2024届全国新高考生物冲刺热点复习：光合作用的影响因素及应用

22024届全国新高考生物冲刺热点复习光合作用的影响因素及应用提高光能利用率」影响光合作用的外界因素冬必需矿质元素供应提高光能利用率」影响光合作用的外界因素冬必需矿质元素供应，延长光合作用时间，提高复种指数，改一年一季为一年多季"「合理密植，1增加光合作用面积，I套种(不同时播种)、间作(同时播种)•」温度--------------「因地制宜：控制光照强弱.<-----------------i光质影响：阻生遭物概a蝴阴生撞物独阻给蓝紫光照，蛋白质和脂类多“红光照，糖类增多，增加二氧化碳供应/通风透光，增施农家肥；人工增CO：(温室)—K：糖类的合成和运输3Mg：叶绿素的成分3711.影响光合作用强度的因素及应用(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、阳生植物为例福福A应用厂补偿点AZ<A匚饱和点BZ<B11.影响光合作用强度的因素及应用曲线分析应用(曲线分析应用(1)内部因素②植物叶片的叶龄叶绿素含量、酶的活性和数量、有机物的输出情况、气孔导度等光合速率解读A叶龄0A段，随叶龄增大，叶面积增大，色素含量增多，酶的含量和适匡增大，光合速率加快A点之后，随叶龄增大，色素、酶含量减少，酶适性减弱，光合速率减慢适时摘除老叶11.影响光合作用强度的因素及应用(1)内部因素②有机物的输出情况、气孔导度、RuBP含量等生产实践中，可适时喷施植物激素中的脱落酸起到调节气孔开度的作用叶片的有机物输出越多快，其光合速率越快。若将一株植物的果实去除，则去除的果实越多，其光合速率就越慢，两片相邻的叶片，若一片遮光，则另一片叶子的光合速率会增强。11.影响光合作用强度的因素及应用(1)内部因素(1)内部因素③植物叶面积指数物质量总光合量呼吸量干物质量°叶面积指数在一定范围内，随叶面积不断增大，光合作用实际量不断增加，超过一定范围后，光合作用强度不再增加:I应用:'适当修苗，合理施肥、浇水，、避免枝叶徒长，封行过早。温室栽培植物时，可通过合理密植来增加光合作用面积,光(强度、光质)CO,光(强度、光质)CO?浓度外因K温度酶的种类、数量1.影响光合作用强度的因素及应用、水分矿质元素，内因:叶，内因:叶面指数(疏密)RuBP含量等22.光合作用强度光合作用强度: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)来衡量。CO?量.产生。2量、制造有机物量来衡量。②测定方法：一般能测定净光合速率。所以可以推导出：真正的光合作用速率=净光合作用速率+呼吸作用速率。①对象①对象:叶绿体:直接总光合。②对象:植株、叶片、细胞：见下表二.光合作用的影响因素及其应用2.光合作用强度 (2)=种速率的表示方法：检测指标co2检测指标co2有机物呼吸速率释放量(黑暗)吸收量(黑暗)消耗量(黑暗)净光合做吸收量释放量积累量真正(总)光合利用量、固定量、消耗量产生量制造量、产生量二.光合作用的影响因素及其应用二.光合作用的影响因素及其应用例3.以测定的CO?吸收量与释放量为指标，研究温度对某绿色植物光合作用与呼吸作用的影响，结果如图所示・正确的是(B)A・两曲线的交点表示光合作用制造的B.光照相同时间，35＜时光合作用制造的有机物的量与30＜时相等C.温度高于25＜时，光合作用制造的积累的有机物的量最多温度coA.A.若图甲代表水稻，图乙代表蓝藻，则图甲的c时与图乙的c时细胞中产生ATP的场所都有细胞质基质、线粒体和叶绿体B.若图甲与图乙为同一植物，则相同温度下，图甲的b相当于图乙的b点C.图甲植物的d时单位时间内细胞从周围环境吸收2个单位的C02D.适当降低环境C02浓度，图乙中b点将向左移动图甲表示植物在不同光照强度下单位时间内C02释放量和。2产生总量的变化。图乙表示植物光合速率与光照强度的关系曲线。假设不同光照强度下细胞呼吸强度相等，下列说法正确的是(C)「光合速率=呼吸速率「光合速率=呼吸速率aT只呼吸不光合1植物释放coB①光照强度二.光合作用的影响因素及其应用2.影响光合作用强度的因素及应用I吸收。2D:D:OO，净光合速率/川乎吸速率光照B光合速率〉呼吸速率其点，植物吸收CO光后〔释放。2速率「光合速率v呼吸速率段〈植物释放CO?〔吸收OM①光照强度【单位:勒克斯(①光照强度【单位:勒克斯(lx)Id二.光合作用的影响因素及其应用吸收O真光合速率co2释放思考1：(植物体)在B点时，那么它的叶肉细胞的光合作用强度Mi呼吸作用强度。(大于、等于、小于)总结：叶绿体吸收C02的速率是总光合速率，叶肉细胞和植物体吸收C02的速率是净光合速率，当植物体的V光合=v呼吸时,则叶肉细胞吸((不定项)如图表示20。(：时玉米CO?吸收量与光照强度的关系，S’、Sb、依次表示有关物质量的相对值，下列说法中正确的是(BCD)AS+Sb+表示光合作用总量B.Sl£表示净光合作用量C.光照强度从B到D点变化过程中,C3相对含量减少D.若提高CO?浓度，则硒左移解题思路：用数学式子表达生物学意思[[2018•高考全国卷工,T30(2)]甲、乙两种植物净光合速率随光照强度的变化趋势如下图所示。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___________________________________________________种植密度过大，植株接受的光照强度减弱，导致甲植株净光合速率下降幅度度比乙大。0光照强度0光照强度遇到阴雨天时给温室补充光照应当给予红光或蓝紫温室大棚一般遇到阴雨天时给温室补充光照应当给予红光或蓝紫温室大棚一般选无色透明塑料薄膜二.光合作用的影响因素及其应用①光照强度【单位:勒克斯(lx)]C.应用❶温室生产中，适当增强垂强』，以提高光合速率，使作物增产；：s<.、/:八”»厂(1)(1)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。(2)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)二.光合作用的影响因素及其应用①光照强度【单位:勒克斯(lx)]C.应用❷阴生植物的光补偿点和光饱和点都较低农业生产上一般」ai』。原因是：作物A作物A光饱和点高且长得高，可利用上层光照进行光合作用；作物C光饱和点低且长得矮，与作物A间作后，能利用下层的弱光进行光合作用。二.光合作用的影响因素及其应用例4.2020,全国1卷(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A和C°选择这两种作物的理由是作物ABCD株局/cm光饱和点/umolm2si原因是原因是：(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。水稻，蘑菇轮作二.光合作用的影响因素及其应用①光照强度【单位:勒克斯(lx)]C.应用❸延长光合作用时间，通过轮作或套作°轮作：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】光照强度,CO光照强度,CO?浓度和温度对光合作用的综合作用光照强度光照强度图中：a.高CO?浓度，b.中CO?浓度，c.低CO?浓度。①高光强，②中光强，③低光强。P点：限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随着因子的不断加强,光合速率不断提1Q点:横坐标所表示的因子不再是影响光合速率的因素，影响因素主要为各曲线所表示的因子。二.光合作用的影响因素及其应用2.影响光合作用强度的因素及应用(3)外部因素：多因子对光合速率的影响及应用二二.光合作用的影响因素及其应用2.影响光合作用强度的因素及应用(4)光合作用产物积累对光合作用强度的影响光合产物(蔗糖)从叶片中输出的速率会影响叶片的光合速率。光合产物积累到一定的水平后会影响光合速率的原因有：①反馈抑制。例如蔗糖的积累会反馈抑制合成蔗糖的磷酸蔗糖合成酶的活性，使细胞质以及叶绿体中磷酸丙糖含量增加，从而影响CO?的固定;②淀粉粒的影响。叶肉细胞中蔗糖的积累会促进叶绿体基质中淀粉的合成与淀粉粒的形成，过多的淀粉粒一方面会压迫与损伤类囊体，另一方面,由于淀粉粒对光有遮挡，从而直接阻碍光合膜对光的吸收。二二.光合作用的影响因素及其应用例7.(答题规范，培优4)入侵植物A给许多地区带来了较大危害，使用除草剂对其进行防治的同时，难免会影响本地植物的生长。为此，研究人员研究了低浓度除草剂处理前后植物A和本地植物B的光合特性，结果如下图。□答下列问题：米帅米帅E<D实验组二二.光合作用的影响因素及其应用(4)结合图中数据分析，施用低浓度的除草剂是否能达到有效防治植物A入侵的的，并阐述理由：还能______________________施用低浓度的除草剂后，植物A和植物B的净光合速率均下降，但植物A的净光合速率依旧大于植物B,所以不能起到有效防治入侵物种的目的16米处E米处E<D―|光照 植物B对照组强度(klx)填空默写：填空默写：2.农田施肥的同时，往往需要适当浇水，此时浇水的原因是施肥时，肥料中的矿质元素只有溶解在水中，以离子形式存在，才能被作物根系吸收二.光合作用的影响因素及其应用1°P1°PQ~~'°Q'°P0~光照强度光照强度温度图1图2图3二.光合作用的影响因素及其应用3.请分析下图中限制P点和Q点光合速率的因素下述图1、2、3中的曲线分析：P点时，限制光合速率的主要因素应为横坐标所表示的因子，随着该因子的不断加强，光合速率不断提高。当达到Q点时，横坐标所表示的因子不再是影响光合速率的因素，要想提高光合速率，可采取适当提高0示中的其他因子的方法。光合速率光合速率f光合速率图中：a.高CO?浓度，b.中CO?浓度，c.低CO2浓度。①高光强，②中光强，③低光强。22.自然环境与密闭环境中一昼夜内光合速率曲线的比较虽虽高点外点I与始、&冷6校必植株生长必植株未生长些植株呈项生长此段下降缘于气孔部分笑闭，co,或收疯少-/自然环境中此段千阵扯于光照殊度减弱:密团环虎中，一：A'FH~~x:、24h密闭环境中'、最依点二。二。植物、C4植物和CAM植物自然界中的绿色植物根据光合作用暗反应过程中CO?的固定途径不同可以分为C3、C4和CAM三种类型。LC3途径：也称卡尔文循环，整个循环由RuBP(C5)与CO?的竣化开始到RuBP(C5)再生结束，在叶绿体基质中进行，可合成蔗糖、淀粉等多种有机物。常见C3植物有大麦、小麦、大豆、菜豆、水稻、马铃薯等。2《4途径：研究玉米的叶片结构发现，玉米的维管束鞘细胞和叶肉细胞紧密排列(如图1)。叶肉细胞中的叶绿体有A皮类囊体能进行光反应，同时，C02被整合到C4维管束鞘细胞化合物中，随后C4化合物进入维管束鞘细胞，维管束鞘细胞中没有完整的叶绿体，在维管叶肉细胞二二心植物、C4植物和CAM植物束鞘细胞中，C4化合物释放出的CO?参与卡尔文循环，进而生成有机物(如图2)。PEP竣化酶被形象地称为“C02泵”，它提高了C4植物固定C02的能力，使C4植物比C3植物具有较强光合作用(特别是在高温、光照强烈、干旱条件下)能力，并且无光合午休现象。常见C4植物有玉米、甘蔗、高粱、竟菜等。叶肉细胞的叶绿体维管束鞘细胞的叶绿体CO2CO2--fc4----PEP酶磷酸烯醇式丙酮酸/V(PEP)ADPa+Pi玷*C4-*C°2^2C3NADPHI?5多种酶)一丙酮酸\A.(CH2O)-----ATP途径是碳同化的基本途径，途径是碳同化的基本途径，C4途径和CAM途径都只起固定CO?的作用，最终还是通过C3途径合成有机物。二心植物、C4植物和CAM植物总结：C3植物、C4植物和CAM植物的比较特征与CO2特征与CO2结合的物质CO2固定的最初产物CO2固定的时间光反应的场所卡尔文循环的场所有无光合午休白天叶肉细胞类囊体薄膜叶肉细胞的叶绿体基质有叶肉细胞类囊体薄膜维管束鞘细胞的叶绿体基质无CAM植物草酰乙酸夜晚和白天叶肉细胞类囊体薄膜叶肉细胞的叶绿体基质无D.D.