专题通关5 光合作用的过程及影响因素-【高考领航】2026年高考生物总复习四测通关卷

专题通关5　光合作用的过程及影响因素 (满分：100分) 一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分) 1．(2025·广东深圳模拟)绿叶海天牛可以进食海藻，并将藻类的叶绿体储存在皮肤细胞中，从而能像植物一样进行光合作用。该动物体将光能转化为化学能的过程中，下列物质参与的可能性最小的是(　　) A．NADP＋　　　　　 B．NAD＋ C．H2O D．ADP 2．(2025·河北邢台模拟)光合膜是一类含有光合色素的生物膜，位于叶绿体或蓝细菌中。下列叙述错误的是(　　) A．光合膜和细胞膜的成分中都含有脂质和蛋白质 B．蓝细菌中的光合膜与细胞器膜组成了生物膜系统 C．叶绿体和蓝细菌中的光合膜含有的光合色素存在差异 D．叶绿体中的光合膜是类囊体薄膜，其上可发生水的光解过程 3．(2025·湖北黄石模拟)希尔反应是探索光合作用原理过程中的一个重要实验，其基本过程是在离体的叶绿体悬浮液(悬浮液中有H2O，没有CO2)中加入氧化型DCIP(2，6-二氯酚靛酚)，光照下释放O2，产生的电子和H＋可使氧化型DCIP由蓝色变为无色。下列叙述正确的是(　　) A．希尔反应能够说明产物氧气中的氧元素全部来自水 B．氧化型DCIP在光照下最终转化为NADPH进入细胞质参与暗反应 C.希尔反应可以说明有机物的最终合成与水的光解无关 D．希尔反应的检测指标可以是颜色变化或氧气释放速率 4．(2025·江苏镇江模拟)下图为光合作用过程示意图，其中A表示结构，①②③④表示有关物质。下列说法错误的是(　　) A．②③的产生发生在叶绿体基质中 B．CO2的固定是CO2与④在酶催化下结合的过程 C．(CH2O)中稳定的化学能来自ATP和NADPH D．A结构中光合色素吸收的光能全部转换成ATP中的化学能 5．(2025·河北沧州模拟)如图是绿色植物光合作用光反应的过程示意图。据图分析，下列叙述错误的是(　　) A．据图可知，光反应产生的氧气用于有氧呼吸至少需要通过5层磷脂双分子层 B．ATP和NADPH中的化学能可用于暗反应中CO2的固定 C．光能在该膜上最终以化学能的形式储存在ATP和NADPH中 D．合成ATP所需的能量直接源于H＋顺浓度梯度转运释放的能量 6．(2025·海南三亚模拟)光合作用过程中，CO2在特定酶的作用下被固定后形成C3，C3会先被还原成中间产物磷酸丙糖(TP)，再经过一系列反应转化为蔗糖或淀粉。如图为叶肉细胞中该过程的部分代谢途径示意图，下列说法正确的是(　　) A．CO2转化为TP的场所为类囊体薄膜 B．淀粉需水解成TP等产物，通过载体运出叶绿体 C．TP运出过多，也不会影响CO2的固定 D．推测TR、GR和运出蔗糖的载体空间结构相同 7．(2025·浙江宁波模拟)某同学进行“探究环境因素对光合作用影响”的活动，以黑藻、NaHCO3溶液、精密pH试纸、100W聚光灯、温度计、大烧杯和不同颜色的玻璃纸等为材料用具。下列叙述错误的是(　　) A．NaHCO3溶液可以为黑藻的光合作用提供CO2 B．降低聚光灯的瓦数可导致黑藻光合作用释放氧气的速率变慢 C．选用不同颜色玻璃纸分别罩住聚光灯，可探究光照强度对光合作用的影响 D．由于黑藻将溶液中的CO2转化为有机物引起pH改变，可用精密试纸检测溶液pH来估测光合速率变化 8．(2025·山东烟台模拟)铁氰化钾试剂不能透过叶绿体膜。研究人员将涨破的叶绿体置于不含CO2的铁氰化钾溶液中，在光下释放氧气，同时黄色的铁氰化钾因被还原而褪色。下列叙述错误的是(　　) A．用盐酸处理叶绿体膜后，铁氰化钾可进入叶绿体 B．该实验说明水的光解和糖的合成相关联 C．该实验模拟了光反应的物质变化过程 D．推测黄色铁氰化钾褪色是NADPH的作用 9．(2025·广东中山模拟)叶绿体中的F0-F1ATP合酶是由一个跨膜的H＋通道F0和位于基质侧的F1两个亚基组成。H2O分解成的H＋通过F0顺浓度梯度运动到叶绿体基质，释放的能量可驱动F1上ATP的合成。下列叙述正确的是(　　) A．F0-F1ATP合酶位于叶绿体内膜上 B．