《备战2021届高考生物一轮专题复习第4讲能量之源——光与光合作用-教案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《备战2021届高考生物一轮专题复习第4讲能量之源——光与光合作用-教案（26页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、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)C：14CO2 14C3(14CH2O)。(3)O：O 18O2；C18O2
2、C3(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
3、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ATP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
4、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
5、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
6、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
7、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
8、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。
9、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
10、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.
11、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
12、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。(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
13、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
14、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
