新陈代谢是高中生物学习中的重点章节，而光合作用又是新陈代谢中的重点，因此在每年高考试题中光合作用都占有相当大的比重，在各地高考试卷中几乎都会涉及。因而正确理解光合作用的有关考点对于高考备考来说相当重要。在高考试题中有关光合作用的知识常常通过对生理现象、生理过程、相关实验的考查，并且往往以曲线、图表等形式出现，尤其注重对考生综合能力的考查。因此本文对近年高考涉及的有关光合作用的考点进行例析，以利于2012年的高考备考。
一、有关光合作用过程中C3和C5化合物含量变化的考查
在光合作用的暗反应中，1分子的C5与1分子的CO2结合，产生2分子的C3。而2分子的C3被光反应产物[H]还原又产生1分子的C5，同时将一个碳原子用于合成糖类等有机物。
由强光转暗（光照骤减）时，光反应减弱，[H]、ATP生成减少，导致C3 被还原生成C5和（CH2O）减少，而C5继续固定CO2生成C3，导致C5减少；另外光照减弱并不影响CO2被固定生成C3，C3却因被还原量减少和生成继续而增加。因此光照减弱时，[H]、ATP和C5减少，C3增加。
CO2作为暗反应的原料，其浓度的改变通过影响暗反应的进行从而影响光合作用。当CO2浓度降低（供给不足）时，CO2固定减少，C3生成减少，却被继续还原而消耗，导致C3减少，而[H]、ATP、C5则因为消耗减少和继续生成而增加。因此CO2减少时，[H]、ATP和C5增加，C3减少。
总的来看，无论是光照强度改变时，还是CO2浓度改变时，[H]、ATP、C5的变化总是呈正相关，而与C3变化呈反相关，其变化趋势如下表所示。
例1在光照等适宜条件下，将培养在CO2浓度为1%环境中的某植物迅速转移到CO2浓度为0.003%的环境中，其叶片暗反应中C3和C5微摩尔浓度的变化趋势如下图。
回答问题：
（1）图中物质A是____________（C3、C5）。
（2）在CO2浓度为1%的环境中，物质B的浓度比A的低，原因是______________________；将CO2浓度从1%迅速降低到0.003%后，物质B浓度升高的原因是______________________。
（3）若使该植物继续处于CO2浓度为0.003%的环境中，暗反应中C3和C5化合物浓度达到稳定时，物质A的浓度将比B的________（低、高）。
（4）CO2浓度为0.003%时，该植物光合速率最大时所需要的光照强度比CO2浓度为1%时的_______（高、低），其原因是____________________________。
答案
（1）C3
（2）暗反应速率在该环境中已达到稳定，即C3和C5化合物的含量稳定，根据暗反应的特点，此时C3的分子数是C5的2倍
当CO2浓度突然降低时，C5的合成速率不变，消耗速率却减慢，导致C5积累
（3）高
（4）低CO2浓度低时，暗反应的强度低，所需的ATP和[H]少
解析本题主要考查光合作用C3和C5物质含量变化的相关知识及识图能力。
（1）CO2浓度降低后，直接影响光合作用暗反应中CO2的固定，导致C3的产生量减少，而C5被消耗相对减少，并且光反应持续进行产生的ATP和[H]又消耗C3，同时还能产生C5，从而确定物质A是C3，物质B是C5。
（2）当植物较长时间处于CO2浓度为1%的环境中时，暗反应速率在该环境中已达到相对稳定，即C3和C5的含量稳定，根据暗反应的特点，此时C3的分子数是C5的2倍。
当CO2浓度突然降低时，C5的合成速率不变，消耗速率却减慢，导致C5积累。
（3）若使该植物继续处于CO2浓度为0.003%的环境中，C3和C5的浓度保持稳定后，暗反应保持稳定，此时仍根据暗反应中CO2固定过程的反应式确定，C3的量应是C5的量的2倍。
（4）CO2浓度降低后，因为暗反应减弱，所需的光反应产物ATP和[H]减少，所以达到最大光合速率时所需的光照强度降低。
二、光合作用过程中补偿点与饱和点的变化
光补偿点：所谓光补偿点是指植物在一定的光照下，单位时间内光合作用吸收CO2的数量与呼吸作用产生的数量达到平衡状态时的光照强度。植物在光补偿点时，有机物的形成和消耗相等，不能积累物质。
光饱和点：光照超过光补偿点后，随着光照强度增强，光合强度逐渐提高，这时光合强度就超过呼吸强度，植物体内积累干物质。但达到一定值后，再增加光照强度，光合强度却不再增加，此即光饱和现象。达到光饱和时的光照强度，即光饱和点。
同样，也有二氧化碳的补偿点与饱和点。
例2如下图为某植物在25℃不同光照强度下光合作用强度的曲线，如果已知植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25℃和30℃。将温度从25℃提高到30℃时a、b、c将怎样移动？
答案a点下移，b点右移，c点向左下方向移动
解析将温度从25℃提高到30℃，呼吸作用强度受温度的影响会增强。光照强度为0时，只有呼吸作用，a点表示呼吸作用强度，a点会下移。
由于此时超过了光合作用的最适温度，光合速率将下降而呼吸速率将增加，只有增大光照强度才能增加光合速率，因此b点将右移。
影响光合作用的因素有多种，对于c点来说达到了光的饱和点，适当增加二氧化碳的浓度会增大光的饱和点。而温度对它也有影响，由于30℃超过了光合作用的最适温度，所以光的饱和点会减少。
三、净光合速率与总光合速率的判断与应用
净光合速率是指光合作用吸收二氧化碳的速率减去呼吸作用产生二氧化碳的速率（即净光合作用吸收的二氧化碳）所得的速率，总光合速率是指光合作用吸收二氧化碳的总速率。净光合作用 = 总光合作用呼吸作用消耗。
总光作用速率与净光合作用速率的判断：
（1）根据文字叙述确定：
一般地，题中有“制造的有机物”、“产生的有机物”、“总”的变化量时，表示总光合作用速率。当题中给出的有“积累量”、“净”的变化量时，一般表示为净光合作用速度。此外，只要能确定是用实验测得的值即为净光合作用速率。
（2）根据图表确定：
当图中表示的光照强度为0时，光合速度小于0时，则图中所示为净光合作用速度。或题中给出的光合作用速度用CO2吸收量或O2释放量表示，或图中表示光合速度的纵坐标有负值时，图中所示为净光合作用速率。
而当图中表示的光照强度为0时，光合速度也为0时，则图中所示为总光合作用速率。
例3以测定的CO2吸收量与释放量为指标，研究温度对某绿色植物光合作用与呼吸作用的影响，结果如下图所示。下列分析正确的是 （）
A. 光照相同时间，35℃时光合作用制造的有机物的量与30℃时相等
B. 光照相同时间，在20℃条件下植物积累的有机物的量最多
C. 温度高于25℃时，光合作用制造的有机物的量开始减少
D. 两曲线的交点表示光合作用制造的与呼吸作用消耗的有机物的量相等
答案A
解析由于题中给出了“以测定的CO2吸收量与释放量为指标”因此可确定图示应为净光合速度的变化。题中“制造的有机物”指总光合作用的产量。35℃时与30℃时制造的有机物的量应分别是单位时间的净光合变化量与呼吸速度的和，即图中同一温度下两条曲线的纵坐标之和，A选项正确。光照相同时间，植物积累的有机物的量就是图中虚线表示的值，应是26℃积累量最多。由于制造的有机物的量是单位时间的净光合变化量与呼吸速度的和，所以温度高于25℃时，光合作用制造的有机物的量并未开始下降，两曲线的交点也不表示光合作用制造的与呼吸作用消耗的有机物的量相等。
四、有关光合作用的经典实验与学生实验的考查
在教材中介绍了有关光合作用的发现过程，介绍了叶绿体色素的提取与分离实验。通过对经典实验的考查能让学生去体会科学研究的过程与思想；通过对学生实验的考查能强化学生对基本实验的动手能力和实验原理的理解。
例4如下图表示某同学做“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a处，而不能滴在b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
答案D
解析本实验是教材实验的变形，a处应滴加色素提取滤液，将层析液加入培养皿中，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。
五、正确理解光反应与暗反应的关系
光合作用的光反应与暗反应是两个即有相对独立性又相互联系的生理过程。光反应必须在有光的条件下进行，暗反应在有无光条件下都可以进行。光反应为暗反应提供了ATP和[H]，把C3还原，暗反应为光反应提供了ADP、磷酸、NADP+等物质。如果没有光反应产物的提供，尽管CO2充足也不能进行光合作用。同样如果缺乏CO2，即使有较强的光照也不能大量的产生氧气。
例5番茄幼苗在缺镁的培养液中培养一段时间后，与对照组相比，其叶片光合作用强度下降，原因是（）
A.光反应强度升高，暗反应强度降低
B. 光反应强度降低，暗反应强度降低
C. 光反应强度不变，暗反应强度降低
D. 光反应强度降低，暗反应强度不变
答案B
解析解答本题时，要注意光反应与暗反应的关系。镁是合成叶绿素的重要组成元素，缺少镁会导致叶绿素合成减少，从而使光合作用光反应减弱，同时光反应为暗反应提供[H]、ATP也会减少，因此也会使得暗反应强度减弱。
镁元素的功能、叶绿素的功能都很容易回答，但是学生在分析的时候很可能会选择D，忽略了暗反应强度也会改变，好像感觉上叶绿素与暗反应无关。
六、探究影响光合作用的因素
影响光合作用因素的内因与不同植物的遗传物质有关，外因主要包括光照强度、二氧化碳浓度、温度、土壤中的矿质元素等。在高考中关于不同外界条件对光合作用的影响的试题相当多。
例6 某同学设计了一个探究实验，把培养在完全营养液中、生长状态一致的3组某种植物幼苗分别放入A、B、C三个完全相同的玻璃钟罩内（如下图所示），其中A不密封，B、C密封。B内培养皿中盛有Ba（OH）2溶液，A、C内培养皿中盛有蒸馏水，各培养皿中液体的体积相同。该实验在光照充足、温度适宜的环境中进行。
回答问题：
（1）根据上述实验设计判断，该实验的目的是_______________________________________。
（2）从理论上讲，培养一段时间后，预期的实验结果是：B中的幼苗生长量比C中的_________(大、小)，原因是_____________________________________；A中的幼苗生长量比C中的_________(大、小)，原因是_____________________________________。
答案
（1）探究二氧化碳浓度对幼苗光合强度（或生长量）的影响
（2）小缺少二氧化碳，影响暗反应的进行大 二氧化碳较为充足
解析在本题的实验中，B组培养皿中盛有Ba（OH）2溶液能吸收玻璃钟罩内的二氧化碳，而A、C组中为蒸馏水，并且A不密封与外界相通，二氧化碳供给最充足。实验的自变量为二氧化碳浓度，实验的目的是探究不同浓度的二氧化碳对植物光合作用的影响。
由于B中的二氧化碳被Ba（OH）2溶液吸收，所以光合作用最弱，幼苗的生长量最小，而A中在光合作用过程中消耗的二氧化碳能从外界补充，所以二氧化碳的浓度一直较充足 ，所以A中幼苗生长量最大。
例7科学家研究CO2 浓度、光照强度和温度对同一植物光合作用强度的影响，得到实验结果如下图。请据图判断下列叙述不正确的是（）
A．光照强度为a时，造成曲线II和III光合作用强度差异的原因是CO2浓度不同
B．光照强度为 b 时，造成曲线 I和 II光合作用强度差异的原因是温度不同
C．光照强度为a~b，曲线 I、II光合作用强度随光照强度升高而升高
D．光照强度为a~c，曲线 I、III光合作用强度随光照强度升高而升高
答案D
解析本题体现了影响光合作用速度的三个因素。分析问题时，要注意按单一变量原则进行分析。光照强度为a时，曲线II和III的温度一样，不同的外界因素是CO2浓度不一样，因此两者的光合强度不同的原因是CO2浓度不同；光照强度为 b 时，曲线 I和 II的CO2浓度一样，不同的原因是温度。光照强度为a~c时，从图中知a点是曲线III的饱和点，曲线III光合作用强度不随光照强度升高而升高。
八、有关植物夜晚吸收二氧化碳的光合作用试题的考查
一般地说，对于某个化学反应或生理过程，用不同的反应物浓度或生成物浓度的变化所表示的生理意义是一样的。植物一般在白天进行光合作用吸收二氧化碳，晚上通过呼吸作用释放二氧化碳。但是有的沙漠植物或有的植物在非常干旱的时候会出现夜晚气孔开放吸收二氧化碳，而白天会呈现二氧化碳吸收量出现负值的情况。这类植物白天气孔关闭是为了减少水份散失，晚上吸收的二氧化碳暂时储存在细胞内，仍是在白天有光的时候才进行光合作用。
用不同的反应物浓度或生成物浓度的变化来表示光合速率时会出现所谓“矛盾”的情况。在解答这类试题时要注意利用题中给出的文字或曲线信息。
例8下图表示三种植物叶片光合作用速度的日变化。请据图回答。
（1）光合作用速度与呼吸作用速度相等的时刻，a植物叶片出现在_______________，c植物叶片出现在_______________。
（2）在6 : 00 ~ 8 : 00之间，单位时间内吸收CO2最多的是_______________植物叶片。
（3）b植物叶片在晴天中午光照强烈时，光合作用速度出现了低谷，这一现象被称为光合作用的“午休现象”。产生这一现象的主要原因有____________________________。
（4）c植物叶片一天内光合作用速度变化的特点是____________________________。
（5）从图中结果推测，三种植物一天内有机物积累量多少的顺序是________>________>________。
（6）c植物在22 : 00 ~ 6 : 00的时间内_________ （填“有”或“无”）ATP和[H]的合成，原因是____________________________；此时段_________（填“有”或“无”）光合作用的暗反应发生，原因是____________________________。
答案
（1）19 : 00、5 : 00 10 : 00、15 : 00
（2）b
（3）中午光照强烈，为减少体内水分散失，气孔关闭，通过气孔进入的CO2量减少
（4）在10 : 00 ~ 15 : 00时之间，光合作用速度为负值，其余时间为正值
（5）abc
(6) 有此时段细胞进行呼吸作用，呼吸作用的第一、二阶段均有[H]产生，第一、二、三阶段均有ATP生成无此时段没有光反应，而暗反应必须要由光反应提供ATP和[H]，故不存在暗反应
解析图中的光合作用速度有正负值，说明表示的是净光合作用速度。而在第（1）问中，光合作用速度与呼吸作用速度相等的时刻，显然此时的光合作用速度应是总光合作用速度，二者相等的时刻应是净光合作用速度为0的时刻，即曲线与横坐标的交点处。
6 : 00 ~ 8 : 00之间，单位时间内吸收CO2最多的是纵坐标最高的曲线。
b植物叶片在夏天中午由于气温较高为了减少水分散失气孔关闭，通过气孔进入的CO2量减少，所以出现正午净?夂纤俾视兴陆怠５⒁獯耸本还夂纤俾嗜源笥?。
从图中显示的c植物的叶片一天内光合作用速度变化的特点是在10 : 00 ~ 15 : 00时之间，光合作用速度为负值，其余时间为正值。此植物实际是表示的景天科植物的代谢情况，晚上气孔开放，吸收CO2进行气体交换，白天气孔关闭，植物在有光情况下利用晚上储存的CO2进行有机物的生成。所以该种植物主要是适应干旱环境减少水分的散失。但如果以CO2吸收速率表示光合作用速度时，出现晚上光合速度为正白天为负值的现象，而当以有机物生成表示时，仍是白天的光合速度正值。这是用不同的物质变化量来表示光合作用速度时出现的情况。
有机物积累量多少取决于净光合速率的大小，比较三者一天内曲线与横坐标上和下所围成面积的差值的大小来判断。
c植物在22 : 00~6 : 00的时间内处于夜晚，虽然无光照，但呼吸作用始终存在，而呼吸作用能产生ATP和[H]。在该时间段内，由于没有光照，没有光反应的进行，无光反应的产物来还原C3，所以暗反应无法进行。
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