資源簡介

新人教生物一輪復習學案
第13講　光合作用的原理及影響因素
課標要求 1.說明植物細胞的葉綠體從太陽光中捕獲能量，這些能量在二氧化碳和水轉變為糖與氧氣的過程中，轉換并儲存為糖分子中的化學能。 2.實驗：探究不同環境因素對光合作用的影響。 3.舉例說明影響光合作用的因素在實際生產、生活中的應用。
考點1　光合作用的基本原理
概 念 落 實
1.探究光合作用原理的部分實驗
（1）19世紀末，科學界普遍認為：C與H2O結合成　　　　。
（2）1928年：甲醛不能通過光合作用轉化成　　　　。
（3）1937年，英國希爾：離體葉綠體在適當條件下發生水的光解、產生　　　　。該反應稱為　　　　。
（4）1941年，魯賓和卡門：利用　　　　　技術，研究了光合作用中　　　的來源（如圖所示），該實驗證明了光合作用產生的氧氣全部來自　　　　，而不是來自CO2。
實 驗 點 撥
　　該實驗中兩組試管互為對照，自變量為18O的標記物，因變量為　　　　　　　　　　　，光照、溫度、小球藻的數量和生活狀況等　　　　變量均需要保持相同且適宜。
（5）1954年，美國阿爾農：光照下，葉綠體可合成　　　　；1957年，他發現這一過程總是與　　　　相伴隨。
（6）20世紀40年代，卡爾文：利用　　　　　　　　　法，用14C標記的14CO2供小球藻進行光合作用，追蹤　　　　　　　　　，探明了暗反應的過程（暗反應也稱為“卡爾文循環” ）。
2.光合作用過程
（1）圖解光合作用的過程
（2）光反應和暗反應的比較
過程 光反應 暗反應
條件 光、色素、酶 有光、無光都可以，多種酶
場所 葉綠體　　　 葉綠體　　　
物質 轉化 ①　　　　： 2H2O2H＋＋1/2O2＋2e－； ②ATP的合成： ADP＋PiATP ③NADPH的合成： NADP＋＋H＋＋2e－→NADPH ①　　　　　　： CO2＋C52C3 ②　　　　　　：
能量 轉化 光能→電能→ATP和NADPH中的化學能 ATP和NADPH中的化學能→有機物中的化學能
聯系 ①物質聯系： ②能量聯系：光反應將光能轉換成　　　　　　　　　　　　　　　　，暗反應再將后者轉化成有機物中的化學能
3.光合作用總反應式：　　　　　　　　　　　　　。
方 法 規 律
光合作用中元素的來源和去向分析
（1）光合作用過程中O的轉移途徑
①O O2
②C18O2C3（CO）＋O
（2）光合作用過程中C的轉移途徑
14CO214C3 （14CH2O）
診斷·加強
判斷下列說法的正誤：
（1）黑暗條件下植物也能進行光合作用，因為暗反應不需要光照。 （　　）
（2）葉綠體中可進行CO2的固定但不能合成ATP。 （　　）
（3）離體的葉綠體基質中添加ATP、NADPH和CO2后，可完成暗反應過程。 （　　）
典 題 固 法
（2021·廣東卷）在高等植物光合作用的卡爾文循環中，唯一催化CO2固定形成C3的酶被稱為Rubisco，下列相關敘述正確的是（　　）
A.Rubisco存在于細胞質基質中
B.激活Rubisco需要黑暗條件
C.Rubisco催化CO2固定需要ATP
D.Rubisco催化C5和CO2結合
（2020·天津卷）研究人員從菠菜中分離類囊體，將其與16種酶等物質一起用單層脂質分子包裹成油包水液滴，從而構建半人工光合作用反應體系。該反應體系在光照條件下可實現連續的CO2固定與還原，并不斷產生有機物乙醇酸。下列分析正確的是（　　）
A.產生乙醇酸的場所相當于葉綠體基質
B.該反應體系不斷消耗的物質僅是CO2
C.類囊體產生的ATP和O2參與CO2固定與還原
D.與葉綠體相比，該反應體系不含光合作用色素
考向1　光合作用的過程
1.（2022·汕頭一模）光合作用是生命的發動機，也是地球上生物圈形成與運轉的關鍵環節，更是未來能源的希望。下圖是葉綠體中光合作用部分過程的簡化示意圖（①和②是可移動載體）。
