高考生物光合作用知識(shí)點(diǎn)梳理與習(xí)題一、光合作用知識(shí)點(diǎn)梳理光合作用是高考生物的核心考點(diǎn)之一，涉及概念、過(guò)程、影響因素、實(shí)驗(yàn)探究四大板塊，需構(gòu)建“邏輯脈絡(luò)+細(xì)節(jié)記憶”的知識(shí)體系。（一）基本概念與場(chǎng)所1.概念：綠色植物通過(guò)葉綠體，利用光能，將CO?和H?O轉(zhuǎn)化為儲(chǔ)存能量的有機(jī)物（如葡萄糖），并釋放O?的過(guò)程。總反應(yīng)式：\(6\text{CO}_2+12\text{H}_2\text{O}\xrightarrow[\text{葉綠體}]{\text{光}}\text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6+6\text{O}_2+6\text{H}_2\text{O}\)（注意：O?來(lái)自H?O的光解）。2.場(chǎng)所：葉綠體（雙層膜結(jié)構(gòu)）。光反應(yīng)：類囊體薄膜（含光合色素和酶）；暗反應(yīng)（卡爾文循環(huán)）：葉綠體基質(zhì)（含酶）。（二）反應(yīng)過(guò)程與聯(lián)系光合作用分為光反應(yīng)（依賴光）和暗反應(yīng)（不直接依賴光，但需光反應(yīng)產(chǎn)物）兩個(gè)階段，二者緊密聯(lián)系。1.光反應(yīng)階段原料：H?O、ADP、Pi、NADP?（氧化型輔酶Ⅱ）；產(chǎn)物：O?（釋放）、ATP（活躍化學(xué)能）、NADPH（還原型輔酶Ⅱ，攜帶還原力）；關(guān)鍵步驟：①光合色素吸收光能，將H?O分解為O?和[H]（即NADPH的來(lái)源）；②光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，驅(qū)動(dòng)ADP和Pi合成ATP（ATP合成酶參與）。2.暗反應(yīng)階段（卡爾文循環(huán)）原料：CO?、ATP、NADPH；產(chǎn)物：有機(jī)物（如葡萄糖）、ADP、Pi、NADP?；關(guān)鍵步驟：①CO?固定：CO?與五碳化合物（C?）結(jié)合，生成兩分子三碳化合物（C?）（酶：RuBisCO，即核酮糖二磷酸羧化酶）；②C?還原：C?在ATP和NADPH的作用下，還原為C?和有機(jī)物（如葡萄糖）；③C?再生：部分C?還原后重新生成C?，維持循環(huán)。3.兩階段的聯(lián)系光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供ATP（能量）和NADPH（還原力）；暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADP、Pi、NADP?（原料再生）。若突然停止光照，光反應(yīng)停止，暗反應(yīng)因缺乏ATP和NADPH而逐漸停止（C?積累，C?減少）；若突然停止CO?供應(yīng)，暗反應(yīng)停止，光反應(yīng)因缺乏ADP和Pi而逐漸減弱（ATP和NADPH積累）。（三）影響光合作用的因素光合作用速率（單位時(shí)間內(nèi)有機(jī)物生成量或CO?吸收量）受內(nèi)部因素（植物自身特性）和外部因素（環(huán)境條件）共同影響。1.內(nèi)部因素光合色素含量：如葉綠素（吸收紅光和藍(lán)紫光）、類胡蘿卜素（吸收藍(lán)紫光）的含量，影響光能吸收效率（如黃葉植物光合速率低）；酶活性：暗反應(yīng)酶（如RuBisCO）的活性，受溫度、pH影響；葉片發(fā)育階段：幼葉光合色素少，光合速率低；成熟葉光合速率高；衰老葉光合色素分解，光合速率下降。2.外部因素光照強(qiáng)度：①曲線分析（如圖1）：a點(diǎn)（光照強(qiáng)度=0）：只有呼吸作用（釋放CO?）；b點(diǎn)（補(bǔ)償點(diǎn)）：光合速率=呼吸速率（CO?吸收量=0）；c點(diǎn)（飽和點(diǎn)）：光合速率達(dá)到最大值（不再隨光照強(qiáng)度增加而增加）；②應(yīng)用：大棚種植用無(wú)色薄膜（透過(guò)所有可見(jiàn)光），陰雨天用補(bǔ)光燈（紅光/藍(lán)紫光效果好）。CO?濃度：①曲線分析（如圖2）：低濃度時(shí)，CO?是限制因素；達(dá)到飽和點(diǎn)后，限制因素變?yōu)楣庹諒?qiáng)度或溫度；②應(yīng)用：大棚中施有機(jī)肥（分解者釋放CO?）或用CO?發(fā)生器。溫度：①曲線為鐘形（酶活性的影響）：最適溫度下光合速率最高；②應(yīng)用：大棚種植白天適當(dāng)升溫（提高光合速率），晚上適當(dāng)降溫（降低呼吸消耗）。水分：①缺水會(huì)導(dǎo)致氣孔關(guān)閉，CO?吸收減少，光合速率下降；②應(yīng)用：合理灌溉（避免干旱）。