福建省福清第一中学2025-2026学年高三上学期校本5练习

**基本信息** 聚焦光合作用与细胞代谢核心模块，通过实验分析与图表解读整合跨章节知识，强化生命观念与科学思维 **综合设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |光合作用与细胞代谢|12题|图表分析、实验探究、概念辨析|从细胞器结构到代谢过程再到环境调节，构建结构-功能-调节的生命观念|

福清一中2025-2026高三上生物校本5 一、单选题 1．质体是植物细胞中一种重要的双层膜细胞器，主要参与光合作用、储存营养物质和合成各种代谢产物等。根据色素类型的不同，质体分成叶绿体、色素体（主要含有类胡萝卜素）和白色体（不含色素）。下列叙述错误的是（    ） A．可以通过差速离心法分离质体和其他细胞器B．可以利用无水乙醇提取出叶绿体和色素体中的色素 C．色素体主要吸收红光和蓝紫光进行光合作用D．推测白色体负责储存营养物质，主要分布在种子中 2．科研人员对盐胁迫下某品种海水稻的抗盐机理及生长变化进行研究。图1表示高盐胁迫条件下海水稻叶肉细胞内的相关数据；图2表示不同浓度NaCl培养液下海水稻根尖细胞内的相关数据（以150mmol/LNaCl溶液浓度为界分为低盐和高盐胁迫）。下列相关叙述错误的是（　　） A．第15天之前胞间CO2浓度下降可能与叶肉细胞吸收CO2增多有关 B．第15天之后胞间CO2浓度上升主要受限于光反应产生的NADPH和ATP不足 C．低盐胁迫时，根尖细胞主要通过提高细胞内可溶性糖的浓度以适应盐胁迫 D．种植海水稻适时排水可改善氧气供应，促进根系呼吸作用以利于吸收无机盐 3．NAD+是细胞内常见的辅酶，其接受某些化学反应产生的电子和质子后可转变为NADH。NADH非常活泼，可以为某些反应提供电子和质子后转变为NAD+。NADP+与NAD+的结构和功能非常相似，下列有关分析错误的是（　　） A．无氧呼吸第一阶段有NAD+转变为NADH的过程 B．NADH转变为NAD+的过程总是伴随着ATP的水解 C．NADPH既可作为还原剂也可为反应提供能量 D．CO2供应量突然减少，短时间内叶绿体基质中的NADPH增多 4．为了研究高温胁迫对水稻拔节期相对叶绿素含量(SPAD)的影响，研究人员以水稻为材料进行实验，温度具体设定如下：10：00为36℃、11：00为38℃、12：00为39℃、13：00为40℃、14：00为38℃、15：00为35℃。实验结果如图1，图2为高温胁迫诱导水稻PSⅡ发生光抑制的局部作用机理图(PSⅡ是吸收、传递、转化光能的光系统，ROS代表活性氧，D1蛋白是组成PSⅡ的重要蛋白之一)。相关分析错误的是（    ） A．由图可知，在10：00—15：00时，CK组的温度越高，SPAD越低；在12：00—13：00时，实验组中高温胁迫5d处理组的SPAD下降最多 B．水稻细胞中叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，可以用无水乙醇分离叶片中的叶绿素 C．由题意可推知PSⅡ可能是由蛋白质和光合色素组成的复合物，分布于叶绿体的类囊体薄膜上 D．高温胁迫下产生过量ROS，可直接导致PSⅡ失活，也可抑制D1蛋白的合成来导致PSⅡ失活 5．蓝细菌进化出一种高效的CO2浓缩机制（如图所示），其光合作用依赖于光合片层和羧化体，光合片层上有光合色素，羧化体具有蛋白质外壳，CO2无法直接进出。研究发现，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。下列说法错误的是（　　） A．