第五讲 光合作用

光合作用考点一实验：绿叶中色素的提取和分离【实验理论】实验原理、步骤和现象【方法透析】1.绿叶中色素的提取和分离的实验操作分析2．绿叶中色素提取分离异常现象分析(1)收集到的滤液绿色过浅的原因分析：①未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分。

②使用放置数天的菠菜叶，滤液色素(叶绿素)太少。

③一次加入大量的无水乙醇，提取浓度太低(正确做法：分次加入少量无水乙醇提取色素)。

④未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏。

(2)滤纸条色素带重叠：①滤液细线不直。

②滤液细线过粗。

(3)滤纸条看不见色素带：①忘记画滤液细线。

②滤液细线接触到层析液，且时间较长，色素全部溶解到层析液中。

1. (2016·河南中原名校一模)提取光合色素，进行纸层析分离，对该实验中各种现象的解释，正确的是( ) A ．未见色素带，说明材料可能为黄化叶片 B ．色素始终在滤纸上，是因为色素不溶于层析液 C ．提取液呈绿色是由于含有叶绿素a 和叶绿素b 较多D ．胡萝卜素处于滤纸条最上方，是因为其在提取液中的溶解度最高2.(2016·广州模拟)某生物兴趣小组想探究蔬菜不同叶片在叶绿素含量上的区别，选择了新鲜菠菜的“绿叶”和“嫩黄叶”，做“绿叶中色素的提取和分离”实验。

实验结果如右图，下列判断正确的是( )3．(2016·河南模拟)下列对提取光合色素、进行纸层析分离实验中各种现象的解释，正确的是( ) A ．未见色素带，说明材料可能为黄化叶片 B ．色素始终在滤纸上，是因为色素不溶于层析液 C ．提取液呈绿色是由于含有叶绿素a 和叶绿素b 较多D ．叶黄素排在滤纸最前方，是因为其在提取液中的溶解度最高 考点二 光合作用的过程 1.的还原：中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能2.同位素标记元素转移途径：H ：3H 2O ――→光反应 [3H]――→暗反应(C 3H 2O) C ：14CO 2――――→CO 2的固定14C 3――――→C 3的还原(14CH 2O)O ：.⎩⎨⎧H 182O ――→光反应18O 2C18O 2――――→CO 2的固定 C 3――――→C 3的还原CH 182O3．光照和CO 2浓度变化对植物细胞内C 3、C 5、[H]、ATP 和O 2及(CH 2O)含量的影响(1)以上分析只表示条件改变后短时间内各物质相对含量的变化，而非长时间。

(2)以上各物质变化中，C 3和C 5含量的变化是相反的，[H]和ATP 含量的变化是一致的。

考向预测1. 光合作用的探究历程的有关实验4.(2016·西安调研)在光合作用的探究历程中，德国科学家梅耶根据能量转化和守恒定律，曾提出了植物在进行光合作用时发生能量转化的假说。

以下科学实验能证明这一假说的是( )A ．英格豪斯证明植物在光照条件下可以改变空气成分的实验B ．恩格尔曼证明光合作用的有效光是红橙光和蓝紫光的实验C ．萨克斯证明绿叶在光下进行光合作用可以产生淀粉的实验D ．鲁宾和卡门证明光合作用产生的氧气来自于水的实验 【题后感悟】高考常考的四个经典实验及分析(1)普利斯特利实验：缺乏对照实验，实验结果说服力不强。

应将点燃的蜡烛和小鼠分别单独置于含同一种但却死亡的植物的玻璃罩内，作为空白对照。

普利斯特利没有认识到光在植物更新空气中的作用。

(2)萨克斯实验：①对照类型为自身对照，自变量为光的有无，因变量为颜色变化(有无淀粉生成)，实验组是遮光处理组，对照组为曝光处理组。

②该实验的关键是要进行饥饿处理，以使叶片中的营养物质消耗掉，增强实验的说服力。

(3)恩格尔曼试验：①将临时装片放在黑暗和无空气的环境中是为了排除环境中O 2的影响。

②设置细光和好氧菌的好处：能够准确判断出水绵细胞中产生氧气的部位。

（4）鲁宾和卡门实验:①应用同位素标记法追踪CO 2和H 2O 中的O 元素在光合作用中转移途径。

②此实验设置了对照，自变量是标记物质H 218O 2即和C 18O 2，因变量是释放的O 2有无放射性。

考向预测2.考查中色素的种类和功能5．(2016·大余联考)下图表示叶绿体中色素吸收光能的情况。

据图判断，以下说法不正确的是()A．由图可知，类胡萝卜素主要吸收400～500 nm波长的光B．用450 nm波长的光比600 nm波长的光更有利于提高光合作用强度C．由550 nm波长的光转为670 nm波长的光后，叶绿体中C3的量增加D．土壤中缺乏镁时，植物对420～470 nm波长的光的利用量显著减少考向预测3.考查光合作用的过程6.(2016·沈阳模拟)如图表示高等植物体内光合作用和呼吸作用的部分代谢途径，下列有关叙述中不正确的是A．叶肉细胞中，只要线粒体消耗O2，光合作用就不缺少ATP和CO2B．过程②需要ATP，过程①③④产生ATPC．对于正常光合作用的叶片，如果突然降低光照强度，过程①②都会减弱D．叶肉细胞的线粒体、叶绿体和细胞质基质中都含有与合成ATP有关的酶考向预测4. 光照、CO2浓度变化与C3、C5、[H](NADPH)和ATP变化的关系7.（2016天津高考）在适宜反应条件下，用白光照射离体的新鲜叶绿体一段时间后，突然改用光照强度与白光相同的红光或绿光照射。

下列是光源与瞬间发生变化的物质，组合正确的是A.红光，ATP下降B.红光，未被还原的C3上升B.绿光，[H]下降 D.绿光，C5上升8.（2017届广东省中山市第一中学高三上学期第一次统测）下图表示某植物叶片暗反应中C3和C5微摩尔浓度的变化趋势，该植物在Ⅰ浓度中的某一项。

阶段处于适宜环境条件下，Ⅱ阶段改变的环境条件是降低光照强度或者降低CO下列分析正确的是()A．图中物质甲转变成乙需要消耗光反应提供的ATPB．图中Ⅱ阶段所改变的环境条件是降低了光照强度C．Ⅱ阶段甲上升是因为叶绿体中[H]和ATP的积累D．Ⅱ阶段光合速率最大时所需光照强度比Ⅰ阶段低【题后技法】借助图解突破物质变化分析借助光合作用过程图解，很容易弄清影响光合作用的因素有哪些，是如何影响的，这些问题可以借助简化了的光合作用过程图解来分析：环境条件变化后，短时间内物质量的即时变化分析(我们把光反应和暗反应比作咬合在一起的齿轮，二者在②③处联动，故②③的即时变化一致)：光照增强时→①加快→ATP和[H]的量增加→②③加快→C3消耗量增加、C5生成量增加(即时变化分析至此，④速率暂时不变，一小段时间后将加快)。

规律Ⅰ反应速率变化情况分析：光照变化从左端入手，按①→②③分析，④暂时不变；CO2浓度变化从右端入手，按④→②③分析，①暂时不变。

这是很短时间内的变化，快则均快，慢则均慢；最终四个反应速率的变化保持一致。

规律Ⅱ物质量变化分析：ATP、[H]和C5量的变化一致，C3量的变化与C5量的变化相反。

光照强度变化从ATP、[H]量的变化切入，CO2浓度变化从C3量的变化切入。

例如：光照强度不变，停止CO2供应→C3的量减少→ATP、[H]的量增加→C5的量增加。

考点二环境因素对光合作用的影响及在农业生产上的应用1．探究单因子对光合作用速率的影响(1)据图解读光照强度对光合作用强度的影响A点：光照强度为0，只进行细胞呼吸；AB段：光合作用强度小于细胞呼吸强度；B点：光补偿点(光合作用强度与细胞呼吸强度相等时的光照强度)；BC段：光合作用强度大于细胞呼吸强度；C点：光饱和点(光照强度达到C点后，光合作用强度不再随光照强度增强而增强)。

(2)据图解读CO2浓度对光合作用强度的影响A点：CO2补偿点(表示光合作用速率等于细胞呼吸速率时的CO2浓度)；A′点：表示进行光合作用所需CO2的最低浓度；B和B′点：CO2饱和点(两组都表示在一定范围内CO2浓度达到该点后，光合作用强度不再随CO2浓度增加而增加。

(3)据图解读温度对光合作用强度的影响光合作用是在酶催化下进行的，温度直接影响酶的活性。

一般植物在10～35 ℃下正常进行光合作用，其中AB段(10～35 ℃)随温度的升高而逐渐加强，B点(35 ℃)以上由于光合酶活性下降，光合作用开始下降，50 ℃左右光合作用停止。

2．探究多种因子对光合作用的影响P点时，限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随该因子的不断加强，光合速率不断提高。

当到Q点时，横坐标所表示的因子不再影响光合速率，要想提高光合速率，可适当提高图示中的其他因子。

3．光合作用坐标图中关键点移动分析如图1是光照强度对某一植物光合作用强度的影响，适当改变CO2浓度，则会引起关键点的移动：适当提高CO2浓度，呼吸作用不变，光合作用增强，对光合作用有利，A点的光合作用强度等于呼吸作用强度，此点为光的补偿点，要维持两者相等，则不需要那么高的光照强度，故A点左移；B点是光合作用强度达到最大值所需的最低的光照强度，此点为光的饱和点，此时该植物需要更大的光照才能达到饱和，故B点右移；C点为光合作用最强的点，同时该植物需要更大的光照强度才能达到饱和，故C点右上移；反之，当适当降低CO浓度时，则情况相反。

(1)模型构建通过观察发现在图1中存在着这样的变化：适当提高CO2浓度时，A点左移、B点右移和C点右上移，A、B、C三点围成的三角形膨胀变大；适当降低CO2浓度时，A点右移、B点左移和C点左下移，A、B、C三点围成的三角形变小如图2。

若图1所示内容为CO2浓度对某一植物光合作用强度的影响，当改变光照强度时，关键点的移动同上，即适当提高光照强度时，A点左移、B点右移和C点右上移，A、B、C三点围成的三角形膨胀变大；适当降低光照强度时，A点右移、B点左移和C点左下移，A、B、C三点围成的三角形皱缩变小。

该规律在此类型题中普遍存在。

(2)观点呈现①在有关光合作用的坐标图中，若某条件的改变使光合作用强度与呼吸作用强度的差值增大，即条件的改变有利于光合作用，则A、B、C三点围成的三角形表现出膨胀变大的趋势，即A点左移、B点右移和C点右上移，如适当提高CO2浓度、适当提高光照强度。

②若某条件的改变使光合作用强度与呼吸作用强度的差值减小，即条件的改变不利于光合作用，则A、B、C三点围成的三角形表现出皱缩变小的趋势，即A点右移、B点左移和C点左下移。

如适当降低CO2浓度、适当降低光照强度。

考向预测1 影响光合作用的单一环境因素9.(2017届江苏省泰州中学高三上学期摸底)两棵基本相同的植物，分别置于透明的玻璃罩内，如图甲、乙所示，在相同自然条件下，测得一昼夜中植物O2释放速率分别如图丙、丁曲线所示。

下列说法正确的是()A．ab段和cd段，曲线下降的原因相同B．e点时，气孔关闭导致光合作用基本停止C．一昼夜中，装置乙的植物积累的有机物多D．14点时，装置甲的植物叶绿体中C3含量相对较高【题后感悟】关于环境因素影响光合速率的两点提醒(1)温度改变对光合作用的影响：当温度改变时，不管是光反应还是暗反应都会受影响，但主要是影响暗反应，因为参与暗反应的酶的种类和数量都比参与光反应的多。