第09讲 光合作用（专项训练）（江苏专用）2026年高考生物一轮复习讲练测

第09讲 光合作用 目录 01 课标达标练 【题型一】捕获光能的色素和结构 【题型二】光合作用的原理 【题型三】探究环境因素对光合作用强度的影响 【题型四】影响光合作用的因素及其应用 02 能力突破练 （新情境+新思维+新角度） 03 高考溯源练 （含2025高考真题） 题型一 捕获光能的色素和结构 1．妥乐古银杏旅游景区位于六盘水市盘州市石桥镇妥乐村，全村拥有树龄300年以上的古银杏1200余株，银杏果和叶都有很高的药用价值，叶变黄后具有很好的观赏价值。为探究古银杏树绿叶和黄叶所含色素的差别，某同学用纸层析法进行相关的实验，该同学下列实验操作，错误的是（　　） A．研磨液过滤时使用单层尼龙布 B．画滤液细线时要连续重复画2~3次 C．分离色素应在通风好的条件进行 D．测定叶绿素的含量时可使用红光波段 【答案】B 【解析】A、研磨液过滤时使用单层尼龙布，目的是过滤残渣并保留色素滤液。尼龙布不会吸附色素，符合实验要求，A正确； B、画滤液细线需等上一次干燥后再重复画线，若连续重复画线未干燥，会导致色素带过粗或重叠，影响分离效果。题干中“连续重复画”操作错误，B错误； C、层析液含丙酮等挥发性有毒物质，需在通风环境中操作以避免危害，C正确； D、叶绿素吸收红光和蓝紫光，测定其含量时选择红光波段符合吸收光谱特性，D正确； 故选B。 2．某兴趣小组以新鲜菠菜成熟叶作为材料进行“绿叶中色素的提取和分离”实验。将材料用清水清洗、沥干、切碎后加入丙酮一无水乙醇混合提取剂，同时加入少量碳酸钙（CaCO3）和二氧化硅（SiO2）进行浸提、研磨、过滤，过滤后采用纸层析法分离光合色素。下列叙述错误的是（　　） A．加入CaCO3能中和细胞液中的有机酸，防止色素被破坏 B．加入SiO2的作用是使研磨更充分，以利于光合色素的释放 C．光合色素的浸提等工序应在避光处进行，以防止色素被光解 D．采用纸层析法分离色素后，滤纸条上类胡萝卜素条带宽于叶绿素条带 【答案】D 【解析】A、加入碳酸钙的目的是中和细胞液的有机酸，防止色素被破坏，使实验现象更加明显，A正确； B、加入SiO2的作用是使研磨更充分，以利于光合色素的释放，B正确； C、光合色素的浸提等工序应在避光处进行，以防止色素被光解，因为色素在光下易分解，C正确； D、类胡萝卜素含量少于叶绿素，采用纸层析法分离色素后，叶绿素的条带宽于类胡萝卜素的条带，D错误。 故选D。 3．黑藻是多年生沉水草本植物，叶片呈螺旋状紧密排列。有同学利用黑藻进行高中生物学教材相关实验，下列叙述错误的是（　　） A．用黑藻叶片观察细胞质的流动时，可通过适当增强光照或适当升温等措施使现象更明显 B．将黑藻叶片置于2mol/L乙二醇溶液中，会出现质壁分离后自动复原的现象 C．用黑藻叶片提取和分离光合色素时，滤纸条上会出现2条色素带，分别为叶绿素和藻蓝素 D．用黑藻探究光照强度对光合作用强度的影响实验时，可通过观察黑藻产生气泡的速率来衡量光合速率 【答案】C 【解析】A、观察细胞质流动时，增强光照可促进叶绿体进行光反应，提供能量加速细胞质流动；适当升温可提高酶活性，加快细胞质流动速率，A正确； B、乙二醇能通过自由扩散进入细胞，初始高浓度乙二醇导致细胞失水质壁分离，但乙二醇进入细胞液后，细胞液浓度升高，细胞吸水复原。即使浓度为2mol/L，细胞仍能通过渗透作用完成自动复原，B正确； C、黑藻为高等植物，其光合色素包括叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素，提取分离后滤纸条应出现4条色素带。藻蓝素是蓝藻等原核生物的光合色素，黑藻不含该色素，C错误； D、黑藻光合作用释放的氧气形成气泡，气泡产生速率可反映光合速率。实验中通过控制光源距离调节光照强度，直接观察气泡速率即可衡量光合作用强度，D正确。 故选C。 4．为了构建叶绿素a含量与蓝细菌密度的相关曲线。下表中目的和步骤对应有误的一项是（　　） 选项 实验目的 简要操作步骤 A 测定样液蓝细菌数量 将不同浓度蓝细菌摇匀，稀释后分别用细菌计数板计数 B 浓缩蓝细菌 分别对等量样液离心，取下层沉淀物 C 提取叶绿素 将浓缩的蓝细菌用等量无水乙醇重新悬浮 D 测定叶绿素a含量 以无菌水作对照，利用分光光度计进行定量测定 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【解析】A、将不同浓度蓝细菌摇匀，稀释后分别用细菌计数板计数，这样能准确测定样液蓝细菌数量，A正确； B、对等量样液离心，蓝细菌因密度较大等原因会沉淀在下层，取下层沉淀物可浓缩蓝细菌，B正确； C、叶绿素能溶解在无水乙醇等有机溶剂中，将浓缩的蓝细菌用等量无水乙醇重新悬浮，可提取叶绿素，C正确； D、测定叶绿素a含量时，应使用无水乙醇作对照，而不是无菌水，因为叶绿素是溶解在无水乙醇中的，以无菌水作对照不能准确测定叶绿素a含量，D错误。 故选D。 5．（2025·江苏南通·模拟预测）某生物兴趣小组用无水乙醇提取新鲜菠菜绿叶中的色素，并用分光光度计测定叶片中的叶绿素含量。相关叙述正确的是（    ） A．可将剪碎的叶片放入乙醇中，在室温下浸提2min B．提取色素的过程中可用锡箔纸包裹装有色素的试管 C．可用滤纸过滤收集澄清的色素提取液再进行测定 D．实验中需测定无水乙醇对红光的吸收值用于校正实验结果 【答案】BD 【解析】A、应该将剪碎的叶片放入无水乙醇中，在低温下浸提，A错误； B、为防止色素降解，提取色素过程中可以用锡箔纸包裹装有色素的试管，避光存放，B正确； C、滤纸会吸附色素，可用纱布过滤收集澄清的色素提取液再进行测定，C错误； D、因为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，实验中一般用滤液对红光的吸光率计算得出叶绿素含量，故实验中需测定无水乙醇对红光的吸收值用于校正实验结果，D正确。 故选BD。 题型二 光合作用的原理 6．关于细胞中的和，下列说法正确的是（    ） A．给植物提供，一段时间后会发现含的氧气 B．若给动物提供不会出现在中 C．给植物提供后，一段时间后会出现在葡萄糖等有机物中 D．用标记葡萄糖，培养动物细胞，每隔一段时间检测含的化合物，可探究有氧呼吸的过程 【答案】C 【解析】A、给植物提供C18O2，C18O2参与光合作用第二阶段的反应，会合成含18O的糖类等有机物，18O不会出现在氧气中，A错误； B、动物吸入18O2后，参与有氧呼吸第三阶段，因此含有18O的水，含有18O的水再参与有氧呼吸第二阶段，产生含有18O的二氧化碳，B错误； C、给植物提供H218O后，发生水的光解，进入氧气，氧气参与有氧呼吸的第三阶段，合成H218O，参与有氧呼吸的第二阶段，出现在含有18O的二氧化碳中，18O的二氧化碳再参与光合作用的暗反应的反应就会生成含18O的葡萄糖等有机物，C正确； D、葡萄糖是有氧呼吸的底物，其碳骨架会逐步分解为丙酮酸等，但丙酮酸等有机物参与有氧呼吸第二阶段的反应，不参与第三阶段的反应，因此通过追踪14C的去向（如丙酮酸、CO2、中间产物）不能探究有氧呼吸过程的过程，D错误。 故选A。 7．原初反应是光合作用的初始步骤，包括光能被天线色素吸收、传递至反应中心和反应中心色素与原初电子供体D和原初电子受体A之间的氧化还原反应。图甲为原初反应示意图，Chl、Chl*和Chl+分别为反应中心色素的初始态、激发态和氧化态。图乙为光合色素X的结构简式。下列相关说法，正确的是（　　） A．光能自养型生物进行原初反应的场所均为类囊体薄膜 B．色素X为叶绿素，尾部可锚定于类囊体膜中，R结构不同时色素X的吸收光谱相同 C．D释放的电子最初来自水的光解，A接受的电子最终进入ATP和NADPH D．反应中心色素能将光能转换为电能，为后续ATP和NADPH的生成提供能量 【答案】D 【解析】A、光能自养型生物包括绿色植物、蓝细菌等。绿色植物进行原初反应的场所是类囊体薄膜，但蓝细菌没有类囊体薄膜，其原初反应在光合片层上进行，A错误； B、从图乙光合色素X的结构（含有Mg，有亲水头部和疏水尾部）可判断为叶绿素，尾部疏水可锚定在类囊体膜（类囊体膜主要由脂质和蛋白质组成，疏水尾部可与之结合 ）；R 结构不同（—CH3或—CHO），则色素X的吸收光谱不同，因为R基会影响色素的结构和功能，进而影响对光的吸收，B错误； C、D释放的电子最初来自水的光解；A接受电子后，经过一系列传递，最终用于NADPH的生成，而不是ATP，ATP 是通过光合磷酸化产生的，C错误； D、反应中心色素能吸收、传递和转化光能，将光能转换为电能，这些电能为后续ATP和NADPH的生成提供能量，D正确。 故选D。 8．下图是某绿藻适应水生环境，提高光合效率的机制图。下列叙述正确的是（    ） A．图示中能产生ATP 的结构有细胞质基质和线粒体 B．图中浓度大小为细胞外>细胞质基质>叶绿体基质>类囊体腔 C．水光解产生的H⁺可进一步形成NADH，为暗反应提供还原剂和能量 D．光反应通过确保暗反应中CO2的供应，帮助该绿藻适应水生环境 【答案】D 【解析】A、 观察可知，图中能产生ATP的结构有细胞质基质、线粒体和叶绿体类囊体薄膜，A错误；   B、从图中离子运输方向判断，HCO3-进入细胞是主动运输，从细胞质基质进入叶绿体也是主动运输，所以浓度大小为细胞外<细胞质基质<叶绿体基质，类囊体腔中未显示HCO3-相关运输，无法与其他部位比较，B错误；    C、   水光解产生的H⁺可进一步形成NADPH，为暗反应提供还原剂和能量，而NADH是细胞呼吸过程产生的，C错误；   D、   从图中可知，光反应产生的能量可用于将细胞外的HCO3-运输到叶绿体基质中转化为CO2，确保暗反应中CO2的供应，帮助该绿藻适应水生环境，D正确。    故选D。 9．绿色硫细菌（厌氧菌）因缺乏处理氧自由基的酶，可进行不产氧的光合作用，如图所示。下列说法错误的是（　　） A．绿色硫细菌在光合片层上将光能转化为NADPH和ATP中的化学能，用于暗反应 B．ATP合酶利用H⁺浓度差合成ATP，H+浓度差的形成是因为高能电子提供能量进行H+的跨膜运输 C．绿硫细菌的光合片层的结构和功能类似类囊体 D．绿色硫细菌光合作用的光解底物是H2S而非H2O，这避免了大量氧气的产生，使得生命在氧气稀缺的环境中得以延续和发展 【答案】B 【解析】A、由图1可知：绿色硫细菌在光合片层上将光能转化为NADPH和ATP中的化学能，用于暗反应，A正确； B、由图1可知：ATP合酶是一种跨膜蛋白，能够利用H⁺浓度差推动ATP的合成，H+浓度差形成的原因包括高能电子（e-）提供能量进行H+的跨膜运输，也包括内腔中H2S分解产生H+，细胞质基质中NADPH合成消耗H+，B错误； C、绿色硫细菌进行不产氧的光合作用，也能产生ATP和NADPH，能为逆向TCA循环提供能量，该功能类似于叶绿体中的类囊体，C正确； D、绿色硫细菌为厌氧菌，其光合作用的光解底物是H2S而非H2O，这避免了大量氧气的产生，使得生命在氧气稀缺的环境中得以延续和发展，D正确。 故选B。 10．植物的叶肉细胞中存在“草酰乙酸/苹果酸穿梭体”，结构如图。在光照过强时，草酰乙酸/苹果酸穿梭体可有效地将光照产生的部分NADPH输出叶绿体，并在细胞质基质中生成NADH。下列叙述正确的是（　　）    A．NADPH主要在叶绿体基质中生成 B．正常光照下，NADPH主要用于还原C3生成糖类 C．由NADPH生成的NADH主要在线粒体内膜上被利用 D．“草酰乙酸/苹果酸穿梭体”可减弱强光对叶绿体的损伤 【答案】BCD 【解析】A、NADPH主要在叶绿体的类囊体膜上生成，A错误； B、正常光照下，NADPH主要为暗反应供能和供氢，用于还原C3生成糖类，B正确； C、NADH能与氧气结合生成水，该反应发生在线粒体内膜上，C正确； D、叶绿体吸收的光能，一部分可用于水的光解生成NADPH，其中的一部分能量通过“草酰乙酸/苹果酸穿梭体”转移至线粒体，减弱了强光对叶绿体的损伤，D正确。 故选BCD。 题型三 探究环境因素对光合作用强度的影响 11．气孔是植物叶片上保卫细胞之间形成的小孔，在植物碳同化、蒸腾和呼吸作用等过程中发挥重要作用。下列叙述错误的是（    ） A．光照可诱导气孔张开，黑暗下气孔关闭 B．植物激素脱落酸浓度升高促进气孔张开 C．低浓度CO2可能会促进气孔张开 D．气孔关闭会阻碍植物的光合作用 【答案】B 【解析】A、保卫细胞的叶绿体在光照下进行光合作用，利用CO2，使细胞内pH增高，淀粉磷酸化酶水解淀粉为磷酸葡萄糖，细胞内水势下降，保卫细胞吸水膨胀，气孔张开；黑暗里呼吸产生的CO2使保卫细胞的pH下降，淀粉磷酸化酶又将葡萄糖合成为淀粉，细胞液浓度下降，水势升高，保卫细胞失水，气孔关闭，A正确； B、气孔的开闭与植物激素有关，如低浓度的脱落酸溶液洒在叶表面，可抑制气孔开放达数天，并且作用快，在2～10分钟内可使多种植物气孔开始关闭，B错误； C、低浓度CO2促进气孔张开，高浓度CO2使气孔迅速关闭，无论光照或黑暗皆如此。抑制机理可能是保卫细胞pH下降，水势上升，保卫细胞失水，必须在光照一段时间待CO2逐渐被消耗后，气孔才迅速张开，C正确； D、气孔关闭会使CO2无法进入植物体内参与暗反应，D正确。 故选B。 12．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。根据实验结果下列说法正确的是（　　） 处理 指标 光饱和点（klx） 光补偿点（klx） 低于5 klx光合曲线的斜率（mgCO2·dm-2·hr-1·klx-1） 叶绿素含量（mg·dm-2） 单株光合总产量（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。光饱和点指当光合速率不再随光强增加而增加时的光强度。光合曲线指光强度与光合速率关系的曲线。 A．由以上数据可知，花生在低于5 klx光照时，遮阴4小时光合曲线的斜率最大，所以花生适宜在较长时间遮荫条件下种植 B．不遮阴时，叶绿素含量低，是因为光照促进叶绿素分解 C．将遮阴2小时与遮阴4小时相比，后者植株将光合产物分配至果实的比例更大 D．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短于2小时能获得较高的花生产量。 【答案】D 【解析】A、花生在低于5 klx光照时，遮阴4小时光合曲线的斜率最大，但植株光合产量低不适宜种植，A错误； B、不遮光时叶绿素含量低，是因为色素吸收和转化光能的效率高，B错误； C、较长（4小时）遮阴处理下，整株植物的光合产量下降，但叶片的光合产量没有明显下降，从比例上看反而有所上升，C错误； D、与对照组相比，遮阴处理的两组光合产量有不同程度的下降。若将花生与其他高秆作物间种，则应尽量减少其他作物对花生的遮阴时间，才能获得较高花生产量，D正确。 故选D。 13．为探究环境因素对南瓜生长的影响，研究人员进行了一系列实验，部分实验数据如图所示。下列叙述错误的是（    ） A．该实验的自变量是光照强度和温度，因变量是净光合作用速率 B．图中和处南瓜的总光合作用速率均大于呼吸作用速率 C．温度5~20℃范围内影响遮阴20%组和正常光照组光合作用速率的主要因素是温度 D．根据结果推测，在晴朗夏季的中午适当遮阴有利于提高南瓜产量 【答案】B 【解析】A、结合图示曲线分析，自变量是光照强度和温度，二氧化碳吸收量代表的是净光合，因此因变量是净光合作用速率，A正确； B、图中的P1、P2、P3处南瓜的净光合速率等于0，说明此时总光合作用速率均等于呼吸作用速率，B错误； C、温度5~20℃范围内，遮阴20%组和正常光照组光合作用速率随着温度的升高而加快，说明此时的限制因素主要是温度，C正确； D、在30℃左右，正常光照组的净光合速率小于遮阴20%组，说明在晴朗夏季的中午适当遮阴有利于提高南瓜产量，D正确。 故选B。 14．使用打孔器打出圆形小叶片若干个，向装满水的注射器中加入圆形小叶重复抽拉以排出叶片中气体。将圆形叶片随机分组后放入清水中，分别放置不同距离的光源，记录、统计每组圆形小叶浮起水面所需时间均值。关于本实验的说法中，错误的是（    ） A．小叶浮起的原因是由于光合作用产生O2所致 B．距离光源越远的组小叶浮起所需时间越长 C．使用苏打水代替清水后，小叶浮起所需时间变短 D．水温越高小叶浮起所需时间越来越短 【答案】D 【解析】A、叶片在光下进行光合作用产生氧气，氧气积累在叶片细胞间隙等部位，使叶片浮力增大从而浮起，A正确； B、距离光源越远，光照强度越弱，光合作用强度相对越低，产生氧气的速率越慢，所以小叶浮起所需时间越长，B正确； C、苏打水（碳酸氢钠溶液）能提供二氧化碳，二氧化碳是光合作用的原料，在一定范围内增加二氧化碳浓度可增强光合作用，使产生氧气的速率加快，小叶浮起所需时间变短，C正确； D、在一定范围内，温度升高会使光合作用相关酶的活性增强，光合作用速率加快，小叶浮起所需时间变短；但当温度过高时，会使酶的活性降低甚至失活，光合作用速率下降，小叶浮起所需时间变长，并不是水温越高小叶浮起所需时间就越短，D错误。 故选D。 15．某实验小组为了探究光质对希尔反应的影响，取6支试管加入等量的叶绿体悬浮液后，进行了如下表所示的操作。下列有关该实验的叙述，错误的是（    ） 试剂处理方法 管号 1 2 3 4 5 加叶绿体悬浮液 5mL 5mL 5mL 5mL 5mL 用纸包裹试管 锡箔纸 绿色玻璃纸 紫色玻璃纸 红色玻璃纸 - 滴加1%的二氯 酚靛酚溶液 2滴 2滴 2滴 2滴 2滴 充分摇匀后，放置于阳光或人工光照下10分钟左右 结果 蓝绿色（不变色） 较淡蓝绿色 淡蓝绿色 极淡蓝绿色至绿色 极淡蓝绿色至绿色 注：二氯酚靛酚是一种蓝色染料，能被还原剂还原为无色物质。 A．该实验控制变量时应用了“加法原理” B．各实验组的光照强度和光照时间应相同 C．若通入适当的CO2会加快变色过程 D．4、5号两支试管中消耗的ADP最多 【答案】AC 【解析】A、该实验用有颜色的玻璃纸包裹，目的是保证只有这种色光能透过，其余色光都不能透过，因此利用了“减法原理”，A错误； B、光照强度和光照时间是该实验的无关变量，实验的无关变量应保持相同且适宜，B正确； C、若通入CO2会发生暗反应而消耗NADPH，不利于二氯酚靛酚的还原，因此会减慢变色过程，C错误； D、根据实验结果可知，4、5号试管变色最明显，因此光反应最快，消耗的ADP最多，D正确。 故选AC。 题型四 影响光合作用的因素及其应用 16．黑藻是多年生高等植物，它喜欢在光照充足的环境中生长，为很多实验提供良好材料。下列叙述正确的是（    ） A．使用高倍镜观察几种细胞时，可以用黑藻成熟叶片为材料做临时装片，制作流程包括解离→漂洗→染色→制片 B．探究光照强度对光合作用的影响实验中，用一个含NaHCO3溶液的透明容器培养黑藻，不断改变光照强度并测量溶液中溶解氧含量 C．色素的提取和分离实验，得到4条色素带，其中条带最宽的色素主要吸收红光和蓝紫光 D．用高倍显微镜观察叶绿体，可观察到大量绿色的基粒结构 【答案】C 【解析】A、用黑藻成熟叶片为材料做临时装片观察几种细胞时，因为黑藻细胞本身含有的叶绿体可作为观察的标志，无需染色。其临时装片的制作流程是在载玻片上滴一滴清水，然后取一片黑藻成熟叶片放在水滴中，盖上盖玻片，即“取材→制片”，A错误； B、探究光照强度对光合作用的影响时，需控制单一变量（如光照强度），但“不断改变光照强度并测量溶解氧”会导致无法明确因果关系。正确方法是设置不同光照强度的实验组（如通过调整光源距离），每组独立测量溶解氧变化，B错误； C、色素的提取和分离实验，得到4条色素带，其中条带最宽的色素为叶绿素a，叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光，C正确； D、用高倍显微镜观察叶绿体，只能看到叶绿体的形态和分布等，而基粒是叶绿体的亚显微结构，需在电子显微镜下才能观察到，D错误。 故选C。 17．两棵同种生长状况基本相同的植物，分别置于透明的玻璃罩内，如图甲、乙所示；在相同自然条件下，测得一昼夜中植物氧气释放速率分别如图丙、丁曲线所示。下列说法正确的是（　　）    A．装置甲的植物在14点时C5消耗比10点时慢 B．一昼夜中，装置乙中植物积累的有机物比甲少 C．e点时，气孔关闭导致光合作用基本停止 D．ab段和cd段，曲线下降的原因相同 【答案】A 【解析】A、装置甲植物的叶绿体中，在14点时玻璃罩内二氧化碳因光合作用的消耗而含量不足，使得二氧化碳的固定过程减弱，消耗的C5减少比10点时慢，A正确； B、丁曲线与X轴围成一定的面积，上方的面积减去下方的面积代表积累有机物的量，比丙图围成的面积差要大，因此一昼夜中，装置乙中植物积累的有机物比甲多，B错误； C、e点时，气孔部分关闭导致光合作用下降，但没有停止，C错误； D、甲装置是密封状态，CO2含量有限，导致光合作用速率被限制，ab段就是CO2浓度降低引起的；乙装置是开放状态，cd段下降的原因是光照减弱，D错误。 故选A。 18．某同学用若干大小一致的新鲜菠菜叶随机均分为多组进行图6所示的实验。每组实验均包含试管①和试管②，试管中的指示剂初始颜色均为绿色，不同小组光照强度大小不同，其他环境条件相同且适宜，实验一段时间后观察指示剂颜色变化，所有的试管②仍为绿色。下列相关叙述正确的是（    ） 注：指示剂为溴麝香草酚蓝，其变色范围是：pH=6.0呈黄色，pH=7.0呈绿色，pH=7.6呈蓝色。 A．本实验的目的是探究不同光照强度对光合速率的影响，同一小组试管①和试管②的光照强度不同 B．若某小组的试管①变黄色，说明该组光照强度下叶片光合速率小于呼吸速率，线粒体内膜产生的CO2使pH下降 C．若某小组试管①变蓝色，说明该组光照强度下叶片光合速率大于呼吸速率，叶片吸收使溶液的pH上升 D．若某小组的试管①仍为绿色，说明该组光照强度下叶片的总光合速率为0 【答案】C 【解析】A、本实验的目的是探究不同光照强度对光合速率的影响，实验的自变量是光照强度不同，不同组别的光照强度不同，但同一小组试管①和试管②的光照强度应相同，A错误； B、植物细胞在光照下可以进行光合作用和呼吸作用，光合作用吸收二氧化碳，使得溶液的pH升高，呼吸作用释放二氧化碳，使得溶液的pH降低，若某小组的试管①变黄色（pH=6.0呈黄色），说明此时溶液的pH降低，该组光照强度下叶片光合速率小于呼吸速率，但CO2是在线粒体基质产生的，B错误； C、图中试管①在强光下，新鲜菠菜的叶子光合作用大于呼吸作用，因此溶液的pH升高，溶液的颜色由绿色变成蓝色（pH=7.6呈蓝色），C正确； D、若某小组的试管①仍为绿色，说明叶片光合作用与呼吸作用相当，即净光合速率=0，而非总光合速率为0，D错误。 故选C。 19．2025年2月中国科学技术大学熊宇杰教授团队实现了人工光合系统的高通量筛选，为未来高效人工光合系统研发提供了一种可行性范式。人工光合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，据此分析下列说法错误的是（    ） A．人工光合系统中相当于光反应的模块是模块1和模块2 B．模块2中还应添加ADP、Pi和NADP+等物质以便完成能量转换 C．若正常运转过程中气泵突然停转，则短时间内甲的含量将减少 D．若植物与人工光合系统固定等量的CO2，则植物糖类的积累量低于人工光合系统 【答案】C 【解析】A、该系统中执行相当于叶绿体中光反应功能的是模块1和模块2，模块1相当于光合作用中色素吸收光能，模块2进行光反应中水的光解和ATP的合成，A正确； B、模块2中还应添加ADP、Pi和NADP+等物质以便将电能转化成NADPH和ATP中活跃的化学能，B正确； C、据图判断甲为C5、乙为C3，若正常运转过程中气泵突然停转，二氧化碳浓度降低，二氧化碳的固定减少，C5的消耗减少，而光反应速率不变，C5的生成不变，导致短时间内甲（C5）的含量将增加，C错误； D、由于人工光合作用系统没有呼吸作用消耗糖类，故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高于植物糖类的积累量，D正确。 故选C。 20．用某种绿色植物轮藻的大小相似叶片分组进行光合作用实验：已知叶片实验前质量相等，在不同温度下分别暗处理1h，测其质量变化，立即光照1h(光强度相同)，再测其质量变化。得到如下结果。据表分析，以下说法正确的是（    ） 组别 一 二 三 四 温度/℃ 27 28 29 30 暗处理后质量变化/ mg -2 -3 -4 -1 光照后与暗处理前质量变化/ mg +3 +3 + 3 +2 A．29 ℃时轮藻光合作用酶的活性高于其他3组 B．光照时，第一、二、三组轮藻释放的氧气量不相等 C．光照时，第二、三轮藻生长一样快 D．光照时，第四组轮藻制造的有机物总量为 4 mg 【答案】ABD 【解析】A、各组净光合作用速率=暗处理后质量变化+光照后与暗处理前质量变化，实际光合速率=2暗处理后质量变化+光照后与暗处理前质量变化，各组实际光合速率分别为7、9、11、5，29 ℃时轮藻光合作用酶的活性高于其他3组，A正确； B、假设原质量都是10mg，暗处理后三个组分别变为8mg、7mg、6mg，再光照后又分别变为13mg、13mg、13mg。所以，在光下，组一的净光合作用为13﹣8=5mg；组二的净光合作用为：13﹣7=6mg；组三的净光合作用为13﹣6=7mg，因此这三组在光下的净光合作用是不同的，氧气的释放量不相等，B正确； C、根据B，组二和组三的净光合速率不同，因此，光照时第二、三轮藻生长不一样快，C错误； D、假设原质量都是10mg，暗处理后组四变为9mg，再光照后又分别变为12mg，所以在光下，组四的净光合作用为12-9=3mg，制造的有机物量为总光合速率=净光合速率+呼吸速率=3+1=4mg，D正确。 故选ABD。 1．（2025·江苏扬州·模拟预测）将羽衣甘蓝的叶片色素提取液在滤纸上进行点样，先后置于层析液和蒸馏水中进行层析，过程及结果如图所示。已知1、2、3、4、5代表不同类型的色素。下列分析错误的是（　　） A．色素5在层析液中的溶解度最小 B．蒸馏水分离时点样点应浸没在蒸馏水中 C．色素1、2、3、4均可吸收蓝紫光 D．缺镁会影响色素3和4的含量 【答案】B 【解析】A、根据层析的结果，用层析液分离时不出现色素5，说明其在层析液中的溶解度最小，A正确； B、蒸馏水分离时，点样点不能触及蒸馏水，而是让滤纸的边缘接触蒸馏水，让蒸馏水在滤纸上慢慢扩散，B错误； C、1、2、3、4在层析液中具有不同的溶解度，推测是光合色素，因此它们依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，均可吸收蓝紫光，C正确； D、1、2、3、4依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，镁只参与构成叶绿素，故缺Mg会影响色素3和4的含量，D正确。 故选B。 2．（2025·江苏南京·二模）某生物社团利用金鱼藻进行光合作用相关实验，实验装置如下图。下列叙述错误的是（　　） A．该装置可用于探究CO2浓度和光质对金鱼藻光合作用的影响 B．去掉单色滤光片后短时间内金鱼藻叶绿体基质中C3含量降低 C．利用氧气传感器测到的O2浓度变化量可表示金鱼藻总光合速率 D．该装置测得的氧气释放速率会随时间推移逐渐减小至0 【答案】C 【解析】A、在该装置中可通过改变NaHCO3溶液的浓度探究CO2浓度对金鱼藻光合作用的影响，即该装置可用于探究CO2浓度和光质对金鱼藻光合作用的影响，A正确； B、相同条件下，白光下比单色光下的光合作用要强，因此拆去滤光片，光反应增强，ATP和NADPH含量升高，C3还原速率加快，短时间内C3含量降低，B正确； C、总光合速率=净光合速率+呼吸作用速率，利用氧气传感器测到的O2浓度变化可计算净光合作用速率，但呼吸作用速率未知，不能直接计算总光合速率，C错误； D、该装置处于适宜条件下，随着光合作用的进行，CO2逐渐被消耗，光合作用速率逐渐降低，当光合作用速率等于呼吸作用速率时，氧气释放速率为0，因此测得的氧气释放速率会随时间逐渐减小至0，D正确。 故选C。 3．（2025·江苏宿迁·模拟预测）关于植物细胞中光合色素、光敏色素、花青素三类色素，下列叙述正确的是（　　） A．三类色素可存在同一个细胞中 B．只有光合色素可以吸收光能 C．三类色素合成场所都是核糖体 D．使用有机溶剂可提取到三类色素 【答案】A 【解析】A、植物的叶肉细胞中含有光合色素，在一些植物的花、果实等器官的细胞中含有花青素，而光敏色素在植物的各个器官中都有分布，所以三类色素可存在同一个细胞中，A正确； B、光敏色素也能感受光信号，它也可以吸收光能，B错误； C、光合色素和花青素不是蛋白质，其合成场所不是核糖体，核糖体是蛋白质的合成场所，C错误； D、花青素不能用有机溶剂提取，D错误。 故选A。 4．（2025·江苏南通·二模）RuBP羧化/加氧酶缩写为Rubisco，当浓度高时，Rubisco催化与反应；当浓度高时，Rubisco催化与经过一系列化学反应，消耗ATP和NADPH，生成和，这一过程称为光呼吸。如图为小麦叶肉细胞中的部分生理活动过程，大写字母代表相应的物质。下列叙述不合理的是（    ） A．A表示NADPH，B表示，C表示ADP+Pi，D表示ATP，F表示RuBP B．夏季晴朗的中午出现“午休现象”时，植物光呼吸会有所增强 C．Rubisco位于叶绿体基质，玉米（植物）通常比小麦植物）光呼吸作用弱 D．光呼吸过程消耗ATP、NADPH，与光反应相反，不利于植物细胞的正常生长 【答案】D 【解析】A、由图可知，H++B→A，故A表示NADPH，B表示NADP+，光反应过程由C形成D，则C表示ADP+Pi，D表示ATP，F表示RuBP，即C5，A正确； B、夏季晴朗的中午出现“午休现象”时，气孔关闭，二氧化碳不能正常进入叶肉细胞，但光反应正常进行，导致叶肉细胞内氧气浓度较高，氧气和五碳化合物结合几率增加，因此植物光呼吸的强度较通常会有所增大，B正确； C、Rubisco位于叶绿体基质，玉米（植物）通常比小麦植物）光呼吸作用弱，因为玉米能利用较低浓度的二氧化碳，C正确； D、植物细胞产生的ATP和NADPH过多时会破坏细胞，光呼吸能消耗过多的ATP和NADPH，故光呼吸有利于保护农作物，D错误。 故选D。 5．（24-25高三上·江苏扬州·阶段练习）农业谚语是劳动人民口口相传的生产实践经验，其中蕴藏着丰富的生物学原理，下列相关分析正确的是（    ） A．“犁地深一寸，等于上层粪”—中耕松土有利于植物根细胞吸收无机盐 B．“春天粪堆密，秋后粮铺地”—粪肥中的有机物可直接被植物吸收，促进粮食增产 C．“人黄有病，苗黄缺肥”—氮，镁是构成叶绿素的成分，缺（含氮、镁的）肥导致叶片变黄 D．“有收无收，主要看水”是因为水可参与细胞内的生化反应和参与组成细胞结构等 【答案】ACD 【解析】A、中耕松土增加土壤的含氧量，为根系提供更多的氧气，促进细胞有氧呼吸，有利于植物的根部通过主动运输吸收无机盐离子，A正确； B、粪肥中的能量不能流向植物，粪肥中有机物可被微生物分解形成无机物，无机物可被植物吸收利用，促进粮食增产，B错误； C、氮、镁是构成叶绿素的必需成分，植物缺乏氮、镁会导致叶片发黄，C正确； D、水可参与细胞内的生化反应和参与组成细胞结构等，所以“有收无收，主要看水”，D正确。 故选ACD。 6．（2024·江苏南通·模拟预测）下图是菠菜叶肉细胞光合作用和呼吸作用的部分过程，a、b代表气体。相关叙述正确的是（    ） A．物质a、b分别代表O2和CO2 B．过程②④都在生物膜上进行 C．过程③消耗的ATP可由过程①②④提供 D．只有在有光条件下过程①②③④才能同时进行 【答案】ACD 【解析】A、a为水的光解产生的O2，b为暗反应的原料CO2，A正确； B、④为有氧呼吸第一、第二阶段，发生的场所在细胞质基质和线粒体基质，B错误； C、过程③消耗的ATP可由光反应、细胞呼吸提供，即过程①②④，C正确； D、①④为细胞呼吸，②③光合作用，故只有在有光条件下过程①②③④才能同时进行，D正确。 故选ACD。 7．（2024·江苏盐城·模拟预测）光敏蛋白（PSP）是我国科学家设计的在光照条件下，能够将CO2直接还原，使电子传递效率和CO2还原效率明显提高的感光物质。研究人员利用PSP模拟光合系统的部分过程已获得成功。下列叙述错误的是（    ） A．光合色素主要分布在类囊体薄膜上，而光敏色素分布在植物的各个部位 B．光合色素和PSP是一类均可用无水乙醇提取的蛋白质 C．PSP的功能与自然光合系统中光合色素、NADPH相似 D．光敏色素和光合色素主要吸收红光和蓝紫光 【答案】BD 【解析】A、光合色素主要分布在叶绿体的类囊体薄膜上，而光敏色素分布在植物的各个部位，能够接受光信号，A正确； B、用无水乙醇提取绿叶中的光合色素，但不能提取光合蛋白，B错误； C、在光照条件下，PSP能够将CO2直接还原，说明光敏蛋白与自然光合系统中光合色素、NADPH和ATP等物质的功能相似，C正确； D、光敏色素主要吸收红光和远红光，光合色素主要吸收红光和蓝紫光，D错误。 故选BD。 8．（2024·江苏宿迁·一模）如图是光合作用过程示意图（字母代表物质），PSBS是一种类囊体膜蛋白，能感应类囊体腔内H+的浓度而被激活，激活的PSBS抑制电子在类囊体膜上的传递，最终将过量的光能转换成热能释放，防止强光对植物细胞造成损伤。下列说法正确的是（    ） A．H+经过Z蛋白外流的同时，利用B物质来合成C物质 B．叶绿素分子中被光激发的e-，经传递到达D结合H+后生成E C．物质F浓度降低至原浓度一半时，短时间内C5化合物的含量将降低 D．降低Z蛋白的活性和阻断卡尔文循环中F的供应都将有利于PSBS发挥功能 【答案】ABD 【解析】A、由图可知，C、E可用于C3的还原，故E是NADPH，B是ADP和Pi，C是ATP。当H+顺浓度梯度经过Z蛋白运输时，利用化学势能将ADP和Pi转化为ATP，即B物质被用来合成了C物质，A正确； B、叶绿素分子中被光激发的电子，经传递到达D（NADP+）同时结合H+合成E，即NADPH，B正确； C、物质F是CO2，浓度降低至原浓度一半时，短时间内CO2的固定速率降低，但C3的还原速率不变，故C5化合物的含量将升高，C错误； D、由题意可知，PSBS是一种类囊体膜蛋白，能感应类囊体腔内H+的浓度而被激活，激活的PSBS抑制电子在类囊体膜上的传递，最终将过量的光能转换成热能释放，防止强光对植物细胞造成损伤。降低Z蛋白的活性会减少H+向外运输，阻断卡尔文循环中F的供应会导致暗反应减弱，进而抑制光反应ATP和NADPH的合成，由于Z蛋白质活性与ATP合成有关，因此ATP合成减少也会导致H+外运减少，因此都将有利于PSBS发挥功能，防止强光对植物细胞造成损伤，D正确。 故选ABD。 9．（2023·江苏常州·模拟预测）下图表示夏季时某植物体在不同程度遮光条件下净光合速率的部分日变化曲线，据图分析有关叙述错误的是（　　）    A．一天中30%的适当遮光均会显著增强净光合速率 B．a-b段大部分叶表皮细胞能产生ATP的场所只有细胞质基质和线粒体 C．M点时该植物体内叶肉细胞消耗的二氧化碳量等于该细胞呼吸产生的二氧化碳量 D．该植物c点和d点有机物含量相同 【答案】ACD 【解析】A、由图可知，M点之前，30%遮光条件下的净光合速率低于不遮光条件下的净光合速率，A错误； B、由图可知，植物叶片表皮是透明的，表皮细胞中不含叶绿体，故表皮细胞产生ATP场所只有是细胞质基质、线粒体，B正确； C、M点植物的光合速率等于呼吸速率，但对于单叶肉细胞而言，叶肉细胞的光合作用消耗的二氧化碳远远大于呼吸作用产生的二氧化碳，C错误； D、由图可知，c点到d点，植物一直在进行光合作用，有机物一直在积累，故d点有机物多于c点，D错误。 故选ACD。 10．（2023·江苏南通·三模）活化状态的Rubisco能催化固定。黑暗条件下，Rubisco与C5结合呈钝化状态。光照条件下，光激活Rubisco活化酶，使Rubisco构象发生变化释放C5暴露出活性位点，然后Rubisco活性位点与结合后再与类囊体排出的结合，形成活化状态的Rubisco，过程如下图所示。相关叙述正确的是（    ）    A．Rubisco活化酶吸收、传递、转换光能后被激活 B．光能驱动H+从类囊体薄膜外向类囊体内腔移动 C．类囊体内腔中的pH下降有利于Mg2+释放到基质 D．和Mg2+既是Rubisco的活化剂也是Rubisco的催化底物 【答案】BC 【解析】A、酶只有催化作用，吸收、传递、转化光能的是光合色素，A错误； B、由图可知，光能驱动H+从类囊体薄膜外向类囊体内腔移动，进而维持类囊体中的高H+浓度，B正确； C、类囊体内腔中的pH下降，消耗H+势能，有利于Mg2+释放到基质，C正确； D、Mg2+是Rubisco的活化剂，但不是Rubisco的催化底物，D错误。 故选BC。 一、单选题 1．（2023·江苏·高考真题）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 【解析】A、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； B、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虽可累积更多的色素，但会造成滤液细线过宽，易出现色素带重叠，B正确； C、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比较判断各色素的含量，但该实验不能具体测定绿叶中各种色素含量，C错误； D、花青素存在于液泡中，溶于水不易溶于有机溶剂，故若得到5条色素带，距离滤液细线最近的色素带为花青素，应在叶绿素b的下方，D错误。 故选B。 2．（2020·江苏·高考真题）同位素可用于追踪物质的运行和变化规律。在生物科学史中，下列科学研究未采用同位素标记法的是（    ） A．卡尔文（M． Calvin）等探明CO2中的碳在光合作用中的转化途径 B．赫尔希（A． D． Hershey）等利用T2噬菌体侵染大肠杆菌证明DNA是遗传物质 C．梅塞尔森（M． Meselson）等证明DNA进行半保留复制 D．温特（F． W． Went）证明胚芽鞘产生促进生长的化学物质 【答案】D 【解析】A、卡尔文用同位素标记法探明了CO2中的碳在光合作用中转化途径，A错误； B、利用T2噬菌体侵染大肠杆菌实验中用了同位素标记法，B错误； C、证明DNA的半保留复制的实验中用了同位素标记法，C错误； D、温特证明胚芽鞘产生促进生长的化学物质的实验中未采用同位素标记法，D正确。 故选D。 3．（2020·江苏·高考真题）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 【解析】A、绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，因而可以用无水乙醇提取绿叶中的色素，A正确； B、研磨时需要加入碳酸钙（CaCO3），可防止研磨时色素被破坏，B错误； C、研磨时加入少许石英砂（SiO2）有助于充分研磨，利于破碎细胞使色素释放，C正确； D、画滤液细线时应尽量减少滤液扩散，要求细、直、齐，才有利于色素均匀地分离，D正确。 故选B。 4．（2019·江苏·高考真题）如图为某次光合作用色素纸层析的实验结果，样品分别为新鲜菠菜叶和一种蓝藻经液氮冷冻研磨后的乙醇提取液。下列叙述正确的是 A．研磨时加入CaCO3过量会破坏叶绿素 B．层析液可采用生理盐水或磷酸盐缓冲液 C．在敞开的烧杯中进行层析时，需通风操作 D．实验验证了该种蓝藻没有叶绿素b 【答案】D 【解析】A、研磨时加入碳酸钙是为了保护叶绿素，A错误； B、层析液可以由石油醚、丙酮和苯混合而成，也可以用92号汽油代替，生理盐水或磷酸盐缓冲液起不到层析的效果，B错误； C、层析时，为了防止层析液挥发，需要用培养皿盖住小烧杯，C错误； D、绿色植物的叶绿体中含有四种色素，纸层析后，形成的色素带从上到下依次是：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）。由图可知，菠菜含有四种色素，蓝藻只有两条色素带，不含有叶黄素和叶绿素b，D正确。 故选D。 5．（2018·江苏·高考真题）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 【答案】D 【解析】A、若横坐标是CO2浓度，纵坐标表示净光合速率，则根据题中信息无法判断出较高温度下和较低温度下呼吸速率的大小，同理，也无法判断出较低和较高温度下光合速率的大小，所以无法判断甲和乙的关系，A错误； B、若横坐标是温度，则随着温度的升高光合速率与呼吸速率都会表现为先升高后降低的趋势，B错误； C、若横坐标是光波长，则净光合曲线的变化趋势为先升高后降低，与图中甲乙曲线变化不符，C错误； D、若横坐标是光照强度，较高浓度的二氧化碳有利于光合作用的进行，因此甲表示较高CO2浓度，乙表示较低CO2浓度，D正确。 故选D。 二、多选题 6．（2025·全国卷·高考真题）在一定温度下，生长在大田的某种植物光合速率（CO2固定速率）和呼吸速率（CO2释放速率）对光照强度的响应曲线如图所示。下列叙述错误的是（    ） A．光照强度为a时，该植物的干重不会增加 B．光照强度从a逐渐增加到b时，该植物生长速率逐渐增大 C．光照强度小于b时，提高大田CO2浓度，CO2固定速率会增大 D．光照强度为b时，适当降低光反应速率，CO2固定速率会降低 【答案】C 【解析】A、光照强度为a时，光合速率等于呼吸速率，即净光合速率为0。植物干重增加依赖净光合积累有机物，净光合速率=光合速率-呼吸速率，此时净光合为0，干重不会增加，A 正确； B、光照强度从a逐渐增加到b时，光合速率与呼吸速率差值逐渐增大。净光合速率越大，植物积累有机物越多，生长速率逐渐增大，B正确； C、光照强度小于b时，光照强度未达饱和的阶段，在光照强度为主要限制因素时，提高大田CO2浓度，CO2固定速率不会增大（因为光照不足，光反应提供的ATP和NADPH有限，限制暗反应）；只有当光照强度饱和后，提高CO2浓度，CO2固定速率才会增大，C错误； D、光照强度为b时，光反应为暗反应提供ATP和NADPH。适当降低光反应速率，提供的ATP和NADPH减少，会使暗反应中CO2固定速率降低，D正确。 故选C。 7．（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 【解析】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。 三、非选择题 8．（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 【解析】（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。 9．（2023·江苏·高考真题）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。①~④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①~④中选填）；NADPH可用于CO2固定产物的还原，其场所有 （从①~④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①~④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 【答案】(1) ④ ①④ K+等无机离子、苹果酸（Mal）等有机酸 (2) ①②④ 丙酮酸 NADH (3)氢离子电化学势能 (4)吸水膨胀（或吸水或膨胀） (5)ABD 【解析】（1）光照下，光驱动产生的NADPH主要出现在④叶绿体中；NADPH可用于CO2固定产物的还原，据图可知，OAA的还原也需要NADPH的参与，NADPH用于CO2固定产物还原的场所有①④。液泡中与气孔开闭相关的主要成分有H2O、钾离子等无机盐离子和Mal等有机酸，其中钾离子和Mal影响细胞液的渗透压，进而影响保卫细胞的吸水力，影响气孔的开闭。 （2）研究证实气孔运动需要ATP，叶绿体可通过光反应产生ATP，细胞呼吸的场所是细胞质基质和线粒体，因此产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体，即图中的①②④。保卫细胞中的糖分解为PEP，PEP再转化为丙酮酸进入线粒体参与有氧呼吸的第二、三阶段，经过TCA循环产生的NADH最终通过电子传递链氧化产生ATP，即有氧呼吸的第三阶段。 （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，形成跨膜的氢离子浓度梯度，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，进而表现为气孔张开。 （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，进入到细胞液中，使细胞内水势下降（溶质浓度提高），导致保卫细胞吸水膨胀，促进气孔张开。 （5）A、结合图示可知，黑暗时突变体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，据此推测保卫细胞淀粉大量合成需要依赖呼吸作用提供ATP ，A正确； B、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，光照诱导WT气孔张开与叶绿体淀粉的水解有关，B正确； C、NTT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，不能说明该突变体不能进行光合作用，C错误； D、结合图示可以看出，较长时间光照可使WT叶绿体面积增大，因而推测，积累较多的淀粉，D正确。 故选ABD.。 10．（2021·江苏·高考真题）线粒体对维持旺盛的光合作用至关重要。下图示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10~14d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µmolO2•mg-1chl•h-1，chl为叶绿素）。请完成下表。 实验步骤的目的 简要操作过程 配制不同浓度的寡霉素丙酮溶液 寡霉素难溶于水，需先溶于丙酮，配制高浓度母液，并用丙酮稀释成不同药物浓度，用于加入水中 设置寡霉素为单一变量的对照组 ① ② 对照组和各实验组均测定多个大麦叶片 光合放氧测定 用氧电极测定叶片放氧 ③ 称重叶片，加乙醇研磨，定容，离心，取上清液测定 【答案】(1) 类囊体薄膜 叶绿素、类胡萝卜素 (2) C5 12 (3) NADPH ATP (4) 在水中加入相同体积不含寡霉素的丙酮 减少叶片差异造成的误差 叶绿素定量测定（或测定叶绿素含量） 【解析】（1）光合作用光反应场所为类囊体薄膜，将光能转变成化学能，参与该反应的光和色素是叶绿素、类胡萝卜素。 （2）据题意在暗反应进行中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；一分子蔗糖含12个C原子，C5含有5个碳原子，据图固定1个CO2合成1个C3，应为还要再生出C5，故需要12个CO2合成一分子蔗糖。 （3）NADPH起还原剂的作用，含有还原能，呼吸作用过程中能量释放用于合成ATP中的化学能和热能。 （4）设计实验遵循单一变量原则，对照原则，等量原则，对照组为在水中加入相同体积不含寡霉素丙酮溶液。对照组和各实验组均测定多个大麦叶片的原因是减少叶片差异造成的误差。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。 学科网（北京）股份有限公司1 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第09讲 光合作用 目录 01 课标达标练 【题型一】捕获光能的色素和结构 【题型二】光合作用的原理 【题型三】探究环境因素对光合作用强度的影响 【题型四】影响光合作用的因素及其应用 02 能力突破练 （新情境+新思维+新角度） 03 高考溯源练 （含2025高考真题） 题型一 捕获光能的色素和结构 1．妥乐古银杏旅游景区位于六盘水市盘州市石桥镇妥乐村，全村拥有树龄300年以上的古银杏1200余株，银杏果和叶都有很高的药用价值，叶变黄后具有很好的观赏价值。为探究古银杏树绿叶和黄叶所含色素的差别，某同学用纸层析法进行相关的实验，该同学下列实验操作，错误的是（　　） A．研磨液过滤时使用单层尼龙布 B．画滤液细线时要连续重复画2~3次 C．分离色素应在通风好的条件进行 D．测定叶绿素的含量时可使用红光波段 2．某兴趣小组以新鲜菠菜成熟叶作为材料进行“绿叶中色素的提取和分离”实验。将材料用清水清洗、沥干、切碎后加入丙酮一无水乙醇混合提取剂，同时加入少量碳酸钙（CaCO3）和二氧化硅（SiO2）进行浸提、研磨、过滤，过滤后采用纸层析法分离光合色素。下列叙述错误的是（　　） A．加入CaCO3能中和细胞液中的有机酸，防止色素被破坏 B．加入SiO2的作用是使研磨更充分，以利于光合色素的释放 C．光合色素的浸提等工序应在避光处进行，以防止色素被光解 D．采用纸层析法分离色素后，滤纸条上类胡萝卜素条带宽于叶绿素条带 3．黑藻是多年生沉水草本植物，叶片呈螺旋状紧密排列。有同学利用黑藻进行高中生物学教材相关实验，下列叙述错误的是（　　） A．用黑藻叶片观察细胞质的流动时，可通过适当增强光照或适当升温等措施使现象更明显 B．将黑藻叶片置于2mol/L乙二醇溶液中，会出现质壁分离后自动复原的现象 C．用黑藻叶片提取和分离光合色素时，滤纸条上会出现2条色素带，分别为叶绿素和藻蓝素 D．用黑藻探究光照强度对光合作用强度的影响实验时，可通过观察黑藻产生气泡的速率来衡量光合速率 4．为了构建叶绿素a含量与蓝细菌密度的相关曲线。下表中目的和步骤对应有误的一项是（　　） 选项 实验目的 简要操作步骤 A 测定样液蓝细菌数量 将不同浓度蓝细菌摇匀，稀释后分别用细菌计数板计数 B 浓缩蓝细菌 分别对等量样液离心，取下层沉淀物 C 提取叶绿素 将浓缩的蓝细菌用等量无水乙醇重新悬浮 D 测定叶绿素a含量 以无菌水作对照，利用分光光度计进行定量测定 A．A B．B C．C D．D 5．（2025·江苏南通·模拟预测）某生物兴趣小组用无水乙醇提取新鲜菠菜绿叶中的色素，并用分光光度计测定叶片中的叶绿素含量。相关叙述正确的是（    ） A．可将剪碎的叶片放入乙醇中，在室温下浸提2min B．提取色素的过程中可用锡箔纸包裹装有色素的试管 C．可用滤纸过滤收集澄清的色素提取液再进行测定 D．实验中需测定无水乙醇对红光的吸收值用于校正实验结果 题型二 光合作用的原理 6．关于细胞中的和，下列说法正确的是（    ） A．给植物提供，一段时间后会发现含的氧气 B．若给动物提供不会出现在中 C．给植物提供后，一段时间后会出现在葡萄糖等有机物中 D．用标记葡萄糖，培养动物细胞，每隔一段时间检测含的化合物，可探究有氧呼吸的过程 7．原初反应是光合作用的初始步骤，包括光能被天线色素吸收、传递至反应中心和反应中心色素与原初电子供体D和原初电子受体A之间的氧化还原反应。图甲为原初反应示意图，Chl、Chl*和Chl+分别为反应中心色素的初始态、激发态和氧化态。图乙为光合色素X的结构简式。下列相关说法，正确的是（　　） A．光能自养型生物进行原初反应的场所均为类囊体薄膜 B．色素X为叶绿素，尾部可锚定于类囊体膜中，R结构不同时色素X的吸收光谱相同 C．D释放的电子最初来自水的光解，A接受的电子最终进入ATP和NADPH D．反应中心色素能将光能转换为电能，为后续ATP和NADPH的生成提供能量 8．下图是某绿藻适应水生环境，提高光合效率的机制图。下列叙述正确的是（    ） A．图示中能产生ATP 的结构有细胞质基质和线粒体 B．图中浓度大小为细胞外>细胞质基质>叶绿体基质>类囊体腔 C．水光解产生的H⁺可进一步形成NADH，为暗反应提供还原剂和能量 D．光反应通过确保暗反应中CO2的供应，帮助该绿藻适应水生环境 9．绿色硫细菌（厌氧菌）因缺乏处理氧自由基的酶，可进行不产氧的光合作用，如图所示。下列说法错误的是（　　） A．绿色硫细菌在光合片层上将光能转化为NADPH和ATP中的化学能，用于暗反应 B．ATP合酶利用H⁺浓度差合成ATP，H+浓度差的形成是因为高能电子提供能量进行H+的跨膜运输 C．绿硫细菌的光合片层的结构和功能类似类囊体 D．绿色硫细菌光合作用的光解底物是H2S而非H2O，这避免了大量氧气的产生，使得生命在氧气稀缺的环境中得以延续和发展 10．植物的叶肉细胞中存在“草酰乙酸/苹果酸穿梭体”，结构如图。在光照过强时，草酰乙酸/苹果酸穿梭体可有效地将光照产生的部分NADPH输出叶绿体，并在细胞质基质中生成NADH。下列叙述正确的是（　　）    A．NADPH主要在叶绿体基质中生成 B．正常光照下，NADPH主要用于还原C3生成糖类 C．由NADPH生成的NADH主要在线粒体内膜上被利用 D．“草酰乙酸/苹果酸穿梭体”可减弱强光对叶绿体的损伤 题型三 探究环境因素对光合作用强度的影响 11．气孔是植物叶片上保卫细胞之间形成的小孔，在植物碳同化、蒸腾和呼吸作用等过程中发挥重要作用。下列叙述错误的是（    ） A．光照可诱导气孔张开，黑暗下气孔关闭 B．植物激素脱落酸浓度升高促进气孔张开 C．低浓度CO2可能会促进气孔张开 D．气孔关闭会阻碍植物的光合作用 12．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。根据实验结果下列说法正确的是（　　） 处理 指标 光饱和点（klx） 光补偿点（klx） 低于5 klx光合曲线的斜率（mgCO2·dm-2·hr-1·klx-1） 叶绿素含量（mg·dm-2） 单株光合总产量（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。光饱和点指当光合速率不再随光强增加而增加时的光强度。光合曲线指光强度与光合速率关系的曲线。 A．由以上数据可知，花生在低于5 klx光照时，遮阴4小时光合曲线的斜率最大，所以花生适宜在较长时间遮荫条件下种植 B．不遮阴时，叶绿素含量低，是因为光照促进叶绿素分解 C．将遮阴2小时与遮阴4小时相比，后者植株将光合产物分配至果实的比例更大 D．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短于2小时能获得较高的花生产量。 13．为探究环境因素对南瓜生长的影响，研究人员进行了一系列实验，部分实验数据如图所示。下列叙述错误的是（    ） A．该实验的自变量是光照强度和温度，因变量是净光合作用速率 B．图中和处南瓜的总光合作用速率均大于呼吸作用速率 C．温度5~20℃范围内影响遮阴20%组和正常光照组光合作用速率的主要因素是温度 D．根据结果推测，在晴朗夏季的中午适当遮阴有利于提高南瓜产量 14．使用打孔器打出圆形小叶片若干个，向装满水的注射器中加入圆形小叶重复抽拉以排出叶片中气体。将圆形叶片随机分组后放入清水中，分别放置不同距离的光源，记录、统计每组圆形小叶浮起水面所需时间均值。关于本实验的说法中，错误的是（    ） A．小叶浮起的原因是由于光合作用产生O2所致 B．距离光源越远的组小叶浮起所需时间越长 C．使用苏打水代替清水后，小叶浮起所需时间变短 D．水温越高小叶浮起所需时间越来越短 15．某实验小组为了探究光质对希尔反应的影响，取6支试管加入等量的叶绿体悬浮液后，进行了如下表所示的操作。下列有关该实验的叙述，错误的是（    ） 试剂处理方法 管号 1 2 3 4 5 加叶绿体悬浮液 5mL 5mL 5mL 5mL 5mL 用纸包裹试管 锡箔纸 绿色玻璃纸 紫色玻璃纸 红色玻璃纸 - 滴加1%的二氯 酚靛酚溶液 2滴 2滴 2滴 2滴 2滴 充分摇匀后，放置于阳光或人工光照下10分钟左右 结果 蓝绿色（不变色） 较淡蓝绿色 淡蓝绿色 极淡蓝绿色至绿色 极淡蓝绿色至绿色 注：二氯酚靛酚是一种蓝色染料，能被还原剂还原为无色物质。 A．该实验控制变量时应用了“加法原理” B．各实验组的光照强度和光照时间应相同 C．若通入适当的CO2会加快变色过程 D．4、5号两支试管中消耗的ADP最多 题型四 影响光合作用的因素及其应用 16．黑藻是多年生高等植物，它喜欢在光照充足的环境中生长，为很多实验提供良好材料。下列叙述正确的是（    ） A．使用高倍镜观察几种细胞时，可以用黑藻成熟叶片为材料做临时装片，制作流程包括解离→漂洗→染色→制片 B．探究光照强度对光合作用的影响实验中，用一个含NaHCO3溶液的透明容器培养黑藻，不断改变光照强度并测量溶液中溶解氧含量 C．色素的提取和分离实验，得到4条色素带，其中条带最宽的色素主要吸收红光和蓝紫光 D．用高倍显微镜观察叶绿体，可观察到大量绿色的基粒结构 17．两棵同种生长状况基本相同的植物，分别置于透明的玻璃罩内，如图甲、乙所示；在相同自然条件下，测得一昼夜中植物氧气释放速率分别如图丙、丁曲线所示。下列说法正确的是（　　）    A．装置甲的植物在14点时C5消耗比10点时慢 B．一昼夜中，装置乙中植物积累的有机物比甲少 C．e点时，气孔关闭导致光合作用基本停止 D．ab段和cd段，曲线下降的原因相同 18．某同学用若干大小一致的新鲜菠菜叶随机均分为多组进行图6所示的实验。每组实验均包含试管①和试管②，试管中的指示剂初始颜色均为绿色，不同小组光照强度大小不同，其他环境条件相同且适宜，实验一段时间后观察指示剂颜色变化，所有的试管②仍为绿色。下列相关叙述正确的是（    ） 注：指示剂为溴麝香草酚蓝，其变色范围是：pH=6.0呈黄色，pH=7.0呈绿色，pH=7.6呈蓝色。 A．本实验的目的是探究不同光照强度对光合速率的影响，同一小组试管①和试管②的光照强度不同 B．若某小组的试管①变黄色，说明该组光照强度下叶片光合速率小于呼吸速率，线粒体内膜产生的CO2使pH下降 C．若某小组试管①变蓝色，说明该组光照强度下叶片光合速率大于呼吸速率，叶片吸收使溶液的pH上升 D．若某小组的试管①仍为绿色，说明该组光照强度下叶片的总光合速率为0 19．2025年2月中国科学技术大学熊宇杰教授团队实现了人工光合系统的高通量筛选，为未来高效人工光合系统研发提供了一种可行性范式。人工光合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，据此分析下列说法错误的是（    ） A．人工光合系统中相当于光反应的模块是模块1和模块2 B．模块2中还应添加ADP、Pi和NADP+等物质以便完成能量转换 C．若正常运转过程中气泵突然停转，则短时间内甲的含量将减少 D．若植物与人工光合系统固定等量的CO2，则植物糖类的积累量低于人工光合系统 20．用某种绿色植物轮藻的大小相似叶片分组进行光合作用实验：已知叶片实验前质量相等，在不同温度下分别暗处理1h，测其质量变化，立即光照1h(光强度相同)，再测其质量变化。得到如下结果。据表分析，以下说法正确的是（    ） 组别 一 二 三 四 温度/℃ 27 28 29 30 暗处理后质量变化/ mg -2 -3 -4 -1 光照后与暗处理前质量变化/ mg +3 +3 + 3 +2 A．29 ℃时轮藻光合作用酶的活性高于其他3组 B．光照时，第一、二、三组轮藻释放的氧气量不相等 C．光照时，第二、三轮藻生长一样快 D．光照时，第四组轮藻制造的有机物总量为 4 mg 1．（2025·江苏扬州·模拟预测）将羽衣甘蓝的叶片色素提取液在滤纸上进行点样，先后置于层析液和蒸馏水中进行层析，过程及结果如图所示。已知1、2、3、4、5代表不同类型的色素。下列分析错误的是（　　） A．色素5在层析液中的溶解度最小 B．蒸馏水分离时点样点应浸没在蒸馏水中 C．色素1、2、3、4均可吸收蓝紫光 D．缺镁会影响色素3和4的含量 2．（2025·江苏南京·二模）某生物社团利用金鱼藻进行光合作用相关实验，实验装置如下图。下列叙述错误的是（　　） A．该装置可用于探究CO2浓度和光质对金鱼藻光合作用的影响 B．去掉单色滤光片后短时间内金鱼藻叶绿体基质中C3含量降低 C．利用氧气传感器测到的O2浓度变化量可表示金鱼藻总光合速率 D．该装置测得的氧气释放速率会随时间推移逐渐减小至0 3．（2025·江苏宿迁·模拟预测）关于植物细胞中光合色素、光敏色素、花青素三类色素，下列叙述正确的是（　　） A．三类色素可存在同一个细胞中 B．只有光合色素可以吸收光能 C．三类色素合成场所都是核糖体 D．使用有机溶剂可提取到三类色素 4．（2025·江苏南通·二模）RuBP羧化/加氧酶缩写为Rubisco，当浓度高时，Rubisco催化与反应；当浓度高时，Rubisco催化与经过一系列化学反应，消耗ATP和NADPH，生成和，这一过程称为光呼吸。如图为小麦叶肉细胞中的部分生理活动过程，大写字母代表相应的物质。下列叙述不合理的是（    ） A．A表示NADPH，B表示，C表示ADP+Pi，D表示ATP，F表示RuBP B．夏季晴朗的中午出现“午休现象”时，植物光呼吸会有所增强 C．Rubisco位于叶绿体基质，玉米（植物）通常比小麦植物）光呼吸作用弱 D．光呼吸过程消耗ATP、NADPH，与光反应相反，不利于植物细胞的正常生长 5．（24-25高三上·江苏扬州·阶段练习）农业谚语是劳动人民口口相传的生产实践经验，其中蕴藏着丰富的生物学原理，下列相关分析正确的是（    ） A．“犁地深一寸，等于上层粪”—中耕松土有利于植物根细胞吸收无机盐 B．“春天粪堆密，秋后粮铺地”—粪肥中的有机物可直接被植物吸收，促进粮食增产 C．“人黄有病，苗黄缺肥”—氮，镁是构成叶绿素的成分，缺（含氮、镁的）肥导致叶片变黄 D．“有收无收，主要看水”是因为水可参与细胞内的生化反应和参与组成细胞结构等 6．（2024·江苏南通·模拟预测）下图是菠菜叶肉细胞光合作用和呼吸作用的部分过程，a、b代表气体。相关叙述正确的是（    ） A．物质a、b分别代表O2和CO2 B．过程②④都在生物膜上进行 C．过程③消耗的ATP可由过程①②④提供 D．只有在有光条件下过程①②③④才能同时进行 7．（2024·江苏盐城·模拟预测）光敏蛋白（PSP）是我国科学家设计的在光照条件下，能够将CO2直接还原，使电子传递效率和CO2还原效率明显提高的感光物质。研究人员利用PSP模拟光合系统的部分过程已获得成功。下列叙述错误的是（    ） A．光合色素主要分布在类囊体薄膜上，而光敏色素分布在植物的各个部位 B．光合色素和PSP是一类均可用无水乙醇提取的蛋白质 C．PSP的功能与自然光合系统中光合色素、NADPH相似 D．光敏色素和光合色素主要吸收红光和蓝紫光 8．（2024·江苏宿迁·一模）如图是光合作用过程示意图（字母代表物质），PSBS是一种类囊体膜蛋白，能感应类囊体腔内H+的浓度而被激活，激活的PSBS抑制电子在类囊体膜上的传递，最终将过量的光能转换成热能释放，防止强光对植物细胞造成损伤。下列说法正确的是（    ） A．H+经过Z蛋白外流的同时，利用B物质来合成C物质 B．叶绿素分子中被光激发的e-，经传递到达D结合H+后生成E C．物质F浓度降低至原浓度一半时，短时间内C5化合物的含量将降低 D．降低Z蛋白的活性和阻断卡尔文循环中F的供应都将有利于PSBS发挥功能 9．（2023·江苏常州·模拟预测）下图表示夏季时某植物体在不同程度遮光条件下净光合速率的部分日变化曲线，据图分析有关叙述错误的是（　　）    A．一天中30%的适当遮光均会显著增强净光合速率 B．a-b段大部分叶表皮细胞能产生ATP的场所只有细胞质基质和线粒体 C．M点时该植物体内叶肉细胞消耗的二氧化碳量等于该细胞呼吸产生的二氧化碳量 D．该植物c点和d点有机物含量相同 10．（2023·江苏南通·三模）活化状态的Rubisco能催化固定。黑暗条件下，Rubisco与C5结合呈钝化状态。光照条件下，光激活Rubisco活化酶，使Rubisco构象发生变化释放C5暴露出活性位点，然后Rubisco活性位点与结合后再与类囊体排出的结合，形成活化状态的Rubisco，过程如下图所示。相关叙述正确的是（    ）    A．Rubisco活化酶吸收、传递、转换光能后被激活 B．光能驱动H+从类囊体薄膜外向类囊体内腔移动 C．类囊体内腔中的pH下降有利于Mg2+释放到基质 D．和Mg2+既是Rubisco的活化剂也是Rubisco的催化底物 一、单选题 1．（2023·江苏·高考真题）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 2．（2020·江苏·高考真题）同位素可用于追踪物质的运行和变化规律。在生物科学史中，下列科学研究未采用同位素标记法的是（    ） A．卡尔文（M． Calvin）等探明CO2中的碳在光合作用中的转化途径 B．赫尔希（A． D． Hershey）等利用T2噬菌体侵染大肠杆菌证明DNA是遗传物质 C．梅塞尔森（M． Meselson）等证明DNA进行半保留复制 D．温特（F． W． Went）证明胚芽鞘产生促进生长的化学物质 3．（2020·江苏·高考真题）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 4．（2019·江苏·高考真题）如图为某次光合作用色素纸层析的实验结果，样品分别为新鲜菠菜叶和一种蓝藻经液氮冷冻研磨后的乙醇提取液。下列叙述正确的是 A．研磨时加入CaCO3过量会破坏叶绿素 B．层析液可采用生理盐水或磷酸盐缓冲液 C．在敞开的烧杯中进行层析时，需通风操作 D．实验验证了该种蓝藻没有叶绿素b 5．（2018·江苏·高考真题）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 二、多选题 6．（2025·全国卷·高考真题）在一定温度下，生长在大田的某种植物光合速率（CO2固定速率）和呼吸速率（CO2释放速率）对光照强度的响应曲线如图所示。下列叙述错误的是（    ） A．光照强度为a时，该植物的干重不会增加 B．光照强度从a逐渐增加到b时，该植物生长速率逐渐增大 C．光照强度小于b时，提高大田CO2浓度，CO2固定速率会增大 D．光照强度为b时，适当降低光反应速率，CO2固定速率会降低 7．（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 三、非选择题 8．（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 。 9．（2023·江苏·高考真题）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。①~④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①~④中选填）；NADPH可用于CO2固定产物的还原，其场所有 （从①~④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①~④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 10．（2021·江苏·高考真题）线粒体对维持旺盛的光合作用至关重要。下图示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10~14d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µmolO2•mg-1chl•h-1，chl为叶绿素）。请完成下表。 实验步骤的目的 简要操作过程 配制不同浓度的寡霉素丙酮溶液 寡霉素难溶于水，需先溶于丙酮，配制高浓度母液，并用丙酮稀释成不同药物浓度，用于加入水中 设置寡霉素为单一变量的对照组 ① ② 对照组和各实验组均测定多个大麦叶片 光合放氧测定 用氧电极测定叶片放氧 ③ 称重叶片，加乙醇研磨，定容，离心，取上清液测定 学科网（北京）股份有限公司1 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $$