版高考生物一轮总复习第二单元细胞的代谢第9讲光合作用Ⅱ学案.docx

1、版高考生物一轮总复习第二单元细胞的代谢第9讲光合作用学案第9讲光合作用()考试标准必考加试考试标准必考加试1.环境因素对光合速率的影响c3.活动：探究环境因素对光合作用的影响cc2.光合作用与细胞呼吸的异同b考点一环境因素对光合速率的影响(加试)1.光合速率(又称光合强度)(1)含义：一定量的植物(如一定的叶面积)在单位时间内进行多少光合作用(如释放多少氧气、消耗多少二氧化碳)。(2)表示方法：产生氧气量/单位时间或消耗二氧化碳量/单位时间。2.环境因素对光合速率的影响(1)光强度对光合速率的影响图像分析：A点时，只进行细胞呼吸；AB段随着光强度的增强，光合作用强度也增强，但仍小于细胞呼吸强度

2、；B点时，光合作用强度等于细胞呼吸强度即光补偿点；BC段随着光强度的增强，光合作用强度增强；C点对应的光强度为光饱和点，限制C点的环境因素可能有温度或二氧化碳浓度等。下面的四幅图表示A点、AB段、B点和B点之后的O2和CO2转移方向，但顺序已打乱，请具体填出对应区段。应用分析：欲使植物正常生长，则必须使光强度大于光补偿点；适当提高光强度可增加大棚作物产量。(2)CO2浓度图像分析：图1中纵坐标表示净光合速率，A点表示光合速率等于细胞呼吸速率时的CO2浓度，即CO2补偿点，而图2中纵坐标表示总光合速率，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

3、范围内，光合速率随CO2浓度增加而增大。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，提高光合速率。(3)温度原理分析：通过影响酶活性进而影响光合作用。图像分析：低温导致酶的活性降低，引起植物的光合速率降低，在一定范围内(AB段)随着温度的升高酶活性升高进而引起光合速率也增强；B点为酶的最适温度，光合速率最大；BC段随温度升高，酶的活性下降，植物光合速率降低。应用分析：温室中白天调到光合作用最适温度，以提高光合速率；晚上适当降低温室的温度，以降低细胞呼吸，保证植物有机物积累。思考讨论1.将一株生长正常的绿色

4、植物置于密闭的玻璃容器内，在适宜条件下光照培养，随培养时间的延长，玻璃容器内的CO2浓度会发生怎样的变化？提示玻璃容器内CO2浓度降至一定水平后保持相对稳定。2.夏季连续阴天，提高大棚中作物产量应采取哪些措施？提示白天适当增加光照，夜晚适当降温，可以提高作物产量。3.说出光强度、CO2浓度、温度影响光合速率的原理。提示光强度通过影响植物的光反应进而影响光合速率；CO2浓度是通过影响碳反应制约光合速率；温度是通过影响酶的活性来影响光合作用。4.光合作用与细胞呼吸的计算(1)净(表观)光合速率和总(真正)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。

5、在不考虑光强度对呼吸速率影响的情况下，OA段代表植物呼吸速率，OD段代表植物净光合速率，OAOD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若为坐标曲线形式，当光强度为0时，CO2吸收值为0，则为总(真正)光合速率，若是负值则为净(表观)光合速率。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。有机物积累量为净光合速率，制造量为总光合速率。1.表观光合速率与真正光合速率的内涵及表示方法(1)绿色组

6、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(表观)光合速率。(3)真正光合速率净(表观)光合速率呼吸速率。2.光合速率与呼吸速率的常用表示方法项目表示方法净(表观)光合速率(向外界)释放O2速率、(从外界)吸收CO2速率、有机物积累速率真正(总)光合速率O2产生速率、CO2固定速率、CO2同化(消耗)速率、有机物产生(制造)速率、叶绿体CO2吸收速率、光合作用CO2吸收速率、光合作用O2释放速率呼吸速率黑暗中O2吸收速率、黑暗中CO2释放速率、有机物消耗速率3.曲线解读：多因子对光合速率的影响P点时，限制光合速率

