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专题６ 光合作用 ２５
6
专题 光合作用
色自上而下依次是橙黄色 黄色 蓝绿色 黄绿色
、 、 、 。
四种色素中色素带最宽的色素呈现 蓝绿 色 在层析
（２） ；
液中溶解度最大的色素是 胡萝卜素
。
考点一 捕获光能的色素与结构 ５实验异常现象分析
．
一、色素及色素的提取和分离
异常现象 原因分析
１捕获光能的色素
． 未加石英砂 二氧化硅 研磨不充分 一
分布 主要分布在叶绿体的 类囊体薄膜 上 （１） （ ）， ；（２）
（１） ： ① 。 色素带颜色较浅 次加入过量的无水乙醇 提取浓度太低 应分次加
功能 吸收 传递和转换光能 其中叶绿素 和叶绿素 主 ， （
（２） ： 、 ， ａ ｂ 入少量无水乙醇 画滤液细线时次数太少
要吸收 红光和蓝紫光 胡萝卜素和叶黄素主要吸收 蓝紫光 ）；（３）
② ； ③ 。 滤纸条下面两条 未加碳酸钙或加入过少 叶绿素被破坏
２实验方法及原理 （１） ， ；
． 色素带较浅 实验材料中叶绿素的含量较少 如泛黄的叶片
（２） （ ）
项目 方法 原理
色素带重叠 滤液细线不直 滤液细线过粗
（１） ；（２）
用 无水乙醇
提取 ④ 叶绿体中的色素不溶于水 溶于有机溶剂 忘记画滤液细线 滤液细线接触到层析
或丙酮提取 ， 无色素带 （１） ；（２）
液 色素全部溶解到层析液中
，
叶绿体色素在 层析液 中的溶解度不同
分离 纸层析法 ⑤ ，
色素随层析液在滤纸条上的扩散速度不同 二、叶绿体
３实验流程 １
．
结构：
．
步骤 操作要点 说明
无水乙醇 作为 提取液
研 （１） ： ⑥ ，
提 可溶解绿叶中的色素
磨
取 二氧化硅 有助于研磨得更
（２） ：
色 充分
素 过 研磨后用单层尼龙布 碳酸钙 防止研磨中叶 ２功能：进行光合作用的场所
（３） ：⑦ ． 。
滤 过滤 绿素被破坏 ３与功能相适应的结构特点：吸收光能的色素分布于 类
． ②
将滤纸条的一端剪去两 剪去两角以保证色素在滤纸上 囊体薄膜 上 与光合作用有关的酶分布在 类囊体薄膜和叶绿
制备滤 ； ③
角 并在距这一端 处 扩散均匀 整齐 否则会形成弧 体基质 中
纸条 ， １ｃｍ 、 ， 。
用铅笔画一条细线 形色素带
用毛细吸管吸取色素滤 滤液细线要细而直
（１） 一 类囊体薄膜 红光和蓝紫 蓝紫光 无水乙醇 层
画滤液 液 沿铅笔线均匀画一条 干燥后重复画一到两次 既 、① ② ③ ④ ⑤
， （２） ， 析液 提取 防止研磨中叶绿素被破坏 层析液 黄
细线 滤液细线 待滤液干后再 能使滤液细线有较多的色素 ⑥ ⑦ ⑧ ⑨
， ， 绿色 蓝绿 胡萝卜素
画一到两次 又能使各色素扩散的起点相同
二 暗反应 类囊体薄膜 类囊体薄膜和叶绿体基质
、① ② ③
在层析时 不能让滤液细线触
，
色素 及层析液 否则滤液细线中的
， 考点二 光合作用的原理与应用
分离 色素会被层析液溶解 而不能
， 一、光合作用的过程
在滤纸上扩散
１过程图解
４实验结果分析（如图中表格所示） ．
