第11讲 光合作用的原理、影响因素及应用（山东热点情景+3大核心速记+靶向专攻）（专项训练）（山东专用）2027年高考生物一轮复习讲练测

**基本信息** 该专项以考情定向为引领，通过模块化梳理与分层训练，构建光合作用原理、影响因素及应用的系统方法体系，融合生命观念与科学思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |考情定向|5年考情统计|高频考点定位、山东特色情境分析|新课标要求→考题统计→考查规律| |核心梳理|3大核心知识|模块化拆解（光反应/暗反应）、过程法/模型法分析物质变化|色素结构→光合过程→影响因素→应用| |分层专练|模拟题11道、创新题8道、真题13道|情境题迁移应用、曲线分析技巧、实验变量控制|基础判断→综合分析→压轴突破|

第11讲 光合作用的原理、影响因素及其应用 第一部分 五年考情·精准定向 山东考情概览 山东热点情境 山东备考策略 第二部分 三大核心·主干速记 一图串联·核心梳理·易错辨析 核心知识01 捕获光能的色素 核心知识02 光合作用的原理 核心知识03 光合作用的影响因素及应用 第三部分 分层专练·靶向攻关 两年模拟·情境题（全国视野，单选） 一年重难·创新题（侧重山东，辐射全国，单选+不定项） 三年真题·压轴题（侧重山东，辐射全国） 第一部分 五年考情·精准定向 考情概览 新课标要求 考题统计 说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量，这些能量在二氧化碳和水转变为糖与氧气的过程中，转换并储存为糖分子中的化学能。 2026・山东・光合细菌与高等植物光合途径对比、能量利用综合图像分析 2025・山东・高光胁迫下光合保护机制、类囊体结构与光反应综合 2025・河北・叶绿体色素、光暗反应物质变化正误辨析选择题 2024・全国乙卷・气孔开闭与保卫细胞光合、CO₂供应变量曲线分析 2024・江苏・光合电子传递抑制剂、光反应场所图像机理辨析题 2023・山东・C3/C4 植物碳代谢途径转换、大棚增产调控情境综合考查 2023・湖南・光反应暗反应场所判断、光合作用原理农业生产应用辨析 1． 考查频次 近 5 年山东新高考每年必考，选择题与非选择题均频繁出现，以非选择题综合大题居多。既可独立命题考查叶绿体结构、光合色素、光反应暗反应过程与物质能量变化，也常常融入光合呼吸综合计算、密闭容器气体动态变化、大棚种植/逆境胁迫调控、光合速率测定实验等综合大题，是细胞代谢模块的核心高频考点。 2．考查要点 分为光反应、暗反应二大板块：光合作用过程包括光反应与暗反应的场所、物质转变、能量转化；影响光合作用的光照、CO₂浓度、温度、水分、矿质元素等环境因素及内因（色素、酶、叶绿体结构）；C₃、C₅、ATP、NADPH 的动态变化辨析，常设置净光合速率定量计算、曲线分析情境；兼顾光合原理农业生产应用（补光、增 CO₂、控温、合理密植、轮作、午休现象调控等）及高光/盐碱等逆境光合调控机制。 热点情境 素材 1：寿光设施蔬菜大棚栽培（冬春弱光环境） 冬季大棚低温弱光、雾霾天气影响光反应效率；人工补光（调整光质、延长光照时长）、增施二氧化碳、昼夜分段控温，兼顾光合酶最适温度与抑制夜间呼吸消耗；调控光呼吸、改善叶绿体类囊体结构稳定性，提高净光合速率，延长有机物积累周期，保障番茄、彩椒等设施蔬菜稳产增产。 素材 2：胶东特色果树种植（烟台苹果、威海大樱桃） 果树夏季强光胁迫、正午高温引发光合午休（气孔关闭、CO₂供应不足）；类胡萝卜素发挥光保护作用缓解高光损伤，调节叶绿素含量与卡尔文循环效率；修剪枝叶改善冠层光照分布、合理施肥补充镁元素等矿质营养，促进叶绿素合成，提升整树光合总产量，改善果实糖分积累与品质。 素材 3：黄河三角洲盐碱地耐盐作物种植（碱蓬、耐盐花生、耐盐棉花） 盐碱胁迫造成气孔导度下降、CO₂摄入减少、叶绿体结构受损、光合酶活性受抑，暗反应速率下降；耐盐品种通过调节渗透物质、修复叶绿体结构、维持光合碳代谢稳态，缓解盐碱对光合作用的抑制，适配盐碱环境实现正常碳固定与有机物合成。 素材 4：鲁北农田夏玉米 / 小麦高产栽培 合理密植、间作套种改善群体光照利用率，减少下层叶片遮光造成光能浪费；适时灌溉缓解干旱胁迫，减轻气孔关闭对暗反应的影响；调控灌浆期光照与温度，延长叶片光合功能期，提高籽粒有机物积累量，实现粮食增产。 素材 5：山东近海藻类 / 水产养殖光合调控 海带、紫菜等藻类受光照深度、水体浊度、水温影响光反应速率；水体富营养化、光照异常影响藻类光合固碳效率与生长速率；调控水体光照、CO₂浓度，优化藻类光合作用，维持养殖水体生态平衡。 备考策略 1.光合过程模块化梳理，拆分光反应、暗反应，表格辨析物质、能量、场所易混点 ①场所与结构：光反应定点发生于叶绿体类囊体薄膜，依赖光合色素与光系统；暗反应全程发生于叶绿体基质，依赖多种光合酶催化，无光照依赖。区分叶绿体结构完整与破损对光合速率的影响，明确原核光合生物无叶绿体但可进行光反应。 ②物质代谢流程：光反应完成水的光解、氧气释放、ATP与NADPH合成；暗反应完成CO₂固定、C3还原、C5再生，形成完整卡尔文循环。精准区分O₂、ATP、NADPH、有机物的来源与去路，杜绝物质流向混淆。 ③能量转化规律：光能→活跃化学能（ATP、NADPH）→稳定化学能（有机物）；光反应只储能不产糖，暗反应消耗活跃化学能合成有机物，两步反应高度联动、不可分割。 2.影响因素分层拆解内因、外因，吃透曲线变化与速率逻辑，精准区分净光合、总光合、呼吸速率 ①内因核心：光合色素含量与种类、叶绿体数量与结构完整性、光合酶的数量与活性、叶龄与植株长势，直接决定植物最大光合潜能，是逆境光合差异的核心原因。 ②外因核心：光照强度、光质、光照时长、CO₂浓度、温度、水分、矿质元素；明确各因素最适区间，掌握单一变量、多变量叠加对光合速率的调控规律。区分温度双重影响：同时调控光合酶、呼吸酶活性，是净有机物积累的关键考点。 ③经典曲线体系：光照强度曲线、CO₂浓度曲线、温度曲线、光合午休曲线、密闭容器气体变化曲线；熟练判断光补偿点、光饱和点、CO₂补偿点、CO₂饱和点移动规律，掌握逆境下曲线偏移机理。 · 第二部分 三大核心·主干速记 内容速览：光合作用的原理、影响因素及其应用。 一图串联 核心梳理 核心知识1 　捕获光能的色素和结构 1．绿叶中色素的提取和分离 总结　实验异常现象分析 2．色素的分布和作用 (1)分布：叶绿体类囊体薄膜上。 (2)作用：吸收、传递、转化光能。 (3)吸收光谱：一般情况下，光合作用所利用的光都是可见光。叶绿素对红光和蓝紫光的吸收量大，类胡萝卜素对蓝紫光的吸收量大，对其他波段的光并非不吸收，只是吸收量较少。 3．叶绿体的结构和功能 总结　恩格尔曼实验设计的4点巧妙之处 (1)实验材料选得妙：实验材料选择水绵和需氧细菌。水绵的叶绿体呈螺旋带状，便于观察；利用需氧细菌可确定释放氧气多的部位。 (2)排除干扰的方法妙：没有空气的黑暗环境，排除了空气中氧气和光的干扰。 (3)观测指标设计得妙：用极细的光束点状投射，叶绿体上可分为获得光照多和光照少的部位，相当于一组对照实验。 (4)实验对照设计得妙：进行黑暗(局部光照)和曝光对照实验，明确实验结果完全是由光照引起的。 核心知识2 光合作用的原理 1．光合作用的概念：绿色植物通过叶绿体，利用光能，将二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧气的过程。 2．光合作用的反应式：CO2＋H2O(CH2O)＋O2。 3．光合作用的过程 项目 光反应 暗反应 过程模型 实质 光能转化为化学能，并放出O2 同化CO2形成有机物 与光的关系 必须在光下进行 有光、没有光都能进行 场所 在叶绿体内的类囊体薄膜上进行 在叶绿体基质中进行 物质转化 ①水的光解： H2O2H＋＋O2＋2e－ ②NADPH的合成： NADP＋＋H＋＋2e－NADPH ③ATP的合成： ADP＋Pi＋能量ATP ①CO2的固定： CO2＋C52C3 ②C3的还原： 2C3C5＋(CH2O) ③ATP的水解： ATPADP＋Pi＋能量 ④NADPH的分解： NADPHNADP＋＋H＋＋2e－ 能量转化 光能→ATP和NADPH中活跃的化学能 ATP和NADPH中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能 关系 4.化能合成作用与光合作用的对比 项目 光合作用 化能合成作用 条件 光、色素、酶 酶 原料 CO2和H2O等无机物 产物 糖类等有机物 能量来源 光能 某些无机物氧化时释放的能量 生物种类 绿色植物、蓝细菌等 硝化细菌、硫细菌等 归纳总结　环境改变时光合作用各物质含量的变化分析 (1)“过程法”分析各物质变化 如图中Ⅰ表示光反应，Ⅱ表示CO2的固定，Ⅲ表示C3的还原，当外界条件(如光照、CO2)突然发生变化时，分析相关物质含量在短时间内的变化： (2)“模型法”表示C3和C5等物质含量变化 核心知识3 光合作用的影响因素及其应用 1．内部因素 (1)与植物自身的遗传特性有关，以阴生植物、阳生植物为例，如图所示。 (2)植物叶片的叶龄、叶绿素含量及酶 注：影响叶绿素合成的因素还有光照、温度和矿质元素等。 (3)叶面积指数 2．外部环境因素 (1)单因子变量对光合速率的影响 ①光照强度 ②CO2浓度 ③温度 ④水分或矿质元素 (2)多因子变量对光合速率的影响 3．控制影响光合作用实验自变量的方法 4．探究光照强度对光合作用强度的影响 (1)实验原理：抽去圆形小叶片中的气体后，叶片在水中下沉，光照下叶片进行光合作用产生氧气，充满细胞间隙，叶片又会上浮。光合作用越强，单位时间内圆形小叶片上浮的数量越多。 (2)实验中变量分析 自变量 不同光照强度 控制自变量 调节光源与烧杯的距离进行控制 因变量 光合作用强度 检测因变量 同一时间段内叶片浮起的数量 对无关变量进行控制 叶片大小、溶液的量等保持一致 (3)实验流程：取材→排气→沉水→分组→光照→观察并记录。 (4)实验结果：在一定范围内，台灯与小烧杯的距离越近，单位时间内浮起的圆形小叶片也越多。 (5)实验结论：在一定范围内，随着光照强度不断增强，光合作用强度也增强(单位时间内圆形小叶片中产生的O2越多，浮起的圆形小叶片也越多)。 第三部分 分层专练·靶向攻关 两年模拟·情境题（全国视野，单选+多选） 考查重点：光合作用的原理、影响因素及其应用。 1.