蓝细菌的光合片层膜上有叶绿素和藻蓝素，可进行光反应过程 B．CO2分别以自由扩散和主动运输的方式穿过细胞膜和光合片层膜 C．羧化体是暗反应的场所，其蛋白质外壳没有特异的选择通透性 D．该浓缩机制可促进CO2与R酶的结合率，提高光合作用效率 6．原初反应是光合作用的初始步骤，包括光能被天线色素吸收、传递至反应中心和反应中心色素与原初电子供体D和原初电子受体A之间的氧化还原反应。图甲为原初反应示意图，Chl、Chl*和Chl+分别为反应中心色素的初始态、激发态和氧化态。图乙为光合色素X的结构简式。下列相关说法，正确的是（　　） A．光能自养型生物进行原初反应的场所均为类囊体薄膜 B．色素X为叶绿素，尾部可锚定于类囊体膜中，R结构不同时色素X的吸收光谱相同 C．D释放的电子最初来自水的光解，A接受的电子最终进入ATP和NADPH D．反应中心色素能将光能转换为电能，为后续ATP和NADPH的生成提供能量 7．钩虫贪铜菌是一种细菌，能通过不同的代谢途径合成储能物质PHA。在有机物充足的环境中，该菌株可通过有氧呼吸进行异养代谢，该过程中产生的中间产物乙酰辅酶A可作为原料合成PHA：在有机物缺乏的环境中，该菌株可通过氧化H2获得能量进行化能自养，过程如图所示。下列说法正确的是（    ） A． 图示膜结构应为线粒体内膜 B．据图分析，钩虫贪铜菌在进行化能自养时，若膜上氢化酶活性被抑制，物质X的含量会升高 C．两种途径产生的乙酰辅酶A既可进一步彻底分解，又可合成PHA D．H+进入钩虫贪铜菌是通过主动运输实现的 8．Rubisco在叶绿体内催化反应进行（包括 CO2的固定），O2和CO2互竞争性抑制剂。在光照条件下，当CO₂/O₂的值低时，C5可与O2反应形成C2等化合物，C2在叶绿体、过氧化物酶体和线粒体中经过一系列化学反应完成光呼吸过程。此外，Rubisco 的活性依赖于 CO2的存在，Rubisco 活性部位在 pH 较高时与 CO2、Mg2+结合形成酶-CO2-Mg2+-活性复合体，酶被激活。叶绿体基质在光照下和黑暗下的环境条件如表所示，下列有关叙述正确的是（　　） A．Rubisco分布于叶绿体基质，其活性在光照条件下弱于黑暗条件 B．消耗葡萄糖速率相等时，植物在光照条件下的耗氧量小于黑暗条件 C．光呼吸过程中，O2与C5在线粒体内膜上反应形成C2等化合物 D．光呼吸的存在使得CO2的同化效率降低，减弱植物的光合作用 9．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 10．某研究小组设计了下图所示的装置，重现经典科学实验希尔反应。装置中叶绿体悬浮液需事先用NaOH调pH至8.4，氧化剂被还原时可由蓝色变为无色，实验中需将两注射器中的液体混合。下列叙述错误的是（    ） A．NaOH的作用是除去叶绿体悬浮液中的CO2 B．光照条件下才能观察到氧化剂的颜色变化 C．反应过程中产生的NADP+导致氧化剂变无色 D．除颜色变化外，装置中还能观察到气泡产生 二、解答题 11．如图是光合作用过程示意图 （字母代表物质） ，PSBS是一种类囊体膜蛋白，能感应类囊体腔内pH降低而被激活，激活的PSBS抑制电子在类囊体膜上的传递，最终将过量的光能转化成热能释放。请回答下列问题： (1)图中B为 ，光反应过程中水的光解产生电子的最终受体是 ，NADPH 在卡尔文循环中的作用是 。 (2)据图中信息可以推测，Z 蛋白是一种 酶，其在类囊体膜上催化的反应称为 ，抑制其活性可导致类囊体膜上的电子传递受到抑制，原因是 。 (3)科研人员为探究光照强度对白玉枇杷幼苗生理特性的影响，选取生长状态良好且长势一致的白玉枇杷幼苗，分别用一层、二层、三层遮荫网对白玉枇杷幼苗进行遮荫处理，记为 T1、T2、T3组，与对照组（CK）置于适宜条件下培养。一段时间后，测定相关数据如下表（SPAD 值通过测量叶片对特定波长光的吸收率来间接反映叶绿素浓度）。 实验组测量指标 CK T1 T2 T3 单株总干重（g） 7.02 9.01 7.75 6.15 叶绿素（SPAD） 41.52 46.49 43.84 35.03 叶片可溶性糖（mg/g） 25.09 20.41 15.41 11.14 ①提取白玉枇杷叶片中的色素时，选择 作为提取液。提取液使用分光光度计测量波长为 644.8nm 和 661.6nm 的 光，间接反应叶绿素的含量。 ②对照组自变量的处理是 ，与对照组相比，遮荫后 T3组单株总干重较低，主要原因可能是 ,与 CK 组植株相比，T1、T2组叶片中可溶性糖含量低、单株总干重却高，原因可能是 ,进而促进叶片的光合作用，有利于适应弱光环境。 12．小麦是我国北方的主要农作物，研究环境条件变化对其产量的影响对农业生产有重要意义。科研人员测定小麦一昼夜净光合速率（Pn）的变化，发现小麦与其他植物一样出现了“午睡”现象。 (1)科研人员测定了同一株小麦两种不同向光角度的叶片（接收直射光照面积不同）午后部分指标，结果如下表。 净光合速率（Pn） 叶片温度（T1） 胞间CO2浓度（Ci） 直立叶 12.9 37.5 250 平展叶 8.8 37.7 264 对相关数据进行分析后发现，气孔开闭引起的胞间CO2浓度不足不是造成“午睡”现象的唯一因素，请提出判断依据： 。 (2)科研人员推测，午间强光照可能会导致由色素和蛋白质组成的光系统II发生损伤，导致 速率下降，进而为暗反应提供的 （物质）减少，导致叶片的光合作用减弱。推测光系统II分布在 上，D1是对光系统II活性起调节作用的关键蛋白，科研人员使用蛋白质凝胶电泳技术检测不同光照条件下的D1含量，结果如图1所示，分析可知 ，从而在一定程度上导致“午睡”现象。 (3)水杨酸（SA）是一种与植物抗热性有关的植物激素，科研人员用适宜浓度的SA喷洒小麦叶片后，测定两种光照条件下的D1蛋白含量，并重复该实验，结果如图2所示，可推测，SA对小麦午间光合作用的影响及机制是 。 (4)综合上述研究，除了喷洒适宜浓度的水杨酸外，从育种的角度提出农业生产中减少“午睡”现象提高小麦产量的一种合理措施 。 第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页 第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页 学科网（北京）股份有限公司 《福清一中2025-2026高三上生物校本5》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C C B B C D C D C C 1．C 【详解】A、差速离心法通过不同离心速度分离细胞器，质体（如叶绿体）体积较大，可用此法分离，A正确； B、无水乙醇能溶解色素，叶绿体和色素体中的色素均可被提取，B正确； C、色素体主要含有类胡萝卜素（胡萝卜素和叶黄素），仅吸收蓝紫光，而红光吸收依赖叶绿素，C错误； D、由题意可知，质体主要参与光合作用、储存营养物质和合成各种代谢产物等，而白色体这种质体不含色素，故推测白色体负责储存营养物质，主要分布在种子中，D正确。 故选C。 2．C 【详解】A、据图1可知，第15天之前，胞间CO2浓度下降，同时色素相对含量变化不大，说明叶肉细胞吸收CO2增多用于光合作用，A正确； B、第15天之后，色素相对含量下降，光反应减弱，产生的NADPH和ATP不足，暗反应受影响，CO2消耗减少，胞间CO2浓度上升，B正确； C、由图2可知，低盐胁迫时，根尖细胞内无机盐相对浓度上升更明显，说明根尖细胞主要通过提高细胞内无机盐浓度以适应盐胁迫，C错误； D、适时排水可改善氧气供应，促进根系有氧呼吸，为无机盐吸收（主动运输）提供能量，利于吸收无机盐，D正确。 故选C。 3．B 【详解】A、无氧呼吸第一阶段（糖酵解）中，葡萄糖分解为丙酮酸的过程会生成少量ATP，同时NAD⁺接受电子和质子转变为NADH，A正确； B、NADH转变为NAD⁺的过程在有氧呼吸第三阶段中与ATP的合成相关，而非水解，B错误； C、NADPH在暗反应中作为还原剂，并将储存的能量用于C₃的还原，因此既可作为还原剂也可提供能量，C正确； D、CO₂供应减少时，暗反应中C₃的还原速率下降，导致NADPH消耗减少，而光反应仍持续产生NADPH，故短时间内叶绿体基质中NADPH会积累，D正确。 故选B。 4．B 【详解】A、由图1中CK组曲线走向可知，在10：00—15：00时，温度越高对应的SPAD越低；在12：00—13：00时，实验组中高温胁迫5d处理组的SPAD下降最多，A正确； B、可以用无水乙醇提取叶片中的叶绿素，分离色素用层析液，B错误； C、由题干信息“PSⅡ是吸收、传递、转化光能的光系统，D1蛋白是组成PSⅡ的重要蛋白之一”推测其中有光合色素和蛋白质分布于类囊体薄膜上，C正确； D、由图2推测高温胁迫下产生过量ROS，可直接导致PSⅡ失活，也可抑制D1蛋白的合成来导致PSⅡ失活，D正确。 故选B。 5．C 【分析】光合作用包括光反应阶段和暗反应阶段。前者主要是利用光能进行水的光解和ATP、NADPH的合成；后者进行二氧化碳的固定和C3的还原。 【详解】A、 蓝细菌是原核生物，其光合片层膜上含有叶绿素和藻蓝素，能吸收光能进行光反应过程，A正确；   B、由图可知，CO2通过细胞膜不需要转运蛋白，不需要能量，属于自由扩散；通过光合片层均需要转运蛋白和能量，属于主动运输，B正确； C、羧化体中能进行CO2的固定（CO2与C5结合形成C3），是暗反应的场所，羧化体具有蛋白质外壳，CO2无法直接进出,明蛋白质外壳具有特异的选择通透性，C错误。   D、该浓缩机制可使羧化体中CO2浓度升高，促进CO2与R酶的结合率，减少O2与R酶的结合，从而提高光合作用效率，D正确。    故选C。 6．D 【分析】在光能转换成电能的过程中，最初电子供体和最终电子受体分别是少数处于特殊状态的叶绿素a和NADP+；少数处于特殊状态的叶绿素a吸收光能后被激发并失去电子；在电能转换成活跃的化学能的过程中，将电能转变成贮存在ATP、NADPH中的活跃的化学能，为暗反应提供能量。其中NADPH还是很强的还原剂，可以将二氧化碳最终还原成糖类等有机物。色素分子存在于叶绿体基粒的囊状结构薄膜上，整个光反应依赖于色素分子吸收光能，因此NADPH和ATP的形成都发生在叶绿体基粒囊状结构的薄膜上。 【详解】A、光能自养型生物包括绿色植物、蓝细菌等。绿色植物进行原初反应的场所是类囊体薄膜，但蓝细菌没有类囊体薄膜，其原初反应在光合片层上进行，A错误； B、从图乙光合色素X的结构（含有Mg，有亲水头部和疏水尾部）可判断为叶绿素，尾部疏水可锚定在类囊体膜（类囊体膜主要由脂质和蛋白质组成，疏水尾部可与之结合 ）；R 结构不同（—CH3或—CHO），则色素X的吸收光谱不同，因为R基会影响色素的结构和功能，进而影响对光的吸收，B错误； C、D释放的电子最初来自水的光解；A接受电子后，经过一系列传递，最终用于NADPH的生成，而不是ATP，ATP 是通过光合磷酸化产生的，C错误； D、反应中心色素能吸收、传递和转化光能，将光能转换为电能，这些电能为后续ATP和NADPH的生成提供能量，D正确。 故选D。 7．C 【分析】光合作用的过程： 1.光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体薄膜）：水的光解产生NADPH与O2，以及ATP的形成； 2.暗反应阶段（场所是叶绿体的基质）：CO2被C5固定形成C3，C3在光反应提供的ATP和NADPH的作用下还原生成糖类等有机物。 【详解】A、钩虫贪铜菌是一种细菌，属于原核生物，没有线粒体和叶绿体，因此图中的膜结构为细胞膜，A错误； B、钩虫贪铜菌在进行化能自养时，抑制膜上氢化酶活性会阻断电子传递链，导致无法形成H+浓度梯度，使ATP不能合成，进而使C3不能还原为C5，导致物质X（C5）含量降低，B错误； C、据图可知，两种途径产生的乙酰辅酶A既可进一步彻底分解，也可合成PHA，C正确； D、H+进入钩虫贪铜菌生成ATP，说明该过程释放能量，为顺浓度梯度，属于被动运输，D错误。 故选C。 8．D 【详解】A、题干表格显示光照条件下pH升高至8.0，Mg2+含量降低至3.6，但pH升高更有利于Rubisco与CO₂和Mg2+结合，激活酶活性，因此活性强于黑暗条件，A错误； B、光呼吸消耗O₂但不直接分解葡萄糖，而呼吸作用耗氧量与葡萄糖分解量直接相关。若葡萄糖消耗速率相同，无论光照或黑暗，有氧呼吸的耗氧量应相等，光呼吸可能额外增加O₂消耗，故植物在光照条件下的耗氧量大于黑暗条件，B错误； C、题干明确O₂与C₅的反应由Rubisco催化，而Rubisco位于叶绿体基质，因此该反应发生在叶绿体而非线粒体内膜，C错误； D、光呼吸消耗C₅，减少卡尔文循环中CO₂固定的原料，导致光合作用效率下降，D正确。 故选D。 9．C 【分析】光合作用过程分为光反应阶段和暗反应阶段，光反应阶段是水光解形成氧气和还原氢的过程，该过程中光能转变成活跃的化学能储存在ATP中；暗反应阶段包括二氧化碳的固定和三碳化合物的还原，二氧化碳固定是二氧化碳与1分子五碳化合物结合形成。 【详解】A、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； B、CO2固定发生在叶绿体基质中，类囊体腔酸化不会直接影响叶绿体基质中CO2固定酶的活性，B错误； C、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； D、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。 故选C。 10．C 【分析】希尔反应为离体叶绿体在适当（铁盐或其他氧化剂、光照）条件下发生水的光解、产生氧气的化学反应，即光反应。 【详解】A、NaOH的作用是除去叶绿体悬浮液中的CO2，A正确； B、光照条件下，叶绿体的基粒上进行光反应阶段产生NADPH，NADPH将溶液中的氧化剂还原，溶液颜色由蓝色变为无色，B正确， C、根据B项分析可知反应过程中产生的NADPH导致氧化剂变无色,不是NADP+，C错误； D、装置在光照下进行光反应过程除了产生NADPH同时还产生O2，因此还可以观察到气泡的产生，D正确。 故选C。 11．(1) ADP、Pi NADP+ 作为还原剂，提供能量 (2) ATP合成/ATP合 光合磷酸化 抑制Z蛋白活性会导致类囊体腔内pH下降从而激活PSBS，抑制电子传递 (3) 无水乙醇 红光 不进行遮荫 光照强度低，导致叶绿素含量下降 T1、T2组叶片合成的有机物更多的运输到茎秆 【分析】光合作用的过程，根据是否需要光能，这些化学反应可以概括地分为光反应和暗反应（碳反应）两个阶段。 【详解】（1）图中B为ATP参与还原C3后形成的ADP+Pi，光反应过程中水的光解产生电子的最终受体是NADP+，随后形成NADPH，NADPH 在卡尔文循环中的作用是作为还原剂，提供能量，参与C3的还原。 （2）由图可知，Z蛋白可催化C（ATP）的形成，说明其是一种ATP合成酶，其在类囊体膜上催化的反应称为光合磷酸化，由题意可知，PSBS是一种类囊体膜蛋白，能感应类囊体腔内pH降低而被激活，激活的PSBS抑制电子在类囊体膜上的传递，所以抑制Z蛋白活性会导致类囊体腔内pH下降从而激活PSBS，抑制电子传递。 （3）①光合色素易溶于有机溶剂，提取白玉枇杷叶片中的色素时，选择无水乙醇作为提取液。叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，为了排除类胡萝卜素吸收蓝紫光对检测叶绿素含量的影响，可推知提取液使用分光光度计测量波长为 644.8nm 和 661.6nm 的红光，间接反应叶绿素的含量。 ②由题意可知，该实验的自变量是遮光程度，所以对照组处理是不进行遮阴。由表可知，T3组由于遮阴严重，光照强度低，导致叶绿素含量下降，使得光反应速率降低，所以T3组单株总干重较低。可能由于T1、T2组叶片合成的有机物更多的运输到茎秆，进而促进叶片的光合作用，所以T1、T2组叶片中可溶性糖含量低、但单株总干重却高。 12．(1)平展叶净光合速率明显低于直立叶，而胞间CO2浓度是高于直立叶 (2) 光反应 ATP、NADPH 类囊体膜 午间较强光照使细胞中D1蛋白的含量降低，导致光系统Ⅱ活性降低 (3)SA能减弱较强光照造成的D1蛋白含量及光系统II活性降低程度，从而缓解小麦的午睡现象 (4)培育高光强下D1基因表达量高的小麦品种 【分析】一般来说，午间温度较高，植物蒸腾作用旺盛会导致叶片气孔开度下降，气孔开度下降又引起细胞吸收的CO2减少，导致叶肉细胞间的CO2不足，使午后小麦光合速率降低。 【详解】（1）午后温度较高，植物蒸腾作用旺盛，植物会降低叶片气孔开度来避免过度失水。分析表格中数据可知，直立叶和平展叶叶片温度无明显差异，直立叶净光合速率大于平展叶的净光合速率，但直立叶胞间CO2浓度小于平展叶的胞间CO2浓度，说明气孔开闭引起的胞间CO2浓度不足不是造成“午睡"现象的唯一因素。 （2）由题意可知光系统II是由色素和蛋白质组成的，说明光系统II是光反应的场所，强光照引起光系统II发生损伤，会导致光反应的速率下降，光反应为暗反应提供的ATP、NADPH也会减少，光系统II分布在类囊体膜上，是光反应的场所。图1中数据显示，与适宜光照强度相比，强光照会导致D1含量下降，因此“午睡"原因可能是午间较强光照使细胞中D1蛋白的含量降低，从而导致光系统II活性降低。 （3）强光照会导致D1含量下降，分析图2中D1蛋白含量可知，强光下用SA处理后D1含量虽仍低于CK组，但明显高于W2组，可推测经SA处理后，SA能减弱较强光照造成的D1蛋白含量及光系统II活性降低程度，缓解小麦的“午睡现象。 （4）综合上述研究，除了喷洒适宜浓度的水杨酸外，从育种的角度提出农业生产中减少“午睡”现象提高小麦产量的一种合理措施培育高光强下D1基因表达量高的小麦品种，因为D1是对光系统II活性起调节作用的关键蛋白，如果培育出能在高光强下D1基因表达量高的品种，那么就可以减少“午睡”现象提高小麦产量。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $