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1、版高考人教版通用生物核心讲练大一轮复习能量之源光与光合作用 Word版含答案讲 核心考点全突破考点一光合作用的过程1.光反应和暗反应的过程图解：2.光反应与暗反应的区别与联系：阶段光反应暗反应场所叶绿体类囊体薄膜叶绿体基质物质变化水的光解：H2OH+O2ATP的合成：ADP+PiATPCO2的固定：CO2+C52C3C3的还原：2C3(CH2O)+C5能量转化光能ATP中活跃的化学能ATP中活跃的化学能有机物中稳定的化学能联系光反应为暗反应提供H和ATP，暗反应为光反应提供ADP和Pi、NADP+3.利用同位素标记法判断光合作用C、H、O的转移途径：(1)H：3H2O3H(C3H2O)。(2)

2、C：14CO2 14C3(14CH2O)。(3)O：O 18O2；C18O2C3(CH18 2O)。4.环境改变时光合作用各物质含量的变化分析：(1)分析方法：需要从物质的生成和消耗两个方向综合分析。示例：CO2供应正常、光照停止时，C3的含量变化情况： (2)结果：变化条件C3C5H和ATP(CH2O)CO2供应不变光照强弱增加减少减少减少光照弱强减少增加增加增加光照不变CO2充足不足减少增加增加减少CO2不足充足增加减少减少增加【高考警示】光合作用过程的三点提醒(1)光反应阶段产生的H既可作还原剂，又可提供能量；ATP不仅用于暗反应阶段C3的还原，还用于叶绿体中蛋白质、核酸的合成。(2)色

3、素吸收光能不需要酶，但把光能转化为化学能需要酶。光反应和暗反应过程均需要酶的催化。(3)光反应在光照条件下才能进行；暗反应不需要光，但在光下可以进行。若植物长期处于黑暗中，由于缺乏光反应产生的H和ATP，则暗反应不能进行。【典例】(2019江苏高考)叶绿体中催化CO2固定的酶R由叶绿体DNA编码的大亚基和细胞核DNA编码的小亚基共同组装而成，其合成过程及部分相关代谢途径如图所示。请回答下列问题：(1)合成酶R时，细胞核DNA编码小亚基的遗传信息_到RNA上，RNA进入细胞质基质后指导多肽链合成；在叶绿体中，参与大亚基肽链合成的RNA中，种类最多的是_。(2)进行光合作用时，组装完成的酶R需AT

4、P参与激活，光能转化为ATP中的化学能是在_(填场所)上完成的。活化的酶R催化CO2固定产生C3化合物(C3-)，C3-还原为三碳糖(C3-)，这一步骤需要_作为还原剂。在叶绿体中C3-除了进一步合成淀粉外，还必须合成化合物X以维持卡尔文循环，X为_。(3)作为光合作用的重要成分，X在叶绿体中的浓度受多种因素调控，下列环境条件和物质代谢过程，与X浓度相关的有_(填序号)。外界环境的CO2浓度叶绿体接受的光照强度受磷酸根离子浓度调节的C3-输出速度酶R催化X与O2结合产生C2化合物的强度(4)光合作用旺盛时，很多植物合成的糖类通常会以淀粉的形式临时储存在叶绿体中，假如以大量可溶性糖的形式存在，则

5、可能导致叶绿体_。【解析】(1)据图分析可知，细胞核DNA编码小亚基的遗传信息转录到RNA上，再通过核糖体上的翻译形成小亚基。叶绿体编码大亚基的DNA，经过转录和翻译，形成大亚基，在此过程中需要一种mRNA，多种tRNA，故需要RNA种类最多的是tRNA。(2)ATP是在光合作用光反应阶段合成的，场所是在叶绿体的类囊体薄膜。活化的酶R催化CO2固定产生C3化合物(C3-)，C3-被还原为三碳糖(C3-)，这一步骤需要H作为还原剂。从图中分析，C3化合物还原的产物除了C3-还有C5，X为C5。(3)外界环境的CO2浓度，直接影响CO2的固定，间接影响C3的还原，进而影响C5的浓度，故符合题意；叶

