2013高三生物一轮复习课件(人教版)：1-3-3能量之源——光与光合作用

1、第第3讲能量之源讲能量之源光与光合作用光与光合作用知识点一捕获光能的色素和叶绿体结构知识点一捕获光能的色素和叶绿体结构答案：答案：红红光和蓝紫光光和蓝紫光蓝紫光蓝紫光暗反应所需的酶暗反应所需的酶色素和光反应所需的酶色素和光反应所需的酶叶绿体是光合作用的场所叶绿体是光合作用的场所 议一议：议一议：(1)海洋中藻类有分层现象，与植物中的色素吸收光海洋中藻类有分层现象，与植物中的色素吸收光的颜色有什么关系？的颜色有什么关系？(2)在温室内自然光照射基础上，给植物人工补充哪些单色光在温室内自然光照射基础上，给植物人工补充哪些单色光对增产有利？对增产有利？答案：答案：(1)不同波长的光穿透性不同，不同藻

2、类吸收不同波长不同波长的光穿透性不同，不同藻类吸收不同波长的光。的光。(2)红光、蓝紫光属于对植物光合作用最有效的光谱，因此可红光、蓝紫光属于对植物光合作用最有效的光谱，因此可以补充这两种光达到增产的目的。以补充这两种光达到增产的目的。知识点二光合作用的探索历程知识点二光合作用的探索历程连线连线答案：答案：连一连：连一连：AbCaEeDcBd知识点三光合作用的过程及意义知识点三光合作用的过程及意义答案：答案：光光、色素、酶、色素、酶、ADP、Pi、NADPATP酶、酶、H(NADPH)、ATPATP想一想：想一想：什么叫光合速率？它分为几种类型，关系如何？什么叫光合速率？它分为几种类型，关系如

3、何？答案：答案：光合速率或称光合强度是指一定量的植物光合速率或称光合强度是指一定量的植物(如一定的如一定的叶面积叶面积)在单位时间内进行光合作用的量在单位时间内进行光合作用的量(如释放多少氧，消如释放多少氧，消耗多少耗多少CO2)。它分为表观光合速率和真正光合速率两种类型，在光照条件它分为表观光合速率和真正光合速率两种类型，在光照条件下，人们测得的下，人们测得的CO2吸收量是植物从外界环境吸收的吸收量是植物从外界环境吸收的CO2总总量，叫表观光合速率。真正光合速率是指植物在光照条件下，量，叫表观光合速率。真正光合速率是指植物在光照条件下，植物从外界环境中吸收的植物从外界环境中吸收的CO2的量加

4、上呼吸作用释放的的量加上呼吸作用释放的CO2的量，即植物实际同化的的量，即植物实际同化的CO2的量。表观光合速率小于真正的量。表观光合速率小于真正光合速率。光合速率。 叶绿体的结构与功能叶绿体的结构与功能1叶绿素对红光叶绿素对红光(640680 nm)和蓝紫光和蓝紫光(430470 nm)的吸的吸收量大，类胡萝卜素对蓝紫光的吸收量大，对其他波长的光收量大，类胡萝卜素对蓝紫光的吸收量大，对其他波长的光并非不吸收，只是吸收量少。并非不吸收，只是吸收量少。2叶绿体类囊体膜上分布着光合色素及光反应的酶系统叶绿体类囊体膜上分布着光合色素及光反应的酶系统(光光反应场所反应场所)；叶绿体基质中含有大量与暗反

5、应相关的酶；叶绿体基质中含有大量与暗反应相关的酶(暗反暗反应场所应场所)。3叶片呈绿色的原因：一是叶绿素是类胡萝卜素含量的三叶片呈绿色的原因：一是叶绿素是类胡萝卜素含量的三倍；二是色素不吸收绿光被反射回来。秋天叶片变黄是低温倍；二是色素不吸收绿光被反射回来。秋天叶片变黄是低温使叶绿素遭到破坏，呈现出类胡萝卜素的颜色，变红则是液使叶绿素遭到破坏，呈现出类胡萝卜素的颜色，变红则是液泡中花青素的颜色。泡中花青素的颜色。 闪记：闪记：色素的功能：转换光能的色素只有少数处于特殊状色素的功能：转换光能的色素只有少数处于特殊状态的叶绿素态的叶绿素a，吸收、传递光能，四种色素都可以。，吸收、传递光能，四种色素

6、都可以。光合作用过程一、二、三、四光合作用过程一、二、三、四一个场所一个场所(叶绿体叶绿体)两个阶段两个阶段(光反应、暗反应光反应、暗反应)三种能量三种能量(光能光能ATP中活跃化学能中活跃化学能(CH2O)中稳定化中稳定化学能学能)四个物质变化：水光解、四个物质变化：水光解、ATP形成、形成、CO2固定、固定、C3还原。还原。学习笔记：学习笔记：11771年普里斯特利实验年普里斯特利实验光合作用发现史中的经典实验分析光合作用发现史中的经典实验分析 21864年萨克斯实验年萨克斯实验提提前暗处理前暗处理消耗掉叶片中原有的淀粉，避免干扰消耗掉叶片中原有的淀粉，避免干扰31880年恩格尔曼实验年恩

7、格尔曼实验420世纪世纪30年代鲁宾、卡门实验年代鲁宾、卡门实验实实验方法：同位素标记法验方法：同位素标记法提醒提醒在光合作用的发现中，大多数科学家们利用了对照实在光合作用的发现中，大多数科学家们利用了对照实验，使结果和结论更科学、准确。验，使结果和结论更科学、准确。(1)萨克斯：自身对照，自变量为光照萨克斯：自身对照，自变量为光照(一半曝光与另一半遮一半曝光与另一半遮光光)，因变量为颜色变化。，因变量为颜色变化。(2)恩格尔曼：自身对照，自变量为光照恩格尔曼：自身对照，自变量为光照(照光处与不照光处；照光处与不照光处；黑暗与完全曝光黑暗与完全曝光)，因变量为好氧菌的分布。，因变量为好氧菌的分

8、布。(3)鲁宾和卡门：相互对照，自变量为标记物质鲁宾和卡门：相互对照，自变量为标记物质(HO与与C18O2)，因变量为因变量为O2的放射性。的放射性。(4)普里斯特利：缺少空白对照，实验结果说服力不强。普里斯特利：缺少空白对照，实验结果说服力不强。本考点单独命题概率低，往往是借鉴经典实验的方法手段在本考点单独命题概率低，往往是借鉴经典实验的方法手段在综合题或探究题中体现。综合题或探究题中体现。【典例【典例1】 (2012南昌市一模南昌市一模)德德国科学家萨克斯将绿色叶片国科学家萨克斯将绿色叶片放在暗处数小时放在暗处数小时“饥饿饥饿”处理处理(消耗掉叶片中的淀粉消耗掉叶片中的淀粉)后，再后，再把

9、叶片的一部分遮光，其余部分曝光。一段时间后，将该叶把叶片的一部分遮光，其余部分曝光。一段时间后，将该叶片经脱色、漂洗后再用碘液处理，结果发现遮光部分不变蓝，片经脱色、漂洗后再用碘液处理，结果发现遮光部分不变蓝，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()。本实验未设对照组本实验未设对照组有无光照是遮光和曝光区域表现不有无光照是遮光和曝光区域表现不同结果的唯一原因同结果的唯一原因实验初始时遮光和曝光区域均达到无实验初始时遮光和曝光区域均达到无淀粉状态淀粉状态实验证明叶绿体利用光照将实验证明叶绿体利用光照将CO2转变成了淀粉转变成了淀粉A全部

10、全部 B只有只有C只有只有 D只有只有解析解析该实验中曝光部分与遮光部分形成了对照，该实验中曝光部分与遮光部分形成了对照，错误。错误。该实验只能证明有淀粉的生成，但不能证明叶绿体利用光照该实验只能证明有淀粉的生成，但不能证明叶绿体利用光照将将CO2转变成了淀粉，转变成了淀粉，错误。错误。答案答案D【思考与评价【思考与评价】 恩格尔曼的实验设计巧妙之处在哪儿？恩格尔曼的实验设计巧妙之处在哪儿？提示提示主要表现在以下四个方面：主要表现在以下四个方面：选材方面，选用水绵为实验材料。水绵不仅具有细长的带选材方面，选用水绵为实验材料。水绵不仅具有细长的带状叶绿体，而且叶绿体呈螺旋状地分布在细胞中，便于观

11、察、状叶绿体，而且叶绿体呈螺旋状地分布在细胞中，便于观察、分析研究。分析研究。将临时装片放在黑暗并且没有空气的环境中，排除了光线将临时装片放在黑暗并且没有空气的环境中，排除了光线和氧气的影响，从而确保实验正常进行。和氧气的影响，从而确保实验正常进行。选用了极细光束照射，并且选用好氧细菌检测，从而能够选用了极细光束照射，并且选用好氧细菌检测，从而能够准确判断出水绵细胞中释放氧的部位。准确判断出水绵细胞中释放氧的部位。进行黑暗进行黑暗(局部光照局部光照)和曝光对比实验，从而明确实验结果和曝光对比实验，从而明确实验结果完全是光照引起的。完全是光照引起的。1识图领悟光合作用过程识图领悟光合作用过程光合

12、作用过程分析光合作用过程分析 结合上图，列表分析如下：结合上图，列表分析如下：光反应与暗反应的比较光反应与暗反应的比较过过 程程光反应光反应暗反应暗反应图图 解解条条 件件必须在光下必须在光下有光、无光都可以有光、无光都可以场场 所所叶绿体类囊体薄膜叶绿体类囊体薄膜叶绿体基质叶绿体基质物质物质转化转化能量能量转化转化光能光能电能电能活跃活跃化学能，并储存在化学能，并储存在ATP中中ATP中活跃的化学能中活跃的化学能(CH2O)中稳定的化中稳定的化学能学能关关 系系光反应为暗反应提供光反应为暗反应提供H和和ATP；暗反应为光；暗反应为光反应提供反应提供ADP和和Pi；没有光反应，暗反应无法进行；

13、没有暗反应，没有光反应，暗反应无法进行；没有暗反应，有机物无法合成有机物无法合成2.动态分析：光照与动态分析：光照与CO2浓度变化对植物细胞内浓度变化对植物细胞内C3、C5、H、ATP、C6H12O6合成量的影响合成量的影响当当外界因素中光照强弱、外界因素中光照强弱、CO2浓度骤然变化时，短时间内将浓度骤然变化时，短时间内将直接影响光合作用过程中直接影响光合作用过程中C3、C5、H、ATP及及C6H12O6生成生成量，进而影响叶肉细胞中这些物质的含量，它们的关系归纳量，进而影响叶肉细胞中这些物质的含量，它们的关系归纳如下：如下：本考点历年是高考命题的重要内容，试题侧重考查本考点历年是高考命题的

14、重要内容，试题侧重考查考生对光合作用过程图解的理解与分析，如光反应与暗反应考生对光合作用过程图解的理解与分析，如光反应与暗反应的场所、条件、物质变化、能量变化、相互关系以及在某种的场所、条件、物质变化、能量变化、相互关系以及在某种环境因素突然发生变化的情况下，细胞中环境因素突然发生变化的情况下，细胞中C3和和C5的含量变化的含量变化情况等。情况等。【典例【典例2】 (2011新课标全国卷新课标全国卷)在在光照等适宜条件下，将培光照等适宜条件下，将培养在养在CO2浓度为浓度为1%环境中的某植物迅速转移到环境中的某植物迅速转移到CO2浓度为浓度为0.003%的环境中，其叶片暗反应中的环境中，其叶片

15、暗反应中C3和和C5化合物微摩尔浓化合物微摩尔浓度的变化趋势如下图。回答问题。度的变化趋势如下图。回答问题。(1)图中物质图中物质A是是_(C3化合物、化合物、C5化合物化合物)。(2)在在CO2浓度为浓度为1%的环境中，物质的环境中，物质B的浓度比的浓度比A的低，原因的低，原因是是_；将；将CO2浓度从浓度从1%迅速降低到迅速降低到0.003%后，物质后，物质B浓度升高的原因是浓度升高的原因是_。(3)若使该植物继续处于若使该植物继续处于CO2浓度为浓度为0.003%的环境中，暗反应的环境中，暗反应中中C3和和C5化合物浓度达到稳定时，物质化合物浓度达到稳定时，物质A的浓度将比的浓度将比B的

16、的_(低、高低、高)。(4)CO2浓度为浓度为0.003%时，该植物光合速率最大时所需要的光时，该植物光合速率最大时所需要的光照强度比照强度比CO2浓度为浓度为1%时的时的_(高、低高、低)，其原因是，其原因是_。解析解析本题考查光合作用过程及同学们从曲线中获取有效信本题考查光合作用过程及同学们从曲线中获取有效信息的能力。当环境中二氧化碳浓度降低时，息的能力。当环境中二氧化碳浓度降低时，C5(物质物质B)和和CO2结合生成结合生成C3(物质物质A)的速率减慢，而的速率减慢，而C3(物质物质A)的还原生成的还原生成C5(物质物质B)不受影响，不受影响，C5(物质物质B)的含量升高，的含量升高，C

17、3(物质物质A)的含的含量降低。当达到新的平衡后，由于一分子的量降低。当达到新的平衡后，由于一分子的C5(物质物质B)和和CO2结合可以生成两分子的结合可以生成两分子的C3(物质物质A)，最终物质，最终物质A的浓度比物质的浓度比物质B高。高。答案答案(1)C3化化合物合物(2)暗反应速率在该环境中已达到稳定。暗反应速率在该环境中已达到稳定。根据暗反应特点，此时根据暗反应特点，此时C3化合物的分子数是化合物的分子数是C5化合物的化合物的2倍倍当环境中当环境中CO2浓度突然降低时，浓度突然降低时，C5化合物的合成速率不变，化合物的合成速率不变，消耗速率却减慢，导致消耗速率却减慢，导致C5化合物积累

18、化合物积累(3)高高(4)低低CO2浓度低时，暗反应强度减弱，所需要浓度低时，暗反应强度减弱，所需要ATP和和H少少【训练【训练1】 图图1表示光合作用部分过程的图解，图表示光合作用部分过程的图解，图2表示改变表示改变光照后，与光合作用有关的五碳化合物和三碳化合物在细胞光照后，与光合作用有关的五碳化合物和三碳化合物在细胞内的变化曲线。据图回答下列问题。内的变化曲线。据图回答下列问题。图图1 图图2 (1)图图1中中A表示的物质是表示的物质是_，它由，它由_产生，其产生，其作用主要是作用主要是_。(2)图图1中中ATP形成所需的能量最终来自于形成所需的能量最终来自于_。若用放。若用放射性同位素标

19、记射性同位素标记14CO2，则，则14C最终进入的物质是最终进入的物质是_。(3)图图2中曲线中曲线a表示的化合物是表示的化合物是_，在无光照时，其含，在无光照时，其含量迅速上升的原因是：量迅速上升的原因是：_。(4)曲线曲线b表示的化合物是表示的化合物是_，在无光照时，其含量下，在无光照时，其含量下降的原因是：降的原因是：_。答案答案(1)H水在光下分解用于水在光下分解用于C3的还原的还原(2)太阳光能太阳光能(CH2O)(3)C3CO2与与C5结合形成结合形成C3继续进行，而继续进行，而C3不能不能被还原被还原(4)C5C5与与CO2结合形成结合形成C3量不变，而量不变，而C3不能被还不能

20、被还原为原为C5温馨提示：温馨提示：以下内容为难点，但高考时又为出题热点，望耐以下内容为难点，但高考时又为出题热点，望耐心复习，真正掌握。心复习，真正掌握。一、内部因素对光合作用速率的影响一、内部因素对光合作用速率的影响1同一植物的不同生长发育阶段同一植物的不同生长发育阶段曲线分析：曲线分析：在在外界条件相同的情况下，光合作用速率由弱到外界条件相同的情况下，光合作用速率由弱到强依次是幼苗期、营养生长期、开花期。强依次是幼苗期、营养生长期、开花期。应用：应用：根根据植物在不同生长发育阶段光合作用速率不同，适据植物在不同生长发育阶段光合作用速率不同，适时、适量地提供水肥及其他环境条件，以使植物茁壮

21、成长。时、适量地提供水肥及其他环境条件，以使植物茁壮成长。影响光合作用的环境因素及其在生影响光合作用的环境因素及其在生产上的应用产上的应用 2同一叶片的不同生长发育时期同一叶片的不同生长发育时期曲线分析：曲线分析：随随幼叶发育为壮叶，叶面积增大，叶绿体不断增幼叶发育为壮叶，叶面积增大，叶绿体不断增多，叶绿素含量不断增加，光合速率增大；老叶内叶绿素被多，叶绿素含量不断增加，光合速率增大；老叶内叶绿素被破坏，光合速率随之下降。破坏，光合速率随之下降。应用：应用：农农作物、果树管理后期适当摘除老叶、残叶及茎叶蔬作物、果树管理后期适当摘除老叶、残叶及茎叶蔬菜及时换新叶，都是根据其原理，可降低其细胞呼吸

22、消耗的菜及时换新叶，都是根据其原理，可降低其细胞呼吸消耗的有机物。有机物。二、单因子变量对光合作用的影响二、单因子变量对光合作用的影响(外界因素外界因素)1光照光照光合作用的动力光合作用的动力光光照时间越长，产生的光合产物越多。照时间越长，产生的光合产物越多。光质，由于色素吸收可见光中的红光和蓝紫光最多，吸收光质，由于色素吸收可见光中的红光和蓝紫光最多，吸收绿光最少，故不同波长的光对光合作用的影响不一样，建温绿光最少，故不同波长的光对光合作用的影响不一样，建温室时，选用无色透明的玻璃室时，选用无色透明的玻璃(或塑料薄膜或塑料薄膜)做顶棚，能提高光做顶棚，能提高光能利用率。能利用率。光照强度：在

23、一定光照强度范围内，增加光照强度可提高光照强度：在一定光照强度范围内，增加光照强度可提高光合作用速率。光合作用速率。曲线分析：曲线分析：A A点点光照强度为光照强度为0 0，此时只进行细胞呼吸，释放，此时只进行细胞呼吸，释放COCO2 2量表示此时的呼吸强度。量表示此时的呼吸强度。ABAB段表明光照强度加强，光合作用速率逐渐加强，段表明光照强度加强，光合作用速率逐渐加强，COCO2 2的释的释放量逐渐减少，有一部分用于光合作用；而到放量逐渐减少，有一部分用于光合作用；而到B B点时，细胞点时，细胞呼吸释放的呼吸释放的COCO2 2全部用于光合作用，即光合作用强度细胞全部用于光合作用，即光合作用

24、强度细胞呼吸强度，呼吸强度，B B点对应的光照强度称为光补偿点。点对应的光照强度称为光补偿点。BCBC段表明随着光照强度不断加强，光合作用强度不断加强，段表明随着光照强度不断加强，光合作用强度不断加强，到到C C点以上不再加强了。点以上不再加强了。C C点对应的光照强度称为光饱和点。点对应的光照强度称为光饱和点。应用：应用：阴阴生植物的光补偿点和光饱和点比较低，如上图虚线生植物的光补偿点和光饱和点比较低，如上图虚线所示。间作套种时农作物的种类搭配，林带树种的配置，冬所示。间作套种时农作物的种类搭配，林带树种的配置，冬季温室栽培避免高温等都与光补偿点有关。季温室栽培避免高温等都与光补偿点有关。提

25、醒提醒外界条件变化时，外界条件变化时，CO2(光光)补偿点移动规律：补偿点移动规律：呼吸速率增加，呼吸速率增加，CO2(光光)补偿点应右移；呼吸速率减小，补偿点应右移；呼吸速率减小，CO2(光光)补偿点应左移。补偿点应左移。呼吸速率基本不变，条件的改变使光合速率下降，呼吸速率基本不变，条件的改变使光合速率下降，CO2(光光)补偿点右移；条件的改变使光合速率上升时，补偿点右移；条件的改变使光合速率上升时，CO2(光光)补偿补偿点左移。点左移。2光照面积光照面积曲线分析：曲线分析：OA段段表明随叶面积的不断增大，光合作用实际表明随叶面积的不断增大，光合作用实际量不断增大，量不断增大，A点为光合作用

26、面积的饱和点。随叶面积的增点为光合作用面积的饱和点。随叶面积的增大，光合作用强度不再增加，原因是有很多叶被遮挡，光照大，光合作用强度不再增加，原因是有很多叶被遮挡，光照不足。不足。OB段表明干物质量随光合作用增加而增加，而由于段表明干物质量随光合作用增加而增加，而由于A点以后点以后光合作用强度不再增加，但叶片随叶面积的不断增加，呼吸光合作用强度不再增加，但叶片随叶面积的不断增加，呼吸量量(OC段段)不断增加，所以干物质积累量不断降低不断增加，所以干物质积累量不断降低(BC段段)。应用：应用：适适当间苗、修剪，合理施肥、浇水，避免徒长。封行当间苗、修剪，合理施肥、浇水，避免徒长。封行过早，使中下

27、层叶子所受的光照往往在光补偿点以下，白白过早，使中下层叶子所受的光照往往在光补偿点以下，白白消耗有机物，造成不必要的浪费。消耗有机物，造成不必要的浪费。3CO2浓度浓度曲线分析曲线分析：图图1中中A点表示光合作用速率等于细胞呼吸速率时点表示光合作用速率等于细胞呼吸速率时的的CO2浓度，即浓度，即CO2补偿点；图补偿点；图2中的中的A点表示进行光合作用点表示进行光合作用所需所需CO2的最低浓度。两图中的的最低浓度。两图中的B和和B点都表示点都表示CO2饱和点，饱和点，两图都表示在一定范围内，光合作用速率随两图都表示在一定范围内，光合作用速率随CO2浓度增加而浓度增加而增大。增大。应用：应用：大大

28、田要田要“正其行，通其风正其行，通其风”，多施有机肥；温室内可，多施有机肥；温室内可适当补充适当补充CO2，即适当提高，即适当提高CO2浓度可提高农作物产量。浓度可提高农作物产量。4必需矿质元素必需矿质元素曲线分析曲线分析：在在一定浓度范围内，增大必需矿质元素的供应，一定浓度范围内，增大必需矿质元素的供应，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光合作用速率下降。浓度过高而导致植物光合作用速率下降。应用：应用：在在农业生产上，根据植物的需肥规律，适时、适量地农业生产上，根据植物的需肥规律，适时、适量地增施肥料，可

29、以提高作物的光能利用率。增施肥料，可以提高作物的光能利用率。5温度温度曲线分析：曲线分析：温温度主要是通过影响与光合作用有关酶的活性而度主要是通过影响与光合作用有关酶的活性而影响光合作用速率。影响光合作用速率。应用应用：冬冬天，温室栽培可适当提高温度；夏天，温室栽培可天，温室栽培可适当提高温度；夏天，温室栽培可适当降低温度。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；晚上适当降低温室温度，以降低细胞呼吸速率，保用速率；晚上适当降低温室温度，以降低细胞呼吸速率，保证植物有机物的积累。证植物有机物的积累。三、多因子变量对光合作用速率影响的分析三

30、、多因子变量对光合作用速率影响的分析(外界因素外界因素)曲线分析：曲线分析：P点点时，限制光合速率的因素应为横坐标所表示时，限制光合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，光合速率不断提高。当到的因子，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，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的其他因子的方要想提高光合速率，可采取适当提高图示中的其他因子的方法。法。应用：应用：温温室栽培时，在一定光照强度下，白天适当提高温度，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

31、活性，提高光合速率，也可同时充入适量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的CO2，进一步提高光合速率，当温度适宜时，要适当提高，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光照强度和CO2浓度以提高光合速率。总之，可根据具体情浓度以提高光合速率。总之，可根据具体情况，通过提高光照强度、调节温度或增加况，通过提高光照强度、调节温度或增加CO2浓度等来充分浓度等来充分提高光合速率，以达到增产的目的。提高光合速率，以达到增产的目的。提醒提醒各种环境因子对植物光合作用并不是单独地发挥作用，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

32、等重要的，其中而是综合作用。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。抓关键因子。影响光合作用速率的环境因素是高考必考的内容。影响光合作用速率的环境因素是高考必考的内容。考查形式可以是选择题也可以是非选择题，选择题的考查侧考查形式可以是选择题也可以是非选择题，选择题的考查侧重于对实验结果的分析，而非选择题的考查往往结合实验设重于对实验结果的分析，而非选择题的考查往往结合实验设计来进行。计来进行。【典例【典例3】 (2011安徽卷安徽卷)保保水剂是一类高分子聚合物，可提水剂是一类高分子

33、聚合物，可提高土壤持水能力及水肥利用率。某生物兴趣小组探究高土壤持水能力及水肥利用率。某生物兴趣小组探究“保水保水剂和氮肥对小麦光合作用的影响剂和氮肥对小麦光合作用的影响”，进行了以下实验：，进行了以下实验：材料用具：相同土壤基质栽培的小麦幼苗若干，保水剂，氮材料用具：相同土壤基质栽培的小麦幼苗若干，保水剂，氮肥等。肥等。方法步骤：方法步骤：选取长势一致的小麦幼苗若干，平均分为选取长势一致的小麦幼苗若干，平均分为A、B、C三组，分别施用适量的保水剂三组，分别施用适量的保水剂60 (kg/hm2)、氮肥、氮肥255 (kg/hm2)、保水剂、保水剂60(kg/hm2)氮肥氮肥(255(kg/hm

34、2)，置于，置于相同的轻度干旱条件下培养，其他培养条件相同且适宜。相同的轻度干旱条件下培养，其他培养条件相同且适宜。在小麦灌浆期选择晴朗无风的上午，于在小麦灌浆期选择晴朗无风的上午，于10：0011：00从从每组选取相同数量的叶片，进行每组选取相同数量的叶片，进行CO2吸收量及叶绿素含量的吸收量及叶绿素含量的测定。结果测定。结果(均值均值)如下表：如下表：组组号号CO2吸收量吸收量/(molm2s1)叶绿素含量叶绿素含量/(mgg1)A10.663.07B13.043.02C15.913.05实验结论：适量的保水剂与氮肥配施有利于提高小麦光合作实验结论：适量的保水剂与氮肥配施有利于提高小麦光合

35、作用强度。用强度。( 1 ) 请 指 出 上 述 方 法 步 骤 的 缺 陷 并 改 正 ： 步 骤请 指 出 上 述 方 法 步 骤 的 缺 陷 并 改 正 ： 步 骤_；步骤；步骤_。(2)如不考虑方法步骤中的缺陷，从影响光合作用的内在因素如不考虑方法步骤中的缺陷，从影响光合作用的内在因素分析，保水剂与氮肥配施提高了分析，保水剂与氮肥配施提高了CO2吸收量的原因可能是吸收量的原因可能是_。(3)实验测得的实验测得的CO2吸收量吸收量_(大于、等于、小于大于、等于、小于)光合光合作用过程中作用过程中CO2实际消耗量，理由是实际消耗量，理由是_。光。光合作用强度可通过测定合作用强度可通过测定C

36、O2吸收量，也可以通过测定吸收量，也可以通过测定_释放量计算。释放量计算。解析解析(1)考查实验能力。实验中要遵循对照原则和单一变量考查实验能力。实验中要遵循对照原则和单一变量原则，所以步骤原则，所以步骤应该增加正常生长，不做特殊处理的对照应该增加正常生长，不做特殊处理的对照实验，步骤实验，步骤要保证无关变量相同，所以取相同部位的叶片。要保证无关变量相同，所以取相同部位的叶片。(2)影响光合作用的内在因素有色素和酶。根据题目表格信息，影响光合作用的内在因素有色素和酶。根据题目表格信息，叶绿素含量几乎没有差别，所以保水剂与氮肥影响了酶的数叶绿素含量几乎没有差别，所以保水剂与氮肥影响了酶的数量和活

37、性。量和活性。(3)实验测得的实验测得的CO2吸收量是光合作用过程中吸收量是光合作用过程中CO2消耗量与呼吸作用消耗量与呼吸作用CO2释放量之差，实验测得的释放量之差，实验测得的CO2吸收量吸收量小于光合作用过程中小于光合作用过程中CO2实际消耗量。根据光合作用的化学实际消耗量。根据光合作用的化学反应式，光合作用强度可以是单位时间反应物反应式，光合作用强度可以是单位时间反应物CO2的消耗量的消耗量或生成物或生成物O2的释放量。的释放量。答案答案(1)缺缺少对照实验；应增加正常生长，不做特殊处理的少对照实验；应增加正常生长，不做特殊处理的D组无关变量控制不全；应在每组选取相同部位、相同数组无关变

38、量控制不全；应在每组选取相同部位、相同数量的叶片量的叶片(2)提高了光合作用有关酶的数量和活性提高了光合作用有关酶的数量和活性(3)小于实验测得的小于实验测得的CO2吸收量是光合作用过程中吸收量是光合作用过程中CO2消耗消耗量与呼吸作用量与呼吸作用CO2释放量之差释放量之差O2【训练【训练2】 (2011江苏卷江苏卷)某某种铁线莲的根茎可作中药，有重种铁线莲的根茎可作中药，有重要经济价值。下表为不同遮光处理对其光合作用影响的结果，要经济价值。下表为不同遮光处理对其光合作用影响的结果，相关叙述正确的是相关叙述正确的是(双选双选)()。【训练【训练3】 (2012郑州质量预测郑州质量预测)甲甲、乙

39、两图分别表示光照强、乙两图分别表示光照强度和空气中度和空气中CO2含量对某绿色植物光合作用的影响，丙图表含量对某绿色植物光合作用的影响，丙图表示一天内某时间段蔬菜大棚内示一天内某时间段蔬菜大棚内CO2浓度随时间的变化曲线。浓度随时间的变化曲线。请据图回答下列问题。请据图回答下列问题。(1)甲图中的甲图中的B点与乙、丙图中的点与乙、丙图中的_点叶肉细胞所处的点叶肉细胞所处的生 理 状 态 相 同 ， 此 时 细 胞 中 能 产 生生 理 状 态 相 同 ， 此 时 细 胞 中 能 产 生 AT P 的 部 位 有的 部 位 有_；如果在缺镁的条件下，；如果在缺镁的条件下，G点将向点将向_方移动。

40、方移动。(2)C点与点与B点相比较，叶绿体基质中点相比较，叶绿体基质中C3的含量的含量_(填填“较多较多”、“较少较少”或或“不变不变)。( 3 ) 甲 图 中甲 图 中 A 点 所 进 行 的 生 理 反 应 表 达 式 为点 所 进 行 的 生 理 反 应 表 达 式 为_。(4)光合作用在遇到一定限制因素时，其速率将不再增加，图光合作用在遇到一定限制因素时，其速率将不再增加，图中限制中限制E点的外界因素是点的外界因素是_。(5)据研究发现，当土壤干旱时，植物根细胞会迅速合成某种据研究发现，当土壤干旱时，植物根细胞会迅速合成某种化学物质化学物质X。有人推测根部合成的。有人推测根部合成的X运

41、输到叶片，能调节气运输到叶片，能调节气孔的开闭。他们做了如下实验：从该植株上剪取大小和生理孔的开闭。他们做了如下实验：从该植株上剪取大小和生理状态一致的状态一致的3片叶，分别将叶柄下部浸在不同浓度片叶，分别将叶柄下部浸在不同浓度X的培养液的培养液中，以分析叶片中中，以分析叶片中X物质浓度与气孔开放程度之间的关系。物质浓度与气孔开放程度之间的关系。一段时间后，可以测得有关数据。以上方案有不完善的地方，一段时间后，可以测得有关数据。以上方案有不完善的地方，请指出来并加以改正。请指出来并加以改正。_；_。 运用运用“五看法五看法”对实验方案进行评价对实验方案进行评价【训练【训练4】 (2012北京东

42、城区北京东城区)Wollny研研究小组的实验：在究小组的实验：在某些因素的作用和影响下可以获得不同产量的春黑麦。实验某些因素的作用和影响下可以获得不同产量的春黑麦。实验结果如图所示，请据图回答下列问题。结果如图所示，请据图回答下列问题。(1)据图所知，影响春黑麦产量的因素有据图所知，影响春黑麦产量的因素有_。(2)比较图中比较图中D、E、F三点，实验自变量是三点，实验自变量是_。就图中。就图中所反映的因素来看，所反映的因素来看，D点条件下限制春黑麦增产的主要因素点条件下限制春黑麦增产的主要因素是是_，C点条件下限制春黑麦增产的主要因素是点条件下限制春黑麦增产的主要因素是_。(3)图中的数据可以

43、说明，若想通过施肥提高产量，土壤应达图中的数据可以说明，若想通过施肥提高产量，土壤应达到一定的湿度，请分析说明原因：到一定的湿度，请分析说明原因：_。(4)除图中所示的因素外，若要进一步提高春黑麦的产量，还除图中所示的因素外，若要进一步提高春黑麦的产量，还可以采取的措施是可以采取的措施是_。解析解析由图可知，随着光照强度、土壤湿度、施肥情况的增由图可知，随着光照强度、土壤湿度、施肥情况的增加，光合作用速率增强。加，光合作用速率增强。D点是在弱光条件下光合作用的最点是在弱光条件下光合作用的最大速率，其限制因素是光照强度。大速率，其限制因素是光照强度。C点是在强光条件下光合点是在强光条件下光合作用

44、的最小速率，限制其光合作用的主要因素是土壤湿度。作用的最小速率，限制其光合作用的主要因素是土壤湿度。矿质元素只有溶于水中才能被植物的根吸收和利用，只有土矿质元素只有溶于水中才能被植物的根吸收和利用，只有土壤达到一定的湿度才能满足植物需要。除了上述因素外，壤达到一定的湿度才能满足植物需要。除了上述因素外，CO2浓度、温度等条件都是影响光合作用的因素。浓度、温度等条件都是影响光合作用的因素。答案答案(1)光光照强度、土壤湿度、施肥情况照强度、土壤湿度、施肥情况(2)光照强度光照强度光照强度土壤湿度光照强度土壤湿度(3)生物体的一切生命活动都离不开水，生物体的一切生命活动都离不开水，故土壤应达到一定

45、的湿度，才能保证生命活动的正常进行以故土壤应达到一定的湿度，才能保证生命活动的正常进行以及无机盐离子的充分溶解、吸收和利用及无机盐离子的充分溶解、吸收和利用(4)合理密植、增加合理密植、增加CO2浓度、温度要适宜等浓度、温度要适宜等(写出一项即可写出一项即可) 绿叶中色素的提取和分离绿叶中色素的提取和分离1实验原理实验原理(1)提提取：叶绿体中的色素溶于有机溶剂而不溶于水，可用无取：叶绿体中的色素溶于有机溶剂而不溶于水，可用无水乙醇等有机溶剂提取色素。水乙醇等有机溶剂提取色素。(2)分离：各种色素在层析液中溶解度不同，溶解度高的随层分离：各种色素在层析液中溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上

46、扩散得快，反之则慢，从而使各种色素相互分析液在滤纸上扩散得快，反之则慢，从而使各种色素相互分离。离。提醒提醒关键词及其与试剂的对应关系关键词及其与试剂的对应关系提取色素提取色素无水乙醇；分离色素无水乙醇；分离色素层析液。层析液。2实验程序实验程序3实验成功的关键实验成功的关键(1)叶叶片要新鲜、颜色要深绿，含有较多色素。片要新鲜、颜色要深绿，含有较多色素。(2)研磨要迅速、充分。叶绿素不稳定，易被活细胞内的叶绿研磨要迅速、充分。叶绿素不稳定，易被活细胞内的叶绿素酶水解。充分研磨使叶绿体完全破裂，提取较多的色素。素酶水解。充分研磨使叶绿体完全破裂，提取较多的色素。(3)制备滤纸条时，要将滤纸条的

47、一端剪去两角，这样可以使制备滤纸条时，要将滤纸条的一端剪去两角，这样可以使色素在滤纸条上扩散均匀，便于观察实验结果。色素在滤纸条上扩散均匀，便于观察实验结果。(4)滤液细线不仅要求细、直，而且要求含有较多的色素，所滤液细线不仅要求细、直，而且要求含有较多的色素，所以要求待滤液干后再画以要求待滤液干后再画12次。次。(5)滤液细线不能触及层析液，否则色素溶解到层析液中，滤滤液细线不能触及层析液，否则色素溶解到层析液中，滤纸条上得不到色素带或色素较少。纸条上得不到色素带或色素较少。提醒提醒(1)从色素带的宽度可推知色素含量的多少；从色素带的宽度可推知色素含量的多少；(2)从色素带的位置可推知色素在

48、层析液中溶解度大小；从色素带的位置可推知色素在层析液中溶解度大小；(3)在滤纸上距离最近的两条色素带是叶绿素在滤纸上距离最近的两条色素带是叶绿素a与叶绿素与叶绿素b，距，距离最远的两条色素带是胡萝卜素与叶黄素。离最远的两条色素带是胡萝卜素与叶黄素。本考点以往高考命题侧重于以选择题的形式考查实验的方法本考点以往高考命题侧重于以选择题的形式考查实验的方法步骤以及对实验结果的分析。但今年的试题回避了惯常实验步骤以及对实验结果的分析。但今年的试题回避了惯常实验考查的形式，而是对选材、实验步骤分析、变量分析和推测考查的形式，而是对选材、实验步骤分析、变量分析和推测实验结果的原因进行了考查，体现了高考试卷

49、中设置问题新实验结果的原因进行了考查，体现了高考试卷中设置问题新颖的特点。颖的特点。【典例【典例】 (2011广东卷广东卷)中中国的饮食讲究国的饮食讲究“色、香、味色、香、味”，颜色会影响消费。小李同学拟研发颜色会影响消费。小李同学拟研发“绿色绿色”食用色素，他以食用色素，他以生长很快的入侵植物水葫芦为材料进行如下实验。生长很快的入侵植物水葫芦为材料进行如下实验。.提取叶绿素提取叶绿素.探究探究pH对叶绿素稳定性的影响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，于室温取一些叶绿素粗产品，配成一定浓度的溶液，于室温(约约25 )下进行实验，方法和结果如下表。下进行实验，方法和结果

50、如下表。注注：叶绿素被破坏后变成黄褐色。叶绿素被破坏后变成黄褐色。根据所学知识和实验结果，请回答下列问题。根据所学知识和实验结果，请回答下列问题。(1)提取食用叶绿素的提取食用叶绿素的X应该为应该为_，原因是，原因是_。(2)表中表中Y应该为应该为_，原因是，原因是_。(3)若用作食品色素，天然叶绿素色素不适用于若用作食品色素，天然叶绿素色素不适用于_食品，食品，否则否则_。(4)小李想了解叶绿素产品中是否含有其他色素，请你提供监小李想了解叶绿素产品中是否含有其他色素，请你提供监测方法并写出主要步骤。测方法并写出主要步骤。_。解析解析该题属于实验设计题，主要考查了教材中叶绿体色素该题属于实验设

51、计题，主要考查了教材中叶绿体色素的提取和分离的相关内容。的提取和分离的相关内容。(1)考查了叶绿素的性质；考查了叶绿素的性质；(2)考考查了实验时所应该遵循的等量原则；查了实验时所应该遵循的等量原则；(3)是利用表格中所给的是利用表格中所给的信息，可以知道，叶绿素在信息，可以知道，叶绿素在pH较低时不稳定，会分解；较低时不稳定，会分解；(4)主要考查了教材中叶绿体色素分离的实验步骤。分别是：制主要考查了教材中叶绿体色素分离的实验步骤。分别是：制备滤纸条，画滤液细线，层析及其注意事项，最后是记录和备滤纸条，画滤液细线，层析及其注意事项，最后是记录和观察。观察。答案答案(1)对对人无害的有机溶剂人

52、无害的有机溶剂(食用酒精食用酒精)叶绿素溶于有机叶绿素溶于有机溶剂和应考虑溶剂对人体的影响溶剂和应考虑溶剂对人体的影响(2)8.0pH间设置应遵循间设置应遵循等量原则和应考虑碱性等量原则和应考虑碱性pH对叶绿素稳定性的影响对叶绿素稳定性的影响(3)酸性酸性由于叶绿素被破坏造成食品失绿而影响品质由于叶绿素被破坏造成食品失绿而影响品质(4)层析法。第层析法。第一步：制备滤纸条；第二步：用毛细吸管吸取少量叶绿素提一步：制备滤纸条；第二步：用毛细吸管吸取少量叶绿素提取液，画细线；第三步：将滤纸条放在层析液中层析，注意取液，画细线；第三步：将滤纸条放在层析液中层析，注意不要将提取液细线接触层析液；第四步

53、：观察滤纸条上的色不要将提取液细线接触层析液；第四步：观察滤纸条上的色素带的条数和颜色素带的条数和颜色【训练【训练1】 (2011江苏卷江苏卷)某某研究组获得了水稻的叶黄素缺失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带分析(从上至下从上至下)，与正常叶片相比，实验结果是，与正常叶片相比，实验结果是()。A光吸收差异显著，色素带缺第光吸收差异显著，色素带缺第2条条B光吸收差异不显著，色素带缺第光吸收差异不显著，色素带缺第2条条C光吸收差异显著，色素带缺第光吸收差异显著，色素带缺第3条条D光吸收差异不

54、显著，色素带缺第光吸收差异不显著，色素带缺第3条条解析解析胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光，所以缺少叶黄素胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光，所以缺少叶黄素时对红光的吸收差异不显著；叶绿体中色素层析后色素带从时对红光的吸收差异不显著；叶绿体中色素层析后色素带从上到下依次为胡萝卜素、叶黄素、叶绿素上到下依次为胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素、叶绿素b，所以，所以本题正确答案为本题正确答案为B。答案答案B【训练【训练2】 (改编题改编题)下下列是某实验小组在完成叶绿体中色素列是某实验小组在完成叶绿体中色素提取和分离实验时所遇到的有关问题，分析回答下列问题。提取和分离实验时所遇到的有关问题，分析回答下列

55、问题。(1)剪碎剪碎5 g新鲜浓绿的菠菜叶片放在研钵中，加入新鲜浓绿的菠菜叶片放在研钵中，加入SiO2后，后，经迅速研磨成糊状，发现糊状的研磨液呈现浅绿色，其原因经迅速研磨成糊状，发现糊状的研磨液呈现浅绿色，其原因是没有加入是没有加入_，使得，使得_。(2)甲同学在实验过程中将画有滤液细线的滤纸条甲同学在实验过程中将画有滤液细线的滤纸条(已重复几已重复几次画线次画线)插入层析液，几分钟后取出观察，发现滤纸条上无插入层析液，几分钟后取出观察，发现滤纸条上无色素分带现象，而用同一滤液做实验的乙同学的滤纸条上却色素分带现象，而用同一滤液做实验的乙同学的滤纸条上却色 素 分 带 明 显 。 甲 同 学

56、 实 验 失 败 的 原 因 可 能 是色 素 分 带 明 显 。 甲 同 学 实 验 失 败 的 原 因 可 能 是_。(3)若选用在缺若选用在缺Mg的营养液中长期培养的玉米叶片作实验材的营养液中长期培养的玉米叶片作实验材料，层析后滤纸条上只出现了两条色素带，其原因是料，层析后滤纸条上只出现了两条色素带，其原因是_。(4)实验结束几天后，甲、乙两同学发现部分预留叶片已变黄。实验结束几天后，甲、乙两同学发现部分预留叶片已变黄。甲同学认为这是由于叶片中叶绿素降解所造成的，乙同学则甲同学认为这是由于叶片中叶绿素降解所造成的，乙同学则认为是类胡萝卜素含量增加所致。根据所学知识，设计实验认为是类胡萝卜

57、素含量增加所致。根据所学知识，设计实验来判断哪个同学的观点正确。来判断哪个同学的观点正确。实验过程：实验过程：从预留的叶片中挑选出足量的、分量相等、大小相近的已从预留的叶片中挑选出足量的、分量相等、大小相近的已变黄叶片和绿色鲜嫩的叶片，分别编号为变黄叶片和绿色鲜嫩的叶片，分别编号为A、B两组。两组。_。实验结论：实验结论：与与B组相比，若组相比，若A组滤纸条只有上面两条色素带或上面两组滤纸条只有上面两条色素带或上面两条色素带较条色素带较B组的窄，则组的窄，则_的观点是正确的。的观点是正确的。_，则，则_的观点是正确的。的观点是正确的。解析解析(1)在色素的提取过程中，研磨时要加入碳酸钙，防止在

58、色素的提取过程中，研磨时要加入碳酸钙，防止叶绿素在研磨过程中被破坏，加入无水乙醇，让色素溶解并叶绿素在研磨过程中被破坏，加入无水乙醇，让色素溶解并提取出来。提取出来。(2)乙同学滤纸条上无色素带，说明滤液细线中的色素溶解到乙同学滤纸条上无色素带，说明滤液细线中的色素溶解到层析液中，即层析液触及滤液细线。层析液中，即层析液触及滤液细线。(3)Mg是合成叶绿素的必需元素，无是合成叶绿素的必需元素，无Mg不能合成叶绿素不能合成叶绿素a和和叶绿素叶绿素b。(4)通过设计对照实验来探究发黄的叶片中某些色素是否因降通过设计对照实验来探究发黄的叶片中某些色素是否因降解而减少，某些色素是否含量增加。对照组选取

59、正常未发黄解而减少，某些色素是否含量增加。对照组选取正常未发黄的叶片，实验组选取已变黄的叶片，通过提取分离这两种叶的叶片，实验组选取已变黄的叶片，通过提取分离这两种叶片中的色素，比较各种色素的含量，得出结论。片中的色素，比较各种色素的含量，得出结论。答案答案(1)碳碳酸钙和无水乙醇叶绿素分子受到破坏、色素没酸钙和无水乙醇叶绿素分子受到破坏、色素没有被提取出来有被提取出来(2)层析液触及滤液细线层析液触及滤液细线(3)缺缺Mg植物不能植物不能合成叶绿素合成叶绿素(4)实验过程：实验过程：在相同条件下，进行绿叶中色在相同条件下，进行绿叶中色素的提取和分离实验，测定和记录实验结果，比较这两种叶素的提

60、取和分离实验，测定和记录实验结果，比较这两种叶片色素的组成和含量实验结论：片色素的组成和含量实验结论：甲同学甲同学与与B组相比，组相比，若若A组滤纸条上面的两条色素较宽乙同学组滤纸条上面的两条色素较宽乙同学 1判断正误判断正误(1)(2009安徽，安徽，1A)叶叶绿体中的色素主要分布在类囊体腔内绿体中的色素主要分布在类囊体腔内()。(2)(2009安徽，安徽，1B)H2O在在光下分解为光下分解为H和和O2的过程发生在基的过程发生在基质中质中 ()。(3)(2010天津，天津，1改编改编)在叶肉细胞中，在叶肉细胞中，CO2的固定和产生场所分的固定和产生场所分别是叶绿体基质、线粒体基质别是叶绿体基