文档内容
第 9 讲 光合作用与能量转化
内容要求——明考向 近年考情——知规律
2021·广东卷(12、15)、2021·湖南卷(7、
(1)说明光合作用过程及对它的认识过
18)、2021·河北卷(19)、2020·全国乙卷
程；(2)提取和分离绿叶中色素(活动)；
(29)、2020·山东卷(16、21)、2020·全国卷
(3)探究不同环境因素对光合作用强度
Ⅰ(30)、2020·全国卷Ⅲ(29)、2019·全国
的影响(活动)。
卷Ⅰ(3、29)、2019·全国卷Ⅱ(31)
考点一 绿叶中色素的提取和分离
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1.色素的提取与分离实验 可看作两个实验哦！
(1)实验原理
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(2)实验装置及操作
INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\F488.TIF" \*
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INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\F489.TIF" \*MERGEFORMATINET
(3)实验结果及分析
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2.叶绿体的结构及其中的色素
(1)光合作用的结构——叶绿体
蓝细菌、光合细菌等无叶绿体，但也可进行光合作用
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(2)色素的吸收光谱
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由图可以看出：
①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光合色素吸收光的范围：光合色素只吸收可见光(可见光的波长范围大约是400
～760 nm)，对红外光和紫外光不吸收。 参看必修1 教材P “学科交叉”
99
提醒 ①植物叶片呈现绿色的原因是叶片中的色素对绿光的吸收少，绿光被反射
出来。
②植物的液泡中含有的色素(花青素)不参与光合作用。
③植物幼嫩的茎和果实的细胞中也含有吸收光能的色素。
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(1)在菠菜的叶肉细胞内，含量最多的光合色素是叶绿素a(√)
(2)叶绿体中的色素分布在类囊体薄膜和叶绿体内膜(×)
(3)提取色素时加碳酸钙的目的是使研磨更充分(×)
(4)绿叶中含量越多的色素，其在滤纸条上扩散得越快(×)
(5)叶绿素a和叶绿素b只吸收红光和蓝紫光(×)
(6)秋天叶片变黄，是叶黄素含量增多导致的(×)
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1.(与社会的联系)温室或大棚种植蔬菜时，应选择什么颜色的玻璃、塑料薄膜或补
充什么颜色的光源？
提示 最好选用无色透明的玻璃或塑料薄膜，因为它可以使各种颜色的光通过；
补充光源可选择红光或蓝紫光，因为这种颜色的光植物光合作用吸收利用较多，
更有利于植物进行光合作用。
2.(解释生物学现象)玉米田里的白化苗长出几片叶片就死亡，原因是什么？
提示 玉米白化苗中不含叶绿素，不能进行光合作用，无法产生新的有机物，待种
子中储存的营养物质被消耗尽后，幼苗就会死亡。
必修1 P “探究·实践”拓展
98
3.(实验改进)提取叶绿体中的色素，也可用如图所示的方法：即在圆心处滴加适量
滤液，待干燥后再滴加适量层析液进行层析，结果会出现不同颜色的4个同心圆，
则①～④依次对应哪种色素及颜色？
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提示 ①胡萝卜素(橙黄色) ②叶黄素(黄色) ③叶绿素a(蓝绿色) ④叶绿素
b(黄绿色)
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实验异常现象分析
异常现象 原因分析
(1)未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分；(2)一次加入
色素带颜色较浅 过量的无水乙醇，提取液浓度太低(应分次加入少量
无水乙醇，如10 mL)；(3)画滤液细线时次数太少
滤纸条下面两条色素带较 (1)未加碳酸钙或加入过少，叶绿素被破坏；(2)实验材
浅 料中叶绿素的含量较少(如泛黄的叶片)
色素带重叠 (1)滤液细线不直；(2)滤液细线过粗
无色素带 (1)忘记画滤液细线；(2)滤液细线接触或浸没于层析液，色素全部溶解到层析液中
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考向 结合实验原理及过程，考查科学探究能力
1.(2020·江苏卷，6)采用新鲜菠菜叶片开展“叶绿体色素的提取和分离”实验，下
列叙述错误的是( )
A.提取叶绿体色素时可用无水乙醇作为溶剂
B.研磨时加入CaO可以防止叶绿素被氧化破坏
C.研磨时添加石英砂有助于色素提取
D.画滤液细线时应尽量减少样液扩散
答案 B
解析 叶绿体色素能溶解在无水乙醇或丙酮等有机溶剂中，所以可用无水乙醇作
为溶剂提取叶绿体色素，A正确；研磨时加入CaCO 可以防止叶绿素被破坏，B错
3
误；加入石英砂是为了使研磨更充分，从而使叶绿体中的色素释放出来，C正确；
画滤液细线时应尽量减少样液扩散，防止色素带之间部分重叠，D正确。
2.(2019·海南卷，9)下列关于高等植物光合作用的叙述，错误的是( )
A.光合作用的暗反应阶段不能直接利用光能
B.红光照射时，胡萝卜素吸收的光能可传递给叶绿素a
C.光反应中，将光能转变为化学能需要有ADP的参与
D.红光照射时，叶绿素b吸收的光能可用于光合作用
答案 B
解析 光合作用的暗反应阶段不能直接利用光能，但需要利用光反应阶段形成的
NADPH和ATP，A正确；胡萝卜素不能吸收红光，B错误；光反应中，将光能转变
为ATP中活跃的化学能，需要有ADP和Pi及ATP合成酶的参与，C正确；红光照
射时，叶绿素b吸收的光能可用于光合作用，光能可以转变为 ATP和NADPH中
活跃的化学能，D正确。
3.(2022·北京房山区期末)如图是新鲜绿叶的四种光合色素在滤纸上分离的情况，
以下说法正确的是( )
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A.提取色素时加入碳酸钙是为了防止滤液挥发
B.若选用同种但失绿变黄的叶片，色素含量可能是(甲＋乙)<(丙＋丁)
C.四种色素都能溶解在层析液中，乙色素的溶解度最大
D.四种色素中，丙和丁主要吸收红光
答案 B
解析 提取色素时加入碳酸钙是为了防止色素被破坏，A错误；由题图可知，甲为
叶绿素b，乙为叶绿素a，丙为叶黄素，丁为胡萝卜素，失绿变黄的叶片中叶绿素含
量较低，所以色素含量可能是(甲＋乙)<(丙＋丁)，B正确；四种色素都能溶解在层
析液中，丁扩散距离最远，丁色素的溶解度最大，C错误；丙(叶黄素)和丁(胡萝卜
素)主要吸收蓝紫光，D错误。
考点二 光合作用的过程
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1.探索光合作用的部分经典实验
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2.光合作用过程
(1)图解光合作用的过程
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(2)比较光反应与暗反应INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\F504A.TIF" \*
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INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\F504B.TIF" \*
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3.光合作用的概念及反应式
(1)概念：光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，将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)反应式：
CO ＋H O――→(CH O)＋O
2 2 2 2
(3)元素的转移途径
①H：3H O――→NADPH――→ (C 3 H O)。
2 2
②C：14CO ――→ 14 C ――→(14CH O)。
2 3 2
③O：HO――→ 18 O ；C18O ――→C ――→(CHO)。
2 2 3
提醒 光合作用的产物有一部分是淀粉，还有一部分是蔗糖。蔗糖可以进入筛管，
再通过韧皮部运输到植株各处。
4.光合作用和化能合成作用的比较
项目 光合作用 化能合成作用区 能量来源 光能 无机物氧化释放的能量
别 代表生物 绿色植物 硝化细菌
相同点 都能将CO 和 H O 等无机物合成有机物
2 2
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(1)植物在夜晚不能进行光反应，只能进行暗反应(×)
(2)光合作用中ATP的移动方向是从叶绿体基质到类囊体薄膜(×)
(3)离体的叶绿体基质中添加ATP、NADPH和CO 后，可完成暗反应过程(√)
2
(4)光合作用只能发生在叶绿体中(×)
(5)土壤中的硝化细菌可利用CO 和H O合成糖类(√)
2 2
(6)叶绿体中可进行CO 的固定但不能合成ATP(×)
2
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必修1 P “思考·讨论”
100
下面是验证叶绿体功能实验中恩格尔曼所做的实验示意图，请分析：
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恩格尔曼的实验示意图
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恩格尔曼第二个实验的示意图
(1)恩格尔曼实验在实验材料的选取上有什么巧妙之处？
提示 选择水绵和需氧细菌，水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察；用需氧细菌
可以确定释放氧气多的部位。
(2)恩格尔曼实验要在没有空气的黑暗环境中进行的原因是什么？
提示 排除氧气和极细光束外的其他光的干扰。(3)在第二个实验中，大量的需氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域，为什么？
提示 这是因为水绵叶绿体上的光合色素主要吸收红光和蓝紫光，在此波长光的
照射下，叶绿体会释放氧气，适于需氧细菌在此区域分布。
(4)如果对恩格尔曼的第二个实验进行改进，用透过三棱镜的光先通过叶绿体色素
提取液，再照射到载有水绵和需氧细菌的临时装片上，一段时间后，需氧细菌分布
有何特点？
提示 三棱镜将光分为七色光，叶绿体色素提取液主要吸收红光和蓝紫光，故先
透过三棱镜，再通过叶绿体色素提取液后照射到水绵临时装片上的光中红光和蓝
紫光较弱，水绵不同部位的光合作用强度相差不大，产生氧气的量大致相同，因此
水绵周围需氧细菌分布无显著差别。
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环境改变时光合作用各物质含量的变化分析
(1)“过程法”分析各物质变化
下图中Ⅰ表示光反应，Ⅱ表示CO 的固定，Ⅲ表示C 的还原，当外界条件(如光照、
2 3
CO )突然发生变化时，分析相关物质含量在短时间内的变化：
2
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(2)“模型法”表示C 和 C 的含量变化
3 5
起始值C 高于C (约为其2倍)
3 5
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INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\命题规律探究.tif" \*
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考向1 结合光合作用的过程，考查科学思维能力和科学探究能力
1.(2021·广东卷，12)在高等植物光合作用的卡尔文循环中，唯一催化CO 固定形成
2
C 的酶被称为Rubisco，下列叙述正确的是( )
3
A.Rubisco存在于细胞质基质中
B.激活Rubisco需要黑暗条件
C.Rubisco催化CO 固定需要ATP
2
D.Rubisco催化C 和CO 结合
5 2
答案 D
解析 由“唯一催化CO 固定形成C 的酶被称为Rubisco”可知，Rubisco是与暗
2 3
反应有关的酶，暗反应阶段的化学反应是在叶绿体的基质中进行的，故Rubisco存
在于叶绿体的基质中，催化C 和CO 结合生成C ，A错误，D正确；暗反应在有光、
5 2 3
无光条件下都可以进行，故激活Rubisco不一定需要黑暗条件，B错误；在暗反应
阶段，CO 的固定不消耗NADPH和ATP，C错误。
2
2.(2022·东北师大附中质检)如图表示光合作用过程，a、b、c表示物质，甲、乙表示
场所，下列有关分析错误的是( )
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A.物质b可能是ADP和Pi
B.物质c直接被还原生成(CH O)和C
2 5
C.甲中色素不溶于水，能溶于有机溶剂D.乙中含有多种催化反应的酶
答案 B
解析 根据图示可看出，甲是叶绿体的类囊体薄膜，是光合作用光反应的场所，乙
为叶绿体基质，是暗反应的场所，物质b可能是暗反应为光反应提供的ADP和
Pi，A正确；物质c为CO ，CO 转化成(CH O)和C 需经过CO 的固定和C 的还原
2 2 2 5 2 3
两个过程，B错误；类囊体薄膜上的色素不溶于水，能溶于有机溶剂，C正确；叶绿
体基质中含有多种催化反应的酶，D正确。
考向2 围绕条件骤变时叶绿体中各物质含量变化，考查科学思维能力
3.(2022·湖北孝感中学质检)如图为某植物叶肉细胞光合作用示意图，图中
①②③④表示相关物质。现有甲、乙两植株，甲叶色正常，乙为叶色黄化的突变植
株，叶绿素含量明显少于甲。将甲、乙植株置于正常光照、温度、CO 浓度等条件相
2
同的环境中，下列相关分析正确的是( )
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A.被色素吸收的光能全部用于③合成ATP
B.只有接受ATP释放的能量，C 才可被NADPH还原
3
C.如果突然增加光照强度，则短时间内②含量减少，③的含量增加
D.如果突然增加光照强度，甲的叶肉细胞C 减少，乙的叶肉细胞④含量减少
3
答案 B
解析 光合作用过程中色素吸收的光能有两方面的用途，一方面引起水的光解，
另一方面参与ATP合成，A错误；在光合作用暗反应阶段，C 的还原只有接受ATP
3
释放的能量才可完成，B正确；图中②表示NADP＋，若突然增加光照强度，光反应
增强，则短时间内②含量减少，③为ADP和磷酸，增加光能后短时间内③的含量
也会减少，C错误；若突然增加光照强度，则甲乙两植株光合作用光反应均增强，
所以C 均减少，图中④(C )均增加，D错误。
3 5
4.(2022·山东泰安期末)如图是光合作用过程示意图(字母代表物质)，图中PSBS是
一种类囊体膜蛋白，它能感应类囊体腔内的H＋浓度而被激活，激活了的PSBS抑
制电子在类囊体膜上的传递，最终将过量的光能转换成热能释放，从而防止强光
对植物细胞造成损伤。
INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\F508.TIF" \*MERGEFORMATINET
(1)图中的A是________，C是________，D是________。
(2)叶绿素a主要吸收________光。采用纸层析法分离色素时，注意滤纸上的滤液
细线要高于________。
(3)若反应Ⅱ中G的浓度突然降低至一半，短时间内C 的含量将________。如果追
5
踪G中碳元素的去向，常用________法。
(4)过度光照将会激活膜蛋白PSBS，直接抑制反应Ⅰ中________过程，会导致电子
不能传递给________(填图中字母)，所以过量的光能将不能转变为化学能。
答案 (1)O ATP NADP＋ (2)红光和蓝紫 层析液液面 (3)升高 同位素示
2
踪 (4)水的光解 D
解析 (1)由图可知，反应Ⅰ为光反应，反应Ⅱ为暗反应，则A代表O ，B代表
2
ADP，C代表ATP，D代表NADP＋，E代表NADPH。(2)叶绿素a主要吸收红光和
蓝紫光；滤液细线一定要高于层析液液面，防止滤液细线上的色素溶于层析液中。
(3)降低G(CO )的浓度，则CO 固定过程减弱，C 的消耗减少，短时间内C 的还原
2 2 5 3
过程仍正常进行，C 的生成不变，C 的含量将升高。常利用同位素示踪法追踪元素
5 5
的转移途径。(4)由图可知，PSBS可参与水的光解过程，水的光解产生H＋、O 和e
2
－，PSBS抑制电子传递给D(NADP＋)。
考点三 影响光合作用的因素及应用
INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\考点自主梳理.tif" \*
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1.内部因素
(1)植物自身的遗传特性(如植物品种不同)，以阴生植物、阳生植物为例，如图所示。
INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\F509.TIF" \*MERGEFORMATINET
(2)植物叶片的叶龄、叶绿素含量及酶
INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\F509A.TIF" \*
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(3)叶面积指数
INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\F509B.TIF" \*
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2.外部因素
(1)单因子变量对光合作用影响的曲线分析
①光照强度
INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\F509C.TIF" \*
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②CO 浓度
2INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\F509D.TIF" \*
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③温度
INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\F509E.TIF" \*
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④水分或矿质元素 影响气孔的开闭
超过一定浓度后，植物会因土壤溶
液浓度过高而渗透失水，出现萎蔫。
INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\F509F.TIF" \*
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(2)多因子对光合速率的影响
INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\f510.TIF" \*MERGEFORMATINET
INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\易错辨析.TIF" \*
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(1)生长于较弱光照条件下的植物，当提高CO 浓度时，其光合速率未随之增加，主
2
要限制因素是光反应(√)
(2)延长光照时间能提高光合作用强度(×)
(3)植物体从土壤中吸收的水分主要用于光合作用(×)
(4)白天与夜间适当提高温度，有利于增加大棚蔬菜的产量(×)
(5)适时进行灌溉可以缓解作物的“光合午休”程度(√)
(6)作物合理间作套种，可充分利用光能(√)
INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\长句应答.TIF" \*
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1.(生产实践)土壤板结，光合速率下降的原因是土壤板结，导致土壤中缺氧，根细
胞进行无氧呼吸，产生的 ATP 减少，供给根细胞用于矿质元素吸收的能量减少，光
合色素的 合成和酶数量减少，光合作用减弱 。
2.(生产实践)北方夏季中午时，光照强度很强，植物出现“午休”现象的原因是：
光照强度过强，温度升高，导致气孔关闭，细胞 CO 供应不足，光合作用减弱。
2
3.(生产实践)大棚种植使用有机肥有利于增产，请从影响光合作用的因素角度分析
原因。
提示 有机肥在被微生物分解的时候会产生无机盐并释放CO ，促进光合作用。
2
INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\命题规律探究.tif" \*
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考向1 考查影响光合作用的因素1.(2018·江苏卷，18)如图为某一植物在不同实验条件下测得的净光合速率，下列假
设条件中能使图中结果成立的是( )
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A.横坐标是CO 浓度，甲表示较高温度，乙表示较低温度
2
B.横坐标是温度，甲表示较高CO 浓度，乙表示较低CO 浓度
2 2
C.横坐标是光波长，甲表示较高温度，乙表示较低温度
D.横坐标是光照强度，甲表示较高CO 浓度，乙表示较低CO 浓度
2 2
答案 D
解析 由题图可知，甲、乙两曲线刚开始重叠，之后又分开，A项所述条件不会出
现图示结果，A不符合题意；横坐标为温度，则相应曲线应存在最适温度下的最高
净光合速率，呈现先上升后下降趋势，B不符合题意；叶绿体中的叶绿素主要吸收
红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。若横坐标表示光波长，随着波长增大
植物的净光合速率不应是先增大后趋于稳定，C不符合题意；随着光照强度的增
加，净光合速率先增加后趋于稳定，在某一光照强度下，较高浓度的CO 条件下植
2
物净光合速率大，D符合题意。
2.(2022·湖南衡阳八中检测)如图表示植物光合速率随光照
强度改变的曲线，请分析并选出不正确的一项 ( )
A.若适当提高温度，光合速率的增加值小于呼吸速率的增
加值，则补偿点B应相应地向右移动
B.若增加二氧化碳浓度，B点左移，C点左移，D点向右上方移动
C.D点时，ATP从类囊体薄膜向叶绿体基质移动
D.若图为阳生植物，则换为阴生植物，B点向左移动，D点向左下方移动
答案 B
解析 B点为光补偿点，此时光合作用与呼吸作用强度相等，若适当提高温度，光
合速率的增加值小于呼吸速率的增加值，则补偿点B应相应地向右移动，A正确；
若增加二氧化碳浓度，则光合作用强度增加，B点左移，C点右移，D点向右上方移动，B错误；D点时的光合作用强度最大，其光反应产生的ATP从类囊体薄膜移向
叶绿体基质，参与暗反应过程中三碳化合物的还原，C正确；若换为阴生植物，B
点向左移动，D点向左下方移动，D正确。
INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\题后反思.TIF" \*
MERGEFORMATINET 光合作用曲线中的“关键点”移动
INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\W6.TIF" \*
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(1)A点：代表呼吸速率，细胞呼吸增强，A点下移；反之，A点上移。
(2)B点与C点的变化(注：只有横坐标为自变量，其他条件不变)
B点(补偿点) C点(饱和点)
适当增大CO 浓度(光照强度) 左移 右移
2
适当减小CO 浓度(光照强度) 右移 左移
2
土壤缺Mg2＋ 右移 左移
注意： 细胞呼吸速率增加，其他条件不变时，CO (或光)补偿点应右移，反之左移。
2
(3)D点：代表最大光合速率，若增大光照强度或增大CO 浓度使光合速率增大时，
2
D点向右上方移动；反之，移动方向相反。
考向2 光合作用影响因素的综合考查
3.(2018·全国卷Ⅰ，30)甲、乙两种植物净光合速率随光照强度的变化趋势如图所示。
回答下列问题：
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(1)当光照强度大于 a 时，甲、乙两种植物中，对光能的利用率较高的植物是
________。
(2)甲、乙两种植物单独种植时，如果种植密度过大，那么净光合速率下降幅度较大
的植物是____________，判断的依据是_____________________________。(3)甲、乙两种植物中，更适合在林下种植的是________。
(4)某植物夏日晴天中午12：00时叶片的光合速率明显下降，其原因是进入叶肉细
胞的________(填“O ”或“CO ”)不足。
2 2
答案 (1)甲 (2)甲 光照强度降低导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙大，种
植密度过大，植株接受的光照强度减弱，导致甲植物净光合速率下降幅度比乙大
(3)乙 (4)CO
2
解析 (1)由题图可知，乙的光饱和点及光补偿点都比甲低，因此甲、乙两种植物在
光照强度较低时乙更具有生长优势。当光照强度大于 a时，甲种植物光合作用强
度高于乙种植物，因此甲种植物对光能的利用率较高。(2)根据曲线图可知，甲种植
物的光饱和点较高，对光照的需求大。当甲、乙两种植物单独种植时，如果种植密
度过大，植株接受的光照强度减弱，甲种植物净光合速率下降幅度较大。(3)乙种植
物的光补偿点较低，所以更适合在光照较弱的林下种植。(4)夏日晴天中午温度过
高，气孔部分关闭，因此进入叶肉细胞的CO 不足，叶片的光合速率明显下降。
2
4.(2020·海南卷，21)在晴朗无云的夏日，某生物兴趣小组测定了一种蔬菜叶片光合
作用强度的日变化，结果如图。回答下列问题。
INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\H2.tif" \*
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(1)据图分析，与10时相比，7时蔬菜的光合作用强度低，此时，主要的外界限制因
素是________；从10时到12时，该蔬菜的光合作用强度________。
(2)为探究如何提高该蔬菜光合作用强度，小组成员将菜地分成A、B两块，10～14
时在A菜地上方遮阳，B菜地不遮阳，其他条件相同。测得该时段A菜地蔬菜的光
合作用强度比B菜地的高，主要原因是_______________________。
(3)小组成员又将相同条件的C菜地的上方和四周用遮阳网全部覆盖，测得棚内温
度比B菜地高，一段时间后比较B、C两块菜地的蔬菜产量。与B菜地相比，C菜
地蔬菜产量低，从光合作用和呼吸作用的原理分析，原因是
_____________________________________________________。
答案 (1)光照强度 降低 (2)B地光照强度过高，导致蔬菜气孔关闭，二氧化碳
吸收受阻，光合作用速率降低 (3)C的温度上升，光合作用有关酶活性下降，呼吸
作用有关酶活性增加，C的净光合速率降低，产量下降，因此C的蔬菜产量低于B
解析 (1)光合作用在一定范围内随光照强度的增加而增加，与10时相比，7时光照强度弱，此时，影响光合作用的主要因素是光照强度。从图中分析可知，10时到
12时光合作用强度在降低。(2)光合作用在一定范围内随光照强度的增加而增加，
当光照强度持续增大且温度上升，会使植物叶片部分气孔关闭，导致植物从外界
吸收二氧化碳受阻，植物暗反应受到限制，光合作用速率降低。(3)当温度升高后，
与光合作用有关的酶会由于温度过高而活性降低，光合作用强度降低，呼吸作用
有关酶的最适温度高于光合作用有关酶的最适温度，呼吸速率上升，最终导致净
光合速率降低，蔬菜的有机物积累减少，产量降低。
考点四 光合作用与细胞呼吸的综合
INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\考点自主梳理.tif" \*
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1.光合作用与呼吸作用的比较
项目 光合作用 呼吸作用
发生范围 含叶绿体的植物细胞、蓝细菌等 所有活细胞
发生条件 在光下进行 时时刻刻都进行
分解有机物，
实质 合成有机物、储存能量
释放能量
INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\
\F513.TIF" \* MERGEFORMATINET
图解联系
INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\
\F514.TIF" \* MERGEFORMATINET
能量联系
2.光合作用与有氧呼吸中有关的NADPH、NADH、ATP的来源与去路
INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\F515.TIF" \*MERGEFORMATINET
INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\重点疑难突破.tif" \*
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1.辨析净光合速率与总光合速率
(1)微观辨析
INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\19S46.tif" \*
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(2)结合曲线辨析
INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\F516.TIF" \*MERGEFORMATINET
(3)从语言文字中辨析
还有“叶绿体吸收”也表示总光合速率
总 ( 真正 ) 光合速率 净(表观)光合速率 呼吸速率
“同化”“固定”或“消 “从环境(容器)中吸收”或“环 黑暗中释放的CO
2
耗”的CO 的量 境(容器)中减少”的CO 的量 的量
2 2
“产生”或“制造”的O “释放至容器(环境)中”或“容 黑暗中吸收的O
2 2
的量 器(环境)中增加”的O 的量 的量
2
“产生”“合成”或“制 “积累”“增加”或“净产 黑暗中消耗的有
造”的有机物的量 生”的有机物的量 机物的量
注 真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率
①光合作用消耗的CO 量＝从环境中吸收的CO 量＋呼吸释放的CO 量
2 2 2
②光合作用产生的O 量＝释放到环境中的O 量＋呼吸作用消耗的O 量
2 2 2
2.自然环境与密闭环境中一昼夜内光合速率曲线的比较
INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\W5-.TIF" \*
MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\W5Aa.TIF" \*
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INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\W5B.TIF" \*
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INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\命题规律探究.tif" \*
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考向1 结合光合作用与呼吸作用相关曲线，考查科学思维能力
1.(2022·山东济南调研)图甲表示植物在不同光照强度下单位时间内CO 释放量和
2
O 产生总量的变化，图乙表示植物光合速率与光照强度的关系曲线。假设不同光
2
照强度下细胞呼吸强度相等，下列说法正确的是 ( )
INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\f517.TIF" \*
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A.若图甲代表水稻，图乙代表蓝细菌，则图甲的c光照强度下与图乙的C时细胞
中产生ATP的场所都有细胞质基质、线粒体和叶绿体
B.若图甲与图乙为同一植物，则相同温度下，图甲的c光照强度下相当于图乙的B
点
C.图甲植物的d光照强度下单位时间内细胞从周围环境吸收8个单位的CO
2
D.图乙的A、B、C点光合作用限制因素只有光照强度
答案 B
解析 蓝细菌为原核生物，细胞中无线粒体和叶绿体，A错误；图甲中c光照强度下O 产生总量与无光照时CO 释放量相等，说明此时呼吸速率等于光合速率；图
2 2
乙中的B点为光补偿点，光合速率等于呼吸速率，B正确；图甲d光照强度下氧气
的产生总量为8个单位，即光合作用需消耗8个单位的二氧化碳，因为呼吸作用产
生的CO 的量仍为6个单位，故细胞要从周围环境吸收2个单位的CO ，C错误；
2 2
图乙中A、B点光合作用的限制因素主要是光照强度，C点时光合作用的限制因素
有二氧化碳浓度、温度等，D错误。
2.(2022·重庆南开中学调研)甲图为某种植物在夏季晴朗无云的一昼夜植物CO 吸
2
收量的变化，乙图是同种植物在春季的某一晴天的变化情况。请回答下列问题：
INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\F518.TIF" \*
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(1)植物叶肉细胞中光合作用光反应的场所是________，在该部位分布着吸收光能
的色素，其中________主要吸收蓝紫光和红光。
(2)甲图中该植物一天中有机物积累最多的时刻是________(填图中字母)，在12点
左 右 出 现 光 合 作 用 强 度 “ 低 谷 ” ， 原 因 是
_________________________________________。
(3)甲图中E点和D点相比较，细胞内C 和NADPH的含量变化分别是________、
3
________(填“增加”或“减少”)。乙图中E点和D点相比较，细胞内C 和ATP
5
的含量变化分别是________、________(填“增加”或“减少”)。
答案 (1)叶绿体的类囊体薄膜 叶绿素a和叶绿素b (2)G 温度过高，气孔大
量关闭，CO 吸收不足 (3)减少 增加 减少 减少
2
解析 (1)植物叶肉细胞中光合作用光反应的场所是叶绿体的类囊体薄膜，在该部
位分布着吸收光能的色素，其中叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光。
(2)据甲图可知，由C～G，净光合速率大于零，有机物一直在积累，因此到G点时，
有机物积累量最大。在夏季炎热的中午，气温过高，为了防止植物蒸腾作用散失太
多的水分，植物叶片的部分气孔会关闭，从而导致CO 吸收量下降，影响光合作用
2
的暗反应。(3)甲图中E点和D点相比较，胞间CO 降低，直接影响暗反应，C 含量
2 3
会减少，短期内光反应正常进行，NADPH生成量不变，但消耗量减少，最终
NADPH增加。乙图中E点和D点相比较，光照强度降低，直接影响光反应，因此
ATP的量会减少，C 还原受抑制，因此C 会减少。
3 5考向2 结合光合作用和细胞呼吸的关系，考查综合分析问题能力
3.(2022·吉林长春五校联考)图1是某植物叶肉细胞中部分代谢过程的模式图；图2
表示在一定条件下测得的该植物光照强度与光合作用速率的关系；图 3是某兴趣
小组将植物栽培在密闭玻璃温室中，用红外线测量仪测得的室内二氧化碳浓度与
时间关系的曲线。回答下列问题：
INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\F519.TIF" \*
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(1)光合作用与光反应有关的酶分布于叶绿体的________。分离叶绿体中色素常用
的方法是________________。
(2)在某些条件下，R酶还可以催化1分子C 和1分子O 反应生成1分子C 和1
5 2 3
分子2磷酸乙醇酸，后者在酶的催化作用下转换为乙醇酸后经载体T运离叶绿体，
再经过叶绿体外的代谢途径转换为________回到叶绿体。经测定，由叶绿体外的
代谢途径回到叶绿体中的碳有所减少，从图1分析，原因是________________。
(3)图 2 中的 A 点表示____________；C 点时，叶肉细胞中产生 ATP 的场所有
________________。当光照强度在图2的D点时，该植物叶绿体固定的二氧化碳
的量__________CO mg·(100 cm2·h)－1。
2
(4)由图3可推知，密闭玻璃温室中氧气浓度最大的是________点。24点与0点相
比，植物体内有机物总量的变化情况是________(填“增大”“不变”或“减
少”)。
答案 (1)类囊体薄膜 纸层析法 (2)甘油酸 叶绿体外的代谢途径中，产生了
CO 释放出去 (3)细胞呼吸释放CO 的速率 细胞质基质、线粒体、叶绿体 18
2 2
(4)H 减少
解析 (1)光合作用与光反应有关的酶分布于叶绿体的类囊体薄膜上，叶绿体中的色素包括叶绿素和类胡萝卜素，分离叶绿体中色素常用的方法是纸层析法。(2)在
某些条件下，R酶还可以催化1分子C 和1分子O 反应生成1分子C 和1分子2-
5 2 3
磷酸乙醇酸，后者在酶的催化作用下转换为乙醇酸后经载体T运离叶绿体，再经
过叶绿体外的代谢途径转换为甘油酸回到叶绿体。从图 1分析，叶绿体外的代谢
途径中，产生了CO 释放出去，所以由叶绿体外的代谢途径回到叶绿体中的碳有
2
所减少。(3)图2中的A点表示细胞只进行呼吸作用；C点时，光合速率等于呼吸速
率，叶肉细胞中产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体。当光照强度在图
2的D点时，该植物叶绿体固定的二氧化碳的量＝12＋6＝18 [CO mg·(100 cm2·h)
2
－1]。(4)图3表示密闭玻璃温室内的CO 浓度与时间关系的曲线，F点和H点时，光
2
合作用强度等于呼吸作用强度，而二氧化碳浓度最低点就是氧气浓度的最高点，
即H点；J点时二氧化碳浓度高于E点，表明J点时植物体内的有机物减少。
重温真题 经典再现
1.经典重组 判断正误
(1)红光照射时，胡萝卜素吸收的光能可传递给叶绿素a(2019·海南卷，9B)( )
(2)蓝细菌(蓝藻)没有叶绿体也能进行光合作用(2019·海南卷，1D)( )
(3)高等植物光合作用中光反应只发生在生物膜上(2018·海南卷，4A)( )
(4)叶肉细胞中光合作用的暗反应发生在叶绿体基质中(2017·全国卷Ⅲ，2B)( )
(5)照光培养一段时间的绿藻，用黑布迅速将培养瓶罩上，绿藻细胞的叶绿体内
CO 的固定加快(2014·全国卷Ⅰ，2B)( )
2
提示 (1)× (2)√ (3)√ (4)√
(5)× 用黑布迅速将培养瓶罩上，没有光照，导致NADPH和ATP减少，暗反应减
弱，CO 的固定减弱。
2
2.(2020·天津卷，5)研究人员从菠菜中分离类囊体，将其与16种酶等物质一起用单
层脂质分子包裹成油包水液滴，从而构建半人工光合作用反应体系。该反应体系
在光照条件下可实现连续的CO 固定与还原，并不断产生有机物乙醇酸。下列分
2
析正确的是( )
A.产生乙醇酸的场所相当于叶绿体基质
B.该反应体系不断消耗的物质仅是CO
2
C.类囊体产生的ATP和O 参与CO 固定与还原
2 2
D.与叶绿体相比，该反应体系不含光合作用色素
答案 A
解析 题干信息“该反应体系在光照条件下可实现连续的CO 固定与还原，并不
2
断产生有机物乙醇酸”，说明乙醇酸是在暗反应中合成的，合成场所相当于叶绿体基质，A正确；该反应体系既能在类囊体上进行光反应，又能利用16种酶等物质
进行暗反应，因此该反应体系不断消耗的物质有CO 、H O等，B错误；类囊体上
2 2
进行的光反应为暗反应中C 的还原提供了NADPH和ATP，光反应产生的O 不参
3 2
与暗反应，C错误；该反应体系中有类囊体，在光照条件下还可实现连续的CO 固
2
定与还原，说明该反应体系中有吸收、传递和转化光能的光合作用色素，D错误。
3.(2021·湖南卷，7)绿色植物的光合作用是在叶绿体内进行的一系列能量和物质转
化过程。下列叙述错误的是( )
A.弱光条件下植物没有O 的释放，说明未进行光合作用
2
B.在暗反应阶段，CO 不能直接被还原
2
C.在禾谷类作物开花期剪掉部分花穗，叶片的光合速率会暂时下降
D.合理密植和增施有机肥能提高农作物的光合作用强度
答案 A
解析 弱光条件下，植物没有O 的释放是因为此时呼吸作用强度大于光合作用强
2
度，并不是未进行光合作用，A错误；在光合作用暗反应阶段，CO 一般要与C 结
2 5
合生成C 后才被还原，B正确；在禾谷类作物开花期剪掉部分花穗，短时间内使得
3
光合作用产物输出受阻，对光合作用过程起抑制作用，叶片的光合速率会暂时下
降，C正确；合理密植(增加受光面积、增加CO 浓度)和增施有机肥(提供无机盐和
2
CO )均可在一定程度上提高农作物光合作用强度，D正确。
2
4.(2021·山东卷，21)光照条件下，叶肉细胞中O 与CO 竞争性结合C ，O 与C 结
2 2 5 2 5
合后经一系列反应释放CO 的过程称为光呼吸。向水稻叶面喷施不同浓度的光呼
2
吸抑制剂SoBS溶液，相应的光合作用强度和光呼吸强度见下表。光合作用强度用
固定的CO 量表示，SoBS溶液对叶片呼吸作用的影响忽略不计。
2
SoBS浓度/(mg·L－1) 0 100 200 300 400 500 600
光合作用强度/
18.9 20.9 20.7 18.7 17.6 16.5 15.7
(CO μmol·m－2·s－1)
2
光呼吸强度/(CO μmol·
2
6.4 6.2 5.8 5.5 5.2 4.8 4.3
m－2·s－1)
(1)光呼吸中C 与O 结合的反应发生在叶绿体的________中，正常进行光合作用
5 2
的水稻突然停止光照，叶片CO 释放量先增加后降低，CO 释放量增加的原因是
2 2
_________________________________________________。
(2)与未喷施SoBS溶液相比，喷施100 mg·L－1 SoBS溶液的水稻叶片吸收和放出
CO 量相等时所需的光照强度________(填“高”或“低”)，据表分析，原因是
2
_______________________________________________________。(3)光呼吸会消耗光合作用过程中的有机物，农业生产中可通过适当抑制光呼吸以
增加作物产量。为探究 SoBS溶液利于增产的最适喷施浓度，据表分析，应在
________mg·L－1之间再设置多个浓度梯度进一步进行实验。
答案 (1)基质 光照停止，产生的ATP、NADPH减少，暗反应消耗的C 减少，C
5 5
与O 结合增加，产生的CO 增多 (2)低 喷施SoBS溶液后，光合作用固定的
2 2
CO 增加，光呼吸(及呼吸作用)释放的CO 减少，即叶片的CO 吸收量增加，释放
2 2 2
量减少。此时，在更低的光照强度下，两者即可相等。(3)100～300
解析 (1)根据题干条件“O 与C 结合后经一系列反应释放CO 的过程称为光呼
2 5 2
吸”，而C 存在于叶绿体基质中，所以C 与O 结合的反应发生在叶绿体的基质中
5 5 2
突然停止光照，叶片光反应停止，产生的ATP和NADPH减少，暗反应也会减慢，
所以C 积累，与O 结合增加，产生的CO 增多。(2)根据表中数据可知，与未喷施
5 2 2
SoBS溶液相比，喷施100 mg·L－1 SoBS溶液的水稻叶片光合作用强度增大，固定
的CO 增多，而光呼吸强度降低，产生的CO 减少，若使二者相等，则需适当降低
2 2
光照强度，才能使叶片吸收和放出CO 量相等。(3)光合作用固定CO ，制造有机物，
2 2
光呼吸产生CO ，消耗有机物。根据表中数据可知，有利于增产的最适SoBS溶液
2
浓度，应该是光合作用强度与光呼吸强度差值最大的一组，而在表中SoBS溶液浓
度为200 mg·L－1时，差值相对最大，所以最适浓度在
200 mg·L－1左右，则应该在100～300 mg·L－1之间设置多个浓度梯度进一步进行
实验。课后·分层训练
(时间：35分钟)
INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\基础练.tif" \*
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考点一 绿叶中色素的提取和分离
1.(2022·广州二中调研)下列有关“绿叶中色素的提取和分离”实验的叙述，正确
的是( )
A.绿叶中的色素在滤纸上分离的原理是不同色素在层析液中溶解度不同
B.画滤液细线时，应连续、迅速地重复画1～2次，保证滤纸条上有足量的色素
C.层析时应加盖并适当摇晃烧杯，以加快层析速度
D.层析完毕后应迅速记录结果，否则叶绿素带会很快随溶剂的挥发而消失
答案 A
解析 绿叶中色素分离的原理是不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的
随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢，A正确；画滤液细线时，应该等上次画的滤液干后再画，B错误；层析时应加盖但不能摇晃烧杯，避免滤液细线触及层析液
C错误；层析完毕后应迅速记录结果的原因是叶绿素在光下容易分解，而不是叶
绿素带会随溶剂的挥发而消失，D错误。
2.(2022·黑龙江哈三中一调)在绿叶中色素的提取与分离实验中，在滤纸中央滴一
滴色素滤液，然后进行分离(如图)，得到四个不同颜色的同心圆。下列说法正确的
是( )
INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\F520.TIF" \*
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A.可以用层析液提取绿叶中的光合色素
B.由外向内的第三圈呈蓝绿色，主要吸收蓝紫光和红光
C.如实验中未加CaCO ，会导致由外向内的第一、二圈颜色较浅
3
D.由外向内第一、二圈中的色素主要吸收红光和蓝紫光
答案 B
解析 根据叶绿体中色素的分离原理可知，可以用层析液分离绿叶中的光合色素，
提取光合色素常用无水乙醇，A错误；根据分析可知，由外向内的第三圈是叶绿素
a，呈蓝绿色，主要吸收蓝紫光和红光，B正确；光合色素的提取实验中加入CaCO
3
的作用是防止叶绿素被破坏，所以如果实验中未加CaCO ，叶绿素a和叶绿素b含
3
量较少，即由外向内的第三、四圈颜色较浅，C错误；由外向内第一、二圈中的色素
是胡萝卜素和叶黄素，它们主要吸收蓝紫光，D错误。
考点二 光合作用的过程
3.(2022·武汉二中质检)研究人员将某绿色植物置于密闭容器内，并控制容器中
CO 始终充足，改变光照强度，用氧气传感器测量容器内氧含量的变化，得到如图
2
所示的结果。下列相关分析正确的是( )
INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\F507.TIF" \*
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A.0～T 时，氧含量变化由无光造成
1
B.T ～T 时，外界光照强度逐渐增强
1 3C.T 时，叶绿体产生的O 均释放到容器内
2 2
D.氧含量为C时，植物的净光合速率等于0
答案 D
解析 0～T 时，氧含量降低，是由无光或光照太弱造成的，此时段光合速率小于
1
呼吸速率，A错误；T ～T 时，氧气含量逐渐增加，曲线斜率先增大后减小，说明光
1 3
合速率先增大后减小，可能是由外界光照强度逐渐增强然后逐渐降低引起的，B
错误；T 时，氧含量呈升高趋势，说明此时光合作用大于呼吸作用，则叶绿体产生
2
的O 一部分进入线粒体被消耗，另一部分释放到容器内，C错误；氧含量为C时，
2
容器中氧含量稳定，说明此时植物的光合作用速率等于呼吸作用速率，此时植物
的净光合速率等于0，D正确。
4.(2022·河北石家庄二中调研)下列关于科学家对光合作用的探索历程的叙述错误
的是( )
A.恩格尔曼以水绵为实验材料，证明光合作用发生在叶绿体的受光部位
B.希尔以离体叶绿体为实验材料，发现其在适当条件下可以发生水的光解并产生
氧气
C.鲁宾和卡门利用同位素示踪的方法，证明光合作用释放的氧气来自二氧化碳
D.阿尔农发现光合作用中叶绿体合成ATP总是与水的光解相伴随
答案 C
解析 鲁宾和卡门利用同位素示踪的方法，证明光合作用释放的氧气来自水，C
错误。
5.(2021·深圳期末)如图是光合作用的光反应示意图，据图分析下列叙述错误的是(
)
INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\F522.TIF" \*
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A.由图可知PS Ⅰ和PSⅡ位于类囊体的薄膜上
B.从物质的变化角度分析，光反应为暗反应提供了ATP、NADPH
C.由图可知电子(e－)的最初供体为H O
2
D.从图中ATP的产生机制可判断膜内H＋浓度小于膜外
答案 D解析 图中PSⅠ和PSⅡ可吸收光能，说明二者应该是光合色素，分布于类囊体
的薄膜上，A正确；光反应为暗反应提供了NADPH和ATP，B正确；由图可知，电
子(e－)来自H O的分解，即电子(e－)的最初供体为H O，C正确；由图可知，
2 2
H＋由膜内向膜外运输的同时合成ATP，说明膜内的H＋浓度高于膜外，膜两侧H＋
的电化学梯度为合成ATP提供能量，D错误。
考点三 影响光合作用的因素及应用
6.(2021·黑龙江省实验中学期末)近年来，越来越多的农户建设温室大棚来种植绿
色蔬菜，既丰富了菜篮子，也提高了收入。下列相关措施有利于农民增产增收的是
( )
A.加盖蓝膜，阻止紫外光伤害植物
B.增设日光灯，延长光照时间
C.薄膜上全天覆盖草帘，防止低温冻伤
D.增施有机肥，缩小大棚内昼夜温差
答案 B
解析 加盖蓝膜，会导致光合作用可以利用的光照减少，不利于光合作用的进行，
A不符合题意；增设日光灯，可以提高光照强度，提高光合速率，延长光照时间，有
利于光合作用积累有机物，B符合题意；薄膜上全天覆盖草帘，会阻断光线的进入
不利于光合作用的进行，C不符合题意；增施有机肥，有利于提高光合速率，白天
适当升温可以促进光合作用，夜间适当降温可以抑制呼吸作用，增大大棚内昼夜
温差，有利于有机物的积累，有利于增产，D不符合题意。
7.(2022·福建宁德期末)如图表示甲、乙两种植物CO 吸收速率随光照强度的变化
2
趋势，下列推测错误的是 ( )
INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\F523.TIF" \*
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A.当光照强度等于a时，甲、乙的光合作用强度相同
B.当光照强度低于b时，影响两种植物光合作用的主要因素是光照强度
C.当光照强度高于c时，甲对光能的利用率较高
D.甲、乙相比，更适合在阴暗处种植的是乙
答案 A
解析 当光照强度等于a时，两条曲线出现交点，说明此时甲、乙的净光合速率相等，但二者呼吸速率不同，故光合作用强度不同，A错误；当光照强度小于b时，影
响两种植物光合作用的主要因素是光照强度，B正确；当光照强度高于c时，甲的
净光合速率明显高于乙，甲对光能的利用率较高，C正确；甲、乙相比，乙的光饱和
点和光补偿点更小，更适合在阴暗处种植，D正确。
INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\提升练.TIF" \*
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8.(2022·重庆巴蜀中学调研)叶用芥菜是在我国各地广泛种植的一种蔬菜，大多为
绿叶，紫叶芥菜是富含花青素的一种新型保健蔬菜。如表和图是对紫叶芥菜(PL)和
绿叶芥菜(GL)光合作用特性的相关研究结果。回答下列问题：
表 紫叶单株和绿叶单株的花青素、叶绿素含量
花青素/ 总叶绿素/
单株类型
(mg·kg－1) (mg·kg－1)
PL 165.40 1.17
GL 24.20 1.13
INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\F525.TIF" \*
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(1)从表可以看出，两种芥菜叶片中花青素和叶绿素含量的特点分别是
______________。中学实验室提取叶绿素常用________作为提取试剂。
(2)从图可看出，光照强度低于M时，影响绿叶芥菜(GL)光合作用的限制因素是
________；N光照强度下，要使绿叶芥菜(GL)的光合作用强度升高，可以考虑的措
施是提高________(填“CO 浓度”或“O 浓度”)。
2 2
(3)当光照强度大于M时，两种芥菜中，对光能的利用率较高的植物是________。
两种芥菜单独种植时，如果种植密度过大，那么净光合速率下降幅度较大的植物
是________，依据是________________。
答案 (1)紫叶芥菜(PL)中花青素含量显著高于绿叶芥菜(GL)，但两种叶片中总叶
绿素含量相差不大 无水乙醇
(2)光照强度 CO 浓度
2(3)绿叶芥菜(GL) 绿叶芥菜(GL) 在低光照强度下，绿叶芥菜(GL)的净光合速率
下降幅度大于紫叶芥菜(PL)(合理即可)
解析 (1)比较表中数据可发现，紫叶芥菜(PL)中花青素含量显著高于绿叶芥菜
(GL)，而总叶绿素含量仅差0.04，两者总叶绿素含量相差不大。实验室提取叶绿素
常用无水乙醇作为提取试剂。(2)据图判断，光照强度低于M时，绿叶芥菜(GL)光
合作用强度随光照强度的改变而改变，由此可知：光照强度低于M时，影响绿叶
芥菜(GL)光合作用的限制因素是光照强度。根据给出的两个选项判断：O 浓度主
2
要影响植物的呼吸速率，因此N光照强度下要使绿叶芥菜(GL)的光合作用强度升
高，可以考虑的措施是提高CO 浓度。(3)由图可知：当光照强度大于M时，绿叶芥
2
菜(GL)的净光合速率明显升高，而紫叶芥菜(PL)的净光合速率上升缓慢，故当光照
强度大于M时，绿叶芥菜(GL)对光能的利用率较高。绿叶芥菜(GL)、紫叶芥菜(PL)
两种植物单独种植时，如果种植密度过大，那么每一株植物接受的光照强度较低，
对每一株植物而言也就是光照强度减弱，在低光照强度下，净光合速率下降幅度
较大的植物是绿叶芥菜(GL)。
9.(2022·江西南昌摸底)如图是某种植物叶肉细胞内部分代谢示意图，请回答相关
问题。
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(1) 叶 绿 体 中 的 色 素 分 布 在 ________ 上 ， 在 此 完 成 的 能 量 转 换 是
_____________________________________________。
(2)在图中能与CO 结合的物质有________，场所是________________。
2
(3)有机物B(除酶外)能参与线粒体中的呼吸作用，则物质B为________________。
(4)该植物气孔白天关闭、夜间开放，推测这种植物的生活环境是________(填“干
旱”或“潮湿”)环境，作出推测的理由是________________。
答案 (1)类囊体(薄膜) 光能转换为(活跃的)化学能 (2)PEP和RuBP 细胞质
基质、叶绿体基质 (3)丙酮酸 (4)干旱 白天植物气孔关闭，减少水分散失，夜
间气孔开放，可以吸收充足的CO (合理即可)
2
解析 (1)叶绿体中的色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上，在类囊体薄膜上完成的能量转换是光能转化为ATP和NADPH中活跃的化学能。(2)分析题图可知，在细
胞质基质中能与CO 结合的物质是PEP，在叶绿体基质中能与CO 结合的物质是
2 2
RuBP。(3)有机物B(除酶外)能参与线粒体中的呼吸作用，推断物质B是丙酮酸。
(4)该植物气孔白天关闭、夜间开放，推测该植物生活的环境是干旱环境，为了降低
蒸腾作用，白天气孔关闭，减少水分散失，夜间气孔开放，能够充分吸收CO 。
2
10.(科学探究)(2022·江苏海门中学期末)某兴趣小组的同学在科研工作者的指导下，
对某种有重要经济价值的植物进行了研究，并做了下列实验(叶绿体悬浮液是将叶
绿体置于0.5 mol/L蔗糖溶液中制成)。
组别 加入试剂 处理方法
试管1 1% DCPIP 0.5 mL和叶绿体悬浮液5 mL 光照
试管2 1% DCPIP 0.5 mL和叶绿体悬浮液5 mL 黑暗
1% DCPIP 0.5 mL和
试管3 光照
0.5 mol/L蔗糖溶液5 mL
注：DCPIP是一种氢受体，在氧化态时是蓝色，在还原态时是无色，反应式为
DCPIP(蓝色)＋H O――→DCPIP－H (无色)＋1/2 O ；不考虑叶绿体颜色的干扰。
2 2 2
回答下列问题：
(1)一段时间后，各试管用离心机离心5分钟。
①观察结果：离心后试管1、2、3内上清液的颜色依次是________________。试管2
呈现该颜色的原因是________________________________________。
②该实验说明光合作用的条件是________________。
(2)欲探究光合作用中CO 的利用场所及利用情况，常采用________法，以下为某
2
小组同学进行的实验：
①将试管1内的叶绿体取出放到蒸馏水中，让叶绿体吸水涨破，然后进行离心，得
到上清液和沉淀物，分别置于两支试管中，其他条件都适宜。
②________________________________________。
③通过检测相关产物进行结果的判定。若________，则说明CO 的利用场所在叶
2
绿体基质中。
答案 (1)①无色、蓝色、蓝色 黑暗条件下，水不能光解，无法将DCPIP还原成
DCPIP－H (合理即可) ②光照和叶绿体
2
(2)同位素标记 ②分别给上清液和沉淀物中提供NADPH、ATP和14CO ，反应一
2
定时间(合理即可) ③只有盛有上清液的试管中能检测到含有14C的光合产物
解析 (1)①分析表格实验，试管1中能进行光合作用，试管2和试管3中不能进
行光合作用。进行光合作用的光反应阶段时会产生NADPH，DCPIP接受NADPH会从蓝色变为无色，所以离心后试管1、2、3内上清液的颜色依次是无色、蓝色、蓝
色。试管2为黑暗条件，水不能光解，无法将DCPIP还原成DCPIP－H 。②试管1
2
和试管2相比，能说明光合作用需要光照，试管1和试管3相比，能说明光合作用
需要叶绿体。(2)探究光合作用中CO 的利用场所及利用情况，常采用同位素标记
2
法。将叶绿体破碎并离心后，上清液为叶绿体基质，沉淀物为叶绿体双层膜、基粒
等。光合作用过程中CO 的利用发生在暗反应过程，需要光反应提供的NADPH和
2
ATP，因此需要分别给上清液和沉淀物中提供NADPH、ATP和14CO ，反应一定时
2
间。若结果中只有盛有上清液的试管中能检测到含有14C的光合产物，则说明CO
2
的利用场所在叶绿体基质中。
