瑞安中学缪蓓蕾

高考一轮复习 光合作用(一) 瑞安中学缪蓓蕾

说明：装置下面部分安装有LED灯，上面部分装了大半瓶水，水里种满了海藻。说明：装置下面部分安装有LED灯，上面部分装了大半瓶水，水里种满了海藻。

猜一猜 它是什么？最为奇特的节能装置 ——海藻灯它的工作原理是什么？利用海藻的光合作用。

光 CO2 +12H2O C6H12O6+6O2+6H2O 叶绿体请写出光合作用的总反应式。

光 H2O H+ + 1/2O2 + 2e- ADP + Pi + 能ATP NADP+ + H+ + 2e- NADPH 酶酶考考你的记忆力请写出光反应的物质变化的反应式。水的光解： ATP形成： NADPH形成：

NADP+ ADP NADPH ATP CO2的还原：三碳酸三碳糖酶 RUBP的再生：三碳糖 RUBP 酶请写出碳反应的物质变化的反应式。酶 CO2的固定：CO2+ 三碳酸三碳糖

算一算 生成1个三碳糖分子需要几个CO2分子？请说明你的推算过程。说一说三碳糖分子离开卡尔文循环后，可能的转变途径有哪些？请详细说明。途径一：在叶绿体内作为合成淀粉、蛋白质和脂质的原料；途径二：在叶绿体外转变成蔗糖，供植物体所有细胞利用。

比一比 类囊体薄膜叶绿体基质光、色素、酶、水多种酶、CO2、NADPH、ATP 水的光解、 ATP形成、 NADPH形成 CO2的固定、 CO2的还原、 RUBP的再生光能转化为ATP、NADPH中活跃的化学能活跃的化学能转化为有机物中稳定的化学能光反应为碳反应提供ATP、NADPH，碳反应为光反应提供ADP、Pi、NADP+。两者紧密联系，缺一不可。

填一填 ↓ ↑ ↑ ↓ ↓ ↑ ↓ ↑ ↑ ↓ ↓ ↑ ↑ ↓ ↑ ↓ ↑ ↓ ↓ ↑

在光照等适宜条件下,将培养在CO2浓度为1%环境中的某植物迅速转移到CO2浓度为0.003%环境中,其叶片碳反应中三碳酸和RUBP微摩尔浓度的变化趋势如图。回答问题：在光照等适宜条件下,将培养在CO2浓度为1%环境中的某植物迅速转移到CO2浓度为0.003%环境中,其叶片碳反应中三碳酸和RUBP微摩尔浓度的变化趋势如图。回答问题：（1）图中物质A是什么？说出你的判断依据。物质A是三碳酸。因为根据碳反应的特点，三碳酸的分子数是RUBP的分子数的2倍。

（2）将CO2浓度从1%迅速降低到0.003%后，物质A和物质B的浓度怎样变化？请分析说明并画图表示。（2）将CO2浓度从1%迅速降低到0.003%后，物质A和物质B的浓度怎样变化？请分析说明并画图表示。当CO2浓度突然降低时，RUBP的合成速率不变，消耗速率却减慢，导致RUBP积累。三碳酸的合成减少。

（3）若使该植物继续处于CO2浓度为0.003%的环境中，碳反应中三碳酸和RUBP浓度达到稳定时，物质A的浓度将比B的低还是高？为什么？（3）若使该植物继续处于CO2浓度为0.003%的环境中，碳反应中三碳酸和RUBP浓度达到稳定时，物质A的浓度将比B的低还是高？为什么？高。原因是当碳反应中三碳酸和RUBP浓度达到稳定时，三碳酸的分子数依然是RUBP的分子数的2倍。

氧气释放速率 练一练与e时刻相比，f时刻植株叶绿体内三碳酸与RUBP相对含量较高的是（三碳酸或RUBP），原因是。 RUBP f时刻植物出现“午休”现象，气孔关闭，导致叶绿体内CO2浓度降低，故叶绿体内三碳酸含量降低，RUBP含量升高。

氧气释放速率 练一练 f点和g点相比，f点时刻三碳酸的合成速率(快或者慢），RUBP的合成速率(快或者慢），请说明原因。慢慢原因：f时刻植物出现“午休”现象，气孔关闭，导致叶绿体内CO2浓度降低，故叶绿体内三碳酸的合成速率减慢，RUBP的合成速率也减慢。

练一练 研究发现NaHSO3能增加叶片内叶绿体形成ATP的能力，进而加快对上图中(填字母A-D）物质的利用。 A、B、D

卡尔文循环 光反应淀粉合成 pi 磷酸丙糖 pi 磷酸运转器 pi 蔗糖合成磷酸丙糖叶绿体是进行光合作用的场所,磷酸转运器是叶绿体膜上的重要蛋白质。在有光条件下，磷酸转运器将卡尔文循环产生的磷酸丙糖不断运至细胞质用于蔗糖合成，同时将释放的Pi运至叶绿体基质。据图分析，若磷酸转运器的活性受抑制，则卡尔文循环的速度会怎么变化？可能的机制是什么？叶绿体内磷酸丙糖浓度增加；从叶绿体外转运进的磷酸减少；淀粉积累。

分析各段的代谢过程，尝试画出叶肉细胞叶绿体中RUBP的含量变化曲线。分析各段的代谢过程，尝试画出叶肉细胞叶绿体中RUBP的含量变化曲线。只有细胞呼吸。 oa段：光照逐渐增强，产生ATP和NADPH逐渐增多。 ac段：发生“午休”现象，CO2浓度降低。 ce段： fh段：光照逐渐减弱，产生ATP和NADPH逐渐减少。 ef段：吸收的CO2浓度增多。 h之后：只有细胞呼吸。

6—9时和16—18时，曲线c高于曲线b，为什么？此时细胞中RUBP的量哪个高？曲线b高于曲线a的原因是什么？此时细胞中RUBP的量哪个高？6—9时和16—18时，曲线c高于曲线b，为什么？此时细胞中RUBP的量哪个高？曲线b高于曲线a的原因是什么？此时细胞中RUBP的量哪个高？

（2）将A、D分别置于光温恒定的密闭容器中，一段时间后，A的叶肉细胞中，将开始积累_________；D的叶肉细胞中，ATP含量将__________。（2）将A、D分别置于光温恒定的密闭容器中，一段时间后，A的叶肉细胞中，将开始积累_________；D的叶肉细胞中，ATP含量将__________。

想一想： 1.海藻灯的工作原理是什么？它的持续发电需要提供什么条件呢？利用海藻的光合作用会产生电流。光照、二氧化碳、水 2.光照主要影响光合作用的哪一个过程？请写出这个过程的物质变化的反应式。 H2O H+ + 1/2O2 + 2e- ADP + Pi + 能 ATP + H2O NADP+ + H+ + 2e- NADPH 光水的光解：酶 ATP形成：酶 NADPH形成：

3.CO2主要影响光合作用的哪一个过程？与CO2结合的是什么物质？生成1个三碳糖分子需要几个CO2分子？3.CO2主要影响光合作用的哪一个过程？与CO2结合的是什么物质？生成1个三碳糖分子需要几个CO2分子？

4.海藻灯并不能产生大量的电能，目前只是用于野营、电力供给中断或遇到自然灾害等特殊情况。某研究性学习小组想研究影响海藻光合作用的环境因素。该小组把海藻放在光照为500lux，CO2浓度为0.3%的条件下，发现灯光非常微弱。你会怎样设计实验继续进行探究呢？4.海藻灯并不能产生大量的电能，目前只是用于野营、电力供给中断或遇到自然灾害等特殊情况。某研究性学习小组想研究影响海藻光合作用的环境因素。该小组把海藻放在光照为500lux，CO2浓度为0.3%的条件下，发现灯光非常微弱。你会怎样设计实验继续进行探究呢？方案一方案二光强度800lux，CO2浓度不变。结果：灯光变亮了。光强度不变，CO2浓度1%。结果：灯光不变。请结合光合作用的过程，分析方案一和方案二的实验结果并得出结论。结论：在光强度较低的条件下，光强度是光合作用的限制因素。

(2)请将上述实验结果在右图中用曲线表示出来，并做上文字说明。(2)请将上述实验结果在右图中用曲线表示出来，并做上文字说明。光照800lux 光照500lux 光强度 5.该小组根据方案一持续提高光强度至5000lux，这时海藻灯的亮度不再增强，为什么?请根据你的分析来设计实验方案。方案三在光强度较高的条件下，CO2浓度是光合作用的主要限制因素。光强度5000lux，CO2浓度1%。结果：灯光变亮了。（1）CO2浓度升高后，该植物光合速率最大时所需要的光强度是升高还是降低了？为什么？升高。因为当CO2浓度升高后，碳反应的强度增加，所需ATP和NADPH增加，因此所需的光强度也较高。 CO2浓度1% CO2浓度0.3% 光饱和点

6. 该小组还想就温度对光合速率的影响进行探究，他们设计了2组实验，实验方案如下：第一组第二组原来温度t1 ，提高了5℃。结果：灯光变亮了。原来温度t2 ，提高了5℃。结果：灯光变暗了。（1）请分析第一组和第二组的实验结果，将分析过程结合图示说明。 t1 t2 最适温度最适温度 (2)如果右图中的曲线1和曲线2是在t1条件下，请将右图中画出最适温度和下降5 ℃条件下的光合速率曲线。 1.CO2浓度1% 光照800lux 2.CO2浓度0.3% 低温光照500lux 光强度

大气CO2浓度、M光强度 净光合速率净光合速率大气CO2浓度、20℃ c a d b O M 光强度 O 20 40 温度/℃ 甲乙例题：图甲、乙是一定条件下测得的某植物叶片净光合速率变化曲线。下列叙述正确的是A．a点条件下，适当提高温度，净光合速率减小 B．b点条件下，适当增强光照，净光合速率增大C．c点条件下，适当提高温度，净光合速率增大 D．d点条件下，适当增强光照，净光合速率增大

（2013重庆卷·6）题 6 图是水生植物黑藻在光照等环境因素影响下光合速率变化的示意图。下列有关叙述，正确的是 A．t1→t2，叶绿体类囊体膜上的色素吸收光能增加，基质中水光解加快、O2 释放增多 B．t2→t3，暗反应（碳反应）限制光合作用。若在 t2时刻增加光照，光合速率将再提高 C．t3→t4，光照强度不变，光合速率的提高是由于光反应速率不变、暗反应增强的结果 D．t4后短暂时间内，叶绿体中 ADP 和 Pi 含量升高，C3 化合物还原后的直接产物含量降低

t3 t4 海藻灯并不能产生大量的电能，目前只是用于野营、电力供给中断或遇到自然灾害等特殊情况。某研究性学习小组想研究影响海藻灯发电的环境因素,下图是该小组做的一个实验结果。 1.t1时，限制光合速率的主要因素是什么？光照强度 2.t2时，限制光合速率的主要因素是什么？若在t2时增加光照，光合速率能否提高？ CO2、温度等不能

t2 t3 3. t2-t3,海藻细胞中三碳酸和RUBP微摩尔浓度的变化如图所示（1）图中物质A是什么？为什么？三碳酸。因为碳反应速率在该环境中已达到稳定，即三碳酸和RUBP的含量稳定。根据碳反应的特点，此时三碳酸的分子数是RUBP的2倍。（2）t3时，细胞内A、B的量怎么变化？请在坐标图中表示出来。请分析B物质变化的原因。 A物质增加，B物质减少。当CO2浓度突然增加时，C5化合物的合成速率不变，消耗却增加，导致C5 化合物减少。

(3)若使该植物继续处于t3时的CO2浓度中，碳反应中C3和C5化合物浓度达到稳定时，物质A的浓度和物质B的浓度哪个高？为什么？(3)若使该植物继续处于t3时的CO2浓度中，碳反应中C3和C5化合物浓度达到稳定时，物质A的浓度和物质B的浓度哪个高？为什么？物质A的浓度高。因为当化合物的浓度达到稳定时，三碳酸和RUBP的浓度之比依然是2:1 （4）t3时，该植物光合速率最大时所需要的光照强度比t2时的高还是低？为什么？高。因为当CO2浓度升高后，碳反应的强度增加，所需ATP和NADPH增加，因此所需的光照强度也较高。

一.光照强度 1、请描述左图中各点的生物学意义：A点、B点、C点。下列图解中，能够正确反映B点时CO2转移情况的是 C

一.光照强度 1、请描述左图中各点的生物学意义：A点、B点、C点。

2.有关点的移动的问题 （1）阴生、阳生植物画出阴生植物的曲线。阴生植物的光补偿点、光饱和点都比阳生植物低措施：①阳生植物应种植在阳光充裕的地方，阴生植物应种植在荫蔽的地方；②光强必须达到一定值。3.群落的分层，间种、套种

（2）温度变化 （8校联考，问题）左图是在光合作用的最适温度下测量所得，若温度上升5℃ A点向B点向。提问： 1、温度通过影响什么来影响光合作用速率？ 2、呼吸作用、光合作用，谁对温度的变化更敏感？所以净积累量最大的温度并不一定是最适的温度。

（3）CO2浓度变化 ，CO2浓度增大，B点C点D点。（左移、右移、基本不变） CO2浓度减小，B点C点D点。（4）缺Mg时， B点向。 C点D点。左移

CO2 吸收 b a 光照强度 CO2 释放 (2008唐山期末)已知某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25℃和30℃，有图表示的是30℃时光合作用与光照强度的关系。若温度下降到25 ℃（原光照强度和CO2浓度不变），理论上图中相应点a、b、c三点移动分别为（） C c A.下移、右移、下移 B.下移、左移、下移 C.上移、左移、上移 D.上移、右移、上移

3、相同的曲线，横坐标、纵坐标还可以用什么表示？3、相同的曲线，横坐标、纵坐标还可以用什么表示？横坐标：CO2浓度；纵坐标：O2的释放/吸收，干物质的积累

二.CO2浓度（可删） 光合速率 A’ B’ CO2浓度图2 1.A点和B点表示什么？净光合速率 A点：光合速率等于细胞呼吸速率时CO2浓度 A B B:CO2饱和点 CO2浓度横轴：环境中的CO2浓度图1 纵轴：实际光合速率；横轴：叶绿体周围CO2浓度(包括周围环境进入的和细胞呼吸产生的CO2) A’点：进行光合作用最低的CO2浓度

净光合速率 A B CO2浓度图1 2.光照强度变化时CO2补偿点和饱和点的变化 (1)光照强度适度增大时，呼吸作用怎么变化？其他条件不变，呼吸作用速率基本不变。 (2)光照强度适度增大时，直接引起了哪些物质的变化？单位时间内产生了更多的NADPH和ATP→单位时间内还原的CO2量增大 (3)光照强度适度增大时，CO2的利用率怎么变化？二氧化碳的利用率增大 (4)CO2补偿点和饱和点怎么移动？二氧化碳补偿点降低，即图1中A点左移，因此CO2饱和点增大，即图1中的B点右移。

空气中CO2含量一般占330mg/L，与植物光合所需最适浓度（1000mg/L）相差太远。空气中CO2含量一般占330mg/L，与植物光合所需最适浓度（1000mg/L）相差太远。提高CO2措施： ①确保良好通风：合理密植，“正其行，通其风”； ②增施有机肥料； ③深施“碳酸氢铵”。大田—— 大棚—— A、施有机肥（农家肥） B、使用CO2发生器，释放干冰等 C、开窗通气：增大CO2浓度、降低湿度、降低温度 D、无土栽培时加NaHCO3：调节PH、释放CO2 必须指出：增加CO2可以提高光合效率，但是无限制地在全球范围内提高CO2浓度，会产生“温室效应” 解释植物光合作用的“午休”现象

4。水 水对光合作用有哪些影响呢？原料、运输、反应的场所（影响酶的活性）、影响气孔开放和关闭、萎蔫

矿质元素 常见的N、P、Mg N：蛋白质、酶、ATP、NADPH等 P： ATP、NADPH等 Mg：叶绿素

.（安徽卷）保水剂是一类高分子聚合物，可提高土壤持水能力及水肥利用率。某生物兴趣小组探究“保水剂和氮肥对小麦光合作用的影响”，进行了以下实验：材料用具：相同土壤基质栽培的小麦幼苗若干，保水剂，氮肥等。方法步骤：①选取长势一致的小麦幼苗若干，平均分为A、B、C三组，分别施用适量的保水剂（60kg·hm-2）、氮肥（255kg·hm-2）、保水剂（60kg·hm-2）+氮肥（255kg·hm-2）,置于相同的轻度干旱条件下培养，其它培养条件相同且适宜。 ②在小麦灌浆期选择晴朗无风的上午，于10:00-11:00从每组选取相同数量的叶片，进行CO2吸收量及叶绿素含量的测定。结果（均值）如下表：组号 CO2吸收量/μmol·m-2·s-1 叶绿素含/mg·g-1 A 10.66 3.07 B 13.04 3.02 C 15.91 3.05 实验结论：适量的保水剂与氮肥配施有利于提高小麦光合作用强度。（1）请指出上述方法步骤的缺陷并改正：步骤① ;步骤② 。（2）如不考虑方法步骤中的缺陷，从影响光合作用的内在因素分析，保水剂与氮肥配施提高了CO2吸收量的原因可能是。实验测得的CO2 吸收量（大于、等于、小于）光合作用过程中CO2实际消耗量，理由是。光合作用强度可通过测定CO2吸收量，也可以通过测定释放量计算。

[解析]本题以探究影响光合作用的因素的实验为背景。[解析]本题以探究影响光合作用的因素的实验为背景。第（1）小题考查的实验的设计及分析评价能力。实验研究的是保水剂与氮肥对小麦光合强度的影响，实验控制的自变量是氮肥、保水剂，实验中设计3组控制作为实验组并无不妥，但这三组测得的结果都是在施加自变量的情况下得出的，在没有施加自变量的情况下会是什么结果并不清楚。只有将实验组的结果与没有施加变量的情况下的结果相比较，才能说明自变量的施加对实验结果带来的影响。因此，步骤①中必须增加空白对照的实验。步骤②是对因变量的检测。题中检测的步骤考虑到了实验材料对实验结果的影响，强调了相同数量的叶片，但却忽略了“质”的相同，即必须是部位相同的叶片，否则就无法排除检测材料的差异给实验结果带来的影响。第（2）（3）小题是对光合作用相关知识及分析思维能力的考查。光合作用暗反应过程中CO2的吸收量增加，从内在因素考虑是暗反应的过程得到了促进与加强，影响这一过程的有光反应产生的ATP、[H]以及暗反应所需的相关酶等，联系保水剂与氮施配施之因，可推测可能是影响了与暗反应相关的酶的含量与活性。可见，对于第（1）小题的解答是建立在实验探究的方法与思路的基础之上的，与光合作用的知识关系并不密切，考查的是方法与能力。第（2）（3）小题是考查对光合作用过程以及与细胞呼吸的关系的理解与应用。在光合作用过程中，测得的光合作用强度数据都属于净光合强度（表观光合强度），实际光合（或总光合）还应该包括呼吸作用的因素。以CO2的吸收量为例，实际的光合利用的CO2包含了测得的从环境中吸收的CO2以及呼吸作用产生的CO2。

[答案]（1）没有对照组，应另设一组不施保水剂和氮肥作为对照组 取材方法不科学，选取的叶片还应取自植株的相同部位。（2）提高了光合作用有关酶的含量与活性（3）小于实验测得的CO2吸收量是光合作用过程中CO2实际消耗量与呼吸作用释放量之差 O2

叶龄影响色素的含量和种类

叶面积指数

11.（大纲版全国卷）（11分）为探究不同条件对叶片中淀粉合成的影响，将某植物在黑暗中放置一段时间，耗尽叶片中的淀粉。然后取生理状态一致的叶片，平均分成8组，实验处理如下表所示。一段时间后，检测叶片中有无淀粉，结果如下表。处理葡萄糖溶液浸泡溶液中通入空气葡萄糖溶液浸泡溶液中通入CO2和N2蒸馏水浸泡水中通入空气蒸馏水浸泡水中通入CO2和N2光照黑暗光照黑暗光照黑暗光照黑暗检测结果有淀粉有淀粉有淀粉无淀粉有淀粉无淀粉有淀粉无淀粉（1）光照条件下，组5叶片通过__________作用产生淀粉：叶肉细胞释放出的氧气来自于___________的光解。（2）在黑暗条件下，叶片能进行有氧呼吸的组别是______。（3）组2叶片中合成淀粉的原料是___________，直接能源物质是_________，后者是通过__________产生的。与组2相比，组4叶片无淀粉的原因是___ __________________。（4）如果组7的蒸馏水中只通入，预期实验结果是叶片中________（有、无）淀粉。（1）依图9分析，长期干旱条件下的蝴蝶兰在0—4时（填“有”或“无”）ATP和[H]的合成，原因是；此时段（填“有”或“无”）光合作用的暗反应发生，原因是；10—16时无明显CO2吸收的直接原因是

（2）从图10可知，栽培蝴蝶兰应避免 ，以利于其较快生长。此外，由于蝴蝶兰属阴生植物，栽培时还需适当。（3）蝴蝶兰的种苗可利用植物细胞的，通过植物组织培养技术大规模生产，此过程中细胞分化的根本原因是

．（2011年海南卷）26. （8分）某同学设计了一个探究实验，把培养在完全营养液中、生长状态一致的3组某种植物幼苗分别放入A、B、C三个完全相同的玻璃钟罩内（如下图所示），其中A不密封。B、C密封。B内培养皿中盛有Ba（OH）2溶液，A、C内培养皿中盛有蒸馏水，各培养皿中液体的体积相同。该实验在光照充足、温度适宜的环境中进行。回答问题：（1）根据上述实验设计判断，该实验的目的是__________________________________________________________________________________.（2）从理论上讲，培养一段时间后，预期的实验结果是：B中的幼苗生长量比C中的_______(大、小)，原因是_______________________________________________；A中的幼苗生长量比C中的___________ (大、小)，原因是______________________________。

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