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第 10 讲 第 1 课时 光合色素和光合作用原理
（模拟精练+真题演练）
1．（2023·浙江·统考模拟预测）下列关于“叶绿体色素的提取与分离”实验的叙述，正确的是（ ）
A．叶绿体色素不易溶于乙醇，因此选择乙醇作为提取液
B．为防止色素被破坏，在研磨过程中应加入二氧化硅
C．若滤纸条上滤液细线全部浸入层析液，则无法观察到色素带
D．在层析液中溶解度最高的是叶绿素a，在滤纸条上扩散得最快
2．（2023·甘肃甘南·校考二模）某同学在做“绿叶中色素的提取和分离”实验时，为了确定无水乙醇、
CaCO 和SiO 的作用，进行了4组实验来验证，4组实验结果如图所示，第④组是进行了正确操作的对照
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组。下列针对实验结果的相关分析不正确的是（ ）
A．①可能是由于未加CaCO 而得到的实验结果
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B．②可能是由于用水取代了无水乙醇而得到的实验结果
C．③可能是由于未加SiO 而得到的实验结果
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D．①可能是滤液细线触及层析液而得到的实验结果
3．（2023秋·安徽蚌埠·高一统考期末）下图是两种常见细胞器结构示意图，有关叙述错误的是（ ）
A．甲乙的生物膜化学组成与结构均相同
B．甲乙都是双层膜，但增大膜面积方式不同
C．甲乙都与细胞内物质和能量的转化有关
D．可用差速离心法来分离这两种细胞器
4．（2023春·江苏宿迁·高二校考期中）如图是阳生植物玉米某细胞器的电镜照片，相关叙述正确的是（
）A．结构①上分布着吸收、传递、转换光能的光合色素
B．结构②有两层生物膜，内膜面积比外膜面积大
C．结构③中含有核糖体，能翻译出该细胞器所需的所有蛋白质
D．从强光下转移到弱光下，结构②的数量和面积会急剧减少
5．（2023春·内蒙古赤峰·高二赤峰二中校考阶段练习）叶绿体是一种动态的细胞器，随着光照强度的变化，
其位置和分布会发生改变，该过程称为叶绿体定位。CHUP1蛋白能与叶绿体移动有关的肌动蛋白（构成细
胞骨架中微丝蛋白的重要成分）相结合，用野生型拟南芥和CHUP1蛋白缺失型拟南芥进行实验，叶绿体
的分布情况如图。下列叙述错误的是（ ）
A．在强光照射下，叶绿体定位的意义在于叶肉细胞能充分地吸收光能，更多制造有机物
B．若破坏细胞微丝蛋白后叶绿体定位异常，可推测叶绿体定位需要借助细胞骨架进行
C．实验表明，CHUP1蛋白和光强在叶绿体与肌动蛋白结合及其移动定位中起重要作用
D．对同一叶片不同部位设置强光照射和遮光处理，根据现象来判断是否发生叶绿体定位
6．（2023春·四川成都·高二校联考期末）下列关于光合作用的场所和探究历程的叙述，正确的是（ ）
A．恩格尔曼选用水绵作为实验材料，其优点是叶绿体呈条带状利于观察
B．光合作用可发生在叶绿体内膜上，也可发生在细胞质基质中
C．英格豪斯根据能量守恒与转化定律，指出光合作用中光能转化为化学能
D．探究光合作用的科学家中，只有卡尔文使用了同位素标记法
7．（2023春·江苏·高二海安高级中学校联考阶段练习）小球藻是一种球形单细胞淡水藻类，能利用叶绿体
进行光合作用，也能在特定条件下利用有机碳源进行生长、繁殖。下列相关叙述正确的是（ ）
A．小球藻没有以核膜为界限的细胞核
B．小球藻进行光合作用时需以CO 为无机碳源
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C．小球藻有氧呼吸产物CO 中的O全部来自葡萄糖
2D．小球藻在长时间黑暗环境下一定会因无法进行光合作用而死亡
8．（2023春·广东揭阳·高一校考竞赛）生物膜系统在细胞生命活动中发挥着重要作用。对图中三种不同生
物的膜结构及功能的叙述，错误的是（ ）
A．三种生物膜的功能不同，主要原因是膜蛋白的种类和数量及磷脂分子种类不同
B．图1表示线粒体内膜进行有氧呼吸的部分过程，ATP的合成依赖于H＋梯度
C．图2为细胞膜进行信息交流的部分过程，可能是细胞间通过信息分子间接进行信息交流
D．图3表示叶绿体类囊体薄膜上进行的光反应，ATP的用途与图1中ATP的用途不同
9．（2023·河南·校联考模拟预测）研究人员从菠菜中分离出叶绿体的类囊体，并将其和CETCH循环（一
种人工固定CO 的方法体系）一起包裹在类似膜泡的小液滴中，成功研制出了半天然半合成的人造叶绿体，
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其技术途径如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．光照越强，CETCH循环的速率就越快
B．可使用差速离心法从菠菜叶肉细胞中分离出叶绿体
C．人造叶绿体的研制体现了结构与功能相适应的原理
D．若上述技术得到广泛应用，则在一定程度上有助于抵消碳排放的影响
10．（2023·江西抚州·金溪一中校考模拟预测）烟草是一种重要的经济作物。研究人员采用水培方法，研
究了不同浓度外源生长素（IAA）对烟草幼苗净光合速率（Pn）、叶绿素含量的影响，结果如表所示。下
列相关叙述错误的是（ ）
组别 处理 Pn（μmol·m-2·s-1） 叶绿素含量（mg·g-1）
对照组 不添加IAA 8.29 0.751实验1 添加5nmoL/L的IAA 10.44 0.885
实验2 添加10nmoL/L的IAA 15.66 1.069
实验3 添加20nmoL/L的IAA 14.68 0.978
A．本实验需在CO 浓度、光照强度﹑温度和湿度均相同且适宜的条件下进行
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B．若突然降低CO 浓度，则短时间内烟草幼苗叶肉细胞中C /C 的比值会上升
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C．由实验结果可确定10nmoL/L的IAA是促进烟草幼苗净光合速率增大的最适浓度
D．实验中不同浓度的IAA可能通过促进叶绿素的合成来提高烟草幼苗的净光合速率
11．（2023·广西玉林·校考三模）图甲表示全光照和不同程度遮光对某植物叶片中叶绿素含量的影响，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（气孔张开程度）的
日变化趋势。下列说法错误的是（ ）
A．图甲中叶绿素含量的测定，可先用无水乙醇提取叶片中的色素
B．据图甲推测，该植物可通过增加叶绿素含量以增强对弱光的适应能力
C．图乙中8:00到10:00，该植株在叶肉细胞中产生ATP最多的场所是线粒体内膜
D．图乙中18:00时光合作用固定CO 的速率和呼吸作用释放的CO 的速率相等
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12．（2023春·云南红河·高一蒙自一中校考阶段练习）在光合作用中，RuBP羧化酶能催化CO+C （即
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RuBP）→2C 为测定RuBP羧化酶的活性，某学习小组从菠菜叶中提取该酶，用其催化C 与14CO 的反应，
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并检测产物14C 的放射性强度。下列分析错误的是（ ）
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A．菠菜叶肉细胞内BuBP羧化酶催化上述反应的场所是叶绿体基质
B．RuBP羧化酶催化的上述反应需要在无光条件下进行
C．测定RuBP羧化酶活性的过程中运用了同位素标记法
D．单位时间内14C ，生成量越多说明RuBP羧化酶活性越高
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13．（2023·浙江·高二统考学业考试）如图表示某高等植物叶片在白天最适条件下的气体交换示意图。①、
②表示不同细胞的某种代谢过程。相关叙述正确的是（ ）A．①过程吸收的O 直接用于丙酮酸的形成
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B．②过程吸收6分子CO 可形成1分子葡萄糖
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C．降低光强度将使①过程下降，②过程增强
D．①过程为②过程提供ATP、NADPH
14．（2023春·四川·高一统考学业考试）中国政府在第七十五届联合国大会上提出，中国二氧化碳排放力
争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。光合作用对维持生物圈中的“碳-氧平衡”有重
要意义，下图为某绿色植物叶绿体内相关生理过程示意图(编号①②表示结构，I、I表示过程)。
回答下列问题：
(1)图中表示光合作用光反应阶段的是______(填“I”或“II”)，该阶段中光能被叶绿体内_____(填编号)上的
色素捕获后，将水分解为O 和H+等，还合成ATP和NADPH，于是光能转化成储存在ATP和NADPH中的
2
_______。
(2)在暗反应过程中，CO 首先与C 结合，生成两个C 分子，该过程称为__________。随后，C 接受ATP
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和NADPH释放的能量，并被NADPH还原，最终转化为_______和C ，该过程在叶绿体的[②]________中
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进行。
(3)光合作用的强度直接关系农作物的产量，影响光合作用强度的环境因素有___________(答出2点)。夏季
晴朗的中午，某些农作物光合作用强度会减弱，主要原因是______________。
15．（2023春·重庆·高一重庆十八中校考期中）气孔由两个保卫细胞围成，主要分布在植物叶片表皮。为
了研究气孔开闭的条件和机理，研究者分别用拟南芥淀粉酶基因BAMI和BAM2的突变体进行实验，在显
微镜下检测保卫细胞叶绿体中淀粉粒的总面积以及气孔开度，结果如图。(1)研究表明可见光会刺激叶片的气孔开放，在此过程中，淀粉水解为麦芽糖，并进一步转化为苹果酸进入
液泡。据此推测：光照介导细胞液渗透压_________促进水分进入细胞，促进气孔开放。
(2)_________（填“BAM1“或“BAM2“）基因控制的淀粉酶是保卫细胞中催化淀粉水解的主要酶。
(3)叶绿体中淀粉积累会导致_________膜结构被破坏，进而直接影响光反应；保卫细胞中淀粉含量增加会
降低气孔导度导致_________，进而抑制暗反应。
(4)要验证光下气孔开放的原因是光照引发细胞中苹果酸含量增加而非光合产物量增加，对实验组之一的操
作是在光照条件下，向_________拟南芥保卫细胞中注入苹果酸溶液，对另一实验组的操作是在黑暗条件
下，向_________拟南芥保卫细胞中注入苹果酸溶液，之后观察各组气孔开度的变化。
1．（2023·全国·统考高考真题）植物叶片中的色素对植物的生长发育有重要作用。下列有关叶绿体中色素
的叙述，错误的是（ ）
A．氮元素和镁元素是构成叶绿素分子的重要元素
B．叶绿素和类胡萝卜素存在于叶绿体中类囊体的薄膜上
C．用不同波长的光照射类胡萝卜素溶液，其吸收光谱在蓝紫光区有吸收峰
D．叶绿体中的色素在层析液中的溶解度越高，随层析液在滤纸上扩散得越慢
2．（2023·湖北·统考高考真题）植物光合作用的光反应依赖类囊体膜上PSⅠ和PSⅡ光复合体，PSⅡ光复合
体含有光合色素，能吸收光能，并分解水。研究发现，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捕获（如图所示）。LHCⅡ与PSⅡ的分离依赖LHC蛋白激酶的催化。下列叙
述错误的是（ ）
A．叶肉细胞内LHC蛋白激酶活性下降，PSIⅡ光复合体对光能的捕获增强
B．Mg2+含量减少会导致PSⅡ光复合体对光能的捕获减弱
C．弱光下LHCⅡ与PSⅡ结合，不利于对光能的捕获D．PSⅡ光复合体分解水可以产生H+、电子和O
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3．（2023·湖北·统考高考真题）高温是制约世界粮食安全的因素之一，高温往往使植物叶片变黄、变褐。
研究发现平均气温每升高1℃，水稻、小麦等作物减产约3%~8%。关于高温下作物减产的原因，下列叙述
错误的是（ ）
A．呼吸作用变强，消耗大量养分
B．光合作用强度减弱，有机物合成减少
C．蒸腾作用增强，植物易失水发生萎蔫
D．叶绿素降解，光反应生成的NADH和ATP减少
4．（2023·山西·统考高考真题）我国劳动人民在漫长的历史进程中，积累了丰富的生产、生活经验，并在
实践中应用。生产和生活中常采取的一些措施如下。
①低温储存，即果实、蔬菜等收获后在低温条件下存放
②春化处理，即对某些作物萌发的种子或幼苗进行适度低温处理
③风干储藏，即小麦、玉米等种子收获后经适当风干处理后储藏
④光周期处理，即在作物生长的某一时期控制每天光照和黑暗的相对时长
⑤合理密植，即栽种作物时做到密度适当，行距、株距合理
⑥间作种植，即同一生长期内，在同一块土地上隔行种植两种高矮不同的作物
关于这些措施，下列说法合理的是（ ）
A．措施②④分别反映了低温和昼夜长短与作物开花的关系
B．措施③⑤的主要目的是降低有机物的消耗
C．措施②⑤⑥的主要目的是促进作物的光合作用
D．措施①③④的主要目的是降低作物或种子的呼吸作用强度
5．（2023·全国·统考高考真题）植物的气孔由叶表皮上两个具有特定结构的保卫细胞构成。保卫细胞吸水
体积膨大时气孔打开，反之关闭，保卫细胞含有叶绿体，在光下可进行光合作用。已知蓝光可作为一种信
号促进保卫细胞逆浓度梯度吸收K⁺．有研究发现，用饱和红光（只用红光照射时，植物达到最大光合速率
所需的红光强度）照射某植物叶片时，气孔开度可达最大开度的60%左右。回答下列问题。
(1)气孔的开闭会影响植物叶片的蒸腾作用、_______（答出2点即可）等生理过程。
(2)红光可通过光合作用促进气孔开放，其原因是_______。
(3)某研究小组发现在饱和红光的基础上补加蓝光照射叶片，气孔开度可进一步增大，因此他们认为气孔开
度进一步增大的原因是，蓝光促进保卫细胞逆浓度梯度吸收K＋。请推测该研究小组得出这一结论的依据
是_______。
(4)已知某种除草剂能阻断光合作用的光反应，用该除草剂处理的叶片在阳光照射下气孔_______（填
“能”或“不能”）维持一定的开度。
6．（2023·全国·统考高考真题）某同学将从菠菜叶中分离到的叶绿体悬浮于缓冲液中，给该叶绿体悬浮液
照光后糖产生。回答下列问题。
(1)叶片是分离制备叶绿体的常用材料，若要将叶肉细胞中的叶绿体与线粒体等其他细胞器分离，可以采用
的方法是_____（答出1种即可）。叶绿体中光合色素分布_____上，其中类胡萝卜素主要吸收_____（填
“蓝紫光”“红光”或“绿光”）。(2)将叶绿体的内膜和外膜破坏后，加入缓冲液形成悬浮液，发现黑暗条件下悬浮液中不能产生糖，原因是
_____。
(3)叶片进行光合作用时，叶绿体中会产生淀粉。请设计实验证明叶绿体中有淀粉存在，简要写出实验思路
和预期结果。_____
7．（2023·浙江·统考高考真题）叶片是给植物其他器官提供有机物的“源”，果实是储存有机物的“库”。
现以某植物为材料研究不同库源比（以果实数量与叶片数量比值表示）对叶片光合作用和光合产物分配的
影响，实验结果见表1。
表1
项目 甲组 乙组 丙组
处理
库源比 1/2 1/4 1/6
单位叶面积叶绿素相对含量 78.7 75.5 75.0
净光合速率（μmol·m－2·s－1） 9.31 8.99 8.75
果实中含13C光合产物（mg） 21.96 37.38 66.06
单果重（g） 11.81 12.21 19.59
注：①甲、乙、丙组均保留枝条顶部1个果实并分别保留大小基本一致的2、4、6片成熟叶，用13CO 供应
2
给各组保留的叶片进行光合作用。②净光合速率：单位时间单位叶面积从外界环境吸收的13CO 量。
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回答下列问题：
(1)叶片叶绿素含量测定时，可先提取叶绿体色素，再进行测定。提取叶绿体色素时，选择乙醇作为提取液
的依据是__________。
(2)研究光合产物从源分配到库时，给叶片供应13CO，13CO 先与叶绿体内的__________结合而被固定，形
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成的产物还原为糖需接受光反应合成的__________中的化学能。合成的糖分子运输到果实等库中。在本实
验中，选用13CO 的原因有__________（答出2点即可）。
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(3)分析实验甲、乙、丙组结果可知，随着该植物库源比降低，叶净光合速率__________（填“升高”或
“降低”）、果实中含13C光合产物的量__________（填“增加”或“减少”）。库源比降低导致果实单
果重变化的原因是__________。
(4)为进一步研究叶片光合产物的分配原则进行了实验，库源处理如图所示，用13CO 供应给保留的叶片进
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行光合作用，结果见表2。果实位
果实中含13C光合产物（mg） 单果重（g）
置
第1果 26.91 12.31
第2果 18.00 10.43
第3果 2.14 8.19
根据表2实验结果，从库与源的距离分析，叶片光合产物分配给果实的特点是__________。
(5)综合上述实验结果，从调整库源比分析，下列措施中能提高单枝的合格果实产量（单果重10g以上为合
格）的是哪一项？__________
A．除草 B．遮光 C．疏果 D．松土
8．（2023·浙江·统考高考真题）植物工厂是一种新兴的农业生产模式，可人工控制光照、温度、CO 浓度
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等因素。不同光质配比对生菜幼苗体内的叶绿素含量和氮含量的影响如图甲所示，不同光质配比对生菜幼
苗干重的影响如图乙所示。分组如下：CK组（白光）、A组（红光：蓝光=1：2）、B组（红光：蓝光
=3：2）、C组（红光：蓝光=2：1），每组输出的功率相同。
回答下列问题：
(1)光为生菜的光合作用提供______，又能调控生菜的形态建成。生菜吸收营养液中含氮的离子满足其对氮元素需求，若营养液中的离子浓度过高，根细胞会因______作用失水造成生菜萎蔫。
(2)由图乙可知，A、B、C组的干重都比CK组高，原因是______。由图甲、图乙可知，选用红、蓝光配比
为______，最有利于生菜产量的提高，原因是______。
(3)进一步探究在不同温度条件下，增施CO 对生菜光合速率的影响，结果如图丙所示。由图可知，在25℃
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时，提高CO 浓度对提高生菜光合速率的效果最佳，判断依据是______。植物工厂利用秸秆发酵生产沼气，
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冬天可燃烧沼气以提高CO 浓度，还可以______，使光合速率进一步提高，从农业生态工程角度分析，优
2
点还有______。
