第3单元 第12讲 光合作用的原理及影响因素-【优学精研】2027年高考生物一轮总复习教用Word

该高中生物学高考复习讲义围绕光合作用原理及影响因素，整合基本原理、实验探究、影响因素三大核心考点，按“原理-实验-应用”逻辑链构建知识体系，通过必备知识夯实、考向分析、真题训练（含2025年山东卷等多省考题）等环节，帮助学生系统突破难点，体现复习的系统性与针对性。 资料突出科学思维与探究实践素养培育，如设计叶圆片上浮实验分析光照强度对光合速率的影响，引导学生掌握变量控制与结果分析，整合分层练习（基础判断、规范表达、高考真题），配合考情分析与方法总结，助力学生高效提升应考能力，为教师把控复习节奏提供清晰指导。

第12讲　光合作用的原理及影响因素 核心考点 考题统计 考情分析 1.光合作用的基本原理 2025·山东卷T21　　 2024·湖南卷T17 1.命题特点：依托真实情境，考查知识运用能力。选择题侧重光合基础，非选择题多综合光合与呼吸作用，或结合特殊途径考查迁移能力。 2.备考重点：熟记光合作用图，掌握环境因素对光合速率的影响及应用。解释光合作用在碳中和中的重要作用。重视实验，通过重做巩固知识，提升实验操作和分析能力 2.探究光照强度对光合作用的影响 2025·安徽卷T2　　 2024·北京卷T4 3.影响光合作用的因素及应用 2025·江西卷T20　　 2025·全国卷T2； 2025·重庆卷T16 2025·甘肃卷T17； 2025·四川卷T16 2025·湖南卷T17； 2025·广东卷T18 2025·河南卷T17 考点一　光合作用的基本原理 必备知识·夯基 1.光合作用过程 （1）光合作用的基本过程 图中序号代表的物质：①　NADPH　，②　C3　，③　ADP＋Pi　，④　O2　，⑤　（CH2O）　。 （2）比较光反应与暗反应 特别提醒：光照停止后暗反应短时间仍然能够持续，但无法长时间正常进行，原因是暗反应C3的还原需要光反应提供ATP和NADPH，停止光照使光反应停止，叶绿体中仍有少量ATP和NADPH能使暗反应持续进行一段时间，但是这段时间后，暗反应因缺少ATP和NADPH而无法进行。 教材拾遗：〔必修1 P104“相关信息”〕C3是指三碳化合物——3-磷酸甘油酸，C5是指五碳化合物——核酮糖-1，5-二磷酸（RuBP）。 2.光合作用的概念及反应式 （1）概念：光合作用是指绿色植物通过　叶绿体　，利用光能，将　二氧化碳和水　转化成储存着能量的有机物，并且释放出　氧气　的过程。 （2）反应式 CO2＋H2O（CH2O）＋O2 （3）元素的转移途径 ①H：3H2O　NADPH　　（C3H2O）　。 ②C：14CO2　14C3　（14CH2O）。 ③O：O　18O2　； C18O2　（CO）　。 3.光合作用和化能合成作用的比较 项目 光合作用 化能合成作用 区别 能量来源 　光能　 　无机物氧化释放的能量　 代表生物 绿色植物 　硝化细菌　 相同点 都能将　CO2和H2O　等无机物合成有机物 1.判断正误 （1）光合作用的暗反应不消耗ATP。　（2025·河北卷）（　×　） 提示：光合作用暗反应中C3的还原需要消耗ATP（来自光反应产生的ATP）。 （2）高温使作物叶绿素降解，光反应生成的NADH和ATP减少。　（2023·湖北卷）（　×　） 提示：光反应中生成NADPH。 （3）植物细胞产生的O2只能来自光合作用。　（2021·山东卷）（　×　） 提示：植物细胞中H2O2分解也能产生O2。 （4）弱光条件下植物没有O2的释放，说明未进行光合作用。　（2021·湖南卷）（　×　） 提示：可能此时光合作用等于或小于呼吸作用。 （5）光合作用的产物有淀粉和蔗糖，淀粉和蔗糖可以进入筛管，再通过韧皮部运输到植株各处。　〔必修1 P104“相关信息”〕（　×　） 提示：蔗糖可以进入筛管，再通过韧皮部运输到植株各处。 2.规范表达 （1）〔必修1 P103“图5－14”〕CO2不足暗反应减弱后光反应也无法正常进行，为什么？ 提示：光反应需要暗反应提供的ADP、Pi和NADP＋，CO2不足使暗反应减弱后，光反应在缺少原料的情况下无法正常进行。 （2）〔教材拓展〕给小球藻提供18O2，在小球藻合成的有机物中检测到了18O，其最可能的转化途径是？ 提示：有氧呼吸第三阶段18O2与[H]结合生成了O，有氧呼吸第二阶段利用O生成C18O2，C18O2再参与光合作用的暗反应生成含18O的有机物。 关键能力·提升 考向一　考查光合作用的原理和过程 1.★（2025·四川宜宾模拟）我国科学家在人工合成淀粉方面取得了重大突破，科研人员利用CO2和H2为原料，通过多步骤催化反应成功合成淀粉（技术路径如图，①～⑥为关键步骤）。下列相关说法错误的是（　　） A.人工合成淀粉技术的突破可为实现“碳中和”提供新的途径 B.人工合成淀粉的大规模应用，有助于降低大气中的CO2浓度 C.③～⑥过程类似于暗反应，能够固定CO2产生糖类等有机物 D.该过程的能量变化与植物光合作用过程的能量变化是相同的 解析：D　“碳中和”是指企业、团体或个人测算在一定时间内直接或间接产生的温室气体排放总量，通过植树造林、节能减排等形式，以抵消自身产生的二氧化碳排放量，实现二氧化碳“零排放”。人工合成淀粉技术利用CO2作为原料，消耗了CO2，可为实现“碳中和”提供新途径，A正确；人工合成淀粉大规模应用时，会持续消耗CO2作为原料来合成淀粉，从而有助于降低大气中的CO2浓度，B正确；在光合作用暗反应中，CO2被固定并转化为糖类等有机物。图中③～⑥过程利用CO2产生了糖类等有机物，类似于暗反应固定CO2的过程，C正确；植物光合作用过程是将光能转化为化学能储存在有机物中。而该过程是先通过光伏发电将光能转化为电能，再用电解水产生H2，后续反应中能量转化为化学能，其能量变化与植物光合作用不同，D错误。 2.（2025·山东高考21题）高光强环境下，植物光合系统吸收的过剩光能会对光合系统造成损伤，引起光合作用强度下降。植物进化出的多种机制可在一定程度上减轻该损伤。某绿藻可在高光强下正常生长，其部分光合过程如图所示。 （1）叶绿体膜的基本支架是　磷脂双分子层　；叶绿体中含有许多由类囊体组成的　基粒　，扩展了受光面积。 （2）据图分析，生成NADPH所需的电子源自于　H2O　。采用同位素示踪法可追踪物质的去向，用含3H2O的溶液培养该绿藻一段时间后，以其光合产物葡萄糖为原料进行有氧呼吸时，能进入线粒体基质且被3H标记的物质有H2O、　丙酮酸和[H]　。离心收集绿藻并重新放入含O的培养液中，在适宜光照条件下继续培养，绿藻产生的带18O标记的气体有　O2和CO2　。 （3）据图分析，通过途径①和途径②消耗过剩的光能减轻光合系统损伤的机制分别为　途径①以电子的形式释放过多光能；途径②以热能的形式耗散过多的光能　。 解析：（1）生物膜的基本支架是磷脂双分子层。基粒由类囊体堆叠形成，可增大膜面积以捕获更多光能。 （2）由图示可知，NADPH所需的电子来源为光反应中H2O光解产生的电子。3H2O中3H的去向：3H2O参与光合作用生成葡萄糖（含3H标记）→葡萄糖（含3H标记）经有氧呼吸第一阶段生成丙酮酸（含3H标记）和[H]（含3H标记）→被3H标记的丙酮酸进入线粒体基质参与有氧呼吸第二阶段生成CO2和[H]（含3H标记）→有氧呼吸第三阶段[H]（含3H标记）与O2结合生成3H2O。在含O的培养液中，绿藻中18O标记气体的产生：①O光解产生18O2；②O参与有氧呼吸第二阶段（丙酮酸与水反应）生成C18O2。 （3）分析图示可知，绿藻通过途径①消耗过剩电子并消除H2O2，减轻H2O2对光合系统的氧化损伤。通过途径②将过剩光能以热能形式散失，进而减轻光合系统损伤。 题后归纳：光系统及电子传递链 （1）光系统Ⅱ进行水的光解，产生氧气、H＋和自由电子（e－），电子（e－）经过电子传递链传递，最终介导NADPH的产生。 （2）电子传递过程中释放能量，利用这部分能量将质子（H＋）逆浓度从类囊体的基质侧泵入到囊腔侧，从而建立了质子浓度（电化学）梯度。光系统Ⅱ通过在类囊体的囊腔侧进行的水的光解产生质子（H＋）以及在类囊体的基质侧H＋和NADP＋形成NADPH的过程，建立质子浓度（电化学）梯度。 （3）类囊体膜对质子是高度不通透的，因此，类囊体内的高浓度质子只能通过ATP合成酶顺浓度梯度流出，而ATP合成酶利用质子顺浓度流出的能量来合成ATP。 考向二　光合作用过程中物质含量的变化分析 3.（2025·山东淄博模拟）研究发现，光照条件下，当外界CO2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CO2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CO2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 解析：C　暗反应过程中CO2的固定是CO2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CO2后的产物，A错误；CO2浓度降低时，CO2的固定减弱，五碳化合物消耗减少，五碳化合物增加，三碳化合物的生成减少，三碳化合物的还原减慢，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参与三碳化合物的还原，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。 4.（2025·广西北海模拟）研究人员取生长状态相同的绿色植物为材料，在相同的条件下分别给予A、B、C组t秒的光照—黑暗交替频率处理，且A、B、C组交替频率依次加大，给予D组连续光照t秒，检测到单位光照时间内D组光合作用产物总量略小于A组的两倍，具体处理过程如图所示。下列叙述正确的是（　　） A.A～C组单位光照时间内光合作用产物的相对含量由大到小依次为C、B、A B.植物无法在黑暗条件下利用ATP和NADPH继续进行暗反应过程合成有机物 C.若将条件“光照—黑暗”交替改为“红光—红外光”交替处理，则可以得到相同的结果 D.该实验说明，在白天给予植物一定频率的遮光处理，更有利于农作物的增产 解析：A　D组光合作用产物总量略小于A组的两倍，说明增大光照—黑暗的交替频率，光合速率可以提高，故A～C组单位光照时间内光合作用产物的相对含量由大到小依次为C、B、A，A正确；在短暂黑暗期间，植物还能利用光照时期光反应残留的少量ATP和NADPH继续进行暗反应过程合成有机物，B错误；若将条件光照—黑暗交替改为红光—红外光交替处理，因普通白光中红光和蓝紫光能被光合色素吸收，红外光不能被叶片吸收进行光合作用，所以条件改变后，光合色素捕获的光能情况不同，有机物的积累不同，C错误；实验说明增大光照—黑暗的交替频率，光合速率可以提高，但白天遮光会缩短农作物的光照时间，同样不利于增产，D错误。 规律方法：“过程法”分析光合作用过程中各物质的变化 当外界条件（如光照、CO2）突然发生变化时，分析相关物质含量在短时间内的变化： 考点二　探究光照强度对光合作用的影响 必备知识·夯基 1.实验原理 在光照下，绿色植物通过光合作用产生　O2　。 2.实验装置分析 （1）自变量：光照强度。通过　调整LED台灯与烧杯之间的距离　来调节光照强度的大小。 （2）因变量：光合作用强度。可通过观测单位时间内被抽去空气的圆形小叶片　上浮的数量　或浮起相同数量的叶片　所用时间的长短　来衡量光合作用的强弱。 3.实验流程 4.注意事项 （1）打孔时要避开大的叶脉，因为其中没有叶绿体，而且会延长圆形小叶片上浮的时间，影响实验结果的准确性。 （2）为确保溶液中CO2含量充足，圆形小叶片可以放入　NaHCO3　溶液中。 1.判断正误 （1）光合作用的强度就是指植物在单位时间内通过光合作用积累糖类的数量。　〔必修1 P105正文〕（　×　） 提示：光合作用的强度就是指植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。 （2）探究不同光照强度对光合作用的影响时应避免温度等其他因素对实验结果造成影响。　〔必修1 P105正文〕（　√　） 2.规范表达 （1）该实验中叶片上浮的原因是　光合作用产生O2的量大于有氧呼吸消耗O2的量，使叶肉细胞间隙充满了气体，浮力增大，叶片上浮　。 （2）该实验中，若NaHCO3溶液浓度过高会导致叶片上浮缓慢，分析可能的原因是　在高浓度的无机盐溶液中，植物细胞失水，代谢减弱　。 关键能力·提升 考向一　探究光照强度对光合作用强度的影响 1.（2025·安徽高考2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 解析：C　打孔时避开大的叶脉是因为叶脉中没有叶绿体，而光合作用主要在叶肉细胞的叶绿体中进行，所以为保证叶圆片相对一致应避开大的叶脉，A正确；调节LED灯光源与盛有叶圆片烧杯之间的距离相当于在控制实验的自变量——光照强度，以进行对比实验，B正确；实际光合作用强度即总光合作用强度，指净光合作用强度＋呼吸作用强度，只测出光照时O2浓度变化无法计算出实际光合作用强度，C错误；烧杯中叶圆片上浮的速度与光合作用的强度有关，即与光照强度不同有关，D正确。 考向二　探究CO2浓度和温度对光合作用强度的影响 2.（2022·海南高考3题）某小组为了探究适宜温度下CO2浓度对光合作用的影响，将四组等量菠菜叶圆片排气后，分别置于盛有等体积不同浓度NaHCO3溶液的烧杯中，从烧杯底部给予适宜光照，记录叶圆片上浮所需时长，结果如图。下列有关叙述正确的是（　　） A.本实验中，温度、NaHCO3浓度和光照都属于自变量 B.叶圆片上浮所需时长主要取决于叶圆片光合作用释放氧气的速率 C.四组实验中，0.5％NaHCO3溶液中叶圆片光合速率最高 D.若在4 ℃条件下进行本实验，则各组叶圆片上浮所需时长均会缩短 解析：B　本实验的目的是探究适宜温度下CO2浓度对光合作用的影响，自变量是CO2浓度（通过等体积不同浓度的NaHCO3溶液来实现），温度、光照等属于无关变量，应相同且适宜，A错误；实验中所用的菠菜叶圆片已进行排气处理，叶圆片通过光合作用释放氧气的速率越大，叶圆片上浮所需时间越短，B正确；四组实验中，0.5％NaHCO3溶液中叶圆片上浮平均时长最长，表明其光合速率最低，C错误；若从适宜温度降低到4 ℃，与光合作用相关的酶的活性降低，导致光合速率降低，则各组叶圆片上浮所需时长均会延长，D错误。 3.（2025·北京朝阳二模）研学小组将某种大型绿藻的叶状体剪成大小相同的小段，以相同时间内从水下上浮的叶状体小段数量为指标，探究温度对其光合作用强度的影响，结果如图。相关叙述正确的是（　　） A.叶状体中CO2的减少导致其上浮 B.各组实验应在CO2浓度相同且较高的水中进行 C.4 ℃条件下该绿藻叶状体无法进行光合作用 D.增加光照强度可使得各组叶状体小段上浮数量均增加 解析：B　叶状体上浮的原因是光合作用产生的氧气积累在叶状体内，使叶状体浮力增大而上浮，并非是CO2的减少，A错误；在探究温度对光合作用强度的影响实验中，CO2浓度是无关变量，应保持相同且适宜（较高浓度可保证光合作用有足够的原料），B正确；4 ℃条件下叶状体小段仍有上浮，说明该绿藻叶状体能够进行光合作用，只是光合作用强度相对较弱，C错误；该实验中温度是自变量，不同温度下光合作用的最适光照强度可能不同，在某些温度下增加光照强度不一定能使叶状体小段上浮数量均增加，D错误。 考点三　影响光合作用的因素及应用 必备知识·夯基 1.内部因素 （1）植物自身的遗传特性（如植物品种不同），以阴生植物、阳生植物为例，如图所示。 （2）植物叶片的叶龄、叶绿素含量及酶 （3）叶面积指数 2.外部因素 （1）单因子变量对光合作用影响的曲线分析 ①光照强度 ②CO2浓度 ③温度 ④水分：影响气孔的开闭，间接影响CO2进入植物体内 ⑤矿质元素 （2）多因子对光合速率的影响 1.判断正误 （1）干旱条件下，很多植物光合速率降低，主要原因是水是光合作用的原料，是生化反应的介质。　（2020·山东卷）（　×　） （2）胞间CO2浓度与气孔开放程度及细胞对CO2的固定量有关。　（2023·福建卷）（　√　） （3）已知甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物的，则甲种植物净光合速率为0时，乙种植物净光合速率大于0。　（　√　） 2.规范表达 （1）新疆产的哈密瓜特别甜，其原因是　新疆地区白天的光照强度大、日照时间长，使其充分进行光合作用合成更多的糖类等有机物；同时新疆地区夜间温度低，能降低呼吸作用消耗糖类等有机物　。 （2）〔必修1 P106“拓展应用”1〕如图是在夏季晴朗的白天，某种绿色植物叶片光合作用强度的曲线图。分析曲线图并回答问题： ①7～10时的光合作用强度不断增强的原因是　光照逐渐增强，温度逐渐升高　。 ②10～12时的光合作用强度明显减弱的原因是　此时温度很高，导致气孔大量关闭，进入叶片组织的CO2减少，致使光合作用暗反应受到限制　。 ③14～17时的光合作用强度不断下降的原因是　光照逐渐下降，温度逐渐降低　。 关键能力·提升 考向一　影响光合作用的因素 1.（2025·全国卷2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 解析：C　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，此时净光合为0，干重不会增加，A正确；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，生长速率越大，B正确；光照强度小于b时，光照强度未达饱和，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；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，光反应提供的ATP和NADPH减少，会使暗反应中CO2固定速率降低，D正确。 2.光合作用是自然界最重要的化学反应之一，影响光合作用的外因主要包括温度、CO2浓度和光照强度，如图是实验人员测得的光吸收对单个叶片的光合速率的影响。下列相关叙述错误的是（　　） A.大田作物群体对光能的利用与单个叶片不同，对应的光极限范围应该更大 B.CO2极限时，限制光合作用增加的因素可能是CO2浓度或温度 C.在光合作用最适温度条件下适当升温，呼吸速率可能增大，光补偿点可能左移 D.实际生产中施肥过多或过少都可能影响到光合作用速率 解析：C　群体对光能的利用更充分，光饱和点较单个叶片更大，所以光极限范围会更大，A正确；CO2极限时，曲线趋于水平，此时光照强度不再是限制因素，可能是其他外界因素，如温度和CO2浓度等，B正确；在光合作用最适温度条件下适当升温，光合速率下降，呼吸速率可能增大，导致光补偿点右移，C错误；实际生产中，施肥过多会影响细胞吸水，施肥不足可能影响叶绿素和相关酶的合成，故施肥过多或过少都可能影响到光合作用速率，D正确。 规律方法： 考向二　逆境胁迫对光合作用的影响 3.（2025·贵州安顺模拟）都匀毛尖色泽翠绿，外形匀整，条索卷曲，是中国十大名茶之一，具有抗氧化、抗辐射、抗衰老、清热解毒的功效。科研人员为研究干旱胁迫对都匀茶苗光合速率的影响，进行了一系列的实验，结果如下表所示。下列有关叙述错误的是（　　） 组别 处理 叶绿素含量/ （mg·g－1） O2释放速率/ （μmol·m－2·s－1） 甲 未胁迫 6.68 8.79 乙 轻度胁迫 4.63 3.01 丙 中度胁迫 2.27 －0.27 丁 重度胁迫 1.63 －0.87 A.都匀毛尖色泽翠绿与叶绿素未被氧化有关 B.乙组O2释放速率减慢与叶绿素含量减少有关 C.中度胁迫和重度胁迫下茶苗光合作用速率小于零 D.实验表明干旱胁迫是通过影响叶绿素的含量影响光合速率 解析：C　由题意可知，都匀毛尖色泽翠绿，具有抗氧化的功效，可见都匀毛尖色泽翠绿与叶绿素未被氧化有关，A正确；由题表可知，与对照组相比，随着干旱胁迫程度的增加，叶绿素含量逐渐下降，O2释放速率逐渐减慢，因此乙组O2释放速率减慢与叶绿素含量减少有关，B正确；中度胁迫和重度胁迫下茶苗的叶绿素含量低，光合速率小于呼吸速率，并非光合作用速率小于零，C错误；由题表可知，与对照组相比，随着干旱胁迫程度的增加叶绿素含量逐渐下降，O2释放速率逐渐减慢，光合速率减慢，表明干旱胁迫是通过影响叶绿素的含量影响光合速率，D正确。 4.（2025·辽宁大连模拟）近年来全球气候变化日益加剧，多重联合胁迫对作物生长发育及产量的不利影响日益严重。研究者设计了如图所示实验，研究环境胁迫对苗期玉米净光合速率的影响。下列叙述正确的是（　　） A.25天最适条件培养目的是控制自变量 B.双重胁迫比单一胁迫对胁迫期净光合速率的影响小 C.双重胁迫有助于冷害对玉米造成伤害的恢复 D.胁迫期双重胁迫光合作用合成的有机物最少 解析：C　25天最适条件培养目的是使各组玉米在被胁迫前的长势相同，排除无关变量的影响，而不是控制自变量，A错误；由乙图可知，在胁迫期，双重胁迫与单一胁迫相比较，净光合速率下降幅度更大，故双重胁迫比单一胁迫对胁迫期净光合速率的影响大，B错误；由乙图的恢复期看，双重胁迫比单一冷害的净光合速率高，故可推测双重胁迫有助于提高冷害本身对玉米造成伤害的恢复程度，C正确；在胁迫期，双重胁迫的净光合速率最低，但是由于各个胁迫条件下的呼吸速率未知，故无法判断是哪个条件下的合成有机物（总光合速率）最多，D错误。 题后归纳：胁迫（逆境）对光合作用的影响 （1）胁迫可分为生物胁迫和非生物胁迫两大类。非生物胁迫主要有水分（干旱和淹涝）、温度（高温和低温）、盐碱、环境污染等理化逆境，生物胁迫主要包括病害、虫害、杂草等。 （2）非生物胁迫的主要类型 ①光照：影响植物叶绿素的合成；对类囊体膜造成损伤。 ②CO2：CO2不足导致暗反应速率下降。 ③温度：低温逆境和高温逆境，主要通过影响酶的活性和气孔开放程度来影响光合作用。 ④水分：水分胁迫包括干旱和水淹两种情况。干旱时气孔关闭，影响CO2吸收而影响暗反应，进而影响光合作用；农作物被水淹时，根细胞进行无氧呼吸产生酒精，对细胞造成毒害。 ⑤无机盐：a.影响叶绿体中物质和结构的形成，如叶绿素（Mg2＋）；b.盐胁迫影响根系吸水，进而影响气孔开放程度；c.重金属盐会影响叶绿素的合成和光合作用有关酶的活性。 一、命题角度练 角度一 围绕光合作用的原理和过程，考查生命观念和科学思维 1.（2021·广东高考12题）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 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的基质中进行的，故Rubisco存在于叶绿体的基质中，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。 2.（2023·湖北高考8题）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 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，故叶肉细胞内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。 角度二 围绕影响光合作用的因素，考查科学思维和社会责任 3.（2023·湖北高考11题）高温是制约世界粮食安全的因素之一，高温往往使植物叶片变黄、变褐。研究发现平均气温每升高1 ℃，水稻、小麦等作物减产约3％～8％。关于高温下作物减产的原因，下列叙述错误的是（　　） A.呼吸作用变强，消耗大量养分 B.光合作用强度减弱，有机物合成减少 C.蒸腾作用增强，植物易失水发生萎蔫 D.叶绿素降解，光反应生成的NADH和ATP减少 解析：D　呼吸作用的最适温度高于光合作用，气温升高，植物呼吸作用增强，消耗的有机物增多，造成作物减产，A正确；温度升高，可能导致光合作用相关酶的活性降低，光合作用强度减弱，有机物合成减少，B正确；温度升高，蒸腾作用增强，植物易失水发生萎蔫，从而影响正常的生命活动，造成减产，C正确；据题干信息可知，高温使叶片变黄、变褐，推测高温导致叶绿素降解，光反应产生的NADPH和ATP减少，NADH在细胞呼吸过程中产生，D错误。 4.（2024·北京高考4题）某同学用植物叶片在室温下进行光合作用实验，测定单位时间单位叶面积的氧气释放量，结果如图所示。若想提高X，可采取的做法是（　　） A.增加叶片周围环境CO2浓度 B.将叶片置于4 ℃的冷室中 C.给光源加滤光片改变光的颜色 D.移动冷光源缩短与叶片的距离 解析：A　CO2是光合作用的原料，增加叶片周围环境CO2浓度可增加单位时间单位叶面积的氧气释放量，A符合题意；降低温度会降低光合作用的酶活性，会降低单位时间单位叶面积的氧气释放量，B不符合题意；给光源加滤光片，减少了光源，会降低光合速率，C不符合题意；移动冷光源缩短与叶片的距离会使光照强度增大，但单位时间单位叶面积的最大氧气释放量可能不变，因为光饱和点之后，光合作用强度不再随着光照强度的增强而增强，D不符合题意。 5.（2022·北京高考2题）光合作用强度受环境因素的影响。车前草的光合速率与叶片温度、CO2浓度的关系如下图。据图分析不能得出（　　） A.低于最适温度时，光合速率随温度升高而升高 B.在一定的范围内，CO2浓度升高可使光合作用最适温度升高 C.CO2浓度为200 μL·L－1时，温度对光合速率影响小 D.10 ℃条件下，光合速率随CO2浓度的升高会持续提高 解析：D　分析题图可知，当CO2浓度一定时，光合速率会随着温度的升高而增大，达到最适温度时，光合速率达到最高值后，随着温度的继续升高而减小，A不符合题意；当CO2浓度为200 μL·L－1时，最适温度为25 ℃左右；当CO2浓度为370 μL·L－1时，最适温度为30 ℃；当CO2浓度为1 000 μL·L－1时，最适温度接近40 ℃，可以表明在一定范围内，CO2浓度的升高会使光合作用最适温度升高，B不符合题意；当CO2浓度为200 μL·L－1时，光合速率随温度的升高而改变程度不大，光合速率在温度的升高下，持续在数值为10处波动，而CO2浓度为其他数值时，光合速率随着温度的升高变化程度较大，曲线有较大的变化趋势，所以表明CO2浓度为200 μL·L－1时，温度对光合速率影响小，C不符合题意；10 ℃条件下，CO2浓度为200 μL·L－1至370 μL·L－1时，光合速率有显著提高，而370 μL·L－1至1 000 μL·L－1时，光合速率无明显的提高趋势，而且370 μL·L－1时与1 000 μL·L－1时，两者光合速率数值接近同一数值，所以不能表明10 ℃条件下，光合速率随CO2浓度的升高会持续提高，D符合题意。 二、长句表达练 6.★（2025·广西高考18题）科学家利用衣藻和大肠杆菌设计了一种共培养系统。该系统中，工程化衣藻在光合作用时，会通过光呼吸竞争性消耗C5产生甘醇酸（光呼吸强度受CO2/O2比值影响）；工程化大肠杆菌利用甘醇酸合成高价值生物产品。实验过程及结果见图。回答下列问题： （1）第①阶段向培养液中通入3％CO2，目的是　为衣藻光合作用提供原料　。 （2）第②阶段大肠杆菌干重下降的主要原因是　培养系统中原有的甘醇酸耗尽，大肠杆菌缺乏碳源　。 （3）据图分析，限制第③阶段衣藻干重增加的主要因素是　光照强度　；第④阶段衣藻和大肠杆菌的干重均增加，原因是　光照强度提高导致衣藻光反应增强，一方面使衣藻暗反应合成有机物增多，另一方面CO2/O2的值下降使衣藻产生更多甘醇酸，为大肠杆菌提供更多碳源　。 （4）该系统对助力实现碳中和目标的优势是　可以持续利用CO2合成高价值生物产品，经济效益高　。 解析：（1）第①阶段向培养液中通入3％CO2，用于单独培养衣藻目的是为衣藻光合作用提供原料。 （2）该培养系统中衣藻可以光合自养，而大肠杆菌只能依赖衣藻产生的甘醇酸作为唯一碳源，第②阶段大肠杆菌干重下降的主要原因是培养系统中原有的甘醇酸耗尽，大肠杆菌缺乏碳源。 （3）对比第③阶段和第④阶段可知，限制第③阶段衣藻干重增加的主要因素是光照强度，提高光照强度即可显著加快衣藻干重增加。第④阶段提高了光照强度导致衣藻光反应增强，一方面使衣藻暗反应合成有机物增多，另一方面CO2/O2的值下降使衣藻产生更多甘醇酸，为大肠杆菌提供更多碳源，因此两者干重均增加。 （4）相比于其他方式，该系统对助力实现碳中和目标的优势是可以持续利用CO2合成高价值生物产品，经济效益高。 1.（2025·江苏苏州三模）关于NADH和NADPH的叙述，错误的是（　　） A.两者组成元素均有C、H、O等 B.两者均可在植物的叶肉细胞中生成 C.两者均可作为还原剂参与细胞代谢 D.两者均可作为辅酶降低反应活化能 解析：D　NADH和NADPH分别是还原性辅酶Ⅰ和还原性辅酶Ⅱ，两者组成元素均有C、H、O等，A正确；NADH是细胞呼吸产生的，NADPH是光反应产生的物质。植物的叶肉细胞既可以进行光合作用又可以进行细胞呼吸，因此NADH和NADPH均可在植物的叶肉细胞中生成，B正确；NADH可与氧气结合产生水，NADPH可为C3还原提供还原剂和能量，因此NADH和NADPH均可作为还原剂参与细胞代谢，C正确；NADH和NADPH参与氧化还原反应，不具有酶的作用，不能降低反应活化能，D错误。 2.（2025·湖北武汉三模）如图是某绿色植物光合作用的示意图，其中a、b表示物质，Ⅰ、Ⅱ表示反应阶段。下列叙述错误的是（　　） A.缺Mg会影响该植物Ⅰ阶段对光能的吸收、传递和转化 B.在类囊体薄膜上产生的a和b可参与叶绿体基质中的Ⅱ阶段 C.若光照强度减弱，则短时间内该植物细胞中C3/C5的值变小 D.该植物经光合作用可将光能转变成糖类中稳定的化学能 解析：C　缺Mg会影响叶绿素的合成，进而影响光反应阶段对光能的吸收、传递和转化，A正确；Ⅰ、Ⅱ分别表示光反应和暗反应阶段，a、b表示物质NADPH和ATP，在类囊体薄膜上产生的NADPH和ATP可参与叶绿体基质中的暗反应阶段，B正确；若光照强度减弱，则短时间内NADPH和ATP的生成量减少，C3的还原减弱，而CO2固定速率暂时不变，因此短时间内C3含量增加，C5含量减少，C3/C5的值变大，C错误；该植物经光合作用可将光能转变成糖类等有机物中稳定的化学能，D正确。 3.（2025·河北石家庄模拟）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.突然将红光改变为绿光，会暂时引起叶绿体基质中C3/C5的值减小 D.突然将绿光改变为红光，会暂时引起叶绿体基质中ATP/ADP的值减小 解析：B　突然中断CO2供应，导致CO2的固定速率降低，叶绿体中C5含量增加、C3含量减少，因此会暂时引起叶绿体基质中C5/C3的值增大，A错误；突然将红光改变为绿光后，光能利用率降低，ATP和NADPH含量减少，进而使C3含量增加、C5含量减少，因此会暂时引起叶绿体基质中C3/C5的值增大，C错误；突然将绿光改变为红光后，光能利用率提高，ATP和NADPH含量增加，叶绿体基质中ATP/ADP的值暂时增大，D错误。 4.（2025·福建泉州模拟）莱茵衣藻无氧呼吸会抑制光合作用。其原因是无氧呼吸产生的弱酸分子（HA）能够自由跨越磷脂双分子层，最终进入类囊体腔，但HA电离出的离子不能自由跨膜，科研人员将上述现象称为“离子陷阱”。由于类囊体腔内的pH缓冲能力较低，腔内氢离子不断积累，从而发生类囊体腔酸化，并最终影响了光合作用。下列相关叙述正确的是（　　） A.葡萄糖在生成丙酮酸的同时还会生成NADPH B.类囊体腔酸化可能通过影响CO2固定酶的活性影响光合作用 C.外源添加HA后衣藻均出现类囊体腔酸化的现象，支持“离子陷阱”理论 D.黑暗条件下，类囊体腔酸化的同时，叶绿体基质中C5的含量将上升 解析：C　葡萄糖在细胞呼吸的第一阶段生成丙酮酸的同时会生成NADH（还原型辅酶Ⅰ），而NADPH（还原型辅酶Ⅱ）是光合作用光反应阶段产生的，A错误；CO2固定发生在叶绿体基质中，类囊体腔酸化主要影响光反应，导致光能转化率下降并可能引发光系统损伤，但不会直接影响叶绿体基质中CO2固定酶的活性，B错误；如果外源添加HA后衣藻均出现类囊体腔酸化的现象，说明HA进入类囊体腔并导致氢离子积累，符合“离子陷阱”理论中HA进入类囊体腔电离出离子不能自由跨膜导致氢离子积累的情况，支持“离子陷阱”理论，C正确；黑暗条件下，光反应不能进行，无法产生ATP和NADPH，C3不能被还原为C5，C5的含量不会上升，D错误。 5.如图是光合作用过程示意图（字母代表物质），图中PSBS是一种类囊体膜蛋白，它能感应类囊体腔内的H＋浓度而被激活，激活了的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，从而防止强光对植物细胞造成损伤。下列说法正确的是（　　） A.图中的A是O2，C是ATP，D是NADP＋ B.图中标注的色素主要吸收蓝紫光 C.用纸层析法提取色素时，所用试剂是层析液 D.过度光照将会激活膜蛋白PSBS，直接抑制反应Ⅰ中ATP形成过程 解析：A　由图可知，A代表O2，B代表ADP和Pi，C代表ATP，D代表NADP＋，A正确；叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光，B错误；用纸层析法分离色素，用无水乙醇提取色素，C错误；由图可知，PSBS可参与水的光解过程，水的光解产生H＋、O2和e－，过度光照将会激活膜蛋白PSBS，PSBS抑制电子传递，影响膜两侧H＋浓度梯度的建立，间接影响ATP的合成，D错误。 6.（2025·北京模拟预测）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 解析：D　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；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；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；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。 7.（2025·河南三门峡模拟）光合作用的产物有多种，其中三碳糖（C3）可通过叶绿体内膜上特定的载体运输到细胞质基质中合成蔗糖，并运输至其他器官，过程如图。下列叙述错误的是（　　） A.合成淀粉、蔗糖、蛋白质、脂质所需的能量均来自光反应产生的ATP B.CO2参与卡尔文循环需特定酶、化合物参与，并产生多种中间产物 C.白天光照较强时叶绿体合成淀粉的活动活跃，晚上淀粉合成活动减弱 D.植物非光合部位的有机物来自叶肉细胞蔗糖的运输、合成和转化 解析：A　光反应产生的ATP主要用于暗反应中C3的还原，合成淀粉、蔗糖、蛋白质、脂质所需的能量，除了来自光反应产生的ATP，还可来自细胞呼吸产生的ATP等，A错误；CO2参与卡尔文循环（暗反应），需要酶催化，还需与C5结合等，会产生多种中间产物（如C3等），B正确；白天光照较强时，光反应产生的ATP和NADPH多，暗反应中C3还原多，叶绿体合成淀粉的活动活跃；晚上没有光照，光反应不能进行，缺少ATP和NADPH，淀粉合成活动减弱，C正确；由图可知，叶肉细胞中三碳糖可合成蔗糖运输到非光合部位，也可在叶绿体中合成淀粉等转化后运输，所以植物非光合部位的有机物来自叶肉细胞蔗糖的运输、合成和转化，D正确。 8.（2025·河南周口模拟）我国古代农书中有很多“提高净光合产量”的相关记载，如：①密植作物、行间留空；②桑间可种豆；③水稻移栽需顺天时；④南稻北引需选早熟种；⑤去旁心、摘老叶；⑥粪肥、秸秆还田；⑦田间除草；⑧中耕松土。这些古代智慧与现代农业科学高度契合，下列匹配关系中不合理的是（　　） A.①②⑦都可以实现光能的分配优化 B.③④都可以延长光合作用的时间 C.⑥⑧可增大光合速率 D.⑤可促进光合作用、减少呼吸消耗 解析：B　①密植作物、行间留空可充分利用光能，②桑间可种豆指作物的间种，利用了作物株高不同，可以充分利用光能，⑦田间除草可减弱杂草与作物对光能的竞争，A合理；③水稻移栽需顺天时指在适宜的温度下移栽水稻，可以使水稻更好地进行光合作用，④南稻北引需选早熟种，是为了避免秋后光照不足导致减产，并不能延长光合作用时间，B不合理；⑥粪肥、秸秆还田可以增加土壤肥力，⑧中耕松土可以促进根系细胞呼吸产生能量吸收无机盐，可促进叶片结构所需物质的合成，C合理；⑤去旁心、摘老叶后可以减少呼吸消耗有机物，同时这些器官的去除也可以使保留下来的叶片更充分地吸收光能，D合理。 9.（2025·甘肃平凉模拟）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P1、P2和P3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 解析：B　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作用，因此因变量是净光合作用速率，A正确；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；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；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。 10.（2025·黑龙江齐齐哈尔多校联考）羧酶体是一种类似细胞器的结构，广泛存在于蓝细菌中。它的外壳是由蛋白质组成的正面体结构，内部主要含有 Rubisco（羧化酶）、碳酸酐酶。位于光合片层（具有吸收光能的作用）内部的羧酶体结构与功能如图所示（注：→表示促进，表示抑制；3-PGA表示三碳化合物）。下列相关叙述错误的是（　　） A.蓝细菌的光合片层上分布有捕获光能的叶绿素 B.羧酶体壳蛋白允许碳酸盐透过，也可有效阻止 CO2溢出 C.羧酶体中主要发生的生化反应是CO2的固定和C3的还原 D.羧酶体能实现CO2的浓缩，从而提高Rubisco周围的CO2浓度 解析：C　蓝细菌是原核生物，光合片层上分布有捕获光能的叶绿素和藻蓝素，A正确；HC可以进入羧酶体，CO2无法离开羧酶体，说明羧酶体壳蛋白允许碳酸盐透过，也可有效阻止 CO2溢出，B正确；羧酶体中二氧化碳和RuBP反应生成3-PGA，3-PGA表示三碳化合物，3-PGA离开了羧酶体，说明羧酶体中主要发生的生化反应是CO2的固定，C3的还原不发生在羧酶体，C错误；羧酶体允许HC进入，抑制CO2离开，从而实现CO2的浓缩，提高 Rubisco周围的CO2浓度，D正确。 11.（2025·湖南长沙三模）光极限是指光合作用吸收CO2量随着光吸收的增加而上升的光吸收范围。CO2极限是指光合作用吸收CO2量不再随着光吸收的增加而上升的光吸收范围。研究表明热带树木的光合机制开始失效的临界温度平均约为46.7 ℃。下列相关叙述错误的是（　　） A.在光极限范围内，随着光吸收的增加光合速率也增大 B.CO2极限时，光合速率不再增加可能与叶片气孔大量关闭有关 C.CO2极限时较极限前叶肉细胞中的NADPH、ATP含量高，C3含量低 D.热带树木达到光合机制开始失效的临界平均温度前光合速率不断增加 解析：D　光极限是指光合作用吸收CO2量随着光吸收的增加而上升的光吸收范围，在光极限范围内，随着光吸收的增加光合速率也增大，A正确；CO2极限是指光合作用吸收CO2量不再随着光吸收的增加而上升的光吸收范围，CO2极限时，光合速率不再增加可能与叶片气孔大量关闭有关，此时CO2进入气孔减少，暗反应减慢，B正确；CO2极限时光反应速率最大，较极限前叶肉细胞中的NADPH、ATP含量高，C3还原加快，故C3含量低，C正确；酶发挥作用需要适宜的温度，热带树木的光合机制开始失效的临界温度平均约为46.7 ℃，热带树木达到光合机制开始失效的临界平均温度前随温度升高，相关酶活性降低，故光合速率不会一直增加，D错误。 12.（2025·湖南长沙模拟）将小麦幼苗叶片放在温度适宜的密闭容器内，测得该容器内氧气量的变化情况如图所示。下列说法正确的是（　　） A.用溴麝香草酚蓝溶液检测0～5 min容器内的气体，可观察到溶液由蓝变绿再变黄 B.若小麦叶片的呼吸速率保持不变，则5～15 min叶片产生氧气的速率为6×10－5 mol/min C.B点时，小麦植株的光合作用速率等于呼吸作用速率 D.与A点相比，B点时叶绿体基质中C3含量增加 解析：A　溴麝香草酚蓝溶液检测二氧化碳，0～5 min期间，黑暗条件下，叶片只进行细胞呼吸，释放二氧化碳，容器内含有二氧化碳，可观察到溶液由蓝变绿再变黄，A正确；黑暗条件下测得的细胞呼吸速率＝（5－4）×10－7 mol/5 min＝2×10－8 mol/min；而在光照下测得的是净光合作用速率＝（8－4）×10－7 mol/10 min＝4×10－8 mol/min，氧气产生量为总光合作用速率，即为细胞呼吸速率与净光合作用速率之和，是6×10－8 mol/min，B错误；密闭容器中氧气浓度取决于有氧呼吸强度和光合作用强度的大小，B点时氧气浓度不变，说明B点时叶片的光合作用速率等于呼吸作用速率，小麦植株的光合作用速率会低于呼吸作用速率，C错误；与A点相比，B点时容器内的二氧化碳含量变少，C3生成减少，而C3的消耗速率基本不变，所以叶绿体基质中C3含量减少，D错误。 13.（2025·江苏徐州二模）光是光合作用的必要条件，在光反应过程中光合电子传递包括线性电子传递和环式电子传递（如图所示）。物质X通过与质体醌（PQ）竞争PSⅡ上的结合位点而阻碍电子传递；除草剂二溴百里香醌是PQ的类似物，可接受来自PSⅡ反应中心的电子，且能够与细胞色素b6f特异性结合，阻止电子传递到细胞色素b6f。请分析回答下列问题： （1）光合作用光反应的场所是　类囊体薄膜　，光反应中产生ATP的直接能量来源是　H＋的电化学梯度　。 （2）ATP合成酶的作用是　催化ATP的合成　、　协助H＋跨膜运输　，增加膜两侧的H＋浓度差的生理过程有　水的光解产生H＋、PQ将H＋从叶绿体基质侧运输到类囊体腔侧、合成NADPH消耗叶绿体基质侧的H＋　　（答出2点即可）。 （3）物质X与PQ竞争PSⅡ上的结合位点，会使电子传递受阻，导致　ATP和NADPH　（填物质名称）生成量减少，进而影响暗反应中　C3　的还原。 （4）除草剂二溴百里香醌与细胞色素b6f特异性结合，阻止电子传递到细胞色素b6f，会影响　质子梯度　的形成，从而导致光反应中　ATP　的合成受阻。 （5）在樱桃种植基地，果农常用不透光的黑塑料膜覆盖地面进行物理除草，从光合作用角度分析，其作用原理最合理的是　C　　。 A.黑塑料膜反射大量阳光，使杂草吸收的光能显著减少 B.黑塑料膜阻碍了CO2进入杂草叶片，使暗反应无法进行 C.黑塑料膜阻断了杂草的光反应阶段使其无法进行光合作用 D.黑塑料膜抑制了杂草细胞内与光合作用有关酶的活性 解析：（1）光反应的场所是类囊体薄膜。在光反应过程中，水在光下分解产生O2、e－和H＋，e－在电子传递链中传递，同时伴随着H＋从叶绿体基质向类囊体薄膜内转运，从而形成了类囊体薄膜内外的H＋电化学梯度。H＋顺浓度梯度通过ATP合成酶时，促使ADP和Pi合成ATP，因此，H＋电化学梯度是产生ATP的直接能量来源。 （2）由题图可知，ATP合成酶的作用是催化ATP的合成，并协助H＋跨膜运输。水的光解产生的H＋使类囊体腔侧的H＋浓度增加、PQ可将H＋从叶绿体基质侧运输到类囊体腔侧、合成NADPH也需要消耗叶绿体基质侧的H＋，它们都可增加膜两侧的H＋浓度差。 （3）已知物质X通过与PQ竞争PSⅡ上的结合位点而阻碍电子传递，电子传递受阻会使光反应中ATP和NADPH生成量减少，而暗反应中C3的还原需要ATP和NADPH，因此会影响C3的还原。 （4）由题图可知，电子传递到细胞色素b6f有助于质子梯度的形成，质子梯度驱动ATP的合成。除草剂二溴百里香醌阻止电子传递到细胞色素b6f，影响质子梯度的形成，进而使ATP的合成受阻。 （5）黑塑料膜主要是通过不透光的特性来减少杂草对光能的吸收，而不是通过反射，A错误；黑塑料膜覆盖地面的主要是光照，对CO2进入杂草叶片的阻碍作用不明显，B错误；因为黑塑料膜不透光，杂草无法接收光照而不能进行光反应，所以无法为暗反应提供ATP和NADPH，最终使杂草无法进行光合作用，生长受到抑制，达到除草目的，C正确；黑塑料膜覆盖地面虽然可能在一定程度上改变地面温度而影响与光合作用有关酶的活性，但这不是抑制杂草光合作用的主要原因，D错误。 14.（2025·湖南高考17题）对硝基苯酚可用于生产某些农药和染料，其化学性质稳定。研究发现，某细菌不能在无氧条件下生长，在适宜条件下能降解和利用对硝基苯酚，并释放CO2。在Burk无机培养基和光照条件下，培养某栅藻（真核生物）的过程中，对硝基苯酚含量与栅藻光合放氧量的关系如图a。为进一步分析栅藻与细菌共培养条件下对硝基苯酚（40 mg·L－1）的降解情况，开展了Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ组对比实验，结果如图b。回答下列问题： （1）栅藻的光合放氧反应部位是　叶绿体　　（填细胞器名称）。图a结果表明，对硝基苯酚　抑制　　栅藻的光合放氧反应。 （2）细菌在利用对硝基苯酚时，限制因子是　氧气　　。 （3）若Ⅰ中对硝基苯酚含量为20 mg·L－1，培养10 min后，推测该培养液pH会　升高　，培养液中对硝基苯酚相对含量　基本不变　。 （4）细菌与栅藻通过原始合作，可净化被对硝基苯酚污染的水体，理由是　　栅藻进行光合放氧为细菌的生长提供有氧环境，细菌降解水体中的对硝基苯酚，并将产生的CO2提供给栅藻进行光合作用　。 解析：（1）栅藻是真核生物，进行光合作用的细胞器是叶绿体。图a结果表明，对硝基苯酚可抑制栅藻光合放氧反应，且在一定范围内，随着对硝基苯酚浓度增加，栅藻的光合放氧量逐渐下降，对光合放氧的抑制作用增强。 （2）由题意知，该细菌不能在无氧条件下生长，栅藻在光照下会产生氧气，分析图b可知，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三组对比，Ⅰ组有氧气，Ⅱ、Ⅲ组有细菌＋氧气，Ⅱ、Ⅲ组对硝基苯酚相对含量下降趋势基本一致，Ⅰ组基本不变，则细菌在有氧条件下可降解对硝基苯酚，可推知细菌利用对硝基苯酚的限制因子是氧气。 （3）图b中，Ⅰ组为“栅藻＋光照”，对硝基苯酚含量为40 mg·L－1；分析图a可知，对硝基苯酚含量为20 mg·L－1时，栅藻进行光合放氧量较高，而光合作用会消耗培养液中的CO2，故培养液的pH会升高；结合图b的Ⅰ组可知，对硝基苯酚相对含量不变，栅藻不能吸收利用对硝基苯酚，所以培养液中对硝基苯酚相对含量基本不变。 （4）结合题意和图b的Ⅰ组可知，在光照条件下栅藻进行光合放氧为细菌提供有氧环境，而细菌在有氧环境下可降解对硝基苯酚，并为栅藻提供CO2，故二者可通过原始合作净化被对硝基苯酚污染的水体。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $