第6課時光合作用的影響因素及其應用

【課標要求】探究光照強度、Co2濃度等對光合作用強度的影響；關注光合作用與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及

生活的聯(lián)系。

考點一探究環(huán)境因素對光合作用強度的影響

■歸納夯實必備知識

1.光合作用強度

(1)概念：植物在單位時間內(nèi)通過光合作用制造糖類的數(shù)量。

(2)表示方法：用一定時間內(nèi)原料消耗或產(chǎn)物生成的數(shù)量來定量表示。

2.探究光照強度對光合作用強度的影響

(1)實驗原理：抽去圓形小葉片中的氣體后，葉片在水中下沉,光照下葉片進行光合作用產(chǎn)生

氧氣,充滿細胞間隙，葉片又會上浮。光合作用越強，單位時間內(nèi)圓形小葉片上浮的數(shù)量越多。

(2)實驗中變量分析

自變量不同光照強度

控制自變量調(diào)節(jié)光源與燒杯的距離進行麗~

因變量光合作用強度一

檢測因變量同一時間段內(nèi)葉片浮起數(shù)量一

對無關變量進行控制葉片大小、溶液的量等保持一支~

(3)實驗流程

取材一排氣一沉水一分組f光照一觀察并記錄。

(4)實驗結(jié)果：在一定范圍內(nèi)，臺燈與小燒杯的距離越近，單位時間內(nèi)浮起的圓形小葉片也越多。

(5)實驗結(jié)論：在一定范圍內(nèi)，隨著光照強度不斷增強，光合作用強度也增強(單位時間內(nèi)圓形

小葉片中產(chǎn)生的。2越多，浮起的圓形小葉片也越多)。

(6)注意事項

①打孔時要避開大的葉脈,因為其中沒有葉綠體，而且會延長圓形小葉片上浮的時間，影響

實驗結(jié)果的準確性。

②為確保溶液中CO2含量充足，圓形小葉片可以放入NaHCo3溶液中。

3.影響光合作用強度的因素

(1)影響光合作用強度的內(nèi)部因素：色素的含量、鱉的含量和活性、葉齡等。

(2)影響光合作用強度的環(huán)境因素：光照強度、二氧化碳濃度、溫度、水分等。只要影響到原

科：（Co2、水）、能量的供應（動力一光能）,都可能是影響光合作用強度的因素。

■拓展提升科學思維

1.在教材“探究環(huán)境因素對光合作用強度的影響”實驗中，葉片上浮的原因是什么？

提示葉片光合作用產(chǎn)生的02大于有氧呼吸消耗的02,會釋放02,使葉肉細胞間隙充滿了

氣體，浮力增大，葉片上浮。

2.在“探究光照強度對光合作用強度的影響實驗”中，若改用普通燈泡（鋁絲）作為光源，應

注意什么，怎樣改進？

提示若改用普通燈泡作為光源應注意燈泡發(fā)熱造成的溫度變化對實驗的影響，應在燈泡和

光源之間加一玻璃水柱進行隔溫處理。

■突破強化關鍵能力

1.某生物興趣小組將一枝伊樂藻浸在加有適宜培養(yǎng)液的大試管中，以LED燈作為光源，移

動LED燈調(diào)節(jié)其與大試管的距離，分別在10℃、20℃和30°C下進行實驗，觀察并記錄單

位時間內(nèi)不同距離下枝條產(chǎn)生的氣泡數(shù)目，結(jié)果如圖所示。下列相關敘述不正確的是（）

15459()距離/cm

A.該實驗研究的是光照強度和溫度對光合速率的影響

B.A點和C點的限制因素分別為溫度和光照強度

C.B點條件下伊樂藻能進行光合作用

D.若在缺鎂的培養(yǎng)液中進行此實驗，則8點向右移動

答案D

解析若培養(yǎng)液中缺鎂，葉綠素合成受阻，光合速率減弱，而呼吸速率不變，需要增大光照

強度來增大光合速率，使光合速率等于呼吸速率，即8點向左移動，D錯誤。

2.如圖為“探究影響植物光合速率的因素”實驗裝置圖，下列關于該圖的說法正確的是

（）

A.用盛水玻璃柱吸收燈光熱量是使光均勻照射水藻

B.向光源方向移動試管，試管內(nèi)的水溫不會有顯著變化

C.該實驗裝置測出的植物光合速率為總光合速率

D.改變盛水玻璃柱與燈的距離可以用來探究光照強度對光合作用的影響

答案B

解析用盛水玻璃柱吸收燈光熱量是避免其對試管內(nèi)水溫的影響，A錯誤；向光源方向移動

試管，由于盛水玻璃柱吸收燈光熱量，所以試管內(nèi)的水溫不會有顯著變化，B正確；該實驗

裝置測出的植物光合速率為凈光合速率，C錯誤；改變試管與燈的距離可以用來探究光照強

度對光合作用的影響，D錯誤。

考點二光合作用的影響因素及其應用

■歸納夯實必備知識

1.外部環(huán)境因素

(1)光照強度

①原理：光照強度通過影響植物的光反應進而影響光合速率。光照強度增加，光反應速度加

快，產(chǎn)生的NADPH和ATP增多，使暗反應中C3還原過程加快，從而使光合作用產(chǎn)物增加。

②曲線分析

?

?

w

補

o'點

u/

.C光飽和點

。B

?R光照強度

A

?在黑暗中細胞呼破所釋放

微

Z的COz的量

o

u

.

項目生理過程氣體交換生理狀態(tài)模型

-

CO2

只進行呼吸

A點吸收。2、釋放C02ARI

作用Uy謂?

<_______>

___________^O2

呼吸作用大

AB段吸收。2、釋放C02

壬光合作用

呼吸作用等

B點不與外界進行氣體交換

壬光合作用

YCoW

O

B點以呼吸作用小

吸收CO2、釋放02

后王光合作用

③應用：溫室生產(chǎn)中，適當增強光照強度,以提高光合速率，使作物增產(chǎn)；陰生植物的光補

償點和光飽和點都較陽生植物低，間作套種農(nóng)作物，可合理利用光能。

(2)CO2濃度

①原理：CO2影響喑反應階段，制約盤的形成。

②曲線分析

圖1中區(qū)點表示Co2補償點，即光合速率等于呼吸速率時的CO2濃度，圖2中A'點表示進

行光合作用所需Co,的最低濃度。B點和B'點都表示C02飽和點。

③應用：在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上可以通過“正其行，通其風”、增施農(nóng)家肥等增大Cch濃度,提高光

合速率。

⑶溫度

①原理：溫度通過影響酶的活性影響光合作用。

②曲線分析

AB段在B點之前，隨著溫度升高，光合速率增大

B點酶的最適溫度，光合速率最大

BC段隨著溫度升高，酶的活性下降，光合速率減小，50°C左右光合速率幾乎為零

③應用：溫室栽培植物時，白天調(diào)到光合作用最適溫度，以提高光合速率；晚上適當降低溫

室內(nèi)溫度，以降低細胞呼吸速率，保證植物有機物的積累。

(4)水分

①原理：水既是光合作用的原料，又是體內(nèi)各種化學反應的介質(zhì)，如植物缺水導致萎蕉，使

光合速率下降。另外，水分還能影響氣孔的開閉，間接影響C02進入植物體內(nèi)。

②曲線分析

圖1表明在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，可根據(jù)作物的需水規(guī)律，合理灌溉。圖2曲線中間E處光合作用強

度暫時降低，是因為溫度高，蒸騰作用過強，部分氣孔關閉，影響了CO2的供應。

(5)礦質(zhì)元素

①原理：N、Mg、Fe等是葉綠素合成的必需元素，若這些元素缺乏，會影響葉綠素的合成,

從而影響光合作用。

②應用：在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，根據(jù)植物的需肥規(guī)律，適時、適量地增施肥料，可以提高作物的光

合作用效率。

2.內(nèi)部因素

(1)植物自身的遺傳特性，如植物品種不同，以陰生植物、陽生植物為例

光合速率/陽生植物曲線補償點AMA

而L飽和點BMB

百陰生植物≡

0光照強雇

7?座里間作套種

(2)植物葉片的葉齡、葉綠素含量及酶

OA段，隨葉齡增大，葉

面積增大，色素含量增

多,晦的含量和活性增

.曲線分析大，光合速率加快

-A點之后，隨葉齡增大,

色素、酶含量減少，酶適

堆減弱，光合速率減慢

I適時摘除老葉

⑶植物葉面積指數(shù)

在一定范圍內(nèi)，隨葉面積指

數(shù)不斷增大，光合作用實際

量不斷增加，超過一定范圍

物質(zhì)量總光合量后，光合作用強度不再增加

］應用一

呼吸量1

適當修苗，合理施肥、澆水，

干物質(zhì)量

避免枝葉徒長，封行過早。

0葉面積指數(shù)

溫室栽培植物時，可通過

合理密植來增加光合作用

面積

3.多因子變量對光合速率的影響

3(高光照強度

2(中光照強度

1(低光照強度

O

AB光照強度ABCo，濃度

tt

甲自變量1乙自變量1

自變量2:溫度自變量2:光照強度

高CO2濃度

中COZ濃度

低COz濃度

光照強度

丙自變量I

自變量2:Co2濃度

【提醒】A點之前：限制光合速率的因素應為橫坐標所表示的因子，依次為光照強度、CO2

濃度和光照強度；B點之后：橫坐標所表示的因子不再是影響光合速率的主要因素。

■拓展

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的一些栽培措施可以影響作物的光合作用等生理活動，也可以影響環(huán)境。如

中耕是指作物生長期中，在植株之間去除雜草并進行松土的一項栽培措施。輪作是指在同一

塊田地上有順序地在季節(jié)間和年度間輪換種植不同作物的種植方式。間作套種是指在同一土

地上按照不同比例種植不同種類農(nóng)作物的種植方式。

1.中耕松土能促進植物生長的原因是什么？

提示（1）減少雜草與農(nóng)作物對水分、礦質(zhì)元素和光的競爭。（2）增加土壤氧氣含量，促進根系

的細胞呼吸，進而促進根細胞對無機鹽的吸收。

2.缺磷影響光合作用的原因是什么？

提示缺磷植株照光后葉片中ATP和NADPH的含量明顯下降，暗反應速率隨之降低，從而

使光合作用受到影響。

3.輪作的好處有哪些？

提示防止土康養(yǎng)分失衡。

4.玉米和大豆的根系深淺不同，植株高矮不同。玉米間作套種大豆可充分利用哪些資源提高

農(nóng)作物產(chǎn)量？

提示不同層次土壤內(nèi)的水分、養(yǎng)分（無機鹽）、光能、空間等。

■突破強化關鍵能力

3.農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的一些栽培措施可以影響作物的生理活動，促進作物的生長發(fā)育，達到增加產(chǎn)