（2026·湖北荆州·二模）图甲是绿叶中色素的吸收光谱图，乙是纸层析法分离绿叶中色素的结果。下列叙述错误的是（    ） A．图甲中的①主要吸收蓝紫光 B．条带1为黄色，条带2为橙黄色 C．图甲中的②和③分别对应图乙中条带4和条带3 D．提取色素时，可用体积分数为95%的乙醇加入适量无水碳酸钠来代替无水乙醇 2.【新情境·红蓝符合光处理生菜叶】（2026·河南新乡·三模）科研人员用红光（R）、蓝光（B）及不同比例的红蓝复合光处理生理状态相同的生菜叶片，测得叶片的净光合速率如图所示。下列叙述错误的是（    ） A．5组实验的光照强度必须保持一致 B．光的波长可通过影响光反应过程来影响光合作用 C．适宜比例的红蓝复合光有利于提高生菜的光合速率 D．R组净光合速率最低的原因是红光不能被光合色素有效吸收 3.（2026·安徽合肥·三模）下列关于希尔反应和阿尔农的发现，有关叙述错误的是（    ） 时间/发现者 内容 1937年，希尔 在离体的叶绿体悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂（悬浮液中有H2O，没有CO2），在光照下可以释放出氧气 1954年，阿尔农 在光照且无CO2的条件下，向叶绿体悬浮液中供给ADP、Pi和NADP+，可合成ATP和NADPH，这一过程总是与水的光解相伴随 A．光合作用的需光过程为CO2转化为有机物提供ATP和NADPH B．希尔反应与CO2转化为有机物的过程不是同一化学反应过程 C．配制叶绿体悬浮液时，需加入一定量的蔗糖，主要目的是提供能量 D．希尔反应过程中涉及光反应的部分变化，无3-磷酸甘油酸的生成 4.（2026·山东德州·一模）绿硫细菌是一类严格厌氧的光合自养细菌，绿小体是其捕获光能的结构，由单层磷脂膜和底部基板构成。单层磷脂膜上镶嵌着蛋白质，底部基板由蛋白质和叶绿素组成。下列说法正确的是（　　） A．绿小体能捕获并传递光能 B．单层磷脂膜属于生物膜系统 C．单层磷脂膜上的蛋白质需经过内质网的加工 D．绿硫细菌中进行的光反应可以产生氧气 5．【新情境·光合作用中的“浓缩微滴”】（2026·湖南郴州·三模）光合作用暗反应的关键酶Rubisco既可催化RuBP与CO2 反应进行碳固定，也可催化RuBP与O2反应进行光呼吸。研究发现，Rubisco在高等植物叶绿体基质中与特定蛋白共组装形成 “浓缩微滴”，显著提高局部CO2 浓度，从而提高碳固定效率。下列相关叙述错误的是（　　） A．Rubisco催化CO2固定发生在叶绿体基质中 B．“浓缩微滴”可减少光呼吸的发生，从而提高光合效率 C．高温可能破坏“浓缩微滴”的结构，导致CO2浓度无法维持 D．“浓缩微滴”会直接影响光反应中的ATP和NADPH产量 6.（2026·山东枣庄·一模）植物学家探究不同条件对番茄光合作用的影响，得到如下曲线。以下说法错误的是（　　） A．胞间浓度在900~1200范围内时，光合速率的限制因子可能是光照强度 B．当胞间浓度为600时，光照条件由红光变为蓝光，细胞内含量增加 C．该实验的自变量是胞间浓度和光的种类 D．据图推测蓝光被光合色素吸收的效率可能更高 7.【新情境·光合自养细菌绿硫细菌】（2026·河南周口·三模）绿硫细菌是一类严格厌氧的光合自养细菌，由于缺乏处理氧自由基的酶，可进行不产氧光合作用。下图是绿硫细菌的光反应过程示意图，据图分析下列说法错误的是（　　） A．据图分析，绿硫细菌细胞内具有膜结构 B．图中可看出造成内腔和细胞质基质H+浓度差的过程有三个 C．图示H+的运输方式为协助扩散 D．该光合作用过程中最终电子供体是H2S 8.【新情景·离体叶肉细胞的光合作用】（2026·福建三明·二模）取桑苗的离体叶肉细胞和叶绿体制备悬浮液，在不同光照强度下分别测定O₂释放速率并构建数学模型如图所示。假设叶肉细胞和叶绿体离体前后生理活性保持不变，下列叙述错误的是（ ） A．在叶绿体悬浮液中加入氧化剂，在光照下可以释放O2 B．乙曲线表示叶绿体悬浮液中离体叶绿体的O2释放速率 C．当悬浮液处于A点对应光照强度时，类囊体薄膜上可进行ATP的合成 D．在光饱和点之前，叶绿体悬浮液的O2释放速率随光照强度增强而加快 9.（2026·福建福州·二模）光伏农业系统由聚光光伏发电系统和农业大棚两部分组成，农业大棚上方安装聚光板利用太阳能发电，聚光板底部安装滤光膜。夏季蔬菜空心菜对高温有较好的适应性，为探究光伏发电系统对大棚作物生长影响，科研人员将空心菜分两组，分别在滤光膜遮挡（组一）和无滤光膜遮挡（组二）的种植箱中培养，并测量相关指标，结果如下表（差异不显著用相同字母a标识）。下列推测最合理的是（　　） 叶绿素a含量/mg·g-1 叶绿素b含量/mg·g-1 净光合速率/μmol·m-2·s-1 气孔导度/ol·m-2·s-1 胞间（CO₂浓度/μmol·mol-1 日间叶片温度/°C 组一 1.321 0.46 24.48 0.069 681.68 19.9 组二 1.287 0.397 19.41 0.038 1284.50 22.4 A．滤光膜主要吸收蓝紫光和红光 B．组一光能的利用效率小于组二 C．组一日间呼吸作用强度小于组二 D．组一空心菜有机物积累小于组二 10.（2026·北京海淀·二模）研究者在实验室条件下培养铁皮石斛，除黑暗和恒定光强相互交替外，其他环境条件相同。测定一天中不同时刻的CO2吸收速率，结果如下图。 下列叙述错误的是（    ） A．ab段吸收CO2与光反应无关 B．b点释放的CO2来自细胞呼吸 C．气孔开闭可能会引起be段变化 D．ad段有机物积累量接近于零 11.（2026·山东淄博·一模）（不定项）拟南芥光反应的非环式电子传递会同步生成ATP和NADPH，二者比例相对固定（约1.5:1），但暗反应对ATP和NADPH的需求比为2:1，其叶肉细胞中还存在NDH复合体介导的环式电子传递，仅产生ATP，在弱光下作用显著。将生理状态一致的拟南芥野生型（WT）与NDH复合体缺失突变体（ndh）置于适宜温度、弱光的密闭装置中培养，下列说法错误的是（　　） A．培养初期突然提高光照强度，短时间内WT叶绿体中C5含量上升 B．培养初期，若光合速率WT>ndh>0，说明弱光下环式电子传递起主导作用 C．若两装置内CO2浓度均不再变化，装置内CO2浓度WT组>ndh组 D．弱光下WT可通过环式电子传递，缓解光合作用过程中ATP/NADPH的供需失衡 一年重难·创新题（侧重山东，辐射全国，单选+不定项） 设题创新:蓝细菌与改造水稻的光合作用（T1）；MT对玉米叶片光合作用的调控（T3）；光合磷酸化（T4）；高温胁迫下开发新型生物能源（T6）；大棚农业绿色高效发展（T7） 1.【新情景·蓝细菌与改造水稻的光合作用】（2026·江苏扬州·三模）蓝细菌可通过CO2浓缩机制主动富集无机碳提高光合效率如图1所示。研究人员利用该机制改造了水稻等农作物(如图2)，对比二者CO2浓缩机制，下列叙述正确的是（　　） A．两者的碳酸酐酶(CA)合成场所可能相同 B．两者糖类的合成均在羧酶体内完成 C．两者均依赖类囊体膜上的光合色素捕获光能 D．两者转运HCO3-所需的ATP来源相同 2.（2026·湖北十堰·三模）科研人员将某植物离体叶片漂浮于适宜浓度的蔗糖溶液中，给予适宜光照和温度条件。一段时间后，将叶片转移至不含蔗糖的缓冲液中，其他条件不变，测定结果如下表： 处理 净光合速率 （μmolO2·m-2·s-1） 叶片淀粉含量 （mg/g鲜重） 叶片蔗糖含量 （mg/g鲜重） 含蔗糖溶液 18.5 45.2 28.7 不含蔗糖缓冲液 24.6 32.8 16.5 已知该实验条件下，呼吸速率保持不变。根据表中信息及所学知识，下列叙述正确的是（　　） A．净光合速率升高，表明光反应速率的提高幅度大于暗反应 B．本实验不需要考虑缓冲液的渗透压，因为叶片自身能快速调节渗透压 C．叶片淀粉含量下降，其分解产物可直接作为暗反应的底物参与卡尔文循环 D．光照、温度是影响光合作用的主要环境因素，控制它们一致属于对无关变量的控制 3.【新情境·MT对玉米叶片光合作用的调控】（2026·福建福州·三模）为探究外源褪黑素（MT）对玉米叶片光合作用的调控作用，研究人员设置对照（CK，正常供水）、干旱胁迫（DS，停止供水8天）和干旱胁迫＋100μmol/LMT（DS＋MT）三组，干旱处理8天后复水4天，测定不同时期叶片净光合速率（Pn）和胞间CO₂浓度（Ci），结果如下表。根据表中信息并结合光合作用原理分析，下列叙述正确的是（    ） 处理检测指标 干旱8天 复水4天 Pn（μ molCO2/m2·S） CK：25.6 DS：10.2 DS＋MT：18.4 CK：26.1 DS：14.5 DS＋MT：24.3 Ci（μ molCO₂/mol） CK：275 DS：358 DS＋MT：312 CK：270 DS：340 DS＋MT：288 A．干旱胁迫下，DS组Pn显著下降的主要原因是气孔导度降低，导致CO2吸收减少 B．复水后，DS＋MT组Pn恢复至接近CK水平，而DS组恢复缓慢，推测MT能促进光合作用相关结构的修复 C．与DS组相比，DS＋MT组在干旱条件下Pn较高，说明MT可完全消除干旱对光合作用的抑制 D．干旱胁迫下，DS组Ci升高，表明其Pn下降是由于固定二氧化碳的酶活性下降所导致 4.【新情境·光合磷酸化】（2026·山东济宁·一模）绿色植物光合作用通过光合磷酸化合成ATP，该过程是在跨膜H⁺电化学势能的参与下，由跨膜的ATP合成酶催化完成。图1、图2为科研人员用银杏叶片进行实验的结果。下列叙述错误的是（    ） A．推测上述ATP合成酶位于叶绿体内膜 B．光合磷酸化产生的ATP在7~11月逐渐减少 C．ATP合成酶的跨膜部位呈疏水性，有利于和相应膜稳定结合 D．叶绿体放氧活性11月低于7月的原因有叶绿素含量减少、气温降低等 5.（2026·重庆·三模）某研究小组对温室中同一番茄植株不同位置（上、中、下部）的成熟叶片进行光合特性检测（其余环境条件均为最适），所得数据如下表。已知叶绿素b对弱光反应更灵敏，下列说法正确的是（    ） 位置 净光合速率（μmol·m-2·s-1） 光补偿点（μmol·m-2·s-1） 光饱和点（μmol·m-2·s-1） 叶绿素a/叶绿素b 上层叶 25.30 2200 5000 X 中层叶 23.20 1850 3700 4.30 下层叶 20.10 1450 2400 Y A．若适当提高CO2浓度上层叶净光合速率会显著增加 B．推测X>Y，原因是下层叶叶绿素b占比更高，以适应弱光环境 C．中层叶的光饱和点低于上层叶，说明其光合酶活性更低 D．下层叶净光合速率低的主要原因是光照强度不足，与叶绿素比例无关 6.【新情境·高温胁迫下开发新型生物能源】（2026·河南信阳·二模）为应对全球变暖导致的高温胁迫，开发新型生物能源，某研究团队以真核微藻为模型，在低氧环境中探究光抑制的缓解机制。研究发现：当光能过量时，PSⅡ中电子（e-）积累会产生活性氧破坏PSⅡ；而低氧条件下，叶绿体内氢化酶活性提高，部分电子（e-）流向生成氢气的代谢过程（图甲）。团队采用“非基因方式电子引流”策略，利用人工电子梭铁氰化钾接收多余电子，有效解除光抑制（图乙）。下列叙述错误的是（　　） A．光抑制发生时，PSⅡ中积累的电子产生的活性氧，会直接阻碍CO2的固定过程 B．低氧环境中，氢化酶活性提高使部分电子用于H₂生成，减少了用于NADPH合成的电子，导致碳固定效率降低 C．铁氰化钾作为人工电子梭，能接收PSⅡ积累的电子，避免活性氧产生，从而维持PSⅡ功能完整性 D．从图乙可知，当光照强度由I1增加到I2时，对照组的光能转化效率下降 7.【新情境·大棚农业绿色高效发展】（2026·山东青岛·二模）（不定项）为推动大棚农业绿色高效发展，科研人员以辣椒为实验材料，探究冬季温室中光照强度和CO2浓度对其光合生理特性的影响。叶绿素含量可通过其对特定波长光的吸收值来衡量，实验设置及结果如图所示。下列说法错误的是（    ） A．与红光相比，选用蓝紫光测定叶绿素含量更为精确 B．适当提高光照强度和CO2浓度，有利于叶绿素的合成 C．丙组净光合速率最大，原因是气孔导度增大、胞间CO2充足 D．协同调控光照强度与CO2浓度，可实现大棚蔬菜高产稳产 8.（2026·山东潍坊·三模）（不定项）植物保卫细胞接受光照信号时吸水膨胀使气孔张开，该过程叶绿体中的淀粉合成和水解会改变细胞渗透压进而影响气孔开闭。为探究淀粉合成与细胞质基质中ATP的关系，科研人员对拟南芥野生型和突变型（叶绿体失去运入ATP的能力）保卫细胞叶绿体的淀粉粒进行了研究，其淀粉粒面积变化如图。下列关于保卫细胞叶绿体的说法，正确的是（    ） A．叶绿体中淀粉的合成依赖呼吸作用提供的ATP B．叶绿体中淀粉的水解会促进气孔张开 C．光照通过作用叶绿体内的光敏色素促进淀粉水解 D．长时间光照可使野生型保卫细胞积累更多的淀粉 三年真题·压轴题（侧重山东，辐射全国，单选+多选+非选择题） 高频考点：重视光合作用的原理分析，重视影响光合作用的因素分析，重视光合作用的影响因素及其应用能力 1.（2025·山东·高考真题）“绿叶中色素的提取和分离”实验操作中要注意“干燥”，下列说法错误的是（    ） A．应使用干燥的定性滤纸 B．绿叶需烘干后再提取色素 C．重复画线前需等待滤液细线干燥 D．无水乙醇可用加入适量无水碳酸钠的95%乙醇替代 2.（2024·贵州·高考真题）为探究不同光照强度对叶色的影响，取紫鸭跖草在不同光照强度下，其他条件相同且适宜，分组栽培，一段时间后获取各组光合色素提取液，用分光光度法（一束单色光通过溶液时，溶液的吸光度与吸光物质的浓度成正比）分别测定每组各种光合色素含量。下列叙述错误的是（    ） A．叶片研磨时加入碳酸钙可防止破坏色素 B．分离提取液中的光合色素可采用纸层析法 C．光合色素相对含量不同可使叶色出现差异 D．测定叶绿素的含量时可使用蓝紫光波段 3．（2024·广东·高考真题）银杏是我国特有的珍稀植物，其叶片变黄后极具观赏价值。某同学用纸层析法探究银杏绿叶和黄叶的色素差别，下列实验操作正确的是（　　） A．选择新鲜程度不同的叶片混合研磨 B．研磨时用水补充损失的提取液 C．将两组滤纸条置于同一烧杯中层析 D．用过的层析液直接倒入下水道 4.（2026·浙江·高考真题）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、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、浓度等 B．实验中可用单位时间的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 5．（2025·安徽·高考真题）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LED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 6.（2024·福建·高考真题）叶片从黑暗中转移到光照下，其光合速率要先经过一个增高过程，然后达到稳定的高水平状态，这个增高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．0min时，A组胞间CO2浓度等于B组胞间CO2浓度 B．30min时，B组叶绿体中C3生成和还原速率均大于A组 C．30min时，限制A组光合速率的主要因素是光照时间 D．与A组叶片相比，B组叶片光合作用的光诱导期更长 7.（2024·北京·高考真题）某同学用植物叶片在室温下进行光合作用实验，测定单位时间单位叶面积的氧气释放量，结果如图所示。若想提高X，可采取的做法是（    ） A．增加叶片周围环境CO2浓度 B．将叶片置于4℃的冷室中 C．给光源加滤光片改变光的颜色 D．移动冷光源缩短与叶片的距离 8.（2023·天津·高考真题）下图是某绿藻适应水生环境，提高光合效率的 机制图。光反应产生的物质X可进入线粒体促进ATP合成。下列叙述 错误的是（    ） A．物质X通过提高有氧呼吸水平促进HCO3-进入细胞质基质 B．HCO3-利用通道蛋白从细胞质基质进入叶绿体基质 C．水光解产生的H+提高类囊体腔CO2水平，促进CO2进入叶绿体基质 D．光反应通过确保暗反应的CO2的供应帮助该绿藻适应水环境 9.（2023·湖北·高考真题）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（　　）    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O2 10.（2025·山东·高考真题）在低氧条件下，某单细胞藻叶绿体基质中的蛋白F可利用H+和光合作用产生的NADPH生成H2。为研究藻释放H2的培养条件，将大肠杆菌和藻按一定比例混合均匀后分成2等份，1份形成松散菌-藻体，另1份形成致密菌-藻体，在CO2充足的封闭体系中分别培养并测定体系中的气体含量，2种菌-藻体培养体系中的O2含量变化相同，结果如图所示。培养过程中，任意时刻2体系之间的光反应速率无差异。下列说法错误的是（    ） A．菌-藻体不能同时产生O2和H2 B．菌-藻体的致密程度可影响H2生成量 C．H2的产生场所是该藻叶绿体的类囊体薄膜 D．培养至72h，致密菌-藻体暗反应产生的有机物多于松散菌-藻体 11.（2026·江西·高考真题）（不定项）锌是植物生长发育的必需元素，缺锌会影响色氨酸(合成IAA的原料)和叶绿素等细胞组分的合成。研究人员分别测定了某植物幼苗在正常供锌(对照)和缺锌条件下培养40天后的相关指标(如表)。下列关于缺锌组的分析，合理的是（　　） 组别 叶绿素含量(mg·g-1) 净光合速率(μmolCO2·m-2·s-1) 气孔导度(mmolCO2·m-2·s-1) 胞间CO2浓度(μmol·mol-1) IAA含量(ng·g-1) 对照组 3.1 12.5 416.9 329.8 72.6 缺锌组 1.5 9.6 247.2 363.6 34.7 A．净光合速率下降的直接原因是气孔导度下降 B．叶绿素含量下降的直接原因是净光合速率下降 C．胞间CO2浓度升高的直接原因是光合作用减弱 D．IAA含量下降的直接原因是合成原料供应不足 12.（2026·河南·高考真题）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。 材料 气孔导度(mol·m-2·s-1) 净光合速率(µmol·m-2·s-1) 吸收速率(µmol·g-1·h-1) 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： (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-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）。 13.（2026·安徽·高考真题）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（）条件下的相关指标，结果见图1。 回答下列问题。 (1)叶肉细胞间隙中的CO2扩散至CO2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—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CO2与之间的可逆反应）和RuBP羧化酶（催化CO2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-磷酸甘油酸（PGA）和被还原的C3（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______。 20 / 21 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第11讲 光合作用的原理、影响因素及其应用 第一部分 五年考情·精准定向 山东考情概览 山东热点情境 山东备考策略 第二部分 三大核心·主干速记 一图串联·核心梳理·易错辨析 核心知识01 捕获光能的色素 核心知识02 光合作用的原理 核心知识03 光合作用的影响因素及应用 第三部分 分层专练·靶向攻关 两年模拟·情境题（全国视野，单选） 一年重难·创新题（侧重山东，辐射全国，单选+不定项） 三年真题·压轴题（侧重山东，辐射全国） 第一部分 五年考情·精准定向 考情概览 新课标要求 考题统计 说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量，这些能量在二氧化碳和水转变为糖与氧气的过程中，转换并储存为糖分子中的化学能。 2026・山东・光合细菌与高等植物光合途径对比、能量利用综合图像分析 2025・山东・高光胁迫下光合保护机制、类囊体结构与光反应综合 2025・河北・叶绿体色素、光暗反应物质变化正误辨析选择题 2024・全国乙卷・气孔开闭与保卫细胞光合、CO₂供应变量曲线分析 2024・江苏・光合电子传递抑制剂、光反应场所图像机理辨析题 2023・山东・C3/C4 植物碳代谢途径转换、大棚增产调控情境综合考查 2023・湖南・光反应暗反应场所判断、光合作用原理农业生产应用辨析 1． 考查频次 近 5 年山东新高考每年必考，选择题与非选择题均频繁出现，以非选择题综合大题居多。既可独立命题考查叶绿体结构、光合色素、光反应暗反应过程与物质能量变化，也常常融入光合呼吸综合计算、密闭容器气体动态变化、大棚种植/逆境胁迫调控、光合速率测定实验等综合大题，是细胞代谢模块的核心高频考点。 2．考查要点 分为光反应、暗反应二大板块：光合作用过程包括光反应与暗反应的场所、物质转变、能量转化；影响光合作用的光照、CO₂浓度、温度、水分、矿质元素等环境因素及内因（色素、酶、叶绿体结构）；C₃、C₅、ATP、NADPH 的动态变化辨析，常设置净光合速率定量计算、曲线分析情境；兼顾光合原理农业生产应用（补光、增 CO₂、控温、合理密植、轮作、午休现象调控等）及高光/盐碱等逆境光合调控机制。 热点情境 素材 1：寿光设施蔬菜大棚栽培（冬春弱光环境） 冬季大棚低温弱光、雾霾天气影响光反应效率；人工补光（调整光质、延长光照时长）、增施二氧化碳、昼夜分段控温，兼顾光合酶最适温度与抑制夜间呼吸消耗；调控光呼吸、改善叶绿体类囊体结构稳定性，提高净光合速率，延长有机物积累周期，保障番茄、彩椒等设施蔬菜稳产增产。 素材 2：胶东特色果树种植（烟台苹果、威海大樱桃） 果树夏季强光胁迫、正午高温引发光合午休（气孔关闭、CO₂供应不足）；类胡萝卜素发挥光保护作用缓解高光损伤，调节叶绿素含量与卡尔文循环效率；修剪枝叶改善冠层光照分布、合理施肥补充镁元素等矿质营养，促进叶绿素合成，提升整树光合总产量，改善果实糖分积累与品质。 素材 3：黄河三角洲盐碱地耐盐作物种植（碱蓬、耐盐花生、耐盐棉花） 盐碱胁迫造成气孔导度下降、CO₂摄入减少、叶绿体结构受损、光合酶活性受抑，暗反应速率下降；耐盐品种通过调节渗透物质、修复叶绿体结构、维持光合碳代谢稳态，缓解盐碱对光合作用的抑制，适配盐碱环境实现正常碳固定与有机物合成。 素材 4：鲁北农田夏玉米 / 小麦高产栽培 合理密植、间作套种改善群体光照利用率，减少下层叶片遮光造成光能浪费；适时灌溉缓解干旱胁迫，减轻气孔关闭对暗反应的影响；调控灌浆期光照与温度，延长叶片光合功能期，提高籽粒有机物积累量，实现粮食增产。 素材 5：山东近海藻类 / 水产养殖光合调控 海带、紫菜等藻类受光照深度、水体浊度、水温影响光反应速率；水体富营养化、光照异常影响藻类光合固碳效率与生长速率；调控水体光照、CO₂浓度，优化藻类光合作用，维持养殖水体生态平衡。 备考策略 1.光合过程模块化梳理，拆分光反应、暗反应，表格辨析物质、能量、场所易混点 ①场所与结构：光反应定点发生于叶绿体类囊体薄膜，依赖光合色素与光系统；暗反应全程发生于叶绿体基质，依赖多种光合酶催化，无光照依赖。区分叶绿体结构完整与破损对光合速率的影响，明确原核光合生物无叶绿体但可进行光反应。 ②物质代谢流程：光反应完成水的光解、氧气释放、ATP与NADPH合成；暗反应完成CO₂固定、C3还原、C5再生，形成完整卡尔文循环。精准区分O₂、ATP、NADPH、有机物的来源与去路，杜绝物质流向混淆。 ③能量转化规律：光能→活跃化学能（ATP、NADPH）→稳定化学能（有机物）；光反应只储能不产糖，暗反应消耗活跃化学能合成有机物，两步反应高度联动、不可分割。 2.影响因素分层拆解内因、外因，吃透曲线变化与速率逻辑，精准区分净光合、总光合、呼吸速率 ①内因核心：光合色素含量与种类、叶绿体数量与结构完整性、光合酶的数量与活性、叶龄与植株长势，直接决定植物最大光合潜能，是逆境光合差异的核心原因。 ②外因核心：光照强度、光质、光照时长、CO₂浓度、温度、水分、矿质元素；明确各因素最适区间，掌握单一变量、多变量叠加对光合速率的调控规律。区分温度双重影响：同时调控光合酶、呼吸酶活性，是净有机物积累的关键考点。 ③经典曲线体系：光照强度曲线、CO₂浓度曲线、温度曲线、光合午休曲线、密闭容器气体变化曲线；熟练判断光补偿点、光饱和点、CO₂补偿点、CO₂饱和点移动规律，掌握逆境下曲线偏移机理。 · 第二部分 三大核心·主干速记 内容速览：光合作用的原理、影响因素及其应用。 一图串联 核心梳理 核心知识1 　捕获光能的色素和结构 1．绿叶中色素的提取和分离 总结　实验异常现象分析 2．色素的分布和作用 (1)分布：叶绿体类囊体薄膜上。 (2)作用：吸收、传递、转化光能。 (3)吸收光谱：一般情况下，光合作用所利用的光都是可见光。叶绿素对红光和蓝紫光的吸收量大，类胡萝卜素对蓝紫光的吸收量大，对其他波段的光并非不吸收，只是吸收量较少。 3．叶绿体的结构和功能 总结　恩格尔曼实验设计的4点巧妙之处 (1)实验材料选得妙：实验材料选择水绵和需氧细菌。水绵的叶绿体呈螺旋带状，便于观察；利用需氧细菌可确定释放氧气多的部位。 (2)排除干扰的方法妙：没有空气的黑暗环境，排除了空气中氧气和光的干扰。 (3)观测指标设计得妙：用极细的光束点状投射，叶绿体上可分为获得光照多和光照少的部位，相当于一组对照实验。 (4)实验对照设计得妙：进行黑暗(局部光照)和曝光对照实验，明确实验结果完全是由光照引起的。 核心知识2 光合作用的原理 1．光合作用的概念：绿色植物通过叶绿体，利用光能，将二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧气的过程。 2．光合作用的反应式：CO2＋H2O(CH2O)＋O2。 3．光合作用的过程 项目 光反应 暗反应 过程模型 实质 光能转化为化学能，并放出O2 同化CO2形成有机物 与光的关系 必须在光下进行 有光、没有光都能进行 场所 在叶绿体内的类囊体薄膜上进行 在叶绿体基质中进行 物质转化 ①水的光解： H2O2H＋＋O2＋2e－ ②NADPH的合成： NADP＋＋H＋＋2e－NADPH ③ATP的合成： ADP＋Pi＋能量ATP ①CO2的固定： CO2＋C52C3 ②C3的还原： 2C3C5＋(CH2O) ③ATP的水解： ATPADP＋Pi＋能量 ④NADPH的分解： NADPHNADP＋＋H＋＋2e－ 能量转化 光能→ATP和NADPH中活跃的化学能 ATP和NADPH中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能 关系 4.化能合成作用与光合作用的对比 项目 光合作用 化能合成作用 条件 光、色素、酶 酶 原料 CO2和H2O等无机物 产物 糖类等有机物 能量来源 光能 某些无机物氧化时释放的能量 生物种类 绿色植物、蓝细菌等 硝化细菌、硫细菌等 归纳总结　环境改变时光合作用各物质含量的变化分析 (1)“过程法”分析各物质变化 如图中Ⅰ表示光反应，Ⅱ表示CO2的固定，Ⅲ表示C3的还原，当外界条件(如光照、CO2)突然发生变化时，分析相关物质含量在短时间内的变化： (2)“模型法”表示C3和C5等物质含量变化 核心知识3 光合作用的影响因素及其应用 1．内部因素 (1)与植物自身的遗传特性有关，以阴生植物、阳生植物为例，如图所示。 (2)植物叶片的叶龄、叶绿素含量及酶 注：影响叶绿素合成的因素还有光照、温度和矿质元素等。 (3)叶面积指数 2．外部环境因素 (1)单因子变量对光合速率的影响 ①光照强度 ②CO2浓度 ③温度 ④水分或矿质元素 (2)多因子变量对光合速率的影响 3．控制影响光合作用实验自变量的方法 4．探究光照强度对光合作用强度的影响 (1)实验原理：抽去圆形小叶片中的气体后，叶片在水中下沉，光照下叶片进行光合作用产生氧气，充满细胞间隙，叶片又会上浮。光合作用越强，单位时间内圆形小叶片上浮的数量越多。 (2)实验中变量分析 自变量 不同光照强度 控制自变量 调节光源与烧杯的距离进行控制 因变量 光合作用强度 检测因变量 同一时间段内叶片浮起的数量 对无关变量进行控制 叶片大小、溶液的量等保持一致 (3)实验流程：取材→排气→沉水→分组→光照→观察并记录。 (4)实验结果：在一定范围内，台灯与小烧杯的距离越近，单位时间内浮起的圆形小叶片也越多。 (5)实验结论：在一定范围内，随着光照强度不断增强，光合作用强度也增强(单位时间内圆形小叶片中产生的O2越多，浮起的圆形小叶片也越多)。 第三部分 分层专练·靶向攻关 两年模拟·情境题（全国视野，单选+多选） 考查重点：光合作用的原理、影响因素及其应用。 1.（2026·湖北荆州·二模）图甲是绿叶中色素的吸收光谱图，乙是纸层析法分离绿叶中色素的结果。下列叙述错误的是（    ） A．图甲中的①主要吸收蓝紫光 B．条带1为黄色，条带2为橙黄色 C．图甲中的②和③分别对应图乙中条带4和条带3 D．提取色素时，可用体积分数为95%的乙醇加入适量无水碳酸钠来代替无水乙醇 【答案】B 【解析】A、图甲中①为类胡萝卜素的吸收光谱，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，A正确；条带1是扩散最快的胡萝卜素，颜色为橙黄色，条带2是叶黄素，颜色为黄色，B错误；C、图甲中②、③存在蓝紫光和红光两个吸收峰，属于叶绿素，其中②为叶绿素b，③为叶绿素a；纸层析结果中条带4是最下方溶解度最低的叶绿素b，条带3是叶绿素a，C正确；D、光合色素可溶于有机溶剂，若没有无水乙醇，可向体积分数为95%的乙醇中加入适量无水碳酸钠除去水分，替代无水乙醇提取色素，D正确。 2.【新情境·红蓝符合光处理生菜叶】（2026·河南新乡·三模）科研人员用红光（R）、蓝光（B）及不同比例的红蓝复合光处理生理状态相同的生菜叶片，测得叶片的净光合速率如图所示。下列叙述错误的是（    ） A．5组实验的光照强度必须保持一致 B．光的波长可通过影响光反应过程来影响光合作用 C．适宜比例的红蓝复合光有利于提高生菜的光合速率 D．R组净光合速率最低的原因是红光不能被光合色素有效吸收 【答案】D 【解析】在该实验中，光照强度属于无关变量，根据实验设计的单一变量原则，无关变量应保持相同且适宜，所以5组实验的光照强度必须保持一致，A正确；光的波长不同，意味着光的种类不同，而光合色素对不同波长的光吸收情况有差异，光的波长可通过影响光反应过程（如影响光合色素对光的吸收、转化等）来影响光合作用，B正确；从图中能够看出，与单独使用红光（R）和蓝光（B）相比，适宜比例的红蓝复合光下生菜的净光合速率更高，这表明适宜比例的红蓝复合光有利于提高生菜的光合速率，C正确；R组为红光处理组，净光合速率最低，其原因是光合色素对红光的吸收较少，而不是红光不能被光合色素有效吸收，D错误。 3.（2026·安徽合肥·三模）下列关于希尔反应和阿尔农的发现，有关叙述错误的是（    ） 时间/发现者 内容 1937年，希尔 在离体的叶绿体悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂（悬浮液中有H2O，没有CO2），在光照下可以释放出氧气 1954年，阿尔农 在光照且无CO2的条件下，向叶绿体悬浮液中供给ADP、Pi和NADP+，可合成ATP和NADPH，这一过程总是与水的光解相伴随 A．光合作用的需光过程为CO2转化为有机物提供ATP和NADPH B．希尔反应与CO2转化为有机物的过程不是同一化学反应过程 C．配制叶绿体悬浮液时，需加入一定量的蔗糖，主要目的是提供能量 D．希尔反应过程中涉及光反应的部分变化，无3-磷酸甘油酸的生成 【答案】C 【解析】光合作用的需光过程为光反应，光反应产生的ATP和NADPH可用于暗反应中C3的还原，为CO2转化为有机物提供能量和还原剂，A正确；希尔反应是离体叶绿体在无CO2条件下光照释放氧气的过程，属于光反应的部分过程，CO2转化为有机物是暗反应过程，二者不是同一化学反应过程，B正确；配制叶绿体悬浮液时加入一定量蔗糖的主要目的是维持溶液渗透压，避免叶绿体吸水胀破，保持叶绿体的正常结构，C错误；希尔反应模拟的是光反应的部分变化，反应体系中无CO2，暗反应的CO2固定过程无法进行，因此不会生成3-磷酸甘油酸（C3），D正确。 4.（2026·山东德州·一模）绿硫细菌是一类严格厌氧的光合自养细菌，绿小体是其捕获光能的结构，由单层磷脂膜和底部基板构成。单层磷脂膜上镶嵌着蛋白质，底部基板由蛋白质和叶绿素组成。下列说法正确的是（　　） A．绿小体能捕获并传递光能 B．单层磷脂膜属于生物膜系统 C．单层磷脂膜上的蛋白质需经过内质网的加工 D．绿硫细菌中进行的光反应可以产生氧气 【答案】A 【解析】绿小体是绿硫细菌捕获光能的结构，其底部基板含有叶绿素，可捕获并传递光能用于光合作用，A正确；生物膜系统是真核细胞特有的结构，由细胞膜、细胞器膜和核膜共同组成，绿硫细菌为原核生物，不存在生物膜系统，B错误；绿硫细菌是原核生物，细胞中没有内质网这种具膜细胞器，其蛋白质合成过程无需内质网加工，C错误；绿硫细菌为严格厌氧生物，其光合作用的电子供体不是水，光反应过程不会产生氧气，D错误。 5．【新情境·光合作用中的“浓缩微滴”】（2026·湖南郴州·三模）光合作用暗反应的关键酶Rubisco既可催化RuBP与CO2 反应进行碳固定，也可催化RuBP与O2反应进行光呼吸。研究发现，Rubisco在高等植物叶绿体基质中与特定蛋白共组装形成 “浓缩微滴”，显著提高局部CO2 浓度，从而提高碳固定效率。下列相关叙述错误的是（　　） A．Rubisco催化CO2固定发生在叶绿体基质中 B．“浓缩微滴”可减少光呼吸的发生，从而提高光合效率 C．高温可能破坏“浓缩微滴”的结构，导致CO2浓度无法维持 D．“浓缩微滴”会直接影响光反应中的ATP和NADPH产量 【答案】D 【解析】CO2固定属于暗反应阶段的反应，暗反应的发生场所是叶绿体基质，因此Rubisco催化CO2固定的过程发生在叶绿体基质中，A正确；Rubisco既能催化RuBP与CO2的碳固定反应，也能催化RuBP与O2的光呼吸反应，“浓缩微滴”可提高局部CO2浓度，使Rubisco更多参与碳固定过程，减少光呼吸的发生，进而提高光合效率，B正确；“浓缩微滴”是Rubisco和特定蛋白共组装形成的结构，高温会破坏蛋白质的空间结构，因此高温可能破坏“浓缩微滴”的结构，使其无法维持局部高CO2浓度，C正确；ATP和NADPH是光反应的产物，“浓缩微滴”直接作用于暗反应阶段，提高暗反应的碳固定效率，不会直接影响光反应中ATP和NADPH的产量，D错误。 6.（2026·山东枣庄·一模）植物学家探究不同条件对番茄光合作用的影响，得到如下曲线。以下说法错误的是（　　） A．胞间浓度在900~1200范围内时，光合速率的限制因子可能是光照强度 B．当胞间浓度为600时，光照条件由红光变为蓝光，细胞内含量增加 C．该实验的自变量是胞间浓度和光的种类 D．据图推测蓝光被光合色素吸收的效率可能更高 【答案】B 【解析】胞间CO2浓度在900~1200范围内时，净光合速率不再上升，CO2浓度不再是限制因素，题干并未表明在最适光照强度上，该阶段光合速率的限制因子可能是光照强度，A正确；当胞间CO2浓度为600时，光照条件由红光变为蓝光，光反应增强，产生的ATP和NADPH增多，C3的还原加快，细胞内C3含量降低，B错误；自变量是人为改变的量，该实验的自变量是胞间CO2浓度和光的种类，C正确；图中蓝光下光合速率更高，推测蓝光被光合色素吸收的效率可能更高，D正确。 7.【新情境·光合自养细菌绿硫细菌】（2026·河南周口·三模）绿硫细菌是一类严格厌氧的光合自养细菌，由于缺乏处理氧自由基的酶，可进行不产氧光合作用。下图是绿硫细菌的光反应过程示意图，据图分析下列说法错误的是（　　） A．据图分析，绿硫细菌细胞内具有膜结构 B．图中可看出造成内腔和细胞质基质H+浓度差的过程有三个 C．图示H+的运输方式为协助扩散 D．该光合作用过程中最终电子供体是H2S 【答案】C 【解析】图中的光合片层能够吸收光能对H2S进行光解，在功能上相当于高等植物的类囊体膜，因此绿硫细菌细胞内具有膜结构，A正确；内腔和细胞质基质H+浓度差形成的原因包括①高能电子（e-）提供能量进行H+的跨膜运输、②内腔中H2S分解产生H+、③细胞质基质中NADPH合成消耗H+，B正确； ATP合酶运输H+是顺浓度梯度进行的，属于协助扩散；经电子和H+传递链进入内腔的H+的运输方式为逆浓度梯度运输，属于主动运输，C错误；绿硫细菌进行不产氧光合作用，H2S代替了H2O，该光合作用过程中最终电子供体是H2S，D正确。 8.【新情景·离体叶肉细胞的光合作用】（2026·福建三明·二模）取桑苗的离体叶肉细胞和叶绿体制备悬浮液，在不同光照强度下分别测定O₂释放速率并构建数学模型如图所示。假设叶肉细胞和叶绿体离体前后生理活性保持不变，下列叙述错误的是（ ） A．在叶绿体悬浮液中加入氧化剂，在光照下可以释放O2 B．乙曲线表示叶绿体悬浮液中离体叶绿体的O2释放速率 C．当悬浮液处于A点对应光照强度时，类囊体薄膜上可进行ATP的合成 D．在光饱和点之前，叶绿体悬浮液的O2释放速率随光照强度增强而加快 【答案】B 【解析】A、该过程符合希尔反应，离体叶绿体在有氧化剂作为氢受体时，光照下可分解水释放O2，A正确；离体叶绿体没有细胞呼吸消耗O2，光照强度为0时O2释放速率为0，因此甲曲线才代表离体叶绿体的O2释放速率，B错误；A点是叶肉细胞的光补偿点，此时光合速率等于呼吸速率，光合作用光反应阶段在类囊体薄膜上进行，可合成ATP，C正确；光饱和点之前，光照强度是限制光合作用的主要因素，光照越强光反应速率越快，叶绿体悬浮液的O2释放速率随光照强度增强而加快，D正确。 9.（2026·福建福州·二模）光伏农业系统由聚光光伏发电系统和农业大棚两部分组成，农业大棚上方安装聚光板利用太阳能发电，聚光板底部安装滤光膜。夏季蔬菜空心菜对高温有较好的适应性，为探究光伏发电系统对大棚作物生长影响，科研人员将空心菜分两组，分别在滤光膜遮挡（组一）和无滤光膜遮挡（组二）的种植箱中培养，并测量相关指标，结果如下表（差异不显著用相同字母a标识）。下列推测最合理的是（　　） 叶绿素a含量/mg·g-1 叶绿素b含量/mg·g-1 净光合速率/μmol·m-2·s-1 气孔导度/ol·m-2·s-1 胞间（CO₂浓度/μmol·mol-1 日间叶片温度/°C 组一 1.321 0.46 24.48 0.069 681.68 19.9 组二 1.287 0.397 19.41 0.038 1284.50 22.4 A．滤光膜主要吸收蓝紫光和红光 B．组一光能的利用效率小于组二 C．组一日间呼吸作用强度小于组二 D．组一空心菜有机物积累小于组二 【答案】C 【解析】叶绿素主要吸收蓝紫光和红光用于光合作用，若滤光膜主要吸收这两种光，组一可利用的光合有效辐射会减少，净光合速率应低于组二，与表格中组一净光合速率更高的结果矛盾，A错误；组一叶绿素a、叶绿素b含量均高于组二，且净光合速率更高，说明组一对光能的利用效率大于组二，B错误；一定范围内温度越高，呼吸酶活性越强，呼吸作用强度越大，组一日间叶片温度低于组二，因此呼吸作用强度小于组二，C正确；净光合速率直接反映单位时间单位面积有机物的积累量，组一净光合速率显著高于组二，因此组一空心菜有机物积累大于组二，D错误。 10.（2026·北京海淀·二模）研究者在实验室条件下培养铁皮石斛，除黑暗和恒定光强相互交替外，其他环境条件相同。测定一天中不同时刻的CO2吸收速率，结果如下图。 下列叙述错误的是（    ） A．ab段吸收CO2与光反应无关 B．b点释放的CO2来自细胞呼吸 C．气孔开闭可能会引起be段变化 D．ad段有机物积累量接近于零 【答案】D 【解析】ab段处于黑暗期（0：00~8：00），铁皮石斛没有光反应，无法进行光合作用，ab段吸收CO₂与光反应无关，A正确；b点是8：00，刚进入光照期，此时CO₂吸收速率为0，此时光合速率为0，释放的CO₂全部来自细胞呼吸，B正确；be段处于光照期，曲线出现波动（先升后降再升），这与光照、温度变化引起的气孔开闭直接相关：气孔开度影响CO₂吸收量，进而影响光合速率，导致CO₂吸收速率出现波动，C正确；ad段从0时到16时，ab段就已经吸收了较多CO2贮存，光照阶段进一步合成有机物，整个ad段CO2吸收总量大于0，有机物积累量大于0，不是接近于零，D错误。 11.（2026·山东淄博·一模）（不定项）拟南芥光反应的非环式电子传递会同步生成ATP和NADPH，二者比例相对固定（约1.5:1），但暗反应对ATP和NADPH的需求比为2:1，其叶肉细胞中还存在NDH复合体介导的环式电子传递，仅产生ATP，在弱光下作用显著。将生理状态一致的拟南芥野生型（WT）与NDH复合体缺失突变体（ndh）置于适宜温度、弱光的密闭装置中培养，下列说法错误的是（　　） A．培养初期突然提高光照强度，短时间内WT叶绿体中C5含量上升 B．培养初期，若光合速率WT>ndh>0，说明弱光下环式电子传递起主导作用 C．若两装置内CO2浓度均不再变化，装置内CO2浓度WT组>ndh组 D．弱光下WT可通过环式电子传递，缓解光合作用过程中ATP/NADPH的供需失衡 【答案】BC 【解析】培养初期突然提高光照强度，光反应增强，产生的ATP和NADPH增多，C3的还原加快，生成C5的速率加快，而短时间内CO2的固定速率不变，所以短时间内WT叶绿体中C5含量上升，A正确；培养初期，若光合速率WT＞ndh＞0，说明WT的光合速率大于ndh突变体，由于ndh突变体缺乏NDH复合体介导的环式电子传递，而WT存在该环式电子传递，所以说明弱光下环式电子传递能提高光合速率，但不能说明环式电子传递起主导作用，B错误；若两装置内CO2浓度均不再变化，说明此时光合速率等于呼吸速率。由于WT存在NDH复合体介导的环式电子传递，仅产生ATP，能为暗反应提供更多的ATP，可固定更多的CO2，所以装置内CO2浓度WT组＜ndh组，C错误；‌弱光下，暗反应对ATP和NADPH的需求比为2:1，而光反应生成ATP和NADPH的比例约为1.5:1，存在ATP供应不足的情况，WT可通过环式电子传递，仅产生ATP，缓解光合作用过程中ATP/NADPH的供需失衡，D正确。 一年重难·创新题（侧重山东，辐射全国，单选+不定项） 设题创新:蓝细菌与改造水稻的光合作用（T1）；MT对玉米叶片光合作用的调控（T3）；光合磷酸化（T4）；高温胁迫下开发新型生物能源（T6）；大棚农业绿色高效发展（T7） 1.【新情景·蓝细菌与改造水稻的光合作用】（2026·江苏扬州·三模）蓝细菌可通过CO2浓缩机制主动富集无机碳提高光合效率如图1所示。研究人员利用该机制改造了水稻等农作物(如图2)，对比二者CO2浓缩机制，下列叙述正确的是（　　） A．两者的碳酸酐酶(CA)合成场所可能相同 B．两者糖类的合成均在羧酶体内完成 C．两者均依赖类囊体膜上的光合色素捕获光能 D．两者转运HCO3-所需的ATP来源相同 【答案】A 【解析】碳酸酐酶（CA）的本质是蛋白质，蛋白质的合成场所为核糖体。蓝细菌是原核生物，细胞内含有核糖体；水稻是真核生物，细胞质基质、叶绿体中都存在核糖体，因此二者CA的合成场所可能均为核糖体，A正确；蓝细菌的糖类合成可依赖羧酶体的反应完成，但改造后的水稻中羧酶体仅释放CO2，糖类是在叶绿体基质中经暗反应多步合成，并非在羧酶体内完成，B错误； 类囊体是真核生物叶绿体特有的结构，蓝细菌为原核生物，无叶绿体和类囊体，其光合色素分布在光合片层上，不依赖类囊体膜捕获光能，C错误； 蓝细菌转运HCO3-的ATP可来自细胞呼吸和光合作用光反应；水稻叶绿体转运HCO3-的ATP仅来自细胞呼吸，二者ATP来源不同，D错误。 2.（2026·湖北十堰·三模）科研人员将某植物离体叶片漂浮于适宜浓度的蔗糖溶液中，给予适宜光照和温度条件。一段时间后，将叶片转移至不含蔗糖的缓冲液中，其他条件不变，测定结果如下表： 处理 净光合速率 （μmolO2·m-2·s-1） 叶片淀粉含量 （mg/g鲜重） 叶片蔗糖含量 （mg/g鲜重） 含蔗糖溶液 18.5 45.2 28.7 不含蔗糖缓冲液 24.6 32.8 16.5 已知该实验条件下，呼吸速率保持不变。根据表中信息及所学知识，下列叙述正确的是（　　） A．净光合速率升高，表明光反应速率的提高幅度大于暗反应 B．本实验不需要考虑缓冲液的渗透压，因为叶片自身能快速调节渗透压 C．叶片淀粉含量下降，其分解产物可直接作为暗反应的底物参与卡尔文循环 D．光照、温度是影响光合作用的主要环境因素，控制它们一致属于对无关变量的控制 【答案】D 【解析】净光合速率升高说明总光合速率升高，光反应为暗反应提供ATP和NADPH，暗反应为光反应提供ADP、Pi和NADP+，二者相互制约、速率协同提升，不存在光反应提高幅度大于暗反应的情况，A错误；缓冲液的渗透压属于无关变量，若渗透压过高会导致叶片细胞失水，影响细胞正常代谢进而干扰实验结果，实验需要控制缓冲液渗透压适宜，B错误；暗反应（卡尔文循环）的底物是CO2，淀粉分解产物为葡萄糖等糖类，无法直接作为卡尔文循环的反应底物，C错误；本实验的自变量是处理溶液是否含蔗糖，光照、温度是会影响光合作用的环境因素，属于无关变量，控制二者一致且适宜遵循实验设计的单一变量原则，属于对无关变量的控制，D正确。 3.【新情境·MT对玉米叶片光合作用的调控】（2026·福建福州·三模）为探究外源褪黑素（MT）对玉米叶片光合作用的调控作用，研究人员设置对照（CK，正常供水）、干旱胁迫（DS，停止供水8天）和干旱胁迫＋100μmol/LMT（DS＋MT）三组，干旱处理8天后复水4天，测定不同时期叶片净光合速率（Pn）和胞间CO₂浓度（Ci），结果如下表。根据表中信息并结合光合作用原理分析，下列叙述正确的是（    ） 处理检测指标 干旱8天 复水4天 Pn（μ molCO2/m2·S） CK：25.6 DS：10.2 DS＋MT：18.4 CK：26.1 DS：14.5 DS＋MT：24.3 Ci（μ molCO₂/mol） CK：275 DS：358 DS＋MT：312 CK：270 DS：340 DS＋MT：288 A．干旱胁迫下，DS组Pn显著下降的主要原因是气孔导度降低，导致CO2吸收减少 B．复水后，DS＋MT组Pn恢复至接近CK水平，而DS组恢复缓慢，推测MT能促进光合作用相关结构的修复 C．与DS组相比，DS＋MT组在干旱条件下Pn较高，说明MT可完全消除干旱对光合作用的抑制 D．干旱胁迫下，DS组Ci升高，表明其Pn下降是由于固定二氧化碳的酶活性下降所导致 【答案】B 【解析】干旱胁迫下DS组的Ci（358μmolCO2/mol）显著高于CK组（275μmolCO2/mol），说明胞间CO2充足，Pn下降不是气孔导度降低、CO2吸收减少导致的，A错误；复水后DS+MT组Pn为24.3，接近CK组的26.1，而DS组仅为14.5，可推测MT能促进光合作用相关结构的修复，B正确；干旱8天时DS+MT组Pn为18.4，仍明显低于CK组的25.6，说明MT只能缓解干旱对光合作用的抑制，无法完全消除抑制作用，C错误；DS组Ci升高只能说明Pn下降属于非气孔限制，原因不能确定：可能是固定CO2的酶活性下降，也可能是光反应结构受损、ATP和NADPH供应不足等，D错误。 4.【新情境·光合磷酸化】（2026·山东济宁·一模）绿色植物光合作用通过光合磷酸化合成ATP，该过程是在跨膜H⁺电化学势能的参与下，由跨膜的ATP合成酶催化完成。图1、图2为科研人员用银杏叶片进行实验的结果。下列叙述错误的是（    ） A．推测上述ATP合成酶位于叶绿体内膜 B．光合磷酸化产生的ATP在7~11月逐渐减少 C．ATP合成酶的跨膜部位呈疏水性，有利于和相应膜稳定结合 D．叶绿体放氧活性11月低于7月的原因有叶绿素含量减少、气温降低等 【答案】A 【解析】绿色植物的光合磷酸化是光反应合成ATP的过程，光反应的场所是叶绿体类囊体薄膜，因此ATP合成酶位于类囊体薄膜，而非叶绿体内膜，A错误；由图1可知，7~11月银杏叶片光合磷酸化活性逐渐下降，因此光合磷酸化产生的ATP逐渐减少，B正确；生物膜的基本支架是磷脂双分子层，磷脂双分子层内部为疏水环境，因此ATP合成酶的跨膜部位呈疏水性，有利于和膜稳定结合，C正确；叶片衰老进入秋季后（11月相对7月），气温降低会降低酶活性，同时叶片叶绿素含量下降，光反应减弱，因此叶绿体放氧活性11月低于7月，D正确。 5.（2026·重庆·三模）某研究小组对温室中同一番茄植株不同位置（上、中、下部）的成熟叶片进行光合特性检测（其余环境条件均为最适），所得数据如下表。已知叶绿素b对弱光反应更灵敏，下列说法正确的是（    ） 位置 净光合速率（μmol·m-2·s-1） 光补偿点（μmol·m-2·s-1） 光饱和点（μmol·m-2·s-1） 叶绿素a/叶绿素b 上层叶 25.30 2200 5000 X 中层叶 23.20 1850 3700 4.30 下层叶 20.10 1450 2400 Y A．若适当提高CO2浓度上层叶净光合速率会显著增加 B．推测X>Y，原因是下层叶叶绿素b占比更高，以适应弱光环境 C．中层叶的光饱和点低于上层叶，说明其光合酶活性更低 D．下层叶净光合速率低的主要原因是光照强度不足，与叶绿素比例无关 【答案】B 【解析】题干说明环境条件为最适，此时CO2浓度不是限制因素，提高CO2浓度对净光合速率影响不大，A错误；下层叶处于弱光环境，叶绿素b比例更高（叶绿素a/叶绿素b更低），故X>Y，体现其对弱光的适应性，B正确；中层叶光饱和点低是因为长期处于较弱光照环境，与光合酶活性无关，C错误；下层叶净光合速率低，既与光照强度不足有关，也与叶绿素比例（叶绿素b占比高）有关，D错误。 6.【新情境·高温胁迫下开发新型生物能源】（2026·河南信阳·二模）为应对全球变暖导致的高温胁迫，开发新型生物能源，某研究团队以真核微藻为模型，在低氧环境中探究光抑制的缓解机制。研究发现：当光能过量时，PSⅡ中电子（e-）积累会产生活性氧破坏PSⅡ；而低氧条件下，叶绿体内氢化酶活性提高，部分电子（e-）流向生成氢气的代谢过程（图甲）。团队采用“非基因方式电子引流”策略，利用人工电子梭铁氰化钾接收多余电子，有效解除光抑制（图乙）。下列叙述错误的是（　　） A．光抑制发生时，PSⅡ中积累的电子产生的活性氧，会直接阻碍CO2的固定过程 B．低氧环境中，氢化酶活性提高使部分电子用于H₂生成，减少了用于NADPH合成的电子，导致碳固定效率降低 C．铁氰化钾作为人工电子梭，能接收PSⅡ积累的电子，避免活性氧产生，从而维持PSⅡ功能完整性 D．从图乙可知，当光照强度由I1增加到I2时，对照组的光能转化效率下降 【答案】A 【解析】题干明确说明，活性氧的作用是破坏光反应的关键结构PSⅡ（光系统Ⅱ），光反应被间接阻断，并非直接阻碍暗反应中CO2的固定过程，A错误；NADPH 是暗反应碳固定的关键原料。低氧时氢化酶活化，分流了部分电子用于产 H₂，导致用于 NADPH 合成的电子减少，NADPH 生成不足，进而使暗反应碳固定效率下降，符合图甲的电子流向逻辑，B正确；根据题干，光抑制的起因是PSⅡ电子积累产生活性氧破坏PSⅡ；铁氰化钾作为人工电子梭接收多余电子，避免了电子积累和活性氧产生，从而维持PSⅡ的结构和功能完整，C正确；光能转化效率可体现为“光合放氧速率（反映转化得到的能量）/光照强度（输入的光能）”；光照强度从I1 ​增加到I2时，对照组的光合放氧速率基本不变，但输入的光照强度升高，因此光能转化效率下降，符合图乙的结果，D正确。 7.【新情境·大棚农业绿色高效发展】（2026·山东青岛·二模）（不定项）为推动大棚农业绿色高效发展，科研人员以辣椒为实验材料，探究冬季温室中光照强度和CO2浓度对其光合生理特性的影响。叶绿素含量可通过其对特定波长光的吸收值来衡量，实验设置及结果如图所示。下列说法错误的是（    ） A．与红光相比，选用蓝紫光测定叶绿素含量更为精确 B．适当提高光照强度和CO2浓度，有利于叶绿素的合成 C．丙组净光合速率最大，原因是气孔导度增大、胞间CO2充足 D．协同调控光照强度与CO2浓度，可实现大棚蔬菜高产稳产 【答案】AC 【解析】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、几乎不吸收红光。若用蓝紫光测定叶绿素含量，类胡萝卜素也会吸收蓝紫光，对测定结果造成干扰；红光仅被叶绿素大量吸收，几乎不受其他光合色素干扰，因此红光测定叶绿素含量比蓝紫光更精确，A错误；从图中叶绿素含量的变化可知：正常CO2浓度下，提高光照强度叶绿素含量升高；正常光照下，提高CO2浓度叶绿素含量也升高；同时提高光照和CO2时叶绿素含量达到最高，说明适当提高光照强度和CO2浓度，有利于叶绿素的合成，B正确；丙组净光合速率最大是多种因素共同作用的结果：除了气孔导度增大、胞间CO2充足外，丙组的叶绿素含量最高，可吸收更多光能提升光反应强度，同时丙组本身光照强度更高，这些都是净光合速率大的原因，C错误；实验结果显示，同时提高光照强度和CO2浓度的丙组，净光合速率远高于其他组，说明协同调控光照强度与CO2浓度，可以提高作物净光合产量，实现大棚蔬菜高产稳产，D正确。 8.（2026·山东潍坊·三模）（不定项）植物保卫细胞接受光照信号时吸水膨胀使气孔张开，该过程叶绿体中的淀粉合成和水解会改变细胞渗透压进而影响气孔开闭。为探究淀粉合成与细胞质基质中ATP的关系，科研人员对拟南芥野生型和突变型（叶绿体失去运入ATP的能力）保卫细胞叶绿体的淀粉粒进行了研究，其淀粉粒面积变化如图。下列关于保卫细胞叶绿体的说法，正确的是（    ） A．叶绿体中淀粉的合成依赖呼吸作用提供的ATP B．叶绿体中淀粉的水解会促进气孔张开 C．光照通过作用叶绿体内的光敏色素促进淀粉水解 D．长时间光照可使野生型保卫细胞积累更多的淀粉 【答案】ABD 【解析】A、叶绿体基质中进行淀粉合成需要ATP，而题目里提到突变体的叶绿体失去了运入ATP的能力，从柱状图能看到，在0h时突变体的淀粉粒面积就远小于野生型，后续也一直维持在低水平，说明没有ATP输入，叶绿体的淀粉合成难以正常进行。而呼吸作用可以产生ATP并运输到叶绿体中，所以叶绿体中淀粉的合成依赖呼吸作用提供的ATP，A正确；题目里说明“保卫细胞接受光照信号时吸水膨胀使气孔张开，该过程叶绿体中的淀粉合成和水解会改变细胞渗透压进而影响气孔开闭”。淀粉水解会产生小分子糖类，提升细胞内的渗透压，这样细胞就会吸水膨胀，进而让气孔张开，B正确；光敏色素主要是感受光信号的蛋白，它并不直接参与淀粉水解的过程，光照是通过一系列信号传导，影响相关酶的活性来调控淀粉水解的，C错误；从柱状图可以看到，随着光照时长从0h到8h，野生型的淀粉粒面积从约20μm²增长到约35μm²，说明长时间光照下，野生型保卫细胞的淀粉在不断积累，D正确。 三年真题·压轴题（侧重山东，辐射全国，单选+多选+非选择题） 高频考点：重视光合作用的原理分析，重视影响光合作用的因素分析，重视光合作用的影响因素及其应用能力 1.（2025·山东·高考真题）“绿叶中色素的提取和分离”实验操作中要注意“干燥”，下列说法错误的是（    ） A．应使用干燥的定性滤纸 B．绿叶需烘干后再提取色素 C．重复画线前需等待滤液细线干燥 D．无水乙醇可用加入适量无水碳酸钠的95%乙醇替代 【答案】B 【解析】光合色素分离实验需要使用干燥的定性滤纸，水分会影响层析液在滤纸条上扩散从而影响色素的分离，A正确；提取光合色素可以使用新鲜的绿叶，B错误；重复画线前需等待滤液细线干燥，否者会导致滤液细线变粗，最终导致分离的色素条带不清晰，C正确；提取光合色素一般用无水乙醇，若没有无水乙醇，可以用加入适量无水碳酸钠的95%乙醇替代，D正确。 2.（2024·贵州·高考真题）为探究不同光照强度对叶色的影响，取紫鸭跖草在不同光照强度下，其他条件相同且适宜，分组栽培，一段时间后获取各组光合色素提取液，用分光光度法（一束单色光通过溶液时，溶液的吸光度与吸光物质的浓度成正比）分别测定每组各种光合色素含量。下列叙述错误的是（    ） A．叶片研磨时加入碳酸钙可防止破坏色素 B．分离提取液中的光合色素可采用纸层析法 C．光合色素相对含量不同可使叶色出现差异 D．测定叶绿素的含量时可使用蓝紫光波段 【答案】D 【解析】提取光合色素加入碳酸钙可以防止色素被破坏，A正确；由于不同色素在层析液中溶解度不同，因此在滤纸上的扩散速度不同，从而达到分离的效果，这是纸层析法，B正确；不同光合色素颜色不同，因此光合色素相对含量不同可使叶色出现差异 ，叶绿素多使叶片呈现绿色，而秋季类胡萝卜素增多使叶片呈黄色，C正确；叶绿素和类胡萝卜素都可以吸收蓝紫光，所以不能用蓝紫光波段测定叶绿素含量，D错误。 3．（2024·广东·高考真题）银杏是我国特有的珍稀植物，其叶片变黄后极具观赏价值。某同学用纸层析法探究银杏绿叶和黄叶的色素差别，下列实验操作正确的是（　　） A．选择新鲜程度不同的叶片混合研磨 B．研磨时用水补充损失的提取液 C．将两组滤纸条置于同一烧杯中层析 D．用过的层析液直接倒入下水道 【答案】C 【解析】本实验目的是用纸层析法探究银杏绿叶和黄叶的色素差别，选择新鲜程度不同的叶片分开研磨，A错误；色素溶于有机溶剂，提取液为无水乙醇，光合色素不溶于水，B错误；由于滤纸条不会相互影响，层析液的成分相同，两组滤纸条可以置于同一个烧杯中层析，C正确；用过的层析液含有石油醚、丙酮和苯，不能直接倒入下水道，D错误。 4.（2026·浙江·高考真题）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、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、浓度等 B．实验中可用单位时间的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 【答案】C 【解析】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O₂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。 5．（2025·安徽·高考真题）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LED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 【答案】C 【解析】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+呼吸作用强度，用化学传感器监测光照时O2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。 6.（2024·福建·高考真题）叶片从黑暗中转移到光照下，其光合速率要先经过一个增高过程，然后达到稳定的高水平状态，这个增高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．0min时，A组胞间CO2浓度等于B组胞间CO2浓度 B．30min时，B组叶绿体中C3生成和还原速率均大于A组 C．30min时，限制A组光合速率的主要因素是光照时间 D．与A组叶片相比，B组叶片光合作用的光诱导期更长 【答案】B 【解析】题图横坐标是光照时间，在0min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，所以B组和A组胞间CO2浓度不相等，A错误；30min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，B正确；30min时，限制A组光合速率的主要因素是气孔开放度，随着光照时间增加，A组光合速率相对值不再改变，限制因素不是光照时间，C错误；题意叶片从黑暗中转移到光照下，其光合速率要先经过一个增高过程，然后达到稳定的高水平状态，这个增高过程称为光合作用的光诱导期。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，D错误。 7.（2024·北京·高考真题）某同学用植物叶片在室温下进行光合作用实验，测定单位时间单位叶面积的氧气释放量，结果如图所示。若想提高X，可采取的做法是（    ） A．增加叶片周围环境CO2浓度 B．将叶片置于4℃的冷室中 C．给光源加滤光片改变光的颜色 D．移动冷光源缩短与叶片的距离 【答案】A 【解析】二氧化碳是光合作用的原料，增加叶片周围环境CO2浓度可增加单位时间单位叶面积的氧气释放量，A符合题意；降低温度会降低光合作用的酶活性，会降低单位时间单位叶面积的氧气释放量，B不符合题意；给光源加滤光片相等于降低了光照强度，会降低光合速率，C不符合题意；移动冷光源缩短与叶片的距离会使光照强度增大，但单位时间单位叶面积的最大氧气释放量可能不变，因为光饱和点之后，光合作用强度不再随着光照强度的增强而增强，D不符合题意。 8.（2023·天津·高考真题）下图是某绿藻适应水生环境，提高光合效率的 机制图。光反应产生的物质X可进入线粒体促进ATP合成。下列叙述 错误的是（    ） A．物质X通过提高有氧呼吸水平促进HCO3-进入细胞质基质 B．HCO3-利用通道蛋白从细胞质基质进入叶绿体基质 C．水光解产生的H+提高类囊体腔CO2水平，促进CO2进入叶绿体基质 D．光反应通过确保暗反应的CO2的供应帮助该绿藻适应水环境 【答案】B 【解析】光反应产生的物质X可进入线粒体促进ATP合成，因此物质X可通过提高 有氧呼吸水平促进HCO3-进入细胞质基质。A正确；HCO3-进入叶绿体基质也需要线粒体产生的ATP供能，属于主动运输，通道蛋白只能参与协助扩散，B错误；据图可知，光反应中水光解产生的H+促进HCO3-进入类囊体，并与HCO3-在类囊体腔内反应产生CO2，因此能提高类囊体腔CO2水平，C正确；据图可知，光反应生成的物质X（O2）促进线粒体的有氧呼吸，产生更多的ATP，有利于HCO3-进入叶绿体基质，产生CO2，保证了暗反应的CO2供应，D正确。 9.（2023·湖北·高考真题）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（　　）    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O2 【答案】C 【解析】叶肉细胞内LHC蛋白激酶活性下降，LHCⅡ与PSⅡ分离减少，PSIⅡ光复合体对光能的捕获增强，A正确；Mg2+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；弱光下LHCⅡ与PSⅡ结合，增强对光能的捕获，C错误；PSⅡ光复合体能吸收光能，并分解水，水的光解产生H+、电子和O2，D正确。 10.（2025·山东·高考真题）在低氧条件下，某单细胞藻叶绿体基质中的蛋白F可利用H+和光合作用产生的NADPH生成H2。为研究藻释放H2的培养条件，将大肠杆菌和藻按一定比例混合均匀后分成2等份，1份形成松散菌-藻体，另1份形成致密菌-藻体，在CO2充足的封闭体系中分别培养并测定体系中的气体含量，2种菌-藻体培养体系中的O2含量变化相同，结果如图所示。培养过程中，任意时刻2体系之间的光反应速率无差异。下列说法错误的是（    ） A．菌-藻体不能同时产生O2和H2 B．菌-藻体的致密程度可影响H2生成量 C．H2的产生场所是该藻叶绿体的类囊体薄膜 D．培养至72h，致密菌-藻体暗反应产生的有机物多于松散菌-藻体 【答案】ACD 【解析】单细胞藻光反应可以产生NADPH、氧气和ATP，蛋白F可利用H+和光合作用产生的NADPH生成H2，因此菌-藻体能同时产生O2和H2，A错误；对比松散菌-藻体和致密菌-藻体，相同时间产生的H2含量相对值不同，说明菌-藻体的致密程度可影响H2生成量，B正确；某单细胞藻叶绿体基质中的蛋白F可利用H+和光合作用产生的NADPH生成H2，说明H2的产生场所是该藻叶绿体的基质中，C错误；任意时刻2体系之间的光反应速率无差异，说明光反应产生的NADPH相同，致密菌-藻体产生的H2多，说明消耗的NADPH多，则用于暗反应的NADPH少，因此培养至72h，致密菌-藻体暗反应产生的有机物少于松散菌-藻体，D错误。 11.（2026·江西·高考真题）（不定项）锌是植物生长发育的必需元素，缺锌会影响色氨酸(合成IAA的原料)和叶绿素等细胞组分的合成。研究人员分别测定了某植物幼苗在正常供锌(对照)和缺锌条件下培养40天后的相关指标(如表)。下列关于缺锌组的分析，合理的是（　　） 组别 叶绿素含量(mg·g-1) 净光合速率(μmolCO2·m-2·s-1) 气孔导度(mmolCO2·m-2·s-1) 胞间CO2浓度(μmol·mol-1) IAA含量(ng·g-1) 对照组 3.1 12.5 416.9 329.8 72.6 缺锌组 1.5 9.6 247.2 363.6 34.7 A．净光合速率下降的直接原因是气孔导度下降 B．叶绿素含量下降的直接原因是净光合速率下降 C．胞间CO2浓度升高的直接原因是光合作用减弱 D．IAA含量下降的直接原因是合成原料供应不足 【答案】CD 【解析】若净光合速率下降的直接原因是气孔导度下降，CO2进入叶肉细胞的量减少，缺锌组胞间CO浓度应低于对照组，但表格中缺锌组胞间CO₂浓度高于对照组，说明净光合下降不是气孔导度下降导致，A错误；叶绿素是光合作用光反应阶段吸收、转化光能的必要物质，叶绿素含量下降是净光合速率下降的原因之一，B错误；缺锌组叶绿素含量降低，光反应受抑制，暗反应消耗的CO₂减少，进入胞间的CO₂无法被及时利用，因此胞间CO₂浓度升高，直接原因是光合作用减弱，C正确；由题意可知，缺锌会影响色氨酸（合成IAA的原料）的合成，因此IAA含量下降的直接原因是合成原料供应不足，D正确。 12.（2026·河南·高考真题）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。 材料 气孔导度(mol·m-2·s-1) 净光合速率(µmol·m-2·s-1) 吸收速率(µmol·g-1·h-1) 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： (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-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）。 【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，为根系主动吸收氮元素提供更多能量 【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CO2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-OE气孔导度大幅提升（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CO2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：温度会影响光合作用相关酶的活性，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CO2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NH4+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，吸收更多氮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，氮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，吸收更多的氮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，可为氮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H-OE 对氮元素的吸收速率。 13.（2026·安徽·高考真题）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（）条件下的相关指标，结果见图1。 回答下列问题。 (1)叶肉细胞间隙中的CO2扩散至CO2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—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CO2与之间的可逆反应）和RuBP羧化酶（催化CO2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-磷酸甘油酸（PGA）和被还原的C3（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______。 【答案】(1)3 (2) 光照强度 抑制气孔开放，促进气孔关闭 (3)酸酐酶活性的降低，限制CO2的扩散能力，导致吸收的CO2减少，RuBP羧化酶减少，导致固定的CO2减少 (4)先减少后趋于稳定 光照增强，光反应增加，产生的[H]和ATP增多，消耗的C3增加，导致PGA含量下降；暗反应强度随后增强，一定时间后PGA含量维持相对稳定 【解析】（1）叶肉细胞间隙的CO2扩散至CO2固定（叶绿体基质）至少要跨过细胞膜（1层）、叶绿体（2层膜），所以共需跨过3层生物膜。 （2）遮阴条件下，CK与LK净光合作用速率曲线重合，此时限制因素主要是光照强度，从右图看出，在20min时，由遮阴向光照条件改变，CK组气孔导度明显大于LK组，说明缺钾抑制气孔开放，促进气孔关闭。 （3）叶片钾含量与碳酸酐酶和RuBP羧化酶基因表达呈正相关，碳酸酐酶活性的降低，直接导致植物叶片内碳酸氢盐（HCO3-）与二氧化碳（CO2）之间的相互转化速率减慢，由于CO2是光合作用的关键原料，碳酸氢盐向CO2的转化受阻，会限制CO2的扩散能力，最终限制了植物的整体光合效率并抑制生长。同时RuBP羧化酶减少，导致固定的CO2减少，从而降低光合作用速率。 （4）5-8min恢复光照，由于光照增强，光反应增加，产生的[H]和ATP增多，消耗的C3增加，即TP增加，所以PGA相对含量减少；暗反应强度随后增强，一定时间后PGA含量维持相对稳定。 20 / 21 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第11讲 光合作用的原理、影响因素及其应用 分层专练·靶向攻关 两年模拟·情境题 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 B D C A D B C B C D BC 一年重难·创新题 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 A D B A B A AC ABD 三年真题·压轴题 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 B D C C C B A B C ACD CD 12.(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，为根系主动吸收氮元素提供更多能量 13.(1)3 (2) 光照强度 抑制气孔开放，促进气孔关闭 (3)酸酐酶活性的降低，限制CO2的扩散能力，导致吸收的CO2减少，RuBP羧化酶减少，导致固定的CO2减少 (4)先减少后趋于稳定 光照增强，光反应增加，产生的[H]和ATP增多，消耗的C3增加，导致PGA含量下降；暗反应强度随后增强，一定时间后PGA含量维持相对稳定 20 / 21 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $