2027届新高考生物精准冲刺复习光合作用与能量转化

2027届新高考生物精准冲刺复习光合作用与能量转化讲师：xxx绿叶中色素的提取和分离

白化苗由于不能形成叶绿素，无法进行光合作用，待种子中贮存的养分耗尽就会死亡。可见，叶片中的色素与光能的捕获有关。绿叶中有哪些色素呢？玉米（白化苗）玉米（正常苗）捕获光能的色素和结构光合色素的功能吸收、传递（四种色素）、转化（只有少数特殊状态的叶绿素a）光能叶绿素a:C55H72O5N4Mg叶绿素b:C55H70O6N4Mg胡萝卜素：C40H56叶黄素：C40H56O2绿叶中色素的提取和分离一、实验原理1.提取原理2.分离原理无水乙醇可以用体积分数95%的乙醇加入适量无水碳酸钠来替代。用

提取色素（色素能溶解在有机溶剂中）。用

分离色素。层析液

绿叶中的色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快；反之则慢。这样，绿叶中色素就会随着层析液在滤纸上的扩散而分开。

纸层析法分离的方法：绿叶中色素的提取和分离二、材料用具新鲜的绿叶（如菠菜的绿叶：色素含量高）、干燥的定性滤纸、研钵、无水乙醇、层析液、二氧化硅、碳酸钙等。三、方法步骤1.提取绿叶中的色素2.分离色素3.观察与记录（1）制备滤纸条

（2）画滤液细线（3）分离绿叶中的色素知识夯基

考向研析考点一

捕获光能的色素和结构知识点1绿叶中色素的提取和分离实验步骤（1）提取色素：鲜嫩、颜色深绿的叶片（

）；称取、剪碎；加入SiO2（

）和CaCO3（

）、10ml无水乙醇（

），迅速研磨并用单层尼龙布（

）过滤，过滤后及时用棉塞将试管塞严色素含量高研磨充分溶解色素防止滤纸吸附色素保护叶绿素

考点一

捕获光能的色素知识点一、实验：绿叶中色素的提取和分离2.实验步骤：干燥滤纸剪两角原因？铅笔线1cm★要求：细、直、齐；待滤液干后，重复1—2次（）积累更多色素（3）画滤液细线（2）制备滤纸条

减少边缘效应，造成两边色素扩散快，保证色素带整齐。（4）分离色素防止色素溶解在层析液中为何要盖上培养皿？防止层析液挥发，因其易挥发且有毒。插滤纸条层析液培养皿将适量的层析液倒入烧杯中，将滤纸条（有滤液细线的一端朝下）插入层析液（细线不能浸入）中，观察色素带及其颜色并记录。2.分离色素——纸层析法0.5秒延迟符，无意义，可删除.叶绿素类胡萝卜素（含量约3/4）（含量约1/4）叶绿素a（蓝绿色）叶绿素b（黄绿色）胡萝卜素（橙黄色）叶黄素（黄色）色素含量(色素带宽度):叶绿素a＞叶绿素b＞叶黄素＞胡萝卜素溶解度(扩散速度):胡萝卜素＞叶黄素＞叶绿素a＞叶绿素b距离最远:距离最近：叶黄素和胡萝卜素叶绿素a和叶绿素b胡黄ab向前走观察与记录胡萝卜素叶黄素叶绿素a叶绿素b色素种类色素含量色素带宽度

溶解度扩散速度胡萝卜素

叶黄素

叶绿素ａ

叶绿素ｂ

最窄较窄最宽较宽最少较少最多较多最高较高较低最低最快较快较慢最慢色素的功能：吸收、传递、转化光能色素的颜色是由其反射的光所决定观察与记录考点一

捕获光能的色素和结构知识点1绿叶中色素的提取和分离绿叶中色素的提取和分离实验异常现象分析(1)收集到的滤液绿色过浅①未加

，研磨不充分。②使用放置数天的绿叶，滤液色素(

)太少。③一次加入大量的

，提取浓度太低(正确做法：分次加入少量无水乙醇)。④未加

或加入过少，色素分子被破坏。二氧化硅叶绿素无水乙醇碳酸钙研磨考点一

捕获光能的色素和结构知识点1绿叶中色素的提取和分离4.绿叶中色素的提取和分离实验异常现象分析(2)滤纸条色素带重叠①滤纸条未经

处理。②滤液线未达到

的要求。(3)滤纸条上没有色素带①

画滤液细线。②滤液细线接触到

，且时间较长，色素全部溶解到层析液中。干燥细、直、齐忘记层析液拓展实验

如果在圆形滤纸的中央点开始，对叶绿体的色素进行层析，会看到什么现象？提示：会出现

个同心圆的色素带，从外往里依次为：

。四胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b01提出问题：这4种色素对光的吸收有什么差别？实验探究：阳光(白光)在穿过三棱镜时，不同波长的光会分散开，形成不同颜色的光带，称为光谱。实验探究：由图可知，光合色素主要吸收对照组实验组红光和蓝紫光光谱9.光合色素的吸收光谱分析(1)一般情况下,光合色素只吸收

，不吸收红外光和紫外光。可见光(400-760nm)(3)类胡萝卜素：主要吸收

，对

吸收很少，不吸收

。(2)叶绿素：主要吸收

，对

吸收很少。蓝紫光(430-470nm)和红光（640-680nm）绿光蓝紫光绿光红、黄光(大于550nm)吸收、传递、转化光能吸收、传递光能又可以叫做捕获光能(4)光合色素的功能：注意：少数叶绿素a才能转化光能其他色素只能吸收、传递光能

考点一

捕获光能的色素知识点一、实验：绿叶中色素的提取和分离【教材隐性知识】源于必修1P99“图5－12”“旁栏思考”（1）从叶绿素吸收光谱图可知：叶绿素a在红光部分的吸收带较叶绿素b偏向长波方面，且吸收光谱带比叶绿素b宽，叶绿素b在蓝紫光部分的吸收光谱带比叶绿素a

(填“宽”或“窄”)。（2）研究表明：在遮光条件下，以蓝紫光为主的散光占比增加。请预测：在适当遮光的条件下叶片(比如同一植物底层叶片)中叶绿素a/b

，弱光下的吸光能力

，有利于提高植物的捕光能力，是对弱光环境的一种适应。宽降低增强思考冬季时，为了增加蔬菜的产量，应该选红色、蓝色还是无色的大棚塑料薄膜？为什么？思考阴天时，为了增加蔬菜的产量，在功率相同的情况下，应选择什么颜色(“蓝紫光和红光”或“白光”)的照明灯为蔬菜补充光源？为什么？无色。因为太阳光由七色光组成，用无色薄膜，植物可以获得更多的光能。选择蓝紫光和红光。因为在照明灯功率相同的情况下，选用蓝紫光和红光的照明灯补充光源，植物利用光能的效率更高。色素的吸收光谱【P75】021.海洋中的藻类，习惯上依其颜色分为绿藻、褐藻和红藻，它们在海水中的垂直分布大致依次是浅、中、深。这种现象与光能的捕获有关吗?提示：有关。不同颜色的藻类吸收

波长的光。①藻类本身的颜色是反射出来的光所形成的，即红藻反射出

光，

绿藻反射出

光，褐藻反射出

光。②水对红、橙光(

波长)的吸收比对蓝、绿光(

波长)的吸收要多，

即到达深水层的光线是

波长的光。因此，吸收红光和蓝紫光较多的绿藻分布于海水的

层，

吸收蓝紫光和绿光较多的红藻分布于海水的

层。不同红绿黄浅长短短深【回归课本】(必修一·P101·拓展应用)02光合色素与细胞液色素的比较比较项目光合色素细胞液色素存在部位叶绿体液泡溶解性脂溶性水溶性代表种类类胡萝卜素和叶绿素花青素颜色橙黄、黄、绿红、蓝、紫颜色变化不随pH改变变化颜色随pH改变变化颜色红苋菜：炒菜菜汤出色，因为是水溶性的花青素。胡萝卜：炒菜菜汤不出色，因为是脂溶性的胡萝卜素。

考点一

捕获光能的色素知识点二、教材中与色素有关的知识（拓展延伸）类胡萝卜素（含量约1/4）胡萝卜素胡萝卜素主要有α、β、γ三种形式，其中最为重要的为β-胡萝卜素。它是自然界中最普遍存在也是最稳定的天然色素。它是一种最常见的维生素A补充剂。维生素A对于人体视觉发育至关重要。叶黄素叶黄素在蔬菜、水果、花卉等植物中广泛存在，也是存在于人眼视网膜黄斑区的主要色素。人类等哺乳动物不能自行合成叶黄素，外来食物是唯一的叶黄素摄入来源。组成元素为C、H、O组成元素为C、H1.光合色素：

考点一

捕获光能的色素知识点二、光合色素有关的知识（拓展延伸）叶绿素（含量约3/4）①组成元素：C、H、O、N、Mg②影响叶绿素合成的三大因素光照温度必需元素韭黄，同属于韭菜的一种，韭黄是韭菜通过培土，遮光等在黑暗环境中软化栽培后产生的黄化韭菜。秋天叶片变黄柑橘缺镁，叶面黄化1.光合色素：影响叶绿素合成的三大因素叶绿素中含N、Mg等矿质元素，若缺乏将导致叶绿素无法合成，老叶先变黄；Fe是叶绿素合成过程中某些酶的辅助成分，缺Fe也会导致叶绿素合成受阻，幼叶先变黄。1.光照光照是影响叶绿素合成的主要因素，植物在黑暗中一般不能合成叶绿素，因而叶片发黄。2.温度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；另外，低温时叶绿素分子易被破坏，因而秋天叶片变黄。3.矿质元素1.银杏的叶秋季为什么变黄了？

秋季，叶片的叶绿素分子在低温下易被破坏，而类胡萝卜素较稳定，所以显出类胡萝卜素的颜色。2.秋天枫叶变红色的原因是什么？

秋天降温时，植物体为适应寒冷环境，体内积累了较多的可溶性糖，有利于形成红色的花青素，而叶绿素因寒冷逐渐降解，叶片呈现红色。3.叶片呈绿色？正常叶片的叶绿素和类胡萝卜素的比例为3∶1，且对绿光吸收最少，所以正常叶片总是呈现绿色。习题巩固叶绿体的结构适于进行光合作用PART02色素

酶1.分布：2.形态：3.结构：②基粒：由两个以上的类囊体堆叠而成，类囊体薄膜上含有光合色素和光合作用所需的酶③基质：含光合作用所需的酶，及少量DNA、RNA和核糖体①内、外膜：透明，利于光线透过4.功能：光合作用的场所主要存在于绿色植物叶肉细胞一般呈扁平的椭球形或球形捕获光能的色素和结构叶绿体功能的实验验证1.实验者德国科学家恩格尔曼2.实验材料水绵水绵是丝状绿藻，真核生物每条水绵由许多个结构相同的长筒状细胞连接而成。特点：叶绿体呈螺旋带状材料水绵+需氧细菌水绵+需氧细菌步骤将临时装片放在没有空气的黑暗小室中，用极细光束照射水绵。观察需氧细菌的分布。将临时装片放在光下，观察需氧细菌的分布。现象结论恩格尔曼第一个实验需氧细菌集中在叶绿体被光束照射的部位，在未被光束照射的部位分布较少需氧细菌分布在叶绿体所有受光部位O2是叶绿体进行光合作用释放出来的，叶绿体是水绵进行光合作用的场所无空气

黑暗无空气

完全曝光无空气

黑暗思考：该实验需要设置对照组吗？答：不需要，实验一中叶绿体可分为光照多和光照少的部位（相当于对比实验）恩格尔曼第二个实验用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，发现大量的需氧细菌聚集在

。实验结论：叶绿体主要吸收红光和蓝紫光用于光合作用释放氧气红光区和蓝紫光区恩格尔曼的实验直接证明：叶绿体能吸收光能用于光合作用释放氧气结合其他的实验证据，科学家们得出结论：叶绿体是光合作用的场所知识夯基

考向研析考点一

捕获光能的色素和结构知识点3叶绿体的结构和功能恩格尔曼实验设计的巧妙之处(1)实验材料用

，水绵的叶绿体

分布，便于观察，用需氧细菌可确定

的部位。(2)没有空气的黑暗环境排除了

的干扰。(3)用极细的光束照射，叶绿体上可分为

和

的部位，相当于一组对比实验。(4)临时装片

曝光与

暴露在光下的实验再一次验证实验结果。水绵和需氧细菌呈螺旋带状

释放氧气氧气和光有光照无光照局部完全易错辨析(1)叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素。(

)(2)叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同。(

)(3)秋天叶片变黄，是叶黄素含量增多导致的。(

)(4)光合作用需要的光合色素和酶分布在叶绿体基粒和基质中。(

)(5)叶绿体内膜的面积远远大于外膜的面积。(

)√√×××气温降低，叶绿素分子易被破坏，而使银杏的叶子变黄，由于缺少叶绿素a和叶绿素b光合色素在类囊体薄膜上几乎相等光合作用的原理PART04考点二

知识夯基

考向研析

光合作用的原理

知识点

光合作用的过程1．概念：绿色植物通过叶绿体，利用

，将

转化成储存着能量的

，并且释放出

的过程。2．反应式：3．过程①光反应(类囊体薄膜)②暗反应(叶绿体基质)绿叶体中的色素可见光吸收固定(CH2O)糖类C52C3CO2ATPADP+PiNADP+NADPHH2OO2光解H+还原光能二氧化碳和水有机物氧气CO2+H2O

(CH2O)+O2叶绿体光能资料1：19世纪末，科学界普遍认为，在光合作用中，CO2分子的C和O被

分开，O2被释放，C与H2O结合成甲醛，然后甲醛分子缩合成糖。

CO2O2C+H2O甲醛(CH2O)初步判断：氧来自

的可能性较小，较可能来源于

。资料2：1928年，科学家发现甲醛对植物有毒害作用

甲醛不能通过光合作用转化成糖2探索光合作用原理的部分实验CO2H2O资料3：1937年，英国科学家希尔。希尔发现，在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂（悬浮液中有H2O，没有CO2），在光照下可以释放出氧气。像这样，离体叶绿体在适当条件下发生水的光解，产生氧气的化学反应称作希尔反应。O2H+离体的叶绿体悬浮液

能够说明。希尔反应是将离体叶绿体置于悬浮液中完成的，悬浮液中有H2O，没有合成糖的另一种必需原料CO2，暗示着希尔反应是相对独立的反应阶段。讨论1.希尔的实验是否说明水的光解与糖的合成不是同一个化学反应？思考：如何追踪O的转移？用什么方法？如何设计实验进行探究？同位素标记法p51用16O的同位素18O

不能。该实验没有排除叶绿体中其他物质的干扰，也并没有直接

观察到氧元素的转移。讨论2.希尔的实验说明水的光解产生氧气，是否说明植物光合作用产

生的氧气中的氧元素全部都来自水？希尔反应:4.1941年，鲁宾和卡门二、探索光合作用原理的部分实验O2全部来自于H2O吗？

相互对照，自变量为标记物质(H218O与C18O2)，因变量为O2的相对分子质量不同。（同位素标记方法）（对比实验的方法）鲁宾和卡门的实验说明光合作用释放的氧来自于水。延伸思考2：该实验有对照组吗？满足对照原则吗？无单独对照组实验组相互对照（对比实验）延伸思考1：如何检测试管中释放的是18O2还是O2？通过检测相对分子质量判断：O2（32）、18O2（36）注意：不能通过检测放射性判断：18O2是无放射性的同位素2探索光合作用原理的部分实验资料4：1941年美国鲁宾和卡门实验（同位素标记法）CO2H218OC18O2H2O18O2O2光照射下的小球藻悬浮液5.1954年，阿尔农二、探索光合作用原理的部分实验

1954年，美国阿尔农等用离体的叶绿体做实验：在给叶绿体光照时发现，当向反应体系中供给ADP、Pi等物质时，体系中就会有ATP出现。1957年，他发现这一过程总是与水的光解相伴随。H2OO2+2H+

+能量光照叶绿体ADP+Pi

ATPATP的合成与希尔反应的关系6.1964年，卡尔文二、探索光合作用原理的部分实验

1964年以后，美国科学家卡尔文用14C标记14CO2，供小球藻进行光合作用，探明了CO2中的C的去向，称为卡尔文循环。同位素标记法、显微自显影技术。结论：光合产物中有机物的碳来自CO2

上述实验表明，光合作用释放的氧气中的氧元素来自水，氧气的产生和糖类的合成不是同一个化学反应，而是分阶段进行的。P103

考点三

光合作用的原理

根据是否需要光能，这些化学反应可以概括地分为光反应和暗反应（现在也称为碳反应）两个阶段。叶绿体中的色素可见光C52C3ADP+PiATPH2OO2H+多种酶酶(CH2O)CO2吸收光解固定还原光反应暗反应NADP+NADPH酶知识点三、光合作用的过程类囊体薄膜上的色素分子可见光ADP+PiATPH2OO2NADP+酶吸收光解H+NADPH酶氧化型辅酶Ⅱ还原型辅酶Ⅱ3.条件：光、色素、酶等4.场所：类囊体薄膜上5.主要产物：O2、ATP、NADPH

光合作用第一阶段的化学反应，必须有光才能进行，这个阶段叫作光反应阶段。1.物质变化：2.能量变化：光能

ATP、NADPH中活跃的化学能光反应阶段1964年以后，美国科学家卡尔文用14C标记14CO2，供小球藻进行光合作用，探明了CO2中的C的去向，称为卡尔文循环。方法：同位素标记法、放射性自显影技术。结论：光合产物中有机物的碳来自CO2探索光合作用原理的部分实验思考：CO2如何参与光合作用？——碳反应或暗反应

上述实验表明，光合作用释放的氧气中的氧元素来自水，氧气的产生和糖类的合成

，而是分阶段进行的。p103不是同一个化学反应

考点三

光合作用的原理2.暗反应叶绿体基质（1）场所：①CO2的固定：②C3的还原：（2）物质变化：有无光均可注：NADPH为C3还原提供还原剂和能量。NADPHNADP+酶（3）能量变化：ATP和NADPH中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能（4）暗反应的条件：ATP、NADPH、CO2、C5，多种酶知识点三、光合作用的过程考点二

知识夯基

考向研析

光合作用的原理

知识点2光合作用的过程【名师提醒】教材隐性知识：1.（必修1P103相关信息）水分解为O2和H＋的同时，被叶绿体夺去两个电子。电子经传递，可用于

结合形成NADPH。NADPH的中文名称叫

，其作用是

，参与暗反应阶段的化学反应，同时也

供暗反应阶段利用。2.（必修1P104相关信息）

是指三碳化合物——3-磷酸甘油酸，

是指五碳化合物——核酮糖-1，5-二磷酸（RuBP）。3.（必修1P104相关信息）光合作用的产物有一部分是

，还有一部分是蔗糖。蔗糖可以进入

，再通过韧皮部运输到植株各处。NADP＋与H＋还原型辅酶ⅡNADPH作为活泼的还原剂储存部分能量C3C5淀粉筛管ATPNADPHADP+PiNADP+C3C5O2课本p1061.NADPH和ATP的移动路径是什么？类囊体薄膜→叶绿体基质①在C3的还原中作还原剂；②为C3的还原提供能量2.NADPH的作用？NADPH1.3H的转移2.14C的转移3.18O的转移：3H2O(C3H2O)光反应暗反应（14CH2O）14CO2

CO2的固定14C3

C3的还原（CH218O）18O2

H218O光反应C18O2

C3CO2的固定C3的还原元素的转移途径：考点二

知识夯基

考向研析

光合作用的原理

知识点2光合作用的过程【易错提醒】（1）叶绿体中光合色素吸收的光能，一方面用于H2O分解产生氧和NADPH；

一方面用于ATP的合成。（2）水分解为氧和H＋的同时，被叶绿体夺去两个电子，电子经传递可用于

NADP＋与H＋结合形成NADPH，NADPH既可作还原剂，又可为暗反应提供能量。（3）供氢：NADPH。（4）供能：ATP和NADPH。

考点三

光合作用的原理示例一：CO2供应正常，光照停止时C3的含量变化。1.过程法（“来源－去路”法）：知识点四、环境改变时光合作用各物质含量的变化（常考点）

考点三

光合作用的原理1.过程法（“来源－去路”法）：示例二：光照正常，CO2供应停止时C3的含量变化。知识点四、环境改变时光合作用各物质含量的变化（常考点）考点二

光合作用的原理

重难点透析

环境改变时光合作用各物质含量的变化分析知识夯基考向研析2.模型法表示C3和C5等物质含量变化（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。（2）以上各物质变化中，C3和C5含量的变化是相反的，NADPH和ATP含量变化是一致的。（3）起始值C3高于C5（约为其2倍）。

1.光合作用强度：指植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。单位时间内光合作用②固定CO2的量①制造或产生有机物（糖类）量③产生O2的量表示方法光合作用强度直接关系到农作物的产量，影响光合作用强度的因素可以影响到农作物的产量思考：研究光合作用强度有什么现实意义？光合作用强度线粒体叶绿体O2释放O2（可以测得）叶肉细胞CO2吸收CO2（可以测得）总光合作用=

净光合作用+

呼吸作用有机物的制造量CO2的固定量O2的产生量有机物积累量CO2的吸收量O2的释放量有机物的消耗量CO2的释放量O2的吸收量光合作用强度①先将植物置于黑暗中，测量呼吸速率

。②在有光条件下，测定净光合速率。③计算：真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。光合作用强度2.测定对象：叶绿体测得的就是总光合作用。1.测定对象：植株、叶片、细胞探究环境因素对光合作用的影响自变量不同_________________________控制自变量调节

进行控制因变量_____________检测因变量同一时间段内_____________对无关变量进行控制

等保持一致光照强度（强光、中光、弱光）光源与烧杯的距离光合作用强度叶片浮起数量叶片大小、NaHCO3溶液的浓度叶片含有空气，上浮叶片下沉O2充满细胞间隙，叶片上浮抽气光合作用产生O2NaHCO3→Na2CO3+H2O+CO2，维持装置中CO2浓度的稳定，为光合作用提供CO2。实验原理：变量分析：实验：探究光照强度对光合作用强度的影响

课本p10501取材打孔取生长旺盛的绿叶，用直径为0.6cm的打孔器打出圆形小叶片30片。02排气将圆形小叶片置于吸入清水的注射器内，用手指堵住注射器前端小孔拉动活塞，使叶片内气体逸出。03沉水将处理过的圆形小叶片放入黑暗处盛有清水的烧杯中待用。04分组实验观察分别将10片叶圆片投入3只20mlNaHCO3的小烧杯中并调整40W台灯距离（10（强光）、20（中光）、30CM（弱光））实验：探究光照强度对光合作用强度的影响

课本p105实验步骤：实验结果：不同光照强度处理下叶片漂起的状况（室温：25℃）在一定光照强度范围内，光合作用随着光照强度的增加而增强。实验结论：注意：光照强度增加到一定强度时，光合速率不再加快，甚至降低(细胞灼伤)实验：探究光照强度对光合作用强度的影响

课本p105如何探究CO2浓度对光合作用的影响数量相同的叶圆片置于烧杯底部等距离（10cm）置于40W的光源下1蒸馏水22%NaHCO3溶液310%NaHCO3溶液如何探究温度对光合作用的影响1低温2%NaHCO3溶液2常温2%NaHCO3溶液3高温2%NaHCO3溶液水浴控制温度数量相同的叶圆片置于烧杯底部等距离（10cm）置于40W的光源下思维拓展问题1：实验前需要将处理过的圆形小叶片放在黑暗环境中，请在下图绘出黑暗条件下CO2和O2的产生及消耗情况。并说出黑暗条件下可用哪些指标表示呼吸速率？

CO2O2黑暗：只进行呼吸作用呼吸速率的表示方法：黑暗条件下O2的吸收量黑暗条件下CO2的释放量有机物消耗量实验：探究光照强度对光合作用强度的影响

课本p105问题2：在5min时，弱光和中等光强度下，叶片仍然没有上浮，在这两种光照强度下，叶片有无产生O2？请在下图绘出在这两种光照下O2和CO2的产生及消耗情况。O2O2光合速率＜呼吸速率CO2CO2O2CO2光合速率=呼吸速率弱光照射中等光强照射实验：探究光照强度对光合作用强度的影响

课本p105O2（实际光合）CO2O2（净光合）CO2光合速率＞呼吸速率强光照射：影响光合作用强度的因素PART内因：外因（环境因素）：①光照②CO2浓度③温度④水⑤矿质元素（肥）CO2+H2O(CH2O)+O2

光能叶绿体CO2、H2O气孔开闭光照时间、光照强度、光的成分（光质）叶绿体（色素、酶）温度有机物积累，不利于光合作用N、Mg色素、酶的数量和活性一般情况下，叶片的有机物输出越多，其光合速率

。若将一株植物的果实去除，则去除的果实越多，光合速率如何变化，为什么？去除的果实越多，叶片的光合产物无法输出，光合速率越慢越快影响光合作用强度的因素原料：产物：能量：场所：【讨论1】A点时，光照强度为0，对应的CO2来源于哪些生理过程？其释放量的含义是什么？答：A点时，光照强度为0，此时只进行细胞呼吸。思考尝试绘制此时的叶肉细胞气体交换图。O2CO2只进行细胞呼吸此时单位时间内释放的CO2量，可表示细胞呼吸强度(呼吸速率)。影响光合作用强度的外部因素：①光照强度【P81】02【讨论2】B点时，所对应的CO2吸收量和释放量为0，试分析此时光合速率与细胞呼吸速率的关系及B点的含义。答：B点时,细胞呼吸产生的CO2全部用于光合作用，

即光合速率＝呼吸速率，此点为光补偿点。思考尝试绘制此时的叶肉细胞气体交换图。O2CO2光补偿点影响光合作用强度的外部因素：①光照强度【P81】02【讨论3】C点时，对应的CO2吸收量达到最高，请讨论C点的含义并分析CO2吸收量达到最高前、后的主要限制因素分别是什么？答：当达到C点后，光合作用不再随光照强度的升高而增加，称之为光饱和点。光饱和点CO2吸收量达到最高前的主要限制因素是：

;CO2吸收量达到最高后的主要限制因素是：

。光照强度温度（酶活性）和CO2浓度影响光合作用强度的外部因素：①光照强度【P81】02【讨论3】C点时，CO2吸收量达到最高，请讨论C点的含义并分析CO2吸收量达到最高前、后的主要限制因素分别是什么？答：当达到C点后，光合作用不再随光照强度的升高而增加，称之为光饱和点。光饱和点思考尝试绘制此时的叶肉细胞气体交换图。O2CO2CO2O2此时光合速率＞呼吸速率。影响光合作用强度的外部因素：①光照强度【大本62】02【小结】A点：只进行

；B点：

点，光合速率

呼吸速率；C点：

点，光合速率

呼吸速率；AB段：光合速率

呼吸速率；BC段：光合速率

呼吸速率；细胞呼吸光补偿=光饱和＞＜＞提示：阴生植物呼吸作用较弱，对光的利用能力也不强，所以起点、光补偿点、光饱和点、均

阳生植物。小于思考如果该曲线代表阳生植物，那阴生植物的曲线要怎么画？影响光合作用强度的外部因素：①光照强度【大本63】02光质一、外部因素红光>蓝紫光>白光>绿光虽然四种光合色素都能吸收蓝紫光，但它是短波，没有红光容易吸收。让相同强度的日光照射（1）大棚颜色白色透明>红色>蓝紫色>绿色（2）用相同强度光源照射（灯泡）影响光合作用强度的外部因素：②CO2浓度【大本62】021.原理：影响

阶段，制约

化合物的生成。2.曲线分析：在一定范围内，植物光合速率随CO2浓度的增大而

；但达到一定浓度时，再增加CO2浓度，光合速率也

。3.应用：在农业生产上可以通过“

”、

等措施增大CO2浓度，提高光合速率。暗反应C3正其行，通其风增施农家肥增加不再增加影响光合作用强度的外部因素：②CO2浓度02【讨论】图中A

点表示

，即光合速率

呼吸速率时的CO2浓度，图中A’点表示

。图中B点和B’点表示

，即光合速率最大时所对应的最小CO2浓度。CO2补偿点=光合作用所需CO2的最低浓度CO2饱和点影响光合作用强度的外部因素：③温度【P81】021.原理：温度主要通过影响与光合作用有关

而影响光合速率。注：主要制约

反应。2.应用：冬季温室栽培，可适当

，即白天适当

温度，晚上可适当

温度，以

。酶的活性提高降低保证植物有机物的积累增加昼夜温差暗光合作用的最适温度一般在25℃左右。影响光合作用强度的外部因素：④水分【P82】021.原理：①水分作为植物光合作用的

。②水分可影响

，

间接影响CO2进入植物体内；因此，植物体水分减少会使光合速率

。2.应用：在农业生产中，可根据作物的需水规律，

；原料下降合理灌溉气孔的开闭(气孔导度)[扩展]缺水时，叶片中的淀粉水解减弱，糖类堆积，

光合产物输出减慢，会抑制光合作用。3光合作用的影响因素及其应用

大本p63及练表达温度

下植物光合作用最大。温度过高时植物

或

降低，光合速率会减弱。“午休”现象气孔关闭酶活性最适温度BC段光合作用强度不断减弱的主要原因是

，导致光合作用的

受阻，从而影响光合作用。温度过高导致气孔部分关闭，CO2吸收量减少CO2的固定补充：多因子变量对光合速率的影响【P82】【曲线分析】P点：限制光合速率的因素应为

所表示的因子，

随着因子的不断加强，光合速率不断

。Q点：横坐标所表示的因素不再是影响光合速率的主要因子，

影响因素主要为

所表示的因子。横坐标各曲线02提高补充：多因子变量对光合速率的影响【P64】02【应用】温室栽培时，当光照强度适宜时，

可以提高光合速率。当温度适宜时，

可以提高光合速率。适当提高温度，同时增加CO2浓度适当增加光照强度，同时增加CO2浓度影响光合作用强度的外部因素：⑤矿质元素021.原理：

是各种酶以及NADPH和ATP的重要组成成分；

是NADPH和ATP的重要组成成分；

是叶绿素的重要组成成分；2.应用：

，注；由于肥料中的矿质元素只有溶解在水中才能被作物根系吸收，施肥的同时，往往需要适当的

。NPMg适时、适量增施肥料浇水超过一定浓度后，植物会因土壤溶液浓度过高而渗透失水，出现萎蔫。影响光合作用强度的内部因素：①植物自身的遗传特性【P63】031.原理：以阳生植物、阴生植物为例，阳生植物的细胞呼吸强度、光补偿点、光饱和点、最大光合作用强度均

阴生植物。2.应用：阳生农作物和阴生农作物

或

。高于间作套种【间作】指在同一生长期内，在同一块农田上间隔种植两种或两种以上作物。

该农业种植方式可有效提高农田的光能利用率。【套种】在前季作物生长后期，在其行间或株间播种或移栽后季作物。

该农业种植方式可提高土地复种指数，实现一年多种多收，增加总产量。间作的优势：提高光能利用率，充分利用不同层次土壤内的水分、养分、光能、空间等光照强度——应用①阴生植物的光补偿点和光饱和点都较低农业生产上一般间作。玉米——大豆间作高于影响光合作用强度的内部因素：②植物叶片的叶龄【P63】031.原理：①一定范围内，随着叶龄增大，色素含量

，酶的含量和活性

，光合速率

。②生长到一定程度，色素和酶的含量等达到稳定状态，光合作用效率也基本稳定。③伴随着叶片的衰老，部分色素遭到破坏，光合速率

。2.应用：农作物果树管理后期，适时摘除

。增大增大加快下降老叶概念：单位土地面积上植物叶片的总面积占土地面积的倍数。应用：①增加光合作用面积，如合理密植、间作套种；②适当摘除林冠下叶层；③合理施肥、浇水，避免枝叶徒长。叶面积指数（光合面积）净光合量呼吸量A点前:

；A点后:虽然总光合量上升,但因

。O叶面积指数物质的量A光合作用实际量

2468随叶面积指数增大，光合效率增大呼吸量上升更快，导致净光合量下降③叶面积指数

记！1.下图是夏季晴朗的白天，某种绿色植物叶片光合作用强度的曲线图。分析曲线图并回答：（1）7～10时的光合作用强度不断增强原因：（2）12时左右的光合作用强度明显减弱原因：（3）14～17时的光合作用强度不断减弱原因：光照不断减弱，光合作用强度不断减弱。光照不断增强，光合作用强度不断增强。温度很高，蒸腾作用很强，气孔关闭，CO2供应减少，光合作用强度明显减弱。习题巩固

大本P63习题巩固光合速率＝呼吸速率的点：

。

Oc段：只进行

。cd段：光合速率

呼吸速率。

dh段：光合速率

呼吸速率。

hi段：光合速率

呼吸速率。

ij段：只进行

。

积累有机物最多的点：

。f点光合速率下降原因：气温过高，导致部分

关闭，

导致

供应不足。

d、h

呼吸作用

＜

＜

呼吸作用

＞h

气孔CO2

大本p65一昼夜积累有机物=P-(M+N)习题巩固

大本p66光合速率＝呼吸速率的点：

。OC段：只进行

。CD段：光合速率

呼吸速率。DH段：光合速率

呼吸速率。HI段：光合速率

呼吸速率。IJ段：只进行

。积累有机物最多的点：

。J点低于O点，植物体有机物总量

；J点高于O点，植物体有机物总量

；J点等于O点，植物体有机物总量

。D、H呼吸作用

＜

＜

＞呼吸作用

H增多减少不变一昼夜积累有机物：比较J点时CO2浓度是否比O点时低光合作用影响曲线中关键点的移动

大本p64代表呼吸速率，细胞呼吸增强，A点

；反之，A点

。1.A点下移上移光合作用影响曲线中关键点的移动2.B点与C点的变化自变量B点(补偿点)C点(饱和点)适当增大光照强度(或CO2浓度)适当减小光照强度(或CO2浓度)土壤缺Mg2＋左移左移左移右移右移右移【提醒】细胞呼吸速率增加，其他条件不变时，CO2(或光)补偿点应右移，反之左移。光合作用影响曲线中关键点的移动3.D点

代表最大光合速率，若增大光照强度（或增大CO2浓度）使光合速率增大时，D点向

移动；反之，移动方向相反。右上方化能合成作用能够利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物的合成作用。例如：硝化细菌、硫细菌、铁细菌等少数种类的细菌。2NH3+3O22HNO2+2H2O+能量2HNO2+O22HNO3+能量6CO2+6H2O2C6H12O6+6O2能量硝化细菌项目光合作用化能合成作用区别能量来源代表生物绿色植物相同点光能无机物氧化释放的能量硝化细菌都能将CO2和H2O等无机物合成有机物

光合作用与化能合成作用1.光系统Ⅱ进行水的光解，产生氧气和H＋和自由电子(e－)，

光系统Ⅰ主要是介导NADPH的产生。光系统及电子传递链大本p582.类囊体膜两侧的质子浓度(电化学)梯度主要靠以下途径建立光系统及电子传递链①电子传递过程是高电势到低电势，因此，电子传递过程中释放能量，质体醌利用这部分能量将质子(H＋)逆浓度从类囊体的基质侧泵入囊腔侧。②光系统Ⅱ在类囊体的囊腔侧进行的水的光解产生质子(H＋)。③在类囊体的基质侧H＋

和NADP＋形成NADPH。3.类囊体膜对质子是高度不通透的，因此，类囊体内的高浓度质子只能通过ATP合成酶顺浓度梯度流出，而ATP合成酶利用质子顺浓度流出的能量来合成ATP。光系统及电子传递链【素养提升】光合系统中光系统和电子传递链【P79】03【资料】类囊体薄膜上发生的光反应示意图：①PSⅠ和PSⅡ分别是光系统Ⅰ和光系统Ⅱ，是叶绿素和蛋白质构成的复合体，能吸收利用光能进行电子的传递。②PQ、Cytbf、PC是传递电子的蛋白质，PQ在传递电子的同时能将H+运输到类囊体腔中，③ATP合成酶由CF0和CF1两部分组成。注：图中实线为电子的传递过程，虚线为H+的运输过程。主叶绿体基质H+少类囊体腔H+多协(1)据图分析，使类囊体膜两侧H+浓度差增加的过程有：①

；②

；③

；(3)由图可知，图中ATP合成酶的作用有

；合成ATP依赖于

形成的电化学势能。水的光解产生H+PQ运输H+合成NADPH消耗H+运输H+和催化ATP的合成类囊体膜两侧的H+浓度差

光合作用和细胞呼吸的综合分析1.光合作用与细胞呼吸的关系(1)图解光合作用与细胞呼吸过程中的物质转化关系。一、光合作用和细胞呼吸中各种元素的去向1.C元素2.H元素3.O元素光合作用与细胞呼吸的综合二、光合作用和有氧呼吸的能量联系光能ATP、NADPH中活跃的化学能（CH2O）中稳定的化学能NADH中活跃的化学能热能散失光反应电能暗反应有氧呼吸Ⅰ、ⅡATP中活跃的化学能细胞中各项生命活动机械能、化学能、光能、电能等各种形式的能有氧呼吸Ⅲ检测指标呼吸速率净光合速率真正(总)光合速率CO2O2有机物释放量(黑暗)吸收量利用量、固定量、消耗量吸收量(黑暗)释放量产生量消耗量(黑暗)积累量制造量、产生量1.根据关键词判定光合作用与细胞呼吸的综合三、真正(总)光合速率、表观(净)光合速率和细胞呼吸速率的判断2.根据坐标曲线判定三、真正(总)光合速率、表观(净)光合速率和细胞呼吸速率的判断【图甲】当光照强度为0时，若CO2吸收值为负值，该值绝对值代表呼吸速率，该曲线代表净光合速率；【图乙】当光照强度为0时，若CO2吸收值为0，该曲线代表真正光合速率。光合速率的测定方法1.“液滴移动法”——测定装置中O2的变化提醒①真正光合速率=净光合速率+呼吸速率。②物理误差的校正:为防止气压、温度等物理因素所引起的误差,应设置对照实验,即用死亡的绿色植物分别进行上述实验,根据红色液滴的移动距离对原实验结果进行校正。光合作用与细胞呼吸的综合三率测定的6种实验模型1.气体体积变化法（液滴移动法）①装置烧杯中放入适宜浓度的NaOH溶液用于吸收CO2。②玻璃钟罩遮光处理，以排除光合作用干扰。③置于适宜温度环境中。④红色液滴向左移动(单位时间内左移距离代表呼吸速率)。（1）测定呼吸速率1.气体体积变化法（液滴移动法）（2）测定净光合速率①装置烧杯中放入适宜浓度的CO2缓冲液，用于保证容器内CO2浓度恒定，满足光合作用需求。②必须给予足够光照处理，且温度适宜。③红色液滴向右移动(单位时间内右移距离代表净光合速率)。（3）物理误差矫正为防止气压、温度等物理因素所引起的误差，应设置对照实验，即用死亡的绿色植物、烧杯中放入蒸馏水分别进行上述实验，根据红色液滴的移动距离对原实验结果进行校正。四、三率测定的6种实验模型2.黑白瓶法——测溶氧量的变化黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶，瓶中生物只进行细胞呼吸，而白瓶中的生物既能进行光合作用又能进行细胞呼吸，所以黑瓶(无光照的一组)测得的为细胞呼吸强度值，白瓶(有光照的一组)测得的为表观(净)光合作用强度值，综合两者即可得到真正光合作用强度值。瓶身是否放入长势良好的植物放入适宜水深测定时间测定项目取值表示量A黑瓶不放相同放入时测定水中溶氧量水中溶氧量为：初始量xB黑瓶放入相同一段时间后测定水中溶氧量与初始值的差值为：有氧呼吸量C白瓶放入相同与B瓶相同时间后测定水中溶氧量与初始值的差值为：净光合量【解析】净光合量=M白–x，呼吸量=x

-M黑总光合量=净光合量+呼吸量=（M白-x）+（x

-M黑）=M白

-M黑

设初始值为x，白瓶现有量为M白，黑瓶现有量为M黑，则：总光合量=？3.半叶法四、三率测定的6种实验模型

将叶片一半遮光，一半曝光，遮光的一半测得的数据变化值代表细胞呼吸强度值，曝光的一半测得的数据变化值代表表观(净)光合作用强度值，综合两者可计算出真正光合作用强度值。需要注意的是该种方法在实验之前需切断左右叶片间的联系，以防止有机物的运输。计算可参考黑白瓶法：总光合量=MB

-MA四、三率测定的6种实验模型4.叶圆片称重法——测定有机物的变化量（1）操作图示

本方法通过测定单位时间、单位面积叶片中淀粉的生成量，如图所示以有机物的变化量测定光合速率(S为叶圆片面积)。（2）结果分析净光合速率＝(z－y)/2S；呼吸速率＝(x－y)/2S；总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率＝(x＋z－2y)/2S。光呼吸、C