第06讲 光合作用（3大核心+分层专练）（上海专用）2027年高考生物一轮复习讲练测

**基本信息** 以“课标-考情-核心-分层”为逻辑链，系统整合光合作用知识体系，提炼实验、曲线、计算等解题方法，适配上海等级考高频考点与核心素养要求。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |课标导向·考情铺垫|近3年等级考+模考题|考情特征归纳（高频/情境化/综合/图表）、易错点突破（如C3/C5瞬时变化推理口诀）|对接课标2.2.3-4，明确知识落点与学科素养（生命观念/科学思维等）| |三大核心·主干速记|3大核心知识图谱|过程图谱化（3张关键图）、实验仪式化（试剂作用清单）、曲线模型化（3类核心曲线）|从结构（叶绿体）→功能（色素捕获光能）→过程（光反应+碳反应）→调控（环境因素）→关联（与呼吸作用）递进| |分层专练·靶向攻关|基础14题+情境11题+素养5题|基础题回归教材概念，情境题结合科技热点（如光呼吸改良），素养题开放论述（如CCM机制）|由易到难，覆盖基础诊断、情境应用、综合论述，适配不同能力层级需求|

第06讲 光合作用 （上海专用） 第1部分 课标导向·考情铺垫 第2部分 三大核心·主干速记 核心1 叶绿体的结构与光合色素 核心2 光合作用的过程（光反应＋碳反应） 核心3 影响光合作用的环境因素 & 光合 vs 呼吸 第3部分 分层专练·靶向攻关 基础通关：教材回归 ＆ 概念诊断 情境应用：科技热点 ＆ 真实问题 素养提升：开放表达 ＆ 综合论述 课标导向·考情铺垫 课标导向 本讲对应《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》必修课程模块1“分子与细胞”概念2.2.3（叶绿体光合作用），是上海沪科版第4章“细胞的代谢”第4节“叶绿体将光能转换并储存在糖分子中”的全部内容： 课标 内容要求 本讲落点 2.2.3 说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量，这些能量在CO₂和H2O转变为糖与O₂的过程中转换并储存为糖分子中的化学能 核心1全部+核心2全部 2.2.4 生物通过细胞呼吸将储存在有机分子中的能量转化为生命活动可用的能量 核心3“光合 vs 呼吸”对比与净光合计算 活动 (4)提取和分离叶绿体色素；(5)探究环境因素对光合作用的影响 核心1色素提取分离实验+核心3探究类题型 要求 从物质与能量视角，解释光合作用在碳中和方面的重要作用 第二部分主干+第三部分情境应用题 学科核心素养落点： 素养维度 本讲承载点 生命观念 结构与功能观（类囊体膜→光反应、基质→碳反应）、物质与能量观（光能→活跃化学能→稳定化学能） 科学思维 模型与建模（光合过程图、C3/C5循环图、光合速率曲线）、推理论证（光照/CO₂突变下C3/C5瞬时变化） 科学探究 叶绿体色素提取与分离（纸层析法）、探究影响光合作用的环境因素 社会责任 关注碳中和、设施农业、人工光合系统；理解光合研究在粮食与新能源中的战略意义 考情分析 1． 上海等级考“光合作用”模块命题特征 依据《上海市高中生物学学科基本要求》及近三年上海等级考与各区一模、二模试题分析，“光合作用”是上海等级考最稳定、最高频、最综合的考点之一—— 特征一　考点高频，几乎年年必考 2019—2025年上海等级考中“光合作用”主题大题出现6次，年均8–15分。考查重点：光反应与碳反应物质能量变化、C3/C5循环与突变条件下浓度变化、影响光合作用的环境因素与曲线分析、色素提取分离、光合 vs 呼吸对比与计算。 特征二　情境化命题成为绝对主流 近年常见光合作用情境：2025“光如何影响植物”（光受体X与光合路径）、2024“高温胁迫与棉花品质”、2023“光呼吸与RuBP羧化酶/加氧酶”、2022“纳米类囊体治疗骨关节炎”等。 特征三　跨章节综合性极强 上海命题习惯把光合作用与蛋白质、细胞结构、酶、ATP、细胞呼吸、信号转导、激素等内容深度串联。如2025年第3大题就把“光受体X→光合（叶绿素a通路）↔生长（生长素—RNA—细胞伸长）”两条平行路径整合为一道大题。 特征四　图表分析占比极高 近年题型几乎100%含图表：色素吸收光谱、光合速率—光照强度曲线（含光补偿点P₁、光饱和点P₂）、光合速率—CO₂/温度曲线、光反应/碳反应示意图、密闭温室CO₂浓度随时间变化曲线等。 2． 近三年上海各区部分一模/二模命题样例（关联题型） 来源 题型 涉及内容 2025上海等级考·光如何影响植物 大题（6小题） 光受体、水的光解、ATP/NADPH合成、远红光实验设计 2024 浦东二模 编号选填+图表 不同CO₂浓度下C3/C5的瞬时变化 2024 静安二模 综合题 高温胁迫下气孔开放程度、胞间CO₂、酶活性的关联 2024 闵行一模 单选+多选 光合速率—光照强度曲线（光补偿点、光饱和点） 2023 黄浦二模 图表分析 阳生植物 vs 阴生植物的光合速率比较 2023 长宁一模 编号选填 叶绿体色素提取分离实验中SiO₂、CaCO₃、无水乙醇的作用 2023 闵行阶段练习 综合 三种植物光合作用与光照强度的关系（间作思想） 2022 上海高考 综合 C3/C5循环与卡尔文实验 2022 杨浦一模 单选 突然停止光照时C3、C5浓度的瞬时变化 静安/华二附中区考 综合 密闭温室CO₂浓度曲线与净光合 ≷ 呼吸的判断 易错易混 新高三学生在本讲常见四类典型易错—— 易错一　光反应/碳反应“物质能量来源”张冠李戴 学生常把以下要点搞混： - 光反应反应物：H₂O、ADP+Pi、NADP⁺；产物：O₂、ATP、NADPH - 碳反应反应物：CO₂、C5、ATP、NADPH；产物：C3、(CH₂O)、ADP+Pi、NADP⁺、再生的C5 特别容易混淆： - O₂来源于H₂O的光解（鲁宾卡门¹⁸O实验已证实），不是CO₂； - NADPH中“H”来源于水的光解（H⁺+电子），不是CO₂； - C3被还原所需能量来自ATP、还原力（电子和H⁺）来自NADPH——两者作用不同：ATP供能量，NADPH供还原力。 易错二　色素带与吸收光谱“对不上号” 吸收光谱：叶绿素主要吸收红橙光+蓝紫光，几乎不吸收绿光（叶片呈绿色的原因）；类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。 常见误区：扩散速度（层析顺序）= 溶解度顺序，与吸收波长无直接对应。 易错三　突变条件下C3/C5变化的“瞬时与稳态”分析 这是上海等级考的高频考点之一，必须用反应式法进行规范推理： 碳反应核心反应式： - CO₂ + C5 → 2 C3（CO₂的固定，需酶催化） - C3 + ATP/NADPH → C5 + (CH₂O)（C3的还原） 条件变化 C3瞬时变化 C5瞬时变化 (CH₂O)瞬时变化 突然停止光照（光→暗） 上升（C3持续生成但因ATP/NADPH短缺无法被还原） 下降（C5仍消耗于CO₂固定但无法再生） 下降 突然给予光照（暗→光） 下降 上升 上升 突然增加CO₂浓度 上升（更多CO₂结合C5生成2C3） 下降（C5被快速消耗于CO₂固定） 上升 突然降低CO₂浓度 下降 上升 下降 推理口诀——“反应物升，产物降”： 哪个条件变化“加快”了哪一步，那一步的反应物（输入端）下降、产物（输出端）上升——例如增加CO₂加快了“CO₂的固定”这一步，输入端的C5下降，输出端的C3上升。 易错四　“总光合 = 净光合 + 呼吸”计算混淆 概念 含义 测量方法 总（真实）光合速率 叶绿体内实际进行的光合作用速率 无法直接测量，需要通过计算获得 净（表观）光合速率 光合作用净吸收CO₂或净释放O₂的速率 光照下用CO₂/O₂传感器直接测得 呼吸速率 细胞呼吸消耗O₂或释放CO₂的速率 黑暗条件下用CO₂/O₂传感器直接测得 核心公式： 典型陷阱： - 密闭温室中“CO₂浓度不变”对应的不是“总光合=0”，而是“总光合 = 呼吸”（净光合 = 0），对应光合速率—光强曲线上的光补偿点； - 黑暗条件下CO₂浓度持续上升对应只发生呼吸作用； - 光强超过光饱和点后，总光合达最大值，但净光合不一定最大（呼吸仍持续）。 备考关键 1. “过程图谱化”——画3张关键图：①叶绿体亚显微结构图；②光反应过程图；③碳反应循环图，用2种颜色区分物质流和能量流。 2. “实验仪式化”——整理叶绿体色素提取分离实验清单：SiO₂助研磨、CaCO₃防色素破坏、无水乙醇溶解色素、层析液不能没过滤液细线。 3. “曲线模型化”——掌握3类核心曲线：光合速率—光强（P₁/P₂）、—CO₂浓度、—温度。 4. “对接2025真题”——把2025上海第3大题作为“母题”，对每个箭头、每个物质都能解释。 三大核心·主干速记 核心1 叶绿体的结构与光合色素 1． 叶绿体——植物光合作用的场所 1．叶绿体的形态与分布 叶绿体（chloroplast）是绿色植物进行光合作用的双层膜细胞器，主要分布在植物的绿色部位（叶肉细胞、幼茎皮层等）。在显微镜下观察菠菜叶片时，叶绿体呈扁平的椭球体，可在细胞质中沿细胞质流动而运动。 2．叶绿体的亚显微结构 结构 特征 功能 外膜＋内膜 双层单位膜，共2层 控制物质进出叶绿体 基质（stroma） 内膜内部的胶状液体 碳反应（暗反应）的场所；含碳反应酶、DNA、RNA、核糖体 类囊体（thylakoid） 单层膜包围的扁平囊状结构 光反应的场所；类囊体膜上分布着色素和蛋白质 基粒（granum） 多个类囊体堆叠形成的“小柱体” 显著扩大膜面积；据计算1 g菠菜叶中类囊体总面积可达约60 m² 叶绿体DNA 环状双链DNA 叶绿体半自主性的物质基础 记忆要诀——“双膜＋基质＋基粒（含类囊体）”是叶绿体最典型的“三件套”结构，分别对应“屏障—暗反应—光反应”三大功能。 3．叶绿体的“结构与功能相适应” 双层膜：保证叶绿体内部相对独立的微环境； 类囊体堆叠成基粒：极大地扩大膜面积，使更多的色素和蛋白质能附着于膜上，从而最大化捕获光能； 基质中含酶、DNA、核糖体：碳反应酶系在相对独立的“小车间”工作；同时叶绿体半自主性合成部分蛋白质。 2． 光合色素——光能的“捕获手” 1．种类 色素 颜色 吸收波长 叶绿素a 蓝绿色 红橙光+蓝紫光 叶绿素b 黄绿色 红橙光+蓝紫光（峰位略偏移） 胡萝卜素 橙黄色 蓝紫光 叶黄素 黄色 蓝紫光 含量比例：叶绿素：类胡萝卜素 ≈ 3∶1。 2．吸收光谱与叶色 - 叶绿素主要吸收红橙光和蓝紫光，几乎不吸收绿光——绿光被反射或透过 → 叶片呈绿色； - 类胡萝卜素主要吸收蓝紫光； - 晴天直射光富红橙光、阴天散射光富蓝紫光——植物均能充分利用。 3．色素含量随季节、衰老的变化 - 正常叶片：叶绿素 ≈ 类胡萝卜素的3倍 → 叶呈绿色； - 秋季/衰老：叶绿素分解快于类胡萝卜素 → 比例失调 → 叶片变黄/变红； - 缺Mg²⁺：叶绿素合成受阻 → 叶脉间缺绿（Mg是叶绿素分子必需元素）。 三、探究实验4-3　叶绿体色素的提取与分离（重点） 1．实验原理 提取：叶绿体色素分布于类囊体膜，具亲脂性，可用无水/95%乙醇（或丙酮）提取； 分离：不同色素在有机溶剂中溶解度不同，随溶剂在载体上扩散速率不同——纸层析法。 2．实验试剂与作用（核心考点） 试剂/器具 作用 无水乙醇 提取色素（亲脂性溶剂） SiO₂（二氧化硅） 助研磨，使叶片研磨更充分 CaCO₃（碳酸钙） 保护色素——中和细胞液中有机酸，防止酸破坏叶绿素 层析液（90∶7∶3的石油醚∶丙酮∶苯） 分离色素 滤纸条 色素吸附载体 玻璃毛细管 划线点样 3．实验步骤 步骤 操作要点 易错提示 ① 提取 称取约1 g干燥叶片，剪碎置于研钵中，加少量SiO₂助研磨、加少量CaCO₃保护色素，加入约6 mL无水乙醇，迅速、充分研磨成匀浆 无水乙醇要现用现取（乙醇易挥发） ② 过滤 用单层尼龙布或脱脂棉过滤，收集滤液于小试管，密封避光保存备用 不能用滤纸过滤（色素被吸附） ③ 制条 聚酰胺薄膜剪成长方形条，距底边1.5 cm处用铅笔画一细横线 剪去两角是为了使层析液均匀向上扩散 ④ 点样 用毛细管沿铅笔线均匀划出一条细线，待干后重复划2–3次 划线要细、直、均匀；待干后再划 ⑤ 层析 烧杯中加入约3 mL层析液，把滤纸条点样端朝下放入，层析液不能没过滤液细线，盖上培养皿 液面没过细线，色素会被溶解 ⑥ 观察 薄膜从上至下：黄色→橙黄色→蓝绿色→黄绿色（胡萝卜素→叶黄素→叶绿素a→叶绿素b） — 4．色素带的“上下顺序”与“宽度差异” 色素带位置（从上到下） 色素名称 颜色 宽度（一般含量） 最上（扩散最快） 叶黄素 黄色 较窄 第二 胡萝卜素 橙黄色 较窄 第三 叶绿素a 蓝绿色 最宽（含量最多） 最下（扩散最慢） 叶绿素b 黄绿色 较宽 记忆口诀：“叶黄胡叶a叶b”——按溶解度由大到小排列；正常叶片中叶绿素a带最宽。 5．实验易错与拓展 易错点 正确做法或解释 用什么过滤 单层尼龙布或脱脂棉——滤纸吸附色素，不可用 层析液没过细线后果 色素被溶解到层析液中，无法在滤纸上形成分离的色素带 划线为何要待干再划 等乙醇挥发后再划，防止色素带向四周扩散 看不见色素带 可能原因：叶片不新鲜/未加CaCO₃/层析液没过细线/划线太少/层析时间不足 核心2 光合作用的过程 一、光合作用的反应式 解读： 1.反应物：CO₂（来自空气，通过气孔进入）、H₂O（来自根的吸收，经导管运输） 2.产物：（CH₂O）（糖类，包括三碳糖→蔗糖/淀粉）、O₂（释放至大气） 3.条件：光能、叶绿体（场所）、各种酶 4.能量转换：光能 → 糖分子中稳定的化学能 教材表述：光合作用是植物细胞叶绿体将太阳能转换成化学能、将CO₂和H₂O转变为糖和O₂的过程。 二、光合作用分为光反应和碳反应两个阶段 科学史依据： 科学家在光暗间隔照射研究中发现，进入黑暗阶段，植物停止释放O₂，但糖的合成还在进行——由此推测：释放O₂的过程依赖光照（光反应），而合成糖的过程不需要光照（暗反应）。进一步研究发现，暗反应收到光照促进，近年来多称为碳反应。 阶段 沪科版现叫法 旧称 是否需要光 第一阶段 光反应（light reaction） 光反应 需要 第二阶段 碳反应（carbon reaction） 暗反应/dark reaction 不直接需要光，但间接受光照促进（光反应产物驱动） ★重要提醒：沪科版采用“碳反应”这一新表述，强调“碳的固定与还原”,在卷面表达时优先用“碳反应”，“暗反应”作为同义词使用。 三、光反应——把光能“打包”成活跃化学能 1．场所：类囊体膜；反应物：H₂O、ADP、Pi、NADP⁺；产物：O₂、ATP、NADPH。 2．关键过程 类囊体膜上的光合色素捕获光能，并将光能转变成活跃化学能、释放O₂。 (1) 光能的捕获与转换：类囊体膜上的光合色素（叶绿素a、b、胡萝卜素、叶黄素）吸收光能，将光能传递到特定的叶绿素a分子上，使叶绿素a分子激发释放出高能电子。 (2) 水的光解：失去电子的叶绿素a分子具强氧化性，从类囊体腔内H₂O中夺取电子——H₂O裂解：2H₂O → 4H⁺ + 4e⁻ + O₂；O₂释放到细胞外，H⁺留在类囊体腔内（形成腔内H⁺浓度高、基质H⁺浓度低的格局）。 (3) ATP、NADPH的形成： NADPH：高能电子在类囊体膜上传递，最终与NADP⁺及H⁺结合 → NADPH； ATP：电子传递推动H⁺从基质被泵入类囊体腔 → 形成H⁺浓度梯度 → H⁺顺梯度穿过ATP合酶 → 驱动ATP合成。 光反应产生的ATP、NADPH推动碳反应进行。 3． 能量转换：光能转换为ATP+NADPH的活跃化学能 四、碳反应（暗反应/卡尔文循环）——把CO₂“还原”为糖 1．场所：叶绿体基质；反应物：CO₂、C5（RuBP）、ATP、NADPH；产物：C3、(CH₂O)、ADP+Pi、NADP⁺、再生的C5。 2．关键过程 (1) CO₂的固定：CO₂与五碳糖（C5/RuBP）结合，在Rubisco催化下形成2分子C3： (2) C3的还原：C3在ATP驱动下，接受NADPH提供的H⁺与电子，形成三碳糖（磷酸甘油醛），活跃化学能→稳定化学能：（一部分C3经还原再生C5，使卡尔文循环可持续） (3) (CH₂O)的去路：一部分三碳糖转运到细胞质基质转为蔗糖运输到全身；一部分转为淀粉暂存于叶绿体（萨克斯实验的化学基础）；植物中的淀粉、纤维素、氨基酸、脂质等都源于光合产生的糖。 3．能量转换：ATP/NADPH活跃化学能转化为稳定化学能 五、光反应与碳反应的物质和能量联系 关键联系（必背）： 联系类型 光反应 → 碳反应 碳反应 → 光反应 物质 提供ATP、NADPH 提供ADP、Pi、NADP⁺ 能量 把活跃化学能传递给糖分子 ATP水解释能驱动C3还原 应用举例： 中午阳光直射下，植物为减少蒸腾关闭气孔→ CO₂吸收↓ → 碳反应受抑 → ATP/NADPH消耗↓ → ADP/NADP⁺供应不足 → 光反应也减慢——这就是“光合午休”现象的内在机理。 六、突变条件下C3、C5、(CH₂O)的瞬时变化（高频考点） 以反应式为依据 ①：CO₂ + C5 → 2C3（CO₂固定） ②：C3 + ATP/NADPH → C5 + (CH₂O)（C3还原） 条件变化 反应①影响 反应②影响 C3 C5 (CH₂O) 突然停止光照 无直接影响 抑制（ATP/NADPH骤减） ↑ ↓ ↓ 突然给予光照（暗→光） 无 增强 ↓ ↑ ↑ 突然增加CO₂ 促进 不变 ↑ ↓ ↑ 突然降低CO₂浓度 抑制 不变 ↓ ↑ ↓ 突然提高光强 无 增强 ↓ ↑ ↑ 突然降低光强 无 抑制 ↑ ↓ ↓ 推理口诀： “断光：C3堆积C5降； 复光：C5升高C3降； 多碳：碳进C5走，C3堆三仓； 少碳：C5升高C3降” 核心3 影响光合作用的环境因素 一、光合速率的概念 光合速率（光合作用强度）= 单位面积叶片在单位时间内光合作用释放O₂的量或消耗CO₂的量或合成有机物的量 类型 含义 测量方法 总光合速率 （真实光合） 叶绿体内实际进行的光合速率 无法直接测，必须计算：总光合 = 净光合 + 呼吸 净光合速率 （表观光合） 光合作用净吸收CO₂的速率 光照下用CO₂/O₂传感器直接测得 呼吸速率 细胞呼吸释放CO₂的速率 黑暗条件下用CO₂/O₂传感器直接测得 二、四大环境因素 1．光照强度——能量来源 光照水平 光合速率特点 关键术语 无光（黑暗） 光合速率＝0，只有呼吸 — 弱光 净光合 < 0（呼吸 > 总光合，植物表现为净放出CO₂） — 一定弱光 净光合＝0（呼吸 = 总光合） 光补偿点P₁ 中等光 净光合随光强增大而升高 — 强光 光合速率达到最大值，再增加光强不再提高 光饱和点P₂ 2．CO₂浓度——原料 大气中CO₂浓度约0.03%，基本稳定； 在人工温室中通过燃烧秸秆、释放干冰、施用碳酸氢铵等方式补充CO₂，可显著增产； 类似光照强度，CO₂浓度也存在CO₂补偿点（净光合 = 0时的CO₂浓度）和CO₂饱和点（光合速率最大时的最低CO₂浓度）。 3．温度——影响酶活性 温度主要通过影响酶活性影响光合速率（主要影响碳反应）； 大多数植物光合作用最适温度25–30 ℃；热带植物可至30–35 ℃，寒带可低至15–20 ℃。 4．矿质元素——结构与功能成分 元素 作用 缺乏症状 N 叶绿素、酶、蛋白质组成 老叶发黄、植株矮小 Mg²⁺ 叶绿素分子必需元素 叶脉间缺绿（花叶病） Fe 叶绿素合成酶辅助因子 新叶失绿 K⁺ 调节气孔开闭、糖运输 气孔关闭不灵敏 P NADP⁺、ATP、磷脂、核酸组成 老叶呈紫红色 5．水分：水是光合原料（光解水）；缺水时气孔关闭→ CO₂供应↓ → 光合速率下降——这也是“光合午休”另一原因。 三、光合作用与呼吸作用的对比与计算 1．对比表（高频考点） 比较项 光合作用 （有氧）呼吸作用 场所 叶绿体（类囊体膜＋基质） 细胞质基质＋线粒体（基质＋内膜） 反应物 CO₂、H₂O (CH₂O)、O₂ 产物 (CH₂O)、O₂ CO₂、H₂O 能量转换 光能→活跃化学能→稳定化学能 稳定化学能→活跃化学能（ATP）→热能（部分） 是否需要光 光反应需要 不需要 是否需要酶 需要 需要 H的来源/去路 来自H₂O（光解）；最终进入(CH₂O) 来自(CH₂O)；最终进入H₂O 氧的去路/来源 来自H₂O；释放O₂ 来自O₂；进入H₂O 进行时间 仅光照时（光反应）；碳反应需光反应供能 昼夜不停 2．进行场所对比 细胞类型 是否进行光合作用 是否进行呼吸作用 植物绿色细胞（叶肉、幼茎皮层） 是（白天） 是（昼夜） 植物非绿色细胞（根、茎髓部、果实成熟） 否 是 动物细胞 否 是 蓝细菌 是（在类囊体上，无叶绿体） 是 3．净光合 vs 总光合 vs 呼吸的计算（必考公式） 测量方法： 光照下密闭容器中CO₂的减少量 = 净光合（光合吸CO₂－呼吸放CO₂的净值） 黑暗中密闭容器中CO₂的增加量 = 呼吸速率 - 总光合 = 净光合 + 呼吸 = 光照CO₂减少量 + 黑暗CO₂增加量 四、光合作用研究的科学史脉络（简表） 时间 科学家 贡献 1771 普里斯特利 植物能更新空气 1864 萨克斯 淀粉遇碘变蓝——证明光合作用产生淀粉 1883 恩格曼 水绵+需氧细菌实验——蓝紫光和红光是最有效光源 1941 鲁宾、卡门 ¹⁸O同位素标记——O₂来源于H₂O 1954 卡尔文 ¹⁴C+双向纸层析——揭示卡尔文循环（碳反应） 1929 殷宏章（中国） “光色瞬变效应”,证实两种光系统 2015–2018 匡廷云等（中国） 解析高等植物光合膜蛋白超分子复合体结构 分层专练·靶向攻关 基础通关 1．（天津市滨海新区2025~2026学年高二下学期期末考试生物试题）下列实验操作方法或分析正确的是（     ） A．利用差速离心的方法，可分离获得黑藻叶肉细胞中的叶绿体和中心体 B．视野中观察到处于质壁分离状态的细胞，能据此判断该细胞正在失水 C．用无水乙醇提取新鲜绿叶中的色素进行纸层析，可分离出四种光合色素 D．用淀粉、蔗糖和淀粉酶探究酶专一性时，可用碘液进行鉴定 【答案】C 【详解】A、黑藻属于高等植物，高等植物细胞不含中心体，因此无法分离获得中心体，A错误； B、处于质壁分离状态的细胞，可能正在失水、正在吸水（发生质壁分离复原），也可能水分子进出细胞达到动态平衡，不能直接判断该细胞正在失水，B错误； C、光合色素易溶于无水乙醇等有机溶剂，可用无水乙醇提取新鲜绿叶中的色素，不同光合色素在层析液中溶解度不同，经纸层析可分离出四种光合色素，C正确； D、碘液只能检测淀粉是否被水解，蔗糖及其水解产物都不与碘液发生显色反应，无法判断蔗糖是否被分解，因此不能用碘液鉴定，D错误。 2．（25-26高一下·上海·期末）生姜起源于热带雨林。在热带雨林环境中，上部植被的叶子有效地吸收入射阳光中的红光和蓝光，而下层则接收到丰富的绿光。二氧化碳主要通过叶片气孔在环境与组织间隙间交换，组织间隙间的即胞间浓度。图1是生姜植株光合作用场所及过程示意图。为提高温室生姜产量，某团队研究了室内光质对生姜叶片光合作用的影响，结果如图2所示（W：白光G：绿光WG；白光+绿光）。 (1)图1中A物质为________ A． B． C． D． (2)图1中C物质为________ A．ATP B．NADPH C．五碳糖 D．三碳化合物 (3)图1中吸收可见光的色素位于结构________。（填图中数字编号） (4)反应Ⅰ是________；反应Ⅱ是________。（编号选填） ①光反应    ②三羧酸循环    ③卡尔文循环    ④电子传递链    ⑤糖酵解 (5)反应Ⅰ中的能量变化是________ A．光能→活跃的化学能 B．光能→稳定的化学能 C．活跃化学能→稳定化学能 D．稳定化学能→活跃化学能 (6)反应Ⅱ中的能量变化是________。 A．光能→电能 B．电能→活跃的化学能 C．活跃化学能→稳定化学能 D．稳定化学能→活跃化学能 (7)主要吸收红橙光和蓝紫光的叶绿体色素为________。 A．叶绿素a B．叶绿素b C．胡萝卜素 D．叶黄素 (8)若突然将白光照射组的白光减弱，则短时间内五碳糖/三碳化合物的比值将________，ATP和NADPH的量将________。（编号选填：①上升②下降） (9)以下对光反应和碳反应的比较（√代表发生，×代表不发生），正确的是________。 A．ATP的生成：光反应√；碳反应× B．水的参与：光反应×；碳反应√ C．光合色素的参与：光反应√；碳反应√ D．能量发生变化：光反应√；碳反应× (10)图2中G组生姜叶片细胞内叶绿体与线粒体之间的气体关系对应于下列图________。 A． B． C． D． (11)气体进出细胞的方式是________。 A．自由扩散 B．协助扩散 C．主动运输 D．胞吞胞吐 (12)根据图2和所学知识，下列相关叙述及推测正确的是_______ A．相较于白光和白光+绿光组，绿光照射下植物的胞间浓度高，其原因是绿光照射下光合速率最小，消耗的最少 B．胞间浓度越高说明光合速率越大 C．各组内细胞光合速率大于呼吸速率 D．热带雨林中同一生姜植株不同位置的叶片光合速率可能不同 (13)生姜叶肉细胞光合作用产生的有机物可以________ A．运输至果实储存 B．为花叶细胞分裂分化提供能量 C．为根部细胞吸收无机盐提供能量 D．运输至地下茎即“生姜”中储存 金柑既可食用也可观赏，在我国秦岭以南地区栽种。下图是发生在金柑叶肉细胞中的部分反应示意图，其中字母表示物质。 树冠覆膜技术已在金柑生产中广泛应用，为研究白色覆膜对金柑生长的影响，研究人员完成了相关实验，得到了如下表所示的部分结果（气孔导度指气孔开放程度）。 组别 遮光/% 叶绿素/ 叶面积/ 净光合速率/ 气孔导度/ 单果/g 果实总糖/% 覆膜 30 3.1 19.7 7.2 105.7 45.9 16.1 对照 0 2.4 14.8 8.0 93.4 43.5 14.8 (14)图中物质A、B、C、D、F分别为：A________、B________、C________、D________、F________。 (15)下列关于图中部分物质和能量转移途径的描述，正确的是________。 A．氧原子的转移途径：→C、D B．碳原子的转移途径：→A→NADP+ C．电子的转移途径；→叶绿素a→F D．能量的转移途径：光→叶绿素b→D、F (16)由表可知，覆膜导致光照强度减弱，但金柑的净光合速率下降并不明显，单果重、果实总糖还略有上升，其原因可能是________________________________________________________________。 【答案】(1)B (2)D (3)① (4) ① ③ (5)A (6)C (7)AB (8) ② ② (9)A (10)D (11)A (12)ACD (13)BCD (14) 三碳化合物/C3 五碳化合物/C5 氧气/O2 ATP NADPH (15)C (16)覆膜组金柑的叶绿素含量高，叶面积大，有利于充分利用光能，促进光反应；气孔导度大，吸收CO2多，能促进暗反应，有利于提高合成有机物的量，弥补了光照减弱的不利影响，所以净光合速率下降不明显，单果重、果实总糖略有上升 【详解】（1）由图1可知，反应Ⅰ为光反应过程，会发生水的光解，水的光解产生NADPH与氧气，因此A物质为O2，ACD错误，B正确。 （2）反应Ⅱ为暗反应阶段，该阶段二氧化碳会与五碳化合物结合生成三碳化合物，所以物质C为三碳化合物，D正确，ABC错误。 （3）图1中①为类囊体，②为叶绿体基质，③为叶绿体膜。光合色素位于叶绿体类囊体薄膜上，即结构①。 （4）反应 Ⅰ 发生在类囊体，利用光能，是①光反应；反应 Ⅱ 发生在叶绿体基质，完成二氧化碳固定与三碳化合物的还原，是③卡尔文循环。 （5）光反应阶段光合色素吸收光能并转化为 ATP、NADPH 中活跃的化学能，A正确，BCD错误。 （6）反应II表示暗反应阶段，二氧化碳被五碳化合物固定形成三碳化合物，三碳化合物在光反应提供的ATP和NADPH的作用下还原生成糖类等有机物。能量变化是将ATP和NADPH中活跃的化学能转化为糖类等有机物中稳定的化学能，ABD错误，C正确。 （7）叶绿素 a、叶绿素 b 主要吸收红橙光、蓝紫光；胡萝卜素、叶黄素主要吸收蓝紫光，AB正确，CD错误。 （8）若突然将白光照射组的白光减弱，短时间内光反应减弱，ATP和NADPH生成速率减慢（对应编号②），三碳化合物的还原速率降低，此时二氧化碳的固定速率不变，因此五碳化合物含量降低，三碳化合物含量上升，即五碳糖/三碳化合物的比值将下降（对应编号②）。 （9）A、光反应能利用光能合成ATP，碳反应消耗 ATP、不生成ATP，A正确； B、水的光解发生在光反应阶段，所以光反应有水参与，B错误； C、光合色素只参与光反应，碳反应无光合色素参与，C错误； D、光反应阶段光合色素吸收光能并转化为 ATP、NADPH 中活跃的化学能；碳反应阶段ATP和NADPH中活跃的化学能转化为糖类等有机物中稳定的化学能，D错误。 （10）分析图2，G组净光合速率低，但仍大于0，说明光合速率大于呼吸速率，需从细胞外吸收CO2，向细胞外释放O2，D正确，ABC错误。 （11）气体分子顺浓度梯度跨膜运输，不需要转运蛋白、能量，属于自由扩散，A正确，BCD错误。 （12）A、相较于白光和白光+绿光组，光合色素对绿光的吸收量少，因此光合速率最小，消耗的CO2最少，胞间CO2浓度上升，A正确； B、由图2可知，G组胞间CO2浓度最高，但净光合速率最低，因此胞间CO2浓度越高不能说明光合速率越大，B错误； C、图2中净光合速率均大于0，说明光合速率大于呼吸速率，C正确； D、在热带雨林环境中，上部植被的叶子有效地吸收入射阳光中的红光和蓝光，而下层则接收到丰富的绿光，即热带雨林中同一生姜植株不同位置的叶片接受的光质不同，因此不同位置的叶片光合速率可能不同，D正确。 （13）叶肉细胞光合作用直接产生的有机物包括糖类、脂类以及蛋白质等，生姜一般不会开花结果，叶肉细胞光合作用产生的有机物可以作为呼吸的底物通过氧化分解为各种生命活动供能，还可以促进根部细胞呼吸作用吸收无机盐，可以运输至地下茎即“生姜”中储存。综上所述，A错误，BCD正确。 （14）图示为光合作用的过程图，分析题图可知：A为C3，B为C5，C为氧气，D为ATP，E为ADP+Pi，F为NADPH。 （15）A、光合作用过程中氧原子的转移途径为：水→氧气（C），A错误； B、碳原子的转移途径：CO2→C3（A）→（CH2O），B错误； C、电子的转移途径：水光解释放电子，电子经叶绿素 a 传递，最终用于还原NADP＋生成 NADPH，所以途径为H2O→叶绿素a→NADPH，C正确； D、能量的转移途径：光→ATP中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能，D错误。 （16）由表可知，覆膜虽然导致光照强度减弱，但覆膜组金柑的叶绿素含量高，叶面积大，有利于充分利用光能，促进光反应；气孔导度大，可吸收的CO2增多，能促进暗反应，有利于提高合成有机物的量，弥补了光照减弱的不利影响，所以净光合速率下降不明显，单果重、果实总糖略有上升。 3．（25-26高一下·上海·期末）水稻光呼吸的分子调控与光合改良 光呼吸是植物在光照条件下与光合作用伴生的能量损耗过程，其核心是Rubisco酶催化五碳化合物（C5）与O2结合，产物经多步反应最终在线粒体中释放CO2。图1为水稻光呼吸与卡尔文循环的代谢途径示意图，实线为天然光呼吸途径，虚线为科研人员构建的人工光呼吸支路。 (1)下列关于光呼吸与有氧呼吸的比较，正确的是__________（编号选填）。 ①两者均需要O2参与且都能产生CO2 ②两者均发生在线粒体中且都需要酶催化 ③光呼吸消耗ATP，有氧呼吸产生ATP ④光呼吸必须在光照下进行，有氧呼吸有光无光均可 ⑤两者的底物均为葡萄糖且都能产生H+ (2)Rubisco酶是植物光合代谢的关键酶，其催化方向取决于细胞内CO2/O2浓度比。该酶存在于__________（编号选填）。 ①类囊体薄膜  ②叶绿体基质  ③细胞质基质  ④线粒体基质 (3)Rubisco酶能同时催化两种完全不同的反应，并不违背酶的专一性，原因可能是因为在不同环境中酶的__________发生变化导致其功能变化。（编号选填） ①氨基酸序列  ②肽键  ③空间结构  ④活性中心 (4)研究表明，正常条件下水稻光呼吸会损耗约30%的光合固定碳。这里的“光合固定碳”指的是__________（编号选填）。 ①卡尔文循环产生的(CH2O)n   ②光反应产生的O2   ③呼吸作用产生的CO2   ④光呼吸产生的乙醇酸 (5)为降低光呼吸损耗，科研人员提出了多种改良措施。其中可行的是__________（编号选填）。 ①敲除Rubisco酶的O2结合位点        ②向叶绿体中导入CO2浓缩机制 ③构建人工光呼吸支路回收碳元素       ④适当降低田间温度 (6)当夏季正午植物气孔关闭时，光呼吸成为卡尔文循环的重要CO2来源。据图1可知，该CO2主要来自于（     ） A．外界环境的扩散 B．有氧呼吸第二阶段 C．线粒体中甘氨酸的分解 D．细胞质基质中乙醇酸的氧化 (7)科研人员将人工光呼吸支路导入水稻叶绿体，测定不同光照强度下野生型与改良型水稻的光合速率，结果如图2所示。据图分析，人工光呼吸支路对水稻光合速率的影响是__________；结合图1解释其原因：__________。 【答案】(1)①③④ (2)② (3)③ (4)① (5)②③ (6)C (7) 低光照强度下对水稻光合速率无明显影响，较高光照强度下显著提高水稻光合速率 光呼吸支路的建立，可能使一些物质转化为二氧化碳，直接增加了叶绿体内CO2的来源，二氧化碳是光合作用的原料，从而在光照充足的情况下促进了光合作用的速率 【详解】（1）光呼吸是植物在光照条件下，叶肉细胞中O2与CO2竞争性结合五碳化合物(C5)，O2与C5结合后经一系列反应释放CO2，且光呼吸相对于光合作用是一个损耗能量的副反应；有氧呼吸是细胞在有氧条件下，将有机物彻底氧化分解产生CO2和水，同时释放大量能量的过程。 ①光呼吸需要O2，会产生CO2；有氧呼吸也需要O2，也会产生CO2，①正确； ②光呼吸在线粒体、叶绿体和某细胞器进行，而有氧呼吸在细胞质基质和线粒体进行，且二者都需要酶催化，因为生物体内的化学反应几乎都需要酶的参与，②错误； ③光呼吸是损耗能量的副反应，不产生ATP，有氧呼吸会产生ATP，③正确； ④光呼吸需在光下进行，而有氧呼吸有光无光均可进行，④正确； ⑤光呼吸的底物是C5和 乙醇酸，不是葡萄糖；有氧呼吸的底物主要是葡萄糖，二者都能产生H+，⑤错误。 综上所述，光呼吸与有氧呼吸相比较，正确的是①③④。 （2）Rubisco酶参与光合作用的卡尔文循环，而卡尔文循环发生的场所是叶绿体基质，所以Rubisco酶的存在场所为叶绿体基质，②正确，①③④错误。 （3）Rubisco酶既可催化C5与CO2反应，也可催化C5与O2反应，这与酶的专一性“相矛盾”，其“两面性”可能因为在不同环境中酶的空间结构发生变化导致其功能变化，因为酶的活性和功能与酶的空间结构密切相关，环境条件改变可能影响酶的空间结构，进而影响其催化功能，③正确，①②④错误。 （4）光合作用的产物主要是有机物(CH2O)n，资料显示“正常生长条件下光呼吸会损耗约30%的光合固定碳”，这里的光合固定碳指的是卡尔文循环产生的有机物(CH2O)n，①正确，②③④错误。 （5）①敲除Rubisco酶的O2结合位点，技术上很难实现，且可能破坏酶的结构，导致Rubisco酶也不能结合CO2，光合作用也不能正常进行，①不可行； ②提高叶绿体CO2浓度，能让Rubisco酶更倾向于结合CO2进行光合作用，减少与O2结合的机会，抑制光呼吸，②可行； ③光呼吸会造成碳元素流失，人工支路可以把中间产物重新收回来利用，减少碳损失，降低光呼吸带来的损耗，③可行； ④适当降低温度，会影响光合作用和呼吸作用相关酶的活性，光合作用和呼吸作用（包括光呼吸）都会减弱，不一定能达到降低光呼吸、提高农作物产量的目的，因为无法确定温度对光合作用和光呼吸影响的程度大小，④不可行。 综上所述，为降低光呼吸损耗，可行的措施是②③。 （6）据图1可知，光呼吸通过乙醇酸生成甘氨酸，然后甘氨酸转变为丝氨酸的过程中释放出CO2，该CO2主要来自于线粒体中甘氨酸的分解，C正确，ABD错误。 （7）从图2可以看出，在低光照强度下，改良水稻和野生水稻的光合作用速率曲线基本重合，说明在低光照强度下，相比野生水稻，改良水稻的光合作用速率无明显影响，随着光照强度的增加，改良水稻的光合作用速率曲线斜率较大，增长较快，而野生水稻增长相对较慢，所以随着光照强度的增加，相比野生水稻，改良水稻的光合作用速率增长较快，改良水稻光合速率增长较快的原因是光呼吸支路的建立，可能使一些物质转化为二氧化碳，直接增加了叶绿体内CO2的来源，二氧化碳是光合作用的原料，从而在光照充足的情况下促进了光合作用的速率。 4．（25-26高二下·上海浦东新·期末）植物生长与抗胁迫 为研究SLCCT6基因对番茄植株光合作用的影响，某科技小组以野生型番茄（WT）、SLCCT6基因敲除株（KO）和SLCCT6基因过量表达株（OE）为材料开展实验，检测三种植株光合作用的相关指标，实验结果如图1。 (1)番茄植株中，位于_____的叶绿素捕获光能，并先后将光能转化为化合物_____中的化学能。（编号选填） ①叶绿体基质②类囊体③线粒体基质④线粒体内膜⑤ADP⑥ATP⑦氧气⑧NADPH⑨NADH⑩葡萄糖 (2)设计实验时，需要控制的无关变量有_____。（编号选填） ①光照强度②番茄品种③气孔导度④SLCCT6基因表达水平⑤二氧化碳浓度⑥番茄生长阶段 (3)利用分光光度法对叶绿素进行定量测定获得图1中D的结果时，科学家通常选择红光区（如665 nm和649 nm）的吸光度来进行计算，而不是选择蓝紫光区，其主要原因是_____。（多选） A．叶绿素只吸收红光 B．类胡萝卜素不吸收红光，能排除类胡萝卜素的干扰 C．叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰最明显 D．分光光度计在红光区的测定精度最高，实验误差最小 (4)结合图1中的信息和所学知识，分析KO组净光合速率相对WT组更高的原因_____。 (5)若要进一步验证SLCCT6基因是否影响叶绿体发育，可检测的指标是_____。（多选） A．叶片中淀粉含量 B．叶绿素a与叶绿素b的比值 C．类囊体结构 D．单位叶面积的叶绿体数目 水稻细胞质膜上的OsSOS1蛋白可逆浓度梯度外排细胞内的Na+，帮助水稻适应盐碱地等盐胁迫环境。图2是该蛋白质的合成途径及作用机理。 (6)小浦认为用图2中的细胞表示水稻的根尖细胞存在错误，因为图中细胞缺少了_____细胞结构。（编号选填） ①中心体        ②细胞壁        ③高尔基体        ④叶绿体 (7)OsSOS1蛋白的合成和加工过程依次经过的细胞结构有_____（选择正确的编号并排序）。 ①线粒体②叶绿体③细胞核④溶酶体⑤核糖体⑥高尔基体⑦内质网 (8)图2中囊泡的形成、囊泡与质膜的定向融合，体现了生物膜具有_____的特点。（编号选填） ①信息交流        ②一定的流动性    ③选择透过性 (9)水稻根部细胞抵抗盐胁迫需要耗能，水稻根部细胞能产生ATP的场所有_____（填空），产生的ATP还能为_____（编号选填）供能。 ①蛋白质合成        ②囊泡运输        ③水的渗透        ④DNA复制 (10)据图2分析OsSOS1蛋白转运Na⁺的动力直接来自于_____。（编号选填） ①Na+的浓度差        ②H+的浓度差        ③ATP分解 (11)OsSOS1蛋白转运Na+，还需要H+载体蛋白协助建立H+浓度梯度。下列对H+载体蛋白功能的推测，正确的是_____。（单选） A． B． C． D． (12)研究发现，与正常区域水稻（甲）相比，种植在盐碱地的同种水稻（乙）根部细胞质膜上OsSOS1蛋白的数量更多，可能的原因是_____。（单选） A．甲的OsSOS1基因数量更少 B．甲的OsSOS1基因转录后加工更充分 C．乙的OsSOS1基因发生碱基序列改变 D．乙的OsSOS1基因启动子甲基化程度降低 【答案】(1) ② ⑥⑧⑩ (2)①⑤⑥ (3)BC (4)KO组的SLCCT6基因被敲除，导致其气孔导度上升，可利用的二氧化碳增多，导致碳反应速率加快，同时叶绿素含量上升，使得光能吸收转化加快，光反应速率上升，最终导致净光合速率加快 (5)CD (6)② (7)③⑤⑦⑥ (8)①② (9) 细胞质基质、线粒体 ①②④ (10)② (11)A (12)D 【详解】（1）叶绿素是光反应的色素，分布在叶绿体的类囊体薄膜上；光反应先是将光能转化为ATP和NADPH中活跃的化学能。随后的暗反应，又将ATP和NADPH中活跃的化学能转化为有机物（糖类）中稳定的化学能。 （2）本实验自变量是SLCCT6基因的表达水平，气孔导度等是因变量；除自变量外，对实验结果有影响、需要保持一致的无关变量为：①光照强度、⑤二氧化碳浓度、⑥番茄生长阶段。 （3）A、叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，并非只吸收红光，A错误； B、类胡萝卜素不吸收红光，选择红光区测定可以排除类胡萝卜素的干扰，B正确； C、叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰更显著，测定更准确，C正确； D、选择红光区不是因为红光区测定精度最高，D错误。 （4）结合图1结果，KO和WT相比，KO组的SLCCT6基因被敲除，导致其气孔导度上升，可利用的二氧化碳增多，导致碳反应速率加快，同时叶绿素含量上升，使得光能吸收转化加快，光反应速率上升，最终导致净光合速率加快。 （5）A、叶绿体发育指叶绿体自身的结构、数量、色素组成的变化，叶片淀粉含量是光合作用的产物，不能直接反映叶绿体本身的发育情况，A错误； B、叶绿素a与叶绿素b的含量是叶绿体色素组成的指标，不能通过比值反映叶绿体发育状态，B错误； C、类囊体是叶绿体的核心结构，观察其结构可直接反映叶绿体发育，C正确； D、单位叶面积叶绿体数目可反映叶绿体发育情况，D正确。 （6）水稻根尖细胞是高等植物细胞，高等植物没有中心体，根尖细胞无叶绿体，图中已有高尔基体；植物细胞都有细胞壁，图中未画出细胞壁，因此缺少②细胞壁。 （7）OsSOS1基因在细胞核中转录，mRNA出核后在核糖体翻译出多肽，之后依次经过内质网加工、高尔基体再加工，线粒体仅提供能量不参与合成加工过程，因此顺序为细胞核→核糖体→内质网→高尔基体。 （8）囊泡的形成、囊泡与质膜的融合依赖生物膜一定的流动性这一结构特点，且能发生定向融合，体现了生物膜之间的信息交流功能。 （9）水稻根部细胞无叶绿体，仅通过细胞呼吸产生ATP，场所是细胞质基质和线粒体；蛋白质合成、囊泡运输、DNA复制都需要ATP供能，水的渗透是自由扩散，不消耗ATP。 （10）由图2可知，细胞外侧H+浓度高于细胞内侧，OsSOS1利用H+顺浓度梯度内流产生的势能驱动Na+逆浓度外排，因此动力直接来自H+的浓度差。 （11）要建立细胞外H+浓度高于细胞内的梯度，需要H+载体蛋白逆浓度梯度将H+从细胞内运输到细胞外，该过程为主动运输，需要水解ATP供能，对应图A。 （12）AC、同种水稻基因数量相同，碱基序列一般不改变，A、C错误； B、若甲的转录后加工更充分，则甲的蛋白更多，与结果矛盾，B错误； D、启动子甲基化程度降低，会使基因表达水平升高，合成更多OsSOS1蛋白，D正确。 5．（25-26高三下·上海·阶段检测）类囊体电子传递有线性电子传递链（用实线表示）和环式电子传递链（用虚线表示）两类，如图1所示。PSⅡ是一种光合色素-蛋白质复合体，PSⅡ光能吸收性的重要保护机制有叶黄素循环的热耗散机制和D1蛋白周转依赖的PSⅡ修复机制。 (1)图1结构中的色素可用________法进行分离。 (2)环式电子传递与线性电子传递相比，能够___________（选填“提高”或“降低”）ATP/NADPH比例。 (3)分析图1可知，使类囊体腔侧的H+浓度高于叶绿体基质侧的生理过程有________（多选）。 A．水的光解产生H+ B．质体醌对H+的运输 C．合成NADPH消耗H+ D．ATP合酶对H+的运输 重金属镉（Cd）可破坏PSⅡ。为探究叶黄素循环和Dl蛋白周转在PSⅡ光能吸收性保护机制中的作用，科研人员分别用叶黄素循环抑制剂（DTT）、D1蛋白周转抑制剂（SM）处理镉胁迫下的番茄叶片，结果如图2所示。 (4)由图2可知，镉胁迫条件下，叶黄素循环对PSⅡ光能吸收性的保护作用比D1蛋白周转___（选填“强”或“弱”），判断依据是______________________________________________________________。 植物体内存在“蔗糖-己糖激酶信号通路”，己糖激酶（HXK）可感知细胞内蔗糖分解产生的己糖（葡萄糖），进而调控线粒体呼吸关键酶的表达，实现光合作用与细胞呼吸的动态平衡。科研人员以番茄为实验材料，设置三组实验如表，测定各组植株的净光合速率（Pn）、胞间CO2浓度（Ci）、线粒体柠檬酸合酶（CS，有氧呼吸关键酶）活性、蔗糖积累量及Rubisco酶活性，统计实验结果如表和图3所示。 处理组 净光合速率（Pn） 胞间CO2浓度（Ci） 柠檬酸合酶（CS）活性 叶片蔗糖积累量 对照组 18.2 256 28.5 12.3 蔗糖运输抑制剂（Al-3） 9.7 328 16.3 28.6 HXK抑制剂组（NAK） 10.1 315 15.8 26.9 （注：Rubisco酶是光合作用碳反应中催化CO2固定关键酶，活性受光合产物反馈调控） (5)由题干信息可知，Rubisco酶分布在_________（单选）。 A．类囊体 B．细胞质基质 C．叶绿体内膜 D．叶绿体基质 (6)结合题干信息，下列分析正确的是_________（多选）。 A．蔗糖运输受阻会导致叶片蔗糖积累，进而抑制净光合速率 B．HXK活性被抑制后，线粒体有氧呼吸的强度会降低 C．胞间CO2浓度升高是净光合速率下降的直接原因 D．蔗糖-己糖激酶信号通路可调控光合作用与细胞呼吸的关系 (7)根据图3中Rubisco酶活性变化趋势，结合上述材料解释“蔗糖-己糖激酶信号通路”对光合作用的反馈机制：________________________________________________________________________________。 【答案】(1)纸层析法 (2)提高 (3)ABC (4) 强 镉胁迫下，DTT处理后番茄叶片的PSⅡ光能吸收性下降幅度大于SM处理后 (5)D (6)ABD (7)蔗糖运输受阻或HXK被抑制时，叶片蔗糖积累，会降低Rubisco酶活性，减弱暗反应中CO2固定效率，进而抑制光反应，使（净）光合速率下降 【详解】（1）叶绿体中光合色素的分离利用不同色素在层析液中溶解度不同，采用纸层析法分离。 （2）线性电子传递既合成ATP也生成NADPH，在光照强度较强时，环式电子传递增强，通过PSⅠ将电子传递回质体醌，使光反应产生的ATP增加，这个过程不产生NADPH，因此ATP/NADPH比例提高。 （3）A、水的光解在类囊体腔产生H⁺，直接增加类囊体腔H⁺浓度，A正确； B、质体醌将叶绿体基质中的H⁺转运到类囊体腔，提高了类囊体腔H⁺浓度，B正确； C、NADPH在叶绿体基质合成，消耗基质中的H⁺，降低基质H⁺浓度，使类囊体腔H⁺浓度高于基质，C正确； D、ATP合酶将H⁺从类囊体腔转运到叶绿体基质，降低类囊体腔H⁺浓度，D错误。 故选ABC。 （4）抑制剂会抑制对应保护机制的功能，DTT（叶黄素循环抑制剂）处理后PSⅡ光能吸收性比SM（D1蛋白周转抑制剂）处理更低，说明失去叶黄素循环的保护后PSⅡ活性下降更显著，因此叶黄素循环的保护作用更强。 （5）Rubisco是光合作用暗反应（碳反应）中催化CO₂固定的关键酶，暗反应发生在叶绿体基质，因此Rubisco分布在叶绿体基质。故选D。 （6）A、由表格可知，蔗糖运输抑制剂处理后，叶片蔗糖积累量显著升高，净光合速率显著下降，说明蔗糖运输受阻会导致蔗糖积累，进而抑制净光合速率，A正确； B、HXK抑制剂处理后，有氧呼吸关键酶柠檬酸合酶活性显著低于对照组，说明HXK活性被抑制后，有氧呼吸强度降低，B正确； C、两个处理组净光合速率下降，但胞间CO₂浓度高于对照组，说明净光合速率下降不是因为胞间CO₂不足，而是Rubisco酶活性降低导致CO₂固定减少，胞间CO₂积累，C错误； D、根据实验结果可知，蔗糖-己糖激酶信号通路被抑制会降低呼吸速率和光合速率，可见该通路可调控光合与呼吸的关系，D正确。 故选ABD。 （7）分析图中Rubisco酶活性变化趋势可以看出，蔗糖运输受阻或HXK被抑制时，叶片蔗糖积累，会降低Rubisco酶活性，减弱暗反应中CO2固定效率，进而抑制光反应，使（净）光合速率下降，即蔗糖积累通过降低相关酶活性实现了对光合作用的抑制。 6．（25-26高二下·上海黄浦·期末）磷是维持植物正常生长发育所必需的元素。研究人员在相同光照强度、浓度等条件下，对长势一致的4组当归植株，分别补充P1、P2、P3、P4量的磷，测定其叶肉细胞的净光合速率（指光合作用合成有机物的速率减去呼吸作用消耗有机物的速率）和总叶绿素含量，结果如图。 (1)当归叶肉细胞内的下列物质或结构中，含有磷元素的有 。 A．淀粉 B．高能电子 C．麦芽糖 D．叶绿体外膜 (2)根据图数据判断，P3组一定高于P1组的是：当归叶肉细胞单位时间单位叶面积 。 A．生成的量 B．吸收的量 C．吸收的量 D．释放的量 (3)分析图数据可得到的结论是 。 A．磷元素是当归叶肉细胞合成光合色素的原料 B．总叶绿素含量随光照强度的增加先升高再降低 C．过高浓度的磷会抑制当归叶肉细胞的净光合速率 D．当归叶肉细胞的净光合速率提高可促进对P的吸收 (4)据该实验结果可推测，植物在过高浓度的磷环境下，植物对光能的捕获与转换能力会_____（A．不变B．增强C．减弱），高能电子传递的效率会_____（A．不变B．提升 C．下降）。 研究人员发现，植物根细胞质膜上存在负责吸收磷的磷转运蛋白H6。环境中磷缺乏时，H6的数量会发生变化，同时其功能受一种胞内蛋白M6的调节。下图是该机制示意图，Pi表示无机磷。 (5)磷转运蛋白H6可以借助胞内外的H+浓度差异，将胞外的Pi尽可能完全地吸收进细胞内。据此分析，H6转运Pi的过程______。 A．属于自由扩散 B．运输速率存在饱和值 C．属于主动运输 D．运输速率不存在饱和值 (6)从下列①-④中选择并形成实验方案，以探究缺磷对植物根细胞质膜上H6数量的影响。对照组：_____；实验组：_____。（编号选填） A．选取长势一致的同种植物幼苗若干种植于磷充足培养基 B．选取长势一致的同种植物幼苗若干种植于磷不足培养基 C．检测H6蛋白表达水平 D．检测光合作用相关蛋白表达水平 (7)结合题中信息分析植物根细胞对外界磷浓度变化的反应，并用下列编号表示。外界磷充足时：_____；外界磷缺乏时：_____。（编号选填） A．质膜上的H6数量少 B．质膜上的H6数量多 C．M6抑制H6的转运功能 D．M6促进H6的转运功能 E.细胞内磷元素维持在正常水平 F.M6不影响H6的转运功能 G.细胞内外磷含量一致 【答案】(1)D (2)B (3)C (4) C C (5)BC (6) A、C B、C (7) A、C、E B、F、E 【详解】（1）AC、淀粉、麦芽糖都属于糖类，仅含C、H、O，不含磷，AC错误； B、高能电子是带电粒子，不含磷元素，B错误； D、叶绿体外膜的主要成分包含磷脂，磷脂含有磷元素，D正确。 （2）B、净光合速率可表示为单位时间单位叶面积吸收CO2的量，由图可知P3组净光合速率显著高于P1组，因此P3组吸收CO2的量一定更高，B正确； ACD、生成H2O的量和总代谢有关，吸收O2量、释放CO2量代表呼吸速率，题干未给出呼吸速率的信息，均无法确定，ACD错误。 （3） A、组成叶绿素的元素是C、H、O、N、Mg，所以磷元素不是当归叶肉细胞合成叶绿素的原料，A错误； B、由图可知，该实验自变量为磷元素的含量，因此总叶绿素含量随磷元素的增加先升高再降低，B错误； C、400kg/hm2的磷含量溶液中净光合速率低于0kg/hm2的磷含量的净光合速率，所以过高浓度的磷会抑制当归叶肉细胞的净光合速率，C正确； D、在一定范围内，当归叶片磷含量的提高促进叶肉细胞净光合速率，但没有显示净光合速率升高可促进磷元素的吸收，D错误。 （4）①过高磷环境下总叶绿素含量下降，叶绿素的功能是捕获转换光能，因此对光能的捕获与转换能力减弱，C正确； ②光能捕获减少，光反应减弱，因此高能电子传递效率下降，C正确。 （5）AC、该过程借助H+浓度差逆浓度梯度转运Pi，属于主动运输，A错误，C正确； BD、主动运输需要载体蛋白协助，载体数量有限，因此转运速率存在饱和值，B正确，D错误。 （6）对照组：实验目的是探究缺磷对H6数量的影响，自变量是磷浓度，对照组为磷充足条件，实验组为缺磷条件，因变量是H6的数量。对照组是选取长势一致的同种植物种植于磷充足培养基，检测H6蛋白表达水平，AC正确； 实验组：实验组是选取长势一致的同种植物种植于磷不足培养基，检测H6蛋白表达水平，BC正确。 （7）从“外界磷充足时”的示意图可知，质膜上H6较少，且有活化的M6，结合题干"其功能受一种胞内蛋白M6的调节，以维持植物细胞的磷稳 态”，可推测此时M6抑制H6的转运功能，避免细胞内磷含量过高，使细胞内磷维持在正常水平，故选ACE； 外界磷缺乏时，从示意图看，质膜上H6增多，M6失活，植物通过增加H6的数量来增强对磷的吸收，以维持细胞内磷稳态，故选BFE。 （25-26高一下·上海·阶段检测）研究光照强度和植物净光合速率的关系对大棚蔬菜瓜果的生产具有重要意义。图1是番茄光合作用的部分过程示意图。同时研究显示，在自然光（即白光，W）中添加远红光（FR，波长为700～800nm）能影响番茄的净光合速率（如图2）。 7．类囊体上叶绿素含量和光合作用的强度高度相关。测定细胞内叶绿素含量应选用________。（单选） A．离心法 B．分光光度法 C．聚酰胺薄膜层析法 D．同位素标记法 8．类囊体上附着能吸收并传递光能的色素，不同色素的吸收光谱不尽相同。下列四幅图中最能表示叶绿素吸收光谱的是________。（单选） A． B． C． D． 9．与图1中ATP合酶①处肽链的空间结构有关的是________（多选） A．氨基酸的种类 B．肽键的结构 C．氨基酸的数目 D．氨基酸的排列顺序 10．图1中光合作用某阶段生成的产物，除了图中所示之外，还应包括________ 11．图1中ATP合酶每旋转一周合成3个ATP，直接驱动ATP合酶旋转的能量来自________。（单选） A．光能 B．H+顺浓度跨膜运输 C．ATP水解 D．葡萄糖氧化分解 12．与图2中的①处相比，关于②处发生的变化，下列表述合理的是________（多选） A．O2释放速率增加 B．CO2释放速率增加 C．有机物积累速率增加 D．ATP和ADP的转换速率增加 13．由图2可见，在总光强不变的条件下，添加远红光使番茄净光合速率降低。但实际种植显示番茄产量反而上升了，下列分析合理的是________。（单选） A．呼吸速率下降 B．总光合速率下降 C．可被叶绿素a转换的光能比率上升 D．有机物在各器官中的分配占比发生变化 【答案】7．B 8．A 9．ACD 10．NADPH（或[H]、还原氢）、O2（氧气） 11．B 12．ACD 13．D 【解析】7．A、离心法主要用于分离不同密度的物质，不能用于测定叶绿素含量，A错误； B、分光光度法可通过测定物质对不同波长光的吸收程度来定量分析物质含量，能用于测定细胞内叶绿素含量，B正确； C、聚酰胺薄膜层析法常用于分离色素，而非测定叶绿素含量，C错误； D、同位素标记法用于追踪物质的运行和变化规律，不用于测定叶绿素含量，D错误。 8．叶绿素（叶绿素 a、b）的吸收光谱特点：主要吸收红光（640-660nm）和蓝紫光（430-450nm），对绿光（500-560nm）吸收极少，因此吸收光谱在蓝紫光区和红光区有两个明显的吸收峰，绿光区为低谷。A正确，BCD错误。 9．蛋白质（肽链）的空间结构由氨基酸的种类、数目、排列顺序决定（一级结构决定高级结构），肽键是连接氨基酸的化学键，其结构不影响空间结构。ACD正确，B错误。 10．图1展示的是光反应阶段（类囊体膜上），产物包括：ATP（图中ATP合酶合成）、O2（水的光解）、NADPH。 图中仅显示了ATP合成、H+梯度，因此缺失的产物是NADPH（或[H]、还原氢）、O2（氧气）。 11．A、光能是光合作用的能量来源，但不是直接驱动ATP合酶旋转的能量来源，A错误； B、H⁺顺浓度梯度运输产生的势能可直接驱动ATP合酶旋转，B正确； C、ATP水解是消耗能量的过程，不是驱动ATP合酶旋转的能量来源，C错误； D、葡萄糖氧化分解产生的能量不是直接驱动该过程的能量来源，D错误。 12．图2中①→②，光强升高，净光合速率升高，说明光合作用增强。光反应增强，水的光解加快，释放增加；CO2吸收增加，释放（呼吸）不变；净光合速率升高，有机物积累速率增加；ATP和ADP的转换速率增加。ACD正确，B错误。 13．A、呼吸速率下降会使净光合升高，与图中结果矛盾，A错误； B、总光合下降会导致产量下降，B错误； C、远红光不能被叶绿素有效吸收，不会提升光能转换率，C错误； D、远红光可调控植物的株型、光合产物分配，使更多有机物分配到果实（收获器官），即使叶片净光合略有下降，果实积累的有机物仍增加，产量上升，D正确。 （24-25高一上·上海浦东新·期中）下图为小麦叶肉细胞中的部分生理过程，图中数字表示过程，字母表示物质。请据图回答下列问题。 14．图中的生理过程表示光合作用的___________阶段，完成此生理过程的场所是___________。 15．图生理过程中，物质c表示___________。此生理过程涉及到能量转化是___________。 16．图中①和②表示的过程分别是___________、___________。 17．在有光条件下，用14C标记小麦吸收的进入上图的物质代谢过程，则14C在图中的转移途径是___________。(用箭头和字母等表示) 18．当光照不足时，图中卡尔文循环的哪一步反应最先受到影响？___________(填编号)，此时缺少的物质是___________(写物质名称)。 19．当气孔导度减小，上图中卡尔文循环的哪一步反应最先受到影响？___________(填编号)，此时缺少的物质是___________(写物质名称)。 20．据图表述光合作用的速率：___________。 【答案】14． 碳反应（暗反应） 叶绿体基质 15． NADPH 活跃化学能转变为稳定化学能 16． CO₂的固定 C₃的还原 17． 18． ② ATP和NADPH 19． ① 二氧化碳 20．单位时间一定量的叶面积二氧化碳的吸收量 【分析】本题图像展示小麦叶肉细胞卡尔文循环（暗反应）：①为CO₂固定，a（CO₂）与 d（C₅）生成b（C₃）；②为C₃还原，需 ATP、c（NADPH）供能供氢，生成e（有机物）并再生C₅；e可合成淀粉或经呼吸分解为CO₂和水。 14．卡尔文循环是光合作用的暗反应（碳反应）阶段，该阶段不直接依赖光，发生在叶绿体基质中，核心是将CO₂固定并还原为有机物。 15．暗反应中，光反应产生的ATP（活跃化学能）和NADPH（c）为C₃的还原供能、供氢，最终将活跃的化学能转化为有机物（淀粉等）中稳定的化学能。 16．①CO₂的固定：CO₂（a）与C₅（d）结合，生成C₃（b）；②C₃的还原：C₃在ATP、NADPH（c）的作用下被还原，一部分生成有机物（e），一部分再生为C₅（d）。 17．CO₂（a）先通过①固定进入C₃（b），再经②还原生成葡萄糖（e）；e可进一步合成淀粉，也可通过⑤细胞呼吸分解为 CO₂和H₂O；同时部分C₃会再生为C₅（d），继续参与循环。如图所示。 18．光照不足时，光反应产生的ATP和NADPH减少，而②C₃的还原直接依赖ATP和NADPH，因此②最先受影响；①CO₂的固定虽不直接需光，但因C₃还原受阻，C₅再生不足，后续也会受影响，核心限制步骤是②。 19．气孔导度减小，CO₂进入叶肉细胞的量减少，而①是CO₂的固定，直接以CO₂为原料，因此①最先受影响，限制因素是 CO₂供应不足。 20．光合作用速率（光合速率）的常用表示方法：单位时间内、单位叶面积（或一定量叶面积）CO₂的吸收量（固定量），也可表示为O₂的释放量、有机物的积累量/生成量，本题结合图中CO₂的输入，核心表述为CO₂的吸收量。 （23-24高一下·上海·期末）下图是光合作用过程图解，请分析后回答下列问题： 21．H反应的场所（    ） A．叶绿体内膜 B．类囊体膜 C．叶绿体外膜 D．细胞膜 22．C物质为（    ） A．氧气 B．ATP C．NADPH D．H+ 23．I过程的能量转换是（    ） A．化学能转换为光能 B．活跃化学能转换为稳定化学能 C．光能转换为活跃化学能 D．稳定化学能转换为活跃化学能 24．正常条件下进行光合作用的某植物，天气突然变为阴天，则植物细胞内各个化合物含量变化正确的是（    ） A．三碳化合物含量升高 B．五碳化合物含量升高 C．ATP含量升高 D．NADPH含量升高 【答案】21．B 22．C 23．B 24．A 【详解】21．H代表光反应阶段，光反应的场所是类囊体膜。ACD不符合题意，B符合题意。 22．光反应产物中，水的光解产生O2（B）和NADPH（C），同时生成ATP（D）。ABD不符合题意，C符合题意。 23．I代表暗反应阶段，暗反应将光反应产生的活跃化学能ATP、NADPH转化为有机物中稳定的化学能。ACD不符合题意，B符合题意。 24．阴天光照减弱，光反应速率下降，ATP和NADPH生成减少；C3的还原受阻，CO2固定仍在进行，因此三碳化合物含量升高，五碳化合物含量降低。BCD不符合题意，A符合题意。 情境应用 25．（25-26高二下·上海杨浦·期末）荔枝是我国热带亚热带地区广泛栽培的果树，对低温胁迫极为敏感。植物生长调节剂“靓荔”（植物激素类似物）有助于提高荔枝的耐寒性，但它对荔枝的其他生理过程是否会产生影响，研究人员开展了相关研究，结果列在表中。 “靓荔”处理 用量（mL） 叶绿素含量 （相对值） 净光合速率 （μmol·m-2·s-1） 气孔导度 （μmol·m-2·s-1） 胞间CO2浓度 （μmol·mol-1） 0 57.0a 11.9a 0.082a 141.4 2.5 59.3ab 13.0ab 0.086a — 5.0 61.3b 13.8b 0.087a * 7.5 61.0b 13.9b 0.091a 144.3 注：同列数据后的不同小写字母表示数据差异显著（P<0.05），ab表示与a和b均不显著。“—”表示该数据不提供。 (1)研究人员测定叶绿素相对含量，应采用的实验方法是__________。 A．凝胶电泳法 B．标记重捕法 C．聚酰胺薄膜层析法 D．分光光度法 (2)据表和所学知识判断，与不用“靓荔”处理相比，用7.5mL“靓荔”处理的荔枝体内，发生的变化包括__________。 A．类囊体内pH上升 B．光能吸收和转换加快 C．ATP合酶氨基酸序列发生变化 D．NADPH和NADP+的转换加快 (3)研究人员测定净光合速率，观测指标可选用单位时间内的__________。 A．氧气释放量 B．荔枝的鲜重 C．水的消耗量 D．二氧化碳吸收量 (4)荔枝正常的生理活动依赖于呼吸作用，下列过程与荔枝的呼吸作用密切相关的是____________。 A．能量转换 B．电子传递 C．三羧酸循环 D．NADH合成 (5)“胞间CO2浓度”是指植物叶肉细胞间隙的CO2浓度，该值主要受气孔导度、叶肉细胞光合作用和呼吸作用强度影响。据表1数据及所学知识判断，表中“*”所表示的胞间CO2浓度的合理范围应为________。 A．小于141.4 B．大于144.3 C．141.4与144.3之间（显著） D．141.4与144.3之间（不显著） (6)欲探究“靓荔”提高荔枝净光合速率的最佳效果。下列浓度梯度的设置范围，较为合理的是_________。（编号选填） ①0-5.0mL之间②2.5-5.0mL之间③5.0-7.5mL之间④大于7.5mL (7)研究人员在采用5.0mL“靓荔”处理荔枝后，重复三次测定相关数据，并据此计算净光合速率。若总光合速率表示为XP（三次数据分别为XP1，XP2，XP3），呼吸作用速率表示为XR（三次数据分别为XR1，XR2，XR3），那么该条件下净光合速率的平均值应为___________。 A．XP1XR1/3+XP2XR2/3+XP3XR3/3 B．（XP1/XR1+XP2/XR2+XP3/XR3）×1/3 C．[（XP1-XR1）+（XP2-XR2）+（XP3-XR3）]×1/3 D．[（XP1+XR1）+（XP2+XR2）+（XP3+XR3）]×1/3 【答案】(1)D (2)BD (3)AD (4)ABCD (5)C (6)③ (7)C 【详解】（1）凝胶电泳用于分离核酸/蛋白质，标记重捕法用于调查种群密度，聚酰胺薄膜层析用于分离氨基酸等小分子，而测定叶绿素相对含量，可采用准确度较高的分光光度法，其原理是是根据有色物质对光的吸收程度来确定物质的含量，D符合题意。 （2）AB、据表可知，与不用“靓荔”处理相比，用7.5mL“靓荔”处理的组中，叶绿素含量显著升高，可吸收、转化更多光能用于光反应，由于吸收光能增加，导致类囊体膜内侧水光解速率加快，产生H+增加，因此类囊体内pH下降，A错误、B正确； C、“靓荔”属于植物生长调节剂，不改变基因结构，即该过程中ATP合酶的基因不变，因此表达形成的ATP合酶氨基酸序列不变，C错误； D、由于与不用“靓荔”处理相比，用7.5mL“靓荔”处理的组中净光合速率显著增加，则光反应和暗反应速率都提升，因此NADPH和NADP+的转换加快，D正确。 （3）净光合速率可以用单位时间内植物释放的O2量、吸收的CO2量来表示；鲜重变化受水分积累等多种因素影响，水的消耗量受蒸腾作用影响，二者都不能作为净光合的观测指标，AD符合题意。 （4）呼吸作用的本质就是有机物氧化分解释放能量，存在能量转换；有氧呼吸第三阶段存在线粒体内膜上的电子传递过程；三羧酸循环是有氧呼吸第二阶段的核心途径；糖酵解和三羧酸循环过程都会生成NADH，四个过程都和呼吸作用密切相关，ABCD符合题意。 （5）随“靓荔”浓度升高，气孔导度逐渐增大，但不显著，进入叶片的CO2也会出现小幅度增加，净光合速率虽然也升高，但气孔导度增加带来的CO2摄入增加超过光合消耗的增加，因此胞间CO2浓度随浓度升高逐渐升高：0mL（141.4）<5.0mL<7.5mL（144.3）；且5.0mL“靓荔”处理的叶绿素、净光合都和0mL处理差异显著，因此胞间CO2浓度也和对照差异显著，位于141.4和144.3之间，C符合题意。 （6）从表格数据可知，净光合速率随“靓荔”浓度升高持续升高，但升高幅度逐渐降低，5.0mL“靓荔”处理（13.8）到7.5mL“靓荔”处理（13.9）仅升高0.1，且叶绿素含量7.5mL“靓荔”处理略低于5.0mL“靓荔”处理，说明最佳浓度很可能位于5.0~7.5mL之间，在此区间设置浓度梯度探究最合理，③符合题意。 （7）净光合速率=总光合速率－呼吸速率，先计算每次重复的净光合速率，再计算三次重复的平均值，根据题意中给出的数据可知，该条件下净光合速率的平均值应为[（XP1－XR1）+（XP2－XR2）+（XP3－XR3）]×1/3，C符合题意。 26．（25-26高二下·上海·阶段检测）植物的叶是光合作用的主要器官，光合产物转变后可运输到植物的其他器官。如图表示苹果树光合作用及产物转变的部分过程，其中Ⅰ～Ⅳ表示过程，SS表示蔗糖合成酶。 (1)光能的捕获与转换发生在过程____（编号选填），三碳化合物还原发生在过程_____（编号选填）。 ①Ⅰ②Ⅱ③Ⅲ④Ⅳ (2)下列关于蔗糖合成酶（SS）的叙述中，正确的是_____（单选）。 A．SS上与蔗糖结合的区域称为活性中心 B．SS活性中心的改变会导致其活性改变 C．SS的活性受温度、光照强度、CO2浓度等因素的影响 D．1分子SS和1分子磷酸己糖结合形成1分子蔗糖 (3)下列关于图5中3种转运蛋白异同的分析中，正确的是_____（多选）。 A．空间结构相同 B．肽键结构不同 C．基本结构单位相同 D．肽链结构不同 (4)结构甲中既可以合成淀粉，也可以储存淀粉，下列相关分析合理的有_____（多选）。 A．结构甲中合成淀粉，可保证白天光合作用的进程快于蔗糖的利用 B．结构甲中合成淀粉，有利于减少光合作用的直接产物的积累 C．结构甲中的淀粉作为储能物质，可以在夜间为植物提供能源 D．结构甲中的淀粉作为储能物质，可在结构甲中彻底氧化分解 氮、钾都是苹果树生长代谢的重要元素，研究人员研究了不同供钾水平对苹果生长代谢的影响，部分结果见表。 组别 供钾水平 /mmol·L-1 生物量 /g·株-1 SS活性 /mg·g-1·h-1 净光合速率 /μmol·m-2·s-1 N吸收总量 /mg·株-1 N利用率 /% K0 0 3.36±0.26d 62.4±3.8d 10.0±0.8d 5.36±0.35c 6.0±0.38c K1 3 4.06±0.11bc 80.9±4.1c 12.7±0.4c 8.93±0.43c 9.9±0.51c K2 6 4.94±0.25a 135.3±5.7a 15.5±0.6a 16.11±0.51a 17.9±0.58a K3 9 4.41±0.24b 90.6±4.3b 14.1±0.5b 11.68±0.37b 13.0±0.42b K4 12 3.65±0.28cd 83.3±3.8bc 12.9±0.6c 7.15±0.62d 7.9±0.70c 注：同列数据后不同字母表示组间存在显著差异。 (5)由表可知，_____ mmol·L-1供钾水平最有利于苹果树对氮素的吸收和利用。 (6)苹果树吸收的氮素可以用于合成_____（编号选填）。 ①叶绿素②腺苷三磷酸③淀粉④转运蛋白⑤蔗糖合成酶 (7)苹果树的根主要以主动运输的方式吸收、等氮素，适宜供钾水平促进氮素吸收的机制可以用下图所示的模型表示，“↑”表示增强或增大，请结合题意补全下图_____（编号选填）。 ①光合速率②气孔开放程度③根毛数量④N利用率⑤呼吸速率⑥转运蛋白合成⑦ATP合酶⑧氮素吸收 【答案】(1) ① ① (2)B (3)CD (4)ABC (5)6 (6)①②④⑤ (7)①④⑥⑧ 【详解】（1）Ⅰ过程将水和二氧化碳转化为氧气和磷酸丙糖，因此此时发生了光反应和暗反应中三碳化合物还原，所以光能的捕获与转换发生在过程①Ⅰ中，三碳化合物还原发生在过程①Ⅰ中。 （2）A、活性中心是与底物结合并催化反应的区域，而非仅与蔗糖结合，A错误； B、活性中心结构改变会影响酶与底物的结合或催化能力，即 导致其活性改变，B正确； C、SS活性主要受温度、pH等影响，与光强、CO₂浓度无直接关系，C错误； D、SS催化蔗糖合成需消耗1分子UDP-葡萄糖和1分子果糖，而非直接与磷酸己糖结合，D错误。 （3）A、不同蛋白质功能不同，所以空间结构不同，A错误； B、不同蛋白质都是氨基酸通过肽键连接，所以肽键是相同的，B错误； CD、转运蛋白均为蛋白质，基本单位相同（氨基酸），肽链结构不同，CD正确。 （4）A、淀粉作为临时储能物质，可缓冲光合产物过剩，保证光合作用的进程快于蔗糖的利用，A正确； B、结构甲中合成淀粉，有利于减少光合作用的直接产物（葡萄糖）的积累，有利于光合作用持续进行，B正确； C、从右图看出，结构甲中的淀粉作为储能物质，可以在夜间分解为麦芽糖和淀粉为植物提供能源，C正确； D、淀粉不能在叶绿体中彻底氧化分解，D错误。 （5）表1中K2组（6 mmol/L）的N吸收总量、净光合作用速率、生物量均显著最高，所以最有利于苹果树对氮素的吸收和利用。 （6）①叶绿素、②腺苷三磷酸、④转运蛋白、⑤蔗糖合成酶都含有氮元素，所以苹果树吸收的氮素可以用于合成①②④⑤。 （7）苹果树的根主要以主动运输的方式吸收氮素，主动运输需要消耗能量，同时需要载体蛋白的协助，所以补充钾可以提高SS活性，同时提高①光合作用速率和④N利用率，提高⑥转运蛋白合成，促进⑧氮素吸收。所以（1）①是光合作用速率，（2）④是N利用率，（3）⑥是转运蛋白合成，（4）⑧是氮素吸收。 27．（23-24高一下·上海浦东新·阶段检测）生命的物质变化和能量转换 绿色植物的光合作用被称为地球上最重要的生物化学反应。图1表示光合作用的过程，其中A-F表示物质。图2表示某植物在25℃下光合速率与光照强度之间的关系（[  ]中填字母）。 (1)图1中B表示_____；D表示_____。 (2)若将绿色植物放置在黑暗处，一段时间之后卡尔文循环会受到抑制，其原因是图1中[_____]和[_____]的合成受阻。 (3)20世纪40年代，科学家用14CO2供给小球藻进行光合作用，最终探明了CO2转化为有机物的途径，这个途径是图中的_____。 A．仅反应Ⅰ B．反应Ⅰ和反应Ⅱ C．仅反应Ⅱ D．反应Ⅰ或反应Ⅱ (4)图2中光照强度从n增大到m时，图1中F将_____（增加/减少）；随着光照强度的进一步增强，光合作用速率不再增大的原因是_____。 【答案】(1) H+ ATP (2) F/NADPH D/ATP (3)C (4) 增加 光合作用的酶的数量、叶绿体数量有限等 【详解】（1）在光合作用的光反应阶段，水分解产生氧气和H+，并释放出电子，H+浓度差推动ADP和Pi合成ATP，所以图1中B表示H+；在暗反应阶段，ATP水解为ADP和Pi并释放能量，用于三碳化合物的还原，所以D表示ATP。 （2）卡尔文循环即暗反应，需要光反应提供的NADPH和ATP。若将绿色植物放置在黑暗处，光反应无法进行，一段时间之后，图1中F（NADPH）和D（ATP）的合成受阻，导致卡尔文循环受到抑制。 （3）用14CO2供给小球藻进行光合作用，14CO2首先参与暗反应（卡尔文循环）被固定，然后转化为有机物，所以这个途径是图中的仅反应Ⅱ，C正确，ABD错误。 （4）图2中光照强度从n增大到m时，光照增强，光反应产生的NADPH和ATP增多，二氧化碳固定产生的三碳化合物不变，所以图1中F（NADPH）将增加；随着光照强度的进一步增强，光合作用速率不再增大的原因是光合作用的酶的数量、叶绿体数量有限等。 28．（23-24高一上·上海·期末）研究发现全球平均气温每升高1℃全球小麦产量下降4.1%-6.4%。某研究小组欲探究不同温度对小麦光合作用的影响，设置了高温(40℃)和常温(25℃)2个处理组，均给予正常光照，测量小麦的各项指标，如表1。 表1 小麦 25℃ 40℃ 增幅 净光合速率(Pn) 27.6 19.8 -28.3% 气孔导度(Gs) 0.68 0.67 -1.47% 胞间CO2浓度(Ci) 297.3 317.5 6.8% 注：气孔导度表示的是气孔张开的程度 (1)小麦叶肉细胞光合作用过程中，光反应发生的能量转换是___________→活跃的化学能，暗反应发生的物质变化是___________→葡萄糖。 (2)①有人认为40℃高温下净光合速率降低是因为高温破坏了叶绿体类囊体薄膜结构，使叶绿体色素的含量___________ A不变  B增多   C减少 ②叶绿体色素的种类___________ A不变  B增多  C减少 ③导致光反应速率___________ A不变   B增强    C减弱 ④为了验证上述说法的正确性，可以采用聚酰胺薄膜进行层析法验证，若高温处理过的叶片色素出现下图2___________(A/B)的情况，则该说法正确。 ⑤如要得到更加准确的数据，测定色素提取液的OD值的方法_________。 A分光光度法            B差速离心法        C同位素标记法 (3)高温除了通过影响类囊体薄膜对小麦光合速率造成影响外，请分析持续的高温还会影响细胞的哪些物质或过程进而影响光合作用？___________。 【答案】(1) 光能 CO2 (2) C A C B A (3)高温会影响水的光解，影响光反应ATP，NADPH的生成，进而影响碳反应影响光合速率；高温会影响酶的活性和蛋白质功能，进而影响光合速率；同时高温对酶的生成数量，酶的种类均会造成影响，从而影响CO2的固定、三碳化合物的还原等反应的正常进行 【详解】（1）在小麦叶肉细胞光合作用中，光反应阶段利用光能，将光能转换为活跃的化学能（储存在ATP和NADPH中）；暗反应中，CO2先经过固定形成C3，然后C3被还原生成葡萄糖，所以暗反应发生的物质变化是CO2→葡萄糖。 （2）①若高温破坏了叶绿体类囊体薄膜结构，那么叶绿体色素会因为结构被破坏而释放或无法正常存在，导致其含量减少，C正确，AB错误。 ②叶绿体色素的种类是固定的，高温破坏类囊体薄膜结构不会改变色素的种类，A正确，BC错误。 ③由于高温破坏了类囊体薄膜结构，而类囊体薄膜是光反应进行的场所，结构被破坏会导致光反应速率减弱，C正确，AB错误。 ④若高温处理过的叶片色素含量减少，在层析法分离色素时，色素带会变窄，对应图B的情况，B正确，A错误。 ⑤测定色素提取液的OD值（光密度值）采用分光光度法，差速离心法用于分离细胞器等，同位素标记法用于追踪物质运行和变化规律，A正确，BC错误。 （3）持续的高温会影响水的光解，影响光反应ATP、NADPH的生成，进而影响碳反应影响光合速率；高温会影响酶的活性和蛋白质功能，进而影响光合速率；同时高温对酶的生成数量，酶的种类均会造成影响，从而影响CO2的固定、三碳化合物的还原等反应的正常进行。 29．（25-26高三上·上海青浦·期末）增强桑树对盐渍化逆境胁迫的耐受性是当前的研究热点。采用丛枝菌根真菌（AMF）与桑树共生（菌根化桑树）以增强其耐盐性被认为是一种绿色高效的策略。科研人员设计了相关实验，探究菌根化桑树对盐胁迫的响应，每组均栽培120株生理特征相似的桑树幼苗，具体分组如表所示。 组别 1-1 1-2 2-1 2-2 3-1 3-2 处理 0mmol/LNaCl不接种AMF 0mmol/LNaCl 接种AMF 100mmol/LNaCl 不接种AMF △ 200mmol/LNaCl 不接种AMF 200mmol/LNaCl 接种AMF (1)关于丛枝菌根真菌（AMF）和桑树，以下说法正确的是______（单选）。 A．两者细胞的根本区别是有无由核膜包被的细胞核 B．两者细胞中都有DNA和RNA C．两者细胞分裂的过程中，中心体均移向两极 D．两者都只能通过细胞呼吸产生ATP (2)请补全“△”处的处理方式：_______；根据单一变量原则，每组的桑树幼苗应处于_______的环境中培养。 培养75天后，科研人员测定了各组桑树的生长及光合指标，结果如下表所示。其中超氧化物歧化酶（SOD）的主要作用是减轻细胞膜因过氧化而导致的损伤，可溶性蛋白A能提高细胞的保水能力。 根表面积 cm2 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 mmol·m2·s-1 SOD活性 U·g-1 可溶性蛋白A含量 mg·g-1 组1-1 275.3 1.51 0.73 2.43 0.019 28.9 9.8 组1-2 398.5* 2.70** 1.20* 3.50* 0.031* 28.1 13.6 组2-1 200.1 0.89 0.40 1.33 0.009 32.5 10.5 组2-2 382.2* 2.08** 0.91* 2.71** 0.023** 39.4* 17.0* 组3-1 190.4 0.51 0.29 0.55 0.006 32.4 9.6 组3-2 199.7 1.82** 0.82* 1.56* 0.012 47.2** 16.8* 注：*表示每组的“-2”与“-1”相比具有显著性差异，*越多，差异越显著 (3)在光照适宜且氧气充足的条件下，桑树叶肉细胞内存在的能量转换有______（多选）。 A．葡萄糖分子中稳定的化学能转换成热能 B．葡萄糖分子中稳定的化学能转换成ATP和NADH中活跃的化学能 C．光能转换成ATP和NADPH分子中活跃的化学能 D．ATP和NADPH分子中活跃的化学能转换成糖分子中稳定的化学能 (4)下列四幅图中最能表示两种叶绿素总吸收光谱（吸收光能百分率）的是______（单选）。 A． B． C． D． (5)关于超氧化物歧化酶（SOD）与可溶性蛋白A，下列说法错误的是______（单选）。 A．两者遇双缩脲试剂后都呈紫色 B．两者的氨基酸序列决定其空间结构 C．探究温度对超氧化物歧化酶活性的影响时，应先将其与底物混合，再置于不同温度中反应 D．若将可溶性蛋白A水解为氨基酸，则这些氨基酸的侧链R基大多数具有极性 (6)接种AMF能有效缓解盐胁迫对桑树光合作用的抑制，结合上表，下列对实验结果的分析中说法正确的有______（多选）。 A．AMF对桑树叶绿素a含量的提升作用大于叶绿素b B．与组1-2相比，相同时间内组2-2的桑树叶肉细胞能固定更多的CO2 C．与100mmol/LNaCl相比，在200mmol/LNaCl胁迫下，AMF对细胞膜的保护作用更强 D．与200mmol/LNaCl相比，在100mmol/LNaCl胁迫下，AMF缓解盐胁迫对光合作用的抑制更有效 (7)结合题干、表格及所学知识，选择合适的选项补全AMF增强桑树耐盐性的原理流程图：（1）______（2）______（3）______（4）______（5）______。 A．细胞恢复渗透平衡 B．净光合速率提高，有机物积累增加 C．叶肉细胞气孔导度改善，有利于O2的释放 D．叶肉细胞气孔导度改善，有利于CO2的固定 E.根表面积增大，吸收水分和矿质营养的能力增强 F.可溶性蛋白A含量增加，细胞保水能力增强 【答案】(1)B (2) 100mmol/LNaCl接种AMF 相同且适宜 (3)ABCD (4)A (5)C (6)ACD (7) E F D B A 【分析】光合作用包括光反应阶段和暗反应阶段，光反应阶段发生在类囊体薄膜上，完成水的光解和ATP的合成，暗反应发生在叶绿体基质，完成二氧化碳的固定和三碳化合物的还原，影响光合作用的因素有二氧化碳的浓度、光照强度等。 【详解】（1）A、丛枝菌根真菌（AMF）属于真核生物，桑树也属于真核生物，两者细胞都有由核膜包被的细胞核，所以两者细胞的根本区别不是有无由核膜包被的细胞核，A错误； B、丛枝菌根真菌（AMF）和桑树都有细胞结构，细胞中都有DNA和RNA，B正确； C、丛枝菌根真菌（AMF）是真菌，桑树是高等植物，高等植物细胞中没有中心体，C错误； D、桑树可通过光合作用（光反应阶段）产生ATP，并非只能通过细胞呼吸产生，D错误。 故选B。 （2）根据实验设计的单一变量原则，2-2组应与2-1组形成对照，2-1组处理为100mmol/LNaCl、不接种AMF，所以2-2组的处理方式为100mmol/LNaCl、接种AMF；为保证实验结果的科学性和准确性，根据单一变量原则，每组的桑树幼苗应处于相同且适宜的环境中培养。 （3）A、在细胞呼吸过程中，葡萄糖分子中稳定的化学能会转换成热能等，在光照适宜且氧气充足的条件下，桑树叶肉细胞进行细胞呼吸，存在葡萄糖分子中稳定的化学能转换成热能，A正确； B、细胞呼吸第一阶段，葡萄糖分子中稳定的化学能可转换成ATP和NADH中活跃的化学能，在该条件下叶肉细胞进行细胞呼吸，存在此能量转换，B正确； C、在光合作用的光反应阶段，光能转换成ATP和NADPH分子中活跃的化学能，此条件下叶肉细胞进行光合作用，存在该能量转换，C正确； D、光合作用的暗反应阶段，ATP和NADPH分子中活跃的化学能会转换成糖分子中稳定的化学能，该条件下叶肉细胞进行光合作用，存在此能量转换，D正确。 故选ABCD。 （4）叶绿素包括叶绿素a和叶绿素b，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，所以叶绿素吸收光谱在蓝紫光区（约400-450nm）和红光区（约640-660nm）有两个吸收峰。A正确，BCD错误。 故选A。 （5）A、超氧化物歧化酶（SOD）与可溶性蛋白A都属于蛋白质，蛋白质遇双缩脲试剂后会呈紫色，A正确； B、蛋白质的空间结构取决于其氨基酸序列，SOD和可溶性蛋白A也不例外，B正确； C、若要探究温度对超氧化物歧化酶催化作用的影响，应先将酶和底物分别置于不同温度下处理一段时间后再混合，而不能先将其与底物混合再置于不同温度中反应，否则会在达到设定温度前就发生反应，影响实验结果，C错误； D、若将可溶性蛋白A水解为氨基酸，由于该蛋白是可溶性的，水是极性分子，所以这些氨基酸的侧链R基大多数具有极性，D正确。 故选C。 （6）A、对比叶绿素a和叶绿素b在接种AMF前后的提升幅度，表示每组的“-2”与“-1”相比叶绿素a提升的差异更显著，所以AMF对桑树叶绿素a含量的提升作用大于叶绿素b，A正确； B、组1-2净光合速率为3.50μmol·m-2·s-1，组2-2净光合速率为2.71μmol·m-2·s-1，组2-2净光合速率小于组1-2，所以相同时间内组2-2的桑树叶肉细胞固定的CO2更少，B错误； C、对比SOD活性，组2-2中SOD活性为39.4U·g-1，组3-2中SOD活性为47.2U·g-1，在200mmol/LNaCl胁迫下SOD活性更高，说明在200mmol/LNaCl胁迫下，AMF对细胞膜的保护作用更强，C正确； D、组1-2净光合速率为3.50μmol·m-2·s-1，组3-2净光合速率为1.56μmol·m-2·s-1，组1-2净光合速率更高，说明与200mmol/LNaCl相比，在100mmol/LNaCl胁迫下，AMF缓解盐胁迫对光合作用的抑制更有效，D正确。 故选ACD。 （7）从表2可知，接种AMF后，根表面积增大（如每组的“-2”根表面积都大于对应的“-1”），根表面积增大有利于吸收水分和矿质营养，对应E，接种AMF后，可溶性蛋白A含量增加（如每组的“-2”可溶性蛋白A含量均高于对应的“-1”），可溶性蛋白A含量增加可增强细胞保水能力，对应F，接种AMF后，叶肉细胞气孔导度改善（如每组的“-2”气孔导度均高于对应的“-1”），气孔导度改善有利于CO2进入叶肉细胞，进而有利于CO2的固定，对应D，接种AMF后，净光合速率提高（如每组的“-2”净光合速率均高于对应的“-1”），净光合速率提高会使有机物积累增加，对应B，接种AMF后，SOD活性提高，减轻细胞膜损伤，有助于细胞恢复渗透平衡，对应A，同时，叶片叶绿素含量上升，有利于光合作用进行，也会促进净光合速率提高等过程，所以图中的（1）（2）（3）（4）（5）依次对应EFDBA。 30．（2026高一上·上海·专题练习）我国茶产业历史悠久，“中国茶”名扬海外。茶树生长受诸多因素影响，遮光是一种提高茶树品质的方法。为研究遮光对茶树品质的影响，研究者分别用黑色遮阳网（AN）、蓝色遮阳网（BN）和红色遮阳网（RN）遮盖茶树，并于第20天采集茶树叶片，测定其相关蛋白质的含量，如图所示。其中，CK表示不遮光处理。 (1)茶树体内含量最多的物质是_____（填空）。 (2)据图推测，下列反应可能与捕光复合物有关的是_____。 A．光能的捕获与转换 B．水的光解 C．储能化合物的消耗 D．高能化合物的形成 (3)图结构I中进行的反应叫__________，该结构的能量载体分子有__________（用下列编号选填）。 ①光反应 ②碳反应 ③暗反应 ④三羧酸循环⑤ATP⑥NADH⑦NADPH⑧Pi (4)下列①-⑥表示茶树叶肉细胞内的部分物质变化。据图判断，蓝光对吲哚乙酸合成的影响主要表现在光合作用的阶段中，主要的能量变化是_____。该阶段主要的物质变化是_____（用下列编号选填）。 ①ADP+Pi→ATP②NAD++H++e→NADH③ATP→ADP+Pi④NADPH→NADP++H++e⑤H2O→O2+H++e⑥CO2+五碳糖→三碳化合物→三碳糖和五碳糖⑦光能→活跃的化学能⑧活跃的化学能→稳定的化学能⑨稳定的化学能→热能 (5)由图可知，用蓝色遮阳网（BN）遮盖茶树，其光系统叶绿素a/b连接蛋白、醛脱氢酶、赤霉素2-β-双加氧酶含量均最高。以上物质遇双缩脲试剂变_____（填空）。 (6)土壤中的“氮”俗称茶树的生命元素。植物根系吸收土壤中氮元素的方式是_____。在缺氮的土壤中，茶树细胞内物质含量不直接受影响的是_____（用下列编号选填）。 ①氨基酸    ②淀粉③核酸    ④脂肪酸⑤自由扩散⑥协助扩散    ⑦主动运输⑧胞吞 (7)有机质包括土壤微生物、土壤动物及其分泌物，以及植物残体和植物分泌物，其含量与土壤酸性呈负相关:茶叶中茶多酚在茶汤中主要呈现苦味，而氨基酸影响茶汤的鲜味，茶叶“酚氨比”与茶汤鲜爽度呈负相关。 方案编号 种植植物的类型 茶多酚（mg/g） 氨基酸（mg/g） 土壤含氮 量（mg/g） 有机质 含量（mg/g） A 仅种茶 树（对照） 284.50 26.60 0.40 20 B 茶树与金 盏菊间作 254.00 26.30 0.38 32 C 茶树与白 三叶间作 280.02 32.35 0.35 32 D 茶树与金 花菜间作 233.50 27.2 0.31 25 在不影响茶叶鲜爽度的前提下，选出表中生态茶园的最佳种植方案_____。 (8)若要提取茶叶中的各种色素，可以用试剂_____（填空）溶解色素。由于不同色素随着有机溶剂在吸附载体上扩散速度不同，可以用_____（填空）法分离色素。 【答案】(1)水/H2O (2)ABD (3) ① ⑤⑦ (4) ⑦ ①⑤ (5)紫色 (6) ⑦ ②④ (7)D (8) 无水乙醇 纸层析法 【分析】光合作用过程包括光反应和暗反应两个阶段，图中结构Ⅰ为类囊体薄膜，是光反应场所。 【详解】（1）生物体内含量最多的物质是水，所以茶树体内含量最多的物质是水； （2）A、捕光复合物可以捕获和转化光能，光能的捕获与转换可能与捕光复合物有关，A正确； B、捕光复合物可以捕获和转化光能，水的光解需要光能，可能与捕光复合物有关，B正确； C、储能化合物的消耗与捕光复合物没有关系，C错误； D、捕光复合物可以捕获和转化光能，捕光复合物可以将光能转变为高能化合物，如ATP和NADPH，可能与捕光复合物有关，D正确。 故选ABD。 （3）结构I是类囊体薄膜，是进行光反应的场所，故选①；ATP、NADPH是能源物质，是能量的载体，是光反应的产物，光反应阶段将光能转变为ATP、NADPH中的化学能，所以该结构的能量载体分子有⑤⑦； （4）结合图示可知，蓝色遮阳可使光系统叶绿素a/b连接蛋白含量明显增加，据此推测主要影响光反应阶段，光反应阶段直接需要光，此过程主要的能量变化是光能转化为化学能，选⑦；光反应阶段的物质变化是进行水的光解（H2O→O2+H++e-）、ATP的生成（ADP+Pi→ATP）、NADPH的生成（NADP++H++e-→NADPH），该阶段主要的物质变化是①⑤； （5）光系统叶绿素a/b连接蛋白、醛脱氢酶、赤霉素2-β-双加氧酶都是蛋白质，都能遇双缩脲试剂变紫色； （6）植物根系吸收土壤中的无机盐都是主动运输，所以植物根系吸收土壤中氮元素的方式是主动运输⑦；在缺氮的土壤中，茶树细胞内含有氮元素的物质合成受阻，如氨基酸、核酸等，但是不含氮元素的物质，如淀粉、脂肪酸的合成不受影响，在缺氮的土壤中，茶树细胞内物质含量不直接受影响的是②④； （7）茶叶中茶多酚在茶汤中主要呈现苦味，而氨基酸影响茶汤的鲜味，茶叶“酚氨比”与茶汤鲜爽度呈负相关。因此，若想茶汤鲜爽，则应使茶多酚含量少，氨基酸含量多，A方案的酚氨比为284.5÷26.6=10.695，B方案的酚氨比为254÷26.3=9.658，C方案的酚氨比为280.02÷32.35=8.656，D的酚氨比为233.5÷27.2=8.585，故方案D的酚氨比最低，鲜爽度最佳； （8）绿叶中的色素易溶于无水乙醇等有机溶剂，所以可以用无水乙醇溶解色素；不同色素在层析液中的溶解度不同，随层析液在滤纸上扩散的速度不同，故可用纸层析法分离色素。 31．（25-26高二上·上海·期中）小麦对磷元素的调控 小麦缺磷会导致植物叶片呈紫红色、植株细小。为了找到合适的磷培养浓度，研究者在不同磷含量的水培条件下测定小麦叶肉细胞的净光合速率和叶片磷含量，结果如图。 (1)小麦叶肉细胞内的下列物质或结构中，含有磷元素的有______。（多选） A．ATP合酶 B．AMP C．染色质 D．类囊体膜 (2)小麦水培实验过程中需要控制其它条件相同，包括______。（多选） A．光照强度 B．温度 C．CO₂浓度 D．小麦品种 (3)分析图中数据可得到的结论是______。（单选） A．磷元素是小麦叶肉细胞合成叶绿素的原料 B．叶片磷含量随环境中CO₂浓度的增加逐渐降低 C．高浓度的磷可能会抑制小麦叶肉细胞的净光合速率 D．小麦叶肉细胞净光合速率提高可促进叶片磷含量 (4)结合上图和所学知识，在低磷水培条件下，为了维持小麦正常的生命活动，可能会发生变化的有______。（多选） A．氧气的释放量减少 B．部分细胞出现质壁分离 C．叶片中磷的运输效率升高 D．根系的数量和长度增加 (5)若要确定小麦叶肉细胞净光合速率到达最大值时的叶片磷含量，应在______两个实验组之间再等距设置若干实验组。（编号选填） ①12.5mol/L                ②2.5mol/L                ③0.5mol/L                ④0.125mol/L (6)若要在现有实验的基础继续确定合适的磷培养液浓度，以下操作正确的是______。（多选） A．使用分光光度法测定叶片磷含量时需再次制作标准曲线 B．测定单位叶面积上释放的O₂的速率可作为净光合速率 C．实验结果绘制曲线时，横坐标为已知浓度的磷的标准溶液，纵坐标为吸光度 D．实验结果绘制曲线时，横坐标为水培磷浓度，纵坐标为净光合速率 【答案】(1)BCD (2)ABCD (3)C (4)ACD (5)①③ (6)ABC 【分析】磷是组成生物膜的重要成分，缺少磷会导致生物膜的合成受到影响，从而使生物膜的功能降低。 【详解】（1）A、ATP合酶是蛋白质，元素是C、H、O、N，不含P，A错误； B、AMP含有的元素是C、H、O、N、P，B正确； C、染色质的主要成分之一是DNA，元素组成是C、H、O、N、P，C正确； D、类囊体膜的主要成分是蛋白质和磷脂，磷脂的元素组成是C、H、O、N、P，D正确。 故选BCD。 （2）本实验是在不同磷含量的水培条件下测定小麦叶肉细胞的净光合速率和叶片磷含量，自变量为磷含量，因此光照强度、温度、CO2浓度和小麦品种均为无关变量，各组应控制无关变量相同且适宜，ABCD正确。 故选ABCD。 （3）A、叶绿素的组成元素有C、H、O、N、Mg，没有P，本实验因变量是净光合速率和叶片磷含量，不能得出磷元素是小麦叶肉细胞合成叶绿素的原料，A错误； B、本实验自变量为磷含量，没有研究CO2浓度变化对因变量的影响，因此不能得出叶片磷含量随环境中CO2浓度的增加逐渐降低，B错误； C、由图可知，磷含量为2.5mol.L-1时的净光合速率大于磷含量为12.5mol.L-1时的净光合速率，因此可推测过高浓度的磷会抑制小麦叶肉细胞的净光合速率，C正确； D、本实验净光合速率和叶片磷含量都是因变量，不能得出小麦叶肉细胞净光合速率提高可促进叶片磷含量，D错误。 故选C。 （4）A、据图可知，在低磷条件下培养，叶片中磷含量降低，会影响类囊体薄膜（磷脂含磷）的合成，进而影响水光解产生氧气，使氧气的释放量减少，也可根据低磷条件下净光合速率（指光合作用合成有机物的速率减去呼吸作用消耗有机物的速率)降低推测氧气含量降低，A正确； B、低磷条件下培养，由于培养液的渗透压降低，不会导致部分细胞出现质壁分离，B错误； C、为了获取足够的磷元素，低磷培养条件下叶片中磷的运输效率应升高，C正确； D、低磷条件下，植物为了吸收更多的磷，根系的数量和长度会增加，D正确。 故选ACD。 （5）据图可知，在所给的实验结果中，磷含量为2.5mol.L-1时的净光合速率最大，因此要确定小麦叶肉细胞净光合速率到达最大值时的叶片磷含量，应在0.5mol/L和12.5mol/L两个实验组之间再等距设置梯度更小的若干个实验组进行实验。 故选①③。 （6）A、使用分光光度法测定叶片磷含量时需要制作标准曲线作为参照，A正确； B、净光合速率可用单位叶面积上产生O2的速率表示，B正确； CD、参照上图可知，本实验的因变量为净光合速率和叶片磷含量，通过测量不同磷含量条件下的净光合速率和叶片磷含量，确定小麦叶肉细胞净光合速率到达最大值时的叶片磷含量，因此根据实验结果绘制曲线，已知浓度的磷的标准溶液，纵坐标为吸光度，C正确，D错误。 故选ABC。 32．（15-16高二下·天津·期末）将植物栽培在适宜的光照、温度和充足的CO2条件下。如果将环境中CO2含量突然降至极低水平，此时叶肉细胞内的C3化合物、C5化合物和ATP含量的变化情况依次是（　　） A．下降；上升；上升 B．下降；上升；下降 C．上升；下降；下降 D．上升；下降；上升 【答案】A 【详解】CO₂是暗反应中碳固定的原料，将植物栽培在适宜的光照、温度和充足的CO2条件下。如果将环境中CO2含量突然降至极低水平，将直接抑制C3化合物的生成，因而C3化合物含量下降，同时，C5化合物因消耗减少而积累，表现为C5含量上升；由于光照适宜，因而光反应持续产生ATP，但由于C3还原过程消耗的ATP减少，故含量上升，A正确。 故选A。 33．（25-26高一上·上海闵行·阶段检测）海水稻 土壤盐碱化已经成为世界范围的生态环境问题。我国科学家已经培育出不惧海水短期浸泡，能在海边滩涂地和盐碱地生长的农作物品种——海水稻。图1为海水稻的叶肉细胞结构示意图。 (1)图1所示的叶肉细胞中，具有双层膜结构的细胞器有_____，植物细胞特有的细胞结构有_____。（均为编号选填） (2)下列对于图1叶肉细胞的描述，错误的是_____。（多选） A．结构①可以阻挡盐碱地中的Na+进入细胞 B．结构②是蛋白质合成的场所 C．结构⑥中储存了营养物质和多种水解酶 D．结构⑦是细胞有氧呼吸的主要场所 (3)在光学显微镜下，可以观察到结构⑦沿顺时针方向围绕细胞移动，下列说法正确的是_____。（多选） A．结构⑦可以被观察是因为其中含有色素 B．结构⑦的移动依赖于细胞骨架的作用 C．结构⑦的移动不需要线粒体提供能量 D．结构⑦的移动说明细胞质在不断环流 (4)图1中结构③储存了海水稻的遗传信息，下列描述错误的是_____。（单选） A．RNA可以穿过核孔离开细胞核 B．染色质由DNA和蛋白质组成 C．核仁与中心体的形成有关 D．核膜由四层磷脂分子构成 海水稻有吸收盐分改良土壤的作用，对病菌和虫害有更强的抵抗能力。图2为海水稻的根细胞抵抗盐碱胁迫的相关生理过程示意图，图中SOS1和NHX是膜上的转运蛋白，它们进行一种特殊的主动运输，Na+逆浓度梯度跨膜运输的直接动力是膜两侧H+浓度差所产生的电化学势能。 (5)据图2分析，海水稻的根细胞吸收水的方式是_____，分泌抗菌蛋白的方式是_____，排出H+的方式是_____。（均为编号选填） ①自由扩散②协助扩散③主动运输④胞吞⑤胞吐 (6)若海水稻的根部被海水淹没短暂缺氧，会进行无氧呼吸，产生_____。（编号选填） ①乳酸②酒精③CO2④O2 (7)在盐胁迫下，大量的Na+进入植物根部细胞，细胞质基质中Na+积累会对细胞造成毒害。在碱胁迫下，水稻的根系生长受阻，植株生长发育受到严重影响。据图2分析，海水稻的根细胞如何应对盐胁迫和碱胁迫？_____。 (8)从环境保护的角度分析，种植海水稻的优势有_____。（多选） A．节约淡水资源 B．减少农药使用 C．促进土壤修复 D．保护海岸生态 为探究外源Ca2+对盐胁迫下植物根系呼吸作用的影响，研究人员设计了如下分组进行实验，一段时间后测定根系有氧呼吸速率及各组细胞膜损伤程度，结果如图3和图4所示。 A组：正常营养液 B组：正常营养液+150mmol·L-1NaCl C组：正常营养液+150mmol·L-1NaCl+5mmol·L-1CaCl2 D组：正常营养液+150mmol·L-1NaCl+10mmol·L-1CaCl2 (9)据图3分析，在盐胁迫下，外源Ca2+的添加_____植物的有氧呼吸。（选填“促进”、“抑制”或“不影响”） (10)据图分析，下列对于缓解植物盐胁迫的措施可行的是_____。（单选） A．降低环境温度 B．用缺钙营养液培养 C．添加有氧呼吸抑制剂 D．施加适量钙肥 (11)为了确定植物根细胞吸收Ca2+的方式是主动运输还是被动运输，某同学设计了以下实验，请完善表格的内容。（编号选填） 组别 对照组 实验组 材料 5组生长状况相同的海水稻幼苗 （1）_____ 试剂 等量、相同且适宜浓度的Ca2+培养液 处理方法 （2）_____ 添加呼吸抑制剂 其他环境条件均适宜 测定指标 培养一定时间后、测定溶液中Ca2+浓度 结果和结论 若（3）_____，则海水稻根部吸收Ca2+的方式为被动运输； 若（4）_____则海水稻根部吸收Ca2+的方式为主动运输。 ①5组生长状况与对照组相同的海水稻幼苗②5组生长状况与对照组不同的海水稻幼苗③给予根系正常的细胞呼吸条件④添加呼吸促进剂⑤添加呼吸抑制剂⑤实验组培养液的Ca2+浓度小于对照组⑥实验组和对照组培养液的Ca2+浓度基本相同⑦实验组培养液的Ca2+浓度大于对照组 截至2021年底，我国海水稻的种植面积已达60万亩，平均亩产达到450公斤。图5是海水稻叶肉细胞中光合作用和细胞呼吸的物质变化示意图，其中①～⑤为生理过程，a～h为物质或结构。 (12)图5中，结构a是_____，物质b上是_____，生理过程③是_____。 (13)下列对于图5中物质c与物质d的关系的描述正确的是_____。（多选） A．两者都含有腺苷 B．两者都只含有C、H、O元素 C．两者可以相互转换 D．两者都是生命活动的直接能源物质 (14)图5中，为了使光合作用顺利进行，过程①为过程②提供了_____。（单选） A．ATP和NADPH B．ADP和NADP C．ATP和NADP D．ADP和NADPH (15)图5中海水稻叶肉细胞在接受光照时，能产生ATP的生理过程有_____。（选填图中编号） (16)图5中的生理过程与其发生的场所匹配正确的是_____。（单选） A．②——细胞质基质 B．③——线粒体基质 C．④——线粒体外膜 D．⑤——线粒体内膜 在抗盐碱海水稻的研究中发现，变异型水稻叶片的叶绿素含量为野生型的一半，但固定CO2的酶的活性显著高于野生型。图6为两种类型的海水稻在25℃不同光照强度下的CO2吸收速率。 (17)图6中b点时，野生型和变异型海水稻光合作用速率的主要限制因素都是_____。（单选） A．光照强度 B．温度 C．CO2浓度 D．O2浓度 (18)图6中c点时，海水稻叶肉细胞内存在的气体交换路径包括_____。（多选） A．从外界环境吸收O2 B．向外界环境排出CO2 C．叶绿体为线粒体提供O2 D．线粒体为叶绿体提供CO2 (19)为探究野生型和变异型海水稻叶片中的叶绿素含量，下列实验方法可行的有_____。（多选） A．分别提取叶绿体色素，层析后比较色素条带宽度 B．分别提取叶绿体色素，稀释后测定吸光度，计算比较叶绿素含量 C．分别进行遮光处理24小时，再用碘液染色，比较颜色变化程度 D．分别用同位素14C标记CO2，检测产生的O2中放射性的强弱 【答案】(1) ⑤⑦ ①⑥⑦ (2)ABD (3)ABD (4)C (5) ①② ⑤ ③ (6)②③ (7)通过 NHX蛋白将细胞质基质中的 Na⁺逆浓度梯度运输到液泡中或者通过 SOS1 蛋白将Na⁺逆浓度梯度运输到细胞外 (8)AB (9)促进 (10)D (11) ① ③ ⑥ ⑦ (12) 类囊体 氧气/O2 有氧呼吸第一阶段 (13)AC (14)A (15)①③④⑤ (16)D (17)A (18)CD (19)AB 【分析】细胞的基本结构包括细胞膜，细胞质和细胞核等。不同物质跨膜运输的方式不同，包括主动运输，被动运输和胞吞、胞吐，其中被动运输包括协助扩散和自由扩散。 【详解】（1）⑤线粒体和⑦叶绿体都是双层膜的细胞器，⑥液泡、②高尔基体都是单层膜的细胞器，④核糖体是无膜的细胞器，①细胞壁、③细胞核不属于细胞器，因此选⑤⑦。其中植物细胞特有的细胞结构是①细胞壁、⑥液泡、⑦叶绿体。 （2）A、结构①为细胞壁，细胞壁具有全透性，不可以阻挡盐碱地中的Na+进入细胞 ，A错误； B、结构②为高尔基体，是蛋白质加工的场所，B错误； C、结构⑥为液泡，液泡中储存了营养物质和多种水解酶 ，C正确； D、结构⑦为叶绿体，叶绿体是光合作用的场所，D错误。 故选ABD。 （3）A、叶绿体呈含叶绿素，因此呈绿色，散布于细胞质中，可通过高倍显微镜直接观察其形态和分布，A正确； B、细胞骨架锚定和支撑细胞器，与细胞器移动有关，B正确； C、胞质环流过程需要消耗线粒体提供的ATP，C错误； D、活细胞的细胞质是不断流动着的，这可用运动着的叶绿体作参照予以观察，D正确。 故选ABD。 （4）A、在真核细胞中，RNA在细胞核内合成后，需要通过核孔复合物转运到细胞质中，以执行其生物学功能，如翻译蛋白质或参与调控其他细胞过程，A正确； B、细胞核内的染色质由DNA和蛋白质组成的，B正确； C、细胞核内的核仁与核糖体的形成有关，C错误； D、核膜由两层膜，即四层磷脂分子构成，D正确。 故选C。 （5）据图2分析，海水稻的根细胞吸收水的方式有两种，一种是直接穿过细胞膜的自由扩散，另一种是借助水通道蛋白的协助扩散；分泌抗菌蛋白的方式是以胞吐的形式进行的；排出H+时借助了载体蛋白，又消耗了ATP，因此属于主动运输。 （6）当海水稻的根部被海水淹没导致短暂缺氧时，根细胞会进行无氧呼吸，而根细胞无氧呼吸产物为酒精和二氧化碳，因此选②③。 （7）在盐胁迫下，膜外的Na+浓度高于细胞内，所以大量的Na+以协助扩散方式进入根细胞，导致细胞内的离子比例异常，进而影响细胞内酶的活性。缓解Na+对水稻细胞毒害的机理主要是降低细胞质基质中的Na+浓度，据图可知，通过H+泵建立的质子梯度，主要有两种途径，一种是向外运，即通过SOS1将Na+排出细胞；二是向液泡内转移，即借助NHX，依靠H+所产生的电化学势能，将细胞质基质的Na+运向液泡内。 （8）A、海水稻相比传统耐盐碱水稻品种，从环境保护的角度分析，种植海水稻的优点有可用海水浇灌，节约淡水资源，A正确； B、海水稻相比传统耐盐碱水稻品种，又不易患普通水稻的病虫害，减少农药的使用，绿色环保，B正确； C、种植海水稻一定程度上能改良盐碱地，缓解土地荒漠化，但是灌溉不当，加剧土壤次生盐碱化，C错误； D、种植海水稻会破坏滩涂生态系统，生物多样性减少，D错误。 故选AB。 （9）结合图3可知，外源Ca2+之所以能够缓解盐胁迫，可以是由于外源Ca2+可减轻NaCl对细胞膜的损伤，还能维持较高的有氧呼吸速率，从而缓解盐胁迫。 （10）依据图3可知，在适宜的温度条件下，在一定的范围内，随着CaCl2浓度的提高，对细胞膜的损伤程度越低。而改变温度，使用缺钙的营养液或者添加有氧呼吸抑制剂都会降低呼吸作用速率，从而增大对细胞膜的损伤程度。只有施加适量钙肥，才能缓解植物盐胁迫。综上所述，故选D。 （11）根据题意，该实验目的是探究海水稻从土壤中吸收Ca2+的方式是主动运输还是被动运输，主动运输与被动运输的区别是看是否消耗细胞化学反应释放的能量（是否消耗ATP），则实验的自变量是能量的供应情况。生命活动所需能量来自细胞呼吸，可以通过控制细胞呼吸达到处理自变量的目的。实验设计应遵循单一变量原则和对照原则，故处理方法：对照组除给予根系正常的细胞呼吸条件外，其他环境条件均适宜；实验组除利用呼吸抑制剂抑制根系呼吸外，其他环境条件相同且适宜（单一变量原则）。测定指标：培养一段时间后，测定溶液中Ca2+浓度（即剩余量），比较两组大小。结果与结论：若实验组和对照组培养液的Ca2+浓度基本相同，则证明Ca2+跨膜运输不需要消耗能量，则海水稻根部吸收Ca2+的方式为被动运输；若对照组培养液的Ca2+浓度小于实验组的，则证明有能量供应的一组Ca2+吸收较多，海水稻根部吸收Ca2+的方式为主动运输。 （12）据图可知：a是类囊体，b是氧气，c是ATP，d是ADP，e是NADPH，f是C5，g是二氧化碳，h是C3，①~⑤分别为光反应、暗反应、有氧呼吸第一阶段、有氧呼吸第二阶段和有氧呼吸第三阶段。 （13）A、ATP和ADP两者均由腺苷（腺嘌呤与核糖连接而成）和磷酸基团组成。ATP含有3个磷酸基团，ADP含有2个磷酸基团，它们的核心结构腺苷是相同的，A正确； B、ATP（腺苷三磷酸）和ADP（腺苷二磷酸）的元素组成均为碳、氢、氧、氮、磷，B错误； C、ATP水解时释放能量生成ADP，ADP接受能量又可重新合成ATP，二者通过相互转化实现能量的循环利用，C正确； D、ATP是生命活动的直接能源物质，而ADP不是生命活动的直接能源物质，D错误。 故选AC。 （14）过程①为光合作用光反应阶段，过程②为光合作用暗反应，暗反应过程为CO2被C5固定形成C3，C3在光反应提供的ATP和NADPH的作用下还原生成有机物。故②暗反应需要过程①光反应提供的ATP和NADPH，A正确，BCD错误。 故选A。 （15）海水稻叶肉细胞在接受光照时，能产生ATP的生理过程有光合作用的光反应阶段和有氧呼吸三个阶段，而①~⑤分别为光反应、暗反应、有氧呼吸第一阶段、有氧呼吸第二阶段和有氧呼吸第三阶段。故选①③④⑤。 （16）①~⑤分别为光反应、暗反应、有氧呼吸第一阶段、有氧呼吸第二阶段和有氧呼吸第三阶段，对应的场所为类囊体薄膜，叶绿体基质，细胞质基质，线粒体内膜，线粒体基质，故选D。 （17）图6中b点前后，随着光照强度的增大，CO2吸收速率依旧随之增大，意味着还未到达光饱和点，因此野生型和变异型海水稻光合作用速率的主要限制因素还是光照强度，A符合题意，BCD不符合题意。故选A。 （18）c点时海水稻的光合作用速率大于呼吸作用速率，叶肉细胞从外界环境吸收CO2，向外界环境排出O2，且叶绿体可为线粒体提供O2 ，线粒体可为叶绿体提供CO2。综上所述，AB错误，CD正确。故选CD。 （19）A、突变型水稻叶片的叶绿素含量为野生型的一半，叶绿素包括叶绿素a和叶绿素b，叶绿素a为蓝绿色，叶绿素b为黄绿色，故分别提取叶绿体色素，层析后比较色素条带宽度，突变型水稻的颜色为蓝绿色和黄绿色的色素带会明显变窄，A正确； B、不同的叶绿素含量，吸光度会有差异，分别提取叶绿体色素，稀释后测定吸光度，计算后可比较叶绿素含量，B正确； C、分别进行遮光处理24小时，再用碘液染色，比较颜色变化程度，反应的是光合作用产物淀粉含量的多少，无法直接反应叶绿素含量多少，C错误； D、分别用同位素14C标记CO2，检测产生的O2中放射性的强弱，直接反应的是光反应的强弱，光反应受多种因素的影响，无法直接反应叶绿素的含量多少，D错误。 故选AB。 34．（25-26高三上·上海宝山·期末）番茄是喜温作物，低温胁迫会严重影响其光合效率和生长发育。研究团队以野生型（WT）番茄、WRKY基因敲除株（KO-W）、ZF基因过表达株（OE-Z）为材料，探究低温胁迫下的调控机制，同时分析脱落酸（ABA）的干预效果，获得实验数据。（KO代表敲除，OE代表过表达） 　　　　　　指标 组别和处理 叶绿素含量 （mg/g） 净光合速率 （μmol/m2/s） 呼吸速率 （μmol/m2/s） ①WT+常温（25℃） 2.86 16.3 2.9 ②WT+低温（10℃） 1.72 5.7 2.7 ③WT+低温+外施ABA 2.31 10.2 2.8 ④KO-W+低温 1.15 2.1 2.6 ⑤OE-Z+低温 2.03 8.9 2.6 (1)据表分析，低温下番茄叶绿素含量降低的原因可能有______（编号选填）。 ①ABA含量过高②WRKY表达降低③ZF表达过强 (2)相对于组①，组②在类囊体生成物质______（编号选填）的速率较低，影响发生在叶绿体基质______过程（编号选填）。 ①NADPH②CO2③ATP④光反应⑤糖酵解⑥碳反应 (3)低温处理下的各组番茄呼吸速率没有明显差异，可能原因有______。（编号选填）。 ①ABA对呼吸作用影响较小②各组呼吸作用的酶活性相当③WRKY、ZF对呼吸作用影响较小 (4)若温度进一步降低，番茄细胞的膜结构流动性降低、通透性增大，会因此直接受到影响的细胞结构是______（多选）。 A内质网    B细胞骨架    C细胞核    D线粒体 (5)若增加组别⑥KO-W+低温+外施ABA，以组别④作为参照，推测该组的生理指标：叶绿素含量______，净光合速率______，呼吸速率______（编号选填）。 ①较高②相近③较低 (6)已知WRKY基因和ZF基因之间具有调控关系，低温条件下其中一个基因会增强另一个基因的转录，若要进一步探究以确定二者之间的关系，还需增设的处理组别、检测指标分别是____________、____________（编号选填）。 ①KO-Z         ②KO-Z+低温     ③OE-W        ④OE-W+低温   ⑤WRKY的mRNA   ⑥ZF的mRNA      ⑦叶绿素含量  ⑧净光合速率 【答案】(1)② (2) ①③ ⑥ (3)①②③ (4)ACD (5) ① ① ② (6) ② ⑤ 【分析】植物叶绿体的色素包括叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素，叶绿素占多数。植物的总光合速率=净光合速率+呼吸速率，光合作用包括光反应阶段和暗反应阶段，光反应的场所在类囊体薄膜上，产物有O2、ATP和NADPH（还原型辅酶II），ATP为C3的还原提供能量，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；碳反应场所在叶绿体基质，包括二氧化碳的固定和三碳的还原。 【详解】（1）①ABA含量过高：组③（低温+外施 ABA）叶绿素含量高于组②（仅低温），说明ABA可缓解叶绿素降低，并非ABA过高导致，①错误； ②WRKY 表达降低：组④（WRKY 敲除株+低温）叶绿素含量（1.15）低于组②（WT+低温，1.72），说明 WRKY 表达降低会加剧叶绿素减少，②正确； ③ZF表达过强：组⑤（ZF过表达+低温）叶绿素含量（2.03）高于组②，说明ZF过表达可缓解叶绿素降低，并非其过强导致，③错误。综上所述，①③错误，②正确。 故选②。 （2）相对于组①，组②叶绿素含量低，因而在类囊体生成物质NADPH①和 ATP③减少，因而组②净光合速率低，原因是因为光反应减弱，NADPH、ATP 生成速率低，为发生在叶绿体基质中的暗反应提供的NADPH和ATP减少，因而暗反应速率下降，组②净光合速率下降，①③和⑥正确。 故选①③和⑥。 （3）①组③（低温+ABA）与组②（仅低温）呼吸速率相近，说明 ABA 对呼吸影响小，①正确； ②低温下各组呼吸速率差异小，推测呼吸酶活性受低温影响的程度相近，②正确； ③组④（WRKY 敲除）、组⑤（ZF过表达）与组②呼吸速率相近，说明这两个基因对呼吸影响小，③正确。 故选①②③。 （4）A、内质网：具膜结构，膜功能改变会影响其物质加工、运输，A正确； B、细胞骨架：无膜结构，不受膜流动性影响，B错误； C、细胞核：核膜是具膜结构，把核内物质与细胞质分开，小分子和离子通过核膜进出细胞核，会被影响，C正确； D、线粒体：具膜结构，膜通透性改变会影响其有氧呼吸（如内膜是电子传递链场所），D正确。 故选ACD。 （5）外施ABA可缓解叶绿素降低，故较组④（仅 KO-W + 低温）较高，①正确；ABA 可提升净光合速率，故较组④较高，①正确； ③呼吸速率：结合组②、③规律，ABA 对呼吸影响小，故与组④相近，②正确。综上所述，①、①、②正确。 （6）已知WRKY基因和ZF基因之间具有调控关系，低温条件下其中一个基因会增强另一个基因的转录，根据实验目的可知，本实验的检测指标应该是基因的转录产物，敲除某一基因，检测另一基因的转录产物，因此增设的实验组处理方法是②KO-Z+低温 ，相应的检测指标应该为⑤WRKY的mRNA。 故选②⑤。 35．（25-26高二上·上海杨浦·期中）Mg2+与水稻生长 Mg2+是水稻生长必须的元素。为了探究缺Mg2+影响水稻生长的原因，科学家对正常供给和缺Mg2+两种情况下的部分光合作用指标进行了测定（如图）。 (1)叶绿素的主要功能有__________。（编号选填） ①吸收光能②释放高能电子③传递光能④把光能转换成电能⑤储存光能 (2)进行上述实验时，要保持不变的实验条件是____________。（编号选填） ①水稻品种②光照强度③温度④培养液中Mg2+浓度⑤CO2浓度 (3)据图3分析，缺Mg2+主要影响光合作用的__________阶段。 科学家进一步研究发现，参与CO2固定的Rubisco酶活性和叶绿体中Mg2+的含量均存在明显的昼夜节律变化（如图）。 (4)Rubisco酶在水稻细胞中的存在场所是____________。 (5)据图，下列分析推测合理的有______。（多选） A．Rubisco酶活性只在有Mg2+的条件下表现昼夜节律变化 B．Rubisco酶白天活性较高，晚上活性较低 C．缺Mg2+主要影响白天Rubisco酶活性的变化，对夜间的影响不大 D．细胞通过改变叶绿体Mg2+浓度来调控Rubisco酶活性 转运蛋白家族成员OsMGT3参与水稻叶绿体Mg2+转运。分别在黎明和黄昏时分，提取加减Mg处理的野生型和OsMGT3缺失突变体水稻，并进行叶绿体Mg2+的吸收试验，结果如图所示。 (6)OsMGT3运输Mg2+的主要方式是______。（单选） A．渗透作用 B．自由扩散 C．协助扩散 D．主动运输 (7)由图可知，下列对叶绿体Mg2+转运的分析正确的有______。（多选） A．OsMGT3对Mg2+的转运只发生在黎明 B．光照可能会激活OsMGT3的活性 C．缺Mg2+时黄昏时分OsMGT3仍会转运Mg2+ D．叶绿体上还有其他蛋白参与Mg2+的吸收 (8)根据以上研究结果，分析并阐述缺Mg2+影响水稻生长的原因。______。 【答案】(1)①②③④ (2)①②③⑤ (3)光反应 (4)叶绿体基质 (5)BCD (6)D (7)BCD (8)缺Mg2+，叶绿素含量少，使植物吸收的光能减少，光反应速率降低；同时缺Mg2+使Rubisco的活性降低，暗反应速率降低，有机物合成减少 【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段，光反应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上，色素吸收、传递和转换光能，并将一部分光能用于水的光解生成NADPH和氧气，另一部分光能用于合成ATP，暗反应发生场所是叶绿体基质中，首先发生二氧化碳的固定，即二氧化碳和五碳化合物结合形成两分子的三碳化合物，三碳化合物利用光反应产生的NADPH和ATP被还原。 【详解】（1）叶绿素的主要功能是吸收光能①、传递光能③、释放高能电子②、把光能转换成电能④，叶绿素不储存光能。 （2）本实验的自变量是镁离子的有无，因变量为净光合作用速率、电子的传递速率、叶绿素含量和二氧化碳最大固定速率，在实验中要控制无关变量相同且适宜，即①②③⑤为无关变量，④为自变量。 （3）镁是合成叶绿素的原料，缺镁植物叶绿素含量少，吸收的光能减少，进而影响光合作用的光反应阶段。 （4）根据题干信息可知，Rubisco酶参与二氧化碳的固定，因此其发挥作用的场所是叶绿体基质。 （5）A、根据题左图可知，Rubisco的活性，在有无镁离子的条件下，都呈现昼夜周期性变化，A错误； B、根据题左图可知，在有光照的时间段，+Mg组Rubisco酶的活性较高，无光照时间段酶的活性较低，B正确； C、根据题左图可知，+Mg和-Mg组在无光照时间段，二者曲线很接近，在有光照时间段，+Mg组在-Mg组上方，并且二者差距较大，说明缺Mg2+主要影响白天Rubisco酶的活性，C正确； D、根据题两图可知，Mg2+浓度的变化曲线与Rubisco酶活性的变化趋势基本相同，说明细胞可以改变Mg2+浓度来调控Rubisco酶的活性，D正确。 故选BCD。 （6）据题干信息和题图信息可知，OsMGT3是转运蛋白，且从实验结果看，缺失该蛋白后叶绿体Mg2+吸收量显著下降，结合Mg2+跨膜运输的特点，其运输方式为主动运输（D），D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 （7）A、根据题图信息可知，与野生型-Mg黎明和黄昏组相比，+Mg黎明和黄昏组的Mg2+吸收量较多，说明OsMGT3不只在黎明运输Mg2+，A错误； B、根据题右图信息可知，+Mg曲线有光照时间段Mg2+的浓度明显高于无光时间段，推测光照可能提高OsMGT3活性，进而提高Mg2+的吸收，B正确； C、根据题图信息可知，野生型在-Mg黄昏比+Mg黄昏的Mg2+吸收量少，说明缺Mg2+时，OsMGT3仍能吸收Mg2+，C正确； D、与野生型相比，突变体中Mg2+的吸收量低，说明没有OsMGT3时，细胞仍能吸收Mg2+，即叶绿体中还有其他运输Mg2+的蛋白质，D正确。 故选BCD。 （8）根据以上研究结果可知，缺Mg2+，叶绿素含量少，使植物吸收的光能减少，光反应速率降低；同时缺Mg2+使Rubisco的活性降低，暗反应速率降低，有机物合成减少。 素养提升 1.（25-26高三上·上海宝山·期中）研究发现，在植物细胞内，线粒体膜上有一种A蛋白，它可将ATP从线粒体转运到细胞质基质，为各种代谢活动供能；叶绿体膜上有一种N蛋白，它可将ATP从细胞质基质转运到叶绿体，为代谢活动提供能量。衣原体是一种寄生在真核细胞内的原核生物，在衣原体的细胞膜上也存在着N蛋白，负责将宿主细胞的ATP转运到衣原体细胞内为代谢供能，而蓝细菌则不具有这种N蛋白。 (1)A蛋白和N蛋白的相同点包括 ______。（编号选填） ① 基本单位都是氨基酸 ② 都含有元素C、H、O、N ③ 都具有可以与ATP特异性识别的结合位点 ④ 植物根、茎、叶细胞中都能检测到这两种蛋白 (2)据图1（a）推测，经A蛋白转运的ATP可以为 ______供能，经N蛋白转运的ATP可以为 ______供能。（编号选填） ①水的光解 ②糖酵解 ③多肽链的合成 ④质膜主动运输 ⑤C3的还原⑥酶的磷酸化 ⑦CO₂的固定 ⑧三羧酸循环 ⑨水的生成 ⑩囊泡运输 图1（a）所示植物的不同部位（X和Y）的净光合速率的日变化曲线，如图2所示。 (3)图2中8：00、10：00和15：20时，X和Y的净光合速率相等，他们的总光合速率的大小关系是 ______（编号选填：①X＞Y，②X＜Y，③X=Y，④不确定）。X和Y在图示时间段内有机物积累量达到最大的时刻分别是 ______和 ______。 (4)Y部位在11：00 - 13：00净光合速率下降幅度较大，推测其原因是 ______。 A．气孔关闭，碳反应速率下降 B．高温导致A蛋白活性下降 C．气孔关闭，蒸腾作用下降 D．高温导致N蛋白活性下降 科学界普遍认为叶绿体是由蓝细菌进化而来的，但研究证明，蓝细菌不具有N蛋白，无法利用宿主细胞基质中的ATP。结合衣原体膜上具有N蛋白的科学事实，科学家提出了“叶绿体进化假说”，如图1（b）所示。 (5)请推测，衣原体和蓝细菌进入真核细胞的方式是 ______。 A．自由扩散 B．协助扩散 C．胞吞 D．膜融合 (6)蓝细菌与叶绿体具有相似之处：都含有 ______。 A．能够捕获光能的色素 B．能够固定CO₂的相关酶 C．DNA D．双层膜 (7)实验发现，将衣原体和蓝细菌转入宿主细胞后，在宿主细胞基质中会发现二者的DNA片段。据此，并结合图1（b），请阐述 “叶绿体进化假说”。___________。 【答案】(1)①②③ (2) ②③④⑥⑩ ⑤ (3) ④ 18：00 18：00 (4)A (5)C (6)ABC (7)蓝细菌通过胞吞进入真核细胞后，与同样通过胞吞进入的衣原体发生融合；衣原体的 N 蛋白基因整合到蓝细菌的 DNA 中，使融合后的细胞获得利用宿主细胞 ATP 的能力；随后，该融合细胞逐渐进化为叶绿体，既保留了蓝细菌的光合功能（含光合色素、CO₂固定酶等），又具备了利用宿主 ATP 的能力。 【分析】1、光合作用过程分为光反应和暗反应，光反应是水光解产生氧气和还原氢，同时将光能转变成化学能储存在ATP中，暗反应包括二氧化碳固定和三碳化合物还原，二氧化碳固定是二氧化碳与五碳化合物结合形成三碳化合物，三碳化合物还原是三碳化合物被还原氢和ATP还原形成有机物和五碳化合物。 2、影响光合作用的外因包括二氧化碳浓度、光照、温度、矿质元素、水等，二氧化碳通过影响光合作用的暗反应阶段影响光合作用，光照强度通过影响光反应进而影响光合作用，温度通过影响酶活性而影响光合作用。 【详解】（1）A 蛋白和 N 蛋白均为蛋白质，基本单位是氨基酸（①对），组成元素含 C、H、O、N（②对）；二者均能转运 ATP，故有 ATP 特异性结合位点（③对）；N 蛋白位于叶绿体膜，根细胞无叶绿体，检测不到 N 蛋白（④错）。 故选①②③。 （2）A 蛋白将线粒体 ATP 转运到细胞质基质，供能过程需在细胞质基质或依赖细胞质基质 ATP 的反应：②糖酵解（细胞质基质）、③多肽链合成（核糖体，需细胞质基质 ATP）、④质膜主动运输（需 ATP）、⑥酶的磷酸化（需 ATP 供能）、⑩囊泡运输（需 ATP）。 N 蛋白将细胞质基质 ATP 转运到叶绿体，仅用于叶绿体暗反应：⑤C3 的还原（暗反应需 ATP）；①水的光解（光反应产 ATP，不消耗）、⑦CO₂固定（不消耗 ATP）、⑧三羧酸循环（线粒体中，产 ATP）、⑨水的生成（有氧呼吸第三阶段，产 ATP）均不依赖该途径 ATP。 （3）总光合速率 = 净光合速率 + 呼吸速率，X 和 Y 净光合速率相等，但是呼吸速率未知，则不能确定总光合速率的大小关系，故选④。 有机物积累量 = 净光合速率 × 时间，净光合速率为正时光合大于呼吸，积累有机物；18：00 前两者净光合速率均为正，故 18：00 时积累量最大。 （4）A、11：00-13：00 光照强、温度高，植物为减少水分散失会气孔关闭，CO₂吸收减少，碳反应（暗反应）速率下降，净光合速率下降，A 正确； BD、A 蛋白（线粒体→细胞质基质转运 ATP）、N 蛋白（细胞质基质→叶绿体转运 ATP）活性受高温影响小，且与净光合速率下降无直接关联，B、D 错误； C、蒸腾作用下降是气孔关闭的结果，不是净光合速率下降的原因，C错误。 故选A。 （5）衣原体和蓝细菌是原核生物，个体较大，无法通过自由扩散（A）、协助扩散（B）跨膜；膜融合（D）是膜结构间的融合，不适用于细胞进入另一细胞；真核细胞通过胞吞摄取大分子或颗粒状物质（如寄生菌），C正确。 故选C。 （6）蓝细菌是原核生物，叶绿体是细胞器，二者共性：均含捕获光能的色素（蓝细菌含叶绿素、藻蓝素，叶绿体含叶绿素、类胡萝卜素）；均能进行光合作用，含固定 CO₂的相关酶；均含 DNA（蓝细菌有拟核 DNA，叶绿体有环状 DNA）；蓝细菌只有单层细胞膜，叶绿体有双层膜，ABC正确，D错误。 故选ABC。 （7）蓝细菌通过胞吞进入真核细胞后，与同样通过胞吞进入的衣原体发生融合；衣原体的 N 蛋白基因整合到蓝细菌的 DNA 中，使融合后的细胞获得利用宿主细胞 ATP 的能力；随后，该融合细胞逐渐进化为叶绿体，既保留了蓝细菌的光合功能（含光合色素、CO₂固定酶等），又具备了利用宿主 ATP 的能力。 2.（25-26高三上·上海·阶段检测）葡萄美酒夜光杯，欲饮琵琶马上催。公元前139年，张骞出使西域，便将葡萄带到了华夏大地。葡萄因其水分足、营养丰富，一直是人们爱吃的水果之一，我们的祖先也在很早以前就利用葡萄酿出美味的葡萄酒。图1表示葡萄植株某叶肉细胞的部分代谢过程，a、b、c、d代表不同的细胞结构，①~④代表不同的物质，图2表示葡萄植株在不同条件下CO2吸收速率（mg/h）。 (1)图1中，能产生物质“②”的细胞结构有________（多选）。 A．a B．b C．c D．d (2)图1中，结构“b”中代谢所需物质“③”的来源有________（多选）。 A．从细胞外环境中吸收 B．“a”中的代谢产物 C．“c”中的代谢产物 D．“d”中的代谢产物 (3)图2中，影响葡萄植株光合作用强度的因素有________（多选）。 A．光照强度 B．温度 C．CO2浓度 D．相对湿度 (4)图2中，在全光照、CO2浓度为1.22%的条件下，葡萄植株真正光合速率（实际光合作用）最大时所对应的温度是_______。 (5)二倍体葡萄和四倍体葡萄杂交得到的三倍体葡萄高度不育的原因是______，说明它们之间存在______，因而属于两个物种。 某研究小组以葡萄品种A和B为材料，研究了盐胁迫对两种葡萄植株光合作用的影响。实验中将两种植物置于不同浓度NaCl培养液中培养，分别测得叶片叶绿素a/叶绿素b比值和气孔导度（气孔张开程度），结果如下图3、4。 (6)分析图3，对高盐环境耐受性较高的植物是_____。 叶绿素a/叶绿素b比值可以反映叶绿体中类囊体的垛叠程度，其比值越低，类囊体垛叠程度越低、排列松散，类囊体膜的稳定性也越差。 (7)据图4，增加NaCl浓度后，葡萄B中的叶绿素a/叶绿素b比值明显下降。请分析叶绿素a/叶绿素b比值下降对该植物光合作用光反应过程的影响：______。 (8)研究发现，当NaCl浓度大于100mmol/L时，葡萄B光合速率进一步下降。综合分析图3、图4，葡萄B光合速率进一步下降可能的原因是______（多选）。 A．叶绿体中类囊体结构排列松散，影响光反应 B．叶绿素a/叶绿素b比值下降，影响光的吸收 C．盐胁迫下植物进一步失水，叶肉细胞中的代谢减弱 D．气孔导度下降影响CO2的吸收，影响碳反应 (9)培育耐盐植物，需研究植物适应高盐环境的生理特性。有利于植物对高盐环境适应的特性有_______（多选）。 A．细胞膜上离子转运蛋白增加 B．能从外界环境中吸收无机盐离子至液泡中 C．细胞内可溶性有机小分子合成增加 D．细胞内产生一类具有调节渗透作用的蛋白 (10)葡萄酿酒利用了微生物无氧呼吸，下列哪项活动也涉及到无氧呼吸______（多选）。 A．剧烈运动后肌肉酸痛 B．酵母菌大量繁殖 C．酸奶的制作 D．水稻发生了烂秧 【答案】(1)ABD (2)AB (3)ABC (4)35℃ (5) 染色体联会紊乱 生殖隔离 (6)葡萄A (7)叶绿素a/叶绿素b比值下降，类囊体垛叠程度降低、排列松散，且类囊体膜的稳定性下降，分布其上的色素含量也随之减少，造成光能吸收受阻及光能转换能力下降，进而影响植物的光反应 (8)CD (9)ABCD (10)ACD 【分析】有氧呼吸全过程： 第一阶段：在细胞质基质中，一分子葡萄糖形成两分子丙酮酸、少量的[H]和少量能量，这一阶段不需要氧的参与。 第二阶段：丙酮酸进入线粒体的基质中，分解为二氧化碳、大量的[H]和少量能量。 第三阶段：在线粒体的内膜上，[H]和氧气结合，形成水和大量能量，这一阶段需要氧的参与。 【详解】（1）图1中①是水，②是ATP，③是氧气，④是丙酮酸，a是叶绿体，b是线粒体，d是细胞质基质，能产生ATP的场所包括叶绿体、线粒体、细胞质基质，即a、b、d，ABD正确，D错误。 故选ABD。 （2）③是氧气，线粒体利用的氧气，可以从外界环境中吸收，也可以来自于光反应产生，即来自于a叶绿体，AB正确，CD错误。 故选AB。 （3）光照强度影响光反应阶段，二氧化碳浓度影响暗反应阶段，酶的活性受温度影响，进而影响光合作用。相对湿度可影响气孔的开闭程度，图2中不涉及湿度，故图2中，影响葡萄植株光合作用强度的因素有光照强度、温度和CO2浓度，ABC正确，D错误。 故选ABC。 （4）真正光合速率=净光合速率+呼吸速率，图示对应的是净光合速率即CO2的吸收速率，在全光照、CO2浓度为1.22%的条件下，30°C对应的真正光合速率是55，35°C对应的真正光合速率是65，最大时所对应的温度是35°C。 （5）三倍体的体细胞中含有三个染色体组，减数分裂联会过程中会出现联会紊乱的现象，即不可育，由此说明它们之间存在生殖隔离，因而属于两个物种。 （6）图3中随着氯化钠浓度增大，葡萄B气孔导度逐渐降低，说明失水多，气孔关闭，而葡萄A几乎无影响，说明相同的盐浓度下葡萄A几乎没影响，不会失水，说明葡萄A耐盐。 （7）光合色素的作用是吸收、转化传递光能，叶绿素a/叶绿素b比值下降，类囊体垛叠程度降低、排列松散，且类囊体膜的稳定性下降，分布其上的色素含量也随之减少，造成光能吸收受阻及光能转换能力下降，进而影响植物的光反应。 （8）根据图3分析，当NaCl浓度大于100mmol/L时，葡萄B气孔导度减小，即气孔关闭程度增大，导致二氧化碳的吸收量减少，影响了暗反应，导致光合速率进一步下降；当NaCl浓度大于100mmol/L时，由于盐胁迫，导致植物进一步失水，叶肉细胞中的代谢减弱，从而导致光合速率进一步下降，CD正确，AB错误。 故选CD。 （9）A、细胞膜上离子转运蛋白增加，可吸收更多的离子，导致细胞内浓度增大，有利于对高盐环境的适应，A正确； B、从外界环境中吸收无机盐离子至液泡中，可导致液泡渗透压增大，有利于适应高盐环境，B正确； C、溶质微粒的数目影响渗透压，数目多渗透压大，细胞内可溶性有机小分子合成增加会使细胞液渗透压升高，利于适应高盐环境，C正确； D、细胞内产生一类具有调节渗透作用的蛋白，可调节渗透压，有利于适应高盐环境，D正确。 故选ABCD。 （10）A、剧烈运动后肌肉酸痛，是由于肌细胞无氧呼吸产生了乳酸，A正确； B、酵母菌大量繁殖是由于有氧呼吸产生大量能量，无氧条件下能量少，一般不大量繁殖，B错误； C、酸奶的制作是利用了乳酸菌无氧呼吸产生乳酸的原理，C正确； D、水稻发生了烂秧是由于水稻的根细胞无氧呼吸产生了酒精，对细胞产生了毒害作用，D正确。 故选ACD。 3.（24-25高二下·上海杨浦·期末）莱茵衣藻不仅能进行光合作用，还能有氧呼吸和无氧呼吸，是科学家研究三者之间相互作用的理想模式生物，其细胞结构和部分代谢过程如图1所示。 (1)据图1和所学知识判断，下列细胞结构与莱茵衣藻最为相似的是______。 A．脂肪细胞 B．蓝细菌 C．黑藻细胞 D．洋葱鳞叶表皮细胞 (2)图1中，生理过程X发生的场所、物质Y分别是______。 A．细胞质基质和丙酮酸 B．细胞质基质和乙酰辅酶A C．叶绿体基质和丙酮酸 D．叶绿体基质和乙酰辅酶A (3)在光照适宜且氧气充足的条件下，莱茵衣藻细胞内存在的能量转换有______。（编号选填） ①葡萄糖分子中稳定的化学能转换成热能 ②光能转换成ATP 和 NADPH 分子中活跃的化学能 ③ATP和NADPH分子活跃的化学能转换成糖分子中稳定的化学能 ④葡萄糖分子中稳定的化学能转换成ATP和NADH中活跃的化学能 (4)若探究莱茵衣藻细胞内光合色素种类与绿色植物的差异，下列操作合理的是______。 A．用95%乙醇提取光合色素 B．用聚酰胺薄膜层析分离光合色素 C．取双缩脲试剂与光合色素混合 D．用分光光度计测定665nm波长处的吸光值 (5)图中发生的光能吸收和转换过程中能产生H⁺，后者来自于______。 A．水的光解 B．NADPH的分解 C．ATP的水解 D．叶绿素a释放电子 莱茵衣藻无氧呼吸会产生有机小分子弱酸（HA），后者能跨膜进入类囊体，并在类囊体内释放出H⁺。过量H⁺在类囊体腔中的积累导致类囊体酸化，进而影响光合作用正常进行。 (6)据题干和所学知识判断，HA 从产生部位进入类囊体，需要跨越的生物膜层数为______层。 (7)研究人员用适宜浓度的HCl 和 HA 分别处理莱茵衣藻，发现HA 处理可造成莱茵衣藻类囊体酸化，而HCl 处则不会，可能的原因是______。 A．HA 呈弱酸性 B．HA 不带电荷 C．HA 是小分子 D．HCl 全部电离 莱茵衣藻白天进行有氧呼吸，而夜间则依靠无氧呼吸维持能量供应。为进一步研究莱茵 衣藻无氧呼吸对其新陈代谢的影响，研究人员开展下列实验：（1）在光照适宜且氧气充足的 条件下测定莱茵衣藻类囊体膜上的电子传递速率（图2）。（2）在氧气充足的条件下，测定 不同环境pH 下莱茵衣藻的O₂消耗速率，发现随环境pH下降，莱茵衣藻单位时间内O₂消耗速率逐渐下降。（3）将莱茵衣藻黑暗无氧的环境下培养3小时后，再分别施加四种不同的 实验处理，测定其氧气相对释放量（%）（图3）。 (8)据上述实验结果推断，莱茵衣藻无氧呼吸对光合作用和有氧呼吸的影响分别是______。 A．促进、促进 B．促进、抑制 C．抑制、促进 D．抑制、抑制 (9)比较图3中弱光下两条曲线的异同，并根据题干、图和所学知识解释造成差异的原因______。 【答案】(1)C (2)B (3)①②③④ (4)AB (5)A (6)3 (7)ABD (8)D (9)相同：在0到3小时内，将莱茵衣藻在黑暗无氧的密闭环境下培养，不发生光合作用和有氧呼吸，氧气释放相对量为0，此时两者进行无氧呼吸均产生HA，导致类囊体酸化，光照后两者的氧气释放量均上升。差异：若仅弱光处理，开始光照后，氧气释放量开始增加，而若同时加以加碱处理，氧气相对释放量增加的时间推迟。解释差异：弱光条件下，光合作用程度较弱，氧气生成速度较慢，未加碱的处理组，HA对类囊体的酸化不能有效缓解，推测HA对有氧呼吸的抑制强于光合，即虽然在弱光条件下，但光合大于呼吸，因此光照处理后，氧气的释放量（即净光合）开始上升，若同时加碱处理，HA被中和，HA对有氧呼吸的抑制迅速解除，而弱光下总光合速率较低，因此氧气的释放延迟 【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段。光反应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上，色素吸收、传递和转换光能，并将一部分光能用于水的光解生成NADPH和氧气，另一部分光能用于合成ATP，暗反应发生场所是叶绿体基质中，首先发生二氧化碳的固定，即二氧化碳和五碳化合物结合形成两分子的三碳化合物，三碳化合物利用光反应产生的NADPH和ATP被还原。 【详解】（1）A、莱茵衣藻是真核生物，具有叶绿体和线粒体等细胞器，脂肪细胞属于动物细胞，没有叶绿体，与莱茵衣藻结构差异较大，A错误； B、蓝细菌是原核生物，没有以核膜为界限的细胞核，也没有复杂的细胞器，与莱茵衣藻结构不同，B错误； C、黑藻细胞是真核植物细胞，含有叶绿体和线粒体等细胞器，与莱茵衣藻结构最为相似，C正确； D、洋葱鳞叶表皮细胞是植物细胞，但没有叶绿体，与莱茵衣藻结构有差异，D错误。 故选C。 （2）从图中可知，葡萄糖在细胞中首先进行呼吸作用第一阶段的反应，即葡萄糖分解产生PYR（丙酮酸）和少量能量，该过程发生在细胞质基质中，葡萄糖经过呼吸作用第一阶段产生的PYR（丙酮酸）进一步反应生成Y（乙酰辅酶A），然后进入线粒体参与有氧呼吸的后续过程，所以生理过程X（葡萄糖分解产生丙酮酸以及丙酮酸转化为乙酰辅酶A的过程）发生的场所是细胞质基质，物质Y是乙酰辅酶A，B正确，ACD错误。 故选B。 （3）在光照适宜且氧气充足的条件下，莱茵衣藻可以进行光合作用，在光反应阶段，光能转换成ATP和NADPH分子中活跃的化学能，即②，在暗反应阶段，ATP和NADPH分子活跃的化学能转换成糖分子中稳定的化学能，即③，同时莱茵衣藻可以进行有氧呼吸，在有氧呼吸过程中，葡萄糖分子中稳定的化学能转换成热能以及ATP和NADH中活跃的化学能，即①④。 故选①②③④。 （4）A、光合色素能溶解在有机溶剂中，95%乙醇可以作为提取光合色素的有机溶剂，所以用95%乙醇提取光合色素是合理的，A正确； B、聚酰胺薄膜层析法是分离光合色素的常用方法之一，不同的光合色素在聚酰胺薄膜上的吸附-解吸附能力不同，从而实现分离，B正确； C、双缩脲试剂是用来检测蛋白质的，光合色素不是蛋白质，不能用双缩脲试剂与光合色素混合，C错误； D、在665nm波长处主要吸收红光，对应的色素是叶绿素（叶绿素a和叶绿素b），而莱茵衣藻细胞和绿色植物都含有叶绿素，所以不能用分光光度计测定665nm波长处的吸光值来探究莱茵衣藻细胞内光合色素种类与绿色植物的差异，D错误。 故选AB。 （5）在光合作用的光反应中，水在光下分解产生氧气和H+，这是光反应中H+的来源，而NADPH的分解、ATP的水解、叶绿素a释放电子都不是光反应中产生H+的过程，所以在光能吸收和转换过程中产生的H+来自于水的光解，A正确，BCD错误。 故选A。 （6）莱茵衣藻无氧呼吸产生HA的场所是细胞质基质，类囊体是叶绿体中的结构，叶绿体有双层膜，HA从细胞质基质进入类囊体需要跨越叶绿体的两层膜以及类囊体膜1层，共3层生物膜。 （7）A、HCl是强酸，可能会破坏类囊体膜的结构，使其失去相应的功能，而HA呈弱酸性，能跨膜进入类囊体，并在类囊体内释放出H+，过量H+在类囊体腔中的积累导致类囊体酸化，A正确； B、HA不带电荷，这使得它能够更容易地跨膜进入类囊体，而HCl在溶液中会电离出H+和Cl-，带电粒子跨膜相对困难，所以HA能进入类囊体释放H⁺导致酸化，而HCl处理不会，B正确； C、HA是小分子不是其能造成类囊体酸化而HCl不能的关键因素，小分子不一定就能跨膜进入类囊体并产生酸化效果，C错误； D、HCl全部电离，电离产生的H+和Cl-由于带电难以跨膜进入类囊体，所以不会造成类囊体酸化，D正确。 故选ABD。 （8）从图2可以看出，HA处理（模拟无氧呼吸产生HA的情况）后类囊体膜上的电子传递速率降低，说明无氧呼吸对光合作用有抑制作用；从“在氧气充足的条件下，测定不同环境pH下莱茵衣藻的O2消耗速率，发现随环境pH下降（模拟无氧呼吸产生HA使环境酸性增强），莱茵衣藻单位时间内O2消耗速率逐渐下降”可知，无氧呼吸对有氧呼吸有抑制作用，所以莱茵衣藻无氧呼吸对光合作用和有氧呼吸的影响都是抑制，，D正确，ABC错误。 故选D。 （9）比较图3中弱光下两条曲线可知，相同点：在0到3小时内，将莱茵衣藻在黑暗无氧的密闭环境下培养，不发生光合作用和有氧呼吸，氧气释放相对量为0，此时两者进行无氧呼吸均产生HA，导致类囊体酸化，光照后两者的氧气释放量均上升。差异：若仅弱光处理，开始光照后，氧气释放量开始增加，而若同时加以加碱处理，氧气相对释放量增加的时间推迟。发生上述差异的原因为弱光条件下，光合作用程度较弱，氧气生成速度较慢，未加碱的处理组，HA对类囊体的酸化不能有效缓解，推测HA对有氧呼吸的抑制强于光合，即虽然在弱光条件下，但光合大于呼吸，因此光照处理后，氧气的释放量（即净光合）开始上升，若同时加碱处理，HA被中和，HA对有氧呼吸的抑制迅速解除，而弱光下总光合速率较低，因此氧气的释放延迟。 4.（24-25高三下·上海·阶段检测）植物生长的世界并未赠予它合适生长的所有条件，但植物在长期进化过程中，形成了多种保护机制，包括D1蛋白周转依赖的PSII损伤修复机制和依赖于叶黄素循环的热耗散机制（NPQ）。 研究发现高温强光（HH）条件下，过剩的光能会损伤D1蛋白（D1蛋白是PSII的核心蛋白，PSII是一种光合色素和蛋白质的复合体），进而影响植物的光合作用。为研究高温强光（HH）对番茄光合作用的影响，研究人员对番茄进行不同条件处理，实验结果如图1所示。 (1)正常光照情况下，光合色素吸收的光能在叶绿体中的转化过程是______。 (2)在叶绿素含量测定实验中，需在分光光度计波长______下测定色素提取液的吸光度（编号选填）。 ①540nm②665nm③649nm250nm (3)据图1可知，HH条件下，光合速率降低的原因不是气孔因素引起的，请据图1和已学过知识分析，并阐述光合速率下降的原因_____。 高温胁迫使参与构成PSII系统的核心蛋白DI不足，引发PSII失活。相关机制如图2所示，其中ROS是活性氧，其积累过多会对植物细胞造成伤害。 (4)结合图2，下列有关叙述正确的是______（多选）。 A．编码D1蛋白的基因位于叶绿体中 B．过程③属于转录水平的调控 C．过程④可能造成D1蛋白肽键的断裂 D．核糖体、内质网、高尔基体参与D1蛋白的合成 当暴露在强光下，叶片必须耗散过剩的光能，避免叶绿体损伤。紫黄质（a）、玉米黄质（b）和单环氧玉米黄质（c）这三种色素的相互转化称为叶黄素循环，是一种有效耗散光能的方式，三种色素在一天中的含量变化如图3所示，其中单环氧玉米黄质的含量在一天中相对平稳。 (5)三种叶黄素中光能耗散能力最强的是______，依据是______。 (6)随光照增强，三种叶黄素的相互转化关系为______（用a、b、c和“→”表示）。 (7)当叶片被遮蔽时，叶黄素循环关闭，但叶黄素循环的关闭需要几分钟。结合两种保护机制，研究者想提高作物产量，以下措施合理的是______（编号选填）。 ①缩短叶黄素循环关闭的时间 ②增加D1基因的数量 ③增加D1蛋白的表达量 ④减少ROS的量 【答案】(1)光能→ATP和NADPH中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能 (2)②③ (3)结合图1可知，HH组的气孔导度降低，但胞间二氧化碳浓度较高，说明光合速率降低的原因不是气孔因素；在亚高温强光条件下，RuBP羧化酶的活性降低，使C3的合成速率下降，导致光反应产物积累，进而使光能转化效率降低而造成光能过剩，光反应减弱 (4)AC (5) b 光照越强，玉米黄质含量越高 (6)a→c→b (7)①②③④ 【分析】1、叶绿体由双层膜包被，内部有许多基粒。每个基粒都由一个个圆饼状的囊状结构堆叠而成，这些囊状结构称为类囊体。吸收光能的4种色素就分布在类囊体的薄膜上。基粒与基粒之间充满了基质。在叶绿体内部巨大的膜表面上，分布着许多吸收光能的色素分子，在类囊体膜上和叶绿体基质中，还有许多进行光合作用所必需的酶。这是叶绿体捕获光能、进行光合作用的结构基础； 2、光合作用包括光反应和暗反应两个阶段，其中光反应包括水的光解和ATP的生成，暗反应包括二氧化碳的固定和三碳化合物的还原等。 【详解】（1）正常光照情况下，光合色素吸收的光能转化为ATP和NADPH中活跃的化学能再转变为糖类等有机物中稳定的化学能； （2）叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光，在665nm（叶绿素a的吸收峰）和649nm（叶绿素b的吸收峰）处有吸收，在测定叶绿素含量时，需在这两个波长下测定色素提取液的吸光度，所以选②③； （3）结合图1可知，HH组的气孔导度降低，但胞间二氧化碳浓度较高，说明光合速率降低的原因不是气孔因素；从图中可以看出，在亚高温强光条件下，RuBP羧化酶的活性降低，使C3的合成速率下降，导致光反应产物积累，进而使光能转化效率降低而造成光能过剩，光反应减弱，光合速率降低； （4）A、从图中可以看到整个过程在一个类似叶绿体的结构中发生，且编码D1蛋白的基因参与其中，由此可推测编码D1蛋白的基因位于叶绿体中，A正确； B、过程③是ROS对①转录形成的mRNA产生影响，而不是对基因转录过程本身进行调控，所以不属于转录水平的调控，B错误； C、过程④是D1蛋白被分解成小片段，肽键断裂会使蛋白质分解，所以过程④可能造成D1蛋白肽键的断裂，C正确； D、D1蛋白是参与构成PSII系统的核心蛋白，在叶绿体中合成，属于胞内蛋白，胞内蛋白的合成不需要内质网和高尔基体的参与，只需要核糖体合成，D错误。 故选AC。 （5）图示结果表明，光照越强，b和c含量越高，而单环氧玉米黄质的含量在一天中相对平稳，因此，三种叶黄素中光能耗散能力最强的是b； （6）结合图示可推测，随光照增强，a转变成b，而c的含量相对稳定，因此，三种叶黄素的相互转化关系为a→c→b； （7）①、缩短叶黄素循环关闭的时间，当叶片被遮蔽时能更快关闭叶黄素循环，减少不必要的能量消耗和物质转化，有利于提高作物对光能的利用效率，进而提高作物产量，①合理； ②、增加D1基因的数量，基因数量增加可能会使D1蛋白的合成量增多，D1蛋白在光保护机制中发挥作用，有助于修复受损的光合机构，增强植物对强光等不良环境的适应能力，从而提高作物产量，②合理； ③、增加D1蛋白的表达量，更多的D1蛋白可以更好地执行其功能，如快速修复受损伤的光合系统，维持光合作用的正常进行，有利于提高作物产量，③合理； ④、减少ROS（活性氧）的量，ROS积累过多会损伤细胞结构和功能，影响光合作用等生理过程，减少ROS的量可以降低其对植物细胞的损伤，维持植物正常的生理功能，有利于提高作物产量，④合理。 故选①②③④。 5.（2026·上海徐汇·二模）低CO₂环境下，水稻等作物光合效率较低，然而，光合藻类则可通过CO₂浓缩机制（CCM）主动富集无机碳（见图1）提高光合效率。科学家近期解析了CCM关键蛋白LciA的结构，并改造了细菌的NirC蛋白，使其获得HCO₃⁻转运功能，为利用CCM改造水稻等作物（见图2）增加产量提供了新策略。 注：Rubiso：催化CO2固定的酶 CA：碳酸酐酶（催化与CO2之间转化）：代表多步反应 (1)据图1分析，蓝藻固定的场所是____________。（编号选填） ①类囊体②羧酶体③细胞质基质④叶绿体基质 (2)对比图1的蓝藻与图2改造的植物细胞浓缩机制，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．两者转运所需的ATP来源相同 莱茵衣藻CCM中的LciA蛋白是目前已知的转运通道。为揭示CCM的高效机制，研究团队解析了LciA蛋白的三维结构，推测第220位赖氨酸（Lys220）是识别的关键位点。 (3)研究团队构建了含不同处理方式的LciA蛋白的人工膜泡（一种模拟细胞膜的球形结构），用于验证上述推测。那么，设计的实验方案中，对照组应选择的是：____________；实验组选择的是：____________。（编号选填） ①嵌入野生型LciA蛋白的膜泡 ②嵌入第220位赖氨酸突变为丙氨酸的LciA蛋白的膜泡 ③嵌入加热变性野生型LciA蛋白的膜泡     ④等量溶液 ⑤检测膜泡内部浓度的变化 ⑥检测膜泡内部被转化为的速率 为进一步探究LciA蛋白中不同氨基酸位点对转运活性的影响，研究人员构建了多种LciA蛋白突变体，并测定细菌NirC蛋白及其改造后细菌NirC蛋白的转运活性，其结果如表所示（“K220A”和“K136A”分别表示第220位和第136位赖氨酸突变为丙氨酸）。 蛋白类型 相对转运活性 野生型LciA +++ LciA（K220A）突变体 + LciA（K136A）突变体 ++++ 细菌NirC（天然） - 改造后细菌NirC +++++ 注：“+++++”表示活性最强，“-”表示无活性； (4)据表数据分析，下列推断合理的有 。 A．第220位赖氨酸（K220）是LciA识别的关键位点 B．第136位赖氨酸（K136）突变后活性增强，说明该位点可能抑制蛋白功能 C．细菌NirC无. 转运活性，是因为其结构不适合通过 D．若将突变体LciA（K136）导入莱茵衣藻，其光合速率必然高于野生型LciA的莱茵衣藻 (5)叶绿体外膜含有孔蛋白，通透性较高，内膜对离子具有严格的选择透过性。科学家计划将改造后的NirC蛋白定向整合到植物细胞叶绿体内膜，构建简化版CCM。下列对该设计解释最合理的是 。 A．改造后的NirC定位整合到内膜上，能提高催化与的相互转化 B．可自由通过叶绿体外膜到达膜间隙，但需借助内膜上NirC才能进入叶绿体基质 C．只有将NirC定位在内膜上，才能避免其被叶绿体基质中的蛋白酶降解 D．改造后的NirC定位整合到内膜上可将基质中的泵出细胞，以提高胞间浓度 (6)若改造的植物细胞中NirC蛋白定位和功能正常，其他条件适宜，短期内叶绿体基质中变化正确的是 。 A．含量增加 B．含量增加 C．ATP含量减少 D．NADPH含量减少 (7)进一步研究发现，尽管转运效率大幅提高，但净光合速率并未显著增加，据图推测可能的原因是：________________。 【答案】(1)② (2)A (3) ①④⑤ ②④⑤ (4)ABC (5)B (6)BCD (7)Rubisco（羧化酶）的数量/活性有限，限制了CO₂的固定速率（或碳酸酐酶CA数量有限，无法将更多HCO₃⁻转化为CO₂，或光反应提供的ATP和NADPH有限，限制了暗反应，合理即可） 【详解】（1）蓝藻是原核生物，无叶绿体结构，根据图1可知，CO₂在羧酶体中被固定，因此选②。 （2）A、碳酸酐酶本质是蛋白质，蓝藻和植物细胞的蛋白质合成都在核糖体，合成场所相同，A正确； B、改造后的植物细胞糖类合成在叶绿体基质，不在羧酶体，B错误；      C、蓝藻是原核生物，没有叶绿体的类囊体结构，C错误；      D、蓝藻和植物细胞产生ATP的场所不完全相同，ATP来源不同，D错误。 （3）实验目的是验证第220位赖氨酸是LciA识别转运HCO₃⁻的关键位点：自变量是LciA第220位是否为赖氨酸，对照组用正常野生型LciA，实验组用220位突变的LciA；因变量是转运能力，需要检测膜泡内HCO₃⁻浓度变化，因此对照组为①④⑤，实验组为②④⑤。 （4）A、K220突变后转运活性大幅下降，可证明该位点是识别HCO₃⁻的关键位点，A正确；      B、K136突变后活性高于野生型，说明野生型的该位点会抑制蛋白功能，突变后抑制解除活性升高，B正确；      C、天然NirC无转运活性，改造后获得活性，说明天然NirC的结构不适合HCO₃⁻通过，C正确；      D、光合速率受多种因素共同影响，转运活性升高不代表光合速率必然升高，D错误。 （5）A、NirC是HCO₃⁻转运蛋白，不催化HCO₃⁻与CO₂的转化，催化该过程的是碳酸酐酶，A错误；      B、题干明确叶绿体外膜通透性高、内膜选择透过性，因此HCO₃⁻可自由通过外膜，需要内膜上的NirC转运进入基质，B正确；      C、整合到内膜不能避免被蛋白酶降解，该解释不合理，C错误；      D、该设计目的是富集CO₂到叶绿体基质，不是泵出CO₂，D错误。 （6）NirC功能正常后，更多HCO₃⁻进入基质，转化得到更多CO₂，CO₂固定加快：C₅消耗增加，含量减少；C₃生成增加，含量升高；C₃还原加快，消耗更多ATP和NADPH，因此ATP和NADPH含量减少，故BCD正确。 （7）光合速率受多个步骤限制，HCO₃⁻转运效率提高后，暗反应的酶（Rubisco或碳酸酐酶）数量/活性有限，或光反应提供的ATP、NADPH有限，都会限制整体光合速率，因此净光合速率不会显著提升。 20 / 21 学科网（北京）股份有限公司 $ 第06讲 光合作用（上海专用） 分层专练·靶向攻关 基础通关 1．【答案】C 2．【答案】(1)B (2)D (3)① (4) ① ③ (5)A (6)C (7)AB (8) ② ② (9)A (10)D (11)A (12)ACD (13)BCD (14) 三碳化合物/C3 五碳化合物/C5 氧气/O2 ATP NADPH (15)C (16)覆膜组金柑的叶绿素含量高，叶面积大，有利于充分利用光能，促进光反应；气孔导度大，吸收CO2多，能促进暗反应，有利于提高合成有机物的量，弥补了光照减弱的不利影响，所以净光合速率下降不明显，单果重、果实总糖略有上升 3．【答案】(1)①③④ (2)② (3)③ (4)① (5)②③ (6)C (7) 低光照强度下对水稻光合速率无明显影响，较高光照强度下显著提高水稻光合速率 光呼吸支路的建立，可能使一些物质转化为二氧化碳，直接增加了叶绿体内CO2的来源，二氧化碳是光合作用的原料，从而在光照充足的情况下促进了光合作用的速率 4．【答案】(1) ② ⑥⑧⑩ (2)①⑤⑥ (3)BC (4)KO组的SLCCT6基因被敲除，导致其气孔导度上升，可利用的二氧化碳增多，导致碳反应速率加快，同时叶绿素含量上升，使得光能吸收转化加快，光反应速率上升，最终导致净光合速率加快 (5)CD (6)② (7)③⑤⑦⑥ (8)①② (9) 细胞质基质、线粒体 ①②④ (10)② (11)A (12)D 5．【答案】(1)纸层析法 (2)提高 (3)ABC (4) 强 镉胁迫下，DTT处理后番茄叶片的PSⅡ光能吸收性下降幅度大于SM处理后 (5)D (6)ABD (7)蔗糖运输受阻或HXK被抑制时，叶片蔗糖积累，会降低Rubisco酶活性，减弱暗反应中CO2固定效率，进而抑制光反应，使（净）光合速率下降 6．【答案】(1)D (2)B (3)C (4) C C (5)BC (6) A、C B、C (7) A、C、E B、F、E 7.【答案】B 8.【答案】A 9.【答案】ACD 10.【答案】NADPH（或[H]、还原氢）、O2（氧气） 11.【答案】B 12.【答案】ACD 13.【答案】D 14.【答案】碳反应（暗反应） 叶绿体基质 15.【答案】NADPH 活跃化学能转变为稳定化学能 16.【答案】CO₂的固定 C₃的还原 17．【答案】 18．【答案】② ATP和NADPH 19．【答案】① 二氧化碳 20．【答案】单位时间一定量的叶面积二氧化碳的吸收量 21．【答案】B 22．【答案】C 23．【答案】B 24．【答案】A 情境应用 25.【答案】(1)D (2)BD (3)AD (4)ABCD (5)C (6)③ (7)C 26.【答案】(1) ① ① (2)B (3)CD (4)ABC (5)6 (6)①②④⑤ (7)①④⑥⑧ 27.【答案】(1) H+ ATP (2) F/NADPH D/ATP (3)C (4) 增加 光合作用的酶的数量、叶绿体数量有限等 28.【答案】(1) 光能 CO2 (2) C A C B A (3)高温会影响水的光解，影响光反应ATP，NADPH的生成，进而影响碳反应影响光合速率；高温会影响酶的活性和蛋白质功能，进而影响光合速率；同时高温对酶的生成数量，酶的种类均会造成影响，从而影响CO2的固定、三碳化合物的还原等反应的正常进行 29.【答案】(1)B (2) 100mmol/LNaCl接种AMF 相同且适宜 (3)ABCD (4)A (5)C (6)ACD (7) E F D B A 30.【答案】(1)水/H2O (2)ABD (3) ① ⑤⑦ (4) ⑦ ①⑤ (5)紫色 (6) ⑦ ②④ (7)D (8) 无水乙醇 纸层析法 31.【答案】(1)BCD (2)ABCD (3)C (4)ACD (5)①③ (6)ABC 32.【答案】A 33.【答案】(1) ⑤⑦ ①⑥⑦ (2)ABD (3)ABD (4)C (5) ①② ⑤ ③ (6)②③ (7)通过 NHX蛋白将细胞质基质中的 Na⁺逆浓度梯度运输到液泡中或者通过 SOS1 蛋白将Na⁺逆浓度梯度运输到细胞外 (8)AB (9)促进 (10)D (11) ① ③ ⑥ ⑦ (12) 类囊体 氧气/O2 有氧呼吸第一阶段 (13)AC (14)A (15)①③④⑤ (16)D (17)A (18)CD (19)AB 34.【答案】(1)② (2) ①③ ⑥ (3)①②③ (4)ACD (5) ① ① ② (6) ② ⑤ 35.【答案】(1)①②③④ (2)①②③⑤ (3)光反应 (4)叶绿体基质 (5)BCD (6)D (7)BCD (8)缺Mg2+，叶绿素含量少，使植物吸收的光能减少，光反应速率降低；同时缺Mg2+使Rubisco的活性降低，暗反应速率降低，有机物合成减少 素养提升 1.【答案】 (1)①②③ (2) ②③④⑥⑩ ⑤ (3) ④ 18：00 18：00 (4)A (5)C (6)ABC (7)蓝细菌通过胞吞进入真核细胞后，与同样通过胞吞进入的衣原体发生融合；衣原体的 N 蛋白基因整合到蓝细菌的 DNA 中，使融合后的细胞获得利用宿主细胞 ATP 的能力；随后，该融合细胞逐渐进化为叶绿体，既保留了蓝细菌的光合功能（含光合色素、CO₂固定酶等），又具备了利用宿主 ATP 的能力。 2.【答案】 (1)ABD (2)AB (3)ABC (4)35℃ (5) 染色体联会紊乱 生殖隔离 (6)葡萄A (7)叶绿素a/叶绿素b比值下降，类囊体垛叠程度降低、排列松散，且类囊体膜的稳定性下降，分布其上的色素含量也随之减少，造成光能吸收受阻及光能转换能力下降，进而影响植物的光反应 (8)CD (9)ABCD (10)ACD 3.【答案】 (1)C (2)B (3)①②③④ (4)AB (5)A (6)3 (7)ABD (8)D (9)相同：在0到3小时内，将莱茵衣藻在黑暗无氧的密闭环境下培养，不发生光合作用和有氧呼吸，氧气释放相对量为0，此时两者进行无氧呼吸均产生HA，导致类囊体酸化，光照后两者的氧气释放量均上升。差异：若仅弱光处理，开始光照后，氧气释放量开始增加，而若同时加以加碱处理，氧气相对释放量增加的时间推迟。解释差异：弱光条件下，光合作用程度较弱，氧气生成速度较慢，未加碱的处理组，HA对类囊体的酸化不能有效缓解，推测HA对有氧呼吸的抑制强于光合，即虽然在弱光条件下，但光合大于呼吸，因此光照处理后，氧气的释放量（即净光合）开始上升，若同时加碱处理，HA被中和，HA对有氧呼吸的抑制迅速解除，而弱光下总光合速率较低，因此氧气的释放延迟 4.【答案】 (1)光能→ATP和NADPH中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能 (2)②③ (3)结合图1可知，HH组的气孔导度降低，但胞间二氧化碳浓度较高，说明光合速率降低的原因不是气孔因素；在亚高温强光条件下，RuBP羧化酶的活性降低，使C3的合成速率下降，导致光反应产物积累，进而使光能转化效率降低而造成光能过剩，光反应减弱 (4)AC (5) b 光照越强，玉米黄质含量越高 (6)a→c→b (7)①②③④ 5.【答案】 (1)② (2)A (3) ①④⑤ ②④⑤ (4)ABC (5)B (6)BCD (7)Rubisco（羧化酶）的数量/活性有限，限制了CO₂的固定速率（或碳酸酐酶CA数量有限，无法将更多HCO₃⁻转化为CO₂，或光反应提供的ATP和NADPH有限，限制了暗反应，合理即可） 20 / 21 学科网（北京）股份有限公司 $ 第06讲 光合作用 （上海专用） 第1部分 课标导向·考情铺垫 第2部分 三大核心·主干速记 核心1 叶绿体的结构与光合色素 核心2 光合作用的过程（光反应＋碳反应） 核心3 影响光合作用的环境因素 & 光合 vs 呼吸 第3部分 分层专练·靶向攻关 基础通关：教材回归 ＆ 概念诊断 情境应用：科技热点 ＆ 真实问题 素养提升：开放表达 ＆ 综合论述 课标导向·考情铺垫 课标导向 本讲对应《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》必修课程模块1“分子与细胞”概念2.2.3（叶绿体光合作用），是上海沪科版第4章“细胞的代谢”第4节“叶绿体将光能转换并储存在糖分子中”的全部内容： 课标 内容要求 本讲落点 2.2.3 说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量，这些能量在CO₂和H2O转变为糖与O₂的过程中转换并储存为糖分子中的化学能 核心1全部+核心2全部 2.2.4 生物通过细胞呼吸将储存在有机分子中的能量转化为生命活动可用的能量 核心3“光合 vs 呼吸”对比与净光合计算 活动 (4)提取和分离叶绿体色素；(5)探究环境因素对光合作用的影响 核心1色素提取分离实验+核心3探究类题型 要求 从物质与能量视角，解释光合作用在碳中和方面的重要作用 第二部分主干+第三部分情境应用题 学科核心素养落点： 素养维度 本讲承载点 生命观念 结构与功能观（类囊体膜→光反应、基质→碳反应）、物质与能量观（光能→活跃化学能→稳定化学能） 科学思维 模型与建模（光合过程图、C3/C5循环图、光合速率曲线）、推理论证（光照/CO₂突变下C3/C5瞬时变化） 科学探究 叶绿体色素提取与分离（纸层析法）、探究影响光合作用的环境因素 社会责任 关注碳中和、设施农业、人工光合系统；理解光合研究在粮食与新能源中的战略意义 考情分析 1． 上海等级考“光合作用”模块命题特征 依据《上海市高中生物学学科基本要求》及近三年上海等级考与各区一模、二模试题分析，“光合作用”是上海等级考最稳定、最高频、最综合的考点之一—— 特征一　考点高频，几乎年年必考 2019—2025年上海等级考中“光合作用”主题大题出现6次，年均8–15分。考查重点：光反应与碳反应物质能量变化、C3/C5循环与突变条件下浓度变化、影响光合作用的环境因素与曲线分析、色素提取分离、光合 vs 呼吸对比与计算。 特征二　情境化命题成为绝对主流 近年常见光合作用情境：2025“光如何影响植物”（光受体X与光合路径）、2024“高温胁迫与棉花品质”、2023“光呼吸与RuBP羧化酶/加氧酶”、2022“纳米类囊体治疗骨关节炎”等。 特征三　跨章节综合性极强 上海命题习惯把光合作用与蛋白质、细胞结构、酶、ATP、细胞呼吸、信号转导、激素等内容深度串联。如2025年第3大题就把“光受体X→光合（叶绿素a通路）↔生长（生长素—RNA—细胞伸长）”两条平行路径整合为一道大题。 特征四　图表分析占比极高 近年题型几乎100%含图表：色素吸收光谱、光合速率—光照强度曲线（含光补偿点P₁、光饱和点P₂）、光合速率—CO₂/温度曲线、光反应/碳反应示意图、密闭温室CO₂浓度随时间变化曲线等。 2． 近三年上海各区部分一模/二模命题样例（关联题型） 来源 题型 涉及内容 2025上海等级考·光如何影响植物 大题（6小题） 光受体、水的光解、ATP/NADPH合成、远红光实验设计 2024 浦东二模 编号选填+图表 不同CO₂浓度下C3/C5的瞬时变化 2024 静安二模 综合题 高温胁迫下气孔开放程度、胞间CO₂、酶活性的关联 2024 闵行一模 单选+多选 光合速率—光照强度曲线（光补偿点、光饱和点） 2023 黄浦二模 图表分析 阳生植物 vs 阴生植物的光合速率比较 2023 长宁一模 编号选填 叶绿体色素提取分离实验中SiO₂、CaCO₃、无水乙醇的作用 2023 闵行阶段练习 综合 三种植物光合作用与光照强度的关系（间作思想） 2022 上海高考 综合 C3/C5循环与卡尔文实验 2022 杨浦一模 单选 突然停止光照时C3、C5浓度的瞬时变化 静安/华二附中区考 综合 密闭温室CO₂浓度曲线与净光合 ≷ 呼吸的判断 易错易混 新高三学生在本讲常见四类典型易错—— 易错一　光反应/碳反应“物质能量来源”张冠李戴 学生常把以下要点搞混： - 光反应反应物：H₂O、ADP+Pi、NADP⁺；产物：O₂、ATP、NADPH - 碳反应反应物：CO₂、C5、ATP、NADPH；产物：C3、(CH₂O)、ADP+Pi、NADP⁺、再生的C5 特别容易混淆： - O₂来源于H₂O的光解（鲁宾卡门¹⁸O实验已证实），不是CO₂； - NADPH中“H”来源于水的光解（H⁺+电子），不是CO₂； - C3被还原所需能量来自ATP、还原力（电子和H⁺）来自NADPH——两者作用不同：ATP供能量，NADPH供还原力。 易错二　色素带与吸收光谱“对不上号” 吸收光谱：叶绿素主要吸收红橙光+蓝紫光，几乎不吸收绿光（叶片呈绿色的原因）；类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。 常见误区：扩散速度（层析顺序）= 溶解度顺序，与吸收波长无直接对应。 易错三　突变条件下C3/C5变化的“瞬时与稳态”分析 这是上海等级考的高频考点之一，必须用反应式法进行规范推理： 碳反应核心反应式： - CO₂ + C5 → 2 C3（CO₂的固定，需酶催化） - C3 + ATP/NADPH → C5 + (CH₂O)（C3的还原） 条件变化 C3瞬时变化 C5瞬时变化 (CH₂O)瞬时变化 突然停止光照（光→暗） 上升（C3持续生成但因ATP/NADPH短缺无法被还原） 下降（C5仍消耗于CO₂固定但无法再生） 下降 突然给予光照（暗→光） 下降 上升 上升 突然增加CO₂浓度 上升（更多CO₂结合C5生成2C3） 下降（C5被快速消耗于CO₂固定） 上升 突然降低CO₂浓度 下降 上升 下降 推理口诀——“反应物升，产物降”： 哪个条件变化“加快”了哪一步，那一步的反应物（输入端）下降、产物（输出端）上升——例如增加CO₂加快了“CO₂的固定”这一步，输入端的C5下降，输出端的C3上升。 易错四　“总光合 = 净光合 + 呼吸”计算混淆 概念 含义 测量方法 总（真实）光合速率 叶绿体内实际进行的光合作用速率 无法直接测量，需要通过计算获得 净（表观）光合速率 光合作用净吸收CO₂或净释放O₂的速率 光照下用CO₂/O₂传感器直接测得 呼吸速率 细胞呼吸消耗O₂或释放CO₂的速率 黑暗条件下用CO₂/O₂传感器直接测得 核心公式： 典型陷阱： - 密闭温室中“CO₂浓度不变”对应的不是“总光合=0”，而是“总光合 = 呼吸”（净光合 = 0），对应光合速率—光强曲线上的光补偿点； - 黑暗条件下CO₂浓度持续上升对应只发生呼吸作用； - 光强超过光饱和点后，总光合达最大值，但净光合不一定最大（呼吸仍持续）。 备考关键 1. “过程图谱化”——画3张关键图：①叶绿体亚显微结构图；②光反应过程图；③碳反应循环图，用2种颜色区分物质流和能量流。 2. “实验仪式化”——整理叶绿体色素提取分离实验清单：SiO₂助研磨、CaCO₃防色素破坏、无水乙醇溶解色素、层析液不能没过滤液细线。 3. “曲线模型化”——掌握3类核心曲线：光合速率—光强（P₁/P₂）、—CO₂浓度、—温度。 4. “对接2025真题”——把2025上海第3大题作为“母题”，对每个箭头、每个物质都能解释。 三大核心·主干速记 核心1 叶绿体的结构与光合色素 1． 叶绿体——植物光合作用的场所 1．叶绿体的形态与分布 叶绿体（chloroplast）是绿色植物进行光合作用的双层膜细胞器，主要分布在植物的绿色部位（叶肉细胞、幼茎皮层等）。在显微镜下观察菠菜叶片时，叶绿体呈扁平的椭球体，可在细胞质中沿细胞质流动而运动。 2．叶绿体的亚显微结构 结构 特征 功能 外膜＋内膜 双层单位膜，共2层 控制物质进出叶绿体 基质（stroma） 内膜内部的胶状液体 碳反应（暗反应）的场所；含碳反应酶、DNA、RNA、核糖体 类囊体（thylakoid） 单层膜包围的扁平囊状结构 光反应的场所；类囊体膜上分布着色素和蛋白质 基粒（granum） 多个类囊体堆叠形成的“小柱体” 显著扩大膜面积；据计算1 g菠菜叶中类囊体总面积可达约60 m² 叶绿体DNA 环状双链DNA 叶绿体半自主性的物质基础 记忆要诀——“双膜＋基质＋基粒（含类囊体）”是叶绿体最典型的“三件套”结构，分别对应“屏障—暗反应—光反应”三大功能。 3．叶绿体的“结构与功能相适应” 双层膜：保证叶绿体内部相对独立的微环境； 类囊体堆叠成基粒：极大地扩大膜面积，使更多的色素和蛋白质能附着于膜上，从而最大化捕获光能； 基质中含酶、DNA、核糖体：碳反应酶系在相对独立的“小车间”工作；同时叶绿体半自主性合成部分蛋白质。 2． 光合色素——光能的“捕获手” 1．种类 色素 颜色 吸收波长 叶绿素a 蓝绿色 红橙光+蓝紫光 叶绿素b 黄绿色 红橙光+蓝紫光（峰位略偏移） 胡萝卜素 橙黄色 蓝紫光 叶黄素 黄色 蓝紫光 含量比例：叶绿素：类胡萝卜素 ≈ 3∶1。 2．吸收光谱与叶色 - 叶绿素主要吸收红橙光和蓝紫光，几乎不吸收绿光——绿光被反射或透过 → 叶片呈绿色； - 类胡萝卜素主要吸收蓝紫光； - 晴天直射光富红橙光、阴天散射光富蓝紫光——植物均能充分利用。 3．色素含量随季节、衰老的变化 - 正常叶片：叶绿素 ≈ 类胡萝卜素的3倍 → 叶呈绿色； - 秋季/衰老：叶绿素分解快于类胡萝卜素 → 比例失调 → 叶片变黄/变红； - 缺Mg²⁺：叶绿素合成受阻 → 叶脉间缺绿（Mg是叶绿素分子必需元素）。 三、探究实验4-3　叶绿体色素的提取与分离（重点） 1．实验原理 提取：叶绿体色素分布于类囊体膜，具亲脂性，可用无水/95%乙醇（或丙酮）提取； 分离：不同色素在有机溶剂中溶解度不同，随溶剂在载体上扩散速率不同——纸层析法。 2．实验试剂与作用（核心考点） 试剂/器具 作用 无水乙醇 提取色素（亲脂性溶剂） SiO₂（二氧化硅） 助研磨，使叶片研磨更充分 CaCO₃（碳酸钙） 保护色素——中和细胞液中有机酸，防止酸破坏叶绿素 层析液（90∶7∶3的石油醚∶丙酮∶苯） 分离色素 滤纸条 色素吸附载体 玻璃毛细管 划线点样 3．实验步骤 步骤 操作要点 易错提示 ① 提取 称取约1 g干燥叶片，剪碎置于研钵中，加少量SiO₂助研磨、加少量CaCO₃保护色素，加入约6 mL无水乙醇，迅速、充分研磨成匀浆 无水乙醇要现用现取（乙醇易挥发） ② 过滤 用单层尼龙布或脱脂棉过滤，收集滤液于小试管，密封避光保存备用 不能用滤纸过滤（色素被吸附） ③ 制条 聚酰胺薄膜剪成长方形条，距底边1.5 cm处用铅笔画一细横线 剪去两角是为了使层析液均匀向上扩散 ④ 点样 用毛细管沿铅笔线均匀划出一条细线，待干后重复划2–3次 划线要细、直、均匀；待干后再划 ⑤ 层析 烧杯中加入约3 mL层析液，把滤纸条点样端朝下放入，层析液不能没过滤液细线，盖上培养皿 液面没过细线，色素会被溶解 ⑥ 观察 薄膜从上至下：黄色→橙黄色→蓝绿色→黄绿色（胡萝卜素→叶黄素→叶绿素a→叶绿素b） — 4．色素带的“上下顺序”与“宽度差异” 色素带位置（从上到下） 色素名称 颜色 宽度（一般含量） 最上（扩散最快） 叶黄素 黄色 较窄 第二 胡萝卜素 橙黄色 较窄 第三 叶绿素a 蓝绿色 最宽（含量最多） 最下（扩散最慢） 叶绿素b 黄绿色 较宽 记忆口诀：“叶黄胡叶a叶b”——按溶解度由大到小排列；正常叶片中叶绿素a带最宽。 5．实验易错与拓展 易错点 正确做法或解释 用什么过滤 单层尼龙布或脱脂棉——滤纸吸附色素，不可用 层析液没过细线后果 色素被溶解到层析液中，无法在滤纸上形成分离的色素带 划线为何要待干再划 等乙醇挥发后再划，防止色素带向四周扩散 看不见色素带 可能原因：叶片不新鲜/未加CaCO₃/层析液没过细线/划线太少/层析时间不足 核心2 光合作用的过程 一、光合作用的反应式 解读： 1.反应物：CO₂（来自空气，通过气孔进入）、H₂O（来自根的吸收，经导管运输） 2.产物：（CH₂O）（糖类，包括三碳糖→蔗糖/淀粉）、O₂（释放至大气） 3.条件：光能、叶绿体（场所）、各种酶 4.能量转换：光能 → 糖分子中稳定的化学能 教材表述：光合作用是植物细胞叶绿体将太阳能转换成化学能、将CO₂和H₂O转变为糖和O₂的过程。 二、光合作用分为光反应和碳反应两个阶段 科学史依据： 科学家在光暗间隔照射研究中发现，进入黑暗阶段，植物停止释放O₂，但糖的合成还在进行——由此推测：释放O₂的过程依赖光照（光反应），而合成糖的过程不需要光照（暗反应）。进一步研究发现，暗反应收到光照促进，近年来多称为碳反应。 阶段 沪科版现叫法 旧称 是否需要光 第一阶段 光反应（light reaction） 光反应 需要 第二阶段 碳反应（carbon reaction） 暗反应/dark reaction 不直接需要光，但间接受光照促进（光反应产物驱动） ★重要提醒：沪科版采用“碳反应”这一新表述，强调“碳的固定与还原”,在卷面表达时优先用“碳反应”，“暗反应”作为同义词使用。 三、光反应——把光能“打包”成活跃化学能 1．场所：类囊体膜；反应物：H₂O、ADP、Pi、NADP⁺；产物：O₂、ATP、NADPH。 2．关键过程 类囊体膜上的光合色素捕获光能，并将光能转变成活跃化学能、释放O₂。 (1) 光能的捕获与转换：类囊体膜上的光合色素（叶绿素a、b、胡萝卜素、叶黄素）吸收光能，将光能传递到特定的叶绿素a分子上，使叶绿素a分子激发释放出高能电子。 (2) 水的光解：失去电子的叶绿素a分子具强氧化性，从类囊体腔内H₂O中夺取电子——H₂O裂解：2H₂O → 4H⁺ + 4e⁻ + O₂；O₂释放到细胞外，H⁺留在类囊体腔内（形成腔内H⁺浓度高、基质H⁺浓度低的格局）。 (3) ATP、NADPH的形成： NADPH：高能电子在类囊体膜上传递，最终与NADP⁺及H⁺结合 → NADPH； ATP：电子传递推动H⁺从基质被泵入类囊体腔 → 形成H⁺浓度梯度 → H⁺顺梯度穿过ATP合酶 → 驱动ATP合成。 光反应产生的ATP、NADPH推动碳反应进行。 3． 能量转换：光能转换为ATP+NADPH的活跃化学能 四、碳反应（暗反应/卡尔文循环）——把CO₂“还原”为糖 1．场所：叶绿体基质；反应物：CO₂、C5（RuBP）、ATP、NADPH；产物：C3、(CH₂O)、ADP+Pi、NADP⁺、再生的C5。 2．关键过程 (1) CO₂的固定：CO₂与五碳糖（C5/RuBP）结合，在Rubisco催化下形成2分子C3： (2) C3的还原：C3在ATP驱动下，接受NADPH提供的H⁺与电子，形成三碳糖（磷酸甘油醛），活跃化学能→稳定化学能：（一部分C3经还原再生C5，使卡尔文循环可持续） (3) (CH₂O)的去路：一部分三碳糖转运到细胞质基质转为蔗糖运输到全身；一部分转为淀粉暂存于叶绿体（萨克斯实验的化学基础）；植物中的淀粉、纤维素、氨基酸、脂质等都源于光合产生的糖。 3．能量转换：ATP/NADPH活跃化学能转化为稳定化学能 五、光反应与碳反应的物质和能量联系 关键联系（必背）： 联系类型 光反应 → 碳反应 碳反应 → 光反应 物质 提供ATP、NADPH 提供ADP、Pi、NADP⁺ 能量 把活跃化学能传递给糖分子 ATP水解释能驱动C3还原 应用举例： 中午阳光直射下，植物为减少蒸腾关闭气孔→ CO₂吸收↓ → 碳反应受抑 → ATP/NADPH消耗↓ → ADP/NADP⁺供应不足 → 光反应也减慢——这就是“光合午休”现象的内在机理。 六、突变条件下C3、C5、(CH₂O)的瞬时变化（高频考点） 以反应式为依据 ①：CO₂ + C5 → 2C3（CO₂固定） ②：C3 + ATP/NADPH → C5 + (CH₂O)（C3还原） 条件变化 反应①影响 反应②影响 C3 C5 (CH₂O) 突然停止光照 无直接影响 抑制（ATP/NADPH骤减） ↑ ↓ ↓ 突然给予光照（暗→光） 无 增强 ↓ ↑ ↑ 突然增加CO₂ 促进 不变 ↑ ↓ ↑ 突然降低CO₂浓度 抑制 不变 ↓ ↑ ↓ 突然提高光强 无 增强 ↓ ↑ ↑ 突然降低光强 无 抑制 ↑ ↓ ↓ 推理口诀： “断光：C3堆积C5降； 复光：C5升高C3降； 多碳：碳进C5走，C3堆三仓； 少碳：C5升高C3降” 核心3 影响光合作用的环境因素 一、光合速率的概念 光合速率（光合作用强度）= 单位面积叶片在单位时间内光合作用释放O₂的量或消耗CO₂的量或合成有机物的量 类型 含义 测量方法 总光合速率 （真实光合） 叶绿体内实际进行的光合速率 无法直接测，必须计算：总光合 = 净光合 + 呼吸 净光合速率 （表观光合） 光合作用净吸收CO₂的速率 光照下用CO₂/O₂传感器直接测得 呼吸速率 细胞呼吸释放CO₂的速率 黑暗条件下用CO₂/O₂传感器直接测得 二、四大环境因素 1．光照强度——能量来源 光照水平 光合速率特点 关键术语 无光（黑暗） 光合速率＝0，只有呼吸 — 弱光 净光合 < 0（呼吸 > 总光合，植物表现为净放出CO₂） — 一定弱光 净光合＝0（呼吸 = 总光合） 光补偿点P₁ 中等光 净光合随光强增大而升高 — 强光 光合速率达到最大值，再增加光强不再提高 光饱和点P₂ 2．CO₂浓度——原料 大气中CO₂浓度约0.03%，基本稳定； 在人工温室中通过燃烧秸秆、释放干冰、施用碳酸氢铵等方式补充CO₂，可显著增产； 类似光照强度，CO₂浓度也存在CO₂补偿点（净光合 = 0时的CO₂浓度）和CO₂饱和点（光合速率最大时的最低CO₂浓度）。 3．温度——影响酶活性 温度主要通过影响酶活性影响光合速率（主要影响碳反应）； 大多数植物光合作用最适温度25–30 ℃；热带植物可至30–35 ℃，寒带可低至15–20 ℃。 4．矿质元素——结构与功能成分 元素 作用 缺乏症状 N 叶绿素、酶、蛋白质组成 老叶发黄、植株矮小 Mg²⁺ 叶绿素分子必需元素 叶脉间缺绿（花叶病） Fe 叶绿素合成酶辅助因子 新叶失绿 K⁺ 调节气孔开闭、糖运输 气孔关闭不灵敏 P NADP⁺、ATP、磷脂、核酸组成 老叶呈紫红色 5．水分：水是光合原料（光解水）；缺水时气孔关闭→ CO₂供应↓ → 光合速率下降——这也是“光合午休”另一原因。 三、光合作用与呼吸作用的对比与计算 1．对比表（高频考点） 比较项 光合作用 （有氧）呼吸作用 场所 叶绿体（类囊体膜＋基质） 细胞质基质＋线粒体（基质＋内膜） 反应物 CO₂、H₂O (CH₂O)、O₂ 产物 (CH₂O)、O₂ CO₂、H₂O 能量转换 光能→活跃化学能→稳定化学能 稳定化学能→活跃化学能（ATP）→热能（部分） 是否需要光 光反应需要 不需要 是否需要酶 需要 需要 H的来源/去路 来自H₂O（光解）；最终进入(CH₂O) 来自(CH₂O)；最终进入H₂O 氧的去路/来源 来自H₂O；释放O₂ 来自O₂；进入H₂O 进行时间 仅光照时（光反应）；碳反应需光反应供能 昼夜不停 2．进行场所对比 细胞类型 是否进行光合作用 是否进行呼吸作用 植物绿色细胞（叶肉、幼茎皮层） 是（白天） 是（昼夜） 植物非绿色细胞（根、茎髓部、果实成熟） 否 是 动物细胞 否 是 蓝细菌 是（在类囊体上，无叶绿体） 是 3．净光合 vs 总光合 vs 呼吸的计算（必考公式） 测量方法： 光照下密闭容器中CO₂的减少量 = 净光合（光合吸CO₂－呼吸放CO₂的净值） 黑暗中密闭容器中CO₂的增加量 = 呼吸速率 - 总光合 = 净光合 + 呼吸 = 光照CO₂减少量 + 黑暗CO₂增加量 四、光合作用研究的科学史脉络（简表） 时间 科学家 贡献 1771 普里斯特利 植物能更新空气 1864 萨克斯 淀粉遇碘变蓝——证明光合作用产生淀粉 1883 恩格曼 水绵+需氧细菌实验——蓝紫光和红光是最有效光源 1941 鲁宾、卡门 ¹⁸O同位素标记——O₂来源于H₂O 1954 卡尔文 ¹⁴C+双向纸层析——揭示卡尔文循环（碳反应） 1929 殷宏章（中国） “光色瞬变效应”,证实两种光系统 2015–2018 匡廷云等（中国） 解析高等植物光合膜蛋白超分子复合体结构 分层专练·靶向攻关 基础通关 1．（天津市滨海新区2025~2026学年高二下学期期末考试生物试题）下列实验操作方法或分析正确的是（     ） A．利用差速离心的方法，可分离获得黑藻叶肉细胞中的叶绿体和中心体 B．视野中观察到处于质壁分离状态的细胞，能据此判断该细胞正在失水 C．用无水乙醇提取新鲜绿叶中的色素进行纸层析，可分离出四种光合色素 D．用淀粉、蔗糖和淀粉酶探究酶专一性时，可用碘液进行鉴定 2．（25-26高一下·上海·期末）生姜起源于热带雨林。在热带雨林环境中，上部植被的叶子有效地吸收入射阳光中的红光和蓝光，而下层则接收到丰富的绿光。二氧化碳主要通过叶片气孔在环境与组织间隙间交换，组织间隙间的即胞间浓度。图1是生姜植株光合作用场所及过程示意图。为提高温室生姜产量，某团队研究了室内光质对生姜叶片光合作用的影响，结果如图2所示（W：白光G：绿光WG；白光+绿光）。 (1)图1中A物质为________ A． B． C． D． (2)图1中C物质为________ A．ATP B．NADPH C．五碳糖 D．三碳化合物 (3)图1中吸收可见光的色素位于结构________。（填图中数字编号） (4)反应Ⅰ是________；反应Ⅱ是________。（编号选填） ①光反应    ②三羧酸循环    ③卡尔文循环    ④电子传递链    ⑤糖酵解 (5)反应Ⅰ中的能量变化是________ A．光能→活跃的化学能 B．光能→稳定的化学能 C．活跃化学能→稳定化学能 D．稳定化学能→活跃化学能 (6)反应Ⅱ中的能量变化是________。 A．光能→电能 B．电能→活跃的化学能 C．活跃化学能→稳定化学能 D．稳定化学能→活跃化学能 (7)主要吸收红橙光和蓝紫光的叶绿体色素为________。 A．叶绿素a B．叶绿素b C．胡萝卜素 D．叶黄素 (8)若突然将白光照射组的白光减弱，则短时间内五碳糖/三碳化合物的比值将________，ATP和NADPH的量将________。（编号选填：①上升②下降） (9)以下对光反应和碳反应的比较（√代表发生，×代表不发生），正确的是________。 A．ATP的生成：光反应√；碳反应× B．水的参与：光反应×；碳反应√ C．光合色素的参与：光反应√；碳反应√ D．能量发生变化：光反应√；碳反应× (10)图2中G组生姜叶片细胞内叶绿体与线粒体之间的气体关系对应于下列图________。 A． B． C． D． (11)气体进出细胞的方式是________。 A．自由扩散 B．协助扩散 C．主动运输 D．胞吞胞吐 (12)根据图2和所学知识，下列相关叙述及推测正确的是_______ A．相较于白光和白光+绿光组，绿光照射下植物的胞间浓度高，其原因是绿光照射下光合速率最小，消耗的最少 B．胞间浓度越高说明光合速率越大 C．各组内细胞光合速率大于呼吸速率 D．热带雨林中同一生姜植株不同位置的叶片光合速率可能不同 (13)生姜叶肉细胞光合作用产生的有机物可以________ A．运输至果实储存 B．为花叶细胞分裂分化提供能量 C．为根部细胞吸收无机盐提供能量 D．运输至地下茎即“生姜”中储存 金柑既可食用也可观赏，在我国秦岭以南地区栽种。下图是发生在金柑叶肉细胞中的部分反应示意图，其中字母表示物质。 树冠覆膜技术已在金柑生产中广泛应用，为研究白色覆膜对金柑生长的影响，研究人员完成了相关实验，得到了如下表所示的部分结果（气孔导度指气孔开放程度）。 组别 遮光/% 叶绿素/ 叶面积/ 净光合速率/ 气孔导度/ 单果/g 果实总糖/% 覆膜 30 3.1 19.7 7.2 105.7 45.9 16.1 对照 0 2.4 14.8 8.0 93.4 43.5 14.8 (14)图中物质A、B、C、D、F分别为：A________、B________、C________、D________、F________。 (15)下列关于图中部分物质和能量转移途径的描述，正确的是________。 A．氧原子的转移途径：→C、D B．碳原子的转移途径：→A→NADP+ C．电子的转移途径；→叶绿素a→F D．能量的转移途径：光→叶绿素b→D、F (16)由表可知，覆膜导致光照强度减弱，但金柑的净光合速率下降并不明显，单果重、果实总糖还略有上升，其原因可能是________________________________________________________________。 3．（25-26高一下·上海·期末）水稻光呼吸的分子调控与光合改良 光呼吸是植物在光照条件下与光合作用伴生的能量损耗过程，其核心是Rubisco酶催化五碳化合物（C5）与O2结合，产物经多步反应最终在线粒体中释放CO2。图1为水稻光呼吸与卡尔文循环的代谢途径示意图，实线为天然光呼吸途径，虚线为科研人员构建的人工光呼吸支路。 (1)下列关于光呼吸与有氧呼吸的比较，正确的是__________（编号选填）。 ①两者均需要O2参与且都能产生CO2 ②两者均发生在线粒体中且都需要酶催化 ③光呼吸消耗ATP，有氧呼吸产生ATP ④光呼吸必须在光照下进行，有氧呼吸有光无光均可 ⑤两者的底物均为葡萄糖且都能产生H+ (2)Rubisco酶是植物光合代谢的关键酶，其催化方向取决于细胞内CO2/O2浓度比。该酶存在于__________（编号选填）。 ①类囊体薄膜  ②叶绿体基质  ③细胞质基质  ④线粒体基质 (3)Rubisco酶能同时催化两种完全不同的反应，并不违背酶的专一性，原因可能是因为在不同环境中酶的__________发生变化导致其功能变化。（编号选填） ①氨基酸序列  ②肽键  ③空间结构  ④活性中心 (4)研究表明，正常条件下水稻光呼吸会损耗约30%的光合固定碳。这里的“光合固定碳”指的是__________（编号选填）。 ①卡尔文循环产生的(CH2O)n   ②光反应产生的O2   ③呼吸作用产生的CO2   ④光呼吸产生的乙醇酸 (5)为降低光呼吸损耗，科研人员提出了多种改良措施。其中可行的是__________（编号选填）。 ①敲除Rubisco酶的O2结合位点        ②向叶绿体中导入CO2浓缩机制 ③构建人工光呼吸支路回收碳元素       ④适当降低田间温度 (6)当夏季正午植物气孔关闭时，光呼吸成为卡尔文循环的重要CO2来源。据图1可知，该CO2主要来自于（     ） A．外界环境的扩散 B．有氧呼吸第二阶段 C．线粒体中甘氨酸的分解 D．细胞质基质中乙醇酸的氧化 (7)科研人员将人工光呼吸支路导入水稻叶绿体，测定不同光照强度下野生型与改良型水稻的光合速率，结果如图2所示。据图分析，人工光呼吸支路对水稻光合速率的影响是__________；结合图1解释其原因：__________。 4．（25-26高二下·上海浦东新·期末）植物生长与抗胁迫 为研究SLCCT6基因对番茄植株光合作用的影响，某科技小组以野生型番茄（WT）、SLCCT6基因敲除株（KO）和SLCCT6基因过量表达株（OE）为材料开展实验，检测三种植株光合作用的相关指标，实验结果如图1。 (1)番茄植株中，位于_____的叶绿素捕获光能，并先后将光能转化为化合物_____中的化学能。（编号选填） ①叶绿体基质②类囊体③线粒体基质④线粒体内膜⑤ADP⑥ATP⑦氧气⑧NADPH⑨NADH⑩葡萄糖 (2)设计实验时，需要控制的无关变量有_____。（编号选填） ①光照强度②番茄品种③气孔导度④SLCCT6基因表达水平⑤二氧化碳浓度⑥番茄生长阶段 (3)利用分光光度法对叶绿素进行定量测定获得图1中D的结果时，科学家通常选择红光区（如665 nm和649 nm）的吸光度来进行计算，而不是选择蓝紫光区，其主要原因是_____。（多选） A．叶绿素只吸收红光 B．类胡萝卜素不吸收红光，能排除类胡萝卜素的干扰 C．叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰最明显 D．分光光度计在红光区的测定精度最高，实验误差最小 (4)结合图1中的信息和所学知识，分析KO组净光合速率相对WT组更高的原因_____。 (5)若要进一步验证SLCCT6基因是否影响叶绿体发育，可检测的指标是_____。（多选） A．叶片中淀粉含量 B．叶绿素a与叶绿素b的比值 C．类囊体结构 D．单位叶面积的叶绿体数目 水稻细胞质膜上的OsSOS1蛋白可逆浓度梯度外排细胞内的Na+，帮助水稻适应盐碱地等盐胁迫环境。图2是该蛋白质的合成途径及作用机理。 (6)小浦认为用图2中的细胞表示水稻的根尖细胞存在错误，因为图中细胞缺少了_____细胞结构。（编号选填） ①中心体        ②细胞壁        ③高尔基体        ④叶绿体 (7)OsSOS1蛋白的合成和加工过程依次经过的细胞结构有_____（选择正确的编号并排序）。 ①线粒体②叶绿体③细胞核④溶酶体⑤核糖体⑥高尔基体⑦内质网 (8)图2中囊泡的形成、囊泡与质膜的定向融合，体现了生物膜具有_____的特点。（编号选填） ①信息交流        ②一定的流动性    ③选择透过性 (9)水稻根部细胞抵抗盐胁迫需要耗能，水稻根部细胞能产生ATP的场所有_____（填空），产生的ATP还能为_____（编号选填）供能。 ①蛋白质合成        ②囊泡运输        ③水的渗透        ④DNA复制 (10)据图2分析OsSOS1蛋白转运Na⁺的动力直接来自于_____。（编号选填） ①Na+的浓度差        ②H+的浓度差        ③ATP分解 (11)OsSOS1蛋白转运Na+，还需要H+载体蛋白协助建立H+浓度梯度。下列对H+载体蛋白功能的推测，正确的是_____。（单选） A． B． C． D． (12)研究发现，与正常区域水稻（甲）相比，种植在盐碱地的同种水稻（乙）根部细胞质膜上OsSOS1蛋白的数量更多，可能的原因是_____。（单选） A．甲的OsSOS1基因数量更少 B．甲的OsSOS1基因转录后加工更充分 C．乙的OsSOS1基因发生碱基序列改变 D．乙的OsSOS1基因启动子甲基化程度降低 5．（25-26高三下·上海·阶段检测）类囊体电子传递有线性电子传递链（用实线表示）和环式电子传递链（用虚线表示）两类，如图1所示。PSⅡ是一种光合色素-蛋白质复合体，PSⅡ光能吸收性的重要保护机制有叶黄素循环的热耗散机制和D1蛋白周转依赖的PSⅡ修复机制。 (1)图1结构中的色素可用________法进行分离。 (2)环式电子传递与线性电子传递相比，能够___________（选填“提高”或“降低”）ATP/NADPH比例。 (3)分析图1可知，使类囊体腔侧的H+浓度高于叶绿体基质侧的生理过程有________（多选）。 A．水的光解产生H+ B．质体醌对H+的运输 C．合成NADPH消耗H+ D．ATP合酶对H+的运输 重金属镉（Cd）可破坏PSⅡ。为探究叶黄素循环和Dl蛋白周转在PSⅡ光能吸收性保护机制中的作用，科研人员分别用叶黄素循环抑制剂（DTT）、D1蛋白周转抑制剂（SM）处理镉胁迫下的番茄叶片，结果如图2所示。 (4)由图2可知，镉胁迫条件下，叶黄素循环对PSⅡ光能吸收性的保护作用比D1蛋白周转___（选填“强”或“弱”），判断依据是______________________________________________________________。 植物体内存在“蔗糖-己糖激酶信号通路”，己糖激酶（HXK）可感知细胞内蔗糖分解产生的己糖（葡萄糖），进而调控线粒体呼吸关键酶的表达，实现光合作用与细胞呼吸的动态平衡。科研人员以番茄为实验材料，设置三组实验如表，测定各组植株的净光合速率（Pn）、胞间CO2浓度（Ci）、线粒体柠檬酸合酶（CS，有氧呼吸关键酶）活性、蔗糖积累量及Rubisco酶活性，统计实验结果如表和图3所示。 处理组 净光合速率（Pn） 胞间CO2浓度（Ci） 柠檬酸合酶（CS）活性 叶片蔗糖积累量 对照组 18.2 256 28.5 12.3 蔗糖运输抑制剂（Al-3） 9.7 328 16.3 28.6 HXK抑制剂组（NAK） 10.1 315 15.8 26.9 （注：Rubisco酶是光合作用碳反应中催化CO2固定关键酶，活性受光合产物反馈调控） (5)由题干信息可知，Rubisco酶分布在_________（单选）。 A．类囊体 B．细胞质基质 C．叶绿体内膜 D．叶绿体基质 (6)结合题干信息，下列分析正确的是_________（多选）。 A．蔗糖运输受阻会导致叶片蔗糖积累，进而抑制净光合速率 B．HXK活性被抑制后，线粒体有氧呼吸的强度会降低 C．胞间CO2浓度升高是净光合速率下降的直接原因 D．蔗糖-己糖激酶信号通路可调控光合作用与细胞呼吸的关系 (7)根据图3中Rubisco酶活性变化趋势，结合上述材料解释“蔗糖-己糖激酶信号通路”对光合作用的反馈机制：________________________________________________________________________________。 6．（25-26高二下·上海黄浦·期末）磷是维持植物正常生长发育所必需的元素。研究人员在相同光照强度、浓度等条件下，对长势一致的4组当归植株，分别补充P1、P2、P3、P4量的磷，测定其叶肉细胞的净光合速率（指光合作用合成有机物的速率减去呼吸作用消耗有机物的速率）和总叶绿素含量，结果如图。 (1)当归叶肉细胞内的下列物质或结构中，含有磷元素的有 。 A．淀粉 B．高能电子 C．麦芽糖 D．叶绿体外膜 (2)根据图数据判断，P3组一定高于P1组的是：当归叶肉细胞单位时间单位叶面积 。 A．生成的量 B．吸收的量 C．吸收的量 D．释放的量 (3)分析图数据可得到的结论是 。 A．磷元素是当归叶肉细胞合成光合色素的原料 B．总叶绿素含量随光照强度的增加先升高再降低 C．过高浓度的磷会抑制当归叶肉细胞的净光合速率 D．当归叶肉细胞的净光合速率提高可促进对P的吸收 (4)据该实验结果可推测，植物在过高浓度的磷环境下，植物对光能的捕获与转换能力会_____（A．不变B．增强C．减弱），高能电子传递的效率会_____（A．不变B．提升 C．下降）。 研究人员发现，植物根细胞质膜上存在负责吸收磷的磷转运蛋白H6。环境中磷缺乏时，H6的数量会发生变化，同时其功能受一种胞内蛋白M6的调节。下图是该机制示意图，Pi表示无机磷。 (5)磷转运蛋白H6可以借助胞内外的H+浓度差异，将胞外的Pi尽可能完全地吸收进细胞内。据此分析，H6转运Pi的过程______。 A．属于自由扩散 B．运输速率存在饱和值 C．属于主动运输 D．运输速率不存在饱和值 (6)从下列①-④中选择并形成实验方案，以探究缺磷对植物根细胞质膜上H6数量的影响。对照组：_____；实验组：_____。（编号选填） A．选取长势一致的同种植物幼苗若干种植于磷充足培养基 B．选取长势一致的同种植物幼苗若干种植于磷不足培养基 C．检测H6蛋白表达水平 D．检测光合作用相关蛋白表达水平 (7)结合题中信息分析植物根细胞对外界磷浓度变化的反应，并用下列编号表示。外界磷充足时：_____；外界磷缺乏时：_____。（编号选填） A．质膜上的H6数量少 B．质膜上的H6数量多 C．M6抑制H6的转运功能 D．M6促进H6的转运功能 E.细胞内磷元素维持在正常水平 F.M6不影响H6的转运功能 G.细胞内外磷含量一致 （25-26高一下·上海·阶段检测）研究光照强度和植物净光合速率的关系对大棚蔬菜瓜果的生产具有重要意义。图1是番茄光合作用的部分过程示意图。同时研究显示，在自然光（即白光，W）中添加远红光（FR，波长为700～800nm）能影响番茄的净光合速率（如图2）。 7．类囊体上叶绿素含量和光合作用的强度高度相关。测定细胞内叶绿素含量应选用________。（单选） A．离心法 B．分光光度法 C．聚酰胺薄膜层析法 D．同位素标记法 8．类囊体上附着能吸收并传递光能的色素，不同色素的吸收光谱不尽相同。下列四幅图中最能表示叶绿素吸收光谱的是________。（单选） A． B． C． D． 9．与图1中ATP合酶①处肽链的空间结构有关的是________（多选） A．氨基酸的种类 B．肽键的结构 C．氨基酸的数目 D．氨基酸的排列顺序 10．图1中光合作用某阶段生成的产物，除了图中所示之外，还应包括________ 11．图1中ATP合酶每旋转一周合成3个ATP，直接驱动ATP合酶旋转的能量来自________。（单选） A．光能 B．H+顺浓度跨膜运输 C．ATP水解 D．葡萄糖氧化分解 12．与图2中的①处相比，关于②处发生的变化，下列表述合理的是________（多选） A．O2释放速率增加 B．CO2释放速率增加 C．有机物积累速率增加 D．ATP和ADP的转换速率增加 13．由图2可见，在总光强不变的条件下，添加远红光使番茄净光合速率降低。但实际种植显示番茄产量反而上升了，下列分析合理的是________。（单选） A．呼吸速率下降 B．总光合速率下降 C．可被叶绿素a转换的光能比率上升 D．有机物在各器官中的分配占比发生变化 （24-25高一上·上海浦东新·期中）下图为小麦叶肉细胞中的部分生理过程，图中数字表示过程，字母表示物质。请据图回答下列问题。 14．图中的生理过程表示光合作用的___________阶段，完成此生理过程的场所是___________。 15．图生理过程中，物质c表示___________。此生理过程涉及到能量转化是___________。 16．图中①和②表示的过程分别是___________、___________。 17．在有光条件下，用14C标记小麦吸收的进入上图的物质代谢过程，则14C在图中的转移途径是___________。(用箭头和字母等表示) 18．当光照不足时，图中卡尔文循环的哪一步反应最先受到影响？___________(填编号)，此时缺少的物质是___________(写物质名称)。 19．当气孔导度减小，上图中卡尔文循环的哪一步反应最先受到影响？___________(填编号)，此时缺少的物质是___________(写物质名称)。 20．据图表述光合作用的速率：___________。 （23-24高一下·上海·期末）下图是光合作用过程图解，请分析后回答下列问题： 21．H反应的场所（    ） A．叶绿体内膜 B．类囊体膜 C．叶绿体外膜 D．细胞膜 22．C物质为（    ） A．氧气 B．ATP C．NADPH D．H+ 23．I过程的能量转换是（    ） A．化学能转换为光能 B．活跃化学能转换为稳定化学能 C．光能转换为活跃化学能 D．稳定化学能转换为活跃化学能 24．正常条件下进行光合作用的某植物，天气突然变为阴天，则植物细胞内各个化合物含量变化正确的是（    ） A．三碳化合物含量升高 B．五碳化合物含量升高 C．ATP含量升高 D．NADPH含量升高 情境应用 25．（25-26高二下·上海杨浦·期末）荔枝是我国热带亚热带地区广泛栽培的果树，对低温胁迫极为敏感。植物生长调节剂“靓荔”（植物激素类似物）有助于提高荔枝的耐寒性，但它对荔枝的其他生理过程是否会产生影响，研究人员开展了相关研究，结果列在表中。 “靓荔”处理 用量（mL） 叶绿素含量 （相对值） 净光合速率 （μmol·m-2·s-1） 气孔导度 （μmol·m-2·s-1） 胞间CO2浓度 （μmol·mol-1） 0 57.0a 11.9a 0.082a 141.4 2.5 59.3ab 13.0ab 0.086a — 5.0 61.3b 13.8b 0.087a * 7.5 61.0b 13.9b 0.091a 144.3 注：同列数据后的不同小写字母表示数据差异显著（P<0.05），ab表示与a和b均不显著。“—”表示该数据不提供。 (1)研究人员测定叶绿素相对含量，应采用的实验方法是__________。 A．凝胶电泳法 B．标记重捕法 C．聚酰胺薄膜层析法 D．分光光度法 (2)据表和所学知识判断，与不用“靓荔”处理相比，用7.5mL“靓荔”处理的荔枝体内，发生的变化包括__________。 A．类囊体内pH上升 B．光能吸收和转换加快 C．ATP合酶氨基酸序列发生变化 D．NADPH和NADP+的转换加快 (3)研究人员测定净光合速率，观测指标可选用单位时间内的__________。 A．氧气释放量 B．荔枝的鲜重 C．水的消耗量 D．二氧化碳吸收量 (4)荔枝正常的生理活动依赖于呼吸作用，下列过程与荔枝的呼吸作用密切相关的是____________。 A．能量转换 B．电子传递 C．三羧酸循环 D．NADH合成 (5)“胞间CO2浓度”是指植物叶肉细胞间隙的CO2浓度，该值主要受气孔导度、叶肉细胞光合作用和呼吸作用强度影响。据表1数据及所学知识判断，表中“*”所表示的胞间CO2浓度的合理范围应为________。 A．小于141.4 B．大于144.3 C．141.4与144.3之间（显著） D．141.4与144.3之间（不显著） (6)欲探究“靓荔”提高荔枝净光合速率的最佳效果。下列浓度梯度的设置范围，较为合理的是_________。（编号选填） ①0-5.0mL之间②2.5-5.0mL之间③5.0-7.5mL之间④大于7.5mL (7)研究人员在采用5.0mL“靓荔”处理荔枝后，重复三次测定相关数据，并据此计算净光合速率。若总光合速率表示为XP（三次数据分别为XP1，XP2，XP3），呼吸作用速率表示为XR（三次数据分别为XR1，XR2，XR3），那么该条件下净光合速率的平均值应为___________。 A．XP1XR1/3+XP2XR2/3+XP3XR3/3 B．（XP1/XR1+XP2/XR2+XP3/XR3）×1/3 C．[（XP1-XR1）+（XP2-XR2）+（XP3-XR3）]×1/3 D．[（XP1+XR1）+（XP2+XR2）+（XP3+XR3）]×1/3 26．（25-26高二下·上海·阶段检测）植物的叶是光合作用的主要器官，光合产物转变后可运输到植物的其他器官。如图表示苹果树光合作用及产物转变的部分过程，其中Ⅰ～Ⅳ表示过程，SS表示蔗糖合成酶。 (1)光能的捕获与转换发生在过程____（编号选填），三碳化合物还原发生在过程_____（编号选填）。 ①Ⅰ②Ⅱ③Ⅲ④Ⅳ (2)下列关于蔗糖合成酶（SS）的叙述中，正确的是_____（单选）。 A．SS上与蔗糖结合的区域称为活性中心 B．SS活性中心的改变会导致其活性改变 C．SS的活性受温度、光照强度、CO2浓度等因素的影响 D．1分子SS和1分子磷酸己糖结合形成1分子蔗糖 (3)下列关于图5中3种转运蛋白异同的分析中，正确的是_____（多选）。 A．空间结构相同 B．肽键结构不同 C．基本结构单位相同 D．肽链结构不同 (4)结构甲中既可以合成淀粉，也可以储存淀粉，下列相关分析合理的有_____（多选）。 A．结构甲中合成淀粉，可保证白天光合作用的进程快于蔗糖的利用 B．结构甲中合成淀粉，有利于减少光合作用的直接产物的积累 C．结构甲中的淀粉作为储能物质，可以在夜间为植物提供能源 D．结构甲中的淀粉作为储能物质，可在结构甲中彻底氧化分解 氮、钾都是苹果树生长代谢的重要元素，研究人员研究了不同供钾水平对苹果生长代谢的影响，部分结果见表。 组别 供钾水平 /mmol·L-1 生物量 /g·株-1 SS活性 /mg·g-1·h-1 净光合速率 /μmol·m-2·s-1 N吸收总量 /mg·株-1 N利用率 /% K0 0 3.36±0.26d 62.4±3.8d 10.0±0.8d 5.36±0.35c 6.0±0.38c K1 3 4.06±0.11bc 80.9±4.1c 12.7±0.4c 8.93±0.43c 9.9±0.51c K2 6 4.94±0.25a 135.3±5.7a 15.5±0.6a 16.11±0.51a 17.9±0.58a K3 9 4.41±0.24b 90.6±4.3b 14.1±0.5b 11.68±0.37b 13.0±0.42b K4 12 3.65±0.28cd 83.3±3.8bc 12.9±0.6c 7.15±0.62d 7.9±0.70c 注：同列数据后不同字母表示组间存在显著差异。 (5)由表可知，_____ mmol·L-1供钾水平最有利于苹果树对氮素的吸收和利用。 (6)苹果树吸收的氮素可以用于合成_____（编号选填）。 ①叶绿素②腺苷三磷酸③淀粉④转运蛋白⑤蔗糖合成酶 (7)苹果树的根主要以主动运输的方式吸收、等氮素，适宜供钾水平促进氮素吸收的机制可以用下图所示的模型表示，“↑”表示增强或增大，请结合题意补全下图_____（编号选填）。 ①光合速率②气孔开放程度③根毛数量④N利用率⑤呼吸速率⑥转运蛋白合成⑦ATP合酶⑧氮素吸收 27．（23-24高一下·上海浦东新·阶段检测）生命的物质变化和能量转换 绿色植物的光合作用被称为地球上最重要的生物化学反应。图1表示光合作用的过程，其中A-F表示物质。图2表示某植物在25℃下光合速率与光照强度之间的关系（[  ]中填字母）。 (1)图1中B表示_____；D表示_____。 (2)若将绿色植物放置在黑暗处，一段时间之后卡尔文循环会受到抑制，其原因是图1中[_____]和[_____]的合成受阻。 (3)20世纪40年代，科学家用14CO2供给小球藻进行光合作用，最终探明了CO2转化为有机物的途径，这个途径是图中的_____。 A．仅反应Ⅰ B．反应Ⅰ和反应Ⅱ C．仅反应Ⅱ D．反应Ⅰ或反应Ⅱ (4)图2中光照强度从n增大到m时，图1中F将_____（增加/减少）；随着光照强度的进一步增强，光合作用速率不再增大的原因是_____。 28．（23-24高一上·上海·期末）研究发现全球平均气温每升高1℃全球小麦产量下降4.1%-6.4%。某研究小组欲探究不同温度对小麦光合作用的影响，设置了高温(40℃)和常温(25℃)2个处理组，均给予正常光照，测量小麦的各项指标，如表1。 表1 小麦 25℃ 40℃ 增幅 净光合速率(Pn) 27.6 19.8 -28.3% 气孔导度(Gs) 0.68 0.67 -1.47% 胞间CO2浓度(Ci) 297.3 317.5 6.8% 注：气孔导度表示的是气孔张开的程度 (1)小麦叶肉细胞光合作用过程中，光反应发生的能量转换是___________→活跃的化学能，暗反应发生的物质变化是___________→葡萄糖。 (2)①有人认为40℃高温下净光合速率降低是因为高温破坏了叶绿体类囊体薄膜结构，使叶绿体色素的含量___________ A不变  B增多   C减少 ②叶绿体色素的种类___________ A不变  B增多  C减少 ③导致光反应速率___________ A不变   B增强    C减弱 ④为了验证上述说法的正确性，可以采用聚酰胺薄膜进行层析法验证，若高温处理过的叶片色素出现下图2___________(A/B)的情况，则该说法正确。 ⑤如要得到更加准确的数据，测定色素提取液的OD值的方法_________。 A分光光度法            B差速离心法        C同位素标记法 (3)高温除了通过影响类囊体薄膜对小麦光合速率造成影响外，请分析持续的高温还会影响细胞的哪些物质或过程进而影响光合作用？___________。 29．（25-26高三上·上海青浦·期末）增强桑树对盐渍化逆境胁迫的耐受性是当前的研究热点。采用丛枝菌根真菌（AMF）与桑树共生（菌根化桑树）以增强其耐盐性被认为是一种绿色高效的策略。科研人员设计了相关实验，探究菌根化桑树对盐胁迫的响应，每组均栽培120株生理特征相似的桑树幼苗，具体分组如表所示。 组别 1-1 1-2 2-1 2-2 3-1 3-2 处理 0mmol/LNaCl不接种AMF 0mmol/LNaCl 接种AMF 100mmol/LNaCl 不接种AMF △ 200mmol/LNaCl 不接种AMF 200mmol/LNaCl 接种AMF (1)关于丛枝菌根真菌（AMF）和桑树，以下说法正确的是______（单选）。 A．两者细胞的根本区别是有无由核膜包被的细胞核 B．两者细胞中都有DNA和RNA C．两者细胞分裂的过程中，中心体均移向两极 D．两者都只能通过细胞呼吸产生ATP (2)请补全“△”处的处理方式：_______；根据单一变量原则，每组的桑树幼苗应处于_______的环境中培养。 培养75天后，科研人员测定了各组桑树的生长及光合指标，结果如下表所示。其中超氧化物歧化酶（SOD）的主要作用是减轻细胞膜因过氧化而导致的损伤，可溶性蛋白A能提高细胞的保水能力。 根表面积 cm2 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 mmol·m2·s-1 SOD活性 U·g-1 可溶性蛋白A含量 mg·g-1 组1-1 275.3 1.51 0.73 2.43 0.019 28.9 9.8 组1-2 398.5* 2.70** 1.20* 3.50* 0.031* 28.1 13.6 组2-1 200.1 0.89 0.40 1.33 0.009 32.5 10.5 组2-2 382.2* 2.08** 0.91* 2.71** 0.023** 39.4* 17.0* 组3-1 190.4 0.51 0.29 0.55 0.006 32.4 9.6 组3-2 199.7 1.82** 0.82* 1.56* 0.012 47.2** 16.8* 注：*表示每组的“-2”与“-1”相比具有显著性差异，*越多，差异越显著 (3)在光照适宜且氧气充足的条件下，桑树叶肉细胞内存在的能量转换有______（多选）。 A．葡萄糖分子中稳定的化学能转换成热能 B．葡萄糖分子中稳定的化学能转换成ATP和NADH中活跃的化学能 C．光能转换成ATP和NADPH分子中活跃的化学能 D．ATP和NADPH分子中活跃的化学能转换成糖分子中稳定的化学能 (4)下列四幅图中最能表示两种叶绿素总吸收光谱（吸收光能百分率）的是______（单选）。 A． B． C． D． (5)关于超氧化物歧化酶（SOD）与可溶性蛋白A，下列说法错误的是______（单选）。 A．两者遇双缩脲试剂后都呈紫色 B．两者的氨基酸序列决定其空间结构 C．探究温度对超氧化物歧化酶活性的影响时，应先将其与底物混合，再置于不同温度中反应 D．若将可溶性蛋白A水解为氨基酸，则这些氨基酸的侧链R基大多数具有极性 (6)接种AMF能有效缓解盐胁迫对桑树光合作用的抑制，结合上表，下列对实验结果的分析中说法正确的有______（多选）。 A．AMF对桑树叶绿素a含量的提升作用大于叶绿素b B．与组1-2相比，相同时间内组2-2的桑树叶肉细胞能固定更多的CO2 C．与100mmol/LNaCl相比，在200mmol/LNaCl胁迫下，AMF对细胞膜的保护作用更强 D．与200mmol/LNaCl相比，在100mmol/LNaCl胁迫下，AMF缓解盐胁迫对光合作用的抑制更有效 (7)结合题干、表格及所学知识，选择合适的选项补全AMF增强桑树耐盐性的原理流程图：（1）______（2）______（3）______（4）______（5）______。 A．细胞恢复渗透平衡 B．净光合速率提高，有机物积累增加 C．叶肉细胞气孔导度改善，有利于O2的释放 D．叶肉细胞气孔导度改善，有利于CO2的固定 E.根表面积增大，吸收水分和矿质营养的能力增强 F.可溶性蛋白A含量增加，细胞保水能力增强 30．（2026高一上·上海·专题练习）我国茶产业历史悠久，“中国茶”名扬海外。茶树生长受诸多因素影响，遮光是一种提高茶树品质的方法。为研究遮光对茶树品质的影响，研究者分别用黑色遮阳网（AN）、蓝色遮阳网（BN）和红色遮阳网（RN）遮盖茶树，并于第20天采集茶树叶片，测定其相关蛋白质的含量，如图所示。其中，CK表示不遮光处理。 (1)茶树体内含量最多的物质是_____（填空）。 (2)据图推测，下列反应可能与捕光复合物有关的是_____。 A．光能的捕获与转换 B．水的光解 C．储能化合物的消耗 D．高能化合物的形成 (3)图结构I中进行的反应叫__________，该结构的能量载体分子有__________（用下列编号选填）。 ①光反应 ②碳反应 ③暗反应 ④三羧酸循环⑤ATP⑥NADH⑦NADPH⑧Pi (4)下列①-⑥表示茶树叶肉细胞内的部分物质变化。据图判断，蓝光对吲哚乙酸合成的影响主要表现在光合作用的阶段中，主要的能量变化是_____。该阶段主要的物质变化是_____（用下列编号选填）。 ①ADP+Pi→ATP②NAD++H++e→NADH③ATP→ADP+Pi④NADPH→NADP++H++e⑤H2O→O2+H++e⑥CO2+五碳糖→三碳化合物→三碳糖和五碳糖⑦光能→活跃的化学能⑧活跃的化学能→稳定的化学能⑨稳定的化学能→热能 (5)由图可知，用蓝色遮阳网（BN）遮盖茶树，其光系统叶绿素a/b连接蛋白、醛脱氢酶、赤霉素2-β-双加氧酶含量均最高。以上物质遇双缩脲试剂变_____（填空）。 (6)土壤中的“氮”俗称茶树的生命元素。植物根系吸收土壤中氮元素的方式是_____。在缺氮的土壤中，茶树细胞内物质含量不直接受影响的是_____（用下列编号选填）。 ①氨基酸    ②淀粉③核酸    ④脂肪酸⑤自由扩散⑥协助扩散    ⑦主动运输⑧胞吞 (7)有机质包括土壤微生物、土壤动物及其分泌物，以及植物残体和植物分泌物，其含量与土壤酸性呈负相关:茶叶中茶多酚在茶汤中主要呈现苦味，而氨基酸影响茶汤的鲜味，茶叶“酚氨比”与茶汤鲜爽度呈负相关。 方案编号 种植植物的类型 茶多酚（mg/g） 氨基酸（mg/g） 土壤含氮 量（mg/g） 有机质 含量（mg/g） A 仅种茶 树（对照） 284.50 26.60 0.40 20 B 茶树与金 盏菊间作 254.00 26.30 0.38 32 C 茶树与白 三叶间作 280.02 32.35 0.35 32 D 茶树与金 花菜间作 233.50 27.2 0.31 25 在不影响茶叶鲜爽度的前提下，选出表中生态茶园的最佳种植方案_____。 (8)若要提取茶叶中的各种色素，可以用试剂_____（填空）溶解色素。由于不同色素随着有机溶剂在吸附载体上扩散速度不同，可以用_____（填空）法分离色素。 31．（25-26高二上·上海·期中）小麦对磷元素的调控 小麦缺磷会导致植物叶片呈紫红色、植株细小。为了找到合适的磷培养浓度，研究者在不同磷含量的水培条件下测定小麦叶肉细胞的净光合速率和叶片磷含量，结果如图。 (1)小麦叶肉细胞内的下列物质或结构中，含有磷元素的有______。（多选） A．ATP合酶 B．AMP C．染色质 D．类囊体膜 (2)小麦水培实验过程中需要控制其它条件相同，包括______。（多选） A．光照强度 B．温度 C．CO₂浓度 D．小麦品种 (3)分析图中数据可得到的结论是______。（单选） A．磷元素是小麦叶肉细胞合成叶绿素的原料 B．叶片磷含量随环境中CO₂浓度的增加逐渐降低 C．高浓度的磷可能会抑制小麦叶肉细胞的净光合速率 D．小麦叶肉细胞净光合速率提高可促进叶片磷含量 (4)结合上图和所学知识，在低磷水培条件下，为了维持小麦正常的生命活动，可能会发生变化的有______。（多选） A．氧气的释放量减少 B．部分细胞出现质壁分离 C．叶片中磷的运输效率升高 D．根系的数量和长度增加 (5)若要确定小麦叶肉细胞净光合速率到达最大值时的叶片磷含量，应在______两个实验组之间再等距设置若干实验组。（编号选填） ①12.5mol/L                ②2.5mol/L                ③0.5mol/L                ④0.125mol/L (6)若要在现有实验的基础继续确定合适的磷培养液浓度，以下操作正确的是______。（多选） A．使用分光光度法测定叶片磷含量时需再次制作标准曲线 B．测定单位叶面积上释放的O₂的速率可作为净光合速率 C．实验结果绘制曲线时，横坐标为已知浓度的磷的标准溶液，纵坐标为吸光度 D．实验结果绘制曲线时，横坐标为水培磷浓度，纵坐标为净光合速率 32．（15-16高二下·天津·期末）将植物栽培在适宜的光照、温度和充足的CO2条件下。如果将环境中CO2含量突然降至极低水平，此时叶肉细胞内的C3化合物、C5化合物和ATP含量的变化情况依次是（　　） A．下降；上升；上升 B．下降；上升；下降 C．上升；下降；下降 D．上升；下降；上升 33．（25-26高一上·上海闵行·阶段检测）海水稻 土壤盐碱化已经成为世界范围的生态环境问题。我国科学家已经培育出不惧海水短期浸泡，能在海边滩涂地和盐碱地生长的农作物品种——海水稻。图1为海水稻的叶肉细胞结构示意图。 (1)图1所示的叶肉细胞中，具有双层膜结构的细胞器有_____，植物细胞特有的细胞结构有_____。（均为编号选填） (2)下列对于图1叶肉细胞的描述，错误的是_____。（多选） A．结构①可以阻挡盐碱地中的Na+进入细胞 B．结构②是蛋白质合成的场所 C．结构⑥中储存了营养物质和多种水解酶 D．结构⑦是细胞有氧呼吸的主要场所 (3)在光学显微镜下，可以观察到结构⑦沿顺时针方向围绕细胞移动，下列说法正确的是_____。（多选） A．结构⑦可以被观察是因为其中含有色素 B．结构⑦的移动依赖于细胞骨架的作用 C．结构⑦的移动不需要线粒体提供能量 D．结构⑦的移动说明细胞质在不断环流 (4)图1中结构③储存了海水稻的遗传信息，下列描述错误的是_____。（单选） A．RNA可以穿过核孔离开细胞核 B．染色质由DNA和蛋白质组成 C．核仁与中心体的形成有关 D．核膜由四层磷脂分子构成 海水稻有吸收盐分改良土壤的作用，对病菌和虫害有更强的抵抗能力。图2为海水稻的根细胞抵抗盐碱胁迫的相关生理过程示意图，图中SOS1和NHX是膜上的转运蛋白，它们进行一种特殊的主动运输，Na+逆浓度梯度跨膜运输的直接动力是膜两侧H+浓度差所产生的电化学势能。 (5)据图2分析，海水稻的根细胞吸收水的方式是_____，分泌抗菌蛋白的方式是_____，排出H+的方式是_____。（均为编号选填） ①自由扩散②协助扩散③主动运输④胞吞⑤胞吐 (6)若海水稻的根部被海水淹没短暂缺氧，会进行无氧呼吸，产生_____。（编号选填） ①乳酸②酒精③CO2④O2 (7)在盐胁迫下，大量的Na+进入植物根部细胞，细胞质基质中Na+积累会对细胞造成毒害。在碱胁迫下，水稻的根系生长受阻，植株生长发育受到严重影响。据图2分析，海水稻的根细胞如何应对盐胁迫和碱胁迫？_____。 (8)从环境保护的角度分析，种植海水稻的优势有_____。（多选） A．节约淡水资源 B．减少农药使用 C．促进土壤修复 D．保护海岸生态 为探究外源Ca2+对盐胁迫下植物根系呼吸作用的影响，研究人员设计了如下分组进行实验，一段时间后测定根系有氧呼吸速率及各组细胞膜损伤程度，结果如图3和图4所示。 A组：正常营养液 B组：正常营养液+150mmol·L-1NaCl C组：正常营养液+150mmol·L-1NaCl+5mmol·L-1CaCl2 D组：正常营养液+150mmol·L-1NaCl+10mmol·L-1CaCl2 (9)据图3分析，在盐胁迫下，外源Ca2+的添加_____植物的有氧呼吸。（选填“促进”、“抑制”或“不影响”） (10)据图分析，下列对于缓解植物盐胁迫的措施可行的是_____。（单选） A．降低环境温度 B．用缺钙营养液培养 C．添加有氧呼吸抑制剂 D．施加适量钙肥 (11)为了确定植物根细胞吸收Ca2+的方式是主动运输还是被动运输，某同学设计了以下实验，请完善表格的内容。（编号选填） 组别 对照组 实验组 材料 5组生长状况相同的海水稻幼苗 （1）_____ 试剂 等量、相同且适宜浓度的Ca2+培养液 处理方法 （2）_____ 添加呼吸抑制剂 其他环境条件均适宜 测定指标 培养一定时间后、测定溶液中Ca2+浓度 结果和结论 若（3）_____，则海水稻根部吸收Ca2+的方式为被动运输； 若（4）_____则海水稻根部吸收Ca2+的方式为主动运输。 ①5组生长状况与对照组相同的海水稻幼苗②5组生长状况与对照组不同的海水稻幼苗③给予根系正常的细胞呼吸条件④添加呼吸促进剂⑤添加呼吸抑制剂⑤实验组培养液的Ca2+浓度小于对照组⑥实验组和对照组培养液的Ca2+浓度基本相同⑦实验组培养液的Ca2+浓度大于对照组 截至2021年底，我国海水稻的种植面积已达60万亩，平均亩产达到450公斤。图5是海水稻叶肉细胞中光合作用和细胞呼吸的物质变化示意图，其中①～⑤为生理过程，a～h为物质或结构。 (12)图5中，结构a是_____，物质b上是_____，生理过程③是_____。 (13)下列对于图5中物质c与物质d的关系的描述正确的是_____。（多选） A．两者都含有腺苷 B．两者都只含有C、H、O元素 C．两者可以相互转换 D．两者都是生命活动的直接能源物质 (14)图5中，为了使光合作用顺利进行，过程①为过程②提供了_____。（单选） A．ATP和NADPH B．ADP和NADP C．ATP和NADP D．ADP和NADPH (15)图5中海水稻叶肉细胞在接受光照时，能产生ATP的生理过程有_____。（选填图中编号） (16)图5中的生理过程与其发生的场所匹配正确的是_____。（单选） A．②——细胞质基质 B．③——线粒体基质 C．④——线粒体外膜 D．⑤——线粒体内膜 在抗盐碱海水稻的研究中发现，变异型水稻叶片的叶绿素含量为野生型的一半，但固定CO2的酶的活性显著高于野生型。图6为两种类型的海水稻在25℃不同光照强度下的CO2吸收速率。 (17)图6中b点时，野生型和变异型海水稻光合作用速率的主要限制因素都是_____。（单选） A．光照强度 B．温度 C．CO2浓度 D．O2浓度 (18)图6中c点时，海水稻叶肉细胞内存在的气体交换路径包括_____。（多选） A．从外界环境吸收O2 B．向外界环境排出CO2 C．叶绿体为线粒体提供O2 D．线粒体为叶绿体提供CO2 (19)为探究野生型和变异型海水稻叶片中的叶绿素含量，下列实验方法可行的有_____。（多选） A．分别提取叶绿体色素，层析后比较色素条带宽度 B．分别提取叶绿体色素，稀释后测定吸光度，计算比较叶绿素含量 C．分别进行遮光处理24小时，再用碘液染色，比较颜色变化程度 D．分别用同位素14C标记CO2，检测产生的O2中放射性的强弱 34．（25-26高三上·上海宝山·期末）番茄是喜温作物，低温胁迫会严重影响其光合效率和生长发育。研究团队以野生型（WT）番茄、WRKY基因敲除株（KO-W）、ZF基因过表达株（OE-Z）为材料，探究低温胁迫下的调控机制，同时分析脱落酸（ABA）的干预效果，获得实验数据。（KO代表敲除，OE代表过表达） 　　　　　　指标 组别和处理 叶绿素含量 （mg/g） 净光合速率 （μmol/m2/s） 呼吸速率 （μmol/m2/s） ①WT+常温（25℃） 2.86 16.3 2.9 ②WT+低温（10℃） 1.72 5.7 2.7 ③WT+低温+外施ABA 2.31 10.2 2.8 ④KO-W+低温 1.15 2.1 2.6 ⑤OE-Z+低温 2.03 8.9 2.6 (1)据表分析，低温下番茄叶绿素含量降低的原因可能有______（编号选填）。 ①ABA含量过高②WRKY表达降低③ZF表达过强 (2)相对于组①，组②在类囊体生成物质______（编号选填）的速率较低，影响发生在叶绿体基质______过程（编号选填）。 ①NADPH②CO2③ATP④光反应⑤糖酵解⑥碳反应 (3)低温处理下的各组番茄呼吸速率没有明显差异，可能原因有______。（编号选填）。 ①ABA对呼吸作用影响较小②各组呼吸作用的酶活性相当③WRKY、ZF对呼吸作用影响较小 (4)若温度进一步降低，番茄细胞的膜结构流动性降低、通透性增大，会因此直接受到影响的细胞结构是______（多选）。 A内质网    B细胞骨架    C细胞核    D线粒体 (5)若增加组别⑥KO-W+低温+外施ABA，以组别④作为参照，推测该组的生理指标：叶绿素含量______，净光合速率______，呼吸速率______（编号选填）。 ①较高②相近③较低 (6)已知WRKY基因和ZF基因之间具有调控关系，低温条件下其中一个基因会增强另一个基因的转录，若要进一步探究以确定二者之间的关系，还需增设的处理组别、检测指标分别是____________、____________（编号选填）。 ①KO-Z         ②KO-Z+低温     ③OE-W        ④OE-W+低温   ⑤WRKY的mRNA   ⑥ZF的mRNA      ⑦叶绿素含量  ⑧净光合速率 35．（25-26高二上·上海杨浦·期中）Mg2+与水稻生长 Mg2+是水稻生长必须的元素。为了探究缺Mg2+影响水稻生长的原因，科学家对正常供给和缺Mg2+两种情况下的部分光合作用指标进行了测定（如图）。 (1)叶绿素的主要功能有__________。（编号选填） ①吸收光能②释放高能电子③传递光能④把光能转换成电能⑤储存光能 (2)进行上述实验时，要保持不变的实验条件是____________。（编号选填） ①水稻品种②光照强度③温度④培养液中Mg2+浓度⑤CO2浓度 (3)据图3分析，缺Mg2+主要影响光合作用的__________阶段。 科学家进一步研究发现，参与CO2固定的Rubisco酶活性和叶绿体中Mg2+的含量均存在明显的昼夜节律变化（如图）。 (4)Rubisco酶在水稻细胞中的存在场所是____________。 (5)据图，下列分析推测合理的有______。（多选） A．Rubisco酶活性只在有Mg2+的条件下表现昼夜节律变化 B．Rubisco酶白天活性较高，晚上活性较低 C．缺Mg2+主要影响白天Rubisco酶活性的变化，对夜间的影响不大 D．细胞通过改变叶绿体Mg2+浓度来调控Rubisco酶活性 转运蛋白家族成员OsMGT3参与水稻叶绿体Mg2+转运。分别在黎明和黄昏时分，提取加减Mg处理的野生型和OsMGT3缺失突变体水稻，并进行叶绿体Mg2+的吸收试验，结果如图所示。 (6)OsMGT3运输Mg2+的主要方式是______。（单选） A．渗透作用 B．自由扩散 C．协助扩散 D．主动运输 (7)由图可知，下列对叶绿体Mg2+转运的分析正确的有______。（多选） A．OsMGT3对Mg2+的转运只发生在黎明 B．光照可能会激活OsMGT3的活性 C．缺Mg2+时黄昏时分OsMGT3仍会转运Mg2+ D．叶绿体上还有其他蛋白参与Mg2+的吸收 (8)根据以上研究结果，分析并阐述缺Mg2+影响水稻生长的原因。______。 素养提升 1.（25-26高三上·上海宝山·期中）研究发现，在植物细胞内，线粒体膜上有一种A蛋白，它可将ATP从线粒体转运到细胞质基质，为各种代谢活动供能；叶绿体膜上有一种N蛋白，它可将ATP从细胞质基质转运到叶绿体，为代谢活动提供能量。衣原体是一种寄生在真核细胞内的原核生物，在衣原体的细胞膜上也存在着N蛋白，负责将宿主细胞的ATP转运到衣原体细胞内为代谢供能，而蓝细菌则不具有这种N蛋白。 (1)A蛋白和N蛋白的相同点包括 ______。（编号选填） ① 基本单位都是氨基酸 ② 都含有元素C、H、O、N ③ 都具有可以与ATP特异性识别的结合位点 ④ 植物根、茎、叶细胞中都能检测到这两种蛋白 (2)据图1（a）推测，经A蛋白转运的ATP可以为 ______供能，经N蛋白转运的ATP可以为 ______供能。（编号选填） ①水的光解 ②糖酵解 ③多肽链的合成 ④质膜主动运输 ⑤C3的还原⑥酶的磷酸化 ⑦CO₂的固定 ⑧三羧酸循环 ⑨水的生成 ⑩囊泡运输 图1（a）所示植物的不同部位（X和Y）的净光合速率的日变化曲线，如图2所示。 (3)图2中8：00、10：00和15：20时，X和Y的净光合速率相等，他们的总光合速率的大小关系是 ______（编号选填：①X＞Y，②X＜Y，③X=Y，④不确定）。X和Y在图示时间段内有机物积累量达到最大的时刻分别是 ______和 ______。 (4)Y部位在11：00 - 13：00净光合速率下降幅度较大，推测其原因是 ______。 A．气孔关闭，碳反应速率下降 B．高温导致A蛋白活性下降 C．气孔关闭，蒸腾作用下降 D．高温导致N蛋白活性下降 科学界普遍认为叶绿体是由蓝细菌进化而来的，但研究证明，蓝细菌不具有N蛋白，无法利用宿主细胞基质中的ATP。结合衣原体膜上具有N蛋白的科学事实，科学家提出了“叶绿体进化假说”，如图1（b）所示。 (5)请推测，衣原体和蓝细菌进入真核细胞的方式是 ______。 A．自由扩散 B．协助扩散 C．胞吞 D．膜融合 (6)蓝细菌与叶绿体具有相似之处：都含有 ______。 A．能够捕获光能的色素 B．能够固定CO₂的相关酶 C．DNA D．双层膜 (7)实验发现，将衣原体和蓝细菌转入宿主细胞后，在宿主细胞基质中会发现二者的DNA片段。据此，并结合图1（b），请阐述 “叶绿体进化假说”。___________。 2.（25-26高三上·上海·阶段检测）葡萄美酒夜光杯，欲饮琵琶马上催。公元前139年，张骞出使西域，便将葡萄带到了华夏大地。葡萄因其水分足、营养丰富，一直是人们爱吃的水果之一，我们的祖先也在很早以前就利用葡萄酿出美味的葡萄酒。图1表示葡萄植株某叶肉细胞的部分代谢过程，a、b、c、d代表不同的细胞结构，①~④代表不同的物质，图2表示葡萄植株在不同条件下CO2吸收速率（mg/h）。 (1)图1中，能产生物质“②”的细胞结构有________（多选）。 A．a B．b C．c D．d (2)图1中，结构“b”中代谢所需物质“③”的来源有________（多选）。 A．从细胞外环境中吸收 B．“a”中的代谢产物 C．“c”中的代谢产物 D．“d”中的代谢产物 (3)图2中，影响葡萄植株光合作用强度的因素有________（多选）。 A．光照强度 B．温度 C．CO2浓度 D．相对湿度 (4)图2中，在全光照、CO2浓度为1.22%的条件下，葡萄植株真正光合速率（实际光合作用）最大时所对应的温度是_______。 (5)二倍体葡萄和四倍体葡萄杂交得到的三倍体葡萄高度不育的原因是______，说明它们之间存在______，因而属于两个物种。 某研究小组以葡萄品种A和B为材料，研究了盐胁迫对两种葡萄植株光合作用的影响。实验中将两种植物置于不同浓度NaCl培养液中培养，分别测得叶片叶绿素a/叶绿素b比值和气孔导度（气孔张开程度），结果如下图3、4。 (6)分析图3，对高盐环境耐受性较高的植物是_____。 叶绿素a/叶绿素b比值可以反映叶绿体中类囊体的垛叠程度，其比值越低，类囊体垛叠程度越低、排列松散，类囊体膜的稳定性也越差。 (7)据图4，增加NaCl浓度后，葡萄B中的叶绿素a/叶绿素b比值明显下降。请分析叶绿素a/叶绿素b比值下降对该植物光合作用光反应过程的影响：______。 (8)研究发现，当NaCl浓度大于100mmol/L时，葡萄B光合速率进一步下降。综合分析图3、图4，葡萄B光合速率进一步下降可能的原因是______（多选）。 A．叶绿体中类囊体结构排列松散，影响光反应 B．叶绿素a/叶绿素b比值下降，影响光的吸收 C．盐胁迫下植物进一步失水，叶肉细胞中的代谢减弱 D．气孔导度下降影响CO2的吸收，影响碳反应 (9)培育耐盐植物，需研究植物适应高盐环境的生理特性。有利于植物对高盐环境适应的特性有_______（多选）。 A．细胞膜上离子转运蛋白增加 B．能从外界环境中吸收无机盐离子至液泡中 C．细胞内可溶性有机小分子合成增加 D．细胞内产生一类具有调节渗透作用的蛋白 (10)葡萄酿酒利用了微生物无氧呼吸，下列哪项活动也涉及到无氧呼吸______（多选）。 A．剧烈运动后肌肉酸痛 B．酵母菌大量繁殖 C．酸奶的制作 D．水稻发生了烂秧 3.（24-25高二下·上海杨浦·期末）莱茵衣藻不仅能进行光合作用，还能有氧呼吸和无氧呼吸，是科学家研究三者之间相互作用的理想模式生物，其细胞结构和部分代谢过程如图1所示。 (1)据图1和所学知识判断，下列细胞结构与莱茵衣藻最为相似的是______。 A．脂肪细胞 B．蓝细菌 C．黑藻细胞 D．洋葱鳞叶表皮细胞 (2)图1中，生理过程X发生的场所、物质Y分别是______。 A．细胞质基质和丙酮酸 B．细胞质基质和乙酰辅酶A C．叶绿体基质和丙酮酸 D．叶绿体基质和乙酰辅酶A (3)在光照适宜且氧气充足的条件下，莱茵衣藻细胞内存在的能量转换有______。（编号选填） ①葡萄糖分子中稳定的化学能转换成热能 ②光能转换成ATP 和 NADPH 分子中活跃的化学能 ③ATP和NADPH分子活跃的化学能转换成糖分子中稳定的化学能 ④葡萄糖分子中稳定的化学能转换成ATP和NADH中活跃的化学能 (4)若探究莱茵衣藻细胞内光合色素种类与绿色植物的差异，下列操作合理的是______。 A．用95%乙醇提取光合色素 B．用聚酰胺薄膜层析分离光合色素 C．取双缩脲试剂与光合色素混合 D．用分光光度计测定665nm波长处的吸光值 (5)图中发生的光能吸收和转换过程中能产生H⁺，后者来自于______。 A．水的光解 B．NADPH的分解 C．ATP的水解 D．叶绿素a释放电子 莱茵衣藻无氧呼吸会产生有机小分子弱酸（HA），后者能跨膜进入类囊体，并在类囊体内释放出H⁺。过量H⁺在类囊体腔中的积累导致类囊体酸化，进而影响光合作用正常进行。 (6)据题干和所学知识判断，HA 从产生部位进入类囊体，需要跨越的生物膜层数为______层。 (7)研究人员用适宜浓度的HCl 和 HA 分别处理莱茵衣藻，发现HA 处理可造成莱茵衣藻类囊体酸化，而HCl 处则不会，可能的原因是______。 A．HA 呈弱酸性 B．HA 不带电荷 C．HA 是小分子 D．HCl 全部电离 莱茵衣藻白天进行有氧呼吸，而夜间则依靠无氧呼吸维持能量供应。为进一步研究莱茵 衣藻无氧呼吸对其新陈代谢的影响，研究人员开展下列实验：（1）在光照适宜且氧气充足的 条件下测定莱茵衣藻类囊体膜上的电子传递速率（图2）。（2）在氧气充足的条件下，测定 不同环境pH 下莱茵衣藻的O₂消耗速率，发现随环境pH下降，莱茵衣藻单位时间内O₂消耗速率逐渐下降。（3）将莱茵衣藻黑暗无氧的环境下培养3小时后，再分别施加四种不同的 实验处理，测定其氧气相对释放量（%）（图3）。 (8)据上述实验结果推断，莱茵衣藻无氧呼吸对光合作用和有氧呼吸的影响分别是______。 A．促进、促进 B．促进、抑制 C．抑制、促进 D．抑制、抑制 (9)比较图3中弱光下两条曲线的异同，并根据题干、图和所学知识解释造成差异的原因______。 4.（24-25高三下·上海·阶段检测）植物生长的世界并未赠予它合适生长的所有条件，但植物在长期进化过程中，形成了多种保护机制，包括D1蛋白周转依赖的PSII损伤修复机制和依赖于叶黄素循环的热耗散机制（NPQ）。 研究发现高温强光（HH）条件下，过剩的光能会损伤D1蛋白（D1蛋白是PSII的核心蛋白，PSII是一种光合色素和蛋白质的复合体），进而影响植物的光合作用。为研究高温强光（HH）对番茄光合作用的影响，研究人员对番茄进行不同条件处理，实验结果如图1所示。 (1)正常光照情况下，光合色素吸收的光能在叶绿体中的转化过程是______。 (2)在叶绿素含量测定实验中，需在分光光度计波长______下测定色素提取液的吸光度（编号选填）。 ①540nm②665nm③649nm250nm (3)据图1可知，HH条件下，光合速率降低的原因不是气孔因素引起的，请据图1和已学过知识分析，并阐述光合速率下降的原因_____。 高温胁迫使参与构成PSII系统的核心蛋白DI不足，引发PSII失活。相关机制如图2所示，其中ROS是活性氧，其积累过多会对植物细胞造成伤害。 (4)结合图2，下列有关叙述正确的是______（多选）。 A．编码D1蛋白的基因位于叶绿体中 B．过程③属于转录水平的调控 C．过程④可能造成D1蛋白肽键的断裂 D．核糖体、内质网、高尔基体参与D1蛋白的合成 当暴露在强光下，叶片必须耗散过剩的光能，避免叶绿体损伤。紫黄质（a）、玉米黄质（b）和单环氧玉米黄质（c）这三种色素的相互转化称为叶黄素循环，是一种有效耗散光能的方式，三种色素在一天中的含量变化如图3所示，其中单环氧玉米黄质的含量在一天中相对平稳。 (5)三种叶黄素中光能耗散能力最强的是______，依据是______。 (6)随光照增强，三种叶黄素的相互转化关系为______（用a、b、c和“→”表示）。 (7)当叶片被遮蔽时，叶黄素循环关闭，但叶黄素循环的关闭需要几分钟。结合两种保护机制，研究者想提高作物产量，以下措施合理的是______（编号选填）。 ①缩短叶黄素循环关闭的时间 ②增加D1基因的数量 ③增加D1蛋白的表达量 ④减少ROS的量 5.（2026·上海徐汇·二模）低CO₂环境下，水稻等作物光合效率较低，然而，光合藻类则可通过CO₂浓缩机制（CCM）主动富集无机碳（见图1）提高光合效率。科学家近期解析了CCM关键蛋白LciA的结构，并改造了细菌的NirC蛋白，使其获得HCO₃⁻转运功能，为利用CCM改造水稻等作物（见图2）增加产量提供了新策略。 注：Rubiso：催化CO2固定的酶 CA：碳酸酐酶（催化与CO2之间转化）：代表多步反应 (1)据图1分析，蓝藻固定的场所是____________。（编号选填） ①类囊体②羧酶体③细胞质基质④叶绿体基质 (2)对比图1的蓝藻与图2改造的植物细胞浓缩机制，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．两者转运所需的ATP来源相同 莱茵衣藻CCM中的LciA蛋白是目前已知的转运通道。为揭示CCM的高效机制，研究团队解析了LciA蛋白的三维结构，推测第220位赖氨酸（Lys220）是识别的关键位点。 (3)研究团队构建了含不同处理方式的LciA蛋白的人工膜泡（一种模拟细胞膜的球形结构），用于验证上述推测。那么，设计的实验方案中，对照组应选择的是：____________；实验组选择的是：____________。（编号选填） ①嵌入野生型LciA蛋白的膜泡 ②嵌入第220位赖氨酸突变为丙氨酸的LciA蛋白的膜泡 ③嵌入加热变性野生型LciA蛋白的膜泡     ④等量溶液 ⑤检测膜泡内部浓度的变化 ⑥检测膜泡内部被转化为的速率 为进一步探究LciA蛋白中不同氨基酸位点对转运活性的影响，研究人员构建了多种LciA蛋白突变体，并测定细菌NirC蛋白及其改造后细菌NirC蛋白的转运活性，其结果如表所示（“K220A”和“K136A”分别表示第220位和第136位赖氨酸突变为丙氨酸）。 蛋白类型 相对转运活性 野生型LciA +++ LciA（K220A）突变体 + LciA（K136A）突变体 ++++ 细菌NirC（天然） - 改造后细菌NirC +++++ 注：“+++++”表示活性最强，“-”表示无活性； (4)据表数据分析，下列推断合理的有 。 A．第220位赖氨酸（K220）是LciA识别的关键位点 B．第136位赖氨酸（K136）突变后活性增强，说明该位点可能抑制蛋白功能 C．细菌NirC无. 转运活性，是因为其结构不适合通过 D．若将突变体LciA（K136）导入莱茵衣藻，其光合速率必然高于野生型LciA的莱茵衣藻 (5)叶绿体外膜含有孔蛋白，通透性较高，内膜对离子具有严格的选择透过性。科学家计划将改造后的NirC蛋白定向整合到植物细胞叶绿体内膜，构建简化版CCM。下列对该设计解释最合理的是 。 A．改造后的NirC定位整合到内膜上，能提高催化与的相互转化 B．可自由通过叶绿体外膜到达膜间隙，但需借助内膜上NirC才能进入叶绿体基质 C．只有将NirC定位在内膜上，才能避免其被叶绿体基质中的蛋白酶降解 D．改造后的NirC定位整合到内膜上可将基质中的泵出细胞，以提高胞间浓度 (6)若改造的植物细胞中NirC蛋白定位和功能正常，其他条件适宜，短期内叶绿体基质中变化正确的是 。 A．含量增加 B．含量增加 C．ATP含量减少 D．NADPH含量减少 (7)进一步研究发现，尽管转运效率大幅提高，但净光合速率并未显著增加，据图推测可能的原因是：________________。 20 / 21 学科网（北京）股份有限公司 $