．
２过程分析
在滤纸条上会呈现四条色素带 从上到下依次是胡萝卜 ．
（１） ， 光反应为暗反应提供了 和 其转移方
素 叶黄素 叶绿素 和叶绿素 记忆口诀 胡黄 它们的颜 （１） ① ＮＡＤＰＨ ＡＴＰ ，
、 、 ａ ｂ（ ： ａｂ）， 向是从 类囊体膜 到 叶绿体基质
② ③ 。
２６ ５年高考３年模拟 Ａ版 高考生物
能量变化 光能 中的化学能 有机物中
因素 原理 图像 应用
（２） ： →ＡＴＰ、ＮＡＤＰＨ →
稳定的化学能
。 温室大棚内适当提高
若环境中的 含量减少 则短时间内 叶绿体中 的 影响 光反应阶
（３） ＣＯ２ ， ， Ｃ３ 光 ① 光照强度可以提高光
含量将 降低 的含量将 升高 和 的含量 照 段 制约 及
将 升
④
高
，Ｃ５ ⑤ ，ＮＡＤＰＨ ＡＴＰ
强
，
的
Ａ
产
ＴＰ
生
合速率
，
欲使植物生
⑥ 。 度 ＮＡＤＰＨ ， 长 必须使光照强度
３光合作用反应式： 进而制约暗反应 ，
． ⑦ 。 大于 光补偿点
４元素去向分析 ②
．
农田中增加空气流
二 ａ．
氧 影响暗反应阶 动以增加 浓度
化
， ＣＯ２ ，
段 制约 的 如 正其行通其风
碳 ， ③ Ｃ３ “ ， ”；
浓 生成 温室中可增施有机
光合作用过程中 元素的转移途径 度 ｂ．
（１） Ｏ 肥 以增大 浓度
光反应
， ＣＯ２
１８ １８
Ｈ２ Ｏ → Ｏ２
通过影响 酶的 农田中适时播种
的固定 的还原 ④ ａ． ；
Ｃ １８ Ｏ２ ＣＯ２ →Ｃ３ Ｃ３ →（ＣＨ２ １８ Ｏ）＋Ｈ２ １８ Ｏ 温 度 活 合作 性 用 进而 主 影 要 响 制约 光 温 ｂ． 温 差 室 保 中 证 ， 增 植 加 物 昼 有 夜 机
（ ，
光合作用过程中 元素的转移途径
暗反应 物的积累
（２） Ｃ ）
的固定 的还原
１４
ＣＯ２
１４
Ｃ３
１４
ＣＯ２ → Ｃ３ →（ ＣＨ２Ｏ） ２多因子变量对光合速率的影响
．
光合作用过程中 元素的转移途径
（３） Ｈ ：Ｈ２Ｏ→ＮＡＤＰＨ→
（ＣＨ２Ｏ）＋Ｈ２Ｏ
５环境条件改变时光合作用各物质含量的变化
． 图像
过程法 分析各物质变化
（１）“ ”
点前 限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子 随该
Ｐ ， ，
因子的不断加强 光合速率不断提高 点时 横坐标所表示的
含义 ， ；Ｑ ，
因子不再是影响光合速率的因素 影响因素为坐标图中所标示
，
出的其他因子
温室栽培时 在一定光照强度下 白天可适当提高温度 增加光
， ， ，
合酶的活性 提高光合速率 也可同时适当补充 进一步提
应用 ， ， ＣＯ２，
高光合速率 当温度适宜时 可适当增加光照强度和 浓度
； ， ＣＯ２
以提高光合作用速率
一 和 类囊体膜 叶绿体基质 降低
、①ＮＡＤＰＨ ＡＴＰ ② ③ ④
光能
升高 升高
模型法 表示 和 的含量变化 ⑤ ⑥ ⑦ＣＯ２＋Ｈ２Ｏ 叶绿体→（ＣＨ２Ｏ）＋Ｏ２
（２）“ ” Ｃ３ Ｃ５
二 光反应 光补偿 酶
、① ② ③Ｃ３ ④
考点三 光合作用与细胞呼吸
一、光合作用和细胞呼吸的联系
１过程联系
．
二、影响光合作用的因素
１三大单因子变量对光合速率的影响
．
图中表示叶肉细胞内部分代谢过程 表示物质 甲 戊
，Ａ～Ｄ ， ～
表示过程 为 为 丙酮酸 为
，［Ａ］ ① ＡＴＰ ，［Ｂ］ ② ，［Ｃ］ ③ ＣＯ２ ，
为 甲 为 光反应 乙 为 有呼吸第二阶段
［Ｄ］ ④ Ｏ２ ；［ ］ ⑤ ；［ ］ ⑥ ；
专题６ 光合作用 ２７
丙 为暗反应 丁 为有氧呼吸第一阶段 戊 为有氧呼吸第三 开始进行光合作用的点
［ ］ ；［ ］ ；［ ］ （１） ：① ｂ 。
阶段 光合作用与呼吸作用相等的点 、
。 （２） ：② ｃ ｅ 。
２物质联系 开始积累有机物的点
． （３） ：③ ｃ 。
暗反应 有氧 有氧 有机物积累量最大的点
元素 丙酮酸 （４） ：④ ｅ 。
（１）Ｃ ：ＣＯ２ →（ＣＨ２Ｏ） 呼吸→⑦ 呼吸 →ＣＯ２ ２密闭容器中一昼夜植物光合作用曲线：
Ⅰ Ⅱ ．
光反应 有氧呼吸
元素 Ⅲ
（２）Ｏ ：Ｈ２Ｏ →Ｏ２ →⑧ Ｈ２Ｏ
光反应 暗反应
元 素
（３） Ｈ ： Ｈ２Ｏ → ＮＡＤＰＨ → （ＣＨ２Ｏ）
有氧呼吸 有氧呼吸
Ⅰ、Ⅱ Ⅲ
→ＮＡＤＨ →Ｈ２Ｏ
注意 有氧呼吸 为简写 考试时不可采用
Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ ， 。
３能量联系 光合作用强度与呼吸作用强度相等的点 、
． （１） ：⑤ Ｄ Ｈ 。
该植物一昼夜表现为生长 其原因是 点 浓度低于
（２） ， Ｉ ＣＯ２
点 浓度 说明一昼夜密闭容器中 浓度减小 即植物光
Ａ ＣＯ２ ， ＣＯ２ ，
合作用制造的有机物量 呼吸作用消耗的有机物量 植物生长
＞ ， 。
一 丙酮酸 光反应 有氧呼吸第二
、①ＡＴＰ ② ③ＣＯ２ ④Ｏ２ ⑤ ⑥
阶段 丙酮酸
二、自然环境及密闭容器中植物光合作用曲线及分析
⑦ ⑧Ｈ２Ｏ
二
、①ｂ ②ｃ、ｅ ③ｃ ④ｅ ⑤Ｄ、Ｈ
１自然环境中一昼夜植物光合作用曲线：
．
呼吸速率 或
ａ． ：② ⑤
净光合速率 或
ｂ． ：① ④
总光合速率
提升一 常考易错的“三率”分析与计算 ｃ． ：③＝①＋②；⑥＝④＋⑤。
根据关键词判定 单位时间内
（４） ：（
１常考易错的植物“三率”
． 的变化量
）
呼吸速率 植物非绿色组织 如苹果果肉细胞 或绿色 项目 呼吸速率 真正（总）光合速率 净光合速率
（１） ： （ ）
组织在黑暗条件下测得的值 单位时间内一定组织的 释
——— ＣＯ２ 主体 线粒体 叶绿体 植物体或细胞
放量或 吸收量
Ｏ 真 ２ 正 总 。 光合速率 表示植物绿色组织在有光条件下 Ｏ２ 吸收量 （ 黑暗 ） 产生量 释放量
（２） （ ） ： 有机物 消耗量 黑暗 制造量 积累量
进行光合作用消耗的 或产生 的量 （ ）
ＣＯ２ Ｏ２ 。 释放量 黑暗 利用量 固定量 消耗量 吸收量
净光合速率 植物绿色组织在有光条件下 总光合作用 ＣＯ２ （ ） 、 、
（３） ： ， 提示 表中 吸收量 是指植物体或植物细胞 从外界
与细胞呼吸同时进行时 测得的数据为净光合速率 从数值关 “ＣＯ２ ” （
， 。 或细胞外 吸收的 量 代表净光合速率 若有文字表述为 光
系上 净光合速率 总光合速率 呼吸速率 ） ＣＯ２ ， ； “
： ＝ － 。 合作用 吸收量 则代表真正光合速率
２植物“三率”的判断 ＣＯ２ ” 。
． ３光合作用和细胞呼吸综合曲线解读
根据坐标曲线判定 当光照强度为 时 若 吸收值 ．
（１） ： ０ ， ＣＯ２
为负值 该值代表呼吸速率 该曲线则代表净光合速率 若
， ， ； ＣＯ２
吸收值为 该曲线代表真正 总 光合速率
０， （ ） 。
根据实验条件判定 实验结果所给数值若为黑暗条件下
（２） ：
绿色植物的测定值 则为呼吸速率 若所给数值为有光条件下绿
， ；
色植物的测定值 则为净光合速率
， 。
根据代谢过程图解进行判定
（３） ：
２８ ５年高考３年模拟 Ａ版 高考生物
绿色组织在黑暗条件下或非绿色组织只进行呼吸作用 内红色液滴右移的距离表示植物的 释放速率 可代表净光合
（１） ， Ｏ２ ，
测得的数值为呼吸速率 点 速率
（Ａ ）。 。
绿色组织在有光条件下 光合作用与细胞呼吸同时进 总光合速率 净光合速率 有氧呼吸速率
（２） ， （３） ＝ ＋ 。
行 测得的数据为净光合速率 物理误差的校正 为防止气压 温度等物理因素所引起
， 。 （４） ： 、
各点 段 的光合作用和呼吸作用分析 的误差 应设置对照实验 即用死亡的绿色植物分别进行上述实
（３） （ ） ， ，
曲线对 细胞生 产 植物组织外 验 根据红色液滴的移动距离对原实验结果进行校正
ＡＴＰ 图示 ， 。
应点 理活动 生场所 观表现 注 一般情况下不考虑植物进行无氧呼吸
： 。
２叶圆片称重法———测定单位时间、单位面积叶片中淀粉
只进行细胞呼 只有细胞 ．
从外界吸收
点 吸 不进行光合 质基质和 Ｏ２， 的生成量
Ａ ， 向外界排出
作用 线粒体 ＣＯ２ 操作图示
（１）
续表
曲线对 细胞生 产 植物组织外
ＡＴＰ 图示
应点 理活动 生场所 观表现
段
ＡＢ 从外界吸收
不含 呼吸量 光合量 Ｏ２， 结果分析
（ Ａ、 ＞ 向外界排出 （２）
点 ＣＯ２ 净光合速率 ｚ ｙ Ｓ 为时间 Ｓ为叶圆片面积 下同
Ｂ ） ＝（ － ）／２ （２ ， ， ）；
细胞质 呼吸速率 ｘ ｙ Ｓ
与外界不发生气 ＝（ － ）／２ ；
Ｂ 点 光合量 ＝ 呼吸量 基质 、 线 体交换 总光合速率 ＝ 净光合速率 ＋ 呼吸速率 ＝（ ｘ ＋ ｚ －２ ｙ ）／２ Ｓ 。
粒体
、
叶 ３黑白瓶法———测溶氧量的变化
绿体 从 外 界 吸 收 ． 黑瓶 不透光 测定的是有氧呼吸量 白瓶 给予光
向外界释 （１）“ ” ， ；“ ”
点之后 光合量 呼吸量 ＣＯ２， 照 测定的是净光合作用量 总光合作用量 强度 净光合作
Ｂ ＞ 放 此时 ， 。 （ ）＝
Ｏ２——— 用量 强度 有氧呼吸量 强度
植物可更新空气 （ ）＋ （ ）。
有初始值的情况下 黑瓶中 的减少量为有氧呼吸量
环境条件改变时光补偿点 光饱和点的移动
（２） ， Ｏ２ ；
（４） 、 白瓶中 的增加量 或 的减少量 为净光合作用量 二者
光补偿点的移动 呼吸速率增加 其他条件不变时 光补偿
Ｏ２ （ ＣＯ２ ） ；
ａ． ： ， ， 之和为总光合作用量
。
点应右移 反之左移 呼吸速率基本不变 相关条件的改变使光
， 。 ， 在没有初始值的情况下 初始值设为Ｘ 白瓶中测得的
（３） （ ），
合速率下降时 光补偿点应右移 反之左移
， ， 。 现有量 设为Ｍ 黑瓶中测得的现有量 设为Ｎ 总光合作用
（ ）－ （ ）＝
光饱和点的移动 相关条件的改变 如增大 浓度 使
ｂ． ： （ ＣＯ２ ） 量
，
即
（
Ｘ
－
Ｎ
）＋（
Ｍ
－
Ｘ
）＝
Ｍ
－
Ｎ
。
光合速率增大时 光饱和点 应右移 反之左移
， Ｃ ， 。 注 一般情况下不考虑植物进行无氧呼吸
： 。
４半叶法———测定光合作用有机物的产生量
提升二 光合作用与细胞呼吸探究的 个方法 ．
５ 本方法又叫半叶称重法 即检测单位时间 单位叶面积干物
１气体体积变化法———测定气体的变化量 ， 、
． 质产生总量 常用于农田农作物的光合速率测定 在测定时 叶
， 。 ，
片一半遮光 一半曝光 分别测定两半叶的干物质重量 进而计
， ， ，
算叶片的总光合速率 呼吸速率和净光合速率
、 。
５叶圆片上浮法———定性检测 释放速率
． Ｏ２
本方法通过利用真空技术排出叶肉细胞间隙中的空气 充
，
以水分 使叶片沉于水中 在光合作用过程中 植物吸收 放
， ； ， ＣＯ２
甲装置在黑暗条件下植物只进行细胞呼吸 由于 出 由于 在水中的溶解度很小而在细胞间积累 结果使原
（１） ， ＮａＯＨ Ｏ２， Ｏ２ ，
溶液吸收了细胞呼吸产生的 因此单位时间内红色液滴左 来下沉的叶片上浮 根据在相同时间内上浮叶片数目的多少
ＣＯ２， 。
移的距离表示植物的 吸收速率 可代表有氧呼吸速率 或者叶片全部上浮所需时间的长短 即能比较光合作用强度
Ｏ２ ， 。 （ ），
乙装置在光照条件下植物进行光合作用和细胞呼吸 由 的大小
（２） ， 。
于 溶液保证了容器内 浓度的恒定 因此单位时间
ＮａＨＣＯ３ ＣＯ２ ，
专题６ 光合作用 ２９
缺水初期由于气孔开度降低 供应不足
（１） ，ＣＯ２ 。
当水分亏缺严重时 缺水使光反应产生的
（２） ，ａ． ＮＡＤＰＨ、
减少 缺水影响植物体内光合酶的活性 缺水直接破坏
ＡＴＰ ；ｂ． ；ｃ．
应用 干旱对植物光合作用的影响
叶绿体的结构 光合色素含量减少 叶片变黄 缺水影响植物
， ， ；ｄ．
体内光合产物的运输 使光合产物在叶片中积累而抑制光合
情境材料 随着全球气候变暖，干旱灾害经常发生，干旱会影响植物 ，
作用
光合作用，降低农作物产量。
。
耐旱植物一般具有根系发达 叶子较小或较厚 气孔较小
２． 、 、
且深陷等适应性特征 有些耐旱植物 如仙人掌等肉质植物 还
问题探究 缺水为什么会影响植物光合作用 ， （ ）
１． ？ 以气孔白天关闭 夜间开放的特殊方式适应高温干旱的环境
、 。
在干旱环境中 耐旱植物有哪些适应性特点
２． ， ？
要点点拨 植物缺水可从以下几个方面影响光合作用
１． ：
