2013高考生物一轮复习讲义-1.3.3能量之源

第 3 讲能量之源——光与光合作用
知识点一捕获光能的色素和叶绿体结构
议一议： (1)海洋中藻类有分层现象，与植物中的色素吸收光的颜色有什么关系？
(2)在温室内自然光照射基础上，给植物人工补充哪些单色光对增产有利？
知识点二光合作用的探索历程 [连线 ]
知识点三光合作用的过程及意义
总反应式： CO 2＋ H 2O
光能（动力） （ C H
2O ）＋ O 2
（原料）
――→
叶绿体（场所）
（产物）
条件：⑥
场所：叶绿体类囊体薄膜上
水的光解： H 2O 光
光反应
物质
1
变化 Ｆ 2[H] ＋ 2O 2↑
酶
ATP 的形成： ADP ＋ Pi ――→ATP
光能
过程
能量变化：光能― →⑦
中活跃的化学能
条件：⑧
场所：叶绿体基质
CO 2的固定： CO 2＋ C 5酶 暗反应
物质变化 Ｆ 2C 3
C 3的还原： 2C 3
（CH 2O ）＋ C 5＋ H 2O
能量变化：⑨
中活跃的化学能― →（ CH 2O ）中稳定的化学能
（ 1）制造有机物
光合作用是最基本的
（ 2）
将光能转化为化学能，储存在有机物中 物质代
谢和能量代谢
（ 3）维持大气中 O 2与 CO 2相对稳定
意义
蓝藻光合
（ 4）促进生物进化：无氧呼吸生物
――→ 有氧呼吸生物；水生生物
作用
O 2―→ O 3
Ｆ陆生生活
应用：提高农作物产量（措施如控制光照强弱和温度的高低，提高 CO 2浓度）
想一想 ：什么叫光合速率？它分为几种类型，关系如何？
叶绿体的结构与功能
1．叶绿素对红光 (640～ 680 nm) 和蓝紫光 (430 ～ 470 nm)的吸收量大，类胡萝卜素对蓝紫光的
吸收量大，对其他波长的光并非不吸收，只是吸收量少。

2．叶绿体类囊体膜上分布着光合色素及光反应的酶系统 (光反应场所 )；叶绿体基质中含有大量与
暗反应相关的酶 (暗反应场所 )。

3．叶片呈绿色的原因：一是叶绿素是类胡萝卜素含量的三倍；二是色素不吸收绿光被反射
回来。

秋天叶片变黄是低温使叶绿素遭到破坏，呈现出类胡萝卜素的颜色，变红则是液泡中花青
素的颜色。

闪记：①色素的功能：转换光能的色素只有少数处于特殊状态的叶绿素a，吸收、传递光能，四种色素都可以。

②光合作用过程一、二、三、四
一个场所 (叶绿体 )
两个阶段 (光反应、暗反应)
三种能量 (光能―→ ATP 中活跃化学能―→(CH2O)中稳定化学能)
四个物质变化：水光解、ATP 形成、 CO2固定、 C3还原。

学习笔记：
自我校对：
①红光和蓝紫光光合作用的场所光、色素、酶、
②蓝紫光③暗反应所需的酶④色素和光反应所需的酶⑤叶绿体是
连一连：①－ A － b②－C－a③－E－e④－D－c⑤－B－d⑥＋
ADP 、 Pi、 NADP⑦ ATP⑧酶、[H](NADPH)、ATP⑨ ATP
议一议： (1)不同波长的光穿透性不同，不同藻类吸收不同波长的光。

(2)红光、蓝紫光属于对植物光合作用最有效的光谱，因此可以补充这两种光达到增产的目
的。

想一想：光合速率或称光合强度是指一定量的植物(如一定的叶面积)在单位时间内进行光合作用的量 (如释放多少氧，消耗多少CO2)。

它分为表观光合速率和真正光合速率两种类型，在光照条件下，人们测得的CO2吸收量是
植物从外界环境吸收的CO
2 总量，叫表观光合速率。

真正光合速率是指植物在光照条件下，
植物从外界环境中吸收的CO2的量加上呼吸作用释放的CO2的量，即植物实际同化的CO2 的量。

表观光合速率小于真正光合速率。

,光合作用发现史中的经典实验分析
1． 1771 年普里斯特利实验
玻璃罩密封
绿色植物＋点燃蜡烛――→ 蜡烛不易熄灭
玻璃罩密封植物更新空气
绿色植物＋小鼠――→小鼠不易窒息死亡
缺点：缺乏对照组(记录时漏掉了实验在阳光下进行这一重要条件，后来英格豪斯为其纠正) 2． 1864 年萨克斯实验
提前暗处理——消耗掉叶片中原有的淀粉，避免干扰
实验组：一半曝光
脱色处理
呈深蓝色光下产生淀粉
对照组：一半遮光――→
不变蓝色（运用对照实验）碘蒸气处理
3． 1880 年恩格尔曼实验水绵黑暗、无空气
好氧细菌
――→显微镜观察
极细光束照射叶绿体―→好氧细菌集中在照光处完全曝光― →好氧细菌集中在带状叶绿体处
实验组：极细光束照射处的叶绿体
对照组：黑暗处的叶绿体和完全曝光的叶绿体4． 20 世纪 30 年代鲁宾、卡门实验
实验方法：同位素标记法
提醒在光合作用的发现中，大多数科学家们利用了对照实验，使结果和结论更科学、准确。

(1) 萨克斯：自身对照，自变量为光照(一半曝光与另一半遮光)，因变量为颜色变化。

(2)恩格尔曼：自身对照，自变量为光照 (照光处与不照光处；黑暗与完全曝光 )，因变量为好氧菌的分布。

(3) 鲁宾和卡门：相互对照，自变量为标记物质(H 182O 与 C18O2)，因变量为O2的放射性。

(4)普里斯特利：缺少空白对照，实验结果说服力不强。

本考点单独命题概率低，往往是借鉴经典实验的方法手段在综合题或探究题中体现。

【典例1】 ?(2012 ·南昌市一模 ) 德国科学家萨克斯将绿色叶片放在暗处数小时“饥饿”处理
(消耗掉叶片中的淀粉)后，再把叶片的一部分遮光，其余部分曝光。

一段时间后，将该叶片
经脱色、漂洗后再用碘液处理，结果发现遮光部分不变蓝，曝光部分变蓝。

下列有关本实验的分析及结论合理的是()。

①本实验未设对照组②有无光照是遮光和曝光区域表现不同结果的唯一原因③实验初始时遮光和曝光区域均达到无淀粉状态④实验证明叶绿体利用光照将CO2转变成了淀粉
A ．①～④全部
B ．只有②③④
C．只有①②③ D ．只有②③
解析该实验中曝光部分与遮光部分形成了对照，① 错误。

该实验只能证明有淀粉的生成，
但不能证明叶绿体利用光照将CO2转变成了淀粉，④ 错误。

答案 D
【思考与评价】恩格尔曼的实验设计巧妙之处在哪儿？
提示主要表现在以下四个方面：
①选材方面，选用水绵为实验材料。

水绵不仅具有细长的带状叶绿体，而且叶绿体呈螺旋状
地分布在细胞中，便于观察、分析研究。

②将临时装片放在黑暗并且没有空气的环境中，排除了光线和氧气的影响，从而确保实验正常进行。

③选用了极细光束照射，并且选用好氧细菌检测，从而能够准确判断出水绵细胞中释放氧的
部位。

④进行黑暗 (局部光照 )和曝光对比实验，从而明确实验结果完全是光照引起的。

,光合作用过程分析
高考地位： 5年 16考（ 2011全国新课标卷、浙江卷、江苏卷）
1．识图领悟光合作用过程
结合上图，列表分析如下：
光反应与暗反应的比较
过程光反应暗反应图解
条件必须在光下有光、无光都可以场所叶绿体类囊体薄膜叶绿体基质
①水光解
光
物质2H2O――→4[H] ＋ O2↑
转化② ATP 的合成
酶
ADP ＋Pi ――→ ATP
能量
能量光能― →电能― →活跃化学能，并储存ATP 中活跃的化学能―→ (CH 2O) 中稳
转化在 ATP中定的化学能
关系①光反应为暗反应提供 [H] 和 ATP；暗反应为光反应提供ADP 和 Pi；
②没有光反应，暗反应无法进行；没有暗反应，有机物无法合成
2.动态分析：光照与CO2浓度变化对植物细胞内 C3、C5、[H] 、 ATP、C6H12O6合成量的影响
当外界因素中光照强弱、 CO2浓度骤然变化时，短时间内将直接影响光合作用过程中C3、
C5、 [H] 、 ATP 及 C6H12O6生成量，进而影响叶肉细胞中这些物质的含量，它们的关系归纳如下：
光照强→弱
光反应减弱[H] 减少
暗反应
(1)
CO2供应不变――→
ATP减少
――→
C3还原减弱C3含量上升（ CH 2O）合成量
―→
C5含量下降―→
减少
CO2固定仍正常进行
即：停止光照 (强→弱 )时， [H] ↓， ATP ↓， C 3↑， C 5↓， (CH 2O)↓。

(2) 同理：突然增强光照时， [H] ↑， ATP ↑， C 3↓， C 5↑， (CH 2O)↑。

光照不变
暗反应
CO 2固定减弱 (3)
减少 CO 2供应 ――→ C 3还原仍正常进行
―→
C 3含量下降
[H] 相对增加 （ CH 2O ）合成量相对 C 5含量上升
―→ ATP 相对增加 ―→
减少 即：停止 (减少 )CO 2 供应时， C 3↓， C 5↑， [H] ↑， ATP ↑， (CH 2O)↓。

(4) 同理：突然增加 CO 2 供应时， C 3↑， C 5↓， [H] ↓， ATP ↓， (CH 2O)↑。

★★★ 本考点历年是高考命题的重要内容， 试题侧重考查考生对光合作用过程图解的理解与分析，如光反应与暗反应的场所、条件、物质变化、能量变化、相互关系以及在某种环境
因素突然发生变化的情况下，细胞中 C 3 和 C 5 的含量变化情况等。

【典例 2】?(2011 ·新课标全国卷 )在光照等适宜条件下， 将培养在 植物迅速转移到
CO 2 浓度为 0.003%的环境中，其叶片暗反应中
CO 2 浓度为 1%环境中的某
C 3 和 C 5 化合物微摩尔浓度
的变化趋势如下图。

回答问题。

(1) 图中物质 A 是 ________(C 3 化合物、 C 5 化合物 )。

(2) 在 CO 2 浓度为 1%的环境中， 物质 B 的浓度比 A 的低，原因是 ________________ ；将 CO 2 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 CO 2 浓度为 0.003% 的环境中，暗反应中 C 3 和 定时，物质 A 的浓度将比 B 的 ________(低、高 )。

(4)CO 2 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
C 5 化合物浓度达到稳
CO 2 浓度为 1%时的
________(高、低 )，其原因是 ___________________________________________________ 。

解析 本题考查光合作用过程及同学们从曲线中获取有效信息的能力。

当环境中二氧化碳浓
度降低时，C 5( 物质 B) 和 CO 2 结合生成 C 3( 物质 A) 的速率减慢，而 C 3 A) 的还原生成 C 5(
物 (物质 质 B) 不受影响， C 5(物质 B) 的含量升高， C 3(物质 A) 的含量降低。

当达到新的平衡后，由于
一分子的 C 5( 物质 B) 和 CO 2 结合可以生成两分子的 C 3(物质 A) ，最终物质 A 的浓度比物质 B
高。

答案 (1)C 3 化合物
(2)暗反应速率在该环境中已达到稳定。

根据暗反应特点， 此时 C 3 化合
物的分子数是 C 5 化合物的 2 倍 当环境中 CO 2 浓度突然降低时， C 5 化合物的合成速率不变，
消耗速率却减慢，导致C5化合物积累(3) 高
(4) 低CO2浓度低时，暗反应强度减弱，所需要ATP 和 [H] 少
【训练 1】?图 1 表示光合作用部分过程的图解，图 2 表示改变光照后，与光合作用有关的五碳化合物和三碳化合物在细胞内的变化曲线。

据图回答下列问题。

图 1 图 2
(1)图 1 中 A 表示的物质是 ________，它由 ________产生，其作用主要是 ____________ 。

(2)图 1 中 ATP 形成所需的能量最终来自于________。

若用放射性同位素标记14CO
2，则14C
最终进入的物质是 ________。

(3)图 2 中曲线 a 表示的化合物是 ________ ，在无光照时，其含量迅速上升的原因是：
________________________________________________________________________ 。

