資源簡介

（5）光合作用
——2025高考生物學一輪復習易混易錯專項復習
易混易錯梳理
1.光合色素：葉綠素對橙光，黃光吸收較少，對綠光吸收最少，主要吸收紅光和藍紫光
2.暗反應過程并非不需要光
光合作用的過程可以分為兩個階段，即光反應和暗反應。
前者在光下才能進行，并在一定范圍內隨著光照強度的增加而增強；后者在有光、無光的條件下都可以進行光反應的產物[H]和ATP，因此在無光條件下不可以長期進行
3.影響光合作用的因素及其應用
（1）光照強度
①光照強度與光合作用強度的關系曲線分析
A點：光照強度為0，此時只進行細胞呼吸，釋放的CO2量可表示此時細胞呼吸的強度。
AB段：隨光照強度增強，光合作用強度也逐漸增強，CO2釋放量逐漸減少，這是因為細胞呼吸釋放的CO2有一部分用于光合作用，此時細胞呼吸強度大于光合作用強度。
B點：細胞呼吸釋放的CO2全部用于光合作用，即光合作用強度等于細胞呼吸強度（光照強度只有在B點以上時，植物才能正常生長）。
BC段：表明隨著光照強度不斷加強，光合作用強度不斷加強，到C點以后不再加強。限制C點以后光合作用強度不再增加的內部因素是色素含量、酶的數量和最大活性，外部因素是CO2濃度等除光照強度之外的環境因素。
②應用：陰雨天適當補充光照，及時對大棚除霜消霧。
（2）CO2濃度
①曲線分析：A點是進行光合作用所需的最低CO2濃度，B點是CO2飽和點；B點以后，隨著CO2濃度的增加光合作用強度不再增加。
②應用：溫室中適當增加CO2濃度，如投入干冰等，大田中“正其行，通其風”，多施有機肥來提高CO2濃度。
（3）溫度
①B點是最適溫度，此時光合作用最強，高于或低于此溫度光合作用強度都會下降，因為溫度會影響酶的活性。
②應用：溫室栽培時白天適當提高溫度，夜間適當降低溫度。
（4）水及礦質元素對光合作用的影響
①原理：①N、Mg、Fe等是葉綠素合成的必需元素，若這些元素缺乏，會影響葉綠素的合成從而影響光合作用。
水既是光合作用的原料，又是體內各種化學反應的介質，水還會影響氣孔的開閉，從而影響CO2進入植物體。
②應用。
合理施肥；預防干旱，合理灌溉。
4.植物“三率”
Ⅰ.常考易錯的“三率”
（1）呼吸速率：植物非綠色組織（如蘋果果肉細胞）或綠色組織在黑暗條件下測得的值－單位時間內一定組織的CO2釋放量或O2吸收量。
（2）真正（總）光合速率：表示植物綠色組織在有光條件下進行光合作用消耗的CO2或產生O2的量。
（3）凈光合速率：植物綠色組織在有光條件下，總光合作用與細胞呼吸同時進行時，測得的數據為凈光合速率。從數值關系上：凈光合速率＝總光合速率－呼吸速率。
Ⅱ.植物“三率”的判斷
（1）根據坐標曲線判定：當光照強度為0時，若CO2吸收值為負值，該值代表呼吸速率，該曲線則代表凈光合速率；若CO2吸收值為0，該曲代表真正（總）光合速率。
（2）根據實驗條件判定：實驗結果所給數值若為黑暗條件下綠色植物的測定值，則為呼吸速率；若所給數值為有光條件下綠色植物的測定值，則為凈光合速率。
（3）根據代謝過程圖解進行判定：
a.呼吸速率：②或⑤
b.凈光合速率：①或④
c.總光合速率：③=①+②；⑥=④+⑤.
Ⅲ.光合作用和細胞呼吸綜合曲線解讀
（1）綠色組織在黑暗條件下或非綠色組織只進行呼吸作用，測得的數值為呼吸速率（A點）
（2）綠色組織在有光條件下，光合作用與細胞呼吸同時進行，測得的數據為凈光合速率
（3）環境條件改變時光補償點、光飽和點的移動
①光補償點的移動：呼吸速率增加，其他條件不變時，光補償點應右移，反之左移。呼吸速率基本不變，相關條件的改變使光合速率下降時，光補償點應右移，反之左移。
②光飽和點的移動：相關條件的改變（如增大CO2濃度）使光合速率增大時，光飽和點C應右移，反之左移。
Ⅳ.不同條件下一晝夜植物光合作用曲線
（1）自然環境中一晝夜植物光合作用曲線：
①開始進行光合作用的點：b
②光合作用與呼吸作用相等的點：c、e
③開始積累有機物的點：c
④有機物積累量最大的點：e
密閉容器中一晝夜植物光合作用曲線：
①光合作用強度與呼吸作用強度相等的點：D、H.
②該植物一晝夜表現為生長，其原因是I點CO2濃度低于A點CO2濃度，說明一晝夜密閉容器中CO2濃度減小，即植物光合作用制造的有機物量＞呼吸作用消耗的有機物量，植物生長。
易混易錯通關
1.植物光合作用受CO2濃度、溫度與光照強度的影響。如圖為在一定CO2濃度和適宜溫度條件下，測定某植物葉片在不同光照條件下的光合速率。下列有關說法錯誤的是（ ）
A.在a點所示條件下，該植物的葉肉細胞內能夠產生ATP的部位只是線粒體
B.該植物葉片的呼吸速率是5mg/（100cm2葉·h）
C.在一晝夜中，將該植物葉片置于c點光照強度條件下11h，其余時間置于黑暗中，則每100cm2葉片一晝夜中CO2的凈吸收量為45mg
D.已知該植物光合作用和細胞呼吸的最適溫度分別為25℃和30℃。若將溫度提高到30℃的條件下（原光照強度和CO2濃度不變），則圖中b點將向右移，c點將向左下移動
2.高等植物的光合作用依賴光合色素。不同環境條件下，葉綠素a和葉綠素b之間可以相互轉化，這種轉化稱為“葉綠素循環”。研究發現，在適當遮光條件下，葉綠素a與葉綠素b的比值會降低，以適應環境。圖中②③是兩種葉綠素的吸收光譜。下列關于葉綠素的敘述正確的是（ ）
A.圖中②和③主要分布在葉綠體的內膜上
B.利用紙層析法分離色素時，③應位于濾紙條的最下端
C.植物葉片呈現綠色是由于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
3.用打孔器在某植物的葉片上打出多個圓片并用氣泵抽出葉片內氣體直至沉底，然后將等量的葉圓片分別轉至含有等濃度的NaHCO3溶液的多個培養皿中，然后給予一定的光照，在相同且適宜的條件下，測量不同溫度下的葉圓片全部上浮至液面所用的平均時間，如圖所示。下列說法正確的是（ ）
A.上浮至液面的時間可反映凈光合速率的相對大小
B.在ab段，隨著水溫的增加，凈光合速率逐漸減小
C.葉片真正光合作用的最適溫度一定位于bc段
D.在cd段，主要是由于NaHCO3濃度下降、CO2減少導致上浮時間延長
4.如圖為溫度對光合作用的影響曲線，下列敘述錯誤的是（ ）
A.呼吸作用的最適溫度高于光合作用
B.溫度等于25℃時，光合作用積累的有機物j的量在增加
C.溫度高于35℃時，凈光合速率增大
D.溫度為30℃時，光合作用產生O2的速率約為6.50mL/h
5.科學家恩格爾曼用透過三棱鏡的光照射水綿臨時裝片，發現好氧細菌大量聚集在如圖所示區域。以下分析正確的是（ ）
A.實驗過程中裝片放置在沒有空氣的黑暗環境中，是為了設置自變量
B.本實驗不同波長的光束照射的區域形成對比實驗
C.本實驗證明葉綠體吸收CO2并釋放O2
D.本實驗的結果可以證明水綿葉綠體中的胡蘿卜素和葉黃素主要吸收藍紫光，葉綠素a和葉綠素b主要吸收藍紫光和紅光
6.利用裝置甲，在相同條件下分別將綠色植物E、F的葉片制成大小相同的葉圓片，抽出空氣，進行光合作用速率測定。圖乙是利用裝置甲測得的數據繪制成的坐標圖。下列敘述正確的是（ ）
A.從圖乙可看出，F植物適合在較強光照下生長
B.光照強度為1 klx時，裝置甲中放置植物E的葉圓片進行測定時，液滴不移動
C.光照強度為3 klx時，E、F兩種植物的葉圓片產生氧氣的速率相等
D.光照強度為6 klx時，裝置甲中E植物葉圓片比F植物葉圓片浮到液面所需時間短
7.如圖是生物體內能量供應與利用的示意圖，下列說法正確的是（ ）
A.①過程所需的色素只分布在類囊體薄膜上
B.H2O在光合作用和細胞呼吸過程中都可被消耗
C.①③中合成ATP所需的能量來源相同
D.動物細胞中，④中的能量可用于肌肉收縮、人的紅細胞吸收葡萄糖等生命活動
8.在其他條件適宜的情況下，以CO2的吸收量與釋放量為指標在光照和黑暗條件進行光合作用實驗的結果如下表所示：
溫度（℃） 5 10 15 20 25 30 35
光照下吸收CO2（mg/h） 1.00 1.75 2.50 3.25 3.75 3.5 3.00
黑暗中釋放CO2（mg/h） 0.50 0.75 1.00 1.50 2.25 3.00 3.50
下列對該表數據的分析正確的是（ ）
A.在連續光照的情況下，該植物在35℃條件下不能生長
B.晝夜不停地光照，該植物生長的最適溫度為30℃
C.每天光照與黑暗時間相等，在恒溫條件下，25℃時該植物積累的有機物最多
D.每天光照與黑暗時間相等，在恒溫條件下，30℃與5℃條件下積累的有機物相等
9.某研究小組將水稻葉片置于一密閉、恒溫的透明玻璃容器內，在不同的處理條件下，測得容器內氧氣量的變化如圖所示。下列有關敘述正確的是（ ）
A.M點后的短時間內，葉肉細胞內C3的量增加
B.在N點時，水稻葉片光合作用停止，密閉容器內氧氣量不再增加
C.5~15min該容器內氧氣增加的速率逐漸減小，其限制因素是光照強度
D.若0~15mn水稻葉片的呼吸速率不變，則其通過光合作用產生的氧氣量為6×10-7mol
10.植物工廠在人工精密控制光照、溫度、濕度、CO2濃度和營養液成分等條件下，生產蔬菜和其他植物，光合作用和細胞呼吸原理是植物工廠提高作物產量的重要理論依據。請回答下列問題：
（1）下圖表示在密閉恒溫小室內測定的a、b兩種蘿卜光合作用強度與光照強度的關系。
①光照強度為Pklx時，a的細胞中合成ATP的細胞器有______________。
②當光照強度由Pklx突然增大，短時間內b的葉綠體中C3含量______________。
③光照強度為Zklx條件下，每天給予14小時黑暗、10小時光照，則a和b積累有機物較多的是______________。
（2）與自然栽培模式不同，植物工廠幾乎完全依靠LED燈提供光源。不同光質配比及光處理周期對蘿卜體內葉綠素含量、總干重及其根冠比的影響如下表所示。
組別 處理 結果
光質配比 光處理周期 葉綠素含量 總干重（g） 根冠比
A 紅光：藍光=1：1 光照12h，黑暗12h 39.7 0.57 0.069
B 紅光：藍光=2：1 光照12h，黑暗12h 40.4 0.42 0.143
C 紅光：藍光=1：1 光照16h，黑暗8h 42.5 0.58 0.115
D 紅光：藍光=2：1 光照16h，黑暗8h 44.25 0.86 0.194
①據表分析，有機物積累最多的組別是______________，從影響植物光合作用速率的自身因素分析，其原因是______________。
②為增加蘿卜產量，植物工廠可適當______________（填“延長”或“縮短”）光照時間，并適當______________（填“提高”或“降低”）紅藍光比例，判斷的依據是______________。
（3）采摘后的蘿卜在儲存過程中有機物的含量會______________（填“增加”、“減少”或“不變”），為延長保質期，宜在______________條件下儲存。
答案以及解析
1.答案：A
解析：由題圖可知，在a點時該植物只進行細胞呼吸，不能進行光合作用，所以在a點所示條件下，該植物的葉肉細胞內能夠產生ATP的部位是細胞質基質和線粒體。從題圖中可以看出，光照強度為0時，a點對應的值即為呼吸速率。將該植物葉片置于c點光照強度條件下11小時，每100cm2葉片CO2的凈吸收量為10×11=110mg；其余時間置于黑暗中，每100cm2葉片CO2的釋放量為5×13=65mg，故每100cm2葉片一晝夜中CO2的凈吸收量為110-65=45mg。若將溫度升高到30℃，則細胞呼吸強度會增大，光合作用強度會減小，故b點將右移，c點將下移。
2.答案：D
解析：圖中②（葉綠素b）、③（葉綠素a）主要分布在葉綠體的類囊體薄膜上，A錯誤；利用紙層析法分離色素時，②（葉綠素b）應位于濾紙條的最下端，B錯誤；植物葉片呈現綠色是由于②③吸收綠光最少，反射綠光最多而呈綠色，C錯誤；在適當遮光條件下，葉綠素a與葉綠素b的比值會降低，以適應環境，可知弱光下②（葉綠素b）的相對含量增高有利于植物對弱光的利用，D正確。
3.答案：A
解析：A、根據分析中葉圓片上浮的原理可知，葉圓片上浮至液面的時間可反映凈光合速率的相對大小，A正確；
B、ab段，隨著水溫的增加，葉圓片上浮需要的時間縮短，說明氧氣產生速率加快，凈光合速率逐漸增大，B錯誤；
C、上浮至液面的時間可反映凈光合速率的相對大小，而真光合速率=凈光合速率+呼吸速率，由于溫度變化也會影響呼吸酶的活性，所以葉片真正光合作用的最適溫度不一定位于bc段，C錯誤；
D、根據題意可知，不同溫度條件下的實驗組中含有等濃度的NaHCO3溶液，所以在cd段，不是由于NaHCO3濃度下降、CO2減少導致上浮時間延長，而是溫度過高，導致光合作用酶活性降低，使葉圓片上浮需要的時間延長，D錯誤。
故選A。
4.答案：C
解析：光照下二氧化碳的吸收速率代表凈光合速率，黑暗條件下二氧化碳的釋放速率代表呼吸速率。由圖中數據可知，呼吸作用的最適溫度可能大于35℃，而光合速率的最大值對應的溫度在30℃左右，據此可推測，呼吸作用的最適溫度高于光合作用的最適溫度，A正確。溫度等于25℃時，凈光合速率達到最大，光合作用積累的有機物的量增加，B正確。結合圖示可以看出，溫度等于25℃時，凈光合速率達到最大，后隨溫度升高，凈光合速率下降，故溫度高于35℃時，凈光合速率變小，C錯誤。光合作用產生的O2表示總光合速率，總光合速率等于呼吸速率和凈光合速率之和，溫度為30℃時，光合作用產生O2的速率約為3+3.5= 6.50（mL/h），D正確。
5.答案：B
解析：實驗過程中裝片放置在沒有空氣的黑暗環境中，是為了排除無關變量的影響，空氣中含有氧氣，需要隔絕，放在黑暗中是為了排除其他光源的影響，A錯誤：該實驗中，透過三棱鏡形成的不同波長的光束照射的區域形成對比實驗，B正確；該實驗可證明光合作用產生了O2，光合作用的場所是葉綠體，但沒有證明葉綠體吸收C O2，C錯誤；該實驗的結果可以證明水綿光合作用主要吸收紅光和藍紫光，不能說明各種色素具體吸收什么光，D錯誤。
6.答案：D
解析：本題考查影響光合作用的因素以及相關探究實驗。根據圖乙可知，F植物葉圓片的光補償點和光飽和點都比較低，適合在較弱光照下生長，A錯誤；光照強度為1 klx時，E植物葉圓片的呼吸速率大于光合速率，裝置甲中E植物葉圓片會吸收裝置中的氧氣，使液滴左移，B錯誤；光照強度為3 klx時，E、F兩種植物葉圓片的凈光合強度相等，但E植物葉圓片的呼吸作用強度大于F植物葉圓片，故光照強度為3 klx時，E、F兩種植物的葉圓片產生氧氣的速率不相等，C錯誤；光照強度為6 klx時，E植物葉圓片的凈光合作用強度大于F植物葉圓片的凈光合作用強度，故此光照強度下，E植物葉圓片釋放的氧氣多，故裝置甲中E植物葉圓片比F植物葉圓片浮到液面所需時間短，D正確。
7.答案：B
解析：A、原核生物沒有類囊體薄膜，也可能有進行①光反應過程所需的色素，如光合細菌，A錯誤；
B、光合作用的光反應階段消耗水，細胞呼吸（有氧呼吸）第二階段消耗水，B正確；
C、①光反應中合成ATP所需的能量來自光合色素吸收的光能，③細胞呼吸中合成ATP所需的能量來自有機物中的化學能，C錯誤；
D、人的紅細胞吸收葡萄糖屬于協助擴散，不需要能量，肌肉收縮消耗能量，D錯誤。
故選B。
8.答案：D
解析：表中光照下吸收CO2量表示凈光合速率，黑暗中釋放CO2量表示呼吸作用速率。在35℃條件下凈光合速率大于0，則連續光照的情況下，該植物在35℃條件下能生長，A錯誤；晝夜不停地光照，該植物處于生長的最適溫度時，凈光合作用速率最大，故最適溫度在25℃左右，B錯誤；每天光照與黑暗時間相等，在恒溫條件下，植物處于積累有機物最多的溫度時，凈光合速率與呼吸作用速率的差值最大，由表中數據可知，25℃時該植物積累的有機物不是最多的，30℃時該植物積累的有機物與5℃時該植物積累的有機物相等，C錯誤，D正確。
9.答案：D
解析：M點后的短時間內，光反應階段產生的[H]、ATP增多，三碳化合物的還原增加，葉肉細胞內C3的量減少，A錯誤；在N點時，水稻葉片的光合作用強度等于呼吸作用強度，密閉容器內的氧氣量不再增加，B錯誤；5~15min該容器內氧氣增加的速率逐漸減小的原因是容器內二氧化碳不斷被消耗，二氧化碳濃度逐漸降低，C錯誤；根據題意可知，前5min水稻葉片通過呼吸作用消耗的O2量為5×10-7-4×10-7=1×10-7（mol），5~15min水稻葉片釋放的O2量為8×10-7-4×10-7=4×10-7（mol），若0~15min水稻葉片的呼吸速率不變，則其通過光合作用產生的氧氣量為4×10-7+2×1×10-7=6×10-7（mol），D正確。
10.答案：（1）線粒體和葉綠體；減少；b
（2）D；該條件下蘿卜植株葉綠素的含量最高（該光質比和光處理周期促進葉綠素的合成），利用光的能力增強，合成有機物最多；延長；提高；D組蘿卜的總干重最大，且根冠比最大
（3）減少；低溫、低氧
解析：（1）①光照強度為Pklx時，此光照為光補償點，植物進行光合作用，又進行呼吸作用，a的細胞中合成ATP的細胞器有線粒體和葉綠體。
②若光照強度突然增強，短時間內光反應產生ATP和[H]的速率增加，但ATP和H]消耗速率基本不變，故ATP和H]的含量會增加；短時間內消耗C5生成C3的速率不變，由于ATP和[H]的含量的增加，消耗C3生成C5的速率加快，即C5含量增加，C3含量減小。故若光照強度突然增強，短時間內葉綠體中C3含量隨之減少。
③光照強度為Zklx條件下，每天給予14小時黑暗、10小時光照，則a積累的有機物為=白天凈光合作用積累的有機物-夜晚呼吸作用消耗的有機物=5×10-3×14=8，同理b積累的有機物為=白天凈光合作用積累的有機物-夜晚呼吸作用消耗的有機物=5×10-1×14=36，因此積累有機物較多的是b。
（2）①據表分析，有機物積累最多的組別是D組，因為D組的總干重最重，從影響植物光合作用速率的自身因素分析，其原因是該條件下蘿卜植株葉綠素的含量最高（該光質比和光處理周期促進葉綠素的合成），利用光的能力增強，合成有機物最多。
②D組的有機物積累最多，其光照時間也最長，因此為增加蘿卜產量。植物工廠可適當延長光照時間，D組的紅藍光比例也是最高的，因此可以適當提高紅藍光比例。
（3）由于采摘后的蘿卜在儲存過程中會進行有氧呼吸等，因此有機物的含量會減少，為延長保質期，應該低溫降低有氧呼吸相關的酶活性，低氧以降低有氧呼吸所需要的氧氣，進而從總體上降低有氧呼吸對有機物的消耗。

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