2012高三生物总复习教案 第12讲 光和作用
教学案
【考纲要求】
细胞的能量供应和利用 (1)酶在代谢中的作用 (2)ATP在细胞代谢中的作用 (3)光合作用的基本过程 (4)影响光合作用速率的环境因素 (5)细胞呼吸 (6)探究影响酶活性的条件 (7)绿叶中色素的提取和分离 (8)探究酵母菌细胞呼吸的方式 考纲要求 Ⅱ Ⅱ Ⅱ Ⅱ Ⅱ 实验与探究能力(2) 实验与探究能力(1) 实验与探究能力(2) 【考点分析】
知识点 光合作用 试题 2008 宁夏 2008 宁夏 2008 江苏 2008 山东 2009 海南 2009 全国卷Ⅱ 2009 安徽 2009 山东 2009 四川 2009 重庆 2009 广东 2009 辽宁 2009 上海 2009 浙江 分值 4 16 2 4 2 16 2 16 22 26 10 7 10 2 题型 选择题 非选择题 选择题 选择题 选择题 非选择题 选择题 非选择题 非选择题 非选择题 非选择题 非选择题 非选择题 选择题 【考点预测】
光合作用是生物界获得能量的重要生理过程，也是生物界其他生理过程的物质和能量基础。光合作用的探究历程展现了一系列的科学实验，这是高考中常常借用的实验考查题目素材，应当重视总结和分析。光合作用的过程以及外界因素对于光反应和暗反应的影响，是本知识点考查频率最高的内容，可以通过列表的方式进行掌握。对于本节知识是高考中的热点问题，在选择题和答题以及实验题目都可以出现。
【知识梳理】
一、 二、 1、 原理 2、 过程 3、 应用 三、 四、
叶绿体中色素的提取和分离 影响光和作用的因素 光合作用的发现历程 光合作用的原理和应用
1、 光照强度 2、 温度 3、 水 4、 CO2浓度 5、 无机盐
【重点解析】
一、 光和作用的过程
光合作用的过程，按其是否需要光，将其划分为光反应和暗反应两个阶段。在光下二者同时进行，暗处只能进行暗反应。二者既有区别又有相互联系，如下表所示：
项光反应 目 实质 光能转化为活跃化学能（ATP、[H]）,放出活跃化学能转变成稳定化学能储存起来暗反应 氧气 时短促、以微秒计 间 条需叶绿素、光、酶 件 场所 物质变化 能叶绿素将光能转化成量活跃的化学能储存在变ATP中 化 例1回答下列有关高等植物光合作用的问题。 （1）图1中分子Z的名称是________。
光???4[H] + O2 2H2O（CH2O） 较缓慢 不需要叶绿素和光、需要酶 在叶绿体的类囊体膜在叶绿体的基质中 上 CO2的固定 CO2 + C5?C3 酶[H]???CO2的还原?光酶???ATP ADP+ Pi?（CH2O） ATP中的活跃化学能转化为糖等有机物中稳定的化学能 （2）Z物质的形成过程是：光能活化位于______上的____________分子，释放出______，并经最终传递最终生成Z。
（3）在暗反应中，CO2必须与RuBP（五碳化合物）结合，这是CO2被固定的第一步，RuBP可循环使用，使光合作用不断进行，但O2也可与RuBP结合，生成三碳化合物和一个二氧化碳，此二碳化合物不参与光合作用，图2为不同O2浓度下叶表面温度与光合作用速率的关系。回答下列问题。
1）据图2，该植物在25℃、适宜光照、1.5%与21%的O2浓度下，每小时单位叶面积积累的葡萄糖的差值是_____mg。（相对分子质量：CO2—44，葡萄糖—180.计算结果保留一位小数。）结合暗反应的过程，解释不同氧浓度下葡萄糖积累量产生差异的原因：________________________。
2）图2说明不同叶表面温度、不同氧浓度与光合作用速率的关系是____________________。 解析：本题主要考查植物光合作用的相关知识。
（1）光反应为暗反应提供ATP和还原型辅酶Ⅱ，则Z为还原型辅酶Ⅱ；
（2）光反应是在叶绿体类囊体膜上进行的，光能被叶绿素a吸收并活化，释放出高能电子，经电子传递链传递后最终生成还原型辅酶Ⅱ，提供给暗反应；
（3）由曲线可直接读出25℃适宜光照下，1.5% O2与21% O2 , CO2吸收分别为29和15，差值为14，再根据光合作用反应式换算成葡萄糖即可；O2浓度较高时会同CO2竞争RuBP，减少了用于还原的三碳化合物的生成，从而抑制光合作用；根据曲线走势可以看出，相同CO2浓度下，高温状态下较高的O2浓度影响光合作用更明显。 答案：
（1）还原型辅酶Ⅱ（NADPH）
（2）叶绿体的类囊体膜 叶绿素a 高能电子（e?）
（3）1）9.5mg 与RuBP结合，减少了用于还原的C3化合物，从而降低了光合作用速率，
高O2浓度抑制了光合作用速率
2）当CO2浓度一定时，较高氧浓度对光合作用速率的抑制作用在较高温度下更为显著。 二、 影响光和作用的因素
影响光合作用的因素主要包括光、温度、CO2浓度、H20、 矿质元素。 1．光
光是光合作用的能量来源。对光合作用的影响最大，其影响主要表现在三个方面： (1)光照时间：光照时间越长，光合作用合成的有机物越多。延长光照时间可以提高光能利用率，延长光照时问的方法主要是通过轮作。
(2)光质(波长)：由于光合色素主要吸收红橙光和蓝紫光，所以通常在红橙光下光合作用最快，蓝紫光下次之，绿光下最差。
(3)光照强度：在一定范围内随光强度的增加，光合作用速率加快，光强度增强到一定程度后光合作用速率就不再增加(受酶、光合色素和CO2浓度等因素的限制)。光照强度对光合速率(通常用单位时间内单位叶面积的植物体吸收CO2的量或放出O2的量表示)的影响可用下面曲线表示。
光补偿点：光合作用吸收的CO2量等于呼吸作用放出CO2量时的光照强度，在A点以前光合速率小于呼吸作用速率；A—B光合作用速率大于呼吸作用速率，且随光照强度的增强而增大。O点只进行呼吸作用，不进行光合作用。
光饱和点：达到最大光合速率时的光照强度。阳生植物的光补偿点和光饱和点，都比阴生植物高。 2.温度
温度对光合作用的影响是通过影响与光合作用有关的酶的活性来实现的。在一定范围内，随温度的升高，酶的活性增强，光合作用的速率提高。
提高温度不仅能提高光合作用的速率，也提高了呼吸作用的速率，所以提高温度能够提高光合作用的强度，但不一定能提高净光合作用强度(有机物的积累)。净光合作用强度最高时的温度，不一定是酶的最适温度。
温室栽培作物时，可适当提高室内温度，并且保持昼夜温差以提高植物的净光合作用强