生物(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（河南专版）

生物学（五）光合作用与能量转化 (建议用时75分钟，满分100分) 一、选择题：本题共16小题，每小题3分，共48分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题 目要求。 1.对绿色植物的光合作用和呼吸作用过程进行比较，下列叙述错误的是 A.类囊体薄膜上消耗HO,而线粒体基质中生成H2O B.叶绿体基质中消耗CO2,而线粒体基质中生成CO2 C.类囊体薄膜上生成O2,而线粒体内膜上消耗O2 D.叶绿体基质中合成有机物，而线粒体基质中分解有机物 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.德国科学家恩格尔曼利用水绵（叶绿体呈螺旋带状分布）和需氧细菌设计了两个经典实验，探究 叶绿体的功能。第一个实验分为两组：①将载有水绵和需氧细菌的临时装片置于没有空气的黑 暗环境中，用极细的光束照射水绵；②将同一临时装片先置于没有空气的黑暗环境中，再暴露在 光下。第二个实验：用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，发现大量的需氧细菌聚集在红光和 蓝紫光区域。下列关于恩格尔曼实验的分析，错误的是 A.第一个实验①中，需氧细菌仅聚集在叶绿体被光束照射到的部位，说明叶绿体在光下能产生氧气 B.第一个实验②中，需氧细菌均匀分布在水绵周围，说明光对需氧细菌的聚集无影响 C.第一个实验①②组均排除了“空气中氧气”和“环境光”对实验结果的干扰，遵循单一变量原则 D.第二个实验结果说明水绵的叶绿体中含有能有效吸收、利用红光和蓝紫光的物质 4.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.希尔的实验说明水的光解与糖的合成不是同一个化学反应 C.阿尔农发现水的光解过程伴随着ATP的合成 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 5.农业生产中，大棚种植常通过调控环境条件提高作物光合效率以增加产量。某农户在种植番茄 时，对大棚内部分环境因素进行管理：①白天适当升高棚内温度至25~30℃；②正午光照过强 时覆盖遮阳网；③定期向棚内补充CO2;④夜间适当降低棚内温度。下列关于这些措施与光合 作用原理关联的分析，正确的是 生物学（五）第1页（共8页） A.措施①通过提高温度直接促进暗反应中C3的还原，增加有机物的合成 B.措施②可避免光照过强导致光合色素分解，从而维持光反应的正常进行 C.措施③能提高暗反应中CO2的固定速率，为C3的还原提供更多原料 D.措施④通过降低温度减少呼吸作用消耗的有机物，该措施的制定与光合作用原理没有关系 6.河南是我国重要的农业大省，通过改良小麦品种和优化种植技术，当地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 基质（低H+) NADP++H NADPH ADP+Pi ATP 5光 质体 光 AFNR H P680 p700 B g PC H20 02+Ht 质体蓝素 水的氧化 类囊体腔（高H) A.水的氧化过程产生的H+可使类囊体腔中的H+浓度高于基质 B.增强PSⅡ活性能够直接提高ATP合成酶催化ATP合成的速率 C.提高PSⅡ活性后，光反应过程中释放的氧气量增加 D.光反应产生的NADPH主要用于光合作用的暗反应阶段 7.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 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 20 海6203R D.据图可知，38℃是绿藻进行光合作用的最适温度 8.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 光合速率 (类) 呼吸速率 V 光照强度 A.光照强度为a时，该植物的干重不会增加 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 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 生物学（五）第2页（共8页） Q 9.科学家研究小麦20℃时光合作用强度与光照强度的关系，得到如图所示曲线。下列有关叙述 错误的是 A.a点时，小麦叶肉细胞不进行光合作用 d■ 8 B.b点时，小麦光合作用速率等于呼吸作用速率 h 光照强度 a C.ab段光合作用强度大于呼吸作用强度 D.cd段曲线不再持续上升的原因可能是受CO2浓度的限制 10.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，逐渐探明了水的光解和NADPH 的产生过程，如图所示（为负电子）。下列分析正确的是 A.过程①的完成与叶绿体中的类胡萝卜素无关 H20①0 He②→NADPH B.过程②发生在类囊体薄膜上并伴随着能量的转换 NADP+ 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 11.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，下列叙述错 误的是 /B' 8 B/D F G H'IJ FAC F时刻 爵024681012141618202224时刻 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 C02吸收速率变化 A.图1的G点、图2的'点，此时光照强度降为0，光合作用停止，净光合速率为0 B.影响图1的B点、图2的B'C'段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会从类囊体薄膜向叶绿体基质移动 12.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。下列相关说法错误的是 日301 40 三角叶滨藜 三角叶滨藜 20 (光下生长) 三角叶滨藜 野姜 (阴影下生长) 0 0 0 400800120016002000 05001000150020002500 光合有效辐射(PAR)/(umol'm2sl) 光合有效辐射(PAR)/(molm-2sl) 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 生物学（五）第3页（共8页） 13.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（如下图），PEP羧化酶对CO2具有较强亲和力。据图分析，下列说法正确的是 C02 C0 PEP羧化酶，C4 A C C02 \② C途径 C4途径 (卡尔文循环) (CH2O) -PEP←一C3 ←一C3 B 叶肉细胞 维管束鞘细胞 A.物质B为C3,它和PEP均可固定CO 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 14.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NaHCO3,0~30分钟玻璃瓶内氧气含量变化如图所示，不考虑 小球藻的数量变化。下列叙述错误的是 12 NaHCO 6 4 ■ 710 20 30 屏 时间/min A.0~5分钟，小球藻有氧呼吸强度基本不变 B.7分钟时，瓶中O2和CO2含量与实验开始时基本相同 C.18~20分钟，光合作用的主要限制因素是CO2含量 D.20~30分钟，小球藻光合作用产生了5×10-7mol的O2 15.科研人员对盐胁迫下某品种海水稻的抗盐机理及生长变化进行研究。图1表示高盐胁迫条件 下海水稻叶肉细胞内的相关数据；图2表示不同浓度NCl培养液下海水稻根尖细胞内的相关 数据（以150mmol/L NaCl溶液浓度为界分为低盐和高盐胁迫）。下列相关叙述错误的是 ·胞间CO2浓度 个·可溶性糖 ★色素相对含量 女无机盐 a 051015202530 050100150200250 时间/d NaCI浓度/(mmol/L) 图1 图2 A.第15天之前，胞间CO2浓度下降可能与叶肉细胞吸收CO2增多有关 B.第15天之后，胞间CO2浓度上升主要是因为光反应产生的NADPH和ATP不足 C.低盐胁迫时，根尖细胞主要通过提高细胞内可溶性糖的浓度以适应盐胁迫 D.种植海水稻时适时排水可改善氧气供应，促进根系呼吸作用以利于吸收无机盐 生物学（五）第4页（共8页） Q 16.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(40mg·L1)的降解情况，开展了3组(I、 Ⅱ和Ⅲ)对比实验，结果如图2。下列相关叙述错误的是 0对硝基苯酚/(mgL-) os ,10 征100 ×I橱藻+光照 -20 。Ⅱ细菌+通空气 30 50 ·Ⅲ细菌+栅藻+光照 04 12 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10min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 4 5 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 答案 二、非选择题：本题共5小题，共52分。 17.(9分)光质和土壤中的盐含量是影响作物生理状态的重要因素。为探究不同光质对高盐含量 (盐胁迫)下某作物生长的影响，研究人员将作物分组处理一段时间后，测得结果如图所示（光 补偿点指当总光合速率等于呼吸速率时的光照强度)。回答下列问题： 40 5 35 ①0 mM NaCl+正常光 ②0 nM NaCl+实验光 .z-w.loum 302520 ③150 mM NaCl+正常光 ④150 mM NaCl+实验光 5 10 ①②③④ ①②③④ (1)光对植物生长发育的作用有 和 两个 方面。 (2)上述实验需控制变量，为探究实验光处理是否完全抵消了盐胁迫对该作物生长的影响，至 少应选用上述 组（填组别）进行对比分析，该实验中的无关变量有 (答出2点即可)。 (3)在光照强度达到光补偿点之前(CO2消耗量与光照强度视为正相关)，④组的总光合速率 (填“始终大于”“始终小于”“先大于后等于”或“先小于后等于”)③组的总光合 速率，判断依据是 生物学（五）第5页（共8页） 18.(11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·m2·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/(umolCO2·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，并在柱形顶端标出具体数值)。据表并结合光合作用的过程分析，随着干旱程度的增加， 小麦品系X的光合速率呈现图示变化趋势的原因主要是 10 86 酒 20 正常供水轻度干旱中度干旱重度干旱 (4)就与CO2的亲和力而言，小麦叶绿体中固定CO2的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 19.(11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PLI5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： 04 0.6 ■野生型口突变体 40 蓝光 0 30 0.2 20 红光 10 0 0以 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/(umol mol-1) 远红光下植物的相关反应与夜间相似。 图1 图2 生物学（五）第6页（共8页） Q (1)图1中，当胞间CO2浓度在900~1200umol·mol-1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路（图3）。通路1中，①吸收的光在叶 绿体中最终被转化为 。 通路2中吸收光的物质②为 用箭头完成图3中②所介导的通路，并在箭头旁用“(+)”或 “(一)”[（十）表示正相关，（一）表示负相关]标注前后两者间的作用。 日光 通路1 通路2 ② C02 →ATP 叶绿体 CO, 线粒体 细胞核 一气孔开放程度 脱落酸信号 图3 (4)根据图3中相关信息，概括出植物利用光的方式： 20.(11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：mg·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 6 甲 0.50f 甲 -乙 0.45 丙 0.40 一丙 2 0.35 8 6 0.15 4 0.104 心心时间h 6 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。 生物学（五）第7页（共8页） (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 21.(10分)阳光玫瑰葡萄是一种口感甜、品相好、耐储运的葡萄品种，近年来因其高市场需求而广 泛种植。然而，随着种植面积的扩大，部分种植户因盲目追求产量，导致品质下降，市场竞争力 减弱。为了提高阳光玫瑰葡萄的产量和品质，某研究小组以温室大棚中的阳光玫瑰葡萄为材 料，探究不同温度和CO2浓度对阳光玫瑰葡萄净光合速率和呼吸速率的影响，结果如下表（光 合速率和呼吸速率均以CO2吸收/释放量表示，单位：4mol·m2·s1)。回答下列问题： CO2浓度/ppm 25℃时净光合速率 25℃时呼吸速率 35℃时净光合速率35℃时呼吸速率 200 5 2 3 3 400 12 2 9 3.5 600 18 2.5 14 4 800 20 3 16 4.5 1000 20 3.5 16 5 (1)CO2的固定发生在阳光玫瑰葡萄叶肉细胞的 中。在 25℃、CO2浓度为800ppm时，光合作用固定的CO2来源于 (2)表中呼吸速率需要将阳光玫瑰葡萄植株置于 条件下测量，根据 表格数据分析，35℃时净光合速率低于25℃的原因是 (3)葡萄叶肉细胞中存在一种由B基因编码的水通道蛋白（简称B蛋白）。研究发现，正常种植 条件下，露地葡萄和突变株系(B蛋白过量表达)的气孔开放程度基本相同，但突变株系光合效 率更高，科学家推测原因在于超表达的B蛋白能促进CO2的吸收。为验证这一推测，请写出实 验思路并预期实验结果。 实验思路： 预期实验结果： 生物学（五）第8页（共8页） >Q·生物学· 生物学（五） 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) I V ① ② ③ ④ 档次 系数 光合作用和呼吸作用的 1 选择题 3 中 0.65 场所与物质变化比较 光合色素的提取与分离 2 选择题 3 易 0.72 实验 恩格尔曼实验设计与结 3 选择题 3 中 0.55 论分析 选择题 3 光合作用原理的发现史 易 0.75 农业生产中提高光合效 选择题 3 L 中 0.60 率的措施与原理分析 光系统Ⅱ(PSⅡ)的电子 6 选择题 3 0.50 传递过程及功能 探究温度对光合作用强 选择题 3 0.65 度的影响 L 探究光照强度对光合作 选择题 3 0.65 用强度的影响 光合作用强度与光照强 9 选择题 易 0.72 度的关系曲线分析 光合作用的光反应与暗 10 选择题 3 0.60 反应过程及能量转化 自然环境下与密闭容器 11 选择题 3 中植物光合作用和呼吸 / 中 0.55 作用的变化曲线 不同植物光合特性差异 12 选择题 3 0.50 及环境影响分析 ·25· ·生物学· 参考答案及解析 植物光合作用的C途 13 选择题 0.65 径和C途径 密闭环境中光合作用与 14 选择题 3 呼吸作用的综合计算与 / 0.60 分析 盐胁迫对植物光合作用 15 选择题 3 及细胞代谢的影响机制 中 0.45 分析 微生物降解污染物与藻 16 选择题 3 类光合作用的互作关系 0.29 分析 光质与盐胁迫对作物光 17 非选择题 9 合特性影响的实验探究 中 0.55 与分析 旗叶光合作用特点，干 旱肋迫对小麦光合速率 18 非选择题 11 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 19 非选择题 11 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 20 非选择题 11 色素含量及光合特征参 √ √ √√ 中 0.65 数影响的实验分析 探究温度与CO2浓度对 葡萄光合作用与呼吸作 21 非选择题 10 / √ 中 0.53 用的影响及相关验证实 验设计 春考答案及解析 一、选择题 薄膜上进行水的光解生成O2,线粒体内膜上进行有 1.A【解析】类囊体薄膜上进行水的光解消耗HO, 氧呼吸第三阶段，消耗O2和[H]生成水，C正确：叶 而线粒体内膜上进行有氧呼吸第三阶段生成H2O, 绿体基质中进行暗反应，合成葡萄糖等有机物，线粒 线粒体基质中进行有氧呼吸第二阶段，该阶段不生成 体基质中进行有氧呼吸第二阶段，分解有机物（丙酮 H2O,A错误；叶绿体基质中进行暗反应，消耗CO 酸)，生成CO2和[H],D正确。 进行CO2的固定，线粒体基质中进行有氧呼吸第二 2.B【解析】绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水 阶段，涉及丙酮酸和水反应生成CO2,B正确；类囊体： 乙醇中，所以，可用无水乙醇提取绿叶中的色素，A错 ·26· Q ·生物学· 误：加入二氧化硅可以增大摩擦力，使研磨更加充分， 强光（如强光十高温）下才可能被破坏，正常正午光照 加入碳酸钙可以中和细胞液中的有机酸，防止酸性的 通常不会直接导致其分解，B错误；暗反应中，CO2的 细胞液破坏镁离子从而导致叶绿素分解，B正确；用 固定依赖CO2与C结合生成C,措施③补充CO 纸层析法分离光合色素时，色素在滤纸条上的扩散速 可提高CO2浓度，直接加快CO2的固定速率，生成更 度取决于色素在层析液中的溶解度，溶解度越大，扩 多C,而Ca是后续C:还原（需光反应提供的ATP 散速度越快，色素的含量与色素带的宽窄有关，C错 和NADPH)的原料，进而为有机物合成提供更多中 误；层析液液面没过滤液细线，确实会导致色素直接 间产物，符合光合作用暗反应的过程原理，C正确：虽 溶解到层析液中，从而无法在滤纸条上分离形成色素 然措施④的直接作用是降低呼吸作用消耗有机物的 带，这是最常见的原因，但“一定是”过于绝对，其他操 量（减少夜间有机物损耗），但它是基于光合作用和呼 作失误也可能导致该结果，如研磨不充分、提取液选 吸作用原理而制定的，其最终目的是增加作物产量， 择错误（如用了水）、滤液细线画得过轻等，D错误。 且夜间低温可通过维持叶绿体结构稳定性、减少光合 3.B【解析】第一个实验①中，需氧细菌聚集在叶绿体 相关酶的降解等，为次日光合作用的高效启动提供基 被光束照射到的部位，说明“叶绿体被光照射的部位 础，D错误。 能产生氧气”，A正确：第一个实验②中，需氧细菌并6.B【解析】根据图示可知，水的氧化过程产生的H 非“均匀分布”，而是分布在水绵的叶绿体所有受光部 使类囊体腔中的H十浓度高于基质，A正确：结合图 位，说明光通过影响光合作用的氧气产生，间接影响 示与光合作用的原理可以分析出，PSⅡ通过水的光 需氧细菌的聚集，而非光对细菌无影响，B错误；第一 解释放电子与氧气，电子进一步通过电子传递链产生 个实验①②组实验均设置“没有空气的黑暗环境”，先 H浓度梯度，H+顺浓度梯度运输，驱动ATP合成 排除空气中氧气对细菌聚集的干扰，再通过“极细光 酶催化ATP的合成，B错误；提高PSⅡ活性后，促进 束”和“全光”的单一变量（光照范围），探究光合作用 水的光解，产生更多的氧气，C正确；NADPH在光反 与光、叶绿体的关系，严格遵循对照原则和单一变量 应阶段产生，主要用于暗反应阶段的C?的还原，D 原则，C正确；水绵叶绿体上的光合色素主要吸收红 正确。 光和蓝紫光，在此波长光的照射下，叶绿体会释放氧7.D【解析】在探究温度对光合作用强度的影响实验 气，适于需氧细菌在此区域分布，D正确。 中，CO2浓度和光照强度是无关变量，应保持相同且 4.D【解析】卡尔文通过追踪检测1C的去向，探明了 适宜，A正确：4℃条件下叶状体小段仍有上浮，说明 CO2中的碳在光合作用过程中转化为有机物中的碳 该绿藻叶状体能够进行光合作用，只是光合作用强度 的途径，A正确：离体叶绿体在适当条件下发生水的 相对较弱，所以该条件下细胞呼吸和光合作用同时进 光解、产生氧气的化学反应称为希尔反应，希尔反应 行，B正确；叶状体上浮的原因是光合作用产生的氧 说明水的光解和糖的合成不是同一个化学反应，B正 气积累在叶状体内，使叶状体浮力增大而上浮，叶状 确；阿尔农发现在光照下，叶绿体可以合成ATP,并 体有上浮说明光合作用大于呼吸作用，所以20℃时 且叶绿体合成ATP的过程总是与水的光解相伴随， 叶状体的净光合速率大于0，C正确；进行光合作用的 C正确；鲁宾和卡门采用同位素标记法分别标记CO2 最适温度需要结合峰值判断，图示中无法判断38℃ 和水进行实验，证明光合作用释放的O2来自水，D 是否为绿藻进行光合作用的最适温度，D错误。 错误。 8.C【解析】净光合速率=光合速率一呼吸速率，光照 5.C【解析】措施①中，白天适当升高温度(25~30℃ 强度为α时，光合速率等于呼吸速率，即净光合速率 为多数作物光合作用有关酶的适宜温度)，主要通过 为0，而植物干重增加依赖净光合积累有机物，因此 提高光合作用有关酶的活性间接促进光反应和暗反 干重不会增加，A正确；净光合速率越大，植物积累有 应，且温度对光反应和暗反应的影响是整体性的，并 机物越多，光照强度从α逐渐增加到b时，光合速率 非仅针对暗反应某一步骤，A错误；正午光照过强时， 与呼吸速率差值逐渐增大，生长速率逐渐增大，B正 覆盖遮阳网的主要目的是避免光照过强导致的“光合 确：光照强度小于b时，光照强度为光合作用的主要 午休”（此时气孔关闭，CO2供应不足，光合速率下 限制因素，提高大田CO2浓度不会使CO2固定速率 降)，而非防止“光合色素分解”，光合色素一般在极端 增大（因为光照不足，光反应提供的ATP和NADPH ·27· ·生物学· 参考答案及解析 有限，限制暗反应)，C错误；光照强度为b时，适当降 于野姜，B错误；当PAR>800umol·m2·s1时， 低光反应速率，光反应为暗反应提供的ATP和 野姜净光合速率不再变化，此时光照强度不再是限 NADPH减少，会使暗反应中CO2固定速率降低，D 制因素，增加CO2浓度可能会提高野姜光合速率，C 正确。 正确：分析图2可知，与阴影下生长的三角叶滨藜相 9.C【解析】a点时，光照强度为0，小麦叶肉细胞只进 比，光下生长的三角叶滨藜光饱和点（光合速率达到 行呼吸作用，不进行光合作用，A正确；b点时，二氧 最大值时所需要的最小光照强度)更大，表明叶片的 化碳的吸收量为0，说明小麦光合作用消耗的二氧化 光合作用特性与其生长条件有关，D正确。 碳量等于呼吸作用产生的二氧化碳量，即光合作用速 13.B【解析】由图可知，B可参与CO2的固定，可知B 率等于呼吸作用速率，B正确；ab段二氧化碳的释放 为Cs,A错误；卡尔文循环（即暗反应）进行的场所 量逐渐减少，说明光合作用逐渐增强，但此时呼吸作 是叶绿体基质，B正确：②为C的还原，光反应产生 用强度大于光合作用强度，C错误；cd段光照强度已 的ATP和NADPH可为其提供能量，C错误；由图 经不是限制光合作用的因素，曲线不再持续上升的原 可知，淀粉等有机物在维管束鞘细胞中合成，D 因可能是受二氧化碳浓度等其他因素的限制，D 错误。 正确。 14.D【解析】0~5分钟处于黑暗环境，小球藻只进行 10.B【解析】过程①是水在光下分解，需要叶绿体中 有氧呼吸，此阶段氧气含量下降速率基本不变，根据 的色素（叶绿素和类胡萝卜素）吸收光能，A错误；过 有氧呼吸的特点，氧气消耗速率反映呼吸强度，所以 程②是NADPH的形成，发生在类囊体薄膜上，同时 可推测小球藻有氧呼吸强度基本不变，A正确：0~5 将色素分子吸收的光能转化为有机物中的化学能， 分钟只进行呼吸作用，消耗)2、产生C02,5~7分钟 B正确；一些进行化能合成作用的自养型生物不能 时开始有光照，光合作用逐渐增强，到7分钟时，瓶 进行①②过程，C错误；蓝细菌是原核生物，细胞内 中O:和CO2含量与实验开始时基本相同，B正确： 没有叶绿体，其C还原也在细胞质中进行，D错误。 18~20分钟，光照充足（之前已给予适宜光照），但 11.A【解析】在图1的G点，光照强度降为0，植物只 由于容器密封，NaHCO3提供的CO2有限，此时光 进行呼吸作用，不进行光合作用，净光合速率为负 合作用的主要限制因素是CO2含量，C正确；20~30 值，图2的H点时，玻璃罩内CO2浓度达到最低，此 分钟，瓶内氧气含量从7×10？mol增加到 时净光合速率为0，而I点时，CO2浓度升高，此时光 12×10-7mol,增加了5×107mol,但小球藻光合作 照强度降为0，植物只进行呼吸作用，不进行光合作 用产生的O2一部分用于自身呼吸作用，一部分释放 用，净光合速率为负值，A错误：图1中B点处于凌 到外界，所以小球藻光合作用产生的O量大于 晨，温度较低，细胞呼吸减弱，CO2释放量减少，图2 5×10-7mol,D错误。 中B'C'段也是因为凌晨温度降低，细胞呼吸减弱，15，C【解析】据图1可知，第15天之前，胞间C02浓 使得密闭容器内CO2浓度增加变缓，B正确；图2中 度下降，同时色素相对含量变化不大，说明叶肉细胞 12:00时比18：00时密闭容器内C02浓度高，C02 吸收CO2增多用于光合作用，A正确：第15天之 固定形成C3的速率较快，C正确：图1的D、F点和 后，色素相对含量下降，光反应减弱，产生的 图2的D'、H'点都表示光合作用强度等于呼吸作用 NADPH和ATP不足，暗反应减弱，CO2消耗减少， 强度，此时光反应产生的NADPH会从类囊体薄膜 胞间CO2浓度上升，B正确：由图2可知，低盐胁迫 向叶绿体基质移动，用于C的还原，D正确。 时，根尖细胞内无机盐相对浓度上升更明显，说明根 12.B【解析】分析图1可知，当PAR> 尖细胞主要通过提高细胞内无机盐浓度以适应盐胁 800mol·m·s1时，野姜的净光合速率不再变化， 迫，C错误；适时排水可改善氧气供应，促进根系有 而三角叶滨藜的净光合速率依然在上升，因此野姜 氧呼吸，为无机盐吸收（主动运输）提供能量，D 能够在较低光照强度下达到其最大光合速率，A正 正确。 确：分析图1可知，当光照强度较弱时，相同光照强 16.B【解析】图1结果表明，对硝基苯酚可抑制栅藻 度下三角叶滨藜净光合速率小于野姜，当光照强度 光合放氧反应，且在一定范围内，随着对硝基苯酚浓 较强时，相同光照强度下三角叶滨藜净光合速率大 度增加，栅藻的光合放氧量逐渐下降，对光合放氧的 ·28· ·生物学· 抑制作用增强，A正确；分析图1可知，对硝基苯酚 部位) 含量为20mg·L-1时，栅藻光合放氧量较高，而光 (3) 合作用会消耗培养液中的CO2,故培养液的pH会 升高，B错误；由题意知，该细菌不能在无氧条件下 1 13.4 生长，栅藻在光照下会产生氧气，分析图2可知，I、 12 10.3 10 Ⅱ、Ⅲ三组对比，I组有氧气，Ⅱ、Ⅲ组有细菌十氧 8 6.4 6 气，Ⅱ、Ⅲ组对硝基苯酚相对含量下降趋势基本一 阁 3.4 致，I组基本不变，则细菌在有氧条件下可降解对硝 基苯酚，可推知细菌利用对硝基苯酚的限制因子是 正常供水轻度干早中度干早重度干早 (2分) 氧气，C正确：结合题意和图2可知，在光照条件下 随着干旱程度的增加，小麦品系X的气孔开度减 栅藻进行光合放氧为细菌提供有氧环境，而细菌在 小，C)2吸收减少，胞间CO2浓度降低，暗反应速率 有氧环境下可降解对硝基苯酚，并为栅藻提供C)2, 降低；小麦品系X的叶绿素含量减少，光反应吸收 故二者可通过原始合作净化被对硝基苯酚污染的水 转化的光能减少，光反应速率降低(4分) 体，D正确。 (4)干旱条件下，小麦的气孔开度减小，胞间CO2浓 二、非选择题 度降低，与R酶相比，P酶与CO2的亲和力强，能固 17.(9分，除标注外，每空2分) 定更多CO2,使暗反应速率提高，光合作用速率提 (1)为光合作用提供能量(1分)作为一种信号调 高，因此转P酶基因的小麦具有生长优势(2分) 节植物生长发育(1分) 【解析】(1)小麦光合作用的光反应产生了氧气，光 (2)①③④温度和二氧化碳浓度 反应的场所是叶绿体类囊体薄膜。 (3)始终大于(1分)④组的呼吸速率大于③组，但 (2)旗叶是小麦植株最后长出、位于植株最顶端的叶 是两组光补偿点相同，即呼吸速率等于总光合速率 子，与其他叶片相比，旗叶更容易得到充足的光照； 时的光照强度相等，所以④组达到光补偿点之前消 在适宜条件下，成熟旗叶一段时间内的有机物增加 耗的CO2量大于③组，总光合速率也大于③组 量可能为零，由“它为小麦籽粒提供的糖类约占籽粒 【解析】(1)光可以为植物光合作用提供光能，同时 中糖类的一半”可推知，该段时间内旗叶合成的有机 光可以作为一种信号调节植物生长发育，故光对植 物用于呼吸作用和运输到籽粒（或其他部位）。 物生长发育的作用有为光合作用提供能量和作为一 (3)总光合速率=净光合速率十呼吸速率。由表 种信号调节植物生长发育两个方面。 中数据可计算各组总光合速率，正常供水时： (2)为探究实验光处理是否完全抵消了盐胁迫对该 10.3十3.1=13.4molC02·m2·s1:轻度千 作物生长的影响，至少应选用上述对照组（①）、盐胁 旱时：7.6+2.7=10.3 moICO2·m2·s1;中度 迫组（③）和盐胁迫加实验光处理组（④）进行对比分 干旱时：4.1十2.3=6.44molC02·m2·s1:重度 析。①③比较可知盐胁迫对作物生长的影响，①③ 千旱时：1.8+1.6=3.4 umol C(02·m2·s。据 ④比较可判断实验光处理是否完全抵消了盐胁迫对 表并结合光合作用的过程分析，随着干旱程度的增 该作物生长的影响。实验中除了自变量和因变量， 加，小麦品系X的光合速率呈现图示变化趋势的原 其余变量称为无关变量，该实验中的无关变量有温 因主要是随着干旱程度的增加，小麦品系X的气孔 度和二氧化碳浓度等。 开度减小，CO2吸收减少，胞间CO2浓度降低，暗反 (3)由于④组的呼吸速率大于③组，但是两组光补偿 应速率降低；小麦品系X的叶绿素含量减少，光反 点相同，也就是呼吸速率等于总光合速率时的光照 应吸收转化的光能减少，光反应速率降低 强度相等，所以④组达到光补偿点之前消耗的CO2 (4)由“就与CO2的亲和力而言，小麦叶绿体中固定 量大于③组，总光合速率始终大于③组。 CO2的R酶明显低于玉米叶绿体中的P酶”可知， 18.(11分，除标注外，每空1分) 干旱条件下，小麦的气孔开度减小，胞间CO2浓度 (1)(叶绿体)类囊体薄膜 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 ·29· ·生物学· 参考答案及解析 提高，因此与普通小麦相比，转P酶基因的小麦在干 程度进行调控。根据所学知识，脱落酸可以促进气 旱条件下具有生长优势。 孔关闭，且从图2中突变体在远红光和红光下蒸腾 19.(11分，除标注外，每空2分) 速率变化不大，野生型在红光条件下蒸腾速率较大， (1)光照强度、光质(1分)蓝光被光合色素吸收的 可推断光敏色素对PILI5基因表达的影响是负相 效率更高（或“蓝光能提高光合作用相关酶的活性”， 关，PILI5基因对脱落酸信号通路是正相关，脱落酸 合理即可) 信号通路对气孔开放程度是负相关。 (2)突变体中PILI5基因功能缺失，阻断了光信号 (4)根据图3中相关信息，植物利用光的方式有：一 对气孔开放程度的调控，使得气孔开放程度在远红 方面，通过叶绿体中的光合色素吸收光能，将其转化 光和红光条件下无明显差异 为化学能用于光合作用合成有机物：另一方面，通过 (3)有机物中的化学能(1分) 光敏色素(1分) 光敏色素感知光信号，调控基因（如PL5基因）表 日光 达，进而影响植物的生理过程（如通过脱落酸信号通 通路1 通路2 路调控气孔开放程度)。 -① 20.(11分，除标注外，每空2分) C02 (CH2) (1)红光(1分)叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫 ATP PILI5 叶绿体 光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光，选择 C02 线粒体 细胞核 (+) +) 红光可排除类胡萝卜素的干扰黄绿色(1分) 气孔开放程度)脱落酸信号 (2)叶绿素b(1分)与甲组相比，丙组叶绿素a/叶 (4)通过叶绿体中的光合色素吸收光能用于光合作 绿素b的值增大，说明叶绿素b合成减少幅度比叶 用合成有机物；通过光敏色素感知光信号调控基因 绿素a合成减少幅度大 表达，影响植物生理过程 (3)丙组黄瓜缺少Mg+,使叶绿素含量减少，光反应 【解析】(1)当胞间CO2浓度在900~ 速率减慢图2中乙组黄瓜12：00一14：00时间段 1200mol·mol1时，从图1中红光曲线来看，随着 内叶片气孔导度降低，使进入叶肉细胞中的CO2减 CO,浓度增加，光合速率不再上升，说明此时CO2浓 少，导致暗反应速率下降，进而使黄瓜净光合速率 度不是限制因子，而可能是光照强度、光质等其他因 下降 素限制了光合速率。蓝光下净光合速率更高的原因 【解析】(1)提取到的色素可利用特定的仪器测定色 可能是蓝光能够促进光合作用中某些关键酶的活 素提取液在红光下的吸光率，从而计算出叶绿素的 性，或者蓝光被光合色素吸收后转化为活跃化学能 含量，测定时选择用红光而不是蓝紫光的原因是叶 的效率更高等。 绿素能吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝 (2)已知红光下植物的相关反应与白天相似，远红光 紫光，选用红光可排除类胡萝卜素的干扰，因而需要 下植物的相关反应与夜间相似，突变体发生了 选择红光作为实验条件；在分离黄瓜叶片中的光合 PIL5基因的功能缺失，且该基因参与脱落酸信号 色素时，叶绿素a的颜色是蓝绿色，叶绿素b的颜色 通路的调控。在远红光与红光条件下蒸腾速率接 是黄绿色。 近，推测原因可能是突变体中PIL5基因功能缺 (2)与甲组相比，丙组叶绿素a/叶绿素b的值增大， 失，使得脱落酸信号通路对气孔的调控作用减弱，导 这是因为缺Mg2+抑制叶绿素a和叶绿素b的合成， 致在不同光质（远红光和红光）下气孔开放程度变化 且叶绿素b合成减少幅度比叶绿素a合成减少幅 不大，从而蒸腾速率接近。 度大。 (3)通路1中，①为光合色素，吸收的光在叶绿体中 (3)据题表和题图可知，图1中，丙组的净光合速率 最终被转化为有机物中的化学能。通路2中吸收光 小于甲、乙组的原因是丙组黄瓜缺少Mg+,使叶绿 的物质②为光敏色素。由于突变体发生PILI5基 素合成量减少，导致光反应速率减慢；由于中午时乙 因功能缺失后，在远红光与红光条件下蒸腾速率接 组黄瓜叶片气孔导度降低，进入叶肉细胞中的二氧 近，可推测光敏色素感知光信号后，通过影响PILI5 化碳减少，导致暗反应速率下降，进而使黄瓜净光合 基因的表达，进而影响脱落酸信号通路，对气孔开放 速率下降。 ·30· Q ·生物学· 21.(10分，除标注外，每空2分) 度为800ppm时，光合作用强度大于呼吸作用强度， (1)叶绿体基质(1分)自身细胞呼吸产生和外界 所以光合作用固定的CO2来源于自身细胞呼吸产 吸收 生和外界吸收。 (2)黑暗(1分)35℃时葡萄的呼吸速率显著高于 (2)将放有阳光玫瑰葡萄植株的密闭装置置于黑暗 25℃时，同时，高温可能降低了光合作用相关酶的 处进行饥饿处理，此时测得的单位时间内CO2的变 活性，使35℃时葡萄总光合作用速率低于25℃时， 化量是细胞呼吸的速率。净光合速率=总光合速率 导致35℃时净光合速率低于25℃时 一呼吸速率，35℃时，呼吸速率显著高于25℃时； (3)选择若干长势一致的露地葡萄和突变体植株分 同时，高温可能抑制光合作用相关酶的活性，导致总 别编号甲组、乙组，在相同且适宜的条件下培养一段 光合速率下降，两者共同作用使35℃时净光合速率 时间，分别检测两组的胞间CO2浓度（或“选择数量 低于25℃时。 相等、长势一致的露地葡萄和突变体植株，分别置于 (3)为验证“超表达的B蛋白能促进CO2的吸收”这 相同的甲组、乙组密闭玻璃罩中，分别检测其初始 一推测，可选择若干长势一致的露地葡萄和突变体 CO2浓度。在相同且适宜的条件下培养一段时间 植株分别编号甲组、乙组，在相同且适宜的条件下培 后，再分别检测两组玻璃罩内的CO2浓度”，合理即 养一段时间，分别检测两组的胞间CO2浓度。因为 可)露地葡萄的胞间CO2浓度高于突变体（或“甲 两类植株气孔开放程度基本相同，若突变体植株超 组CO2浓度高于乙组”，合理即可) 表达的B蛋白能促进CO2的吸收，则与露地葡萄相 【解析】(1)CO2的固定是暗反应阶段的一个过程， 比，突变体植株胞间CO,浓度较低。 发生在叶绿体基质中。据表分析，在25℃、CO2浓 ·31