2027届高三生物人教版一轮复习讲义第三单元　第13课时　光合作用的原理

该高中生物学讲义聚焦光合作用原理核心考点，覆盖光反应与暗反应的物质能量转化、化能合成作用对比等高考高频内容，按概念-过程-拓展逻辑架构知识，通过表格对比、易错辨析梳理内在联系，结合考点分析、方法指导（如“过程法”分析物质变化）、真题训练（2021-2025年多省高考题解析），助力学生系统突破难点。 资料融合生命观念（物质与能量观）、科学思维（模型建构），创新采用“过程法”“模型法”解析环境因素对光合作用的影响，如分析CO2浓度降低时C5、NADPH含量变化。设置基础排查、分层精练（选择+非选择）保障复习效果，提升学生解题能力，为教师精准把控复习节奏提供有力支撑。

第13课时　光合作用的原理 课标要求 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。 考情分析 光合作用的原理：2025·江苏·T21　2025·安徽·T16　2025·广东·T18　2025·黑吉辽蒙·T21　2025·陕晋宁青·T17　2025·山东·T21　2025·四川·T16　2024·湖南·T17　2023·天津·T9　2023·湖北·T8　2023·全国甲·T29　2022·重庆·T23　2021·广东·T12　2021·湖南·T18　2021·河北·T19　2021·重庆·T6 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 不直接依赖光 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中的化学能 ATP和NADPH中的化学能→有机物中的化学能 联系 ①光反应为暗反应提供ATP和NADPH； ②暗反应为光反应提供ADP、Pi和NADP＋ 点拨　(1)叶绿体中光合色素吸收的光能，一方面用于H2O的分解和NADPH的合成；一方面用于ATP的合成。 (2)水分解为氧和H＋的同时，被叶绿素夺去两个电子，电子经传递可用于NADP＋与H＋结合形成NADPH，NADPH既可作还原剂，又可为暗反应提供能量。 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 (1)植物细胞产生的O2只能来自光合作用(2021·山东，16)(　×　) 提示　光合作用通过H2O的光解可以产生O2，另外，植物细胞中具有过氧化氢酶，可以催化H2O2水解为H2O和O2。 (2)高温使作物叶绿素降解，光反应生成的NADH和ATP减少(2023·湖北，11)(　×　) 提示　光反应中生成NADPH。 (3)在暗反应阶段，CO2不能直接被还原(2021·湖南，7)(　√　) (4)在禾谷类作物开花期剪掉部分花穗，叶片的光合速率会暂时下降(2021·湖南，7)(　√　) (5)光合作用的解析促进花期控制技术的成熟(2024·广东，4)(　×　) 提示　光合作用的解析主要是对植物的光合作用机制进行研究，而花期控制技术更多地涉及植物激素、环境因素等方面的知识，光合作用的解析与花期控制技术的成熟关系不大。 光合作用原理的拓展 光合作用涉及光吸收、电子传递、光合磷酸化、碳同化等重要反应步骤，对实现自然界的能量转换、维持大气的碳—氧平衡具有重要意义，请结合以下信息深度认知光合作用相关原理。 1．如图为类囊体薄膜上发生的光反应示意图，其中PS Ⅰ和PS Ⅱ分别是光系统Ⅰ和光系统Ⅱ，是叶绿素和蛋白质构成的复合体，能吸收利用光能进行电子的传递。其中PQ、Cytb6f、PC是传递电子的蛋白质，PQ在传递电子的同时能将H＋运输到类囊体腔中，图中实线为电子的传递过程，虚线为H＋的运输过程，ATP合成酶由CF0和CF1两部分组成，则： (1)根据以上情境素材中的信息，少数处于特殊状态的叶绿素分子在光能激发下失去高能e－，失去e－的叶绿素分子，能够从水分子中夺取e－，使水分解为氧和H＋；电子(e－)由水释放出来后，经过一系列的传递体形成电子流，最终传递给NADP＋(电子的最终受体)。PS Ⅰ 和PS Ⅱ 吸收的光能储存在NADPH和ATP中。 (2)据图分析，使类囊体膜两侧H＋浓度差增加的过程有水的光解产生H＋；PQ运输H＋；合成NADPH消耗H＋。 (3)由图可知，图中ATP合成酶的作用有运输H＋和催化ATP的合成。合成ATP依赖于类囊体膜两侧的H＋浓度差形成的电化学势能。 2．如图1为番茄叶肉细胞进行光合作用的过程及磷酸丙糖的转化和运输情况。 (1)磷酸丙糖转运器能够协同进行磷酸的运入和磷酸丙糖的运出，这种转运严格遵循比例为1∶1的反向转运原则，即每运入1分子磷酸，就会有1分子磷酸丙糖被运出叶绿体。因此，磷酸丙糖的运出与否取决于细胞质基质和叶绿体中Pi的浓度，细胞质基质Pi浓度高，促进磷酸丙糖的输出，利于蔗糖的合成，细胞质基质Pi浓度低，磷酸丙糖滞留在叶绿体，利于淀粉的合成。 (2)和葡萄糖、淀粉相比，蔗糖具有高稳定性和高水溶性的特点，成了光合产物长距离运输的主要形式。蔗糖分子从叶肉细胞进入到叶脉维管束后，经筛管运输至其他部位或利用或贮存。 3.如图2中T0～T1表示的是适宜条件下生长的番茄叶绿体中某两种化合物(NADPH、ADP、C3或C5)的含量，T1～T3则表示改变其生长条件后两种化合物的含量变化。若T1时刻降低了培养液中NaHCO3的浓度，则物质甲、乙分别指的是C5、NADPH。若T1时刻降低了光照强度，则物质甲、乙分别指的是ADP、C3。 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 考向一　光合作用的原理 1．(2021·重庆，6)类囊体膜蛋白排列和光反应产物形成的示意图如下。据图分析，下列叙述错误的是(　　) A．水光解产生的O2若被有氧呼吸利用，最少要穿过4层膜 B．NADP＋与电子(e－)和质子(H＋)结合形成NADPH C．产生的ATP可用于暗反应及其他消耗能量的反应 D．电子(e－)的有序传递是完成光能转换的重要环节 答案　A 解析　水光解产生O2的场所是叶绿体的类囊体薄膜的内侧，若被有氧呼吸利用，则O2在线粒体内膜上被利用，O2从叶绿体类囊体薄膜开始，穿过叶绿体2层膜，然后进入同一细胞中的线粒体，再穿过线粒体的2层膜，所以至少要穿过5层膜，A错误。 2．(2022·重庆，23)科学家发现，光能会被类囊体转化为“某种能量形式”，并用于驱动产生ATP(如图Ⅰ)。为探寻这种能量形式，他们开展了后续实验。 (1)制备类囊体时，提取液中应含有适宜浓度的蔗糖，以保证其结构完整，原因是______________________________；为避免膜蛋白被降解，提取液应保持______________(填“低温”或“常温”)。 (2)在图Ⅰ实验基础上进行图Ⅱ实验，发现该实验条件下，也能产生ATP。但该实验不能充分证明“某种能量形式”是类囊体膜内外的H＋浓度差，原因是____________________________ _______________________________________________________________________________。 (3)为探究自然条件下类囊体膜内外产生H＋浓度差的原因，对无缓冲液的类囊体悬液进行光、暗交替处理，结果如图Ⅲ所示，悬液的pH在光照处理时升高，原因是______________________________________。类囊体膜内外的H＋浓度差是通过光合电子传递和H＋转运形成的，电子的最终来源物质是____________。 (4)用菠菜类囊体和人工酶系统组装的人工叶绿体，能在光下生产目标多碳化合物。若要实现黑暗条件下持续生产，需稳定提供的物质有________________________。生产中发现即使增加光照强度，产量也不再增加，若要增产，可采取的有效措施有________________________ ______________________________________________________________________(答两点)。 答案　(1)保持类囊体内外的渗透压，避免类囊体破裂　低温　(2)实验Ⅱ是在光照条件下对类囊体进行培养，无法证明某种能量是来自光能还是来自膜内外H＋浓度差　(3)类囊体膜外H＋被转移到类囊体膜内，造成溶液pH升高　水　(4)NADPH、ATP和CO2　增加CO2浓度和适当提高环境温度 考向二　光合作用中光反应和暗反应的关系 3．(2023·天津，9)如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HCO进入细胞质基质 B．HCO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　HCO进入叶绿体基质需要线粒体产生的ATP供能，属于主动运输，通道蛋白只能参与协助扩散，B错误。 4．如图是黑农5号大豆叶肉细胞光合作用过程示意图(字母代表物质)，PSBS是一种类囊体膜蛋白，它能感应类囊体腔内H＋的浓度而被激活，从而抑制电子在类囊体膜上的传递，最终将过量的光能转换成热能释放，防止强光对叶肉细胞造成损伤，下列叙述错误的是(　　) A．H＋经过Z蛋白外流的同时，细胞利用C物质来合成B物质 B．叶绿素分子中被光激发的e－，经传递到达D结合H＋后生成NADPH C．提高Z蛋白的活性不利于PSBS发挥功能 D．物质F浓度降低至原浓度一半时，短时间内C5化合物的含量将升高 答案　A 解析　由图可知，C、E可用于C3的还原，故E是NADPH，B是ADP和Pi，C是ATP，当H＋顺浓度梯度经过Z蛋白运输时，利用化学势能将ADP和Pi转化为ATP，即B物质被用来合成了C物质，A错误；叶绿素分子中被光激发的电子，经传递到达D(NADP＋)同时结合H＋合成NADPH，B正确；提高Z蛋白的活性会增加H＋向外运输，导致类囊体腔H＋浓度下降，PSBS能感应类囊体腔内H＋的浓度而被激活，因此提高Z蛋白的活性不利于PSBS发挥功能，C正确；物质F是CO2，浓度降低至原浓度一半时，短时间内CO2的固定速率降低，但C3的还原速率基本不变，故C5化合物的含量将升高，D正确。 一、基础排查 判断下列关于光合作用原理的叙述 (1)没有叶绿体的生物不能进行光合作用(　×　) 提示　蓝细菌含有叶绿素和藻蓝素，也能进行光合作用，但没有叶绿体。 (2)光反应在叶绿体的类囊体薄膜上进行，暗反应在叶绿体的基质中进行(　√　) (3)水分解为氧和H＋，H＋可用于与NAD＋(氧化型辅酶Ⅰ)结合形成NADPH(　×　) 提示　水分解为氧和H＋，H＋可用于与NADP＋(氧化型辅酶Ⅱ)结合形成NADPH(还原型辅酶Ⅱ)。 (4)CO2和C5结合的过程需要消耗储存在ATP和NADPH中的化学能(　×　) 提示　C3的还原需要消耗储存在ATP和NADPH中的化学能，而CO2和C5结合的过程即CO2的固定不需要。 (5)光合作用的暗反应能为光反应提供Pi、ADP和NADP＋等(　√　) (6)光反应将光能转化为储存在ATP和NADPH中的化学能，暗反应将ATP和NADPH中的化学能转化为储存在有机物中的化学能(　√　) (7)在自然界中，只有光合作用可以将CO2和H2O合成糖类(　×　) 提示　少数种类的细菌如硝化细菌通过化能合成作用将CO2和H2O合成糖类。 二、要语必背 1．(必修1 P102)光合作用的反应式：CO2＋H2O(CH2O)＋O2。 2．光合作用分为光反应和暗反应两个阶段。光反应阶段必须有光才能进行，场所在类囊体的薄膜。暗反应阶段不直接依赖光，场所在叶绿体基质。 3．光合色素吸收的光能，有两方面用途。一是将水分解为氧和H＋，同时被叶绿素夺去两个电子，氧直接以氧分子的形式释放出去，电子经传递，用于H＋与氧化型辅酶Ⅱ(NADP＋)结合，形成还原型辅酶Ⅱ(NADPH)。二是在有关酶的催化作用下，提供能量促使ADP与Pi反应形成ATP。 4．NADPH作为活泼的还原剂，参与暗反应阶段的化学反应，同时也储存部分能量供暗反应阶段利用。ATP为暗反应阶段提供能量。 5．暗反应阶段：(1)CO2的固定：CO2在特定酶的作用下与C5结合形成C3。 (2)C3的还原：在有关酶的催化作用下，C3接受ATP和NADPH释放的能量，并且被NADPH还原。随后，一些接受能量并被还原的C3，在酶的作用下经过一系列的反应转化为糖类，另一些形成C5。 6．光合作用中的能量转化：光能转化成ATP和NADPH中的化学能，再转化成糖类中的化学能。 7．光合作用的产物有一部分是淀粉，还有一部分是蔗糖。蔗糖可以进入筛管，再通过韧皮部运输到植株各处。 8．(必修1 P106)硝化细菌能将土壤中的氨(NH3)氧化成亚硝酸(HNO2)，进而将亚硝酸氧化成硝酸(HNO3)。这两个化学反应中释放出的化学能，就被硝化细菌用来将CO2和H2O合成糖类。 课时精练 [分值：100分] [1～7题，每题6分；8～9题，每题7分。共56分] 一、选择题 1．(2021·广东，12)在高等植物光合作用的卡尔文循环中，唯一催化CO2固定形成C3的酶被称为Rubisco，下列叙述正确的是(　　) A．Rubisco存在于细胞质基质中 B．激活Rubisco需要黑暗条件 C．Rubisco催化CO2固定需要ATP D．Rubisco催化C5和CO2结合 答案　D 解析　Rubisco参与植物光合作用过程中的暗反应，暗反应场所在叶绿体基质，故Rubisco存在于叶绿体基质中，A错误；暗反应不直接依赖光，但需要光照间接影响，B错误。 2．(2025·广东部分名校调研)科学家在厌氧型光合细菌中发现了一种利用菌绿素的原始光合作用机制，其基本原理如图所示。该细菌的光合作用与高等植物相比，下列叙述错误的是(　　) A．ATP的合成同样依赖色素分子吸收光能 B．菌绿素和叶绿素一样位于类囊体薄膜 C．(CH2O)的合成都需要ATP和NADPH的参与 D．该细菌不释放O2是因为NADPH的H来自H2S 答案　B 解析　分析题图，厌氧型光合细菌中的菌绿素能够吸收光能，促进ADP转化为ATP，则该细菌ATP的合成同样依赖色素分子吸收光能，A正确；菌绿素存在于厌氧型光合细菌中，该细菌为原核生物，无叶绿体，B错误；高等植物暗反应过程中C3的还原需要ATP和NADPH的参与生成(CH2O)，图中厌氧型光合细菌合成(CH2O)也需要ATP和NADPH的参与，C正确；图中H2S可转化为SO和NADPH，说明该细菌不释放O2是因为NADPH的H来自H2S，D正确。 3．(2025·黑吉辽蒙，10)黑暗条件下，叶绿体内膜的载体蛋白NTT顺浓度梯度运输ATP、ADP和Pi的过程如图所示。其他条件均适宜，下列叙述正确的是(　　) A．ATP、ADP和Pi通过NTT时，无需与NTT结合 B．NTT转运ATP、ADP和Pi的方式为主动运输 C．图中进入叶绿体基质的ATP均由线粒体产生 D．光照充足，NTT运出ADP的数量会减少甚至停止 答案　D 解析　载体蛋白通常需要与底物结合后才能转运物质。NTT作为载体蛋白，运输ATP、ADP和Pi时需要结合底物，A错误。黑暗条件下，叶绿体内膜的载体蛋白NTT顺浓度梯度运输ATP、ADP和Pi，因此不是主动运输，B错误。黑暗条件下，叶绿体无法进行光反应，自身不能合成ATP。此时进入叶绿体基质的ATP可来自细胞呼吸，但细胞呼吸产生ATP的场所包括细胞质基质和线粒体，C错误。光照充足时，叶绿体类囊体膜上进行光反应合成ATP，需要消耗大量ADP和Pi作为原料。此时叶绿体基质中的ADP和Pi会优先被类囊体膜利用，导致叶绿体基质中ADP浓度降低。由于NTT顺浓度梯度运输ADP(从叶绿体基质到细胞质基质)，当叶绿体基质中ADP不足时，NTT运出ADP的数量会减少甚至停止，D正确。 4．如图为光合作用暗反应的产物磷酸丙糖的代谢途径，其中磷酸丙糖转运体(TPT) 的活性是限制光合速率大小的重要因素。已知：CO2充足时，TPT活性降低；磷酸丙糖与Pi通过TPT的运输严格按1∶1的比例进行转运。据图分析，下列叙述正确的是(　　) A．叶肉细胞的光合产物主要是以淀粉形式运出细胞的 B．暗反应中磷酸丙糖的合成需要消耗光反应产生的ATP C．若磷酸丙糖的合成速率超过Pi转运进叶绿体的速率，则有利于蔗糖的合成 D．农业生产上可以通过增加CO2来提高作物中淀粉和蔗糖的含量 答案　B 解析　由题图可知，叶肉细胞的光合产物主要是以蔗糖形式运出细胞的，A错误；若磷酸丙糖的合成速率超过Pi转运进叶绿体的速率，则有利于淀粉的合成，C错误；CO2充足时，TPT活性降低，导致磷酸丙糖运出叶绿体合成蔗糖的过程受到影响，所以增加CO2能提高作物中淀粉的含量，但蔗糖的含量会下降，D错误。 5．(2025·潮州适应考)叶片是给植物其他器官提供有机物的“源”，果实是储存有机物的“库”(如图1)。正常情况下，植物体内代谢源与库之间是相互协调的，在对光合产物的需求量大时，叶的光合速率也较大，反之亦然。下列叙述错误的是(　　) A．迅速生长的植株或叶片的光合速率较成熟植株或叶片大 B．叶腋有花或果实的叶片的光合速率较叶腋无花或果实的叶片大 C．摘去花、果以及除去植株顶端分生组织等都使叶的光合速率升高 D．图2的实验结果说明叶片光合产物分配给果实的特点是就近分配 答案　C 解析　在对光合产物的需求量大时，叶的光合速率也较大，据此推测，迅速生长的植株或叶片的光合速率较成熟植株或叶片大，A正确；叶腋有花或果实的叶片的光合速率较叶腋无花或果实的叶片大，因为叶腋有花或果实对光合产物的需求更大，因而其光合速率更高，B正确；正常情况下，植物体内代谢源与库之间是相互协调的，摘去花、果以及除去植株顶端分生组织等会导致果实储存有机物的库减少，因而都使叶的光合速率下降，C错误；图2的实验结果说明叶片光合产物分配给果实的特点是就近分配，因而实验结果表现为离叶片越近的果实储存的有机物越多，D正确。 6．(2025·汕尾四校联考)羟基乙酸可作为合成多种有机物的原料。研究人员构建了一种非天然的CO2转化循环(CETCH循环)途径：高效地将CO2转化为羟基乙酸，并利用该途径研制出能合成羟基乙酸的人造叶绿体(如图)。下列叙述错误的是(　　) A．人造叶绿体内的水既作为多种物质的溶剂，还参与相关代谢 B．为了使人造叶绿体能持续地运作，需要源源不断地输入光能 C．图中的CETCH循环需要NADP＋、ADP和Pi作为直接原料 D．若人造叶绿体得到广泛应用，一定程度上可抵消碳排放的影响 答案　C 解析　人造叶绿体内的水可以作为多种物质的溶剂，许多物质能够溶解在水中，菠菜叶绿体类囊体还可发生水的光解，参与细胞代谢，A正确；人造叶绿体中的类囊体需要利用光能合成ATP和NADPH，CO2在ATP和NADPH的作用下，转化成羟基乙酸，为了使CETCH循环能持续运作，需要源源不断地输入光能，B正确；CETCH循环能高效地将CO2转化为羟基乙酸，在一定程度上可抵消碳排放的影响， D正确。 7．(2025·珠海摸底)硝化细菌通过化能合成作用形成有机物，下列叙述正确的是(　　) A．硝化细菌是原核生物，也是自养生物，所以细胞内有类似叶绿体的结构 B．硝化细菌合成有机物过程中的能量来源与光合作用相同 C．该过程需要在具有NH3和O2存在的条件下才可以进行 D．与植物光合作用不同的是该过程是将NH3和O2直接转化成有机物 答案　C 解析　硝化细菌是原核生物，能够进行化能合成作用，所以是自养生物，但细胞内不具有类似叶绿体的结构，A错误；光合作用的能量来源于光能，硝化细菌是利用化学反应释放出的化学能，所以硝化细菌合成有机物过程中的能量来源与光合作用的不相同，B错误；硝化细菌能将土壤中的氨(NH3)氧化成亚硝酸(HNO2)，进而将亚硝酸氧化成硝酸(HNO3)，可见该过程需要在具有NH3和O2存在条件下才可以进行，C正确；化能合成作用和光合作用一样，也是将CO2、H2O合成糖类，D错误。 8．如图为真核细胞中两种传递电子并产生ATP的生物膜结构示意图。据图分析，下列有关叙述正确的是(　　) A．图甲为叶绿体内膜，图乙为线粒体内膜 B．两种膜产生 ATP 的能量直接来源均为 H＋的跨膜运输 C．自养需氧型生物的细胞中都既有图甲结构又有图乙结构 D．图甲中NADPH为电子最终受体，图乙中O2为电子最终受体 答案　B 解析　图甲中利用光能分解水，为光合作用的光反应阶段，所以图甲为叶绿体中的类囊体薄膜，图乙中利用NADH生成水和ATP，应为有氧呼吸第三阶段，所以图乙为线粒体内膜，自养需氧型生物，如硝化细菌为原核生物，不存在图甲结构和图乙结构，A、C错误；由图可知，这两种膜结构上的ATP合成酶在合成ATP时，都需要利用膜两侧的H＋跨膜运输，即H＋的梯度势能转移到ATP中，B正确；图甲中的NADP＋接受电子变成NADPH，NADP＋为电子最终受体，图乙中O2接受电子变成水，O2为电子最终受体，D错误。 9．(2025·广东部分学校联考)类囊体膜体外利用的关键问题之一是提高离体类囊体膜的稳定性。研究人员进行了如表所示的实验，并测定类囊体膜产生O2的能力与实验初始时比较作为类囊体膜稳定性的指标。下列叙述错误的是(　　) 组别 处理 7 d后检测产生O2的能力 ① 封装类囊体膜＋黑暗存储 80% ② 未封装类囊体膜＋黑暗存储 30% ③ 封装类囊体膜＋光照存储 30% ④ 未封装类囊体膜＋光照存储 几乎完全失活 A．相比于光照，黑暗条件更有利于类囊体膜的保存 B．相比于未封装，封装更有利于类囊体膜稳定性的保持 C．①②组在黑暗条件下检测类囊体膜产生O2的能力 D．类囊体膜上发生的反应会影响类囊体膜的稳定性 答案　C 解析　为研究光照对类囊体膜的保存效果，根据①③对比或②④对比可知，黑暗条件下储存类囊体膜产生O2的能力更强，说明黑暗条件更有利于类囊体膜存储，A正确；根据①②对比或③④对比，未封装类囊体膜产生O2的能力更弱，说明封装有利于类囊体膜的存储，B正确；类囊体膜产生O2属于光反应阶段，一定需要光照，所以需要在光照条件下检测，C错误；光照条件下储存类囊体膜，其活性下降更快，光照时类囊体膜上会发生光反应，这些反应可能会影响类囊体的稳定性，D正确。 二、非选择题 10．(12分)(2025·山东，21)高光强环境下，植物光合系统吸收的过剩光能会对光合系统造成损伤，引起光合作用强度下降。植物进化出的多种机制可在一定程度上减轻该损伤。某绿藻可在高光强下正常生长，其部分光合过程如图所示。 (1)叶绿体膜的基本支架是____________；叶绿体中含有许多由类囊体组成的________，扩展了受光面积。 (2)据图分析，生成NADPH所需的电子源自于________。采用同位素示踪法可追踪物质的去向，用含3H2O的溶液培养该绿藻一段时间后，以其光合产物葡萄糖为原料进行有氧呼吸时，能进入线粒体基质被3H标记的物质有H2O、____________。离心收集绿藻并重新放入含H218O的培养液中，在适宜光照条件下继续培养，绿藻产生的带18O标记的气体有____________。 (3)据图分析，通过途径①和途径②消耗过剩的光能减轻光合系统损伤的机制分别为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)磷脂双分子层　基粒　(2)H2O　丙酮酸、[H]　CO2、O2　(3)途径①以电能的方式耗散光能；途径②以热能的方式耗散光能 解析　(2)据图分析，水在光下分解为O2和H＋，同时产生的电子经传递，可用于NADP＋与H＋结合形成NADPH，即生成NADPH所需的电子源自于水。3H2O被植物细胞吸收后参与光合作用，生成C63H12O6。在有氧呼吸的第一阶段，C63H12O6在细胞质基质中被分解成含有3H的丙酮酸，产生少量的[3H]，并释放少量的能量；在有氧呼吸的第二阶段，丙酮酸与3H2O在线粒体基质中被彻底分解生成CO2和[3H]，释放少量的能量；在线粒体内膜上完成有氧呼吸的第三阶段，[3H]与O2结合生成H2O，并释放大量的能量。可见，用含3H2O的溶液培养该绿藻，一段时间后，能进入线粒体基质被3H标记的物质有H2O、丙酮酸和[H]。培养液中H218O被绿藻吸收后，在光合作用的光反应阶段被分解产生18O2；在有氧呼吸的第二阶段，H218O与丙酮酸被彻底分解为C18O2和[H]，即产生的带18O标记的气体有O2和CO2。(3)对于途径②，从图中可以看到，通过途径②将过剩的光能转化为热能散失，从而减轻光合系统损伤。对于途径①，图中显示途径①使电子传递给O2，通过水的生成消耗过剩的电子，进而减轻光合系统损伤。 11．(20分)如图为某细胞内发生的生理过程，3-磷酸甘油酸、甘油酸-1,3-二磷酸、甘油醛-3-磷酸、核酮糖-5-磷酸、核酮糖-1,5-二磷酸是该过程中依次生成的重要化合物。请据图分析回答下列问题： (1)该生理过程被称为______________循环。能进行该过程的原核生物有________________________________________________________________________。 (2)RuBP(五碳化合物)是图中物质____________________的简称。过程①称作____________。上述过程中，消耗前一阶段提供的能量的过程有______。脱磷酸化的过程有__________。 (3)通过对该过程分析发现，固定一分子CO2平均会消耗ATP和NADPH的分子数目分别是______________。甘油酸-1,3-二磷酸和核酮糖-5-磷酸分别含有的碳原子数目是________________________________________________________________________。 (4)据图分析，能提高葡萄糖含量的措施有________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ __________________________________________________________________(答两条)。 若想验证图中各种有机物依次出现的先后顺序，实验设计思路是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)卡尔文　蓝细菌、硝化细菌　(2)核酮糖-1,5-二磷酸　CO2的固定　②③⑤　③④⑥　(3)3和2　3和5　(4)提高CO2的浓度、适当提高温度从而提高酶的活性、补充矿质元素促进酶的合成、提高光照强度以提高ATP和NADPH的含量　给该过程提供14C标记的CO2，追踪14C的去向，从而弄清14C在有机物中出现的先后顺序 12．(12分)(2024·汕头一模)如图表示绿色植物叶肉细胞中的部分代谢过程，水光解时释放出的电子(e－)依次通过蛋白A、蛋白D和蛋白C进行传递，最终传递给NADP＋。电子传递过程释放的能量用于H＋通过蛋白D逆浓度跨膜运输，回答下列问题： (1)光不仅作为能量的一种形式，还可以作为______来调节植物体的生命活动。蛋白B是一种色素－蛋白复合体，能调控基因的________。 (2)叶绿素通常与蛋白质结合成复合体，图中含有叶绿素的蛋白质有________。据图分析ATP合成酶的功能有_________________________________________________(答出两点即可)。 (3)(4分)某种除草剂能够与蛋白D结合，据图分析该除草剂的作用原理可能是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________， 最终使植物体因不能合成有机物而死亡。 答案　(1)信号　表达　(2)蛋白A、蛋白C　催化ATP合成、运输H＋　(3)除草剂与蛋白D结合后阻断了电子传递，导致NADPH合成受阻，同时使类囊体膜内外的H＋浓度差下降，导致ATP合成受阻 解析　(1)光不仅作为能量的一种形式，驱动光合作用的进行，还能作为植物生长和发育的一种信号，调节植物的生命活动；蛋白B是一种色素－蛋白复合体，也就是光敏色素，其在光照条件下被激活，结构发生变化，信号经过转导，传递到细胞核内，细胞核内特定基因转录，在细胞质中进行翻译，表现出生物学效应，即蛋白B(光敏色素)能调控基因的表达。(2)叶绿素通常与蛋白质结合成复合体，而叶绿素能吸收、传递和转化光能，据图中箭头判断，只有蛋白A和蛋白C能吸收光能释放出电子，因此推测含有叶绿素的蛋白质有蛋白A和蛋白C；据图可知，ATP合成酶既具有催化作用，又具有运输作用，能催化ADP和Pi合成ATP，同时将H＋运出叶绿体类囊体薄膜。(3)根据题意可知，电子传递过程释放的能量用于H＋通过蛋白D逆浓度跨膜运输，如果某种除草剂与蛋白D结合后，阻断了电子传递，会导致NADPH合成受阻；同时，据图可知，蛋白D能将H＋运到类囊体内，除草剂与蛋白D结合后，会使类囊体膜内外的H＋浓度差下降，导致ATP合成受阻，最终使植物体因不能合成有机物而死亡。 学科网（北京）股份有限公司 $