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第23课时 光合作用的影响因素和原理的应用[目标导读] 1.通过探究光照强弱对光合作用强度的影响实验，学会研究光合作用影响因素的方法。
2.联系日常生活实际，思考影响光合作用的环境因素以及光合作用原理的实践应用。
3.阅读教材，了解化能合成作用。
[重难点击] 影响光合作用的环境因素以及光合作用原理的实践应用。
一 探究光照强弱对光合作用强度的影响多种环境因素对光合作用有着重要的影响，其中光照的影响最为重要。
1.光合作用强度的表示方法⎩⎪⎨⎪⎧ 单位时间内光合作用产生的有机物的量单位时间内光合作用吸收CO 2的量单位时间内光合作用放出O 2的量2.探究光照强弱对光合作用强度的影响(1)实验原理：抽去小圆形叶片中的气体后，叶片在水中下沉，光照下叶片进行光合作用产生氧气，充满细胞间隙，叶片又会上浮。
光合作用越强，单位时间内小圆形叶片上浮的数量越多。
(2)实验流程打出小圆形叶片(30片)：用打孔器在生长旺盛的绿叶上打出(直径＝1cm)↓抽出叶片内气体：用注射器(内有清水、小圆形叶片)抽出叶片内气体(O 2)等↓小圆形叶片沉水底：将抽出内部气体的小圆形叶片放入黑暗处盛有清水↓的烧杯中，小圆形叶片全部沉到水底强、中、弱三种光照处理：取3只小烧杯，分别倒入20mL 富含CO 2的清水，各放入10片小圆形叶片，用强、中、弱三种光照分别照射↓ 观察并记录同一时间段内各实验装置中小圆形叶片浮起的数量 (3)实验现象与结果分析：光照越强，烧杯内小圆形叶片浮起的数量越多，说明在一定范围内，随着光照强度的不断增强，光合作用强度不断增强。
3.结合细胞呼吸，人们用下面的曲线来表示光照强度和光合作用强度之间的关系，请分析：(1)说出各点代表的生物学意义①A点：光照强度为零，只进行细胞呼吸。
②B点：光合作用强度等于呼吸作用强度，为光补偿点。
③C点：是光合作用达到最大值时所需要的最小光照强度，即光饱和点。
(2)说出各线段代表的生物学意义①OA段：呼吸作用强度。
2020-2021学年生物新教材人教版必修第一册学案：第5章第4节第三课时光合作用原理的应用含解析第4节第三课时光合作用原理的应用知识点一光合作用的影响因素1．下图是夏季晴朗的白天某种绿色植物叶片光合作用强度的曲线图，下列叙述错误的是（)A．AB段光照强度增大导致光合作用强度逐渐增强B．与B点相比，C点因气孔关闭，光合作用强度较弱C．DE段光照强度减小导致光合作用强度逐渐减弱D．据图可知，随光照强度增大，光合作用强度逐渐增强答案D解析夏季晴朗的白天7点以后光照强度逐渐增强，AB段光合作用强度逐渐增强，A正确；中午12点左右,为了降低蒸腾作用，气孔部分关闭,CO2供应减少，所以C点光合作用强度较B点弱,B 正确;下午14点以后光照逐渐减弱,DE段光合作用强度逐渐减弱，C正确；由图可知，12点左右光照强度大,但光合作用强度减弱，D错误。
2。
如图表示蓝细菌光合作用与光照强度的关系。
下列表述正确的是()A．a点时，蓝细菌细胞只进行呼吸作用，其场所是细胞质基质和线粒体B．b点时，光合速率等于呼吸速率C．当光照强度为X时,细胞中产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体D．限制a、b、c点光合速率的主要因素都是光照强度答案B解析a点时，光照强度为0，蓝细菌细胞只进行呼吸作用，蓝细菌细胞呼吸作用的场所是细胞膜和细胞质，A错误；b点时，蓝细菌细胞既不吸收CO2,也不释放CO2，此时光合速率等于呼吸速率,B正确；蓝细菌是原核生物，无线粒体和叶绿体，C错误；图中c点后，限制光合速率的主要因素不再是光照强度，D错误。
3．科学家研究CO2浓度、光照强度和温度对同一植物光合作用强度的影响，得到实验结果如图。
请据图判断下列叙述不正确的是（）A．光照强度为a时，造成曲线Ⅱ和Ⅲ光合作用强度差异的原因是CO2浓度不同B．光照强度为b时,造成曲线Ⅰ和Ⅱ光合作用强度差异的原因是温度的不同C．光照强度为a~b时，曲线Ⅰ、Ⅱ光合作用强度随光照强度升高而升高D．光照强度为a～c时，曲线Ⅰ、Ⅲ光合作用强度随光照强度升高而升高答案D解析光照强度为a时，影响曲线Ⅱ、Ⅲ光合作用强度的温度、光照强度相同，而CO2浓度不同，A正确；光照强度为b时，影响曲线Ⅰ、Ⅱ光合作用强度的CO2浓度和光照强度相同,而温度不同，B正确；在光照强度为a～b时，曲线Ⅰ、Ⅱ都未达到光饱和点，光合作用强度随光照强度增强而升高，C正确；在光照强度为a时,曲线Ⅲ已达到光饱和点,在光照强度为a~c时，随光照强度增强，曲线Ⅲ光合作用强度不再增加，D错误。
光合作用的原理与应用光合作用是自然界中最为重要的生命现象之一，其是绿色植物和光合细菌等生物能够利用太阳光能将二氧化碳和水合成有机物的过程，也是生态环境中碳循环和氧气的来源。
光合作用的原理与应用具有重要的科学意义和实践价值，是现代生物学和农业生产、环境保护等领域中的重要研究方向。
一、光合作用的化学反应光合作用由光能转化为化学能，是利用物质的化学反应产生的。
其基本化学反应如下：6CO2 + 6H2O --> C6H12O6 + 6O2该反应表明，通过光合作用，二氧化碳和水可以合成葡萄糖和氧气，其中光合反应主要包括光能和化学反应两个方面。
光反应是指根据光能的不同波长和强度，可以通过光合作用系统中的叶绿素和色素分子将光能吸收并从线形电子传递体系中传递出来。
随后，电子经过传递、合成和分解等过程，最终合成ATP和NADPH。
在接下来的碳反应中，ATP和NADPH被用来将化学能转化为有机物，并释放出氧气。
二、光合作用的影响因素光合作用是生物体能源来源的重要途径，但是其速度和效率受到多种环境因素的影响。
其中，光照强度、温度、水分等是影响光合作用速率和产量的重要因素。
1. 光照强度植物的光合作用速率随着光照强度的增大而增大，在一定范围内，速率随着光照强度的提高呈现递增趋势。
因此，在大部分的绿色植物和光合细菌中，光合作用在环境光照强度较高、较为明亮的地方发生较多。
2. 温度温度也是光合作用速度和产量的重要因素。
当环境温度较低（低于植物的最低温度）或较高（高于植物的最适温度）时，光合作用速率都会降低。
因此，当考虑到光合作用的产量或效率时，应注意环境温度和其他因素的影响。
3. 水分尽管水分对于植物的生存和产生影响，但是在影响光合作用方面其并不是很明显。
不过，当环境水分非常缺乏时，植物的生长和光合作用的速率都会下降。
三、光合作用的应用光合作用具有广泛的应用领域，其中包括农业生产、能源开发、环境保护等多个方面。
1. 农业生产光合作用是农业生产中最为重要的生理生化过程之一，在植物的生长过程中发挥着重要的作用。
光合作用原理的应用（答案在最后）[学习目标] 1.设计并实施实验，探究环境因素对光合作用强度的影响。
2.关注光合作用原理的应用。
1．光合作用的强度(1)概念：简单地说，就是指植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。
(2)意义：直接关系农作物的产量，研究影响光合作用强度的环境因素很有现实意义。
2．探究光照强度对光合作用强度的影响的实验3．影响光合作用强度的环境因素(1)确定依据：根据光合作用的反应式可以知道，光合作用的原料——水、CO2，动力——光能，都是影响光合作用强度的因素。
因此，只要影响到原料、能量的供应，都可能是影响光合作用强度的因素。
(2)举例分析：环境中CO2浓度，叶片气孔开闭情况，都会因影响CO2的供应量而影响光合作用的进行。
叶绿体是光合作用的场所，影响叶绿体的形成和结构的因素，如无机营养、病虫害，也会影响光合作用强度。
此外，光合作用需要众多的酶参与，因此影响酶活性的因素(如温度)，也是影响因子。
4．化能合成作用(1)概念：利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物的合成作用。
(2)实例 硝化细菌⎩⎪⎨⎪⎧ 能量来源：将氨氧化成硝酸释放的能量反应物：水和二氧化碳产物：糖类判断正误(1)植物的光合作用和细胞呼吸总是同时进行( )(2)能进行光合作用的生物是自养生物( )(3)自养生物都是利用光能把无机物转变成有机物( )答案 (1)× (2)√ (3)×解析 (1)植物细胞在黑暗条件下只能进行细胞呼吸，不能进行光合作用。
(3)自养生物可以是光能自养，也可能是化能自养，都能把无机物转变成有机物。
任务：探究光照强度对光合作用强度的影响1．本实验的自变量是什么？如何控制？提示 自变量是光照强弱。
通过调节光源与实验装置的距离来控制。
2．本实验的因变量是什么？检测指标是什么？提示 因变量是光合作用强度。
检测指标是相同时间内圆形小叶片浮起的数量。
3．水中圆形小叶片在强、中、弱不同光照条件下，分别呈现上浮、沉到水底的状况，原因及叶肉细胞的气体交换图分析如下：(1)在黑暗情况下，植物叶片只进行细胞呼吸，吸收氧气，产生的二氧化碳较易溶于水，所以叶片沉到水底。
3.5.1 光合作用—光合作用原理、意义和应用一、单选题1．下图是光合作用的反应式，a、b代表两种不同的物质。
下列说法错误的是（）A．a是二氧化碳，是光合作用的原料B．叶绿体是植物进行光合作用的场所C．植物的所有细胞都可以进行光合作用D．光合作用将光能转变成b中储存的能量【答案】C【分析】绿色植物通过叶绿体利用光能把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物，并且释放出氧气的过程，叫做光合作用。
其中，a表示二氧化碳，b表示有机物。
【详解】A．光合作用的原料是二氧化碳和水；场所是叶绿体；条件是光；产物是有机物和氧。
所以，可a 表示二氧化碳，二氧化碳和水都是光合作用的原料，A正确。
B．叶绿体是光合作用的场所，把光能转化为化学能贮存在有机物中，是绿色植物细胞特有的一种能量转换器，B正确。
C．叶绿体只存在植物的绿色部分，如根尖细胞无叶绿体，不能进行光合作用，C错误。
D．光合作用的实质是制造有机物，储存能量，将无机物转化成有机物，将光能转变成化学能，储存在b有机物中，D正确。
故选C。
2．如图是绿色植物光合作用示意图，下列叙述错误的是（）A．光合作用必须在光下才能进行B．绿色植物叶片中的水主要由根尖的伸长区从土壤中吸收的C．①代表二氧化碳，②代表氧气D．绿色植物的光合作用对于维持生物圈中的碳-氧平衡有重要作用【答案】B【分析】绿色植物利用光能，通过叶绿体，把二氧化碳和水转化成贮存着能量的有机物（主要是淀粉），并释放氧气的过程。
【详解】A．光合作用的概念是：绿色植物利用光能，通过叶绿体，把二氧化碳和水转化成贮存着能量的有机物（主要是淀粉），并释放氧气的过程。
由此可知，光合作用是通过叶绿体来完成的，叶绿体是光合作用的场所；光合作用的必要条件是光，因此，光合作用必须有光才能完成其过程，A正确。
B．绿色植物需要的水分是通过根从土壤中吸收的，根吸水的主要区域是根尖的成熟区，B错误。
C．通过光合作用的概念可以看出绿色植物进行光合作用吸收二氧化碳，释放氧气，所以①代表二氧化碳，②代表氧气，C正确。
影响光合作用的因素及曲线分析Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】【一】影响光合作用的环境因素及其在生产上的应用1．单因子因素(1)光照强度①原理分析：光照强度影响光合速率的原理是通过影响光反应阶段，制约ATP和[H]的产生，进而制约暗反应阶段。
②图像分析：A点时只进行细胞呼吸；AB段随着光照强度的增强，光合作用强度也增强，但是仍然小于细胞呼吸强度；B点时代谢特点为光合作用强度等于细胞呼吸强度；BC段随着光照强度的增强，光合作用强度也不断增强；C点对应的光照强度为光饱和点，限制C点的环境因素可能有温度或二氧化碳浓度等。
③应用分析：欲使植物正常生长，则必须使光照强度大于B点对应的光照强度；适当提高光照强度可增加大棚作物产量。
(2)光照面积①图像分析：OA段表明随叶面积的不断增大，光合作用实际量不断增大，A点为光合作用面积的饱和点。
随叶面积的增大，光合作用强度不再增加，原因是有很多叶被遮挡，光照不足。
OB段表明干物质量随光合作用增加而增加，而由于A点以后光合作用强度不再增加，但叶片随叶面积的不断增加，呼吸量(OC段)不断增加，所以干物质积累量不断降低(BC段)。
②应用分析：适当间苗、修剪，合理施肥、浇水，避免徒长。
封行过早，使中下层叶子所受的光照往往在光补偿点以下，白白消耗有机物，造成不必要的浪费。
(3)CO2浓度①原理分析：CO2浓度影响光合作用的原理是通过影响暗反应阶段，制约C3生成。
②图像分析：图1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2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应用分析：大气中的CO2浓度处于OA′段时，植物无法进行光合作用；在农业生产中可通过“正其行，通其风”和增施农家肥等措施增加CO2浓度，提高光合作用速率。
第7课时 光合作用的影响因素及其应用 课标要求 探究光照强度、CO 2浓度等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。
考点一 探究光照强度对光合作用强度的影响1．实验原理：叶片含有气体，上浮――→抽气叶片下沉――――→光合作用产生O 2充满细胞间隙，叶片上浮。
2．实验变量分析(1)自变量的设置：光照强度是自变量，通过调整台灯与烧杯之间的距离来调节光照强度的大小。
(2)因变量是光合作用强度，可通过观测单位时间内被抽去空气的圆形小叶片上浮的数量或者是浮起相同数量的叶片所用的时间长短来衡量光合作用的强弱。
3．实验流程4．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。
5．注意事项(1)叶片上浮的原因是光合作用产生的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。
(2)打孔时要避开大的叶脉，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NaHCO3溶液中。
考向光合作用影响因素的实验探究1．如图表示测定金鱼藻光合作用强度的密闭实验装置，氧气传感器可监测O2量的变化。
已知光饱和点是指植物光合速率达到最大时的最小光照强度。
下列叙述错误的是()A．NaHCO3溶液可以为金鱼藻光合作用提供CO2B．单色光照射时，相同光照强度下一定时间内用红光比用绿光测到的O2量多C．氧气传感器测到的O2量就是金鱼藻光合作用产生的O2量D．拆去滤光片，改变光照强度，并将所得数据绘制成曲线可推知其光饱和点答案 C解析氧气传感器测到的O2量就是金鱼藻净光合作用产生的O2量，即总光合作用产生的O2量与呼吸作用消耗的O2量的差值，C错误。
2．(2022·辽阳高三期末)某实验小组为验证KHCO3对某植物幼苗光合作用的影响，进行了甲、乙两组不同处理的实验，甲组用差速离心法制备叶绿体悬液进行实验，乙组将等量植物幼苗叶片切割成1 mm2的叶小片进行实验，然后在适宜光照、20 ℃恒温条件下用氧电极测量这两组植物的O2释放速率，结果如图所示。
【一】影响光合作用的环境因素及其在生产上的应用1．单因子因素(1)光照强度①原理分析：光照强度影响光合速率的原理是通过影响光反应阶段，制约ATP和[H]的产生，进而制约暗反应阶段。
②图像分析：A点时只进行细胞呼吸；AB段随着光照强度的增强，光合作用强度也增强，但是仍然小于细胞呼吸强度；B点时代谢特点为光合作用强度等于细胞呼吸强度；BC 段随着光照强度的增强，光合作用强度也不断增强；C点对应的光照强度为光饱和点，限制C点的环境因素可能有温度或二氧化碳浓度等。
③应用分析：欲使植物正常生长，则必须使光照强度大于B点对应的光照强度；适当提高光照强度可增加大棚作物产量。
(2)光照面积①图像分析：OA段表明随叶面积的不断增大，光合作用实际量不断增大，A点为光合作用面积的饱和点。
随叶面积的增大，光合作用强度不再增加，原因是有很多叶被遮挡，光照不足。
OB段表明干物质量随光合作用增加而增加，而由于A点以后光合作用强度不再增加，但叶片随叶面积的不断增加，呼吸量(OC段)不断增加，所以干物质积累量不断降低(BC段)。
②应用分析：适当间苗、修剪，合理施肥、浇水，避免徒长。
封行过早，使中下层叶子所受的光照往往在光补偿点以下，白白消耗有机物，造成不必要的浪费。
(3)CO2浓度①原理分析：CO2浓度影响光合作用的原理是通过影响暗反应阶段，制约C3生成。
②图像分析：图1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2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应用分析：大气中的CO2浓度处于OA′段时，植物无法进行光合作用；在农业生产中可通过“正其行，通其风”和增施农家肥等措施增加CO2浓度，提高光合作用速率。
(4)温度①原理分析：是通过影响酶活性进而影响光合作用。
②图像分析：低温导致酶的活性降低，引起植物的光合作用速率降低，在一定范围内随着温度的升高酶活性升高进而引起光合速率也增强；温度过高会引起酶活性降低，植物光合速率降低。
光合作用和细胞呼吸的影响因素及应用1．影响细胞呼吸曲线分析(1)甲图：温度通过影响与细胞呼吸有关酶的活性来影响呼吸速率。
(2)乙图：①O2浓度＝0时，只进行无氧呼吸。
②0<O2浓度<10%时，同时进行有氧呼吸和无氧呼吸。
随O2浓度增大，无氧呼吸逐渐被抑制，有氧呼吸不断加强。
③O2浓度≥10%时，只进行有氧呼吸。
④O2浓度＝5%时，有机物消耗最少。
(3)丙图：自由水含量较高时呼吸作用旺盛。
(4)丁图：CO2是细胞呼吸的产物，对细胞呼吸具有抑制作用。
2．影响光合作用的因素影响因素原理图像图像解读光照强度影响光反应阶段ATP、[H]的产生P点的限制因素①外因：温度、CO2浓度等②内因：色素含量、酶的数量和活性、C5的含量等CO2浓度影响暗反应阶段C3的生成P点的限制因素①外因：温度、光照强度等②内因：酶的数量和活性、色素含量、C5的含量等温度通过影响酶的活性来影响光合作用P点对应的温度为进行光合作用的最适温度(1)曲线中特殊点含义分析①A点：只进行细胞呼吸。
AB段：光合速率小于呼吸速率。
B点以后：光合速率大于呼吸速率。
②B点：光补偿点(光合速率等于呼吸速率时的光照强度)，细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用。
③C点：光饱和点(光合速率达到最大时的最低光照强度)，继续增加光照强度，光合作用强度不再增加。
④D点的含义：光照强度为C时该植物吸收CO2的速率。
(2)曲线中的“关键点”移动①细胞呼吸对应点(图中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光补偿点(图中B点)的移动细胞呼吸速率提高，其他条件不变时，光补偿点右移，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，光补偿点右移，反之左移。
③光饱和点(图中C点)和D点的移动：其他相关条件的改变(如增大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。
1．在光照较强的夏季中午，绿色植物的光合作用强度会降低，原因是什么？提示：夏季中午，光照过强、温度过高，导致气孔部分关闭，叶肉细胞吸收CO2减少，C3生成减少，故光合作用强度会降低。
光合作用影响因素(一)内部因素1．阳生植物与阴生植物的光能利用能力由图示看出，阴生植物光补偿点与光饱和点均小于阳生植物，即b＜b′，c ＜c′。
因此当图中光照大于c点所对应的强度时提高光照强度对阳生植物更有利。
2.同一植物的不同生长发育阶段曲线分析：在外界条件相同的情况下，光合作用速率由弱到强依次是幼苗期、营养生长期、开花期。
应用：根据植物在不同生长发育阶段光合作用速率不同，适时、适量地提供水肥及其他环境条件，以使植物茁壮成长。
3．自身叶面积指数、叶片生长状况对光能利用能力曲线乙分析：随幼叶发育为壮叶，叶面积增大，叶绿体不断增多，叶绿素含量不断增加，光合速率增大；老叶内叶绿素被破坏，光合速率随之下降。
由甲图知，无论是栽培农作物，还是植树、养花，种植的密度都应当合理。
由乙图知，农作物、果树管理后期适当摘除老叶残叶及茎叶，降低细胞呼吸消耗有机物。
二）外部因素1．光对光合作用的影响(1)光照强度：①原理：影响光反应阶段，制约ATP 及[H]的产生，进而制约暗反应。
②曲线分析：在一定范围内，植物的光合作用强度随着光照强度的增加而增加，但光照强度达到一定时，光合作用的强度不再随着光照强度的增加而增加(如右图)。
其中A 代表呼吸速率，B 为光补偿点，C 为光饱和点； O －B ：光合<呼吸，B 点之后光合>呼吸；O －C ：限制光合作用强度主要因素是光强， C 点之后限制光合作用强度可能是温度、CO 2浓度(外因)，色素含量或叶绿体数目(内因)。
C 点时总光合速率等 ＝ 净光合速率 ＋ 呼吸速率 ＝ 6。
③生产实践中的应用：a ．在光下欲使植物生长，必须使光照强度大于光补偿点B ；b ．阴生植物的光补偿点和光饱和点比较低，因此种植阴生植物应避免过强光照；c ．可以适当提高光照强度(比如温室大棚用无色透明玻璃)进而提高作物产量。
光补偿点与光饱和点的移动规律①规律⎩⎪⎪⎨⎪⎪⎧ 光合作用强度增强：补偿点向左移，饱和点 向右移动光合作用强度减弱：补偿点向右移，饱和点 向左移光补偿点光饱和点提高CO2浓度左移右移降低CO2浓度右移左移土壤缺Mg2＋右移左移(2)光照时间：光照时间长，光合作用时间长，有利于植物的生长发育。
第5章细胞的能量供应和利用第4节第3课时光合作用的影响因素和原理的应用一、影响光合作用的环境因素（1）光：在一定范围内，光照强度逐渐增强光合作用中光反应强度也随着加强；但光照增强到一定程度时，光合作用强度就不再增加。
另外光的波长也影响光合作用的速率，通常在红光下光合作用最快，蓝紫光次之，绿光最慢。
在生产上的应用：延长光合作用时间：通过轮种，延长全年内单位土地面积上绿色植物进行光合作用的时间，是合理利用光能的一项重要措施。
增加光合作用面积：合理密植是增加光合作用面积的一项重要措施。
植物在进行光合作用的同时也在进行呼吸作用：光补偿点:当植物在某一光照强度条件下，进行光合作用所吸收的CO2与该温度条件下植物进行呼吸作用所释放的CO2量达到平衡时的光照强度，这时光合作用强度主要是受光反应产物的限制。
光饱和点：当光照强度增加到一定强度后，植物的光合作用强度不再增加或增加很少时的光照强度，此时的光合作用强度是受暗反应系统中酶的活性和CO2浓度的限制。
一般阳生植物的光补偿点和光饱和点比阴生植物高。
总光合作用：指植物在光照下制造的有机物的总量(吸收的CO2总量)。
净光合作用：指在光照下制造的有机物总量(或吸收的CO2总量)中扣除掉在这一段时间中植物进行呼吸作用所消耗的有机物(或释放的CO2)后，净增的有机物的量。
（2）CO2：CO2是植物进行光合作用的原料，只有当环境中的CO2达到一定浓度时，植物才能进行光合作用。
大气中二氧化碳的含量是0.03%，如果浓度提高到0.1%，产量可提高一倍左右。
浓度提高到一定程度后，产量不再提高。
如果二氧化碳浓度降低到0.005%，光合作用就不能正常进行。
植物能够进行光合作用的最低CO2浓度称为CO2的补偿点，即在此CO2浓度条件下，植物通过光合作用吸收的CO2与植物呼吸作用释放的CO2相等。
一般来说，在一定的范围内，植物光合作用的强度随CO2浓度的增加而增加，但达到一定浓度后，光合作用强度就不再增加或增加很少，这时的CO2浓度称为CO2的饱和点。
第23课时 光合作用的影响因素和原理的应用[目标导读] 1.通过探究光照强弱对光合作用强度的影响实验，学会研究光合作用影响因素的方法。
2.联系日常生活实际，思考影响光合作用的环境因素以及光合作用原理的实践应用。
3.阅读教材，了解化能合成作用。
[重难点击] 影响光合作用的环境因素以及光合作用原理的实践应用。
一 探究光照强弱对光合作用强度的影响多种环境因素对光合作用有着重要的影响，其中光照的影响最为重要。
1.光合作用强度的表示方法⎩⎪⎨⎪⎧ 单位时间内光合作用产生的有机物的量单位时间内光合作用吸收CO 2的量单位时间内光合作用放出O 2的量2.探究光照强弱对光合作用强度的影响(1)实验原理：抽去小圆形叶片中的气体后，叶片在水中下沉，光照下叶片进行光合作用产生氧气，充满细胞间隙，叶片又会上浮。
光合作用越强，单位时间内小圆形叶片上浮的数量越多。
(2)实验流程打出小圆形叶片(30片)：用打孔器在生长旺盛的绿叶上打出(直径＝1 cm)↓抽出叶片内气体：用注射器(内有清水、小圆形叶片)抽出叶片内气体(O 2)等↓小圆形叶片沉水底：将抽出内部气体的小圆形叶片放入黑暗处盛有清水↓ 的烧杯中，小圆形叶片全部沉到水底强、中、弱三种光照处理：取3只小烧杯，分别倒入20 mL 富含CO 2的清水，各放入10片小圆形叶片，用强、中、弱三种光照分别照射↓观察并记录同一时间段内各实验装置中小圆形叶片浮起的数量(3)实验现象与结果分析：光照越强，烧杯内小圆形叶片浮起的数量越多，说明在一定范围内，随着光照强度的不断增强，光合作用强度不断增强。
3.结合细胞呼吸，人们用下面的曲线来表示光照强度和光合作用强度之间的关系，请分析：(1)说出各点代表的生物学意义①A点：光照强度为零，只进行细胞呼吸。
②B点：光合作用强度等于呼吸作用强度，为光补偿点。
③C点：是光合作用达到最大值时所需要的最小光照强度，即光饱和点。
(2)说出各线段代表的生物学意义①OA段：呼吸作用强度。
②AB段：随光照增强，光合作用增强，但仍比呼吸作用弱。
③BD段：光合作用强度继续随光照强度的增强而增加，而且光合作用强度大于呼吸作用。
④DE段：光合作用强度达到饱和，不再随光照强度的增强而增加。
归纳提炼1.除了光照强度对光合作用有一定影响外，光谱成分也对光合作用强度有影响。
红光和蓝紫光有利于光合作用，绿光不适合光合作用。
太阳光中各种色光均衡，对植物最有利。
2.光合作用速率或称光合作用强度，是指一定量的植物(如一定的叶面积)在单位时间内进行光合作用生成有机物的量(通常用释放多少O2或消耗多少CO2来表示)。
包括表观光合作用速率和真正光合作用速率，它们和光照强度的关系如下图：活学活用1.通过实验测得一片叶子在不同光照强度下CO2吸收和释放的情况如图1所示。
图2所示细胞发生的情况与图1曲线中AB段(不包括A、B两点)相符的一项是( )问题导析(1)图1中A点细胞只进行细胞呼吸，与图2中的B图相对应。
(2)AB段呼吸作用强度大于光合作用强度，线粒体产生的二氧化碳除了供给叶绿体利用外，还有部分释放到细胞外，对应图2中的A图。
(3)B点表示光补偿点，光合作用强度和呼吸作用强度相等，线粒体产生的二氧化碳恰好供给叶绿体利用，对应图2中的C图。
(4)C点光合作用强度大于呼吸作用强度，对应图2中的D图。
答案A解析图中AB段光合作用强度小于呼吸作用强度，呼吸作用产生的CO2除进行光合作用，还有部分排出。
二其他环境因素对光合作用强度的影响、光合作用原理的应用1.除光照外，其他环境因素也会影响光合作用(1)温度：温度通过影响酶的活性来影响光合作用强度，据此请在坐标系中画出温度和光合作用强度的关系曲线(一般植物的适宜温度在35 ℃左右)。
答案如图所示(2)二氧化碳浓度在一定范围内，植物光合速率随CO2浓度的增大而增加；但达到一定浓度时，再增加CO2浓度，光合速率也不再增加。
(3)矿质元素：缺少N会影响酶的合成，缺少P会影响ATP的合成；缺少Mg会影响叶绿素的合成。
小贴士内部因素对光合作用也有着重要的影响，主要包括色素的种类和含量、酶的数量、C5的含量等。
如叶龄对叶片光合能力的影响就是内部因素综合作用的结果。
(4)多因素对光合速率的影响①图甲中，当光照强度低于P点时，三条曲线重合，说明此时限制光合速率的因素是光照强度；当光照强度高于Q点时，此时限制光合速率的因素主要是温度。
②综合上述坐标曲线可知：P点之前时，限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因素，随其不断加强，光合速率不断提高。
当到Q点之后时，要想提高光合速率，可采取适当提高除横坐标之外的其他因素。
2.将下列生产实例和利用的光合作用原理连接起来3.化能合成作用(1)自养生物和异养生物①自养生物：绿色植物等能将二氧化碳和水等无机物合成糖类等有机物的生物称为自养生物。
②异养生物：人、动物、真菌和大多数的细菌，只能利用现成的有机物来维持自身的生命活动，属于异养生物。
(2)化能合成作用①自然界中少数种类的细菌，能够利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物，这种合成作用叫做化能合成作用，这些细菌也属于自养生物。
②实例：硝化细菌硝化细菌能利用氨氧化成亚硝酸，进而将亚硝酸氧化成硝酸过程中释放出的化学能，将二氧化碳和水合成为糖类，这些糖类可供硝化细菌维持自身的生命活动。
归纳提炼影响光合作用的因素⎩⎪⎨⎪⎧ 内部因素环境因素⎩⎪⎨⎪⎧ 光照二氧化碳浓度温度水、矿质元素 活学活用 2.一般来说，光照增强，光合作用增强。
但在夏天光照最强的中午，光合作用反而下降。
其原因是( )A.蒸腾作用太强，体内水分不足B.酶的活性降低C.气孔关闭，氧释放不出，抑制光反应D.气孔关闭，CO2不足问题导析光照增强→蒸腾作用随之增强→水分散失加快→为防止植物体萎蔫，气孔关闭→CO2进入叶肉细胞减少→影响了暗反应。
答案D解析光照增强，蒸腾作用随之增强，从而避免叶片被灼伤，但炎热中午光照过强时，为了防止植物体内水分过度散失，造成萎蔫、干枯，通常植物进行适应性调节，气孔关闭(此时水分主要通过叶表面表皮细胞直接蒸发散失，降低叶表面温度)。
虽然光反应产生了足够的[H]和ATP，但因气孔关闭，CO2进入叶肉细胞叶绿体中的分子数减少，影响了暗反应中糖类的产生。
当堂检测1.将叶面积相等的甲、乙两种植物的叶片分别放置在相同的、温度适宜且恒定的密闭小室中，给予充足的光照，下列有关说法正确的是( )A.甲、乙两叶片的光合作用强度一定相同B.甲、乙两叶片的光合作用强度都将逐渐下降C.若实验一段时间后，甲叶片所在小室中的CO2浓度较乙低，则甲叶片的呼吸强度一定比乙低D.若实验一段时间后，甲叶片所在小室中的CO2浓度较乙低，则甲固定CO2的能力较乙低答案B解析在密闭小室中，由于光合作用的进行，CO2浓度降低，光合作用强度逐渐下降。
2.硝化细菌的同化作用与绿色植物的主要区别在于( )A.利用的原料不同B.合成的产物不同C.利用的能源不同D.产生的ATP不同答案C解析光合作用和化能合成作用均能将CO2和H2O合成为储存着能量的有机物，但两者的能量来源不同：光合作用利用光能，硝化细菌利用化学能。
3.番茄幼苗在缺镁的培养液中培养一段时间后，与对照组相比，其叶片光合作用强度下降，原因是( )A.光反应强度升高，暗反应强度降低B.光反应强度降低，暗反应强度降低C.光反应强度不变，暗反应强度降低D.光反应强度降低，暗反应强度不变答案B解析镁是叶绿素的组成成分，缺镁会导致叶绿素缺少而使光反应强度降低，进而因[H]和ATP合成不足而使暗反应强度降低。
4.如图为光合作用强度与光照强度之间关系的曲线，光照强度在n点时，限制光合作用强度进一步升高的主要因素是( )①光照强度②CO2浓度③温度④O2浓度A.②③B.③④C.①②D.②④答案A解析光合作用受光照、温度、CO2浓度和无机盐等因素影响。
n点时，随着光照强度增加，光合作用强度不再增加，说明光照强度不是限制因素。
5.“茶宜高山之阴，而喜日阳之早”，安徽盛产茶叶，科技人员为提高茶叶品质和产量，对茶树进行了如图所示的有关研究。
请据图回答下列问题：(1)植物的光合速率受光照强度、CO2浓度和温度等因素的影响，其中光照强度直接影响光合作用的________________过程，CO2浓度直接影响光合作用的__________________过程。
(2)如图所示，从8：00开始到10：00左右，净光合速率不断升高并出现第一个高峰。
影响的主要环境因素是光照强度逐渐增加、____________、__________________等。
(3)中午时分，光合速率下降，出现光合“午休”现象。
从图中的曲线分析，主要原因是气温升高，植物为减少水分散失，气孔部分关闭，导致_____________________________。
(4)至下午15：00左右，净光合速率回升出现第二个高峰，但峰值较低，限制的主要因素可能是气温过高，呼吸作用增强，光照减弱以及_______________________________等。
(5)某兴趣小组的同学查资料得知茶树喜阴湿环境，他们设想，如在茶园空隙处间行种植一些高秆作物如玉米等，不仅可以增加经济收入，还可能有效缓解茶树的光合“午休”现象。
他们欲利用学校的一块正方形茶园进行探究，请完善以下实验：①将该茶园均分为东、西两块，分别标为A组、B组，其中B组为实验组，A组为对照组。
②________________________________________________________________________，对两组进行相同的栽培管理。
③在玉米生长的不同时期，分别测量A、B两组茶树的________________和胞间CO2浓度。
④如果____________________________________________________________________，则说明他们的设想是正确的，原因可能是间作玉米能提高____________________，降低光照强度和局部温度，提高茶叶的胞间CO2浓度等。
答案(1)光反应暗反应(2)气温回升CO2浓度适宜(3)胞间CO2浓度降低(4)胞间CO2浓度较低(5)②A组不处理，B组间行种植适量的玉米③净光合速率④B组的净光合速率和胞间CO2浓度高于A组环境的空气湿度解析(1)光合作用中，光照强度直接影响光合作用的光反应过程，CO2浓度直接影响光合作用的暗反应过程。
(2)影响光合作用的外界因素有光照强度、CO2浓度和温度等。
(3)炎热夏季中午，气温升高，植物为减少水分散失，气孔部分关闭，导致胞间CO2浓度降低，光合速率下降，这就是植物的光合“午休”现象。
