2022-2023年老高考生物一轮复习第9讲　能量之源-光与光合作用

1、2023第三单元第9讲能量之源光与光合作用01强基硼埴分策略内容索引02增素能精准突破03悟考精演练真题04研专项前沿命题知考向明考情提素养重考能全国 卷内 容要 求.光合作用的基本过程.影响光合速率的环境因素.实验:叶绿体色素的提取 与分离生命观念通过比较光反应与暗反应及 它们之间的关系，建立对立统 一、结构决定功能的观点科学思维理解C3、C5等物质变化和光 合作用的相关曲线近五 年全 国卷 考情2021全国乙(29)、2020全国 1(30)、2020全国 111(29)、 2019全国 I (3,29)、2019全 国 H(31)、2018全国 I (30)、 2018全国 H (30)

2、、2018全国 111(29) 2017全国 I (30)科学探究探究光照强度、CO2浓度等对 光合作用强度的影响社会责任关注光合作用与农业生产及 生活的联系一、叶绿体中的色素及其提取和分离1.色素的提取与分离实验(1)实验原理 如果实验室没有无水乙醇，也可以 用体积分数为95%的乙醇，但需要 加入适量的无水碳酸钠方注_ _用数经算或丙酮提取相似相溶原理(提取)_ 4一遮理_叶绿体中的色素不溶于水，溶于有机溶剂，J，/； 方法 加日土匚什 波电中的色素可溶于水醺L叶绿体中的色素在层析液中的溶解度不同,色素随层析液在滤纸条上的扩散速度不同、提取剂X层析宸才散速度越快，沈明其涔解度越大,L结果一获

3、得多种光合色素的混合溶液二氧化硅：增大摩擦，使研磨 更加充分碳酸钙：防止色素被破坏提取 色素一加无水乙醇：溶解色素 L结果一获得多种光合色素的混合溶液二氧化硅：增大摩擦，使研磨 更加充分碳酸钙：防止色素被破坏提取 色素一加无水乙醇：溶解色素 X也可用丙酮茨92号夫油皆代，但不可用水-磨：迅速研磨L滤：用单层尼龙峰过滤,收集滤液无水乙醇选：选择浓绿叶片色素含量高-剪：剪碎叶片研磨前加入厂步骤-(2)实验流程二氧性碳酸钙制：制备滤纸条制：制备滤纸条操作-在滤纸条剪去两角的一 端1 cm处用铅笔一画线_日的保证色素在滤纸上均匀 扩散，防止出现弧形带用毛细吸管吸取色素滤液,操作-沿铅笔线均匀画一条细线

4、,画,画待滤液干后再圆一两次滤液细线保证滤液细线细、直目的使滤液细线含有较多色素，同时保证各色素扩 散的起点相同r_析：色 素纸层析r_析：色 素纸层析棉塞 )-滤纸条/一试管一滤液细线 层析液d铁架台I-操作一管一插入滤纸条一用棉 塞塞紧试管口 加棉塞是为了防止 层析液挥发一目的一滤液细线不触及层析液, L是为了防止色素溶解在 层析液中,而导致滤纸条 上无色素带(3)实验结果及分析含量最少,(3)实验结果及分析含量最少,实验结果滤纸条上呈 现四条颜色、 宽度不同的、色素带犷数最快.、工一胡萝卜素:橙黄色二一叶簧素：黄色一=一叶绿素a：蓝绿色目叶绿素应、黄绿色、一.色素帝最色素带的条数与色素种

5、类 有关,宽，含量i四条色素带说明有四种色素最多金色素带的宽窄与色素含量 有关,一色素带越宽说明此种色素含量越多色素带扩散速度与辿复_有关，扩散速度越快说明溶解度越高2.叶绿体的结构及其中的色素光合作用的结构一一叶绿体叶绿体外腕、内胰和美囊体骞胰均是 -A以确脂及分子层为基本骨架的生物胰 外膜将叶绿体内部与细胞质基质分、隔开，保证光合作用高效有序 地进行基粒：由一系列囊状结构堆叠而成, 扩大了膜面积，有利于光合色素和- 与还亶相关的酶的附着光反 应的 场所基质：分布着大量与谑相关的酶反应暗反 +应的场所J叶绿体是进行光合作用的场所(2)色素的吸收光谱loot吸收光能的百分比loot吸收光能的百

6、分比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0 400 450 500 550 600 650 700长/皿旁栏边角（必修1 P99与社会的联系”改编）生产上，用何种颜色的玻璃、塑料薄膜做 温室大棚的顶棚产量高？阴天时，在功率相同的情况下，应选择什么颜色的 照明灯为蔬菜补充光源？提示无色,因为日光中各种颜色的光均能通过，作物光合效率高。应选择 补红光和蓝紫光的照明灯。易错辨析(1)(2020江苏,6B)采用新鲜菠菜叶片开展“叶绿体色素的提取和分离”实验, 研磨时加入CaO可以防止叶绿素被氧化破坏。(X )该实验中研磨时加入CaCO3可以防止叶绿素被破坏。(2)2020江苏,27(1

7、)在叶绿体中，光合色素分布在类囊体薄膜上。(V ) (3)(2020山东,3D)探究黑藻叶片中光合色素的种类时，可用无水乙醇作提取 液。(J )(4)液泡中紫红色的花青甘为水溶性，可用水作层析液观察花青甘的色素带, (V)(5)若将叶绿体置于蓝紫光下,则不会有氧气产生。(X )将叶绿体置于蓝紫光下，会有氧气产生,因为叶绿体中的色素可较多地吸收 蓝紫光。(6)黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由叶绿素合成受阻引起的。(V )长句应答.（必修1 Po“拓展题2”）海洋中的藻类植物,习惯上依其颜色分为绿藻、褐 藻和红藻,它们在海水中的垂直分布一般依次是浅、中、深，这种现象与 有关，即。提示光能的捕获

8、不同颜色的藻类吸收不同波长的光.植物叶片呈现绿色的原因是什么？提示 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。.（必修1P98“实验拓展”）分离叶绿体中的色素也可用下图所示的方法: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 4个不同颜色的同心圆，则依次对应哪种色素及颜色？提示胡萝卜素（橙黄色），叶黄素（黄色），叶绿素a（蓝绿色），叶绿素 b（黄绿色）。二、光合作用的过程.光合作用的探究历程（按时间顺序排列）实验过程（方法）及现象科学家实验分析1771年英国1771年英国科学家普利 斯特利没有发现光在植物更新 空气中的作用，而将空 气的更新

9、归因于植物的 生长点燃蜡烛+绿色 植物蜜驾蜡烛 不熄灭； V 小鼠+绿色植 物蜜丛小鼠 不易窒息死亡做了 500做了 500多次 植物更新空气 的实验根据能量转化 与守恒定律1779年荷兰一科学家英格一 豪斯1845年德国丁科学家梅耶厂阳光只有在照射下植物 才能更新空气。尚不 了解植物吸收和释放的 究竟是什么气体植物光合作用把光能转 换成化学能储存起来绿叶号篝绿叶号篝一半曝光一半遮光J J 尚&曝光处 变蓝，遮光处无 颜色变化1864年德 国植物学 家萨克斯,该实验的关键是饥饿 处理，目的是使叶片中 的营养物质消耗掉，增强 了实验的说服力，为了使实验结果更明显, 在用碘蒸气处理之前应 用热酒精

10、对叶片进行脱 色处理。本实验证明 了光合作用的产物有淀 粉,还证明光是进行光合 作用的必要条件水绵好氧细菌黑暗1r 无空气极细光束一好 氧细菌只分布 在叶绿体被光 照射到的部位 周围完全曝光一好 氧细菌分布在 叶绿体所有受 光的部位1880年德 国科学家 恩格尔曼,结论：叶绿体是光合 作用的场所，光合作用过程能产生氧气该实验设置极细光束 和黑暗、完全曝光和黑 暗两组对照。自变量为 光照因变量为好氧细菌聚集 的部位该实验利用该实验利用了同位素 标记法,是对比实验。结论:光合作用释放的 氧气全部来自水H2O+C18O2: 植物一。2 - H218O+CO2： 植物一 18021941年美国 科学家

11、鲁宾 和卡门X20世纪20世纪40 年代美国 科学家卡 尔文/光合产物中的碳来自 二氧化碳用14c标记的 14co2供小球 藻进行光合 作用，追踪一 检测其放射 性：14co2- 14c3f (MCH2O)提醒恩格尔曼在选材及实验设计上的四大巧妙处:实验材料选择水绵和 好氧细菌,水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察，用好氧细菌可确定释放 氧气多的部位。没有空气的黑暗环境排除了氧气和光的干扰。用极细的光束照射，叶绿体上可分为光照多和光照少的部位，相当于一组 对比实验。临时装片暴露在光下的实验再一次验证实验结果,等等。.光合作用的过程条件:光、色素、酶 场所:类囊体薄膜水外光解： 瞿 2H2。彩 4

12、H+C)2 条件:光、色素、酶 场所:类囊体薄膜水外光解： 瞿 2H2。彩 4H+C)2 $5ATP的合成：/ ADP+P1+能量吟ATP 能量变化：光能f ATP中活跃的化学能;光反应 主题二 主题三答案D解析图中叶绿素b、叶绿素a主要分布在叶绿体的类囊体薄膜上,A项 错误;利用纸层析法分离色素时，叶绿素b应位于滤纸条的最下端,B项错 误;植物叶片呈现绿色是由于吸收绿光最少，透射光下呈绿色,C项错误; 在适当遮光条件下,叶绿素a/叶绿素b的值会降低，以适应环境，可知弱光下 叶绿素b的相对含量增高有利于植物对弱光的利用,D项正确。考向3叶绿体结构、功能微观分析4.如图所示，图甲为叶绿体结构模式

13、图，图乙是图甲的部分结构放大图,下列相关叙述正确的是（）光告 NADPH hVADPH2GH+ H+工可。2 H甲 乙A.所示物质中含有镁元素B.图乙所示的结构来自图甲中的C.图中ATP的能量来自物质氧化分解D.中含有四种色素，四种色素比例决定了叶的颜色主题一 T 主题二主题三答案A解析 为光合色素，而叶绿素分子中含镁元素,A项正确;图乙可进行光反 应，应为甲中（类囊体薄膜）,B项错误;由图乙可知，图中ATP的能量来自光 能,C项错误;色素存在于上而不存在于（叶绿体基质）中,D项错误。方法突破1方法突破1.影响叶绿素 合成的三大 因素一般植物在黑喑中不能合成叶 绿素,因而叶片发黄温度可影响与叶

14、绿、n汨素合成有关的酶的 素/J温度力活性，进而影响叶 绿素的合成必需元素)叶绿素中含N、Mg等必需元素，缺乏N、Mg将导致叶绿素无法合成，叶片变黄2.色素与叶片的颜色角度二、围绕叶绿体中色素的提取、分离考查科学探究能力考向探究考向1实验过程1.（2020江苏）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 色素易溶于有机溶剂，故用无水乙醇作为溶剂来提取，故A项正确。 研磨时加入CaC03而非CaO,故B项错

15、。研磨时加入石英砂,有助于研磨充 分，有助于色素的提取，故C项正确。为了得到整齐的色素带,滤液细线尽量 细、齐，故D项正确。考向2对实验现象的解释2 提取叶片中的光合色素，进行纸层析分离，下列对该实验中各种现象的解 释，正确的是（）A.未见色素带，说明材料可能为黄化叶片B.色素始终在滤纸上，是因为色素不溶于层析液C.提取液呈绿色是由于该叶片含叶绿素a和叶绿素b较多D.胡萝卜素处于滤纸条最上方,是因为其在提取液中的溶解度最高答案c解析未见色素带，其原因是操作失误，若选用黄化叶片，如果操作正确也会 观察到两条色素带,A项错误;叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂乙醇、 层析液等有机溶剂中,B项错误;由

