第10讲 光合作用（高考考情+5大核心知识+题型必刷）（专项训练）（黑吉辽蒙专用）2027年高考生物一轮复习讲练测

**基本信息** 以黑吉辽蒙考情为导向，构建“考情-核心-专练”三维体系，通过科学史溯源、过程机制解析及分层训练，系统培养光合作用综合应用能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |五年考情|5类命题情境|考情定向法：聚焦光合与呼吸综合、环境胁迫等高频考点|新课标要求→考题统计→情境分类，建立考向关联| |五大核心|5大核心知识+12个考点|实验变量控制、动态变化模型、“三率”关系计算|科学史探究→色素与结构→光/暗反应→影响因素→与呼吸综合，形成完整认知链| |分层专练|基础10题+创新12题+压轴13题|概念辨析法、图表分析法、实验设计法|基础题巩固概念→创新题强化情境应用→压轴题提升探究能力，实现能力递进|

第10讲 细胞呼吸（黑吉辽蒙专用） 第一部分 五年考情·精准定向 黑吉辽蒙考情概览 黑吉辽蒙热点情境 黑吉辽蒙备考策略 第二部分 五大核心·主干速记 一图串联·核心梳理·易错辨析 核心01 光合作用的探究历程 核心02 绿叶中色素的提取和分离 核心03 光合作用的原理与过程 核心04 光合作用的影响因素 核心05 光合作用与细胞呼吸综合 第三部分 分层专练·靶向攻关 题型专攻·基础题（全国视野） 一年重难·创新题（侧重黑吉辽蒙，辐射全国，单选+不定项+非选择题） 三年真题·压轴题（侧重黑吉辽蒙，辐射全国，） 第一部分 五年考情·精准定向 考情概览 新课标要求 考题统计 1. 影响光合作用强度的因素。 2. 光合作用的原理与过程。 3. 捕获光能的色素和结构。 4. 光合作用与细胞呼吸综合。 5. 光合与碳中和。 6. 光呼吸、C₄、CAM 等特殊情境。 7. 经典实验与科学探究 2026・广东・Rubisco酶对光合作用的影响 2026・安徽・光合作用的影响因素 2026・北京・光合作用的过程与场所 考情分析： 1． 考查要点：光合与呼吸综合计算及曲线分析（几乎每卷必考）；影响光合作用的环境因素（高频）；光反应与暗反应的过程辨析（中高频）；色素提取与分离实验（中频）；植物对环境的适应机制（中频，趋势上升）；光呼吸、C₄植物、CAM植物（低频但趋势上升）；光合作用与碳中和（2025课标新增，各卷渗透）。 2． 命题情境： 科研实验情境：如2026黑吉辽蒙卷第21题中的森林树冠实测数据表格，要求考生基于真实科研数据进行推理。 农业生产情境：如温室补光、间作种植、合理灌溉等实际生产问题的生物学原理解释。 逆境胁迫情境：如干旱导致气孔关闭、高温叶绿素降解、弱光适应等环境压力下的植物生理响应。 生态综合情境：如藻菌共生、碳循环与碳中和，将光合作用置于宏观生态系统中考查。 经典实验情境：如恩格尔曼、鲁宾-卡门、萨克斯实验，考查科学史中的实验逻辑。 突变体/分子生物学情境：如2026广东卷第17题的Rubisco突变体，结合分子层面考查光合机制。 热点情境 情境1 干旱胁迫：气孔关闭、CO₂供应减少、光合速率下降；区分气孔限制和非气孔限制。2025湖北省卷第22题：干旱胁迫下气孔导度下降，同时活性氧积累破坏光合机构。 情境2 高温胁迫：酶活性下降、Rubisco功能受影响、光呼吸增强。2024全国甲卷第29题：分析不同温度下光合、呼吸速率变化及干重变化原因。 情境3盐胁迫：渗透胁迫、离子毒害、气孔导度变化、光合适应机制。2024广东省卷第19题：盐胁迫对植物光合作用的影响及适应性机制。 情境4弱光/遮阴：比叶面积增大、叶绿素含量变化、呼吸速率降低、光补偿点变化。2026黑吉辽蒙卷第21题：树冠顶部与底部叶片对弱光环境的适应。 第二部分 五大核心·主干速记 内容速览：光合探究历程揭示O₂来自水、CO₂被固定为有机物。绿叶色素提取分离后用于捕获光能。光反应分解水、生成ATP和NADPH；暗反应固定CO₂合成糖类。光强、CO₂浓度、温度等影响光合速率。光合与呼吸相互依存：光合产物供呼吸底物，呼吸CO₂供光合原料。。 一图串联 核心梳理 核心知识1 光合作用的探究历程 考点1 萨克斯半叶法实验 1. 核心问题：光合作用的是否需要光？产物中是否含有淀粉？ 2. 实验过程： 步骤 操作 目的 第一步：暗处理 将绿色植物放在黑暗中一昼夜 消耗掉叶片中，排除对实验结果的干扰 第二步：遮光处理 用黑纸片把叶片的一部分从上下两面遮盖 形成：（对照组）、（实验组） 第三步：光照 将植物移到阳光下照射几小时 让曝光部分进行 第四步：脱色 摘下叶片，放入酒精中隔水加热 溶解，便于观察 第五步：检测 用清水漂洗后滴加碘液 淀粉遇碘变蓝色 3. 实验结果与结论： 实验结果 曝光部分变蓝色，遮光部分不变色（黄白色） 实验结论 光合作用的产物之一是；光合作用需要 考点2 恩格尔曼实验 1. 核心问题：光合作用 2. 实验一过程：①没有空气的黑暗环境排除了02和的干扰； ②用极细的光束照射，叶绿体上有光照多和光照少的部位，相当于一组对比实验： ③临时装片暴露在光下的实验再一次验证了实验结果。 实验结论：光合作用释放；光合作用场所为。 3. 实验二过程： 步骤 操作 目的 第一步：准备 将水绵（丝状绿藻）和好氧细菌放在载玻片上 水绵叶绿体呈螺旋带状，便于观察 第二步：黑暗无空气 将装片放在黑暗、无空气的环境中 排除原有氧气的干扰 第三步：棱镜分光 用棱镜将白光分解为不同颜色的光，照射水绵 观察不同波长光下的光合作用 第四步：观察 用显微镜观察好氧细菌的分布 好氧细菌会聚集在O₂浓度高的地方 实验结论：光合作用释放氧气；叶绿体主要吸收进行光合作用。 考点3 希尔实验 1. 核心问题：水的光解与CO₂的还原是否是同一个过程？ 2. 实验过程： 步骤 操作 目的 第一步：制备 将叶绿体从叶片中分离出来（离体叶绿体） 排除细胞其他部分的干扰 第二步：加氧化剂 向离体叶绿体悬液中加入氧化剂（如铁氰化钾） 作为人工电子受体，替代NADP⁺ 第三步：光照 在没有CO₂的条件下给予光照 观察是否有O₂释放 第四步：检测 检测溶液中是否有O₂产生 用溶解氧测定等方法 3.实验结论：水的光解（）与CO₂的固定（）是两个独立的过程。 考点4 鲁宾和卡门同位素标记实验 1. 核心问题：光合作用释放出来的氧气，里面的氧原子，到底来自反应物里的水，还是来自二氧化碳？ 2. 实验过程： 步骤 操作 目的 第一组 用¹⁸O标记H₂O，供给植物进行光合作用（CO₂不标记） 检测释放的O₂是否含¹⁸O 第二组 用¹⁸O标记CO₂，供给植物进行光合作用（H₂O不标记） 检测释放的O₂是否含¹⁸O 对照 正常H₂O + 正常CO₂ 释放普通O₂（¹⁶O₂） 3.实验结论：光合作用释放的O₂全部来自，而非。 考点5 卡尔文循环 1. 核心问题：CO₂中的碳在光合作用中是怎样转变成有机物的？ 2. 实验过程： 步骤 操作 目的 第一步：标记 用¹⁴C标记CO₂（¹⁴CO₂），供给小球藻进行光合作用 ¹⁴C是放射性同位素，可追踪 第二步：定时终止 在不同时间点（数秒~数分钟）用热酒精杀死藻细胞 "冻结"碳转移的某一瞬间 第三步：分离检测 用纸层析法分离细胞中的各种化合物，放射自显影 确定¹⁴C先后出现在哪些物质中 第四步：推断路径 根据¹⁴C出现的先后顺序，推断碳的转移途径 最先出现的物质是CO₂固定的第一个产物 3. 实验结论：CO₂的转移路径：，CO₂先被固定为C₃化合物，再被还原为糖类——这就是C₃途径（卡尔文循环）。 核心知识2 绿叶中的色素 考点光的作用 1. 光是光合作用的能量来源，是光反应阶段的必要条件。没有光，光反应无法进行，暗反应也因缺少ATP和NADPH而无法持续进行。 2. 光是一种波，不同颜色的光对应不同的波长范围。可见光的波长范围为nm。 光的颜色 波长范围（nm） 紫光 380～430 蓝光 430～490 青光 490～520 绿光 520～570 黄光 570～600 橙光 600～620 红光 620～760 考点2 绿叶中色素的提取和分离 1. 实验原理 提取原理：色素能溶解在中，因此可用提取绿叶中的色素。 分离原理：不同色素在层析液中的不同，高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢，从而将不同色素分离开。 2. 实验步骤 步骤 操作方法 要点与注意事项 ① 提取色素 称取5g绿叶→剪碎→放入研钵中→加入少许SiO₂和CaCO₃及10mL无水乙醇→迅速、充分研磨→过滤→收集滤液 SiO₂：使研磨更充分 CaCO₃：防止研磨中色素被破坏 无水乙醇：溶解色素 研磨要迅速，防止乙醇挥发 ② 制备滤纸条 取干燥滤纸→剪成长约10cm、宽约1cm的滤纸条→将一端剪去两角→在距该端约1cm处用铅笔画一条细线 剪去两角：使层析液均匀扩散，色素带整齐 用铅笔画线（不能用钢笔或圆珠笔） ③ 画滤液细线 用毛细吸管吸取少量滤液→沿铅笔线均匀画一条细而直的滤液细线→待干燥后重复画2～3次 滤液细线要细、直、齐 重复画线使色素量更多，色素带更清晰 每次须等上次干燥后再画 ④ 分离色素 将适量层析液倒入烧杯→将滤纸条（有滤液细线的一端朝下）轻轻插入层析液中→用培养皿盖住烧杯口→观察 ⚠ 滤液细线不能触及层析液（否则色素会溶解到层析液中，导致实验失败） 层析液有毒且易挥发，需加盖 3.实验结果：滤纸条上从上到下（即扩散速度从快到慢）依次出现4条色素带： 顺序（从上到下） 色素名称 颜色 扩散速度 第1条（最上） 胡萝卜素 最快（溶解度最高） 第2条 叶黄素 较快 第3条 叶绿素a 较慢 第4条（最下） 叶绿素b 最慢（溶解度最低） 考点3 色素种类 绿叶中的色素按大类可分为两大类：叶绿素和类胡萝卜素。按高考要求和课本内容，具体分类和含量如下： 种类 色素名称 颜色 约占色素总量 叶绿素 （约占3/4） 叶绿素a 蓝绿色 约3/4（总量的） 即约占总量56% 叶绿素b 黄绿色 约1/4（叶绿素的） 即约占总量19% 类胡萝卜素 （约占1/4） 胡萝卜素 橙黄色 约占类胡萝卜素的1/3 即约占总量8% 叶黄素 黄色 约占类胡萝卜素的2/3 即约占总量17% 考点4 叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱 1. 叶绿素a：在红光区（约660nm）和蓝紫光区（约430nm）各有一个明显的吸收峰。 2. 叶绿素b：在红光区（约640nm）和蓝紫光区（约450nm）各有吸收峰，但吸收强度弱于叶绿素a。 3. 类胡萝卜素：主要吸收蓝紫光（400～500nm），在蓝紫光区有明显的吸收峰，对红光几乎不吸收。 4. 所有色素对绿光（520～570nm）的吸收都很少，绿光被反射，故叶片呈绿色。 核心知识3 光合作用的过程 考点1 光合作用总览图 阶段 场所 条件 主要物质变化 能量变化 光反应 光、色素、酶、水 H₂O → O₂ + H⁺ + e⁻ ADP + Pi → ATP NADP⁺ + H⁺ + e⁻ → NADPH 光能 → 暗反应 （卡尔文循环） ATP、NADPH CO₂、酶 CO₂ + C₅ → 2C₃（固定） 2C₃ + ATP + NADPH → (CH₂O) + C₅（还原） 活跃化学能 → 考点2 光反应（拓展：光合系统中电子传递） 1. 光反应的物质变化 （1）水的光解 ：2H₂O → ，水在光下被分解，产生氧气、质子和电子。O₂全部来自H₂O（鲁宾和卡门用¹⁸O标记实验证明）。 （2）ATP的合成（光合磷酸化） ：ADP + Pi → ATP （3） NADPH的合成 ： → NADPH 2.光反应的能量变化 光能 → 电能（电子传递） → 活跃化学能（储存在ATP和NADPH中） 3.拓展：光合系统中的电子传递 组分 功能 高考考查要点 光系统Ⅱ （PSⅡ） 吸收光能（P680），催化水的光解 2H₂O → O₂ + 4H⁺ + 4e⁻ 水的光解发生在PSⅡ O₂来源于水而非CO₂ 电子传递链 （PQ、Cyt b₆f） 传递电子，同时将H⁺ 从基质泵入类囊体腔 建立H⁺浓度梯度 H⁺梯度驱动ATP合成 （化学渗透学说） 光系统Ⅰ （PSⅠ） 再次吸收光能（P700）， 将电子传递给NADP⁺ NADP⁺ + 2e⁻ + H⁺ → NADPH PSⅠ和PSⅡ串联工作 （非环式电子传递） 考点3 暗反应（拓展：卡尔文循环） 1.暗反应的物质变化 （1）CO₂的固定：CO₂ + C₅→ 2C₃ 催化酶：Rubisco（核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶）。 （2）C₃的还原：2C₃ + ATP + NADPH → (CH₂O) + C₅ + ADP + Pi + NADP⁺ ATP供能，NADPH供氢（还原力），将C₃还原为糖类（G3P/三碳糖磷酸） 2.暗反应的能量变化 ATP和NADPH中活跃的化学能 → 有机物（糖类）中稳定的化学能 3.拓展：卡尔文循环 卡尔文循环（Calvin Cycle）又称C₃途径，是暗反应的核心过程： 每固定3分子CO₂，需要消耗9个ATP和6个NADPH 固定3分子CO₂ → 生成6分子G3P → 其中1分子G3P净输出（用于合成葡萄糖等），5分子G3P再生为3分子C₅，固定6分子CO₂（即转2轮循环）才能净合成1分子葡萄糖。 4.动态变化分析（高考高频考点） 当环境条件突然改变时，叶绿体中各物质含量的瞬时变化： 条件变化 ATP NADPH C₃ C₅ (CH₂O)合成 突然停止光照 （CO₂不变） 减少 减少 增加 （无法被还原） 减少 （无法再生） 突然停止CO₂ （光照不变） 增加 （消耗减少） 增加 （消耗减少） 减少 （无法生成） 增加 （消耗减少） 光照增强 （CO₂不变） 增加 增加 减少 （加速还原） 增加 （加速再生） CO₂浓度升高 （光照不变） 减少 （消耗增加） 减少 （消耗增加） 增加 （加速固定） 减少 （消耗增加） 核心知识4 光合作用的的影响因素 考点1 光能： 1.光照强度对光合速率的影响 光照强度是影响光合作用最重要的因素之一，其影响呈"S形"曲线关系： 关键点 含义 细胞内代谢状态 A点（光补偿点） 光合速率 = 呼吸速率 净光合速率 = 0 光合作用固定的CO₂ 恰好等于呼吸释放的CO₂ B点（光饱和点） 光合速率达到最大值 再增加光照强度，光合不再增强 暗反应速率已达上限 受CO₂浓度、酶活性等限制 2.