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专题 14 光合作用与呼吸作用综合
【2021年】
1．（2021·1月浙江高考真题）现以某种多细胞绿藻为材料，研究环境因素对其叶绿素a含量和光合速率的
影响。实验结果如下图，图中的绿藻质量为鲜重。
回答下列问题：
（1）实验中可用95%乙醇溶液提取光合色素，经处理后，用光电比色法测定色素提取液的_________，计
算叶绿素a的含量。由甲图可知，与高光强组相比，低光强组叶绿素a的含量较_________，以适应低光强
环境。由乙图分析可知，在_________条件下温度对光合速率的影响更显著。
（2）叶绿素a的含量直接影响光反应的速率。从能量角度分析，光反应是一种_________反应。光反应的
产物有_________和O
2。
（3）图乙的绿藻放氧速率比光反应产生O 的速率_________，理由是_________。
2
（4）绿藻在20℃、高光强条件下细胞呼吸的耗氧速率为30μmol·g-1·h-1，则在该条件下每克绿藻每小时光
合作用消耗CO 生成________μmol的3-磷酸甘油酸。
2
【答案】（1）光密度值 高 高光强 （2）吸能 ATP、NADPH （3）小 绿藻放氧速率
等于光反应产生氧气的速率减去细胞呼吸消耗氧气的速率 （4）360
【解析】分析甲图，相同光强度下，绿藻中的叶绿素a含量随温度升高而增多，相同温度下，低光强的的
叶绿素a含量更高。分析乙图，相同光强度下，温度在25℃之前，随着温度升高，绿藻放氧速率（净光合速率）加快。相同温度下，高光强的绿藻放氧速率（净光合速率）更大。
（1）叶绿体中的4种光合色素含量和吸光能力存在差异，因此可以利用光电比色法测定色素提取液的光密
度值来计算叶绿素a的含量；由甲图可知，与高光强组相比，低光强组叶绿素a的含量较高，以增强吸光
的能力，从而以适应低光强环境；由乙图可知，低光强条件下，不同温度下的绿藻放氧速率相差不大，高
光强条件下，不同温度下的绿藻放氧速率相差很大，因此在高光强条件下，温度对光合速率的影响更显著。
（2）叶绿素a可以吸收、传递、转化光能，故从能量角度分析，叶绿素a的含量直接影响光反应的速率。
从能量角度分析，光反应需要消耗太阳能，光反应是一种吸能反应；光反应过程包括水的光解（产生
NADPH和氧气）和ATP的合成，因此光反应的产物有ATP、NADPH和O
2。
（3）图乙的绿藻放氧速率表示净光合速率，绿藻放氧速率等于光反应产生氧气的速率减去细胞呼吸消耗
氧气的速率，因此图乙的绿藻放氧速率比光反应产生氧气的的速率小。
（4）绿藻在20℃、高光强条件下细胞呼吸的耗氧速率为30μmol·g-1·h-1，由乙图可知，绿藻放氧速率为
150μmol·g-1·h-1，光合作用产生的氧气速率为180μmol·g-1·h-1，因此每克绿藻每小时光合作用消耗CO 为
2
180μmol，因为1 分子的二氧化碳与 1 个 RuBP 结合形成2分子3-磷酸甘油酸。故每克绿藻每小时光合作
用消耗CO 生成180 ×2=360μmol的3-磷酸甘油酸。
2
【点睛】解答此题需从图表中提取信息，分析表中反映自变量与因变量相应数据的变化规律和曲线的变化
趋势。在此基础上结合题意对各问题情境进行分析解答。
2．（2021·全国乙卷高考真题）生活在干旱地区的一些植物（如植物甲）具有特殊的CO 固定方式。这类
2
植物晚上气孔打开吸收CO，吸收的CO 通过生成苹果酸储存在液泡中；白天气孔关闭，液泡中储存的苹
2 2
果酸脱羧释放的CO 可用于光合作用。回答下列问题：
2
（1）白天叶肉细胞产生ATP的场所有__________。光合作用所需的CO 来源于苹果酸脱羧和
2
______________释放的CO。
2
（2）气孔白天关闭、晚上打开是这类植物适应干旱环境的一种方式，这种方式既能防止______________，
又能保证_____________正常进行。
（3）若以pH作为检测指标，请设计实验来验证植物甲在干旱环境中存在这种特殊的CO 固定方式。
2
_____（简要写出实验思路和预期结果）
【答案】（1）细胞质基质、线粒体（线粒体基质和线粒体内膜）、叶绿体类囊体薄膜 细胞呼吸（或
呼吸作用） （2）蒸腾作用过强导致水分散失过多 光合作用 （3）实验思路：取生长状态相
同的植物甲若干株随机均分为A、B两组；A组在（湿度适宜的）正常环境中培养，B组在干旱环境中培
养，其他条件相同且适宜，一段时间后，分别检测两组植株夜晚同一时间液泡中的pH，并求平均值。
预期结果：A组pH平均值高于B组。【解析】据题可知，植物甲生活在干旱地区，为降低蒸腾作用减少水分的散失，气孔白天关闭、晚上打开。
白天气孔关闭时：液泡中储存的苹果酸脱羧释放的CO 可用于光合作用，光合作用生成的氧气和有机物可
2
用于细胞呼吸，白天能产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体；而晚上虽然气孔打开，但由于无
光照，叶肉细胞只能进行呼吸作用，能产生ATP的场所有细胞质基质和线粒体。
（1）白天有光照，叶肉细胞能利用液泡中储存的苹果酸脱羧释放的CO 进行光合作用，也能利用光合作
2
用产生的氧气和有机物进行有氧呼吸，光合作用光反应阶段能将光能转化为化学能储存在ATP中，有氧呼
吸三阶段都能产生能量合成ATP，因此叶肉细胞能产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体（线粒体基质和
线粒体内膜）、叶绿体类囊体薄膜。光合作用为有氧呼吸提供有机物和氧气，反之，细胞呼吸（呼吸作
用）产生的二氧化碳也能用于光合作用暗反应，故光合作用所需的CO 可来源于苹果酸脱羧和细胞呼吸
2
（或呼吸作用）释放的CO。
2
（2）由于环境干旱，植物吸收的水分较少，为了维持机体的平衡适应这一环境，气孔白天关闭能防止白
天因温度较高蒸腾作用较强导致植物体水分散失过多，晚上气孔打开吸收二氧化碳储存固定以保证光合作
用等生命活动的正常进行。
（3）该实验自变量是植物甲所处的生存环境是否干旱，由于夜间气孔打开吸收二氧化碳，生成苹果酸储
存在液泡中，导致液泡pH降低，故可通过检测液泡的pH验证植物甲存在该特殊方式，即因变量检测指标
是液泡中的pH值。实验思路：取生长状态相同的植物甲若干株随机均分为A、B两组；A组在（湿度适宜
的）正常环境中培养，B组在干旱环境中培养，其他条件相同且适宜，一段时间后，分别检测两组植株夜
晚同一时间液泡中的pH，并求平均值。
预期结果：A组pH平均值高于B组。
【点睛】解答本题的关键是明确实验材料选取的原则，以及因变量的检测方法和无关变量的处理原则。
3．（2021·河北高考真题）为探究水和氮对光合作用的影响，研究者将一批长势相同的玉米植林随机均分
成三组，在限制水肥的条件下做如下处理：（1）对照组；（2）施氮组，补充尿素（12g·m-2）（3）水十
氮组，补充尿素（12g·m-2）同时补水。检测相关生理指标，结果见下表。
生理指标 对照组 施氮组 水+氮组
自由水/结合水 6．2 6．8 7．8
气孔导度（mmol·m-2s-1） 85 65 196
叶绿素含量（mg·g-1） 9．8 11．8 12．63
RuBP羧化酶活性（μmol·h-1g-1） 316 640 716
光合速率（μmol·m-2s-1） 6．5 8．5 11．4注：气孔导度反映气孔开放的程度
回答下列问题：
（1）植物细胞中自由水的生理作用包括____________________等（写出两点即可）。补充水分可以促进
玉米根系对氮的__________，提高植株氮供应水平。
（2）参与光合作用的很多分子都含有氮。氮与__________离子参与组成的环式结构使叶绿素能够吸收光
能，用于驱动__________两种物质的合成以及__________的分解；RuBP羧化酶将CO 转变为羧基加到
2
__________分子上，反应形成的产物被还原为糖类。
（3）施氮同时补充水分增加了光合速率，这需要足量的CO 供应。据实验结果分析，叶肉细胞CO 供应
2 2
量增加的原因是______________________________。
【答案】（1）细胞内良好的溶剂，能够参与生化反应，能为细胞提供液体环境，还能运送营养物质和代
谢废物 主动吸收 （2）镁 ATP和NADPH（或[H]） 水 C （或RuBP） （3）
5
气孔导度增加，CO 吸收量增多，同时RuBP羧化酶活性增大，使固定CO 的效率增大
2 2
【解析】分析题意可知，该实验目的是探究水和氮对光合作用的影响，实验分成三组：对照组、施氮组、
水+氮组；分析表格数据可知：自由水与结合水的比值：对照组＜施氮组＜水+氮组；气孔导度：对照组＞
施氮组＜水+氮组；叶绿素含量：对照组＜施氮组＜水+氮组；RuBP羧化酶活性：对照组＜施氮组＜水+氮
组；光合速率：对照组＜施氮组＜水+氮组。
1）细胞内的水以自由水与结合水的形式存在，结合水是细胞结构的重要组成成分，自由水是细胞内良好
的溶剂，能够参与生化反应，能为细胞提供液体环境，还能运送营养物质和代谢废物；根据表格分析，水
+氮组的气孔导度大大增加，增强了植物的蒸腾作用，有利于植物根系吸收并向上运输氮，所以补充水分
可以促进玉米根系的对氮的主动吸收，提高植株氮供应水平。
（2）参与光合作用的很多分子都含有氮，叶绿素的元素组成有C、H、O、N、Mg，其中氮与镁离子参与
组成的环式结构使叶绿素能够吸收光能，用于光反应，光反应的场所是叶绿体的类囊体膜，完成的反应是
水光解产生NADPH（[H]）和氧气，同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADPH（[H]）中，其中ATP
和NADPH（[H]）两种物质含有氮元素；暗反应包括二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程，其中
RuBP羧化酶将CO 转变为羧基加到C （RuBP）分子上，反应形成的C 被还原为糖类。
2 5 3
（3）分析表格数据可知，施氮同时补充水分使气孔导度增加，CO 吸收量增多，同时RuBP羧化酶活性增
2
大，使固定CO 的效率增大，使植物有足量的CO 供应，从而增加了光合速率。
2 2
【点睛】本题考查水的存在形式和作用、光合作用的过程、影响光合作用的因素等相关知识，意在考查考
生把握知识间的相互联系，运用所学知识解决生物学实际问题的能力，难度中等。4．（2021·湖南高考真题）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e-，光能转化成电能，最
2
终转化为______和ATP中活跃的化学能。若CO 浓度降低．暗反应速率减慢，叶绿体中电子受体NADP+减
2
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B：双 叶绿体C：双 叶绿体D：所
叶绿体
层膜局部受 层膜瓦解，类 有膜结构解体
A：双层膜
损，类囊体略 囊体松散但未 破裂成颗粒或
结构完整
有损伤 断裂 片段
实验一：以Fecy为电子受体时的放
100 167.0 425.1 281.3
氧量
实验二：以DCIP为电子受体时的放
100 106.7 471.1 109.6
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 NADPH 减慢 （2） Fecy 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 类囊体上的色素吸收光能 ATP的合成依赖于氢离子顺浓度类
通过囊体薄膜上的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】图a表示叶绿体的结构，图b中有水的光解和ATP的生成，表示光合作用的光反应过程。
（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，说明叶绿体的双层膜对以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的合成依赖于氢离子顺浓度类通过囊体薄膜上的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。
【点睛】解答本题可结合生物学结构与功能相适应的基本观点。叶绿体中类囊体薄膜有最大的膜面积，有
利于色素分布和吸收光能，类囊体松散时避免了相互的遮挡，更有利于色素吸收光能。
【2020年】
1.（2020·课标Ⅰ）农业生产中的一些栽培措施可以影响作物的生理活动，促进作物的生长发育，达到增加
产量等目的。回答下列问题：
（1）中耕是指作物生长期中，在植株之间去除杂草并进行松土的一项栽培措施，该栽培措施对作物的作
用有_____________________（答出2点即可）。
（2）农田施肥的同时，往往需要适当浇水，此时浇水的原因是_____________________（答出1点即可）。
（3）农业生产常采用间作（同一生长期内，在同一块农田上间隔种植两种作物）的方法提高农田的光能
利用率。现有4种作物，在正常条件下生长能达到的株高和光饱和点（光合速率达到最大时所需的光照强
度）见下表。从提高光能利用率的角度考虑，最适合进行间作的两种作物是___________________，选择
这两种作物的理由是___________________。
作物 A B C D
株高/cm 170 65 59 165
光饱和点/μmol·m-2·s-1 1 200 1 180 560 623【答案】 (1). 减少杂草对水分、矿质元素和光的竞争；增加土壤氧气含量，促进根系的呼吸作用 (2).
肥料中的矿质元素只有溶解在水中才能被作物根系吸收 (3). A和C (4). 作物A光饱和点高且长得高，
可以利用上层光照进行光合作用；作物C光饱和点低且长得矮，与作物A间作后，能利用下层的弱光进行
光合作用
【解析】（1）中耕松土过程中去除了杂草，减少了杂草和农作物之间的竞争；疏松土壤可以增加土壤的
含氧量，有利于根细胞的有氧呼吸，促进矿质元素的吸收，从而达到增产的目的。
（2）农田施肥时，肥料中的矿质元素只有溶解在水中，以离子形式存在，才能被作物根系吸收。
（3）分析表中数据可知，作物A、D的株高较高，B、C的株高较低，作物A、B的光饱和点较高，适宜
在较强光照下生长，C、D的光饱和点较低，适宜在弱光下生长，综合上述特点，应选取作物A和C进行
间作，作物A可利用上层光照进行光合作用，作物C能利用下层的弱光进行光合作用，从而提高光能利用
率。
2.（2020·课标Ⅱ）为了研究细胞器的功能，某同学将正常叶片置于适量的溶液B中，用组织捣碎机破碎细
胞，再用差速离心法分离细胞器。回答下列问题：
（1）该实验所用溶液B应满足的条件是_____________（答出2点即可）。
（2）离心沉淀出细胞核后，上清液在适宜条件下能将葡萄糖彻底分解，原因是此上清液中含有
_____________。
（3）将分离得到的叶绿体悬浮在适宜溶液中，照光后有氧气释放；如果在该适宜溶液中将叶绿体外表的
双层膜破裂后再照光，_____________（填“有”或“没有”）氧气释放，原因是_____________。
【答案】 (1). pH 应与细胞质基质的相同，渗透压应与细胞内的相同 (2). 细胞质基质组分和线粒体
(3). 有 (4). 类囊体膜是HO分解释放O 的场所，叶绿体膜破裂不影响类囊体膜的功能
2 2
【解析】（1）将正常叶片置于适量的溶液B中，为防止叶片失水，应保证pH与细胞质基质的相同，渗透
压与细胞内的相同。
（2）葡萄糖彻底氧化分解的场所为细胞质基质和线粒体。
（3）由于类囊体膜是HO分解释放O 的场所，叶绿体膜破裂不影响类囊体膜功能，故有氧气释放。
2 2
3.（2020·新课标Ⅲ）照表中内容，围绕真核细胞中ATP的合成来完成下表。
反应部位 （1）__________ 叶绿体的类囊体膜 线粒体
反应物 葡萄糖 丙酮酸等
反应名称 （2）__________ 光合作用的光反应 有氧呼吸的部分过程合成ATP的能量来源 化学能 （3）__________ 化学能
终产物（除ATP外） 乙醇、CO （4）__________ （5）__________
2
【答案】 (1). 细胞质基质 (2). 无氧呼吸 (3). 光能 (4). O 、NADPH (5). H O、CO
2 2 2
【解析】（1）由反应产物乙醇、CO 可知，该反应为无氧呼吸，反应场所为细胞质基质。
2
（2）由反应产物乙醇、CO 可知，该反应为无氧呼吸。
2
（3）由分析可知，光合作用的光反应中光能转化成活跃的化学能，储存在ATP中。
（4）由分析可知，光合作用的光反应的产物为O 和NADPH。
2
（5）由分析可知，线粒体内进行有氧呼吸的第二阶段产物为CO，第三阶段产物为HO。
2 2
4.（2020·山东卷）人工光合作用系统可利用太阳能合成糖类，相关装置及过程如下图所示，其中甲、乙表
示物质，模块3中的反应过程与叶绿体基质内糖类的合成过程相同。
（1）该系统中执行相当于叶绿体中光反应功能的模块是________________，模块3中的甲可与CO 结合，
2
甲为________________。
（2）若正常运转过程中气泵突然停转，则短时间内乙的含量将________________ （填：增加或减少）。
若气泵停转时间较长，模块2中的能量转换效率也会发生改变，原因是________________。
（3）在与植物光合作用固定的CO 量相等的情况下，该系统糖类的积累量________________ （填：高于、
2
低于或等于）植物，原因是________________。
（4）干旱条件下，很多植物光合作用速率降低，主要原因是________________。人工光合作用系统由于
对环境中水的依赖程度较低，在沙漠等缺水地区有广阔的应用前景。
【答案】 (1). 模块1和模块2 (2). 五碳化合物（或：C ） (3). 减少 (4). 模块3为模块2提供的
5
ADP、Pi和NADP+不足 (5). 高于 (6). 人工光合作用系统没有呼吸作用消耗糖类(或：植物呼吸作用
消耗糖类) (7). 叶片气孔开放程度降低，CO 的吸收量减少
2
【解析】
（1）叶绿体中光反应阶段是将光能转化成电能，再转化成ATP中活跃的化学能，题图中模块1将光能转
化为电能，模块2将电能转化为活跃的化学能，两个模块加起来相当于叶绿体中光反应的功能。在模块3中，CO 和甲反应生成乙的过程相当于暗反应中CO 的固定，因此甲为五碳化合物（或C ）。
2 2 5
（2）据分析可知乙为C ，气泵突然停转，大气中CO 无法进入模块3，相当于暗反应中CO 浓度降低，短
3 2 2
时间内CO 浓度降低，C 的合成减少，而C 仍在正常还原，因此C 的量会减少。若气泵停转时间较长，
2 3 3 3
模块3中CO 的量严重不足，导致暗反应的产物ADP、Pi和NADP+不足，无法正常供给光反应的需要，因
2
此模块2中的能量转换效率也会发生改变。
（3）糖类的积累量=产生量-消耗量，在植物中光合作用产生糖类，呼吸作用消耗糖类，而在人工光合作用
系统中没有呼吸作用进行消耗，因此在与植物光合作用固定的CO 量相等的情况下，该系统糖类的积累量
2
要高于植物。
（4）在干旱条件下，植物为了保住水分会将叶片气孔开放程度降低，导致二氧化碳的吸收量减少，因此
光合作用速率降低。
5.（2020·江苏卷）大豆与根瘤菌是互利共生关系，下图所示为大豆叶片及根瘤中部分物质的代谢、运输途
径，请据图回答下列问题：
（1）在叶绿体中，光合色素分布在__________上；在酶催化下直接参与CO 固定的化学物质是HO和
2 2
__________。
（2）上图所示的代谢途径中，催化固定CO 形成3-磷酸甘油酸（PGA）的酶在__________中，PGA还原
2
成磷酸丙糖（TP）运出叶绿体后合成蔗糖，催化TP合成蔗糖的酶存在于__________。
（3）根瘤菌固氮产生的NH 可用于氨基酸的合成，氨基酸合成蛋白质时，通过脱水缩合形成__________
3
键。
（4）CO 和N 的固定都需要消耗大量ATP。叶绿体中合成ATP的能量来自__________；根瘤中合成ATP
2 2
的能量主要源于__________的分解。
（5）蔗糖是大多数植物长距离运输的主要有机物，与葡萄糖相比，以蔗糖作为运输物质的优点是
__________。
【答案】 (1). 类囊体（薄）膜 (2). C (3). 叶绿体基质 (4). 细胞质基质 (5). 肽 (6). 光能
5(7). 糖类 (8). 非还原糖较稳定
【解析】本题主要考查光合作用、蛋白质合成及ATP的有关知识。依据有关知识，结合题图可以顺利解决
本题的问题。
（1）在叶绿体中，光反应在类囊体薄膜上进行，色素吸收光能，光合色素分布在类囊体薄膜上；暗反应
在叶绿体基质中进行，在酶催化下从外界吸收的CO 和基质中的五碳化合物结合很快形成二分子三碳化合
2
物；
（2）据图所示可知，CO 进入叶绿体基质形成PGA，推知催化该过程的酶位于叶绿体基质；然后PGA被
2
还原，形成TP，TP被运出叶绿体，在细胞质基质中TP合成为蔗糖，可推知催化该过程的酶存在于细胞质
基质中；
（3）NH 中含有N元素，可以组成氨基酸中的氨基，氨基酸的合成蛋白质时，通过脱水缩合形成肽键；
3
（4）光合作用的光反应中，叶绿体的色素吸收光能，将ADP和Pi合成为ATP；根瘤菌与植物共生，从植
物根细胞中吸收有机物，主要利用糖类作原料进行细胞呼吸，释放能量，合成ATP；（5)葡萄糖是单糖，
而蔗糖是二糖，以蔗糖作为运输物质，其溶液中溶质分子个数相对较少，渗透压相对稳定，而且蔗糖为非
还原糖，性质较稳定。
【2019年】
1．（2019全国卷Ⅰ·29）将生长在水分正常土壤中的某植物通过减少浇水进行干旱处理，该植物根细胞中
溶质浓度增大，叶片中的脱落酸(ABA)含量增高，叶片气孔开度减小，回答下列问题。
（1）经干旱处理后，该植物根细胞的吸水能力_______________________。
（2）与干旱处理前相比，干旱处理后该植物的光合速率会_______________________，出现这种变化的主
要原因是_______________________。
（3）有研究表明：干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的，而是由ABA引起的。请以该种植物
的ABA缺失突变体(不能合成ABA)植株为材料，设计实验来验证这一结论。要求简要写出实验思路和预
期结果。
【答案】（1）增强
（2）降低 气孔开度减小使供应给光合作用所需的CO 减少
2
（3）取ABA缺失突变体植株在正常条件下测定气孔开度，经干旱处理后，再测定气孔开度，预期结果是
干旱处理前后气孔开度不变。
将上述干旱处理的ABA缺失突变体植株分成两组，在干旱条件下，一组进行ABA处理，另一组作为对照
组，一段时间后，分别测定两组的气孔开度，预期结果是ABA处理组气孔开度减小，对照组气孔开度不
变。【解析】（1）经干旱处理后，根细胞的溶质浓度增大，渗透压增大，对水分子吸引力增大，植物根细胞
的吸水能力增强。（2）据题干条件可知干旱处理后该植物的叶片气孔开度减小，导致叶片细胞吸收CO
2
减少，暗反应减弱，因此光合速率会下降。（3）根据题意分析可知，实验目的为验证干旱条件下气孔开
度减小不是由缺水直接引起的，而是由ABA引起的，故实验应分为两部分：①证明干旱条件下植物气孔
开度变化不是缺水引起的；②证明干旱条件下植物气孔开度减小是ABA引起的。该实验材料为ABA缺失
突变体植株（不能合成ABA），自变量应分别为①正常条件和缺水环境、②植物体中ABA的有无，因变
量均为气孔开度变化，据此设计实验。①取ABA缺失突变体植株在正常条件下测定气孔开度，经干旱处
理后，再测定气孔开度，预期结果是干旱处理前后气孔开度不变。可说明缺水环境不影响ABA缺失突变
体植株气孔开度变化，即干旱条件下植物气孔开度变化不是缺水引起的。②将上述干旱处理的ABA缺失
突变体植株分成两组，在干旱条件下，一组进行ABA处理，另一组作为对照组，一段时间后，分别测定
两组的气孔开度，预期结果是ABA处理组气孔开度减小，对照组气孔开度不变。可说明干旱条件下植物
气孔开度减小是ABA引起的。
2．（2019北京卷·31）光合作用是地球上最重要的化学反应，发生在高等植物、藻类和光合细菌中。
（1）地球上生命活动所需的能量主要来源于光反应吸收的____________，在碳（暗）反应中，RuBP羧化
酶（R酶）催化CO与RuBP（C ）结合，生成2分子C ，影响该反应的外部因素，除光照条件外还包括
2 5 3
_________________________（写出两个）；内部因素包括_____________（写出两个）。
（2）R酶由8个大亚基蛋白（L）和8个小亚基蛋白（S）组成。高等植物细胞中L由叶绿体基因编码并在叶
绿体中合成，S由细胞核基因编码并在___________中由核糖体合成后进入叶绿体，在叶绿体的
___________中与L组装成有功能的酶。
（3）研究发现，原核生物蓝藻（蓝细菌）R酶的活性高于高等植物，有人设想通过基因工程技术将蓝藻R
酶的S、L基因转入高等植物，以提高后者的光合作用效率。研究人员将蓝藻S、L基因转入某高等植物
（甲）的叶绿体DNA中，同时去除甲的L基因。转基因植株能够存活并生长。检测结果表明，转基因植株
中的R酶活性高于未转基因的正常植株。
①由上述实验能否得出“转基因植株中有活性的R酶是由蓝藻的S、L组装而成”的推测？请说明理由。
②基于上述实验，下列叙述中能够体现生物统一性的选项包括____________。
a．蓝藻与甲都以DNA作为遗传物质
b．蓝藻与甲都以R酶催化CO的固定
2
c．蓝藻R酶大亚基蛋白可在甲的叶绿体中合成
d．在蓝藻与甲的叶肉细胞中R酶组装的位置不同
【答案】（1）光能温度、CO 浓度
2
R酶活性、R酶含量、C 含量、pH（其中两个）
5
（2）细胞质 基质
（3）①不能，转入蓝藻S、L基因的同时没有去除甲的S基因，无法排除转基因植株R酶中的S是甲的S
基因的表达产物的可能性。
②a、b、c
【解析】（1）地球上生物生命活动所需的能量来自有机物，有机物主要来自植物的光合作用，光合作用
合成有机物需要光反应吸收光能，转化为ATP的化学能，然后ATP为暗反应中C 的还原提供能量，合成
3
糖类。在暗反应中，RuBP 羧化酶(R酶)催化CO 与RuBP(C )结合，生成2分子C ，这是光合作用的暗反应
2 5 3
的二氧化碳的固定。暗反应的进行需要相关酶的催化，二氧化碳做原料，需要光反应提供[H]和ATP，光
反应需要色素、酶、水、光照等，故影响该反应的外部因素有光照、温度、CO 浓度、水、无机盐等；内
2
部因素包括色素含量及种类、酶的含量及活性等。（2）高等植物细胞中L由叶绿体基因编码并在叶绿体
中合成，S由细胞核基因通过转录成mRNA ，mRNA 进入细胞质基质，与核糖体结合，合成为S蛋白；因
R酶是催化CO 与C 结合的，在叶绿体基质中进行，故S蛋白要进入叶绿体，在叶绿体的基质中与L组装
2 5
成有功能的酶。（3）①据题设条件可知，将蓝藻S、L基因转入某高等植物(甲)的叶绿体DNA中，只去除
甲的L基因，没有去除甲的S基因。因此，转基因植株仍包含甲植株的S基因，不能排除转基因植株中R
酶是由蓝藻的L蛋白和甲的S蛋白共同组成。故由上述实验不能得出“转基因植株中有活性的R酶是由蓝
藻的S、L组装而成”的推测。②根据上述实验，可以看出蓝藻的基因能导入到甲的DNA中，说明蓝藻和
甲植株都以DNA为遗传物质；蓝藻中 R酶的活性高于高等植物，说明两者都以R酶催化CO 的固定；由
2
于蓝藻S、L基因均转入甲的叶绿体DNA中，且去除了甲的L基因，结果转基因植株合成了R酶，说明蓝
藻R酶大亚基蛋白L在甲的叶绿体中合成，以上体现了生物界的统一性。在蓝藻中R酶组装是在细胞质基
质，甲的叶肉细胞组装R酶是在叶绿体基质，则说明了不同生物之间具有差异性。因此，选abc。
3．（2019江苏卷·28）叶绿体中催化CO固定的酶R由叶绿体DNA编码的大亚基和细胞核DNA编码的小亚
2
基共同组装而成，其合成过程及部分相关代谢途径如下图所示。请回答下列问题：（1）合成酶R时，细胞核DNA编码小亚基的遗传信息__________到RNA上，RNA进入细胞质基质后指导
多肽链合成；在叶绿体中，参与大亚基肽链合成的RNA中，种类最多的是__________。
（2）进行光合作用时，组装完成的酶R需ATP参与激活，光能转化为ATP中的化学能是在_________上（填
场所）完成的。活化的酶R催化CO固定产生C 化合物（C -l），C -I还原为三碳糖（C -Ⅱ），这一步骤需要
2 3 3 3 3
__________作为还原剂。在叶绿体中C -Ⅱ除了进一步合成淀粉外，还必须合成化合物X以维持卡尔文循环，
3
X为__________。
（3）作为光合作用的重要成分，X在叶绿体中的浓度受多种因素调控，下列环境条件和物质代谢过程，与
X浓度相关的有__________（填序号）。
①外界环境的CO浓度
2
②叶绿体接受的光照强度
③受磷酸根离子浓度调节的C -ll输出速度
3
④酶R催化X与O结合产生C 化合物的强度
2 2
（4）光合作用旺盛时，很多植物合成的糖类通常会以淀粉的形式临时储存在叶绿体中，假如以大量可溶
性糖的形式存在，则可能导致叶绿体__________。
【答案】（1）转录 tRNA
（2）类囊体 【H】 C （五碳化合物）
5
（3）①②③④
（4）吸水涨破
【解析】分析图示：细胞核中的DNA通过转录形成RNA，RNA通过核孔出细胞核，进入细胞质，在核糖体上进行
翻译形成小亚基。叶绿体中的DNA通过转录形成RNA，在叶绿体中的核糖体上进行翻译形成大亚基。大
亚基和小亚基组合形成酶R，催化二氧化碳的固定形成C 。（1）通过分析可知，细胞核DNA编码小亚基
3
的遗传信息转录到RNA上，再通过核糖体上的翻译形成小亚基。叶绿体编码大亚基的DNA，经过转录和
翻译，形成大亚基，在此过程中需要一种mRNA，61种tRNA，故需要RNA种类最多的是tRNA。（2）
光合作用过程中合成ATP是在叶绿体的类囊体薄膜上完成。活化的酶R催化CO 固定产生C 化合物(C -
2 3 3
I)，C -I 还原为三碳糖(C -II)，需要[H]作为还原剂。C 的还原的产物除了C -II还有一分子的C 。（3）①
3 3 3 3 5
外界环境的CO 浓度，直接影响二氧化碳的固定，间接影响C 的还原，进而影响C 的浓度，故①符合题
2 3 5
意；②叶绿体接受的光照强度，直接影响光反应产生的[H]和ATP，间接影响C 的还原，进而影响C 的浓
3 5
度，故②符合题意；③磷酸根离子浓度，直接影响ATP的合成，间接影响C 的还原以及C -II输出速度，
3 3
进而影响C 的浓度，故③符合题意；④酶R催化X与O 结合产生C 化合物的强弱；直接影响酶R催化二
5 2 2
氧化碳的固定，间接影响C 的还原，进而影响C 的浓度，故④符合题意；故选①②③④。（4）光合作用
3 5
合成的糖类，如以大量可溶性糖的形式存在，则可能导致叶绿体吸水涨破。
4．（2019浙江4月选考·30）回答与光合作用有关的问题：
（1）在“探究环境因素对光合作用的影响”活动中，正常光照下，用含有0．1%CO 的溶液培养小球藻一
2
段时间。当用绿光照射该溶液，短期内小球藻细胞中3-磷酸甘油酸的含量会______。为3-磷酸甘油酸还原
成三碳糖提供能量的物质是______。若停止CO 供应，短期内小球藻细胞中RuBP的含量会______。研究
2
发现 Rubisco酶是光合作用过程中的关键酶，它催化CO 被固定的反应，可知该酶存在于叶绿体______中。
2
（2）在“光合色素的提取与分离”活动中，提取新鲜菠菜叶片的色素并进行分离后，滤纸条自上而下两
条带中的色素合称为______。分析叶绿素a的吸收光谱可知，其主要吸收可见光中的______光。环境条件
会影响叶绿素的生物合成，如秋天叶片变黄的现象主要与_____抑制叶绿素的合成有关。
【答案】（1）增加 ATP和 NADPH 增加 基质
（2）类胡萝卜素 蓝紫光和红 低温【解析】（1）环境中的CO 含量增加，则会促进碳反应中CO 的固定这一环节，使3-磷酸甘油酸的含量
2 2
增加；3-磷酸甘油酸还原成三碳糖是还原反应且消耗能量，所以提供能量的物质是ATP和NADPH；若停
止CO 供应，则会使CO 固定的速率降低，反应消耗的RuBP会减少，故使得短期内小球藻细胞中RuBP
2 2
的含量会增加；CO 被固定的反应发生在叶绿体基质，故Rubisco酶也是存在于叶绿体基质中。（2）光合
2
色素的分离和提取实验中，滤纸条自上而下两条带中的色素分别为胡萝卜素和叶黄素，合称类胡萝卜素；
叶绿素a主要吸收蓝紫光和红光；秋天叶片变黄主要是由于温度降低导致叶绿素的合成受到抑制。
【2018年】
1．（2018全国Ⅰ卷·8）甲、乙两种植物净光合速率随光照强度的变化趋势如图所示。
回答下列问题：
（1）当光照强度大于a时，甲、乙两种植物中，对光能的利用率较高的植物是____________。
（2）甲、乙两种植物单独种植时，如果种植密度过大，那么净光合速率下降幅度较大的植物是_____，判
断的依据是______________________。
（3）甲、乙两种植物中，更适合在林下种植的是______。
（4）某植物夏日晴天中午12：00时叶片的光合速率明显下降，其原因是进入叶肉细胞的_________（填
“O”或“CO”）不足。
2 2
【答案】（1）甲
（2）甲 光照强度降低导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙大，种植密度过大，植株接受的光照强
度减弱，导致甲植物净光合速率下降幅度比乙大
（3）乙
（4）CO
2
【解析】（1）由图分析可知，当光照强度大于a时，相同光照强度下，甲植物的净光合速率大于乙，有机
物的积累较多，对光能的利用率较高。（2）甲、乙两种植物单独种植时，如果种植密度过大，植株接受的光照强度相对较弱，光照强度降低导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙大，因此种植密度过大，导致
甲植物净光合速率下降幅度比乙大。（3）从图中可以看出，乙植物的光饱和点以及光补偿点都比甲植物
低，适合在光照强度相对更弱的环境中生长，林下的光照强度更低，因此更适合在林下种植的是植物乙。
（4）夏日晴天中午12：00时，植物为了减少蒸腾作用对水分的散失，叶片上的部分气孔会关闭，导致细
胞间的二氧化碳的含量下降，从而引起光合速率下降。
2．（2018全国Ⅱ卷·30）为了研究某种树木树冠上下层叶片光合作用的特性，某同学选取来自树冠不同层
的A、B两种叶片，分别测定其净光合速率，结果如图所示。据图回答问题：
（1）从图可知，A叶片是树冠_________（填“上层”或“下层”）的叶片，判断依据是_______________。
（2）光照强度达到一定数值时，A叶片的净光合速率开始下降，但测得放氧速率不变，则净光合速率降低
的主要原因是光合作用的_____________反应受到抑制。
（3）若要比较 A、B 两种新鲜叶片中叶绿素的含量，在提取叶绿素的过程中，常用的有机溶剂是
______________。
【答案】（1）下层 A叶片的净光合速率达到最大时所需光照强度低于B叶片
（2）暗
（3）无水乙醇
【解析】（1）由于上层叶片对阳光的遮挡，导致下层叶片接受的光照强度较弱，因此下层叶片净光合速
率达到最大值时所需要的光照强度较上层叶片低，据此分析图示可推知：A叶片是树冠下层的叶片。（2）
光合作用包括光反应和暗反应两个阶段，氧气产生于光反应阶段。光照强度达到一定数值时，A叶片的净
光合速率开始下降，但测得放氧速率不变，说明光反应速率不变，则净光合速率降低的主要原因是光合作
用的暗反应受到抑制。（3）绿叶中的叶绿素等光合色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，可以用无水乙
醇提取叶绿素。
3．（2018全国Ⅲ卷·29）回答下列问题：
（1）高等植物光合作用中捕获光能的物质分布在叶绿体的___________上，该物质主要捕获可见光中的_________。
（2）植物的叶面积与产量关系密切，叶面积系数（单位土地面积上的叶面积总和）与植物群体光合速率、
呼吸速率及干物质积累速率之间的关系如图所示，由图可知：当叶面积系数小于a时，随叶面积系数增加，
群体光合速率和干物质积累速率均_______。当叶面积系数超过b时，群体干物质积累速率降低，其原因是
__________________________。
（3）通常，与阳生植物相比，阴生植物光合作用吸收与呼吸作用放出的CO 量相等时所需要的光照强度
2
________（填“高”或“低”）。
【答案】（1）类囊体膜 蓝紫光和红光
（2）增加 群体光合速率不变，但群体呼吸速率仍在增加，故群体干物质积累速率降低
（3）低
【解析】（1）高等植物光合作用中捕获光能的物质是叶绿素和类胡萝卜素，分布在叶绿体的类囊体薄膜
上，叶绿体上的色素主要捕获红光和蓝紫光。（2）由图可知：当叶面积系数小于a时，随叶面积系数增加，
群体光合速率和干物质积累速率均上升；当叶面积系数大于b时，由于群体光合速率不变，而群体呼吸速
率仍在上升，导致群体净光合速率降低，干物质积累速率下降。（3）由于阴生植物的呼吸作用强度小于
阳生植物，即阴生植物通过呼吸作用放出的CO 比阳生植物少，因此阴生物光合作用吸收CO 量与呼吸作
2 2
用放出的CO 量相等时所需要的光照强度比阳生植物低。
2
4．（2018江苏卷·29）下图为某植物叶肉细胞中有关甲、乙两种细胞器的部分物质及能量代谢途径示意图
（NADPH指［H］），请回答下列问题：（1）甲可以将光能转变为化学能，参与这一过程的两类色素为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，其中大多数高等
植物的＿＿＿＿需在光照条件下合成。
（2）在甲发育形成过程中，细胞核编码的参与光反应中心的蛋白，在细胞质中合成后，转运到甲内，在
＿＿＿＿（填场所）组装；核编码的Rubisco（催化CO 固定的酶）小亚基转运到甲内，在＿＿＿＿（填
2
场所）组装。
（3）甲输出的三碳糖在氧气充足的条件下，可被氧化为＿＿＿＿后进入乙，继而在乙的＿＿＿＿（填场
所）彻底氧化分解成CO；甲中过多的还原能可通过物质转化，在细胞质中合成NADPH，NADPH中的能
2
量最终可在乙的＿＿＿＿＿＿（填场所）转移到ATP中。
（4）乙产生的ATP被甲利用时，可参与的代谢过程包括＿＿＿＿（填序号）。
①C 的还原 ②内外物质运输 ③HO裂解释放O ④酶的合成
3 2 2
【答案】（1）叶绿素、类胡萝卜素 叶绿素
（2）类囊体膜上 基质中
（3）丙酮酸 基质中 内膜上
（4）①②④
【解析】（1）根据以上分析已知，甲表示叶绿体，是光合作用的场所，参与光合作用的两类色素是叶绿
素和类胡萝卜素，其中叶绿素需要在光照条件下合成。（2）光反应的场所是类囊体薄膜，因此细胞核编
码的参与光反应中心的蛋白，在细胞质中合成后，转运到叶绿体内，在囊体薄膜上组装；二氧化碳的固定
发生在叶绿体基质中，因此核编码的Rubisco（催化CO 固定的酶）小亚基转运到叶绿体内，在叶绿体基
2
质中组装。（3）在氧气充足的条件下，叶绿体产生的三碳糖在细胞质基质中分解为丙酮酸，然后进入线
粒体基质中，彻底氧化分解成CO；据图分析，图中叶绿体中过多的还原能可通过物质转化，在细胞质中
2
合成NADPH，NADPH中的能量最终可在线粒体内膜上转移到ATP中。（4）叶绿体光反应产生ATP，因
此图中线粒体为叶绿体提供的ATP用于光反应以外的生命活动，如C 的还原、内外物质运输、酶的合成
3
等，而HO裂解释放O 属于光反应，故选①②④。
2 2
5．（2018浙江卷·30）在“探究环境因素对光合作用的影响”的活动中，选用某植物A、B两个品种，在
正常光照和弱光照下进行实验，部分实验内容与结果见下表。回答下列问题：
（1）据表推知，经弱光照处理，品种A的叶绿素总含量和类胡萝卜素总含量较正常光照_______，导致其
卡尔文循环中再生出_______的量改变，从而影响光合作用速率。
（2）表中的光合色素位于叶绿体的_______膜中。分别提取经两种光照处理的品种B的光合色素，再用滤
纸进行层析分离。与正常光照相比，弱光照处理的滤纸条上，向上而下的第4条色素带变_______，这有利
于品种B利用可见光中较短波长的_______光。
（3）实验结果表明，经弱光照处理，该植物可通过改变光合色素的含量及其_______来适应弱光环境。品
种_______的耐荫性较高。
【答案】（1）下降 RuBP
（2）类囊体 宽 蓝紫
（3）比例 B
【解析】（1）分析表中信息可知：经弱光照处理，品种A的叶绿素总含量和类胡萝卜素总含量较正常光
照下降，使其吸收的光能减少，光反应减弱，生成的[H]和ATP减少，致使卡尔文循环（暗反应）中的C3
的还原减弱，再生出RuBP的量改变，从而影响光合作用速率。（2）光合色素位于叶绿体的类囊体膜中。
叶绿素b主要吸收蓝紫光。用纸层析法分离叶绿体中的色素，在滤纸条上，由上而下的第4条色素带是叶
绿素b。表中信息显示：品种B的叶绿素b的含量，弱光照时高于正常光照。可见，分别提取经两种光照
处理的品种B的光合色素并用纸层析法进行分离，与正常光照相比，弱光照处理的滤纸条上，自上而下的
第4条色素带变宽，这有利于品种B利用可见光中较短波长的蓝紫光。（3）表中信息显示：弱光照时品
种A的叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素总量均低于正常光照，而品种B却与之相反，这一结果表明：经
弱光照处理，该植物可通过改变光合色素的含量及其比例来适应弱光环境，品种B的耐荫性较高。
【2017年】
1．（2017新课标Ⅰ卷·30）植物的CO 补偿点是指由于CO 的限制，光合速率与呼吸速率相等时环境中的
2 2
CO 浓度，已知甲种植物的CO 补偿点大于乙种植物的。回答下列问题：
2 2
（1）将正常生长的甲、乙两种植物放置在同一密闭小室中，适宜条件下照光培养。培养后发现两种植物的光合速率都降低，原因是_________________，甲种植物净光合速率为 0时，乙种植物净光合速率
_________________（填“大于0”“等于0”或“小于0”）。
（2）若将甲种植物密闭在无O 、但其他条件适宜的小室中，照光培养一段时间后，发现植物的有氧呼吸
2
增加，原因是_________________。
【答案】（1）植物在光下光合作用吸收CO 的量大于呼吸作用释放CO 的量，使密闭小室中CO 浓度降
2 2 2
低，光合速率也随之降低 大于0
（2）甲种植物在光下光合作用释放的O 使密闭小室中O 增加，而O 与有机物分解产生的NADH发生作
2 2 2
用形成水是有氧呼吸的一个环节，所以当O 增多时，有氧呼吸会增加
2
【解析】（1）从题干信息可知，适宜条件下照光培养，由于进行光合作用，且光合速率大于呼吸速率，
使密闭小室内的CO 浓度下降，两植物光合速率下降；甲种植物的CO 补偿点大于乙种植物的CO 补偿点，
2 2 2
所以甲种植物的净光合速率为0时环境中的CO 浓度大于乙种植物的净光合速率为0时所需的CO 浓度，
2 2
所以甲种植物净光合速率为0时，乙种植物净光合速率大于0。（2）甲种植物在光下光合作用释放的O 使
2
密闭小室中O 增加，而O 与有机物分解产生的NADH发生作用形成水是有氧呼吸的一个环节，所以当O
2 2 2
增多时，有氧呼吸会增加。
2．（2017新课标Ⅱ卷·29）下图是表示某植物叶肉细胞光合作用和呼吸作用的示意图。
据图回答下列问题：
（1）图中①、②、③、④代表的物质依次是_______________________、_______________________、
_______________________、_________________，[H]代表的物质主要是_________________。
（2）B代表一种反应过程，C代表细胞质基质，D代表线粒体，则ATP合成发生在A过程，还发生在
_________________（填“B和C”“C和D”或“B和D”）。
（3）C中的丙酮酸可以转化成酒精，出现这种情况的原因是_________________。
【答案】（1）O NADP+ ADP+Pi C NADH（或答：还原型辅酶Ⅰ）
2 5
（2）C和D
（3）在缺氧条件下进行无氧呼吸【解析】（1）由图可知A、B过程分别为光合作用的光反应和暗反应，图中类囊体膜上发生水的光解，产
生NADPH和①氧气；暗反应阶段消耗ATP和NADPH，产生②NADP+、③（ADP和Pi）；暗反应过程为
卡尔文循环，CO+C 化合物→2C 化合物（二氧化碳的固定），所以④为C 。呼吸作用的第一阶段的场所
2 5 3 5
为C细胞质基质，在第一阶段中，各种能源物质循不同的分解代谢途径转变成乙酰辅酶A；呼吸作用的第
二、三阶段的场所为D线粒体，在第二阶段中，乙酰辅酶A（乙酰CoA）的二碳乙酰基，通过三羧酸循环
转变为CO 和氢原子；在第三阶段中，氢原子进入电子传递链（呼吸链），最后传递给氧，与之生成水。
2
呼吸作用中的[H]为还原型辅酶I（NADH）。（2）植物叶肉细胞能产生ATP的生理过程有：光合作用光
反应阶段（A）和有氧呼吸的三个阶段（C和D）。（3）酒精是植物细胞无氧呼吸的产物。
3．（2017江苏卷·29）科研人员对猕猴桃果肉的光合色素、光合放氧特性进行了系列研究。图1为光合放氧
测定装置示意图，图2为不同光照条件下果肉随时间变化的光合放氧曲线。请回答下列问题：
（1）取果肉薄片放入含乙醇的试管，并加入适量_____________，以防止叶绿素降解。长时间浸泡在乙醇
中的果肉薄片会变成白色，原因是_____________。
（2）图1中影响光合放氧速率的因素有_____________。氧电极可以检测反应液中氧气的浓度，测定前应
排除反应液中_____________的干扰。
（3）图1在反应室中加入NaHCO 的主要作用是_____________。若提高反应液中NaHCO 浓度，果肉放氧
3 3
速率的变化是_____________ （填“增大”、“减小”、“增大后稳定”或“稳定后减小”）。
（4）图2中不同时间段曲线的斜率代表光合放氧的速率，对15 ~20 min 曲线的斜率几乎不变的合理解释是
_____________;若在20 min 后停止光照，则短时间内叶绿体中含量减少的物质有_____________ （填序号：
①C ②ATP ③[H] ④C ），可推测20 ~25 min 曲线的斜率为_____________ （填“正值”、“负值”
5 3
或“零”）。
【答案】（1）CaCO 光合色素溶解在乙醇中
3
（2）光照、温度、CO（NaHCO ）浓度 溶解氧
2 3
（3）提供CO 增大后稳定
2（4）光合产氧量与呼吸耗氧量相等 ①②③ 负值
【解析】（1）CaCO 能防止叶绿素被破坏。叶绿体中色素溶解在乙醇中，则果肉薄片长时间浸泡在乙醇中，
3
果肉薄片会变成白色。（2）图1中影响光合放氧速率的因素有光照、温度、CO （NaHCO ）浓度。反应
2 3
液中氧气浓度属于因变量，则测定前应排除反应液中溶解氧的干扰。（3）NaHCO 为光合作用提供CO 。
3 2
若提高反应液中NaHCO 浓度，果肉细胞的光合作用会逐渐增强，但由于光照强度、温度等因素的限制，
3
果肉细胞的光合速率最终趋于稳定。（4）15~20 min曲线的斜率几乎不变，说明光合放氧的速率不变，即
反应液中O 浓度不变，说明此时光合产氧量与呼吸耗氧量相等。若在 20 min 后突然停止光照，则光反应
2
减弱，短时间内叶绿体中[H]和ATP含量减少，C 的还原减弱，而CO 固定正常进行，则短时间内叶绿体
3 2
中C 含量减少。由于20 min后停止光照，则光合作用逐渐减弱直至停止，而呼吸作用正常进行，反应液
5
中O 含量减少，曲线的斜率为负值。
2
【2016年】
1.（2016新课标Ⅲ卷.29）为了探究某地夏日晴天中午时气温和相对湿度对A品种小麦光合作用的影响，某
研究小组将生长状态一致的A品种小麦植株分为5组，1组在田间生长作为对照组，另4组在人工气候室
中生长作为实验组，并保持其光照和CO 浓度等条件与对照组相同，与中午12：30测定各组叶片的光合速
2
率，各组实验处理及结果如表所示：
回答下列问题：
（1）根据本实验结果，可以推测中午时对小麦光合作用速率影响较大的环境因素是 ，其
依据是 ；并可推测， （填“增加”或“降低”）麦田环境的相对湿
度可降低小麦光合作用“午休”的程度。
（2）在实验组中，若适当提高第 组的环境温度能提高小麦的光合速率，其原因是 。
（3）小麦叶片气孔开放时，CO 进入叶肉细胞的过程 （填“需要”或“不需要”）载体蛋
2
白，
（填“需要”或“不需要”）消耗ATP。
【答案】（1）湿度（或答相对湿度） 在相同温度条件下，相对湿度改变时光合速率变化较大 增
加（2）四 该实验组的环境温度未达到光合作用的最适温度
（3）不需要 不需要
【解析】（1）根据本实验结果可知，相同温度条件下，小麦光合速率随相对湿度的增加而明显加快，但
相对湿度相同时，小麦光合速率随温度的变化不明显，由此可推知中午时对小麦光合作用速率影响较大的
环境因素是相对湿度；并可推测，增加麦田环境的相对湿度可降低小麦光合作用“午休”的程度。
（2）比较实验组二、三、四可推知，小麦光合作用的最适温度在31 ℃左右，而第四组的25 ℃还远低于
最适温度，所以在实验组中，若适当提高第四组的环境温度能提高小麦的光合速率。
（3）CO 是以自由扩散方式进入叶肉细胞的，所以该过程不需要载体蛋白，也不需要消耗ATP。
2
2.（2016浙江卷.30)（14分)下面是关于植物光合作用的问题。请回答：
（1）光反应发生在叶绿体的 中,H 0在光反应中裂解为 。
2
(2) 若以14CO 作为光合作用的原料,在卡尔文循环中首先出现含的三碳化合物是 。该三碳化合
2
物在NADPH的氢和ATP的 等物质存在的情况下，被还原为三碳糖磷酸。
[来源:Zxxk.Com]
(3) 给某植物提供C180 和H0,释放的氧气中含有18O是由于 ，H18O又作为原料参与了光合作
2 2 2
用之故。
(4) 植物光合作用光饱和点可通过测定不同的 下的光合速率来确定。在一定条件下，某植物在
温度由25℃降为5℃的过程中光饱和点逐渐减小,推测该植物在光照充足时的光合作用最适温度
(选填: ＜、≤、＝、≥、＞)25℃。
【答案】
（1）类囊体膜 氧气、H+和电子
（2)三碳酸 磷酸基团
（3）C180 的部分氧转移到H180中
2 2
（4）光强度 ≥
【解析】
（1）光合作用的光反应场所是叶绿体的基粒或类囊体，水在光反应中裂解为O、H+和电子。
2
（2)卡尔文循环的第一个反应是RuBP和二氧化碳结合形成三碳酸，然后三碳酸在NADPH中的氢和ATP
的磷酸基团的作用下被还原为三碳糖磷酸。
（3）碳反应的过程也有水的产生，所以C180 参与光合作用会产生部分带有放射性的水，水又作为原料参
2
与了光合作用。
（4）植物光合作用光饱和点可通过测定不同光强度下的光合速率来确定。某植物在温度由25℃降为5℃
的过程中光饱和点逐渐减小,推测该植物在光照充足时的光合作用最适温度≥25℃。
3.（2016课标1卷.30） 为了探究生长条件对植物光合作用的影响，某研究小组将某品种植物的盆栽苗分成甲、乙两组，置于人工气候室中，甲组模拟自然光照，乙组提供低光照，其他培养条件相同。培养较长
一段时间（T）后，测定两组植株叶片随光照强度变化的光合作用强度（即单位时间、单位面积吸收CO
2
的量），光合作用强度随光照强度的变化趋势如图所示。回答下列问题：
（1）据图判断，光照强度低于a时，影响甲组植物光合作用的限制因子是_______________。
（2）b光照强度下，要使甲组的光合作用强度升高，可以考虑的措施是提高___________（填“CO 浓
2
度”或“O 浓度”）。
2
（3）播种乙组植株产生的种子，得到的盆栽苗按照甲组的条件培养T时间后，再测定植株叶片随光照强
度变化的光合作用强度，得到的曲线与甲组的相同。根据这一结果能够得到的初步结论是_____。
【答案】（1）光照强度 （2） CO 浓度
2
（3）乙组光合作用强度与甲组的不同，是由环境因素低光照引起的，而非遗传物质的改变造成的
【解析】（1）题图显示：光照强度低于a时，甲组植物的光合作用强度随光照强度的增加而增加，因此影
响甲组植物光合作用的限制因子是光照强度。
（2）b光照强度下，甲组植物的光合作用强度不再随光照强度的增加而增加，因此限制甲组植物光合作用
的因子不再是光照强度，而是CO 浓度等。所以，要使甲组的光合作用强度继续升高，可以考虑的措施是
2
提高CO 浓度。
2
（3）依题意可知：导致甲、乙两组光合作用强度差异的原因是光照强度不同，即甲组模拟自然光照，乙
组提供低光照；播种乙组植株产生的种子所得到的盆栽苗按照甲组的条件培养T时间后，其植株叶片随光
照强度变化的光合作用强度曲线与甲组的相同。据此能够得到的初步结论是：乙组光合作用强度与甲组的
不同，是由环境因素低光照引起的，而非遗传物质的改变造成的。
4.（2016江苏卷.32）（8分）为了选择适宜栽种的作物品种，研究人员在相同的条件下分别测定了3个品
种S1、S2、S3的光补偿点和光饱和点，结果如图1和图2。请回答以下问题：（1）最适宜在果树林下套种的品种是▲ ，最适应较高光强的品种是▲。
（2）增加环境中CO 浓度后，测得S2的光饱和点显著提高，但S3的光饱和点却没有显著改变，原因可能
2
是：在超过原光饱和点的光强下，S2的光反应产生了过剩的▲，而S3在光饱和点时可能▲（填序号）。
①光反应已基本饱和 ②暗反应已基本饱和 ③光、暗反应都已基本饱和
（3）叶绿体中光反应产生的能量既用于固定CO，也参与叶绿体中生物大分子▲的合成。
2
（4）在光合作用过程中，CO 与RuBP（五碳化合物）结合的直接产物是磷酸丙糖（TP），TP的去向主要
2
有三个。下图为叶肉细胞中部分代谢途径示意图。
淀粉是暂时存储的光合作用产物，其合成场所应该在叶绿体的▲。淀粉运出叶绿体时先水解成TP或▲，
后者通过叶绿体膜上的载体运送到细胞质中，合成由▲糖构成的蔗糖，运出叶肉细胞。
【答案】（1）S2 S3 （2）[H]和ATP ①②③ （3）核酸、蛋白质
（4）基质中 葡萄糖 葡萄糖和果糖
【解析】（1）果树林下光照较弱，适合光补偿点较低的植物生长。最适应较高光强的品种光饱和点较高。
（2）光反应的产物为[H]和ATP；增加环境中CO 浓度后， S3的光饱和点却没有显著改变，可能是光反
2
应已基本饱和、暗反应已基本饱和，或二者已基本饱和。
（3）叶绿体中有机物大分子如核酸、蛋白质的合成需要消耗ATP。（4）淀粉合成场所位于叶绿体基质，根据图示，叶绿体膜上存在六碳糖载体，淀粉运出叶绿体时先水解
成TP或六碳糖，后者通过叶绿体膜上的载体运送到细胞质中。蔗糖由葡萄糖和果糖结合而成。
5.（2016新课标2卷.31)（8分）BTB是一种酸碱指示剂，BTB的弱碱性溶液颜色可随其中CO浓度的增高而
2
由蓝变绿再变黄。某同学为研究某种水草的光合作用和呼吸作用，进行了如下实验：用少量的NaHCO 和
3
BTB加水配制成蓝色溶液，并向溶液中通入一定量的CO使溶液变成浅绿色，之后将等量的绿色溶液分别
2
加入到7支试管中，其中6支加入生长状况一致的等量水草，另一支不加水草，密闭所有试管。各试管的实
验处理和结果见下表。
试管编号 1 2 3 4 5 6 7
水草 无 有 有 有 有 有 有
距日光灯的距离 20 遮光* 100 80 60 40 20
（cm）
50min后试管中溶液 浅绿色 X 浅黄色 黄绿色 浅绿色 浅蓝色 蓝色
的颜色
*遮光是指用黑纸将试管包裹起来，并放在距日光灯100cm的地方。
若不考虑其他生物因素对实验结果的影响，回答下列问题：
（1）本实验中，50min后1号试管的溶液是浅绿色，则说明2至7号试管的实验结果是由 引起的；
若1号试管的溶液是蓝色，则说明2至7号试管的实验结果是 （填“可靠的”或“不可靠的”）。
（2）表中X代表的颜色应为 （填“浅绿色”、“黄色”或“蓝色”），判断依据是
。
（3）5号试管中的溶液颜色在照光前后没有变化，说明在此条件下水草 。
【答案】（8分）（1）光合作用与呼吸作用 不可靠的
（2）黄色 水草不能进行光合作用，只能进行呼吸作用，溶液中CO 浓度高于3号管
2
（3）光合作用强度等于呼吸作用强度，吸收与释放的CO 量相等
2
【解析】（1）依题意并结合表中信息可知，距日光灯的距离表示光照的强弱。1号试管为对照组，其中的
NaHCO 可维持CO 浓度的相对稳定；2～7号试管为实验组，2号试管遮光，其内的水草不能进行光合作
3 2
用，但能进行呼吸作用；3～7号试管内的水草在有光的条件下，可进行光合作用和呼吸作用，溶液颜色的
变化是由光合作用吸收的CO 量与呼吸作用释放的CO 量共同决定的。综上所述，若50 min后，1号试管
2 2
的溶液是浅绿色，则说明2～7号试管的实验结果是由不同光强下水草的光合作用与呼吸作用引起的；若1
号试管的溶液是蓝色，则说明2～7号试管的实验结果是不可靠的。
（2）2号试管遮光，其内的水草不能进行光合作用消耗CO，但能通过呼吸作用释放CO，所以试管内
2 2
CO 浓度最高，X代表的颜色应为黄色。
2
（3）5号试管中的溶液颜色与对照组1号试管的相同，均为浅绿色，说明在此条件下水草的光合作用强度等于呼吸作用强度。
6.（2016上海卷.五）回答下列有关光合作用的问题。
玉米叶肉细胞中有CO“泵”，使其能在较低的CO 浓度下进行光合作用，水稻没有这种机制。图19显示
2 2
了在相同的光照和温度条件下，不同植物在不同胞间CO 浓度下的光合速率。各曲线代表的植物情况见表
2
4，其中人工植物B数据尚无。
（1） CO 可参与水稻光合作用暗反应的_______过程，此过程发生的场所是______。
2
（2）在胞间CO 浓度0~50时，玉米的光合速率升高，此阶段发生的变化还有____。
2
A.经气孔释放的CO 增多 B.单个叶绿素a分子的氧化性不断增强
2
C.供给三碳化合物还原的氢增多 D.单个叶绿素a分子吸收的光能持续增多
（3）在胞间CO 浓度200~300之间，水稻的光合速率逐渐上升而玉米的不再变化的原因是______________。
2
（4）根据曲线①、②、③及影响光合作用的因素推测，表4中人工植物B在不同胞间CO 浓度下的光合速
2
率（曲线④）最可能是______。
（5）根据表4及相关信息，图19中曲线②和曲线③所示光合速率的差异可说明______。
（6）现代工业使得大气中CO 的浓度不断提高，这一环境变化趋势更有利于______。
2
A.水稻生长，因为超过一定的胞间CO 浓度后玉米的酶活性不再增加
2
B.水稻生长，因为在较低胞间CO 浓度范围内水稻的酶活性较高
2
C.玉米生长，因为它们的光合效率极高
D.玉米生长，因为它们拥有CO 泵
2
【答案】（1）二氧化碳的固定 叶绿体基质
（2）C
（3）玉米和水稻光合作用速率达到最大时，对应的二氧化碳浓度不同（4）A
（5）在水稻叶肉细胞内，玉米的与暗反应相关酶的活性比水稻的暗反应相关酶活性低
（6）A
【解析】（1）.CO 在暗反应中被固定为三碳化合物，发生场所为叶绿体基质。
2
（2）. 在胞间CO 浓度0~50时，玉米的光合速率升高，此时不会经气孔释放较多的CO；单个叶绿素a分
2 2
子失去电子的同时又可以得到电子，氧化性不会不断增强；单个叶绿素a分子吸收的光能转变为电能，不
会持续增多。
（3）. 在胞间CO 浓度200~300之间，受酶量的限制，已达到玉米的二氧化碳饱和点，但还未达到水稻的
2
二氧化碳饱和点。
（4）. 人工植物B的叶肉细胞来自玉米，其中有CO“泵”，使其能在较低的CO 浓度下进行光合作用，故
2 2
曲线④起点与①相同；人工植物B暗反应相关酶的来源为水稻，使其具有较高的光合速率。
（5）.对比曲线②和曲线③代表的植物，二者暗反应相关酶的来源不同导致二者光合速率不同，说明玉米
的与暗反应相关酶的活性比水稻的暗反应相关酶活性低。
（6）.据图可知水稻可利用更高浓度的CO，大气中CO 的浓度不断提高更有利于水稻生长。超过一定的
2 2
胞间CO 浓度后玉米的光合速率不再增加。
2
【2015年】
1.( 2015年浙江卷.30)（14 分）植物叶肉细胞光合作用的碳反应、 蔗糖与淀粉合成代谢途径如图所示。
图中叶绿体内膜上的磷酸转运器转运出1分子三碳糖磷酸的同时转运进1分子Pi（无机磷酸）。
请回答：
（1）磷除了是光合作用相关产物的组分外，也是叶绿体内核酸和 ________ 的组分。
（2）卡尔文循环中 3- 磷酸甘油酸生成三碳糖磷酸的还原反应属于 _______ 。（3）若蔗糖合成或输出受阻， 则进入叶绿体的 _________ 数量减少， 使三碳糖磷酸大量积累于
_________中，也导致了光反应中合成 __________ 数量下降， 卡尔文循环减速。上述这种三碳糖磷酸对
卡尔文循环的调节属于 ___________ 。 此时过多的三碳糖磷酸将用于 ___________ ， 以维持卡尔文循
环运行。
【答案】（1）磷脂 （2）吸能反应
（3）Pi 叶绿体基质 ATP 负反馈调节 淀粉合成
【解析】（1）磷是构成各种膜的成分之一，也是光合作用相关产物如ATP等的组成成分，同时还是叶绿体
内部核酸以及多种与膜中磷脂的组成成分。
（2）卡尔文循环中3－羧酸甘油酸生成三碳糖磷酸的还原反应消耗光反应代谢产生的ATP，因而属于吸能
反应。
（3）由题图可知，若蔗糖合成或输出受阻，则同时产生的Pi有所积累，导致进入叶绿体中的Pi数量大幅
减少。此时三碳糖磷酸大量积累在叶绿体基质中，由于光反应中 Pi的利用减少，导致光反应中合成ATP的
数量下降，使卡尔文循环减速。上述三碳糖磷酸对卡尔文循环存在反馈调节机制，如三碳糖磷酸含量过多，
也可参与淀粉的合成，以维持卡尔文循环的正常进行。
2.（2015年江苏卷.27） (8分)为了研究2 个新育品种 P 、P 幼苗的光合作用特性,研究人员分别测定了新
1 2
育品种与原种(对照)叶片的净光合速率、蛋白质含量和叶绿素含量,结果如下图所示。 请回答下列问题:
(1)图1 的净光合速率是采用叶龄一致的叶片,在 相同的实验条件下,测得的单位时间、单位叶面积
的释放量。
(2)光合作用过程中,CO 与C 结合生成 ,消耗的C 由 经过一系列反应再生。
2 5 5
(3)由图可知,P 的叶片光合作用能力最强,推断其主要原因有:一方面是其叶绿素含量较高,可以产生更多的
1
；另一方面是其蛋白质含量较高,含有更多的 。
(4)栽培以后,P 植株干重显著大于对照,但籽实的产量并不高,最可能的生理原因是 。
2
【答案】（1）光照强度、CO 浓度 O （2）C C （3）[H]和ATP 参与光合作
2 2 3 3
用的酶（4）P 植株光合作用能力强，但向籽实运输的光合产物少。
2
【解析】（1）图1探究温度对净光合速率的影响，则无关变量有光照强度、CO 浓度，需保证相同且适宜。
2
光合速率可用单位时间、单位叶面积O 释放量或CO 吸收量表示。 （2）光合作用暗反应过程中，CO 与C
2 2 2 5
结合形成C ，C 再经过还原形成C 和（CHO）。 （3）P 叶绿素含量较高，吸收较多的太阳能用于光反应，
3 3 5 2 1
产生更多的[H]和ATP；叶片中蛋白质含量较多，含有更多的与光合作用有关的酶，使光合速率加快。
（4）与对照组相比，P 植株光合作用能力强，产生的有机物多，但向籽实运输的光合产物少，导致籽实的
2
产量并不高。
3.（2015年北京卷.31）（16分）研究者用仪器检测拟南芥叶片在光-暗转换条件下CO 吸收量的变化，每
2
2s记录一个实验数据并在图中以点的形式呈现。
（1）在开始检测后的200s内，拟南芥叶肉细胞利用光能分解 ，同化CO 。而在实验的整个过程中，
2
叶片可通过 将储藏在有机物中稳定的化学能转化为 和热能。
（2）图中显示，拟南芥叶片在照光条件下，CO 吸收量在 μmol.m-2s-1范围内，在300s时CO
2 2
达到2.2μmol.m-2s-1。由此得出，叶片的总（真实）光合速率大约是 μmol CO.m-2s-1。（本小题所
2
填数值保留到小数点后一位）
（3）从图中还可看出，在转入黑暗条件下100s以后，叶片的CO 释放 ，并达到一个相对稳定的
2
水平，这提示在光下叶片可能存在一个与在黑暗中不同的呼吸过程。
（4）为证明叶片在光下呼吸产生的CO 中的碳元素一部分来自叶绿体中的五碳化合物，可利用
2
技术进行探究。
【答案】（1）水 细胞呼吸 ATP中的化学能 （2）0.2～0.6 释放量 2.4～2.8
（3）逐渐减少 （4）14C同位素示踪【解析】（1）光合作用绿色植物通过叶绿体利用光能，把水和二氧化碳转变成储存能量的有机物，同时
释放出氧气的过程；而细胞呼吸是把有机物进行氧化分解，把有机物中稳定的化学能转变成活跃的化学能
（ATP中的）和热能共生命活动利用。（2）由图分析可以得到在前200s有光照时CO 的吸收维持在0.2～
2
0.6μmol.m-2s-1之间（此时为光合作用的测量值，是植物光合作用对 CO 吸收真实值与细胞呼吸作用释放
2
CO 的差值），在300s时为黑暗环境中，植物进行只进行细胞呼吸作用，所以植物的真实光合作用应该是
2
光合作用CO 的测量值与细胞呼吸作用CO 的释放量之和。（3）转入黑暗条件下100s以后，也就是在300s
2 2
以后，可以看到“点”的重心逐渐上升，也就是说明叶片释放的CO 量在逐步减少。（4）探究化学元素的
2
去向，往往采用的是14C同位素示踪技术。
4.（2015年山东卷.26）（11分）油菜果实发育所需的有机物主要来源于果皮的光合作用。
（1）油菜果皮细胞内通过光合作用固定CO 的细胞器是__________。光合作用产生的有机物主要以蔗糖
2
的形式运输至种子。种子细胞内的蔗糖浓度比细胞外高，说明种子细胞吸收蔗糖的跨（穿）膜运输方式是
_________。
（2）图甲表示在适宜条件下油菜果实净光合速率与呼吸速率的变化。分析可知，第 24天的果实总光合速
率_____（填“大于”或“小于”）第12天的果实总光合速率。第36天后果皮逐渐为黄，原因是叶绿素含
量减少而_________（填色素名称）的含量基本不变。叶绿素含量减少使光反应变慢，导致光反应供给 暗
反应的______和______减少，光合速率降低。
（3）图乙表示油菜种子中储存有机物含量的变化。第36天，种子内含量最高的有机物可用_______染液检
测；据图分析，在种子发育过程中该有机物由_________转化而来。
【答案】（1）叶绿体 主动运输 （2）小于 类胡萝卜素（或叶黄素和胡萝卜素） [H]（或
NADPH） ATP（注：两空可颠倒） （3）苏丹Ⅲ（或：苏丹Ⅳ） 可溶性糖或淀粉
【解析】（1）光合作用的场所是叶绿体。种子细胞内的蔗糖浓度比细胞外高，种子细胞吸收蔗糖是从低
浓度的一侧运往高浓度的一侧，其跨（穿）膜运输方式是主动运输。 （2）净光合速率＝总光合速率
－呼吸速率。图甲显示，第24天的果实呼吸速率等于2，净光合速率等于6.5，因此总光合速率为8.5；第
12天的果实呼吸速率等于3.5，净光合速率等于6，总光合速率为9.5；所以第24天的果实总光合速率小于
第12天的果实总光合速率。第36天后果皮逐渐为黄，原因是叶绿素含量减少而类胡萝卜素（或叶黄素和胡萝卜素）的含量基本不变。叶绿素含量减少使光反应变慢，导致光反应供给暗反应的[H]（或NADPH）和
ATP减少，光合速率降低。 （3）分析图乙可知，第36天，油菜种子内含量最高的有机物是脂肪，脂肪
可用苏丹Ⅲ（或：苏丹Ⅳ）染液检测；随着油菜开花天数的增加，可溶性糖和淀粉的含量都逐渐减少，前
者在第36天已经降至很低水平，后者在第36天几乎为零，而脂肪的含量却一直在增加，据此可判断，在
种子发育过程中脂肪由可溶性糖或淀粉转化而来。
5.( 2015年课标I卷.29) (9分)
为了探究不同光照处理对植物光合作用的影响，科学家以生长状态相同的某种植物为材料设计了 A、B、
C、D四组实验。各组实验的温度、光照强度和CO 浓度等条件相同、适宜且稳定,每组处理的总时间均为
2
135s，处理结束时测定各组材料中光合作用产物的含量。处理方法和实验结果如下：
A组：先光照后黑暗，时间各为67.5s；光合作用产物的相对含量为50%
B组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为 7.5s；光合作用产物的相对含量为
70%。
C组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为 3.75ms（毫秒）；光合作用产物的
相对含量为94%。
D组（对照组）：光照时间为135s；光合作用产物的相对含量为100%。
回答下列问题：
（1）单位光照时间内，C组植物合成有机物的量 （填“高于”、“等于”或“低于”）D组植物
合成有机物的量，依据是 ；C组和D组的实验结果可表明光合作用中有些反应不需要 ，
这些反应发生的部位是叶绿体的 。
（2）A、B、C三组处理相比，随着 的增加，使光下产生的 能够及时利用与及时再生，从
而提高了光合作用中CO 的同化量。
2
【答案】（1）高于 C组只用了D组一半的光照时间，其光合作用产物的相对含量却是D组的94% 光
照 基质
（2）光照和黑暗交替频率 ATP和[H]（或者ATP和还原型辅酶II）
【解析】（1）光合作用的过程依据是否必需有光的参与可以划分为光反应和暗反应，光反应发生在叶绿
体的类囊体薄膜上，其物质变化包括水的光解和ATP的合成，生成[H]和ATP，用于叶绿体基质中暗反应。
C组光照时间为67.5s，D组光照时间为135s，即 C组只用了D组一半的光照时间，但光合产物的相对含量
却是D组的94%，由此可推知C组合成的有机物量高于D组合成的有机物量。（2）本题探究不同光照处理
下对植物光合作用的影响。在其他条件和处理相同的情况下，A、B、C三组实验的自变量是光照与黑暗交
替的频率，因变量是光合产物的相对含量。由A、B、C三组实验结果可看出，随着光照与黑暗交替频率的增加，光合作用产物相对含量增加。C组光照与黑暗交替频率较高，光反应所生成的[H]和ATP能够及时的
利用及时的再生。
6.（2015年安徽卷.29）Ⅰ（9分）科研人员探究了不同温度（25℃和0.5℃）条件下密闭容器内蓝莓果实
的CO 的生成速率的变化，结果见图1和图2。
2
（1）由图可知，与25℃相比，0.5℃条件下果实的CO 生成速率较低，主要原因是
2
；随着果实储存时间的增加，密闭容器内的 浓度越来越高，抑制
了果实的细胞呼吸。该实验还可以通过检测 的浓度变化来计算呼吸速率。
（2）某同学拟验证上述实验结果，设计如下方案：
称取两等份同一品种的蓝莓果实，分别装入甲、乙两个容积相同的瓶内，然后密封
将甲、乙瓶分别置于25℃和0.5℃的条件下储存，每隔一段时间测定各瓶中的CO 浓度
2
记录实验数据并计算CO 的生成速率。
2
为使试验结果更可靠，请给出两条建议，以完善上述实验方案（不考虑温度因素）。
a ； b.
。
【答案】Ⅰ（1）低温降低了细胞呼吸相关酶活性 CO O （2）选取果实应成熟度应一致
2 2
每个温度条件下至少有3个平行重复实验
【解析】Ⅰ.（1）温度是影响酶活性的重要因素之一，说明低温下呼吸酶活性降低所致。果实细胞呼吸必
然要产生CO ，同时消耗O ，所以可以测定密闭容器内这两种气体浓度变化来计算细胞呼吸速率。（2）分
2 2
析实验设计思路，结合实验设计的五大原则，为了使实验结果更可靠，一方面选取果实应成熟度应一致；
另一方面是每组最好有平行重复实验。
7.（2015年广东卷.26）（16分）为推动生态文明建设，国务院发布了《大气污染防治行动计划》，某科
研小组开展酸雨与生态系统关系的研究。下表是不同pH值的酸雨对三种植物叶绿素含量（mg/g）影响的结
果。
pH值 5.8（对照） 4.0 3.0 2.0
桃树 2.20（100） 2.19 2.13（96.82） 1.83（83.18）（99.55）
腊梅 3.65（100） 3.58 3.44（94.25） 2.95（80.82）
（98.08）
木樨 1.07（100） 1.07（100） 1.05（98.13） 0.96（89.72）
注：括号内为与同种植物对照实验的相对百分比。
（1）叶绿素位于叶绿体内的___________上，提取后经层析分离，扩散最慢的色素带呈___________色。
酸雨中的SO2-破坏叶绿素，导致光反应产生的___________（产物）减少。由于光反应速率降低，将直接
4
影响暗反应过程中的___________，最后导致（CHO）生成减少。
2
（2）由表可知：①随着酸雨 pH 值的降低，叶绿素含量受影响程度___________；②___________；
③___________。
（3）长期酸雨影响会导致部分植物死亡，使生态系统的___________稳定性降低，原因是___________。
【答案】（1）基粒（或：类囊体薄膜）黄绿色 [H]和ATP C 的还原
3
（2）增大随着pH的降低，叶绿素的含量逐渐降低腊梅叶绿素含量受pH的影响更明显
（3）抵抗力生物多样性降低，生态系统的营养结构变得简单，自我调节能力降低
【解析】 (1)叶绿素位于叶绿体内的类囊体薄膜上。用纸层析法分离色素时,溶解度高的色素随层析液在
滤纸上扩散得快,反之则慢,其中扩散最慢的色素是叶绿素b,其呈黄绿色。叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,
在光反应中促进[H]和ATP的形成,其中[H]和ATP在暗反应中用于还原C3,生成(CH2O)。(2)据表可知,表中
有两个自变量,一个是不同种植物,另一个是不同pH,因变量是叶绿素含量。分析表格得出的结论有:①随着
pH降低,三种植物的叶绿素含量都减少,且受影响的程度越来越大;②不同pH对不同植物的影响不同,木樨
叶绿素含量所受影响最小;③在pH相同的情况下,木樨叶绿素含量受的影响最小,腊梅叶绿素含量受的影响
最大。(3)长期酸雨导致部分生物死亡,使生物的种类减少,影响到食物链和食物网,导致生态系统的自我调
节能力下降,抵抗力稳定性降低。
8.（2015年上海卷.综合题五）回答下列有关光合作用的问题。（12分）
研究发现植物能对温度的变化做出适应性改变。将15℃生长的绣线菊A和绣线菊B置于10℃下低温处理
一周，分别测定两种植物低温处理前后最大光合速率（图22）、光补偿点（图23）以及叶肉细胞叶绿体
内蛋白质表达量的变化（表1）。50．H＋经过类囊体上酶①的方向是_________（从高浓度到低浓度/从低浓度到高浓度/双向）；蛋白质③
位于__________；酶④位于__________。
51．结合表1数据，概括绣线菊A在低温处理前最大光合速率高于绣线菊B的原因：_______________。
52．运用已有知识，结合表1数据分析低温处理后两种绣线菊最大光合速率下降（图22）的共同原因是：
（1）____________________；（2）_____________________。
53．光补偿点指植物光合作用吸收的CO 等于呼吸作用释放的CO 时所对应的光强。据图23分析，更适于
2 2
在北方低温弱光环境下生存的是_____，这是因为低温处理后__________。
A．绣线菊A光补偿点下降，说明其在低温下利用弱光的能力更强
B．绣线菊A光补偿点降幅显著大于绣线菊B的降幅，说明其低温诱导的效率更高
C．绣线菊B光补偿点显著低于绣线菊A，说明其在低温下利用弱光的能力更强
D．绣线菊B光补偿点降幅小，说明低温对其的诱导效率更高
54．综合本题的图、表数据，表明植物适应低温的原理是_____（多选）。
A．增加细胞呼吸速率
B．降低最大光合速率
C．增加光合作用相关酶的种类
D．改变光合作用相关蛋白的表达量
【答案】
50.从高浓度到低浓度 类囊体膜 叶绿体基质
51.绣线菊A与光合作用光反应和暗反应有关蛋白质的表达量均高于绣线菊B52.低温降低了酶的活性
低温降低了电子传递蛋白的表达量/低温降低了电子传递效率
53.绣线菊B C
54.CD
【解析】
（1）H+经过ATP合成酶时是顺浓度梯度运输的，即从高浓度到低浓度，通过质子浓度差用来合成 ATP；传
递电子的蛋白质用于光反应阶段，场所为类囊体薄膜上；酶④为固定二氧化碳有关的酶，用于暗反应阶段，
场所是叶绿体基质中。
（2）分析表1中数据，绣线菊A与光合作用光反应和暗反应有关蛋白质的表达量均高于绣线菊B，因此绣
线菊A的最大光合速率较大。
（3）从表1可以看出，低温处理后，电子传递蛋白的表达量降低，从而降低了电子传递效率；另一方面，
低温会降低酶的活性。因此低温处理后，最大光合速率下降。
（4）从图1和图2可以看出，绣线菊A光补偿点降幅显著大于绣线菊B的降幅，说明其低温诱导的效率较
低，故AB错误；低温处理后，绣线菊B的光补偿点下降较少，并且显著低于绣线菊A的光补偿点，说明绣
线菊B在低温下利用弱光的能力更强，故C正确；绣线菊B光补偿点降幅小，不能说明低温对其诱导效率
高，只能说明低温利用弱光能力强，故D错误。
（5）从题目中不能得出呼吸速率的影响，故A错误；最大光合速率降低，不是适应低温环境的原因，故B
错误；结合图1、图2和表1中数据可以得到：低温处理后，固定二氧化碳有关的酶的表达量会增加，光
合作用有关的酶和蛋白质的种类和含量变化，从而适应环境，故CD正确。
【2014年】
1．[2014·全国卷] 小肠的吸收是指食物消化后的产物、水和无机盐等通过小肠上皮细胞进入血液和淋巴的
过程。0.9%的NaCl溶液是与兔的体液渗透压相等的生理盐水。某同学将处于麻醉状态下的兔的一段排空
小肠结扎成甲、乙、丙、丁4个互不相通、长度相等的肠袋(血液循环正常)，并进行实验，实验步骤和实
验结果如表。
实验组别
甲 乙 丙 丁
实验步骤
向肠袋内注入等量的溶 0.7%NaCl10 0.9%NaCl10 1.1%NaCl 0.9%NaCl＋微量Na＋载体
液，使其充盈 mL mL 10 mL 蛋白的抑制剂共10 mL
维持正常体温半小时
后，测肠袋内NaCl溶 1 mL 3 mL 5 mL 9.9 mL
液的量
请根据实验结果回答：(1)实验开始时，水在肠腔和血液之间的移动方向是：甲组从____________；丙组从____________。在这一
过程中水分子的运动方向是从溶液浓度________处流向溶液浓度________处。本实验中水分子的这种移动
过程称为__________。
(2)比较乙和丁的实验结果，可推测小肠在吸收Na＋时，需要____________的参与。
【答案】(1)肠腔进入血液 血液进入肠腔 低 高 渗透作用
(2)Na＋载体蛋白
【解析】本题考查物质运输的有关知识。(1)由于0.9%的NaCl溶液渗透压与兔的体液渗透压相等，因此可
以以乙组的实验结果作为参照，甲组肠袋中的溶液较乙组少，因此应是血液中溶液浓度大于肠腔的溶液浓
度，水从肠腔进入血液，丙组的情况相反，因此是水由血液进入肠腔；水分子通过细胞膜从低浓度溶液向
高浓度溶液的扩散，称为渗透作用。
(2)丁组中加了Na＋载体蛋白抑制剂，肠袋内NaCl溶液量较其他组都多，说明Na＋被吸收进入血液的量不
多，也就说明小肠在吸收Na＋时需要Na ＋载体蛋白的参与。
2．[2014·福建卷] 为研究汽车尾气中可吸入颗粒物对人成熟T淋巴细胞的影响，用含不同浓度颗粒物的培
养液培养T淋巴细胞，48 h 后检测Na＋K＋ATP酶活性及细胞活力。实验结果如下：
组别 颗粒物浓度(μg·mL－1) Na＋K＋ATP酶活性(U·mg pro－1) 细胞活力(相对值)
A 0 35.8 1
B 50 30.6 0.98
C 100 20.5 0.87
D 200 12.4 0.48
SDH是有氧呼吸的关键酶。细胞活力通过测定各组细胞SDH总活性来表示，用于反映颗粒物对细胞的毒
性，SDH总活性由该组细胞数及每个细胞SDH酶活性共同决定。
(1)根据表中相关信息将柱状图补充完整。
汽车尾气中可吸入颗粒物对T淋巴细胞
Na＋K＋ATP酶活性的影响
(2)细胞培养时，需使用血细胞计数板进行计数。请用方框在下面血细胞计数室图中标出计数区域。(3)本实验毒性评价指标所反映的颗粒物对T淋巴细胞的毒性，或表现为杀伤作用致细胞数减少，或表现为
抑制了细胞的________(生理过程)。实验数据表明，随着颗粒物浓度的增加，颗粒物对T淋巴细胞的毒性
________。
(4)汽车尾气中含有的多种致癌因子会损伤DNA，使________基因和原癌基因表达异常。长期汽车尾气暴
露的人群，其T淋巴细胞执行的________免疫功能障碍，导致识别、攻击癌细胞能力降低，癌症发病风险
提高。
【答案】(1)如图所示
汽车尾气中可吸入颗粒物对T淋巴细胞
Na＋K＋ATP酶活性的影响
(2)如图所示(3)有氧呼吸 增大 (4)抑癌 细胞
【解析】(1)据题中坐标系分析，横坐标为组别，纵坐标为Na＋K＋ATP 酶活性，只需将题干表格中对应的数
值转化为柱形图即可。
(2)据血细胞计数室计数区是由25个中方格组成，按对角线方位，数左上、左下、右上、右下以及中央的5
个中方格(即80小格)的细胞，标注如上图答案所示。
(3)题干中叙述“SDH是有氧呼吸的关键酶，细胞活力通过测定各组细胞SDH总活性来表示，用于反映颗
粒物对细胞的毒性”，根据表格中数据分析，由A组到D组随着颗粒物浓度的增加，细胞活力逐渐降低，
可见颗粒物通过抑制与有氧呼吸有关酶SDH的活性来影响细胞有氧呼吸。并且随着颗粒物浓度增加，颗粒
物对T淋巴细胞的毒性逐渐增大。
(4)环境中的致癌因子会损伤细胞中的DNA分子，使原癌基因和抑癌基因发生突变，导致正常细胞的生长
和分裂失控而变成癌细胞；T淋巴细胞执行的是细胞免疫的功能。
3．[2014·江苏卷] 生物膜系统在细胞的生命活动中发挥着极其重要的作用。图1～3表示3种生物膜结构及
其所发生的部分生理过程。请回答下列问题：
图1 图2图3
(1)图1表示的生理过程是________________，其主要的生理意义在于______________。
(2)图2中存在3种信号分子，但只有1种信号分子能与其受体蛋白结合，这说明
__________________________；若与受体蛋白结合的是促甲状腺激素释放激素，那么靶器官是
________________。
(3)图3中ATP参与的主要生理过程是________。
(4)叶肉细胞与人体肝脏细胞都具有图________(填图序号)中的膜结构。
(5)图1～3中生物膜的功能不同，从生物膜的组成成分分析，其主要原因是____________________。
(6)图1～3说明生物膜具有的功能有______________________________(写出3项)。
【答案】(1)有氧呼吸第三阶段 为生命活动供能 (2)受体蛋白具有特异性 垂体 (3)暗反应 (4)1、2
(5)含有的蛋白质不同 (6)跨膜运输、信息交流、能量转换等
【解析】(1)图1中膜上发生反应2H＋＋1/2O →HO, 可判断该生理过程为有氧呼吸第三阶段反应，图1为
2 2
线粒体内膜，有氧呼吸释放大量能量为生命活动供能。
(2)图2中3种信号分子在细胞膜外，其中只有1种能与膜受体结合，说明受体蛋白具有特异性；下丘脑释
放的促甲状腺激素释放激素能促使垂体释放促甲状腺激素，故靶器官为垂体。
(3)图3中膜利用光能发生了水的光解及ATP的合成，可知该膜是进行了光反应的类囊体薄膜，光反应产生
的ATP将参与暗反应，为其提供能量。
(4)动物和植物都具有的膜是图1线粒体膜和图2细胞膜，而图3类囊体薄膜是含有叶绿体的植物所特有的。
(5)各种生物膜的功能不同与其膜上蛋白质的种类和数量有关。
(6)图1和图3的H＋跨膜运输，图2的受体蛋白与外来信号分子的特异性结合，图1和图3膜都参与了ATP
的合成，说明膜的功能有跨膜运输、信息交流、能量转换等。
4．[2014·江苏卷] 为研究浮游藻类的光合作用，将一种绿藻培养至指数生长期，并以此为材料，测定了藻
细胞在不同条件下的净光合速度(Pn)。图1为光合放氧测定装置的示意图；图2是不同的NaHCO 浓度(pH
3
8.5，25 ℃)条件下测得Pn曲线图。请回答下列问题：图1
图2
(1)通过变换图1中光源，可研究________、________对光合作用的影响。
(2)在测定不同光照对Pn的影响时，如不精确控制温度，则测得的光照与Pn的关系________(填“呈正相
关”“呈负相关”或“难以确定”)。
(3)由于弱碱性的藻培养液中游离CO 浓度很低，藻光合作用主要通过胞内碳酸酐酶(CA)分解水中的HCO
2
获得CO。图2中达到最大Pn值的最低NaHCO 浓度为________；在更高NaHCO 浓度下，Pn不再增加的
2 3 3
主要原因有______________、______________。
(4)培养基中的HCO与CO之间的离子平衡与pH有关，碱性条件下pH越高，HCO越少，CO越多，而CO
几乎不能被该藻利用。在测定不同pH(7.0～10.0)对光合作用的影响时，导致Pn发生变化的因素有
________________、________________。
【答案】(1)光强 光质 (2)难以确定
(3)120 mg· L－1 达到了 CO 饱和点 CA量有限
2
(4)CO (或 HCO )供应量不同 CA(细胞)活性变化
2
【解析】(1)据图分析，变换图1光源，可以调节灯光的强弱或者光质来完成。
(2)光照和温度都能显著影响光合速率，温度还能明显影响呼吸速率，净光合速率(Pn)是总光合速率与呼吸
速率的差值，若不精确控制温度则难以确定光照与净光合速率(Pn)的关系。
(3)图2中达到最大Pn值的最低NaHCO 浓度应为120 mg·L－1。在更高NaHCO 浓度下，净光合速率不再增
3 3
加，主要原因是暗反应单位时间能利用的CO 已经饱和、藻的胞内碳酸酐酶(CA)数量有限。
2(4)弱碱性的藻培养液中胞内碳酸酐酶(CA)能分解HCO产生CO，pH越高，HCO越少，说明分解产生的
2
CO 越少。在pH为7.0～10.0时，净光合速率(Pn)变化的原因有：碳酸酐酶(CA)活性受pH影响；随着
2
HCO的分解，溶液中HCO越来越少，分解产生的CO 不足。
2
5．[2014·新课标全国卷Ⅱ] 某植物净光合速率的变化趋势如图所示。
据图回答下列问题：
(1)当CO 浓度为a时，高光强下该植物的净光合速率为______。CO 浓度在a～b之间时，曲线________表
2 2
示了净光合速率随CO 浓度的增高而增高。
2
(2)CO 浓度大于c时，曲线B和C所表示的净光合速率不再增加，限制其增加的环境因素是______。
2
(3)当环境中CO 浓度小于a时，在图示的3种光强下，该植物呼吸作用产生的CO 量________(填“大于”
2 2
“等于”或“小于”)光合作用吸收的CO 量。
2
(4)据图可推测，在温室中，若要采取提高CO 浓度的措施来提高该种植物的产量，还应该同时考虑
2
__________这一因素的影响，并采取相应措施。
【答案】(1)0 A、B和C (2)光强 (3)大于 (4)光强
【解析】(1)据图可知，CO 浓度为a时，高光强(曲线A)下的纵坐标为0，即净光合速率为0；CO 浓度在a
2 2
～b之间时，曲线A、B、C均表现为上升趋势，即三者的净光合速率均随CO 浓度增高而增高。
2
(2)CO 浓度大于c时，高光强条件下(曲线A)的净光合速率仍然能够随着CO 浓度的增高而增高，而中光照
2 2
与低光照条件下的净光合速率不再随CO 浓度的增高而增高，由此可知，限制B、C净光合速率增加的环
2
境因素不再是CO 浓度，而是光强。
2
(3)CO 浓度小于a时，3种光强下，净光合速率均小于0，即呼吸速率大于光合速率，也就是说呼吸作用产
2
生的CO 量大于光合作用吸收的CO 量。
2 2
(4)据图可知，CO 浓度和光强会影响净光合速率从而影响植物的产量，故若要提高植物的产量，应综合考
2
虑CO 浓度和光强对植物的影响。
2
6．[2014·全国卷] 植物的光合作用受多种因素的影响。回答下列问题：
(1)下图表示了________对某种C 植物和某种C 植物________的影响。当光照强度大于p时，C 植物和C
3 4 3 4
植物中光能利用率高的是________植物。通常提高光能利用率的措施有增加________的面积，补充____________气体等。
(2)在光合作用过程中，C 植物吸收的CO 被固定后首先形成________化合物。
4 2
(3)C 植物光合作用的暗反应需要光反应阶段产生的ATP和NADPH，这两种物质在叶绿体内形成的部位是
3
________________。NADPH的中文简称是____________________，其在暗反应中作为________剂，用于
糖类等有机物的形成。
【答案】(1)光照强度 光合作用强度 C 光合作用 CO (2)四碳(或C ) (3)囊状结构薄膜(或类囊体薄
4 2 4
膜) 还原型辅酶Ⅱ 还原
【解析】本题考查影响光合作用的因素及C 植物和C 植物的有关知识。(1)曲线的横轴是光照强度，即自
3 4
变量，纵轴是光合作用强度，即因变量，因此曲线表示的是光照强度对某种C 植物和某种C 植物的光合
3 4
作用强度的影响；光照强时，绿色植物的气孔关闭，C 植物能够利用叶片内细胞间隙含量很低的CO 进行
4 2
光合作用，而C 植物不能；通常提高光能利用率的措施有延长光合作用时间、增加光合作用面积、增加光
3
照强度、增加空气中CO 含量和供应必需矿质元素等。
2
(2)C 植物吸收CO 首先被PEP固定生成C 化合物。
4 2 4
(3)光反应发生的场所是在叶绿体囊状结构的薄膜上，NADPH的中文简称是还原型辅酶Ⅱ，NADPH作为
还原剂，能将C 化合物还原成糖类等有机物。
3
7．[2014·福建卷] 氢是一种清洁能源。莱茵衣藻能利用光能将HO分解成[H]和O，[H]可参与暗反应，低
2 2
氧时叶绿体中的产氢酶活性提高，使[H]转变为氢气。
(1)莱茵衣藻捕获光能的场所在叶绿体的__________。
(2)CCCP(一种化学物质)能抑制莱茵衣藻的光合作用，诱导其产氢。已知缺硫也能抑制莱茵衣藻的光合作用。
为探究缺硫对莱茵衣藻产氢的影响，设完全培养液(A组)和缺硫培养液(B组)，在特定条件下培养莱茵衣藻，
一定时间后检测产氢总量。
实验结果：B组＞A组，说明缺硫对莱茵衣藻产氢有________作用。
为探究CCCP、缺硫两种因素对莱茵衣藻产氢的影响及其相互关系，则需增设两实验组，其培养液为
__________________和______________________。(3)产氢会导致莱茵衣藻生长不良，请从光合作用物质转化的角度分析其原因
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)在自然条件下，莱茵衣藻几乎不产氢的原因是__________________，因此可通过筛选高耐氧产氢藻株以
提高莱茵衣藻产氢量。
【答案】(1)类囊体薄膜
(2)促进 添加CCCP的完全培养液
添加CCCP的缺硫培养液
(3)莱茵衣藻光反应产生的[H]转变为H，参与暗反应的[H]减少，有机物生成量减少
2
(4)氧气抑制产氢酶的活性
【解析】(1)莱茵衣藻为真核藻类植物，其光反应阶段捕获光能的场所在叶绿体类囊体薄膜上。
(2)本题第一组实验探究缺硫对莱茵衣藻产氢的影响，自变量为硫的有无，因变量为氢的产量，通过完全培
养液(A 组)和缺硫培养液(B 组)对照实验，B组缺硫产氢多，说明缺硫对莱茵衣藻产氢有促进作用； 为探
究CCCP、缺硫两种因素对莱茵衣藻产氢的影响及其相互关系，由于自变量不唯一，实验必须遵循单一变
量原则和对照原则，所以应增设添加CCCP 的完全培养液组和添加CCCP 的缺硫培养液组作为实验组。
(3)据题干分析，低氧时叶绿体中的产氢酶活性提高，使[H]转变为H，导致光合作用暗反应阶段三碳化合
2
物的还原由于[H]供应不足而受影响，使有机物生成量减少，衣藻生长不良。
(4)根据此题中“可通过筛选高耐氧产氢藻株以提高莱茵衣藻产氢量”，以及题干“低氧时叶绿体中的产氢
酶活性提高”可知，在自然条件下，莱茵衣藻几乎不产氢的原因是氧气抑制产氢酶的活性。
8．[2014·山东卷] 我省某经济植物光合作用的研究结果如图。
甲乙
(1)图甲表示全光照和不同程度遮光对该植物叶片中叶绿素含量的影响。叶绿素存在于叶绿体中的________
上。需先用________(填溶剂名称)提取叶片中的色素，再测定叶绿素含量。用纸层析法进一步分离色素时，
叶绿素a和叶绿素b在层析液中溶解度较大的是______。据图分析，该植物可通过______________以增强
对弱光的适应能力。
(2)图乙表示初夏某天在遮光50%条件下，温度、光照强度、该植物净光合速率和气孔导度(气孔张开的程
度)的日变化趋势。8：00到12：00光照强度增强而净光合速率降低。主要原因是
____________________________。18：00时叶肉细胞内产生ATP的细胞器有________。
(3)实验过程中，若去除遮光物，短时间内叶肉细胞的叶绿体中C 化合物含量________。
3
【答案】(1)类囊体膜(或类囊体，基粒) 无水乙醇(或丙酮) 叶绿素a 增加叶绿素含量 (2)呼吸作用增强，
光合速率与呼吸速率的差值减小 线粒体、叶绿体 (3)减少
【解析】(1)叶肉细胞中，叶绿素存在于叶绿体中的类囊体薄膜上，叶绿素易溶于有机溶剂，提取时常用的
试剂是无水乙醇，用纸层析法分离色素实验中，叶绿素a在层析液中溶解度大于叶绿素b。分析图甲可知，
遮光比例越大，叶片中叶绿素含量越高，说明该植物可通过增加叶绿素含量来增强对弱光的适应能力。
(2)分析图乙可知，8：00到12：00虽然光照强度增加，但由于气孔导度下降，CO 供应减少，光合速率降
2
低；同时温度升高，细胞呼吸速率增强，导致光合速率与呼吸速率的差值减小，净光合速率降低。18：00
时净光合速率为0，说明此时光合作用速率与细胞呼吸速率相同，叶肉细胞内产生ATP的细胞器有叶绿体
和线粒体。
(3)实验过程中，若去除遮光物，则光照增强，光反应加快，生成的ATP和[H]增加，C 的还原加快，C 消
3 3
耗增加，短时间内CO 的固定速率不变，故C 化合物含量减少。
2 3
9． [2014·安徽卷] Ⅰ.某课题小组研究红光与蓝光对花生幼苗光合作用的影响，实验结果如图所示。(注：气
孔导度越大，气孔开放程度越高)(1)与15 d幼苗相比，30 d幼苗的叶片净光合速率_______________________________。
与对照组相比，________光处理组的叶肉细胞对CO 的利用率高，据图分析，其原因是
2
________________________________________________________________________
________________________________。
(2)叶肉细胞间隙CO 至少需要跨________层磷脂双分子层才能到达CO 固定的部位。
2 2
(3)某同学测定30 d幼苗的叶片叶绿素含量，获得红光处理组的3个重复实验数据分别为2.1 mg·g－1、3.9
mg·g－1和4.1 mg·g－1。为提高该组数据的可信度，合理的处理方法是
__________________________________。
【答案】(1)高 蓝 蓝光促进了气孔开放，CO 供应充分，暗反应加快
2
(2)3 (3)随机取样进行重复测定
【解析】Ⅰ.(1)净光合速率可用单位叶面积在单位时间内吸收的CO 量来表示，从题图可知，出苗30天后
2
花生的净光合速率高于出苗15天后的净光合速率，由中间的一幅图可知，出苗后15天或30天蓝光照射下
的气孔导度高于对照组(自然光)的气孔导度，而红光照射下的气孔导度低于对照组(自然光)的气孔导度，说明蓝光促进了气孔的开放。气孔开放会使CO 的供应更加充分，暗反应阶段速率加快。(2)CO 的固定在叶
2 2
绿体中，叶肉细胞间隙的CO 需要穿过细胞膜和两层叶绿体膜才能被利用。
2
(3)因为2.1 mg·g－1的实验数据与另两组实验数据差别较大，很有可能是该组实验出现了操作失误，需要再
次取样重复测定其叶绿素含量而不是取三组数据的平均值。
10．[2014·广东卷] 观测不同光照条件下生长的柑橘，结果见下表。请回答下列问题：
光照 净光合速率
叶色 平均叶面积(cm2) 气孔密度(个·mm－2)
强度 (μmol CO ·m－2·s－1)
2
13.6 826
强 浅绿 4.33(100%)
(100%) (100%)
20.3 768
中 绿 4.17(96%)
(149%) (93%)
28.4 752
弱 深绿 3.87(89%)
(209%) (91%)
注：括号内的百分数以强光照的数据作为参照
(1)CO 以________方式进入叶绿体后，与________结合而被固定，固定产物的还原需要光反应提供的
2
________。
(2)在弱光下，柑橘通过____________和____________来吸收更多的光能，以适应弱光环境。
(3)与弱光下相比，强光下柑橘平均每片叶的气孔总数__________，单位时间内平均每片叶CO 吸收量
2
________。对强光下生长的柑橘适度遮阴，持续观测叶色、叶面积和净光合速率，这三个指标中，最先发
生改变的是____________，最后发生改变的是________。
【答案】(1)自由扩散 五碳化合物 [H]/NADPH和ATP
(2)增加叶面积 提高叶绿素含量
(3)较少 较少 净光合速率 叶面积
【解析】(1)水分子、氧气和二氧化碳等进出细胞通过简单的扩散，属于自由扩散。光合作用暗反应阶段包
括二氧化碳的固定和C 的还原；二氧化碳与植物体内的C (一种五碳化合物)结合形成两个C (一种三碳化
3 5 3
合物)分子，这个过程叫作二氧化碳的固定；在有关酶的催化作用下，C 接受ATP释放的能量并且被[H](或
3
NADPH)还原成糖类或又形成C 。
5
(2)据表可知，在弱光下，柑橘通过增加叶绿素的含量和 增大平均叶面积来吸收更多的光能，以适应弱光
环境。
(3)与弱光下相比，强光下柑橘的气孔密度百分比大，但平均叶面积小，故气孔总数较少，单位时间内平均
每片叶CO 吸收量较少。弱光条件下，色素吸收的光能少，净光合作用速率下降，所以，对强光下生长的
2
柑橘适度遮阴，持续观测叶色、叶面积和净光合速率，这三个指标中，最先发生改变的是净光合速率，最后发生改变的是叶面积。
11．[2014·海南卷] 某豆科植物种子萌发过程中CO 释放和O 吸收速率的变化趋势如图所示。据图回答问
2 2
题：
(1)在12～24 h期间，呼吸速率逐渐增强，在此期间呼吸作用的主要方式是________呼吸，该呼吸方式在细
胞中发生的部位是__________，其产物是____________。
(2)从第12 h到胚根长出期间，萌发种子的干物质总量会________________，主要原因是
________________________________________。
(3)胚根长出后，萌发种子的________呼吸速率明显升高。
【答案】(1)无氧 细胞质基质 CO 和乙醇
2
(2)减少 在此期间只有呼吸作用消耗有机物，没有光合作用合成有机物(其他合理答案也可)
(3)有氧
【解析】(1)分析曲线可知，在12～24 h期间，呼吸作用释放CO 的速率远大于O 吸收速率，故此时应存
2 2
在两种呼吸方式，即有氧呼吸和无氧呼吸，且以无氧呼吸为主，无氧呼吸发生于细胞质基质中，绝大多数
植物细胞无氧呼吸的终产物为CO 和乙醇。
2
(2)种子萌发，最先突破种皮的是胚根，故从第12 h到胚根长出期间，种子不进行光合作用制造有机物，此
阶段进行呼吸作用，消耗有机物，故有机物质总量减少。
(3)由曲线可知，胚根长出后，萌发种子O 吸收速率迅速增加，说明有氧呼吸的速率加快。
2
【2013年】
1．[2013·江苏卷] 为探讨盐对某生物燃料树种幼苗光合作用的影响，在不同浓度NaCl条件下，对其净光合
速率、胞间CO 浓度、光合色素含量等进行测定，结果如下图。检测期间细胞的呼吸强度没有显著变化。
2
请参照图回答下列问题：(1)叶绿体中色素的功能是______________________。
(2)大气中的CO 可通过植物叶片表面的________进入植物体内。光合作用产生的有机物(C H O)中的氧来
2 6 12 6
源于原料中的________，有机物(C H O)中的氧经细胞有氧呼吸后到终产物________中。
6 12 6
(3)当NaCl浓度在200～250 mmol/L时净光合速率显著下降，自然条件下该植物在夏季晴朗的中午净光合
速率也会出现下降的现象。前者主要是由于________________，后者主要是由于________________。
(4)总光合速率可用单位时间内单位叶面积上________________表示。请绘制该实验中总光合速率变化趋势
的曲线图。
【答案】(1)吸收、传递、转换光能
(2)气孔 CO CO
2 2
(3)光合色素含量降低 胞间CO 浓度降低
2
(4)光合作用消耗的CO 量(光合作用产生的O 量或光合作用产生的有机物的量) 绘图如下：
2 2
【解析】本题考查光合作用过程，光合作用光反应和暗反应的影响因素以及总光合速率和净光合速率之间
的关系，要求学生具有准确地从图形中获取信息并进行信息的分析和转换能力。
(1)叶绿体中的色素具有吸收、传递和转换光能的作用，可将光能转化为电能。
(2)叶片表面的气孔是气体交换的门户，大气中的CO 通过气孔进入植物体。光合作用的原料是HO和
2 2
CO，HO中的氧转化到O 中，CO 中的氧转化到有机物(C H O)中。呼吸作用中，有机物(C H O)的氧
2 2 2 2 6 12 6 6 12 6转化到CO 中，O 中的氧转化到HO中。
2 2 2
(3)结合三幅图分析，NaCl浓度在200～250 mmol/L时，净光合速率显著下降是由光合色素含量较低抑制了
光反应过程引起的。但夏季晴朗的中午，出现净光合速率下降则是由于夏季午后气温较高，蒸腾作用过强
导致气孔关闭，CO 的吸收减少，以至于胞间CO 浓度较低，CO 难以扩散到叶肉细胞内参与暗反应，抑
2 2 2
制了暗反应过程。
(4)总光合速率可用光合作用过程中CO 的消耗量或O 的产生量或有机物的产生量来表示。绘制曲线时需
2 2
标出横纵坐标的意义，还要注意总光合速率大于净光合速率(总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率)，此题
通过定性分析绘出总光合速率随NaCl浓度变化而变化的趋势即可。
2．[2013·山东卷] 大豆种子萌发过程中鲜重的变化曲线如图所示：
(1)阶段Ⅰ和Ⅲ大豆种子的鲜重增加明显。阶段Ⅰ中，水进入种子胚细胞的穿(跨)膜运输方式为________。
阶段Ⅲ中，种子胚细胞内水的主要存在形式是______________。
(2)阶段 Ⅱ 期间，大豆种子胚细胞合成的________解除种子休眠，促进种子萌发。阶段Ⅲ中根向地生长的
原因是________分布不均，使根的近地侧生长受到________。
(3)若测得阶段Ⅱ种子吸收O 与释放CO 的体积比为1∶3，则此时种子胚细胞的无氧呼吸与有氧呼吸消耗葡
2 2
萄糖之比为________。
(4)大豆幼苗在适宜条件下进行光合作用时，若突然停止CO 供应，短时间内叶绿体中C 和ATP含量的变
2 5
化分别为________、________。大田种植大豆时，“正其行，通其风”的主要目的是通过
________________________________________________________________________提高光合作用强度
以增加产量。
【答案】(1)自由扩散 自由水
(2)赤霉素(或GA) 生长素(或IAA) 抑制
(3)6∶1
(4)升高(或增加) 升高(或增加) 增加CO 浓度
2
【解析】本题借助种子萌发考查物质运输、物质含量变化、植物激素调节等知识。(1)水分子跨膜运输的方式是自由扩散，活细胞中水的主要存在形式为自由水。(2)赤霉素具有解除种子休眠的作用；根向地生长的
原因是在重力作用下，生长素由远地侧向近地侧运输，导致作用部位近地侧生长素浓度高于远地侧，根对
生长素的敏感度最高，近地侧高浓度生长素会抑制根的生长，远地侧生长素浓度低，促进根的生长。(3)有
氧呼吸中氧气的消耗量与有氧呼吸产生的二氧化碳量相等。本题中O 与CO 的体积比为1∶3，则有氧呼吸
2 2
产生的二氧化碳量为1单位，无氧呼吸产生的二氧化碳量为2单位，有氧呼吸消耗的葡萄糖量为1/6单位，
无氧呼吸消耗的葡萄糖量为1单位。(4)突然停止二氧化碳供应，暗反应中二氧化碳的固定反应减弱，消耗
的C 化合物减少，叶绿体中C 含量升高，C 化合物合成减少导致C 的还原反应也要减慢，消耗的ATP减
5 5 3 3
少，细胞中的ATP含量升高；大豆种植时正其行、通其风的目的是增加空气流通，空气不流通，光合作用
会使豆田中二氧化碳浓度降低，进而影响光合作用强度。
3．[2013·浙江卷] 为研究某植物对盐的耐受性，进行了不同盐浓度对其最大光合速率、呼吸速率及根相
对电导率影响的实验，结果见下表。
盐浓度 最大光合速率 呼吸速率 根相对电
(mmol·L－1) (μmol CO·m－2·s－1) (μmol CO ·m－2·s－1) 导率(%)
2 2
0(对照) 31.65 1.44 27.2
100 36.59 1.37 26.9
500 31.75 1.59 33.1
900 14.45 2.63 71.3
注：相对电导率表示处理细胞与正常细胞渗出液体中的电解质含量之比，可反映细胞膜受损程度。
请据表分析回答：
(1)表中最大光合速率所对应的最小光强度称为__________。与低盐和对照相比，高盐浓度条件下，该植物
积累有机物的量________，原因是CO 被还原成________的量减少，最大光合速率下降；而且有机物分解
2
增加，________上升。
(2)与低盐和对照相比，高盐浓度条件下，根细胞膜受损，电解质外渗，使测定的__________升高。同时，
根细胞周围盐浓度增高，细胞会因________作用失水，造成植物萎蔫。
(3)高盐浓度条件下，细胞失水导致叶片中的________增加，使气孔关闭，从而减少水分的散失。
【答案】(1)光饱和点 减少 三碳糖 呼吸速率
(2)根相对电导率 渗透
(3)脱落酸
【解析】该题考查了细胞呼吸作用和光合作用的知识。在光照强度较弱时，光合速率随光强度的增强而增
强，但在强度达到全日照之前，光合作用已达到光饱和点时的速率，即光强度再增加光合速率也不会增加
(由于受到温度和二氧化碳浓度等因素的影响)，我们把植物刚达到最大光合速率所对应的最小光强度称为光饱和点。有机物的合成量－有机物的消耗量＝有机物的积累量，高盐浓度条件下光合速率(有机物的合成
量)下降(原因是光合作用减弱，固定的二氧化碳减少，二氧化碳被还原为三碳糖的量减少)，呼吸速率(有机
物的消耗量)升高，同时相对电导率增加，说明细胞膜受损增加，有机物流出加快，所以有机物积累量减少。
根据题意，高盐浓度下，根细胞膜受损，电解质外渗，可测定的指标相对电导率升高。根细胞与外界溶液
浓度差决定水分进出细胞的方向，在高浓度盐溶液中，根细胞通过渗透作用失去水分，造成植物萎蔫。植
物生命活动中各种激素的调节，其中脱落酸调节气孔开闭，当细胞失水，脱落酸分泌增加，使部分气孔关
闭，减少水分的散失。
4．[2013·福建卷] 为研究淹水时KNO 对甜樱桃根呼吸的影响，设四组盆栽甜樱桃，其中一组淹入清水，
3
其余三组分别淹入不同浓度的KNO 溶液，保持液面高出盆土表面，每天定时测定甜樱桃根有氧呼吸速率，
3
结果如图所示。
请回答：
(1)细胞有氧呼吸生成CO 的场所是__________，分析图中A、B、C三点，可知________点在单位时间内
2
与氧结合的[H]最多。
(2)图中结果显示，淹水时KNO 对甜樱桃根有氧呼吸速率降低有________作用，其中________mmol·L－1的
3
KNO 溶液作用效果最好。
3
(3)淹水缺氧使地上部分和根系的生长均受到阻碍，地上部分叶色变黄，叶绿素含量减少，使光反应为暗反
应提供的[H]和__________减少；根系缺氧会导致根细胞无氧呼吸增强，实验过程中能否改用CO 作为检测
2
有氧呼吸速率的指标？请分析说明________________。
【答案】(1)线粒体基质 A
(2)减缓 30
(3)ATP 不能，因为无氧呼吸可能会产生CO
2【解析】本题主要考查细胞呼吸的主要内容。(1)细胞有氧呼吸中，第二阶段是丙酮酸与水反应生成二氧化
碳，同时释放能量并产生[H]，此阶段的发生场所是线粒体基质。A、B、C三点中，A点有氧呼吸速率最
高，此时单位时间内产生的[H ]最多，因此与氧结合的[H]最多。(2)从曲线走势分析，与清水组相比，
KNO 浓度越高，有氧呼吸速率越高，说明淹水时KNO 浓度对有氧呼吸速率降低有减缓作用，由于KNO
3 3 3
浓度为30 mmol·L－1 的实验组有氧呼吸速率最高，说明此浓度下减缓有氧呼吸降低的效果最好。(3)光反应
中，叶绿素可利用光能将水分解为O 和[H]并合成ATP，[H]和ATP分别是暗反应的还原剂和能量供应物质；
2
实验中不能改用CO 作为检测有氧呼吸速率的指标，因为有氧呼吸和无氧呼吸均能产生CO，对实验结果
2 2
有干扰，最好用氧气的消耗速率作为检测有氧呼吸速率的指标。
5.[2013·广东卷] 某新能源研究兴趣小组尝试用木薯块根的淀粉制备燃料酒精。他们用酶将木薯淀粉降解成
单糖。查阅资料后，安装的酒精发酵装置、采用的发酵条件如图所示。
(1)向发酵瓶中加入5 g酵母菌开始实验。发酵初期，通气阀①需要偶尔短时间打开，并在A通气口处打气，
以利于__________________________________；实验过程中，通气阀②需要偶尔短时间打开，目的是
________________________。
(2)第3天，取出少量发酵液，滴加含有____________的浓硫酸溶液来检测酒精。
(3)检测后发现，尽管酵母菌菌种合适、淀粉酶解物充足、操作正确、发酵温度和pH适宜，但酒精含量
(＋)比预期低，他们展开了讨论，认为还有其他影响因素，如__________，请设计实验对此因素进行探究
并预测实验结果(用表格形式呈现；用“＋”表示酒精量，最高含量为“＋＋＋＋＋”)。
(4)请对预测的结果进行分析，并得出结论。
【答案】(1)使酵母菌进行有氧呼吸，以便其增殖
排出部分CO，保持装置内气压平衡
2
(2)重铬酸钾
(3)酵母菌数量
组别 加酵母菌种的量 三天后酒精含量
1 5 g ＋
2 7 g ＋＋3 9 g ＋＋＋
4 11 g ＋＋＋＋
5 13 g ＋＋＋＋＋
【解析】本题以酵母菌为材料，考查实验探究能力，主要涉及传统发酵技术，酶促反应的影响因素，探究
实验中自变量设置及其原理，因变量检测方法及实验结果结论的分析。
(1)装置中通气阀①②分别是充气口、排气口，充气口是在发酵初期时连接充气泵进行充气，便于酵母菌有
氧呼吸为大量繁殖提供足够能量，繁殖大量酵母菌利于后期发酵；实验过程中，酵母菌进行酒精发酵，产
生CO，装置内气压升高，排气口(通气阀②)需要偶尔短时间打开，保持装置内气压平衡，防止装置爆裂。
2
(2)酒精的鉴定原理是橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下与酒精发生化学反应，变成灰绿色。
(3)影响酶促反应的因素有底物量、酶量、酶活性等，题干中信息对应关系为：淀粉酶解物充足——底物充
足；菌种、温度和PH适宜——酶种类及活性适宜；操作正确——缺氧或无氧环境，因此推理出产物酒精
含量低的原因最可能是酶量，即酵母菌用量。表格中需包括相应自变量和因变量，题干中酵母菌为5 g，
酒精含量计为＋，而酒精最高含量为＋＋＋＋＋，推理出实验组中酒精含量共有5种(＋、＋＋、＋＋＋、
＋＋＋＋、＋＋＋＋＋)，酵母菌用量以2g为梯度进行设置。
(4)根据实验探究过程，其结果应该有两种情况，即如果随着酵母菌种数量增加，酒精发酵所需的酶增加，
酒精含量也增加，则酵母菌数量是影响发酵的因素。若随着酵母菌种数量增加，酒精发酵所需的酶增加，
酒精含量并没有增加，则此时酵母菌数量(酶量)不是影响酒精发酵的因素。
6.[2013·北京卷] 为研究棉花去棉铃(果实)后对叶片光合作用的影响，研究者选取至少具有10个棉铃的植株，
去除不同比例棉铃，3天后测定叶片的CO 固定速率以及蔗糖和淀粉含量。结果如图所示。
2
图1图2
(1)光合作用碳(暗)反应利用光反应产生的ATP和______，在__________中将CO 转化为三碳糖，进而形成
2
淀粉和蔗糖。
(2)由图1可知，随着去除棉铃百分率的提高，叶片光合速率____________。本实验中对照组(空白对照组)
植株的CO 固定速率相对值是____________。
2
(3)由图2可知，去除棉铃后，植株叶片中__________增加。已知叶片光合产物会被运到棉铃等器官并被利
用，因此去除棉铃后，叶片光合产物利用量减少，________降低，进而在叶片中积累。
(4)综合上述结果可推测，叶片中光合产物的积累会______光合作用。
(5)一种验证上述推测的方法为：去除植株上的棉铃并对部分叶片遮光处理，使遮光叶片成为需要光合产物
输入的器官，检测________叶片的光合产物含量和光合速率。与只去除棉铃植株的叶片相比，若检测结果
是________________________________________________________________________，则支持上述推测。
【答案】(1)[H]/NADPH 叶绿体基质
(2)逐渐下降 28
(3)淀粉和蔗糖含量 输出量
(4)抑制
(5)未遮光的 光合产物含量下降，光合速率上升
【解析】本题以棉花为素材，考查光合作用的相关知识。
(1)光合作用包括光反应和碳(暗)反应两个阶段，其中光反应为碳(暗)反应提供ATP和[H]用于C 的还原，碳
3
(暗)反应在叶绿体基质中进行，包括CO 的固定和C 的还原两个过程。
2 3
(2)图1中，随着去除棉铃百分率的提高，CO 固定速率相对值逐渐减小，叶片光合速率逐渐下降。本实验
2
中对照组(空白对照组)植株的CO 固定速率相对值是28。
2
(3)图2中，随着去除棉铃百分率的提高，植株叶片中淀粉和蔗糖含量逐渐增加。由于叶片光合产物被运到
棉铃等器官并被利用，因此去除棉铃后，叶片光合产物利用量减少，输出量降低，进而在叶片中积累。
(4)根据图1、2可知，随着去除棉铃百分率的提高，植株叶片中淀粉和蔗糖含量逐渐增加，CO 固定速率相
2
对值逐渐减小，说明叶片光合产物的积累会抑制光合作用。(5)本实验为验证性实验，因而结果是唯一的。若要验证叶片光合产物的积累会抑制光合作用这一推测，可
去除植株上的棉铃并对部分叶片遮光处理，使遮光叶片成为需要光合产物输入的器官，检测未遮光叶片的
光合产物含量和光合速率。与只去除棉铃植株的叶片相比，去除棉铃并对部分叶片进行遮光处理的植株，
其叶片的光合产物含量下降，而光合速率上升。
7．[2013·四川卷] 将玉米的PEPC 酶基因导入水稻后，测得光照强度对转基因水稻和原种水稻的气孔导度
及光合速率的影响结果，如图所示。(注：气孔导度越大，气孔开放程度越高)
(1)水稻叶肉细胞进行光合作用的场所是________，捕获光能的色素中含量最多的是________。
(2)CO 通过气孔进入叶肉细胞后，首先与________结合而被固定，固定产物的还原需要光反应提供
2
__________。
(3)光照强度低于8×102 μmol·m－2·s－1时，影响转基因水稻光合速率的主要因素是________；光照强度为(10
～14)×102 μmol·m－2·s－1时，原种水稻的气孔导度下降但光合速率基本不变，可能的原因是
________________________________________________________________________。
(4)分析图中信息，PEPC酶所起的作用是__________________________；转基因水稻更适宜栽种在
________环境中。
【答案】(1)叶绿体 叶绿素a (2)C [H]和ATP (3)光照强度 光照强度增加与CO 供给不足对光合速
5 2
率的正负影响相互抵消(或“CO 供应已充足且光照强度已达饱和”)
2
(4)增大气孔导度，提高水稻在强光下的光合速率 强光
【解析】(1)水稻叶肉细胞进行光合作用的场所是叶绿体，捕获光能的色素中含量最多的是叶绿素a。(2)
CO 通过气孔进入叶肉细胞后，首先与C 结合而被固定，形成C 。光反应为暗反应提供[H]和ATP。(3)据
2 5 3
图可知，光照强度低于8×102 μmol·m－2·s－1时，转基因水稻随光照强度增加，气孔导度逐渐增大，光合速
率也逐渐加大，因此，此时影响转基因水稻光合速率的主要因素是光照强度；光照强度为(10～
14)×102μmol·m－2·s－1时，原种水稻的气孔导度下降，从外界吸收的CO 减少，但光合速率基本不变，最可
2能的原因是光照强度增加与CO 供应不足对光合速率的正负影响相互抵消了。(4)分析图中信息可知，转基
2
因水稻的气孔导度增大，光合速率有所提高，因此PEPC酶可提高植物的光合速率。由于光照强度可影响
转基因水稻的气孔导度，进而影响其光合速率，因此转基因水稻更适宜栽种在较强光照的环境中。
8．[2013·全国卷] 某研究小组测得在适宜条件下某植物叶片遮光前吸收CO 的速率和遮光(完全黑暗)后释放
2
CO 的速率。吸收或释放CO 的速率随时间变化趋势的示意图如下(吸收或释放CO 的速率是指单位面积叶
2 2 2
片在单位时间内吸收或释放CO 的量)。
2
回答下列问题：
(1)在光照条件下，图形A＋B＋C的面积表示该植物在一定时间内单位面积叶片光合作用
________________________________________________________________________，
其中图形B的面积表示________________________________________________________________________。
从图形C可推测该植物存在另一个______________的途径，CO 进出叶肉细胞都是通过________的方式进
2
行的。
(2) 在上述实验中，若提高温度、降低光照，则图形________(填“A”或“B”)的面积变小，图形
__________(填“A”或“B”)的面积增大，原因是__________________________________________________
__________________________________________。
【答案】(1)固定CO 总量 呼吸作用放出的CO 量 释放CO 自由扩散
2 2 2
(2)A B 光合速率降低，呼吸速率增强
【解析】本题考查光照对光合作用的影响及光合作用与呼吸作用之间的联系。(1)分析坐标图，A表示净光
合作用吸收的CO 量，B、C为自身释放的CO 量，这三部分CO 都通过光合作用固定，根据遮光后平稳
2 2 2
段的直线的变化趋势可判断B的面积表示此时间内呼吸作用释放的CO 量。则C表示其他途径产生的CO
2 2
量。CO 为小分子物质，通过自由扩散的方式进出细胞。(2)题干表明的适宜条件是最有利于光合作用进行
2
的，所以提高温度，则呼吸速率增强，B的面积会增大，降低光照，则光合速率下降，A的面积变小。
【2012年】
1．[2012·课标全国卷] 将玉米种子置于25 ℃、黑暗、水分适宜的条件下萌发，每天定时取相同数量的萌发种子，一半直接烘干称重，另一半切取胚乳烘干称重，计算每粒的平均干重，结果如图所示。若只考虑种
子萌发所需的营养物质来源于胚乳，据图回答下列问题。
图3
(1)萌发过程中胚乳组织中的淀粉被水解成________，再通过________作用为种子萌发提供能量。
(2)萌发过程中在________小时之间种子的呼吸速率最大，在该时间段内每粒种子呼吸消耗的平均干重为
________mg。
(3)萌发过程中胚乳的部分营养物质转化成幼苗的组成物质，其最大转化速率为________mg·粒－1·d－1。
(4)若保持实验条件不变，120小时后萌发种子的干重变化趋势是________，原因是__________________。
【答案】(1)葡萄糖 呼吸(或生物氧化)
(2)72～96 26.5 (3)22
(4)下降 幼苗细胞呼吸消耗有机物，且不能进行光合作用
【解析】本题考查种子萌发过程中细胞代谢的变化过程，其中主要涉及呼吸作用，考查学生的读图能力与
实际应用能力。
(1)淀粉是玉米种子的重要储能物质，在萌发过程中需先水解为葡萄糖，再通过呼吸作用产生直接能源物质
ATP才能被利用。(2)种子干重的减少代表呼吸消耗，种子消耗储存的有机物越多，呼吸速率越大，干重下
降越快，从图中可看出72～96小时呼吸速率最大，这段时间每粒种子呼吸消耗的平均干重为204.2－177.7
＝26.5 mg。(3)胚乳干重的减少是一部分用于呼吸作用消耗，另一部分转化成幼苗的组成物质了，因此转化
速率应该是胚乳干重的减少与呼吸作用消耗差值，从图中看应为两条线斜率相差最大的时间段，即在96～
120小时之间。此时，胚乳干重的减少为(从118.1 mg减少到91.1 mg)27 mg；呼吸作用消耗为(从177.7 mg
减少到172.7 mg)5 mg。由此得出其最大转化速率＝(27－5)÷(120－96)×24＝22 mg·粒－1·d－1。(4)在25 ℃、
黑暗、水分适宜的条件下，种子不能进行光合作用，只能不断地利用有机物氧化分解为生命活动提供能量，
所以120小时后，种子的干重还会继续下降。
2．[2012·浙江卷] 某植物在停止供水和恢复供水条件下，气孔开度(即气孔开放程度)与光合速率的变化如图
所示。请回答：
(1)停止供水后，光合速率下降。这是由于水是______的原料，又是光合产物在植物体内________的主要介
质。
(2)在温度、光照相同的条件下，图中A点与B点相比，光饱和点低的是________点，其主要原因是
____________________________。
(3)停止供水一段时间后，叶片发黄，原因是____________________________。此时类囊体结构破坏，提供
给碳反应的______________减少。
(4)生产实践中，可适时喷施植物激素中的________，起到调节气孔开度的作用。
【答案】(1)光合作用 运输
(2)B 气孔开度降低，CO 吸收减少(答出一项即可)
2
(3)叶绿素合成速度变慢或停止(或叶绿素分解)，类胡萝卜素的颜色显露出来(答出一项即可)
NADPH和ATP
(4)脱落酸
【解析】本题考查光合作用速率的影响因素，综合考查学生读图、识图能力和对光合作用速率影响因素的
综合分析能力。水是构成生物体的物质之一，光合作用中以水和CO 等无机物为原料合成有机物，同时水
2
作为良好的溶剂，是生物体内物质运输的主要介质。A、B两点相比，B点气孔开度小，吸收的CO 少，导
2
致B点光饱和点降低。叶片发黄说明类胡萝卜素的颜色显露出来了，从题意停止供水来分析，叶绿素合成
少于分解，含量下降才会出现这种现象。在类囊体中进行的是光反应，类囊体破坏，光反应提供给碳反应
的原料NADPH和ATP减少。脱落酸具有调节气孔开度的作用，所以可喷施一定浓度的脱落酸。
3．[2012·江苏卷] 为探究低浓度NaHSO 溶液对水稻光合速率的影响，某研究小组做了如下实验，请完成
3
实验报告并回答下列问题：
(1)实验报告
①材料用具： 乳熟期的温室盆栽水稻，1 mmol/L NaHSO 溶液，蒸馏水，喷壶，光合分析测定仪等。
3图13
②实验步骤： 第一步：选取若干__________________的水稻植株随机平均分成甲、乙两组，甲组为对照
组，乙组为实验组。第二步：每天傍晚分别将等量的______、__________喷洒在甲、乙两组的水稻叶片上，
次日上午测定光合速率。
③结果与分析： 实验结果见图13，经分析可以得出的结论是
________________________________________________________________________。
(2)研究发现NaHSO 增加了叶片内叶绿体形成ATP 的能力，推测其作用部位是叶绿体的________，进而加
3
快对图14中________(填字母A ～ D)物质的利用。
图14
(3)研究小组利用上述条件设计实验，证明了0.2 μmol/ L 硫酸甲酯吩嗪(PMS)和1 mmol/ L NaHSO 效应相同，
3
两者共同处理既不存在累加效应，也无抑制效应。请用柱形图绘制出实验结果(实验光照强度为1 000
μmol·m－2·s－1)。
【答案】(1)②株型、长势、叶片均一 蒸馏水
1 mmol/ L NaHSO 溶液
3
③不同光照强度下低浓度NaHSO 溶液均可提高水稻光合速率
3
(2)类囊体 A、B、D
(3)见下图【解析】本题考查光合作用的过程及影响光合作用的因素，考查学生实验设计、分析能力。(1)实验需满足
对照原则和等量原则，因此选择的植物应该是生长状况完全相同的，同时应设置喷洒蒸馏水一组作为对照。
比较图13中两条曲线可知，在不同的光照强度下，低浓度NaHSO 均可提高水稻光合速率。(2)ATP是光反
3
应的产物，光反应发生在叶绿体类囊体中，因此NaHSO 作用于此部位。图14中A、B、C、D依次为
3
CO、C 、(CHO)、C ，ATP的增加可加快暗反应，加快对A、B、D的利用，从而生成更多的C。(3)据题
2 3 2 5
意可知，单独用0.2 μmol/L PMS处理、0.2 μmol/L PMS和1 mmol/L NaHSO 共同处理均与1mmol/L
3
NaHSO 单独处理结果相同。
3
4．[2012·重庆卷] Ⅰ.C8长叶刺葵是棕榈科热带植物，为了解其引种到重庆某地后的生理状况，某研究小组
在水分充足、晴朗无风的夏日，观测得到了该植物光合速率等生理指标日变化趋势图。
(1)据图分析：
①光合作用消耗ATP最快的时刻是________。根吸水能力最强的时刻是________。
②直接引起蒸腾速率变化的生理指标是__________；推测导致12：00时光合速率出现低谷的环境因素主要
是________(填“光照”或“CO”)。
2
③在14：00时若适当提高CO 浓度，短时间内叶绿体中[H]含量的变化是________。
2
(2)若该地土壤缺钙，一段时间后该植物首先表现出钙缺乏症的是________(填“老叶”或“幼叶”)。
(3)假设若干年后将引种后代重新移栽回原产地，与原产地长叶刺葵杂交不育，原因是地理隔离导致了
________。
【答案】(1)①10：00 12：00
②气孔导度 光照③降低
(2)幼叶
(3)生殖隔离
【解析】本小题考查植物代谢和生物进化的有关知识以及识图和获取信息的能力，题目考查难度属中等。
(1)植物光合作用越强，消耗ATP也就越多，因此上午10：00消耗ATP最快；蒸腾作用会产生对水向上的
拉力，蒸腾作用越强，根吸收水分的能力也就越强，据图可知，12：00时根吸收水分的能力很强；蒸腾作
用是通过气孔散失水分，因此气孔导度越大，蒸腾速率越快；12：00时光合作用出现低谷，此时气孔导度
最高，植物可以通过开张的气孔吸收CO，因此此时的影响因素可能是光照。若适当提高CO 浓度，则C
2 2 3
合成增加，还原C 所消耗的[H]会增多，所以短时间叶绿体内[H]的含量降低；(2)钙属于不能转移利用的元
3
素，因此若土壤中缺钙，幼叶会首先出现缺素症状。(3)移栽回来的长叶刺葵与原产地的长叶刺葵杂交不育，
说明已经产生生殖隔离。
5．[2012·四川卷] 回答下列Ⅰ、Ⅱ小题。
科研人员获得一种叶绿素b完全缺失的水稻突变体，该突变体对强光照环境的适应能力更强。请回答：
(1)提取水稻突变体的光合色素，应在研磨叶片时加入________，以防止色素被破坏，用纸层析法分离该突
变体叶片的光合色素，缺失的色素带应位于滤纸条的________。
(2)该突变体和野生型水稻的O 释放速率与光照强度的关系如图所示。当光照强度为n时，与野生型相比，
2
突变体单位面积叶片中叶绿体的氧气产生速率________。当光照强度为m时，测得突变体叶片气孔开放程
度比野生型更大，据此推测，突变体固定CO 形成________的速率更快，对光反应产生的__________消耗
2
也更快，进而提高了光合放氧速率。
(3)如果水稻出现叶绿素a完全缺失的突变，将无法进行光合作用，其原因是
________________________________________________________________________。
【答案】Ⅰ.(1)CaCO 最下端
3
(2)较大 C NADPH、ATP
3
(3)缺失叶绿素a不能完成光能转换
【解析】Ⅰ.本题考查叶绿体中色素的提取和分离实验及光合作用的有关知识。(1)提取叶绿体中的色素时，
加入CaCO ，可以防止研磨时叶绿体中的色素受到破坏；叶绿素b在滤纸条上随层析液扩散的速度最慢，
3因此用纸层析法分离突变体叶片的光合色素时，缺失的色素带应位于滤纸条的最下端。(2)植物在有光照的
情况下，既进行光合作用，也进行细胞呼吸，因此O 释放速率应为净光合速率，它是O 产生速率和呼吸
2 2
速率的差值，分析图中曲线可知，光照强度为0时，突变体吸收O 量大于野生型，说明野生型的呼吸速率
2
小于突变体，当光照强度为n时，野生型和突变体的净光合速率相等，那么突变体单位面积叶片中叶绿体
的氧气产生速率大于野生型；气孔开放程度大有利于CO 的吸收，从而使固定CO 形成C 的速率加快，对
2 2 3
NADPH、ATP消耗也就会增加。(3)只有少数特殊状态下的叶绿素a具有转化光能的作用，如果水稻出现叶
绿素a完全缺失的突变，将无法将吸收的光能转化成电能和NADPH、ATP中的化学能，光合作用也就无
法进行。
6．[2012·全国卷] 金鱼藻是一种高等沉水植物，有关研究结果如图所示(图中净光合速率是指实际光合速率
与呼吸速率之差，以每克鲜重每小时释放O 的微摩尔数表示)。
2
图1
据图回答下列问题：
(1)该研究探讨了____________________对金鱼藻________的影响。其中，因变量是____________。
(2)该研究中净光合速率达到最大时的光照度为________lx。在黑暗中，金鱼藻的呼吸速率是每克鲜重每小
时消耗氧气________μmol。
(3)该研究中净光合速率随pH变化而变化的主要原因是____________________。
【答案】(1)光照度、NaHCO 浓度、pH 净光合速率 净光合速率
3
(2)12.5×103 8
(3)酶活性受pH的影响
【解析】据图分析，a、b两图表示光照度对净光合速率的影响，c图表示NaHCO (CO)浓度对净光合速率
3 2的影响，d图表示pH对净光合速率的影响。实验的因变量是净光合速率(即实验测得的每克鲜重金鱼藻每
小时释放O 的量)。图b表示光照度12.5×103 lx时，净光合速率达到最大值。图a表示在光照度为0时，金
2
鱼藻每克鲜重每小时消耗氧气8 μmol。 pH对净光合速率的影响是主要是影响了酶的活性。