7、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其他因子。4.热点解读：相关曲线分析题型一单因子对光合速率的影响1.(2017台州模拟)如图为在最适温度和光强度下，测得甲、乙两种植物的光合速率随环境中CO2浓度的变化情况。下列说法中，不正确的是()A.植物乙比植物甲对CO2浓度更敏感B.当CO2吸收量为c时，植物甲与植物乙合成有机物的量相等C.d点时植物甲细胞内产生ATP的结构有细胞溶胶、线粒体、叶绿体D.适当降低光强度，b点将向右移动答案B解析由图可知，环境中CO2浓度升高到一

8、定程度后，植物乙的CO2吸收量降低幅度较大，植物甲的CO2吸收量基本保持不变，可见植物乙比植物甲对CO2浓度更敏感，A项正确；当CO2吸收量为c时，植物甲与植物乙的净光合速率相等，由于植物甲比植物乙的呼吸速率大，由真正光合速率净光合速率呼吸速率可知，植物甲合成有机物的量比植物乙多，B项错误；d点时植物甲细胞既进行光合作用，又进行细胞呼吸，因此产生ATP的结构有细胞溶胶、线粒体、叶绿体，C项正确；根据题意可知，图中曲线是在最适光强度条件下测得的，因此若光强度减弱，CO2吸收量降低，b点时光合作用强度与细胞呼吸强度相等，降低光强度后，需要环境中提供较高浓度的CO2才能使光合作用强度与呼吸作用强度相

9、等，因此b点将向右移动，D项正确。2.下列为有关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1中，若光强度适当增强，则a点左移，b点右移B.图2中，若CO2浓度适当增大，则a点左移，b点右移C.图3中，a点与b点相比，a点时叶绿体中三碳酸分子含量相对较多D.图4中，当温度高于25 时，光合作用制造的有机物的量开始减少答案D解析图4中“光照下CO2的吸收量”为植物净光合量(植物有机物积累量)，“黑暗中CO2的释放量”为植物呼吸量，故当温度高于25 时，只是植物光合作用积累的有机物的量开始减少，而不是植物光合作用制造的有机物的量(植物总光合量)开始减少。光合作用坐标图中关键点移动

10、分析如图1是光强度对某一植物光合作用强度的影响，适当改变CO2浓度，则会引起关键点的移动：适当提高CO2浓度，细胞呼吸不变，光合作用增强，对光合作用有利，A点的光合作用强度等于细胞呼吸强度，此点为光补偿点，要维持两者相等，则不需要那么高的光强度，故A点左移；B点是光合作用强度达到最大值所需的最低的光强度，此点为光饱和点，此时该植物需要更大的光照才能达到饱和，故B点右移；C点为光合作用最强的点，同时该植物需要更大的光强度才能达到饱和，故C点右上移；反之，当适当降低CO2浓度时，则情况相反。(1)模型构建通过观察发现在图1中存在着这样的变化：适当提高CO2浓度时，A点左移、B点右移和C点右上移，A

11、、B、C三点围成的三角形膨胀变大；适当降低CO2浓度时，A点右移、B点左移和C点左下移，A、B、C三点围成的三角形变小如图2。若图1所示内容为CO2浓度对某一植物光合作用强度的影响，当改变光强度时，关键点的移动同上，即适当提高光强度时，A点左移、B点右移和C点右上移，A、B、C三点围成的三角形膨胀变大；适当降低光强度时，A点右移、B点左移和C点左下移，A、B、C三点围成的三角形皱缩变小。该规律在此类型题中普遍存在。(2)观点呈现在有关光合作用的坐标图中，若某条件的改变使光合作用强度与细胞呼吸强度的差值增大，即条件的改变有利于光合作用，则A、B、C三点围成的三角形表现出膨胀变大的趋势，即A点左移