16、于叶绿素含量比类胡萝卜素多且叶绿素 呈现绿色,所以提取液呈绿色,C项正确;叶绿体中的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，如胡萝卜素在层析液中扩 散得最快，是因为其在层析液中的溶解度最高,D项错误。考向3实验结果分析3.在做提取和分离叶绿体中的光合色素实验时，甲、乙、丙、丁四位同学对相关试剂的使用情况如下表所示C+表示使用表示未使用），其余操作均正常，他们所得的实验结果依次应为（试剂甲乙正常，他们所得的实验结果依次应为（试剂甲乙丙T无水乙醇+CaCO3+SiO2+)A.B.C.D.答案B方法突破绿叶中色素的提取与分离实验异常现象分析色素提取收集的滤液绿色过浅（未加石

17、英砂（二氧化硅），研磨不充分） 使用放置数天的绿叶，滤液色素（叶绿、 素）太少,一次加入大量的无水乙醇，提取液浓度、 太低（正确做法：分次加入少量无水乙 醇提取色素）,未加碳酸钙或加入过少，色素分子被、 破坏滤纸条色素带重叠没经干燥处理Z滤液细线没有达到细、齐、直的要求， 使色素扩散不一致V,/色素分离条件暗反应能量变化活跃的 化学能有光、 光均可N活跃的化学能一、 有机物中稳定的化学能光合作用过程ADP、Pi能量变化主题二|光合作用的原理和过程能力解读主题二主题三考向探究考向1光合作用探究历程1.经过许多科学家的实验，才逐渐发现光合作用的场所、条件、原料和产 物。下列关于几个著名实验的叙述正

18、确的是()A.恩格尔曼实验中,利用好氧细菌观察水绵光合作用生成氧气的部位B.鲁宾和卡门的实验中，用180标记C18()2,证明了光合作用释放的氧气来自h2oC.卡尔文用14c标记14co2,发现光合作用中糖类的14c是从NADPH和三碳 化合物转移而来的D.萨克斯的实验中,叶片在暗处放置几个小时的目的是检测叶片中原有五 碳化合物的含量答案A解析 恩格尔曼实验中,利用好氧细菌观察水绵光合作用生成氧气的部位 是叶绿体,A项正确;鲁宾和卡门的实验中，设立了两组实验,一组向植物提 供HJ8。和CO9另一组向同种植物提供H2。和C18()2,证明了光合作用释放 的氧气来自H20,B项错误;卡尔文用14c

19、标记14co2,发现光合作用中糖类的 14c是从三碳化合物转移而来的,C项错误;萨克斯的实验中,叶片在暗处放 置几个小时的目的是消耗掉叶片中的营养物质,D项错误。考向2光合作用过程 2.（2021辽宁大连期末 联考）下图是绿色植物 光合作用过程的图解, 下列相关叙述错误的 是（）A.光反应发生在叶绿体的类囊体薄膜上B.暗反应的物质变化为CO2T甲一 （CH2。）或乙C.突然停止光照，甲的含量减少,乙的含量增多D.光反应是将光能转变成有机物中稳定的化学能答案c解析光反应发生在叶绿体的类囊体薄膜上,A项正确;暗反应的物质变化 为C02一C3TCH2O）或Cs，B项正确;突然停止光照,C3还原受抑制

20、，而C02固 定不受影响,甲的含量增加，乙的含量减少,C项错误;光反应将光能转化为 活跃的化学能，暗反应将活跃的化学能转变为有机物中稳定的化学能,D项 正确。考向3过程“微观”分析3.（2021湖南）图a为叶绿体的结构示意图，图b为叶绿体中某种生物膜的部分 结构及光反应过程的简化示意图。回答下列问题。H+图a基 粒图b图a基 粒图b主题一 主题二主题三(1)图b表示图a中的 结构，膜上发生的光反应过程将水分解成。2、H+和e:光能转化成电能，最终转化为 和ATP中活跃的化学能。若CO?浓度降低，暗反应速率减慢，叶绿体中电子受 体NADP+减少，则图b中电子传递速率会(填“加快”或减慢 为研究叶

21、绿体的完整性与光反应的关系，研究人员用物理、化学方法制 备了 4种结构完整性不同的叶绿体，在离体条件下进行实验，用Fecy或DCIP 替代NADP+为电子受体，以相对放氧量表示光反应速率,实验结果如表所示。实验项目叶绿体A: 双层膜结 构完整叶绿体B:双层 膜局部受损，类 囊体略有损伤叶绿体C:双层 膜瓦解，类囊体 松散但未断裂叶绿体D:所有膜 结构解体破裂成 颗粒或片段实验一:以Fecy为 电子受体时的放 氧量100167.0425.1281.3实验二:以DCIP为 电子受体时的放 氧量100106.7471.1109.6注:Fecy具有亲水性,DCIP具有亲脂性。据此分析：叶绿体A和叶绿体

22、B的实验结果表明，叶绿体双层膜对以 （填“Fecy”或“DCIP”）为电子受体的光反应有明显阻碍作用，得出该结论的推理过程是 o该实验中,光反应速率最高的是叶绿体C,表明在无双层膜阻碍、类囊体 又松散的条件下，更有利于从而提高光反应速率。以DCIP为电子受体进行实验，发现叶绿体A、B、C和D的ATP产生效率 的相对值分别为1、0.66、0.58和0.41。结合图b对实验结果进行解释：答案（1）类囊体膜 NADPH（H）减慢（2）Fecy实验一中叶绿体B 双层膜局部受损时，以Fecy为电子受体的放氧量明显大于双层膜完整时，实 验二中叶绿体B双层膜局部受损时，以DCIP为电子受体的放氧量与双层膜

23、完整时无明显差异 类囊体上的色素吸收光能、转化光能 ATP的 合成依赖于水光解的电子传递和H+顺浓度梯度通过类囊体薄膜上的ATP 合酶,叶绿体A、B、C、D类囊体薄膜的受损程度依次增大，因此ATP的产 生效率逐渐降低考题点睛结功适生念.囊增面利素和光 囊散了遮有色收 用与相的观解类膜膜有色布收.，类松免互，于吸能 运构能应命理体大积于分吸能体避相挡利素光核心素养考向4光合作用过程中C3、C5v ATP、NADPH等 物质含量变化分析4.光合作用通过密切关联的两大阶段光反应 和暗反应实现。对于改变反应条件而引起的变化， 下列说法错误的是（）A.突然中断CO?供应会暂时引起叶绿体基质中C5/C 比

24、值及ATP/ADP比值均增大B.倘若在夏季晴朗的白天植物细胞内C3和C5的相对含量发生了图中所示 变化,则改变的环境因素可能是增加了光照强度C.突然将红光改变为绿光会暂时引起叶绿体基质中C3/C5比值减小D.突然将绿光改变为红光会暂时引起叶绿体基质中ATP/ADP比值增大答案c解析 突然中断CC)2供应会导致CC)2的固定速率降低，叶绿体中C5含量增加、 C3含量减少,进而使ATP和H含量增多，所以ATP/ADP比值增大,A项正确； 增加光照强度，光反应产生的H和ATP+曾多，被还原的C3增多,生成的C5增 多，而CO?被C5固定形成C3的过程不变，故C3的相对含量将减少、C5的相对 含量将增

25、加,B项正确;突然将红光改变为绿光后，光能利用率降低,ATP和H 含量减少,进而使C3含量增多、C5含量减少,C3/C5比值增大,C项错误;突然 将绿光改变为红光后光能利用率提高,ATP和H含量增加,ATP/ADP比值 增大,D项正确。考向5特殊光合途径分析5.（2021内蒙古包头一模）玉米起源于中美洲，玉米叶片有花环形结构的两层细胞, 在进行光合作用时，外层叶肉细胞中的PEP酶催化CO2固定产生四碳化合物（CQ, 随后进入内层的维管束鞘细胞中分解,释放出CO?用于卡尔文循环，具体过程 如下图所示。小麦叶片没有花环形结构，光合作用过程只发生在叶肉细胞。科学家研究发现，图中PEP酶对CO?的亲和

26、力远大于Rubisco酶，因而玉米产量比小麦产量要高很多，结合材料和图示回答下列问题。表皮 维管束 鞘细胞叶肉 细胞叶肉细胞 的细胞质 CO2PEP 酶C麦产量要高很多，结合材料和图示回答下列问题。表皮 维管束 鞘细胞叶肉 细胞叶肉细胞 的细胞质 CO2PEP 酶C3（PEP）维管束鞘细胞 中的叶绿体 aC4coc_2rzADP+Pi ATP（丙酮酸）T酶参 加催夕(CH2O)玉米叶肉细胞中的叶绿体进行光反应可将光能转化为，同时分解 产生。2,这一过程发生在（填场所）O（2）在玉米维管束鞘细胞的叶绿体中,CO?通过卡尔文循环合成糖，其主要步 骤是:C02在Rubisco酶的催化下与C5结合产生

27、C3,继而消耗将C3还原成糖。通过玉米和小麦两种植物结构的对比可知,若在夏季晴朗的白天中午， 玉米植株光合作用（填会”或坏会”）明显减弱，判断的理由7E o答案（l）ATP中活跃的化学能 H20 类囊体薄膜 ATP和H不 会 由于PEP酶对CO?的亲和力远大于Rubisco酶，故虽然气孔关闭导致 CO2浓度降低，但是对玉米叶肉细胞中CO2的固定影响不明显解析（1）玉米叶肉细胞中的叶绿体进行光反应可将光能转化为ATP中的化 学能，同时分解水产生。2,该过程发生于叶绿体的类囊体薄膜上。（2）CC）2在 Rubisco酶的催化下与C5结合产生C3,继而消耗光反应产生的ATP和H,从 而将C3还原成糖

28、。（3）由题干、题图信息可知，玉米在进行光合作用时，外 层叶肉细胞中的PEP酶催化CO2固定产生四碳化合物（C。随后进入内层 的维管束鞘细胞中分解，再释放出CO2用于卡尔文循环。而PEP酶对CO?的 亲和力远大于Rubisco酶，故在夏季晴朗的白天中午，高温导致部分气孔关 闭,CO2进入量减少时，对玉米叶肉细胞中CO2的固定影响不明显。方法突破1.光反应和暗反应比较项目光反应暗反应条件必须在光下有光、无光都可以场所叶绿体类囊体薄膜叶绿体基质物质转化H2oiH+O2；ADP+Pi+能量逑JVTPCO2+C5 其 2c3；2c3 卫咨CH2CO+C5 酶比较项目光反应暗反应能量转化光能一ATP中活

29、跃的化学 能ATP中活跃的化学能一有机物中 稳定的化学能联系光反应为暗反应提供LH、ATP,暗反应为光反应提供ADP、PiH20C02光能一光反应丹t暗反应 / 2 ADP+Pi (CH2O)2.环境改变时光合作用各物质含量的变化主题二光虻弱一 一ICO2I供应减少ID光虻弱一 一ICO2I供应减少ID随后减弱I暂不变 H f , ATP tI 变弱 aH I , ATP I出减弱产消耗减少，合成暂不与c3 tTT暂示变，C5消耗暂不变，合成减少r C5 IC3合成减少，消耗暂不变 n 减弱jc31出暂不变消耗减少，合成暂不变A Q5 I(2)“模型法”四类模型光照光照弱一强 y-cC5、H、

30、ATP、 卜一(CH2。)合成量光照强X-一光照-*眼察。C5. H、ATP、 (CH2O)合成量C3 ,co2!co2充足C5、H、ATPC3、(CHzO);合成量r时间2H(C量、成C3合5足fC充L5星 rc不一三条规律变化一致者A C$、H、ATP变化相反者A(3与C5(H、ATP)C3、C5起始值A Q高于Cs伪期面(CHzO)变化对光合作用有利，(CH2O) 合成增加，反之则减少能力解读能力解读光合作用的影响因素及应用内因：遗传特性（阳生植物、阴、生植物、C3植物、C4植物）等,外因：光照、C02浓度、温度、水和矿质元素等，光照适宜时，适当增加C02浓度,、及温度提高光合效率，温度

31、适宜时，适当增加光照强度、和C02浓度提高光合效率,命题解读,广光合作用影响因素原理分析:关注老教期 ”望誉T -T光合作用影响因素模型解读局频考问J:1（与光合作用影响因素相关的实验探究设计相关实验，探究单一或多种 因素对光合速率的影响考向探究考向1单因素影响1.如图表示在一定的光照强度和温度下，植物 光合作用增长速率随C02浓度变化的情况， 下列有关说法错误的是（）A.与。点相比,。点时细胞内H的含量较高B.与A点相比,3点时细胞内的C5含量较低C.图中。点时光合作用速率达到最大值D.图中。以后限制光合速率的主要环境因素是光照强度或温度答案c解析由。点到。点光合作用增长速率一直大于0,说明

32、。点光合作用速率大 于。点，因此与。点相比C点时细胞内CO2含量少,CO2固定产生的C3少,消耗 的H少，故。点时细胞内H的含量较高,A项正确方点的光合作用增长速率 和光合作用速率均大于A点,CO2固定消耗的C5多，故3点时细胞内的C5含量 较低,B项正确;。点至。点期间光合作用增长速率一直大于0,0点时光合作 用增长速率为0,说明。点光合作用速率最大,C项错误;。点光合作用速率最 大,光合作用速率不再随CO?浓度增大而增大，说明。点以后限制光合速率 的主要环境因素是光照强度或温度,D项正确。考向2多因素影响2.(2014全国H)某植物净光合速率的变化趋势如图所示。据图回答下列问题。3考向2多

33、因素影响2.(2014全国H)某植物净光合速率的变化趋势如图所示。据图回答下列问题。3当CO?浓度为A时，高光强下该植物的净光合J速率为0 。CO2浓度在A与之间时，曲线期a、b、c表示了净光合速率随CO?浓度的o| 一、J 4 | 一、J 中嫡&；低光强力 C增局而增身。毋 _(,(2)C()2浓度大于。时，曲线人和。所表示的净光合 B CC5浓度速率不再增加.限制其增加的环境因素是光强 。当环境中CO2浓度小于A时，在图示的3种光强下，该植物呼吸作用产生的CO2量-i_(填大于”“等于”或“小于”)光合作用吸收的CO?量。(4)据图可推测，在温室也若要采取提高CO2浓度的措施来提高该种植物

34、的产 量,还应该同时考虑先强这一因素的影响,并采取相应措施。考题点睛、b、C三曲线的变量在于“光强”不同,浓度及光强 故当浓度及光强 故当C02浓 度较高时，C02浓度大于。时，b、c已超过C02饱和点， 表明C02已不再为限制因子，但净光合速率 、却为3方“，故此时:光强”应为限制因子 ，好,02浓度为那卜小于4时，恚速率为二;+中光强以一量，即CO2三线均处 于。以下、b、c不同光强下的净光合 速率均随CO2浓度增大而增加 Z温度为小C5浓度为微温度为小C5浓度为微工方d光照强晶D温度为& CO减度为耀i-I温度为小co*度为g.下图表示光照强度、CO2浓度和温度对植 物光合速率的影响。根

35、据图形分析，下列有 关说法错误的是（）ACO2浓度直接影响光合作用C3的生成速率 B.在。4区间限制光合速率的环境因素主要 是光照强度C.在5C区间限制II组实验光合速率的环境 因素一定有光照强度、温度D.图中所示温度一定是4大于马答案D解析 分析题图，该实验的自变量是光照强度、温度和CO2浓度，因变量是 光合速率。光合作用过程中,C02与C5结合生成C3,故CO2浓度直接影响光 合作用中C3的生成速率,A项正确;图中在。4区间，曲线处于上升阶段，限制 图示三组实验光合速率的环境因素主要是光照强度,B项正确;光照强度在 3。区间时,n组还没有达到光饱和点，且n组与I组相比，除温度不同外其 他条

36、件相同，而n组光合速率低于I组，此时限制II组实验光合速率的环境 因素一定有光照强度、温度,c项正确;温度可通过影响光合作用相关酶的 活性来影响光合速率，图中曲线I与n对应的co2浓度相同、温度不同，光 合速率不同，据此无法判断，1和，2的大小,d项错误。考向3影响因素实验探究后奉M头NaOH溶液 图二实验装置图.某植物的叶片如图一所示， 实验前放在黑暗中两天后，再 根据图二所示，处理其中一块 叶片。然后将整株植物置于 阳光下4h,后奉M头NaOH溶液 图二实验装置图脱色处理后，滴加碘液（棕黄色）显色其中X和Y是原叶片的绿色部分，有关该 实验结果和现象的描述不正确的是（）A.显色后X为蓝色,W

37、为棕黄色B.显色后Y为棕黄色C.X和Y两部分对照实验能证明光合作用需要CO。D.W和Y两部分对照实验能证明光合作用需要叶绿素答案D解析据实验装置可知，只有X部分条件充分且适宜，能进行光合作用，遇到 碘呈蓝色，其他部分都是棕黄色,A、B两项正确;X和Y两部分对照实验，因 NaOH溶液吸收CO2，使丫部分缺少CO2,则能证明光合作用需要CCC项正 确;W和X两部分对照实验,W部分为白色，缺少叶绿素，不能吸收和转化光 能，能证明光合作用需要叶绿素,D项错误。考向4影响因素及其实践应用综合5 .一般认为,草莓比较耐阴，生长在光照强度较弱的温室大棚里可能更加适 宜。以丰香草莓为材料，研究了遮阴处理对草莓

38、叶片光合作用的影响，旨在 为草莓栽培提供理论依据。材料用具:2叶期草莓幼苗，遮阳网(网内光强为自然光强的1/3左右)，光合分 析测定仪等。(1)实验步骤:选取若干生长状况相似的丰香草莓幼苗随机均分为对照组和 实验组，实验组用 进行处理，在相同且适宜条件下培养至植株长出6张叶片左右,测定两种环境下各项指标如下表：图1遮阴对丰香草莓光合速率的影响 图2遮阴对丰香草莓固定图1遮阴对丰香草莓光合速率的影响 图2遮阴对丰香草莓固定CO2 的效率和CO2补偿点的影响处理叶绿乐a叶绿系b类胡萝卜素对照0.450.130.32遮阴0.520.170.38(2)表中数据显示，遮阴提高草莓叶片的，进而提 高草莓适

39、应弱光的能力。图1中，对照组草莓净光合速率曲线呈现“双峰”型的原因是 o遮阴组实验时间段内光合积累总量显著 对照组，推测遮阴可能影响反应,并据此继续进行实验得到图2的结果。(4)由图2可知实验处理显著提高其CO2补偿点，固定CO2的效率，可 能的原因是遮阴使叶片温度降低，导致。综上所述,1/3左右的自然光强提高了草莓叶片利用光的能力，但CO?的利用率下降。欲进一步研究本课题，可改变 进行研究。答案 遮阳网（2）光合色素含量（3）中午气孔关闭,CO?吸收减少 低 于 暗（4）降低 催化CO2固定的相关酶活性降低（5）遮阴比例解析（1）依据实验目的探究遮阴处理对草莓叶片光合速率的影响，实 验变量应

40、为是否给予遮阴处理，故实验组应给予“遮阳网”处理。（2）由表格 数据分析可知，与对照组相比，实验组中各种色素含量均有所提升,故而可 提高弱光适应能力。（3）图1中对照组草莓净光合速率曲线在中午11:00附 近出现光合午休现象，其成因是气孔关闭,CO?吸收减少,从而制约了暗反应。 遮阴组实验时间段内光合积累总量显著低于对照组,可能是暗反应受到影 响。（4）由图2可知，与对照组相比,实验组CO2补偿点显著提高，推测其固定 CO2的效率有所降低,其可能原因是遮阴使叶片温度降低，导致相关酶活性 降低。（5）因为1/3左右的自然光强提高了草莓叶片利用光的能力，但CO?的 利用率下降，所以进一步的课题应为

41、探究在多大比例的自然光强时，草莓叶 片的光合作用最强,可改变遮阴比例进行研究。方法突破.影响光合作用的外部因素归纳光照强度通过直接影响H和ATP的合成速率,进而影响暗反应速率通过影响C3的合成速率，进而影响光 反应速率及C3的还原速率温度工主要通过影响暗反应速率而影响整个反应进程的顺利进行间接间接影响其他环境因素大都通过影响光照强度、CO2吸 收量、温度来影响光合速率，如干旱通过影响 气孔开闭来影响光合速率、种植密度通过影响 光照强度来影响光合速率等.提高农作物产量的四大“农耕措施”原理分析合理密植、间作套种：增大光合作用面积，合理利用光能+合理灌溉：既间接影响气孔开闭、无机盐 律的吸收，又有

42、利于根系进行有氧呼吸 笆厂+增施农家肥：可提高二氧化碳浓度和矿氏质营养，还可以改善土壤结构+治虫除草：调整能量流动关系，使能量 更多地流向农作物/格考精演练真题/.（2021广东）在高等植物光合作用的卡尔文循环中，唯一催化CO2固定形成 C3的酶被称为Rubisco,下列叙述正确的是（）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CO2固定需要ATPD.Rubisco催化C5和CO2结合答案D解析CO2的固定属于暗反应阶段,场所是叶绿体基质,A项错误。CO2的固 定过程在有光和无光条件下都能进行，但Rubisco需要光激活,B项错误。 CO2的固

43、定过程需要酶的参与,不消耗ATP,C项错误。由题干信息可知，催 化CO,固定形成C?的酶是Rubisco,D项正确。.（2021湖南）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。2的释放，说明未进行光合作用B.在暗反应阶段,CO?不能直接被还原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。2的释放，有可能是光合作用强度小于或等于 细胞呼吸强度，光合作用产生的。2被细胞呼吸消耗完,此时植物虽然进行了 光合作用，但是没有。2的释放，A项错误;

44、CO2性质不活泼,在暗反应阶段，一 个CO2分子被一个C5分子固定以后，很快形成两个C3分子，在有关酶的催化 作用下,C3接受ATP释放的能量并且被H还原，因此C02不能直接被还原,B 项正确;在禾谷类作物开花期剪掉部分花穗，光合作用产物输出受阻，叶片 的光合速率会暂时下降,C项正确;合理密植可以充分利用光照，增施有机肥 可以为植物提供矿质元素和C02,这些措施均能提高农作物的光合作用强 度,D项正确。.（2021广东）与野生型拟南芥WT相比,突变体tl和t2在正常光照条件下，叶绿体在 叶肉细胞中的分布及位置不同（图a,示意图），造成叶绿体相对受光面积的不同（图 b）,进而引起光合速率差异，但

45、叶绿素含量及其他性状基本一致。在不考虑叶绿体运动的前提下，下列叙述错误的是（太阳a)体运动的前提下，下列叙述错误的是（太阳a)A.t2比tl具有更高的光饱和点（光合速率不再随光强增加而增加时的光照 强度）B.tl比t2具有更低的光补偿点（光合吸收CO?与呼吸释放CO2等量时的光照 强度）C,三者光合速率的高低与叶绿素的含量无关D.三者光合速率的差异随光照强度的增加而变大答案D解析由题图可知口的叶绿体相对受光面积大于t2,因此在较低的光照强 度下就能达到光补偿点和光饱和点,A、B两项正确。由题干“叶绿素含量 及其他性状基本一致”可知，叶绿素的含量与三者光合速率的高低无关,C项 正确。由题图可知，

46、三者光合速率的差异是由叶绿体在细胞中的分布及位 置不同引起的，与光照强度无关,D项错误。4.（2020全国I ）农业生产中的一些栽培措施可以影响作物的生理活动，促 进作物的生长发育，达到增加产量等目的。回答下列问题。中耕是指作物生长期中，在植株之间去除杂草并进行松土的一项栽培措 施,该栽培措施对作物的作用有（答出2点即可）。（2）农田施肥的同时，往往需要适当浇水，此时浇水的原因是（答出1点即可）。农业生产常采用间作（同一生长期内，在同一块农田上间隔种植两种作 物）的方法提高农田的光能利用率。现有四种作物，在正常条件下生长能达 到的株高和光饱和点（光合速率达到最大时所需的光照强度）见下表。从 提

47、高光能利用率的角度考虑，最适合进行间作的两种作物是，选择 这两种作物的理由是 O作 物ABCD株高/cm1706559165光饱和点/(|imol.m-2si)1 2001 180560623答案（1）减少杂草对水分、矿质元素和光的竞争;增加土壤中的氧气含量, 促进根系的呼吸作用（2）肥料中的矿质元素只有溶解在水中才能被作物 根系吸收（3）A和C作物A光饱和点高且长得高，可利用上层光照进行光 合作用;作物C光饱和点低且长得矮，与作物A间作后，能利用下层的弱光进 行光合作用解析（1）中耕能够除去杂草,减少杂草与农作物对水分、矿质元素和光的 竞争;可以增加土壤中的氧气含量，促进根系的呼吸作用，进而

48、促进根对矿 质元素的吸收;促进土壤微生物对腐殖质的分解，加速物质的循环利用。（2） 浇水可以降低土壤溶液的浓度，防止植物因过度失水而死亡;肥料中的矿质 元素只有溶解在水中才能被作物根系吸收。（3）不同株高的农作物间作可 避免相互遮挡，且植株高的农作物接受的光照多，光饱和点应较高,植株矮 的农作物接受的光照少，光饱和点应较低。结合表中信息可知,A和C符合 条件。5.（2020山东）人工光合作用系统可利用太阳能合成糖类，相关装置及过程 如下图所示，其中甲、乙表示物质，模块3中的反应过程与叶绿体基质内糖 类的合成过程相同。一太阳能/为电极则也由h2o模块1模块2太阳能/为电极则也由h2o模块1模块2

49、气泵P酶系统毒;法维糖类 开关模块3该系统中执行相当于叶绿体中光反应功能的模块是，模块3中的甲可与CO2结合，甲为 O若正常运转过程中气泵突然停转，则短时间内乙的含量将（填 “增加”或“减少若气泵停转时间较长，模块2中的能量转换效率也会发 生改变源因是 o在与植物光合作用固定的CO?量相等的情况下,该系统糖类的积累量（填“高于，”氐于，或“等于，）植物,原因是 O（4）干旱条件下,很多植物光合作用速率降低，主要原因是 o人工光合作用系统由于对环境中水的依赖程度较低，在沙漠等缺水地区有广阔的应用前景。答案（1）模块1和模块2五碳化合物（或CJ （2）减少 模块3为模块2提供 的ADP、Pi和NA

50、DP+不足（3）高于人工光合作用系统没有呼吸作用消 耗糖类（4）叶片气孔开放程度降低,CO2的吸收量减少解析（1）分析图示可知，模块1为将光能转化为电能的过程，模拟的是色素 吸收光能的过程，模块2模拟的是水分子氧化产生氧分子和氢离子，并合成 ATP的过程，因此模块1和模块2模拟的是光反应过程。模块3模拟的是暗反 应过程。（2）模块3模拟暗反应过程,气泵泵入的是CO2，其中甲表示C5,乙表 示C3,若正常运转过程中气泵突然停转，则输入暗反应系统中的CO2浓度下 降,CO2固定减少，则C3的含量会减少，若气泵停转的时间较长，则暗反应过 程为光反应提供的ADP、Pi和NADP+不足，会导致模块2中的

51、能量转换效 率下降。(3)在与植物光合作用固定的CO?量相等的情况下，该系统糖类的积累量与 植物的总光合作用量相等,由于该系统未模拟细胞呼吸，不会通过呼吸作用 消耗糖类，而植物会进行呼吸作用消耗糖类，因此该系统积累的糖类多于植 物。(4)干旱条件下，植物的光合作用速率降低的主要原因是干旱导致植物 的蒸腾作用力强，植物为了防止水分散失会关闭气孔,叶片气孔开放程度降 低,CO?吸收量减少。/研专项前沿命题/光合作用特殊途径及分析应用把握方法1.C4植物光合作用途径的特殊性（1y3植物（如小麦）光合作用图解全过程发生于叶绿体中基粒基质（2厅4植物（如玉米）的光合作用特点:在C4植物中有C4途径也有C

52、3途径,C4途径发生在叶肉细胞的叶绿体 中,C3途径发生在维管束鞘细胞的叶绿体中。C4途径起到传递、集中C02 作用,将外界的光合原料传递到维管束鞘细胞叶绿体内合成有机物。图解（PEP酶与CC2的亲和力很强）叶肉细胞中维管束鞘细胞的细胞质中的叶绿体CO2 广C4 C4CO2 2C3 x HPEP酶|/多种酶Y，3EP）；（催化 Latp C3（丙酮酸）C、 /ADP+PiADP+Pi ATPCH2O2,CC)2的PEP酶与CC2有很强的亲和力,可使叶肉细胞有效地固定、浓缩CO2,.热带植物(如景天科植物)光合作用途径的特殊性(1)植物特点:茎肉质，叶片表面有较厚的角质层，叶肉细胞有很大的液泡，

53、形 态结构上对高温、干旱有很强的适应性。(2)特殊的碳固定代谢途径景天酸代谢(CAM)途径。特点:在夜间叶肉细胞中磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)作为CO2受体，在PEP竣化 酶催化下,形成草酰乙酸，再还原成苹果酸，并储存于液泡中;白天苹果酸则 由液泡转入叶绿体中进行脱殁释放CO?，再通过卡尔文循环转变成糖。.光呼吸与细胞呼吸的比较(1)光呼吸光呼吸是植物在光下吸收。2,分解有机物产生光呼吸是植物在光下吸收。2,分解有机物产生CO?但不产生ATP的过程，如下图所示。叶绿体RuBP竣化,加氧酶注:光呼吸过程需消耗ATP o(2)光呼吸意义:在O2/CO2比值较高时,RuBP装化加氧酶可催化一部分C5化

54、 合物与。2结合产生乙醇酸，乙醇酸中75%的碳又重新生成C02和C3,强光照 射下,光呼吸可补充由于气孔部分关闭而造成的CO2不足问题及消耗光反 应产生的过多的。2和能量，保护光反应有关的结构，并有利于植物适应高氧 低碳的环境。(3)光呼吸与细胞呼吸比较比较项目光呼吸细胞呼吸场所叶绿体、线粒体细胞质基质、线粒体条件有光、有。2(高。2、低CC2)有光、无光均可能量不产生ATP产生ATP专项突破一关键信息一(1)光合作用途径 光合过程图解 不同光合作用途 、径适应的环境条件(1)C4植物特殊光合作 用途径及探究景天科植物特殊光 合作用途径及探究光呼吸与细胞呼吸 、比较或探究SI素养1：利用结构与

55、功能 观、进化与适应观理解特 殊环境条件下植物的生存 策略素养2：通过真实、具体的 问题解决情境形成驱动性 任务，引导学生解决任务, 构建新知识、新理解、新 、应用专项训练1.（景天科植物特殊光合作用途径）（2021全国乙）生活在干旱地区的一些植 物（如植物甲）具有特殊的CO2固定方式。这类植物晚上气孔打开吸收co?, 吸收的CO?通过生成苹果酸储存在液泡中;白天气孔关闭，液泡中储存的苹 果酸脱竣释放的CO?可用于光合作用。回答下列问题。白天叶肉细胞产生ATP的场所有 o光合作用所需的CO2来源于苹果酸脱痰和 释放的CO?。气孔白天关闭、晚上打开是这类植物适应干旱环境的一种方式,这种方 式既能

56、防止，又能保证 正常进行。若以pH作为检测指标，请设计实验来验证植物甲在干旱环境中存在这 种特殊的CO2固定方式。（简要写出实验思路和预期结果）答案（1）细胞质基质、线粒体、（叶绿体的）类囊体薄膜呼吸作用（2）植 物蒸腾作用过强而导致失水过多光合作用（3）实验思路:植物甲在干旱 的环境条件下（其他条件适宜）培养一段时间;分别在白天和晚上测定植物 甲液泡内的pH;统计分析实验数据。预期结果:晚上液泡内的pH明显低于白天。解析（1）白天叶肉细胞可以进行呼吸作用，产生ATP的场所包括细胞质基 质、线粒体;也可以进行光合作用，产生ATP的场所为叶绿体的类囊体薄膜 苹果酸脱粉和呼吸作用释放的CO?可作为

57、光合作用的原料。（2）植物蒸腾 作用散失水分和光合作用吸收二氧化碳都离不开气孔。干旱条件下，气孔 白天关闭，晚上打开，既可防止白天因蒸腾作用过强使植物过度失水，又可 保证植物光合作用的正常进行。（3）欲设计实验来验证植物甲在干旱环境 中存在这种特殊的CO2固定方式，可选取植物甲在干旱条件下进行培养，检 测白天和晚上液泡内的pH;晚上液泡内的pH低于白天液泡内的pH,即可验 证该实验。2.（光呼吸）Rubisco普遍分布于玉米、大豆等植物的叶绿体中，它是光呼吸（细胞在有光、高。2、低CO2情况下发生的生化反应）中不可缺少的加氧酶, 也是卡尔文循环中固定CO2最关键的竣化酶。Rubisco能以五碳

58、化合物 （RuBP）为底物，在CO2/。2值高时，使其结合CO2发生酸化，在82/。2值低时， 使其结合。2发生氧化，具体过程如下图所示。C02 02”糖类 /rRuBP 7 RuBP、 C02丫卡尔文循环光呼吸Y器J c2+C3 霭 PH（1）玉米、大豆等植物的叶片中消耗。2的场所有 c从能量代谢的角度看，光呼吸和有氧呼吸最大的区别是 O科研人员利用大豆来探究光呼吸抑制剂亚硫酸氢钠的增产效果。亚硫酸氢钠可通过改变二碳化合物（乙醇酸）氧化酶的来抑制该酶的活性，从而抑制光呼吸的进行。另外，亚硫酸氢钠还能促进色素对光能的捕捉，从而促进 的进行。为探究亚硫酸氢钠使大豆增产的适宜浓度,一般要先进行预实验，目的ZH o喷施适宜浓度的亚硫酸氢钠溶液后,大豆单位时间内释放。2的量较喷施 前（填增多”减少”或不变”）,原因是答案（1）叶绿体（基质）、线粒体（内膜）光呼吸消耗ATP（能量），有氧呼吸 产生ATP（能量）（2）空间结构 光反应（光合作用）为进一步的实验 探究条件;检验实验设计的科学性和可行性;避免盲目开展实验造成人力、 物力、财力的浪费增多光能利用增加，水的光解加快;亚硫酸氢钠通 过抑制乙醇酸氧化酶的活性，进而抑制了光呼吸进行解析（1）玉米、大豆等植物通过有氧