（6）光合作用

2025屆高考生物二輪復(fù)習(xí)易錯重難提升

易混易錯梳理

一、葉綠體中色素的提取和分離

1.實驗材料和試劑

（1）材料

葉片要新鮮、顏色要深綠，這樣的葉片含有的色素較多。

（2）試劑及作用

試劑名稱作用

二氧化硅有利于綠葉的充分研磨和色素的釋放

碳酸鈣防止研磨中色素被破壞

無水乙醇溶解色素

層析液分離色素

2.實驗操作中的關(guān)鍵步驟

（1）研磨要迅速、充分：研磨充分使葉綠體完全破裂，可提取較多的色素。

（2）濾液細線要求：細、直、齊，含有較多的色素，所以應(yīng)待濾液干后再畫一兩次。

（3）濾液細線不能觸及層析液，否則色素會溶解到層析液中，使濾紙條上得不到色素帶。

3.濾紙條上色素的分布和對光的吸收

吸收光

色素種類色素顏色溶解度擴散速度

上的種類

胡妙卜索粒黃色M址快

藍紫光

葉黃素黃色較后莪快

葉綠素II藍綠色較低較慢

紅光

下和戴紫光

葉綠素b黃綠色珀低坡慢

4.綠葉中色素的提取和分離實驗的異?，F(xiàn)象分析

（1）收集到的濾液綠色過淺的原因分析：

①未加石英砂（二氧化硅），研磨不充分。

②使用放置數(shù)天的菠菜葉，濾液色素（葉綠素）太少。

③一次加入大量的無水乙醇，提取濃度太低。

④未加碳酸鈣或加入過少，色素分子被破壞。

（2）濾紙條色素帶重疊：濾液細線畫得過粗。

（3）濾紙條看不見色素帶：

①忘記畫濾液細線。

②濾液細線接觸到層析液，且時間較長，色素全部溶解到層析液中。

5.葉綠體中的色素與吸收光譜

太陽光

色素注液

%|

收100

?葉綠素M黃綠）

光50

能葉綠素4藍綠）

類胡要卜素產(chǎn)曹卜素評黃）

I葉黃嘉（黃）

400450500550600650700光波氏（nm）

?暗帶黃綠光|噴帶|

430-----470640-680

（1）葉綠體中的色素只吸收可見光，而對紅外光和紫外光等不吸收。

（2）葉綠素對紅光和藍紫光的吸收量大，類胡蘿卜素對藍紫光吸收量大，對其他可見光并非

不吸收，只是吸收量較少。

二、光合作用的探究歷程

1.普利斯特利的實驗

實驗過程及現(xiàn)象

密涉皮璃魚+綠色植物+［鬻魯譬初、

I小鼠：不易室息死匚

（2）實驗分析

①缺少空白對照，實驗結(jié)果說服力不強，應(yīng)將點燃的蠟燭和小鼠分別單獨置于玻璃罩內(nèi)，作

為空白對照。

②沒有認識到光在植物更新空氣中的作用，而將空氣的更新歸因于植物的生長。

③由于當(dāng)時科學(xué)發(fā)展水平的限制，沒有明確植物更新氣體的成分。

2.薩克斯的實驗

(1)實驗過程及現(xiàn)象

黑暗中饑餓處理的綠葉不變藍

(2)實驗分析

①設(shè)置了自身對照，自變量為光照，因變量是葉片顏色變化。

②實驗的關(guān)鍵是饑餓處理，以使葉片中的營養(yǎng)物質(zhì)消耗掉，增強了實驗的說服力。

③本實驗除證明了光合作用的產(chǎn)物有淀粉外，還證明了光是光合作用的必要條件。

3.魯賓和卡門的實驗

(1)實驗過程及結(jié)論：

制產(chǎn)0+CO,T植物T，，光合作用釋放的0?,

：電0+心0二一植物—02全部來自于H,0

1Q

(2)實驗分析：設(shè)置了對照實驗，自變量是標(biāo)記物質(zhì)(H20和C18O2),因變量是02的放

射性。

三、光合作用的過程

1.光反應(yīng)與暗反應(yīng)的比較

項目光反應(yīng)(準(zhǔn)備階段)暗反應(yīng)(完成階段)

場所葉綠體的類囊體薄膜上葉綠體的基質(zhì)中

條件光、色素、酶、水、ADP、Pi多種酶、［H］、ATP、C02、C5

①水的光解：

①C02固定：

。光能>［］

2H24H+O2CCh+C5」^2c3

物質(zhì)變化②的形成：能量

ATPADP+Pi+②C3的還原：2c3[H]、ATP

蘸fATP(CH20)

能量ATP中活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成貯存

光能轉(zhuǎn)變成ATP中活躍的化學(xué)能

變化在(CH20)中的穩(wěn)定的化學(xué)能

光反應(yīng)產(chǎn)物［H］、ATP為暗反應(yīng)提供還原劑和能量；暗反應(yīng)產(chǎn)生的ADP、

相互聯(lián)系

Pi為光反應(yīng)形成ATP提供了原料

2.影響光合作用的因素及其應(yīng)用

(1)光照強度

①光照強度與光合作用強度的關(guān)系曲線分析

A點：光照強度為0,此時只進行細胞呼吸，釋放的CO2量可表示此時細胞呼吸的強度。

AB段：隨光照強度增強，光合作用強度也逐漸增強，CO2釋放量逐漸減少，這是因為細胞呼

吸釋放的CO2有一部分用于光合作用，此時細胞呼吸強度大于光合作用強度。

B點：細胞呼吸釋放的CO2全部用于光合作用，即光合作用強度等于細胞呼吸強度(光照強

度只有在B點以上時，植物才能正常生長)。

BC段：表明隨著光照強度不斷加強，光合作用強度不斷加強，到C點以后不再加強。限制C

點以后光合作用強度不再增加的內(nèi)部因素是色素含量、酶的數(shù)量和最大活性，外部因素是

CO2濃度等除光照強度之外的環(huán)境因素。

②應(yīng)用：陰雨天適當(dāng)補充光照，及時對大棚除霜消霧。

(2)CO2濃度

光_________

金。ABco：濃度

①曲線分析：A點是進行光合作用所需的最低CO2濃度，B點是CO2飽和點；B點以后，隨

著CO2濃度的增加光合作用強度不再增加。

②應(yīng)用：溫室中適當(dāng)增加CO2濃度，如投入干冰等，大田中“正其行，通其風(fēng)”，多施有機

肥來提高CO2濃度。

(3)溫度

度

1()20304050

颯七)

①B點是最適溫度，此時光合作用最強，高于或低于此溫度光合作用強度都會下降，因為溫

度會影響酶的活性。

②應(yīng)用：溫室栽培時白天適當(dāng)提高溫度，夜間適當(dāng)降低溫度。

(4)水及礦質(zhì)元素對光合作用的影響

①原理：①N、Mg、Fe等是葉綠素合成的必需元素，若這些元素缺乏，會影響葉綠素的合成

從而影響光合作用。

水既是光合作用的原料，又是體內(nèi)各種化學(xué)反應(yīng)的介質(zhì)，水還會影響氣孔的開閉，從而影響

C02進入植物體。

②應(yīng)用。

合理施肥；預(yù)防干旱，合理灌溉。

四、光合作用與細胞呼吸

1.光合作用和細胞呼吸過程中的物質(zhì)聯(lián)系

1.C元素

C02哈班式CH2O)有＞丙酮酸有氧呼吸第二階段》82

2.0元素

睚楝第三階段汨2。

3.H元素

HaO)NADPH酸尺乂CHaO)a二、)NADH睚耳螺三階段汨2。

2.光合作用和細胞呼吸過程中的能量聯(lián)系

各

ATP中用于

命

光I光反應(yīng)活躍的看生

tt―1化學(xué)能活動

光合作用SKT9

3.光合作用和細胞呼吸過程中［H］和ATP的來源和去路

來源去路

[H]光合作用光反應(yīng)階段水的光解暗反應(yīng)階段還原C3形成

(CH2O)等

有氧呼吸第一階段葡萄糖的分解及第二第三階段還原02產(chǎn)生H20

階段丙酮酸和水的分解

ATP光合作用光反應(yīng)階段光能rATP中活躍暗反應(yīng)階段ATP中活躍的

的化學(xué)能化學(xué)能一有機物中穩(wěn)定的

化學(xué)能

有氧呼吸有機物氧化分解，第一、二、在活細胞中作為生命活動

三階段分別產(chǎn)生2ATP、的能量“通貨”

2ATP、34ATP

4.光合作用與細胞呼吸的綜合計算

（1）光合速率與呼吸速率

①凈光合速率：

植物綠色組織在有光條件下，總光合作用與細胞呼吸同時進行時，測得的數(shù)據(jù)為凈光合速

率。從數(shù)值關(guān)系上：凈光合速率=總光合速率-呼吸速率。常用02釋放量、C02吸收量或有機

物積累量來表示。

凈光合速率的測定方法：將植物置于光下，測定容器中02增加量C02減少量或有機物增加

量。

②真正光合速率：

表示植物綠色組織在有光條件下進行光合作用消耗的C02或產(chǎn)生02的量，即實際光合速率，

常用02產(chǎn)生量C02固定量或有機物的產(chǎn)生量來表示。

呼吸速率的測定方法：將植物置于黑暗中，測定容器內(nèi)C02的增加量02減少量或有機物減少

量。

（2）光合作用與呼吸作用的綜合計算

光合作用與呼吸作用的綜合計算在光照條件下，綠色植物同時進行光合作用和呼吸作用，光

合作用和呼吸作用的原料和產(chǎn)物正好相反，但兩者不是可逆過程。解題時常涉及下列三項內(nèi)

容的計算：

①在黑暗條件下的綠色組織或非綠色組織的測定值為呼吸速率。

②綠色組織在有光條件下光合作用與呼吸作用同時進行，測得的數(shù)據(jù)為凈光合速率。

③真正光合速率=凈光合速率+呼吸速率。

a.真正光合速率=C02吸收量+C02釋放量，單位為mgCCh/（單位面積?單位時間）；b.真正光

合速率=02釋放量+。2吸收量，單位為mg02/單位面積?單位時間）；

c.光合作用有機物積累量=光合作用有機物生產(chǎn)量-細胞呼吸有機物消耗量。

只有測出凈光合速率和呼吸速率，才可推算出真正光合速率。

（3）光合作用與細胞呼吸綜合曲線解讀

光照強度

①綠色組織在黑暗條件下或非綠色組織只進行呼吸作用，測得的數(shù)值為呼吸速率（A點）。

②綠色組織在有光條件下，光合作用與細胞呼吸同時進行，測得的數(shù)據(jù)為凈光合速率。

③各點的光合作用和呼吸作用分析

細胞生理活動ATP產(chǎn)生場所植物組織外觀表

現(xiàn)

A點只進行細胞呼只有細胞質(zhì)基質(zhì)從外界吸收02,

吸，不進行光合和線粒體向外界排出C02

作用

AB段（不含A、呼吸量〉光合量細胞質(zhì)基質(zhì)、線從外界吸收。2,

B點）粒體、葉綠體向外界排出C02

B點光合量=呼吸量與外界不發(fā)生氣

體交換

B點之后光合量＞呼吸量從外界吸收。2,

向外界排出C02—

—此時植物可更

新空氣

（4）環(huán)境條件改變時光補償點光飽和點的移動

①光補償點的移動：呼吸速率增加，其他條件不變時，光補償點應(yīng)右移，反之左移。呼吸速

率基本不變，相關(guān)條件的改變使光合速率下降時，光補償點應(yīng)右移，反之左移。

②光飽和點的移動：相關(guān)條件的改變（如增大C02濃度）使光合速率增大時，光飽和點C應(yīng)

右移，反之左移。

＞易混易錯通關(guān)

1.高等植物的光合作用依賴光合色素。不同環(huán)境條件下，葉綠素a和葉綠素b之間可以相互轉(zhuǎn)

化，這種轉(zhuǎn)化稱為“葉綠素循環(huán)”。研究發(fā)現(xiàn)，在適當(dāng)遮光條件下，葉綠素a與葉綠素b的

比值會降低，以適應(yīng)環(huán)境。圖中②③是兩種葉綠素的吸收光譜。下列關(guān)于葉綠素的敘述正確

的是（）

t吸收光能百分比7%

100-

5。?/'/'：②A

0

400450,500550600650700^jnm

A.圖中②和③主要分布在葉綠體的內(nèi)膜上

B.利用紙層析法分離色素時，③應(yīng)位于濾紙條的最下端

C.植物葉片呈現(xiàn)綠色是由于②③主要吸收綠光

D.弱光下②的相對含量增高有利于植物對弱光的利用

2.遷移率是紙層析法中區(qū)分混合色素中各種成分的重要指標(biāo)，也可用于色素的鑒定，遷移率=

色素移動距離/溶劑移動距離。如表是葉綠體中色素紙層析結(jié)果（表中移動距離均為相對

值）。下列相關(guān)敘述正確的是（）

溶劑移動距色素1移動色素2移動色素3移動色素4移動

離距離距離距離距離

實驗組17.8??1.9?

實驗組28.2??1.5?

實驗組38.0??1.4?

平均移動距離8.07.6??0.8

遷移率無0.950.53?0.10

A.該實驗需先用苯、丙酮、石油酸配制成的層析液提取葉綠體中的色素

B.色素3的遷移率為0.2,若植物體缺Mg2+,色素3含量會減少

C.色素1在層析液中的溶解度最大，色素4在濾紙條上擴散速度最快

D.能夠吸收藍紫光的只有色素1和色素2,主要吸收紅光的只有色素3和色素4

3.植物光合作用的光反應(yīng)依賴類囊體膜上PSI和PSII光復(fù)合體，PSII光復(fù)合體含有光合色

素，能吸收光能，并分解水。研究發(fā)現(xiàn)，psn光復(fù)合體上的蛋白質(zhì)LHCII,通過與psn結(jié)

合或分離來增強或減弱對光能的捕獲（如圖所示）。LHCII與PSH的分離依賴LHC蛋白激

酶的催化。下列敘述錯誤的是（）

A.葉肉細胞內(nèi)LHC蛋白激酶活性下降，PSII光復(fù)合體對光能的捕獲增強

B.Mg2+含量減少會導(dǎo)致PSII光復(fù)合體對光能的捕獲減弱

C.弱光下LHCII與PSII結(jié)合，不利于對光能的捕獲

D.PSII光復(fù)合體分解水可以產(chǎn)生H+、電子和02

4.下圖表示光合作用示意圖。下列說法錯誤的是（）

A.類囊體薄膜上有吸收光能的4種色素

B.物質(zhì)②中可儲存活躍的化學(xué)能，物質(zhì)③為NADPH

C.在光照供應(yīng)充足時，突然停止供應(yīng)物質(zhì)④，C5的含量將迅速下降

D.在整個光合作用過程中，植物將太陽能最終轉(zhuǎn)化為有機物中穩(wěn)定的化學(xué)能

5.如圖為研究NaHCCh,溶液對光合作用速率影響的實驗。下列說法錯誤的是（）

毛細刻度管橡皮套管

Yi11

紅色液滴

伊樂藻

塑料漏斗

光二；二4一蒸儲水

光

NaHCO,溶液一支1

甲乙

A.將裝置放在光下，毛細刻度管內(nèi)的紅色液滴向左移動

B.將裝置置于暗室中，一段時間后檢查紅色液滴是否移動及移動方向，可以證明光是光合作

用的必要條件

C.伊樂藻光合作用消耗的C02與釋放的02量相等，因此紅色液滴不移動

D.為使實驗更具說服力，甲中也應(yīng)放置等量相同的伊樂藻

6.1881年，恩格爾曼把載有水綿和需氧細菌的臨時裝片放在沒有空氣的小室內(nèi)，在黑暗中用

極細的光束照射水綿，發(fā)現(xiàn)細菌只向葉綠體被光束照射到的部位集中，如果把裝置放在光

下，細菌則分布在葉綠體所有受光部位；用透過三棱鏡的光照射水綿臨時裝片，大量需氧細

菌聚集在紅光和藍紫光區(qū)域。下列敘述中錯誤的是（）

A.恩格爾曼的實驗直接證明葉綠體能吸收光能用于光合作用放氧

B.需氧細菌利用水綿釋放的氧氣，在線粒體內(nèi)膜上完成需氧呼吸第三階段

C.用極細的光束照射葉綠體，出現(xiàn)光照部位和無光照部位，形成對照實驗

D.葉綠體中的色素主要吸收紅光和藍紫光用于光合作用

7.如圖是光合作用過程實驗圖解。請分析判斷下列說法不正確的是（）

A.此實驗說明完整的葉綠體是進行光合作用的結(jié)構(gòu)單位

B.通過裝置A、B可以證明光反應(yīng)發(fā)生在類囊體薄膜上

C.通過裝置A、C可以證明碳反應(yīng)發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中

D.通過本實驗可以推測光反應(yīng)可能為碳反應(yīng)提供了反應(yīng)必需的條件

8.在夏季晴朗的白天,10時左右某植物光合作用強度達到峰值，13時左右光合作用強度明顯減

弱。假如該植物光合作用與細胞呼吸的最適溫度分別是25℃和35℃且白天最高氣溫不會超過

35℃o下列對該植物光合作用強度減弱的分析有誤的是（）

A.13時葉片失水較多使氣孔部分關(guān)閉，進入體內(nèi)的CO2量減少

B.光反應(yīng)產(chǎn)物積累，產(chǎn)生反饋抑制，葉綠體吸收、轉(zhuǎn)化光能的能力下降

C.中午溫度升高導(dǎo)致細胞呼吸速率降低，細胞呼吸產(chǎn)生的CO2量減少

D.中午時溫度較高，與光反應(yīng)有關(guān)的酶活性降低，導(dǎo)致光合作用強度減弱

9.德國科學(xué)家瓦爾堡設(shè)法把光合作用的光反應(yīng)、碳反應(yīng)分開研究，他的方法是在人工光源

“間歇光”下測定光合作用?？蒲腥藛T重新設(shè)計瓦爾堡的實驗：分離出某植物的葉綠體，讓

葉綠體交替接受5秒光照、5秒黑暗處理，持續(xù)進行20分鐘，并用靈敏傳感器記錄環(huán)境中02

和C02的變化，部分實驗記錄如圖所示。下列分析正確的是（）

0柔5

祺

?8虹?

雨77

E6豎E

疇4M

??

-e

OO2uo

E。

i0n

)

Ol“暗定照扁汕4曷咯時間

開始開始開始開始開始開始

A.a~c段為光反應(yīng)階段，c~e段為碳反應(yīng)階段

B.S1、S3可分別表示光反應(yīng)釋放的。2總量與碳反應(yīng)吸收的C02總量，且S1=S3

C.由02的釋放速率和C02的吸收速率推測光反應(yīng)速率與碳反應(yīng)速率始終相等

D.與“間歇光”20分鐘相比，持續(xù)光照20分鐘時葉綠體有機物合成總量更多

10.德國科學(xué)家瓦爾堡設(shè)法把光合作用的光反應(yīng)、碳反應(yīng)分開研究，他的方法是在人工光源

“間歇光”下測定光合作用?？蒲腥藛T重新設(shè)計瓦爾堡的實驗:分離出某植物的葉綠體，讓葉綠體

交替接受5秒光照、5秒黑暗處理，持續(xù)進行20分鐘，并用靈敏傳感器記錄環(huán)境中02和C02

的變化，部分實驗記錄如圖所示。

(

-

a180108

?

e66

E44

?22

-5EO0

3

)J/S

下列分析正確的是（）

A.a~c段為光反應(yīng)階段，c~e段為碳反應(yīng)階段

B.S1、S3可分別表示光反應(yīng)釋放的。2總量與碳反應(yīng)吸收的C02總量，且S1=S3

C.由02的釋放速率和C02的吸收速率推測光反應(yīng)速率與碳反應(yīng)速率始終相等

D.與“間歇光”20分鐘相比，持續(xù)光照20分鐘時葉綠體有機物合成總量更多

n.利用裝置甲，在相同條件下分別將綠色植物E、F的葉片制成大小相同的葉圓片，抽出空

氣，進行光合作用速率測定。圖乙是利用裝置甲測得的數(shù)據(jù)繪制成的坐標(biāo)圖。下列敘述正確

的是（）

2h)]

(10cm

mL/

放量[

。2釋

6o

幽

液

著『

活塞

o

咽4

旺

2o

塞I

-橡皮之

加o

管

刻度

葉-容器米

2O

臥-

4

O

液

緩沖

、CO2

10

8

片6

klx)

強度(

光乙照

甲

下生長

強光照

合在較

植物適

出，F(xiàn)

可看

圖乙

A.從

不移動

，液滴

測定時

片進行

的葉圓

物E

置植

中放

置甲

，裝

x時

為Ikl

照強度

B.光

等

速率相

氧氣的

片產(chǎn)生

的葉圓

種植物

、F兩

時，E

3klx

度為

照強

C光

短

需時間

液面所

片浮到

物葉圓

比F植

圓片

物葉

E植

甲中

裝置

時，

6klx

度為

照強

D.光

合

進行光

溫度下

濃度和

、CO2