2022届新高考生物冲刺精准复习-光合作用

2022届新高考生物冲刺精准复习

光合作用

一、光合作用

(一)色素提取分离实验与吸收光谱，叶绿体结构

【知识点】

i.叶绿体中的色素及色素的吸收光谱

(1)叶绿体中的色素只吸收可见光，而对红外光和紫外光等不吸收。

(2)叶绿素对红光和蓝紫光的吸收量大，类胡萝卜素对蓝紫光的吸收量大，对其他波段的光并非不吸收，只

是吸收量较少。

2.叶绿体的结构与功能

外表：双层膜

内部：基质(含有与暗反应有关的酶)

基粒：有类囊体堆叠而成，分布有色素和与光反应有关的酶

功能：进行光合作用的场所。

3.实验：绿叶中色素的提取和分离

(1)实验原理

提取：叶绿体中的色素溶于有机溶剂而不溶于水，可用无水乙醺等有机溶剂提取色素。

分离：各种色素在层析液中溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢，从而使各种

色素相互分离。

(2)实验步骤

第1页共28页

-（研磨］-空一二M化硅:研磨充分

"T~g淤一碳酸钙:保护叶绿素

［提取色素）一-僚

一无水乙醇:溶解色素

T收集滤液）

|制备滤纸条一端剪去两角：使扩散均匀

〔画滤金细线.

