2021高考生物一轮复习第10讲光与光合作用学案人教版

第10讲光与光合作用

最新考纲高频考点核心素养

1.生命观念一一结构与功能

观：叶绿体的结构与功能适

1.光合作用的基本过程(H)应；

2.实验：叶绿体色素的提取物质与能量观：通过光合作用

光合色素的吸收光谱、光反

和分离过程合成有机物，储存能量

应、暗反应的过程及其联系

3.影响光合作用速率的环境2.科学思维一一分类与比较：

因素(11)比较光反应与暗反应，掌握光

合作用过程，分析色素的提取

与分离结果

实验7绿叶中色素的提取和分离

＞基础梳理

1.实验原理

(1)提取：绿叶中的色素能够溶于有机溶剂而不溶于水,可用无水乙醇等有机溶剂提取

色素。

(2)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

提取色素：称取5g的绿叶，剪碎，放入研钵中一加入少量

二氧化硅和碳酸钙和10mL无水乙醇一研磨一

过滤一收集到试管内并塞严试管口

制备厚纸条:将干燥的定性滤纸剪成略小于试管殳氏皂接

的滤纸条，将滤纸条的一端剪去西逋，在距离

剪角一端1cm处用铅笔画一条细的横线

画滤液细线:用毛细吸管吸取少量的滤液，沿铅笔线均匀

地邑出二^待滤液干后，再画1~2次

棉塞

£=＜

分离色素:将适量的基机遨倒入试管广一滤纸条

中，分离过程如图所示—试管

—滤液细线

一层析液

铁架台

结果分析：滤纸条上呈现四条颜色、仁字

宽度不同的色素带

色素种类颜色含量溶解度扩散速度

上、胡萝卜素橙黄色最少最高最快

叶黄素黄色较少较高较快

口1绿素a蓝绿色最多较低较慢

0叶绿素b黄绿色较多最低最慢

3.结果分析

(1)色素带的条数与色素种类有关,四条色素带说明有四种色素。

(2)色素带的宽窄与色素含量有关，色素带越宽说明此种色素含量越多。色素带最宽的

是叶绿素a,最窄的是胡萝卜素,叶绿素b比叶黄素稍宽。

(3)色素带扩散速度与溶解度有关,扩散速度越快说明溶解度越大。

（4）相邻两条色素带之间距离最远的是胡萝卜素和叶黄素,最近的是叶绿素a和叶绿素

bo

》深度思考

1.色素提取液呈现淡绿色的原因可能有哪些？

提示：（1）叶片颜色太浅。（2）绿叶不新鲜。（3）研磨不充分。（4）未加碳酸钙或加入量太

少。（5）加入无水乙醇量太多。（6）研磨时间过长，部分叶绿素被破坏。

2.为什么在制作滤纸条时，需将一端的两个角剪掉？

提示：由于液面的不同位置表面张力不同，纸条接近液面时，其边缘表面的张力较大，

层析液沿滤纸边缘扩散过快，从而导致出现色素带分离不整齐的现象。故需将插入层析液的

滤纸条一端剪去两个角。

3.为什么滤液细线要重复画，且线要细、直？

提示：重复画线是为了增加色素的浓度，使分离出的色素带清晰分明。画线细、直是为

了防止分离时色素带之间出现重叠。

》命题探究

・考向突破绿叶中色素的提取和分离

1.（2020•江苏启东一中月考）某同学在进行光合色素的提取和分离实验时，取一圆形

滤纸，在滤纸中央滴一滴色素提取液，再滴一滴层析液，将会得到近似同心的四个色素环。

下列说法错误的是（D）

A.通常提取液呈现绿色是因为叶片中叶绿素含量比类胡萝卜素高

B.色素能彼此分离是因为不同色素在层析液中的溶解度不同

C.最外侧两圈色素环的色素主要吸收蓝紫光

D.若提取液取自缺镁叶片，最外侧两圈色素环颜色较淡

解析：提取液呈现绿色是因为叶片中叶绿素的含量比类胡萝卜素的含量高，A正确；色

素能够在滤纸上彼此分离开的原因是色素在层析液中的溶解度不同，B正确；最外侧两圈色素

环的色素为叶黄素和胡萝卜素，主要吸收蓝紫光，C正确；如果叶片取自缺镁的培养液培养的

植物，最内侧两圈色素环颜色较淡，D错误。

2.（2020•河北冀州中学段考）如图表示用韭菜宿根进行的相关对照实验流程。下列叙

述错误的是（B）

何函一建置,在阴龙处梭述之监

光下

韭菜

¥¥

韭菜I结蛔I结［②I

宿根

避光提取收集

韭黄石壬fI装蠡I-纸-层-析-法分-离*色素

奈-----放置在阳光和三棱镜之间

A.提取色素时，要加入SiOz和CaCQ,进行充分研磨

B.色素在滤纸条上分离的原因是不同色素在无水乙醇中的溶解度不同

C.实验结果①可说明叶绿素合成需要光照

D.实验结果②表明韭菜中提取的色素吸收光的种类更多

解析：提取色素时加入Si（h是为了研磨充分，而加入CaCO：,是为了防止色素被破坏，A

正确：色素在滤纸条上分离的原因是不同色素在层析液中的溶解度不同，B错误；实验结果①

色素带不同，可说明叶绿素合成需要光照，C正确；实验结果②表明韭菜中提取的色素吸收光

的种类更多，D正确。

3.（2020•辽宁沈阳铁路中学高三模拟）下列关于色素的叙述中，正确的是（D）

A.植物体内所有的色素都位于叶绿体中

B.叶绿体中的不同色素在无水乙醇中的溶解度不同，所以会在滤纸条上分离

C.叶绿体中的各种色素都不能吸收绿光

D.叶绿体中的色素分布于类囊体薄膜上

解析：植物体内光合色素都位于叶绿体中，液泡中也含有色素，A错误；由于色素在层

析液中的溶解度不同，所以其在滤纸条上的扩散速度不同，在滤纸条上分离，B错误；绿光吸

收的最少，而不是不吸收，C错误；叶绿体中的光合色素分布于类囊体薄膜上，D正确。

4.（2020•辽宁沈阳一中月考）如图是对菠菜叶片叶绿体色素分离的结果示意图。下列

相关分析正确的是（D）

A.a的操作目的是方便层析液的吸附

B.b选用铅笔细线能够促进色素的层析

C.如果c、d带宽减小一定是忘记添加碳酸钙

D.色素f在层析液中的溶解度最大

解析：图中a的操作即剪去滤纸条的两角，其目的是防止层析液在滤纸条两边扩散过快,

导致得到的色素带不整齐，A错误；b选用铅笔细线能够使得滤液细线画得细而直，得到的色

素带比较整齐，便于观察，B错误；c、d带对应的色素分别为叶绿素b、叶绿素a,二者带宽

减小说明滤液中叶绿素含量减少，原因可能是忘记添加碳酸钙，也可能是材料不新鲜，叶绿

素含量少，C错误；色素f是胡萝卜素，在层析液中的溶解度最大，扩散最快，位于滤纸条的

最上方，D正确。

5.（2020•淮安模拟）甲、乙、丙、丁四位同学，在利用新鲜绿色菠菜叶为实验材料，

用层析法进行叶绿体中色素的提取和分离实验时，由于操作不同，而得到了以下四种不同的

层析结果。下列分析错误的是（C）

色

色

素

素

相

相

对

对

含

含

疑

疑

—1I~II~~I.

点

点

离

处

距距离

乙

一nn.

距离

丙丁

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加入无水乙醉过多

C.丙可能是正确操作得到的理想结果

I）.丁可能是因为研磨时未加入CaC03

解析：叶绿体中的色素属于有机物，易溶于酒精等有机溶剂，难溶于水，所以不能用蒸

储水作提取液和层析液，A项正确；乙中每种色素都有，但含量很少，可能是无水乙爵过多，

色素浓度太低导致的，B项正确；丙中每种色素都有，但是胡萝卜素和叶黄素含量较多，叶绿

素a和叶绿素b含量较少，这不应该是正确操作得到的理想结果，C项错误；丁中叶绿素a和

叶绿素b含量很少，可能是研磨时未加入CaCO”破坏了叶绿素，因为与类胡萝卜素相比，叶

绿素更易受到破坏，D项正确。

归纳提升

收集到的滤液绿色过浅的原因

（1）未加石英砂（二氧化硅），研磨不充分。

（2）使用放置数天的菠菜叶，滤液色素（叶绿素）太少。

（3）一次加入大量的无水乙醇（正确做法：分次加入少量无水乙醇提取色素）。

(4)未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏。

考点1捕获光能的色素和结构及光合作用的探究历程

＞基础梳理

1.叶绿体的结构和功能

(1)结构示意图

'外表：双层膜

2(基质：含有与暗反应有关的酶

⑵结构《--------

内部基粒：由类囊体堆叠而成，分布

[।有色素和与光反应有关的酶

决定

(3)功能：进行光合作用的场所。

(4)功能验证：恩格尔曼的实验，好氧细菌只分布于叶绿体被光束照射的部位周围。

巧学助记

叶绿体：叶绿体膜两层，基质基粒来组成，类囊体来堆叠，上有色素酶附着，吸收光能

来转化，光合作用好场所。

2.光合作用的探究历程

科学家实验结论或观点

①普利斯特利a.只有在阳光下，植物才更新空气

②英格豪斯b.植物可以更新空气

c.光合作用的产物除0夕卜，还有

③梅耶2

淀粉

④萨克斯d.光合作用释放的。2来自水

⑤鲁宾和卡门e.光合作用把光能转换为化学能

£暗反应14c的转移途径（卡尔文

⑥卡尔文

循环）

对应关系：①一b②一a③一e④一c⑤一d⑥一f

＞基础辨析

判断正误（正确的打“J”，错误的打“X”）

1.叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同。（V）

2.植物细胞中都含有叶绿体。（X）

3.光合作用需要的酶和色素分布在叶绿体的基粒中。（X）

4.叶绿体内膜向内折叠形成类囊体，所以内膜面积远大于外膜面积。（X）

5.植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光。（X）

＞热图解读

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:

恩格尔曼的实验示意图萨克斯的实验示意图

（1）恩格尔曼实验在实验材料的选取上有什么巧妙之处？

（2）两实验均需要进行“黑暗”处理吗？

（3）两实验如何设计对照实验？

提示：（1）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）图示的两实验中，只有萨克斯的实验需进行“黑暗”处理，目的是消耗掉细胞中原

有的淀粉。

（3）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。

＞命题探究

・考向突破1捕获光能的色素分析

1.（2020•山西太原模拟）下列关于叶绿体色素在光合作用过程中作用的描述，错误的

是（B）

A.叶绿体色素与ATP的合成有关

B.叶绿体色素参与ATP的分解

C.叶绿体色素与0。和［H］的形成有关

D.叶绿体色素能吸收和传递光能

解析：少数特殊状态的叶绿素a能够将吸收的光能转化成电能，将水光解，释放在，同

时生成ATP和［H］,A、C正确；叶绿体中ATP的分解发生于暗反应过程，与色素无关，B错误;

叶绿体中色素能够吸收、传递光能，D正确。

2.（2020•黑龙江哈尔滨六中高三开学段考）下列对叶绿体和光合作用的分析，正确的

是（D）

A.没有叶绿体的细胞不能进行光合作用

B.用8%的盐酸处理叶绿体有利于各种色素的提取

C.将叶绿体粉碎加工成匀浆并给予一定的光照，光合作用仍能正常进行

D.叶绿体能产生和消耗ATP,两个过程完全在叶绿体内完成

解析：蓝藻没有叶绿体，但细胞内含藻蓝素和叶绿素，可以进行光合作用，A错误。叶

绿体色素是脂溶性色素，可以通过加入无水乙醇溶解色素，便于提取；色素不溶于盐酸，不

能用盐酸提取色素，B错误。将叶绿体粉碎加工成匀浆后，其中色素分子可能被破坏，光合作

用相关酶的活性可能丧失，所以即便给予一定的光照，光合作用也不一定能正常进行，C错误。

叶绿体中光反应产生的ATP,完全被叶绿体内暗反应所利用，D正确。

3.（2020•河北衡水中学调研）如图表示叶绿体中色素吸收光能的情况。据图判断，下

列说法不正确的是（C）

吸收光能的百分比

100

A.由图可知，类胡萝卜素主要吸收400〜500nm波长的光

B.用450nm波长的光比600nm波长的光更有利于提高光合作用强度

C.由550nm波长的光转为670nm波长的光后，叶绿体中C3的量增加

D.土壤中缺乏镁时，植物对420〜470nm波长的光的利用量显著减少

解析：由图可知，类胡萝卜素吸收峰在400~500nm,A项正确：叶绿体中的色素吸收

450nm波长的光比吸收600nm波长的光要多，B项正确；由550nm波长的光转为670nm波

长的光后，叶绿体中色素吸收的光变多，光反应产生的ATP和［H］增多，暗反应中C3的还原量

增多，则叶绿体中C,的量减少，C项错误；叶绿素吸收420〜470nm波长的光较多，当缺镁时,

叶绿素的合成受到影响，叶绿素吸收420〜470nm波长的光变少，D项正确。

4.（2020•山东青岛二中适应性考试）捕获光能的色素存在于叶绿体中，下列相关说法

中不正确的是（D）

A.色素种类有4种，分别是叶绿素a、叶绿素b、叶黄素、胡萝卜素

B.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

C.绿叶中叶绿素和类胡萝卜素含量不同

D.叶绿素对绿光吸收最多，所以叶子一般呈现绿色

解析：叶绿体中色素有两大类，分别是叶绿素和类胡萝卜素，前者又分为叶绿素a、叶

绿素b,后者又分为叶黄素、胡萝卜素，A正确；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，B正确；绿叶的色素中叶绿素含量约占3/4,类胡萝卜素含量约占1/4,C

正确；叶绿素对绿光吸收最少，绿光被反射回来，所以叶子一般呈现绿色，D错误。

归纳提升

影响叶绿素合成的三大因素

是影响叶绿素合成的主要条件,一般植物在黑暗

光照

中不能合成叶绿素，因而叶面发黄

温度可影响与叶绿素合成有关的酶的活性，进而

温度

影响叶绿素的合成

必需叶绿素中含N、Mg等必需兀素，缺之N、Mg将导

儿基致叶绿素无法合成,叶变黄

正常叶片的叶绿素和类胡萝卜素的比例

正常

为3：1,且对绿光吸收量少，所以正常叶

绿色

片总是呈现绿色

色素寒冷时，叶绿素分子易被破坏，类胡萝卜

叶色

与叶素较稳定，叶片显示出类胡萝卜素的颜

变黄

片的色，叶片变黄

颜色秋天时，低温和植物体内积累的可溶性糖

叶色有利于花青素的形成，花青素在酸性的叶

变红肉细胞中变成红色，而叶绿素逐渐降解，

叶片呈现红色

・考向突破2探究光合作用的相关实验分析

5.（2020•湖南长郡中学模拟）科学是在实验和争论中前进的，光合作用的探究历程就

是如此。在下面几个关于光合作用的实验中，相关叙述正确的是（B）

A.恩格尔曼的实验定量分析了水绵光合作用生成的氧气量

B.萨克斯的实验证明了光合作用的产物除氧气外还有淀粉

C.普利斯特利的实验证明了植物可以更新C0?并产生02

D.鲁宾和卡门的实验中，用柩0分别标记HQ和CO”证明了光合作用产生的氧气来自

C02而不是HQ

解析：恩格尔曼的实验证明了水绵光合作用生成氧气，没有定量分析生成的氧气量，A

错误；萨克斯的实验成功证明了光合作用产生了淀粉，B正确；普利斯特利的实验证明了植物

可以更新空气，C错误；鲁宾和卡门的实验中，用力分别标记L0和CO”证明了光合作用产

生的氧气来自HQ而不是C02,D错误。

6.（2020•辽宁八校高三联考）以下关于叶绿体和光合作用的几个实验，得不到相应实

验结果的是（A）

A.将叶绿素的无水乙醇提取液置于适宜光源处照射5h,加碘液处理后溶液呈蓝色

B.在温暖晴朗的一天下午，在某植物的向阳处采得一片叶片，用酒精隔水加热脱色，

并加碘液处理叶片，变成蓝色

C.将叶绿体色素的无水乙醇提取液放于自然光和三棱镜之间，从三棱镜的一侧观察，

连续光谱中变暗（暗带）的区域主要是红光和蓝紫光区域

D.将经饥饿处理后的绿色正常叶片置于含有充足"CO2的密闭透明的照光小室内，3小

时后在叶内淀粉中可检验到"C的存在

解析：叶绿素的无水乙醇提取液中只含有色素，不能完成光反应，也不能产生淀粉，A

错误；光合作用产生淀粉，观察时需对叶片进行脱色处理，B正确；叶绿体中色素主要吸收红

光和蓝紫光，导致连续光谱相应区域变暗，C正确；CO?是光合作用的原料，"CO?中的“C元素

可转移到淀粉中，故产物中可检测到"C,D正确。

7.（2020•山西大同一中模拟）德国科学家恩格尔曼设计了一个实验研究光合作用的光

谱。他将棱镜产生的光谱投射到丝状水绵体上，并在水绵悬液中放入好氧型细菌，观察细菌

的聚集情况（如图所示）。他由实验结果得出光合作用在红光区和蓝光区最强。这个实验的思

路是（B）

A.细菌对不同的光反应不一，细菌聚集多的地方，细菌光合作用强

B.好氧型细菌聚集多的地方，浓度高，水绵光合作用强

C.好氧型细菌聚集多的地方，产生的有机物多，水绵光合作用强

D.好氧型细菌大量消耗0”使水绵的光合速率大幅度加快

解析：细菌不能进行光合作用，该实验中进行光合作用的是水绵，A错误；该实验的设

计思路是好氧型细菌需要。2,水绵光合作用强的部位，产生的多，在含量多的地方好氧

型细菌的数量多，B正确；好氧型细菌聚集多，说明光合作用产生的。2多，C错误；水绵光合

速率的快慢与好氧型细菌呼吸速率无明显关系，D错误。

8.（2020•福建泉州一中质检）如图分别是萨克斯、鲁宾和卡门、恩格尔曼所做的关于

光合作用的三个经典实验。下列相关叙述中正确的是（C）

A.图1中A与C部分对照说明光合作用需要光

B.图2所示实验运用的实验方法是荧光标记法

C.图3所示实验中，好氧细菌分布于光束照射的部位

D.萨克斯的实验证明叶绿体利用光照将C0?转变成了淀粉

解析：图1中B与C部分对照说明光合作用需要光，A错误；图2所示实验运用的实验方法是

同位素标记法，B错误；图3所示实验中，光束照射的部位通过光合作用产生了氧气，所以好

氧细菌分布于光束照射的部位，C正确；萨克斯的实验只能证明有淀粉生成，但不能证明叶绿

体利用光照将CG转变成了淀粉，D错误。

考点2光合作用的过程

►基础梳理

1.光合作用

光能

反应式：CO2+H2O»（CH?。）+O2。

2.过程

（1）区别

r条件：光、色素、酶

场所：类囊体的薄膜上

)——-[H]+O2

iP+Pi—*ATP

：光能一ATP中活跃的化学能

r条件:酶

场所:叶绿体基质

物质(CO?—aC3—(CH2O)

变化IATP--ADP+Pi

华最右心.ATP中活跃一有机物中稳

也至义传•的化学能定的化学能

(2)联系：光反应为暗反应提供[H]和ATP；暗反应为光反应提供ADP、Pi。

巧学助记

光合作用过程的“一、二、三、四”

一个场所：叶绿体。

两个阶段：光反应、暗反应。

三种能量：光能一ATP中活跃的化学能一(CH20)中稳定的化学能。

四个物质变化：水光解、ATP形成、CO,固定、C3还原。

3.化能合成作用

(1)化能合成作用的概念：自然界中还有一些微生物利用某些无机物氧化过程释放的化

学能作能源,将CO?和水还原成有机物和氧气,此过程称为化能合成作用，此类生物属化能自

养型生物。

(2)化能合成作用与光合作用的比较

项目光合作用化能合成作用

原料C02和H2O等无机物

产物糖类等有机物

条件光、色素、酶酶

某些无机物氧化时

能量来源光能

释放的能量

生物种类绿色植物、蓝藻等硝化细菌、硫细菌等

＞基础辨析

判断正误（正确的打“「：错误的打“义”）

1.当叶绿体内ATP不足时，线粒体产生的ATP可供应叶绿体用于光合作用。（X）

2.在光下分解为［出和6的过程发生在叶绿体基质中。（X）

3.离体的叶绿体基质中添加ATP、［H］和CO?后，可完成暗反应过程。（V）

4.番茄幼苗在缺镁的培养液中培养一段时间后，与对照组相比，其叶片光合作用强度

下降的原因是光反应强度和暗反应强度都降低。（V）

5.土壤中硝化细菌可利用COz和1即合成糖，这种反应形式称为硝化作用。（X）

6.光合作用过程中光能转变为化学能，细胞呼吸过程中化学能转变为热能和ATP,

（X）

7.破坏叶绿体外膜后，Ch不能产生。（X）

8.进入叶绿体的CO,不能被NADPH直接还原。（J）

「教材拾遗

（必修1P.和Pm“相关信息”改编）光合作用过程中［H］与细胞呼吸过程中［H］有什么不

同？

光合作用过程中［H］细胞呼吸过程中［H］

还原型辅

本质还原型辅酶I（NADH）

酶II（NADPH）

来源光反应阶段无氧呼吸第一阶段、有氧呼吸第一、二阶段

去向三碳化合物的还原有氧呼吸第三阶段生成水

＞热图解读

环境因素骤变对光合作用中间产物含量动态变化曲线:

计光物

I照,光照弱质光光

机强厂…P的照照

gI量弱强C5、［H］、ATP、

-kC5、［H］、ATP、(CH2O)合成量

。）合成量C

:J-7cH2C3

°时间时间

乙

物

质

)充足

的C(2

C.(CHO)

量不足32

C5.［H］.ATP合成量

C3.(CH2O)

合成量C5、［H］、ATP

时间"时间

丙丁

当外界条件改变时，光合作用中c：,、C5及ATP和ADP含量变化可以采用以下过程分析:

建立模型

从物质的生成和消耗两个方面综合分析。

如co2供应正常、光照停止时a的含量变化:

c3含量增加

结论:

(1)光反应为暗反应提供卫U、ATP,暗反应为光反应提供ADP和Pi。

(2)以上各物质变化中，璃和Cs含量的变化是相反的，［H］和ATP含量变化和鱼是一致的。

►核心突破

[H]

2.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、叶绿素、酶多种酶

将光能转化为化学能，

实质同化CC)2,合成有机物

并释放出02

场所叶绿体类囊体薄膜叶绿体基质

①水光解①CO2固定

光「r

2H2O—>4[H]+02

物质C02+C5-2c3

②ATP的合成

转化②C3的还原

酶

+能量一^[H]ATP

ADP+Pi2C

3-L->(CH2O)+C5

ATP酶

ATP中活跃的化学能一＞

能量光能一＞ATP中活跃

(CH2。)等有机物中稳定

转化的化学能

的化学能

①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

②没有光反应，暗反应无法进行；没有暗反应，有

机物无法合成

3.叶绿体处于不同条件下,C3、Cs、［H］、ATP以及(CHQ)合成量的动态变化

项目[H]和(CH2O)

条件、\^^3C

5ATP合成量

光照不变减少或

减少增加增加

停止co2供应没有

光照不竺

增加减少减少增加

co2供应增加

目[H]和(CH2O)

CC

条件35ATP合成量

光照不变，CO?供应不

增加减少增加减少

变，(CH2。)运输受阻

停止光照减少或减少或

增加下降

co2供应不变没有没有

突然光照

减少增加增加增加

co2供应不变

易错提醒

辨析光合作用过程

(1)光合作用光反应产生的ATP只用于暗反应阶段，不能用于其他生命活动，其他生命

活动所需ATP只能来自细胞呼吸。

(2)C0z中的C先进入Cs(不进入Cs),再进入(CH4),可用放射性同位素标记法证明。

(3)若同一植物处在两种不同情况下进行光合作用：

第一种情况是光照10分钟后，黑暗10分钟：第二种情况是光照5秒，黑暗5秒，持续

20分钟，则光合作用制造的有机物：前者〈后者(暗反应时间长)。

「命题探究

・考向突破1考查光合作用的过程

1.(2020•安徽合肥高三模拟)下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。下列有关分析错误的是(B)

类囊体薄膜

A.图中A为氧气，可部分释放到空气中

B.图中B为NADPH,外界CO?浓度升高时，B的含量暂时升高

C.该过程消耗的NADP*和C来自叶绿体基质

D.该过程将光能转化为化学能储存在B和ATP中

解析：水的光解产物是氧气和[H],若光合作用强度大于呼吸作用强度，氧气会部分释

放到空气中，A正确；图中B是在NADP*、1广和电子参与下形成的，为NADPH,当外界CO?浓度

升高时，暗反应中生成的三碳化合物增多，则消耗的NADPH增多，导致NADPH的含量暂时降

低，B错误；叶绿体基质中，暗反应消耗NADPH、ATP产生NADP+、ADP,C正确；光合作用光

反应过程中，将光能转化成化学能储存在ATP和NADPH中，D正确。

2.（2020•江西上饶高三模拟）下图为绿色植物光合作用过程示意图（物质转换用实线表

示，能量传递用虚线表示，图中a〜g为物质，①〜⑥为反应过程），下列判断错误的是（B）

A.绿色植物能利用a物质将光能转换成活跃的化学能储存在c中

B.e中不储存化学能，所以e只能充当还原剂

C.图中①表示水分的吸收，③表示水的光解

D.在g物质供应充足时，突然停止光照，C3的含量将会上升

解析：a为光合色素，能吸收、传递、转化光能到ATP中，A正确；e为水光解生成的

NADPH,也含有活跃的化学能，参加暗反应中a的还原，B错误；图中①表本根系从土壤中吸

收水分，③表示水的光解生成NADPH和氧气，C正确；g为二氧化碳，供应充足时，突然停止

光照，生成NADPH和ATP的量下降，C的还原下降，心的含量因消耗下降而积累，另一方面，

二氧化碳固定生成C3正常进行，故D正确。

3.（2020•黑龙江大庆实验中学模拟）为研究光反应中ATP产生的原理，有科学家进行

如下实验：将叶绿体类囊体置于pH为4的琥珀酸溶液后，琥珀酸进入类囊体腔，腔内的pH

下降为4；然后把悬浮液的pH迅速上升为8,此时类囊体内pH为4,类囊体外pH为8,在有

ADP和Pi存在时类囊体生成ATP,对实验条件和结论分析正确的是（C）

高ADP+P1

A.黑暗中进行，结果表明：H+能通过自由扩散进入类囊体膜

B.光照下进行，结果支持：合成ATP的能量直接来自色素吸收的光能

C.黑暗中进行，结果支持：光反应使类囊体内外产生H+浓度差，推动ATP合成

I）.光照下进行，结果表明：光反应产生的［H］参与暗反应中三碳化合物的还原

解析：H+能通过主动运输进入类囊体膜；光照下进行，题干信息无法得出合成ATP的能

量直接来自色素吸收的光能；黑暗中进行，类囊体内pH为4,类囊体外pH为8,合成ATP,

说明ATP的合成与酎浓度差有关；光反应产生的［H］参与暗反应中三碳化合物的还原，暗反应

的场所是叶绿体基质，不是叶绿体类囊体。

技巧点拨

模型法分析光合作用过程中物质的量的变化

物

光物

质

照光照弱质光光

的

的强,--、一照照

量

量弱强Cs、［H］、ATP、

（。）合成量

C5、［H］、ATP、CH2

（）合成量

CCH2O

时间时间

物

物

质

质82,82CO,82充足

的

的2

充是不足不足。…'

量

量C.(CH0)

—<合3成量2

C5JHkATP

C3.(CH2O)

合成量--C5,[H],ATP

时间,

・考向突破2考查环境条件变化对光合作用中物质变化的影响

4.（2020-山西怀仁八中月考）如图是水生植物黑藻在光照等环境因素影响下光合速率

变化的示意图。下列有关叙述正确的是（D）

（注：箭头表示处理开始时间）

A.tf,叶绿体类囊体膜上的色素吸收光能增加，基质中水光解加快、释放增多

B.力2-3暗反应限制光合作用，若在友时刻增加光照，光合速率将继续提高

C.0一友，光照强度不变，光合速率的提高是由于光反应速率不变、暗反应增强的结果

D.力后短暂时间内，叶绿体中ADP和Pi含量升高，C3化合物还原后的直接产物产生量

逐渐减少

解析：光照强度主要影响光合作用的光反应阶段（发生在类囊体薄膜上），在力时刻给予

充足恒定光照，光合速率增加到七时刻出现光饱和点，此阶段中叶绿体类囊体膜上色素吸收

光能增加，基粒上水光解加快，释放增多，A错误：图中力2时刻出现光饱和点，此时光照不

是限制因素，主要限制因素为CO2浓度，因此是暗反应限制光合作用，若在友时刻增加COz浓

度，光合速率将再提高，B错误；友一觉0?增加，暗反应增强，暗反应需要消耗光反应产生的

［用和ATP,所以当暗反应增强时反过来也会促使光反应增加，C错误；力，时撤去光照，故光反

应不能进行，短时间内叶绿体中的ATP被消耗，导致叶绿体中ADP和Pi含量升高，C3化合物

还原后的直接产物产生量逐渐减少，D正确。

5.（2020•甘肃静宁一中质检）如图表示某植物叶片暗反应中C：,和Cs化合物微摩尔浓度

的变化趋势，该植物在I阶段处于适宜环境条件下，II阶段改变的环境条件是降低光照强度

或者降低CO?浓度中的某一项。下列分析正确的是（D）

O100200300400时间/S

A.图中物质甲转变成乙需要消耗光反应提供的ATP

B.图中II阶段所改变的环境条件是降低了光照强度

C.II阶段甲上升是因为叶绿体中［H］和ATP的积累

D.n阶段光合速率最大时所需光照强度比【阶段低

解析：因为暗反应中1molC5+lmolCO2生成2molC3,所以在适宜条件下，叶肉细

胞内C3是Cs的2倍，因此图中甲是Cs,乙是C3。图中物质甲与CO2结合形成乙，该过程只需要

酶的催化，不需要消耗ATP,A错误；植物在I阶段处于适宜环境条件下，如果II阶段改变的

环境条件是降低光照强度，那么C3含量增加，C5含量减少，与题图不符合，而如果改变的条