2025届高考生物一轮复习：光合作用

第三单元

细胞的能量供应和利用

第9讲光合作用考点一捕获光能的色素和叶绿体的结构考点二绿叶中色素的提取和分离实验考点三光合作用的原理考点四影响光合作用的因素及应用

考点一

捕获光能的色素和叶绿体的结构知识点一、捕获光能的色素

P98-99绿叶中的色素有4种，它们可归纳为两大类：绿叶中的色素下上胡萝卜素(橙黄色)叶黄素(黄色)叶绿素a(蓝绿色)叶绿素b(黄绿色)类胡萝卜素（1/4）叶绿素（3/4）叶绿素溶液叶绿素主要吸收红光和蓝紫光色素提取液知识点一、捕获光能的色素

P98-99知识点一、捕获光能的色素

P98-99色素提取液类胡萝卜素类胡萝卜素主要吸收蓝紫光结论：一般情况下，光合作用吸收的光是可见光。叶绿素主要吸收蓝紫光和红光；类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。

考点一

捕获光能的色素和叶绿体的结构知识点二、影响叶绿素合成的三大因素知识点三、叶绿体的结构与功能相适应①叶绿体内含有大量的基粒和类囊体，极大地扩展了受光面积；②在类囊体膜上分布着许多吸收光能的色素分子，在类囊体膜上和基质中含有进行光合作用所必需的酶。知识点三、叶绿体的结构与功能相适应决定光合作用光束照射所有受光实验一结论：叶绿体光合作用释放氧气。实验二结论：叶绿体主要吸收红光和蓝紫光知识点三、叶绿体结构与功能相适应

极细光束

均匀光照资料1：恩格尔曼实验综合两个实验可以得出：叶绿体主要吸收红光与蓝紫光用于光合作用放出O2。资料2:在类囊体膜上和叶绿体基质中，含有多种进行光合作用所必需的酶。叶绿体是进行光合作用的场所，并且能够吸收特定波长的光。知识点三、叶绿体的结构与功能相适应例:p73恩吉尔曼在选材、实验设计上有什么巧妙之处？①实验材料选择

和

。②没有空气的黑暗环境排除了

和

干扰。③用极细的光束照射，叶绿体上可分为

和

的部位，相当于一组

实验。水绵的优点是

；需氧细菌的优点是

。④临时装片暴露在光下的实验再一次

。水绵需氧细菌叶绿体呈螺旋式带状，便于观察可确定释放氧气多的部位氧气光有光照无光照对照验证实验结果

考点二

绿叶中色素的提取和分离实验知识点一、实验原理原理提取分离绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂中而不溶于水，可用无水乙醇提取色素各种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,反之则慢分离色素的方法：纸层析法

考点二

绿叶中色素的提取和分离实验知识点二、提取色素的注意事项过程注意事项操作目的提取色素选新鲜绿色的叶片使滤液中色素含量高研磨时加无水乙醇溶解色素加少量SiO2和CaCO3研磨充分和保护色素迅速、充分研磨防止乙醇过度挥发,充分溶解色素盛放滤液的试管口加棉塞防止乙醇挥发和色素氧化

考点二

绿叶中色素的提取和分离实验知识点三、分离色素的注意事项(1)制备滤纸条干燥的滤纸可吸附更多的滤液一端剪去两个角色素在滤纸上扩散均匀(2)画滤液细线滤液细线：细、直、匀防止色素带之间部分重叠滤液细线干燥后，再画一两次增加色素在滤纸上的附着量，使实验结果更明显(3)分离色素层析液不能没及滤液细线防止色素溶解在层析液中烧杯要盖培养皿盖（或试管口加棉塞）防止层析液成分挥发结果与分析色素种类位置色素颜色色素含量溶解度扩散速度橙黄色最少最大最快黄色较少较大较快蓝绿色最多较小较慢黄绿色较多最小最慢色素带的“条数”—种类；“宽窄”—含量；“位置”—扩散速度结果与分析层析液滤液细线条型：圆型：绿叶提取液的滤液胡萝卜素叶黄素叶绿素a叶绿素b实验结果异常分析：异常现象原因分析收集到的滤液绿色过浅滤纸条色素带重叠滤纸条无色素带滤纸条只呈现胡萝卜素、叶黄素色素带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，提取液浓度太低(正确做法：分次加入少量无水乙醇)

④未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏未经干燥处理，滤液线不能达到细、直匀的要求，使色素扩散不一致。①忘记画滤液细线②滤液细线接触到层析液，且时间较长，色素全部溶解到层析液中忘记加碳酸钙导致叶绿素被破坏或所用叶片为“黄叶”

考点三

光合作用的原理知识点一、光合作用的探究历程19世纪末科学界普遍认为，在光合作用中，CO2分子的C和O被分开，_____被释放，C与H2O结合成甲醛，然后甲醛分子缩合成糖1928年科学家发现甲醛对植物有毒害作用，而且甲醛不能通过光合作用转化成糖1937年希尔在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂(悬浮液中有H2O，没有CO2)，在光照下可以释放出______

1941年鲁宾、卡门1954年阿尔农在光照下，叶绿体可合成______，这一过程总是与_________相伴随O2氧气ATP水的光解水1941美国科学家鲁宾和卡门用同位素标记的方法，研究了光合作用中氧气全部来源于H2O：H218O＋CO2→植物→18O2；H2O＋C18O2→植物→O21941年

美国科学家鲁宾和卡门甲组乙组18OH218OC18O2C18O2H2O

O2H218O

CO218O2对比实验，即相互对照，自变量为标记物质，因变量为氧气是否含18O同位素标记法(注意：15N、18O无放射性)

考点三

光合作用的原理

考点三

光合作用的原理知识点二、光合作用的概念及反应式

指绿色植物通过叶绿体，利用光能，将二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧气的过程。CO2+H2O（CH2O）+O2

光能叶绿体2.过程1.概念(CH2O)表示糖类3.实质合成有机物，储存能量。(呼吸作用实质：分解有机物，释放能量)ATPNADPH光能叶绿体中的色素O2H2O水的光解H+ADP+PiNADP+CO22C3C5(CH2O)多种酶参加催化还原固定酶酶供氢供能供能光反应阶段（叶绿体类囊体薄膜）暗反应阶段（叶绿体基质）知识点三、光合作用的过程

根据是否需要光能，这些化学反应可以概括地分为光反应和暗反应（现在也称为碳反应）两个阶段。1.光反应类囊体薄膜（1）场所：（4）能量变化：①水的光解：②NADPH的合成：（氧化型辅酶Ⅱ）（还原型辅酶Ⅱ）③ATP的合成：（2）物质变化：光能→ATP和NADPH中活跃的化学能（3）光反应的条件：水、ADP、NADP＋、Pi、色素、光、酶

必须有光知识点三、光合作用的过程2.暗反应叶绿体基质（1）场所：①CO2的固定：②C3的还原：（2）物质变化：有无光均可注：NADPH为C3还原提供还原剂和能量。NADPHNADP+酶（3）能量变化：ATP和NADPH中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能（4）暗反应的条件：ATP、NADPH、CO2、C5，多种酶知识点三、光合作用的过程

光反应阶段暗反应阶段条件场所物质变化能量变化光、色素、酶不需光、酶、NADPH、ATP叶绿体类囊体薄膜叶绿体基质中水的光解；ATP、NADPH的生成CO2的固定；C3的还原ATP、NADPH活跃化学能有机物中稳定化学能光反应为暗反应提供

和

；暗反应为光反应提供

和

等原料联系光能→ATP、NADPH

中的化学能ATPNADPHADP、PiNADP+光反应与暗反应的比较知识点四：环境改变时光合作用各物质含量的变化C5、NADPH、ATPC3C5、NADPH、ATPC3C5、NADPH、ATPC3C3C5、NADPH、ATP知识点四、环境改变时光合作用各物质含量的变化（常考点）

考点四

影响光合作用的因素及应用知识点一、光合作用强度指植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量CO2+H2O(CH2O)+O2光能叶绿体真正（总）光合速率=净（表观）光合速率

+呼吸作用速率光合作用制造的糖类呼吸作用消耗的糖类植物细胞积累的糖类有机物的制造量CO2量固定或消耗量O2的产生量有机物的积累量CO2的吸收量O2的释放量有机物的消耗量黑暗下CO2的释放量黑暗下O2的吸收量

