2021版高考生物一轮复习第11讲影响光合作用的因素及应用课件新人教版.pptx

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1、第第1111讲影响光合作用的因素及应用讲影响光合作用的因素及应用-2-3-必备知识核心素养关键能力影响光合作用强度的因素 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。阴生植物 -4-必备知识核心素养关键能力(2)植物叶片的叶龄、叶绿素含量及酶。 -5-必备知识核心素养关键能力2.外部因素(1)光照强度 -6-必备知识核心素养关键能力(2)CO2浓度 -7-必备知识核心素养关键能力(3)温度 -8-必备知识核心素养关键能力(4)必需矿质元素(N、P、Mg、K等) -9-必备知识核心素养关键能力正误判断(1)光照越弱,阴生植物光合作用越强;光照越强,

2、阳生植物光合作用越强。()(2)净光合速率长期为零会导致幼苗停止生长。()(3)外界环境中的CO2通过气孔进入叶肉细胞被利用。 ()(4)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。()(5)有色大棚主要透过同色光,其他光被大量吸收,所以无色透明的大棚中农作物的产量较高。()(6)植物体从土壤中吸收的水分主要用于光合作用。 ()(7)种植农作物不宜过密,要保证良好的通风,以增加植株周围的二氧化碳浓度。()(8)农业生产中松土可使硝化细菌在O2充足条件下将更多的NH3转化成亚硝酸或硝酸以提高肥效。() -10-必备知识核心素养关键能力探究1单因素对光合作用的影响分析(科学思维) 小麦

3、植株进行光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25 和30 。右图表示在一定CO2浓度、环境温度为25 、不同光照强度条件下测得的小麦叶片的光合作用强度(以CO2吸收量表示)。分析回答下列问题。-11-必备知识核心素养关键能力(1)上图曲线中,当光照强度为X点时,叶肉细胞中产生ATP的场所有哪些? (2)B点的生理学含义是什么?在其他条件不变的情况下,将温度调节到30 ,上图曲线中A点和B点将如何移动?(3)图中C点以后限制光合作用强度继续上升的环境因素是什么?依此原理,在农业生产中可采用哪些具体措施提高小麦产量? 提示:细胞质基质、线粒体和叶绿体。 提示:B点表示光合作用的速率(或强度)与呼吸作

4、用的速率(或强度)相等。温度由25 调至30 ,光合速率下降,呼吸速率上升,A点向下移动,B点向右下移动。 提示:CO2浓度。施有机肥、合理密植等。 -12-必备知识核心素养关键能力(4)合理密植、间作套种、“正其行通其风”、“土不翻,苗不欢”分别考虑哪种因素对作物产量的影响? 提示:合理密植:降低种内竞争强度,使植物能接受更充分的光照。间作套种:与光合作用有关的原理是阳生植物和阴生植物对光照的要求不同,从而合理搭配,增加产量。“正其行通其风”:强化空气流通,为植物光合作用提供更多二氧化碳,增强光合作用的暗反应过程。“土不翻,苗不欢”,说明松土能增强根的呼吸作用,提供更多能量,促使矿质离子的吸

5、收。但大面积地松土也能带来水土流失或温室效应等环境问题。-13-必备知识核心素养关键能力探究2多因素对光合作用的影响分析(科学思维)据图分析多因素对光合作用的影响。图中:a.高CO2浓度,b.中CO2浓度,c.低CO2浓度;高光强,中光强,低光强。-14-必备知识核心素养关键能力(1)三条曲线在P点之前限制光合速率的因素分别是什么?(2)三条曲线在Q点之后横坐标所表示的因子还是影响光合速率的主要因素吗?此时的限制因素分别是什么?(3)在北方的冬暖大棚中施用有机肥有哪些益处? 提示:P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。 提示:Q点之后横坐标所表示的

6、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。 提示: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。-15-必备知识核心素养关键能力【解疑释惑】1.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

7、应该考虑温度以外的影响因素。-16-必备知识核心素养关键能力2.光合作用与细胞呼吸曲线中的“关键点”移动 -17-必备知识核心素养关键能力(1)细胞呼吸对应点(A点)的移动:细胞呼吸增强,A点下移;细胞呼吸减弱,A点上移。(2)补偿点(B点)的移动细胞呼吸速率增加,其他条件不变时,CO2(或光)补偿点应右移,反之左移。细胞呼吸速率基本不变,相关条件的改变使光合速率下降时,CO2(或光)补偿点应右移,反之左移。(3)饱和点(C点)和D点的移动:相关条件的改变(如增大光照强度或增大CO2浓度)使光合速率增大时,C点右移,D点上移的同时右移;反之,移动方向相反。-18-必备知识核心素养关键能力考向1

