光合作用與能量轉化 2025年高考生物基礎復習

第三章細胞的能量供應和利用2025年高考地理專項復習第3節(jié)光合作用與能量轉化目錄捕獲光能的色素和結構壹綠葉中色素的提取和分離貳光合作用的原理叁光合作用與細胞呼吸的綜合伍光合作用的影響因素及其應用肆細胞代謝中的判斷依據(jù)、原因等的分析陸捕獲光能的色素和結構壹教材知識萃取葉綠體中的色素及葉綠體的結構（1）葉綠體中色素的功能功能吸收、傳遞和轉化光能種類胡蘿卜素葉黃素吸收光譜圖示________________________________________________________________________________________續(xù)表吸收光譜圖示續(xù)表由圖可知：（2）葉綠體的結構和功能情境應用1.為什么有些蔬菜大棚內懸掛發(fā)紅色或藍紫色光的燈管,并且在白天也開燈?為什么不使用發(fā)綠色光的燈管作補充光源?提示

因為光合色素對紅光和藍紫光的吸收最多，補充這兩種類型的光，有利于提高蔬菜的產量，而綠色光源發(fā)出的是綠光，這種波長的光幾乎不能被光合色素吸收，因此無法用于光合作用中提高有機物產量。2.玉米田里的白化苗長出幾片葉子后會死亡,原因是什么?提示

玉米白化苗中不含葉綠素,不能進行光合作用,待種子中儲存的營養(yǎng)物質被消耗盡后,無法產生新的有機物,因此玉米白化苗長出幾片葉子后會死亡。3.蒜黃和韭黃都是黃色的，秋后的綠葉會變黃，貧瘠土壤中生長的植物葉片一般也偏黃，影響這些現(xiàn)象形成的因素分別是什么？

變式1

捕獲光能的色素

DA.圖中②和③主要分布在葉綠體的內膜上B.光合作用中①主要吸收紅光和藍紫光C.植物葉片呈現(xiàn)綠色是由于②③主要吸收綠光D.弱光下②的相對含量增高有利于植物對弱光的利用教材素材變式

2.[鏈接人教版必修1

P98~P99正文、探究·實踐，2023全國乙卷]植物葉片中的色素對植物的生長發(fā)育有重要作用。下列有關葉綠體中色素的敘述，錯誤的是(

)

DA.氮元素和鎂元素是構成葉綠素分子的重要元素B.葉綠素和類胡蘿卜素存在于葉綠體中類囊體的薄膜上C.用不同波長的光照射類胡蘿卜素溶液,其吸收光譜在藍紫光區(qū)有吸收峰D.葉綠體中的色素在層析液中的溶解度越高，隨層析液在濾紙上擴散得越慢

變式2

捕獲光能的結構——葉綠體3.[鏈接人教版必修1

P100圖5-13]葉綠體中緊密垛疊的類囊體稱為基粒類囊體,而與基粒相連的非垛疊的結構稱為基質類囊體。下列敘述錯誤的是(

)

DA.基粒類囊體膜和基質類囊體膜相互連接形成連續(xù)的膜系統(tǒng)B.垛疊區(qū)與非垛疊區(qū)的比例會影響葉綠體對光能的捕獲和利用C.類囊體垛疊形成基粒擴展了受光面積，可提高對光能的利用率D.基質類囊體中不含光合色素,是光合作用暗反應進行的場所【解析】基粒類囊體膜和基質類囊體膜相互連接形成連續(xù)的膜系統(tǒng)，類囊體膜上含有光合色素，光合色素與光能的利用和捕獲有關，類囊體垛疊形成基粒擴展了受光面積，可提高對光能的利用率，因此，垛疊區(qū)與非垛疊區(qū)的比例會影響葉綠體對光能的捕獲和利用，暗反應是在葉綠體基質中進行的，A、B、C正確，D錯誤。綠葉中色素的提取和分離貳教材實驗攻略綠葉中色素的提取和分離（1）實驗原理及方法（2）實驗步驟（3）實驗結果及分析（4）實驗失敗的原因分析異?，F(xiàn)象原因分析收集到的濾液綠色過淺濾紙條色素帶重疊①濾液細線不直；②濾液細線過粗濾紙條無色素帶二氧化硅碳酸鈣層析液從“兩個角度”把握提取液的選取變式1

教材實驗基礎1.[鏈接蘇教版必修1

P86邊做邊學，2023江蘇卷]下列關于“提取和分離葉綠體色素”實驗敘述合理的是(

)

B

【解析】用有機溶劑提取色素時，加入碳酸鈣是為了防止葉綠素被破壞，A錯誤；連續(xù)多次重復畫濾液細線，雖可累積更多的色素，但會造成濾液細線過寬，易出現(xiàn)色素帶重疊，B正確；該實驗中分離色素的方法是紙層析法，可根據(jù)各種色素在濾紙條上呈現(xiàn)的色素帶的寬窄來比較各色素的量，（【說明】色素帶的條數(shù)與色素種類有關；色素帶的寬窄與色素含量有關，色素帶越寬說明此種色素含量越多。）但該實驗提取和分離色素的方法不能用于測定綠葉中各種色素含量，C錯誤；花青素存在于液泡中，易溶于水，其不溶于層析液，故用紅色莧菜葉進行實驗不能得到5條色素帶，D錯誤。教材實驗變式

D

【解析】實驗操作的分析及相應實驗結果：選項實驗操作分析及相應實驗結果判斷A√B用水取代無水乙醇√C√D濾液細線觸及層析液×異常現(xiàn)象原因分析提取到的濾液綠色過淺①研磨不充分，色素未能充分提取出來；#b#②稱取綠葉過少；#b#③加入的無水乙醇過多，色素溶液濃度較??；#b#④未加碳酸鈣或加入的量過少，色素分子部分被破壞濾紙條色素帶不整齊①畫濾液細線時，沒有做到細且直；#b#②濾紙條一端兩角剪得不對稱濾紙條上無色素帶①忘記畫濾液細線；#b#②濾液細線接觸到層析液，且時間較長，色素全部溶解到層析液中；#b#③把自來水當成層析液要點速記綠葉中色素的提取和分離實驗中的異?，F(xiàn)象原因分析3.[鏈接人教版必修1

P98~P99探究·實踐]如圖甲～丁表示用新鮮菠菜進行“綠葉中色素的提取和分離”實驗的幾個主要操作步驟，有關敘述錯誤的是(

)

B

變式2

教材實驗拓展4.[鏈接人教版必修1

P98~P99探究·實踐]羽衣甘藍因其耐寒性和葉色豐富多變的特點，成為冬季重要的觀葉植物。將其葉片色素提取液在濾紙上進行點樣，先后置于層析液和蒸餾水中進行層析和分離，過程及結果如圖所示。已知1、2、3、4、5代表不同的色素。下列分析錯誤的是(

)

D

【解析】圖示分析：光合作用的原理叁教材知識萃取時間結論1928年科學家發(fā)現(xiàn)甲醛對植物有毒害作用，而且甲醛不能通過光合作用轉化為糖1937年1941年水的光解水1.探索光合作用原理的部分過程時間結論1954年、1957年（1954年）美國科學家阿爾農發(fā)現(xiàn)，在光照下,葉綠體可合成[3]______，隨后（1957年）他發(fā)現(xiàn)這一過程總是與水的光解相伴隨20世紀40年代ATP同位素示蹤續(xù)表階段Ⅰ.光反應階段Ⅱ.

暗反應階段過程圖解_____________________________________________________________________________________________場所條件類囊體薄膜葉綠體基質光

2.光合作用的過程物質變化續(xù)表能量變化____________________________________________________________________________________________________________________________________聯(lián)系續(xù)表3.光合作用的總反應式及各元素的去向

（2）[必修1

P104“相關信息”]光合作用的產物有一部分是淀粉,還有一部分是蔗糖。蔗糖可以進入篩管,再通過韌皮部運輸?shù)街仓旮魈?。?）[必修1

P106小字部分]光合作用和化能合成作用的比較：項目光合作用化能合成作用不同點生物類型綠色植物和光合細菌硝化細菌等能量來源光能體外物質氧化時釋放的化學能相同點代謝類型自養(yǎng)需氧型物質變化4.環(huán)境因素驟變對光合作用過程的動態(tài)影響借助光合作用過程圖解從物質的生成和消耗兩個方面綜合分析：

（2）在總光照時間、總黑暗時間均相同的條件下,光照和黑暗間隔處理比連續(xù)光照后再連續(xù)黑暗處理有機物積累量要多。5.連續(xù)光照和間隔光照下的有機物合成量分析深度思考1.希爾實驗說明水的光解與糖的合成不是同一個化學反應，原因是什么？

