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专题 03 细胞的能量供应和利用
第 09 练 光合作用
1．（2022·重庆·高考真题）类囊体膜蛋白排列和光反应产物形成的示意图。据图分析，下列叙述错误
的是（ ）
A．水光解产生的O 若被有氧呼吸利用，最少要穿过4层膜
2
B．NADP+与电子（e-）和质子（H+）结合形成NADPH
C．产生的ATP可用于暗反应及其他消耗能量的反应
D．电子（e-）的有序传递是完成光能转换的重要环节
2．（2022·全国·高考真题）某同学将一株生长正常的小麦置于密闭容器中，在适宜且恒定的温度和光
照条件下培养，发现容器内CO 含量初期逐渐降低，之后保持相对稳定。关于这一实验现象，下列解释合
2
理的是（ ）
A．初期光合速率逐渐升高，之后光合速率等于呼吸速率
B．初期光合速率和呼吸速率均降低，之后呼吸速率保持稳定
C．初期呼吸速率大于光合速率，之后呼吸速率等于光合速率
D．初期光合速率大于呼吸速率，之后光合速率等于呼吸速率
3．（2021·广东·高考真题）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
5 2
4．（2020·江苏·高考真题）采用新鲜菠菜叶片开展“叶绿体色素的提取和分离”实验，下列叙述错误
的是（ ）
A．提取叶绿体色素时可用无水乙醇作为溶剂
B．研磨时加入CaCO 可以防止叶绿素被氧化破坏
3
C．研磨时添加石英砂有助于色素提取
D．画滤液细线时应尽量减少样液扩散
5．（2021·辽宁·高考真题）植物工厂是通过光调控和通风控温等措施进行精细管理的高效农业生产系
统，常采用无土栽培技术。下列有关叙述错误的是（ ）
A．可根据植物生长特点调控光的波长和光照强度
B．应保持培养液与植物根部细胞的细胞液浓度相同
C．合理控制昼夜温差有利于提高作物产量
D．适时通风可提高生产系统内的CO 浓度
2
6．（2022·湖南·高考真题）在夏季晴朗无云的白天，10时左右某植物光合作用强度达到峰值，12时左
右光合作用强度明显减弱。光合作用强度减弱的原因可能是（ ）
A．叶片蒸腾作用强，失水过多使气孔部分关闭，进入体内的CO 量减少
2
B．光合酶活性降低，呼吸酶不受影响，呼吸释放的CO 量大于光合固定的CO 量
2 2
C．叶绿体内膜上的部分光合色素被光破坏，吸收和传递光能的效率降低
D．光反应产物积累，产生反馈抑制，叶片转化光能的能力下降
7．（2022·浙江·高考真题）通过研究遮阴对花生光合作用的影响，为花生的合理间种提供依据。研究
人员从开花至果实成熟，每天定时对花生植株进行遮阴处理。实验结果如表所示。
指标
光饱 低于5klx光合曲 单株叶光
处理 光补偿 单株光合 单株果实光
和点 线的斜率 叶绿素含量 合产量
点 产量（g 合产量（g
（klx （mgCO．dm-2． （mg·dm-2） （g干
（lx） 2 干重） 干重）
） hr-1．klx-1） 重）
不遮阴 40 550 1.22 2.09 18.92 3.25 8.25遮阴2
35 515 1.23 2.66 18.84 3.05 8.21
小时
遮阴4
30 500 1.46 3.03 16.64 3.05 6.13
小时
注：光补偿点指当光合速率等于呼吸速率时的光强度。光合曲线指光强度与光合速率关系的曲线。
回答下列问题：
(1)从实验结果可知，花生可适应弱光环境，原因是在遮阴条件下，植株通过增加___________，提高吸收
光的能力；结合光饱和点的变化趋势，说明植株在较低光强度下也能达到最大的___________；结合光补
偿点的变化趋势，说明植株通过降低___________，使其在较低的光强度下就开始了有机物的积累。根据
表中___________的指标可以判断，实验范围内，遮阴时间越长，植株利用弱光的效率越高。
(2)植物的光合产物主要以___________形式提供给各器官。根据相关指标的分析，表明较长遮阴处理下，
植株优先将光合产物分配至___________中。
(3)与不遮阴相比，两种遮阴处理的光合产量均___________。根据实验结果推测，在花生与其他高秆作物
进行间种时，高秆作物一天内对花生的遮阴时间为___________（A．<2小时 B．2小时 C．4小时
D．>4小时），才能获得较高的花生产量。
8．（2022·湖北·高考真题）不同条件下植物的光合速率和光饱和点（在一定范围内，随光照强度的增
加，光合速率增大，达到最大光合速率时的光照强度称为光饱和点）不同，研究证实高浓度臭氧（O）对
3
植物的光合作用有影响。用某一高浓度O 连续处理甲、乙两种植物75天，在第55天、65天、75天分别测
3
定植物净光合速率，结果如图1、图2和图3所示。
【注】曲线1：甲对照组，曲线2：乙对照组，曲线3：甲实验组，曲线4：乙实验组。
回答下列问题：
(1)图1中，在高浓度O 处理期间，若适当增加环境中的CO 浓度，甲、乙植物的光饱和点会____（填“减
3 2
小”、“不变”或“增大”）。(2)与图3相比，图2中甲的实验组与对照组的净光合速率差异较小，表明______________。
(3)从图3分析可得到两个结论：①O 处理75天后，甲、乙两种植物的__________________，表明长时间
3
高浓度的O 对植物光合作用产生明显抑制；②长时间高浓度的O 对乙植物的影响大于甲植物，表明
3 3
_____________。
(4)实验发现，处理75天后甲、乙植物中的基因A表达量都下降，为确定A基因功能与植物对O 耐受力的
3
关系，使乙植物中A基因过量表达，并用高浓度O 处理75天。若实验现象为__________，则说明A基因的
3
功能与乙植物对O 耐受力无关。
3
9．（2021·北京·高考真题）将某种植物置于高温环境（HT）下生长一定时间后，测定HT植株和生长在
正常温度（CT）下的植株在不同温度下的光合速率，结果如图。由图不能得出的结论是（ ）
A．两组植株的CO 吸收速率最大值接近
2
B．35℃时两组植株的真正（总）光合速率相等
C．50℃时HT植株能积累有机物而CT植株不能
D．HT植株表现出对高温环境的适应性
10．（2020·全国·高考真题）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_____________。
11．（2022·全国·高考真题）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
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型。C 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呼吸速率相
4 2 3 2 2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，光反应阶段的产物是
3 4
____________（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 植物生长得好。从两种植物
4 3
CO 补偿点的角度分析，可能的原因是______________。
2
12．（2021·江苏·高考真题）线粒体对维持旺盛的光合作用至关重要。下图示叶肉细胞中部分代谢途径，
虚线框内示“草酰乙酸/苹果酸穿梭”，请据图回答下列问题。
(1)叶绿体在___上将光能转变成化学能，参与这一过程的两类色素是_____。
(2)光合作用时，CO 与C 结合产生三碳酸，继而还原成三碳糖（C），为维持光合作用持续进行，部分新
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合成的C 必须用于再生______；运到细胞质基质中的C 可合成蔗糖，运出细胞。每运出一分子蔗糖相当于
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固定了___个CO 分子。
2
(3)在光照过强时，细胞必须耗散掉叶绿体吸收的过多光能，避免细胞损伤。草酸乙酸/苹果酸穿梭可有效
地将光照产生的______中的还原能输出叶绿体，并经线粒体转化为______中的化学能。
(4)为研究线粒体对光合作用的影响，用寡霉素（电子传递链抑制剂）处理大麦，实验方法是:取培养
10~14d大麦苗，将其茎浸入添加了不同浓度寡霉素的水中，通过蒸腾作用使药物进入叶片。光照培养后，
测定，计算光合放氧速率（单位为µmolO2•mg-1chl•h-1，chl为叶绿素）。请完成下表。
实验步骤的目的 简要操作过程
配制不同浓度的寡霉素丙酮 寡霉素难溶于水，需先溶于丙酮，配制高浓度母液，并用丙酮稀释成不同药
溶液 物浓度，用于加入水中
设置寡霉素为单一变量的对
①_______________
照组②_______________ 对照组和各实验组均测定多个大麦叶片
光合放氧测定 用氧电极测定叶片放氧
③_______________ 称重叶片，加乙醇研磨，定容，离心，取上清液测定
13．（2021·辽宁·高考真题）早期地球大气中的O 浓度很低，到了大约3．5亿年前，大气中O 浓度显
2 2
著增加，CO 浓度明显下降。现在大气中的CO 浓度约390μmol·mol-1，是限制植物光合作用速率的重要因
2 2
素。核酮糖二磷酸羧化酶/加氧酶（Rubisco）是一种催化CO 固定的酶，在低浓度CO 条件下，催化效率低。
2 2
有些植物在进化过程中形成了CO 浓缩机制，极大地提高了Rubisco所在局部空间位置的CO 浓度，促进了
2 2
CO 的固定。回答下列问题：
2
(1)真核细胞叶绿体中，在Rubisco的催化下，CO 被固定形成___________，进而被还原生成糖类，此过程
2
发生在___________中。
(2)海水中的无机碳主要以CO 和HCO-两种形式存在，水体中CO 浓度低、扩散速度慢，有些藻类具有图1
2 3 2
所示的无机碳浓缩过程，图中HCO-浓度最高的场所是__________（填“细胞外”或“细胞质基质”或“叶
3
绿体”），可为图示过程提供ATP的生理过程有___________。
(3)某些植物还有另一种CO 浓缩机制，部分过程见图2。在叶肉细胞中，磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶
2
（PEPC）可将HCO-转化为有机物，该有机物经过一系列的变化，最终进入相邻的维管束鞘细胞释放CO，
3 2
提高了Rubisco附近的CO 浓度。
2
①由这种CO 浓缩机制可以推测，PEPC与无机碳的亲和力__________（填“高于”或“低于”或“等
2于”）Rubisco。
②图2所示的物质中，可由光合作用光反应提供的是__________。图中由Pyr转变为PEP的过程属于
__________（填“吸能反应”或“放能反应”）。
③若要通过实验验证某植物在上述CO 浓缩机制中碳的转变过程及相应场所，可以使用__________技术。
2
(4)通过转基因技术或蛋白质工程技术，可能进一步提高植物光合作用的效率，以下研究思路合理的有
__________。
A．改造植物的HCO-转运蛋白基因，增强HCO-的运输能力
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B．改造植物的PEPC基因，抑制OAA的合成
C．改造植物的Rubisco基因，增强CO 固定能力
2
D．将CO 浓缩机制相关基因转入不具备此机制的植物
2
D、将CO 浓缩机制相关基因转入不具备此机制的植物，不一定提高植物光合作用的效率，D不符合题意。
2
14．（2021·山东·高考真题）光照条件下，叶肉细胞中 O 与 CO 竞争性结合 C，O 与 C 结合后经一系
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列反应释放 CO 的过程称为光呼吸。向水稻叶面喷施不同浓度的光呼吸抑制剂 S oBS 溶液，相应的光合作
2
用强度和光呼吸强度见下表。光合作用强度用固定的 CO 量表示，SoBS 溶液处理对叶片呼吸作用的影响忽
2
略不计。
（1）光呼吸中 C 与 O 结合的反应发生在叶绿体的____________中。正常进行光合作用的水稻，突然停止
5 2
光照，叶片 CO 释放量先增加后降低，CO 释放量增加的原因是___。
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（2）与未喷施 SoBS 溶液相比，喷施 100mg/L SoBS 溶液的水稻叶片吸收和放出CO 量相等时所需的光照
2
强度________(填：“高”或“低”)，据表分析，原因是____。
（3）光呼吸会消耗光合作用过程中的有机物，农业生产中可通过适当抑制光呼吸以增加作物产量。为探
究 SoBS 溶液利于增产的最适喷施浓度，据表分析，应在____mg/L 之间再设置多个浓度梯度进一步进行
实验。
15．（2020·海南·高考真题）在晴朗无云的夏日，某生物兴趣小组测定了一种蔬菜叶片光合作用强度的
日变化，结果如图。回答下列问题。（1）据图分析，与10时相比，7时蔬菜的光合作用强度低，此时，主要的外界限制因素是_________；从
10时到12时，该蔬菜的光合作用强度____________。
（2）为探究如何提高该蔬菜光合作用强度，小组成员将菜地分成A、B两块，10~14时在A菜地上方遮阳，
B菜地不遮阳，其他条件相同。测得该时段A菜地蔬菜的光合作用强度比B菜地的高，主要原因是
_____________________。
（3）小组成员又将相同条件的C菜地的上方和四周用遮阳网全部覆盖，测得棚内温度比B菜地高，一段时
间后比较B、C两块菜地的蔬菜产量。与B菜地相比，C菜地蔬菜产量低，从光合作用和呼吸作用的原理分
析，原因是_____________________________。
