例析“光合作用”備考方略

文件編號：1003—7586(2010)04—0046—03

光合作用為包括人類在內(nèi)的幾乎所有生物的生存提供物質(zhì)來源和能量來源，光合作用對于人類和整個生物界都具有非常重要的意義。所以，能夠理解掌握光合作用的過程，有利于學生理解和分析植物體的生理活動狀況，為解決實際問題打下良好的基礎(chǔ)。因此，在歷年高考中“光合作用”板塊相關(guān)內(nèi)容均為考查的重點和難點。

1 高考命題趨勢

(1)考查內(nèi)容：主要考查光合作用的全過程和影響光合作用的因素并能夠探討光合作用原理在生產(chǎn)實踐中的應(yīng)用。

(2)考查形式：試題有選擇題，又有簡答題。常以圖表題、分析說明題和實驗設(shè)計題呈現(xiàn)，光合作用常與呼吸作用一起命制大型綜合題。

(3)命題趨勢：通常以創(chuàng)設(shè)情境的方式考查可行性光合作用探究實驗的設(shè)計和實施以及利用數(shù)據(jù)、表格、圖形等多種方式對光合作用和呼吸作用材料和結(jié)果的分析。

2 考點例題分析

考點1：光合色素及其功能。

葉綠體中的色素具有吸收傳遞和轉(zhuǎn)換光能的功能，葉綠素a和葉綠素b主要吸收紅光和藍紫光，胡蘿卜素和葉黃素主要吸收藍紫光。少數(shù)特殊狀態(tài)的葉綠素a能夠?qū)⒐饽苻D(zhuǎn)化成電能，絕大多數(shù)葉綠素a、全部的葉綠素b、胡蘿卜素和葉黃素能夠吸收、傳遞光能。

【例1】(2007·上?！?0)圖l表示葉綠體中色素的吸收光譜(顏色深、淺分別表示吸收量多、少)。甲、乙兩圖分別是( )

A 胡蘿卜素、葉綠素的吸收光譜

B 葉綠素、胡蘿卜素的吸收光譜

C 葉黃素、葉綠素的吸收光譜

D 葉黃素、胡蘿卜素的吸收光譜試題解析：本題考查了葉綠體色素吸收光譜的有關(guān)知識。葉綠素分子的吸收光譜是紅光部分(640～660nm)和藍紫光部分(430-450nm)。由于葉綠素對綠光吸收的最少，所以葉綠素溶液呈現(xiàn)綠色，葉片呈現(xiàn)綠色也是這個道理。類胡蘿卜素包括胡蘿卜和葉黃素，胡蘿卜能夠吸收藍紫光，也能對葉綠素起保護作用。答案選：B。

變式訓練：(2008·海南·2)關(guān)于葉綠體在光合作用過程中作用的描述，錯誤的是( )

A 葉綠體色素與ATP的合成有關(guān)

B 葉綠體色素ATP的分解

C 葉綠體色素與O₂和[H]的形成有關(guān)

D，葉綠體色素能吸收和傳遞光能

試題解析：少數(shù)特殊狀態(tài)的葉綠素a能夠?qū)⒐饽苻D(zhuǎn)化成電能，絕大多數(shù)葉綠素a，全部的葉綠素b、胡蘿卜素和葉黃素能夠吸收、傳遞光能。隨光能轉(zhuǎn)換成電能，NADP⁺導到電子和氫離子形成NADPH。這樣一部分電能就轉(zhuǎn)化成活躍的化學能儲存在了NADPH中。與此同時，葉綠體利用光能轉(zhuǎn)換成的另一部分電能，將ADP和Pi轉(zhuǎn)化成ATP。這樣電能就轉(zhuǎn)化成活躍的化學能儲存在NADPH和ATP中。答案選：B。

考點2：光合作用過程。

光合作用的實質(zhì)是綠色植物利用光能將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成糖類等有機物質(zhì)，同時將光能轉(zhuǎn)化成化學能儲存在有機物中，屬于植物的同化作用。其過程分為光反應(yīng)階段和暗反應(yīng)階段，二者發(fā)生的場所和條件均有差別。

【例2】圖1是在光照條件下，小麥葉肉細胞內(nèi)發(fā)生的生理過程。①一⑤為生理過程，a～h為物質(zhì)名稱，請回答：

(1)物質(zhì)a分布在葉綠體的___________，物質(zhì)e是________。

(2)上述①～⑤過程中，能夠產(chǎn)生ATP的過程是________，其中為綠色植物各種生命活動提供能量最多的過程和產(chǎn)生ATP最多的過程是_________，③過程進行的場所是__________。

(3)假如白天突然中斷二氧化碳的供應(yīng)，則葉綠體首先積累起來的物質(zhì)是[ ]__________；假如該小麥植株從光照條件下移到黑暗處，h的變化是__________。

(4)與上圖生理活動有關(guān)的兩種細胞器可進行轉(zhuǎn)錄過程，除自身DNA和原料外，再寫出直接參與該過程的兩種有機物名稱_________。

(5)較強光照下，①過程中d的移動方向是_____________。

試題解析：該題主要考查了葉肉細胞中光合作用與呼吸作用的具體過程。物質(zhì)a為光和色素，其分布在葉綠體囊狀結(jié)構(gòu)的薄膜上，物質(zhì)e為光反應(yīng)中形成的NADPH。③過程為有氧呼吸的第一階段，在細胞質(zhì)基質(zhì)中進行。若白天突然中斷二氧化碳的供應(yīng)，則將導致C₃減少，C₅增多；若停止光照則C₃增多，C₅減少。(4)在線粒體、葉綠體中進行轉(zhuǎn)錄除需要模板與原料外，還需要酶和能量等。(6)在較強光照下①過程中的d為ADP，要移向囊狀結(jié)構(gòu)薄膜，重新合成ATP。

考點3：影響光合作用速率的因素及應(yīng)用。

光合作用影響因素相關(guān)知識在生產(chǎn)實踐和生活中應(yīng)用廣泛，同時此處又是高考出題的熱點。

【例3】(2009·北京·4)小麥和玉米的CO₂固定量隨外界C02濃度的變化而變化(圖2)。下列相關(guān)敘述不正確的是( )

A 小麥的CO₂固定量與外界CO₂濃度呈正相關(guān)

B CO₂濃度在100mg·L^-1時小麥幾乎不固定CO₂

C CO₂濃度大于360mg·L^-1后玉米不再固定CO₂

D C₄植物比C₃，植物更能有效地利用低濃度CO₂

試題解析：本題以直方圖作為信息的載體，考查分析信息并得出相關(guān)結(jié)論的能力。A和B選項可以從圖中分析直接得出；從圖上看，當外界C02濃度很低時，玉米(C₄植物)可以固定CO₂，而小麥(C₃植物)幾乎不能固定CO₂，即C₄植物比C₃植物更能有效地利用低濃度CO₂；當CO₂濃度大于360mg·L^-1后，玉米仍然在固定CO₂，只是CO₂固定量不再隨外界C02濃度上升而變化。答案選：C。

考點4：實驗設(shè)計。

近年高考，更加注重學生個人實踐能力要求，實驗內(nèi)容不斷增加，光合作用作為重點內(nèi)容之一，也常常作為背景材料出現(xiàn)在試題中。相關(guān)實驗設(shè)計有以下幾方面：①光合作用發(fā)現(xiàn)史的四個經(jīng)典實驗方法手段的遷移應(yīng)用及拓展；②光合作用影響因素——光照強度、二氧化碳、溫度為調(diào)控手段的實驗設(shè)計；③色素提取和分離相關(guān)的實驗評價；④光合作用與呼吸作用綜合起來進行實驗設(shè)計。

【例4】(2006·全國理綜)為了驗證葉片在光合作用和呼吸作用過程中有氣體的產(chǎn)生和消耗，請用所提供的實驗材料與用具，在給出的實驗步驟和預測實驗結(jié)果的基礎(chǔ)上，繼續(xù)完成實驗步驟的設(shè)計和預測實驗結(jié)果，并對你的預測結(jié)果進行分析?！?實驗材料與用具：煙草幼苗、試管兩支、NaHCO₃稀溶液(為光合作用提供原料)、真空泵、暗培養(yǎng)箱、日光燈(實驗過程中光照和溫度等條件適宜，空氣中O₂和CO₂在水中的溶解量及無氧呼吸忽略不計)。

實驗步驟和預測實驗結(jié)果：

(1)剪取兩小塊相同的煙草葉片，分別放入盛有等量蒸餾水和NaHCO₃稀溶液的兩支試管中。此時，葉片均浮在水面。

(2)用真空泵抽去兩支試管內(nèi)液體中和葉肉細胞間隙中的氣體后，敞開試管口，可觀察到葉片均下沉到試管底部。

(3)___________________________________________________________________________________。

分析預測結(jié)果：__________________。

試題解析：該實驗目的是驗證葉片在光合作用和呼吸作和過程中有氣體產(chǎn)生和消耗，因此要通過此實驗既要驗證光合作用有氣體產(chǎn)生和消耗也要驗證呼吸作用有氣體消耗和產(chǎn)生，是兩個實驗，所以光照條件不是變量，不要將一支試管放在光下另一支置于黑暗從而形成兩個變量。

由題目的實驗材料和用具及步驟一、二可知：兩支試管分別盛等量蒸餾水和NaHCO₃稀溶液即遵循等量和對照原則；葉肉細胞間隙有氣體就上浮沒有就下沉；NaHCO₃稀溶液可為光合作用提供CO₂，也可以吸收呼吸作用產(chǎn)生的CO₂；由上面分析該驗證實驗的原理是：①NaHCO₃稀溶液即可為光合作用提供CO₂也可以吸收呼吸作用產(chǎn)生CO₂，葉肉細胞間隙有氣體會上浮沒有氣體會下沉；②葉肉細胞在光下進行光合作用產(chǎn)生氧氣同時光合作用程度大于呼吸作用所以葉片上浮，在黑暗中進行呼吸作用消耗氧氣產(chǎn)生二氧化碳同時CO₂被NaHCO₃稀溶液吸收。

總之，在本節(jié)內(nèi)容的復習備考中，要突出知識的廣泛聯(lián)系與運用，真正從實際出發(fā)、把握重點和難點，注意在構(gòu)建知識體系時，從培養(yǎng)探究能力人手，不斷激發(fā)內(nèi)在動力，自己總結(jié)、自主探究，由師生共同完成知識體系的形成，從而較好的體現(xiàn)新課程理念，才能有利于學生應(yīng)考能力的培養(yǎng)和提高。