3.卡爾文的實驗設計思路是什么？

變式1

光合作用探究歷程中的重要實驗1.[鏈接人教版必修1

P100~P101、P102~P103思考·討論,P104正文]光合作用探究過程中的經典實驗，在一定程度上反映了科學探究的一般方法。下列關于光合作用探究歷程的敘述，錯誤的是(

)

C

教材素材變式

科學家相關實驗結論或觀點主要技術或方法恩格爾曼水綿和需氧細菌實驗葉綠體是水綿進行光合作用產生氧氣的場所顯微觀察法用透過三棱鏡的光照射水綿實驗葉綠體主要吸收紅光和藍紫光進行光合作用并產生氧氣魯賓、卡門

18O

標記實驗光合作用釋放的氧氣來自水同位素標記法卡爾文

14C

標記實驗希爾在離體葉綠體的懸浮液中加入鐵鹽或其他氧化劑離體葉綠體在適當條件下發(fā)生水的光解、產生氧氣阿爾農要點速記光合作用探究歷程中的重要實驗和實驗結論2.[鏈接人教版必修1

P102~P103思考·討論]1941年，美國科學家魯賓和卡門用同位素示蹤的方法，研究了光合作用中氧氣的來源，實驗部分過程及結果如圖所示。下列敘述正確的是(

)

A

變式2

光合作用的過程

D

4.[鏈接人教版必修1

P104思考·討論、正文]光合作用通過密切關聯(lián)的兩大階段——光反應和暗反應實現(xiàn)。對于改變反應條件而引起的變化，下列相關說法正確的是(

)

B

B

C

葉綠體基質

藍細菌等原核生物沒有葉綠體，但含有光合色素（葉綠素和藻藍素）和與光合作用有關的酶，也能進行光合作用

實驗前

同位素標記

光合作用的影響因素及其應用肆教材知識萃取1.內部因素（1）植物自身的遺傳特性（如植物品種不同）。以陰生植物、陽生植物為例,如圖所示：（3）葉面積指數(shù)（2）植物葉片的葉齡、葉綠素含量及酶2.外部因素（1）單因素對光合作用的影響因素曲線分析及應用光照強度

因素曲線分析及應用光照強度①補償點：使光合速率與呼吸速率相等的光照強度（或二氧化碳濃度）叫光補償點（或二氧化碳補償點）。②飽和點：使光合速率達到最大時的最小光照強度（或二氧化碳濃度）叫光飽和點（或二氧化碳飽和點）因素曲線分析及應用

續(xù)表因素曲線分析及應用溫度

水分或礦質元素__________________________________________________________________________________________________________________________續(xù)表圖像_______________________________________________________________________________________________________________（2）多因素對光合作用的影響曲線分析應用自變量1續(xù)表情境應用農業(yè)生產中，為提高作物產量，常常進行松土、施用有機肥，并適時進行澆水。（1）中耕松土主要是防止土壤板結而引起光合速率下降，其原因是土壤板結導致土壤缺氧，根細胞進行__________產生酒精和少量的ATP，一方面會影響根細胞對__________的吸收，另一方面還會影響根系的生長發(fā)育，從而影響光合作用的進行。無氧呼吸礦質元素

有機物

（3）科學研究表明，在不同光質下光合作用的產物也有差異，例如，植物在藍紫光照射下，其光合作用產物中蛋白質和脂肪的含量增加；在紅光照射下，其光合作用產物中糖類的含量會增加，因此在植物工廠中若種植大豆，則最好用________照射，若種植甘蔗，最好用______照射。藍紫光紅光（4）隨著全球氣候變暖，干旱災害時常發(fā)生，因此種植作物時需要及時澆水。干旱對光合作用的影響主要有：①缺水初期，氣孔開度降低，_____供應不足。

葉綠素

深度思考變式1

影響光合作用的因素1.[鏈接人教版必修1

P105探究·實踐]下列有關“探究環(huán)境因素對光合作用強度的影響”實驗的敘述，錯誤的是(

)

D

教材素材變式

D

【解析】圖示分析：3.[鏈接人教版必修1

P105探究·實踐]科研人員研究不同光照條件對柑橘生長的影響，部分檢測結果見表。據(jù)此無法推斷的是(

)

光照強度葉色強淺綠13.64.33中綠20.34.17弱深綠28.43.87D

【解析】表格分析：

B

5.[人教版必修1

P106拓展應用T1變式，2022湖南卷]（不定項）在夏季晴朗無云的白天，10時左右某植物光合作用強度達到峰值，12時左右光合作用強度明顯減弱。光合作用強度減弱的原因可能是(

)

AD

施肥種類及鉀肥濃度

光照強度大于【解題思路】

圖1、圖2分析：

變式2

光合作用原理的應用7.[鏈接蘇教版必修1P102~P103走進實驗室]（多選）為探究何種色膜有利于棉花葉的光合作用，研究人員將長勢一致的棉花植株隨機均分為A、B、C、D四組，測定了不同遮光環(huán)境下的光照強度，通過不同遮光處理一周后，測得結果如表所示。下列分析正確的是(

)

處理無遮光（A組）40.925.4紅色透光膜（B組）410.340.010.7藍色透光膜（C組）409.939.613.2黃色透光膜（D組）930.742.121.2ACD

解題指導分析題意，本實驗的自變量是不同的遮光環(huán)境，因變量是光照強度、葉綠素含量和凈光合作用。根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)可知，黃色透光膜處理組中的光照強度、葉綠素含量和凈光合作用強度均高于紅色透光膜和藍色透光膜處理組。

光合作用與細胞呼吸的綜合伍教材知識萃取一、光合作用與呼吸作用的聯(lián)系1.辨析光合作用與呼吸作用類型光合作用呼吸作用發(fā)生范圍含葉綠體的植物細胞、含光合色素的藍細菌等所有活細胞發(fā)生條件在光下進行時時刻刻都進行實質合成有機物、儲存能量分解有機物、釋放能量圖解聯(lián)系____________________________________________________________________________________________________________________能量聯(lián)系____________________________________________________________________________________________________________________續(xù)表項目來源去路光合作用光反應中水的光解有氧呼吸第一、二階段產生ATP光合作用光反應階段產生主要用于暗反應有氧呼吸第一、二、三階段均能產生，第三階段產生的最多作為能量“通貨”，用于各項生命活動2.光合作用與有氧呼吸過程中<m>[??]</m>和ATP的來源與去路

甲圖:自然環(huán)境中，一晝夜植物凈光合速率的變化曲線乙圖：密閉環(huán)境中一晝夜CO2濃度變化曲線二、光合作用與呼吸作用曲線分析甲圖區(qū)段甲圖曲線變化原因乙圖區(qū)段乙圖曲線變化原因黑暗時僅進行細胞呼吸出現(xiàn)光照且逐漸增強，此時光合速率小于呼吸速率（1）甲、乙圖曲線各段變化的原因甲圖區(qū)段甲圖曲線變化原因乙圖區(qū)段乙圖曲線變化原因光照增強且光合速率大于呼吸速率續(xù)表甲圖區(qū)段甲圖曲線變化原因乙圖區(qū)段乙圖曲線變化原因光照逐漸減弱，且光合速率大于呼吸速率光照較弱，光合速率小于呼吸速率黑暗時僅進行細胞呼吸續(xù)表（2）甲、乙圖曲線中要點對比項目甲圖曲線乙圖曲線光合速率與呼吸速率相等曲線的最高點（C）和最低點（G）積累有機物的時間（光合速率大于呼吸速率）有機物積累最多的點開始進行光合作用的時間C點之前（大約B點）一晝夜后能否積累有機物計算：Ⅱ-（Ⅰ+Ⅲ）是否大于02.細胞呼吸和光合作用曲線中關鍵點的移動分析三、植物“三率”的辨析與測定方法1.植物“三率”的辨析2.植物“三率”的測定方法

（2）黑白瓶法——測透光、不透光兩瓶中氧氣的剩余量“黑瓶”不透光，測定的是有氧呼吸量；“白瓶”給予光照，測定的是凈光合作用量?！昂诎灼俊痹囶}是一類通過凈光合作用強度和有氧呼吸強度推算總（真）光合作用強度的試題。一般規(guī)律為黑瓶中氧氣的減少量（或二氧化碳的增加量）為有氧呼吸量；白瓶中氧氣的增加量（或二氧化碳的減少量）為凈光合作用量；二者之和為總光合作用量。（3）半葉法——測定光合作用有機物的產生量半葉法又叫半葉稱重法。在測定時，葉片一半遮光，一半曝光，分別測定兩半葉的干物質質量，進而計算葉片的呼吸速率、凈光合速率和總（真）光合速率,即曝光側葉重-遮光側葉重=總光合量，進一步可算出總光合速率。此方法和“黑白瓶法”的原理基本相同，需要注意的是該種方法在實驗之前需將葉片大葉脈切斷，以防止有機物的運輸。

AC

教材素材變式

（1）植物葉肉細胞中的色素分布在______________（填細胞器的名稱），其中光合色素中的葉綠素主要吸收____________光。葉綠體、液泡藍紫光和紅

細胞質基質、線粒體Ⅰ

右移，不動

1

細胞代謝中的判斷依據(jù)、原因等的分析陸

不能

加熱會破壞將可溶性糖轉化為淀粉的酶的活性

4.[鏈接人教版必修1

P93思考·討論]與燃燒迅速釋放能量相比，有氧呼吸是逐級釋放能量的，這對于生物體來說具有的意義是________________________________________________________________________________________________________。

6.[鏈接人教版必修1

P93~P94正文]如圖表示甲、乙兩名運動員在不同運動強度下，攝氧量與血液中乳酸含量的變化情況。據(jù)此可知，運動員____（填“甲”或“乙”）更適合從事馬拉松運動,你得出此結論的依據(jù)是_____________________________________________________。乙

在同等攝氧量條件下，運動員乙的乳酸含量低于運動員甲

8.[鏈接人教版必修1

P105邊欄]甲、乙兩種植物凈光合速率隨光照強度的變化趨勢如圖所示。甲、乙兩種植物單獨種植時,如果種植密度過大,那么凈光合速率下降幅度較大的植物是____，判斷的依據(jù)是_________________________________________________________________________________________________________________________。甲

光照強度降低導致甲植物凈光合速率降低的幅度比乙大,種植密度過大,植株接受的光照強度減弱,導致甲植物凈光合速率下降幅度比乙大

不變

方法技巧正確解答曲線坐標題的析題原則可分為識標、析線、明點三個步驟：（1）識標：弄清橫、縱坐標的含義及它們之間的聯(lián)系，這是解答此類題的基礎。（2）析線：根據(jù)橫、縱坐標的含義可以得出“在一定范圍內（或超過一定范圍時），隨橫坐標量的變化，縱坐標量會有怎樣的變化”，從而揭示出各段曲線的變化趨勢及其含義。注意：若為多重變化曲線坐標圖，則可先分析每一條曲線的變化規(guī)律，再分析不同曲線變化的因果關系、先后關系，分別揭示其變化趨勢，然后對比分析，找出符合題意的曲線、結論或者是教材中的結論性語言。（3）明點：坐標圖上的曲線有些特殊點，明確這些特殊點的含義是解答此類題的關鍵。若為多重變化曲線坐標圖，則應以行或列為單位進行對比、分析，揭示其變化趨勢。

葉綠素主要吸收紅光和藍紫光，選用紅藍光可以提高植物的光合速率，從而提高生菜的產量B向右上方移動11.[鏈接人教版必修1

P104正文、相關信息，選自2023全國甲卷]某同學將從菠菜葉中分離到的葉綠體懸浮于緩沖液中,給該葉綠體懸浮液照光后有糖產生?；卮鹣铝袉栴}。（1）將葉綠體的內膜和外膜破壞后,加入緩沖液形成懸浮液,發(fā)現(xiàn)黑暗條件下葉綠體懸浮液中不能產生糖,原因是______________________________________________________________。

（2）葉片進行光合作用時,葉綠體中會產生淀粉。請設計實驗證明葉綠體中有淀粉存在,簡要寫出實驗思路和預期結果?！敬鸢浮繉嶒炈悸罚悍蛛x葉綠體，用碘液進行顯色反應。預期結果：反應結果顯藍色。12.[人教版必修1

P106拓展應用T1變式]如圖是夏季晴朗的白天，某種綠色植物葉片光合作用和呼吸作用強度的曲線圖。分析曲線圖并回答下列問題：（1）C點時光合作用強度明顯減弱，其原因是_________________________________________________________________________________________________________。若在大棚生產實踐中，解決的辦法有______________________（寫出一種即可）。

C點時發(fā)生“光合午休”現(xiàn)象，植物細胞為了降低蒸騰作用，氣孔部分關閉，二氧化碳吸收量不足，光合作用強度下降適當遮陰或者適當灌溉

不相同

（3）該整株植物中午12：00時的凈光合作用強度無法判斷，請說明理由：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________