直、细、匀（风干后重复一两次）

滤纸条插入层析液中，层析液不能没及

色素分离滤液细线

—胡萝卜素：橙黄色

「滤纸条上呈

|观察结果］—现四条颜色、—叶黄素：黄色

宽度不同的皿一叶绿素a:蓝绿色

I色素带一叶绿素b：黄绿色

（3）色素的种类、含量、颜色及吸收光谱

叶绿素（约占3/4）类胡萝卜素（约占1/4）

种类

叶绿素a叶绿素b胡萝卜素叶黄素

颜色赭绿便黄绿色橙黄色黄色

吸收光谱主要吸收红光和蓝紫光主要吸收蓝紫光

4.叶绿体中色素的吸收光谱分析

色素滤液

的

吸叶绿素b（黄绿）［叶绿素

百

收叶绿素a（蓝绿）j（含艮约占3/4）

分

光

比

能类胡萝卜索j胡妙卜索（橙黄）

t叶黄索（黄）

0400450500550600650700波长（nm）

|暗带|黄绿炜暗带|

1\640-61

430~470)80

由图可以看出：

（1）叶绿体中的色素只吸收可见光，可见光波长范围大约是390〜760nm,不吸收不可见光。

（2）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，也吸收少量其他颜色的光。

（3）叶绿体中的色素很少吸收绿光，绿光被反射，所以大多数叶片看起来呈绿色。

5.叶绿体的结构与功能

叶绿体的结构与功能

（1）叶绿体的结构模式图

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其上可进行此处可进行

光反应暗反应

（2）叶绿体的功能

产①外膜、②内膜

（结构卜山邓L③叶绿体基质：含有与暗反应有关的酶

基粒：由类囊体膜堆叠而成，分布有

决定色素和与光反应有关的酶

一进行光合作用的场所

盥题丝好氧细菌只分布于哂体被光束照射的部位

口□□例1：学生利用新鲜菠菜叶进行绿叶中色素的提取和分离实验时，由于各组操作不同，出现了下列四

B种不同的层析结果。下列分析不合理的是（）

色

色

素

索

相

相

对

对

含

含

量

量

A.甲可能误用蒸储水作提取液和层析液

B.乙可能是因为研磨时未加入SiCh

C.丁可能是因为研磨时未加入CaCO3

D.丙是正确操作得到的理想结果

【答案】D

【解析】色素不溶于水，但能溶解于有机溶剂,甲图中没有色素带出现，可能误用蒸储水做提取液和层析

液，A正确；乙色素相对含量低，可能是因为研磨时未加入SiCh,色素不能完全释放出来，导致色素相对含

量低,B正确；碳酸钙能防止研磨中色素尤其是叶绿素被破坏，丙中显示叶绿素含量较低，所以丙可能是因

为研磨时未加CaC03而导致叶绿素被破坏,C正确；正确操作得到的理想结果应该是离点样处较远的色素

含量少，而离点样处较近的色素含量多，所以D错误。

□□口练习1：下列有关“绿叶中色素的提取和分离”实验的叙述中，错误的是（）

A.研磨时加入CaC03可防止叶绿素在酸性条件下分解

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B.滤纸条的一端剪去两角的目的是使色素带扩散均匀且比较直

C.画滤液细线时需迅速重复多画几次以增加色素的含量

D.滤纸条上相邻且距离滤液细线最远的两条色素带呈橙黄色和黄色

【答案】C

【解析】剪碎的绿叶放入研钵后应该依次加入二氧化硅（充分研磨）、碳酸钙（防止色素被破坏）和无水乙醇（提

取色素），A项正确；滤纸条的一端剪去两角的目的是使色素带扩散均匀且比较直，防止色素带不整齐，B项

正确；画滤液细线的要求是细、齐、直，待滤液干后，还要重复画一到两次，C项错误；实验成功后应该可

以清晰地看到滤纸条上有四条色素带，从上到下依次是胡萝卜素（橙黄色）叶黄素（黄色）叶绿素a（蓝绿色）.

叶绿素b（黄绿色），色素带的宽窄与色素含量相关，D项正确。

□□口练习2：下列关于叶绿体的结构与功能的叙述，正确的是（）

A.光合作用需要的色素和酶分布在叶绿体基粒和基质中

B.叶绿体内膜的面积远远大于外膜的面积

C.通常，红外光和紫外光可被叶绿体中的色素吸收用于光合作用

D.黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由于叶绿素合成受阻引起的

【答案】D

□□口练习3：下列关于叶绿体的叙述，正确的是（）

A.叶绿体的外膜、内膜极大地扩展了受光面积

B.叶绿体基质中NADP*能形成NADPH

C.类囊体薄膜上的光合色素都可以吸收蓝紫光

D.类囊体薄膜中的酶可催化C02的固定和还原

【答案】C

【解析】叶绿体扩大受光面积的不是外膜和内膜而是类囊体薄膜；NADP+形成NADPH的场所是基粒；

类囊体薄膜上的叶绿素和类胡萝卜素都能吸收蓝紫光；催化C02的固定和还原的酶存在叶绿体的基质中。

（二）光合作用探究实验及光合作用过程

【知识点】

1.光合作用的探究历程

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科学家探索历程的关键设计实验结论或观点

a.只有在阳光

A.点燃的蜡烛（或小鼠）与,下MtfnA-

①普利斯特利一绿色植物，密闭一蜡烛、/能更新空气

不易熄灭（小鼠不易死亡）

⑨成秋喜斯B.向植\H'O、CO?一释放现）2IXb.植物可以更

②英格豪斯\物提供，也0、—释放。2J新空气

C.光合作用的

③梅耶\1C.500多次实验确认实验条件/\产物除02外.

/还有淀粉

④萨躺\L绿叶喜「光箕深蓝色/

\d.光合作用释

'放的。2全部来

X叫遮光^^无颜色变化自于水

CO2是叶绿体

⑤恩格尔城['根据能量转化与守恒定律\

E.释放出来的，

/叶绿体是光合

/\极细好氧细菌只久/作用的场所

\Ml•露♦布在叶绿体部入

⑥鲁宾和1F.水绵固九乘位的周围八

、f.光合作用

卡门滤国字仝好笔细曲分布'把光能转换

细的窖喳隼-在叶绿体所有为化学能

气曜光受光部位

G.用标记的1七。2供小球藻进行&光合产物

⑦卡尔文-----光合作用，追踪检测其放射性：一中的碳来自

u辄化碳

co2一|十3一（«^CH2O）二

2.光合作用的过程

光合作用反应式：

，场所：叶绿体类囊体薄膜

[H2Q^U02+[H]

