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光合作用与能量转化
1．（2021湖南高考生物试卷·7）绿色植物的光合作用是在叶绿体内进行的一系列能量和物质
转化过程。下列叙述错误的是（ ）
A．弱光条件下植物没有O 的释放，说明未进行光合作用
2
B．在暗反应阶段，CO 不能直接被还原
2
C．在禾谷类作物开花期剪掉部分花穗，叶片的光合速率会暂时下降
D．合理密植和增施有机肥能提高农作物的光合作用强度
【答案】A
【分析】
光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，
并且释放出氧气的过程。光合作用根据是否需要光能，可以概括地分为光反应和暗反应两个
阶段。光合作用第一个阶段中的化学反应，必须有光才能进行，这个阶段叫做光反应阶段。光
合作用第二个阶段的化学反应，有没有光都可以进行，这个阶段叫做暗反应阶段。
【详解】
A、弱光条件下植物没有氧气的释放，有可能是光合作用强度小于或等于呼吸作用强度，光合
作用产生的氧气被呼吸作用消耗完，此时植物虽然进行了光合作用，但是没有氧气的释放，A
错误；
B、二氧化碳性质不活泼，在暗反应阶段，一个二氧化碳分子被一个C 分子固定以后，很快形
5
成两个C 分子，在有关酶的催化作用下，C 接受ATP释放的能量并且被[H]还原，因此二氧
3 3
化碳不能直接被还原，B正确；
C、在禾谷类作物开花期减掉部分花穗，光合作用产物输出受阻，叶片的光合速率会暂时下降，
C正确；
D、合理密植可以充分利用光照，增施有机肥可以为植物提供矿质元素和二氧化碳，这些措施
均能提高农作物的光合作用强度，D正确；
故选A。
2．（2020年天津高考生物试卷·5）研究人员从菠菜中分离类囊体，将其与16种酶等物质一起
用单层脂质分子包裹成油包水液滴，从而构建半人工光合作用反应体系。该反应体系在光照
条件下可实现连续的CO 固定与还原，并不断产生有机物乙醇酸。下列分析正确的是（ ）
2
A．产生乙醇酸的场所相当于叶绿体基质
B．该反应体系不断消耗的物质仅是CO
2C．类囊体产生的ATP和O 参与CO 固定与还原
2 2
D．与叶绿体相比，该反应体系不含光合作用色素
【答案】A
【解析】
【分析】
光合作用的光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体膜上）：水的光解产生[H]与氧气，以及ATP
的形成；光合作用的暗反应阶段（场所是叶绿体的基质中）：CO 被C 固定形成C ，C 在光反
2 5 3 3
应提供的ATP和[H]的作用下还原生成糖类等有机物。
【详解】
A、乙醇酸是在光合作用暗反应产生的，暗反应场所在叶绿体基质中，所以产生乙醇酸的场所
相当于叶绿体基质，A正确；
B、该反应体系中能进行光合作用整个过程，不断消耗的物质有CO 和HO，B错误；
2 2
C、类囊体产生的ATP参与C 的还原，产生的O 用于呼吸作用或释放到周围环境中，C错误；
3 2
D、该体系含有类囊体，而类囊体的薄膜上含有光合作用色素，D错误。
故选A。
【点睛】
本题需要考生将人工装置和光合作用的过程及场所联系，综合分析解答。
3．（2020年浙江省高考生物试卷（7月选考)·25）将某植物叶片分离得到的叶绿体，分别置于
含不同蔗糖浓度的反应介质溶液中，测量其光合速率，结果如图所示。图中光合速率用单位
时间内单位叶绿素含量消耗的二氧化碳量表示。下列叙述正确的是（ ）
A．测得的该植物叶片的光合速率小于该叶片分离得到的叶绿体的光合速率
B．若分离的叶绿体中存在一定比例的破碎叶绿体，测得的光合速率与无破碎叶绿体的相比，
光合速率偏大
C．若该植物较长时间处于遮阴环境，叶片内蔗糖浓度与光合速率的关系与图中B-C段对应
的关系相似D．若该植物处于开花期，人为摘除花朵，叶片内蔗糖浓度与光合速率的关系与图中A-B段
对应的关系相似
【答案】A
【解析】
【分析】
叶绿体是光合作用的场所，需要保证完整的结构，才能正常进行光合作用；外界浓度过高，导
致叶绿体失水，降低光合速率；光合产物积累过多，也会导致光合速率下降 。
【详解】
A、测得植物叶片的光合速率是叶片的总光合速率减去叶片的呼吸速率，而分离得到的叶绿
体的光合速率，就是总光合速率，A正确；
B、破碎叶绿体，其叶绿素释放出来，被破坏， 导致消耗二氧化碳减少，测得的光合速率与无
破碎叶绿体的相比，光合速率偏小，B错误；
C、若该植物较长时间处于遮阴环境，光照不足，光反应减弱，影响碳反应速率，蔗糖合成一
直较少， C错误；
D、若该植物处于开花期，人为摘除花朵，叶片光合作用产生的蔗糖不能运到花瓣，在叶片积
累，光合速率下降，叶片内蔗糖浓度与光合速率的关系与图中B-C段对应的关系相似，D错
误。故选A。
4．（2021湖南高考生物试卷·18）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
2
成电能，最终转化为______和ATP中活跃的化学能。若CO 浓度降低．暗反应速率减慢，叶绿
2
体中电子受体NADP+减少，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： 叶绿体C： 叶绿体D：
叶绿体
双层膜局 双层膜瓦 所有膜结
A：双层
部受损，类 解，类囊体 构解体破
膜结构
囊体略有 松散但未 裂成颗粒
完整
损伤 断裂 或片段
实验一：以Fecy为电子受体时的放氧
100 167.0 425.1 281.3
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
【分析】
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。
【详解】
（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。
5．（2020年山东省高考生物试卷（新高考)·21）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，甲为________________。
2
（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________________
2
（填：高于、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 五碳化合物（或：C ）
5
（2）减少 模块3为模块2提供的ADP、Pi和NADP+不足（3）高于 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)
（4）叶片气孔开放程度降低，CO 的吸收量减少
2
【解析】
【分析】
1、光合作用中光反应和暗反应的比较：
比较项目 光反应 暗反应
场所 类囊体薄膜 叶绿体基质
条件 色素、光、酶、水、ADP、Pi 多种酶、CO、ATP、[H]
2
反应产物 [H]、O、ATP 有机物、ADP、Pi、NADP+、水
2
水的光解：2HO 4[H]+O
2 2 CO 的固定：CO+C 2C
2 2 5 3
物质变化
ATP的生成：ADP+Pi+光能
C 的还原：2C （CHO）+C
ATP 3 3 2 5
ATP中活跃的化学能→糖类等有机物
能量变化 光能→电能→ATP中活跃的化学能
中稳定的化学能
光能转变为化学能，水光解产生O
实质 2 同化CO 形成（CHO）
和[H] 2 2
①光反应为暗反应提供[H]和ATP；
②暗反应为光反应提供ADP、Pi和NADP+；
联系
③ 光反应与暗反应相互偶联，离开了彼此均会受阻，即无光反应，暗反应无
法进行。若无暗反应，有机物无法合成，同样光反应也会停止。
2、分析题图，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，模块3将活跃的
化学能转化为糖类（稳定的化学能），结合光合作用的过程可知，模块1和模块2相当于光反
应阶段，模块3相当于暗反应阶段。在模块3中，CO 和甲反应生成乙的过程相当于暗反应中
2
CO 的固定，因此甲为C ，乙为C 。
2 5 3
【详解】
（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
2 2
为五碳化合物（或C ）。
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
3 2 2度降低，短时间内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
2 3 3 3
气泵停转时间较长，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，
2
无法正常供给光反应的需要，因此模块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
2
类的积累量要高于植物。（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。
【点睛】本题主要考查了光合作用过程中光反应和暗反应之间的区别与联系，以及影响光合
作用速率的因素，需要考生识记相关内容，联系图中三个模块中能量和物质的变化，结合题
干进行分析。
6．（2020年江苏省高考生物试卷·27）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
2
是HO和__________。
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，
2
PGA还原成磷酸丙糖（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
2 2
中合成ATP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 C （ 2）叶绿体基质 细胞质基质 （3）肽 （4）光能
5
糖类 （5）非还原糖较稳定
【解析】
【分析】
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。
【详解】（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
2
物结合很快形成二分子三碳化合物；（2）据图所示可知，CO 进入叶绿体基质形成PGA，推知
2
催化该过程的酶位于叶绿体基质；然后PGA被还原，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，
3
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；（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。
7．图示曲线表示夏季时，某植物体在不同程度遮光条件下净光合速率的日变化。据图分析下
列有关叙述正确的是( )
A．一天中适当遮光均会显著增强净光合速率
B．a～b段叶肉细胞内合成[H]的场所只有细胞质基质和线粒体
C．M点时该植物体内叶肉细胞消耗的CO 量一般大于该细胞呼吸产生的CO 量
2 2
D．6：30左右在不遮光的条件下限制该植物光合速率的主要因素是CO 浓度
2
【答案】C
【解析】
【分析】根据题干信息和图形分析，该实验的自变量是时间和遮光程度，因变量是净光合速率。遮光
条件下，植物的净光合速率表现为不断增加最后趋于稳定，且遮光3o%的净光合速率高于遮
光80%；而不遮光条件下，植物会出现净光合速率下降的现象，其主要原因是中午光照太强，
导致气孔关闭，进而导致二氧化碳吸收不足引起的。
【详解】
据图分析，在5：30至7：30间，30%遮光时的净光合速率较不遮光的低，A错误；a～b段位于
图中80%遮光曲线上，此时净光合速率小于0，即光合作用强度小于呼吸作用强度，结合题图
可知，此时该植物能进行光合作用，故a～b段叶肉细胞内合成[H]的场所不仅有细胞质基质
和线粒体，还有叶绿体，B错误；M点80%遮光时该植物体净光合速率等于0，也就是植物体
内所有能进行光合作用的细胞消耗的CO 量等于所有细胞呼吸产生的CO 量，但是就叶肉
2 2
细胞来说，其光合作用消耗的CO 量一般大于该细胞呼吸作用产生的CO 量，C正确；6：30
2 2
左右在不遮光的条件下该植物净光合速率随光照强度的提高而提高，说明此时限制该植物
光合速率的主要因素是光照强度，而非CO 浓度，D错误。
2
8．某生物兴趣小组的同学在20℃和相同的光照强度条件下，以菠菜叶为实验材料，用不同浓
度的NaHCO 溶液控制CO 浓度，进行了“探究CO 浓度对光合作用影响”的实验，获得如
3 2 2
下图所示的实验结果（叶圆片大小相同，实验前叶圆片细胞间隙中的气体已抽出；NaHCO 溶
3
液浓度变化对溶液pH的影响忽略不计）。请回答下列问题：
（1）该小组同学在进行上述正式实验前，先将NaHCO 溶液浓度梯度设置为0、1%、2%、3%、
3
4%，每组放入20片叶圆片，其他条件均与上述正式实验相同，2min时得到的结果如下表。NaHCO 溶液浓度 0 1% 2% 3% 4%
3
上浮叶圆片数量/片 0 11 4 3 0
该实验是预实验，其目的是________________________。4min后，除蒸馏水组叶圆片未见上
浮外，其他组叶圆片均有上浮。NaHCO 溶液在常温下能分解产生CO，有人认为叶圆片上浮
3 2
是由CO 气泡附着引起的。为此实验小组另设计了一个对照实验，最好选择上表中浓度为
2
___________的NaHCO 溶液进行对照，将20片叶圆片放到溶液中后进行遮光处理；若结果
3
为___________________，则说明NaHCO 溶液产生的CO 不足以引起叶圆片的上浮。
3 2
（2）由曲线图可以看出，20℃条件下，NaHCO 溶液浓度为________时最有利于叶圆片进行光
3
合作用，在此浓度下若适当增加光照强度，则4min时上浮的叶圆片数量可能会
____________。当NaHCO 溶液浓度大于1%时，上浮的叶圆片数量减少，其原因可能是
3
________________________________。
（3）在进行正式实验时，若要使得到的曲线更光滑，变化趋势更细致，则应进行的操作是
_______________________________________________°
【答案】（1）检验实验的科学性和可行性，并确定正式实验时NaHCO 溶液浓度的大致范围
3
4% 4min后未见叶圆片上浮
（2）1% 增加 随着NaHCO 溶液浓度升高，部分叶圆片细胞渗透失水过多，光合速率随
3
之下降
（3）缩小NaHCO 溶液浓度梯度，重复实验
3
【解析】
【分析】分析曲线图，随着NaHCO 溶液浓度的逐渐增大，光合作用先增大后减小，因此上浮
3
的叶片数先增多后减少。
【详解】（1）预实验是为正式实验摸索条件，检验实验的科学性和可行性，并确定正式实验时
NaHCO 溶液浓度的大致范围。根据表格数据可知，当NaHCO 溶液为4%时，上浮叶圆片数
3 3
量0，因此选择上表中浓度为4%的NaHCO 溶液进行对照，因为遮光处理，植物不进行光合
3
作用，不产生氧气。若4min后未见叶圆片上浮，则说明NaHCO 溶液产生的CO 不足以引起
3 2
叶圆片的上浮。
（2）根据曲线可知，20℃条件下，当NaHCO 溶液浓度为1% 时上浮叶圆片数量最多，最有利
3
于叶圆片进行光合作用。在此浓度下若适当增加光照强度，光合作用增强，则4min时上浮的
叶圆片数量可能会增加。当NaHCO 溶液浓度大于1%时，随着NaHCO 溶液浓度升高，部分
3 3
叶圆片细胞渗透失水过多，光合速率随之下降，因此上浮的叶圆片数量减少。（3）当把NaHCO 溶液浓度梯度缩小，重复实验，可以使得到的曲线更光滑，变化趋势更细致。
3
【点睛】
要从分析曲线特征以及表格数据找出光合作用和叶圆片上浮数量之间的关系。
9．光照是影响植物进行光合作用的主要因素之一。请回答下列相关问题：
（1）与正常植株相比，缺失叶黄素的植株在给予__________（填“蓝紫光”或“红光”）照射
时，光吸收差异不显著。光合色素吸收光能的用途有
__________________________________________________。
（2）在光照强度、总光照时间相同条件下，对甲、乙两组同种、长势一致的植株分别进行光照
和黑暗间隔1s交替的处理、一直给予光照的处理，其他条件相同且适宜，则两组植株中长势
较好的最可能是__________，原因是
____________________________________________________________。
（3）科学家以绿藻和蓝藻为材料，做了三个实验：①单独用红光照射；②单独用远红光照射；
③在红光的条件下，然后补充远红光，单位时间氧气释放量分别为A、B、C，结果如下图所示。
已知其他条件相同且适宜，则该实验结果说明_____________________________________
（答两点）。
注：箭头向上和向下分别表示光照的开和关
【答案】（1）红光 将水分解成氧和[H]；转变为储存在ATP中的化学能
（2）甲组 两组光反应时间相同，但甲组暗反应时间较长
（3）植物可利用红光和远红光进行光合作用；红光和远红光同时照射植物时，光合作用强度
大于分别单独照射时的总和
【解析】
【分析】
光合作用过程分为光反应和暗反应，光反应可利用光能将水分解成氧和[H]，同时形成ATP，
场所为叶绿体的类囊体薄膜，暗反应可进行二氧化碳的固定和还原，其中还原过程需要光反应产生的[H]和ATP，暗反应的场所为叶绿体基质。
【详解】
（1）叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，叶黄素和胡萝卜素主要吸收蓝紫光，不吸收红光，故与正
常植株相比，缺失叶黄素的植株在给予红光照射时，光吸收差异不显著。光合色素吸收的光
能一方面可将水分解成氧和[H]，另一方面还可以转变为储存在ATP中的化学能。
（2）甲组植株进行的是光照和黑暗间隔1s交替的处理、乙组一直给予光照的处理，其它条件
相同且适宜，由于两组光反应时间相同，但甲组暗反应时间较长，对光反应的产物利用的更
充分，合成的有机物更多，所以两组植株中长势较好的最可能是甲组。
（3）单独用红光照射和单独用远红光照射时，氧气释放量都增加，说明植物可利用红光和远
红光进行光合作用；在红光的条件下，然后补充远红光，单位时间氧气释放量均比两种光单
独使用时释放的多，且大于两种光单独使用时释放氧气的和，即可以说明红光和远红光同时
照射植物时，光合作用强度大于分别单独照射时的总和。
【点睛】
本题考查影响光合作用的因素，意在考查考生的识图能力和对所学知识的应用能力。
10．当干旱发生时，植物气孔会出现不同程度的关闭，并可将信息传递给周围其他植株。为探
究是地上信息还是地下信息，某兴趣小组将3组长势一致的盆栽豌豆等距排列，第2组与第
3组通过管道连接，化学信息可以通过管子进行交流，第1组与第2组的根部不联系。用高浓
度甘露醇浇灌第2组（高渗溶液，模拟干旱），1h后测定各组的气孔开度。回答下列问题：
（1）气孔出现关闭，将导致植物体光合速率下降，其原因是_______________。
（2）实验设计中存在一处明显错误，请指出___________。
（3）若实验过程的错误修复，预期可能的实验结果与结论。
①___________，则说明是地下信息；
②___________，则说明是地上信息；
③______________________。
【答案】（1）植物吸收的CO 减少，C 生成减少，暗反应减慢，从而致使光合速率下降
2 3
（2）甘露醇溶液处理前应分别测定3组的气孔开度
（3）①若第1组气孔开度前后变化不大（不变），而第2组和第3组气孔开度都出现明显降低
②若3组的气孔开度都出现明显降低，且第1组和第3组下降程度相同（接近）
③若3组的气孔开度都出现明显降低，且第3组比第1组下降程度更大，则说明既有地上信
息也有地下信息
【解析】【分析】该实验的自变量是为是否干旱、能否传递信息，因变量是各组的气孔开度，第2组与
第3组通过管道连接，化学信息可以通过管子进行交流，第1组与第2组的根部不联系，不能
进行信息交流，用高浓度甘露醇浇灌第2组（高渗溶液，模拟干旱），1h后测定各组的气孔开
度，进一步分析即可。
【详解】
（1）气孔出现关闭后，植物吸收的CO 减少，则二氧化碳固定生成的C 减少，暗反应减慢，从
2 3
而致使光合速率下降将导致植物体光合速率下降。
（2）该实验的自变量是为是否干旱、能否传递信息，因变量是各组的气孔开度，为排除自身生
物因素的干扰，实验设计中甘露醇溶液处理前应分别测定3组原来的气孔开度。
（3）若实验过程中甘露醇溶液处理前分别测定了3组原来的气孔开度，则预期可能的实验结
果与结论为：
①若第1组气孔开度前后变化不大（不变），而第2组和第3组气孔开度都出现明显降低，由
于第1组与第2组的根部不联系，第2组与第3组通过管道连接，地下部分的化学信息可以
通过管子进行交流，则说明是地下信息；
②若3组的气孔开度都出现明显降低，且第1组和第3组下降程度相同（接近），虽然第3组
与第2组的根部联系，但结果和第1组相近，则说明是地上信息；
③若既有地上信息也有地下信息，由于第3组能接受两方面的信息，第1组只接受地上信息，
故结果应为3组的气孔开度都出现明显降低，且第3组比第1组下降程度更大。
【点睛】本题以实验为背景，考查光合作用的相关知识及探究实验，意在考查考生的实验过程
及步骤的分析能力、信息转换能力和理解能力。
11．植物的叶肉细胞在光下合成糖，以淀粉的形式储存。通常认为若持续光照，淀粉的积累量
会增加。但科研人员有了新的发现。
（1）叶肉细胞吸收的CO，在____________中被固定形成C ，C 在____________阶段产生的
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____________的作用下，形成三碳糖，进而合成__________进行运输，并进一步合成淀粉。
（2）科研人员给予植物48小时持续光照，测定叶肉细胞中的淀粉量，结果如图1所示。实验
结果反映出淀粉积累量的变化规律是____________。（3）为了解释（2）的实验现象，研究人员提出了两种假设。
假设一：当叶肉细胞内淀粉含量达到一定值后，淀粉的合成停止。
假设二：当叶肉细胞内淀粉含量达到一定值后，淀粉的合成与降解同时存在。
为验证假设，科研人员测定了叶肉细胞的CO 吸收量和淀粉降解产物——麦芽糖的含量，结
2
果如图2所示。
实验结果支持上述哪一种假设？请运用图中证据进行阐述。
________________________________________________________________________。
（4）为进一步确定该假设成立，研究人员在第12小时测得叶肉细胞中的淀粉含量为a，为叶
片光合作用通入仅含13C标记的13CO 四小时，在第16小时测得叶肉细胞中淀粉总量为b，
2
13C标记的淀粉含量为c。若淀粉量a、b、c的关系满足____________（用关系式表示），则该假
设成立。
【答案】（1）叶绿体基质 光反应 ATP和[H] 蔗糖
（2）最初一段时间内，随着持续光照时间增加而逐渐增加，之后几乎不增 加
（3）支持假设二。实验结果显示，叶肉细胞持续（或并未停止）吸收CO，淀粉降解量快速增加，
2
说明合成和降解同时存在（4）b-a
