光合作用 专项训练（原卷版）-2025年高考生物一轮复习（新高考专用）

专题09光合作用

考点分布重点难点备考指南

1.绿叶中色素的提取和分离实L光合作用的基本过程

理解掌握光合作用的过程、场所和能量

验2.影响光合作用速率的环境

转化和影响因素。

2.光合作用的探究过程因素

理解并掌握色素的分离和提取原理，实

3.光合作用的基本过程及影响3.实验：叶绿体色素的提取和

验步骤以及实验的注意事项。

因素分离。

考点一捕获光能的色素和结构

知识梳理二

1.绿叶中色素的提取和分离

(1)实验原理

色素提取原理:色素溶于有机溶剂而不溶于水，可用来溶解色素，从而提取绿

叶中的色素。

色素分离原理:各种色素在____________中溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散

速度比较快，反之则比较慢，从而使各种色素相互分离开来。

(2)实验中几种化学药品的作用

无水乙醇：溶解色素，提取色素；层析液：分离绿叶中的色素；

二氧化硅:增加摩擦力，破坏细胞结构，使；

：防止研磨过程中色素被破坏。

(3)实验流程

ra

叶I-二氧化硅:研磨充分

-{m-剪碳酸钙:保护叶绿素

碎

提取绿叶_L无水乙醇:溶解色素

中的色素-[aM]

7收集滤液|

I制备捻纸条H一端剪去两角：使扩散均匀I

|画滤法细线H细、齐、直(待干后重复一两次)|

(4)实验结果及分析

①从色素带的宽度可推知色素含量的多少依次为:叶绿素a,叶绿素b,叶黄素,胡萝卜素。

②从色素带的位置可推知色素在层析液中的溶解度大小依次为:胡萝卜素，叶黄素,叶绿素a,

叶绿素bo

色素种类色素颜色色素含量溶解度扩散速度

上—橙黄色

叶黄素黄色较少较高较快

—蓝绿色—较低较慢

=叶绿素b黄绿色较多

——

2.叶绿体的结构及其中的色素

（1）叶绿体的结构模式图

外膜

内膜

基粒：由类囊体堆叠而成

基质：暗反应的场所，含

有与暗反应相关的酶

（外表：①双层膜

结构1［②基质：含有与暗反应有关的酶

内部《

［“川［③基粒：由类囊体堆叠而成，分布有色素和与光反应有关的酶

（2）功能：进行的场所。

.1.捕获光能的色素及色素的吸收光谱

太阳光

三棱镜

紫蓝青绿黄橙红

色素滤液

吸收叶绿素b（黄绿）［叶绿素

光能叶绿素a（蓝绿）］（含量约占3/4）

的百

-类胡萝卜素雌卜素（橙黄）

分比、（含量约占

1/4）叶黄素（黄）

o400450500550600650700波长（nm）

|暗带|黄绿又用带|

430-470640-680

由图可以看出：叶绿体中的色素只吸收可见光，而对红外光和紫外光等不吸收。叶绿素主要

吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。

2.影响叶绿素合成的因素

(1)光照是影响叶绿素合成的主要条件，一般植物在黑暗中不能合成叶绿素，因而叶片发

黄。

(2)温度可影响与叶绿素合成有关的酶的活性，进而影响叶绿素的合成。低温时，叶绿素

分子易被破坏，而使叶子变黄。

(3)必需元素：叶绿素中含N、Mg等必需元素，缺乏N、Mg将导致叶绿素无法合成，叶子

变黄。另外，Fe是叶绿素合成过程中某些酶的辅助成分，缺Fe也将导致叶绿素合成受阻，

1、绿叶中色素提取实验出现异常现象的原因分析

⑴滤纸条上色素带颜色过浅的原因分析

①未加二氧化硅或研磨不充分，色素未充分提取出来。

②使用放置数天的绿叶或绿叶用量少，滤液中的色素(叶绿素)含量太少。

③一次加入的无水乙醇过多，导致提取液浓度太低。

④未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏。

⑤画滤液细线次数过少。

⑥选用的绿叶叶脉过多，叶肉细胞过少。

(2)滤纸条色素带重叠：滤纸条未经干燥处理，滤液细线不能达到细、齐、直的要求，使色

素扩散不一致。

(3)滤纸条看不到色素带：①忘记画滤液细线；②滤液细线触及层析液，色素全部溶解到层

析液中。

⑷滤纸条只呈现胡萝卜素、叶黄素的色素带：忘记加碳酸钙导致叶绿素被破坏或所用叶片

为“黄叶”。

2、光是一种电磁波。可见光的波长范围大约是390〜760nm。一般情况下，光合作用所利

用的光都是可见光。

3、生产上，用无色的玻璃、塑料薄膜做温室大棚的顶棚产量高，因为日光中各种颜色的光

均能通过，作物光合效率高。阴天时，在功率相同的情况下，应该选择补红光和蓝光的照明

灯为蔬菜补充光源？

4、关于光合色素的5点提醒

(1)可进行光合作用的细胞不一定都含有叶绿体(如蓝藻等)，但是都有光合色素。

(2)叶绿素对红光和蓝紫光的吸收量大，类胡萝卜素对蓝紫光的吸收量大，对其他波段的

光并非不吸收，只是吸收量较少。

（3）植物叶片呈现绿色的原因是叶片中的色素对绿光的吸收少，绿光被反射出来。

（4）不同颜色温室大棚的光合效率比较：无色透明大棚能透过日光中各种色光，有色大棚

主要透过同色光，所以无色透明的大棚中植物的光合效率最高；叶绿素对绿光吸收最少，因

此绿色塑料大棚中植物的光合效率最低；不同颜色的温室大棚光合效率不同，单色光中，蓝

紫光下光合速率最快，红光次之，绿光最差。

（5）植物的液泡中含有的色素不参与光合作用。

典例1.在做提取和分离叶绿体中的光合色素实验时，甲、乙、丙、丁四位同学对相关试剂

的使用情况如下表所示（“十”表示使用，“一”表示未使用），其余操作均正常，他们所得

的实验结果依次应为（）

试剂甲乙丙T

无水乙醇一+++

CaCOs++一+

Si02+++一

A.①②③④

C.④②③①D.③②①④

典例2.植物光合作用的作用光谱是通过测量光合作用对不同波长光的反应（如的释放）来

绘制的。下列叙述错误的是（）

A.类胡萝卜素在红光区吸收的光能可用于光反应中ATP的合成

B.叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制

C.光合作用的作用光谱也可用CO?的吸收速率随光波长的变化来表示

D.叶片在640〜660nm波长光下释放是由叶绿素参与光合作用引起的

考点二光合作用的过程

1.光合作用的概念：绿色植物通过叶绿体，利用光能，把转化成储存着能量的有机

物，并且释放出_______的过程。

2.光合作用的探究历程（连线）

科学家实验结论或观点

①普利斯特利a.只有在阳光下，植物才能更新空气

②英格豪斯植物可以更新空气

③梅耶、光合作用的产物除夕卜，还有淀粉

④萨克斯光合作用释放的Oz来自水

⑤鲁宾和卡门光合作用把光能转换成化学能

⑥卡尔文-----------f.暗反应中碳的转移途径

3.光合作用过程

［场所:叶绿体类囊体的薄膜

光物质［H］+C)2

>反<变化tADP+Pi-ATP

应

能量变化：光能

I活跃的化学能

「场所：叶绿体基质

暗物质fCO2-C3-»-(CH2O)

变化(ATP—ADP+Pi

能量变化：活跃的化学能

I

1稳定的化学能

3.光合作用反应式

光能

6CO2+12H2O叶绿正CGHWOG+GOZ+GH?。

——tI

1.光反应和暗反应的比较

项目光反应暗反应

条件光、色素、酶ATP、NADPH,CO?、多种酶

场所类囊体薄膜叶绿体基质

物质变化水的光解、ATP的合成CC)2的固定、C3的还原

能量变化光能转化为活跃的化学能活跃的化学能转化为稳定的化学能

光反应为暗反应提供NADPH和ATP,暗反应为光反应提供NADP+、ADP和Pi。

联系

没有光反应，暗反应无法进行，没有暗反应，有机物无法合成

2.光合作用彳由化能合成作用的比较

项目光合作用化能合成作用

能量来源光能氧化无机物释放出的能量

区别

代表生物绿色植物硝化细菌

相同点

都能将C02和H20等无机物合成有机物

3.环境条件改变时光合作用中相关物质的含量变化

(1)分析方法：需从物质的生成和消耗两个方面综合分析。

示例：C02供应正常，光照停止时C3的含量变化

光照停止一ATPJH］含量

减少一C；,的消耗量减少

CO,供应正常一C：,的生成量不变

(2)物质含量变化

光照由强到弱，光照由弱到强，CO2供应由充足到C02供应由不足到

条件

CO,供应不变C0?供应不变不足，光照不变充足，光照不变

C3含量增加减少减少增加

C5含量减少增加增加减少

NADPH和

减少增加增加减少

ATP的含量

(CH20)的

减少增加减少增加

合成量

4.连续光照和间隔光照下的有机L物合成量分析

(1)光反应为暗反应提供的NADPH和ATP在叶绿体中有少量的积累，在光反应停止时，暗

反应仍可持续进行一段时间，有机物还能继续合成。

(2)一直光照条件下，会造成NADPH、ATP的过度积累，利用不充分；光照和黑暗间隔条件

下，NADPH、ATP基本不积累，能够被充分利用；因此在光照时间相同的条件下，光照和黑

暗间隔处理比一直连续光照处理有机物积累量要多。

例如：若同一植物处于两种不同情况下进行光合作用，甲一直光照10分钟，黑暗处理10

分钟；乙光照5秒，黑暗处理5秒，持续20分钟，则光合作用制造的有机物：甲〈乙。

<归纳延伸：：>

对光合作用过程的4点说明

(1)C3和C5并不是只含有3个或5个碳原子，还有H、0等原子，如丙酮酸(C3H4O3)就是

一种三碳化合物。

(2)暗反应不直接需要光，但是如果没有光照，光反应停止后，暗反应很快也会停止。

(3)光合作用的产物主要是糖类，还有一些类脂、有机酸、氨基酸和蛋白质等。

(4)叶绿体产生的ATP只能用于自身的物质合成，不能直接用于细胞中其他部位的生命活

动。

典例1.如图表示绿色植物光合作用的部分过程，图中A〜C表示相关物质。有关分析错误

的是（）

类囊体薄膜

A.图中A为氧气，可部分释放到空气中

B.图中B为NADPH,外界CO?浓度升高时，B的含量暂时升高

C.该过程消耗的NADP+和C来自于叶绿体基质

D.该过程将光能转化为化学能储存在B和ATP中

典例2.（2019•荷泽检测）如图所示某阳生植物细胞在夏季晴天某一天内的光合作用过程

中Cs、Cs化合物的数量变化。若第二天中午天气由光照强烈转向阴天时，叶绿体中C3含量的

变化、Cs含量的变化分别相当于曲线中的（）

A.c-d段(X),b-c段(Y)

B.d—e段(X),dfe段(Y)

C.d-e段(Y),c-d段(X)

D.b-c段(Y)，b-c段(X)

考点三光合作用的影响因素及应用

A<

(1)原理：光照强度影响反应，制约NADPH和ATP的产生。

(2)曲线分析

①A点：光照强度为0,此时只进行o

②AB段：随光照强度增强，光合作用强度也逐渐增强，CO?释放量逐渐减少。

③B点：为点，细胞呼吸释放的COz全部用于光合作用，即光合作用强度等于细胞呼

吸强度。

④BC段：表明随着光照强度不断增强，光合作用强度不断增强，到C点后不再增强了。

⑤D点：为光饱和点，限制D点以后光合作用强度不再增加的内部因素是,

外部因素是等除光照强度之外的环境因素。

(3)应用：①温室生产中，适当_____光照强度，以提高光合速率，使作物增产；②阴生

植物的光补偿点和光饱和点都较阳生植物，间作套种农作物，可合理利用光能。

光A

合

;

作

用

—

强

度L

O

co2浓度

图2

(1)原理：C02影响阶段，制约C3的形成。

(2)曲线分析：图1中A点表示CO2补偿点，即光合速率等于呼吸速率时的CO2浓度，图2

中A'点表示进行光合作用所需C0?的最低浓度。B点和B，点对应的CO2浓度都表示CO?饱

和点。

(3)应用：在农业生产上可以通过“正其行，通其风”，增施等增大C0?浓度，提

高光合速率。

3.温度

光

合

速

率

O1020304050温度（©

(1)原理：温度通过影响影响光合作用，主要制约暗反应。

(2应用：温室栽培植物时，白天调到光合作用最适温度，以提高光合速率；晚上适当降低

温室内温度，以降低细胞速率，保证植物有机物的积累。

4.水分和矿质元素

光

合

速

率

质元素

分或矿

°水

原理

(1)

使光

蕉，

致萎

水导

物缺

如植

质，

的介

反应

化学

各种

体内

又是

的,

作用

光合

既是

①水

。

体内

植物

进入

响co,

接影

，间

的开闭

影响

分还能

，水

另外

降。

率下

合速

。

影响

接的

或间

直接

用产生

光合作

成，对

的合

关的

作用有

与光合

过影响

元素通

②矿质

反应。

影响光

成从而

的合

以影响

如镁可

肥。

和施

灌溉

合理

律，

长规

的生

作物

根据

，可

产中

业生

：农

应用

(2)

合

因子综

5.多

速率

光合

2

度CO

高浓

速率

光“

强

率高光

光合速

r

-30

中光强

Oz

浓度C

「中

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低光强

CO2

浓度