高考生物一輪復習講義：光合作用

光合作用——2025屆高考生物一輪復習

【教學目標】

1.了解光合作用的研究歷史。

2.解釋光合作用的光反應、暗反應過程及相互關系。

3.舉例說明光合作用原理的應用。

4.嘗試探究影響光合作用的環(huán)境因素。

【核心素養(yǎng)】

1.科學探究：根據(jù)實驗目的，設計探究實驗。

2.科學思維：分析與綜合：分析光合作用光反應和暗反應過程，認同兩個階段既有區(qū)

別又有聯(lián)系。

3.社會責任：能夠根據(jù)光合作用原理指導生產(chǎn)實踐。

【典例分析】

1.下列有關“葉綠體色素的提取和分離”實驗的敘述，正確的是（）

A.研磨綠葉時加入碳酸鈣的目的是利于研磨

B.色素可以溶解在有機溶劑無水乙醇中

C.葉綠素b在層析液中的溶解度最大

D.分離色素時濾液細線應浸沒在層析液中

答案：B

解析：A、研磨綠葉時加入碳酸鈣的目的是防止研磨過程中色素被破壞，A錯誤；B、

色素可以溶解在有機溶劑無水乙醇中，故以無水乙醇作為提取液，B正確；C、胡蘿卜

素在層析液中的溶解度最大，C錯誤；D、分離色素時濾液細線不能浸沒在層析液中，

D錯誤。故選B。

2.為探究十字花科植物羽衣甘藍的葉片中所含色素種類，某興趣小組做了如下的色素

分離實驗：將其葉片色素提取液在濾紙上進行點樣，先置于用石油配、丙酮和苯配制

成的層析液中層析分離，然后再置于蒸偏水中進行層析，過程及結(jié)果如下圖所示，圖

中1、2、3、4、5代表不同類型的色素。分析錯誤的是（）

濾紙

A.色素1、2、3、4難溶于水，易溶于有機溶劑，色素5易溶于水

B.色素5最可能為花青素，葉綠體中類囊體堆疊成基粒增大了其附著面積

C.色素1和2主要吸收藍紫光，色素3和4主要吸收藍紫光和紅光

D.色素1在層析液中的溶解度最大，其顏色最可能為橙黃色

答案：B

解析：A、1、2、3、4在層析液中具有不同的溶解度，推測是光合色素，光合色素易

溶于有機溶劑，分布在葉綠體中；根據(jù)在蒸偏水中的層析結(jié)果說明，色素5可以溶解

在蒸僵水中，推測其可能是存在于植物液泡中的色素，色素5易溶于水，A正確；

B.色素5最可能為花青素，在于植物液泡中，不在類囊體膜上，B錯誤；

C.色素1、2、3、4是光合色素，依次是胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a、葉綠素b,色

素1和2即胡蘿卜素和葉黃素主要吸收藍紫光，色素3和4即葉綠素a和葉綠素b,主

要吸收藍紫光和紅光，C正確；

D.根據(jù)層析的結(jié)果，色素1距離起點最遠，說明色素1在層析液中的溶解度最大，色

素1是胡蘿卜素，其顏色最可能為橙黃色，D正確。

故選B。

3.植物光合作用的光反應依賴類囊體膜上PSI和PSII光復合體，PSH光復合體含有光

合色素，能吸收光能，并分解水。研究發(fā)現(xiàn)，psn光復合體上的蛋白質(zhì)LHCII,通過

與psn結(jié)合或分離來增強或減弱對光能的捕獲（如圖2所示）。LHCII與psn的分離依

賴LHC蛋白激酶的催化。下列敘述錯誤的是（）

強光

類變體膜

弱光LHCIIPSD

A.葉肉細胞內(nèi)LHC蛋白激酶活性下降，PSH光復合體對光能的捕獲增強

B.Mg2+含量減少會導致psn光復合體對光能的捕獲減弱

c.弱光下LHCII與psn結(jié)合，不利于對光能的捕獲

D.PSII光復合體分解水可以產(chǎn)生H+、電子和。2

答案：c

解析：葉肉細胞內(nèi)LHC蛋白激酶活性下降，LHCII與psn分離減少，PSH光復合體

對光能的捕獲增強，A正確；Mg2+是葉綠素的組成成分，其含量減少會導致psn光復

合體上的葉綠素含量減少，導致對光能的捕獲減弱，B正確；弱光下LHCII與PSII結(jié)

合，增強對光能的捕獲，C錯誤；Psn光復合體能吸收光能，并分解水，水的光解產(chǎn)

生H+、電子和。2刀正確。

4.下圖為類囊體薄膜上發(fā)生的光反應示意圖，PSI和psn是葉綠素和蛋白質(zhì)構成的復

合體，能吸收利用光能進行電子的傳遞。PQ、Cytbf、PC是傳遞電子的蛋白質(zhì)，其中

PQ在傳遞電子的同時能將H+運輸?shù)筋惸殷w腔中。圖中實線為電子的傳遞過程，虛線

為H+的運輸過程。以下說法正確的是（）

A.ATP合成酶由CF0和CF］兩部分組成，在進行H+逆濃度梯度運輸?shù)耐瑫r催化ATP的

合成

B.圖中電子傳遞的過程，最初提供電子的物質(zhì)為水，最終接受電子的物質(zhì)為NADPH

C.圖中類囊體膜兩側(cè)H+濃度差是由H2。光解、PQ主動運輸H+和合成NADPH消耗H+

形成的

D.光能被捕獲后將水分解成。2、H+和e,最終全部轉(zhuǎn)化為ATP中活躍的化學能

答案：C

解析：由于與0光解產(chǎn)生的H+和PQ利用高能電子的能量逆濃度梯度運輸將H+從類

囊體腔外運輸進入類囊體腔，導致類囊體腔中的H+濃度高于葉綠體基質(zhì)，ATP合成酶

由CF0和CF］兩部分組成從類囊體腔順濃度梯度運輸，H+至葉綠體基質(zhì)的同時催化

ATP的合成，A錯誤；根據(jù)圖中所示，水光解后產(chǎn)生氧氣、H+和電子e,故最初提供

電子的物質(zhì)為水，水光解后產(chǎn)生的電子經(jīng)PQ-CytbffPC最終傳遞給NADP+H,將

NADP和H+在酶的作用下還原為NADPH,故最終接受電子的物質(zhì)為NADP+,B錯

誤；水光解產(chǎn)生H+、PQ主動運輸將H+運回到類囊體腔內(nèi)兩個過程，使類囊體腔內(nèi)H+

濃度升高，而H+在類囊體薄膜上與NADP+結(jié)合形成NADPH,使類囊體腔外的H+濃

度降低，C正確；光能被捕獲后將水分解成。2、H+和e,最終轉(zhuǎn)化為ATP和NADPH

中活躍的化學能，D錯誤。

5.在夏季晴朗的白天，分別測得玉米和花生的凈光合速率（用單位時間單位葉面積吸

收CO?的量表示）在不同時段的值如圖曲線所示。下列敘述錯誤的是（）

50

q?

lu

?w

±30

)

用20

溺

如

常10

如

0

時間

A.玉米單位面積有機物積累量最多的時刻是n：00,之后有機物積累量都在減少

B.9：30~11：00引起花生和玉米凈光合速率變化趨勢不同的原因可能是葉肉細胞中

CC）2供應量不同

C.玉米和花生在17：00的光合作用速率可能不相等

D.在18：30時玉米和花生凈光合速率降到最低與呼吸速率的變化無直接關系

答案：A

解析：A、只要積累速率大于零，就表示在積累有機物，因此積累量最大的時刻是

18:30,A錯誤；B、9:30?11:00玉米的凈光合速率繼續(xù)增大，而花生的凈光合速率暫時

下降，二者變化趨勢不同的原因是隨著溫度的升高導致花生的氣孔部分關閉，而玉米

的氣孔不關閉，這會引起光合作用過程中CO?供應量不同，B正確；C、玉米和花生

在17:00的凈光合速率相等，但由于二者的呼吸速率未知，因此二者的總光合作用速

率可能不相等，C正確；D、在18:30時玉米和花生凈光合速率降到最低，這是由傍晚

時刻光照強度明顯下降引起的，與呼吸速率的變化無直接關系，D正確。

6.科學家通過實驗觀察到，正在進行光合作用的葉片突然停止光照后，短時間內(nèi)會釋

放出大量的CO?這一現(xiàn)象被稱為“CO?的猝發(fā)”，由此也得出光照條件下產(chǎn)生（CO2的途

徑不只有細胞呼吸作用。下圖為光飽和點下某植物葉片遮光前CO?吸收速率和遮光后

CC)2釋放速率隨時間變化的曲線，圖中(CC)2吸收或釋放速率是指單位面積葉片在單位

時間內(nèi)吸收或釋放CC)2的量，單位：ptmol?m2?Si下列說法()

A.降低光照強度，短時期內(nèi)C3的含量下降

B.降低光照強度，則圖形A的面積變小，而B的面積保持不變

C.該植物在光飽和點下細胞呼吸釋放CO2速率為5Hm。1?m2.Si

D.該植物在光飽和點下固定CO2的速率為lO^mol.mz.Si

答案：B

解析：B、降低光照強度，光合作用降低圖形A面積會變小，B代表的是呼吸作用，

其面積保持不變，B正確。

7.植物葉片中淀粉的合成受多種環(huán)境因素的影響?，F(xiàn)取某植物生理狀態(tài)一致的葉片若

干，隨機分為8組，實驗處理及檢測結(jié)果如下表所示。下列敘述錯誤的是()

編號組1組2組3組4組5組6組7組8

葡萄糖溶液沒葡萄糖溶液沒泡，

蒸鐳水沒泡，蒸鐳水沒泡，水

泡，溶液中通入溶液中通入CO?和

處理水中通入空氣中通入CO2和N2

空氣凡

光照黑暗光照黑暗光照黑暗光照黑暗

檢測有淀無淀

有淀粉有淀粉有淀粉無淀粉有淀粉無淀粉

結(jié)果粉粉

A.為了使實驗結(jié)果更加準確，實驗前應將該植物在黑暗條件下放置一段時間.

B.組2葉片合成淀粉的原料來自葉片從溶液中吸收的葡萄糖

C.組4葉片無淀粉的原因是缺氧葉片不能進行有氧呼吸，ATP合成不足，葉片無法利

用溶液中的葡萄糖合成淀粉

D.若組7蒸鐳水中只通入N2,預期實驗結(jié)果是葉片有淀粉

答案：D

解析：A、為了使實驗結(jié)果更加準確，實驗前應將該植物在黑暗條件下放置一段時

間，以消耗植物葉片中原有的淀粉，A正確；

B.組2葉片在黑暗中不能進行光合作用合成淀粉，它可以利用溶液中的葡萄糖合成淀

粉，B正確；C、與組2相比，組4葉片不能進行有氧呼吸，ATP合成不足，葉片無法

利用溶液中的葡萄糖合成淀粉，C正確；

D.組7中若只通入N2,由于缺乏CO2即使有光照，葉片也不能進行光合作用合成淀

粉，D錯誤。

8.在長期的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活實踐中，勞動人民積累了豐富的田間管理經(jīng)驗和生活經(jīng)

驗，如間作（同一生長期內(nèi)，在同一塊田地上間隔種植兩種作物）、套種（一年內(nèi)在

同一塊田地上先后種植兩種作物）和輪作（在不同年份將不同作物按一定順序輪流種

植于同一塊田地上）等，通過這些農(nóng)業(yè)管理方式，可以有效地利用土地資源，提高農(nóng)

作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。下列相關敘述箱送的是（）

A.農(nóng)業(yè)上采用輪作的方式可提高土壤中養(yǎng)分的利用率，減少病蟲害

B.間作、套種都是利用不同作物之間的互補效應來提高光能的利用率

C.“玉米帶大豆，十年九不漏”描述的是不同作物通過間作、套種增加產(chǎn)量

D.合理輪作、合理密植分別通過增加作物密度和調(diào)整種植順序來提高產(chǎn)量

答案：D

解析：A、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上可以采用輪作的方式，這樣可以提高土壤中養(yǎng)分的利用率，防

治病蟲害，A正確；B、合理套作能提高光能和土地的利用效率，增加單位土地的有效

光合面積，B正確；C、“玉米帶大豆，十年九不漏”描述的是玉米和大豆間作，不僅

充分利用了群落的空間，還因為豆科植物常有根瘤菌與其共生而增加了土壤中的含氮

量，促進玉米增產(chǎn)，C正確；D、由于不同作物對各種營養(yǎng)元素需要量不同，合理輪

作，避免重茬能均衡地利用土壤養(yǎng)分；合理密植可使大田作物得到良好的通風，進而

為作物的光合作用提供充足的CO?，以有利于其在葉綠體基質(zhì)中直接生成更多的三碳

化合物，進而提高產(chǎn)量，D錯誤。

9.龍血樹在《本草綱目》中被譽為“活血圣藥”，有消腫止痛、收斂止血的功效。圖

甲、乙分別為龍血樹在不同條件下相關指標的變化曲線（單位：mmol?cm2?hi）。下列

敘述正確的是（）

co2吸收或產(chǎn)生速率

8...............Ji——co,吸收

6-/j\B--CO?產(chǎn)生

o153()4560溫度足

甲

A.據(jù)圖甲分析，溫度為30口和40□時，葉綠體消耗CO?的速率相等

B.40□條件下，若黑夜和白天時間相等，龍血樹能正常生長

C.補充適量的礦質(zhì)元素可能導致圖乙中D點右移

D.圖乙中影響C、D、E三點光合速率的主要環(huán)境因素不同

答案：A

解析：圖甲中，CO2吸收速率表示凈光合作用速率，CO?產(chǎn)生速率表示呼吸作用速

率，葉綠體消耗的CO?量是指總光合作用量，根據(jù)總光合作用速率=凈光合作用速率+

呼吸作用速率，可知溫度為30□時，葉綠體消耗CO?的速率=8+2=10(mmol-cm2-hi)；

溫度為40□時，葉綠體消耗CO?的速率=5+5=10(mmol,cm2-hi),A正確。

10.光照過強時還原能的積累會導致自由基的產(chǎn)生，損傷膜結(jié)構。光呼吸(圖中虛線所

示)可促進草酰乙酸蘋果酸的穿梭，輸出葉綠體和線粒體中過剩的還原能實現(xiàn)光保

護，其中過程□是光呼吸速率的限制因素，線粒體中的電子傳遞鏈對該過程有促進作

用，相關機制如下圖。請回答下列問題。

(1)圖中過程□進行的場所是，葉綠體和線粒體中電子傳遞鏈分別位于

(2)圖中葉綠體所示過程需要NADPH參與的有、,過剩的

NADPH通過草酰乙酸蘋果酸穿梭，在光呼吸的過程(填序號)消耗。

(3)線粒體中的電子傳遞鏈促進過程□的機理是o

(4)線粒體電子傳遞鏈有細胞色素途徑(CP)和交替氧化途徑(AP)。CP途徑有ATP

的合成；AP途徑無ATP的合成，能量以熱能的形式散失。為了進一步研究不同環(huán)境

條件對兩條途徑的影響，科研人員利用正常植株和aoxla突變體(AP功能缺陷)進行

了相關實驗，結(jié)果如下圖。

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□正常情況下，黑暗時電子傳遞鏈以途徑為主。

□光照過強時，光保護主要依賴于途徑，而不是另一途徑，從物質(zhì)和能量

變化的角度分析其原因是。

□溫度與光保護機制的關系是。

答案：(1)葉綠體基質(zhì)；葉綠