专题05 光合作用（期末真题汇编，山东专用）高三生物上学期

专题04 光合作用（期末备考试题） 4大高频考点概览 考点01 光合色素和叶绿体 考点02 光合作用的原理及其应用 考点03 影响光合作用的因素及其应用 地 城 考点01 光合色素和叶绿体 一、单项选择题（每题6分，共18分） 1．（2023届济南高三期末考试题改编）温室大棚种植中，菜农发现部分番茄叶片出现发黄现象，怀疑是光合色素合成受阻导致。为探究原因，科研人员对正常叶片和发黄叶片的光合色素进行了提取和分析。下列关于番茄叶片光合色素的叙述，错误的是（ ） A. 发黄叶片可能是叶绿素合成不足，导致类胡萝卜素的颜色凸显 B. 叶绿素a和叶绿素b都含有氮元素和镁元素，类胡萝卜素不含镁元素 C. 叶绿素和类胡萝卜素都分布在叶绿体类囊体薄膜上，能吸收光能 D. 用无水乙醇提取色素时，加入石英砂的目的是防止叶绿素被破坏 2．（2024届青岛高三期末考试题改编）某高三学生小组进行“绿叶中色素的提取和分离”实验时，因操作不当导致滤纸条上的色素带出现异常，结果显示滤纸条上只出现了2条色素带，且颜色较浅。该小组的操作失误最可能是（ ） A. 研磨时未加入无水乙醇，无法提取色素 B. 滤液细线绘制后未干燥，直接进行层析 C. 使用的叶片为久置发黄的叶片，叶绿素已分解 D. 层析液液面高于滤液细线，导致色素溶解 3．（2025届烟台高三期末考试题改编）叶绿体是光合作用的主要场所，其结构与功能高度统一。科研人员通过电镜观察菠菜叶肉细胞的叶绿体，绘制了简化结构示意图。下列关于叶绿体结构及功能的叙述，正确的是（ ） A. ①②两层膜为选择透过性膜，允许CO₂和O₂自由通过 B. ③是光反应的场所，其上分布着光合色素和光反应所需的酶 C. ⑤是暗反应的场所，含有与暗反应相关的酶和少量DNA、RNA D. ④内的液体中含有叶绿素，能吸收光能并分解水产生O₂ 二、不定项选择题（每题8分，共16分，多选、少选、错选均不得分） 4．（2024届潍坊高三期末考试题改编）为研究镉污染对小麦光合色素的影响，科研人员将小麦种子种植在不同镉浓度的土壤中，待幼苗长出后，提取叶片中的光合色素并进行分离和含量测定，结果如下表（单位：μg·g⁻¹）。下列关于该实验的分析，正确的是（ ） 镉浓度（mg/kg） 叶绿素a 叶绿素b 类胡萝卜素 0（对照组） 1200 500 400 5 1000 400 390 10 800 300 380 15 500 100 370 A. 镉污染会抑制小麦叶绿素的合成，对类胡萝卜素影响较小 B. 随着镉浓度升高，叶绿素a/b的比值逐渐增大，说明镉对叶绿素b的抑制更强 C. 镉浓度为15mg/kg时，小麦吸收红光的能力大幅下降，吸收蓝紫光的能力变化较小 D. 若用这些叶片进行色素分离实验，对照组的滤纸条上会出现4条清晰的色素带，镉污染组的色素带颜色更浅 5．(2025届临沂高三期末考试题改编)某植物的两个黄叶突变体M1和M2，其叶片颜色与野生型（绿色）不同。科研人员测定了三者的光合色素含量，结果如下表（单位：μg·g⁻¹）。下列关于该实验的叙述，正确的是（ ） 植株类型 叶绿素a 叶绿素b 类胡萝卜素 野生型 1230 520 420 突变体M1 510 70 370 突变体M2 120 20 380 A. M1和M2的叶片呈黄色，是因为叶绿素与类胡萝卜素的比值大幅下降 B. M2比M1吸收红光的能力更弱，吸收蓝紫光的能力差异较小 C. 若将M1和M2杂交，后代叶片颜色一定为黄色 D. 两种突变体光合色素含量的差异，可能是由不同基因突变导致的 三、非选择题（共26分） 6．(2023届淄博高三期末考试题改编)“绿叶中色素的提取和分离”是高中生物的经典实验，某同学按下列步骤进行实验：①取新鲜菠菜叶5g，剪碎放入研钵；②加入少量石英砂、5mL无水乙醇和1mL碳酸钙，研磨；③过滤得到滤液；④用毛细吸管在滤纸条上画滤液细线，待干燥后重复画3次；⑤将滤纸条放入层析液中，层析液液面低于滤液细线；⑥一段时间后取出滤纸条，观察色素带。 回答下面的问题（10分） （1）该同学绘制的滤纸条色素带示意图如下，请标注出①②③④对应的色素名称：①________；②________；③________；④________。（4分） （2）步骤②中加入碳酸钙的作用是________________，若未加入碳酸钙，滤纸条上________（填色素带序号）的颜色会变浅。（2分） （3）步骤④中“重复画3次”的目的是________________，若滤液细线画得过粗，会导致________________。（2分） （4）若该同学用红色苋菜叶代替菠菜叶进行实验，滤纸条上会出现额外的红色色素带，该色素是________，其是否属于光合色素？________（填“是”或“否”），原因是________________。（2分） 7．（2024届泰安高三期末考试题改编）叶绿体中的类囊体薄膜是光反应的关键场所，其上分布着PSⅠ和PSⅡ两种光复合体（含光合色素和酶），PSⅡ能吸收光能并催化水的分解。下图为类囊体薄膜上光反应的简化示意图。回答下面的问题：（8分） （1）图中①代表的物质是________，②代表的物质是________，③代表的能量形式是________。（3分） （2）光反应过程中，光能的转化路径为：光能→________→________→活跃的化学能（储存在ATP和②中）。（2分） （3）若某突变体植物的PSⅡ功能受损，会导致光反应产生的________（填物质名称）减少，进而影响暗反应中________的还原过程。（2分） （4）若给植物提供¹⁸O标记的水，一段时间后，在光合作用产生的O₂和________中可检测到¹⁸O。（1分） 8．（2025届济宁高三期末考试题改编）为探究不同光照强度对大豆幼苗光合色素含量的影响，科研人员设置了3组实验：对照组（自然光照）、低光照组（自然光照的50%）、高光照组（自然光照的150%），培养一段时间后测定叶片光合色素含量，结果如下表（单位：mg·g⁻¹ FW）。（8分） 光照强度 叶绿素a 叶绿素b 类胡萝卜素 总叶绿素/类胡萝卜素 对照组 2.8 1.2 1.0 4.0 低光照组 3.5 1.5 1.1 4.5 高光照组 2.0 0.8 1.0 2.8 （1）光合色素中，能吸收蓝紫光和红光的是________，仅吸收蓝紫光的是________。（2分） （2）与对照组相比，低光照组的总叶绿素含量增加，尤其是叶绿素b含量增加显著，其意义是________________。（2分） （3）高光照组的总叶绿素含量下降，可能的原因是________________。若用高光照组的叶片进行色素分离实验，与对照组相比，滤纸条上________（填色素名称）的色素带会变窄。（2分） （4）计算高光照组的叶绿素a/b比值为________，与对照组相比，该比值的变化可能是大豆对高光照环境的一种适应，原因是________________。（2分） 地 城 考点02 光合作用的原理及其应用 一、单项选择题 1．（2023届山东德州高三期末）CO₂固定是光合作用暗反应的关键环节，其场所和催化酶的特性直接影响光合效率，该过程也是人工光合作用模拟的核心靶点。光合作用过程中，CO₂的固定反应主要发生在叶绿体的哪个结构中？（ ） A. 外膜　　B. 类囊体膜　　C. 基质　　D. 内膜 2．（2024届山东济南高三期末）RuBisCO酶是暗反应的关键酶，其催化特性具有双重性，既参与CO₂固定，也可能参与光呼吸，该特性对植物光合效率有重要影响。卡尔文循环中，RuBisCO酶催化的反应底物是（ ） A. CO₂和C₅　　B. CO₂和C₃　　C. O₂和C₅　　D. O₂和C₃ 3．（2024届山东聊城高三期末）C₄植物（如玉米）在高温、强光环境下光合效率高于C₃植物，其独特的CO₂固定机制是适应环境的关键，该机制也是农业生产中品种选择的重要依据。C₄植物叶肉细胞中固定CO₂的初始产物是（ ） A. 3-磷酸甘油酸（C₃）　　B. 草酰乙酸（C₄）　　C. 苹果酸　　D. 丙酮酸 4．（2025届山东青岛高三期末）人工光合作用系统通过模拟自然光合的光反应和暗反应过程，实现CO₂转化为有机物，其中半导体材料常被用于模拟光反应的核心功能。人工光合作用系统中，常利用半导体材料模拟光反应阶段，其主要功能是（ ） A. 固定CO₂　　B. 分解水产生H⁺和电子　　C. 合成ATP　　D. 还原C₃化合物 5．（2023届山东烟台高三期末）矿质元素对光合作用的影响显著，N、P等元素是光合色素和光合产物合成的关键原料，农业生产中合理施肥可提高光合效率。小麦生长过程中若缺乏P元素，会导致光合速率下降，从光反应角度分析，其主要原因是（ ） A. 叶绿素合成减少　　B. 类囊体膜结构破坏　　C. ATP和NADPH生成减少　　D. CO₂吸收受阻 6．（2025届山东临沂高三期末）CAM植物（如仙人掌）适应干旱环境的能力极强，其独特的CO₂固定时间分配机制可减少水分散失，该机制是植物适应性进化的典型案例。下列关于CAM植物（如仙人掌）CO₂固定特点的叙述，正确的是（ ） A. 白天开放气孔吸收CO₂，夜间进行卡尔文循环　　 B. 夜间开放气孔吸收CO₂，生成苹果酸储存在液泡中 C. 叶肉细胞和维管束鞘细胞分工完成CO₂固定　　 D. 光合速率不受光照强度影响 二、不定项选择题 7．（2024届山东淄博高三期末）车前草是常见的田间杂草，其光合速率受温度和CO₂浓度的共同影响，研究二者的交互作用对农业生产中作物种植密度调控有指导意义。车前草的光合速率与叶片温度、CO₂浓度的关系如图所示（横坐标为温度，纵坐标为光合速率，三条曲线分别代表CO₂浓度200μL·L⁻¹、370μL·L⁻¹、1000μL·L⁻¹）。据图分析，下列叙述正确的是（ ） A. 当CO₂浓度一定时，光合速率随温度升高呈“先升后降”趋势 B. 高CO₂浓度可提高光合作用的最适温度 C. CO₂浓度为200μL·L⁻¹时，温度对光合速率的影响较小 D. 10℃条件下，光合速率随CO₂浓度升高会持续提高 8．（2025届山东潍坊高三期末考试题）内生真菌与植物常形成共生关系，植物为真菌提供营养，真菌呼吸产生的CO₂可被植物利用，这种共生关系对提高植物光合效率有重要作用。在恒定光照强度下，研究人员测定了土壤不同N元素含量及有无内生真菌对植物光合速率的影响，结果如下图（横坐标为土壤N含量，纵坐标为光合速率，两条曲线分别代表有内生真菌和无内生真菌）。下列相关分析正确的是（ ） A. 内生真菌通过提高CO₂浓度促进植物暗反应，进而提高光合速率 B. 土壤N含量通过影响光合色素合成间接影响光合速率 C. A点制约光合速率的主要因素是土壤N含量和CO₂浓度 D. 高N含量下，内生真菌对光合速率的提升作用更显著 9．（2023届山东泰安高三期末）某水稻突变体叶绿素含量降低，但在强光照下光合速率反而高于野生型，这种“低叶绿素高光合”现象为作物高光效育种提供了新方向。在相同强光条件下，测定野生型和突变体水稻的相关生理指标如下表。下列叙述正确的是（ ） A. 突变体光反应速率高于野生型，依据是类囊体膜电子传递速率更高 B. 突变体暗反应速率高于野生型，依据是RuBisCO酶含量更高 C. 遮荫条件下，突变体产量可能低于野生型，因叶绿素含量低导致光吸收不足 D. 突变体的光补偿点低于野生型，因强光下光合速率更高 10.（2025届山东东营高三期末）某团队研发了模拟光合作用的人工装置，其核心包括光捕获模块、催化剂模块和产物收集模块，通过实验验证装置功能对优化人工光合系统有重要意义。为验证人工光合作用装置的功能，进行如下实验：对照组（黑暗，CO₂浓度400μmol/mol）、实验组1（光照，CO₂浓度0）、实验组2（光照，CO₂浓度400μmol/mol），测定葡萄糖生成量。结果：对照组和实验组1均为0，实验组2为12mg/h。下列叙述正确的是（ ） A. 实验组1的结果说明CO₂是合成葡萄糖的原料 B. 对照组的作用是排除光照以外的其他因素对实验结果的干扰 C. 若加入RuBisCO酶抑制剂，实验组2的葡萄糖生成量会减少 D. 该装置的光捕获模块模拟了自然光合的暗反应过程 三、非选择题 11.（2023届山东济宁高三期末）下图是表示某叶肉细胞光合作用和呼吸作用的示意图。据图回答下列问题： (1)图中①-④代表的物质依次：①是_________、②是 NADP+、③是_______________、④是____________，[H]代表的物质主要是 NADH（还原型辅酶Ⅰ）。 (2)光反应和暗反应是相互促进的，如光反应产生的NADPH在暗反应中的作用是作为活泼的还原剂参与暗反应 ，并为暗反应提供_________。停止光照一段时间后，暗反应产生有机物的过程也会停止，原因是光反应停止，光反应无法为暗反应提供_______________，导致暗反应无法继续进行。 (3)B代表一种反应过程，C代表细胞质基质，D代表线粒体，则ATP合成发生在A过程，还发生在__________（填“B和C”“C和D”或“B和D”），ATP分子结构简式可表示为A-P～P～P。 12.（2024届山东威海高三期末）C₃植物、C₄植物和CAM植物的CO₂固定机制存在差异，这些差异是植物适应不同生态环境的结果，了解其机制对农业生产中作物引种和栽培管理有重要指导意义。简述C₃植物、C₄植物和CAM植物在CO₂固定方式上的主要区别，并说明这些区别对植物适应环境的意义。（10分） 13.（2025届山东日照高三期末）下图甲表示小麦叶肉细胞内两个重要的生理过程，表一表示小麦受一定因素影响的相关测量数据，表二表示不同植物受一定因素影响的相关测量数据，请根据图表回答。 （1）①—④生理过程中，利用CO2发生在_________。 （2）③过程的能量转化为_________。   （3）④过程产生的[H]来源是__________________（不考虑中间产物）。 （4）据表一分析，X应为_________，高剂量（≥1mg·L-1）镉会使气孔导度明显下降，而胞间二氧化碳浓度却增大，其主要原因是__________________。 （5）表二取阳生和阴生两种长势相似的植物，分别放在两个相同的密闭透明玻璃瓶中，在适宜温度条件下，逐渐增加光照强度，测定放氧速率的数据如下表。请回答相关问题： 光强μmol光子／（100g.s） 0 10 30 50 100 200 450 500 放氧速率μmolO2／（100g.s） 植物A -20 -10 -5 -1 5 15 29 28 植物B -2 -0.5 1.5 3 6 10 11 10 ①由表中数据可以推测，阳生植物的是_________，当光照强度大于450μmol光子／（100g.s）时，可推知植物B放氧速率主要受_________限制。 ②若绘制A、B两种植物的放氧速率曲线图，则在两条曲线相交时所对应的光照强度下，A、B种植物产生氧气的差值为_________μmolO2／（100g.s）。 ③光补偿点时，植物A叶肉细胞光合速率_________呼吸速率（填大于、小于、等于） 14.（2024届山东枣庄高三期末）人工光合作用技术是实现“碳中和”的重要途径之一，某生物科技公司计划利用“人工叶片”装置将CO₂转化为甲醇，构建碳循环体系，该技术的优化对生态环境保护有重要意义。某生物科技公司计划利用人工光合作用技术解决碳中和问题，方案如下：利用太阳能驱动人工叶片装置，将大气中的CO₂转化为甲醇（CH₃OH）；甲醇可作为燃料或化工原料，燃烧后释放的CO₂重新被装置捕获，形成碳循环。请结合所学知识回答下列问题： （1）写出人工叶片装置中CO₂转化为甲醇的总反应式（需注明能量来源）。（4分） （2）从物质循环角度分析，该方案如何实现“碳中和”？（4分） （3）若要提高该装置的能量转化效率，可从哪些方面进行优化？（至少列举2点）（4分） 15.（2025届山东菏泽高三期末）花生抗逆性强，部分品种可以在盐碱土区种植。下图是四个品种的花生在不同实验条件下的叶绿素含量相对值（SPAD）（图1）和净光合速率（图2）。回答下列问题：    (1)本实验的自变量有____________。 (2)花生叶肉细胞中的叶绿素主要吸收_________光，可用__________等有机溶剂从叶片中提取。盐添加量不同的条件下，叶绿素含量受影响最显著的品种是__________。 (3)图2中的净光合速率是采用叶龄一致的叶片，在_______________（答出两点）等相同的实验条件下，测得的____________量。 (4)在光照强度为500μmolm-2·s-1、无NaCl添加的条件下，LH12的光合速率_________（填“大于”“等于”或“小于”）HH1的光合速率，判断的依据是_______________。 (5)在光照强度为1500μmolm-2·s-1、NaCl添加量为3.0g·kg-1的条件下，HY25的净光合速率大于其他三个品种，根据本实验结果推测，原因可能是HY25的_____________，促进了暗反应进行。 (6)依据图2，在中盐（2.0g·kg-1）土区适宜选择种植________________品种。 地 城 考点03 影响光合作用的因素及其应用 一、单项选择题（每题只有一项符合题意） 1． （2024·山东济南高三期末）为探究CO₂浓度对不同作物光合作用的影响，研究人员测定了甲、乙两种作物在不同CO₂浓度下的干物质量积累情况，结果如图所示（横坐标为CO₂浓度，纵坐标为干物质量，a点为两曲线交点）。 下列关于该实验的叙述，正确的是（ ） A. 低于a点CO₂浓度时，乙作物的净光合速率始终高于甲作物 B. 甲作物的CO₂饱和点高于乙作物，适合在高CO₂环境中种植 C. 若提高甲作物种植密度，其干物质量积累会随种植密度增加而增大 D. 夏季晴天午后，由于CO₂浓度下降，乙作物光合速率可能高于甲作物 2． （2025·山东青岛高三期末）研究人员将某绿色植物置于密闭容器中，控制CO₂浓度充足，改变光照强度，用氧气传感器监测容器内氧含量变化，结果如图。 下列分析错误的是（ ） A. 0~T₁段无氧气变化，说明植物只进行呼吸作用且强度稳定 B. T₁~T₂段氧含量快速增长，说明光照强度适宜，光反应产生的ATP和NADPH充足 C. T₂~T₃段氧含量增长变缓，可能是由于容器内温度升高导致酶活性下降 D. T₃段氧含量稳定，说明此时光合速率等于呼吸速率 3． （2023·山东烟台高三期末）为研究温度对某耐寒藻类光合作用的影响，将其分为四组，分别在不同温度下暗处理1h，再光照1h（光照强度相同），测定每组藻类质量变化（初始质量为M），结果如下表： 温度（℃） 暗处理1h质量变化（g） 光照1h后与初始质量变化（g） 0 -0.5 +1.5 4 -0.6 +2.0 8 -1.0 +1.8 12 -1.2 +1.4 该藻类光合作用的最适温度最可能是（ ） A. 0℃ B. 4℃ C. 8℃ D. 12℃ 4． （2024·山东潍坊高三期末）农业生产中常通过增施钾肥提高作物光合效率，研究人员以油菜为材料，设置不同钾肥梯度（K0：不施钾，K60：施钾不足，K120：推荐施钾量），测定角果皮（生育后期主要光合器官）的光合特性，结果如下表： 处理 净光合速率（μmol·m⁻²·s⁻¹） 气孔导度（mol·m⁻²·s⁻¹） 胞间CO₂浓度（μmol·mol⁻¹） K0 6.18 0.08 254.2 K60 7.68 0.11 272.4 K120 9.81 0.12 250.8 下列叙述错误的是（ ） A. 钾肥可能通过提高气孔导度促进CO₂吸收，从而提高净光合速率 B. K120组胞间CO₂浓度低于K60组，可能是因为光合速率高消耗CO₂更快 C. 三组处理中K120组净光合速率最高，说明钾肥施用量越高光合效率越高 D. 油菜生育后期角果皮成为主要光合器官，体现了生物对环境的适应 5． （2025·山东淄博高三期末）某蔬菜种植户为提高大棚黄瓜产量，尝试不同颜色的透光膜，测定不同处理下黄瓜叶片的叶绿素含量和净光合速率，结果如下表： 处理 叶绿素相对含量 净光合速率（μmol·m⁻²·s⁻¹） 无色透光膜 129.7 15.4 红色透光膜 110.3 10.7 蓝色透光膜 109.9 13.2 黄色透光膜 93.7 8.1 下列分析正确的是（ ） A. 叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，因此红色透光膜下净光合速率最高 B. 黄色透光膜下净光合速率最低，是因为叶绿素对黄光的吸收能力最弱 C. 无色透光膜下净光合速率最高，是因为其能提供多种光质供叶绿素吸收 D. 可通过增加透光膜的厚度提高大棚内温度，从而提高净光合速率 6． （2023·山东临沂高三期末）研究发现，光照条件下若突然降低CO₂浓度，植物叶肉细胞中C₅含量上升、C₃含量下降；若同时停止光照和降低CO₂浓度，则不会出现该现象。下列叙述正确的是（ ） A. C₅是C₃固定CO₂后的产物，其含量变化与CO₂浓度直接相关 B. 光照条件下降低CO₂浓度，C₅上升是因为光反应产生的ATP促进其合成 C. 停止光照后，即使降低CO₂浓度，C₃和C₅含量也不变 D. 该现象说明C₃和C₅的转化既需要CO₂也需要光反应产物 7． （2024·山东泰安高三期末）某实验小组以相同的绿色植物为材料，在相同条件下进行四组实验：D组连续光照T秒，A、B、C组依次加大光照—黑暗的交替频率（如A组：光照5秒黑暗5秒交替，C组：光照1秒黑暗1秒交替），总处理时间均为T秒，测定单位光照时间内光合作用产物的相对含量，结果为A＜B＜C＜D。下列解释错误的是（ ） A. 光照—黑暗交替时，黑暗期可利用光照期产生的ATP和NADPH继续合成有机物 B. 交替频率越高，单位光照时间内光反应产物的利用率越高 C. D组连续光照，光反应产物持续供应，光合产物积累最多 D. 若延长总处理时间，C组积累的有机物总量会超过D组 8． （2025·山东聊城高三期末）“正其行，通其风”“合理密植”“增施有机肥”是我国劳动人民在农业生产中总结的提高作物产量的措施，这些措施均与光合作用有关。下列关于这些措施的原理分析错误的是（ ） A. “正其行，通其风”可增加田间CO₂浓度，促进暗反应的CO₂固定过程 B. “合理密植”可提高光能利用率，避免因种植过密导致光照不足和CO₂竞争 C. “增施有机肥”可通过微生物分解有机物产生CO₂和无机盐，同时提高CO₂浓度和提供矿质营养 D. 三者均通过提高光合速率来增加作物产量，与呼吸作用无关 9． （2023·山东日照高三期末）C₄植物的PEP羧化酶与CO₂的亲和力远高于C₃植物的Rubisco酶，适合在高温、低CO₂环境中生长。研究人员将A、B两种植物的叶片分别置于相同的密闭小室中，在25℃、充足光照下测定小室中CO₂浓度变化，结果如图。下列判断正确的是（ ） A. A植物为C₃植物，B植物为C₄植物 B. 稳定时，A植物的光合速率等于呼吸速率，B植物也是 C. 相同时间内，A植物消耗的CO₂总量少于B植物 D. 若将温度升高至35℃，A植物的CO₂吸收速率会下降，B植物会上升 10．（2024·山东东营高三期末）干旱胁迫会导致植物叶片气孔关闭，影响光合作用。研究人员测定了干旱胁迫下某植物叶片的光合参数，发现其净光合速率大幅下降，而胞间CO₂浓度略有上升。下列解释合理的是（ ） A. 气孔关闭导致CO₂吸收减少，暗反应受阻，净光合速率下降 B. 胞间CO₂浓度上升是因为呼吸作用产生的CO₂无法排出 C. 干旱导致叶绿素合成受阻，光反应产生的ATP和NADPH不足 D. 胞间CO₂浓度上升是因为光合速率下降导致CO₂消耗减少 二、不定项选择题（每题有多项符合题意，全部选对得6分，选对但不全得3分，选错得0分） 11．（2025·山东威海高三期末）图为不同光照强度、CO₂浓度和温度对某植物光合速率的影响曲线，图中a、b、c分别代表不同CO₂浓度（a＜b＜c），Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别代表不同温度（Ⅰ＜Ⅱ＜Ⅲ），横坐标为光照强度，纵坐标为光合速率（正值为净光合，负值为呼吸）。下列分析正确的是（ ） A. 光照强度为0时，三条曲线的差值主要由温度决定，体现了温度对呼吸速率的影响 B. 光照强度较弱时，曲线c（高CO₂）的光合速率最高，说明CO₂浓度是此时的主要限制因素 C. 光照强度充足时，曲线Ⅲ（高温）的光合速率低于曲线Ⅱ（中温），说明该植物的最适温度低于Ⅲ D. 若要提高该植物在高温、高CO₂环境下的产量，可适当降低温度并增加光照强度 12.（2023·山东枣庄高三期末）某实验小组用金鱼藻探究光照强度对光合作用的影响，装置如图（密闭玻璃容器中放入金鱼藻和NaHCO₃溶液，NaHCO₃浓度适宜且稳定，氧气传感器监测容器内氧含量，不同光照强度通过改变光源与装置的距离实现），测定不同光照强度下单位时间内氧含量变化，结果如下表： 光源距离（cm） 10 20 30 40 50 氧含量变化（mg·h⁻¹） +12 +8 +4 0 -2 下列叙述正确的是（ ） A. 该实验的自变量是光照强度，因变量是净光合速率（以氧含量变化表示） B. 光源距离40cm时，金鱼藻的光合速率等于呼吸速率，叶片中ATP只产生于线粒体和叶绿体 C. 光源距离10cm时，若增加NaHCO₃浓度，氧含量变化可能会增大 D. 光源距离50cm时，氧含量下降是因为光照强度不足，光合速率小于呼吸速率 三、非选择题（共3小题，共48分） 13.（2024·山东济宁高三期末）（16分）高原地区蓝光和紫外光较强,常采用覆膜措施辅助林木育苗。为探究不同颜色覆膜对藏川杨幼苗生长的影响,研究者检测了白膜、蓝膜和绿膜对不同光的透过率,以及覆膜后幼苗光合色素的含量,结果如图、表所示。 覆膜处理 叶绿素含量 (mg/g) 类胡萝卜素 含量(mg/g) 白膜 1.67 0.71 蓝膜 2.20 0.90 绿膜 1.74 0.65 回答下列问题: (1)如图所示,三种颜色的膜对紫外光、蓝光和绿光的透过率有明显差异,其中________光可被位于叶绿体____________上的光合色素高效吸收后用于光反应,进而使暗反应阶段的C3还原转化为__________和__________。与白膜覆盖相比,蓝膜和绿膜透过的________较少,可更好地减弱幼苗受到的辐射。  (2)光合色素溶液的浓度与其光吸收值成正比,选择适当波长的光可对色素含量进行测定。提取光合色素时,可利用__________作为溶剂。测定叶绿素含量时,应选择红光而不能选择蓝紫光,原因是__________________________________________________________。  (3)研究表明,覆盖蓝膜更有利于藏川杨幼苗在高原环境的生长。根据上述检测结果,其原因为________________________________________________________________________________________________________________________(答出两点即可)。  14.（2025·山东菏泽高三期末）（16分）为探究外源生长素（IAA）对烟草幼苗光合作用的影响，研究人员采用水培法培养烟草幼苗，设置不同IAA浓度梯度（0、10、20、50、100nmol/L），在相同且适宜的CO₂浓度、光照强度和温度下培养一段时间后，测定净光合速率（Pn）和叶绿素含量，结果如下表： IAA浓度（nmol/L） 0（对照组） 10 20 50 100 净光合速率（μmol·m⁻²·s⁻¹） 8.2 12.5 10.3 7.8 6.1 叶绿素含量（mg·g⁻¹） 1.8 2.5 2.2 1.7 1.5 请回答下列问题： （1）该实验的自变量是________，因变量是________。实验中“相同且适宜的CO₂浓度、光照强度和温度”属于________变量，其目的是________。（4分） （2）由表中数据可知，IAA浓度为________nmol/L时，对烟草幼苗净光合速率的促进作用最强，此时叶绿素含量也最高。推测IAA可能通过________来提高净光合速率。（4分） （3）当IAA浓度超过20nmol/L时，净光合速率和叶绿素含量均呈下降趋势，且浓度为100nmol/L时净光合速率低于对照组，说明________。（3分） （4）若要进一步探究IAA促进烟草幼苗净光合速率的最适浓度，应在________nmol/L浓度范围内设置更小的浓度梯度进行实验。若在实验过程中突然停止光照，短时间内叶肉细胞中C₃的含量会________，原因是________。（5分） 15．（2023·山东滨州高三期末）（16分）玉米是C₄植物，苘麻是C₃植物，C₄植物的光合效率通常高于C₃植物。研究人员为探究大气CO₂浓度升高对两种植物产量的影响，将玉米和苘麻分别分为三组，暴露于350（大气常规浓度）、600、1000ppm的CO₂环境中，其他条件相同且适宜，培养45天后测定干重（取平均值），结果如下表： CO₂浓度（ppm） 350 600 1000 玉米干重（g/株） 120 135 140 苘麻干重（g/株） 80 110 150 请回答下列问题： （1）玉米作为C₄植物，其叶片的________细胞中含有PEP羧化酶，能高效固定低浓度的CO₂，因此在低CO₂环境下的光合效率高于苘麻。CO₂固定后生成的C₄会运输到________细胞中进行分解，释放CO₂供暗反应使用。（4分） （2）由表中数据可知，随着CO₂浓度升高，玉米和苘麻的干重均呈________趋势，但苘麻的增长幅度远大于玉米，原因是________________。（4分） （3）在CO₂浓度为350ppm时，玉米干重远高于苘麻，说明在低CO₂环境下，________的光合效率更高；当CO₂浓度升高到1000ppm时，苘麻干重超过玉米，说明在高CO₂环境下，________的光合效率更高。（4分） （4）若大气CO₂浓度持续升高，玉米田中的杂草苘麻可能会成为优势物种，其原因是________________。为控制苘麻的生长，可采取的生态措施是________________（答出1点即可）。（4分） 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题04 光合作用（期末备考试题） 4大高频考点概览 考点01 光合色素和叶绿体 考点02 光合作用的原理及其应用 考点03 影响光合作用的因素及其应用 地 城 考点01 光合色素和叶绿体 一、单项选择题（每题6分，共18分） 1．（2023届济南高三期末考试题改编）温室大棚种植中，菜农发现部分番茄叶片出现发黄现象，怀疑是光合色素合成受阻导致。为探究原因，科研人员对正常叶片和发黄叶片的光合色素进行了提取和分析。下列关于番茄叶片光合色素的叙述，错误的是（ ） A. 发黄叶片可能是叶绿素合成不足，导致类胡萝卜素的颜色凸显 B. 叶绿素a和叶绿素b都含有氮元素和镁元素，类胡萝卜素不含镁元素 C. 叶绿素和类胡萝卜素都分布在叶绿体类囊体薄膜上，能吸收光能 D. 用无水乙醇提取色素时，加入石英砂的目的是防止叶绿素被破坏 【答案】D 【解析】A项正确，叶片发黄常见原因是叶绿素分解或合成受阻，类胡萝卜素相对稳定，其黄色会凸显；B项正确，叶绿素的组成元素含C、H、O、N、Mg，类胡萝卜素含C、H、O，不含Mg；C项正确，光合色素均分布于类囊体薄膜，负责吸收、传递和转化光能（少数叶绿素a转化光能）；D项错误，提取色素时石英砂的作用是使研磨更充分，碳酸钙才是防止叶绿素被酸性物质破坏的试剂。 2．（2024届青岛高三期末考试题改编）某高三学生小组进行“绿叶中色素的提取和分离”实验时，因操作不当导致滤纸条上的色素带出现异常，结果显示滤纸条上只出现了2条色素带，且颜色较浅。该小组的操作失误最可能是（ ） A. 研磨时未加入无水乙醇，无法提取色素 B. 滤液细线绘制后未干燥，直接进行层析 C. 使用的叶片为久置发黄的叶片，叶绿素已分解 D. 层析液液面高于滤液细线，导致色素溶解 【答案】C 【解析】A项若未加无水乙醇，滤纸条上不会出现色素带，与“出现2条色素带”不符；B项滤液细线未干燥会导致色素带扩散模糊，不会仅出现2条；C项久置发黄叶片中叶绿素（a和b）已分解，仅剩类胡萝卜素（胡萝卜素和叶黄素），故滤纸条上出现2条色素带，且因色素总量减少颜色较浅，符合题意；D项层析液液面高于滤液细线会导致色素溶解，滤纸条上无色素带。 3．（2025届烟台高三期末考试题改编）叶绿体是光合作用的主要场所，其结构与功能高度统一。科研人员通过电镜观察菠菜叶肉细胞的叶绿体，绘制了简化结构示意图。下列关于叶绿体结构及功能的叙述，正确的是（ ） A. ①②两层膜为选择透过性膜，允许CO₂和O₂自由通过 B. ③是光反应的场所，其上分布着光合色素和光反应所需的酶 C. ⑤是暗反应的场所，含有与暗反应相关的酶和少量DNA、RNA D. ④内的液体中含有叶绿素，能吸收光能并分解水产生O₂ 【答案】B 【解析】A项叶绿体膜为选择透过性膜，CO₂和O₂通过膜的方式为自由扩散，但“选择透过性”不等于“允许自由通过”，表述逻辑错误；B项类囊体薄膜（③）是光反应的场所，其上分布着光合色素（吸收光能）和光反应相关酶（催化反应），正确；C项叶绿体基质（⑤）含暗反应酶和少量DNA、RNA，但暗反应的场所是叶绿体基质，该选项前半部分正确，后半部分虽正确，但选项整体是否正确需看核心知识点——C项的错误在于“含有与暗反应相关的酶和少量DNA、RNA”并非其作为暗反应场所的核心依据，且题目问“结构及功能”，B项更直接对应功能；D项叶绿素仅分布于类囊体薄膜（③），类囊体腔（④）内无叶绿素，水的光解发生在类囊体薄膜上。 二、不定项选择题（每题8分，共16分，多选、少选、错选均不得分） 4．（2024届潍坊高三期末考试题改编）为研究镉污染对小麦光合色素的影响，科研人员将小麦种子种植在不同镉浓度的土壤中，待幼苗长出后，提取叶片中的光合色素并进行分离和含量测定，结果如下表（单位：μg·g⁻¹）。下列关于该实验的分析，正确的是（ ） 镉浓度（mg/kg） 叶绿素a 叶绿素b 类胡萝卜素 0（对照组） 1200 500 400 5 1000 400 390 10 800 300 380 15 500 100 370 A. 镉污染会抑制小麦叶绿素的合成，对类胡萝卜素影响较小 B. 随着镉浓度升高，叶绿素a/b的比值逐渐增大，说明镉对叶绿素b的抑制更强 C. 镉浓度为15mg/kg时，小麦吸收红光的能力大幅下降，吸收蓝紫光的能力变化较小 D. 若用这些叶片进行色素分离实验，对照组的滤纸条上会出现4条清晰的色素带，镉污染组的色素带颜色更浅 【答案】ABCD 【解析】A项由表格数据可知，随镉浓度升高，叶绿素a和b含量显著下降，类胡萝卜素含量变化微小，说明镉主要抑制叶绿素合成，正确；B项计算叶绿素a/b比值：对照组1200/500=2.4，5mg/kg组1000/400=2.5，10mg/kg组800/300≈2.67，15mg/kg组500/100=5，比值增大，说明叶绿素b下降幅度比叶绿素a更大（如15mg/kg时，叶绿素a下降66.7%，叶绿素b下降80%），即镉对叶绿素b抑制更强，A正确；15mg/kg时叶绿素a是500，对照组1200，下降了700；叶绿素b是100，对照组500，下降了400，下降比例a是700/1200≈58.3%，b是400/500=80%，确实b下降更多，B正确;类胡萝卜素吸收蓝紫光，叶绿素吸收红光和蓝紫光，C项镉浓度15mg/kg时，叶绿素大量减少，红光吸收大幅下降，类胡萝卜素变化小，蓝紫光吸收变化小，C正确；D项对照组色素完整，4条带清晰，镉污染组叶绿素减少，色素带颜色浅，D正确。 5．(2025届临沂高三期末考试题改编)某植物的两个黄叶突变体M1和M2，其叶片颜色与野生型（绿色）不同。科研人员测定了三者的光合色素含量，结果如下表（单位：μg·g⁻¹）。下列关于该实验的叙述，正确的是（ ） 植株类型 叶绿素a 叶绿素b 类胡萝卜素 野生型 1230 520 420 突变体M1 510 70 370 突变体M2 120 20 380 A. M1和M2的叶片呈黄色，是因为叶绿素与类胡萝卜素的比值大幅下降 B. M2比M1吸收红光的能力更弱，吸收蓝紫光的能力差异较小 C. 若将M1和M2杂交，后代叶片颜色一定为黄色 D. 两种突变体光合色素含量的差异，可能是由不同基因突变导致的 【答案】ABD 【解析】A项野生型叶绿素与类胡萝卜素比值为（1230+520）/420≈4.17，M1为（510+70）/370≈1.57，M2为（120+20）/380≈0.37，比值大幅下降，类胡萝卜素颜色凸显，叶片呈黄色，A正确；B项红光吸收依赖叶绿素，M2的叶绿素含量远低于M1，故吸收红光能力更弱；蓝紫光可被叶绿素和类胡萝卜素吸收，三者类胡萝卜素含量差异小，故蓝紫光吸收差异小，B正确；C项若M1和M2的突变基因为非等位基因，杂交后代可能为野生型（显性纯合或杂合），叶片呈绿色，故“一定为黄色”C错误；D项不同基因突变可能导致不同程度的叶绿素合成缺陷，从而出现含量差异，D正确。 三、非选择题（共26分） 6．(2023届淄博高三期末考试题改编)“绿叶中色素的提取和分离”是高中生物的经典实验，某同学按下列步骤进行实验：①取新鲜菠菜叶5g，剪碎放入研钵；②加入少量石英砂、5mL无水乙醇和1mL碳酸钙，研磨；③过滤得到滤液；④用毛细吸管在滤纸条上画滤液细线，待干燥后重复画3次；⑤将滤纸条放入层析液中，层析液液面低于滤液细线；⑥一段时间后取出滤纸条，观察色素带。 回答下面的问题（10分） （1）该同学绘制的滤纸条色素带示意图如下，请标注出①②③④对应的色素名称：①________；②________；③________；④________。（4分） （2）步骤②中加入碳酸钙的作用是________________，若未加入碳酸钙，滤纸条上________（填色素带序号）的颜色会变浅。（2分） （3）步骤④中“重复画3次”的目的是________________，若滤液细线画得过粗，会导致________________。（2分） （4）若该同学用红色苋菜叶代替菠菜叶进行实验，滤纸条上会出现额外的红色色素带，该色素是________，其是否属于光合色素？________（填“是”或“否”），原因是________________。（2分） 【答案】（1）①胡萝卜素；②叶黄素；③叶绿素a；④叶绿素b （2）防止叶绿素被酸性物质破坏；③④ （3）增加滤液细线中色素的含量，使色素带更清晰；色素带重叠 （4）花青素；否；花青素不参与光合作用，且不存在于叶绿体中（或存在于液泡中） 【解析】（1）纸层析法分离色素的原理是不同色素在层析液中溶解度不同，溶解度高的扩散快。滤纸条上从远到近（扩散速度从快到慢）的色素依次为胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素（黄色）、叶绿素a（蓝绿色）、叶绿素b（黄绿色），且叶绿素a含量最多（带最宽），叶绿素b含量次之，胡萝卜素含量最少（带最窄）；（2）碳酸钙可中和叶片中的酸性物质，防止叶绿素被破坏；未加碳酸钙时，叶绿素a和b（③④）会被破坏，颜色变浅；（3）重复画滤液细线可累积色素，使带更清晰；细线过粗会导致色素扩散时相互重叠；（4）红色苋菜叶的红色色素为花青素，存在于液泡中，不参与光合作用，不属于光合色素。 7．（2024届泰安高三期末考试题改编）叶绿体中的类囊体薄膜是光反应的关键场所，其上分布着PSⅠ和PSⅡ两种光复合体（含光合色素和酶），PSⅡ能吸收光能并催化水的分解。下图为类囊体薄膜上光反应的简化示意图。回答下面的问题：（8分） （1）图中①代表的物质是________，②代表的物质是________，③代表的能量形式是________。（3分） （2）光反应过程中，光能的转化路径为：光能→________→________→活跃的化学能（储存在ATP和②中）。（2分） （3）若某突变体植物的PSⅡ功能受损，会导致光反应产生的________（填物质名称）减少，进而影响暗反应中________的还原过程。（2分） （4）若给植物提供¹⁸O标记的水，一段时间后，在光合作用产生的O₂和________中可检测到¹⁸O。（1分） 【答案】（1）O₂（氧气）；NADPH（或[H]）；ATP（或三磷酸腺苷） （2）色素吸收的光能（或电能）；ATP和NADPH中的化学能 （3）O₂、ATP、NADPH；三碳化合物（或C₃） （4）有机物（或葡萄糖） 试题解析：（1）PSⅡ催化水分解产生O₂、H⁺和电子，故①为O₂；电子经传递后参与NADPH的合成，故②为NADPH；光反应还合成ATP，故③为ATP； （2）光能先被光合色素吸收转化为电能（电子传递），再转化为ATP和NADPH中的活跃化学能； （3）PSⅡ受损会导致水分解受阻（O₂减少），电子传递中断，ATP和NADPH合成减少；暗反应中C₃的还原依赖ATP和NADPH； （4）水参与光反应产生O₂，同时H⁺和电子参与NADPH合成，NADPH参与暗反应合成有机物，故¹⁸O可出现在O₂和有机物中。 8．（2025届济宁高三期末考试题改编）为探究不同光照强度对大豆幼苗光合色素含量的影响，科研人员设置了3组实验：对照组（自然光照）、低光照组（自然光照的50%）、高光照组（自然光照的150%），培养一段时间后测定叶片光合色素含量，结果如下表（单位：mg·g⁻¹ FW）。（8分） 光照强度 叶绿素a 叶绿素b 类胡萝卜素 总叶绿素/类胡萝卜素 对照组 2.8 1.2 1.0 4.0 低光照组 3.5 1.5 1.1 4.5 高光照组 2.0 0.8 1.0 2.8 （1）光合色素中，能吸收蓝紫光和红光的是________，仅吸收蓝紫光的是________。（2分） （2）与对照组相比，低光照组的总叶绿素含量增加，尤其是叶绿素b含量增加显著，其意义是________________。（2分） （3）高光照组的总叶绿素含量下降，可能的原因是________________。若用高光照组的叶片进行色素分离实验，与对照组相比，滤纸条上________（填色素名称）的色素带会变窄。（2分） （4）计算高光照组的叶绿素a/b比值为________，与对照组相比，该比值的变化可能是大豆对高光照环境的一种适应，原因是________________。（2分） 【答案】（1）叶绿素（或叶绿素a和叶绿素b）；类胡萝卜素（或胡萝卜素和叶黄素） （2）提高对弱光的吸收能力，以适应低光照环境 （3）高光照强度下，叶绿素被强光破坏（或合成受阻）；叶绿素a和叶绿素b （4）2.5；叶绿素a/b比值增大，可减少对光能的吸收，避免强光对光反应系统的损伤 【解析】（1）叶绿素（a和b）主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光； （2）低光照下，叶绿素（尤其是叶绿素b）含量增加，可提高对弱光的捕获能力，增强光合作用适应低光环境； （3）高光照会导致叶绿素被氧化破坏或合成受抑制，总叶绿素含量下降；色素分离时，叶绿素a和b的带会变窄； （4）高光照组叶绿素a/b=2.0/0.8=2.5，对照组为2.8/1.2≈2.33；高光照下该比值增大，说明叶绿素b含量相对减少，可降低对光能的吸收效率，避免过剩光能损伤光反应系统（如PSⅡ复合体）。 地 城 考点02 光合作用的原理及其应用 一、单项选择题 1．（2023届山东德州高三期末）CO₂固定是光合作用暗反应的关键环节，其场所和催化酶的特性直接影响光合效率，该过程也是人工光合作用模拟的核心靶点。光合作用过程中，CO₂的固定反应主要发生在叶绿体的哪个结构中？（ ） A. 外膜　　B. 类囊体膜　　C. 基质　　D. 内膜 【答案】C 【解析】本题考查光合作用暗反应的场所。光合作用分为光反应和暗反应阶段，光反应发生在类囊体膜上（B选项），主要进行水的光解和ATP合成；暗反应包括CO₂固定和C₃还原，均发生在叶绿体基质中（C选项）。叶绿体的外膜和内膜仅起分隔作用，不参与光合反应（A、D选项错误）。故答案为C。 2．（2024届山东济南高三期末）RuBisCO酶是暗反应的关键酶，其催化特性具有双重性，既参与CO₂固定，也可能参与光呼吸，该特性对植物光合效率有重要影响。卡尔文循环中，RuBisCO酶催化的反应底物是（ ） A. CO₂和C₅　　B. CO₂和C₃　　C. O₂和C₅　　D. O₂和C₃ 【答案】A 【解析】本题考查卡尔文循环的核心反应。RuBisCO酶是卡尔文循环的关键酶，其主要功能是催化CO₂的固定，具体反应为CO₂与五碳化合物（C₅，核酮糖-1,5-二磷酸）结合生成三碳化合物（C₃，3-磷酸甘油酸），因此底物为CO₂和C₅（A正确）。C₃是该反应的产物而非底物（B、D错误）；O₂是光呼吸的底物之一，并非卡尔文循环中RuBisCO酶的催化底物（C错误）。故答案为A。 3．（2024届山东聊城高三期末）C₄植物（如玉米）在高温、强光环境下光合效率高于C₃植物，其独特的CO₂固定机制是适应环境的关键，该机制也是农业生产中品种选择的重要依据。C₄植物叶肉细胞中固定CO₂的初始产物是（ ） A. 3-磷酸甘油酸（C₃）　　B. 草酰乙酸（C₄）　　C. 苹果酸　　D. 丙酮酸 【答案】B 【解析】本题考查C₄植物的CO₂固定特点。C₄植物具有“双重固定”机制，叶肉细胞中首先通过PEPC酶催化磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）与CO₂结合，初始产物为草酰乙酸（一种四碳化合物，C₄）（B正确）；3-磷酸甘油酸是C₃植物或C₄植物维管束鞘细胞中卡尔文循环的初始产物（A错误）；苹果酸是草酰乙酸进一步转化的产物（C错误）；丙酮酸是细胞呼吸的中间产物，与CO₂固定无关（D错误）。故答案为B。 4．（2025届山东青岛高三期末）人工光合作用系统通过模拟自然光合的光反应和暗反应过程，实现CO₂转化为有机物，其中半导体材料常被用于模拟光反应的核心功能。人工光合作用系统中，常利用半导体材料模拟光反应阶段，其主要功能是（ ） A. 固定CO₂　　B. 分解水产生H⁺和电子　　C. 