资源简介 专题06 光合作用考点 十年考情（2016-2025） 命题趋势考点1 捕获光能的色素与结构 （10年10考） 2025·山东：绿叶中色素的提取和分离、光合作用的原理；黑吉辽蒙：观察叶绿体等实验、光合作用的原理；陕晋青宁、江苏、湖南：实验考查光合作用原理；安徽、广东、河南、四川：光合作用原理、影响光合作用的因素及应用；河北、云南：光合与呼吸的综合； 2024·贵州、广东：色素的提取和分离、光合与呼吸的综合；北京：影响光合作用的因素及应用；湖南、山东、湖北：突变与光合作用原理； 江西、全国、山东、 湖北、甘肃、河北：光合作用原理；安徽、 湖南、、吉林 2023·湖北、天津、湖南：光合作用原理；北京、江苏、全国：叶绿体中色素的提取和分离；山东、全国、浙江、河北、江苏：光合作用原理及影响因素、光合与呼吸综合；海南：实验探究光照强度对光合作用影响 2022·湖南、山东、广东、全国、浙江 2021·北京、湖南、河北、全国、辽宁、江苏、海南、福建、浙江、山东、天津 2020·江苏、全国、浙江、天津、山东 2019·江苏、全国、北京、浙江 2018·北京、浙江、上海、江苏、全国 2017·全国、北京、浙江、天津、海南、江苏 2016·天津、全国、上海、海南、江苏、北京、浙江 从近10年全国各地的高考试题来看，光合作用专题以一种或多种环境因素对光合作用原理，光合作用过程的影响的实验数据或坐标曲线为情境，复杂程度较大，综合考 查获取信息、分析问题的能力。该部分内容的命题选择题和非选择题均有出现，光合作用在非选择题中侧重分析不同环境条件下光合作用过程中物质和能量的变化、探究环境因素对光合作用速率的影响及光合作用速率和呼吸作用速率的测定。考点2 光合作用的原理 （10年10考）考点3 光合作用的影响因素及应用 （10年10考）考点4 光合作用和呼吸作用综合 （10年10考）考点1 捕获光能的色素与结构1．（2025·山东·高考真题）“绿叶中色素的提取和分离”实验操作中要注意“干燥”，下列说法错误的是（ ）A．应使用干燥的定性滤纸B．绿叶需烘干后再提取色素C．重复画线前需等待滤液细线干燥D．无水乙醇可用加入适量无水碳酸钠的95%乙醇替代2.（2025·黑吉辽蒙卷·高考真题）下列关于实验操作和现象的叙述错误的是（ ）A．观察叶绿体的形态和分布，需先用低倍镜找到叶绿体再换用高倍镜B．用斐林试剂检测梨汁中的还原糖时，需要加热后才能呈现砖红色C．将染色后的洋葱根尖置于载玻片上，滴清水并盖上盖玻片即可观察染色体D．分离菠菜叶中的色素时，因层析液有挥发性，需在通风好的条件下进行3.(2024广东,3,2分)银杏是我国特有的珍稀植物,其叶片变黄后极具观赏价值。某同学用纸层析法探究银杏绿叶和黄叶的色素差别,下列实验操作正确的是( )A.选择新鲜程度不同的叶片混合研磨B.研磨时用水补充损失的提取液C.将两组滤纸条置于同一烧杯中层析D.用过的层析液直接倒入下水道4.(2024北京,12,2分)五彩缤纷的月季装点着美丽的京城,其中变色月季“光谱”备受青睐。“光谱”月季变色的主要原因是光照引起花瓣细胞液泡中花青素的变化。下列利用“光谱”月季进行的实验,难以达成目的的是( )A.用花瓣细胞观察质壁分离现象B.用花瓣大量提取叶绿素C.探索生长素促进其插条生根的最适浓度D.利用幼嫩茎段进行植物组织培养3.(2024贵州,3,3分)为探究不同光照强度对叶色的影响,取紫鸭跖草在不同光照强度下,其他条件相同且适宜,分组栽培,一段时间后获取各组光合色素提取液,用分光光度法(一束单色光通过溶液时,溶液的吸光度与吸光物质的浓度成正比)分别测定每组各种光合色素含量。下列叙述错误的是( )A.叶片研磨时加入碳酸钙可防止破坏色素B.分离提取液中的光合色素可采用纸层析法C.光合色素相对含量不同可使叶色出现差异D.测定叶绿素的含量时可使用蓝紫光波段5.(2023全国乙,2,6分)植物叶片中的色素对植物的生长发育有重要作用。下列有关叶绿体中色素的叙述,错误的是( )A.氮元素和镁元素是构成叶绿素分子的重要元素B.叶绿素和类胡萝卜素存在于叶绿体中类囊体的薄膜上C.用不同波长的光照射类胡萝卜素溶液,其吸收光谱在蓝紫光区有吸收峰D.叶绿体中的色素在层析液中的溶解度越高,随层析液在滤纸上扩散得越慢6.(2023江苏,12,2分)下列关于“提取和分离叶绿体色素”实验叙述合理的是 ( )A.用有机溶剂提取色素时,加入碳酸钙是为了防止类胡萝卜素被破坏B.若连续多次重复画滤液细线可累积更多的色素,但易出现色素带重叠C.该实验提取和分离色素的方法可用于测定绿叶中各种色素含量D.用红色苋菜叶进行实验可得到5条色素带,花青素位于叶绿素a、b之间7.(2022浙江1月选考,2,2分)以黑藻为材料进行“观察叶绿体”活动。下列叙述正确的是( )A.基部成熟叶片是最佳观察材料 B.叶绿体均匀分布于叶肉细胞中心C.叶绿体形态呈扁平的椭球形或球形 D.不同条件下叶绿体的位置不变8.(2022湖北,12,2分)某植物的2种黄叶突变体表现型相似,测定各类植株叶片的光合色素含量(单位:μg·g-1),结果如表。下列有关叙述正确的是 ( )植株类型 叶绿素a 叶绿素b 类胡萝卜素 叶绿素/类胡萝卜素野生型 1 235 519 419 4.19突变体1 512 75 370 1.59突变体2 115 20 379 0.35A.两种突变体的出现增加了物种多样性B.突变体2比突变体1吸收红光的能力更强C.两种突变体的光合色素含量差异,是由不同基因的突变所致D.叶绿素与类胡萝卜素的比值大幅下降可导致突变体的叶片呈黄色9.(2022江苏,5,2分)下列有关实验方法的描述合理的是 ( )A.将一定量胡萝卜切碎,加适量水、石英砂,充分研磨,过滤,获取胡萝卜素提取液B.适当浓度蔗糖溶液处理新鲜黑藻叶装片,可先后观察到细胞质流动与质壁分离现象C.检测样品中的蛋白质时,须加热使双缩脲试剂与蛋白质发生显色反应D.用溴麝香草酚蓝(水)溶液检测发酵液中酒精含量的多少,可判断酵母菌的呼吸方式10.(2021北京,13,2分)关于物质提取、分离或鉴定的高中生物学实验,叙述错误的是 ( )A.研磨肝脏以破碎细胞用于获取含过氧化氢酶的粗提液B.利用不同物质在酒精溶液中溶解性的差异粗提DNAC.依据吸收光谱的差异对光合色素进行纸层析分离D.利用与双缩脲试剂发生颜色变化的反应来鉴定蛋白质10.(2021天津,6,4分)孟德尔说:“任何实验的价值和效用,取决于所使用材料对于实验目的的适合性。”下列实验材料选择不适合的是( )A.用洋葱鳞片叶表皮观察细胞的质壁分离和复原现象B.用洋葱根尖分生区观察细胞有丝分裂C.用洋葱鳞片叶提取和分离叶绿体中的色素D.用洋葱鳞片叶粗提取DNA11.(2021辽宁,5,2分)下列有关中学生物学实验中观察指标的描述,正确的是 ( )选项 实验名称 观察指标A 探究植物细胞的吸水和失水 细胞壁的位置变化B 绿叶中色素的提取和分离 滤纸条上色素带的颜色、次序和宽窄C 探究酵母菌细胞呼吸的方式 酵母菌培养液的浑浊程度D 观察根尖分生组织细胞有丝分裂 纺锤丝牵引染色体的运动12.(2020江苏单科,6,2分)采用新鲜菠菜叶片开展“叶绿体色素的提取和分离”实验,下列叙述错误的是( )A.提取叶绿体色素时可用无水乙醇作为溶剂B.研磨时加入CaO可以防止叶绿素被氧化破坏C.研磨时添加石英砂有助于色素提取D.画滤液细线时应尽量减少样液扩散13.(2019海南单科,9,2分)下列关于高等植物光合作用的叙述,错误的是( )A.光合作用的暗反应阶段不能直接利用光能B.红光照射时,胡萝卜素吸收的光能可传递给叶绿素aC.光反应中,将光能转变为化学能需要有ADP的参与D.红光照射时,叶绿素b吸收的光能可用于光合作用14.(2017天津理综,5,6分)叶绿体中的色素为脂溶性,液泡中紫红色的花青苷为水溶性。以月季成熟的紫红色叶片为材料,下列实验无法达到目的的是( )A.用无水乙醇提取叶绿体中的色素B.用水做层析液观察花青苷的色素带C.用质壁分离和复原实验探究细胞的失水与吸水D.用光学显微镜观察表皮细胞染色体的形态和数目15.(2017课标全国Ⅲ,3,6分)植物光合作用的作用光谱是通过测量光合作用对不同波长光的反应(如O2的释放)来绘制的。下列叙述错误的是( )A.类胡萝卜素在红光区吸收的光能可用于光反应中ATP的合成B.叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制C.光合作用的作用光谱也可用CO2的吸收速率随光波长的变化来表示D.叶片在640~660 nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的16.(2016课标全国Ⅱ,4,6分)关于高等植物叶绿体中色素的叙述,错误的是( )A.叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂乙醇中B.构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收C.通常,红外光和紫外光可被叶绿体中的色素吸收用于光合作用D.黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由叶绿素合成受阻引起的17.(2016四川理综,3,6分)下列有关实验操作或方法所导致结果的描述,不正确的是( )A.用纸层析法分离色素时,若滤液细线画得过粗可能会导致色素带出现重叠B.用葡萄制作果醋时,若先通入空气再密封发酵可以增加醋酸含量提高品质C.提取胡萝卜素时,若用酒精代替石油醚萃取将会导致胡萝卜素提取率降低D.调查人群中色盲发病率时,若只在患者家系中调查将会导致所得结果偏高18.(2016江苏单科,17,2分)下列用鲜菠菜进行色素提取、分离实验的叙述,正确的是( )A.应该在研磨叶片后立即加入CaCO3,防止酸破坏叶绿素B.即使菜叶剪碎不够充分,也可以提取出4种光合作用色素C.为获得10 mL提取液,研磨时一次性加入10 mL乙醇研磨效果最好D.层析完毕后应迅速记录结果,否则叶绿素条带会很快随溶剂挥发消失19.(2015江苏单科,21,3分)为研究高光强对移栽幼苗光合色素的影响,某同学用乙醇提取叶绿体色素,用石油醚进行纸层析,如图为滤纸层析的结果(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为色素条带)。下列叙述正确的是(多选)( )A.强光照导致了该植物叶绿素含量降低B.类胡萝卜素含量增加有利于该植物抵御强光照C.色素Ⅲ、Ⅳ吸收光谱的吸收峰波长不同D.画滤液线时,滤液在点样线上只能画一次20.(2022辽宁,22,10分)浒苔是形成绿潮的主要藻类。绿潮时浒苔堆积在一起,形成大量的“藻席”,造成生态灾害。为研究浒苔疯长与光合作用的关系,进行如下实验:Ⅰ.光合色素的提取、分离和含量测定(1)在“藻席”的上、中、下层分别选取浒苔甲为实验材料,提取、分离色素,发现浒苔甲的光合色素种类与高等植物相同,包括叶绿素和 。在细胞中,这些光合色素分布在 。 (2)测定三个样品的叶绿素含量,结果见表。样品 叶绿素a(mg·g-1) 叶绿素b(mg·g-1)上层 0.199 0.123中层 0.228 0.123下层 0.684 0.453数据表明,取自“藻席”下层的样品叶绿素含量最高,这是因为 。 Ⅱ.光合作用关键酶Y的粗酶液制备和活性测定(3)研究发现,浒苔细胞质基质中存在酶Y,参与CO2的转运过程,利于对碳的固定。酶Y粗酶液制备:定时测定光照强度并取一定量的浒苔甲和浒苔乙,制备不同光照强度下样品的粗酶液,流程如图1。图1粗酶液制备过程保持低温,目的是防止酶降解和 。研磨时加入缓冲液的主要作用是 稳定。离心后的 为粗酶液。 (4)酶Y活性测定:取一定量的粗酶液加入到酶Y活性测试反应液中进行检测,结果如图2。图2在图2中,不考虑其他因素的影响,浒苔甲酶Y活性最高时的光照强度为 μmol·m-2·s-1(填具体数字),强光照会 浒苔乙酶Y的活性。 21.(2020浙江7月选考,27,7分)以洋葱和新鲜菠菜为材料进行实验。回答下列问题:(1)欲判断临时装片中的洋葱外表皮细胞是否为活细胞,可在盖玻片的一侧滴入质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液,用吸水纸从另一侧吸水,重复几次后,可根据是否发生 现象来判断。 (2)取新鲜菠菜叶片烘干粉碎,提取光合色素时,若甲组未加入碳酸钙,与加入碳酸钙的乙组相比,甲组的提取液会偏 色。分离光合色素时,由于不同色素在层析液中的溶解度不同及在滤纸上的吸附能力不同,导致4种色素随层析液在滤纸条上的 不同而出现色素带分层的现象。若用不同波长的光照射叶绿素a提取液,测量并计算叶绿素a对不同波长光的吸收率,可绘制出该色素的 。 (3)在洋葱根尖细胞分裂旺盛时段,切取根尖制作植物细胞有丝分裂临时装片时,经染色后, 有利于根尖细胞的分散。制作染色体组型图时,通常选用处于有丝分裂 期细胞的染色体,原因是 。 22.(2019浙江4月选考,30,7分)回答与光合作用有关的问题:(1)在“探究环境因素对光合作用的影响”活动中,正常光照下,用含有0.1%CO2的溶液培养小球藻一段时间。当用绿光照射该溶液,短期内小球藻细胞中3-磷酸甘油酸(C3)的含量会 。为3-磷酸甘油酸(C3)还原成三碳糖提供能量的物质是 。若停止CO2供应,短期内小球藻细胞中RuBP(C5)的含量会 。研究发现Rubisco酶是光合作用过程中的关键酶,它催化CO2被固定的反应,可知该酶存在于叶绿体 中。 (2)在“光合色素的提取与分离”活动中,提取新鲜菠菜叶片的色素并进行分离后,滤纸条自上而下两条带中的色素合称为 。分析叶绿素a的吸收光谱可知,其主要吸收可见光中的 光。环境条件会影响叶绿素的生物合成,如秋天叶片变黄的现象主要与 抑制叶绿素的合成有关。 考点2 光合作用的原理1．（2025·黑吉辽蒙卷·高考真题）黑暗条件下，叶绿体内膜的载体蛋白NTT顺浓度梯度运输ATP、ADP和Pi的过程示意图如下。其他条件均适宜，下列叙述正确的是（ ）A．ATP、ADP和Pi通过NTT时，无需与NTT结合B．NTT转运ATP、ADP和Pi的方式为主动运输C．图中进入叶绿体基质的ATP均由线粒体产生D．光照充足，NTT运出ADP的数量会减少甚至停止2．（2025·山东·高考真题）在低氧条件下，某单细胞藻叶绿体基质中的蛋白F可利用H+和光合作用产生的NADPH生成H2。为研究藻释放H2的培养条件，将大肠杆菌和藻按一定比例混合均匀后分成2等份，1份形成松散菌-藻体，另1份形成致密菌-藻体，在CO2充足的封闭体系中分别培养并测定体系中的气体含量，2种菌-藻体培养体系中的O2含量变化相同，结果如图所示。培养过程中，任意时刻2体系之间的光反应速率无差异。下列说法错误的是（ ）A．菌-藻体不能同时产生O2和H2B．菌-藻体的致密程度可影响H2生成量C．H2的产生场所是该藻叶绿体的类囊体薄膜D．培养至72h，致密菌-藻体暗反应产生的有机物多于松散菌-藻体3．（2025·黑吉辽蒙卷·高考真题）Rubisco是光合作用暗反应中的关键酶。科研人员将Rubisco基因转入某作物的野生型（WT）获得该酶含量增加的转基因品系（S），并做了相关研究。实验结果表明，这一改良提高了该作物的光合速率（如下图）和产量潜力。回答下列问题。(1)Rubisco在叶绿体的 中催化 与CO2结合。部分产物经过一系列反应形成（CH2O），这一过程中能量转换是 。(2)据图分析，当胞间CO2浓度高于B点时，曲线②与③重合是由于 不足。A点之前曲线①和②重合的最主要限制因素是 。胞间CO2浓度为300μmol·mol-1时，曲线①比②的光合速率高的具体原因是 。(3)研究发现，在饱和光照和适宜CO2浓度条件下，S植株固定CO2生成C3的速率比WT更快。使用同位素标记的方法设计实验直接加以验证，简要写出实验思路。4．（2025·陕晋青宁卷·高考真题）叶绿体中R酶既能催化CO2固定，也能催化C5与O2反应，CO2和O2两种底物竞争R酶同一活性位点；线粒体中G酶参与催化甘氨酸转化为丝氨酸，如图（a）。为探究保卫细胞中G酶对植物光合作用的影响，研究者以野生型植株W为参照，构建了G酶表达量仅在保卫细胞中增加的植株S，实验结果如图（b）。回答下列问题。(1)R酶催化CO2固定的场所是叶绿体的 ，产物C3在光反应生成的 参与下合成糖类等有机物。(2)植物保卫细胞吸水，气孔开度增大。由图（a）（b）可知，相同光照条件下植株S保卫细胞中G酶表达量提高，叶片的净光合速率高于植株W，原因是 。(3)保持环境中CO2浓度不变，当O2浓度从21%升高到40%时，植株S的净光合速率 （填“增大”或“减小”）；相较于植株W，植株S的净光合速率变化幅度 （填“大”“小”或“无法判断”）。(4)若需确认保卫细胞中G酶对叶片净光合速率的影响，还需补充一个实验组。写出实验思路及预期结果： 。5．（2025·江苏·高考真题）科研人员从植物叶绿体中分离类囊体，构建含类囊体的人工细胞，并探究光照等因素对人工细胞功能的影响。请回答下列问题：(1)细胞破碎后，在适宜温度下用低渗溶液处理，涨破 膜，获得类囊体悬液。经离心分离获得类囊体，为保持其活性，需加入 溶液重新悬浮，并保存备用。(2)类囊体浓度用单位体积类囊体悬液中叶绿素的含量表示。吸取5μL类囊体悬液溶于995μL的 溶液中，混匀后，测定出叶绿素浓度为3μg/mL，则类囊体的浓度为 μg/mL。(3)为检测类囊体活性，实验前需对类囊体进行多次洗涤，目的是消除类囊体悬液中原有光反应产物对后续实验结果的影响，这些产物主要有 。(4)已知荧光素PY的强弱与pH大小正相关。图示具有光反应活性的人工细胞，在适宜光照下，荧光强度 （填“变强”“不变”或“变弱”），说明类囊体膜具有的功能有 。(5)在光反应研究的基础上，利用人工细胞开展类似碳反应生成糖类的实验研究，理论上还需要的物质有 。6．（2025·山东·高考真题）高光强环境下，植物光合系统吸收的过剩光能会对光合系统造成损伤，引起光合作用强度下降。植物进化出的多种机制可在一定程度上减轻该损伤。某绿藻可在高光强下正常生长，其部分光合过程如图所示。(1)叶绿体膜的基本支架是 ；叶绿体中含有许多由类囊体组成的 ，扩展了受光面积。(2)据图分析，生成NADPH所需的电子源自于 。采用同位素示踪法可追踪物质的去向，用含3H2O的溶液培养该绿藻一段时间后，以其光合产物葡萄糖为原料进行有氧呼吸时，能进入线粒体基质被3H标记的物质有H2O、 ，离心收集绿藻并重新放入含H218O的培养液中，在适宜光照条件下继续培养，绿藻产生的带18O标记的气体有 。(3)据图分析，通过途径①和途径②消耗过剩的光能减轻光合系统损伤的机制分别为 。7．（2025·湖南·高考真题）对硝基苯酚可用于生产某些农药和染料，其化学性质稳定。研究发现，某细菌不能在无氧条件下生长，在适宜条件下能降解和利用对硝基苯酚，并释放。在Burk无机培养基和光照条件下，培养某栅藻（真核生物）的过程中，对硝基苯酚含量与栅藻光合放氧量的关系如图a。为进一步分析栅藻与细菌共培养条件下对硝基苯酚的降解情况，开展了Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ组对比实验，结果如图b。回答下列问题：(1)栅藻的光合放氧反应部位是 （填细胞器名称）。图a结果表明，对硝基苯酚 栅藻的光合放氧反应。(2)细菌在利用对硝基苯酚时，限制因子是 。(3)若Ⅰ中对硝基苯酚含量为，培养10min后，推测该培养液pH会 ，培养液中对硝基苯酚相对含量 。(4)细菌与栅藻通过原始合作，可净化被对硝基苯酚污染的水体，理由是 。8.(2023天津,9,4分)如图是某绿藻适应水生环境、提高光合效率的机制图。光反应产生的物质X可进入线粒体促进ATP合成。下列叙述错误的是( )A.物质X通过提高有氧呼吸水平促进HC进入细胞质基质B.HC利用通道蛋白从细胞质基质进入叶绿体基质C.水光解产生的H+提高类囊体腔CO2水平,促进CO2进入叶绿体基质D.光反应通过确保暗反应的CO2供应,帮助该绿藻适应水生环境9.(2023湖北,8,2分)植物光合作用的光反应依赖类囊体膜上PSⅠ和PSⅡ光复合体,PSⅡ光复合体含有光合色素,能吸收光能,并分解水。研究发现,PSⅡ光复合体上的蛋白质LHCⅡ,通过与PSⅡ结合或分离来增强或减弱对光能的捕获(如图所示)。LHCⅡ与PSⅡ的分离依赖LHC蛋白激酶的催化。下列叙述错误的是 ( )A.叶肉细胞内LHC蛋白激酶活性下降,PSⅡ光复合体对光能的捕获增强B.Mg2+含量减少会导致PSⅡ光复合体对光能的捕获减弱C.弱光下LHCⅡ与PSⅡ结合,不利于对光能的捕获D.PSⅡ光复合体分解水可以产生H+、电子和O210.(2021浙江6月选考,23,2分)渗透压降低对菠菜叶绿体光合作用的影响如图所示,图甲是不同山梨醇浓度对叶绿体完整率和放氧率的影响,图乙是两种浓度的山梨醇对完整叶绿体ATP含量和放氧量的影响。