专题06 光合作用（期中真题汇编，山东专用）高三生物上学期

**基本信息** 聚焦光合作用4大高频考点，汇编山东多地高三期中真题，通过实验数据、科研情境（如磁性螺旋藻、碳量子点）考查光合色素、过程及影响因素，层次分明。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |非选择题|约占80%|光合色素提取、光反应过程、影响因素（光照/CO₂）、综合计算|科研情境（如MSP靶向治疗）、实验设计（滤纸条色素分离）、图表分析（SPAD值、光合曲线）| |选择题|约占20%|光合作用探索历程、光反应机制|选项设置区分易混点（如类囊体薄膜功能）|

专题06 光合作用 4大高频考点 1. 绿叶中色素提取和分离实验 2. 光合作用过程 3. 影响光合作用的因素 4. 光合作用和呼吸作用综合计算 考点1 绿叶中色素提取和分离实验 1．（25-26高三上·山东青岛莱西·期中）为探究光照强度对植物生理特性的影响，研究人员选取生长状态良好且长势一致的某绿色植物幼苗，用一、二、三层造荫网分别对幼苗进行遮荫处理（记为T1、T2、T3，网层数越多，遮荫效果越好），对照不遮荫处理，其他条件一致。一段时间后，测定相关数据见下表（表中叶绿素SPAD值越大，表示叶绿素含量越高）。 实验组 测量指标 对照 T1 T2 T3 单株总干重（g） 7.02 9.01 7.75 6.15 叶绿素（SPAD） 41.52 46.49 43.84 35.03 叶片可溶性塘（mg/g） 25.09 20.41 15.41 11.14 （1）高等植物进行光合作用的主要器官是___________，通常情况下，绿色植物进行光合作用的色素中含量最多的是___________。T3的叶片主要吸收可见光中的___________。 （2）经过遮荫处理后，随着光照强度由强到弱，植物叶片可溶性糖含量逐渐降低，其原因是___________。 （3）对照的叶片可溶性塘含量比T1，T2高，但单株总干重比T1、T2低，其原因是___________。 （4）为验证T3的叶绿素含量降低，需要分析植物遮荫处理后光合色素含量的变化。现有干燥的定性滤纸条（其一端剪去两角，并在这一端底部1cm处画有一条细的横线）、天平、玻璃漏斗、尼龙布等充足的实验材料和用具，请完善实验步骤。 ①分别称取___________的叶片剪碎，分别置于不同研钵中，加入___________后充分研磨。     ②将研磨液迅速倒入玻璃漏斗进行过滤后收集滤液；用___________吸取少量滤液，沿定性滤纸条横线处均匀地画出一条细线，再重复一到两次；将滤纸条轻轻插入___________中，分别观察试管内滤纸条上出现了几条色素带，以及每条色素带的颜色和宽窄。 考点2 光合作用过程 1．（25-26高三上·山东师范大学附属中学·期中）科学研究发现，肿瘤细胞可以借助内部的缺氧环境减少含氧自由基的生成而维系持续增殖状态。我国科研团队将磁性颗粒均匀涂至螺旋藻（颤蓝细菌）表面，组装成磁性螺旋藻（MSP），MSP 在外部磁场作用下靶向运动至癌变部位，促使癌细胞死亡后自身完成降解，机理如图所示。下列叙述正确的是（　　） A．螺旋藻细胞质中存在 RNA-蛋白质复合物，细胞核中存在 DNA-蛋白质复合物 B．过程①利用 MSP 释放的 O2改变肿瘤组织内部的缺氧环境时需要补充光照和 CO2 C．在放射线、激光照射后，MSP 细胞受到损伤，不利于癌症的治疗 D．过程①利用 MSP 释放的 O2的场所在螺旋藻细胞的类囊体薄膜 2．（25-26高三上·山东潍坊·期中）下列关于光合作用探索历程的说法，错误的是（　　） A．希尔向离体叶绿体悬液加入铁盐，在无CO2条件下进行光照，发现有O2释放 B．卡尔文用14C追踪光合作用中碳原子，发现了碳原子在暗反应中的转移途径 C．恩格尔曼用极细的光束照射水绵，发现好氧细菌聚集在被光束照射的叶绿体部位 D．鲁宾和卡门通过放射性同位素标记法确定光合作用产生的O2中氧元素来源于H2O 3．（25-26高三上·山东德州·期中）以农业废弃物为原料合成的碳量子点可将紫外光、绿光转换为红光，并能为光合电子传递链补充电子，从而使蓝细菌的CO2固定率提高了2.4倍。下列说法正确的是（    ） A．碳量子点对紫外光、绿光的转换可增强类胡萝卜素的光能吸收效率 B．碳量子点补充的电子可促进NADPH生成，从而为C3还原提供能量和还原剂 C．CO2固定率的提高会使蓝细菌中C3的生成速率始终大于C5的生成速率 D．碳量子点可镶嵌在叶绿体的类囊体薄膜上，参与蓝细菌的光合作用 4．（25-26高三上·山东滨州惠民·期中）某些植物在强光下产生电子过多导致活性氧积累，而细胞内活性氧积累会加快细胞凋亡引发萎黄病。为研究植物对强光的适应性，科研人员进行了一系列探究。 （1）光合作用的光反应发生在______上，某些膜上蛋白与______形成的复合体可吸收、传递、转化光能。 （2）用不同浓度的MV（一种可产生活性氧的物质）对野生型和C37蛋白缺失突变体叶片进行处理，检测叶绿素含量，结果如图1。MV模拟的是______环境，从实验结果可以得出______。 （3）光系统I和II是完成光反应必需的，请据图2回答： ①光系统I（PSI）吸收光能产生的高势能电子部分用于合成______；PSII产生的电子和PSI产生的部分电子经Cb6/f复合体传递进入PSI，该过程释放的能量有利于积累H+，用于______的合成。 ②C37蛋白能够在强光下影响Cb6/f复合体的活性，作用机理如图3所示。 请从稳态与平衡的角度解释C37突变体在强光下易引发萎黄病的机制______。 5．（25-26高三上·山东邹城·期中）下图1为高等植物类囊体膜上发生的光反应示意图，其中PSI和PSⅡ均由光合色素和蛋白质组成，PQ、Cytb6/f、PC、Fd为运输电子的相关蛋白质，PQ在运输e-的同时能将H+从叶绿体基质转运到类囊体腔内。ATP合酶由CF0和CF1两部分组成，且每运输3个H+催化1分子ATP的合成。图2表示高温胁迫下植物PSⅡ发生光抑制的局部机理图，ROS代表活性氧，D1蛋白是组成PSⅡ的重要蛋白质之一。回答下列问题： （1）图示产生的NADPH的作用是______________。 （2）分析图2，高温胁迫导致PSⅡ失活的途径有_______________（答出两点） （3）光反应产生的NADPH和ATP参与暗反应时，往往会出现ATP供应不足的情况。当NADPH积累、NADP+缺乏时，Fd能将e-传给PQ形成闭合的电子传递循环，该循环_________（填“能”或“不能”）产生O2，推测该循环存在的意义是______________。 （4）高温胁迫会导致水稻严重减产。为增强水稻应对高温胁迫的能力，科研人员将控制合成D1蛋白的基因转入水稻染色体DNA上得到M品系，检测野生型和M品系水稻在不同温度条件下Dl蛋白的含量，结果如图3所示。据图3可知，常温下M品系水稻细胞中D1蛋白含量______（填“高于”“低于”或“等于”）野生型。结合图3推测，高温胁迫下M品系水稻产量受影响较小的原因是______________。 6．（25-26高三上·山东潍坊·期中）叶绿体中类囊体薄膜上的光系统PSⅡ是光反应中吸收、传递并转化光能的一个重要结构。PSⅡ吸收光能后，会夺取水中的电子，将其由质体醌传递出去。过量红光照射会引起质体醌大量损耗，进而导致PSⅡ因电子无法输出而受损降解。 （1）光合色素中能吸收红光的是______。PSⅡ从水中夺取的电子经传递，可用于______与______结合形成NADPH。 （2）叶绿体中光合色素吸收的光能有两方面的用途，一是将水分解并形成NADPH；二是______。暗反应过程中，C3被NADPH还原后有两个代谢途径，两个途径的终产物分别是______。 （3）当类囊体中质体醌不足时，叶绿体中的质体小球会向其释放质体醌以保护PSⅡ。质体醌的释放受质体小球中的G1蛋白、G3蛋白调控。为研究具体调控机制，研究者构建了相应蛋白缺失突变植株进行了实验，结果如图1.请根据实验结果，将图2中的调控机制补充完整______（□中填写“G1蛋白”或“G3蛋白”，括号中填写“促进”或“抑制”）。    7．（25-26高三上·山东菏泽第一中学·期中）某科研小组将菠菜叶中分离到的叶绿体悬浮于缓冲液中，进行了一系列的实验。 （1）分离叶绿体的方法是____________，叶绿体中的色素在层析液中分离的原理是____________，4种色素中呈蓝绿色的是____________。 （2）离体的叶绿体照光后有糖类产生。将叶绿体的内膜和外膜破坏后，加入缓冲液形成悬浮液，发现黑暗条件下悬浮液中不能产生糖类，原因是____________。 （3）将叶绿体的内膜和外膜破坏后分离出类囊体，构建含类囊体的人工细胞，图示为具有光反应活性的人工细胞，在适宜的光照强度下，①处的pH______（填“变大”“变小”或“不变”），说明类囊体膜具有的功能是____________。 （4）上述人工细胞在光反应的基础上要合成糖类等有机物，①处还需要的物质有____________。 8．（25-26高三上·山东泰安·期中）叶绿体依靠光系统将光能转换为电能。光系统主要包括光系统Ⅱ（PSⅡ）、质体醌（PQ）、细胞色素b₆f（Cytb₆f）和光系统Ⅰ（PSⅠ），光系统产生的高能电子沿光合电子传递链依次传递，电子传递方式主要有线性电子传递和环式电子传递两种。 （1）在叶绿体内部巨大的膜表面分布着许多_______，在__________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）据图分析，在PSⅡ处水分解为氧气和H⁺，在膜两侧建立H⁺梯度，并且释放出电子，经电子传递最终可用于___________，该过程中还会通过____________进一步提高膜两侧的H⁺浓度差，用于推动ATP的合成。 （3）玉米等植物在强光条件下NADP⁺不足、NADPH积累时，PSⅠ将电子通过质体醌（PQ）传递给Cytb6f形成环式电子传递。此时，仅由PSⅠ推动的环式电子传递被激活，这使得NADPH的生成量_______，同时形成跨膜质子（H+）梯度，光反应产生的ATP与NADPH的比值_______（选填“上升”或“下降”或“基本不变”），从而避免电子在PSⅠ处积累对其造成的损伤。 （4）百草枯（除草剂）是PQ的类似物，可接受来自PSⅡ反应中心的电子，且能够与Cytb6f特异性结合，阻止电子传递到细胞色素b6f，抑制H+的运输。经一系列反应生成各种活性氧，大量活性氧攻击生物膜使细胞死亡。从电子传递角度分析使用百草枯后叶绿体ATP含量可能变化的原因________________。为了保证其除草效果，应选择的天气状况是_______（填“晴天”或“阴天”）。 9．（25-26高三上·山东德州·期中）丹参是我国传统中药材，其根部丹参酮的含量与光合作用息息相关。科研人员为探究CPS1蛋白基因超表达对丹参光合作用的影响进行了实验，部分结果如表所示。其中F0可以反映叶绿素含量的多少，Fm可反映叶绿素吸收光的多少；NPQ反映植物以热耗散的方式耗散光能的能力。 组别 丹参酮含量（mg·g-1） 初始荧光（F0） 最大荧光（Fm） 非光化学淬灭系数（NPQ） 净光合速率（μmolCO2·m-2·s-1） WT组 0.1 620 1240 0.22 16 OE组 1.25 700 1400 1.21 12 注：WT表示野生型；OE表示CPS1蛋白基因超表达转基因株系 （1）研究表明，CPS1蛋白存在于细胞质基质中和叶绿体类囊体膜上，后者是光合作用______阶段的场所，该阶段可将光能转化为______中的化学能。 （2）强光下，过剩的光能会损伤细胞结构。CPS1蛋白基因超表达有利于增强植物对强光的适应，根据实验结果分析，理由是______。 （3）F0/Fm表示光反应的最大光能转换效率。WT组和OE组植株F0/Fm的值______（填“有”或“无”）显著差异，说明CPS1蛋白基因超表达主要影响光合作用的______（填“光反应”或“暗反应”）过程，最终导致净光合速率下降。 （4）根据实验结果推测，CPS1蛋白基因超表达通过影响光合产物的______（填“合成”或“分配”）进而影响根部丹参酮的含量，理由是______。 考点3 影响光合作用的因素 1．（25-26高三上·山东青岛莱西·期中）西洋参易受干旱胁迫而影响生长。检测西洋参在重度干旱条件下光合作用的相关指标，结果如图所示。下列说法正确的是（　　） A．胞间CO2浓度越高，光合速率就越高 B．干旱主要影响暗反应不影响光反应 C．CO2的固定速率随着干旱时间的延长而降低 D．降低气孔导度不利于西洋参适应干旱环境 2．（25-26高三上·山东枣庄滕州·期中）（多选）叶片从黑暗中转到光下时，光合速率由低到高逐步达到稳定的过程称为光合作用的光诱导期。已知黑暗中的大豆叶片气孔处于关闭状态，壳梭孢素处理可使大豆叶片气孔充分开放。为研究气孔开放与光诱导期的关系，科研人员将大豆叶片分为两组，A组不处理，B组用壳梭孢素处理，一段时间后，将两组叶片从黑暗中转移到光照下，测定光合速率，结果如图所示。下列分析正确的是（　　） A．0min时，A组叶肉细胞胞间CO2浓度和B组叶肉细胞胞间CO2浓度不相等 B．与A组叶片相比，B组叶片光合作用的光诱导期更短 C．30min时，B组叶绿体中C3生成速率大于A组，还原速率小于A组 D．30min时，限制A组光合速率的主要因素是光照时间 3．（25-26高三上·山东邹城·期中）（多选）Rubisco是光合作用暗反应中催化C5与CO2结合的关键酶。科研人员将Rubisco基因转入某作物的野生型（WT）获得该酶含量增加的转基因品系（S），并做了相关研究。实验结果表明，这一改良提高了该作物的光合速率（如下图）和产量潜力。下列说法错误的是（    ） A．Rubisco在叶绿体基质中发挥作用 B．当胞间CO2浓度高于B点时，曲线②与③重合是由于Rubisco的量不足引起的 C．A点之前曲线①和②重合的最主要限制因素是光照强度 D．曲线①较②产生更多的ATP和NADPH，使暗反应速率加快，光合速率高 4．（25-26高三上·山东菏泽第一中学·期中）（多选）光质和土壤中的盐含量都会影响作物的生长。为探究不同光质对盐胁迫下某作物生长的影响，将作物进行分组处理一段时间后，结果如图所示。其中光补偿点指当总光合速率等于呼吸速率时的光照强度；CO2消耗量与光照强度视为正比关系。下列说法正确的是（    ） A．CO2浓度和温度是实验的无关变量 B．①②对比说明不同的光质会影响呼吸速率 C．可通过①③④对比探究实验光处理是否能完全抵消盐胁迫对作物生长的影响 D．光照强度达到光补偿点之前④组的总光合速率始终小于③组 5．（25-26高三上·山东临沂·期中）光极限是指光合作用吸收CO2量随着光吸收的增加而上升的光吸收范围。CO2极限是指光合作用吸收CO2量不再随着光吸收的增加而上升的光吸收范围。研究表明热带树木的光合机制开始失效的临界温度平均约为46.7℃。下列相关叙述错误的是（    ） A．在光极限范围内，随着光吸收的增加光合速率也增大 B．CO2极限时比极限前单位时间内叶肉细胞合成的ATP、NADPH增加 C．CO2极限时限制光合速率的环境因素主要有CO2浓度和温度 D．热带树木达到光合机制开始失效的临界平均温度前光合速率不断增加 6．（25-26高三上·山东烟台·期中）（多选）光补偿点是指光合作用中吸收的CO2量与呼吸作用中释放的CO2量恰好相等时的光照强度。在一定浓度的CO2和30℃条件下（呼吸酶最适温度为30℃，光合酶最适温度为25℃），研究者分析了植物A、B不同光照强度下的净光合作用速率，结果如图所示。下列说法正确的是（　　） A．分离植物A的光合色素获得滤纸条上最窄的色素带，主要吸收红光和蓝紫光 B．与植物A相比，植物B具有较高的光补偿点 C．调整温度到25℃时，ab两点均左移 D．施氮肥利于叶绿素合成，可增加植物叶片的光捕获能力 7．（25-26高三上·山东枣庄滕州·期中）光合作用包括一系列复杂的化学反应，可分为光反应和暗反应，图1表示光反应过程示意图（PSI、PSⅡ分别表示光系统I和光系统Ⅱ）。当植物吸收的光能超过光合作用所能利用的量时，会引起光能转化效率下降，这种现象称为光抑制。图2表示高温胁迫下植物PSⅡ发生光抑制的局部作用机理图，ROS代表活性氧，D1蛋白是组成PSⅡ的重要蛋白之一。回答下列问题： （1）PSI、PSⅡ位于叶绿体的_____上，图1中的A为_____（填中文名称），图1中生物膜两侧H+浓度大小为内______（填“大于”、“小于”或“等于”）外。 （2）高温胁迫下，PSⅡ捕光复合体很容易从膜上脱落，影响光反应中的_____反应，电子传递受阻，光合作用强度下降。结合图2分析，高温胁迫导致PSⅡ失活的途径有_____（答出两点）。 （3）PSII作用中心的色素分子P680是一种特殊的叶绿素a（分子结构式如图3，其中头部为亲水端，尾部为疏水端，二者可与磷脂分子相连）。在酸性条件下，叶绿素a分子很容易失去镁元素成为脱镁叶绿素（黄褐色）。下列说法正确的有_______（不定项）。 A．头部为亲水端，尾部为疏水端有利于叶绿素a在叶绿体内膜上固定 B．叶绿素a与催化其合成的酶共有元素仅有C、H、O C．可通过测定叶绿体中色素提取液在红光下的吸光值（吸光值的大小与有色物质的含量成正比）来计算出叶绿素的含量 D．制作青团子时，加入少量食用碱可保持鲜绿 （4）百草枯（除草剂）会与图1中PQ竞争，争夺水光解后的e，可阻止电子传递进而抑制H+的运输。经一系列反应生成各种活性氧，大量活性氧攻击生物膜使细胞死亡。从电子传递角度分析使用百草枯后叶绿体ATP含量_____（填“上升”“下降”或“不变”）说明原因_____。为了保证其除草效果，应选择的天气状况是_____（填“晴天”或“阴天”）。 8．（25-26高三上·山东青岛·期中）新疆属于典型的温带大陆性气候，夏季干旱、少雨、日照充足，非常适合棉花栽种，被称为中国“棉都”。科研人员对新疆长绒棉进行光适应性研究，结果如图甲所示。 （1）棉花叶肉细胞光合作用过程中，通过_________结构将光能转化为储存在_________中的化学能，并为暗反应提供能量。 （2）光照强度为_________μmol•m-2•s-1最适宜棉花种植，理由是_________。 （3）据图分析，当光照强度大于800μmol•m-2•s-1时，胞间CO2浓度有所升高，其原因是_________。 （4）为探究干旱、寒冷等胁迫环境对长绒棉产量的影响，科学家进行了图乙所示的实验，图丙为实验结果。与单一冷害相比，适宜的干旱胁迫有助于提高长绒棉的产量，据图分析，得出此结论的依据是_________。      9．（25-26高三上·山东菏泽·期中）高温强光会严重影响植物的生长和发育。光合吸收的光能超出自身最大利用能力时，就容易使PSII（光合色素与蛋白结合的复合体，可捕光、分解水）受损，致使光合速率降低。蛋白质LHCII可通过与PSII结合或分离来增强或减弱对光能的捕获（图1）。高温胁迫还会引发活性氧ROS（如自由基、H2O2等）积累，进一步抑制光反应（图2）。研究人员探究蜜柑植株不同条件下光合效率的结果（图3）。    （1）叶绿体中，PSII的分布场所为_______，分离其中光合色素的原理是______。 （2）据图分析，强光下，叶片的叶肉细胞中依次发生_____（选填正确编号并排序）。 ①叶绿体聚集在细胞侧面 ②叶绿体聚集在细胞受光面 ③色素捕获光能减少 ④LHCII与PSII结合 ⑤LHCII与PSII分离 ⑥分解水产生的H+和O2减少 ⑦ATP和NADPH的合成量减少 （3）据图2可知，ROS过量合成后可通过_______途径，引起光抑制现象。 （4）强光会进一步加剧图2中D1蛋白损伤。研究发现，D1蛋白更新合成和叶黄素循环转化是植物应对高温、强光的重要保护机制。研究人员用蜜柑植株进行了4组处理：A组在_______下培养，B、C、D组分别用H2O、叶黄素循环转化抑制剂、D1蛋白更新抑制剂处理，且均置于高温、强光下培养，结果如图3。据图分析，在高温、强光下，叶黄素循环转化比D1蛋白更新合成对蜜柑植株的保护作用_________（选填“强”或“弱”），依据是_____。 10．（25-26高三上·山东临沂·期中）为探究不同补光灯对大棚草莓光合生长、果实产量和品质的综合影响，科研人员进行了实验（各组均补光4h/d，其他条件均适宜），结果如表所示。 组别 光源 红蓝光比 叶绿素含量（mg·g-1） 叶片净光合速率（μmol·m-2s-1） 单果均重（g） 结果数（个/m2） CK 不补光 — 1.13 16.04 11.95 305 T1 LED灯 4.9：1 1.93 17.03 16.22 381 T2 LED灯 3.0：1 2.31 16.32 16.06 356 T3 荧光灯 1.9：1 1.79 16.32 12.34 337 注：LED灯和荧光灯均为冷光源。 （1）纸层析法分离叶绿体色素时，滤纸条自上而下第________条带为叶绿素a，分离叶绿体色素的原理是________。 （2）利用冷光源补光的优点是________，所补光质组成主要为红光和蓝光的原因是________，且________光更有利于有机物的合成。 （3）结合表中数据分析，草莓产量最高的是________组。与T2组相比，T3组处理下的草莓叶片净光合速率相等，但草莓产量不高，原因可能是________。由此可见，光质不仅影响光合作用，还可以作为信号调控植物的生长发育、物质输送等。 11．（25-26高三上·山东名校联盟·期中）以水稻油菜素内酯（BR）合成缺陷型突变株Fn189及野生型 Tz65为材料，在大田条件下进行试验，探究BR 对水稻光合作用相关生理指标和水稻产量的影响，实验结果如图表所示。已知SS是水稻叶肉细胞中分解蔗糖的关键酶，Rubisco是卡尔文循环中固定二氧化碳的酶。 材料 有效穗数 每穗粒数 千粒重（g） Tz65 504.0 96.73 26.56 Fn189 381.0 106.4 16.97 （1）光合作用产物葡萄糖的积累会降低光合作用速率，一部分葡萄糖合成淀粉，另一部分合成蔗糖，二者中可以进入筛管通过韧皮部运输到植株各处的是________，在植物体内糖类中与该物质同类型物质还有 _________。 （2）本实验采用了自变量控制中的_______（填科学方法），据图分析突变株 Fn189 光合作用强度______（填“增强”或“减弱”），依据是________。 （3）据表分析突变株Fn189产量相对较________（填“高”或“低”），若要进一步确认 BR 对水稻产量的影响，可利用突变株Fn189补充一个实验组。该实验组简要设计思路及检测指标是________。 考点4 光合作用和呼吸作用综合计算 1．（25-26高三上·山东师范大学附属中学·期中）科学家通过实验观察到，正在进行光合作用的叶片突然停止光照后，短时间内会释放出大量的 CO2，这一现象被称为“CO2的猝发”。下图为适宜条件下某植物叶片遮光前 CO2吸收速率和遮光后 CO2释放速率随时间变化的曲线，图中 CO2吸收或释放速率是指单位面积叶片单位时间内吸收或释放 CO2的量,单位μmol·m-2·s-1。下列说法错误的是（　　） A．突然遮光，短时间内叶绿体中C3的含量会上升 B．光照条件下该植物产生CO2的途径不只有细胞呼吸 C．若降低光照强度，则图形A面积减小，B面积不变 D．该植物在光照条件下叶绿体固定CO2的速率为 10μmol·m-2·s-1 2．（25-26高三上·山东师范大学附属中学·期中）（多选）西红柿叶肉细胞进行光合作用和呼吸作用的过程如图 1 所示（①～④表示过程）。某实验室用水培法栽培西红柿进行相关实验的研究，在 CO2充足的条件下西红柿植株的呼吸速率和光合速率变化曲线如图 2 所示，下列说法错误的是（　　） A．图 1 中，晴朗的白天西红柿叶肉细胞中产生 ATP 的过程是①③④ B．图 2 中，9～10h 间，光合速率迅速下降，最可能发生变化的环境因素是光照消失 C．培养时若水循环不充分导致植物萎蔫，原因是植物排出无机盐导致培养液渗透压升高 D．图 2 中两曲线的交点时，叶肉细胞不吸收外界的 CO2 3．（25-26高三上·山东潍坊·期中）甲同学用如图装置测定虎耳草的真光合速率。实验设计如下：取两株虎耳草放入两个相同的装置中，编号为1号、2号；将1号装置放置在黑暗环境中，2号装置放置在自然光照条件下；实验结束后记录红色液滴移动的刻度。下列说法错误的是（　　） A．虎耳草的生长状况、温度均为无关变量，需保证相同且适宜 B．该实验设计所用的虎耳草太少，实验结果易受偶然因素影响 C．一段时间内2号液滴不动，说明该段时间叶肉细胞的光合强度等于呼吸强度 D．1号中虎耳草呼吸强度随O2浓度下降而下降，导致得出的真光合值偏小 4．（25-26高三上·山东青岛·期中）科学家以绿藻为材料研究环境因素对光合作用的影响，得到如图所示结果。该绿藻在25℃时以葡萄糖为底物进行的有氧呼吸强度达到最大值，此时CO2生成速率为，不考虑其他呼吸类型。下列说法正确的是（　　） A．可用层析液提取并分离叶绿素a，色素带呈黄绿色 B．低光强下叶绿素a含量较高，有利于吸收更多的红外光和蓝紫光 C．高光强下，绿藻在25℃氧气生成速率为 D．低光强下，随温度升高叶绿素a增多，光合速率增强 5．（25-26高三上·山东德州·期中）（多选）为探究氮磷钾肥对玉米生理特性的影响，科研人员进行实验，结果如表所示。下列说法错误的是（    ） 施肥方案 叶绿素含量（mg/g） 气孔导度（mmol·m-2·s-1） 胞间CO2浓度（μmol/mol） 净光合速率（μmol·m-2·s-1） 呼吸速率（μmol·m-2·s-1） ①不施氮磷钾 1.9±0.12 152±8.5 381±12.3 8.0 2.5 ②施加氮磷钾 3.8±0.15 285±10.2 322±9.8 22.0 4.0 A．①的净光合速率低与叶绿素含量不足有关，与CO2供应无关 B．②的净光合速率是①的2.75倍，因此②的光合速率也为①的2.75倍 C．②中高叶绿素含量和高CO2吸收、利用是净光合速率高的重要原因 D．若低温使②中玉米呼吸速率骤降至①水平，其净光合速率一定会上升 6．（25-26高三上·山东师范大学附属中学·期中）将长势相同的黑藻均分为八等份，编为A、B两组，每组四等份。将A组分别放入装有400mL 自来水的4只烧杯中，放入光照培养箱中，控制光照强度分别为0Lux、1 500 Lux、3 000 Lux、4 500 Lux。将B组分别放入装有400mL自来水且溶解有NaHCO3浓度依次为0、0.1％、0.5％、2％的4只烧杯中，放入光照培养箱中，控制光照强度为1500Lux。用溶解氧传感器检测两组烧杯中黑藻的放氧情况（单位：mg·L-1），每2min采集一次数据，连续采集10min，实验结果如下图所示（忽略不同光照强度对水温的影响）： （1）黑藻叶肉细胞中的光合色素分布于叶绿体的类囊体薄膜上，光反应除了需要光合色素外，还需要的条件有_______，光合色素可以吸收，传递，转换光能，并将转化的能量储存在_______中。 （2）本实验中涉及的自变量有_________。 （3）A组实验中，光照强度为4500Lux时，10min内黑藻通过光合作用产生的氧气量大约为_______mg（注：曲线上的点对应纵轴上的数值为整数）；光照强度为4500Lux时，8～10min溶解氧量几乎没有发生变化，原因是________。 （4）B组实验中NaHCO3浓度为2％的烧杯，溶解氧量几乎未发生变化，此时叶肉细胞的净光合速率_______（填“小于0”“等于0”或“大于0”）。该烧杯中溶解氧量变化与其他三只烧杯明显不同，测定其产氧量较低，原因是________。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题06 光合作用 考点1 绿叶中色素提取和分离实验 1.【答案】（1）叶片 叶绿素a 红光和蓝紫光 （2）光照强度变弱，光反应产生的ATP和NADPH减少，导致暗反应合成的糖类等有机物减少 （3）T1、T2组叶片合成的有机物更多的运输到茎秆，使植物茎秆粗壮，更有利于适应弱光环境 （4）等量的对照组和T3组 （少许）二氧化硅、碳酸钙，（5～10ml）无水乙醇 毛细吸管 层析液 考点2 光合作用过程 1.【答案】B 2.【答案】D 3.【答案】B 4.【答案】（1）类囊体薄膜 光合色素 （2）强光 MV会导致植物光合色素含量降低，浓度越高，作用越明显，且C37蛋白缺失突变体下降更明显 （3）NADPH ATP 强光下，PSⅠ和PSII产生的电子增多，C37蛋白缺失导致Cb6/f复合体活性降低，减少了从Cb6/f复合体到PSⅠ的电子传递，导致电子积累在Cb6/f复合体的上游，活性氧增加，促进叶绿素分解，从而引发细胞凋亡导致萎黄病 5.【答案】（1）为暗反应中 C₃的还原提供还原剂和能量。 （2）①高温胁迫下产生过量的 ROS，导致 D1 蛋白降解；②高温胁迫抑制 D1 蛋白的合成。 （3）不能； 维持 H⁺梯度以促进 ATP 合成，补充暗反应所需的 ATP。 （4）高于； 野生型水稻高温下D1蛋白含量下降，影响光反应，进而影响光合作用的进行，而M品系D1蛋白含量较高，受高温影响较小 。 6.【答案】（1）叶绿素a和叶绿素b （2）提供能量促使ATP的合成 C5、糖类 （3） 7.【答案】（1）差速离心法 不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢 叶绿素a （2）黑暗条件下不能进行光反应，无法产生NADPH和ATP，暗反应因缺乏物质和能量不能进行，故不能产生糖类 （3）变大 控制物质进出（或选择透过性） （4）CO2、ATP、NADPH、酶、C5等 8.【答案】（1）吸收光能的色素分子 类囊体膜上和叶绿体基质中 （2）NADPH的合成 PQ和Cytb6f转运H+ （3）减少 上升 （4）百草枯阻止电子传递抑制了H+的运输，使膜内外H+的浓度差减小，ATP的合成量减少 晴天 9.【答案】（1）光反应 ATP和NADPH （2）OE组NPQ较高，可以将过剩光能转化为热能 （3）无 暗反应 （4）分配 OE组植株中净光合速率降低，根部丹参酮的含量却升高 考点3 影响光合作用的因素 1.【答案】C 2.【答案】AB 3.【答案】BC 4.【答案】ABC 5.【答案】D 6.【答案】BCD 7.【答案】（1）类囊体薄膜 还原型辅酶Ⅱ 大于 （2）水的光解 高温胁迫下产生过量ROS，一方面可以直接导致PSⅡ失活；另一方面ROS过量会抑制D1蛋白合成，导致PSⅡ失活 （3）CD （4）下降 百草枯阻止电子传递抑制了H+的运输，使膜内外H+的浓度差减小，ATP的合成量减少 晴天 8.【答案】（1）类囊体薄膜 ATP、NADPH （2）1400 净光合速率最大，有机物积累量最高 （3）气孔导度增大，从外界进入的CO2与呼吸产生的CO2之和大于光合作用消耗的CO2 （4）单一干旱胁迫后恢复期净光合速率高于对照组；干旱+冷害多重胁迫后净光合速率高于单一冷害胁迫 9.【答案】（1）类囊体（薄膜） 不同色素在层析液中溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢 （2）①⑤③⑥⑦ （3）直接导致PSII失活、抑制D1蛋白的从头合成（导致PSII中D1蛋白减少），引起PSII失活 （4）适宜温度和光照条件 弱 与B组相比，C组、D组植株光合效率下降，且D组下降得更多 10.【答案】（1）三 不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢 （2）不会使大棚内温度过高，从而避免影响草莓的光合作用和生长发育 光合色素主要吸收红光和蓝紫光 红光 （3）T1 荧光灯不利于草莓叶片光合产物的输出，光合产物主要用于根茎叶生长 11.【答案】（1）蔗糖 麦芽糖 （2）减法原理 减弱 与野生型Tz65相比，突变株Fn189的叶面积指数、叶绿素含量变化不明显，而暗反应中Rubisco活性明显降低，光合作用减弱；突变株Fn189叶片中的SS酶活性高，蔗糖被分解而无法运出，光合产物积累抑制光合作用 （3）低 在大田单独种植突变株Fn189，每天对突变株Fn189喷洒适宜浓度的BR，待水稻成熟时测其有效穗数、每穗粒数和千粒重 考点4 光合作用和呼吸作用综合计算 1.【答案】D 2.【答案】CD 3.【答案】C 4.【答案】C 5.【答案】BD 6.【答案】（1）光照和酶 ATP、NADPH （2）光照强度、NaHCO3浓度（或CO2浓度）、时间 （3）2.4 随着植物光合作用的持续进行，自来水中CO2浓度降低，植物光合速率下降），光合速率与呼吸速率大概相等，所以溶解氧量几乎不变 （4）大于0 NaHCO3浓度较高，植物吸水困难（或植物失水较多），光合作用强度和呼吸作用强度均减弱，且氧气产生量和消耗量相等 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题06 光合作用 4大高频考点 1. 绿叶中色素提取和分离实验 2. 光合作用过程 3. 影响光合作用的因素 4. 光合作用和呼吸作用综合计算 考点1 绿叶中色素提取和分离实验 1．（25-26高三上·山东青岛莱西·期中）为探究光照强度对植物生理特性的影响，研究人员选取生长状态良好且长势一致的某绿色植物幼苗，用一、二、三层造荫网分别对幼苗进行遮荫处理（记为T1、T2、T3，网层数越多，遮荫效果越好），对照不遮荫处理，其他条件一致。一段时间后，测定相关数据见下表（表中叶绿素SPAD值越大，表示叶绿素含量越高）。 实验组 测量指标 对照 T1 T2 T3 单株总干重（g） 7.02 9.01 7.75 6.15 叶绿素（SPAD） 41.52 46.49 43.84 35.03 叶片可溶性塘（mg/g） 25.09 20.41 15.41 11.14 （1）高等植物进行光合作用的主要器官是___________，通常情况下，绿色植物进行光合作用的色素中含量最多的是___________。T3的叶片主要吸收可见光中的___________。 （2）经过遮荫处理后，随着光照强度由强到弱，植物叶片可溶性糖含量逐渐降低，其原因是___________。 （3）对照的叶片可溶性塘含量比T1，T2高，但单株总干重比T1、T2低，其原因是___________。 （4）为验证T3的叶绿素含量降低，需要分析植物遮荫处理后光合色素含量的变化。现有干燥的定性滤纸条（其一端剪去两角，并在这一端底部1cm处画有一条细的横线）、天平、玻璃漏斗、尼龙布等充足的实验材料和用具，请完善实验步骤。 ①分别称取___________的叶片剪碎，分别置于不同研钵中，加入___________后充分研磨。     ②将研磨液迅速倒入玻璃漏斗进行过滤后收集滤液；用___________吸取少量滤液，沿定性滤纸条横线处均匀地画出一条细线，再重复一到两次；将滤纸条轻轻插入___________中，分别观察试管内滤纸条上出现了几条色素带，以及每条色素带的颜色和宽窄。 【答案】（1）叶片 叶绿素a 红光和蓝紫光 （2）光照强度变弱，光反应产生的ATP和NADPH减少，导致暗反应合成的糖类等有机物减少 （3）T1、T2组叶片合成的有机物更多的运输到茎秆，使植物茎秆粗壮，更有利于适应弱光环境 （4）等量的对照组和T3组 （少许）二氧化硅、碳酸钙，（5～10ml）无水乙醇 毛细吸管 层析液 【解析】光合作用的过程十分复杂，它包括一系列化学反应，根据是否需要光能，这些化学反应可以概括地分为光反应和暗反应（碳反应）两个阶段。光合作用第一个阶段的化学反应，必须有光才能进行，这个阶段叫作光反应阶段，光反应阶段是在类囊体的薄膜上进行的。叶绿体中光合色素吸收的光能，有以下两方面用途：一是将水分解为氧和H+，氧直接以氧分子的形式释放出去，H+与氧化型辅酶Ⅱ结合，形成还原型辅酶Ⅱ，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；二是在有关酶的催化作用下，提供能量促使ADP与Pi反应形成ATP，这样，光能就转化为储存在ATP中的化学能，这些ATP将参与第二个阶段合成有机物的化学反应。光合作用第二个阶段中的化学反应，有没有光都能进行，这个阶段叫作暗反应阶段，暗反应阶段的化学反应是在叶绿体的基质中进行的。 （1）高等植物六大器官：根、茎、叶、花、果实、种子，叶片中才含有能进行光合作用的叶绿体，叶绿体中含有能吸收光能的4种色素：胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，其中叶绿素a含量最多，叶黄素最少。叶绿素a、叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。 （2）经过遮荫处理后，随着光照强度由强到弱，叶片可溶性糖含量逐渐降低，其原因是光照强度由强到弱，光反应阶段产生的ATP和NADPH减少，从而影响暗反应，使糖类等有机物的合成减少。 （3）对照的叶片可溶性塘含量比T1，T2高，但单株总干重T1、T2低，其原因是T1、T2组叶片合成的有机物更多的运输到茎秆，使植物茎秆粗壮，更有利于适应弱光环境。 （4）为验证T3的叶绿素含量降低，需要分析植物遮荫处理后光合色素含量的变化。实验步骤如下：分别称取等量的对照组和T3组的植物叶片，将材料剪碎，分别置于不同研钵中，加入等量二氧化硅、碳酸钙充分研磨。 将研磨液迅速倒入玻璃漏斗进行过滤后收集滤液；用毛细吸管吸取少量滤液，沿定性滤纸条横线处均匀地画出一条细线，再重复一到两次；将滤纸条轻轻插入层析液中，分别观察试管内滤纸条上出现了几条色素带，以及每条色素带的颜色和宽窄。 考点2 光合作用过程 1．（25-26高三上·山东师范大学附属中学·期中）科学研究发现，肿瘤细胞可以借助内部的缺氧环境减少含氧自由基的生成而维系持续增殖状态。我国科研团队将磁性颗粒均匀涂至螺旋藻（颤蓝细菌）表面，组装成磁性螺旋藻（MSP），MSP 在外部磁场作用下靶向运动至癌变部位，促使癌细胞死亡后自身完成降解，机理如图所示。下列叙述正确的是（　　） A．螺旋藻细胞质中存在 RNA-蛋白质复合物，细胞核中存在 DNA-蛋白质复合物 B．过程①利用 MSP 释放的 O2改变肿瘤组织内部的缺氧环境时需要补充光照和 CO2 C．在放射线、激光照射后，MSP 细胞受到损伤，不利于癌症的治疗 D．过程①利用 MSP 释放的 O2的场所在螺旋藻细胞的类囊体薄膜 【答案】B 【解析】A、螺旋藻（颤蓝细菌）细胞属于原核生物，没有细胞核，只有拟核，A错误； B、过程①利用MSP释放的O₂改变肿瘤组织内部的缺氧环境时，需要螺旋藻进行光合作用释放氧气，需要补充光照和CO2，B正确； C、放射线、激光等条件会导致磁性螺旋藻解体，产生自由基，促使癌细胞死亡，C错误； D、螺旋藻（颤蓝细菌）细胞属于原核生物，没有叶绿体结构，故氧气的释放场所不会在螺旋细胞的类囊体薄膜上，D错误。 故选B。 2．（25-26高三上·山东潍坊·期中）下列关于光合作用探索历程的说法，错误的是（　　） A．希尔向离体叶绿体悬液加入铁盐，在无CO2条件下进行光照，发现有O2释放 B．卡尔文用14C追踪光合作用中碳原子，发现了碳原子在暗反应中的转移途径 C．恩格尔曼用极细的光束照射水绵，发现好氧细菌聚集在被光束照射的叶绿体部位 D．鲁宾和卡门通过放射性同位素标记法确定光合作用产生的O2中氧元素来源于H2O 【答案】D 【解析】A、英国科学家希尔发现，在离体叶绿体的悬浮液中加入三价铁盐或其他氧化剂（悬浮液中有H2O，没有CO1），在光照下可以释放出氧气，A正确； B、卡尔文用放射性14C标记CO2，通过追踪放射性去向，证明了小球藻的光合作用中碳原子的转移途径为CO2→C3→糖类，这是碳原子在暗反应中的转移途径，B正确； C、恩格尔曼的实验通过观察需氧细菌在水绵表面的分布，发现好氧细菌聚集在被光束照射的叶绿体部位，直接证明了叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧，C正确； D、鲁宾和卡门运用了同位素标记法，用18O分别标记两组实验中的H2O和CO2，证明光合作用产生的氧气中的氧元素全部来自水，氧元素没有放射性，氧的同位素均为稳定同位素，D错误。 故选D。 3．（25-26高三上·山东德州·期中）以农业废弃物为原料合成的碳量子点可将紫外光、绿光转换为红光，并能为光合电子传递链补充电子，从而使蓝细菌的CO2固定率提高了2.4倍。下列说法正确的是（    ） A．碳量子点对紫外光、绿光的转换可增强类胡萝卜素的光能吸收效率 B．碳量子点补充的电子可促进NADPH生成，从而为C3还原提供能量和还原剂 C．CO2固定率的提高会使蓝细菌中C3的生成速率始终大于C5的生成速率 D．碳量子点可镶嵌在叶绿体的类囊体薄膜上，参与蓝细菌的光合作用 【答案】B 【解析】A、蓝细菌能进行光合作用是因为其含有藻蓝素和叶绿素；光合色素中的类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，而碳量子点是将紫外光、绿光转换为红光。所以碳量子点对紫外光、绿光的转换，不能增强类胡萝卜素的光能吸收效率，A错误； B   在光合作用的光反应阶段，电子传递可促进NADP+与H+、电子结合生成NADPH（NADPH是C3还原的还原剂，也能为C3还原提供能量）。碳量子点补充的电子，可推动这一过程，促进NADPH生成，进而为C3还原供能和提供还原剂，B正确； C、CO2固定率提高，会使C3生成速率加快，但在光合作用的暗反应中，C3会被还原生成C5等物质，C3和C5的生成速率会处于动态平衡，不会始终是C3生成速率大于C5生成速率，C错误； D、蓝细菌是原核生物，没有叶绿体这一细胞器，所以碳量子点不可能镶嵌在叶绿体的类囊体薄膜上，D错误。 故选B。 4．（25-26高三上·山东滨州惠民·期中）某些植物在强光下产生电子过多导致活性氧积累，而细胞内活性氧积累会加快细胞凋亡引发萎黄病。为研究植物对强光的适应性，科研人员进行了一系列探究。 （1）光合作用的光反应发生在______上，某些膜上蛋白与______形成的复合体可吸收、传递、转化光能。 （2）用不同浓度的MV（一种可产生活性氧的物质）对野生型和C37蛋白缺失突变体叶片进行处理，检测叶绿素含量，结果如图1。MV模拟的是______环境，从实验结果可以得出______。 （3）光系统I和II是完成光反应必需的，请据图2回答： ①光系统I（PSI）吸收光能产生的高势能电子部分用于合成______；PSII产生的电子和PSI产生的部分电子经Cb6/f复合体传递进入PSI，该过程释放的能量有利于积累H+，用于______的合成。 ②C37蛋白能够在强光下影响Cb6/f复合体的活性，作用机理如图3所示。 请从稳态与平衡的角度解释C37突变体在强光下易引发萎黄病的机制______。 【答案】（1）类囊体薄膜 光合色素 （2）强光 MV会导致植物光合色素含量降低，浓度越高，作用越明显，且C37蛋白缺失突变体下降更明显 （3）NADPH ATP 强光下，PSⅠ和PSII产生的电子增多，C37蛋白缺失导致Cb6/f复合体活性降低，减少了从Cb6/f复合体到PSⅠ的电子传递，导致电子积累在Cb6/f复合体的上游，活性氧增加，促进叶绿素分解，从而引发细胞凋亡导致萎黄病 【解析】光合作用：绿色植物在光照的条件下，通过体内的叶绿体可以将二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物。在光合作用的过程中，绿色植物会产生如碳水化合物或糖类等有机物，同时释放出氧气。 （1）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，膜上蛋白与光合色素形成的复合体，能够吸收、传递、转化光能。 （2）强光下，光反应中的电子积累导致活性氧增加，MV是一种可产生活性氧的物质，因此MV模拟强光环境；由图可知，左边为野生型，右边为C37缺失突变体，在不同浓度的MV下 ，C37突变体的叶绿素含量均低于野生型，由此推测，MV会导致植物光合色素含量降低，浓度越高，作用越明显，且C37蛋白缺失突变体下降更明显。 （3）①光系统Ⅰ（PSⅠ）吸收光能产生的高势能电子与H+与氧化型辅酶Ⅱ（NADP+）结合，形成还原型辅酶Ⅱ（NADPH）；PSⅡ产生的电子和PSⅠ产生的部分电子经过Cb6/f复合体传递进入PSⅠ，该过程释放的能量用于ATP的合成。 ②由图2可知，在强光下，PSⅠ和PSII产生的电子增多，C37蛋白缺失导致Cb6/f复合体活性降低，减少了从Cb6/f复合体到PSⅠ的电子传递，导致电子积累在Cb6/f复合体的上游，活性氧增加，促进叶绿素分解，从而引发细胞凋亡导致萎黄病，因此C37突变体在强光下易引发萎黄病。 5．（25-26高三上·山东邹城·期中）下图1为高等植物类囊体膜上发生的光反应示意图，其中PSI和PSⅡ均由光合色素和蛋白质组成，PQ、Cytb6/f、PC、Fd为运输电子的相关蛋白质，PQ在运输e-的同时能将H+从叶绿体基质转运到类囊体腔内。ATP合酶由CF0和CF1两部分组成，且每运输3个H+催化1分子ATP的合成。图2表示高温胁迫下植物PSⅡ发生光抑制的局部机理图，ROS代表活性氧，D1蛋白是组成PSⅡ的重要蛋白质之一。回答下列问题： （1）图示产生的NADPH的作用是______________。 （2）分析图2，高温胁迫导致PSⅡ失活的途径有_______________（答出两点） （3）光反应产生的NADPH和ATP参与暗反应时，往往会出现ATP供应不足的情况。当NADPH积累、NADP+缺乏时，Fd能将e-传给PQ形成闭合的电子传递循环，该循环_________（填“能”或“不能”）产生O2，推测该循环存在的意义是______________。 （4）高温胁迫会导致水稻严重减产。为增强水稻应对高温胁迫的能力，科研人员将控制合成D1蛋白的基因转入水稻染色体DNA上得到M品系，检测野生型和M品系水稻在不同温度条件下Dl蛋白的含量，结果如图3所示。据图3可知，常温下M品系水稻细胞中D1蛋白含量______（填“高于”“低于”或“等于”）野生型。结合图3推测，高温胁迫下M品系水稻产量受影响较小的原因是______________。 【答案】（1）为暗反应中 C₃的还原提供还原剂和能量。 （2）①高温胁迫下产生过量的 ROS，导致 D1 蛋白降解；②高温胁迫抑制 D1 蛋白的合成。 （3）不能； 维持 H⁺梯度以促进 ATP 合成，补充暗反应所需的 ATP。 （4）高于； 野生型水稻高温下D1蛋白含量下降，影响光反应，进而影响光合作用的进行，而M品系D1蛋白含量较高，受高温影响较小 。 【解析】据图和题意可知，光系统涉及两个反应中心：光系统Ⅱ （PSⅡ） 和光系统I （PSI） 。PSⅡ光解水，PSI还原NADP+。光系统Ⅱ的色素吸收光能以后，能产生高能电子，并将高能电子传送到电子传递体PQ，再依次传递给Cytb6/f、PC。光系统I吸收光能后，通过PC传递的电子与H+、NADP+ 在类囊体薄膜上结合形成NADPH。水光解产生H+，使类囊体腔内H+浓度升高，H+顺浓度梯度运输到类囊体腔外，而H+在类囊体薄膜上与NADP+结合形成NADPH，使类囊体腔外中H+浓度降低，同时还可以通过PQ运回到类囊体腔内，这样就保持了类囊体薄膜两侧的H+浓度差。ATP合成酶由CF0和CF1两部分组成，利用类囊体薄膜两侧的H+浓度差，类囊体膜上的ATP合成酶合成了ATP。 （1）NADPH全称是还原型辅酶Ⅱ，可以作为还原剂还原三碳化合物、储存部分能量并被暗反应利用。 （2）结合图2可知，PSII 的失活与D1蛋白（PSII的重要组成）的变化有关：① 高温胁迫下产生过量ROS，ROS会导致D1蛋白降解；② 高温胁迫抑制D1蛋白的合成，使PSII的结构被破坏。 （3）氧气的产生是水的光解产生的，而电子受体NADP+缺乏时，Fd能将电子传给PQ形成闭合的电子传递循环，在此过程中不产生氧气，但可以促进PQ对氢离子的运输，合成较多的ATP，弥补暗反应时ATP的不足。 （4）据图分析，常温下M品系水稻细胞中D1蛋白含量高于野生型；高温胁迫下，M品系（转入D1蛋白基因）能合成更多D1蛋白，D1蛋白含量高于野生型，可抑制PSII的失活，维持光反应正常进行，因此产量受影响较小。 6．（25-26高三上·山东潍坊·期中）叶绿体中类囊体薄膜上的光系统PSⅡ是光反应中吸收、传递并转化光能的一个重要结构。PSⅡ吸收光能后，会夺取水中的电子，将其由质体醌传递出去。过量红光照射会引起质体醌大量损耗，进而导致PSⅡ因电子无法输出而受损降解。 （1）光合色素中能吸收红光的是______。PSⅡ从水中夺取的电子经传递，可用于______与______结合形成NADPH。 （2）叶绿体中光合色素吸收的光能有两方面的用途，一是将水分解并形成NADPH；二是______。暗反应过程中，C3被NADPH还原后有两个代谢途径，两个途径的终产物分别是______。 （3）当类囊体中质体醌不足时，叶绿体中的质体小球会向其释放质体醌以保护PSⅡ。质体醌的释放受质体小球中的G1蛋白、G3蛋白调控。为研究具体调控机制，研究者构建了相应蛋白缺失突变植株进行了实验，结果如图1.请根据实验结果，将图2中的调控机制补充完整______（□中填写“G1蛋白”或“G3蛋白”，括号中填写“促进”或“抑制”）。    【答案】（1）叶绿素a和叶绿素b （2）提供能量促使ATP的合成 C5、糖类 （3） 【解析】光合作用过程：①光反应场所在叶绿体类囊体薄膜，发生水的光解、ATP和NADPH的生成；②暗反应场所在叶绿体的基质，发生CO2的固定和C3的还原，消耗ATP和NADPH。 （1）在光合色素中，叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光，所以能吸收红光的是叶绿素a和叶绿素b。在光合作用的光反应过程中，PSII从水中夺取的电子经传递，可用于与H+和NADP+结合形成NADPH 。 （2）叶绿体中光合色素吸收的光能有两方面用途，一是将水分解并形成NADPH；二是提供能量促使ATP的合成，在光反应中，光能促使ADP和Pi合成ATP，将光能转化为活跃的化学能储存在ATP中。 暗反应过程中，C3被NADPH还原后有两个代谢途径，一个途径是重新生成C5，以维持暗反应中二氧化碳固定的循环；另一个途径是形成糖类等有机物，用于植物的生长、发育等生命活动，所以两个途径的终产物分别是C5、糖类。 （3）当类囊体中质体醌不足时，叶绿体中的质体小球会向其释放质体醌以保护PSⅡ。从图1可知，G1蛋白缺失组中G3蛋白不缺失，PSⅡ含量少于对照组，说明PSⅡ被破坏，证明质体醌释放的相对值较低，说明G1蛋白缺失、G3蛋白不缺失时会抑制质体醌释放；据对照组PSⅡ含量可知两种蛋白都不缺失时不会抑制质体醌释放；当G3蛋白缺失和两种蛋白都缺失时，PSⅡ含量和对照组相当，说明质体醌释放没有受到抑制。由此可推测，G3蛋白对质体醌的释放起抑制作用，且这种抑制作用可能受G1蛋白的抑制，即G3蛋白抑制质体醌释放，G1蛋白抑制G3蛋白，所以图2中的调控机制为   7．（25-26高三上·山东菏泽第一中学·期中）某科研小组将菠菜叶中分离到的叶绿体悬浮于缓冲液中，进行了一系列的实验。 （1）分离叶绿体的方法是____________，叶绿体中的色素在层析液中分离的原理是____________，4种色素中呈蓝绿色的是____________。 （2）离体的叶绿体照光后有糖类产生。将叶绿体的内膜和外膜破坏后，加入缓冲液形成悬浮液，发现黑暗条件下悬浮液中不能产生糖类，原因是____________。 （3）将叶绿体的内膜和外膜破坏后分离出类囊体，构建含类囊体的人工细胞，图示为具有光反应活性的人工细胞，在适宜的光照强度下，①处的pH______（填“变大”“变小”或“不变”），说明类囊体膜具有的功能是____________。 （4）上述人工细胞在光反应的基础上要合成糖类等有机物，①处还需要的物质有____________。 【答案】（1）差速离心法 不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢 叶绿素a （2）黑暗条件下不能进行光反应，无法产生NADPH和ATP，暗反应因缺乏物质和能量不能进行，故不能产生糖类 （3）变大 控制物质进出（或选择透过性） （4）CO2、ATP、NADPH、酶、C5等 【解析】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，在有关酶的催化作用下，三碳化合物接受ATP和NADPH释放的能量，并且被NADPH还原，随后，一些接受能量并被还原的三碳化合物在酶的作用下，经过一系列反应转化成糖类，另一些接受能量并被还原的三碳化合物，经过一系列变化，又形成五碳化合物，这些五碳化合物又可以参与二氧化碳的固定。 （1）分离细胞器的常用方法是差速离心法，所以分离叶绿体的方法是差速离心法。叶绿体中的色素在层析液中分离的原理是不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢。4种色素中呈蓝绿色的是叶绿素a。 （2）光合作用的光反应需要在光照条件下进行，暗反应有糖类等有机物的产生，暗反应需要光反应提供的ATP和NADPH。将叶绿体的内膜和外膜破坏后，加入缓冲液形成悬浮液，黑暗条件下因为没有光照，光反应不能进行，无法为暗反应提供ATP和NADPH，所以悬浮液中不能产生糖类。 （3）类囊体在光照下进行光反应，水的光解产生H⁺，使类囊体腔内H⁺浓度升高，而①处为类囊体外，H⁺浓度相对较低，因此①处的 pH变大。这种H⁺的浓度差体现了类囊体膜具有控制物质进出（选择透过性）的功能。 （4）光合作用暗反应合成糖类等有机物需要CO2作为原料，还需要光反应提供的ATP和NADPH，所以①处还需要的物质有CO2、ATP和NADPH，酶、C5等。 8．（25-26高三上·山东泰安·期中）叶绿体依靠光系统将光能转换为电能。光系统主要包括光系统Ⅱ（PSⅡ）、质体醌（PQ）、细胞色素b₆f（Cytb₆f）和光系统Ⅰ（PSⅠ），光系统产生的高能电子沿光合电子传递链依次传递，电子传递方式主要有线性电子传递和环式电子传递两种。 （1）在叶绿体内部巨大的膜表面分布着许多_______，在__________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）据图分析，在PSⅡ处水分解为氧气和H⁺，在膜两侧建立H⁺梯度，并且释放出电子，经电子传递最终可用于___________，该过程中还会通过____________进一步提高膜两侧的H⁺浓度差，用于推动ATP的合成。 （3）玉米等植物在强光条件下NADP⁺不足、NADPH积累时，PSⅠ将电子通过质体醌（PQ）传递给Cytb6f形成环式电子传递。此时，仅由PSⅠ推动的环式电子传递被激活，这使得NADPH的生成量_______，同时形成跨膜质子（H+）梯度，光反应产生的ATP与NADPH的比值_______（选填“上升”或“下降”或“基本不变”），从而避免电子在PSⅠ处积累对其造成的损伤。 （4）百草枯（除草剂）是PQ的类似物，可接受来自PSⅡ反应中心的电子，且能够与Cytb6f特异性结合，阻止电子传递到细胞色素b6f，抑制H+的运输。经一系列反应生成各种活性氧，大量活性氧攻击生物膜使细胞死亡。从电子传递角度分析使用百草枯后叶绿体ATP含量可能变化的原因________________。为了保证其除草效果，应选择的天气状况是_______（填“晴天”或“阴天”）。 【答案】（1）吸收光能的色素分子 类囊体膜上和叶绿体基质中 （2）NADPH的合成 PQ和Cytb6f转运H+ （3）减少 上升 （4）百草枯阻止电子传递抑制了H+的运输，使膜内外H+的浓度差减小，ATP的合成量减少 晴天 【解析】光合作用包括光反应和暗反应阶段：（1）光反应阶段是在类囊体的薄膜上进行的；叶绿体中光合色素吸收的光能将水分解为氧和H+，氧直接以氧分子的形式释放出去，H+与NADP+结合，形成NADPH；在有关酶的催化作用下，提供能量促使ADP与Pi反应形成ATP。（2）暗反应在叶绿体基质中进行，在特定酶的作用下，二氧化碳与五碳化合物结合，形成两个三碳化合物；在有关酶的催化作用下，三碳化合物接受ATP和NADPH释放的能量，并且被NADPH还原；一些接受能量并被还原的三碳化合物，在酶的作用下经过一系列的反应转化为糖类；另一些接受能量并被还原的三碳化合物，经过一系列变化，又形成五碳化合物。 （1）在叶绿体内部巨大的膜（类囊体膜）表面分布着许多吸收光能的色素分子，在叶绿体类囊体膜和叶绿体基质中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）据图分析，在PSⅡ处水分解为氧气和H+，释放出电子，电子经过电子传递最终可用于NADP⁺与H+结合形成NADPH。该过程中还会通过PQ和Cytb6f将H+转运到类囊体腔中进一步提高膜两侧的H+浓度差，用于驱动ATP的合成。 （3）玉米等植物在强光条件下NADP+不足、NADPH积累时，PSⅠ将电子通过质体醌（PQ）传递给Cytb6f形成环式电子传递。此时，仅由PSⅠ推动的环式电子传递被激活，由于环式电子传递不产生NADPH，所以这使得NADPH的生成量减少；同时形成跨膜质子（H+）梯度，光反应产生的ATP与NADPH的比值上升，从而避免电子在PSⅠ处积累对其造成的损伤。 （4）百草枯（除草剂）是PQ的类似物，可接受来自PSⅡ反应中心的电子，且能够与Cytb6f特异性结合，阻止电子传递到细胞色素b6f，抑制H+的运输。从电子传递角度分析，使用百草枯后，电子传递受阻，H+浓度差无法有效形成，所以叶绿体ATP含量减少；为了保证其除草效果，应选择的天气状况是晴天，因为晴天光照强，光反应旺盛，百草枯对电子传递的抑制作用更易体现，除草效果更好。 9．（25-26高三上·山东德州·期中）丹参是我国传统中药材，其根部丹参酮的含量与光合作用息息相关。科研人员为探究CPS1蛋白基因超表达对丹参光合作用的影响进行了实验，部分结果如表所示。其中F0可以反映叶绿素含量的多少，Fm可反映叶绿素吸收光的多少；NPQ反映植物以热耗散的方式耗散光能的能力。 组别 丹参酮含量（mg·g-1） 初始荧光（F0） 最大荧光（Fm） 非光化学淬灭系数（NPQ） 净光合速率（μmolCO2·m-2·s-1） WT组 0.1 620 1240 0.22 16 OE组 1.25 700 1400 1.21 12 注：WT表示野生型；OE表示CPS1蛋白基因超表达转基因株系 （1）研究表明，CPS1蛋白存在于细胞质基质中和叶绿体类囊体膜上，后者是光合作用______阶段的场所，该阶段可将光能转化为______中的化学能。 （2）强光下，过剩的光能会损伤细胞结构。CPS1蛋白基因超表达有利于增强植物对强光的适应，根据实验结果分析，理由是______。 （3）F0/Fm表示光反应的最大光能转换效率。WT组和OE组植株F0/Fm的值______（填“有”或“无”）显著差异，说明CPS1蛋白基因超表达主要影响光合作用的______（填“光反应”或“暗反应”）过程，最终导致净光合速率下降。 （4）根据实验结果推测，CPS1蛋白基因超表达通过影响光合产物的______（填“合成”或“分配”）进而影响根部丹参酮的含量，理由是______。 【答案】（1）光反应 ATP和NADPH （2）OE组NPQ较高，可以将过剩光能转化为热能 （3）无 暗反应 （4）分配 OE组植株中净光合速率降低，根部丹参酮的含量却升高 【解析】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。 （1）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，因此光反应阶段将光能转化为ATP和NADPH中的化学能。 （2）根据题干信息：NPQ反映植物以热耗散的方式耗散光能的能力。根据实验结果可知由于OE组NPQ较高，可以将过剩光能转化为热能，因此CPS1蛋白基因超表达有利于增强植物对强光的适应。 （3）WT组和OE组植株F0/Fm的值无显著差异，大致都为1/2，因此光反应的最大光能转换效率都一样，说明CPS1蛋白基因超表达主要影响光合作用的暗反应过程，最终导致净光合速率下降。 （4）根据实验结果：OE组植株中净光合速率降低，根部丹参酮的含量却升高，说明CPS1蛋白基因超表达通过影响光合产物的分配进而影响根部丹参酮的含量。 考点3 影响光合作用的因素 1．（25-26高三上·山东青岛莱西·期中）西洋参易受干旱胁迫而影响生长。检测西洋参在重度干旱条件下光合作用的相关指标，结果如图所示。下列说法正确的是（　　） A．胞间CO2浓度越高，光合速率就越高 B．干旱主要影响暗反应不影响光反应 C．CO2的固定速率随着干旱时间的延长而降低 D．降低气孔导度不利于西洋参适应干旱环境 【答案】C 【解析】A、从图中能看到，随着干旱时间延长，胞间CO2浓度上升，但CO2吸收速率（可反映光合速率）下降，原因是干旱导致气孔导度降低，植物吸收的CO2无法有效参与光合作用，故胞间CO2浓度越高，光合速率就越高说法错误，A错误； B 、干旱会使气孔导度下降，CO2供应不足，直接抑制暗反应；同时干旱会导致植物缺水，叶片萎蔫、叶绿素结构受影响，光反应的光吸收和光反应阶段的物质合成也会受抑制，B错误； C、CO2吸收速率可反映CO2固定速率的变化趋势，图中CO2吸收速率随干旱时间延长持续下降，说明CO2固定速率也随之降低，C正确； D、干旱时降低气孔导度能减少水分通过气孔散失，是植物减少蒸腾失水、适应干旱环境的自我调节方式，D错误。 故选C。 2．（25-26高三上·山东枣庄滕州·期中）（多选）叶片从黑暗中转到光下时，光合速率由低到高逐步达到稳定的过程称为光合作用的光诱导期。已知黑暗中的大豆叶片气孔处于关闭状态，壳梭孢素处理可使大豆叶片气孔充分开放。为研究气孔开放与光诱导期的关系，科研人员将大豆叶片分为两组，A组不处理，B组用壳梭孢素处理，一段时间后，将两组叶片从黑暗中转移到光照下，测定光合速率，结果如图所示。下列分析正确的是（　　） A．0min时，A组叶肉细胞胞间CO2浓度和B组叶肉细胞胞间CO2浓度不相等 B．与A组叶片相比，B组叶片光合作用的光诱导期更短 C．30min时，B组叶绿体中C3生成速率大于A组，还原速率小于A组 D．30min时，限制A组光合速率的主要因素是光照时间 【答案】AB 【解析】A、题图横坐标是光照时间，在0min之前，A和B两组已经黑暗了一段时间，而二者不是相同条件，B组已经用壳梭孢素处理，壳梭孢素处理可使大豆叶片气孔充分开放，A组叶肉细胞胞间CO2浓度高于B组，从A组的一开始的光合速率高于B组也能体现，A正确； B、题意叶片从黑暗中转移到光照下，其光合速率要先经过一个增高过程，然后达到稳定的高水平状态，这个增高过程称为光合作用的光诱导期。B组达到最高平衡点用的光照时间比A组短，与A组叶片相比，B组叶片光合作用的光诱导期更短，B正确； C、30min时，B组的光合速率相对值高于A组，叶绿体中C3生成和还原速率均大于A组，C错误； D、30min时，A组光合速率相对值不再随着光照时间改变，则限制因素不是光照时间，D错误。 故选AB。 3．（25-26高三上·山东邹城·期中）（多选）Rubisco是光合作用暗反应中催化C5与CO2结合的关键酶。科研人员将Rubisco基因转入某作物的野生型（WT）获得该酶含量增加的转基因品系（S），并做了相关研究。实验结果表明，这一改良提高了该作物的光合速率（如下图）和产量潜力。下列说法错误的是（    ） A．Rubisco在叶绿体基质中发挥作用 B．当胞间CO2浓度高于B点时，曲线②与③重合是由于Rubisco的量不足引起的 C．A点之前曲线①和②重合的最主要限制因素是光照强度 D．曲线①较②产生更多的ATP和NADPH，使暗反应速率加快，光合速率高 【答案】BC 【解析】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。 A、Rubisco是光合作用暗反应中的关键酶，暗反应的场所是叶绿体基质，因此Rubisco在叶绿体基质中发挥作用，A正确； B、据图分析，当胞间CO2浓度低于B点时，曲线②高于③，是因为②中Rubisco的含量多，固定CO2的能力强，当胞间CO2浓度高于于B点时，曲线②与③重合，说明Rubisco的量已经不是限制光合速率的因素，而曲线①的光合速率高于曲线②③，曲线①的有较高的光照强度，因此曲线②与③重合是由于光照强度不足，B错误； C、曲线①的光照强度高于②，但是A点之前曲线①和②重合，所以光照强度不是限制因素，此时最主要限制因素是CO2浓度，C错误； D、曲线①比②的光合速率高的具体原因是曲线①光照强度高，光反应速率快，产生更多的ATP和NADPH，使暗反应速率加快，光合速率高，D正确。 故选BC。 4．（25-26高三上·山东菏泽第一中学·期中）（多选）光质和土壤中的盐含量都会影响作物的生长。为探究不同光质对盐胁迫下某作物生长的影响，将作物进行分组处理一段时间后，结果如图所示。其中光补偿点指当总光合速率等于呼吸速率时的光照强度；CO2消耗量与光照强度视为正比关系。下列说法正确的是（    ） A．CO2浓度和温度是实验的无关变量 B．①②对比说明不同的光质会影响呼吸速率 C．可通过①③④对比探究实验光处理是否能完全抵消盐胁迫对作物生长的影响 D．光照强度达到光补偿点之前④组的总光合速率始终小于③组 【答案】ABC 【解析】A、本实验的目的为探究不同光质对盐胁迫下某作物生长的影响，自变量为不同光质和土壤盐含量；因变量为呼吸速率、光补偿点；除自变量外，影响作物光合和呼吸的其他因素如CO2浓度、温度为无关变量，A正确； B、①组条件为“0mM NaCl+正常光”，②组为“0mM NaCl+实验光”，两组的自变量为光质，呼吸速率②>①，说明不同的光质会影响呼吸速率，B正确； C、①组（0mM NaCl+正常光）是无盐胁迫的对照组；③组（150mM NaCl+正常光）是盐胁迫+正常光的实验组；④组（150mM NaCl+实验光）是盐胁迫+实验光的实验组。若④组的呼吸速率、光补偿点与①组接近，说明实验光能完全抵消150mM NaCl 的盐胁迫；若介于①③之间，说明仅能部分缓解，可实现实验目的，C正确； D、④组呼吸作用强于③组，但是两组光补偿点相同也就是呼吸速率等于总光合速率时的光照强度相等，所以④组达到光补偿点之前的总光合速率也大于③组，D错误。 故选ABC。 5．（25-26高三上·山东临沂·期中）光极限是指光合作用吸收CO2量随着光吸收的增加而上升的光吸收范围。CO2极限是指光合作用吸收CO2量不再随着光吸收的增加而上升的光吸收范围。研究表明热带树木的光合机制开始失效的临界温度平均约为46.7℃。下列相关叙述错误的是（    ） A．在光极限范围内，随着光吸收的增加光合速率也增大 B．CO2极限时比极限前单位时间内叶肉细胞合成的ATP、NADPH增加 C．CO2极限时限制光合速率的环境因素主要有CO2浓度和温度 D．热带树木达到光合机制开始失效的临界平均温度前光合速率不断增加 【答案】D 【解析】A、光极限定义为“光合作用吸收CO2量随光吸收增加而上升的范围”，光合速率与CO2吸收量正相关，因此光极限内光吸收增加会使光合速率增大，A正确； B、CO2极限是指光合作用吸收CO2量不再随着光吸收的增加而上升的光吸收范围，净光合速率达到最大，比极限前单位时间内叶肉细胞合成的ATP、NADPH增加，B正确； C、CO2极限时光照已不再是限制因素（光吸收足够），此时限制光合速率的主要环境因素为CO2浓度（暗反应原料）和温度（影响酶活性），C正确； D、光合作用存在最适温度，超过最适温度后，即使未达临界温度，光合速率也会下降，因此临界温度前光合速率并不是持续增加，D错误。 故选D。 6．（25-26高三上·山东烟台·期中）（多选）光补偿点是指光合作用中吸收的CO2量与呼吸作用中释放的CO2量恰好相等时的光照强度。在一定浓度的CO2和30℃条件下（呼吸酶最适温度为30℃，光合酶最适温度为25℃），研究者分析了植物A、B不同光照强度下的净光合作用速率，结果如图所示。下列说法正确的是（　　） A．分离植物A的光合色素获得滤纸条上最窄的色素带，主要吸收红光和蓝紫光 B．与植物A相比，植物B具有较高的光补偿点 C．调整温度到25℃时，ab两点均左移 D．施氮肥利于叶绿素合成，可增加植物叶片的光捕获能力 【答案】BCD 【解析】A、分离植物A的光合色素获得滤纸条上最窄的色素带是胡萝卜素，胡萝卜素主要吸收蓝紫光，而不是红光和蓝紫光，A错误； B、由图可知，植物A的净光合速率为0时对应的光照强度（光补偿点）小于植物B，所以与植物A相比，植物B具有较高的光补偿点，B正确； C、已知呼吸酶最适温度为30℃，光合酶最适温度为25℃，在一定浓度的CO2​和30℃条件下，调整温度到25℃时，呼吸作用减弱，光合作用增强。对于a点，a点为植物A的光补偿点，温度降低到25℃时，光合作用增强，呼吸作用减弱，在较低的光照强度下就能使光合作用吸收的CO2​量与呼吸作用释放的CO2​量相等，所以a点左移；对于b点，b点为植物B的光补偿点，同理，温度降低到25℃时，光合作用增强，呼吸作用减弱，b点也左移，C正确； D、叶绿素的组成元素中含有氮元素，施氮肥利于叶绿素合成，叶绿素能吸收、传递和转化光能，所以可增加植物叶片的光捕获能力，D正确。 故选BCD。 7．（25-26高三上·山东枣庄滕州·期中）光合作用包括一系列复杂的化学反应，可分为光反应和暗反应，图1表示光反应过程示意图（PSI、PSⅡ分别表示光系统I和光系统Ⅱ）。当植物吸收的光能超过光合作用所能利用的量时，会引起光能转化效率下降，这种现象称为光抑制。图2表示高温胁迫下植物PSⅡ发生光抑制的局部作用机理图，ROS代表活性氧，D1蛋白是组成PSⅡ的重要蛋白之一。回答下列问题： （1）PSI、PSⅡ位于叶绿体的_____上，图1中的A为_____（填中文名称），图1中生物膜两侧H+浓度大小为内______（填“大于”、“小于”或“等于”）外。 （2）高温胁迫下，PSⅡ捕光复合体很容易从膜上脱落，影响光反应中的_____反应，电子传递受阻，光合作用强度下降。结合图2分析，高温胁迫导致PSⅡ失活的途径有_____（答出两点）。 （3）PSII作用中心的色素分子P680是一种特殊的叶绿素a（分子结构式如图3，其中头部为亲水端，尾部为疏水端，二者可与磷脂分子相连）。在酸性条件下，叶绿素a分子很容易失去镁元素成为脱镁叶绿素（黄褐色）。下列说法正确的有_______（不定项）。 A．头部为亲水端，尾部为疏水端有利于叶绿素a在叶绿体内膜上固定 B．叶绿素a与催化其合成的酶共有元素仅有C、H、O C．可通过测定叶绿体中色素提取液在红光下的吸光值（吸光值的大小与有色物质的含量成正比）来计算出叶绿素的含量 D．制作青团子时，加入少量食用碱可保持鲜绿 （4）百草枯（除草剂）会与图1中PQ竞争，争夺水光解后的e，可阻止电子传递进而抑制H+的运输。经一系列反应生成各种活性氧，大量活性氧攻击生物膜使细胞死亡。从电子传递角度分析使用百草枯后叶绿体ATP含量_____（填“上升”“下降”或“不变”）说明原因_____。为了保证其除草效果，应选择的天气状况是_____（填“晴天”或“阴天”）。 【答案】（1）类囊体薄膜 还原型辅酶Ⅱ 大于 （2）水的光解 高温胁迫下产生过量ROS，一方面可以直接导致PSⅡ失活；另一方面ROS过量会抑制D1蛋白合成，导致PSⅡ失活 （3）CD （4）下降 百草枯阻止电子传递抑制了H+的运输，使膜内外H+的浓度差减小，ATP的合成量减少 晴天 【解析】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。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，在有关酶的催化作用下，三碳化合物接受ATP和NADPH释放的能量，并且被NADPH还原，随后，一些接受能量并被还原的三碳化合物在酶的作用下，经过一系列反应转化成糖类，另一些接受能量并被还原的三碳化合物，经过一系列变化，又形成五碳化合物，这些五碳化合物又可以参与二氧化碳的固定。 （1）PSI、PSII 是光反应的光系统，光反应的场所是叶绿体的类囊体薄膜，PSI、PSII位于叶绿体的类囊体薄膜上；图1中的A是NADP+与H+结合后形成的，故为NADPH（还原型辅酶Ⅱ）；光反应中，水的光解在类囊体腔内产生H+，且电子传递会将H+运入腔内，因此类囊体膜内侧（内）的H+浓度大于外侧（外）。 （2）PSⅡ参与光反应的水的光解和电子传递过程，其修复复合体脱落会影响水的光解；高温胁迫导致PSⅡ失活的途径有高温胁迫下产生过量ROS，一方面可以直接导致PSⅡ失活；另一方面ROS过量会抑制D1蛋白的合成，导致 PSII 失活。 （3）A、叶绿素a头部亲水、尾部疏水，与磷脂双分子层（疏水尾部在内、亲水头部在外）的结构匹配，有利于在类囊体膜上固定，而不是在叶绿体内膜上固定，A错误； B、叶绿素a含 C、H、O、N、Mg，催化其合成的酶（蛋白质类）含C、H、O、N等，共有元素并非仅有C、H、O，B错误； C、类胡萝卜素吸收蓝紫光，叶绿素吸收红光和蓝紫光，因此可以通过测定叶绿体中色素提取液在红光下的吸光值（吸光值的大小与有色物质的含量成正比）来计算出叶绿素的含量，红光可以排除类胡萝卜素的影响，C正确； D、叶绿素在酸性条件下易脱镁（变为黄褐色脱镁叶绿素），食用碱（如Na₂CO₃）可中和酸性环境，抑制脱镁反应，维持叶绿素结构稳定，从而保持鲜绿，D正确。 故选CD。 （4）分析题意可知，百草枯阻止电子传递抑制了H+的运输，使膜内外H+的浓度差减小，ATP的合成量减少，故从电子传递角度分析使用百草枯后叶绿体ATP含量会下降；由于除草剂的使用需要光照条件下水的光解反应，故应选择的天气状况是晴天。 8．（25-26高三上·山东青岛·期中）新疆属于典型的温带大陆性气候，夏季干旱、少雨、日照充足，非常适合棉花栽种，被称为中国“棉都”。科研人员对新疆长绒棉进行光适应性研究，结果如图甲所示。 （1）棉花叶肉细胞光合作用过程中，通过_________结构将光能转化为储存在_________中的化学能，并为暗反应提供能量。 （2）光照强度为_________μmol•m-2•s-1最适宜棉花种植，理由是_________。 （3）据图分析，当光照强度大于800μmol•m-2•s-1时，胞间CO2浓度有所升高，其原因是_________。 （4）为探究干旱、寒冷等胁迫环境对长绒棉产量的影响，科学家进行了图乙所示的实验，图丙为实验结果。与单一冷害相比，适宜的干旱胁迫有助于提高长绒棉的产量，据图分析，得出此结论的依据是_________。      【答案】（1）类囊体薄膜 ATP、NADPH （2）1400 净光合速率最大，有机物积累量最高 （3）气孔导度增大，从外界进入的CO2与呼吸产生的CO2之和大于光合作用消耗的CO2 （4）单一干旱胁迫后恢复期净光合速率高于对照组；干旱+冷害多重胁迫后净光合速率高于单一冷害胁迫 【解析】光合作用包括光反应过程和暗反应过程，光反应的场所是类囊体薄膜，产物是ATP、NADPH和氧气；暗反应的场所是叶绿体基质，包括了二氧化碳的固定、三碳酸的还原以及五碳糖的再生过程。 （1）在进行光合作用的过程中，位于类囊体薄膜上的光合色素可以吸收、传递和转化光能，将光能转化为ATP和NADPH中的化学能，并为暗反应提供能量。 （2）净光合速率越大，有机物积累越多，越适宜棉花种植，结合图示可知，光照强度为1400μmol•m-2•s-1净光合速率最大，因此最适宜棉花种植。 （3）结合图示分析，当光照强度大于800μmol•m-2•s-1时，气孔导度增大，从外界进入的CO2与呼吸产生的CO2之和大于光合作用消耗的CO2，所以胞间CO2浓度有所升高。 （4）结合乙、丙图进行分析，单一干旱胁迫后恢复期净光合速率高于对照组，干旱+冷害多重胁迫后净光合速率高于单一冷害胁迫，因此说明与单一冷害相比，适宜的干旱胁迫有助于提高长绒棉的产量。 9．（25-26高三上·山东菏泽·期中）高温强光会严重影响植物的生长和发育。光合吸收的光能超出自身最大利用能力时，就容易使PSII（光合色素与蛋白结合的复合体，可捕光、分解水）受损，致使光合速率降低。蛋白质LHCII可通过与PSII结合或分离来增强或减弱对光能的捕获（图1）。高温胁迫还会引发活性氧ROS（如自由基、H2O2等）积累，进一步抑制光反应（图2）。研究人员探究蜜柑植株不同条件下光合效率的结果（图3）。    （1）叶绿体中，PSII的分布场所为_______，分离其中光合色素的原理是______。 （2）据图分析，强光下，叶片的叶肉细胞中依次发生_____（选填正确编号并排序）。 ①叶绿体聚集在细胞侧面 ②叶绿体聚集在细胞受光面 ③色素捕获光能减少 ④LHCII与PSII结合 ⑤LHCII与PSII分离 ⑥分解水产生的H+和O2减少 ⑦ATP和NADPH的合成量减少 （3）据图2可知，ROS过量合成后可通过_______途径，引起光抑制现象。 （4）强光会进一步加剧图2中D1蛋白损伤。研究发现，D1蛋白更新合成和叶黄素循环转化是植物应对高温、强光的重要保护机制。研究人员用蜜柑植株进行了4组处理：A组在_______下培养，B、C、D组分别用H2O、叶黄素循环转化抑制剂、D1蛋白更新抑制剂处理，且均置于高温、强光下培养，结果如图3。据图分析，在高温、强光下，叶黄素循环转化比D1蛋白更新合成对蜜柑植株的保护作用_________（选填“强”或“弱”），依据是_____。 【答案】（1）类囊体（薄膜） 不同色素在层析液中溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢 （2）①⑤③⑥⑦ （3）直接导致PSII失活、抑制D1蛋白的从头合成（导致PSII中D1蛋白减少），引起PSII失活 （4）适宜温度和光照条件 弱 与B组相比，C组、D组植株光合效率下降，且D组下降得更多 【解析】光合作用：①光反应场所在叶绿体类囊体薄膜，发生水的光解、ATP和NADPH的生成；②暗反应场所在叶绿体的基质，发生CO2的固定和C3的还原，消耗ATP和NADPH。 （1）叶绿体中，PSII的分布场所为类囊体薄膜（光反应的场所）。不同色素在层析液中溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢（纸层析法分离色素的原理）。 （2）强光下，叶片的叶肉细胞中变化顺序： ①叶绿体聚集在细胞侧面（避免过度受光）； ⑤LHCⅡ与 PSII 分离（图 1 显示强光下 LHCⅡ与 PSII 分离）； ③色素捕获光能减少（LHCⅡ与 PSII 分离后，色素捕获光能的能力下降）； ⑥分解水产生的 O2和 H⁺减少（光反应减弱，水的光解减慢）； ⑦ATP 和 NADPH 的合成量减少（光反应产物减少）。 （3）据图 2 可知，ROS 过量合成后，可通过直接导致 PSII 失活、抑制 D1 蛋白的从头合成（导致 PSII 中 D1 蛋白减少）的途径，引起光抑制现象（最终使 PSII 失活）。 （4）A 组是适宜温度和光照条件（对照组，排除高温、强光的影响）。 叶黄素循环转化比 D1 蛋白更新合成对蜜柑植株的保护作用弱。依据是与 B 组（H2O 处理，作为高温强光下的对照）相比，C 组（叶黄素循环转化抑制剂处理）、D 组（D1 蛋白更新抑制剂处理）的光合效率均下降，但 D 组下降得更多（说明抑制 D1 蛋白更新的影响更大，即 D1 蛋白更新的保护作用更强，叶黄素循环转化的保护作用更弱）。 10．（25-26高三上·山东临沂·期中）为探究不同补光灯对大棚草莓光合生长、果实产量和品质的综合影响，科研人员进行了实验（各组均补光4h/d，其他条件均适宜），结果如表所示。 组别 光源 红蓝光比 叶绿素含量（mg·g-1） 叶片净光合速率（μmol·m-2s-1） 单果均重（g） 结果数（个/m2） CK 不补光 — 1.13 16.04 11.95 305 T1 LED灯 4.9：1 1.93 17.03 16.22 381 T2 LED灯 3.0：1 2.31 16.32 16.06 356 T3 荧光灯 1.9：1 1.79 16.32 12.34 337 注：LED灯和荧光灯均为冷光源。 （1）纸层析法分离叶绿体色素时，滤纸条自上而下第________条带为叶绿素a，分离叶绿体色素的原理是________。 （2）利用冷光源补光的优点是________，所补光质组成主要为红光和蓝光的原因是________，且________光更有利于有机物的合成。 （3）结合表中数据分析，草莓产量最高的是________组。与T2组相比，T3组处理下的草莓叶片净光合速率相等，但草莓产量不高，原因可能是________。由此可见，光质不仅影响光合作用，还可以作为信号调控植物的生长发育、物质输送等。 【答案】（1）三 不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢 （2）不会使大棚内温度过高，从而避免影响草莓的光合作用和生长发育 光合色素主要吸收红光和蓝紫光 红光 （3）T1 荧光灯不利于草莓叶片光合产物的输出，光合产物主要用于根茎叶生长 【解析】光反应的场所是类囊体薄膜，包括水的光解和ATP的合成。暗反应的场所是叶绿体基质，包括CO2的固定和C3的还原。将光反应和暗反应联系起来的物质是ATP和NADPH，光反应的产物是ATP、NADPH、O2。 （1）纸层析法分离叶绿体色素时，滤纸条上的色素带从上到下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，所以第三条带为叶绿素a。分离叶绿体色素的原理是不同叶绿体色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢。 （2）冷光源（如 LED 灯、荧光灯）的优点是不会使大棚内温度过高，从而避免影响草莓的生长发育，因为如果补光时温度过高，会影响草莓的酶活性、气孔开闭等生理过程。所补光质主要为红光和蓝光，是因为叶绿体中的光合色素主要吸收红光和蓝紫光，这两种光可以有效被光合色素吸收，用于光合作用。从表格中可以看到，红蓝光比高的组，叶绿素的含量及叶片净光合速率都较高，所以红光更有利于有机物的合成。 （3）草莓产量的计算可以通过单果均重 × 结果数来判断。T1 组单果均重16.22g，结果数381个/m2；T2 组单果均重16.06g，结果数356个/m2；T3 组单果均重12.34g，结果数337个/m2。计算可知 T1 组产量最高，所以草莓产量最高的是T1组。与T2组相比，T3组处理下的草莓叶片净光合速率相等，但草莓产量不高，原因可能是荧光灯不利于草莓叶片光合产物的输出，光合产物主要用于根茎叶生长（营养生长），所以荧光灯处理下的草莓叶片净光合速率较高，根茎叶的生长旺盛，但草莓的产量不高。 11．（25-26高三上·山东名校联盟·期中）以水稻油菜素内酯（BR）合成缺陷型突变株Fn189及野生型 Tz65为材料，在大田条件下进行试验，探究BR 对水稻光合作用相关生理指标和水稻产量的影响，实验结果如图表所示。已知SS是水稻叶肉细胞中分解蔗糖的关键酶，Rubisco是卡尔文循环中固定二氧化碳的酶。 材料 有效穗数 每穗粒数 千粒重（g） Tz65 504.0 96.73 26.56 Fn189 381.0 106.4 16.97 （1）光合作用产物葡萄糖的积累会降低光合作用速率，一部分葡萄糖合成淀粉，另一部分合成蔗糖，二者中可以进入筛管通过韧皮部运输到植株各处的是________，在植物体内糖类中与该物质同类型物质还有 _________。 （2）本实验采用了自变量控制中的_______（填科学方法），据图分析突变株 Fn189 光合作用强度______（填“增强”或“减弱”），依据是________。 （3）据表分析突变株Fn189产量相对较________（填“高”或“低”），若要进一步确认 BR 对水稻产量的影响，可利用突变株Fn189补充一个实验组。该实验组简要设计思路及检测指标是________。 【答案】（1）蔗糖 麦芽糖 （2）减法原理 减弱 与野生型Tz65相比，突变株Fn189的叶面积指数、叶绿素含量变化不明显，而暗反应中Rubisco活性明显降低，光合作用减弱；突变株Fn189叶片中的SS酶活性高，蔗糖被分解而无法运出，光合产物积累抑制光合作用 （3）低 在大田单独种植突变株Fn189，每天对突变株Fn189喷洒适宜浓度的BR，待水稻成熟时测其有效穗数、每穗粒数和千粒重 【解析】光合作用在植物细胞的叶绿体中进行。叶绿体类囊体的薄膜上有捕获光能的色素，在类囊体薄膜上和叶绿体基质中还有许多进行光合作用所必需的酶。 （1）光合作用产生的淀粉和蔗糖中，由于蔗糖是非还原性糖且性质比较稳定，蔗糖可以进入筛管通过韧皮部运输到植株各处，与蔗糖同为二糖的植物糖类还有麦芽糖。 （2）本实验通过突变株（缺乏BR）与野生型（正常BR）的对比探究BR的作用，方法为减法原理，分析题图，与野生型Tz65相比，突变株Fn189的叶面积指数、叶绿素含量变化不明显，而暗反应中Rubisco活性明显降低，暗反应减弱，光合作用减弱，且突变株Fn189叶片中的SS酶活性高，蔗糖输出受阻，即蔗糖被分解而无法运出，光合产物积累也会抑制光合作用，从而导致光合作用减弱。 （3）由题表可知，突变株Fn189有效穗数、千粒重均显著低于野生型，产量相对较低，若要进一步确认 BR 对水稻产量的影响，需验证BR的作用，故应在大田单独种植突变株Fn189，每天对突变株Fn189喷洒适宜浓度的BR，待水稻成熟时测其有效穗数、每穗粒数和千粒重。 考点4 光合作用和呼吸作用综合计算 1．（25-26高三上·山东师范大学附属中学·期中）科学家通过实验观察到，正在进行光合作用的叶片突然停止光照后，短时间内会释放出大量的 CO2，这一现象被称为“CO2的猝发”。下图为适宜条件下某植物叶片遮光前 CO2吸收速率和遮光后 CO2释放速率随时间变化的曲线，图中 CO2吸收或释放速率是指单位面积叶片单位时间内吸收或释放 CO2的量,单位μmol·m-2·s-1。下列说法错误的是（　　） A．突然遮光，短时间内叶绿体中C3的含量会上升 B．光照条件下该植物产生CO2的途径不只有细胞呼吸 C．若降低光照强度，则图形A面积减小，B面积不变 D．该植物在光照条件下叶绿体固定CO2的速率为 10μmol·m-2·s-1 【答案】D 【解析】A、突然遮光，光反应产物ATP和NADPH减少，C3的还原减弱，短时间内CO2固定速率不变，C3的含量会上升，A正确； B、停止光照后，光反应立即停止，短时间内会释放出大量的CO2，这一现象被称为“CO2的猝发”，并且超过了黑暗条件下的呼吸作用，说明光照条件下该植物产生CO2的途径不只有细胞呼吸，B正确； C、若降低光照强度，光合作用降低图形A面积会变小，呼吸作用不变图形B不变，C正确； D、计算该植物在光照条件下叶绿体固定CO2的速率时，应该加上释放CO2速率，所以该植物在光照条件下叶绿体固定CO2的速率为7+3=10μmol·m-2·S-1，但若遮光（完全黑暗）后，再立即给予光照，由于“CO2的猝发”，CO2的释放速率为5，则该植物在光照条件下叶绿体固定CO2的速率为7+5=12μmol·m-2·S-1，D错误。 故选D。 2．（25-26高三上·山东师范大学附属中学·期中）（多选）西红柿叶肉细胞进行光合作用和呼吸作用的过程如图 1 所示（①～④表示过程）。某实验室用水培法栽培西红柿进行相关实验的研究，在 CO2充足的条件下西红柿植株的呼吸速率和光合速率变化曲线如图 2 所示，下列说法错误的是（　　） A．图 1 中，晴朗的白天西红柿叶肉细胞中产生 ATP 的过程是①③④ B．图 2 中，9～10h 间，光合速率迅速下降，最可能发生变化的环境因素是光照消失 C．培养时若水循环不充分导致植物萎蔫，原因是植物排出无机盐导致培养液渗透压升高 D．图 2 中两曲线的交点时，叶肉细胞不吸收外界的 CO2 【答案】CD 【解析】A、图1中，①过程中H2O分解产生O2和H+，是光合作用的光反应阶段，合成ATP；②过程中H+将CO2还原成C6H12O6的过程是光合作用暗反应，消耗光反应产生的ATP，④过程是C6H12O6分解成CO2和H+是有氧呼吸的第一和第二阶段，产生少量的ATP，③过程是H+与O2结合生成水，有氧呼吸第三阶段，产生大量ATP，所以晴朗的白天西红柿叶肉细胞中产生ATP 的过程是①③④，A正确； B、图2中，9-10h间，光合速率迅速下降的原因可能是环境中温度迅速下降，也可能是突然停止光照，但呼吸作用也受到温度影响，而呼吸速率并没有明显下降，故不是温度变化，因此可能引起光合速率下降的变化因素为光照消失，B正确； C、培养时若水循环导致植物萎蔫，原因是蒸腾作用导致植物体内水分大量散失，C错误； D、图2表示的是植株的光合速率与呼吸速率，A点时光合速率与呼吸速率相等，因植物只有叶肉细胞能光合作用，因此也就是叶肉细胞的光合速率与全株细胞的呼吸速率相等，因此叶肉细胞的光合速率大于叶肉细胞的呼吸速率，因此叶肉细胞会吸收外界的CO2，D错误。 故选CD。 3．（25-26高三上·山东潍坊·期中）甲同学用如图装置测定虎耳草的真光合速率。实验设计如下：取两株虎耳草放入两个相同的装置中，编号为1号、2号；将1号装置放置在黑暗环境中，2号装置放置在自然光照条件下；实验结束后记录红色液滴移动的刻度。下列说法错误的是（　　） A．虎耳草的生长状况、温度均为无关变量，需保证相同且适宜 B．该实验设计所用的虎耳草太少，实验结果易受偶然因素影响 C．一段时间内2号液滴不动，说明该段时间叶肉细胞的光合强度等于呼吸强度 D．1号中虎耳草呼吸强度随O2浓度下降而下降，导致得出的真光合值偏小 【答案】C 【解析】A、该实验的自变量是“有无光照”，因变量是液滴移动刻度（反映O2变化）。虎耳草生长状况（如长势、叶片数量）、温度会影响光合和呼吸速率，属于无关变量，需保证相同且适宜，避免干扰实验结果，A正确； B、实验仅用两株虎耳草，样本数量过少，易受植株个体差异、偶然损伤等因素影响，导致实验结果误差较大，重复性差，B正确； C、2号装置液滴不动，说明整个植株的净光合速率为0。但植株中存在根、茎等非光合细胞，这些细胞只进行呼吸作用，不进行光合作用。因此，叶肉细胞的光合强度必须大于其呼吸强度，才能弥补非光合细胞的呼吸消耗，使整体净光合速率为0，C错误； D、1号装置在黑暗环境中，虎耳草只进行呼吸作用，消耗O2、释放CO2（被CO2缓冲液吸收）。随着O2浓度下降，呼吸强度会逐渐降低，测得的呼吸速率偏小。而真光合速率=净光合速率+呼吸速率，呼吸速率测量值偏小会导致最终计算的真光合值偏小，D正确。 故选C。 4．（25-26高三上·山东青岛·期中）科学家以绿藻为材料研究环境因素对光合作用的影响，得到如图所示结果。该绿藻在25℃时以葡萄糖为底物进行的有氧呼吸强度达到最大值，此时CO2生成速率为，不考虑其他呼吸类型。下列说法正确的是（　　） A．可用层析液提取并分离叶绿素a，色素带呈黄绿色 B．低光强下叶绿素a含量较高，有利于吸收更多的红外光和蓝紫光 C．高光强下，绿藻在25℃氧气生成速率为 D．低光强下，随温度升高叶绿素a增多，光合速率增强 【答案】C 【解析】A、提取光合色素用无水乙醇，分离光合色素用层析液，叶绿素a色素带呈蓝绿色，A错误； B、叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光，而不是红外光，B错误； C、由图乙可知，在25℃高光强条件下，绿藻释放氧气的速率（净光合速率）为242μmol·g⁻¹·h⁻¹。根据题干可知该绿藻在25℃时以葡萄糖为底物进行的有氧呼吸强度达到最大值，此时CO2生成速率为35μmol·g⁻¹·h⁻¹，根据有氧呼吸反应式可知，有氧呼吸消耗的氧气量与产生的二氧化碳量相等，即有氧呼吸消耗氧气的速率也为35μmol·g⁻¹·h⁻¹。总光合速率=净光合速率+呼吸速率，所以高光强下，绿藻在25℃时氧气生成速率（总光合速率）为242+35=277μmol·g⁻¹·h⁻¹，C正确； D、由图甲可知，在低光强下，随着温度升高，叶绿素a含量升高，但由于其他温度条件下呼吸作用强度未知，不能直接得出光合速率的变化情况，D错误。 故选C。 5．（25-26高三上·山东德州·期中）（多选）为探究氮磷钾肥对玉米生理特性的影响，科研人员进行实验，结果如表所示。下列说法错误的是（    ） 施肥方案 叶绿素含量（mg/g） 气孔导度（mmol·m-2·s-1） 胞间CO2浓度（μmol/mol） 净光合速率（μmol·m-2·s-1） 呼吸速率（μmol·m-2·s-1） ①不施氮磷钾 1.9±0.12 152±8.5 381±12.3 8.0 2.5 ②施加氮磷钾 3.8±0.15 285±10.2 322±9.8 22.0 4.0 A．①的净光合速率低与叶绿素含量不足有关，与CO2供应无关 B．②的净光合速率是①的2.75倍，因此②的光合速率也为①的2.75倍 C．②中高叶绿素含量和高CO2吸收、利用是净光合速率高的重要原因 D．若低温使②中玉米呼吸速率骤降至①水平，其净光合速率一定会上升 【答案】BD 【解析】A、处理①的叶绿素含量低，影响光反应，导致ATP和NADPH不足，进而限制暗反应，①的气孔导度相对较小，但是胞间二氧化碳浓度高，说明净光合速率低与二氧化碳无关，A正确； B、净光合速率=总光合速率−呼吸速率。处理②的净光合速率为22，总光合速率=22+4=26，处理①为8，总光合速率=8+2.5=10.5，总光合速率的比值为26/10.5≈2.48倍，B错误； C、结合表格数据分析，处理②的叶绿素含量高，光反应强；气孔导度高，CO₂吸收多，且胞间CO₂浓度低，碳反应速度快，说明②中高叶绿素含量和高CO2吸收、利用是净光合速率高的重要原因，C正确； D、低温会抑制呼吸作用（呼吸速率从4降至2.5），但也会降低光合作用相关酶的活性，导致总光合速率下降。若总光合速率下降幅度大于呼吸速率降幅，净光合速率可能降低，D错误。 故选BD。 6．（25-26高三上·山东师范大学附属中学·期中）将长势相同的黑藻均分为八等份，编为A、B两组，每组四等份。将A组分别放入装有400mL 自来水的4只烧杯中，放入光照培养箱中，控制光照强度分别为0Lux、1 500 Lux、3 000 Lux、4 500 Lux。将B组分别放入装有400mL自来水且溶解有NaHCO3浓度依次为0、0.1％、0.5％、2％的4只烧杯中，放入光照培养箱中，控制光照强度为1500Lux。用溶解氧传感器检测两组烧杯中黑藻的放氧情况（单位：mg·L-1），每2min采集一次数据，连续采集10min，实验结果如下图所示（忽略不同光照强度对水温的影响）： （1）黑藻叶肉细胞中的光合色素分布于叶绿体的类囊体薄膜上，光反应除了需要光合色素外，还需要的条件有_______，光合色素可以吸收，传递，转换光能，并将转化的能量储存在_______中。 （2）本实验中涉及的自变量有_________。 （3）A组实验中，光照强度为4500Lux时，10min内黑藻通过光合作用产生的氧气量大约为_______mg（注：曲线上的点对应纵轴上的数值为整数）；光照强度为4500Lux时，8～10min溶解氧量几乎没有发生变化，原因是________。 （4）B组实验中NaHCO3浓度为2％的烧杯，溶解氧量几乎未发生变化，此时叶肉细胞的净光合速率_______（填“小于0”“等于0”或“大于0”）。该烧杯中溶解氧量变化与其他三只烧杯明显不同，测定其产氧量较低，原因是________。 【答案】（1）光照和酶 ATP、NADPH （2）光照强度、NaHCO3浓度（或CO2浓度）、时间 （3）2.4 随着植物光合作用的持续进行，自来水中CO2浓度降低，植物光合速率下降），光合速率与呼吸速率大概相等，所以溶解氧量几乎不变 （4）大于0 NaHCO3浓度较高，植物吸水困难（或植物失水较多），光合作用强度和呼吸作用强度均减弱，且氧气产生量和消耗量相等 【解析】1、总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。 1、分析题文和图形：不同功率的灯泡代表不同强度的光照，不同浓度的NaHCO3浓度代表不同浓度的CO2，本实验的自变量有光照强度、NaHCO3浓度和处理时间，因变量为黑藻的放氧情况，其表示的是净光合速率。 （1）光反应的条件是：光照、光合色素和酶；在光反应中，吸收的光能转化为ATP、NADPH中的化学能。 （2）不同功率的灯泡代表不同强度的光照，不同浓度的NaHCO3浓度代表不同浓度的CO2故本实验实际上是探究光照强度和CO2对光合作用的影响，因此本实验中涉及的自变量有：光照强度、NaHCO3浓度以及横坐标时间。 （3）光合作用产生氧气量表示总光合速率，总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率，无光照时黑藻只进行呼吸作用，10分钟内黑藻通过呼吸作用吸收了（4-2）mg/L×0.4L＝0.8mg的氧气，光照强度为4500Lux时，10分钟内氧气的释放量为（（8-4）mg/L×0..4L=1.6mg,故10分钟内黑藻通过光合作用产生的氧气量大约为0.8+1.6=2.4mg；光照强度为4500Lux时，随植物光合作用进行，自来水中CO2浓度降低，植物光合速率下降，与呼吸速率大概相等，溶解氧量几乎不发生变化。 （4）B组实验2％NaHCO3组的烧杯溶解氧量几乎未发生变化，说明植物净光合速率为0，而植物细胞除了进行光合作用的叶肉细胞外，还有一些只进行呼吸作用的细胞（如根尖分生区细胞），所以此时叶肉细胞的净光合速率大于0。分析B组实验结果可知，在一定范围内，随着二氧化碳浓度的增大，光合作用增强，而2％NaHCO3浓度较高，使得外界溶液浓度较大，细胞吸水困难，水作为光合作用和呼吸作用的原料，水的减少使得光合作用和细胞呼吸强度均减弱，并且强度相等，即光合作用氧气产生量和呼吸作用氧气消耗量相等。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $