高考生物一轮复习讲义：光合作用

光合作用——2025届高考生物一轮复习

【教学目标】

1.了解光合作用的研究历史。

2.解释光合作用的光反应、暗反应过程及相互关系。

3.举例说明光合作用原理的应用。

4.尝试探究影响光合作用的环境因素。

【核心素养】

1.科学探究：根据实验目的，设计探究实验。

2.科学思维：分析与综合：分析光合作用光反应和暗反应过程，认同两个阶段既有区

别又有联系。

3.社会责任：能够根据光合作用原理指导生产实践。

【典例分析】

1.下列有关“叶绿体色素的提取和分离”实验的叙述，正确的是（）

A.研磨绿叶时加入碳酸钙的目的是利于研磨

B.色素可以溶解在有机溶剂无水乙醇中

C.叶绿素b在层析液中的溶解度最大

D.分离色素时滤液细线应浸没在层析液中

答案：B

解析：A、研磨绿叶时加入碳酸钙的目的是防止研磨过程中色素被破坏，A错误；B、

色素可以溶解在有机溶剂无水乙醇中，故以无水乙醇作为提取液，B正确；C、胡萝卜

素在层析液中的溶解度最大，C错误；D、分离色素时滤液细线不能浸没在层析液中，

D错误。故选B。

2.为探究十字花科植物羽衣甘蓝的叶片中所含色素种类，某兴趣小组做了如下的色素

分离实验：将其叶片色素提取液在滤纸上进行点样，先置于用石油配、丙酮和苯配制

成的层析液中层析分离，然后再置于蒸偏水中进行层析，过程及结果如下图所示，图

中1、2、3、4、5代表不同类型的色素。分析错误的是（）

滤纸

A.色素1、2、3、4难溶于水，易溶于有机溶剂，色素5易溶于水

B.色素5最可能为花青素，叶绿体中类囊体堆叠成基粒增大了其附着面积

C.色素1和2主要吸收蓝紫光，色素3和4主要吸收蓝紫光和红光

D.色素1在层析液中的溶解度最大，其颜色最可能为橙黄色

答案：B

解析：A、1、2、3、4在层析液中具有不同的溶解度，推测是光合色素，光合色素易

溶于有机溶剂，分布在叶绿体中；根据在蒸偏水中的层析结果说明，色素5可以溶解

在蒸僵水中，推测其可能是存在于植物液泡中的色素，色素5易溶于水，A正确；

B.色素5最可能为花青素，在于植物液泡中，不在类囊体膜上，B错误；

C.色素1、2、3、4是光合色素，依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b,色

素1和2即胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光，色素3和4即叶绿素a和叶绿素b,主

要吸收蓝紫光和红光，C正确；

D.根据层析的结果，色素1距离起点最远，说明色素1在层析液中的溶解度最大，色

素1是胡萝卜素，其颜色最可能为橙黄色，D正确。

故选B。

3.植物光合作用的光反应依赖类囊体膜上PSI和PSII光复合体，PSH光复合体含有光

合色素，能吸收光能，并分解水。研究发现，psn光复合体上的蛋白质LHCII,通过

与psn结合或分离来增强或减弱对光能的捕获（如图2所示）。LHCII与psn的分离依

赖LHC蛋白激酶的催化。下列叙述错误的是（）

强光

类变体膜

弱光LHCIIPSD

A.叶肉细胞内LHC蛋白激酶活性下降，PSH光复合体对光能的捕获增强

B.Mg2+含量减少会导致psn光复合体对光能的捕获减弱

c.弱光下LHCII与psn结合，不利于对光能的捕获

D.PSII光复合体分解水可以产生H+、电子和。2

答案：c

解析：叶肉细胞内LHC蛋白激酶活性下降，LHCII与psn分离减少，PSH光复合体

对光能的捕获增强，A正确；Mg2+是叶绿素的组成成分，其含量减少会导致psn光复

合体上的叶绿素含量减少，导致对光能的捕获减弱，B正确；弱光下LHCII与PSII结

合，增强对光能的捕获，C错误；Psn光复合体能吸收光能，并分解水，水的光解产

生H+、电子和。2刀正确。

4.下图为类囊体薄膜上发生的光反应示意图，PSI和psn是叶绿素和蛋白质构成的复

合体，能吸收利用光能进行电子的传递。PQ、Cytbf、PC是传递电子的蛋白质，其中

PQ在传递电子的同时能将H+运输到类囊体腔中。图中实线为电子的传递过程，虚线

为H+的运输过程。以下说法正确的是（）

A.ATP合成酶由CF0和CF］两部分组成，在进行H+逆浓度梯度运输的同时催化ATP的

合成

B.图中电子传递的过程，最初提供电子的物质为水，最终接受电子的物质为NADPH

C.图中类囊体膜两侧H+浓度差是由H2。光解、PQ主动运输H+和合成NADPH消耗H+

形成的

D.光能被捕获后将水分解成。2、H+和e,最终全部转化为ATP中活跃的化学能

答案：C

解析：由于与0光解产生的H+和PQ利用高能电子的能量逆浓度梯度运输将H+从类

囊体腔外运输进入类囊体腔，导致类囊体腔中的H+浓度高于叶绿体基质，ATP合成酶

由CF0和CF］两部分组成从类囊体腔顺浓度梯度运输，H+至叶绿体基质的同时催化

ATP的合成，A错误；根据图中所示，水光解后产生氧气、H+和电子e,故最初提供

电子的物质为水，水光解后产生的电子经PQ-CytbffPC最终传递给NADP+H,将

NADP和H+在酶的作用下还原为NADPH,故最终接受电子的物质为NADP+,B错

误；水光解产生H+、PQ主动运输将H+运回到类囊体腔内两个过程，使类囊体腔内H+

浓度升高，而H+在类囊体薄膜上与NADP+结合形成NADPH,使类囊体腔外的H+浓

度降低，C正确；光能被捕获后将水分解成。2、H+和e,最终转化为ATP和NADPH

中活跃的化学能，D错误。

5.在夏季晴朗的白天，分别测得玉米和花生的净光合速率（用单位时间单位叶面积吸

收CO?的量表示）在不同时段的值如图曲线所示。下列叙述错误的是（）

50

q・

lu

・w

±30

)

用20

溺

如

常10

如

0

时间

A.玉米单位面积有机物积累量最多的时刻是n：00,之后有机物积累量都在减少

B.9：30~11：00引起花生和玉米净光合速率变化趋势不同的原因可能是叶肉细胞中

CC）2供应量不同

C.玉米和花生在17：00的光合作用速率可能不相等

D.在18：30时玉米和花生净光合速率降到最低与呼吸速率的变化无直接关系

答案：A

解析：A、只要积累速率大于零，就表示在积累有机物，因此积累量最大的时刻是

18:30,A错误；B、9:30〜11:00玉米的净光合速率继续增大，而花生的净光合速率暂时

下降，二者变化趋势不同的原因是随着温度的升高导致花生的气孔部分关闭，而玉米

的气孔不关闭，这会引起光合作用过程中CO?供应量不同，B正确；C、玉米和花生

在17:00的净光合速率相等，但由于二者的呼吸速率未知，因此二者的总光合作用速

率可能不相等，C正确；D、在18:30时玉米和花生净光合速率降到最低，这是由傍晚

时刻光照强度明显下降引起的，与呼吸速率的变化无直接关系，D正确。

6.科学家通过实验观察到，正在进行光合作用的叶片突然停止光照后，短时间内会释

放出大量的CO?这一现象被称为“CO?的猝发”，由此也得出光照条件下产生（CO2的途

径不只有细胞呼吸作用。下图为光饱和点下某植物叶片遮光前CO?吸收速率和遮光后

CC)2释放速率随时间变化的曲线，图中(CC)2吸收或释放速率是指单位面积叶片在单位

时间内吸收或释放CC)2的量，单位：ptmol・m2・Si下列说法()

A.降低光照强度，短时期内C3的含量下降

B.降低光照强度，则图形A的面积变小，而B的面积保持不变

C.该植物在光饱和点下细胞呼吸释放CO2速率为5Hm。1・m2.Si

D.该植物在光饱和点下固定CO2的速率为lO^mol.mz.Si

答案：B

解析：B、降低光照强度，光合作用降低图形A面积会变小，B代表的是呼吸作用，

其面积保持不变，B正确。

7.植物叶片中淀粉的合成受多种环境因素的影响。现取某植物生理状态一致的叶片若

干，随机分为8组，实验处理及检测结果如下表所示。下列叙述错误的是()

编号组1组2组3组4组5组6组7组8

葡萄糖溶液没葡萄糖溶液没泡，

蒸镭水没泡，蒸镭水没泡，水

泡，溶液中通入溶液中通入CO?和

处理水中通入空气中通入CO2和N2

空气凡

光照黑暗光照黑暗光照黑暗光照黑暗

检测有淀无淀

有淀粉有淀粉有淀粉无淀粉有淀粉无淀粉

结果粉粉

A.为了使实验结果更加准确，实验前应将该植物在黑暗条件下放置一段时间.

B.组2叶片合成淀粉的原料来自叶片从溶液中吸收的葡萄糖

C.组4叶片无淀粉的原因是缺氧叶片不能进行有氧呼吸，ATP合成不足，叶片无法利

用溶液中的葡萄糖合成淀粉

D.若组7蒸镭水中只通入N2,预期实验结果是叶片有淀粉

答案：D

解析：A、为了使实验结果更加准确，实验前应将该植物在黑暗条件下放置一段时

间，以消耗植物叶片中原有的淀粉，A正确；

B.组2叶片在黑暗中不能进行光合作用合成淀粉，它可以利用溶液中的葡萄糖合成淀

粉，B正确；C、与组2相比，组4叶片不能进行有氧呼吸，ATP合成不足，叶片无法

利用溶液中的葡萄糖合成淀粉，C正确；

D.组7中若只通入N2,由于缺乏CO2即使有光照，叶片也不能进行光合作用合成淀

粉，D错误。

8.在长期的农业生产和生活实践中，劳动人民积累了丰富的田间管理经验和生活经

验，如间作（同一生长期内，在同一块田地上间隔种植两种作物）、套种（一年内在

同一块田地上先后种植两种作物）和轮作（在不同年份将不同作物按一定顺序轮流种

植于同一块田地上）等，通过这些农业管理方式，可以有效地利用土地资源，提高农

作物的产量和品质。下列相关叙述箱送的是（）

A.农业上采用轮作的方式可提高土壤中养分的利用率，减少病虫害

B.间作、套种都是利用不同作物之间的互补效应来提高光能的利用率

C.“玉米带大豆，十年九不漏”描述的是不同作物通过间作、套种增加产量

D.合理轮作、合理密植分别通过增加作物密度和调整种植顺序来提高产量

答案：D

解析：A、农业生产上可以采用轮作的方式，这样可以提高土壤中养分的利用率，防

治病虫害，A正确；B、合理套作能提高光能和土地的利用效率，增加单位土地的有效

光合面积，B正确；C、“玉米带大豆，十年九不漏”描述的是玉米和大豆间作，不仅

充分利用了群落的空间，还因为豆科植物常有根瘤菌与其共生而增加了土壤中的含氮

量，促进玉米增产，C正确；D、由于不同作物对各种营养元素需要量不同，合理轮

作，避免重茬能均衡地利用土壤养分；合理密植可使大田作物得到良好的通风，进而

为作物的光合作用提供充足的CO?，以有利于其在叶绿体基质中直接生成更多的三碳

化合物，进而提高产量，D错误。

9.龙血树在《本草纲目》中被誉为“活血圣药”，有消肿止痛、收敛止血的功效。图

甲、乙分别为龙血树在不同条件下相关指标的变化曲线（单位：mmol・cm2・hi）。下列

叙述正确的是（）

co2吸收或产生速率

8...............Ji——co,吸收

6-/j\B--CO?产生

o153()4560温度足

甲

A.据图甲分析，温度为30口和40□时，叶绿体消耗CO?的速率相等

B.40□条件下，若黑夜和白天时间相等，龙血树能正常生长

C.补充适量的矿质元素可能导致图乙中D点右移

D.图乙中影响C、D、E三点光合速率的主要环境因素不同

答案：A

解析：图甲中，CO2吸收速率表示净光合作用速率，CO?产生速率表示呼吸作用速

率，叶绿体消耗的CO?量是指总光合作用量，根据总光合作用速率=净光合作用速率+

呼吸作用速率，可知温度为30□时，叶绿体消耗CO?的速率=8+2=10(mmol-cm2-hi)；

温度为40□时，叶绿体消耗CO?的速率=5+5=10(mmol,cm2-hi),A正确。

10.光照过强时还原能的积累会导致自由基的产生，损伤膜结构。光呼吸(图中虚线所

示)可促进草酰乙酸苹果酸的穿梭，输出叶绿体和线粒体中过剩的还原能实现光保

护，其中过程□是光呼吸速率的限制因素，线粒体中的电子传递链对该过程有促进作

用，相关机制如下图。请回答下列问题。

(1)图中过程□进行的场所是，叶绿体和线粒体中电子传递链分别位于

(2)图中叶绿体所示过程需要NADPH参与的有、,过剩的

NADPH通过草酰乙酸苹果酸穿梭，在光呼吸的过程(填序号)消耗。

(3)线粒体中的电子传递链促进过程□的机理是o

(4)线粒体电子传递链有细胞色素途径(CP)和交替氧化途径(AP)。CP途径有ATP

的合成；AP途径无ATP的合成，能量以热能的形式散失。为了进一步研究不同环境

条件对两条途径的影响，科研人员利用正常植株和aoxla突变体(AP功能缺陷)进行

了相关实验，结果如下图。

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□正常情况下，黑暗时电子传递链以途径为主。

□光照过强时，光保护主要依赖于途径，而不是另一途径，从物质和能量

变化的角度分析其原因是。

□温度与光保护机制的关系是。

答案：(1)叶绿体基质；叶绿