2024-2025学年高一生物学必修1（人教版）上课课件 第5章- 第4节 光合作用与能量转化

第节4光合作用与能量转化第5

章高中生物学必修11.简述绿叶中色素的种类及功能。2.解释叶绿体适于进行光合作用的结构特点。3.说明光合作用的过程，并从物质与能量观视角阐明光合作用的原理。4.设计并实施实验，探究环境因素对光合作用强度的影响。5.关注光合作用原理的应用。学习目标重点1.叶绿体中色素的种类及其作用。2.光合作用的发现及研究历史。3.光合作用的光反应、暗反应过程及相互关系。4.影响光合作用强度的环境因素。难点1.光反应和暗反应的过程。2.探究影响光合作用强度的环境因素。重点难点一捕获光能的色素和结构叶绿体中捕获光能的色素分布在[1]

，叶绿体内靠[2]

增大膜面积。绿叶中色素的提取和分离实验中，用[3]

提取绿叶中的色素，用[4]

分离色素，分离的原理是四种色素在其中的[5]

不同。实验中加入碳酸钙的作用是[6]

，加入二氧化硅的作用是[7]

。二光合作用光合作用的光反应需要色素的参与，因而发生在[8]

，其中叶绿素主要吸收可见光部分的[9]

，类胡萝卜素主要吸收[10]

。从物质转化来看，光反应又包含[11]

和[12]

两步反应。从能量转化角度来看，光反应是把光能转化成[13]

。课前预习类囊体的薄膜上基粒无水乙醇层析液溶解度保护色素不被破坏有助于研磨充分叶绿体类囊体的薄膜上红光和蓝紫光蓝紫光水的光解ATP的合成ATP中活跃的化学能光合作用的暗反应有光无光均可进行，发生在[14]

中，主要包含的物质转化是[15]

和[16]

的还原。从能量转化角度来看，主要是将ATP中活跃的化学能转化为[17]

。影响光合作用强度的环境因素有[18]

、[19]

、[20]

、和[21]

等。三化能合成作用化能合成作用是指利用体外环境中的[22]

氧化时所释放的能量来制造有机物。例如，硝化细菌能利用[23]

氧化时释放的化学能将[24]

合成为糖类，供自身利用。

叶绿体基质二氧化碳的固定C3有机物中稳定的化学能光照二氧化碳浓度温度土壤含水量某些无机物氨二氧化碳和水判断题光合作用需要的色素和酶分别分布在叶绿体基粒和基质中（） 2.叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素（）3.叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同（）4.植物叶片呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光（）5.叶片黄化，叶绿体对红光的吸收增多（）6.绿叶中色素分离的原理是色素溶解在有机溶剂中（）7.H2O在光下分解为［H］和O2

的过程发生在叶绿体基质中（）8.离体的叶绿体的基质中添加ATP、［H］和CO2

后，可完成暗反应过程（）√×√√××××深度思考思考1为什么叶片一般呈现绿色？思考2为什么无色透明的大棚中植物的光合效率最高？ 提示：无色透明大棚能透过日光中各种色光，有色大棚主要透过同色光，所以无色透明的大棚中植物的光合效率最高。提示：因为叶绿素对绿光的吸收量很少，绿光被反射出来，所以叶片一般呈现绿色。内容精解一

捕获光能的色素绿叶中色素的提取和分离实验原理1.色素提取的原理：绿叶中的色素易溶于无水乙醇、丙酮、石油醚等有机溶剂。2.色素分离的原理：不同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。方法步骤

步骤方法原因提取绿叶中的色素称取5g绿叶，剪碎，放入研钵中，再向研钵中加入少许二氧化硅和碳酸钙粉及5~10mL无水乙醇，进行迅速、充分的研磨①加入少许二氧化硅：有助于研磨得充分②加入碳酸钙粉：防止研磨过程中色素被破坏③加入无水乙醇：溶解、提取色素步骤方法原因提取绿叶中的色素将研磨液迅速倒入基部垫有单层尼龙布的玻璃漏斗中进行过滤。将滤液收集到试管中，及时用棉塞塞紧试管口①单层尼龙布：过滤叶脉、叶渣及二氧化硅等②塞紧试管口：防止无水乙醇挥发和色素氧化制备滤纸条①干燥的滤纸：透性好、吸收滤液多②剪去两角：防止色素随层析液在边缘扩散过快，使层析液同步到达滤液细线，随后形成的色素带整齐、平行画滤液细线用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线均匀地画出一条直的滤液细线，待滤液干后再重复画一两次①画得细、直、齐：防止色素带重叠而影响分离效果②画两三次：积累更多的色素，使分离后的色素带明显步骤方法原因分离绿叶中的色素将适量的层析液倒入试管中，将滤纸条（有滤液细线的一端朝下）轻轻插入层析液中，随后用棉塞塞紧试管口①层析液不能触及滤液细线：防止色素溶解于层析液中而无法分离②塞紧试管口：防止层析液中的成分挥发观察与分析【问题思考】（1）为什么需要选用新鲜绿色的叶片做实验材料？提示：新鲜绿色的叶片中色素含量高，从而使滤液中色素含量较高，实验效果明显。（2）为什么研磨时要迅速？为什么研磨时要加入少量的碳酸钙和二氧化硅？提示：叶绿素不稳定，易被破坏，因此研磨要迅速、充分，以保证提取较多的色素。二氧化硅会破坏细胞结构，使研磨充分。碳酸钙可防止研磨过程中色素被破坏。（3）为什么盛放滤液的试管管口加棉塞？提示：防止无水乙醇挥发和色素氧化。（4）滤纸为什么需预先干燥处理？在制备滤纸条时，为什么将一端的两个角剪掉？提示：干燥处理的目的是使层析液在滤纸上快速扩散；剪掉两角的目的是防止层析液沿滤纸边缘扩散过快，以保证色素带分离整齐。

（5）为什么滤液细线要画得直、细、齐，而且待滤液细线干燥后再重复画一两次？提示：滤液细线要画得直、细、齐的目的是使分离出的色素带平整、不重叠；滤液细线干燥后再重复画一两次，使分离出的色素带清晰分明。（6）在层析时，为什么不能让滤液细线触及层析液？提示：滤纸条上的滤液细线触及层析液，会使色素直接溶解到层析液中，结果使滤纸条上得不到色素带。（7）分析滤纸条上色素带宽窄不同的原因？提示：不同种类的色素在绿叶中的含量不同，含量多的色素带宽；反之，色素带窄。（8）叶绿体中各色素溶解度大小的关系是怎样的？溶解度大小：胡萝卜素>叶黄素>叶绿素a>叶绿素b。

捕获光能的色素种类（如图）色素含量：叶绿素a>叶绿素b>叶黄素>胡萝卜素。分布：叶绿体的类囊体薄膜上。作用：吸收光能用于光合作用。

叶绿体中的色素及色素的吸收光谱

由图中可以看出：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。

例1

在做“绿叶中色素的提取和分离”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（“+”表示使用，“-”表示未使用），其余操作均正常，他们所得到的实验结果依次应为图中的（） A.①②③④

B.②④①③C.④②③①

D.③②①④【解析】无水乙醇用于溶解绿叶中的色素，甲同学未加无水乙醇，其滤纸条上应无色素带，对应②。乙同学操作正确，其滤纸条上的色素带应是正常的，对应④。碳酸钙能够防止研磨时色素被破坏，丙同学未加碳酸钙，其滤纸条上叶绿素a、叶绿素b对应的色素带应较窄，对应①。二氧化硅能够使研磨更充分，丁同学未加二氧化硅，其滤纸条上的四条色素带均应较窄，对应③。【答案】B

例2下图横轴表示色素种类，纵轴表示色素在滤纸条上的扩散速度，下列说法正确的是（）分离色素时滤液细线需浸没在层析液中B.乙醇是水溶性有机溶剂，四种色素均易溶于乙醇、水或丙酮中C.4种色素中含量最多的是乙D.发黄菠菜叶中含量显著减少的是丙和丁【解析】色素能溶于层析液，所以分离色素时滤液细线不能浸没在层析液中，A项错误；色素能溶于有机溶剂中，而不能溶于水中，B项错误；由图可知，甲为叶黄素，乙为胡萝卜素，丙为叶绿素a，丁为叶绿素b，4种色素中叶绿素a含量最多，即丙含量最多，C项错误；发黄菠菜叶中含量显著减少的是丙（叶绿素a）和丁（叶绿素b），D项正确。【答案】D

叶绿体的结构与功能结构（如图）1.双层膜：分为内膜和外膜，其主要功能是控制物质进出叶绿体。2.基粒：由囊状结构（类囊体）堆叠而成。吸收光能的四种色素和光反应所需的酶就分布在类囊体的薄膜上。3.基质：在基粒与基粒之间充满基质，基质中含有与光合作用暗反应有关的酶。另外，还含有少量DNA与RNA，与叶绿体的遗传有关。 二叶绿体的结构与功能功能叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。叶绿体功能的验证实验恩格尔曼的实验过程及现象

【特别提示】恩格尔曼实验的巧妙之处（1）实验材料选择妙实验材料选择水绵。水绵不仅具有细而长的带状叶绿体，而且叶绿体螺旋状地分布在细胞中，便于观察。（2）排除干扰的方法妙没有空气的黑暗环境排除了氧气和光的干扰。（3）观测指标设计妙通过好氧细菌的分布进行检测，从而能够准确地判断出释放氧气的部位。（4）实验对照设计妙用极细的光束点状投射，叶绿体上可分为获得光照部位和无光照部位，相当于一组对照实验；进行黑暗（局部光照）和完全暴露在光下的对照实验；明确实验结果完全是由光照引起的等。例1下图甲为叶绿体结构模式图，图乙是图甲中部分结构放大后的示意图。下列相关叙述正确的是（）A.图甲所示结构主要通过内膜向内折叠增大膜面积B.图乙中的色素能有效吸收绿光，使植物呈现绿色C.图乙所示的膜结构位于图甲结构中的①或③处D.提取光合色素时常用无水乙醇作为溶剂【解析】图甲结构为叶绿体，叶绿体主要靠类囊体及其堆叠而成的基粒来增大膜面积，A项错误；图乙中的光合色素吸收绿光最少，绿光被反射出来使植物呈现绿色，B项错误；图乙所示膜结构上含有光合色素，是图甲中［③］类囊体的膜结构的放大图，C项错误；叶绿体中的光合色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，因此常用无水乙醇作为溶剂提取光合色素，D项正确。【答案】D例2

难度★★☆

典型★★☆下列关于叶绿体的描述，错误的是（）A.基粒由类囊体堆叠而成B.叶绿体的外表有双层膜C.暗反应发生在类囊体薄膜上D.类囊体薄膜上具有叶绿素和酶

【解析】叶绿体是具有双层膜结构的细胞器，其中许多类囊体像圆饼一样叠在一起，形成基粒；类囊体薄膜上有许多与光合作用有关的色素和酶。在暗反应中，CO2

的固定和C3

的还原在叶绿体基质中进行。【答案】C三探究光合作用原理的部分实验时间及科学家实验过程、方法和现象实验结论19世纪末CO2

中的C与O分开，O2

被释放，C与H2O结合成甲醛1928年甲醛不能通过光合作用转化成糖 1937年，希尔离体的叶绿体悬浮液（有H2O，没有CO2）+铁盐释放氧气结论：离体的叶绿体在适当条件下发生水的光解反应，产生氧气1941年，鲁宾和卡门结论：光合作用释放的O2

来自水1954年，阿尔农在光照下，叶绿体可合成ATP，这一过程总是与水的光解相伴随 例

科学家往小球藻培养液中通入14CO2

后，分别给予小球藻不同时间的光照，结果如下表：根据上述实验结果分析，下列叙述错误的是（）A.小球藻没有叶绿体，CO2的固定是在细胞质基质中发生的B.每组照光后需将小球藻进行处理使酶失活才能测定放射性物质分布C.本实验研究的是卡尔文循环D.实验结果说明光合作用产生的有机物除糖类外还有其他有机物【解析】小球藻是绿藻的一种，是单细胞真核生物，有叶绿体，A项错误；由题意可知，用的是同位素标记法探究二氧化碳中碳元素的去向，而物质在体内会在酶的作用下进行代谢，要准确测出碳的去向就需要将小球藻进行处理使酶失活测定放射性物质分布，B项正确；本实验研究的是卡尔文循环，C项正确；表格中的数据说明光合作用除了产生的有机物除糖类外还有氨基酸、有机酸等，D项正确。【答案】A

四

光合作用的过程光反应阶段概念：光合作用第一个阶段中的化学反应，必须有光才能进行，这个阶段叫光反应阶段。场所：叶绿体的类囊体薄膜上。条件：必须有光、叶绿体中的色素和酶。过程水的光解：2H2O→4［H］+O2

ATP的合成：ADP+Pi→ATP实质：将光能转变为储存在ATP中的活跃的化学能，释放O2。

暗反应阶段概念：光合作用第二个阶段中的化学反应，有没有光都可以进行，这个阶段叫暗反应阶段。场所：叶绿体基质中。条件：多种酶参与。过程CO2

的固定：CO2+C5→2C3

C3

的还原：2C3+［H］→（CH2O）+C5

实质：同化CO2，将活跃的化学能转变为有机物中稳定的化学能。光反应阶段和暗反应阶段的关系联系：光反应和暗反应是一个整体，二者紧密联系。光反应是暗反应的基础，为暗反应提供能量（ATP）和还原剂（［H］），暗反应产生的ADP和Pi为光反应合成ATP提供原料。区别

比较项目光反应暗反应实质光能转变为化学能（水光解产生O2

和［H］）同化CO2，形成有机物时间短促，以微秒计较缓慢条件色素、光、酶不需要色素和光，需要多种酶场所类囊体薄膜上叶绿体基质中物质转化2H2O→4［H］+O2

ADP+Pi→ATPCO2

的固定：CO2+C5

→2C3

C3还原：2C3+［H］→（CH2O）+C5

能量转换光能→电能→ATP中活跃的化学能ATP中活跃的化学能→（CH2O）中稳定的化学能【特别注意】暗反应在有光、无光条件下都能进行。若光反应停止，暗反应可利用光反应阶段产生的还未被利用的［H］和ATP继续进行一段时间，但时间很短，大多数植物晚上只进行细胞呼吸，不进行暗反应。 例1下图为绿色植物光合作用过程示意图（图中a～g为物质，①～⑤为反应过程，物质转换用实线表示，能量转化用虚线表示）。下列有关叙述错误的是（）A.图中①表示水分的吸收，③表示水的光解B.c为ATP，f为NADPHC.将b物质用18O标记，最终在（CH2O）中能检测到D.图中a物质主要吸收红光和蓝紫光，绿色植物能利用它将光能转化成活跃的化学能【解析】图中a～g分别代表光合色素、O2

、ATP、ADP、NADPH、NADP+

、CO2

，①～⑤分别代表水分的吸收、ATP的合成、水的光解、CO2

的固定、C3

的还原，A项正确，B项错误；18O的转移过程如下图所示，C项正确；光合色素具有吸收、传递和转化光能的作用，D项正确。【答案】B

五化能合成作用概念某些细菌（如硝化细菌、硫细菌等）能够利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物，这种合成作用叫作化能合成作用。举例硝化细菌（包括亚硝化细菌和硝化细菌）利用将土壤中的NH3

氧化成HNO2、HNO3

释放的能量，将CO2

和H2O合成为有机物，并将能量储存在有机物中。其反应式如下：2NH3+3O22HNO2+2H2O+能量2HNO2+O2

2HNO3+能量6CO2+12H2OC6H12O6+6O2+6H2O

深度拓展一

影响光合作用的环境因素单一环境因素对光合作用的影响光照强度（如图）1.原理分析：光照强度通过影响光反应阶段，影响ATP和［H］的产生，进而制约暗反应阶段。2.曲线分析（1）A点时，光照强度为0，只进行细胞呼吸（对应图中甲图）。植物表现为吸收O2

释放CO2。（2）AB段，随着光照强度的增强，光合作用强度也逐渐增强，但是仍然小于细胞呼吸强度（对应图中乙图）。植物整体表现为吸收O2

释放CO2。（3）B点时，光合作用强度等于细胞呼吸强度（对应图中丙图）。此时植物表现为既不吸收CO2

和O2，也不释放CO2

和O2，光合作用同化的有机物量与细胞呼吸消耗的有机物量相等。这一光照强度称为光补偿点。（4）BC段，随着光照强度的增强，光合作用强度不断增强（对应图中丁图）。光合作用强度大于细胞呼吸强度，植物表现为吸收CO2

释放O2，有有机物积累。（5）C点对应的光照强度为光饱和点，C点时，限制光合速率的环境因素不再是光照强度，可能是温度或CO2

浓度等。3.应用分析：欲使植株正常生长，则必须使光照强度大于B点对应的光照强度；适当提高光照强度可增加大棚作物产量。CO2

浓度（如图）1.原理分析：通过影响暗反应阶段，制约C3

的生成。2.曲线分析：图中A点表示光合速率等于细胞呼吸速率时的CO2

浓度，即CO2

补偿点，B点表示CO2

饱和点，该图表示在一定范围内，光合速率随CO2

浓度的增大而增大。3.应用分析：大气中的CO2

浓度较低时，植物无法进行光合作用。在农业生产中可通过“正其行，通其风”和增施农家肥等措施增大CO2

浓度，以提高光合速率。温度（如图）1.原理分析：温度通过影响与光合作用有关的酶的活性，进而影响光合作用。2.曲线分析：低温导致酶的活性降低，引起植物的光合速率降低；在一定范围内，随着温度升高酶活性升高，进而引起光合速率增大；温度过高会引起酶活性降低甚至失活，使植物光合速率减小。3.应用分析：温室栽培中，白天适当升高温度，以提高光合速率；晚上适当降低温室内的温度，以降低细胞呼吸速率，保证植物有机物的积累。（2）OB段表明干物质量随光合作用强度的增大而增加。B点以后，由于光合作用强度不再增大，但叶片随叶面积指数的不断增大，呼吸量（OC段）不断增大，所以干物质量不断降低（BC段）。2.应用分析：适当间苗、修剪，合理施肥、浇水，避免徒长。封行过早，使中下层叶子所受的光照往往在光补偿点以下，白白消耗有机物，造成不必要的浪费。

光照面积（如图）1.曲线分析（1）OA段表明随叶面积指数的不断增大，光合作用实际量不断增大，A点为光合作用叶面积指数饱和点，A点以后，随着叶面积指数的增大，光合作用强度不再增大，原因是有很多叶被遮挡，接受光照不足。多个环境因素同时对光合作用的影响（下图）曲线分析：P点及P点之前，限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因素，随横坐标所示因素的不断加强，光合速率不断提高。Q点及Q点之后，横坐标所表示的因素不再是光合速率的限制因素，要想提高光合速率，可适当提高图示中的其他因素。应用：温室栽培时，在一定光照强度下，白天适当提高温度，增强与光合作用有关的酶的活性，以提高光合速率。也可同时充入适量的CO2

进一步提高光合速率。当温度适宜时，可适当提高光照强度和CO2

浓度，以提高光合速率。【误区警示】影响光合作用因素中的两个易忽略点（1）易忽略温度改变对光合作用的影响。温度改变时，不管是光反应还是暗反应，均会受到影响，但主要影响暗反应，因为参与暗反应的酶的种类和数量比参与光反应的多。（2）易忽略CO2

浓度对光合作用的影响。CO2

浓度很低时，光合作用不能进行；当CO2

浓度大于某值时，光合作用才能进行。对于植物来说，存在CO2的补偿点和饱和点，CO2

浓度过高时，会抑制植物的细胞呼吸，进而影响光合作用。【提醒】植物自身因素对光合作用的影响不同的植物、同种植物的不同器官和不同的发育时期，叶绿体的数量、叶绿体中色素的含量、酶的种类和数量均有差异，光合作用强度亦受影响。二光照、CO2

浓度对光合作用中各物质含量的影响图示分析条件过程变化C3C5［H］和ATP模型分析光照由强到弱，CO2

供应不变①②③过程减弱，④过程正常进行增加减少减少或没有条件过程变化C3C5［H］和ATP模型分析光照由弱到强，CO2

供应不变①②③过程增强，④过程正常进行减少增加增加光照不变，CO2

由充足到不足④过程减弱；①②③过程正常进行，随C3减少，②③过程减弱，①过程正常进行减少增加增加光照不变，CO2

由不足到充足④过程增强；①②③过程正常进行，随C3增加，②③过程增强，①过程正常进行增加减少减少例

难度★★★典型★★★右图表示大棚栽培的植物在环境因素发生改变时，叶绿体内暗反应中C3

和C5

含量的变化情况。下列选项中最可能导致这种变化的环境因素是（）A.给植物增施氮肥和镁肥B.大棚栽培的植物通过增施农家肥料补充CO2

C.给植物补充适宜强度的人工光照D.夜间适当降低植物的环境温度【特别提醒】

（1）以上各种物质的含量变化是在外界条件改变的短时间内发生的，且是相对含量的变化。（2）以上各物质变化中，C3

和C5

含量的变化总是相反的，［H］和ATP含量的变化总是一致的。【解析】氮、镁是构成植物体内叶绿素的重要元素，增施氮肥和镁肥有利于叶绿素的合成，使光反应产生的［H］和ATP增加，促进C3

的还原，导致C3

的含量减少，C5

的含量增加。CO2

和C5

结合生成C3，CO2

增多会导致C3

的含量增加，C5

含量减少。补充适宜强度的光照，使光反应产生的［H］和ATP增加，加速C3的还原，导致C3

含量减少，C5

含量增多。夜间适当降低植物的环境温度对光合作用没有影响，C3

和C5

的含量基本不变。【答案】B三光合作用与细胞呼吸的相关计算呼吸速率的表示方法将植物置于黑暗环境中，测定实验容器内CO2

增加量、O2

减少量或有机物减少量，则可用单位时间内CO2增加量、O2

减少量或有机物减少量表示呼吸速率。净光合速率和真正光合速率的表示方法净光合速率，又叫表观光合速率：常用在光照条件下测得的单位时间内O2

释放量、CO2

吸收量或有机物积累量表示。真正光合速率，又叫实际光合速率、总光合速率：常用单位时间内O2

产生量、CO2

固定量或有机物产生量（或制造量）表示。呼吸速率、净光合速率与真正光合速率的关系（如图）由图可知，在不考虑光照强度对呼吸速率影响的情况下，OA段表示植物呼吸速率，OD段表示植物净光合速率，OA+OD段表示真正光合速率，即真正光合速率=净光合速率+呼吸速率。当植物的光合作用与细胞呼吸同时进行时，存在如下关系光合作用实际产氧量（叶绿体产氧量）=实测植物氧气释放量+细胞呼吸耗氧量。光合作用实际CO2

消耗量（叶绿体固定CO2

量）=实测植物CO2

吸收量+细胞呼吸CO2

释放量。光合作用葡萄糖净产生量（葡萄糖积累量）=光合作用实际葡萄糖产生量（叶绿体产生或合成的葡萄糖量）-细胞呼吸葡萄糖消耗量。以净光合速率的大小来判断植物能否正常生长（自然状态下，以一天24h

为单位）净光合速率大于0时，植物因积累有机物而正常生长。净光合速率等于0时，植物因没有有机物积累而不能生长。净光合速率小于0时，植物因有机物减少而不能生长，且长时间处于此种状态下植物将死亡。【易错提醒】植物进行光合作用的同时，一定进行细胞呼吸，但在进行细胞呼吸时不一定进行光合作用。因为光合作用只有在有光条件下才能进行，而细胞呼吸有光无光都能进行。例

难度★★★典型★★☆以测定的CO2

吸收量与释放量为指标，研究温度对某绿色植物光合作用与细胞呼吸的影响，结果如图所示。下列分析正确的是（）A.光照相同时间，35℃时光合作用制造的有机物的量与30℃时相等B.光照相同时间，在20℃条件下植物积累的有机物的量最多C.温度高于25℃时，光合作用制造的有机物的量开始减少D.两曲线的交点表示光合作用制造的有机物的量与细胞呼吸消耗的有机物的量相等【解析】图中虚线表示的是光照下CO2

的吸收量，即光合作用有机物净合成量。在光照时间相同的情况下（以1h为例），30℃时光合作用有机物合成的总量为3.50（有机物净合成量）+3.00（细胞呼吸消耗量）=6.50mg，35℃时光合作用有机物合成的总量为3.00（有机物净合成量）+3.50（细胞呼吸消耗量）=6.50mg，两者相等。在25℃时，单位时间内CO2

吸收量最大，即光合作用有机物净合成量最大。温度高于25℃（如30℃）时，光合作用制造的有机物的量还在增加。两曲线的交点表示光合作用的有机物净合成量等于细胞呼吸消耗量。【答案】A例1［2019·江苏卷］下图为某次光合作用色素纸层析的实验结果，样品分别为新鲜菠菜叶和一种蓝细菌经液氮冷冻研磨后的乙醇提取液。下列叙述正确的是（）研磨时加入CaCO3

过量会破坏叶绿素B.层析液可采用生理盐水或磷酸盐缓冲液C.在敞开的烧杯中进行层析时，需通风操作D.实验验证了该种蓝细菌没有叶绿素b【解析】研磨时加入CaCO3

的目的是防止叶绿素被破坏，故研磨时加入CaCO3

过量不会破坏叶绿素，但会影响色素提取液的纯度，A项错误。光合色素易溶于有机溶剂不溶于水，故层析液应选用有机溶剂，而生理盐水和磷酸盐缓冲液为无机溶剂，B项错误。层析液易挥发，故进行层析时要用培养皿覆盖烧杯，C项错误。比较题图所示分离结果可知，该种蓝细菌没有叶黄素和叶绿素b，D项正确。【答案】D走向高考一

光合作用例2

［2020·江苏卷］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【解析】无水乙醇常作为提取叶绿体色素的溶剂，A项正确；研磨时加入碳酸钙（CaCO3

），可防止叶绿素被破坏，B项错误；研磨时添加石英砂，能够使菠菜叶研磨更充分，有助于色素的提取，C项正确；画滤液细线时要做到细、直、齐，减少样液扩散，以保证滤纸条上形成的色素带清晰、整齐，D项正确。【答案】B例3

［2017·全国Ⅱ高考］

难度★★☆典型★★★下图是表示某植物叶肉细胞光合作用和呼吸作用的示意图。据图回答下列问题：（1）图中①、②、③、④代表的物质依次是

、

、

、

，［H］代表的物质主要是

。（2）B代表一种反应过程，C代表细胞质基质，D代表线粒体，则ATP合成发生在A过程，还发生在

（填“B和C”“C和D”或“B和D”）。（3）C中的丙酮酸可以转化成酒精，出现这种情况的原因是

。【解析】（1）由图可知，A、B过程分别为光合作用的光反应和暗反应阶段，类囊体薄膜上发生水的光解，产生［①］O2、NADPH和ATP；暗反应首先发生CO2

的固定，④为C5，再进行C3

的还原，消耗ATP和NADPH，产生［②］NADP+、［③］ADP和Pi；细胞呼吸（呼吸作用）的第一和第二阶段产生的［H］为还原型辅酶Ⅰ（NADH）。（2）植物叶肉细胞产生ATP的生理过程有：光合作用的光反应阶段（A）和有氧呼吸的三个阶段（C和D）。（3）植物叶肉细胞中，有氧条件下，丙酮酸进入线粒体最终分解成CO2

和H2O；在缺氧条件下，转化成酒精和CO2。【答案】（1）O2

NADP+

ADP+Pi

C5

NADH（或答：还原型辅酶Ⅰ）（2）C和D（3）在缺氧条件下进行无氧呼吸 例4［2021·湖南卷］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O2

的释放，说明未进行光合作用B.在暗反应阶段，CO2

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二影响光合作用的因素【解析】弱光条件下，当光合速率小于或等于呼吸速率时，植物不会释放O2

，但进行了光合作用，A项错误。在暗反应阶段，CO2

先和C5