12、、B点右移和C点右上移，如适当提高CO2浓度、适当提高光强度。若某条件的改变使光合作用强度与细胞呼吸强度的差值减小，即条件的改变不利于光合作用，则A、B、C三点围成的三角形表现出皱缩变小的趋势，即A点右移、B点左移和C点左下移。如适当降低CO2浓度、适当降低光强度。题型二多因子对光合速率的影响3.(2017浙江模拟)为探索多种环境因子对马铃薯植株光合作用的影响，某生物兴趣小组做了相关实验研究，实验结果(数据表示测得植株在不同条件下二氧化碳的吸收速率mg/h)如图所示。则据图分析正确的是()A.图中影响马铃薯植株光合作用速率的因素有CO2浓度和温度B.在弱光、CO2浓度为0.03%、20 条件下

13、，马铃薯植株叶肉细胞的叶绿体中无氧气产生C.马铃薯植株在适当遮荫、CO2浓度为0.03%、40 条件下，光强度不是限制因素D.实验中马铃薯植株二氧化碳固定速率最大所需的条件是全光照、CO2浓度为1.22%和35 答案D解析分析曲线图可知，图中影响马铃薯植株光合作用速率的因素有CO2浓度、温度和光强度，A项错误；在弱光、CO2浓度为0.03%、20 条件下，曲线中显示此时的二氧化碳吸收速率为0，表示此时植物的光合作用等于细胞呼吸，即马铃薯植株叶肉细胞的叶绿体可以进行光合作用，因此其叶绿体中有氧气产生，B项错误；CO2浓度为0.03%、40 条件下，在弱光、适当遮荫以及全光照三种条件下，植物的二氧

14、化碳吸收速率不同，说明光强度仍然是限制光合速率的因素，C项错误；曲线纵轴的CO2吸收速率表示净光合速率，而CO2固定速率表示总光合速率，总光合速率净光合速率呼吸速率，黑暗条件下的曲线为测得的呼吸速率，则全光照、CO2浓度为1.22%和35 时，总光合速率最大，D项正确。4.植物的光合作用受温度(T)和光强度(L)影响。如图表明植物在三种不同光强度下消耗CO2的情况。请分析在5 0 和20 30 的温度范围内，光合作用的限制因素分别是()选项5 0 20 30 AT和L都是限制因素T和L都不是限制因素BT是限制因素，而L不是限制因素T不是限制因素，而L是限制因素CT是限制因素，而L不是限制因素T

15、是限制因素，而L不是限制因素DT不是限制因素，而L是限制因素T是限制因素，而L不是限制因素答案B解析据图可知：在5 0 的温度范围内，三种不同的光强度下，植物的光合作用强度相同，说明此条件下温度太低，是限制光合作用的主要因素，而光强度的改变对光合作用强度几乎没有影响。在20 30 的温度范围内，三种光照条件下，光合作用强度都不再随温度的升高而增强，但不同光强度下，植物光合作用强度不同，说明此时光强度是光合作用的限制因素。考点二光合作用与细胞呼吸的异同(加试)1.光合作用与需氧呼吸的区别项目光合作用需氧呼吸物质变化无机物合成有机物有机物被分解成无机物能量变化光能稳定的化学能稳定的化学能热能、AT

16、P中活跃的化学能实质合成有机物，贮存能量分解有机物、释放能量，供细胞利用场所主要是叶绿体细胞溶胶和线粒体条件只在光下进行时刻都能进行2.光合作用与需氧呼吸的联系(1)物质方面：C：CO2C6H12O6C3H4O3CO2。O：H2OO2H2O。H：H2ONADPHC6H12O6NADHH2O。(2)能量方面：光能ATP中活跃的化学能C6H12O6中稳定的化学能思考讨论1.在叶肉细胞中，CO2的固定和产生场所分别是什么？提示叶绿体基质、线粒体基质。2.单位时间内叶绿体吸收CO2的量属于实际(真正)光合速率还是净光合速率？提示实际光合速率。3.光合作用与细胞呼吸之间的气体变化下面为叶肉细胞内线粒体与

17、叶绿体之间的气体变化图，据图判断生理过程。图：表示黑暗中，只进行细胞呼吸；图：表示呼吸速率光合速率；图：表示呼吸速率光合速率；图：表示呼吸速率光合速率。题型一比较光合作用与细胞呼吸的过程1.下图是绿色植物体内能量供应及利用的示意图，下列说法正确的是()A.乙过程利用的ATP是由甲和丙过程共同提供的B.乙中的ATP用于固定二氧化碳和还原三碳酸分子C.甲、丙中合成ATP所需的能量来源不相同D.丁中的能量可用于肌肉收缩、人的红细胞吸收葡萄糖、兴奋传导等答案C解析从图中发生的变化可判断，甲是光反应，乙是碳反应，丙是需氧呼吸，丁是ATP的水解。需氧呼吸产生的ATP不能用于光合作用的碳反应，A项错误；光反

18、应过程中产生的ATP用于还原三碳酸分子，B项错误；光反应合成ATP所需的能量来源于光能，而丙过程合成ATP所需的能量来自有机物中的化学能，C项正确；红细胞吸收葡萄糖的方式是易化扩散，易化扩散需要载体蛋白但不消耗ATP，D项错误。2.如图为植物的某个叶肉细胞中两种膜结构及其上发生的生化反应模式图。下列有关叙述正确的是()A.图1、2中的两种生物膜依次存在于线粒体和叶绿体中B.图1中的H来自水，图2中的H来自丙酮酸C.两种生物膜除产生上述物质外，还均可产生ATPD.影响图1、2中两种膜上生化反应的主要外界因素分别是温度和光照答案C解析根据题图所示信息可判断，图1所示是叶绿体的类囊体膜，其上进行的是

19、光合作用的光反应，图示生化反应是水的光解，H来自水。图2所示是线粒体内膜，其上进行的是需氧呼吸的第三阶段，H来自葡萄糖、丙酮酸和H2O。题型二光合作用与细胞呼吸的物质和能量变化3.(原创)细胞中许多结构产生NADPH、NADH(H)与ATP，下列关于NADPH、NADH和ATP的叙述，错误的是()A.叶绿体内的NADPH来自水，NADPH用于还原三碳酸分子B.线粒体内的NADH部分来自丙酮酸，NADH用于还原氧气C.叶绿体、线粒体内的ATP均可用于植物的各种生命活动D.适宜光照下叶肉细胞的细胞溶胶、线粒体和叶绿体中都有ATP合成答案C解析叶绿体内NADPH来自水的光解，用于还原三碳酸分子，A项

20、正确；线粒体内的NADH一部分来自于葡萄糖的分解，一部分来自丙酮酸和水反应的过程，两过程产生的NADH用于还原氧气生成水，B项正确；叶绿体中产生的ATP只能用于碳反应，不能用于其他生命活动，C项错误；叶肉细胞的线粒体、叶绿体和细胞溶胶中都含有与合成ATP相关的酶，都能产生ATP，D项正确。4.(原创)用同位素标记法研究光合作用和需氧呼吸过程中氧原子的来源和去路，下列结论错误的是()A.光合作用的产物O2中的O全部来自原料中的H2OB.光合作用的产物C6H12O6中的O全部来自原料中的CO2C.需氧呼吸的产物H2O中的O全部来自原料中的O2D.需氧呼吸的产物CO2中的O全部来自原料中的C6H12

21、O6答案D解析光合作用过程中产生的氧气来自于光反应过程中水的光解，因此产物O2中的O全部来自原料中的H2O，A项正确；光合作用过程中葡萄糖产生于碳反应阶段，其中的O全部来自原料中的CO2，B项正确；需氧呼吸的产物H2O是由需氧呼吸的第三阶段，氢与氧气结合形成的，因此需氧呼吸的产物H2O中的O全部来自原料中的O2，C项正确；需氧呼吸过程中二氧化碳是丙酮酸与水反应产生的，丙酮酸是葡萄糖酵解产生的，因此需氧呼吸的产物CO2中的O来自原料中的C6H12O6和水，D项错误。考点三活动：探究环境因素对光合作用的影响1.实验原理(1)光合速率通常以一定量的植物在单位时间内有机物的积累量、CO2的吸收量、O2

22、的释放量即表观光合速率来衡量。(2)影响光合作用的主要环境因素：温度、CO2浓度、光强度。2.实验步骤(1)实验假设：一定范围内，光合速率随光强度的增加而增强。(2)实验过程组装下图装置三套，编号为甲、乙、丙。分别向三支试管内加入等量的小球藻和5%的NaHCO3溶液。记录有色液滴的起始位置。取三只100 W聚光灯，分别置于距甲、乙、丙10 cm、20 cm、50 cm处，一段时间后，记录液滴位置。思考讨论1.三支试管内加入等量的小球藻，为什么？提示等量原则和单一变量原则。2.通过本实验能得到小球藻的最适光强度吗？为什么？提示不能；应设置较小梯度的光强度。1.变量分析(1)自变量：光强度，通过1

23、00 W聚光灯与实验装置的距离远近控制。(2)因变量：光合速率，通过单位时间内O2的释放量测定，以单位时间内有色液滴的移动距离作为检测指标。(3)无关变量：各组实验植物(如金鱼藻、小球藻)的数量相同，温度、CO2浓度相同。2.实验拓展(1)设置温度作为自变量：用上述装置探究温度对光合速率的影响，可通过将试管分别置于装有不同温度水的烧杯中控制自变量温度。(2)设置CO2浓度作为自变量：用上述装置探究CO2浓度对光合作用的影响，可通过往试管内分别加入不同浓度的NaHCO3溶液来控制自变量CO2浓度。题型一实验基础1.利用如图所示的实验装置进行与光合作用有关的实验，下列说法正确的是()A.试管中收集

24、的气体量代表了光合作用产生的氧气量B.在光下，如果有气泡产生，可以说明光合作用产生氧气C.为了探究二氧化碳浓度对光合作用的影响，可以用不同浓度的NaHCO3溶液进行实验D.为了探究光强度对光合作用的影响，用一套装置慢慢向光源靠近，观察气泡产生速率的变化答案C解析试管中收集的气体的量表示光合作用产生的氧气量减去呼吸作用消耗的氧气量的剩余量；光下产生气泡，可能是温度增加，使气体的溶解度下降导致的，产生的也不一定是氧气；探究光强度对光合作用的影响时，用一套装置慢慢向光源靠近，观察气泡产生速率的变化是不正确的，因为产生的氧气是一个累加的过程，应该用多套装置，其他条件相同，只是距离光源的位置不同。2.如

25、图甲为某校生物兴趣小组探究光强度对茉莉花光合作用强度影响的实验装置示意图，图乙为每小时所测得的结果，据图分析错误的是()A.本实验可以通过改变灯泡功率或灯与广口瓶的距离来完成自变量的控制B.本实验利用甲装置即可测得图乙结果，无需另设对照组C.甲装置不能测得图乙中的A点数据D.该实验不能用白炽灯作为光源答案B解析本实验可以通过改变灯泡功率或灯与广口瓶的距离来完成自变量的控制，A正确；该实验通过液滴移动的距离表示光合作用强度，由于气压变化等物理因素也可以导致液滴移动，因此为了消除物理因素对实验结果的干扰，可以将装置中的茉莉花换成死花，其他设置与装置甲一样，纠正无关变量对实验结果的影响，B错误；光照

26、条件下既进行光合作用，也进行呼吸作用，测得的数值是净光合作用，为了测得实际光合作用强度，需要将其中的NaHCO3溶液换为NaOH溶液，且将装置放在黑暗条件下测出呼吸作用强度，C正确；由于白炽灯产热，故该实验不能用白炽灯作为光源，D正确。题型二实验应用3.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浓度的变化，下列叙述错误的是()A.该实验探究不同单色光对光合作用强度的影响B.加入NaHCO3溶液是为了吸收呼吸作用释放的CO2C.拆去滤光片，单位时间内氧气传感器测到的O2浓度高于单色光下O2浓度D.若将此装置放在黑暗处，用NaOH溶液代替NaHCO3溶液，可测定金鱼藻的细胞