6、绿体接受的光照强度，直接影响光反应产生的H和ATP，间接影响C3的还原，进而影响C5的浓度，故符合题意；磷酸根离子浓度直接影响C3-输出速度，进而影响C5的浓度，故符合题意；酶R能催化X与O2结合产生C2化合物，这种结合的强度会影响X的浓度，故符合题意。(4)光合作用合成的糖类，假如以大量可溶性糖的形式存在，则可能导致叶绿体吸水涨破。答案：(1)转录tRNA(2)类囊体HC5(五碳化合物)(3)(4)吸水涨破(1)结合上题图示分析突然停止CO2的供应，短时间内叶绿体中H含量会怎样变化？提示：突然停止供给CO2，暗反应受到抑制，H的消耗速率下降，但合成速率暂时不变，H含量增多。(2)上题图中淀粉

7、是该植物光合作用产生的有机物，此外还有其他有机物吗？提示：光合作用产生的有机物主要是糖类(淀粉等)，也可合成蛋白质、脂质等有机物。(3)如何证明上题图中淀粉中的碳来源于CO2？提示：用14C标记CO2中的C，若淀粉中含有14C，则证明淀粉中的碳来源于CO2。(2019全国卷)将一株质量为20 g的黄瓜幼苗栽种在光照等适宜的环境中，一段时间后植株达到40 g，其增加的质量来自 ()A.水、矿质元素和空气 B.光、矿质元素和水C.水、矿质元素和土壤 D.光、矿质元素和空气【解析】选A。植物生长过程中增重主要通过光合作用制造有机物，其主要过程是利用光能，将CO2和水合成储存能量的有机物，其中CO2来

8、自空气。另外，植物体内蛋白质、核酸等有机物的合成还需要矿质元素，故A项正确。【加固训练】1.(2019新乡模拟)绿色植物在进行光合作用时以H2O为供氢体，而光合细菌以H2S为供氢体进行光合作用。以下有关光合细菌的说法合理的是 ()A.没有成形的细胞核，拟核中分布着多条线状DNAB.以H2S为供氢体进行光合作用时，无法产生O2C.利用H2S作为原料，其光合作用的产物不可能是糖类D.生存需要光照条件，体内的叶绿体是光合作用的场所【解析】选B。绿色植物以H2O为供氢体进行光合作用时能产生O2，而光合细菌以H2S为供氢体进行光合作用时无法产生O2，B合理。细菌属于原核生物，其没有叶绿体，拟核中分布着一

9、个大型环状DNA分子，以H2S作为原料时，其光合产物仍可能是糖类，A、C、D不合理。2.下图为光合作用过程示意图，在适宜条件下栽培小麦，如果突然将c降低至极低水平(其他条件不变)，则a、b在叶绿体中含量的变化将会是 ()A.a上升、b下降 B.a、b都上升C.a、b都下降 D.a下降、b上升【解析】选B。由图解分析，c是CO2，a和b分别是H、ATP，若在其他条件不变的情况下，将c降低至极低水平，CO2的固定减弱，C3还原减慢，消耗H和ATP减少，则a、b在叶绿体中含量将会都上升。【方法技巧】细胞中C3和C5含量变化的判断技巧下图中表示光反应，表示CO2的固定，表示C3的还原，当外界条件(如光

10、照、CO2)突然发生变化时，分析相关物质含量在短时间内的变化：(1)CO2供应不变，光照条件突然发生变化，可以分为两种情况：光照C3含量变化C5含量变化减弱过程减弱H和ATP合成减少过程减弱、过程暂时不变C3消耗减少、合成暂时不变C3含量增加过程减弱H和ATP合成减少过程减弱、过程暂时不变C5消耗暂时不变、合成减少C5含量减少增强与上述分析相反，结果是C3含量减少，C5含量增加 (2)光照条件不变，CO2供应突然发生变化，可以分为两种情况：CO2供应C3含量变化C5含量变化减少过程减弱、过程暂时不变C3合成减少、消耗暂时不变C3含量减少过程减弱、过程暂时不变C5消耗减少、合成暂时不变C5含量增

11、加 增加与上述分析相反，结果是C3含量增加，C5含量减少考点二影响光合作用的因素及应用1.单因子变量对光合作用的影响：(1)光照强度。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H和ATP多，使暗反应中还原过程加快，从而使光合作用产物增加。曲线分析：A点光照强度为0，此时只进行细胞呼吸，CO2释放量表示此时的细胞呼吸强度AB段光照强度加强，光合速率逐渐加强，但细胞呼吸强度大于光合作用强度B点光补偿点，此时光合作用强度=细胞呼吸强度，细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用BC段随着光照强度不断加强，光合作用强度不断加强，光合作用强度大于细胞呼吸强度C点光

12、饱和点，继续增加光照强度，光合作用强度不再增加应用。a.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。b.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。原理：影响暗反应阶段，制约C3的形成。曲线分析：A点光合速率等于细胞呼吸速率时的CO2浓度，即CO2补偿点A点进行光合作用所需CO2的最低浓度B和B点CO2饱和点，继续增加CO2的浓度，光合速率不再增加AB对应曲线段和AB对应曲线段在一定范围内，光合速率随CO2浓度增加而增大应用。a.大田要“正其行，通其风”，多施有机肥。b.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

13、。(3)温度。原理：通过影响酶的活性来影响光合作用。曲线分析：AB段在B点之前，随着温度升高，光合速率增大B点酶的最适温度，光合速率最大BC段随着温度升高，酶的活性下降，光合速率减小，50 左右光合速率几乎为零应用：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，水分还能影响气孔的开闭，间接影响CO2进入植物体内。曲线分析：a.图1表明在农业生产中，可根据作物的需水规律，合理灌溉。b.图2曲线E处光合作用强度暂

14、时降低，是因为温度高，蒸腾作用过强，部分气孔关闭，影响了CO2的供应。(5)矿质元素。在一定浓度范围内，增大必需矿质元素的供应，可提高光合速率，但当超过一定浓度后，会因土壤溶液浓度过高，植物吸水困难甚至失水而导致植物光合速率下降。2.多因子变量对光合作用的影响：(1)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，随该因子的不断加强，光合速率不断提高。Q点：横坐标所表示的因素，不再是影响光合速率的因子，影响因子主要为各曲线所表示的因子。(2)应用。温室栽培时，在一定光照强度下，白天适当提高温度，增加光合作用酶的活性，提高光合速率，也可同时充入适量的CO2，进一步提高光合速率。当温度适

15、宜时，要适当提高光照强度和CO2浓度以提高光合速率。(3)影响光合作用多因子变量的分析方法。分解思想：将多因子变量转化为多个单因子变量，如上图可以分解为光照强度影响光合作用，温度或CO2影响光合作用。联系观点：找出多个因素影响的共同点，如上图中的P点，温度、光照强度和CO2浓度都比较低时，光合速率都比较低，说明此时光合作用较弱。综合分析：各种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。【典例】(2019全国卷)将生长在水分正常土壤中的某植物通过减少浇水进行干旱处理，该植物根细胞中

16、溶质浓度增大，叶片中的脱落酸(ABA)含量增高，叶片气孔开度减小。回答下列问题。(1)经干旱处理后，该植物根细胞的吸水能力_。(2)与干旱处理前相比，干旱处理后该植物的光合速率会_，出现这种变化的主要原因是_。(3)有研究表明：干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的，而是由ABA引起的。请以该种植物的ABA缺失突变体(不能合成ABA)植株为材料，设计实验来验证这一结论。要求简要写出实验思路和预期结果。【解题指南】(1)关键信息：干旱处理会导致植物根细胞中溶质浓度增大，叶片中的脱落酸(ABA)含量增高，叶片气孔开度减小。(2)必备知识：植物细胞中溶质浓度越大，细胞吸水能力越强；对照实验需要设

17、置单一变量。【解析】本题考查植物的吸水和失水、光合作用的影响因素及实验设计的相关知识。(1)经干旱处理后，根细胞的溶质浓度增大，渗透压增大，对水分子吸引力增大，植物根细胞的吸水能力增强。(2)根据题干条件可知，干旱处理后该植物的叶片气孔开度减小，导致叶片细胞吸收CO2减少，暗反应减弱，因此光合速率会下降。(3)分析题意可知，实验目的为验证干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的，而是由ABA引起的，所以实验应分为两部分：证明干旱条件下植物气孔开度变化不是由缺水引起的；证明干旱条件下植物气孔开度减小是由ABA引起的。该实验材料为ABA缺失突变体(不能合成ABA)植株，自变量应分别为正常条件和缺

18、水环境、植物体中ABA的有无，因变量均为气孔开度变化，据此设计实验。取ABA缺失突变体植株在正常条件下测定气孔开度，经干旱处理后，再测定气孔开度。预期结果是干旱处理前后气孔开度不变，可说明缺水环境不影响ABA缺失突变体植株气孔开度变化，即干旱条件下植物气孔开度变化不是由缺水引起的。将上述干旱处理的ABA缺失突变体植株分成两组，在干旱条件下，一组进行ABA处理，另一组作为对照组，一段时间后，分别测定两组的气孔开度。预期结果是ABA处理组气孔开度减小，对照组气孔开度不变，可说明干旱条件下植物气孔开度减小是由ABA引起的。答案：(1)增强(2)降低气孔开度减小使供应给光合作用所需的CO2减少(3)取

19、ABA缺失突变体植株在正常条件下测定气孔开度，经干旱处理后，再测定气孔开度。预期结果是干旱处理前后气孔开度不变。将上述干旱处理的ABA缺失突变体植株分成两组，在干旱条件下，一组进行ABA处理，另一组作为对照，一段时间后，分别测定两组的气孔开度。预期结果是ABA处理组气孔开度减小，对照组气孔开度不变。(1)光下该植物产生ATP的细胞器有线粒体、叶绿体，若此时环境中的CO2浓度降低，该植物体内C3和C5含量变化分别是减少和增加。(2)若将某植物长期置于适宜光照和温度条件下的一个密闭容器内，那么该植物不能(填“能”或“不能”)正常生长，原因是该植物在适宜光照和温度条件下，光合作用大于呼吸作用，使密闭

20、容器内的CO2浓度持续降低，导致光合速率减慢或停止，因此该植物不能正常生长。(2020北京模拟)为探究影响光合作用强度的因素，将同一品种玉米苗置于25 条件下培养，实验结果如图所示。下列叙述错误的是 ()A.此实验有两个自变量B.D点比B点CO2吸收量高的主要原因是光照强度大C.实验结果表明，在土壤含水量为40%60%的条件下施肥效果明显D.制约C点时光合作用强度的因素主要是土壤含水量【解析】选A。由题意可知，本实验探究的自变量有光照强度、是否施肥、土壤含水量三个，A错误；由图示曲线可知，与D点相比，B点的光照强度较弱，光合作用强度也较弱，因此D点比B点CO2吸收量高的主要原因是光照强度大，B

21、正确；根据图示，同一光照条件下，当土壤含水量在40%60%时，施肥与未施肥相比，CO2吸收量增加明显，C正确；C点土壤含水量较少，光合作用强度较低，因此制约C点光合作用强度的因素主要是土壤含水量，D正确。【加固训练】1.分别用相同光照强度的3种可见光照射同种植物的叶片，在不同CO2浓度下，测定各组叶片的CO2补偿点、CO2饱和点和最大净光合速率(各组呼吸速率相同且基本不变)，所得数据如下表所示。下列叙述错误的是 ()组别光的成分molmol-1CO2补偿点molmol-1CO2饱和点molmol-1最大净光合速率mol(CO2)m-2s-1甲红光83.11 281.326.1乙黄光91.81

22、174.920.4丙蓝光99.21 334.633.4(CO2补偿点指叶片光合速率与呼吸速率相等时的外界环境中CO2浓度；CO2饱和点指叶片的光合速率达到最大时的最低CO2浓度。)A.叶绿体中吸收蓝紫光的色素有叶绿素和类胡萝卜素B.CO2浓度为83.1 molmol-1时，甲组实验中，植物叶绿体释放O2的量与线粒体消耗O2的量相等C.CO2浓度为1 174.9 molmol-1时，影响甲、丙两组植物光合作用的主要因素不同D.由表格分析，三种光中，黄光不宜作为大棚栽培的补充光源【解析】选C。叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，A正确；在甲组实验中，当CO2浓度为83.1 mol

23、mol-1时，植物处于CO2补偿点状态，即植物叶绿体释放O2的量与线粒体消耗O2的量相等，B正确；甲、丙两组植物的CO2饱和点均大于1 174.9 molmol-1，所以当CO2浓度为1 174.9 molmol-1时，影响甲、丙两组植物光合作用的主要因素都是CO2浓度，C错误；据题表可知利用黄光实验，在相同的光照强度下，其最大净光合速率较甲(红光)、丙(蓝光)两组小，所以三种光中，黄光不宜作为大棚栽培的补充光源，D正确。2.(2019大同模拟)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CO2，蔬菜产量可提高70%左右，这就是著名的“电场产量倍增效应”。科学家根据

24、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。据图回答下列问题：(1)第1组实验的作用是_。在饱和光照强度下，该实验的自变量是_。(2)第1组实验和第2组实验的曲线比较，说明_。(3)根据实验曲线可知，在相同光照强度下，为了最大限度地增加作物产量，可以采取的措施是_。【解析】(1)第1组实验的条件为大气电场和大气CO2浓度，属于对照组，起对照作用。饱和光照强度下，实验的自变量是电场强度和CO2浓度。(2)第1组和第2组对比，二者的自变量为电场强度，第2组的净光合作用强度大于第1组，而二者的细胞呼吸强度相等，因此说明强电场可以提高植物的光合作用强度。(3)分析曲线可知，同一

25、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。答案：(1)对照电场强度和CO2浓度(2)强电场可以提高植物的光合作用强度(3)增补电场和增施CO2考点三光合作用和细胞呼吸的关系1.光合作用与细胞呼吸的过程图解：2.光合作用与细胞呼吸的联系：(1)过程联系： (2)物质联系：C：CO2(CH2O)C3H4O3CO2O：H2OO2H2OH：H2OH(CH2O)HH2O(3)能量联系：3.光合作用与细胞呼吸过程中O2和CO2变化：【高考警示】光合作用与细胞呼吸的两个认识误区(1)误以为白天植物只进行光合作用。细胞呼吸无论是在有光还是无光条件下

26、，都会一直进行，即使在进行光合作用时，细胞呼吸也没有停止。(2)误以为光合作用与细胞呼吸是两个独立的过程。光合作用积累的有机物被细胞呼吸利用，储存的能量通过细胞呼吸释放出来；细胞呼吸产生的CO2等物质可以被光合作用利用。【典例】(2017全国卷)下图是表示某植物叶肉细胞光合作用和呼吸作用的示意图。据图回答下列问题：(1)图中、代表的物质依次是_、_、_、_，H代表的物质主要是_。(2)B代表一种反应过程，C代表细胞质基质，D代表线粒体，则ATP合成发生在A过程，还发生在_(填“B和C”“C和D”或“B和D”)。(3)C中的丙酮酸可以转化成酒精，出现这种情况的原因是_。【解析】(1)据题图分析可

27、知，为水光解的产物之一，应为O2；为NADPH还原C3后的产物，应为NADP+；为ATP的水解产物，应为ADP和Pi；为CO2固定的反应物，应为C5；H所表示的物质为还原型辅酶，即NADH。(2)题图中A过程为光反应，B过程为暗反应，ATP合成发生在A过程；在细胞质基质中进行有氧呼吸第一阶段，线粒体内进行有氧呼吸第二、三阶段，这三个阶段都有ATP的合成。(3)在无氧条件下，植物细胞进行无氧呼吸，第一阶段葡萄糖分解为丙酮酸，第二阶段丙酮酸分解为酒精和CO2。答案：(1)O2 NADP+ADP+PiC5NADH(或答：还原型辅酶)(2)C和D(3)在缺氧条件下进行无氧呼吸(1)上题图中若A代表一种

28、反应过程，则A是光反应，需要的条件有光能、色素、酶等。(2)结合上题示意图分析，在人体内C中的丙酮酸不能(填“能”或“不能”)转化成酒精，原因是人体内缺乏丙酮酸转化成酒精的酶。25 条件下，将绿藻置于密闭玻璃容器中，每2 h测一次CO2浓度，结果如图(假设细胞呼吸强度恒定)。请据图回答下列问题：(1)图中810 h，细胞中能产生ATP的场所有_。(2)图中所示实验中有2 h是没有光照的，这个时间区间是_h，实验12 h，此时绿藻干重与实验前相比_。(3)图示实验过程中46 h平均光照强度_(填“小于”“等于”或“大于”)810 h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

29、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810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24 h没有光照。实验12 h时，密闭玻璃容器中CO2浓度与实验开始时(0 h)的基本相同，此时绿藻干重与实验前比较基本不变。(3)46 h内密闭玻璃容器中CO2浓度保持恒定，说明此时间段内细胞呼吸与光合作用速率相等，同理810 h时间段内细胞呼吸与光合作用速率也相等，但由于46 h内密闭玻璃容器中CO2浓度较大，进而推知：46 h平均光照强度