第2课时 光反应和碳反应、环境因素对光合作用的影响
知识点一 光合作用的过程
1.（2024·浙江宁波余姚中学高一期中）1945年以后，碳的同位素14C被发现，卡尔文利用14CO2寻找光合作用中碳的转变路径，于1954年完全阐明了光合作用中碳的转变路径，即卡尔文循环。下列说法正确的是（ ）
A.绿色植物进行光合作用时，碳反应发生在叶绿体基质中
B.ATP是卡尔文循环的产物之一
C.温度改变只影响卡尔文循环，不影响光反应
D.1轮卡尔文循环合成2个三碳糖，植物合成一个蔗糖（C12H22O11）要进行2轮卡尔文循环
2.（2024·浙江宁波高一月考）研究人员从菠菜中分离出类囊体，将其与16种酶等物质一起用单层脂质分子包裹成油包水液滴，从而构建半人工光合作用反应体系。该反应体系在光照条件下可实现连续的CO2固定与还原，并不断产生有机物酒精酸。下列叙述正确的是（ ）
A.产生酒精酸的场所相当于叶绿体的类囊体膜
B.该反应体系需不断消耗CO2和水
C.类囊体产生的ATP和NADPH参与CO2的固定
D.与叶绿体相比，该反应体系不含光合色素
3.光合作用过程包括光反应和碳反应，下图表示光反应与碳反应的关系，据图判断下列叙述不正确的是（ ）
A.光反应为碳反应提供ATP和NADPH
B.停止光照，叶绿体中ATP和NADPH含量下降
C.ATP的移动方向是由类囊体膜到叶绿体基质
D.植物在暗处可大量合成三碳糖
4.（2024·浙江衢州二中高一月考）如图是一晴朗夏日某植物光合强度随时间变化的曲线图，与B点相比较，C点叶肉细胞短时间内的三碳酸、五碳糖、ATP的含量和三碳糖产生速率发生的变化依次是（ ）
A.降、升、升、升 B.升、升、降、降
C.降、降、降、降 D.降、升、升、降
5.（2024·浙江奉化中学高一月考）在光合作用的研究中，能产生除自身需要外多余的光合产物的植物器官称为“源”；必须依赖输入有机物才能满足正常发育的植物器官称为“库”。研究者对库、源关系及其机理进行了研究。
（1）去除部分桃树枝条上的果实，检测其对叶片光合速率等的影响，结果如下图。
组别 净光合速率/ （μmol·m－2·s－1） 叶片蔗糖含量/ （mg·g－1FW）
对照组（留果） 5.39 30.14
实验组（去果） 2.48 34.20
组别 叶片淀粉含量/ （mg·g－1FW） 气孔开放程度/ （mmol·m－2·s－1）
对照组（留果） 60.61 51.41
实验组（去果） 69.32 29.70
据表推测，去果（去除果实）处理降低了 （填“库”或“源”）的大小，使叶片中 积累，抑制了光合速率。
（2）测定去果后桃树枝条的光合速率如图。结果显示 ，支持上述推测。
（3）研究发现，叶绿体中淀粉积累会导致 膜结构被破坏，直接影响光反应为碳反应提供的 减少。保卫细胞中淀粉含量增加会降低气孔开放程度，导致 ，抑制碳反应。
（4）结合上述研究可推测，叶片光合产物会被运到果实等器官并被利用，因此去果后，叶片光合产物利用量减少， 增多，抑制了光合速率。
知识点二 光合作用受环境因素的影响
（2024·浙江宁波余姚中学高一期中）阅读下列材料，完成下面6～7小题。
某研究小组通过改变对某植物的施氮量，进行了“探究环境因素对光合作用影响”的实验，结果如下表。
处理（尿素/ kg·ha－1） 叶绿体数量/ （个/细胞） 基粒数量/ （个/叶绿体） 光合作用速率/ （μmolCO2· m－2·s－1）
低氮（0） 9.6 7.6 23.1
中氮（150） 13.4 10.3 30.6
高氮（300） 8.6 11.1 25.6
6.本实验的自变量是（ ）
A.叶绿体的数量 B.基粒数量
C.光合作用速率 D.施氮量
7.下列与该实验有关的叙述中，错误的是（ ）
A.实验结果说明每个细胞中基粒数量与该植物光合作用速率呈正相关
B.若提取该植物光合色素，通常需加入CaCO3、SiO2和95％的酒精
C.绿色植物的叶绿体进行光合作用时，H2O在叶绿体基质中裂解为H＋、e－ 、O2
D.光反应形成的ATP和NADPH是碳反应中将三碳酸还原为三碳糖的能源物质
8.（2024·浙江湖州高一月考）小麦和玉米的CO2固定量随外界CO2含量的变化而变化（如图）。下列相关叙述错误的是（ ）
A.一定范围内小麦的CO2固定量与外界CO2含量呈正相关
B.CO2含量小于100 mg/L时小麦很难正常生长
C.玉米比小麦更能有效地利用低浓度CO2
D.CO2含量大于360 mg/L后玉米不再固定CO2
9.（2024·浙江平湖市当湖高级中学高一月考）外界环境因素对光合速率的影响如下图所示，下列相关叙述正确的是（ ）
A.图中的光合速率可以用单位时间内CO2的吸收量表示
B.因为t1＞t2，A点的酶活性大于B点，所以A点光合速率大于B点
C.Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ曲线在C点的光合速率相同的原因是光强度较弱
D.突然将C点光强度变为D点光强度，则短时间内叶绿体内三碳酸的含量上升
10.（2024·浙江台州路桥中学高一期中）某同学设计“探究环境因素对光合作用的影响”的实验装置如图所示。
回答下列问题：
（1）水槽中的液体是一定浓度的碳酸氢钠溶液，它为金鱼藻光合作用提供的原料是 ，图中所示盛水玻璃柱的作用是
。
（2）金鱼藻光合作用时，叶绿体 膜中的光合色素吸收光，并在光反应中将光能转变成为 中的化学能。
（3）若金鱼藻的光合产物全为葡萄糖，则产生一分子葡萄糖需要 轮卡尔文循环，产生60 mg葡萄糖，理论上需要 mg的CO2参与卡尔文循环。
（4）选用无色、绿色、红色和蓝色的4种玻璃纸分别罩住聚光灯，用于探究 。在相同时间内，用 玻璃纸罩住的实验组O2释放量最多。
（5）若大幅降低光强度，则金鱼藻叶肉细胞中五碳糖和三碳酸的瞬时含量变化分别为 、 。
（6）若要提取金鱼藻中的光合色素，为防止色素被破坏，研磨时可加入适量的 。分离光合色素时，应注意滤纸条上的滤液细线要高于 的液面，滤纸条上色素带中，自下而上第二条色素带的颜色是 。
（2024·浙江温州高一期中）阅读下列材料，完成下面11～12小题。
如图为某同学设计的用于进行“探究环境因素对光合作用的影响”活动的实验装置。实验过程中黑藻进行光合作用释放出氧气导致装置内气压上升，使得移液管内液面高度发生变化（不考虑黑藻渗透吸水或失水导致的液面变化）。以移液管内液面移动情况为观测指标，探究二氧化碳浓度对黑藻光合速率的影响（二氧化碳可用NaHCO3溶液提供）。
11.下列不是探究“不同浓度二氧化碳对黑藻光合速率的影响”的无关变量的是（ ）
A.NaHCO3溶液浓度 B.光强度
C.黑藻成熟程度 D.溶液温度
12.用上图装置探究“不同浓度二氧化碳对黑藻光合速率的影响”，将所得实验数据绘制成曲线图，其中能够正确表示自变量与因变量之间关系的是（ ）
A.① B.②
C.③ D.④
13.（2024·浙江宁波高一期末）如图为光合作用部分过程，磷酸丙糖是光合作用碳反应的产物，它可在叶绿体内转化为淀粉。已知焦磷酸化酶可催化淀粉的合成，该酶活性受叶绿体内C3的调节。叶绿体在白天会形成淀粉粒，黑暗夜间淀粉粒消失。据图推测错误的是（ ）
A.每固定1分子CO2，将生成2分子C3
B.若突然增强光照，短时间内 C5含量增加
C.饥饿处理会促进淀粉转化为麦芽糖和葡萄糖
D.C3对焦磷酸化酶具有抑制作用
14.（2024·浙江台州路桥中学高一月考）某研究小组在探究环境因素对黄瓜幼苗光合作用的影响时，得到适宜温度条件下的实验结果（图中lx为光强度单位），如图所示。
下列叙述错误的是（ ）
A.光强度直接影响光合作用的光反应阶段
B.处于a点的CO2浓度时，产生CO2的场所有叶绿体、线粒体和细胞溶胶
C.处于b点的CO2浓度时，800 lx高光强下黄瓜幼苗的光合速率和呼吸速率相等
D.c点后可以通过提高光强度来增大光合速率
15.（2024·浙江金华东阳中学高一期中）为研究高温对植物光合速率的影响，某研究小组将甲、乙两种植物从25 ℃环境移入40 ℃环境中培养，测得相关数据如图1所示。图2表示在25℃环境中，光强度对两种植物光合速率的影响。回答下列问题：
（1）图1中，气孔导度减小引起光合速率降低，是因为气孔导度直接影响了光合作用的 阶段，该阶段发生的场所为 。
（2）由图1可知，高温可能破坏了 膜的结构，使植物光能捕获率下降。为研究光合色素含量，常利用 将它们从叶绿体中提取出来，再通过纸层析法观察比较色素带的宽窄，分析各种色素的含量。若长期缺Mg2＋，则从上到下第 条色素带变窄。
（3）图2所示的实验中，自变量是 。当光强度为C时，甲植物固定CO2的量 （填“大于”“等于”或“小于”）乙植物。
（4）对正在进行光合作用的甲植物，若突然停止CO2的供应，短时间内甲植物所产生的三碳糖的含量会 （填“增加”“基本不变”或“减少”），一段时间后，光饱和点将 （填“左移”“基本不变”或“右移”）。第2课时 光反应和碳反应、环境因素对光合作用的影响
1.A 植物在光照条件下进行光合作用，光合作用分为光反应阶段和碳反应阶段，光反应阶段在叶绿体的类囊体膜上进行水的光解，产生ATP和NADPH，同时释放氧气，碳反应发生在叶绿体基质，将二氧化碳合成为储存着能量的有机物，A正确；ATP是卡尔文循环的反应物之一，B错误；温度影响酶的活性，则温度改变会影响卡尔文循环和光反应，C错误；1轮卡尔文循环只能固定一个CO2分子，合成2个三碳糖，则植物合成一个蔗糖（C12H22O11）要进行6轮卡尔文循环，D错误。
2.B 酒精酸是在光合作用碳反应中产生的，碳反应的场所在叶绿体基质，所以产生酒精酸的场所相当于叶绿体基质，A错误；该反应体系中进行光合作用的整个过程，光反应需要消耗水，碳反应需要不断消耗CO2，B正确；类囊体产生的ATP和NADPH参与三碳酸的还原，不参与CO2的固定，C错误；该体系含有类囊体，类囊体膜上有光合色素，D错误。
3.D 植物在暗处，由于没有光照，产生的ATP和NADPH不足，导致碳反应产生的有机物减少，D错误。
4.D C点与B点相比气温升高，气孔关闭，CO2的吸收量减少，导致叶肉细胞内三碳酸的含量减少（短时间内三碳酸的生成量减少，而被还原的三碳酸的量不变），五碳糖的含量增多（短时间内五碳糖的生成量不变，而与CO2结合消耗的五碳糖的量减少），ATP和NADPH的含量增多（短时间内ATP和NADPH的生成量不变，而还原过程中消耗掉的ATP和NADPH减少），最终三碳糖产生速率下降。综上所述D正确。
5.（1）库 蔗糖、淀粉 （2）随着去果的百分率的提高，叶片光合速率逐渐下降 （3）类囊体 ATP、NADPH CO2供应减少 （4）积累量
解析：（1）必须依赖输入有机物才能满足正常发育的植物器官称为“库”；据表分析，实验组去除部分桃树枝条上的果实，与对照组相比，其净光合速率降低，而蔗糖和淀粉含量增加，因此去果处理降低了光合产物“库”的大小，使叶片中蔗糖和淀粉积累，进而抑制了光合速率。（2）据图可知，随着去果的百分率的提高，叶片光合速率逐渐下降，说明去果会影响光合速率，进一步验证了上述推测。（3）光反应的场所是叶绿体的类囊体膜，故淀粉积累会导致叶绿体类囊体膜结构被破坏，进而直接影响光反应速率，光反应产生的供碳反应使用的NADPH和ATP减少；同时，保卫细胞中淀粉含量增加会降低气孔导度，使二氧化碳吸收减少，CO2供应减少，抑制了二氧化碳的固定过程，进而抑制碳反应，最终导致光合速率下降。（4）综合上述研究可推测，叶片光合产物会被运到果实等器官并被利用，因此去果后，叶片光合产物利用量减少，积累量增多，抑制了光合速率。
6.D 该实验的目的是“探究环境因素对光合作用影响”，分析表格可知，该实验中环境因素指尿素的含量，即施氮量的多少，因此本实验的自变量是施氮量，D正确。
7.C 分析表格可知，低氮组每个细胞中基粒数量为9.6×7.6＝72.96，同理中氮组每个细胞中基粒数量为138.02，高氮组每个细胞中基粒数量为95.46，因此实验结果说明每个细胞中基粒数量与该植物光合作用速率呈正相关，A正确；若提取该植物光合色素，加入二氧化硅有助于研磨更充分，碳酸钙可防止研磨中色素被破坏，绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水酒精中，若用95％的酒精可以在其中加入适量无水碳酸钠吸水，B正确；绿色植物的叶绿体进行光合作用时，H2O在叶绿体的类囊体膜上裂解为 H＋ 、 e－ 、 O2，C错误；光反应产生的NADPH作为活泼的还原剂，参与碳反应阶段的化学反应，同时也储存部分能量供碳反应阶段利用，同时光反应产生的ATP也可以为碳反应供能，即光反应形成的ATP和NADPH是碳反应中将三碳酸还原为三碳糖的能源物质，D正确。
8.D 小麦的CO2固定量与外界CO2浓度在一定范围内呈正相关，A正确；CO2浓度小于100 mg/L时，小麦几乎不固定CO2，小麦很难正常生长，B正确；在低浓度下，玉米比小麦更能有效地利用CO2，C正确；CO2浓度大于360 mg/L后，玉米仍然固定CO2，但固定CO2的量不再随CO2含量的增加而增加，D错误。
9.C 分析图形，光合速率在光照强度为0时值为0，说明光合速率表示的是真光合速率即总光合速率，应用单位时间内CO2的固定量表示，单位时间内CO2的吸收量表示的是净光合速率，A错误；A点光合速率大于B点，由于低于最适温度，酶活性随着温度升高而升高，而高于最适温度，酶活性随着温度升高而降低，因此无法判断t1与t2的大小，B错误；C点三条曲线的光合速率相同，限制因素是光强度，C正确；D点光强度大于C点，光反应产生的NADPH和ATP多，三碳酸还原速率增加，CO2的固定短时间内不变，因此三碳酸的含量下降，D错误。
10.（1）二氧化碳 隔热恒温，以防止温度变化影响实验结果 （2）类囊体（或光合） ATP和NADPH （3）6 88 （4）光的波长（或光质）对光合作用的影响 无色 （5）减少 增多 （6）碳酸钙 层析液 蓝绿色
解析：（1）该实验的自变量是光强度，温度和二氧化碳浓度是无关变量，金鱼藻进行光合作用需要二氧化碳，而碳酸氢钠溶液可以分解产生二氧化碳，图中所示盛水玻璃柱可以避免光照引起的温度变化对实验的影响。（2）光反应阶段是在类囊体膜（光合膜）上进行的，叶绿体类囊体膜中的光合色素吸收光，同时将光能转变为ATP和NADPH中的化学能。（3）在卡尔文循环中每生成一分子的葡萄糖需要6个CO2作为反应物参与反应。由光合作用的反应式可知，葡萄糖∶二氧化碳＝1∶6，若金鱼藻的光合产物全为葡萄糖，产生60 mg葡萄糖，需要的二氧化碳量为60÷180×6×44＝88 mg。（4）用无色、绿色、红色和蓝色的4种玻璃纸分别罩住聚光灯可以探究光的波长对光合作用的影响；叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，无色的玻璃纸透过的是白光，白光为复合光，包含红光和蓝紫光，因此，用无色玻璃纸罩住的实验组O2释放量最多。（5）若大幅降低光强度，光反应产生的NADPH和ATP减少，被还原的三碳酸减少，五碳糖的生成量降低，而CO2被五碳糖固定形成三碳酸的过程不变，故三碳酸的含量将增多，五碳糖的含量将减少。（6）在研磨时除加入无水酒精外还要向研钵中加入碳酸钙、二氧化硅，碳酸钙有助于保护叶绿素，二氧化硅可以使研磨更充分。分离光合色素时，应注意滤纸条上的滤液细线要高于层析液的液面，否则色素就会溶解到层析液中，而不会在滤纸条上扩散开来。滤纸条从上到下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，自下而上第二条色素带是叶绿素a，叶绿素a的颜色是蓝绿色。
11.A 该实验是探究“不同浓度二氧化碳对黑藻光合速率的影响”，自变量为CO2浓度（即NaHCO3溶液的浓度），因变量为黑藻光合速率，因此光强度、黑藻成熟程度和溶液温度均为无关变量，即A符合题意。
12.C 黑藻进行光合作用释放出氧气导致装置内气压上升，因此移液管内的液面高度会下降，随着NaHCO3溶液的浓度增加，光合速率增加，移液管内的液面高度下降速率增加；但NaHCO3溶液的浓度过高，会导致细胞失水而代谢减慢，光合速率减慢，即移液管内的液面高度下降速率减小，因此能够正确表示自变量与因变量之间关系的是曲线③，C正确。
13.D CO2与C5生成C3，每固定1分子CO2，将生成2分子C3，A正确；若突然增强光照，短时间内光反应产生的NADPH和ATP增加，还原C3生成的C5增加，由于消耗C5生成C3速率基本不变，故C5含量增加，B正确；黑暗条件下淀粉转化为葡萄糖和麦芽糖，因此饥饿处理（黑暗处理）会促进淀粉转化为麦芽糖和葡萄糖，C正确；已知焦磷酸化酶催化淀粉的合成，叶绿体在白天会形成淀粉粒，白天会进行光合作用生成C3，夜间淀粉粒消失，因此C3对焦磷酸化酶有活化作用，D错误。
14.B 光反应过程吸收光能，合成ATP和NADPH，光强度直接影响光合作用的光反应阶段，A正确；处于a点的CO2 浓度时，植物只进行细胞呼吸，产生 CO2 的场所有线粒体和细胞溶胶，B错误；b点为CO2补偿点，处于b点的
CO2 浓度时，800 lx高光强下黄瓜幼苗的光合速率和呼吸速率相等，C正确；c点为光强度为70 lx的CO2饱和点，c点后可以通过提高光强度来增大光合速率，D正确。
15.（1）碳反应 叶绿体基质 （2）类囊体 95％的酒精（或无水乙醇） 3、4 （3）光强度和植物种类 大于 （4）减少 左移
解析：（1）气孔导度表示的是气孔开放的程度，气孔导度越大，气孔的开放程度越大，胞间的CO2浓度就越高。CO2参与光合作用的碳反应，因此气孔导度直接影响了光合作用的碳反应阶段，该阶段发生在叶绿体基质中。（2）叶绿体类囊体膜上的光合色素可以吸收、传递和转化光能，将甲、乙两种植物从25 ℃转移到40 ℃环境，甲、乙两种植物的光能捕获率均降低，据此可推测，高温可能破坏了类囊体膜的结构，从而使植物的光能捕获率下降。从叶绿体中提取光合色素，一般使用95％的酒精提取。Mg是构成叶绿素的元素。若长期缺Mg2＋，会导致叶绿素的含量减少，则用纸层析法分离光合色素后，滤纸条从上到下第三条（叶绿素a）和第四条（叶绿素b）色素带变窄。（3）图2表示在25 ℃环境中，光强度对两种植物光合速率的影响，因此自变量是光强度和植物种类。图2的纵坐标所示的CO2吸收量表示净光合速率，曲线与纵坐标的交点表示呼吸速率。当光照强度为C时，甲植物的净光合速率明显高于乙植物，且甲、乙两植物的呼吸速率相同，由于总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率，所以甲植物的总光合速率大于乙植物，即甲植物固定CO2的量大于乙植物。（4）对正在进行光合作用的甲植物，若突然停止CO2的供应，则导致CO2和C5结合形成三碳酸的CO2固定过程受阻，而原有的三碳酸继续被还原为C5和糖类，所以短时间内甲植物所产生的三碳糖的含量减少。光饱和点是达到最大光合速率时所对应的最低光强度。突然停止CO2的供应，会导致碳反应受阻，引起光合速率下降，所以一段时间后，光饱和点将左移。
6 / 6第2课时 光反应和碳反应、环境因素对光合作用的影响
导学 聚焦 1.阐明光合作用的原理及光反应与碳反应的关系。 2.采用不同指标表示光合速率并解决实际问题。 3.尝试探究环境因素对光合作用的影响
知识点（一） 光合作用的过程
1.光合作用过程示意图
2.光反应阶段
3.碳反应阶段
小提醒：（1）光反应直接需要在光下才能进行，碳反应虽不直接需要光，但也只有在有光的条件下才能循环往复地进行；
（2）碳反应的产物是三碳糖，三碳糖可以在叶绿体中作为原料用于淀粉、蛋白质和脂质的合成，更多地在叶绿体外转变成蔗糖，供植物体所有细胞利用，因此蔗糖是光合产物的主要运输形式。
4.判断下列相关表述的正误
（1）光反应过程中吸收的光能只转化为ATP中的化学能。 （ ）
（2）光反应过程有多步反应，主要发生在类囊体腔内。 （ ）
（3）光反应产生的ATP、NADPH是碳反应中将CO2还原为糖的能源物质。（ ）
（4）若提供充足的ATP和NADPH，碳反应可以在黑暗环境中发生。（ ）
（5）三碳糖的形成标志着光合作用合成糖的过程已经完成。（ ）
（6）卡尔文循环中碳的转移途径为CO2→三碳酸分子→五碳糖→三碳糖。（ ）
（7）三碳酸还原形成的三碳糖，主要用于合成蔗糖。（ ）
（8）在叶肉细胞的叶绿体中，三碳糖转变为蔗糖并运输到植物体各处。（ ）
（9）光合作用的碳反应受光反应的制约，但光反应不受碳反应的制约。（ ）
探讨一 分析光合作用的发现历程，理解光合作用的过程
1.1937年，英国的科学家希尔首次获得了叶片研磨后的离体叶绿体悬浮液，将此悬浮液（含水，不含CO2）与黄色的高铁（Fe3＋）盐混合，照光后发现叶绿体有气泡放出、溶液由黄色变为浅绿色（Fe2＋）。在遮光条件下，则没有气泡冒出，溶液颜色也没有变化。
（1）叶绿体放出的气泡成分是 ，该实验表明光合作用的场所是 ， 是光合作用的必要条件；还证明了光合作用释放的氧气来自水。
（2）离体叶绿体悬浮液由黄色变为浅绿色，说明叶绿体在光照条件下生成了 ，把Fe3＋还原为Fe2＋。
（3）希尔实验中并没有检测到糖的生成。若向悬浮液中通入CO2，在光照条件下就能检测到糖的生成。这说明光合作用生成 和生成 是两个相对独立的过程。
（4）与恩格尔曼的水绵实验相比，希尔实验采用离体叶绿体研究光合作用，这有什么意义？
2.1945年以后，碳的同位素14C被发现，卡尔文利用14CO2寻找光合作用中14C的转变路径，于1954年完全阐明了光合作用中碳的转变路径，即卡尔文循环。
请分析回答下列问题：
（1）叶绿体中ATP、ADP的运动方向是怎样的？
（2）如果给植物提供14CO2，光合作用中放射性依次出现在哪些物质中？
（3）如果给植物提供O，光照下较长时间后，18O会出现在哪些物质中？
1.光反应与碳反应的比较
过程 光反应 碳反应
条件 必须在光下，需要色素、酶和水 需要酶、CO2、ATP和NADPH，只有在有光条件下才能循环
场所 叶绿体类囊体膜（光合膜） 叶绿体基质
物质 转化 ①水的光解：H2OO2＋2H＋＋2e－； ②ATP的合成：ADP＋Pi＋能量ATP； ③NADPH的合成：NADP＋＋H＋＋2e－NADPH ①三碳酸分子的形成：CO2＋五碳糖2个三碳酸分子； ②三碳糖的形成：2个三碳酸分子2个三碳糖； ③五碳糖的再生：三碳糖五碳糖
能量 转化 光能→ATP、NADPH中的化学能 ATP和NADPH中的化学能→有机物中稳定的化学能
联系 光反应为碳反应提供NADPH、ATP，碳反应为光反应提供NADP＋、ADP和Pi，如图：
2.光合作用过程中元素的转移途径
（1）光合作用过程中O元素的转移途径：
O→18O2；C18O2→C3→（CO）。
（2）光合作用过程中C元素的转移途径：
14CO2→14C3→14C6H12O6＋14C5。
（3）光合作用过程中H元素的转移途径：
H2O→NADPH→C6H12O6＋H2O。
3.环境条件骤变时光合作用中间代谢产物的瞬间变化分析
1.（2024·浙江嘉兴海宁市高级中学高一月考）光合作用实现了生态系统中有机物的生产，下列对光合作用生产有机物过程的叙述，错误的是（ ）
A.光反应的产物是O2、H＋和e－
B.碳反应不需要光的直接参与，但是需要光反应的支持
C.光反应和碳反应过程都发生了能量的转化
D.光合作用实现了固定太阳能并将CO2还原为糖
2.如图为大豆叶片叶肉细胞光合作用碳反应阶段的示意图，下列叙述正确的是（ ）
A.CO2的固定实质上是将ATP中的化学能转变为三碳酸中的化学能
B.卡尔文循环产生的三碳糖大部分运输到叶绿体外合成蔗糖
C.光强度突然由强变弱导致光合速率下降，短时间内五碳糖含量升高
D.被还原的三碳酸在有关酶的催化作用下，可再形成五碳糖
知识点（二） 光合作用受环境因素的影响
1.光合强度（光合速率）
2.影响光合速率的因素
3.探究环境因素对光合作用的影响
（1）实验假设：一定范围内，光合速率随光强度的增加而 。
（2）实验分析
（3）结果和结论：随着S的增大， ，说明 。
4.判断下列相关表述的正误
（1）光强度直接影响光反应速率，对碳反应速率没有影响。 （ ）
（2）CO2浓度增加时，碳反应速率增加，而光反应速率不变。（ ）
（3）温度改变只影响卡尔文循环，不影响光反应。（ ）
（4）将金鱼藻置于NaHCO3溶液中，金鱼藻光合作用会导致溶液pH下降。 （ ）
（5）用透光率相同的不同颜色玻璃纸遮住光源，绿色玻璃纸下植物光合速率最慢。（ ）
（6）探究光强度对光合作用的影响时，各组温度控制相同即可。 （ ）
探讨 分析光合作用受环境因素的影响，提高理解能力
1.如图表示光强度对光合速率的影响曲线，分析曲线讨论并回答：
（1）A点时，光强度为0，对应的CO2来源于什么生理过程？其释放量的含义是什么？
（2）B点时，所对应的CO2吸收量和释放量为0，试分析此时光合速率与细胞呼吸速率的关系及B点的含义。
（3）C点时，CO2吸收量达到最高，请讨论C点的含义并分析CO2吸收量达到最高前、后的主要限制因素分别是什么？
2.如图表示CO2浓度对光合速率的影响曲线，分析曲线讨论并回答：
（1）A点的含义是什么？
（2）B点的含义是什么？
（3）请结合实际总结农业生产上提高CO2浓度的措施。
1.单因素对光合速率的影响
影响因素 曲线 曲线解读 在生产上的应用
光强度 A点：只进行细胞呼吸；AB段：随光强度增加，光合速率也逐渐增加；B点（光补偿点）：光合速率等于细胞呼吸速率；BC段：光强度不断加强，光合速率不断增加，C点对应的光强度为光饱和点 温室栽培时人工补光，延长光合作用时间；通过轮作，延长全年内单位土地面积上绿色植物进行光合作用的时间
CO2浓度 ①图1和图2都表示在一定范围内，光合速率随CO2浓度的增加而增大，但当CO2浓度增加到一定范围后，光合速率不再增加； ②图1中A点表示光合速率等于细胞呼吸速率时的CO2浓度，即CO2补偿点；图2中的A'点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度。图1中的B点和图2中的B'点都表示CO2饱和点 施用有机肥；温室栽培植物时，可以适当提高室内CO2浓度。大田生产“正其行，通其风”，即提高CO2浓度，增加产量
温度 ①AB段：在B点之前，随着温度升高，光合速率增大； ②B点：B点对应的温度是光合酶的最适温度，光合速率最大； ③BC段：随着温度升高，酶的活性下降，光合速率减小，50 ℃左右光合速率几乎为零 增加昼夜温差，保证植物有机物的积累
2.多种环境因素对光合作用的综合影响
（1）曲线解读：P点时，限制光合速率的主要因素应为横坐标所示因素，随该因素的不断增加，光合速率不断增大；Q点时，横坐标所示因素不再是影响光合速率的主要因素，若要提高光合速率，可适当提高图示其他因素的强度。
（2）应用
①温室栽培植物时，在光强度一定的条件下，白天适当升高温度，可提高与光合作用有关的酶的活性，提高光合速率，同时适当补充CO2浓度，可进一步提高光合速率。
②当温度适宜时，可适当增加光强度和CO2浓度，以提高光合速率。
1.（2022·浙江7月学考）为了研究弱光对大豆生长、光合速率和产量的影响，研究小组用两种大豆在正常光（100％）和弱光（20％）条件下进行实验，结果如下表：
品种 光照 处理 株高/ cm 叶绿素a/ （mg·cm－2） 叶绿素b/ （mg·cm－2）
南豆 100％ 32.78 1.23 0.33
20％ 64.67 1.30 0.25
黑豆 100％ 41.67 1.39 0.27
20％ 99.50 3.80 3.04
品种 光照 处理 类胡萝卜素/ （mg·cm－2） 净光合速率/ （μmolCO2· m－2·s－1） 单株种子 产量/g
南豆 100％ 0.71 4.41 18.21
20％ 1.09 3.17 15.09
黑豆 100％ 0.78 3.97 36.71
20％ 0.62 2.97 8.92
注：净光合速率用单位时间单位面积的叶片从外界吸收的CO2量表示。
下列叙述错误的是（ ）
A.弱光条件下，主茎伸长有利于获得更多的光照
B.光合色素含量改变有利于适应不同的光照环境
C.净光合速率大的大豆品种，单株种子产量也大
D.弱光条件下，南豆比黑豆更适合栽种
2.（2024·浙江临海回浦中学高一月考）如图所示为在温度适宜的条件下，光强度和CO2浓度对某植物光合速率的影响。下列叙述错误的是（ ）
A.曲线中a点转向b点时，光反应增强，碳反应增强
B.曲线中b点转向d点时，叶绿体中C5的含量降低
C.曲线中c点的限制因素可能是叶绿体中酶的数量，与光强度无关
D.在一定范围内增加光照和CO2浓度有利于提高光合速率
（1）光照停止后碳反应短时间仍然能够持续，但无法长时间正常进行，原因是
。
（2）CO2不足使碳反应减弱后光反应也无法正常进行，原因是 。
（3）在北方的冬暖大棚中施用有机肥为什么能提高大棚蔬菜的产量？
1.光合作用光反应产生的物质有（ ）
A.C6H12O6、NADPH、ATP
B.NADPH、CO2、ATP
C.NADPH、O2、ATP
D.C6H12O6、CO2、H2O
2.（2024·浙江宁波余姚中学高一期中）光合作用过程包括光反应和碳反应，光反应与碳反应有非常紧密的联系。判断下列叙述不正确的是（ ）
A.光反应为卡尔文循环提供ATP和NADPH
B.停止光照，短时间叶绿体中ATP和NADPH含量下降
C.停止光照，短时间叶绿体中C3含量上升
D.停止CO2供应，短时间叶绿体中五碳糖含量下降
3.图甲、乙表示某植物在适宜的CO2浓度条件下，光合速率与环境因素之间的关系，下列相关描述错误的是（ ）
A.图甲中，在A'点限制光合速率的主要因素是温度，在B'点限制光合速率的主要因素是光强度
B.从图乙曲线可以看出，当超过一定温度后，光合速率会随着温度的升高而降低
C.温度主要通过影响酶的活性影响光合速率
D.若图甲中光强度突然由A变为B，短时间内叶肉细胞中C3的含量会降低
4.（2024·浙江金华一中高一月考）某同学进行“探究环境因素对光合作用影响”的活动，以黑藻、NaHCO3溶液、精密pH试纸、100 W聚光灯、温度计、大烧杯和不同颜色的玻璃纸等为材料用具。下列叙述错误的是（ ）
A.NaHCO3溶液可以为黑藻的光合作用提供CO2
B.降低聚光灯的瓦数可导致黑藻光合作用释放氧气速率变慢
C.选用不同颜色玻璃纸分别罩住聚光灯，可探究光强度对光合作用的影响
D.由于黑藻将溶液中的CO2转化为有机物引起pH改变，可用精密试纸检测溶液pH来估测光合速率变化
5.如图表示光合作用过程的部分图解，请据图完成下列问题。
（1）图中表示光合作用的 过程，其中B表示 过程。
（2）图中过程的能量变化是 。
（3）叶绿体是植物进行光合作用的场所，ADP在叶绿体内的移动方向是 。
第2课时 光反应和碳反应、环境因素对光合作用的影响
【核心要点·巧突破】
知识点（一）
自主学习
1.NADPH 三碳酸 五碳酸
2.类囊体膜 光、色素 ATP和NADPH
3.ATP和NADPH
4.（1）× 提示：光反应过程中吸收的光能转化为ATP和NADPH中的化学能。
（2）× 提示：光反应过程有多步反应，主要发生在类囊体膜上。
（3）√ （4）√ （5）√
（6）× 提示：卡尔文循环中碳的转移途径为CO2→三碳酸分子→三碳糖→五碳糖。
（7）× 提示：三碳酸还原形成的三碳糖，主要用于再生五碳糖，离开卡尔文循环的三碳糖，主要用于合成蔗糖。
（8）× （9）×
互动探究
1.（1）提示：氧气 叶绿体 光
（2）提示：还原剂
（3）提示：氧气 糖
（4）提示：第一次用离体叶绿体研究光合作用，将光合作用的研究从整体达到离体、从细胞的水平达到细胞器的水平，使光合机理的研究进入新阶段；初步证明了光合作用的光反应和碳反应是两个相对独立的过程。
2.（1）提示：ATP：光合膜→叶绿体基质；ADP：叶绿体基质→光合膜。
（2）提示：依次出现在14CO2三碳酸分子三碳糖五碳糖。
（3）提示：出现在氧气、水、三碳酸分子、二氧化碳、丙酮酸和三碳糖等中。
学以致用
1.A 光反应包括水的光解和ATP的形成，产物有O2、NADPH、ATP，发生在叶绿体的类囊体膜上，其中水光解的产物是O2、H＋和e－，A错误；碳反应不需要光的直接参与，但是需要光反应产生的NADPH和ATP的参与，B正确；光合作用通过光反应过程把光能转变成ATP中活跃的化学能，碳反应过程中将ATP中的活跃的化学能转变成有机物中稳定的化学能，因此光反应和碳反应都发生了能量的转化，C正确；光合作用通过光反应过程把光能转变成ATP中活跃的化学能，碳反应过程中将ATP中的活跃的化学能转变成有机物中稳定的化学能，并将二氧化碳固定下来转变成有机物，可见光合作用是最基本的物质代谢和能量代谢，通过光合作用实现了固定太阳能并将CO2还原为糖的过程，D正确。
2.D CO2的固定过程不消耗ATP，A错误；卡尔文循环过程中产生的三碳糖大部分用于再生五碳糖，而离开卡尔文循环的三碳糖大部分被运出了叶绿体用于合成蔗糖，B错误；光强度由强变弱，光反应速率减慢，NADPH和ATP的产生量减少，使碳反应阶段三碳酸的还原速率减慢，生成的五碳糖减少，而CO2的固定短时间内正常进行，消耗的五碳糖不变，导致五碳糖含量减少，C错误；在有关酶的催化作用下，三碳酸接受ATP水解释放的能量并且被NADPH还原，一些接受能量并被还原的三碳酸经过一系列变化形成糖类，另一些接受能量并被还原的三碳酸则经过一系列的化学变化，又形成五碳糖，D正确。
知识点（二）
自主学习
1.一定量 单位时间 消耗二氧化碳量
2. 增加 不会增加 光饱和点 最适 加快 减弱或丧失 加快
3.（1）增加 （3）气泡产生数目减少 光强度影响光合作用
4.（1）× 提示：光强度直接影响光反应速率，并通过影响ATP和NADPH的合成，从而影响碳反应。
（2）×
（3）× 提示：温度既影响卡尔文循环，也影响光反应。
（4）× 提示：金鱼藻光合作用会吸收CO2转化为有机物，使溶液pH升高。
（5）√
（6）× 提示：探究光强度对光合作用的影响时，各组温度需控制相同且适宜。
互动探究
1.（1）提示：A点时，光强度为0，此时只进行细胞呼吸，其单位时间内释放的CO2量，可表示此时的细胞呼吸速率。
（2）提示：B点时，细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用，即光合速率＝呼吸速率，此点为光补偿点。
（3）提示：当达到C点后，光合作用不再随光强度的升高而增加，其对应的光照强度称之为光饱和点。CO2吸收量达到最高前的主要限制因素是光强度，CO2吸收量达到最高后的主要限制因素为温度和CO2浓度。
2.（1）提示：进行光合作用所需CO2的最低浓度。
（2）提示：CO2饱和点，即达到最大光合速率所对应的最低CO2浓度。
（3）提示：合理通风、施加农家肥、使用CO2发生器等。
学以致用
1.C 分析表格数据可知，弱光条件下，株高较正常光条件下高，可推测主茎伸长有利于获得更多的光照，A正确；不同光照条件下光合色素含量不同，可知光合色素含量改变有利于适应不同的光照环境，B正确；只有表中两种大豆，无法得出该结论，C错误；弱光条件下，南豆比黑豆的净光合速率高，且单株种子产量也大，故南豆比黑豆更适合栽种，D正确。
2.B 曲线中a点转向b点时，光强度增强，光反应产生的NADPH和ATP增加，促进碳反应还原C3，碳反应增强，A正确；曲线中b点转向d点时，CO2浓度降低，CO2与C5固定生成C3的反应减弱，C5消耗减少，短时间内C5还在正常的生成，因此叶绿体中C5的含量升高，B错误；曲线中c点的限制因素可能是叶绿体中酶的数量，也可能是温度等其他条件，与横坐标的影响因素无关，C正确；ab段影响光合速率的主要因素是光强度，随着光强度的增强，光合速率提高，b点与d点相比，随着二氧化碳浓度的增加，光合速率增加，所以在一定范围内增加光强度和CO2浓度，有利于提高光合速率，D正确。
【过程评价·勤检测】
网络构建
（1）碳反应中三碳酸分子的还原需要光反应提供ATP和NADPH，停止光照使光反应停止，叶绿体中仍有少量ATP和NADPH能使碳反应进行一段时间，但是这段时间后，碳反应因缺少ATP和NADPH 而无法进行
（2）光反应需要碳反应提供的ADP、Pi和NADP＋
（3）提示：有机肥中的有机物被土壤中的微生物分解，释放出热量和CO2，提高了大棚内的温度和CO2浓度，有利于光合作用的进行，另外还生成各种无机盐，增加了土壤的肥力。
课堂演练
1.C 光反应中水的光解可以产生氧气，同时产生NADPH，而且能将光能转换成活跃的化学能，储存在ATP和NADPH中。
2.D 光反应为碳反应（卡尔文循环）提供ATP和NADPH，A正确；停止光照，光反应停止，产生的ATP和NADPH减少，被还原的C3减少，CO2的固定不变，则叶绿体中ATP和NADPH含量下降，C3含量上升，B、C正确；碳反应过程若突然停止CO2的供应，二氧化碳固定速率下降，则C3的含量将降低，C5（五碳糖）的含量将升高，D错误。
3.A 图甲中，在A'点限制光合速率的主要因素是光强度，在B'点限制光合速率的主要因素是温度，A错误；从图乙曲线可以看出，当超过一定温度后，光合速率会随着温度的升高而降低，B正确；光合作用需要多种酶的催化，酶的活性主要受温度和pH的影响，所以温度主要通过影响酶的活性来影响光合速率，C正确；若光强度突然由A变为B，表现为光合速率增强，光反应产生的NADPH和ATP增加，被还原的C3增加，而CO2被C5固定形成C3的过程基本不变，故短时间内叶肉细胞中C3的含量会降低，D正确。
4.C NaHCO3溶液可以为黑藻的光合作用提供CO2，作为光合作用的原料，A正确；降低聚光灯的瓦数可降低光强度，导致黑藻光合作用释放氧气速率变慢，B正确；选用不同颜色玻璃纸分别罩住聚光灯，可探究光质对光合作用的影响，C错误；由于黑藻将溶液中的CO2转化为有机物引起pH变大，可用精密试纸检测溶液pH来估测光合速率变化，D正确。
5.（1）碳反应 三碳酸的还原 （2）ATP和NADPH中的化学能转化为有机物中的化学能 （3）从叶绿体基质到类囊体膜
解析：（1）题图表示光合作用的碳反应过程，发生的场所是叶绿体基质。A表示CO2的固定，①表示三碳酸分子，②表示五碳糖；B表示三碳酸的还原，需要光反应提供NADPH和ATP。（2）题图中能量变化为ATP和NADPH中的化学能转化为有机物中的化学能。（3）在叶绿体中，ADP是碳反应中ATP水解后的产物，可参与光反应，故ADP在植物叶肉细胞叶绿体中的移动方向是从叶绿体基质到类囊体膜。
8 / 9(共116张PPT)
第2课时 光反应和碳反应、环境因素对光合作用的影响
导学 聚焦 1.阐明光合作用的原理及光反应与碳反应的关系。
2.采用不同指标表示光合速率并解决实际问题。
3.尝试探究环境因素对光合作用的影响
核心要点·巧突破
01
过程评价·勤检测
02
目录
CONTENTS
课时训练·提素能
03
核心要点·巧突破
01
精准出击 高效学习
知识点（一） 光合作用的过程
1. 光合作用过程示意图
2. 光反应阶段
3. 碳反应阶段
小提醒：（1）光反应直接需要在光下才能进行，碳反应虽不直接
需要光，但也只有在有光的条件下才能循环往复地进行；
（2）碳反应的产物是三碳糖，三碳糖可以在叶绿体中作为原料用于淀粉、蛋白质和脂质的合成，更多地在叶绿体外转变成蔗糖，供植物体所有细胞利用，因此蔗糖是光合产物的主要运输形式。
4. 判断下列相关表述的正误
（1）光反应过程中吸收的光能只转化为ATP中的化学能。
（ × ）
提示：光反应过程中吸收的光能转化为ATP和NADPH中的化
学能。
（2）光反应过程有多步反应，主要发生在类囊体腔内。
（ × ）
提示：光反应过程有多步反应，主要发生在类囊体膜上。
（3）光反应产生的ATP、NADPH是碳反应中将CO2还原为糖的能
源物质。 （ √ ）
×
×
√
（4）若提供充足的ATP和NADPH，碳反应可以在黑暗环境中发
生。 （ √ ）
（5）三碳糖的形成标志着光合作用合成糖的过程已经完成。
（ √ ）
（6）卡尔文循环中碳的转移途径为CO2→三碳酸分子→五碳糖→
三碳糖。 （ × ）
提示：卡尔文循环中碳的转移途径为CO2→三碳酸分子→三
碳糖→五碳糖。
√
√
×
（7）三碳酸还原形成的三碳糖，主要用于合成蔗糖。 （ × ）
提示：三碳酸还原形成的三碳糖，主要用于再生五碳糖，离
开卡尔文循环的三碳糖，主要用于合成蔗糖。
（8）在叶肉细胞的叶绿体中，三碳糖转变为蔗糖并运输到植物体
各处。 （ × ）
（9）光合作用的碳反应受光反应的制约，但光反应不受碳反应的
制约。 （ × ）
×
×
×
探讨一 分析光合作用的发现历程，理解光合作用的过程
1. 1937年，英国的科学家希尔首次获得了叶片研磨后的离体叶绿体悬
浮液，将此悬浮液（含水，不含CO2）与黄色的高铁（Fe3＋）盐混
合，照光后发现叶绿体有气泡放出、溶液由黄色变为浅绿色（Fe2
＋）。在遮光条件下，则没有气泡冒出，溶液颜色也没有变化。
（1）叶绿体放出的气泡成分是 ，该实验表明光合作用的场所
是 ， 是光合作用的必要条件；还证明了光合作用释
放的氧气来自水。
提示：氧气 叶绿体 光
（2）离体叶绿体悬浮液由黄色变为浅绿色，说明叶绿体在光照条
件下生成了 ，把Fe3＋还原为Fe2＋。
提示：还原剂
（3）希尔实验中并没有检测到糖的生成。若向悬浮液中通入
CO2，在光照条件下就能检测到糖的生成。这说明光合作用
生成 和生成 是两个相对独立的过程。
提示：氧气 糖
（4）与恩格尔曼的水绵实验相比，希尔实验采用离体叶绿体研究
光合作用，这有什么意义？
提示：第一次用离体叶绿体研究光合作用，将光合作用的研
究从整体达到离体、从细胞的水平达到细胞器的水平，使光
合机理的研究进入新阶段；初步证明了光合作用的光反应和
碳反应是两个相对独立的过程。
2. 1945年以后，碳的同位素14C被发现，卡尔文利用14CO2寻找光合作
用中14C的转变路径，于1954年完全阐明了光合作用中碳的转变路
径，即卡尔文循环。
（1）叶绿体中ATP、ADP的运动方向是怎样的？
提示：ATP：光合膜→叶绿体基质；ADP：叶绿体基质→光
合膜。
（2）如果给植物提供14CO2，光合作用中放射性依次出现在哪些物
质中？
提示：依次出现在14CO2 三碳酸分子 三碳糖 五碳
糖。
请分析回答下列问题：
（3）如果给植物提供 O，光照下较长时间后，18O会出现在哪
些物质中？
提示：出现在氧气、水、三碳酸分子、二氧化碳、丙酮酸和
三碳糖等中。
1. 光反应与碳反应的比较
过程 光反应 碳反应
条件 必须在光下，需要色素、酶和水 需要酶、CO2、ATP和NADPH，
只有在有光条件下才能循环
场所 叶绿体类囊体膜（光合膜） 叶绿体基质
过程 光反应 碳反应
物质转化 ①水的光解：
H2O O2＋2H＋＋2e－； ②ATP的合成：ADP＋Pi＋能量 ATP；③NADPH的合成：NADP＋＋H＋＋2e－ NADPH ①三碳酸分子的形成：CO2＋五碳糖 2个三碳酸分子；
②三碳糖的形成：2个三碳酸分
子 2个三碳糖；
③五碳糖的再生：三碳糖 五碳糖
能量 转化 光能→ATP、NADPH中
的化学能 ATP和NADPH中的化学能→有机物中稳定的化学能
过程 光反应 碳反应
联
系 光反应为碳反应提供NADPH、ATP，碳反应为光反应提供
NADP＋、ADP和Pi，如图：
2. 光合作用过程中元素的转移途径
（1）光合作用过程中O元素的转移途径：
O→18O2；C18O2→C3→（C O）。
（2）光合作用过程中C元素的转移途径：
14CO2→14C3→14C6H12O6＋14C5。
（3）光合作用过程中H元素的转移途径：
H2O→NADPH→C6H12O6＋H2O。
3. 环境条件骤变时光合作用中间代谢产物的瞬间变化分析
1. （2024·浙江嘉兴海宁市高级中学高一月考）光合作用实现了生态
系统中有机物的生产，下列对光合作用生产有机物过程的叙述，错
误的是（ ）
A. 光反应的产物是O2、H＋和e－
B. 碳反应不需要光的直接参与，但是需要光反应的支持
C. 光反应和碳反应过程都发生了能量的转化
D. 光合作用实现了固定太阳能并将CO2还原为糖
解析： 光反应包括水的光解和ATP的形成，产物有O2、
NADPH、ATP，发生在叶绿体的类囊体膜上，其中水光解的产物
是O2、H＋和e－，A错误；碳反应不需要光的直接参与，但是需要
光反应产生的NADPH和ATP的参与，B正确；光合作用通过光反应
过程把光能转变成ATP中活跃的化学能，碳反应过程中将ATP中的
活跃的化学能转变成有机物中稳定的化学能，因此光反应和碳反应
都发生了能量的转化，C正确；
光合作用通过光反应过程把光能转变成ATP中活跃的化学能，碳反应
过程中将ATP中的活跃的化学能转变成有机物中稳定的化学能，并将
二氧化碳固定下来转变成有机物，可见光合作用是最基本的物质代谢
和能量代谢，通过光合作用实现了固定太阳能并将CO2还原为糖的过
程，D正确。
2. 如图为大豆叶片叶肉细胞光合作用碳反应阶段的示意图，下列叙述正确的是（ ）
A. CO2的固定实质上是将ATP中的化学能转变
为三碳酸中的化学能
B. 卡尔文循环产生的三碳糖大部分运输到叶绿体外合成蔗糖
C. 光强度突然由强变弱导致光合速率下降，短时间内五碳糖含量升
高
D. 被还原的三碳酸在有关酶的催化作用下，可再形成五碳糖
解析： CO2的固定过程不消耗ATP，A错误；卡尔文循环过程中
产生的三碳糖大部分用于再生五碳糖，而离开卡尔文循环的三碳糖
大部分被运出了叶绿体用于合成蔗糖，B错误；光强度由强变弱，
光反应速率减慢，NADPH和ATP的产生量减少，使碳反应阶段三
碳酸的还原速率减慢，生成的五碳糖减少，而CO2的固定短时间内
正常进行，消耗的五碳糖不变，导致五碳糖含量减少，C错误；在
有关酶的催化作用下，三碳酸接受ATP水解释放的能量并且被
NADPH还原，一些接受能量并被还原的三碳酸经过一系列变化形
成糖类，另一些接受能量并被还原的三碳酸则经过一系列的化学变
化，又形成五碳糖，D正确。
知识点（二） 光合作用受环境因素的影响
1. 光合强度（光合速率）
2. 影响光合速率的因素
3. 探究环境因素对光合作用的影响
（1）实验假设：一定范围内，光合速率随光强度的增加而
。
（2）实验分析
增
加
（3）结果和结论：随着S的增大， ，说
明 。
气泡产生数目减少
光强度影响光合作用
4. 判断下列相关表述的正误
（1）光强度直接影响光反应速率，对碳反应速率没有影响。
（ × ）
提示：光强度直接影响光反应速率，并通过影响ATP和
NADPH的合成，从而影响碳反应。
（2）CO2浓度增加时，碳反应速率增加，而光反应速率不变。
（ × ）
（3）温度改变只影响卡尔文循环，不影响光反应。 （ × ）
提示：温度既影响卡尔文循环，也影响光反应。
×
×
×
（4）将金鱼藻置于NaHCO3溶液中，金鱼藻光合作用会导致溶液
pH下降。 （ × ）
提示：金鱼藻光合作用会吸收CO2转化为有机物，使溶液pH
升高。
（5）用透光率相同的不同颜色玻璃纸遮住光源，绿色玻璃纸下植
物光合速率最慢。（√）
（6）探究光强度对光合作用的影响时，各组温度控制相同即可。
（ × ）
提示：探究光强度对光合作用的影响时，各组温度需控制相
同且适宜。
×
×
探讨 分析光合作用受环境因素的影响，提高理解能力
1. 如图表示光强度对光合速率的影响曲线，分析曲线讨论并回答：
（1）A点时，光强度为0，对应的CO2来源于什么生理过程？其释
放量的含义是什么？
提示：A点时，光强度为0，此时只进行细胞呼吸，其单位时
间内释放的CO2量，可表示此时的细胞呼吸速率。
（2）B点时，所对应的CO2吸收量和释放量为0，试分析此时光合
速率与细胞呼吸速率的关系及B点的含义。
提示：B点时，细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用，即光
合速率＝呼吸速率，此点为光补偿点。
（3）C点时，CO2吸收量达到最高，请讨论C点的含义并分析CO2
吸收量达到最高前、后的主要限制因素分别是什么？
提示：当达到C点后，光合作用不再随光强度的升高而增
加，其对应的光照强度称之为光饱和点。
CO2吸收量达到最高前的主要限制因素是光强度，CO2吸收量达到最高后的主要限制因素为温度和CO2浓度。
2. 如图表示CO2浓度对光合速率的影响曲线，分析曲线讨论并回答：
（1）A点的含义是什么？
提示：进行光合作用所需CO2的最低浓度。
（2）B点的含义是什么？
提示：CO2饱和点，即达到最大光合速率所对应的最低
CO2浓度。
（3）请结合实际总结农业生产上提高CO2浓度的措施。
提示：合理通风、施加农家肥、使用CO2发生器等。
1. 单因素对光合速率的影响
影响
因素 曲线 曲线解读 在生产上的应用
光强
度
A点：只进行细胞呼吸；AB
段：随光强度增加，光合速率也逐渐增加；B点（光补偿点）：光合速率等于细胞呼吸速率；BC段：光强度不断加强，光合速率不断增加，C点对应的光强度为光饱和点 温室栽培时人工补光，延长光合作用时间；通过轮作，延长全年
内单位土地面积上绿色植物进行光合作用的时间
影响因素 曲线
CO2
浓度
影响因素 曲线解读 在生产上的应用
CO2
浓度 ①图1和图2都表示在一定范围内，光合速率随CO2浓度的增加而增大，但当CO2浓度增加到一定范围后，光合速率不再增加； ②图1中A点表示光合速率等于细胞呼吸速率时的CO2浓度，即CO2补偿点；图2中的A'点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度。图1中的B点和图2中的B'点都表示CO2饱和点 施用有机肥；温室栽培植物时，可以适当提高室内CO2
浓度。大田生产“正其行，通其风”，即提高CO2浓度，增加产量
影响
因素 曲线 曲线解读 在生产上的应用
温度
①AB段：在B点之前，随着温度升高，光合速率增大； ②B点：B点对应的温度是光合酶的最适温度，光合速率最大； ③BC段：随着温度升高，酶的活性下降，光合速率减小，50 ℃左右光合速率几乎为零 增加昼夜温
差，保证植物有机物的积累
2. 多种环境因素对光合作用的综合影响
（1）曲线解读：P点时，限制光合速率的主要因素应为横坐标所示
因素，随该因素的不断增加，光合速率不断增大；Q点时，
横坐标所示因素不再是影响光合速率的主要因素，若要提高
光合速率，可适当提高图示其他因素的强度。
（2）应用
①温室栽培植物时，在光强度一定的条件下，白天适当升高
温度，可提高与光合作用有关的酶的活性，提高光合速率，
同时适当补充CO2浓度，可进一步提高光合速率。
②当温度适宜时，可适当增加光强度和CO2浓度，以提高光
合速率。
1. （2022·浙江7月学考）为了研究弱光对大豆生长、光合速率和产量
的影响，研究小组用两种大豆在正常光（100％）和弱光（20％）
条件下进行实验，结果如下表：
品种 光照 处理 株高/cm 叶绿素a/ （mg·cm－2） 叶绿素b/
（mg·cm－2）
南豆 100％ 32.78 1.23 0.33
20％ 64.67 1.30 0.25
黑豆 100％ 41.67 1.39 0.27
20％ 99.50 3.80 3.04
品种 光照 处理 类胡萝卜素/ （mg·cm－2） 净光合速率/ （μmolCO2·m－2·s－1） 单株种子
产量/g
南豆 100％ 0.71 4.41 18.21
20％ 1.09 3.17 15.09
黑豆 100％ 0.78 3.97 36.71
20％ 0.62 2.97 8.92
注：净光合速率用单位时间单位面积的叶片从外界吸收的CO2
量表示。
下列叙述错误的是（ ）
A. 弱光条件下，主茎伸长有利于获得更多的光照
B. 光合色素含量改变有利于适应不同的光照环境
C. 净光合速率大的大豆品种，单株种子产量也大
D. 弱光条件下，南豆比黑豆更适合栽种
解析： 分析表格数据可知，弱光条件下，株高较正常光条件下
高，可推测主茎伸长有利于获得更多的光照，A正确；不同光照条
件下光合色素含量不同，可知光合色素含量改变有利于适应不同的
光照环境，B正确；只有表中两种大豆，无法得出该结论，C错
误；弱光条件下，南豆比黑豆的净光合速率高，且单株种子产量也
大，故南豆比黑豆更适合栽种，D正确。
2. （2024·浙江临海回浦中学高一月考）如图所示为在温度适宜的条
件下，光强度和CO2浓度对某植物光合速率的影响。下列叙述错误
的是（ ）
A. 曲线中a点转向b点时，光反应增强，碳反应增
强
B. 曲线中b点转向d点时，叶绿体中C5的含量降低
C. 曲线中c点的限制因素可能是叶绿体中酶的数量，与光强度无关
D. 在一定范围内增加光照和CO2浓度有利于提高光合速率
解析： 曲线中a点转向b点时，光强度增强，光反应产生的
NADPH和ATP增加，促进碳反应还原C3，碳反应增强，A正确；曲
线中b点转向d点时，CO2浓度降低，CO2与C5固定生成C3的反应减
弱，C5消耗减少，短时间内C5还在正常的生成，因此叶绿体中C5的
含量升高，B错误；曲线中c点的限制因素可能是叶绿体中酶的数
量，也可能是温度等其他条件，与横坐标的影响因素无关，C正
确；ab段影响光合速率的主要因素是光强度，随着光强度的增强，
光合速率提高，b点与d点相比，随着二氧化碳浓度的增加，光合速
率增加，所以在一定范围内增加光强度和CO2浓度，有利于提高光
合速率，D正确。
过程评价·勤检测
02
反馈效果 筑牢基础
（1）光照停止后碳反应短时间仍然能够持续，但无法长时间正常进
行，原因是
。
（2）CO2不足使碳反应减弱后光反应也无法正常进行，原因是
。
碳反应中三碳酸分子的还原需要光反应提供ATP和
NADPH，停止光照使光反应停止，叶绿体中仍有少量ATP和
NADPH能使碳反应进行一段时间，但是这段时间后，碳反应因
缺少ATP和NADPH 而无法进行
光反
应需要碳反应提供的ADP、Pi和NADP＋
（3）在北方的冬暖大棚中施用有机肥为什么能提高大棚蔬菜的产
量？
提示：有机肥中的有机物被土壤中的微生物分解，释放出热量
和CO2，提高了大棚内的温度和CO2浓度，有利于光合作用的进
行，另外还生成各种无机盐，增加了土壤的肥力。
1. 光合作用光反应产生的物质有（ ）
A. C6H12O6、NADPH、ATP
B. NADPH、CO2、ATP
C. NADPH、O2、ATP
D. C6H12O6、CO2、H2O
解析： 光反应中水的光解可以产生氧气，同时产生NADPH，而
且能将光能转换成活跃的化学能，储存在ATP和NADPH中。
2. （2024·浙江宁波余姚中学高一期中）光合作用过程包括光反应和
碳反应，光反应与碳反应有非常紧密的联系。判断下列叙述不正确
的是（ ）
A. 光反应为卡尔文循环提供ATP和NADPH
B. 停止光照，短时间叶绿体中ATP和NADPH含量下降
C. 停止光照，短时间叶绿体中C3含量上升
D. 停止CO2供应，短时间叶绿体中五碳糖含量下降
解析： 光反应为碳反应（卡尔文循环）提供ATP和NADPH，A
正确；停止光照，光反应停止，产生的ATP和NADPH减少，被还
原的C3减少，CO2的固定不变，则叶绿体中ATP和NADPH含量下
降，C3含量上升，B、C正确；碳反应过程若突然停止CO2的供应，
二氧化碳固定速率下降，则C3的含量将降低，C5（五碳糖）的含量
将升高，D错误。
3. 图甲、乙表示某植物在适宜的CO2浓度条件下，光合速率与环境因素之间的关系，下列相关描述错误的是（ ）
A. 图甲中，在A'点限制光合速率的主要因素是温度，在B'点限制光合速率的主要因素是光强度
B. 从图乙曲线可以看出，当超过一定温度后，光合速率会随着温度的升高而降低
C. 温度主要通过影响酶的活性影响光合速率
D. 若图甲中光强度突然由A变为B，短时间内叶肉细胞中C3的含量会降低
解析： 图甲中，在A'点限制光合速率的主要因素是光强度，在
B'点限制光合速率的主要因素是温度，A错误；从图乙曲线可以看
出，当超过一定温度后，光合速率会随着温度的升高而降低，B正
确；光合作用需要多种酶的催化，酶的活性主要受温度和pH的影
响，所以温度主要通过影响酶的活性来影响光合速率，C正确；若
光强度突然由A变为B，表现为光合速率增强，光反应产生的
NADPH和ATP增加，被还原的C3增加，而CO2被C5固定形成C3的过
程基本不变，故短时间内叶肉细胞中C3的含量会降低，D正确。
4. （2024·浙江金华一中高一月考）某同学进行“探究环境因素对光
合作用影响”的活动，以黑藻、NaHCO3溶液、精密pH试纸、100
W聚光灯、温度计、大烧杯和不同颜色的玻璃纸等为材料用具。下
列叙述错误的是（ ）
A. NaHCO3溶液可以为黑藻的光合作用提供CO2
B. 降低聚光灯的瓦数可导致黑藻光合作用释放氧气速率变慢
C. 选用不同颜色玻璃纸分别罩住聚光灯，可探究光强度对光合作用
的影响
D. 由于黑藻将溶液中的CO2转化为有机物引起pH改变，可用精密试
纸检测溶液pH来估测光合速率变化
解析： NaHCO3溶液可以为黑藻的光合作用提供CO2，作为光合
作用的原料，A正确；降低聚光灯的瓦数可降低光强度，导致黑藻
光合作用释放氧气速率变慢，B正确；选用不同颜色玻璃纸分别罩
住聚光灯，可探究光质对光合作用的影响，C错误；由于黑藻将溶
液中的CO2转化为有机物引起pH变大，可用精密试纸检测溶液pH
来估测光合速率变化，D正确。
5. 如图表示光合作用过程的部分图解，请据图完成下列问题。
（1）图中表示光合作用的 过程，其中B表示
过程。
解析：题图表示光合作用的碳反应过程，发生的场所是叶绿体基质。A表示CO2的固定，①表示三碳酸分子，②表示五碳糖；B表示三碳酸的还原，需要光反应提供NADPH和ATP。
碳反应
三碳酸的还
原
（2）图中过程的能量变化是
。
解析：题图中能量变化为ATP和NADPH中的化学能转化为有机物中的化学能。
ATP和NADPH中的化学能转化为有机
物中的化学能
（3）叶绿体是植物进行光合作用的场所，ADP在叶绿体内的移动
方向是 。
解析：在叶绿体中，ADP是碳
反应中ATP水解后的产物，可参与
光反应，故ADP在植物叶肉细胞叶
绿体中的移动方向是从叶绿体基质
到类囊体膜。
从叶绿体基质到类囊体膜
课时训练·提素能
03
分级练习 巩固提升
知识点一 光合作用的过程
1. （2024·浙江宁波余姚中学高一期中）1945年以后，碳的同位素14C
被发现，卡尔文利用14CO2寻找光合作用中碳的转变路径，于1954
年完全阐明了光合作用中碳的转变路径，即卡尔文循环。下列说法
正确的是（ ）
A. 绿色植物进行光合作用时，碳反应发生在叶绿体基质中
B. ATP是卡尔文循环的产物之一
C. 温度改变只影响卡尔文循环，不影响光反应
D. 1轮卡尔文循环合成2个三碳糖，植物合成一个蔗糖（C12H22O11）
要进行2轮卡尔文循环
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解析： 植物在光照条件下进行光合作用，光合作用分为光反应
阶段和碳反应阶段，光反应阶段在叶绿体的类囊体膜上进行水的光
解，产生ATP和NADPH，同时释放氧气，碳反应发生在叶绿体基
质，将二氧化碳合成为储存着能量的有机物，A正确；ATP是卡尔
文循环的反应物之一，B错误；温度影响酶的活性，则温度改变会
影响卡尔文循环和光反应，C错误；1轮卡尔文循环只能固定一个
CO2分子，合成2个三碳糖，则植物合成一个蔗糖（C12H22O11）要
进行6轮卡尔文循环，D错误。
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2. （2024·浙江宁波高一月考）研究人员从菠菜中分离出类囊体，将
其与16种酶等物质一起用单层脂质分子包裹成油包水液滴，从而构
建半人工光合作用反应体系。该反应体系在光照条件下可实现连续
的CO2固定与还原，并不断产生有机物酒精酸。下列叙述正确的是
（ ）
A. 产生酒精酸的场所相当于叶绿体的类囊体膜
B. 该反应体系需不断消耗CO2和水
C. 类囊体产生的ATP和NADPH参与CO2的固定
D. 与叶绿体相比，该反应体系不含光合色素
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解析： 酒精酸是在光合作用碳反应中产生的，碳反应的场所在
叶绿体基质，所以产生酒精酸的场所相当于叶绿体基质，A错误；
该反应体系中进行光合作用的整个过程，光反应需要消耗水，碳反
应需要不断消耗CO2，B正确；类囊体产生的ATP和NADPH参与三
碳酸的还原，不参与CO2的固定，C错误；该体系含有类囊体，类
囊体膜上有光合色素，D错误。
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3. 光合作用过程包括光反应和碳反应，下图表示光反应与碳反应的关系，据图判断下列叙述不正确的是（ ）
A. 光反应为碳反应提供ATP和NADPH
B. 停止光照，叶绿体中ATP和NADPH含量下降
C. ATP的移动方向是由类囊体膜到叶绿体基质
D. 植物在暗处可大量合成三碳糖
解析： 植物在暗处，由于没有光照，产生的ATP和NADPH不
足，导致碳反应产生的有机物减少，D错误。
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4. （2024·浙江衢州二中高一月考）如图是一晴朗夏日某植物光合强
度随时间变化的曲线图，与B点相比较，C点叶肉细胞短时间内的
三碳酸、五碳糖、ATP的含量和三碳糖产生速率发生的变化依次是
（ ）
A. 降、升、升、升 B. 升、升、降、降
C. 降、降、降、降 D. 降、升、升、降
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解析： C点与B点相比气温升高，气孔关闭，CO2的吸收量减
少，导致叶肉细胞内三碳酸的含量减少（短时间内三碳酸的生成量
减少，而被还原的三碳酸的量不变），五碳糖的含量增多（短时间
内五碳糖的生成量不变，而与CO2结合消耗的五碳糖的量减少），
ATP和NADPH的含量增多（短时间内ATP和NADPH的生成量不
变，而还原过程中消耗掉的ATP和NADPH减少），最终三碳糖产
生速率下降。综上所述D正确。
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5. （2024·浙江奉化中学高一月考）在光合作用的研究中，能产生除
自身需要外多余的光合产物的植物器官称为“源”；必须依赖输入
有机物才能满足正常发育的植物器官称为“库”。研究者对库、源
关系及其机理进行了研究。
（1）去除部分桃树枝条上的果实，
检测其对叶片光合速率等的影
响，结果如下图。
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组别 净光合速率/ （μmol·m－2·s－1） 叶片蔗糖含量/
（mg·g－1FW）
对照组（留果） 5.39 30.14
实验组（去果） 2.48 34.20
组别 叶片淀粉含量/ （mg·g－1FW） 气孔开放程度/
（mmol·m－2·s－1）
对照组（留果） 60.61 51.41
实验组（去果） 69.32 29.70
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据表推测，去果（去除果实）处理降低了 （填“库”或
“源”）的大小，使叶片中 积累，抑制了光合
速率。
库
蔗糖、淀粉
解析：必须依赖输入有机物才能满足正常发育的植物器官称为“库”；据表分析，实验组去除部分桃树枝条上的果实，与对照组相比，其净光合速率降低，而蔗糖和淀粉含量增加，因此去果处理降低了光合产物“库”的大小，使叶片中蔗糖和淀粉积累，进而抑制了光合速率。
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（2）测定去果后桃树枝条的光合速率如图。结果显示
，支持上述推测。
解析：据图可知，随着去果的百分率的提高，叶片光合速率逐渐下降，说明去果会影响光合速率，进一步验证了上述推测。
随着去果的
百分率的提高，叶片光合速率逐渐下降
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（3）研究发现，叶绿体中淀粉积累会导致 膜结构被破
坏，直接影响光反应为碳反应提供的 减少。
保卫细胞中淀粉含量增加会降低气孔开放程度，导致
，抑制碳反应。
类囊体
ATP、NADPH
CO2供
应减少
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解析：光反应的场所是叶绿体的类囊体膜，故淀粉积累会导致叶绿体类囊体膜结构被破坏，进而直接影响光反应速率，光反应产生的供碳反应使用的NADPH和ATP减少；同时，保卫细胞中淀粉含量增加会降低气孔导度，使二氧化碳吸收减少，CO2供应减少，抑制了二氧化碳的固定过程，进而抑制碳反应，最终导致光合速率下降。
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（4）结合上述研究可推测，叶片光合产物会被运到果实等器官并
被利用，因此去果后，叶片光合产物利用量减少，
增多，抑制了光合速率。
解析：综合上述研究可推测，叶片光合产物会被运到果实等器官并被利用，因此去果后，叶片光合产物利用量减少，积累量增多，抑制了光合速率。
积累量
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知识点二 光合作用受环境因素的影响
（2024·浙江宁波余姚中学高一期中）阅读下列材料，完成下面6～7
小题。
某研究小组通过改变对某植物的施氮量，进行了“探究环境因素
对光合作用影响”的实验，结果如下表。
处理（尿素/ kg·ha－1） 叶绿体数量/ （个/细胞） 基粒数量/ （个/叶绿体） 光合作用速率/
（μmolCO2·
m－2·s－1）
低氮（0） 9.6 7.6 23.1
中氮（150） 13.4 10.3 30.6
高氮（300） 8.6 11.1 25.6
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6. 本实验的自变量是（ ）
A. 叶绿体的数量 B. 基粒数量
C. 光合作用速率 D. 施氮量
解析： 该实验的目的是“探究环境因素对光合作用影响”，分
析表格可知，该实验中环境因素指尿素的含量，即施氮量的多少，
因此本实验的自变量是施氮量，D正确。
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7. 下列与该实验有关的叙述中，错误的是（ ）
A. 实验结果说明每个细胞中基粒数量与该植物光合作用速率呈正相
关
B. 若提取该植物光合色素，通常需加入CaCO3、SiO2和95％的酒精
C. 绿色植物的叶绿体进行光合作用时，H2O在叶绿体基质中裂解为H
＋、e－ 、O2
D. 光反应形成的ATP和NADPH是碳反应中将三碳酸还原为三碳糖的
能源物质
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解析： 分析表格可知，低氮组每个细胞中基粒数量为9.6×7.6＝72.96，同理中氮组每个细胞中基粒数量138.02，高氮组每个细胞中基粒数量为95.46，因此实验结果说明每个细胞中基粒数量与该植物光合作用速率呈正相关，A正确；若提取该植物光合色素，加入二氧化硅有助于研磨更充分，碳酸钙可防止研磨中色素被破坏，绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水酒精中，若用95％的酒精可以在其中加入适量无水碳酸钠吸水，B正确；
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绿色植物的叶绿体进行光合作用时，H2O在叶绿体的类囊体膜上裂解为 H＋ 、 e－ 、 O2，C错误；光反应产生的NADPH作为活泼的还原剂，参与碳反应阶段的化学反应，同时也储存部分能量供碳反应阶段利用，同时光反应产生的ATP也可以为碳反应供能，即光反应形成的ATP和NADPH是碳反应中将三碳酸还原为三碳糖的能源物质，D正确。
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8. （2024·浙江湖州高一月考）小麦和玉米的CO2固定量随外界CO2含量的变化而变化（如图）。下列相关叙述错误的是（ ）
A. 一定范围内小麦的CO2固定量与外界
CO2含量呈正相关
B. CO2含量小于100 mg/L时小麦很难正常生长
C. 玉米比小麦更能有效地利用低浓度CO2
D. CO2含量大于360 mg/L后玉米不再固定CO2
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解析： 小麦的CO2固定量与外界CO2浓度在一定范围内呈正相
关，A正确；CO2浓度小于100 mg/L时，小麦几乎不固定CO2，小麦
很难正常生长，B正确；在低浓度下，玉米比小麦更能有效地利用
CO2，C正确；CO2浓度大于360 mg/L后，玉米仍然固定CO2，但固
定CO2的量不再随CO2含量的增加而增加，D错误。
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9. （2024·浙江平湖市当湖高级中学高一月考）外界环境因素对光合
速率的影响如下图所示，下列相关叙述正确的是（ ）
A. 图中的光合速率可以用单位时间内CO2的吸收量表示
B. 因为t1＞t2，A点的酶活性大于B点，所以A点光合速率大于B点
C. Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ曲线在C点的光合速率相同的原因是光强度较弱
D. 突然将C点光强度变为D点光强度，则短时间内叶绿体内三碳酸的
含量上升
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解析： 分析图形，光合速率在光照强度为0时值为0，说明光合
速率表示的是真光合速率即总光合速率，应用单位时间内CO2的固
定量表示，单位时间内CO2的吸收量表示的是净光合速率，A错
误；A点光合速率大于B点，由于低于最适温度，酶活性随着温度
升高而升高，而高于最适温度，酶活性随着温度升高而降低，因此
无法判断t1与t2的大小，B错误；C点三条曲线的光合速率相同，限
制因素是光强度，C正确；D点光强度大于C点，光反应产生的
NADPH和ATP多，三碳酸还原速率增加，CO2的固定短时间内不
变，因此三碳酸的含量下降，D错误。
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10. （2024·浙江台州路桥中学高一期中）某同学设计“探究环境因素
对光合作用的影响”的实验装置如图所示。
回答下列问题：
（1）水槽中的液体是一定浓度的碳酸氢钠溶液，它为金鱼藻光合
作用提供的原料是 ，图中所示盛水玻璃柱的作用
是 。
二氧化碳
隔热恒温，以防止温度变化影响实验结果
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解析：该实验的自变量是光强度，温度和二氧化碳浓度是无关变量，金鱼藻进行光合作用需要二氧化碳，而碳酸氢钠溶液可以分解产生二氧化碳，图中所示盛水玻璃柱可以避免光照引起的温度变化对实验的影响。
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（2）金鱼藻光合作用时，叶绿体 膜中的光合
色素吸收光，并在光反应中将光能转变成为
中的化学能。
解析： 光反应阶段
是在类囊体膜（光合膜）
上进行的，叶绿体类囊体
膜中的光合色素吸收光，
同时将光能转变为ATP和
NADPH中的化学能。
类囊体（或光合）
ATP和NADPH
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（3）若金鱼藻的光合产物全为葡萄糖，则产生一分子葡萄糖需
要 轮卡尔文循环，产生60 mg葡萄糖，理论上需要 mg
的CO2参与卡尔文循环。
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解析： 在卡尔文循环中每生成一分子的葡萄糖需要6个CO2作为反应物参与反应。由光合作用的反应式可知，葡萄糖∶二氧化碳＝1∶6，若金鱼藻的光合产物全为葡萄糖，产生60 mg葡萄糖，需要的二氧化碳量为60÷180×6×44＝88 mg。
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（4）选用无色、绿色、红色和蓝色的4种玻璃纸分别罩住聚光
灯，用于探究 。在
相同时间内，用 玻璃纸罩住的实验组O2释放量最多。
光的波长（或光质）对光合作用的影响
无色
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解析：用无色、绿色、红色和蓝色的4种玻璃纸分别罩住聚光灯可以探究光的波长对光合作用的影响；叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，无色的玻璃纸透过的是白光，白光为复合光，包含红光和蓝紫光，因此，用无色玻璃纸罩住的实验组O2释放量最多。
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（5）若大幅降低光强度，则金鱼藻叶肉细胞中五碳糖和三碳酸的
瞬时含量变化分别为 、 。
解析：若大幅降低光强度，光反应产生的NADPH和ATP减少，被还原的三碳酸减少，五碳糖的生成量降低，而CO2被五碳糖固定形成三碳酸的过程不变，故三碳酸的含量将增多，五碳糖的含量将减少。
减少
增多
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（6）若要提取金鱼藻中的光合色素，为防止色素被破坏，研磨时
可加入适量的 。分离光合色素时，应注意滤纸条上
的滤液细线要高于 的液面，滤纸条上色素带中，自
下而上第二条色素带的颜色是 。
碳酸钙
层析液
蓝绿色
解析：在研磨时除加入无水酒精外还要向研钵中加入碳酸钙、二氧化硅，碳酸钙有助于保护叶绿素，二氧化硅可以使研磨更充分。
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分离光合色素时，应注意滤纸条上的滤液细线要高于层析液的液面，
否则色素就会溶解到层析液中，而不会在滤纸条上扩散开来。滤纸条
从上到下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，自下而上第
二条色素带是叶绿素a，叶绿素a的颜色是蓝绿色。
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（2024·浙江温州高一期中）阅读下列材料，完成下面11～12小题。
如图为某同学设计的用于进行“探究环境因素对光合作用的影
响”活动的实验装置。实验过程中黑藻进行光合作用释放出氧气导致
装置内气压上升，使得移液管内液面高度发生变化（不考虑黑藻渗透
吸水或失水导致的液面变化）。以移液管内液面移动
情况为观测指标，探究二氧化碳浓度对黑藻光合速率
的影响（二氧化碳可用NaHCO3溶液提供）。
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11. 下列不是探究“不同浓度二氧化碳对黑藻光合速率的影响”的无
关变量的是（ ）
A. NaHCO3溶液浓度 B. 光强度
C. 黑藻成熟程度 D. 溶液温度
解析： 该实验是探究“不同浓度二氧化碳对黑藻光合速率的
影响”，自变量为CO2浓度（即NaHCO3溶液的浓度），因变量为
黑藻光合速率，因此光强度、黑藻成熟程度和溶液温度均为无关
变量，即A符合题意。
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12. 用上图装置探究“不同浓度二氧化碳对黑藻光合速率的影响”，
将所得实验数据绘制成曲线图，其中能够正确表示自变量与因变
量之间关系的是（ ）
A. ① B. ②
C. ③ D. ④
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解析： 黑藻进行光合作用释放出氧气导致装置内气压上升，
因此移液管内的液面高度会下降，随着NaHCO3溶液的浓度增加，
光合速率增加，移液管内的液面高度下降速率增加；但NaHCO3溶
液的浓度过高，会导致细胞失水而代谢减慢，光合速率减慢，即
移液管内的液面高度下降速率减小，因此能够正确表示自变量与
因变量之间关系的是曲线③，C正确。
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13. （2024·浙江宁波高一期末）如图为光合作用部分过程，磷酸丙糖
是光合作用碳反应的产物，它可在叶绿体内转化为淀粉。已知焦
磷酸化酶可催化淀粉的合成，该酶活性受叶绿体内C3的调节。叶
绿体在白天会形成淀粉粒，黑暗夜间淀粉粒消失。据图推测错误
的是（ ）
A. 每固定1分子CO2，将生成2分子C3
B. 若突然增强光照，短时间内 C5含量增加
C. 饥饿处理会促进淀粉转化为麦芽糖和葡萄糖
D. C3对焦磷酸化酶具有抑制作用
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解析： CO2与C5生成C3，每固定1分子CO2，将生成2分子C3，
A正确；若突然增强光照，短时间内光反应产生的NADPH和ATP
增加，还原C3生成的C5增加，由于消耗C5生成C3速率基本不变，
故C5含量增加，B正确；黑暗条件下淀粉转化为葡萄糖和麦芽
糖，因此饥饿处理（黑暗处理）会促进淀粉转化为麦芽糖和葡萄
糖，C正确；已知焦磷酸化酶催化淀粉的合成，叶绿体在白天会
形成淀粉粒，白天会进行光合作用生成C3，夜间淀粉粒消失，因
此C3对焦磷酸化酶有活化作用，D错误。
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14. （2024·浙江台州路桥中学高一月考）某研究小组在探究环境因素
对黄瓜幼苗光合作用的影响时，得到适宜温度条件下的实验结果
（图中lx为光强度单位），如图所示。
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A. 光强度直接影响光合作用的光反应阶段
B. 处于a点的CO2浓度时，产生CO2的场所有叶绿体、线粒体和细胞溶
胶
C. 处于b点的CO2浓度时，800 lx高光强下黄瓜幼苗的光合速率和呼吸
速率相等
D. c点后可以通过提高光强度来增大光合速率
下列叙述错误的是（ ）
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解析： 光反应过程吸收光能，合成ATP和NADPH，光强度直
接影响光合作用的光反应阶段，A正确；处于a点的CO2 浓度时，
植物只进行细胞呼吸，产生 CO2 的场所有线粒体和细胞溶胶，B
错误；b点为CO2补偿点，处于b点的 CO2 浓度时，800 lx高光强下
黄瓜幼苗的光合速率和呼吸速率相等，C正确；c点为光强度为70
lx的CO2饱和点，c点后可以通过提高光强度来增大光合速率，D
正确。
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15. （2024·浙江金华东阳中学高一期中）为研究高温对植物光合速率
的影响，某研究小组将甲、乙两种植物从25 ℃环境移入40 ℃环境
中培养，测得相关数据如图1所示。图2表示在25℃环境中，光强
度对两种植物光合速率的影响。回答下列问题：
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（1）图1中，气孔导度减小引起光合速率降低，是因为气孔导度
直接影响了光合作用的 阶段，该阶段发生的场所
为 。
解析：气孔导度表示的是气孔开放的程度，气孔导度越大，气孔的开放程度越大，胞间的CO2浓度就越高。CO2参与光合作用的碳反应，因此气孔导度直接影响了光合作用的碳反应阶段，该阶段发生在叶绿体基质中。
碳反应
叶绿体基质
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（2）由图1可知，高温可能破坏了 膜的结构，使植物光
能捕获率下降。为研究光合色素含量，常利用
将它们从叶绿体中提取出来，再通过纸层
析法观察比较色素带的宽窄，分析各种色素的含量。若长期
缺Mg2＋，则从上到下第 条色素带变窄。
类囊体
95％的酒精
（或无水乙醇）
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解析：叶绿体类囊体膜上的光合色素可以吸收、传递和转化光能，将甲、乙两种植物从25 ℃转移到40 ℃环境，甲、乙两种植物的光能捕获率均降低，据此可推测，高温可能破坏了类囊体膜的结构，从而使植物的光能捕获率下降。从叶绿体中提取光合色素，一般使用95％的酒精提取。Mg是构成叶绿素的元素。若长期缺Mg2＋，会导致叶绿素的含量减少，则用纸层析法分离光合色素后，滤纸条从上到下第三条（叶绿素a）和第四条（叶绿素b）色素带变窄。
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（3）图2所示的实验中，自变量是 。当光强
度为C时，甲植物固定CO2的量 （填“大于”“等于”
或“小于”）乙植物。
光强度和植物种类
大于
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解析：图2表示在25 ℃环境中，光强度对两种植物光合速率的影响，因此自变量是光强度和植物种类。图2的纵坐标所示的CO2吸收量表示净光合速率，曲线与纵坐标的交点表示呼吸速率。当光照强度为C时，甲植物的净光合速率明显高于乙植物，且甲、乙两植物的呼吸速率相同，由于总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率，所以甲植物的总光合速率大于乙植物，即甲植物固定CO2的量大于乙植物。
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（4）对正在进行光合作用的甲植物，若突然停止CO2的供应，短
时间内甲植物所产生的三碳糖的含
量会 （填“增加”“基本不变”或“减少”），一段
时间后，光饱和点将 （填“左移”“基本不变”或
“右移”）。
减少
左移
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解析：对正在进行光合作用的甲植物，若突然停止CO2的供应，则导致CO2和C5结合形成三碳酸的CO2固定过程受阻，而原有的三碳酸继续被还原为C5和糖类，所以短时间内甲植物所产生的三碳糖的含量减少。光饱和点是达到最大光合速率时所对应的最低光强度。突然停止CO2的供应，会导致碳反应受阻，引起光合速率下降，所以一段时间后，光饱和点将左移。
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感 谢 观 看!
