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1、高考生物必考之光合作用高考光合作用辅导讲义一、知识点讲解知识点一:光合作用的基本过程本节知识点讲解、叶绿体的结构与功能(1)结构模式图(2)结构(3)功能:进行 光合作用 的场所2、影响叶绿素合成的三大因素3、光合作用的基本过程概念:指绿色植物通过 叶绿体 ,利用光能,把 二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物,同时释放出氧气的过程、答案:叶绿体类囊体的薄膜、+2、叶绿体基质、稳定的化学能反应式(写出反应式并标出元素的去向)(1)若有机物为(C2O):(2)若有机物为C6H126:重难点突破光反应和暗反应之间的联系(1)光反应为暗反应提供两种重要物质:H(NADH)和AP,既可作还原剂,又可提供

2、能量;暗反应为光反应也提供三种物质:ADP、P以及NAD+,注意产生位置和移动方向(2)暗反应有光无光都能进行。若光反应停止,暗反应可持续进行一段时间,但时间不长,故晚上一般认为只进行呼吸作用,不进行光合作用。()相同光照时间内,光照和黑暗间隔处理比一直光照有机物积累得多,因为H、ATP基本不积累,利用充分;但一直光照会造成H、ATP的积累,利用不充分、例如:若同一植物处于两种不同情况下进行光合作用,甲一直光照0分钟,黑暗处理10分钟;乙光照5秒,黑暗5秒,持续20分钟,则光合作用制造的有机物:甲乙(暗反应时间长)利用同位素示踪法判断光合作用C、H、O的转移途径环境改变时光合作用各物质含量的变

3、化分析(1)分析方法:需从物质的生成和消耗两个方向综合分析、示例:2供应正常,光照停止时3的含量变化(2)物质含量变化的比较方法技巧利用模型法分析光合作用中物质的量的变化(1)以上分析只表示条件改变后短时间内各物质相对含量的变化。(2)以上各物质变化中,C3和C5含量的变化是相反的,和TP含量变化是一致的。(3)具体分析时只有理清C3、C5的“来源”与“去路”(产生于2的固定,消耗于C3的还原;C5产生于C的还原,消耗于O2的固定),才能避开试题陷阱。例题解析1、判断常考语句,澄清易混易错(1)细胞中不能合成A的部位是叶绿体中进行光反应的膜结构( )(2)2O在光下分解为H和O2的过程发生在叶

4、绿体基质中( )(3)离体的叶绿体基质中添加AT、H和O2后,可完成暗反应过程()(4)番茄幼苗在缺镁的培养液中培养一段时间后,与对比组相比,其叶片光合作用强度下降的原因是光反应强度和暗反应强度都降低()2。下面是光合作用的图示,请分析:(1)结构中发生了如何的能量转变？光能转变为ATP中活跃的化学能()当供给14C时,放射性出现的顺序是: O2C3甲 (3)假如突然停止光照,短时间内C3的含量将会上升 、的合成速度将会 降低 、3。下列关于光合作用的叙述,错误的是。光反应时期不需要酶的参与、暗反应时期既有C5的生成又有C的消耗C、光合作用过程中既有H的产生又有H的消耗D、光合作用过程将光能转

5、换成有机物中的化学能光反应过程需要酶的参与;由上述分析可知,暗反应时期既有C5的生成又有的消耗;光合作用过程中光反应时期产生H,暗反应时期消耗H;光合作用过程将光能转换成有机物中的化学能巩固练习1、阳光穿过森林中的空隙形成“光斑,右图表示一株生长旺盛的植物在“光斑”照射前后光合作用吸收O和释放2量的变化,据此正确的分析是A。光斑照射前,光合作用无法进行B。光斑照射后,光反应和暗反应迅速同步增加C、光斑照射后,暗反应对光反应有限制作用D。光斑移开后,光反应和暗反应迅速同步减弱光斑照射前,有氧气释放,说明植物细胞在进行光合作用,A项不正确;光斑照射,光反应迅速增加,而暗反应没有相应增加,二者不同步

6、,B项不正确;经过调整后光反应和暗反应开始同步,一开始光反应远高于暗反应,因此能够看出,暗反应限制了光反应的进行,项正确;移开光斑后,光反应迅速减弱,而暗反应过一段时间后才减弱,二者不同步,D项不正确2、百合以气孔白天关闭、夜间开放的特别方式习惯高温干旱环境。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、图中物质估计是葡萄糖B、线粒体和细胞质基质均能产生OC、PEP、uBP均能与C2结合D。夜间细胞液pH估计会下降在有氧呼吸过程中,进入线粒体的是丙酮酸,而不是葡萄糖;由图可知,光合作用(叶绿体)中CO2的来源有两个:一是来自线粒体,二是来自细胞质基质;由图可知,C2与PE或RB结合

7、分别形成OAA或GA;液泡内的液体称为细胞液,晚间时苹果酸进入细胞液中,使细胞液下降3。在其他条件适宜的情况下,在供试植物正常进行光合作用时突然停止光照,并在黑暗中马上开始连续取样分析,在短时间内叶绿体中C和C化合物含量的变化是A、3和C5都迅速减少B、C3和C5都迅速增加C、3迅速增加,C5迅速减少D。C3迅速减少,C迅速增加由题意知,在其他条件适宜的情况下,在供试植物正常进行光合作用时突然停止光照后,光反应停止,H和AT下降,C3的还原减弱直至停止,而CO2的固定则接着进行,但由于缺少H和P,不能被还原而积累,使C3迅速增加;5是植物体细胞内具有一定数量且能循环利用的物质,当O+C53后,

8、C又不能被还原再形成C5时,C5将迅速减少。因此,在供试植物正常进行光合作用时突然停止光照,并在黑暗中马上开始连续取样分析,此时叶绿体中C3迅速增加,C5迅速减少4。右图是水生植物黑藻在光照等环境因素影响下光合速率变化的示意图。下列有关叙述,正确的是A。t1,叶绿体类囊体膜上的色素吸收光能增加,基质中水光解加快、O2释放增多B、t2t3,暗反应限制光合作用;若在t2时刻增加光照,光合速率将再提高C、t,光照强度不变,光合速率的提高是由于光反应速率不变、暗反应增强的结果。t4后短暂时间内,叶绿体中A和Pi含量升高,C3化合物还原后的直截了当产物含量降低水的光解、O2释放发生在叶绿体类囊体薄膜上,

9、而不是叶绿体基质中,项错误;t2t,限制光合速率的因素为CO2浓度,此时光照充足且恒定,若增加光照,光合速率可不能提高,项错误;t3t4,暗反应增强,一定程度上加快ATP和ADP的转化,同时促进了光反应,项错误;突然停止光照,光反应减弱甚至停止,类囊体薄膜上P合成受阻,TP含量减少,ADP和Pi含量升高,被还原的C3化合物减少,直截了当产物含量降低,D项正确本知识点小结知识点二:影响光合作用的因素及应用本节知识点讲解。光照强度(1)原理:光照强度通过影响植物的 光 反应进而影响光合速率、光照强度增加,光反应速度 加快 ,产生的和AP增多,使暗反应中还原过程加快,从而使光合作用产物增加、(2)曲

10、线分析A点:光照强度为0,此时只进行 细胞呼吸 。AB段:随光照强度增强,光合作用强度也逐渐增强,C2释放量逐渐 减少 。点:为光补偿点,细胞呼吸释放的O2全部用于光合作用,即光合作用强度 等于 细胞呼吸强度。BC段:表明随着光照强度不断增强,光合作用强度不断增强,到C点后不再增强了。C点:为光饱和点,限制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C2浓度等除光照强度之外的环境因素。(3)应用: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;阴生植物的光补偿点和光饱和点都较阳生植物低,间作套种农作物,可合理利用光能、2、CO2浓度(1)原理:

11、CO2影响暗反应时期,制约 的形成。(2)曲线分析图1中A点表示O2补偿点,即光合速率 等于呼吸速率时的CO浓度,图2中A点表示进行光合作用所需CO的最低浓度。B点和B点都表示CO饱和点、(2)应用:在农业生产上能够通过“正其行,通其风,增施农家肥等增大O2浓度,提高光合速率3、温度(1)原理:温度通过影响 酶的活性 影响光合作用。()曲线分析(3)应用: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4、水分()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

12、能影响气孔的开闭,间接影响O2进入植物体内()曲线分析图表明在农业生产中,可依照作物的需水规律,合理灌溉。图曲线中间E处光合作用强度暂时降低,是因为温度高,蒸腾作用过强,气孔关闭,影响了 CO2的供应5、光照强度、CO2浓度和温度对光合作用的综合作用(1)常见曲线()曲线分析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,光合速率不断提高、Q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。(3)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 2浓度,进一步提高光合速率;当温度适宜时,可

13、适当增加光照强度 和O2浓度以提高光合速率例题解析1。(201山东齐鲁名校联考)科学家研究O浓度、光照强度和温度对同一植物光合作用强度的影响,得到的实验结果如图所示。请据图判断下列叙述不正确的是。光照强度为时,造成曲线和光合作用强度差异的原因是O2浓度 不同B、光照强度为时,造成曲线和光合作用强度差异的原因是温度不同。光照强度为ab,曲线、光合作用强度随光照强度升高而升高D。光照强度为c,曲线、光合作用强度随光照强度升高而升高曲线和的CO2浓度不同,因此光照强度为a时,造成曲线和光合作用强度差异的原因是O2浓度不同,A正确;曲线和的温度不同,因此光照强度为时,造成曲线和光合作用强度差异的原因是

14、温度不同,正确;由曲线图可知,光照强度为ab,曲线、光合作用强度随光照强度升高而升高,正确;光照强度为,曲线光合作用强度随光照强度升高而缓慢升高,但曲线光合作用强度随着光照强度的升高不再变化,D错误2。下面为几种环境因素对植物光合作用影响的关系图,有关描述错误的是A、图中,若光照强度适当增强至最适状态,a点左移,点右移、图2中,若CO2浓度适当增大至最适状态, a点右移,b点左移C。图3中,a点与b点相比,a点时叶绿体中C3含量相对较多D、图3中,限制b点光合作用的主要因素是光照强度和CO浓度图和图2中的a点代表光合作用和呼吸作用相等时光合作用的强度,在曲线达到最高点之前,光照强度和CO2浓度

15、都是限制光合作用强度的因素,当其中一个因素增大,要达到相同的生理状态,另一个因素在其相对较弱时即可满足,故图1中光照强度适当增大至最适状态时,a点会左移,图中CO浓度适当增大至最适状态时,点也会左移;图1和图2中的b点代表光合作用的饱和点,限制因素光照强度和CO2浓度适当增大时,光合作用强度也会增大,所需的O浓度和光照强度也会增大,b点右移;图3中,b点时,光照强度和CO2浓度均是光合作用的限制因素,a点和b点的光照强度相同,故a点时叶绿体中C3含量比b点多。电场会对植物的生长发育产生一种“无形”的影响。在温室中同时增补电场和增施CO,蔬菜产量可提高70%左右,这就是著名的“电场产量倍增效应、

16、科学家依照电场强度与CO2浓度对黄瓜幼苗光合作用强度影响的实验,绘制如下曲线、(1)第1组实验的作用是_对比_。在饱和光照强度下,该实验的自变量是电场强度和CO浓度第1组实验的条件为大气电场和大气2浓度,属于对比组,起对比作用。饱和光照强度下,光照强度对光合作用无影响,则实验的自变量有电场强度和CO2浓度(2)第组实验和第2组实验的曲线比较,说明强电场能够提高植物的光合作用强度第1组和第2组对比,二者的自变量为电场强度,第组的净光合作用强度大于第1组,而二者的呼吸作用强度相等,因此说明强电场能够提高植物的光合作用强度(3)依照实验曲线可知,在相同光照强度下,为了最大限度地增加作物产量,能够采取

17、的措施是增补电场和增施C分析曲线可知,同一光照强度下净光合作用强度最大的是第4组,因此为了最大限度地增加作物产量,可增加电场强度和提高CO2浓度、巩固练习某植物在停止供水和恢复供水条件下,气孔开度(即气孔开放程度)与光合速率的变化如图所示。请回答下列问题:(1)停止供水后,光合速率下降、这是由于水既是光合作用的原料,又是光合产物在植物体内运输的主要介质、水是光合作用的原料,同时又是良好的溶剂,是细胞内及细胞间物质运输的介质、(2)在温度、光照相同的条件下,图中A点与点相比,光饱和点低的是B点,其主要原因是气孔开度降低,CO2吸收减少、(3)停止供水一段时间后,叶片发黄,原因是叶绿素合成速度变慢

18、或停止(或叶绿素分解),类胡萝卜素的颜色显露出来。此时类囊体结构被破坏,提供给暗反应的H(或NAD)和TP减少、由图可知,B点时叶片缺水,气孔开度小,叶片对CO2的吸收量少,光饱和点低、停止供水,导致叶片细胞内水分减少,代谢减慢,叶绿素合成速率变慢,叶绿素分解,类胡萝卜素含量相对增加,因此呈现黄色,此时类囊体结构被破坏,光反应无法发生,P和H减少。题后反思:解答受多因素影响的光合作用曲线题时,找出曲线的限制因素是关键。具体方法是对纵坐标或横坐标画垂线或者只看某一条曲线的变化,将多因素转变为单一因素,从而确定限制因素。当曲线上标有条件时,说明因变量受横坐标和曲线上条件的共同影响、若题干中描述了曲

19、线的获得前提,如最适温度下测得,则应该考虑温度以外的影响因素本知识点小结四、当堂检测 1。(20延边质检)下列关于叶绿体色素的叙述,错误的是A、菠菜叶肉细胞内光合色素中含量最多的是叶绿素aB、叶绿体中色素分布在类囊体的薄膜上和叶绿体基质中C、光合作用过程中叶绿素吸收光能不需要酶的参与。叶绿体中色素的提取实验中加入少许O3可幸免叶绿素被破坏叶绿体中的色素只分布在叶绿体的类囊体薄膜上,B错误。2、下列有关“绿叶中色素的提取和分离”实验的叙述中错误的是A、研磨时加入C3可防止叶绿素被破坏B。滤纸条的一端剪去两角的目的是使色素带比较直C、画滤液细线时需迅速重复多画几次以增加色素的含量D、滤纸条上相邻且

20、距离最远的两条色素带呈橙黄色和黄色画滤液细线时,要等滤液干后再接着画线,C错误。3、下列有关叶绿体的描述,正确的是A。叶肉细胞中的叶绿体在光下和黑暗中均可生成APB。经黑暗处理后叶肉细胞内淀粉等被输出消耗,此时叶绿体内不含糖类C、叶绿体中含有NA聚合酶,体现了细胞内基因的选择性表达D。叶绿体产生O2和线粒体产生2O均在生物膜上进行叶绿体只有在光下才能发生光反应生成ATP,黑暗中叶绿体内不具有产生AT的条件,错误;经黑暗处理过的叶肉细胞会向其他部位输出淀粉和消耗糖类等有机物,但叶绿体的DN、RN中含有脱氧核糖或者核糖,B错误;NA聚合酶在细胞中普遍存在,不是基因选择性表达的产物,错误;叶绿体产生

21、2和线粒体产生H2均在生物膜上进行,D正确。4、(01湘阴一中第一次月考)现有四个实验装置,若要验证绿色开花植物产生O2需要光和验证O由绿色植物释放,则应选用的实验组合分别是A、和 B、和C、和 。和要验证绿色开花植物产生O2需要光照,实验的自变量应该是有光或无光,因此需要选择装置;验证由绿色开花植物释放,自变量为是否具有植物,光照条件是无关变量,因此需要选择装置。5、(209新课标,29)为了探究不同光照处理对植物光合作用的影响,科学家以生长状态相同的某种植物为材料设计了A、B、C、四组实验。各组实验的温度、光照强度和C2浓度等条件相同、适宜且稳定,每组处理的总时间均为15 ,处理结束时测定

22、各组材料中光合作用产物的含量。处理方法和实验结果如下:A组:先光照后黑暗,时间各为67。5 s;光合作用产物的相对含量为5。B组:先光照后黑暗,光照和黑暗交替处理,每次光照和黑暗时间各为。5s;光合作用产物的相对含量为70。组:先光照后黑暗,光照和黑暗交替处理,每次光照和黑暗时间各为3、 s(毫秒);光合作用产物的相对含量为9%。D组(对比组):光照时间为135 s;光合作用产物的相对含量为10。回答下列问题:(1)单位光照时间内,C组植物合成有机物的量高于_(填“高于”“等于或“低于”)D组植物合成有机物的量,依据是 C组只用了D组一半的光照时间,其光合作用产物的相对含量却是组的94_;C组

23、和D组的实验结果可表明光合作用中有些反应不需要_光照_,这些反应发生的部位是叶绿体的_基质_、C组只用了D组一半的光照时间,其光合作用产物的相对含量却是D组的9,说明C组黑暗条件下进行了部分光合作用,暗反应消耗了TP和,为下一次的光照时间内光反应提供了充足的原料DP、P和AP+等,因此组单位光照时间内,合成有机物的量较高、光合产物的生成在叶绿体基质中进行。(2)、C三组处理相比,随着_光照和黑暗交替频率_的增加,使光下产生的AT和_能够及时利用与及时再生,从而提高了光合作用中CO2的同化量。A、B、C三组实验中光照时间之和均为67、5 s,然而处理方法不同,结果也不一样,同时是单位时间内光照和

24、黑暗交替频率越高,光合作用产物相对量越高,可知光照时产生的ATP和H在光照时没有用完,能够在黑暗中接着利用,还原C3化合物生成糖类等有机物及C5化合物,C5化合物接着与CO结合,因此提高了光合作用中CO2的同化量。五、课堂总结1、叶绿体中4种色素对光的吸收情况是:叶绿素a和叶绿素主要吸收蓝紫光和红光,胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。四种色素在叶绿体中的分布是:分布在叶绿体的类囊体薄膜上。、光反应时期的2项重要变化是:叶绿体中的色素吸收光能,将H2分解成H和2;同时形成P的过程、4、暗反应时期的重要过程是:CO的固定和的还原等过程。5、光照突然停止,其他条件不变,C3和5含量的变化是:C3上升,

25、C5下降。6、表述O2中碳原子的转移途径是:O23糖类。7、影响光合作用的外界因素主要有:(1)光照强度:在一定范围内,光合速率随光照强度的增强而加快,超过光饱合点,光合速率反而下降。(2)温度:温度可影响酶的活性。(3)二氧化碳浓度:在一定范围内,光合速率随二氧化碳浓度的增加而加快,达到一定程度(二氧化碳饱和点)后,光合速率维持在一定的水平,不再增加。(4)水:光合作用的原料之一,缺少时光合速率下降。8、影响呼吸速率的外界因素:()温度:温度通过影响细胞内与呼吸作用有关的酶的活性来影响细胞的呼吸作用。温度过低或过高都会影响细胞正常的呼吸作用、在一定温度范围内,温度越低,细胞呼吸越弱;温度越高

26、,细胞呼吸越强。()氧气:氧气充足,则无氧呼吸将受抑制;氧气不足,则有氧呼吸将会减弱或受抑制。(3)水分:一般来说,细胞水分充足,呼吸作用将增强、但陆生植物根部如长时间受水浸没,根部缺氧,进行无氧呼吸,产生过多酒精,可使根部细胞坏死。(4)O:环境CO浓度提高,将抑制细胞呼吸,可用此原理来贮藏水果和蔬菜、六、家庭作业1。(019全国甲,4)关于高等植物叶绿体中色素的叙述,错误的是A。叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂乙醇中B。构成叶绿素的镁能够由植物的根从土壤中吸收。通常,红外光和紫外光可被叶绿体中的色素吸收用于光合作用D、黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由于叶绿素合成受阻引起的叶绿体中的色素能

27、够溶解在包括乙醇在内的有机溶剂中,A正确;镁作为细胞中的无机盐,能够离子状态由植物的根从土壤中吸收,进而参与叶绿素的合成,正确;一般情况下,光合作用所利用的光都是可见光,可见光不包括红外光和紫外光,C错误;叶绿素的合成需要光,黑暗中生长的植物幼苗,因没有光照而导致叶绿素合成受阻,使类胡萝卜素的颜色显现出来,因而叶片呈黄色,D正确2、(09新课标,2)关于叶绿素的叙述,错误的是A。叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素B。被叶绿素吸收的光可用于光合作用。叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同D。植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光镁是合成叶绿素和叶绿素b的必需元素;叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,用于

28、光合作用的光反应过程;叶绿素a和叶绿素在红光区的吸收峰值不同;叶绿素不能有效地吸收绿光,绿光被反射出去,使植物呈现绿色3、(2019泰安模拟)下列关于叶绿体和光合作用的描述中,正确的是、叶片反射绿光故呈绿色,因此日光中绿光透过叶绿体的比例最小B、叶绿体的类囊体薄膜上含有自身光合作用所需的各种色素C。光照下叶绿体中的ATP主要是由光合作用合成的糖经有氧呼吸产生的。光合作用强烈时,暗反应过程直截了当将3个CO2分子合成一个三碳化合物叶绿素主要吸收蓝紫光和红光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,叶绿素和类胡萝卜素基本不吸收绿光,因此叶子呈现绿色;色素分布在类囊体薄膜上;光照下叶绿体中的AP来自于光反应,不来

29、自于有氧呼吸;在暗反应过程中,固定二氧化碳的物质是5,一分子CO被C5固定,产生两分子C3,暗反应不能直截了当将3个CO分子合成一个三碳化合物4、(2019新课标,)正常生长的绿藻,照光培养一段时间后,用黑布迅速将培养瓶罩上,此后绿藻细胞的叶绿体内不估计发生的现象是A、O2的产生停止B、CO2的固定加快C、ATP/DP比值下降D、ADH/NADP+比值下降用黑布迅速将培养瓶罩上,导致绿藻细胞叶绿体内的光反应停止,不再产生2、ATP和PH,使ATP/、NADHNP+比值下降,、C、正确;光反应停止,使暗反应中3的还原受阻,导致C5含量减少,从而使CO2的固定减慢,错误。5、(209全国乙,30)

30、为了探究生长条件对植物光合作用的影响,某研究小组将某品种植物的盆栽苗分成甲、乙两组,置于人工气候室中,甲组模拟自然光照,乙组提供低光照,其他培养条件相同。培养较长一段时间(T)后,测定两组植株叶片随光照强度变化的光合作用强度(即单位时间、单位叶面积吸收O的量),光合作用强度随光照强度的变化趋势如图所示、回答下列问题:(1)据图判断,光照强度低于时,影响甲组植物光合作用的限制因子是_光照强度_。甲组在a点条件下,增加光照强度,光合作用强度接着增加,故光合作用的限制因子是光照强度。(2)b光照强度下,要使甲组的光合作用强度升高,能够考虑的措施是提高_CO浓度_(填“CO2浓度”或“O2浓度”)、甲组在b点条件下,光照强度不再是光合作用的限制因子,要增加光合作用强度,需增加光合作用原料,而O2是