第3单元 第11课时 光合作用的原理及影响因素(课时作业Word)-【高考领航】2027年高考生物大一轮复习学案（创新版）

**基本信息** 聚焦光合作用核心原理与实验探究，通过基础达标与能力提升分级训练，构建"原理理解-曲线分析-实验设计"的逻辑链条，强化生命观念与科学思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基础原理|1-5题|以光合午休、C3/C5转化为核心，考查物质与能量观|从光反应与暗反应的物质转化切入，构建"结构-功能"联系| |实验探究|3、8、11题|结合叶圆片上浮、密闭容器氧含量变化等实验，培养探究实践能力|遵循"实验设计-结果分析-结论推导"的科学探究路径| |曲线分析|5-7、10题|通过P/R值、C5含量等曲线，考查图表解读与科学思维|建立"环境因素-生理过程-指标变化"的逻辑模型|

限时规范训练 (建议用时：30分钟　满分：50分) (选择题1～10题每题3分，共30分) [A组　基础达标练] 1．(2025·江苏常州一模)关于植物的光合午休现象，下列叙述错误的是(　　) A．该现象主要发生在炎热夏季的中午，以防止植物因蒸腾作用过强而失水 B．造成该现象发生的原因是气孔关闭，导致植物的光合作用缺少CO2 C．此阶段该植物的光合作用速率降低，但净光合作用大于0 D．为缓解植物光合午休现象，应在中午给植物大量浇水 解析：D　光合午休是植物为防止蒸腾作用过强而失水过多会关闭部分气孔，导致CO2的吸收减少，植物光合作用缺少CO2，影响光合作用的现象，常发生在炎热夏季的中午，A、B正确；光合午休发生中，植物由于吸收CO2减少，光合作用速率降低，但净光合作用速率仍然大于0，C正确；为缓解植物光合午休现象，可以采用遮光等措施降低温度，但不能在中午给植物大量浇水，否则可能影响植物生长，D错误。 2．(2026·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。 3．图1为研究光合作用的实验装置，用打孔器在某植物的叶片上打出多个圆片，再用气泵抽出气体直至叶片沉底，然后将等量的圆形小叶片转至不同温度的相同浓度的NaHCO3溶液中，给予一定的光照，测量每个培养皿叶片上浮至液面所用的平均时间(图2)。下列相关叙述错误的是(　　) A．利用图1装置，可研究CO2浓度对该植物光合速率的影响 B．圆形小叶片上浮至液面的时间可反映圆形小叶片释放O2的速率大小 C．图2 ab段说明随着水温的增加，净光合速率逐渐增大 D．通过图2能确定影响总光合速率的最适温度在bc之间 解析：D　图1装置中可通过改变NaHCO3溶液的浓度来研究CO2浓度对圆形小叶片光合速率的影响，A正确；圆形小叶片上浮的原因是光合作用产生的O2量大于有氧呼吸消耗的O2量，细胞释放O2越多，产生浮力越大，因此圆形小叶片上浮至液面所需时间可反映圆形小叶片净光合速率的大小，B正确；ab段曲线表示随着水温的增加，圆形小叶片上浮至液面所需要的时间缩短，说明O2产生速率加快，净光合速率逐渐增大，C正确；由图2可知，在bc温度范围内，圆形小叶片的净光合速率最大，所以净光合作用对应的最适温度在bc段，但总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率，而各温度下圆形小叶片的呼吸速率未知，所以无法确定总光合作用的最适温度，D错误。 4．(2026·湖南衡阳模拟)下列有关光合作用原理和应用的叙述，错误的是(　　) A．叶绿体中光合色素吸收的光能可用于将水分解成氧和H＋ B．在暗反应阶段中，从外界吸收进来的二氧化碳，不能直接被NADPH还原 C．提高白天与夜间的温度，有利于增加大棚蔬菜产量 D．温室种植农作物时，为促进光合作用，白天要适时通风，以保证CO2供应 解析：C　白天适当提高温度，有利于光合作用的进行，晚上适当降低温度，降低呼吸速率，从而增加大棚蔬菜产量，C错误。 5．(2026·江西南昌摸底)在自然条件下，某植物叶片光合速率和呼吸速率随温度变化的趋势如图所示。下列叙述错误的是(　　) A．该植物叶片在温度a和温度c时的光合速率相等 B．在温度b时，叶肉细胞中CO2的碳原子转移途径是：CO2→C5→糖类 C．在温度d时，该植物体的干重会减少，植物不能正常生长 D．与光合作用相比，该植物与细胞呼吸有关的酶的最适温度更高 解析：B　CO2消耗速率和CO2产生速率分别表示光合速率和呼吸速率，据图分析可知，该植物叶片在温度a和温度c时的光合速率相等，A正确；在温度b时，叶肉细胞中的CO2首先与五碳化合物(C5)结合形成三碳化合物(C3)，然后三碳化合物在ATP、NADPH的作用下形成C5和(CH2O)，因此叶肉细胞中CO2的碳原子转移途径是：CO2→C3→糖类，B错误；在温度d时，叶片的光合速率和呼吸速率相等，由于该植物中还存在不能进行光合作用的细胞，所以该植物体的呼吸速率大于光合速率，该植物体的干重会不断减少，该植物不能正常生长，C正确；从图中可以看出，随着温度升高，光合速率先增大后减小，而呼吸速率一直增大，说明与光合作用相比，该植物与细胞呼吸有关的酶的最适温度更高，D正确。 6．(2026·四川广安模拟)红松(阳生)和人参(阴生)均为我国北方地区的植物。如图为两种植物在温度、水分均适宜的条件下，光合速率与呼吸速率的比值(P/R)随光照强度变化的曲线图。下列叙述不正确的是(　　) A．光照强度为a时，光照12小时，人参干重不变，红松干重减少 B．光照强度在b点之后，限制人参P/R值增大的主要外界因素是CO2浓度 C．A、B两种植物单独种植时，若种植密度过大，则净光合速率下降幅度较大的是植物A D．若适当增加土壤中无机盐镁的含量，一段时间后B植物的a点右移 解析：D　由图可知，光照强度为a时：人参(曲线B)的P/R＝1，说明光合速率＝呼吸速率，光照12小时，净光合速率为0，干重不变；红松(曲线A)的P/R<1，说明光合速率<呼吸速率，光照12小时，净光合速率为负，干重减少，A正确。光照强度在b点之后，人参(曲线B)的P/R不再随光照强度增大而显著上升(已达光饱和点)。由于温度、水分适宜，此时限制光合速率(P/R)增大的主要外界因素是CO2浓度，B正确。植物A(红松，阳生)对光照强度要求高，若种植密度过大，光照强度降低对其光合速率影响更显著；植物B(人参，阴生)耐弱光，光照降低对其影响较小。因此，净光合速率下降幅度较大的是植物A，C正确。镁是叶绿素的组成元素，适当增加土壤中镁的含量，植物B(人参)的叶绿素合成增加，光补偿点(P/R＝1时的光照强度，即a点)会左移(较低光照强度下就能使光合速率＝呼吸速率)，而非右移，D错误。 7．(2026·湖北武汉开学考试)在适宜光照和温度条件下，测定不同的细胞间隙CO2浓度下某植物叶肉细胞中C5的相对含量，结果如图所示。下列叙述错误的是(　　) A．A→B段，随着细胞间隙CO2浓度的升高，碳的固定加快，C5的消耗增多 B．A→B段，细胞中生成的C3增多，ATP的消耗则加快，光合速率随之增强 C．B→C段，C5含量达到相对稳定，此时叶片的实际光合速率等于其呼吸速率 D．由图推测随着细胞间隙CO2浓度增加，叶片光合速率先增加后保持相对稳定 解析：C　A→B段，随着细胞间隙CO2浓度的升高，CO2与C5结合生成C3的过程(碳的固定)加快，C5的消耗增多，A正确；A→B段，CO2浓度升高，碳的固定加快，细胞中生成的C3增多，C3还原消耗的ATP也加快，光合速率随之增强，B正确；B→C段，C5含量达到相对稳定，说明此时碳的固定和C3还原等过程达到动态平衡，但叶片的实际光合速率大于其呼吸速率(只有实际光合速率大于呼吸速率，植物才能积累有机物正常生长)，C错误；由图可知，随着细胞间隙CO2浓度增加，C5相对含量先快速下降后保持稳定，说明光合速率先增加后保持相对稳定，D正确。 8．(2025·陕西宝鸡三模)叶片从黑暗中转到光下时，光合速率由低到高逐步达到稳定的过程称为光合作用的光诱导期。已知黑暗中的大豆叶片气孔处于关闭状态，壳梭孢素处理可使大豆叶片气孔充分开放。为研究气孔开放与光诱导期的关系，科研人员将大豆叶片分为两组，A组不处理，B组用壳梭孢素处理，将两组叶片从黑暗中转移到光照下，测定光合速率，结果如图所示。下列分析正确的是(　　) A．0 min时，A组叶肉细胞胞间CO2浓度等于B组胞间CO2浓度 B．与A组叶片相比，B组叶片光合作用的光诱导期更短 C．30 min时，B组叶绿体中C3生成速率大于A组，还原速率小于A组 D．30 min时，限制A组光合速率的主要因素是光照时间 解析：B　题图横坐标是光照时间，在0 min之前，A和B两组已经黑暗了一段时间，而二者不是相同条件，B组已经用壳梭孢素处理，壳梭孢素处理可使大豆叶片气孔充分开放，A组叶肉细胞胞间CO2浓度高于B组，从A组的一开始的光合速率高于B组也能体现，A错误；B组达到最高平衡点用的光照时间比A组短，与A组叶片相比，B组叶片光合作用的光诱导期更短，B正确；30 min时，B组的光合速率相对值高于A组，叶绿体中C3生成和还原速率均大于A组，C错误；30 min时，A组光合速率相对值不再随着光照时间改变，则限制因素不是光照时间，D错误。 [B组　能力提升练] 9．(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。 10．(2026·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下图所示。下列说法错误的是(　　) 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6×10－8 mol/min C．B点时，小麦叶片的光合速率等于呼吸速率 D．与A点相比，B点时叶绿体基质中C3含量增加 解析：D　溴麝香草酚蓝溶液检测二氧化碳，0～5 min期间，黑暗条件下，叶片只进行呼吸作用，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÷5＝2×10－8(mol/min)；而在光照下测得的是净光合速率＝(8－4)×10－7÷10＝4×10－8(mol/min)，氧气产生量为总光合速率，即为细胞呼吸速率与净光合速率之和，是6×10－8 mol/min，B正确。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点时叶片的光合速率等于呼吸速率，C正确。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，还原不变，所以叶绿体基质中C3含量减少，D错误。 11．(10分)(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________________，光反应中产生ATP的直接能量来源是________________。 (2)ATP合酶的作用是________________、________________，增加膜两侧的H＋浓度差的生理过程有______________________________________(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__________________(填物质名称)生成量减少，进而影响暗反应中____________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____________的形成，从而导致光反应中____________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____________。 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，另外，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；黑塑料膜覆盖地面影响的是光照，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。 答案：(1)类囊体薄膜　H＋的电化学梯度　(2)催化ATP的合成　协助H＋跨膜运输　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＋　(3)ATP和NADPH　C3　 (4)质子梯度　ATP　(5)C 12．(10分)(2025·湖南卷，17)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1。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2。回答下列问题： (1)栅藻的光合放氧反应部位是____________(填细胞器名称)。图1结果表明，对硝基苯酚____________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____________。 (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____________，培养液中对硝基苯酚相对含量____________。 (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________________________________。 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1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，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2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2中，Ⅰ组为“栅藻＋光照”，对硝基苯酚含量为40 mg·L－1；分析图1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2可知，栅藻不能吸收利用对硝基苯酚，培养液中对硝基苯酚相对含量基本不变。(4)由Ⅲ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。 答案：(1)叶绿体　抑制　(2)氧气　(3)升高　基本不变　(4)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 学科网（北京）股份有限公司 $