高考生物总复习精品学案集 必修1 能量之源光与光合作用2.docx

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高考生物总复习精品学案集必修1能量之源光与光合作用2

2019-2020年高考生物总复习精品学案集：

必修1能量之源——光与光合作用

（2）

考点一叶绿体

1．叶绿体及其色素

（1）色素种类、性质和功能

（2）影响叶绿素生物合成的因素

①光是影响叶绿素合成的主要条件，一般植物在黑暗中生长都不能合成叶绿素，叶片呈黄色。

②温度：

叶绿素的生物合成过程，都有酶的参与，温度通过影响酶的活性进而影响叶绿素的合成。

③矿质元素：

叶绿素中含N、Mg等矿质元素，若缺乏将导致叶绿素无法合成，老叶先变黄。

另外，Fe是叶绿素合成过程中某些酶的辅助成分，缺Fe也将导致叶绿素合成受阻，幼叶先变黄。

（3）色素与吸收光谱

（4）不同颜色温室大棚的光合效率

①无色透明大棚日光中各色光均能透过，有色大棚主要透过同色光，其他光被其吸收，所以用无色透明的大棚光合效率最高。

②叶绿素对绿光吸收最少，因此绿色塑料大棚光合效率最低。

[知识拓展]

（1）吸收光谱：

叶绿素a的吸收光谱在长波光区（640～660nm的红橙光）强于叶绿素b，但在短波光区（430～450nm的蓝紫光）弱于叶绿素b。

类胡萝卜素的吸收光谱主要在短波光区的蓝紫光区。

①连续光谱：

可见光→三棱镜→赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫。

②吸收光谱：

可见光→色素溶液→三棱镜→红光、蓝光、紫光区出现强暗带，绿光区几乎无变化（说明绿光吸收非常少）。

（2）荧光现象与吸收光谱

叶绿素溶液在透射光下呈绿色，但在反射光下呈红色（叶绿素a为血红色，叶绿素b为棕红色），此为荧光现象。

因为叶绿素分子吸收的光能有一部分消耗于分子内部振动上，辐射出的能量就小，根据波长与光子能量成反比的规律，反射光的波长比入射光的波长要长一些。

2．叶绿体的结构与功能

（1）结构与功能的关系

①基粒的类囊体增大了受光面积。

②类囊体的薄膜上分布着酶和色素，利于光反应的顺利进行。

③基质中含有与暗反应有关的酶。

（2）功能的实验验证

①实验过程及现象

②实验结论

a．叶绿体是进行光合作用的场所。

b．O2是由叶绿体释放的。

③实验分析

本实验设计的巧妙之处在于：

a．选择水绵作实验材料，水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察；用好氧细菌确定O2释放的部位，便于观察。

b．没有空气的黑暗环境排除了O2和光的干扰。

1．（2011年杭州模拟）有甲、乙、丙、丁4盆长势均匀的植物置于阳光下（如图所示），甲添加品红色光，乙添加绿色光，丙添加品红色滤光片A，丁添加绿色滤光片B，经过一段时间，各盆中长势最旺和长势最差的依次是下列的哪一组（　　）

A．甲和乙B．乙和丙

C．甲和丁D．丙和丁

解析：

植物长势取决于其自身光合作用的强度。

植物进行光合作用时主要吸收红橙光和蓝紫光，图甲不仅有正常阳光，还补加了品红色光，因而光合作用最强，长势最旺。

丁因阳光透过绿色滤光片B后只有绿色光，而植物光合作用几乎不吸收绿光，因而丁长势最差。

答案：

C

2．（2011年福州质检）右图为正常绿色植物的叶绿素a的吸收光谱、叶绿体色素总吸收光谱以及光合作用的作用光谱（作用光谱代表各种波长下植物的光合作用效率）。

以下对该图的分析错误的是（　　）

A．图示表明叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光

B．总吸收光谱是代表叶绿体四种色素对光能的吸收

C．图示表明只有叶绿素a吸收的光能才能用于光合作用

D．总吸收光谱与光合作用光谱基本一致，说明叶绿体色素吸收光能都能参加光合作用

解析：

图示中，叶绿素a的吸收值有两个波峰，主要集中于红光和蓝紫光区；总吸收光谱是指叶绿体色素总吸收值，叶绿体含四种光合色素；图示中，作用光谱的变化趋势与总吸收光谱非常相似，说明色素吸收的光均可用于光合作用。

答案：

C

考点二光合作用的过程分析

1．反应式及元素去向

（2）碳元素：

CO2―→C3―→（CH2O）

（3）氢元素：

H2O―→[H]―→（CH2O）

2．光反应与暗反应的比较

3.光照和CO2浓度变化对植物细胞内C3、C5、[H]、ATP和O2及（CH2O）含量的影响

[知识拓展]在以上各物质的含量变化中：

C3和C5含量的变化是相反的，即C3增加，则C5减少；[H]和ATP的含量变化是一致的，都增加，或都减少。

3．（2011年深圳联考）在叶绿体中，NADPH和NADP＋的运动方向是（　　）

A．NADPH与NADP＋同时由类囊体膜向叶绿体基质运动

B．NADPH与NADP＋同时由叶绿体基质向类囊体膜运动

C．NADPH由类囊体膜向叶绿体基质运动，NADP＋则是向相反方向运动

D．NADP＋由类囊体膜向叶绿体基质运动，NADPH则是向相反方向运动

解析：

光反应生成NADPH是在类囊体膜上，暗反应消耗NADPH在叶绿体基质中，因此，NADPH由类囊体膜向叶绿体基质运动，NADP＋则相反。

答案：

C

4．（2011年济南检测）下图中的甲、乙两图为一昼夜中某作物植株对CO2的吸收和释放状况的示意图。

甲图是在春季的某一晴天，乙图是在盛夏的某一晴天，请据图回答问题：

（1）甲图曲线中C点和E点（外界环境中CO2浓度变化为零）时，植株处于何种生理活动状态_______________。

（2）根据甲图推测该植物光合作用强度最高的是______点，植株积累有机物最多的是________点。

（3）乙图中FG段CO2吸收量逐渐减少是因为________，以致光反应产生的__________和__________逐渐减少，从而影响了暗反应强度。

（4）乙图曲线中间E处光合作用强度暂时降低，可能是因为_____________。

解析：

甲图中C与E点植物不吸收也不释放CO2，表明植物的光合作用强度等于呼吸作用强度；光合作用强度最高点应是CO2吸收速率最高点（D），有机物积累最多点应是光合作用减弱到等于呼吸作用时的点（E）。

答案：

（1）呼吸作用释放CO2的量等于光合作用吸收CO2的量　

（2）D　E　（3）光照强度逐渐减弱　ATP　[H]　（4）温度高，蒸腾作用过强，气孔关闭，影响了CO2原料的供应。

考点三影响光合作用的环境因素及应用

1．光照强度

（1）光照强度与光合作用强度的关系曲线分析

A点：

光照强度为0，此时只进行细胞呼吸，释放的CO2量可表示此时细胞呼吸的强度。

AB段：

随光照强度增强，光合作用强度也逐渐增强，CO2释放量逐渐减少，这是因为细胞呼吸释放的CO2有一部分用于光合作用，此时细胞呼吸强度大于光合作用强度。

B点：

细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用，即光合作用强度等于细胞呼吸强度（光照强度只有在B点以上时，植物才能正常生长），B点所示光照强度称为光补偿点。

BC段：

表明随着光照强度不断加强，光合作用强度不断加强，到C点以上不再加强了，C点所示光照强度称为光饱和点。

限制C点以后光合作用强度不再增加的内部因素是色素含量、酶的数量和最大活性，外部因素是CO2浓度等除光照强度之外的环境因素。

（2）应用

阴生植物的光补偿点和光饱和点都较阳生植物低，如图中虚线所示。

间作套种农作物，可合理利用光能。

2．CO2浓度

（1）CO2浓度与光合作用强度的关系曲线曲线表示在一定范围内，光合作用速率随CO2浓度的增加而增大，但当CO2浓度增加到一定范围后，光合作用速率不再增加。

A点表示光合作用强度等于细胞呼吸强度时的CO2浓度，即CO2补偿点。

B点表示CO2饱和点。

限制B点的因素是酶的数量和最大活性及光照强度等环境因素。

（2）应用

在农业生产中通过“正其行，通其风”，增施农家肥等增大CO2浓度，提高光合作用强度。

3．温度对光合作用速率的影响

（1）温度主要通过影响与光合作用有关酶的活性而影响光合作用速率。

（2）应用：

冬季，温室栽培可适当提高温度；晚上可适当降低温度，以降低细胞呼吸消耗有机物。

4．矿质元素

（1）曲线的含义：

在一定浓度范围内，增大必需矿质元素的供应，可提高光合作用速率，但当超过一定浓度后，会因土壤溶液浓度过高使植物吸水困难从而导致光合作用速率下降。

（2）应用：

在农业生产上，根据植物的需肥规律，适时地、适量地增施肥料，可以提高作物的光合作用。

5．水分的供应对光合速率的影响

水是光合作用的原料，缺水既可直接影响光合作用，又会导致叶片气孔关闭，限制CO2进入叶片，从而间接影响光合速率。

[知识拓展]当外界条件变化时，CO2（光）补偿点移动规律如下：

（1）若呼吸速率增加，CO2（光）补偿点应右移，反之应左移。

（2）若呼吸速率基本不变，条件的改变使光合速率下降时，CO2（光）补偿点应右移，反之应左移。

（3）阴生植物与阳生植物相比，CO2（光）补偿点和饱和点都相应向左移动。

6．多因子外界因素对光合作用速率的影响

（1）曲线分析：

P点之前时，限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随其因子的不断加强，光合速率不断提高。

当到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。

（2）应用：

温室栽培时，在一定光照强度下，白天适当提高温度，增加光合酶的活性，提高光合速率，也可同时适当增加CO2，进一步提高光合速率。

当温度适宜时，可适当增加光照强度和CO2浓度以提高光合速率。

总之，可根据具体情况，通过增加光照强度，调节温度或增加CO2浓度来充分提高光合速率，以达到增产的目的。

[知识拓展]环境因子对植物光合作用并不是单独地发挥作用，而是综合的起作用。

但各种因子的作用并不是同等重要的，其中起主要作用的因子为关键因子，因此在分析相关问题时，应抓关键因子。

5．在适宜的光照、温度、水和肥等条件下，空气中CO2含量与植物光合产量（有机物积累量）的关系如图所示。

理论上分析，不正确的是（　　）

A．曲线表明，植物的光合作用起始于a点

B．在同等条件下，C4植物的a点可能向左移

C．杂交玉米的m值往往高于一般玉米品种

D．如果光照强度适当增加，a点左移，b点右移

解析：

a点时，光合作用与呼吸作用速率相等，植物的光合作用要提前于a点，A错误。

C4植物对二氧化碳有很强的亲和力，能利用更低浓度的CO2，a点左移。

杂交玉米的产量高，有机物的积累量多，m值高于一般玉米品种。

光照强度适当增加，光合速率提高，a点左移，b点右移。

B、C、D正确。

答案：

A

6.（2011年南昌一模）右图表示光照强度和CO2浓度对某植物光合作用强度的影响。

下列有关叙述错误的是（　　）

A．曲线中a点转向b点时，叶绿体中C3的浓度降低

B．曲线中d点转向b点时，叶绿体中C5的浓度升高

C．ab段影响光合速率的主要因素是光照强度

D．bc段影响光合速率的限制性因素可能是温度等其他条件

解析：

d点转向b点时，CO2浓度增大，CO2与C5的反应加快，C5的浓度降低。

答案：

B

考点四光合作用与细胞呼吸的关系

1．区别

2.联系

3．光合作用速率与呼吸作用速率

（1）呼吸速率的表示方法：

植物置于黑暗环境中，测定实验容器内CO2增加量、O2减少量或有机物减少量。

（2）净光合速率和真正光合速率

①净光合速率：

常用一定时间内O2释放量、CO2吸收量或有机物积累量表示；

②真正光合速率：

常用一定时间内O2产生量、CO2固定量或有机物产生量表示。

（3）光合速率与呼吸速率的关系：

①绿色组织在黑暗条件下或非绿色组织测得的数值为呼吸速率（A点）。

②绿色组织在有光条件下光合作用与细胞呼吸同时进行，测得的数据为净光合速率。

③真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。

由关系式用O2、CO2或葡萄糖的量表示如下：

A．光合作用产氧量＝氧气释放量＋细胞呼吸耗氧量

B．光合作用固定CO2量＝CO2吸收量＋细胞呼吸释放CO2量

C．光合