生物学(五)光合作用与能量转化-【衡水金卷·先享题】2026-2027学年高三生物学一轮复习周测卷（江苏专版）

生物学（五）光合作用与能量转化 (建议用时40分钟，满分100分) 一、单项选择题：本题共9小题，每小题3分，共27分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是 符合题目要求的。 1.光合作用原理的发现离不开科学家的探索与创新。关于探索光合作用原理的实验，下列叙述错 误的是 A.卡尔文用4C标记CO2,探明了CO2中的碳转化为有机物中的碳的途径 B.希尔的实验说明水在光下分解与糖的合成不是同一个化学反应 C.恩格尔曼通过实验证明叶绿体中含有能有效地吸收利用红光和蓝光的物质 D.鲁宾和卡门利用同位素18O同时标记CO2和H2O,证明光合作用释放的O2来自水 2.“洛阳牡丹甲天下”，其国色天香离不开叶片光合作用制造的有机物。某实验小组欲对牡丹叶片 中的光合色素进行提取和分离实验。下列关于该实验的叙述，正确的是 A.可用有机溶剂无水乙醇来分离牡丹叶肉细胞中的光合色素 B.研磨时加入少量二氧化硅有助于充分研磨，加入碳酸钙可防止叶绿素被破坏 C.用纸层析法分离牡丹叶片中的光合色素时，在滤纸条上扩散速度最快的色素含量最高 D.若最终滤纸条上未出现色素带，原因一定是层析时层析液没过了滤液细线 3.呼吸作用和光合作用的原理在农业生产实践过程中有着广泛的应用。下列相关分析错误的是 A.选用透气的纱布或创可贴是因为氧气可以抑制厌氧微生物的繁殖 B.冬季养殖的鸡、牛等不易增肥，需要注意给动物防寒保暖，提高饲料利用率 C.棉花套种花生能充分利用土地资源、提高光能利用率，达到增加产量的目的 D.作物种植要“正其行，通其风”，因为种植过密会导致CO2积累抑制呼吸作用 4.在光合作用的探究历程中，人们利用离体的叶绿体进行实验，逐渐探明了水在光下分解和 NADPH的产生过程，如图所示(e为负电子)。下列分析正确的是 H0①，02 He②→NADPH NADP+ A.过程①的完成与叶绿体中的类胡萝卜素无关 B.过程②发生在类囊体膜上并伴随着能量的转换 C.过程①②均可以发生在所有的自养生物体内 D.蓝细菌进行光合作用时，NADPH进入叶绿体基质中并参与C3的还原 5.图1、图2是水稻在晴朗的夏季光合作用 与细胞呼吸的两种变化曲线。据图分析， C'D 下列叙述错误的是 B A.图1的G点、图2的I点，此时光照强度 B/D F。时刻 藏。z4006商刻 F G HIJ 降为0，光合作用停止，净光合速率为0 图1自然环境中一昼夜植物 图2密闭容器一昼夜C02浓度变化 B.影响图1的B点、图2的B'C'段变化 C0,吸收速率变化 的原因是温度降低，细胞呼吸减弱，CO2释放量减少 C.图2中与18：00时相比，12：00时C3的合成速率较快 D.图1的D、F点相当于图2的D'、H'点，此时NADPH会从类囊体膜向叶绿体基质移动 6.研学小组将某种大型绿藻的叶状体剪成大小相同的小段，以相同时间内从水下上浮的叶状体小 段数量为指标，探究温度对其光合作用强度的影响，结果如图所示。下列相关叙述错误的是 A.各组实验应在CO2浓度和光照强度相同且适宜的水中进行 子 40 B.4℃条件下该绿藻叶状体细胞呼吸作用和光合作用同时进行 C.实验期间，20℃时叶状体的净光合速率大于0 D.据图可知，38℃是绿藻进行光合作用的最适温度 可 0010 0 42038温度/℃ 生物学（五）第1页（共4页）】 7.在一定温度下，生长在大田的某种植物的光合速率(CO2固定速率)和呼吸速率(CO2释放速率) 对光照强度的响应曲线如图所示。下列叙述错误的是 A.光照强度为a时，该植物的干重不会增加 光合速率 B.光照强度从α逐渐增加到b时，该植物的生长速率逐渐增大 C.光照强度小于b时，提高大田CO2浓度，CO2固定速率会增大 呼吸速率 D.光照强度为b时，适当降低光反应速率，CO2固定速率会降低 804 b 光照强度 8.C3途径（卡尔文循环）和C4途径是植物碳同化的两种主要方式，玉米的光合作用既有C3途径又 有C4途径（如图所示），PEP羧化酶对cQ? CO2具有较强亲和力。据图分析，下列 PEP羧化酶 A C0 →C4 C02 ② C途径 说法正确的是 (卡尔文循环) C4途径 A.物质B为C3,它和PEP均可固 (CH2O) 定CO2 -PEP←—C3 -C3 B 叶肉细胞 维管束鞘细胞 B.卡尔文循环进行的场所是叶绿体基质 C.为过程②提供能量的物质有ATP和NADH D.在炎热夏季中午，玉米叶肉细胞还可以生成淀粉 9.将小球藻放入密封玻璃瓶内，在温度适宜的暗室（含NaHCO3)中进行实验，第5分钟时给予适 当光照，第20分钟时补充适量NaHCO,0~30分钟玻璃瓶内氧气含量 12日 变化如图所示，不考虑小球藻的数量变化。下列叙述错误的是 10 8 A.0~5分钟，小球藻有氧呼吸强度基本不变 X B.7分钟时，瓶中O2和CO2含量与实验开始时基本相同 0 10 20 C.18~20分钟，光合作用的主要限制因素是CO2含量 时间/min D.20~30分钟，小球藻光合作用产生了5×10-mol的O2 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两 个以上选项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 10.图1为三角叶滨藜和野姜的光合作用相关曲线，图2为长期在一定光照强度下生长的两株三 角叶滨藜的光合作用相关曲线。下列相关说法正确的是 至307 三角叶滨藜 写20 30 三角叶滨藜 0 (光下生长) 10 三角叶滨藜 野姜 10 (阴影下生长) 0 如米处 0 0400800120016002000 05001000150020002500 光合有效辐射(PAR)/(umol m2·sl) 光合有效辐射(PAR)/(umol'm2·s-l) 图1 图2 A.相较于三角叶滨藜，野姜能够在较低光照强度下达到其最大光合速率 B.相同光照强度下三角叶滨藜净光合速率大于野姜 C.PAR>800umol·m2·s1时，增加CO2浓度可能会提高野姜的光合速率 D.图2表明叶片的光合作用特性与其生长条件有关 11.通过改良小麦品种和优化种植技术，可以使小麦产量得到显著提升。小麦的高产需要高效的 光合作用，科研人员采用一种特殊技术增强光合作用中光系统Ⅱ(PSⅡ)的活性，增强电子传递 效率以提高ATP和NADPH的合成量，小麦光合作用的电子传递链如图所示。以下关于这一 过程的相关叙述，错误的是 A.水的氧化过程产生的H+可使类囊体腔中的H+浓度 基质（低H) NADP++H+ NADPH 高于基质 2光 光 B.增强PSⅡ活性能够直接提高ATP合成酶催化ATP H+ /P70 合成的速率 00M C.提高PSⅡ活性后，光反应过程中释放的氧气量 g 降低 (PC O2+H+ D.光反应产生的NADPH主要用于光合作用的暗反应 质体蓝素 水的氧化 阶段 类囊体腔（高） 生物学（五）第2页（共4页）】 40分钟·J 12.对硝基苯酚可用于生产某些农药和染料，其化学性质稳定。研究发现，某细菌不能在无氧条件 下生长，在适宜条件下能降解和利用对硝基苯酚，并释放CO2。在Buk无机培养基和光照条 件下，培养某栅藻（真核生物）的过程中，对硝基苯酚含量与栅藻光合放氧量的关系如图1。为 进一步分析栅藻与细菌共培养条件下对硝基苯酚(40g·L1)的降解情况，开展了3组(I、 Ⅱ和Ⅲ)对比实验，结果如图2。下列相关叙述正确的是 (1-I-3w)/ 0对硝基苯酚/(mgLl) 3引 10 征100 ×I栅藻+光照 -20 。Ⅱ细菌+通空气 -30 50 ·Ⅲ细菌+栅藻+光照 40 04812 女 0 1234 反应时间/min 培养时间/h 图1 图2 A.图1结果表明，对硝基苯酚抑制栅藻的光合放氧反应 B.若将I中对硝基苯酚含量改为20mg·L1,培养l0min后，推测该培养液pH会降低 C.图2实验结果说明氧气是限制细菌对对硝基苯酚的降解与利用的关键因素 D.细菌与栅藻通过原始合作，可净化被对硝基苯酚污染的水体 班级 姓名 分数 题号 1 3 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 三、非选择题：本题共3小题，共55分。 13.(18分)小麦是我国重要的粮食作物之一，其生长过程会受到多种因素的影响。旗叶是小麦植 株最后长出、位于植株最顶端、寿命最短的一片叶子，但它为小麦籽粒提供的糖类约占籽粒中 糖类的一半。回答下列问题： (1)小麦光合作用产生氧气的具体场所为 (2)与其他叶片相比，能使旗叶的光合作用更有优势的环境因素是 ;在适宜 条件下，成熟旗叶一段时间内的有机物增加量可能为零，其原因是该段时间内旗叶合成的有机 物用于呼吸作用和 而没有积累。 (3)为探究干旱对小麦生长的影响，科研人员以小麦品系X为材料进行实验，实验处理及相关 检测结果如下表所示。 生理指标 正常供水 轻度干旱 中度干旱 重度干旱 胞间CO2浓度/(mmol·mol-1) 113.1 80.2 60.1 43.2 气孔开度/(mol·m-2·s1) 0.097 0.067 0.031 0.026 叶绿素含量/(mg·g1) 21.3 21.1 18.4 15.3 净光合速率/（μnolCO2·m2·s1) 10.3 7.6 4.1 1.8 呼吸速率/（μnolCO2·m2·s1) 3.1 2.7 2.3 1.6 根据表中数据，在下图中用柱形图表示不同干旱程度下 小麦品系X的总光合速率（要求画出柱形图，并在柱形顶 14 12 端标出具体数值)。据表并结合光合作用的过程分析，随篱 10 着干旱程度的增加，小麦品系X的光合速率呈现图示变 化趋势的原因主要是 6 04 (4)就与CO2的亲和力而言，小麦叶绿体中固定CO2的 正常供水轻度干早中度干旱重度干旱 R酶明显低于玉米叶绿体中的P酶，与普通小麦相比，转P酶基因的小麦在干旱条件下具有明 显的生长优势，原因是 14.(18分)我国科学家以不同植物为材料，在不同光质条件下探究光对植物的影响。测定了番茄 的光合作用相关指标并拟合CO2响应曲线（图1）；比较了突变体与野生型水稻水分消耗的差 异（图2），鉴定到突变体发生了PILI5基因的功能缺失，并确定该基因参与脱落酸信号通路的 调控。回答下列问题： 生物学（五）第3页（共4页） 06 ■野生型口突变体 4 蓝光 20A 红光 1 (I-S.z-WOHIow) 0.4 0.2 知 0 红光远红光 3006009001200 注：红光下植物的相关反应与白天相似， 胞间C02浓度/(molmol-1) 远红光下植物的相关反应与夜间相似。 图1 图2 (1)图1中，当胞间CO2浓度在900~1200umol·mol1时，红光下光合速率的限制因子是 ,推测此时蓝光下净光合速率更高的原因是 (2)图2中，突变体水稻在远红光与红光条件下蒸腾速率接近，推测其原因是 (3)归纳上述两个研究内容，总结出光影响植物的两条通 日光 通路1 通路2 路（图3）。通路1中，①吸收的光在叶绿体中最终被转化 。通路2中物质 ① ② ②为光敏色素，其分布在植物的各个部位，可以感知光信 C02 (CH,O) 号。用箭头完成图3中②所介导的通路，并在箭头旁用 +ATP PLI5 叶绿体 “(+)”或“（一）”[(+)表示正相关，（一）表示负相关]标注 C02 线粒体 细胞核 (+) 前后两者间的作用。 气孔开放程度 脱落酸信号 (4)根据图3中相关信息，概括出植物利用光的方式： 图3 15.(19分)无土栽培黄瓜时，培养基中要添加适量的Mg2+。研究人员用含不同浓度Mg2+(甲组 适量Mg2+、乙组过量Mg2+、丙组缺少Mg2+)的培养基培养黄瓜，测定开花结果期的叶片中光 合色素的含量（单位：g·g1)及光合特征参数的变化，结果如下表、图1、图2所示 组别 叶绿素a 叶绿素b 类胡萝卜素 叶绿素a十叶绿素b 叶绿素a/叶绿素b 甲 2.159 0.539 0.421 2.698 4.005 乙 2.259 0.548 0.363 2.807 4.125 丙 1.746 0.406 0.353 2.152 4.301 16 甲 0.50 甲 14 乙 0.45 0.40 丙 12 Gsmimm 0.35 0.30 0.25 6 0.20 0.15 0.10 时间/h 时间h 图1净光合作用速率的日变化 图2气孔导度的日变化 回答下列问题： (1)利用特定的仪器测定色素提取液在 (填“红光”或“蓝紫光”)下的吸光率，可 计算出叶绿素的含量，测定时不选择另一种光的原因是 分离黄瓜叶片的光合色素时，滤纸条上色素带颜色为 的是叶绿素b。 (2)分析题表数据，与甲组相比，丙组黄瓜缺Mg2+对 (填“叶绿素a”或“叶绿素b”) 的合成影响较大，理由是 (3)图1中与甲组相比，丙组黄瓜的净光合速率较低，结合题干和表格信息推断主要原因是 某同学结合图2 分析，推断影响乙组黄瓜12：00一14：00时间段内净光合速率下降的主要内部因素是气孔因 素，该同学做出此判断的依据是 生物学（五）第4页（共4页） 40分钟·J40分钟·J ·生物学· 生物学（五） 9 命题要素一览表 注： 1.能力要求： I,理解能力Ⅱ.实验探究能力 Ⅲ，解决问题能力Ⅳ，创新能力 2.学科素养： ①生命观念 ②科学思维 ③科学探究④社会责任 知识点 能力要求 学科素养 预估难度 题号 题型 分值 (主题内容) ① ② ③ ④ 档次 系数 1 单项选择题 3 光合作用原理的发现史 易 0.75 光合色素的提取与分离 2 单项选择题 3 易 0.72 实验 光合作用与呼吸作用原 单项选择题 3 易 0.80 理在农业上的应用 光合作用的光反应与暗 单项选择题 3 中 0.60 反应过程及能量转化 自然环境下与密闭容器 单项选择题 3 中植物光合作用和呼吸 0.55 作用的变化曲线 探究温度对光合作用强 6 单项选择题 3 中 0.65 度的影响 探究光照强度对光合作 单项选择题 3 L 0.65 用强度的影响 植物光合作用的C4途 单项选择题 3 L 中 0.65 径和C,途径 密闭环境中光合作用与 9 单项选择题 3 呼吸作用的综合计算与 中 0.60 分析 不同植物光合特性差异 10 多项选择题 6 0.50 及环境影响分析 光系统Ⅱ(PSⅡ)的电子 11 多项选择题 6 中 0.50 传递过程及功能 ·17· ·生物学· 参考答案及解析 微生物降解污染物与藻 12 多项选择题 6 类光合作用的互作关系 / / / 难 0.29 分析 旗叶光合作用特点，干 旱胁迫对小麦光合速率 13 非选择题 18 √/√√难0.27 影响的机制分析与图表 绘制 不同光质对植物光合作 14 非选择题 18 用及蒸腾作用的调控机 √ √ √ √ √ 难 0.25 制综合分析 镁离子浓度对黄瓜光合 15 非选择题 19 色素含量及光合特征参 / √ √ √ √ √ 中 0.65 数影响的实验分析 叁考答案及解析 一、单项选择题 3.D【解析】选用透气的纱布或创可贴是为了抑制厌 1.D【解析】卡尔文通过追踪检测4C的去向，探明了 氧微生物（如破伤风芽孢杆菌）的无氧呼吸，因为其繁 CO2中的碳在光合作用过程中转化为有机物中的碳 殖需要无氧环境，氧气会抑制其代谢活动，A正确；冬 的途径，A正确：希尔的实验说明水在光下分解和糖 季动物需要消耗更多能量维持体温，防寒保暖可减少 的合成不是同一个化学反应，B正确：恩格尔曼通过 能量散失，使饲料中的有机物更多用于生长，从而提 实验证明叶绿体中含有能有效地吸收利用红光和蓝 高饲料利用率，B正确：棉花（高秆）与花生（矮秆）套 光的物质，C正确：鲁宾和卡门采用同位素标记法分 种可分层利用光能，同时充分利用不同层次土壤的养 别标记CO2和水进行实验，证明光合作用释放的O2 分，提高光能利用率和土地资源利用率，C正确：“正 来自水，D错误。 其行，通其风”的目的是通过通风补充CO2,增强光合 2.B【解析】绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水 作用，种植过密会导致植物间相互遮挡，光照不足，且 乙醇中，所以，可用无水乙醇提取绿叶中的色素，A错 CO2浓度可能因光合作用消耗而降低，成为光合作用 误：加入二氧化硅可以增大摩擦力，使研磨更加充分， 的限制因素，D错误。 加入碳酸钙可以中和细胞液中的有机酸，防止酸性的4.B【解析】过程①是水在光下分解，需要叶绿体中的 细胞液破坏镁离子从而导致叶绿素分解，B正确；用 色素（叶绿素和类胡萝卜素）吸收光能，A错误；过程 纸层析法分离光合色素时，色素在滤纸条上的扩散速 ②是NADPH的形成，发生在类囊体膜上，同时将色 度取决于色素在层析液中的溶解度，溶解度越大，扩 素分子吸收的光能转化为有机物中的化学能，B正 散速度越快，色素的含量与色素带的宽窄有关，C错 确；一些进行化能合成作用的自养型生物不能进行① 误：层析液液面没过滤液细线，确实会导致色素直接 ②过程，C错误：蓝细菌是原核生物，细胞内没有叶绿 溶解到层析液中，从而无法在滤纸条上分离形成色素 体，其C还原也在细胞质中进行，D错误。 带，这是最常见的原因，但“一定是”过于绝对，其他操 5.A【解析】在图1的G点，光照强度降为0，植物只 作失误也可能导致该结果，如研磨不充分、提取液选 进行呼吸作用，不进行光合作用，净光合速率为负值， 择错误（如用了水）、滤液细线画得过轻等，D错误。 图2的H'点时，玻璃罩内CO2浓度达到最低，此时净 ·18· 40分钟·J ·生物学· 光合速率为0，而'点时，CO2浓度升高，此时光照强 有氧呼吸的特点，氧气消耗速率反映呼吸强度，所以 度降为0，植物只进行呼吸作用，不进行光合作用，净 可推测小球藻有氧呼吸强度基本不变，A正确：0~5 光合速率为负值，A错误；图1中B点处于凌晨，温度 分钟只进行呼吸作用，消耗O、产生CO2,5一7分钟 较低，细胞呼吸减弱，C)2释放量减少，图2中B'C‘段 时开始有光照，光合作用逐渐增强，到7分钟时，瓶中 也是因为凌晨温度降低，细胞呼吸减弱，使得密闭容 )2和CO2含量与实验开始时基本相同，B正确：18~ 器内CO2浓度增加变缓，B正确：图2中12：00时比 20分钟，光照充足（之前已给予适宜光照），但由于容 18:00时密闭容器内CO2浓度高，CO2固定形成Ca 器密封，NaHCOx提供的CO2有限，此时光合作用的 的速率较快，C正确：图1的D、F点和图2的D'、H 主要限制因素是CO2含量，C正确；20~30分钟，瓶 点都表示光合作用强度等于呼吸作用强度，此时光反 内氧气含量从7×10-？mol增加到12×10-？mol,增加 应产生的NADPH会从类囊体膜向叶绿体基质移 了5×10mol,但小球藻光合作用产生的O2一部分 动，用于C的还原，D正确。 用于自身呼吸作用，一部分释放到外界，所以小球藻 6.D【解析】在探究温度对光合作用强度的影响实验 光合作用产生的O2量大于5×10-1mol,D错误。 中，CO2浓度和光照强度是无关变量，应保持相同且 二、多项选择题 适宜，A正确；4℃条件下叶状体小段仍有上浮，说明 10.ACD【解析】分析图1可知，当PAR> 该绿藻叶状体能够进行光合作用，只是光合作用强度 800mol·m2·s1时，野姜的净光合速率不再变化， 相对较弱，所以该条件下细胞呼吸和光合作用同时进 而三角叶滨藜的净光合速率依然在上升，因此野姜 行，B正确：叶状体上浮的原因是光合作用产生的氧 能够在较低光照强度下达到其最大光合速率，A正 气积累在叶状体内，使叶状体浮力增大而上浮，叶状 确：分析图1可知，当光照强度较弱时，相同光照强 体有上浮说明光合作用大于呼吸作用，所以20℃时 度下三角叶滨藜净光合速率小于野姜，当光照强度 叶状体的净光合速率大于0，C正确：进行光合作用的 较强时，相同光照强度下三角叶滨藜净光合速率大 最适温度需要结合峰值判断，图示中无法判断38℃ 于野姜，B错误；当PAR>800amol·m2·s1时， 是否为绿藻进行光合作用的最适温度，D错误。 野姜净光合速率不再变化，此时光照强度不再是限 7.C【解析】净光合速率=光合速率一呼吸速率，光照 制因素，增加CO2浓度可能会提高野姜光合速率， 强度为a时，光合速率等于呼吸速率，即净光合速率 C正确；分析图2可知，与阴影下生长的三角叶滨藜 为0，而植物干重增加依赖净光合积累有机物，因此 相比，光下生长的三角叶滨藜光饱和点（光合速率 干重不会增加，A正确；净光合速率越大，植物积累有 达到最大值时所需要的最小光照强度)更大，表明 机物越多，光照强度从a逐渐增加到b时，光合速率 叶片的光合作用特性与其生长条件有关，D正确。 与呼吸速率差值逐渐增大，生长速率逐渐增大，B正 11.BC【解析】根据图示可知，水的氧化过程产生的 确；光照强度小于b时，光照强度为光合作用的主要 H+使类囊体腔中的H+浓度高于基质，A正确；结 限制因素，提高大田CO2浓度不会使CO2固定速率 合图示与光合作用的原理可以分析出，PSⅡ通过水 增大（因为光照不足，光反应提供的ATP和NADPH 的光解释放电子与氧气，电子进一步通过电子传递 有限，限制暗反应)，C错误；光照强度为b时，适当降 链产生H浓度梯度，H顺浓度梯度运输，驱动 低光反应速率，光反应为暗反应提供的ATP和 ATP合成酶催化ATP的合成，B错误；提高PSⅡ NADPH减少，会使暗反应中CO2固定速率降低，D 活性后，促进水的裂解，产生更多的氧气，C错误； 正确。 NADPH在光反应阶段产生，主要用于暗反应阶段 8.B【解析】由图可知，B可参与CO2的固定，可知B 的C的还原，D正确。 为C；,A错误：卡尔文循环（即暗反应）进行的场所是 12.ACD【解析】图1结果表明，对硝基苯酚可抑制栅 叶绿体基质，B正确；②为C的还原，光反应产生的 藻光合放氧反应，且在一定范围内，随着对硝基苯 ATP和NADPH可为其提供能量，C错误；由图可 酚浓度增加，栅藻的光合放氧量逐渐下降，对光合 知，淀粉等有机物在维管束鞘细胞中合成，D错误。 放氧的抑制作用增强，A正确；分析图1可知，对硝 9.D【解析】0~5分钟处于黑暗环境，小球藻只进行 基苯酚含量为20mg·L-1时，栅藻光合放氧量较 有氧呼吸，此阶段氧气含量下降速率基本不变，根据 高，而光合作用会消耗培养液中的CO2,故培养液 ·19· ·生物学· 参考答案及解析 的pH会升高，B错误；由题意知，该细菌不能在无 13.4molC0,·m2·s1;轻度干旱时：7.6十2.7 氧条件下生长，栅藻在光照下会产生氧气，分析图2 10.3molC02·m2·s1;中度干旱时：4.1+2.3= 可知，I、Ⅱ、Ⅲ三组对比，I组有氧气，Ⅱ、Ⅲ组有 6.4molC02·m2·s1;重度千旱时：1.8十1.6= 细菌十氧气，Ⅱ、Ⅲ组对硝基苯酚相对含量下降趋 3.4 umol CO2·m2·s1。据表并结合光合作用 势基本一致，I组基本不变，则细菌在有氧条件下 的过程分析，随着干旱程度的增加，小麦品系X的 可降解对硝基苯酚，可推知细菌利用对硝基苯酚的 光合速率呈现图示变化趋势的原因主要是随着干旱 限制因子是氧气，C正确：结合题意和图2可知，在 程度的增加，小麦品系X的气孔开度减小，CO2吸 光照条件下栅藻进行光合放氧为细菌提供有氧环 收减少，胞间CO2浓度降低，暗反应速率降低；小麦 境，而细菌在有氧环境下可降解对硝基苯酚，并为 品系X的叶绿素含量减少，光反应吸收转化的光能 栅藻提供CO2,故二者可通过原始合作净化被对硝 减少，光反应速率降低。 基苯酚污染的水体，D正确。 (4)由“就与CO2的亲和力而言，小麦叶绿体中固定 三、非选择题 CO2的R酶明显低于玉米叶绿体中的P酶”可知， 13.(18分，除标注外，每空3分) 干旱条件下，小麦的气孔开度减小，胞间CO2浓度 (1)(叶绿体)类囊体膜(2分) 降低，与R酶相比，P酶与CO2的亲和力强，能固定 (2)光照（或“充足的光照”）运输到籽粒（或其他 更多CO2,使暗反应速率提高，进而使光合作用速率 部位) 提高，因此与普通小麦相比，转P酶基因的小麦在干 (3) 旱条件下具有生长优势。 14.(18分，每空3分) 14 3.4 (1)光照强度、光质蓝光被光合色素吸收的效率更 12 10.3 10 高（或“蓝光能提高光合作用相关酶的活性”，合理 6.4 即可) 6 (2)突变体中PILI5基因功能缺失，阻断了光信号 对气孔开放程度的调控，使得气孔开放程度在远红 正常供水轻度干旱中度干旱 重度干旱 光和红光条件下无明显差异 随着干旱程度的增加，小麦品系X的气孔开度减 (3)有机物中的化学能 小，CO2吸收减少，胞间CO2浓度降低，暗反应速率 日光 通路1 通路2 降低；小麦品系X的叶绿素含量减少，光反应吸收 转化的光能减少，光反应速率降低(4分) (4)干旱条件下，小麦的气孔开度减小，胞间CO2浓 ATP PILIS 度降低，与R酶相比，P酶与CO2的亲和力强，能固 叶绿体 C02 线粒体 细胞核 定更多CO,,使暗反应速率提高，光合作用速率提 (+) 高，因此转P酶基因的小麦具有生长优势 气孔开放程度日脱落酸信号俞 【解析】(1)小麦光合作用的光反应产生了氧气，光 (4)通过叶绿体中的光合色素吸收光能用于光合作 反应的场所是叶绿体类囊体膜。 用合成有机物；通过光敏色素感知光信号调控基因 (2)旗叶是小麦植株最后长出、位于植株最顶端的叶 表达，影响植物生理过程 子，与其他叶片相比，旗叶更容易得到充足的光照： 【解析】(1)当胞间CO2浓度在900~ 在适宜条件下，成熟旗叶一段时间内的有机物增加 1200mol·mol1时，从图1中红光曲线来看，随着 量可能为零，由“它为小麦籽粒提供的糖类约占籽粒 CO,浓度增加，光合速率不再上升，说明此时CO2浓 中糖类的一半”可推知，该段时间内旗叶合成的有机 度不是限制因子，而可能是光照强度、光质等其他因 物用于呼吸作用和运输到籽粒（或其他部位）。 素限制了光合速率。蓝光下净光合速率更高的原因 (3)总光合速率=净光合速率十呼吸速率。由表中数 可能是蓝光能够促进光合作用中某些关键酶的活 据可计算各组总光合速率，正常供水时：10.3十3.1= 性，或者蓝光被光合色素吸收后转化为活跃化学能 ·20· 40分钟·J ·生物学· 的效率更高等。 光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光，选择 (2)已知红光下植物的相关反应与白天相似，远红光 红光可排除类胡萝卜素的干扰黄绿色(2分) 下植物的相关反应与夜间相似，突变体发生了 (2)叶绿素b(2分)与甲组相比，丙组叶绿素a/叶 PIL5基因的功能缺失，且该基因参与脱落酸信号 绿素b的值增大，说明叶绿素b合成减少幅度比叶 通路的调控。在远红光与红光条件下蒸腾速率接 绿素a合成减少幅度大 近，推测原因可能是突变体中PILI5基因功能缺 (3)丙组黄瓜缺少Mg+,使叶绿素含量减少，光反 失，使得脱落酸信号通路对气孔的调控作用减弱，导 应速率减慢图2中乙组黄瓜12：00-14：00时间 致在不同光质（远红光和红光）下气孔开放程度变化 段内叶片气孔导度降低，使进入叶肉细胞中的CO 不大，从而蒸腾速率接近。 减少，导致暗反应速率下降，进而使黄瓜净光合速率 (3)通路1中，①为光合色素，吸收的光在叶绿体中 下降(4分) 最终被转化为有机物中的化学能。通路2中吸收光 【解析】(1)提取到的色素可利用特定的仪器测定色 的物质②为光敏色素。由于突变体发生PILI5基 素提取液在红光下的吸光率，从而计算出叶绿素的 因功能缺失后，在远红光与红光条件下蒸腾速率接 含量，测定时选择用红光而不是蓝紫光的原因是叶 近，可推测光敏色素感知光信号后，通过影响PILI5 绿素能吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝 基因的表达，进而影响脱落酸信号通路，对气孔开放 紫光，选用红光可排除类胡萝卜素的干扰，因而需要 程度进行调控。根据所学知识，脱落酸可以促进气 选择红光作为实验条件：在分离黄瓜叶片中的光合 孔关闭，且从图2中突变体在远红光和红光下蒸腾 色素时，叶绿素a的颜色是蓝绿色，叶绿素b的颜色 速率变化不大，野生型在红光条件下蒸腾速率较大， 是黄绿色。 可推断光敏色素对PIL5基因表达的影响是负相 (2)与甲组相比，丙组叶绿素a/叶绿素b的值增大， 关，PL5基因对脱落酸信号通路是正相关，脱落酸 这是因为缺Mg+抑制叶绿素a和叶绿素b的合成， 信号通路对气孔开放程度是负相关。 且叶绿素b合成减少幅度比叶绿素a合成减少幅 (4)根据图3中相关信息，植物利用光的方式有：一 度大。 方面，通过叶绿体中的光合色素吸收光能，将其转化 (3)据题表和题图可知，图1中，丙组的净光合速率 为化学能用于光合作用合成有机物：另一方面，通过 小于甲、乙组的原因是丙组黄瓜缺少Mg+,使叶绿 光敏色素感知光信号，调控基因（如PLI5基因）表 素合成量减少，导致光反应速率减慢：由于中午时乙 达，进而影响植物的生理过程（如通过脱落酸信号通 组黄瓜叶片气孔导度降低，进入叶肉细胞中的二氧 路调控气孔开放程度)。 化碳减少，导致暗反应速率下降，进而使黄瓜净光合 15.(19分，除标注外，每空3分) 速率下降。 (1)红光(2分)叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫 ·21·