光合作用不簡單，關鍵考點要把握

宣雯雯　張玉明

光合作用是高考生物的重點和難點內容，其中“影響光合作用速率的環境因素”一節，在2019年考試說明中屬于Ⅱ級要求（江蘇卷為C級要求）。從近幾年各地高考卷來看，對光合作用內容的考查在選擇題中出現的頻率較高，問題設置靈活多變，難度往往較大。本文對光合作用的幾個考點進行梳理和解讀，并給出解題的方法和策略，以幫助同學們進行有效的復習。

考點

色素的提取與分離實驗

【例1】（2019江蘇卷）如圖（見圖1）為某次光合作用色素紙層析的實驗結果，樣品分別為新鮮菠菜葉和一種藍藻經液氮冷凍研磨后的乙醇提取液。下列敘述正確的是（ ）

A.研磨時加入CaCO3過量會破壞葉綠素

B.層析液可采用生理鹽水或磷酸鹽緩沖液

C.在敞開的燒杯中進行層析時，需通風操作

D.實驗驗證了該種藍藻沒有葉綠素b

【答案】D

【解析】綠色植物的葉綠體中含有四種色素，紙層析后，形成的色素帶從上到下依次是胡蘿卜素（橙黃色）、葉黃素（黃色）、葉綠素a（藍綠色）、葉綠素b（黃綠色）。由圖可知，菠菜含有四種色素，藍藻（原核生物）只含有葉綠素a和胡蘿卜素。研磨時加入碳酸鈣是為了保護葉綠素，A錯誤。層析液可以由石油醚、丙酮和苯混合而成，也可以用92號汽油代替，B錯誤。層析時，為了防止層析液揮發，需要用培養皿蓋住小燒杯，C錯誤。由圖可知，藍藻只有兩條色素帶，不含有葉黃素和葉綠素b，D正確。

【備考提示】

1.色素帶顏色較淺，可以從取材、提取、濾紙條制作、分離幾方面去分析原因

（1）取材方面：所用葉片顏色較淡或已發黃，色素含量不足。

（2）提取方面：葉片研磨時未加二氧化硅或研磨時間短，導致研磨不充分;未加碳酸鈣，導致色素分解;丙酮或無水乙醇用量太多，導致色素濃度太低。

（3）濾紙條制作方面：濾紙條未經干燥處理;濾液細線未重復畫2～3次，色素量不足。

（4）分離方面：濾紙條上的濾液細線觸及了層析液，使其上的部分色素溶解于層析液中。

2.濾紙條上色素帶少于4條

（1）取材方面：用了發黃的老葉。

（2）提取方面：研磨時忘了加碳酸鈣保護。

3.色素帶形狀不規則，如重疊、彎曲等

（1）濾液細線畫得太粗，導致色素帶重疊。

（2）濾液細線畫得不齊、濾紙條未剪兩個角都會導致色素帶彎曲。

考點

辨析實際光合速率與凈光合速率

【例2】（2017北京卷）某植物光合作用、呼吸作用與溫度的關系如圖（見圖2）所示。據此，對該植物生理特性理解錯誤的是（ ）

圖2

A.呼吸作用的最適溫度比光合作用的高

B.凈光合作用的最適溫度約為25 ℃

C.在0～25 ℃范圍內，溫度變化對光合速率的影響比對呼吸速率的大

D.適合該植物生長的溫度范圍是10～50 ℃

【答案】D

【解析】總光合作用=呼吸作用+凈光合作用。分析上圖，植物體在25℃時，凈光合速率最高，說明該溫度為凈光合作用的最適溫度。由圖可知，植物體總光合作用的最適溫度為30℃，呼吸作用的最適溫度為50℃，A正確。由圖可知，植物體在25℃時，凈光合速率最高，說明該溫度為凈光合作用的最適溫度，B正確。在0～25℃范圍內，光合作用的增大速率大于呼吸作用，說明溫度變化對光合速率的影響比對呼吸速率的大，C正確。由圖可知，超過45℃，凈光合速率為負值，沒有有機物的積累，不適合植物生長，D錯誤。

【備考提示】

如何辨析實際光合速率與凈光合速率？

1.通過文字表述辨析

實際光合速率和凈光合速率的文字表述是有區別的，實際光合速率的表述一般都直接帶有“光合作用”或“葉綠體”等詞，而凈光合速率則無;實際光合速率常用“同化量”“產生量”“制造量”這些詞，凈光合速率則用“吸收量”“釋放量”“ 減少量” “增加量”“積累量”這些詞。習題中經常出現的相關表述的區別列表如下。

實際光合速率 凈光合速率

光合作用（葉綠體）CO2的同化量或固定量 光照下植物CO2的吸收量（或實驗容器內CO2的減少量）

光合作用（葉綠體）O2的產生量 光照下植物O2的釋放量（或實驗容器內O2的增加量）

光合作用（葉綠體）有機物的產生量或制造量 植物重量的增加量（或有機物的積累量）

2.借助曲線圖、概念圖辨別

圖3

（1）圖3左所示曲線上，每一點的值代表的是凈光合速率值，實際光合速率通常用圖中曲線上每一點的值加上呼吸速率（A點的值）來表示。

（2）圖3右所示概念圖中，葉綠體從線粒體和空氣中吸收的CO2之和代表實際光合速率，葉綠體從空氣中吸收的CO2代表凈光合速率。

考點

光合作用典型曲線

【例3】（2019唐山市質量檢測卷）將兩棵生長狀況相同的同種植物分別置于透明的玻璃罩內，如圖4甲、乙所示;在相同自然條件下，測得甲、乙裝置一晝夜中植物氧氣釋放速率分別如圖4中丙、丁曲線所示。下列說法正確的是（ ）

圖4

A.一晝夜中，裝置乙的植物積累的有機物多

B.E點時，氣孔關閉導致光合作用停止

C.14點時，與裝置乙相比，甲中植物葉綠體的C3生成量相對較高

D.AB段和CD段，曲線下降的原因相同

【答案】A

【解析】丙、丁中，橫軸上方曲線與橫軸圍成的面積均表示相應時間段內植物有機物的積累量，橫軸下方曲線與橫軸圍成的面積表示相應時間段內植物有機物的消耗量，二者的差值表示的是一晝夜中有機物的積累量，A正確。丁中E點時大多數氣孔關閉，少數氣孔仍開放，同時葉肉細胞間隙中仍存在CO2，光合作用仍進行，B錯誤。甲植物處于密閉空間內，當光合作用強度大于呼吸作用強度時，容器內CO2量隨光合作用的進行逐漸減少，而乙植物處于開放空間內，CO2濃度為外界大氣中的濃度，則14點時甲植物生存環境中CO2濃度低于乙，且甲植物14點時O2釋放速率明顯低于乙，光合作用強度小于乙，則C3的生成量低于乙，C錯誤。AB段光合速率下降的主要原因是CO2濃度降低，CD段光合速率下降的主要原因是光照強度降低，D錯誤。

【備考提示】

光合作用曲線圖分析對考生的識圖能力、綜合判斷能力要求較高，難度較大，得分率也較低。做題時要從曲線的變化趨勢（升降）進行分析，從一些特殊點（交點、轉折點、最高點、最低點）著手進行突破，如光補償點（與X軸交點）、光飽和點（曲線轉折點）、只進行呼吸作用的點（與Y軸交點）、積累有機物最多的點（下午光合作用等于呼吸作用時）、光合作用最強點（實際光合曲線頂點）、生長最快點（凈光合曲線頂點）、光合作用消失點（光照停止時）等。

考點

光合作用的計算題

【例4】（2018柳州四校聯考卷）將生長狀況相同的輪藻葉片分成4等份，在不同的溫度下先暗處理1h，再光照1h（光照強度相同），前后共2h。得到如下的數據，以下說法不正確的是（ ）

組別 1 2 3 4

溫度（℃） 27 28 29 30

暗處理后的重量變化（mg） -1 -2 -3 -1

光照后和暗處理前的重量變化（mg） +3 +3 +3 +1

A.催化輪藻呼吸作用的酶的最適溫度約為29℃

B.第三組輪藻釋放的氧氣量最多

C.第四組輪藻光合作用制造的有機物總量為2mg

D.四個組中的輪藻光合作用強度都大于呼吸作用強度

【答案】C

【解析】暗處理后的重量變化代表1h呼吸消耗的有機物量，也代表呼吸作用強度，光照后和暗處理前的重量變化表示1h光合作用制造的有機物量與2h呼吸作用消耗的有機物量的差值，由此計算出1h光合作用制造的有機物量，即為光合作用的強度。

由表中數據可知，在29 ℃時，葉片呼吸作用速率最大，則催化輪藻呼吸作用的酶的最適溫度約為29 ℃，A正確。光合作用凈積累的有機物量與氧氣釋放量成正比，故第三組輪藻釋放的氧氣量最多，B正確。在該實驗中，輪藻葉片進行呼吸作用2 h，光合作用1 h，第一組至第四組輪藻光合作用制造的有機物總量為5、7、9、3 mg，C錯誤。光合作用1 h，第一組至第四組輪藻光合作用凈積累的有機物量分別為4、5、6、2 mg，四組中輪藻的光合作用強度都大于呼吸作用強度，D正確。

【備考提示】

1.光合作用和呼吸作用綜合計算題：關鍵要抓住實際光合作用和凈光合作用的關系，再根據公式進行相關計算。計算公式：實際光合速率=凈光合速率+呼吸速率。

2.光合作用和呼吸作用的原料消耗與產物生成的計算題：關鍵是能夠完整而準確地寫出光合作用和呼吸作用的方程式，然后借用化學上有關方程式的計算方法進行計算。

考點

影響光合作用的環境因素

【例5】（2018江蘇卷）如圖（見圖5）為某一植物在不同實驗條件下測得的凈光合速率，下列假設條件中能使圖中結果成立的是（ ）

A. 橫坐標是CO2濃度，甲表示較高溫度，乙表示較低溫度

B. 橫坐標是溫度，甲表示較高CO2濃度，乙表示較低CO2濃度

C. 橫坐標是光波長，甲表示較高溫度，乙表示較低溫度

D. 橫坐標是光照強度，甲表示較高CO2濃度，乙表示較低CO2濃度

【答案】D

【解析】若橫坐標是CO2濃度，較高溫度下，呼吸速率高，較低溫度下，呼吸速率低，所以甲乙與縱坐標的交點不一樣，A錯誤。若橫坐標是溫度，則隨著溫度的升高光合速率與呼吸速率都會表現先升高后降低的趨勢，B錯誤。若橫坐標是光波長，則凈光合曲線的變化趨勢為先升高后降低，與圖中甲乙曲線變化不符，C錯誤。若橫坐標是光照強度，較高濃度的CO2有利于光合作用的進行，因此甲表示較高CO2濃度，乙表示較低CO2濃度，D正確。

【備考提示】

影響光合作用的因素有內部因素和外部因素，其中內部因素有植物自身的遺傳特性，如植物品種不同、植物葉片的葉齡、葉綠素含量及酶等。外部因素對光合作用的影響是重點，主要包括“三度”，即光照強度、CO2濃度、溫度。光照強度（包括光質，即波長）一般影響光反應，CO2濃度影響暗反應，溫度通過影響酶的活性同時影響光反應和暗反應，解題時要加以區別。