第三章 第三节 光合作用与能量转化-【创新教程】2022-2026五年高考生物真题分类特训

第三节 光合作 ◆绿叶中色素的提取和分离 1.(2023·全国乙，2,6分)植物叶片中的色素对 植物的生长发育有重要作用。下列有关叶绿 体中色素的叙述，错误的是 ( A.氨元素和镁元素是构成叶绿素分子的重要 元素 B.叶绿素和类胡萝卜素存在于叶绿体中类囊 体的薄膜上 C.用不同波长的光照射类胡萝卜素溶液，其吸 收光谱在蓝紫光区有吸收峰 D.叶绿体中的色素在层析液中的溶解度越 高，随层析液在滤纸上扩散得越慢 2.(2026·陕晋青宁卷，17,10分)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IHCP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。 完整叶绿体结构1结构2 +中间物1 叶绿体基质 L蛋白 叶素 注：条带宽窄表示目标蛋白含量多少 合成前体L蛋白 图) 中物2等 类囊体 丙 米米 类质 叶绿体 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。1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C3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1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、l 两种实验材料基础上，再补充两组不同的实验 材料，分别为 21 第三章细胞的能量供应和利用 用与能量转化 3.(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。 口白膜 40 ■蓝膜 30 ☐绿膜 20 10 紫外光 蓝光 绿光 类胡萝 覆膜 叶绿素 卜素含量 处理 含量(mg/g) (mg/g) 白膜 1.67 0.71 蓝膜 2.20 0.90 绿膜 1.74 0.65 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) 最新真题分类特训·生物学 ◆光合作用的过程 4.(不定项)(2026·黑吉辽蒙卷，16,3分)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 用 草酰乙酸 粒 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 5.(2023·湖北，8,2分)植物光合作用的光反应 依赖类囊体膜上PSI和PSⅡ光复合体，PSⅡ 光复合体含有光合色素，能吸收光能，并分解 水。研究发现，PSⅡ光复合体上的蛋白质 LHCⅡ，通过与PSⅡ结合或分离来增强或减 弱对光能的捕获（如图所示）。LHCⅡ与PSⅡ 的分离依赖LHC蛋白激酶的催化。下列叙述 错误的是 … 强光」 类囊体膜HG川PsⅡLHC LHC II PSII LHC II 弱光 A.叶肉细胞内LHC蛋白激酶活性下降，PSⅡ 光复合体对光能的捕获增强 B.Mg2+含量减少会导致PSⅡ光复合体对光 能的捕获减弱 C.弱光下LHCⅡ与PSⅡ结合，不利于对光能 的捕获 D.PSⅡ光复合体分解水可以产生H+、电子 和02 6.(2025·陕晋青宁卷，17,10分)叶绿体中R酶 既能催化CO2固定，也能催化C与O2反应， CO2和O2两种底物竞争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(a)。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。 0 3 C02 叶绿体 保卫细胞 C02、 C02 R酶人 02 C3+C2 2C3 02 甘氨酸 过氧化 HCo; 气孔 物酶体 C02 保卫细胞 02 C02 C02 甘氨酸 酶公，丝氨酸 可溶性 线粒体 糖等溶质 02 叶肉 CO 细胞 CO 图(a) 植株S 植株W 500 1000 光照强度（μmol·m2·s) 植株S 0.4 0.2 植株W 0 500 1000 光照强度（μmol·m2·s 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 (a)(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O2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： 7.(2025·江苏卷，21,10分)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 g/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 光照 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 在适宜光照下，荧光 强度 (填“变 荧光素PY 强”“不变”或“变弱”)，说明类囊体膜具有的功 能有 (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实验研究，理论上还 需要的物质有 8.(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Iov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。己知蔗糖转化酶催化蔗 糖分解为单糖。 第三章细胞的能量供应和利用 口未处理 +Lov 2☑ +Lov+KT 小 ①②③ ①②③ 野生型 突变体 检测指标 植株 14天 21天 28天 胞间CO2浓度 野生型 140 151 270 (μnol CO2mol-1) 突变体 110 140 205 气孔导度 野生型 125 95 41 (mol H2Om 2s) 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 9.(2023·全国甲，29,10分)某同学将从菠菜叶 中分离到的叶绿体悬浮于缓冲液中，给该叶绿 体悬浮液照光后糖产生。回答下列问题。 (1)叶片是分离制备叶绿体的常用材料，若要 将叶肉细胞中的叶绿体与线粒体等其他细胞 器分离，可以采用的方法是 (答出1种即可)。叶绿体中光合色素分布在 上，其中类胡萝卜素主要吸收 (填“蓝紫光”“红光”或“绿光”)。 (2)将叶绿体的内膜和外膜破坏后，加入缓冲 液形成悬浮液，发现黑暗条件下叶绿体悬浮液 中不能产生糖，原因是 (3)叶片进行光合作用时，叶绿体中会产生淀 粉。请设计实验证明叶绿体中有淀粉存在，简 要写出实验思路和预期结果。 最新真题分类特训·生物学 2023·山东，n -一突变体 10分)当植物吸收的 一野生型 光能过多时，过剩的 光能会对光反应阶段 “黑暗强光照射黑暗 的PSⅡ复合体(PSⅡ)造成损伤，使PSⅡ活 性降低，进而导致光合作用强度减弱。细胞 可通过非光化学淬灭(PQ)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 11.(2023·湖南，17,12分)下图是水稻和玉米 的光合作用暗反应示意图。卡尔文循环的 Rubisco酶对CO2的Km为450umol·L-1 (Km越小，酶对底物的亲和力越大)，该酶既 可催化RuBP与CO2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CO2的反 应)。该酶的酶促反应方向受CO2和O2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CO2的 Km为7umol·L1)催化磷酸烯醇式丙酮酸 24 (PEP)与CO2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 CO 维管束鞘细胞 叶肉细胞 RuBP PEPC ADP 卡尔文 PEP 循环6-鼎 CO,C ATP/ ATP LPEP -磷酸甘油醛NADP AM正 ADP+Pi (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CO2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)。 ◆光合作用的影响因素及应用 12.(2026·浙江1月卷，9,2分)为探究不同环 境因素对光合作用的影响，某同学选择金鱼 藻、冰块、NaHCO,溶液、台灯、烧杯、氧传感 器、米尺等材料和用具进行实验。下列叙述 错误的是 ( ) A.可探究的环境因素有光照强度、温度、CO, 浓度等 B.实验中可用单位时间的O,释放量表示光 合速率 C.将室温下的实验装置移至冰水中，光合速 率持续上升 D.可通过调节台灯与烧杯之间的距离来改 变光照强度 13.（2025·安徽卷，2,3分)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IED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 14.(2023·湖北，11,2分)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%一8%。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 15.(2026·浙江1月卷，21,13分)水稻是我国 的五大主要粮食作物之一。米饭中的淀粉在 消化系统中水解为葡萄糖，经血液循环运输 至组织细胞，既可作为细胞呼吸的底物，也可 在某些组织器官中转化或储存。 回答下列问题： (1)研究人员发现，某稻田中有1株深绿色水 稻突变体，其光合速率较其他的水稻高，可能 的原因是突变体单位叶面积吸收的光能更 。该突变体光合速率变化如图1所 示，6：00一9：00光合速率持续上升的主要原 因是 (答出 2点即可)。空气湿度对该水稻光合速率的 影响如图2所示，图中灰色区域内，与正常空 气湿度相比，空气湿度较低时水稻光合速率 也较低，原因是 25 第三章细胞的能量供应和利用 g:00 正常空气湿度 名 低空气湿度 时刻 光照强度 图1 图2 (2)米饭在口腔中被唾液淀粉酶初步分解。 唾液淀粉酶由唾液腺腺泡细胞中的 合成，依次经 加工后，通过囊泡运输 分泌至细胞外。唾液淀粉酶随食团进入胃 部，由于胃液的 环境，导致其活性 丧失。 (3)小肠上皮细胞可通过 的方式，逆 浓度梯度吸收葡萄糖。葡萄糖经细胞呼吸能 生成ATP,为肌肉运动提供能量。O,充足 时，肌细胞产生ATP的场所有 适 度的有氧运动可消耗人体内储存的 配合科学饮食，有助于实现有效的体重管理。 16.(2026·安徽卷，16,11分)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-遮阴-光照(1500一50一1500mol· m一2·s一1)条件下的相关指标，结果见图1。 光照强度（μmolm2g) 5001 30 50 15001 -0 00000000 20 15 10 5 -o-CK 0 LK -5 051015202530354045 时间/min 光照强度（μmol·m2s 15001 50 15001 0.61 0.5 0.4 000000000 0.3 0.2 CK 0.1 ◆LK 0.0 051015202530354045 时间/min 图1 说明：气孔导度越大，气孔开放程度越大。 最新真题分类特训·生物学 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IK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： (4)在光照(0~2min)和黑暗(2~5min)条 件下，叶绿体中3一磷酸甘油酸(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 6 5 -PGA -TP 0 45 6 时间/min 图2 17.(2026·河南卷，17,10分)质膜H+-ATP 酶基因过表达型水稻(H-OE)的产量显著高 于野生型水稻(WT)。为探究H-OE增产的 机制，研究人员在光饱和点时测定两种水稻 的相关指标，结果如下表所示。 气孔导度 净光合速率 NH吸收速率 材料 (mol·m2·s1)(mol·m2·s1) (mol·g1·h1) WT 0.61 20.5 58.4 H-OE 1.25 27.5 75.3 注：气孔导度反映气孔开放的程度。 回答下列问题： 26 (1)光合作用强度是指 ,直 接关系到农作物产量。除CO2供应量和无 机营养之外，影响光合作用强度的环境因素 还有 (答出两 点即可)。 (2)与WT相比，H一OE的气孔导度提高约 105%,净光合速率仅提高约34%，此时还制 约CO2供应量的环境因素为 质膜H+-ATP酶通过 (填运输方式)将H+泵至膜外，建立H+梯 度，促进NH吸收。 (3)从物质代谢和能量供应两个角度分析，吸 收更多的氮元素在提高H-OE光合作用强度 中的作用为 (每 个角度各答出一点)，无机碳被固定也能提高 H-OE对氮元素的吸收速率，原因是 (每个角度各答出一点)。 18.(2026·云南卷，17,10分)研究人员使用人 工气候室探究温度对某品种水稻产量的影 响，实验结果如下表。 温度/℃ 28 34 38 光照下CO2吸收速率 22.52 23.41 24.15 /(mol·m-2·s-1) 黑暗下CO2释放速率 3.26 4.56 5.59 /(umol·m-2·s-1) 回答下列问题： (1)水稻叶绿体中吸收光能的色素分布在 上。光能被吸收后转化为 储存在NADPH和ATP中参与暗反应。暗 反应将CO2转化为储存能量的 ,部 分CO2来自细胞呼吸。细胞中产生CO2的 场所包括 (2)在实验设置的三个温度下，水稻固定CO2 速率最高的是 ℃，理由是 (3)某地持续高温(34~38℃)伴随干燥天 气，此时，在大田生产中水稻的光合速率会降 低，其原因是 19.(2026·黑吉辽蒙卷，21,11分)研究人员以 森林中某落叶阔叶树为对象，测定了树冠顶 部和底部当年生总枝条的相关指标，结果如 表所示。当年生总枝条是指在一个生长季节 内（通常是春季萌芽到秋季落叶前〉萌发、生 长并木质化的枝条及其上的所有叶片。回答 下列问题。 相关指标叶片最大 叶片呼 相对碳 光合速率 吸速率 比叶面职 成本 (C02mol· (CO2 umol (m2·kg (5%) 总枝条位置 m·s1) ·m2·s1) 树冠顶部 14.9 1.8 15.6 9.8 树冠底部 9.5 1.1 15.2 13.5 注：相对碳成本=（当年生总枝条的碳总量/ 叶片脱落前该总枝条从环境中吸收的碳总 量)<100%：比叶面积=叶面积/叶于重。 (1)实验中测定最大光合速率时，除使用饱和 光照外，还应保证 和 等环 境因子一致且适宜。与测定光合速率不同， 测定叶片的呼吸速率必须在 环境条 件下。 (2)已知，光合速率=净光合速率十呼吸速 率。以一定强度的光照射该植物顶部叶片，此 时顶部叶片的呼吸速率与光合速率相等，若用 同强度的光照射底部叶片，此时底部叶片的 净光合速率应（填“>0”“<0”或“=0”）。 (3)植株生长过程中，总枝条可向根等部位输 出有机物，总枝条输出有机物的能力与相对 碳成本呈 (填“正”或“负”)相关。底部 与顶部总枝条的相对碳成本接近，但底部总 枝条所处环境光照较弱，在此条件下，据表中 数据分析，底部总枝条通过 和 ,使其碳输出量实现最大化。此外，其 叶片还可能通过哪些生理或结构变化来提高 光能捕获效率？ (答出 2点即可)，这些变化的作用是 (从光反应的物质和能量转 化角度作答)。 第三章细胞的能量供应和利用 20.(2026·广东卷，17,12分)Rubisco是植物光 合作用暗反应阶段的关键酶。水稻中的 Rubisco由核基因(S)编码的小亚基和叶绿 体基因(L)编码的大亚基组成。通过对野生 型水稻S基因进行编辑，获得了单基因突变 体植株，以研究Rubisco对光合作用的影响。 回答下列问题： (1)S基因在 中转录形成的 mRNA在细胞质翻译成肽链后进入叶绿体， 肽链在叶绿体基质中形成一定空间结构后与 组装构成完整Rubisco。 (2)研究发现，突变体与野生型叶片中Rubisco 的蛋白结构无明显差异且功能未发生改变， 但突变体叶片中Rubisco总活性显著降低， 可能的原因是 (3)水稻在大气CO2浓度条件下净光合速率 与光照强度关系如图所示。已知突变体与野 生型的呼吸速率基本一致，推测突变体的净 光合速率变化曲线。与野生型相比，突变体 的光饱和点 (填“升高”“不变”或 “降低”)；在达到光饱和点之前，突变体净光 合速率的限制因素是 ;在C区 提高 时，野生型净光合 速率的变化趋势为先升高后趋于稳定。 A C 区区 区 0 光照强度 注：a点为光饱和点（光合速率不再随光照强 度增加而增加时的光照强度) (4)野生型与突变体净光合速率的变化曲线 会出现部分重合，重合部分一定会在 区出现，推测曲线重合的原因是 最新真题分类特训·生物学 21.（2026·湖南卷，17,11分)为探究脱落酸 (ABA)对某品种葡萄抗盐碱(200mmol· L1 NaHCO3)胁迫的作用，分别用蒸馏水 (T1组)、NaHCO3(T2组)、Na HCO3+ABA 合成抑制剂(T3组)、NaHCO3+ABA(T4 组)处理葡萄幼苗，一段时间后采集叶片测定 相关生理指标，结果见表。回答下列问题： 组别 T T2 T3 T4 指标 叶绿素含量 3.8 2.2 1.3 2.9 (mg·g1鲜重) H2O2含量 9.620.329.5 14.7 (μmol·g1鲜重) 净光合速率 9.8 6.1 4.6 7.9 (mol·m2.s1) 注：H2O2会引起生物膜发生氧化损伤，膜通 透性升高。 (1)叶绿素主要吸收可见光中的 光反应产生的NADPH在暗反应阶段的作 用是 (2)盐碱胁迫下，葡萄幼苗的光合作用速率下 降。据表分析，出现该变化的原因是 (3)研究表明植物体内ABA含量与抗盐碱能 力正相关。拟培育抗盐碱作物新品种，可筛 选 (填序号)。 ①ABA合成酶缺失突变体②ABA合成酶 高活性品种③ABA受体低敏感性品种 ④ABA降解酶低活性品种 (4)盐碱胁迫下，葡萄幼苗的细胞将细胞质基 质中的Na运送到液泡中储存或排出细胞， 降低盐碱胁迫伤害。与正常栽培条件相比， 葡萄幼苗在一定浓度的盐碱处理下，一段时 间后生物量减少，从物质跨膜运输和呼吸作 用的关系分析其原因是 28 22.(2025·甘肃卷，17,9分)波长为400~ 700nm的光属于光合有效辐射(PAR),其中 400~500nm为蓝光(B),600~700nm为红 光(R)。远红光(700~750nm,FR)通常不 能用于植物光合作用，但可作为信号调节植 物的生长发育。研究者测定了某高大作物冠 层中A(高)和B(低)两个位置的PAR、红光 /远红光比例(R/FR)和叶片指标（厚度、叶 绿素含量、线粒体暗呼吸)，并分析了施氮肥 对以上指标的影响，结果如下表。回答下列 问题。 叶片厚 叶绿素含量饯粒体 冠层位置 PARR/FR 度(m》 (g·g1) 暗呼吸 A 0.90 3.40 160 0.15 1.08 B 0.20 0.29 100 0.20 1.08 A(施氨肥， 0.70 1.75 150 0.28 1.08 B(施氮肥， 0.02 0.01 (1)植物叶片中 可吸收红光用于 光合作用， 可吸收少量的红光和 远红光作为光信号，导致B位置PAR和 R/FR较A位置低； 虽不能吸收 红光，但可吸收蓝光，也可使B位置PAR 降低。 (2)由表中数据可知，施氮肥 (填 “提高”或“降低”)了冠层叶片对太阳光的吸 收，其可能的原因是 (3)光补偿点是指光合作用中吸收的CO2 与呼吸作用中释放的CO2相等时的光照 强度。研究者分析了冠层A、B处的叶片 (未施氮肥)在不同光照强度下的净光合作 用速率（下图），发现冠层 位置 的叶片具有较高的光补偿点，由表中数据 可知其主要原因是 B 光照强度 23.(2024·山东卷，21(2)(3))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C02浓度和气 孔导度如表所示，其中Iov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 +Lov ZZ☑+Lov+KT 熟 ①②③ ①②③ 野生型 突变体 检测指标 植株 14天 21天 28天 胞间CO2浓度 野生型 140 151 270 (umol CO2 mol) 突变体 110 140 205 气孔导度 野生型 125 95 41 (mol H2O m 2s) 突变体 140 112 78 (2)光饱和点是光合速率达到最大时的最低 光照强度。据表分析，与野生型相比，开花 14天后突变体的光饱和点 (填“高” 或“低”)，理由是 (3)已知叶片的光合产物主要以蔗糖的形式 运输到植株各处。据图分析，突变体籽粒淀 粉含量低的原因是 24.(2024·全国甲卷，29(3)(4))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，回答下列问题。 呼吸速率 光合速率 温度 29 第三章细胞的能量供应和利用 (3)温度超过b时，该植物由于暗反应速率降 低导致光合速率降低。暗反应速率降低的原 因可能是 (答出一点即可) (4)通常情况下，为了最大程度地获得光合产 物，农作物在温室栽培过程中，白天温室的温 度应控制在 最大时的温度。 25.(2024·新课标卷，31) 某同学将一种高等植物 0 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， 0 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)光照t时间时，a组CO2浓度 (填“大于”“小于”或“等于”)b组。 (3)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 (4)光照t时间后，将d组密闭装置打开，并 以c组光照强度继续照光，其幼苗光合速率 会 (填“升高”“降低”或“不变”)。 26.(2024·湖北卷，21)气孔是指植物叶表皮组 织上两个保卫细胞之间的孔隙。植物通过调 节气孔大小，控制CO2进人和水分的散失， 影响光合作用和含水量。科研工作者以拟南 芥为实验材料，研究并发现了相关环境因素 调控气孔关闭的机理（图1）。已知ht1基因、 rhcl基因各编码蛋白甲和乙中的一种，但对 应关系未知。研究者利用野生型(wt)、hl 基因功能缺失突变体(h)、rhcl基因功能缺失 突变体(r)和htl/rhcl双基因功能缺失突变 体(h/r),进行了相关实验，结果如图2所示。 最新真题分类特训·生物学 高浓度 C02 一一 气孔关闭 保卫细胞液泡的 溶质转运到胞外 注：→表示省略了若干步骤 图1 口正常浓度C02 ■高浓度C02 wt组h组 r组h/r组 图2 回答下列问题： (1)保卫细胞液泡中的溶质转运到胞外，导致 保卫细胞 (填“吸水”或“失水”)，引 起气孔关闭，进而使植物光合作用速率 (填“增大”或“不变”或“减小”)。 (2)图2中的wt组和r组对比，说明高浓度 CO2时rhcl基因产物 (填“促进”或 “抑制”)气孔关闭。 (3)由图1可知，短暂干旱环境中，植物体内 脱落酸含量上升，这对植物的积极意义是 (4)根据实验结果判断：编码蛋白甲的基因是 (填“htl”或“rhcl”)。 27.(2023·全国乙，29,10分)植物的气孔由叶 表皮上两个具有特定结构的保卫细胞构成。 保卫细胞吸水体积膨大时气孔打开，反之关 闭。保卫细胞含有叶绿体，在光下可进行光 合作用。已知蓝光可作为一种信号促进保卫 细胞逆浓度梯度吸收K。有研究发现，用 饱和红光（只用红光照射时，植物达到最大光 合速率所需的红光强度)照射某植物叶片时， 气孔开度可达最大开度的60%左右。回答 下列问题。 (1)气孔的开闭会影响植物叶片的蒸腾作用、 (答出2点即可) 等生理过程。 30 (2)红光可通过光合作用促进气孔开放，其原 因是 (3)某研究小组发现在饱和红光的基础上补 加蓝光照射叶片，气孔开度可进一步增大，因 此他们认为气孔开度进一步增大的原因是， 蓝光促进保卫细胞逆浓度梯度吸收K+。请 推测该研究小组得出这一结论的依据是 (4)已知某种除草剂能阻断光合作用的光反 应，用该除草剂处理的叶片在阳光照射下气 孔 (填“能”或“不能”)维持一定的 开度。 28.(2023·广东，18,13分)光合作用机理是作 物高产的重要理论基础。大田常规栽培时， 水稻野生型(WT)的产量和黄绿叶突变体 (yg)的产量差异不明显，但在高密度栽培条 件下ygl产量更高，其相关生理特征见下表 和图。（光饱和点：光合速率不再随光照强度 增加时的光照强度；光补偿点：光合过程中吸 收的CO2与呼吸过程中释放的CO2等量时 的光照强度。) 水稻 叶绿素 类胡萝 类胡萝卜 材料 (mg/g） 卜素(mg/g) 素/叶绿素 WT 4.08 0.63 0.15 ygl 1.73 0.47 0.27 35 ---ygl -WT 20 20 (0gml 0.6 0.4 5 5 0.2 -0500100015002000 WT ygl 0 WT ygl 袋 光照强度[μmolm2s] b 分析图表，回答下列问题： (1)ygl叶色黄绿的原因包括叶绿素含量较 低和 ,叶片主要吸收可见光中的 光。 (2)光照强度逐渐增加达到2000umol· m-2·s1时，ygl的净光合速率较WT更 高，但两者净光合速率都不再随光照强度的 增加而增加，比较两者的光饱和点，可得ygl WT(填“高于”“低于”或“等于”)。 yg(有较高的光补偿点，可能的原因是叶绿 素含量较低和 (3)与WT相比，ygl叶绿素含量低，高密度 栽培条件下，更多的光可到达下层叶片，且 ygl群体的净光合速率较高，表明该群体 ,是其高产的原因之一。 (4)试分析在0~50umol·m一2·s-1范围的 低光照强度下，WT和ygl净光合速率的变 化，在给出的坐标系中绘制净光合速率趋势 曲线。在此基础上，分析图a和你绘制的曲 线，比较高光照强度和低光照强度条件下 WT和ygl的净光合速率，提出一个科学问 题 01020304050 光照强度[μmolm2.s] 29.(2023·浙江6月，22,10分)植物工厂是一 种新兴的农业生产模式，可人工控制光照、温 度、CO2浓度等因素。不同光质配比对生菜 幼苗体内的叶绿素含量和氮含量的影响如图 甲所示，不同光质配比对生菜幼苗干重的影 响如图乙所示。分组如下：CK组（白光）、A 组（红光：蓝光=1：2）、B组（红光：蓝光= 3:2)、C组（红光：蓝光=2：1），每组输出 的功率相同。 CK 图甲 ·高C0,浓度 ·大气C0浓度 0布00酸四 回答下列问题： (1)光为生菜的光合作用提供 又能调控生菜的形态建成。生菜吸收营养液 中含氨的离子满足其对氮元素需求，若营养 液中的离子浓度过高，根细胞会因 作用失水造成生菜萎蔫。 31 第三章细胞的能量供应和利用 (2)由图乙可知，A、B、C组的干重都比CK组 高，原因是 由图甲、图乙可知，选用红、蓝光配比为 ,最有利于生菜产量的提高，原 因是 (3)进一步探究在不同温度条件下，增施CO2 对生菜光合速率的影响，结果如图丙所示。 由图可知，在25℃时，提高CO2浓度对提高 生菜光合速率的效果最佳，判断依据是 植物工厂利用秸秆发酵生产沼气，冬天可燃 烧沼气以提高CO2浓度，还可以 使光合速率进一步提高，从农业生态工程角 度分析，优点还有 ◆细胞呼吸和光合作用的综合分析 30.(不定项)(2026·河北卷，14,3分)小立碗藓 的叶绿体和线粒体都有为细胞质基质提供 ATP的潜力。为探究两者对细胞质基质 ATP水平的影响，对①、②和③组小立碗藓 进行黑暗预处理后，检测其细胞质基质ATP 对光的响应变化，结果如图所示。下列分析 正确的是 () 光照黑暗光照黑暗 12 ① -② 0 ③ 0 3.6912 时间lmin 注：①野生型②突变体（部分有氧呼吸受抑制） ③野生型+DCMU(抑制叶绿体ATP生成) A.光合产物的缺乏和光反应受阻导致③在 光照下ATP无显著变化 B.第一次光照时，①中ATP的增加与叶绿 体、线粒体均有关 C.光照时，叶绿体中的部分ATP用于暗反应 中CO2与C5的结合 D.小立碗藓中的线粒体有助于维持细胞质 基质中ATP的稳定供应 最新真题分类特训·生物学 31.(2025·河北卷，4,2分)对绿色植物的光合 作用和呼吸作用过程进行比较，下列叙述错 误的是 ) A.类囊体膜上消耗H2O,而线粒体基质中生 成H2O B.叶绿体基质中消耗CO2,而线粒体基质中 生成CO2 C.类囊体膜上生成O2,而线粒体内膜上消 耗02 D.叶绿体基质中合成有机物，而线粒体基质 中分解有机物 32.(2023·新课标，2,6分)我国劳动人民在漫 长的历史进程中，积累了丰富的生产、生活经 验，并在实践中应用。生产和生活中常采取 的一些措施如下。 ①低温储存，即果实、蔬菜等收获后在低温条 件下存放。 ②春化处理，即对某些作物萌发的种子或幼 苗进行适度低温处理。 ③风干储藏，即小麦、玉米等种子收获后经适 当风干处理后储藏。 ④光周期处理，即在作物生长的某一时期控 制每天光照和黑暗的相对时长。 ⑤合理密植，即栽种作物时做到密度适当，行 距、株距合理。 ⑥间作种植，即同一生长期内，在同一块土地 上隔行种植两种高矮不同的作物。 关于这些措施，下列说法合理的是 A.措施②④分别反映了低温和昼夜长短与 作物开花的关系 B.措施③⑤的主要目的是降低有机物的消耗 C.措施②⑤⑥的主要目的是促进作物的光合 作用 D.措施①③④的主要目的是降低作物或种 子的呼吸作用强度 33.(2022·全国乙，2,6分)某同学将一株生长 正常的小麦置于密闭容器中，在适宜且恒定 的温度和光照条件下培养，发现容器内CO2 含量初期逐渐降低，之后保持相对稳定。关 于这一实验现象，下列解释合理的是() 32 A.初期光合速率逐渐升高，之后光合速率等 于呼吸速率 B.初期光合速率和呼吸速率均降低，之后呼 吸速率保持稳定 C.初期呼吸速率大于光合速率，之后呼吸速 率等于光合速率 D.初期光合速率大于呼吸速率，之后光合速 率等于呼吸速率 34.(2026·山东卷，21,9分)某细菌是严格厌氧 的光合细菌，在光线充足的条件下主要通过 光合作用为自身供能。其光合作用与呼吸作 用过程如图所示，其中①~④表示反应过程。 C02 HS光反应 ① ② ATP、NADH :葡萄糖 ③1 C02 -→C02 乙酸(C ATP、NADH- 注： 光合作用…→呼吸作用 (1)与高等植物相比，该细菌特有的光反应产 物有 和 ①和②属于光合 作用的 阶段。 (2)②与高等植物有氧呼吸第一阶段的反应 过程相反，图中C3是 (填物质名 称)，②的进行除C3外还需要的原料有 和 (3)①和③是合成C3的两个路径，在光线充 足、乙酸含量高的环境中，该菌会优先通过③ 进行光合作用。从能量的角度推测，其原因 是 35.(2025·河南卷，17,10分)光质和土壤中的 盐含量是影响作物生理状态的重要因素。为 探究不同光质对高盐含量（盐胁迫）下某作物 生长的影响，将作物分组处理一段时间后，结 果如图所示（光补偿点指当总光合速率等于 呼吸速率时的光照强度) ①0 mM NaCl+正常光 ②0 mM NaCl+实验光 、40 35 。5r③150 mM NaCl+-正常光 日4④150 mM NaCl+实验光 0 915 ①②③ ④ ①②③④ 回答下列问题。 (1)光对植物生长发育的作用有 和 两个方面。 (2)上述实验需控制变量，为探究实验光处理 是否完全抵消了盐胁迫对该作物生长的影 响，至少应选用上述 组（填组别）进 行对比分析，该实验中的无关变量有 (答出2点即可)。 (3)在光照强度达到光补偿点之前(CO2消耗 量与光照强度视为正比关系)，④组的总光合 速率 (填“始终大于”“始终小 于”“先大于后等于”或“先小于后等于”)③组 的总光合速率，判断依据是 36.(2025·1月浙江卷，22,11分)西兰花可食用 部分为绿色花蕾、花茎组成花球，采摘后容易 出现褪色、黄化、老化等现象。某兴趣小组进 行如下实验，以探究西兰花花球的保鲜方法。 实验分黑暗组、日光组和红光组三组。日光 组和红光组的光照强度均为50umol·m一2 ·s1。各处理的西兰花花球均贮藏于20℃ 条件下，测定指标和结果如图所示。 400 口黑暗组 ☑日光组 360 口红光组 240 2 5 4 3 2 贮藏时间(d) 33 第三章细胞的能量供应和利用 25 口黑暗组 ☑日光组 20 口红光组 15 10 5 0 0.3 0.25 0.2 0.15 0.1 贮藏时间(d 注：质量损失率(%)= 初始质量(g)一贮藏结束时质量(g2×100% 初始质量(g) 回答下列问题。 (1)西兰花花球采摘后水和 供应中断。水是光合作用的原料，在光反应 中，水裂解产生O2和 (2)三组实验中花球的质量损失率均随着时 间延长而 。 前3天日光组和红 光组的质量损失率低于黑暗组，原因有 。 第4天日光组的质 量损失率高于黑暗组，原因可能是日光诱导 气孔开放，引起 增强从而 散失较多水分。 (3)第4天日光组和红光组的 下降比黑暗组更明显，但过氧化氢酶 活性仍高于黑暗组，因此推测日光或红光照 射能减轻 过程产生的过 氧化氢对细胞的损伤，从而延缓衰老。 (4)第4天黑暗组西兰花花球出现褪色、黄化 现象，原因是 综合分析图中结果， 处理对西兰花花球保鲜效果最明显。 最新真题分类特训·生物学 37.(2024·黑吉辽卷，21)在光下叶绿体中的C5 能与CO2反应形成C3;当CO2/O2比值低 时，C5也能与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。上述过程在 叶绿体与线粒体中主要物质变化如图1。 在叶绿体中：C,十C0,爵R2C ① C,十O,酶RC,十C2 ② 在线粒体中：2C2十NAD膨C十CO2 +NADH+H ③ 注：C2表示不同种类的二碳化合物，C3 也类似。 图1 光呼吸将已经同化的碳释放，且整体上是消 耗能量的过程。回答下列问题。 (1)反应①是 过程 (2)与光呼吸不同，以葡萄糖为反应物的有氧呼 吸产生NADH的场所是 和 (3)我国科学 35 305 株系 T☐2000 0 家将改变光 年25 -株系21600 ÷20f 200 呼吸的相关 10f 800 日。m 基因转入某 个光照度-工 400 1012141618 种农作物野 时刻 生型植株 图2 (WT),得到转基因株系1和2，测定净光合速 率，结果如图2、图3。图2中植物光合作用CO2 的来源除了有外界环境外，还可来自 和 (填生理过程)。7一10时株系1和 2与WT净光合速率逐渐产生差异，原因是 据图3中的数据 (填“能”或“不能”) 计算出株系1的总光合速率，理由是 (4)结合上述结果分析，选择转基因株系1进 行种植，产量可能更具优势，判断的依据 是 34 系 株系2 10 心心心 0 C0浓度（μmal·mol 图3 38.(2024·全国甲卷，29(1)(2)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，回答下列问题。 呼吸速率 光合速率 0 温度 (1)该植物叶片在温度a和c时的光合速率 相等，叶片有机物积累速率 (填“相 等”或“不相等”)，原因是 (2)在温度d时，该植物体的干重会减少，原 因是 39.(2022·全国甲，29,9分)根据光合作用中 CO2的固定方式不同，可将植物分为C3植物 和C4植物等类型。C4植物的CO2补偿点比 C3植物的低。CO2补偿点通常是指环境 CO2浓度降低导致光合速率与呼吸速率相等 时的环境CO2浓度。回答下列问题。 (1)不同植物（如C3植物和C4植物）光合作 用光反应阶段的产物是相同的，光反应阶段 的产物是 (答出3点即可) (2)正常条件下，植物叶片的光合产物不会全 部运输到其他部位，原因是 (答出1点即可)。 (3)干旱会导致气孔开度减小，研究发现在同 等程度干旱条件下，C4植物比C3植物生长 得好。从两种植物CO2补偿点的角度分析， 可能的原因是最新真题分类特训·生物学 NADPH提供能量，部分产物经过一系列反应形成 (CH,O),这一过程中能量转换是ATP和NADPH中活跃 的化学能转化为有机物(CHO》中稳定的化学能。 (2)①②曲线的自变量是有无补光（光照强度），②③曲 线的自变量是有无转入Rubisco基因(Rubisco的含 量)。据图分析，当胞间C),浓度低于B点时，曲线② 高于③，是因为②中Rubisco的含量多，固定CO,的能 力强，当胞间CO,浓度高于于B点时，曲线②与③重 合，说明Rubisco的量己经不是限制光合速率的因素， 而曲线①的光合速率高于曲线②③，曲线①的有较高 的光照强度，因此曲线②与③重合是由于光照强度不 足。曲线①的光照强度高于②，但是A点之前曲线① 和②重合，光照强度不是限制因素，此时最主要限制因 素是CO2浓度。胞间CO2浓度为300umol·mol- 时，曲线①比②的光合速率高的具体原因是曲线①光 照强度高，光反应速率快，产生更多的ATP和 NADPH,使暗反应速率加快，光合速率高」 (3)研究发现，在饱和光照和适宜C),浓度条件下，S植株 固定C(),生成C的速率比WT更快。要验证此结论，实 验思路为：用“C标记C),,分别将S植株与WT植株置于 相同的饱和光照和适宜“C)2浓度条件下，定时检测C放 射性强度，比较S植株与WT的“C,生成速率 答案：(1)基质C,ATP和NADPH中活跃的化学能 转化为有机物(CH,)中稳定的化学能(2)光照强度 胞间C),浓度曲线①光照强度高，光反应速率快， 产生更多的ATP和NADPH,使暗反应速率加快，光合 速率高。 (3)用“C标记C),分别将S植株与WT植株置于相 同的饱和光照和适宜‘CO浓度条件下，定时检测C 放射性强度，比较S植株与WT的Cg生成速率。 23.解析：(1)据图1分析，与野生型相比，NiPIP基因过量 表达株()E)组氧气浓度升高且呼吸速率增加，故低氧 胁迫下，NtPIP基因过量表达会使根细胞有氧呼吸增 强。第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳、 NADH和少量ATP,其中的化学能大部分被转化为 NADH储存的能量 (2)在添加丙二酸的组织悬浮液中加入分子A、B或C 时，E增多并累积：当加入F、G或H时，E也同样累积， 再结合根据图2中显示的代谢路径，可知丙二酸的加入 会导致E积累；分子A、B、C和F、G、H均为E的前体 或可通过代谢转化化为E,表明有氧呼吸第二阶段代谢 路径具有循环性。 (3)低氧条件下，tPIP基因过量表达株，根有氧呼吸增 强，消耗了更多的有机物，需要更多的光合产物输出。 (4)光反应中水在光下分解为H、O,和e,e经传递 最终与H和NADP结合生成NADPH,因此，光反应 中最终的电子供体是H,),最终的电子受体是 NADP 答案：(1)增强NtPIP基因的过量表达通过增强根系 水通道蛋白介导的水分吸收能力，增加了氧气浓度，利 于有氧呼吸进行NADH (2)丙二酸的加入会导致E积累；分子A、B、C和F、G H均为E的前体或可通过代谢转化化为E,表明有氧 呼吸第二阶段代谢路径具有循环性 (3)低氧条件下，tPIP基因过量表达株，根有氧呼吸增 强，消耗了更多的有机物，需要更多的光合产物输出 (4)NADPT H,O 第三节光合作用与能量转化 1.D考查叶绿体中的光合色素。A.氨元素和镁元素都是 构成叶绿素的必需元素，A正确；B.光合色素存在于叶 绿体中的类囊体薄膜上，B正确：C.类胡萝卜素主要吸 收蓝紫光，C正确；D.在层析液中溶解度越高，扩散的越 快，D错误。 7 2.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、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【 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，】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)1是L基因缺失突变体，L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I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千扰。 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)突变体中转入正常的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 3.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C还原过程，使Cg转化为(CHO)和C;。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 实验的干扰。 (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(CH,O)(或糖类)C 紫外光 (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 4.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， PEPCK2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。 5.C由题千信息可知，强光下LHC蛋白激酶催化 LHCⅡ与PSⅡ的分离，弱光下IHCⅡ与PSⅡ结合，来 改变对光能的捕获强度。A.叶肉细胞内LHC蛋白激酶 活性下降，LHCⅡ与PSⅡ分离减少，PSⅡ光复合体对光 能的捕获增强，A正确；B.Mg+是叶绿素的组成成分， 其含量减少会导致PSⅡ光复合体上的叶绿素含量减少， 导致对光能的捕获减弱，B正确：C.弱光下LHCⅡ与 PSⅡ结合，增强对光能的捕获，C错误；D.PSⅡ光复合体 能吸收光能，并分解水，水的光解产生H+、电子和)，， D正确。 6.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C3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,CO,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C)。浓度不变，当O,浓度从21%升高 到40%时，有利于R酶催化C,与)，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），C),是光合作用的原料，故环 境中CO。浓度不变，O,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 CO,,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，C),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 7.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。 (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5山类囊体悬液 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3g/ml,则类囊体的浓度为600g/ml。 (3)光反应产物有O,、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C),、C 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)C)、C、ATP等 7 详解详析 8.解析：(1)光反应产生的ATP和NADPH可用于暗反应 C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 9.解析：本题考查光合作用的反应场所及条件，细胞器的 分离方法，实验中光合作用产物的检测。 (1)植物细胞器的分离方法可用差速离心法，叶绿体的 光合色素分布在类囊体薄膜上，光合色素叶绿素主要吸 收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。 (2)光合作用光反应和暗反应同时进行，黑暗条件下无 光，光反应不能进行，无法为暗反应提供原料，暗反应无 法进行，产物不能生成。 (3)本题主要考查光合作用产物有淀粉，并在叶绿体中， 需要将叶绿体提取出来并检测其中有无淀粉产生。 答案：(1)差速离心法类囊体薄膜蓝紫光 (2)悬浮液中具有类囊体薄膜以及叶绿体基质和暗反应 相关的酶，但黑暗条件下，光反应无法进行，暗反应没有 光反应提供的原料ATP和[H],所以无法形成糖类 (3)思路：将生长状况良好且相同的植物叶片分为甲、乙 两组，先在其他条件相同且适宜的黑暗条件下培养一段 时间后，甲组放置在有光条件下，乙组放置在其他环境 相同的黑暗条件下，一段时间后，用差速离心法提取出 甲、乙两组的叶绿体，制作成匀浆，分别加入碘液后观 察。结果：甲组匀浆出现蓝色，有淀粉产生：乙组匀浆中 无蓝色出现，无淀粉产生。 10.解析：(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PQ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C)。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NPQ强度大，能够减少 强光对PSⅡ的损伤 11.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C),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，通过雏 管组织运输。 最新真题分类特训·生物学 (2)干旱、高光强时会导致植物气孔关闭，吸收的CO 减少，而玉米的PEPC酶与CO。的亲和力高，可以利用 低浓度的C)。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C),浓缩机制导入水稻叶肉细胞，只是 提高了叶肉细胞内的C),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CO,的亲和力比水稻的Rubisco酶更高； 玉米能通过PEPC酶生成C,,使维管束鞘内的CO,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 12.C实验材料中台灯（调节光照强度）、冰块（调节温 度)、NHCO3溶液（提供C)2),可探究光照强度、温 度、CO,浓度等环境因素，A正确；氧传感器直接检测 O。释放量，单位时间内O2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。 13.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=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)。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。 14.D温度能影响呼吸作用，主要是影响呼吸酶的活性， 一般而言，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。 15.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 9:00光照强度逐渐增强，同时气孔开放程度增大（吸收 更多C):)、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C),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 7( 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） 16.解析：(1)叶肉细胞间隙中的C),扩散至C),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，限制了净光合速率；遮阴一光照转换初 期，LK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C),与HC),的转化，提高CO。的利用效 率；RuBP羧化酶催化C),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 NADPH增多，C:的还原速率加快，PGA(C3)含量快速 下降；随着暗反应的进行，C,的生成速率(CO,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RBP羧化酶基因的表达 量，导致C),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，C,的还原加快，PGA(C,)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 17.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）2、固定C),)的数量。影响光 合作用强度的环境因素除C),供应量、无机营养外，常 见的还有光照强度、温度、水分等。 (2)已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()E气孔导度大幅提升（气孔开放程度 大，外界CO,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), 供应的限制已大幅减弱，制约C),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CO。的固定利用，相当于从反应端制约 了CO,的消耗与利用效率。质膜H-ATP酶将H泵 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，氯元素是叶绿素、光合酶、 ATP、NADPH等关键物质的组成成分，吸收更多氪元 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，氨参与呼吸 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，可为氯 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，为根系主动吸收氨元素提供更 多能量，从而提高H-OE对氯元素的吸收速率。 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CO)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，更多氨可合成更多叶绿素/光合酶，提升光反应 暗反应速率：能量供应：氨参与呼吸酶合成，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 主动吸收氮元索提供更多能量 18.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C),,无氧呼吸在细胞质基质产 生CO。,因此产CO。的场所为细胞质基质和线粒 体基质。 (2)固定CO2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C)。吸收速率是 净光合速率，黑暗下CO,释放速率是呼吸速率，计算 得：28℃总光合速=22.52+3.26=25.78、34℃总 光合速率=23.41十4.56=27.97、38℃总光合速率= 24.15十5.59=29.74，因此38℃时固定C),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C)。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CO,的速率是总光合速率，总光合速 率=净光合速率（光照下CO,吸收速率）十呼吸速率 (黑暗下CO。释放速率)，计算得38℃时总光合速率为 29.74,为三组中最大 (3)高温干燥条件下，水稻为减少水分散失，气孔大量 关闭，C)。吸收量减少，暗反应速率降低，导致光合速 率下降 19.解析：(1)测定最大光合速率时，除光照强度外，需要保 证其他影响光合作用的环境因子如C),浓度、温度等 处于适宜且一致的状态；测定呼吸速率时，为排除光合 作用吸收C),对结果的干扰，必须在黑暗条件下进行。 (2)根据题千定义，光合速率（总光合）=净光合速率十 呼吸速率，题目中该光强下顶部叶片总光合=呼吸速 率，说明顶部净光合为0，该光强为顶部（阳生叶）的光 补偿点。底部叶片是阴生叶，光补偿点低于阳生叶，即 该光强高于底部的光补偿点，因此底部叶片净光合速 率大于0。 (3)相对碳成本是当年生枝条自身保留的碳量占总吸 收碳量的比例，保留比例越高，可输出的碳越少，因此 枝条输出有机物的能力与相对碳成本呈负相关。底部 光照较弱，结合表格数据可知：底部叶片通过降低呼吸 速率减少自身有机物消耗、增大比叶面积（相同叶干重 获得更大光合面积)捕获更多光能，在相对碳成本接近 时实现碳输出量最大化。弱光环境下，植物还可通过增 加叶绿素含量、扩大类囊体膜/叶面积等变化提高光能 捕获效率：从光反应的物质能量转化角度看，这些变化 能吸收更多光能，促进光能转化为ATP和NADPH中 活跃的化学能，提高光反应效率。 答案：(1)C),浓度温度黑暗 (2)>0(3)负降低呼吸速率增大比叶面积增 加叶绿素含量、增大叶面积（或增加叶绿体类囊体膜面 积，合理即可)吸收更多光能，促进光能转化为ATP 和NADPH中活跃的化学能，提高光反应效率 20.解析：(1)S是核基因，真核生物的核基因转录发生在细 胞核中；Rubisco由核基因(S)编码的小亚基和叶绿体 基因(L)编码的大亚基组成，S编码的小亚基进入叶绿 体后，需要和叶绿体基因L编码的大亚基组装才能形成完 整的Rubisco。 详解详析 (2)突变体叶片中Rubisco的蛋白结构无明显差异且功 能未发生改变，说明单个Rubisc0的催化能力不变；突 变是S基因被编辑，S负责编码小亚基，因此S基因突 变后，小亚基合成量减少，能组装得到的完整Rubisco 总数量减少、总浓度降低，最终导致总催化活性显著下降。 (3)突变体Rubisco总活性更低，暗反应固定CO,的能 力更弱，较低光照强度下，光反应产生的ATP和 NADPH就能满足减弱的暗反应需求，光合速率就会达 到饱和，因此和野生型相比，突变体的光饱和点降低： 达到光饱和点之前，净光合速率随光照强度升高而升 高，说明此时光照强度是净光合速率的主要限制因素； C区是光照强度超过野生型光饱和，点的区域，此时光照 己经不再是限制因素，大气C),浓度条件下，暗反应的 限制因素主要是C),浓度，因此提高CO,浓度（二氧化 碳浓度)后，暗反应速率提升，净光合速率先升高，CO, 饱和后趋于稳定。 (4)结合题意及题图信息可知，A区光照强度极低，此 时限制光合作用的关键因素是光照强度：低光照强度 下，光反应产生的ATP和NADPH不足，是光合速率 的主要限制因素，A区光照强度较低，Rubisco活性差 异不影响暗反应速率，因此突变体和野生型净光合速 率没有明显差异，曲线重合。 答案：(1)细胞核L基因编码的大亚基 (2)突变体中Rubisco酶合成量减少，酶总浓度降低，酶 总催化活性显著下降 (3)降低光照强度C),浓度（二氧化碳浓度） (4)A低光照强度下，光反应产生的ATP和NADPH 不足，是光合速率的主要限制因素，A区光照强度较 低，Rubisco活性差异不影响暗反应速率 21.解析：(1)叶绿素主要吸收可见光中的蓝紫光和红光： 光反应产生的NADPH在暗反应中可作为还原剂还原 C?,同时还能为C,的还原提供部分能量。 (2)T2组和T1组对比，盐碱胁迫下，葡萄幼苗叶绿素 含量显著降低，光反应捕获光能的能力下降，光反应速 率降低：同时H)。含量明显升高，H,O,会引起生物 膜发生氧化损伤，大量积累会引发膜通透性升高，破坏 叶绿体膜结构，干扰光合作用相关物质的跨膜运输，最 终导致净光合速率下降。 (3)T4组和T3组对比，叶绿素含量升高，H,),含量降 低，净光合速率升高，说明ABA有利于植物抗盐碱 植物体内ABA含量与抗盐碱能力正相关。培育新品 种时要提高植物体内ABA的含量或作用效果，ABA合 成酶活性高有利于ABA的合成，ABA合成酶缺失突变 体的ABA合成不足，抗盐碱能力弱，①错误，②正确； ABA受体低敏感性品种体内的ABA难以发挥作用，不 利于植株抗盐碱，③错误；ABA降解酶活性低可减少 ABA的降解，该品种植株体内ABA积累量较高，抗盐 碱能力较强，④正确。 (4)细胞质基质中的Na运送到液泡或排出细胞的过 程为主动运输，需要细胞呼吸消耗有机物提供的ATP: 盐碱胁迫会使植物净光合速率下降，有机物合成量减 少，细胞呼吸可利用的底物不足，ATP总产量受限；且 大量ATP被用于主动运输以降低盐碱胁迫伤害，分配 给植株用于生长的有机物和能量减少，因此一段时间 后生物量减少。 答案：(1)蓝紫光和红光作为还原剂、提供能量 (2)叶绿素含量降低，吸收的光能减少，光反应减弱，导 致光合作用速率下降，同时H,O,含量升高，叶绿体膜结 构受损，光合作用速率下降 (3)②④ (4)细胞质基质中的N通过主动运输的方式运送到 液泡中或排出细胞，运输过程中的能量主要由细胞呼 吸氧化分解有机物提供，因此一段时间后用于生长的 有机物和能量减少，生物量下降 最新真题分类特训·生物学 22.解析：(1)叶绿素（主要是叶绿素和叶绿素b)是光合 作用中的主要色素，能吸收红光(600~700nm)用于光 反应。光敏色素是一种光受体蛋白，能吸收红光(R, 600700nm)和远红光(FR,700~750nm),并通过构 象变化传递光信号，调节植物生长发育。在冠层中，B 位置（低处）的R/FR较低，这是因为上层叶片吸收了更 多红光，导致下层红光减少、远红光相对增多，从而降 低了R/FR比例。类胡萝卜素（如胡萝卜素、叶黄素）主 要吸收蓝光(400~500nm),不吸收红光；在冠层中，上 层叶片的类胡萝卜素吸收蓝光，减少了透射到下层的 蓝光，导致B位置PAR降低。 (2)由表中数据可知，施氨肥提高了冠层叶片对太阳光 的吸收，其可能的原因是施氨肥促进了叶绿素合成和 叶片生长，增加了叶片的光捕获能力，导致冠层整体吸 光增强，透射到下层的PAR减少。 (3)据表可知，B处光合有效辐射、红光远红光比例远 低于A处，光合作用主要利用红光和蓝紫光，远红光 (700~750nm,FR)通常不能用于植物光合作用，故B 处需要较强光照才能达到光补偿，点。 答案：(1)叶绿素光敏色素类胡萝卜素 (2)提高施氨肥促进了叶绿素合成和叶片生长，增加 了叶片的光捕获能力，导致冠层整体吸光增强，透射到 下层的PAR减少 (3)BB处光合有效辐射、红光/远红光比例远低于A 处，光合作用主要利用红光和蓝紫光，远红光(700一 750nm,FR)通常不能用于植物光合作用，故B处需要 较强光照才能达到光补偿点 23.解析：(2)据表可知，开花14天后突变体的气孔导度大 于野生型，但突变体的胞间C),浓度低于野生型，且突 变体的呼吸代谢不受影响，说明突变体光合作用更强， 消耗的CO更多，因此突变体达到光饱和点需要的光 照强度更高。 (3)据题图可知，与野生型相比，突变体蔗糖转化酶活 性更高，而蔗糖转化酶催化蔗糖分解为单糖，故突变体 内蔗糖减少，且叶片的光合产物主要以蔗糖的形式运 输到植株各处，因此突变体向外运输的蔗糖减少，导致 籽粒淀粉含量低。 答案：(2)高开花14天后突变体气孔导度大于野生 型，但胞间C),浓度小于野生型，且突变体的呼吸代谢 不受影响，因此突变体的光合作用强度更大，需要的光 照强度更大 (3)叶片的光合产物主要以蔗糖的形式运输到植株各 处，而蔗糖转化酶催化蔗糖分解为单糖，表中突变体蔗 糖转化酶活性大于野生型，因此突变体内可向外运输 到籽粒的蔗糖少于野生型 24.解析：(3)温度超过b时，为了降低蒸腾作用，部分气孔 关闭，使C),供应不足，暗反应速率降低：同时使酶的 活性降低，导致C),固定速率减慢，C还原速率减慢， 进而使暗反应速率降低。 (4)为了最大程度地获得光合产物，农作物在温室栽培 过程中，白天温室的温度应控制在光合速率与呼吸速 率差值最大时的温度，有利于有机物的积累。 答案：(3)温度过高，导致部分气孔关闭，C),供应不 足，暗反应速率降低；温度过高，导致酶的活性降低，使 暗反应速率降低 (4)光合速率和呼吸速率差值 25.解析：(1)光合色素为叶绿素和类胡萝卜素，叶绿素主 要吸收蓝紫光和红光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。 (2)b组O,浓度高于a组，说明光合作用大于呼吸作 用，整体表现为吸收C)2,释放)2。因此，a组C)2浓 度大于b组。 (3)密闭容器中，c的O,浓度不再增加，说明此时，由于 C02不足，导致光合作用减弱等于呼吸作用。组O 浓度等于初始浓度，也意味着光合作用等于呼吸作用。 而b组，此时光合作用仍然大于呼吸作用。综合来看， b组的光合作用速率最大。 (4)d组O。浓度等于c组是由于密闭容器中CO,的限 制，此时光合作用速率等于呼吸作用速率，打开容器之 后，提供了更多的CO2,此时即便以c的光照强度仍然 可以使得光合作用速率上升大于呼吸作用速率。 答案：(1)红光、蓝紫光光合色素为叶绿素和类胡萝 卜素，叶绿素主要吸收蓝紫光和红光，类胡萝卜素主要 吸收蓝紫光 (2)大于 (3)b密闭容器中，c的O。浓度不再增加，说明此时， 由于CO,不足，导致光合作用减弱等于呼吸作用。a组 ),浓度等于初始浓度，也意味着光合作用等于呼吸作 用。而b组，此时光合作用仍然大于呼吸作用。综合来 看，b组的光合作用速率最大 (4)升高 26.解析：(1)保卫细胞液泡中的溶质转运到胞外，导致细 胞液的渗透压降低，保卫细胞失水引起气孔关闭。气 孔关闭后，C),吸收减少，光合速率减小。 (2)r组是rhcl基因功能缺失突变体，即缺少rhcl基因 产物，wt组能正常表达rhcl基因产物。分析图2，高浓 度C)2时，wt组气孔开放度低于r组，说明rhcl基因 产物能促进气孔关闭。 (3)脱落酸是植物生长抑制剂，它能够抑制细胞的分裂 和种子的萌发，还有促进叶和果实的衰老和脱落。干 旱条件下脱落酸含量升高，促进叶片脱落，抑制气孔开 放，能够减少蒸腾作用，保存植物体内水分，使植物能 够在干早中生存。 (4)分析图2可知，高浓度C)2时，r组气孔开放度均高 于wt组、h组和h/r组，结合图1分析，高浓度CO2时 蛋白甲经过一系列调控机制最终使气孔关闭。T组是 rhcl基因功能缺失突变体，高浓度C)。时，r组气孔开 放度高，说明缺失hc1基因编码的蛋白质不能够引起 气孔关闭，由此推测，rhc1基因编码的是蛋白甲。 答案：(1)失水减小 (2)促进(3)干旱条件下脱落酸含量升高，促进叶片 脱落，抑制气孔开放，能够减少蒸腾作用，保存植物体 内水分，使植物能够在干早中生存 (4)rhcl 27.解析：本题以气孔、红光、蓝光对光合作用的影响为背 景，考查气孔、红光、蓝光对光合作用影响机理的认知 以及光反应与暗反应之间的关系。 (1)气孔的开闭会影响植物叶片的蒸腾作用、光合作 用、呼吸作用、水和无机盐的吸收等生理过程。 (2)保卫细胞在红光下能进行光合作用，光合产物会使 细胞内渗透压升高，从而有利于保卫细胞吸收水分，保 卫细胞吸收水分体积膨大，从而气孔打开。 (3)已知蓝光可作为一种信号促进保卫细胞逆浓度梯 度吸收K十，即蓝光促进K+通过主动运输进入保卫细 胞，导致保卫细胞渗透压升高，细胞吸水，促进气孔开 度进一步增大。 (4)除草剂阻断了光合作用的光反应，暗反应也不会单 独进行，光合作用不能进行，气孔无法维持开度，但阳 光照射下保卫细胞可逆浓度梯度吸收K,使气孔雏持 一定的开度。 答案：(1)光合作用、呼吸作用 (2)红光下保卫细胞进行光合作用，产生的有机物使细胞 渗透压升高，从而促进细胞吸水，细胞吸水能促进气孔 开放 (3)已知蓝光可作为一种信号促进保卫细胞逆浓度梯 度吸收K,即蓝光促进K+通过主动运输进入保卫细 胞，导致保卫细胞渗透压升高，细胞吸水，促进气孔开 度进一步增大。 (4)能 28.解析：分析题表和题图：与WT相比，yg1植株的叶绿素 和类胡萝卜素含量都较低，但类胡萝卜素/叶绿素较 高，光饱和，点较高，呼吸速率较高。 (1)根据表格信息可知，ygl植株叶绿素含量较低且类 胡萝卜素/叶绿素比值比较高，故叶片呈现出黄绿色。 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，由yg(叶色呈黄绿可推测，主要吸收蓝紫光。 (2)根据图a净光合速率曲线变化可知，WT先到达光 饱和点，即ygl的光饱和点高于WT。光补偿点是光合 速率等于呼吸速率的光照强度，ygl有较高的光补偿 点，可能原因是一方面光合速率偏低，另一方面是呼吸 速率较高，结合题意可知，yg有较高的光补偿点是因 为叶绿素含量较低导致相同光照强度下光合速率较 低，且由图c可知ygl呼吸速率较高。 (3)净光合速率较高则有机物的积累量较多，更有利于 植株生长发育，因此产量较高。 (4)由于yg(呼吸速率较高，且有较高的光补偿点，因此 在0~50mol·m2·s范围的低光照强度下，WT 和ygl的净光合速率如图： WT ygl 01020304050 光照强度[μmom2s] 根据两图提出问题：为什么达到光饱和点时，ygl的净 光合速率高于WT? 答案：(1)类胡萝卜素/叶绿素比例上升蓝紫 (2)高于呼吸速率较高 (3)有机物积累较多 Wt ygl (4) 01020304050 光照强度[μmolm2s] 为什么达到光饱和点时，ygl的净光合速率高于WT 29.解析：影响光合作用的因素有温度、光照强度、二氧化 碳浓度、叶绿素的含量、酶的含量和活性等。 (1)植物进行光合作用需要在光照下进行，光为生莱的 光合作用提供能量，又能作为信号调控生菜的形态建 成。生菜吸收营养液中含氯的离子满足其对氨元素需 求，若营养液中的离子浓度过高，造成外界溶液浓度高 于细胞液浓度，根细胞会因渗透作用失水使植物细胞 发生质壁分离，造成生莱萎蔫。 (2)分析图乙可知，与CK组相比，A、B、C组的千重都 较高。结合题意可知，CK组使用的是白光照射，而A、 B、C组使用的是红光和蓝紫光，光合色素主要吸收红 光和蓝紫光，故A、B、C组吸收的光更充分，光合作用速 率更高，积累的有机物含量更高，植物千重更高。由图 79 详解详析， 乙可知，当光质配比为B组（红光：蓝光=3：2）时，植 物的干重最高；结合图甲可知，B组植物叶绿素和氯含 量都比A组（红光：蓝光=1：2）、C组（红光：蓝光 2：1)高，有利于植物充分吸收光能用于光合作用，即B 组植物的光合作用速率大于A组（红光：蓝光=1： 2)、C组（红光：蓝光=2：1）两组，有机物积累量最高， 植物干重最大，最有利于生菜产量的增加。 (3)由图可知，在25℃时，提高C0。浓度时光合速率增 幅最高，因此，在25℃时，提高CO2浓度对提高生莱光 合速率的效果最佳。植物工厂利用秸秆发酵生产沼 气，冬天可燃烧沼气以提高C)。浓度，还可以升高温 度，使光合作用有关的酶活性更高，使光合速率进一步 提高。从农业生态工程角度分析，优，点还有减少环境 污染，实现能量多级利用和物质循环再生等。 答案：(1)能量渗透 (2)与CK组相比，A、B、C组使用的是红光和蓝紫光， 光合色素主要吸收红光和蓝紫光，A、B、C组吸收的光 更充分，光合作用速率更高，植物干重更高红光：蓝 光=3：2当光质配比为B组（红光：蓝光=3：2） 时，植物叶绿素和氮含量都比A组（红光：蓝光=1： 2)、C组（红光：蓝光=2：1）高，有利于植物的光合作 用，即B组植物的光合作用速率大于A组（红光：蓝光 =1:2)、C组（红光：蓝光=2：1）两组，净光合速率更 大，积累的有机物更多 (3)在25℃时提高C)2浓度光合速率增加幅度最高 升高温度减少环境污染，实现能量多级利用和物质 循环再生 30.BD①与③的唯一变量是是否用DCMU抑制叶绿体 光反应的ATP生成：①组同样光合产物缺乏，但光照 下细胞质基质ATP明显升高；③组光照下ATP无显 著变化，根本原因是光反应受阻、叶绿体无法产生并向 细胞质基质输送ATP,A错误。②（部分有氧呼吸受抑 制)、③（叶绿体ATP合成被抑制）分别与①比，第一次 光照时②③组细胞质基质ATP相对含量均低于①，说 明①中ATP的增加与叶绿体、线粒体均有关，B正确」 C)2的固定不需要消耗ATP,C错误。由题图可知，② 组细胞质基质ATP相对含量低于①组，6min后，与① 曲线相比，②（部分有氧呼吸受抑制）曲线变化幅度更 大，说明线粒体有助于维持细胞质基质中ATP的稳定 供应，D正确。 31.A类囊体膜上进行水的光解消耗H,O,而线粒体内膜 上进行有氧呼吸第三阶段生成H,),线粒体基质中进 行有氧呼吸第二阶段不生成H,O,A错误；叶绿体基质 中进行暗反应，消耗CO,进行二氧化碳的固定，线粒体 基质中进行有氧呼吸第二阶段，涉及丙酮酸和水反应 生成CO2,B正确；类囊体膜上进行水的光解生成O2, 线粒体内膜上进行有氧呼吸第三阶段，消耗)。和 NADH生成水，C正确；叶绿体基质中进行暗反应，合 成葡葫糖等有机物，线粒体基质中进行有氧呼吸第二 阶段，分解有机物（丙酮酸），生成C),和NADH,D 正确。 32,A通过生活中对生物学原理的应用场景考查理论联 系实际的能力。①果实、蔬菜低温存放是为了降低呼 吸作用强度；②春化处理可以促进某些植物的开花： ③风干处理后，减少了种子的水分从而抑制微生物的 生长繁殖，延长储藏时间；④通过对光周期的处理可以 调节植物的开花时间：⑤合理密植可以充分利用光照， 提高光合作用效率；⑥间作种植可以提高土地利用率。 综上可知，A选项正确。 33.DA.初期容器内C)2浓度较大，光合作用强于呼吸 作用，植物吸收CO,释放O,使密闭容器内的CO,浓度下 降O。浓度上升，光合速率逐渐降低，呼吸速率逐渐升高， 之后光合速率等于呼吸速率，A错误；B.根据分析由于密 最新真题分类特训·生物学 闭容器内的C),浓度下降，)，浓度上升，从而使植物光合 速率逐渐降低，呼吸速率逐渐升高，直至两者平衡趋于稳 定，B错误；CD.初期光合速率大于呼吸速率，之后光合速 率等于呼吸速率，C错误，D正确。 34.解析：(1)高等植物光反应以水为供氢体，产物是氧气 ATP、NADPH:该光合细菌以H,S为供氢体，分解产生 S,还原剂是NADH而非NADPH,因此特有产物为S 和NADH。①二氧化碳固定生成C,、②C3还原生成葡 萄糖，均属于光合作用暗反应阶段发生的物质变化。 (2)高等植物有氧呼吸第一阶段葡萄糖分解为丙酮酸： ②过程是合成葡萄糖，和该过程完全相反，因此图中为 三碳化合物是丙酮酸：暗反应还原过程需要光反应提 供的能量载体ATP、还原剂NADH,所以②的进行除 C,外还需要的原料有ATP、NADH。 (3)路径①需要直接固定，要消耗更多光反应产生的 ATP、NADH;乙酸是有机物，通过路径③合成无需大 量消耗光能，节省光反应产生的能量，且乙酸中的能量 可以转移到糖类等有机物中，能量利用效率更高，因此 乙酸充足时优先走③途径。 答案：(1)S NADH暗反应 (2)丙酮酸ATP NADH (3)路径③合成有机物消耗的光能更少，能节省光反应 固定的能量，且乙酸中的能量可以转移到糖类等有机 物中，能量利用效率更高。 35.解析：(1)光可以为植物光合作用提供光能：同时光可 以作为一种光信号调节植物生长发育，故光对植物生 长发育的作用有为光合作用提供能量和作为一种信号 调节植物生长发育两个方面。 (2)探究实验光处理是否完全抵消了盐胁迫对该作物 生长的影响，实验的自变量光（正常光和实验光）以及 有无盐胁迫，因变量是作物生长情况，故该实验至少应 选用上述①②④组进行对比分析（①和②对照自变量 为光处理不同，②和④对照自变量是有无盐胁迫)。实 验中除了自变量和因变量，其余变量称为无关变量，该 实验中的无关变量有温度和二氧化碳浓度等。 (3)由于④组呼吸作用强于③组，但是两组光补偿点也 就是总光合速率等于呼吸速率时的光照强度相等，所 以④组达到光补偿点之前的总光合速率始终大于 ③组。 答案：(1)为光合作用提供能量作为一种信号调节植 物生长发育(2)①②④温度和二氧化碳浓度 (3)始终大于④组呼吸作用强于③组，但是两组光补 偿点也就是总光合速率等于呼吸速率时的光照强度相 等，所以④组达到光补偿点之前的总光合速率也大于 ③组 36.解析：(1)导致水和矿质营养供应中断。水是光合作用 的原料，在光反应中，水在光照条件下裂解产生H、 和O,。(2)据图可知，三组实验中花球的质量损失率均 随着时间延长而提高。由于日光组和红光组通过光合 作用合成有机物，抑制细胞呼吸消耗有机物，所以前3 天日光组和红光组的质量损失率低于黑暗组。日光诱 导气孔开放，导致蒸腾作用增强从而散失较多水分，所 以第4天日光组的质量损失率高于黑暗组。(3)图中， 第4天日光组和红光组的呼吸强度下降比黑暗组更明 显，但过氧化氢酶活性仍高于黑暗组，过氧化氢酶能将 过氧化氢分解为水和氧气，从而降低过氧化氢对细胞 的损伤，因此推测日光或红光照射能减轻细胞代谢过 程产生的过氧化氢对细胞的损伤，从而延缓衰老。 (4)由于叶绿素分解加快，胡萝卜素和叶黄素的颜色显 现，所以第4天黑暗组西兰花花球出现褪色、黄化现象。 综合分析图中结果，第4天时，红光组条件下比日光组 和黑暗组，叶绿素降低的幅度低，过氧化氢酶活性最 高，能延缓褪色、黄化、老化等现象，所以红光处理对西 兰花花球保鲜效果最明显。 答案：(1)矿质营养H、e(2)提高这两组花球 通过光合作用合成了有机物，抑制细胞呼吸消耗有机 物蒸腾作用(3)呼吸强度细胞代谢 (4)叶绿素 分解加快，胡萝卜素和叶黄素的颜色显现红光 37.解析：(1)在光合作用的暗反应过程中，CO。在特定酶 的作用下，与C结合形成两个C,这个过程称作CO) 的固定，故反应①是C),的固定过程。 (2)有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质 基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸第一阶段 是葡萄糖分解成丙酮酸和NADH,合成少量ATP;第 二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和NADH,合 成少量ATP,以葡萄糖为反应物的有氧呼吸产生 NADH的场所是细胞质基质、线粒体基质。 (3)由图1可知，在线粒体中进行光呼吸的过程中，也会产 生二氧化碳，因此植物光合作用C)。的来源除了有外界环 境外，还可来自光呼吸、呼吸作用。7一10时，随着光照强 度的增加，株系1和2由于转入了改变光呼吸的相关基 因，导致光呼吸速率降低，光呼吸将已经同化的碳释放，且 整体上是消耗能量的过程，因此与WT相比，株系1和2 的净光合速率较高。总光合速率=净光合速率十呼吸速 率，呼吸速率为光照强度为0时二氧化碳的释放速率，图3 的横坐标为二氧化碳的浓度，因此无法得出呼吸速率，故 据图3中的数据不能计算出株系1的总光合速牵。 (4)由图2、图3可知，与株系2与WT相比，转基因株 系1的净光合速率最大，因此选择转基因株系1进行种 植，产量可能更具优势。 答案：(1)CO2的固定 (2)细胞质基质线粒体基质 (3)光呼吸呼吸作用7一10时，随着光照强度的增 加，株系1和2由于转入了改变光呼吸的相关基因，导 致光呼吸速率降低，光呼吸将已经同化的碳释放，且整 体上是消耗能量的过程不能总光合速率=净光合 速率十呼吸速率，呼吸速率为光照强度为0时二氧化碳 的释放速率，图3的横坐标为二氧化碳的浓度，无法得 出呼吸速率 (4)与株系2与WT相比，转基因株系1的净光合速率 最大 38.解析：(1)该植物叶片在温度a和c时的光合速率相等， 但由于呼吸速率不同，因此叶片有机物积累速率不 相等 (2)在温度d时，叶片的光合速率与呼吸速率相等，但由 于植物有些细胞不进行光合作用如根部细胞，因此该 植物体的干重会减少。 答案：(1)不相等温度a和c时的呼吸速率不相等 (2)温度d时，叶片的光合速率与呼吸速率相等，但植物 的根部等细胞不进行光合作用，仍呼吸消耗有机物，导 致植物体的干重减少 39.解析：(1)光合作用光反应阶段的场所是叶绿体的类囊 体膜上，光反应发生的物质变化包括水的光解以及 ATP的形成，因此光合作用光反应阶段生成的产物有 O2、NADPH和ATP (2)叶片光合作用产物有一小部分供自身呼吸作用消 耗，其余部分被输送到植物体的储藏器官储存起来。 故正常条件下，植物叶片的光合产物不会全部运输到 其他部位。 (3)C,植物的C)。固定途径有C,和C:途径，其主要 的CO2固定酶是PEPC,Rubisco;而C3植物只有C3途 径，其主要的CO,固定酶是Rubisco。千早会导致气孔 开度减小，叶片气孔关闭，CO。吸收减少；由于C,植物 的CO,补偿，点低于C,植物，则C,植物能够利用较低 浓度的C),,因此光合作用受影响较小的植物是C,植 物，C,植物比C,植物生长得好。 答案：(1)O,、NADPH和ATP (2)供自身呼吸作用消耗 (3)C,植物的C),补偿点低于C,植物，C,植物能够利 用较低浓度的CO