高考生物考点精讲精析 光合作用 新人教版.doc

光与光合作用考点一、光合作用过程一、考点概述：1.此考点主要包括以下内容：光合作用过程光反应和暗反应的关系反应式及元素去向2.在高考试题中，以选择题或填空题的形式出现。二、具体考点分析：1光合作用过程图解2光反应和暗反应的关系3反应式及元素去向氧元素碳元素：co2c3(ch2o)氢元素：h2oh(ch2o)三、典例精析：1如图为叶绿体结构与功能示意图，下列说法错误的是()a结构a中的能量变化是光能转变为atp中的化学能b供给14co2，放射性出现的顺序为co2c3甲c结构a释放的o2可进入线粒体中d如果突然停止co2的供应，短时间内c3的含量将会增加解析在光合作用中，co2首先和c5生成c3，如果突然停止co2的供应，则c3生成量减少，而其消耗量不变，因此c3含量减少；而c5由于无法与co2结合，其消耗量减少，而其生成量基本不变，因此其积累量短期内会增加。 答案d2(2011浙江理综，1)下列有关叶绿体及光合作用的叙述，正确的是()a破坏叶绿体外膜后，o2不能产生b植物生长过程中，叶绿体内各种色素的比例保持不变c与夏季相比，植物在冬季光合速率低的主要原因是光照时间缩短d离体的叶绿体基质中添加atp、nadph和co2后，可完成暗反应答案d 解析植物光合作用的光反应在叶绿体类囊体薄膜上进行，因此破坏叶绿体外膜，不影响o2的产生；离体的叶绿体基质中含有与暗反应有关的酶，获得atp、nadph和co2后，可完成暗反应，故d正确；植物生长过程中，叶绿体中色素的比例会随植物生长期、光照、温度等的变化而变化；与夏季相比，植物在冬季光合速率降低的主要原因是温度降低和光照减弱。3如图表示植物光合作用的一个阶段，下列各项叙述正确的是()a该反应的场所是叶绿体的类囊体bc3生成(ch2o)需要h、atp和多种酶c提高温度一定能促进(ch2o)的生成d无光条件有利于暗反应进行答案b 解析图示的光合作用阶段为光合作用暗反应，该反应发生的场所是叶绿体基质，该过程在有光、无光的条件下均可进行，该过程的物质变化为co2的固定和c3的还原，其中c3还原需要光反应提供h和atp，此外还需要多种酶的参与。温度通过影响该过程中酶的活性影响(ch2o)的生成，因此，在最适温度以上，提高温度不能促进(ch2o)的生成。4. (2010上海卷)分析有关植物光合作用的资料，回答问题。在一定浓度的co2和适当的温度条件下，测定a植物和b植物在不同光照条件下的光合速率，结果如下表，据表中数据回答问题。光合速率与呼吸速率相等时光照强度(千勒克司)光饱和时光照强度(千勒克司)光饱和时co2吸收量mg/(100 cm2叶小时)黑暗条件下co2释放量mg/(100 cm2叶小时)a植物13115.5b植物393015(1)与b植物相比，a植物是在_光照条件下生长的植物，判断的依据是_。(2)当光照强度超过9千勒克司时，b植物光合速率_，造成这种现象的实质是_跟不上_反应。(3)当光照强度为9千勒克司时，b植物的总光合速率是_mg co2/(100 cm2叶小时)。当光照强度为3千勒克司时，a植物与b植物固定的co2量的差值为_mg co2/(100 cm2叶小时)。解析本题考查植物光合作用速率的相关知识。(1)根据植物对光照的需求不同，将植物分为阳生植物和阴生植物，阴生植物对光照强度要求低。分析图表可知，在光饱和时b植物所需的光照强度远大于a植物，a为弱光下生长的阴生植物。(2)分析图表，当光照强度为9千勒克司时，b植物的光合作用达到饱和，此时光合作用强度不再随光照强度的增加而增加，主要限制因素是co2的浓度，从而使暗反应固定的co2不足以满足光反应的需要。(3)图中b植物在光照强度为9千勒克司时，co2的吸收量为30 mg/(100 cm2小叶小时)，即净光合速率为30 mgco2/(100 cm2叶小时)，由于黑暗下co2的释放量(即呼吸速率)为15 mg/(100 cm2叶小时)，则此时b植物的总光合速率为301545mgco2/(100 cm2叶小时)。当光照强度为3千勒克司时，a植物的co2吸收量为11mg/(100cm2叶小时)，黑暗条件下，a植物的co2释放量为5.5 mg/(100cm2叶小时)，则在光照强度为3千勒克司时，a植物固定的co2量为115.516.5mg/(100 cm2叶小时)；而b植物在光照强度为3千勒克司时，光合速率与呼吸速率相等，co2的固定量为15 mg/(100cm2叶小时)，故二者的差值为1.5 mgco2/(100cm2叶小时)。答案(1)弱a植物在光饱和时的光照强度低于b植物(a植物在光合速率与呼吸速率相等时的光照强度低于b植物)(2)不再增加暗反应光(3)451.5考点二、光合作用的影响因素及曲线分析一、考点概述：1.此考点主要包括以下内容：光照强度对光合作用强度的影响co2浓度对光合作用强度的影响温度对光合作用强度的影响必需元素的供应对光合作用强度的影响水分的供应对光合作用强度的影响2.在高考试题中，以选择题或填空题的形式出现。二、具体考点分析：1光照强度对光合作用强度的影响图1(1)曲线分析：a点光照强度为0，此时只进行细胞呼吸，细胞内的代谢特点如图2所示，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(如图3所示)。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(如图4所示)。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点以上就不再加强了，c点所示光照强度称为光饱和点。b点以后的细胞代谢特点可用图5表示。(2)应用：阴生植物的b点前移，c点较低，如图中虚线所示，间作套种农作物的种类搭配，林带树种的配置，可合理利用光能；适当提高光照强度可增加大棚作物产量。2co2浓度对光合作用强度的影响(1)曲线分析：图1和图2都表示在一定范围内，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。(2)点含义：图1中a点表示光合作用速率等于细胞呼吸速率时的co2浓度，即co2补偿点。图2中的a点表示进行光合作用所需co2的最低浓度。图1和图2中的b和b点都表示co2饱和点。(3)应用：在农业生产上可以通过“正其行，通其风”，增施农家肥等增大co2浓度，提高光合作用速率。3温度对光合作用强度的影响(1)曲线分析：温度主要是通过影响与光合作用有关的酶的活性而影响光合作用速率。(2)应用：冬天，温室栽培可适当提高温度，也可适当降低温度。白天调到光合作用最适温度，以提高光合作用速率；晚上适当降低温室的温度，以降低细胞呼吸，保证植物有机物的积累。4必需元素的供应对光合作用强度的影响(1)曲线分析：在一定浓度范围内，增大必需元素的供应，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而导致植物渗透失水而萎蔫。(2)应用：根据作物的需肥规律，适时、适量地增施肥料，可提高农作物产量。5水分的供应对光合作用强度的影响(1)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，从而间接影响光合作用。(2)应用：根据作物的需水规律合理灌溉。6叶龄对光合作用强度的影响(1)曲线分析：随幼叶不断生长，叶面积不断增大，叶内叶绿体不断增多，叶绿素含量不断增加，光合作用速率不断增加(oa段)。壮叶时，叶面积、叶绿体、叶绿素都处于稳定状态，光合作用速率基本稳定(ab段)。老叶时，随叶龄增加，叶内叶绿素被破坏，光合速率下降(bc段)。(2)应用：摘除老叶、残叶。7多因子对光合作用强度的影响(1)曲线分析：p点时，限制光合作用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，光合作用速率不断提高。当到q点时，横坐标所表示的因素不再是影响光合作用速率的因子，要想提高光合作用速率，可适当提高图示中的其他因子。(2)应用：温室栽培时，在一定光照强度下，白天适当提高温度的同时也可适当提高co2浓度以提高光合作用速率。当温度适宜时，可适当增加光照强度和co2浓度以提高光合作用速率。三、典例精析：1(2011福建卷，2)下图是夏季晴朗的白天，玉米和花生净光合速率(单位时间、单位叶面积吸收co2的量)的变化曲线，下列叙述错误的是()a在9：3011：00之间，花生净光合速率下降的原因是暗反应过程减缓b在11：0012：30之间，花生的单位叶面积有机物积累量比玉米的多c在17：00时，玉米和花生的单位叶面积释放o2速率相同d在18：30时，玉米既能进行光反应，也能进行暗反应解析结合题干信息分析题图，9301100之间，花生净光合速率下降的原因是夏季晴朗的白天在该段时间内温度过高，蒸腾作用过强，导致花生叶片的气孔关闭，使花生吸收的co2量减少，由此引起暗反应速率下降，故a正确；比较11001230之间花生与玉米单位面积有机物积累量可以看出，花生的单位叶面积有机物积累量比玉米少，故b错误；从题图中可以直接看出在1700时，玉米和花生单位叶面积净光合速率相同，因此二者释放o2的速率相同，故c正确；从题图中可知1830时玉米的净光合速率为零，此时，光合作用速率与呼吸作用速率相等，故d正确。 答案b2(2011江苏卷，23)某种铁线莲的根茎可作中药，有重要的经济价值。下表为不同遮光处理对其光合作用影响的结果，相关叙述正确的是()遮光比例(%)叶绿素a/b叶绿素含量(mg/g)净光合速率(molm2s1)植株干重(g)04.82.18.07.5105.32.39.69.9305.22.48.99.2504.42.65.27.2704.12.92.74.8903.33.003.2a适当的遮光处理，可降低其干重b叶绿素含量与净光合速率呈正相关c叶绿素a/b可作为其利用弱光能力的判断指标d遮光90%时，铁线莲不进行光合作用答案c 解析由表格数据可知，植物干重随遮光比例的增加而先增加后减少，说明适当遮光可以提高其干重，a项错误。叶绿素含量随遮光比例的增加而逐渐增加，净光合速率先增加后减少，两者不呈正相关，b项错误。叶绿素a/b变化与植物净光合速率和植物干重变化一致，因此可作为植物利用弱光能力的判断指标，c项正确。净光合速率真光合速率呼吸速率，遮光90%时，植物净光合速率为0，则说明光合速率和呼吸速率相等，d项错误。3(2011全国卷，33)为探究不同条件对叶片中淀粉合成的影响，将某植物在黑暗中放置一段时间，耗尽叶片中的淀粉。然后取生理状态一致的叶片，平均分成8组，实验处理如下表所示。一段时间后，检测叶片中有无淀粉，结果如下表。编号组1组2组3组4组5组6组7组8处理葡萄糖溶液浸泡，溶液中通入空气葡萄糖溶液浸泡，溶液中通入co2和n2蒸馏水浸泡，水中通入空气蒸馏水浸泡，水中通入co2和n2光照黑暗光照黑暗光照黑暗光照黑暗检测结果有淀粉有淀粉有淀粉无淀粉有淀粉无淀粉有淀粉无淀粉回答问题：(1)光照条件下，组5叶片通过_作用产生淀粉；叶肉细胞释放出的氧气来自于_的光解。(2)在黑暗条件下，叶片能进行有氧呼吸的组别是_。(3)组2叶片中合成淀粉的原料是_，直接能源物质是_，后者是通过_产生的。与组2相比，组4叶片无淀粉的原因是_。(4)如果组7的蒸馏水中只通入n2，预期实验结果是叶片中_(有、无)淀粉。答案： (1)光合h2o(2)组2和组6(3)葡萄糖atp有氧呼吸组4叶片不能进行有氧呼吸，淀粉的合成缺少atp(4)无解析光照条件下，植物叶片通过光合作用产生淀粉，此过程中叶肉细胞释放的氧气来自于水的光解。组3、组4、组7、组8因缺少空气而无法进行有氧呼吸。剩余四组中只有组2和组6为黑暗条件。由题意可知，光合作用的产物中有淀粉，淀粉是由葡萄糖合成的，所以合成淀粉需要葡萄糖和有氧呼吸提供的atp。组1、组3、组5、组7四组叶片在光下能够进行光合作用，所以有淀粉生成；组2叶片虽然在无光条件下，但由于外界溶液中含有葡萄糖并在溶液中通入空气，能够进行有氧呼吸，可以为淀粉的合成提供葡萄糖和atp，所以组2叶片有淀粉的产生；组4中无氧气，不能进行有氧呼吸，淀粉合成缺乏atp，所以组4无淀粉生成；组6和组8无光照，不能进行光合作用，外界溶液中也没有葡萄糖，故无淀粉生成。如果组7的蒸馏水中只通入n2，则组7叶片由于缺乏二氧化碳而不能进行光合作用，故叶片中无淀粉。考点三、绿叶中色素的提取与分离一、考点概述：1.此考点主要包括以下内容：实验过程注意问题2.在高考试题中，以选择题或填空题的形式出现。二、具体考点分析：1实验过程2注意问题(1)关键词与试剂对应关系不能颠倒。提取色素无水乙醇分离色素层析液(2)用丙酮或其他有机溶剂代替无水乙醇提取色素，但丙酮有毒，研磨时需采取措施防止挥发；也可用汽油代替层析液进行层析；可用其他绿色叶片代替菠菜，但不能用大白菜等不含叶绿素的材料。(3)色素提取液呈淡绿色的原因分析研磨不充分，色素未能充分提取出来。称取绿叶过少或加入无水乙醇过多，色素浓度小。未加碳酸钙或加入过少，色素分子部分被破坏。(4)叶片绿色：叶绿素类胡萝卜素31；最不吸收绿光，反射回来；叶片变黄：低温破坏了叶绿素，呈现出了类胡萝卜素的颜色；叶片变红：低温破坏了叶绿素，呈现出液泡中花青素的颜色。三、典例精析：1(2011江苏卷，4)某研究组获得了水稻的叶黄素缺失突变体。将其叶片进行了红光照射光吸收测定和色素层析条带分析(从上至下)，与正常叶片相比，实验结果是()a光吸收差异显著，色素带缺第2条b光吸收差异不显著，色素带缺第2条c光吸收差异显著，色素带缺第3条d光吸收差异不显著，色素带缺第3条解析水稻的叶黄素缺失，则对蓝紫光的吸收减少，对红光的吸收无明显差异，a、c项错误。色素层析条带从上至下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b。叶黄素缺失，则色素层析条带从上至下缺第2条，故b项正确，d项错误。 答案b2如图表示某同学做“绿叶中色素的提取和分离”实验的改进装置，下列叙述错误的是()a应向培养皿中倒入层析液b应将滤液滴在a处，而不能滴在b处c实验结果应得到四个不同颜色的同心圆(近似圆形)d实验得到的若干个同心圆中，最小的一个圆呈橙黄色答案d 解析所有的色素都从a处扩散，呈橙黄色的胡萝卜素扩散速度最快，因此在若干个同心圆中，最大的一个圆是橙黄色。3在“绿叶中色素的提取与分离”实验中得到的色素带颜色较浅，分析其原因可能是()加入的丙酮太多用无水乙醇代替丙酮层析液没及滤液细线研磨时没有加入caco3研磨时没有加入sio2取的叶片的叶脉过多，叶肉细胞过少画滤液细线的次数少使用放置数天的波菜叶a bc d答案c 解析在实验中，滤纸条上的色素带颜色较浅的原因是滤液中色素含量少，或者在滤纸条上画滤液细线时，重复的次数太少，或者加入的提取液太多，使滤液中色素浓度降低，又或者层析时，层析液没过滤液细线，使色素溶解在层析液中。