周练（四）光合作用-【高考领航】2027年高考生物总复习四测通关卷（A版）

**基本信息** 聚焦光合作用核心概念与实验探究，以结构与功能观为统领，构建“基础-实验-应用”逻辑链条，强化科学思维与探究实践能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基础概念|1-4题|概念辨析|叶绿体结构→色素功能→光合过程| |实验探究|3、6、8题|实验分析|经典实验→方法原理→误差分析| |影响因素|5、9-15题|曲线图表|环境因子→光合速率→农业应用|

周练(四)　光合作用 (时间：45分钟　满分：100分) 一、选择题：本题共9小题，每小题4分，共36分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1．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NADPH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 2．某兴趣小组以新鲜菠菜成熟叶作为材料进行“绿叶中色素的提取和分离”实验。将材料用清水清洗、沥干、切碎后加入丙酮—无水乙醇混合提取剂，同时加入少量碳酸钙(CaCO3)和二氧化硅(SiO2)进行浸提、研磨、过滤，过滤后采用纸层析法分离光合色素。下列叙述错误的是(　　) A．加入CaCO3能中和细胞液中的有机酸，防止色素被破坏 B．加入SiO2的作用是使研磨更充分，以利于光合色素的释放 C．光合色素的浸提等工序应在避光处进行，以防止色素被光解 D．采用纸层析法分离色素后，滤纸条上类胡萝卜素条带宽于叶绿素条带 3．下列是探索光合作用的有关实验，说法正确的是(　　) A．希尔反应中，离体的叶绿体在光照及其他适宜条件下释放了O2 B．鲁宾和卡门给植物提供H2O和C18O2，可判断O2是来自H2O C．卡尔文用14CO2追踪，未探明CO2中的C转化为有机物中C的过程 D．恩格尔曼用极细光束照射离体的叶绿体，好氧细菌集中于被光束照射部位 4．微体是由单层膜构成的细胞器，包括过氧化物酶体和乙醛酸循环体。过氧化物酶体含有丰富的酶类，主要是氧化酶、过氧化氢酶和过氧化物酶。乙醛酸循环体是一种植物细胞器，在发芽的种子能进行光合作用前存在，将脂肪转化为糖来提供能量。下列说法错误的是(　　) A．黑暗环境中的植物细胞也能产生氧气 B．油料作物种子萌发时，乙醛酸循环体比较活跃 C．黑暗环境中油料作物种子萌发过程中，干重一定下降 D．肝脏是重要的解毒器官，推测肝脏细胞中富含过氧化物酶体 5．在长期的农业生产和生活实践中，劳动人民积累了丰富的田间管理经验和生活经验，如间作(同一生长期内，在同一块田地上间隔种植两种作物)、套种(一年内在同一块田地上先后种植两种作物)和轮作(在不同年份将不同作物按一定顺序轮流种植于同一块田地上)等，通过这些农业管理方式，可以有效利用土地资源，提高农作物的产量和品质。下列相关叙述错误的是(　　) A．农业上采用轮作的方式可提高土壤中养分的利用率，减少病虫害发生 B．间作、套种都利用不同作物之间的互补效应来提高光能的利用率 C．“玉米带大豆，十年九不漏”，不同作物可通过间作提高产量 D．合理轮作、合理密植分别通过增加作物密度和调整种植顺序来提高产量 6．“半叶法”测定光合速率时，将对称叶片的一部分(A)遮光，另一部分(B)不做处理，设法阻止两部分之间的物质运输。适宜光照下4小时，在A、B截取等面积的叶片，烘干称重，分别记为a、b。下列叙述错误的是(　　) A．若用“半叶法”探究光合作用的产物是否为淀粉，则实验前需要对植物做饥饿处理 B．若要测定叶片的呼吸速率，需要在光照前截取同等面积的叶片烘干称重 C．选择叶片时需注意叶龄、着生部位、叶片对称性及受光条件等的一致性 D．分析实验数据可知，该叶片的净光合作用速率的数值为：(b－a)/4 7．下面示意图表示植物叶肉细胞内光合作用、呼吸作用中O的转移过程。下列相关叙述错误的是(　　) A．过程②③都有ATP生成 B．过程②⑤都要消耗NADPH C．过程①②都需在生物膜上进行 D．过程③可为过程②提供反应物 8．研究人员为探究适宜温度下CO2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，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．在本实验中，温度、NaHCO3浓度和光照都属于自变量 B．四组实验中，0.5% NaHCO3溶液中叶圆片光合速率最高 C．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 D．在较低温度条件下进行实验，各组叶圆片上浮所需时长均会缩短 9．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．光照强度小于b时，提高大田CO2浓度，CO2固定速率会增大 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．光照强度为a时，该植物的干重不会增加 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 二、选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有一个或多个选项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 10．研究人员用马铃薯新品种和原种的幼苗与幼根做实验。实验一：在相同条件下分别测定新品种与原种叶片在不同光照强度下的CO2吸收量和释放量，结果如图1；实验二：将新品种与原种生长状况、大小相同的幼根分别放入甲～丙三种不同浓度的蔗糖溶液中，数小时后测得重量变化如图2。下列相关描述错误的是(　　) 　　　　　　　图1　　　　　　　　　　　　　　图2 A．当光照强度持续在X时，新品种不易存活 B．Y点后限制原种光合速率增加的因素是光照强度 C．正常情况下，新品种比原种更适应盐碱环境 D．原种在与新品种细胞液等渗的完全培养液中不能正常生长 11．研究者发现某作物野生型的种子为黄色，纯合突变体种子为白色。正常光照下，纯合突变体叶片中叶绿体发育异常、类囊体消失。将野生型和纯合突变体种子在黑暗中萌发后转移到正常光和弱光(1 μmol·m-2·s-1)下培养一周，测定叶片叶绿素和类胡萝卜素含量，结果如表所示。下列叙述错误的是(　　) 对比 叶绿素相对含量 类胡萝卜素相对含量 正常光 弱光 正常光 弱光 野生型 18.0 3.0 9.1 2.3 突变型 0.3 2.9 0.1 0.1 A．可用层析液分离叶片中的叶绿素和类胡萝卜素 B．突变体中叶绿素合成酶缺失导致叶绿素无法合成 C．推测纯合突变体的形成与类胡萝卜素合成异常无关 D．正常光照条件下种植纯合突变体将无法获得种子 12．如图表示的是光照强度与光合作用强度之间关系的曲线，该曲线是实测植物的一片叶片在不同光照强度条件下的CO2吸收量和释放量的情况。下列叙述正确的是(　　) A．在a点植物产生CO2的场所是线粒体基质 B．a点植物产生ATP的细胞器只有线粒体 C．该植物长期在b点光照强度下将无法正常生长 D．限制c点的因素是光照强度、温度、CO2浓度 答 题 栏 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 三、非选择题：本题共3小题，共46分。 13．(17分)某同学将一种高等植物幼苗分为4组(a、b、c、d)，分别置于密闭装置中照光培养，a、b、c、d组的光照强度依次增大，实验过程中温度保持恒定。一段时间(t)后测定装置内O2浓度，结果如图所示，其中M为初始O2浓度，c、d组O2浓度相同。回答下列问题： (1)太阳光中的可见光由不同颜色的光组成，其中高等植物光合作用利用的光主要是____________，原因是_____________________。 (2)叶片叶绿素含量测定时，可先提取叶绿体色素，再进行测定。提取叶绿体色素时，选择95%的乙醇作为提取液的依据是______________________；研磨时加入CaCO3的作用是________________。 (3)光照t时间时，a组CO2浓度________(填“大于”“小于”或“等于”)b组。 (4)若延长光照时间c、d组O2浓度不再增加，则光照t时间时a、b、c中光合速率最大的是________组，判断依据是_________________________。 14．(13分)长果秤锤树是国家二级保护植物，对其光合特性的研究有助于保护该物种。科研人员以两年生长果秤锤树幼苗为材料，设置全光照(CK)、60%光照(L1)、40%光照(L2)、20%光照(L3)4种光照强度处理，研究光照对其光合作用的影响，部分结果如下表，请回答下列问题： 处理 最大净光合速率/ (μmol·m-2·s-1) 光饱和点/ (μmol·m-2·s-1) 光补偿点/ (μmol·m-2·s-1) CK 1.643 183.999 36.799 L1 1.713 289.601 22.400 L2 4.101 440.001 14.400 L3 7.490 828.800 7.200 (1)欲测定长果秤锤树幼苗叶片叶绿素含量，可用________提取叶片中的色素。光照过强会导致幼苗光反应系统受损，破坏____________(填结构名称)，导致捕获光能的能力下降。 (2)光补偿点是植物光合作用吸收的CO2与呼吸作用释放的CO2相等时的光照强度。L2和L3的光补偿点显著低于CK，表明在中度、重度遮阴下，长果秤锤树幼苗利用弱光的能力________(填“更强”或“更弱”)。 (3)L3的光饱和点显著高于CK，从光合作用的物质基础角度分析，原因可能是在弱光环境下，长果秤锤树幼苗通过____________________(答出1点即可)等方式提高对光的利用率，需要更高的光照强度才能达到光合饱和。在夏季，CK和L1处理下长果秤锤树幼苗叶片净光合速率日变化呈双峰曲线，出现光合“午休”现象，其原因是_____________________________。 15．(16分)将长势相同的黑藻均分为八等份，编为A、B两组，每组四等份。将A组分别放入装有400 mL自来水的4只烧杯中，放入光照培养箱中，控制光照强度分别为0 lux、1500 lux、3000 lux、4500 lux。将B组分别放入装有400 mL自来水且溶解有NaHCO3浓度依次为0、0.1%、0.5%、2%的4只烧杯中，放入光照培养箱中，控制光照强度为1500 lux。用溶解氧传感器检测两组烧杯中黑藻的放氧情况(单位：mg·L-1)，每2 min采集一次数据，连续采集10 min，实验结果如下图所示(忽略不同光照强度对水温的影响)： 　 　　A组实验结果　　　　　　　　　　B组实验结果 (1)黑藻叶肉细胞中的光合色素分布于叶绿体的类囊体薄膜上，光反应除了需要光合色素外，还需要的条件有________，光合色素可以吸收、传递、转换光能，并将转化的能量储存在_______________________________中。 (2)本实验中涉及的自变量有______________________。 (3)A组实验中，光照强度为4500 lux时，10 min内黑藻通过光合作用产生的氧气量大约为________mg(注：曲线上的点对应纵轴上的数值为整数)；光照强度为4500 lux时，8～10 min溶解氧量几乎没有发生变化，原因是__________________________。 (4)B组实验中NaHCO3浓度为2%的烧杯，溶解氧量几乎未发生变化，此时叶肉细胞的净光合速率________(填“小于0”“等于0”或“大于0”)。该烧杯中溶解氧量变化与其他三只烧杯明显不同，测定其产氧量较低，原因是___________________________。 学科网（北京）股份有限公司 $ 周练(四)　光合作用 1．D　只有叶绿素的合成才需要Mg2+和光照，A错误；水的光解是光反应过程，发生在叶绿体类囊体薄膜上，B错误；CO2的固定发生在暗反应过程中，场所为叶绿体基质，C错误；光合作用的产物——淀粉是在叶绿体基质中合成的，D正确。 2．D　类胡萝卜素含量少于叶绿素，采用纸层析法分离色素后，叶绿素的条带宽于类胡萝卜素的条带，D错误。 3．A　希尔将离体的叶绿体置于光照及其他适宜条件下释放出了氧气，A正确；鲁宾和卡门给植物提供H2O和C18O2，没有设置对照组，不能判断O2是来自提供的H2O，有可能来自其他含有O的物质，B错误；卡尔文用14CO2追踪，探明了光合作用中的CO2中的C转化为有机物中C的过程，C错误；恩格尔曼用极细光束照射的不是离体的叶绿体，D错误。 4．C　油料种子萌发时，脂肪转化为糖类需消耗氧，导致有机物总量增加(糖类氧含量高)，但呼吸作用持续消耗有机物，最终干重下降，在转化阶段干重可能短暂上升，C错误。 5．D　合理轮作通过调整种植顺序(不同年份作物轮换)维持土壤肥力，而合理密植是通过增加种植密度优化光能利用，两者的措施颠倒，D错误。 6．D　设开始时遮光和未遮光部分的干重相等，都为x，光照4小时后，遮光部分干重为a，未遮光部分干重为b。真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。净光合速率＝(b－x)÷4，呼吸速率＝(x－a)÷4，真正光合速率＝(b－a)/4，D错误。 7．B　过程②(有氧呼吸第三阶段，在线粒体内膜)、③(有氧呼吸第二阶段，在线粒体基质)都产生ATP，A正确；过程②消耗NADH(不是NADPH)，过程⑤(暗反应C3还原)消耗NADPH，B错误；过程①(光反应，类囊体薄膜)、②(有氧呼吸第三阶段，线粒体内膜)都在生物膜上进行，C正确；过程③(有氧呼吸第二阶段)产生的CO2是过程④(暗反应CO2固定)的反应物，D正确。 8．C　本实验是探究适宜温度下CO2对光合作用的影响，自变量为CO2浓度(NaHCO3溶液浓度)，温度和光照为无关变量，A错误；四组实验中，0.5% NaHCO3溶液中叶圆片上浮需要的时间最长，光合速率最小，B错误；当光合作用产生的氧气大于细胞呼吸消耗的氧气时，叶圆片上浮，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正确；若在较低温度条件下进行本实验，由于低温会使酶的活性降低，净光合速率可能降低，故各组叶圆片上浮所需时长均会延长，D错误。 9．A　光照强度小于b时，光照强度未达饱和的阶段，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(因为光照不足，光反应提供的ATP和NADPH有限，限制暗反应)；只有当光照强度饱和后，提高CO2浓度，CO2固定速率才会增大，A错误。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，生长速率逐渐增大，B正确。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，净光合速率＝光合速率－呼吸速率，此时净光合为0，干重不会增加，C正确。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，提供的ATP和NADPH减少，会使暗反应中CO2固定速率降低，D正确。 10．B　由图当光照强度持续在X时，新品种的净光合速率小于0，因此新品种不易存活，A正确；在光照强度为Y时，原种的净光合速率达到光饱和点，故Y点后限制原种光合速率增加的因素是CO2浓度、温度等，而光照强度不再是限制因素，B错误；分析图2可知，在丙浓度时，新品种质量增加，而原种保持不变，说明该浓度下新品种能吸水，在甲浓度下，新品种质量保持不变，而原种质量减小，说明该浓度下原种会失水，所以新品种比原种更适应盐碱环境，C正确；由C选项分析可知，新品种比原种的细胞液浓度大，原种在与新品种细胞液等渗的完全培养液中即甲浓度下，原种会失水，不能正常生长，D正确。 11．BC　叶绿素和类胡萝卜素在层析液中的溶解度不同，因此可用层析液分离叶片中的叶绿素和类胡萝卜素，A正确；由表格数据可知，突变体中有叶绿素的合成，B错误；与野生型相比，纯合突变体叶片中类胡萝卜素含量极低，且在正常光和弱光条件下均无变化，说明此纯合突变体的形成与类胡萝卜素合成异常有关，C错误；正常光照条件下，纯合突变体叶片中叶绿体发育异常、类囊体消失，叶绿素和类胡萝卜素的相对含量都极低，分别为0.3和0.1，说明纯合突变体的光合作用极弱，无法满足植株生长对有机物的需求，使得植株难以生长，因此正常光照条件下种植纯合突变体将无法获得种子，D正确。 12．ABC　题图a点只进行呼吸作用，没有进行光合作用，一般考虑叶片进行有氧呼吸，产生CO2的场所是线粒体基质，A正确；a点只进行呼吸作用，植物产生ATP的细胞器只有线粒体，B正确；b点为光补偿点，此时光合作用强度等于呼吸作用强度，植物长期在光补偿点下，白天没有有机物积累，晚上还要进行呼吸作用消耗有机物，所以无法正常生长，C正确；限制c点的因素是温度、CO2浓度等，没有光照强度，D错误。 13．解析：(1)光合色素可分为叶绿素和类胡萝卜素两大类，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，属于可见光。(2)提取叶绿体色素时，选择95%的乙醇作为提取液的依据是光合色素易溶于乙醇等有机溶剂；研磨时加入CaCO3的作用是避免色素被破坏。(3)植物会进行光合作用和呼吸作用，光合作用消耗CO2产生O2，呼吸作用消耗O2产生CO2。分析题图可知，光照t时间时，a组中的O2浓度小于b组，说明b组产生的O2更多，光合速率更大，消耗的CO2更多，即a组CO2浓度大于b组。(4)再延长光照时间，c和d组氧气的浓度不再增加，说明此时受CO2的影响，光合速率等于呼吸速率，由于温度保持恒定，所以a、b、c三组的呼吸速率都是一样的，a、c两组的光合速率都等于呼吸速率，说明a、c两组的光合速率都相等且都等于呼吸速率，而b组由于光照较弱，光照t时间内O2浓度增加且低于c组O2浓度，所以t时b组光合速率仍然大于呼吸速率。 答案：(1)红光和蓝紫光　光合色素可分为叶绿素和类胡萝卜素，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　(2)光合色素易溶于乙醇等有机溶剂　避免色素被破坏　(3)大于　(4)b　延长光照时长，c和d组氧气的浓度不再增加，说明此时受CO2的影响，光合速率等于呼吸速率，由于温度保持恒定，所以a、b、c三组的呼吸速率都是一样的，a、c两组的光合速率都等于呼吸速率，说明a、c两组的光合速率都相等且都等于呼吸速率，而b组由于光照较弱，光照t时间内O2浓度增加且低于c组O2浓度，所以t时b组光合速率仍然大于呼吸速率。 14．(1)无水乙醇　类囊体薄膜　(2)更强　(3)增加光合色素含量　中午光照过强，气孔关闭，二氧化碳吸收减少，光合速率下降 15．解析：(1)光反应的条件是：光照、光合色素和酶；在光反应中，吸收的光能转化为ATP、NADPH中的化学能。(2)不同功率的灯泡代表不同强度的光照，不同浓度的NaHCO3浓度代表不同浓度的CO2，故本实验实际上是探究光照强度和CO2对光合作用的影响，因此本实验中涉及的自变量有：光照强度、NaHCO3浓度以及横坐标时间。(3)光合作用产生氧气量表示总光合速率，总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率，无光照时黑藻只进行呼吸作用，10分钟内黑藻通过呼吸作用吸收了(4－2)mg/L×0.4 L＝0.8 mg的氧气，光照强度为4500 lux时，10分钟内氧气的释放量为(8－4)mg/L×0.4 L＝1.6 mg，故10分钟内黑藻通过光合作用产生的氧气量大约为0.8＋1.6＝2.4 mg；光照强度为4500 lux时，随植物光合作用进行，自来水中CO2浓度降低，植物光合速率下降，与呼吸速率大概相等，溶解氧量几乎不发生变化。(4)B组实验2%NaHCO3组的烧杯溶解氧量几乎未发生变化，说明植物净光合速率为0，而植物细胞除了进行光合作用的叶肉细胞外，还有一些只进行呼吸作用的细胞(如根尖分生区细胞)，所以此时叶肉细胞的净光合速率大于0。分析B组实验结果可知，在一定范围内，随着二氧化碳浓度的增大，光合作用增强，而2% NaHCO3浓度较高，使得外界溶液浓度较大，细胞吸水困难，水作为光合作用和呼吸作用的原料，水的减少使得光合作用和细胞呼吸强度均减弱，并且强度相等，即光合作用氧气产生量和呼吸作用氧气消耗量相等。 答案：(1)光照和酶　ATP、NADPH　(2)光照强度、NaHCO3浓度(或CO2浓度)、时间　(3)2.4　随着植物光合作用的持续进行，自来水中CO2浓度降低，植物光合速率下降，光合速率与呼吸速率大概相等，所以溶解氧量几乎不变　(4)大于0　NaHCO3浓度较高，植物吸水困难(或植物失水较多)，光合作用强度和呼吸作用强度均减弱，且氧气产生量和消耗量相等 学科网（北京）股份有限公司 $