文档内容
押广东卷
光合作用的应用
核心考点 考情统计 押题预测
光合作用的应用 2023年广东卷第18题 细胞代谢是高考考查的重点和难点之一,本专题知识的
综合性较强，与生产、生活的联系密切。从考查题型看,近年
2022年广东卷第18题
高考的考查点主要集中在以下几个方面:①以文字表述的形式
考查光合作用、细胞呼吸等的基本原理、过程的基础题;②以
流程图的形式或者信息背景迁移形式考查光合作用或细胞呼
吸的中等难度题);③以图表的形式考查光合作用和细胞呼吸
的综合题。总体来说,本专题内容侧重于考查学生的理解能
力、获取信息的能力和学科内知识综合应用的能力
1、（（2023广东高考）光合作用机理是作物高产的重要理论基础。大田常规栽培时，水稻野生型（WT）
的产量和黄绿叶突变体（ygl）的产量差异不明显，但在高密度栽培条件下ygl产量更高，其相关生理特征
见下表和图。（光饱和点：光合速率不再随光照强度增加时的光照强度；光补偿点：光合过程中吸收的
CO 与呼吸过程中释放的CO 等量时的光照强度。
2 2
水稻材
叶绿素（mg/g） 类胡萝卜素（mg/g） 类胡萝卜素/叶绿素
料
WT 4.08 0.63 0.15
ygl 1.73 0.47 0.27分析图表，回答下列问题：
（1）ygl叶色黄绿的原因包括叶绿素含量较低和_______，叶片主要吸收可见光中的_______光。
（2）光照强度逐渐增加达到2000μmol m-2 s-1时，ygl的净光合速率较WT更高，但两者净光合速率都不再
随光照强度的增加而增加，比较两者的光饱和点，可得ygl________WT（填“高于”、“低于”或“等
于”）。ygl有较高的光补偿点，可能的原因是叶绿素含量较低和________。
（3）与WT相比，ygl叶绿素含量低，高密度栽培条件下，更多的光可到达下层叶片，且ygl群体的净光
合速率较高，表明该群体________，是其高产的原因之一。
（4）试分析在0~50μmol m-2 s-1范围的低光照强度下，WT和ygl净光合速率的变化，在给出的坐标系中绘
制净光合速率趋势曲线_________。在此基础上，分析图a和你绘制的曲线，比较高光照强度和低光照强度
条件下WT和ygl的净光合速率，提出一个科学问题________。
【答案】（1） ①. 类胡萝卜素/叶绿素比例上升 ②. 红光和蓝紫
（2） ①. 高于 ②. 呼吸速率较高 （3）光能利用率较高（4） ①. ②. 为什么在低光照强度下，WT的净光
合速率大于ygl，而在高光照强度下，WT的净光合速率小于ygl（补充答案：为什么在低光照强度下，WT
的净光合速率大于ygl； 为什么在高光照强度下，WT的净光合速率小于ygl）
【解析】
【分析】分析题表和题图：与WT相比，ygl植株的叶绿素和类胡萝卜素含量都较低，但类胡萝卜素/叶绿
素较高，光饱和点较高，呼吸速率较高。
【小问1详解】
根据表格信息可知，ygl植株叶绿素含量较低且类胡萝卜素/叶绿素比值比较高，故叶片呈现出黄绿色。叶
绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，由ygl叶色呈黄绿可推测，主要吸收红光和蓝
紫光。
【小问2详解】
光照强度逐渐增加达到2000μmol m-2 s-1时，ygl的净光合速率较WT更高，但两者净光合速率都不再随光
照强度的增加而增加，从柱状图中看出，ygl的呼吸速率高于WT，因此ygl的最大实际光合速率高于
WT，因此达到最大实际光合速率需要的最小光照强度大，即ygl的光饱和点高于WT。光补偿点是光合速
率等于呼吸速率的光照强度，据图b和图c可知，ygl有较高的光补偿点是因为叶绿素含量较低导致相同光
照强度下光合速率较低，且由图c可知ygl呼吸速率较高。
【小问3详解】
与WT相比，ygl叶绿素含量低，高密度栽培条件下，更多的光可到达下层叶片，且ygl群体的净光合速率
较高，表明该群体光能利用率高，是其高产的原因之一。
【小问4详解】
由于ygl呼吸速率较高，且有较高的光补偿点，因此在0~50μmol m-2 s-1范围的低光照强度下，WT和ygl的净光合速率如下图：
分析图a和图示曲线，高光照强度WT的净光合速率小于ygl，低光照强度下WT的净光合速率大于ygl，
在此基础上，可对这一现象的原因进行探究。
2、（2022广东高考）研究者将玉米幼苗置于三种条件下培养10天后（图a），测定相关指标（图b），
探究遮阴比例对植物的影响。
回答下列问题：
（1）结果显示，与A组相比，C组叶片叶绿素含量________________，原因可能是________________。
（2）比较图b中B1与A组指标的差异，并结合B2相关数据，推测B组的玉米植株可能会积累更多的
________________，因而生长更快。
（3）某兴趣小组基于上述B组条件下玉米生长更快的研究结果，作出该条件可能会提高作物产量的推测，
由此设计了初步实验方案进行探究：
实验材料：选择前期________________一致、生长状态相似的某玉米品种幼苗90株。实验方法：按图a所示的条件，分A、B、C三组培养玉米幼苗，每组30株；其中以________________为
对照，并保证除________________外其他环境条件一致。收获后分别测量各组玉米的籽粒重量。
结果统计：比较各组玉米的平均单株产量。
分析讨论：如果提高玉米产量的结论成立，下一步探究实验的思路是________________。
【答案】（1） ①. 高 ②. 遮阴条件下植物合成较多的叶绿素 （2）糖类等有机物
（3） ①. 光照条件 ②. A组、C组 ③. 遮光程度 ④. 探究能提高作物产量的具体的最适
遮光比例是多少
【解析】
【分析】分析题图a可知，A组未遮阴，B组植株一半遮阴（50%遮阴），C株全遮阴（100%遮阴）。
【小问1详解】
分析题图b结果可知，培养10天后，A组叶绿素含量为4.2，C组叶绿素含量为4.7，原因可能是遮阴条件
下植物合成较多的叶绿素，以尽可能地吸收光能。
【小问2详解】
比较图b中B1叶绿素含量为 5.3，B2组的叶绿素含量为3.9，A组叶绿素含量为4.2；B1净光合速率为
20.5，B2组的净光合速率为7.0，A组净光合速率为11.8，可推测B组的玉米植株总叶绿素含量为
（5.3+3.9）÷2=4.6，净光合速率为（20.5+7.0）/2=13.75，两项数据B组均高于A组，推测B组可能会积累
更多的糖类等有机物，因而生长更快。
【小问3详解】
分析题意可知，该实验目的是探究B组条件下是否提高作物产量。该实验自变量为玉米遮光程度，因变量
为作物产量，可用籽粒重量表示。实验设计应遵循对照原则、单一变量原则、等量原则等，无关变量应保
持相同且适宜，故实验设计如下：实验材料：选择前期光照条件一致、生长状态相似的某玉米品种幼苗90
株。实验方法：按图a所示条件，分为A、B、C三组培养玉米幼苗，每组30株；其中以A组、C组为对
照，并保证除遮光条件外其他环境条件一致，收获后分别测量各组玉米的籽粒重量。结果统计：比较各组
玉米的平均单株产量。分析讨论：如果B组遮光条件下能提高作物产量，则下一步需要探究能提高作物产
量的具体的最适遮光比例是多少。
高考对本专题知识点的考查常结合坐标曲线考查光合作用、细胞呼吸的影响因素及其在
生产实践中的应用，对总光合速率、净光合速率与呼吸速率的考查也较多。强化对相关原理
的分析及相关曲线模型的归纳整合与加强针对性训练是备考的关键。坐标曲线中，多以时间、位置、温度等易测量的因素为横坐标，以事物的某种性质为纵
坐标，用曲线表示事物的变化及性质间的相互关系，常用来分析生命现象，从而揭示生物体
结构、代谢、生命活动及生物环境相互作用的关系等方面的本质特性。坐标曲线图的类型很
多，有单—曲线型、多重曲线型等。坐标曲线图无论多么复杂，关键是数和形。数就是曲线
中的点——起点、转折点和终点;形就是曲线的变化趋势，乃至将来的动态。解题思维模板如
下∶
具体分析∶（1）快速确认曲线图中"总光合速率"与"净光合速率"。若光照强度为"0"时，
CO 吸收量（或光合速率）从"0"开始，则描述指标为"总光合速率"，若此时CO 吸收量从负
2 2
值开始，则描述指标应为"净光合速率"。
（2）读曲线图时必须"全线"关注，不可就某些"片段"盲目下结论。
解答光合作用相关曲线的基本步骤如下∶1．（2024·广东湛江·二模）我国北方地区的冬油菜在油料作物布局和经济效益中起着深远的影响。抗寒性
是北方寒旱区冬油菜生产获得高产稳产性的前提条件。为提高抗寒品质，选育抗寒品种，某实验室将已有
的不同抗寒性冬油菜典型代表性品种——陇油7号（超强抗寒性）、陇油8号（强抗寒性）、天油4号
（弱抗寒性），在20℃和一4℃条件下分别处理72h后，进行了光合特征的对比分析，结果如表所示。回
答下列问题：
叶绿素含 净光合速 气孔导 胞间CO 浓
2
量/（mg·g-1） 率/（μmol·m-2·s-1） 度/（mmol·m-2·s-1） 度/（μmol·mol-1）
品种
20℃ -4 ℃ 20℃ -4℃ 20℃ -4℃ 20℃ -4℃
陇油7
32.15 22.86 6.73 5.11 0.74 0.35 338.76 272.44
号
陇油8
31.56 14.91 7.65 2.91 0.73 0.41 298.51 300.12
号
天油4
30.57 9.45 5.89 0.12 0.57 0.12 297.98 280.72
号
(1)一般用 （填试剂名称）提取植物叶绿体中的色素。若叶绿素含量降低，主要影响植物对
（填“红光”“蓝紫光”或“红光和蓝紫光”）的吸收。光合色素吸收的光能在光反应中的用途有
。
(2)分析表中数据可知，低温处理后陇油7号胞间 CO 浓度降低的原因是 。-4℃条件下，陇油8
2
号的净光合速率下降主要是 （填“气孔因素”或“非气孔因素”）引起的。
(3)结合表中数据，从光反应速率和暗反应速率的角度分析天油4号抗寒能力弱于陇油7号的原因是
。
【答案】(1) 无水乙醇 红光和蓝紫光 将水分解成氧和H⁺及为ATP 和NADPH 的形成提供
能量
(2) 光合作用固定胞间CO2的量与通过气孔向叶肉细胞胞间输入 CO2的量都减少，但光合作用固定
胞间 CO2的量多于胞间输入CO2的量 非气孔因素
(3)低温处理后，相比于陇油7号，天油4号的叶绿素含量下降幅度更大，导致该品种光反应产生的ATP 和
NADPH 的量更少，且低温下的气孔导度更小，导致CO2的吸收量减少，从而使光合作用效率下降更多
【分析】叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以，可以用无水乙醇提取绿叶中的色素。叶
绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。【详解】（1）一般用无水乙醇提取植物叶绿体中的色素。叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，若叶绿素含量
降低，主要影响植物对红光和蓝紫光的吸收。光合色素吸收的光能可用于将水分解成氧、H⁺及为ATP 和
NADPH 的形成提供能量等。
（2）低温使光合作用固定胞间CO2的量与通过气孔向叶肉细胞胞间输入CO2的量都减少，但光合作用胞
间固定 CO2的量多于胞间输入CO2的量，导致陇油7号胞间CO2浓度降低。低温导致陇油8号的气孔导
度下降，但胞间CO2浓度升高，因此陇油8号的净光合速率下降主要是非气孔因素引起的。
（3）结合表中数据可知，天油4号抗寒能力弱于陇油7号的原因是低温处理后，相比于陇油7号，天油4
号的叶绿素含量下降幅度更大，导致该品种光反应产生的ATP 和 NADPH 的量更少，且低温下的气孔导
度更小，导致CO2的吸收量减少，从而使光合作用效率下降更多。
2．（2024·广东·二模）光反应依赖类囊体薄膜上的PSⅡ光复合体（叶绿素—蛋白质复合体）。PSⅡ光复合
体上的蛋白质LHCⅡ通过与PSⅡ结合或分离来增强或减弱对光能的吸收，LHCⅡ与PSⅡ的分离依赖LHC
蛋白激酶的催化，其过程如图1所示。回答下列问题：
(1)PSⅡ光复合体上光合色素可用 提取，主要吸收可见光中的 。
(2)根据信息分析，强光条件下，植物减弱对光能吸收的机理是 。
(3)光饱和点是指当光照强度上升到某一数值之后，光合作用速率不再继续随着光照强度增强而升高时的光
照强度，科研人员测定了不同脱水率对海藻浒苔植物光合作用速率的影响，实验结果如图2所示。
①据图2结果分析，在一定范围内，随海藻浒苔脱水率增大，其光饱和点将会 （填“升高”“降低”
或“不变”）。已知酶活性会受含水量影响，据此分析脱水导致光饱和点发生该变化的原因是 。
②在高潮沉水状态下，海藻浒苔对HCO -的利用能力很强，能直接吸收利用水中的HCO -作为光合无机碳
3 3源。在低潮干出状态下，海藻浒苔和空气直接接触，其光合作用速率会急剧下降，分析其原因是 。
【答案】(1) 无水乙醇 红光和蓝紫光
(2)强光条件下，LHC蛋白激酶活性增强，促进LHCⅡ与PSⅡ的分离，使吸收的光能减少
(3) 降低 脱水降低了光合作用有关酶的活性，导致光饱和点降低 空气中的CO2浓度较低，
影响了暗反应阶段，导致光合作用速率下降
【分析】影响光合作用的环境因素
1、温度对光合作用的影响：在最适温度下酶的活性最强，光合作用强度最大，当温度低于最适温度，光
合作用强度随温度的增加而加强，当温度高于最适温度，光合作用强度随温度的增加而减弱。
2、二氧化碳浓度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强。当二
氧化碳浓度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。
3、光照强度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随光照强度的增加而增强。当光照强度增
加到一定的值，光合作用强度不再增强。
4、色素的作用：叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。
【详解】（1）PSⅡ光复合体是叶绿素-蛋白质复合体，叶绿素溶解于无水乙醇中，所以PSⅡ光复合体上光
合色素可用无水乙醇提取，叶绿素能吸收可见光中的红光和蓝紫光。
（2）LHCⅡ与PSⅡ的分离依赖LHC蛋白激酶的催化，据题图可知，强光条件下，LHCⅡ与PSⅡ分离，因
此强光条件下植物减弱对光能吸收的机理是，LHC蛋白激酶活性增强，促进LHCⅡ与PSⅡ的分离，使其吸
收的光能减少。
（3）①根据图示可知，光饱和点是指当光照强度上升到某一数值之后，光合作用速率不再继续升高时的
光照强度，随着海藻浒苔脱水率的增大，其光饱和点会降低。已知酶活性会受含水量影响，则说明脱水降
低了光合作用有关酶的活性，导致光合作用速率降低，导致光合作用速率达到最大值时的光照强度降低，
即光饱和点降低。
②海藻浒苔能直接吸收海水中的HCO3-作为光合无机碳源。在低潮干出状态下，海藻浒苔和空气直接接触，
无法利用HCO3-为光合无机碳源，而且空气中的CO2浓度较低，影响了暗反应阶段，导致光合作用速率下
降。
3．（2024·广东惠州·一模）科研人员探究了不同遮荫处理对某植物A多项指标的影响，以期为开发及优化
林下种植植物A技术提供依据。相关结果见下表，请回答下列问题：
遮荫处理
测定指标
遮荫率85% 遮荫率56% 全光照
叶绿素含量（μg/cm2） 34.58 33.01 28.43叶片厚度（mm） 1.15 1.65 1.84
单片叶面积（cm2） 17.67 14.66 8.58
光饱和点[μmol/（m2·s）] 355 586 468
最大净光合速率[μmol/（m2·s）] 7.46 10.73 9.12
注：光饱和点是指光合速率不再随光强增加而增强时的光照强度。
(1)与全光照条件相比，遮荫率85%处理后，植物A的最大净光合速率较低，主要原因是 ，为暗反应提
供的 减少，进而导致在叶绿体 中利用的CO 量减少。
2
(2)据表中数据分析可知：遮荫处理后，植物A叶片厚度变小（变薄）， ，从而使植物A适应弱光环境。
(3)植物A有一定的适应弱光的能力，但科研人员认为过低的光照强度不利于其生长，判断依据是 。因
此当我们在推广林下种植植物A时应该采取的合理措施是 。
【答案】(1) 光照强度较弱（或光反应较弱） ATP和NADPH 基质
(2)叶绿素含量增加，单片叶面积增大
(3) 与遮荫56%相比，遮荫85%时植物A的光饱和点和最大净光合速率都下降 合理密植乔木冠层
植物，以达较适合植物A生长的遮荫率（或适量修整乔木冠层的密度，以达较适合植物A生长的遮荫率或
及时调控乔木冠层的透光率）
【分析】1、光合作用过程分为光反应阶段和暗反应阶段，光反应阶段是水光解形成氧气和还原氢的过程，
该过程中光能转变成活跃的化学能储存在ATP中；暗反应阶段包括二氧化碳的固定和三碳化合物的还原，
二氧化碳固定是二氧化碳与1分子五碳化合物结合形成2分子三碳化合物的过程，三碳化合物还原是三碳
化合物在光反应产生的还原氢和ATP的作用下形成有机物和五碳化合物的过程;
2、影响光合作用的环境因素包括：光照强度、温度、二氧化碳浓度、含水量以及矿质元素的含量等。
【详解】（1）与全光照条件相比，遮荫率85%处理后，植物A的最大净光合速率较低，这是因为遮荫处
理时，光照强度较弱，光反应速率下降，ATP和NADPH产生量减少，因此，光反应为暗反应提供的产物
ATP和NADPH少，C3还原速率下降，进而表现为二氧化碳固定速率下降，即在叶绿体基质中消耗的CO2
量减少;
（2）结合表中信息可知，遮荫处理后，植物A叶片厚度会变薄，叶绿素含量增加，单片叶面积增大，这
样有利于捕获更多光能，进而弥补光照不足对光合速率造成的影响，从而使植物A适应弱光环境。
（3）表中显示，植物A在弱光条件下产生了一系列适应弱光环境的变化，但其最大净光合速率随着遮阴
程度的增加，净光合速率呈下降趋势，即表现为与遮荫56%相比，遮荫85%时植物A的光饱和点和最大净光合速率都下降，因此过低的光照强度不利于其生长，综合信息可知，植物A的遮荫率低于56%为较适宜;
根据表中信息可知，植物A具有一定的适应弱光环境的能力，因此在种植时可合理密植乔木冠层植物，以
达较适合植物A生长的遮荫率（56%），进而有利于植物A的生长；同时也可通过适量修整乔木冠层的密
度，以达较适合植物A生长的遮荫率。
4．（2024·广东·一模）小球藻是单细胞真核生物，是研究光合作用的模式生物。水体中的无机碳主要以
HCO -和CO 两种形式存在，小球藻具有如图所示的无机碳浓缩过程。
3 2
回答下列问题：
(1)小球藻浓缩HCO -的过程属于 （填“自由扩散”“协助扩散”或“主动运输”），理由是
3
。
(2)过程①称为 ，能为此过程提供能量的物质有 。
(3)鲁宾和卡门用小球藻探究光合作用所释放氧气的来源，实验分组及结果如表。
O标记物所占的比例/%
组别 反应物 产物
H18O KHC18O+K C18O 18O
2 3 2 3 2
初始 0.85 0.20 -
1
结束 0.85 0.61 0.86
初始 0.20 0.50 -
2
结束 0.20 0.40 0.20
初始 0.20 0.68 -
3
结束 0.20 0.57 0.20
①小球藻光合作用产生的氧气，一部分释放到外界环境中，另一部分的去向是 。
②由本实验可知，光合作用释放的氧气 （填“全部来自水”“全部来自CO”或“部分来自水
2
部分来自CO”），理由是 。
2【答案】(1) 主动运输 逆浓度梯度运输，需要消耗ATP水解释放的能量
(2) C3的还原 ATP和NADPH
(3) 进入线粒体参与有氧呼吸 全部来自水 三组实验中释放的氧气中18O所占比例与反应物
水中的18O所占比例基本相同，而与参与的CO2无关
【分析】（1）根据题干文字信息“无机碳的浓缩过程”及图片信息中HCO3-由细胞外运输到细胞质基质
需要消耗ATP水解释放的能量可知，小球藻浓缩HCO3-的过程为逆浓度梯度的主动运输；
（2）分析表中数据可得，产物氧气中18O的比例与反应物水中18O的比例基本相同，与碳酸氢盐中18O
的比例无关，说明光合作用产生的氧气中的O全部来自水。
【详解】（1）根据题干文字信息“无机碳的浓缩过程”及图片信息中HCO3-由细胞外运输到细胞质基质
需要消耗ATP水解释放的能量可知，小球藻浓缩HCO3-的过程为逆浓度梯度的主动运输。
（2）过程①为光合作用卡尔文循环中的C3的还原，此过程需要光反应产生的ATP和NADPH提供能量。
（3）①小球藻光合作用产生的氧气一部分进入线粒体参与有氧呼吸，一部分释放到外界环境中；
②分析表中数据可得，产物氧气中18O的比例与反应物水中18O的比例基本相同，与参与反应的CO2无
关无关，说明光合作用产生的氧气中的O全部来自水。
5．（2024·广东汕头·一模）图表示绿色植物叶肉细胞中部分代谢过程，水光解时释放出的电子（e-）依次
通过蛋白A、蛋白D和蛋白C进行传递，最终传递给NADP+。电子传递过程释放的能量用于H+通过D蛋
白逆浓度跨膜运输，回答下列问题：
(1)光不仅作为能量的一种形式，还可以作为 来调节植物体的生命活动。蛋白质B一种色素-蛋白复合
体，能调控基因的 。
(2)叶绿素通常与蛋白质结合成复合体，图中含有叶绿素的蛋白质有 。据图分析ATP合成酶的功能有（答出2点即可）。
(3)某种除草剂能够与蛋白D结合，据图分析该除草剂的作用原理可能是 ，最终使植物体不合成有机物
而死亡。
【答案】(1) 信号 表达
(2) 蛋白A、蛋白C 催化ATP合成、运输H+
(3)除草剂与D蛋白结合后阻断了电子传递，导致NADPH合成受阻，同时使类囊体膜内外的H+浓度差下
降，导致ATP合成受阻
【分析】光对植物生长发育的调节：
（1）光的作用：①提供能量，②作为一种信号；
（2）光的信号传导：①光敏色素的化学本质是蛋白质（色素—蛋白复合体）；分布于植物的各个部位，
其中在分生组织的细胞内比较丰富。②调控机制：光敏色素在光照条件下被激活，结构发生变化，信号经
过转导，传代到细胞核内，细胞核内特定基因的转录变化，在细胞质中进行翻译，表现出生物学效应。
【详解】（1）光不仅作为能量的一种形式，能驱动光合作用的进行，而且它还能作为植物生长和发育的
信号，调节植物的生命活动。蛋白质B一种色素-蛋白复合体，即光敏色素，光敏色素在光照条件下被激活，
结构发生变化，信号经过转导，传代到细胞核内，细胞核内特定基因的转录变化，在细胞质中进行翻译，
表现出生物学效应，即光敏色素能调控基因的表达。
（2）叶绿素能吸收、传递和转化光能，图中蛋白A和蛋白C能吸收光能，推测含有叶绿素的蛋白质有蛋
白A和蛋白C。据图可知，ATP合成酶能催化ADP和Pi合成ATP，同时运输H+出叶绿体类囊体薄膜。
（3）据题意可知，电子传递过程释放的能量用于H+通过D蛋白逆浓度跨膜运输，某种除草剂与蛋白D结
合后，阻断了电子传递，导致NADPH合成受阻，同时使类囊体膜内外的H+浓度差下降，导致ATP合成
受阻，最终使植物体不合成有机物而死亡。
6．（2024·广东深圳·一模）缺镁是导致龙眼叶片黄化的主要原因。为探究缺镁对龙眼光合作用的影响，研
究人员做了相关研究，结果如图1和图2。
回答下列问题：(1)缺镁导致净光合速率下降的原因是缺镁会导致叶绿体 上的叶绿素含量下降，影响光反应
的产生，进而影响暗反应；另一方面，根据图1可知，龙眼缺镁会导致 ，从而影响净光合速率。
(2)CO 从气孔进入细胞间，主要通过 方式进入叶肉细胞叶绿体基质中与C 结合产生C ，这一反
2 5 3
应过程称为 。根据图2数据，缺镁组净光合速率下降的主要原因并不是气孔相对开度，阐述
你的依据是 。
(3)为了进一步研究龙眼缺镁对叶绿素a和叶绿素b含量的影响，研究人员进行了相关实验，简要写出研究
思路 。
【答案】(1) 类囊体 ATP和NADPH 呼吸速率增强
(2) 自由扩散 CO2的固定 缺酶组气孔相对开度降低，细胞间CO2浓度增加并且高于对照组，
表明缺镁导致净光合速率下降并不是气孔相对开度。
(3)利用无水乙醇提取对照组和缺镁组的叶绿素，然后利用纸层析法进行分离，通过比较叶绿素a和叶绿素
b的条带宽窄来确定缺镁对叶绿素a和叶绿素b含量的影响
【分析】叶绿素的提取利用无水乙醇，叶绿素的分离采用纸层析法。镁影响叶绿素的合成，进而影响对光
能的吸收，降低光合作用。
【详解】（1）缺镁会导致叶绿体类囊体上的叶绿素含量下降，影响光反应阶段NADPH和ATP的合成，
进而影响暗反应；根据图1所示，龙眼缺镁会导致呼吸速率增强，进而导致净光合速率下降。
（2）CO2从气孔进入细胞间，然后主要通过自由扩散的方式进入叶绿体基质，与C5结合产生C3，即
CO2的固定。另外根据图2所示，缺酶组气孔相对开度降低，并且细胞间CO2浓度增加并且高于对照组，
表明缺镁导致净光合速率下降并不是气孔相对开度。
（3）为了进一步研究龙眼缺镁对叶绿素a和叶绿素b含量的影响，我们可以利用叶绿素的提取和分离实验
的原理进行：利用无水乙醇提取对照组和缺镁组的叶绿素，然后利用纸层析法进行分离，通过比较叶绿素
a和叶绿素b的条带宽窄来确定缺镁对叶绿素a和叶绿素b含量的影响。
7．（2024·广东湛江·一模）海洋浮游植物光合作用固定的碳量约占全球40%，铁对浮游植物三角褐指藻的
光合作用有重要影响。缺铁会导致光系统Ⅱ（PSⅡ系统，能利用从光中吸收的能量裂解水）中的蛋白质含
量显著下降。图1是光合作用的某一反应阶段示意图（图中PSⅠ代表光系统Ⅰ，能在相关酶的催化下，把
NADP+还原为NADPH）。据此回答下列问题：(1)图1所示的反应发生在叶绿体的 上，图中ATP合成的直接能量来源是 。缺铁导致PSⅡ系统中
的蛋白质含量显著下降，使图中电子传递受到影响，从而降低 （选填“ATP”或“NADPH”或“ATP
和NADPH”）的合成。
(2)图1所示反应过程中捕光色素的光氧化会产生大量自由基，这些自由基会破坏蛋白质和核酸，而SOD
具有清除自由基的作用。图2为铁对三角褐指藻细胞中SOD含量的影响，根据SOD含量的变化结合光合
作用暗反应阶段，分析缺铁导致光合作用速率下降的原因： 。
(3)缺铁会使三角褐指藻的光合色素含量降低，其中降低最明显的是叶绿素a。请根据所学知识设计实验证
明上述结论，实验设计思路： 。
【答案】(1) 类囊体薄膜 H+的浓度差（或H+的电势能） ATP和NADPH
(2)缺铁导致SOD含量下降，自由基积累，破坏暗反应中酶的结构，导致暗反应减弱
(3)利用无水乙醇提取光合色素，用层析液和纸层析法分离色素后，比较可知缺铁组比加铁组在滤纸条上蓝
绿色色素带的宽度明显窄，其余三条色素带无明显差异。
【分析】 光合作用包括光反应和暗反应两个阶段，其中光反应包括水的光解和ATP的生成，暗反应包括
二氧化碳的固定和三碳化合物的还原等。
【详解】（1）据图可知，图1可以发生水的光解，故图1为光反应阶段，发生在类囊体薄膜上，ATP合成
的直接能量来源是H+跨膜运输的电势能；电子传递受影响，可直接影响NADPH的合成，也通过影响水的分解产生的H+，从而影响ATP的合成。
（2）分析题意，捕光色素的光氧化会产生大量自由基，这些自由基会破坏蛋白质和核酸，而SOD具有清
除自由基的作，结合图示可知，缺铁导致光合作用速率降低，原因为缺铁导致SOD含量下降，自由基积累，
破坏暗反应中酶的结构，导致暗反应减弱。
（3）利用无水乙醇提取光合色素后，用层析液和纸层析法分离色素，比较可知缺铁组比加铁组在滤纸条
上蓝绿色色素带的宽度明显窄，其余三条色素带无明显差异。
