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重难点 06 光合作用
知识点一： 捕获光能的色素
1、实验：绿叶中色素的提取和分离
（1）实验原理：
①色素的提取原理：绿叶中色素不溶于水，易溶于无水乙醇、丙酮等有机溶剂
②色素的分离原理：不同色素在层析液中溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散
的速度快，反之则慢。
实验材料：新鲜的绿叶（如菠菜的绿叶），无水乙醇，层析液（由20份在60～90℃下分
馏出来的石油醚、2份丙酮和1份苯混合而成。93号汽油也可代用），二氧化硅和碳酸
钙。
2 方法步骤中需要注意的问题：
（1）研磨时加入二氧化硅和碳酸钙的作用是什么？二氧化硅有助于研磨得充分，碳酸钙可
防止研磨中的色素被破坏。
（2）滤纸上的滤液细线为什么不能触及层析液？防止细线中的色素被层析液溶解。
（3）滤纸条上有几条不同颜色的色带？其排序怎样？宽窄如何？有四条色带，自上而下依
次是橙黄色的胡萝卜素，黄色的叶黄素，蓝绿色的叶绿素 a，黄绿色的叶绿素b。最宽的是
叶绿素a，最窄的是胡萝卜素。
叶绿素（约占3/4）：叶绿素a（蓝绿色）
叶绿素b（黄绿色）
类胡萝卜素（约占1/4）：胡萝卜素（橙黄色）
叶黄素（黄色）
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。白光下光合作用最强，其次
是红光和蓝紫光，绿光下最弱。因为叶绿素对绿光吸收最少，绿光被反射出来，所以叶片
呈绿色。
知识点二：叶绿体的结构
1、叶绿体只存在于植物的绿色细胞中，扁平的椭球形或球形，双层膜（透明的，有利于
光照的透过）。
2、叶绿体内部由多个类囊体堆叠成基粒，基粒上有色素，吸收光能的色素分布在叶绿体的
类囊体薄膜上。每个基粒由2-100个类囊体组成，增大叶绿体内的膜面积，扩大色素酶附
着面，扩大了受光面积，有利于提高光能的利用率。
3、基粒与基粒之间充满了基质，基质光合作用中暗反应进行的场所。
知识点三：光合作用的原理和过程
1、光合作用：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，并释放出氧气的过程。
①场所：绿色植物的叶绿体中 ②能量来源：光能 ③反应物：二氧化碳和水
④产物：有机物和氧气 ⑤实质：合成有机物，储存能量。
总反应式：CO+HO （CHO）+O ，其中（CHO）表示糖类。
2 2 2 2 2
根据是否需要光能，可将其分为光反应和暗反应两个阶段。（1）光反应阶段：必须有光才能进行
场所：类囊体薄膜上
反应式：
水的光解：HO 1/O+2[H]
2 2 2
ATP形成：ADP+Pi+光能 ATP
光反应中，光能转化为ATP中活跃的化学能
（2）暗反应阶段：有光无光都能进行
场所：叶绿体基质
CO 的固定：CO+C 2C
2 2 5 3
C 的还原：2C+[H]+ATP （CHO）+C+ADP+Pi
3 3 2 5
暗反应中，ATP中活跃的化学能转化为（CHO）中稳定的化学能
2
联系：光反应为暗反应提供ATP和[H]，暗反应为光反应提供合成ATP的原料ADP和Pi
知识点四：影响光合作用的因素
（1）光对光合作用的影响
①光的波长
叶绿体中色素的吸收光波主要在红光和蓝紫光。
②光照强度
植物的光合作用强度在一定范围内随着光照强度的增加而增加，但光照强度达到一定时，
光合作用的强度不再随着光照强度的增加而增加
注意：A点：光照强度为零，此时只进行细胞呼吸。
AB段：随光照强度的增强，光合作用强度也逐渐增强，CO 释放量逐渐减少。
2
B点：为光补偿点，细胞呼吸释放的CO 全部用于光合作用，即光合作用强度等于细胞呼吸
2
强度。
C点：对应的光照强度为光饱和点，限制C点以后光合作用强度不再增加的内部因素是色
素含量、酶的数量和最大活性，外部因素是CO 浓度等除光照强度之外的环境因素。
2
注意：①若改变某一因素（如光照、CO 浓度），使光合作用强度增大（减少），而呼吸作
2
用不变，为使光合作用强度与呼吸作用强度相等，则光补偿点应左移（右移）。
②若改变某一因素（如温度），使呼吸作用强度增大（减少），为使光合作用强度与呼吸
作用
强度相等，则光补偿点应右移（左移）。
③饱和点变化规律：光饱和点的变化与呼吸作用无关，只与光合作用有关，若改变某一因
素
使光合作用强大增大（减少），则光饱和点应右移（左移）。
③光照时间
光照时间长，光合作用时间长，有利于植物的生长发育。
（2）温度
温度低，光合速率低。随着温度升高，光合速率加快，温度过高时会影响酶的活性，光合
速率降低。
生产上白天升温，增强光合作用，晚上降低室温，抑制呼吸作用，以积累有机物。
（3）CO 浓度
2
在一定范围内，植物光合作用强度随着CO 浓度的增加而增加，但达到一定浓度后，光合
2
作用强度不再增加。
生产上使田间通风良好，供应充足的CO
2
（4）水分的供应当植物叶片缺水时，气孔会关闭，减少水分的散失，同时影响 CO 进入叶
2
内，暗反应受阻，光合作用下降。生产上应适时灌溉，保证植物生长所需要的水分。
知识点五：有关光合作用的计算：
① 总光合作用速率=净光合作用速率+细胞呼吸作用速率
② 光合作用制造的有机物=光合作用积累的有机物+细胞呼吸消耗的有机物
解析：制造的就是生产的总量，其中一部分被储存起来，就是积累的，另一部分被呼吸消
耗。
总光合作用速率一般表述为：叶绿体“固定”CO 量；叶绿体产生O 量；叶绿体“生产或制
2 2
造”葡萄糖量，植物（叶片）“合成”有机物的量；
净光合速率一般表述为：植物（叶片）“吸收”CO 量或实验容器内CO 的减少量；植物
2 2
（叶片）“释放”O 量或实验容器内O 的增加量；植物（叶片）“积累”葡萄糖量或植物
2 2
重量（有机物）增加量。
③ 光合作用利用CO 的量=从外界吸收的CO 的量+细胞呼吸释放的CO 的量
2 2 2
解析：光合作用利用CO 的量有两个来源，一个是外界吸收的，另一个是自身呼吸放出的，
2
二者都被光合作用利用。
④净光合速率与植物生长的关系
A：当净光合速率＞0时，植物积累有机物而生长
B：当净光合速率=0时，植物不能生长，但能生存
C：当净光合速率＜0时，植物不能生长，长时间处于此状态，将会死亡
对于光合作用的中光反应和暗反应的相关的知识点会进行考察，同时并对呼吸作用、
光合作用的图解过程的理解是解题也要加强，以及光合作用、呼吸作用过程中的物质变化
和能量变化等方面的知识，也是重点，要求考生能识记并理解所学知识的要点，把握知识
间的内在联系，形成一定知识网络的能力，并且具有一定的分析能力和理解能力。
（建议用时：30分钟）
一、单选题
1． 下图表示在最适CO 浓度下，给予不同条件时紫罗兰光合速率变化的示意图。已知
2
O-T 段为最适温度，下列分析错误的是（ ）
3
A．若实验过程中给紫罗兰提供14CO，14C 先于14C 出现
2 3 5
B．由适宜光照变为较低光照时，短时间内C 与C 的含量比值将减小
3 5C．若T 时刻改为降低温度，之后光合速率的变化趋势与图中大致相同
3
D．T 时刻后，叶绿体中ATP与ADP相互转化的速率加快
2
【答案】B
【解析】
【分析】
光合作用包括光反应和暗反应两个阶段：①光合作用的光反应阶段（场所是叶绿体的类囊
体膜上）：水的光解以及ATP的形成；②光合作用的暗反应阶段（场所是叶绿体的基质
中）：CO 固定，C 还原。
2 3
【详解】
A、若实验过程中给紫罗兰提供14CO，首先进行二氧化碳的固定，出现在14C 再在14C 出
2 3， 5
现，A正确；
B、由适宜光照变为较低光照时，短时间内C 含量增多，C 的含量减少，故C 与C 比值将
3 5 3 5
增加，B错误；
C、已知O-T 段为最适温度，若T 时刻改为降低温度，酶活性降低，之后光合速率的变化
3 3
趋势与图中大致相同，C正确；
D、T 时刻后，给予适宜光照，光合作用增强，叶绿体中ATP与ADP相互转化的速率加快，
2
D正确。
故选B。
2．如图是细胞中ATP-ADP循环示意图。下列说法正确的是（ ）
A．①②过程既可发生在叶绿体，也可发生在线粒体
B．①过程有两个高能磷酸键的形成，同时贮存能量
C．②过程的发生往往伴随着放能反应
D．①②过程快速进行使细胞贮存大量ATP以满足生命活动所需
【答案】A
【解析】
【分析】
ATP与ADP间能迅速地相互转化的原因是ATP末端磷酸基团稳定性较低，当ATP在ATP
酶的作用下水解时，脱离下来的末端磷酸基团挟能量与其他分子结合，从而使后者发生变
化，ATP也就变成了ADP；而ADP在有关酶的作用下，可以接受能量，同时与Pi结合，
重新变成ATP。
【详解】A、①过程是ATP的合成，②过程是ATP的水解，在线粒体中进行有氧呼吸第二、三阶段
可合成ATP，线粒体中也存在物质的合成，也需要消耗ATP；在叶绿体中光反应合成
ATP，暗反应消耗ATP，A正确；
B、①过程是ATP的合成，其中有一个高能磷酸键的形成，B错误；
C、②过程是ATP的水解，可释放出能量，往往伴随着吸能反应，C错误；
D、ATP在细胞中含量很少，但在细胞内①②过程ATP与ADP可迅速转化，从而保证了生
命活动所需能量的持续供应，D错误。
故选A。
3． 下列有关ATP的叙述，正确的是
A．CO 固定过程会导致细胞内ADP的含量明显增加
2
B．酶的合成过程需要ATP，但ATP的合成过程可不需要酶
C．ATP分子末端的磷酸基团脱离下来后可与相关蛋白质结合
D．细菌和真菌中，ADP转化为ATP所需要的能量均由呼吸作用提供
【答案】C
【解析】
【分析】
ATP是生物体体内直接的能源物质，ATP水解释放能量断裂的是末端的那个特殊化学键，
ATP本身在体内含量并不高，但ATP和ADP之间转化迅速，合成ATP的能量来源于光合
作用和呼吸作用，场所是细胞质基质、叶绿体和线粒体。自然界中存在某些微生物（如硝
化细菌），它们能以二氧化碳为主要碳源，以无机含氮化合物为氮源，合成细胞物质，并
通过氧化外界无机物获得生长所需要的能量，这一过程就称为化能合成作用。
【详解】
A、CO 固定过程不消耗能量，不消耗ATP，不会导致ADP增加，A错误；
2
B、酶的化学本质是蛋白质或者RNA，酶的合成过程需要ATP，ATP的合成过程是酶促反
应，也需要酶，B错误；
C、ATP分子末端的磷酸基团脱离下来后可与载体蛋白质结合，导致载体蛋白磷酸化，其
空间结构发生改变，运输物质，C正确；
D、细菌中硝化细菌属于化能自养型生物，ADP转化为ATP所需要的能量可由化能合成作
用提供，D错误。
故选C。
4、下图表示大豆叶肉细胞光合作用和呼吸作用的过程示意图，其中A～D为不同的反应过
程，①～④代表不同物质。下列相关叙述正确的是（ ）A．过程A和过程D的生物化学反应均只发生在生物膜上
B．无氧条件下ATP的合成发生在过程A和过程D中
C．图中①、③、④代表的物质依次是O、ADP+Pi、C
2 5
D．过程D释放的能量大部分储存于ATP中
【答案】C
【解析】
【分析】
据图分析：图示表示光合作用与有氧呼吸的过程，A表示光反应阶段，B表示暗反应阶段，
C表示有氧呼吸第一阶段，D表示有氧呼吸第二三阶段；①是氧气，②是NADP+，③是
ADP和Pi，④是C 。
5
【详解】
A、图中A表示光反应阶段，发生在叶绿体的类囊体薄膜上，D是有氧呼吸的第二三阶段，
其中第二阶段发生在线粒体基质，第三阶段发生在线粒体内膜，A错误；
B、D表示有氧呼吸的第二、第三阶段，无氧条件下大豆叶肉细胞不能进行D过程，B错
误；
C、图中①、③、④代表的物质依次是O、ADP+Pi、C ，C正确；
2 5
D、D表示有氧呼吸第二三阶段，释放的能量大部分以热能形式散失，少量储存于ATP中，
D错误。
故选C。
5、某研究小组欲探究环境因素对黑藻光合作用的影响进行了如图所示实验，下列相关叙述
错误的是
A．图示装置可测定黑藻的净光合速率，NaHCO 溶液可为黑藻提供CO
3 2B．改变NaHCO 溶液的浓度或S的大小都可以影响装置内溶解氧的含量
3
C．若用H18O培养黑藻足够长的时间，则可在NaHCO 溶液中检测到C18O
2 3 2
D．若溶解氧传感器测得溶液中溶解氧含量不变，则说明黑藻不进行光合作用
【答案】D
【解析】
【分析】
分析图：该实验探究了环境因素对黑藻光合作用的影响，自变量为不同质量浓度的
NaHCO 或光源与植物间的距离，因变量为净光合速率，其可用溶解氧的含量来表示。
3
【详解】
A、图示装置测定的是溶解氧的含量，代表黑藻的净光合速率，其中NaHCO 溶液可为黑
3
藻提供CO，A正确；
2
B、改变NaHCO 溶液的浓度会改变为植物提供的二氧化碳的浓度，改变S的大小即改变了
3
光照强度，都可以影响光合速率，从而影响装置内溶解氧的含量，B正确；
C、若用H18O培养黑藻足够长的时间，其细胞内光反应H18O→18O，有氧呼吸第二阶段
2 2 2
H18O+丙酮酸→C18O，所以可以在NaHCO 溶液中检测到C18O，C正确；
2 2 3 2
D、若溶解氧传感器测得溶液中溶解氧含量不变，说明黑藻不释放氧气，即净光合速率为
0，黑藻光合作用等于呼吸作用，D错误。
故选D。
6、如图为植物光合作用强度随光照强度变化的坐标图，下列叙述中不正确的是（ ）
A．a点叶肉细胞产生ATP的细胞器只有线粒体
B．当植物缺镁时，b点将向左移
C．b点植物光合作用强度与细胞呼吸强度相等
D．若图示植物出现25°C（光合作用最适温度）环境中，将温度提高到30°C（呼吸作用最
适温度）时，d点会上移
【答案】B
【解析】
【分析】
题图分析：a表示呼吸作用强度，b表示光补偿点，c表示光饱和点。影响光合作用的主要
外界因素是温度、光照强度和二氧化碳浓度等；内因主要是有关酶的数量和色素的含量。
【详解】
A、a点时光照强度为0，植物叶肉细胞只进行细胞呼吸，此时叶肉细胞产生ATP的细胞器只有线粒体，A正确；
B、当植物缺镁时，合成的叶绿素较少，光合速率降低，若要达到与呼吸速率相等的状态
需要较高的光照强度，因此，b点应向右移动，B错误；
C、b点时O 释放量为0，说明此时植物光合作用和呼吸作用速率相等，C正确；
2
D、植物在25℃时光合作用强度最强，如果将温度提高到30℃，呼吸强度增加，光合速率
下降，则d点将上移，D正确。
故选B。
7、如图为叶绿体结构与功能示意图，字母表示叶绿体的结构（A为膜结构），数字表示有
关物质。下列叙述不正确的是（ ）
A．参与光合作用的色素位于图中的A部分
B．③进入叶绿体后，通过固定形成⑤物质
C．若突然停止光照，B中④的含量会升高
D．用18O标记①，可在②中测到较高放射性
【答案】B
【解析】
【分析】
本题旨在考查叶绿体的结构与功能。图中A为叶绿体类囊体结构，B为叶绿体基质，C、D
分别为叶绿体内膜和外膜，①为水，②为氧气，③为CO，④为C ，⑤为（CHO）。
2 3 2
【详解】
A、参与光合作用的色素位于图中的A类囊体薄膜部分，A正确；
B、③CO 进入叶绿体后，通过固定形成④C ，⑤（CHO）的形成还需要经过C 的还原，
2 3 2 3
B错误；
C、若突然停止光照，光反应合成的NADPH与ATP减少，参与还原反应的C 减少，B叶
3
绿体基质中④C 的含量会升高，C正确；
3
D、O 中的O来源于 HO，用18O标记①HO，可在②O 中测到较高18O，D正确。
2 2 2 2
故选B。
8、细胞代谢的相关原理在日常生活和生产中应用广泛，下列方法合理的是（ ）
A．用透气的纱布包扎伤口是为了让伤口处细胞进行有氧呼吸
B．水稻田适时排水晒田以保证根系通气进行有氧呼吸
C．土壤板结后松土主要是促进农作物根系吸收水分
D．冬季蔬菜大棚可用蓝色薄膜提高农作物光合速率【答案】B
【解析】
【分析】
细胞呼吸原理的应用：
1、包扎伤口时，需要透气的消毒纱布或“创可贴”等敷料。破伤风由破伤风芽孢杆菌引起，
这种病菌只能进行无氧呼吸。
2、土壤板结后，空气不足，会影响根系生长，需要及时松土透气。
【详解】
A、用透气的纱布包扎伤口是为了抑制伤口处破伤风杆菌的无氧呼吸，防止破伤风杆菌的
大量繁殖，A不合理；
B、水稻田适时排水晒田以保证根系通气进行有氧呼吸，防止根系无氧呼吸产生酒精，造
成毒害，B合理；
C、土壤板结后松土主要是增加土壤透气性，促进农作物根系的呼吸作用和对无机盐的吸
收，C不合理；
D、光合色素主要吸收可见光中的红光和蓝紫光，蓝色的薄膜只有蓝光透过，所以采用蓝
色的薄膜不仅不能提高光合速率，反而降低光合速率，D不合理。
故选B。
9、光合作用的发现经历了多位科学家多年的探索，下列关于科学家的实验叙述错误的是（
）
A．希尔反应说明离体叶绿体在适当条件下可以发生水的光解，产生氧气
B．恩格尔曼利用水绵做实验，是因为水绵的叶绿体数量极多，便于观察
C．鲁宾和卡门证明光合作用产生的氧气中的氧元素全部来自于水
D．卡尔文利用小球藻做实验，探明了CO 中的碳转化成有机物中的碳的途径
2
【答案】B
【解析】
【分析】
光合作用的发现历程：（1）普利斯特利通过实验证明植物能净化空气；（2）梅耶根据能
量转换与守恒定律明确指出植物进行光合作用时光能转换为化学能；（3）萨克斯通过实验
证明光合作用的产物除了氧气外还有淀粉；（4）恩格尔曼采用水绵、好氧细菌和极细光束
进行对照实验，发现光合作用的场所是叶绿体；（5）鲁宾和卡门采用同位素标记法进行实
验证明光合作用释放的O 来自水；（6）卡尔文采用同位素标记法探明了CO 的固定过程
2 2
中碳元素的转移途径。
【详解】
A、希尔利用离体叶绿体在适当条件下，可以发生水的光解并产生氧气，A正确；
B、恩格尔曼选择水绵和好氧细菌进行实验，是因为水绵的叶绿体呈螺旋式带状分布，便
于观察，B错误；
C、鲁宾和卡门证明光合作用释放的氧来自水是利用氧的同位素来标记二氧化碳和水中的O来探究的，C正确；
D、卡尔文利用小球藻做实验，最终探明了CO 中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的
2
途径，这一途径称为卡尔文循环，D正确。
故选B。
10、水参与细胞内许多重要的生物化学反应。下图表示某高等植物细胞内与“水”有关的
部分代谢过程。下列有关叙述正确的是（ ）
A．过程①在核糖体上进行，产生的HO中的氢原子来自A2中的—NH
2 2
B．结构②表示线粒体内膜，②处消耗的[H]都来自线粒体基质
C．结构③表示类囊体薄膜，③处产生的NADPH能为暗反应提供能量
D．结构②③上都有酶分布，且酶都是在内质网和高尔基体中合成的
【答案】C
【解析】
【分析】
光合作用的过程包括光反应和暗反应两个阶段:
（1）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。（2）暗反应阶段（场所是叶绿体的基质中):CO 被C 固定形成C ，C 在光反应提供的
2 5 3 3
ATP和[H]的作用下还原生成糖类等有机物。
题图分析，题图表示某高等植物体内与“水”有关的生理过程，图中①表示氨基酸脱水缩
合的过程;②表示线粒体内膜中[H]与氧气结合生成水的过程;③表示叶绿体类囊体薄膜中发
生的光反应阶段中水的光解产生O 和[H]，并将吸收的光能用于合成ATP，只用于暗反应。
2
【详解】
A、根据分析可知，①过程表示氨基酸脱水缩合的过程，是在核糖体上进行，该过程产生
的HO中的H来自A1的-NH 和A2的-COOH，A错误;
2 2
B、结构②表示线粒体内膜，②处消耗的[H]来自第一阶段（场所是细胞质基质）和第二阶
段（场所是线粒体基质），B错误；
C、结构③表示类囊体薄膜，③处产生的NADPH能为暗反应提供能量，C正确；
D、大多数酶是蛋白质，少数是RNA，蛋白质的合成场所在核糖体，D错误。
故选C。
二、非选择题
11、草莓色泽鲜艳，甜美爽口。某实验小组为探究CO 浓度和温度对草莓光合作用的影响，
2
设置了甲（700μmol/mL CO +25℃）、乙（700μmol/mL CO +20℃）和丙（350μmol/mL
2 2CO+20℃）三个实验组，并测量在不同光照强度条件下草莓的光合速率，结果如图所示。
2
回答下列问题：
(1)草莓细胞叶绿体固定CO 的场所是_________________。
2
(2)在A点条件下，甲组草莓固定CO 的速率_______（填“大于”、“等于”或“小
2
于”）乙组草莓固定CO 的速率，原因是____。
2
(3)据图分析限制丙组草莓B点光合速率的环境因素是________；与丙组相比，乙组需要更
强的光照强度才能达到光饱和点的原因是________________。
【答案】(1)叶绿体基质
(2) 大于 甲和乙组的净光合速率相同，但甲组的呼吸速率明显大于乙组
(3) 二氧化碳浓度和温度 乙组二氧化碳浓度较高，暗反应较强，需要光反应提供
更多的［H]和ATP，故需要更强的光照强度
【解析】
【分析】
光合作用过程根据是否需要光能可分为光反应和暗反应两个阶段，光反应为暗反应提供[H]
和ATP。光合作用强度受光照、温度、CO 浓度、气孔开闭情况等因素影响。
2
(1)
草莓细胞叶绿体固定CO 是在暗反应阶段，场所是叶绿体基质。
2
(2)
由图可知，在A点条件下，甲乙两组的净光合速率相同，但甲组的呼吸速率明显大于乙组
的呼吸速率，因此甲组草莓固定CO 的速率大于乙组草莓固定CO 的速率。
2 2
(3)
丙组处于350μmol/mL CO +20℃条件下，B点已达到光饱和点，对照甲乙两组的实验条件
2
可知，此时增大二氧化碳浓度或升高温度，均可以提高光合速率，故此时的限制因素是二
氧化碳浓度和温度。与丙组相比，乙组二氧化碳浓度较高，暗反应较强，需要光反应提供
更多的[H]和ATP，所以需要更强的光照强度才能达到光饱和点。
12．研究小组将长势相同的某种植物幼苗均分为A、B两组。A组给予正常自然光照，B
组进行遮光处理（光照强度为正常光照的70%），然后置于相同且适宜的条件下，测定
7：00～17：00之间两组植物的净光合速率，结果如图。回答下列问题：(1)对B组植物进行一定程度的遮光，将使叶绿体中_____膜上的光合色素捕获的光能减少，
导致光反应产生_____等物质的速率降低，进而影响暗反应的速率。
(2)与A组相比。B组未出现明显的光合“午休现象”，原因_____。分析实验结果发现，
13：00时光照强度大于9：00时，但两组幼苗的净光合速率都低于9：00时，最可能的原
因是_____。
(3)研究小组进一步发现，在7：00～17：00之间，A组植物有机物的积累量大于B组。据
此_____（填“能”或“不能”）得出“该植物幼苗不适宜在遮光条件下生长”的结论，理
由是_____。
【答案】(1) 类囊体 ATP、［H］
(2) B组遮光后蒸腾作用减弱，气孔关闭程度较小 13：00时温度更高，呼吸速率
增加更快
(3) 不能 未设置其他遮光比例处理的实验组
【解析】
【分析】
光合作用的过程可以分为光反应阶段和暗反应阶段，光反应主要方式水的光解和ATP的合
成，可以为暗反应提供[H]和ATP，暗反应阶段包括二氧化碳的固定和三碳化合物的还原两
个过程。
(1)
光合色素主要分布在叶绿体的类囊体薄膜上；光反应的产物ATP和［H］可用于暗反应过
程中C 的还原。
3
(2)
分析题意可知，B组是遮光处理组，据图可知，B组未出现明显的光合“午休现象”，原
因可能是B组遮光后蒸腾作用减弱，气孔关闭程度较小；净光合速率=总光合速率-呼吸速
率，而与9：00时相比，13：00时光照强度大于9：00时，但两组幼苗的净光合速率都低
于9：00时，最可能的原因是13：00时温度更高，呼吸速率增加更快，导致消耗的有机物
多。
(3)
由于未设置其他遮光比例处理的实验组，故虽然在7：00～17：00之间A组植物有机物的
积累量大于B组，也不能得出该植物幼苗不适宜在遮光条件下生长”的结论。13、人类红细胞膜上存在一种钠钾泵，钠钾泵在膜内侧Na+与钠钾泵结合后，激活其ATP
水解酶活性，使ATP分子的末端磷酸基团脱离下来与钠钾泵结合，钠钾泵发生磷酸化，构
象发生变化，于是与Na+结合的部位转向膜外侧，这种磷酸化的钠钾泵对Na+的亲和力低，
对K+的亲和力高，因而在膜外侧释放，而与K+结合。K+与钠钾系结合后促使其去磷酸化，
构象恢复原状，于是与K+结合的部位转向膜内侧，钠钾泵与K+的亲和力降低，使K+在膜
内侧被释放，又与结合。其体过程如下图所示:
(1)钠钾泵的化学本质是_________，其功能有_________。
(2)钠钾泵通过_________和_________过程实现其_________的变化，导致与K+的_________
发生变化。
(3)据图分析，红细胞吸钾排钠的跨膜运输方式是_________。这一过程能体现细胞膜具有
_________的功能。
(4)钠钾泵每循环一次消耗一个ATP，转运出三个Na+，转运进两个K+。红细胞在等涉溶液
中可以通过钠钾泵的作用及其他机制维持渗透压平衡。已知乌本苷是钠钾泵抑制剂，现提
供含红细胞的等渗溶液、乌本苷（忽略其对溶液浓度的影响）、显微镜，请写出验证乌本
苷作用的简要实验思路:
①将含有红细胞的等渗溶液分为两组，一组不做处理，另一组加入_________；
②显微镜下观察两组红细胞_________情况。
【答案】(1) 蛋白质 运输和催化
(2) 磷酸化 去磷酸化 空间结构 亲和力
(3) 主动运输 控制物质进出
(4) 乌本苷 体积变化
【解析】
【分析】
物质跨膜运输的方式包括自由扩散、协助扩散、主动运输，自由扩散不需要载体和能量；
协助扩散需要载体，但不需要能量；主动运输需要载体，也需要能量；自由扩散和协助扩
散是由高浓度向低浓度运输，是被动运输。
(1)
据题干信息“钠钾泵存在细胞膜上，可运输离子”可知，钠钾泵为载体蛋白，化学本质是蛋白质；结合题图可知：钠钾泵可以参与构成膜结构，同时还可以运输Na+和K+，此外还
具有催化ATP水解的功能。
(2)
由题干“在膜内侧Na+与钠钾泵结合后，钠钾泵发生磷酸化，构象发生变化"及“K+与钠钾
泵结合后促使其去磷酸化，构象恢复原状”可知，磷酸化和去磷酸化过程实现钠钾泵空间
结构的变化，导致与Na+、K+的亲和力发生变化。
(3)
据图分析：Na+和K+都是从低浓度向高浓度运输（逆浓度梯度运输），需要载体蛋白协助，
也需要耗能；故方式均为主动运输；该过程体现了细胞有选择的吸收和排出物质，故体现
其具有控制物质进出细胞的功能。
(4)
本实验目的是验证乌本苷对钠钾泵及其他机制维持渗透压平衡的抑制作用，故实验的自变
量为乌本苷的有无，因变量为红细胞的状态，实验设计应遵循对照原则和单一变量原则，
故可设计实验如下：①将含有红细胞的等渗溶液分为两组，一组不作处理，另一组加入乌
本苷；②显微镜下观察两组红细胞体积变化情况。
