2020年高考生物一轮复习专题3.3光与光合作用(精讲)(含解析)

第3节光与光合作用

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。

4.光合作用与细胞呼吸在植物代谢中的综合性考查(Ⅱ)

知识点一绿叶中色素的提取和分离

1．实验原理

2．实验步骤

3．实验结果

4.实验注意事项和目的

知识点二捕获光能的色素和结构及光合作用的探究历程

1．捕获光能的色素及色素的吸收光谱

由图可以看出：

(1)叶绿体中的色素只吸收可见光，而对红外光和紫外光等不吸收。

(2)叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。2．叶绿体的结构与功能

(1)结构模式图

(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。 3．光合作用的探究历程

知识点三 光合作用的基本过程

1．概念：指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧气的过程。

2．过程

3．反应式

(1)产物为(CH 2O)：CO 2＋H 2O ――→光能

叶绿体(CH 2O)＋O 2。

(2)产物为C 6H 12O 6：6CO 2＋12H 2O ――→光能叶绿体C 6H 12O 6＋6O 2＋6H 2O 。 4．光反应和暗反应的比较

5.光合作用和化能合成作用的比较

6.分析光合作用的过程图解

(1)图中的甲表示光反应阶段，发生在叶绿体的类囊体薄膜上。 (2)乙表示暗反应阶段，又称作卡尔文循环。 (3)图中的物质a 是[H]，物质c 是CO 2。

(4)图中的ATP 不能(填“能”或“不能”)运出所在的细胞器，用于其他生命活动。 7．光合作用中元素的转移途径

(1)H ：3

H 2O ――→光反应[3H]――→暗反应(C 3H 2O)。 (2)C ：14

CO 2――――→CO 2的固定14C 3―――→C 3的还原(14CH 2O)。

(3)O ：H 218O ――→光反应18O 2; C 18O 2――――→CO 2的固定C 3――→C 3的还原(CH 218

O)。 8．环境条件改变时光合作用中相关物质的含量变化 (1)分析方法：需从物质的生成和消耗两个方面综合分析。 示例：CO 2供应正常，光照停止时C 3的含量变化

(2)物质含量变化

9.连续光照和间隔光照下的有机物合成量分析

(1)光反应为暗反应提供的[H]和ATP在叶绿体中有少量的积累，在光反应停止时，暗反应仍可持续进行一段时间，有机物还能继续合成。

(2)一直光照条件下，会造成[H]、ATP的过度积累，利用不充分；光照和黑暗间隔条件下， [H]、ATP 基本不积累，能够被充分利用；因此在光照时间相同的条件下，光照和黑暗间隔处理比一直连续光照处理有机物积累量要多。

例如：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，黑暗处理10分钟；乙光照5秒，黑暗处理5秒，持续20分钟，则光合作用制造的有机物：甲＜乙。

知识点四影响光合作用的因素及应用

1．光照强度

(1)原理：光照强度通过影响植物的光反应进而影响光合速率。光照强度增加，光反应速度加快，产生的[H]和ATP增多，使暗反应中还原过程加快，从而使光合作用产物增加。

(2)曲线分析

①A点：光照强度为0，此时只进行细胞呼吸。

②AB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。

③B点：为光补偿点，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。

④BC段：表明随着光照强度不断增强，光合作用强度不断增强，到C点后不再增强了。

⑤D点：为光饱和点，限制D点以后光合作用强度不再增加的内部因素是光合色素含量、酶的数量和活性，外部因素是CO2浓度等除光照强度之外的环境因素。

(3)应用：①温室生产中，适当增强光照强度，以提高光合速率，使作物增产；②阴生植物的光补偿点和光饱和点都较阳生植物低，间作套种农作物，可合理利用光能。

2．CO2浓度

(1)原理：CO2影响暗反应阶段，制约C3的形成。

(2)曲线分析

图1中A点表示CO2补偿点，即光合速率等于呼吸速率时的CO2浓度，图2中A′点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度。B点和B′点对应的CO2浓度都表示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，提高光合速率。

3．温度

(1)原理：温度通过影响酶的活性影响光合作用，主要制约暗反应。

(2)曲线

(3)应用：温室栽培植物时，白天调到光合作用最适温度，以提高光合速率；晚上适当降低温室内温度，以降低细胞呼吸速率，保证植物有机物的积累。

4．水分和矿质元素

(1)原理

①水既是光合作用的原料，又是体内各种化学反应的介质，如植物缺水导致萎蔫，使光合速率下降。另外，水分还能影响气孔的开闭，间接影响CO2进入植物体内。

②矿质元素通过影响与光合作用有关的化合物的合成，对光合作用产生直接或间接的影响。如镁可以影响叶绿素的合成从而影响光反应。

(2)曲线(如图)

(3)应用：农业生产中，可根据作物的生长规律，合理灌溉和施肥。

5．光照强度、CO2浓度和温度对光合作用的综合作用

(1)常见曲线

(2)曲线分析

P点：限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随着因子的不断加强，光合速率不断提高。

Q点：横坐标所表示的因子不再是影响光合速率的因素，影响因素主要为各曲线所表示的因子。

(3)应用：温室栽培时，在一定光照强度下，白天适当提高温度，增加光合酶的活性，提高光合速率，也可同时适当增加CO2浓度，进一步提高光合速率；当温度适宜时，可适当增加光照强度和CO2浓度以提高光合速率。

知识点五光合作用与细胞呼吸的关系及综合应用

1．光合作用与有氧呼吸的区别