□.光反应〈物质变化＜，M

ADP+Pig^ATP

I醐-----------

、能量变化：光能一绡£中活跃的化学能

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，场所：叶绿体基质

（C02+C5—2c3

,物质变化VHl

□.暗反应＜A空TP/f

2c3CH2O+C5

能量变化：ATP中活跃的化学能一有机物

、中稳定的化学能

3.反应式

光能I~I

co?+什丽了（卞。）+,

⑴若有机物为（CH2O）

6CO2+12H2OC6HI2O6+6O2+6H2O

II叶绿体:tt

⑵若有机物为C6Hl2。6：「I」_1

4.模型法分析物质的量的变化

当外界条件改变时，光合作用中C3、C5、［H］,ATP的含量变化可以采用如图分析:

光照由强到弱，CO供应不变：C增加，C减少，［H］和ATP减少或没有；

235

光照由弱到强，CO供应不变：C减少，C增加，［H］和ATP增加；

235

光照不变，CO2由充足到不足：q减少，q增加，［H］和ATP增加；

光照不变，CO2由不足到充足：C,增加，C5减少，［H］和ATP减少或没有。

★☆☆例1：下列有关科学家探索光合作用的实验中，叙述错误的是（）

A.与黑藻相比，水绵更适宜用作探究光合作用的场所

B.鲁宾和卡门采用同位素标记法证明了光合作用产生的氧气中的氧来自水而不是CO2

C.卡尔文利用小球藻，探明了CO2中的碳在光合作用中转化的途径

D.用银边天竺葵探究光合作用产物是淀粉时，不用脱色可直接加碘液使叶片边缘变蓝色

【答案】D

【解析】与黑藻相比，水绵具有螺旋状的叶绿体，更适宜用作探究光合作用的场所，A正确；鲁宾和卡门采

用同位素标记法证明了光合作用产生的氧气中的氧来自水而不是CO2,B正确；卡尔文利用小球藻，探明

了CO2中的碳在光合作用中先形成三碳化合物，再形成葡萄糖，C正确；银边天竺葵探究光合作用产物是

淀粉时，必须脱色后加碘液，且叶片边缘不变蓝，D错误。

★☆☆练习1：研究者使用同位素讴0标记水和碳酸氢钠中的部分氧原子，加入三组小球藻培养液中，记录

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反应起始时水和碳酸氢钠中18。的比例，光照一段时间后，分别检测小球藻释放的氧气中用0的比例，实验

结果如下表所示。下列相关叙述错误的是()

起始时水中,80的比例起始时HCO4中配的比释放的02中评0的比例

组另

(%)例(％)(%)

10.850.410.84

20.850.550.85

30.850.610.85

A.18()2是在小球藻叶绿体的类囊体上生成的

B.HC03可为小球藻的光合作用提供碳元素

|8

C.HC03中0的比例不同导致放氧速率不同

D.释放的02中”0比例与水相近，推测02来自水

★☆☆练习2：光合作用的产物中，氧气、葡萄糖中的碳、葡萄糖中的氢、葡萄糖中的氧依次来自()

□二氧化碳口气孔直接吸收口水的光解□叶绿素的分解

A.□□□□B.□□□□

C.□□□□D.□□□□

【答案】C

【解析】氧气在光合作用光反应阶段生成，来源于水的光解；光合作用的原料包括二氧化碳和水，因此葡萄

糖中的碳来源于二氧化碳；光合作用的原料是二氧化碳和水，只有水中含有氢元素，因此葡萄糖中的氢来源

于水的光解；由于原料水在光解时产生［H］和氧气，即水中的氧均以氧气的形式扩散到叶绿体外，因此葡萄

糖中的氧来源于二氧化碳。

□□口练习3：下列关于光合作用和化能合成作用说法正确的是()

A.两者所利用的能量来源相同

B.进行光合作用的生物属于自养生物，进行化能合成的生物属于异养生物

C.都将C02和H20合成(CH20)等有机物

D.进行光合作用和化能合成作用的生物无需进行呼吸作用

【答案】C

【解析】化能合成作用是氧化无机物并利用其释放的能量将二氧化碳转化为有机物，而光合作用是利用光

能将二氧化碳合成有机物，A错误：化能合成作用的生物是自养型生物，B错误；光合作用和化能合成作用

都需要CO2和H20来合成有机物，C正确；不管是进行化能合成作用的生物还是进行光合作用的生物都需

要进行呼吸作用，D错误。

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二、影响光合作用的因素

（一）环境条件对光合各物质量变化分析（C3\C5等）

【知识点】

1.光反应与暗反应的比较

过程光反应暗反应

根据

必须在光下有光、无光都可以

区别

条件光照、色素、酶多种酶

实质将光能转化为化学能，并释放出O2同化C02，合成有机物

场所叶绿体类囊体薄膜叶绿体基质

口水光解□C02固定

CO2+C5—^2C

物质2H2O—^4[H]+O23

转化□ATP的合成□C3的还原

而2c3四守（CH2CO+C5

ADP+Pi+能量——>ATP

能量ATP中活跃的化学能一KCH2O）等

光能一＞ATP中活跃的化学能

转化有机物中稳定的化学能

口光反应为暗反应提供［H］和ATP；暗反应为光反应提供ADP和Pi

关系

口没有光反应，暗反应无法进行；没有暗反应，有机物无法合成

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

下图中门表示光反应，□表示C02的固定，□表示C3的还原，当外界条件（如光照、C02）突然发生变化

时，分析相关物质含量在短时间内的变化：

光J变助》（H］IATP|

变即耗减少,合成衍不变.

弱

In忻不存|c,消耗行不变，余成就少.之

段“,c,合成减少,消耗哲不变

-猾黎色消耗少•成新不变‘

供MA

应

减

1

少1°吃黑1HHATPt

（2）模型法表示C3和C5等物质含量变化

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★☆☆例1：用一定浓度的NaHSCh溶液喷洒到小麦的叶片上，短期内检测到叶绿体中C3的含量下降，C5

的含量上升，则NaHSCh溶液的作用可能是（）

A.促进叶绿体中CO2的固定

B.抑制叶绿体中C3的还原

C.促进叶绿体中ATP的合成

D.抑制叶绿体中有机物的输出

【答案】C

【解析】短期内C3含量下降，C5含量上升，则推测NaHS03的作用可能是促进C3的还原。结合题干，应

为促进叶绿体中ATP的合成。

★☆☆练习1：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C02供应会暂时引起叶绿体基质中C5/C3比值减小

B.突然中断C02供应会暂时引起叶绿体基质中ATP/ADP比值增加

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比值减小

【答案】B

【解析】突然中断C02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，A错误；突

然中断CO2供应使C3含量减少，进而使ATP和［H］含量增多，所以ATP/ADP比值增加，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含量增多、C5含量减少，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比值增加，D错误。

★☆☆练习2：下图表示在夏季晴朗的白天植物细胞内C3和C5的相对含量随一种环境因素改变的变化情

况，下列对这一环境因素改变的分析正确的是（）

0时间

改变条件

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A.突然停止光照B.突然增加C02浓度

C.降低环境温度D.增加光照强度

【答案】D

【解析】突然停止光照，光反应产生的［H］和ATP减少，被还原的C3减少，生成的C5减少，而C02被

C5固定形成C3的过程不变，故C3的相对含量将增加、C5的相对含量将减少，A错误；突然增加CO2

浓度，C02被C5固定形成C3的量增加，消耗的C5量增加，C3还原速率不变，植物细胞内C3相对含量

增加、C5相对含量减少，B错误：降低环境温度，C02固定速率和C3还原速率均下降，C5的相对含量

不会大幅度地增加，C错误；增加光照强度，光反应产生的［H］和ATP增多，被还原的C3增多，生成的

C5增多，而C02被C5固定形成C3的过程不变，故C3的相对含量将减少、C5的相对含量将增加，D正

确。

★★☆练习3：某同学以菠菜的绿叶为材料，制备了完整叶绿体悬浮液，并均分为两组，进行如下实验：

组别加入物质条件实验现象

产生气泡，DCP1P

A组DCPIP溶液适宜温度和

溶液变为无色

光照等条件

B组适量磷酸、NaHCO3（CH2O）/C3比值增高

（注：DCPIP氧化态为蓝紫色，被还原后为无色。）

请分析回答：

（1）分离获得完整叶绿体需要用到的方法是法和过滤。

（2）A组气泡中成分是,DCPIP溶液由蓝紫色变无色的原因是o

（3）B组（CH2CO/C3比值增高的原因是。

【答案】（1）差速离心（2）02光反应阶段产生的［H］使DCPIP还原（3）磷酸有利于光反应阶段中

ATP的形成，进而促进暗反应中C3的还原形成（CH20）

【解析】（1）分离获得完整叶绿体需要用到的方法是差速离心法和过滤。（2）A组可以进行光合作用的光反应

阶段，气泡中成分是02,DCPIP氧化态为蓝紫色，被还原后为无色，DCPIP由蓝紫色变无色说明被还原

了，原因是光反应阶段产生的［H］使DCPIP还原。（3）B组（CH2O）/C3比值增高原因是磷酸有利于光反应阶

段中ATP的形成，进而促进暗反应中C3的还原形成（CH20）。

（二）影响光合作用的内部因素与外部因素

【知识点】

1.影响光合作用的内部因素

（1）与植物自身的遗传特性（如植物品种不同）有关，以阴生植物、阳生植物为例，如图所示。

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光合速率

阳生植物

阴生植物

光照强度

（2）植物叶片的叶龄、叶面积指数、叶绿素含量及酶等也会影响光合作用，如图所示。

2.影响光合作用的外部因素

（1）光照强度

1）原理：光照强度通过影响植物的」^反应进而影响光合速率。光照强度增加，光反应速度加快，产

生的［H］和ATP增多，使暗反应中还原过程加快，从而使光合作用产物增加。

2）曲线分析：

□A点：光照强度为0,此时只进行细胞呼吸。

□AB段：随光照强度增强，光合作用强度也逐渐增强，CO?释放量逐渐减少。

□B点：为光补偿点，细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用，即光合作用强度等于细胞呼吸强度。

□BC段：表明随着光照强度不断增强，光合作用强度不断增强，到C点后不再增强了。

□C点：为光饱和点，限制C点以后光合作用强度不再增加的内部因素是色素含量、酶的数量和最大活性,

外部因素是CO2浓度等除光照强度之外的环境因素。

3）应用：」温室生产中，适当增强光照强度，以提高光合速率，使作物增产；U阴生植物的光补偿点和

光饱和点都较阳生植物低，间作套种农作物，可合理利用光能.

（2）CO?浓度

1）原理：CO,影响暗反应阶段,制约C3的形成。

2）曲线分析：

光

合

作

用

强

%

图2

图1中A点表示CO2补偿点，即光合速率等于呼吸速率时的C02浓度，图2中A，点表示进行光合作用所需

C02的最低浓度。B点和B，点都表示C02饱和点。

3）应用：在农业生产上可以通过“正其行，通其风”，增施农家肥等增大CCh浓度，提高光合速率。

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(3)温度

1)原理：温度通过影响酶的活性影响光合作用。

2)曲线分析：

光

合

速

率

20304050温度(T)

AB段在B点之前，随着温度升高，光合速率增大

B点酶的最适温度,光合速率最大

随着温度升高，酶的活性下降，光合速率减小，50左右光合

BC段

速率几乎为零

3)应用：温室栽培植物时，白天调到光合作用最适温度，以提高光合速率；晚上适当降低温室内温度,

以降低细胞呼吸速率，保证植物有机物的积累。

(4)水分

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，如植物缺水导致萎蕉，使光合速率下

降。另外，水分还能影响气孔的开闭，间接影响C02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曲线中间E处光合作用强度暂时降低，

是因为温度高，蒸腾作用过强，气孔关闭，影响了C02的供应。

3.关注光合作用的6个易错点

(1)光合作用中色素吸收光能不需要酶的参与。

(2)叶绿体中的色素能吸收、传递、转换光能，不能制造能量。

(3)蓝藻没有叶绿体，但含有叶绿素和藻蓝素，能进行光合作用。

(4)叶绿体和线粒体中含有DNA、RNA和核糖体。

(5)液泡中色素吸收的光能不能用于光合作用。

(6)光反应停止，暗反应不会立刻停止，因为光反应产生［H］和ATP还可以维持一段时间的暗反应。

★☆☆例1：如图中纵坐标表示植物某种气体吸收量或释放量的变化(注：不考虑横坐标和纵坐标单位的具

体表示形式，单位的表示方法相同)。下列说法正确的是()

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A.若f点以后进一步提高光照强度，光合作用强度会一直不变

B.若a代表02吸收量，d点时，叶肉细胞既不吸收02也不释放。2

C.c点时，叶肉细胞中能产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体

D.若a代表CCh释放量，适当提高大气中的CCh浓度，e点可能向右下方移动

【答案】D

【解析】e点时已经达到光饱和点，其他条件不变，f点以后提高光照强度可能会伤害叶片中的叶绿体，光

合作用强度可能会发生变化；若a代表02吸收量，d点时，整个植株既不吸收02,也不释放。2,但对于叶

肉细胞来说有氧气的净释放；图中c点时，叶肉细胞只能进行呼吸作用，故产生ATP的场所有细胞质基质

和线粒体；若a代表CCh释放量，适当提高大气中的CCh浓度，光饱和点增大，e点向右下方移动。

★☆☆练习1：下图曲线表示在适宜温度、水分和一定的光照强度下，甲、乙两种植物叶片的CCh净吸收速

率与C02浓度的关系。下列分析正确的是()

A.CCh浓度大于a时，甲才能进行光合作用

B.适当增加光照强度，a点将左移

C.CCh浓度为b时，甲、乙总光合作用强度相等

D.甲、乙光合作用强度随CCh浓度的增大而不断增强

【答案】B

【解析】a点时表明甲植物的净光合速率为0,此时光合作用强度等于呼吸作用强度，适当增加光照强度,

光合作用强度增强，要使光合作用强度等于呼吸作用强度，a点左移，A错误，B正确；CO2浓度为b时,

甲、乙两植物的净光合作用强度相等，由于不知道两植物的呼吸作用强度，因此不能比较总光合作用强度，

C错误；由两条曲线可以看出，当CO2浓度达到一定值以后，光合作用强度就不再增强，D错误。

★☆☆练习2：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。

甲

艳

酒

G乙

女

先

°a光照强度

回答下列问题：

(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.

第13页共28页

（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一。

（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“Ch”或

“CO2”）不足。

【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）CO2

【解析】（1）山曲线图可知，光照强度大于a时，甲植物的净光合速率随着光照强度的增加而增加的幅度更

大，说明甲植物对光能的利用率较高。（2）当种植密度过大时，植株的叶片会相互遮挡，植株接受的光照强

度减弱，导致植物净光合速率下降。由曲线图可知，光照强度降低导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙

大。（3）由曲线图可知，在低光照强度下，乙植物的净光合速率较高，在高光照强度下，乙植物的净光合速

率明显低于甲植物，所以乙植物更适合在林下低光照强度的环境下种植。（4）夏II晴天中午12点，温度较

高，部分气孔关闭，进入叶肉细胞的CO2明显减少，抑制了暗反应，导致叶片的光合速率明显降低。

★☆☆练习3：如图所示为研究光照强度和CCh浓度对某植物光合作用强度的影响。下列有关叙述错误的是

光

合

作

1%CO2

用

强

度

0.03%CO,

光照强度

A.曲线a—b点，叶绿体中C3浓度降低

B.b-d点，叶绿体中C5浓度升高

C.曲线a—b点，叶绿体中C5生成速率降低

D.d点时，限制光合作用强度的环境因素可能有CCh浓度和温度等

【答案】C

【解析】线中a点转向b点时，光照强度增强，光反应产生的［H］和ATP增加，促进暗反应中C3的还原，

导致叶绿体中C3浓度降低，相对应的C5生成速率升高；曲线中b点转向d点时，CO2浓度降低，CO2

用于暗反应中和C5固定生成C3的反应减弱，因此叶绿体中C5浓度升高；曲线中d点为光饱和点，限制

光合作用强度的环境因素可能有CO2浓度和温度等。

★★☆练习4：图甲是玉米及其他两种农作物的光照强度和光合速率关系图，图乙表示某日光温室大棚蔬菜

在不同温度和光照强度卜光合作用强度变化趋势。请回答下列问题：

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（1）图甲中，—植物适宜与玉米间作，理由是O

（2）分析图乙中的两条曲线，温度为25口、光照强度小于2klx,采取___措施有助于提高作物的

产量，判断依据是。

（3）由图乙可知，若某一天温度为25口，光照强度大于Iklx小于2klx,光照时间为12小时，则一昼夜

后该蔬菜的干重将（填“增加”"减少''或"不变

【答案】（1）口植物的光补偿点和光饱和点都明显低于玉米（植物在低光照强度下就可以达到最大光

合速率），与玉米间作能充分利用光能（2）适当降低温度光照强度小于2klx时，25I净光合作用强

度低于15口净光合作用强度（3）减少

【解析】（1）据图分析，图甲中口植物的光补偿点和光饱和点都明显低于玉米，在低光照强度下就可以达到

最大光合速率，因此其与玉米间作能充分利用光能。（2）据图分析，图乙中，当温度为25」、光照强度小

于2klx时，其净光合作用强度低于15净光合作用强度，因此可以采取适当降低温度的措施来提高作物

的产量。（3）若某一天温度为25口，光照强度大于1klx小于2klx,光照时间为12小时，则这12小时净光

合量在（0〜22.4）x12之间，而12小时黑暗条件下细胞呼吸消耗量为12x22.4,一昼夜有机物的积累量=12

小时净光合量一12小时呼吸消耗量＜0,所以一昼夜后该蔬菜的干重将减少。

三、光合与呼吸综合

（一）光合作用与呼吸作用的联系

【知识点】

普02、用七、14co2在光合作用和细胞呼吸中元素转移途径的分析

（1）葡萄糖参与的有氧呼吸与光合作用反应式

□有氧呼吸：C6Hl2O6+6O6+6H2O――6c。2+12H2。+能量

口光合作用：6cCh+12H2。孚tc6H12O6+602+6H2。

（2严0和l4C的转移过程

口也焉用贬磊C6H啦

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o6

（DC,8O上合作用

2光合作用

.光合作用一c

V2

③H；80―►有氧呼吸,z11c

有♦呼吸

co2

光含14rHo_

④文。2作用5H葭乂一无氧呼吸

C2H5OH

2.图解光合作用与呼吸作用过程中的物质转化关系

细胞质内质

前梅幡

提供的最先出现放最终出现放“对l8O的示踪

标记物射性的物质射性的物质分析”的注意点

□-*水—>□->二氧化碳

水一□一口一三碳化合物

,80

2（□途径）T葡萄糖等有机物

一□一丙酮酸

如果分析“首先出现

口―氧气一口->□一水

氧气在”“短时间出现在”，

一口一二氧化碳

（U途径）；一般是要求分析第一

H?0一□一□-»•三碳化合物

水步反应，不必沿箭头

一葡萄糖等有机物

（蒸腾作用）所指路线过多分析；

一□一丙酮酸

如果是分析“在哪些物

（一）□一三碳化合物一

质中出现“，则需要沿

葡萄糖等有机物

三碳化合物箭头所指路线将所有

CI8O一□一丙酮酸；

2（□途径）可能出现的情况分析

（二）口一水一口一口一

出来

氧气

口一三碳化合物一葡

14co2三碳化合物（□途径）萄糖等有机物一口一

丙酮酸

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【特别提醒】

□光合作用中产生的［H］是还原型辅酶（NADPH）简化的表示方式，而细胞呼吸中产生的［H］是还原型辅酶

I（NADH）简化的表示方式，二者不是一种物质，尽管书写形式相同。

□还原氢的书写形式一定不能写成H、H卡或H2，只能写成［H］、NADH或NADPH。

3.光合作用与细胞呼吸曲线中的“关键点”移动

的

吸

收

速

率

可

释

放

速

率

（1）细胞呼吸对应点（A点）的移动：细胞呼吸增强，A点下移,细胞呼吸减弱，A点上移。

（2）补偿点（B点）的移动

口细胞呼吸速率增加，其他条件不变时，C02（或光）补偿点应右移，反之左移。

口细胞呼吸速率基本不变，相关条件的改变使光合速率下降时，CCb（或光）补偿点应右移,反之左移。

（3）饱和点（C点）和D点的移动：相关条件的改变（如增大光照强度或增大C02浓度）使光合速率增大时,

C点右移，D点上移的同时右移；反之，移动方向相反。

（4）坐标曲线中的A点，AB段（不包括A、B两点），B点和B点之后的02和CO2的转移方向。

4.光合作用和有氧呼吸的区别

光合作用有氧呼吸

物质变化无机物一也有机物有机物一旦无机物

稳定的化学能一＞ATP中活跃的化学

能量变化光能一＞稳定的化学能（储能）

能、热能（放能）

实质合成有机物，储存能量分解有机物、释放能量，供细胞利用

场所叶绿体活细胞（主要在线粒体）

条件只在光下进行有光、无光都能进行

5.光合作用与细胞呼吸中［H］的来源和去路比较

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光合作用呼吸作用

水

（类囊体薄膜）\（细胞质基质）

有钝时

NADPH-JH)——NADH内用酸、水

（线粒体基质）

（叶绿体基质）无氧时\有氧时

（细胞质

、（线粒体内膜）

基质）,

还原J

还原丙酮酸与箱结合生成水

6.光合作用与细胞呼吸中ATP的来源与去路比较

【例题讲解】★☆☆例1：下列有关水稻叶肉细胞内NADH和NADPH的叙述，正确的是（）

A.有氧条件下，NADH在细胞质基质中产生，在线粒体中被消耗

B.无氧条件下，NADH在细胞质基质中产生，但不被消耗

C.光照条件下，NADPH在叶绿体的类囊体薄膜上产生

D.黑暗条件下，NADPH在叶绿体基质中产生

【答案】C

【解析】有氧条件下，NADH在细胞质基质和线粒体基质中产生，在线粒体内膜上被消耗，A错误；无氧

条件下，NADH在细胞质基质中产生和消耗，B错误；光照条件下，NADPH在叶绿体的类囊体薄膜上产生，

C正确；黑暗条件下，叶绿体中不产生NADPH,D错误。

★☆☆练习1：如图表示植物叶肉细胞内光合作用、呼吸作用中氧的转移过程。下列叙述正确的是（）

H20------->02------->H20------->C02------->C3------->（CH2O）

A.过程口