合成ATP　　D. 还原C₃化合物 【答案】B 【解析】本题考查光反应的核心过程及人工模拟原理。自然光合作用中，光反应的核心是类囊体膜上的光系统吸收光能后，驱动水的光解产生H⁺、电子和O₂，并合成ATP。人工光合作用中，半导体材料的作用是模拟类囊体膜的光能吸收和转化功能，首要实现的是分解水产生H⁺和电子（B正确）。CO₂固定、C₃还原是暗反应过程（A、D错误）；ATP合成需结合酶系统实现，并非半导体材料的主要功能（C错误）。故答案为B。 5．（2023届山东烟台高三期末）矿质元素对光合作用的影响显著，N、P等元素是光合色素和光合产物合成的关键原料，农业生产中合理施肥可提高光合效率。小麦生长过程中若缺乏P元素，会导致光合速率下降，从光反应角度分析，其主要原因是（ ） A. 叶绿素合成减少　　B. 类囊体膜结构破坏　　C. ATP和NADPH生成减少　　D. CO₂吸收受阻 【答案】C 【解析】本题考查矿质元素对光反应的影响。P元素是ATP、NADPH（均含磷酸基团）和类囊体膜磷脂的组成成分。光反应中ATP和NADPH的合成需要磷酸基团参与，缺乏P元素会直接导致这两种物质生成减少（C正确）。叶绿素的组成元素是C、H、O、N、Mg，与P无关（A错误）；类囊体膜结构破坏通常由极端环境（如高温）引起，P缺乏不会直接破坏膜结构（B错误）；CO₂吸收受阻是气孔开闭或暗反应相关问题，与光反应无关（D错误）。故答案为C。 6．（2025届山东临沂高三期末）CAM植物（如仙人掌）适应干旱环境的能力极强，其独特的CO₂固定时间分配机制可减少水分散失，该机制是植物适应性进化的典型案例。下列关于CAM植物（如仙人掌）CO₂固定特点的叙述，正确的是（ ） A. 白天开放气孔吸收CO₂，夜间进行卡尔文循环　　 B. 夜间开放气孔吸收CO₂，生成苹果酸储存在液泡中 C. 叶肉细胞和维管束鞘细胞分工完成CO₂固定　　 D. 光合速率不受光照强度影响 【答案】B 【解析】本题考查CAM植物的光合适应机制。CAM植物为适应干旱环境，采用“夜间固碳、白天光合”的策略：夜间开放气孔吸收CO₂，在细胞质基质中与PEP结合生成草酰乙酸，再转化为苹果酸储存于液泡（B正确）；白天关闭气孔减少水分散失，苹果酸分解释放CO₂进入卡尔文循环（A错误）。叶肉细胞和维管束鞘细胞分工是C₄植物的特点（C错误）；CAM植物的卡尔文循环仍需光反应提供的ATP和NADPH，因此光合速率受光照强度影响（D错误）。故答案为B。 二、不定项选择题 7．（2024届山东淄博高三期末）车前草是常见的田间杂草，其光合速率受温度和CO₂浓度的共同影响，研究二者的交互作用对农业生产中作物种植密度调控有指导意义。车前草的光合速率与叶片温度、CO₂浓度的关系如图所示（横坐标为温度，纵坐标为光合速率，三条曲线分别代表CO₂浓度200μL·L⁻¹、370μL·L⁻¹、1000μL·L⁻¹）。据图分析，下列叙述正确的是（ ） A. 当CO₂浓度一定时，光合速率随温度升高呈“先升后降”趋势 B. 高CO₂浓度可提高光合作用的最适温度 C. CO₂浓度为200μL·L⁻¹时，温度对光合速率的影响较小 D. 10℃条件下，光合速率随CO₂浓度升高会持续提高 【答案】ABC 【解析】本题考查温度和CO₂浓度对光合速率的交互影响。根据图解趋势分析：A选项，当CO₂浓度固定时，光合速率随温度升高先达最适值后下降，符合酶促反应的温度特性，正确；B选项，CO₂浓度从200升至1000μL·L⁻¹时，最适温度从25℃升至高于30℃，说明高CO₂可提高最适温度，正确；C选项，CO₂浓度200μL·L⁻¹时，光合速率在温度变化时波动较小（峰值仅10），说明温度影响较小，正确；D选项，10℃时，CO₂浓度从370升至1000μL·L⁻¹时光合速率上升不明显，说明不会持续提高，错误。故答案为ABC。 8．（2025届山东潍坊高三期末考试题）内生真菌与植物常形成共生关系，植物为真菌提供营养，真菌呼吸产生的CO₂可被植物利用，这种共生关系对提高植物光合效率有重要作用。在恒定光照强度下，研究人员测定了土壤不同N元素含量及有无内生真菌对植物光合速率的影响，结果如下图（横坐标为土壤N含量，纵坐标为光合速率，两条曲线分别代表有内生真菌和无内生真菌）。下列相关分析正确的是（ ） A. 内生真菌通过提高CO₂浓度促进植物暗反应，进而提高光合速率 B. 土壤N含量通过影响光合色素合成间接影响光合速率 C. A点制约光合速率的主要因素是土壤N含量和CO₂浓度 D. 高N含量下，内生真菌对光合速率的提升作用更显著 【答案】ABD 【解析】本题考查生物共生关系及环境因素对光合速率的影响。A选项，题干明确真菌呼吸产生的CO₂可供植物利用，CO₂是暗反应原料，可促进暗反应，正确；B选项，N是光合色素（叶绿素含N）的组成元素，土壤N含量影响色素合成，进而影响光反应，正确；C选项，A点为低N含量且无内生真菌，制约因素主要是N含量（CO₂浓度因无真菌贡献较低，但N含量是更关键的限制因子），错误；D选项，高N含量时，有真菌组与无真菌组光合速率差异显著大于低N时，说明提升作用更显著，正确。故答案为ABD。 9．（2023届山东泰安高三期末）某水稻突变体叶绿素含量降低，但在强光照下光合速率反而高于野生型，这种“低叶绿素高光合”现象为作物高光效育种提供了新方向。在相同强光条件下，测定野生型和突变体水稻的相关生理指标如下表。下列叙述正确的是（ ） A. 突变体光反应速率高于野生型，依据是类囊体膜电子传递速率更高 B. 突变体暗反应速率高于野生型，依据是RuBisCO酶含量更高 C. 遮荫条件下，突变体产量可能低于野生型，因叶绿素含量低导致光吸收不足 D. 突变体的光补偿点低于野生型，因强光下光合速率更高 【答案】ABC 【解析】本题考查光反应与暗反应的关联及环境适应性分析。A选项，类囊体膜电子传递速率直接反映光反应速率，突变体该指标更高，光反应更强，正确；B选项，RuBisCO酶是暗反应中CO₂固定的关键酶，含量高则暗反应速率高，正确；C选项，遮荫时光照强度低，突变体叶绿素含量低，光吸收不足，光反应受限，产量可能低于野生型，正确；D选项，光补偿点是光合速率等于呼吸速率的光照强度，突变体在强光下光合优势明显，但叶绿素含量低，弱光下光合速率低，需更高光照才能达到补偿点，故光补偿点高于野生型，错误。故答案为ABC。 10.（2025届山东东营高三期末）某团队研发了模拟光合作用的人工装置，其核心包括光捕获模块、催化剂模块和产物收集模块，通过实验验证装置功能对优化人工光合系统有重要意义。为验证人工光合作用装置的功能，进行如下实验：对照组（黑暗，CO₂浓度400μmol/mol）、实验组1（光照，CO₂浓度0）、实验组2（光照，CO₂浓度400μmol/mol），测定葡萄糖生成量。结果：对照组和实验组1均为0，实验组2为12mg/h。下列叙述正确的是（ ） A. 实验组1的结果说明CO₂是合成葡萄糖的原料 B. 对照组的作用是排除光照以外的其他因素对实验结果的干扰 C. 若加入RuBisCO酶抑制剂，实验组2的葡萄糖生成量会减少 D. 该装置的光捕获模块模拟了自然光合的暗反应过程 【答案】AC 【解析】本题考查人工光合作用实验分析及与自然光合的关联。A选项，实验组1有光照但无CO₂，无葡萄糖生成，说明CO₂是合成葡萄糖的原料，正确；B选项，对照组为黑暗条件，作用是排除光照的影响，而非光照以外的因素，错误；C选项，RuBisCO酶是CO₂固定的关键酶，抑制剂会抑制暗反应，导致葡萄糖生成量减少，正确；D选项，光捕获模块模拟的是自然光合的光反应（吸收光能），催化剂模块模拟暗反应，错误。故答案为AC。 三、非选择题 11.（2023届山东济宁高三期末）下图是表示某叶肉细胞光合作用和呼吸作用的示意图。据图回答下列问题： (1)图中①-④代表的物质依次：①是_________、②是 NADP+、③是_______________、④是____________，[H]代表的物质主要是 NADH（还原型辅酶Ⅰ）。 (2)光反应和暗反应是相互促进的，如光反应产生的NADPH在暗反应中的作用是作为活泼的还原剂参与暗反应 ，并为暗反应提供_________。停止光照一段时间后，暗反应产生有机物的过程也会停止，原因是光反应停止，光反应无法为暗反应提供_______________，导致暗反应无法继续进行。 (3)B代表一种反应过程，C代表细胞质基质，D代表线粒体，则ATP合成发生在A过程，还发生在__________（填“B和C”“C和D”或“B和D”），ATP分子结构简式可表示为A-P～P～P。 【答案】(1) O2 ADP+Pi C5 (2) 能量 ATP和NADPH (3)C和D 【解析】（1）光合作用光反应阶段，水光解形成NADPH和氧气，因此图中①是氧气；②可形成NADPH，为NADP+；③可形成ATP，为ADP+Pi；三碳化合物还原可形成有机物和五碳化合物，因此④表示C5。 （2）光反应产生的NADPH在暗反应中的作用是作为活泼的还原剂参与暗反应 ，并为暗反应提供能量。光反应和暗反应相互联系，停止光照一段时间后，暗反应产生有机物的过程也会停止，原因是光反应停止，光反应无法为暗反应提供ATP和NADPH，导致暗反应无法继续进行。 （3）植物细胞可通过光合作用和细胞呼吸合成ATP，有氧呼吸三个阶段都能合成ATP，有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体，光合作用只在光反应产生ATP，若B代表一种反应过程，C代表细胞质基质，D代表线粒体，则ATP合成除发生在A过程，还发生在C和D中。 12.（2024届山东威海高三期末）C₃植物、C₄植物和CAM植物的CO₂固定机制存在差异，这些差异是植物适应不同生态环境的结果，了解其机制对农业生产中作物引种和栽培管理有重要指导意义。简述C₃植物、C₄植物和CAM植物在CO₂固定方式上的主要区别，并说明这些区别对植物适应环境的意义。（10分） 【答案】（1）主要区别：①C₃植物：仅在叶绿体基质中通过RuBisCO酶催化CO₂与C₅结合生成C₃，一次固定完成（2分）；②C₄植物：叶肉细胞中PEPC酶催化CO₂与PEP结合生成C₄（初次固定），C₄运输到维管束鞘细胞释放CO₂，再与C₅结合进入卡尔文循环（二次固定）（3分）；③CAM植物：夜间开放气孔，CO₂与PEP结合生成C₄并储存于液泡（夜间固定）；白天关闭气孔，C₄分解释放CO₂进入卡尔文循环（白天固定）（3分）。 （2）适应意义：C₃植物适应温和光照、充足CO₂环境，机制简单高效；C₄植物通过双重固定提高CO₂浓度，适应高温、强光、低CO₂环境（减少光呼吸）；CAM植物通过夜间固碳减少白天水分散失，适应干旱环境（2分）。 【解析】：本题考查不同植物CO₂固定机制的差异及适应性。核心区别在于固定次数、场所（或时间）及关键酶：C₃植物一次固定，C₄植物空间分隔的两次固定，CAM植物时间分隔的两次固定。适应性意义需结合环境特点：C₃植物适应普通环境，C₄植物抗强光高温，CAM植物抗旱。需明确每种植物的固定过程及对应环境优势。 13.（2025届山东日照高三期末）下图甲表示小麦叶肉细胞内两个重要的生理过程，表一表示小麦受一定因素影响的相关测量数据，表二表示不同植物受一定因素影响的相关测量数据，请根据图表回答。 （1）①—④生理过程中，利用CO2发生在_________。 （2）③过程的能量转化为_________。   （3）④过程产生的[H]来源是__________________（不考虑中间产物）。 （4）据表一分析，X应为_________，高剂量（≥1mg·L-1）镉会使气孔导度明显下降，而胞间二氧化碳浓度却增大，其主要原因是__________________。 （5）表二取阳生和阴生两种长势相似的植物，分别放在两个相同的密闭透明玻璃瓶中，在适宜温度条件下，逐渐增加光照强度，测定放氧速率的数据如下表。请回答相关问题： 光强μmol光子／（100g.s） 0 10 30 50 100 200 450 500 放氧速率μmolO2／（100g.s） 植物A -20 -10 -5 -1 5 15 29 28 植物B -2 -0.5 1.5 3 6 10 11 10 ①由表中数据可以推测，阳生植物的是_________，当光照强度大于450μmol光子／（100g.s）时，可推知植物B放氧速率主要受_________限制。 ②若绘制A、B两种植物的放氧速率曲线图，则在两条曲线相交时所对应的光照强度下，A、B种植物产生氧气的差值为_________μmolO2／（100g.s）。 ③光补偿点时，植物A叶肉细胞光合速率_________呼吸速率（填大于、小于、等于） 【答案】（1）② （2）热能和ATP中活跃的化学能 （3）葡萄糖和水 （4）0.1 mg·L-1 固定的二氧化碳减少 （5）植物A 二氧化碳浓度 18μmolO2／（100g.s） 大于 【解析】（1）①②④③分别表示光反应、暗反应、有氧呼吸第一二阶段、有氧呼吸第三阶段。①—④生理过程中，利用CO2发生在②暗反应。 （2）有氧呼吸每一个阶段释放的能量，都是一部分以热能形式散失，一部分储存在ATP中，故③有氧呼吸第三阶段的能量转化为热能和ATP中活跃的化学能。   （3）④过程表示有氧呼吸第一二阶段，第一阶段产生的[H]来源于葡萄糖，第二阶段产生[H]来源于水。 （4）根据实验中自变量（镉浓度）的变化的规律，X应为0.1 mg·L-1；高剂量镉会使气孔导度下降，使固定的CO2减少，最终导致胞间CO2浓度却增大。 （5）①分析表格中的数据可知，与A植物相比，植物B在较弱的光照强度下，有机物开始积累，说明植物B来自阴生植物，A是阳生植物。分析表格中的信息可知，光照强度＞450μmol光子/m2•s时，植物B放氧速率几乎不变，说明光照强度不再是限制光合作用的因素，此时限制光合作用的因素可能是二氧化碳浓度。 ②根据题意，两条曲线相交，此交点的生物学含义是A、B两植物净光合作用速率相等。根据表格中光子为0时，植物A放氧速率=-20μmolO2/（100g•s），植物B放氧速率=-2μmolO2/（100g•s），可推知植物A的呼吸速率为20μmolO2/（100g•s），植物B的呼吸速率为2μmolO2/（100g•s），因此A，B两种植物产生氧气的差值为20-2=18μmolO2/（100g•s）。 ③表格表示植物的光合作用随光照强度的不同，故光补偿点植物A的光合作用强度等于植物A的呼吸作用强度，但是植物只有叶肉细胞进行光合作用，而整株植物细胞都要进行呼吸作用，故植物A叶肉细胞的光合速率大于叶肉细胞的呼吸速率。 14.（2024届山东枣庄高三期末）人工光合作用技术是实现“碳中和”的重要途径之一，某生物科技公司计划利用“人工叶片”装置将CO₂转化为甲醇，构建碳循环体系，该技术的优化对生态环境保护有重要意义。某生物科技公司计划利用人工光合作用技术解决碳中和问题，方案如下：利用太阳能驱动人工叶片装置，将大气中的CO₂转化为甲醇（CH₃OH）；甲醇可作为燃料或化工原料，燃烧后释放的CO₂重新被装置捕获，形成碳循环。请结合所学知识回答下列问题： （1）写出人工叶片装置中CO₂转化为甲醇的总反应式（需注明能量来源）。（4分） （2）从物质循环角度分析，该方案如何实现“碳中和”？（4分） （3）若要提高该装置的能量转化效率，可从哪些方面进行优化？（至少列举2点）（4分） 【答案】（1）反应式：CO2+ 3H2O _太阳能、催化剂→ CH3OH + H2O（4分，注明能量来源1分，化学式正确2分，配平1分）。（2）实现原理：该方案中，人工叶片将大气中的CO₂转化为甲醇（固定CO₂）；甲醇燃烧释放的CO₂又被装置重新捕获并转化为甲醇，CO₂在“大气→甲醇→大气”的循环中未净增加，从而实现碳中和（4分）。（3）优化措施：①优化光捕获模块，提高对太阳能的吸收效率（如选用高效光吸收材料）；②改进催化剂模块，提高CO₂转化为甲醇的催化效率；③减少装置能量损耗（如优化电路设计）（答出2点即可，每点2分）。 【解析】本题考查人工光合作用的应用及碳中和原理。（1）反应式需遵循元素守恒，注明太阳能（能量来源）和催化剂（人工装置核心），甲醇的生成需CO₂和H₂O作为原料。（2）碳中和的核心是CO₂净排放为零，该方案通过CO₂的固定与循环利用实现这一目标。（3）能量转化效率优化需从能量吸收、转化、损耗三个环节切入，结合人工装置的模块功能提出具体措施。 15.（2025届山东菏泽高三期末）花生抗逆性强，部分品种可以在盐碱土区种植。下图是四个品种的花生在不同实验条件下的叶绿素含量相对值（SPAD）（图1）和净光合速率（图2）。回答下列问题：    (1)本实验的自变量有____________。 (2)花生叶肉细胞中的叶绿素主要吸收_________光，可用__________等有机溶剂从叶片中提取。盐添加量不同的条件下，叶绿素含量受影响最显著的品种是__________。 (3)图2中的净光合速率是采用叶龄一致的叶片，在_______________（答出两点）等相同的实验条件下，测得的____________量。 (4)在光照强度为500μmolm-2·s-1、无NaCl添加的条件下，LH12的光合速率_________（填“大于”“等于”或“小于”）HH1的光合速率，判断的依据是_______________。 (5)在光照强度为1500μmolm-2·s-1、NaCl添加量为3.0g·kg-1的条件下，HY25的净光合速率大于其他三个品种，根据本实验结果推测，原因可能是HY25的_____________，促进了暗反应进行。 (6)依据图2，在中盐（2.0g·kg-1）土区适宜选择种植________________品种。 【答案】(1)花生品种，光照强度，NaCl添加量 (2) 红光和蓝紫 无水乙醇 HH1 (3) 温度、CO2浓度 单位时间、单位叶面积的CO2吸收 (4)大于 总光合速率等于净光合速率和呼吸速率之和，在此条件下，LH12的净光合速率和HH1的净光合速率相同，但前者呼吸速率大于后者 (5)叶绿素含量高，光反应强，产生更多ATP和NADPH (6)LH12 【解析】（1）实验的自变量是指实验过程中人为控制可以不同的量，本实验的自变量有花生品种，光照强度，NaCl添加量。 （2）花生叶肉细胞中的叶绿素（叶绿素a和叶绿素b）主要吸收红光和蓝紫光，可用无水乙醇等有机溶剂从叶片中提取（光合色素不溶于水而溶于有机溶剂无水乙醇）。结合图1实验结果可以看出，盐添加量不同的条件下，叶绿素含量受影响最显著的品种是HH1，因为该品种的叶绿素含量受盐浓度变化影响更显著。　 （3）图2实验的自变量为 花生品种，光照强度，NaCl添加量，无关变量应保持相同且适宜，故图2中的净光合速率是采用叶龄一致的叶片，在温度、CO2浓度等相同的实验条件下，测得的单位时间、单位叶面积的CO2吸收量。 （4）在光照强度为500μmol·m-2·s-1、无NaCl添加的条件下，LH12的净光合速率和HH1的净光合速率相同，但由于前者的呼吸速率大于后者，且总光合速率等于净光合速率和呼吸速率之和，因此可以判断，LH12的光合速率大于HH1的光合速率。 （5）在光照强度为1500μmolm-2·s-1、NaCl添加量为3．0g·kg¹的条件下，HY25的净光合速率大于其他三个品种的净光合速率，原因可能是HY25的叶绿素含量高与其他三个品种，光反应生成更多的ATP和NADPH，进而促进了暗反应进行，提高了光合速率。 （6）根据图2数据可知，在中盐（2．0g·kg-1）土区适宜选择种植LH12品种，因为该条件下，该品种的净光合速率更大，说明产量更高，因而更适合在该地区种植。 地 城 考点03 影响光合作用的因素及其应用 一、单项选择题（每题只有一项符合题意） 1． （2024·山东济南高三期末）为探究CO₂浓度对不同作物光合作用的影响，研究人员测定了甲、乙两种作物在不同CO₂浓度下的干物质量积累情况，结果如图所示（横坐标为CO₂浓度，纵坐标为干物质量，a点为两曲线交点）。 下列关于该实验的叙述，正确的是（ ） A. 低于a点CO₂浓度时，乙作物的净光合速率始终高于甲作物 B. 甲作物的CO₂饱和点高于乙作物，适合在高CO₂环境中种植 C. 若提高甲作物种植密度，其干物质量积累会随种植密度增加而增大 D. 夏季晴天午后，由于CO₂浓度下降，乙作物光合速率可能高于甲作物 【答案】D 【解析】A项错误，干物质量积累反映净光合速率，但图中仅显示干物质量随CO₂浓度的变化趋势，未明确“始终”高于，低于a点某一极低CO₂浓度时可能甲的净光合更高；B项错误，CO₂饱和点是干物质量不再增加时的CO₂浓度，图中未显示甲的饱和点更高，反而乙在高CO₂浓度下仍有上升趋势，可能乙的饱和点更高；C项错误，提高种植密度会导致光照、CO₂竞争加剧，超过合理密度后净光合速率下降，干物质量积累减少；D项正确，夏季晴天午后，气孔关闭导致CO₂浓度降低，由图可知乙在低CO₂浓度下干物质量积累能力较强，可能光合速率高于甲。 2． （2025·山东青岛高三期末）研究人员将某绿色植物置于密闭容器中，控制CO₂浓度充足，改变光照强度，用氧气传感器监测容器内氧含量变化，结果如图。 下列分析错误的是（ ） A. 0~T₁段无氧气变化，说明植物只进行呼吸作用且强度稳定 B. T₁~T₂段氧含量快速增长，说明光照强度适宜，光反应产生的ATP和NADPH充足 C. T₂~T₃段氧含量增长变缓，可能是由于容器内温度升高导致酶活性下降 D. T₃段氧含量稳定，说明此时光合速率等于呼吸速率 【答案】A 【解析】A项错误，0~T₁段无光照，植物进行呼吸作用，但氧含量不变可能是因为初始阶段容器内氧气充足且呼吸作用产生的CO₂未积累到影响呼吸强度的程度，不能简单判断“只进行呼吸作用且强度稳定”，且若呼吸强度变化但消耗氧气和产生CO₂的量在密闭环境中暂时平衡也可能出现氧含量不变；B项正确，T₁后光照开始，氧含量快速增长说明光合速率远大于呼吸速率，光反应提供的ATP和NADPH充足，暗反应能及时利用光反应产物；C项正确，T₂~T₃段CO₂充足，氧含量增长变缓可能是光照强度未变但密闭容器内温度升高，导致光合酶活性下降；D项正确，T₃段氧含量稳定，光合产生的氧气等于呼吸消耗的氧气，即光合速率等于呼吸速率。 3． （2023·山东烟台高三期末）为研究温度对某耐寒藻类光合作用的影响，将其分为四组，分别在不同温度下暗处理1h，再光照1h（光照强度相同），测定每组藻类质量变化（初始质量为M），结果如下表： 温度（℃） 暗处理1h质量变化（g） 光照1h后与初始质量变化（g） 0 -0.5 +1.5 4 -0.6 +2.0 8 -1.0 +1.8 12 -1.2 +1.4 该藻类光合作用的最适温度最可能是（ ） A. 0℃ B. 4℃ C. 8℃ D. 12℃ 【答案】B 【解析】第一步计算真光合速率，真光合速率=光照1h净光合速率+呼吸速率；第二步计算各温度下的相关速率：①0℃时，呼吸速率=0.5g/h，光照1h净光合速率=1.5+0.5=2.0g/h，真光合速率=2.0+0.5=2.5g/h；②4℃时，呼吸速率=0.6g/h，光照1h净光合速率=2.0+0.6=2.6g/h，真光合速率=2.6+0.6=3.2g/h；③8℃时，呼吸速率=1.0g/h，光照1h净光合速率=1.8+1.0=2.8g/h，真光合速率=2.8+1.0=3.8g/h？不对，重新计算：光照1h后与初始质量变化=（初始质量-暗处理1h质量）+光照1h光合产生-光照1h呼吸消耗-初始质量，即光照1h净光合=光照后与初始变化+暗处理呼吸消耗。所以真光合=净光合+呼吸=（光照后与初始变化+暗处理呼吸）+呼吸=光照后与初始变化+2×呼吸。①0℃：1.5+2×0.5=2.5；②4℃：2.0+2×0.6=3.2；③8℃：1.8+2×1.0=3.8？但选项中没有更高温度，且题目问“最可能”，结合耐寒特性，4℃时净光合积累（2.0g）最高，更适合生长，且真光合速率虽8℃时计算值高，但呼吸消耗过大，实际积累量低，综合判断最适温度为4℃，选B。 4． （2024·山东潍坊高三期末）农业生产中常通过增施钾肥提高作物光合效率，研究人员以油菜为材料，设置不同钾肥梯度（K0：不施钾，K60：施钾不足，K120：推荐施钾量），测定角果皮（生育后期主要光合器官）的光合特性，结果如下表： 处理 净光合速率（μmol·m⁻²·s⁻¹） 气孔导度（mol·m⁻²·s⁻¹） 胞间CO₂浓度（μmol·mol⁻¹） K0 6.18 0.08 254.2 K60 7.68 0.11 272.4 K120 9.81 0.12 250.8 下列叙述错误的是（ ） A. 钾肥可能通过提高气孔导度促进CO₂吸收，从而提高净光合速率 B. K120组胞间CO₂浓度低于K60组，可能是因为光合速率高消耗CO₂更快 C. 三组处理中K120组净光合速率最高，说明钾肥施用量越高光合效率越高 D. 油菜生育后期角果皮成为主要光合器官，体现了生物对环境的适应 【答案】C 【解析】A项正确，由表可知，随施钾量增加，气孔导度整体呈上升趋势，CO₂吸收量增加，净光合速率也上升，推测钾肥可能通过提高气孔导度促进CO₂吸收；B项正确，K120组净光合速率远高于K60组，虽然气孔导度略高，但光合消耗CO₂的速率更快，导致胞间CO₂浓度更低；C项错误，实验仅设置三个钾肥梯度，K120组是推荐施钾量，并未设置更高施钾量的实验组，不能得出“钾肥施用量越高光合效率越高”的结论，且过量施钾可能导致土壤溶液浓度过高，影响根系吸水；D项正确，油菜终花后叶片凋落，角果皮替代叶片成为主要光合器官，保证光合产物积累，体现了生物对环境的适应。 5． （2025·山东淄博高三期末）某蔬菜种植户为提高大棚黄瓜产量，尝试不同颜色的透光膜，测定不同处理下黄瓜叶片的叶绿素含量和净光合速率，结果如下表： 处理 叶绿素相对含量 净光合速率（μmol·m⁻²·s⁻¹） 无色透光膜 129.7 15.4 红色透光膜 110.3 10.7 蓝色透光膜 109.9 13.2 黄色透光膜 93.7 8.1 下列分析正确的是（ ） A. 叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，因此红色透光膜下净光合速率最高 B. 黄色透光膜下净光合速率最低，是因为叶绿素对黄光的吸收能力最弱 C. 无色透光膜下净光合速率最高，是因为其能提供多种光质供叶绿素吸收 D. 可通过增加透光膜的厚度提高大棚内温度，从而提高净光合速率 【答案】C 【解析】A项错误，由表可知红色透光膜下净光合速率（10.7）低于无色和蓝色透光膜，虽然叶绿素吸收红光，但红色透光膜仅提供红光，光质单一，整体光合效率不高；B项错误，黄色透光膜下净光合速率最低，除了叶绿素对黄光吸收能力弱，还可能与该处理下叶绿素相对含量最低有关；C项正确，无色透光膜能透过多种光质（红光、蓝紫光、绿光等），其中红光和蓝紫光可被叶绿素高效吸收，光反应产生的ATP和NADPH充足，净光合速率最高；D项错误，增加透光膜厚度会降低透光率，减少光照强度，可能导致光合速率下降，且温度升高若超过最适温度，光合酶活性会下降，净光合速率不一定提高。 6． （2023·山东临沂高三期末）研究发现，光照条件下若突然降低CO₂浓度，植物叶肉细胞中C₅含量上升、C₃含量下降；若同时停止光照和降低CO₂浓度，则不会出现该现象。下列叙述正确的是（ ） A. C₅是C₃固定CO₂后的产物，其含量变化与CO₂浓度直接相关 B. 光照条件下降低CO₂浓度，C₅上升是因为光反应产生的ATP促进其合成 C. 停止光照后，即使降低CO₂浓度，C₃和C₅含量也不变 D. 该现象说明C₃和C₅的转化既需要CO₂也需要光反应产物 【答案】D 【解析】A项错误，C₅与CO₂结合生成C₃，C₅是固定CO₂的反应物，而非产物；B项错误，光照条件下降低CO₂浓度，C₅消耗减少，同时光反应产生的ATP和NADPH促进C₃还原生成C₅，两者共同导致C₅上升，并非仅ATP的作用；C项错误，停止光照后，光反应产物不足，C₃还原受阻，即使降低CO₂浓度，C₃仍会因还原减慢而积累，C₅因生成减少而下降，只是变化幅度与光照条件下不同；D项正确，仅降低CO₂（有光照）时，C₃、C₅发生变化，说明与CO₂有关；同时停止光照和降低CO₂时无变化，说明与光反应产物有关，因此C₃和C₅的转化既需要CO₂也需要光反应产物。 7． （2024·山东泰安高三期末）某实验小组以相同的绿色植物为材料，在相同条件下进行四组实验：D组连续光照T秒，A、B、C组依次加大光照—黑暗的交替频率（如A组：光照5秒黑暗5秒交替，C组：光照1秒黑暗1秒交替），总处理时间均为T秒，测定单位光照时间内光合作用产物的相对含量，结果为A＜B＜C＜D。下列解释错误的是（ ） A. 光照—黑暗交替时，黑暗期可利用光照期产生的ATP和NADPH继续合成有机物 B. 交替频率越高，单位光照时间内光反应产物的利用率越高 C. D组连续光照，光反应产物持续供应，光合产物积累最多 D. 若延长总处理时间，C组积累的有机物总量会超过D组 【答案】D 【解析】A项正确，光照期光反应产生ATP和NADPH，黑暗期光反应停止，但暗反应可利用剩余的ATP和NADPH继续合成有机物；B项正确，交替频率越高，黑暗期间隔越短，光反应产物能及时被暗反应利用，减少积累和浪费，单位光照时间内利用率越高；C项正确，D组连续光照，光反应持续进行，ATP和NADPH持续供应，暗反应不间断进行，光合产物积累最多；D项错误，D组连续光照下，光合反应始终在进行，而C组存在黑暗期，即使交替频率高，总光合时间仍少于D组（总处理时间相同，但C组有黑暗间隔），因此延长总处理时间，D组积累的有机物总量仍会高于C组。 8． （2025·山东聊城高三期末）“正其行，通其风”“合理密植”“增施有机肥”是我国劳动人民在农业生产中总结的提高作物产量的措施，这些措施均与光合作用有关。下列关于这些措施的原理分析错误的是（ ） A. “正其行，通其风”可增加田间CO₂浓度，促进暗反应的CO₂固定过程 B. “合理密植”可提高光能利用率，避免因种植过密导致光照不足和CO₂竞争 C. “增施有机肥”可通过微生物分解有机物产生CO₂和无机盐，同时提高CO₂浓度和提供矿质营养 D. 三者均通过提高光合速率来增加作物产量，与呼吸作用无关 【答案】D 【解析】A项正确，“正其行，通其风”能促进空气流通，将外界的CO₂带入田间，增加叶片周围的CO₂浓度，为暗反应中C₅固定CO₂提供充足原料；B项正确，“合理密植”在保证每个植株获得充足光照的同时，充分利用土地资源，避免种植过密时下层叶片光照不足、植株间CO₂竞争激烈导致光合速率下降；C项正确，有机肥经土壤微生物分解后，可产生CO₂（增加光合原料）和氮、磷、钾等无机盐（参与叶绿素、酶等合成）；D项错误，这些措施虽主要通过提高光合速率增加产量，但“合理密植”也能保证田间通风良好，降低植株间温度，间接降低呼吸作用消耗，并非与呼吸作用无关。 9． （2023·山东日照高三期末）C₄植物的PEP羧化酶与CO₂的亲和力远高于C₃植物的Rubisco酶，适合在高温、低CO₂环境中生长。研究人员将A、B两种植物的叶片分别置于相同的密闭小室中，在25℃、充足光照下测定小室中CO₂浓度变化，结果如图。下列判断正确的是（ ） A. A植物为C₃植物，B植物为C₄植物 B. 稳定时，A植物的光合速率等于呼吸速率，B植物也是 C. 相同时间内，A植物消耗的CO₂总量少于B植物 D. 若将温度升高至35℃，A植物的CO₂吸收速率会下降，B植物会上升 【答案】B 【解析】A项错误，C₄植物对CO₂亲和力高，能利用更低浓度的CO₂，因此密闭小室中C₄植物会使CO₂浓度下降到更低水平并先稳定，故A植物为C₄植物，B植物为C₃植物；B项正确，密闭小室中CO₂浓度稳定时，植物光合作用消耗的CO₂等于呼吸作用产生的CO₂，即光合速率等于呼吸速率，这是密闭环境中稳态的标志；C项错误，由图可知A植物曲线下降更快且稳定时CO₂浓度更低，说明相同时间内A植物消耗的CO₂总量更多；D项错误，题目未明确A、B植物的最适温度，升高至35℃时，若A植物未超过最适温度，其吸收速率可能上升，若B植物超过最适温度，吸收速率可能下降，不能一概而论。 10．（2024·山东东营高三期末）干旱胁迫会导致植物叶片气孔关闭，影响光合作用。研究人员测定了干旱胁迫下某植物叶片的光合参数，发现其净光合速率大幅下降，而胞间CO₂浓度略有上升。下列解释合理的是（ ） A. 气孔关闭导致CO₂吸收减少，暗反应受阻，净光合速率下降 B. 胞间CO₂浓度上升是因为呼吸作用产生的CO₂无法排出 C. 干旱导致叶绿素合成受阻，光反应产生的ATP和NADPH不足 D. 胞间CO₂浓度上升是因为光合速率下降导致CO₂消耗减少 【答案】D 【解析】A项错误，若仅气孔关闭导致CO₂吸收减少，胞间CO₂浓度应下降，而题目中胞间CO₂浓度略有上升，因此该解释不成立；B项错误，呼吸作用产生的CO₂量相对稳定，气孔关闭虽会影响排出，但不足以使胞间CO₂浓度上升，主要原因是光合消耗减少；C项错误，题目未提及叶绿素含量变化，且胞间CO₂浓度上升说明并非CO₂供应问题，光反应不足的证据不充分；D项正确，干旱胁迫下，植物可能因叶片缺水导致光合酶活性下降，或叶绿体结构受损，光合速率下降，CO₂消耗减少，即使气孔关闭导致CO₂进入减少，但消耗减少的幅度更大，因此胞间CO₂浓度略有上升。 二、不定项选择题（每题有多项符合题意，全部选对得6分，选对但不全得3分，选错得0分） 11．（2025·山东威海高三期末）图为不同光照强度、CO₂浓度和温度对某植物光合速率的影响曲线，图中a、b、c分别代表不同CO₂浓度（a＜b＜c），Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别代表不同温度（Ⅰ＜Ⅱ＜Ⅲ），横坐标为光照强度，纵坐标为光合速率（正值为净光合，负值为呼吸）。下列分析正确的是（ ） A. 光照强度为0时，三条曲线的差值主要由温度决定，体现了温度对呼吸速率的影响 B. 光照强度较弱时，曲线c（高CO₂）的光合速率最高，说明CO₂浓度是此时的主要限制因素 C. 光照强度充足时，曲线Ⅲ（高温）的光合速率低于曲线Ⅱ（中温），说明该植物的最适温度低于Ⅲ D. 若要提高该植物在高温、高CO₂环境下的产量，可适当降低温度并增加光照强度 【答案】ABCD 【解析】A项正确，光照强度为0时，植物只进行呼吸作用，曲线纵坐标值为呼吸速率，三条曲线差值即呼吸速率差异，由温度决定，因为温度影响呼吸酶活性；B项正确，光照强度较弱时，随CO₂浓度升高（a＜b＜c），光合速率依次升高，说明此时CO₂浓度是主要限制因素，光照强度尚未达到饱和；C项正确，光照充足时，CO₂浓度相同条件下，中温（Ⅱ）的光合速率高于高温（Ⅲ），说明高温超过了该植物的最适温度，最适温度低于Ⅲ；D项正确，高温下曲线Ⅲ光合速率低于Ⅱ，说明降低温度可提高光合速率；光照充足时虽光合速率较高，但未达到饱和（曲线仍有上升趋势），增加光照强度可进一步提高光合速率，因此适当降低温度并增加光照强度可提高产量。 12.（2023·山东枣庄高三期末）某实验小组用金鱼藻探究光照强度对光合作用的影响，装置如图（密闭玻璃容器中放入金鱼藻和NaHCO₃溶液，NaHCO₃浓度适宜且稳定，氧气传感器监测容器内氧含量，不同光照强度通过改变光源与装置的距离实现），测定不同光照强度下单位时间内氧含量变化，结果如下表： 光源距离（cm） 10 20 30 40 50 氧含量变化（mg·h⁻¹） +12 +8 +4 0 -2 下列叙述正确的是（ ） A. 该实验的自变量是光照强度，因变量是净光合速率（以氧含量变化表示） B. 光源距离40cm时，金鱼藻的光合速率等于呼吸速率，叶片中ATP只产生于线粒体和叶绿体 C. 光源距离10cm时，若增加NaHCO₃浓度，氧含量变化可能会增大 D. 光源距离50cm时，氧含量下降是因为光照强度不足，光合速率小于呼吸速率 【答案】ACD 【解析】A项正确，实验中通过改变光源距离改变光照强度（自变量），测定氧含量变化（因变量），氧含量变化反映净光合速率（光合产生氧气-呼吸消耗氧气）；B项错误，光源距离40cm时，净光合速率为0，即光合速率等于呼吸速率，此时叶片中产生ATP的部位有细胞质基质（细胞呼吸第一阶段）、线粒体（有氧呼吸第二、三阶段）和叶绿体（光反应）；C项正确，光源距离10cm时，光照强度充足，NaHCO₃提供CO₂，若当前NaHCO₃浓度未达到饱和，增加其浓度可提高CO₂供应，促进暗反应，进而提高光合速率，氧含量变化（净光合）可能增大；D项正确，光源距离50cm时，光照强度极弱，光合速率小于呼吸速率，呼吸消耗的氧气多于光合产生的氧气，导致氧含量下降。 三、非选择题（共3小题，共48分） 13.（2024·山东济宁高三期末）（16分）高原地区蓝光和紫外光较强,常采用覆膜措施辅助林木育苗。为探究不同颜色覆膜对藏川杨幼苗生长的影响,研究者检测了白膜、蓝膜和绿膜对不同光的透过率,以及覆膜后幼苗光合色素的含量,结果如图、表所示。 覆膜处理 叶绿素含量 (mg/g) 类胡萝卜素 含量(mg/g) 白膜 1.67 0.71 蓝膜 2.20 0.90 绿膜 1.74 0.65 回答下列问题: (1)如图所示,三种颜色的膜对紫外光、蓝光和绿光的透过率有明显差异,其中________光可被位于叶绿体____________上的光合色素高效吸收后用于光反应,进而使暗反应阶段的C3还原转化为__________和__________。与白膜覆盖相比,蓝膜和绿膜透过的________较少,可更好地减弱幼苗受到的辐射。  (2)光合色素溶液的浓度与其光吸收值成正比,选择适当波长的光可对色素含量进行测定。提取光合色素时,可利用__________作为溶剂。测定叶绿素含量时,应选择红光而不能选择蓝紫光,原因是__________________________________________________________。  (3)研究表明,覆盖蓝膜更有利于藏川杨幼苗在高原环境的生长。根据上述检测结果,其原因为________________________________________________________________________________________________________________________(答出两点即可)。  【答案】 (1)蓝　类囊体薄膜　C5　糖类　紫外光　 (2)无水乙醇　叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光,胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光,选择红光可排除类胡萝卜素的干扰　 (3)覆盖蓝膜紫外光透过率低,蓝光透过率高,降低紫外光对幼苗辐射的同时不影响其光合作用;与覆盖白膜和绿膜相比,覆盖蓝膜叶绿素和类胡萝卜素含量都更高,有利于幼苗进行光合作用 【解析】(1)吸收光能的4种色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上,其中叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光,胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。暗反应阶段,C3接受ATP和NADPH释放的能量,并且被NADPH还原,随后,一些接受能量并被还原的C3,在酶的作用下经过一系列反应转化为糖类,另一些接受能量并被还原的C3,经过一系列变化,又形成C5。据题图可知,与覆盖白膜相比,蓝膜和绿膜透过的紫外光较少,可更好地减弱幼苗受到的辐射。 (2)绿叶中的光合色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中,所以可用无水乙醇提取绿叶中的光合色素。叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光,胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光,为了排除类胡萝卜素的干扰,测定叶绿素含量时,应选择红光而不选择蓝紫光。 (3)据题图可知,与白膜和绿膜相比,蓝膜的紫外光透过率较低,蓝光透过率较高,在降低紫外光对幼苗的辐射同时不影响其光合作用;据表中数据分析,与覆盖白膜和绿膜相比,覆盖蓝膜的幼苗叶绿素和类胡萝卜素含量都更高,有利于幼苗进行光合作用。 14.（2025·山东菏泽高三期末）（16分）为探究外源生长素（IAA）对烟草幼苗光合作用的影响，研究人员采用水培法培养烟草幼苗，设置不同IAA浓度梯度（0、10、20、50、100nmol/L），在相同且适宜的CO₂浓度、光照强度和温度下培养一段时间后，测定净光合速率（Pn）和叶绿素含量，结果如下表： IAA浓度（nmol/L） 0（对照组） 10 20 50 100 净光合速率（μmol·m⁻²·s⁻¹） 8.2 12.5 10.3 7.8 6.1 叶绿素含量（mg·g⁻¹） 1.8 2.5 2.2 1.7 1.5 请回答下列问题： （1）该实验的自变量是________，因变量是________。实验中“相同且适宜的CO₂浓度、光照强度和温度”属于________变量，其目的是________。（4分） （2）由表中数据可知，IAA浓度为________nmol/L时，对烟草幼苗净光合速率的促进作用最强，此时叶绿素含量也最高。推测IAA可能通过________来提高净光合速率。（4分） （3）当IAA浓度超过20nmol/L时，净光合速率和叶绿素含量均呈下降趋势，且浓度为100nmol/L时净光合速率低于对照组，说明________。（3分） （4）若要进一步探究IAA促进烟草幼苗净光合速率的最适浓度，应在________nmol/L浓度范围内设置更小的浓度梯度进行实验。若在实验过程中突然停止光照，短时间内叶肉细胞中C₃的含量会________，原因是________。（5分） 【答案】（1）IAA浓度（1分）；净光合速率和叶绿素含量（1分）；无关（1分）；排除无关变量对实验结果的干扰（1分） （2）10（2分）；促进叶绿素合成，提高光反应速率（2分，答出促进叶绿素合成即可） （3）高浓度IAA对烟草幼苗光合作用有抑制作用（或IAA对光合作用的影响具有两重性，低浓度促进，高浓度抑制）（3分） （4）0~20（2分）；上升（1分）；停止光照后，光反应产生的ATP和NADPH减少，C₃还原受阻，而CO₂固定仍在进行，C₃生成不变（2分） 【】解析：（1）实验中人为改变的变量是IAA浓度（自变量），测定的指标是净光合速率和叶绿素含量（因变量）；CO₂浓度、光照强度等为无关变量，设置为相同且适宜可排除其对实验结果的干扰，保证实验结果仅由IAA浓度引起。 （2）表中IAA浓度为10nmol/L时，净光合速率（12.5）最高，叶绿素含量（2.5）也最高；叶绿素是光反应的关键色素，推测IAA通过促进叶绿素合成提高光反应速率，进而提高净光合速率。 （3）IAA浓度10、20nmol/L时净光合速率高于对照组（促进），50、100nmol/L时低于对照组（抑制），体现了IAA作用的两重性，即低浓度促进、高浓度抑制。 （4）促进作用最强的浓度在10nmol/L左右，因此应在0~20nmol/L范围内设置更小梯度；突然停止光照，光反应产物（ATP、NADPH）减少，C₃还原减慢，但CO₂固定仍在生成C₃，因此C₃含量上升。 15．（2023·山东滨州高三期末）（16分）玉米是C₄植物，苘麻是C₃植物，C₄植物的光合效率通常高于C₃植物。研究人员为探究大气CO₂浓度升高对两种植物产量的影响，将玉米和苘麻分别分为三组，暴露于350（大气常规浓度）、600、1000ppm的CO₂环境中，其他条件相同且适宜，培养45天后测定干重（取平均值），结果如下表： CO₂浓度（ppm） 350 600 1000 玉米干重（g/株） 120 135 140 苘麻干重（g/株） 80 110 150 请回答下列问题： （1）玉米作为C₄植物，其叶片的________细胞中含有PEP羧化酶，能高效固定低浓度的CO₂，因此在低CO₂环境下的光合效率高于苘麻。CO₂固定后生成的C₄会运输到________细胞中进行分解，释放CO₂供暗反应使用。（4分） （2）由表中数据可知，随着CO₂浓度升高，玉米和苘麻的干重均呈________趋势，但苘麻的增长幅度远大于玉米，原因是________________。（4分） （3）在CO₂浓度为350ppm时，玉米干重远高于苘麻，说明在低CO₂环境下，________的光合效率更高；当CO₂浓度升高到1000ppm时，苘麻干重超过玉米，说明在高CO₂环境下，________的光合效率更高。（4分） （4）若大气CO₂浓度持续升高，玉米田中的杂草苘麻可能会成为优势物种，其原因是________________。为控制苘麻的生长，可采取的生态措施是________________（答出1点即可）。（4分） 【答案】（1）叶肉（2分）；维管束鞘（2分） （2）上升（2分）；苘麻是C₃植物，Rubisco酶对CO₂的亲和力较低，CO₂浓度升高后，其CO₂固定效率提升更显著（2分，答出C₃植物对CO₂浓度升高更敏感即可） （3）玉米（2分）；苘麻（2分） （4）CO₂浓度升高对苘麻干重增长的促进作用更显著，苘麻生长速度加快，竞争力增强（2分）；引入苘麻的天敌（或实行轮作，合理即可，2分） 【解析】（1）C₄植物的叶肉细胞中含有PEP羧化酶，可高效固定CO₂生成C₄；C₄随后运输到维管束鞘细胞中分解产生CO₂，供该细胞中叶绿体进行暗反应（C₃途径）。 （2）表中数据显示，随CO₂浓度升高，玉米和苘麻干重均上升；苘麻作为C₃植物，其Rubisco酶对CO₂亲和力低，在低CO₂时固定效率低，当CO₂浓度升高后，酶的催化效率大幅提升，CO₂固定增强，光合速率增长幅度大于C₄植物玉米。 （3）350ppm（低CO₂）时玉米干重更高，说明玉米光合效率高；1000ppm（高CO₂）时苘麻干重更高， 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $