第09讲 光合作用与能量转化 课件

这是一份第09讲 光合作用与能量转化 课件，共60页。PPT课件主要包含了2实验装置及操作，3实验流程，4实验结果，5结果归纳，实验异常现象分析，模式图，水绵和需氧细菌，螺旋带状，释放氧气，氧气和光等内容，欢迎下载使用。

说明光合作用及其对它的认识过程活动：提取和分离叶绿体色素活动：探究不同环境因素对光合作用强度的影响关注光合作用与农业生产及生活的联系
通过分析讨论光合作用的过程，形成物质与能量观。通过比较光反应与暗反应及它们之间的关系，建立对立统一、结构决定功能的观点。
通过解读光合作用过程及影响因素的模型，理解C3、C5等物质变化和光合作用的相关曲线，形成利用科学的思维解决问题的习惯。
通过光合作用历程的探究及提取和分离叶绿体色素，掌握实验的原理、思路及操作技能。通过探究光照强度等环境因素对光合作用速率影响实验，培养实验设计和分析能力。
关注光合作用与农业生产及生活的联系，解决合理密植、合理施肥等生产生活实践问题，指导农业生产。
影响光合作用的因素及应用
(1)在菠菜的叶肉细胞内，含量最多的光合色素是叶绿素a ( )(2)提取色素时加碳酸钙的目的是使研磨更充分 ( )(3)绿叶中含量越多的色素，其在滤纸条上扩散得越快 ( )(4)叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素 ( )(5)绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中 ( )(6)叶绿体中的色素分布在类囊体薄膜和叶绿体内膜 ( )(7)叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同 ( )(8)叶绿体中的色素一般只利用波长在400～760 nm之间的可见光 ( )(9)黑暗中生长的植物幼苗叶片因无法合成叶绿素而变黄 ( )
1 ．研磨时加入二氧化硅和碳酸钙的作用分别是__________________________________________________________________。2 ．研磨时要迅速和充分的原因是________________________________________________________________________________。3 ．制备滤纸条时，在滤纸条一端剪去两角的目的是______________________________________________________________。 4．高等植物的叶片一般呈现绿色，原因是_______________________________________________________________________。5．入秋后，叶片逐渐变黄，原因是______________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
二氧化硅有助于研磨得充分，碳酸钙可防止研磨时色素被破坏
防止无水乙醇挥发和色素氧化，保证色素充分溶解并提取较多的色素
防止出现边缘效应，两边色素扩散得快；保证色素带整齐
入秋后，气温逐渐降低，低温可导致叶绿素被破坏，而类胡萝卜素比较稳定，叶片中叶绿素含量减少，类胡萝卜素相对含量增加
叶绿体中的色素几乎不吸收绿光，绿光被反射出来
1.绿叶中色素的提取和分离(1)实验原理
保证色素扩散均匀，否则会形成弧形带　
分离出的色素带平整不重叠　
演示视频：绿叶中色素的提取和分离
1．实验注意事项及原因分析
2.叶绿体及其中的色素(1) 叶绿体
恩格尔曼实验设计的巧妙之处①实验材料用 ，水绵的叶绿体呈 分布，便于观察，用需氧细菌可确定 的部位。②没有空气的黑暗环境排除了 的干扰。③用极细的光束照射，叶绿体上可分为 和 的部位，相当于一组对比试验。④临时装片局部曝光与完全暴露在光下的实验再一次验证实验结果。 
叶绿体中的光合色素只吸收可见光，对 不吸收
可见光的波长范围大约是______nm
_____________
①植物叶片呈现绿色的原因是叶片中的色素对绿光的吸收少，绿光被反射出来。②植物的液泡中含有的色素(花青素)不参与光合作用。③植物幼嫩的茎和果实的细胞中也含有吸收光能的色素。
源于必修1 P99“图5－12”、“旁栏思考”及P101“拓展应用”(1)从叶绿素吸收光谱图可知：叶绿素a在红光部分的吸收带较叶绿素b偏向长波方面，且吸收光谱带比叶绿素b宽，叶绿素b在蓝紫光部分的吸收光谱带比叶绿素a (填“宽”或“窄”)。(2)研究表明：在遮光条件下，以蓝紫光为主的散光占比增加。请预测：在适当遮光的条件下叶片(比如同一植物底层叶片)中叶绿素a/b_____，弱光下的吸收能力 ，有利于提高植物的捕光能力，是对弱光环境的一种适应。
(3)植物工厂里为什么不用发绿光的光源？
提示　这种波长的光不能被光合色素吸收，因此不能用于光合作用中合成有机物。
(4)海洋中的藻类，习惯上依其颜色分为绿藻、褐藻和红藻，它们在海水中的垂直分布大致依次是浅、中、深。这种现象与光能的捕获有关吗？请根据材料作答。材料　藻类中色素种类及光在海水中的分布
提示　这与光能的捕获有关，不同颜色的藻类吸收不同波长的光，藻类本身的颜色是它们“反射”的光。
光合色素和光合场所的三点提醒(1)色素的功能特点：叶绿素和类胡萝卜素均有主要的吸收光波段，对其他波段的可见光并非不吸收，只是吸收量较少。(2)色素的分布位置：色素不只分布于叶绿体中，液泡中也含有色素如花青素，但是液泡中的色素不能用于光合作用。(3)光合作用的场所：叶绿体不是细胞进行光合作用的唯一场所，如蓝细菌细胞没有叶绿体，也能进行光合作用。 
影响叶绿素合成因素的分析[结构与功能观]
1.(解释生物学现象)玉米田里的白化苗长出几片叶片就死亡，原因是什么？ 提示　玉米白化苗中不含叶绿素，不能进行光合作用，无法产生新的有机物，待种子中储存的营养物质被消耗尽后，幼苗就会死亡。
2．叶绿体是光合作用的场所，那么没有叶绿体就一定不能进行光合作用吗？ 
提示　不一定。如蓝细菌细胞中没有叶绿体，但含有叶绿素和藻蓝素，也能进行光合作用。
3.(实验改进)提取叶绿体中的色素，也可用如图所示的方法：即在圆心处滴加适量滤液，待干燥后再滴加适量层析液进行层析，结果会出现不同颜色的4个同心圆，则①～④依次对应哪种色素及颜色？
提示　①胡萝卜素(橙黄色)　②叶黄素(黄色)　③叶绿素a(蓝绿色)　④叶绿素b(黄绿色)
4.(与社会的联系)温室或大棚种植蔬菜时，应选择什么颜色的玻璃、塑料薄膜或补充什么颜色的光源？提示　最好选用无色透明的玻璃或塑料薄膜，因为它可以使各种颜色的光通过；补充光源可选择红光或蓝紫光，因为这种颜色的光植物光合作用吸收利用较多，更有利于植物进行光合作用。
结合实验原理及过程，考查科学探究
叶绿体色素能溶解在无水乙醇或丙酮等有机溶剂中，所以可用无水乙醇作为溶剂提取叶绿体色素，A正确；研磨时加入CaCO3可以防止叶绿素被破坏，B错误；加入石英砂是为了使研磨更充分，从而使叶绿体中的色素释放出来，C正确；画滤液细线时应尽量减少样液扩散，防止色素带之间部分重叠，D正确。
1.(2020·江苏卷，6)采用新鲜菠菜叶片开展“叶绿体色素的提取和分离”实验，下列叙述错误的是(　　)A.提取叶绿体色素时可用无水乙醇作为溶剂B.研磨时加入CaO可以防止叶绿素被氧化破坏C.研磨时添加石英砂有助于色素提取D.画滤液细线时应尽量减少样液扩散
2.在做提取和分离叶绿体中的光合色素实验时，甲、乙、丙、丁四位同学对相关试剂的使用情况如下表所示(“＋”表示使用，“－”表示未使用)，其余操作均正常，他们所得的实验结果依次应为
甲同学由于没有加入提取剂无水乙醇，所以提取液中不会出现色素，色素分离的结果是②；乙同学操作正确，色素分离后得到的色素带有四条，与④情况相符；丙同学由于未加CaCO3，所以叶绿素含量减少，所得到的色素带中两条叶绿素带比正常的色素带要窄，对应①；丁同学由于未加SiO2，导致叶片研磨不充分，最终导致各种色素的含量均减少，对应③。故C正确。
A.①②③④ B.④②③① C.②④①③ D.③②①④
围绕光合色素与叶绿体，考查生命观念
叶片衰老过程中，叶绿素较易降解，类胡萝卜素主要呈黄色，导致叶片变黄，A正确；光合色素在光合作用中的作用是吸收、传递和转化光能，与CO2的固定无直接关系，B错误；叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，叶片黄化后，叶绿素含量大量减少，因此叶片中的光合色素吸收的红光会大幅度减少，C正确；叶绿体中的叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，因此缺乏类胡萝卜素的水稻突变体仍能捕获蓝紫光，D正确。
3．光合色素直接影响植物对光能的利用。下列关于绿色植物的叶绿体中光合色素的叙述，错误的是(　　)A．叶片衰老过程中，叶绿素较易降解，导致叶片变黄B．类囊体薄膜上的光合色素能直接促进细胞对CO2的吸收C．黄化叶片中光合色素吸收的红光会大幅度减少D．缺乏类胡萝卜素的水稻突变体仍能捕获蓝紫光
4.科学家恩格尔曼用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，发现需氧细菌大量聚集在如图所示区域。以下分析正确的是 A.实验过程中装片需 放置在没有空气的黑 暗环境中是为了设置 自变量 B.水绵光合作用产生 的O2能进入细菌的线粒体与[H]结合生成H2O C.图中细菌分布的差异是水绵不同区域光合作用强度不同造成的 D.水绵叶绿体产生的ATP直接为核DNA复制提供能量
由图可知，需氧细菌聚集在红光区和蓝紫光区，这是由于叶绿体中的色素能够利用这两种光进行光合作用产生氧气。实验过程中不同颜色的光为自变量，装片需放置在黑暗环境中是为了设置自变量，而没有空气是为了排除无关变量的影响，A错误；细菌不含有线粒体，B错误；水绵叶绿体产生的ATP只能供暗反应使用，D错误。
(1)植物在夜晚不能进行光反应，只能进行暗反应 ( )(2)光合作用中ATP的移动方向是从叶绿体基质到类囊体薄膜 ( )(3)光反应为暗反应提供[H]和ATP ( )(4)光合作用只能发生在叶绿体中 ( )(5)H2O在光下分解为[H]和O2的过程发生在叶绿体基粒中 ( )(6)土壤中的硝化细菌可利用CO2和H2O合成糖类 ( )(7) NADPH既可作还原剂，又可为暗反应提供能量 ( )(8)叶绿体中光合色素吸收的光能，只用于ATP的合成 ( )(9)光合作用产生的淀粉可以进入筛管，通过韧皮部运输到植株各处( )
1．希尔的实验说明水的光解与糖的合成不是同一个化学反应，理由是________________________________________________________________________________________。2．光反应和暗反应在物质变化和能量变化方面的联系是_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。3．利用小球藻培养液进行光合作用实验时，发现在其中加入抑制暗反应的药物后，在同样的光照条件下释放氧气的速率下降。原因主要是__________________________________________________________________________________________________。
水的光解实验是在没有CO2的情况下进行的，没有碳参与反应，而糖的合成需要碳的参与
物质联系：光反应为暗反应提供ATP和NADPH，而暗反应为光反应提供ADP、Pi和NADP＋；能量联系：光反应为暗反应提供了活跃的化学能，暗反应将活跃的化学能转化为有机物中稳定的化学能
暗反应被抑制，会减少对NADPH和ATP的消耗，从而使NADPH和ATP积累，水的光解减慢。
1.探索光合作用的部分经典实验
填写图中序号所代表的物质或结构a．______；b.________；c.__________；d.______。Ⅰ是________；Ⅱ是________。
2.光合作用原理 (1)图解光合作用的过程
(2)光合作用的概念光合作用是指绿色植物通过______，利用光能，将______________转化成储存着能量的有机物，并且释放出______的过程。(3)光合作用的反应式：
（4）光合作用的意义①光合作用产生的有机物除供自身利用外，还为 生物提供食物。②光能通过驱动光合作用而驱动 的运转。
光合作用过程的“一、二、三、四”
3.光合作用和化能合成作用的比较
突破光合作用过程的4个误区(1)绿色植物中参与光合作用的色素只存在于叶绿体类囊体薄膜上，液泡中的色素不参与光合作用。(2)绿色植物中参与光合作用的酶存在于叶绿体类囊体薄膜上和叶绿体基质(3)不要认为暗反应不需要光。光合作用的过程可以分为两个阶段，即光反应和暗反应。前者在光下才能进行，并在一定范围内随着光照强度的增加而增强；后者在有光、无光的条件下都可以进行，但需要光反应的产物[H]和ATP，因此在无光条件下不可以长期进行。(4)叶绿体并不是进行光合作用的必要场所。进行光合作用的细胞不一定含叶绿体，如蓝藻、光合细菌能进行光合作用，但没有叶绿体。中。
1．比较光反应与暗反应
ADP、Pi、NADP＋
2．光合作用过程中元素的去向分析
提醒　光合作用的产物有一部分是淀粉，还有一部分是蔗糖。蔗糖可以进入筛管，再通过韧皮部运输到植株各处。
1.判断C3、C5等物质含量变化(1)分析思路
(2)分析方法①“过程法”分析各物质含量变化（单一因子改变）
②“模型法” 表示各物质含量变化（单一因子改变）
(1)C5、NADPH、ATP的变化一致。C3与C5、NADPH、ATP的变化相反。(2)C3量高于C5量，一般C3量为C5量的2倍。(3)对光合作用有利，则(CH2O)合成增加，反之则减少。
2．连续光照和间隔光照下的有机物合成量分析[科学思维]
(1)光反应为暗反应提供的NADPH和ATP在叶绿体基质中有少量的积累，在光反应停止时，暗反应仍可持续进行一段时间，有机物还能继续合成。(2)在总光照时间相同的条件下，光照和黑暗间隔处理比一直连续光照处理有机物积累量要多。(3)应用：人工补光时，可适当采用“光暗交替”策略，这样，在提高光合产量的情况下，可大量节省能源成本。
1．光反应中光能转化成的活跃化学能只储存在ATP中吗？
提示　不是，[H]中也含有活跃的化学能。
2．叶绿体中C3的分子数量为什么多于C5的分子数量？
提示　暗反应CO2固定时，每消耗1分子C5，产生2分子C3；C3还原时，每还原2分子C3，产生1分子C5，因此当暗反应速率达到稳定时，C3化合物的分子数是C5化合物的2倍。
3．光照下卡尔文给小球藻悬浮液通入14CO2，一定时间后杀死小球藻，同时提取产物并分析。实验发现，仅仅30 s的时间，放射性代谢产物多达几十种。缩短时间到7 s，发现放射性代谢产物减少到12种，想要探究CO2转化成的第一个产物是什么，可能的实验思路是？提示　不断缩短光照时间后杀死小球藻，同时提取产物并分析，直到最终提取物中只有一种放射性代谢产物，该物质即为CO2转化成的第一个产物。
结合光合作用原理，考查生命观念
由“唯一催化CO2固定形成C3的酶被称为Rubisc”可知，Rubisc是与暗反应有关的酶，暗反应阶段的化学反应是在叶绿体的基质中进行的，故Rubisc存在于叶绿体的基质中，催化C5和CO2结合生成C3，A错误，D正确；暗反应在有光、无光条件下都可以进行，故激活Rubisc不一定需要黑暗条件，B错误；在暗反应阶段，CO2的固定不消耗NADPH和ATP，C错误。
1.(2021·广东卷，12)在高等植物光合作用的卡尔文循环中，唯一催化CO2固定形成C3的酶被称为Rubisc，下列叙述正确的是(　　)A.Rubisc存在于细胞质基质中B.激活Rubisc需要黑暗条件C.Rubisc催化CO2固定需要ATPD.Rubisc催化C5和CO2结合
2．(2021·湖南选择性考试)绿色植物的光合作用是在叶绿体内进行的一系列能量和物质转化过程。下列叙述错误的是(　　) A．弱光条件下植物没有O2的释放，说明未进行光合作用 B．在暗反应阶段，CO2不能直接被还原 C．在禾谷类作物开花期剪掉部分花穗，叶片的光合速率会暂时下降 D．合理密植和增施有机肥能提高农作物的光合作用强度
弱光条件下，植物没有O2的释放是因为此时呼吸作用强度大于光合作用强度，并不是未进行光合作用，A叙述错误；在光合作用暗反应阶段，CO2一般要与C5结合生成C3后才被还原，B叙述正确；在禾谷类作物开花期剪掉部分花穗，短时间内使得光合作用产物输出受阻，对光合作用过程起抑制作用，叶片的光合速率会暂时下降，C叙述正确；合理密植(增加受光面积、增加CO2浓度)和增施有机肥(提供无机盐和CO2)均可在一定程度上提高农作物光合作用强度，D叙述正确。
3.(2022·东北师大附中质检)如图表示光合作用过程，a、b、c表示物质，甲、乙表示场所，下列有关分析错误的是(　　)
根据图示可看出，甲是叶绿体的类囊体薄膜，是光合作用光反应的场所，乙为叶绿体基质，是暗反应的场所，物质b可能是暗反应为光反应提供的ADP和Pi，A正确；物质c为CO2，CO2转化成(CH2O)和C5需经过CO2的固定和C3的还原两个过程，B错误；类囊体薄膜上的色素不溶于水，能溶于有机溶剂，C正确；叶绿体基质中含有多种催化反应的酶，D正确。
A.物质b可能是ADP和PiB.物质c直接被还原生成(CH2O)和C5C.甲中色素不溶于水，能溶于有机溶剂D.乙中含有多种催化反应的酶
附加题：(多选)如图表示绿色植物光合作用的部分过程，图中A～C表示相关物质。有关分析错误的是(　)
水的光解产物是氧气和H＋，若光合作用强度大于呼吸作用强度，氧气会部分释放到空气中，A正确；图中B是在NADP＋、H＋和电子参与下形成NADPH，当外界CO2浓度升高时，暗反应中生成的三碳化合物增多，则消耗的NADPH增多，导致NADPH的含量暂时降低，B错误；叶绿体基质中，暗反应消耗NADPH、ATP产生NADP＋、ADP和Pi，故NADP＋和ADP、Pi均来自叶绿体基质，C错误；光合作用光反应过程中，将光能转化成活跃的化学能储存在ATP和NADPH中，D正确。
A．图中A为氧气，可部分释放到空气中B．图中B为NADPH，外界CO2浓度升高时，B的含量暂时升高C．该过程消耗的NADP＋和C分别来自类囊体和叶绿体基质D．该过程将光能转化为化学能储存在B和ATP中
结合光合作用的探究历程，考查科学探究
恩格尔曼的实验证明了水绵光合作用生成氧气，没有定量分析生成氧气的量，A错误；甲醛对植物有害，不能作为原料参与光合作用，B错误；鲁宾、卡门实验证明O2来自H2O，D错误。
4．科学是在实验和争论中前进的，光合作用的探究历程就是如此。在下面几个关于光合作用的实验中，相关叙述正确的是(　　)A．恩格尔曼的实验定量分析了水绵光合作用生成的氧气量B．科学家发现甲醛是光合作用的原料C．希尔发现离体叶绿体在适宜条件下可释放O2D．鲁宾和卡门的实验中，用18O分别标记H2O和CO2，证明了光合作用产生的氧气来自CO2而不是H2O
围绕光合作用物质含量变化，考查科学思维
光合作用过程中色素吸收的光能有两方面的用途，一方面引起水的光解，另一方面参与ATP合成，A错误；在光合作用暗反应阶段，C3的还原只有接受ATP释放的能量才可完成，B正确；图中②表示NADP＋，若突然增加光照强度，光反应增强，则短时间内②含量减少，③为ADP和磷酸，增加光能后短时间内③的含量也会减少，C错误；若突然增加光照强度，则甲乙两植株光合作用光反应均增强，所以C3均减少，图中④(C5)均增加，D错误。
5.(2022·湖北孝感中学质检)如图为某植物叶肉细胞光合作用示意图，图中①②③④表示相关物质。现有甲、乙两植株，甲叶色正常，乙为叶色黄化的突变植株，叶绿素含量明显少于甲。将甲、乙植株置于正常光照、温度、CO2浓度等条件相同的环境中，下列相关分析正确的是
A.被色素吸收的光能全部用于③合成ATPB.只有接受ATP释放的能量，C3才可被NADPH还原C.如果突然增加光照强度，则短时间内②含量减少，③的含量增加D.如果突然增加光照强度，甲的叶肉细胞C3减少，乙的叶肉细胞④含量减少
附加题： (多选)用14CO2“饲喂”光照条件下的叶肉细胞，让叶肉细胞继续在相同光照下进行光合作用，一段时间后，关闭光源，将叶肉细胞置于黑暗环境中，含放射性的三碳化合物的浓度变化情况如图所示，下列相关叙述正确的是
AB段CO2的固定速率与三碳化合物的还原速率相同，即三碳化合物的生成速率和消耗速率相等，三碳化合物的浓度不变，A正确；关闭光源后短时间内，黑暗条件下，植物叶肉细胞的光反应停止，不能生成NADPH和ATP，三碳化合物的还原受阻，但其生成速率基本不变，故其浓度略有上升，B正确；OA段含放射性的三碳化合物的浓度升高，此过程中光照不变，则光合速率基本不变，不会出现叶肉细胞中五碳化合物浓度上升的情况，C错误；叶肉细胞中CO2的利用是在叶绿体基质中进行的，D正确。
A．AB段含放射性的三碳化合物的浓度不变的原因是其生成和被还原的速率相等B．B时后短时间内曲线略有上升，是因为黑暗条件下叶肉细胞光反应停止，叶绿体内NADPH和ATP的供应减少C．OA段叶肉细胞中五碳化合物浓度有所上升
D．叶肉细胞利用14CO2的场所是叶绿体基质
6.(2022·山东泰安期末)如图是光合作用过程示意图(字母代表物质)，图中PSBS是一种类囊体膜蛋白，它能感应类囊体腔内的H＋浓度而被激活，激活了的PSBS抑制电子在类囊体膜上的传递，最终将过量的光能转换成热能释放，从而防止强光对植物细胞造成损伤。
(1)由图可知，反应Ⅰ为光反应，反应Ⅱ为暗反应，则A代表O2，B代表ADP，C代表ATP，D代表NADP＋，E代表NADPH。(2)叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光；滤液细线一定要高于层析液液面，防止滤液细线上的色素溶于层析液中。
(1)图中的A是________，C是________，D是________。(2)叶绿素a主要吸收______________光。采用纸层析法分离色素时，注意滤纸上的滤液细线要高于______________。
(3)降低G(CO2)的浓度，则CO2固定过程减弱，C5的消耗减少，短时间内C3的还原过程仍正常进行，C5的生成不变，C5的含量将升高。常利用同位素示踪法追踪元素的转移途径。(4)由图可知，PSBS可参与水的光解过程，水的光解产生H＋、O2和e－，PSBS抑制电子传递给D(NADP＋)。
(3)若反应Ⅱ中G的浓度突然降低至一半，短时间内C5的含量将________。如果追踪G中碳元素的去向，常用____________法。(4)过度光照将会激活膜蛋白PSBS，直接抑制反应Ⅰ中____过程，会导致电子不能传递给___________(填图中字母)，所以过量的光能将不能转变为化学能。
(1)延长光照时间能提高光合作用强度( )(2)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( )(3)植物体从土壤中吸收的水分主要用于光合作用( )(4)外界环境中的CO2通过气孔进入叶肉细胞被利用 (　　)(5)与夏季相比，植物在冬季光合速率低的主要原因是光照时间短( )(6)白天与夜间适当提高温度，有利于增加大棚蔬菜的产量( )(7)适时进行灌溉可以缓解作物的“光合午休”程度( )(8)作物合理间作套种，可充分利用光能( )(9)温度对光反应和暗反应的影响程度相同( )
1.(生产实践)土壤板结，光合速率下降的原因是______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。2.(生产实践)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：______________________________________________________________________________________________________________。3.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。4.(生产实践)大棚种植使用有机肥有利于增产，从影响光合作用的因素角度分析原因是_________________________________________________________________。
土壤板结，导致土壤中缺氧，根细胞进行无氧呼吸，产生的ATP减少，供给根细胞用于矿质元素吸收的能量减少，光合色素的合成和酶数量减少，光合作用减弱
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
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
有机肥在被微生物分解的时候会产生无机盐并释放CO2，促进光合作用
植物在__________内通过光合作用制造糖类的数量
即光合生产率(又称净同化率)：植物在较长时间(一昼夜或一周)内，单位叶面积生产的干物质量。光合生产率比光合速率低，因为去掉呼吸等消耗
单位时间、单位叶面积固定CO2的量或产生O2的量或制造有机物的量
2.影响光合作用的因素
3．探究光照强度对光合作用强度的影响(1)实验原理①在光照下，绿色植物通过 产生O2。②若叶片中的气体逸出，细胞间隙充满了水，浮力减小，叶片就会沉到水底；若光合作用产生的 充斥在叶片的细胞间隙中，浮力增大，叶片会从水底浮起。 ③光照强度不同，则光反应产生 的速率不同，叶片上浮的时间也不同。
（2）实验装置分析①设置自变量：自变量是光照强度，通过调整__________________来调节光照强度的大小。②中间盛水玻璃柱的作用：吸收灯光的热量，避免光照对烧杯内水温产生影响。③CO2的供应：事先向小烧杯中的清水中吹气或者是用质量分数为1%～2%的__________溶液。
单位时间内叶片上浮的数量或者浮起相同数量的叶片所用时长
叶片大小、溶液的量等保持一致
（5）实验结果分析光照越强，烧杯内圆形小叶片浮起的数量越多，说明一定范围内，随着光照强度的不断增强，光合作用强度不断增强。（6）注意事项①叶片上浮的原因是_______________________________________________________________________________________________。②打孔时要避开 ，因为其中没有叶绿体，而且会延长圆形小叶片上浮的时间，影响实验结果的准确性。③为确保溶液中CO2含量充足，圆形小叶片可以放入 溶液中。
光合作用产生的O2大于有氧呼吸消耗的O2，释放氧气，使叶肉细胞间隙充满了气体，浮力增大，叶片上浮
演示视频：探究环境因素对光合作用强度的影响
1.内部因素(1)遗传特性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
水既是光合作用的原料，又是体内各种化学反应的_______，如植物缺水导致萎蔫，使光合速率下降。另外，水分还能影响气孔的开闭，间接影响CO2进入植物体内
应用：预防干旱，________
矿质元素是参与光合作用的许多重要化合物的组成成分，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________________的组成元素，Mg是叶绿素的组成元素等
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；但当矿质元素超过一定含量后，土壤溶液的浓度过高，植物会因___________而使光合作用强度下降
应用：合理施肥、补充土壤中必需矿质元素
ATP、NADPH、磷脂
(2)多因子对光合速率的影响
温室栽培时，在一定光照强度下，白天适当提高温度，增加光合酶的活性，提高光合速率，也可同时适当增加CO2浓度，进一步提高光合速率
多因素对光合作用影响的曲线分析方法解答受多因素影响的光合作用曲线题时，找出曲线的限制因素是关键。具体方法是对纵坐标或横坐标画垂线或者只看某一条曲线的变化，将多因素转变为单一因素，从而确定限制因素。当曲线上标有条件时，说明因变量受横坐标和曲线上条件的共同影响。若题干中描述了曲线的获得前提，如最适温度下测得，则应该考虑温度以外的影响因素。
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)
(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。
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。
1.北方夏季中午，光照强度很强，但植物的光合作用强度明显减弱的原因？提示　北方夏季中午，温度很高，蒸腾作用很强，失水过多，导致大量气孔关闭，CO2吸收减少，光合作用强度明显减弱。
2.大棚生产中，为什么多施有机肥能够提高作物的产量？提示　有机肥中的有机物被微生物分解产生了CO2和无机盐，能够增加大棚中的CO2浓度并为作物提供矿质营养。
[探究意图：以温度影响色素合成为情境信息进行科学探究]3.“霜叶红于二月花”的美丽景色，是成片的黄栌或枫叶逐渐变红形成的。假如你是某研究性学习小组的成员，请你对这一自然现象产生的原因进行实验探究。实验假设：叶片变红现象受温度影响。(1)围绕该实验假设，有的同学主张在实验前，需要搜集有关资料，才能对实验组的温度进行设置，该“有关资料”应为______________________________________。实验材料：盆栽的黄栌或枫树、透明的恒温箱等实验用具。(2)实验步骤：__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)实验结果预测及结论：_________________________________________________________________________________________________________________________。
当地深秋的昼夜气温变化资料(当地气象资料)
①取甲、乙两组盆栽的黄栌或枫树，分别放入两只透明的恒温箱内，甲为实验组，乙为对照组；②甲组恒温箱模拟深秋时昼夜温度变化，乙组除温度为夏季温度外，其余条件都与甲组一致；③若干天后观察实验现象
①如果实验组和对照组中的叶片都变红(或都不变红)，则假设不成立。②如果实验组叶片变红，对照组叶片不变红，则假设成立
围绕影响光合作用的因素，考查科学思维
A、不同植物对光的波长和光照强度的需求不同，可可根据植物生长特点调控光的波长和光照强度，A正确；B、为保证植物的根能够正常吸收水分，该系统应控制培养液的浓度小于植物根部细胞的细胞液浓度，B错误；C、适当提高白天的温度可以促进光合作用的进行，让植物合成更多的有机物，而夜晚适当降温则可以抑制其呼吸作用，使其少分解有机物，合理控制昼夜温差有利于提高作物产量，C正确；D、适时通风可提高生产系统内的CO2浓度，进而提高光合作用的速率，D正确。
1．（2021辽宁高考真题）植物工厂是通过光调控和通风控温等措施进行精细管理的高效农业生产系统，常采用无土栽培技术。下列有关叙述错误的是（ ）A．可根据植物生长特点调控光的波长和光照强度B．应保持培养液与植物根部细胞的细胞液浓度相同C．合理控制昼夜温差有利于提高作物产量D．适时通风可提高生产系统内的CO2浓度
附加题：（2022·湖南·高考真题·多选）在夏季晴朗无云的白天，10时左右某植物光合作用强度达到峰值，12时左右光合作用强度明显减弱。光合作用强度减弱的原因可能是（　　） A．叶片蒸腾作用强，失水过多使气孔部分关闭，进入体内的CO2量减少 B．光合酶活性降低，呼吸酶不受影响，呼吸释放的CO2量大于光合固定的CO2量 C．叶绿体内膜上的部分光合色素被光破坏，吸收和传递光能的效率降低 D．光反应产物积累，产生反馈抑制，叶片转化光能的能力下降
A、夏季中午叶片蒸腾作用强，失水过多使气孔部分关闭，进入体内的CO2量减少，暗反应减慢，光合作用强度明显减弱，A正确；B、夏季中午气温过高，导致光合酶活性降低，呼吸酶不受影响（呼吸酶最适温度高于光合酶），光合作用强度减弱，但此时光合作用强度仍然大于呼吸作用强度，即呼吸释放的CO2量小于光合固定的CO2量，B错误；C、光合色素分布在叶绿体的类囊体薄膜而非叶绿体内膜上，C错误；D、夏季中午叶片蒸腾作用强，失水过多使气孔部分关闭，进入体内的CO2量减少，暗反应减慢，导致光反应产物积累，产生反馈抑制，使叶片转化光能的能力下降，光合作用强度明显减弱，D正确。
围绕影响光合作用的因素，考查科学探究
该实验探索油菜素内酯（BR）对光抑制的影响机制，自变量是对幼苗不同的处理，因变量为光合作用强度，由曲线可知，BR可能通过促进光反应关键蛋白的合成来减弱光抑制现象。
2.（2022·山东·高考真题）强光条件下，植物吸收的光能若超过光合作用的利用量，过剩的光能可导致植物光合作用强度下降，出现光抑制现象。为探索油菜素内酯（BR）对光抑制的影响机制，将长势相同的苹果幼苗进行分组和处理，如表所示，其中试剂L可抑制光反应关键蛋白的合成。各组幼苗均在温度适宜、水分充足的条件下用强光照射，实验结果如图所示。
(1)苹果幼苗叶肉细胞中的色素有叶绿素a、叶绿素b、叶黄素、胡萝卜素，其中胡萝卜素在层析液中溶解度最大，故色素分离时，随层析液在滤纸上扩散速度最快的色素是胡萝卜素，主要吸收蓝紫光。
(1)光可以被苹果幼苗叶片中的色素吸收，分离苹果幼苗叶肉细胞中的色素时，随层析，液在滤纸上扩散速度最快的色素主要吸收的光的颜色是__________。
(2)影响光合作用的外界因素有光照强度、CO2的含量，温度等；其内部因素有酶的活性、色素的数量、五碳化合物的含量等。强光照射后短时间内，苹果幼苗光合作用暗反应达到一定速率后不再增加，可能的原因有五碳化合物供应不足、CO2供应不足；氧气的产生速率继续增加的原因是强光照射后短时间内，光反应速率增强，水光解产生的氧气速率增强。
(2)强光照射后短时间内，苹果幼苗光合作用暗反应达到一定速率后不再增加，但氧气的产生速率继续增加。苹果幼苗光合作用暗反应速率不再增加，可能的原因有___________________、____________（答出2种原因即可）；氧气的产生速率继续增加的原因是______________________________________________________________________。
     强光照射后短时间内，光反应速率增强，水光解产生的氧气速率增强
(3)据图分析，与甲组相比，乙组加入BR后光合作用强度较高，说明加入BR后光抑制减弱；乙组用BR处理，丙组用BR和试剂L处理，与乙组相比，丙组光合作用强度较低，由于试剂L可抑制光反应关键蛋白的合成，说明BR可能通过促进光反应关键蛋白的合成发挥作用的。
(3)据图分析，与甲组相比，乙组加入BR后光抑制______（填“增强”或“减弱”）；乙组与丙组相比，说明BR可能通过____________________________发挥作用。
促进光反应关键蛋白的合成
分析题图a可知，A组未遮阴，B组植株一半遮阴（50%遮阴），C株全遮阴（100%遮阴）。(1)分析题图b结果可知，培养10天后，A组叶绿素含量为4.2，C组叶绿素含量为4.7，原因可能是遮阴条件下植物合成较多的叶绿素，以尽可能地吸收光能。
3.（2022·广东·高考真题）研究者将玉米幼苗置于三种条件下培养10天后（图a），测定相关指标（图b），探究遮阴比例对植物的影响。回答下列问题：
(1)结果显示，与A组相比，C组叶片叶绿素含量_________，原因可能是___________________________________________。
遮阴条件下植物合成较多的叶绿素
(2)比较图b中B1叶绿素含量为 5.3，B2组的叶绿素含量为3.9，A组叶绿素含量为4.2；B1净光合速率为20.5，B2组的净光合速率为7.0，A组净光合速率为11.8，可推测B组的玉米植株总叶绿素含量为5.3+3.9=9.2，净光合速率为（20.5+7.0）/2=13.75，两项数据B组均高于A组，推测B组可能会积累更多的糖类等有机物，因而生长更快。
(2)比较图b中B1与A组指标的差异，并结合B2相关数据，推测B组的玉米植株可能会积累更多的________________，因而生长更快。
(3)分析题意可知，该实验目的是探究B组条件下是否提高作物产量。该实验自变量为玉米遮光程度，因变量为作物产量，可用籽粒重量表示。实验设计应遵循对照原则、单一变量原则、等量原则等，无关变量应保持相同且适宜，故实验设计如下：实验材料：选择前期光照条件一致、生长状态相似的某玉米品种幼苗90株。实验方法：按图a所示条件，分为A、B、C三组培养玉米幼苗，每组30株；其中以A组为对照，并保证除遮光条件外其他环境条件一致，收获后分别测量各组玉米的籽粒重量。结果统计：比较各组玉米的平均单株产量。分析讨论：如果B组遮光条件下能提高作物产量，则下一步需要探究能提高作物产量的具体的最适遮光比例是多少。
(3)某兴趣小组基于上述B组条件下玉米生长更快的研究结果，作出该条件可能会提高作物产量的推测，由此设计了初步实验方案进行探究：实验材料：选择前期________________一致、生长状态相似的某玉米品种幼苗90株。实验方法：按图a所示的条件，分A、B、C三组培养玉米幼苗，每组30株；其中以_____为对照，并保证除___________外其他环境条件一致。收获后分别测量各组玉米的籽粒重量。结果统计：比较各组玉米的平均单株产量。分析讨论：如果提高玉米产量的结论成立，下一步探究实验的思路是_______________________________________________________________________。
     探究能提高作物产量的具体的最适遮光比例是多少
(1)(必修1 P102)光合作用：是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，将二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧气的过程。(2)(必修1 P103)光反应阶段：光合作用第一个阶段的化学反应，必须有光才能进行，这个阶段叫作光反应阶段。(3)(必修1 P104)暗反应阶段：光合作用第二个阶段中的化学反应，有没有光都能进行，这个阶段叫作暗反应阶段。(4)(必修1 P105)光合作用强度：指植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。
(1)(必修1 P98)绿叶中的色素有4种，它们可以归为两大类：叶绿素(含量约占3/4)和类胡萝卜素(含量约占1/4)，其中叶绿素包含叶绿素a(蓝绿色)和叶绿素b(黄绿色)，类胡萝卜素包含胡萝卜素(橙黄色)和叶黄素(黄色)。(2)(必修1 P99)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。