光补偿点和光饱和点的移动 条件变化 光补偿点移动 光饱和点移动 原因 CO₂浓度升高 左移 光合能力增强，更低光照即可补偿呼吸 CO₂浓度降低 右移 光合能力减弱，需更强光照 温度升高（适宜范围内） 右移 呼吸增强，需更强光照补偿 缺Mg（叶绿素不足） 左移 光合减弱，补偿需更多光 3.光质（光的波长）的影响 红光和蓝紫光最有利于光合作用（叶绿素主要吸收这两种光） 绿光最不利于光合作用（几乎被反射） 白光（全色光）下光合速率最高 考点2 二氧化碳： 1.CO₂浓度对光合速率的影响 CO₂是暗反应的原料，参与CO₂的固定反应，在一定范围内，光合速率随CO₂浓度增大而增大。当CO₂浓度达到饱和点后，光合速率不再随CO₂浓度增加而增大 关键点 含义 CO₂补偿点 光合速率 = 呼吸速率时的CO₂浓度 低于此浓度，植物不能积累有机物 CO₂饱和点 光合速率达到最大时的CO₂浓度 高于此浓度，暗反应酶已达饱和 2.高考应用 增施有机肥：微生物分解有机物释放CO₂，提高CO₂浓度 通风透光： 使用CO₂发生器：温室中人工补充CO₂ "正其行，通其风"—— 考点3 水分： 1.水分对光合作用的影响 水是光合作用的原料之一（光反应中水的光解） 缺水直接效应：气孔关闭 → CO₂进入减少 → 暗反应受阻 → 光合速率下降 严重缺水时：光合产物运输受阻，糖类在叶中堆积，反馈抑制光合作用 2."光合午休"现象 夏季中午，光照强烈，温度过高，植物为减少水分散失，气孔部分关闭，导致CO₂吸收减少，光合速率下降。这就是"光合午休"现象。 表现：光合速率曲线在中午出现"低谷" 原因：温度过高 → 蒸腾作用过强 → 气孔关闭 → CO₂供应不足 C₄植物（如玉米）的"光合午休"现象比C₃植物（如小麦）轻 考点4 温度： 1.温度对光合作用的影响 温度主要通过影响酶的活性来影响光合作用 一般植物在10～35℃条件下可正常进行光合作用，25～30℃为最适温度 35℃以上光合速率开始下降，40～50℃光合作用完全停止 低温抑制酶促反应，高温使酶变性失活并破坏叶绿体结构 2.温度对光反应和暗反应的差异 阶段 温度敏感性 原因 光反应 受温度影响较小 光反应中主要是光化学反应 对温度不太敏感 暗反应 受温度影响较大 暗反应是一系列酶促反应 温度直接影响酶活性 考点5 气孔导度： 1.气孔导度的概念 气孔导度是指气孔张开的程度，直接影响叶片内外气体交换的速率 气孔导度大 → CO₂进入多 → 光合速率高 气孔导度小 → CO₂进入少 → 光合速率低 2.影响气孔导度的因素 因素 对气孔导度的影响 对光合作用的影响 光照 促进气孔张开（保卫细胞光受体） 气孔导度增大，光合增强 CO₂浓度 低CO₂促进气孔张开 高CO₂促进气孔关闭 影响CO₂供应，间接影响光合 水分 缺水时保卫细胞失水，气孔关闭 CO₂供应不足，光合下降 温度 适度升温气孔开度增大 过度高温气孔关闭 高温下光合受抑制 脱落酸（ABA） 促进气孔关闭 干旱时ABA增多，减少水分散失 考点6 无机营养： 元素 在光合作用中的作用 缺乏时的表现 Mg（镁） 叶绿素分子的组成元素 （卟啉环中心的金属离子） 叶绿素合成不足，叶片发黄 光合速率下降 N（氮） 酶、ATP、NADP⁺、叶绿素 等含氮化合物的组成元素 酶和叶绿素合成不足 叶片发黄，光合减弱 P（磷） ATP、NADPH、磷脂等的 组成元素，参与能量传递 ATP合成受阻 光合产物运输受抑 Fe（铁） 参与叶绿素合成过程 （虽不是叶绿素成分） 叶绿素不能合成 幼叶先发黄 K（钾） 参与糖类代谢和运输 调节气孔开闭 糖类运输受阻 叶缘焦枯 核心知识5 光合作用与细胞呼吸的综合 考点1 光合作用与细胞呼吸的物质联系 比较项目 光合作用 细胞呼吸 CO₂ 消耗CO₂（暗反应固定） 产生CO₂（有氧第二阶段） O₂ 产生O₂（光反应水解） 消耗O₂（有氧第三阶段） H₂O 消耗H₂O（光反应光解） 产生H₂O（有氧第三阶段） 有机物 合成有机物（暗反应） 分解有机物（糖酵解等） C₃（丙酮酸） 产生C₃（CO₂固定产物） 产生丙酮酸（糖酵解产物） [H] 产生NADPH（光反应） 产生NADH（第一、二阶段） 考点2 光合作用与细胞呼吸的能量联系 光合作用：光能 → 有机物中稳定的化学能 细胞呼吸：有机物中稳定的化学能 → ATP中活跃化学能 + 热能 二者共同构成了生态系统中能量流动和物质循环的基础 考点3："三率"关系 概念 定义 别称 真正光合速率 （总光合速率） 植物在光下实际进行光合作用的速率 即叶绿体固定CO₂（或产生O₂）的总量 总光合速率 实际光合速率 呼吸速率 （暗呼吸速率） 植物在黑暗中进行细胞呼吸的速率 即线粒体释放CO₂（或消耗O₂）的量 细胞呼吸速率 净光合速率 （表观光合速率） 植物在光下实际测得的光合速率 即真正光合速率减去呼吸速率 表观光合速率 实测光合速率 核心公式：真正光合速率 = 净光合速率 + 呼吸速率 考点4：光合速率的测定方法 液滴移动法： 装置 试剂 测定内容 原理 装置一 NaOH溶液 （吸收CO₂） 呼吸耗O₂量 呼吸消耗O₂，NaOH吸收CO₂ 气体体积减少 → 液滴左移 装置二 CO₂缓冲液 （维持CO₂恒定） 净光合产O₂量 光合产生O₂，CO₂浓度不变 气体体积增加 → 液滴右移 考点5：光呼吸 光呼吸是近年高考热点拓展内容，常结合C₃/C₄植物差异命题： Rubisco酶具有双重活性：既能催化CO₂的固定（羧化酶活性），也能催化O₂与RuBP的反应（加氧酶活性） 当O₂浓度高、CO₂浓度低时（如高温干旱、气孔关闭），Rubisco的加氧酶活性增强，引发光呼吸 光呼吸消耗有机物和能量，降低光合效率（可损失20%-50%的碳固定量） 光呼吸的意义：在强光下可消耗多余能量，保护光合机构不被光损伤 第三部分 分层专练·靶向攻关 题型专攻·基础题（全国视野，概念辨析与识记） 考查重点：考查概念辨析与识记。 1.（2026·辽宁·高考模拟）下列有关同位素标记说法错误的是（　　） A．用18O分别标记H2O和CO2，通过追踪细胞中同位素出现的位置证明O2来自H2O B．用3H标记的亮氨酸探究分泌蛋白的合成和运输过程，放射性先后出现在内质网、高尔基体中 C．将被15N标记DNA双链的细菌转移到含14N的培养液中增殖，利用差速离心法证明DNA的半保留复制 D．赫尔希和蔡斯用35S和32P分别标记了T2噬菌体的蛋白质和DNA，证明DNA是噬菌体的遗传物质 2.（2025·黑龙江·阶段检测）下列关于生物细胞内化合物的叙述，正确的是（　　） A．光敏色素是存在于细胞表面的蛋白质，吸收红光 B．紫色洋葱鳞片叶内表皮的色素有助于观察质壁分离 C．受到光照刺激后，光敏色素的结构会发生变化 D．光合色素都存在类囊体薄膜上 3.（2026·黑龙江·高考模拟）生物学中的“比值”是一种数学模型，可较为准确地表示生命活动中两个相关量之间的关系。下列对各种“比值”变化的描述中错误的是（　　） A．运动员短跑时，其呼吸作用消耗的氧气/产生的二氧化碳的值等于1 B．光照强度突然增大时，短时间内植物的叶肉细胞中的值可能不变 C．在细胞增殖的物质准备阶段，细胞的表面积/体积的值变大 D．置于KNO3溶液中的成熟植物细胞，原生质体体积/细胞体积的值可能先变小再变大 4.（2026·江苏·一模）关于生物体中的NADPH、细胞色素c、胆固醇，下列叙述正确的是（     ） A．三者都含有的元素是C、H、O、N B．胆固醇参与血液中脂质的运输，可过量摄入 C．细胞色素c为生物大分子，参与有氧呼吸的第三阶段 D．水的光解产生两个电子，与NADP+结合生成NADPH 5.（2026·河北·模拟预测）“天宫水族箱”是中国空间站中的密闭生态实验模块，其中4条斑马鱼和4克金鱼藻被密布小孔的挡板分隔在鱼室和植物培养间，由LED灯提供光源。下列相关叙述错误的是（    ） A．LED光源的调控对维持系统内O2和CO2的动态平衡至关重要 B．微重力可能影响水体中O2、CO2及排泄物的扩散分布，进而影响物质循环效率 C．该密闭系统中，斑马鱼和金鱼藻间的能量传递效率为10%～20% D．若LED光源意外关闭，短时间内斑马鱼细胞内乳酸含量可能上升 6.（2026·北京·模拟）如图是菠菜叶肉细胞光合作用和呼吸作用的部分过程，a、b代表气体。下列相关叙述正确的是（     ） A．物质a、b分别代表和 B．过程②发生在膜上，过程①③④发生在基质 C．过程②③在光下才能进行，①④无光条件也能进行 D．过程②产生的还原型辅酶为NADPH，④产生的还原型辅酶为NADH 7.（2026·北京·高考模拟）喀斯特地区岩石裸露，水土流失严重，分布有苔藓-固氮蓝细菌共生体。苔藓保护蓝细菌免受高温强光影响，蓝细菌为苔藓提供氮源。下列关于两种生物的叙述，错误的是（    ） A．均为自养生物 B．捕获光能的色素种类完全相同 C．共同改善氮输入，促进植物定居 D．有望用于喀斯特地区的生态修复 8. （2026·河北·高考模拟）下列关于以黑藻作为实验材料进行相关实验的叙述，正确的是（　　） 选项 实验名称 实验材料 实验操作或现象 A 观察植物细胞质壁分离及复原 成熟叶片 滴加0.3g/mL的蔗糖溶液后，可观察到液泡颜色加深且体积变小 B 观察叶绿体和胞质环流 幼嫩小叶 撕取稍带些叶肉的下表皮，用于制作临时装片 C 绿叶中色素的提取和分离 成熟叶片 可将叶片在适宜条件下进行研磨、提取和分离 D 观察植物细胞有丝分裂 成熟叶片 制作装片流程为解离→漂洗→染色→制片 A．A B．B C．C D．D 9. （2026·江苏·高考模拟）下列关于实验的叙述，合理的是（　　） A．用适宜浓度的蔗糖替代清水，可观察到黑藻叶肉细胞叶绿体向细胞中央聚集 B．将菠菜叶片置于100℃烘干2h后研磨，可提高光合色素分离效果 C．用蒸馏水替代50%乙醇洗去浮色，可提高花生子叶脂肪染色后的观察效果 D．缩短解离时间，可提高洋葱根尖分生区组织细胞的染色效果 10. （2026·北京·高考模拟）植物体内制造、输出有机物的组织器官被称为“源”，接纳有机物用于生长、贮藏的组织器官被称为“库”。为研究“源”“库”关系，利用小麦进行实验。下列研究思路合理的是（    ） A．阻断旗叶有机物的输出，检测穗产量的变化 B．阻断穗有机物的输入，检测旗叶光合作用速率的变化 C．使用H218O浇灌小麦，检测穗中含18O的有机物的比例 D．使用14CO2饲喂旗叶，检测穗中含14C的有机物的比例 一年重难·创新题（侧重黑吉辽蒙，辐射全国） 影响因素实新情境综合应用。考查分析与综合推理能力。 1.（2026·吉林·模拟预测）科学家发现，在高盐、缺氧条件下生活着噬盐杆菌，其细胞膜上的视紫红质蛋白能转化光能，为噬盐杆菌生长提供所需能量，机理如图所示。下列叙述正确的是（    ） A．视紫红质与光合色素功能相似，均能捕获光能 B．视紫红质既是H+跨膜运输的载体，也是接受光信号的受体 C．H+能穿过F0-F1复合体进入细胞，该过程为主动运输 D．尝试将噬盐杆菌的视紫红质蛋白基因导入微生物，解决“人工光合作用”核心问题 2.（2026·天津·高考）老师检查同学们的生物实验报告时，发现其中有误的是（    ） A．电泳分离DNA片段时，需用缓冲液配制琼脂糖凝胶 B．检测酵母是否产生酒精时，需向培养液滤液中加入酸性重铬酸钾 C．提取和分离菠菜叶中的色素时，用层析液进行提取，用无水乙醇进行分离 D．为维持有丝分裂样品最佳观察状态，需在分裂旺盛时剪取根尖，用卡诺氏液固定 3.（2026·贵州·高考）模型建构是生物学研究中的常用方法。下列过程或关系符合下图所示模型的是（　　） A．光合作用的暗反应过程 B．生物圈中的碳循环过程 C．组织液、血浆和淋巴液的物质交换关系 D．细胞膜、内质网膜和核膜成分的转换关系 4.（2026·北京·模拟）将某种植物置于高温环境（HT）下生长一定时间后，测定HT植株和生长在正常温度（CT）下植株的光合速率，结果如图。以下推论正确的是（    ） A．CT植株和HT植株是发育状况基本相同的不同物种的植株 B．在35℃时，二者CO2固定量无显著差异 C．在50℃时，CT植株产生[H]的场所为叶绿体和线粒体 D．在45℃时，HT植株光合和呼吸速率差值最大 5.（2026·北京·模拟）新采摘的玉米籽粒可溶性糖含量较高，具甜味。采摘一天后玉米籽粒中50%的游离蔗糖被转化成淀粉，之后玉米籽粒逐渐失去甜味。采摘后立即冷冻可以保持甜味。下列叙述正确的是（    ） A．利用斐林试剂可检测玉米籽粒中的蔗糖含量 B．玉米籽粒中的蔗糖是籽粒通过光合作用合成的 C．冷冻处理抑制相关酶的活性减少了淀粉的生成 D．加热处理玉米籽粒后再储存不利于甜味的保持 6.（2026·北京·模拟）将火龙果植株置于密闭、恒温的透明容器内进行实验，测得容器内O2含量变化如图，据图分析不能得出的是（　　） A．LM段曲线下降是因细胞呼吸消耗氧气 B．MN段曲线上升说明光合速率不断增加 C．MN段平均净光合速率为8×10-7mol/h D．N点后有机物合成速率等于分解速率 7.（2026·辽宁·模拟）为研究有机物的积累对苹果叶片光合作用的影响，研究人员将甲组苹果叶片上下的枝条进行环割处理以阻断有机物的运输，乙组不作处理。然后在白天不同时间测定两组叶片净光合速率的变化，实验结果如曲线A、B所示。下列说法正确的是（　　） A．图2中，B代表甲组 B．13点时B组叶片细胞内产生ATP的场所有线粒体、细胞质基质和叶绿体 C．该实验可以证明叶片中有机物积累会抑制光合作用的进行 D．A组的光合作用产物主要通过韧皮部以葡萄糖的形式运输到植株各处 8.（2026·江苏·模拟）中科院团队将菠菜叶绿体的类囊体膜转化为平面膜并负载在质子交换膜上，组装成电解水体系实现电能驱动ATP合成，如图所示。下列相关叙述正确的有（    ） A．叶绿体类囊体堆叠成基粒，增大了膜面积，提升了光反应效率 B．质子交换膜上含有很多ATP合酶，利用膜内外的H⁺浓度差合成ATP C．反应体系需控制的条件有电压、温度、H⁺浓度、ADP和Pi等 D．该体系与绿色植物一样，均是将光能转化成电能，最终转化为化学能 9.（2026·辽宁·模拟）在中国，水稻与玉米有着悠久的种植历史，且在农业经济领域里处于重要地位。这两种作物的光合作用机制并不完全相同，水稻属于C3植物，通过卡尔文循环完成碳的固定和还原。玉米是C4植物，碳的固定多了C4途径，其光合作用由叶肉细胞和维管束鞘细胞共同完成（如图1）。 注：PEP酶固定CO2的效率远高于Rubisco酶，Rubisco酶具有双重功能，当CO2浓度较高时，它更倾向于催化C5与CO2发生反应；而当O2浓度较高时，它则更倾向于催化C5与O2反应产生CO2，这一过程为“光呼吸”。 (1)水稻光合作用的过程可以用________________反应式表示。 (2)在水稻田中偶然能见到白化苗，可用________对叶绿体中的光合色素加以分离，从而展开研究。 (3)由图1可知，C4植物中能固定CO2的受体是_________，图2为水稻与玉米的光合速率与环境CO2体积分数的关系曲线，其中最可能表示玉米的是曲线________，判断的依据是________。 (4)实验中多次打孔玉米叶片获得叶圆片，并对叶圆片干燥后称重，得到如下表所示的结果（假设整个实验过程中叶圆片的细胞呼吸速率不变）。那么，叶圆片经过1h光照制造的有机物量是________g/cm2（用表中相关字母表示）。 实验前 黑暗1h后 再光照1h后 叶圆片干燥称重（g/cm2） X Y z 10.（2026·吉林·模拟）光系统Ⅱ（PS Ⅱ）是植物叶绿体中的色素-蛋白复合体之一，其参与过程如下图。PsbQ是组成PSⅡ复合体的相关蛋白之一，参与PSⅡ组装、稳定PSⅡ功能，并对植物应对生物和非生物胁迫反应起调控作用。回答下列问题： (1)PS Ⅱ位于叶绿体的______上，推测PS Ⅱ在光合作用中的作用是_______（答出2点即可）。 (2)图示过程中，H+由内转运到外的运输方式是______，判断依据为______。NADPH的作用是_______和_______。 (3)研究发现，适当提高PsbQ合成基因的表达量，植株病毒感染率会下降，分析其原因是_______。 11.（2025·山东·高考）高光强环境下，植物光合系统吸收的过剩光能会对光合系统造成损伤，引起光合作用强度下降。植物进化出的多种机制可在一定程度上减轻该损伤。某绿藻可在高光强下正常生长，其部分光合过程如图所示。 (1)叶绿体膜的基本支架是_____；叶绿体中含有许多由类囊体组成的_____，扩展了受光面积。 (2)据图分析，生成NADPH所需的电子源自于_____。采用同位素示踪法可追踪物质的去向，用含3H2O的溶液培养该绿藻一段时间后，以其光合产物葡萄糖为原料进行有氧呼吸时，能进入线粒体基质被3H标记的物质有H2O、_____，离心收集绿藻并重新放入含H218O的培养液中，在适宜光照条件下继续培养，绿藻产生的带18O标记的气体有_____。 (3)据图分析，通过途径①和途径②消耗过剩的光能减轻光合系统损伤的机制分别为_____。 12.（2025·黑吉辽蒙·高考）Rubisco是光合作用暗反应中的关键酶。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。回答下列问题。 (1)Rubisco在叶绿体的________中催化________与CO2结合。部分产物经过一系列反应形成（CH2O），这一过程中能量转换是________。 (2)据图分析，当胞间CO2浓度高于B点时，曲线②与③重合是由于________不足。A点之前曲线①和②重合的最主要限制因素是________。胞间CO2浓度为300μmol·mol-1时，曲线①比②的光合速率高的具体原因是________。 (3)研究发现，在饱和光照和适宜CO2浓度条件下，S植株固定CO2生成C3的速率比WT更快。使用同位素标记的方法设计实验直接加以验证，简要写出实验思路。________ 三年真题·压轴题（侧重黑吉辽蒙，辐射全国） 考查实验探究与跨模块综合。 1.（2025·黑吉辽蒙·高考）（2025年黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古高考生物真题试卷）黑暗条件下，叶绿体内膜的载体蛋白NTT顺浓度梯度运输ATP、ADP和Pi的过程示意图如下。其他条件均适宜，下列叙述正确的是（    ） A．ATP、ADP和Pi通过NTT时，无需与NTT结合 B．NTT转运ATP、ADP和Pi的方式为主动运输 C．图中进入叶绿体基质的ATP均由线粒体产生 D．光照充足，NTT运出ADP的数量会减少甚至停止 2. （2026·北京·高考）下表给出了植物光合作用反应过程的部分原料和产物。 反应过程 原料 产物 ① H2O O2 ② NADP+ NADPH ③ ADP ATP ④ CO2 （CH2O） 对上述反应过程的叙述，错误的是（     ） A．①只有在光下才能进行 B．①②③在叶绿体基质中进行 C．④所需的还原剂为NADPH D．④消耗ATP和NADPH中的能量 3. （2026·湖北·高考）科研人员选取某地区疏灌草丛群落、马尾松群落和常绿阔叶林群落，分别代表亚热带森林群落演替的初期、中期和后期3个阶段，然后对上述3个群落中芒萁的光合特性进行了研究，结果如下图。 注：净光合速率是指光照下植物单位时间内从外界吸收的CO2总量光饱和点是指光合作用速率达到最大值时所对应的最小光照强度 下列叙述错误的是（     ） A．芒萁最适宜在马尾松林下生长 B．不同群落中芒萁的光饱和点有差异说明不同群落下芒萁的生理状态有差异 C．上述3个亚热带典型群落演替阶段中，疏灌草丛的演替速度快于常绿阔叶林 D．在夏季若将疏灌草丛内生长的芒萁移栽至常绿阔叶林内，将有利于芒萁生物量积累 4. （2026·云南·高考）生物学实验常用到不同体积分数的酒精。下列说法错误的是（　　） A．用95%的酒精洗去苏丹Ⅲ染色后花生子叶薄片上的浮色 B．用无水乙醇提取绿叶中的色素 C．用95%的酒精冲洗经卡诺氏液浸泡的根尖 D．用70%的酒精对植物组织培养的外植体进行消毒 5. （2026·江西·高考）“神奇”动物海蛞蝓能选择性保留所摄食藻类中的叶绿体，并用一层膜包裹形成宿主衍生细胞器“盗食体”。“盗食体”内的叶绿体可合成部分光合蛋白，在一段时间内保持光合能力；“盗食体”可利用转运蛋白维持内部环境相对稳定。下列关于“盗食体”内叶绿体的推测，合理的是（　　） A．编码光合色素蛋白的基因来自海蛞蝓细胞核 B．需要海蛞蝓细胞为其提供原料进行光合作用 C．叶绿体外膜与海蛞蝓细胞膜的蛋白结构相同 D．能够通过分裂实现增殖以维持光合作用能力 6. （2026·湖北·高考）生物固定技术是实现碳中和的重要途径之一。科研人员利用衣藻、蓝细菌等光合微生物固定，并将其转化为乙醇、生物柴油等清洁燃料。下列叙述错误的是（     ） A．上述微生物的光能转化效率与暗反应无关 B．优化浓度、温度等条件，可提高衣藻固碳效率 C．蓝细菌能促进生态系统的碳循环过程，维持生态系统稳定 D．蓝细菌和衣藻生长快、环境适应性强，是生物柴油规模化生产的基础 7. （2026·贵州·高考）洋葱叶分为真叶和鳞片叶，真叶光合作用制造的有机物运输到鳞片叶储存。某同学以紫色洋葱为材料进行系列实验。下列叙述正确的是（     ） A．用鳞片叶外表皮观察质壁分离时，细胞紫色区域逐渐变小说明其正在失水 B．观察真叶细胞的细胞质流动时，在普通光学显微镜下可观察到叶绿体基粒 C．分离真叶中各种色素时，依据滤纸条上色素带次序可判断色素的含量 D．观察根尖细胞有丝分裂时，染色体排列在赤道板上说明其处于分裂前期 8. （2026·广东·高考）某种硝化细菌能将NH3氧化形成HNO2，并利用该过程释放的能量将无机物合成为有机物。该种细菌（     ） A．具有核膜 B．为异养生物 C．可利用光能 D．可固定CO2 9. （2026·河北·高考）小立碗藓的叶绿体和线粒体都有为细胞质基质提供ATP的潜力。为探究两者对细胞质基质ATP水平的影响，对①、②和③组小立碗藓进行黑暗预处理后，检测其细胞质基质ATP对光的响应变化，结果如图所示。下列分析正确的是（     ） A．光合产物的缺乏和光反应受阻导致③在光照下ATP无显著变化 B．第一次光照时，①中ATP的增加与叶绿体、线粒体均有关 C．光照时，叶绿体中的部分ATP用于暗反应中CO2与C5的结合 D．小立碗藓中的线粒体有助于维持细胞质基质中ATP的稳定供应 10.（2026·黑吉辽蒙·高考）玉米籽粒形成过程中，磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶2（PEPCK2）催化的反应如下图。下列叙述正确的是（　　） A．过程①在线粒体基质中进行 B．PEPCK2不能为草酰乙酸转化为PEP提供能量 C．PEPCK2不能催化其他来源的草酰乙酸转化为PEP D．PEPCK2活性提高可促进籽粒中淀粉与蛋白质的积累 11. （2026·甘肃·高考）植物光合作用的定量检测有助于准确评估生态系统的固碳效应。植物叶绿素吸收阳光后可释放出能量较低的光（日光诱导叶绿素荧光，SIF），在一定条件下其强度与净光合作用速率（An）成正比，可用于估算生态系统生产力。研究者分析了两种植物SIF对光照强度（PAR）的响应，以及气温对An-SIF关系的影响（下图）。回答下列问题。 (1)叶绿体中SIF发生的具体部位是__________，发生在光合作用的__________阶段。 (2)若以气温25℃时植物A的数据建立An-SIF模型，则高温胁迫下植物A的An被__________（填“高”或“低”）估；当时，若将该模型用于植物，则An被__________（填“高”或“低”）估。 (3)据本研究结果，应用SIF估算生态系统生产力需考虑的影响因素有：__________、__________、__________。 (4)叶片胞间浓度是分析光合作用常用的参数。某同学拟以植物B为材料，探究温度（、和）对的影响。 ①除测定外，该同学还应测定和__________（记为）。 ②在PAR为的条件下，温度从提高到和，若无显著变化，则的可能变化趋势是__________，原因是__________。 12. （2026·山东·高考）某细菌是严格厌氧的光合细菌，在光线充足的条件下主要通过光合作用为自身供能。其光合作用与呼吸作用过程如图所示，其中①~④表示反应过程。 (1)与高等植物相比，该细菌特有的光反应产物有_______和_______。①和②属于光合作用的_______阶段。 (2)②与高等植物有氧呼吸第一阶段的反应过程相反，图中C3是_______（填物质名称），②的进行除C3外还需要的原料有_______和_______。 (3)①和③是合成C3的两个路径，在光线充足、乙酸含量高的环境中，该菌会优先通过③进行光合作用。从能量的角度推测，其原因是________________________________________________________。 13. （2026·黑吉辽蒙·高考）研究人员以森林中某落叶阔叶树为对象，测定了树冠顶部和底部当年生总枝条的相关指标，结果如表所示。当年生总枝条是指在一个生长季节内（通常是春季萌芽到秋季落叶前）萌发、生长并木质化的枝条及其上的所有叶片。回答下列问题。 相关指标 总枝条位置 叶片最大光合速率 （CO2μmol·m-2·s-1） 叶片呼吸速率 （CO2μmol·m-2·s-1） 相对碳成本 （%） 比叶面积 （m2·kg-1） 树冠顶部 11.9 1.8 15.6 9.8 树冠底部 9.5 1.1 15.2 13.5 注：相对碳成本=（当年生总枝条的碳总量/叶片脱落前该总枝条从环境中吸收的碳总量）×100%； 比叶面积=叶面积/叶干重。 (1)实验中测定最大光合速率时，除使用饱和光照外，还应保证________和________等环境因子一致且适宜。与测定光合速率不同，测定叶片的呼吸速率必须在________环境条件下。 (2)已知，光合速率=净光合速率＋呼吸速率。以一定强度的光照射该植物顶部叶片，此时顶部叶片的呼吸速率与光合速率相等，若用同强度的光照射底部叶片，此时底部叶片的净光合速率应________（填“>0”、“<0”或“=0”）。 (3)植株生长过程中，总枝条可向根等部位输出有机物，总枝条输出有机物的能力与相对碳成本呈________（填“正”或“负”）相关。底部与顶部总枝条的相对碳成本接近，但底部总枝条所处环境光照较弱，在此条件下，据表中数据分析，底部总枝条通过________和________，使其碳输出量实现最大化。此外，其叶片还可能通过哪些生理或结构变化来提高光能捕获效率？________（答出2点即可），这些变化的作用是________（从光反应的物质和能量转化角度作答）。 20 / 21 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第10讲 细胞呼吸（黑吉辽蒙专用） 第一部分 五年考情·精准定向 黑吉辽蒙考情概览 黑吉辽蒙热点情境 黑吉辽蒙备考策略 第二部分 五大核心·主干速记 一图串联·核心梳理·易错辨析 核心01 光合作用的探究历程 核心02 绿叶中色素的提取和分离 核心03 光合作用的原理与过程 核心04 光合作用的影响因素 核心05 光合作用与细胞呼吸综合 第三部分 分层专练·靶向攻关 题型专攻·基础题（全国视野） 一年重难·创新题（侧重黑吉辽蒙，辐射全国，单选+不定项+非选择题） 三年真题·压轴题（侧重黑吉辽蒙，辐射全国，含2026年高考真题） 第一部分 五年考情·精准定向 考情概览 新课标要求 考题统计 1. 影响光合作用强度的因素。 2. 光合作用的原理与过程。 3. 捕获光能的色素和结构。 4. 光合作用与细胞呼吸综合。 5. 光合与碳中和。 6. 光呼吸、C₄、CAM 等特殊情境。 7. 经典实验与科学探究 2026・黑吉辽蒙・光合作用的影响因素 2026・黑吉辽蒙・总/净光合速率的计算 2026・广东・Rubisco酶对光合作用的影响 2026・安徽・光合作用的影响因素 2026・北京・光合作用的过程与场所 考情分析： 1． 考查要点：光合与呼吸综合计算及曲线分析（几乎每卷必考）；影响光合作用的环境因素（高频）；光反应与暗反应的过程辨析（中高频）；色素提取与分离实验（中频）；植物对环境的适应机制（中频，趋势上升）；光呼吸、C₄植物、CAM植物（低频但趋势上升）；光合作用与碳中和（2025课标新增，各卷渗透）。 2． 命题情境： 科研实验情境：如2026黑吉辽蒙卷第21题中的森林树冠实测数据表格，要求考生基于真实科研数据进行推理。 农业生产情境：如温室补光、间作种植、合理灌溉等实际生产问题的生物学原理解释。 逆境胁迫情境：如干旱导致气孔关闭、高温叶绿素降解、弱光适应等环境压力下的植物生理响应。 生态综合情境：如藻菌共生、碳循环与碳中和，将光合作用置于宏观生态系统中考查。 经典实验情境：如恩格尔曼、鲁宾-卡门、萨克斯实验，考查科学史中的实验逻辑。 突变体/分子生物学情境：如2026广东卷第17题的Rubisco突变体，结合分子层面考查光合机制。 热点情境 情境1 干旱胁迫：气孔关闭、CO₂供应减少、光合速率下降；区分气孔限制和非气孔限制。2025湖北省卷第22题：干旱胁迫下气孔导度下降，同时活性氧积累破坏光合机构。 情境2 高温胁迫：酶活性下降、Rubisco功能受影响、光呼吸增强。2024全国甲卷第29题：分析不同温度下光合、呼吸速率变化及干重变化原因。 情境3盐胁迫：渗透胁迫、离子毒害、气孔导度变化、光合适应机制。2024广东省卷第19题：盐胁迫对植物光合作用的影响及适应性机制。 情境4弱光/遮阴：比叶面积增大、叶绿素含量变化、呼吸速率降低、光补偿点变化。2026黑吉辽蒙卷第21题：树冠顶部与底部叶片对弱光环境的适应。 第二部分 五大核心·主干速记 内容速览：光合探究历程揭示O₂来自水、CO₂被固定为有机物。绿叶色素提取分离后用于捕获光能。光反应分解水、生成ATP和NADPH；暗反应固定CO₂合成糖类。光强、CO₂浓度、温度等影响光合速率。光合与呼吸相互依存：光合产物供呼吸底物，呼吸CO₂供光合原料。。 一图串联 核心梳理 核心知识1 光合作用的探究历程 考点1 萨克斯半叶法实验 1. 核心问题：光合作用的是否需要光？产物中是否含有淀粉？ 2. 实验过程： 步骤 操作 目的 第一步：暗处理 将绿色植物放在黑暗中一昼夜 消耗掉叶片中原有的淀粉，排除对实验结果的干扰 第二步：遮光处理 用黑纸片把叶片的一部分从上下两面遮盖 形成对照：遮光部分（对照组）、曝光部分（实验组） 第三步：光照 将植物移到阳光下照射几小时 让曝光部分进行光合作用 第四步：脱色 摘下叶片，放入酒精中隔水加热 溶解叶绿素，便于观察颜色变化 第五步：检测 用清水漂洗后滴加碘液 淀粉遇碘变蓝色 3. 实验结果与结论： 实验结果 曝光部分变蓝色，遮光部分不变色（黄白色） 实验结论 光合作用的产物之一是淀粉；光合作用需要光照 考点2 恩格尔曼实验 1. 核心问题：光合作用 2. 实验一过程：①没有空气的黑暗环境排除了02和光的干扰； ②用极细的光束照射，叶绿体上有光照多和光照少的部位，相当于一组对比实验： ③临时装片暴露在光下的实验再一次验证了实验结果。 实验结论：光合作用释放02；光合作用场所为叶绿体。 3. 实验二过程： 步骤 操作 目的 第一步：准备 将水绵（丝状绿藻）和好氧细菌放在载玻片上 水绵叶绿体呈螺旋带状，便于观察 第二步：黑暗无空气 将装片放在黑暗、无空气的环境中 排除原有氧气的干扰 第三步：棱镜分光 用棱镜将白光分解为不同颜色的光，照射水绵 观察不同波长光下的光合作用 第四步：观察 用显微镜观察好氧细菌的分布 好氧细菌会聚集在O₂浓度高的地方 实验结论：光合作用释放氧气；叶绿体主要吸收红光和蓝紫光进行光合作用。 考点3 希尔实验 1. 核心问题：水的光解与CO₂的还原是否是同一个过程？ 2. 实验过程： 步骤 操作 目的 第一步：制备 将叶绿体从叶片中分离出来（离体叶绿体） 排除细胞其他部分的干扰 第二步：加氧化剂 向离体叶绿体悬液中加入氧化剂（如铁氰化钾） 作为人工电子受体，替代NADP⁺ 第三步：光照 在没有CO₂的条件下给予光照 观察是否有O₂释放 第四步：检测 检测溶液中是否有O₂产生 用溶解氧测定等方法 3.实验结论：水的光解（产O₂）与CO₂的固定（暗反应）是两个独立的过程。 考点4 鲁宾和卡门同位素标记实验 1. 核心问题：光合作用释放出来的氧气，里面的氧原子，到底来自反应物里的水，还是来自二氧化碳？ 2. 实验过程： 步骤 操作 目的 第一组 用¹⁸O标记H₂O，供给植物进行光合作用（CO₂不标记） 检测释放的O₂是否含¹⁸O 第二组 用¹⁸O标记CO₂，供给植物进行光合作用（H₂O不标记） 检测释放的O₂是否含¹⁸O 对照 正常H₂O + 正常CO₂ 释放普通O₂（¹⁶O₂） 3.实验结论：光合作用释放的O₂全部来自H₂O，而非CO₂。 考点5 卡尔文循环 1. 核心问题：CO₂中的碳在光合作用中是怎样转变成有机物的？ 2. 实验过程： 步骤 操作 目的 第一步：标记 用¹⁴C标记CO₂（¹⁴CO₂），供给小球藻进行光合作用 ¹⁴C是放射性同位素，可追踪 第二步：定时终止 在不同时间点（数秒~数分钟）用热酒精杀死藻细胞 "冻结"碳转移的某一瞬间 第三步：分离检测 用纸层析法分离细胞中的各种化合物，放射自显影 确定¹⁴C先后出现在哪些物质中 第四步：推断路径 根据¹⁴C出现的先后顺序，推断碳的转移途径 最先出现的物质是CO₂固定的第一个产物 3. 实验结论：CO₂的转移路径：¹⁴CO₂ → ¹⁴C₃ → (¹⁴CH₂O)，CO₂先被固定为C₃化合物，再被还原为糖类——这就是C₃途径（卡尔文循环）。 核心知识2 绿叶中的色素 考点光的作用 1. 光是光合作用的能量来源，是光反应阶段的必要条件。没有光，光反应无法进行，暗反应也因缺少ATP和NADPH而无法持续进行。 2. 光是一种电磁波，不同颜色的光对应不同的波长范围。可见光的波长范围为380～760nm。 光的颜色 波长范围（nm） 紫光 380～430 蓝光 430～490 青光 490～520 绿光 520～570 黄光 570～600 橙光 600～620 红光 620～760 考点2 绿叶中色素的提取和分离 1. 实验原理 提取原理：色素能溶解在有机溶剂（如无水乙醇）中，因此可用无水乙醇提取绿叶中的色素。 分离原理：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，从而将不同色素分离开。 2. 实验步骤 步骤 操作方法 要点与注意事项 ① 提取色素 称取5g绿叶→剪碎→放入研钵中→加入少许SiO₂和CaCO₃及10mL无水乙醇→迅速、充分研磨→过滤→收集滤液 SiO₂：使研磨更充分 CaCO₃：防止研磨中色素被破坏 无水乙醇：溶解色素 研磨要迅速，防止乙醇挥发 ② 制备滤纸条 取干燥滤纸→剪成长约10cm、宽约1cm的滤纸条→将一端剪去两角→在距该端约1cm处用铅笔画一条细线 剪去两角：使层析液均匀扩散，色素带整齐 用铅笔画线（不能用钢笔或圆珠笔） ③ 画滤液细线 用毛细吸管吸取少量滤液→沿铅笔线均匀画一条细而直的滤液细线→待干燥后重复画2～3次 滤液细线要细、直、齐 重复画线使色素量更多，色素带更清晰 每次须等上次干燥后再画 ④ 分离色素 将适量层析液倒入烧杯→将滤纸条（有滤液细线的一端朝下）轻轻插入层析液中→用培养皿盖住烧杯口→观察 ⚠ 滤液细线不能触及层析液（否则色素会溶解到层析液中，导致实验失败） 层析液有毒且易挥发，需加盖 3.实验结果：滤纸条上从上到下（即扩散速度从快到慢）依次出现4条色素带： 顺序（从上到下） 色素名称 颜色 扩散速度 第1条（最上） 胡萝卜素 橙黄色 最快（溶解度最高） 第2条 叶黄素 黄色 较快 第3条 叶绿素a 蓝绿色 较慢 第4条（最下） 叶绿素b 黄绿色 最慢（溶解度最低） 考点3 色素种类 绿叶中的色素按大类可分为两大类：叶绿素和类胡萝卜素。按高考要求和课本内容，具体分类和含量如下： 种类 色素名称 颜色 约占色素总量 叶绿素 （约占3/4） 叶绿素a 蓝绿色 约3/4（总量的） 即约占总量56% 叶绿素b 黄绿色 约1/4（叶绿素的） 即约占总量19% 类胡萝卜素 （约占1/4） 胡萝卜素 橙黄色 约占类胡萝卜素的1/3 即约占总量8% 叶黄素 黄色 约占类胡萝卜素的2/3 即约占总量17% 考点4 叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱 1. 叶绿素a：在红光区（约660nm）和蓝紫光区（约430nm）各有一个明显的吸收峰。 2. 叶绿素b：在红光区（约640nm）和蓝紫光区（约450nm）各有吸收峰，但吸收强度弱于叶绿素a。 3. 类胡萝卜素：主要吸收蓝紫光（400～500nm），在蓝紫光区有明显的吸收峰，对红光几乎不吸收。 4. 所有色素对绿光（520～570nm）的吸收都很少，绿光被反射，故叶片呈绿色。 核心知识3 光合作用的过程 考点1 光合作用总览图 阶段 场所 条件 主要物质变化 能量变化 光反应 类囊体薄膜 光、色素、酶、水 H₂O → O₂ + H⁺ + e⁻ ADP + Pi → ATP NADP⁺ + H⁺ + e⁻ → NADPH 光能 → ATP、NADPH中 活跃化学能 暗反应 （卡尔文循环） 叶绿体基质 ATP、NADPH CO₂、酶 CO₂ + C₅ → 2C₃（固定） 2C₃ + ATP + NADPH → (CH₂O) + C₅（还原） 活跃化学能 → 有机物中稳定化学能 考点2 光反应（拓展：光合系统中电子传递） 1. 光反应的物质变化 （1）水的光解 ：2H₂O → 4H⁺ + 4e⁻ + O₂ ，水在光下被分解，产生氧气、质子和电子。O₂全部来自H₂O（鲁宾和卡门用¹⁸O标记实验证明）。 （2）ATP的合成（光合磷酸化） ：ADP + Pi → ATP （3） NADPH的合成 ： NADP⁺ + 2e⁻ + H⁺ → NADPH 2.光反应的能量变化 光能 → 电能（电子传递） → 活跃化学能（储存在ATP和NADPH中） 3.拓展：光合系统中的电子传递 组分 功能 高考考查要点 光系统Ⅱ （PSⅡ） 吸收光能（P680），催化水的光解 2H₂O → O₂ + 4H⁺ + 4e⁻ 水的光解发生在PSⅡ O₂来源于水而非CO₂ 电子传递链 （PQ、Cyt b₆f） 传递电子，同时将H⁺ 从基质泵入类囊体腔 建立H⁺浓度梯度 H⁺梯度驱动ATP合成 （化学渗透学说） 光系统Ⅰ （PSⅠ） 再次吸收光能（P700）， 将电子传递给NADP⁺ NADP⁺ + 2e⁻ + H⁺ → NADPH PSⅠ和PSⅡ串联工作 （非环式电子传递） 考点3 暗反应（拓展：卡尔文循环） 1.暗反应的物质变化 （1）CO₂的固定：CO₂ + C₅→ 2C₃ 催化酶：Rubisco（核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶）。 （2）C₃的还原：2C₃ + ATP + NADPH → (CH₂O) + C₅ + ADP + Pi + NADP⁺ ATP供能，NADPH供氢（还原力），将C₃还原为糖类（G3P/三碳糖磷酸） 2.暗反应的能量变化 ATP和NADPH中活跃的化学能 → 有机物（糖类）中稳定的化学能 3.拓展：卡尔文循环 卡尔文循环（Calvin Cycle）又称C₃途径，是暗反应的核心过程： 每固定3分子CO₂，需要消耗9个ATP和6个NADPH 固定3分子CO₂ → 生成6分子G3P → 其中1分子G3P净输出（用于合成葡萄糖等），5分子G3P再生为3分子C₅，固定6分子CO₂（即转2轮循环）才能净合成1分子葡萄糖。 4.动态变化分析（高考高频考点） 当环境条件突然改变时，叶绿体中各物质含量的瞬时变化： 条件变化 ATP NADPH C₃ C₅ (CH₂O)合成 突然停止光照 （CO₂不变） 减少 减少 增加 （无法被还原） 减少 （无法再生） 减少 突然停止CO₂ （光照不变） 增加 （消耗减少） 增加 （消耗减少） 减少 （无法生成） 增加 （消耗减少） 减少 光照增强 （CO₂不变） 增加 增加 减少 （加速还原） 增加 （加速再生） 增加 CO₂浓度升高 （光照不变） 减少 （消耗增加） 减少 （消耗增加） 增加 （加速固定） 减少 （消耗增加） 增加 核心知识4 光合作用的的影响因素 考点1 光能： 1.光照强度对光合速率的影响 光照强度是影响光合作用最重要的因素之一，其影响呈"S形"曲线关系： 关键点 含义 细胞内代谢状态 A点（光补偿点） 光合速率 = 呼吸速率 净光合速率 = 0 光合作用固定的CO₂ 恰好等于呼吸释放的CO₂ B点（光饱和点） 光合速率达到最大值 再增加光照强度，光合不再增强 暗反应速率已达上限 受CO₂浓度、酶活性等限制 2.光补偿点和光饱和点的移动 条件变化 光补偿点移动 光饱和点移动 原因 CO₂浓度升高 左移 右移 光合能力增强，更低光照即可补偿呼吸 CO₂浓度降低 右移 左移 光合能力减弱，需更强光照 温度升高（适宜范围内） 右移 右移 呼吸增强，需更强光照补偿 缺Mg（叶绿素不足） 右移 左移 光合减弱，补偿需更多光 3.光质（光的波长）的影响 红光和蓝紫光最有利于光合作用（叶绿素主要吸收这两种光） 绿光最不利于光合作用（几乎被反射） 白光（全色光）下光合速率最高 考点2 二氧化碳： 1.CO₂浓度对光合速率的影响 CO₂是暗反应的原料，参与CO₂的固定反应，在一定范围内，光合速率随CO₂浓度增大而增大。当CO₂浓度达到饱和点后，光合速率不再随CO₂浓度增加而增大 关键点 含义 CO₂补偿点 光合速率 = 呼吸速率时的CO₂浓度 低于此浓度，植物不能积累有机物 CO₂饱和点 光合速率达到最大时的CO₂浓度 高于此浓度，暗反应酶已达饱和 2.高考应用 增施有机肥：微生物分解有机物释放CO₂，提高CO₂浓度 通风透光：促进空气流通，补充CO₂ 使用CO₂发生器：温室中人工补充CO₂ "正其行，通其风"——增加CO₂浓度，提高光合速率 考点3 水分： 1.水分对光合作用的影响 水是光合作用的原料之一（光反应中水的光解） 缺水直接效应：气孔关闭 → CO₂进入减少 → 暗反应受阻 → 光合速率下降 严重缺水时：光合产物运输受阻，糖类在叶中堆积，反馈抑制光合作用 2."光合午休"现象 夏季中午，光照强烈，温度过高，植物为减少水分散失，气孔部分关闭，导致CO₂吸收减少，光合速率下降。这就是"光合午休"现象。 表现：光合速率曲线在中午出现"低谷" 原因：温度过高 → 蒸腾作用过强 → 气孔关闭 → CO₂供应不足 C₄植物（如玉米）的"光合午休"现象比C₃植物（如小麦）轻 考点4 温度： 1.温度对光合作用的影响 温度主要通过影响酶的活性来影响光合作用 一般植物在10～35℃条件下可正常进行光合作用，25～30℃为最适温度 35℃以上光合速率开始下降，40～50℃光合作用完全停止 低温抑制酶促反应，高温使酶变性失活并破坏叶绿体结构 2.温度对光反应和暗反应的差异 阶段 温度敏感性 原因 光反应 受温度影响较小 光反应中主要是光化学反应 对温度不太敏感 暗反应 受温度影响较大 暗反应是一系列酶促反应 温度直接影响酶活性 考点5 气孔导度： 1.气孔导度的概念 气孔导度是指气孔张开的程度，直接影响叶片内外气体交换的速率 气孔导度大 → CO₂进入多 → 光合速率高 气孔导度小 → CO₂进入少 → 光合速率低 2.影响气孔导度的因素 因素 对气孔导度的影响 对光合作用的影响 光照 促进气孔张开（保卫细胞光受体） 气孔导度增大，光合增强 CO₂浓度 低CO₂促进气孔张开 高CO₂促进气孔关闭 影响CO₂供应，间接影响光合 水分 缺水时保卫细胞失水，气孔关闭 CO₂供应不足，光合下降 温度 适度升温气孔开度增大 过度高温气孔关闭 高温下光合受抑制 脱落酸（ABA） 促进气孔关闭 干旱时ABA增多，减少水分散失 考点6 无机营养： 元素 在光合作用中的作用 缺乏时的表现 Mg（镁） 叶绿素分子的组成元素 （卟啉环中心的金属离子） 叶绿素合成不足，叶片发黄 光合速率下降 N（氮） 酶、ATP、NADP⁺、叶绿素 等含氮化合物的组成元素 酶和叶绿素合成不足 叶片发黄，光合减弱 P（磷） ATP、NADPH、磷脂等的 组成元素，参与能量传递 ATP合成受阻 光合产物运输受抑 Fe（铁） 参与叶绿素合成过程 （虽不是叶绿素成分） 叶绿素不能合成 幼叶先发黄 K（钾） 参与糖类代谢和运输 调节气孔开闭 糖类运输受阻 叶缘焦枯 核心知识5 光合作用与细胞呼吸的综合 考点1 光合作用与细胞呼吸的物质联系 比较项目 光合作用 细胞呼吸 CO₂ 消耗CO₂（暗反应固定） 产生CO₂（有氧第二阶段） O₂ 产生O₂（光反应水解） 消耗O₂（有氧第三阶段） H₂O 消耗H₂O（光反应光解） 产生H₂O（有氧第三阶段） 有机物 合成有机物（暗反应） 分解有机物（糖酵解等） C₃（丙酮酸） 产生C₃（CO₂固定产物） 产生丙酮酸（糖酵解产物） [H] 产生NADPH（光反应） 产生NADH（第一、二阶段） 考点2 光合作用与细胞呼吸的能量联系 光合作用：光能 → 有机物中稳定的化学能 细胞呼吸：有机物中稳定的化学能 → ATP中活跃化学能 + 热能 二者共同构成了生态系统中能量流动和物质循环的基础 考点3："三率"关系 概念 定义 别称 真正光合速率 （总光合速率） 植物在光下实际进行光合作用的速率 即叶绿体固定CO₂（或产生O₂）的总量 总光合速率 实际光合速率 呼吸速率 （暗呼吸速率） 植物在黑暗中进行细胞呼吸的速率 即线粒体释放CO₂（或消耗O₂）的量 细胞呼吸速率 净光合速率 （表观光合速率） 植物在光下实际测得的光合速率 即真正光合速率减去呼吸速率 表观光合速率 实测光合速率 核心公式：真正光合速率 = 净光合速率 + 呼吸速率 考点4：光合速率的测定方法 液滴移动法： 装置 试剂 测定内容 原理 装置一 NaOH溶液 （吸收CO₂） 呼吸耗O₂量 呼吸消耗O₂，NaOH吸收CO₂ 气体体积减少 → 液滴左移 装置二 CO₂缓冲液 （维持CO₂恒定） 净光合产O₂量 光合产生O₂，CO₂浓度不变 气体体积增加 → 液滴右移 考点5：光呼吸 光呼吸是近年高考热点拓展内容，常结合C₃/C₄植物差异命题： Rubisco酶具有双重活性：既能催化CO₂的固定（羧化酶活性），也能催化O₂与RuBP的反应（加氧酶活性） 当O₂浓度高、CO₂浓度低时（如高温干旱、气孔关闭），Rubisco的加氧酶活性增强，引发光呼吸 光呼吸消耗有机物和能量，降低光合效率（可损失20%-50%的碳固定量） 光呼吸的意义：在强光下可消耗多余能量，保护光合机构不被光损伤 第三部分 分层专练·靶向攻关 题型专攻·基础题（全国视野，概念辨析与识记） 考查重点：考查概念辨析与识记。 1.（2026·辽宁·高考模拟）下列有关同位素标记说法错误的是（　　） A．用18O分别标记H2O和CO2，通过追踪细胞中同位素出现的位置证明O2来自H2O B．用3H标记的亮氨酸探究分泌蛋白的合成和运输过程，放射性先后出现在内质网、高尔基体中 C．将被15N标记DNA双链的细菌转移到含14N的培养液中增殖，利用差速离心法证明DNA的半保留复制 D．赫尔希和蔡斯用35S和32P分别标记了T2噬菌体的蛋白质和DNA，证明DNA是噬菌体的遗传物质 【答案】AC 【详解】A、鲁宾和卡门的实验中，用18O分别标记H2O和CO2，证明光合作用释放的O2来自H2O，但是18O是稳定同位素，无放射性，无法追踪它的位置，A错误； B、分泌蛋白的合成运输路径为核糖体→内质网→高尔基体→细胞外，因此3H标记的亮氨酸参与合成时，放射性会先出现在内质网，后出现在高尔基体中，B正确； C、证明DNA半保留复制的实验使用的是密度梯度离心法分离不同密度的DNA分子，差速离心法多用于分离大小、质量不同的细胞器，C错误； D、赫尔希和蔡斯分别用35S、32P标记T2噬菌体的蛋白质和DNA，通过侵染实验证明DNA是噬菌体的遗传物质，D正确。 2.（2025·黑龙江·阶段检测）下列关于生物细胞内化合物的叙述，正确的是（　　） A．光敏色素是存在于细胞表面的蛋白质，吸收红光 B．紫色洋葱鳞片叶内表皮的色素有助于观察质壁分离 C．受到光照刺激后，光敏色素的结构会发生变化 D．光合色素都存在类囊体薄膜上 【答案】C 【详解】A、光敏色素是存在于植物细胞内部的蛋白质，并非分布在细胞表面，可吸收红光和远红光，A错误； B、紫色洋葱鳞片叶的紫色色素仅存在于外表皮细胞的液泡中，内表皮细胞无相关紫色色素，不利于观察质壁分离现象，B错误； C、光敏色素是光信号受体，受到光照刺激后其空间结构会发生改变，该变化的信号可传递到细胞核调控相关基因的表达，C正确； D、真核生物的光合色素分布在叶绿体类囊体薄膜上，但原核生物如蓝细菌无叶绿体和类囊体结构，其光合色素分布在光合片层上，因此并非所有光合色素都存在于类囊体薄膜上，D错误。 3.（2026·黑龙江·高考模拟）生物学中的“比值”是一种数学模型，可较为准确地表示生命活动中两个相关量之间的关系。下列对各种“比值”变化的描述中错误的是（　　） A．运动员短跑时，其呼吸作用消耗的氧气/产生的二氧化碳的值等于1 B．光照强度突然增大时，短时间内植物的叶肉细胞中的值可能不变 C．在细胞增殖的物质准备阶段，细胞的表面积/体积的值变大 D．置于KNO3溶液中的成熟植物细胞，原生质体体积/细胞体积的值可能先变小再变大 【答案】C 【详解】A、运动员短跑时同时进行有氧呼吸和产乳酸的无氧呼吸，人体无氧呼吸不消耗O₂也不产生CO₂，CO₂仅来自有氧呼吸，有氧呼吸中O₂消耗量与CO₂产生量相等，因此该比值等于1，A正确； B、若增大光照强度前已达到植物的光饱和点，继续增大光照强度光合速率不再改变，短时间内叶肉细胞中C₃和C₅的含量保持稳定，C₃/C₅的值不变，因此该比值存在不变的可能，B正确； C、细胞增殖的物质准备阶段是分裂间期，该阶段细胞适度生长、体积增大，细胞相对表面积（表面积/体积）随细胞体积增大而减小，因此该比值变小，C错误； D、置于KNO₃溶液中的成熟植物细胞先渗透失水发生质壁分离，原生质体体积减小，原生质体体积/细胞体积的值变小；后续K⁺、NO₃⁻通过主动运输进入细胞，细胞液浓度升高后渗透吸水，发生质壁分离复原，原生质体体积增大，该比值变大，因此该值可能先变小再变大，D正确。 故选C。 4.（2026·江苏·一模）关于生物体中的NADPH、细胞色素c、胆固醇，下列叙述正确的是（     ） A．三者都含有的元素是C、H、O、N B．胆固醇参与血液中脂质的运输，可过量摄入 C．细胞色素c为生物大分子，参与有氧呼吸的第三阶段 D．水的光解产生两个电子，与NADP+结合生成NADPH 【答案】C 【详解】A、胆固醇属于固醇类脂质，元素组成为C、H、O，不含N，A错误； B、胆固醇参与动物血液中脂质的运输，但过量摄入会引发血管粥样硬化等心血管疾病，不可过量摄入，B错误； C、细胞色素c的本质是蛋白质，属于生物大分子，是线粒体内膜上电子传递链的组成成分，参与有氧呼吸第三阶段的电子传递过程，C正确； D、NADPH的生成除2个电子外还需要H＋参与才能生成NADPH，D错误。 5.（2026·河北·模拟预测）“天宫水族箱”是中国空间站中的密闭生态实验模块，其中4条斑马鱼和4克金鱼藻被密布小孔的挡板分隔在鱼室和植物培养间，由LED灯提供光源。下列相关叙述错误的是（    ） A．LED光源的调控对维持系统内O2和CO2的动态平衡至关重要 B．微重力可能影响水体中O2、CO2及排泄物的扩散分布，进而影响物质循环效率 C．该密闭系统中，斑马鱼和金鱼藻间的能量传递效率为10%～20% D．若LED光源意外关闭，短时间内斑马鱼细胞内乳酸含量可能上升 【答案】C 【详解】A、LED光源为金鱼藻光合作用提供能量，调控LED光照强度可直接影响金鱼藻的光合速率，进而调控系统内O2释放和CO2吸收速率，对维持O2和CO2的动态平衡至关重要，A正确； B、微重力环境下水体不存在重力驱动的对流作用，会减慢O2、CO2、排泄物等物质的扩散速率，进而降低生态系统的物质循环效率，B正确； C、能量传递效率10%～20%是生态系统中相邻两个营养级之间的能量传递规律，且题干未说明斑马鱼以金鱼藻为食，无法计算二者的能量传递效率，C错误； D、LED光源关闭后，金鱼藻无法进行光合作用产生O2，水体中O2含量短时间内下降，斑马鱼会通过无氧呼吸补充能量，动物无氧呼吸产物为乳酸，因此其细胞内乳酸含量可能上升，D正确。 6.（2026·北京·模拟）如图是菠菜叶肉细胞光合作用和呼吸作用的部分过程，a、b代表气体。下列相关叙述正确的是（     ） A．物质a、b分别代表和 B．过程②发生在膜上，过程①③④发生在基质 C．过程②③在光下才能进行，①④无光条件也能进行 D．过程②产生的还原型辅酶为NADPH，④产生的还原型辅酶为NADH 【答案】D 【详解】分析题图可知，过程①为有氧呼吸第三阶段，发生在线粒体内膜上，物质a为O2；过程②为光合作用的光反应阶段，发生在类囊体薄膜上，在有光条件下进行，产生的还原型辅酶为NADPH；过程③为光合作用的暗反应阶段，发生在叶绿体基质中，有光无光均可发生，物质b为CO2；过程④为有氧呼吸第一、二阶段，分别发生在细胞质基质和线粒体基质中，产生的还原型辅酶为NADH。D正确，ABC错误。 7.（2026·北京·高考模拟）喀斯特地区岩石裸露，水土流失严重，分布有苔藓-固氮蓝细菌共生体。苔藓保护蓝细菌免受高温强光影响，蓝细菌为苔藓提供氮源。下列关于两种生物的叙述，错误的是（    ） A．均为自养生物 B．捕获光能的色素种类完全相同 C．共同改善氮输入，促进植物定居 D．有望用于喀斯特地区的生态修复 【答案】B 【详解】A、苔藓属于植物，含有叶绿体可进行光合作用合成有机物；固氮蓝细菌为原核生物，含有光合色素也可进行光合作用合成有机物，二者均为自养生物，A正确； B、苔藓捕获光能的色素为叶绿素和类胡萝卜素，蓝细菌捕获光能的色素为叶绿素和藻蓝素，二者色素种类不完全相同，B错误； C、蓝细菌可通过固氮作用为该区域提供氮源，二者共同改善区域氮输入，提升土壤肥力，可促进其他植物定居，C正确； D、该共生体可适应喀斯特地区的恶劣环境，还可改善土壤氮含量，因此有望用于喀斯特地区的生态修复，D正确。 8. （2026·河北·高考模拟）下列关于以黑藻作为实验材料进行相关实验的叙述，正确的是（　　） 选项 实验名称 实验材料 实验操作或现象 A 观察植物细胞质壁分离及复原 成熟叶片 滴加0.3g/mL的蔗糖溶液后，可观察到液泡颜色加深且体积变小 B 观察叶绿体和胞质环流 幼嫩小叶 撕取稍带些叶肉的下表皮，用于制作临时装片 C 绿叶中色素的提取和分离 成熟叶片 可将叶片在适宜条件下进行研磨、提取和分离 D 观察植物细胞有丝分裂 成熟叶片 制作装片流程为解离→漂洗→染色→制片 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A、黑藻成熟叶片的液泡为无色，细胞质中的叶绿体是主要的显色结构，滴加0.3g/mL蔗糖溶液发生质壁分离时，无法观察到液泡颜色加深的现象，A错误； B、黑藻幼嫩小叶本身仅由1~2层叶肉细胞构成，可直接制作临时装片，无需撕取稍带些叶肉的下表皮（该操作是菠菜叶观察叶绿体的实验要求），B错误； C、黑藻成熟叶片光合色素含量丰富，可通过研磨、提取、分离操作完成绿叶中色素的提取和分离实验，C正确； D、成熟叶片细胞高度分化，已丧失分裂能力，无法作为观察植物细胞有丝分裂的实验材料，D错误。 9. （2026·江苏·高考模拟）下列关于实验的叙述，合理的是（　　） A．用适宜浓度的蔗糖替代清水，可观察到黑藻叶肉细胞叶绿体向细胞中央聚集 B．将菠菜叶片置于100℃烘干2h后研磨，可提高光合色素分离效果 C．用蒸馏水替代50%乙醇洗去浮色，可提高花生子叶脂肪染色后的观察效果 D．缩短解离时间，可提高洋葱根尖分生区组织细胞的染色效果 【答案】A 【详解】A、适宜浓度的蔗糖溶液浓度高于黑藻叶肉细胞的细胞液浓度，细胞渗透失水发生质壁分离，原生质层收缩，原本分散在细胞质中的叶绿体随原生质体缩小向细胞中央聚集，A正确； B、100℃高温会破坏光合色素的结构，导致色素含量下降，分离效果变差，B错误； C、脂肪鉴定用的苏丹Ⅲ染液属于脂溶性有机染料，易溶于乙醇、不溶于蒸馏水，用蒸馏水无法洗去细胞表面的浮色，会降低观察效果，C错误； D、解离的目的是使组织细胞相互分离开，缩短解离时间会导致细胞分散不足、相互重叠，染色剂难以进入细胞，会降低染色效果，D错误。 10. （2026·北京·高考模拟）植物体内制造、输出有机物的组织器官被称为“源”，接纳有机物用于生长、贮藏的组织器官被称为“库”。为研究“源”“库”关系，利用小麦进行实验。下列研究思路合理的是（    ） A．阻断旗叶有机物的输出，检测穗产量的变化 B．阻断穗有机物的输入，检测旗叶光合作用速率的变化 C．使用H218O浇灌小麦，检测穗中含18O的有机物的比例 D．使用14CO2饲喂旗叶，检测穗中含14C的有机物的比例 【答案】ABD 【详解】A、阻断源（旗叶）的有机物输出，若检测到穗（库）产量下降，即可证明旗叶合成的有机物会输出供给穗发育，A正确； B、阻断库（穗）的有机物输入，源（旗叶）合成的有机物无法输出，会在叶中积累，反馈抑制光合作用，使光合速率下降，通过检测光合速率变化可研究库对源光合的调控，B正确； C、用H218O浇灌后，18O会随水分运输到植物所有部位，各个部位都可以直接利用H218O合成有机物，无法证明穗中含18O的有机物是源合成后运输而来，不能研究源库间的有机物运输，C错误； D、仅给旗叶饲喂14CO2，14C只会被旗叶光合作用固定进入有机物，若检测到穗中出现含14CO2的有机物，即可证明源（旗叶）的有机物会运输到库（穗），D正确。 一年重难·创新题（侧重黑吉辽蒙，辐射全国） 影响因素实新情境综合应用。考查分析与综合推理能力。 1.（2026·吉林·模拟预测）科学家发现，在高盐、缺氧条件下生活着噬盐杆菌，其细胞膜上的视紫红质蛋白能转化光能，为噬盐杆菌生长提供所需能量，机理如图所示。下列叙述正确的是（    ） A．视紫红质与光合色素功能相似，均能捕获光能 B．视紫红质既是H+跨膜运输的载体，也是接受光信号的受体 C．H+能穿过F0-F1复合体进入细胞，该过程为主动运输 D．尝试将噬盐杆菌的视紫红质蛋白基因导入微生物，解决“人工光合作用”核心问题 【答案】ABD 【详解】A 、从图中信息可知，视紫红质蛋白能转化光能，与光合色素的功能相似，都能捕获光能，A正确； B 、据图可知，视紫红质接受光信号，并利用光能运输H+，B正确； C 、H+能穿过F0-F1复合体进入细胞，能产生ATP， 该过程属于协助扩散，C错误； D 、噬盐杆菌的细胞膜上的视紫红质蛋白能转化光能，研究细菌视紫红质，意义主要体现在解决人工光合作用的困难，D正确。 2.（2026·天津·高考）老师检查同学们的生物实验报告时，发现其中有误的是（    ） A．电泳分离DNA片段时，需用缓冲液配制琼脂糖凝胶 B．检测酵母是否产生酒精时，需向培养液滤液中加入酸性重铬酸钾 C．提取和分离菠菜叶中的色素时，用层析液进行提取，用无水乙醇进行分离 D．为维持有丝分裂样品最佳观察状态，需在分裂旺盛时剪取根尖，用卡诺氏液固定 【答案】C 【详解】A、电泳分离 DNA 片段时，缓冲液可维持电泳环境的 pH 稳定，保证 DNA 片段正常分离，需用缓冲液配制琼脂糖凝胶，A正确； B、酸性重铬酸钾与酒精反应会由橙色变为灰绿色，检测酵母是否产生酒精时，需向抽取的培养液滤液中加入酸性重铬酸钾，B正确； C、提取菠菜叶中的色素时用无水乙醇，分离色素时用层析液，C错误； D、有丝分裂旺盛的根尖细胞便于观察有丝分裂过程，卡诺氏液可固定细胞形态，为维持有丝分裂样品最佳观察状态，需在分裂旺盛时剪取根尖，用卡诺氏液固定，D正确。 故选C。 3.（2026·贵州·高考）模型建构是生物学研究中的常用方法。下列过程或关系符合下图所示模型的是（　　） A．光合作用的暗反应过程 B．生物圈中的碳循环过程 C．组织液、血浆和淋巴液的物质交换关系 D．细胞膜、内质网膜和核膜成分的转换关系 【答案】C 【详解】A、光合作用的暗反应过程中，CO2的固定和C3的还原等过程是单向的酶促反应，不存在图示中三者间的双向流动关系，A错误； B、生物圈中的碳循环过程，涉及生产者、消费者、分解者以及无机环境之间的碳元素循环，而题干中的图只有三者的关系，不符合图示模型，B错误； C、组织液、血浆和淋巴液的物质交换关系是：血浆和组织液之间可以双向渗透，组织液可以单向渗透到淋巴液，淋巴液通过淋巴循环回到血浆，与图示三者间的关系相符，C正确； D、内质网膜向内与核膜直接相连，向外与细胞膜直接相连，内质网膜可以直接转化成细胞膜和核膜，但核膜与细胞膜之间不存在图示中的转化关系，D错误。 故选C。 4.（2026·北京·模拟）将某种植物置于高温环境（HT）下生长一定时间后，测定HT植株和生长在正常温度（CT）下植株的光合速率，结果如图。以下推论正确的是（    ） A．CT植株和HT植株是发育状况基本相同的不同物种的植株 B．在35℃时，二者CO2固定量无显著差异 C．在50℃时，CT植株产生[H]的场所为叶绿体和线粒体 D．在45℃时，HT植株光合和呼吸速率差值最大 【答案】D 【详解】A、题干说明实验材料为“某种植物”，CT和HT是发育状况基本相同的同一物种的不同植株，仅培养温度不同，A错误； B、CO2吸收速率代表净光合速率，而总光合速率=净光合速率+呼吸速率。由图可知35℃时两组植株的净光合速率相等，但呼吸速率未知，故35℃时二者CO2固定量（总光合速率）无法比较，B错误； C、50℃时CT植株净光合速率为0，光合速率等于呼吸速率，产生[H]的场所有叶绿体（光反应阶段）、细胞质基质（有氧呼吸第一阶段）、线粒体（有氧呼吸第二阶段），C错误； D、光合速率和呼吸速率的差值就是净光合速率，由图可知，HT植株净光合速率的峰值出现在约45℃时，D正确。 5.（2026·北京·模拟）新采摘的玉米籽粒可溶性糖含量较高，具甜味。采摘一天后玉米籽粒中50%的游离蔗糖被转化成淀粉，之后玉米籽粒逐渐失去甜味。采摘后立即冷冻可以保持甜味。下列叙述正确的是（    ） A．利用斐林试剂可检测玉米籽粒中的蔗糖含量 B．玉米籽粒中的蔗糖是籽粒通过光合作用合成的 C．冷冻处理抑制相关酶的活性减少了淀粉的生成 D．加热处理玉米籽粒后再储存不利于甜味的保持 【答案】C 【详解】A、蔗糖属于非还原糖，斐林试剂仅能检测还原糖，无法检测蔗糖的含量，A错误； B、玉米籽粒为储存器官，不含叶绿体不能进行光合作用，其所含蔗糖是叶片光合作用合成后运输到籽粒中的，B错误； C、蔗糖转化为淀粉的过程需要相关酶催化，冷冻的低温环境会抑制酶的活性，减少淀粉的生成，保留了蔗糖因此可以保持甜味，C正确； D、加热处理会使催化蔗糖转化为淀粉的酶变性失活，蔗糖无法转化为淀粉，反而有利于甜味的保持，D错误。 6.（2026·北京·模拟）将火龙果植株置于密闭、恒温的透明容器内进行实验，测得容器内O2含量变化如图，据图分析不能得出的是（　　） A．LM段曲线下降是因细胞呼吸消耗氧气 B．MN段曲线上升说明光合速率不断增加 C．MN段平均净光合速率为8×10-7mol/h D．N点后有机物合成速率等于分解速率 【答案】B 【详解】A、LM段处于黑暗环境中，火龙果植株无法进行光合作用，只能进行细胞呼吸，细胞呼吸会消耗容器内的氧气，所以容器内O₂含量下降，A正确； B、MN段给予光照，植株开始进行光合作用，曲线上升是因为光合速率大于呼吸速率，容器内氧气积累。但曲线上升的斜率逐渐变小，说明光合速率是在逐渐降低的，而不是不断增加，B错误； C、MN段从第15分钟到第45分钟，时长是30分钟也就是0.5小时，氧气含量从4×10⁻⁷mol上升到8×10⁻⁷mol，氧气增加量是4×10⁻⁷mol，净光合速率=氧气增加量/时间=4×10⁻⁷mol÷0.5h=8×10⁻⁷mol/h，C正确； D、N点之后容器内氧气含量不再变化，说明光合速率等于呼吸速率，光合作用合成有机物，呼吸作用分解有机物，此时有机物合成速率等于分解速率，D正确。 7.（2026·辽宁·模拟）为研究有机物的积累对苹果叶片光合作用的影响，研究人员将甲组苹果叶片上下的枝条进行环割处理以阻断有机物的运输，乙组不作处理。然后在白天不同时间测定两组叶片净光合速率的变化，实验结果如曲线A、B所示。下列说法正确的是（　　） A．图2中，B代表甲组 B．13点时B组叶片细胞内产生ATP的场所有线粒体、细胞质基质和叶绿体 C．该实验可以证明叶片中有机物积累会抑制光合作用的进行 D．A组的光合作用产物主要通过韧皮部以葡萄糖的形式运输到植株各处 【答案】ABC 【详解】A、甲组环割阻断有机物运输，叶片光合产物无法运出发生积累，抑制光合作用，净光合速率低于未处理的乙组，图中B曲线净光合速率整体更低，代表甲组，A正确； B、13点时B组叶片净光合速率＜0，说明总光合速率＜呼吸速率，但此时仍同时进行光合作用和呼吸作用：叶绿体（类囊体薄膜）光反应阶段产生ATP，细胞质基质（有氧呼吸第一阶段）、线粒体（有氧呼吸第二、三阶段）是呼吸作用产生ATP的场所，因此叶片细胞内产生ATP的场所有线粒体、细胞质基质和叶绿体，B正确； C、两组实验的单一变量为叶片是否有有机物积累，甲组有机物积累后净光合速率显著低于乙组，可证明叶片中有机物积累会抑制光合作用的进行，C正确； D、光合作用的产物主要通过韧皮部以蔗糖的形式运输到植株各处，不是葡萄糖，D错误。 8.（2026·江苏·模拟）中科院团队将菠菜叶绿体的类囊体膜转化为平面膜并负载在质子交换膜上，组装成电解水体系实现电能驱动ATP合成，如图所示。下列相关叙述正确的有（    ） A．叶绿体类囊体堆叠成基粒，增大了膜面积，提升了光反应效率 B．质子交换膜上含有很多ATP合酶，利用膜内外的H⁺浓度差合成ATP C．反应体系需控制的条件有电压、温度、H⁺浓度、ADP和Pi等 D．该体系与绿色植物一样，均是将光能转化成电能，最终转化为化学能 【答案】ABC 【详解】A、叶绿体中类囊体堆叠形成基粒，大幅增大了膜面积，可供更多光合色素和光反应相关酶附着，从而提升光反应的效率，A正确； B、该体系中类囊体膜负载在质子交换膜上，ATP合酶是类囊体膜的固有组分，可认为该复合结构的质子交换膜上分布有ATP合酶；ATP合酶的作用机制就是利用膜两侧H⁺顺浓度梯度扩散释放的势能，催化ADP和Pi合成ATP，B正确； C、该体系为电能驱动，因此电压是必需控制的条件；ATP合酶的活性受温度影响，需要控制适宜温度；H⁺浓度差是驱动ATP合成的动力，ADP和Pi是合成ATP的原料，均需要控制，C正确； D、绿色植物的光反应是将光能转化为电能，最终转化为ATP中的化学能，但该体系是直接利用电能驱动ATP合成，能量转化是电能→化学能，二者能量转化过程不同，D错误。 9.（2026·辽宁·模拟）在中国，水稻与玉米有着悠久的种植历史，且在农业经济领域里处于重要地位。这两种作物的光合作用机制并不完全相同，水稻属于C3植物，通过卡尔文循环完成碳的固定和还原。玉米是C4植物，碳的固定多了C4途径，其光合作用由叶肉细胞和维管束鞘细胞共同完成（如图1）。 注：PEP酶固定CO2的效率远高于Rubisco酶，Rubisco酶具有双重功能，当CO2浓度较高时，它更倾向于催化C5与CO2发生反应；而当O2浓度较高时，它则更倾向于催化C5与O2反应产生CO2，这一过程为“光呼吸”。 (1)水稻光合作用的过程可以用________________反应式表示。 (2)在水稻田中偶然能见到白化苗，可用________对叶绿体中的光合色素加以分离，从而展开研究。 (3)由图1可知，C4植物中能固定CO2的受体是_________，图2为水稻与玉米的光合速率与环境CO2体积分数的关系曲线，其中最可能表示玉米的是曲线________，判断的依据是________。 (4)实验中多次打孔玉米叶片获得叶圆片，并对叶圆片干燥后称重，得到如下表所示的结果（假设整个实验过程中叶圆片的细胞呼吸速率不变）。那么，叶圆片经过1h光照制造的有机物量是________g/cm2（用表中相关字母表示）。 实验前 黑暗1h后 再光照1h后 叶圆片干燥称重（g/cm2） X Y z 【答案】(1) (2)层析液/纸层析法 (3) PEP（磷酸烯醇式丙酮酸）和C5（五碳化合物） A C4植物利用更低浓度CO2的能力强（C4植物的CO2补偿点低/C4植物能够利用较低浓度的CO2） (4)x+z-2y 【详解】（1）水稻光合作用就是叶绿体利用光能把CO2和H2O转变为有机物，同时释放O2的过程。反应式为。 （2）分离色素的方法是纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同，随着不同色素在滤纸条上扩散的速度不同，最后的结果是观察到四条色素带。 （3）由图1可知，C4植物能固定CO2的受体在叶肉细胞中是磷酸烯醇式丙酮酸，在维管束鞘细胞中是C5。玉米为C4植物，水稻为C3植物，相比较而言，由于C4植物叶肉细胞中PEP酶对CO2有较强的亲和力，在更低浓度CO2条件下具有更高的光合速率，所以C4植物的 CO2 补偿点低，因此A曲线最可能表示玉米。 （4）据题干信息分析可知，黑暗后1h叶圆片的干重为y，则呼吸作用消耗的有机物为x-y，再光照1h叶圆片的干重为z，光照一个小时后的干重的差值就是净光合，即有机物的积累量为z-y，1h光照制造的有机物量就是总光合=呼吸作用+净光合=（x-y）+（z-y）=x+z-2y。 10.（2026·吉林·模拟）光系统Ⅱ（PS Ⅱ）是植物叶绿体中的色素-蛋白复合体之一，其参与过程如下图。PsbQ是组成PSⅡ复合体的相关蛋白之一，参与PSⅡ组装、稳定PSⅡ功能，并对植物应对生物和非生物胁迫反应起调控作用。回答下列问题： (1)PS Ⅱ位于叶绿体的______上，推测PS Ⅱ在光合作用中的作用是_______（答出2点即可）。 (2)图示过程中，H+由内转运到外的运输方式是______，判断依据为______。NADPH的作用是_______和_______。 (3)研究发现，适当提高PsbQ合成基因的表达量，植株病毒感染率会下降，分析其原因是_______。 【答案】(1) 类囊体（类囊体薄膜） 催化水的光解、电子传递、捕获光能 (2) 协助扩散 需要转运蛋白，且不需要能量 提供能量 作为还原剂 (3)PsbQ合成基因表达的PsbQ参与PS Ⅱ组装、稳定PSⅡ功能，PSⅡ有利于光合作用，光合产物为抗病防御提供物质和能量基础，提高了植物应对生物和非生物胁迫反应能力 【详解】（1）PSⅡ位于叶绿体的类囊体薄膜上。其作用是吸收、传递和转化光能，催化水的光解（将水分解为氧气、H⁺和电子），即催化水的光解、电子传递、捕获光能。 （2）H⁺是顺浓度梯度（从类囊体腔内高浓度到基质低浓度）运输，且需要通道蛋白协助，不消耗ATP。故H⁺由内转运到外的运输方式是协助扩散。NADPH为暗反应中C₃的还原提供还原剂。也为暗反应提供能量。 （3）PsbQ能促进PSⅡ的组装、稳定PSⅡ功能，增强光合作用，提高植株的有机物积累和能量供应，从而增强植株的抗病能力。故其原因是PsbQ合成基因表达的PsbQ参与PSⅡ组装、稳定PSⅡ功能，PSⅡ有利于光合作用，光合产物为抗病防御提供物质和能量基础，提高了植物应对生物和非生物胁迫反应能力。 11.（2025·山东·高考）高光强环境下，植物光合系统吸收的过剩光能会对光合系统造成损伤，引起光合作用强度下降。植物进化出的多种机制可在一定程度上减轻该损伤。某绿藻可在高光强下正常生长，其部分光合过程如图所示。 (1)叶绿体膜的基本支架是_____；叶绿体中含有许多由类囊体组成的_____，扩展了受光面积。 (2)据图分析，生成NADPH所需的电子源自于_____。采用同位素示踪法可追踪物质的去向，用含3H2O的溶液培养该绿藻一段时间后，以其光合产物葡萄糖为原料进行有氧呼吸时，能进入线粒体基质被3H标记的物质有H2O、_____，离心收集绿藻并重新放入含H218O的培养液中，在适宜光照条件下继续培养，绿藻产生的带18O标记的气体有_____。 (3)据图分析，通过途径①和途径②消耗过剩的光能减轻光合系统损伤的机制分别为_____。 【答案】(1) 磷脂双分子层 基粒 (2) 水的光解 丙酮酸、[H] 氧气（或O2）和二氧化碳（CO2） (3)途径①光能以电能耗散；途径②光能以热能耗散 【难度】0.65 【知识点】有氧呼吸过程、叶绿体的结构与功能、光反应、暗（碳）反应的物质变化和能量变化、影响光合作用的因素 【分析】光合作用的光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体膜上）：水的光解产生NADPH与氧气，以及ATP的形成。光合作用的暗反应阶段（场所是叶绿体的基质中）：CO2被C5固定形成C3，C3在光反应提供的ATP和NADPH的作用下还原生成糖类等有机物。 【详解】（1）叶绿体膜属于生物膜的范畴，生物膜的基本支架是磷脂双分子层；叶绿体中含有许多由类囊体组成的基粒，扩展了受光面积。 （2）据图分析，水在光下分解为O2和H+，同时产生的电子经传递，可用于NADP+与H+结合形成NADPH，即生成NADPH所需的电子源自于水的光解。3H2O被植物细胞吸收后参与光合作用，生成C63H12O6。在有氧呼吸的第一阶段，C63H12O6在细胞质基质中被分解成含有3H的丙酮酸，产生少量的[3H]，并释放少量的能量；在有氧呼吸的第二阶段，丙酮酸与3H2O在线粒体基质中被彻底分解生成CO2和[3H]，释放少量的能量；在线粒体内膜上完成的有氧呼吸的第三阶段，[3H]与O2结合生成H2O，并释放大量的能量。可见，用含3H2O的溶液培养该绿藻，一段时间后，能进入线粒体基质被3H标记的物质有H2O、丙酮酸。培养液中H218O被绿藻吸收后，在光合作用的光反应阶段被分解产生18O2；在有氧呼吸的第二阶段，H218O与丙酮酸被彻底分解为C18O2和[H]，即产生的带18O标记的气体有O2和CO2。 （3）据图分析，途径①通过将过剩的电子传递给氧气，生成超氧化物（如H2O2），进而这些超氧化物被活性氧清除系统（如过氧化氢酶等）清除，从而防止活性氧对光合系统的损伤；途径②将叶绿体吸收的过剩光能转化为热能散失，减少电子的释放，产生的活性氧减少，从而防止对光合系统的损伤。 12.（2025·黑吉辽蒙·高考）Rubisco是光合作用暗反应中的关键酶。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。回答下列问题。 (1)Rubisco在叶绿体的________中催化________与CO2结合。部分产物经过一系列反应形成（CH2O），这一过程中能量转换是________。 (2)据图分析，当胞间CO2浓度高于B点时，曲线②与③重合是由于________不足。A点之前曲线①和②重合的最主要限制因素是________。胞间CO2浓度为300μmol·mol-1时，曲线①比②的光合速率高的具体原因是________。 (3)研究发现，在饱和光照和适宜CO2浓度条件下，S植株固定CO2生成C3的速率比WT更快。使用同位素标记的方法设计实验直接加以验证，简要写出实验思路。________ 【答案】(1) 基质 C5 ATP和NADPH中活跃的化学能转化为有机物（CH2O）中稳定的化学能 (2) 光照强度 CO2浓度 曲线①光照强度高，光反应速率快，产生更多的ATP和NADPH，使暗反应速率加快，光合速率高。 (3)用14C标记CO2，分别将S植株与WT植株置于相同的饱和光照和适宜14CO2浓度条件下，定时检测C3放射性强度，比较S植株与WT的C3生成速率。 【难度】0.65 【知识点】光反应、暗（碳）反应的物质变化和能量变化、影响光合作用的因素、验证性实验与探究性实验 【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）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在叶绿体基质中催化C5与CO2结合生成C3。在C3的还原过程中需要ATP和NADPH提供能量，部分产物经过一系列反应形成（CH2O），这一过程中能量转换是ATP和NADPH中活跃的化学能转化为有机物（CH2O）中稳定的化学能。 （2）①②曲线的自变量是有无补光（光照强度），②③曲线的自变量是有无转入Rubisco基因（Rubisco的含量）。据图分析，当胞间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。曲线①的光照强度高于②，但是A点之前曲线①和②重合，光照强度不是限制因素，此时最主要限制因素是CO2浓度。胞间CO2浓度为300μmol·mol-1时，曲线①比②的光合速率高的具体原因是曲线①光照强度高，光反应速率快，产生更多的ATP和NADPH，使暗反应速率加快，光合速率高。 （3）研究发现，在饱和光照和适宜CO2浓度条件下，S植株固定CO2生成C3的速率比WT更快。要验证此结论，实验思路为：用14C标记CO2，分别将S植株与WT植株置于相同的饱和光照和适宜14CO2浓度条件下，定时检测C3放射性强度，比较S植株与WT的C3生成速率。 三年真题·压轴题（侧重黑吉辽蒙，辐射全国） 考查实验探究与跨模块综合。 1.（2025·黑吉辽蒙·高考）（2025年黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古高考生物真题试卷）黑暗条件下，叶绿体内膜的载体蛋白NTT顺浓度梯度运输ATP、ADP和Pi的过程示意图如下。其他条件均适宜，下列叙述正确的是（    ） A．ATP、ADP和Pi通过NTT时，无需与NTT结合 B．NTT转运ATP、ADP和Pi的方式为主动运输 C．图中进入叶绿体基质的ATP均由线粒体产生 D．光照充足，NTT运出ADP的数量会减少甚至停止 【答案】D 【详解】A、载体蛋白的作用机制通常需要与底物结合后才能转运物质。NTT作为载体蛋白，运输ATP、ADP和Pi时必然需要结合底物，A错误； B、黑暗条件下，叶绿体内膜的载体蛋白NTT顺浓度梯度运输ATP、ADP和Pi，因此不是主动运输，B错误； C、黑暗条件下，叶绿体无法进行光反应，自身不能合成ATP。此时进入叶绿体基质的ATP可来自细胞呼吸，但细胞呼吸产生ATP的场所包括细胞质基质（糖酵解）和线粒体（有氧呼吸第二、三阶段），C错误； D、光照充足时，叶绿体类囊体膜上进行光反应合成ATP，需要消耗大量ADP和Pi作为原料。此时叶绿体基质中的ADP和Pi会优先被类囊体膜利用，导致基质中ADP浓度降低。由于NTT顺浓度梯度运输ADP（从基质到细胞质基质），当基质中ADP不足时，NTT运出ADP的数量会减少甚至停止，D正确。 故选D。 2. （2026·北京·高考）下表给出了植物光合作用反应过程的部分原料和产物。 反应过程 原料 产物 ① H2O O2 ② NADP+ NADPH ③ ADP ATP ④ CO2 （CH2O） 对上述反应过程的叙述，错误的是（     ） A．①只有在光下才能进行 B．①②③在叶绿体基质中进行 C．④所需的还原剂为NADPH D．④消耗ATP和NADPH中的能量 【答案】B 【详解】A、①是水的光解，属于光反应过程，仅在有光条件下才能进行，A正确； B、①②③均属于光反应过程，发生场所为叶绿体类囊体薄膜，不是叶绿体基质，B错误； C、④为暗反应阶段，C₃还原过程所需的还原剂为NADPH，C正确； D、暗反应中C₃的还原过程需要消耗ATP和NADPH中的能量，将活跃化学能转化为有机物中稳定的化学能，D正确。 3. （2026·湖北·高考）科研人员选取某地区疏灌草丛群落、马尾松群落和常绿阔叶林群落，分别代表亚热带森林群落演替的初期、中期和后期3个阶段，然后对上述3个群落中芒萁的光合特性进行了研究，结果如下图。 注：净光合速率是指光照下植物单位时间内从外界吸收的CO2总量光饱和点是指光合作用速率达到最大值时所对应的最小光照强度 下列叙述错误的是（     ） A．芒萁最适宜在马尾松林下生长 B．不同群落中芒萁的光饱和点有差异说明不同群落下芒萁的生理状态有差异 C．上述3个亚热带典型群落演替阶段中，疏灌草丛的演替速度快于常绿阔叶林 D．在夏季若将疏灌草丛内生长的芒萁移栽至常绿阔叶林内，将有利于芒萁生物量积累 【答案】D 【详解】A、春季、夏季和秋季的马尾松群落里的芒萁的最大光合速率和光饱和点均最高，说明马尾松林下芒萁净光合整体更高，最适宜生长，A正确； B、光饱和点由植物自身光合生理决定，不同群落光照环境改变芒萁生理状态，光饱和点出现差异，B正确； C、群落演替的结果往往是由环境和群落内的生物共同作用而决定的，疏灌草丛处于演替的初期，环境阻力小，演替速度快于顶极群落常绿阔叶林，C正确； D、疏灌草丛芒萁适应强光环境；常绿阔叶林林下光照弱，移栽后光照不足，净光合下降，不利于生物量积累，D错误。 4. （2026·云南·高考）生物学实验常用到不同体积分数的酒精。下列说法错误的是（　　） A．用95%的酒精洗去苏丹Ⅲ染色后花生子叶薄片上的浮色 B．用无水乙醇提取绿叶中的色素 C．用95%的酒精冲洗经卡诺氏液浸泡的根尖 D．用70%的酒精对植物组织培养的外植体进行消毒 【答案】A 【详解】A、 苏丹Ⅲ染液对花生子叶的脂肪染色后，需用体积分数为50%的酒精洗去浮色，不能用95%的酒精，A错误； B、 绿叶中的色素属于有机物，易溶于无水乙醇等有机溶剂，因此可用无水乙醇提取绿叶中的色素，B正确； C、 低温诱导染色体数目加倍的实验中，卡诺氏液浸泡根尖固定细胞形态后，需用体积分数为95%的酒精冲洗根尖，C正确； D、 体积分数为70%的酒精可使微生物蛋白质变性，消毒效果适宜，可用于植物组织培养过程中外植体的消毒，D正确。 5. （2026·江西·高考）“神奇”动物海蛞蝓能选择性保留所摄食藻类中的叶绿体，并用一层膜包裹形成宿主衍生细胞器“盗食体”。“盗食体”内的叶绿体可合成部分光合蛋白，在一段时间内保持光合能力；“盗食体”可利用转运蛋白维持内部环境相对稳定。下列关于“盗食体”内叶绿体的推测，合理的是（　　） A．编码光合色素蛋白的基因来自海蛞蝓细胞核 B．需要海蛞蝓细胞为其提供原料进行光合作用 C．叶绿体外膜与海蛞蝓细胞膜的蛋白结构相同 D．能够通过分裂实现增殖以维持光合作用能力 【答案】B 【详解】A、题干明确“盗食体”内的叶绿体来自被摄食的藻类，且叶绿体可自身合成部分光合蛋白，说明编码光合色素蛋白的基因来自藻类叶绿体的DNA，并非海蛞蝓细胞核，A错误； B、叶绿体进行光合作用需要CO2、水、无机盐、ADP、Pi等多种原料，这些原料无法由叶绿体全部自主合成，需要海蛞蝓细胞通过转运蛋白运输到“盗食体”内部供叶绿体使用，B正确； C、叶绿体外膜来源于藻类，海蛞蝓细胞膜来源于动物细胞，二者的来源和功能不同，因此蛋白质结构存在差异，C错误； D、叶绿体在藻类细胞中可分裂增殖，但被包裹进 “盗食体” 后，失去了藻类细胞的调控和分裂相关因子，无法自主分裂增殖，其光合能力只能维持一段时间，D错误。 6. （2026·湖北·高考）生物固定技术是实现碳中和的重要途径之一。科研人员利用衣藻、蓝细菌等光合微生物固定，并将其转化为乙醇、生物柴油等清洁燃料。下列叙述错误的是（     ） A．上述微生物的光能转化效率与暗反应无关 B．优化浓度、温度等条件，可提高衣藻固碳效率 C．蓝细菌能促进生态系统的碳循环过程，维持生态系统稳定 D．蓝细菌和衣藻生长快、环境适应性强，是生物柴油规模化生产的基础 【答案】A 【详解】A、光合作用的光反应和暗反应相互关联，若暗反应速率下降，光反应产生的ATP和NADPH会发生积累，进而抑制光反应的进行，降低光能转化效率，因此光能转化效率与暗反应有关，A错误； B、CO₂是光合作用暗反应的原料，温度会影响光合作用相关酶的活性，优化CO₂浓度、温度等条件可提高衣藻的光合速率，进而提高固碳效率，B正确； C、蓝细菌属于自养型生产者，可通过光合作用将无机环境中的CO₂固定为生物群落中的有机物，能够促进生态系统的碳循环过程，维持生态系统稳定，C正确； D、蓝细菌和衣藻具有生长快、环境适应性强的特点，可实现大规模培养来固定CO₂并生产相关产物，是生物柴油规模化生产的基础，D正确。 7. （2026·贵州·高考）洋葱叶分为真叶和鳞片叶，真叶光合作用制造的有机物运输到鳞片叶储存。某同学以紫色洋葱为材料进行系列实验。下列叙述正确的是（     ） A．用鳞片叶外表皮观察质壁分离时，细胞紫色区域逐渐变小说明其正在失水 B．观察真叶细胞的细胞质流动时，在普通光学显微镜下可观察到叶绿体基粒 C．分离真叶中各种色素时，依据滤纸条上色素带次序可判断色素的含量 D．观察根尖细胞有丝分裂时，染色体排列在赤道板上说明其处于分裂前期 【答案】A 【详解】A、紫色洋葱鳞片叶外表皮的紫色来自液泡中的花青素，细胞失水发生质壁分离时，原生质层收缩，液泡体积减小，因此紫色区域逐渐变小，A正确； B、叶绿体基粒属于亚显微结构，普通光学显微镜的分辨率不足以观察到该结构，仅能观察到叶绿体的整体形态，B错误； C、滤纸条上色素带的次序反映的是色素在层析液中的溶解度，溶解度越高扩散越快、位置越靠上，色素的含量需通过色素带的宽度判断，C错误； D、有丝分裂过程中，染色体排列在赤道板上是分裂中期的特征，分裂前期的特征为染色质螺旋化为染色体、核仁解体、核膜消失、纺锤体形成，D错误。 8. （2026·广东·高考）某种硝化细菌能将NH3氧化形成HNO2，并利用该过程释放的能量将无机物合成为有机物。该种细菌（     ） A．具有核膜 B．为异养生物 C．可利用光能 D．可固定CO2 【答案】D 【详解】A、硝化细菌属于原核生物，原核生物没有以核膜为界限的细胞核，不具有核膜，A错误； B、该细菌能利用氧化NH3释放的能量将无机物合成为有机物，属于自养生物，不属于异养生物，B错误； C、该细菌合成有机物利用的是氧化NH3过程释放的化学能，无法利用光能，C错误； D、该细菌通过化能合成作用合成有机物，可利用CO2作为碳源，将其转化为有机物中的碳，D正确。 9. （2026·河北·高考）小立碗藓的叶绿体和线粒体都有为细胞质基质提供ATP的潜力。为探究两者对细胞质基质ATP水平的影响，对①、②和③组小立碗藓进行黑暗预处理后，检测其细胞质基质ATP对光的响应变化，结果如图所示。下列分析正确的是（     ） A．光合产物的缺乏和光反应受阻导致③在光照下ATP无显著变化 B．第一次光照时，①中ATP的增加与叶绿体、线粒体均有关 C．光照时，叶绿体中的部分ATP用于暗反应中CO2与C5的结合 D．小立碗藓中的线粒体有助于维持细胞质基质中ATP的稳定供应 【答案】BD 【详解】A、③用的是DCMU，抑制叶绿体ATP生成，③在光照下ATP无显著变化，应是光反应受阻导致，A错误； B、③阻断叶绿体ATP，细胞质基质ATP极低；②线粒体有氧呼吸受损，ATP峰值远低于①；说明光照下①野生型叶绿体光反应产生ATP，同时线粒体有氧呼吸持续供ATP，二者共同作用，B正确； C、CO2与C5的结合是暗反应CO2的固定，该过程不消耗ATP；叶绿体中的部分ATP用于暗反应中三碳酸的还原，C错误； D、对比①线粒体正常和②线粒体部分有氧呼吸受抑制；全程②的细胞质基质ATP含量都低于①，且黑暗阶段差距更明显，说明线粒体有氧呼吸为细胞质基质提供ATP，维持其ATP稳定供应，D正确。 10.（2026·黑吉辽蒙·高考）玉米籽粒形成过程中，磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶2（PEPCK2）催化的反应如下图。下列叙述正确的是（　　） A．过程①在线粒体基质中进行 B．PEPCK2不能为草酰乙酸转化为PEP提供能量 C．PEPCK2不能催化其他来源的草酰乙酸转化为PEP D．PEPCK2活性提高可促进籽粒中淀粉与蛋白质的积累 【答案】BD 【详解】A、过程①是PEP转化为丙酮酸，该过程发生在细胞质基质，A错误； B、PEPCK2是酶，酶的作用是降低化学反应的活化能，不能为反应提供能量，该反应的能量由ATP水解提供，B正确； C、酶的专一性是针对底物的结构，而非底物的来源，只要底物是草酰乙酸，PEPCK2就可以催化其转化为PEP，C错误； D、PEPCK2活性提高可促进草酰乙酸的转化，促进籽粒中淀粉与蛋白质的积累，D正确。 11. （2026·甘肃·高考）植物光合作用的定量检测有助于准确评估生态系统的固碳效应。植物叶绿素吸收阳光后可释放出能量较低的光（日光诱导叶绿素荧光，SIF），在一定条件下其强度与净光合作用速率（An）成正比，可用于估算生态系统生产力。研究者分析了两种植物SIF对光照强度（PAR）的响应，以及气温对An-SIF关系的影响（下图）。回答下列问题。 (1)叶绿体中SIF发生的具体部位是__________，发生在光合作用的__________阶段。 (2)若以气温25℃时植物A的数据建立An-SIF模型，则高温胁迫下植物A的An被__________（填“高”或“低”）估；当时，若将该模型用于植物，则An被__________（填“高”或“低”）估。 (3)据本研究结果，应用SIF估算生态系统生产力需考虑的影响因素有：__________、__________、__________。 (4)叶片胞间浓度是分析光合作用常用的参数。某同学拟以植物B为材料，探究温度（、和）对的影响。 ①除测定外，该同学还应测定和__________（记为）。 ②在PAR为的条件下，温度从提高到和，若无显著变化，则的可能变化趋势是__________，原因是__________。 【答案】(1) 类囊体薄膜（基粒） 光反应 (2) 高 低 (3) 光照强度（PAR） 气温 植物种类 (4) 气孔导度 先降低后升高 气孔导度（X）不变，CO₂供应稳定；结合图1和图3可知，PAR=700时植物B的SIF约为12，该条件下随温度升高至25℃和35℃时，An先增大后减小，可知CO₂消耗速率先加快后减慢 【详解】（1）根据题意可知植物叶绿素吸收阳光后可释放出能量较低的光（SIF)，叶绿素分布在叶绿体的类囊体薄膜上，因此叶绿体中SIF发生的具体部位是类囊体薄膜。吸收光能后释放荧光的过程属于光合作用的光反应阶段。 （2）从植物A的An-SIF曲线可知：相同SIF下，35℃高温胁迫时的An低于25℃的An，即高温条件下An较低，所以若用25℃的模型通过SIF反推An，得到的数值会比实际高温下的真实An大，因此An被高估；从左侧SIF-PAR图可知PAR>500时，相同光照下植物B的SIF比植物A更高，若用植物A的25℃An-SIF模型，通过偏小的SIF反推得到的An会比植物B的真实An小，因此An被低估。 （3）结合题干中3个坐标图显示的实验变量可知：SIF受光照强度PAR影响、净光合作用速率（An）气温、植物种类（A和B）的影响，因此应用SIF估算生态系统生产力时需考虑的影响这三类因素。 （4）① 胞间CO₂浓度Ci同时受两个因素影响：气孔从外界向胞间输入CO₂的能力、叶肉细胞光合作用消耗CO₂的速率，因此除了测定净光合速率An，还需要测定气孔导度来分析Ci的变化原因。 ②气孔导度（X）不变，CO₂供应稳定；结合图1和图3可知，PAR=700时植物B的SIF约为12，该条件下随温度升高至25℃和35℃时，An先增大后减小，可知CO₂消耗速率先加快后减慢，因此Ci先下降后上升。 12. （2026·山东·高考）某细菌是严格厌氧的光合细菌，在光线充足的条件下主要通过光合作用为自身供能。其光合作用与呼吸作用过程如图所示，其中①~④表示反应过程。 (1)与高等植物相比，该细菌特有的光反应产物有_______和_______。①和②属于光合作用的_______阶段。 (2)②与高等植物有氧呼吸第一阶段的反应过程相反，图中C3是_______（填物质名称），②的进行除C3外还需要的原料有_______和_______。 (3)①和③是合成C3的两个路径，在光线充足、乙酸含量高的环境中，该菌会优先通过③进行光合作用。从能量的角度推测，其原因是________________________________________________________。 【答案】(1) S NADH 暗反应 (2) 丙酮酸 ATP NADH (3)路径③合成有机物消耗的光能更少，能节省光反应固定的能量，且乙酸中的能量可以转移到糖类等有机物中，能量利用效率更高。 【详解】（1）高等植物光反应以水为供氢体，产物是氧气、ATP、NADPH；该光合细菌以H2S为供氢体，分解产生S，还原剂是NADH而非NADPH，因此特有产物为S和NADH。①二氧化碳固定生成C3、②C3还原生成葡萄糖，均属于光合作用暗反应阶段发生的物质变化。 （2）高等植物有氧呼吸第一阶段葡萄糖分解为丙酮酸；②过程是合成葡萄糖，和该过程完全相反，因此图中三碳化合物是丙酮酸；暗反应还原过程需要光反应提供的能量载体ATP、还原剂NADH，所以②的进行除C3外还需要的原料有ATP、NADH。 （3）路径①需要直接固定，要消耗更多光反应产生的ATP、NADH；乙酸是有机物，通过路径③合成无需大量消耗光能，节省光反应产生的能量，且乙酸中的能量可以转移到糖类等有机物中，能量利用效率更高，因此乙酸充足时优先走③途径。 13. （2026·黑吉辽蒙·高考）研究人员以森林中某落叶阔叶树为对象，测定了树冠顶部和底部当年生总枝条的相关指标，结果如表所示。当年生总枝条是指在一个生长季节内（通常是春季萌芽到秋季落叶前）萌发、生长并木质化的枝条及其上的所有叶片。回答下列问题。 相关指标 总枝条位置 叶片最大光合速率 （CO2μmol·m-2·s-1） 叶片呼吸速率 （CO2μmol·m-2·s-1） 相对碳成本 （%） 比叶面积 （m2·kg-1） 树冠顶部 11.9 1.8 15.6 9.8 树冠底部 9.5 1.1 15.2 13.5 注：相对碳成本=（当年生总枝条的碳总量/叶片脱落前该总枝条从环境中吸收的碳总量）×100%； 比叶面积=叶面积/叶干重。 (1)实验中测定最大光合速率时，除使用饱和光照外，还应保证________和________等环境因子一致且适宜。与测定光合速率不同，测定叶片的呼吸速率必须在________环境条件下。 (2)已知，光合速率=净光合速率＋呼吸速率。以一定强度的光照射该植物顶部叶片，此时顶部叶片的呼吸速率与光合速率相等，若用同强度的光照射底部叶片，此时底部叶片的净光合速率应________（填“>0”、“<0”或“=0”）。 (3)植株生长过程中，总枝条可向根等部位输出有机物，总枝条输出有机物的能力与相对碳成本呈________（填“正”或“负”）相关。底部与顶部总枝条的相对碳成本接近，但底部总枝条所处环境光照较弱，在此条件下，据表中数据分析，底部总枝条通过________和________，使其碳输出量实现最大化。此外，其叶片还可能通过哪些生理或结构变化来提高光能捕获效率？________（答出2点即可），这些变化的作用是________（从光反应的物质和能量转化角度作答）。 【答案】(1) CO2​浓度 温度 黑暗 (2)>0 (3) 负 降低呼吸速率 增大比叶面积 增加叶绿素含量、增大叶面积（或增加叶绿体类囊体膜面积，合理即可） 吸收更多光能，促进光能转化为ATP和NADPH中活跃的化学能，提高光反应效率 【详解】（1）测定最大光合速率时，除光照强度外，需要保证其他影响光合作用的环境因子如CO2​浓度、温度等处于适宜且一致的状态；测定呼吸速率时，为排除光合作用吸收CO2​对结果的干扰，必须在黑暗条件下进行。 （2）根据题干定义，光合速率（总光合）=净光合速率+呼吸速率，题目中该光强下顶部叶片总光合=呼吸速率，说明顶部净光合为0，该光强为顶部（阳生叶）的光补偿点。底部叶片是阴生叶，光补偿点低于阳生叶，即该光强高于底部的光补偿点，因此底部叶片净光合速率大于0。 （3）相对碳成本是当年生枝条自身保留的碳量占总吸收碳量的比例，保留比例越高，可输出的碳越少，因此枝条输出有机物的能力与相对碳成本呈负相关。 底部光照较弱，结合表格数据可知：底部叶片通过降低呼吸速率减少自身有机物消耗、增大比叶面积（相同叶干重获得更大光合面积）捕获更多光能，在相对碳成本接近时实现碳输出量最大化。 弱光环境下，植物还可通过增加叶绿素含量、扩大类囊体膜/叶面积等变化提高光能捕获效率；从光反应的物质能量转化角度看，这些变化能吸收更多光能，促进光能转化为ATP和NADPH中活跃的化学能，提高光反应效率。 20 / 21 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第10讲 光合作用（黑吉辽蒙专用） 分层专练·靶向攻关 题型专攻·基础题（全国视野） 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 AC C C C C D B C A ABD 一年重难·创新题（侧重黑吉辽蒙，辐射全国，单选+不定项+非选择题） 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 ABD C C D C B ABC ABC 9.【答案】(1) (2)层析液/纸层析法 (3) PEP（磷酸烯醇式丙酮酸）和C5（五碳化合物） A C4植物利用更低浓度CO2的能力强（C4植物的CO2补偿点低/C4植物能够利用较低浓度的CO2） (4)x+z-2y 10.【答案】(1) 类囊体（类囊体薄膜） 催化水的光解、电子传递、捕获光能 (2) 协助扩散 需要转运蛋白，且不需要能量 提供能量 作为还原剂 (3)PsbQ合成基因表达的PsbQ参与PS Ⅱ组装、稳定PSⅡ功能，PSⅡ有利于光合作用，光合产物为抗病防御提供物质和能量基础，提高了植物应对生物和非生物胁迫反应能力 11.【答案】(1) 磷脂双分子层 基粒 (2)水的光解 丙酮酸、[H] 氧气（或O2）和二氧化碳（CO2） (3)途径①光能以电能耗散；途径②光能以热能耗散 12.【答案】(1)基质 C5 ATP和NADPH中活跃的化学能转化为有机物（CH2O）中稳定的化学能 (2)光照强度 CO2浓度 曲线①光照强度高，光反应速率快，产生更多的ATP和NADPH，使暗反应速率加快，光合速率高。 (3)用14C标记CO2，分别将S植株与WT植株置于相同的饱和光照和适宜14CO2浓度条件下，定时检测C3放射性强度，比较S植株与WT的C3生成速率。 三年真题·压轴题（侧重黑吉辽蒙，辐射全国，单选+不定项+非选择题） 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D B D B A A A D BD BD 11.【答案】(1) 类囊体薄膜（基粒） 光反应 (2) 高 低 (3) 光照强度（PAR） 气温 植物种类 (4) 气孔导度 先降低后升高 气孔导度（X）不变，CO₂供应稳定；结合图1和图3可知，PAR=700时植物B的SIF约为12，该条件下随温度升高至25℃和35℃时，An先增大后减小，可知CO₂消耗速率先加快后减慢 12.【答案】(1) S NADH 暗反应 (2) 丙酮酸 ATP NADH (3)路径③合成有机物消耗的光能更少，能节省光反应固定的能量，且乙酸中的能量可以转移到糖类等有机物中，能量利用效率更高。 13.【答案】(1) CO2​浓度 温度 黑暗 (2)>0 (3) 负 降低呼吸速率 增大比叶面积 增加叶绿素含量、增大叶面积（或增加叶绿体类囊体膜面积，合理即可） 吸收更多光能，促进光能转化为ATP和NADPH中活跃的化学能，提高光反应效率 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $