全国版版高考生物一轮复习第3单元细胞的能量供应和利用第4讲光合作用Ⅱ学案.docx

全国版版高考生物一轮复习第3单元细胞的能量供应和利用第4讲光合作用Ⅱ学案.docx

《全国版版高考生物一轮复习第3单元细胞的能量供应和利用第4讲光合作用Ⅱ学案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《全国版版高考生物一轮复习第3单元细胞的能量供应和利用第4讲光合作用Ⅱ学案.docx（29页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

全国版版高考生物一轮复习第3单元细胞的能量供应和利用第4讲光合作用Ⅱ学案

第4讲　光合作用（Ⅱ）

考纲要求

全国卷五年考情

影响光合作用速率的环境因素（Ⅱ）

2017·卷ⅠT30,2016·卷ⅠT30,2016·卷ⅡT31

2016·卷ⅢT29,2014·卷ⅡT29,

考点一|影响光合作用的环境因素及应用

（对应学生用书第60页）

[识记—基础梳理]

1．光合作用强度

（1）含义：

植物在单位时间单位面积内，通过光合作用制造糖类的数量。

（2）两种表示方法

①一定时间内原料的消耗量。

②一定时间内产物的生成量。

2．影响光合作用强度的因素

（1）空气中CO2浓度。

（2）土壤中水分的多少，温度的高低。

（3）光照的强弱，光的成分。

1．生长于较弱光照条件下的植物，当提高CO2浓度时，其光合速率未随之增加，主要限制因素是光反应。

（√）

2．延长光照时间能提高光合作用强度。

（×）

【提示】　延长光照时间只能提高光合作用的量，不能提高光合作用强度。

3．植物体从土壤中吸收的水分主要用于光合作用。

（×）

【提示】　植物体从土壤中吸收的水分主要用于蒸腾作用。

4．停止供水，植物光合速率下降，这是由于水是光合作用的原料，又是光合产物在植物体内运输的主要介质。

（√）

5．夏季晴天，植物出现光合“午休”现象的主要原因是环境中CO2浓度过低。

（×）

【提示】　出现光合“午休”现象是因为夏季中午温度高，引起气孔关闭，二氧化碳吸收减少，而不是环境中CO2浓度过低。

[理解—深化探究]

1．说明光照强度、CO2浓度、温度影响光合作用强度的原理。

【提示】　光照强度通过影响植物的光反应，进而影响光合速率；CO2浓度是通过影响暗反应制约光合速率；温度是通过影响酶的活性来影响光合作用。

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。

3．解读光照强度对光合作用强度影响的曲线

A点：

光照强度为0，只进行细胞呼吸；

AB段：

光合作用强度小于细胞呼吸强度；

B点：

光补偿点（光合作用强度与细胞呼吸强度相等时的光照强度）；

BD段：

光合作用强度大于细胞呼吸强度；

C点：

光饱和点（光照强度达到C点后，光合作用强度不再随着光照强度的增大而加强）。

4．解读CO2浓度对光合作用强度影响的曲线

图1中A点表示CO2补偿点，即光合作用速率等于呼吸作用速率时的CO2浓度，图2中A′点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度。

B和B′点都表示CO2饱和点。

5．解读温度对光合作用强度影响的曲线

光合作用是在酶催化下进行的，温度直接影响酶的活性。

一般植物在10～35℃下正常进行光合作用，其中AB段（10～35℃）随温度的升高而逐渐加强，B点（35℃）以上由于光合酶活性下降，光合作用开始下降，50℃左右光合作用停止。

6．解读水影响光合作用的曲线

（1）原理：

水既是光合作用的原料，又是体内各种化学反应的介质，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。

（2）曲线分析

图1　　　　　　　　　　　图2

图1表明在农业生产中，可根据作物的需水规律，合理灌溉。

图2曲线中间E处光合作用强度暂时降低，是因为温度高，气孔关闭，影响了CO2的供应。

7．举例说明光照强度、温度、CO2浓度影响光合速率的应用。

【提示】　

（1）光照强度：

温室生产中，适当增强光照强度，以提高光合速率，使作物增产。

（2）温度：

温室栽培植物时，白天调到光合作用最适温度，以提高光合速率；晚上适当降低温室内温度，以降低细胞呼吸速率，保证植物有机物的积累。

（3）CO2浓度：

大田要“正其行，通其风”，多施有机肥；温室内可适当补充CO2，即适当提高CO2浓度可提高农作物产量。

[运用—考向对练]

考向1　考查环境因素影响光合作用的曲线分析

1．（2018·德州市二模）科研人员利用温室栽培作物进行了探究实验，结果如图所示。

回答下列问题：

（1）本实验的自变量是________________。

由实验结果可知，该作物光合作用相关酶活性的最适温度在__________℃之间。

（2）当CO2浓度低于0.06%时，暗反应中____________的生成速率限制了光合作用速率。

（3）与20℃相比，温度为10℃时，增加CO2浓度对提高光合作用速率的效果________（填“显著”或“不显著”）,原因是________________________。

[解析]　

（1）分析曲线图可知，本实验的自变量是温度和CO2浓度。

由实验结果可知，四种温度相比，30℃比较适宜，因此该作物光合作用相关酶活性的最适温度在20～40℃之间。

（2）当CO2浓度低于0.06%时，二氧化碳浓度是限制光合速率的主要因素，二氧化碳参与光合作用暗反应中二氧化碳的固定并产生三碳化合物，即暗反应中三碳化合物（或C3）的生成速率限制了光合作用速率。

（3）与20℃相比，温度为10℃时，增加CO2浓度对提高光合作用速率的效果不显著，原因是10℃时酶活性低。

[答案]　

（1）温度和CO2浓度　20～40　

（2）三碳化合物（或C3）　（3）不显著　

10℃时酶活性低

2．（2018·青岛市一模）为探究某观赏植物的A、B两个品种在干旱条件下生理活动的变化，研究者在温度适宜的条件下采用控水方法模拟干旱条件进行实验，结果如图。

请回答相关问题：

（1）根据光合作用过程推测，干旱条件下A、B两品种的光饱和点比正常供水条件下________（填“高”或“低”），推测理由是_____________________

________________________________________________________________。

（2）研究发现，该植物的A、B两个品种在干旱条件下能引起植物激素的合成发生变化，进而通过对____________________________进行调节，使植物细胞内与光合作用相关蛋白的含量发生变化，以适应环境的改变。

（3）据图分析，在干旱条件下______________________品种更适于在弱光环境下生存，做出判断的依据是_________________________________________

_______________________________________________________________。

[解析]　

（1）由于干旱条件下气孔开度降低（气孔关闭），CO2吸收减少，暗反应减弱，需要光反应提供的[H]和ATP少，因此较弱的光照即可满足暗反应的需求，因此干旱条件下A、B两品种的光饱和点比正常供水条件下低。

（2）外界因素会引起包括植物激素在内的多种变化，进而对植物基因组的表达进行调节。

（3）据图分析，B品种光补偿点低于A品种，说明该品种在干旱条件下利用弱光的能力更强（4klx至6klxB品种净光合速率较高），在干旱条件下B品种更适于在弱光环境下生存。

[答案]　

（1）低　干旱条件下气孔开度降低（气孔关闭），CO2吸收减少，暗反应减弱，需要光反应提供的[H]和ATP少，因此较弱的光照即可满足暗反应的需求　

（2）（相关）基因的表达（基因组的表达）

（3）B　B品种光补偿点低于A品种，说明该品种在干旱条件下利用弱光的能力更强（4klx至6klxB品种净光合速率较高）

1．当在P点时，限制光合速率的因素应为横坐标表示的因子，随其因子的不断加强，光合速率不断提高。

2．当在Q点时，横坐标所表示的因素不再是影响光合速率的因子，要想提高光合速率，可采取适当提高图示中的其他因子的方法。

考向2　考查环境因素影响光合作用的实验分析

3．（2018·绵阳质检）为了探究不同遮光和温度处理对水稻光合作用的影响，研究小组将生长发育状况一致的A品种水稻均分为6组并置于人工气室中培养。

1组模拟田间环境（对照组），另5组分别如下表处理（实验组），在维持CO2浓度等条件与对照组相同的条件下培养一段时间。

测定各组叶片的净光合速率结果如下：

实验编号

对照组

实验组一

实验组二

实验组三

实验组四

实验组五

实验处理

遮光比例

不遮光

不遮光

遮光30%

遮光30%

遮光50%

遮光50%

温度℃

25

30

25

30

25

30

实验结果

净光合速率/mgCO2·dm－2·h－1

11.25

9.12

24.90

21.50

13.51

10.40

（注：

A品种水稻光合作用的最适温度为25℃，呼吸作用的最适温度为35℃）

回答下列问题：

（1）根据本实验结果，可以推测对水稻光合速率影响较大的环境因素是____________，其依据是_________________________________________。

（2）在实验中，为使实验组三的水稻光合强度升高，可考虑的措施是适当提高________（填“光照强度”、“CO2浓度”或“温度”）。

（3）从细胞代谢角度分析，在遮光比例相同时，温度由25℃升高到30℃时净光合速率降低的原因是________________________。

（4）某小组研究弱光胁迫水稻光合产物向籽粒转运的影响情况，做了如下实验：

在灌浆期，当对照组、实验组二、实验组四的水稻叶片分别固定等量

的14CO2后，在24h内对三组水稻的等量叶片和籽粒进行放射性强度检测，结果发现对照组与实验组二、实验组四相比，叶片放射性强度低、籽粒放射性强度高。

根据这一结果能够得到的初步结论是_____________________。

[解析]　

（1）本实验控制两个自变量，一个是温度，另一个是遮光比例即光照强度，判定哪一因素对水稻的光合作用速率影响较大，应比较相同温度下不同光照强度对水稻光合速率影响的和相同光照强度下不同温度对光合速率影响的大小。

在温度不变的情况下，改变遮光比例净光合速率变化比相同光照下改变温度对水稻的光合速率影响大。

（2）将实验三组和实验一组对照，可以看出增强光照强度不能提高光合速率；将实验三组和实验二组对照，可以看出提高温度不能提高光合速率，因此应提高CO2浓度，才能提高光合速率。

（3）因为A品种水稻光合作用的最适温度为25℃，呼吸作用的最适温度为

35℃，在遮光比例相同时，温度由25℃升高到30℃时，光合速率（强度）减弱，呼吸速率（强度）增强，因此净光合速率降低。

（4）对照组、实验组二、实验组四的温度都是25℃，对照组不遮光，实验组二遮光30%，实验组四遮光50%。

三组水稻片分别固定等量的14CO2后，在24h内对三组水稻的等量叶片和籽粒进行放射性强度检测，结果发现对照组与实验组二、实验四相比，叶片放射性强度低、籽粒放射性强度高，说明弱光（遮光）胁迫水稻光合产物向籽粒的转运减弱。

[答案]　

（1）光照强度　在温度不变的情况下，改变遮光比例净光合速率变化较大　

（2）CO2浓度　（3）光合作用速率（强度）减弱，呼吸作用速率（强度）增强　（4）弱光（遮光）胁迫水稻光合产物向籽粒的转运减弱

　（2018·汕头市一模）水葫芦的学名叫凤眼蓝，在我国南方有广泛分布，是主要的外来入侵种。

有人研究水葫芦的光合作用与水体pH的关系，实验结果如表所示。

pH

黑暗条件下CO2释放

量[umol/（mg·h）]

光照条件下CO2吸收量

[umol/（mg·h）]

5.0

40

100

6.0

45

150

7.0

60

200

8.0

50

180

9.0

40

108

10.0

40

35

（1）当水体中pH为5.0时，水葫芦的呼吸速率是______________umol/（mg·h），光合作用固定CO2的速率为________umol/（mg·h）。

（2）实验条件下，水葫芦生长的最适pH为________，判断的依据是________________________________。

（3）分析表中数据可知，当pH改变时，对水葫芦的____________影响更显著。

若其他条件不变，当pH由9.0增大到10.0时水葫芦的光补偿点最可能____________________（填“左移”、“右移”或“不移动”）。

[解析]　

（1）根据表格中数据，黑暗条件下CO2释放量为呼吸作用速率，光照条件下CO2吸收量为净光合作用速率，则当水体中pH为5.0时，水葫芦的呼吸速率是40umol/（mg·h），光合作用固定CO2的速率为40＋100＝140umol/（mg·h）。

（2）由表可知，光照条件下CO2吸收量在pH为7时吸收量最大，水葫芦光合作用的最适pH值为7.0（7）。

（3）分析表中数据可知，当pH改变时，黑暗条件下CO2释放量变化不大，但光照条件下CO2吸收量变化较大，因此可推测pH对水葫芦的光合作用影响更显著。

若其他条件不变，当pH由9.0增大到10.0时水葫芦的呼吸作用速率不变，但是净光合作用强度减弱，因此可以推导出水葫芦的光补偿点最可能右移。

[答案]　

（1）40　140　

（2）7　光照条件下CO2吸收量在pH为7时吸收量最大　（3）光合作用　右移

考点二|光合作用与细胞呼吸的关系及综合应用

（对应学生用书第62页）

[识记—基础梳理]

1．光合作用与有氧呼吸的区别

光合作用

有氧呼吸

物质变化

无机物

有机物

有机物

无机物

能量变化

光能―→稳定的化学能（储能）

稳定的化学能―→ATP中活跃的化学能、热能（放能）

实质

合成有机物，储存能量

分解有机物、释放能量，供细胞利用

场所

叶绿体

活细胞（主要在线粒体）

条件

只在光下进行

有光、无光都能进行

2．光合作用与有氧呼吸的联系

（1）物质方面

C：

CO2

C6H12O6

丙酮酸

CO2

O：

H2O

O2

H2O

H：

H2O

[H]

C6H12O6

[H]

H2O

（2）能量方面

光能

ATP中活跃化学能

C6H12O6中稳定的化学能

3．光合速率和呼吸速率

（1）净光合速率和总光合速率的关系：

总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。

凡是进行光合作用的植物，同时也在进行着呼吸作用。

在不考虑光照强度对呼吸速率影响的情况下，C点时，OA段代表植物呼吸速率，OD段代表植物净光合速率，OA＋OD表示总光合速率，故总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。

图中B点既不吸收也不释放二氧化碳，表示总光合速率＝呼吸速率，净光合速率为_0_。

在考题中，常需根据图表中的信息找出净光合速率和呼吸速率，进而推出总光合速率。

（2）净光合速率和总光合速率的判定方法：

①若为坐标曲线形式，当光照强度为0时，CO2吸收值为0，则为总光合速率，若是负值则为净光合速率。

②若所给数值为有光条件下绿色植物的测定值，则为净光合速率。

③有机物积累量为净光合速率，制造量为总光合速率。

1．判断正误

（1）在叶肉细胞中，CO2的固定和产生场所分别是类囊体薄膜和线粒体内膜。

（×）

【提示】　CO2固定的场所是叶绿体基质，CO2产生的场所是线粒体基质。

（2）CO2的固定过程发生在叶绿体中，C6H12O6分解成CO2的过程发生在线粒体中。

（×）

【提示】　C6H12O6分解成丙酮酸的过程发生在细胞质基质中，丙酮酸分解成CO2的过程发生在线粒体中。

（3）光合作用过程中光能转变成化学能，细胞呼吸过程中C6H12O6中的化学能转变成ATP中的化学能。

（×）

【提示】　细胞呼吸过程中C6H12O6中的部分化学能转化成了热能。

（4）净光合速率长期为零时会导致幼苗停止生长。

（√）

（5）适宜光照下，植物吸收CO2的总量等于固定的CO2的总量。

（×）

【提示】　适宜光照下，植物固定的CO2总量等于植物吸收CO2的量与细胞呼吸产生CO2的量之和。

（6）ATP和[H]在叶绿体中随水的分解而产生，在线粒体中随水的生成而产生。

（×）

【提示】　在线粒体中随水的生成，消耗[H]，产生ATP。

2．据图思考

（1）写出下列物质名称：

b：

O2，c：

ATP，d：

ADP，e：

NADPH（[H]），f：

C5，g：

CO2，h：

C3。

（2）填写下表生理过程及场所

序号

①

②

③

④

⑤

生理

过程

光反应

暗反应

有氧呼吸

第一阶段

有氧呼吸

第二阶段

有氧呼吸

第三阶段

场所

叶绿体

类囊体薄膜

叶绿体

基质

细胞质

基质

线粒体

基质

线粒体

内膜

[理解—深化探究]

1．探究光合作用和有氧呼吸中[H]、ATP来源和去路

比较项目

来源

去路

[H]

光合

作用

光反应中水的光解

作为暗反应阶段的还原剂，用于还原C3合成有机物等

有氧

呼吸

第一、二阶段产生

用于第三阶段与氧气结合产生水，同时释放大量能量

ATP

光合

作用

在光反应阶段合成ATP，其合成所需能量来自色素吸收、转换的太阳能

用于暗反应阶段C3还原时的能量之需，以稳定的化学能形式储存在有机物中

有氧

呼吸

第一、二、三阶段均产生，其中第三阶段产生最多，能量来自有机物的分解

作为直接能源用于各项生命活动

2．探究光合作用与细胞呼吸之间的气体变化

下列为叶肉细胞内线粒体与叶绿体之间的气体变化图示，据图判断生理过程。

图①：

表示黑暗中，只进行细胞呼吸；

图②：

表示细胞呼吸速率_＞_光合作用速率；

图③：

表示细胞呼吸速率_＝_光合作用速率；

图④：

表示细胞呼吸速率_＜_光合作用速率。

[运用—考向对练]

考向1　综合考查光合作用和细胞呼吸的过程

1．（2018·唐山市一模）下列关于光合作用和有氧呼吸过程的叙述，错误的是

（　　）【导学号：

67110035】

A．光合作用光反应阶段的产物可为有氧呼吸第三阶段提供原料

B．有氧呼吸第三阶段的产物可为光合作用光反应阶段提供原料

C．两者产生气体的阶段都有水参与

D．两者产生气体的阶段都与生物膜有关

D　[光合作用光反应阶段的产物——氧气可为有氧呼吸第三阶段提供原料，生成水，释放大量能量，A正确；有氧呼吸第三阶段的产物——水可为光合作用光反应阶段提供原料，光解后产生[H]和氧气，B正确；光合作用水光解后产生氧气，有氧呼吸第二阶段水参与反应产生二氧化碳气体，C正确；光合作用水光解后产生氧气发生在类囊体薄膜上，有氧呼吸第二阶段产生二氧化碳气体发生在线粒体基质中，与生物膜无关，D错误。

]

2．（2018·潍坊期末统考）如图表示可在植物细胞内发生的一些生理过程，下列分析错误的是（　　）

A．不同条件下发生a过程的场所可能不同

B．a、c、d均发生在生物膜上

C．在光照充足的条件下，a

D．根尖分生区细胞内能发生a、c过程

B　[a过程为细胞呼吸，不同条件下发生a过程的场所可能不同，有氧时发生在细胞质基质线粒体中，无氧时发生在细胞质基质中，A正确；在生物膜上发生的生理过程是d光反应（场所是叶绿体的类囊体薄膜上）和c有氧呼吸的第三阶段（线粒体内膜）；b暗反应过程发生在叶绿体基质中，a有氧呼吸的第一、第二阶段场所是细胞质基质和线粒体基质，B错误；在光照充足，条件适宜的情况下，光合作用强度大于呼吸作用强度，所以a

]

　（2017·潍坊联考）如图表示光照下叶肉细胞中A、B两种细胞器间的气体交换，下列有关叙述正确的是（　　）

A．在黑暗中A将停止生理作用

B．A结构能产生ATP，B结构不能产生ATP

C．植物正常生长时，B结构产生的O2全部被A结构利用

D．白天适当升温，夜晚适当降温能增加农作物的产量

D　[无光照时，植物仍能进行呼吸作用产生CO2；A结构为线粒体，B结构为叶绿体，A、B结构都能产生ATP；植物正常生长时，B结构产生的O2除被A结构利用，还有一部分释放到外界环境中。

]

考向2　光合作用和细胞呼吸的综合考查

3．（2018·山西名校联考）将一绿色植物置于密闭容器中，给予适宜且恒定的温度，分别进行如下处理：

①给予一定强度的光照；②黑暗放置一段时间；③维持光照，添加NaHCO3溶液。

测定装置中O2浓度变化如图所示，回答相关问题：

（1）施加上述3个条件所对应的图上的点分别为______________。

（2）AB段呼吸速率是否恒定________（填“是”或“否”），如果B点所对应的时间是t，A和B分别代表图上纵坐标的值，AB段的平均呼吸速率值为________。

（3）BC段曲线减缓上升的原因为____________________________________；

C点O2浓度不再上升的原因为____________________________。

[解析]　从题图可以看出AB段O2浓度下降，植物是放在黑暗下只进行呼吸作用的结果，曲线斜率不变，呼吸速率不变，用这段的O2浓度差值（A－B）/t可以代表这段的平均呼吸速率；B点O2增加，所以B点开始进行光合作用，但随着装置中CO2浓度降低，导致植物光合速率降低，所以曲线上升减慢，直到C点O2浓度不变，说明此时光合速率和呼吸速率相等，D点添加NaHCO3溶液，光合速率增加，说明之前影响光合作用的限制因素是CO2浓度。

[答案]　

（1）B、A、D（顺序不可颠倒）　

（2）是　（A－B）/t

（3）光合作用强度大于呼吸作用强度，装置中CO2浓度降低，导致植物光合速率降低　密闭容器内，受CO2浓度限制，光合作用强度等于呼吸作用强度（或者光合速率等于呼吸速率或者净光合速率为0）

　（2018·名校冲刺卷）25℃条件下，将绿藻置于密闭玻璃容器中，每2h测一次CO2浓度，结果如下图（假设细胞呼吸强度恒定）。

请据图回答下列问题：

（1）图中8～10h，细胞中能产生ATP的场所有_________________________。

（2）图中所示实验中有2h是没有光照的，这个时间区间是________h，实验12h，此时绿藻干重与实验前比较________。

（3）图示实验过程中4～6h平均光照强度________（填“小于”“等于”或“大于”）8～10h平均光照强度，判断依据是_________________________。

[解析]　密闭玻璃容器中CO2浓度的变化，反映的是其内的绿藻光合作用吸收的CO2量与呼吸作用释放的CO2量的差值，即表示的是净光合作用速率，据此分析柱形图中CO2浓度的变化并结合题意作答。

（1）图中8～10小时，呼吸作用（细胞呼吸）和光合作用都能进行，因此能产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体。

（2）没有光照，绿藻的光合作用不能进行，但能进行呼吸作用，因此密闭玻璃容器中的CO2浓度会逐渐增加，据此可推知：

在实验进行到2～4h之间没有光照。

实验12h时，密闭玻璃容器中CO2浓度与实验开始时（0h）的基本相同，此时绿藻干重与实验前比较基本不变。

（3）4～6h内密闭玻璃容器中CO2浓度保持恒定，说明此时间