夜间细胞液pH可能会下降二心植物、C4植物和CAM植物例2.百合以气孔白天关闭、夜间开放的特殊方式适应高温干旱环境。下面为百合叶肉细胞内的部分代谢示意图，据图分析错误的是(A)A.图中B物质可能是葡萄糖B.线粒体和细胞质基质均能产生CO?C.PEP、RuBP均能与CO?结合二。二。植物、C4植物和CAM植物(4)图2中，在4点时，A植物的光合速率为Q|imol/(m2-s);在12点时该植物能不能进行光合作用？能o图】景天科植物(1)卡尔文循环中CO?固定的(1)卡尔文循环中CO?固定的酶(Rubisco)具有两面性(或双功能)尸(2)Rubisco即RuBP短化加氧酶INADPH—K/______三.光呼吸2.光呼吸的起因2时，进行短化2时，进行加氧AC2+C3C3进入卡尔文循环AT%[H]Y2+CO2-------------------①高CO2浓度、低。c5+co2氏Q②低C02浓度、高。C5+O2Rubisco光呼吸:C2+O23.卡尔文循环与光呼吸光照强度增强产生的。2增多光呼吸增强高C02加氧IE和ATP(1)如果在较强光下(1)如果在较强光下，光呼吸加强,使得C5氧化分解加强，一部分碳以C02的形式散失,从而减少了光合产物的形成和积累。(2)光呼吸过程中消耗了ATP和还原氢，即造成了能量的损耗。4.光呼吸的危害防止强光对叶绿体的破坏强防止强光对叶绿体的破坏强光时，由于光反应速率大于暗反应速率，因此，叶肉细胞中会积累ATP和还原氢，这些物质积累会产生自由基，尤其是超氧阴离子，这些自由基能损伤叶绿体，而强光下，光呼吸加强，会消耗光反应过程中积累的ATP和还原力，从而减轻对叶绿体的伤害。当然植物体还有很多避免强光下损伤叶绿体的机制。光呼吸算是其中之一。三.光呼吸5.光呼吸的意义三.光呼吸三.光呼吸6.光呼吸与细胞呼吸的比较比较项目光呼吸细胞呼吸底物C?化合物糖类等有机物发生部位叶绿体、线粒体等细胞质基质、线粒体反应条件光照光或暗都可以能量消耗能量产生能量共同点绿色植物中RuBP蔑化酶绿色植物中RuBP蔑化酶(Rubisco)具有双重活性，当㈱将碳水化合物氧化生成CO2和水的一个生化过程，是一个高耗能的反应(如图1所示)。过氧物酶体为单层膜结构，有特定的功能，负责将光合作用的副产物C2(乙醇酸)氧化为乙醛酸和RUBP(C5)光合产物图1光合作用和光呼吸过程jd氧物酶体。2与C5反应.形成。2与C5反应.形成眸2(乙醇酸)中的C原子最终进入线粒体放出C02,完成光呼吸的过程。参与图1光合作用和光呼吸过程(1)据图1中的信息，绿色植物在Ru好催化下叶绿体、线粒体、过氧物酶体光合产物1/3以上要消耗在光呼吸底物上。据上述信息推测，细胞中C02浓度倍增可以使光合产物的积累增加,O研究发现，此过程的细胞器有原囱是高浓度C02可减少Rubisco与。2结合，减少光呼吸⑵水稻、小麦等⑵水稻、小麦等C3植物的光呼吸显著，而高粱、玉米等C4植物的光呼吸消耗有机物很少，C4途经如图2所示。叶肉细胞维管束脚胞与与C3植物相比，C4植物叶肉细胞的细胞质基质具有一种特殊的PEP转化酶，它催化C02和C3反应形成C4(苹果酸)。C4进入维管束鞘细胞，生成C02和C3(丙酮酸),其中的C02参与卡尔文循环，C3(丙酮酸)回到叶肉细胞中，进行循环利用。根据图中信息推测，PEP蔑化酶比Rubisco酶对C02的亲和力更强。叶肉细胞包围E在维管束鞘细胞U!周，形成花环状结构。根据此结构特点，进一步推测C4植物光呼5比C3植物低很多的原因是：C4植物叶肉细胞中高效的PEP梭化酶能够利用极低浓度的C02且花环状的结构使得多个叶肉细胞中的C02富集到一个维管束鞘细胞中，使得维管束鞘细胞C02浓度高,从而使C02在与02竞争Rubisco中有优势，抑制光呼5。二二.光合作用的影响因素及其应用例11.(2021•山东，21)光照条件下，叶肉细胞中。2与CO?竞争性结合C5,。2与C5结合后经一系列反应释放CO?的过程称为光呼吸。向水稻叶面喷施不同浓度的光呼吸抑制剂sobs溶液，相应的光合作用强度和光呼吸强度见下表