滤液中色素含量少的原因可能是：没有加入二氧化硅，导致研磨不充分；研磨时没有加入碳酸钙，使部分色素被破坏；选取的叶片中叶肉细胞少，色素含量低；叶片不新鲜，里面的色素被破坏。4(2010上海卷，26)右图中代表新鲜菠菜叶的光合色素纸层析结果，则下图所示结果最有可能来自于()a水培的洋葱叶b生长的柳树幼叶c培养的衣藻d秋冬的银杏落叶答案d解析从两条层析条上分析可知，滤纸条缺少了叶绿素a和叶绿素b的色素带。可能是选择的材料中缺少叶绿素。从4个选项分析，秋冬季的银杏落叶由于叶绿素分解，而呈现黄色，所以层析出的色素带最可能出现的情况。5.(2011高考广东卷)中国的饮食讲究“色香味”，颜色会影响消费。小李同学拟研发“绿色”食用色素，他以生长很快的入侵植物水葫芦为材料进行如下实验。.提取叶绿素.探究ph对叶绿素稳定性的影响取一些叶绿素粗产品，配成一定浓度的溶液，于室温(约25)下进行实验，方法和结果如下表。实验组号叶绿素溶液(ml)调ph至处理时间(min)溶液颜色3.0y10绿色3.07.010绿色3.06.010黄绿色3.05.010黄褐色注：叶绿素被破坏后变成黄褐色。根据所学知识和实验结果，请回答：(1)提取食用叶绿素的x应该为_，原因是_。(2)表中y应该为_，原因是_。(3)若用作食品色素，天然叶绿素色素不适用于_食品，否则_。(4)小李想了解叶绿素粗产品中是否含有其他色素，请你提供检测方法并写出主要步骤。解析(1)绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂如无水乙醇中，所以，可以用无水乙醇或丙酮提取绿叶中的色素。(2)该实验探究ph对叶绿素稳定性的影响，所以实验变量为ph的大小，所以我们要设置一系列ph梯度，即ph为8.0、7.0、6.0、5.0。(3)通过对实验结果的分析，在ph为6.0、5.0的酸性条件下叶绿素会分解，所以天然叶绿素不适用于酸性食品。(4)由于各种色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸条上扩散得快；反之，则慢。所以，我们可用纸层析法将叶绿素粗产品中的色素进行分离，以确定是否含有其他色素。答案(1)无水乙醇或丙酮绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中 (2)8.0ph梯度差为1.0，所以y为8.0(3)酸性叶绿素分解，食品变为黄绿色或黄褐色(4)方法：用纸层析法将叶绿素粗产品中的色素进行分离，以确定是否含有其他色素。主要步骤：制备滤纸条：将预先准备的干燥滤纸条一端剪去两个角使之呈梯形，在距该端1 cm处画一铅笔细线。画滤液细线：用毛细吸管吸取叶绿素粗产品，沿铅笔线均匀地画滤液细线。纸层析法分离色素：将滤纸条画有滤液细线的一端置于烧杯中的层析液中(不要将滤液细线浸没在层析液中)。观察实验结果。考点四、光合作用的探究历程一、考点概述：1.此考点主要包括以下内容：光合作用的探索历程萨克斯的实验恩格尔曼的实验鲁宾、卡门的实验2.在高考试题中，以选择题或填空题的形式出现。二、具体考点分析：1实验常考易错点(1)萨克斯实验中黑暗处理的目的：消耗掉叶片中原有的淀粉。曝光与遮光形成对照，检验试剂为碘蒸气。(2)恩格尔曼选用水绵做实验材料的好处：叶绿体大且呈带状，便于观察，所用细菌异化作用类型为需氧型。(3)鲁宾、卡门用的实验方法为同位素标记法。(4)卡尔文选用小球藻做实验，用同位素标记法揭示了暗反应过程。2上述实验中对照实验设置在光合作用的发现中，科学家们利用了对照实验，使结果和结论更加科学、准确。(1)萨克斯：自身对照，自变量为是否照光(一半曝光与另一半遮光)，因变量为叶片是否制造出淀粉。(2)鲁宾和卡门：相互对照，自变量为标记物质(ho与c18o2)，因变量为o2的放射性。(3)普利斯特利：密闭的玻璃罩是否加植物为自变量，蜡烛燃烧时间或小鼠存活时间为因变量。3恩格尔曼实验方法的巧妙之处(1)实验材料选得妙：用水绵作为实验材料。水绵不仅具有细而长的带状叶绿体，而且叶绿体螺旋状地分布在细胞中，便于观察和分析研究。(2)排除干扰的方法妙：实验成功的关键之一在于控制无关变量和减少额外变量，恩格尔曼将临时装片放在黑暗并且没有空气的环境中，排除了环境中光线和氧的影响，从而确保实验能够正常进行。(3)观测指标设计得妙：通过好氧细菌的分布进行检测，从而能够准确地判断出水绵细胞中释放氧的部位。(4)实验对照设计得妙：进行黑暗(局部光照)和曝光的对比实验，从而明确实验结果完全是由光照引起的。三、典例精析：11880年美国生物学家恩格尔曼设计了一个实验研究光合作用的光谱。他将棱镜产生的光谱投射到丝状水绵体上，并在水绵悬液中放入好氧细菌，观察细菌的聚集情况(如图)。他得出光合作用在红光区和蓝光区最强。这个实验的思路是()a细菌对不同的光反应不一样，细菌聚集多的地方，细菌光合作用强b好氧细菌聚集多的地方，o2浓度高，水绵光合作用强c好氧细菌聚集多的地方，产生的有机物多，水绵光合作用强d好氧细菌大量消耗o2，使水绵光合作用速度快，则该种光有利于光合作用解析好氧细菌是需要氧气的，因此在好氧细菌聚集的地方应该是氧气多的地方，也就是水绵光合作用强的地方。 答案b2德国科学家萨克斯将绿色叶片放在暗处数小时“饥饿”处理(消耗掉叶片中的淀粉)后，再把叶片的一部分遮光，其他部分曝光。一段时间后，将该叶片经脱色、漂洗再用碘液处理，结果遮光部分不变蓝，曝光部分变蓝。下列有关本实验的分析及结论合理的是()本实验未设对照组有无光照是遮光和曝光区域显现不同结果的唯一原因实验开始时遮光和曝光区域均达到无淀粉状态实验证明叶绿体利用光照将co2转变成了淀粉a b c d答案a 解析本实验中，光照是自变量，曝光与遮光形成自身对照，叶片颜色的变化是因变量，故错误、正确；进行“饥饿”处理就是要消耗完叶片中的淀粉，确保后面检测到的淀粉全部为光合作用产生的，故正确；实验证明光合作用能产生淀粉及光是光合作用的必要条件，不能证明是叶绿体进行的光合作用，故错误。考点五、光合作用曲线中点的含义和移动规律及如何确定变量一、考点概述：1.此考点主要包括以下内容：曲线中点的含义和移动规律如何确定自变量光合作用条件骤变时各物质量的变化2.在高考试题中，以选择题或填空题的形式出现。二、具体考点分析：1曲线中点的含义和移动规律光照强度与光合速率的关系曲线图中各点的含义(1)光补偿点含义：光合作用等于呼吸作用，若改变某一因素(如光照、co2浓度)，使光合作用增大(减小)，而呼吸作用不受影响，则光补偿点应左移(右移)；若改变某一因素(如温度)，使呼吸作用增大(减小)，而光合作用不受影响，则光补偿点应右移(左移)。(2)光饱和点含义：当横坐标对应的因素对光合作用最大值不产生影响时，若改变某一因素使光合作用增大(减小)，则光饱和点应右(左)移。2如何确定自变量此曲线中只包含x和z两个自变量，a点(曲线上升阶段)时影响因素即横坐标对应的变量x；b点(达到平衡)时影响因素则为该曲线中另外一个变量z，不可考虑x、z之外的其他变量，相当于把范围缩小到x、z两个变量中。3.光合作用条件骤变时各物质量的变化三、典例精析：1. (2010安徽理综，29)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，实验结果如下图所示。请回答：(1)与d点