微专题13 光合作用的探索与过程分析-【高考领航】2026年高考生物一轮复习微专题速练

微专题13　光合作用的探索与过程分析 1．C　获得离体的叶绿体可用差速离心法，A错误；离体叶绿体在适当条件下发生水的光解、产生O2的化学反应称为希尔反应，希尔反应发生的具体场所是叶绿体类囊体薄膜，B错误；在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂，在光照下可以释放出O2，因此实验室模拟希尔反应需要在适宜的光照条件下进行，C正确；叶绿体悬浮液在光照条件下，产生还原剂，再加入二氯酚靛酚反应后，溶液才能由蓝色变无色，D错误。 2．C　暗反应过程中二氧化碳的固定是二氧化碳和五碳化合物结合形成两分子的三碳化合物，即三碳化合物是五碳化合物固定二氧化碳后的产物，A错误；二氧化碳浓度降低时，二氧化碳的固定减弱，五碳化合物消耗减少，C5增加，C3的生成减少，C3的还原减慢，NADPH消耗减少，NADPH积累增多，则叶肉细胞中的NADP＋/NADPH下降，B错误；光反应产生的NADPH和ATP参与C3的还原，促进五碳化合物的形成，C正确；五碳化合物和三碳化合物间的转化需要光反应的产物NADPH和ATP的参与，不是光能的直接驱动，D错误。 3．D　叶绿体中的色素包括叶绿素和类胡萝卜素，类胡萝卜素的形成不需要Mg2+，A错误；H2O在光下分解为H＋和O2的过程属于光反应，发生在类囊体薄膜上，B错误；CO2的固定过程发生在叶绿体基质中，C错误；淀粉是光合作用暗反应的产物，是在叶绿体基质中合成的，D正确。 4．C　①为光反应阶段水光解产生的氧气，氧气可进入线粒体用于有氧呼吸，也可释放到细胞外，②为ATP，可为暗反应C3的还原提供能量，A正确；突然停止光照，光反应停止，不能为暗反应提供ATP和NADPH，短时间内C3的还原速率减慢，但CO2的固定速率不变，故C3的含量将增多，B正确；光反应产生的NADPH只能用于暗反应C3的还原，不能进入线粒体中被利用，C错误；暗反应包括CO2的固定和C3的还原，故14CO2中14C元素的转移途径为14CO2→14C3→(14CH2O)，D正确。 5．D　细胞中原有的CO2不含14C，用14C标记CO2可排除细胞中原有物质的干扰，A正确；热乙醇可以杀死细胞，用热乙醇处理的目的是停止光合作用的进行，以检测杀死细胞时，其光合作用进行的程度，B正确；放射性最先在3-磷酸甘油酸中出现，推测暗反应的初产物可能是3-磷酸甘油酸，C正确；该实验可通过放射性出现的先后顺序来推测暗反应的过程，D错误。 6．C　在光照条件下，PSP能够将CO2直接还原，模拟的是暗反应过程，A错误；自然光合系统只能还原C3，而题干中说明PSP能够将CO2直接还原，从而使电子传递效率明显提高，B错误；在光照条件下，PSP能够将CO2直接还原，而自然光合系统中暗反应持续进行也需要光反应提供的NADPH和ATP，即两者都离不开光照，C正确；在光照条件下，PSP能够将CO2直接还原，说明PSP与自然光合系统中NADPH和ATP等物质的功能相似，D错误。 7．A　据图观察可知，“人造叶绿体”膜内侧是水，外侧是油，因此“人造叶绿体”外膜是由一层磷脂分子组成，A错误；类囊体薄膜是光合作用光反应的场所，在类囊体薄膜发生了水的光解和ATP的合成，B正确；该反应体系能进行光合作用整个过程，不断消耗的物质有CO2和H2O，C正确；CO2被C5固定形成C3，因此CETCH途径中固定CO2的物质与叶绿体中的C5相同，不断地被消耗和合成，D正确。 8．D　细胞质内形成的蔗糖可以通过跨膜运输进入液泡进行临时性储藏，故参与蔗糖生物合成的酶位于细胞质基质中，A错误；结合题意“逆蔗糖浓度梯度运输”可知，蔗糖进入液泡的方式为主动运输过程，故呼吸抑制剂可以通过抑制呼吸作用影响能量供应，进而抑制蔗糖进入液泡的过程，B错误；结合题图分析可知，当细胞质基质中Pi浓度降低时，会抑制磷酸丙糖从叶绿体中运出，从而促进淀粉的合成， C错误；据题图可知，磷酸丙糖的输出量增多会影响C5的再生，使暗反应速率下降，D正确。 9．D　CO2转化为C3属于CO2的固定，不需要ATP和NADPH，A错误；据题图可知，在高O2含量的环境中，1分子C5与1分子O2结合生成1分子C3参与卡尔文循环，进行光合作用，同时也能生成1分子C2进入线粒体参与呼吸作用释放出CO2，进行光呼吸过程，因此此时植物既能进行光呼吸，又能进行光合作用，B错误；在高O2含量的环境中，只有植物体内的叶肉细胞可进行光呼吸，其他细胞不能进行，C错误；光呼吸产生CO2，可保证CO2不足时，暗反应仍能进行，D正确。 10．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蛋白能够作为载体蛋白运输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 11．解析：(1)光合色素存在于叶绿体的类囊体薄膜上。光反应阶段产生的ATP可为暗反应提供能量，NADPH既可为暗反应提供能量，又可作还原剂。(2)由图可知，OSA1蛋白能将H＋从细胞质基质运输至细胞外，水稻叶片保卫细胞膜上OSA1蛋白受光诱导后活性提高，其催化和运输功能增强，将H＋大量运输到细胞外建立质子梯度，从而促进K＋进入保卫细胞。据此推测，K＋进入保卫细胞的方式是主动运输，其动力是H＋浓度差(电化学势能)。K＋进入保卫细胞使保卫细胞的渗透压升高，保卫细胞会吸水膨胀，进而导致气孔打开。(3)该实验的自变量是光照条件和OSA1蛋白含量，因变量是气孔导度和CO2吸收速率。由图可知，在光照下使用OSA1可显著提高气孔导度和CO2吸收速率。气孔导度和CO2吸收速率升高，暗反应速率增强，暗反应可为光反应提供ADP、Pi和NADP＋，光反应速率提高，最终使得光合速率提高。 答案：(1)叶绿体的类囊体薄膜　ATP、NADPH (2)主动运输　吸水膨胀　(3)支持　在光照下使用OSA1可显著提高气孔导度和CO2吸收速率，暗反应速率增强，暗反应可为光反应提供ADP、Pi和NADP＋，光反应速率提高，最终使得光合速率提高 学科网（北京）股份有限公司 $ 微专题13　光合作用的探索与过程分析 1．(2025·广东珠海模拟)希尔反应是指离体的叶绿体在适当条件下发生水的光解、产生O2，同时将加入的氧化剂还原的过程。氧化剂二氯酚靛酚是一种蓝色染料，被还原后变为无色。下列说法正确的是(　　) A．获得离体的叶绿体可用密度梯度离心的方法 B．希尔反应发生的具体场所是叶绿体的基质 C．实验室模拟希尔反应需要在适宜的光照条件下进行 D．叶绿体悬浮液加入二氯酚靛酚反应后，溶液由蓝色变无色 2．研究发现，光照条件下，当外界二氧化碳浓度突然降至极低水平时，某植物叶肉细胞中的五碳化合物含量突然上升，三碳化合物含量下降。若在降低二氧化碳浓度的同时停止光照，则不出现上述情况。下列说法正确的是(　　) A．叶肉细胞中的五碳化合物是三碳化合物固定二氧化碳后的产物 B．在五碳化合物上升的同时，叶肉细胞中的NADP＋/NADPH上升 C．光反应产生的NADPH和ATP能促进五碳化合物的形成 D．五碳化合物和三碳化合物间的转化需要光能的直接驱动 3．(2025·江苏苏州模拟)叶绿体是植物进行光合作用的场所，下列关于叶绿体结构与功能的叙述，正确的是(　　) A．叶绿体中的色素的合成都需要Mg2+和光照 B．H2O在光下分解为H＋和O2的过程发生在叶绿体基质中 C．CO2的固定过程发生在类囊体薄膜上 D．光合作用的产物——淀粉是在叶绿体基质中合成的 4．如图为植物体内光合作用示意图，下列叙述错误的是(　　) A．①可进入线粒体或排出细胞，②可为暗反应提供能量 B．突然停止光照，短时间内C3的含量将增多 C．图示中的NADPH可进入线粒体中参与H2O的生成 D．14CO2中14C元素的转移途径为→(14CH2O) 5．卡尔文将14C标记的CO2通入正在进行光合作用的小球藻培养液中，然后在培养后不同时间(0.5 s、3 s、10 s等)将培养液迅速倾入热乙醇中以杀死细胞，最后利用层析法和放射自显影技术进行物质的分离和鉴定，实验结果如图。下列相关分析不正确的是(　　) A．用14C标记CO2可排除细胞中原有物质的干扰 B．用热乙醇处理的目的是停止光合作用的进行 C．推测暗反应的初产物可能是3-磷酸甘油酸 D．可依据放射性的强弱推测出暗反应的过程 6．(2025·山东青岛模拟)我国科学家设计了一种可以基因编码的光敏蛋白(PSP)，成功模拟了光合系统的部分过程。在光照条件下，PSP能够将CO2直接还原，从而使电子传递效率明显提高。下列说法正确的是(　　) A．PSP模拟的过程是自然光合系统中的光反应过程 B．PSP可直接还原CO2，而自然光合系统只能还原C5 C．PSP发挥作用和自然光合系统中暗反应持续进行都离不开光照 D．PSP与自然光合系统中的光合色素的化学性质和功能相同 7．(2025·安徽淮南模拟)德国马普研究所的研究人员在2020年成功研制了一半天然一半合成的“人造叶绿体”，并利用光和该系统实现了CO2的固定。该研究从菠菜中分离出类囊体，并将其余16种酶(包含CETCH途径)一起包裹在由磷脂分子构成的小液滴中，这些小液滴悬浮于油中。下列分析不正确的是(　　) A．可推测小液滴一定是由双层磷脂分子组成 B．类囊体薄膜上进行水的光解和ATP的合成 C．该反应体系不断消耗的物质不仅是CO2 D．CETCH途径中固定CO2的物质最可能与C5类似 8．淀粉和蔗糖是光合作用的主要终产物，其合成过程如图所示。细胞质内形成的蔗糖可以通过跨膜运输进入液泡进行临时性储藏，该过程是由位于液泡膜上的蔗糖载体介导的逆蔗糖浓度梯度运输。下列说法正确的是(　　) A．参与蔗糖生物合成的酶位于叶绿体基质中 B．呼吸抑制剂不会抑制蔗糖进入液泡的过程 C．细胞质基质中Pi不会影响叶绿体中的淀粉的合成量 D．磷酸丙糖的输出量过多会影响C5的再生，使暗反应速率下降 9．(2025·福建宁德模拟)光照条件下，叶肉细胞中O2与CO2竞争性结合C5，O2与C5结合后经一系列反应释放CO2的过程称为光呼吸，过程如图所示。下列分析正确的是(　　) A．在高CO2含量的环境中，ATP和NADPH驱动CO2转化为C3 B．在高O2含量的环境中，植物进行光呼吸，无法进行光合作用 C．在高O2含量的环境中，植物体内所有细胞都可进行光呼吸 D．光呼吸可保证CO2不足时，暗反应仍能进行 10．(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： (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______________________________________________。 11．(2025·广东惠州模拟)水稻是我国重要的粮食作物之一，开展水稻高产攻关是促进粮食高产优产、筑牢粮食安全根基的关键举措。科研团队通过在水稻中过量表达OSA1蛋白，显著提高了水稻的产量，其作用机制如图所示。请回答下列问题： (1)水稻叶肉细胞通过分布于______________上的光合色素，将光能转化为活跃的化学能，该阶段产生的______________为光合作用的暗反应阶段提供物质和能量。 (2)水稻叶片保卫细胞膜表面的OSA1蛋白受光照诱导后活性提高，其催化和运输功能增强，将H＋大量运输到细胞外建立质子梯度，促进K＋通过________________方式进入保卫细胞，导致细胞______________，从而促进气孔打开。 (3)研究者推测提高细胞内OSA1 蛋白含量能够提高水稻的光合产量，在光照和黑暗条件下进行实验，结果如下图。 注：气孔导度代表气孔开放程度。 OSA1 1组、2组、3组均高表达OSA1蛋白实验结果_________(填“支持”或“不支持”)推测，理由是_______________________________。 学科网（北京）股份有限公司 $