CO2+H2O（CH2O）+O2光能叶绿体(色素、酶）①Mg、N等矿质元素；②酶的活性受温度等影响。光照强度、光质、光照时间气体反应物①作为反应物和反应的媒介；②水分→气孔关闭→CO2供应内因——遗传因素植物种类；叶龄；酶的种类、数量、活性；色素的含量外因——环境因素光照；温度；CO2浓度；水分；矿质元素等主要外因知识点二：影响光合作用的因素A点：光照强度为0，此时只进行细胞呼吸，释放的CO2量可表示此时细胞呼吸的强度。AB段：随光照强度增强，光合作用强度也逐渐增强，细胞呼吸强度＞光合作用强度，CO2释放量逐渐减少。B点：光合作用强度=所有细胞呼吸强度(光照强度只有在B点以上时，植物才能正常生长)，B点所示光照强度称为光补偿点。单位时间CO2吸收量单位时间CO2释放量CBA光照强度光补偿点●●●D●●E光饱和点BC段：随着光照强度不断增强，光合作用强度不断增强，细胞呼吸强度＜光合作用强度。(1)原理：

光照强度通过影响植物的光反应进而影响光合速率。C点：限制C点以后光合作用强度不再增加的内部因素是光合色素含量、酶的数量和活性，外部因素是CO2浓度、温度等除光照强度之外的环境因素。E点所示的光照强度称为光饱和点。(2)曲线：1.光照强度知识点二：影响光合作用的因素阴生植物是指在弱光条件下比强光条件下生长良好的植物。阳生植物在强光环境中生长发育健壮，在阴蔽和弱光条件下生长发育不良的植物称阳性植物阴生植物阳生植物O2CO2O2CO2.........O2CO2（A：只呼吸，无光合）O2CO2（AB：光合<呼吸）.........O2CO2CO2O2（B：光合=呼吸）（BC：光合>呼吸）光照强度温室大棚一般选无色透明塑料薄膜遇到阴雨天时给温室补充光照应当给予红光或蓝紫光。优先选择红光。▶应用➊温室生产中，适当增强

，以提高光合速率，使作物增产；光照强度光照强度▶应用➋阴生植物的光补偿点和光饱和点都较低农业生产上一般_______。原因是：（1）两种植物的根系深浅搭配，合理的利用了不同层次土壤内水分和养分。（2）两种植物高矮结合，充分利用了不同层次的阳光（与P选二25，群落的垂直结构联系，P选二32，立体农业联系）玉米--大豆间作①温室栽培植物时，冬天适当增温，夏天适当降温；②白天调到光合作用最适温度，以提高光合作用强度；夜晚适当降温，以降低作物细胞呼吸，减少有机物的消耗，保证有机物的积累，促进作物生长。（3）应用措施：（1）原理：温度→酶的活性→光合速率（2）曲线：2.温度O温度A光合速率BC

考点四

影响光合作用的因素及应用

考点四

影响光合作用的因素及应用3.CO2浓度A'点：进行光合作用所需的CO2最低浓度CO2补偿点（A点）：光合速率和呼吸速率相等时的CO2浓度CO2饱和点（B、B'点）：当空气中的CO2浓度增加到一定程度后，植物的光合速率就不会再随着CO2浓度的增加而提高时的CO2浓度(1)原理：CO2影响暗反应阶段，制约C3的形成。(2)曲线：

净光合速率

真正光合速率

温室栽培时适当提高CO2的浓度①多施有机肥或农家肥

②大田生产“正其行，通其风”，即为提高CO2浓度、增加产量

农家肥富含有机物，被土壤中的微生物分解成各种矿质元素，增加了土壤的肥力；另外还释放出热量和CO2，增加了大棚内的温度和CO2浓度，有利于光合作用的进行。▶应用

考点四

影响光合作用的因素及应用4.水分

含水量光合作用的原料→影响光反应植物体内各种生化反应的介质；影响气孔的开闭→影响暗反应。（3）应用：根据作物需水规律合理灌溉，预防干旱洪涝。（1）原理：（2）曲线：

考点四

影响光合作用的因素及应用5.矿质元素N：P：Mg：K：合成光合酶、NADPH、ATP、色素等NADPH和ATP的重要组分叶绿素的重要组分促进光合产物向贮藏器官运输(2)曲线分析：A点后曲线下降原因：矿质元素过多、土壤溶液浓度过高，植物渗透失水萎