专题3.6 光合作用的原理与影响因素及其应用（课件）-2025年高考生物一轮复习考点归类（新高考通用）

这是一份专题3.6 光合作用的原理与影响因素及其应用（课件）-2025年高考生物一轮复习考点归类（新高考通用），共56页。PPT课件主要包含了H2O，AH2，ATP，ADP，光合作用的原理，叶绿体，二氧化碳和水，有机物，NADPH，NADP+等内容，欢迎下载使用。
(1)光反应将光能转化为稳定的化学能储存在ATP中(　)
(2)暗反应中CO2可接受ATP和NADPH释放的能量，并且被NADPH还原(　)
(3)暗反应中14C的转移途径是14CO2―→14C3―→14C5―→(14CH2O) (　)
(4)在探究光照强度对光合作用强度的影响实验中，NaHCO3浓度越高，叶片浮起来的速率就越快 (　)
(5)在探究光照强度对光合作用强度的影响实验中，若改用普通灯泡作为光源应注意灯泡发热造成的温度变化对实验的影响，应在灯泡和光源之间加一玻璃水柱进行隔温处理 (　)
(3)因为配制的NaHCO3 溶液中不含O2，所以整个实验过程中叶圆片只能进行无氧呼吸 (　)
尝试用示意图来表示ATP的合成与希尔反应的关系。 (必修1 P102思考·讨论)
1954年，美国科学家阿尔农发现，在光照下，叶绿体可合成ATP。1957年，他发现这一过程总是与水的光解相伴随。
探究环境因素对光合作用强度的影响
影响光合作用的因素及应用
（2）光合作用的反应式：
（1）光合作用的概念：绿色植物通过 ，利用 ，将 转化成储存着能量的 ，并且释放出 的过程。
①若有机物为(CH2O)：______________________________。②若有机物为C6H12O6：_________________________________________。
根据是否需要光能，这些化学反应可以概括地分为光反应和暗反应 （现在也称为碳反应）两个阶段。
1966年，美国科学家雅根多夫在黑暗条件下将叶绿体置于pH为4的缓冲液中15 s后，再将叶绿体转移至含有ADP和Pi、pH为8的缓冲液中，此时类囊体膜内侧pH为4，外侧pH为8，随后类囊体膜两侧这一 pH 梯度逐渐减小，同时还伴随有 ATP 的生成。
知识拓展：叶绿体产生ATP的机制
说明：叶绿体中ATP生成的直接驱动力是______________
这与有氧呼吸中_____________ ATP的生成机制相似。
知识拓展：还原产物——三碳糖的去向
某些无机物氧化时释放的能量
考向一　光合作用的原理1.(2021·重庆，6)类囊体膜蛋白排列和光反应产物形成的示意图如下。据图分析，下列叙述错误的是A.水光解产生的O2若被有氧呼吸利用， 最少要穿过4层膜B.NADP＋与电子(e－)和质子(H＋)结合形成NADPHC.产生的ATP可用于暗反应及其他消耗能量的反应D.电子(e－)的有序传递是完成光能转换的重要环节
2.(2023·湖北，8)植物光合作用的光反应依赖类囊体膜上PSⅠ和PSⅡ光复合体，PSⅡ光复合体含有光合色素，能吸收光能，并分解水。研究发现，PSⅡ光复合体上的蛋白质LHCⅡ，通过与PSⅡ结合或分离来增强或减弱对光能的捕获(如图所示)。LHCⅡ与PSⅡ的分离依赖LHC蛋白激酶的催化。下列叙述错误的是A.叶肉细胞内LHC蛋白激酶活性 下降，PSⅡ光复合体对光能的 捕获增强B.Mg2＋含量减少会导致PSⅡ光复合体对光能的捕获减弱C.弱光下LHCⅡ与PSⅡ结合，不利于对光能的捕获D.PSⅡ光复合体分解水可以产生H＋、电子和O2
3.(2020·天津，5)研究人员从菠菜中分离类囊体，将其与16种酶等物质一起用单层脂质分子包裹成油包水液滴，从而构建半人工光合作用反应体系。该反应体系在光照条件下可实现连续的CO2固定与还原，并不断产生有机物乙醇酸。下列分析正确的是A.产生乙醇酸的场所相当于叶绿体基质B.该反应体系不断消耗的物质仅是CO2C.类囊体产生的ATP和O2参与CO2固定与还原D.与叶绿体相比，该反应体系不含光合作用色素
1.如图为类囊体薄膜上发生的光反应示意图，其中PSⅠ和PSⅡ分别是光系统Ⅰ和光系统Ⅱ，是叶绿素和蛋白质构成的复合体，能吸收利用光能进行电子的传递。其中PQ、Cytbf、PC是传递电子的蛋白质，PQ在传递电子的同时能将H＋运输到类囊体腔中，图中实线为电子的传递过程，虚线为H＋的运输过程，ATP合成酶由CF0和CF1两部分组成，则：
(1)少数处于特殊状态的叶绿素分子在光能激发下失去高能e－，失去e－的叶绿素分子，能够从水分子中夺取e－，使水分解为 ；电子(e－)由水释放出来后，经过一系列的传递体形成电子流，最终传递给 (电子的最终受体)合成NADPH。PSⅠ和PSⅡ吸收的光能储存在 中。
(2)据图分析，使类囊体膜两侧H＋浓度差增加的过程有______________________________________________。(3)由图可知，图中ATP合成酶的作用有________________________。合成ATP依赖于________________________形成的电化学势能。
PQ运输H＋；合成NADPH消耗H＋
运输H＋和催化ATP的合成
类囊体膜两侧的H＋浓度差
2.如图1为番茄叶肉细胞进行光合作用的过程及磷酸丙糖的转化和运输情况。
(1)其中磷酸丙糖转运器发挥作用时，并不会直接改变叶绿体内磷酸丙糖和Pi的总含量，由此推测磷酸丙糖转运器维持叶绿体内磷酸丙糖和Pi的总含量不变的原因是____________________________________________________________。
Pi与磷酸丙糖通过磷酸丙
糖转运器严格按照1∶1反向交换进行转运
(2) 淀粉和蔗糖的合成场所分别是_______________、________________。
(3)将离体的叶绿体置于磷酸浓度低的外界悬浮液中，叶绿体CO2的固定速率会减慢，请结合上述(1)中信息推测原因为__________________________
________________________________________________________________________________。(4)蔗糖是大多数植物长距离运输的主要有机物，与葡萄糖相比，以蔗糖作为运输物质的优点是 。
外界磷酸浓度低的不利于磷酸
丙糖的输出，叶绿体中淀粉等光合产物积累，导致暗反应过程受阻，从而影响CO2的固定
(5)若磷酸转运器功能正常，________合成或输出受阻， 则进入叶绿体的 Pi数量减少，使三碳糖磷酸大量积累于_____________中，也导致了光反应中合成_______数量下降，卡尔文循环减速。上述这种三碳糖磷酸对卡尔文循环的调节属于_____________。此时过多的三碳糖磷酸将用于合成___________，以此卡尔文循环运行。
(6)如图2中T0～T1表示的是适宜条件下生长的番茄叶绿体(NADPH、ADP、C3或C5)中某两种化合物的含量，T1～T3则表示改变其生长条件后两种化合物的含量变化。若T1时刻降低了培养液中NaHCO3的
浓度，则物质甲、乙分别指的是 。 若T1时刻降低了光照强度，则物质甲、乙分别指的是 。
（1）叶片含有空气，上浮
O2充满细胞间隙，叶片上浮
（2）根据单位时间小圆形叶片浮起的数量的多少，探究光照强度与光合作用强度的关系
(1)在黑暗情况下，植物叶片只进行____________，吸收O2，产生的CO2较易溶于水，所以叶片____________。细胞生理状态如下图：
(2)在弱光下，此时的光合作用强度______________细胞呼吸强度，叶片中仍然没有足够的O2，叶片仍然沉在水底。细胞生理状态如下图：
(3)在中、强光下，光合作用强度__________细胞呼吸强度，叶片中会有足够的O2产生，从而充满了细胞间隙并释放到外界一部分，使叶片浮起来。细胞生理状态如下图：
在一定范围内，随着光照强度不断增强，光合作用强度也不断增强。
探究CO2浓度对光合作用的影响,请写出简要的设计思路
控制温度、光照强度相同，在各烧杯中加入不同浓度的NaHCO3溶液，可以用于探究CO2浓度对光合速率的影响。
NaHCO3溶液浓度太高，使叶片渗透失水，不利于光合作用
考向二　探究环境因素对光合作用强度的影响4.(2024·北京房山区高三联考)某生物研究小组以菠菜叶为实验材料，探究CO2浓度对光合作用强度的影响，实验装置及实验结果如图所示。下列说法正确的是
A.该实验中小圆叶片上浮到液面的时间属于无关 变量B.图乙bc段平缓，可适当缩短台灯与烧杯的距离 使曲线进一步下降C.图乙c点之后曲线上升，说明随NaHCO3浓度增 加光合作用增强D.将图甲装置中的NaHCO3溶液换成NaOH溶液， 可用于测定小圆叶片的细胞呼吸强度
5.（2024·湖北·高考）植物甲的花产量、品质（与叶黄素含量呈正相关）与光照长短密切相关。研究人员用不同光照处理植物甲幼苗，实验结果如下表所示。下列叙述正确的是
A．第①组处理有利于诱导植物甲提前开花，且产量最高B．植物甲花的品质与光照处理中的黑暗时长呈负相关C．综合考虑花的产量和品质，应该选择第②组处理D．植物甲花的叶黄素含量与花的产量呈正相关
检测指标：可用单位时间内CO2的消耗量，或单位时间内O2的产生量。
指光合作用反应强弱的指标。一般用植物在单位时间内单位面积通过光合作用制造糖类的量（即光合作用速率，是化学中的一种反应速率）来衡量。
植物在进行光合作用的同时，还进行呼吸作用。实际测量到的光合作用指标是净光合作用速率，称为表观光合速率。
光合作用产生的O2=释放到空气中的O2+呼吸作用消耗的O2
测定方法：黑白瓶法 ①先将植物置于黑暗中，测量呼吸速率 。 ②在有光条件下，测定净光合速率。 ③计算：真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。
有机物的制造量CO2固定或消耗量O2的产生量
有机物积累量CO2吸收量O2的释放量
有机物的消耗量CO2的释放量O2的吸收量
总光合作用 = 净光合作用 + 呼吸作用
叶绿素、酶的合成、细胞失水
环境中CO2浓度、叶片气孔导度
①酶的种类、数量、叶绿素含量
③遗传特性（阴生、阳生植物）
(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。 
b光补偿点：整株植物达到光合速率等于呼吸速率时，所对应的光照强度。
c光饱和点：植物达到最大光合速率所需要的最小光照强度
限制因素：CO2浓度、温度、酶含量等
思考 ：在图甲中,呼吸作用消耗有机物的量可表示为　 　　,净光合作用量可表示为 ，光合作用产生有机物的量可表示为　　 　。(用S1、S2、S3和数学符号表示) 
①温室生产中，适当增强 ，以提高光合速率，使作物增产；
温室大棚一般选无色透明塑料薄膜
遇到阴雨天时给温室补充光照应当给予红光或蓝紫光。优先选择红光。
②阴生植物的光补偿点和光饱和点都较低农业生产上一般间作。
原因是：a.两种植物的根系深浅搭配，合理的利用了不同层次土壤内水分和养分。b.两种植物高矮结合，充分利用了不同层次的阳光。（与P选二25，群落的垂直结构联系，P选二32，立体农业联系）
③延长光合作用时间，通过轮作或套作。
在同一块田地上，按预定的种植计划，轮换种植不同的作物。【连作：在同一块地上长期连年种植一种作物】
原因是：（1）不同作物吸收土壤中的营养元素的种类、数量及比例各不相同，根系深浅与吸收水肥的能力也各不相同，轮作还可以均衡利用土壤中的矿质元素。（2）每种作物都有一些专门为害的病虫杂草，轮作能够改变原有的食物链，防止病虫害；抑制杂草生长，减轻草害。
在同一块田地上，在前季作物的生育后期，在其株行间播种或移栽后季作物的种植方式。
1.CO2浓度影响光合作用的原理是什么？2.分析下图的相关知识(1)A点、B点的生理作用过程分别是什么？(2)A‘点的生理作用过程是什么？(3)B点以前限制光合速率的主要因素？B点以后限制光合速率的主要因素？(4)移动问题：当植物缺Mg时，A点、B点如何移动。3.CO2浓度在生产生活中如何运用？
1.多施有机肥或农家肥；2.温室栽培植物时还可使用CO2发生器等；3.大田中还要注意通风透气。
C点：CO2补偿点光合作用速率=细胞呼吸速率
D点：CO2饱和点，E点后限制因素为光照强度和温度、酶的数量和活性等
B点 ：进行光合作用所需CO2的最低浓度。
AB：只进行细胞呼吸。
分解者将有机肥分解为二氧化碳和无机盐
最适温度下植物光合作用最大，植物体内的酶最适温度在40~50℃之间。温度过高时植物气孔关闭或酶活性降低，光合速率会减弱。
1.适时播种2.温室中,白天适当提高温度,晚上适当降温3.植物“午休”现象（气孔关闭）
1. 如图是夏季晴朗的白天，某种绿色植物叶片光合作用强度的曲线图。分析曲线图并回答：
(1)7~10时光合作用强度不断增强的原因是_______________________________________________________________________。
在一定温度和二氧化碳供应充足的情况下，光合作用强度随着光照加强而增强
(2)12时左右光合作用强度明显减弱的原因是_______________________________________________________________________________________。
此时温度很高，蒸腾作用很强，气孔大量关闭，二氧化碳供应减少，导致光合作用强度明显减弱
N：光合酶及NADP+和ATP的重要组分P：NADP+和ATP的重要组分K：促进光合产物向贮藏器官运输Mg：叶绿素的重要组分
①在一定浓度范围内，增大必需矿质元素的供应，可______光合作用速率， 但当超过一定浓度后，植物光合作用速率 。
②土壤中矿质元素溶液浓度过高，植物光合作用速率下降的原因可能是: 。
溶液浓度过高，导致植物吸水困难甚至失水
a.水是光合作用的原料
b.水是体内各种化学反应的介质
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曲线中间E处光合作用强度暂时降低，是因为温度高，蒸腾作用过强，气孔关闭，影响了 的供应。
—多因子对光合速率的影响
考向三　辨析单、多因子变量对光合作用强度影响的机理6.(2022·北京，2)光合作用强度受环境因素的影响。车前草的光合速率与叶片温度、CO2浓度的关系如图。据图分析不能得出A.低于最适温度时，光合速率随温度升高而升高B.在一定的范围内，CO2浓度升高可使光合作用 最适温度升高C.CO2浓度为200 μL·L－1时，温度对光合速率影 响小D.10 ℃条件下，光合速率随CO2浓度的升高会持续提高
7．（2024·全国·高考）干旱缺水条件下，植物可通过减小气孔开度减少水分散失。下列叙述错误的是A．叶片萎蔫时叶片中脱落酸的含量会降低B．干旱缺水时进入叶肉细胞的会减少C．植物细胞失水时胞内结合水与自由水比值增大D．干旱缺水不利于植物对营养物质的吸收和运输
8．（2024·河北·高考）高原地区蓝光和紫外光较强，常采用覆膜措施辅助林木育苗。为探究不同颜色覆膜对藏川杨幼苗生长的影响，研究者检测了白膜、蓝膜和绿膜对不同光的透过率，以及覆膜后幼苗光合色素的含量，结果如图、表所示。
(1)如图所示，三种颜色的膜对紫外光、蓝光和绿光的透过率有明显差异，其中        光可被位于叶绿体         上的光合色素高效吸收后用于光反应，进而使暗反应阶段的还原转化为        和        。与白膜覆盖相比，蓝膜和绿膜透过的         较少，可更好地减弱幼苗受到的辐射。(2)光合色素溶液的浓度与其光吸收值成正比，选择适当波长的光可对色素含量进行测定。提取光合色素时，可利用         作为溶剂。测定叶绿素含量时，应选择红光而不能选择蓝紫光，原因是                                                                           。(3)研究表明，覆盖蓝膜更有利于藏川杨幼苗在高原环境的生长。根据上述检测结果，其原因为                                  （答出两点即可）。
 叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光，选择红光可排除类胡萝卜素的干扰
覆盖蓝膜紫外光透过率低，蓝光透过率高，降低紫外光对幼苗的辐射的同时不影响其光合作用；与覆盖白膜和绿膜比，覆盖蓝膜叶绿素和类胡萝卜素含量都更高，有利幼苗进行光合作用
1．干旱条件下，很多植物光合作用速率降低，主要原因是_________________________________________。2．西瓜、玉米和辣椒轮作和固定种植玉米相比，其优点是_____________________________________________________________(答出两点即可)。
叶片气孔开放程度降低，CO2的吸收量减少
充分利用土壤中的矿质资源、改善土壤条件、减少大面积病虫害发生
3．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_______________________________________________________________________________________________________________________________。
农家肥中的有机物被微生物分解产生无机盐和CO2，CO2和无机盐被作物利用，提高大棚作物的产量
4．(必修1 P97问题探讨拓展)植物工厂用人工光源生产蔬菜的优点是_______________________________________________________________________。同时，_______________________________________________________________________________，以使蔬菜产量达到最大。
可以避免由于自然环境中光照强度不足导致光合作用强度低而造成的减产
人工光源的强度和不同色光是可以调控的，可以根据植物生长的情况进行调节
5．(必修1 P105旁栏思考题)我们观测到的光合作用指标，如O2的产生量，不是植物光合作用实际产生的总O2量，其原因是_________________________ __________________________________________________________________________________________。
植物在进行光合作用的同时，还会进行呼吸作用。用这种方法观察到的O2的产生量，实际是光合作用的O2释放量
6．(必修1 P106拓展应用2拓展)给密闭玻璃瓶中的植物幼苗提供适宜的水、无机盐、光照强度、温度等条件，幼苗的生存时间一般不会太长，原因可能是______________________________________________________________________________________________。
随着植物生长，土壤的水分会减少，土壤中的无机盐含量会下降，空气中CO2含量减少等
7．下图是在夏季晴朗的白天，某种绿色植物叶片光合作用强度的曲线图。分析曲线图并回答问题。
(1)10～12时的光合作用强度明显减弱的原因是____________________________________________________________________________________。
此时温度很高，导致气孔大量关闭，CO2无法进入叶片组织，致使光合作用暗反应受到限制
(2)依据本题提供的信息，提出提高绿色植物光合作用强度的一些措施：___________________________________________________________________________________________________________。
可以利用温室大棚控制光照强度、温度的方式，如补光、遮阴、生炉子、喷淋降温等，提高绿色植物光合作用强度