（生物高考热点解析）

光合作用与绿色植物代谢

随课程改革的不断深入，生物高考对考生能力考核的要求正悄然深化。因此，在生物学习和复习过程中，我们不能仅满足对知识的理解和记忆，而且应在联系实际，综合应用上狠下工夫。同时，寻找高考命题热点，有针对性地训练，在把握知识原理的基础上，提高运用能力，对提高高考成绩十分重要，这里我们着重分析高考热点之一——光合作用与绿色植物代谢。

要提请考生注意的是，复习时必须高度重视学科知识的内在联系，注重学科知识在生产实践中的应用。我们注意到，在2000年江浙吉晋首开文、理综合先河的前后，学科内综合程度就开始强化，近年有愈加深化的趋势。同学们只有重视综合应用知识，全面多角度地分析问题，才能得出正确结论。

以CO₂浓度和绿色植物的生长为例，涉及光合作用、呼吸作用、矿质营养、水分代谢等许多知识原理，又可与生态环境等知识形成错综复杂的联系。近年来，生物高考中这一选题从不同角度反复出现。

例1 （2003年高考〈生物新课程卷〉35题）光合作用受光照强度、CO₂浓度、温度等影响，图1中4条曲线（a、b、c、d）为不同光照强度和不同CO₂浓度下，马铃薯净光合速率随温度变化的曲线。A光照非常弱，CO₂很少（远少于0.03%）；b适当遮阴（相当全光照的1/25），CO₂浓度为0.03%；c全光照（晴天不遮阴），CO₂浓度为1.22%。请据图回答：

（1）随着光照强度和CO₂浓度的提高，植物光合作用（以净光合速率为指标）最适温度的变化趋势是___________。

（2）当曲线b净光合速率降为零时，真光合速率是否为零？为什么？_____________。

（3）在大田作物管理中，采取下列哪些措施可以提高净光合速率？( )（将正确答案前的字母填在括号里）

A．通风 B．增施有机肥 C．延长生育期 D．施碳酸氢铵

解析 解答本题的核心知识是：净光合速率等于真光合速率减去呼吸速率；在复习时，应联系光合作用和呼吸作用两大知识点，并理清它们之间的关系。从题目所给图示可直接回答出：（1）随着光照强度和CO₂浓度的提高，植物光合作用（以净光合作用速率为指标）最适温度的变化趋势是逐渐提高；（2）当曲线b净光合速率为零时，真光合速率不为零。因为这时 b仍要进行呼吸，而此时的真光合速率等于呼吸速率；（3）ABD 因为大田管理中通风能补充因光合作用消耗而降低的CO₂浓度；增施有机肥、碳酸氢铵等能促进植物生长，使叶面光合作用总面积增大，均可增强真光合速率，从而增加净光合速率；而延长生育期，仅延长了光合作用的时间，不能提高净光合速率。

例2 （2003年江苏省高考综合考试〈理科综合试卷〉26题）在一个可控制温度和空气成分并相对密闭的温室内栽培作物，这个温室可看成一个生态系统。请分析并回答以下问题：

……

（5）如果晴天日出和日落的时间分别为清晨6时左右和傍晚18时左右，在清晨日出前、正午、傍晚日落后以及午夜四个时段分别测定温室内CO₂的浓度，预计CO₂浓度最高的时段将出现在_____________。

解析 这里讨论影响温室内CO₂浓度的问题。就一株植物来说，导致环境CO₂浓度改变的是其光合作用吸入的二氧化碳与其呼吸作用释放的CO₂的值之比较。一般说，白天光合作用吸入的CO₂总大于呼吸作用释放的CO₂，CO₂的浓度会降低；夜间，因只有呼吸作用，CO₂的浓度表现为增高。在傍晚和清晨，光强度达某一特定值时（光补偿点），光合作用吸入的CO₂等于呼吸作用释放的CO₂，环境中的CO₂浓度不变。如从光补偿点的角度看，这里应从该生态系统的光补偿点考虑，此时光照强度应高于单株植物光补偿点的强度。本题答案为：清晨日出前。

有人认为在清晨日出前（晨曦）也有光照，所以CO₂浓度最高可能出现在午夜，这里表现出思维的片面性。因为：①即使日出前的光强度超过光补偿点，但在较短时间的弱光下植物能否将午夜至日出前（达5个多小时）呼出的CO₂全部耗净是值得怀疑的；②本题讨论的是温室内的CO₂浓度，室内产生CO₂的除植物外，还有昆虫等小动物和微生物。因此答案应确定为：清晨日出前。

由本题可拓展两个重要思路：①CO₂ 浓度是制约光合作用强度的重要因素。在光照强度和温度满足绿色植物需要的前提下，在一定范围内，CO₂浓度是影响光合作用强度的关键因素。②提高密闭环境（如塑料大棚）内CO₂浓度有化学和生物的方法。切实可行的生物方法有：施有机肥料，配合松土使土壤中的分解者大量繁殖并增强分解作用，以释放较多的CO₂。

例3 绿色植物进行光合作用的完整单位是叶绿体。当破坏叶绿体膜后基质和基粒便释放出来。在缺CO₂的条件下给予光照，然后再以离心法去掉基粒，把¹⁴CO₂ 加入无叶绿素的基质中，虽然在黑暗条件下，基质制剂中却出现了含¹⁴C的光合过程中间产物和淀粉。

（1）①下左图说明叶绿素分子主要吸收____________和_____________。

②叶绿素a和叶绿素b的颜色分别是____________和_____________。

③叶绿素分子分布在基粒的____________。

④叶绿素分子吸收光能进行光反应，其产物是__________、_________和ATP。

（2）叶绿体的基质中含有进行光合作用所需要的多种_________，它是由活细胞产生的具有__________功能的一类特殊的蛋白质。

（3）把¹⁴CO₂加入无叶绿素的基质中，¹⁴C的转移途径是（ ）

A．二氧化碳→三碳化合物→淀粉→葡萄糖

B．二氧化碳→三碳化合物→葡萄糖→淀粉

C．二氧化碳→五碳化合物→淀粉→葡萄糖

D．二氧化碳→ 五碳化合物→葡萄糖→淀粉

（4）上右图是晴朗天气下田间玉米在一天中不同时间CO₂浓度示意图，箭头表体运动的方向。

①在1、2、3三条曲线中，曲线_______示夜间CO₂的浓度，理由是_____________________。

②曲线I和2都反映出玉米基部的CO₂浓度比中上部高，其原因是：

___________________________________________________________________。

（5）在一般条件下C₄植物比C₃ 具有更强的利用CO₂ 的能力；同时，即使是同种C₃ 植物对利用CO₂ 的能力也有一定差异。请设计一个简单实验，以选育出具有较强利用CO₂ 的能力的C₃ 植物。

____________________________________________________________________________。

解析 叶绿体完成光合作用是与起结构密切相关的，在总复习时，可奖细胞亚显微结构的相关内容与光合作用的色素种类、颜色与吸收光谱、光合作用光反应和暗反应的部位、原料、产物、条件等内容，以及选修本中的C₃、C₄植物的结构和生理特点等内容综合在一起复习、理解，并由此深化生物的形态、结构是与功能是相适应的。

应注意，光反应的部位在类囊体（基粒）的薄膜上，暗反应是在叶绿体的基质中完成的。

从左图看，叶绿素a的吸收峰值在紫光及红橙光，对蓝、绿光吸收甚少，故呈蓝绿色；而叶绿素b的吸收峰值在蓝光和橙光，对黄绿光吸收甚少，故呈黄绿色。

在解答第（4）题时，要注意右图CO₂流动的方向。原因是，在夜间植物几乎完全停止光合作用，只进行呼吸作用，因此田间CO₂ 浓度高，遵循气体扩散原理，CO₂ 由高浓度向低浓度区域扩散，气体推动方向向上，如右图中3所示；即使在白天，近玉米根部附近的CO₂浓度也比较高，原因是玉米下部附近通风较差，叶片较密，并有相互遮挡现象，光合作用强度不高，基部的根茎细胞只进行呼吸作用，产生CO₂ ，因此CO₂ 浓度也较高。

解答第（5）题时，要考虑设置CO₂浓度较低的环境，从其中筛选出在这样的环境中能较好适应的C₃ 植物，简单的方法是将C₃植物和C₄植物在田间混种。

答案（1）红光 蓝紫光 蓝绿色 黄绿色 类囊体（片层结构）薄膜上 O₂ [H] （2）酶 催化 （3）B （4）3 CO₂ 浓度高，而且向上扩散 基部通风不良，光照弱，光合作用强度低，CO₂消耗少 （基部的根茎细胞只进行呼吸作用，产生CO₂ ，中上部有叶肉细胞在呼吸作用的同时进行光合作用，吸进CO₂） （5）将C₃植物和C₄植物在田间混种，长势好的C₃植物即利用CO₂ 能力强的，以其种子繁殖后代

建议同学们在第二轮复习时注意知识之间的内在联系，使相关知识形成知识链。如以蛋白质的结构、功能、合成为主线，可串联细胞的成分、酶（代谢的催化）、激素（生命活动的调节）、遗传信息的表达等知识；又如以遗传物质、DNA、染色体为主线，可串联细胞的成分、细胞的结构和功能、有丝分裂和减数分裂、遗传的物质基础、遗传的基本规律、变异、基因的结构、基因频率、基因工程等知识，以使需要时具有全局观，能综合分析，灵活应用。