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第4讲 光与光合作用
一、单选题
1．（2023秋·海南·高三海南中学校考阶段练习）农业谚语是劳动人民口口相传的生产实践经验，其中蕴藏
着丰富的生物学原理，下列相关分析错误的是（ ）
A．“玉米带大豆，十年九不漏”——玉米和大豆间作，可以促进增产
B．“人黄有病，苗黄缺肥”——镁是构成叶绿素的元素之一，缺镁会导致叶片发黄
C．“春天粪堆密，秋后粮铺地”——粪肥中的能量流向植物，促进粮食增产
D．“稻子出在犁头上，勤耕深耕长得壮”—— 中耕松土有利于植物根细胞吸收无机盐
2．（2022秋·天津河西·高一天津市第四中学校考期末）如图表示新鲜菠菜叶中四种色素的相对含量及在滤
纸条上的分离情况。下列说法不正确的是（ ）
A．丙、丁两种色素主要吸收蓝紫光
B．四种色素均可溶于有机溶剂无水乙醇中
C．四种色素在层析液中溶解度最大的是乙
D．若用发黄的菠菜叶进行该实验，则甲、乙色素带会变窄
3．（2023春·云南红河·高一校考开学考试）下列有关植物光合作用的说法，正确的是（ ）
A．光照增强，叶绿体内膜产生的ATP增加，利于有机物的合成
B．鲁宾和卡门用对比实验证明了光合作用释放的氧气中的氧元素来自水
C．当叶肉细胞中氧气产生速率等于氧气消耗速率时，该植物体光合作用速率等于呼吸速率
D．红光条件下类胡萝卜素可通过光反应将光能转化为大量ATP中活跃的化学能
4．（2023秋·江苏盐城·高一盐城市大丰区新丰中学校考期末）下图是某植物叶片光照强度与净光合速率的
关系图，下列说法错误的是（ ）A．当光照强度<A时，光合速率<呼吸速率
B．当光照强度=A时，呼吸作用释放出的CO=光合作用吸收的CO
2 2
C．当光照强度在A与B之间时，植物叶片需从周围环境中吸收CO
2
D．B点以后，限制光合作用的因素包括光照强度、温度、CO 浓度等
2
二、综合题
5．（2023秋·广东深圳·高一统考期末）下图是某植物叶肉细胞中光合作用和呼吸作用的物质变化示意简图，
其中①～⑤为生理过程，a～h为物质名称。请据图回答：
(1)①～⑤过程中，能够产生ATP的过程有 （填图中数字），过程①发生的具体场所是
，①为②提供 。
(2)物质a是光合色素，其中类胡萝卜素主要吸收 光，②阶段中有CO 与C 反应生成2C ，这
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一过程叫做CO 的 。
2
(3)若将该植物从光照条件下突然移到黑暗处，则在短时间内物质f的含量将会 。
6．（2023·辽宁大连·大连八中校考模拟预测）共生固氮是自然界生物可用氮的最大天然来源，根瘤菌入侵
豆科植物的根系，诱导大豆形成根瘤（容纳根瘤菌）以进行共生固氮。为研究大豆根瘤形成的机理，科研
人员进行了一系列研究。(1)图1是大豆光合作用产物的形成及运输和大豆与根瘤菌关系示意图。请分析回答：
①如图1所示，二氧化碳固定形成的C 在光反应提供的 作用下转换成磷酸丙糖（TP），TP运出叶
3
绿体后合成蔗糖，催化TP合成蔗糖的酶存在于 。
②研究发现，蔗糖进入维管束细胞的过程可被呼吸抑制剂抑制，据此推测蔗糖进入维管束细胞的跨膜运输
需要的条件是 。
(2)为了研究光照与大豆根瘤生成的关系，科研工作者将根瘤菌接种于大豆上，黑暗预处理2天后，进行相
关处理，6天后观察大豆根瘤结节生成的情况，处理和结果如图2，结合图1分析下列问题。
①对大豆黑暗预处理的目的是 。
②图2的实验结果说明 。
③根据图1，从能量的角度解释大豆根瘤结节形成的原因： 。
④光除了为植物提供能量外，还可能作为 调控大豆根瘤结节的生成。
一、选择题
1．（福建省泉州市2022-2023学年高一上学期期末生物试题）如图为叶绿体中光合作用过程示意图，其中
A、B、C、D表示叶绿体的结构，①②③④⑤表示物质。下列有关叙述错误的是（ ）A．A结构属于生物膜系统的一部分
B．③可来自线粒体和外界环境
C．与光合作用有关的酶主要分布在A、C、D
D．若光照显著减弱，短时间内④的含量会升高
2．（2022秋·吉林通化·高三梅河口市第五中学校考期中）已知小麦光合作用最适温度为25℃，呼吸作用
最适温度为30℃，科学家研究小麦20℃时光合作用强度与光照强度的关系，得到如图曲线。下列有关叙
述错误的是（ ）
A．在25℃条件下研究时，a点会下移
B．a点时叶肉细胞产生ATP的细胞器是线粒体
C．其他条件适宜，当植物缺Mg时，b点将向左移动
D．c点之后小麦光合作用强度不再增加，可能与叶绿体中酶的浓度有关
3．（2023秋·江苏盐城·高一盐城市大丰区新丰中学校考期末）下图1为光合作用过程图解，其中①-③表
示具体过程，a-g表示物质。图2表示在不同光照强度下某植物的CO 吸收速率。下列说法错误的是（
2
）A．图1中类囊体为光反应的发生提供的物质条件是色素和酶
B．光合作用过程中发生的能量转化为光能→ATP和NADPH（[H]）中的化学能→有机物中的化学能
C．如果将该植物置于图2中A点光照强度条件下生长，则图1中的a物质也能产生
D．如果将该植物置于图2中C点条件下生长，则每小时单位叶面积实际消耗的CO 量为25mg
2
4．（2023春·湖南衡阳·高二衡阳市八中校考阶段练习）（多选）下图表示某高等植物光合作用速率与环境
因素之间的关系。下列推断正确的是（ ）
A．甲、乙两图的光照强度均为P点时，限制光合作用速率的因素是相同的
B．甲、乙、丙都不止一个变量，故不遵循单一变量原则
C．随着温度进一步升高，丙图中曲线有下降的趋势，原因是进行光合作用的酶的活性降低
D．甲图中在P点时，三条曲线状态下植物细胞有机物的积累量是相同的
二、综合题
5．（2023春·湖南衡阳·高二衡阳市八中校考阶段练习）据《自然》杂志2022年12月刊文介绍，我国科研
人员将菠菜叶绿体的类囊体制备成纳米类囊体单元（NTUs），并用动物软骨细胞膜（CM）将其包裹得到
CM-NTUs，最终成功实现了将植物类囊体跨物种植入到动物细胞内。请回答下列有关问题：(1)类囊体膜的结构及相关生理过程如上图所示：
①复合物A-D中，含有光合色素的复合物有 。
②图中物质b在光合作用过程中的作用有 （答出2点）。
(2)研究者向骨关节炎模型小鼠的骨关节内注射CM-NTUs并给予适宜光照，数周后检查发现小鼠关节形态
改善，骨关节炎疼痛好转。
①植入了NTUs的软骨细胞中既能合成ATP又能合成[H]的具体场所有 。
②有同学认为，患病小鼠相关症状好转的原因是NTUs为软骨细胞直接提供了丰富的葡萄糖等光合产物。
请评价该观点是否正确，并说明理由： 。
(3)用菠菜类囊体和人工酶系统组装的人工叶绿体，能在光下生产目标多碳化合物。若要实现黑暗条件下持
续生产，需稳定提供的物质有 。生产中发现即使增加光照强度，产量也不再增加，
若要增产，可采取的有效措施有 （答两点）。
6．（2022秋·辽宁沈阳·高三东北育才学校校考阶段练习）气孔限制指由于气孔导度的限制导致胞间CO 浓
2
度不能满足光合作用的需求，非气孔限制指由于叶绿体活性降低等原因引起光合作用能力降低。为研究昼
夜温差通过哪种方式影响番茄幼苗光合速率，科研人员利用人工气候箱进行实验，昼夜平均温度一致，上
午10点测定各指标，实验结果见下表（注：气孔导度表示气孔张开的程度）。回答列问题：
组 昼夜温差 总叶绿素含量 气孔导度 胞间CO 浓度 释放氧气速率
2
别 （℃） （μg·cm-2） （μmol·m-2·s-1） （μmol·m-2·s-1） （μmol·m-2·s-1）
10（20℃/
1 27.90 144.3 260.0 6.31
20℃）
26（23℃/
2 29.96 166.6 231.6 11.49
17℃）
12（26℃/
3 32.01 186.9 193.8 14.30
14℃）
(1)实验过程中测得的氧气释放速率 （填“大于”或“小于”）叶绿体产生氧气速率。(2)在夏季晴朗白天的中午，大田种植的番茄常常出现的“光合午休”现象与气孔限制有关。从这个角度分
析，发生“光合午休”现象的原因是 。
(3)欲测定总叶绿素含量，可用 试剂对其进行提取。据表分析，与组1相比，组2和组3
增加，气孔内外CO 交换增强，胞间CO 浓度不升反降，说明加大昼夜温差主要是降低了 （填
2 2
“气孔”或“非气孔”）限制，增强了叶片光合能力。
(4)为增加番茄幼苗有机物积累量，应适当 （填“增大”或“减小”）昼夜温差。
7．（2023春·陕西榆林·高二校联考期末）黄精的根状茎为常用中药，具有提高免疫力、降低血糖和血脂、
抗肿瘤、消炎等功效，被收录于《中国药典》（2020年版）。研究表明，黄精怕强光直射，为探究遮阴对
泰山黄精光合作用的影响，某研究团队设置了5个不同程度的遮阴处理：R1（不遮阴全光照，CK）、R2
（遮阴20%）、R3（遮阴40%）、R4（遮阴60%）、R5程度（遮阴80%），在黄精植株盛花期对不同处
理进行光合作用参数的测定和分析，结果如图所示。回答下列问题：
(1)与黄精叶肉细胞净光合作用速率大小直接相关的细胞器是 。卡尔文循环进行的场所是
，该过程需要光反应提供的物质是 。
(2)据图分析， 程度的遮阴处理条件下，黄精植株的净光合速率相对最大，该条件下，黄精植株进行
光合作用所固定的CO 来源于 。若为黄精叶片提供H18O，块根中的淀粉会含18O，写出元素转移的
2 2
路径： （用相关物质及箭头表示）。
(3)在黄精的栽培中人们总结出“根深叶茂”和“育秧先育根”的宝贵经验，黄精植株地上部分长得好，必
须要根生长得好，对此作出合理的解释是： 。
1．（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
2
2．（2021·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
3．（2023·海南·高考真题）海南是我国火龙果的主要种植区之一、由于火龙果是长日照植物，冬季日照时
间不足导致其不能正常开花，在生产实践中需要夜间补光，使火龙果提前开花，提早上市。某团队研究了
同一光照强度下，不同补光光源和补光时间对火龙果成花的影响，结果如图。回答下列问题。
(1)光合作用时，火龙果植株能同时吸收红光和蓝光的光合色素是 ；用纸层析法分离叶绿体色素获得
的4条色素带中，以滤液细线为基准，按照自下而上的次序，该光合色素的色素带位于第 条。
(2)本次实验结果表明，三种补光光源中最佳的是 ，该光源的最佳补光时间是 小时/天，判断该光
源是最佳补光光源的依据是 。
(3)现有可促进火龙果增产的三种不同光照强度的白色光源，设计实验方案探究成花诱导完成后提高火龙果
产量的最适光照强度（简要写出实验思路）。
4．（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
2
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℃
2
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，
2
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 。
