光合作用难点问题剖析(精).doc

“光合作用”难点问题剖析湖南省耒阳市第一中学周伟光合作用历来是高考考查的重点，也是学生学习的难点。特别是一些涉及定性分析和定量计算的问题，如果不能准确地找到解题的突破口，将会使分析过程变得更加复杂，甚至得一些出错误的结论。下面笔者就光合作用中的几个难点问题剖析如下：一、坐标曲线关键点移动问题例1植物的生理活动受各种因素影响，下列叙述中不正确的是( )A若适当提高温度，则Y点应向右移动B若曲线表示阴生植物，则Y点应向左移动C若横坐标为CO2浓度，曲线表示C4植物，则Y点应向左移动D若以缺镁的完全营养液培养植物幼苗，则Y点应向左移动答案：选D解答本题要求学生理解各种因素对光反应和暗反应过程的影响，读懂坐标曲线中关键点的含义。并在此基础上进行定性分析和正确推理。根据题图可知，若横坐标所示的因素为光照强度，则Y点表示光补偿点。若横坐标所示的因素为CO2浓度，则Y点表示CO2补偿点。无论植物是处于光补偿点，还是CO2补偿点，其光合速率均等于呼吸速率。坐标曲线中补偿点的移动情况可分为如下几种情况进行讨论：（1）若改变某一外界因素（如CO2浓度、光照强度），使光合速率增大或减小，而呼吸速率不受影响。那么为使光合速率等于呼吸速率，则补偿点相应地向左移或向右移。D选项中改变的外界因素是必需矿质元素的供应量，以缺镁的完全营养液培养植物幼苗，植物会出现叶绿素的合成量减少，从而使光反应受到抑制。也就是说在同等光照强度下，植物的光合速率会减小。这时Y点应向右移动，通过增加光照强度来提高光合速率，以满足光合速率等于呼吸速率的要求。故D选项错误。（2）若改变某一外界因素（如温度），使光合速率增大或减小，而呼吸速率也受到不同程度的影响。补偿点的移动则需视具体情况而定。A选项中，适当提高温度，光合速率的增加值要小于呼吸速率的增加值。这时Y点应向右移动，通过增加光照强度来提高光合速率，使光合速率等于呼吸速率。故A选项正确。（3）若改变植物的类型（如C3植物改为C4植物、阳生植物改为阴生植物），则补偿点的移动情况要依植物的生理特性而定。因为C4植物叶肉细胞中的PEP羧化酶对CO2的亲和力高，可利用低浓度的CO2。所以在CO2浓度较低时，C4植物的光合速率要大于C3植物的光合速率。这就意味着，C4植物更易达到CO2补偿点。C选项中，曲线表示C4植物，则Y点左移。故C选项正确。又因为阴生植物耐阴，适宜在光照较弱的环境中生长。那么在光照强度较弱时，阴生植物的光合速率要大于阳生植物的呼吸速率。这就意味着，阴生植物更易达到光补偿点。B选项中，曲线表示阴生植物，则Y点应向左移动。故B选项正确。二、中间产物含量变化问题例2如图是一晴朗夏日某植物的光合作用强度随时间变化的曲线图，C点与B点比较，叶肉细胞内的C3、C5、ATP和H的含量发生的变化依次是（ ）A升 升 升 升 B降 降 降降C降 升 升 升 D升 升 降 降答案：选C解答本题要求学生理解光反应与暗反应之间的联系，综合分析光合作用过程中物质的动态变化。并在此基础上建立思维模型，以获取正确的解题线索。题中所示曲线是非常典型的“双峰型曲线”。在曲线中的B点与D点之间，光合作用强度有一次短暂的下降，这是因为在夏季正午，植物为防止水分过分蒸腾而关闭气孔，从而导致细胞间隙的CO2浓度降低，光合速率相对减小。由于题目要求的是分析中间产物含量的变化，不妨先建立模型（如图）。模型中C3的含量与C5化合物的含量可分别视作一个“仓库”。于是分析它们的含量变化，就只需要分别去比较其“来源”和“去路”变化值的大小。因为C点对应的CO2浓度低于B点，在短时间内固定反应变慢，还原反应基本不变，从而导致C3含量降低，C5含量升高。随着时间的推移，C3含量持续的下降会引起还原反应相应变慢，从而导致对H和ATP的消耗量减少，故H和ATP的含量均升高。三、总光合速速率与净光合速率计算问题例3有一位科学家做了这样一个实验，将10g叶肉细胞中的叶绿体和线粒体分离开来，在离体条件下分别测定其光合作用中CO2的吸收量（图A）和呼吸作用中CO2的释放量（图B）。（1）当光照强度为8千勒克斯的条件，温度为15的条件下，离体叶绿体的光合作用强度是_ gh/10g，温度为30的条件下的叶肉细胞既不吸收CO2，也不释放CO2，此时的光照强度应为_ 千勒克斯。（2）假定离体叶绿体和线粒体与在叶肉细胞内的生理活性基本一致，在温度为30，光照强度为8000勒克斯下照光10h后，再移到温度也为30的暗处，此10克叶肉组织24h能积累的葡萄糖是_ g。如果黑暗条件下的温度平均为15，则10克叶肉组织合成的葡萄糖是_ g。答案：（1）415（2）30545本题以实验所测数据绘制而成的图形为背景，综合考查学生的读图能力和处理实验数据的能力。因此要求学生充分理解光合速率概念的内涵，并根据光合作用方程式进行有关数量的换算。由题可知，实验数据是在离体条件下测得的。离体的叶绿体只进行光合作用，故其光合作用中CO2的吸收量表示总（实际）光合速率。离体的线粒体主要进行呼吸作用，故其呼吸作用中CO2的释放量表示呼吸速率。总光合速率与呼吸速率的关系可表示为：总（实际）光合速率=净（表观）光合速率+呼吸速率。这个关系式有三个衍生式：?光合作用实际产生的O2量=净释放的O2量+呼吸作用消耗的O2量；?光合作用实际消耗的CO2量=净消耗的CO2量+呼吸作用产生的CO2量；?光合作用合成的葡萄糖量=积累的葡萄糖量+呼吸作用分解的葡萄糖量。第（1）问比较简单，叶肉细胞既不吸收CO2，也不释放CO2时，应是总光合速率等于呼吸速率，在坐标中找到使两者相等的点即可。第（2）问就需要学生正确区分“积累的葡萄糖”与“合成的葡萄糖”。积累的葡萄糖表示的是光合作用净合成量，依题意可求得CO2的净释放量为：（8102415）=44 g。因为吸收6molCO2产