第9讲 光合作用 高考生物复习教案

第二部分  新陈代谢
第9讲  光合作用与C3、C4植物
一、考点内容全解
（一）本讲考什么
1.光合作用的过程及C3、C4间的转换
 
（二）考点例析
[例1] 将植物栽培在适宜的光照、温度和充足的C02条件下。如果将环境中C02含量突然降至极低水平，此时叶肉细胞内的C3化合物、C5化合物和ATP含量的变化情况依次是
A. 上升；下降；上升    B. 下降；上升；下降    C. 下降；上升；上升    D. 上升；下降；下降
[解析]从光合作用的反应过程进行分析：在光合作用过程中，C02参与暗反应，C02与C5化合物结合，生成两个C3化合物，当C02突然减少时，这个过程必然受阻，因而导致C5化合物的含量上升和C3化合物含量下降。而C3化合物的减少，又使暗反应中C3化合物还原成葡萄糖的过程受阻，消耗光反应提供的ATP量也减少，使细胞中ATP含量上升。  
[答案] C
[特别提示]要理解这种变化是瞬时的。
[同类变式]右图为光照和CO2浓度改变后，与光合作用有关的C5化合物和C3化合物在细胞内的变化曲线。
(1)曲线a表示        ，在无光照时其含量下降的原因是          ；  曲线b表示       ，在C02浓度降低时含量下降的原因是                
(2)由(1)得出光照强度和C02浓度与光合作用的关系是：前者主要影响     ；后者主要影响                。
[解析]本题的变化是将题干文字信息改为曲线信息，因而也考查获取知识的能力。
[答案](1)五碳化合物；C02在还原过程中因缺NADPH和ATP不能产生C5化合物，而C02仍然固定形成C3化合物。  三碳化合物；C02的减少导致C3化合物产生减少，而C3化合物仍然被还原为C5化合物  (2)光反应阶段；暗反应阶段
二、方法技巧规律
（一）从影响光合作用的因素的角度探索提高作物产量的途径：
1．影响光合作用的因素有：(1)光：光照强弱直接影响光反应；(3)温度：温度高低会影响酶的活性； (3)C02浓度：C02是光合作用的原料，直接影响暗反应。；(4)水分：水既是光合作用的原料，又是体内各种化学反应的介质，特别地，水分还影响气孔的开闭，间接影响C02进入植物体；(5)矿质元素：矿质元素是光合作用产物进一步合成许多有机物所必需的物质如叶绿素、酶等。
光照、C02浓度、温度与光合速率基本关系见右图：

（2）提高作物产量的途径
途径 措施或方法
延长光时 补充光照
增大光合作用面积 间作、合理密植
提高光合作用效率 控制适宜光强、提高CO2浓度（如通风）、合理施肥（供应适量必需矿质元素）
提高净光合作用速率 维持适当昼夜温差（白天适当升温，晚上适当降温）
（二）本讲内容在高考中处于核心地位，命题都集中光反应与暗反应的综合分析、光合作用与农作物生产的多种条件综合分析，在近几年理科试题中突出了以光合作用和呼吸作用为主线，考查两项生理作用的过程、产物影响因素及彼此的制约关系，通过实验数据、图表、曲线题等新情景，结合社会、科技及生产实践考查学生分析现象抓住本质的能力。实验分析与实验设计题呈上升趋势。
[例2]施用农家肥能提高温室作物光合作用效率的理由中，正确的是
A.  促进植物对水的吸收    B.  提高了温室内C02的浓度   C.  提高了光照强度    D.  矿质元素含量高
[解析]在温室内施用农家肥，能提高光合作用的效率，其原因有二：一是提供了矿质元素，但其中矿质元素不一定含量高，与化肥比较其含量显然要低得多；二是提供了二氧化碳。农家肥中含有家畜的排泄物以及未消化吸收的有机物，这些有机物被土壤中的分解者分解后，一方面将其中的矿质元素直接归为无机界，另一方面将其转化为C02和H20等后也归为无机界，释放的热量还可以对温室升温。
[答案]B
[特别提示]对农家肥和C02关系的认识，要联系生态系统的知识，分解者可以分解有机物成为C02和H20。
[同类变式一]图表示在75%的全部日照下一个叶片在不同的CO2浓度（单位10-6）下净CO2交换速度（单位μmol•ms-1）的变化，判断下列叙述错误的是
A.植物A是C4植物，因它在高CO2浓度下有较高的CO2光转换速度
B.在CO2交换速度等于0时，两种植物A和B仍有光合作用和呼吸作用
C.如果光强度保持恒定，CO2浓度进一步增加，则植物A的CO2交换速度将达到饱合点
D.在CO2浓度为200×10-6时，C4植物比C3植物有较高的光能利用效率
[解析]与C3植物相比，C4植物二氧化碳饱和点低，而光饱和点高，光合效率高，这是判断C4植物的标准之一。C4植物是通过C4途径同化碳的植物，它同时具备C3和C4两条途径，C4途径本身不能将CO2还原成糖，只是改善CO2的供应，是一种辅助系统。从图中可知，植物A的光补偿点(即在光照下，植物光合作用吸收的CO2量与呼吸作用放出的CO2量达到动态平衡时，外界环境中的CO2浓度)高，它不是C4植物。在CO2交换速度等于0时，只是两种植物光合作用消耗的CO2和呼吸作用消耗的CO2相等，此时，外界的CO2浓度称为CO2的补偿点。如果光强度保持恒定，CO2浓度进一步增加，也会达到CO2饱和点，超过饱和点，则光合速率不再随CO2浓度的增加而增加，有的植物光合强度甚至会降低，出现中毒现象。在低CO2浓度的情况下，植物的光合速率取决于其CO2补偿的高低。C4植物的CO2补偿点低于C3植物，前者体积分数约为0～5×10-6，后者约为5.0×10-5。空气中CO2体积分数约为3.4～3.5×10-4。当CO2浓度为200×10-6(即2.0×10-4)时，仍低于空气中正常的CO2浓度，在低CO2浓度的情况下，C4植物应该比C3植物有较高的光合速率。
[答案]A
[特别提示]掌握“光强（或二氧化碳）-光合速率”曲线中三个关键点：饱和点A、补偿点B、呼吸速率标志点C。
[同类变式二]下图中的甲、乙两图为—昼夜中某作物植株对C02的吸收和释放状况的示意图。甲图是在春季的某一晴天，乙图是在盛夏的某一晴天，请据图回答问题：
（1）甲图曲线中C点和正点(外界环境中C02浓度变化为零)处，植株处于何种生理活动状态？
（2）根据甲图推测该植物接受光照的时间是曲线中的    段，其中光合作用强度最高的是     点，植株积累有机物最多的是      点
（3）乙图中FG段C02吸收量逐渐减少是因为      ，以致光反应产生的      和      逐渐减少，从而影响了暗反应强度，使化合物数量减少，影响了C02固定。

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