（四）實(shí)驗(yàn)探究：光合速率的測(cè)定1.經(jīng)典實(shí)驗(yàn)恩格爾曼實(shí)驗(yàn)：用水綿（葉綠體呈帶狀）和好氧細(xì)菌，證明葉綠體是光合作用的場(chǎng)所，且紅光、藍(lán)紫光下光合速率高；魯賓和卡門實(shí)驗(yàn)：用1?O標(biāo)記H?O和CO?，證明O?來(lái)自H?O（同位素標(biāo)記法）。2.常用測(cè)定方法半葉法：將葉片一半遮光（呼吸作用）、一半曝光（光合+呼吸），一段時(shí)間后測(cè)淀粉含量，差值即為凈光合量（光合-呼吸）；黑白瓶法：黑瓶（只有呼吸）、白瓶（光合+呼吸），測(cè)瓶中O?或CO?變化，白瓶-黑瓶=凈光合量；氣體傳感器法：用CO?傳感器測(cè)密閉容器中CO?減少量（凈光合量），或O?增加量。3.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)自變量：如光照強(qiáng)度（不同距離的光源）、CO?濃度（不同濃度的NaHCO?溶液）；因變量：如淀粉含量（碘液染色）、O?釋放量（氣泡數(shù)）、CO?吸收量（傳感器讀數(shù)）；無(wú)關(guān)變量：溫度、濕度、葉片大?。ㄐ璞３窒嗤６?、經(jīng)典習(xí)題精析（一）概念與過(guò)程分析題例1下列關(guān)于光合作用的敘述，正確的是（）A.光反應(yīng)不需要酶參與B.暗反應(yīng)在葉綠體類囊體薄膜上進(jìn)行C.NADPH為暗反應(yīng)提供還原力和能量D.CO?固定的產(chǎn)物是葡萄糖答案：C解析：光反應(yīng)需要酶（如ATP合成酶），A錯(cuò)誤；暗反應(yīng)在葉綠體基質(zhì)進(jìn)行，B錯(cuò)誤；NADPH攜帶[H]（還原力）和能量，用于C?還原，C正確；CO?固定的產(chǎn)物是C?，D錯(cuò)誤。（二）曲線分析題例2如圖表示光照強(qiáng)度對(duì)某植物光合速率的影響（CO?濃度為適宜值），請(qǐng)分析：（1）a點(diǎn)的含義是__________；（2）b點(diǎn)的限制因素是__________；（3）c點(diǎn)后光合速率不再增加的原因是__________。答案：（1）光照強(qiáng)度為0時(shí)，只有呼吸作用（釋放CO?）；（2）光照強(qiáng)度；（3）CO?濃度或溫度。解析：（1）a點(diǎn)光照強(qiáng)度為0，植物只進(jìn)行呼吸作用，釋放CO?；（2）b點(diǎn)是補(bǔ)償點(diǎn)，此時(shí)光照強(qiáng)度是限制因素（光合速率隨光照強(qiáng)度增加而增加）；（3）c點(diǎn)是飽和點(diǎn)，此時(shí)CO?濃度或溫度是限制因素（光合速率不再隨光照強(qiáng)度增加而增加）。（三）過(guò)程推理題例3若突然停止光照，短期內(nèi)葉綠體中C?和C?的含量變化是（）A.C?增加，C?減少B.C?減少，C?增加C.兩者都增加D.兩者都減少答案：A解析：突然停止光照，光反應(yīng)停止，ATP和NADPH減少，C?還原為C?和有機(jī)物的過(guò)程減弱，C?積累（增加）；同時(shí)，CO?固定仍在進(jìn)行（C?與CO?結(jié)合生成C?），C?消耗增加（減少）。（四）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題例4用“半葉法”測(cè)定葉片光合速率，步驟如下：①選擇生長(zhǎng)旺盛的葉片，用打孔器取對(duì)稱的兩部分（A和B）；②將A部分遮光（黑暗處理），B部分曝光（光照處理）；③一段時(shí)間后，用酒精脫色，再用碘液染色；④觀察并記錄A、B部分的顏色深淺（淀粉含量）。（1）實(shí)驗(yàn)原理：__________；（2）自變量：__________；（3）因變量：__________。答案：（1）光合作用產(chǎn)生淀粉（淀粉遇碘變藍(lán)），遮光部分（A）不進(jìn)行光合作用（無(wú)淀粉），曝光部分（B）進(jìn)行光合作用（有淀粉），兩者的淀粉含量差值即為光合速率；（2）光照（遮光vs曝光）；（3）淀粉含量（顏色深淺）。三、備考策略1.構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)：以“光反應(yīng)-暗反應(yīng)”為核心，聯(lián)系影響因素、實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用（如大棚種植）；2.強(qiáng)化細(xì)節(jié)記憶：如光反應(yīng)和暗反應(yīng)的場(chǎng)所、產(chǎn)物、關(guān)鍵酶，以及C?、C?的含量變化（可通過(guò)“停止光照”“停止CO?”等情境練習(xí)）；3.曲線分析技巧：