光合作用知识点讲解
名词：1、光合作用：发生范围(绿色植物)、场所(叶绿体)、能量来源(光能)、原料(二氧化碳和水)、产物(储存能量的有机物和氧气)。
语句：1、光合作用的发现：①1771年英国科学家普里斯特利发现，将点燃的蜡烛与绿色植物一起放在密闭的玻璃罩内，蜡烛不容易熄灭;将小鼠与绿色植物一起放在玻璃罩内，小鼠不容易窒息而死，证明：植物可以更新空气。②1864年,德国科学家把绿叶放在暗处理的绿色叶片一半暴光，另一半遮光。过一段时间后，用碘蒸气处理叶片，发现遮光的那一半叶片没有发生颜色变化，曝光的那一半叶片则呈深蓝色。证明：绿色叶片在光合作用中产生了淀粉。③1880年，德国科学家思吉尔曼用水绵进行光合作用的实验。证明：叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所，氧是叶绿体释放出来的。④20世纪30年代美国科学家鲁宾卡门采用同位素标记法研究了光合作用。第一组相植物提供H218O和CO2，释放的是18O2;第二组提供H2 O和C18O，释放的是O2。光合作用释放的氧全部来自来水。
2、叶绿体的色素：①分布：基粒片层结构的薄膜上 。②色素的种类：高等植物叶绿体含有以下四种色素。A、叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，包括叶绿素a(蓝绿色)和叶绿素b( ;B、类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，包括胡萝卜素 和叶 素
3、叶绿体的酶：分布在叶绿体基粒片层膜上(光反应阶段的酶)和叶绿体的基质中(暗反应阶段的酶)。
4、光合作用的过程：①光反应阶段a、水的光解：2H2O→4[H]+O2(为暗反应提供氢)b、ATP的形成：ADP+Pi+光能—→ATP(为暗反应提供能量)②暗反应阶段： a、CO2的固定：CO2+C5→2C3 b、C3化合物的还原：2C3+[H]+ATP→(CH2O)+C5
5、光反应与暗反应的区别与联系：①场所：光反应在叶绿体基粒片层膜上，暗反应在叶绿体的基质中。②条件：光反应需要光、叶绿素等色素、酶，暗反应需要许多有关的酶。③物质变化：光反应发生水的光解和ATP的形成，暗反应发生CO2的固定和C3化合物的还原。④能量变化：光反应中光能→ATP中活跃的化学能，在暗反应中ATP中活跃的化学能→CH2O中稳定的化学能。⑤联系：光反应产物[H]是暗反应中CO2的还原剂，ATP为暗反应的进行提供了能量，暗反应产生的ADP和Pi为光反应形成ATP提供了原料。
6、光合作用的意义：①提供了物质来源和能量来源。②维持大气中氧和二氧化碳含量的相对稳定。③对生物的进化具有重要作用。总之，光合作用是生物界最基本的物质代谢和能量代谢。
7、影响光合作用的因素：有光照(包括光照的强度、光照的时间长短)、二氧化碳浓度、温度(主要影响酶的作用)和水等。这些因素中任何一种的改变都将影响光合作用过程。如：在大棚蔬菜等植物栽种过程中，可采用白天适当提高温度、夜间适当降低温度(减少呼吸作用消耗有机物)的方法，来提高作物的产量。再如，二氧化碳是光合作用不可缺少的原料，在一定范围内提高二氧化碳浓度，有利于增加光合作用的产物。当低温时暗反应中(CH2O)的产量会减少，主要由于低温会抑制酶的活性;适当提高温度能提高暗反应中(CH2O)的产量，主要由于提高了暗反应中酶的活性。
8、光合作用过程可以分为两个阶段,即光反应和暗反应。前者的进行必须在光下才能进行，并随着光照强度的增加而增强，后者有光、无光都可以进行。暗反应需要光反应提供能量和[H]，在较弱光照下生长的植物，其光反应进行较慢，故当提高二氧化碳浓度时，光合作用速率并没有随之增加。光照增强，蒸腾作用随之增加，从而避免叶片的灼伤，但炎热夏天的中午光照过强时，为了防止植物体内水分过度散失，通过植物进行适应性的调节，气孔关闭。虽然光反应产生了足够的ATP和〔H〕，但是气孔关闭，CO2进入叶肉细胞叶绿体中的分子数减少，影响了暗反应中葡萄糖的产生。
9、在光合作用中：a、由强光变成弱光时，[产生的H]、ATP数量减少，此时C3还原过程减弱，而CO2仍在短时间内被一定程度的固定，因而C3含量上升，C5含量下降，(CH2O)的合成率也降低。b、CO2浓度降低时，CO2固定减弱，因而产生的C3数量减少，C5的消耗量降低，而细胞的C3仍被还原，同时再生，因而此时，C3含量降低，C5含量上升。
一、单项选择题
1.下列有关光合作用的叙述正确的是 ( )
A.无氧条件下，光合作用是细胞内ATP的唯一来源
B.在暗反应过程中酶和C5化合物的数量因消耗而不断减少
C.在较强光照下，光合作用强度随着CO2浓度的提高而增强
D.在白天，叶绿体可为线粒体提供O2，用于有机物的氧化分解
解析：在无氧条件下，细胞内ATP来自无氧呼吸，如果是能进行光合作用的细胞,ATP还可来自光合作用;在光合作用暗反应中，酶和C5化合物的数量不会因消耗而减少;在较强光照下，在一定范围内，光合作用强度随着CO2浓度的提高而增强;白天，光合作用能产生O2，生成有机物，可提供给细胞呼吸。
答案：D
2.下图表示植物光合作用的一个阶段,下列各项叙述正确的是 ( )
A.该反应的场所是叶绿体的类囊体
B.C3生成C6H12O6需要[H]、ATP和多种酶
C.提高温度一定能促进C6H12O6的生成
D.无光条件有利于暗反应进行
解析：图示的光合作用阶段为光合作用暗反应，该反应发生的场所是叶绿体基质,该过程在有光、无光的条件下均会进行,该过程的物质变化为CO2的固定和C3的还原,其中C3还原需要光反应提供[H]和ATP,此外还需要多种酶的参与。温度通过影响该过程中酶的活性影响C6H12O6的生成，因此，在最适温度以上,提高温度不能促进C6H12O6的生成。
答案：B
3.如图表示在一定范围内，不同环境因素与水稻叶片光合作用强度的关系，对其描述不正
确的是 ( )
A.如果横坐标是CO2含量,则a为红光，b为白光
B.如果横坐标是CO2含量,则a为强光，b为弱光
C.如果横坐标是光照强度，a的CO2含量较高，b 的CO2含量较低
D.如果横坐标是光照强度，a温度较适宜,b温度较低
解析：如果横坐标是CO2含量，则相同的CO2含量
时，植物对白光的吸收值大于红光，因此光合作用强度较大，即a为白光，b为红光。
答案：A
4.在适宜的温度、水分和CO2条件下，分别测定强光和弱光时不同植物的净光合作用量，
如下图所示。请据此判断，下列叙述不正确的是 ( )
A.该条件下，使植物吸收CO2量增加或减少的主要生态因素是光
B.植物在强光下的净光合作用量一定比弱光下高
C.同等光照条件下，玉米比小麦的净光合作用量高
D.大多数农作物都是喜阳植物
解析：此题研究强光和弱光对阴生植物和阳生植物光合作用的影响。强光下，植物光合作用强,消耗的原料二氧化碳多，弱光下,植物光合作用
弱，消耗的原料二氧化碳少，A是正确的。此图所列的几种农作物小麦、玉米、高粱都是阳生植物,实际上大多数农作物都是喜阳植物,D是正确的。植物在强光下的实际光合作用量一定比弱光下高,净光合作用量=实际光合作用量—呼吸作用消耗量，而这几种植物生理活动的环境温度并不知道，温度高，光合作用强，呼吸作用也强，消耗的有机物也多。阴生植物图中,强光下的光合作用量低于弱光下的光合作用量，所以B项不正确。据图分析，同等光照条件下，玉米比小麦的净光合作用量高。
答案：B
5.将可见光通过三棱镜后照射到绿色植物叶片的哪种色素提取液上，可获得该吸收光谱(图
中的暗带表示溶液吸收该波长的光后形成的光谱) ( )
A.类胡萝卜素 B.叶黄素 C.胡萝卜素 D.叶绿素a
解析： 叶绿体中的色素包括叶绿素和类胡萝卜素。其中，叶绿素包括叶绿素a和叶绿素b，主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素包括胡萝卜素和叶黄素，主要吸收蓝紫光。从图中可以看出，该色素主要吸收了红光和蓝紫光,所以该色素为叶绿素a。
答案：D
6.下列关于叶绿体色素在光合作用过程中作用的描述，错误的是 ( )
A.叶绿体色素与ATP的合成有关
B.叶绿体色素参与ATP的分解
C.叶绿体色素与O2和[H]的形成有关
D.叶绿体色素能吸收和传递光能
解析：叶绿体色素参与光反应，主要是吸收和传递光能，光解水，同时产生O2、ATP和[H]。
答案：B
7.下图是研究NaHCO3溶液浓度影响光合作用速率的实验装置，下列说法错误的是 ( )
A.将整个装置放在光下，毛细管内的红色液滴会向左移动
B.将整个装置置于暗室，一段时间后检查红色液滴是否移动，可以证明光是光合作用的必要条件
C.当NaHCO3溶液浓度不变时，在容器B内加入少量蠕虫，对红色液滴移动不产生明显影响
D.为使对照更具说服力，应将伊尔藻置于含蒸馏水(不含NaHCO3)的容器中
解析：当烧杯B内加入少量蠕虫后，气体产生量增加，红色液滴移动加快,因为蠕虫呼吸产生CO2增加了水中的CO2浓度，增加了光合作用强度。
答案：C
8.1880年美国生物学家恩吉尔曼设计了一个实验研究光合作用的光谱。他将棱镜产生的光谱投射到丝状水绵体上，并在水绵悬液中放入好氧细菌，观察细菌的聚集情况(如图)。他得出光合作用在红光区和蓝光区最强。这个实验的思路是 ( )
A.细菌对不同的光反应不一，细菌聚集多的地方，细菌光合作用强
B.好氧性细菌聚集多的地方，O2浓度高，水绵光合作用强
C.好氧性细菌聚集多的地方，产生的有机物多，水绵光合作用强
D.好氧性细菌大量消耗O2，使水绵光合作用速度快，则该种光有利于光合作用
解析：好氧细菌的生活中是需要氧气的，因此在好氧细菌聚集的地方应该是氧气多的地方，也就是水绵光合作用强的地方。
答案：B
9.在适宜光照条件下，叶肉细胞的叶绿体中磷酸含量最高的部位是 ( )
A.外膜 B.内膜 C.基粒 D.基质
解析：叶绿体中磷酸含量高的地方,一定是发生利用ATP的过程，即在光合作用的暗反应过程中,ATP被利用生成ADP和磷酸,场所在叶绿体的基质中。
答案：D
10.图一是八月份某一晴天，一昼夜中棉花植株CO2的吸收和释放曲线;图二表示棉花叶肉细胞两种细胞器的四种生理活动状态。请分别指出图一中表示时间的字母与图二中(1)、 (2)、(3)、(4)所发生的生理活动相对应的选项是 ( )
A.d、e、f、g B.d、c、b、a C.e、g、a、h D.f、c、b、d
解析：分析图二中(1)图可知此时植株光合作用强度大于细胞呼吸强度;分析图二中(2)图可知此时植株光合作用强度等于细胞呼吸强度;分析图二中(3)图可知此时植株细胞呼吸强度大于光合作用强度;分析图二中(4)图可知此时植株无光合作用，只进行细胞呼吸。b~c段、g~h段植株既进行细胞呼吸又进行光合作用，但细胞呼吸强度大于光合作用强度;c时、g时植株细胞呼吸强度等于光合作用强度;c~g段植物光合作用强度大于细胞呼吸强度。
答案：B
二、双项选择题
11.如图表示某同学做“绿叶中色素的提取和分离”实验的改进装置，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b处，而不能滴在a处
C.实验结果应是得到四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，最小的一个圆呈橙黄色
解析：a处应滴加滤液，加入培养皿中，并层析液沿灯芯向上扩散，到达a点后沿圆形滤纸扩散，得到四个不同颜色的同心圆，由内向外依次是叶绿
素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素。
答案： BD
12.利用如图所示的实验装置进行与光合作用有关的实验，下列叙述正确的是 ( )
A.试管中收集的气体量代表了植物体净光合作用产生的氧气量
B.在光下，如果有气泡产生，可说明光合作用产生氧气
C.为了探究二氧化碳浓度对光合作用的影响，可以用不同浓度的碳酸氢钠溶液进行实验
D.为了探究光照强度对光合作用的影响，用一套装置慢慢向光源靠近,观察气泡产生速率的变化
解析：试管中收集的气体的量表示光合作用产生的氧气量减去呼吸作用消耗的氧气量的剩余量;光下产生气泡，可能是温度增加，使气体的溶解度下降导致的，产生的也不一定是氧气;用装置慢慢向光源靠近，观察气泡产生速率的变化是不现实的，因为产生的气泡数太少，无法准确表达气体的产生速率。
答案： AC
三、非选择题
13.图1表示A、B两种植物光合作用效率随光照强度改变的变化曲线;图2表示将A植物放在不同浓度CO2环境条件下，真正光合速率受光照强度影响的变化曲线;图3代表阳生植物的一个叶肉细胞及其相关生理过程示意图。请据图回答：
(1)图1中，在c点时，叶绿体中ADP的移动方向是 。
(2)图2中，de段的限制因子是 ;e点与d 点相比较，e点时叶肉细胞中C3的含量 (填“高”、“低”、“基本一致”);e点与f点相比较，e点时叶肉细胞中C3的含量 (填“高”、“低”、“基本一致”)。
(3)图3中，在光照强度较强时，叶绿体产生的氧气的去路有 (填字母)。光合作用的反应式是 。
解析：图1中在b点时，光合速率和呼吸速率相等，二氧化碳的吸收量为0，在c点时，继续增加光强，二氧化碳的吸收量不再增加，此时光反应强，合成较多的ATP，而光反应的场所是在叶绿体类囊体的薄膜上，所以ADP的移动方向从叶绿体的基质移向叶绿体类囊体的薄膜。在图2中de段随着光照强度的增加，CO2的吸收量增多，说明光合作用的速率增加，限制其增加的因素为光照强度。与d点相比e点时光照强度大，光反应强
烈，产生的[H]和ATP多，所以C3的消耗多,C3的含量降低;e点时，CO2的浓度较f点高，CO2的固定量大，C3含量高。在光照较强时，光合作用增强，产生的氧气一部分进入线粒体，一部分扩散到周围环境中。
答案：(1)从叶绿体基质移向叶绿体类囊体薄膜 (2)光照强度 低 高 (3)p和g
14.根据下图回答有关问题：
(1)若将甲装置用来探究CO2是否是光合作用的原料,则还应该再增加一个装置,做法是 。若用来探究元素X是否为植物的必需矿质元素，则还应该再增加一个装置，做法是 。
(2)若将甲装置中的1%NaHCO3溶液换成等量的1%NaOH溶液，则在开始的短暂时间内，植物的叶绿体中C3与C5相对含量的变化情况是 。
(3)乙图表示该植物的非绿色器官在不同氧浓度时,CO2释放量和O2吸收量的变化。当氧浓度为时,无氧呼吸最弱;当氧浓度为b时，无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的 倍。
解析：在设置对照实验时，要探究的因素一般设为变量，其他的因素必须保持一致。在这里是否有CO2就是自变量，根据题目可知增加的一组实验装置中应该没有CO2。若探究元素X是否为必需矿质元素可以采用水培法，增加的装置中应将水槽中的完全培养液替换成等量的只缺少元素X的完全培养液,其他条件同甲装置。若将NaHCO3溶液替换为NaOH溶液,则短时间内,CO2减少使CO2的固定减弱,C3合成减少而消耗仍在继续，所以C3的含量降低，C5的含量升高。在只进行有氧呼吸时，无氧呼吸的的强度最弱，此时该植物的非绿色器官CO2的释放量和O2的吸收量相等,对应的点为def。当氧气浓度为b时，O2的吸收量为3，有氧呼吸产生的CO2也应该为3,而释放的总CO2为8,说明无氧呼吸产生的CO2为5，则根据有氧呼吸和无氧呼吸的反应式，无氧呼吸消耗的葡萄糖为有氧呼吸的
5倍。
答案：(1)将NaHCO3溶液换成等量的1%NaOH溶液，其他条件同这个装置 将水槽中的完全培养液替换成等量的只缺少元素X的完全培养液，其他条件同这个装置 (2)C3的含量下降，C5的含量上升(3)d、e、f 5
15.在一定实验条件下，测得某植物光合作用速率与光照强度之间的关系(氧气浓度为15%)、呼吸作用速率与氧气浓度之间的关系及光合作用速率和呼吸速率与温度之间的关系,如下图所示。请据图回答下列问题：
(1)在光合作用过程中，光反应为暗反应提供了两种物质，请写出在光反应中形成这两种物质的反应式：① ;② 。
(2)影响图甲中a曲线A点上下移动的主要外界因素是 ;图乙中细胞呼吸有关曲线的数据需在 条件下测量。
(3)由图丙可知，40℃时，植物体 (填“能”或“不能”)显示生长现象;而5℃时的状态可用图甲中 (填“A”、“B”或“C”)点表示。
(4)用大棚种植蔬菜时,白天应控制光强为 点对应的光照强度，温度为 ℃最佳。
(5)在图甲和图乙中绘制下列有关曲线：①图甲中光合作用强度是用CO2吸收量(mol/h)表示的,请改用O2的吸收量(mol/h)表示光合作用强度，并在图甲中再绘出光合作用强度与光照强度的关系曲线;②在图乙中再绘出无氧呼吸CO2的释放量与O2浓度的关系。
(6)由图甲看，当植物生长在缺镁元素的土壤中时B点向 移动。
解析：光合作用过程中,光反应为暗反应提供[H]和ATP,前者为暗反应所需的还原剂，后者提供能量，ATP的生成为:ADP+Pi+能量→ATP;[H]的生成为:2H2O →O2+4[H]。图甲中,A点表示只进行细胞呼吸,影响细胞呼吸的主要外因是温度。图丙中，当40℃时，真正光合速率小于呼吸速率，净光合量小于0，植物不能显示生长现象;5℃时,光合速率等于呼吸速率。大棚种植蔬菜时,光照强度为C，温度为25℃时，净光合速率最大。在绘制氧气的吸收量曲线时，对应于二氧化碳吸收量的曲线，找到光照强度为0时氧气的消耗量、
光照强度和呼吸强度相等时的B点和最大二氧化碳吸收量时氧气的释放量，绘制出氧气吸收量的曲线。从图乙可以看出D点时，只进行有氧呼吸,无氧呼吸释放的CO2为0，在氧气浓度为0时,二氧化碳的释放量为1，两点进行描线即可得到曲线。
答案：(1)①ADP+Pi+能量 ATP
②2H2O O2+4[H](2)温度 无光(或黑暗)
(3)不能 B (4)C 25 (5)如下图 (6)右侧
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