专题三 三、考点一 光合色素及光合作用的过程-【创新教程】2022-2026五年高考生物真题分类特训试卷

三、光合作用与细胞呼吸 考点一光合色素及光合作用的过程 一、选择题 1.(不定项)(2026·黑吉辽蒙卷，16)玉米籽粒形成过程中，磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶2 (PEPCK2)催化的反应如下图。下列叙述正确的是 ( ) 淀粉 CO 叶天冬氨酸， ·草酰乙酸 片 精氨酸 PEPCK2 ATP ADP 亮氨酸 缬氨酸 →蛋白质 丙氨酸 A.过程①在线粒体基质中进行 B.PEPCK2不能为草酰乙酸转化为PEP提供能量 C.PEPCK2不能催化其他来源的草酰乙酸转化为PEP D.PEPCK2活性提高可促进籽粒中淀粉与蛋白质的积累 二、非选择题 2.（2026·安徽卷，16)为探究钾对番茄光合作用的影响，研究人员测定了番茄的缺钾处理植株 (LK)和正常培养植株(CK)在光照一遮阴一光照(1500一50一1500umol·m2·s1)条件下 的相关指标，结果见图1。 光照强度/（μmolm2·s) 光照强度（μmol·m2s) 15001 50 5001 15001 50 15001 30 0.6 00000000 0.5 20 15 04 p000000000 10 30.3 p000000-000 -oCK 0.2 -oCK 0 ◆LK F0.1 ◆LK -5 051015202530354045 0.0 051015202530354045 时间/min 时间/min 图1 说明：气孔导度越大，气孔开放程度越大。 回答下列问题。 (1)叶肉细胞间隙中的CO,扩散至CO,固定位点至少需要跨 层生物膜。 (2)据图1分析，在遮阴条件下，CK与LK净光合速率曲线重合，限制净光合速率的最主要因 素是 。在遮阴一光照转换初期，缺钾对番茄叶片气孔开闭的影响是 (3)研究发现，叶片钾含量与编码碳酸酐酶（催化CO,与HCO,之间的可逆反应）和RuBP羧 化酶（催化CO,固定）基因的相对表达量均呈正相关。据此解释缺钾影响番茄光合作用的机 制： 16 (4)在光照(0~2min)和黑暗(2~5min)条件下，叶绿体中3-磷酸甘油酸(PGA)和被还原的 C,(TP)相对含量变化如图2.5~8min恢复光照，PGA相对含量的变化趋势是 原因是 光照 黑暗 光照 5 -PGA 3 时间/min 图2 3.(2026·陕晋青宁卷，17)捕光复合体是叶绿体中捕获光能的关键结构，由光合色素和叶绿素结 合蛋白(LHCP)组成，L蛋白与S蛋白等共同参与LHCP向类囊体膜的转运，L蛋白还参与叶 绿素合成的调控，相关过程如图(a)。回答下列问题。 中向物】 完整叶绿体结构1结构2 叶绿体基质 L蛋白 叶绿素 HCI 注：条带宽窄表示目标蛋白含量多少 合成前体L蛋白 图b) 中间物2 类囊体 蛋日 甲 捕光复合体 丙 叶绿体 囊体基质 正常绿色失绿严重失绿 图(a) 图(c) (1)用纸层析法分离野生型(WT)和L基因缺失突变体()植株的叶绿体色素，滤纸条均出现4 条色素带。组自上而下第三条带对应的色素是 ；与WT相比，该条带的颜色深浅变 化是 。相较于WT植株，l植株叶绿体内中间物1含量 ,1植株叶片暗反应 中C,的 反应过程会受影响。 (2)通过抗原一抗体杂交反应检测WT植株叶绿体基质和类囊体中L蛋白的量，结果如图(b) 所示，结构2是 (3)WT、l及s(S基因缺失突变体)植株的表型如图(c)所示，其中l对应的是 (填“甲” “乙”或“丙”)，与WT相比，两突变体表型差异产生的原因是 (4)为进一步验证L蛋白的功能，应在WT、1两种实验材料基础上，再补充两组不同的实验材 料，分别为 4.(2025·陕晋青宁卷，17)叶绿体中R酶既能催化C02固定，也能催化C与O,反应，C0,和O,两 种底物竞争R酶同一活性位点；线粒体中G酶参与催化甘氨酸转化为丝氨酸，如图()。为探 究保卫细胞中G酶对植物光合作用的影响，研究者以野生型植株W为参照，构建了G酶表达 量仅在保卫细胞中增加的植株S,实验结果如图(b)。回答下列问题。 17 02 02 C02 叶绿体 保卫细胞 C 0 |C0 植株S C02 R酶 02 C3+C2 2C3 植株W 02 甘氨酸 过氧化 气孔 500 1000 物酶体 细 C02 光照强度（μmol·m2s 02 G酶C02 植株S C02 甘氨酸 →丝氨酸 可溶性 型 0.4 线粒体 糖等溶质 0.2 植株W 02 叶肉 0 CO 细胞 500 1000 光照强度（μmol·m2·s) 图(a) 图(b) (1)R酶催化CO2固定的场所是叶绿体的 ,产物C3在光反应生成的 参与下合成糖类等有机物。 (2)植物保卫细胞吸水，气孔开度增大。由图()(b)可知，相同光照条件下植株S保卫细胞中 G酶表达量提高，叶片的净光合速率高于植株W,原因是 (3)保持环境中CO2浓度不变，当O,浓度从21%升高到40%时，植株S的净光合速率 (填 “增大”或“减小”)；相较于植株W,植株S的净光合速率变化幅度 (填“大”“小”或“无 法判断”)。 (4)若需确认保卫细胞中G酶对叶片净光合速率的影响，还需补充一个实验组。写出实验思路 及预期结果： 5.(2025·江苏卷，21)科研人员从植物叶绿体中分离类囊体，构建含类囊体的人工细胞，并探究 光照等因素对人工细胞功能的影响。请回答下列问题。 (1)细胞破碎后，在适宜温度下用低渗溶液处理，涨破 膜，获得类体悬液。经离心分离 获得类囊体，为保持其活性、需加入 溶液重新悬浮，并保存备用。 (2)类囊体浓度用单位体积类囊体悬液中叶绿素的含量表示。吸取5l类囊体悬液溶于995l的 溶液中，混匀后，测定出叶绿素浓度为3g/ml,则类囊体的浓度为 ug/ml。 (3)为检测类囊体活性，实验前需对类囊体进行多次洗涤，目的是消除类囊体悬液中原有光反 应产物对后续实验结果的影响，这些产物主要有 (4)已知荧光素PY的强弱与pH大小正相关。图示具有光反应活性的 光照 人工细胞，在适宜光照下，荧光强度 (填“变强”“不变”或“变 弱”)，说明类囊体膜具有的功能有 类囊体 (5)在光反应研究的基础上，利用人工细胞开展类似碳反应生成糖类的 荧光素PY 实验研究，理论上还需要的物质有 (2分)。 18 6.(2024·河北卷，19)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。 白膜 40 蓝膜 绿膜 覆膜处理 叶绿素含量(mg/g) 类胡萝卜素含量(mg/g) 30 白膜 1.67 0.71 蓝膜 2.20 0.90 绿膜 1.74 0.65 紫外光 蓝光 绿光 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) 7.(2024·山东卷，21(1)从开花至籽粒成熟，小麦叶片逐渐变黄。与野生型相比，某突变体叶片 变黄的速度慢，籽粒淀粉含量低。研究发现，该突变体内细胞分裂素合成异常，进而影响了类 囊体膜蛋白稳定性和蔗糖转化酶活性，而呼吸代谢不受影响。类囊体膜蛋白稳定性和蔗糖转 化酶活性检测结果如图所示，开花14天后植株的胞间CO2浓度和气孔导度如表所示，其中 LOⅴ为细胞分裂素合成抑制剂，KT为细胞分裂素类植物生长调节剂，气孔导度表示气孔张开 的程度。已知蔗糖转化酶催化蔗糖分解为单糖。 未处理 检测指标 植株 14天 21天 28天 ☐+Lov +Lov+KT 胞间CO2浓度 野生型 140 151 270 (umol CO,mol) 突变体 110 140 205 气孔导度 野生型 125 95 41 ①②③ ①②③ 野生型 突变体 (mol H2O m-2s-1) 突变体 140 112 78 (1)光反应在类囊体上进行，生成可供暗反应利用的物质有 结合细胞分裂素的作 用，据图分析，与野生型相比，开花后突变体叶片变黄的速度慢的原因是 19 8.（2023·山东，21)当植物吸收的光能过多时，过剩的光能会对光反应 --突变体 阶段的PSⅡ复合体(PSⅡ)造成损伤，使PSⅡ活性降低，进而导致光 野生型 合作用强度减弱。细胞可通过非光化学淬灭(NPQ)将过剩的光能 耗散，减少多余光能对PSⅡ的损伤。已知拟南芥的H蛋白有2个功 黑暗 强光照射黑暗 能：①修复损伤的PSⅡ；②参与NPQ的调节。科研人员以拟南芥的 野生型和H基因缺失突变体为材料进行了相关实验，结果如图所示。实验中强光照射时对野 生型和突变体光照的强度相同，且强光对二者的PSⅡ均造成了损伤。 (1)该实验的自变量为 。该实验的无关变量中，影响光合作用强度的主要环 境因素有 (答出2个因素即可) (2)根据本实验， (填“能”或“不能”)比较出强光照射下突变体与野生型的PSⅡ活性 强弱，理由是 (3)据图分析，与野生型相比，强光照射下突变体中流向光合作用的能量 (填“多”或 “少”)。若测得突变体的暗反应强度高于野生型，根据本实验推测，原因是 9.(2023·湖南，17)如图是水稻和玉米的光合作用暗反应示意图。卡尔文循环的Rubisco酶对 CO2的Km为450amol·L1(Km越小，酶对底物的亲和力越大)，该酶既可催化RuBP与CO, 反应，进行卡尔文循环，又可催化RuBP与O2反应，进行光呼吸（绿色植物在光照下消耗O2并 释放CO,的反应)。该酶的酶促反应方向受CO,和O,相对浓度的影响。与水稻相比，玉米叶 肉细胞紧密围绕维管束鞘，其中叶肉细胞叶绿体是水光解的主要场所，维管束鞘细胞的叶绿体 主要与ATP生成有关。玉米的暗反应先在叶肉细胞中利用PEPC酶(PEPC对CO,的Km为 7ol·L1)催化磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)与CO,反应生成C4,固定产物C4转运到维管束 鞘细胞后释放CO2,再进行卡尔文循环。回答下列问题： 水稻 CO, 叶肉细胞 光呼吸 玉米 C0, 续tO0R 维管束鞘细胞 叶肉细胞 RuBP C4← PEPC ADP 卡尔文 PEP 循环(3-磷酸甘油酸) ∠NADPH C02C3 ATP C ATP PEP 3-磷酸甘油醛)NADP AM正 ADP+Pi MATP (CH,O) (1)玉米的卡尔文循环中第一个光合还原产物是 (填具体名称)，该产物跨叶绿体膜转 运到细胞质基质合成 (填“葡萄糖”“蔗糖”或“淀粉”)后，再通过 长距离运输 到其他组织器官。 (2)在干旱、高光照强度环境下，玉米的光合作用强度 (填“高于”或“低于”)水稻。从 光合作用机制及其调控分析，原因是 (答出三点即可)。 (3)某研究将蓝细菌的CO2浓缩机制导入水稻，水稻叶绿体中CO,浓度大幅提升，其他生理代 谢不受影响，但在光饱和条件下水稻的光合作用强度无明显变化。其原因可能是 (答出三点即可)。 20延长酶与污渍的接触时间，提高催化效率，B正确；一定 范围内，减少用水量会提高酶的浓度，从而加快反应速 率，C正确；酶活性的发挥需要适宜温度，高温会破坏其 空间结构导致酶活性下降，故勿使用60℃以上热水，D 正确。 2.D酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝 大多数酶是蛋白质，少数是RNA,具有高效性、专一性和 作用条件温和。Fe3+催化H2O2的分解，Fe3+是无机催 化剂，不是酶，A错误；O2通过自由扩散进入细胞，这是 一种筒单的物质跨膜运输方式，不涉及酶的催化作用，B 错误；PCR过程中DNA双链的解旋是通过高温实现的， 不需要酶来解旋（在生物体内DNA解旋需要解旋酶），C 错误；植物体细胞杂交前细胞壁的去除，需要用纤维素 酶和果胶酶将细胞壁分解，涉及酶的催化作用，D正确。 3.B浑浊的滤液为变性的蛋白质液体，滤液变澄清的时 间与该蛋白酶活性呈负相关，即蛋白酶活性越强，蛋白 质水解越快，澄清时间越短，A错误；组3滤液变澄清时 间最短，说明酶活性最高，酶促反应速率最快，B正确；若 实验温度为52℃，可能酶活性大于第3、4组，时间可能 小于4min,C错误；组5蛋白酶已经失活，实验后再将组 5放置在57℃，滤液也不会澄清，D错误。 4.C丙组步骤②应加入2L淀粉酶溶液，而非蔗糖酶溶 液。验证淀粉酶专一性需保持酶相同而底物不同，若加 入蔗糖酶则无法证明淀粉酶的作用特性，A错误；第一 次60℃水浴是为酶提供最适温度以催化反应，第二次 水浴是斐林试剂与还原糖反应的条件，B错误；乙组（淀 粉十蒸馏水)未加酶，若未显色说明淀粉本身不含还原 糖，若显色则可能底物被污染或分解，因此乙组结果可 用于判断淀粉是否含还原糖，C正确；甲组（淀粉十淀粉 酶)水解产物为葡萄糖（还原糖），与斐林试剂在水浴条 件下呈砖红色；丙组（蔗糖十淀粉酶）无水解产物，故丙 组出现蓝色，D错误。 5.B耐高温的DNA聚合酶的本质是蛋白质，基本单位为 氨基酸，A错误；耐高温DNA聚合酶在细胞内的DNA 复制和体外的PCR反应中均能发挥作用，B正确；缺少 引物和缓冲液时反应无法启动，C错误；高温保存会破坏 酶活性，需低温保存，D错误 6.D作为生物催化剂，酶的作用底物可以是无机物，A错 误；应在低温和最适DH条件下保存酶，B错误；醋酸杆 菌为原核生物，无线粒体，C错误；牛、羊等草食类动物的 肠道中含有能产生纤维素酶的微生物，能将纤维素分解 成葡萄糖，供草食类动物吸收，因此，从成年牛、羊等草 食类动物的肠道内容物中可获得纤维素酶，D正确。 7.C酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物，大多 数酶是蛋白质，少数酶是RNA;酶的特性：专一性、高效 性、作用条件温和；酶促反应的原理：酶能降低化学反应 所需的活化能。A.H2O2分解产物是H2O和O2,其中 O2属于气体，会导致压强改变，A正确；B.据表分析可 知，甲中溶液是酶或无机催化剂等，乙中是底物，应从甲 中溶液与乙中溶液混合时开始计时，B正确；C.三组中 的H2O2溶液均为2L,则最终产生的相对压强应相 同，据表可知，250s之前(200s)I组反应已结束，但Ⅱ 组和Ⅲ组压强仍未达到I组的终止压强10.0，故250s 时Ⅱ组和Ⅲ组反应仍在进行，C错误；D.酶的高效性是 指与无机催化剂相比，酶降低化学反应活化能的作用更 显著，对比I、Ⅱ组可知，在相同时间内I组（含过氧化 氢酶)相对压强变化更快，说明酶的催化作用具有高效 性，D正确。 考点二 探究影响酶活性的条件 1.C本题考查基因表达与性状的关系等知识，意在考查 考生的分析推理能力。ALDH2基因某突变会使 ALDH2活性下降或丧失，使乙醛不能正常转化成乙酸， 导致乙醛积累危害机体，东亚人群中ALDH2基因发生 该种突变的频率较高，故与高加索人群相比，东亚人群 饮酒后面临的风险更高，A叙述正确；头孢类药物能抑 制ALDH2的活性，使乙醛不能正常转化成乙酸，导致乙 醛积累危害机体，故患者在服用头孢类药物期间应避免 摄入含酒精的药物或食物，B叙述正确；ALDH2基因突 变人群对酒精耐受性下降，表明基因通过控制酶的合成 来控制代谢过程，进而控制生物体的性状，C叙述错误； 目前可以通过微胶囊技术包裹酶形成酶制剂，使其不被 17 胃蛋白酶消化，故饮酒前口服ALDH2酶制剂能加速乙 醛分解为乙酸，预防酒精中毒，D叙述正确。 2.C酶是活细胞产生的具有生物催化能力的有机物，大 多数是蛋白质，少数是RNA。酶的特性：高效性、专一性 以及作用条件温和的特性。A.红茶制作时揉捻能破坏 细胞结构，使其释放的多酚氧化酶与茶多酚接触，A正 确；B.发酵过程的实质就是酶促反应过程，需要将温度 设置在酶的最适温度下，使多酚氧化酶保持最大活性， 才能获得更多的茶黄素，B正确；C,酶的作用条件较温 和，发酵时有机酸含量增加会降低多酚氧化酶的活性， C错误；D.高温条件会使多酚氧化酶的空间结构被破坏 而失活，以防止过度氧化影响茶品质，D正确。 3.CA.第①组中，酶P在低浓度Mg2+条件，有产物生 成，说明酶P在该条件下具有催化活性，A错误；BD.第 ③组和第⑤组对照，无关变量是底物和蛋白质组分，自 变量是Mg2+浓度，无论是高浓度Mg2+条件下还是低浓 度Mg2+条件下，两组均没有产物生成，说明蛋白质组分 无催化活性，B、D错误；C.第②组和第④组对照，无关变 量是底物和RNA组分，自变量是Mg2+浓度，第④组在 高浓度Mg2+条件下有产物生成，第②组在低浓度Mg2+ 条件下，没有产物生成，说明在高浓度Mg2条件下 RNA组分具有催化活性，C正确。 考点三ATP 1.D肌肉收缩通过肌球蛋白与肌动蛋白相互作用，需要 ATP水解供能，A不符合题意；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),B不符合 题意；ATP为主动运输供能时载体蛋白空间结构发生变 化，Ca2+载体蛋白磷酸需ATP水解提供磷酸基团和能 量，C不符合题意；水的光解发生在光反应阶段，由光能 驱动，不消耗ATP,反而生成ATP,D符合题意。 2.C ATP为直接能源物质，Y位磷酸基团脱离ATP形成 ADP的过程释放能量，可为离子主动运输提供能量，A 正确；ATP分子水解两个高能磷酸键后，得到RNA的基 本单位之 一腺嘌呤核糖核苷酸，故用α位32P标记 的ATP可以合成带有32P的RNA,B正确；ATP可在细 胞核中发挥作用，如为rRNA合成提供能量，故B和Y位 磷酸基团之间的高能磷酸键能在细胞核中断裂，C错误； 光合作用光反应，可将光能转化为活跃的化学能储存于 ATP的高能磷酸键中，故光合作用可将光能转化为化学 能储存于阝和Y位磷酸基团之间的高能磷酸键，D正确。 三、光合作用与细胞呼吸 考点一 光合色素及光合作用的过程 1.BD过程①是PEP转化为糖、氨基酸，进一步合成淀粉 和蛋白质，该过程发生在细胞质基质，线粒体基质是有 氧呼吸第二阶段（分解有机物）的场所，不会发生合成淀 粉、蛋白质的过程，A错误；PEPCK2是酶，酶的作用是 降低化学反应的活化能，不能为反应提供能量，该反应 的能量由ATP水解提供，B正确；酶的专一性是针对底 物的结构，而非底物的来源，只要底物是草酰乙酸，PEP CK2就可以催化其转化为PEP,C错误：PEPCK2活性 提高可促进草酰乙酸的转化，促进籽粒中淀粉与蛋白质 的积累，D正确。 2.解析：(1)叶肉细胞间隙中的CO2扩散至CO2固定位，点 (叶绿体基质)，需穿过细胞膜、叶绿体外膜、叶绿体内 膜，共3层生物膜。 (2)遮阴条件下，光照强度低，光反应产生的ATP和 NADPH不足，很制了净光合速率；遮阴一光照转换初 期，IK组（缺钾）的气孔导度低于CK组，说明缺钾会延 缓气孔导度的恢复（抑制气孔开放）。 (3)叶片钾含量与碳酸酐酶和RUBP羧化酶基因的表达 量呈正相关，缺钾时，这两种酶的表达量降低：碳酸酐酶 可促进CO2与HCO3的转化，提高CO2的利用效率； RuBP羧化酶催化CO2的固定，其含量降低会直接影响 暗反应速率，进而降低光合速率 (4)恢复光照后，光反应速率加快，产生的ATP和NAD PH增多，C3的还原速率加快，PGA(C3)含量快速下降： 随着暗反应的进行，C3的生成速率(CO2固定)与还原速 率逐渐达到平衡，PGA含量趋于稳定 答案：(1)3 (2)光照强度；缺钾会延缓气孔导度的恢复（或抑制气孔 开放) (3)缺钾会降低碳酸酐酶和RuBP羧化酶基因的表达量， 导致CO,的固定和转化效率降低，进而降低光合速率 (4)先快速下降，后逐渐稳定；光照恢复后，光反应产生 的ATP和NADPH增多，C3的还原加快，PGA(C3)含 量下降，当C的还原速率与生成速率达到平衡时，含量 趋于稳定 3.解析：(1)叶绿体色素分离实验中，滤纸条自上而下四条 色素带依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b,所 以第三条带对应的色素是叶绿素a。因为L基因缺失突 变体缺乏L蛋白，而L蛋白参与叶绿素合成调控，所以1 组叶绿素合成减少，自上而下第三条带（叶绿素）颜色 变浅。由于L蛋白参与叶绿素合成，1植株叶绿素合成 受阻，中间物1转化为中间物2减少，所以中间物1含量 增加。叶绿素是光反应中吸收、转化光能的重要色素， 叶绿素减少会使光反应产生的ATP和NADPH减少， 进而影响暗反应中C3的还原过程。 (2)图(b)中，完整叶绿体的L蛋白含量最多，结构1次 之，结构2不含，结合图()中L蛋白存在于叶绿体基质， 与S蛋白等共同参与LHCP向类囊体膜的转运，因此结 构1是叶绿体基质，结构2是类囊体」 (3)I是I基因缺失突变体，I蛋白参与叶绿素合成调 控，所以1植株叶绿素合成受影响更显著，表型为严重失 绿，对应图(c)中的丙。L蛋白与S蛋白等共同参与 LHCP向类囊体膜的转运，L蛋白还参与叶绿素合成的 调控，所以与WT相比，两突变体表型差异产生的原因 是L蛋白兼具调控叶绿素合成与协助LHCP转运的双 重功能，而S蛋白仅参与LHCP的转运 (4)为进一步验证L蛋白的功能，自变量是L蛋白的有 无，需要补充突变体中转入正常的L基因表达载体，让 其重新表达L蛋白，另一组向突变体中转入不含L基因 的空表达载体，排除载体本身对实验的干扰。 答案：(1)叶绿素a变浅增多还原 (2)类囊体(3)丙L蛋白兼具调控叶绿素合成与协 助LHCP转运的双重功能，而S蛋白仅参与LHCP的 转运 (4)突变体中转人正常的L基因表达载体，让其重新表 达L蛋白；向突变体中转入不含L基因的空表达载体 4.解析：(1)光合作用暗反应的场所是叶绿体基质，物质变 化主要包括CO。的固定和C?的还原，故R酶催化CO, 固定的场所是叶绿体基质，暗反应中C?转化成糖类的 过程需要光反应生成的ATP和NADPH的参与。 (2)由图(a)可知，植株S保卫细胞中G酶表达量提高， 可促进保卫细胞中HCO;和可溶性糖等溶质含量增加， 细胞渗透压增大，保卫细胞吸水膨胀，气孔开度增大 由图(b)可知，相同光照条件下，植株S的气孔开度大于 植株W,CO2供应充足，有利于光合作用的进行，提高净 光合速率， (3)保持环境中CO2浓度不变，当O,浓度从21%升高 到40%时，有利于R酶催化C与O2反应，不利于暗反 应进行，植物光合作用受到抑制，故植株S的净光合速 率会减小。与植株W相比，植株S保卫细胞中G酶的 表达量高，有利于CO,的生成（甘氨酸→丝氨酸十CO,) 和吸收（气孔开度更大），CO2是光合作用的原料，故环 境中CO,浓度不变，O2浓度提高时，植株S的净光合速 率变化幅度小。 (4)本实验的目的是确认保卫细胞中G酶对叶片净光合速 率的影响，由此可知自变量是G酶的有无或多少，因变量是 叶片净光合速率的大小，实验思路及预期结果见答案。 答案：(1)基质ATP和NADPH(2)植株S保卫细胞 中G酶表达量提高，使更多甘氨酸转化为丝氨酸和 CO2,从而使保卫细胞细胞质中HCO,和可溶性糖等溶 质增加，渗透压增大，细胞吸水，气孔开度增大，CO2吸 收量增加，净光合速率增大 (3)减小小 (4)构建G酶表达量减少的植株（或敲除G酶基因或用 G酶抑制剂处理)，其他条件与对照组（植株W)相同，培 养一段时间后检测两组叶片净光合速率：预期结果为实 验组净光合速率低于对照组 5.解析：(1)类囊体位于叶绿体内，故细胞破碎后，在适宜 温度下用低渗溶液处理，涨破叶绿体内外膜，获得类囊 体悬液。经离心分离获得类囊体，为保持其活性，保持类 囊体的渗透压，需加入等渗溶液重新悬浮，并保存备用。 17 (2)类囊体浓度用单位体积类囊体悬液中叶绿素的含量 表示。由于叶绿素溶解在有机溶剂，故吸取5l类囊体悬 液溶于995的有机溶剂溶液中，稀释200倍，混匀后，测定出 叶绿素浓度为3ug/ml,则类囊体的浓度为600ug/ml。 (3)光反应产物有O2、NADPH和ATP。 (4)已知荧光素PY的强弱与pH大小正相关。图示具 有光反应活性的人工细胞，类囊体膜进行类囊体膜上分 布着光合色素（如叶绿素），在适宜光照下，这些色素能 够捕捉光能并将其转化为化学能。在类囊体膜上裂解 水分子，产生氧气、质子(H+)和电子，其中氧气释放到 胞外，质子在类囊体腔内累积形成pH梯度，pH降低，荧 光强度变弱。 (5)要进行暗反应，需要原料CO2、Cs 答案：(1)叶绿体等渗(2)有机溶剂600 (3)ATP、NADPH (4)变弱吸收（和转化）光能、裂解水分子 (5)C02、 Cs、ATP等 6.解析：(1)位于叶绿体类囊体薄膜上的光合色素主要吸 收红光和蓝紫光。光反应产生的NADPH和ATP参与 暗反应的C3还原过程，使C3转化为(CH2O)和C5。分 析图形，蓝膜与绿膜对紫外光的透过率低于白膜，减弱 了紫外光对幼苗的辐射。 (2)无水乙醇可作为提取光合色素的试剂。类胡萝卜素 和叶绿素都能吸收蓝紫光，而叶绿素还能吸收红光，因 此测定叶绿素含量时应选择红光，以避免类胡萝卜素对 实验的千扰。 (3)分析表格，蓝膜覆盖下藏川杨幼苗的叶绿素含量和 类胡萝卜素含量均高于白膜和绿膜，光合色素含量高， 吸收的光能较多，藏川杨幼苗的光合速率较强。分析柱 形图，蓝膜覆盖下蓝光透过率高于白膜和绿膜，有利于 植物进行光合作用；蓝膜覆盖下紫外光的透过率低于白 膜和绿膜，减弱了对幼苗的伤害，有利于幼苗生长。故 覆盖蓝膜更有利于藏川杨幼苗在高原环境的生长。 答案：(1)蓝类囊体薄膜 (CH2O)(或糖类)Cs 海 外光 (2)无水乙醇叶绿素和类胡萝卜素都能吸收蓝紫光 选择红光可以避免类胡萝卜素对实验的干扰(3)蓝膜 覆盖下蓝光透过率高于白膜和绿膜，有利于藏川杨幼苗 进行光合作用；蓝膜覆盖下叶绿素含量和类胡萝卜素的 含量均高于白膜和绿膜，藏川杨幼苗光合速率较强；蓝 膜覆盖下紫外光的透过率低于白膜和绿膜，减弱了对幼 苗的伤害（答出两点） 7.解析：(I)光反应产生的ATP和NADPH可用于暗反应 C3的还原。对比野生型和突变型不同条件下类囊体膜 蛋白稳定性可知，不同条件下突变型类囊体膜蛋白稳定 性均高于野生型，可能是突变型细胞分裂素合成增加， 使类囊体膜蛋白稳定性增强，而细胞分裂素可促进叶绿 素的合成，故与野生型相比，开花后突变体叶片变黄的 速度慢。 答案：(1)ATP、NADPH突变体细胞分裂素合成更多， 而细胞分裂素能促进叶绿素的合成 8.解析：光合作用过程： (1)光反应场所在叶绿体类囊体薄膜，发生水的光解、 ATP和NADPH的生成； (2)暗反应场所在叶绿体的基质，发生CO2的固定和C3 的还原，消耗ATP和NADPH。 (1)据题意拟南芥的野生型和H基因缺失突变体为材料 进行了相关实验，结合题图分析实验的自变量有拟南芥 种类和光照强度；影响光合作用强度的主要环境因素有 CO,浓度、温度、水分等。 (2)据图分析，强光照射下突变体的NPQ/相对值比野生 型的NPQ/相对值高，能减少强光对PSⅡ复合体造成损 伤。但是野生型含有H蛋白，能对损伤后的PSⅡ进行 修复，故不能确定强光照射下突变体与野生型的PSⅡ活 性强弱。 (3)据图分析，强光照射下突变体中NPQ/相对值较高， 而NPQ能将过剩的光能耗散，从而使流向光合作用的 能量减少；突变体的NPQ强度大，能够减少强光对PSⅡ 的损伤且减少作用大于野生型H蛋白的修复作用，这样 导致突变体的PSⅡ活性高，能为暗反应提供较多的 NADPH和ATP促进暗反应进行，因此突变体的暗反应 强度高于野生型。 答案：(1)拟南芥种类、光照强度CO2浓度、温度 (2)不能强光照射下突变体的NPQ/相对值比野生型 的NPQ/相对值高，能减少强光对PSⅡ复合体造成损 伤。但是野生型含有H蛋白，能对损伤后的PSⅡ进行 修复，故不能确定强光照射下突变体与野生型的PSⅡ活 性强弱 (3)少 突变体的PQ强度大，能够减少强光对PSⅡ的 损伤 9.解析：本题考查光合作用的相关知识，意在考查考生的 理解能力和综合应用能力。 (1)玉米的光合作用过程与水稻相比，虽然CO。的来源不 同，但其卡尔文循环的过程是相同的，结合水稻的卡尔文循 环图解，可以看出CO,固定的直接产物是3一磷酸甘油酸， 然后直接被还原成3一磷酸甘油醛。3一磷酸甘油醛在叶绿 体中被转化成淀粉，在叶绿体外被转化成蔗糖，蔗糖是植物 长距离运输的主要糖类，通过维管组织运输。 (2)千旱、高光强时会导致植物气孔关闭，吸收的CO2减 少，而玉米的PEPC酶与CO2的亲和力高，可以利用低 浓度的CO2进行光合作用，同时抑制植物的光呼吸，且 玉米能将叶绿体内的光合产物通过维管组织及时转移 出细胞。 (3)将蓝细菌的CO2浓缩机制导入水稻叶肉细胞，只是 提高了叶肉细胞内的CO2浓度，而植物的光合作用强度 受到很多因素的影响；在光饱和条件下如果光合作用强 度没有明显提高，可能是水稻的酶活性达到最大，对 CO,的利用率不再提高，或是受到ATP和NADPH等 物质含量的限制，也可能是因为蓝细菌是原核生物，水 稻是真核生物，二者的光合作用机制有所不同。 答案：(1)3一磷酸甘油醛蔗糖维管组织(2)高于 高光照条件下玉米可以将光合产物及时转移；玉米的 PEPC酶对CO2的亲和力比水稻的Rubisco酶更高；玉 米能通过PEPC酶生成C4,使维管束鞘内的CO2浓度高 于外界环境，抑制玉米的光呼吸(3)酶的活性达到最 大，对CO2的利用率不再提高；受到ATP以及NADPH 等物质含量的限制；原核生物和真核生物光合作用机制 有所不同 考点二 光合作用的影响因素 1.C实验材料中台灯（调节光照强度）、冰块（调节温度）、 NaHCO3溶液（提供CO2),可探究光照强度、温度、CO2 浓度等环境因素，A正确；氧传感器直接检测○，释放 量，单位时间内O,释放量可反映净光合速率，B正确：冰 水使温度骤降，酶活性降低，光反应和暗反应速率均下 降，光合速率不会持续上升（实际下降），C错误；光照强 度与光源距离呈反比，调节台灯与烧杯距离可改变光照 强度，D正确。 2.C用打孔器打出叶圆片的目的是使其进行光合作用产 生氧气，依据单一变量原则，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，以模拟不同的光照强度，该实验都是 实验组，为对比实验，B正确；实际光合作用强度一净光 合作用强度十呼吸作用强度，用化学传感器监测光照时 O,浓度变化，只可计算出净光合作用强度，无法得知呼 吸强度，无法计算出实际光合作用强度，C错误；同一烧 杯中叶圆片浮起的快慢不同，说明光合作用强度不同， 可能与其接受的光照强度不同有关，D正确。 3.D温度能影响呼吸作用，主要是影响呼吸酶的活性， 般而言，在一定的温度范围内，呼吸强度随着温度的升 高而增强。A.高温使呼吸酶的活性增强，呼吸作用变 强，消耗大量养分，A正确；B.高温使气孔导度变小，光 合作用强度减弱，有机物合成减少，B正确；C,高温使作 物蒸腾作用增强，植物易失水发生萎蔫，C正确；D.高温 使作物叶绿素降解，光反应生成的NADPH和ATP减 少，D错误。 4.解析：(1)深绿色水稻突变体的叶绿素含量更高，因此单 位面积吸收的光能更多，光合速率更高。6：00一9：00光 照强度逐渐增强，同时气孔开放程度增大（吸收更多 CO2)、温度升高（光合酶活性增强），共同推动光合速率 持续上升。空气湿度较低时，水稻为减少蒸腾失水会关 闭部分气孔，导致CO2吸收量减少，暗反应速率降低，从 而光合速率下降 (2)唾液淀粉酶是分泌蛋白，在附着于内质网的核糖体 上合成。分泌蛋白需依次经粗面内质网进行初步加工 高尔基体进行进一步加工和包装，再通过囊泡运输分泌 17 到细胞外。胃液为强酸性环境，唾液淀粉酶的最适H 接近中性，在强酸条件下其空间结构被破坏，酶活性 丧失。 (3)小肠上皮细胞逆浓度梯度吸收葡萄糖，需要载体蛋 白和消耗能量，属于主动运输（主动转运）。氧气充足 时，肌细胞进行有氧呼吸，在细胞质基质（细胞溶胶）和 线粒体中产生ATP。适度有氧运动可动员体内储存的 脂肪分解供能，配合科学饮食能有效消耗脂肪，实现体 重管理。 答案：(1)多/大/高光照变强，气孔开放程度变大，温度 升高气孔开放程度小，吸收C○，少 (2)核糖体/附着型核糖体（粗面）内质网、高尔基体 强酸性/过酸/酸性过强/较低pH (3)主动转运/主动运输 细胞质基质/细胞溶胶、线粒 体脂肪/油脂（中的能量） 5,解析：(1)光合作用强度是指植物在单位时间内通过光 合作用制造糖类（产生O2、固定CO2)的数量。影响光合 作用强度的环境因素除C○2供应量、无机营养外，常见 的还有光照强度、温度、水分等。 (2)己知实验是在光饱和，点测定的，光照强度已经不再 是限制因素。H-OE气孔导度大福提升（气孔开放程度 大，外界CO2进入叶肉的通道更通畅)，但净光合速率提 升幅度远小于气孔导度增幅，说明此时气孔对C○2供应 的限制已大幅减弱，制约CO2供应量的主要环境因素是 温度：温度会影响暗反应相关酶的活性，进而限制叶肉 细胞对CO2的固定利用，相当于从反应端制约了C○2的 消耗与利用效率。质膜H+-ATP酶将H十系至膜外时， 需要载体蛋白协助并消耗ATP逆浓度梯度运输，该过 程属于主动运输，以此建立的H梯度可促进NH的 吸收。 (3)从物质代谢角度看，氮元素是叶绿素、光合酶、ATP NADPH等关键物质的组成成分，吸收更多氨元素可促 进叶绿素和光合酶的合成，提升对光能的捕获与暗反应 的催化效率；从能量供应角度看，氦参与呼吸酶等物质 的合成，能增强细胞呼吸强度，为光合作用提供更多 ATP,吸收更多的氨元素也能为光合作用提供更多的 NADPH。无机碳被固定生成的有机物，可为氨素转运 载体蛋白的合成提供碳骨架，增加载体数量，同时也能 促进细胞呼吸，为根系主动吸收氮元素提供更多能量， 从而提高HOE对氨元素的吸收速率。 答案：(1)植物在单位时间内通过光合作用制造糖类（产 生O2、固定CO2)的数量光照强度、温度、水分 (2)温度 主动运输 (3)物质代谢：氮是叶绿素（或光合作用相关酶）的组成 元素，更多氮可合成更多叶绿素/光合酶，提升光反应/ 暗反应速率；能量供应：氮参与呼吸酶合成，增强细胞呼 吸，产生更多ATP为光合作用供能 无机碳固定生成 的有机物可为氮素转运载体合成提供原料，增加载体数 量；光合产物促进呼吸作用产生更多ATP,为根系主动 吸收氨元素提供更多能量 6.解析：(1)叶绿体中吸收光能的光合色素只分布在类囊 体薄膜上；光反应将光能转化为活跃的化学能，储存在 ATP和NADPH中；暗反应最终将CO。转化为储存能 量的有机物（糖类）；水稻是真核植物，有氧呼吸第二阶 段在线粒体基质产生CO2,无氧呼吸在细胞质基质产生 CO2,因此产CO2的场所为细胞质基质和线粒体基质。 (2)固定CO。的速率代表总光合速率，总光合速率=净 光合速率十呼吸速率：表格中光照下CO2吸收速率是净 光合速率，黑暗下CO2释放速率是呼吸速率，计算得： 28℃总光合速率=22.52十3.26=25.78、34℃总光合 速率=23,41+4.56=27.97、38℃总光合速率=24.15+ 5.59=29.74,因此38℃时固定C02速率最高。 (3)高温干燥环境下，水稻蒸腾作用过强，为减少水分散 失，气孔会大量关闭，导致CO2吸收量减少，暗反应原料 不足，速率下降，最终整体光合速率降低。 答案：(1)类囊体薄膜活跃的化学能有机物（糖类） 细胞质基质和线粒体基质 (2)38水稻固定CO2的速率是总光合速率，总光合速 率=净光合速率（光照下CO2吸收速率）十呼吸速率（黑 暗下CO2释放速率)，计算得38℃时总光合速率为 29.74,为三组中最大