（1）圖中所示的生物膜是　　　　　　，其中含有光合色素的復合物是　　　　　　。圖中復合物Ⅳ還存在于真核生物的　　　　　　　　膜上。
（2）圖中e－表示電子，環境中CO2濃度增加時，圖中的電子在脂雙層上傳遞的速度將　　　　　　　　。
（3）在適宜的條件下離體培養葉綠體，若向培養液中加入物質A，阻斷復合物Ⅳ對H＋的運輸，ATP的含量　　　　；若向培養液中加入大量物質B，將H＋從類囊體內運輸到葉綠體基質中，產生O2的量　　　，產生ATP的量下降，原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　而沒有通過復合物Ⅳ運輸。
2. （2022·江蘇卷節選）下圖為光合作用過程中部分物質的代謝關系（①～⑦表示代謝途徑）。Rubisco是光合作用的關鍵酶之一，CO2和O2競爭與其結合，分別催化C5的羧化與氧化。C5羧化固定CO2合成糖；C5氧化則產生乙醇酸（C2），C2在過氧化物酶體和線粒體協同下，完成光呼吸碳氧化循環。請據圖回答下列問題：
（1）圖中，類囊體膜直接參與的代謝途徑有　　　　　　（從“①～⑦”中選填），在紅光照射條件下，參與這些途徑的主要色素是　　　　　　　　　　　　。
（2）在C2循環途徑中，乙醇酸進入過氧化物酶體被繼續氧化，同時生成的　　　　　　　　　在過氧化氫酶催化下迅速分解為O2和H2O。
考向2　環境因素驟變對光合作用物質含量變化的影響
3.（2022·廣州模擬）將植株置于透明密閉容器內，測量容器中CO2的濃度變化情況。在適宜溫度條件下，用一定強度的光照處理30 min，容器中CO2的濃度由2 000 ppm降低到180 ppm。隨后將整個裝置置于相同溫度的黑暗條件下30 min，容器中CO2的濃度變為600 ppm。下列敘述正確的是（　　）
A.前30 min，葉綠體中NADPH由基質向類囊體膜運輸
B.該植株前30 min的平均總光合速率為60.7 ppm·min－1
C.經過完整的1 h處理后，該植株的有機物含量會減少
D.光照處理時，若停止光照則短時間內葉綠體中C3的含量會增加
方 法 規 律
環境改變時光合作用各物質含量的變化分析
（1）“過程法”分析各物質變化
下圖中Ⅰ表示光反應，Ⅱ表示CO2的固定，Ⅲ表示C3的還原，當外界條件（如光照、CO2）突然發生變化時，分析相關物質含量在短時間內的變化：
（2）“模型法”表示C3和C5的含量變化
起始值C3高于C5（約其2倍）
考點2　光合作用的影響因素及應用
概 念 落 實
1.光合作用強度的概念
（1）定義：植物在　　　　　內通過光合作用制造　　　　的數量。
（2）表示方法：用一定時間內　　　　　或　　　　　的數量來定量表示。
2.光合作用的過程與影響因素的關系概況
3.影響光合作用的內部因素及應用
（1）植物自身遺傳特性（以陰生植物與陽生植物為例）
　
（2）植物葉片的葉齡
　
（3）植物葉面積指數
　
4.影響光合作用的外部因素及應用
（1）光照強度
（2）CO2濃度
（3）溫度
（4）必需礦質元素（N、P、Mg、K等）
（5）水分：水是光合作用的原料，也會影響光合作用。在農業生產中需要及時、合理　　　　，但水分不能過多，要適時　　　　　、露田，防止淹水過多引起植物因　　　　　產生酒精毒害細胞而“爛根”。
5.多因素對光合速率的影響
方 法 規 律
光合作用與細胞呼吸曲線中的“關鍵點”移動
（1）細胞呼吸對應點（A點）的移動：細胞呼吸增強，A點下移；細胞呼吸減弱，A點上移。
（2）補償點（B點）的移動
①細胞呼吸速率增加，其他條件不變時，CO2（或光）補償點應右移，反之左移。
②細胞呼吸速率基本不變，相關條件的改變使光合速率下降時，CO2（或光）補償點應右移，反之左移。
（3）飽和點（C點）和D點的移動：相關條件的改變（如增大光照強度或增大CO2濃度）使光合速率增大時，C點右移，D點上移的同時右移；反之，移動方向相反。
診斷·加強
1.判斷下列說法的正誤：
