3 第5节 光合作用将光能转化为化学能-【重难点手册】2026-2027学年高中生物必修第一册（浙科版）浙江专用

重难点手册高中生物学必修1分子与细胞Z江（浙江专用） 第五节 光合作用将光能转化为化学能 重点和难点 素养要求 “生命观念”水平3：运用结构和功能相适应的观点分析有关光合作用的 重点：①叶绿体中的色素；②光合作 问题。 用的过程；③影响光合作用的 “科学思维”水平3：运用光合作用的基本原理对相关问题进行分析和 因素。 解释。 难点：①叶绿体中的色素；②光合作 “科学探究”水平3：探究光合作用受环境因素的影响。体验实验设计与 用的过程。 方案实施及实验结果讨论的过程」 01一必备知识梳理。 重难点1光合作用概述 1.光合作用的概念 刀要点注解7 光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，将二氧化碳 生物的代谢类型 和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧气的过程。 (1)自养生物： 光能自养生物：绿色植物、 (1)场所：叶绿体（不是绿色植物的任何一个器官都能进行光 蓝细菌（光合作用）。 合作用)。 化能自养生物：硝化细菌 (2)条件：光、色素、酶。 等（化能合成作用）。 (3)原料：二氧化碳和水。 (2)异养生物：人、动物、真 (4)产物：有机物、氧。 菌以及大多数细菌（细胞呼吸）。 2.光合作用与细胞呼吸 (1)光合作用和细胞呼吸中氧的转移情况分析 ①光合作用： 6C02+12H20 光 叶绿体 C6H1206+602+6H2O ②细胞呼吸： 酶。 C6H12O6+6O2十6H2O 6C02+12H20 (2)二者的本质区别 ①光合作用：合成有机物，贮存能量，为吸能反应。 同温馨提示7 ②细胞呼吸：分解有机物，释放能量，为放能反应。 糖类的合成与分解 例①(2026·浙江乐清中学检测)下图是细胞中糖类合成与 (1)明确①②代表的生理 分解过程示意图。下列叙述中正确的是()。 过程和发生的场所。过程①为 106 第三章 细胞的代溺么 ① 需氧呼吸过程，反应场所是细 (CH20)+O2±C02+H20+能量 胞溶胶和线粒体，过程②为光 ② 合作用，真核生物在叶绿体中 A.过程①只在线粒体中进行，过程②只在叶绿体中进行 进行，原核生物在细胞溶胶中 B.过程①产生的能量全部储存在ATP中 进行。 C.过程②产生的(CH2O)中的氧全部来自H2O (2)需氧呼吸产生的能量 D.过程①能产生[H],还原的物质为氧 大部分以热能的形式散失，少 解析光合作用产生的糖类中的氧仅来自CO2,C错误；过程①能产 部分储存在ATP中。 生[H],其主要与氧结合生成水并释放大量能量，D正确。 答案D 重难点2光合色素的提取与分离 1.目的要求 国归纳总结司 学会提取和分离叶绿体中色素的方法；分离叶绿体中的四种 提取色素过程中物质（或操作） 色素。 的作用（或目的） 2.材料用具 物质（或操作） 作用（或目的） 新鲜的绿色叶片（如菠菜叶片）、干燥的定性滤纸、95%的酒 95%的酒精 溶解色素 防止研磨过程中色 精、层析液、二氧化硅、碳酸钙、研钵、小玻璃漏斗、尼龙布、毛细吸 碳酸钙 素被破坏 管、剪刀、试管、药匙、量筒、天平。 二氧化硅 有助于研磨更充分 3.实验原理 研磨迅速 防止乙醇挥发，并使 充分 色素充分溶解 光合色素是一类脂溶性物质，可以利用脂溶剂将它们从叶绿体 防止乙醇挥发和色 塞严试管口 中提取出来，并且将它们分离开来，达到观察叶绿体中色素的目的。 素氧化 4.实验过程 ①称取2g绿叶干粉； 少许二氧化 研 硅和碳酸钙 卫要点注解7 提取 ②加入少量二氧化硅、碳酸钙和2~ 3mL95%的酒精； -品 95%的酒精 (1)选材：叶片要新鲜、颜 色素 ③研磨→漏斗过滤→收集到试管内并塞 新鲜菠菜叶烘干后的 色要深绿。 紧管口 干粉2（充分、迅速 研磨成匀浆) (2)研磨：研磨要迅速、充 ①将干燥的滤纸剪成10cm长、1cm宽的 分。原因：乙醇容易挥发；为了 制滤 纸条，剪去一端两角； 干燥的滤纸片 使叶绿体完全破裂，从而能提 纸条 ②在距剪角一端底部1cm处用铅笔画 铅笔画细横线 条细的横线 剪去两角 取较多的色素；叶绿素极不稳 ①用毛细吸管吸少量的滤液，沿铅笔线处 定，能被活细胞中的叶绿素水 点样 小心均匀地画一条滤液细线： 软木塞 解酶破坏。 ②干燥后重复画3~4次 滤纸条 大试管 (3)画线：滤液细线不仅要 液细线 ①试管中倒入适量层析液（以层析液高度 层析液 细、直，而且应含较多的色素 色素 不超过滤液细线为准)； 铁架台 分离 (可以画3~4次)。 【纸层析) ②将滤纸条下端插入层析液中： (4)层析：滤纸上的滤液细 ③用软木塞塞住管口 线不能浸没到层析液中。 观察 结果 滤纸条上出现四条宽度、颜色不同的色素带 107 重滩点手细高中生物学必修1分子与细胞Z(浙江专用】 5.实验结果分析 冒温馨提示☑ 色素种类色素颜色 色素含量溶解度扩散速度 吸收光的种类 (1)按照主要步骤操作，逐 胡萝卜素 橙色 最少 最高 最快 个分析选项」 蓝紫光 叶黄素 黄色 较少 较高 较快 (2)提取色素应注意以下 叶绿素a 蓝绿色 最多 较低 较慢 事项： 红光和蓝紫光 ①一般选择新鲜的绿叶： 叶绿素b 黄绿色 较多 最低 最慢 因为新鲜的绿叶中叶绿素含量 例②在“光合色素的提取与分离”实验中，下列主要步骤操 较高，幼叶和老叶中叶绿素含 作正确的是( )。 量均较低。 ②去除主叶脉：主叶脉中 是不含光合色素的，但它会占 一滤液细线 有一定的质量，影响光合色素 ⊙ ③ 的提取。 A.步骤①为获得l0mL提取液，一次性加人a液研磨效果 ③不能用滤纸过滤：滤纸 孔特别小，而且滤纸的吸附能 最好 力特别强，会吸附色素，从而影 B.步骤②采用定性滤纸过滤，可提高滤液中光合色素的含量 响实验结果。 C.步骤③在滤纸条上连续画2~3次滤液细线，分离色素效 ④提取色素最好在弱光下 果更好 进行，因为离体的叶绿素不稳 D.步骤④将试管固定于铁架台上，可防止b液晃动而触及滤 定，见光易分解。 液细线 解析步骤①为获得10mL提取液，少量、多次加入a液(95%的酒 精)研磨效果最好，A错误；步骤②采用定性滤纸过滤，滤纸会吸附色素影 响实验结果，B错误；画滤液细线时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1~2次，不是连续画线，C错误；为 了防止滤液细线中的色素被层析液溶解，步骤④可将试管固定于铁架台 上，可防止b液（层析液）晃动而触及滤液细线，D正确。 答案D 重难点3叶绿体的结构和捕获光能的色素 1.叶绿体的分布和结构 P实验探究 (1)分布：植物的叶肉细胞和幼嫩茎的表皮细胞。 验证4种色素的吸收光谱 (2)结构 基质 含有与光 (1)验证实验：将绿叶中的 合作用有 4种色素溶液，分别放在阳光和 基粒J 关的酶 三棱镜之间，从连续光谱中可 以看到不同波长的光被吸收的 外膜内膜类囊体一 分布有捕获 情况。叶绿素a和叶绿素b主 光能的色素 要吸收红光和蓝紫光，胡萝卜 108 第三章 细胞的代溺在出型 (3)功能：叶绿体是进行光合作用的场所。叶绿体中的色素 素和叶黄素主要吸收蓝紫光。 具有吸收、传递、转化和利用光能的作用。 (2)实验现象： 2.捕获光能的色素 (1)色素的种类、含量与功能 太阳光 三棱 类胡萝卜素(1/4)叶黄素（黄色）2/3 胡萝卜素（橙色）1/3 叶绿素 吸收蓝紫光 溶液 色素 叶绿素a(蓝绿色)3/4吸收红光 叶绿素(3/4)叶绿素b(黄绿色)1/4和蓝紫光 三棱镜 (2)光是一种电磁波。可见光的波长范围是400~760nm。 类胡萝卜 素溶液 不同波长的光，颜色不同。波长小于400nm的光是紫外光；波长 (3)实验结论：①叶绿素主 大于760nm的光是红外光。一般情况下，光合作用所利用的光 要吸收红光和蓝紫光；②类胡 都是可见光。 萝卜素主要吸收蓝紫光。 (3)每种色素都有自己的特征性吸收光谱，如图所示。 叶绿素bA 叶黄素 叶绿素 品 B-胡萝卜素 0400 500 600 700 波长/nm 光合色素吸收光谱 例3植物光合作用的作用光谱是通过测量光合作用对不同波 同温馨提示 长光的反应（如O,的释放）来绘制的。下列叙述错误的是( )。 (1)可通过测量叶绿素对 A.类胡萝卜素在红光区吸收的光能可用于光反应中ATP 不同波长光的吸收值来绘制叶 的合成 绿素的吸收光谱。 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 (2)植物光合作用的作用 来绘制 光谱是通过测量光合作用对不 C.光合作用的作用光谱也可用CO2的吸收速率随光波长的 同波长光的反应（如O2的释 放)来绘制的，所以也可以用 变化来表示 CO2的吸收速率随光波长的变 D.叶片在640~660nm波长光下释放O2是由叶绿素参与 化来表示（两者都表示表观光 光合作用引起的 合速率)。 解析结合叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱可知，类胡萝卜素主要吸 (3)叶绿素分子可吸收红 收蓝紫光，基本不吸收红光，A错误。 光(640~660nm)参与光反应 过程，使水裂解产生O2。 答案A 109 重滩点手细高中生物学必修1分子与细胞Z(浙江专用) 重难点4光反应和碳反应 强归纳总结司 1.光反应和碳反应的比较 光合作用的关键点 比较项目 光反应 碳反应 (1)光合作用场所：主要是 叶绿体。 条件 需要色素、光、酶 不需要色素和光，需要多种酶 (2)光合作用条件：光照、 场所 叶绿体的类囊体膜 叶绿体基质 光合色素、多种酶。 ①水裂解： ①CO2的固定 (3)光合作用原料：二氧化 0票+e+0 C0,十五碳糖酶2三碳酸分子， 碳和水。 (4)光合作用产物：有机物 物质 ②ATP与NADPH的合成： ②三碳酸分子的还原： 和氧气。 转化 ADP+Pi酶ATP 三碳酸分子 ATP、酶 NADPH 三碳糖； (5)能量来源：太阳的光能。 NADP+H++2e 酶 ③五碳糖的再生： (6)实质：无机物→有机 酶 NADPH 三碳糖五碳糖 物，储存能量。 (7)反应式：C02+H2O 能量 光能→活跃的化学能，并贮存 ATP和NADPH中活跃的化学 光能 转换 在ATP和NADPH中 能→有机物中稳定的化学能 叶绿体 (CH2O)+O2。 2.光合产物的形成过程 类囊体 CO 三碳酸 H,O 固定 五碳糖 体 色ATP 光 原 卡尔文循环 生 HNADP 三碳糖 体基 要点注解☑ 淀粉←三碳糖→氨基酸→蛋白质 (1)光反应阶段，水分子产 脂质 生的H与NADP+结合形成 三碳糖 NADPH,叫作还原性氢，作为 其他代谢 蔗糖 呼吸作用 还原剂参与碳反应。 例④请回答下列关于植物光合作用的问题： (2)光反应中所形成的 (1)光反应发生在叶绿体的 中，H2O在光反应中裂 NADPH和ATP是高能物质， 解为 合称为“还原力”，是碳反应中 (2)若以4℃O2作为光合作用的原料，在卡尔文循环中首先出 CO2的还原剂。 (3)电子的最初供体是 现含14℃的三碳化合物是 。 该三碳化合物在NADPH的 H,O,最终受体是NADP+,直 和ATP的高能磷酸基团等物质存在的情况下，被还原为 接供体是少数处于特殊状态的 三碳糖。 叶绿素a。 (3)给某植物提供C18O2和H2O,释放的氧气中含有18O。氧 (4)光反应必须有光才能 气中含有180是由于 进行，碳反应在光下和黑暗中 ,H218O又作为原料参与了光合作用。 均可进行。 (4)植物光合作用光饱和点可通过测定不同 下的光 110 第三章 细胞的代溺么 合速率来确定。在一定条件下，某植物在温度由25℃降为5℃ 冒温馨提示☑ 的过程中光饱和点逐渐减小，推测该植物在光照充足时的光合作 解答左栏例4需要熟练掌 用最适温度 (填“<”“≤”“=”“≥”或>”)25℃。 握光合作用的必备知识，并能 结合题意灵活运用。 [解析(1)光反应发生在叶绿体的类囊体膜上，H2O在光反应中裂解 H,0光、色素H时十0，十e一用 为O2、H十和e。(2)在卡尔文循环中首先出现的三碳化合物是三碳酸。 于答第(1)题 该三碳化合物接受来自NADPH的氢和来自ATP的磷酸基团，被还原为 CO2的固定：CO2十五碳糖 三碳糖。(3)给植物提供C18O2,而释放的氧气中也含有18O,说明C18O2中 酶，三碳酸 用于 的部分氧转移到了H2180中，而H280又作为原料参与光反应，裂解为 三碳酸的还原：三碳酸十 答第 NADPH ATP 三碳糖十 (2)题 18O2。(4)植物光合作用的光饱和点，是指光合速率达到最大时的最低光强 NADP 度。该植物在温度由25℃降为5℃的过程中光饱和，点逐渐减小，说明此 灵活运用答第(3)题：结合填 时温度是光合作用的限制因素，因此该植物在光照充足时的最适温度≥ 空前后提示思考作答。C18O2→ 25℃。 H180→参与光合作用→18O2。 答(4)题需要读题推理判断。 答案(1)类囊体膜；H+、O2和e。(2)三碳酸；氢。 (3)C18O2 中的部分氧转移到H2180中。(4)光强度；≥。 重难点5探究环境因素对光合作用的影响 1.探究问题 影响光合作用的因素有哪些？这些因素又是怎样影响光合 作用的？ 2.探究实例一光照强度对光合作用的影响 (1)实验原理 卫要点注解☑ 叶片含有空气，上浮监叶片下沉检0，充清细胞间 (1)光合作用产生O2,叶片 上浮。 隙，叶片上浮。 (2)通过台灯与烧杯距离 远近调节光照强弱。 (2)实验装置设计及变量分析 (3)圆形叶片抽出气体下 沉（实验前状态）→光照后叶 烧杯 片上浮（实验后状态）。 光照距离不同，叶片上浮 台灯盛水玻璃柱 直尺 片数和快慢不同。 自变量 光照的强弱 (4)结论：光照强→叶片上 浮多→产O2多。 设置方法 通过台灯距离实验材料的远近来设置 因变量 光合作用强度（产氧量）】 观察指标 观测单位时间内被抽去空气的小圆叶片上浮的数量 111 重滩点手细高中生物学必修1分子与细胞Z(浙江专用) (3)实验流程 打出小圆形 用打孔器在生长旺盛的绿叶上打出小圆形 叶片(30片) 叶片（直径=1cm) 抽出叶片 用注射器（内有清水、小圆形叶片）抽出叶 内气体 片内气体 将内部气体逸出的小圆形叶片放入黑暗处 小圆形叶片 盛有清水的烧杯中，小圆形叶片全部沉到 沉到水底 水底 取三只小烧杯，分别倒入20mL富含CO2 强、中、弱三 种光照处理 的清水，再各放入10片小圆形叶片，然后 分别对其进行强、中、弱三种光照处理 对照实验及结果 司温馨提示 烧杯 小圆形叶片 加富含CO2的清水 光照强度 叶片浮起数量 (1)围绕实验目的“探究环 甲 10片 20 mL 强 多 境因素对光合作用的影响”进 乙 10片 20 mL 中 中 行分析答题 丙 10片 20 mL 弱 少 (2)四种类型的玻璃纸分 别罩住聚光灯可用于探究不同 (4)实验结论 波长的光对光合作用的影响。 在一定范围内，随着光照强度不断增强，光合作用也不断增 光合色素主要吸收红光和蓝紫 强（小圆形叶片中产生的O2多，叶片浮起的数目多）。 光，几乎不吸收绿光，所以用绿 例⑤（经典·浙江1月选考）某同学进行“探究环境因素对 色玻璃纸罩住的实验组O2释放 光合作用的影响”的活动，以黑藻、NaHCO3溶液、精密pH试纸、 量最少。吸收的光能在叶绿体 100W聚光灯、大烧杯和不同颜色的玻璃纸等为材料用具。回答 内将HO裂解为H、e和O2。 下列问题。 (3)若将烧杯口密封并持 (1)选用无色、绿色、红色和蓝色的4种玻璃纸分别罩住聚光 续一段时间，溶液中的CO2逐 灯，用于探究 渐减少，植物光合速率减慢，最 在相同时间内，用 玻璃纸罩住的实验组O,释放量最少。 后pH保持稳定，光合作用与呼 光合色素主要吸收 光，吸收的光能在叶绿体内将H2O 吸作用的强度达到了新的平 裂解为 衡。与原先相比，黑藻的光合 速率整体减弱，五碳糖、三碳酸 (2)用精密试纸检测溶液pH来估算光合速率变化，其理由 等物质的含量均有所下降。 是 引起溶液pH的改变。 (3)若将烧杯口密封，持续一段时间，直至溶液pH保持稳 定，此时五碳糖和三碳酸的含量与密封前相比分别为 112 第三章 细胞的代溺么& (4)若将黑藻从适宜温度移到高温的溶液环境，一段时间后， 其光合作用的强度和呼吸作用的强度分别将 ,其主 要原因是 0 解析影响光合作用的环境因素包括：空气中CO2浓度、光照的长短 与强度以及光的成分、温度的高低、土壤中水分的多少等。(2)黑藻吸收溶 液中的CO2用于光合作用，从而使溶液pH发生改变，所以可以用精密试 纸检测溶液pH来估算光合速率变化。(4)在较高温度下，酶的空间结构被 破坏，活性降低，所以黑藻的光合作用的强度和呼吸作用的强度都会减弱。 答案(1)不同波长的光对光合作用的影响；绿色；红光和蓝紫；H+、 e和O2。 (2)黑藻将溶液中的CO2转化为有机物。(3)下降、下降。 (4)减弱、减弱；高温导致酶的结构改变，活性下降。 重难点6表观光合速率与真正光合速率 1.表观光合速率和真正光合速率 刀知识拓展7 项目 表示方法 表观光合速率与真正光合 速率的图示 表观（净） (向外界)释放O2的速率、（从外界）吸收C02的速率、有机物 光合速率 积累的速率 C 表观 光合 O2产生速率、CO2固定速率、CO2同化（消耗）速率、有机物产 速率 真正（总） 生（制造）速率、叶绿体CO2吸收速率、光合作用CO2吸收速 呼吸速率 光强度 真正光合速率 光合速率 率、光合作用O2释放速率： A 表观光合速率一真正光合速率一呼吸速率 8 (1)A点：只进行细胞呼吸。 呼吸速率 黑暗中O2吸收速率、黑暗中CO2释放速率、有机物消耗速率 (2)AB段：光合速率<呼 2.影响光合作用的因素 吸速率。 (1)光强度（如图1所示） (3)B点（光补偿点）：光合 ①原理：影响光反应阶段ATP、NADPH的产生。 速率=呼吸速率。 (4)BC段：光合速率>呼 ②分析 吸速率。 外因：温度、CO2的供应量 P点的限制因素 (5)C点对应的光强度为 内因：色素含量、酶的数量及活性、五碳糖的含量 光饱和点。 米 光强度 CO,浓度 温度 图1 图2 图3 (2)CO2浓度（如图2所示） ①原理：影响碳反应阶段三碳酸的生成。 113 重滩点手细高中生物学必修1分子与细胞Z(浙江专用】 ②分析 外因：温度、光强度 P点的限制因素 内因：酶的数量及活性、色素含量、五碳糖的含量 国温馨提示辽 (3)温度（如图3所示） (1)光饱和点比较：通过例 6图2呈现的实验结果可知，t2 ①原理：通过影响酶的活性来影响光合作用。 的叶绿体受光面积/细胞受光 ②分析：P点对应的温度为进行光合作用的最适温度。 面积小于1，意味着在相同光 例6与野生型拟南芥WT相比，突变体t1和t2在正常光照 照强度下，1能利用更多的光 条件下，叶绿体在叶肉细胞中的分布及位置不同（图1），造成叶绿 能，当光照强度达到1的光饱 体相对受光面积的不同（图2），进而引起光合速率差异，但叶绿素 和点时，该光照强度还未达到 含量及其他性状基本一致。在不考虑叶绿体运动的前提下，下列 t2的光饱和，点。 (2)光补偿点分析：在较低 叙述错误的是( 的相同光照强度下，t1能利用 更多的光能，因此t1光合速率 90 等于呼吸速率时所需的光照强 度小于t2,即t1的光补偿，点小 60 于t2。 体 30 (3)叶绿素含量关系：题干 中已说明三者的叶绿素含量及 WT 12 WT t 其他性状基本一致，因此三者 图1 图2 光合速率的高低与叶绿素的含 A.t2比t1具有更高的光饱和点（光合速率不再随光强增加 量无关，而与叶绿体在叶肉细胞 而增加时的光照强度) 中的分布及位置有关。 B.t1比t2具有更低的光补偿点（光合吸收CO2与呼吸释放 CO2等量时的光照强度) C.三者光合速率的高低与叶绿素的含量无关 D.三者光合速率的差异随光照强度的增加而变大 解析在一定范围内，随着光照强度的增加，拟南芥WT、t1和t2的 光合速率也增加，当光照强度足够大时，三者都达到了最大光合速率，此时 三者光合速率的差异并不会随着光照强度的增加而变大，D错误。 [答案D 易错点混淆表观光合速率与真正光合速率 插 ◆易错题现采用如图所示方法测定植物叶片光合作用强度，将对 稀称叶片的一半遮光(A),另一半不遮光(B),并采用适当的方法阻止 图防错档案 A、B间物质和能量的转移。在适宜光照和温度下照射一段时间，在A、B 表观光合速率和植物生长 中截取对应部分相等面积的叶片，烘干称重，分别记作1和m2。则下列 (1)当表观光合速率>0 说法中正确的是( )。 时，植物因积累有机物而生长。 114 第三章 细胞的代溺么& (2)当表观光合速率=0 A.该方法在未测出呼吸作用强度的条件下，能测出实际光合作用的 时，植物不能生长。 强度 (3)当表观光合速率<0 B.(m2-m1)表示B叶片被截取的部分在光 时，植物不能生长，长时间处于 照时间内有机物的积累量 该状态，植物将死亡。 C.m2表示被截取的部分在光照时间内净光合作用的大小 D.m1表示被截取的部分在光照时间内呼吸作用的大小 答案A [正解展示(1)真正光合作用、表观光合作用与呼吸作用 A半叶遮光，只进行呼吸作用。 B半叶不遮光，既进行光合作用，又进行呼吸作用。 表观光合速率一真正光合速率一呼吸速率。 (2)计算 要测出实际光合作用强度，应该利用m1和m2。 设半边叶原来烘干称重为x,则： m1=x一呼吸，m2=x十表观光合， m2一m1=表观光合十呼吸→m2一m1=真正光合。 (3)选项描述理解的问题 选项B,m2一m1为真正光合作用积累的有机物的量；选项C,m2= x十表观光合；选项D,m1=x一呼吸。三项叙述均错误。 02关健能力提升。 关键点1光合作用与细胞呼吸的综合 续表 1.光合作用与细胞呼吸的联系 项目 来源 去路 光能 热能ATP 需氧呼吸用于第三阶 光合 需氧 需氧呼吸第一阶段还原氧气产生水， H,0+C02 作用 (CHO)→ →CO,+HO (含化学能) 呼吸 段、第二阶段及同时释放大量能量： [H] 厌氧呼吸第一阶 厌氧呼吸用于第二阶 段产生 段还原丙酮酸生成相 2.NADPH、[H]与ATP来源、去路的比较 应产物 项目 来源 去路 在光反应阶段合 用于碳反应阶段三碳 成ATP,其合成酸还原，其中活跃的 作为碳反应阶段的 光反应中水的裂 ATP 所需能量来自色化学能最终以稳定的 NADPH 还原剂，用于还原三 解 素吸收转化的太化学能形式储存在有 碳酸 阳能 机物中 115 重雕点手册高中生物学必修1分子与细胞 ZK(浙江专用) 续表 到最大的 ;结合光补偿点的变化 项目 来源 去路 趋势，说明植株通过降低 ,使其 需氧呼吸第一、 在较低的光强度下就开始了有机物的积累。 二、三阶段均产 根据表中 的指标 生，第三阶段产 分解释放的能量直接 可以判断，实验范围内，遮阴时间越长，植株利 ATP 生最多，其中的 能量来自有机物 用于各项生命活动 用弱光的效率越高。 的分解；厌氧呼 (2)植物的光合产物主要以 形式 吸第一阶段产生 提供给各器官。根据相关指标的分析，表明较 启智力 长遮阴处理下，植株优先将光合产物分配至 图示光合作用与细胞呼吸的关系 中。 光合作用 (3)与不遮阴相比，两种遮阴处理的光合 CO, (CH,O)- 需氧呼吸 ,C02 产量均 根据实验结果推测，在花生 ATP. 各项 NADPH ATP ADP+Pi 生命 与其他高秆作物进行间种时，高秆作物一天内 ADP+Pi 活动 对花生的遮阴时间为 (填字母)，才能 光，HO HO 获得较高的花生产量。 释放 吸收 在叶绿体 主要在线粒体 A.<2小时 B.2小时 C.4小时 D.>4小时 例①（经典·浙江6月选考）通过研究遮 阴对花生光合作用的影响，为花生的合理间种 解析(1)与不遮阴相比，遮阴2小时和遮阴 4小时情况下，花生植株的叶绿素含量都有提高，故花 提供依据。研究人员从开花至果实成熟，每天 生通过增加叶绿素含量，提高吸收光的能力来适应弱 定时对花生植株进行遮阴处理。实验结果如 光环境。与不遮阴相比，遮阴2小时和遮阴4小时情 表所示。 况下，花生植株的光饱和点和光补偿点均降低，这说 指标 明植株在较低光强度下也能达到最大的光合速率，而 低于5kx光合 单株 单株果 单株光 植株通过降低呼吸速率，使其在较低的光强度下就开 处理 光饱光补 曲线的斜率/ 叶绿素 合产量 叶光 实光合 和点/偿点 含量/ 合产量 产量 (mg CO2.dm 始了有机物的积累。在不遮阴、遮阴2小时、遮阴 (千重)/ klx (干重)/（干重） h1·kx1) (mg.dm2 4小时三种情况下，低于5klx光合曲线的斜率 g 不遮阴40550 1.22 2.09 18.923.25 8.25 (mgC02·dm2·h1·klx1)分别为1.22、1.23、 遮阴 1.46,这说明，在实验范围内，遮阴时间越长，植株利 35 515 18.84 3.05 8.21 2小时 1.23 2.66 用弱光的效率越高。(2)植物的光合产物主要以蔗糖 遮阴 30 500 1.46 3.03 16.64 3.05 6.13 形式提供给各器官。对比表格中不遮阴、遮阴2小 4小时 时、遮阴4小时三种情况下的单株光合产量、单株叶 注：光补偿点指当光合速率等于呼吸速率时的光强度。光合曲线 光合产量、单株果实光合产量可知，在较长遮阴处理 指光强度与光合速率关系的曲线。 下，植株优先将光合产物分配至叶中。(3)在不遮阴、 回答下列问题： 遮阴2小时、遮阴4小时三种情况下，花生植株的单 (1)从实验结果可知，花生可适应弱光环境， 株光合产量（千重）分别为18.92g、18.84g、16.64g, 原因是在遮阴条件下，植株通过增加 与不遮阴相比，两种遮阴处理的光合产量均降低。在 提高吸收光的能力；结合光饱和点 不遮阴、遮阴2小时、遮阴4小时三种情况下，单株果 的变化趋势，说明植株在较低光强度下也能达 实光合产量（千重）分别为8.25g、8.21g、6.13g,可 116 第三章 细胞的代溺么型 判断在花生与其他高秆作物进行间种时，高秆作物一 续表 天内对花生的遮阴时间小于2小时，才能获得较高的 原理 水是进行光合作用的原料 花生产量。 芬 答案离(1)叶绿素含量；光合速率；呼吸速率；低 根据农作物在不同生长发育期对水的需 应用 求进行合理灌溉 于5klx光合曲线的斜率。(2)蔗糖；叶。(3)降 低；A。 其他方面 防治病虫害，选育出高光效植物品种 关键点2光合作用原理的应用 启智力 植物“三率”的判定 光是进行光合作用的必要条件，光能是 原理 切能源物质中能量的最终来源 (1)根据坐标曲线判定：当光强度为0时，若 CO2吸收值为负值，该值的绝对值代表呼吸速率， 该曲线代表表观光合速率。当光强度不为0时，若 光强度 ①间作、套作：指在一年内巧妙地搭配各种 农作物，从时间和空间上更好地利用光能： CO2吸收值为0，该曲线代表真正光合速率。 ②合理密植： 应用 (2)根据关键词判定： ③夏天正午农作物遮阴：适当给一些农作 物（特别是阴生植物）遮阴，阻止其叶片气 检测 表观光 呼吸速率 真正光合速率 孔关闭，有利于提高光合作用强度 指标 合速率 利用量、固定量、消 C02 释放量（黑暗） 吸收量 耗量 光合作用的光反应和碳反应过程中都有 原理 酶参与，温度是影响酶活性的主要因素 02 吸收量（黑暗） 释放量 产生量 有机物 消耗量（黑暗） 积累量 制造量、产生量 ①适时播种： 适温度 ②白天适当提高大棚内的温度以提高酶 例②（经典·浙江1月选考）叶片是给植 的活性，增强光合作用，夜晚适当降低大 物其他器官提供有机物的“源”，果实是储存有 应用 棚内的温度以降低酶的活性，降低呼吸作 机物的“库”。现以某植物为材料研究不同库 用，减少呼吸消耗，有利于提高大棚蔬菜 源比（以果实数量与叶片数量比值表示）对叶 的产量 片光合作用和光合产物分配的影响，实验结果 原理 CO2是进行光合作用的原料 见表1。 表1 ①农田：通风透光，既有利于充分利用光 C02 能，又可以使空气不断流过叶面，有助于 项目 甲组 乙组 丙组 浓 度 提供较多的CO2; 一果实 应用 ②温室：通过增施农家肥料或使用CO2发 处理 p叶片 生器等措施，可以提高温室的CO2浓度！ 提高农作物的光合作用效率 库源比 1V2 1/4 1V6 单位叶面积叶 78.7 75.5 75.0 原理 N、P、K、Mg都参与了光合作用的过程 绿素相对含量 净光合速率/ 通过合理施肥满足不同农作物在不同生 素 应用 (mol·m2. 9.31 8.99 8.75 长发育期对各种矿质元素的需求 s1) 117 重雕点手册高中生物学必修1分子与细胞 Z(浙江专用) 续表 表2 项目 甲组 乙组 丙组 果实位置 果实中含BC光合产物/mg 单果重/g 果实中含3C 第1果 26.91 12.31 21.96 37.38 66.06 光合产物/mg 第2果 18.00 10.43 单果重/g 11.81 12.21 19.59 第3果 2.14 8.19 注：①甲、乙、丙组均保留枝条顶部1个果实并分别保留 根据表2的实验结果，从库与源的距离分 大小基本一致的2、4、6片成熟叶，用13C02供应给各组 析，叶片光合产物分配给果实的特点是 保留的叶片进行光合作用。②净光合速率指单位时间单 位叶面积从外界环境吸收的13CO2量。 (5)综合上述实验结果，从调整库源比分 回答下列问题： 析，下列措施中能提高单枝的合格果实产量（单 (1)叶片叶绿素含量测定时，可先提取叶绿 果重10g以上为合格)的是哪一项？ 0 体色素，再进行测定。提取叶绿体色素时，选择 A.除草B.遮光C.疏果D.松土 95%酒精作为提取液的依据是 解析(1)叶绿体中的色素易溶于脂溶剂，因此 可用95%酒精作为提取液。(2)研究光合产物从源分 (2)研究光合产物从源分配到库时，给叶 配到库时，给叶片供应13C02,13C02先与叶绿体内的 片供应3CO2,13C02先与叶绿体内的 五碳糖结合而被固定，形成的产物还原为糖需接受光 结合而被固定，形成的产物还原为糖需接受光 反应合成的ATP和NADPH中的化学能，合成的糖 反应合成的 中的化学能。合成的糖 分子运输到果实等库中。在本实验中，选用18CO2的 分子运输到果实等库中。在本实验中，选用 原因为CO2是光合作用的原料，13C可被仪器检测。 13CO2的原因有 (3)分析实验甲、乙、丙组结果可知，随着该植物库源 (答出两点即可)。 比降低，叶净光合速率降低；果实中含13C光合产物的 量增加；库源比降低导致果实单果重变化的原因是植 (3)分析实验甲、乙、丙组结果可知，随着 株总的叶片光合作用制造的有机物增多，运输到单个 该植物库源比降低，叶净光合速率 果实的有机物增多，因此单果重量增加。(4)根据表2 (填“升高”或“降低”)，果实中含18C光合产物 的实验结果，从库与源的距离分析，叶片光合产物分 的量 (填“增加”或“减少”)。库源比降 配给果实的特点是离叶片越近的果实分配到的有机 低导致果实单果重变化的原因是 物越多，即库与源距离越近，库得到的有机物越多。 (5)综合上述实验结果，从调整库源比分析，能提高单 枝的合格果实产量的是疏果，减小库和源的比值，能 (4)为进一步研究叶片光合产物的分配原 提高果实产量，故选C。 则进行了实验，库源处理如图所示，用3CO2供 答案(1)叶绿体中的色素易溶于95%酒精。 应给保留的叶片进行光合作用，结果见表2。 (2)五碳糖；ATP和NADPH;CO2是光合作用的原 第第第 32 料，13C可被仪器检测。(3)降低；增加；植株总的叶 果果果 片光合作用制造的有机物增多，运输到单个果实的有 机物增多，因此单果重量增加。(4)库与源距离越 近，库得到的有机物越多。(5)C。 118 第三章 细胞的代谢 03常老考向聚焦。 考向1叶绿体与光合速率 对应的关系，C错误；花朵为光合产物的储存场所，若 例①（经典·浙江7月选考）将从某植物 该植物处于开花期，人为摘除花朵后，蔗糖的储存器 官减少，叶片内蔗糖积累会抑制光合作用的正常进 叶片分离得到的叶绿体，分别置于含不同蔗糖 行，二者的关系与BC段对应的关系相似，D错误。 浓度的反应介质溶液中，测量其光合速率，结 [答案A 果如图所示。图中光合速率用单位时间内单 位叶绿素含量消耗的二氧化碳量表示。下列 考向2光合色素的提取与分离 叙述正确的是( )。 例②（经典·浙江7月选考节选）以洋葱 和新鲜菠菜为材料进行实验。回答下列问题： (1)欲判断临时装片中的洋葱外表皮细胞 是否为活细胞，可在盖玻片的一侧滴入质量浓 如 A 度为0.3g/mL的蔗糖溶液，用吸水纸从另一侧 吸水，重复几次后，可根据是否发生 反应介质中的蔗糖浓度 现象来判断。 A.测得的该植物叶片的光合速率小于该 (2)取新鲜菠菜叶片烘干粉碎，提取光合 叶片分离得到的叶绿体的光合速率 色素时，若甲组未加入碳酸钙，与加入碳酸钙 B.若分离的叶绿体中存在一定比例的破 的乙组相比，甲组的提取液会偏 色。 碎叶绿体，测得的光合速率与无破碎叶绿体的 分离光合色素时，因不同色素在层析液中的溶 相比，光合速率偏大 解度不同及在滤纸上的吸附能力不同，导致 C.若该植物较长时间处于遮阴环境，叶片 4种色素随层析液在滤纸条上的 不同 内蔗糖浓度与光合速率的关系与图中BC段对 而出现色素带分层的现象。若用不同波长的 应的关系相似 光照射叶绿素a提取液，测量并计算叶绿素a D.若该植物处于开花期，人为摘除花朵， 对不同波长光的吸收率，可绘制出该色素的 叶片内蔗糖浓度与光合速率的关系与图中AB 段对应的关系相似 题源探索教材P100~101:光合色素的提取与 题源探索教材P99~100:光合作用在叶绿体中 分离。 进行。 [解析(1)当蔗糖溶液浓度大于细胞液浓度时， [解析该植物叶片同时进行光合作用和细胞呼 活细胞会因失水而发生质壁分离，此方法可用来判断 吸，测得的该植物叶片的光合速率表示表观光合速 细胞死活。(2)由于碳酸钙可以防止叶绿素被破坏， 率，该叶片分离得到的叶绿体的光合速率表示真正光 因此未加碳酸钙的甲组的提取液中叶绿素会因被破 合速率，表观光合速率一真正光合速率一呼吸速率，A 坏而减少，提取液因类胡萝卜素的含量相对多而偏黄 正确；若分离的叶绿体中存在一定比例的破碎叶绿 色。不同光合色素在层析液中的溶解度不同及在滤 体，说明部分叶绿体被破坏无法进行光合作用，与无 纸上的吸附能力不同，因而随层析液在滤纸条上的移 破碎叶绿体的相比，光合速率偏小，B错误；若该植物 动速率不同，据此特，点可将4种光合色素分离。叶绿 长时间处于遮阴环境，光合速率慢，叶片内蔗糖不可 素a对不同波长光的吸收率不同，据此可绘制出该色 能出现高浓度积累的现象，二者的关系不同于BC段素的吸收光谱。 119 重雕点手册高中生物学必修1分子与细胞 Z(浙江专用) 答案(1)质壁分离。 (2)黄；移动速率；吸收 解析图1中显示山梨醇浓度在0.27~ 光谱。 0.33mol·L1时，叶绿体完整率差别不大，而此时的 考向3渗透压对叶绿体光合作用的影响 放氧率却有很大差异，B正确；分析图2，可以看出低 例B(经典·淅江6月选考)渗透压降低 渗条件与等渗条件（浓度为0.33mol·L1)相比，完 对菠菜叶绿体光合作用的影响如图所示，图1 整叶绿体ATP含量相似但放氧量较低，推断在低渗 是不同山梨醇浓度对叶绿体完整率和放氧率的 条件下，叶绿体中的ATP因不能有效用于碳反应而 有所积累，说明卡尔文循环效率较低，光合速率也较 影响，图2是两种浓度的山梨醇对完整叶绿体 低，A错误，C正确；分析图1可以得出山梨醇浓度越 ATP含量和放氧量的影响。CO2以HCO3形 低，叶绿体完整率越低，破碎叶绿体所占比例越高，放 式提供，山梨醇为渗透压调节剂，0.33mol·L 氧率越低，D正确。 时叶绿体处于等渗状态。据图分析，下列叙述 答案A 错误的是( )。 100 1100 考向4研究环境因素对光合速率的影响 叶绿体完整率 80 例④(2026·浙江1月选考)为探究不同 放氧率 60 环境因素对光合作用的影响，某同学选择金鱼 40 藻、冰块、NaHCO3溶液、台灯、烧杯、氧传感 20 器、米尺等材料和用具进行实验。下列叙述错 0 误的是( )。 6.1 0.21 0.27 0.33 山梨醇浓度/(mol·L) A.可探究的环境因素有光照强度、温度、 图1 CO2浓度等 7 0.33molL-70.21 B.实验中可用单位时间的O2释放量表示 。山梨醇ATP 0.18 0.15吉 光合速率 /0.165mol·L 山梨醇ATP 0.12 C.将室温下的实验装置移至冰水中，光合 /0.33molL- 0.09 山梨醇放氧量 速率持续上升 0.06 0.03网 D.可通过调节台灯与烧杯之间的距离来 0.165mol·L 0 山梨醇放氧量 改变光照强度 1234567 照光时间/min 题源探索教材P105~106:探究环境因素对光 图2 合作用的影响。 A.与等渗相比，低渗对完整叶绿体ATP 解析实验材料中有台灯（调节光照强度）、冰块 合成影响不大，光合速率大小相似 (调节温度)、NaHCO3溶液（提供CO2),可探究的环 B.渗透压不同、叶绿体完整率相似的条件 境因素有光照强度、温度、CO2浓度等，A正确；氧传 下，放氧率差异较大 感器直接检测O2释放量，单位时间内O2释放量可反 C.低渗条件下，即使叶绿体不破裂，卡尔 映净光合速率，B正确；冰水使温度骤降，酶活性降低， 文循环效率也下降 光反应和碳反应速率均下降，光合速率不会持续上升 D.破碎叶绿体占全部叶绿体比例越大，放 (实际下降)，C错误；光照强度与光源距离成反比，调 氧率越低 节台灯与烧杯距离可改变光照强度，D正确。 题源探索教材P104:图323，卡尔文循环示意图。 答案C 120