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专练 26 光合作用的过程
授课提示：对应学生用书29页
1．在高等植物光合作用的卡尔文循环中，唯一催化 CO 固定形成 C 的酶被称为
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Rubisco。下列叙述正确的是( )
A.Rubisco存在于细胞质基质中
B.激活Rubisco需要黑暗条件
C.Rubisco催化CO 固定需要ATP
2
D.Rubisco催化C 和CO 结合
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答案：D
解析：Rubisco参与植物光合作用过程中的暗反应，暗反应场所在叶绿体基质，故
Rubisco存在于叶绿体基质中，A错误；暗反应在有光和无光条件下都可以进行，故参与暗
反应的酶Rubisco的激活对光无要求，B错误；Rubisco催化CO 固定不需要ATP，C错误；
2
Rubisco催化二氧化碳的固定，即C 和CO 结合生成C 的过程，D正确。
5 2 3
2．将某植物叶片分离得到的叶绿体，分别置于含不同蔗糖浓度的反应介质溶液中，测
量其光合速率，结果如图所示。图中光合速率用单位时间内单位叶绿素含量消耗的二氧化
碳量表示。下列叙述正确的是( )
A.测得的该植物叶片的光合速率小于该叶片分离得到的叶绿体的光合速率
B.若分离的叶绿体中存在一定比例的破碎叶绿体，测得的光合速率与无破碎叶绿体的
相比，光合速率偏大
C.若该植物较长时间处于遮阴环境，叶片内蔗糖浓度与光合速率的关系与图中 B～C
段对应的关系相似
D.若该植物处于开花期，人为摘除花朵，叶片内蔗糖浓度与光合速率的关系与图中 A
～B段对应的关系相似
答案：A
3．光合作用过程包括光反应和暗反应。下图表示光反应与暗反应的关系。据图判断，
下列叙述错误的是( )
A.暗反应为光反应提供ADP、Pi和NADP＋
B.停止光照，叶绿体中ATP和NADPH含量下降
C.植物在暗处可大量合成(CHO)
2
D.ATP的移动方向是由类囊体薄膜到叶绿体基质答案：C
解析：根据题意和图示分析可知：暗反应为光反应提供 ADP、Pi和NADP＋，A正确；
停止光照，光反应停止，产生的ATP和NADPH减少；二氧化碳含量不变，暗反应过程中
C 还原消耗ATP和NADPH量不变，则叶绿体中ATP和NADPH含量下降，B正确；植物
3
在暗处不能进行光反应，不能为暗反应提供ATP和NADPH，C 还原不能进行，因此不能
3
大量合成(CHO)，C错误；ATP在光反应阶段产生，用于暗反应，所以其移动方向是由类
2
囊体薄膜到叶绿体基质，D正确。
4．[2024·江苏三校联考]如图所示生理过程中，P680和P700表示两种特殊状态的叶绿
素a，M表示某种生物膜，其中乙侧的H＋浓度远高于甲侧，在该浓度差中储存着一种势能，
该势能是在此处形成ATP的前提。据图分析，下列说法正确的是 ( )
A.乙侧的H＋完全来自甲侧
B.生物膜M是叶绿体类囊体薄膜，属于叶绿体内膜
C.CF 和CF 与催化ATP的合成、转运H＋有关，很可能是蛋白质
0 1
D.该场所产生的NADPH和ATP将参与暗反应中CO 的固定
2
答案：C
解析：根据光反应阶段的物质变化可知，乙侧的H＋除来自甲侧，还来自乙侧水的光解
过程，A错误；叶绿素存在于叶绿体的类囊体薄膜上，即生物膜M为(叶绿体)类囊体(薄)膜，
其不属于叶绿体内膜，B错误；CF 和CF 在图中所示生理过程中的作用是催化ATP的合成、
0 1
转运H＋，故其可能是蛋白质，C正确；该场所产生的NADPH和ATP将参与暗反应中的三
碳化合物的还原过程，D错误。
5．光合作用通过密切关联的两大阶段(光反应和暗反应)实现。对于改变反应条件而引
起的变化，下列说法正确的是( )
A.突然中断CO 供应，会暂时引起叶绿体基质中C /C 的值减小
2 5 3
B.突然中断CO 供应，会暂时引起叶绿体基质中ATP/ADP的值增大
2
C.突然将红光改变为绿光，会暂时引起叶绿体基质中C /C 的值减小
3 5
D.突然将绿光改变为红光，会暂时引起叶绿体基质中ATP/ADP的值减小
答案：B
解析：突然中断CO 供应导致CO 的固定速率降低，叶绿体中C 含量增加、C 含量减
2 2 5 3
少，因此会暂时引起叶绿体基质中C /C 的值增大，A错误；突然中断CO 供应使C 含量
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减少，进而使ATP和NADPH含量增多，所以ATP/ADP的值增大，B正确；突然将红光改
变为绿光后光能利用率降低，光合作用产生ATP和NADPH的含量减少，进而使C 含量增
3
多、C 含量减少，因此会暂时引起叶绿体基质中C /C 的值增大，C错误；突然将绿光改变
5 3 5
为红光后光能利用率提高，光合作用产生 ATP和NADPH的含量增大，短时间内ATP/ADP
的值增大，D错误。
6．下图为光合作用过程的示意图，请据图回答下列问题：(1)叶绿体中的色素分子分布在________上，它们能够吸收、传递和转化光能，为光合
作用提供能量。
(2)A阶段的化学反应主要产物包括________，其中用于B阶段的是________。
(3)B阶段的化学反应发生在________。
(4)若在黑暗环境中，A、B两阶段首先停止的是________阶段。
(5)一棵生长在弱光条件下的阳生植物，提高CO 浓度时，光合作用速率并未随之增加，
2
主要的环境限制因素是________。
答案：(1)类囊体薄膜 (2)NADPH、ATP、O NADPH和ATP
2
(3)叶绿体基质 (4)A (5)光照强度
解析：(1)叶绿体中的色素分子分布在类囊体薄膜上；它们能够吸收、传递和转化光能，
为光合作用提供能量。(2)A阶段为光反应，其主要产物包括NADPH、ATP、O 。B阶段为
2
暗反应，光反应为暗反应提供NADPH和ATP。(3)B阶段的化学反应(暗反应)发生在叶绿体
基质。(4)光反应需要光的参与，暗反应有光、无光均可进行。若在黑暗环境中，A、B两
阶段首先停止的是A阶段。(5)影响光合作用的外界因素主要指光照强度、CO 浓度、温度。
2
在弱光条件下的阳生植物，提高CO 浓度时，光合作用速率并未随之增加，主要的环境限
2
制因素是光照强度。
7．图a为叶绿体的结构示意图，图b为叶绿体中某种生物膜的部分结构及光反应过程
的简化示意图。回答下列问题：
(1)图b表示图a中的____________结构，膜上发生的光反应过程将水分解成O 、H＋和
2
e－，光能转化成电能，最终转化为________和ATP中活跃的化学能。若CO 浓度降低，暗
2
反应速率减慢，叶绿体中电子受体NADP＋减少，则图b中电子传递速率会________(填
“加快”或“减慢”)。
(2)为研究叶绿体的完整性与光反应的关系，研究人员用物理、化学方法制备了 4种结构完整性不同的叶绿体，在离体条件下进行实验，用Fecy或DCIP替代NADP＋为电子受体，
以相对放氧量表示光反应速率，实验结果如表所示。
叶绿体
类型 叶绿体B：双层 叶绿体C：双层 叶绿体D：所有
叶绿体A：双
相对值 膜局部受损，类 膜瓦解，类囊体 膜结构解体破裂
层膜结构完整
囊体略有损伤 松散但未断裂 成颗粒或片段
实验项目
实验一：以Fecy
为电子受体时的 100 167.0 425.1 281.3
放氧量
实验二：以
DCIP为电子受 100 106.7 471.1 109.6
体时的放氧量
注：Fecy具有亲水性，DCIP具有亲脂性。
据此分析：
①叶绿体A和叶绿体B的实验结果表明，叶绿体双层膜对以________(填“Fecy”或
“DCIP”)为电子受体的光反应有明显阻碍作用，得出该结论的推理过程是
________________________________________________________________________。
②该实验中，光反应速率最高的是叶绿体C，表明在无双层膜阻碍、类囊体又松散的
条件下，更有利于____________________________________，从而提高光反应速率。
③以DCIP为电子受体进行实验，发现叶绿体A、B、C和D的ATP产生效率的相对值
分别为1、0.66、0.58和0.41。结合图b对实验结果进行解释____________________
________________________________________________________________________。
答案：(1)类囊体膜 NADPH 减慢
(2)①Fecy 实验一中叶绿体B双层膜局部受损时，以Fecy为电子受体的放氧量明显大
于双层膜完整时，实验二中叶绿体B双层膜局部受损时，以DCIP为电子受体的放氧量与
双层膜完整时无明显差异，说明叶绿体双层膜对以Fecy为电子受体的光反应有明显阻碍作
用 ②类囊体上的色素吸收光能、转化光能 ③ATP的合成依赖于水光解的电子传递和氢
离子顺浓度梯度通过类囊体薄膜上的ATP合酶，叶绿体A、B、C、D类囊体薄膜的受损程
度依次增大，因此ATP的产生效率逐渐降低
解析：(1)光反应发生在叶绿体的类囊体薄膜上，即图 b表示图a的类囊体膜，光反应
过程中，色素吸收的光能最终转化为ATP和NADPH中活跃的化学能，若二氧化碳浓度降
低，暗反应速率减慢，叶绿体中电子受体NADP＋减少，则图b中的电子去路受阻，电子传
递速率会减慢。(2)①比较叶绿体A和叶绿体B的实验结果，实验一中叶绿体B双层膜局
部受损时，以Fecy为电子受体的放氧量明显大于双层膜完整时，实验二中叶绿体 B双层膜
局部受损时，以DCIP为电子受体的放氧量与双层膜完整时无明显差异，说明叶绿体双层
膜对以Fecy为电子受体的光反应有明显阻碍作用。②在无双层膜阻碍、类囊体松散的条件
下，更有利于类囊体上的色素吸收、转化光能，从而提高光反应速率，所以该实验中，光
反应速率最高的是叶绿体C。③根据图b可知，ATP的合成依赖于水光解的电子传递和氢
离子顺浓度梯度通过类囊体薄膜上的ATP合酶，叶绿体A、B、C、D类囊体薄膜的受损程
度依次增大，因此ATP的产生效率逐渐降低。
8．根据光合作用中CO 的固定方式不同，可将植物分为C 植物和C 植物等类型。C
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植物的CO 补偿点比C 植物的低。CO 补偿点通常是指环境CO 浓度降低导致光合速率与
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呼吸速率相等时的环境CO 浓度。回答下列问题。
2
(1)不同植物(如C 植物和C 植物)光合作用光反应阶段的产物是相同的，光反应阶段的
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产物是________________________________________________________________________(答出3点即可)。
(2)正常条件下，植物叶片的光合产物不会全部运输到其他部位，原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________(答
出1点即可)。
(3)干旱会导致气孔开度减小，研究发现在同等程度干旱条件下，C 植物比C 植物生长
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得 好 。 从 两 种 植 物 CO 补 偿 点 的 角 度 分 析 ， 可 能 的 原 因 是
2
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案：(1)O 、[H](NADPH)、ATP
2
(2)部分光合产物用于叶片自身的细胞呼吸，为新陈代谢提供能量；部分光合产物用于
叶片自身的生长发育
(3)干旱会导致气孔开度减小，胞间CO 浓度降低，与C 植物相比，C 植物的CO 补偿
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点较低，能在较低浓度的CO 条件下，固定利用更多的CO 进行光合作用，以维持自身的
2 2
生长。
解析：(1)植物光合作用过程中光反应阶段发生水的光解、NADPH和ATP的合成，其
中水的光解过程中会释放O ，并产生H＋、e－，H＋、e－与NADP＋反应生成NADPH，ATP
2
的合成过程中以ADP和Pi为原料，利用光能合成ATP，因此光反应阶段的产物有 O 、
2
NADPH和ATP。(2)正常情况下，叶片光合作用合成的有机物一部分用于叶片自身的呼吸
作用，为叶片的生命活动提供能量；一部分光合产物会储存在叶片中，用于叶片自身的生
长发育，因此植物叶片的光合产物不会全部运输到其他部位。(3)干旱会导致气孔开度减小，
胞间CO 浓度降低，CO 补偿点是衡量植物对低CO 浓度适应能力的指标，和C 植物相比，
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C 植物的CO 补偿点较低，C 植物能在较低浓度的CO 条件下，固定并利用更多的CO 进
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行光合作用，以维持自身的生长。