量等目的。請分析下列操作正確的是（）

A.礦質(zhì)元素只有溶解在水中才能被作物根系吸收，體現(xiàn)了水的流動性

B.給農(nóng)田施加尿素的主要目的是利于植物合成糖類、脂肪等化合物

C.向農(nóng)田中施加農(nóng)家肥，不僅可為植物的光合作用提供CO2,還可為植物的生長提供一定

的無機鹽

D.在酸化土壤中，無機鹽多以離子形式存在，有利于農(nóng)作物的生長和發(fā)育

答案C

解析農(nóng)田施肥的同時，往往需要適當澆水，此時澆水的主要原因是肥料中的礦質(zhì)元素只有

溶解在水中才能被作物根系吸收，體現(xiàn)了水的功能之一水是良好的溶劑，A錯誤；給農(nóng)田施

加尿素的主要目的是利于植物合成蛋白質(zhì)、核酸、ATP等含氮化合物，糖類和脂肪元素組成

都是C、H、0,不含N,B錯誤；向農(nóng)田中施加農(nóng)家肥，農(nóng)家肥中的有機物可被土壤微生物

分解成二氧化碳和無機鹽，故其不僅可以為植物的光合作用提供Cθ2,還可以為植物的生長

提供一定的無機鹽，C正確；酸化土壤會影響植物根細胞的代謝活動，不利于農(nóng)作物的生長

發(fā)育，D錯誤。

4.（2023?河南新鄉(xiāng)高三模擬）圖1表示玉米光合作用和有氧呼吸過程中的部分物質(zhì)變化，圖2

表示玉米在充足CO2、不同溫度和不同光照強度下的光合速率。下列相關敘述正確的是（）

X25

15

?光照強度

圖2

A.圖1中，在生物膜上進行的過程有①②③，⑤過程需要消耗ATP

B.圖1中，若葉肉細胞內(nèi)②過程與④過程的速率相等，則玉米植株可正常生長

C.圖2中，P點對應的光照強度下，限制玉米光合速率的主要環(huán)境因素是CCh濃度

D.圖2中，若環(huán)境中CCh濃度降低，則曲線上的Q點將向左下方移動

答案D

解析圖1中①表示水的光解，發(fā)生在類囊體薄膜上，②表示細胞呼吸第一階段，發(fā)生在細

胞質(zhì)基質(zhì)，③表示有氧呼吸或者無氧呼吸的第二階段，發(fā)生在線粒體基質(zhì)或者細胞質(zhì)基質(zhì)，

因此在生物膜上進行的過程有①，⑤表示二氧化碳的固定，該過程不需要消耗ATP,A錯誤；

玉米細胞中有的能進行光合作用，有的不能，因此圖1中，若葉肉細胞內(nèi)②過程（可代表呼吸

速率）與④過程（可代表光合速率）的速率相等，玉米的光合速率應該是小于呼吸速率，因此玉

米植株不能正常生長，B錯誤；據(jù)題意可知，該圖是在C02充足的條件下測得的，P點對應

的光照強度下，限制玉米光合速率的主要環(huán)境因素不是CCh濃度，而是溫度，C錯誤；圖2

中，若環(huán)境中CCh濃度降低，光合作用強度下降，利用的光照強度降低，因此曲線上的Q點

將向左下方移動。

【核心歸納】關于環(huán)境因素影響光合速率的兩點提醒

當溫度改變時，不管是光反應還是暗反應都會受影響，但

溫度改變對光合作用的影響主要是影響暗反應，因為參與暗反應的酶的種類和數(shù)量比

參與光反應的多

CO2濃度很低時，光合作用不能進行，但CO2濃度過高時，

CO2濃度對光合作用的影響

會抑制植物的細胞呼吸，進而影響光合作用

重溫高考真題演練

1.（2022?湖南，13改編）在夏季晴朗無云的白天，10時左右某植物光合作用強度達到峰值，

12時左右光合作用強度明顯減弱。光合作用強度減弱的原因不可能是（）

A.葉片蒸騰作用強，失水過多使氣孔部分關閉，進入體內(nèi)的CCh量減少

B.光合酶活性降低，呼吸酶不受影響，呼吸釋放的CCh量大于光合固定的CCh量

C.葉綠體類囊體薄膜上的部分光合色素被光破壞，吸收和傳遞光能的效率降低

D.光反應產(chǎn)物積累，產(chǎn)生反饋抑制，葉片轉(zhuǎn)化光能的能力下降

答案B

解析夏季中午葉片蒸騰作用強，失水過多使氣孔部分關閉，進入體內(nèi)的CCh量減少，暗反

應減慢，光合作用強度明顯減弱；夏季中午氣溫過高，導致光合酶活性降低，呼吸酶不受影

響（呼吸酶最適溫度高于光合酶），光合作用強度減弱，但此時光合作用強度仍然大于呼吸作

用強度，即呼吸釋放的CO2量小于光合固定的CO2量；夏季中午葉片蒸騰作用強，失水過多

使氣孔部分關閉，進入體內(nèi)的CO2量減少，暗反應減慢，導致光反應產(chǎn)物積累，產(chǎn)生反饋抑

制，使葉片轉(zhuǎn)化光能的能力下降，光合作用強度明顯減弱。

2.（2018?江蘇，18）下圖為某一植物在不同實驗條件下測得的凈光合速率，下列假設條件中能

使圖中結(jié)果成立的是（）

a

4

?甲

M一

3

要乙

)

.

施2

型

如

冬1

更

0

-I.

度

較低溫

乙表示

溫度，

示較高

，甲表

濃度

CO2

標是

橫坐

A.

度

h濃

低CC

示較

乙表

度，

02濃

較高C

表示

，甲

溫度

標是

橫坐

B.

度

較低溫

乙表示

度，

較高溫

甲表示

長，

光波

標是

橫坐

C.

度

2濃

低CO

示較

乙表

度，

O2濃

較高C

表示

，甲

強度

光照

標是

橫坐

D.

D

答案

時對應

率最大

光合速

由于凈

定，但

趨于穩(wěn)

增大后

率先

合速

凈光

大，

度的增

O2濃

隨著C

解析

在CCh

確定

無法

所以

降，

將下

率都

合速

凈光

度，

此溫

高于

于或

，低

適溫度

即最

度，

個溫

著一

適溫

于最

，高