2023版高考生物一轮总复习第3单元细胞的能量供应和利用第10课影响光合作用的因素及应用教师用书

这是一份2023版高考生物一轮总复习第3单元细胞的能量供应和利用第10课影响光合作用的因素及应用教师用书，共18页。教案主要包含了教材细节命题，易错提醒，技巧总结，命题动态等内容，欢迎下载使用。
第10课　影响光合作用的因素及应用
►学业质量水平要求◄
1．分析影响光合作用因素的曲线模型，理解环境因素对光合作用的影响。(科学思维)
2．通过探究环境因素对光合作用速率影响的实验，培养实验设计和分析的能力。(科学探究)
3．应用影响光合作用的环境因素知识，指导农业生产。(社会责任)

考点一　影响光合作用的因素及应用

1．光照强度对光合作用的影响及应用
(1)原理：光照强度影响光反应阶段，制约ATP和NADPH的产生，进而制约暗反应。
(2)曲线分析。

①曲线上各点的含义。
A点
光照强度为0，只进行细胞呼吸，AB段光合作用强度小于细胞呼吸强度
B点
光补偿点(光合作用强度与细胞呼吸强度相等时的光照强度)
BD段
光合作用强度大于细胞呼吸强度
C点
光饱和点(光照强度达到C点后，光合作用强度不再随着光照强度的增大而加强)
②实线表示阳生植物，虚线表示阴生植物。
(3)应用：阴生植物的光补偿点和光饱和点都较阳生植物低，间作套种农作物、林间带树种的配置和冬季温室栽培等都可合理利用光能。
2．CO2浓度对光合作用的影响及应用
(1)原理：CO2浓度通过影响暗反应阶段，制约C3的生成来影响光合作用强度。
(2)曲线分析。

图甲中A点表示光合作用速率等于细胞呼吸速率时的CO2浓度，即CO2补偿点，而图乙中的A′点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度；两图中的B点和B′点都表示CO2饱和点，两图都表示在一定范围内，光合作用速率随CO2浓度增加而增大。
(3)应用。
①大田要“正其行，通其风”，多施有机肥。
②温室内可通过放干冰，使用CO2生成器，施用农家肥，与猪舍、鸡舍连通等方法适当提高CO2浓度。
3．温度对光合作用的影响及应用
(1)原理：温度通过影响酶的活性影响光合作用强度。
(2)曲线分析。

光合作用强度和细胞呼吸强度都受温度的影响，但光合作用相关酶对温度反应更为敏感。
(3)应用：温室栽培植物时，白天调到光合作用最适温度，以提高光合作用强度；晚上适当降低温室内温度，以降低细胞呼吸强度，保证植物有机物的积累。
4．水对光合作用的影响及应用
(1)原理。
①水既是光合作用的原料，又是生物体内各种化学反应的介质，如植物缺水会导致萎蔫，使光合速率下降。
②水分还能影响气孔的开闭，间接影响CO2进入植物体内。
(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曲线上E处光合作用强度暂时降低，是因为温度高，气孔关闭，影响了CO2的供应。
(3)应用：预防干旱，合理灌溉。
5．矿质元素对光合作用的影响及应用
(1)原理：矿质元素是参与光合作用的许多重要化合物的组成成分，矿质元素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、磷脂的组成元素，Mg是叶绿素的组成元素等。
(2)曲线分析。

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；但当超过一定浓度后，会因土壤溶液的浓度过高，植物渗透失水而导致植物光合作用强度下降。
(3)应用：合理施肥、补充土壤中的矿质元素。

1．干旱初期植物光合速率降低主要是因为光反应原料水不足。 (　×　)
2．农业生产中的“正其行，通其风”，目的是提高CO2浓度来提高光合作用强度。 (　√　)
3．温度越高，酶活性越高，光合作用强度越大。 (　×　)
4．光合作用中的产物和反应物中没有N、P等元素，因此土壤中的N、P等无机盐的含量对光合作用无影响。 (　×　)
5．当光照强度达到光饱和点时，要使光合作用强度升高，可以考虑的措施是提高CO2浓度。 (　√　)
6．光照越弱，阴生植物光合作用越强；光照越强，阳生植物光合作用越强。 (　×　)
7．生长于较弱光照条件下的植物，当提高CO2浓度时，其光合速率未随之增加，主要限制因素是光反应。 (　√　)
8．延长光照时间能提高光合作用强度。 (　×　)
【教材细节命题】
1．(必修1 P106“拓展应用”T1)北方夏季中午时，光照强度很强，植物出现“午休”现象的原因是光照强度过强，温度升高，导致气孔关闭，细胞CO2供应不足，光合作用减弱。
2．(必修1 P108 “复习与提高”T6)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白天温度高，光照强，哈密瓜光合作用强，制造的有机物较多；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)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增加光照强度、延长光照时间等。
3．(必修1 P105正文)大棚种植使用有机肥有利于增产，请从影响光合作用因素的角度分析其原理：有机肥在被微生物分解的时候会产生无机盐并释放CO2，增加了土壤中无机盐含量和大棚中的CO2浓度，从而促进光合作用。

1．影响光合作用强度的因素
(1)外因：光照强度、温度、CO2浓度等。
影响因素
产生的影响
影响过程
光照强度
影响水光解产生NADPH的过程，影响ATP的形成
主要是光反应阶段
CO2浓度
影响C3的合成
主要是暗反应阶段
温度
影响光合作用酶的活性
主要是暗反应阶段
(2)内因：酶的活性和数量、色素的种类和数量、五碳化合物的含量等。
2．多因素对光合作用强度的影响
(1)构建数学模型。

(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，依次为光照强度、光照强度和温度。
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、CO2浓度和光照强度。
3．光合作用曲线中的“关键点”移动
(1)CO2(或光)补偿点和饱和点的移动方向：有左移、右移之分，其中CO2(或光)补偿点B是曲线与横轴的交点，CO2(或光)饱和点C则是最大光合速率对应的最低CO2浓度(或光照强度)，位于横轴上。

①呼吸速率增加，其他条件不变时，CO2(或光)补偿点B应右移，反之左移。
②呼吸速率基本不变，相关条件的改变使光合速率下降时，CO2(或光)补偿点B应右移，反之左移。
③若改变某一外界因素(如温度)，使光合作用与呼吸作用均受影响，则补偿点移动要视具体情况而定。例如，提高温度，光合速率的增加值小于呼吸速率增加值，则B点右移，反之左移。
④若外界因素改变，导致植物最大光合速率减小，达到最大光合速率所需的CO2浓度(或光照强度)也会降低，C点左移，反之右移。
⑤阴生植物与阳生植物相比，CO2(或光)补偿点和饱和点都应向左移动。
(2)其他点的移动也要分情况。例如，呼吸速率基本不变，相关条件的改变使光合速率下降时，曲线上的A点不动，D点向左下方移动，反之，向右上方移动。

考向1| 单因子对光合作用的影响及应用
1．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。下图显示两者在不同光照强度下的CO2吸收速率。下列叙述错误的是(　　)

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
D　解析：光合作用的光反应与暗反应相互制约，相互影响。由题图可知，在P点前野生型光合速率高于突变型，则野生型的光反应强度高于突变型，A正确；P点后突变型的光合作用强度高于野生型，则突变型暗反应速率高于野生型，B正确；P点并未达到突变型水稻光合作用的光饱和点，光照强度小于光饱和点时，限制光合速率的主要环境因素是光照强度，当光照强度大于光饱和点时，限制光合速率的主要环境因素是CO2浓度，C正确，D错误。
【易错提醒】关于环境因素影响光合速率的两点提醒
温度改变对光合作用的影响
当温度改变时，不管是光反应还是暗反应都会受影响，但主要是影响暗反应，因为参与暗反应的酶的种类和数量都比参与光反应的多
CO2浓度对光合作用的影响
CO2浓度很低时，光合作用不能进行，但CO2浓度过高时，会抑制植物的细胞呼吸，进而影响光合作用
2．(2020·全国卷Ⅰ)农业生产中的一些栽培措施可以影响作物的生理活动，促进作物的生长发育，达到增加产量等目的。回答下列问题：
(1)中耕是指作物生长期中，在植株之间去除杂草并进行松土的一项栽培措施，该栽培措施对作物的作用有___________________(答出2点即可)。
(2)农田施肥的同时，往往需要适当浇水，此时浇水的原因是__________________________________(答出1点即可)。
(3)农业生产常采用间作(同一生长期内，在同一块农田上间隔种植两种作物)的方法提高农田的光能利用率。现有4种作物，在正常条件下生长能达到的株高和光饱和点(光合速率达到最大时所需的光照强度)见下表。从提高光能利用率的角度考虑，最适合进行间作的两种作物是________，选择这两种作物的理由是_______________。
作物
A
B
C
D
株高/cm
170
65
59
165
光饱和点/(μmol·m－2·s－1)
1 200
1 180
560
623
解析：(1)除去杂草可以减少杂草和农作物之间对水分、矿质元素及光的竞争，使能量更多地流向农作物；松土可以使土壤中O2含量增多，有利于根细胞进行有氧呼吸，进而增强根对矿质元素的吸收等活动。(2)肥料中的矿质元素只有溶解在水中才能被作物根系吸收，因而农田施肥的同时适当浇水，以使肥料中的矿质元素溶解在水中；另外，浇水还可以降低土壤溶液的浓度，防止作物因过度失水而死亡。(3)为了更充分地利用光照资源，间作过程中要确保高低作物的合理搭配。株高较高的作物获取的光照充足，应选择光饱和点较高的作物(作物A)；株高较低的作物获取的光照较少，应选择光饱和点较低的作物(作物C)。
答案：(1)减少杂草对水分、无机盐和光的竞争；增加土壤中氧气含量，促进根系的呼吸作用　(2)肥料中的无机盐只有溶解在水中才能被作物根系吸收　(3)A和C　作物A光饱和点高且株高较高，可利用上层较强光照进行光合作用；作物C光饱和点低且株高较矮，与作物A间作后，能利用下层的弱光进行光合作用
考向2| 多因子对光合作用的影响及应用
3．下图所示为研究光照强度和CO2浓度对某植物光合作用强度的影响。下列有关叙述错误的是(　　)

A．曲线中a点转向b点时，光反应增强，暗反应增强
B．曲线中b点转向d点时，叶绿体中C5的含量降低
C．曲线中c点的限制因素可能是叶绿体中酶的数量，与光照强度无关
D．在一定范围内增加光照和CO2浓度有利于提高光合作用强度
B　解析：曲线中a点转向b点时，光照强度增强，光反应产生的NADPH和ATP增加，促进暗反应还原C3，暗反应增强，A正确；曲线中b点转向d点时，CO2浓度降低，CO2与C5固定生成C3的反应减弱，C3消耗减少，而C5还在正常地生成，因此叶绿体中C5的含量升高，B错误；曲线中c点的限制因素可能是叶绿体中酶的数量，也可能是温度等其他条件，与横坐标的影响因素无关，C正确；ab段影响光合作用强度的主要因素是光照强度，随着光照强度的增加，光合作用强度增强，b点与d点相比，随着CO2浓度的增加，光合作用强度增强，所以在一定范围内增加光照和CO2浓度，有利于提高光合作用强度，D正确。
4．(2021·河北唐山一模)图甲是玉米及其他两种农作物的光照强度和光合速率关系图，图乙表示某日光温室大棚蔬菜在不同温度和光照强度下光合作用强度变化趋势。请回答下列问题：


(1)图甲中，____________植物适宜与玉米间作，理由是____________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
(2)分析图乙中的两条曲线，温度为25 ℃、光照强度小于2 klx，采取________________措施有助于提高作物的产量，判断依据是____________________________________________________________________
_________________________________________________________________。
(3)由图乙可知，若某一天温度为25 ℃，光照强度大于1 klx小于2 klx，光照时间为12小时，则一昼夜后该蔬菜的干重将________(填“增加”“减少”或“不变”)。
解析：(1)据图分析，图甲中②植物的光补偿点和光饱和点都明显低于玉米，在低光照强度下就可以达到最大光合速率，因此其与玉米间作能充分利用光能。(2)图乙中，当温度为25 ℃、光照强度小于2 klx时，其净光合作用强度低于15 ℃时的净光合作用强度，因此可以采取适当降低温度的措施来提高作物的产量。(3)若某一天温度为25 ℃，光照强度大于1 klx小于2 klx，光照时间为12小时，则这12小时净光合量在(0～22.4)×12之间，而12小时黑暗条件下细胞呼吸消耗量为12×22.4，一昼夜有机物的积累量＝12小时净光合量－12小时呼吸消耗量