必修1-3-3能量之源——光与光合作用

1、考情考点探究考情考点探究 考考 情情 回回 顾顾 考考 点点 直直 击击 项目项目内容内容要求要求考点考点1.光合作用的基本过程光合作用的基本过程2.影响光合作用速率的环境因素影响光合作用速率的环境因素重难点重难点1.明确光反应和暗反应两个阶段及整个光合作明确光反应和暗反应两个阶段及整个光合作用过程的物质变化和能量变化用过程的物质变化和能量变化2.理解光合作用的实质、意义和应用理解光合作用的实质、意义和应用 高高 考考 回回 眸眸 4(2011福建高考，福建高考，2)下图是夏季晴朗的白天，玉米和花下图是夏季晴朗的白天，玉米和花生净光合速率生净光合速率(单位时间、单位叶面积吸收单位时间、单位叶面

2、积吸收CO2的量的量)的变的变化曲线，下列叙述错误的是化曲线，下列叙述错误的是() A在在9:3011:00之间，花生净光合率下降的原因是暗反之间，花生净光合率下降的原因是暗反应过程减缓应过程减缓 B在在11:0012:30之间，花生的单位叶面积有机物积累量之间，花生的单位叶面积有机物积累量比玉米的多比玉米的多 C在在17:00时，玉米和花生的单位叶面积释放时，玉米和花生的单位叶面积释放O2速率相同速率相同 D在在18:30时，玉米既能进行光反应，也能进行暗反应时，玉米既能进行光反应，也能进行暗反应 答案答案B 解析解析考查影响光合作用的因素和净光合量与总光合量的考查影响光合作用的因素和净光合

3、量与总光合量的关系。关系。A为了降低蒸腾作用，花生叶片大部分气孔关闭，为了降低蒸腾作用，花生叶片大部分气孔关闭，CO2收量减少，所以暗反应减缓。收量减少，所以暗反应减缓。B在这个时间内玉米的在这个时间内玉米的净光合速率是大于花生的，所以有机物积累量也是多于花净光合速率是大于花生的，所以有机物积累量也是多于花生的。生的。C由于这时两者的净光合量相等，所以净产生由于这时两者的净光合量相等，所以净产生O2量量也是相等的。也是相等的。D18:30时玉米的净光合速率是时玉米的净光合速率是0，说明此时，说明此时总光合速率等于呼吸速率，所以既有光反应也有暗反应。总光合速率等于呼吸速率，所以既有光反应也有暗反

4、应。基础梳理探究基础梳理探究 自自 主主 梳梳 理理 互互 动动 探探 究究 1.正常杨树的叶为什么呈绿色？秋季为什么变黄了？正常杨树的叶为什么呈绿色？秋季为什么变黄了？ 2为什么瓜果大棚用无色顶棚，而蔬菜类用蓝色的？为什么瓜果大棚用无色顶棚，而蔬菜类用蓝色的？ 3绿色植物和硝化细菌在代谢方面有什么异同点？绿色植物和硝化细菌在代谢方面有什么异同点？核心考点突破核心考点突破 要要 点点 归归 纳纳 (2)温度：温度可影响与叶绿素合成有关的酶的活性，进而温度：温度可影响与叶绿素合成有关的酶的活性，进而影响叶绿素的合成。低温时，叶绿素分子易被破坏，而使影响叶绿素的合成。低温时，叶绿素分子易被破坏，而

5、使叶子变黄。叶子变黄。 (3)必需元素：叶绿素中含必需元素：叶绿素中含N、Mg等必需元素，缺乏等必需元素，缺乏N、Mg将导致叶绿素无法合成，叶变黄。另外，将导致叶绿素无法合成，叶变黄。另外，Fe是叶绿素是叶绿素合成过程中某些酶的辅助成分，缺合成过程中某些酶的辅助成分，缺Fe也将导致叶绿素合成也将导致叶绿素合成受阻，叶变黄。受阻，叶变黄。 感感 悟悟 拓拓 展展 (2)设置了对照实验设置了对照实验 自变量：光照自变量：光照(照光处与不照光处；黑暗与完全曝光照光处与不照光处；黑暗与完全曝光) 因变量：好氧细菌的分布因变量：好氧细菌的分布 (3)实验结论实验结论 叶绿体是进行光合作用的场所。叶绿体是

6、进行光合作用的场所。 O2是由叶绿体释放的。是由叶绿体释放的。 典典 例例 导导 悟悟 少数特殊状态下的叶绿素少数特殊状态下的叶绿素a对对420 nm、670 nm光的转换光的转换率较高率较高 在晚间用大约在晚间用大约550 nm波长的绿光照射行道树，目的是通波长的绿光照射行道树，目的是通过植物光合作用以增加夜间空气中的氧气浓度过植物光合作用以增加夜间空气中的氧气浓度 据图可知，用白光中据图可知，用白光中450 nm左右波长的光比折光更有利左右波长的光比折光更有利于提高光合作用强度于提高光合作用强度 土壤中缺乏镁时，土壤中缺乏镁时，420 nm470 nm左右波长的光的利左右波长的光的利用量显

7、著减少用量显著减少 由由550 nm波长的光转为波长的光转为670 nm波长的光后，叶绿体中波长的光后，叶绿体中C3的量减少的量减少 A B C D 解析解析由图可知，叶绿素由图可知，叶绿素a的吸收高峰为的吸收高峰为420 nm和和670 nm，叶绿素叶绿素b的吸收高峰为的吸收高峰为470 nm和和640 nm左右，少数特殊状左右，少数特殊状态的叶绿素态的叶绿素a能转换光能，在能转换光能，在420 nm和和670 nm时转换效率时转换效率较高。叶绿体色素不吸收绿光；白光中各种波长的光都有，较高。叶绿体色素不吸收绿光；白光中各种波长的光都有，其光合作用效率高于某一单色光。叶绿素中含其光合作用效率

8、高于某一单色光。叶绿素中含Mg，缺，缺Mg导致叶绿素不能合成，相应波段的光的吸收值下降。导致叶绿素不能合成，相应波段的光的吸收值下降。550 nm波长的光吸收值低，而波长的光吸收值低，而670 nm的光吸收值高，叶绿的光吸收值高，叶绿素素a转换的光能多，生成的转换的光能多，生成的ATP多，还原的多，还原的C3增多，故叶绿增多，故叶绿体中体中C3含量减少。含量减少。 答案答案A 对位训练对位训练1 下图表示叶绿体中色素的吸收光谱。甲、乙两下图表示叶绿体中色素的吸收光谱。甲、乙两图分别是图分别是() A胡萝卜素、叶绿素的吸收光谱胡萝卜素、叶绿素的吸收光谱 B叶绿素、胡萝卜素的吸收光谱叶绿素、胡萝卜

9、素的吸收光谱 C叶黄素、叶绿素的吸收光谱叶黄素、叶绿素的吸收光谱 D叶黄素、胡萝卜素的吸收光谱叶黄素、胡萝卜素的吸收光谱 答案答案B 解析解析叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，在光谱上有两个吸叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，在光谱上有两个吸收区域；胡萝卜素主要吸收蓝紫光，在光谱上有一个吸收收区域；胡萝卜素主要吸收蓝紫光，在光谱上有一个吸收区域，据此可做出正确判断。区域，据此可做出正确判断。 要要 点点 归归 纳纳 项目项目光反应光反应暗反应暗反应实质实质光能转换为化学能，并放出光能转换为化学能，并放出O2同化同化CO2形成有机物形成有机物 时间时间短促，以微秒计短促，以微秒计较缓慢较缓慢条件条件需色素和

10、光需色素和光不需色素和光，需要多种酶不需色素和光，需要多种酶场所场所在叶绿体内的基粒片层结构的薄在叶绿体内的基粒片层结构的薄膜上进行膜上进行在叶绿体内的基质中进行在叶绿体内的基质中进行 感感 悟悟 拓拓 展展 项目项目条件条件C3C5H和和ATP(CH2O)合成量合成量光照不变光照不变停止停止CO2供应供应减少减少增加增加增加增加减少或没有减少或没有光照不变光照不变CO2供应增加供应增加增加增加减少减少减少减少增加增加光照不变，光照不变，CO2供应不供应不变，变，(CH2O)运输受阻运输受阻增加增加减少减少增加增加减少减少停止光照停止光照CO2供应不变供应不变增加增加下降下降减少或没有减少或没

11、有减少或没有减少或没有突然光照突然光照CO2供应不变供应不变减少减少增加增加增加增加增加增加 典典 例例 导导 悟悟 解析解析光反应是在叶绿体内囊状结构的薄膜上进行的，该光反应是在叶绿体内囊状结构的薄膜上进行的，该过程必须在有光的条件下才能进行；暗反应是在叶绿体内过程必须在有光的条件下才能进行；暗反应是在叶绿体内的基质中进行的，该过程有光无光均可。的基质中进行的，该过程有光无光均可。 答案答案D 对位训练对位训练2 如图是一晴朗夏日某植物光合作用强度随时间如图是一晴朗夏日某植物光合作用强度随时间变化的曲线图，变化的曲线图，C点和点和B点相比较，叶肉细胞内的点相比较，叶肉细胞内的C3、C5、AT

12、P和和H的含量发生的变化依次是的含量发生的变化依次是() A升、升、 升、升、升升、升、升 B降、降、降、降降、降、降、降 C降、升、升、升降、升、升、升 D升、升、降、降升、升、降、降 答案答案C 解析解析光反应和暗反应中光反应和暗反应中 C3、C5、ATP、ADP四种物质四种物质与光反应条件中的光和暗反应条件中的与光反应条件中的光和暗反应条件中的CO2之间的关系。之间的关系。C点与点与B点相比由于气温升高，点相比由于气温升高， 气孔关闭，气孔关闭，CO2的吸收量减的吸收量减少，导致叶肉细胞内少，导致叶肉细胞内C3的含量减少的含量减少(短时间内短时间内C3的生成量减的生成量减少，而被还原消耗

13、的少，而被还原消耗的C3的量不变的量不变)，C5的含量增多的含量增多(短时间内短时间内 C5的生成量不变，而与的生成量不变，而与CO2结合消耗的结合消耗的C5的量减少的量减少)，ATP和和H的含量增多的含量增多(短时间内短时间内ATP和和H的生成量不变，而还原过的生成量不变，而还原过程中消耗掉的程中消耗掉的ATP和和H减少减少)。 要要 点点 归归 纳纳 (1)光照强度光照强度 曲线分析曲线分析 A点：光照强度为点：光照强度为0，此时只进行细胞呼吸，释放的，此时只进行细胞呼吸，释放的CO2量量可表示此时细胞呼吸的强度。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，

14、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释放量逐渐减少，这是因为细胞呼吸释放的CO2有一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。部分用于光合作用，此时细胞呼吸强度大于光合作用强度。 B点：细胞呼吸释放的点：细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用，即光合作全部用于光合作用，即光合作用强度等于细胞呼吸强度用强度等于细胞呼吸强度(光照强度只有在光照强度只有在B点以上时，植点以上时，植物才能正常生长物才能正常生长)，B点所示光照强度称为光补偿点。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，光合作用强度不断段：表明随着光照

15、强度不断加强，光合作用强度不断加强，到加强，到C点以上不再加强了，点以上不再加强了，C点所示光照强度称为光点所示光照强度称为光饱和点。饱和点。 应用：阴生植物的应用：阴生植物的B点前移，点前移，C点较低，如图中虚线所点较低，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。理利用光能；适当提高光照强度可增加大棚作物产量。 曲线分析：图曲线分析：图1和图和图2都表示在一定范围内，光合作用速都表示在一定范围内，光合作用速率随率随CO2浓度的增加而增大，但当浓度的增加而增大，但当CO2浓度增

16、加到一定范浓度增加到一定范围后，光合作用速率不再增加。围后，光合作用速率不再增加。 图图1中中A点表示光合作用速率等于细胞呼吸速率时的点表示光合作用速率等于细胞呼吸速率时的CO2浓浓度，即度，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所需点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度。的最低浓度。 图图1和图和图2中的中的B和和B点都表示点都表示CO2饱和点饱和点 应用：在农业生产上可以通过应用：在农业生产上可以通过“正其行，通其风正其行，通其风”，增，增施农家肥等增大施农家肥等增大CO2浓度，提高光能利用率。浓度，提高光能利用率。 (3)温度温度 曲线分析：温度主要是通过影响与光合作

17、用有关酶的活曲线分析：温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。性而影响光合作用速率。 应用：冬天，温室栽培可适当提高温度，温室栽培也可应用：冬天，温室栽培可适当提高温度，温室栽培也可适当降低温度。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；晚上适当降低温室温度，以降低细胞呼吸，保证植作用；晚上适当降低温室温度，以降低细胞呼吸，保证植物有机物的积累。物有机物的积累。 曲线分析：在一定浓度范围内，增大必需元素的供应，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，会因土壤溶可提高光合作用速率

18、，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。液浓度过高而导致植物渗透失水而萎蔫。 应用：根据作物的需肥规律，适时、适量地增施肥料，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。可提高农作物产量。 (5)水分水分 影响：水是光合作用的原料，缺水既可直接影响光合作影响：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，限制用，又会导致叶片气孔关闭，限制CO2进入叶片，从而间进入叶片，从而间接影响光合作用。接影响光合作用。 应用：根据作物的需水规律合理灌溉。应用：根据作物的需水规律合理灌溉。 感感 悟悟 拓拓 展展 农业生产中主要通过延长

19、光照时间，增加光照面积和增强农业生产中主要通过延长光照时间，增加光照面积和增强光合作用效率等途径提高光能利用率，如轮作、套种和间光合作用效率等途径提高光能利用率，如轮作、套种和间作等，合理密植。设法满足光合作用的各种环境因素，如作等，合理密植。设法满足光合作用的各种环境因素，如利用大棚适当增加光照强度，提高利用大棚适当增加光照强度，提高CO2浓度和温度，来提浓度和温度，来提高光合作用效率。高光合作用效率。 典例典例3 将川芎植株的一叶片置于恒温的密闭小室，调节小将川芎植株的一叶片置于恒温的密闭小室，调节小室室CO2浓度，在适宜光照强度下测定叶片光合作用的强度浓度，在适宜光照强度下测定叶片光合作

20、用的强度(以以CO2吸收速率表示吸收速率表示)，测定结果如图。下列相关叙述，测定结果如图。下列相关叙述，正确的是正确的是() 典典 例例 导导 悟悟 A如果光照强度适当降低，如果光照强度适当降低，a点左移，点左移，b点左移点左移 B如果光照强度适当降低，如果光照强度适当降低，a点左移，点左移，b点右移点右移 C如果光照强度适当增加，如果光照强度适当增加，a点右移，点右移，b点右移点右移 D如果光照强度适当增加，如果光照强度适当增加，a点左移，点左移，b点右移点右移 解析解析假定光照强度降低，要达到点假定光照强度降低，要达到点a，则需要浓度更高，则需要浓度更高的二氧化碳，的二氧化碳，a点应右移；

21、假定光照强度升高，二氧化碳点应右移；假定光照强度升高，二氧化碳利用率升高，要达到点利用率升高，要达到点a，在二氧化碳浓度低一些的时候，在二氧化碳浓度低一些的时候即可达到，即可达到，a点应左移。另外，光照强度升高，则需要更点应左移。另外，光照强度升高，则需要更高浓度的高浓度的CO2才能达到最大光合作用强度，才能达到最大光合作用强度，b点应右移。点应右移。 答案答案D 对位训练对位训练3 在正常条件下进行光合作用的某植物，当突然在正常条件下进行光合作用的某植物，当突然改变某条件后，即可发现其叶肉细胞内五碳化合物含量突改变某条件后，即可发现其叶肉细胞内五碳化合物含量突然上升，则改变的条件是然上升，则

22、改变的条件是() A停止光照停止光照 B停止光照并降低停止光照并降低CO2浓度浓度 C升高升高CO2浓度浓度 D降低降低CO2浓度浓度 答案答案D 解析解析细胞中的细胞中的C5突然上升，说明是突然上升，说明是CO2的固定减少，的固定减少，C3的还原仍在继续，即光反应正常，故最可能的原因是的还原仍在继续，即光反应正常，故最可能的原因是CO2浓度降低。浓度降低。 考点考点4 实验专题实验专题“绿叶中色素的提取和分离绿叶中色素的提取和分离”的实验的实验分析分析 要要 点点 归归 纳纳 制备滤纸条：取干燥处理过的定性滤纸，将滤制备滤纸条：取干燥处理过的定性滤纸，将滤 纸剪成宽略小于试管、长略大于纸剪成

23、宽略小于试管、长略大于 试管的滤纸条，并在一端剪去试管的滤纸条，并在一端剪去 两角，在距这一端两角，在距这一端1cm处用铅处用铅 笔画一条细的横线笔画一条细的横线 观察结果：滤纸条上色素带有四条，分别是观察结果：滤纸条上色素带有四条，分别是(由上到下由上到下)橙橙黄色的胡萝卜素、黄色的叶黄素、蓝绿色的叶绿素黄色的胡萝卜素、黄色的叶黄素、蓝绿色的叶绿素a、黄、黄绿色的叶绿素绿色的叶绿素b。(如图如图) 洗手洗手 从色素带的位置知在层析液中溶解度的大小依次为：胡从色素带的位置知在层析液中溶解度的大小依次为：胡萝卜素叶黄素叶绿素萝卜素叶黄素叶绿素a叶绿素叶绿素b。 .在滤纸上距离最近的两条色素带是叶

24、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，距离最远的两条色素带是胡萝卜素与叶黄素。距离最远的两条色素带是胡萝卜素与叶黄素。 感感 悟悟 拓拓 展展 (2)实验成功的关键实验成功的关键 叶片要新鲜，颜色要深绿，含有较多色素。叶片要新鲜，颜色要深绿，含有较多色素。 研磨要迅速、充分。叶绿素不稳定，易被活细胞内的叶研磨要迅速、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。 滤液细线不仅要求细、直，而且要求含有较多的色素，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

25、后再画一两次。所以要求待滤液干后再画一两次。 滤液细线不能触及层析液，否则色素溶解到层析液中，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。滤纸条上得不到色素带。 (3)注意事项注意事项 剪取干燥的定性滤纸，双手尽量不要接触纸面，手要干剪取干燥的定性滤纸，双手尽量不要接触纸面，手要干净、干燥净、干燥(可以套上塑料袋可以套上塑料袋)，以免污染滤纸。，以免污染滤纸。 加入的加入的SiO2和和CaCO3一定要少，否则滤液浑浊，杂质多，一定要少，否则滤液浑浊，杂质多，颜色浅，实验效果差。颜色浅，实验效果差。 根据试管的长度制备滤纸条，让滤纸条长度高出试管约根据试管的长度制备滤纸

26、条，让滤纸条长度高出试管约1 cm，高出部分做直角弯折。，高出部分做直角弯折。 画滤液细线时，用力要均匀，速度要适中。画滤液细线时，用力要均匀，速度要适中。 典例典例4 如图做色素层析分离的正确装置是如图做色素层析分离的正确装置是() 典典 例例 导导 悟悟 解析解析色素分离的方法：划好滤液细线的滤纸条下端要插色素分离的方法：划好滤液细线的滤纸条下端要插入层析液中，一是不要让滤液细线没入层析液中，因为色入层析液中，一是不要让滤液细线没入层析液中，因为色素易溶于层析液中，导致色素带不清晰，影响实验效果；素易溶于层析液中，导致色素带不清晰，影响实验效果；二是要盖上培养皿盖，防止层析液挥发，因为层析

27、液中的二是要盖上培养皿盖，防止层析液挥发，因为层析液中的石油醚、苯等化学药剂都有剧毒，会伤害操作者，而且也石油醚、苯等化学药剂都有剧毒，会伤害操作者，而且也会影响色素分离效果，所以会影响色素分离效果，所以A、B、C都不符合实验要求。都不符合实验要求。 答案答案D 对位训练对位训练4 某同学在做提取叶绿体色素的实验时，收集某同学在做提取叶绿体色素的实验时，收集到的色素提取液为淡绿色。分析产生该结果的可能原因是到的色素提取液为淡绿色。分析产生该结果的可能原因是() 研磨不充分，色素未能充分提取出来研磨不充分，色素未能充分提取出来 乙醇加入量太多，稀释了色素提取液乙醇加入量太多，稀释了色素提取液 乙

28、醇加入量太少，色素未提取出来乙醇加入量太少，色素未提取出来 未加碳酸钙粉末，叶绿素分子已被破坏未加碳酸钙粉末，叶绿素分子已被破坏 A B C D 答案答案B 解析解析提取绿叶中色素时，收集到的提取液呈淡绿色，其提取绿叶中色素时，收集到的提取液呈淡绿色，其原因可能有以下几种：一是选取的叶片含色素少；二是研原因可能有以下几种：一是选取的叶片含色素少；二是研磨不充分，色素未能充分提取出来；三是提取液太多，使磨不充分，色素未能充分提取出来；三是提取液太多，使色素提取液浓度降低；四是未加碳酸钙，造成研磨过程中色素提取液浓度降低；四是未加碳酸钙，造成研磨过程中叶绿素分子被破坏。本题中叶绿素分子被破坏。本题

29、中的表述是正确的。的表述是正确的。方法警示探究方法警示探究 方方 法法 体体 验验 光照强度与光合速率的关系曲线图中各点含义光照强度与光合速率的关系曲线图中各点含义 (1)补偿点含义：光合作用等于呼吸作用，若改变某一因素补偿点含义：光合作用等于呼吸作用，若改变某一因素(如光照、如光照、CO2浓度浓度)，使光合作用增大，使光合作用增大(减小减小)，而呼吸作用，而呼吸作用不受影响，则补偿点应左移不受影响，则补偿点应左移(右移右移)；若改变某一因素；若改变某一因素(如温如温度度)，使呼吸作用增大，使呼吸作用增大(减小减小)，则补偿点应右移，则补偿点应右移(左移左移)。 (2)饱和点含义：当横坐标对应的因素对光合作用最大值不饱和点含义：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产生影响时，若改变某一因素使光合作用增大(减小减小)，则，则饱和点应右饱和点应右(左左)移。移。 方方 法法 体体 验验 光照强度与光合速率的关系曲线图中各点