知識(shí)清單07光合作用

內(nèi)容概覽

W知識(shí)導(dǎo)圖：感知全局，了解知識(shí)要點(diǎn)

B考點(diǎn)清單：4大考點(diǎn)總結(jié)，梳理必背知識(shí)、歸納重點(diǎn)

易混易錯(cuò)：6個(gè)錯(cuò)混點(diǎn)梳理，高效查漏補(bǔ)缺

旦真題賞析［感知真題二知識(shí)鏈接、知己知彼

~~/01/-

知識(shí)導(dǎo)圖

/02/

考點(diǎn)清單

考點(diǎn)1綠葉中色素的提取和分離

1.實(shí)驗(yàn)原理：拓展延伸：

(1)色素的提?。壕G葉中的色素能夠溶解在有機(jī)溶劑(無(wú)水乙醇或丙酮)中，因葉綠素不穩(wěn)定，易分解;

此，可以用無(wú)水乙醇等有機(jī)溶劑來(lái)提取葉綠體中的色素。影響葉綠素合成的三大

(2)色素的分離：紙層析法。根據(jù)綠葉中色素在層析液中的溶解度不同，溶解因素：光照，溫度，礦

度高的隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得快，從而在擴(kuò)散過(guò)程中將色素分離開(kāi)來(lái)。質(zhì)兀素。

2.實(shí)驗(yàn)步驟

(1)提取色素

(2)分離色素

3.綠葉中色素的種類(lèi)與光能吸收

(1)分布：葉綠體類(lèi)囊體薄膜上。

(2)功能：吸收、傳遞(四種色素)和轉(zhuǎn)換光能(只有少量葉綠素a)。由圖可以看

出：

①葉綠體中的色素只吸收可見(jiàn)光，而對(duì)紅外光和紫外光等不吸收。

②葉綠素對(duì)紅光和藍(lán)紫光的吸收量大，類(lèi)胡蘿卜素對(duì)藍(lán)紫光的吸收量大。

考點(diǎn)2光合作用的原理

1.根據(jù)是否需要光能，將光合作用的過(guò)程分為需要光能的光反應(yīng)階段和不需要光教材拾遺

能的暗反應(yīng)階段(現(xiàn)在也稱(chēng)為碳反應(yīng))。光合作用水分解為氧和

(1)光反應(yīng)階段光合作用第一個(gè)階段的化學(xué)反應(yīng)，必須有光才能進(jìn)行，這個(gè)階M的同時(shí)，被葉綠體奪

段叫作光反應(yīng)階段。光反應(yīng)階段是在類(lèi)囊體的薄膜.上進(jìn)行的。去兩個(gè)電子。電子經(jīng)傳

(2)暗反應(yīng)階段：光合作用第二個(gè)階段中的化學(xué)反應(yīng)，有沒(méi)有光都能進(jìn)行，這遞，可用于NADP+與小

個(gè)階段叫作暗反應(yīng)階段。暗反應(yīng)階段的化學(xué)反應(yīng)是在葉綠體的基質(zhì)中進(jìn)行的。在結(jié)合形成NADPH,作為

這一階段，CO?被利用，經(jīng)過(guò)一系列的反應(yīng)后生成糖類(lèi)。暗反應(yīng)的還原劑；儲(chǔ)備

2.光合作用完整過(guò)程圖解部分能量供暗反應(yīng)利

(1)光反應(yīng)階段光合作用第一個(gè)階段的化學(xué)反應(yīng)，必須有光才能進(jìn)行，這個(gè)階用。

段叫作光反應(yīng)階段。光反應(yīng)階段是在類(lèi)囊體的薄膜上進(jìn)行的。光合作用的產(chǎn)物有一部

在光反應(yīng)階段，葉綠體中光合色素吸收的光能，有以下兩方面用途。一是將分是淀粉，還有一部分

水分解為氧和氧直接以氧分子的形式釋放出去，卜廠(chǎng)與氧化型輔酶H(NADP)是蔗糖。蔗糖可以進(jìn)入

結(jié)合，形成還原型輔酶II(NADPH)。NADPH作為活潑的還原劑，參與暗反應(yīng)階篩管，再通過(guò)韌皮部運(yùn)

段的化學(xué)反應(yīng)，同時(shí)也儲(chǔ)存部分能量供暗反應(yīng)階段利用；二是在有關(guān)酶的催化作輸?shù)街仓旮魈帯?/p>

用下，提供能量促使ADP與Pi反應(yīng)形成ATP,這樣，光能就轉(zhuǎn)化為儲(chǔ)存在A(yíng)TP

中的化學(xué)能。這些ATP將參與第二個(gè)階段合成有機(jī)物的化學(xué)反應(yīng)。

(2)暗反應(yīng)階段：光合作用第二個(gè)階段中的化學(xué)反應(yīng)，有沒(méi)有光都能進(jìn)行，這

個(gè)階段叫作暗反應(yīng)階段。暗反應(yīng)階段的化學(xué)反應(yīng)是在葉綠體的基質(zhì)中進(jìn)行的。在

這一階段，CO2被利用，經(jīng)過(guò)一系列的反應(yīng)后生成糖類(lèi)。

綠葉通過(guò)氣孔從外界吸收的C02,在特定酶的作用下與C5卜?種五碳化合物)

結(jié)合，這個(gè)過(guò)程稱(chēng)作CO2的固定。一分子的CO?被固定后，很快形成兩個(gè)C3分子。

在有關(guān)酶的催化作用下，C3接受ATP和NADPH釋放的能量，并且被NADPH

還原。隨后，一些接受能量并被江原的C3,在酶的作用下經(jīng)過(guò)一系列的反應(yīng)轉(zhuǎn)化

為糖類(lèi)；另一些接受能量并被還原的C3,經(jīng)過(guò)一系列變化，乂形成C.5o這些C5

又可以參與CO2的固定。這樣，暗反應(yīng)階段就形成從C5到C3再到C5的循環(huán)，可

以源源不斷地進(jìn)行下去，因此暗反應(yīng)過(guò)程也稱(chēng)作卡爾文循環(huán)。

(3)光合作用過(guò)程中原子的去路分析

6C0,+12H,0—

I2]葉綠體

3.環(huán)境改變時(shí)光合作用各物質(zhì)含量的變化分析

(1)“過(guò)程法”分析各物質(zhì)變化

如圖中I表示光反應(yīng)，II表示CO2的固定，II【表示C3的還原，當(dāng)外界條件(如

光照、CO2)突然發(fā)生變化時(shí)，分析相關(guān)物質(zhì)含量在短時(shí)間內(nèi)的變化：

在以上各物質(zhì)的含量變化中，C3和Cs含量的變化是相反的，若C3含量增加,

則C5含量減少；［H］、ATP和Cs的含量變化是一致的，都增加，或都減少。

4.連續(xù)光照和間隔光照下的有機(jī)物合成后分析

(1)光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供的NADPH和ATP在葉綠體基質(zhì)中有少量的積累，在

光反應(yīng)停止時(shí)，暗反應(yīng)仍可持續(xù)進(jìn)行一段時(shí)間，有機(jī)物還能繼續(xù)合成。

(2)在總光照時(shí)間、總黑暗時(shí)間均相同的條件卜，光照和黑暗間隔處理比一直

連續(xù)光照處理有機(jī)物積累量要多。

考點(diǎn)3影響光合作用的因素及應(yīng)用

1.內(nèi)部因素

(1)與植物自身的遺傳特性有關(guān)，以陰生植物、陽(yáng)生植物為例，如圖1所示。

(2)植物葉片的葉齡、葉面積指數(shù)也會(huì)影響光合作用，如圖2、3所示。

曲線(xiàn)「補(bǔ)償點(diǎn)A?A

分析

一飽和點(diǎn)B?B

應(yīng)用

間作套種

圖1

OA段,隨葉齡增大，葉

面積增大，色索含量增

多,薛的含量和活性增

曲線(xiàn)分析大，光合速率加快

A點(diǎn)之后，隨葉齡增大.

色素、酶含量減少.能適

性減弱，光合速率減慢

應(yīng)用

適時(shí)摘除老葉

圖2

應(yīng)用：溫室栽培植物時(shí)，白天調(diào)到光合作用最適溫度，以提高光合速率；晚

上適當(dāng)降低溫室內(nèi)溫度，以降低細(xì)胞呼吸速率，保證植物有機(jī)物的積累。

(3)CO2濃度：CO?影響暗反應(yīng)階段，制約C3的形成

①圖1中A點(diǎn)表示CO?補(bǔ)償點(diǎn)，即光合速率等于呼吸速率時(shí)的CO2濃度

②圖2中A，點(diǎn)表示進(jìn)行光合作用所需CO2的最低濃度。B點(diǎn)和B，點(diǎn)都表示

CO?飽和點(diǎn)。

應(yīng)用：在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上可以通過(guò)“正其行，通其風(fēng)”、增施農(nóng)家肥等增大CO2濃

度，提高光合速率。

(4)水分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)，如植物缺水

導(dǎo)致萎焉，使光合速率下降。另外，水分還能影響氣孔的開(kāi)閉，間接影響CO2進(jìn)

入植物體內(nèi)。

①圖1表明在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，可根據(jù)作物的需水規(guī)律，合理灌溉。

②圖2曲線(xiàn)中間E處光合作用強(qiáng)度暫時(shí)降低，是因?yàn)闇囟雀?，蒸騰作用過(guò)強(qiáng),

部分氣孔關(guān)閉，影響了3的供應(yīng)。

應(yīng)用：根據(jù)作物的需水規(guī)律，合理灌溉

(5)礦質(zhì)元素：礦質(zhì)離子影響與光合作用有關(guān)的色素、陋、膜結(jié)構(gòu)的形成。

①0A段，隨CO?礦質(zhì)離子濃度的增加光合作用速率升高；

②B點(diǎn)后，隨礦質(zhì)離子濃度的增加光合作用速率下降(細(xì)胞矢水)；

應(yīng)用：在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，根據(jù)植物的需肥規(guī)律，適時(shí)、適量地增施肥料，可以

提高作物的光合作用效率。

3.多因素對(duì)光合速率影響的分析

多因素對(duì)光合速率影響的曲線(xiàn)變化規(guī)律分析如圖所示，P點(diǎn)前，限制光合速

率的因素為橫坐標(biāo)所表示的因子，隨該因子的不斷加強(qiáng)，光合速率不斷提高。當(dāng)

到Q點(diǎn)時(shí)，橫坐標(biāo)所表示的因素不再是限制光合速率的因子，要想繼續(xù)提高光合

速率，可適當(dāng)提高圖示中的其他因子的強(qiáng)度。PQ間的主要因素有兩個(gè)：一是橫坐

標(biāo)表示的因素，二是多條曲線(xiàn)上標(biāo)注的因素。

表面上看這類(lèi)題目很復(fù)雜，但在解答這類(lèi)試題時(shí)，仍然是依據(jù)單一變量原則,

每次只分析一個(gè)自變量的變化對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。

考點(diǎn)4光合作用與細(xì)胞呼吸聯(lián)系

1.植物的“三率”

（1）植物“三率”間的內(nèi)在關(guān)系

①呼吸速率：植物非綠色組織（如蘋(píng)果果肉細(xì)胞）或綠色組織在黑暗條件下測(cè)得

的值一單位時(shí)間內(nèi)一定量組織的C02釋放量或吸收量。

②凈光合速率：植物綠色組織在光照條件下測(cè)得的值——單位時(shí)間內(nèi)一定量

葉面積C02的吸收量或02的釋放量。

③真光合速率=凈光合速率+呼吸速率。

（2）植物“三率”的判定

①根據(jù)坐標(biāo)曲線(xiàn)判定：當(dāng)光照強(qiáng)度為。時(shí)，CO2吸收值為0,則該曲線(xiàn)表示總

（真）光合速率曲線(xiàn)；若CO2吸收值為負(fù)值，該值的絕對(duì)值表示呼吸速率，該曲線(xiàn)

表示凈光合速率曲線(xiàn)。

②根據(jù)關(guān)鍵詞判定

有機(jī)物產(chǎn)生（制

真光合速率產(chǎn)生（生成）速率CO2固定速率

造、生成）速率

凈（表觀(guān)）光合

。2釋放速率C02吸收速率有機(jī)物積累速率

速率

黑暗中CO2釋放速

呼吸速率黑暗中02吸收速率有機(jī)物消耗速率

率

2.微觀(guān)分析光合作用與細(xì)胞呼吸之間的氣體變化

3.植物光合速率與呼吸速率的實(shí)驗(yàn)測(cè)定常用方法：測(cè)光合作用02產(chǎn)生（或CCh消

耗）的體積

(1)裝置中溶液的作用：在測(cè)細(xì)胞呼吸速率時(shí)NaOH溶液可吸收容器中的CO2;

在測(cè)凈光合速率時(shí)NaHCXh溶液可提供CO2,保證了容器內(nèi)CO?濃度的恒定。

(2)測(cè)定原理

①在黑暗條件下甲裝置中的植物只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，由于NaOH溶液吸收了細(xì)

胞呼吸產(chǎn)生的CO2,所以單位時(shí)間為紅色液滴左移的距離表示植物的Ch吸收速率,

可代表呼吸速率。

②在光照條件下乙裝置中的植物進(jìn)行光合作用和細(xì)胞呼吸，由于NaHCCh溶

液保證了容器內(nèi)CO?濃度的恒定，所以單位時(shí)間內(nèi)紅色液滴右移的距高表示植物

的。2釋放速率，可代表凈光合速率。

③真光合速率=凈光合速率+呼吸速率。

(3)測(cè)定方法

①將植物(甲裝置)置于黑暗中一定時(shí)間，記錄紅色液滴移動(dòng)1向距離，計(jì)算呼吸

速率。

②將同一植物(乙裝置)置于光卜.一定時(shí)間，記錄紅色液滴移動(dòng)的距離，計(jì)算凈

光合速率。

③根據(jù)呼吸速率和凈光合速率可計(jì)算得到真光合速率。

(4)物理誤差的校正：為防止氣壓、溫度等物理因素所引起的誤差，應(yīng)設(shè)置對(duì)

照實(shí)驗(yàn)，即用死亡的綠色植物分別進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)，根據(jù)紅色液滴的移動(dòng)距離對(duì)原

實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行校正。

/03/

易混易錯(cuò)

易錯(cuò)點(diǎn)1植物色素

比較項(xiàng)目光合色素細(xì)胞液色素

存在部位葉綠體液泡

溶解性脂溶性水溶性

代表種類(lèi)類(lèi)胡蘿卜素和葉綠素花青素

顏色橙黃、黃、綠紅、藍(lán)、紫

顏色變化不隨pH改變變化顏色隨pH改變變化顏色

易錯(cuò)點(diǎn)2綠葉中色素提取和分離實(shí)驗(yàn)異?，F(xiàn)象分析

（1）收集到的濾液綠色過(guò)淺的原因分析

①未加SiOz?研磨不充分。

②使用放置數(shù)天的綠葉，濾液色素（葉綠素）太少。

③一次加入大量的無(wú)水乙醇，提取濃度太低（正確做法：分次加入少量無(wú)水乙醇提取色素）。

④未加CaCCh或加入過(guò)少，色素分子被破壞。

（2）濾紙條色素帶重疊：沒(méi)經(jīng)干燥處理，濾液線(xiàn)不能達(dá)到細(xì)、齊、直的要求，使色素?cái)U(kuò)散不一致造成的。

（3）濾紙條看不到色素帶：①忘記畫(huà)濾液細(xì)線(xiàn)；②濾液細(xì)線(xiàn)接觸到層析液，且時(shí)間較長(zhǎng)，色素全部溶解

到層析液中。

（4）濾紙條只呈現(xiàn)胡蘿卜素、葉黃素色素帶：忘記加碳酸鈣導(dǎo)致葉綠素被破壞或所用葉片為“黃葉”。

易錯(cuò)點(diǎn)3理清光合作用和有氧呼吸的區(qū)別

項(xiàng)目光合作用有氧呼吸

物質(zhì)變化無(wú)機(jī)物T有機(jī)物有機(jī)物T無(wú)機(jī)物

能量變化光能一化學(xué)能（儲(chǔ)能）穩(wěn)定的化學(xué)能一活躍的化學(xué)能（放能）

實(shí)質(zhì)合成有機(jī)物，儲(chǔ)存能量分解有機(jī)物，釋放能量，供細(xì)胞利用

場(chǎng)所葉綠體活細(xì)胞（主要在線(xiàn)粒體）

條件只在光下進(jìn)行有光、無(wú)光都能進(jìn)行

易錯(cuò)點(diǎn)3光合作用與細(xì)胞呼吸中［H］的區(qū)別

［H］的來(lái)源和去路比較：光合作用中的［H］為NADPH,細(xì)胞呼吸中［H］為NADH

易錯(cuò)點(diǎn)4通過(guò)面積判斷植物的“三率”

易錯(cuò)點(diǎn)5開(kāi)放和密閉環(huán)境中COZ、含量晝夜變化分析

⑴開(kāi)放環(huán)境中植物光合速率與呼吸速率的曲線(xiàn)分析——特別關(guān)注24h內(nèi)有機(jī)物的“制造川消耗”與“積

累”，注意分析從c、/的含義。

（2）密閉環(huán)境中一晝夜CO2、。2含量的變化曲線(xiàn)：注意分析的CO?濃度最高（低）點(diǎn)、。2濃度最低（高）點(diǎn)

含義為：光合作用強(qiáng)度=呼吸作川強(qiáng)度。

易錯(cuò)點(diǎn)6調(diào)節(jié)氣孔開(kāi)閉的因素

（I）光：植物氣孔一般是按晝夜節(jié)律開(kāi)閉：白天打開(kāi)氣孔進(jìn)行光合作用，晚上通過(guò)關(guān)閉氣孔來(lái)減少水分

損失。

（2）CO2濃度：低濃度CO2氣孔開(kāi)啟，高濃度C02氣孔關(guān)閉。

（3）含水審：干旱或蒸騰過(guò)強(qiáng)，失水多氣孔關(guān)閉，雨后水分過(guò)飽和氣孔也會(huì)關(guān)閉（保衛(wèi)細(xì)胞膨脹過(guò)度）。

（4）植物激素：細(xì)胞分裂素促進(jìn)氣孔開(kāi)放，而脫落酸卻引起氣孔關(guān)閉。

-/04/

I.（2023?江蘇?高考真題）下列關(guān)于“提取和分離葉綠體色素”實(shí)驗(yàn)敘述合理的是（）

A.用有機(jī)溶劑提取色素時(shí)，加入碳酸鈣是為了防止類(lèi)胡蘿卜素被破壞

B.若連續(xù)多次重復(fù)畫(huà)濾液細(xì)線(xiàn)可累積更多的色素，但易出現(xiàn)色素帶重疊

C.該實(shí)驗(yàn)提取和分離色素的方法可用于測(cè)定綠葉中各種色素含量

D.用紅色寬菜葉進(jìn)行實(shí)驗(yàn)可得到5條色素帶，花青素位于葉綠素a、b之間

［答案］B.［解析］A、用有機(jī)溶劑提取色素時(shí)，加入碳酸鈣是為了防止葉綠素被破壞，A錯(cuò)誤；B、畫(huà)濾

液細(xì)線(xiàn)時(shí)要間斷畫(huà)2?3次，即等上一次干了以后再畫(huà)下一次，若連續(xù)多次重復(fù)畫(huà)濾液細(xì)線(xiàn)雖可累積更多的

色素，但會(huì)造成濾液細(xì)線(xiàn)過(guò)寬，易出現(xiàn)色素帶重疊，B正確；C、該實(shí)驗(yàn)中分離色素的方法是紙層析法，可

根據(jù)各種色素在濾紙條上呈現(xiàn)的色素帶的寬窄來(lái)比較判斷各色素的含量，但該實(shí)驗(yàn)不能具體測(cè)定綠葉中各

種色素含量，C錯(cuò)誤；D、花青素存在于液泡中，溶于水不易溶于有機(jī)溶劑，故若得到5條色素帶，距離濾

液細(xì)線(xiàn)最近的色素帶為花青素，應(yīng)在葉綠素b的下方，D錯(cuò)誤。故選B。

知識(shí)鏈接：綠葉中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)，提取色素時(shí)需要加入無(wú)水乙醇（溶解色素）、石英砂（使研磨更充

分）和碳酸鈣（防止色素被破壞）；分離色素時(shí)采用紙層析法，原理是色素在層析液中的溶解度不同，隨著層

析液擴(kuò)散的速度不同，最后的結(jié)果是觀(guān)察到四條色素帶，從上到下依次是胡蘿卜素（橙黃色）、葉黃素（黃色）、

葉綠素a（藍(lán)綠色）、葉綠素b（黃綠色）。

2.（2023?天津?高考真題）下圖是某綠藻適應(yīng)水生環(huán)境，提高光合效率的機(jī)制圖。光反應(yīng)產(chǎn)生的物質(zhì)X可進(jìn)

入線(xiàn)粒體促進(jìn)ATP合成。下列敘述錯(cuò)誤的是（）

A.物質(zhì)X通過(guò)提高有氧呼吸水平促進(jìn)HC03進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)

B.HCO?利用通道蛋白從細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)進(jìn)入葉綠體基質(zhì)

C.水光解產(chǎn)生的的H+提高類(lèi)囊體腔CO?水平，促進(jìn)CO2進(jìn)入葉綠體基質(zhì)

D.光反應(yīng)通過(guò)確保暗反應(yīng)的CO?的供應(yīng)幫助該綠藻適應(yīng)水環(huán)境

［答案］B.［解析］A、光反應(yīng)產(chǎn)生的物質(zhì)X可進(jìn)入線(xiàn)粒體促進(jìn)ATP合成，因此物質(zhì)X可通過(guò)提高有氧

呼吸水平促進(jìn)HCO3進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。A正確；B、HCO3進(jìn)入葉綠體基質(zhì)也需要線(xiàn)粒體產(chǎn)生的ATP供能，

屬于主動(dòng)運(yùn)輸，通道蛋白只能參與協(xié)助擴(kuò)散，B錯(cuò)誤；C、據(jù)圖可知，光反應(yīng)中水光解產(chǎn)生的H+促進(jìn)HCO3

進(jìn)入類(lèi)囊體，并與HCO.3在類(lèi)囊體腔內(nèi)反應(yīng)產(chǎn)生CO2,因此能提高類(lèi)囊體腔CO2水平，C正確；D、據(jù)圖

可知，光反應(yīng)生成的物質(zhì)X（O2）促進(jìn)線(xiàn)粒體的有氧呼吸，產(chǎn)生更多的ATP,有利于HCO3進(jìn)入葉綠體基質(zhì)，

產(chǎn)生CO2,保證了暗反應(yīng)的CO2供應(yīng)，D正確。故選B。

知識(shí)鏈接：光反應(yīng)階段在葉綠體囊狀結(jié)構(gòu)薄膜上進(jìn)行，此過(guò)程必須有光、色素、光合作用的酶.具體反應(yīng)

步驟：①水的光解，水在光下分解成氧氣和還原氫；②A(yíng)TP生成，ADP與Pi接受光能變成ATP,此過(guò)程將

光能變?yōu)锳TP活躍的化學(xué)能。

3.（2023?全國(guó)?高考真題）植物葉片中的色素對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育有重要作用。下列有關(guān)葉綠體中色素的敘述，

錯(cuò)誤的是（）

A.氮元素和鎂元素是構(gòu)成葉綠素分子的重要元素

B.葉綠素和類(lèi)胡蘿卜素存在于葉綠體中類(lèi)囊體的薄膜上

C.用不同波長(zhǎng)的光照射類(lèi)胡蘿卜素溶液，其吸收光譜在藍(lán)紫光區(qū)有吸收峰

D.葉綠體中的色素在層析液中的溶解度越高，隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得越慢

［答案ID.［解析］A、葉綠素的元素組成是C、H、O、N、Mg,氮元素和鎂元素是構(gòu)成葉綠素分子的重

要元素，A正確；B、光反應(yīng)的場(chǎng)所是類(lèi)囊體的薄膜，需要光合色素吸收光能，葉綠素和類(lèi)胡蘿卜素存在于

葉綠體中類(lèi)囊體的薄膜上，B正確；C、類(lèi)胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光，用不同波長(zhǎng)的光照射類(lèi)胡蘿卜素溶液，

其吸收光譜在藍(lán)紫光區(qū)有吸收峰，C正確；D、葉綠體中的色素在層析液中的溶解度越高，隨層析液在濾紙

上擴(kuò)散得越快，D錯(cuò)誤。故選D。

知識(shí)鏈接：葉綠素主要吸收藍(lán)紫光和紅橙光，類(lèi)胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光。

4.（2023.河北?高考真題）擬南芥發(fā)育早期的葉肉細(xì)胞中，未成熟葉綠體發(fā)育所需ATP須借助其膜上的轉(zhuǎn)運(yùn)

蛋t!H由細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)進(jìn)入。發(fā)育到一定階段，葉肉細(xì)胞H基因表達(dá)量下降，細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)ATP向成熟葉綠體

轉(zhuǎn)運(yùn)受阻。

【可答下列問(wèn)題：

（1）未成熟葉綠體發(fā)育所需ATP主要在合成，經(jīng)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)進(jìn)入葉綠體。

（2）光照時(shí)，葉綠體類(lèi)囊體膜上的色素捕獲光能，將其轉(zhuǎn)化為ATP和中的化學(xué)能，這些化

學(xué)能經(jīng)____________階段釋放并轉(zhuǎn)化為糖類(lèi)中的化學(xué)能。

（3）研究者通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)在葉綠體成熟的葉肉細(xì)胞中實(shí)現(xiàn)H基因過(guò)量表達(dá)，對(duì)轉(zhuǎn)H基因和非轉(zhuǎn)基因葉

肉細(xì)胞進(jìn)行黑暗處理，之后檢測(cè)二者細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和葉綠體基質(zhì)中ATP相對(duì)濃度，結(jié)果如圖。相對(duì)于非轉(zhuǎn)基

因細(xì)胞，轉(zhuǎn)基因細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)Al,P濃度明顯。據(jù)此推測(cè)，H基因的過(guò)量表達(dá)造成細(xì)胞質(zhì)基

質(zhì)ATP被（填“葉綠體”或“線(xiàn)粒體”）大量消耗，細(xì)胞有氧呼吸強(qiáng)度o

1

100?

口細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)

■

>T880?葉綠體基質(zhì)

P

a6o

4

繇4o

四

2O

0

非轉(zhuǎn)基因轉(zhuǎn)H基因

葉肉細(xì)胞葉肉細(xì)胞

（4）綜合上述分析，葉肉細(xì)胞通過(guò)下調(diào)阻止細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)ATP進(jìn)入成熟的葉綠體，從而防止

線(xiàn)粒體.,以保證光合產(chǎn)物可轉(zhuǎn)運(yùn)到其他細(xì)胞供能。

［答案］（1）線(xiàn)粒體（或“線(xiàn)粒體內(nèi)膜”）

⑵NADPH（或“還原型輔酶II”）暗反應(yīng)（或“卡爾文循環(huán)”）

⑶降低葉綠體升高

H基因表達(dá)（或“H蛋白數(shù)量”）過(guò)多消耗光合產(chǎn)物（或“有氧呼吸增強(qiáng)”）

［解析］（1）由題干可知，擬南芥幼苗葉肉細(xì)胞的葉綠體仍在發(fā)育且時(shí),消耗的ATP主要來(lái)自自身線(xiàn)粒體。

線(xiàn)粒體通過(guò)有氧呼吸為細(xì)胞提供生命活動(dòng)所需的大約95%的能量。線(xiàn)粒體中能夠大量合成ATP的化學(xué)反應(yīng)

在線(xiàn)粒體內(nèi)膜上進(jìn)行。

⑵在植物光合作用的光反應(yīng)階段,光能被光合色素捕獲后，轉(zhuǎn)化為儲(chǔ)存在A(yíng)TP和NADPH中的化學(xué)能。

在暗反應(yīng)階段ATP和NADPH中的化學(xué)能再進(jìn)一步轉(zhuǎn)化固定到糖類(lèi)等有機(jī)物中。

(3)由圖可知，葉綠體成熟的非轉(zhuǎn)基因葉肉細(xì)胞中H基因表達(dá)下調(diào)，細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)ATP濃度遠(yuǎn)高于葉綠

體基質(zhì)。H基因過(guò)表達(dá)后，細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中ATP含量下降，且葉綠體基質(zhì)中ATP含量未顯著升高，表明葉

綠體消耗了從細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中轉(zhuǎn)入的ATP。推測(cè)，H基因過(guò)表達(dá)后，大量的ATP轉(zhuǎn)運(yùn)至葉綠體中被消耗，細(xì)

胞需代償性提高線(xiàn)粒體呼吸強(qiáng)度，以補(bǔ)充細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的ATP。

(4)由題分析可知，ATP由細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)向葉綠體轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中，H轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的數(shù)量是限制運(yùn)輸速率的一個(gè)

主要因素。葉綠體成熟的葉肉細(xì)胞中H基因的表達(dá)下調(diào)，H轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的數(shù)量減少，進(jìn)而ATP向葉綠體的流

入被有效阻止，細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)ATP可保持正常生理水平，從而避免了線(xiàn)粒體呼吸作用的額外增強(qiáng)、過(guò)多消耗

光合產(chǎn)物，保證光合產(chǎn)物能被轉(zhuǎn)運(yùn)到其他細(xì)胞供能。

知識(shí)鏈接：ATP是細(xì)胞中的直接能源物質(zhì)，主要細(xì)胞呼吸和光合作用產(chǎn)生，其中細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的ATP可以

用于各種生命活動(dòng)，因此未成熟的葉綠體發(fā)育所需的ATP來(lái)自細(xì)胞呼吸，細(xì)胞有氧呼吸產(chǎn)生大量ATP,有

氧呼吸的場(chǎng)所主要在線(xiàn)粒體。

5.(2023?重慶?高考真題)水稻是我國(guó)重要的糧食作物，光合能力是影響水稻產(chǎn)量的重要因素。

(1)通常情況下，葉綠素含量與植物的光合速率成正相關(guān)。但有研究發(fā)現(xiàn)，葉綠素含量降低的某一突變

體水稻，在強(qiáng)光照條件下，其光合速率反而明顯高于野生型。為探究其原因，有研究者在相同光照強(qiáng)度的

強(qiáng)光條件下，測(cè)定了兩種水稻的相關(guān)生理指標(biāo)(單位省略)，結(jié)果如下表。

光反應(yīng)暗反應(yīng)

光能轉(zhuǎn)化效率類(lèi)囊體薄膜電子傳遞速率RuBP竣化酶含量Vnux

野生型0.49180.14.6129.5

突變體0.66199.57.5164.5

注：RuBP段化酶：催化CO?固定的酶：Vmax：RuBP按化酶催化的最大速率

①類(lèi)囊體薄膜電子傳遞的最終產(chǎn)物是oRuBP粉化酶催化的底物是CO?和

②據(jù)表分析，突變體水稻光合速率高于野生型的原因是。

(2)研究人員進(jìn)一步測(cè)定了田間光照和遮蔭條件下兩種水稻的產(chǎn)量(單位省略)，結(jié)果如下表。

田間光照產(chǎn)量田間遮陰產(chǎn)量

野生型6.936.20

突變體7.353.68

①在田間遮蔭條件下，突變體水稻產(chǎn)量卻明顯低于野生型，造成這個(gè)結(jié)果的內(nèi)因是,外因

是。

②水稻葉肉細(xì)胞的光合產(chǎn)物有淀粉和,兩者可以相互轉(zhuǎn)化，后者是光合產(chǎn)物的主要運(yùn)輸形

式，在開(kāi)花結(jié)實(shí)期主要運(yùn)往籽粒。

③根據(jù)以上結(jié)果，推測(cè)兩種水稻的光補(bǔ)償點(diǎn)(光合速率和呼吸速率相等時(shí)的光照強(qiáng)度)，突變體水稻較野

生型___________(填“高”、“低”或，相等")。

［答案1(1)NADPH(［H］)CK核酮糖一L5二磷酸，RuBP)突變體的光反應(yīng)與暗反應(yīng)速率都

較野生型快

(2)突變體葉綠素含量太低光照強(qiáng)度太低蔗糖高

［解析］(1)①根據(jù)分析可知，光合作用的光反應(yīng)階段在類(lèi)囊體薄膜上反應(yīng)。這個(gè)階段電子傳遞的最終產(chǎn)

物是NADPH。RuBP較化酶是催化CO2固定的酶，根據(jù)分析可知這個(gè)階段是暗反應(yīng)階段(CO；的固定)，在

這個(gè)反應(yīng)中CO2,在CO2固定酶的作用下與Cs(一種五碳化合物)結(jié)合，所以RuBP竣化酶催化的底物是

C02和Cs。

②根據(jù)分析可知，表中的類(lèi)囊體薄膜電子傳遞速率代表了光反應(yīng)速率，電子傳遞速率越高，則光反應(yīng)

速率越快；RuBP瘦化酶含量高低與暗反應(yīng)速率有關(guān)，RuBP叛化酶含量越高，暗反應(yīng)速率越快。由表可知

突變體的光反應(yīng)和暗反應(yīng)速率都比野生型快，所以突變型水稻的光合速率高于野生型。

(2)①根據(jù)光合作用的分析可知，只要影響到原料、能量的供應(yīng)都是影響光合作用的因素，比如CO?的

濃度、葉片氣孔的開(kāi)閉情況，光照強(qiáng)度等；葉綠體是光合作用的場(chǎng)所，影響葉綠體的形成，結(jié)構(gòu)的因素，

比如葉綠體光合色素含量低等也會(huì)影響光合作用。根據(jù)題干可知在遮蔭情況下突變體水稻產(chǎn)量明顯低于野

生型，因此推測(cè)這種結(jié)果的內(nèi)因則是突變體自身葉綠素含量太低，外因則是光照強(qiáng)度太低。

②蔗糖是光合作用的主要產(chǎn)物，也是植物光合作用遠(yuǎn)距離運(yùn)輸?shù)闹饕问健Ｋ运救~肉細(xì)胞的光合

產(chǎn)物有淀粉和蔗糖，兩者可以相互轉(zhuǎn)化，后者是光合產(chǎn)物的主要運(yùn)輸形式，在開(kāi)花結(jié)實(shí)期主要運(yùn)往籽粒。

③根據(jù)以上結(jié)果可知，在同等光合速率下突變體水稻所需要的光照更強(qiáng)，因此突變體水稻的光補(bǔ)償點(diǎn)

較野生型高。

知識(shí)鏈接：光合作用是指綠色植物通過(guò)葉綠體，利用光能，將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存能最的有機(jī)物，并

且釋放出氧氣的過(guò)程。光合作用過(guò)程十分復(fù)雜，根據(jù)是否需要光能，將這些化學(xué)反應(yīng)分為光反應(yīng)和暗反應(yīng),

現(xiàn)在也成為碳反應(yīng)階段

(1)光反應(yīng)階段：必須有光力能進(jìn)行，反應(yīng)部位在類(lèi)囊體的薄膜1二。在這個(gè)階段，葉綠體中光合色素吸

收的光能首先將水分解成氧和H+。其中氧以分子形式氧氣釋放，H+與NADP+結(jié)合，形成NADPH。NADPH

是活潑的還原劑，參與暗反應(yīng)階段的化學(xué)反應(yīng)。光合色素吸收的另一部分光能，在酶的作用下，使ADP與

Pi反應(yīng)形成ATP,用于暗反應(yīng)。

(2)暗反應(yīng)階段：需要多種酶參與，在有光、無(wú)光的條件下均可進(jìn)行，反應(yīng)部位在葉綠體基質(zhì)中。這個(gè)

階段綠葉通過(guò)氣孔從外界吸收CO2,在特定酶(CO2固定酶)的作,書(shū)下與C，一種五碳化合物)結(jié)合，這個(gè)過(guò)程

叫作CO2的固定。一分子的CO2被固定后，很快形成兩個(gè)C3。在酶的作用下C3接受ATP和NADPH釋放

的能量，并且被NADPH還原，一部分接受能量并被還原的C3經(jīng)過(guò)一系列能的作用轉(zhuǎn)化為糖類(lèi)，另一些接

受能量被還原的C3又形成Cs,參與CO2的固定。暗反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是同化CO2,將活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的

化學(xué)能，儲(chǔ)存在有機(jī)物中。

6.(2023?遼寧?高考真題)花生抗逆性強(qiáng)，部分品種可以在鹽堿土區(qū)種植。下圖是四個(gè)品種的花生在不同實(shí)驗(yàn)

條件下的葉綠素含量相對(duì)值(SPAD)(圖1)和凈光合速率(圖2)?；卮鹣铝袉?wèn)題：

光照強(qiáng)度(nmol?小?§')光照強(qiáng)度(nmolYL的?網(wǎng)

(

?

*??25

，20

源w

二

如15

益

朱

聚150

*1

ft

光照強(qiáng)度(umolpz”')

圖2

(1)花生葉肉細(xì)胞中的葉綠素包括，主要吸收光，可用等有機(jī)溶劑

從葉片中提取。

(2)鹽添加量不同的條件下，葉綠素含量受影響最顯著的品種是。

(3)在光照強(qiáng)度為500卜imohn??、無(wú)NaCl添加的條件下，LH12的光合速率(填“大于”“等于"

或“小于”)HH1的光合速率，判斷的依據(jù)是o在光照強(qiáng)度為ISOOpmolnRsi、NaCI添加量為

3.Og-kgi的條件卜，HY25的浮光合速率大于其他三個(gè)品種的凈光合速率，原因可能是HY25的含

量高，光反應(yīng)生成更多的,促進(jìn)了暗反應(yīng)進(jìn)行。

(4)依據(jù)圖2,在中鹽(2.Og-kJ)土區(qū)適宜選擇種植品種。

［答案］(1)葉綠素a和葉綠素b紅光和藍(lán)紫無(wú)水乙醇

(2)HH1

⑶大于在光照強(qiáng)度為5()0nmolm2-s\無(wú)NaCI添加的條件下，LH12的凈光合速率和HH1

的凈光合速率相同，但由于前者的呼吸速率大于后者，且總光合速率等于凈光合速率和呼吸速率之和,

葉綠素ATP和NADPH

（4）LH12

［解析］（1）花生葉肉細(xì)胞中的葉綠素包括葉綠素a和葉綠素b,主要吸收紅光和藍(lán)紫光，可用無(wú)水乙醇等

有機(jī)溶劑從葉片中提取，因?yàn)槿~片中的色素能溶解到有機(jī)溶劑中。

（2）結(jié)合圖1實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，鹽添加量不同的條件下，葉綠素含量受影響最顯著的品種是HHL因

為該品種的葉綠素含量受鹽濃度變化影響更顯著。

（3）在光照強(qiáng)度為500nmolm2s\無(wú)NaCI添加的條件下，LH12的凈光合速率和HH1的凈光合速率相

同，但由于前者的呼吸速率大于后者，且總光合速率等于凈光合速率和呼吸速率之和，因此可以判斷，LH12

的光合速率大于HH1的光合速率。在光照強(qiáng)度為ISOO/molmW、NaCI添加量為3.Og?kg】的條件下，HY25

的凈光合速率大于其他三個(gè)品種的凈光合速率，原因可能是HY25的葉綠素含量高與其他三個(gè)品種，光反

應(yīng)生成更多的ATP和NADPIL進(jìn)而促進(jìn)了暗反應(yīng)進(jìn)行，提高了光合速率。

（4）根據(jù)圖2數(shù)據(jù)可知，在中鹽（2.土區(qū)適宜選擇種植LH12品種，因?yàn)樵摋l件下，該品種的凈

光合速率更大，說(shuō)明產(chǎn)量更高，因而更適合在該地區(qū)種植。

知識(shí)鏈接：綠葉中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)，提取色素時(shí)需要加入無(wú)水乙醇（溶解色素）、石英砂（使研磨更充

分）和碳酸鈣（防止色素被破壞）：分離色素時(shí)采用紙層析法，原理是色素在層析液中的溶解度不同，隨著層

析液擴(kuò)散的速度不同，最后的結(jié)果是觀(guān)察到四條色素帶，從上到下依次是胡蘿卜素（橙黃色）、葉黃素（黃色）、

葉綠素a（藍(lán)綠色）、葉綠素b（黃綠色）。

7.（2023?浙江?高考真題）植物工廠(chǎng)是一種新興的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式，可人工控制光照、溫度、CO2濃度等因素。

不同光質(zhì)配比對(duì)生菜幼苗體內(nèi)的葉綠素含量和氮含量的影響如圖甲所示，不同光質(zhì)配比對(duì)生菜幼苗干重的

影響如圖乙所示。分組如下：CK組（白光）、A組（紅光：藍(lán)光二1：2）、B組（紅光：藍(lán)光=3：2）、C組（紅光：

藍(lán)光=2：I）,每組輸出的功率相同。

氮含

□量

廠(chǎng)

葉得

素

含

■量

帆

如

例

豚

噤H-

古、高8］概

大氣CO點(diǎn)度

一BABC

2025303540~*

圖

乙

甲酮

回答下列問(wèn)題:

（1）光為生菜的光合作用提供，又能調(diào)控生菜的形態(tài)建成。生菜吸收營(yíng)養(yǎng)液中含氮的離子滿(mǎn)足其對(duì)

氮元素需求，若營(yíng)養(yǎng)液中的離子濃度過(guò)高，根細(xì)胞會(huì)因作用失水造成生菜萎蕉。

(2)由圖乙可知，A、B、C組的干重都比CK組高，原因是o由圖甲、圖乙可知，選用紅、藍(lán)光配

比為，最有利于生菜產(chǎn)量的提高，原因是。

(3)進(jìn)一步探究在不同溫度條件下，增施CO?對(duì)生菜光合速率的影響，結(jié)果如圖丙所示。由圖可知，在

25℃時(shí)，提高CO?濃度對(duì)提高生英光合速率的效果最佳，判斷依據(jù)是。植物工廠(chǎng)利用秸稈發(fā)酵生產(chǎn)沼

氣，冬天可燃燒沼氣以提高C02濃度，還可以