2021-2022年高考生物一轮(回扣基础+核心突破+命题探究)3.11光与光合作用教学案 新人教版

2021年高考生物一轮（回扣基础+核心突破+命题探究）3.11光与光合作用教学案新人教版[考纲要求] 1.光合作用的基本过程(Ⅱ)。

2.影响光合作用速率的环境因素(Ⅱ)。

3.实验：叶绿体色素的提取和分离。

一、捕获光能的色素和叶绿体的结构1．叶绿体(1)结构示意图(2)结构⎩⎨⎧外表：①双层膜内部⎩⎨⎧②基质：含有与暗反应有关的酶③基粒：由类囊体堆叠而成，分布有色素和与光反应有关的酶决定(3)功能：进行光合作用的场所决定(4)恩格尔曼的实验：好氧细菌只分布于叶绿体被光束照射的部位巧记叶绿体：叶绿体膜两层，基质基粒来组成，类囊体来堆叠，上有色素酶附着，吸收光能来转化，光合作用好场所。

2．色素的种类和功能色素功能 叶绿素 叶绿素a ：蓝绿色吸收蓝紫光和红光 叶绿素b ：黄绿色类胡萝卜素 叶黄素：黄色 吸收蓝紫光胡萝卜素：橙黄色 [(2)叶绿体中的色素只存在于光反应部位——叶绿体类囊体的薄膜上，与光合作用有关的酶存在于两个部位——叶绿体类囊体的薄膜上和基质中。

二、光合作用的探索历程[连一连][思考] ⑤和⑥中科学家用什么样的技术手段得出实验结论？该技术手段有何用途？ 提示 同位素标记法；追踪某元素或某物质的转移去向。

三、光合作用的反应式及过程1．反应式：CO 2＋H 2O ――→光能叶绿体(CH 2O)＋O 2。

2．过程(1)区别(2)联系：光反应为暗反应提供[H]和ATP ；暗反应为光反应提供ADP 、Pi 。

[判一判]1．叶绿体中的色素主要分布在类囊体腔内( × )提示 分布在类囊体的薄膜上。

2．光合作用需要的酶只分布在叶绿体基质中( ×) 提示类囊体的薄膜上和叶绿体基质中都有。

3．叶绿体是光合作用的主要场所( ×) 提示是全部场所。

4．暗反应必须在无光条件下进行。

( ×) 四、影响光合速率的环境因素1．空气中CO2的浓度。

2．土壤中水分的多少。

3．光照的长短与强弱以及光的成分。

4．温度的高低等。

考点一分析光合作用的过程完善光合作用的过程图解并思考1．在光合作用总反应式中标出各元素的来源和去路2．填表比较光反应和暗反应项目光反应暗反应条件需要光、色素和酶等不需要光和色素，但需要多种酶、ATP和[H]场所叶绿体类囊体的薄膜上叶绿体的基质中物质转化水的光解：H2O→[H]＋O2 ATP的形成：ADP＋Pi＋光能――→酶ATPCO2的固定：CO2＋C5――→酶2C3C3的还原：C3＋[H]――→酶(CH2O)＋C5能量转化光能→电能→活跃的化学能活跃的化学能→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(1)若同一植物处于两种不同情况下进行光合作用甲：一直光照10分钟；乙：光照5秒，黑暗5秒，持续20分钟，则光合作用制造的有机物：甲<乙(暗反应时间长)。

(2)CO2中C进入C3但不进入C5，最后进入(CH2O)，C5中C不进入(CH2O)，可用放射性同位素标记法证明。

(3)光合作用光反应产生的ATP只用于暗反应阶段，不能用于其他生命活动，其他生命活动所需ATP只能来自细胞呼吸。

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CO2→C3→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的含量将会增加答案 D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的生成量减少，而其消耗量不变，因此短时间内C3的含量将会减少。

2．(xx·新课标全国卷，29)在光照等适宜条件下，将培养在CO2浓度为1%环境中的某植物迅速转移到CO2浓度为0.003%的环境中，其叶片暗反应中C3和C5化合物微摩尔浓度的变化趋势如下图。

回答问题：(1)图中物质A是__________(C3化合物、C5化合物)。

(2)在CO2浓度为1%的环境中，物质B的浓度比A的低，原因是________________，将CO2浓度从1%迅速降低到0.003%后，物质B浓度升高的原因是_____________。

(3)若使该植物继续处于CO2浓度为0.003%的环境中，暗反应中C3和C5化合物浓度达到稳定时，物质A的浓度将比B的__________(低、高)。

(4)CO2浓度为0.003%时，该植物光合速率最大时所需要的光照强度比CO2浓度为1%时的______(高、低)，其原因是_______________________________________。

答案(1)C3化合物(2)暗反应速率在该环境中已达到稳定，即C3和C5化合物的含量稳定，根据暗反应的特点，此时C3化合物的分子数是C5化合物的2倍当CO2浓度突然降低时，C5化合物的合成速率不变，消耗速率却减慢，导致C5化合物积累(3)高(4)低CO2浓度低时，暗反应的强度低，所需的ATP和[H]少解析(1)CO2浓度降低时，C3化合物产生减少而消耗继续，故C3化合物的浓度降低，所以物质A代表的是C3化合物。

(2)在正常情况下，1 mol CO2与1 mol C5化合物结合形成2 mol C3化合物，即C3化合物的浓度是C5化合物浓度的2倍。

CO2浓度迅速下降到0.003%后，C5化合物的产生量不变而消耗量减少，故C5化合物的浓度升高。

(3)CO2浓度继续处于0.003%时，因光反应产物[H]和ATP的积累而抑制光反应过程，足量的[H]和ATP引起暗反应中C5化合物的浓度又逐渐降低，而C3化合物的浓度逐渐升高，在达到相对稳定时，C3化合物的浓度仍是C5化合物浓度的2倍。

(4)CO2浓度较低时，暗反应减弱，需要的[H]和ATP量减少，故CO2浓度为0.003%时，在较低的光照强度时就能达到最大光合速率。

请结合下图，分析当光照与CO2浓度发生如表变化时，表格中相关信息如何填充条件C3C5[H]和ATP模型分析光照由强到弱，CO2供应不变增加减少减少或没有光照由弱到强，CO2供应不变减少增加增加光照不变，CO2由充足到不足减少增加增加光照不变，CO2由不足到充足增加减少减少1．单因子因素(1)光照强度①原理分析：光照强度影响光合速率的原理是通过影响光反应阶段，制约ATP和[H]的产生，进而制约暗反应阶段。

②图像分析：A点时只进行细胞呼吸；AB段随着光照强度的增强，光合作用强度也增强，但是仍然小于细胞呼吸强度；B点时代谢特点为光合作用强度等于细胞呼吸强度；BC段随着光照强度的增强，光合作用强度也不断增强；C点对应的光照强度为光饱和点，限制C点的环境因素可能有温度或二氧化碳浓度等。

完成填空后，在下面的四幅图中标出A点、AB段、B点和B点之后的氧气和二氧化碳转移方向。

答案③应用分析：欲使植物正常生长，则必须使光照强度大于B点对应的光照强度；适当提高光照强度可增加大棚作物产量。

(2)光照面积①图像分析：OA段表明随叶面积的不断增大，光合作用实际量不断增大，A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，光照不足。

OB段表明干物质量随光合作用增加而增加，而由于A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，呼吸量(OC段)不断增加，所以干物质积累量不断降低(BC段)。

②应用分析：适当间苗、修剪，合理施肥、浇水，避免徒长。

封行过早，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。

(3)CO2浓度①原理分析：CO2浓度影响光合作用的原理是通过影响暗反应阶段，制约C3生成。

②图像分析：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，而图2中的A′点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度；两图中的B和B′点都表示CO2饱和点，两图都表示在一定范围内，光合作用速率随CO2浓度增加而增大。

③应用分析：大气中的CO2浓度处于OA′段时，植物无法进行光合作用；在农业生产中可通过“正其行，通其风”和增施农家肥等措施增加CO2浓度，提高光合作用速率。

(4)温度①原理分析：是通过影响酶活性进而影响光合作用。

②图像分析：低温导致酶的活性降低，引起植物的光合作用速率降低，在一定范围内随着温度的升高酶活性升高进而引起光合速率也增强；温度过高会引起酶活性降低，植物光合速率降低。

③应用分析：温室中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，保证植物有机物积累。

(5)必需矿质元素①图像分析：在一定浓度范围内，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，会因土壤溶液浓度过高而导致植物光合作用速率下降。

②应用分析：在农业生产上，根据植物的需肥规律，适时、适量地增施肥料，可以提高作物的光能利用率。

2．多因子因素(1)曲线分析：P点时，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Q点时，横坐标所表示的因子不再是影响光合速率的因素，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。

(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。

易错警示光合作用影响因素中的2个易忽略点(1)易忽略温度改变对光合作用的影响。

温度改变时，不管是光反应还是暗反应均会受影响，但主要影响暗反应，因为参与暗反应的酶的种类和数量都比参与光反应的多。

(2)易忽略CO2浓度对光合作用的影响。

CO2浓度很低时，光合作用不能进行；当CO2浓度大于某值时，光合作用才能进行。

对于植物来说，也存在CO2的补偿点和饱和点，CO2浓度过大时，会抑制植物的呼吸作用，进而影响到光合作用。

3．甲图和乙图表示某植物在适宜的CO2浓度条件下光合作用速率与环境因素之间的关系，下列相关描述中错误的是( )A．甲图中，在a′点限制光合作用速率的主要因素是光照强度，在b′点限制光合作用速率的主要因素是温度或CO2浓度B．从乙图可以看出，当超过一定温度后，光合作用速率会随着温度的升高而降低C．温度主要是通过影响酶的活性来影响光合作用速率的D．若光照强度突然由a变为b，短时间内叶肉细胞中C3的含量会增加答案 D解析甲图表示光照强度和温度对光合作用速率的影响，乙图表示温度对光合作用速率的影响。

分析甲图中某点上的限制因素时，要看曲线是否达到饱和点。

如果没有达到饱和点(如a′点)，则限制因素为横坐标表示的因素，即光照强度；当达到饱和点以后(如b′点)，则限制因素为横坐标表示的因素以外的其他因素，如温度或CO2浓度。