第10讲 光合作用（专项训练）（广东专用）2026年高考生物一轮复习讲练测

第10讲 光合作用 目录 01 课标达标练 【题型一】叶绿素的提取与分离实验分析 【题型二】光合作用的基本过程 【题型三】光合作用过程中物质的变化分析 【题型四】环境因素对光合作用的影响及其应用 02 能力突破练（新角度+新考法+新思维+新情境） 03 高考溯源练（含2025年高考真题） 题型一 叶绿素的提取与分离实验分析 1．龟背竹叶形奇特，绿色浓且富有光泽，观赏性好，且可以净化室内空气，是一种理想的室内植物。兴趣小组对龟背竹叶中的色素进行提取和分离。下列叙述正确的是（　　） A．连续降温使龟背竹叶片变黄的原因是光合色素遇冷全部分解 B．可以用体积分数为95%的乙醇分离龟背竹叶片中的光合色素 C．分离色素时滤纸条上橙黄色素带宽度小，但扩散速度最快 D．若滤液细线触及层析液，则滤纸条上还能看到两条色素带 【答案】C 【详解】A、连续降温使龟背竹叶片变黄的原因是叶绿素遇冷分解，类胡萝卜素（胡萝卜素、叶黄素）较稳定，未被全部分解，因此叶片呈现类胡萝卜素的黄色，A错误； B、不同光合色素在层析液中的溶解度不同，因此可用层析液分离叶片中的光合色素，B错误； C、橙黄色为胡萝卜素，其溶解度最高，在滤纸条上扩散速度最快，但因含量较少，色素带宽度最小，C正确； D、若滤纸条上的滤液细线触及层析液，滤液细线上的色素溶解在层析液中，则不能分离得到色素带，D错误。 故选C。 2．如图甲是绿叶中色素的吸收光谱图，乙是绿叶中色素分离的结果。下列叙述不正确的是（    ）    A．图甲中②和③分别对应图乙中条带4和条带3 B．图甲中①主要吸收蓝紫光 C．图乙中的条带4在层析液中的溶解度最大 D．秋天植物叶片变黄主要是因为图甲中的②③被分解 【答案】C 【详解】A、分析图甲，①表示胡萝卜素，主要吸收蓝紫光，②是叶绿素b，③表示叶绿素a，分析图乙，条带1是胡萝卜素，条带2是叶黄素，条带3是叶绿素a，条带4是叶绿素b，图甲中②和③分别对应图乙中条带4和条带3，A正确； B、图甲中①为胡萝卜素，主要吸收蓝紫光，不吸收红光，B正确； C、图乙中的条带1扩散距离最远，溶解度最大，C错误； D、②是叶绿素b，③表示叶绿素a，秋天植物叶片变黄是因为图乙中的②③被分解，叶黄素和胡萝卜素成为主要成分，所以最终叶片变黄，D正确。 故选 C。 3．采用新鲜的菠菜绿叶进行“绿叶中色素的提取和分离”实验，下列相关叙述正确的是（    ） A．可以用无水乙醇进行色素的提取和分离 B．色素在滤纸条上扩散速度快慢与其含量有关 C．滤液细线过粗可能会导致滤纸条上色素带重叠 D．滤纸条上分离出的色素带从下到上第1条是叶绿素a 【答案】C 【详解】A、无水乙醇用于色素的提取，用层析液进行色素分离，A错误； B、色素在滤纸条上扩散速度快慢与其在层析液中的溶解度有关，溶解度越大扩散速度越快，B错误； C、滤液细线过粗，色素过多，可能会导致滤纸条上色素带重叠，C正确； D、滤纸条上分离出的色素带从下到上依次是叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素，D错误。 故选C。 4．以下高中生物学实验现象中，最可能是由取材不当引起的是（　　） A．观察苏丹Ⅲ染色的花生子叶细胞时，橘黄色颗粒大小不一 B．观察黑藻叶肉细胞的胞质流动时，只有部分细胞的叶绿体在运动 C．提取分离菠菜叶中的色素时，滤纸条上只有两条色素带 D．观察洋葱鳞片叶外表皮细胞的质壁分离时，发现有些细胞发生了质壁分离，有些则质壁分离不明显 【答案】C 【详解】A、在观察苏丹Ⅲ染色的花生子叶细胞时，橘黄色颗粒大小不一是由细胞中的脂肪含量不同引起的，不是取材不当引起，A错误； B、观察黑藻叶肉细胞的胞质流动时，只有部分细胞的叶绿体在运动，不是取材不当引起的，出现此情况可能是部分细胞代谢低引起的，B错误； C、提取分离菠菜叶中的色素时，在取材正确的情况下，滤纸条上应有四条色素带，若滤纸条上只有两条色素带，则最可能是由取材不当引起的，C正确； D、观察洋葱鳞片叶外表皮细胞的质壁分离时，发现有些细胞发生了质壁分离，有些则质壁分离不明显，不是取材不当引起的，出现此情况可能是不同细胞的细胞液浓度不同引起的，在外界溶液浓度一定时，细胞液浓度越低的细胞失水越多，质壁分离现象越明显，D错误。 故选C。 5．图甲是叶绿体结构示意图，图乙是叶绿体中色素的分离结果(①～④代表叶绿体结构，A～D 代表4种色素)，下列相关叙述错误的是（　　） A．②上与光反应有关的色素对绿光吸收极少 B．均利用无水乙醇提取和分离色素 C．若用黄化叶片做色素提取实验，C和D色素带较窄 D．②上形成的NADPH和ATP进入④，为暗反应提供物质和能量 【答案】B 【详解】A、②上与光反应有关的光合色素主要吸收红光和蓝紫光，对绿光吸收最少，A正确； B、色素易溶于有机溶剂，故可用无水乙醇提取色素，因色素在层析液中的溶解度不同，故分离色素用的是层析液，B错误； C、黄化叶片中叶绿素含量较少，故若用黄化叶片做提取色素实验，C和D色素带颜色较窄，C正确； D、在叶绿体类囊体薄膜（②）上进行的光反应可产生NADPH和ATP，进入叶绿体基质（④）参与暗反应过程，为其提供物质和能量，D正确。 故选B。 题型二 光合作用的基本过程 6．关于科学家探索光合作用原理的实验，下列叙述正确的是（    ） A．科学家发现植物将甲醛通过光合作用转化成糖 B．希尔反应能证明离体的叶绿体释放的氧气全部来自水的光解 C．鲁宾和卡门用荧光标记的方法证明光合作用释放的氧气来源于原料水 D．阿尔农发现叶绿体合成ATP总是伴随着水的光解 【答案】D 【详解】A、科学家发现植物不能通过光合作用将甲醛转化成糖，A错误； B、希尔反应能证明离体的叶绿体能释放氧气，不能证明氧气来源于水的光解，B错误； C、鲁宾和卡门用同位素标记的方法证明光合作用释放的氧气来源于原料水，C错误； D、1954年，美国科学家阿尔农发现，在光照下，叶绿体可合成ATP；1957年，他发现这一过程总是与水的光解相伴随，D正确。 故选D。 7．光合作用光反应可分为原初反应、电子传递和光合磷酸化。原初反应中光能经色素的吸收和传递后使PSI和PSⅡ上发生电荷分离产生高能电子，高能电子推动着类囊体膜上的电子传递。电子传递的结果是一方面引起水的裂解以及NADP⁺的还原；另一方面建立跨膜的H⁺浓度梯度，启动光合磷酸化形成ATP。光反应的部分过程如图所示。下列叙述错误的是（    ） A．光反应的能量转换有光能转换为电能的过程 B．光反应发生在叶绿体的类囊体薄膜上 C．ATP合酶有物质运输和催化作用 D．图中H⁺通过主动运输进入叶绿体基质 【答案】D 【详解】A、题干中提到原初反应中光能经色素的吸收和传递后使PSI和PSII上发生电荷分离产生高能电子，这一过程实现了光能转换为电能，A正确； B、光合作用光反应的场所就是叶绿体的类囊体薄膜，B正确； C、从图中可以看到，ATP合酶可以催化ADP和Pi合成ATP，同时还能运输H⁺，所以ATP合酶有物质运输和催化作用，C正确； D、由图中可知H+通过ATP合酶进入叶绿体基质的方向是电化学势梯度由高到低，协助扩散进入叶绿体基质，D错误。 故选D。 8．如图表示植物叶肉细胞中光合作用和呼吸作用的过程示意图，其中a、b、c、d表示生理过程，甲表示细胞器，乙表示反应场所。下列有关叙述正确的是（　　） A．a过程产生的NADPH可以用于CO2的固定 B．甲的内膜上含有催化ATP合成的酶 C．给植物提供H218O一段时间后，产物O2、（CH2O）、CO2、H2O都会出现18O D．光照条件下植物根细胞的细胞质基质、线粒体和叶绿体中都有ATP合成 【答案】C 【详解】A、a过程为水的光解，产生的NADPH可以用于C3的还原，A错误； B、甲是叶绿体，叶绿体的类囊体薄膜上含有催化ATP合成的酶，B错误； C、给植物提供H218O一段时间后，a过程产生18O2，水参与有氧呼吸的第二阶段（H2O＋丙酮酸→CO2＋[H]＋能量），c过程会出现C18O2，18O2参与有氧呼吸的第三阶段生成水，d过程会出现H218O，b过程为CO2参与的暗反应，C18O2参与b过程会生成（CH218O），C正确； D、根细胞没有叶绿体，根细胞只能进行呼吸作用，ATP合成场所是细胞质基质、线粒体，D错误。 故选C。 9．植物的叶肉细胞能进行光合作用和细胞呼吸，下图为光合作用过程示意图，a、b、c表示物质，甲、乙表示场所，下列有关分析错误的是（    ） A．物质c直接被还原生成（CH2O）和C5 B．甲中色素不溶于水，能溶于有机溶剂 C．若给植株提供H218O，一段时间后能在体内检测出C18O2 D．物质b可能是NADP+ 【答案】A 【详解】A、物质c为CO2，需要被固定形成C3后，才能被还原生成（CH2O）和C5，A错误； B、甲中色素为叶绿素和类胡萝卜素，其不溶于水，能溶于有机溶剂，B正确； C、植物吸收的H218O可以参与多种生理过程，其中在有氧呼吸第二阶段，H218O会和丙酮酸反应生成C18O2，生成的C18O2可以通过植物的呼吸作用释放到外界环境中，也可以继续参与植物体内的其他代谢过程，因此在植株体内能检测出C18O2，C正确； D、据图分析，甲表示叶绿体类囊体薄膜，乙表示叶绿体基质，暗反应阶段为光反应阶段提供NADP+，因此物质b可能NADP+，D正确。 故选A。 10．绿弯菌是一类可借助深海中微弱的生物发光和地质光进行光合作用的细菌。下列有关绿弯菌叙述错误的是（    ） A．没有叶绿体，但能利用光能 B．没有核膜包围的细胞核，但有DNA C．没有线粒体，但能细胞呼吸 D．没有核糖体，但能合成蛋白质 【答案】D 【详解】A、由题干可知，绿弯菌是细菌，属于原核生物，没有叶绿体，但是可以利用光能进行光合作用，A正确； B、绿弯菌是细菌，属于原核生物，没有核膜包围的细胞核，但有DNA，B正确； C、绿弯菌是原核生物，没有线粒体，但是可以进行细胞呼吸，产生能量，进行各项生命活动，C正确； D、绿弯菌是原核生物，有核糖体，D错误。 故选D。 题型三 光合作用过程中物质的变化分析 11．某生物兴趣小组在实验室中模拟夏季一天中的光照强度，并测定苦菊幼苗的光合速率的变化情况，如图所示。下列叙述正确的是（　　） A．从a点光照强度变为b点时，短时间内叶绿体中C3含量下降 B．c点时幼苗的光合速率最大，此时该幼苗的净光合速率也最大 C．cd段光合速率下降，最可能是因为光照强度过高导致叶绿体受损 D．bc与eb段光合速率不同，不可能是光合产物积累抑制了光合速率 【答案】D 【详解】A、与a点相比，b点光照强度较强，光反应产生ATP和NADPH更多，暗反应消耗C3更多，所以b点时叶肉细胞的叶绿体中C3含量下降，A错误； B、c点时光合速率最大，但呼吸速率未知，此时净光合速率不一定最大，B错误； C、cd段光照增强，最可能温度升高，导致气孔关闭，植物从外界吸收的CO2减少，所以光合速率下降，C错误； D、bc与eb段的光照强度相当，但光合速率有差异，由于植物先在bc段进行了一段时间光合作用，再在eb段进行光合作用，所以可能是因光合产物积累抑制了光合速率，D正确。 故选D。 12．下图表示植物细胞光合作用及淀粉与蔗糖合成的调节过程，a~d表示物质。夜间细胞质基质Pi浓度较高，促进磷酸转运体顺浓度将Pi从细胞质基质运入叶绿体，同时将磷酸丙糖运出叶绿体。下列叙述正确的是（    ） A．夜间叶绿体基质Pi浓度的改变，减少淀粉产生 B．叶绿体基质中的CO2可以被光反应产生的b和NADPH还原 C．若突然停止光照，短时间内d含量将升高，磷酸丙糖含量将降低 D．降低磷酸转运体的活性可促进蔗糖合成，从而降低CO2固定速率 【答案】A 【详解】A、依据题干信息，夜间细胞质基质Pi浓度较高，促进磷酸转运体顺浓度将Pi从细胞质基质运入叶绿体，同时将磷酸丙糖运出叶绿体，即反应物磷酸丙糖浓度降低，反应速度减慢，淀粉生成量减少，A正确； B、叶绿体基质中的C3可以被光反应产生的b（ATP）和NADPH还原，CO2参与的是CO2的固定过程，B错误； C、若突然停止光照，则光反应产生的a(ATP）和NADPH减少，进而导致C3的还原速率降低，d（C5）和磷酸丙糖的的生成量减少，而CO2的固定速率不变，即C5的消耗量不变，所以，C5的含量减低，综上，若突然停止光照，短时间内d含量将降低，磷酸丙糖含量将降低，C错误； D、磷酸转运体活性较高时，可促进磷酸丙糖转运出叶绿体，用于合成蔗糖，从而提高暗反应中CO2的固定速率，降低磷酸转运体的活性，会使蔗糖的合成速率降低，进而降低暗反应CO2的固定速率，D错误。 故选A。 13．夏季晴朗的一天，研究人员测定了某植物树冠顶层、中层和底层叶片的净光合速率。结果知图示。相关叙述错误的是（    ） A．a层叶片在14：00部分气孔关闭，五碳化合物的含量升高 B．一天中，b层叶片有机物积累量达到最大的时刻是10：00 C．c层叶片未出现明显的光合“午休”与其所处环境光照强度较弱有关 D．通过适当修剪过密的枝叶，可提高b层叶片和c层叶片的净光合速率 【答案】B 【详解】A、a层在14:00由于温度过高，导致气孔关闭，从而吸收的CO2减少，CO2的固定受到抑制，消耗的C5减少；而C3还原成C5正常进行，所以C5的含量升高，A正确； B、只要净光合作用速率大于0，就有有机物的积累，所以积累量最大的时刻是在18:00，B错误； C、曲线c为树冠底层，光照弱，温度较低，植物的蒸腾作用弱，没有明显的光合午休现象，C正确； D、适当修剪过密的枝叶减少a层对b、c层的遮挡，提高b 层和 c 层叶片的净光合速率，D正确。 故选B。 14．如图表示光合作用示意图。下列说法错误的是（    ） A．当光照强度较大时，物质①可提供给线粒体利用和释放到细胞外 B．物质②中可储存活跃的化学能 C．物质③可作为活泼的还原剂，同时也储存部分能量供暗反应阶段利用 D．在物质④供应充足时，突然停止光照，C3的含量将迅速下降 【答案】D 【详解】A、物质①是氧气，当光合作用强度大于呼吸作用强度时，氧气可以提供给线粒体进行有氧呼吸，剩余部分释放到细胞外，A正确； B、物质②为ATP，其中可储存活跃的化学能，B正确； C、物质③是NADPH，是活泼的还原剂，同时也储存部分能量供暗反应阶段利用，C正确； D、在物质④二氧化碳供应充足时，突然停止光照，则ATP和NADPH的含量减少，C3的还原受阻，而短时间内C3的生成几乎不变，因此C3的含量将升高，D错误。 故选D。 15．广州夏季榕树因“垂一方之美荫，来万里之清风”深得市民喜爱。  下图是榕树在夏季晴朗白天叶片光合作用的曲线图，d—e段NADPH和NADP⁺积累速率分别是 （　　）    A．增加，下降 B．下降， 增加 C．增加， 增加 D．下降， 下降 【答案】B 【详解】据图可知，d—e段光照变弱，光反应变慢，产生的NADPH和ATP减少，NADPH积累下降，分解成NADP⁺，则短时间内NADP⁺积累速率增加，B符合题意。 故选B。 16．如图示某植物叶肉细胞光合作用的过程，a-g表示相关物质，①-②表示生理过程。下列叙述错误的是（　　）    A．叶绿体中的a主要吸收蓝紫光与红光 B．①必须有光才能进行，②必须无光才能进行 C．适宜光照条件下c从类囊体运输到叶绿体基质 D．停止光照，短时间内f含量增多，g含量减少 【答案】B 【详解】A、叶绿体中的a（光合色素）主要吸收蓝紫光与红光，A正确； B、①为光反应阶段，必须有光才能进行，②为暗反应阶段，有光无光均可，B错误； C、c为光反应的产物之一ATP，适宜光照条件下c从类囊体运输到叶绿体基质，用于暗反应中C3的还原，C正确； D、停止光照，光反应产生的ATP和NADPH减少，短时间内二氧化碳的固定不变，C3还原量减少，短时间内f（C3）含量增多（），g（C5）含量减少，D正确。 故选B。 题型四 环境因素对光合作用的影响 17．《氾胜之书》中记载到“凡耕之本，在于趣时和土，务粪泽，早锄早获。春冻解，地气始通，土一和解。夏至，天气始暑，阴气始盛，土复解。夏至后九十日，昼夜分，天地气和。以此时耕田，一而当五，名曰膏泽，皆得时功。”下列分析错误的是（    ） A．“务粪泽”：通过灌溉和施肥，增加了农作物能吸收的水分和有机物，有利于其生长 B．“春冻解，地气始通”：春天地下暖气上升、土地松软，有利于种子萌发 C．“夏至后九十日，昼夜分，天地气和”：温度和光照适宜，农作物产量大增 D．“以此时耕田”：中耕松土能提高土壤含氧量，有利于根系呼吸 【答案】A 【详解】A、植物通过光合作用制造有机物，施肥增加的是无机盐，灌溉增加的是水分，农作物不能直接吸收有机物，A错误； B、春天温度升高，地下暖气上升、土地松软，为种子萌发提供适宜的温度和充足的空气，有利于种子萌发，B正确； C、夏至后九十日，昼夜平分，此时温度和光照适宜，有利于农作物进行光合作用制造更多的有机物，从而使农作物产量大增，C正确； D、中耕松土能增加土壤颗粒间的空隙，提高土壤含氧量，有利于根系进行呼吸作用，D正确。 故选A。 18．光合作用和细胞呼吸的原理在生产、生活中具有广泛的应用。下列相关叙述错误的是（    ） A．间作套种有利于提高光能利用率 B．早稻催芽过程中，常用适宜温水淋种并时常翻动，以促进呼吸作用 C．零下低温、低氧的环境可以减弱呼吸作用，有利于储藏蔬菜和水果 D．夜间适当降低蔬菜大棚内温度，增加昼夜温差，可以增加产量提高品质 【答案】C 【详解】A、间作套种，能够更好的利用光能，提高光能利用率，A正确； B、有氧呼吸需要适宜的温度和水分、空气等条件，早稻催芽过程中，常用适宜温水淋种并时常翻动，以促进呼吸作用，B正确； C、零下低温会冻坏果蔬，应在零上低温、低氧、适宜的湿度条件下，有利于新鲜蔬菜和水果保鲜贮藏，C错误； D、夜晚没有光照，植物只进行呼吸作用，消耗有机物，因此适当增加昼夜温差，可以减少有机物的消耗，增加蔬菜产量，D正确。 故选C。 19．农谚是人们在长期生产实践里总结出来的经验，具有生物学原理依据。下列关于农谚的分析，错误的是（    ） A．“秋分种高山，寒露种平川”，温度对冬小麦的生长有影响 B．“稀苗结大穗，密植多打粮”，合理密植能提高光能利用率 C．“肥料不下，稻子不大”，作物生长所需的有机物主要来源于肥料 D．“犁地深一寸，等于上层粪”，犁地松土有利于根部细胞对无机盐的吸收 【答案】C 【详解】A、冬小麦的生长对温度非常敏感，秋分时，高山地区温度较低，适合冬小麦播种，因为冬小麦需要经历一段时间的低温（春化作用）才能正常生长和开花，而寒露时，平川地区的温度逐渐降低，也适合冬小麦播种，这体现了温度对冬小麦生长的影响，A正确； B、合理密植是指在单位面积上种植适当数量的作物，既不过于稀疏，也不过于密集，稀苗可以保证个体生长良好，结大穗，而合理密植可以充分利用光能，减少土地浪费，从而提高单位面积的产量，密植过多会导致植株间相互遮挡，光能利用率下降，反而降低产量，B正确； C、作物生长所需的有机物主要来源于光合作用，而不是肥料，肥料主要提供无机盐，C错误； D、犁地松土可以增加土壤的通气性，使土壤中的氧气含量增加，有利于根部细胞的有氧呼吸，有氧呼吸可以为根部细胞吸收无机盐提供能量，从而促进根部对无机盐的吸收，D正确。 故选C。 20．党的二十大报告作出全方位夯实粮食安全根基的战略安排，确保中国人的饭碗牢牢端在自己手中。依据生物学原理，下列措施叙述错误的是（    ） A．稻田定期排水可防止根系无氧呼吸产生酒精造成毒害 B．给豇豆搭架，使其往高处生长，可延长光合作用时间 C．低氧和低温条件下呼吸速率降低以利于贮藏粮食种子 D．将玉米和合适作物间作，可提高光能等资源的利用率 【答案】B 【详解】A、稻田排水可抑制根系无氧呼吸产生酒精，防止植株烂根死亡，A正确； B、给豆搭架，使其往高处生长，可增加叶片受光面积，提高光能利用率，B错误； C、低氧（有氧呼吸受到抑制）和低温（酶活性降低）条件下呼吸速率降低，有机物消耗减少，以利于贮藏粮食种子，C正确； D、将玉米和其他适合作物间作可提高光能利用率，同时两种作物根系吸收矿质元素种类不同，可充分利用不同地层的水和矿质元素，提高水肥的利用率，D正确。 故选B。 21．我国数千年农耕史从未间断，智慧的劳动人民总结出许多农作经验，口口相传。下列关于农谚的分析正确的是（　　） 选项 农谚 解释 A 锅底无柴难烧饭，田里无粪难增产 施用有机肥可为农作物提供有机物，增加产量 B 白天热来夜间冷，一棵豆儿打一捧 昼夜温差越大，越有利于有机物的积累，增加产量 C 稻如莺色红（水稻盈实），全得水来供 只要水分充分，就能促进水稻的光合作用，提高产量 D 勤除草，谷粒饱 减少杂草与农作物之间对阳光和空间等资源的竞争，可增加产量 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【详解】A、农家肥被分解后能给农作物提供无机盐和CO2，A错误； B、“白天热来夜间冷，一棵豆儿打一捧”，可看出该农业增产措施主要是白天升高温度，夜间降低温度，有利于有机物积累，从而提高作物产量，但并不是昼夜温差越大，越有利于有机物的积累，温度过高、过低都不利用作物生长，B错误； C、影响光合作用的环境因素包括：光照强度、二氧化碳浓度、温度、水分等，并不是只要水分充分，就能促进水稻的光合作用，若水分太多则导致水稻根部缺乏氧气，进行无氧呼吸，导致烂根，最终影响产量，C错误； D、农田杂草和农作物都是植物，需要进行光合作用，农田杂草过多会与农作物竞争阳光和二氧化碳，以及土壤中的矿质元素等，使农作物的光合作用下降，从而降低产量，D正确。 故选D。 一、单选题 1．（2025·广东广州·三模）海洋生物的碳汇作用是通过生物泵（BP）和微型生物碳泵（MCP）实现的，BP是指浮游植物通过光合作用固定CO2，并形成颗粒有机碳从海洋表层向深层运输。MCP是指微型生物将活性溶解有机碳转化为惰性溶解有机碳，使其不易被分解释放。下列叙述错误的是（　　） A．MCP增加了海洋储碳量，可减轻全球的温室效应 B．参与MCP过程的微生物在生态系统中属于生产者 C．和BP相比，MCP固定的碳更难再次参与物质循环 D．和MCP相比，光照强度变化对BP过程影响更显著 【答案】B 【详解】A、MCP是指微型生物将活性溶解有机碳转化为惰性溶解有机碳，增加了海洋储碳量，可减轻全球的温室效应，A正确； B、根据题意可知，MCP过程是将活性有机碳转化为惰性有机碳的过程，直接利用的物质是有机物，因此参与MCP过程的微生物不属于生产者，B错误； C、由于MCP能转化为惰性（难分解）的有机碳，因此难以被微生物利用参与物质循环，和BP相比，MCP固定的碳更难再次参与物质循环，C正确； D、BP过程是光合作用过程，因此受光照强度的影响，D正确。 故选B。 2．（2025·广东广州·模拟预测）在光合作用的光反应中，叶绿素吸收的光能会被转化成电子进行传递。电子从光系统Ⅱ（PSⅡ）转移到光系统I（PSI），最终生成NADPH。除此之外，PSⅡ还负责光合生物中水的光依赖性氧化，同时释放氧气和质子（H⁺），质子可以推动ATP合成，过程如图所示。下列相关叙述错误的是（    ） A．PSⅡ 具有吸收利用光能, 并进行电子传递的作用 B．破坏PSⅡ 会影响光反应中氧气的释放和ATP的合成 C．若降低B侧的H⁺浓度，则有利于光反应过程中产生ATP D．通过光合电子传递链，光能可转化到NADPH和ATP中 【答案】C 【详解】A、据图可知，类囊体薄膜上的PSⅡ 具有吸收利用光能，并进行电子传递的作用，A正确； B、由题意可知：PSⅡ负责光合作用过程中水的光解，同时释放氧气和质子（H+），质子可以推动ATP合成，因此破坏PSⅡ会影响该过程中氧气的释放和ATP的合成，B正确； C、降低B侧的H+浓度会减小类囊体膜两侧H+浓度差，不利于H+顺浓度运输到膜外，不利于ATP的合成，C错误； D、叶绿素接受光的照射后被激发，在PSⅡ发生H2O的光解，释放势能高的e⁻，e⁻的最终供体是H2O，通过光合电子传递链，光能最终转化为ATP和NADPH中的化学能，D正确。 故选C。 二、解答题 3．（2025·广东揭阳·模拟预测）矮化棉具有抗倒伏、适宜密植、产量高等特征。D1蛋白是光反应过程中的重要蛋白，编码D1蛋白的基因只位于叶绿体中。为提高棉花的生产潜能并增强棉花抵御高温胁迫的能力，科研人员将编码D1蛋白的基因插入棉花某条染色体的特定位点上，人为建立D蛋白的补充途径，获得了产量显著提高的纯合矮化H品系新疆棉。回答下列问题： (1)若要检测高温对各种光合色素含量的影响，可提取色素并利用 （填溶液名称）对光合色素进行分离后，再检测各种色素的含量。D1蛋白和光合色素共同参与光能的转换。D蛋白含量升高可以提高暗反应强度，原因是 。 (2)高温胁迫会造成光合速率下降。研究人员研究了高温胁迫对野生棉光合作用相关指标的影响，结果见下表。据表分析，高温胁迫导致野生棉光合速率降低，此时光合作用受限制的主要因素是 （填“气孔”或“非气孔”）因素，理由是 。 温度 光能转化率效 气孔开放程度 胞间CO2浓度 常温 0.8230 0.38 284.45 高温 0.6229 0.25 314.25 (3)研究人员利用抗原—抗体杂交的方法对野生棉和矮化H品系叶片内的D1蛋白含量及茎秆赤霉素（GA）含量进行了检测，结果如图所示。 综合分析，矮化H品系高产的原因包括： ①D蛋白基因可能影响GA合成基因的表达，使GA含量骤减，削弱其 的功能； ②高温对染色体上D1蛋白基因表达的影响 （填“大于”、“小于”或“等于”）对叶绿体中D蛋白基因表达的影响，且染色体上D1蛋白基因控制合成的D蛋白可以转移至 上，从而保证了H品系在高温下具有较高的光合速率。 【答案】(1) 层析液 D1蛋白含量增多，光反应速率增大，为暗反应提供更多的ATP和NADPH (2) 非气孔 高温和常温情况相比，其气孔开放程度下降，但胞间二氧化碳浓度升高 (3) 促进细胞伸长，从而引起植株增高，促进细胞分裂 小于 类囊体膜/叶绿体 【详解】（1）光合色素的提取试剂是无水乙醇，分离试剂是层析液，分离的原理是不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度越大扩散速率越快。D1蛋白是光反应过程中的重要蛋白，D1蛋白含量增多，光反应速率增大，为暗反应提供更多的ATP和NADPH，因此D蛋白含量升高可以提高暗反应强度。 （2）根据实验结果分析，和常温下相比，高温条件下气孔开放程度减小，但胞间二氧化碳浓度升高，说明二氧化碳不是限制光合作用的因素，高温胁迫导致野生棉光合速率降低与其气孔开放程度无关，导致高温胁迫导致野生棉光合速率降低的原因是光能转化效率降低。 （3）①赤霉素（GA）的作用是促进细胞伸长，促进细胞分裂，从而引起植株增高。结合图示可知，D1蛋白基因可能影响GA合成基因的表达，使GA含量骤减，进而削弱GA的功能，从而使得H品系矮化。 ②D1蛋白是光反应过程中的重要蛋白，编码D1蛋白的基因只位于叶绿体中，从20℃到40℃，野生棉中的D1蛋白含量显著下降，说明高温对叶绿体中D1蛋白基因表达的影响很大，而H品系在高温条件下，D1蛋白含量几乎不变，H品系编码D1蛋白的基因插入在了染色体上，由此说明高温对染色体上D1蛋白基因表达的影响小于对叶绿体中D1蛋白基因表达的影响。D1蛋白是光反应过程中的重要蛋白，光反应的场所是类囊体膜（叶绿体），因此推测染色体上D1蛋白基因控制合成的D1蛋白可以转移至类囊体膜（叶绿体）上，从而保证了H品系在高温下具有较高的光合速率。 4．（2025·广东广州·模拟预测）为了确定小杂粮作为林果行间套种作物的适宜性，研究小组通过田间试验和盆栽试验，测定了全光和弱光（全光的48%）条件下两个小杂粮品种的光合作用特性，结果如下表所示。回答下列问题： 品种 处理 最大净光合速率/(µmolCO2·m-2·s-1) 光补偿点/(mol·m-2·s-1) 叶绿素含量/ (mg·g-1) 气孔导度/(molH2O·m-2·s-1) A 全光组 15 46 2 0.2 弱光组 19 31 4 0.1 B 全光组 16 44 2 0.2 弱光组 9 40 3 0.1 (1)小杂粮叶片细胞中的 能感受光周期的变化，控制其开花。 (2)分离小杂粮叶肉细胞中的色素采用的方法是 。据表可知，在弱光条件下两个品种的小杂粮叶肉细胞中叶绿素的含量变化的意义是 ，以适应弱光环境。 (3)分析表格中数据可知，遮光会降低小杂粮的最大净光合速率，从暗反应的角度分析，其原因是 。 (4)在给出的坐标系中，绘制弱光条件下小杂粮品种A和B的净光合速率趋势曲线。据此推测，弱光条件下小杂粮品种B的净光合速率为0时，相同条件下小杂粮品种A的干重会 。 【答案】(1)光敏色素 (2) 纸层析法 叶肉细胞通过增加叶绿素的含量来增强对光能的吸收 (3)弱光条件下，气孔导度下降，使叶肉细胞吸收的CO2减少，暗反应速率下降 (4)   增加 【详解】（1）植物体内的光敏色素能感受光周期变化，调控植物开花等生理过程 ，小杂粮叶片细胞中是光敏色素感受光周期影响开花。 （2）分离叶绿体中色素常用纸层析法，利用不同色素在层析液中溶解度不同分离；弱光下植物常通过调整叶绿素含量（如 A 增加），增强对光能的吸收，适应弱光 。 （3）从暗反应角度，气孔导度影响 CO₂进入细胞，弱光下气孔导度下降，CO₂供应不足，暗反应的 CO₂固定过程受限，进而使最大净光合速率降低 。 （4）光补偿点是光合速率与呼吸速率相等时的光照强度，弱光下品种 B 光补偿点低（9＜19 ），说明其在弱光下利用光能力强（更耐弱光 ）。根据这个点可以画出图如下 当弱光下品种 B 净光合速率为 0（光补偿点状态 ），此时光照强度对品种 A 来说高于其光补偿点（因 A 光补偿点 19 ，B 是 9 ，B 光补偿点时的光照，A 能进行光合积累 ），所以品种 A 净光合速率会增加 。 5．（2025·广东·模拟预测）为探究在盐胁迫下某种植物激素（MT）对药用植物黄精幼苗光合作用的影响，研究人员设置5组实验（①对照组、②NaCl、③NaCl+MT50、④NaCl+MT100、⑤NaCl+MT200，其中数字表示MT的浓度），实验结果如图所示。回答下列问题： (1)黄精幼苗中叶绿素分布在叶绿体的 ，叶片吸收的光能将一些叶绿素中的高能电子激发出来，这些高能电子经过一系列传递后可用于合成“M”，推测“M”可能是 ，M在光合过程中的作用是 。 (2)据图分析，该植物激素（MT）对气孔导度的影响是 。①②组对比，研究人员发现②组的胞间CO2浓度高于①组，可能的原因是 。 (3)研究发现，高盐胁迫下，植物体内脯氨酸含量增加，赋予植物体一定的抗逆性，脯氨酸大量积累能够提高细胞的 ，减少细胞水分的流失。 【答案】(1) 类囊体薄膜 NADPH 为C3还原提供还原剂和少量能量 (2) 在盐胁迫下，MT促进气孔开放，高浓度MT促进作用减弱 盐胁迫下，叶绿素a+b减少，光合作用弱，消耗的CO2减少，胞间未利用的CO2增多 (3)渗透压 【详解】（1）叶绿素分布在叶绿体的类囊体薄膜上。光反应过程中NADP+和H+与电子结合形成NADPH，因此可推测M是NADPH，暗反应过程中NADPH可作为还原剂将C3还原为C5，并同时为其提供能量。 （2）据图分析可知，②组的气孔导度小于①组，③④⑤组的气孔导度均高于②组，因此可知在盐胁迫下，MT能促进气孔开放，但高浓度MT促进作用减弱。据图可知，盐胁迫下叶绿素a+b减少，吸收的光能和产生的ATP、NADPH均减少，光合作用减弱，暗反应消耗的CO2减少，胞间未利用的CO2增多，故②组的胞间CO2浓度高于①组。 （3）细胞的脯氨酸含量增加，可提高细胞的渗透压，减少细胞失水，从而使植物体产生一定的抗性。 6．（2025·广东·模拟预测）小麦是我国北方的主要农作物，研究环境条件变化对其产量的影响对农业生产有重要意义。科研人员测定小麦一昼夜净光合速率（Pn）的变化，发现小麦与其他植物一样出现了“午睡”现象。 (1)科研人员测定了同一株小麦两种不同向光角度的叶片（接收直射光照面积不同）午后部分指标，结果如下表。 净光合速率（Pn） 叶片温度（T1） 胞间CO2浓度（Ci） 直立叶 12.9 37.5 250 平展叶 8.8 37.7 264 对相关数据进行分析后发现，气孔开闭引起的胞间CO2浓度不足不是造成“午睡”现象的唯一因素，请提出判断依据： 。 (2)科研人员推测，午间强光照可能会导致由色素和蛋白质组成的光系统II发生损伤，导致 速率下降，进而为暗反应提供的 （物质）减少，导致叶片的光合作用减弱。推测光系统II分布在 上，D1是对光系统II活性起调节作用的关键蛋白，科研人员使用蛋白质凝胶电泳技术检测不同光照条件下的D1含量，结果如图1所示，分析可知 ，从而在一定程度上导致“午睡”现象。    (3)水杨酸（SA）是一种与植物抗热性有关的植物激素，科研人员用适宜浓度的SA喷洒小麦叶片后，测定两种光照条件下的D1蛋白含量，并重复该实验，结果如图2所示，可推测，SA对小麦午间光合作用的影响及机制是 。 (4)综合上述研究，除了喷洒适宜浓度的水杨酸外，从育种的角度提出农业生产中减少“午睡”现象提高小麦产量的一种合理措施 。 【答案】(1)平展叶净光合速率明显低于直立叶，而胞间CO2浓度是高于直立叶 (2) 光反应 ATP、NADPH 类囊体膜 午间较强光照使细胞中D1蛋白的含量降低，导致光系统Ⅱ活性降低 (3)SA能减弱较强光照造成的D1蛋白含量及光系统II活性降低程度，从而缓解小麦的午睡现象 (4)培育高光强下D1基因表达量高的小麦品种 【详解】（1）午后温度较高，植物蒸腾作用旺盛，植物会降低叶片气孔开度来避免过度失水。分析表格中数据可知，直立叶和平展叶叶片温度无明显差异，直立叶净光合速率大于平展叶的净光合速率，但直立叶胞间CO2浓度小于平展叶的胞间CO2浓度，说明气孔开闭引起的胞间CO2浓度不足不是造成“午睡"现象的唯一因素。 （2）由题意可知光系统II是由色素和蛋白质组成的，说明光系统II是光反应的场所，强光照引起光系统II发生损伤，会导致光反应的速率下降，光反应为暗反应提供的ATP、NADPH也会减少，光系统II分布在类囊体膜上，是光反应的场所。图1中数据显示，与适宜光照强度相比，强光照会导致D1含量下降，因此“午睡"原因可能是午间较强光照使细胞中D1蛋白的含量降低，从而导致光系统II活性降低。 （3）强光照会导致D1含量下降，分析图2中D1蛋白含量可知，强光下用SA处理后D1含量虽仍低于CK组，但明显高于W2组，可推测经SA处理后，SA能减弱较强光照造成的D1蛋白含量及光系统II活性降低程度，缓解小麦的“午睡现象。 （4）综合上述研究，除了喷洒适宜浓度的水杨酸外，从育种的角度提出农业生产中减少“午睡”现象提高小麦产量的一种合理措施培育高光强下D1基因表达量高的小麦品种，因为D1是对光系统II活性起调节作用的关键蛋白，如果培育出能在高光强下D1基因表达量高的品种，那么就可以减少“午睡”现象提高小麦产量。 7．（2025·广东汕头·三模）为提升茶叶品质，研究人员探究不同光质配比对茶树叶片生长和生化成分的影响，实验结果如下图所示，其中L1组的红光：蓝光=3：1，L2组的红光：蓝光=2：1，L3组的红光：蓝光=1：1，L4组的红光：蓝光=1：2。回答下列问题： 注：新梢生物量是指植物新长出的枝条部分的干物质重量。酚氨比是指茶多酚与氨基酸的比值。 (1)光作为一种信号调控植物生长发育的全过程。在茶树体内，接受光信号的分子是 ，其化学本质是 。 (2)利用不同颜色的LED灯设置不同光质配比时，为确保实验结果的可靠性，还需要控制其他与光相关的变量保持一致，如 （答出两点）。将红光和蓝光配比从3：1转为1：1，据图分析，短时间内茶树叶肉细胞的叶绿体中C3的含量 （填“上升”或“下降”）。 (3)光饱和点和光补偿点的差异反映了植物对光能的利用效率。据图分析，茶树叶肉细胞L2处理下，光补偿点降低的原因是 。 (4)茶叶的酚氨比过高时，口感偏苦涩。为提高茶叶的产量和品质，技术人员在幼苗期使用红光比例较高的光照，成熟期改为蓝光比例较高的光照。据图分析该处理的优点是 。 【答案】(1) 光敏色素 色素—蛋白质复合体/蛋白质 (2) 光照强度、光照时间 上升 (3)L2处理下，叶绿素含量增加，提高光能的利用率，光反应增强，使光合速率在较低光照下达到与呼吸速率相等 (4)茶树幼苗期红光比例较高时，新梢生物量较高，有利于光合作用积累有机物（促进幼苗生长发育），提高产量；成熟期蓝光比例较高时，酚氨比较低，有利于提升茶叶口感（品质） 【详解】（1）光作为一种信号调控植物生长发育的全过程。在茶树体内，接受光信号的分子是光敏色素，其化学本质是色素—蛋白质复合体（蛋白质）。 （2）本实验探究不同光质配比对茶树叶片生长和生化成分的影响，为确保实验结果的可靠性，还需要控制其他与光相关的变量保持一致，如光照强度、光照的时间等。结合图示分析，将红蓝光配比从3：1转为1：1，叶绿素含量降低，光反应生成ATP、NADPH速率减慢，还原C3速率下降，但短时间内C3合成速率基本不变，因此短时间内茶树叶肉细胞的叶绿体中C3的含量上升。 （3）由于L2处理下，叶绿素含量增加，吸收光能更多，光反应增强，产生更多ATP和 NADPH，使光合速率在较低光照下达到与呼吸速率相等，所以茶树叶肉细胞L2处理下，光补偿点显著降低。 （4）结合图1和图2分析，茶树幼苗期红光比例较高时，新梢生物量较高，有利于光合作用积累有机物，促进幼苗的生长发育 。茶树成熟期蓝光比例较高时，酚氨比较低，有利于提升茶叶口感，提高茶叶品质，因此为了提高优质茶叶产量，技术人员在幼苗期使用红光比例较高的光质光照，成熟期改为蓝光比例较高的光质光照。 8．（2025·广东深圳·模拟预测）土壤盐渍化严重影响植物生长发育，研究植物应对盐胁迫的机制对提高作物产量至关重要。图1表示在不同盐浓度处理下，野生型拟南芥（WT）、CDK8缺失突变体（cdk8）和AHL10缺失突变体（ahl10）的净光合速率变化。请回答下列问题：    注：基因1编码的铁氧还蛋白主要参与NADPH的形成。基因2为盐胁迫响应基因，可减弱盐胁迫对基因1的影响，S蛋白能抑制基因2的表达。 (1)据图1可知，随着盐浓度的升高，WT的净光合速率变化趋势是 。CDK8对植物在盐胁迫下维持光合能力具有 （填“促进”或“抑制”）作用。 (2)为进一步探寻CDK8在盐胁迫下调控光合能力的机理，科研人员测定了盐胁迫下植物体内相关基因表达量和S蛋白招募量（图2）。盐胁迫下基因1的表达量 ，该变化影响光合作用的 阶段，进而影响植物的光合速率。研究发现，CDK8通过直接磷酸化AHL10来促进其降解，推测CDK8在盐胁迫响应中调控光合能力的分子机制： 。 (3)据上述研究提出一种提高作物耐盐性的育种策略： 。 【答案】(1) 先基本不变，后下降 促进 (2) 下降 光反应 CDK8通过直接磷酸化AHL10，促进其降解，从而减少S蛋白招募量，解除对盐胁迫相应基因（基因2）的抑制，使基因2表达量增加，减弱盐胁迫对基因1的抑制，维持光合能力 (3)通过基因工程技术提高作物中CDK8基因的表达量（或培育CDK8基因高表达的作物品种）或降低AHL10基因的表达量（或使AHL10基因发生突变或持续磷酸化） 【详解】（1）据图1可知，随着盐浓度的升高，WT的净光合速率变化趋势是先基本不变，后下降。与WT相比，在不同盐浓度下，CDK8缺失突变体净光合速率明显降低，说明CDK8对植物在盐胁迫下维持光合能力具有促进作用。 （2）由图2可知，与对照组相比，盐胁迫下的WT组基因1的表达量下降，基因1编码的铁氧还蛋白主要参与NADPH的形成，故该变化影响光合作用的光反应阶段，进而影响植物的光合速率。分析图2，盐胁迫下，基因1和S蛋白招募量减少，基因2表达量增加，而与WT组相比，盐胁迫处理的CDK8组S蛋白招募量有所增加，基因2表达减少，又CDK8通过直接磷酸化AHL10来促进其降解，故推测CDK8在盐胁迫响应中调控光合能力的分子机制为CDK8通过直接磷酸化AHL10，促进其降解，从而减少S蛋白招募量，解除对盐胁迫相应基因（基因2）的抑制，使基因2表达量增加，减弱盐胁迫对基因1的抑制，维持光合能力。 （3）结合上题可知，要提高作物耐盐性，可通过基因工程技术提高作物中CDK8基因的表达量（或培育CDK8基因高表达的作物品种）或降低AHL10基因的表达量（或使AHL10基因发生突变或持续磷酸化）。 9．（2025·广东·二模）广东省徐闻县盛产菠萝，有“菠萝的海”美誉。在进化过程中，菠萝形成了如下图所示的特殊光合作用机制，能适应干旱高温的生长环境。    回答下列问题： (1)据图可知，能与CO2结合的物质有 。用14C标记环境中的CO2，则菠萝利用其合成（CH2O）过程中，14C的转移途径为 。 (2)参与卡尔文循环的CO2的来源包括 。菠萝将CO2固定与卡尔文循环在时间上分隔的意义是 ，从而适应干旱高温的环境。 (3)菠萝心腐病是由疫霉属真菌引起的土传病害，严重影响菠萝产量。芽孢杆菌是农业上常用的一种促进农作物生长发育、提高土壤抗病性的生防菌。某团队通过田间实验，研究不同施肥方式对心腐病、土壤化学性质及根际土壤细菌多样性的影响，结果如下表所示。 施肥方式 发病率/% 致病菌数量 /（logCFU·g-1） pH 有机物质 /% 土壤微生物群落物种多样性 CK 17.33 3.83 4.93 0.12 4.2 YJ 15.00 3.71 6.02 0.31 4.6 KN 7.67 3.15 5.76 0.52 4.8 KY 11.67 3.23 6.10 0.72 5.9 【注】CK：化肥处理；YJ：普通有机肥处理；KN：羊粪有机肥+泥炭土+枯草芽孢杆菌；KY：羊粪有机肥+椰糠+枯草芽孢杆菌 ①根据实验结果可知，预防心腐病效果最好的施肥方式是 （填“CK”“YJ”“KN”或“KY”）。为进一步研究芽孢杆菌提高土壤抗病性的原理，研究人员可作出的假设是 ，进而抑制疫霉属真菌数量。 ②要验证①所提出的假设，接下来的研究方向是 。 【答案】(1) 磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）、C5 14CO2→草酰乙酸→苹果酸→14CO2→14C3→（14CH2O） (2) 苹果酸分解释放，细胞呼吸作用产生 保证光合作用正常进行、减少水分蒸发 (3) KN 枯草芽孢杆菌可提高土壤的pH和土壤中微生物的多样性 探究土壤pH对疫霉属真菌的影响（或探究土壤中微生物与疫霉属真菌的关系）（与①的假设匹配且合理即可） 【详解】（1）分析题图可知，CO2能与磷酸烯醇式丙酮酸结合转化为草酰乙酸，CO2还能参与卡尔文循环，与C5结合生成C3。菠萝的特殊光合作用机制是夜晚气孔开放，吸收二氧化碳并转化为苹果酸储存起来，白天气孔关闭，将夜晚储存的苹果酸分解形成二氧化碳参与卡尔文循环，因此用14C标记环境中的CO2，则菠萝利用其合成（CH2O）过程中，14C的转移途径为14CO2→草酰乙酸→苹果酸→14CO2→14C3→（14CH2O）。 （2）分析题图并结合细胞代谢可知，参与卡尔文循环的CO2的来源包括苹果酸分解释放，细胞呼吸作用产生。菠萝将CO2固定与卡尔文循环在时间上分隔是对所处环境的适应过程，保证光合作用正常进行、减少水分蒸发，有利于菠萝抵抗干旱高温胁迫。 （3）①分析题图可知，KN处理后菠萝心腐病的发病率最低，预防心腐病效果最好。为进一步研究芽孢杆菌提高土壤抗病性的原理，研究人员可作出的假设是枯草芽孢杆菌可提高土壤的pH和土壤中微生物的多样性。 ②要验证①所提出的假设，接下来的研究方向是探究土壤pH对疫霉属真菌的影响。 10．（2025·广东广州·三模）植物在长期进化过程中，为适应不断变化的光照条件，形成了多种光保护机制，其中包括依赖于叶黄素循环的热耗散机制（NPQ）。 回答下列问题： (1)正常光照情况下，光合色素吸收的光能在叶绿体中的能量转化过程：光能→ 中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能。 (2)据图1可知，HH（高温强光）条件下，光合速率降低的原因不是气孔因素引起的，理由是 ；而是由于 ，使C3的合成速率下降，导致光反应产物积累，进而使光能转化效率降低而造成光能过剩，对植物造成危害。 (3)当暴露在过量的光强下，叶片必须耗散过剩的光能，避免叶绿体损伤。紫黄质（a）、玉米黄质（b）和单环氧玉米黄质（c）这三种色素的相互转化称为叶黄素循环，是一种有效耗散光能的方式，三种色素在一天中的含量变化如图2所示，其中单环氧玉米黄质的含量在一天中相对平稳。三种叶黄素中光能耗散能力最强的是 ，依据是 。 (4)在强光下，叶黄素循环被激活，让过量的光能耗散，以保护叶片等免受伤害。当叶片被遮蔽时，叶黄素循环关闭，但叶黄素循环的关闭需要几分钟。研究者设法缩短了大豆叶黄素循环关闭所需的时间，从而使大豆的产量提高了20%以上，分析该方式提高产量的原因是 。 【答案】(1)ATP和NADPH (2) 气孔开度降低，但胞间CO2浓度却升高 RuBP羧化酶活性下降 (3) 玉米黄质（b） 光照强度越大，玉米黄质含量（b）越高（紫黄质（a）越低，单环氧玉米黄质（c）相对平稳） (4)使得在叶片遮蔽时可以利用更多的光能，提高光合作用效率，使大豆的产量提高 【详解】（1） 正常光照情况下，光合色素吸收的光能转化为ATP和NADPH中活跃的化学能再转变为糖类等有机物中稳定的化学能。 （2）研究亚高温高光对番茄光合作用的影响，实验的自变量是温度和光照强度，图中数据显示亚高温强光组与对照组相比，气孔导度下降，但胞间CO2浓度却上升，说明过剩光能产生的原因不是气孔因素引起的。从图中可以看出，RuBP羧化酶的活性降低，该酶可以催化CO2固定，所以C3的合成速率下降。 （3）结合图示可推测，随光照增强，a含量下降，b+c含量上升，单环氧玉米黄质的含量在一天中相对平稳，说明a转变成b，三种叶黄素的相互转化关系为a→c→b。图示结果表明，12:00光照强度最大，玉米黄质含量（b）+单环氧玉米黄质（c）含量最高，单环氧玉米黄质（c）含量在一天中相对不变，因此，三种叶黄素中光能耗散能力最强的是b。 （4）在强光下，叶黄素循环被激活，让过量的光能耗散，以保护叶片等免受伤害，设法缩短了大豆叶黄素循环关闭所需的时间，从而使得在叶片遮蔽时可以利用更多的光能，提高光合作用效率，使大豆的产量提高。 一、单选题 1．（2022·广东·高考真题）我国自古“以农立国”，经过悠久岁月的积累，形成了丰富的农业生产技术体系。下列农业生产实践中，与植物生长调节剂使用直接相关的是（    ） A．秸秆还田 B．间作套种 C．水旱轮作 D．尿泥促根 【答案】D 【详解】A、 农田生态系统中秸秆还田有利于提高土壤的储碳量，该过程主要是利用了物质循环的特点，与植物生长调节剂无直接关系，A不符合题意； B、 采用间作、套种的措施可以提高植物产量，其原理是保证作物叶片充分接收阳光，提高光能利用率，与植物生长调节剂无直接关系，B不符合题意； C、 水旱轮作改变了生态环境和食物链，使害虫难以生存，能减少病虫害的发生，与植物生长调节剂无直接关系，C不符合题意； D、 尿泥促根与生长素（类似物）密切相关，与题意相符，D符合题意。 故选D。 2．（2024·广东·高考真题）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 【答案】D 【详解】由题干信息可知，采集到的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，进行光合作用时，光反应阶段可以将ADP和Pi转化为ATP，NADP+和H+转化为NADPH，用于暗反应，有氧呼吸的第一阶段和第二阶段都可以生成NADH，而DNA存在于蓝细菌的拟核中，D正确，ABC错误。 故选D。 3．（2024·广东·高考真题）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 【详解】A、本实验目的是用纸层析法探究银杏绿叶和黄叶的色素差别，选择新鲜程度不同的叶片分开研磨，A错误； B、色素溶于有机溶剂，提取液为无水乙醇，光合色素不溶于水，B错误； C、由于滤纸条不会相互影响，层析液的成分相同，两组滤纸条可以置于同一个烧杯中层析，C正确； D、用过的层析液含有石油醚、丙酮和苯，不能直接倒入下水道，D错误。 故选C。 二、解答题 4．（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： 。 【答案】(1) 光照强度、光质 蓝光能促进光合作用相关酶的活性（或蓝光被光合色素吸收的效率更高等合理答案） (2)突变体中 PILI5 基因功能缺失，阻断了光信号对气孔开放程度的调控，使得气孔开放程度在远红光和红光条件下无明显差异 (3) 有机物中的化学能 光敏色素 光敏色素→（-）PILI5 基因→（+）脱落酸信号通路→（ - ）气孔开放程度 (4)通过叶绿体中的光合色素吸收光能用于光合作用合成有机物；通过光敏色素吸收光信号调控基因表达，影响植物生理过程 【详解】（1）当胞间CO2浓度在900−1200μmol⋅mol−1范围时，从图a中红光曲线来看，随着CO2浓度增加，光合速率不再上升，说明此时CO2浓度不是限制因子，而可能是光照强度、光质等其他因素限制了光合速率。对于蓝光下净光合速率更高的原因，可能是蓝光能够促进光合作用中某些关键酶的活性，或者蓝光被光合色素吸收后转化为化学能的效率更高等。 （2）已知红光下植物的相关反应与白天相似，远红光下植物的相关反应与夜间相似，突变体发生了 PILI5 基因的功能缺失，且该基因参与脱落酸信号通路的调控。在远红光与红光条件下蒸腾速率接近，推测原因可能是突变体中 PILI5 基因功能缺失，使得脱落酸信号通路对气孔的调控作用减弱，导致在不同光质（远红光和红光）下气孔开放程度变化不大，从而蒸腾速率接近。 （3）通路1中，①为光合色素，吸收的光在叶绿体中最终被转化为化学能（储存在 ATP 和 NADPH 中，最终储存在有机物中）。 通路 2 中吸收光的物质②为光敏色素。 由于突变体发生 PILI5 基因功能缺失后，在远红光与红光条件下蒸腾速率接近，可推测光敏色素吸收光信号后，通过影响 PILI5 基因的表达，进而影响脱落酸信号通路，对气孔开放程度进行调控。且从图 b 中突变体在远红光和红光下蒸腾速率变化不大，野生型在红光条件下蒸腾速率较大，可推断光敏色素对 PILI5 基因表达的影响是负相关，PILI5 基因对脱落酸信号通路是正相关，脱落酸信号通路对气孔开放程度是负相关，即光敏色素→（-）PILI5 基因→（+）脱落酸信号通路→（ - ）气孔开放程度。 （4）根据图 c 中相关信息，植物利用光的方式有：一方面，通过叶绿体中的光合色素吸收光能，将其转化为化学能用于光合作用合成有机物；另一方面，通过光敏色素吸收光信号，调控基因（如PILI5基因）表达，进而影响植物的生理过程（如通过脱落酸信号通路调控气孔开放程度）。 5．（2023·广东·高考真题）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，其相关生理特征见下表和图。（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。 水稻材料 叶绿素（mg/g） 类胡萝卜素（mg/g） 类胡萝卜素/叶绿素 WT 4.08 0.63 0.15 ygl 1.73 0.47 0.27    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2000μmol 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 WT（填“高于”、“低于”或“等于”）。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0~50μmol 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a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 。    【答案】(1) 类胡萝卜素/叶绿素比例较高 红光和蓝紫 (2) 等于 呼吸速率较高 (3)光能利用率较高 (4) 为什么在低光照强度下，WT的净光合速率大于ygl，而在高光照强度下，WT的净光合速率小于ygl（补充答案：为什么在低光照强度下，WT的净光合速率大于ygl； 为什么在高光照强度下，WT的净光合速率小于ygl） 【详解】（1）根据表格信息可知，ygl植株叶绿素含量较低且类胡萝卜素/叶绿素比值比较高，故叶片呈现出黄绿色。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，由ygl叶色呈黄绿可推测，主要吸收红光和蓝紫光。 （2）光照强度逐渐增加达到2000μmol 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，即ygl的光饱和点等于WT。光补偿点是光合速率等于呼吸速率的光照强度，据图b和图c可知，ygl有较高的光补偿点是因为叶绿素含量较低导致相同光照强度下光合速率较低，且由图c可知ygl呼吸速率较高。 （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，表明该群体光能利用率高，是其高产的原因之一。 （4）由于ygl呼吸速率较高，且有较高的光补偿点，因此在0~50μmol m-2 s-1范围的低光照强度下，WT和ygl的净光合速率如下图： 分析图a和图示曲线，高光照强度WT的净光合速率小于ygl，低光照强度下WT的净光合速率大于ygl，在此基础上，可对这一现象的原因进行探究。 6．（2022·广东·高考真题）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。 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 。 【答案】(1) 高 遮阴条件下植物合成较多的叶绿素 (2)糖类等有机物 (3) 光照条件 A组、C组 遮光程度 探究能提高作物产量的具体的最适遮光比例是多少 【详解】（1）分析题图b结果可知，培养10天后，A组叶绿素含量为4.2，C组叶绿素含量为4.7，原因可能是遮阴条件下植物合成较多的叶绿素，以尽可能地吸收光能。 （2）比较图b中B1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，可推测B组的玉米植株总叶绿素含量为（5.3+3.9）÷2=4.6，净光合速率为（20.5+7.0）/2=13.75，两项数据B组均高于A组，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）分析题意可知，该实验目的是探究B组条件下是否提高作物产量。该实验自变量为玉米遮光程度，因变量为作物产量，可用籽粒重量表示。实验设计应遵循对照原则、单一变量原则、等量原则等，无关变量应保持相同且适宜，故实验设计如下：实验材料：选择前期光照条件一致、生长状态相似的某玉米品种幼苗90株。实验方法：按图a所示条件，分为A、B、C三组培养玉米幼苗，每组30株；其中以A组、C组为对照，并保证除遮光条件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B组遮光条件下能提高作物产量，则下一步需要探究能提高作物产量的具体的最适遮光比例是多少。 7．（2024·广东·高考真题）某湖泊曾处于重度富营养化状态，水面漂浮着大量浮游藻类。管理部门通过控源、清淤、换水以及引种沉水植物等手段，成功实现了水体生态恢复。引种的3种多年生草本沉水植物（①金鱼藻、②黑藻、③苦草，答题时植物名称可用对应序号表示）在不同光照强度下光合速率及水质净化能力见图。 回答下列问题： (1)湖水富营养化时，浮游藻类大量繁殖，水体透明度低，湖底光照不足。原有沉水植物因光合作用合成的有机物少于 的有机物，最终衰退和消亡。 (2)生态恢复后，该湖泊形成了以上述3种草本沉水植物为优势的群落垂直结构，从湖底到水面依次是 ，其原因是 。 (3)为了达到湖水净化的目的，选择引种上述3种草本沉水植物的理由是 ，三者配合能实现综合治理效果。 (4)上述3种草本沉水植物中只有黑藻具有C4光合作用途径（浓缩CO2形成高浓度C4后，再分解成CO2传递给C5）使其在CO2受限的水体中仍可有效地进行光合作用，在水生植物群落中竞争力较强。根据图a设计一个简单的实验方案，验证黑藻的碳浓缩优势，完成下列表格。 实验设计方案 实验材料 对照组：       实验组：黑藻 实验条件 控制光照强度为 μmol·m-2·s-1 营养及环境条件相同且适宜，培养时间相同 控制条件 测量指标 (5)目前在湖边浅水区种植的沉水植物因强光抑制造成生长不良，此外，大量沉水植物叶片凋落，需及时打捞，增加维护成本。针对这两个实际问题从生态学角度提出合理的解决措施 。 【答案】(1)呼吸作用消耗 (2) ③②① 最大光合速率对应光强度依次升高 (3)①(金鱼藻)除藻率高，②(黑藻)除氮率高，③(苦草)除磷高 (4) 金鱼藻 500 二氧化碳浓度较低且相同 氧气释放量 (5)合理引入浮水植物，减弱沉水植物的光照强度；合理引入以沉水植物凋落叶片为食物的生物 【详解】（1）由于湖底光照不足，导致原有沉水植物因光合作用合成的有机物少于细胞呼吸消耗的有机物，生物量在减少，不足以维持生长，最终衰退和消亡。 （2）据图分析，最大光合速率对应光强度依次升高，因此生态恢复后，该湖泊形成了以上述3种草本沉水植物为优势的群落垂直结构，从湖底到水面依次是③②①。 （3）据图b分析，金鱼藻除藻率高，黑藻除氮率高，苦草除磷率高，三者配合能高效的去除氮、磷和藻，能实现综合治理效果。 （4）根据图a，在相同光照强度下，①金鱼藻与②黑藻的光合作用强度高度接近，尤其在光照强度为500时，两者光合作用强度完全相同，有利于控制无关变量一致，而③苦草的光照强度与②黑藻相差较大。根据题干“上述3种草本沉水植物中只有黑藻具有C4光合作用途径”可知①、③均无C4途径，而除了上述3种草本沉水植物外的其他植物是否有C4途径不确定，所以不能从①、③外的其他植物为②选对照组。 验证黑藻的碳浓缩优势，因此控制条件为低二氧化碳浓度。因变量是光合速率的快慢，因此检测指标是单位时间释放氧气的量。 （5）目前的两个实际问题是湖边浅水区种植的沉水植物因强光抑制造成生长不良，大量沉水植物叶片凋落，需及时打捞，增加维护成本，因此可以合理引入浮水植物，减弱沉水植物的光照强度；合理引入以沉水植物凋落叶片为食物的生物。 学科网（北京）股份有限公司1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第10讲 光合作用 目录 01 课标达标练 【题型一】叶绿素的提取与分离实验分析 【题型二】光合作用的基本过程 【题型三】光合作用过程中物质的变化分析 【题型四】环境因素对光合作用的影响及其应用 02 能力突破练（新角度+新考法+新思维+新情境） 03 高考溯源练（含2025年高考真题） 题型一 叶绿素的提取与分离实验分析 1．龟背竹叶形奇特，绿色浓且富有光泽，观赏性好，且可以净化室内空气，是一种理想的室内植物。兴趣小组对龟背竹叶中的色素进行提取和分离。下列叙述正确的是（　　） A．连续降温使龟背竹叶片变黄的原因是光合色素遇冷全部分解 B．可以用体积分数为95%的乙醇分离龟背竹叶片中的光合色素 C．分离色素时滤纸条上橙黄色素带宽度小，但扩散速度最快 D．若滤液细线触及层析液，则滤纸条上还能看到两条色素带 2．如图甲是绿叶中色素的吸收光谱图，乙是绿叶中色素分离的结果。下列叙述不正确的是（    ）    A．图甲中②和③分别对应图乙中条带4和条带3 B．图甲中①主要吸收蓝紫光 C．图乙中的条带4在层析液中的溶解度最大 D．秋天植物叶片变黄主要是因为图甲中的②③被分解 3．采用新鲜的菠菜绿叶进行“绿叶中色素的提取和分离”实验，下列相关叙述正确的是（    ） A．可以用无水乙醇进行色素的提取和分离 B．色素在滤纸条上扩散速度快慢与其含量有关 C．滤液细线过粗可能会导致滤纸条上色素带重叠 D．滤纸条上分离出的色素带从下到上第1条是叶绿素a 4．以下高中生物学实验现象中，最可能是由取材不当引起的是（　　） A．观察苏丹Ⅲ染色的花生子叶细胞时，橘黄色颗粒大小不一 B．观察黑藻叶肉细胞的胞质流动时，只有部分细胞的叶绿体在运动 C．提取分离菠菜叶中的色素时，滤纸条上只有两条色素带 D．观察洋葱鳞片叶外表皮细胞的质壁分离时，发现有些细胞发生了质壁分离，有些则质壁分离不明显 5．图甲是叶绿体结构示意图，图乙是叶绿体中色素的分离结果(①～④代表叶绿体结构，A～D 代表4种色素)，下列相关叙述错误的是（　　） A．②上与光反应有关的色素对绿光吸收极少 B．均利用无水乙醇提取和分离色素 C．若用黄化叶片做色素提取实验，C和D色素带较窄 D．②上形成的NADPH和ATP进入④，为暗反应提供物质和能量 题型二 光合作用的基本过程 6．关于科学家探索光合作用原理的实验，下列叙述正确的是（    ） A．科学家发现植物将甲醛通过光合作用转化成糖 B．希尔反应能证明离体的叶绿体释放的氧气全部来自水的光解 C．鲁宾和卡门用荧光标记的方法证明光合作用释放的氧气来源于原料水 D．阿尔农发现叶绿体合成ATP总是伴随着水的光解 7．光合作用光反应可分为原初反应、电子传递和光合磷酸化。原初反应中光能经色素的吸收和传递后使PSI和PSⅡ上发生电荷分离产生高能电子，高能电子推动着类囊体膜上的电子传递。电子传递的结果是一方面引起水的裂解以及NADP⁺的还原；另一方面建立跨膜的H⁺浓度梯度，启动光合磷酸化形成ATP。光反应的部分过程如图所示。下列叙述错误的是（    ） A．光反应的能量转换有光能转换为电能的过程 B．光反应发生在叶绿体的类囊体薄膜上 C．ATP合酶有物质运输和催化作用 D．图中H⁺通过主动运输进入叶绿体基质 8．如图表示植物叶肉细胞中光合作用和呼吸作用的过程示意图，其中a、b、c、d表示生理过程，甲表示细胞器，乙表示反应场所。下列有关叙述正确的是（　　） A．a过程产生的NADPH可以用于CO2的固定 B．甲的内膜上含有催化ATP合成的酶 C．给植物提供H218O一段时间后，产物O2、（CH2O）、CO2、H2O都会出现18O D．光照条件下植物根细胞的细胞质基质、线粒体和叶绿体中都有ATP合成 9．植物的叶肉细胞能进行光合作用和细胞呼吸，下图为光合作用过程示意图，a、b、c表示物质，甲、乙表示场所，下列有关分析错误的是（    ） A．物质c直接被还原生成（CH2O）和C5 B．甲中色素不溶于水，能溶于有机溶剂 C．若给植株提供H218O，一段时间后能在体内检测出C18O2 D．物质b可能是NADP+ 10．绿弯菌是一类可借助深海中微弱的生物发光和地质光进行光合作用的细菌。下列有关绿弯菌叙述错误的是（    ） A．没有叶绿体，但能利用光能 B．没有核膜包围的细胞核，但有DNA C．没有线粒体，但能细胞呼吸 D．没有核糖体，但能合成蛋白质 题型三 光合作用过程中物质的变化分析 11．某生物兴趣小组在实验室中模拟夏季一天中的光照强度，并测定苦菊幼苗的光合速率的变化情况，如图所示。下列叙述正确的是（　　） A．从a点光照强度变为b点时，短时间内叶绿体中C3含量下降 B．c点时幼苗的光合速率最大，此时该幼苗的净光合速率也最大 C．cd段光合速率下降，最可能是因为光照强度过高导致叶绿体受损 D．bc与eb段光合速率不同，不可能是光合产物积累抑制了光合速率 12．下图表示植物细胞光合作用及淀粉与蔗糖合成的调节过程，a~d表示物质。夜间细胞质基质Pi浓度较高，促进磷酸转运体顺浓度将Pi从细胞质基质运入叶绿体，同时将磷酸丙糖运出叶绿体。下列叙述正确的是（    ） A．夜间叶绿体基质Pi浓度的改变，减少淀粉产生 B．叶绿体基质中的CO2可以被光反应产生的b和NADPH还原 C．若突然停止光照，短时间内d含量将升高，磷酸丙糖含量将降低 D．降低磷酸转运体的活性可促进蔗糖合成，从而降低CO2固定速率 13．夏季晴朗的一天，研究人员测定了某植物树冠顶层、中层和底层叶片的净光合速率。结果知图示。相关叙述错误的是（    ） A．a层叶片在14：00部分气孔关闭，五碳化合物的含量升高 B．一天中，b层叶片有机物积累量达到最大的时刻是10：00 C．c层叶片未出现明显的光合“午休”与其所处环境光照强度较弱有关 D．通过适当修剪过密的枝叶，可提高b层叶片和c层叶片的净光合速率 14．如图表示光合作用示意图。下列说法错误的是（    ） A．当光照强度较大时，物质①可提供给线粒体利用和释放到细胞外 B．物质②中可储存活跃的化学能 C．物质③可作为活泼的还原剂，同时也储存部分能量供暗反应阶段利用 D．在物质④供应充足时，突然停止光照，C3的含量将迅速下降 15．广州夏季榕树因“垂一方之美荫，来万里之清风”深得市民喜爱。  下图是榕树在夏季晴朗白天叶片光合作用的曲线图，d—e段NADPH和NADP⁺积累速率分别是 （　　）    A．增加，下降 B．下降， 增加 C．增加， 增加 D．下降， 下降 16．如图示某植物叶肉细胞光合作用的过程，a-g表示相关物质，①-②表示生理过程。下列叙述错误的是（　　）    A．叶绿体中的a主要吸收蓝紫光与红光 B．①必须有光才能进行，②必须无光才能进行 C．适宜光照条件下c从类囊体运输到叶绿体基质 D．停止光照，短时间内f含量增多，g含量减少 题型四 环境因素对光合作用的影响 17．《氾胜之书》中记载到“凡耕之本，在于趣时和土，务粪泽，早锄早获。春冻解，地气始通，土一和解。夏至，天气始暑，阴气始盛，土复解。夏至后九十日，昼夜分，天地气和。以此时耕田，一而当五，名曰膏泽，皆得时功。”下列分析错误的是（    ） A．“务粪泽”：通过灌溉和施肥，增加了农作物能吸收的水分和有机物，有利于其生长 B．“春冻解，地气始通”：春天地下暖气上升、土地松软，有利于种子萌发 C．“夏至后九十日，昼夜分，天地气和”：温度和光照适宜，农作物产量大增 D．“以此时耕田”：中耕松土能提高土壤含氧量，有利于根系呼吸 18．光合作用和细胞呼吸的原理在生产、生活中具有广泛的应用。下列相关叙述错误的是（    ） A．间作套种有利于提高光能利用率 B．早稻催芽过程中，常用适宜温水淋种并时常翻动，以促进呼吸作用 C．零下低温、低氧的环境可以减弱呼吸作用，有利于储藏蔬菜和水果 D．夜间适当降低蔬菜大棚内温度，增加昼夜温差，可以增加产量提高品质 19．农谚是人们在长期生产实践里总结出来的经验，具有生物学原理依据。下列关于农谚的分析，错误的是（    ） A．“秋分种高山，寒露种平川”，温度对冬小麦的生长有影响 B．“稀苗结大穗，密植多打粮”，合理密植能提高光能利用率 C．“肥料不下，稻子不大”，作物生长所需的有机物主要来源于肥料 D．“犁地深一寸，等于上层粪”，犁地松土有利于根部细胞对无机盐的吸收 20．党的二十大报告作出全方位夯实粮食安全根基的战略安排，确保中国人的饭碗牢牢端在自己手中。依据生物学原理，下列措施叙述错误的是（    ） A．稻田定期排水可防止根系无氧呼吸产生酒精造成毒害 B．给豇豆搭架，使其往高处生长，可延长光合作用时间 C．低氧和低温条件下呼吸速率降低以利于贮藏粮食种子 D．将玉米和合适作物间作，可提高光能等资源的利用率 21．我国数千年农耕史从未间断，智慧的劳动人民总结出许多农作经验，口口相传。下列关于农谚的分析正确的是（　　） 选项 农谚 解释 A 锅底无柴难烧饭，田里无粪难增产 施用有机肥可为农作物提供有机物，增加产量 B 白天热来夜间冷，一棵豆儿打一捧 昼夜温差越大，越有利于有机物的积累，增加产量 C 稻如莺色红（水稻盈实），全得水来供 只要水分充分，就能促进水稻的光合作用，提高产量 D 勤除草，谷粒饱 减少杂草与农作物之间对阳光和空间等资源的竞争，可增加产量 A．A B．B C．C D．D 一、单选题 1．（2025·广东广州·三模）海洋生物的碳汇作用是通过生物泵（BP）和微型生物碳泵（MCP）实现的，BP是指浮游植物通过光合作用固定CO2，并形成颗粒有机碳从海洋表层向深层运输。MCP是指微型生物将活性溶解有机碳转化为惰性溶解有机碳，使其不易被分解释放。下列叙述错误的是（　　） A．MCP增加了海洋储碳量，可减轻全球的温室效应 B．参与MCP过程的微生物在生态系统中属于生产者 C．和BP相比，MCP固定的碳更难再次参与物质循环 D．和MCP相比，光照强度变化对BP过程影响更显著 2．（2025·广东广州·模拟预测）在光合作用的光反应中，叶绿素吸收的光能会被转化成电子进行传递。电子从光系统Ⅱ（PSⅡ）转移到光系统I（PSI），最终生成NADPH。除此之外，PSⅡ还负责光合生物中水的光依赖性氧化，同时释放氧气和质子（H⁺），质子可以推动ATP合成，过程如图所示。下列相关叙述错误的是（    ） A．PSⅡ 具有吸收利用光能, 并进行电子传递的作用 B．破坏PSⅡ 会影响光反应中氧气的释放和ATP的合成 C．若降低B侧的H⁺浓度，则有利于光反应过程中产生ATP D．通过光合电子传递链，光能可转化到NADPH和ATP中 二、解答题 3．（2025·广东揭阳·模拟预测）矮化棉具有抗倒伏、适宜密植、产量高等特征。D1蛋白是光反应过程中的重要蛋白，编码D1蛋白的基因只位于叶绿体中。为提高棉花的生产潜能并增强棉花抵御高温胁迫的能力，科研人员将编码D1蛋白的基因插入棉花某条染色体的特定位点上，人为建立D蛋白的补充途径，获得了产量显著提高的纯合矮化H品系新疆棉。回答下列问题： (1)若要检测高温对各种光合色素含量的影响，可提取色素并利用 （填溶液名称）对光合色素进行分离后，再检测各种色素的含量。D1蛋白和光合色素共同参与光能的转换。D蛋白含量升高可以提高暗反应强度，原因是 。 (2)高温胁迫会造成光合速率下降。研究人员研究了高温胁迫对野生棉光合作用相关指标的影响，结果见下表。据表分析，高温胁迫导致野生棉光合速率降低，此时光合作用受限制的主要因素是 （填“气孔”或“非气孔”）因素，理由是 。 温度 光能转化率效 气孔开放程度 胞间CO2浓度 常温 0.8230 0.38 284.45 高温 0.6229 0.25 314.25 (3)研究人员利用抗原—抗体杂交的方法对野生棉和矮化H品系叶片内的D1蛋白含量及茎秆赤霉素（GA）含量进行了检测，结果如图所示。 综合分析，矮化H品系高产的原因包括： ①D蛋白基因可能影响GA合成基因的表达，使GA含量骤减，削弱其 的功能； ②高温对染色体上D1蛋白基因表达的影响 （填“大于”、“小于”或“等于”）对叶绿体中D蛋白基因表达的影响，且染色体上D1蛋白基因控制合成的D蛋白可以转移至 上，从而保证了H品系在高温下具有较高的光合速率。 4．（2025·广东广州·模拟预测）为了确定小杂粮作为林果行间套种作物的适宜性，研究小组通过田间试验和盆栽试验，测定了全光和弱光（全光的48%）条件下两个小杂粮品种的光合作用特性，结果如下表所示。回答下列问题： 品种 处理 最大净光合速率/(µmolCO2·m-2·s-1) 光补偿点/(mol·m-2·s-1) 叶绿素含量/ (mg·g-1) 气孔导度/(molH2O·m-2·s-1) A 全光组 15 46 2 0.2 弱光组 19 31 4 0.1 B 全光组 16 44 2 0.2 弱光组 9 40 3 0.1 (1)小杂粮叶片细胞中的 能感受光周期的变化，控制其开花。 (2)分离小杂粮叶肉细胞中的色素采用的方法是 。据表可知，在弱光条件下两个品种的小杂粮叶肉细胞中叶绿素的含量变化的意义是 ，以适应弱光环境。 (3)分析表格中数据可知，遮光会降低小杂粮的最大净光合速率，从暗反应的角度分析，其原因是 。 (4)在给出的坐标系中，绘制弱光条件下小杂粮品种A和B的净光合速率趋势曲线。据此推测，弱光条件下小杂粮品种B的净光合速率为0时，相同条件下小杂粮品种A的干重会 。 5．（2025·广东·模拟预测）为探究在盐胁迫下某种植物激素（MT）对药用植物黄精幼苗光合作用的影响，研究人员设置5组实验（①对照组、②NaCl、③NaCl+MT50、④NaCl+MT100、⑤NaCl+MT200，其中数字表示MT的浓度），实验结果如图所示。回答下列问题： (1)黄精幼苗中叶绿素分布在叶绿体的 ，叶片吸收的光能将一些叶绿素中的高能电子激发出来，这些高能电子经过一系列传递后可用于合成“M”，推测“M”可能是 ，M在光合过程中的作用是 。 (2)据图分析，该植物激素（MT）对气孔导度的影响是 。①②组对比，研究人员发现②组的胞间CO2浓度高于①组，可能的原因是 。 (3)研究发现，高盐胁迫下，植物体内脯氨酸含量增加，赋予植物体一定的抗逆性，脯氨酸大量积累能够提高细胞的 ，减少细胞水分的流失。 6．（2025·广东·模拟预测）小麦是我国北方的主要农作物，研究环境条件变化对其产量的影响对农业生产有重要意义。科研人员测定小麦一昼夜净光合速率（Pn）的变化，发现小麦与其他植物一样出现了“午睡”现象。 (1)科研人员测定了同一株小麦两种不同向光角度的叶片（接收直射光照面积不同）午后部分指标，结果如下表。 净光合速率（Pn） 叶片温度（T1） 胞间CO2浓度（Ci） 直立叶 12.9 37.5 250 平展叶 8.8 37.7 264 对相关数据进行分析后发现，气孔开闭引起的胞间CO2浓度不足不是造成“午睡”现象的唯一因素，请提出判断依据： 。 (2)科研人员推测，午间强光照可能会导致由色素和蛋白质组成的光系统II发生损伤，导致 速率下降，进而为暗反应提供的 （物质）减少，导致叶片的光合作用减弱。推测光系统II分布在 上，D1是对光系统II活性起调节作用的关键蛋白，科研人员使用蛋白质凝胶电泳技术检测不同光照条件下的D1含量，结果如图1所示，分析可知 ，从而在一定程度上导致“午睡”现象。    (3)水杨酸（SA）是一种与植物抗热性有关的植物激素，科研人员用适宜浓度的SA喷洒小麦叶片后，测定两种光照条件下的D1蛋白含量，并重复该实验，结果如图2所示，可推测，SA对小麦午间光合作用的影响及机制是 。 (4)综合上述研究，除了喷洒适宜浓度的水杨酸外，从育种的角度提出农业生产中减少“午睡”现象提高小麦产量的一种合理措施 。 7．（2025·广东汕头·三模）为提升茶叶品质，研究人员探究不同光质配比对茶树叶片生长和生化成分的影响，实验结果如下图所示，其中L1组的红光：蓝光=3：1，L2组的红光：蓝光=2：1，L3组的红光：蓝光=1：1，L4组的红光：蓝光=1：2。回答下列问题： 注：新梢生物量是指植物新长出的枝条部分的干物质重量。酚氨比是指茶多酚与氨基酸的比值。 (1)光作为一种信号调控植物生长发育的全过程。在茶树体内，接受光信号的分子是 ，其化学本质是 。 (2)利用不同颜色的LED灯设置不同光质配比时，为确保实验结果的可靠性，还需要控制其他与光相关的变量保持一致，如 （答出两点）。将红光和蓝光配比从3：1转为1：1，据图分析，短时间内茶树叶肉细胞的叶绿体中C3的含量 （填“上升”或“下降”）。 (3)光饱和点和光补偿点的差异反映了植物对光能的利用效率。据图分析，茶树叶肉细胞L2处理下，光补偿点降低的原因是 。 (4)茶叶的酚氨比过高时，口感偏苦涩。为提高茶叶的产量和品质，技术人员在幼苗期使用红光比例较高的光照，成熟期改为蓝光比例较高的光照。据图分析该处理的优点是 。 8．（2025·广东深圳·模拟预测）土壤盐渍化严重影响植物生长发育，研究植物应对盐胁迫的机制对提高作物产量至关重要。图1表示在不同盐浓度处理下，野生型拟南芥（WT）、CDK8缺失突变体（cdk8）和AHL10缺失突变体（ahl10）的净光合速率变化。请回答下列问题：    注：基因1编码的铁氧还蛋白主要参与NADPH的形成。基因2为盐胁迫响应基因，可减弱盐胁迫对基因1的影响，S蛋白能抑制基因2的表达。 (1)据图1可知，随着盐浓度的升高，WT的净光合速率变化趋势是 。CDK8对植物在盐胁迫下维持光合能力具有 （填“促进”或“抑制”）作用。 (2)为进一步探寻CDK8在盐胁迫下调控光合能力的机理，科研人员测定了盐胁迫下植物体内相关基因表达量和S蛋白招募量（图2）。盐胁迫下基因1的表达量 ，该变化影响光合作用的 阶段，进而影响植物的光合速率。研究发现，CDK8通过直接磷酸化AHL10来促进其降解，推测CDK8在盐胁迫响应中调控光合能力的分子机制： 。 (3)据上述研究提出一种提高作物耐盐性的育种策略： 。 9．（2025·广东·二模）广东省徐闻县盛产菠萝，有“菠萝的海”美誉。在进化过程中，菠萝形成了如下图所示的特殊光合作用机制，能适应干旱高温的生长环境。    回答下列问题： (1)据图可知，能与CO2结合的物质有 。用14C标记环境中的CO2，则菠萝利用其合成（CH2O）过程中，14C的转移途径为 。 (2)参与卡尔文循环的CO2的来源包括 。菠萝将CO2固定与卡尔文循环在时间上分隔的意义是 ，从而适应干旱高温的环境。 (3)菠萝心腐病是由疫霉属真菌引起的土传病害，严重影响菠萝产量。芽孢杆菌是农业上常用的一种促进农作物生长发育、提高土壤抗病性的生防菌。某团队通过田间实验，研究不同施肥方式对心腐病、土壤化学性质及根际土壤细菌多样性的影响，结果如下表所示。 施肥方式 发病率/% 致病菌数量 /（logCFU·g-1） pH 有机物质 /% 土壤微生物群落物种多样性 CK 17.33 3.83 4.93 0.12 4.2 YJ 15.00 3.71 6.02 0.31 4.6 KN 7.67 3.15 5.76 0.52 4.8 KY 11.67 3.23 6.10 0.72 5.9 【注】CK：化肥处理；YJ：普通有机肥处理；KN：羊粪有机肥+泥炭土+枯草芽孢杆菌；KY：羊粪有机肥+椰糠+枯草芽孢杆菌 ①根据实验结果可知，预防心腐病效果最好的施肥方式是 （填“CK”“YJ”“KN”或“KY”）。为进一步研究芽孢杆菌提高土壤抗病性的原理，研究人员可作出的假设是 ，进而抑制疫霉属真菌数量。 ②要验证①所提出的假设，接下来的研究方向是 。 10．（2025·广东广州·三模）植物在长期进化过程中，为适应不断变化的光照条件，形成了多种光保护机制，其中包括依赖于叶黄素循环的热耗散机制（NPQ）。 回答下列问题： (1)正常光照情况下，光合色素吸收的光能在叶绿体中的能量转化过程：光能→ 中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能。 (2)据图1可知，HH（高温强光）条件下，光合速率降低的原因不是气孔因素引起的，理由是 ；而是由于 ，使C3的合成速率下降，导致光反应产物积累，进而使光能转化效率降低而造成光能过剩，对植物造成危害。 (3)当暴露在过量的光强下，叶片必须耗散过剩的光能，避免叶绿体损伤。紫黄质（a）、玉米黄质（b）和单环氧玉米黄质（c）这三种色素的相互转化称为叶黄素循环，是一种有效耗散光能的方式，三种色素在一天中的含量变化如图2所示，其中单环氧玉米黄质的含量在一天中相对平稳。三种叶黄素中光能耗散能力最强的是 ，依据是 。 (4)在强光下，叶黄素循环被激活，让过量的光能耗散，以保护叶片等免受伤害。当叶片被遮蔽时，叶黄素循环关闭，但叶黄素循环的关闭需要几分钟。研究者设法缩短了大豆叶黄素循环关闭所需的时间，从而使大豆的产量提高了20%以上，分析该方式提高产量的原因是 。 一、单选题 1．（2022·广东·高考真题）我国自古“以农立国”，经过悠久岁月的积累，形成了丰富的农业生产技术体系。下列农业生产实践中，与植物生长调节剂使用直接相关的是（    ） A．秸秆还田 B．间作套种 C．水旱轮作 D．尿泥促根 2．（2024·广东·高考真题）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 3．（2024·广东·高考真题）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 二、解答题 4．（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： 。 5．（2023·广东·高考真题）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，其相关生理特征见下表和图。（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。 水稻材料 叶绿素（mg/g） 类胡萝卜素（mg/g） 类胡萝卜素/叶绿素 WT 4.08 0.63 0.15 ygl 1.73 0.47 0.27    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2000μmol 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 WT（填“高于”、“低于”或“等于”）。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0~50μmol 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a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 。    6．（2022·广东·高考真题）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。 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 。 7．（2024·广东·高考真题）某湖泊曾处于重度富营养化状态，水面漂浮着大量浮游藻类。管理部门通过控源、清淤、换水以及引种沉水植物等手段，成功实现了水体生态恢复。引种的3种多年生草本沉水植物（①金鱼藻、②黑藻、③苦草，答题时植物名称可用对应序号表示）在不同光照强度下光合速率及水质净化能力见图。 回答下列问题： (1)湖水富营养化时，浮游藻类大量繁殖，水体透明度低，湖底光照不足。原有沉水植物因光合作用合成的有机物少于 的有机物，最终衰退和消亡。 (2)生态恢复后，该湖泊形成了以上述3种草本沉水植物为优势的群落垂直结构，从湖底到水面依次是 ，其原因是 。 (3)为了达到湖水净化的目的，选择引种上述3种草本沉水植物的理由是 ，三者配合能实现综合治理效果。 (4)上述3种草本沉水植物中只有黑藻具有C4光合作用途径（浓缩CO2形成高浓度C4后，再分解成CO2传递给C5）使其在CO2受限的水体中仍可有效地进行光合作用，在水生植物群落中竞争力较强。根据图a设计一个简单的实验方案，验证黑藻的碳浓缩优势，完成下列表格。 实验设计方案 实验材料 对照组：       实验组：黑藻 实验条件 控制光照强度为 μmol·m-2·s-1 营养及环境条件相同且适宜，培养时间相同 控制条件 测量指标 (5)目前在湖边浅水区种植的沉水植物因强光抑制造成生长不良，此外，大量沉水植物叶片凋落，需及时打捞，增加维护成本。针对这两个实际问题从生态学角度提出合理的解决措施 。 学科网（北京）股份有限公司1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$