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（江西专版）

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、单项选择题：本题共12小题，每小题2分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。 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H2O,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，加人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.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14C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 4.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 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 5.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 投 呼吸速率 80a b 光照强度 生物学（五）第1页（共8页） 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 6.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 c d 邮 光照强度 ·00 A.a点时，小麦叶肉细胞不进行光合作用 B.b点时，小麦光合作用速率等于呼吸作用速率 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 7.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(e为负电子)。下列分析正确的是 H0D<0②-NADH 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发生在类囊体薄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 8.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 生物学（五）第2页（共8页） >T 9.甜椒是我国温室栽培的主要蔬菜之一，某小组利用甜椒叶圆片探究光照强度对光合作用速率的 影响，实验装置如图所示。下列说法错误的是 A.本实验材料需选取颜色相同的甜椒叶制成大小相同的 叶圆片 叶圆片 .NaHCO3溶液 B.本实验通过改变白炽灯在刻度尺上的位置模拟光照强 白炽灯 度的变化 刻度尺 C.本实验用一定方法先排除叶肉细胞间隙的空气使叶圆片沉于溶液中 D.相同时间内叶圆片浮起个数可以作为实际光合速率的检测指标 10.如图为在不同温度下，测得某植物的相关指标变化曲线。下列叙述错误的是 一光下CO,的吸收 --黑暗条件下C02的产生 (-wJoww) 8 6 8 15304560温度/℃ A.光下叶肉细胞的线粒体基质生成CO2,叶绿体基质消耗CO2 B.在40℃时，该植物在光下的呼吸速率等于光合速率，不能正常生长 C.该植物的呼吸作用最适温度高于光合作用的最适温度 D.给该植物浇灌含18O的H2O,一段时间后可在O2、CO2和糖类中检测到18O 11.磷是维持植物正常生长发育所必需的元素。研究人员在环境条件相同的情况下，对长势一致 的4组当归植株，分别补充一定量的磷（如图），测定其叶肉细胞的净光合速率和总叶绿素含 量。下列说法错误的是 0 10 8 口净光合速率 ■总叶绿素含量 6 4 古 6 120 400 磷含量/(kg/hm2) A.当归叶肉细胞的细胞膜、核膜和细胞器膜含有较多的磷元素 B.磷含量的增加导致当归净光合速率增加，其原因可能是ATP的合成量大量增加 C.实验组当归叶肉细胞单位时间内单位叶面积的CO2吸收量不一定都高于对照组 D.可选取60~400kg/hm磷浓度范围进一步探究磷的最适补充含量以提高当归产量 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 生物学（五）第3页（共8页） 301 40f 三角叶滨藜 (1-S-zwumOO) 三角叶滨藜 20 (光下生长) 10 三角叶滨藜 野姜 10 (阴影下生长) 0 0形 0400800120016002000 05001000150020002500 光合有效辐射(PAR)/(umol m-2s-l) 光合有效辐射(PAR)/(umol'm2.sl) 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 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16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，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 13.如图表示某自养型生物进行光合作用和细胞呼吸的过程示意图，图中①④表示反应过程。 下列说法错误的是 C02、③ CHP)④ H20 NADPH NADP+ NAD'NADH ATP ADP+Pi H' 光能H H,0① 02② H0 A.反应①②发生的场所分别是类囊体薄膜和线粒体内膜 B.反应③④分别表示CO2的固定和有氧呼吸的第一、二阶段 C.NADP+是氧化型辅酶I,是光合作用产生的e的最终受体 D.反应①产生的ATP可用于反应③和其他消耗能量的反应 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NHCO3,0~30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 10 +NaHCO3 8 6 0 710 20 30 时间/min A.05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光照强度 D.2030分钟，小球藻光合作用产生了5×10-7mol的O2 生物学（五）第4页（共8页）】 T 15.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 基质（低H+) NADP++H+ NADPH ADP+P 2光 质体 光 N⑧ P680 p700 808R g PC H20 O2+H+ 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降低 D.光反应产生的NADPH主要用于光合作用的暗反应阶段 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(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 0对硝基苯酚/(mgLl) 3 10 0100 ×I橱藻+光照 -20 ·Ⅱ细菌+通空气 30 50 ·Ⅲ细菌+栅藻+光照 架 40 0481 123. 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 9 10 11 12 13 14 15 16 答案 三、非选择题：本题共5小题，共60分。 17.(13分)科学家在研究原产热带和亚热带植物时，发现部分植物的光合作用还存在C4途径，而 地球上多数植物的光合作用只有C3途径。下图是玉米的光合作用途径（含C4途径和C3途 径)和花生的光合作用途径（只有C3途径）。回答下列问题： 生物学（五）第5页（共8页） C02 C02 →C酸 C3→(CH2O) PEPC酶 C4酸→C2 C02 C3+(CH2O) Rubiscol晦 Rubiscoi酶 C3酸 C3酸C5 叶肉细胞 维管束鞘细胞 叶肉细胞 玉米光合作用途径 花生光合作用途径 (1)结合上图可知，PEPC酶能催化叶肉细胞周围的CO2和 生成C4酸，C4酸进入维管 束鞘细胞再分解为CO2供暗反应利用，由此可见，玉米和花生的C3途径分别发生在 细胞。 (2)叶肉细胞中将光能转变成化学能的场所为 ,参与这一过程的两类色素是 ,吸收的可见光主要是 ,光反应阶段的产物是 (答出三种即可)。 (3)研究表明，PEP℃酶与CO2的亲和力比Rubisco酶与CO2的亲和力高60多倍，由此推测， 在晴朗夏季的中午，玉米的净光合速率可能 (填“高于”“等于”或“低于”)花生的净 光合速率，原因是 18.(12分)近年来，全球气候变暖，季节性降水分布不均，导致世界各地高温干旱频发。干旱胁迫会影 响植物光合进程，使其生长发育受阻。为探究植物抵御干旱胁迫的防御机制，研究人员选取桔梗为 实验材料，在不同的干旱条件下测得与光合作用有关指标，结果如图所示。回答下列问题： 200 150 6020 10 SS CK TI T2 T3 CK TI T2 T3 注：土壤相对含水量为CK:80%,T1:60%,T2:40%,T3:20%; Gs表示气孔导度，即气孔开启的程度： SS含量指的是可溶性糖含量。 (1)多种因素会影响光合作用，除水分以外，请从影响光合作用的外部因素和内部因素中各 列举一种： (2)气孔导度会影响植物叶肉细胞的光合作用，还会影响 (答出2点即可)等生理过程。 (3)干旱缺水主要影响桔梗光合作用的暗反应，其原因是 (4)由图可知，随着干旱程度逐渐加大，细胞中可溶性糖含量也在逐渐升高，这对于植物适应干 旱环境的意义是 (5)结合农业生产实践，请提出一种在干旱环境中提高作物产量的具体措施： 19.(12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PL5基因的功能缺失，并确定该基因参与脱落酸信号通路的 生物学（五）第6页（共8页） 是T 调控。回答下列问题： 0.6■野生型口突变体 40 蓝光 (1-.-wOHIou 0.4 30 0.2 红光 10 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/(umolmol-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900~1200mol·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“（十）”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 C02 (CH2O) ATP PILI5 叶绿体 C02 线粒体 细胞核 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Mg+、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 甲 0.50f 0.45 丙 0.40 丙 12 0.35 10 0.30 8 0.25 0.20 6 0.15 0.10 、时间 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 生物学（五）第7页（共8页） 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 21.(12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：umol·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 6 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 、o (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）】 TT ·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) m V ① ② ③ ④ 档次系数 光合作用和呼吸作用的 1 单项选择题 2 中 0.65 场所与物质变化比较 光合色素的提取与分离 单项选择题 2 易 0.72 实验 3 单项选择题 2 光合作用原理的发现史 易 0.75 农业生产中提高光合效 单项选择题 2 0.60 率的措施与原理分析 探究光照强度对光合作 单项选择题 2 中 0.65 用强度的影响 光合作用强度与光照强 6 单项选择题 2 易 0.72 度的关系曲线分析 光合作用的光反应与暗 > 单项选择题 2 0.60 反应过程及能量转化 恩格尔曼实验设计与结 单项选择题 2 √ L 中 0.55 论分析 光照强度对光合速率的 9 单项选择题 2 影响实验（叶圆片上浮 / / 0.65 法原理与指标) 温度对光合作用与呼吸 10 单项选择题 2 中 0.65 作用的影响 磷元素对光合速率的影 11 单项选择题 2 响（叶绿素含量与净光 中 0.65 合速率关系) 不同植物光合特性差异 12 单项选择题 2 0.50 及环境影响分析 ·25· ·生物学· 参考答案及解析 光合作用与细胞呼吸的 13 多项选择题 4 0.60 过程 密闭环境中光合作用与 14 多项选择题 4 呼吸作用的综合计算与 / / 分 0.60 分析 15 多项选择题 光系统Ⅱ(PSⅡ)的电子 4 / / 中 0.50 传递过程及功能 微生物降解污染物与藻 16 多项选择题 类光合作用的互作关系 难 0.29 分析 C与C,植物的光合 17 非选择题 13 L 中 0.65 途径 探究干旱胁迫对桔梗光 18 非选择题 12 / 中 0.48 合作用的影响 不同光质对植物光合作 19 非选择题 12 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 12 中 0.53 用的影响及相关验证实 验设计 叁考答案及解析 一、单项选择题 体基质中进行有氧呼吸第二阶段，分解有机物（丙酮 1.A【解析】类囊体薄膜上进行水的光解消耗HO, 酸)，生成CO2和[H],D正确。 而线粒体内膜上进行有氧呼吸第三阶段生成H2O, 2.B【解析】绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水 线粒体基质中进行有氧呼吸第二阶段，该阶段不生成 乙醇中，所以，可用无水乙醇提取绿叶中的色素，A错 H2O,A错误；叶绿体基质中进行暗反应，消耗CO2 误；加入二氧化硅可以增大摩擦力，使研磨更加充分， 进行CO2的固定，线粒体基质中进行有氧呼吸第二 加入碳酸钙可以中和细胞液中的有机酸，防止酸性的 阶段，涉及丙酮酸和水反应生成CO2,B正确；类囊体 细胞液破坏镁离子从而导致叶绿素分解，B正确：用 薄膜上进行水的光解生成O2,线粒体内膜上进行有 纸层析法分离光合色素时，色素在滤纸条上的扩散速 氧呼吸第三阶段，消耗O2和[H]生成水，C正确：叶 度取决于色素在层析液中的溶解度，溶解度越大，扩 绿体基质中进行暗反应，合成葡萄糖等有机物，线粒 散速度越快，色素的含量与色素带的宽窄有关，C错 ·26· T ·生物学· 误：层析液液面没过滤液细线，确实会导致色素直接 确：光照强度小于b时，光照强度为光合作用的主要 溶解到层析液中，从而无法在滤纸条上分离形成色素 限制因素，提高大田CO2浓度不会使CO2固定速率 带，这是最常见的原因，但“一定是”过于绝对，其他操 增大（因为光照不足，光反应提供的ATP和NADPH 作失误也可能导致该结果，如研磨不充分、提取液选 有限，限制暗反应)，C错误；光照强度为b时，适当降 择错误（如用了水）、滤液细线画得过轻等，D错误。 低光反应速率，光反应为暗反应提供的ATP和 3.D【解析】卡尔文通过追踪检测C的去向，探明了 NADPH减少，会使暗反应中CO2固定速率降低，D CO2中的碳在光合作用过程中转化为有机物中的碳 正确。 的途径，A正确：离体叶绿体在适当条件下发生水的 :6.C【解析】a点时，光照强度为0，小麦叶肉细胞只进 光解、产生氧气的化学反应称为希尔反应，希尔反应 行呼吸作用，不进行光合作用，A正确；b点时，二氧 说明水的光解和糖的合成不是同一个化学反应，B正 化碳的吸收量为0，说明小麦光合作用消耗的二氧化 确；阿尔农发现在光照下，叶绿体可以合成ATP,并 碳量等于呼吸作用产生的二氧化碳量，即光合作用速 且叶绿体合成ATP的过程总是与水的光解相伴随， 率等于呼吸作用速率，B正确；ab段二氧化碳的释放 C正确；鲁宾和卡门采用同位素标记法分别标记CO2 量逐渐减少，说明光合作用逐渐增强，但此时呼吸作 和水进行实验，证明光合作用释放的O,来自水，D 用强度大于光合作用强度，C错误；cd段光照强度已 错误。 经不是限制光合作用的因素，曲线不再持续上升的原 4.C【解析】措施①中，白天适当升高温度(25~30℃ 因可能是受二氧化碳浓度等其他因素的限制，D 为多数作物光合作用有关酶的适宜温度)，主要通过 正确。 提高光合作用有关酶的活性间接促进光反应和暗反：7.B【解析】过程①是水在光下分解，需要叶绿体中的 应，且温度对光反应和暗反应的影响是整体性的，并 色素（叶绿素和类胡萝卜素）吸收光能，A错误：过程 非仅针对暗反应某一步骤，A错误：正午光照过强时， ②是NADPH的形成，发生在类囊体薄膜上，同时将 覆盖遮阳网的主要目的是避免光照过强导致的“光合 色素分子吸收的光能转化为有机物中的化学能，B正 午休”（此时气孔关闭，CO,供应不足，光合速率下 确：一些进行化能合成作用的自养型生物不能进行① 降)，而非防止“光合色素分解”，光合色素一般在极端 ②过程，C错误：蓝细菌是原核生物，细胞内没有叶绿 强光（如强光十高温）下才可能被破坏，正常正午光照 体，其C还原也在细胞质中进行，D错误。 通常不会直接导致其分解，B错误；暗反应中，CO2的 8.B【解析】第一个实验①中，需氧细菌聚集在叶绿体 固定依赖CO2与Cs结合生成C,措施③补充CO2 被光束照射到的部位，说明“叶绿体被光照射的部位 可提高CO2浓度，直接加快CO2的固定速率，生成更 能产生氧气”，A正确：第一个实验②中，需氧细菌并 多C,而C是后续C还原（需光反应提供的ATP 非“均匀分布”，而是分布在水绵的叶绿体所有受光部 和NADPH)的原料，进而为有机物合成提供更多中 位，说明光通过影响光合作用的氧气产生，间接影响 间产物，符合光合作用暗反应的过程原理，C正确；虽 需氧细菌的聚集，而非光对细菌无影响，B错误；第一 然措施④的直接作用是降低呼吸作用消耗有机物的 个实验①②组实验均设置“没有空气的黑暗环境”，先 量（减少夜间有机物损耗），但它是基于光合作用和呼 排除空气中氧气对细菌聚集的干扰，再通过“极细光 吸作用原理而制定的，其最终目的是增加作物产量， 束”和“全光”的单一变量（光照范围），探究光合作用 且夜间低温可通过维持叶绿体结构稳定性、减少光合 与光、叶绿体的关系，严格遵循对照原则和单一变量 相关酶的降解等，为次日光合作用的高效启动提供基 原则，C正确：水绵叶绿体上的光合色素主要吸收红 础，D错误。 光和蓝紫光，在此波长光的照射下，叶绿体会释放氧 5,C【解析】净光合速率=光合速率一呼吸速率，光照 气，适于需氧细菌在此区域分布，D正确。 强度为α时，光合速率等于呼吸速率，即净光合速率9.D【解析】为了确保实验的准确性和可比性，实验材 为0，而植物干重增加依赖净光合积累有机物，因此 料（甜椒叶）应选取颜色相同、大小一致的叶圆片，以 干重不会增加，A正确：净光合速率越大，植物积累有 排除因叶片大小或颜色差异导致的实验误差，A正 机物越多，光照强度从α逐渐增加到b时，光合速率 确；本实验是探究光照强度对光合速率的影响，实验 与呼吸速率差值逐渐增大，生长速率逐渐增大，B正 中通过调整白炽灯的位置来改变光照强度，B正确； ·27· ·生物学· 参考答案及解析 在光合作用实验中，通常需要将叶圆片沉于溶液中， 制因素，增加CO2浓度可能会提高野姜光合速率，C 以便观察光合作用产生的气泡，排除叶肉细胞间隙的 正确；分析图2可知，与阴影下生长的三角叶滨藜相 空气是实现这一步骤的必要操作，C正确：叶圆片浮 比，光下生长的三角叶滨藜光饱和点（光合速率达到 起的个数可以作为光合速率的检测指标，但它反映的 最大值时所需要的最小光照强度)更大，表明叶片的 是净光合速率，而不是实际光合速率，实际光合速率 光合作用特性与其生长条件有关，D正确。 =净光合速率十呼吸速率，所以还应包括呼吸作用消 二、多项选择题 耗的氧气量，D错误。 13.ABC【解析】若该自养型生物为蓝细菌（没有线粒 10.B【解析】光下叶肉细胞会进行光合作用和呼吸作 体和叶绿体)，则其反应①②发生的场所不在类囊体 用，光合作用叶绿体基质消耗C02,呼吸作用线粒体 薄膜和线粒体内膜，A错误；反应③表示暗反应过 基质中有C02生成，A正确：40℃条件下，净光合速 程，包括CO2的固定和C:的还原，B错误；NADP 率和呼吸速率相等，但由于光照时间未知，无法判断 是氧化型辅酶Ⅱ，C错误；反应①产生的ATP可用 植物一天的有机物积累量，即无法判断植物能否正 于反应③和其他消耗能量的反应，如叶绿体中色素 常生长，B错误；据图可知，实验范围内，该植物呼吸 合成、叶绿体内基因的表达等，D正确。 作用的最适温度约为40℃，而光合作用的最适温度 14.CD【解析】0~5分钟处于黑暗环境，小球藻只进 约为30℃，C正确；给该植物浇灌含8O的H2O,光 行有氧呼吸，此阶段氧气含量下降速率基本不变，根 反应中水的光解生成18O标记的O2,18O标记的 据有氧呼吸的特点，氧气消耗速率反映呼吸强度，所 H2O参与有氧呼吸第二阶段，可生成C1“O2,C“O2 以可推测小球藻有氧呼吸强度基本不变，A正确： 参与光合作用暗反应合成(CH2“O),故一段时间后 0一5分钟只进行呼吸作用，消耗02、产生C)2,5~7 可在O2、CO2和糖类中检测到18O,D正确。 分钟时开始有光照，光合作用逐渐增强，到7分钟 11.B【解析】生物膜的主要成分是磷脂和蛋白质，磷 时，瓶中O2和CO2含量与实验开始时基本相同，B 脂中含有磷元素，当归叶肉细胞的细胞膜、核膜和细 正确：18~20分钟，光照充足（之前已给予适宜光 胞器膜都属于生物膜，所以含有较多的磷元素，A正 照)，但由于容器密封，NaHCO3提供的CO2有限， 确：随着磷含量增加，净光合速率和总叶绿素含量相 此时光合作用的主要限制因素是CO2含量，C错误； 对值都先增后减，推测可能是磷元素通过影响总叶 20~30分钟，瓶内氧气含量从7×10-？mol增加到 绿素含量来影响净光合速率，B错误；由图可知，当 12×10-7mol,增加了5×107mol,但小球藻光合作 磷含量为400kg/hm时，净光合速率略低于对照组 用产生的O2一部分用于自身呼吸作用，一部分释放 (磷含量为0kg/hm),净光合速率可以用叶肉细胞 到外界，所以小球藻光合作用产生的O量大于 单位时间内单位叶面积的CO2吸收量来表示，所以 5X10-1mol,D错误。 实验组当归叶肉细胞单位时间内单位叶面积的CO2 15.BC【解析】根据图示可知，水的氧化过程产生的 吸收量不一定都高于对照组，C正确：由图可知，在 H+使类囊体腔中的H浓度高于基质，A正确：结 磷含量为120kg/hm时净光合速率最大，应在 合图示与光合作用的原理可以分析出，PSⅡ通过水 60~400kg/hm磷浓度范围内进一步探究磷的最适 的光解释放电子与氧气，电子进一步通过电子传递 补充含量以提高当归产量，D正确。 链产生H+浓度梯度，H+顺浓度梯度运输，驱动 12.B【解析】分析图1可知，当PAR> ATP合成酶催化ATP的合成，B错误；提高PSⅡ活 800umol·m2·s1时，野姜的净光合速率不再变化， 性后，促进水的光解，产生更多的氧气，C错误； 而三角叶滨藜的净光合速率依然在上升，因此野姜 NADPH在光反应阶段产生，主要用于暗反应阶段 能够在较低光照强度下达到其最大光合速率，A正 的C的还原，D正确。 确；分析图1可知，当光照强度较弱时，相同光照强 16.ACD【解析】图1结果表明，对硝基苯酚可抑制栅 度下三角叶滨藜净光合速率小于野姜，当光照强度 藻光合放氧反应，且在一定范围内，随着对硝基苯酚 较强时，相同光照强度下三角叶滨藜净光合速率大 浓度增加，栅藻的光合放氧量逐渐下降，对光合放氧 于野姜，B错误；当PAR>800umol·m·s1时， 的抑制作用增强，A正确；分析图1可知，对硝基苯 野姜净光合速率不再变化，此时光照强度不再是限 酚含量为20mg·L-1时，栅藻光合放氧量较高，而 ·28· ·生物学· 光合作用会消耗培养液中的CO2,故培养液的pH: 18.(12分，每空2分) 会升高，B错误；由题意知，该细菌不能在无氧条件 (1)温度、光照强度、CO2浓度等酶的数量、光合色 下生长，栅藻在光照下会产生氧气，分析图2可知， 素含量、C:含量、C6含量，NADPH含量等 I、Ⅱ、Ⅲ三组对比，I组有氧气，Ⅱ、Ⅲ组有细菌十 (2)呼吸作用和蒸腾作用 氧气，Ⅱ，Ⅲ组对硝基苯酚相对含量下降趋势基本一 (3)干旱缺水时，为保留体内水分，叶片气孔导度减 致，I组基本不变，则细菌在有氧条件下可降解对硝 小，CO,吸收减少，胞间CO2浓度下降，暗反应速率 基苯酚，可推知细菌利用对硝基苯酚的限制因子是 下降 氧气，C正确；结合题意和图2可知，在光照条件下 (4)可溶性糖是植物细胞中一类主要的渗透调节物 栅藻进行光合放氧为细菌提供有氧环境，而细菌在 质，其含量增多，使细胞的渗透压升高，有利于植物 有氧环境下可降解对硝基苯酚，并为栅藻提供CO2, 吸收水分 故二者可通过原始合作净化被对硝基苯酚污染的水 (5)用秸秆，地膜等覆盖地面；挂遮阳网：优先采用滴 体，D正确。 灌、微喷灌等节水技术；选择早晨或傍晚进行灌溉： 三、非选择题 实施中耕松土切断毛细管：叶面喷施蒸腾作用抑制 17.(13分，除标注外，每空2分) 剂（合理即可） (1)C3酸(1分)维管束鞘细胞、叶肉 【解析】(1)影响光合作用的常见外部因素有温度、 (2)(叶绿体的)类囊体薄膜(1分)叶绿素、类胡萝 光照强度、CO2浓度、水分等；影响光合作用的常见 卜素红光和蓝紫光O2、NADPH和ATP 内部因素有酶的数量、光合色素含量、C含量、C (3)高于(1分)玉米的光合作用含C1途径，细胞 含量、NADPH含量等。 中有与CO2亲和力更强的PEP℃酶，在晴朗夏季的 (2)从气孔进出的常见物质有CO2、O2、H2O,所以气 中午，叶片气孔开度下降时，玉米能利用较低浓度的 孔导度会影响植物叶肉细胞的光合作用，还会影响 CO2进行光合作用 呼吸作用和蒸腾作用等生理过程。 【解析】(1)由图可知，PEPC酶能催化叶肉细胞周围 (3)干旱缺水时，为了避免体内水分不足，植物会让 的CO2和C酸生成C,酸，C1酸进入维管束鞘细胞 气孔导度减小，从而减少水分的散失。此时，植物体 再分解为CO2供暗反应利用，由图可知，玉米的C 内水分相对充足，对光反应影响不大，而气孔导度减 途径发生在维管束鞘细胞，花生的C途径发生在叶 小导致CO2的吸收减少，进而主要影响暗反应。 肉细胞内。 (4)由图可知，随着干早程度逐渐加大，细胞中可溶 (2)光合作用的光反应阶段将光能转化为化学能，该 性糖含量也在逐渐升高，而可溶性糖是植物细胞中 过程发生的场所为叶绿体的类囊体薄膜，吸收光能 一类主要的渗透调节物质，其含量增多会使细胞的 的光合色素包括叶绿素和类胡萝卜素，光合色素吸 渗透压升高，有利于从外界干旱的环境中吸收水分。 收的可见光主要是红光和蓝紫光，光反应包括水的 (5)应对干旱胁迫可以从补充水分、减少水分流失方 光解、ATP和NADPH的合成，其产物包括O2、 面考虑，具体措施包括：用秸秆、地膜等覆盖地面；挂 NADPH和ATP。 遮阳网；优先采用滴灌、微喷灌等节水技术；选择早 (3)由图可知，在玉米叶肉细胞中含有PEPC酶，该 晨或傍晚进行灌溉；实施中耕松土切断毛细管；叶面 酶与CO2的亲和力较强，使玉米的叶肉细胞可以在 喷施蒸腾抑制剂等。 较低浓度CO2的条件下，通过PEPC酶固定CO2, 19.(12分，除标注外，每空2分) 然后泵入维管束鞘细胞中利用，使维管束鞘细胞积 (1)光照强度、光质蓝光被光合色素吸收的效率更 累较高浓度的CO2,因此在晴朗夏季的中午，叶片气 高（或“蓝光能提高光合作用相关酶的活性”，合理 孔开度下降时，玉米能利用较低浓度的CO2进行光 即可) 合作用，使玉米光合作用速率基本不受影响，而花生 (2)突变体中PILI5基因功能缺失，阻断了光信号 只有C途径，当气孔关闭后，胞间CO2浓度降低， 对气孔开放程度的调控，使得气孔开放程度在远红 导致光合速率降低，所以玉米净光合作用速率高于 光和红光条件下无明显差异 花生。 (3)有机物中的化学能(1分)光敏色素(1分) ·29· ·生物学· 参考答案及解析 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)。 ②剪 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 细胞核 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 (+) +) 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C)2浓度在900~ 速率减慢图2中乙组黄瓜12：00-14：00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Mg+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PLI5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。 程度进行调控。根据所学知识，脱落酸可以促进气 21.(12分，除标注外，每空2分) 孔关闭，且从图2中突变体在远红光和红光下蒸腾 (1)叶绿体基质(1分)自身细胞呼吸产生和外界 速率变化不大，野生型在红光条件下蒸腾速率较大， 吸收 可推断光敏色素对PL5基因表达的影响是负相 (2)黑暗35℃时葡萄的呼吸速率显著高于25℃ 关，PL5基因对脱落酸信号通路是正相关，脱落酸 时，同时，高温可能降低了光合作用相关酶的活性， 信号通路对气孔开放程度是负相关。 使35℃时葡萄总光合作用速率低于25℃时，导致 (4)根据图3中相关信息，植物利用光的方式有：一 35℃时净光合速率低于25℃时(3分) 方面，通过叶绿体中的光合色素吸收光能，将其转化 (3)选择若干长势一致的露地葡萄和突变体植株分 为化学能用于光合作用合成有机物；另一方面，通过 别编号甲组、乙组，在相同且适宜的条件下培养一段 光敏色素感知光信号，调控基因（如PILI5基因）表 时间，分别检测两组的胞间CO2浓度（或“选择数量 ·30· T ·生物学· 相等、长势一致的露地葡萄和突变体植株，分别置于 化量是细胞呼吸的速率。净光合速率=总光合速率 相同的甲组、乙组密闭玻璃罩中，分别检测其初始 一呼吸速率，35℃时，呼吸速率显著高于25℃时： CO:浓度。在相同且适宜的条件下培养一段时间 同时，高温可能抑制光合作用相关酶的活性，导致总 后，再分别检测两组玻璃罩内的CO2浓度”，合理即 光合速率下降，两者共同作用使35℃时净光合速率 可)露地葡萄的胞间CO2浓度高于突变体（或“甲 低于25℃时。 组CO2浓度高于乙组”，合理即可) (3)为验证“超表达的B蛋白能促进CO2的吸收”这 【解析】(1)CO2的固定是暗反应阶段的一个过程， 一推测，可选择若干长势一致的露地葡萄和突变体 发生在叶绿体基质中。据表分析，在25℃、CO2浓 植株分别编号甲组、乙组，在相同且适宜的条件下培 度为800ppm时，光合作用强度大于呼吸作用强度， 养一段时间，分别检测两组的胞间CO2浓度。因为 所以光合作用固定的CO2来源于自身细胞呼吸产 两类植株气孔开放程度基本相同，若突变体植株超 生和外界吸收。 表达的B蛋白能促进CO2的吸收，则与露地葡萄相 (2)将放有阳光玫瑰葡萄植株的密闭装置置于黑暗 比，突变体植株胞间CO2浓度较低。 处进行饥饿处理，此时测得的单位时间内CO2的变 ·31·