（1）在夏季晴朗中午，植物氣孔關閉，光合作用強度下降。 （　　）
（2）干旱初期植物光合速率降低主要是因為光反應原料水不足。 （　　）
（3）CO2是光合作用暗反應的原料，因此CO2濃度越大，光合速率越高。 （　　）
（4）溫度越高，酶活性越高，光合作用強度越大。 （　　）
（5）農業生產中的“正其行，通其風”，目的是提高CO2濃度來提高光合作用強度。 （　　）
2.植物生活的環境是復雜多樣的，環境中的各種因素對光合作用的影響是綜合的。下面的曲線是科學家研究多種因素對光合作用影響得到的結果。請分析回答：
圖1 圖2 圖3
注：　A.高CO2濃度，b.中CO2濃度，c.低CO2濃度。①高光強，②中光強，③低光強。
（1）這三種研究的自變量分別是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（2）圖3的研究中，要求溫度設在　　　　　　，目的是　　　　　　　　　　　　　　　　。
（3）圖1中P點光照強度下，要想提高光合速率，可以采取什么措施？　　　　　　　　　　　　　　。圖2中P點溫度條件下，要想提高光合速率，可以采取什么措施？　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（4）根據圖1分析，在30 ℃條件下，光照強度達到Q點之后，光合作用速率不再增加，限制因素可能有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
典 題 固 法
（2022·全國乙卷）某同學將一株生長正常的小麥置于密閉容器中，在適宜且恒定的溫度和光照條件下培養，發現容器內CO2含量初期逐漸降低，之后保持相對穩定。關于這一實驗現象，下列解釋合理的是（　　）
A.初期光合速率逐漸升高，之后光合速率等于呼吸速率
B.初期光合速率和呼吸速率均降低，之后呼吸速率保持穩定
C.初期呼吸速率大于光合速率，之后呼吸速率等于光合速率
D.初期光合速率大于呼吸速率，之后光合速率等于呼吸速率
（2021·遼寧卷）植物工廠是通過光調控和通風控溫等措施進行精細管理的高效農業生產系統，常采用無土栽培技術。下列有關敘述錯誤的是（　　）
A.可根據植物生長特點調控光的波長和光照強度
B.應保持培養液與植物根部細胞的細胞液濃度相同
C.合理控制晝夜溫差有利于提高作物產量
D.適時通風可提高生產系統內的CO2濃度
（2022·廣東卷）（14分）研究者將玉米幼苗置于三種條件下培養10 d后（下圖a），測定相關指標（下圖b），探究遮陰比例對植物的影響。回答下列問題：
a b
　（1）結果顯示，與A組相比，C組葉片葉綠素含量　　　　，原因可能是　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
規范長難句——回答時注意關鍵詞“遮陰”“低光照”“合成/生成/形成葉綠素”等。
（2）比較圖b中B1與A組指標的差異，并結合B2相關數據，推測B組的玉米植株可能會積累更多的　　　　　　　　　　，因而生長更快。
（3）某興趣小組基于上述B組條件下玉米生長更快的研究結果，作出該條件可能會提高作物產量的推測，由此設計了初步實驗方案進行探究：
實驗材料：選擇前期　　　　　　　　一致、生長狀態相似的某玉米品種幼苗90株。
實驗方法：按圖a所示的條件，分A、B、C三組培養玉米幼苗，每組30株；其中以　　　　　　　　為對照，并保證除　　　　　　　　　　外其他環境條件一致。收獲后分別測量各組玉米的籽粒重量。
結果統計：比較各組玉米的平均單株產量。
分析討論：如果提高玉米產量的結論成立，下一步探究實驗的思路是　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
規范長難句——這是一個開放性的問題，合理即可，注意語言的規范和簡潔。
（2022·全國甲卷）根據光合作用中CO2的固定方式不同，可將植物分為C3植物和C4植物等類型。C4植物的CO2補償點比C3植物的低。CO2補償點通常是指環境CO2濃度降低導致光合速率與呼吸速率相等時的環境CO2濃度。回答下列問題：
（1）不同植物（如C3植物和C4植物）光合作用光反應階段的產物是相同的，光反應階段的產物是　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（答出3點即可）。
（2）正常條件下，植物葉片的光合產物不會全部運輸到其他部位，原因是　　　　　　　　　　　　　　　（答出1點即可）。
（3）干旱會導致氣孔開度減小，研究發現在同等程度干旱條件下，C4植物比C3植物生長得好。從兩種植物CO2補償點的角度分析，可能的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
規范長難句——題中提示從CO2補償點角度考慮，答題時要注意寫出對C3、C4植物CO2補償點的比較，同時注意原因要寫充分、答完整，即兩者的差異產生什么樣的情況才使得C4植物比C3植物生長得好的。
考向1　環境因素對光合速率的影響
1. （2022·廣州檢測）在某些因素的作用和影響下可以獲得不同產量的小麥。實驗結果如圖所示，下列敘述錯誤的是（　　）
　
A.D點條件下限制小麥增產的主要因素是光照強度
B.C點條件下限制小麥增產的主要因素是土壤濕度
C.比較D、E、F三點時實驗的自變量是光照強度
D.據圖可知影響小麥產量的因素是光照強度和土壤濕度兩個方面
2.（2022·深圳二模）下圖表示某科研小組在最適溫度條件下，探究環境因素對黃瓜幼苗光合作用影響時所得到的實驗結果。據圖判斷下列敘述正確的是（　　）
A.a點時產生CO2的場所是線粒體內膜，從n點開始進行光合作用
B.p點時光合作用速率較低，限制的環境因素不包含光照強度
C.d點的CO2吸收量高于c點，主要的影響因素是CO2濃度
D.培育黃瓜幼苗時可通過適當增加光強、施加農家肥來提高產量
考向2　光合作用原理的應用
3.（2022·佛山段考）雙流是我國冬草莓基地，雙流冬草莓也是中國國家地理標志產品。近年來，建設溫室大棚來種植草莓的農戶越來越多，既豐富了人們的菜籃子，也提高了收入。下列相關措施有利于農民增產增收的是（　　）
A.加蓋有色薄膜，阻止紫外光傷害植物
B.增設棚內日光燈數量，延長光照時間
C.薄膜上全天覆蓋草簾，防止低溫凍傷
D.增施有機肥料，縮小大棚內晝夜溫差
實驗8　探究環境因素對光合作用的影響
實 驗 回 歸
1.實驗設計與原理
（1）提出問題：光照強度對光合作用有何影響？
（2）作出假設：在一定范圍內，　　　　　　　　　　　　　　　　　，超過一定范圍，隨著光照強度增強，光合作用強度　　　　　　　　　　。
（3）設計實驗
①材料：打孔器、注射器、40 W臺燈、燒杯、綠葉（如菠菜葉片）。
②原理
③實驗裝置分析及設計思路
裝置
自變量 光照強度是自變量，通過調整　　　　　　　　　　　　　來調節光照強度的大小
無關 變量 葉片大小、溶液的量、溫度、臺燈的功率等無關變量都要保持　　　　　　　　　。裝置中盛水的玻璃柱的作用是吸收燈光的熱量，避免光照對燒杯內　　　　產生影響
因變量 因變量是光合作用強度，可通過觀測單位時間內被抽去空氣的圓形小葉片　　　　　　或者是浮起相同數量的葉片所用的　　　　　　來衡量光合作用的強弱
④預期結果
臺燈與實驗裝置的距離越遠，相同時間內葉片浮起數量越少。
2.實驗步驟
3.實驗結果和結論
（1）實驗結果：在一定范圍內，隨著臺燈與實驗裝置的距離越近，浮起的圓形小葉片也　　　　。
（2）實驗結論：在一定范圍內，隨著光照強度不斷增強，光合作用也　　　　（單位時間內圓形小葉片中產生的O2越多，浮起的圓形小葉片也越多）。
典 題 固 法
1.（2022·海南卷）某小組為了探究適宜溫度下CO2對光合作用的影響，將四組等量菠菜葉圓片排氣后，分別置于盛有等體積不同濃度NaHCO3溶液的燒杯中，從燒杯底部給予適宜光照，記錄葉圓片上浮所需時長，結果如圖。下列有關敘述正確的是（　　）
A.本實驗中，溫度、NaHCO3濃度和光照都屬于自變量
B.葉圓片上浮所需時長主要取決于葉圓片光合作用釋放氧氣的速率
C.四組實驗中，0.5%NaHCO3溶液中葉圓片光合速率最高
D.若在4 ℃條件下進行本實驗，則各組葉圓片上浮所需時長均會縮短
2.CO2濃度、光照強度、溫度是最常見的影響光合作用的因素，某學生興趣小組用真空滲水法探究影響某植物光合作用的因素，設計方案如下表所示。請回答下列問題：
組別 實驗條件 30 min內上浮葉圓片平均數/片
溫度 光照強度 NaHCO3濃度
組1 20 ℃ 80 W白熾燈 2%
組2 10 ℃ 120 W白熾燈 2%
組3 20 ℃ 　　W白熾燈 2%
組4 30 ℃ 120 W白熾燈 2%
組5 20 ℃ 40 W白熾燈 2%
組6 20 ℃ 80 W白熾燈 1%
組7 　　℃ 80 W白熾燈 0%
（1）為探究溫度對光合作用的影響，應將組3中的白熾燈亮度控制為　　　　W。 為探究CO2濃度對光合作用的影響，應將組7中的溫度控制為　　　℃。
（2）依據真空滲水法實驗的基本原理，本實驗可根據　　　　　　　　　　來判斷光合作用的強弱，原因是植物光合作用的　　　　階段產生的　　　　會積累在細胞間隙。此階段為光合作用的另一階段提供　　　　　　　　。
（3）為確定葉圓片中光合色素的種類，可先提取色素，然后用　　　　吸取少量濾液， 在濾紙條上進行點樣后再進行層析分離。濾紙條需用預先　　　過的定性濾紙剪成。
構核心概念
練教材長句
鏈接必修1教材P102。
（1）玉米田里的白化苗長出幾片葉片就死亡，原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
鏈接必修1教材P104。
（2）突然停止光照，相關物質的量變化情況為：　　　　　　　　　　　　　。突然停止CO2供應，相關物質的量變化情況為：　　　　　　　　　　　　　　。
鏈接必修1教材P105。
（3）大棚生產中，多施有機肥能夠提高作物的產量的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
鏈接必修1教材P106楷體字內容。
（4）硝化細菌合成有機物與綠色植物合成有機物的能量來源的區別是　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
鏈接必修1教材P106“拓展應用”T1。
（5）北方夏季中午時，光照強度很強，植物出現“午休”現象的原因是：　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
拎教材“冷”點
鏈接必修1教材P103“相關信息”。
（1）光反應產生的NADPH是　　　　　　　　　，NADPH中的N指煙酰胺，A指　　　　，D是二核苷酸，P是　　　　。
鏈接必修1教材P104。
（2）暗反應中CO2固定時，每消耗1分子C5，產生　　　　，因此當暗反應速率達到穩定時，C3的分子數是C5的　　　倍。
（3）卡爾文給光照下的小球藻懸浮液通入　　　　，一定時間后殺死小球藻，同時提取產物并分析。不斷縮短光照時間后殺死小球藻，同時提取產物并分析，直到最終提取物中只有一種　　　　　　　　　，該物質即為CO2轉化成的第一個產物。
鏈接必修1教材P104“相關信息”。
（4）C3指的是　　　　　　　（3－PGA），C5指的是　　　　　　　　　　（RuBP）。
（5）光合作用的產物有一部分是　　　　，還有一部分是　　　　。其中后者可以進入　　　　，再通過　　　　運輸到植株各處。
鏈接必修1教材P106楷體字內容。
硝化細菌能將NH3氧化成亞硝酸，進而氧化成硝酸，并利用這兩個化學反應釋放出的　　　　來進行　　　　　　　　　。
第13講　光合作用的原理及影響因素
考點1　光合作用的基本原理
【概念落實】
1.（1）甲醛　（2）糖　（3）氧氣　希爾反應　（4）同位素示蹤　氧氣　H2O
[實驗點撥]小球藻釋放的O2的標記情況　無關
（5）ATP　水的光解　（6）放射性同位素標記　放射性14C的去向
2.（1）①O2　②NADPH　③ATP　④CO2　⑤光反應　⑥暗反應　（2）類囊體薄膜　基質　水的光解　CO2的固定　C3的還原　NADPH　ATP　ATP和NADPH中的化學能
3.CO2＋H2O（CH2O）＋O2
【診斷·加強】
1.（1）×　提示：暗反應在無光條件下不可以長期進行，因為暗反應需要光反應提供的NADPH和ATP。　（2）×　（3）√
【典題固法】
【高考典例】
例1　D　解析： Rubisco參與植物光合作用過程中的暗反應，暗反應場所在葉綠體基質，故Rubisco存在于葉綠體基質中，A錯誤；暗反應在有光和無光條件下都可以進行，故參與暗反應的Rubisco的激活對光無要求，B錯誤；Rubisco催化CO2固定不需要ATP，C錯誤；Rubisco催化CO2的固定，即C5和CO2結合生成C3的過程，D正確。
例2　A　解析： 乙醇酸是在光合作用暗反應產生的，暗反應場所在葉綠體基質中，所以產生乙醇酸的場所相當于葉綠體基質，A正確；該反應體系中能進行光合作用整個過程，不斷消耗的物質有CO2和H2O，B錯誤；類囊體產生的ATP參與C3的還原，產生的O2用于呼吸作用或釋放到周圍環境中，C錯誤；該體系含有類囊體，而類囊體的薄膜上含有光合作用色素，D錯誤。
【對點演練】
1.（1）類囊體膜　Ⅰ和Ⅲ　線粒體內　（2）加快　（3）下降　上升　物質B將H＋從類囊體腔運輸到葉綠體基質中
解析：（1）由題干信息可知，圖中所示生物膜是光反應場所——葉綠體的類囊體膜，其中Ⅰ和Ⅲ含有光合色素的復合物，所以能吸收、傳遞、轉換光能。圖中復合物Ⅳ能催化合成ATP，還存在于真核生物的線粒體內膜上，線粒體內膜是進行有氧呼吸第三階段的場所，能合成ATP。（2）環境中CO2濃度增加時，暗反應速率加快，會消耗更多光反應產物NADPH和ATP，故圖中的電子在脂雙層上傳遞的速度將加快。（3）從圖可知，復合物Ⅳ對H＋的運輸促成了ATP的合成，若此過程被阻斷，ATP含量將會下降。水的光解產生了O2和H＋，若向培養液中加入大量物質B，將H＋從類囊體內運輸到葉綠體基質中，產生O2的量將會上升，產生ATP的量下降，原因是物質B將H＋從類囊體腔運輸到葉綠體基質中。
2.（1）①⑥　葉綠素（或葉綠素a和葉綠素b）　（2）H2O2（過氧化氫）
解析：（1）類囊體薄膜是光反應的場所，發生的反應有①水的光解產生H＋與氧氣，以及⑥ATP的形成。葉綠素主要吸收紅光和藍紫光，類胡蘿卜素主要吸收藍紫光，則用紅光照射，參與反應的主要是葉綠素，葉綠素包括葉綠素a和葉綠素b。（2）過氧化氫酶能將過氧化氫分解為O2和H2O。
3.D　解析：前30 min，植物在光照下進行光合作用，產生的NADPH由類囊體膜向葉綠體基質運輸，A錯誤；前30 min，CO2濃度由2 000 ppm降低到180 ppm，經計算，每分鐘減少（2 000－180）÷30≈60.7 ppm，這是凈光合速率，不是總光合速率，B錯誤；經過完整的1 h處理后，容器中CO2濃度由2 000 ppm降到600 ppm，減少的CO2全部用于光合作用合成有機物，因此有機物含量會增加，C錯誤；停止光照后，光反應不再進行，不能合成NADPH和ATP，因此暗反應還原C3的途徑變慢，而CO2固定形成C3的過程不受影響，故C3的含量會增加，D正確。
考點2　光合作用的影響因素及應用
【概念落實】
1.（1）單位時間　糖類　（2）原料消耗　產物生成
3.（1）間作或套種　光能利用率　（2）葉綠素含量　（3）合理密植
4.（1）光反應　提高光照強度　（2）暗反應　有機肥　（3）酶活性　晝夜溫差　（4）失水　合理施肥　CO2　礦質元素　（5）灌溉　曬田　無氧呼吸
【診斷·加強】
1.（1）√　（2）×　（3）×　（4）×　（5）√
2.（1）光照強度、溫度；光照強度、溫度；光照強度、CO2濃度。　（2）最適溫度　可使實驗結果更加明顯　（3）提高CO2濃度　提高CO2濃度　（4）光合色素的含量、空氣中CO2濃度（其他合理答案也可）
【典題固法】
【高考典例】
例1　D　解析：初期容器內CO2濃度較大，光合作用強于呼吸作用，植物吸收CO2釋放O2，使密閉容器內的CO2濃度下降，O2濃度上升，但由于CO2含量逐漸降低，從而使植物光合速率逐漸降低，直到光合作用與呼吸作用相等，容器中氣體趨于穩定，此時光合速率等于呼吸速率。
例2　B　解析： 不同植物對光的波長和光照強度的需求不同，可根據植物生長特點調控光的波長和光照強度，A正確；為保證植物的根能夠正常吸收水分，該系統應控制培養液的濃度小于植物根部細胞的細胞液濃度，B錯誤；適當提高白天的溫度可以促進光合作用的進行，讓植物合成更多的有機物，而夜晚適當降溫則可以抑制其呼吸作用，使其少分解有機物，合理控制晝夜溫差有利于提高作物產量，C正確；適時通風可提高生產系統內的CO2濃度，進而提高光合作用的速率，D正確。
例3　（14分，每空2分）（1）高（或多）　適應低光照（或遮陰條件下），積累更多的葉綠素捕獲更多的光能（合成/生成/形成較多的葉綠素以適應弱光環境）　（2）有機物/糖類等　（3）培養條件　A、C組　光照條件（遮陰程度/比例）　以其他作物為材料重復上述實驗（或探究提高玉米產量的最適遮陰比例）
解析： （1）分析題圖a可知，A組未遮陰，B組植株一半遮陰（50%遮陰），C株全遮陰（100%遮陰）。分析題圖b結果可知，培養10 d后，A組葉綠素含量為4.2 mg·dm－2，C組葉綠素含量為4.7 mg·dm－2，原因可能是適應低光照下，積累更多的葉綠素捕獲更多的光能，或形成較多的葉綠素以適應弱光環境。（2）比較圖b中B1葉綠素含量為5.3 mg·dm－2，B2組的葉綠素含量為3.9 mg·dm－2，A組葉綠素含量為4.2 mg·dm－2；B1凈光合速率為20.5 μmol CO2·m－2·s－1，B2組的凈光合速率為7.0 μmol CO2·m－2·s－1，A組凈光合速率為11.8 μmol CO2·m－2·s－1，可推測B組的玉米植株總葉綠素含量為（5.3＋3.9）/2＝4.6 mg·dm－2，凈光合速率為（20.5＋7.0）/2＝13.75 μmol CO2·m－2·s－1，兩項數據B組均高于A組，推測B組可能會積累更多的光合產物，因而生長更快。（3）實驗設計應使無關變量保持相同且適宜。該實驗目的是探究B組條件下是否提高作物產量，自變量為玉米遮陰程度，故B組為實驗組，A、C組為對照組。如果B組遮陰比例條件下能提高作物產量，則下一步需要探究其他作物遮陰比例對產量的影響，或探究提高玉米產量的最適遮陰比例，或探究產量增加的原因等等。
例4　（1）O2、NADPH和ATP　（2）自身呼吸消耗或建造植物體結構　（3）C4植物的CO2補償點低于C3植物，C4植物能夠利用較低濃度的CO2
解析：葉片光合作用產物一部分用來建造植物體結構和自身呼吸消耗，其余部分被輸送到植物體的儲藏器官儲存起來。故正常條件下，植物葉片的光合產物不會全部運輸到其他部位。C4植物的CO2固定途徑有C4和C3途徑，其主要的CO2固定酶是PEPC·鍀bisco；而C3植物只有C3途徑，其主要的CO2固定酶是Rubisco。干旱會導致氣孔開度減小，葉片氣孔關閉，CO2吸收減少；由于C4植物的CO2補償點低于C3植物，則C4植物能夠利用較低濃度的CO2，因此光合作用受影響較小的植物是C4植物，C4植物比C3植物生長得好。
【對點演練】
1.D　解析：據圖，D點在施肥和土壤濕度相同的條件下，限制小麥增產不同的主要因素是光照強度，A正確。C點條件下限制小麥增產的主要因素是土壤濕度，B正確。比較圖中D、E、F三點，土壤濕度均為60%，施肥狀況都是已經施肥，所以實驗自變量是光照強度，C正確。三組圖示光照強度有弱光、中光和強光；土壤濕度有20%、40%和60%；有施肥和不施肥的對照。據圖可知，影響小麥產量的因素有光照強度、土壤濕度、施肥情況（無機鹽離子含量、礦質元素含量），D錯誤。
2.D　解析：分析題圖，本實驗的自變量是CO2濃度和光照強度。a點時植物只進行細胞呼吸，呼吸速率為 20，m點時進行光合作用，n點為CO2補償點，此時植物光合速率＝呼吸速率，b、d點分別為光照強度為350 lx和800 lx時的CO2飽和點。圖中a點時無光照，植物只進行有氧呼吸，CO2產生的場所是線粒體基質，圖中m點黃瓜幼苗開始有CO2的吸收，從此時開始進行光合作用，A錯誤；據圖分析，p點之前，光照強度為70 lx和350 lx的光合速率相同，而光照強度為800 lx時的光合速率較大，說明p點前限制黃瓜幼苗光合作用速率的因素是CO2濃度和光照強度，B錯誤；當CO2濃度為600 mg·L－1時，d點的光照強度大于c點，光合作用光反應產生的ATP和NADPH多，促進了C3的還原過程，進而促進了CO2的固定過程，因而CO2吸收量高于c點，此過程主要的影響因素是光照強度，C錯誤。
3.B　解析：加蓋有色薄膜，會導致光合作用可以利用的光照減少，不利于光合作用的進行，A錯誤。增設日光燈，可以提高光照強度，提高光合速率；延長光照時間，有利于光合作用積累有機物，B正確。薄膜上全天覆蓋草簾，會阻斷光線的進入，不利于光合作用的進行，C錯誤。增施有機肥料，增大大棚內晝夜溫差，有利于有機物的積累，D錯誤。
實驗8　探究環境因素對光合作用的影響
【實驗回歸】
1.（2）隨著光照強度增強，光合作用強度增強　不再變化　（3）②下沉　上浮　③臺燈與燒杯之間的距離　適宜且一致　水溫　上浮的數量　時間長短
2.生長旺盛的綠葉　圓形小葉片30片　圓形小葉片內氣體逸出　充滿水　CO2　強、中、弱　圓形小葉片浮起的數量
3.（1）越多　（2）增強
【典題固法】
1.B　解析：本實驗是探究適宜溫度下CO2濃度對光合作用的影響，自變量為CO2濃度（NaHCO3溶液濃度），溫度和光照為無關變量，A錯誤；當光合作用產生的氧氣大于細胞呼吸吸收的氧氣時，葉圓片上浮，葉圓片上浮所需時長主要取決于葉圓片光合作用釋放氧氣的速率，B正確；四組實驗中，0.5%NaHCO3溶液中葉圓片上浮需要的時間最長，光合速率最小，C錯誤；若在4 ℃條件下進行本實驗，由于低溫會使酶的活性降低，凈光合速率可能降低，故各組葉圓片上浮所需時長可能均會延長，D錯誤。
2.（1）120　20　（2）30 min內上浮葉圓片平均數　光反應　氧氣　ATP和NADPH　（3）毛細吸管　干燥
課堂小結與延伸
【構核心概念】
①利用光能，把二氧化碳和水轉化成儲存著能量的有機物，并且釋放出氧氣　②水的光解　③CO2的固定　④光照（強度）
【練教材長句】
（1）玉米白化苗中不含葉綠素，不能進行光合作用，無法產生新的有機物，待種子中儲存的營養物質被消耗盡后，幼苗就會死亡
（2）NADPH、ATP下降，C3增加，C5下降　NADPH、ATP增加，C3下降，C5增加
（3）有機肥中的有機物被微生物分解產生CO2和無機鹽，能夠增加大棚中的CO2濃度并為作物提供礦質營養
（4）硝化細菌合成有機物的能量來源于化學反應釋放的化學能，綠色植物通過光合作用合成有機物時能量來源于光能
（5）光照強度過強，溫度升高，導致氣孔關閉，CO2吸收量減少，光合作用減弱
【拎教材“冷”點】
（1）還原型輔酶Ⅱ　腺嘌呤　磷酸基團　（2）2分子2　（3）C放射性代謝產物　（4）3－磷酸甘油酸　核酮糖－1，5－二磷酸　（5）淀粉　蔗糖　篩管　韌皮部　（6）化學能　化能合成作用

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