高中生物2020届高考生物一轮复习3.4能量之源__光与光合作用二课件

这是一份高中生物2020届高考生物一轮复习3.4能量之源__光与光合作用二课件，共60页。PPT课件主要包含了消耗的CO2，产生的O2，3曲线解读，细胞呼吸，再增加，增加光照，暗反应，光反应，3模型解读，农家肥等内容，欢迎下载使用。
考点一　环境因素对光合作用强度的影响及应用 【核心知识·突破】1.光合作用强度：(1)概念：是指植物在单位时间内通过光合作用制造______的数量。
(2)其他表示方法：①单位时间内通过光合作用_________的数量。②单位时间内通过光合作用________的数量。
2.光照强度：(1)原理：光照强度通过直接影响___反应，进而影响光合作用强度。
(2)构建数学模型：①曲线模型：
②表达式模型：实际光合速率=__________________________。
表观(净)光合速率+呼吸速率
(4)应用：①增加光照强度促进光合作用：温室中适当______________以提高作物的光合作用强度。②依据植物的特点合理利用光能：阴生植物光补偿点和光饱和点均较阳生植物___，可采用阴生植物与阳生植物_____的方式以合理利用光能。
3.CO2浓度：(1)原理：CO2直接影响_______，进而影响_______。(2)构建数学模型：
(4)应用。①大田生产：应“正其行，通其风”或增施_______。②温室栽培：人工增加___、增施农家肥或与动物圈舍联通等。
4.温度：(1)原理：温度通过影响_________进而影响光合作用强度。(2)构建数学模型：
(3)模型解读。①光合作用强度和细胞呼吸强度都受温度的影响。②与_________有关的酶对温度更为敏感。(4)应用。①白天：适当提高温度以_________________。
②夜间：适当降低温度以_________________，减少有机物的消耗。
5.水：(1)原理：①直接影响：水是光合作用的_____，含水量越高，细胞代谢越旺盛。②间接影响：植物缺水会导致_________，CO2供应不足，影响光合作用速率。(2)应用：合理灌溉。
6.矿质元素：(1)原理：矿质元素是参与光合作用的许多重要化合物的_________，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。
(2)构建数学模型：
(3)模型解读：①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。②超过一定浓度后，会因_____________过高而降低植物光合作用强度。
(4)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，可以提高作物的光合作用强度。
7.综合因素：(1)构建数学模型： 图中：a.高CO2浓度，b.中CO2浓度，c.低CO2浓度。 ①高光强，②中光强，③低光强。
(2)模型解读：①P点之前，限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，依次为_________、_________和温度。②Q点之后横坐标所表示的因子不再是影响光合速率的主要因素，此时的主要影响因素依次为温度、_______和_________。
(3)应用：有机肥中的有机物被土壤中的微生物分解成各种矿质元素，增加了土壤的肥力，另外还释放出热量和CO2，增加了大棚内的温度和CO2浓度，有利于光合作用的进行。
【微点警示】对光合作用强度的三点认识(1)光合作用强度高≠光能利用率高：①其他条件相同的情况下，光合作用强度越高，光能利用率越高。②光能利用率除受光合作用强度的影响外，还受光合作用时间和光合作用面积的影响。
(2)影响光合作用强度的因素：①外因：包括光照强度、温度、CO2浓度等。②内因：包括酶的活性和数量、色素的种类和数量、五碳化合物的含量等。
(3)多因素对光合作用强度的影响：①不同因素的作用具有互补效应。如当光照强度降低时，可通过增加CO2浓度补偿。②不同条件下关键影响因素不同。如其他条件适宜，CO2达到饱和点，此时限制因素最可能是五碳化合物的含量。
【命题案例·研析】【典例】 (2018·全国卷Ⅰ)甲、乙两种植物净光合速率随光照强度的变化趋势如图所示。回答下列问题：
(1)当光照强度大于a时，甲、乙两种植物中，对光能的利用率较高的植物是_________。 (2)甲、乙两种植物单独种植时，如果种植密度过大，那么净光合速率下降幅度较大的植物是________，判断的依据是___________________________________________________。 
(3)甲、乙两种植物中，更适合在林下种植的是______________。 (4)某植物夏日晴天中午12：00时叶片的光合速率明显下降，其原因是进入叶肉细胞的________(填“O2”或“CO2”)不足。 
【审答技巧】(1)题干中关键信息不要忽略：①种植密度过大，植株接受的光照强度减弱。②林下光照强度较弱，适合种植阴生植物。③夏日晴天中午12：00，光照强度过强，气孔关闭，CO2供应不足。
(2)读懂曲线图的关键信息：①甲植物净光合速率为0时所需的光照强度大于乙。②当光照强度大于a时，甲植物的净光合速率大于乙。
【解析】本题考查光合作用的基本过程和影响因素。(1)当光照强度大于a时，甲的净光合速率比乙的高，因此对光能的利用率较高的植物是甲。(2)光照强度降低导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙大，种植密度过大，植株接受的光照强度减弱，导致甲植物净光合速率下降幅度比乙大。
(3)乙植物在低光照强度下的净光合速率大于甲，所以乙更适合在林下(低光照条件)种植。(4)夏日晴天中午12：00时温度过高，部分气孔关闭，进入叶肉细胞的CO2不足。
答案：(1)甲　(2)甲　光照强度降低导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙大，种植密度过大，植株接受的光照强度减弱，导致甲植物净光合速率下降幅度比乙大(3)乙　(4)CO2
【高考长句应答特训】(1)甲、乙两种植物中，更适合在林下种植的是___，原因是_______________________________________。
乙植物在低光照强度下的净光合速率大于甲
(2)某植物夏日晴天中午12：00时叶片的光合速率明显下降，叶肉细胞内ATP的含量_____(填“增加”“减少”或“不变”)，原因是_________________________________________________________________。
气孔关闭，CO2减少，暗反
应减弱，ATP消耗减少，而短时间内光反应正常
【考点题组·诊断】角度一　单因素对光合作用的影响1.(2019·长沙模拟)如图，原来置于黑暗环境中的绿色植物移到光下后，CO2吸收量发生了改变。据图判断下列叙述中正确的是(　　)
A.曲线AB段表示绿色植物呼吸强度减慢B.曲线BC段表示绿色植物仅进行光合作用C.B点时植物既进行光合作用，也进行细胞呼吸D.整段曲线表明，随光照强度增加，光合速率增加，呼吸速率也增加
【解析】选C。曲线AB段表示随着光照强度逐渐增强，二氧化碳的释放量逐渐减小，而不代表细胞呼吸强度改变，A错误；曲线BC段表示光照强度较高，绿色植物光合作用强度大于细胞呼吸强度，植物表现为释放CO2，B错误；B点表示绿色植物光合作用强度等于细胞呼吸强度，植物表现为既不吸收CO2也不释放CO2，C正
确；由曲线可知，随光照强度递增，光合作用增强，但达到一定程度时，光合作用强度不再随之变化，在整个过程中不能确定呼吸速率的变化，D错误。
【知识总结】影响光合作用因素的分析(1)内因：酶的数量与活性、色素含量等。(2)外因：CO2浓度、温度、光照强度等。(3)在达到光合作用光饱和点(或CO2饱和点)以前，影响光合作用的主要因素是光照强度(或CO2浓度)。
2.(2018·淄博模拟)在天气晴朗的夏季，将用全素营养液培养的植株放入密闭的玻璃罩内放在室外进行培养。每隔一段时间用CO2浓度检测仪测定玻璃罩内CO2浓度，绘制成如图所示的曲线(水平虚线表示实验开始时玻璃罩内CO2浓度)。据图得出的判断不正确的是(　　)
A.d点和h点表示光合速率等于呼吸速率B.bc段和ab段曲线斜率差异可能主要是由温度造成的C.光合速率最大值可能出现在h点D.呼吸速率最小值可能出现在b点
【解析】选C。图中d点和h点，玻璃罩内的CO2浓度达到平衡，此时光合速率等于呼吸速率；在夜间只进行细胞呼吸，但是ab段上升速率快，而bc段变缓，这是由于早晨温度较低，细胞呼吸减弱；h点时光合作用积累的有机物最多，但光合速率不是最大；b点之前，CO2增加的速率快，b点之后，CO2增加的速率慢，因此呼吸速率最小值可能出现在b点。
3.(金榜原创预测)为了研究温度对玉米幼苗生长的影响，某研究小组进行了如下实验：将若干组等量的、生长状况一致的玉米幼苗，白天给予26 ℃的恒定温度，不同实验组给予不同的夜温，其他条件相同且适宜。结果如图1所示。将同一批玉米幼苗分别置于恒定的不同温度下培养，其他培养条件相同，光合作用强
度与光照强度之间的关系如图2所示。下列有关叙述正确的是(　　)世纪金榜导学号
A.A点时玉米幼苗相对生长速率较低的主要原因是夜温太低B.玉米幼苗生长的最适温度组合是日温26 ℃、夜温20 ℃C.玉米幼苗夜间生长所需的能量由线粒体提供D.15 ℃时玉米幼苗的光合作用强度高于10 ℃
【解析】选A。由图可知，A点时玉米幼苗相对生长速率较低的主要原因是夜温太低，A正确；由于缺少其他日温的实验作对照，因此不能确定最适日温是26 ℃，B错误；玉米幼苗夜间生长主要通过有氧呼吸获取能量，因此其所需的能量由线粒体和细胞质基质提供，C错误；由图可知，光照强度较低时，15 ℃时玉米幼苗的光合作用强度低于10 ℃，D错误。
角度二　多因素对光合作用的综合影响4.(2017·天津高考)某突变型水稻叶片的叶绿素含量约为野生型的一半，但固定CO2酶的活性显著高于野生型。如图显示两者在不同光照强度下的CO2吸收速率。叙述错误的是世纪金榜导学号(　　)
A.光照强度低于P时，突变型的光反应强度低于野生型B.光照强度高于P时，突变型的暗反应强度高于野生型C.光照强度低于P时，限制突变型光合速率的主要环境因素是光照强度D.光照强度高于P时，限制突变型光合速率的主要环境因素是CO2浓度
【解析】选D。题图中光照强度低于P时，突变型CO2吸收速率低于野生型，原因是突变型叶绿素含量较低，吸收光的能力较弱，光反应强度低于野生型，A项正确；光照强度高于P时，突变型CO2吸收速率大于野生型，原因是突变型固定CO2酶的活性显著高于野生型，导致暗反应强度高于野生型，B项正确；光照强度低于
P时，突变型光合速率随光照强度的增加而增加，限制突变型光合速率的主要环境因素是光照强度，C项正确；光照强度高于P时，在达到光饱和点以前，突变型光合速率仍随光照强度的增加而增加，此时限制突变型光合速率的主要环境因素仍是光照强度，D项错误。
【方法技巧】曲线图中限制因素的判断方法(1)曲线上升阶段：纵坐标随横坐标增加而增加，限制因素为横坐标代表的物理量(横坐标为时间时，限制因素不是时间，而是随时间变化而变化的温度或光照等环境因素)。(2)曲线水平阶段：纵坐标不再随横坐标增加而增加，限制因素为横坐标以外的物理量。
5.(2019·武汉模拟)如图是水生植物黑藻在光照等环境因素影响下光合速率变化的示意图。下列有关叙述中正确的是世纪金榜导学号(　　)
A.t1→t2，叶绿体类囊体膜上的色素吸收光能增加，基质中水光解加快、O2释放增多B.t2→t3，暗反应限制光合作用，若在t2时刻增加光照，光合速率将再提高C.t3→t4，光照强度不变，光合速率的提高是由于光反应速率不变、暗反应增强的结果
D.t4后短暂时间内，叶绿体中ADP和Pi含量升高，C3还原后的直接产物含量降低
【解析】选D。水光解释放O2发生在叶绿体类囊体薄膜上，而不是叶绿体基质，A错误；t2→t3光照充足且恒定，限制光合速率的因素为CO2浓度，若增加光照，光合速率不会提高，B错误；t3→t4，暗反应增强，一定程度上加快ATP和ADP的转化，[H]和ATP不再积累，导致光反应速率加快，C错误；突然停止光照，光反应减
弱甚至停止，类囊体薄膜上ATP合成受阻，ATP含量减少，ADP和Pi含量升高，被还原的C3减少，所以直接产物C5含量降低，D正确。
6.(教材素材新命题·必修1 P108思维拓展)哈密瓜盛产于新疆的哈密地区。在哈密地区农作物生长季节里，阳光充沛、昼夜温差大。分析回答：(1)从影响哈密瓜生长的环境因素分析，哈密瓜特别甜的原因是_________________________________________________________________________　。 
(2)如果你的家乡想种哈密瓜并使瓜甜，仅从光合作用的角度分析，你认为应当采取的措施有__________。 
【解析】(1)哈密地区位于我国的高纬度地区(夏季的白天长)，阳光充足，而且光照强，所以哈密瓜植株的叶片进行光合作用的时间长，光合作用的强度大，积累的糖类自然就会很多。哈密地区夜间温度比较低，哈密瓜植株的细胞呼吸相对比较弱，消耗的糖类物质就会比较少。这样，哈密瓜内积存的糖类比较多。哈
密瓜细胞内的糖类在有关酶的催化作用下，最终转化成果糖和葡萄糖，所以哈密瓜特别甜。(2)如果自己的家乡想种植哈密瓜并使瓜甜，就要模仿哈密地区的自然条件，创造类似的生态环境，如采取白天适当增加光照时间和光照强度，夜间适当降低温度等措施。
答案：(1)白天温度高，光照强，哈密瓜光合作用强，积累的有机物较多；夜间温度低，哈密瓜细胞呼吸较弱，消耗的有机物较少，一昼夜积累的有机物较多(2)增加光照强度、延长光照时间等
【加固训练】为研究长期盐碱胁迫对辣椒叶绿素的影响，科研人员将辣椒幼苗放入盐碱溶液进行处理，一段时间后测定辣椒的相关数据和生长情况如下表。请思考并回答相关问题：
(1)提取辣椒叶绿素要使用无水乙醇，还需要加入适量的__________，迅速研磨，过滤得到提取液。(2)分析以上图表，该实验的因变量是_______________________，能影响因变量的无关变量有___________________(至少写出两个)。
(3)分析以上图表，长期生长在盐碱溶液环境中，对辣椒___________________(填“叶绿素a”或“叶绿素b”)的影响较大，导致光反应减弱，合成的________减少。同时，构成气孔的保卫细胞发生渗透失水，气孔关闭，使气孔导度下降，直接导致________减弱，降低光合作用速率。
(4)加入CaCl2溶液后，气孔导度部分恢复，对叶绿素含量变化的影响也与此类似，这说明_____________________________________________。
【解析】(1)可用无水乙醇提取色素，同时加入适量的二氧化硅是为了研磨充分，加碳酸钙是为了保护色素在研磨过程中不被破坏。(2)实验结果显示的是气孔导度和叶绿素含量及比例的变化，即因变量。无关变量包括影响辣椒生长的环境因素，如光照强度、温度、二氧化碳浓度等。(3)根据表中信息，与非盐碱溶液环