27、呼吸强度答案B解析密闭装置中加入NaHCO3溶液是为金鱼藻光合作用提供CO2，B项错误。4.下图哪支试管中氧气含量下降得最快()答案A解析试管A中水草不能进行光合作用，无氧气产生，而小鱼和水草都要进行细胞呼吸消耗氧气，故其氧气含量下降得最快。模拟演练1.光合作用的直接产物中不可能有()A.氧 B.脂肪和蛋白质C.葡萄糖 D.乙醇和丙酮酸答案D解析光合作用的实质是绿色植物通过叶绿体，利用光能把二氧化碳和水转化成贮存着能量的有机物(如淀粉、脂肪和蛋白质等)，并且释放出氧气的过程。2.光合作用、需氧呼吸和厌氧呼吸过程中共有的是()A.产生CO2 B.分解葡萄糖C.产生ATP D.放出O2答案C解析光

28、合作用消耗CO2，产生有机物和氧气，需氧呼吸可以产生CO2，而厌氧呼吸的乙醇发酵产CO2，乳酸发酵不产CO2，A项错误；需氧呼吸和厌氧呼吸分解葡萄糖，而光合作用合成葡萄糖，B项错误；光合作用光反应能产生ATP供碳反应使用，需氧呼吸和厌氧呼吸都可以产生ATP供给细胞内各项需要能量的生命活动，C项正确；光合作用消耗CO2，产生O2，而需氧呼吸是消耗O2，产生CO2，D项错误。3.将如图所示细胞置于密闭容器中培养。在不同光强度下，细胞内外的CO2和O2浓度在短时间内发生了相应变化。下列叙述错误的是()注：适宜条件下悬浮培养的水稻叶肉细胞示意图。A.黑暗条件下，增大、减小B.光强度低于光补偿点时，、增

29、大C.光强度等于光补偿点时，、保持不变D.光强度等于光饱和点时，减小、增大答案B解析黑暗条件下，叶肉细胞只进行呼吸作用，不进行光合作用，细胞吸收O2，释放CO2，故增大、减小，A项正确；光补偿点是指光合速率与呼吸速率相等时的光强度，当光强度低于光补偿点时，光合速率小于呼吸速率，细胞吸收O2，释放CO2，故增大、减小，B项错误；当光强度等于光补偿点时，光合速率等于呼吸速率，细胞不吸收O2，也不释放CO2，、保持不变，C项正确；光饱和点是指光合速率达到最大时的最低光强度，当光强度等于光饱和点时，光合速率大于呼吸速率，细胞吸收CO2，释放O2，减小、增大，D项正确。4.(加试)将生长发育状况相同的某

30、经济作物分为两组，组用遮光网处理以降低光强度，组不做处理，分别测定净光合速率的日变化情况，结果如图所示。下列叙述正确的是()A.ac段植物叶肉细胞产生氢的场所有细胞溶胶、线粒体和叶绿体B.f点较e点叶绿体内的ATP含量较低C.组植物在实验时间内a点时体内的有机物积累量最少D.d点时两组植物的真正光合速率相同答案A5.(2017浙江模拟)如图1表示不同强度的光对水生黑藻光合作用影响的实验装置图，请回答下列问题：注：本实验中灯泡为荧光灯灯泡。(1)若不更换灯泡且位置固定，则可通过移动 来改变光强度大小，实验中要测定黑藻是否进行了光反应，最好是通过肉眼观察装置中是否有 出现，光反应的产物 能为三碳酸还原提供能量。(2)若突然使图中S变小，则短时间内RuBP的含量 ，一段时间后光合作用达到稳定状态，此时RuBP和3磷酸甘油酸之间的含量比为 。(3)已知光能主要由叶绿素吸收，如图2表示两种光强度下黑藻中色素的纸层析实验结果，说明强光照导致黑藻 含量减少，从而导致光合速率 。