8、单因子变量对光合作用的影响1.(2019福建厦门质检)取若干长势相同的绿色植物,随机分成三组,分别置于密闭透光玻璃罩内进行实验,一段时间后,结果如图所示。下列叙述错误的是 ()A.本实验中CO2的变化不影响光合作用强度B.光照强度为a时,光合作用强度很弱C.丙组装置内的CO2含量照光后比照光前低D.该图反映了光合作用强度与光照强度的关系 答案解析解析关闭本实验中CO2的变化会影响光合作用的暗反应,进而影响光合作用强度,A项错误;光照强度为a时,氧气的增加量很小,此时光合作用很弱,B项正确;丙组装置内的光照强度较大,光合作用较为旺盛,故CO2含量照光后比照光前低,C项正确;该图反映了光合作用强度

9、与光照强度的关系,即在一定范围内,随光照强度增加,光合作用强度增加,D项正确。 答案解析关闭A-19-必备知识核心素养关键能力【易错警示】在影响光合作用的因素中,光照强度、温度、CO2浓度等指的是外界影响因素,而影响光合作用的内部因素通常指的是植物自身的遗传特性、叶龄、叶面积指数、色素的含量、酶的数量(或活性)、C5的含量等。回答影响光合作用的因素这类问题时,要注意审清题中需要回答的是外界影响因素还是内部影响因素;针对曲线模型,在曲线上升阶段,限制因素为横坐标表示的因子,当曲线不再上升时,要对内部因素(如色素含量、酶活性等)和环境因素(如温度、CO2浓度等)进行分析;若为表格,则应先将表格信息

10、转化成曲线图再进行分析。-20-必备知识核心素养关键能力考向2多因子变量对光合作用的影响2.(2019山东济南外国语学校期中)研究人员对日光温室内的黄瓜补充不同波长的光,测得黄瓜光合速率的日变化情况如图1所示。为进一步探究补充不同波长的光对黄瓜光合速率影响的原因,研究人员测定了叶肉细胞内的叶绿体数、叶绿体内的淀粉粒数和基粒数,结果如图2所示。下列相关分析错误的是()-21-必备知识核心素养关键能力A.据图1可知,10:00前适当补充红光,对黄瓜的生长最有效B.14:0016:00,三组光合速率均降低的主要因素是光照强度C.补蓝光时,由于基粒数减少不利于光合作用光反应的进行D.补红光时,叶绿体内

11、的淀粉粒数减少由光合作用减弱导致审题指导分析图1:在10:00前适当补充红光对黄瓜的生长最有效。分析图2:补充红光有利于增加叶肉细胞叶绿体的数量,但是每个叶绿体的基粒数量减少,每个叶绿体内的淀粉粒数减少,补充蓝光叶肉细胞叶绿体的数量基本不变,但是每个叶绿体的基粒数量减少,每个叶绿体内的淀粉粒数增加,据此答题。-22-必备知识核心素养关键能力答案:D解析:据图1曲线变化规律可知,与对照组相比,若采取在10:00前适当补充红光措施可提高黄瓜的光合速率,补充蓝光光合速率反而下降或与对照组相同,可见适当补充红光,对黄瓜的生长最为有效,A项正确;14:0016:00时,三组光合速率均比8:0014:00

12、时降低,影响的主要因素应是光照强度下降,B项正确;据图2数据分析,与对照组相比,补充蓝光时细胞内叶绿体数相同但由于基粒数量减少,导致光合作用光反应下降从而引起光合速率下降,C项正确;依据图1、2结果分析,补充红光时叶绿体中淀粉粒数减少,是造成光合速率比对照组大的原因,说明促进光合产物运出叶绿体有利于光合作用的进行,D项错误。-23-必备知识核心素养关键能力3.(2019江西赣州摸底)夏季晴朗的白天,取某种绿色植物顶部向阳的叶片(阳叶)和下部荫蔽的叶片(阴叶)进行不离体光合作用测试。从8:0017:00每隔1 h测定一次,结果如下图所示。请回答下列问题。-24-必备知识核心素养关键能力(1)8:

13、00时,植物消耗NADPH的场所为,16:00后限制植物光合作用的主要因素是。 (2)阴叶胞间CO2浓度与净光合速率呈(填“正”或“负”)相关,阳叶出现明显的光合午休现象,而阴叶却没有,表明该种绿色植物叶片光合午休由(填“遗传因素”或“环境因素”)引起。 (3)一般认为,光合午休的原因是此时气温高,蒸腾作用强,气孔大量关闭,CO2供应减少,导致光合作用强度明显减弱。图示实验结果(填“支持”或“不支持”)上述观点,判断依据是。-25-必备知识核心素养关键能力答案:(1)叶绿体基质光照强度(2)负环境因素(3)不支持据图中数据,光合午休时,胞间CO2浓度比较高解析:(1)8:00时,植物进行光合作

14、用,NADPH是光反应的产物,参与暗反应,故NADPH消耗的场所为叶绿体基质,夏季晴朗的白天16:00后,太阳慢慢偏西,光照强度减弱,限制了植物光合作用。(2)由图中曲线的变化趋势可知,阴叶胞间CO2浓度与净光合速率呈负相关,原因是叶片光合作用从胞间吸收CO2,净光合速率较低时,固定的CO2较少,胞间CO2浓度较高;净光合速率较高时,固定的CO2较多,胞间CO2浓度较低,阳叶和阴叶部位的光照强度和温度等有差异,阳叶出现明显的光合午休现象,而阴叶却没有,表明叶片光合午休由环境因素引起。(3)据图中数据,光合午休时,胞间CO2浓度比较高,图示实验结果不支持光合午休的原因是此时气温高,蒸腾作用强,气

15、孔大量关闭,胞间CO2浓度比较高。-26-必备知识核心素养关键能力光合作用与细胞呼吸的关系 1.光合作用与有氧呼吸过程的区别 链接高考还原C3 O2H2O -27-必备知识核心素养关键能力链接高考ATP -28-必备知识核心素养关键能力2.光合作用与有氧呼吸的联系 链接高考ATP 线粒体-29-必备知识核心素养关键能力(1)物质方面 (2)能量方面 链接高考ATP中活跃的化学能热能CO2 H2O -30-必备知识核心素养关键能力正误判断(1)某一光照强度下,检测到新鲜叶片与外界气体的净交换为零,则可判断出此叶片没有进行光合作用。()(2)夏季连续阴天,大棚中白天适当增加光照,夜晚适当降低温度,

16、可提高作物产量。()(3)光合作用和细胞呼吸均能产生H,二者还原的物质不同。()(4)在光合作用的相关实验中,可以通过测定绿色植物在光照条件下CO2的吸收量、O2释放量以及有机物的积累量来体现植物实际光合作用的强度。()链接高考 -31-必备知识核心素养关键能力探究光合作用与细胞呼吸相关曲线分析(科学思维)图13是光合作用、细胞呼吸相关曲线图,据图分析下列问题。链接高考-32-必备知识核心素养关键能力(1)图1中,交点D对应E,此时净光合量为,植物生长最快的点是。 (2)图2中,a、b间的差值(a-b)为,交点F的含义是光合强度 呼吸强度,相对于图1中的。 (3)图3中,曲线c表示,与图2中曲

17、线a表示含义(填“相同”或“不相同”)。交点G的含义是=呼吸强度,此点植物(填“能”或“不能”)生长。 链接高考0 B净光合强度或干物质量=(等于)D点和E点净光合强度不相同净光合强度能-33-必备知识核心素养关键能力考向1光合作用与细胞呼吸的关系 1.(2019广东惠州三调)如图表示水稻一个成熟叶肉细胞代谢的某些过程(图中数字代表物质,a、b代表细胞器)。下列有关分析和判断,错误的是()链接高考-34-必备知识核心素养关键能力A.在生物界中,有a的细胞一定有b,而有b的细胞却不一定有aB.b中没有分解葡萄糖的酶C.在b内膜上分布有ATP合成酶,而在a的基质中没有ATP合成酶D.此细胞可作为观

18、察DNA和RNA在细胞中的分布的实验材料链接高考 答案:D 解析:该细胞含有叶绿体,影响观察DNA和RNA在细胞中的分布。-35-必备知识核心素养关键能力考向2光合作用与细胞呼吸曲线中“关键点”移动方向的分析2.(2019福建三明质检)科研人员在最适温度和某一光照强度下,测得甲、乙两种植物的光合速率随环境中CO2浓度的变化曲线,结果如图。相关叙述正确的是()链接高考-36-必备知识核心素养关键能力A.根据甲、乙两曲线均可看出高浓度的CO2会抑制光合作用的进行B.当CO2吸收量为C时,植物甲与植物乙合成有机物的量相等C.A点时植物甲细胞内产生ATP的细胞器有线粒体和叶绿体D.若适当增大光照强度D

19、点将向右移动审题指导分析题图:当CO2浓度为0时,植物不能进行光合作用,只能进行呼吸作用,甲植物的呼吸作用强度比乙植物的大。在一定CO2浓度范围内,甲植物随着CO2浓度升高,光合作用强度增大,在CO2浓度达到D点时,CO2浓度继续升高,甲植物的光合作用强度不再随之增大,D点为二氧化碳的饱和点。环境中CO2浓度升高到一定程度后,植物乙的CO2吸收量降低幅度大,可见植物乙比植物甲对CO2浓度更敏感。链接高考-37-必备知识核心素养关键能力链接高考答案:D解析:CO2是光合作用的原料,从甲曲线不能看出高浓度的CO2会抑制光合作用的进行,A项错误;当CO2吸收量为C时,由于甲比乙的呼吸作用强度大,因此

20、,植物甲比植物乙合成的有机物的量大,B项错误;A点时,植物甲细胞只进行呼吸作用,产生ATP的细胞器只有线粒体,C项错误;若适当增大光照强度,则光反应强度增大,暗反应强度也会随之增大,因此暗反应消耗的CO2增多,D点将向右移动,D项正确。-38-必备知识核心素养关键能力科学思维3个关键点的移动规律如图所示,A、B、D依次表示“光为0”点、光补偿点与光饱和点,其移动规律归纳如右。(1)细胞呼吸加强时,其O2吸收量或CO2释放量均增加(离O点越远),图示A点下移,反之,细胞呼吸减弱时,O2吸收量或CO2释放量均减小(离O点越近),图示A点上移。(2)若改变的条件有利于光合作用时,补偿点应左移(靠O点

21、越近),即B点左移,而光饱和点(D点)应右移(曲线图上C点向右上移)。链接高考-39-必备知识核心素养关键能力(3)若改变的条件不利于光合作用(如缺Mg2+,温度变得不适宜等)时,光补偿点(即B点)应右移,光饱和点(D)应左移(曲线图上即C点向左下移)。链接高考-40-必备知识核心素养关键能力考向3光合作用和细胞呼吸的日变化曲线分析3.(2019福建龙岩质检)下图是夏季晴朗的白天,某种绿色植物叶片光合作用强度变化的曲线图。下列分析错误的是() A.AB段升高的主要原因是光照增强,气温上升B.BC段下降的主要原因是温度过高,酶失活C.CD段升高的主要原因是CO2吸收量增加D.DE段下降的主要原因

22、是光照减弱,气温下降链接高考 答案解析解析关闭植物在夏季晴朗的白天中午时因光照强度过大,叶片的气孔关闭,出现“午休现象”。AB段时间处于上午的6时10时,光照强度增大,气温上升,光合作用增强,A项正确;BC段光合作用强度下降因接近中午,光照过强,部分气孔关闭,出现“午休现象”,吸收的CO2逐渐减少,光合作用减慢,B项错误;CD段时间过了正中午,气孔开放,吸收的CO2逐渐增加,光合作用增强,C项正确;DE段时间是下午,光照强度减弱,光合作用减弱,D项正确。 答案解析关闭B-41-必备知识核心素养关键能力4.(2019湖北武汉训练)研究发现,四倍体草莓叶绿素含量比二倍体草莓高。下图表示夏季晴天二倍

23、体和四倍体草莓叶片净光合速率的日变化。下列分析错误的是()链接高考-42-必备知识核心素养关键能力A.四倍体草莓可由二倍体幼苗经秋水仙素处理得到,其体细胞都含有4个染色体组B.四倍体草莓比二倍体草莓的净光合速率高,其原因可能是光合作用的光反应较强C.在13:00时,两者都出现光合“午休”,要弄清原因,还要研究两者气孔开放的程度D.在17:0019:00之间,两者净光合速率都出现明显下降,其原因是光照强度降低审题指导分析题图:影响光合作用的环境因素主要有光照强度、温度和二氧化碳浓度等。图中自变量是时间和草莓的类型,因变量是净光合速率,由图可知在9:00后四倍体草莓的净光合速率大于二倍体的,且二者

24、的变化趋势相同。链接高考-43-必备知识核心素养关键能力链接高考答案:A解析:图中自变量是时间和草莓的类型,因变量是净光合速率,图示表明在9:00后四倍体草莓的净光合速率大于二倍体的,且二者的变化趋势相同。四倍体草莓可由二倍体幼苗经秋水仙素处理得到,其体细胞不一定都含有4个染色体组,如花粉细胞,A项错误;由于四倍体草莓叶绿素含量高,更有利于光能的吸收,光反应加强,因此光合速率更高,B项正确;在13:00时,两者都出现光合“午休”,要弄清原因,还要研究两者气孔开放的程度,C项正确;在17:0019:00之间,两者净光合速率都出现明显下降,其原因是光照强度降低,D项正确。-44-必备知识核心素养关

25、键能力社会责任社会责任提高大棚内农作物产量的途径 链接高考-45-必备知识核心素养关键能力链接高考1.(2018全国)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。 -46-必备知识核心素养关键能力链接高考 答案:(1)甲(2)甲光照强度

26、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 解析:(1)根据曲线的走势以及曲线的起点可知,甲的细胞呼吸速率大于乙。光照强度大于a时,甲的净光合速率大于乙,所以甲的实际光合速率也远大于乙,所以甲对光能的利用率要高于乙。(2)当种植密度过高时,单株获取的光能减少,光照强度降低同等程度的情况下,对甲植株单株的影响要大于乙植株,所以,如果种植密度过大,净光合速率下降幅度较大的是甲植物。(3)无论是光补偿点还是光饱和点,甲都高于乙,所以乙更适合在光照强度较低的林下种植。(4)夏日晴天中午12:00气温太高,叶片

27、的大多数气孔关闭,导致外界的CO2不能通过气孔进入叶片,从而导致光合速率明显下降。-47-必备知识核心素养关键能力链接高考2.(2018全国)为了研究某种树木树冠上下层叶片光合作用的特性,某同学选取来自树冠不同层的A、B两种叶片,分别测定其净光合速率,结果如图所示,据图回答问题。-48-必备知识核心素养关键能力链接高考(1)从图可知,A叶片是树冠(填“上层”或“下层”)的叶片,判断依据是 。 (2)光照强度达到一定数值时,A叶片的净光合速率开始下降,但测得放氧速率不变,则净光合速率降低的主要原因是光合作用的反应受到抑制。 (3)若要比较A、B两种新鲜叶片中叶绿素的含量,在提取叶绿素的过程中,常

28、用的有机溶剂是。 答案:(1)下层A叶片的净光合速率达到最大时所需光照强度低于B叶片(2)暗(3)无水乙醇-49-必备知识核心素养关键能力链接高考解析:(1)据图可知,相同光照强度下,两种叶片净光合速率有所不同,且A叶片达到净光合速率最大值时的光照强度小于B叶片达到净光合速率最大值时的光照强度,所以A叶片是树冠下层的叶片。(2)光照强度达到一定数值时,A叶片的净光合速率开始下降,但测得放氧速率不变,说明光合作用的光反应不变,光反应产生的ATP和NADPH不变,A叶片净光合作用速率下降的原因是暗反应受到抑制。(3)绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中,所以常用无水乙醇提取绿叶中的叶绿素。-5

29、0-必备知识核心素养关键能力链接高考3.(2017全国)植物的CO2补偿点是指由于CO2的限制,光合速率与呼吸速率相等时环境中的CO2浓度。已知甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物的。回答下列问题。(1)将正常生长的甲、乙两种植物放置在同一密闭小室中,适宜条件下照光培养。培养后发现两种植物的光合速率都降低,原因是 。 甲种植物净光合速率为0时,乙种植物净光合速率(填“大于0”“等于0”或“小于0”)。 (2)若将甲种植物密闭在无O2、但其他条件适宜的小室中,照光培养一段时间后,发现植物的有氧呼吸增加,原因是 。 -51-必备知识核心素养关键能力链接高考 答案:(1)植物在光下光合作用吸收CO2的量大于呼吸作用释放CO2的量,使密闭小室中CO2浓度降低,光合速率也随之降低大于0(2)甲种植物在光下光合作用释放的O2使密闭小室中O2增加,而O2与有机物分解产生的NADH发生作用形成水是有氧呼吸的一个环节,所以当O2增多时,有氧呼吸会增加 解析:植物在适宜光照条件下,光合作用强度大于细胞呼吸强度,会使容器内CO2的浓度降低。CO2是植物光合作用的原料,其浓度降低会使光合速率也降低。O2浓度增大,则有氧呼吸强度增大。由于甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物的,故甲种植物净光合速率为0时,所对应的CO2浓度大于乙种植物的CO2补偿点,此时乙种植物净光合速率大于0。