考点一 叶绿体
1．叶绿体及其色素 (1)色素种类、性质和功能
(2)影响叶绿素生物合成的因素
①光是影响叶绿素合成的主要条件，一般植物在黑暗中生长都不能合成叶绿素，叶片呈黄色。 ②温度：叶绿素的生物合成过程，都有酶的参与，温度通过影响酶的活性进而影响叶绿素的合成。
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。另外，Fe是叶绿素合成过程中某些酶的辅助成分，缺Fe也将导致叶绿素合成受阻，幼叶先变黄。
(3)色素与吸收光谱
(4)不同颜色温室大棚的光合效率
①无色透明大棚日光中各色光均能透过，有色大棚主要透过同色光，其他光被其吸收，所以用无色透明的大棚光合效率最高。
②叶绿素对绿光吸收最少，因此绿色塑料大棚光合效率最低。
[知识拓展] (1)吸收光谱：叶绿素a的吸收光谱在长波光区(640～660 nm的红橙光)强于叶绿素b，但在短波光区(430～450 nm的蓝紫光)弱于叶绿素b。类胡萝卜素的吸收光谱主要在短波光区的蓝紫光区。
①连续光谱：可见光→三棱镜→赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫。 ②吸收光谱：可见光→色素溶液→三棱镜→红光、蓝光、紫光区出现强暗带，绿光区几乎无变化(说明绿光吸收非常
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少)。
(2)荧光现象与吸收光谱
叶绿素溶液在透射光下呈绿色，但在反射光下呈红色(叶绿素a为血红色，叶绿素b为棕红色)，此为荧光现象。因为叶绿素分子吸收的光能有一部分消耗于分子内部振动上，辐射出的能量就小，根据波长与光子能量成反比的规律，反射光的波长比入射光的波长要长一些。 2．叶绿体的结构与功能 (1)结构与功能的关系
①基粒的类囊体增大了受光面积。
②类囊体的薄膜上分布着酶和色素，利于光反应的顺利进行。 ③基质中含有与暗反应有关的酶。 (2)功能的实验验证 ①实验过程及现象
②实验结论
a．叶绿体是进行光合作用的场所。 b．O2是由叶绿体释放的。 ③实验分析
本实验设计的巧妙之处在于：
a．选择水绵作实验材料，水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察；用好氧细菌确定O2释放的部位，便于观察。
b．没有空气的黑暗环境排除了O2和光的干扰。
1．(2011年杭州模拟)有甲、乙、丙、丁4盆长势均匀的植物置于阳光下(如图所示)，甲添加品红色光，乙添加绿色光，丙添加品红色滤光片A，丁添加绿色滤光片B，经过一段时间，各盆中长势最旺和长势最差的依次是下列的哪一组( )
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A．甲和乙 B．乙和丙 C．甲和丁 D．丙和丁 解析：植物长势取决于其自身光合作用的强度。植物进行光
合作用时主要吸收红橙光和蓝紫光，图甲不仅有正常阳光，还补加了品红色光，因而光合作用最强，长势最旺。丁因阳光透过绿色滤光片B后只有绿色光，而植物光合作用几乎不吸收绿光，因而丁长势最差。 答案：C
2．(2011年福州质检)右图为正常绿色植物的叶绿素a的吸收光谱、叶绿体色素总吸收光谱以及光合作用的作用光谱(作用光谱代表各种波长下植物的光合作用效率)。以下对该图的分析错误的是( ) A．图示表明叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光 B．总吸收光谱是代表叶绿体四种色素对光能的吸收 C．图示表明只有叶绿素a吸收的光能才能用于光合作用 D．总吸收光谱与光合作用光谱基本一致，说明叶绿体色素吸收光能都能参加光合作用
解析：图示中，叶绿素a的吸收值有两个波峰，主要集中于红光和蓝紫光区；总吸收光谱是指叶绿体色素总吸收值，叶绿体含四种光合色素；图示中，作用光谱的变化趋势与总吸收光谱非常相似，说明色素吸收的光均可用于光合作用。 答案：C
考点二 光合作用的过程分析
1．反应式及元素去向
(2)碳元素：CO2―→C3―→(CH2O) (3)氢元素：H2O―→[H]―→(CH2O) 2．光反应与暗反应的比较
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3.光照和CO2浓度变化对植物细胞内C3、C5、[H]、ATP和O2及(CH2O)含量的影响
[知识拓展]在以上各物质的含量变化中：C3和C5含量的变化是相反的，即C3增加，则C5减少；[H]和ATP的含量变化是一致的，都增加，或都减少。
3．(2011年深圳联考)在叶绿体中，NADPH和NADP＋的运动方向是( )
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A．NADPH与NADP＋同时由类囊体膜向叶绿体基质运动 B．NADPH与NADP＋同时由叶绿体基质向类囊体膜运动
C．NADPH由类囊体膜向叶绿体基质运动，NADP＋则是向相反方向运动 D．NADP＋由类囊体膜向叶绿体基质运动，NADPH则是向相反方向运动
解析：光反应生成NADPH是在类囊体膜上，暗反应消耗NADPH在叶绿体基质中，因此，NADPH由类囊体膜向叶绿体基质运动，NADP＋则相反。 答案：C
4．(2011年济南检测)下图中的甲、乙两图为一昼夜中某作物植株对CO2的吸收和释放状况的示意图。甲图是在春季的某一晴天，乙图是在盛夏的某一晴天，请据图回答问题：
(1)甲图曲线中C点和E点(外界环境中CO2浓度变化为零)时，植株处于何种生理活动状态_______________。
(2)根据甲图推测该植物光合作用强度最高的是______点，植株积累有机物最多的是________点。
(3)乙图中FG段CO2吸收量逐渐减少是因为________，以致光反应产生的__________和__________逐渐减少，从而影响了暗反应强度。
(4)乙图曲线中间E处光合作用强度暂时降低，可能是因为_____________。
解析：甲图中C与E点植物不吸收也不释放CO2，表明植物的光合作用强度等于呼吸作用强度；光合作用强度最高点应是CO2吸收速率最高点(D)，有机物积累最多点应是光合作用减弱到等于呼吸作用时的点(E)。
答案：(1)呼吸作用释放CO2的量等于光合作用吸收CO2的量 (2)D E (3)光照强度逐渐减弱 ATP [H] (4)温度高，蒸腾作用过强，气孔关闭，影响了CO2原料的供应。
考点三 影响光合作用的环境因素及应用
1．光照强度
(1)光照强度与光合作用强度的关系曲线分析
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A点：光照强度为0，此时只进行细胞呼吸，释放的CO2量可表示此时细胞呼吸的强度。 AB段：随光照强度增强，光合作用强度也逐渐增强，CO2释放量逐渐减少，这是因为细胞呼吸释放的CO2有一部分用于光合作用，此时细胞呼吸强度大于光合作用强度。
B点：细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用，即光合作用强度等于细胞呼吸强度(光照强度只有在B点以上时，植物才能正常生长)，B点所示光照强度称为光补偿点。
BC段：表明随着光照强度不断加强，光合作用强度不断加强，到C点以上不再加强了，C点所示光照强度称为光饱和点。限制C点以后光合作用强度不再增加的内部因素是色素含量、酶的数量和最大活性，外部因素是CO2浓度等除光照强度之外的环境因素。 (2)应用
阴生植物的光补偿点和光饱和点都较阳生植物低，如图中虚线所示。间作套种农作物，可合理利用光能。 2．CO2浓度
(1)CO2浓度与光合作用强度的关系曲线曲线表示在一定范围内，光合作用速率随CO2浓度的增加而增大，但当CO2浓度增加到一定范围后，光合作用速率不再增加。
A点表示光合作用强度等于细胞呼吸强度时的CO2浓度，即CO2补偿点。
B点表示CO2饱和点。限制B点的因素是酶的数量和最大活性及光照强度等环境因素。 (2)应用
在农业生产中通过“正其行，通其风”，增施农家肥等增大CO2浓度，提高光合作用强度。 3．温度对光合作用速率的影响
(1)温度主要通过影响与光合作用有关酶的活性而影响光合作用速率。
(2)应用：冬季，温室栽培可适当提高温度；晚上可适当降低温度，以降低细胞呼吸消耗有机物。 4．矿质元素
(1)曲线的含义：在一定浓度范围内，增大必需矿质元素的供应，可提高光合作用速率，但当超过一定浓度后，会因土壤溶
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液浓度过高使植物吸水困难从而导致光合作用速率下降。
(2)应用：在农业生产上，根据植物的需肥规律，适时地、适量地增施肥料，可以提高作物的光合作用。
5．水分的供应对光合速率的影响
水是光合作用的原料，缺水既可直接影响光合作用，又会导致叶片气孔关闭，限制CO2进入叶片，从而间接影响光合速率。
[知识拓展]当外界条件变化时，CO2(光)补偿点移动规律如下： (1)若呼吸速率增加，CO2(光)补偿点应右移，反之应左移。
(2)若呼吸速率基本不变，条件的改变使光合速率下降时，CO2(光)补偿点应右移，反之应左移。
(3)阴生植物与阳生植物相比，CO2(光)补偿点和饱和点都相应向左移动。 6．多因子外界因素对光合作用速率的影响 (1)曲线分析：P点之前时，限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随其因子的不断加强，光合速率不断提高。当到Q点时，横坐标所表示的因素，不再是影响光合速率的因子，要想提高光合速率，可采取适当提高图示中的其他因子的方法。
(2)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，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。总之，可根据具体情况，通过增加光照强度，调节温度或增加CO2浓度来充分提高光合速率，以达到增产的目的。
[知识拓展]环境因子对植物光合作用并不是单独地发挥作用，而是综合的起作用。但各种因子的作用并不是同等重要的，其中起主要作用的因子为关键因子，因此在分析相关问题时，应抓关键因子。
5．在适宜的光照、温度、水和肥等条件下，空气中CO2含量与植物光合产量(有机物积累量)的关系如图所示。理论上分析，不正确的是 ( )
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A．曲线表明，植物的光合作用起始于a点 B．在同等条件下，C4植物的a点可能向左移 C．杂交玉米的m值往往高于一般玉米品种 D．如果光照强度适当增加，a点左移，b点右移
解析：a点时，光合作用与呼吸作用速率相等，植物的光合作用要提前于a点，A错误。C4植物对二氧化碳有很强的亲和力，能利用更低浓度的CO2，a点左移。杂交玉米的产量高，有机物的积累量多，m值高于一般玉米品种。光照强度适当增加，光合速率提高，a点左移，b点右移。B、C、D正确。 答案：A
6. (2011年南昌一模)右图表示光照强度和CO2浓度对某植物光合作用强度的影响。下列有关叙述错误的是( )
A．曲线中a点转向b点时，叶绿体中C3的浓度降低 B．曲线中d点转向b点时，叶绿体中C5的浓度升高 C．ab段影响光合速率的主要因素是光照强度
D．bc段影响光合速率的限制性因素可能是温度等其他条件
解析：d点转向b点时，CO2浓度增大，CO2与C5的反应加快，C5的浓度降低。 答案：B
考点四 光合作用与细胞呼吸的关系
1．区别
2.联系
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3．光合作用速率与呼吸作用速率
(1)呼吸速率的表示方法：植物置于黑暗环境中，测定实验容器内CO2增加量、O2减少量或有机物减少量。 (2)净光合速率和真正光合速率
①净光合速率：常用一定时间内O2释放量、CO2吸收量或有机物积累量表示；
②真正光合速率：常用一定时间内O2产生量、CO2固定量或有机物产生量表示。
(3)光合速率与呼吸速率的关系：
①绿色组织在黑暗条件下或非绿色组织测得的数值为呼吸速率(A点)。
②绿色组织在有光条件下光合作用与细胞呼吸同时进行，测得的数据为净光合速率。 ③真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。 由关系式用O2、CO2或葡萄糖的量表示如下： A．光合作用产氧量＝氧气释放量＋细胞呼吸耗氧量 B．光合作用固定CO2量＝CO2吸收量＋细胞呼吸释放CO2量 C．光合作用葡萄糖产生量＝葡萄糖积累量(增重部分)＋细胞呼吸消耗葡萄糖量
7．(2011年信阳调研)农技员为准确把握蔬菜大棚内CO2的浓度变化情况，在大棚内安装了CO2测量器，假定6时、18时分别为日出、日落时间，请你预测一天内大棚中CO2变化曲线最可能是( ) 解析：6时之前与18时之后，光照弱，呼吸作用大于光合作用，释
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放CO2，大棚内CO2的浓度增大。6时到18时，光合作用大于呼吸作用，吸收CO2，大棚内CO2的浓度降低。 答案：A
8. (2011年珠海一模)右图表示叶片面积指数与光合产物实际量、呼吸量等的关系(叶面积指数是指植物单位面积中叶面积的数量，此数量越大，表示叶片交叉程度越大)。则图中曲线1、2、3及D点所代表的生物意义依次为( ) A．光合作用实际量、呼吸作用量、干物质量；植物的净光合量等于零 B．光合作用实际量、干物质量、呼吸作用量；植物的净光合量等于零 C．干物质量、光合作用实际量、呼吸作用量；植物的净光合量大于零 D．呼吸作用量、光合作用实际量、干物质量；植物的净光合量小于零
解析：植物正常生长，光合产物实际量要大于呼吸量。随叶面积指数增大，叶片交叉程度越大，呼吸量越大，净光合作用越小。到一定程度，光合作用与细胞呼吸相等，净光合作用等于零。1是光合作用实际量，3是呼吸作用量，2是干物质量(即净光合量，是光合作用实际量与呼吸作用量之差)，D点植物的净光合量等于零。答案：B
绿叶中色素的提取和分离
1．实验原理
(1)色素溶于有机溶剂而不溶于水，可用无水乙醇等有机溶剂提取绿叶中的色素。 (2)各种色素在层析液中溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢，从而使各种色素相互分离。 2．实验流程
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3．实验中的注意事项
(1)选材：应选取鲜嫩、颜色深绿的叶片，以保证含有较多的色素。
(2)提取色素：研磨要迅速、充分，且加入各物质的量要成比例，以保证提取较多的色素和色素浓度适宜。
(3)制备滤纸条：剪去两角，以保证色素在滤纸条上扩散均匀、整齐，便于观察实验结果，否则，会形成弧形色素带。
(4)画滤液细线：用力要均匀，快慢要适中。滤液细线要细、直，且干燥后重复画一两次，使滤液细线既有较多的色素，又使各色素扩散的起点相同。
(5)色素分离：滤液细线不要触及层析液，否则滤液细线中的色素分子将溶解到层析液中，滤纸条上得不到色素带。 4．实验中几种化学试剂的作用 (1)无水乙醇用于提取绿叶中的色素。 (2)层析液用于分离绿叶中的色素。
(3)二氧化硅可增加杵棒与研钵间的摩擦力，破坏细胞结构，使研磨充分。 (4)碳酸钙可防止研磨过程中色素被破坏。 [知识拓展]色素提取液呈淡绿色的原因分析 (1)研磨不充分，色素未能充分提取出来。
(2)称取绿叶过少或加入无水乙醇过多，色素溶液浓度小。 (3)未加碳酸钙或加入过少，色素分子部分被破坏。
(4)若将长形滤纸条换成圆形滤纸观察层析实验结果，将出现四个同心圆，从外向内顺序与
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纸条从上到下顺序相同。
9．在叶绿体色素的提取和分离实验中，收集到的滤液绿色过浅，其原因可能是( ) ①未加石英砂，研磨不充分 ②一次加入大量的无水酒精提取 ③分次加入少量无水酒精提取 ④使用放置数天的菠菜叶A．①②③ B．②③④ C．①③④ D．①②④
解析：在提取绿色叶片中的色素的操作过程中，若未加石英砂，研磨不充分，叶绿体没有破坏，其中的色素不能溶解出来，会导致滤液中绿色过浅；一次加入大量的无水酒精，溶剂量过大，相对溶液浓度过小，也会导致滤液绿色过浅；菠菜叶放置数天后，叶绿体中的叶绿素大量分解破坏，也会导致滤液中绿色过浅，不宜作为实验材料。 答案：D
10. (2011年临川模拟)如图表示某同学做“色素的提取和分离”的实验改进装置，下列与之有关的叙述中错误的是( ) A．应向培养皿中倒入层析液
B．应将滤液滴在a处，而不能滴在b处
C．实验结果应得到4个不同颜色的同心圆(近似圆形) D．实验得到的若干个同心圆中最小的一个呈橙黄色
解析：根据图示实验装置可知，a处应滴加滤液，层析液加入培养皿中，层析液沿灯芯向上扩散，到达a点沿滤纸扩散，得到四个不同颜色的同心圆，由内到外依次是叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素，故同心圆中最小的一个呈黄绿色。 答案：D
下图是某一种植物的一个叶肉细胞中的两种生物膜结构及其上面发生的生化反应。下列有关说法中错误的是( )
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A．①具有吸收、传递和转换光能的功能，②的化学本质是蛋白质 B．A结构上的反应所需的能量是由B结构上的反应提供的 C．B结构上的反应所需的氧气可以由A结构上的反应提供
D．B向内折叠形成嵴以增大化学反应的膜面积，体现了结构与功能相适应
【解析】 A上发生水的光解释放氧气，说明A是类囊体膜；B上生成水，B是线粒体膜。A结构上的反应所需的能量来自光能，B结构产生的能量不能用于光合作用，只能用于其他生命活动。 【答案】 B
类型二 光合作用的过程分析
图1表示光合作用部分过程的图解，图2表示改变光照后，与光合作用有关的五碳化合物和三碳化合物在细胞内的变化曲线。根据图回答：
(1)图1中A表示的物质是________，它由________产生，其作用主要是______________。 (2)图1中ATP形成所需的能量最终来自于__________。若用放射性同位素标记14CO2，则14C最终进入的物质是________。
(3)图2中曲线a表示的化合物是________，在无光照时，其含量迅速上升的原因是：____________________。
(4)曲线b表示的化合物是________，在无光照时，其含量下降的原因是：___________。 【解析】 (1)光反应为暗反应提供的物质是[H]和ATP，由此可确定A是[H]，[H]是由水光解后经一系列过程产生的，其作用主要是用于C3的还原。
(2)光反应中，光能转换为活跃的化学能储存于ATP等化合物中，14CO2的同化途径为14CO2
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→14C3→(14CH2O)。
(3)(4)题干中已说明曲线a、b表示C3和C5的含量变化，光照停止后，光反应停止，[H]和ATP下降，C3的还原减弱直至停止，而CO2的固定仍将进行，因此C3含量相对升高，C5含量相对下降，即a表示C3，b表示C5。
【答案】 (1)[H] 水在光下分解 用于C3的还原 (2)太阳光能 (CH2O)
(3)C3 CO2与C5结合形成C3和C3不能被还原 (4)C5 C5与CO2结合形成C3，且C3不能被还原为C5
类型三 影响光合作用的因素分析
(2010年高考浙江理综)试管苗的光合作用能力较弱，需要逐步适应外界环境才能往大田移栽。研究人员进行了“改变植物组织培养条件缩短试管苗适应过程”的实验，实验在适宜温度下进行，图甲和图乙表示其中的两个实验结果。
请回答：
(1)图甲的实验是在大气CO2浓度下进行的。据图分析，试管苗在不加蔗糖的培养基中________和________更高。
(2)图乙是试管苗在密闭、无糖培养基条件下测得的24 h内CO2浓度变化曲线。图中b～c段CO2浓度升高缓慢是因为________，c～d段CO2浓度急剧下降是因为试管苗________。若d点时打开培养瓶塞，试管苗的光合速率________。
(3)根据上述实验结果推知，采用无糖培养基、________和________可缩短试管苗的适应过
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程。
【解析】 (1)由图甲可知，①相同光照强度下，不加蔗糖的试管苗的光合速率高，说明其固定二氧化碳的能力强；②不加蔗糖的试管苗的光饱和点比加蔗糖的试管苗的光饱和点高，说明不加蔗糖的试管苗能更好地利用光能。
(2)由图乙可知，a点之前有光，试管苗可进行光合作用，吸收二氧化碳，使密闭的培养瓶内二氧化碳浓度处于较低水平；a～b段，试管苗进入黑暗环境中，利用a点之前试管苗进行光合作用产生的氧气进行呼吸作用产生二氧化碳，使得培养瓶中二氧化碳的浓度迅速升高；因a～b段的呼吸作用消耗了大量氧气，使得b～c段缺少氧气，呼吸作用减弱，释放的二氧化碳减少，故培养瓶内二氧化碳浓度升高缓慢；c～d段因试管苗重新见光，试管苗利用培养瓶在a～c段积累的大量二氧化碳迅速进行光合作用，吸收二氧化碳，使培养瓶内二氧化碳浓度迅速下降；d点后因缺少二氧化碳，光合作用减弱，若打开培养瓶塞，试管苗可利用外界的二氧化碳，光合速率上升。
(3)由(1)、(2)可知，采用无糖培养基可提高试管苗光合速率，增加光照、补充二氧化碳均可提高试管苗对二氧化碳的利用率，即可提高光合速率，故采用无糖培养基、增加光照、补充二氧化碳等方法均可提高试管苗的光合作用能力，缩短试管苗的适应过程。
【答案】 (1)光合速率 光饱和点 (2)CO2浓度过高使细胞呼吸减弱 进行光合作用吸收了CO2 提高 (3)适当提高CO2浓度 适当提高光照强度
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