图可知，随着干旱时间的延长，CO2吸收速率先下降后上升然后再下降，A错误；干旱条件下土壤含水量降低，植物根系吸收的水分减少，光反应减慢，产生的NADPH和ATP减少，进而导致C3的还原减慢；缺水还会导致植物叶片气孔导度下降，CO2的吸收量减少，影响暗反应中CO2的固定过程，B正确；胞间CO2浓度除了受气孔导度影响外，还受非气孔因素的影响，C错误；降低气孔导度可以在一定程度上减少水分的散失，有利于西洋参适应干旱环境，D错误。
〔变式训练1〕(多选)为了探究光照强度和土壤含水量对密闭容器中某植株光合速率的影响，研究小组进行了相关实验，实验处理及其结果如图所示，其中20%、40%、60%为土壤含水量，弱、中、强为光照强度，光合速率的单位为mgCO2·dm－2·h－1。据图分析，下列叙述正确的是(　　)
A.相同土壤含水量下，随着图中光照强度的增加，光合速率先升高后降低B．相同光照强度下，随着图中土壤含水量的增加，光合速率随之增强C．中强度光照和土壤含水量为40%的条件最有利于该植株的生长D．弱强度光照条件下，土壤含水量不是限制该植株光合作用的环境因素
答案：AB解析：相同土壤含水量下如20%(或40%、60%)含水量时，随着图中光照强度的增加，光合速率先升高后降低，A正确；相同光照强度下如弱光照(或中、强光照)，随着图中土壤含水量的增加，光合速率随之增强，B正确；图中的实验条件中，中强度光照强度和土壤含水量为60%的条件最有利于该植株的生长，C错误；弱强度光照条件下，随着土壤含水量的增加，该植株光合作用随之增强，说明弱强度光照条件下，土壤含水量是限制该植株光合作用的环境因素，D错误。
〔变式训练2〕　与野生型拟南芥WT相比，突变体t1和t2在正常光照条件下，叶绿体在叶肉细胞中的分布及位置不同(图a，示意图)，造成叶绿体相对受光面积的不同(图b)，进而引起光合速率差异，但叶绿素含量及其他性状基本一致。在不考虑叶绿体运动的前提下，下列叙述错误的是(　　)
A．t2比t1具有更高的光饱和点(光合速率不再随光强增加而增加时的光照强度)B．t1比t2具有更低的光补偿点(光合吸收CO2与呼吸释放CO2等量时的光照强度)C．三者光合速率的高低与叶绿素的含量无关D．三者光合速率的差异随光照强度的增加而变大
答案：D解析： 由图a可知，t1较多的叶绿体分布在光照下，t2较少的叶绿体分布在光照下，由此可推断，t2比t1具有更高的光饱和点，t1比t2具有更低的光补偿点，A、B正确；通过题干信息可知，三者的叶绿素含量及其他性状基本一致，由此推测，三者光合速率的高低与叶绿素的含量无关，而是和叶绿体的位置及分布有关，C正确；三者光合速率的差异，在一定光照强度下，随光照强度的增加而变大，但是超过光饱和点，再增大光照强度三者光合速率的差异不再变化，D错误。
考向二　围绕光合作用在农业生产中的应用，考查生命观念和科学思维　　　　细胞呼吸和光合作用的原理在农业生产中具有广泛的运用。下列有关叙述中，错误的是(　　)A．中耕松土有利于根细胞的有氧呼吸，从而促进根细胞对无机盐的吸收B．农作物生长发育过程中，及时去掉衰老变黄的叶片有利于有机物的积累C．合理密植和增施有机肥均有利于提高农作物的光合作用强度D．温室种植农作物时，为促进光合作用，白天要适时通风，以保证O2供应
答案：D解析：松土可以增加土壤中的溶氧量，有助于植物根系细胞的有氧呼吸，从而促进根细胞对无机盐的吸收，A正确；在作物种植过程中，及时去除老叶等措施，减少有机物的消耗，增加有机物的积累，从而实现增产的目的，B正确；种植过密，植物叶片相互遮盖，被遮盖的叶片不能进行光合作用但仍然要进行呼吸作用消耗有机物，有机物积累减少；种植过稀，部分光能得不到利用，光能利用率低；增施农家肥，土壤中的微生物会将有机物分解为无机盐和CO2，从而有利于植物的光合作用，故合理密植和增施有机肥均有利于提高农作物的光合作用强度，C正确；温室种植农作物时，为促进光合作用，白天要适时通风，以保证CO2供应，D错误。
〔变式训练3〕　(2024·江西省五市九校协作体高三联考)光合作用和细胞呼吸的原理在生产、生活中具有广泛的应用。下列相关叙述不正确的是(　　)A．利用淀粉、醋酸杆菌或谷氨酸棒状杆菌以及发酵罐，在控制通气的情况下，可以生产食醋或味精B．提倡慢跑，可防止因肌细胞无氧呼吸积累乳酸而导致的肌肉酸胀乏力C．农业生产上的间作、套种、合理密植均是通过提高光合作用强度来提高农作物产量D．温室栽培时可通过适当增大昼夜温差来提高有机物的积累量
答案：C解析：醋酸杆菌或谷氨酸棒状杆菌为好氧菌，利用淀粉、醋酸杆菌或谷氨酸棒状杆菌以及发酵罐，在控制通气的情况下，可以生产食醋或味精，A正确；提倡慢跑等有氧运动，可防止因剧烈运动导致氧的不足，使肌细胞因无氧呼吸产生乳酸，引起肌肉酸胀乏力，B正确；农业生产上的间作、套种、合理密植均是通过提高光能利用率来提高农作物产量的，C错误；酶的活性受温度影响，温室栽培时夜间适当降温，增大昼夜温差，可降低呼吸作用对有机物的消耗，从而提高农作物产量，D正确。故选C。
素养提升 · 强化思维
真|题|再|现1．(2024·北京卷)某同学用植物叶片在室温下进行光合作用实验，测定单位时间单位叶面积的氧气释放量，结果如图所示。若想提高X，可采取的做法是(　　)A．增加叶片周围环境CO2浓度B．将叶片置于4 ℃的冷室中C．给光源加滤光片改变光的颜色D．移动冷光源缩短与叶片的距离
答案：A解析：二氧化碳是光合作用的原料，增加叶片周围环境CO2浓度可增加单位时间单位叶面积的氧气释放量，A符合题意；降低温度会降低光合作用的酶活性，会降低单位时间单位叶面积的氧气释放量，B不符合题意；给光源加滤光片，减少了光源，会降低光合速率，C不符合题意；移动冷光源缩短与叶片的距离会使光照强度增大，但单位时间单位叶面积的最大氧气释放量可能不变，因为光饱和点之后，光合作用强度不再随着光照强度的增强而增强，D不符合题意。故选A。
2．(2023·山西卷)我国劳动人民在漫长的历史进程中，积累了丰富的生产、生活经验，并在实践中应用。生产和生活中常采取的一些措施如下。①低温储存，即果实、蔬菜等收获后在低温条件下存放②春化处理，即对某些作物萌发的种子或幼苗进行适度低温处理③风干储藏，即小麦、玉米等种子收获后经适当风干处理后储藏④光周期处理，即在作物生长的某一时期控制每天光照和黑暗的相对时长⑤合理密植，即栽种作物时做到密度适当，行距、株距合理⑥间作种植，即同一生长期内，在同一块土地上隔行种植两种高矮不同的作物
关于这些措施，下列说法合理的是(　　)A．措施②④分别反映了低温和昼夜长短与作物开花的关系B．措施③⑤的主要目的是降低有机物的消耗C．措施②⑤⑥的主要目的是促进作物的光合作用D．措施①③④的主要目的是降低作物或种子的呼吸作用强度
答案：A解析：措施②春化处理是为了促进花芽形成，反映了低温与作物开花的关系，④光周期处理，反映了昼夜长短与作物开花的关系，A正确；措施③风干储藏可以减少自由水，从而减弱细胞呼吸，降低有机物的消耗，⑤合理密植的主要目的是提高能量利用率，促进光合作用，B错误；措施②春化处理是为了促进花芽形成，⑤⑥的主要目的是促进作物的光合作用，C错误；措施①③的主要目的是降低作物或种子的呼吸作用强度，④光周期处理，目的是促进或抑制植物开花，D错误。故选A。
3．(2023·湖北卷)高温是制约世界粮食安全的因素之一，高温往往使植物叶片变黄、变褐。研究发现平均气温每升高1 ℃，水稻、小麦等作物减产约3%～8%。关于高温下作物减产的原因，下列叙述错误的是 (　　)A．呼吸作用变强，消耗大量养分B．光合作用强度减弱，有机物合成减少C．蒸腾作用增强，植物易失水发生萎蔫D．叶绿素降解，光反应生成的NADH和ATP减少
答案：D解析：高温使呼吸酶的活性增强，呼吸作用变强，消耗大量养分，A正确；高温使气孔导度变小，光合作用强度减弱，有机物合成减少，B正确；高温使作物蒸腾作用增强，植物易失水发生萎蔫，C正确；高温使作物叶绿素降解，光反应生成的NADPH和ATP减少，D错误。故选D。
4．(2024·山东卷)从开花至籽粒成熟，小麦叶片逐渐变黄。与野生型相比，某突变体叶片变黄的速度慢，籽粒淀粉含量低。研究发现，该突变体内细胞分裂素合成异常，进而影响了类囊体膜蛋白稳定性和蔗糖转化酶活性，而呼吸代谢不受影响。类囊体膜蛋白稳定性和蔗糖转化酶活性检测结果如图所示，开花14天后植株的胞间CO2浓度和气孔导度如表所示，其中Lv为细胞分裂素合成抑制剂，KT为细胞分裂素类植物生长调节剂，气孔导度表示气孔张开的程度。已知蔗糖转化酶催化蔗糖分解为单糖。
(1)光反应在类囊体上进行，生成可供暗反应利用的物质有________。结合细胞分裂素的作用，据图分析，与野生型相比，开花后突变体叶片变黄的速度慢的原因是______________________________ __________________________________________________________。(2)光饱和点是光合速率达到最大时的最低光照强度。据表分析，与野生型相比，开花14天后突变体的光饱和点________(填“高”或“低”)，理由是________________________________________________ ____________________________________________________________。
(3)已知叶片的光合产物主要以蔗糖的形式运输到植株各处。据图分析，突变体籽粒淀粉含量低的原因是_____________________________ ___________________________________________________________。
答案：(1)ATP、NADPH　突变体细胞分裂素合成更多，而细胞分裂素能促进叶绿素的合成　(2)高　突变体气孔导度更大而胞间CO2浓度更小，而呼吸作用不受影响，说明相同光照强度下，突变体光合作用消耗CO2速率更大，因此突变体吸收利用光能的效率更高。在其他限制因素相同的情况下，突变体可以利用更多的光能，因此光饱和点更高　(3)突变体蔗糖转化酶活性大于野生型，因此突变体内可向外运输到籽粒的蔗糖少于野生型
解析：(1)光反应产生的ATP和NADPH可用于暗反应C3的还原。对比野生型和突变体不同条件下类囊体膜蛋白稳定性可知，不同条件下突变体类囊体膜蛋白稳定性均高于野生型，可能是突变体细胞分裂素合成增加，使类囊体膜蛋白稳定性增强，而细胞分裂素可促进叶绿素的合成，故与野生型相比，开花后突变体叶片变黄的速度慢。(2)据表可知，突变体气孔导度更大而胞间CO2浓度更小，而呼吸作用不受影响，说明相同光照强度下，突变体光合作用消耗CO2速率更大，因此突变体吸收利用光能的效率更高，在其他限制因素相同的情况下，突变体可以利用更多的光能，因此光饱和点更高。
(3)据图可知，与野生型相比，突变体蔗糖转化酶活性更高，而蔗糖转化酶催化蔗糖分解为单糖，故突变体内蔗糖减少，且叶片的光合产物主要以蔗糖的形式运输到植株各处，因此突变体向外运输的蔗糖减少，导致籽粒淀粉含量低。
5．(2023·山东卷)当植物吸收的光能过多时，过剩的光能会对光反应阶段的PSⅡ复合体(PSⅡ)造成损伤，使PSⅡ活性降低，进而导致光合作用强度减弱。细胞可通过非光化学淬灭(NPQ)将过剩的光能耗散，减少多余光能对PSⅡ的损伤。已知拟南芥的H蛋白有2个功能：①修复损
伤的PSⅡ；②参与NPQ的调节。科研人员以拟南芥的野生型和H基因缺失突变体为材料进行了相关实验，结果如图所示。实验中强光照射时对野生型和突变体光照的强度相同，且强光对二者的PSⅡ均造成了损伤。
(1)该实验的自变量为__________。该实验的无关变量中，影响光合作用强度的主要环境因素有_____________(答出2个因素即可)。(2)根据本实验，________(填“能”或“不能”)比较出强光照射下突变体与野生型的PSⅡ活性强弱，理由是_________________________ __________________________________。(3)据图分析，与野生型相比，强光照射下突变体中流向光合作用的能量________(填“多”或“少”)。若测得突变体的暗反应强度高于野生型，根据本实验推测，原因是_______________________________。
答案：(1)光、H蛋白　CO2浓度、温度　(2)不能　突变体PSⅡ系统光损伤小但不能修复，野生型PSⅡ系统光损伤大但能修复　(3)少　突变体NPQ强度大，PSⅡ系统损伤小，虽然损伤不能修复，但是PSⅡ活性高，光反应产物多解析：(1)据题意拟南芥的野生型和H基因缺失突变体为材料进行了相关实验，实验中强光照射时对野生型和突变体光照的强度相同，结合题图分析实验的自变量有光照、H蛋白；影响光合作用强度的主要环境因素还有CO2浓度、温度、水分等。