境相比，盐碱溶液中叶绿素总量下降，叶绿素a与叶绿素b含量的比值下降，说明长期盐碱环境对辣椒叶绿素a的影响较大，导致光反应为暗反应提供的ATP和[H]减少。在一定浓度NaCl溶液的作用下，气孔导度下降，即构成气孔的保卫细胞发生渗透失水，出现气孔关闭现象，直接导致二氧化碳的固定下降。(4)加入CaCl2
溶液后，气孔导度部分恢复，对叶绿素含量变化的影响也与此类似，说明CaCl2溶液能够缓解NaCl溶液对辣椒幼苗造成的伤害。
答案：(1)二氧化硅和碳酸钙(2)气孔导度和叶绿素含量及比例　光照强度、温度、二氧化碳浓度等(3)叶绿素a　ATP和[H]　二氧化碳固定(暗反应)(4)CaCl2溶液能够缓解NaCl溶液对辣椒幼苗造成的伤害 
考点二　光合作用相关的探究实验 【核心知识·突破】1.探究光照强度对光合作用强度的影响：(1)实验原理：①利用抽气法排除叶片细胞间隙中的_____，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。
(2)实验步骤及操作要点：
(3)实验结论：在一定光照强度范围内，光合作用强度随光照强度的增强而_____。
2.光合速率的测定实验：(1)测定依据：实际光合作用速率=净光合作用速率+细胞呼吸速率。(2)测定装置：
(3)方法解读：①测定细胞呼吸速率。a.小烧杯中放入适宜浓度的NaOH溶液，用于_______。b.玻璃钟罩应遮光处理，以排除_________的干扰。c.置于适宜温度环境中。
d.测定单位时间内红色液滴_____________，代表呼吸速率。
②测定净光合作用速率。a.小烧杯中放入适宜浓度的CO2缓冲液，用于维持容器内CO2浓度恒定，以满足植物光合作用需求。b.给予较强光照处理，且温度适宜。c.测定单位时间内红色液滴_____________，代表净光合速率。
【秒判正误】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。( )
分析：达到光饱和点后，增加光照强度不会缩短叶圆片上浮至液面所用的时间。提高温度，可能会增加叶圆片上浮至液面所用的时间。
2.在探究光照强度对光合作用强度的影响中，加入NaHCO3溶液是为了吸收细胞呼吸释放的CO2。( )分析：NaHCO3溶液是CO2缓冲液，既能吸收CO2，也能释放CO2。
3.在探究光照强度对光合作用强度的影响中，往水中吹气是为了增加水中的溶解氧。( )分析：往水中吹气是为了增加水中的二氧化碳。
4.在光合速率的测定实验中，无法测出实际光合作用速率。( )5.在光合速率的测定实验中，红色液滴的移动反映了玻璃钟罩内O2含量的变化。( )
【命题案例·研析】【典例】 (2019·济南模拟)为探究光照强度对光合作用的影响，某兴趣小组设计了如图所示的实验装置若干组，在25 ℃条件下进行了一系列实验。下列说法正确的是(　　)
A.在无光条件下，液滴向左移动B.在有光条件下，液滴向右移动C.在有光条件下，液滴向右移动的距离代表光合速率D.随光照强度的增强，液滴向右移动的距离逐渐增大
【审答技巧】(1)读懂图中实验装置的作用：①CO2缓冲液可以维持密闭小室中CO2浓度。②液滴移动由O2浓度的变化决定。
(2)理解四种情况下液滴的移动代表的生物学意义：①无光时：液滴向左移动，代表细胞呼吸速率。②光照强度低于光补偿点时：细胞呼吸速率大于光合速率，液滴左移。③光照强度为光补偿点时：细胞呼吸速率等于光合速率，液滴不动。
④光照强度高于光补偿点时：细胞呼吸速率小于光合速率，液滴右移。
【解析】选A。由于CO2缓冲液的作用是维持装置中的CO2含量不变，所以引起装置中气压变化的原因是O2的变化。无光条件下绿色植物只进行细胞呼吸，消耗O2，液滴左移，A项正确。有光条件下，绿色植物既进行细胞呼吸消耗O2，又进行光合作用产生O2，若光合作用>细胞呼吸，液滴右移；若光合作用=细胞呼吸，
液滴不移动；若光合作用