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光合作用 专项练
2025年高考生物一轮复习备考
一、单选题
1．某同学将新鲜金鱼藻置于盛有 NaHCO3 溶液的烧杯中，改变灯泡与烧杯的距离，测定得到下表所示结果。下列叙述正确的是（ ）
灯泡与烧杯距离（cm） 15 30 45 60 75 90
气泡产生速率（个/min） 49 28 11 0 0 0
A．本实验的目的是探究 CO2 浓度对光合速率的影响
B．15～45cm 之间，气泡产生量为光合作用实际产生氧气的量
C．小于60cm时，限制光合速率的主要因素是光照强度
D．60cm时，光线太弱导致光合作用完全停止
2．已知某植物光合作用和细胞呼吸最适温度分别为25 ℃和30 ℃，如图表示该植物处于25 ℃环境中时光合作用强度随光照强度变化的坐标图，下列叙述错误的是（　　）
A．A点时叶肉细胞产生ATP的细胞器只有线粒体
B．B点植物光合作用强度与细胞呼吸强度相等
C．当植物缺Mg时，叶绿素减少，B点将向左移
D．将温度提高到30 ℃时，A点上移，B点右移，C点上移
3．如图表示某植物一昼夜之内叶绿体中C3相对含量的变化，下列说法中不正确的是
A．从B点开始合成光合产物(CH2O)
B．AB段C3含量较高与没有接受光照有关
C．E点时C3含量极低与二氧化碳的供应有关
D．E点时叶绿体中ATP的含量比D点时低
4．细胞呼吸和光合作用的原理在农业生产中具有广泛的运用。下列有关叙述中，错误的是（ ）
A．中耕松土有利于根细胞的有氧呼吸，从而促进根细胞对无机盐的吸收
B．农作物生长发育过程中，及时去掉衰老变黄的叶片有利于有机物的积累
C．合理密植和增施有机肥均有利于提高农作物的光合作用强度
D．温室种植农作物时，为促进光合作用，白天要适时通风，以保证O2供应
5．农作物的光合作用强度与其产量直接相关。科研人员研究了光照强度和CO2浓度对某种植物光合作用强度的影响，绘制出成熟叶片在两种CO2浓度条件下，光合作用强度随光照强度的变化曲线（见下图）。下列说法正确的是（ ）
A．单位叶片中a点的光合作用强度一定大于呼吸作用强度
B．d点以后限制光合作用强度的内因可能是酶浓度
C．CO2浓度由b点调至c点瞬间，叶绿体中C3含量下降
D．若该曲线是在最适温度下测得，突然降低温度，d点会向右上方移动
6．大气中CO2浓度持续升高会导致海水酸化，影响海洋经济藻类——龙须菜的生长。科研人员设置不同CO2浓度（大气CO2浓度LC和高CO2浓度HC）和磷浓度（低磷浓度LP和高磷浓度HP）的实验组合进行相关实验，以探究环境因素对龙须菜生理代谢的影响，结果如下图所示。下列有关说法错误的是（ ）

A．ATP水解酶相对活性可通过测定磷酸的生成速率获得
B．HC和HP能协同提高ATP水解酶的相对活性
C．在光照充足和LP条件下，给予HC处理的龙须菜净光合速率更高
D．在光照充足和HP条件下，给予LC处理的龙须菜生长较快
7．下图1是某高等绿色植物成熟绿叶组织在某光照强度和适宜温度下，光合作用强度增长率随CO2浓度变化的情况。图2为从生长状况相同的植物叶片上剪出大小、部位相同的若干圆叶片，抽取叶片细胞内的气体，平均分成若干份，然后置于不同浓度的NaHCO3溶液中，给予相同的一定强度光照，测量圆叶片上浮至液面所需时间，其记录结果绘成的曲线图。下列分析错误的是（ ）
A．图1中d点光合速率达到最大，此时限制光合速率的主要环境因素可能是光照强度
B．图1中c点与b点相比，叶绿体中[H]的合成速率较快
C．图2中bc段曲线平缓的限制因素可能是光照强度，而c点以后曲线上行，其原因最可能是NaHCO3浓度过大，导致细胞失水，从而影响细胞代谢
D．适当地增加光照强度重复图2实验，b点将向上移动
8．2021年9月24日，我国科学家在国际知名期刊Science上发表重大科技成果，首次对外公布了一种颠覆性的淀粉制备方法，其合成代谢路线如图所示。下列说法正确的是（ ）

A．该技术中C3 的合成途径与植物体内相同
B．该技术中水的分解产物与叶绿体中的相同
C．水产生的O2可以在线粒体基质中被用于有氧呼吸第三阶段
D．该技术可解决粮食危机并缓解温室效应
9．光呼吸是植物依赖光能吸收O2并释放CO2的过程，会损耗25%~30%的光合产物，在干旱、高温等逆境胁迫下，光合产物损耗可达50%。Rubisco能催化C5与O2结合而发生光呼吸，也能催化C5与CO2结合，这两种反应的比例取决于O2和CO2的相对含量。光呼吸的过程如图所示。下列相关叙述错误的是（ ）

A．叶绿体基质中的能催化CO2的固定
B．叶肉细胞中CO2/O2的值降低时，有利于植物积累有机物
C．夏季午间植物光反应速率高、气孔导度低，易发生光呼吸
D．抑制光呼吸对提高作物光合效率与作物增产具有重要意义
10．同位素标记可用于示踪物质的运行和变化规律，同位素标记法是探究光合作用和细胞呼吸过程时所用的重要方法之一。下列相关叙述正确的是（　　）
A．利用H218O探究光合作用的过程，可在释放的O 中检测到放射性
B．利用14CO2探究光合作用的过程，放射性可先后出现在C3和（CH2O）中
C．利用C63H12O6，探究有氧呼吸的过程，放射性最终出现在NADH中
D．利用H218O探究光合作用和细胞呼吸的过程，生成的（CH2O）中检测不到18O
11．党的二十大报告作出全方位夯实粮食安全根基的战略安排，要“藏粮于地、藏粮于技”，创新发展现代农业，是保证粮食安全的一项根本政策。下列有关说法正确的是（　　）
A．大力推广稻田养蟹（鸭）、麦田养鸡等农田互作模式能有效改良作物品种
B．中耕松土和适时排水措施，可促进作物根系充分吸收土壤中的有机质，提高作物产量
C．农业机械收割玉米、小麦，秸秆粉碎后直接还田，疏松了土壤，提高了能量利用率
D．温室大棚技术的完善和普及，有效地提高了蔬菜产量，这可能和提高光能利用率有关
12．在温度、水分均适宜的条件下，分别测定甲、乙两种植物光合速率与呼吸速率的比值（P/R）随光照强度的变化，结果如图所示。下列说法错误的是（　　）
A．光照强度为c时两植物积累有机物的速率相等
B．若光照强度突然由b变为a，短时间内叶绿体中C3含量增多，C5含量减少
C．d点后限制两植物光合速率的主要环境因素相同
D．这两种植物间作时有利于提高光能利用率
13．光极限是指光合作用吸收CO2量随着光吸收的增加而上升的光吸收范围。CO2极限是指光合作用吸收CO2量不再随着光吸收的增加而上升的光吸收范围。研究表明热带树木的光合机制开始失效的临界温度平均约为46.7°C．下列相关叙述错误是（ ）
A．在光极限范围内，随着光吸收的增加光合速率也增大
B．CO2极限时，光合速率不再增加可能与叶片气孔大量关闭有关
C．CO2极限时较极限前叶肉细胞中的NADPH、ATP 含量高，C3含量低
D．热带树木达到光合机制开始失效的临界平均温度前光合速率不断增加
14．植物光敏色素是一种可溶性的色素—蛋白质复合体，有红光吸收型（Pr）和远红光吸收型（Pfr）。无活性的Pr在细胞质中合成，接受红光刺激后可转化为有活性的Pfr并转移到细胞核内，经一系列信号放大和转变，引起种子萌发、幼苗生长发育等生物学效应。足够高的Pfr/Pfr+Pr比例对于维持叶片中的叶绿素水平是必要的。下列说法错误的是（ ）
A．光敏色素接受光刺激并传递信号，进而启动相关基因表达并引起相关的生理反应
B．Pfr和Pr的活性不同是由于光刺激引起光敏色素空间结构改变导致的
C．光敏色素是一种化学本质类似生长素的信号分子，具有调节生命活动的作用
D．增加红光照射可以适当提高植物光合作用释放氧气的速率
15．各取未转基因的水稻（W）和转Z基因的水稻（T）数株，分组后分别喷施蒸馏水、寡霉素和NaHSO3，24h后进行干旱胁迫处理（胁迫指对植物生长和发育不利的环境因素），测得未胁迫和胁迫8h时的光合速率如图所示。已知寡霉素抑制光合作用和细胞呼吸中ATP合成酶的活性。下列叙述正确的是（　　）
A．本实验中，自变量有水稻种类、寡霉素和NaHSO3
B．寡霉素在光合作用过程中的作用部位是叶绿体中的基质
C．转Z基因能增加寡霉素对光合速率的抑制作用
D．喷施NaHSO3促进光合作用。且减缓干旱胁迫引起的光合速率的下降
二、非选择题
16．新疆的南疆地区是中国葡萄的主要产区，南疆气候干旱少雨，多浮尘天气，在葡萄种植过程中，研究者通过设计实验研究了叶片上尘土覆盖对葡萄（和田红、木纳格、无核白均为葡萄的品种名称）光合作用的影响。请据下图回答下列问题（注：新疆计时采用北京时间，北京时间比当地的实际时间大约晚两个小时）：
(1)图A中16：10时和田红和无核白的净光合速率均显著下降，其原因主要是植物从环境中吸收的 减少，导致这两种葡萄植株光合作用过程中的 减弱，从而使净光合速率显著下降。
(2)若用CO2的变化量来表示植物的净光合速率，图A中植物消耗了 （填“线粒体”“外界环境”或“线粒体和外界环境”）中的CO2。
(3)图 （填“A”或“B”）中净光合速率变化曲线表示叶片上有尘土覆盖，判断依据是 。
(4)通过图A和图B判断 品种的葡萄更适应当地的浮尘天气，依据是 。
17．为探究大气CO2浓度上升及紫外线（UV）辐射强度增加对农业生产的影响，研究人员人工模拟一定量的UV辐射和加倍的CO2 浓度处理番茄幼苗，直至果实成熟，测定了番茄株高及光合作用相关生理指标，结果见下表。请分析回答：
分组及实验处理 株高（cm） 叶绿素含量（mg · g- 1） 光合速率(μmol·m- 2·s- 1)
15天 30天 45天 15天 30天 45天
A 对照（自然条件） 21.5 35.2 54.5 1.65 2.0 2.0 8.86
B UV照射 21.1 31.6 48.3 1.5 1.8 1.8 6.52
C CO2浓度倍增 21.9 38.3 61.2 1.75 2.4 2.45 14.28
D UV照射和 CO2浓度倍增 21.5 35.9 55.7 1.55 1.95 2.25 9.02
(1)光合作用中，捕获光能的色素主要吸收可见光中的 。部分C3在光反应提供的 的作用下最终形成糖，这样光能就转化为糖分子中的化学能。
(2)据表分析，C组光合速率明显高于对照组，其原因一方面是由于 ，加快了暗反应的速率；另一方面是由于 增加，使光反应速率也加快。D组光合速率与对照相比无显著差异，说明CO2 浓度倍增对光合作用的影响可以 UV辐射增强对光合作用的影响。
(3)由表可知，CO2 浓度倍增可以促进番茄植株生长。有研究者认为，这可能与CO2参与了植物生长素的合成启动有关。要检验此假设，还需要测定A、C组植株中 的含量。若检测结果是 ，则支持假设。
参考答案：
1．C
A、根据分析，该实验的目的是探究光照强度对净光合速率的影响，A错误；
B、15～45cm 之间，图中气泡的产生速率表示净光合速率，B错误；
C、小于60cm时，随着光照强度的增加，气泡产生的速率加快，因此，此时限制光合速率的主要因素是自变量光照强度，C正确；
D、60cm时，光线太弱导致净光合速率为0，此时可能光合作用速率等于呼吸速率，D错误。
2．C
A、A点时光照强度为0，叶肉细胞不进行光合作用，产生ATP的细胞器只有线粒体，A正确；
B、B点时的光照强度为该植物的光补偿点，此时光合作用强度等于细胞呼吸强度，B正确；
C、B点为光补偿点，当植物缺Mg时，叶绿素合成减少，同等光照强度下光合作用强度下降，只有更大光照强度的光才能使光合作用强度等于细胞呼吸强度，故B点将向右移，C错误；
D、由于该植物光合作用和细胞呼吸最适温度分别为25 ℃和30 ℃，将温度由25 ℃提高到30 ℃后，植物光合作用强度下降，细胞呼吸强度增大，故代表细胞呼吸强度的A点上移，光补偿点B点右移，净光合作用速率最大值对应的C点上移，D正确。
3．D
A、AB段C3含量不变，且是夜间没有光照，所以没有有机物生成，A正确；
B、AB段C3含量不变，对应的时间是0～6点，没有光照，C3含量较高与没有接受光照有关，B正确；
C、E点时，光照过强，温度较高导致气孔部分关闭，二氧化碳供应减少，生成的C3含量极低，C正确；
D、E点时，光照充足，供应较强，叶绿体中光反应产生的ATP的含量较D点高，D错误；
4．D
A、松土可以增加土壤中的空气含量，有助于植物根系细胞的有氧呼吸，从而促进根细胞对无机盐的吸收，A 正确；
B、农作物生长发育过程中，及时去除衰老变黄的叶片（光合速率较低），减少有机物的消耗，增加有机物的积累，从而实现增产的目的，B 正确；
C、种植过密，植物叶片相互遮盖，被遮盖的叶片不能光合作用但仍然要呼吸作用消耗有机物，这样有机物积累减少；种植过稀，部分光能得不到利用，光能利用率低；增施农家肥，土壤中的微生物会将有机物分解为无机盐和 CO2，从而有利于植物的光合作用，故合理密植和增施有机肥均有利于提高农作物的光合作用强度， C 正确；
D、温室种植农作物时，为促进光合作用，白天要适时通风，以保证 CO2 供应，D 错误。
5．B
A、曲线代表总光合强度，呼吸强度未知，A错；
B、d点以后限制光合作用强度的内因可能是酶浓度，B正确；
C、CO2浓度由b点调至c点瞬间，C3的合成增加，消耗暂时不变，所以 C3含量上升，C错；
D、突然降低温度，光合速率降低，d点会向左下方移动，D错。
6．C
A、酶活性可通过产物的生成量或底物的消耗量进行测定，由于ATP的水解产物是ADP和Pi，故ATP水解酶活性可通过测定单位时间磷酸的生成量来获得，A正确；
B、根据图1可知，相同CO2浓度条件下，高磷浓度比低磷浓度的ATP水解酶活性高，且在相同磷浓度下，高浓度二氧化碳条件下ATP水解酶活性高，因此HC和HP能协同提高ATP水解酶的相对活性，B正确；
C、根据图2可知，在光照充足和LP条件下，给予HC处理的龙须菜比LC处理组的净光合速率更低，C错误；
D、根据图2可知，在光照充足和HP条件下，给予LC处理的龙须菜比给予HC处理组净光合速率大，故生长较快，D正确。
7．D
A、图1表示光合作用强度增长率的变化，只要光合作用强度增长率为正值，植物光合作用速率都在不断增加，所以在增长率达到0时（即d点）光合作用速率达到最大，此时CO2浓度仍在继续上升，故限制光合作用速率的主要环境因素不是CO2而是光照强度，A正确；
B、图1中c点和b点相比，光合作用强度增长率虽不变，但光合作用速率在不断增加，所以叶绿体中[H]的合成速率增大，因此c点时叶绿体中[H]的合成速率大于b点，B正确；
C、图2中，bc段NaHCO3溶液浓度继续上升，圆叶片上浮至液面所需时间不变，说明光合速率不变，此时曲线平缓的限制因素可能为光照强度。cd段曲线上升表明光合作用减弱（产生的氧气减少），原因是c点之后NaHCO3溶液浓度增加，导致叶片细胞外的浓度过高，叶片细胞失水从而影响了细胞代谢，故而导致光合作用降低，C正确；
D、b点限制因素为光照强度，如果适当地增加光照强度，光合作用会增强（产生的氧气增多），圆叶片上浮至液面所需时间变短，b点将向下移动，D错误。
8．D
A、植物体内CO2与C5在酶的作用下结合形成C3，但该技术中，甲醇单碳缩合形成C3，因此两者C3的合成途径并不相同，A错误；
B、据图可知，该技术中水的分解产物是氢气和氧气，植物体通过光反应将水分解为氧和H+，氧直接以氧分子的形式释放出去，H+与氧化型辅酶Ⅱ(NADP +)结合，形成还原型辅酶Ⅱ（NADPH），B错误；
C、水产生的O2可以在线粒体内膜上被用于有氧呼吸第三阶段，C错误；
D、该技术能合成淀粉可解决粮食危机，反应时吸收CO2可缓解温室效应，D正确。
9．B
A、Rubisco酶催化CO2与C5反应进行光合作用，即催化CO2的固定，因此Rubisco酶发挥作用的场所是叶绿体基质，A正确；
B、Rubisco与CO2或O2的亲和力取决于两种气体的相对浓度，相对浓度高的气体易与Rubisco结合并发生反应，CO2/ O2的值降低时，O2较多，有利于光呼吸的发生，不利于进行暗反应积累有机物，B错误；
C、当夏季午间光照强度强，温度高，植物光反应速率高产生O2多，气孔导度低导致CO2浓度低，易发生光呼吸，C正确；
D、抑制光呼吸可减少有机物的消耗，增加光合作用有机物的产量，对提高作物光合效率与作物增产具有重要意义，D正确。
10．B
A、利用H218O探究光合作用的过程，可在释放的O2中检测到18O，但18O没有放射性，A错误；
B、利用14CO2探究光合作用的过程，14CO2经固定后生成14C3，再经过C3的还原生成（14CH2O），B正确；
C、利用C63H12O6探究有氧呼吸的过程，C63H12O6在有氧呼吸第一、二阶段生成NADH，NADH在第三阶段被利用，生成3H2O，因此放射性最终出现在H2O中，C错误；
D、利用H218O探究光合作用和细胞呼吸的过程，H218O经有氧呼吸第二阶段生成C18O2，C18O2参与光合作用的暗反应，最终可在生成的（CH2O）中检测到18O，D错误。
11．D
A、大力推广稻田养蟹（鸭）、麦田养鸡等农田互作模式，能实现能量额多级利用，但不能改良作物品种，A错误；
B、作物根系不能吸收土壤中的有机质，B错误；
C、玉米、小麦秸秆直接还田，秸秆中的能量没有为人所用，能量的利用率没有提高，C错误；
D、温室大棚技术的完善和普及，有效地提高了蔬菜产量，这可能提高植物对光能利用率，D正确。
12．A
A、光照强度为c时两植物的光合速率与呼吸速率的比值（P/R）相等，光合速率与呼吸速率的差值（净光合速率，积累有机物的速率）不一定相等，A错误；
B、若光照强度突然由b变为a，光照强度减弱，短时间内光反应产生的ATP和NADPH减少，被还原的C3减少，C3的生成速率不变，故叶绿体中C3含量增多，C5含量减少，B正确；
C、d点后限制两植物光合速率的主要环境因素相同，都是CO2浓度，C正确；
D、当P/R=1时，光合速率等于呼吸速率，此时的光照强度即光的补偿点，由曲线可知，乙的光补偿点和光饱和点都低于甲，能够利用空间不同层次的光，所以这两种植物间作时有利于提高光能利用率，D正确。
13．D
A、分析题意，光极限是指光合作用吸收CO2量随着光吸收的增加而上升的光吸收范围，在光极限范围内，随着光吸收的增加光合速率也增大，A正确；
B、CO2极限是指光合作用吸收CO2量不再随着光吸收的增加而上升的光吸收范围，CO2极限时，光合速率不再增加可能与叶片气孔大量关闭有关，此时CO2进入气孔减少，暗反应减慢，B正确；
C、CO2极限时光照强度达到最大，光反应速率最大，较极限前叶肉细胞中的NADPH、ATP 含量高，C3还原加快，故C3含量低，C正确；
D、酶活性需要适宜的温度，热带树木的光合机制开始失效的临界温度平均约为46.7°C，热带树木达到光合机制开始失效的临界平均温度前随温度升高，相关酶活性降低，故光合速率不会一直增加，D错误。
14．C
A、光敏色素是一种可溶性的色素—蛋白质复合体，接受光刺激并传递信号，进而启动细胞核内相关基因表达并引起相关的生理反应，A正确；
B、接受红光刺激后无活性的Pr转变为有活性的Pfr，光敏色素的空间结构发生改变，活性也发生改变，B正确；
C、光敏色素的化学本质是蛋白质，是接受信号的物质，C错误；
D、增加红光照射能提高Pfr/（Pfr+Pr）的比值，有利于维持叶片中的叶绿素水平，有利于提高低温时植物光合作用释放氧气的速率，D正确。
15．D
A、该实验的自变量是：水稻种类、否有干旱胁迫和喷洒药液的种类，A错误；
B、寡霉素会抑制光合作用中ATP合成酶的活性，水稻细胞光合作用中ATP合成的场所为叶绿体的类囊体薄膜，因此寡霉素在光合作用过程中的作用部位是叶绿体的类囊体薄膜，B错误；
C、对比分析(W+H2O) 与(T+H2O) 的实验结果可知：转Z基因能够提高光合作用的效率，对比分析(W+寡霉素)与(T+寡霉素)的实验结果可知：转Z基因可以减缓寡霉素对光合速率的抑制作用，C错误；
D、对比分析(W+H2O) 、(W+寡霉素) 与(W+NaHSO3) 的实验结果可知:喷施NaHSO3能够促进光合作用，且减缓干旱胁迫引起的光合速率的下降，D正确。
16．(1) CO2 暗反应
(2)线粒体和外界环境
(3) B 尘土覆盖阻碍了植物叶片对光的吸收，同时尘土也会堵塞气孔，阻碍了CO2的吸收，进而导致净光合速率下降，图B与图A相比，各品种的净光合速率均低
(4) 木纳格 与无尘土覆盖相比，有尘土覆盖的情况下，木纳格的净光合速率下降幅度较小
（1）据图分析，A图中的和田红和无核白在16:10左右出现了光合午休的现象，原因是植株吸收的CO2减少，导致光合作用过程中的暗反应减弱，进而导致净光合速率下降。
（2）净光合速率可以用CO2的变化量来表示，图A中植物消耗了植物呼吸作用线粒体产生的CO2和外界环境中的CO2。
（3）在尘土覆盖的情况下，植物接受的光照强度会减弱，同时尘土堵塞了气孔，使植物从环境中吸收的CO2减少，进而导致净光合速率下降，图B与图A相比，各品种的净光合速率均低，因此图B反映的是有尘土覆盖的结果。
（4）与无尘土覆盖相比，在有尘土覆盖的情况下木纳格净光合速率下降幅度最小，因此其更适合当地的浮尘天气。
17．(1) 蓝紫光和红光 [H]和ATP
(2) CO2浓度倍增 叶绿素含量 抵消
(3) 生长素 C组植株中的生长素的含量大于A组
（1）光合作用中，光合色素主要吸收红光和蓝紫光。部分C3在光反应提供的[H]和ATP的作用下，被还原产生糖。
（2）分析表格中数据可以看出，C组光合速率较大，一方面由于二氧化碳浓度倍增，暗反应的原料增多，加快了暗反应速率；另一方面，叶绿素的含量增加，光反应中吸收的光能增加，加快了光反应速率。D组光合速率与对照组相比无明显差异，和对照组相比，增加的条件是CO2倍增和UV照射，说明二氧化碳浓度倍增可以抵消UV辐射对光合作用的影响。
（3）由于假设内容为：CO2浓度倍增可以促进番茄植株生长可能与CO2参与了生长素的合成的基因表达有关，因此需要测定植株中生长素的含量，而A组和C组的自变量是二氧化碳是否倍增，故如果C组的生长素含量大于A组，可以证明假设内容。
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