(普查练习)第13课 光合作用-【提分宝典】2025年新高考生物一轮全考点普查随堂课后练

第13课　光合作用 普查与练习 13Ⅰ　光合作用 1.捕获光能的色素和结构 （1）（多选）（2025汇编，3分）下列关于高等植物叶绿体及分布其中的色素的叙述，不正确的是（　　） A.氮元素和镁元素是构成叶绿素分子的重要元素（2023全国Ⅱ真题） B.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（2023全国Ⅱ真题） C.黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是叶绿素合成受阻引起的 D.植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光 E.秋天叶片变黄或变红的原因是叶绿素在低温下分解，叶片呈现类胡萝卜素的颜色 F.类囊体薄膜上和叶绿体基质中有许多进行光合作用所必需的酶 G.温室种植蔬菜时应选用无色透明的玻璃，不应使用红色或蓝紫色的玻璃 H.叶绿素和类胡萝卜素存在于叶绿体中类囊体的薄膜上（2023全国Ⅱ真题） （1）答案：DE 解析：叶绿素的组成元素有碳、氢、氧、氮和镁，因此氮元素和镁元素是构成叶绿素分子的重要元素，故A项正确，不符合题意。类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，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，故B项正确，不符合题意。叶绿素的合成需要光，黑暗中生长的植物幼苗，没有光照而导致叶绿素合成受阻，使类胡萝卜素的颜色显现出来，因而叶片呈黄色，故C项正确，不符合题意。叶绿体中的色素主要吸收蓝紫光和红光，而对绿光的吸收较少，反射多，因此叶片呈现绿色，故D项错误，符合题意。秋天叶片变黄是因为低温使叶绿素遭到破坏，叶片呈现出类胡萝卜素的颜色，变红则是因为液泡中花青素的颜色，故E项错误，符合题意。光合作用光反应阶段是在类囊体薄膜上进行的，暗反应阶段是在叶绿体基质中进行的，两个阶段都需要特定的酶催化，因此类囊体薄膜上和叶绿体基质中有许多进行光合作用所必需的酶，故F项正确，不符合题意。叶绿体色素对红光和蓝紫光吸收最多，但也吸收其他光，红色、蓝紫色的玻璃分别能透过红光、蓝紫光，而无色透明的玻璃能透过红光和蓝紫光，以及光合色素吸收较少的其他光，因此温室种植蔬菜时，应选用无色透明的玻璃，使植株的光合效率最高，故G项正确，不符合题意。光合作用光反应需要光合色素吸收光能，该反应的发生场所是类囊体薄膜，因此叶绿素和类胡萝卜素存在于叶绿体中类囊体的薄膜上，故H项正确，不符合题意。 2.光合作用的过程 a.光合作用的过程分析 （2）（多选）（2025汇编，3分）如图为叶绿体的结构与功能示意图，下列说法错误的是（　　） A.结构A中的能量变化是光能转变为ATP和NADPH中的化学能 B.供给14CO2，放射性出现的顺序为CO2→C3→甲 C.光合作用过程中ADP和Pi从B向A处移动 D.NADPH产生于B处，在暗反应中起还原作用 E.水在叶绿体中分解产生氧气需要ATP提供能量 （2）答案：DE 解析：分析题图可知，A是由类囊体堆叠而成的基粒，类囊体薄膜是光反应发生的场所，B是叶绿体基质，是暗反应发生的场所，甲是光合作用生成的糖类物质。光能转变为ATP和NADPH中活跃的化学能是在类囊体薄膜上进行的，发生在光合作用的光反应阶段，故A项正确，不符合题意。图中甲表示（CH2O），根据暗反应过程可知，暗反应中供给14CO2，放射性出现的顺序为CO2→C3→（CH2O），故B项正确，不符合题意。光合作用过程中，光反应合成ATP，暗反应消耗ATP，因此ADP和Pi从B处向A处移动，故C项正确，不符合题意。NADPH产生于A处的光反应阶段中，在B处暗反应阶段中起还原作用，故D项错误，符合题意。水在叶绿体中分解产生氧气需要光能，但不需要ATP提供能量，故E项错误，符合题意。 b.环境骤变对光合作用相关物质含量变化的影响 （3）（北京高三专题练习，2分）如图是各种环境因素影响黑藻光合速率变化的示意图。下列相 关叙述正确的是（　　） A.若在t1前充CO2，则暗反应速率将显著提高 B.t1～t2，光反应速率显著提高而暗反应速率不变 C.t3～t4，叶绿体基质中NADPH的消耗速率提高 D.t4后短暂时间内，叶绿体中C3/C5比值下降 （3）答案：C 解析：t1之前光照较弱，光合速率较慢，限制因素为光照强度，若在t1前充CO2，则暗反应速率也不会显著提高，故A项错误。t1～t2，光反应速率显著提高，产生的NADPH和ATP增加，导致暗反应速率也增加，故B项错误。t3～t4，CO2浓度增加，叶绿体基质中生成的C3增加，因此消耗NADPH的速率提高，故C项正确。t4后短暂时间内，由于缺少光照，ATP和NADPH合成减少，还原C3的速率减慢，但短时间内暗反应过程几乎不变，C5仍会与CO2结合生成C3，因而叶绿体中C3与C5比值将上升，故D项错误。 3.影响光合作用的因素及应用 a.光照强度对光合作用的影响 （4）（2023北京真题，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 （4）答案：C 解析：分析题意可知，本实验的自变量为光照强度和叶温，因变量为CO2吸收速率。CO2吸收速率代表净光合速率，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，需要从外界吸收的CO2减少，故A项正确，不符合题意。在高光强下，M点左侧CO2吸收速率升高的主要原因是叶温升高，光合酶的活性增强，故B项正确，不符合题意。CP点代表呼吸速率等于真正光合速率，此时植物可以进行光合作用，故C项错误，符合题意。图中M点处CO2吸收速率最大，即净光合速率最大，也就是真正光合速率与呼吸速率的差值最大，故D项正确，不符合题意。 （5）（2023山东真题，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________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________。 （5）答案：①光照的有无、拟南芥植株类型（2分）　CO2浓度、温度、水（答出2个因素即可）（2分）　②不能（1分）　强光照射下，突变体的NPQ强度高，光损伤小，但无H蛋白，不能修复；野生型的NPQ强度低，光损伤大，但有H蛋白，能修复（2分）　③少（1分）　突变体NPQ强度相对值高，PSⅡ系统损伤小，虽然损伤不能修复，但是PSⅡ活性高，光反应产物多，可为暗反应提供物质和能量（2分） 解析：①分析题意可知，该实验的实验材料为拟南芥的野生型和H基因缺失突变体，实验中，对实验材料的处理有黑暗和强光照射两种，因此该实验的自变量有光照的有无、拟南芥植株类型。影响光合作用强度的主要环境因素有CO2浓度、温度和水分等。 ②由题意知，NPQ可以减少强光对PSⅡ的损伤。据图分析，强光照射下突变体的NPQ强度相对值比野生型的高，说明突变体能更好地减少强光对PSⅡ复合体造成的损伤，但是突变体无H蛋白，对损伤的PSⅡ不能进行修复。强光照射下野生型的NPQ强度相对值比突变体的低，减少强光对PSⅡ的损伤的能力低，但是野生型含有H蛋白，可以对损伤的PSⅡ进行修复。综合两方面可知，本实验不能确定强光照射下突变体与野生型的PSⅡ活性强弱。 ③与野生型相比，强光照射下突变体中NPQ强度相对值较高，由于实验中强光照射时对野生型和突变体光照的强度相同，而NPQ能将过剩的光能耗散，说明强光照射下突变体中流向光合作用的能量减少。突变体的NPQ强度大，能够减少强光对PSⅡ的损伤，导致突变体的PSⅡ活性高，光反应产物多，能为暗反应提供较多的NADPH和ATP，促进暗反应的进行，因此突变体的暗反应强度高于野生型。 b.CO2浓度对光合作用的影响 （6）（北京海淀区模拟，2分）为研究CO2浓度增加对植物光合作用速率的影响，科研人员测定了三种环境条件下植物的光合速率，实验中保证充足的水分供应。据图可知，下列叙述合理的是（　　） A.本实验的自变量为作物种类及不同的CO2浓度 B.只记录晴天中午光照充足时的数据，阴天数据可以忽略 C.CO2浓度倍增但光合作用速率没有倍增，仅是因为ATP和NADPH不足 D.本实验可为应对温室效应加剧而采取“碳中和”政策的必要性方面提供支持 （6）答案：D 解析：分析题图可知，本实验的自变量为作物种类、不同的CO2浓度及培养时间，故A项不符合题意。科学实验中，要做到如实全面地记录实验数据，不能只记录晴天中午光照充足时的数据，故B项不符合题意。图中乙组的光合作用速率比甲组高，但并未高出一倍，说明在CO2浓度倍增时，光合作用速率并未发生倍增，此时限制光合作用速率增加的主要因素可能是温度、光照强度或有机物积累较多等，还可能是作物长期处于高CO2浓度环境引起固定CO2的酶的活性降低，故C项不符合题意。丙组在CO2浓度倍增的环境中培养了60天，然后恢复为大气CO2浓度并培养7天，但是其光合速率低于甲组（提供的是大气CO2浓度），说明植物长期处于高CO2浓度的环境中，光合速率会降低，因此本实验可为应对温室效应加剧而采取“碳中和”政策的必要性方面提供支持，故D项符合题意。 c.温度对光合作用的影响 （7）（北京经典真题，2分）将某种植物置于高温环境（HT）下生长一定时间后，测定HT植株和生长在正常温度（CT）下的植株在不同温度下的光合速率，结果如图。由图不能得出的结论是（　　） A.两组植株的CO2吸收速率最大值接近 B.35 ℃时两组植株的真正（总）光合速率相等 C.50 ℃时HT植株能积累有机物而CT植株不能 D.HT植株表现出对高温环境的适应性 （7）答案：B 解析：由图可知，CT植株和HT植株的CO2吸收速率最大值基本一致，都接近3 mmol·cm－2·s－1，故A项不符合题意。CO2吸收速率代表净光合速率，而真正（总）光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。图中35 ℃时两组植株的净光合速率相等，但呼吸速率未知，因此无法比较35 ℃时两组植株的真正（总）光合速率，故B项符合题意。50 ℃时HT植株的净光合速率大于0，说明能积累有机物，而CT植株的净光合速率等于0，说明不能积累有机物，故C项不符合题意。在较高的温度下，HT植株的净光合速率仍大于0，能积累有机物进行生长发育，体现了HT植株对高温环境的适应性，故D项不符合题意。 d.水分对光合作用的影响 （8）（湖南怀化联考，2分）为探究不同灌溉处理对夏季菠菜光合作用的影响，某科研小组进行了有关实验，实验结果如图所示。下列说法不正确的是（　　） A.若对菠菜进行高灌溉处理，则同一时间的光合速率会最高 B.9点时，与实验组相比，对照组光反应产生的NADPH和ATP最少 C.11点时，低灌溉处理能维持叶片的水分含量，避免气孔的关闭 D.11点时，中灌溉处理组的气孔开放程度可能最大 （8）答案：A 解析：对菠菜进行高灌溉处理，可能会使水过多导致植物根系有氧呼吸过程受阻，甚至导致根细胞死亡，因此同一时间的光合速率不一定会最高，故A项错误，符合题意。由图可知，9点时，对照组的光合速率最低，因此此时产生的NADPH和ATP量最少，故B项正确，不符合题意。11点时，与对照组相比，低灌溉处理组的光合速率较高，说明该处理能避免气孔的关闭，故C项正确，不符合题意。11点时，中灌溉处理组比低灌溉处理组光合速率高，原因可能是中灌溉处理组的气孔开放程度更大，固定CO2形成C3的速率更快，进而提高了光合速率，故D项正确，不符合题意。 e.气孔导度对光合作用的影响 （9）（2023江苏真题，12分）气孔对植物的气体交换和水分代谢至关重要，气孔运动具有复杂的调控机制。图1所示为叶片气孔保卫细胞和相邻叶肉细胞中部分的结构和物质代谢途径。a～d表示场所。请回答下列问题： ①光照下，光驱动产生的NADPH主要出现在__________（从a～d中选填）；NADPH可用于CO2固定产物的还原，其场所有__________（从a～d中选填）。液泡中与气孔开闭相关的主要成分有H2O、__________（填写2种）等。 ②研究证实气孔运动需要ATP，产生ATP的场所有__________（从a～d中选填）。保卫细胞中的糖分解为PEP，PEP再转化为__________进入线粒体，经过TCA循环产生的__________最终通过电子传递链氧化产生ATP。 ③蓝光可刺激气孔张开，其机理是蓝光激活质膜上的AHA，消耗ATP将H＋泵出膜外，形成跨膜的__________，驱动细胞吸收K＋等离子。 ④细胞中的PEP可以在酶作用下合成四碳酸OAA，并进一步转化成Mal，使细胞内水势下降（溶质浓度提高），导致保卫细胞__________，促进气孔张开。 ⑤保卫细胞叶绿体中的淀粉合成和分解与气孔开闭有关，为了研究淀粉合成与细胞质中ATP的关系，对拟南芥野生型WT和NTT突变体ntt1（叶绿体失去运入ATP的能力）保卫细胞的淀粉粒进行了研究，其大小的变化如图2。下列相关叙述合理的有__________。 A.淀粉大量合成需要依赖呼吸作用提供ATP B.光照诱导WT气孔张开与叶绿体淀粉的水解有关 C.光照条件下突变体ntt1几乎不能进行光合作用 D.长时间光照可使WT叶绿体积累较多的淀粉 （9）答案：①d（1分）　ad（1分）　K＋和Mal（2分） ②abd（1分）　丙酮酸（1分）　NADH（1分）　③H＋浓度差（H＋电化学梯度）（1分）　④吸水（1分）　⑤ABD（3分） 解析：①分析题图可知，a表示细胞质基质，b表示线粒体，c表示液泡，d为叶绿体。d叶绿体是光合作用的场所，光照下，光驱动产生的NADPH主要出现在d叶绿体的类囊体膜上；CO2固定产物C3和OAA的还原过程发生在叶绿体基质和细胞质基质中，即ad中。液泡中与气孔开闭相关的主要成分有H2O、K＋和Mal等，其中K＋和Mal影响细胞液的渗透压，进而影响保卫细胞的吸水能力，影响气孔的开闭。 ②产生ATP的场所有a细胞质基质、b线粒体、d叶绿体。保卫细胞中的糖分解为PEP，PEP再转化为丙酮酸进入线粒体，经过TCA循环产生的NADH最终通过电子传递链氧化产生ATP。 ③蓝光可刺激气孔张开，其机理是蓝光激活质膜上的AHA，消耗ATP将H＋泵出膜外，形成跨膜的H＋浓度梯度，并提供电化学势能驱动细胞吸收K＋等离子，进而提高细胞液浓度，促进细胞吸水，使气孔张开。 ④细胞中的PEP可以在酶作用下合成OAA，并进一步还原成Mal，进入到细胞液中，使细胞内水势下降（溶质浓度提高），导致保卫细胞吸水，促进气孔张开。 ⑤结合图2可知，光照8 h时突变体ntt1淀粉粒面积远小于WT，突变体ntt1叶绿体失去运入ATP的能力，据此推测保卫细胞大量合成淀粉需要依赖呼吸作用提供ATP，故A项符合题意。保卫细胞叶绿体中的淀粉合成和分解与气孔开闭有关，结合图1可以看出，光照条件会促进保卫细胞淀粉粒的水解，可推测光照诱导WT气孔张开与叶绿体淀粉的水解有关，故B项符合题意。突变体ntt1叶绿体失去运入ATP的能力，光照条件下突变体ntt1保卫细胞的淀粉粒几乎无变化，不能说明该突变体ntt1几乎不能进行光合作用，故C项不符合题意。图2中较长时间光照可使WT淀粉粒面积增大，说明长时间光照可使WT叶绿体积累较多的淀粉，故D项符合题意。 f.必需矿质元素对光合作用的影响 （10）（湖北一模，2分）氮是植物必需的元素，主要以NH、NO的形式被植物吸收。适量的氮肥可以促进作物生长，但过量的氮肥会造成作物减产。某学习小组设计了相关实验，结果如表，表中数据均为相对值。以下分析错误的是（　　） A.氮是合成叶绿素的必需元素，缺氮导致光反应受限 B.叶绿素含量、光合作用强度与培养液中含氮量呈正相关 C.氮肥过量可能会阻碍有机物向籽粒转运 D.氮元素缺乏对暗反应影响较大，可能是因为暗反应所需的酶较多 （10）答案：B 解析：叶绿素的组成元素有碳、氢、氧、氮和镁，氮是合成叶绿素的必需元素，缺氮导致叶绿素不能合成，使光反应受限，故A项正确，不符合题意。在一定范围内，叶绿素含量与培养液中含氮量呈正相关，但当培养液中含氮量为150%时，叶绿素含量为103%，反而低于培养液中含氮量为125%时的叶绿素含量（105%），故B项错误，符合题意。由表格数据可知，氮肥过量后（超过100%），单株籽粒干重呈下降趋势，可能原因是氮肥过量阻碍有机物向籽粒转运，故C项正确，不符合题意。培养液中含氮量较低时，植株干重与单株籽粒干重均较低，可能是由于暗反应所需的酶较多，氮元素缺乏对暗反应影响较大，有机物积累减少，故D项正确，不符合题意。 g.多因素对光合作用的影响 （11）（2022北京真题，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 （11）答案：D 解析：分析题图可知，当CO2浓度一定时，光合速率会随着温度的升高而增大，达到最适温度时，光合速率达到最高值，后随着温度的继续升高，光合速率减小，故A项不符合题意。当CO2浓度为200 μL·L－1时，最适温度为25 ℃左右；当CO2浓度为370 μL·L－1时，最适温度为30 ℃；当CO2浓度为1000 μL·L－1时，最适温度大于30 ℃，由此表明，在一定范围内，CO2浓度的升高会使光合作用的最适温度升高，故B项不符合题意。当CO2浓度为200 μL·L－1时，随温度的升高，光合速率基本保持在10左右，而CO2浓度为其他数值时，随温度的升高，光合速率的变化程度较大，由此表明，CO2浓度为200 μL·L－1时，温度对光合速率影响小，故C项不符合题意。10 ℃条件下，CO2浓度由200 μL·L－1升高至370 μL·L－1时，光合速率略有提高，而CO2浓度由370 μL·L－1升高至1000 μL·L－1时，光合速率无明显变化，因此不能表明10 ℃条件下，光合速率随CO2浓度的升高会持续提高，故D项符合题意。 h.环境因素对光合作用影响的应用 （12）（2025改编，2分）夏季大棚种植，人们经常在傍晚这样做：①延长2小时人工照光；②熄灯后要打开门和所有通风口半小时以上；③关上门和通风口。对于上述做法的生物学原理的分析错误的是（　　） A.①可以增加光能，延长光合作用时间，提高有机物的制造量 B.②起到降氧、降温、降湿度的作用，这都对抑制细胞呼吸、减少有机物的消耗有利 C.③起到积累棚内CO2浓度、抑制细胞呼吸的作用，并对下一天的光合作用有利 D.与①时的状态相比，②③时叶肉细胞中线粒体的功能有所增强 （12）答案：D 解析：①延长2小时人工照光，可以增加光能，进而延长光合作用的时间，可以提高光合产量，即提高有机物的制造量，故A项正确，不符合题意。②熄灯后要打开门和所有通风口半小时以上，可以起到降氧、降温、降湿度的作用，进而抑制细胞的呼吸作用，从而减少有机物的消耗，故B项正确，不符合题意。③关上门和通风口，细胞进行呼吸作用，使棚内CO2浓度升高，高浓度的CO2会反过来抑制细胞呼吸，同时也可以作为光合作用的原料，因此对下一天的光合作用有利，故C项正确，不符合题意。根据上述分析可知，与①时的状态相比，②③时呼吸作用都受到抑制，而线粒体是进行有氧呼吸的主要场所，因此叶肉细胞中线粒体的功能是有所减弱的，故D项错误，符合题意。 4.光合作用与细胞呼吸的关系 A.对比法分析光合作用与呼吸作用的过程 （13）（多选）（2025改编，3分）光合作用与细胞呼吸相互依存、密不可分，各自又具有相对的独立性。如图是某植物光合作用和细胞呼吸过程示意图，其中Ⅰ～Ⅶ代表物质，①～⑤代表过程。下列叙述错误的是（　　） A.图中Ⅶ被相邻细胞利用至少需要穿过5层生物膜 B.图中Ⅱ和V、Ⅲ和Ⅶ分别是同一种物质，Ⅰ和Ⅳ是不同物质 C.Ⅰ和ATP在叶绿体中的运动方向相同，二者均可为②提供能量 D.图中①～⑤均伴随着ATP的合成或水解，其中③合成的ATP可被②利用 （13）答案：AD 解析：图中Ⅶ是有氧呼吸第二阶段的产物，表示CO2，产生的场所是线粒体基质，在相邻细胞的叶绿体基质被利用，至少需要穿过线粒体（2层膜）、线粒体所在细胞的细胞膜（1层膜）、相邻细胞的细胞膜（1层膜）、相邻细胞的叶绿体（2层膜），即至少需要穿过6层生物膜，故A项错误，符合题意。图中Ⅱ是水光解的产物O2，Ⅲ能与C5结合形成C3，Ⅲ表示CO2，V与有氧呼吸前两个阶段产生的Ⅳ参与有氧呼吸第三阶段形成H2O，因此V是O2，Ⅳ是[H]，Ⅱ（O2）和V（O2）是同一种物质，Ⅲ（CO2）和Ⅶ（CO2）是同一种物质，Ⅰ是NADPH，是还原型辅酶Ⅱ，Ⅳ是NADH，是还原型辅酶Ⅰ，是不同物质，故B项正确，不符合题意。Ⅰ是NADPH，该物质在叶绿体中的运动方向和ATP相同，都是从类囊体薄膜到叶绿体基质，二者均可为②（C3的还原）提供能量，故C项正确，不符合题意。据图可知，①表示CO2的固定，②表示C3的还原，③表示有氧呼吸第一阶段，④表示有氧呼吸第三阶段，⑤表示有氧呼吸第二阶段，其中②伴随着ATP的水解，③④⑤伴随着ATP的合成，③合成的ATP不能被②利用，故D项错误，符合题意。 B.净光合速率、总光合速率及呼吸速率三者的关系及相关计算 （14）（2025改编，2分）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细胞呼吸的影响，结果如图所示。下列分析正确的是（　　） A.光照相同时间，在20 ℃条件下植物积累的有机物的量最多 B.温度高于25 ℃时，光合作用制造的有机物的量开始减少 C.如果该植物原重X kg，先置于暗处4 h后重（X－1）kg，然后光照4 h后重（X＋2）kg，则总光合速率为3/4 kg·h－1 D.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 （14）答案：D 解析：据图可知，虚线表示净光合速率，可以反映光合作用净积累的有机物的量，由图可知，光照相同时间，在25 ℃条件下植物积累的有机物的量最多，故A项错误。实线表示呼吸速率，可以反映呼吸作用消耗的有机物的量。光合作用制造的有机物的量＝净光合作用量＋呼吸作用量，可以用两曲线的数值之和来反映，所以，由图可知，25～30 ℃范围内，光合作用制造有机物的量在增加，且35 ℃与30 ℃时植物光合作用制造的有机物的量相等，故B项错误；D项正确。若该植物原重X kg，置于暗处4 h后重（X－1）kg，则该植物的呼吸速率为1/4 kg·h－1，然后光照4 h后重（X＋2）kg，则该植物的净光合速率为[（X＋2）－（X－1）]/4＝3/4 kg·h－1，由此可知，该植物的总光合速率＝呼吸速率＋净光合速率＝1/4 kg·h－1＋3/4 kg·h－1＝1 kg·h－1，故C项错误。 （15）（2025改编，2分）将某种绿色植物的叶片放在特定的实验装置中，研究在10 ℃、20 ℃的温度条件下，分别置于5 klx光照、10 klx光照和黑暗条件下的光合作用强度和呼吸作用强度，结果如图。据图所作出的推测，正确的是（　　） A.该叶片在20 ℃、10 klx的光照下，每小时光合作用固定的CO2量是8.25 mg B.该叶片在5 klx光照下，10 ℃时单位时间内积累的有机物比20 ℃时少 C.该叶片经过12 h、10 klx的光照以及12 h黑暗后，10 ℃时积累的有机物比20 ℃多 D.通过实验可知，该叶片单位时间的净光合作用量与温度和光照强度均呈正相关 （15）答案：A 解析：根据题意和图示分析可知，图1中O2吸收量反映的是呼吸作用量，黑暗环境中在10 ℃、20 ℃的温度条件下，2 h的O2吸收量分别是1 mg和2 mg。图2中O2释放量代表净光合作用量。光合作用产生的O2量＝释放的O2量＋呼吸作用消耗的O2量，在20 ℃、10 klx的光照下，经过2 h叶片释放的O2量为10 mg，呼吸作用消耗的O2量为2 mg，因此该条件下2 h光合作用产生的O2量为12 mg，即每小时光合作用产生的O2量是6 mg；根据光合作用反应式6CO2＋6H2OC6H12O6＋6O2可知，该条件下每小时光合作用固定的CO2量是6×44÷32＝8.25 mg，故A项正确。图2中，在5 klx光照下，10 ℃时单位时间内释放的O2量比20 ℃时多，因此该叶片在5 klx光照下，10 ℃时单位时间内积累的有机物比20 ℃时多，故B项错误。10 ℃时，12 h、10 klx的光照条件下，该叶片共释放氧气为4×12＝48 mg，12 h黑暗条件，该叶片消耗氧气为0.5×12＝6 mg，因此24 h释放的氧气量为48－6＝42 mg；同理计算得20 ℃时该叶片24 h释放的氧气量为5×12－1×12＝48 mg，因此20 ℃时释放的氧气多于10 ℃，即20 ℃时该叶片积累的有机物多于10 ℃，故C项错误。净光合速率与植物细胞的真光合速率和呼吸速率有关，仅就图中曲线而言，不能得出净光合作用量与温度和光照强度均呈正相关的结论，故D项错误。 C.判断光补偿点与光饱和点移动的方法 （16）（多选）（2025改编，3分）如图为某植物在适宜的自然条件下，CO2吸收速率与光照强度的关系曲线。下列判断不正确的是（　　） A.若温度适当降低，a点上移 B.若植物缺Mg，b点左移 C.若CO2浓度升高，c点右移 D.若水分不足，c点左移 E.若CO2浓度降低，d点向右上方移动 （16）答案：BE 解析：分析题图，a点时，光照强度为0，植物只进行呼吸作用，温度降低时，参与呼吸作用的酶活性降低，导致呼吸作用强度减弱，即a点会上移，故A项正确，不符合题意。植物缺Mg时，叶绿素含量减少，光合作用强度减弱，因为相同条件下植物的呼吸作用强度不变，所以需要增加光照强度才能保证光合作用强度与呼吸作用强度相等，因此b点会右移，故B项错误，符合题意。若CO2浓度升高，光合作用中暗反应速率会加快，即暗反应所需要的NADPH和ATP会增多，此时需要通过增加光照强度来提高光反应速率，因此c点会右移，故C项正确，不符合题意。水分不足会使光合作用的光反应速率减弱，即光反应所需要的光照强度会减弱，因此c点向左移，故D项正确，不符合题意。若CO2浓度降低，光合作用中暗反应速率会减弱，即暗反应CO2吸收速率减弱，所需要的NADPH和ATP会减少，此时光反应所需要的光照强度会减弱，d点向左下方移动，故E项错误，符合题意。 D.密闭环境与自然环境中植物光合作用曲线分析 a.密闭环境中 （17）（海南模拟，3分）将某种植物栽培于玻璃温室内。如图为用CO2浓度测定仪测定的密闭玻璃温室内一昼夜CO2浓度的变化情况，下列相关说法错误的是（　　） A.植物细胞在白天和黑夜都能进行有氧呼吸，玻璃温室内O2的含量在f点后又开始出现下降 B.图中曲线从a点到g点，一昼夜的时间内植物体存在有机物的积累 C.de段CO2浓度下降趋于平缓的原因主要是植物的部分气孔关闭 D.植物体的所有细胞都能进行光合作用和细胞呼吸，且ATP的合成都是在膜上进行的 （17）答案：D 解析：植物细胞的有氧呼吸在白天和黑夜都能进行，图中f点之后CO2浓度上升，说明呼吸作用大于光合作用或者只有呼吸作用，因此玻璃温室内O2的含量下降，故A项正确，不符合题意。从a点到g点，一昼夜的时间内玻璃温室内CO2浓度降低，说明植物的净光合速率大于0，存在有机物的积累，故B项正确，不符合题意。de段，由于出现光合“午休”现象，植物的部分气孔关闭，细胞间隙的CO2浓度降低，光合作用强度下降，进而导致玻璃温室内CO2浓度下降趋于平缓，故C项正确，不符合题意。植物体中并非所有的细胞都能进行光合作用，只有绿色部分能进行光合作用；有氧呼吸、无氧呼吸第一阶段生成ATP是在细胞质基质中进行的，有氧呼吸第二阶段生成ATP是在线粒体基质中进行的，故D项错误，符合题意。 b.自然环境中 （18）（北京东城区期末，2分）羊草属禾本科植物，根据叶色可分为灰绿型和黄绿型两种。在夏季晴朗日子的不同时间对两种羊草的净光合速率进行测定，结果如图。据图分析错误的是（　　） A.8—18时，两种羊草始终处于有机物的积累状态 B.10—12时，两种羊草净光合速率下降可能是由于气孔关闭影响暗反应过程 C.14—16时，两种羊草净光合速率逐渐升高是光照强度逐渐增强所致 D.灰绿型羊草净光合速率高于黄绿型可能与叶中叶绿素含量不同有关 （18）答案：C 解析：净光合速率大于0，植物会积累有机物，分析图示可知，8—18时两种羊草的净光合速率都大于0，因此8—18时两种羊草始终处于有机物的积累状态，故A项正确，不符合题意。10—12时，正午温度过高，蒸腾作用过强，导致植物的气孔关闭，影响了CO2的吸收，进而影响了暗反应过程，因此两种羊草净光合速率下降，故B项正确，不符合题意。14—16时两种羊草净光合速率逐渐升高是气孔打开使胞间CO2浓度增加所致，且14—16时光照强度逐渐降低，故C项错误，符合题意。叶绿素可吸收并传递光能，因此叶绿素的含量会影响植物的光合速率，灰绿型羊草净光合速率高于黄绿型可能与叶中叶绿素含量不同有关，故D项正确，不符合题意。 E.光呼吸 （19）（2022江苏真题，9分）图1所示为光合作用过程中部分物质的代谢关系（Ⅰ～Ⅶ表示代谢途径）。Rubisco是光合作用的关键酶之一，CO2和O2竞争与其结合，分别催化C5的羧化与氧化。C5羧化固定CO2合成糖；C5氧化则产生乙醇酸（C2），C2在过氧化物酶体和线粒体协同下，完成光呼吸碳氧化循环。请读图回答下列问题： ①图1中，类囊体膜直接参与的代谢途径有____________________（从Ⅰ～Ⅶ中选填），在红光照射条件下，参与这些途径的主要色素是____________________。 ②在C2循环途径中，乙醇酸进入过氧化物酶体被继续氧化，同时生成的__________在过氧化氢酶催化下迅速分解为O2和H2O。 ③将叶片置于一个密闭小室内，分别在CO2浓度为0和0.03%的条件下测定小室内CO2浓度的变化，获得曲线a、b（图2）。 i.曲线a，0～t1时段（没有光照，只进行呼吸作用）释放的CO2源于细胞呼吸；t1～t2时段，CO2的释放速度有所增加，此阶段的CO2源于_________________________ __________________________________________。 ii.曲线b，当时间到达t2点后，室内CO2浓度不再改变，其原因是_________________ __________________________________________________。 ④光呼吸可使光合效率下降20%～50%，科学家在烟草叶绿体中组装表达了衣藻的乙醇酸脱氢酶和南瓜的苹果酸合酶，形成了图3代谢途径，通过降低光呼吸，提高了植株生物量。上述工作体现了遗传多样性的　　　　　　价值。 （19）答案：①Ⅰ、Ⅵ（1分）　叶绿素a和叶绿素b（1分）　②过氧化氢（2分）　③ⅰ.光呼吸和细胞呼吸（2分）　ⅱ.光合作用强度等于呼吸作用强度（2分） ④直接（1分） 解析：①类囊体薄膜上发生的反应有水的光解以及NADPH和ATP的形成，即Ⅰ、Ⅵ。光合色素中，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，叶绿素主要有叶绿素a和叶绿素b两种，因此在红光照射条件下，参与反应的光合色素主要是叶绿素a和叶绿素b。 ②过氧化氢酶能将过氧化氢分解为O2和H2O，因此在C2循环途径中，乙醇酸进入过氧化物酶体被继续氧化，同时生成的过氧化氢会在过氧化氢酶的催化下迅速分解为O2和H2O。 ③ⅰ.曲线a的t1～t2时段，有光照，因此此阶段的CO2是由光呼吸和细胞呼吸产生的。 ⅱ.曲线b的t1～t2时段，有光照，CO2浓度持续下降，t2后不再改变，说明呼吸作用和光合作用达到了平衡，即光合作用强度等于呼吸作用强度。 ④图3代谢途径通过降低光呼吸，提高了植株生物量，直接增加了流入生态系统的能量，这体现了遗传多样性的直接价值。 5.光合速率的测定方法 （20）（山西实验中学月考，6分）利用图1装置在相同条件下分别将绿色植物E、F的叶片制成大小相同的“圆叶”，抽出空气，进行光合速率测定。图2是利用图1装置测得的数据绘制成的坐标图。下列叙述不正确的是（　　） A.从图2可看出，植物F更适合在较强光照下生长 B.光照强度为1 klx，图1装置中放置植物E叶片进行测定时，液滴向左移动 C.光照强度为3 klx时，E、F两种植物的叶片合成有机物的速率之比为3 ∶2 D.光照强度为6 klx时，图1装置中植物E的叶片比植物F的叶片浮到液面所需时间短 （20）答案：A 解析：分析图2可知，植物E的光补偿点和光饱和点均高于植物F，因此植物E更适合在较强光照下生长，故A项错误，符合题意。将图1装置置于光照强度为1 klx的条件下，由图2可知，植物E的光合速率小于呼吸速率[净光合速率为－10 mL/（10 cm2·h）]，需从容器中吸收氧气，因此测定时着色液滴向左移动，故B项正确，不符合题意。图2中光照强度为3 klx时，相同时间内，植物E的光合作用强度为10＋20＝30 mL/（10 cm2·h），而植物F的光合作用强度＝10＋10＝20 mL/（10 cm2·h），因此等面积的E、F两种植物的叶片合成有机物的质量之比为3 ∶2，故C项正确，不符合题意。光照强度为6 klx时，植物E的净光合速率大于植物F，细胞间充满的氧气较多，因此图1装置中植物E的叶片比植物F的叶片浮到液面所需的时间短，故D项正确，不符合题意。 6.化能合成作用 （21）（多选）（山东潍坊模拟，3分）硝化细菌包括亚硝酸细菌和硝酸细菌，亚硝酸细菌和硝酸细菌是土壤中普遍存在的化能自养型细菌，前者将氨氧化为亚硝酸，后者将亚硝酸氧化为硝酸，过程如图所示。下列相关叙述正确的是（　　） A.氧化氨和亚硝酸的过程都能释放出化学能，这两种细菌都能利用相应的能量合成有机物 B.细菌的化能合成作用可降低土壤中硝酸盐的含量，有利于植物渗透吸水 C.亚硝酸细菌和硝酸细菌的化能合成作用既有水的生成也有水的消耗，既有氧气的生成也有氧气的消耗 D.进行光合作用的生物都是真核生物，进行化能合成作用的生物都是原核生物 （21）答案：AC 解析：分析题图可知，亚硝酸细菌氧化氨和硝酸细菌氧化亚硝酸的过程都能释放出化学能，再结合题干“亚硝酸细菌和硝酸细菌是土壤中普遍存在的化能自养型细菌”，说明这两种细菌都能利用释放出的化学能合成有机物，故A项正确。细菌的化能合成作用可增加土壤中硝酸盐的含量，使细胞外的渗透压增大，不利于植物渗透吸水，故B项错误。从图中可以看出，亚硝酸细菌和硝酸细菌的化能合成作用是利用化学能将二氧化碳和水合成有机物，该过程中既有水的生成也有水的消耗，既有氧气的生成也有氧气的消耗，故C项正确。进行光合作用的生物不一定是真核生物，如蓝细菌为原核生物，但其含有叶绿素和藻蓝素，也可进行光合作用；进行化能合成作用的生物主要有硝化细菌、硫细菌等原核生物，故D项错误。 随堂普查练13Ⅰ　 1.（2022湖北真题，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（　　） A.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 1．答案：D 解析：两种突变体之间并无生殖隔离，仍属于同一物种，因此只能增加遗传多样性，故A项错误。叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，突变体2的叶绿素a和叶绿素b的含量均比突变体1少，因此突变体2比突变体1吸收红光的能力弱，故B项错误。两种突变体的光合色素含量存在差异，可能是由同一个基因突变方向不同导致的，也可能是由不同基因的突变导致的，故C项错误。野生型的叶绿素与类胡萝卜素的比值为4.19，叶绿素含量较高，叶片呈绿色，突变体中叶绿素与类胡萝卜素的比值大幅下降，说明叶绿素含量较少，不能掩盖类胡萝卜素的颜色，此时叶片可能呈黄色，故D项正确。 2.（多选）（2022湖南真题，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 2．答案：AD 解析：12时左右光合作用强度明显减弱，是因为此时气温太高，叶片蒸腾作用增强，植物体为避免失水过多，使气孔部分关闭，细胞吸收的CO2量减少，暗反应减弱，进而导致光反应产物积累，产生反馈抑制，叶片转化光能的能力下降，故A、D项符合题意。植物体的温度随环境温度的变化而变化，当外界温度升高时，植物细胞中的光合酶和呼吸酶的活性均会受到影响，12时左右植物的净光合速率大于0，即光合作用固定的CO2量大于细胞呼吸释放的CO2量，故B项不符合题意。光合色素在叶绿体的类囊体薄膜上，故C项不符合题意。 3.（2022海南真题，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 3．答案：B 解析：本实验是探究适宜温度下CO2对光合作用的影响，自变量为CO2浓度（NaHCO3溶液浓度），温度和光照为无关变量，故A项错误。当光合作用产生的氧气大于细胞呼吸消耗的氧气（且能克服叶圆片的重力）时，叶圆片上浮，因此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，故B项正确。四组实验中，0.5%NaHCO3溶液中叶圆片上浮需要的平均时间最长，光合速率最小，故C项错误。若在4 ℃条件下进行本实验，由于低温会使酶的活性降低，净光合速率降低，所以各组叶圆片上浮所需时长均会延长，故D项错误。 4.（2023湖北真题，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 4．答案：C 解析：LHCⅡ与PSⅡ的分离依赖LHC蛋白激酶的催化，叶肉细胞内LHC蛋白激酶活性下降，LHCⅡ与PSⅡ分离受阻，PSⅡ光复合体对光能的捕获增强，故A项正确，不符合题意。Mg2＋是构成叶绿素的成分，其含量减少会导致PSⅡ光复合体对光能的捕获减弱，故B项正确，不符合题意。弱光下LHCⅡ与PSⅡ结合，有利于对光能的捕获，故C项错误，符合题意。PSⅡ含有光合色素，能利用吸收的光能，将水分解为O2、H＋和电子，故D项正确，不符合题意。 5.（2022全国Ⅰ真题，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______________ ______________________________________________________________________________________________________________。 5．答案：（1）O2、NADPH、ATP（3分）　（2）植物叶片会消耗光合产物；光合产物的运输能力有限（合理即可，3分）　（3）干旱条件下气孔开度减小，胞间CO2浓度降低，C4植物的CO2补偿点比C3植物的低，利用低浓度CO2的能力更强，光合效率更高（3分） 解析：（1）光反应阶段的产物是O2、NADPH和ATP。 （2）正常条件下，植物叶片除了进行光合作用产生光合产物（如葡萄糖），还会利用光合产物（如葡萄糖）进行呼吸作用；此外植物运输光合产物的能力是有限的，因此植物叶片的光合产物不会全部运输到其他部位。 （3）干旱导致气孔开度减小，气孔开度减小会使胞间CO2浓度降低，而C4植物的CO2补偿点低于C3植物，说明C3植物对CO2的需求量大于C4植物，即C4植物利用低浓度CO2的能力更强，光合效率更高，由此可知，在同等程度干旱条件下，C4植物比C3植物生长得好。 6.（2022山东真题，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。 6．答案：（1）蓝紫光（1分）　（2）五碳化合物供应不足（1分）　CO2供应不足（1分）　强光照射后短时间内，光反应速率加快，水光解产生氧气的速率加快（2分）　（3）减弱（1分）　促进光反应关键蛋白的合成（2分） 解析：（1）苹果幼苗叶肉细胞中的色素有叶绿素a、叶绿素b、叶黄素、胡萝卜素，其中胡萝卜素在层析液中溶解度最大，因此色素分离时，随层析液在滤纸上扩散速度最快的色素是胡萝卜素，该色素主要吸收蓝紫光。 （2）影响光合作用的外界因素有光照强度、CO2的含量、温度等；其内部因素有酶的活性、色素的含量、五碳化合物的含量等。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，可能的原因有五碳化合物供应不足、CO2供应不足；氧气的产生速率继续增加的原因是强光照射后短时间内，光反应速率加快，水光解产生氧气的速率加快。 （3）据图分析，与甲组相比，乙组加入BR后光合作用强度较高，说明加入BR后光抑制减弱；乙组用BR处理，丙组用BR和试剂L处理，与乙组相比，丙组光合作用强度较低，而试剂L可抑制光反应关键蛋白的合成，说明BR可能通过促进光反应关键蛋白的合成发挥作用。 7.（2023.6浙江真题，10分）植物工厂是一种新兴的农业生产模式，可人工控制光照、温度、CO2浓度等因素。不同光质配比对生菜幼苗体内的叶绿素含量和氮含量的影响如图1所示，不同光质配比对生菜幼苗干重的影响如图2所示。分组如下：CK组（白光）、A组（红光∶蓝光＝1∶2）、B组（红光∶蓝光＝3∶2）、C组（红光∶蓝光＝2∶1），每组输出的功率相同。 回答下列问题： （1）光为生菜的光合作用提供_________________，又能调控生菜的形态建成。生菜吸收营养液中含氮的离子满足其对氮元素需求，若营养液中的离子浓度过高，根细胞会因_________________作用失水造成生菜萎蔫。 （2）由图2可知，A、B、C组的干重都比CK组高，原因是___________________________________________________。由图1、图2可知，选用红、蓝光配比为_________________，最有利于生菜产量的提高，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 （3）进一步探究在不同温度条件下，增施CO2对生菜光合速率的影响，结果如图3所示。由图3可知，在25 ℃时，提高CO2浓度对提高生菜光合速率的效果最佳，判断依据是_________________________________________________________。植物工厂利用秸秆发酵生产沼气，冬天可燃烧沼气以提高CO2浓度，还可以__________________________________________________，使光合速率进一步提高，从农业生态工程角度分析，优点还有___________________________________ _________________________________________________________________________________________________________________。 7．答案：（1）能量（或能源）（1分）　 渗透（1分）　（2）光合色素主要吸收红光和蓝紫光，输出功率相同的情况下，不同配比的红光和蓝光的分组光合速率快，有机物积累多（2分）　 3∶2（1分）　红、蓝光配比为3∶2条件下，叶绿素含量和氮含量高，光合速率高，有机物积累最多，有利于提高产量（2分）　（3）25 ℃时，高CO2浓度下光合速率最大，且此温度下光合速率增加量最大（1分）　适当升高温度（25 ℃）（1分）　物质良性循环利用，提高能量利用率以及实现秸秆资源化、无害化处理（1分） 解析：（1）光对植物的作用：一方面提供能量，另外一方面作为环境信号，调节植物的形态建成。若营养液中的离子浓度过高，则根细胞会因渗透作用失水造成生菜萎蔫。 （2）分析图2中A、B、C组的干重都比CK组高的原因，可以通过分析各组自变量（光质配比）的差异得出。光合色素主要吸收红光和蓝紫光，输出功率相同的情况下，不同配比的红光和蓝光的分组光合速率快，有机物积累多；由图1、图2可知，选用B组即红、蓝光配比为3∶2，最有利于生菜产量的提高，原因是红、蓝光配比为3∶2条件下，叶绿素含量和氮含量高，光合速率高，有机物积累最多，有利于提高产量。 （3）由图3分析可知，在25 ℃时，提高CO2浓度对提高生菜光合速率的效果最佳，判断的依据是25 ℃时，高CO2浓度下光合速率最大，且此温度下光合速率增加量（差值）最大。“使光合速率进一步提高”可以从人工控制光照、温度、CO2浓度等方面考虑，植物工厂利用秸秆发酵生产沼气，冬天可燃烧沼气以提高CO2浓度，还可以适当升高温度（25 ℃），使光合速率进一步提高。从农业生态工程角度分析，优点还有物质良性循环利用，提高能量利用率以及实现秸秆资源化、无害化处理。 普查与练习13Ⅱ　绿叶中色素的提取和分离 7.实验：绿叶中色素的提取和分离 a.实验过程和结果 （22）（2025汇编，16分）某同学将青菜幼苗在暗处放置了3天，黄化后，随机将其分成等量的三组，编号为A、B、C，A、B两组分别给予 2880 lx （强度一般）、4000 lx（强光）的光照，C组仍置于暗处，在其他条件相同且适宜的环境下培养一个星期后，对三组青菜中的光合色素进行了如图1所示的实验，结果如图2，请回答下列问题： ①图1中正确的实验顺序是______________________________________________ _______________________________。 步骤甲加入到研钵内的物质：a____________________5～10 mL，作用是溶解色素；b____________________少许，作用是使研磨充分；c的作用是_______________ _______________。 ②图1中步骤乙的方法是__________，该方法的原理是_______________________；该步骤中的关键是应注意______________________________，图1中步骤丙剪去两角的作用是______________________________。 ③图2中Ⅰ所示的色素带为____________________素，若将图2中Ⅲ所代表的色素溶液放在光源与分光镜之间，在光谱中可以看到最强的吸收区域是____________________；分析图2中的A、C两组实验结果可得出的结论是____________________，由A、B两组实验结果可知，强光照可能导致__________________________________________________。 ④下列关于叶绿体中色素的提取和分离实验的操作，正确的是__________。 A.即使菜叶剪碎不够充分，也可以提取出4种光合作用色素 B.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 C.应该在研磨叶片后立即加入CaCO3，防止酸破坏叶绿素 D.画滤液线时，画得越粗层析效果越明显 E.分离叶绿体中色素时，应将滤纸条略微斜靠着大试管内壁的一侧，轻轻插入到蒸馏水中 F.层析完毕后应迅速记录结果，否则叶绿素条带会很快随溶液挥发消失 （22）答案：①甲→丁→丙→乙（1分）　无水乙醇（1分）　二氧化硅（1分）　防止色素被破坏（1分） ②纸层析法（1分）　色素在层析液中溶解度不同，溶解度高的色素在层析液中扩散速度快，反之，扩散速度慢（2分）　层析液不要没及滤液细线（1分）　防止色素带不整齐（1分）　③胡萝卜（1分）　红光和蓝紫光（1分）　叶绿素的合成需要光照（1分）　叶绿素含量减少，类胡萝卜素含量增加（2分）　④A（2分） 解析：①叶绿体色素的提取与分离的步骤为：取材→研磨→过滤→收集滤液→制备滤纸条→画滤液细线→色素分离，因此图1中正确的实验顺序为甲研磨→丁收集滤液→丙制备滤纸条→乙色素分离。步骤甲研磨时需要加入3种物质：a 5～10 mL的无水乙醇，作用是溶解、提取色素；b二氧化硅少许，有助于研磨得更充分，从而使色素充分释放；c碳酸钙少许，作用是防止研磨过程中色素被破坏。 ②步骤乙为分离色素，用的是纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的在滤纸条上扩散速度快，反之，扩散速度慢。该步骤应注意的是层析液不要没及滤液细线，防止色素溶解到层析液中。丙制备滤纸条时，剪去两角的作用是防止两边的色素层析时扩散过快，造成色素带不整齐。 ③滤纸条上由上到下的色素分布为：胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，因此Ⅰ所示的色素带为胡萝卜素，Ⅲ所代表的色素带为叶绿素a，叶绿素a在光谱中最强的吸收区域是红光和蓝紫光。分析图2中的A、C两组实验结果，可以看出与A组（光照正常）相比，C组（黑暗）类胡萝卜素的含量较多，叶绿素的含量较少，因此可以得出的结论是叶绿素的合成需要光照；分析图2中的A、B两组实验结果，可以看出与A组（光照正常）相比，B组（强光）类胡萝卜素的含量增加，叶绿素的含量减少，因此强光可能导致类胡萝卜素的含量增加，叶绿素的含量减少。 ④即使菜叶剪碎不够充分，仍可提取出4种光合作用色素，但每种色素的含量都有所减少，故A项正确。由于研磨时乙醇易挥发，所以为获得10 mL提取液，研磨时应加入多于10 mL乙醇且应分多次加入来提取色素，故B项错误。CaCO3可防止酸破坏叶绿素，因此应在研磨前加入少许CaCO3，故C项错误。画滤液细线时，重复画线操作应在前一次画线晾干后再进行，且滤液细线越齐、越细，层析效果越明显，故D项错误。分离叶绿体中色素时，应将滤纸条略微斜靠着大试管内壁的一侧，轻轻插入到层析液中，蒸馏水不能溶解、分离色素，故E项错误。层析完毕后应迅速记录结果，否则叶绿素条带会因色素分解而消失，但不会随层析液挥发而消失，故F项错误。 b.实验异常现象分析 （23）（经典题，2分）在“绿叶中色素的提取和分离”实验中得到的全部或部分色素带颜色较浅，分析其原因可能是（　　） ①加入的无水乙醇太多 ②用丙酮代替无水乙醇 ③层析液没及滤液细线 ④研磨时没有加入CaCO3 ⑤研磨时没有加入SiO2 ⑥选取的叶片的叶脉过多，叶肉细胞过少 ⑦画滤液细线的次数少 ⑧使用放置数天的菠菜叶 A.①③⑦ B.②④⑤⑧ C.①③④⑤⑥⑦⑧ D.②③④⑤⑥ （23）答案：C 解析：加入的无水乙醇太多，色素溶液浓度低，则色素带颜色较浅，①符合题意。无水乙醇和丙酮都能作为有机溶剂来提取色素，②不符合题意。层析液没过滤液细线，使色素部分溶解在层析液中，得到的色素带颜色较浅，③符合题意。研磨时没有加入CaCO3，使部分色素被破坏，④符合题意。研磨时没有加入SiO2，导致研磨不充分，色素没有充分释放出来，⑤符合题意。选取的叶片的叶脉过多，叶肉细胞过少，绿叶中所含色素少，⑥符合题意。在画滤液细线时，等滤液干燥后再重复1～2次，画滤液细线次数太少，会使滤纸上的色素量少，也会导致滤纸条上色素带颜色较浅，⑦符合题意。使用放置数天的菠菜叶，部分色素被破坏，叶中所含色素较少，⑧符合题意。因此其可能原因为①③④⑤⑥⑦⑧，故C项符合题意；A、B、D项不符合题意。 c.实验变式分析 （24）（陕西西安期中，6分）如图所示是某同学做“绿叶中色素的提取和分离”实验时的改进装置示意图，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 （24）答案：D 解析：分离色素的试剂是层析液，因此应向培养皿中倒入层析液，故A项正确，不符合题意。此实验装置是让培养皿中的层析液通过灯芯（棉线）扩散到定性滤纸上，在此过程中，色素随着层析液在定性滤纸上扩散，因此应将滤液（色素提取液）滴在a处，b处连接层析液，故B项正确，不符合题意。由于绿叶中四种色素的含量不同，溶解度不同，扩散速度不同，所以实验结果能得到四个不同颜色的同心圆，从外向内颜色分别是橙黄色、黄色、蓝绿色、黄绿色，故C项正确，不符合题意。叶绿素b溶解度最小，扩散速度最慢，因此形成的圆最小，颜色是黄绿色，故D项错误，符合题意。 随堂普查练13Ⅱ　 1.（2023江苏真题，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 1．答案：B 解析：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，故A项不符合题意。画滤液细线时，要间断画2～3次，即等上一次干了以后再画下一次，若连续多次重复画滤液细线，则会造成滤液细线过宽，易出现色素带重叠，故B项符合题意。该实验中分离色素的方法是纸层析法，可根据各种色素在滤纸条上呈现的色素带的宽窄来判断各种色素的含量，但该实验不能具体测定绿叶中各种色素含量，故C项不符合题意。花青素存在于液泡中，溶于水但不易溶于有机溶剂，因此只能得到4条色素带，故D项不符合题意。 2.（多选）（2025改编，3分）如图表示用韭菜宿根进行的相关对照实验流程。下列叙述错误的是（　　） A.在做提取韭黄色素的实验时，不加碳酸钙对滤液颜色的影响不大 B.色素在滤纸条上分离的原因是不同色素在无水乙醇中的溶解度不同 C.两组实验的结果①中共有的色素带的颜色是黄色和橙黄色 D.两组实验的结果②中吸收光谱最明显的差异出现在蓝紫光区域 2．答案：BD 解析：研磨时加入碳酸钙主要是为了防止叶绿素被破坏，韭黄中不含叶绿素，因此，不加碳酸钙对滤液颜色的影响不大，故A项正确，不符合题意。色素在滤纸条上分离的原因是不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度大的随层析液在滤纸上的扩散速度快，溶解度小的随层析液在滤纸上的扩散速度慢，而无水乙醇是用于提取绿叶中的色素的，故B项错误，符合题意。光下生长的韭菜叶绿体中含有四种色素：胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素（黄色）、叶绿素a（蓝绿色）、叶绿素b（黄绿色）；避光生长的韭黄中只含有两种色素：胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素（黄色），故C项正确，不符合题意。叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光，结合C选项分析，可知两组实验的结果②中吸收光谱最明显的差异出现在红光区域，故D项错误，符合题意。 突破积累练　与光合作用和呼吸作用相关的新情境题 1.（2023湖南真题，11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）。 1．答案：（1）3－磷酸甘油醛（1分）　蔗糖（1分）　维管组织（1分）　（2）高于（1分）　高光照条件下玉米可以将光合产物及时转移；玉米的PEPC酶对CO2的亲和力比水稻的Rubisco酶更高；玉米能通过PEPC酶生成C4，转运到维管束鞘细胞后释放CO2，使维管束鞘内的CO2浓度高于外界环境，抑制玉米的光呼吸（4分）　（3）与光合作用相关酶的活性达到最大，对CO2的利用率不再提高；受到ATP以及NADPH等物质含量的限制；原核生物和真核生物光合作用机制有所不同（3分） 解析：（1）玉米与水稻的光合作用过程相比，虽然CO2的固定过程不同，但其卡尔文循环的过程是相同的，结合水稻的卡尔文循环图解，可以看出CO2固定的直接产物是3－磷酸甘油酸，然后直接被还原成3－磷酸甘油醛。3－磷酸甘油醛在叶绿体中被转化成淀粉，在叶绿体外被转化成蔗糖，蔗糖是植物长距离运输的主要糖类，植物通过维管组织长距离运输蔗糖到其他组织器官。 （2）干旱、高光照强度环境会导致植物气孔关闭，吸收的CO2减少，而玉米的PEPC酶对CO2的亲和力比水稻的Rubisco酶更高；玉米能通过PEPC酶生成C4，转运到维管束鞘细胞后释放CO2，使维管束鞘内的CO2浓度高于外界环境，抑制玉米的光呼吸；玉米能将叶绿体内的光合产物通过维管组织及时转移出细胞。因此在干旱、高光照强度环境下，玉米的光合作用强度高于水稻。 （3）将蓝细菌的CO2浓缩机制导入水稻叶肉细胞，只是提高了叶肉细胞内的CO2浓度，而植物的光合作用强度受到很多因素的影响。在光饱和条件下，若光合作用强度没有明显变化，原因可能是与水稻光合作用相关的酶活性达到最大，对CO2的利用率不再提高，或者是受到ATP和NADPH等物质含量的限制，也可能是蓝细菌是原核生物，水稻是真核生物，二者的光合作用机制有所不同。 2.（江苏经典真题，10分）线粒体对维持旺盛的光合作用至关重要。如图是叶肉细胞中部分代谢途径，虚线框内示“草酰乙酸/苹果酸穿梭”，请据图回答下列问题。 （1）叶绿体在____________________上将光能转变成化学能，参与这一过程的两类色素是______________________________。 （2）光合作用时，CO2与C5结合产生三碳酸，继而还原成三碳糖（C3），为维持光合作用持续进行，部分新合成的C3必须用于再生____________________；运到细胞质基质中的C3可合成蔗糖，运出细胞。每运出一分子蔗糖相当于固定了__________个CO2分子。 （3）在光照过强时，细胞必须耗散掉叶绿体吸收的过多光能，避免细胞损伤。草酸乙酸/苹果酸穿梭可有效地将光照产生的__________中的还原能输出叶绿体，并经线粒体转化为____________________中的化学能。 （4）为研究线粒体对光合作用的影响，用寡霉素（电子传递链抑制剂）处理大麦，实验方法是：取培养10～14 d大麦苗，将其茎浸入添加了不同浓度寡霉素的水中，通过蒸腾作用使药物进入叶片。光照培养后，测定、计算光合放氧速率（单位为μmol O2·mg－1chl·h－1，chl为叶绿素）。请完成表格。 2．答案：（1）类囊体薄膜（1分）　叶绿素、类胡萝卜素（2分）　（2）C5（1分）　12（1分）　（3）NADPH（1分）　ATP（1分）　（4）①在水中加入相同体积不含寡霉素的丙酮（1分）　②减少叶片差异造成的误差（1分）　③叶绿素定量测定（或测定叶绿素含量）（1分） 解析：（1）光合作用中能够将光能转变成化学能的反应是光反应，该反应的发生场所是类囊体薄膜，参与该反应的光合色素是叶绿素、类胡萝卜素。 （2）由题意可知，在暗反应进行时，为维持光合作用持续进行，部分新合成的C3可以转化为C5继续被利用；运到细胞质基质中的C3用于合成蔗糖，一分子蔗糖含12个C原子，因此每运出一分子蔗糖相当于固定了12个CO2分子。 （3）光合作用中，NADPH起还原剂的作用，含有还原能。由图可知，当叶绿体吸收的光能过多，产生过多的NADPH时，细胞可通过“草酰乙酸/苹果酸穿梭”途经在细胞质基质中形成NADH，形成的NADH可经线粒体参与ATP的形成，从而将NADPH中的还原能转化成ATP中的化学能，避免了细胞损伤。 （4）设计实验应遵循单一变量原则、对照原则、等量原则等。本实验目的是研究线粒体对光合作用的影响，且寡霉素是电子传递链抑制剂，能够抑制线粒体发挥作用，因此对照组为在水中加入相同体积不含寡霉素的丙酮。对照组和各实验组均测定多个大麦叶片的目的是减少叶片差异造成的误差。实验测定的指标是光合放氧速率，单位是每小时每毫克叶绿素产生的氧气量，因此需要测定叶绿素的含量，即称重叶片，加乙醇研磨，定容，离心，取上清液测定其中叶绿素的含量。 3.（江苏南师大附中模拟，16分）植物在进化过程中形成了下列几种常见的光合作用模式。请回答下列相关问题： （1）据图分析，C3途径、C4途径和景天酸代谢途径反应过程既有共同点，也有差异。三者都能在暗反应过程中将CO2固定为__________化合物，并利用__________（填场所）产生的____________________中的化学能，合成糖类等有机物。 （2）比较模式二和模式三途径，CO2的固定次数分别为__________次，其中模式三途径中CO2固定的场所是____________________。 （3）RuBP羧化酶和PEP羧化酶分别是C3途径和C4途径固定CO2的两种关键酶。RuBP羧化酶是一种双功能酶，既能固定CO2，又能催化C5与O2结合发生氧化分解。催化方向取决于CO2和O2的浓度，推测当O2与CO2的比值__________（填“高”或“低”）时有利于光合作用而降低光呼吸。玉米作为C4植物，中午不会出现光合作用“午休”现象，其原因是________________________________ ________________________________________________。 （4）仙人掌以其特有的光合作用模式适应沙漠环境，是长期____________________的结果。根据仙人掌生活的环境特点推断其光合作用的模式为模式__________（填“一”“二”或“三”），判断理由是_________________ ____________________________________________________________。 3．答案：（1）C3（1分）　类囊体薄膜（1分）　ATP、NADPH（2分）　（2）2，2（2分）　细胞质基质、叶绿体基质（2分）　（3）低（1分）　PEP羧化酶活性高，能固定较低浓度的CO2（2分）　（4）自然选择（1分）　三（1分）　沙漠中水分少，白天温度高，仙人掌白天气孔关闭，夜晚气孔开放吸收CO2并形成苹果酸，白天利用苹果酸脱羧产生的CO2进行光合作用合成有机物（3分） 解析：（1）据图可知，C3途径、C4途径和景天酸代谢途径反应过程的共同点为都能在暗反应阶段将CO2固定为C3化合物，再将C3转变为糖类，暗反应过程都需要光反应提供能量，即利用在类囊体薄膜上进行的光反应阶段产生的ATP、NADPH中的化学能。 （2）据图可知，模式二和模式三途径中CO2的固定都经过PEP、苹果酸，产生的CO2到卡尔文循环中，CO2都固定了2次，模式三途径第1次CO2固定的场所是细胞质基质，第2次CO2固定的场所是叶绿体基质。 （3）O2增多时，会发生光呼吸现象，降低光呼吸的途径之一是降低O2的浓度，因此O2与CO2的比值比较低。光照强烈的正午，叶片气孔开度减小会导致叶肉细胞间的CO2浓度降低，从而抑制光合作用，又称植物“午休”现象。玉米不会出现光合作用“午休”现象，据图分析可知，可能的原因是玉米PEP羧化酶活性高，通过模式二能固定较低浓度的CO2形成C4化合物，气孔关闭时，C4化合物分解产生CO2用于光合作用。 （4）仙人掌以其特有的光合作用模式适应沙漠环境，是长期自然选择的结果。沙漠中水分少，白天温度高，仙人掌白天气孔关闭，夜晚气孔开放吸收CO2并形成苹果酸，白天利用苹果酸脱羧产生的CO2进行光合作用合成有机物，以适应沙漠干旱高温的环境，因此仙人掌的光合作用模式为模式三。 课后提分练13　光合作用 A组（巩固提升） 1.（2023湖北真题，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、小麦等作物减产约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 1．答案：D 解析：在一定温度范围内，高温使与呼吸作用相关酶的活性增强，呼吸作用变强，消耗大量养分，故A项正确，不符合题意。高温使与光合作用有关的酶的活性降低、气孔导度变小，光合作用强度减弱，有机物合成减少，故B项正确，不符合题意。高温使作物蒸腾作用增强，植物易失水发生萎蔫，故C项正确，不符合题意。高温使作物叶绿素降解，光反应生成的NADPH和ATP减少，故D项错误，符合题意。 2.（2022全国Ⅱ真题，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 2．答案：D 解析：根据题意，小麦在适宜且恒定的温度和光照条件下培养，说明小麦可同时进行呼吸作用和光合作用。容器内CO2含量初期逐渐降低，说明光合作用消耗的CO2比呼吸作用释放的CO2多，即光合速率大于呼吸速率；之后保持相对稳定，说明光合速率等于呼吸速率，故D项符合题意。 3.（2023天津真题，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HCO进入细胞质基质 B.HCO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 3．答案：B 解析：根据题干信息“光反应产生的物质X可进入线粒体促成ATP合成”可知，物质X是O2。HCO从细胞外进入细胞质基质需要线粒体产生的ATP供能，属于主动运输。因此物质X通过提高有氧呼吸水平促进HCO进入细胞质基质，故A项正确，不符合题意。由图可知，HCO进入叶绿体基质也需要线粒体产生的ATP供能，属于主动运输，而通道蛋白只能参与协助扩散，故B项错误，符合题意。由图可知，光反应中水光解产生的H＋能够促进HCO进入类囊体，提高类囊体腔CO2水平，故C项正确，不符合题意。图中光反应产生的O2能够促进线粒体的有氧呼吸，产生更多的ATP，有利于HCO进入叶绿体基质产生CO2，从而保障了暗反应的CO2供应，帮助该绿藻适应水生环境，故D项正确，不符合题意。 4.（广东经典真题，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1，示意图），造成叶绿体相对受光面积的不同（图2），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（　　） A.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 4．答案：D 解析：由图1可知，t1较多的叶绿体分布在光照下，t2较少的叶绿体分布在光照下，由此可推断，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），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），故A、B项正确，不符合题意。通过题干信息可知，三者的叶绿素含量及其他性状基本一致，由此推测，三者光合速率的高低与叶绿素的含量无关，故C项正确，不符合题意。三者光合速率的差异，在一定光照强度下，随光照强度的增加而变大，但是超过三者的最大光饱和点，再增大光照强度，三者光合速率的差异不再变化，故D项错误，符合题意。 5.（2023全国Ⅰ真题，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。 5．答案：（1）差速离心法（1分）　类囊体（薄）膜（1分）　蓝紫光（1分）　（2）虽然悬浮液中含有光反应和暗反应相关的酶，但黑暗条件下，光反应无法进行，不能为暗反应提供ATP和NADPH，因此无法形成糖类（2分）　（3）实验思路：将生长状况良好且相同的植物叶片分为甲、乙两组，两组植物均进行饥饿处理（置于黑暗中一段时间消耗有机物）后，甲组放置在有光条件下，乙组放置在其他环境相同的黑暗条件下。一段时间后，用差速离心法提取甲、乙两组的叶绿体，脱色后制作成匀浆，分别加入碘液后观察。预期结果：甲组匀浆出现蓝色，说明有淀粉产生；乙组无蓝色出现，说明无淀粉产生。（5分） 解析：（1）分离植物细胞器可用差速离心法。叶绿体中的光合色素分布在类囊体（薄）膜上。光合色素中的叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。 （2）叶绿体是光合作用的场所，光合作用的光反应在类囊体膜上进行，暗反应在叶绿体基质中进行。将叶绿体的内膜和外膜破坏后制成的悬浮液中虽然含有光反应和暗反应相关的酶，但黑暗条件下，光反应无法进行，不能为暗反应提供ATP和NADPH，因此暗反应无法正常进行，不能形成糖类。 （3）要验证叶绿体中有光合作用的产物淀粉，需要将叶绿体提取出来并检测其中的淀粉。因此可将生长状况良好且相同的植物叶片分为甲、乙两组，先进行饥饿处理，排除叶片中原有淀粉的干扰。之后甲组放置在有光条件下，乙组放置在其他环境相同的黑暗条件下，一段时间后，用差速离心法提取出甲、乙两组的叶绿体，经脱色处理，制作成匀浆，分别加入碘液后观察。甲组匀浆出现蓝色，说明有淀粉产生；乙组无蓝色出现，说明无淀粉产生。 6.（2022河北真题，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，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。 6．答案：（1）差速离心（2分）　（2）叶绿体内部结构解体；光合色素减少（2分）　（3）水分的散失（2分） （4）细胞核（2分）　叶绿体（2分） 解析：（1）叶绿体属于细胞器，根据不同细胞器的大小不同，可用差速离心法从叶片中分离叶绿体。 （2）光合作用的光反应过程可产生NADPH和ATP，该过程需要叶绿体类囊体薄膜上叶绿素的参与。根据题意可知，白化期叶绿体内部结构解体，叶绿体类囊体薄膜减少，且白化过程中叶绿素等光合色素减少，导致光反应减慢，因此白化过程中叶绿体合成ATP和NADPH的数量显著降低。 （3）由于气孔导度和气孔开放程度呈正相关，所以白化过程中气孔导度下降，气孔开放程度也会下降，这样既能够满足白化过程中光合作用对CO2的需求，又有助于减少水分的散失，有利于植物的生存。 （4）细胞核、线粒体、叶绿体中的基因均可编码蛋白质，参与光反应的蛋白质部分由存在于细胞核中的基因编码，合成后经特定机制完成跨膜运输，进入叶绿体参与光反应；叶绿体属于半自主性细胞器，其余蛋白质可由存在于叶绿体中的基因编码。 7.（2023全国Ⅱ真题，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。 7．答案：（1）光合作用和呼吸作用（2分）　（2）叶绿体中的叶绿素对红光有较高的吸收峰值，红光照射下保卫细胞进行光合作用制造有机物，使保卫细胞的渗透压增大，保卫细胞吸水膨胀，气孔开放（3分）　（3）蓝光作为一种信号，能促进保卫细胞逆浓度梯度吸收K＋，使保卫细胞渗透压进一步增大，保卫细胞进一步吸水膨胀，导致气孔开度进一步增大（3分）　（4）能（2分） 解析：（1）气孔是植物体与外界气体交换的通道，光合作用、呼吸作用与蒸腾作用中的氧气、二氧化碳和水蒸气都是经过气孔进出植物叶肉细胞的，因此气孔的开闭会影响植物叶片的光合作用、呼吸作用和蒸腾作用等生理过程。 （2）叶绿素主要吸收红光和蓝紫光。红光照射下，保卫细胞进行光合作用制造有机物，从而使保卫细胞的渗透压增大，导致保卫细胞吸水膨胀，气孔开放。 （3）由题意可知，饱和红光是只用红光照射时，植物达到最大光合速率所需的红光强度，因此补加蓝光不会通过增加光合速率来使气孔开度进一步增大，但蓝光可作为一种信号，促进保卫细胞逆浓度梯度吸收K＋，进一步提高了保卫细胞的渗透压，使得保卫细胞吸水能力增强，细胞体积膨胀，气孔开放，因此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。 （4）由（2）（3）分析可知，光合作用产生有机物，以及蓝光照射引起K＋的吸收都能够使保卫细胞的渗透压增大，细胞吸水，气孔开放。因此当光反应被某种除草剂阻断，K＋在蓝光的调节下仍可以进入保卫细胞，提高保卫细胞的渗透压，引起细胞吸水，从而使气孔维持一定的开度。 8.（2022广东真题，14分）研究者将玉米幼苗置于三种条件下培养10天后（图1），测定相关指标（图2），探究遮阴比例对植物的影响。 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2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1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____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 8．答案：（1）高（1分）　遮阴条件下，植物通过提高光合色素含量，增大光合作用速率（3分）　（2）有机物（2分）　（3）光照（环境）条件（2分）　A（1分）　遮阴比例（2分）　探究B组中B1与B2两处的呼吸速率与有机物的积累情况，分析B组条件下玉米生长更快的原因（或设置一系列遮阴比例梯度，确定最适合作物生长的遮阴比例）（3分） 解析：（1）由图2可知，与A组相比，C组叶片中叶绿素含量更高，推测其原因可能是遮阴条件下，植物通过提高光合色素含量，增大光合作用速率。 （2）图2中B1组的叶绿素含量为5.3，B2组的叶绿素含量为3.9，A组叶绿素含量为4.2；B1组净光合速率为20.5，B2组的净光合速率为7.0，A组净光合速率为11.8，由此可计算出B组玉米植株的平均叶绿素含量为（5.3＋3.9）÷2＝4.6，平均净光合速率为（20.5＋7.0）÷2＝13.75，B组的两项数据均高于A组，由此可推测B组可能会积累更多的糖类等有机物，因而生长更快。 （3）进行实验时应该遵循单一变量原则，保证无关变量相同且适宜，因此应选择前期光照（环境）条件一致、生长状态相似的玉米幼苗；对照组应不施加实验变量，按图1所示的条件，以A组为对照组，并保证除遮阴比例外其他环境条件一致。如果提高玉米产量的结论成立，即遮阴比例为50%能提高玉米产量，那么下一步探究实验的思路是探究B组中B1与B2两处的呼吸速率与有机物的积累情况，分析B组条件下玉米生长更快的原因（或设置一系列遮阴比例梯度，确定最适合作物生长的遮阴比例）。 9.（2023广东真题，13分）光合作用机理是作物高产的重要理论基础。大田常规栽培时，水稻野生型（WT）的产量和黄绿叶突变体（ygl）的产量差异不明显，但在高密度栽培条件下ygl产量更高，其相关生理特征见表和图。（光饱和点：光合速率不再随光照强度增加时的光照强度；光补偿点：光合过程中吸收的CO2与呼吸过程中释放的CO2等量时的光照强度。） 分析图表，回答下列问题： （1）ygl叶色黄绿的原因包括叶绿素含量较低和　　　　　　　　　　　，叶片主要吸收可见光中的　　　　　　　光。 （2）光照强度逐渐增加达到2000 μmol ·m－2·s－1时，ygl的净光合速率较WT更高，但两者净光合速率都不再随光照强度的增加而增加，比较两者的光饱和点，可得ygl　　　　（填“高于”“低于”或“等于”）WT。ygl有较高的光补偿点，可能的原因是叶绿素含量较低和　　　　　　　　　　　　　　。 （3）与WT相比，ygl叶绿素含量低，高密度栽培条件下，更多的光可到达下层叶片，且ygl群体的净光合速率较高，表明该群体　　　　　　　　　　　　　，是其高产的原因之一。 （4）试分析在0～50 μmol·m－2·s－1范围的低光照强度下，WT和ygl净光合速率的变化，在图4给出的坐标系中绘制净光合速率趋势曲线。在此基础上，分析图1和你绘制的曲线，比较高光照强度和低光照强度条件下WT和ygl的净光合速率，提出一个科学问题：　　　　　　　　　　　　　　　　　。 9．答案：（1）类胡萝卜素/叶绿素值高（1分）　红光和蓝紫（1分）　（2）高于（2分）　呼吸速率较高（2分） （3）光能利用率较高（2分） （4）（3分） 如何合理搭配WT和ygl实现高产（2分） 解析：（1）分析题表可知，ygl叶色黄绿的原因包括叶绿素含量较低和类胡萝卜素/叶绿素值较高；叶片中含有叶绿素和类胡萝卜素，主要吸收红光和蓝紫光。 （2）光饱和点是光合速率不再随光照强度增加时的光照强度，由图1可知，ygl的光饱和点高于WT。光补偿点是光合过程中吸收的CO2与呼吸过程中释放的CO2等量时的光照强度，结合图3可知，ygl有较高光补偿点的原因可能还包括ygl的呼吸速率较高。 （3）虽然ygl的叶绿素含量低，但是高密度栽培条件下，ygl下层叶片获得了更多的光照，且ygl群体的净光合速率较高，说明ygl能更充分地利用光能，合成有机物，表明ygl光能利用率较高是其高产的原因之一。 （4）在高光照强度下ygl光合作用占优势，低光照强度下WT光合作用占优势。ygl呼吸速率较高，且有较高的光补偿点，因此可以进一步研究如何合理搭配WT和ygl实现高产。 B组（冲刺满分） 10.（天津经典真题，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CO2 C.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 10．答案：A 解析：由题干信息可知，有机物乙醇酸是在光合作用暗反应产生的，暗反应的场所在叶绿体基质中，因此产生乙醇酸的场所相当于叶绿体基质，故A项正确。该反应体系中能进行光合作用整个过程，因此该反应体系不断消耗的物质有CO2、H2O等，故B项错误。类囊体上进行的光反应为暗反应中C3的还原提供了NADPH和ATP，光反应产生的O2不参与暗反应，故C项错误。该反应体系中含有类囊体，在光照条件下还可实现连续的CO2固定与还原，说明该反应体系中有吸收、传递和转化光能的光合作用色素，故D项错误。 11.（山东经典真题，8分）光照条件下，叶肉细胞中O2与CO2竞争性结合C5，O2与C5结合后经一系列反应释放CO2的过程称为光呼吸。向水稻叶面喷施不同浓度的光呼吸抑制剂SoBS溶液，相应的光合作用强度和光呼吸强度如表所示。光合作用强度用固定的CO2量表示，SoBS溶液处理对叶片呼吸作用的影响忽略不计。 （1）光呼吸中C5与O2结合的反应发生在叶绿体的　　　　　　中。正常进行光合作用的水稻，突然停止光照，叶片CO2释放量先增加后降低，CO2释放量增加的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （2）与未喷施SoBS溶液相比，喷施100 mg/L SoBS溶液的水稻叶片吸收和放出CO2量相等时所需的光照强度　　　　（填：“高”或“低”），据表分析，原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （3）光呼吸会消耗光合作用过程中的有机物，农业生产中可通过适当抑制光呼吸以增加作物产量。为探究SoBS溶液利于增产的最适喷施浓度，据表分析，应在　　　　mg/L之间再设置多个浓度梯度进一步进行实验。 11．答案：（1）基质（1分）　光照停止，产生的ATP、NADPH减少，暗反应消耗的C5减少，C5与O2结合增加，产生的CO2增多（2分）　（2）低（1分）　喷施SoBS溶液后，光合作用固定的CO2增加，光呼吸释放的CO2减少，即叶片的CO2吸收量增加，释放量减少，此时，在更低的光照强度下，两者即可相等（3分）　（3）100～300（1分） 解析：（1）C5位于叶绿体基质中，则O2与C5结合的反应发生在叶绿体基质中。突然停止光照，则光反应产生的ATP、NADPH减少，暗反应消耗的C5减少，C5与O2结合增加，产生的CO2增多。 （2）叶片吸收和放出CO2量相等时所需的光照强度即为光补偿点，与对照相比，喷施100 mg/L SoBS溶液后，光合作用固定的CO2增加，光呼吸释放的CO2减少，即叶片的CO2吸收量增加，释放量减少，此时，在更低的光照强度下，两者即可相等。 （3）光呼吸会消耗有机物，但也能释放CO2，补充光合作用的原料，故适当抑制光呼吸可以增加作物产量。由表可知，在SoBS溶液浓度为200 mg/L时光合作用强度与光呼吸强度差值最大，即光合产量最大，为了进一步探究最适喷施浓度，应在100～300 mg/L之间再设置多个浓度梯度进一步进行实验。 12.（2023.1浙江真题，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。 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。 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 12．答案：（1）光合色素不溶于水，可溶解于乙醇等有机溶剂（1分）　（2）RuBP（或核酮糖－1，5－二磷酸，或C5，或五碳化合物）（1分）　ATP和NADPH（1分） 同位素标记（或同位素示踪）法可追踪CO2中C的去向；13C没有放射性，对植物体及实验人员无影响（2分） （3）降低（1分）　增加（1分）　库源比升高，叶片数量减少，净光合速率变化较小，但所有叶片的总光合产物减少，因此果实单果重减少（2分）　（4）果实距离叶片越近，分配给果实的叶片光合产物越多（2分） （5）C（1分） 解析：（1）光合色素不溶于水，可溶解于乙醇等有机溶剂，因此可用乙醇作为叶绿体中色素的提取液。 （2）研究光合产物从源分配到库时，给叶片供应13CO2，13CO2先与叶绿体内的五碳化合物结合而被固定，形成三碳化合物；三碳化合物还原为糖需接受光反应合成的ATP和NADPH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是因为CO2是光合作用的原料，用同位素标记可追踪CO2中C的去向，且13C没有放射性，对植物体及实验人员无影响。 （3）根据表1可知，随着该植物库源比降低，叶净光合速率降低、果实中含13C光合产物的量增加；库源比升高导致果实单果重减小，是由于光合作用合成的有机物总量少，可提供给果实的有机物相应减少。 （4）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果实距离叶片越近，分配给果实的叶片光合产物越多。 （5）由表中的实验结果可知，从调整库源比分析，疏果能提高单枝的合格果实产量，即通过减小库和源的比值提高合格果实产量，故C项符合题意。 13.（2022湖北真题，11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。 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。 13．答案：（1）增大（2分）　（2）高浓度O3处理甲的时间越短，对甲植物光合作用的影响越小（2分）　（3）实验组的净光合速率均明显小于对照组（2分）　长时间高浓度O3对不同种类植物光合作用产生的抑制效果有差异（2分）　（4）A基因过量表达与表达量下降时，乙植物的净光合速率相同（3分） 解析：（1）限制植物光合速率的环境因素有温度、CO2浓度等，图1中，在高浓度O3处理期间，当光照强度增大到一定程度时，净光合速率不再增大，出现了光饱和现象。若适当增加环境中的CO2浓度，光合作用暗反应速率增大，暗反应需要的NADPH和ATP增多，则光反应会增强，即甲、乙植物的光饱和点会增大。 （2）与图3（处理第75天）相比，图2（处理第65天）中甲的实验组与对照组的净光合速率差异较小，表明高浓度O3处理甲的时间越短，对甲植物光合作用的影响越小。 （3）图3中，O3处理75天后，曲线3净光合速率小于曲线1，曲线4净光合速率小于曲线2，即甲、乙两种植物实验组的净光合速率均明显小于对照组，表明长时间高浓度的O3对植物光合作用产生明显抑制效果；曲线4净光合速率比曲线3下降幅度更大，即长时间高浓度O3对乙植物的影响大于甲植物，表明长时间高浓度O3对不同种类植物光合作用产生的抑制效果有差异。 （4）确定A基因功能与植物对O3耐受力的关系实验中，自变量是A基因表达量，因此可以使乙植物中A基因过量表达，并用高浓度O3处理75天，比较A基因过量表达与表达量下降时的净光合速率。若两种条件下乙植物的净光合速率相同，则说明A基因的功能与乙植物对O3耐受力无关。 14.（湖南经典真题，12分）图1为叶绿体的结构示意图，图2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： （1）图2表示图1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2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。 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2对实验结果进行解释：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 14．答案：（1）类囊体膜（1分）　NADPH（1分）　减慢（1分）　（2）①Fecy（1分）　实验一中叶绿体B双层膜局部受损时，以Fecy为电子受体的放氧量明显大于双层膜完整时，实验二中叶绿体B双层膜局部受损时，以DCIP为电子受体的放氧量与双层膜完整时无明显差异（3分）　②类囊体上的色素吸收光能、转化光能（2分）　③ATP的合成依赖于水光解和H＋顺浓度梯度通过类囊体薄膜上的ATP合酶，叶绿体A、B、C、D类囊体薄膜的受损程度依次增大，因此ATP的产生效率逐渐降低（3分） 解析：（1）光反应发生在叶绿体的类囊体薄膜上，即图2表示图1的类囊体膜，光反应过程中，色素吸收的光能最终转化为ATP和NADPH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2中的电子去路受阻，电子传递速率会减慢。 （2）①比较叶绿体A和叶绿体B的实验结果，叶绿体B双层膜局部受损时，实验一中以Fecy为电子受体的放氧量明显大于双层膜完整时，实验二中以DCIP为电子受体的放氧量与双层膜完整时无明显差异，可推知叶绿体双层膜对以Fecy为电子受体的光反应有明显阻碍作用。 ②叶绿体中类囊体松散时避免了相互的遮挡，在无双层膜阻碍、类囊体松散的条件下，更有利于类囊体上的色素吸收、转化光能，从而提高光反应速率，因此该实验中，光反应速率最高的是叶绿体C。 ③根据图2可知，ATP的合成依赖于水光解的电子传递和H＋顺浓度梯度通过类囊体薄膜上的ATP合酶，由于叶绿体A、B、C、D类囊体薄膜的受损程度依次增大，所以ATP的产生效率逐渐降低。 学科网（北京）股份有限公司 $$