CO2以HC形式提供,山梨醇为渗透压调节剂,0.33 mol·L-1时叶绿体处于等渗状态。据图分析,下列叙述错误的是( )甲 乙A.与等渗相比,低渗对完整叶绿体ATP合成影响不大,光合速率大小相似B.渗透压不同、叶绿体完整率相似的条件下,放氧率差异较大C.低渗条件下,即使叶绿体不破裂,卡尔文循环效率也下降D.破碎叶绿体占全部叶绿体比例越大,放氧率越低11.(2021广东,12,2分)在高等植物光合作用的卡尔文循环中,唯一催化CO2固定形成C3的酶被称为Rubisco。下列叙述正确的是( )A.Rubisco存在于细胞质基质中B.激活Rubisco需要黑暗条件C.Rubisco催化CO2固定需要ATPD.Rubisco催化C5和CO2结合12.（2021山东，16，3分）（不定项）关于细胞中的H2O和O2，下列说法正确的是（ ）A. 由葡萄糖合成糖原的过程中一定有H2O 产生B. 有氧呼吸第二阶段一定消耗H2 OC. 植物细胞产生的O2只能来自光合作用D. 光合作用产生的O2中的氧元素只能来自于H2O13.(2020天津,5,4分)研究人员从菠菜中分离类囊体,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,并不断产生有机物乙醇酸。下列分析正确的是( )A.产生乙醇酸的场所相当于叶绿体基质B.该反应体系不断消耗的物质仅是CO2C.类囊体产生的ATP和O2参与CO2固定与还原D.与叶绿体相比,该反应体系不含光合作用色素14.(2018北京理综,3,6分)光反应在叶绿体类囊体上进行。在适宜条件下,向类囊体悬液中加入氧化还原指示剂DCIP,照光后DCIP由蓝色逐渐变为无色。该反应过程中( )A.需要ATP提供能量B.DCIP被氧化C.不需要光合色素参与D.会产生氧气15.(2017海南单科,10,2分)将叶绿体悬浮液置于阳光下,一段时间后发现有氧气放出。下列相关说法正确的是( )A.离体叶绿体在自然光下能将水分解产生氧气B.若将叶绿体置于红光下,则不会有氧气产生C.若将叶绿体置于蓝紫光下,则不会有氧气产生D.水在叶绿体中分解产生氧气需要ATP提供能量16.(2016课标全国Ⅲ,2,6分)在前人进行的下列研究中,采用的核心技术相同(或相似)的一组是( )①证明光合作用所释放的氧气来自水②用紫外线等处理青霉菌选育高产青霉素菌株③用T2噬菌体侵染大肠杆菌证明DNA是遗传物质④用甲基绿和吡罗红对细胞染色,观察核酸的分布A.①② B.①③ C.②④ D.③④17.(2016天津理综,2,6分)在适宜反应条件下,用白光照射离体的新鲜叶绿体一段时间后,突然改用光照强度与白光相同的红光或绿光照射。下列是光源与瞬间发生变化的物质,组合正确的是( )A.红光,ATP下降 B.红光,未被还原的C3上升C.绿光,[H]下降 D.绿光,C5上升18.(2016四川理综,5,6分)三倍体西瓜由于含糖量高且无籽,备受人们青睐。如图是三倍体西瓜叶片净光合速率(Pn,以CO2吸收速率表示)与胞间CO2浓度(Ci)的日变化曲线,以下分析正确的是( )A.与11:00时相比,13:00时叶绿体中合成C3的速率相对较高B.14:00后叶片的Pn下降,导致植株积累有机物的量开始减少C.17:00后叶片的Ci快速上升,导致叶片暗反应速率远高于光反应速率D.叶片的Pn先后两次下降,主要限制因素分别是CO2浓度和光照强度19.(2024河北,19,2分)高原地区蓝光和紫外光较强,常采用覆膜措施辅助林木育苗。为探究不同颜色覆膜对藏川杨幼苗生长的影响,研究者检测了白膜、蓝膜和绿膜对不同光的透过率,以及覆膜后幼苗光合色素的含量,结果如图、表所示。覆膜处理 叶绿素含量 (mg/g) 类胡萝卜素 含量(mg/g)白膜 1.67 0.71蓝膜 2.20 0.90绿膜 1.74 0.65回答下列问题:(1)如图所示,三种颜色的膜对紫外光、蓝光和绿光的透过率有明显差异,其中 光可被位于叶绿体 上的光合色素高效吸收后用于光反应,进而使暗反应阶段的C3还原转化为 和 。与白膜覆盖相比,蓝膜和绿膜透过的 较少,可更好地减弱幼苗受到的辐射。 (2)光合色素溶液的浓度与其光吸收值成正比,选择适当波长的光可对色素含量进行测定。提取光合色素时,可利用 作为溶剂。测定叶绿素含量时,应选择红光而不能选择蓝紫光,原因是 。 (3)研究表明,覆盖蓝膜更有利于藏川杨幼苗在高原环境的生长。根据上述检测结果,其原因为 (答出两点即可)。 20.(2023湖南,17,12分)如图是水稻和玉米的光合作用暗反应示意图。卡尔文循环的Rubisco酶对CO2的Km为450 μmol·L-1(Km越小,酶对底物的亲和力越大),该酶既可催化RuBP与CO2反应,进行卡尔文循环,又可催化RuBP与O2反应,进行光呼吸(绿色植物在光照下消耗O2并释放CO2的反应)。该酶的酶促反应方向受CO2和O2相对浓度的影响。与水稻相比,玉米叶肉细胞紧密围绕维管束鞘,其中叶肉细胞叶绿体是水光解的主要场所,维管束鞘细胞的叶绿体主要与ATP生成有关。玉米的暗反应先在叶肉细胞中利用PEPC酶(PEPC对CO2的Km为7 μmol·L-1)催化磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)与CO2反应生成C4,固定产物C4转运到维管束鞘细胞后释放CO2,再进行卡尔文循环。回答下列问题:(1)玉米的卡尔文循环中第一个光合还原产物是 (填具体名称),该产物跨叶绿体膜转运到细胞质基质合成 (填“葡萄糖”“蔗糖”或“淀粉”)后,再通过 长距离运输到其他组织器官。 (2)在干旱、高光照强度环境下,玉米的光合作用强度 (填“高于”或“低于”)水稻。从光合作用机制及其调控分析,原因是 (答出三点即可)。 (3)某研究将蓝细菌的CO2浓缩机制导入水稻,水稻叶绿体中CO2浓度大幅提升,其他生理代谢不受影响,但在光饱和条件下水稻的光合作用强度无明显变化,其原因可能是 (答出三点即可)。 21.(2022重庆,23,14分)科学家发现,光能会被类囊体转化为“某种能量形式”,并用于驱动产生ATP(图Ⅰ)。为探寻这种能量形式,他们开展了后续实验。ⅠⅡ(1)制备类囊体时,提取液中应含有适宜浓度的蔗糖,以保证其结构完整,原因是 ;为避免膜蛋白被降解,提取液应保持 (填“低温”或“常温”)。 (2)在图Ⅰ实验基础上进行图Ⅱ实验,发现该实验条件下,也能产生ATP。但该实验不能充分证明“某种能量形式”是类囊体膜内外的H+浓度差,原因是 。 (3)为探究自然条件下类囊体膜内外产生H+浓度差的原因,对无缓冲液的类囊体悬液进行光、暗交替处理,结果如图Ⅲ所示,悬液的pH在光照处理时升高,原因是 。类囊体膜内外的H+浓度差是通过光合电子传递和H+转运形成的,电子的最终来源物质是 。 (4)用菠菜类囊体和人工酶系统组装的人工叶绿体,能在光下生产目标多碳化合物。若要实现黑暗条件下持续生产,需稳定提供的物质有 。生产中发现即使增加光照强度,产量也不再增加,若要增产,可采取的有效措施有 (答两点)。 22.(2022河北,19,10分)某品种茶树叶片呈现阶段性白化:绿色的嫩叶在生长过程中逐渐转为乳白色,而后又恢复为绿色。白化期叶绿体内部结构解体(仅残留少量片层结构)。阶段性白化过程中相关生理指标检测结果如图。回答下列问题:(1)从叶片中分离叶绿体可采用 法。 (2)经检测,白化过程中叶绿体合成ATP和NADPH的数量显著降低,其原因是 (写出两点即可)。 (3)白化过程中气孔导度下降,既能够满足光合作用对CO2的需求,又有助于减少 。 (4)叶片复绿过程中需合成大量直接参与光反应的蛋白质。其中部分蛋白质由存在于 中的基因编码,需通过特定的机制完成跨膜运输;其余蛋白质由存在于 中的基因编码。 23.(2021辽宁,22,13分)(13分)早期地球大气中的O2浓度很低,到了大约3.5亿年前,大气中O2浓度显著增加,CO2浓度明显下降。现在大气中的CO2浓度约为390 μmol·mol-1,是限制植物光合作用速率的重要因素。核酮糖二磷酸羧化酶/加氧酶(Rubisco) 是一种催化CO2固定的酶,在低浓度CO2条件下,催化效率低。有些植物在进化过程中形成了CO2浓缩机制,极大地提高了Rubisco所在局部空间位置的CO2浓度,促进了CO2的固定。回答下列问题:(1)真核细胞叶绿体中,在Rubisco的催化下,CO2被固定形成 ,进而被还原生成糖类,此过程发生在 中。 (2)海水中的无机碳主要以CO2和HC两种形式存在,水体中CO2浓度低、扩散速度慢,有些藻类具有图1所示的无机碳浓缩过程。图中HC浓度最高的场所是 (填“细胞外”或“细胞质基质”或“叶绿体”),可为图示过程提供ATP的生理过程有 。 图1(3)某些植物还有另一种CO2浓缩机制,部分过程见图2。在叶肉细胞中,磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)可将HC转化为有机物,该有机物经过一系列的变化,最终进入相邻的维管束鞘细胞释放CO2,提高了Rubisco附近的CO2浓度。图2①由这种CO2浓缩机制可以推测,PEPC与无机碳的亲和力 (填 “高于”或“低于”或“等于”) Rubisco。 ②图2所示的物质中,可由光合作用光反应提供的是 。图中由Pyr转变为PEP的过程属于 (填“吸能反应”或“放能反应”)。 ③若要通过实验验证某植物在上述CO2浓缩机制中碳的转变过程及相应场所,可以使用 技术。 (4)通过转基因技术或蛋白质工程技术,可能进一步提高植物光合作用的效率,以下研究思路合理的有 (多选)。 A.改造植物的HC转运蛋白基因,增强HC的运输能力B.改造植物的PEPC基因,抑制OAA的合成C.改造植物的Rubisco基因,增强CO2固定能力D.将CO2浓缩机制相关基因转入不具备此机制的植物24.(2021天津,15,10分)Rubisco是光合作用过程中催化CO2固定的酶。但其也能催化O2与C5结合,形成C3和C2,导致光合效率下降。CO2与O2竞争性结合Rubisco的同一活性位点,因此提高CO2浓度可以提高光合效率。(1)蓝细菌具有CO2浓缩机制,如下图所示。据图分析,CO2依次以 和 方式通过细胞膜和光合片层膜。 蓝细菌的CO2浓缩机制可提高羧化体中Rubisco周围的CO2浓度,从而通过促进 和抑制 提高光合效率。 (2)向烟草内转入蓝细菌Rubisco的编码基因和羧化体外壳蛋白的编码基因。若蓝细菌羧化体可在烟草中发挥作用并参与暗反应,应能利用电子显微镜在转基因烟草细胞的 中观察到羧化体。 (3)研究发现,转基因烟草的光合速率并未提高。若再转入HC和CO2转运蛋白基因并成功表达和发挥作用,理论上该转基因植株暗反应水平应 ,光反应水平应 ,从而提高光合速率。 25.(2021湖南,18,12分)图a为叶绿体的结构示意图,图b为叶绿体中某种生物膜的部分结构及光反应过程的简化示意图。回答下列问题:图a 图b 注:e-表示电子(1)图b表示图a中的 结构,膜上发生的光反应过程将水分解成O2、H+和e-,光能转化成电能,最终转化为 和ATP中活跃的化学能。若CO2浓度降低,暗反应速率减慢,叶绿体中电子受体NADP+减少,则图b中电子传递速率会 (填“加快”或“减慢”)。 (2)为研究叶绿体的完整性与光反应的关系,研究人员用物理、化学方法制备了4种结构完整性不同的叶绿体,在离体条件下进行实验,用Fecy或DCIP替代NADP+为电子受体,以相对放氧量表示光反应速率,实验结果如表所示。叶绿体类型 相对值实验项目 叶绿体A:双层膜结构完整 叶绿体B:双层膜局部受损,类囊体略有损伤 叶绿体C:双层膜瓦解,类囊体松散但未断裂 叶绿体D:所有膜结构解体破裂成颗粒或片段实验一:以Fecy为电子受体时的放氧量 100 167.0 425.1 281.3实验二:以DCIP为电子受体时的放氧量 100 106.7 471.1 109.6注:Fecy具有亲水性,DCIP具有亲脂性。据此分析:①叶绿体A和叶绿体B的实验结果表明,叶绿体双层膜对以 (填“Fecy”或“DCIP”)为电子受体的光反应有明显阻碍作用。得出该结论的推理过程是 。 ②该实验中,光反应速率最高的是叶绿体C,表明在无双层膜阻碍、类囊体又松散的条件下,更有利于 ,从而提高光反应速率。 ③以DCIP为电子受体进行实验,发现叶绿体A、B、C和D的ATP产生效率的相对值分别为1、0.66、0.58和0.41。结合图b对实验结果进行解释 。 26.(2021全国乙,29,11分)(11分)生活在干旱地区的一些植物(如植物甲)具有特殊的CO2固定方式。这类植物晚上气孔打开吸收CO2,吸收的CO2通过生成苹果酸储存在液泡中;白天气孔关闭,液泡中储存的苹果酸脱羧释放的CO2可用于光合作用。回答下列问题:(1)白天叶肉细胞产生ATP的场所有 。光合作用所需的CO2来源于苹果酸脱羧和 释放的CO2。 (2)气孔白天关闭、晚上打开是这类植物适应干旱环境的一种方式,这种方式既能防止 ,又能保证 正常进行。 (3)若以pH作为检测指标,请设计实验来验证植物甲在干旱环境中存在这种特殊的CO2固定方式。(简要写出实验思路和预期结果)27.(2020山东,21,9分)人工光合作用系统可利用太阳能合成糖类,相关装置及过程如图所示,其中甲、乙表示物质,模块3中的反应过程与叶绿体基质内糖类的合成过程相同。(1)该系统中执行相当于叶绿体中光反应功能的模块是 ,模块3中的甲可与CO2结合,甲为 。 (2)若正常运转过程中气泵突然停转,则短时间内乙的含量将 (填:“增加”或“减少”)。若气泵停转时间较长,模块2中的能量转换效率也会发生改变,原因是 。 (3)在与植物光合作用固定的CO2量相等的情况下,该系统糖类的积累量 (填:“高于”“低于”或“等于”)植物,原因是 。 (4)干旱条件下,很多植物光合作用速率降低,主要原因是 。人工光合作用系统由于对环境中水的依赖程度较低,在沙漠等缺水地区有广阔的应用前景。 28.(2020江苏单科,27,8分)大豆与根瘤菌是互利共生关系,如图所示为大豆叶片及根瘤中部分物质的代谢、运输途径,请据图回答下列问题:(1)在叶绿体中,光合色素分布在 上;在酶催化下直接参与CO2固定的化学物质是H2O和 。 (2)如图所示的代谢途径中,催化固定CO2形成3-磷酸甘油酸(PGA)的酶在 中,PGA还原成磷酸丙糖(TP)运出叶绿体后合成蔗糖,催化TP合成蔗糖的酶存在于 。 (3)根瘤菌固氮产生的NH3可用于氨基酸的合成,氨基酸合成蛋白质时,通过脱水缩合形成 键。 (4)CO2和N2的固定都需要消耗大量ATP。叶绿体中合成ATP的能量来自 ;根瘤中合成ATP的能量主要源于 的分解。 (5)蔗糖是大多数植物长距离运输的主要有机物,与葡萄糖相比,以蔗糖作为运输物质的优点是 。 29.(2016江苏单科,32,8分)为了选择适宜栽种的作物品种,研究人员在相同的条件下分别测定了3个品种S1、S2、S3的光补偿点和光饱和点,结果如图1和图2。请回答以下问题:图1 图2(1)最适宜在果树林下套种的品种是 ,最适应较高光强的品种是 。 (2)增加环境中CO2浓度后,测得S2的光饱和点显著提高,但S3的光饱和点却没有显著改变,原因可能是:在超过原光饱和点的光强下,S2的光反应产生了过剩的 ,而S3在光饱和点时可能 (填序号)。 ①光反应已基本饱和②暗反应已基本饱和③光、暗反应都已基本饱和(3)叶绿体中光反应产生的能量既用于固定CO2,也参与叶绿体中生物大分子 的合成。 (4)在光合作用过程中,CO2与RuBP(五碳化合物)结合的直接产物是磷酸丙糖(TP),TP的去向主要有三个。图为叶肉细胞中部分代谢途径示意图。淀粉是暂时存储的光合作用产物,其合成场所应该在叶绿体的 。淀粉运出叶绿体时先水解成TP或 ,后者通过叶绿体膜上的载体运送到细胞质中,合成由 构成的蔗糖,运出叶肉细胞。 考点3 光合作用的影响因素及应用1．（2025·安徽·高考真题）关于“探究光照强度对光合作用强度的影响”实验，下列叙述错误的是（ ）A．用打孔器打出叶圆片时，为保证叶圆片相对一致应避开大的叶脉B．调节LED灯光源与盛有叶圆片烧杯之间的距离，以进行对比实验C．用化学传感器监测光照时O2浓度变化，可计算出实际光合作用强度D．同一烧杯中叶圆片浮起的快慢不同，可能与其接受的光照强度不同有关2．（2025·广东·高考真题）我国科学家以不同植物为材料，在不同光质条件下探究光对植物的影响。测定了番茄的光合作用相关指标并拟合响应曲线（图a）；比较了突变体与野生型水稻水分消耗的差异（图b），鉴定到突变体发生了PILI5基因的功能缺失，并确定该基因参与脱落酸信号通路的调控。回答下列问题：(1)图a中，当胞间浓度在范围时，红光下光合速率的限制因子是 ，推测此时蓝光下净光合速率更高的原因是 。(2)图b中，突变体水稻在远红光与红光条件下蒸腾速率接近，推测其原因是 。(3)归纳上述两个研究内容，总结出光影响植物的两条通路（图c）。通路1中，①吸收的光在叶绿体中最终被转化为 。通路2中吸收光的物质②为 。用箭头完成图c中②所介导的通路，并在箭头旁用“（+）”或“（-）”标注前后两者间的作用，（+）表示正相关，（-）表示负相关 。(4)根据图c中相关信息，概括出植物利用光的方式： 。3．（2025·河南·高考真题）光质和土壤中的盐含量是影响作物生理状态的重要因素。为探究不同光质对高盐含量（盐胁迫）下某作物生长的影响，将作物分组处理一段时间后，结果如图所示（光补偿点指当总光合速率等于呼吸速率时的光照强度）。 回答下列问题：(1)光对植物生长发育的作用有 和 两个方面。(2)上述实验需控制变量，为探究实验光处理是否完全抵消了盐胁迫对该作物生长的影响，至少应选用上述 组（填组别）进行对比分析，该实验中的无关变量有 （答出2点即可）。(3)在光照强度达到光补偿点之前（CO2消耗量与光照强度视为正比关系），④组的总光合速率 （填“始终大于”“始终小于”“先大于后等于”或“先小于后等于”）③组的总光合速率，判断依据是 。4．（2025·四川·高考真题）在温室中种植番茄，光照强度和CO2浓度是制约产量的主要因素。某地冬季温室的平均光照强度约为200μmol·m-2·s-1，CO2浓度约为400μmol·mol-1。为提高温室番茄产量，有人测定了补充光照和CO2后番茄植株相关生理指标，结果见下表。回答下列问题。组别 光照强度μmol·m-2·s-1 CO2浓度μmol·mol-1 净光合速率μmol·m-2·s-1 气孔导度mol·m-2·s-1 叶绿素含量mg·g-1对照 200 400 7.5 0.08 42.8甲 400 400 14.0 0.15 59.1乙 200 800 10.0 0.08 55.3丙 400 800 17.5 0.13 65.0注：气孔导度和气孔开放程度呈正相关(1)为测定番茄叶片的叶绿素含量，可用 提取叶绿素。色素对特定波长光的吸收量可反映色素的含量，为减少类胡萝卜素的干扰，应选择 （填“蓝紫光”或“红光”）来测定叶绿素含量。(2)与对照组相比，甲组光合作用光反应为暗反应提供了更多的 ，从而提高了净光合速率。与甲组相比，丙组的净光合速率更高，气孔导度略低，但经测定发现其叶肉细胞间的CO2浓度却更高，可能的原因是 。(3)根据本研究结果，在冬季温室种植番茄的过程中，若只能从CO2浓度加倍或光照强度加倍中选择一种措施来提高番茄产量，应选择 ，依据是 。5.(2024北京,4,2分)某同学用植物叶片在室温下进行光合作用实验,测定单位时间单位叶面积的氧气释放量,结果如图所示。若想提高X,可采取的做法是( )A.增加叶片周围环境CO2浓度B.将叶片置于4 ℃的冷室中C.给光源加滤光片改变光的颜色D.移动冷光源缩短与叶片的距离6.(2022湖南,13,4分)在夏季晴朗无云的白天,10时左右某植物光合作用强度达到峰值,12时左右光合作用强度明显减弱。光合作用强度减弱的原因可能是 ( )A.叶片蒸腾作用强,失水过多使气孔部分关闭,进入体内的CO2量减少B.光合酶活性降低,呼吸酶不受影响,呼吸释放的CO2量大于光合固定的CO2量C.叶绿体内膜上的部分光合色素被光破坏,吸收和传递光能的效率降低D.光反应产物积累,产生反馈抑制,叶片转化光能的能力下降7.(2022海南,3,3分)某小组为了探究适宜温度下CO2对光合作用的影响,将四组等量菠菜叶圆片排气后,分别置于盛有等体积不同浓度NaHCO3溶液的烧杯中,从烧杯底部给予适宜光照,记录叶圆片上浮所需时长,结果如图。下列有关叙述正确的是 ( )A.本实验中,温度、NaHCO3浓度和光照都属于自变量B.叶圆片上浮所需时长主要取决于叶圆片光合作用释放氧气的速率C.四组实验中,0.5%NaHCO3溶液中叶圆片光合速率最高D.若在4 ℃条件下进行本实验,则各组叶圆片上浮所需时长均会缩短8.(2022北京,2,2分)光合作用强度受环境因素的影响。车前草的光合速率与叶片温度、CO2浓度的关系如图。据图分析不能得出 ( )A.低于最适温度时,光合速率随温度升高而升高B.在一定的范围内,CO2浓度升高可使光合作用最适温度升高C. CO2浓度为200 μL·L-1时,温度对光合速率影响小D. 10 ℃条件下,光合速率随CO2浓度的升高会持续提高9.(2022福建,13,4分)曲线图是生物学研究中数学模型建构的一种表现形式。如图中的曲线可以表示相应生命活动变化关系的是 ( )A.曲线a可表示自然状态下,某植物CO2吸收速率随环境CO2浓度变化的关系B.曲线a可表示葡萄糖进入红细胞时,物质运输速率随膜两侧物质浓度差变化的关系C.曲线b可表示自然状态下,某池塘草鱼种群增长速率随时间变化的关系D.曲线b可表示在晴朗的白天,某作物净光合速率随光照强度变化的关系10.(2021辽宁,2,2分)植物工厂是通过光调控和通风控温等措施进行精细管理的高效农业生产系统,常采用无土栽培技术。下列有关叙述错误的是( )A.可根据植物生长特点调控光的波长和光照强度B.应保持培养液与植物根部细胞的细胞液浓度相同C.合理控制昼夜温差有利于提高作物产量D.适时通风可提高生产系统内的CO2浓度11.(2021湖南,7,2分)绿色植物的光合作用是在叶绿体内进行的一系列能量和物质转化过程。下列叙述错误的是( )A.弱光条件下植物没有O2的释放,说明未进行光合作用B.在暗反应阶段,CO2不能直接被还原C.在禾谷类作物开花期剪掉部分花穗,叶片的光合速率会暂时下降D.合理密植和增施有机肥能提高农作物的光合作用强度12.(2021湖北,9,2分)短日照植物在日照时数小于一定值时才能开花。已知某短日照植物在光照10小时/天的条件下连续处理6天能开花(人工控光控温)。为了给某地(日照时数最长为16小时/天)引种该植物提供理论参考,探究诱导该植物在该地区开花的光照时数X(小时/天)的最大值,设计了以下四组实验方案,最合理的是( )实验方案 对照组(光照时数:小时/天,6天) 实验组(光照时数: X小时/天,6天)A. 10 4≤X<10设置梯度B. 10 8≤X<10, 10C. 10 10D. 10 1013.(2021湖北,12,2分)酷热干燥的某国家公园内生长有很多马齿苋属植物,叶片嫩而多肉,深受大象喜爱。其枝条在大象进食时常被折断掉到地上,遭到踩踏的枝条会长成新的植株。白天马齿苋属植物会关闭气孔,在凉爽的夜晚吸收CO2并储存起来。针对上述现象,下列叙述错误的是( )A.大象和马齿苋属植物之间存在共同进化B.大象和马齿苋属植物存在互利共生关系C.水分是马齿苋属植物生长的主要限制因素D.白天马齿苋属植物气孔关闭,仍能进行光合作用14.(2020浙江7月选考,25,2分)将某植物叶片分离得到的叶绿体,分别置于含不同蔗糖浓度的反应介质溶液中,测量其光合速率,结果如图所示。图中光合速率用单位时间内单位叶绿素含量消耗的二氧化碳量表示。下列叙述正确的是( )A.测得的该植物叶片的光合速率小于该叶片分离得到的叶绿体的光合速率B.若分离的叶绿体中存在一定比例的破碎叶绿体,测得的光合速率与无破碎叶绿体的相比,光合速率偏大C.若该植物较长时间处于遮阴环境,叶片内蔗糖浓度与光合速率的关系与图中B-C段对应的关系相似D.若该植物处于开花期,人为摘除花朵,叶片内蔗糖浓度与光合速率的关系与图中A-B段对应的关系相似15.(2019课标全国Ⅰ,3,6分)将一株质量为20 g的黄瓜幼苗栽种在光照等适宜的环境中,一段时间后植株达到40 g,其增加的质量来自( )A.水、矿质元素和空气B.光、矿质元素和水C.水、矿质元素和土壤D.光、矿质元素和空气16.(2018江苏单科,18,2分)如图为某一植物在不同实验条件下测得的净光合速率,下列假设条件中能使图中结果成立的是( )A.横坐标是CO2浓度,甲表示较高温度,乙表示较低温度B.横坐标是温度,甲表示较高CO2浓度,乙表示较低CO2浓度C.横坐标是光波长,甲表示较高温度,乙表示较低温度D.横坐标是光照强度,甲表示较高CO2浓度,乙表示较低CO2浓度17.(2017天津理综,6,6分)某突变型水稻叶片的叶绿素含量约为野生型的一半,但固定CO2酶的活性显著高于野生型。如图显示两者在不同光照强度下的CO2吸收速率。叙述错误的是( )A.光照强度低于P时,突变型的光反应强度低于野生型B.光照强度高于P时,突变型的暗反应强度高于野生型C.光照强度低于P时,限制突变型光合速率的主要环境因素是光照强度D.光照强度高于P时,限制突变型光合速率的主要环境因素是CO2浓度18.(2016北京理综,5,6分)在正常与遮光条件下向不同发育时期的豌豆植株供应14CO2,48 h后测定植株营养器官和生殖器官中14C的量。两类器官各自所含14C量占植株14C总量的比例如图所示。与本实验相关的错误叙述是( )A.14CO2进入叶肉细胞的叶绿体基质后被转化为光合产物B.生殖器官发育早期,光合产物大部分被分配到营养器官C.遮光70%条件下,分配到生殖器官和营养器官中的光合产物量始终接近D.实验研究了光强对不同发育期植株中光合产物在两类器官间分配的影响19.(2024湖南,17,12分)钾是植物生长发育的必需元素,主要生理功能包括参与酶活性调节、渗透调节以及促进光合产物的运输和转化等。研究表明,缺钾导致某种植物的气孔导度下降,使CO2通过气孔的阻力增大;Rubisco的羧化酶(催化CO2的固定反应)活性下降,最终导致净光合速率下降。回答下列问题:(1)从物质和能量转化角度分析,叶绿体的光合作用即在光能驱动下,水分解产生 ;光能转化为电能,再转化为 中储存的化学能,用于暗反应的过程。 (2)长期缺钾导致该植物的叶绿素含量 ,从叶绿素的合成角度分析,原因是 (答出两点即可)。 (3)现发现该植物群体中有一植株,在正常供钾条件下,总叶绿素含量正常,但气孔导度等其他光合作用相关指标均与缺钾时相近,推测是Rubisco的编码基因发生突变所致。Rubisco由两个基因(包括1个核基因和1个叶绿体基因)编码,这两个基因及两端的DNA序列已知。拟以该突变体的叶片组织为实验材料,以测序的方式确定突变位点。写出关键实验步骤:① ; ② ; ③ ; ④基因测序;⑤ 。 20.(2024山东,21,9分)从开花至籽粒成熟,小麦叶片逐渐变黄。与野生型相比,某突变体叶片变黄的速度慢,籽粒淀粉含量低。研究发现,该突变体内细胞分裂素合成异常,进而影响了类囊体膜蛋白稳定性和蔗糖转化酶活性,而呼吸代谢不受影响。类囊体膜蛋白稳定性和蔗糖转化酶活性检测结果如图所示,开花14天后植株的胞间CO2浓度和气孔导度如表所示,其中Lov为细胞分裂素合成抑制剂,KT为细胞分裂素类植物生长调节剂,气孔导度表示气孔张开的程度。已知蔗糖转化酶催化蔗糖分解为单糖。检测指标 植株 14天 21天 28天胞间CO2浓度 (μmol CO2·mol-1) 野生型 140 151 270突变体 110 140 205气孔导度 (mol H2O·m-2·s-1) 野生型 125 95 41突变体 140 112 78(1)光反应在类囊体上进行,生成可供暗反应利用的物质有 。结合细胞分裂素的作用,据图分析,与野生型相比,开花后突变体叶片变黄的速度慢的原因是 。 (2)光饱和点是光合速率达到最大时的最低光照强度。据表分析,与野生型相比,开花14天后突变体的光饱和点 (填“高”或“低”),理由是 。 (3)已知叶片的光合产物主要以蔗糖的形式运输到植株各处。据图分析,突变体籽粒淀粉含量低的原因是 。 21.(2024湖北,21,14分)气孔是指植物叶表皮组织上两个保卫细胞之间的孔隙。植物通过调节气孔大小,控制CO2进入和水分的散失,影响光合作用和含水量。科研工作者以拟南芥为实验材料,研究并发现了相关环境因素调控气孔关闭的机理(图1)。已知ht1基因、rhc1基因各编码蛋白甲和乙中的一种,但对应关系未知。研究者利用野生型(wt)、ht1基因功能缺失突变体(h)、rhc1基因功能缺失突变体(r)和ht1/rhc1双基因功能缺失突变体(h/r)进行了相关实验,结果如图2所示。回答下列问题:(1)保卫细胞液泡中的溶质转运到胞外,导致保卫细胞 (填“吸水”或“失水”),引起气孔关闭,进而使植物光合作用速率 (填“增大”“不变”或“减小”)。 (2)图2中的wt组和r组对比,说明高浓度CO2时rhc1基因产物 (填“促进”或“抑制”)气孔关闭。 (3)由图1可知,短暂干旱环境中,植物体内脱落酸含量上升,这对植物的积极意义是 。 (4)根据实验结果判断:编码蛋白甲的基因是 (填“ht1”或“rhc1”)。 22.(2023重庆,19,11分)水稻是我国重要的粮食作物,光合能力是影响水稻产量的重要因素。(1)通常情况下,叶绿素含量与植物的光合速率呈正相关。但有研究发现,叶绿素含量降低的某一突变体水稻,在强光照条件下,其光合速率反而明显高于野生型。为探究其原因,有研究者在相同光照强度的强光条件下,测定了两种水稻的相关生理指标(单位省略),结果如表。光反应 暗反应光能转 化效率 类囊体薄 膜电子传 递速率 RuBP 羧化酶 含量 vmax野生型 0.49 180.1 4.6 129.5突变体 0.66 199.5 7.5 164.5[注]RuBP羧化酶:催化CO2固定的酶;vmax:RuBP羧化酶催化的最大速率①类囊体薄膜电子传递的最终产物是 。RuBP羧化酶催化的底物是CO2和 。 ②据表分析,突变体水稻光合速率高于野生型的原因是 。 (2)研究人员进一步测定了田间光照和遮阴条件下两种水稻的产量(单位省略),结果如表。田间光照产量 田间遮阴产量野生型 6.93 6.20突变体 7.35 3.68①在田间遮阴条件下,突变体水稻产量却明显低于野生型,造成这个结果的内因是 ,外因是 。 ②水稻叶肉细胞的光合产物有淀粉和 ,两者可以相互转化,后者是光合产物的主要运输形式,在开花结实期主要运往籽粒。 ③根据以上结果,推测两种水稻的光补偿点(光合速率和呼吸速率相等时的光照强度),突变体水稻较野生型 (填“高”“低”或“相等”)。 23.(2023浙江1月选考,23,12分)叶片是给植物其他器官提供有机物的“源”,果实是储存有机物的“库”。现以某植物为材料研究不同库源比(以果实数量与叶片数量比值表示)对叶片光合作用和光合产物分配的影响,实验结果见表1。表1项目 甲组 乙组 丙组处理库源比 1/2 1/4 1/6单位叶面积叶绿素相对含量 78.7 75.5 75.0净光合速率(μmol·m-2·s-1) 9.31 8.99 8.75果实中含13C光合产物(mg) 21.96 37.38 66.06单果重(g) 11.81 12.21 19.59注:①甲、乙、丙组均保留枝条顶部1个果实并分别保留大小基本一致的2、4、6片成熟叶,用13CO2供应给各组保留的叶片进行光合作用。②净光合速率:单位时间单位叶面积从外界环境吸收的13CO2量。回答下列问题:(1)叶片叶绿素含量测定时,可先提取叶绿体色素,再进行测定。提取叶绿体色素时,选择乙醇作为提取液的依据是 。 (2)研究光合产物从源分配到库时,给叶片供应13CO2,13CO2先与叶绿体内的 结合而被固定,形成的产物还原为糖需接受光反应合成的 中的化学能。合成的糖分子运输到果实等库中。在本实验中,选用13CO2的原因有 (答出2点即可)。 (3)分析实验甲、乙、丙组结果可知,随着该植物库源比降低,叶净光合速率 (填“升高”或“降低”)、果实中含13C光合产物的量 (填“增加”或“减少”)。库源比升高导致果实单果重变化的原因是 。 (4)为进一步研究叶片光合产物的分配原则进行了实验,库源处理如图所示,用13CO2供应给保留的叶片进行光合作用,结果见表2。 题图 表2果实位置 果实中含13C光合产物(mg) 单果重(g)第1果 26.91 12.31第2果 18.00 10.43第3果 2.14 8.19根据表2实验结果,从库与源的距离分析,叶片光合产物分配给果实的特点是 。 (5)综合上述实验结果,从调整库源比分析,下列措施中能提高单枝的合格果实产量(单果重10 g以上为合格)的是哪一项 (A.除草 B.遮光 C.疏果 D.松土) 24.(2023全国甲,29,10分)某同学将从菠菜叶中分离到的叶绿体悬浮于缓冲液中,给该叶绿体悬浮液照光后有糖产生。回答下列问题。(1)叶片是分离制备叶绿体的常用材料,若要将叶肉细胞中的叶绿体与线粒体等其他细胞器分离,可以采用的方法是 (答出1种即可)。叶绿体中光合色素分布在 上,其中类胡萝卜素主要吸收 (填“蓝紫光”“红光”或“绿光”)。 (2)将叶绿体的内膜和外膜破坏后,加入缓冲液形成悬浮液,发现黑暗条件下该悬浮液中不能产生糖,原因是 。 (3)叶片进行光合作用时,叶绿体中会产生淀粉。请设计实验证明叶绿体中有淀粉存在,简要写出实验思路和预期结果。25.(2023山东,21,10分)当植物吸收的光能过多时,过剩的光能会对光反应阶段的 PSⅡ复合体(PSⅡ)造成损伤,使PSⅡ活性降低,进而导致光合作用强度减弱。细胞可通过非光化学淬灭(NPQ)将过剩的光能耗散,减少多余光能对PSⅡ的损伤。已知拟南芥的H蛋白有2个功能:①修复损伤的PSⅡ;②参与NPQ的调节。科研人员以拟南芥的野生型和H基因缺失突变体为材料进行了相关实验,结果如图所示。实验中强光照射时对野生型和突变体光照的强度相同,且强光对二者的PSⅡ均造成了损伤。(1)该实验的自变量为 。该实验的无关变量中,影响光合作用强度的主要环境因素有 (答出2个因素即可)。 (2)根据本实验, (填“能”或“不能”)比较出强光照射下突变体与野生型的PSⅡ活性强弱,理由是 。 (3)据图分析,与野生型相比,强光照射下突变体中流向光合作用的能量 (填“多”或“少”)。若测得突变体的暗反应强度高于野生型,根据本实验推测,原因是 。 26.(2023全国乙,29,10分)植物的气孔由叶表皮上两个具有特定结构的保卫细胞构成。保卫细胞吸水体积膨大时气孔打开,反之关闭。保卫细胞含有叶绿体,在光下可进行光合作用。已知蓝光可作为一种信号促进保卫细胞逆浓度梯度吸收K+。有研究发现,用饱和红光(只用红光照射时,植物达到最大光合速率所需的红光强度)照射某植物叶片时,气孔开度可达最大开度的60%左右。回答下列问题。(1)气孔的开闭会影响植物叶片的蒸腾作用、 (答出2点即可)等生理过程。 (2)红光可通过光合作用促进气孔开放,其原因是 。 (3)某研究小组发现在饱和红光的基础上补加蓝光照射叶片,气孔开度可进一步增大,因此他们认为气孔开度进一步增大的原因是,蓝光促进保卫细胞逆浓度梯度吸收K+。请推测该研究小组得出这一结论的依据是 。 (4)已知某种除草剂能阻断光合作用的光反应,用该除草剂处理的叶片在阳光照射下气孔 (填“能”或“不能”)维持一定的开度。 27.(2023海南,16,10分)海南是我国火龙果的主要种植区之一。由于火龙果是长日照植物,冬季日照时间不足导致其不能正常开花,在生产实践中需要夜间补光,使火龙果提前开花,提早上市。某团队研究了同一光照强度下,不同补光光源和补光时间对火龙果成花的影响,结果如图。回答下列问题。(1)光合作用时,火龙果植株能同时吸收红光和蓝光的光合色素是 ;用纸层析法分离叶绿体色素获得的4条色素带中,以滤液细线为基准,按照自下而上的次序,该光合色素的色素带位于第 条。 (2)本次实验结果表明,三种补光光源中最佳的是 ,该光源的最佳补光时间是 小时/天,判断该光源是最佳补光光源的依据是 。 (3)现有可促进火龙果增产的三种不同光照强度的白色光源,设计实验方案探究成花诱导完成后提高火龙果产量的最适光照强度(简要写出实验思路)。28.(2023福建,17,10分)秸秆直接焚烧会造成空气污染等环境问题。秸秆还田是当前农业生产中常用措施,研究秸秆还田模式对秸秆在生产中合理利用有重要的指导意义。科研人员研究了秸秆还田与氮肥配施的模式对玉米光合作用的影响,测定相关指标,结果如图所示。注:SR表示秸秆还田,NSR表示秸秆不还田;蒸腾速率是指单位时间内单位叶面积通过蒸腾作用散失的水量。回答下列问题:(1)玉米绿叶中的叶绿素主要吸收 光。据图1、2可推测,等量配施氮肥条件下,与NSR相比,SR的玉米叶肉细胞中光反应会产生更多的 。据图2可知,与NSR相比,SR显著提高了净光合速率,其净光合速率随着施氮量的增加呈 。 (2)根据图中实验结果,下列关于玉米光合作用的叙述正确的是 。(多选,填序号) A.胞间CO2浓度与气孔开放程度及细胞对CO2的固定量有关B.与SR相比,NSR会降低蒸腾速率,但有利于细胞对CO2的吸收C.与SR相比,NSR的胞间CO2浓度更高,细胞对CO2的固定量更多D.当配施氮肥量为180 kg·hm-2时,细胞加大了对CO2的固定,导致胞间CO2浓度降低E.与配施氮肥量为180 kg·hm-2相比,过多的施氮量会使细胞吸收的CO2减少,最终导致叶绿素转化光能的效率下降(3)结合上述实验结果,从经济效益和环境保护角度说明玉米种植不宜过量施用氮肥的原因 。 29.(2022广东,18,14分)研究者将玉米幼苗置于三种条件下培养10天后(图a),测定相关指标(图b),探究遮阴比例对植物的影响。图a图b回答下列问题:(1)结果显示,与A组相比,C组叶片叶绿素含量 ,原因可能是 。 (2)比较图b中B1与A组指标的差异,并结合B2相关数据,推测B组的玉米植株可能会积累更多的 ,因而生长更快。 (3)某兴趣小组基于上述B组条件下玉米生长更快的研究结果,作出该条件可能会提高作物产量的推测,由此设计了初步实验方案进行探究:实验材料:选择前期 一致、生长状态相似的某玉米品种幼苗90株。 实验方法:按图a所示的条件,分A、B、C三组培养玉米幼苗,每组30株;其中以 为对照,并保证除 外其他环境条件一致。收获后分别测量各组玉米的籽粒重量。 结果统计:比较各组玉米的平均单株产量。分析讨论:如果提高玉米产量的结论成立,下一步探究实验的思路是 。 30.(2022浙江6月选考,27,8分)通过研究遮阴对花生光合作用的影响,为花生的合理间种提供依据。研究人员从开花至果实成熟,每天定时对花生植株进行遮阴处理。实验结果如表所示。处理 指标光饱和点 (klx) 光补偿点 (lx) 低于5 klx光 合曲线的斜率 (mg CO2·dm-2· hr-1·klx-1) 叶绿素含量 (mg·dm-2) 单株光 合产量 (g干重) 单株叶光 合产量 (g干重) 单株果实 光合产量 (g干重)不遮阴 40 550 1.22 2.09 18.92 3.25 8.25遮阴2小时 35 515 1.23 2.66 18.84 3.05 8.21遮阴4小时 30 500 1.46 3.03 16.64 3.05 6.13注:光补偿点指当光合速率等于呼吸速率时的光强度。光合曲线指光强度与光合速率关系的曲线。回答下列问题:(1)从实验结果可知,花生可适应弱光环境,原因是在遮阴条件下,植株通过增加 ,提高吸收光的能力;结合光饱和点的变化趋势,说明植株在较低光强度下也能达到最大的 ;结合光补偿点的变化趋势,说明植株通过降低 ,使其在较低的光强度下就开始了有机物的积累。根据表中 的指标可以判断,实验范围内,遮阴时间越长,植株利用弱光的效率越高。 (2)植物的光合产物主要以 形式提供给各器官。根据相关指标的分析,表明较长遮阴处理下,植株优先将光合产物分配至 中。 (3)与不遮阴相比,两种遮阴处理的光合产量均 。根据实验结果推测,在花生与其他高秆作物进行间种时,高秆作物一天内对花生的遮阴时间为 (A.<2小时 B.2小时 C.4小时 D.>4小时),才能获得较高的花生产量。 31.(2022全国甲,29,9分)根据光合作用中CO2的固定方式不同,可将植物分为C3植物和C4植物等类型。C4植物的CO2补偿点比C3植物的低。CO2补偿点通常是指环境CO2浓度降低导致光合速率与呼吸速率相等时的环境CO2浓度。回答下列问题。(1)不同植物(如C3植物和C4植物)光合作用光反应阶段的产物是相同的,光反应阶段的产物是 (答出3点即可)。 (2)正常条件下,植物叶片的光合产物不会全部运输到其他部位,原因是 (答出1点即可)。 (3)干旱会导致气孔开度减小,研究发现在同等程度干旱条件下,C4植物比C3植物生长得好。从两种植物CO2补偿点的角度分析,可能的原因是 。 32.(2022浙江1月选考,27,8分)(8分)不同光质及其组合会影响植物代谢过程。以某高等绿色植物为实验材料,研究不同光质对植物光合作用的影响,实验结果如图1,其中气孔导度大表示气孔开放程度大。该高等植物叶片在持续红光照射条件下,用不同单色光处理(30 s/次),实验结果如图2,图中“蓝光+绿光”表示先蓝光后绿光处理,“蓝光+绿光+蓝光”表示先蓝光再绿光后蓝光处理。图1图2回答下列问题:(1)高等绿色植物叶绿体中含有多种光合色素,常用 方法分离。光合色素吸收的光能转化为ATP和NADPH中的化学能,可用于碳反应中 的还原。 (2)据图1分析,相对于红光,蓝光照射下胞间CO2浓度低,其原因是 。气孔主要由保卫细胞构成,保卫细胞吸收水分,气孔开放,反之关闭。由图2可知,绿光对蓝光刺激引起的气孔开放具有阻止作用,但这种作用可被 光逆转。由图1、图2可知蓝光可刺激气孔开放,其机理是蓝光可使保卫细胞光合产物增多,也可以促进K+、Cl-的吸收等,最终导致保卫细胞 ,细胞吸水,气孔开放。 (3)生产上选用 LED灯或滤光性薄膜获得不同光质环境,已用于某些药用植物的栽培。红光和蓝光以合理比例的 或 、合理的光照次序照射,利于次生代谢产物的合成。 33.(2022山东,21,8分)强光条件下,植物吸收的光能若超过光合作用的利用量,过剩的光能可导致植物光合作用强度下降,出现光抑制现象。为探索油菜素内酯(BR)对光抑制的影响机制,将长势相同的苹果幼苗进行分组和处理,如表所示,其中试剂L可抑制光反应关键蛋白的合成。各组幼苗均在温度适宜、水分充足的条件下用强光照射,实验结果如图所示。(1)光可以被苹果幼苗叶片中的色素吸收,分离苹果幼苗叶肉细胞中的色素时,随层析液在滤纸上扩散速度最快的色素主要吸收的光的颜色是 。 (2)强光照射后短时间内,苹果幼苗光合作用暗反应达到一定速率后不再增加,但氧气的产生速率继续增加。苹果幼苗光合作用暗反应速率不再增加,可能的原因有 、 (答出2种原因即可);氧气的产生速率继续增加的原因是 。 (3)据图分析,与甲组相比,乙组加入BR后光抑制 (填“增强”或“减弱”);乙组与丙组相比,说明BR可能通过 发挥作用。 34.(2022湖北,21,13分)不同条件下植物的光合速率和光饱和点(在一定范围内,随着光照强度的增加,光合速率增大,达到最大光合速率时的光照强度称为光饱和点)不同。研究证实高浓度臭氧(O3)对植物的光合作用有影响。用某一高浓度O3连续处理甲、乙两种植物75天。在第55天、65天、75天分别测定植物净光合速率,结果如图1、图2和图3所示。图1 图2 图3【注】曲线1:甲对照组,曲线2:乙对照组,曲线3:甲实验组,曲线4:乙实验组。回答下列问题:(1)图1中,在高浓度O3处理期间,若适当增加环境中的CO2浓度,甲、乙植物的光饱和点会 (填“减小”、“不变”或“增大”)。 (2)与图3相比,图2中甲的实验组与对照组的净光合速率差异较小,表明 。 (3)从图3分析可得到两个结论:①O3处理75天后,甲、乙两种植物的 ,表明长时间高浓度的O3对植物光合作用产生明显抑制;②长时间高浓度的O3对乙植物的影响大于甲植物,表明 。 (4)实验发现,处理75天后甲、乙植物中的基因A表达量都下降。为确定A基因功能与植物对O3耐受力的关系,使乙植物中A基因过量表达,并用高浓度O3处理75天。若实验现象为 ,则说明A基因的功能与乙植物对O3耐受力无关。 35.(2021河北,19,10分)(10分)为探究水和氮对光合作用的影响,研究者将一批长势相同的玉米植株随机均分成三组,在限制水肥的条件下做如下处理:(1)对照组;(2)施氮组,补充尿素(12 g·m-2);(3)水+氮组,补充尿素(12 g·m-2)同时补水。检测相关生理指标,结果见下表。生理指标 对照组 施氮组 水+氮组自由水/结合水 6.2 6.8 7.8气孔导度(mmol·m-2·s-1) 85 65 196叶绿素含量(mg·g-1) 9.8 11.8 12.6RuBP羧化酶活性(μmol·h-1·g-1) 316 640 716光合速率(μmol·m-2·s-1) 6.5 8.5 11.4注:气孔导度反映气孔开放的程度回答下列问题:(1)植物细胞中自由水的生理作用包括 等(写出两点即可)。补充水分可以促进玉米根系对氮的 ,提高植株氮供应水平。 (2)参与光合作用的很多分子都含有氮。氮与 离子参与组成的环式结构使叶绿素能够吸收光能,用于驱动 两种物质的合成以及 的分解;RuBP羧化酶将CO2转变为羧基加到 分子上,反应形成的产物被还原为糖类。 (3)施氮同时补充水分增加了光合速率,这需要足量的CO2供应。据实验结果分析,叶肉细胞CO2供应量增加的原因是 。 36.(2021浙江1月选考,27,8分)(8分)现以某种多细胞绿藻为材料,研究环境因素对其叶绿素a含量和光合速率的影响。实验结果如图,图中的绿藻质量为鲜重。甲 乙回答下列问题:(1)实验中可用95%乙醇溶液提取光合色素,经处理后,用光电比色法测定色素提取液的 ,计算叶绿素a的含量。由甲图可知,与高光强组相比,低光强组叶绿素a的含量较 ,以适应低光强环境。由乙图分析可知,在 条件下温度对光合速率的影响更显著。 (2)叶绿素a的含量直接影响光反应的速率。从能量角度分析,光反应是一种 反应。光反应的产物有 和O2。 (3)图乙的绿藻放氧速率比光反应产生O2的速率 ,理由是 。 (4)绿藻在20 ℃、高光强条件下细胞呼吸的耗氧速率为30 μmol·g-1·h-1,则在该条件下每克绿藻每小时光合作用消耗CO2生成 μmol 的3-磷酸甘油酸。 37.(2020课标全国Ⅰ,30,10分)农业生产中的一些栽培措施可以影响作物的生理活动,促进作物的生长发育,达到增加产量等目的。回答下列问题:(1)中耕是指作物生长期中,在植株之间去除杂草并进行松土的一项栽培措施,该栽培措施对作物的作用有 (答出2点即可)。 (2)农田施肥的同时,往往需要适当浇水,此时浇水的原因是 (答出1点即可)。 (3)农业生产常采用间作(同一生长期内,在同一块农田上间隔种植两种作物)的方法提高农田的光能利用率。现有4种作物,在正常条件下生长能达到的株高和光饱和点(光合速率达到最大时所需的光照强度)见表。从提高光能利用率的角度考虑,最适合进行间作的两种作物是 ,选择这两种作物的理由是 。 作物 A B C D株高/cm 170 65 59 165光饱和点/μmol·m-2·s-1 1 200 1 180 560 62338.(2020天津,13,10分)鬼箭锦鸡儿(灌木)和紫羊茅(草本)是高寒草甸生态系统的常见植物。科研人员分别模拟了温室效应加剧对两种植物各自生长的影响。研究结果见图。注:相对生物量=单株干重/对照组(C1T1)单株干重据图回答:(1)CO2浓度和温度都会影响光合作用。植物通过光合作用将大气中的CO2转变为有机物,同时将光能转变为有机物中的化学能,体现了植物在生态系统 和 中的重要作用。 (2)本研究中,仅CO2浓度升高对两种植物的影响分别为 ,仅温度升高对两种植物的影响分别为 。 (3)两个实验的C2T2组研究结果表明温室效应加剧对两种植物各自生长的影响不同。科研人员据此推测,在群落水平,温室效应加剧可能会导致生活在同一高寒草甸中的这两种植物比例发生改变。为验证该推测是否成立,应做进一步实验。 请给出简单的实验设计思路: 。若推测成立,说明温室效应加剧可能影响群落 的速度与方向。 39.(2019课标全国Ⅰ,29,12分)将生长在水分正常土壤中的某植物通过减少浇水进行干旱处理,该植物根细胞中溶质浓度增大,叶片中的脱落酸(ABA)含量增高,叶片气孔开度减小。回答下列问题。(1)经干旱处理后,该植物根细胞的吸水能力 。 (2)与干旱处理前相比,干旱处理后该植物的光合速率会 ,出现这种变化的主要原因是 。 (3)有研究表明:干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的,而是由ABA引起的。请以该种植物的ABA缺失突变体(不能合成ABA)植株为材料,设计实验来验证这一结论。要求简要写出实验思路和预期结果。40.(2018课标全国Ⅰ,30,9分)甲、乙两种植物净光合速率随光照强度的变化趋势如图所示。回答下列问题:(1)当光照强度大于a时, 甲、乙两种植物中,对光能的利用率较高的植物是 。 (2)甲、乙两种植物单独种植时,如果种植密度过大,那么净光合速率下降幅度较大的植物是 ,判断的依据是 。 (3)甲、乙两种植物中,更适合在林下种植的是 。 (4)某植物夏日晴天中午12:00时叶片的光合速率明显下降,其原因是进入叶肉细胞的 (填“O2”或“CO2”)不足。 41.(2018课标全国Ⅱ,30,8分)为了研究某种树木树冠上下层叶片光合作用的特性,某同学选取来自树冠不同层的A、B两种叶片,分别测定其净光合速率,结果如图所示。据图回答问题:(1)从图可知,A叶片是树冠 (填“上层”或“下层”)的叶片,判断依据是 。 (2)光照强度达到一定数值时,A叶片的净光合速率开始下降,但测得放氧速率不变,则净光合速率降低的主要原因是光合作用的 反应受到抑制。 (3)若要比较A、B两种新鲜叶片中叶绿素的含量,在提取叶绿素的过程中,常用的有机溶剂是 。 42.(2018浙江4月选考,30,7分)在“探究环境因素对光合作用的影响”的活动中,选用某植物A、B两个品种,在正常光照和弱光照下进行实验,部分实验内容与结果见表。品种 光照处理 叶绿素a含量 (mg/cm2) 叶绿素b含量 (mg/cm2) 类胡萝卜素总含量 (mg/cm2) 光合作用速率 [μmol CO2/(m2·s)]A 正常光照 1.81 0.42 1.02 4.59A 弱光照 0.99 0.25 0.46 2.60B 正常光照 1.39 0.27 0.78 3.97B 弱光照 3.80 3.04 0.62 2.97回答下列问题:(1)据表推知,经弱光照处理,品种A的叶绿素总含量和类胡萝卜素总含量较正常光照 ,导致其卡尔文循环中再生出 的量改变,从而影响光合作用速率。 (2)表中的光合色素位于叶绿体的 膜中。分别提取经两种光照处理的品种B的光合色素,再用滤纸进行层析分离。与正常光照相比,弱光照处理的滤纸条上,自上而下的第4条色素带变 ,这有利于品种B利用可见光中较短波长的 光。 (3)实验结果表明,经弱光照处理,该植物可通过改变光合色素的含量及其 来适应弱光环境。品种 的耐荫性较高。 43.(2017江苏单科,29,9分)科研人员对猕猴桃果肉的光合色素、光合放氧特性进行了系列研究。图1为光合放氧测定装置示意图,图2为不同光照条件下果肉随时间变化的光合放氧曲线。请回答下列问题:图1 图2(1)取果肉薄片放入含乙醇的试管,并加入适量 ,以防止叶绿素降解。长时间浸泡在乙醇中的果肉薄片会变成白色,原因是 。 (2)图1中影响光合放氧速率的因素有 。氧电极可以检测反应液中氧气的浓度,测定前应排除反应液中 的干扰。 (3)图1在反应室中加入NaHCO3的主要作用是 。若提高反应液中NaHCO3浓度,果肉放氧速率的变化是 (填“增大”“减小”“增大后稳定”或“稳定后减小”)。 (4)图2中不同时间段曲线的斜率代表光合放氧的速率,对15~20 min曲线的斜率几乎不变的合理解释是 ;若在20 min后停止光照,则短时间内叶绿体中含量减少的物质有 (填序号:①C5 ②ATP ③[H] ④C3),可推测20~25 min曲线的斜率为 (填“正值”“负值”或“零”)。 44.(2016课标全国Ⅰ,30,8分)为了探究生长条件对植物光合作用的影响,某研究小组将某品种植物的盆栽苗分成甲、乙两组,置于人工气候室中,甲组模拟自然光照,乙组提供低光照,其他培养条件相同。培养较长一段时间(T)后,测定两组植株叶片随光照强度变化的光合作用强度(即单位时间、单位叶面积吸收CO2的量),光合作用强度随光照强度的变化趋势如图所示。回答下列问题:(1)据图判断,光照强度低于a时,影响甲组植物光合作用的限制因子是 。 (2)b光照强度下,要使甲组的光合作用强度升高,可以考虑的措施是提高 (填“CO2浓度”或“O2浓度”)。 (3)播种乙组植株产生的种子,得到的盆栽苗按照甲组的条件培养T时间后,再测定植株叶片随光照强度变化的光合作用强度,得到的曲线与甲组的相同。根据这一结果能够得到的初步结论是 。 45.(2016课标全国Ⅲ,29,10分)为了探究某地夏日晴天中午时气温和相对湿度对A品种小麦光合作用的影响,某研究小组将生长状态一致的A品种小麦植株分为5组,1组在田间生长作为对照组,另4组在人工气候室中生长作为实验组,并保持其光照和CO2浓度等条件与对照组相同。于中午12:30测定各组叶片的光合速率,各组实验处理及结果如表所示:对照组 实验组一 实验组二 实验组三 实验组四实验 处理 温度/℃ 36 36 36 31 25相对湿度/% 17 27 52 52 52实验 结果 光合速率/ mg CO2· dm-2·h-1 11.1 15.1 22.1 23.7 20.7回答下列问题:(1)根据本实验结果,可以推测中午时对小麦光合速率影响较大的环境因素是 ,其依据是 ;并可推测, (填“增加”或“降低”)麦田环境的相对湿度可降低小麦光合作用“午休”的程度。 (2)在实验组中,若适当提高第 组的环境温度能提高小麦的光合速率,其原因是 。 (3)小麦叶片气孔开放时,CO2进入叶肉细胞的过程 (填“需要”或“不需要”)载体蛋白, (填“需要”或“不需要”)消耗ATP。 考点4 光合作用与细胞呼吸综合1．（2025·河北·高考真题）对绿色植物的光合作用和呼吸作用过程进行比较，下列叙述错误的是（ ）A．类囊体膜上消耗H2O、而线粒体基质中生成H2OB．叶绿体基质中消耗CO2，而线粒体基质中生成CO2C．类囊体膜上生成O2，而线粒体内膜上消耗O2D．叶绿体基质中合成有机物，而线粒体基质中分解有机物2．（2025·云南·高考真题）不当施肥、人为踩踏、大型农业机械碾压等因素均会导致土壤结构破坏，如土壤紧实等。为研究土壤紧实对植物生长发育的影响，研究人员分别用压实的土壤（压实组）和未压实的土壤（疏松组）种植黄瓜，得到黄瓜根系中苹果酸和酒精含量数据如表。组别 苹果酸/（μmol·g-1） 酒精/（μmol·g-1）压实组 0.271±0.005 6.114±0.013疏松组 0.467±0.004 2.233±0.040回答下列问题：(1)本实验中苹果酸主要在根系细胞的线粒体基质中生成，由此可推测，其为 （填“有氧”或“无氧”）呼吸的中间产物。(2)相较于疏松组，压实组黄瓜根系的无氧呼吸更强，依据是 ，为维持根系细胞正常生命活动，压实组消耗的有机物总量更 （填“多”或“少”），原因是 ；根吸收水分的能力减弱，叶片气孔 ，光合作用 阶段首先受抑制，有机物合成减少。最终导致有机物积累减少，黄瓜生长缓慢。(3)为解决土壤紧实的问题，可以采取的措施有 （答出2点即可）。3.(2024广东,2,2分)2019年,我国科考队在太平洋马里亚纳海沟采集到一种蓝细菌,其细胞内存在由两层膜组成的片层结构,此结构可进行光合作用与呼吸作用。在该结构中,下列物质存在的可能性最小的是( )A.ATP B.NADP+ C.NADH D.DNA 4.(2024贵州,1,3分)种子萌发形成幼苗离不开糖类等能源物质,也离不开水和无机盐。下列叙述正确的是( )A.种子吸收的水与多糖等物质结合后,水仍具有溶解性B.种子萌发过程中糖类含量逐渐下降,有机物种类不变C.幼苗根细胞中的无机盐可参与细胞构建,水不参与D.幼苗中的水可参与形成NADPH,也可参与形成NADH5..(2023湖北,11,2分)高温是制约世界粮食安全的因素之一,高温往往使植物叶片变黄、变褐。研究发现平均气温每升高1 ℃,水稻、小麦等作物减产3%~8%。关于高温下作物减产的原因,下列叙述错误的是 ( )A.呼吸作用变强,消耗大量养分B.光合作用强度减弱,有机物合成减少C.蒸腾作用增强,植物易失水发生萎蔫D.叶绿素降解,光反应生成的NADH和ATP减少6.(2023北京,3,2分)在两种光照强度下,不同温度对某植物CO2吸收速率的影响如图。对此图理解错误的是 ( )A.在低光强下,CO2吸收速率随叶温升高而下降的原因是呼吸速率上升B.在高光强下,M点左侧CO2吸收速率升高与光合酶活性增强相关C.在图中两个CP点处,植物均不能进行光合作用D.图中M点处光合速率与呼吸速率的差值最大7.(2023新课标,2,6分)我国劳动人民在漫长的历史进程中,积累了丰富的生产、生活经验,并在实践中应用。生产和生活中常采取的一些措施如下。①低温储存,即果实、蔬菜等收获后在低温条件下存放②春化处理,即对某些作物萌发的种子或幼苗进行适度低温处理③风干储藏,即小麦、玉米等种子收获后经适当风干处理后储藏④光周期处理,即在作物生长的某一时期控制每天光照和黑暗的相对时长⑤合理密植,即栽种作物时做到密度适当,行距、株距合理⑥间作种植,即同一生长期内,在同一块土地上隔行种植两种高矮不同的作物关于这些措施,下列说法合理的是 ( )A.措施②④分别反映了低温和昼夜长短与作物开花的关系B.措施③⑤的主要目的是降低有机物的消耗C.措施②⑤⑥的主要目的是促进作物的光合作用D.措施①③④的主要目的是降低作物或种子的呼吸作用强度8.(2022全国乙,2,6分)某同学将一株生长正常的小麦置于密闭容器中,在适宜且恒定的温度和光照条件下培养,发现容器内CO2含量初期逐渐降低,之后保持相对稳定。关于这一实验现象,下列解释合理的是 ( )A.初期光合速率逐渐升高,之后光合速率等于呼吸速率B.初期光合速率和呼吸速率均降低,之后呼吸速率保持稳定C.初期呼吸速率大于光合速率,之后呼吸速率等于光合速率D.初期光合速率大于呼吸速率,之后光合速率等于呼吸速率9.(2021广东,15,4分)与野生型拟南芥WT相比,突变体t1和t2在正常光照条件下,叶绿体在叶肉细胞中的分布及位置不同(图5a,示意图),造成叶绿体相对受光面积的不同(图5b),进而引起光合速率差异,但叶绿素含量及其他性状基本一致。在不考虑叶绿体运动的前提下,下列叙述错误的是( )图5A.t2比t1具有更高的光饱和点(光合速率不再随光强增加而增加时的光照强度)B.t1比t2具有更低的光补偿点(光合吸收CO2与呼吸释放CO2等量时的光照强度)C.三者光合速率的高低与叶绿素的含量无关D.三者光合速率的差异随光照强度的增加而变大10.(2020北京,3,2分)丰富多彩的生物世界具有高度的统一性。以下对于原核细胞和真核细胞统一性的表述,不正确的是( )A.细胞膜的基本结构是脂双层B.DNA是它们的遗传物质C.在核糖体上合成蛋白质D.通过有丝分裂进行细胞增殖11.(2019海南单科,12,2分)下列关于绿色植物的叙述,错误的是( )A.植物细胞白天和黑夜都能进行有氧呼吸B.植物细胞中ATP的合成都是在膜上进行的C.遮光培养可使植物叶肉细胞的叶绿素含量下降D.植物幼茎的绿色部分能进行光合作用和呼吸作用12.(2019天津理综,2,6分)下列过程需ATP水解提供能量的是( )A.唾液淀粉酶水解淀粉B.生长素的极性运输C.光反应阶段中水在光下分解D.乳酸菌无氧呼吸的专题06 光合作用考点 十年考情（2016-2025） 命题趋势考点1 捕获光能的色素与结构 （10年10考） 2025·山东：绿叶中色素的提取和分离、光合作用的原理；黑吉辽蒙：观察叶绿体等实验、光合作用的原理；陕晋青宁、江苏、湖南：实验考查光合作用原理；安徽、广东、河南、四川：光合作用原理、影响光合作用的因素及应用；河北、云南：光合与呼吸的综合； 2024·贵州、广东：色素的提取和分离、光合与呼吸的综合；北京：影响光合作用的因素及应用；湖南、山东、湖北：突变与光合作用原理； 江西、全国、山东、 湖北、甘肃、河北：光合作用原理；安徽、 湖南、、吉林 2023·湖北、天津、湖南：光合作用原理；北京、江苏、全国：叶绿体中色素的提取和分离；山东、全国、浙江、河北、江苏：光合作用原理及影响因素、光合与呼吸综合；海南：实验探究光照强度对光合作用影响 2022·湖南、山东、广东、全国、浙江 2021·北京、湖南、河北、全国、辽宁、江苏、海南、福建、浙江、山东、天津 2020·江苏、全国、浙江、天津、山东 2019·江苏、全国、北京、浙江 2018·北京、浙江、上海、江苏、全国 2017·全国、北京、浙江、天津、海南、江苏 2016·天津、全国、上海、海南、江苏、北京、浙江 从近10年全国各地的高考试题来看，光合作用专题以一种或多种环境因素对光合作用原理，光合作用过程的影响的实验数据或坐标曲线为情境，复杂程度较大，综合考 查获取信息、分析问题的能力。该部分内容的命题选择题和非选择题均有出现，光合作用在非选择题中侧重分析不同环境条件下光合作用过程中物质和能量的变化、探究环境因素对光合作用速率的影响及光合作用速率和呼吸作用速率的测定。考点2 光合作用的原理 （10年10考）考点3 光合作用的影响因素及应用 （10年10考）考点4 光合作用和呼吸作用综合 （10年10考）考点1 捕获光能的色素与结构1．（2025·山东·高考真题）“绿叶中色素的提取和分离”实验操作中要注意“干燥”，下列说法错误的是（ ）A．应使用干燥的定性滤纸B．绿叶需烘干后再提取色素C．重复画线前需等待滤液细线干燥D．无水乙醇可用加入适量无水碳酸钠的95%乙醇替代【答案】B【分析】绿叶中色素的提取和分离实验，提取色素时需要加入无水乙醇或丙酮，目的是溶解色素；研磨后进行过滤（用单层尼龙布过滤研磨液）；分离色素时采用纸层析法（用干燥处理过的定性滤纸条），原理是色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度不同。【详解】A、光合色素分离实验需要使用干燥的定性滤纸，水分会影响层析液在滤纸条上扩散从而影响色素的分离，A正确；B、提取光合色素可以使用新鲜的绿叶，B错误；C、重复画线前需等待滤液细线干燥，否者会导致滤液细线变粗，最终导致分离的色素条带不清晰，C正确；D、提取光合色素一般用无水乙醇，若没有无水乙醇，可以用加入适量无水碳酸钠的95%乙醇替代，D正确。故选B。2.（2025·黑吉辽蒙卷·高考真题）下列关于实验操作和现象的叙述错误的是（ ）A．观察叶绿体的形态和分布，需先用低倍镜找到叶绿体再换用高倍镜B．用斐林试剂检测梨汁中的还原糖时，需要加热后才能呈现砖红色C．将染色后的洋葱根尖置于载玻片上，滴清水并盖上盖玻片即可观察染色体D．分离菠菜叶中的色素时，因层析液有挥发性，需在通风好的条件下进行【答案】C【分析】本题考查了高中生物课本中的相关实验，意在考查考生的识记能力和实验操作能力，难度适中。考生要能够识记实验的原理、实验的相关操作步骤，并能够对实验操作的错误进行原因分析。【详解】A、观察叶绿体时，先用低倍镜找到细胞中的叶绿体（因叶绿体较大、颜色深，易观察），再换高倍镜观察形态和分布，操作正确，A正确；B、斐林试剂检测还原糖需在水浴加热（50-65℃）条件下，还原糖与斐林试剂反应生成砖红色沉淀，操作正确，B正确；C、观察染色体需经过压片处理：染色后（如龙胆紫），将根尖置于载玻片，加清水，用镊子轻捣使细胞分散，盖上盖玻片后用拇指垂直轻压盖玻片（或用铅笔橡皮头轻敲），使细胞分离成单层。否则细胞重叠，染色体无法清晰观察，C错误；D、层析液（如石油醚、丙酮等）易挥发且可能有毒，实验需在通风良好的环境中进行（如通风橱），防止吸入有害气体，操作正确，D正确。故选C。3.(2024广东,3,2分)银杏是我国特有的珍稀植物,其叶片变黄后极具观赏价值。某同学用纸层析法探究银杏绿叶和黄叶的色素差别,下列实验操作正确的是( )A.选择新鲜程度不同的叶片混合研磨B.研磨时用水补充损失的提取液C.将两组滤纸条置于同一烧杯中层析D.用过的层析液直接倒入下水道答案 C 应选择新鲜程度一致的叶片混合研磨,A错误;提取液是无水乙醇,加水补充会使乙醇浓度降低,不利于色素的提取,B错误;层析液中含有有毒的挥发性物质,应妥善处理,D错误。4.(2024北京,12,2分)五彩缤纷的月季装点着美丽的京城,其中变色月季“光谱”备受青睐。“光谱”月季变色的主要原因是光照引起花瓣细胞液泡中花青素的变化。下列利用“光谱”月季进行的实验,难以达成目的的是( )A.用花瓣细胞观察质壁分离现象B.用花瓣大量提取叶绿素C.探索生长素促进其插条生根的最适浓度D.利用幼嫩茎段进行植物组织培养答案 B 成熟的花瓣细胞中含有中央液泡,可用于观察质壁分离现象;月季插条易生根,可用于探索生长素促进其插条生根的最适浓度;幼嫩茎段分裂能力强可作为外植体进行植物组织培养,A、C、D不符合题意。“光谱”月季花瓣细胞中不含叶绿素,B符合题意。3.(2024贵州,3,3分)为探究不同光照强度对叶色的影响,取紫鸭跖草在不同光照强度下,其他条件相同且适宜,分组栽培,一段时间后获取各组光合色素提取液,用分光光度法(一束单色光通过溶液时,溶液的吸光度与吸光物质的浓度成正比)分别测定每组各种光合色素含量。下列叙述错误的是( )A.叶片研磨时加入碳酸钙可防止破坏色素B.分离提取液中的光合色素可采用纸层析法C.光合色素相对含量不同可使叶色出现差异D.测定叶绿素的含量时可使用蓝紫光波段答案 D 叶绿素和类胡萝卜素均能吸收蓝紫光,故测定叶绿素的含量时不可使用蓝紫光波段,D错误。5.(2023全国乙,2,6分)植物叶片中的色素对植物的生长发育有重要作用。下列有关叶绿体中色素的叙述,错误的是( )A.氮元素和镁元素是构成叶绿素分子的重要元素B.叶绿素和类胡萝卜素存在于叶绿体中类囊体的薄膜上C.用不同波长的光照射类胡萝卜素溶液,其吸收光谱在蓝紫光区有吸收峰D.叶绿体中的色素在层析液中的溶解度越高,随层析液在滤纸上扩散得越慢答案 D 叶绿素的元素组成为C、H、O、N、Mg,因此氮元素和镁元素是构成叶绿素分子的重要元素,A正确;叶绿素和类胡萝卜素属于光合色素,均存在于叶绿体中类囊体的薄膜上,B正确;胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光,因此用不同波长的光照射类胡萝卜素溶液,其吸收光谱在蓝紫光区有吸收峰,C正确;叶绿体中的色素在层析液中的溶解度不同,溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快,反之则慢,D错误。易混易错 叶绿素由C、H、O、N、Mg组成,胡萝卜素由C、H组成,叶黄素由C、H、O组成;叶绿素主要吸收蓝紫光和红光,胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。6.(2023江苏,12,2分)下列关于“提取和分离叶绿体色素”实验叙述合理的是 ( )A.用有机溶剂提取色素时,加入碳酸钙是为了防止类胡萝卜素被破坏B.若连续多次重复画滤液细线可累积更多的色素,但易出现色素带重叠C.该实验提取和分离色素的方法可用于测定绿叶中各种色素含量D.用红色苋菜叶进行实验可得到5条色素带,花青素位于叶绿素a、b之间答案 B 用有机溶剂提取色素时,加入碳酸钙是为了防止叶绿素被破坏,A错误;若连续多次重复画滤液细线可累积更多的色素,但会使滤液细线过宽,分离后滤纸上易出现色素带重叠,B正确;该实验分离色素后,滤纸条上色素带的宽窄只能比较各种色素相对含量的多少,但不能测定各种色素的具体含量,C错误;花青素易溶于水而不易溶于石油醚等有机溶剂,若得到5条色素带,距离滤液细线最近的应为花青素,即在叶绿素b的下方,D错误。7.(2022浙江1月选考,2,2分)以黑藻为材料进行“观察叶绿体”活动。下列叙述正确的是( )A.基部成熟叶片是最佳观察材料 B.叶绿体均匀分布于叶肉细胞中心C.叶绿体形态呈扁平的椭球形或球形 D.不同条件下叶绿体的位置不变答案 C 黑藻幼嫩叶片薄,适宜作为“观察叶绿体”活动的材料,A错误;黑藻叶肉细胞有中央液泡,叶绿体分布在液泡的周边,B错误;叶绿体的位置可随光照强度和方向的改变而改变,D错误。8.(2022湖北,12,2分)某植物的2种黄叶突变体表现型相似,测定各类植株叶片的光合色素含量(单位:μg·g-1),结果如表。下列有关叙述正确的是 ( )植株类型 叶绿素a 叶绿素b 类胡萝卜素 叶绿素/类胡萝卜素野生型 1 235 519 419 4.19突变体1 512 75 370 1.59突变体2 115 20 379 0.35A.两种突变体的出现增加了物种多样性B.突变体2比突变体1吸收红光的能力更强C.两种突变体的光合色素含量差异,是由不同基因的突变所致D.叶绿素与类胡萝卜素的比值大幅下降可导致突变体的叶片呈黄色答案 D 两种突变体的出现增加了遗传(基因)多样性,但仍为同一物种,A错误;叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,而类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,由表中两种突变体的叶绿素、类胡萝卜素的含量可判断,突变体1比突变体2吸收红光的能力更强,B错误;根据题干信息可知,两种黄叶突变体的表现型相似,表中两种突变体的光合色素含量有差异,不能确定是由不同基因的突变所致,C错误;分析表中数据可知,与野生型相比,黄叶突变体的叶绿素与类胡萝卜素的比值都大幅度下降,由此可推断,叶绿素与类胡萝卜素的比值大幅度下降可导致突变体的叶片呈黄色,D正确。解题关键 解答本题的前提条件是要明确光合色素包括叶绿素和类胡萝卜素两大类,前者主要吸收红光和蓝紫光,而后者主要吸收蓝紫光。9.(2022江苏,5,2分)下列有关实验方法的描述合理的是 ( )A.将一定量胡萝卜切碎,加适量水、石英砂,充分研磨,过滤,获取胡萝卜素提取液B.适当浓度蔗糖溶液处理新鲜黑藻叶装片,可先后观察到细胞质流动与质壁分离现象C.检测样品中的蛋白质时,须加热使双缩脲试剂与蛋白质发生显色反应D.用溴麝香草酚蓝(水)溶液检测发酵液中酒精含量的多少,可判断酵母菌的呼吸方式答案 B 胡萝卜素属于脂溶性物质,应用有机溶剂提取,而非用水提取,A错误;黑藻叶片含有叶绿体和中央液泡,用适当浓度蔗糖溶液处理,可以叶绿体的运动为标志观察到细胞质的流动,一段时间后可观察到质壁分离现象,B正确;双缩脲试剂与蛋白质发生紫色反应不需要加热,C错误;溴麝香草酚蓝溶液可用来检测CO2,检测酒精可用酸性重铬酸钾溶液,颜色变化为由橙色变为灰绿色,D错误。10.(2021北京,13,2分)关于物质提取、分离或鉴定的高中生物学实验,叙述错误的是 ( )A.研磨肝脏以破碎细胞用于获取含过氧化氢酶的粗提液B.利用不同物质在酒精溶液中溶解性的差异粗提DNAC.依据吸收光谱的差异对光合色素进行纸层析分离D.利用与双缩脲试剂发生颜色变化的反应来鉴定蛋白质答案 C 肝细胞里含过氧化氢酶,A正确;DNA不溶于酒精,但某些蛋白质溶于酒精,B正确;不同色素在层析液中的溶解度不同,溶解度高的随层析液在滤纸条上扩散得快,反之则慢,即依据溶解度的差异对光合色素进行纸层析分离,C错误;蛋白质含肽键,与双缩脲试剂反应呈紫色,D正确。10.(2021天津,6,4分)孟德尔说:“任何实验的价值和效用,取决于所使用材料对于实验目的的适合性。”下列实验材料选择不适合的是( )A.用洋葱鳞片叶表皮观察细胞的质壁分离和复原现象B.用洋葱根尖分生区观察细胞有丝分裂C.用洋葱鳞片叶提取和分离叶绿体中的色素D.用洋葱鳞片叶粗提取DNA答案 C 紫色洋葱鳞片叶外表皮可以用来观察细胞的质壁分离和复原现象;洋葱鳞片叶可以用来粗提取DNA;洋葱根尖分生区可以用来观察植物细胞有丝分裂。由于洋葱鳞片叶没有叶绿体,因此不能用来提取和分离叶绿体中的色素,故选C。11.(2021辽宁,5,2分)下列有关中学生物学实验中观察指标的描述,正确的是 ( )选项 实验名称 观察指标A 探究植物细胞的吸水和失水 细胞壁的位置变化B 绿叶中色素的提取和分离 滤纸条上色素带的颜色、次序和宽窄C 探究酵母菌细胞呼吸的方式 酵母菌培养液的浑浊程度D 观察根尖分生组织细胞有丝分裂 纺锤丝牵引染色体的运动答案 B 探究植物细胞的吸水和失水实验中,应观察原生质层与细胞壁的位置关系,A错误;探究酵母菌细胞呼吸的方式,应检测CO2和酒精,可观察石灰水的浑浊程度,C错误;观察有丝分裂实验,主要观察染色体的形态、数目和位置,观察的细胞是死细胞,看不到纺锤丝牵引染色体的运动,D错误。12.(2020江苏单科,6,2分)采用新鲜菠菜叶片开展“叶绿体色素的提取和分离”实验,下列叙述错误的是( )A.提取叶绿体色素时可用无水乙醇作为溶剂B.研磨时加入CaO可以防止叶绿素被氧化破坏C.研磨时添加石英砂有助于色素提取D.画滤液细线时应尽量减少样液扩散答案 B 叶绿体色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中,故可以用无水乙醇提取叶绿体色素,A正确;研磨时加入应CaCO3,其可以中和酸性物质,防止叶绿素被破坏,B错误;研磨时添加石英砂(SiO2)有助于对菠菜叶的充分研磨,易于提取色素,C正确;在滤纸条上画滤液细线时,要用毛细吸管吸取少量滤液,沿铅笔线均匀地画出一条细线,吹干后,再重复画若干次,画滤液细线时要细且齐,若滤液扩散会导致细线不齐,可能出现色素带重叠现象,D正确。13.(2019海南单科,9,2分)下列关于高等植物光合作用的叙述,错误的是( )A.光合作用的暗反应阶段不能直接利用光能B.红光照射时,胡萝卜素吸收的光能可传递给叶绿素aC.光反应中,将光能转变为化学能需要有ADP的参与D.红光照射时,叶绿素b吸收的光能可用于光合作用答案 B 本题通过对光合色素及其相关知识的考查体现了生命观念中的物质与能量观、结构与功能观。光合作用的暗反应阶段不能直接利用光能,但需要利用光反应阶段产生的[H]和ATP,A正确;胡萝卜素不能吸收红光,B错误;光反应中,将光能转变为ATP中活跃的化学能,需要有ADP和Pi及ATP合成酶的参与,C正确;红光照射时,叶绿素b吸收的光能可用于光合作用,光能可以转变为ATP中活跃的化学能,D正确。14.(2017天津理综,5,6分)叶绿体中的色素为脂溶性,液泡中紫红色的花青苷为水溶性。以月季成熟的紫红色叶片为材料,下列实验无法达到目的的是( )A.用无水乙醇提取叶绿体中的色素B.用水做层析液观察花青苷的色素带C.用质壁分离和复原实验探究细胞的失水与吸水D.用光学显微镜观察表皮细胞染色体的形态和数目答案 D 本题考查绿叶中色素的提取与分离、细胞有丝分裂等相关知识。叶绿体色素为脂溶性,可溶于有机溶剂如无水乙醇,A可达到目的;花青苷为水溶性,类比叶绿体色素的分离方法,可用水做层析液观察花青苷的色素带,B 可达到目的;质壁分离和复原实验可用于探究细胞的吸水和失水,C可达到目的;细胞中的染色质只在有丝分裂或减数分裂过程中形成染色体,而表皮细胞无分裂能力,细胞中无染色体,D符合题意。易错警示 染色质与染色体是同种物质在细胞不同时期的两种不同形态。在细胞分裂过程中,染色质丝螺旋缠绕,成为染色体;在细胞分裂末期,染色体解螺旋恢复为染色质状态,而无分裂能力的细胞中不出现染色体。15.(2017课标全国Ⅲ,3,6分)植物光合作用的作用光谱是通过测量光合作用对不同波长光的反应(如O2的释放)来绘制的。下列叙述错误的是( )A.类胡萝卜素在红光区吸收的光能可用于光反应中ATP的合成B.叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制C.光合作用的作用光谱也可用CO2的吸收速率随光波长的变化来表示D.叶片在640~660 nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的答案 A 类胡萝卜素主要吸收蓝紫光基本不吸收红光,A错误;不同光合色素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制,B正确;光合作用光反应阶段色素对光的吸收会影响暗反应阶段对CO2的利用,所以光合作用的作用光谱也可用CO2的吸收速率随光波长的变化来表示,C正确;640~660 nm波长的光属于红光区,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,所以叶片在640~660 nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的,D正确。16.(2016课标全国Ⅱ,4,6分)关于高等植物叶绿体中色素的叙述,错误的是( )A.叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂乙醇中B.构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收C.通常,红外光和紫外光可被叶绿体中的色素吸收用于光合作用D.黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由叶绿素合成受阻引起的答案 C 叶绿体中的色素是有机物,可溶解在有机溶剂乙醇中,A正确;Mg2+是参与构成叶绿素的成分,可由植物的根从土壤中吸收,B正确;一般情况下,光合作用所利用的光都是可见光,叶绿体中的色素主要吸收红光、蓝紫光用于光合作用,C错误;叶绿素的合成需要光照,黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由叶绿素合成受阻引起的,D正确。17.(2016四川理综,3,6分)下列有关实验操作或方法所导致结果的描述,不正确的是( )A.用纸层析法分离色素时,若滤液细线画得过粗可能会导致色素带出现重叠B.用葡萄制作果醋时,若先通入空气再密封发酵可以增加醋酸含量提高品质C.提取胡萝卜素时,若用酒精代替石油醚萃取将会导致胡萝卜素提取率降低D.调查人群中色盲发病率时,若只在患者家系中调查将会导致所得结果偏高答案 B 用纸层析法分离叶绿体色素时,滤液细线要画得细而直,若滤液细线画得过粗,可能会导致色素带出现重叠,A项正确;用葡萄制作果醋时,所用微生物为需氧型的醋酸杆菌,在发酵过程中装置不能密封,B项错误;酒精是水溶性有机溶剂,而石油醚为水不溶性有机溶剂,石油醚可充分溶解胡萝卜素,并且不与水混溶,所以用酒精代替石油醚萃取将会导致胡萝卜素提取率降低,C项正确;调查人群中色盲发病率时,应在人群中随机调查,若只在患者家系中调查,将会导致所得结果偏高,D项正确。18.(2016江苏单科,17,2分)下列用鲜菠菜进行色素提取、分离实验的叙述,正确的是( )A.应该在研磨叶片后立即加入CaCO3,防止酸破坏叶绿素B.即使菜叶剪碎不够充分,也可以提取出4种光合作用色素C.为获得10 mL提取液,研磨时一次性加入10 mL乙醇研磨效果最好D.层析完毕后应迅速记录结果,否则叶绿素条带会很快随溶剂挥发消失答案 B 应该在研磨叶片前加入碳酸钙,A项错误;即使菜叶剪碎不够充分,叶绿体色素也可以溶解在无水乙醇中进而提取光合色素,B项正确;鲜菠菜中含有较多水分,因此不能为获得10 mL提取液而一次性加入10 mL乙醇,C项错误;层析完毕后,叶绿素条带不会随溶剂挥发而消失, D项错误。易错警示 (1)叶绿体色素的提取和分离过程中加入的试剂的作用:①SiO2,为了研磨充分;②CaCO3,防止叶绿素被破坏;③无水乙醇,溶解色素;④层析液,用于分离各种色素。(2)叶绿体中的色素不会随层析液挥发。19.(2015江苏单科,21,3分)为研究高光强对移栽幼苗光合色素的影响,某同学用乙醇提取叶绿体色素,用石油醚进行纸层析,如图为滤纸层析的结果(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为色素条带)。下列叙述正确的是(多选)( )A.强光照导致了该植物叶绿素含量降低B.类胡萝卜素含量增加有利于该植物抵御强光照C.色素Ⅲ、Ⅳ吸收光谱的吸收峰波长不同D.画滤液线时,滤液在点样线上只能画一次答案 ABC 分析正常光照和强光照下的不同色素带宽度可以发现,强光导致了叶绿素含量降低、类胡萝卜素含量升高,这可能与类胡萝卜素可以抵御强光照有关,A、B正确;叶绿素a的吸收波长更广一些,C正确;为增加色素带的色素含量,画滤液细线时,滤液应在点样线上重复画几次,D错误。审题方法 本题的关键是对题图的分析,通过对图解的分析找出强光照下与正常光照下移栽幼苗光合色素滤纸层析结果的不同之处,理解色素带宽窄与色素的含量及强光照的关系;同时结合已学相关知识对各选项作出准确分析判断。20.(2022辽宁,22,10分)浒苔是形成绿潮的主要藻类。绿潮时浒苔堆积在一起,形成大量的“藻席”,造成生态灾害。为研究浒苔疯长与光合作用的关系,进行如下实验:Ⅰ.光合色素的提取、分离和含量测定(1)在“藻席”的上、中、下层分别选取浒苔甲为实验材料,提取、分离色素,发现浒苔甲的光合色素种类与高等植物相同,包括叶绿素和 。在细胞中,这些光合色素分布在 。 (2)测定三个样品的叶绿素含量,结果见表。样品 叶绿素a(mg·g-1) 叶绿素b(mg·g-1)上层 0.199 0.123中层 0.228 0.123下层 0.684 0.453数据表明,取自“藻席”下层的样品叶绿素含量最高,这是因为 。 Ⅱ.光合作用关键酶Y的粗酶液制备和活性测定(3)研究发现,浒苔细胞质基质中存在酶Y,参与CO2的转运过程,利于对碳的固定。酶Y粗酶液制备:定时测定光照强度并取一定量的浒苔甲和浒苔乙,制备不同光照强度下样品的粗酶液,流程如图1。图1粗酶液制备过程保持低温,目的是防止酶降解和 。研磨时加入缓冲液的主要作用是 稳定。离心后的 为粗酶液。 (4)酶Y活性测定:取一定量的粗酶液加入到酶Y活性测试反应液中进行检测,结果如图2。图2在图2中,不考虑其他因素的影响,浒苔甲酶Y活性最高时的光照强度为 μmol·m-2·s-1(填具体数字),强光照会 浒苔乙酶Y的活性。 答案 (1)类胡萝卜素 类囊体薄膜 (2)下层光照弱,浒苔通过增加叶绿素含量,以提高对光能的利用率 (3)高温变性 维持酸碱度(pH) 上清液 (4)1 800 抑制解析 (1)高等植物的光合色素包括叶绿素(叶绿素a和叶绿素b)和类胡萝卜素(胡萝卜素和叶黄素)。在细胞中,光合色素分布在叶绿体类囊体薄膜上。(2)“藻席”下层光照弱,弱光环境中的植物可通过增加叶绿素含量来提高对光能的利用率,以此来适应环境。(3)酶Y的化学本质为蛋白质,强酸、强碱及高温均会对其空间结构、活性产生影响,故粗酶液制备过程需保持低温(防止酶降解和高温变性),研磨时加缓冲液主要是为了维持酸碱度稳定。破碎后的细胞碎片质量大于蛋白质,离心处理后,蛋白质应分布在上清液。(4)图2显示浒苔甲酶Y在12:00时活性最高,对应的光照强度为1 800 μmol·m-2·s-1。而浒苔乙酶Y的活性在弱光环境下更高,说明强光可抑制浒苔乙酶Y的活性。21.(2020浙江7月选考,27,7分)以洋葱和新鲜菠菜为材料进行实验。回答下列问题:(1)欲判断临时装片中的洋葱外表皮细胞是否为活细胞,可在盖玻片的一侧滴入质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液,用吸水纸从另一侧吸水,重复几次后,可根据是否发生 现象来判断。 (2)取新鲜菠菜叶片烘干粉碎,提取光合色素时,若甲组未加入碳酸钙,与加入碳酸钙的乙组相比,甲组的提取液会偏 色。分离光合色素时,由于不同色素在层析液中的溶解度不同及在滤纸上的吸附能力不同,导致4种色素随层析液在滤纸条上的 不同而出现色素带分层的现象。若用不同波长的光照射叶绿素a提取液,测量并计算叶绿素a对不同波长光的吸收率,可绘制出该色素的 。 (3)在洋葱根尖细胞分裂旺盛时段,切取根尖制作植物细胞有丝分裂临时装片时,经染色后, 有利于根尖细胞的分散。制作染色体组型图时,通常选用处于有丝分裂 期细胞的染色体,原因是 。 答案 (1)质壁分离 (2)黄 移动速率 吸收光谱 (3)轻压盖玻片 中 中期的染色体缩短到最小的程度,最便于观察和研究解析 (1)分析本题中的信息可知,本小题考查的是质壁分离实验的应用,结合所学的质壁分离知识,可直接作答。当洋葱外表皮细胞浸润在0.3 g/mL的蔗糖溶液中时,由于蔗糖溶液浓度大于细胞液浓度,因此活细胞会失水而发生质壁分离,即原生质层与细胞壁分离,故可根据是否发生质壁分离来判断细胞死活。(2)由于碳酸钙可以防止叶绿素被破坏,因此未加碳酸钙的甲组的提取液中叶绿素会因破坏而减少,提取液因类胡萝卜素的含量相对增多而偏黄色。不同光合色素在层析液中的溶解度不同及在滤纸上的吸附能力不同,因而随层析液在滤纸条上移动的速率不同,据此特点可将4种光合色素分离。叶绿素a对不同波长光的吸收率不同,因而可绘制出该色素的吸收光谱。(3)制作植物根尖细胞有丝分裂临时装片的流程是解离→漂洗→染色和制片,制片时在载玻片上加一盖玻片,用手指轻压盖玻片,有利于根尖细胞分散开。制作染色体组型图时,通常选择处于有丝分裂中期的细胞观察染色体的形态和数目,因为中期的染色体缩短到最小的程度,染色体形态稳定、数目清晰,最便于观察和研究。22.(2019浙江4月选考,30,7分)回答与光合作用有关的问题:(1)在“探究环境因素对光合作用的影响”活动中,正常光照下,用含有0.1%CO2的溶液培养小球藻一段时间。当用绿光照射该溶液,短期内小球藻细胞中3-磷酸甘油酸(C3)的含量会 。为3-磷酸甘油酸(C3)还原成三碳糖提供能量的物质是 。若停止CO2供应,短期内小球藻细胞中RuBP(C5)的含量会 。研究发现Rubisco酶是光合作用过程中的关键酶,它催化CO2被固定的反应,可知该酶存在于叶绿体 中。 (2)在“光合色素的提取与分离”活动中,提取新鲜菠菜叶片的色素并进行分离后,滤纸条自上而下两条带中的色素合称为 。分析叶绿素a的吸收光谱可知,其主要吸收可见光中的 光。环境条件会影响叶绿素的生物合成,如秋天叶片变黄的现象主要与 抑制叶绿素的合成有关。 答案 (1)增加 ATP和NADPH 增加 基质 (2)类胡萝卜素 蓝紫光和红 低温解析 通过对光合作用过程中相关物质的变化的考查,体现了生命观念中的物质与能量观要素。(1)在“探究环境因素对光合作用的影响”活动中,正常光照下,用含有0.1%CO2的溶液培养小球藻一段时间。当用绿光照射该溶液,光反应将减弱,ATP和NADPH的生成量减少,短期内小球藻细胞中3-磷酸甘油酸(即三碳酸,C3)的含量会增加。为3-磷酸甘油酸还原成三碳糖提供能量的物质是ATP和NADPH。若停止CO2供应,短期内RuBP(C5)的消耗量减少而合成量不变,因此短期内小球藻细胞中RuBP的含量会增加。Rubisco酶是光合作用过程中的关键酶,它催化CO2被固定的反应,CO2被固定的反应发生在叶绿体基质中,因此推测该酶存在于叶绿体基质中。(2)在“光合色素的提取与分离”活动中,提取新鲜菠菜叶片的色素并进行分离后,滤纸条自上而下两条带中的色素(胡萝卜素和叶黄素)合称为类胡萝卜素。叶绿素a主要吸收可见光中的红光和蓝紫光。秋天叶片变黄的现象主要与低温抑制叶绿素的合成有关。考点2 光合作用的原理1．（2025·黑吉辽蒙卷·高考真题）黑暗条件下，叶绿体内膜的载体蛋白NTT顺浓度梯度运输ATP、ADP和Pi的过程示意图如下。其他条件均适宜，下列叙述正确的是（ ）A．ATP、ADP和Pi通过NTT时，无需与NTT结合B．NTT转运ATP、ADP和Pi的方式为主动运输C．图中进入叶绿体基质的ATP均由线粒体产生D．光照充足，NTT运出ADP的数量会减少甚至停止【答案】D【分析】小分子物质跨膜运输的方式包括：自由扩散、协助扩散、主动运输。自由扩散高浓度到低浓度，不需要载体，不需要能量；协助扩散是从高浓度到低浓度，不需要能量，需要载体；主动运输从低浓度到高浓度，需要载体，需要能量。大分子或颗粒物质进出细胞的方式是胞吞和胞吐，不需要载体，消耗能量。【详解】A、载体蛋白的作用机制通常需要与底物结合后才能转运物质。NTT作为载体蛋白，运输ATP、ADP和Pi时必然需要结合底物，A错误；B、黑暗条件下，叶绿体内膜的载体蛋白NTT顺浓度梯度运输ATP、ADP和Pi，因此不是主动运输，B错误；C、黑暗条件下，叶绿体无法进行光反应，自身不能合成ATP。此时进入叶绿体基质的ATP可来自细胞呼吸，但细胞呼吸产生ATP的场所包括细胞质基质（糖酵解）和线粒体（有氧呼吸第二、三阶段），C错误；D、光照充足时，叶绿体类囊体膜上进行光反应合成ATP，需要消耗大量ADP和Pi作为原料。此时叶绿体基质中的ADP和Pi会优先被类囊体膜利用，导致基质中ADP浓度降低。由于NTT顺浓度梯度运输ADP（从基质到细胞质基质），当基质中ADP不足时，NTT运出ADP的数量会减少甚至停止，D正确。故选D。2．（2025·山东·高考真题）在低氧条件下，某单细胞藻叶绿体基质中的蛋白F可利用H+和光合作用产生的NADPH生成H2。为研究藻释放H2的培养条件，将大肠杆菌和藻按一定比例混合均匀后分成2等份，1份形成松散菌-藻体，另1份形成致密菌-藻体，在CO2充足的封闭体系中分别培养并测定体系中的气体含量，2种菌-藻体培养体系中的O2含量变化相同，结果如图所示。培养过程中，任意时刻2体系之间的光反应速率无差异。下列说法错误的是（ ）A．菌-藻体不能同时产生O2和H2B．菌-藻体的致密程度可影响H2生成量C．H2的产生场所是该藻叶绿体的类囊体薄膜D．培养至72h，致密菌-藻体暗反应产生的有机物多于松散菌-藻体【答案】ACD【分析】光反应可以NADPH、氧气和ATP，NADPH和ATP可以用于暗反应中三碳酸的还原，光反应和暗反应相互联系，互相影响。【详解】A、单细胞藻光反应可以产生NADPH、氧气和ATP，蛋白F可利用H+和光合作用产生的NADPH生成H2，因此菌-藻体能同时产生O2和H2，A错误；B、对比松散菌-藻体和致密菌-藻体，相同时间产生的H2含量相对值不同，说明菌-藻体的致密程度可影响H2生成量，B正确；C、某单细胞藻叶绿体基质中的蛋白F可利用H+和光合作用产生的NADPH生成H2，说明H2的产生场所是该藻叶绿体的基质中，C错误；D、任意时刻2体系之间的光反应速率无差异，说明光反应产生的NADPH相同，致密菌-藻体产生的H2多，说明消耗的NADPH多，则用于暗反应的NADPH少，因此培养至72h，致密菌-藻体暗反应产生的有机物少于松散菌-藻体，D错误。故选ACD。3．（2025·黑吉辽蒙卷·高考真题）Rubisco是光合作用暗反应中的关键酶。科研人员将Rubisco基因转入某作物的野生型（WT）获得该酶含量增加的转基因品系（S），并做了相关研究。实验结果表明，这一改良提高了该作物的光合速率（如下图）和产量潜力。回答下列问题。(1)Rubisco在叶绿体的 中催化 与CO2结合。部分产物经过一系列反应形成（CH2O），这一过程中能量转换是 。(2)据图分析，当胞间CO2浓度高于B点时，曲线②与③重合是由于 不足。A点之前曲线①和②重合的最主要限制因素是 。胞间CO2浓度为300μmol·mol-1时，曲线①比②的光合速率高的具体原因是 。(3)研究发现，在饱和光照和适宜CO2浓度条件下，S植株固定CO2生成C3的速率比WT更快。使用同位素标记的方法设计实验直接加以验证，简要写出实验思路。【答案】(1) 基质 C5 ATP和NADPH中活跃的化学能转化为有机物（CH2O）中稳定的化学能(2) 光照强度 CO2浓度 曲线①光照强度高，光反应速率快，产生更多的ATP和NADPH，使暗反应速率加快，光合速率高。(3)用14C标记CO2，分别将S植株与WT植株置于相同的饱和光照和适宜14CO2浓度条件下，定时检测C3放射性强度，比较S植株与WT的C3生成速率。【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段。光反应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上，色素吸收、传递和转换光能，并将一部分光能用于水的光解生成NADPH和氧气，另一部分光能用于合成ATP，暗反应发生场所是叶绿体基质中，首先发生二氧化碳的固定，即二氧化碳和五碳化合物结合形成两分子的三碳化合物，三碳化合物利用光反应产生的NADPH和ATP被还原。【详解】（1）Rubisco是光合作用暗反应中的关键酶，暗反应的场所是叶绿体基质，因此Rubisco在叶绿体基质中催化C5与CO2结合生成C3。在C3的还原过程中需要ATP和NADPH提供能量，部分产物经过一系列反应形成（CH2O），这一过程中能量转换是ATP和NADPH中活跃的化学能转化为有机物（CH2O）中稳定的化学能。（2）①②曲线的自变量是有无补光（光照强度），②③曲线的自变量是有无转入Rubisco基因（Rubisco的含量）。据图分析，当胞间CO2浓度低于B点时，曲线②高于③，是因为②中Rubisco的含量多，固定CO2的能力强，当胞间CO2浓度高于于B点时，曲线②与③重合，说明Rubisco的量已经不是限制光合速率的因素，而曲线①的光合速率高于曲线②③，曲线①的有较高的光照强度，因此曲线②与③重合是由于光照强度不足。曲线①的光照强度高于②，但是A点之前曲线①和②重合，光照强度不是限制因素，此时最主要限制因素是CO2浓度。胞间CO2浓度为300μmol·mol-1时，曲线①比②的光合速率高的具体原因是曲线①光照强度高，光反应速率快，产生更多的ATP和NADPH，使暗反应速率加快，光合速率高。（3）研究发现，在饱和光照和适宜CO2浓度条件下，S植株固定CO2生成C3的速率比WT更快。要验证此结论，实验思路为：用14C标记CO2，分别将S植株与WT植株置于相同的饱和光照和适宜14CO2浓度条件下，定时检测C3放射性强度，比较S植株与WT的C3生成速率。4．（2025·陕晋青宁卷·高考真题）叶绿体中R酶既能催化CO2固定，也能催化C5与O2反应，CO2和O2两种底物竞争R酶同一活性位点；线粒体中G酶参与催化甘氨酸转化为丝氨酸，如图（a）。为探究保卫细胞中G酶对植物光合作用的影响，研究者以野生型植株W为参照，构建了G酶表达量仅在保卫细胞中增加的植株S，实验结果如图（b）。回答下列问题。(1)R酶催化CO2固定的场所是叶绿体的 ，产物C3在光反应生成的 参与下合成糖类等有机物。(2)植物保卫细胞吸水，气孔开度增大。由图（a）（b）可知，相同光照条件下植株S保卫细胞中G酶表达量提高，叶片的净光合速率高于植株W，原因是 。(3)保持环境中CO2浓度不变，当O2浓度从21%升高到40%时，植株S的净光合速率 （填“增大”或“减小”）；相较于植株W，植株S的净光合速率变化幅度 （填“大”“小”或“无法判断”）。(4)若需确认保卫细胞中G酶对叶片净光合速率的影响，还需补充一个实验组。写出实验思路及预期结果： 。【答案】(1) 基质 ATP、NADPH(2)植株S保卫细胞中G酶表达量提高，促进甘氨酸转化为丝氨酸，释放二氧化碳用于光合作用，从而生成更多的可溶性糖，提高了保卫细胞的细胞液浓度，植物保卫细胞吸水，气孔开度增大，二氧化碳吸收加快，碳反应速率加快(3) 减小 小(4)实验思路：以野生型植株W为参照，构建了G酶表达量仅在保卫细胞中增加的植株S和构建了G酶表达量仅在保卫细胞中减少的植株T为实验组，在相同且适宜条件下培养，测定三组植物在不同光照强度下的净光合速率。预期结果：植株T净光合速率小于植株W，植株S净光合速率大于植株W【分析】光合作用的过程（1）光反应阶段：在类囊体的薄膜上进行。光合色素吸收光能的用途，一是将水分解为O2和H+，H+与氧化性辅酶NADP+结合，形成还原型辅酶NADPH。二是在有关酶的催化作用下，提供能量促使ADP和Pi反应形成ATP。（2）暗反应阶段：在叶绿体基质中进行。绿叶吸收的CO2，在特定酶的作用下与C5结合生成C3。C3接受ATP和NADPH提供的能量，并且被NADPH还原，一部分C3转化为糖类，另一部分C3被还原为C5。【详解】（1）叶绿体中R酶催化CO2固定，二氧化碳固定属于暗反应过程，暗反应发生在叶绿体基质中。产物C3在光反应生成的ATP和NADPH的作用下合成糖类等有机物，其中ATP可以提供能量，NADPH作为还原剂并提供能量。（2）结合图示和题干信息分析，相同光照条件下植株S保卫细胞中G酶表达量提高，促进甘氨酸转化为丝氨酸，释放二氧化碳用于光合作用，从而生成更多的可溶性糖，提高了保卫细胞的细胞液浓度，植物保卫细胞吸水，气孔开度增大，二氧化碳吸收加快，碳反应速率加快，从而使得植株S叶片的净光合速率高于植株W。（3）叶绿体中R酶既能催化CO2固定，也能催化C5与O2反应，CO2和O2两种底物竞争R酶同一活性位点，保持环境中CO2浓度不变，当O2浓度从21%升高到40%时，二氧化碳竞争R酶的能力减弱，碳反应速率减小，因此植株S的净光合速率减小。相较于植株W，植株S在相同条件下气孔开度相对较大，有利于二氧化碳的吸收，因此植株S的净光合速率变化幅度较小。（4）为探究保卫细胞中G酶对植物光合作用的影响，以野生型植株W为参照，构建了G酶表达量仅在保卫细胞中增加的植株S，还需要补充的一个实验组是构建了G酶表达量仅在保卫细胞中减少的植株（假设为T），实验思路是以野生型植株W为参照，构建了G酶表达量仅在保卫细胞中增加的植株S和构建了G酶表达量仅在保卫细胞中减少的植株T为实验组，在相同且适宜条件下培养，测定三组植物在不同光照强度下的净光合速率。根据上述分析，G酶有利于光合作用的进行，因此预期结果是植株T净光合速率小于植株W，植株S净光合速率大于植株W。5．（2025·江苏·高考真题）科研人员从植物叶绿体中分离类囊体，构建含类囊体的人工细胞，并探究光照等因素对人工细胞功能的影响。请回答下列问题：(1)细胞破碎后，在适宜温度下用低渗溶液处理，涨破 膜，获得类囊体悬液。经离心分离获得类囊体，为保持其活性，需加入 溶液重新悬浮，并保存备用。(2)类囊体浓度用单位体积类囊体悬液中叶绿素的含量表示。吸取5μL类囊体悬液溶于995μL的 溶液中，混匀后，测定出叶绿素浓度为3μg/mL，则类囊体的浓度为 μg/mL。(3)为检测类囊体活性，实验前需对类囊体进行多次洗涤，目的是消除类囊体悬液中原有光反应产物对后续实验结果的影响，这些产物主要有 。(4)已知荧光素PY的强弱与pH大小正相关。图示具有光反应活性的人工细胞，在适宜光照下，荧光强度 （填“变强”“不变”或“变弱”），说明类囊体膜具有的功能有 。(5)在光反应研究的基础上，利用人工细胞开展类似碳反应生成糖类的实验研究，理论上还需要的物质有 。【答案】(1) 叶绿体 等渗(2) 有机溶剂 600(3)ATP、NADPH(4) 变弱 使水分子分解产生H+；转运H+(5)各种酶和原料CO2、C5【分析】光合作用包括光反应阶段和暗反应阶段，光反应的场所是在叶绿体的类囊体薄膜上，暗反应的场所是叶绿体基质中。【详解】（1）类囊体位于叶绿体内，故细胞破碎后，在适宜温度下用低渗溶液处理，涨破叶绿体内外膜，获得类囊体悬液。经离心分离获得类囊体，为保持其活性，保持类囊体的渗透压，需加入等渗溶液重新悬浮，并保存备用。（2）类囊体浓度用单位体积类囊体悬液中叶绿素的含量表示。由于叶绿素溶解在有机溶剂，故吸取5μL类囊体悬液溶于995μL的有机溶剂溶液中，稀释200倍，混匀后，测定出叶绿素浓度为3μg/mL，1ml=1000μL，则类囊体的浓度为600μg/mL。（3）光反应产物有O2、NADPH和ATP。（4）已知荧光素PY的强弱与pH大小正相关。图示具有光反应活性的人工细胞，类囊体膜进行类囊体膜上分布着光合色素（如叶绿素），在适宜光照下，这些色素能够捕捉光能并将其转化为化学能。在类囊体膜上裂解水分子，产生氧气、质子（H ）和电子，其中氧气释放到胞外，质子被运出类囊体腔，pH降低，荧光强度变弱。（5）要进行暗反应，需要各种酶和原料CO2、C5。6．（2025·山东·高考真题）高光强环境下，植物光合系统吸收的过剩光能会对光合系统造成损伤，引起光合作用强度下降。植物进化出的多种机制可在一定程度上减轻该损伤。某绿藻可在高光强下正常生长，其部分光合过程如图所示。(1)叶绿体膜的基本支架是 ；叶绿体中含有许多由类囊体组成的 ，扩展了受光面积。(2)据图分析，生成NADPH所需的电子源自于 。采用同位素示踪法可追踪物质的去向，用含3H2O的溶液培养该绿藻一段时间后，以其光合产物葡萄糖为原料进行有氧呼吸时，能进入线粒体基质被3H标记的物质有H2O、 ，离心收集绿藻并重新放入含H218O的培养液中，在适宜光照条件下继续培养，绿藻产生的带18O标记的气体有 。(3)据图分析，通过途径①和途径②消耗过剩的光能减轻光合系统损伤的机制分别为 。【答案】(1) 磷脂双分子层 基粒(2) 水的光解 丙酮酸、[H] 氧气（或O2）和二氧化碳（CO2）(3)途径①通过将过剩的电子传递给氧气，生成超氧化物（如H2O2），进而这些超氧化物被活性氧清除系统（如过氧化氢酶等）清除，从而防止活性氧对光合系统的损伤；途径②将叶绿体吸收的过剩光能转化为热能散失，减少电子的释放，产生的活性氧减少，从而防止对光合系统的损伤【分析】光合作用的光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体膜上）：水的光解产生NADPH与氧气，以及ATP的形成。光合作用的暗反应阶段（场所是叶绿体的基质中）：CO2被C5固定形成C3，C3在光反应提供的ATP和NADPH的作用下还原生成糖类等有机物。【详解】（1）叶绿体膜属于生物膜的范畴，生物膜的基本支架是磷脂双分子层；叶绿体中含有许多由类囊体组成的基粒，扩展了受光面积。（2）据图分析，水在光下分解为O2和H+，同时产生的电子经传递，可用于NADP+与H+结合形成NADPH，即生成NADPH所需的电子源自于水的光解。3H2O被植物细胞吸收后参与光合作用，生成C63H12O6。在有氧呼吸的第一阶段，C63H12O6在细胞质基质中被分解成含有3H的丙酮酸，产生少量的[3H]，并释放少量的能量；在有氧呼吸的第二阶段，丙酮酸与3H2O在线粒体基质中被彻底分解生成CO2和[3H]，释放少量的能量；在线粒体内膜上完成的有氧呼吸的第三阶段，[3H]与O2结合生成H2O，并释放大量的能量。可见，用含3H2O的溶液培养该绿藻，一段时间后，能进入线粒体基质被3H标记的物质有H2O、丙酮酸。培养液中H218O被绿藻吸收后，在光合作用的光反应阶段被分解产生18O2；在有氧呼吸的第二阶段，H218O与丙酮酸被彻底分解为C18O2和[H]，即产生的带18O标记的气体有O2和CO2。（3）据图分析，途径①通过将过剩的电子传递给氧气，生成超氧化物（如H2O2），进而这些超氧化物被活性氧清除系统（如过氧化氢酶等）清除，从而防止活性氧对光合系统的损伤；途径②将叶绿体吸收的过剩光能转化为热能散失，减少电子的释放，产生的活性氧减少，从而防止对光合系统的损伤。7．（2025·湖南·高考真题）对硝基苯酚可用于生产某些农药和染料，其化学性质稳定。研究发现，某细菌不能在无氧条件下生长，在适宜条件下能降解和利用对硝基苯酚，并释放。在Burk无机培养基和光照条件下，培养某栅藻（真核生物）的过程中，对硝基苯酚含量与栅藻光合放氧量的关系如图a。为进一步分析栅藻与细菌共培养条件下对硝基苯酚的降解情况，开展了Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ组对比实验，结果如图b。回答下列问题：(1)栅藻的光合放氧反应部位是 （填细胞器名称）。图a结果表明，对硝基苯酚 栅藻的光合放氧反应。(2)细菌在利用对硝基苯酚时，限制因子是 。(3)若Ⅰ中对硝基苯酚含量为，培养10min后，推测该培养液pH会 ，培养液中对硝基苯酚相对含量 。(4)细菌与栅藻通过原始合作，可净化被对硝基苯酚污染的水体，理由是 。【答案】(1) 叶绿体 抑制(2)氧气(3) 升高 基本不变(4)栅藻进行光合放氧为细菌的生长提供有氧环境，细菌降解水体中的对硝基苯酚，并将产生的CO2提供给栅藻进行光合作用。【分析】栅藻为真核细胞，其捕获光能的过程发生在光反应阶段，光反应的场所是叶绿体的类囊体薄膜。【详解】（1）栅藻是真核生物， 进行光合作用的细胞器是叶绿体。图a结果表明，对硝基苯酚可抑制栅藻光合放氧反应，且在一定范围内，随着对硝基苯酚浓度增加，栅藻的光合放氧量逐渐下降，对光合放氧的抑制作用增强。（2）由题意知，该细菌不能在无氧条件下生长，栅藻在光照下会产生氧气，分析图b可知，I、Ⅱ、Ⅲ三组对比，I组有氧气，Ⅱ、Ⅲ组有细菌+氧气，Ⅱ、Ⅲ组对硝基苯酚相对含量下降趋势基本一致，I组基本不变，则细菌在有氧条件下可降解对硝基苯酚，可推知细菌利用对硝基苯酚的限制因子是氧气。（3）图b中，I组为“栅藻+光照” ，对硝基苯酚含量为40mg×L-1；分析图a可知，对硝基苯酚含量为20mg×L -1时，栅藻进行光合放氧量较高，而光合作用会消耗培养液中的CO2，故培养液的pH会升高；结合图b的I组可知，对硝基苯酚相对含量不变，栅藻不能吸收利用对硝基苯酚，所以培养液中对硝基苯酚相对含量基本不变。（4）结合题意和图b的I组可知，在光照条件下栅藻进行光合放氧为细菌提供有氧环境，而细菌在有氧环境下可降解对硝基苯酚，并为栅藻提供CO2，故二者可通过原始合作净化被对硝基苯酚污染的水体。8.(2023天津,9,4分)如图是某绿藻适应水生环境、提高光合效率的机制图。光反应产生的物质X可进入线粒体促进ATP合成。下列叙述错误的是( )A.物质X通过提高有氧呼吸水平促进HC进入细胞质基质B.HC利用通道蛋白从细胞质基质进入叶绿体基质C.水光解产生的H+提高类囊体腔CO2水平,促进CO2进入叶绿体基质D.光反应通过确保暗反应的CO2供应,帮助该绿藻适应水生环境答案 B9.(2023湖北,8,2分)植物光合作用的光反应依赖类囊体膜上PSⅠ和PSⅡ光复合体,PSⅡ光复合体含有光合色素,能吸收光能,并分解水。研究发现,PSⅡ光复合体上的蛋白质LHCⅡ,通过与PSⅡ结合或分离来增强或减弱对光能的捕获(如图所示)。LHCⅡ与PSⅡ的分离依赖LHC蛋白激酶的催化。下列叙述错误的是 ( )A.叶肉细胞内LHC蛋白激酶活性下降,PSⅡ光复合体对光能的捕获增强B.Mg2+含量减少会导致PSⅡ光复合体对光能的捕获减弱C.弱光下LHCⅡ与PSⅡ结合,不利于对光能的捕获D.PSⅡ光复合体分解水可以产生H+、电子和O2答案 C 从图示可以看出,弱光下LHCⅡ能与PSⅡ结合,增强其对光能的捕获;强光下LHCⅡ能与PSⅡ分离,减弱其对光能的捕获;由题干可知,LHC蛋白激酶可催化LHCⅡ与PSⅡ分离,减少其对光能的捕获,所以该酶活性下降,LHCⅡ与PSⅡ不易分离,PSⅡ光复合体对光的捕获会增强,A正确,C错误。Mg2+参与叶绿素(为光合色素)的合成,Mg2+含量下降,PSⅡ光复合体上光合色素含量减少,对光能的捕获减弱,B正确。PSⅡ光复合体能将水分解,产生H+、电子和O2,D正确。10.(2021浙江6月选考,23,2分)渗透压降低对菠菜叶绿体光合作用的影响如图所示,图甲是不同山梨醇浓度对叶绿体完整率和放氧率的影响,图乙是两种浓度的山梨醇对完整叶绿体ATP含量和放氧量的影响。CO2以HC形式提供,山梨醇为渗透压调节剂,0.33 mol·L-1时叶绿体处于等渗状态。据图分析,下列叙述错误的是( )甲 乙A.与等渗相比,低渗对完整叶绿体ATP合成影响不大,光合速率大小相似B.渗透压不同、叶绿体完整率相似的条件下,放氧率差异较大C.低渗条件下,即使叶绿体不破裂,卡尔文循环效率也下降D.破碎叶绿体占全部叶绿体比例越大,放氧率越低答案 A 图甲中显示山梨醇浓度在0.27~0.33 mol·L-1时,叶绿体完整率差别不大,而此时的放氧率却有很大差异,B正确;分析图乙,可以看出低渗条件与等渗条件(浓度为0.33 mol·L-1)相比,完整叶绿体ATP含量相似但放氧量较低,推断在低渗条件下,叶绿体中的ATP因没有有效用于碳反应而有所积累,说明卡尔文循环效率较低,光合速率也较低,A错误,C正确;分析图甲可以得出山梨醇浓度越低,叶绿体完整率越低,破碎叶绿体所占比例越高,放氧率越低,D正确。11.(2021广东,12,2分)在高等植物光合作用的卡尔文循环中,唯一催化CO2固定形成C3的酶被称为Rubisco。下列叙述正确的是( )A.Rubisco存在于细胞质基质中B.激活Rubisco需要黑暗条件C.Rubisco催化CO2固定需要ATPD.Rubisco催化C5和CO2结合答案 D 暗反应阶段的CO2的固定为Rubisco催化C5与CO2反应的过程,该过程发生在叶绿体基质中,暗反应有光无光均可进行,故Rubisco的活性与是否有光无关,A、B错误,D正确;CO2固定过程不消耗ATP,C错误。12.（2021山东，16，3分）（不定项）关于细胞中的H2O和O2，下列说法正确的是（ ）A. 由葡萄糖合成糖原的过程中一定有H2O 产生B. 有氧呼吸第二阶段一定消耗H2 OC. 植物细胞产生的O2只能来自光合作用D. 光合作用产生的O2中的氧元素只能来自于H2O答案 ABD 葡萄糖是单糖，通过脱水缩合形成多糖的过程有水生成，A正确；有氧呼吸第二阶段是丙酮酸和水反应生成CO2和[H]，B正确；有些植物细胞含有过氧化氢酶（例如土豆），可以分解过氧化氢生成O2，因此植物细胞产生的O2不一定只来自光合作用，C错误；光反应阶段水的光解产生氧气，故光合作用产生的O2中的氧元素只能来自于H2O，D正确。13.(2020天津,5,4分)研究人员从菠菜中分离类囊体,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,并不断产生有机物乙醇酸。下列分析正确的是( )A.产生乙醇酸的场所相当于叶绿体基质B.该反应体系不断消耗的物质仅是CO2C.类囊体产生的ATP和O2参与CO2固定与还原D.与叶绿体相比,该反应体系不含光合作用色素答案 A 绿色植物光反应的场所是叶绿体类囊体薄膜,产物有O2、NADPH、ATP,暗反应的场所是叶绿体基质,产物有糖类等有机物,据此推理该半人工光合作用反应体系中产生乙醇酸的场所相当于叶绿体基质,A正确;该反应体系不断消耗的物质不仅有CO2,还有水,B错误;类囊体膜上产生的NADPH、ATP参与C3的还原,C错误;该反应体系含有从菠菜中分离出的类囊体,吸收光能的色素分布在类囊体的薄膜上,故该反应体系中含有光合作用色素,D错误。14.(2018北京理综,3,6分)光反应在叶绿体类囊体上进行。在适宜条件下,向类囊体悬液中加入氧化还原指示剂DCIP,照光后DCIP由蓝色逐渐变为无色。该反应过程中( )A.需要ATP提供能量B.DCIP被氧化C.不需要光合色素参与D.会产生氧气答案 D 本题以光合作用光反应过程的相关知识为载体,考查考生对光反应过程相关反应的理解与迁移能力,体现了对生命观念中结构与功能以及科学思维素养中归纳与概括要素的考查。光反应过程中,光合色素利用光能,将水分解成[H]和氧气,同时在有关酶的催化作用下,ADP与Pi发生化学反应,生成ATP,A、C错误,D正确;[H]将DCIP还原,使之由蓝色逐渐变为无色,B错误。15.(2017海南单科,10,2分)将叶绿体悬浮液置于阳光下,一段时间后发现有氧气放出。下列相关说法正确的是( )A.离体叶绿体在自然光下能将水分解产生氧气B.若将叶绿体置于红光下,则不会有氧气产生C.若将叶绿体置于蓝紫光下,则不会有氧气产生D.水在叶绿体中分解产生氧气需要ATP提供能量答案 A 叶绿体是光合作用的场所,在自然光下,叶绿体能进行光合作用将水分解产生氧气,A正确;叶绿体中的光合色素能吸收红光和蓝紫光,因此在红光和蓝紫光下,叶绿体会产生氧气,B、C错误;水在叶绿体中分解产生氧气需要的能量是光能,D错误。16.(2016课标全国Ⅲ,2,6分)在前人进行的下列研究中,采用的核心技术相同(或相似)的一组是( )①证明光合作用所释放的氧气来自水②用紫外线等处理青霉菌选育高产青霉素菌株③用T2噬菌体侵染大肠杆菌证明DNA是遗传物质④用甲基绿和吡罗红对细胞染色,观察核酸的分布A.①② B.①③ C.②④ D.③④答案 B ①③采用的核心技术均是同位素标记法,②为用紫外线等诱导青霉菌发生基因突变,属于诱变育种,④为用染色剂对细胞染色进而观察特定结构,B项正确。疑难突破 本题解题的关键是识记各实验所采用的实验方法,并注意进行归纳总结。17.(2016天津理综,2,6分)在适宜反应条件下,用白光照射离体的新鲜叶绿体一段时间后,突然改用光照强度与白光相同的红光或绿光照射。下列是光源与瞬间发生变化的物质,组合正确的是( )A.红光,ATP下降 B.红光,未被还原的C3上升C.绿光,[H]下降 D.绿光,C5上升答案 C 植物光合作用主要利用的是红光和蓝紫光,对绿光的利用很少。突然改用光照强度与白光相同的红光照射后,光反应速率加快,产物[H]和ATP上升,进而C3的还原过程加快,未被还原的C3下降,A、B项错误;而改用光照强度与白光相同的绿光照射后,光反应速率减慢,产物[H]和ATP下降,进而C3的还原过程减慢,C5下降,C项正确,D项错误。18.(2016四川理综,5,6分)三倍体西瓜由于含糖量高且无籽,备受人们青睐。如图是三倍体西瓜叶片净光合速率(Pn,以CO2吸收速率表示)与胞间CO2浓度(Ci)的日变化曲线,以下分析正确的是( )A.与11:00时相比,13:00时叶绿体中合成C3的速率相对较高B.14:00后叶片的Pn下降,导致植株积累有机物的量开始减少C.17:00后叶片的Ci快速上升,导致叶片暗反应速率远高于光反应速率D.叶片的Pn先后两次下降,主要限制因素分别是CO2浓度和光照强度答案 D 与11:00时相比,13:00时叶片净光合速率下降,此现象是因13:00时气孔关闭导致吸收CO2减少引起的“光合午休”,此时叶绿体中合成C3的速率相对较低,A项错误;14:00后叶片的Pn下降,但仍大于零,植株积累有机物的量仍在增多,B项错误;17:00后因光照强度的降低,光反应减弱,产生的[H]和ATP均减少,暗反应速率也降低,C项错误;Pn第一次下降,是因气孔关闭,CO2浓度限制了光合速率,Pn第二次下降是光照强度降低引起的,D项正确。19.(2024河北,19,2分)高原地区蓝光和紫外光较强,常采用覆膜措施辅助林木育苗。为探究不同颜色覆膜对藏川杨幼苗生长的影响,研究者检测了白膜、蓝膜和绿膜对不同光的透过率,以及覆膜后幼苗光合色素的含量,结果如图、表所示。覆膜处理 叶绿素含量 (mg/g) 类胡萝卜素 含量(mg/g)白膜 1.67 0.71蓝膜 2.20 0.90绿膜 1.74 0.65回答下列问题:(1)如图所示,三种颜色的膜对紫外光、蓝光和绿光的透过率有明显差异,其中 光可被位于叶绿体 上的光合色素高效吸收后用于光反应,进而使暗反应阶段的C3还原转化为 和 。与白膜覆盖相比,蓝膜和绿膜透过的 较少,可更好地减弱幼苗受到的辐射。 (2)光合色素溶液的浓度与其光吸收值成正比,选择适当波长的光可对色素含量进行测定。提取光合色素时,可利用 作为溶剂。测定叶绿素含量时,应选择红光而不能选择蓝紫光,原因是 。 (3)研究表明,覆盖蓝膜更有利于藏川杨幼苗在高原环境的生长。根据上述检测结果,其原因为 (答出两点即可)。 答案 (1)蓝 类囊体薄膜 C5 糖类 紫外光 (2)无水乙醇 叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光,胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光,选择红光可排除类胡萝卜素的干扰 (3)覆盖蓝膜紫外光透过率低,蓝光透过率高,降低紫外光对幼苗辐射的同时不影响其光合作用;与覆盖白膜和绿膜相比,覆盖蓝膜叶绿素和类胡萝卜素含量都更高,有利于幼苗进行光合作用解析 (1)吸收光能的4种色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上,其中叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光,胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。暗反应阶段,C3接受ATP和NADPH释放的能量,并且被NADPH还原,随后,一些接受能量并被还原的C3,在酶的作用下经过一系列反应转化为糖类,另一些接受能量并被还原的C3,经过一系列变化,又形成C5。据题图可知,与覆盖白膜相比,蓝膜和绿膜透过的紫外光较少,可更好地减弱幼苗受到的辐射。(2)绿叶中的光合色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中,所以可用无水乙醇提取绿叶中的光合色素。叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光,胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光,为了排除类胡萝卜素的干扰,测定叶绿素含量时,应选择红光而不选择蓝紫光。(3)据题图可知,与白膜和绿膜相比,蓝膜的紫外光透过率较低,蓝光透过率较高,在降低紫外光对幼苗的辐射同时不影响其光合作用;据表中数据分析,与覆盖白膜和绿膜相比,覆盖蓝膜的幼苗叶绿素和类胡萝卜素含量都更高,有利于幼苗进行光合作用。20.(2023湖南,17,12分)如图是水稻和玉米的光合作用暗反应示意图。卡尔文循环的Rubisco酶对CO2的Km为450 μmol·L-1(Km越小,酶对底物的亲和力越大),该酶既可催化RuBP与CO2反应,进行卡尔文循环,又可催化RuBP与O2反应,进行光呼吸(绿色植物在光照下消耗O2并释放CO2的反应)。该酶的酶促反应方向受CO2和O2相对浓度的影响。与水稻相比,玉米叶肉细胞紧密围绕维管束鞘,其中叶肉细胞叶绿体是水光解的主要场所,维管束鞘细胞的叶绿体主要与ATP生成有关。玉米的暗反应先在叶肉细胞中利用PEPC酶(PEPC对CO2的Km为7 μmol·L-1)催化磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)与CO2反应生成C4,固定产物C4转运到维管束鞘细胞后释放CO2,再进行卡尔文循环。回答下列问题:(1)玉米的卡尔文循环中第一个光合还原产物是 (填具体名称),该产物跨叶绿体膜转运到细胞质基质合成 (填“葡萄糖”“蔗糖”或“淀粉”)后,再通过 长距离运输到其他组织器官。 (2)在干旱、高光照强度环境下,玉米的光合作用强度 (填“高于”或“低于”)水稻。从光合作用机制及其调控分析,原因是 (答出三点即可)。 (3)某研究将蓝细菌的CO2浓缩机制导入水稻,水稻叶绿体中CO2浓度大幅提升,其他生理代谢不受影响,但在光饱和条件下水稻的光合作用强度无明显变化,其原因可能是 (答出三点即可)。 答案 (1)C3(3-磷酸甘油酸) 蔗糖 筛管 (2)高于 玉米的PEPC酶对CO2的亲和力比Rubisco酶要高,能利用低浓度的CO2;水光解主要在叶肉细胞进行,暗反应在维管束鞘细胞中进行,维管束鞘细胞中CO2/O2较高,提高了光合作用效率;通过C3和C4在叶肉和维管束鞘细胞之间的循环,将CO2转运到维管束鞘细胞浓缩,维管束鞘细胞中CO2浓度较高 (3)NADPH和ATP的供应限制、固定CO2的Rubisco酶数量有限、C5再生速率不足、有机物在叶绿体中积累较多解析 (1)玉米的暗反应先在叶肉细胞中进行,在PEPC酶的催化下,PEP与CO2反应生成C4,C4转运到维管束鞘细胞后释放CO2,再进行卡尔文循环,据此推理,并结合水稻的暗反应图示,可知玉米的卡尔文循环中第一个光合还原产物是3-磷酸甘油醛。在叶绿体内,其可用于淀粉等的合成,大部分运至叶绿体外,并转变成蔗糖。与葡萄糖相比,蔗糖属于非还原糖,较稳定,对渗透压影响也小,蔗糖通过筛管长距离运输到其他组织器官。(2)在干旱环境下,大部分气孔关闭,植物能吸收的CO2减少,与水稻叶肉细胞中的Rubisco酶相比,玉米叶肉细胞中的PEPC酶对CO2的Km小,亲和力大,玉米在较低浓度的CO2下仍能固定CO2进行光合作用;在高光照强度环境下,光反应较强,产生的O2较多,与玉米维管束鞘细胞相比(水光解的主要场所为叶肉细胞的叶绿体),水稻叶肉细胞O2较多易进行光呼吸,使得暗反应减弱;与水稻叶肉细胞相比,玉米叶肉细胞紧密围绕维管束鞘,叶肉细胞中的PEP与CO2反应生成C4,C4进入维管束鞘细胞后释放CO2,使CO2得到浓缩,保障了暗反应的进行。(3)在光饱和条件下,水稻叶绿体的光反应强度不再增加,产生的ATP和NADPH不再增多,限制了C3的还原;水稻叶绿体内固定CO2的Rubisco酶的量有限;光合作用产生的有机物在叶绿体中积累较多,抑制了反应的进行。21.(2022重庆,23,14分)科学家发现,光能会被类囊体转化为“某种能量形式”,并用于驱动产生ATP(图Ⅰ)。为探寻这种能量形式,他们开展了后续实验。ⅠⅡ(1)制备类囊体时,提取液中应含有适宜浓度的蔗糖,以保证其结构完整,原因是 ;为避免膜蛋白被降解,提取液应保持 (填“低温”或“常温”)。 (2)在图Ⅰ实验基础上进行图Ⅱ实验,发现该实验条件下,也能产生ATP。但该实验不能充分证明“某种能量形式”是类囊体膜内外的H+浓度差,原因是 。 (3)为探究自然条件下类囊体膜内外产生H+浓度差的原因,对无缓冲液的类囊体悬液进行光、暗交替处理,结果如图Ⅲ所示,悬液的pH在光照处理时升高,原因是 。类囊体膜内外的H+浓度差是通过光合电子传递和H+转运形成的,电子的最终来源物质是 。 (4)用菠菜类囊体和人工酶系统组装的人工叶绿体,能在光下生产目标多碳化合物。若要实现黑暗条件下持续生产,需稳定提供的物质有 。生产中发现即使增加光照强度,产量也不再增加,若要增产,可采取的有效措施有 (答两点)。 答案 (1)保持类囊体内外的渗透压,避免类囊体破裂 低温 (2)实验Ⅱ是在光照条件下对类囊体进行培养的,无法证明某种能量是来自光能还是来自膜内外H+浓度差 (3)类囊体膜外H+被转移到类囊体膜内,造成溶液pH升高 水 (4)NADPH、ATP和CO2 增加二氧化碳的浓度和适当提高环境温度解析 (1)制备类囊体时,提取液中需要添加适宜浓度的蔗糖,这样可保持类囊体内外的渗透压,避免类囊体破裂。低温可抑制蛋白酶的活性,避免膜蛋白被降解。(2)图Ⅱ实验中,光照条件下,将类囊体置于pH=4的提取液中培养,将平衡后的类囊体转移到pH=8的提取液中,在黑暗条件下培养并加入ADP和Pi,可产生ATP,该实验无法排除ATP的生成所需的能量来自光能的情况,若实验全过程都在黑暗中进行才可证明ATP生成所需的能量来自膜内外H+浓度差。(3)对无缓冲液的类囊体悬液进行光、暗交替处理,悬液pH在光照时升高,可推测是因为光照下类囊体膜外的H+被转移到类囊体膜内,使溶液pH升高。光反应中水的光解反应式为H2O 1/2O2+2H++2e-,电子的最终来源物质是水。(4)光反应为暗反应提供NADPH和ATP,故要实现黑暗中使人工叶绿体持续生产,需要提供光反应产生的物质NADPH和ATP,以及暗反应的原料CO2。生产中发现即使增加光照强度,产量也不再增加,说明此时光合作用的限制因素是光照强度以外的因素,如二氧化碳浓度、温度等,增加二氧化碳的浓度和适当提高环境温度可有效提高光合效率。22.(2022河北,19,10分)某品种茶树叶片呈现阶段性白化:绿色的嫩叶在生长过程中逐渐转为乳白色,而后又恢复为绿色。白化期叶绿体内部结构解体(仅残留少量片层结构)。阶段性白化过程中相关生理指标检测结果如图。回答下列问题:(1)从叶片中分离叶绿体可采用 法。 (2)经检测,白化过程中叶绿体合成ATP和NADPH的数量显著降低,其原因是 (写出两点即可)。 (3)白化过程中气孔导度下降,既能够满足光合作用对CO2的需求,又有助于减少 。 (4)叶片复绿过程中需合成大量直接参与光反应的蛋白质。其中部分蛋白质由存在于 中的基因编码,需通过特定的机制完成跨膜运输;其余蛋白质由存在于 中的基因编码。 答案 (1)差速离心 (2)叶绿体内部结构解体;光合色素减少 (3)水分的散失 (4)细胞核 叶绿体解析 (1)分离细胞器常用差速离心法。(2)白化期叶绿体内部结构解体(仅残留少量片层结构),光合色素减少,光反应减弱,则叶绿体合成ATP和NADPH的数量显著降低。(3)白化过程中光合作用减弱,气孔导度下降既能够满足光合作用对CO2的需求,又有助于减少水分的散失,利于植物的生存。(4)叶片复绿过程中需合成大量直接参与光反应的蛋白质,其中部分蛋白质的合成受细胞核中的基因编码,合成后经特定机制运至叶绿体使用,其余的蛋白质由存在于叶绿体中的基因编码。知识拓展 叶绿体是半自主性细胞器,半自主性细胞器的功能主要受细胞核基因组的调控,同时也受自身基因组的调控。叶绿体基因组编码的蛋白质在叶绿体的生命活动中重要且不可缺少,但这些蛋白质远远不足以支撑叶绿体的基本功能,更多的蛋白质来自核基因组的编码,于细胞质中合成后被运往叶绿体的功能位点。23.(2021辽宁,22,13分)(13分)早期地球大气中的O2浓度很低,到了大约3.5亿年前,大气中O2浓度显著增加,CO2浓度明显下降。现在大气中的CO2浓度约为390 μmol·mol-1,是限制植物光合作用速率的重要因素。核酮糖二磷酸羧化酶/加氧酶(Rubisco) 是一种催化CO2固定的酶,在低浓度CO2条件下,催化效率低。有些植物在进化过程中形成了CO2浓缩机制,极大地提高了Rubisco所在局部空间位置的CO2浓度,促进了CO2的固定。回答下列问题:(1)真核细胞叶绿体中,在Rubisco的催化下,CO2被固定形成 ,进而被还原生成糖类,此过程发生在 中。 (2)海水中的无机碳主要以CO2和HC两种形式存在,水体中CO2浓度低、扩散速度慢,有些藻类具有图1所示的无机碳浓缩过程。图中HC浓度最高的场所是 (填“细胞外”或“细胞质基质”或“叶绿体”),可为图示过程提供ATP的生理过程有 。 图1(3)某些植物还有另一种CO2浓缩机制,部分过程见图2。在叶肉细胞中,磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)可将HC转化为有机物,该有机物经过一系列的变化,最终进入相邻的维管束鞘细胞释放CO2,提高了Rubisco附近的CO2浓度。图2①由这种CO2浓缩机制可以推测,PEPC与无机碳的亲和力 (填 “高于”或“低于”或“等于”) Rubisco。 ②图2所示的物质中,可由光合作用光反应提供的是 。图中由Pyr转变为PEP的过程属于 (填“吸能反应”或“放能反应”)。 ③若要通过实验验证某植物在上述CO2浓缩机制中碳的转变过程及相应场所,可以使用 技术。 (4)通过转基因技术或蛋白质工程技术,可能进一步提高植物光合作用的效率,以下研究思路合理的有 (多选)。 A.改造植物的HC转运蛋白基因,增强HC的运输能力B.改造植物的PEPC基因,抑制OAA的合成C.改造植物的Rubisco基因,增强CO2固定能力D.将CO2浓缩机制相关基因转入不具备此机制的植物答案 (1)C3 叶绿体基质 (2)叶绿体 细胞呼吸、光反应 (3)①高于 ②NADPH、ATP 吸能反应 ③同位素标记 (4)ACD解析 (1)叶绿体基质中进行的暗反应包括两个阶段,一是CO2与C5结合生成C3,二是C3被还原成糖类等有机物。(2)图中HC的运输为消耗ATP的主动运输,主动运输为逆浓度梯度的运输,HC的运输方向为细胞外→细胞质基质→叶绿体,故叶绿体中HC浓度最高。图中消耗ATP的过程有主动运输和暗反应(卡尔文循环),前者需要的ATP由细胞呼吸提供,后者需要的ATP一般由光反应提供。(3)①在叶肉细胞叶绿体中,PEPC催化PEP与HC反应生成OAA,OAA经过一系列的变化生成Mal,Mal进入维管束鞘细胞释放CO2,提高了Rubisco附近的CO2浓度,促进了CO2的固定,这说明PEPC与无机碳的亲和力高于Rubisco。②光合作用中,光反应为暗反应提供NADPH和ATP。图中Pyr转变为PEP的过程消耗ATP,属于吸能反应。③利用放射性同位素标记法标记CO2中的C元素可以追踪CO2浓缩机制中碳的转变过程及相应场所。(4)改造植物的HC转运蛋白基因,增强HC的运输能力,可以增加细胞内的CO2浓度,提高光合作用的效率,A合理;改造植物的PEPC基因,抑制OAA的合成,会使进入维管束鞘细胞叶绿体中的Mal减少,不利于CO2的浓缩,不能提高光合作用的效率,B不合理;改造植物的Rubisco基因,增强CO2固定能力,可以提高光合作用的效率,C合理;将CO2浓缩机制相关基因转入不具备此机制的植物,可提高该植物暗反应所需的CO2的浓度,D合理。24.(2021天津,15,10分)Rubisco是光合作用过程中催化CO2固定的酶。但其也能催化O2与C5结合,形成C3和C2,导致光合效率下降。CO2与O2竞争性结合Rubisco的同一活性位点,因此提高CO2浓度可以提高光合效率。(1)蓝细菌具有CO2浓缩机制,如下图所示。据图分析,CO2依次以 和 方式通过细胞膜和光合片层膜。 蓝细菌的CO2浓缩机制可提高羧化体中Rubisco周围的CO2浓度,从而通过促进 和抑制 提高光合效率。 (2)向烟草内转入蓝细菌Rubisco的编码基因和羧化体外壳蛋白的编码基因。若蓝细菌羧化体可在烟草中发挥作用并参与暗反应,应能利用电子显微镜在转基因烟草细胞的 中观察到羧化体。 (3)研究发现,转基因烟草的光合速率并未提高。若再转入HC和CO2转运蛋白基因并成功表达和发挥作用,理论上该转基因植株暗反应水平应 ,光反应水平应 ,从而提高光合速率。 答案 (1)自由扩散 主动运输 CO2固定 O2与C5结合 (2)叶绿体 (3)提高 提高解析 (1)从蓝细菌的CO2浓缩机制图示中可以看出CO2穿过细胞膜为自由扩散,穿过光合片层膜时需借助CO2转运蛋白并消耗能量,为主动运输。由题意可知Rubisco既能催化CO2固定,又能催化O2与C5结合,蓝细菌可通过CO2浓缩机制提高羧化体中Rubisco周围的CO2浓度,从而通过促进 CO2固定和抑制O2与C5结合来提高光合效率。(2)烟草细胞为真核细胞,暗反应场所为叶绿体基质,若蓝细菌羧化体能在烟草中发挥作用并参与暗反应,应能利用电子显微镜在转基因烟草细胞的叶绿体中观察到羧化体。(3)根据题意可知,HC和CO2转运蛋白有助于提高羧化体内CO2的浓度,从而提高转基因植株的暗反应水平,暗反应水平提高可为光反应提供更多的NADP+和ADP等,提高光反应水平,从而提高光合速率。25.(2021湖南,18,12分)图a为叶绿体的结构示意图,图b为叶绿体中某种生物膜的部分结构及光反应过程的简化示意图。回答下列问题:图a 图b 注:e-表示电子(1)图b表示图a中的 结构,膜上发生的光反应过程将水分解成O2、H+和e-,光能转化成电能,最终转化为 和ATP中活跃的化学能。若CO2浓度降低,暗反应速率减慢,叶绿体中电子受体NADP+减少,则图b中电子传递速率会 (填“加快”或“减慢”)。 (2)为研究叶绿体的完整性与光反应的关系,研究人员用物理、化学方法制备了4种结构完整性不同的叶绿体,在离体条件下进行实验,用Fecy或DCIP替代NADP+为电子受体,以相对放氧量表示光反应速率,实验结果如表所示。叶绿体类型 相对值实验项目 叶绿体A:双层膜结构完整 叶绿体B:双层膜局部受损,类囊体略有损伤 叶绿体C:双层膜瓦解,类囊体松散但未断裂 叶绿体D:所有膜结构解体破裂成颗粒或片段实验一:以Fecy为电子受体时的放氧量 100 167.0 425.1 281.3实验二:以DCIP为电子受体时的放氧量 100 106.7 471.1 109.6注:Fecy具有亲水性,DCIP具有亲脂性。据此分析:①叶绿体A和叶绿体B的实验结果表明,叶绿体双层膜对以 (填“Fecy”或“DCIP”)为电子受体的光反应有明显阻碍作用。得出该结论的推理过程是 。 ②该实验中,光反应速率最高的是叶绿体C,表明在无双层膜阻碍、类囊体又松散的条件下,更有利于 ,从而提高光反应速率。 ③以DCIP为电子受体进行实验,发现叶绿体A、B、C和D的ATP产生效率的相对值分别为1、0.66、0.58和0.41。结合图b对实验结果进行解释 。 答案 (1)类囊体膜 NADPH 减慢(2)①Fecy 叶绿体B双层膜局部受损,类囊体略有损伤时,以Fecy为电子受体时的放氧量明显高于叶绿体A双层膜结构完整时,而以DCIP为电子受体时的放氧量略高于叶绿体A双层膜结构完整时,差别不大 ②水的分解 ③类囊体膜结构的完整性可保证其能够运输H+参与ATP的合成反应,膜结构破裂无法提供ATP合成时所需的H+导致ATP产生效率降低解析 (1)图b所示生物膜吸收了光能,发生了水分解成e-、H+和O2的过程,因此该生物膜为图a中叶绿体的类囊体膜,是光合作用光反应的场所。光反应中,水分解为O2和H+,同时产生2个电子(e-),电子经电子传递链传递,可用于NADP+和H+结合形成NADPH;同时利用光能促使ADP与Pi反应形成ATP。这样,光能转化成电能,最终转化为NADPH和ATP中活跃的化学能。若CO2浓度降低,暗反应速率减慢,ATP和NADPH消耗减慢,则光反应速率会减慢,水的分解减少,该过程产生的电子经过电子传递链的作用与NADP+、H+结合形成的NADPH也减少,电子传递速率会减慢。(2)①从表格中可知,叶绿体A双层膜结构完整时,以Fecy或DCIP为电子受体时放氧量相等,而叶绿体B双层膜局部受损,类囊体略有损伤时,以Fecy为电子受体时,叶绿体B的放氧量明显高于叶绿体A双层膜结构完整时的放氧量,而以DCIP为电子受体时叶绿体B的放氧量略高于叶绿体A双层膜结构完整时的放氧量,所以叶绿体双层膜对以Fecy为电子受体的光反应阻碍作用更明显。②该实验中,光反应速率最高的是叶绿体C,这是因为在无双层膜阻碍、类囊体又松散(但未断裂)的条件下,以Fecy或DCIP为电子受体,更容易与H+结合,消耗H+速率较快,更有利于水的分解,从而提高光反应速率。③图中水光解产生的H+可通过类囊体膜结构中的载体蛋白运输至ATP合成的部位,参与ATP合成的反应,当类囊体膜结构受损时,无法完成H+的运输,ATP的合成因缺少H+而受阻,使ATP产生效率降低。26.(2021全国乙,29,11分)(11分)生活在干旱地区的一些植物(如植物甲)具有特殊的CO2固定方式。这类植物晚上气孔打开吸收CO2,吸收的CO2通过生成苹果酸储存在液泡中;白天气孔关闭,液泡中储存的苹果酸脱羧释放的CO2可用于光合作用。回答下列问题:(1)白天叶肉细胞产生ATP的场所有 。光合作用所需的CO2来源于苹果酸脱羧和 释放的CO2。 (2)气孔白天关闭、晚上打开是这类植物适应干旱环境的一种方式,这种方式既能防止 ,又能保证 正常进行。 (3)若以pH作为检测指标,请设计实验来验证植物甲在干旱环境中存在这种特殊的CO2固定方式。(简要写出实验思路和预期结果)答案 (1)细胞质基质、线粒体、叶绿体 细胞呼吸 (2)水分大量散失 光合作用 (3)实验思路:白天和夜间每隔一定时间取干旱条件下生长的植物甲的叶片,测定叶肉细胞的pH。预期结果:植物甲叶肉细胞pH在夜间逐渐降低、白天逐渐升高。解析 (1)叶肉细胞的细胞呼吸场所为细胞质基质和线粒体,光合作用场所为叶绿体,细胞呼吸和光合作用均能产生ATP,所以白天叶肉细胞产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体。据题意可知,虽然白天气孔关闭,但液泡中储存的苹果酸脱羧释放的CO2可用于光合作用,此外细胞呼吸释放的CO2也可供给叶绿体,用于光合作用。(2)该类植物生活在干旱环境中,白天气孔关闭,可以防止蒸腾作用太强而导致水分大量散失;夜晚气孔打开,可以从外界吸收CO2,CO2通过生成苹果酸储存在液泡中,白天时苹果酸脱羧释放出CO2,保证了该类植物光合作用的正常进行。(3)由题干信息可知,夜间植物甲的叶肉细胞吸收CO2生成的苹果酸储存在液泡中,白天液泡中的苹果酸脱羧释放CO2用于光合作用,故可推知夜间植物甲叶肉细胞液的pH小于白天叶肉细胞液的pH,故实验思路:白天和夜间每隔一定时间取干旱条件下生长的植物甲的叶片,测定叶肉细胞的pH。预期结果:植物甲叶肉细胞pH在夜间逐渐降低、白天逐渐升高。27.(2020山东,21,9分)人工光合作用系统可利用太阳能合成糖类,相关装置及过程如图所示,其中甲、乙表示物质,模块3中的反应过程与叶绿体基质内糖类的合成过程相同。(1)该系统中执行相当于叶绿体中光反应功能的模块是 ,模块3中的甲可与CO2结合,甲为 。 (2)若正常运转过程中气泵突然停转,则短时间内乙的含量将 (填:“增加”或“减少”)。若气泵停转时间较长,模块2中的能量转换效率也会发生改变,原因是 。 (3)在与植物光合作用固定的CO2量相等的情况下,该系统糖类的积累量 (填:“高于”“低于”或“等于”)植物,原因是 。 (4)干旱条件下,很多植物光合作用速率降低,主要原因是 。人工光合作用系统由于对环境中水的依赖程度较低,在沙漠等缺水地区有广阔的应用前景。 答案 (1)模块1和模块2 五碳化合物(或:C5)(2)减少 模块3为模块2提供的ADP、Pi和NADP+不足(3)高于 人工光合作用系统没有呼吸作用消耗糖类(或:植物呼吸作用消耗糖类)(4)叶片气孔开放程度降低,CO2的吸收量减少解析 (1)该系统中的模块1和模块2的功能相当于光合作用光反应阶段的光合色素对光能的吸收和水的光解,同时,通过模块1和模块2将光能转化为电能再转化为化学能储存在ATP和NADPH中。所以该系统中执行相当于叶绿体中光反应功能的模块是模块1和模块2。模块3的功能相当于光合作用的暗反应,甲与CO2结合完成CO2的固定,甲为五碳化合物(或:C5)。(2)正常运转过程中气泵突然停转,系统中CO2突然减少,CO2的固定减弱,但短时间内C3的还原不变,则短时间内乙(C3)的含量将减少。若气泵停转时间较长,则模块3为模块2提供的原料ADP、Pi和NADP+就会不足,进而影响模块2中的能量转换效率。(3)在与植物光合作用固定CO2量相等的情况下,该系统只进行光合作用,不进行呼吸作用,只有糖类的积累,没有糖类的消耗,所以该系统糖类的积累量高于植物。(4)干旱条件下,很多植物为了减弱蒸腾作用,减少水分散失,会降低叶片气孔开放程度,叶片气孔的开放程度会影响对CO2的吸收,CO2的吸收量减少,会使植物光合作用速率降低。28.(2020江苏单科,27,8分)大豆与根瘤菌是互利共生关系,如图所示为大豆叶片及根瘤中部分物质的代谢、运输途径,请据图回答下列问题:(1)在叶绿体中,光合色素分布在 上;在酶催化下直接参与CO2固定的化学物质是H2O和 。 (2)如图所示的代谢途径中,催化固定CO2形成3-磷酸甘油酸(PGA)的酶在 中,PGA还原成磷酸丙糖(TP)运出叶绿体后合成蔗糖,催化TP合成蔗糖的酶存在于 。 (3)根瘤菌固氮产生的NH3可用于氨基酸的合成,氨基酸合成蛋白质时,通过脱水缩合形成 键。 (4)CO2和N2的固定都需要消耗大量ATP。叶绿体中合成ATP的能量来自 ;根瘤中合成ATP的能量主要源于 的分解。 (5)蔗糖是大多数植物长距离运输的主要有机物,与葡萄糖相比,以蔗糖作为运输物质的优点是 。 答案 (8分)(1)类囊体(薄)膜 C5 (2)叶绿体基质 细胞质基质 (3)肽 (4)光能 糖类 (5)非还原糖较稳定(或蔗糖分子为二糖,对渗透压的影响相对小)解析 (1)(2)在叶绿体中,类囊体(薄)膜是光反应的场所,其上含有光合色素,可吸收、传递、转换光能,叶绿体基质中发生光合作用的暗反应,第一步为CO2的固定,即一分子C5与一分子CO2结合形成两分子C3。据图可知,TP合成蔗糖的场所在细胞质基质。(3)氨基酸之间通过脱水缩合形成肽键,多个氨基酸聚合形成的多肽(肽链)经盘曲折叠形成蛋白质。(4)光反应将光能转化成ATP中活跃的化学能。根瘤菌与大豆共生,大豆将光合作用合成的糖类等物质提供给根瘤菌进行细胞呼吸及其他代谢活动,根瘤菌通过细胞呼吸将糖类等有机物中稳定的化学能转化成热能和ATP中活跃的化学能。(5)植物同化产物由源器官运输到库器官大多以蔗糖的形式进行,原因可能是蔗糖是非还原糖,比较稳定,且在水中溶解度较大;或是蔗糖分子为二糖,对渗透压的影响相对小,可以更好地维持植物细胞渗透压的相对稳定。29.(2016江苏单科,32,8分)为了选择适宜栽种的作物品种,研究人员在相同的条件下分别测定了3个品种S1、S2、S3的光补偿点和光饱和点,结果如图1和图2。请回答以下问题:图1 图2(1)最适宜在果树林下套种的品种是 ,最适应较高光强的品种是 。 (2)增加环境中CO2浓度后,测得S2的光饱和点显著提高,但S3的光饱和点却没有显著改变,原因可能是:在超过原光饱和点的光强下,S2的光反应产生了过剩的 ,而S3在光饱和点时可能 (填序号)。 ①光反应已基本饱和②暗反应已基本饱和③光、暗反应都已基本饱和(3)叶绿体中光反应产生的能量既用于固定CO2,也参与叶绿体中生物大分子 的合成。 (4)在光合作用过程中,CO2与RuBP(五碳化合物)结合的直接产物是磷酸丙糖(TP),TP的去向主要有三个。图为叶肉细胞中部分代谢途径示意图。淀粉是暂时存储的光合作用产物,其合成场所应该在叶绿体的 。淀粉运出叶绿体时先水解成TP或 ,后者通过叶绿体膜上的载体运送到细胞质中,合成由 构成的蔗糖,运出叶肉细胞。 答案 (8分)(1)S2 S3 (2)ATP和[H] ①②③ (3)核酸、蛋白质 (4)基质中 葡萄糖 葡萄糖和果糖解析 (1)光补偿点较低的作物(S2)适于生活在弱光环境中,光饱和点较高的作物(S3)适于生活在较高光强的环境中。(2)增加环境中CO2浓度后,S2的光饱和点显著提高,这说明在原光饱和点的光强下,暗反应未饱和,在超过原光饱和点的光强下,S2的光反应可产生过剩的[H]和ATP。若光反应饱和或暗反应饱和或光反应和暗反应都饱和的情况下,CO2浓度增加后光饱和点都不会发生显著改变。(3)光反应产生的能量可参与CO2的固定和C3的还原,还可用于叶绿体中DNA复制和基因的表达过程。(4)淀粉是光合作用暗反应的产物,进行暗反应的场所是叶绿体基质;淀粉是生物大分子,需水解成小分子物质即图中的TP或淀粉的基本单位葡萄糖才能运出叶绿体;蔗糖是由葡萄糖和果糖构成的。易错辨析 叶绿体光反应产生的ATP只能在叶绿体中发挥作用(如暗反应过程以及叶绿体中DNA的复制、转录和翻译过程),不能运出叶绿体参与细胞的其他生理活动。在线粒体和细胞质基质中产生的ATP可为细胞中除叶绿体中的反应之外的所有生理活动供能。考点3 光合作用的影响因素及应用1．（2025·安徽·高考真题）关于“探究光照强度对光合作用强度的影响”实验，下列叙述错误的是（ ）A．用打孔器打出叶圆片时，为保证叶圆片相对一致应避开大的叶脉B．调节LED灯光源与盛有叶圆片烧杯之间的距离，以进行对比实验C．用化学传感器监测光照时O2浓度变化，可计算出实际光合作用强度D．同一烧杯中叶圆片浮起的快慢不同，可能与其接受的光照强度不同有关【答案】C【分析】该实验的原理是：当叶圆片抽取空气沉入水底后，光合作用大于呼吸作用时产生的氧气在细胞间隙积累，圆叶片的浮力增加，叶片上浮，根据上浮的时间判断出光合作用的强弱。【详解】A、用打孔器打出叶圆片的目的是使其进行光合作用产生氧气，依据单一变量原则，为保证叶圆片相对一致应避开大的叶脉，A正确；B、调节LED灯光源与盛有叶圆片烧杯之间的距离，以模拟不同的光照强度，该实验都是实验组，为对比实验，B正确；C、实际光合作用强度=净光合作用强度+呼吸作用强度，用化学传感器监测光照时O2浓度变化，只可计算出净光合作用强度，无法得知呼吸强度，无法计算出实际光合作用强度，C错误；D、同一烧杯中叶圆片浮起的快慢不同，说明光合作用强度不同，可能与其接受的光照强度不同有关，D正确。故选C。2．（2025·广东·高考真题）我国科学家以不同植物为材料，在不同光质条件下探究光对植物的影响。测定了番茄的光合作用相关指标并拟合响应曲线（图a）；比较了突变体与野生型水稻水分消耗的差异（图b），鉴定到突变体发生了PILI5基因的功能缺失，并确定该基因参与脱落酸信号通路的调控。回答下列问题：(1)图a中，当胞间浓度在范围时，红光下光合速率的限制因子是 ，推测此时蓝光下净光合速率更高的原因是 。(2)图b中，突变体水稻在远红光与红光条件下蒸腾速率接近，推测其原因是 。(3)归纳上述两个研究内容，总结出光影响植物的两条通路（图c）。通路1中，①吸收的光在叶绿体中最终被转化为 。通路2中吸收光的物质②为 。用箭头完成图c中②所介导的通路，并在箭头旁用“（+ 展开更多...... 收起↑ 资源列表 十年（2016-2025）高考生物真题分类汇编（全国通用）专题06光合作用（学生版）.docx 十年（2016-2025）高考生物真题分类汇编（全国通用）专题06光合作用（教师版）.docx
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