第10讲 光合作用（复习课件）（天津专用）高考生物一轮复习讲练测

本高中生物学课件聚焦光合作用高考核心考点，涵盖捕获光能的色素与结构、基本过程及影响因素三大模块。通过考情解码明确近三年考点分布，如2025年河北卷、四川卷对色素实验及原理的考查，体系构建从内因外因系统梳理知识网络。 课件融入2025年高考真题，针对实验异常分析（如色素提取滤液绿色过浅原因）、曲线模型解读（光照强度对光合速率影响）等题型，培养科学思维与探究实践素养。特设长句作答指导，助力学生高效得分，为教师提供精准复习方向。

第10讲 光合作用 【上好课】2026年高考生物一轮复习备课系列 天津专用 1 01 考情解码·考点定标 智能导览·极速定位 02 体系构建·思维领航 03 考点突破·考向探究 04 真题感知·命题洞见 考点一 捕获光能的色素与结构 知识点1 实验：绿叶中色素的提取与分离 知识点2 色素和叶绿体的结构和功能 考向1 光合色素提取与分离的实验分析 考向2 叶绿体的结构和功能 考点二　光合作用的原理与应用 知识点1 探索光合作用原理的部分实验 05 学以致用·能力提升 知识点2 光合作用的基本过程 考向1 光合作用原理分析 考点三 光合作用影响因素 知识点1 探究光照强度对光合作用强度的影响 知识点2 光合作用影响因素及应用 知识点3 化能合成作用 考向1 光合作用影响因素综合分析 ★重 长句作答类 ★重 ★难 含2025年高考真题 01 考情解码·考点定标 考情解码·考点定标 考点要求 考查形式 2025年 2024年 2023年 细胞中糖类的 种类和作用 选择题 非选择题 河北卷T5,2分 四川卷T16,10分 贵州卷T3,2分 江苏卷T12,2分 细胞中脂质的 种类和作用 选择题 非选择题 浙江1月卷T22,11分 福建卷T11，2分 山西卷T5,6分 减重、平衡膳食等生活应用 选择题 非选择题 河南卷T17,10分 天津卷T15,10分 湖北卷T11,2分 4 考情解码·考点定标 考情分析 1．从命题题型和内容上看，试题以非选择题为主，是常考内容，也会在选择题中出现。主要从以下几方面考查：色素的种类与作用、叶绿体色素的提取与分离、光合作用的过程、影响光合作用的因素等。 2．从命题思路上看，从以下几个方面进行考查 (1)以文字描述、过程图解等形式呈现，要求考生准确阐述相关过程，或分析某一环节受阻对整个光合作用的影响； (2)引入大学教材中光合作用过程的文字或图解、光呼吸等内容，以信息题的形式考查考生对新知识的理解和应用能力。 复习目标 1.通过绿叶中色素的提取和分离实验，提高实验操作能力和对实验结果的分析能力。(科学探究) 2.通过分析光反应和暗反应中物质和能量的变化，理解物质与能量观。(生命观念) 3．理解C3、C5等物质的变化和光合作用的相关曲线。(科学思维) 4.通过分析光合作用与细胞呼吸的关系，形成结构与功能相适应、物质与能量相互依存的生命观念。(生命观念) 5．分析影响光合作用的因素的曲线模型，理解环境因素对光合作用的影响。(科学思维) 6．通过探究环境因素对光合作用强度的影响实验，培养实验设计和分析能力。(科学探究) 5 02 体系构建·思维领航 体系构建·思维领航 光照强度 （酶的活性）温度 二氧化碳浓度 水 光合作用 捕获光能的色素 叶绿体 原理 影响因素 提取：无水乙醇 分离：层析液 叶绿素：占3/4 种类 类胡萝卜素：占1/4 两层膜 基粒：类囊体堆叠而成 叶绿体基质：含有与暗反应有关的酶 光反应 暗反应 场所：叶绿体类囊体薄膜 过程 水的光解 ATP的合成 NADPH的合成 场所：叶绿体基质 CO2的固定 过程 C3的还原 内因 遗传属性决定 外因 03 考点突破·考向探究 知识点1  实验：绿叶中色素的提取与分离 知识夯基 考向研析 考点一 捕获光能的色素与结构 可以用体积分数95%的乙醇加入适量无水碳酸钠来替代。 提取色素 分离色素 绿叶中的色素能够溶解在 中，而不溶于水，可用 叶中的色素 各种色素在层析液中 不同， 的随 在滤纸上扩散得快，反之则慢，从而使各种色素相互分离（方法：纸层析法） 有机溶剂无水乙醇 无水乙醇 溶解度 溶解度高 层析液 1.实验原理 色素提取 称：称取5g绿叶 剪：剪去主叶脉，剪碎，放入研钵中 加：二氧化硅、碳酸钙、无水乙醇 磨：迅速、充分的进行研磨 滤：用单层尼龙布过滤（不能用滤纸），过滤叶脉及二氧化硅等并且不吸附色素。 ：研磨充分 ：保护色素（中和有机酸，防止叶绿素被破坏） ：溶解色素 二氧化硅 碳酸钙 无水乙醇 集：将滤液收集到试管中，及时用棉塞将试管口塞严，防止无水乙醇的挥发。 知识点1  实验：绿叶中色素的提取与分离 考点一 捕获光能的色素与结构 2.实验步骤 考向研析 知识夯基 色素分离 制：制备滤纸条，将滤纸条的一端剪去两角(使扩散均匀)，在距这一端底部1cm处用铅笔画一条细的横线； 画：画滤液细线，用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线均匀地画出一条细线，待滤液干后，再重画一到两次； 析：纸层析色素，将适量的层析液倒入试管中，将滤纸条轻轻插入层析液中。用棉塞塞紧试管口（防止层析液会发）。 知识点1  实验：绿叶中色素的提取与分离 考点一 捕获光能的色素与结构 2.实验步骤 考向研析 知识夯基 色素分离注意事项 ①滤液细线要细、齐、直→使分离出的色素带平整，不重叠。 ②滤液细线干燥后再重画1～2次→使滤液细线处有较多的色素，分离出的色素带清晰分明。 ③剪去滤纸条一端的两角→若未剪去滤纸条一端的两角，滤纸条边缘的层析液扩散速度比中间快，会形成弧形色素带，如图。 ④不能让滤液细线触及层析液→若滤 液细线触及层析液，则滤液细线中的 色素会被层析液溶解，而不能在滤纸 上扩散，如图。 易错提醒 知识点1  实验：绿叶中色素的提取与分离 考点一 捕获光能的色素与结构 2.实验步骤 考向研析 知识夯基 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 知识点1  实验：绿叶中色素的提取与分离 考点一 捕获光能的色素与结构 3.实验结果 异常现象 原因分析 收集到的滤液绿色过浅 ①未加 ，研磨不充分； ②使用放置数天的菠菜叶，滤液 太少； ③一次加入大量的无水乙醇，提取液浓度太低(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 滤纸条色素带重叠 ①滤液细线不直； ②滤液细线过粗 滤纸条无色素带 ①忘记画 ；②滤液细线接触到 ，且时间较长，色素全部溶解到层析液中 二氧化硅 色素(叶绿素) 碳酸钙 滤液细线 层析液 知识点1  实验：绿叶中色素的提取与分离 考点一 捕获光能的色素与结构 4.实验出现异常现象的原因分析 考向研析 知识夯基 知识点2  色素和叶绿体的结构和功能 知识夯基 考向研析 考点一 捕获光能的色素与结构 1.叶绿体结构 （1）外膜和内膜：将叶绿体内部与外界的细胞质基质分隔开，保证内部的光合作用集中在一个相对独立的区间不受干扰、高效有序地进行。 （2）基质：呈液态，分布着大量与光合作用 有关的酶。 暗反应 （3）类囊体：生物膜围成的囊状结构，分布着大量的 和与光合作用 阶段有关的酶。 光合色素 光反应 （4）基粒：扩大了膜面积，有利于 的附着 光合色素和与光反应相关的酶 叶绿体的结构适于进行光合作用 ①吸收光能的4种色素就分布在类囊体的薄膜上。 ②与光合作用有关的酶分布在类囊体的薄膜上和叶绿体基质中。 ③叶绿体内有如此众多的基粒和类囊体，极大地扩展了受光面积。 ④并不是所有的植物细胞都含有叶绿体，只有进行光合作用的植物细胞才含有叶绿体。 ⑤光合作用的色素只分布于叶绿体的类囊体薄膜上，而液泡中的色素花青素，不能进行光合作用与花和果实的颜色有关。 ⑥叶绿体不是细胞进行光合作用的唯一场所，如蓝细菌没有叶绿体，它进行光合作用的场所是细胞质。 易错提醒 考点一 捕获光能的色素与结构 1.叶绿体结构 知识点2  色素和叶绿体的结构和功能 考向研析 知识夯基 2.叶绿体的功能：进行 的场所。 光合作用 3.叶绿体功能的实验证明 【恩格尔曼实验一】 (1)实验材料： 水绵：叶绿体呈螺旋式带状，便于观察。 好氧菌：好氧细菌可确定释放O2的部位。 (2)自变量：光照、黑暗； (3)因变量：需氧菌聚集部位； 考点一 捕获光能的色素与结构 知识点2  色素和叶绿体的结构和功能 考向研析 知识夯基 水绵 需氧细菌 极细光束照射 完全曝光 黑暗 无空气 需氧细菌集中于叶绿体被光束照射的部位 需氧细菌分布于叶绿体所有受光部位 考点一 捕获光能的色素与结构 3.叶绿体功能的实验证明 (4)实验一过程： 实验二过程： 透过三棱镜的光 照射水绵临时装片 需氧细菌聚集在红光和蓝紫光的区域 知识点2  色素和叶绿体的结构和功能 知识夯基 考向研析 考点一 捕获光能的色素与结构 (5)实验分析 ①第二个实验中，大量需氧细菌为什么会聚集在红光和蓝紫光区域？ 因为水绵叶绿体上的光合色素主要吸收红光和蓝紫光，在此波长光的照射下，叶绿体会释放氧气，适于好氧细菌在此区域分布。 ②综合上述资料，你认为叶绿体具有什么功能？ 叶绿体能吸收光能用于光合作用释放氧气，叶绿体主要吸收红光和蓝紫光 知识夯基 考向研析 3.叶绿体功能的实验证明 知识点2  色素和叶绿体的结构和功能 恩格尔曼实验分析 （1）实验材料选择水绵和需氧细菌的原因： ①水绵的叶绿体呈螺旋带状分布，便于观察。 ②用需氧细菌可确定释放氧气的部位。 （2）没有空气的黑暗环境：排除了氧气和光的干扰。 （3）用极细的光束点状投射：叶绿体上可分为获得光照多和光照少的部位，相当于一组对照实验。 （4）进行黑暗(局部光照)和曝光对照实验：明确实验结果完全是由光照引起的。 实验总结 考点一 捕获光能的色素与结构 3.叶绿体功能的实验证明 知识点2  色素和叶绿体的结构和功能 考向研析 知识夯基 考点一 捕获光能的色素与结构 4.光合色素的功能 知识点2  色素和叶绿体的结构和功能 考向研析 知识夯基 类胡萝卜素 吸收范围 色素功能 可见光的波长是: ， 400~760nm 一般绿叶中的色素只吸收 。对红外光和紫外光不吸收 可见光 叶绿素主要吸收: ， 类胡萝卜素主要吸收: ， 红光和蓝紫光 蓝紫光 考点一 捕获光能的色素与结构 知识夯基 考向研析 4.光合色素的功能 知识点2  色素和叶绿体的结构和功能 ①吸收、传递光能：叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。绝大多数叶绿素a、全部叶绿素b、叶黄素和胡萝卜素可以吸收和传递光能。 考点一 捕获光能的色素与结构 4.光合色素的功能 吸收、传递、转化光能 知识点2  色素和叶绿体的结构和功能 考向研析 知识夯基 ②转换光能：少数处于特殊状态的叶绿素a有将光能转换成电能的作用。 考点一 捕获光能的色素与结构 4.光合色素的功能 吸收、传递、转化光能 知识点2  色素和叶绿体的结构和功能 考向研析 知识夯基 5.影响叶绿素合成的因素 考点一 捕获光能的色素与结构 (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：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。 知识点2  色素和叶绿体的结构和功能 考向研析 知识夯基 ①植物叶片呈现绿色的原因？ 知识点2  色素的分布和作用 考点一 捕获光能的色素与结构 6.应用 叶片中的色素(叶绿素)对绿光吸收最少，绿光被反射出来，所以叶片才呈现绿色。 ②温室或大棚种植蔬菜时，应选择什么颜色的玻璃、塑料薄膜做温室大棚的顶棚产量高？ 应该选无色透明的玻璃、塑料薄膜，因为日光中各种颜色的光均能通过，作物光合效率高。 ③植物工厂里为什么不用发绿光的光源？ 因为这种波长的光不能被光合色素吸收，不能用于光合作用中合成有机物 考向研析 知识夯基 ④阴天时，在功率相同的情况下，应该选择什么颜色的照明灯为蔬菜补充光源？ 知识点2  色素的分布和作用 考点一 捕获光能的色素与结构 6.应用 补充光源可选择红光和蓝紫光，因为这种颜色的光植物光合作用吸收利用较多，更有利于植物进行光合作用。 ⑤海洋中的藻类分为绿藻、褐藻、红藻，在海水中的垂直分布依次是浅、中、深。这种现象是如何造成的？ 这与光能的捕获有关，不同颜色的藻类吸收不同波长的光，藻类本身的颜色是它们“反射”的光。水对红、橙光的吸收比对蓝、绿光的吸收要多，即到达深水层的光线是短波长的光。 考向研析 知识夯基 知识夯基 考向研析 考向1 光合色素提取与分离的实验分析 考点一 捕获光能的色素与结构 1.(2025·广东茂名模拟)某小组做了“探究叶龄对叶片中光合色素含量的影响”的实验,结果如图,下列叙述错误的是(　　) A.用纸层析法来分离叶片中的光合色素 B.嫩叶与老叶的叶绿体色素总含量相等 C.相同光照强度下嫩叶与老叶光合速率相等 D.不同时期的叶绿素含量变化比类胡萝卜素的大 C 嫩叶与老叶的叶绿素和类胡萝卜素含量都不同,所以相同光照强度下嫩叶与老叶光合速率不一定相等 知识夯基 考向研析 考向1 光合色素提取与分离的实验分析 考点一 捕获光能的色素与结构 2.(2025·广东佛山调研)高等植物的光合作用依赖光合 色素。不同环境条件下,叶绿素a和叶绿素b之间可以 相互转化,这种转化称为“叶绿素循环”。研究发现,在 适当遮光条件下,叶绿素a/叶绿素b的值会降低,以适应环境。如图表示①②两种叶绿素的吸收光谱。下列关于叶绿素的叙述,正确的是(　　) A.图中①和②主要分布在叶绿体的内膜上 B.利用纸层析法分离色素时,②应位于滤纸条的最下端 C.植物叶片呈现绿色是由于①②主要吸收绿光 D.弱光下①的相对含量增高有利于植物对弱光的利用 D 类囊体薄膜 ① 吸收绿光最少,绿光被反射出去 知识夯基 考向研析 考向2 叶绿体的结构和功能 考点一 捕获光能的色素与结构 1.(2025·江苏无锡模拟)图甲为叶绿体结构模式图,图乙是从图甲中取出的部分结构放大图。下列相关叙述正确的是(　　) A.图乙所示结构取自图甲中的①或③ B.与光合作用有关的酶全部分布在图乙所示结构上 C.图乙所示的结构可吸收全部的太阳光 D.叶绿体以图甲③的形式扩大膜的面积 D ③ 叶绿体的基质中也有 可见光 1.光合作用探索过程 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 1928年 科学家发现甲醛对植物有毒害作用，而且甲醛不能通过光合作用转化成糖 知识点1  探索光合作用原理的部分实验 考点二 光合作用的原理与应用 考向研析 知识夯基 1937年希尔 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 含 DCPIP 的等渗溶液 （氧化剂，氧化态蓝色，还原态无色） 叶绿体 有H2O，缺乏CO2 DCPIP 被还原，检测到氧气生成 1.光合作用探索过程 知识点1  探索光合作用原理的部分实验 考点二 光合作用的原理与应用 考向研析 知识夯基 1937年希尔 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 问1.希尔实验是否说明水的光解与糖类的合成不是同一个化学反应？ 能。因为悬浮液中没有CO2，糖类合成时需要CO2中的碳元素。 问2.希尔反应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？ 不能，反应体系中可以还存在其他氧元素供体。（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。） 1.光合作用探索过程 知识点1  探索光合作用原理的部分实验 考点二 光合作用的原理与应用 考向研析 知识夯基 1941年鲁宾、卡门 用同位素示踪的方法，研究了光合作用中氧气的来源，H18O+CO2→植物→18O2,H2O+C18O2→植物→O2，得出光合作用释放的氧全部来自水 C18O2 CO2 H2O H218O 光照下的小 球藻悬液 O2 18O2 自变量： 18O的标记物 因变量： 小球藻释放的O2的标记情况 无关变量： 光照、温度、小球藻的数量和生活状况等 相互对照 1.光合作用探索过程 知识点1  探索光合作用原理的部分实验 考点二 光合作用的原理与应用 考向研析 知识夯基 1954年阿尔农 在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。 结论：光照下，叶绿体可合成ATP，这一过程总是与水的光解相伴随 H2O O2 + 2H+ + 能量 光照 叶绿体 ADP+Pi ATP ATP的合成与希尔反应的关系: 1.光合作用探索过程 知识点1  探索光合作用原理的部分实验 考点二 光合作用的原理与应用 考向研析 知识夯基 卡尔文循环：CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径 结论： 光合产物中有机物的碳来自CO2 1.光合作用探索过程 知识点1  探索光合作用原理的部分实验 考点二 光合作用的原理与应用 20世纪40年代卡尔文 利用放射性同位素标记法，用经过14C标记的14CO2供小球藻进行光合作用，然后追踪放射性14C的去向，最终探明了CO2中的碳转化为有机物的途径。 知识夯基 考向研析 36 1.某实验小组在适宜温度和光照强度下向小球藻(真核生物)培养液中通入一定量的14CO2后,在不同时间点取出一定量的小球藻,分析其所含放射性物质种类,结果如表所示。 取样时间点 放射性物质种类 第2 s 大量3-磷酸甘油酸(C3) 第15 s 磷酸化糖类 第50 s 除上述磷酸化糖类外,还有氨基酸等 (1)小球藻合成C3的过程是否需要NADPH的参与? 小球藻合成C3的过程是二氧化碳的固定,该过程不需要NADPH的参与。 1.光合作用探索过程 知识点1  探索光合作用原理的部分实验 考点二 光合作用的原理与应用 知识夯基 考向研析 1.某实验小组在适宜温度和光照强度下向小球藻(真核生物)培养液中通入一定量的14CO2后,在不同时间点取出一定量的小球藻,分析其所含放射性物质种类,结果如表所示。 取样时间点 放射性物质种类 第2 s 大量3-磷酸甘油酸(C3) 第15 s 磷酸化糖类 第50 s 除上述磷酸化糖类外,还有氨基酸等 (2)提高温度,可能在10 s内检测到多种放射性磷酸化糖类吗?说明理由。 不会。本实验在最适温度下进行,若提高温度,则检测到多种放射性磷酸化糖类的时间可能会大于15 s。 1.光合作用探索过程 知识点1  探索光合作用原理的部分实验 考点二 光合作用的原理与应用 知识夯基 考向研析 1.某实验小组在适宜温度和光照强度下向小球藻(真核生物)培养液中通入一定量的14CO2后,在不同时间点取出一定量的小球藻,分析其所含放射性物质种类,结果如表所示。 取样时间点 放射性物质种类 第2 s 大量3-磷酸甘油酸(C3) 第15 s 磷酸化糖类 第50 s 除上述磷酸化糖类外,还有氨基酸等 (3)提高CO2浓度,获得放射性氨基酸的间隔时间可能缩短吗?为什么? 可能。提高CO2浓度,暗反应加快,获得放射性氨基酸的间隔时间可能缩短。  1.光合作用探索过程 知识点1  探索光合作用原理的部分实验 考点二 光合作用的原理与应用 知识夯基 考向研析 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。 2.反应式： 1.概念： 3.实质： 光合作用是指绿色植物通过________，利用______，将______________转化成储存着能量的________，并且释放出______的过程。 叶绿体 光能 二氧化碳和水 有机物 氧气 CO2＋H2O(CH2O)＋O2 合成有机物，储存能量。 1.光合作用探索过程 知识点1  探索光合作用原理的部分实验 考点二 光合作用的原理与应用 知识夯基 考向研析 40 知识点2  光合作用的基本过程 知识夯基 考向研析 考点二 光合作用的原理与应用 叶绿体 中的色素 可见 光 C5 2C3 ADP+Pi ATP H2O O2 H+ 多种酶 (CH2O) CO2 吸收 光解 固定 还原 光反应 暗反应 NADP+ NADPH 根据是否需要光能，将光合作用分为光反应和暗反应（碳反应）两个阶段。 类囊体腔 叶绿体基质 H2O → O2＋2H+＋2e 光 光能→ATP和NADPH中的活跃化学能 NADP＋＋H+＋2e → NADPH 酶 ADP＋Pi+能量 → ATP 酶 1.光反应过程： ①场所： 类囊体薄膜 ②条件： 光、色素、酶、原料（H2O、ADP、Pi、NADP＋） ③物质变化： ④能量变化： 知识点2  光合作用的基本过程 考点二 光合作用的原理与应用 知识夯基 考向研析 光系统与电子传递链 1.捕光系统 捕光系统由数百个叶绿素 等色素分子组成。这些色素分 子有序地排列，使捕获的光能 能够从一个叶绿素分子传递给 另一个叶绿素分子，并最终将 能量汇集到光系统的反应中心 。这些能量可激发反应中心的 叶绿素分子中的电子。 深度拓展 知识点2  光合作用的基本过程 考点二 光合作用的原理与应用 考向研析 知识夯基 光系统与电子传递链 2.光系统Ⅱ 反应中心中少数处于 特殊状态的叶绿素a,将受 光能激发的电子传送给相 邻的电子受体。失去电子 的叶绿素分子在相关酶的 作用下，获得水中的电子 而恢复到稳定状态，水被 氧化成氧气，并释放出H+。 深度拓展 知识点2  光合作用的基本过程 考点二 光合作用的原理与应用 考向研析 知识夯基 光系统与电子传递链 3.光系统I 光系统I的色素吸收光 能以后，产生一个高能电 子，传送到铁氧还蛋白(一 种相对分子质量较小的含 有铁硫中心的蛋白质),最后 到达NADP+,生成NADPH。至此 ，光合作用形成了还原力强大的物质 NADPH和高能物质ATP,为二氧化碳的还原打下了基础。 深度拓展 知识点2  光合作用的基本过程 考点二 光合作用的原理与应用 考向研析 知识夯基 光系统与电子传递链 4.电子传递链 反应中心叶绿素分子中被 激发的电子，沿着类囊体膜中 的一系列电子传递体转移，组 成光合电子传递链。电子传递 驱动类囊体膜内的质子泵，在类囊体膜 的两侧建立了质子梯度。利用建立起的质子梯度， 类囊体膜上的ATP合成酶合成了ATP。 深度拓展 知识点2  光合作用的基本过程 考点二 光合作用的原理与应用 考向研析 知识夯基 2.暗反应过程：(有没有光都能进行) ①场所： 叶绿体基质 ②条件： 酶、CO2、C5、ATP、NADPH ③物质变化： CO2的固定： C3的还原： CO2＋C5 → 2C3 酶 2C3 C5+(CH2O) ATP、NADPH 酶 知识点2  光合作用的基本过程 考点二 光合作用的原理与应用 知识夯基 考向研析 CO2＋C5 → 2C3 酶 2C3 C5+(CH2O) ATP、NADPH 酶 C3是指三碳化合物——3－磷酸甘油酸，C5是指五碳化合物——核酮糖－1,5－二磷酸(RuBP)。 ③物质变化： NADPH的作用： ①作为暗反应的还原剂； ②为暗反应提供能量。 知识点2  光合作用的基本过程 考点二 光合作用的原理与应用 ATP、NADPH中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能 ④能量变化： 知识夯基 考向研析 ①光合作用产生的有机物除供植物体自身利用外，还为_________生物提供食物。 ②光能通过驱动光合作用而驱动__________的运转。 所有异养 生命世界 3.光合作用的意义： 代谢类型 同化类型 异化类型 自养型 异养型 光合自养 化能自养 绿色植物 硝化细菌 需氧型 厌氧型 兼性厌氧型 知识点2  光合作用的基本过程 考点二 光合作用的原理与应用 知识夯基 考向研析 4.光合作用过程中元素的转移 ①O元素的转移途径：H18O→18O2    C18O2→C3→(C18O) ②C元素的转移途径：14CO2→14C3→(14CH2O)+14C5 ③H元素的转移途径:H2O→NADPH→(CH2O)。 知识点2  光合作用的基本过程 考点二 光合作用的原理与应用 考向研析 知识夯基 5.环境改变时光合作用各物质含量的变化分析 CO2浓度不变 NADPH、ATP C3 C5 （CH2O） 光照减弱 光照增强 减少 减少 减少 减少 增加 增加 增加 增加 当外界条件突然发生变化时，相关物质含量在短时间内的变化： 知识点2  光合作用的基本过程 考点二 光合作用的原理与应用 知识夯基 考向研析 光照不变 NADPH、ATP C3 C5 （CH2O） CO2浓度减少 CO2浓度增加 增加 增加 减少 增加 减少 减少 减少 增加 5.环境改变时光合作用各物质含量的变化分析 短时间: 知识点2  光合作用的基本过程 考点二 光合作用的原理与应用 知识夯基 考向研析 考向1　光合作用原理的探究 1.(2025·广东东莞模拟)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),光照条件下可以释放出O2,该反应称为希尔反应。结合所学知识,分析下列说法正确的是(　　) A.提供水、光合色素和酶,适宜光照等条件也可能产生O2 B.希尔反应可以证明水的光解产生的O2全部来自水 C.希尔反应悬浮液中铁盐的作用与NADP+的作用相似 D.希尔反应说明有机物的最终合成和水的光解无关 C 没有加入NADP+等氧化剂及叶绿体等完整结构 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 希尔反应说明水的光解和糖的合成不是同一个化学反应 考向1 光合作用原理分析 考点二 光合作用的原理与应用 知识夯基 考向研析 2.1941年,美国科学家鲁宾和卡门用同位素示踪的方法,研究了光合作用中产生的氧气的来源,实验部分过程及结果如图所示。下列叙述正确的是(　　) A.18O具有放射性,是不稳定的同位素,可用于示踪物质运行和变化规律 B.另一组实验及结果图应将O换成H2O,CO2换成C18O2,其余不变 C.该实验的预期结论是光合作用产生的O2中的氧全部来自水 D.实验中小球藻的细胞内含有藻蓝素和叶绿素,没有完整的叶绿体 C 考向1 光合作用原理分析 考点二 光合作用的原理与应用 知识夯基 考向研析 18O2换成O2 实验原理：叶片中含有气体会上浮，抽气叶片下沉，光合作用产生氧气充满细胞间隙，叶片上浮。 2.实验装置分析 (1)自变量的设置： 是自变量，通过调整台灯和烧杯之间的距离来调节 的大小。 光照强度 光照强度 知识点1  探究光照强度对光合作用强度的影响 考点三 光合作用影响因素 (2)因变量是 ，光合作用产生的O2的多少与光合作用强度密切相关，可通过观测单位时间内被抽去空气的圆形小叶片上浮的数量或者是浮起相同数量的叶片所用的时间长短来衡量光合作用的强弱。 光合作用强度 考向研析 知识夯基 （3）无关变量 ①实验叶片：同种、生长状况相同、小圆形叶片大小相同、等量… ②烧杯中清水：等量,有足够的CO2。 知识点1  探究光照强度对光合作用强度的影响 考点三 光合作用影响因素 （4）为确保溶液中CO2含量充足，圆形小叶片可以放入适当浓度 溶液中。 NaHCO3 NaHCO3： ①维持装置中CO2浓度的稳定； ②为光合作用提供CO2（溶液pH先上升后不变） 考向研析 知识夯基 3.实验步骤及操作要点: ①制备圆形小叶片： ②排出细胞间隙中的气体： ③分装圆形小叶片： ④给予不同的光照强度： ⑤观察并记录： 取生长旺盛的绿叶，用直径为0.6 cm的打孔器打出圆形小叶片30片(避开大的叶脉) 知识点1  探究光照强度对光合作用强度的影响 考点三 光合作用影响因素 知识夯基 考向研析 57 3.实验步骤及操作要点: ①制备圆形小叶片： ②排出细胞间隙中的气体： ③分装圆形小叶片： ④给予不同的光照强度： ⑤观察并记录： 知识点1  探究光照强度对光合作用强度的影响 考点三 光合作用影响因素 将圆形小叶片和适量清水置于注射器，排出注射器内残留的空气；用手指堵住注射器前端的小孔并________________，使圆形小叶片内的气体逸出。重复几次，直到圆形小叶片______________ 缓慢地拉动活塞 全部沉到水底 知识夯基 考向研析 58 3.实验步骤及操作要点: ①制备圆形小叶片： ②排出细胞间隙中的气体： ③分装圆形小叶片： ④给予不同的光照强度： ⑤观察并记录： 知识点1  探究光照强度对光合作用强度的影响 考点三 光合作用影响因素 将上述处理过的圆形小叶片，放入黑暗处盛有清水的烧杯中待用；取3只小烧杯，分别倒入富含CO2（NaHCO3溶液）的清水；c.将待用圆形小叶片各10片分别放入3只小烧杯中。 知识夯基 考向研析 59 3.实验步骤及操作要点: ①制备圆形小叶片： ②排出细胞间隙中的气体： ③分装圆形小叶片： ④给予不同的光照强度： ⑤观察并记录： 知识点1  探究光照强度对光合作用强度的影响 考点三 光合作用影响因素 分别取离LED台灯10 cm、20 cm、30 cm(对应编号为1、2、3)的位置，把3个烧杯分别放在这3个位置上，打开台灯 知识夯基 考向研析 60 3.实验步骤及操作要点: ①制备圆形小叶片： ②排出细胞间隙中的气体： ③分装圆形小叶片： ④给予不同的光照强度： ⑤观察并记录： 知识点1  探究光照强度对光合作用强度的影响 考点三 光合作用影响因素 观测并记录单位时间内3个烧杯中叶片上浮的数量，或者___________________________ 浮起相同数量的叶片所用时间长短 知识夯基 考向研析 61 5.实验结论: 在一定范围内，随着光照强度不断增强，光合作用强度也不断增强。 知识点1  探究光照强度对光合作用强度的影响 考点三 光合作用影响因素 4.实验结果： 台灯灯泡的功率（W） 40 40 40 台灯与烧杯的距离（cm） 10 20 30 叶片漂起的数量 5min 0 0 0 10min 9 8 9 15min 10 9 9 20min 13 10 10 25min 13 10 11 知识夯基 考向研析 62 (1)在黑暗情况下，植物叶片只进行细胞呼吸，吸收O2，产生的CO2较易溶于水，所以叶片沉在水底。细胞生理状态如图1： 6.实验结果的生理状态分析 知识点1  探究光照强度对光合作用强度的影响 考点三 光合作用影响因素 知识夯基 考向研析 (2)在弱光下，此时的光合作用小于或等于细胞呼吸，叶片中仍然没有足够的O2，叶片仍然沉在水底。细胞生理状态如图2和图3： 6.实验结果的生理状态分析 知识点1  探究光照强度对光合作用强度的影响 考点三 光合作用影响因素 知识夯基 考向研析 (3)在中、强光下，光合作用大于细胞呼吸，叶片中会有足够的O2产生，从而充满了细胞间隙并释放到外界一部分，使叶片浮起来。细胞生理状态如图4： 6.实验结果的生理状态分析 知识点1  探究光照强度对光合作用强度的影响 考点三 光合作用影响因素 知识夯基 考向研析 知识点2  光合作用影响因素及应用 知识夯基 考向研析 考点三 光合作用影响因素 1.内因: （1）植物自身的遗传特性(如植物品种不同)：以阴生植物、阳生植物为例。 阴生植物光饱和点和光补偿点都低于阳生植物。 光照强度 0 CO2 吸收 CO2 释放 A B C 阳生植物 呼吸速率 阴生植物 A1 B1 C1 D D1 阴生植物呼吸作用较弱，对光的利用能力也不强 光补偿点：B>B1 光饱和点：D>D1 应用：间作套种 知识点2  光合作用影响因素及应用 考点三 光合作用影响因素 知识夯基 考向研析 （2）叶面指数——①原理 一定范围内随叶面积指数增大，总光合量不断增大，干物质积累量不断增加，呼吸量不断增加。 当增大到一定程度后，总光合量不再增加，原因是许多叶片被遮挡，但呼吸量随叶面积指数增大仍不断增加，故干物质积累量逐渐降低。 ②生产应用：适当间苗、修剪，合理施肥、浇水，避免枝叶徒长；合理密植。 知识点2  光合作用影响因素及应用 考点三 光合作用影响因素 1.内因: 考向研析 知识夯基 （3）叶龄——①原理 OA：一定范围内随着幼叶不断生长，叶面积不断增大，叶内叶绿体不断增多，光合速率不断增加。 AB：壮叶时，叶面积、叶绿体基本稳定，光合速率基本稳定。 BC：老叶时，随叶龄增加，叶绿素被破坏，光合速率下降。 1.内因: 知识点2  光合作用影响因素及应用 考点三 光合作用影响因素 ②生产应用：农作物、果树管理后期应适当摘除老叶、残叶。 考向研析 知识夯基 A点：只进行 ，CO2释放量表明此时的 。 AB段： 。 B点：光补偿点， 。               BC段： 。 C点对应的横坐标：光饱和点，增加光照强度光合作用 。 细胞呼吸 呼吸强度 光合<呼吸 光合作用强度 =细胞呼吸强度 光合>呼吸 强度不再增加 2.外因: 知识点2  光合作用影响因素及应用 考点三 光合作用影响因素 （1）光照强度——原理 考向研析 知识夯基 C点前光合作用速率的限制因素是光照强度，限制C点以后光合作用速率增加的内部因素是色素含量、酶的数量和活性等，外部因素是CO₂浓度等除光照强度之外的环境因素。 重点提醒 2.外因: 知识点2  光合作用影响因素及应用 考点三 光合作用影响因素 （1）光照强度——原理 光照强度影响光反应，影响 的产生，进而影响暗反应。 ATP 及NADPH 考向研析 知识夯基 总光合与净光合 A.关系：真正光合速率=净光合速率+呼吸速率 B.表示方法 2.外因: 知识点2  光合作用影响因素及应用 考点三 光合作用影响因素 （1）光照强度——原理 净光合速率与植物生长的关系 当净光合速率>0,植物因积累有机物而生长。 当净光合速率=0,植物没有有机物的积累，不能生长。 当净光合速率<0,植物不能生长，长期如此，植物将死亡。 对整个植株：光合=呼吸 对叶肉细胞：光合＞呼吸 考向研析 知识夯基 ①温室生产中，适当增强 以提高光合速率，使作物增产； 光照强度 （1）光照强度——应用 ②阴生植物光补偿点和光饱和点 ，故间作套种农作物，可 。 间作： 指在同一田地、同一生长期内，分行或分带相间种植两种或两种以上作物的种植方式。 套种： 指在前季作物生长后期的株行间播种或移栽后季作物的种植方式。 玉米套种花生 都较低 （不同时期） 合理利用光能 2.外因: 知识点2  光合作用影响因素及应用 考点三 光合作用影响因素 知识夯基 考向研析 73 CO2影响 阶段,制约C3的形成 暗反应 （2）CO2浓度——原理 图1 图2 A点表示 ，即光合速率等于呼吸速率时的CO2浓度。 B点对应的CO2浓度表示 。 CO2饱和点 CO2补偿点 A'点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度。B'点对应的CO2浓度表示 。 CO2饱和点 B点后限制因素为： 光照强度和温度、酶的数量和活性等 2.外因: 知识点2  光合作用影响因素及应用 考点三 光合作用影响因素 知识夯基 考向研析 74 ①大田中增加空气流动，以增大CO2浓度，如“正其行，通其风” （2）CO2浓度——应用 图1 图2 ②温室中可增施 以增大CO2浓度 有机肥 气孔的开度直接影响CO2,的进入量，生产实践中，可适时喷施植物激素中的 ，起到调节气孔开度的作用。 脱落酸 2.外因: 知识点2  光合作用影响因素及应用 考点三 光合作用影响因素 知识夯基 考向研析 75 （3）温度——原理 ①温度通过影响 影响光合作用（主要制约暗反应） 酶的活性 AB段：在一定温度范围内，随着温度升高，光合速率增大。 B点：酶的最适温度，光合速率最大。 BC段：在一定温度范围内，随着酶活性的下降，光合速率减小，50℃左右光合速率几乎为0。 2.外因: 知识点2  光合作用影响因素及应用 考点三 光合作用影响因素 知识夯基 考向研析 盛夏的中午，温度高，气孔大多关闭，植物因为缺少CO2而光合作用强度下降。 2.外因: 知识点2  光合作用影响因素及应用 考点三 光合作用影响因素 （3）温度——原理 ②温度通过影响气孔的开闭影响光合作用 考向研析 知识夯基 a.适时播种； b.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，以降低细胞呼吸速率，增加昼夜温差以提高植物有机物的积累量； c.植物“午休”现象。 2.外因: 知识点2  光合作用影响因素及应用 考点三 光合作用影响因素 （3）温度——应用 考向研析 知识夯基 （4）水分和矿质元素  ①原理 a.水既是光合作用的原料，又是体内各种化学反应的介质，如植物缺水导致萎蔫，使光合速率下降。另外，水分还能影响气孔的开闭，间接影响CO2进人植物体内 b.矿质元素通过影响叶绿素（Mg）、酶（N）、ATP（N、P）等相关化合物的合成，对光合作用产生直接或间接的影响。 2.外因: 知识点2  光合作用影响因素及应用 考点三 光合作用影响因素 考向研析 知识夯基 ②应用：施肥的同时，往往适当浇水，小麦的光合速率会更大，此时浇水的原因是：肥料中的矿质元素只有溶解在水中，以离子形式存在，才能被作物根系吸收。同时可以保证小麦吸收充足的水分，保证叶肉细胞中CO2的供应。 2.外因: 知识点2  光合作用影响因素及应用 考点三 光合作用影响因素 （4）水分和矿质元素 考向研析 知识夯基 （1）光照强度、CO2浓度和温度对光合作用的综合作用 P点：限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随着因子的不断加强，光合速率不断增大。 Q点：横坐标所表示的因子不再是影响光合速率的因素，影响因素主要为各曲线所表示的因子。 3.多因子对光合速率的影响 知识点2  光合作用影响因素及应用 考点三 光合作用影响因素 考向研析 知识夯基 （1）光照强度、CO2浓度和温度对光合作用的综合作用 3.多因子对光合速率的影响 知识点2  光合作用影响因素及应用 考点三 光合作用影响因素 应用：温室栽培时，在一定光照强度下，白天适当提高温度，增加光合酶的活性，提高光合速率，也可同时适当增加CO2浓度，进一步提高光合速率；当温度适宜时，可适当增加光照强度和CO2浓度以提高光合速率。 考向研析 知识夯基 知识点3  化能合成作用 知识夯基 考向研析 考点三 光合作用影响因素 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+3O2 2HNO2+2H2O+能量 2HNO2+O2 2HNO3+能量 6CO2+6H2O 2C6H12O6+ 6O2 能量 硝化细菌： 代谢类型：自养需氧型 1. (2025·广东深圳模拟)某生物研究小组以菠菜叶为实验材料,探究CO2浓度对光合作用强度的影响,实验装置及实验结果如图所示。下列说法正确的是(　　) A.该实验中圆形小叶片上浮到液面的时间属于无关变量 B.图乙bc段平缓,可以适当缩短台灯与烧杯的距离使曲线进一步下降 C.图乙c点之后曲线上升,说明随着NaHCO3浓度增加,光合作用增强 D.将图甲装置中的NaHCO3溶液换成NaOH溶液,可用于测定圆形小叶片的细胞呼吸强度 B 知识夯基 考向研析 考向1 光合作用影响因素综合分析 考点三 光合作用影响因素 因变量 知识夯基 考向研析 考向1 光合作用影响因素综合分析 考点三 光合作用影响因素 2.(2025·广东佛山模拟)在两种光照强度下,不同温度对某植物CO2吸收速率的影响如图。对此图理解错误的是(　　) A.在高光强下,M点右侧CO2吸收速率降低的原 因是光合酶活性下降 B.在低光强下,CO2吸收速率随叶温升高而下降的 原因是呼吸速率上升 C.在图中的两个CP点处,植物的光合速率可能不同 D.在图中的M点处,光合速率与呼吸速率的差值最大 A 气孔关闭,同时呼吸酶活性上升,呼吸作用产 生的CO2增多,需要吸收的CO2减少 04 真题感知·命题洞见 1．（2025·河北·高考真题）对绿色植物的光合作用和呼吸作用过程进行比较，下列叙述错误的是（     ） A．类囊体膜上消耗H2O、而线粒体基质中生成H2O B．叶绿体基质中消耗CO2，而线粒体基质中生成CO2 C．类囊体膜上生成O2，而线粒体内膜上消耗O2 D．叶绿体基质中合成有机物，而线粒体基质中分解有机物 线粒体内膜上进行有氧呼吸第三阶段生成H2O A 真题感知·命题洞见 真题感知·命题洞见 2．（2023·湖北卷）植物光合作用的光反应依赖类囊体膜上PSⅠ和PSⅡ光复合体,PSⅡ光复合体含有光合色素,能吸收光能,并分解水。研究发现,PSⅡ光复合体上的蛋白质LHCⅡ,通过与PSⅡ结合或分离来增强或减弱对光能的捕获(如图所示)。LHCⅡ与PSⅡ的分离依赖LHC蛋白激酶的催化。下列叙述错误的是(　　) A.叶肉细胞内LHC蛋白激酶活性下降,PSⅡ光复合体对光能的捕获增强 B.Mg2+含量减少会导致PSⅡ光复合体对光能的捕获减弱 C.弱光下LHCⅡ与PSⅡ结合,不利于对光能的捕获 D.PSⅡ光复合体分解水可以产生H+、电子和O2 C 88 真题感知·命题洞见 3．（2021·重庆卷）类囊体膜蛋白排列和光反应产物形成的示意图。据图分析,下列叙述错误的是(　　) A.水光解产生的O2若被有氧呼吸利用,最少要穿过4层膜 B.NADP+与电子(e-)和质子(H+)结合形成NADPH C.产生的ATP可用于暗反应及其他消耗能量的反应 D.电子(e-)的有序传递是完成光能转换的重要环节 A 5 89 真题感知·命题洞见 4．（2021·广东卷）在高等植物光合作用的卡尔文循环中,唯一催化CO2固定形成C3的酶被称为Rubisco,下列叙述正确的是(　　) A.Rubisco存在于细胞质基质中 B.激活Rubisco需要黑暗条件 C.Rubisco催化CO2固定需要ATP D.Rubisco催化C5和CO2结合 D 叶绿体基质 不直接依赖光,对光无要求 90 真题感知·命题洞见 5．（2024·北京卷）某同学用植物叶片在室温下进行光合作用实验,测定单位时间单位叶面积的氧气释放量,结果如图所示。若想提高X,可采取的做法是(　　) A.增加叶片周围环境CO2浓度 B.将叶片置于4 ℃的冷室中 C.给光源加滤光片改变光的颜色 D.移动冷光源缩短与叶片的距离 A 叶绿体基质 光照强度增大,但单位时间单位叶面积的最大氧气释放量可能不变,因为光饱和点之后,光合作用强度不再随着光照强度的增强而增强 91 05 学以致用·能力提升 学以致用·能力提升 长句作答类 3．缺镁时叶片发黄的原因： 4．黑暗中培养的幼苗叶片黄化的原因： 5．鲁宾和卡门实验的思路： ， 。 6．某种树木树冠下层叶片比上层叶片光合作用强度低的主要原因： 。 镁是叶绿素的组成元素，缺镁使叶绿素合成受阻， 故叶片呈现类胡萝卜素的颜色。 而且会逐渐被分解，最终显现出较稳定的类胡萝卜素的黄色。 黑暗中叶绿素无法合成， 最终产生含18O标记的氧气只来自标记水的那一组 用18O分别标记二氧化碳和水，再分别培养两组植物， 由于上层叶片对阳光的遮挡，导致下层叶片接受的光照强度较弱，光合作用强度低 一．教材深挖拓展 93 学以致用·能力提升 长句作答类 7．某种植物在夏日晴朗的中午13点左右时叶片的光合速率明显下降的原因： ， 。 8．干旱初期，水稻光合作用速率明显下降，其主要原因： 。 9．萌发种子干重减少的原因： ， 。 夏日晴朗的中午气温过高，植物为了减少蒸腾作用对水分的散失，叶片部分气孔会关闭，导致细胞吸收的二氧化碳减少，因而引起光合速率下降。 为减少蒸腾作用散失水分，叶片气孔大量关闭，二氧化碳吸收量减少 种子细胞呼吸消耗有机物，且不能进行光合 作用合成有机物。 一．教材深挖拓展 94 学以致用·能力提升 长句作答类 10．光下培养密闭容器中的植物，容器中二氧化碳浓度先下降后不变的原因： ， ， 。 11．在农业生产实践中，常施用农家肥的优点： ，   开始时，光合作用吸收二氧化碳量大于细胞呼吸释放二氧化碳量，随着容器中二氧化碳浓度降低，光合作用减弱，直至光合作用吸收的二氧化碳量与细胞呼吸释放的二氧化碳量达到动态平衡 分解产生二氧化碳，有利于植物光合作用，同时产生矿质元素可为植物提供养料等。 农家肥中的有机肥可被微生物 一．教材深挖拓展 95 第11讲 细胞代谢综合分析 下一节预告 【上好课】2026年高考生物一轮复习备课系列 天津专用 96 $$