(4)曲线 b 表示的化合物是 ________ ，在无光照时，其含量下降的原因是：________________________________________________________________________ 。

答案 (1)[H] 水在光下分解用于 C3的还原(2) 太阳光能(CH 2O) (3)C3 CO2与 C5结
合形成 C3继续进行，而C3不能被还原 (4)C 5 C5与 CO2结合形成 C3量不变，而 C3不能
被还原为 C5
,影响光合作用的环境因素及其在生产上的应用
高考地位：5年 25考（ 2011全国课标卷、江苏、福建、安徽）
温馨提示：以下内容为难点，但高考时又为出题热点，望耐心复习，真正掌握。

一、内部因素对光合作用速率的影响
1．同一植物的不同生长发育阶段
曲线分析：在外界条件相同的情况下，光合作用速率由弱到强依次是幼苗期、营养生长期、
开花期。

应用：根据植物在不同生长发育阶段光合作用速率不同，适时、适量地提供水肥及其他环境条
件，以使植物茁壮成长。

2．同一叶片的不同生长发育时期
曲线分析：随幼叶发育为壮叶，叶面积增大，叶绿体不断增多，叶绿素含量不断增加，光合速率增大；老叶内叶绿素被破坏，光合速率随之下降。

应用：农作物、果树管理后期适当摘除老叶、残叶及茎叶蔬菜及时换新叶，都是根据其原理，可降低其细胞呼吸消耗的有机物。

二、单因子变量对光合作用的影响(外界因素 )
1．光照——光合作用的动力
①光照时间越长，产生的光合产物越多。

②光质，由于色素吸收可见光中的红光和蓝紫光最多，合作用的影响不一样，建温室时，选用无色透明的玻璃用率。

吸收绿光最少，故不同波长的光对光(或塑料薄膜 )做顶棚，能提高光能利
③光照强度：在一定光照强度范围内，增加光照强度可提高光合作用速率。

曲线分析： A 点光照强度为 0，此时只进行细胞呼吸，释放CO2量表示此时的呼吸强度。

AB 段表明光照强度加强，光合作用速率逐渐加强，CO2的释放量逐渐减少，有一部分用于
光合作用；而到 B 点时，细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用，即光合作用强度＝细胞
呼吸强度， B 点对应的光照强度称为光补偿点。

BC 段表明随着光照强度不断加强，光合作用强度不断加强，到 C 点以上不再加强了。

C 点对应的光照强度称为光饱和点。

应用：阴生植物的光补偿点和光饱和点比较低，如上图虚线所示。

间作套种时农作物的种类
搭配，林带树种的配置，冬季温室栽培避免高温等都与光补偿点有关。

提醒外界条件变化时， CO2(光 )补偿点移动规律：
①呼吸速率增加， CO2(光 )补偿点应右移；呼吸速率减小，CO2(光 )补偿点应左移。

②呼吸速率基本不变，条件的改变使光合速率下降，CO2(光 )补偿点右移；条件的改变使光
合速率上升时， CO2(光 )补偿点左移。

2．光照面积
曲线分析： OA 段表明随叶面积的不断增大，光合作用实际量不断增大， A 点为光合作用面积的饱和点。

随叶面积的增大，光合作用强度不再增加，原因是有很多叶被遮挡，光照不足。

OB 段表明干物质量随光合作用增加而增加，而由于 A 点以后光合作用强度不再增加，但叶
片随叶面积的不断增加，呼吸量(OC 段 )不断增加，所以干物质积累量不断降低(BC 段)。

应用：适当间苗、修剪，合理施肥、浇水，避免徒长。

封行过早，使中下层叶子所受的光照
往往在光补偿点以下，白白消耗有机物，造成不必要的浪费。

3．CO2浓度
曲线分析：图 1 中 A 点表示光合作用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。

两图中
的 B 和 B′点都表示 CO2
饱和点，两图都表示在一定范围内，光合作用速率随CO2浓度增加而增大。

应用：大田要“正其行，通其风”，多施有机肥；温室内可适当补充CO2，即适当提高 CO2 浓度可提高农作物产量。

4．必需矿质元素
曲线分析：在一定浓度范围内，增大必需矿质元素的供应，可提高光合作用速率，但当超过一定浓度后，会因土壤溶液浓度过高而导致植物光合作用速率下降。

应用：在农业生产上，根据植物的需肥规律，适时、适量地增施肥料，可以提高作物的光
能利用率。

5．温度
曲线分析：温度主要是通过影响与光合作用有关酶的活性而影响光合作用速率。

应用：冬天，温室栽培可适当提高温度；夏天，温室栽培可适当降低温度。

白天调到光合作
用最适温度，以提高光合作用速率；晚上适当降低温室温度，以降低细胞呼吸速率，保证植物有
机物的积累。

三、多因子变量对光合作用速率影响的分析(外界因素 )
曲线分析： P 点时，限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随其因子的不断加强，光合速率不断提高。

当到Q 点时，横坐标所表示的因素，不再是影响光合速率的因子，要
想提高光合速率，可采取适当提高图示中的其他因子的方法。

应用：温室栽培时，在一定光照强度下，白天适当提高温度，增加光合作用酶的活性，提
高光合速率，也可同时充入适量的CO2，进一步提高光合速率，当温度适宜时，要适当提高
光照强度和 CO2浓度以提高光合速率。

总之，可根据具体情况，通过提高光照强度、调节温
度或增加 CO2浓度等来充分提高光合速率，以达到增产的目的。

提醒各种环境因子对植物光合作用并不是单独地发挥作用，而是综合作用。

但各种因子的
作用并不是同等重要的，其中起主要作用的因子为关键因子，因此在分析相关问题时，应抓关键因子。

★★★★影响光合作用速率的环境因素是高考必考的内容。

考查形式可以是选择题也可以
是非选择题，选择题的考查侧重于对实验结果的分析，而非选择题的考查往往结合实验设计来
进行。

【典例 3】?(2011 ·安徽卷 )保水剂是一类高分子聚合物，可提高土壤持水能力及水肥利用率。

某生物兴趣小组探究“保水剂和氮肥对小麦光合作用的影响”，进行了以下实验：
材料用具：相同土壤基质栽培的小麦幼苗若干，保水剂，氮肥等。

方法步骤：①选取长势一致的小麦幼苗若干，平均分为 A 、 B、 C 三组，分别施用适量的保水剂 [60 (kg/hm 2)] 、氮肥 [255 (kg/hm 2)] 、保水剂 [60(kg/hm 2)] ＋氮肥 [(255(kg/hm 2)] ，置于相同的轻度干旱条件下培养，其他培养条件相同且适宜。

②在小麦灌浆期选择晴朗无风的上午，于10： 00～ 11： 00 从每组选取相同数量的叶片，进
行 CO2吸收量及叶绿素含量的测定。

结果(均值 )如下表：
组号
－ 2 －1 －1 CO2吸收量 /( μmol·m·s ) 叶绿素含量 /(mg ·g )
A
B
C
实验结论：适量的保水剂与氮肥配施有利于提高小麦光合作用强度。

(1)请指出上述方法步骤的缺陷并改正：步骤①________________；步骤②________________ 。

(2)如不考虑方法步骤中的缺陷，从影响光合作用的内在因素分析，保水剂与氮肥配施提高
了 CO2吸收量的原因可能是________________ 。

(3) 实验测得的CO2吸收量 ________( 大于、等于、小于)光合作用过程中CO2实际消耗量，
理由是 ________________ 。

光合作用强度可通过测定CO2吸收量，也可以通过测定________ 释放量计算。

解析(1) 考查实验能力。

实验中要遵循对照原则和单一变量原则，所以步骤① 应该增加正常生长，不做特殊处理的对照实验，步骤② 要保证无关变量相同，所以取相同部位的叶片。

(2)影响光合作用的内在因素有色素和酶。

根据题目表格信息，叶绿素含量几乎没有差别，
所以保水剂与氮肥影响了酶的数量和活性。

(3) 实验测得的 CO2吸收量是光合作用过程中CO2 消耗量与呼吸作用 CO2释放量之差，实验测得的CO2吸收量小于光合作用过程中CO2 实际消耗量。

根据光合作用的化学反应式，光合作用强度可以是单位时间反应物CO2 的消耗量或生成物 O2的释放量。

答案 (1)缺少对照实验；应增加正常生长，不做特殊处理的 D 组无关变量控制不全；应在每组选取相同部位、相同数量的叶片(2) 提高了光合作用有关酶的数量和活性
(3) 小于实验测得的 CO2吸收量是光合作用过程中CO2消耗量与呼吸作用CO2释放量之差O2
【训练2】 ?(2011 ·江苏卷 )某种铁线莲的根茎可作中药，有重要经济价值。

下表为不同遮光
处理对其光合作用影响的结果，相关叙述正确的是(双选 )()。

遮光比例叶绿素叶绿素含量净光合速率植株干重
% a/b （ mg
·g
－1
）
－ 2
－
1
）g
（μmol·m· s
10
30
50
70
90 0
A. 适当的遮光处理，可提高其干重
B．叶绿素含量与净光合速率呈正相关
a
C．叶绿素b可作为其利用弱光能力的判断指
标
D．遮光 90%时，铁线莲不进行光合作用
解析本题考查同学们从表格中获取有效信息的能力。

遮光10%时，植株的净光合速率和
干重都最大， A 正确；叶绿素含量为～ 3.0 变化时，净光合速率减弱， B 错误；遮光 10% ～
a
90%变化时，叶绿素b值降低， C 正确；遮光90%时，铁线莲净光合为0，此时，光合速率等于呼吸速率， D 错误。

答案 AC
【训练 3】 ?(2012 ·郑州质量预测 )甲、乙两图分别表示光照强度和空气中CO2含量对某绿色植物光合作用的影响，丙图表示一天内某时间段蔬菜大棚内CO2 浓度随时间的变化曲线。

请据图回答下列问题。

(1)甲图中的 B 点与乙、丙图中的 ________点叶肉细胞所处的生理状态相同，此时细胞中能
产生 ATP 的部位有 ________________ ；如果在缺镁的条件下，G 点将向 ________方移动。

(2) C 点与 B 点相比较，叶绿体基质中C3的含量 ________(填“较多”、“较少”或“不变)。

(3) 甲图中A点所进行的生理反应表达式为________________________________________________________________________ 。

(4) 光合作用在遇到一定限制因素时，其速率将不再增加，图中限制 E 点的外界因素是
________________________________________________________________________ 。

(5) 据研究发现，当土壤干旱时，植物根细胞会迅速合成某种化学物质X。

有人推测根部合
成的 X 运输到叶片，能调节气孔的开闭。

他们做了如下实验：从该植株上剪取大小和生理
状态一致的 3 片叶，分别将叶柄下部浸在不同浓度X 的培养液中，以分析叶片中X 物质浓度与气孔开放程度之间的关系。

一段时间后，可以测得有关数据。

以上方案有不完善的地方，请
指出来并加以改正。

①________________________________________________________________________ ；
②________________________________________________________________________ 。

答案(1)D 、G 线粒体、叶绿体、细胞质基质右上
(2) 较少
酶
(4) 温度、光照强度等(5) ①(3)C 6 H12O6＋ 6O2＋ 6H 2O――→6CO2＋ 12H 2O＋能
量
样本量太小。

应“取大小和生理状态一致的叶片若干，平均分为三组”
②缺乏空白对照。

应增加 1 组，将叶片的叶柄下部浸在不含X 的培养液中
——运用“ 五看法” 对实验方案进行评价
有无对照实验
实验变量设置
是否有标记
一看对照如果有对照，看对
是否遵循了单一变量原则
照设计是否合理
是否遵循了等量原则
是否排除了干扰因素
生物学材料选择是否得当
二看器材实验器材选择是否合理
三看条件
药剂选择、使用、用量是否准确
是否需要搅拌、加热等
实验所需的温度、光照等条件是否合理步骤的顺序是否合理
四看步骤步骤是否完整
五看结果
具体操作有无违反生物学基本原理实验结果的验证目标是否准确
实验结果的验证方法是否得当
【训练 4】?(2012 ·北京东城区 )Wollny 研究小组的实验：在某些因素的作用和影响下可以获
得不同产量的春黑麦。

实验结果如图所示，请据图回答下列问题。

(1)据图所知，影响春黑麦产量的因素有________。

(2) 比较图中D、 E、F 三点，实验自变量是________。

就图中所反映的因素来看， D 点条件下限制春黑麦增产的主要因素是________， C 点条件下限制春黑麦增产的主要因素是
________。

(3)图中的数据可以说明，若想通过施肥提高产量，土壤应达到一定的湿度，请分析说明原
因： ________________________________________________________________________ 。

(4) 除图中所示的因素外，若要进一步提高春黑麦的产量，还可以采取的措施是________。

解析由图可知，随着光照强度、土壤湿度、施肥情况的增加，光合作用速率增强。

D 点是
在弱光条件下光合作用的最大速率，其限制因素是光照强度。

C 点是在强光条件下光合作用的最小速率，限制其光合作用的主要因素是土壤湿度。

矿质元素只有溶于水中才能被植物的
根吸收和利用，只有土壤达到一定的湿度才能满足植物需要。

除了上述因素外，CO2浓度、温度等条件都是影响光合作用的因素。

答案 (1)光照强度、土壤湿度、施肥情况(2) 光照强度光照强度土壤湿度(3)生物体的一切生命活动都离不开水，故土壤应达到一定的湿
度，才能保证生命活动的正常进行以及
无机盐离子的充分溶解、吸收和利用(4)合理密植、增加CO2浓度、温度要适宜等 (写出一项即可 )
绿叶中色素的提取和分离
高考地位：5年6考（2011广东卷、江苏卷）
1．实验原理
(1)提取：叶绿体中的色素溶于有机溶剂而不溶于水，可用无水乙醇等有机溶剂提取色素。

(2)分离：各种色素在层析液中溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之
则慢，从而使各种色素相互分离。

提醒关键词及其与试剂的对应关系
提取色素——无水乙醇；分离色素——层析液。

2．实验程序
称量 5 g绿色叶片并剪碎加入少量
→研钵→
提取色素SiO2、 CaCO3和10 mL 无水乙醇
研磨→过滤→收集到试管内并塞紧管口
制滤纸条①将干燥的滤纸剪成长与宽略小于试管长与直径的滤纸条，剪去一端两个角
②在距离剪角一端 1 cm处用铅笔画线
①用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线处均匀地画一条直的滤液细线
画滤液细线
②干燥后，再重复画 1～ 2次
色素分离（纸层析）
观察结果
①将适量的层析液倒入试管中（层析液高度不超过滤液细线）
②将滤纸条尖端朝下轻轻插入层析液
③用棉塞塞紧试管口
滤纸条上出现四条宽度、
颜色不同的色素带
整理、洗手
3．实验成功的关键
(1)叶片要新鲜、颜色要深绿，含有较多色素。

(2)研磨要迅速、充分。

叶绿素不稳定，易被活细胞内的叶绿素酶水解。

充分研磨使叶绿体
完全破裂，提取较多的色素。

(3)制备滤纸条时，要将滤纸条的一端剪去两角，这样可以使色素在滤纸条上扩散均匀，便
于观察实验结果。

(4) 滤液细线不仅要求细、直，而且要求含有较多的色素，所以要求待滤液干后再画1～2 次。

(5)滤液细线不能触及层析液，否则色素溶解到层析液中，滤纸条上得不到色素带或色素较
少。

提醒(1)从色素带的宽度可推知色素含量的多少；
(2)从色素带的位置可推知色素在层析液中溶解度大小；
(3)在滤纸上距离最近的两条色素带是叶绿素 a 与叶绿素 b，距离最远的两条色素带是胡萝卜素与
叶黄素。

本考点以往高考命题侧重于以选择题的形式考查实验的方法步骤以及对实验结果的分析。

但今年的试题回避了惯常实验考查的形式，而是对选材、实验步骤分析、变量分析和推测实验
结果的原因进行了考查，体现了高考试卷中设置问题新颖的特点。

【典例】 ?(2011 ·广东卷 )中国的饮食讲究“色、香、味”，颜色会影响消费。

小李同学拟
研发“绿色”食用色素，他以生长很快的入侵植物水葫芦为材料进行如下实验。