驱动ATP合成的能量直接来自色素吸收的光能 C．H2O分解成的H＋通过膜的方式为主动运输 D．光照下，类囊体腔内的pH小于叶绿体基质 10．(2025·湖北襄阳模拟)将某种植物置于CO2浓度适宜、水分充足的环境中，温度分别保持在15 ℃、25 ℃和35 ℃，改变光照强度，测定CO2的吸收速率如图所示。下列叙述错误的是(　　) A．温度和光照强度是该实验的自变量，CO2浓度和水分是无关变量 B．A点时，该植物叶肉细胞产生ATP的场所是细胞质基质、线粒体 C．当光照强度大于7时，光照强度不是限制光合速率的主要因素 D．当光照强度大于8时，25 ℃条件下有机物的合成速率与15 ℃相等 11．(2025·陕西咸阳模拟)如图表示植物光合速率随光照强度改变的曲线，请分析选出不正确的一项(　　) A．若适当提高温度，光合速率的增加值小于呼吸速率的增加值，则补偿点B应相应地向右移动 B．若增加二氧化碳浓度，B点左移，C点左移，D点向右上方移动 C．D点时，ATP的移动方向从类囊体薄膜向叶绿体基质移动 D．若上图所示为阳生植物，则换为阴生植物，B点和C点均要向左移动 12．(2025·福建泉州模拟)非光化学猝灭(NPQ)是光合色素通过分子振动将吸收的过剩光能以热能形式散失的机制，该机制可避免强光损伤光合结构，但强光下发生的NPQ在光减弱时仍会持续一段时间。自然环境中光照强度通常在短时间中剧烈波动，为探究光波动对植物光合作用的影响，研究人员以黄瓜幼苗为材料，设置光照强度相同但强光—弱光波动频率不同的T1、T2、T3组(光波动频率T1<T2<T3)，一段时间后测量黄瓜幼苗的生物量、光合色素含量及NPQ指标，结果如图所示。下列说法错误的是(　　) A．与T1组相比，T2组黄瓜幼苗光合作用固定的光能少 B．光波动频率越高，黄瓜幼苗在弱光期NPQ的总持续时间越长 C．T3组黄瓜幼苗色素含量的变化，不利于其适应光剧烈波动环境 D．培育出光照减弱时NPQ降低的黄瓜品种，能提高其光合产量 选 择 题 答 题 栏 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 二、非选择题(本题共3小题，共52分) 13．(17分)(2025·河北沧州模拟)如图是绿色植物光合作用的过程示意图，A～G代表物质，反应Ⅰ、Ⅱ为光合作用的两个阶段。已知图中PSBS是一种类囊体膜蛋白，类囊体腔内的H＋浓度改变后，被激活的PSBS能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。回答下列问题： 注：、为相关色素。 (1)绿色植物通过光合作用，将叶绿体中色素吸收的光能最终转化为______________(填能量形式)储存在图中的__________(填字母)中。 (2)反应Ⅱ发生的场所是______________________________________。 光照充足时对大棚中的作物使用CO2发生器，短时间内叶肉细胞中C5的含量将______________________________________ (填“升高”或“下降”)。 (3)H＋通过Z蛋白外流的同时促进了ATP的合成，因此Z蛋白的功能有__________________________，B为__________。 (4)据图分析，光照过强会导致类囊体腔内pH__________(填“升高”或“下降”)，该刺激激活PSBS后，可避免叶绿体结构被破坏；但光合作用产生的有机物会减少，原因是______________________________________________。 14．(18分)(2025·安徽蚌埠模拟)缓释氮肥技术是通过微生物或化学分解来逐步释放养分的技术。为研究缓释氮肥与常规尿素(一种常用的氮肥)对香蕉生长的影响，实验人员进行了相关实验，结果如下表所示。回答下列问题： 指标 对照组 尿素组 缓释氮肥组 气孔相对导度 0.22 0.16 0.29 干物质含量/g 38 61 112 叶绿素含量/(mg·g-1) 0.37 0.45 0.46 (1)氮元素是组成细胞的大量元素，其所构成的无机盐在细胞中大多数以________的形式存在。 (2)氮元素会参与叶绿素的构成，叶绿素在光合作用过程中主要吸收的光是________________________________________________________________。 表中数据表明，尿素组和缓释氮肥组的光合作用差异很可能并不是通过影响光合作用的光反应来实现的，做出该判断的依据是_________________________ ____________________________________________________________。 (3)实验人员认为两种施氮方式中更有利于提高香蕉产量的是缓释氮肥技术，理由是________________________________________________________。 (4)气孔相对导度是衡量植物气孔开放程度的参数。根据表中数据可推测，缓释氮肥技术对香蕉光合作用的主要影响是_________________________________ ________________________________________________________________。 15．(17分)(2025·河南郑州校考)光合作用的暗反应过程被称为碳同化。高等植物碳同化有三条途径：卡尔文循环(C3途径)、C4途径和景天科(CAM)植物代谢途径。卡尔文循环就是高中生物学教材中介绍的光合作用暗反应，C4途径和CAM植物碳同化途径如图1所示。请据图回答下列问题： 图1　C4植物和CAM植物光合作用过程图解 图2　C4植物叶片横切面图 (1)2022年我国夏季气温比往年的高，南方多地出现持续高温干旱天气，在C3、C4和CAM三种植物中，最不适应持续高温干旱的极端天气的植物是________________。 (2)据图1可知，C4植物和CAM植物在捕获和固定大气中的CO2的方式上最明显的区别是___________________________________________________。C4植物可固定CO2的物质是____________。观察图2，发现C4植物维管束鞘细胞没有完整的叶绿体，结合图1，推测其可能缺少____(填“基粒”或“基质”)。 (3)CAM植物叶肉细胞液泡的pH白天比夜晚要____________(填“高”或“低”)。CAM植物夜晚能吸收CO2，却不能合成葡萄糖是因为____________________________________。从适应性角度分析，CAM植物夜间开启气孔，白天关闭气孔的原因是___________________。 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题通关5　光合作用的过程及影响因素 1．B　绿叶海天牛可以进食海藻，并将藻类的叶绿体储存在皮肤细胞中，从而能像植物一样进行光合作用。因此该动物体将光能转化为化学能的过程是光合作用的过程，光反应过程中水光解产生氧气，同时利用NADP＋合成NADPH，利用ADP和Pi合成ATP，即光反应能将光能转化为ATP和NADPH中活跃的化学能，NAD＋是细胞呼吸合成NADH的原料，因此该动物体将光能转化为化学能的过程中，题中物质参与的可能性最小的是NAD＋，B符合题意。 2．B　光合膜和细胞膜都是生物膜，生物膜的主要成分是脂质和蛋白质，A正确；蓝细菌属于原核生物，没有具膜细胞器和核膜，所以不存在生物膜系统，B错误；叶绿体中的光合膜含有的光合色素为叶绿素和类胡萝卜素，蓝细菌中的光合膜含有的光合色素为藻蓝素和叶绿素，C正确；叶绿体中的光合膜是类囊体薄膜，类囊体薄膜上可发生水的光解过程，D正确。 3．D　希尔反应的悬浮液中有H2O，没有CO2，在光照下释放O2，说明水给产物氧气提供氧元素，但不能说明氧气中的氧元素全部来自水，A错误；NADPH进入叶绿体基质参与暗反应，B错误；希尔反应的悬浮液中只有H2O，没有CO2，不能合成糖类，说明水的光解与糖的合成不是同一个化学反应，但不能说明有机物的最终合成和水的光解无关，C错误；希尔反应过程中，产生的电子和H＋可以使DCIP被还原，由蓝色变为无色，同时有氧气放出，故希尔反应的检测指标可以是颜色变化或氧气释放速率，D正确。 4．D　图中A为类囊体薄膜，进行的反应过程为水的光解产生NADPH和氧气，同时合成ATP，NADPH和ATP在叶绿体基质中参与暗反应，生成②NADP＋和③ADP＋Pi，A正确；CO2的固定是CO2与④C5在酶催化下结合成两分子C3的过程，B正确；光合作用的光反应产生的ATP、NADPH均可以为三碳化合物的还原提供能量，转化为有机物(CH2O)中稳定的化学能，C正确；图中A为类囊体薄膜，是光反应的场所，在该反应中叶绿素所固定的光能全部转化为不稳定的化学能储存到ATP和NADPH中，D错误。 5．B　由图可知，氧气产生于类囊体腔中，用于有氧呼吸至少需要通过类囊体膜、叶绿体的内膜和外膜、线粒体的外膜和内膜，即5层磷脂双分子层，A正确；光反应的产物ATP和NADPH中的化学能可用于暗反应中C3的还原，B错误；由图可知，光能首先转化为电能，然后电能最终以化学能的形式储存在ATP和NADPH中，C正确；由图可知，类囊体腔中H＋浓度大于叶绿体基质，H＋顺浓度梯度运输产生的化学势能驱动ATP的合成，D正确。 6．B　CO2转化为TP为暗反应过程，因此CO2转化为TP的场所为叶绿体基质，A错误；淀粉需水解成TP等产物，通过TR等载体运出叶绿体，B正确；若TP运出过多，TP的含量下降，可能会影响CO2的固定，C错误；TR、GR和运出蔗糖的载体功能不同，空间结构也不同，D错误。 7．C　NaHCO3溶液可以为黑藻的光合作用提供CO2，常作为光合作用的原料，A正确；降低聚光灯的瓦数可降低光照强度，导致黑藻光合作用释放氧气的速率变慢，B正确；选用不同颜色玻璃纸分别罩住聚光灯，可探究光质对光合作用的影响，C错误；由于黑藻将溶液中的CO2转化为有机物引起pH变大，可用精密试纸检测溶液pH估测光合速率变化，D正确。 8．B　盐酸是强酸，会破坏叶绿体的膜，使铁氰化钾可进入叶绿体，A正确；该实验只说明水的光解，没有体现糖的合成，无法判断它们之间的联系，B错误；该实验模拟了光反应的物质变化过程，产生的NADPH可作为活泼的还原剂，来还原黄色的铁氰化钾，使其褪色，C、D正确。 9．D　根据试题分析，F0-F1ATP合酶位于类囊体薄膜，A错误；驱动ATP合成的能量直接来自H＋通过F0顺浓度梯度运动的势能，B错误；根据试题分析，H2O分解成的H＋通过膜的方式为协助扩散，C错误；H2O分解成的H＋通过F0顺浓度梯度运动到叶绿体基质，可见类囊体腔内的pH小于叶绿体基质，D正确。 10．D　由题意可知，本题是为了探究不同温度和不同光照强度下植物CO2吸收速率(相对值)的变化，所以温度和光照强度是该实验的自变量，CO2浓度和水分是无关变量，A正确；分析题图可知，A点时，光照强度为0，所以该植物叶肉细胞只进行呼吸作用，产生ATP的场所是细胞质基质和线粒体，B正确；当光照强度大于7时，在温度为15 ℃、25 ℃和35 ℃条件下，CO2吸收速率(相对值)都不随光照强度增加而增加，说明光照强度不是限制光合速率的主要因素，C正确；有机物的合成速率表示总光合速率，总光合速率等于净光合速率加呼吸速率，当光照强度大于8时，25 ℃条件下和15 ℃条件下净光合速率相等，但两种温度下呼吸速率不一定相等，故25 ℃条件下有机物的合成速率与15 ℃不一定相等，D错误。 11．B　据图可知，B点是植物的光补偿点，此时光合作用与呼吸作用强度相等。若适当提高温度，光合速率的增加值小于呼吸速率的增加值，则补偿点B应相应的向右移动，以提高光合速率，A正确；若增加二氧化碳浓度，则光合作用强度增加，因此B点左移，C点右移，D点向右上方移动，B错误；D点时的光合作用强度最大，其光反应产生的ATP从叶绿体类囊体薄膜移向叶绿体基质，参与暗反应过程中三碳化合物的还原，C正确；阴生植物的光补偿点和光饱和点均低于阳生植物，若题图所示为阳生植物，则换为阴生植物，B点和C点均要向左移动，D正确。 12．C　据图可知，T1组和T2组的光合色素含量基本相同，但T1组的生物量高于T2组，由此推断，与T1组相比，T2组黄瓜幼苗光合作用固定的光能少，A正确；由题意“强光下发生的NPQ在光减弱时仍会持续一段时间”可知，随着光波动频率的增大，NPQ指标也在增加，黄瓜幼苗在弱光期NPQ的总持续时间越长，B正确；NPQ能够避免强光损伤光合结构，从图中可知，T3组NPQ指标最高，能更好的适应光剧烈波动的环境，C错误；NPQ指标越大，其生物量越小，故培育出光照减弱时NPQ降低的黄瓜品种，能提高其光合产量，D正确。 13．解析：(1)光合作用包括光反应和暗反应过程，该过程中光能最终被转化为稳定的化学能储存在F(糖类等有机物)中。(2)暗反应在叶绿体基质中进行；CO2是暗反应的原料，光照充足时大棚使用CO2发生器后，CO2的浓度升高，C5的消耗速率增加，合成速率不变，故短时间内C5的含量下降。(3)H＋通过Z蛋白外流的同时促进了ATP的合成，因此Z蛋白能够作为转运蛋白运输H＋，并作为ATP合酶催化ATP合成，B是ADP和Pi。(4)据图分析，光照过强会导致水光解量增加，产生的H＋增加，类囊体腔内pH下降，类囊体腔内的H＋浓度改变会激活PSBS，导致电子在类囊体膜上的传递受到抑制，水的光解被抑制，导致NADPH和ATP合成量下降，C3的还原减少，因此光合作用产生的有机物会减少。 答案：(1)稳定的化学能　F　(2)叶绿体基质　下降　(3)运输(H＋)和催化(ATP合成)　ADP和Pi　(4)下降　被激活的PSBS能抑制电子在类囊体膜上的传递，水的光解被抑制，导致NADPH和ATP合成量下降，C3的还原减少，所以光合作用产生的有机物减少 14．解析：(1)细胞中的无机盐大多数以离子的形式存在，少部分以化合物的形式存在。故氮元素构成的无机盐在细胞中大多数以离子的形式存在。(2)叶绿素在光合作用过程中主要吸收蓝紫光和红光。光合色素在光反应中起到吸收、传递和转化光能的作用，表中数据表明，尿素组和缓释氮肥组的叶绿素含量接近，因此两组的光反应速率可能相近，而缓释氮肥组的干物质含量却明显高于尿素组，由此推测，尿素组和缓释氮肥组的光合作用差异很大可能不是通过光反应的差异来实现的。(3)根据表格可知，缓释氮肥组的香蕉干物质积累量明显高于尿素组的，这表明缓释氮肥技术更有利于香蕉产量的提高。(4)根据表格可知，缓释氮肥组的气孔相对导度高于尿素组，而两组的叶绿素含量接近，故缓释氮肥技术对香蕉光合作用的主要影响是缓释氮肥组的气孔相对导度高于尿素组，其吸收的二氧化碳多，暗反应积累的有机物多。 答案：(1)离子　(2)红光和蓝紫光　尿素组和缓释氮肥组的叶绿素含量接近，因此两组的光反应速率可能相近　(3)缓释氮肥组的香蕉干物质积累量明显高于尿素组的干物质积累量　(4)缓释氮肥组的气孔相对导度高于尿素组，其吸收的二氧化碳多，暗反应积累的有机物多 15．解析：(1)由图可知，C4植物在较低的CO2浓度下也能高效进行光合作用；CAM植物白天气孔关闭，晚上气孔打开；持续高温干旱的极端天气下，白天气孔关闭，CO2吸收减少，则最不适应这种天气的植物是C3植物。(2)由图1可知，C4植物与CAM植物在捕获和固定大气中的CO2的方式上最明显的区别表现在C4植物捕获和固定CO2的反应在空间上分离(或在不同的细胞内捕获和固定CO2)，CAM植物捕获和固定CO2的反应在时间上分离(或在夜晚捕获CO2，白天固定CO2)，这些特性都是长期适应环境的结果。C4植物可固定CO2的物质有PEP和C5。维管束鞘细胞中没有完整的叶绿体，推测其可能缺少“基粒”结构，因为其中只进行的是卡尔文循环，该过程发生在叶绿体基质中。(3)CAM植物在夜晚要储存CO2到液泡，故pH夜晚比白天要低。由于夜晚没有光照，不能进行光反应，无法为暗反应提供ATP和NADPH，因此CAM植物夜晚能吸收CO2，却不能合成葡萄糖。CAM植物大多分布于干旱地区，夜晚开启气孔吸收并储存CO2以满足光合作用的需求，白天关闭气孔降低蒸腾作用减少水分的散失，因此景天科植物夜晚开启气孔，白天关闭气孔。 答案：(1)C3植物　(2)C4植物获取和固定CO2的反应在空间上分离(或在不同的细胞内捕获和固定CO2)，CAM植物获取和固定CO2的反应在时间上分离(或在夜晚捕获CO2，白天固定CO2)　PEP和C5　基粒　(3)高　夜晚没有光照，不能进行光反应，不能为暗反应提供ATP和NADPH　CAM植物夜晚开启气孔吸收CO2以满足光合作用的需求，白天气孔关闭降低蒸腾作用，减少水分的散失，以适应高温干旱天气 学科网（北京）股份有限公司 $