光合作用与能量转化【 知识精讲+ 能力提升 】 高考生物一轮复习精讲精练

生物一轮复习精讲课件2024年人教版（全国通用）第9讲光合作用与能量转化核心素养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考点01020304重温高考，明考向绿叶中色素的提取和分离光合作用的过程影响光合作用的因素及应用绿叶中色素的提取和分离考点梳理与疑难突破1.色素的提取与分离实验

(1)实验原理(2)实验装置及操作1）提取色素①研磨操作图解添加物质作用

无水乙醇___________二氧化硅___________碳酸钙___________溶解色素研磨充分保护色素②过滤：用_____________过滤。③收集滤液：试管口加棉塞，防止乙醇挥发和氧化。单层尼龙布主要操作操作要点操作目的制备滤纸条预先干燥处理使层析液在滤纸上快速扩散一端剪去两角保证色素在滤纸上_____________扩散画滤液细线滤液细线要细、直、匀使各色素扩散的起点相同待滤液干后，再画一两次增加色素附着量，使分离出的色素带分明层析加盖防止层析液挥发层析液不能触及___________防止色素溶解在层析液中均匀、整齐滤液细线2）分离色素(3)实验结果色素种类色素含量溶解度外膜囊状结构光合色素光基质暗(1)光合作用的结构——叶绿体2.叶绿体的结构及其中的色素蓝藻、光合细菌等无叶绿体，但也可进行光合作用(2)色素的吸收光谱由图可以看出：①叶绿素主要吸收_____________；类胡萝卜素主要吸收_______。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400～760nm)，对红外光和紫外光不吸收。参看必修1教材P99“学科交叉”红光和蓝紫光蓝紫光提醒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。(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(

)√×××××教材深挖拓展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。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？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)疑难突破1、四个常见异常实验现象及其原因分析异常现象发生的原因滤纸条上色素带颜色过浅未加二氧化硅或研磨不充分，色素未充分提取出来使用放置数天的绿叶或绿叶用量少，滤液中的色素（叶绿素）含量太少一次加入大量的无水乙醇，导致提取液浓度太低未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏画滤液细线次数过少选用绿叶叶脉过多，叶肉细胞过少滤纸条上色素带重叠滤纸条没经干燥处理异常现象发生的原因滤纸条上色素带重叠滤液细线不能达到细、直、匀的要求，使色素扩散起点不一致滤纸条上看不到色素带忘记画滤液细线滤液细线触及层析液，且时间较长，色素全部溶解到层析液中滤纸条上只呈现胡萝卜素、叶黄素色素带忘记加碳酸钙导致叶绿素被破坏续表（2）色素与叶片的颜色（3）影响叶绿素合成的三大因素命题规律探究考向结合实验原理及过程，考查科学探究能力1.

[2022四川成都七中高三入学考]关于“绿叶中色素的提取和分离”实验的叙述，不正确的是

(

)A.

该实验结果表明，叶绿素a在层析液中溶解度最大B.

用无水乙醇作溶剂，提取的叶绿体色素中含有胡萝卜素C.

若研磨时不加二氧化硅，则滤纸条上各色素带均变窄D.

将滤液细线画粗些并不能增强实验效果A[解析]

纸层析法分离叶绿体色素的实验结果表明，胡萝卜素在层析液中溶解度最大，A错误；用无水乙醇溶解和提取叶绿体色素时，提取的叶绿体色素中含有胡萝卜素，B正确；加入二氧化硅的目的是充分研磨，若不加二氧化硅，获得色素量会减少，则滤纸条上各色素带均变窄，C正确；用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线均匀地画出一条滤液细线，待晾干后再重复1~2次，太粗色素带会重叠，D正确。2.

[2023海南三亚考前模拟]以新鲜、等量的韭菜和韭黄为实验材料提取色素，如图表示结果之一，下列相关叙述正确的是(

)A.

色素分离的原理是不同色素在无水乙醇中的溶解度不同，扩散速率也不同B.

图表示以韭黄为实验材料的实验结果C.

韭黄的叶片中四种色素都大量分解，所以叶片变成了黄色D.

色素③与④的合成需要镁元素，且需要光照D[解析]

色素分离的原理是不同色素在层析液中的溶解度不同，扩散速率也不同，A错误；图示中叶绿素a的色素带最宽，表示韭菜为实验材料的实验结果，B错误；由于缺少光照，叶绿素合成减少，导致韭黄的叶片中叶绿素的含量少，类胡萝卜素的含量多，所以叶片变成了黄色，并不是四种色素都大量分解，C错误；色素③（叶绿素a）与④（叶绿素b）的合成需要镁元素，且需要光照，D正确。3、(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CaCO3可以防止叶绿素被破坏，B错误；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。考向二

结合实验的拓展考查科学思维能力4.

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表所示（“＋”表示使用，“－”表示未使用），其余操作均正确，他们所得的实验结果依次应为

(

)试剂甲乙丙丁无水乙醇－＋＋＋CaCO3＋＋－＋SiO2＋＋＋－A.

①②③④

B.

②④①③

C.

④②③①

D.

③②①④B[解析]

甲同学由于没有加入提取剂无水乙醇，因此提取液中不会出现色素，色素分离的结果是②；乙同学操作正确，色素分离后得到的色素带有四条且都正常，与④情况相符；丙同学由于未加CaCO3，因此叶绿素含量减少，所得到的色素带中两条叶绿素带比正常的色素带要窄，对应①；丁同学由于未加SiO2，叶片研磨不充分，最终导致各色素带均变窄，对应③，故B正确。4.

迁移率（Rf）是用纸层析法分离混合色素中各种成分的重要指标，也可用于各色素的鉴定，迁移率＝色素移动距离/溶剂移动距离。下表是叶绿体中色素层析结果（部分数据）。相关叙述不正确的是(

)叶绿体中色素层析结果（部分数据）项目溶剂移动距离色素1移动距离色素2移动距离色素3移动距离色素4移动距离实验组17.81.9实验组28.21.5实验组38.01.4平均移动距离8.07.60.8迁移率0.950.530.10AA.

可用无水乙醇、丙酮、石油醚等的混合试剂对色素进行分离B.

色素3的迁移率为0.2，若植物体缺Mg2＋，其含量会减少C.

在层析液中的溶解度最大的是色素1，在滤纸条上扩散速度最快的也是色素1D.

不可用根尖细胞作为该实验的材料[解析]

无水乙醇一般用于提取色素，层析液是丙酮、石油醚和苯的混合试剂，A错误。根据色素3的三组数据可求出平均移动距离为1.6，根据迁移率=色素移动距离/溶剂移动距离，Rf为0.2。根据Rf的大小可知，色素1是胡萝卜素，色素2是叶黄素，色素3是叶绿素a，色素4是叶绿素b，镁是合成叶绿素的原料，缺镁时叶绿素的含量会减少，B正确。溶解度越高，随层析液在滤纸条上扩散速度越快，即胡萝卜素的溶解度最大，扩散速度最快，C正确。根尖细胞没有叶绿体，因此不含有进行光合作用的色素，不能用来作为提取和分离叶绿体中色素的实验材料，D正确。光合作用的过程1.光合作用的探究历程考点梳理与疑难突破叶绿体叶绿体ATP二氧化碳2.光合作用过程(1)图解光合作用的过程（2）、比较光反应与暗反应类囊体薄膜4[H]＋O2ATP中活跃的化学能叶绿体基质(CH2O)有机物中稳定的化学能（3）光反应与暗反应的联系①光反应为暗反应提供___________。②暗反应为光反应提供___________________。3.光合作用和化能合成作用的比较光合作用化能合成作用区别能量来源______________________________________代表生物绿色植物___________相同点都能利用____________等无机物合成有机物ATP和[H]ADP、Pi、NADP+光能某些无机物氧化时释放出的能量硝化细菌CO2和H2O3.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______，利用光能，将______________转化成储存着能量的有机物，并且释放出______的过程。 (2)反应式：叶绿体二氧化碳和水氧气1.

叶绿体中光合色素吸收的光能：一方面用于H2O光解，另一方面用于ATP的合成。(

)√2.

H2O在光下分解为H2和O2，通过气孔以分子形式释放到大气中。(

)×3.

光反应必须在光照下进行，暗反应必须在暗处进行。(

)×4.

一株黄瓜幼苗栽种在光照等适宜条件下，质量由20

g变成40

g，其增加的质量来自水、矿质元素、空气和光。（(

)×5.

把无机物合成有机物的合成作用叫做化能合成作用。(

)×教材深挖拓展1.

下面是光合作用探索历程中恩格尔曼和萨克斯的实验示意图，请分析：(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)萨克斯实验中进行“黑暗”处理的目的是什么？提示消耗掉细胞中原有的淀粉，防止对实验结果造成干扰。(4)萨克斯实验中在染色前通常用酒精对叶片进行脱色处理，目的是什么？提示防止叶片中色素颜色对实验结果的干扰。(5)两实验设计中是如何形成对照的？提示恩格尔曼的实验中，照光处理与不照光、黑暗与完全曝光形成对照；萨克斯的实验中，暗处理的叶片一半曝光、一半遮光形成对照。2.叶绿体中C3的分子数量为什么多于C5的分子数量？提示

暗反应CO2固定时，每消耗1分子C5，产生2分子C3；C3还原时，每还原2分子C3产生1分子C5，因此当暗反应速率达到稳定时，C3的分子数是C5的2倍。3.

如图表示绿色植物光合作用的部分过程，图中a～c表示相关物质，甲、乙为结构。1）

图中所示的过程属于光合作用的_________阶段，甲为_____________。光反应类囊体薄膜2）

图中a为_______，b为__________，当外界CO2浓度升高时，b的含量会暂时_______。氧气NADPH下降3）

该过程将光能转化为化学能储存在__________中。b和ATP4）

乙为叶绿体基质，是_________________的场所。光合作用暗反应2.

假如白天突然中断了CO2的供应，叶绿体内首先积累起来的物质是_____________。五碳化合物疑难突破1.光合作用反应式及元素去向分析

2、环境改变时光合作用各物质含量的变化分析1）“过程法”分析各物质变化如图中Ⅰ表示光反应，Ⅱ表示CO2的固定，Ⅲ表示C3的还原，当外界条件（如光照、CO2）突然发生变化时，分析相关物质含量在短时间内的变化：2）“模型法”表示C3和C5等物质的含量变化提醒

C5、[H]、ATP的变化一致，C3与C5、[H]、ATP的变化相反。2）对光合作用有利，（CH2O）合成增加，反之则减少。3.连续光照和间隔光照下的有机物合成量分析1）光反应为暗反应提供的[H]和ATP在叶绿体基质中有少量的积累，在光反应停止时，暗反应仍可持续进行一段时间，有机物还能继续合成。2）在总光照时间、总黑暗时间均相同的条件下，光照和黑暗间隔处理比一直连续光照处理有机物积累量要多。命题规律探究考向一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.

[2023江西名校高三联考]植物叶肉细胞的部分代谢过程如图所示。下列叙述正确的是

(

)A.

NADP+在光反应过程与电子和质子结合，形成NADPHB.

叶肉细胞的光补偿点就是植物的光补偿点C.

类囊体膜上的类胡萝卜素能吸收红光和蓝紫光用于光合作用D.

图中H＋通过主动运输从类囊体膜内运到膜外A[解析]

在光反应过程中，水光解产生的电子和质子与NADP+结合，形成NADPH，A正确；对于叶肉细胞来说，既可以进行光合作用，又可以进行呼吸作用，在叶肉细胞的光补偿点时，该细胞的光合速率=呼吸速率，而对于植物来说，只有部分细胞可以进行光合作用，所有细胞都可以进行呼吸作用，在该植物的光补偿点时，部分细胞的光合速率之和=所有细胞的呼吸速率之和，故植物的光补偿点大于叶肉细胞的光补偿点，B错误；类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，C错误；由图可知，H＋从类囊体膜内运到膜外是顺浓度梯度，并需要载体蛋白，故为协助扩散，D错误。2.

[2023山东潍坊三模]如图表示某植物叶肉细胞内光合作用的生理过程，下列相关叙述正确的是(

)A.

叶黄素缺失突变体与正常植株相比，若给予红光照射，则光吸收差异显著B.

过程Ⅱ为暗反应，在叶绿体基质中进行C.

若降低周围环境中的CO2浓度，则释放O2的速率不变D.

若该细胞净光合速率大于0，推测该植物体能积累有机物从而使植株干重增加B[解析]

叶黄素主要吸收蓝紫光，因此给予红光照射，叶黄素缺失突变体与正常植株相比，光吸收差异不显著，A错误；过程Ⅱ表示暗反应，暗反应的场所是叶绿体基质，B正确；CO2供应减少，直接影响CO2的固定（C3的生成量减少），导致C3含量减少，C3还原利用的ATP和[H]减少，进而导致光反应减弱，导致释放O2的速率减小，C错误；该细胞为叶肉细胞，若该叶肉细胞净光合速率大于0，只能推出该细胞此刻有有机物积累，不能推断出整个植物体的有机物含量变化，D错误。ABC3.(不定项)(2022·山东潍坊模拟)磷酸丙糖不仅是光合作用中最先产生的糖，也是光合作用产物从叶绿体运输到细胞质基质的主要形式。如图为某植物光合作用产物的合成与运输示意图。下列相关说法不正确的是(

)A.a表示的物质是ATP，它也可以在叶绿体基质中合成B.磷酸丙糖应该是一种五碳化合物C.磷酸丙糖是暗反应产物，在细胞质基质中合成淀粉D.若图中表示的磷酸转运器活性受抑制，会导致光合速率下降【解析】图中a是光反应为暗反应提供的物质是NADPH和ATP，在叶绿体类囊体薄膜上合成，A错误；磷酸丙糖是三碳化合物，B错误；磷酸丙糖合成淀粉的过程是在叶绿体基质中进行，C错误；磷酸转运器活性受抑制，不能将磷酸丙糖运出叶绿体和将磷酸运入叶绿体，造成叶绿体中光合作用产物积累和缺少磷酸，导致光合作用速率降低，D正确。考向二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4.

[2022福建厦门阶段检测]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，说法正确的是(

)A.

突然中断CO2供应，会暂时引起叶绿体基质中C5/C3的值减小B.

突然中断CO2供应，会暂时引起叶绿体基质中ATP／ADP的值增大C.

突然将红光改变为绿光，会暂时引起叶绿体基质中C3／C5的值减小D.

突然将绿光改变为红光，会暂时引起叶绿体基质中ATP／ADP的值减小B[解析]

突然中断CO2供应，导致CO2的固定速率降低，叶绿体中C5含量增加、C3含量减少，因此会暂时引起叶绿体基质中C5／C3的值增大，A错误；突然中断CO2供应，导致C3含量减少，进而使ATP和[H]含量增多，所以暂时引起叶绿体基质中ATP/ADP的值增大，B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含量增大、C5含量减少，因此会暂时引起叶绿体基质中C3／C5的值增大，C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的值增大，D错误。5.

[2020山东，21，9分]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。1）

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______________________。模块1和模块2五碳化合物（或:C5）[解析]

该系统中的模块1和模块2的功能相当于光合作用光反应阶段的光合色素对光能的吸收和水的光解，同时，通过模块1和模块2将光能转化为电能再转化为化学能储存在ATP和NADPH中。所以该系统中执行相当于叶绿体中光反应功能的模块是模块1和模块2。模块3的功能相当于光合作用的暗反应，甲与CO2结合完成CO2的固定，甲为五碳化合物（或：C5）。2）

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，原因是_________________________________________。减少模块3为模块2提供的ADP、Pi和NADP+不足[解析]

正常运转过程中气泵突然停转，系统中CO2突然减少，CO2的固定减弱，但短时间内C3的还原不变，则短时间内乙（C3）的含量将减少。若气泵停转时间较长，则模块3为模块2提供的原料ADP、Pi和NADP+就会不足，进而影响模块2中的能量转换效率。3）

在与植物光合作用固定的CO2量相等的情况下，该系统糖类的积累量_______（填:“高于”“低于”或“等于”）植物，原因是___________________________________________________________________。高于人工光合作用系统没有呼吸作用消耗糖类（或:植物呼吸作用消耗糖类）[解析]

在与植物光合作用固定CO2量相等的情况下，该系统只进行光合作用，不进行呼吸作用，只有糖类的积累，没有糖类的消耗，所以该系统糖类的积累量高于植物。4）

干旱条件下，很多植物光合作用速率降低，主要原因是_________________________________________。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。叶片气孔开放程度降低，CO2的吸收量减少[解析]

干旱条件下，很多植物为了减弱蒸腾作用、减少水分散失，会降低叶片气孔开放程度，而叶片气孔的开放程度会影响植物对CO2的吸收，CO2的吸收量减少，会使植物光合作用速率降低。影响光合作用的因素及应用考点梳理与疑难突破1、光合作用强度1）含义：植物在_____________通过光合作用制造糖类的数量。2）影响因素：空气中_______的浓度，土壤中_______多少，光照的_______，光的_______以及_______的高低等，都是影响光合作用强度的外界因素。内部因素3）测定：一定时间内_______消耗或_______生成的数量。单位时间内CO2水分强弱成分温度原料产物2、影响光合作用强度的内部因素及应用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）2）植物叶片的叶龄、光合色素含量及酶含量3）叶面积指数（光合面积）②应用：a.增加光合作用面积，如合理密植、间作和套种。b.适当间苗、修剪、避免徒长。

（1）、探究光照强度对光合作用强度的影响1）实验原理：①在光照下，绿色植物通过___________产生O2。②若叶片中的气体逸出，细胞间隙充满了水，浮力减小，叶片就会沉到水底；若光合作用产生的O2充斥在叶片的细胞间隙中，浮力增大，叶片会从水底浮起。③光照强度不同，则光反应产生O2的速率不同，叶片上浮的时间也不同。光合作用3、影响光合作用强度的外部因素及应用2）实验步骤：①制备小圆形叶片：取_________________，用直径为1

cm的打孔器打出_________________。②排气：将小圆形叶片置于注射器内，并让注射器吸入清水，待排出注射器内残留的空气后，用手堵住注射器前端的小孔并缓缓拉动活塞，使__________________________。③沉水备用：将内部气体逸出的小圆形叶片放入黑暗处盛有清水的烧杯中待用，叶片因___________________，所以全都沉到水底。④分组：取3只小烧杯，分别倒入20

mL富含CO2的清水。⑤控制自变量（光照强度）：分别向3只小烧杯中各放入10片小圆形叶片，然后分别对这3个实验装置进行_____________三种光照。生长旺盛的绿叶小圆形叶片30片小圆形叶片内的气体逸出细胞间隙充满了水强、中、弱⑥观察并记录：同一时间段内各实验装置中_______________________。小圆形叶片浮起的数量3）实验结论:在一定光照强度范围内,光合作用强度随光照强度的增强而_______。增强提醒

“叶片上浮法”应用中的三点注意1）叶片上浮的原因是光合作用产生的O2大于有氧呼吸消耗的O2，不要片面认为只是光合作用产生了O2。2）打孔时要避开大的叶脉，因为叶脉中没有叶绿体，而且会延长小圆形叶片上浮的时间，影响实验结果的准确性。3）为确保溶液中CO2含量充足，小圆形叶片可以放入NaHCO3溶液中，但要注意溶液浓度，因为溶液浓度会影响叶片细胞渗透压，进而影响光合作用。ATP[H]及（2）CO2浓度对光合作用的影响及应用1）原理：CO2浓度通过影响暗反应阶段，制约C3的生成。2）曲线分析甲乙

图甲中A点表示光合作用速率等于细胞呼吸速率时的CO2浓度，即CO2补偿点，而图乙中的A′点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度；两图中的B点和B′点都表示CO2饱和点，两图都表示在一定范围内，光合作用速率随CO2浓度增加而增大。（3）温度对光合作用的影响及应用1）原理：温度通过影响光合酶的活性影响光合作用强度。2）曲线分析光合作用强度和细胞呼吸强度都受温度的影响，但光合作用相关酶对温度反应更为敏感。3）应用：温室栽培植物时，白天调到光合作用最适温度，以提高光合作用强度；晚上适当降低温室内温度，以降低细胞呼吸强度，保证植物有机物的积累。（4）水对光合作用的影响及应用1）原理：水既是光合作用的原料，又是体内各种化学反应的介质，如植物缺水导致萎蔫，使光合速率下降。另外，水分还能影响气孔的开闭，间接影响CO2进入植物体内。2）曲线分析图1图2图1表明在农业生产中，可根据作物的需水规律，合理灌溉。图2曲线上E处光合作用强度暂时降低，是因为温度高，气孔关闭，影响了CO2的供应。3）应用：预防干旱，合理灌溉。（5）矿质元素对光合作用的影响及应用1）原理：矿质元素是参与光合作用的许多重要化合物的组成成分，缺乏会影响光合作用的进行。例如，N是酶的组成元素，N、P是ATP、磷脂的组成元素，Mg是叶绿素的组成元素等。2）曲线分析在一定浓度范围内，增大必需矿质元素的供应，可提高光合作用强度；但当超过一定浓度后，会因土壤溶液的浓度过高，植物渗透失水而导致植物光合作用强度下降。3）应用：合理施肥、补充土壤中的矿质元素。（6）多因子变量对光合速率的影响提高(1)生长于较弱光照条件下的植物，当提高CO2浓度时，其光合速率未随之增加，主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(

)√×××√√教材深挖拓展1.

如图是夏季晴朗的白天，某种绿色植物叶片光合作用强度的曲线图。分析曲线图并回答：1）

7~10时光合作用强度不断增强的原因是_______________________________________________________________________。在一定温度和二氧化碳供应充足的情况下，光合作用强度随着光照加强而增强2）

12时左右光合作用强度明显减弱的原因是_______________________________________________________________________________________。此时温度很高，蒸腾作用很强，气孔大量关闭，二氧化碳供应减少，导致光合作用强度明显减弱2.

农田松土是农作物栽培的重要措施，给农作物自身生长、当地的水土保持以及全球气候变暖等方面带来一定的影响，请分析说明。提示：①松土可以增加土壤的透气性，能促进土壤中枯枝落叶、动物遗体和粪便等有机物的分解，从而有利于农作物生长。②松土容易造成水土流失，可能成为沙尘暴的一种诱发因素。③松土促进了土壤微生物的有氧呼吸，增加了二氧化碳的分解和排放，从而使温室效应和全球气候变暖问题变得更加严重。3.(生产实践)土壤板结，光合速率下降的原因是_________________________________________________________________________________________________________________________________________________。4.(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分析原因。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，光合作用减弱提示

有机肥在被微生物分解的时候会产生无机盐并释放CO2，促进光合作用。命题规律探究考向一

探究环境因素对光合作用的影响

D

2.

[2023广东汕头金山中学素养测试]植物接受过多光照可能对进行光合作用的相关细胞器造成损害，因此植物需要一种名为“非光化学淬灭（NPQ）”的机制来保护自身，在NPQ的作用下多余的光能会以热能的形式散失。该机制的启动和关闭特点如图一所示，其中符号“

”代表抑制作用。图一图二1）

由图一推测，在光照强度以及其他环境因素均相同的情况下，状态③比状态①的光合作用强度_____（填“强”“弱”或“相等”）。关于NPQ机制从开启到缓慢关闭过程中的一系列生理变化，导致上述差异的内部原因主要是_______________、___________________。弱[H]的生成量下降ATP的合成量下降[解析]

由图一推测，在光照强度以及其他环境因素均相同的情况下，状态③中虽然NPQ受到抑制，但是关闭比较缓慢，仍然有少部分光能被转化成热能散失，使植物光反应减弱，最终导致状态③比状态①的光合作用强度弱。NPQ机制关闭过程缓慢，部分光能仍以热能形式散失，导致光合色素吸收的光能减少，光反应减弱，[H]的生成量及ATP的合成量下降，从而使光合作用强度减弱。2）

科学研究者研发了一种转基因烟草（VPZ），相比野生烟草（WT），其在由强光转为弱光后NPQ机制关闭的时间缩短。图二为分别在恒定光强和波动光强下测得的两种烟草的CO2最大固定速率。[解析]

图二显示：在恒定光强下，VPZ和WT的CO2最大固定速率无差异，但在波动光强下，VPZ的CO2最大固定速率明显高于WT。而农作物一半的光合作用是在有各种阴影时进行的，转基因烟草（VPZ）相比野生烟草（WT）的优势是在波动光强下，VPZ的CO2最大固定速率（最大光合速率）更高，因此，同样环境条件下，VPZ的产量比WT的产量高。①

农作物一半的光合作用是在有各种阴影时进行的。结合图一推断，同样环境条件下VPZ的产量比WT的产量_____（填“高”或“低”）。高在波动光强下，VPZ的CO2最大固定速率更高考向二

光合作用影响因素的相关曲线等模型分析3.

[2023广东韶关一模]为研究不同冠层叶片的光合能力，某同学摘取植物不同冠层的叶片，在相同且适宜的条件下进行了对比测定，结果如图所示。下列说法错误的是(

)A.

光照强度为0.25

klx时，中层和下层叶片固定CO2的速率相等B.

光照强度为0.50

klx时，中层叶片光合作用总强度最小C.

光照强度为1.25

klx时，下层叶片叶肉细胞内产生ATP的场所有细胞质基质、叶绿体和线粒体D.

随着光照强度的增强，上层叶片光合作用强度的增幅明显高于中、下层叶片B[解析]

固定CO2的速率为总光合速率，光照强度为0.25

klx时，中层叶片总光合速率为2+1=3（mg·m-2·s-1），下层叶片总光合速率为2.5+0.5=3（mg·m-2·s-1），A正确；光照强度为0.50

klx时，上层叶片光合作用总强度为3.5+2=5.5（mg·m-2·s-1），中层叶片光合作用总强度为2.5+1=3.5（mg·m-2·s-1），下层叶片光合作用总强度为2.5+0.5=3（mg·m-2·s-1），下层叶片光合作用总强度最小，B错误；光照强度为1.25

klx时，下层叶片叶肉细胞既进行呼吸作用，又进行光合作用，产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体，C正确；由图可知，随着光照强度的增强，上层叶片光合作用强度的增幅明显高于中、下层叶片，D正确。4.(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(

)BA.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【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。1．（2022·湖南·高考真题）在夏季晴朗无云的白天，10时左右某植物光合作用强度达到峰值，12时左右光合作用强度明显减弱。光合作用强度减弱的原因可能是（）A．叶片蒸腾作用强，失水过多使气孔部分关闭，进入体内的CO2量减少B．光合酶活性降低，呼吸酶不受影响，呼吸释放的CO2量大于光合固定的CO2量C．叶绿体内膜上的部分光合色素被光破坏，吸收和传递光能的效率降低D．光反应产物积累，产生反馈抑制，叶片转化光能的能力下降AD【解析】夏季中午叶片蒸腾作用强，失水过多使气孔部分关闭，进入体内的CO2量减少，暗反应减慢，光合作用强度明显减弱，A正确；夏季中午气温过高，导致光合酶活性降低，呼吸酶不受影响（呼吸酶最适温度高于光合酶），光合作用强度减弱，但此时光合作用强度仍然大于呼吸作用强度，即呼吸释放的CO2量小于光合固定的CO2量，B错误；光合色素分布在叶绿体的类囊体薄膜而非叶绿体内膜上，C错误；夏季中午叶片蒸腾作用强，失水过多使气孔部分关闭，进入体内的CO2量减少，暗反应减慢，导致光反应产物积累，产生反馈抑制，使叶片转化光能的能力下降，光合作用强度明显减弱，D正确。2.

[2021广东，12，2分]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ATP