第二单元 第12课时 光合作用的原理（课件PPT）-【高考领航】2026年高考生物大一轮复习学案

该高中生物学高考复习课件聚焦光合作用原理核心考点，依据课标要求说明叶绿体捕获光能及能量转化为化学能的过程。通过知识精细梳理（概念、反应式、过程图解）、表格对比光反应与暗反应、细节拾遗巩固教材易混点，对接高考评价体系，分析近3年真题中“物质转化与能量流动”“环境因素影响”等高频考点，归纳“过程分析”“曲线解读”“实验探究”等常考题型，体现备考针对性。 课件亮点在于“真题感悟+情境探究+核心素养融合”。结合2024江苏卷蓝细菌光合作用题，运用科学思维分析类囊体膜特性；通过“闪光实验”情境培养探究实践能力。针对易错点设“教材细节诊断”，提炼“条件改变-物质含量变化”分析模型，帮助学生掌握答题技巧。教师可依托分层训练精准突破考点，助力学生高效冲刺高考。

第12课时　光合作用的原理 返回 ‹#› 说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量，这些能量在二氧化碳和水转变为糖与氧气的过程中，转换并储存为糖类中的化学能。 返回 ‹#› 1 考点　 4 限时规范训练 栏 目 导 引 3 真题感悟/考教衔接 1 高考拓展　 返回 ‹#› 1．光合作用的概念 绿色植物通过________，利用______，将______________转化成储存着能量的________，并且释放出______的过程。 2．光合作用的反应式 考点 光合作用的原理 叶绿体 光能 二氧化碳和水 有机物 氧气 返回 ‹#› 3．图解光合作用的过程 H2O CO2 O2 (CH2O) 光反应　 暗反应 返回 ‹#› 4．比较光反应和暗反应 项目 光反应 暗反应 实质 光能转化为化学能，并放出O2 同化CO2形成有机物 与光 的关 系 必须在____下进行 不直接依赖光 场所 在叶绿体内的____________上进行 在叶绿体______中进行 光 类囊体薄膜 基质 返回 ‹#› 项目 光反应 暗反应 物质 转化 返回 ‹#› 项目 光反应 暗反应 能量 转化 光能→_____________ ______________________ ATP和NADPH中活跃的化学能→______________________ 关系 ATP和NADPH 中活跃的化学能　 有机物中稳定的化学能 返回 ‹#› 5.光合作用的意义 (1)光合作用产生的有机物除供植物体自身利用外，还为__________生物提供食物。 (2)光能通过驱动光合作用而驱动__________的运转。 所有异养 生命世界 返回 ‹#› (1)(必修1 P103相关信息)水分解为氧和H＋的同时，被叶绿体夺去两个________，经传递，可用于____________与______结合形成NADPH。 (2)(必修1 P104相关信息)C3是指三碳化合物——__________________，C5是指五碳化合物——__________________________。 (3)(必修1 P104相关信息)光合作用的产物有一部分是________，还有一部分是蔗糖。蔗糖可以进入________，再通过韧皮部运输到植株各处。 电子 NADP＋ H＋ 3­磷酸甘油酸 核酮糖­1，5­二磷酸 淀粉 筛管 返回 ‹#› 6．化能合成作用与光合作用的对比 项目 光合作用 化能合成作用 条件 光、色素、酶 酶 原料 CO2和H2O等无机物 产物 ______等有机物 能量 来源 光能 某些无机物氧化时所释放的能量 生物 种类 绿色植物、蓝细菌等 __________、硫细菌等 糖类 硝化细菌 返回 ‹#› 1．只提供光照，不提供CO2，植物可独立进行光反应。( ) 2．光合作用中ATP的移动方向是从叶绿体基质到类囊体的薄膜。( ) 3．暗反应中CO2可接受ATP和NADPH释放的能量，并且被NADPH还原。( ) 4．14CO2中14C的转移途径是14CO2→14C3→14C5→(14CH2O)。( ) 教材细节诊断 × × × × 返回 ‹#› 光合作用的暗反应阶段主要包括：C5和CO2结合生成C3，C3经一系列变化生成糖类和C5。为确定光合作用暗反应阶段哪个反应间接依赖光，科学家利用小球藻进行实验，结果如图所示。 返回 ‹#› (1)利用热酒精处理小球藻能终止细胞内的化学反应。欲探究14CO2中14C的转移路径，给小球藻提供14CO2后，对小球藻的处理是_____________________________________________________________。 (2)暗反应阶段间接依赖光照的反应是_____________________________，做出此判断的依据是_____________________________________________ _____________________________________________________。 每间隔一段时间，用热酒精终止暗反应进程，提取并鉴定含14C的物质　 C3经一系列变化生成糖类和C5　 当反应条件由光照变为黑暗时，C3含量升高而C5及各种中间产物的含量下降，说明C3的还原与光照条件有关 返回 ‹#› 科研人员向离体叶绿体悬浮液中加入适量NaHCO3溶液和必要物质，在适宜条件下进行闪光实验。结果如图： 返回 ‹#› (1)叶绿体悬浮液中加入的必要物质有_____________________________。 (2)据图推测，光照总时间和实验时间相同的情况下，闪光照射的光合作用合成有机物的量与连续光照下的光合作用合成有机物的量__________(填“相同”或“不相同”)，理由是______________________ _______________________________________________________________________________________________________________________。 NADP＋、Pi(磷酸)、ADP 不相同 光照总时间和实验时间相同的情况下，闪光照射的光合作用合成有机物的量较多。因为闪光照射，暗反应更能充分利用光反应提供的NADPH和ATP 返回 ‹#› 1．“模型法”表示C3和C5等物质含量变化 图1　　　　　　　　图2 图3　　　　　　　　图4 返回 ‹#› 2．连续光照和间隔光照下的有机物合成量 (1)光反应为暗反应提供的NADPH和ATP在叶绿体基质中有少量的积累，在光反应停止时，暗反应仍可持续进行一段时间，有机物还能继续合成。 (2)在总光照时间、总黑暗时间均相同的条件下，光照和黑暗间隔处理比一直连续光照处理有机物的积累量要多。 返回 ‹#› 考向1　光合作用的基本原理 1．光合作用的卡尔文循环可分为羧化、还原和再生3个阶段，如图所示。下列有关说法错误的是(　　) A．RuBP是一种五碳化合物 B．图中羧化表示CO2的固定过程 C．CO2浓度突然降低，3-PGA/RuBP的值 会暂时减小 D．卡尔文循环的3个阶段均直接受光反应 影响 D　 返回 ‹#› 解析：D　在羧化阶段，RuBP与CO2结合，而光合作用过程中CO2与五碳化合物结合生成三碳化合物，故RuBP为一种五碳化合物，A正确；在羧化阶段，RuBP与CO2结合，表示CO2的固定过程，B正确；当CO2浓度突然降低，CO2的固定过程受阻，RuBP的量 会暂时增加，3-PGA的量会暂时减少，故 3-PGA/RuBP的值会暂时减小，C正确；光 反应产生NADPH和ATP应用于暗反应，即 卡尔文循环中的还原和再生2个阶段受光反 应的影响，而羧化阶段不受光反应的影响， D错误。 返回 ‹#› 2．(2025·湖北武汉检测)如图甲表示叶肉细胞中叶绿体进行光合作用的过程，A、B代表物质，图乙表示叶绿体色素分离的结果，下列叙述不正确的是(　　) A．光合作用的光反应是在图甲中①上 进行的，而暗反应是在②中进行的 B．图甲中①上产生的B物质移动到② 中参与C5和C3的还原 C．图甲中②中产生的NADP＋移动到①上接受水光解产生的氢 D．图乙中色素带从上往下分别是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b 　 甲　　　　　 　　　乙 B　 返回 ‹#› 解析：B　光合作用的场所是叶绿体，光反应是在图甲中①类囊体薄膜上进行的，而暗反应是在②叶绿体基质中进行的，A正确；图甲中①类囊体薄膜上产生的B物质(NADPH)移动到②叶绿体基质中，参与C3的还原，形成糖类等有机物，B错误；图甲中②叶 绿体基质中产生的NADP＋移动到①类 囊体薄膜上接受水光解产生的氢，C正 确；叶绿体色素在滤纸上的分布，由 上往下分别是胡萝卜素、叶黄素、叶绿 素a、叶绿素b，D正确。 甲　　　　　 　　　乙 返回 ‹#› 考向2　光合作用中物质变化分析 3．光合作用通过密切关联的两大阶段——光反应和暗反应实现。对于改变反应条件而引起的变化，下列相关说法正确的是(　　) A．突然中断CO2供应会暂时引起叶绿体基质中C5/C3的值减小 B．突然中断CO2供应会暂时引起叶绿体基质中ATP/ADP的值增大 C．突然将红光改为绿光会暂时引起叶绿体基质中C3/C5的值减小 D．突然将绿光改为红光会暂时引起叶绿体基质中ATP/ADP的值减小 B　 返回 ‹#› 解析：B　突然中断CO2供应，使暗反应中CO2的固定减少，而C3还原仍在进行，因此会暂时导致C3减少，C5增多，即会引起叶绿体基质中C5/C3的值增大，A错误；突然中断CO2供应使C3减少，因此C3还原利用的ATP减少，导致ATP积累增多，而ADP含量减少，因此会暂时引起叶绿体基质中ATP/ADP的值增大，B正确；由于光合色素主要吸收红光和蓝紫光，对绿光吸收较少，突然将红光改为绿光，会导致光反应产生的ATP和NADPH减少，这将使暗反应中C3的还原减弱，导致C5减少，C3增多，因此会暂时引起叶绿体基质中C3/C5的值增大，C错误；突然将绿光改为红光会导致光反应吸收的光能增加，光反应产生的ATP和NADPH增加，而ADP相对含量减少，因此会暂时引起叶绿体基质中ATP/ADP的值增大，D错误。 返回 ‹#› 高考拓展 光反应中的光系统和电子传递链 返回 ‹#› (1)镶嵌在类囊体膜上的光合色素分子有序地排列在一起，它们能够捕获光能，将光能传递给位于反应中心的色素分子，该色素分子被激发，释放出一个高能电子。失去电子的色素分子有很强的夺电子能力，它们从水分子中夺取电子，使水分解成H＋和O2。 返回 ‹#› (2)色素分子失去的电子被类囊体膜上的特殊蛋白质捕获，这些蛋白质利用电子携带的能量将H＋从叶绿体基质泵入类囊体腔，并最终把电子传递给了NADP＋，NADP＋获得电子后与H＋结合，生成NADPH。 (3)类囊体膜上镶嵌有ATP合酶，类囊体腔中的H＋顺浓度梯度经ATP合酶进入叶绿体基质，推动了ATP的生成。 返回 ‹#› 1．如图为类囊体膜蛋白排列和光反应产物形成的示意图。据图分析，下列叙述错误的是(　　) A．水光解产生的O2若被有氧 呼吸利用，最少要穿过4层膜 B．NADP＋与电子(e－)和质子 (H＋)结合形成NADPH C．产生的ATP可用于暗反应 及其他消耗能量的反应 D．电子(e－)的有序传递是完成光能转换的重要环节 A　 返回 ‹#› 解析：A　水光解产生O2的场所是叶绿体的类囊体膜的内侧，若被有氧呼吸利用，即氧气在线粒体内膜上被利用，氧气从叶绿体类囊体膜开始，再穿过叶绿体2层膜，然后进入同一细胞中的线粒体，穿过线粒体的2层膜，所以至少要穿过5层膜，A错误；光反应中NADP＋与电子(e－)和质子(H＋)结合形成NADPH，然后在暗 反应过程中被消耗，B正确；由 图可知，产生的ATP可用于暗反 应以及核酸代谢、色素合成等其 他消耗能量的反应，C正确；电 子(e－)在类囊体薄膜上的有序传递是完成光能转换的重要环节，D正确。 返回 ‹#› 2．(2025·湖南常德联考)叶绿体进行能量转换依靠光系统(指光合色素与各种蛋白质结合形成的大型复合物，包括PSⅠ和PSⅡ)将光能转换为电能。光系统产生的高能电子沿光合电子传递链依次传递促使NADPH的形成，同时驱动膜内的质子泵在膜两侧建立H＋梯度，进而驱动ATP的合成。 注：类囊体膜上主要有光系统Ⅰ(PSⅠ) 、光系统Ⅱ(PSⅡ)、细胞色素b6f蛋白 复合体和ATP合酶复合体四类蛋白复合 体，参与光能吸收、传递和转化、电 子传递、H＋输送及ATP合成等过程。 返回 ‹#› 据图回答下列问题： (1)光反应过程中，ATP的形成与光系统____________________(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅰ和Ⅱ”)发挥作用产生的H＋浓度梯度有关。 (2)叶绿素a(P680和P700)接受光的照射后被激发，释放势能高的电子，电子的最终供体(供给电子的物质)是____________________。通过光合电子传递链，光能最终转化为________ ________________________中的化学 能。 返回 ‹#› (3)图中ATP合酶的作用是_______________________________；线粒体中存在类似于ATP合酶的膜是____________________。据图分析，增加膜两侧的H＋浓度差的生理过程有____________________________(共3点)。 (4)除草剂二溴百里香醌(DBMIB)是质体醌(PQ)的类似物，可充当PQ的电子受体。DBMIB能够和细胞色素b6f特异性结合，阻止光合电子传递到细胞色素b6f。若用该除草剂处理无内 外膜的叶绿体，会导致ATP含 量显著下降，其原因可能是_______ ________________________________ ___。 返回 ‹#› 解析：(1)由图可知，B侧较高浓度的H＋向A侧运输可催化ATP的形成，而B侧较高浓度的H＋来源于光系统PSⅡ催化水光解以及质体氢醌从A侧向B侧运输，因此ATP的形成与光系统PSⅡ发挥作用产生的H＋浓度梯度有关。(2)叶绿素a接受光的照射后被激发，在PSⅡ发生H2O的光解，释放势能高的电子，电子的最终供体是H2O，电子通过光合电子传递链，光能最终转化为ATP和NADPH中的化学能。 返回 ‹#› (3)图中ATP合酶的作用是催化ATP的合成，协助H＋跨膜运输。线粒体中存在类似于ATP合酶的膜是线粒体内膜。据图分析，增加膜两侧的H＋浓度差的生理过程有：水的光解产生H＋、PQ蛋白将H＋从A侧运输到B侧、合成NADPH消耗H＋。(4)除草剂二溴百里香醌(DBMIB)是质体醌(PQ)的类似物，可充当PQ的电子受体。DBMIB能够和细胞色素b6f特异性结合，阻止光合电子传递到细胞色素 b6f。则DBMIB会抑制水光解产生H＋， 使膜内外H＋的浓度差减小甚至消失， 故若用该除草剂处理无内外膜的叶绿 体，会导致ATP含量显著下降。 返回 ‹#› 答案：(1)Ⅱ　(2)水　ATP和NADPH(答完整才可)　(3)催化ATP的合成，协助H＋跨膜运输　线粒体内膜　水的光解产生H＋、PQ蛋白将H＋从A侧运输到B侧、合成NADPH消耗H＋　(4)二溴百里香醌(DBMIB)阻断电子传递，会抑制水光解产生H＋，使膜内外H＋的浓度差减小甚至消失 返回 ‹#› 角度1　考查光合作用的过程 1．(2024·湖南卷，节选)钾是植物生长发育的必需元素，主要生理功能包括参与酶活性调节、渗透调节以及促进光合产物的运输和转化等。研究表明，缺钾导致某种植物的气孔导度下降，使CO2通过气孔的阻力增大；Rubisco的羧化酶(催化CO2的固定反应)活性下降，最终导致净光合速率下降。回答下列问题： 真题感悟 考教衔接 返回 ‹#› (1)从物质和能量转化角度分析，叶绿体的光合作用即在光能驱动下，水分解产生____________________________；光能转化为电能，再转化为____________________________中储存的化学能，用于暗反应的过程。 (2)长期缺钾导致该植物的叶绿素含量____________________，从叶绿素的合成角度分析，原因是______________________________________(答出两点即可)。 返回 ‹#› 解析：(1)植物光反应过程中水的光解会产生O2和H＋，H＋和NADP＋结合产生NADPH。该过程中光能转化为电能，电能再转化为储存在ATP和NADPH中的化学能。(2)长期缺钾导致该植物的叶绿素含量降低，其原因是钾参与酶活性的调节，缺钾会降低叶绿素合成相关酶的活性；钾参与渗透调节，缺钾会影响细胞渗透压，进而影响细胞对Mg、N等的吸收，而Mg和N是合成叶绿素的原料，因此最终会影响叶绿素的合成。 答案：(1)O2和H＋　ATP和NADPH (2)减少　缺钾会使叶绿素合成相关酶的活性降低；缺钾会影响细胞的渗透调节，进而影响细胞对Mg、N等的吸收，使叶绿素合成减少 返回 ‹#› 2．(2024·江苏卷，节选)科研人员对蓝细菌的光合放氧、呼吸耗氧和叶绿素a含量等进行了系列研究。图1是蓝细菌光合作用部分过程示意图，图2是温度对蓝细菌光合放氧和呼吸耗氧影响的曲线图。请回答下列问题： 图1 图2 返回 ‹#› (1)图1中H＋从类囊体膜内侧到外侧只能通过ATP合酶，而O2能自由通过类囊体膜，说明类囊体膜具有的特性是____________________ ________。碳反应中C3在____________________________的作用下转变为(CH2O)，此过程发生的区域位于蓝细菌的_______________________中。 图1 图2 返回 ‹#› (2)图2中蓝细菌光合放氧的曲线是________________(填“甲”或“乙”)，理由为________________________________________________ _______________________________。 图1 图2 返回 ‹#› 解析：(1)类囊体膜允许某些物质通过，而限制另一些物质通过，这体现了类囊体膜具有选择透过性。碳反应中，C3在光反应产生的ATP和NADPH的作用下，三碳化合物被还原为糖类等有机物，蓝细菌是原核生物，此过程发生在蓝细菌的细胞质基质中。 图1 图2 返回 ‹#› (2)光合作用产生氧气，而呼吸作用消耗氧气。一般来说，光合作用在一定温度范围内随温度升高而增强，产生的氧气增多；呼吸作用在一定温度范围内随温度升高而增强，消耗的氧气增多。但通常光合作用产生氧气的量大于呼吸作用消耗氧气的量，这样才能积累有机物，正常生长，所以图2中蓝细菌光合放氧的曲线是乙。 图1 图2 返回 ‹#› 答案：(1)选择透过性　ATP和NADPH　细胞质基质　(2)乙　常温下光合作用产生氧气的量大于呼吸作用消耗氧气的量，这样才能积累有机物，正常生长 返回 ‹#› 3．(2024·安徽卷)为探究基因OsNAC对光合作用的影响，研究人员在相同条件下种植某品种水稻的野生型(WT)、OsNAC敲除突变体(KO)及OsNAC过量表达株(OE)，测定了灌浆期旗叶(位于植株最顶端)净光合速率和叶绿素含量，结果见下表。回答下列问题：   净光合速率/(μmol·m-2·s-1) 叶绿素含量/(mg·g-1) WT 24.0 4.0 KO 20.3 3.2 OE 27.7 4.6 返回 ‹#› (1)旗叶从外界吸收1分子CO2与核酮糖-1，5-二磷酸结合，在特定酶作用下形成2分子3-磷酸甘油酸；在有关酶的作用下，3-磷酸甘油酸接受________________________释放的能量并被还原，随后在叶绿体基质中转化为________________________。 (2)与WT相比，实验组KO与OE的设置分别采用了自变量控制中的______________________________、______________________________ ________(填科学方法)。 返回 ‹#› (3)据表可知，OsNAC过量表达会使旗叶净光合速率____________________________。为进一步探究该基因的功能，研究人员测定了旗叶中编码蔗糖转运蛋白基因的相对表达量、蔗糖含量及单株产量，结果如图。 　 返回 ‹#› 结合图表，分析OsNAC过量表达会使旗叶净光合速率发生相应变化的原因：①_________________________________________________________ _________________；②_________________________________________ ________________________。 返回 ‹#› 解析：(1)在光合作用的暗反应阶段，1分子CO2被固定后形成的2分子3-磷酸甘油酸(C3)，在有关酶的催化作用下，接受ATP和NADPH释放的能量，并且被NADPH还原。随后在叶绿体基质中转化为核酮糖-1，5-二磷酸(C5)和糖类。(2)与某品种水稻的野生型(WT)相比，实验组KO为OsNAC敲除突变体，其设置采用了自变量控制中的减法原理；实验组OE为OsNAC过量表达株，其设置采用了自变量控制中的加法原理。 返回 ‹#› (3)题图和表中信息显示：OE组的净光合速率、叶绿素含量、旗叶中编码蔗糖转运蛋白基因的相对表达量、单株产量都明显高于WT组和KO组，OE组蔗糖含量却低于WT组和KO组，说明OsNAC过量表达会使旗叶净光合速率增大，究其原因有：①与WT组相比，OE组叶绿素含量较高，增加了对光能的吸收、传递和转换，光反应增强，促进旗叶光合作用；②与WT组相比，OE组旗叶中编码蔗糖转运蛋白基因的表达量较高，可以及时将更多的光合产物(蔗糖)向外运出，从而促进旗叶的光合速率。 返回 ‹#› 答案：(1)ATP和NADPH　核酮糖-1，5-二磷酸(C5)和糖类　(2)减法原理　加法原理　(3)增大　①与WT组相比，OE组叶绿素含量较高，增加了对光能的吸收、传递和转换，光反应增强，促进旗叶光合作用　②与WT组相比，OE组旗叶中编码蔗糖转运蛋白基因的表达量较高，可以及时将更多的光合产物(蔗糖)向外运出，从而促进旗叶的光合速率 返回 ‹#› 角度2　考查光反应中的光系统 4．(2023·山东卷)当植物吸收的光能过多时，过剩的光能会对光反应阶段的PS Ⅱ复合体(PS Ⅱ)造成损伤，使PS Ⅱ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。 返回 ‹#› (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__________________________________________________。 返回 ‹#› (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____________________________ ___________________。 返回 ‹#› 解析：(1)据题意可知，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，结合题图分析实验的自变量为拟南芥种类和光照强度；影响光合作用强度的主要环境因素有CO2浓度、温度、水分等。 返回 ‹#› (2)据图分析，强光照射下突变体的NPQ强度比野生型的NPQ强度高，能减少强光对PSⅡ复合体造成损伤。但是野生型含有H蛋白，能对损伤后的PSⅡ进行修复，故不能确定强光照射下突变体与野生型的PSⅡ活性强弱。 返回 ‹#› (3)据图分析，强光照射下突变体中NPQ强度大，而NPQ能将过剩的光能耗散，从而使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的损伤且减少作用大于野生型H蛋白的修复作用，这样导致突变体的PSⅡ活性高，能为暗反应提供较多的NADPH和ATP，促进暗反应进行，因此突变体的暗反应强度高于野生型。 返回 ‹#› 答案：(1)拟南芥种类、光照强度　CO2浓度、温度　(2)不能　强光照射下突变体的NPQ强度比野生型的NPQ强度高，能减少强光对PSⅡ复合体造成损伤。但是野生型含有H蛋白，能对损伤后的PSⅡ进行修复，故不能确定强光照射下突变体与野生型的PSⅡ活性强弱　(3)少　突变体的NPQ强度大，能够减少强光对PSⅡ的损伤且减少作用大于野生型H蛋白的修复作用 返回 ‹#› 3 4 5 6 7 8 9 10 12 11 1 2 (选择题1～8题每题2分，9～10题每题3分，共22分) [基础巩固] 1．在高等植物光合作用的卡尔文循环中，唯一催化CO2固定形成C3的酶被称为Rubisco。下列叙述正确的是(　　) A．Rubisco存在于细胞质基质中 B．激活Rubisco需要黑暗条件 C．Rubisco催化CO2固定需要ATP D．Rubisco催化C5和CO2结合 限时规范 训练(十二) D　 返回 ‹#› 3 4 5 6 7 8 9 10 12 11 1 2 解析：D　由“唯一催化CO2固定形成C3的酶被称为Rubisco”可知，Rubisco是与暗反应有关的酶，暗反应阶段的化学反应是在叶绿体基质中进行的，故Rubisco存在于叶绿体基质中，A错误，D正确；暗反应在有光、无光条件下都可以进行，故激活Rubisco不一定需要黑暗条件，B错误；在暗反应阶段，CO2的固定不消耗NADPH和ATP，C错误。 返回 ‹#› 2 1 3 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2．(经典高考题)如图为绿色植物光合作用过程示意图(图中a～g为物质，①～⑥为反应过程，物质转换用实线表示，能量传递用虚线表示)。有关叙述错误的是(　　) A．图中①表示水分的吸收， ③表示水的光解 B．c为ATP，f为NADPH C．将b物质用18O标记，最终 在(CH2O)中能检测到18O D．图中a物质主要吸收红光和蓝紫光，绿色植物能利用它将光能转换成活跃的化学能 B　 返回 ‹#› 2 1 3 4 5 6 7 8 9 10 12 11 解析：B　图中a～g分别代表光合色素、O2、ATP、ADP、NADPH、NADP＋、CO2，①～⑥分别代表水分的吸收、ATP的合成、水的光解、CO2的固定、C3的还原、有机物的合成，A正确，B错误；，C正确；光合色素具有吸收、传递和转化光能的作用，D正确。 返回 ‹#› 2 3 1 4 5 6 7 8 9 10 12 11 3．(2025·河南洛阳模拟)对正在进行光合作用的植物，若突然降低植物周围环境中的CO2浓度，则短时间内，下列有关生理变化的叙述，正确的是(　　) A．叶绿体中C5/C3的值上升 B．叶绿体中ATP/ADP的值下降 C．NADPH/NADP＋的值下降 D．光反应速率加快 解析：A　在植物光合作用时突然降低CO2浓度，这将抑制暗反应中CO2的固定，导致C3减少，短时间内C5增多，故叶绿体中C5/C3的值上升，A正确；C3减少，则C3的还原变慢，消耗的ATP和NADPH变少，故叶绿体中ATP/ADP的值上升，NADPH/NADP＋的值上升，B、C错误；暗反应过程受抑制，进而影响光反应过程，光反应变慢，D错误。 A　 返回 ‹#› 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 12 11 4．(2025·辽宁沈阳联考)如图表示绿色植物光合作用的部分过程，图中a～c表示相关物质，甲、乙为结构。下列有关说法正确的是(　　) A．甲为叶绿体，乙为细胞质基质 B．a、b、c依次为O2、NADPH、ADP C．该过程合成的ATP大部分运出叶 绿体外，用于绿色植物的各种生命 活动 D．适宜条件下，当外界CO2含量升 高时，a的产生速率会增加 D　 返回 ‹#› 2 3 4 5 6 7 8 9 10 12 11 1 解析：D　据图分析，甲处进行了水的光解，为类囊体薄膜，乙为叶绿体基质，A错误；a为水光解的产物O2，b为类囊体薄膜上合成的NADPH，c为ATP合成所需的ADP和Pi，B错误；光合作用过程中合成的ATP，会被叶绿体自身消耗，用于光合作用的暗反应，还原三碳化合物，C错误；当外界CO2含量升高时，暗反应速率加快，光反应速率也会加快，a(O2)的释放速率加快，D正确。 返回 ‹#› 2 3 4 5 1 6 7 8 9 10 12 11 5．阳光穿过森林空隙形成的“光斑”会随太阳移动和枝叶的摆动而移动。如图表示一株生长旺盛的植物在光斑照射前后光合作用过程中与CO2吸收和O2释放有关的变化曲线。此曲线说明(　　) A．光斑照射前，光合作用无法进行 B．光斑照射开始后，光反应和暗反应迅 速同步增加 C．光斑照射后O2释放曲线的变化说明暗 反应对光反应有限制作用 D．CO2曲线AB段变化说明进行暗反应与 光照无关 C　 返回 ‹#› 2 3 4 5 1 6 7 8 9 10 12 11 解析：C　由于O2释放速率代表光反应速率，光斑照射前，有O2释放，说明能进行光合作用，A不符合题意；光斑照射开始后，O2释放速率急剧增大，CO2吸收速率相对较慢，说明光反应和暗反应不是同步增加的，B不符合题意；光斑照射后，CO2吸收速率增加的同时，O2释放速率先迅速上升后迅速下降至略高于CO2的吸收速率的 水平，说明暗反应对光反应有限制作用， C符合题意；AB段光斑移开，光照减弱， 光反应减弱，O2释放量下降的同时，CO2 吸收速率也下降，说明暗反应的进行与光 照有关，D不符合题意。 返回 ‹#› 2 3 4 5 6 1 7 8 9 10 12 11 6．(2023·湖北卷)植物光合作用的光反应依赖类囊体膜上PS Ⅰ和PS Ⅱ光复合体，PS Ⅱ光复合体含有光合色素，能吸收光能，并分解水。研究发现，PS Ⅱ光复合体上的蛋白质LHC Ⅱ，通过与PS Ⅱ结合或分离来增强或减弱对光能的捕获(如图所示)。LHC Ⅱ与PS Ⅱ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，PS Ⅱ 光复合体对光能的捕获增强 B．Mg2+含量减少会导致PS Ⅱ光复合体对光能的捕获减弱 C．弱光下LHC Ⅱ与PS Ⅱ结合，不利于对光能的捕获 D．PS Ⅱ光复合体分解水可以产生H＋、电子和O2 C　 返回 ‹#› 2 3 4 5 6 1 7 8 9 10 12 11 解析：C　据图可知，在强光下，PS Ⅱ与LHC Ⅱ分离，减弱PS Ⅱ光复合体对光能的捕获；在弱光下，PS Ⅱ与LHC Ⅱ结合，增强PS Ⅱ光复合体对光能的捕获。LHC Ⅱ和PS Ⅱ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，会导致类囊体上PS Ⅱ光复合体与LHC Ⅱ结合增多，从而使PS Ⅱ光复合体对光能的捕获增强，A正确。镁是合成叶绿素的原料，叶绿素能吸收、传递和转化光能，若Mg2+含量减少，PS Ⅱ光复合体含有的光合色素含量降低，导致PS Ⅱ光复合体对光能的捕获减弱，B正确。弱光下PS Ⅱ光复合体与LHC Ⅱ结合，有利于对光能的捕获，C错误。类囊体膜上的PS Ⅱ光复合体含有光合色素，在光反应中，其能吸收光能并分解水产生H＋、电子和O2，D正确。 返回 ‹#› 7 8 9 10 12 11 1 3 4 5 6 2 7．(2025·广东实验中学检测)植物进行光合作用时，CO2与C5结合后被RuBP羧化酶(Rubisco)催化生成1分子不稳定的C6，并立即分解为2分子C3。Rubisco在催化反应前必须被激活，CO2可与Rubisco的活性中心结合使其与Mg2+结合而被活化，光照时叶绿体基质中的H＋和Mg2+浓度升高也可调节Rubisco的活性。下列相关分析错误的是(　　) A．CO2既是Rubisco的反应物，又是活性调节物，低浓度CO2可使C5含量增多 B．适当增强光照时，叶绿体基质中Rubisco活性增强，催化C3合成速率加快 C．激活的Rubisco催化合成不稳定C6的过程需光反应提供ATP和NADPH D．对正常进行光合作用的植物停止光照后，C3的消耗速率将会降低 C　 返回 ‹#› 7 8 9 10 12 11 1 3 4 5 6 2 解析：C　CO2与C5结合后能被RuBP羧化酶催化，而且CO2可与Rubisco的活性中心结合使其与Mg2+结合而被活化，故CO2既是Rubisco的反应物，又是活性调节物；低浓度CO2会使二氧化碳固定速率减慢，消耗的C5减少，而C3还原生成C5的速率不变，故C5含量会增多，A正确。增强光照时叶绿体基质中的H＋和Mg2+浓度升高使Rubisco的活性增强，进而对CO2与C5结合后的催化效率更高，生成C6更快，C3合成速率加快，B正确。激活的Rubisco催化合成不稳定C6的过程不需光反应提供ATP和NADPH，NADPH、ATP用于暗反应阶段的C3的还原过程，C错误。对正常进行光合作用的植物停止光照后，光反应停止，无NADPH、ATP生成，暗反应速率降低，C3的消耗速率将会降低，D正确。 返回 ‹#› 8 9 10 12 11 1 3 4 5 6 7 2 8．(2025·山东济南联考)骨关节炎是一种常见的退行性疾病，本质是软骨细胞的退变、老化。科研人员利用小鼠的软骨细胞来源的细胞膜(CM)对绿色植物的类囊体进行包封，制成纳米级类囊体单元(NTU)，从而制备了CM-NTU，并注射到软骨受损的部位。改善了软骨稳态，防止骨关节炎的病理进展。下列分析正确的是(　　) A．NTU产生的NADPH中的能量可用于线粒体基质中ATP的合成 B．NTU的跨物种“移植”依赖于细胞膜的选择透过性 C．软骨细胞缺乏ATP和还原剂，可能是其患骨关节炎的病因 D．对CM-NTU进行光照后，可以相继发生光反应和暗反应 C　 返回 ‹#› 8 9 10 12 11 1 3 4 5 6 7 2 解析：C　NTU光反应产生的NADPH和ATP在叶绿体基质中用于暗反应还原C3，NADPH中的能量不用于线粒体基质中 ATP的合成，A错误；通过融合将NTU导入软骨关节炎小鼠的软骨细胞，依赖细胞膜具有一定的流动性的结构特点，B错误；分析题意，光照小鼠注射部位后，由于该部位含有纳米级类囊体单元，因而可以进行光合作用的光反应，不能进行暗反应，进而合成了ATP 和NADPH，因此症状显著缓解，即在细胞内的纳米级类囊体单元上合成了ATP和NADPH，据此推测患者关节内软骨细胞缺乏ATP和还原剂，可能是其患骨关节炎的病因，C正确，D错误。 返回 ‹#› 9 10 12 11 1 3 4 5 6 7 8 2 [能力提升] 9．(2025·广东惠州检测)如图为某陆生植物体内碳流动示意图。据图分析，下列叙述不正确的是(　　) A．过程①需要消耗光反应提供的ATP和NADPH B．叶肉细胞中的卡尔文循环发生在叶 绿体基质 C．叶肉细胞中会发生由单糖合成二糖 或多糖的过程 D．④受阻时，②③的进行能缓解丙糖 磷酸积累对卡尔文循环的抑制 A　 返回 ‹#› 9 10 12 11 1 3 4 5 6 7 8 2 解析：A　过程①表示CO2的固定，CO2的固定不消耗光反应提供的ATP和NADPH，消耗ATP和NADPH的是C3的还原过程。 返回 ‹#› 10 12 11 1 3 4 5 6 7 8 9 2 10．(2025·山东潍坊联考)蓝细菌的光合作用过程需要较高浓度CO2，长期进化过程中，蓝细菌形成的CO2浓缩机制如图所示。R酶还能催化O2与C5结合形成C3和C2，O2和CO2竞争性结合R酶同一位点。下列说法正确的是(　　) A．蓝细菌的光能转化发生在叶绿体的类囊体薄膜上 B．CO2不能以主动运输的方式 通过光合片层膜 C．转运蛋白基因表达增 加，光合速率增强 D．R酶发挥作用后CO2固定减少，有机物积累减少 C　 返回 ‹#› 10 12 11 1 3 4 5 6 7 8 9 2 解析：C　蓝细菌是原核生物，无叶绿体结构，A错误；依题图所示为蓝细菌的CO2浓缩机制，CO2进入光合片层膜要依赖CO2转运蛋白，同时消耗能量，因此，CO2以主动运输的方式通过光合片层膜，B错误；转运蛋白量增加，为暗反应提供的CO2增加，暗反应速率增加，促使光反应速率增加，从而使光合速率增加，C正确；由题意可知，O2和CO2竞争性结合R酶同一位点，CO2浓缩机制可提高R酶周围CO2浓度，因此，当R酶周围CO2 浓度高时，CO2与R酶的结合率 高，促进CO2固定，提高光合作 用速率，当R酶周围O2浓度高时， O2与R酶的结合率高，抑制CO2固定，降低光合作用速率，D错误。 返回 ‹#› 11 12 1 3 4 5 6 7 8 9 10 2 11．(13分)(2025·山东菏泽模拟)研究发现，常春藤可吸收并同化家装过程中的污染气体甲醛，其细胞内部分物质代谢如图所示。请回答下列问题： (1)常春藤的色素分布在____________________________(细胞器)中。甲醛经气孔进入叶肉细胞，在____________________________(场所)中被同化生成己酮糖-6-磷酸，卡尔文循环中第一个光合还原产物是________________________________(具体名称)。 返回 ‹#› 11 12 1 3 4 5 6 7 8 9 10 2 (2)研究表明，甲醛胁迫可使常春藤细胞的膜脂和蛋白质受到氧化损伤。为探究常春藤对不同浓度甲醛的耐受性，科研人员分别测定了叶片气孔导度(气孔的开放程度)、甲醛脱氢酶(FALDH，甲醛代谢过程中的关键酶)活性的相对值，以及可溶性糖含量的变化，结果如下图： 返回 ‹#› 11 12 1 3 4 5 6 7 8 9 10 2 ①常春藤经2 mmol·L-1甲醛处理后细胞中可溶性糖含量较高，可能原因是_________________________________________________________________________________________。 ②6 mmol·L-1甲醛处理第3天后，常春藤细胞由于_____________________ _______________，使得光合作用强度降低，可溶性糖含量显著减少。 返回 ‹#› 11 12 1 3 4 5 6 7 8 9 10 2 ③结果显示，常春藤对低浓度甲醛具有一定的耐受性，其机制是____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 返回 ‹#› 11 12 1 3 4 5 6 7 8 9 10 2 解析：(1)花青素存在于液泡中，叶绿体的光合色素分布于类囊体薄膜上；甲醛经气孔进入叶肉细胞，在叶绿体基质中被同化生成己酮糖-6-磷酸，由图可知，CO2与核酮糖-1，5-二磷酸结合生成3-磷酸甘油酸的过程为CO2的固定，而卡尔文循环中CO2与核酮糖-1，5-二磷酸反应的第一个光合还原产物是3-磷酸甘油醛。 返回 ‹#› 11 12 1 3 4 5 6 7 8 9 10 2 (2)①常春藤经2 mmol·L-1甲醛处理后细胞中可溶性糖含量较高，可能原因是甲醛被常春藤吸收后在甲醛脱氢酶作用下生成CO2，为光合作用提供原料，使得可溶性糖含量增加。②甲醛胁迫可使常春藤细胞的膜脂和蛋白质受到氧化损伤，处理第3天后，常春藤细胞由于叶绿体膜结构受损，使得光合作用强度降低，可溶性糖含量显著减少。③由题图分析可知，常春藤在低浓度甲醛条件下，降低气孔导度，减少甲醛的吸收；提高FALDH的活性，增强对甲醛的代谢能力等机制，所以常春藤对低浓度甲醛具有一定的耐受性。 返回 ‹#› 11 12 1 3 4 5 6 7 8 9 10 2 答案：(1)叶绿体、液泡　叶绿体基质　3-磷酸甘油醛　(2)①甲醛被常春藤吸收后在甲醛脱氢酶作用下生成CO2，为光合作用提供原料，使得可溶性糖含量增加　②叶绿体膜结构受损　③降低气孔导度，减少甲醛的吸收；提高FALDH的活性，增强对甲醛的代谢能力 返回 ‹#› 12 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2 12．(15分)(2025·山东济南联考)当光照过强，植物吸收的光能超过植物所需时，会导致光合速率下降，这种现象称为光抑制。强光条件下，叶肉细胞内因NADP＋不足、O2浓度过高，会生成一系列光有毒产物，若这些物质不能及时清理，会攻击叶绿素和PSⅡ反应中心(参与光反应的色素-蛋白质复合体)的D1蛋白，使D1蛋白高度磷酸化，并形成D1蛋白交联聚合物，从而损伤光合结构。而类胡萝卜素能清除光有毒产物，有保护叶绿体的作用(部分过程如图1)；图2、图3分别表示某正常经济作物和突变经济作物绿叶中色素纸层析结果示意图(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ表示不同色素带)。 图1 图3 图2 返回 ‹#› 12 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2 (1)PSⅡ反应中心位于________________________________上。强光条件下，叶肉细胞内O2浓度过高的原因有__________________________。 (2)强光导致光抑制时，突变经济作物植株比正常经济作物植株光合速率下降更快的原因是___________________________________。 图1 图3 图2 返回 ‹#› 12 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2 (3)已知Deg蛋白酶可降解受损的D1蛋白，提高其更新速度。强光下，若抑制Deg蛋白酶的活性，则光合速率会受到抑制，其原因可能是________________________________，进而影响电子的传递，使光合速率下降。 图1 图3 图2 返回 ‹#› 12 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2 (4)在夏季中午光照过强时，O2浓度升高，光呼吸___________________ (填“增强”或“减弱”)，光呼吸会使净光合速率降低，原因是_________________，该过程的生理意义是________________________。 图1 图3 图2 返回 ‹#› 12 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2 解析：(1)PSⅡ反应中心是参与光反应的色素-蛋白质复合体，而光反应的场所是叶绿体类囊体薄膜，因此PSⅡ反应中心位于叶绿体类囊体薄膜上。强光条件下，光反应增强产生更多的O2，气孔关闭而使叶肉细胞释放的O2量减少，导致叶肉细胞内O2浓度过高。 图1 图3 图2 返回 ‹#› 12 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2 (2)由于类胡萝卜素可清除光有毒产物，故缺乏类胡萝卜素的突变体因无法清除光有毒产物而使叶绿体受损，同时缺乏类胡萝卜素会导致光反应吸收的蓝紫光减少，所以光合速率下降。 图1 图3 图2 返回 ‹#› 12 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2 (3)已知Deg蛋白酶可降解受损的D1蛋白，提高其更新速度，有利于PSⅡ正常发挥作用，强光下，若抑制Deg蛋白酶的活性，受损D1蛋白降解速率下降，会使受损的D1蛋白积累，新合成的D1蛋白无法替换受损的D1蛋白，进而影响光反应，使光合速率下降。 图1 图3 图2 返回 ‹#› 12 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2 (4)在夏季中午光照过强时，O2浓度升高，光呼吸由于反应物增加而增强。而光呼吸速率增强使C5与O2反应，减少了CO2的固定量，从而降低了光合速率。该过程可以消耗过剩的ATP和NADPH，避免积累光有毒产物，减少对细胞的损害。 图1 图3 图2 返回 ‹#› 12 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2 答案：(1)叶绿体类囊体薄膜　强光条件下，光反应增强产生更多的O2；气孔关闭，叶肉细胞释放的O2量减少　(2)该突变体经济作物植株缺乏类胡萝卜素，无法清除光有毒产物而使叶绿体受损、缺乏类胡萝卜素导致吸收的蓝紫光减少，影响光合作用　(3)Deg蛋白酶的活性被抑制后，受损的D1蛋白降解速率下降，使受损的D1蛋白积累，新合成的D1蛋白无法替换受损的D1蛋白，进而影响光反应，使光合速率下降　(4)增强　光呼吸使C5与O2反应，减少了CO2的固定量　消耗过剩的ATP和NADPH，减少对细胞的损害 返回 ‹#› 限时规范训练(十二)学生版 点击进入WORD文档 按ESC键退出全屏播放 返回 ‹#› $