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题型 6 从物质与能量视角探索光合作用（题型归
纳）
对光合作用过程的考查通过以过程图为背景，考查光合作用的场所、物质变化和能量变化，多出现在
选择题和非选择题的前两个空；对光合作用影响因素的考查，多以曲线图、柱状图、图表等形成呈现；在
生产中的应用常体现在题干情景或非选择题的设问中。
1. （2020•天津）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
2
产生有机物乙醇酸。下列分析正确的是（ ）
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
2
C．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
【分析】1、光合作用的光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体膜上）：水的光解产生[H]与氧气，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 被C 固定形成C ，C 在光反应提供的ATP
2 5 3 3
和[H]的作用下还原生成糖类等有机物。
【解答】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H O，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。【点评】本题主要考查光合作用的过程，要求考生识记光反应和暗反应的场所、条件、物质变化和能量
变化，能结合所学知识准确判断各选项。
2. （2021•广东）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Rubisco，下列
2 3
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
【分析】1、光合作用的过程图解：
2、CO +C （即RuBP） 2C 即二氧化碳的固定，属于光合作用暗反应的一个过程。
2 5 3
【解答】解：A、CO +C （即RuBP） 2C 需要在叶绿体基质中进行，故Rubisco分布在叶绿体基质
2 5 3
中，A错误；
B、CO 固定有光、无光条件下都可以进行，所以激活Rubisco不需要黑暗条件，B错误；
2
C、Rubisco催化CO 固定不消耗能量，所以不需要ATP，C错误；
2
D、Rubisco催化C 和CO 结合，生成C ，D正确。
5 2 3
故选：D。
【点评】本题主要考查光合作用的过程，对叶绿体的结构和光合作用的过程的理解是解答本题的关键。
3. （2021•山东·节选）光照条件下，叶肉细胞中O 与CO 竞争性结合C ，O 与C 结合后经一系列反应释放
2 2 5 2 5
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 SoBS溶液，相应的光合作用强度和光
2
呼吸强度见表。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略不计。
2
SoBS浓度（mg/L） 0 100 200 300 400 500 600光合作用强度 18.9 20.9 20.7 18.7 17.6 16.5 15.7
（CO µmol•m2•s﹣1）
2
光呼吸强度 6.4 6.2 5.8 5.5 5.2 4.8 4.3
（CO µmol•m2•s﹣1）
2
（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
2 2
。
【分析】分析题文和表格：光呼吸会抑制暗反应，光呼吸会产生 CO 。向水稻叶面喷施不同浓度的光呼
2
吸抑制剂SoBS溶液后，由表格数据可知，光合作用的强度随着SoBS浓度的增加出现先增加后下降的
现象。
【解答】解：（1）C 位于叶绿体基质中，则 O 与C 结合发生的场所在叶绿体基质中。突然停止光
5 2 5
照，则光反应产生的ATP、[H]减少，暗反应消耗的C 减少，C 与O 结合增加，产生的CO 增多。
5 5 2 2
故答案为：
（1）基质 光照停止，产生的 ATP、[H]减少，暗反应消耗的C 减少，C 与O 结合增加，产生的
5 5 2
CO 增多
2
【点评】本题着重考查了光合作用的影响因素等方面的知识，意在考查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。
4. （2021•乙卷·节选）生活在干旱地区的一些植物（如植物甲）具有特殊的CO 固定方式。这类植物晚上气
2
孔打开吸收CO ，吸收的CO 通过生成苹果酸储存在液泡中；白天气孔关闭，液泡中储存的苹果酸脱羧释
2 2
放的CO 可用于光合作用。回答下列问题：
2
（1）白天叶肉细胞产生ATP的场所有 。光合作用所需的CO 来
2
源于苹果酸脱羧和 释放的CO 。
2
（2）气孔白天关闭、晚上打开是这类植物适应干旱环境的一种方式，这种方式既能防止
，又能保证 正常进行。
【分析】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 在光反应
2 5 3 3
提供的ATP和[H]的作用下还原生成糖类等有机物。
2、光合作用的实质上是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（如
淀粉），并且释放出氧气的过程。
3、光合作用的意义：
①提供了物质来源和能量来源。②维持大气中氧和二氧化碳含量的相对稳定。
③对生物的进化具有重要作用。
总之，光合作用是生物界最基本的物质代谢和能量代谢。
【解答】解：（1）白天叶肉细胞产生ATP的途径有呼吸作用和光合作用，对应的场所有细胞质基质、
线粒体、叶绿体。光合作用所需的CO 来源于苹果酸脱羧和细胞呼吸释放的CO 。
2 2
（2）气孔白天关闭、晚上打开是这类植物适应干旱环境的一种方式，这种方式既能防止蒸腾作用丢失
大量水分，又能保证光合作用暗反应的正常进行。
故答案为：
（1）细胞质基质、线粒体、叶绿体（类囊体薄膜） 细胞呼吸
（2）蒸腾作用丢失大量水分 光合作用（暗反应）
【点评】本题考查光合作用的实质和意义等相关知识，意在考查学生对所学知识的理解与掌握程度，培
养了学生分析实验、获取信息、解决问题的综合应用的能力。
5. （2021•辽宁）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 浓度显著增加，CO 浓度
2 2 2
明显下降。现在大气中的CO 浓度约为390μmol•mol﹣1，是限制植物光合作用速率的重要因素。核酮糖二
2
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。有些植物
2 2
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CO 的
2 2 2
固定。回答下列问题：
（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
2
类，此过程发生在 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
2 3 2
具有图1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
3
质基质”或“叶绿体”），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
3
CO ，提高了Rubisco附近的CO 浓度。
2 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
2
技术。
（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
（多选）。
A.改造植物的HCO﹣ 转运蛋白基因，增强HCO﹣ 的运输能力
3 3
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
【分析】光合作用过程包括光反应和暗反应：（1）光反应：场所在叶绿体类囊体薄膜，完成水的光解
产生[H]和氧气，以及ATP的合成；（2）暗反应：场所在叶绿体基质中，包括二氧化碳的固定和 C 的
3
还原两个阶段。光反应为暗反应C 的还原阶段提供H]和ATP。
3【解答】解：（1）光合作用的暗反应中，CO 被固定形成三碳化合物，进而被还原生成糖类，此过程
2
发生在叶绿体基质中。
（2）图示可知，HCO﹣ 运输需要消耗ATP，说明HCO﹣ 离子是通过主动运输的，主动运输一般是逆
3 3
浓度运输，由此推断图中HCO﹣ 浓度最高的场所是叶绿体。该过程中细胞质中需要的 ATP由呼吸作用
3
提供，叶绿体中的ATP由光合作用提供。
（3）①PEPC参与催化HCO﹣ +PEP过程，说明PEPC与无机碳的亲和力高于Rubisco.
3
②图2所示的物质中，可由光合作用光反应提供的是ATP和NADPH，图中由Pyr转变为PEP的过程需
要消耗ATP，说明图中由Pyr转变为PEP的过程属于吸能反应。
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，可以使用同位素示踪技术。
2
（4）A、改造植物的HCO﹣ “转运蛋白基因，增强HCO﹣ 的运输能力，可以提高植物光合作用的效
3 3
率，A正确；
B、改造植物的PEPC基因，抑制OAA的合成，不利于最终二氧化碳的生成，不能提高植物光合作用的
效率，B错误；
C、改造植物的Rubisco基因，增强CO 固定能力，可以提高植物光合作用的效率，C正确；
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错误。
2
故选：AC。
故答案为：
（1）三碳化合物 叶绿体基质
（2）叶绿体 呼吸作用和光合作用
（3）高于 NADPH和ATP 吸能反应 同位素示踪
（4）AC
【点评】本题的知识点是光合作用的过程，旨在考查学生理解所学知识的要点，把握知识的内在联系戎
知识网络，并学会根据题干和题图获取信息，利用相关信息结合所学知识进行推理、解答问题。
【例题1】 （2022•南明区校级模拟）某同学用一定浓度的 NaHSO 溶液喷洒到小麦的叶片上，短期内
3
检测到叶绿体中 C 的含量增加，C 的含量减少。以下是对 NaHSO 溶液作用的推测，最不可能的是（
5 3 3
）
A．促进叶绿体中 C 的还原
3
B．促进光能转变为活跃的化学能
C．抑制叶绿体中 CO 的固定
2D．抑制光反应中水的光解产生[H]
【分析】叶绿体中C 的含量下降，C 的含量上升的原因有两种：
3 5
①C
3
的合成量减少，C
3
消耗量不变，则C
3
的含量下降；C
5
的合成量不变，C
5
消耗量减少，则C
5
的含量
上升；这种情况是由于暗反应中二氧化碳的含量降低，CO 的固定减弱，C 的还原暂时不变导致。
2 3
②C
3
的消耗量增加，C
3
合成量不变，则C
3
的含量下降；C
5
的合成量增加，C
5
消耗量不变，则C
5
的含量
上升；这种情况是由于[H]和ATP的量增多，原因是光反应加强，C 的还原加快，CO 的固定暂时不变
3 2
导致。
【解答】解：A、若NaHSO 溶液促进叶绿体中C 的还原，则C 的含量将增加，C 的含量将减少，A
3 3 5 3
错误；
B、若NaHSO 溶液促进光能转变为活跃的化学能，即叶绿体中ATP的合成增加，则C 的还原增多，生
3 3
成的C 增多，而CO 固定形成C 的过程不变，故C 的含量将减少，C 的含量将增加，B错误；
5 2 3 3 5
C、若NaHSO 溶液抑制叶绿体中CO 的固定，则CO 固定形成C 的过程减弱，而C 的还原过程不
3 2 2 3 3
变，故C 的含量将减少，C 的含量将增加，C错误；
3 5
D、若NaHSO 溶液抑制光反应水的光解，产生的[H]减少，导致C 的还原减弱，会使C 增加，C 减
3 3 3 5
少，D正确。
故选：D。
【点评】本题主要考查光合作用中光反应和暗反应的相关知识点，要求学生掌握光合作用中光反应和暗
反应的过程及关系，并结合所学知识判断各选项，难度适中。
【例题2】 （2022•泰州模拟）蓝细菌色素C 能提高光反应电子传递效率，SBP酶可促进暗反应C 的再
6 5
生。研究人员尝试将C 和SBP两个基因导入烟草，获得了C 株系、S 株系和C S 株系（纯合双转基因
6 6 B 6 B
株）。在一定浓度CO 的温室条件下，检测相关指标，结果如表。下列有关说法正确的是（ ）
2
组别 电子传递效率 C 再生效率 光合效率
5
（相对值） （μmol•m﹣2•s﹣ （μmol•m﹣2•s﹣
1） 1）
野生型 0.118 121.5 24.6
C 株系 0.123 124.8 25.6
6
S 株系 0.130 128.7 27.0
B
C S 株系 0.140 132.0 27.4
6 B
A．蓝细菌及转基因烟草S 、C S 株系细胞中SBP酶发挥作用的场所均为叶绿体基质
B 6 B
B．C 株系的电子传递效率并未高于S 株系是因为相关基因在受体细胞中未正常表达
6 B
C．C S 株系可通过C 和S 株系杂交后筛选子代中双杂合体进行单倍体育种获得
6 B 6 BD．提高温室中的CO 浓度，四种株系的电子传递效率会降低，光合效率一定都能提高
2
【分析】蓝细菌是原核生物，只有核糖体这一种细胞器。
【解答】解：A、蓝细菌是原核生物，没有叶绿体，A错误；
B、光反应和暗反应相互制约，由于C 株系的C 再生效率低于S 株系，产生的ADP和Pi、NADP+低
6 5 B
于S 株系，限制了光反应ATP和NADPH的合成，因此C 株系的电子传递效率并未高于S 株系，B错
B 6 B
误；
C、C S 株系可通过C 和S 携系杂交后筛选子代中双杂合体进行单倍体育种获得，具体过程为：C 和
6 B 6 B 6
S 株系杂交→获得双杂合体→花药离体培养→秋水仙素处理→筛选出C S 株系（纯合双转基因株），C
B 6 B
正确；
D、提高温室中的CO 浓度，四种株系的电子传递效率和光合效率的改变无法确定，D错误。
2
故选：C。
【点评】熟知光合作用中物质变化和能量变化是解答本题的关键，正确辨析图示的信息是解答本题的前
提，深入研究光合作用的有关问题是解答该类题目的首选，掌握影响光合作用的因素的影响机理是解答
本题的另一关键。
【例题3】 （2022•衡阳三模）下列有关光合作用原理和应用的叙述，正确的是（ ）
A．叶绿体中光合色素吸收的光能可用于将水分解成氧和[H]
B．植物叶肉细胞内CO 的固定发生在叶绿体内膜上
2
C．提高白天与夜间的温度，有利于增加大棚蔬菜产量
D．增大CO 浓度后，植物叶肉细胞内的C /C 的值变小
2 3 5
【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 在光反应提供
2 5 3 3
的ATP和[H]的作用下还原生成糖类等有机物。
【解答】解：A、叶绿体中光合色素吸收的光能有两方面用途：一是将水分解成氧气和[H]，二是用于合
成ATP，A正确；
B、植物叶肉细胞内光反应的场所在类囊体薄膜上，CO 的固定发生在叶绿体基质中，B错误；
2
C、白天提高光照强度可以提高光合作用强度，有利于光合作用产物的积累，夜间降低温度可以降低呼
吸作用消耗的有机物，有利于增加大棚蔬菜产量，C错误；
D、增大CO 浓度后，植物叶肉细胞内的CO 的固定增强，生成的C 增多，导致C 与C 比值增大，D
2 2 3 3 5
错误。
故选：A。
【点评】本题考查光合作用原理的应用，要求学生理解掌握光合作用的过程及影响因素，能理论联系实际，综合运用所学的相关知识，解释生活实践中的一些生物学问题．
【例题4】 （2022•惠州一模）我国科学家模拟植物光合作用，设计了一条利用二氧化碳合成淀粉的人工
路线，流程如图所示。下列相关分析正确的是（ ）
A．①、②过程与光反应的过程完全相同，③、④过程与暗反应过程完全相同
B．该过程与光合作用合成淀粉都是在常温常压下进行的较温和的反应
C．该过程与植物光合作用的本质都是将光能转化成化学能储藏于有机物中
D．步骤①需要催化剂，②、③、④既不需要催化剂也不需消耗能量
【分析】1、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）：水的光解产生NADPH与氧气，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 被C 固定形成C ，C 在光反应提供的ATP和[H]的作用下还原生成糖类等有机物。
2 5 3 3
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变成储存着能量的有机物，并释放出氧
气的过程。
2、
分析题图可知，该过程利用无机催化剂将二氧化碳还原为甲醇，再通过酶转化为三碳化合物和六碳化合
物，最后转化为聚合淀粉；①②过程模拟二氧化碳的固定，③④过程模拟C 的还原。
3
【解答】解：A、由分析可知，①②过程模拟暗反应中二氧化碳的固定，③④过程模拟暗反应中C
3
的还原，A错误；
B、由图可知，①过程是利用催化剂在一定条件下进行的化学反应，反应过程较剧烈，②③④是在酶
的催化下完成的，反应较温和，B错误；
C、植物光合作用的本质是利用光能将无机物二氧化碳和水转化为有机物，同时将光能转化为有机物中
的化学能，图示过程也将二氧化碳和水转化为淀粉，同时储存能量，二者的本质是相同的，C正确；
D、分析图示可知，图中②③④需要在酶的催化进行，由小分子聚合成大分子的反应，为吸能反应，
同时需要消耗能量，D错误。
故选：C。
【点评】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，联系图中模块中能量和物质的变化，结合题干进行分析。1. （2022•北京）光合作用强度受环境因素的影响。车前草的光合速率与叶片温度、CO 浓度的关系如图。据
2
图分析不能得出（ ）
A．低于最适温度时，光合速率随温度升高而升高
B．在一定的范围内，CO 浓度升高可使光合作用最适温度升高
2
C．CO 浓度为200μL•L﹣1时，温度对光合速率影响小
2
D．10℃条件下，光合速率随CO 浓度的升高会持续提高
2
【分析】分析曲线图：本实验探究了温度、二氧化碳浓度对光合作用的影响，因变量为光合速率。
【解答】解：A、低于最适温度时，温度升高，相关酶活性增大，会使光合速率随温度升高而升高，A
正确；
B、从曲线图可知，在一定的范围内，CO 浓度越大，光合速率越大，光合作用最适温度也升高，B正
2
确；
C、CO 浓度为200μL•L﹣1时，光合速率随温度的变化幅度最小，即温度对光合速率影响小，C正确；
2
D、10℃条件下，CO 浓度为370或1000μL•L﹣1时，光合速率基本相同，光合速率随CO 浓度的升高不
2 2
会持续提高，D错误。
故选：D。
【点评】本题结合曲线图考查光合作用的有关知识，要求学生掌握光合作用的过程，明确影响光合作用
的因素及影响原理，准确分析题干和曲线信息，再结合所学知识作答。
2. （2022•海南）某小组为了探究适宜温度下CO 对光合作用的影响，将四组等量菠菜叶圆片排气后，分别置
2
于盛有等体积不同浓度NaHCO 溶液的烧杯中，从烧杯底部给予适宜光照，记录叶圆片上浮所需时长，结
3
果如图。下列有关叙述正确的是（ ）A．本实验中，温度、NaHCO 浓度和光照都属于自变量
3
B．叶圆片上浮所需时长主要取决于叶圆片光合作用释放氧气的速率
C．四组实验中，0.5%NaHCO 溶液中叶圆片光合速率最高
3
D．若在4℃条件下进行本实验，则各组叶圆片上浮所需时长均会缩短
【分析】本实验的自变量是NaHCO 溶液的浓度。不同浓度的NaHCO 溶液可表示不同的CO 浓度，随
3 3 2
着NaHCO 溶液浓度的增加，叶圆片浮起需要的时间缩短，说明光合速率增加。
3
【解答】解：A、本实验是探究适宜温度下CO 浓度对光合作用的影响，自变量为CO 浓度（NaHCO
2 2 3
溶液浓度），温度、光照为无关变量，A错误；
B、当光合作用产生的氧气大于细胞呼吸消耗的氧气时，叶圆片上浮，叶圆片上浮所需时长主要取决于
叶圆片光合作用释放氧气的速率，B正确；
C、四组实验中，0.5%NaHCO 溶液中叶圆片上浮需要的时间最长，光合速率最小，C错误；
3
D、若在4℃条件下进行本实验，由于低温会使酶的活性降低，净光合速率可能降低，故各组叶圆片上
浮所需时长可能均会延长，D错误。
故选：B。
【点评】本题的知识点是CO 浓度对光合作用的影响，根据题干信息分析出实验目的、原理、自变量和
2
因变量是解题的突破口，对于CO 浓度对光合作用的影响的理解是本题考查的重点。
2
3. （2022•山东·节选）强光条件下，植物吸收的光能若超过光合作用的利用量，过剩的光能可导致植物光合
作用强度下降，出现光抑制现象。为探索油菜素内酯（BR）对光抑制的影响机制，将长势相同的苹果幼苗
进行分组和处理，如表所示，其中试剂L可抑制光反应关键蛋白的合成。各组幼苗均在温度适宜、水分充
足的条件下用强光照射，实验结果如图所示。
分组 处理
甲 清水
乙 BR
丙 BR+L（1）光可以被苹果幼苗叶片中的色素吸收，分离苹果幼苗叶肉细胞中的色素时，随层析液在滤纸上扩
散速度最快的色素主要吸收的光的颜色是 。
（2）强光照射后短时间内，苹果幼苗光合作用暗反应达到一定速率后不再增加，但氧气的产生速率继
续增加。苹果幼苗光合作用暗反应速率不再增加，可能的原因有 、
（答出2种原因即可）；氧气的产生速率继续增加的原因是
。
【分析】1、光合作用的光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体膜上）：水的光解产生[H]与氧气，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）：二氧化碳被五碳化合物固定形成三碳化合物，
三碳化合物在光反应提供的ATP和[H]的作用下还原生成糖类等有机物。
【解答】解：（1）随层析液在滤纸上扩散速度最快的色素是胡萝卜素，主要吸收的光的颜色是蓝紫
色。
（2）苹果幼苗光合作用暗反应速率不再增加，可能的原因有酶的数量达到饱和或者二氧化碳的浓度不
足。氧气是光反应产生的，产生速率继续增加的原因是光反应仍在继续进行，且光反应速率在增加。
故答案为：
（1）蓝紫色
（2）酶的数量达到饱和 二氧化碳的浓度不足 光反应速率仍旧在增加
【点评】本题主要是考查光合作用的相关知识，意在考生考生的识记能力和理解能力，难度不大。
4. （2022•甲卷）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 植物等类型。C 植物的
2 3 4 4
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等时的环境
2 3 2 2
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
4 3
植物CO 补偿点的角度分析，可能的原因是
2
。
【分析】光合作用光反应阶段的反应有水的光解和 ATP的合成，光合作用是利用光能将二氧化碳和水
等无机物合成糖类等有机物，供生命活动所需例如作为细胞呼吸的反应物。影响光合作用的外部因素有光照强度、二氧化碳浓度、温度等。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
2 2
等时的环境CO 浓度。
2
【解答】解：（1）光合作用光反应阶段的反应有水的光解和 ATP 的合成，得到的产物有氧气、
NADPH、ATP。
（2）细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放能量并生
成ATP的过程。故正常条件下，植物叶片的光合产物一部分会被叶肉细胞的有氧呼吸消耗，所以不会
全部运输到其他部位。
（3）干旱会导致气孔开度减小，是为了减少蒸腾作用水分的散失。气孔开度减小，细胞吸收的二氧化
碳减少，使得光合作用强度减弱。由于C 植物的CO 补偿点比C 植物的低，所以更能适应低CO 的环
4 2 3 2
境。所以在同等程度干旱条件下，CO 浓度较低时，C 植物的净光合速率大于C 植物，积累的有机物
2 4 3
更多，故C 植物比C 植物生长得好。
4 3
故答案为：
（1）氧气、NADPH、ATP
（2）植物叶片的光合产物为糖类等有机物，一部分要用于叶片细胞自身呼吸作用消耗，所以不会全部
运输到其他部位。
（3）干旱会导致气孔开度减小，细胞通过气孔吸收的CO 减少。由于C 植物的CO 补偿点比C 植物
2 4 2 3
的低，C 植物达到CO 补偿点需要的CO 浓度更低，所以在同等程度干旱条件下，C 植物的净光合速
4 2 2 4
率大于C 植物，积累的有机物更多，生长更好。
3
【点评】本题考查考生光合作用的实质和意义，要求考生熟练掌握光合作用的基本过程，影响光合速率
的环境因素，并分析光照强度、CO 浓度对光合作用强度的影响。能利用题干信息分析解决问题。
2
【例题1】 （2022•长安区校级一模）光呼吸是所有能进行光合作用的细胞在光照、高 O 、低CO 下进
2 2
行的一个生化反应。它是光合作用一个损耗能量的副反应，该过程中，有机物在被分解转化的过程中消耗
O ，放出CO 。下列有关叙述正确的是（ ）
2 2
A．光呼吸过程与细胞呼吸的本质是相同的
B．光呼吸过程不需要酶的催化也能顺利进行
C．停止光照，光呼吸强度不会变化
D．降低O 浓度或提高CO 浓度，有助于作物增产
2 2
【分析】分析题文：影响光呼吸的因素有光照、CO 浓度和O 浓度。
2 2
【解答】解：A、光呼吸必须在光下才能进行，且光呼吸需要消耗能量，而呼吸作用在有光、无光的情况下都能进行，且呼吸作用产生能量，A错误；
B、光呼吸过程需要酶的催化才能顺利进行，B错误；
C、光呼吸是所有能进行光合作用的细胞在光照、高O 、低CO 条件下进行的一个生化反应，故停止光
2 2
照，光呼吸强度也会受影响，C错误；
D、植物在光照、高O 、低CO 条件下才进行光呼吸，因此光呼吸的产生可能与光合细胞内CO 浓度
2 2 2
低，不能进行正常的光合作用有关，因此可以采取降低O 浓度或提高CO 浓度的措施，降低光合细胞
2 2
的光呼吸，有助于作物增产，D正确。
故选：D。
【点评】本题考查光合作用和光呼吸的相关知识，意在考查考生的识记能力和理解所学知识要点，把握
知识间内在联系，形成知识网络结构的能力；能运用所学知识，准确判断问题的能力，属于考纲理解层
次的考查。
【例题2】 （2022•广东模拟）为探究低温胁迫对小粒花椒和大粒花椒的影响，科研人员对两种花椒的幼
苗进行为期3天的低温（4℃）培养，随后复温（25℃）培养3天，测定与光合作用有关的三种酶的相对表
达量，低温处理前测定数值记为第0天数值（如图所示）。下列说法错误的是（ ）
A．低温对ATP合成酶的相对表达量基本无影响
B．小粒花椒的CO 固定酶Y需经过低温诱导才能合成
2
C．低温抑制两种花椒的光合作用，且对大粒花椒的影响更大
D．小粒花椒复温培养后光合速率能更快恢复到第0天水平
【分析】分析题图：低温处理可以诱导小粒花椒 CO 固定酶Y的合成，经过低温处理后，大粒花椒的
2
CO 固定酶X和小粒花椒的CO 固定酶X表达量都减少，但是恢复温度后，小粒花椒CO 固定酶X的
2 2 2
表达量能够迅速恢复。【解答】解：A、将第3天的柱形图与第0天的柱形图对比可知，ATP合成酶的表达量基本不变，说明
低温处理对ATP合成酶的相对表达量基本无影响，A正确；
B、对比第3天与第0天（CO 固定酶Y为0）小粒花椒的CO 固定酶Y的柱形图可知，小粒花椒的
2 2
CO 固定酶Y需经过低温诱导才能合成，B正确；
2
C、低温处理后，小粒花椒的CO 固定酶X表达量减少，但CO 固定酶Y的表达量增加，所以小粒花椒
2 2
的光合作用不一定降低，C错误；
D、对比小粒花椒的第0天、低温培养的第3天和复温培养的第3天后的ATP合成酶的表达量、CO 固
2
定酶X的表达量柱形图可知，复温（25℃）培养3天后，两种柱形图表达量基本恢复实验前，说明小粒
花椒复温培养后光合速率能更快恢复到第0天水平，D正确。
故选：C。
【点评】本题结合柱形图，综合考查了光合作用的知识，要求考生能准确分析题中数据并找到不同条件
下大粒花椒和小粒花椒相关酶活性的异同，再结合所学知识准确答题。
【例题3】 （2022•福建模拟）将植株置于透明密闭容器内，测量容器中CO 的浓度变化情况。在适宜温
2
度条件下，用一定强度的光照处理30分钟，容器中CO 的浓度由2000ppm降低到180ppm。随后将整个装
2
置置于相同温度的黑暗条件下30分钟，容器中CO 的浓度变为600ppm。下列叙述正确的是（ ）
2
A．前30分钟，叶绿体中NADPH由基质向类囊体膜运输
B．该植株前30分钟的平均总光合速率为60.7ppm/min
C．经过完整的1小时处理后，该植株的有机物含量会减少
D．光照处理时，若停止光照则短时间内叶绿体中C 的含量会增加
3
【分析】光合作用的过程：①光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体薄膜）：水的光解产生 NADPH与
O ，以及ATP的形成；②暗反应阶段（场所是叶绿体的基质）：CO 被C 固定形成C ，C 在光反应提
2 2 5 3 3
供的ATP和NADPH的作用下还原生成C 和糖类等有机物。
5
【解答】解：A、前30分钟，植物在光照下能进行光合作用，产生的NADPH由类囊体膜向叶绿体基质
运输，A错误；
B、前30分钟，CO 浓度由2000ppm降低到180ppm，每分钟CO 减少量为（2000﹣180）÷30≈60.7，这
2 2
是净光合速率，不是总光合速率，B错误；
C、经过完整的1小时处理后，容器中CO 浓度由2000ppm降到600ppm，减少的CO 都全部用于光合
2 2
作用合成有机物，因此有机物含量会增加，C错误；
D、停止光照后，光反应不再进行，不能合成NADPH和ATP，因此暗反应C 还原速率降低，而CO 固
3 2
定形成C 的速率不变，故C 的含量会增加，D正确。
3 3
故选：D。【点评】本题考查光合作用的相关知识，要求考生识记光合作用的场所、物质变化；识记影响光合作用
的环境因素，再结合所学知识正确答题。
环境变化时光合作用各物质含量短时间内变化情况的分析
（1）分析方法——借助模式图，利用表格进行分析（提示：从物质生成和消耗两个方面综合分析）
光照由强变弱，CO 供应不变 光照不变，CO 供应减少
2 2
原因 结果 原因 结果
ATP、 生成：光反应 ↓ 生成：光反应 →
减少 增加
NADPH 消耗：C 的还原 → 消耗：C 的还原 ↓
3 3
生成：CO 的固定 → 生成：CO 的固定 ↓
2 2
C 增加 减少
3
消耗：C 的还原 ↓ 消耗：C 的还原 →
3 3
生成：C 的还原 ↓ 生成：C 的还原 →
3 3
C 减少 增加
5
消耗：CO 的固定 → 消耗：CO 的固定 ↓
2 2
注：↑表示增强，↓表示减弱，→表示不变。环境变化时光合作用各物质含量短时间内变化情况的分析
（2）结果归纳
光照由强变弱， 光照由弱变强， 光照不变，CO 供应 光照不变，CO 供
2 2
CO 供应不变 CO 供应不变 由充足到不足 应由不足到充足
2 2
ATP和
NADP 减少 增加 增加 减少
H
C 减少 增加 增加 减少
5
C 增加 减少 减少 增加
3
模型分
析
（3）注意（CHO）的含量变化
2
①正常情况下，（CHO）的含量变化只与C 的还原有关，且呈正相关。如：当光照不变，CO 供应由充
2 3 2
足到不足时，CO 的固定减少，C 的还原暂时不变→C 的含量减少→C 还原减少→（CHO）的含量减
2 3 3 3 2
少。
②若（CHO）运出受阻，则会导致光合作用速率减慢。
2
【例题4】 （2022•西安二模）如图表示在最适CO 浓度下，给予不同条件时紫罗兰光合速率变化的示意
2
图。已知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 5
C．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
【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
2
定，C 还原。
3
【解答】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
2 3 5
出现，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 比值将增加，B错
3 5 3 5
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趋势与图中
3 3
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，D正确。
2
故选：B。
【点评】本题考查光照强度、温度等因素对光合作用的影响的知识内容，意在考查学生对基础知识的理
解掌握，难度适中。
【例题5】 （2022•宝鸡模拟）如图是科研小组在探究环境因素对某植物幼苗光合作用影响时所得的实验
结果。下列说法正确的是（ ）
A．环境中CO 浓度为a点时，叶肉细胞中产生ATP的场所只有细胞质基质和线粒体
2
B．环境中的CO 浓度为n点时，叶肉细胞的光合速率等于呼吸速率
2
C．限制bc段光合作用的主要环境因素是光照强度和CO 浓度
2
D．在相同的CO 浓度下，d点有机物的积累量大于c点
2
【分析】分析图：图中实验的自变量为CO 浓度和光照强度，因变量为CO 的吸收量（净光合速率）的
2 2
大小。
【解答】解：A、环境中CO 浓度为a点时，二氧化碳为0，但光照强度不为0，光合作用光反应仍能进
2
行，光反应可以产生ATP，所以叶肉细胞中产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体，A错误；
B、环境中的CO 浓度为n点时，植物对于外界环境二氧化碳的吸收量为 0，说明此时植物的呼吸作用
2
等于光合作用，但所有植物细胞都进行呼吸作用产生二氧化碳，而只有植物的叶肉细胞能够固定二氧化
碳进行光合作用，因此，对于叶肉细胞，此时光合速率大于呼吸速率，B错误；C、由图可知，bc段此时随二氧化碳浓度增加，但植物二氧化碳吸收量并没有增加，即光合速率没有提
高，故限制bc段光合作用的主要环境因素是光照强度，没有CO 浓度，C错误；
2
D、据图分析，在相同的CO 浓度下，d点的光照强度大于c点，此时d点的光合速率大于c点，而两者
2
呼吸速率相同，所以d点有机物的积累量大于c点，D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了光合作用的有关知识，解题关键是提取题干信息分析题图乙，找出自变量，结合光
合作用各阶段的物质变化分析图甲，再结合所学知识正确答题。
光合作用的影响因素的判断
1. 光合作用的主要外界影响因素有 光照强度、温度、 CO 浓度。
2
2. 曲线分析
曲线上升部分的限制因素是横坐标所示的因素，平衡后的限制因素是除横坐标外的其他因素。
【例题6】 （2022•青羊区校级模拟）在适宜温度及CO 浓度条件下，某实验小组测得某森林中石栎和青
2
冈幼苗叶片的生理指标如下表所示。请回答：
植物种类 光补偿点（µmol•m﹣2•s﹣1） 光饱和点（µmol•m﹣2•s﹣1）
石栎 29 980
青冈 23 930
（1）光照直接影响光合作用的 阶段，当光照强度为39µmol•m﹣2•s﹣1时，青冈叶肉细
胞消耗ADP的场所有 。
（2）研究的2种植物中，最适合在较弱的光照环境中生长的是 ，判断的依据是
。
【分析】1、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。光反
应阶段的化学反应是在类囊体的薄膜上进行的。
2、叶绿体中的光合色素吸收的光能，有两方面用途：一是将水分解成氧和[H]，氧直接以分子的形成释放出去，[H]则被传递到叶绿体内的基质中，作为活跃的还原剂，参与到暗反应阶段的化学反应中去；
二是在有关酶的催化作用下，促成ADP与Pi发生化学反应，形成ATP。这样光能就转变为储存在ATP
中的化学能，这些ATP将参与光合作用第二个阶段的化学反应。
【解答】解：（1）光合作用第一个阶段中的化学反应，必须有光才能进行，光照直接影响光反应的过
程；当光照强度为39μmol•m﹣2•s﹣1时，超过了青冈的光补偿点，所以光合作用大于呼吸作用，所以
消耗ADP，即合成ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体。
（2）由题可知，青冈的光补偿点和光饱和点都低于石栎，在较弱光照强度下即可生长，所以最适合在
较弱的光照环境中生长，即相比石栎，青冈属于阴生植物。
故答案为：
（1）光反应 细胞质基质、线粒体和叶绿体
（2）青冈 青冈的光补偿点和光饱和点均最低，在较弱光照强度下即可生长
【点评】本题考查学生从题中获取相关信息，并结合所学影响光合作用的因素做出正确判断，属于理解
和应用层次的内容，难度适中。
1. （2021•辽宁）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
【分析】影响绿色植物进行光合作用的主要外界因素有：CO 浓度、温度、光照强度。
2
【解答】解：A、不同植物对光的波长和光照强度的需求不同，可根据植物生长特点调控光的波长和光
照强度，A正确；
B、为保证植物的根能够正常吸收水分，该系统应控制培养液的浓度小于植物根部细胞的细胞液浓度，
B错误；
C、适当提高白天的温度可以促进光合作用的进行，让植物合成更多的有机物，而夜晚适当降温则可以
抑制其呼吸作用，使其少分解有机物，合理控制昼夜温差有利于提高作物产量，C正确；
D、适时通风可提高生产系统内的CO 浓度，进而提高光合作用的速率，D正确。
2故选：B。
【点评】本题主要考查影响光合作用的环境因素的相关知识，意在考查学生对基础知识的理解掌握，难
度适中。
2. （2021•湖南）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
【分析】1、光合作用的过程：
（1）光反应阶段：场所是类囊体薄膜
a．水的光解；b．ATP的生成。
（2）暗反应阶段：场所是叶绿体基质
a．CO 的固定；b．CO 的还原。
2 2
2、黑暗状态时，植物只进行细胞呼吸，不进行光合作用，植物只从外界吸收 O ，并将细胞呼吸产生的
2
CO 释放到体外；在光照情况下，植物虽然同时进行光合作用和细胞呼吸，但光线的强弱不同，在细胞
2
呼吸速率不变的情况下，光合作用速率不同，植物可以从外界吸收O ，也可以向外界释放O 。
2 2
【解答】解：A、弱光条件下，当光合作用速率小于或等于呼吸作用速率时，光合作用产生的O 小于或
2
等于呼吸作用消耗的O 量，不会有O 释放，A错误；
2 2
B、在暗反应阶段，CO 先和C 结合形成C （CO 的固定过程），然后C 在NADPH和ATP作用下被
2 5 3 2 3
还原形成（C HO）和C （C 的还原），B正确；
2 5 3
C、禾谷类作物开花期，光合作用产生的有机物主要用于花穗，若减掉部分花穗，光合作用速率会暂时
下降，C正确；
D、合理密植，种植时既不过密又不过疏，充分利用单位土地面积上的光照，从而增大光合作用效率。
增施的有机肥可供土壤中微生物所分解，生成二氧化碳，从而促进农作物的光合作用，提高净光合速
率，D正确。
故选：A。
【点评】本题考查光合作用的过程和影响因素，意在考查学生理解光合作用的过程，掌握光合作用的影
响因素，难度不大。
3. （多选）（2021•河北）《齐民要术》中记载了利用荫坑贮存葡萄的方法（如图）。目前我国果蔬主产区普
遍使用大型封闭式气调冷藏库（充入氮气替换部分空气），延长了果蔬保鲜时间、增加了农民收益。下列叙述正确的是（ ）
A．荫坑和气调冷藏库环境减缓了果蔬中营养成分和风味物质的分解
B．荫坑和气调冷藏库贮存的果蔬，有氧呼吸中不需要氧气参与的第一、二阶段正常进行，第三阶段受
到抑制
C．气调冷藏库中的低温可以降低细胞质基质和线粒体中酶的活性
D．气调冷藏库配备的气体过滤装置及时清除乙烯，可延长果蔬保鲜时间
【分析】粮食储藏需要低温、干燥、低氧的环境，而水果、蔬菜储藏需要（零上）低温、低氧、湿度适
中，这样可以降低细胞呼吸速率，减少有机物的消耗，达到长时间储藏、保鲜的效果。
【解答】解：A、荫坑和气调冷藏库环境里温度低、缺氧，抑制了细胞的呼吸作用，进而减缓了果蔬中
营养成分和风味物质的分解，A正确；
B、荫坑和气调冷藏库环境里温度低、缺二氧化碳，抑制了酶的活性，减少了有氧呼吸第二阶段的原
料，故第一、二阶段也会受到抑制，B错误；
C、气调冷藏库环境里温度低，可以降低细胞质基质和线粒体中酶的活性，C正确；
D、乙烯具有催熟作用，因此气调冷藏库配备的气体过滤装置及时清除乙烯，可延长果蔬保鲜时间，D
正确。
故选：ACD。
【点评】本题考查细胞呼吸原理在生产和生活中的应用，要求考生理解和掌握影响细胞呼吸的因素，并
能理论联系实际，解释日常生活中的生物学问题，属于考纲理解和应用层次的考查。
【例题1】 （2022•南召县校级模拟）下列有关细胞代谢的叙述，错误的是（ ）
A．细胞代谢之所以能有条不紊地进行，这与酶专一性是分不开的B．油料作物种子播种时宜浅播，原因是萌发时呼吸作用需要大量氧气
C．有氧运动能避免剧烈运动使肌细胞因缺氧而进行无氧呼吸产生大量乳酸
D．剪掉开花期禾谷类作物的部分花穗，叶片的光合作用强度会暂时提高
【分析】1、光合作用通常是指绿色植物（包括藻类）吸收光能，把二氧化碳和水合成富能有机物，同
时释放氧气的过程。光合作用分为光反应阶段和暗反应阶段。
2、呼吸作用一般指机体将来自环境的或细胞自己储存的有机营养物的分子（如糖类、脂类、蛋白质
等），通过一步步反应降解成较小的、简单的终产物（如二氧化碳、乳酸、乙醇等）的过程。
3、光合速率与呼吸速率的差值可用净光合速率来表示，具体指标可以是氧气释放量、二氧化碳吸收
量、有机物积累量等。
【解答】解：A、细胞代谢几乎都是在酶催化下的反应，酶具有专一性，有助于细胞代谢能有条不紊地
进行，A正确；
B、油料作物种子富含脂肪，脂肪中含有的H较多，萌发时呼吸作用需要大量氧气，因此播种时宜浅
播，B正确；
C、有氧运动如慢跑能避免剧烈运动使肌细胞因缺氧而进行无氧呼吸产生大量乳酸而肌肉酸痛，C正
确；
D、花穗不能进行光合作用，却消耗光合作用产物，有利于植物进行光合作用，剪掉开花期禾谷类作物
的部分花穗，叶片中的光合产物输出受阻，产物堆积会导致光合作用强度会暂时降低，D错误。
故选：D。
【点评】本题考查酶、光合作用、细胞呼吸等相关知识，意在考查学生的识记能力和判断能力，难度不
大。
【例题2】 （2022•开封模拟）下列关于影响植物光合作用因素的叙述，错误的是（ ）
A．不同光质一定导致同一植物的最大光合作用速率不同
B．蒸腾作用很可能会影响植物的光合作用速率
C．不同浓度盐溶液条件下同一植物的光合作用速率可能不同
D．“正其行，通其风”能提高植物周围CO 浓度进而促进光合作用
2
【分析】1、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。光反
应阶段的化学反应是在类囊体的薄膜上进行的。
2、叶绿体中的光合色素吸收的光能，有两方面用途：一是将水分解成氧和[H]，氧直接以分子的形成释
放出去，[H]则被传递到叶绿体内的基质中，作为活跃的还原剂，参与到暗反应阶段的化学反应中去；
二是在有关酶的催化作用下，促成ADP与Pi发生化学反应，形成ATP。这样光能就转变为储存在ATP
中的化学能，这些ATP将参与光合作用第二个阶段的化学反应。【解答】解：A、植物对不同光质的吸收不同，因此不同光质下同一植物的最大光合作用速率可能相同
也可能不同，A错误；
B、蒸腾作用使植物丢失大量的水分，水除了影响植物气孔开度外还作为光合作用的原料，因此可能会
影响植物的光合作用速率，B正确；
C、不同浓度盐溶液条件下同一植物吸水能力不同，气孔开度不同，进入叶肉细胞的二氧化碳量不同，
因此光合作用速率可能不同，C正确；
D、二氧化碳是光合作用暗反应的原料，因此“正其行，通其风”能提高植物周围 CO 浓度进而促进光
2
合作用，D正确。
故选：A。
【点评】本题考查学生对光合作用相关知识的了解，要求学生掌握影响光合作用的因素，属于识记层次
的内容，难度较易。
近年高考中，对知识跨模块、跨章节的考查有适当增加的趋势。在对光合作用的考查中，已有将光合
作用与植物激素调节综合考查的先例。预计在未来高考中，将知识整合考查的试题比例会适当增大，光合
作用相关知识除可与植物激素知识整合外，还可能与生物膜、物质跨膜运输、种间关系、生态系统的结构
与功能、基因工程等知识综合。
1. （2020•新课标Ⅰ）农业生产中的一些栽培措施可以影响作物的生理活动，促进作物的生长发育，达到增加
产量等目的。回答下列问题：
（1）中耕是指作物生长期中，在植株之间去除杂草并进行松土的一项栽培措施，该栽培措施对作物的
作用有
（答
出2点即可）。
（2）农田施肥的同时，往往需要适当的浇水，此时浇水的原因是
（答出1点即可）。
（3）农业生产常采用间作（同一生长期内，在同一块农田上间隔种植两种作物）的方法提高农田的光
能利用率。现有4种作物，在正常条件下生长能达到的株高和光饱和点（光合速率达到最大时所需的光照强度）见下表。从提高光能利用率的角度考虑，最适合进行间作的两种作物是 ，选择这两种
作物的理由是
。
作物 A B C D
株高/cm 170 65 59 165
光饱和点/μmol• 1200 1180 560 623
m﹣2•s﹣1
【分析】分析表格：光饱和点指的是达到最大光合速率所对应的最小光照强度，高低植物搭配间作，能
提高光能的利用率，使植物体吸收更多的光能。
【解答】解：（1）根据题干对中耕松土的描述可知：在植株之间去除杂草并进行松士可避免杂草与农
作物竞争阳光、水、无机盐，提升作物光合作用强度，保证物质与能量更多的流向农作物，促进农作物
的生长发育，同时松土能增加土壤中氧气含量，增强根细胞呼吸作用强度，促进根细胞的生长发育，促
进水和无机盐的吸收。
（2）由于无机盐溶于水，农田施肥的同时，往往需要适当的浇水，使根细胞吸收水分的同时吸收无机
盐，促进了无机盐的吸收。
（3）根据表格信息可知，AC作物之间株高差最大，且作物A光饱和点高，作物C光饱和点低，而在
同一生长期内，同一农田上间隔种植两种作物，高矮植物搭配，更有利于提高光能的利用率，更高的光
饱和点能使植物吸收更多的光能，故应选择AC作物进行间作。
故答案为：
（1）避免杂草与农作物竞争阳光、水、无机盐，提升作物光合作用强度，保证物质与能量更多的流向
农作物，促进农作物的生长发育；松土能增加土壤中氧气含量，增强根细胞呼吸作用强度，促进根细胞
的生长发育，促进水和无机盐的吸收。（减少杂草对水分、矿质元素和光的竞争；增加土壤氧气含量，
促进根系的呼吸作用）
（2）无机盐溶于水，根细胞吸收水分的同时吸收无机盐，促进了无机盐的吸收。（肥料中的矿质元素
只有溶解在水中才能被作物根系吸收）
（3）A和C 作物A光饱和点高且长的高，可利用上层光照进行光合作用；作物C光饱和点低且长的
矮，与作物A间作后，能利用下层的弱光进行光合作用
【点评】本题结合表格主要考查水和无机盐及光合作用的原理在农业生产中的应用，要求考生识记无机
盐的功能，识记影响光合速率的环境因素，能结合题干信息和所学知识解决实际生产生活的一些生物学
现象。【例题1】 （2022•大连二模）下列关于生物膜功能的叙述，错误的是（ ）
A．光能可在叶绿体类囊体膜上转化为化学能
B．化学信号经过神经突触后膜转化为电信号
C．[H]在线粒体的外膜上与O 结合生成H O
2 2
D．Ca2+通过膜上转运蛋白跨肌肉细胞膜运输
【分析】1、细胞膜主要由脂质和蛋白质组成，脂质主要是磷脂，另外还有少量的糖类。糖类和细胞膜
上的蛋白质结合形成糖蛋白。主要功能是控制物质进出细胞，将细胞与外界环境分隔开，进行细胞间的
信息交流。
2、生物膜的流动镶嵌模型认为，磷脂双分子层构成了膜的基本支架，具有流动性，蛋白质分子有的镶
在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层，有的贯穿于整个磷脂双分子层，大多数蛋白
质分子也是可以运动的。
3、生物膜系统由细胞膜、细胞器膜和核膜组成，生物膜在组成成分和结构上相似，在结构和功能上紧
密联系，使细胞成为统一的有机整体；生物膜的主要组成成分是蛋白质和磷脂，蛋白质是生命活动的主
要承担者，生物膜的功能与膜上蛋白质的种类和数目有关。
【解答】解：A、光反应的场所叶绿体类囊体膜，该过程中光能可转化为 ATP和[H]中的化学能，A正
确；
B、兴奋在神经元之间传递需要突触前膜释放神经递质，作用于突触后膜上的特异性受体，突触后膜受
体将化学信号转化为电信号，兴奋便传递到下一个神经元，B正确；
C、有氧呼吸第三阶段，[H]在线粒体的内膜上与O 结合生成H O，C错误；
2 2
D、离子的运输需要转运蛋白进行协助，D正确。
故选：C。
【点评】本题考查细胞膜、光合作用和细胞呼吸、神经调节等知识，要求考生识记神经冲动在神经元之
间的传递过程；识记光合作用和细胞呼吸的具体过程，能结合所学的知识准确答题。
【例题2】 （2022•琅琊区校级模拟）某课题小组研究不同水分和CO 浓度对紫花苜蓿光合作用的影响，
2
实验结果如下表所示，请回答下列问题：
不同水分和CO 浓度处理下紫花苜蓿的光响应参数
2
项目 干旱胁迫 水分充足
正常CO 浓度 CO 浓度倍增 正常CO 浓度 CO 浓度倍增
2 2 2 2
最大净光合速率 22.5 23.95 27.05 31.65μmolCO m2•s﹣1
2
呼吸速率 2.36 2.21 3.23 3.34
μmolCO m2•s﹣1
2
光饱和点相对值 900 900 850 1100
叶绿素相对含量 12.0 12.5 13.0 14.2
（1）据上表可知苜蓿净光合速率可用 来表示，在
水分充足，CO 浓度倍增时苜蓿真正最大光合速率为 μmolCO m2•s﹣1
2 2
（2）在水分充足的条件下，CO 浓度倍增能显著提高植物的光饱和点，原因可能是：一方面 CO 浓度
2 2
增加，碳反应中用于还原 所需要的能量增多：另一方 面叶肉细胞中的 增加。
提高了植物对 光的利用。
（3）干旱条件下叶片衰老速率加快，与细胞内的 （激素）含量下降有关。
（4）据上表信息，在干旱季节可以通过 措施减缓紫花苜蓿叶片光合速率的降
低。
【分析】1、光合作用：①光反应场所在叶绿体类囊体薄膜，发生水的光解、ATP和NADPH的生成；
②暗反应场所在叶绿体的基质，发生二氧化碳的固定和三碳化合物的还原，消耗ATP和NADPH。
2、影响光合作用强度的外界因素：空气中二氧化碳的浓度，土壤中水分的多少，光照的长短与强弱、
光的成分以及温度的高低等，都是影响光合作用强度的外界因素。光合作用强度可以通过测定一定时间
内原料消耗量或产物生成的数量来定量地表示。
【解答】解：（1）由表可知：净光合速率是用单位面积单位时间内二氧化碳的吸收量来表示的。在水
分充足，二氧化碳浓度倍增时，苜蓿的真正光合速率是净光合速率与呼吸速率之和，即 31.65+34＝
34.99μmolCO m2•s﹣1。
2
（2）二氧化碳被固定后形成三碳酸，三碳酸增加，需要消耗的ATP和NADPH增加。另外由表可知叶
绿素含量增加，对叶绿素主要吸收的红光和蓝紫光吸收也会增加，从而利用光能的能力增强，光饱和点
增加。
（3）干旱条件下叶片衰老速率加快，应主要是促进细胞分裂的细胞分裂素含量下降造成的。
（4）由表可知干旱季节可以通过增加二氧化碳浓度或者是增加水分供应都可以提高光合速率。
故答案为：
（1）单位面积单位时间内二氧化碳的吸收量 34.99
（2）三碳酸 叶绿素含量（叶绿素相对含量） 红光和蓝紫
（3）细胞分裂素
（4）增加水分供应、增加二氧化碳浓度【点评】本题考查光合作用过程和影响光合作用的因素的相关知识，意在考查学生的识记能力和判断能
力，运用所学知识综合分析问题的能力。
【例题3】 （2022•昆明一模）霸王是一种旱生植物，能从Na+含量低于根细胞的荒漠土壤中，吸收大量
Na+作为渗透调节剂储存于叶肉细胞的液泡中，以适应干旱环境。某科研团队研究了不同处理条件对霸王
光合作用的影响，实验结果如表。
处理 净光合速率（Pn） 胞间CO 浓度（Ci） 气孔导度（Gs）
2
（μmol•m﹣2•s﹣1） （μmol•mol﹣1） （mol•m﹣2•s﹣1）
A组（对照） 4.90±0.23 584.58±6.04 0.42±0.05
B组（渗透胁迫） 1.49±0.15 613.75±4.35 0.07±0.01
C组（渗透胁迫 3.21±0.21 521.33±3.66 0.14±0.01
+Na）
（备注：如净光合速率4.90±0.23，±0.23代表误差值）
回答下列问题：
（1）以上资料显示无机盐离子的作用是 ；霸王根部细胞吸收Na+的方式
为 ，该运输方式需要 的协助。
（2）研究表明，在渗透胁迫下，若Ci、Gs同时下降，则引起植物Pn变化的主导因素为气孔因素，若
Ci上升、Gs下降则主导因素为非气孔因素。据表可知，B组霸王的Pn ，引起Pn变化的主导因
素为 。
（3）实验结果说明，Na+可通过
，从而提高植株的抗胁迫能力，判断依据是
。
【分析】根据题意结合表格分析可知，该实验的目的是：研究不同处理条件对霸王光合作用的影响。因
此该实验中的自变量是是否渗透胁迫和渗透胁迫下是否含有钠离子，因变量是净光合速率、胞间CO 浓
2
度、气孔导度。比较表格中的数据可知，B组的实验渗透胁迫下净光合速率降低，与B组相比，C组渗
透胁迫+Na+，净光合速率升高，说明钠离子能缓解渗透胁迫对净光合速率的抑制作用。
【解答】解：（1）据题意可知，霸王能从Na+含量低于根细胞的荒漠土壤中，吸收大量Na+作为渗透调
节剂储存于叶肉细胞的液泡中，以适应干旱环境，说明无机盐具有维持细胞的渗透压的作用。霸王能从
Na+含量低于根细胞的荒漠土壤中，吸收大量Na+，说明根部细胞吸收Na+的方式为主动运输，主动运输
需要载体蛋白协助，需要能量。
（2）据表格可知，与对照组相比，B组霸王的Pn下降，Ci上升、Gs下降，据题意可知，若Ci上升、
Gs下降则主导因素为非气孔因素，因此B组引起Pn变化的主导因素为非气孔因素。（3）据表格可知，A组Pn＞C组Pn＞B组Pn，与A组相比，B组Pn降低，说明渗透胁迫对净光合速
率的抑制作用，与B组相比，C组Pn升高，说明Na+可通过缓解渗透胁迫对净光合速率的抑制作用，
从而提高植株的抗胁迫能力。
故答案为：
（1）维持细胞的渗透压 主动运输 载体蛋白
（2）下降 非气孔因素
（3）缓解渗透胁迫对净光合速率的抑制作用（降低 Ci、升高Gs等，缓解渗透胁迫对净光合速率的抑
制作用） 与A组相比，C组Pn下降幅度小于B组（A组Pn＞C组Pn＞B组Pn）
【点评】本题考查物质跨膜运输方式和影响光合作用的因素的相关知识，意在考查考生的识记能力和理
解所学知识要点，把握知识间内在联系，形成知识网络结构的能力；能运用所学知识，准确判断问题的
能力。
当植物体进行光合作用时，一定伴随着细胞呼吸的进行，因此，在近年高考中对光合作用考查的同
时，经常会涉及对细胞呼吸相关知识的考查，且对两者的综合考查常常体现在以下几个方面：
1. 名词辨析：如“补偿点”、“饱和点”、“净光合速率”、“真正光合速率”等。
2. 模型分析：包括“曲线图”、“柱状图”、“表格”等。
3. 实践应用：试题多以生产实践、环境保护或最新科研成果为背景进行考查。
1. （2022•江苏）下列关于细胞代谢的叙述正确的是（ ）
A．光照下，叶肉细胞中的ATP均源于光能的直接转化
B．供氧不足时，酵母菌在细胞质基质中将丙酮酸转化为乙醇
C．蓝细菌没有线粒体，只能通过无氧呼吸分解葡萄糖产生ATP
D．供氧充足时，真核生物在线粒体外膜上氧化[H]产生大量ATP
【分析】1、有氧呼吸第一阶段是葡萄糖酵解产生丙酮酸、[H]、ATP，释放出少量的能量，发生的场所
是细胞质基质；第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳、[H]、ATP，释放出少量的能量，发生的场
所是线粒体基质；第三阶段是前两阶段产生的[H]与氧气反应生成水、ATP，释放出大量的能量，发生
在线粒体内膜上。
2、无氧呼吸的第一阶段产生丙酮酸、[H]、ATP，释放出少量的能量，发生在细胞质基质中；第二阶段
是在无氧条件下产生乳酸或酒精和二氧化碳，场所是细胞质基质。【解答】解：A、光照下，叶肉细胞可以进行光合作用和有氧呼吸，光合作用中产生的ATP来源于光能
的直接转化，而有氧呼吸中产生的ATP来源于有机物的氧化分解，A错误；
B、酵母菌为兼性厌氧型生物，在供氧不足时，酵母菌进行无氧呼吸，并在细胞质基质中将丙酮酸转化
为乙醇和二氧化碳，B正确；
C、蓝细菌属于原核生物，没有线粒体，但能进行有氧呼吸，可通过有氧呼吸分解葡萄糖产生 ATP，C
错误；
D、供氧充足时，真核生物进行有氧呼吸，并在线粒体内膜上氧化[H]，释放大量能量，产生大量ATP，
D错误。
故选：B。
【点评】本题考查光合作用和细胞呼吸的相关知识，要求考生识记光合作用和细胞呼吸的具体过程，尤
其是物质和能量变化过程，能结合所学的知识准确判断各选项。
2. （多选）（2021•山东）关于细胞中的H O和O ，下列说法正确的是（ ）
2 2
A．由葡萄糖合成糖原的过程中一定有H O产生
2
B．有氧呼吸第二阶段一定消耗H O
2
C．植物细胞产生的O 只能来自光合作用
2
D．光合作用产生的O 中的氧元素只能来自于H O
2 2
【分析】1、有氧呼吸可以分为三个阶段：第一阶段：在细胞质的基质中：1分子葡萄糖被分解为2分子
丙酮酸和少量的还原型氢，释放少量能量；第二阶段：在线粒体基质中进行，丙酮酸和水在线粒体基质
中被彻底分解成二氧化碳和还原型氢；释放少量能量；第三阶段：在线粒体的内膜上，前两个阶段产生
的还原型氢和氧气发生反应生成水并释放大量的能量。
2、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。
【解答】解：A、葡萄糖是单糖，通过脱水缩合形成多糖的过程有水生成，A正确；
B、有氧呼吸第二阶段是丙酮酸和水反应生成CO 和[H]，所以一定消耗H O，B正确；
2 2
C、有些植物细胞含有过氧化氢酶（例如土豆），可以分解过氧化氢生成 O ，因此植物细胞产生的O
2 2
不一定只来自光合作用，C错误；
D、光反应阶段水的分解产生氧气，故光合作用产生的O 中的氧元素只能来自于H O，D正确。
2 2
故选：ABD。
【点评】本题主要考查有氧呼吸和光合作用的相关知识，要求考生识记有氧呼吸和光合作用的过程，理
解产生水和消耗水的过程，再结合所学知识判断各选项。【例题1】 （2022•顺德区模拟）在光照等条件下，番茄叶片叶肉细胞进行光合作用与有氧呼吸、以及细
胞内外交换的示意图如图（数字表示结构，小写字母代号表示物质的移动情况），有关说法错误的是（
）
A．图中线粒体中2处释放的能量远远多于3处
B．叶绿体内发生光能转变为C H O 的化学能
6 12 6
C．物质A进入线粒体后彻底分解需要水的参与
D．h＝c，d＝g时的光照强度为番茄植株的光补偿点
【分析】分析图形：该图是叶绿体的结构和功能、线粒体的结构和功能及光合作用过程与呼吸作用过程
的关系，其中h和a代表线粒体释放二氧化碳；b和c代表叶绿体从外界吸收二氧化碳；d和e代表叶绿
体向外界释放氧气；f和g代表线粒体从外界吸收氧气；物质A是丙酮酸。1代表线粒体外膜；2代表线
粒体内膜；3代表线粒体基质；6代表叶绿体外膜；7代表叶绿体内膜；8代表叶绿体的基粒（由类囊体
薄膜堆叠形成）；9代表叶绿体基质。
【解答】解：A、根据题图分析可知，2代表线粒体内膜，发生有氧呼吸第三阶段的反应，而 3代表线
粒体基质，发生第二阶段的反应，因为有氧呼吸第三阶段产生的能量最多，所以2处释放的能量远远多
于3处，A正确；
B、叶绿体是光合作用的场所，光反应阶段发生光能转变为ATP中活跃的化学能的能量，在暗反应阶段
发生ATP中活跃的化学能的能量转化为有机物中化学能的能量，B正确；
C、根据题图分析可知，物质A是丙酮酸，其在线粒体基质中和水在酶的催化下生成[H]和二氧化碳，
产生少量的能量，C正确；
D、根据题图分析可知，h代表线粒体释放二氧化碳，c代表叶绿体从外界吸收二氧化碳，而d代表叶绿
体向外界释放氧气；g代表线粒体从外界吸收氧气；若h＝c，d＝g时，说明净光合作用速率为零，但题图是表示番茄叶片叶肉细胞，所以h＝c，d＝g时的光照强度为番茄叶肉细胞的光补偿点，而番茄植株
还有根尖等不能进行光合作用，只进行呼吸作用，所以整个番茄植株呼吸作用速率应该大于光合作用速
率，D错误。
故选：D。
【点评】本题以图示为情景，考查光合作用和呼吸作用的综合应用。考生要识记光合作用和呼吸的具体
过程，掌握影响光合速率的因素及相关曲线。考生要能正确分析题图，同时能结合图中信息和各选项的
描述进行推理判断准确答题。
【例题2】 （2022•浙江模拟）给某植物提供C18O 较长时间后，能检测到含18O的物质是（ ）
2
A．糖类 B．糖类和H O
2
C．糖类、H O和O D．糖类、H O、O 和CO
2 2 2 2 2
【分析】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 在光反应
2 5 3 3
提供的ATP和[H]的作用下还原生成糖类等有机物。
2、有氧呼吸过程分为三个阶段，第一阶段是葡萄糖分解形成丙酮酸和[H]，发生在细胞质基质中；有氧
呼吸的第二阶段是丙酮酸和水反应产生二氧化碳和[H]，发生在线粒体基质中；有氧呼吸的第三阶段是
[H]与氧气反应形成水，发生在线粒体内膜上。
【解答】解：给某植物提供C18O 较长时间后，在光合作用的暗反应过程中，C18O 中18O的转移途径
2 2
是：二氧化碳→三碳化合物→糖类；糖类含有 18O，经过有氧呼吸第一、二阶段可转移到C18O 和
2
H 18O，H 18O再经过光反应转化为18O ，故最终能检测到含18O的物质是糖类、H O、O 和CO 。
2 2 2 2 2 2
故选：D。
【点评】本题考查光合作用和细胞呼吸的过程，意在考查学生的识记能力和判断能力，运用所学知识综
合分析问题的能力。
【例题3】 （2022•叶城县校级三模）细胞中糖类的合成与分解过程如图，下列叙述正确的是（ ）
（CH O）+O CO +H O+能量
2 2 2 2
A．过程①产生的能量大部分储存在ATP中
B．过程①在线粒体中进行，过程②只在叶绿体中进行
C．过程②产生O 中的氧来自H O和CO
2 2 2
D．过程②中储存的能量来自ATP和NADPH中的化学能
【分析】分析图示，过程①表示有氧呼吸，过程②表示光合作用。
【解答】解：A、过程①有氧呼吸产生的能量大部分以热能得形式散失，A错误；B、过程①有氧呼吸在细胞质基质和线粒体中进行，B错误；
C、过程②光合作用产生O 中的氧只来自H O，C错误；
2 2
D、过程②光合作用中储存的能量来自ATP和NADPH中的化学能，D正确。
故选：D。
【点评】本题以化学反应式为载体，考查了有氧呼吸和光合作用的相关知识，要求考生能够识记光合作
用和有氧呼吸的场所；明确原核细胞中没有叶绿体和线粒体，但是少数也能进行有氧呼吸和光合作用；
识记光合作用和有氧呼吸过程中的物质变化以及各元素的去向。
【例题4】 （2022•如皋市校级三模）图中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、AOX、UQ表示在真核细胞中有氧呼吸的
第三阶段参与电子传递的蛋白质复合体或脂溶性物质复合体。其中H+通过Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ逆浓度梯度运输，建
立膜质子（H+）势差，驱动ATP合成酶和UCP发挥作用使膜两侧的质子（H+）势差转变成其他形式的能
量。假设只要电子最终能传到H O中，释放的总能量不变。相关叙述正确的是（ ）
2
A．图示的膜结构为线粒体内膜，上侧为线粒体基质
B．H+通过Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ的运输维持膜两侧H+浓度的平衡
C．ATP合成酶还广泛分布于叶绿体内膜上
D．释放的总能量大部分以热能散失，少部分合成ATP
【分析】1、有氧呼吸分为三个阶段：第一阶段是葡萄糖酵解形成丙酮酸和还原氢，同时产生少量的
ATP，该过程发生在细胞质基质中；第二阶段是丙酮酸和水反应产生二氧化碳和还原氢，同时也产生少
量的ATP，该过程发生在线粒体基质中；第三阶段是还原氢与氧气在线粒体内膜上结合形成水，同时释
放出大量的能量。
2、题图分析：UQ、蛋白复合体（Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ）可以传递有机物分解产生的电子，同时又将H+运输到
膜间隙，使膜两侧形成H+浓度差；H+通过ATP合成酶以被动运输的方式进入线粒体基质，并驱动 ATP
生成；H+可以通过UCP蛋白由膜间隙跨膜运输到线粒体基质。
【解答】解：A、有氧呼吸第二阶段的场所是线粒体基质，第三阶段的场所是线粒体内膜，形成水的过
程为有氧呼吸的第三阶段，据此可判断图示的膜结构为线粒体内膜，下侧为线粒体基质，A错误；B、由图可知：H+通过Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ逆浓度梯度运输维持膜两侧的H+浓度差，B错误；
C、叶绿体具有两层膜，其内膜不合成ATP，因此没有ATP合成酶，C错误；
D、图示为有氧呼吸第三阶段的反应，有氧呼吸第三阶段释放的能量大部分以热能散失，少部分合成
ATP，D正确。
故选：D。
【点评】本题结合图形，主要考查物质跨膜运输、光合作用、有氧呼吸的相关知识，要求考生识记物质
跨膜运输的方式；识记有氧呼吸的过程，再结合图中信息和所学知识判断各选项。
1. （2022•乙卷）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，下列解释合理的是（ ）
2
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
【分析】根据题意分析可知：生长正常的小麦置于密闭容器内，适宜条件下培养，培养初期小麦的光合
作用速率大于细胞呼吸速率，使容器内CO 含量降低；当小麦光合作用速率等于细胞呼吸速率时，容器
2
内CO 含量保持相对稳定。
2
【解答】解：A、培养初期，容器内CO 含量逐渐降低，光合速率逐渐减慢，之后光合速率等于呼吸速
2
率，A错误；
B、初期光合速率减慢，由于光合速率大于呼吸速率，容器内O 含量升高，呼吸速率会有所升高，之后
2
保持稳定，B错误；
CD、根据上述分析，初期光合速率大于呼吸速率，之后光合速率等于呼吸速率，C错误，D正确。
故选：D。
【点评】本题结合“密闭容器中CO 含量变化”这一经典情境考查了CO 浓度对光合作用的影响以及光
2 2
合作用和呼吸作用之间的关系，意在考查考生的分析能力和理解能力，要求考生能够分析题干关键信息
从而明确培养过程中光合速率与呼吸速率的变化过程，再对选项进行分析判断。
2. （多选）（2022•湖南）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 2C．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
【分析】1、温度对光合作用的影响：在最适温度下酶的活性最强，光合作用强度最大，当温度低于最
适温度，光合作用强度随温度的增加而加强，当温度高于最适温度，光合作用强度随温度的增加而减
弱。
2、二氧化碳浓度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强。当
二氧化碳浓度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。
3、光照强度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随光照强度的增加而增强。当光照强度
增加到一定的值，光合作用强度不再增强。
【解答】解：A、夏季晴朗无云的白天，12时左右气温太高，叶片蒸腾作用强，植物体为减少水分散
失，使气孔部分关闭，使得的进入植物体内的 CO 量减少，导致12时左右光合作用强度明显减弱，A
2
正确；
B、植物体的温度随环境温度的变化而变化，当外界气温升高，植物细胞中光合酶与呼吸酶的活性均受
影响，12时左右光合作用仍强于呼吸作用，呼吸释放的CO 量小于光合固定的CO 量，B错误；
2 2
C、光合色素位于叶绿体类囊体薄膜上，而不在叶绿体内膜上，且一般情况下，不会引起光合色素的破
坏，C错误。
D、10时左右某植物光合作用强度达到峰值，从10时到12时左右，光合作用强于呼吸作用，积累有机
物较多，可能会造成产物在叶片中大量积累，从而产生反馈抑制，导致光合作用减弱，D正确。
故选：AD。
【点评】本题结合具体情境考查光合作用的相关知识，要求考生明确光合作用和呼吸作用的关系，理解
影响光合速率的环境因素，要准确分析题干信息和选项内容，运用所学知识进行分析判断。
3. （2020•海南）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
。
【分析】影响光合作用的环境因素：光照、二氧化碳浓度、温度、水、矿质元素等该题以一天的时间来
代替光照强度，中午因为光照强度过强，气孔关闭影响光合作用的暗反应从而影响整个光合作用过程。
温度的变化会引起光合作用和呼吸作用相关酶活性影响光合和呼吸作用，植物的产量既有机物的积累，
是植物一天光合作用的产物减去呼吸作用所消耗的有机物：净光合作用＝总光合作用﹣呼吸作用。
【解答】解：（1）光合作用在一定范围内随光照强度的增加而增加，与10时相比，7时光照强度弱，
此时，影响光合作用的主要因素是光照强度，10时到12时，从图中分析可知，光合作用强度在降低。
（2）光合作用在一定范围内随光照强度的增加而增加，当光照强度持续增加同时温度上升，会对植物
组织内部灼烧，部分气孔关闭，导致植物从外界吸收二氧化碳受阻，植物暗反应受到限制，光合作用强
度降低。
（3）当温度升高后，与光合作用有关的酶会由于温度过高而活性降低，光合作用强度降低，呼吸作用
有关酶的最适温度高于光合作用有关酶的最适温度，呼吸速率上升，最终导致净光合速率降低，蔬菜的
有机物积累减少，产量降低。
故答案为：
（1）光照强度 降低
（2）B地光照强度过高，导致蔬菜气孔关闭，二氧化碳吸收受阻，光合作用速率降低
（3）C的温度上升，光合作用有关酶活性下降，呼吸作用有关酶活性增加，C的净光合作用降低，产
量下降，因此C的蔬菜产量低于B
【点评】本题主要考查环境对植物光合作用的影响，需要学生能够根据光合作用过程所需原料、酶进行
综合分析，对学生的要求较高。
【例题1】 （2022•山东模拟）连续48h测定温室内CO 浓度及植物CO 吸收（或释放）速率，得到如图
2 2
所示曲线（整个过程中呼吸作用强度恒定）。下列有关叙述正确的是（ ）A．实验的前3小时叶肉细胞产生ATP的场所是线粒体内膜和线粒体基质
B．如改用相同强度绿光进行实验，c点的位置将下移，48小时净积累量为负值
C．由图可知在植物叶肉细胞中，呼吸速率与光合速率相等的时刻为第6、18、30、42小时
D．实验中该植物前24小时有机物积累量小于后24小时有机物积累量
【分析】分析题图可知，实线表示室内CO 浓度变化，虚线表示CO 吸收或释放速率；若植物只进行呼
2 2
吸作用或光合作用速率小于呼吸作用速率，则植物会向外界释放 CO ，故室内CO 浓度升高；若植物光
2 2
合作用速率大于呼吸作用速率，则植物会从外界吸收CO ，故室内CO 浓度降低。
2 2
【解答】解：A、实验的前3小时CO 释放速率不变，说明叶肉细胞只进行呼吸作用，故叶肉细胞产生
2
ATP的场所是细胞质基质、线粒体内膜和线粒体基质，A错误；
B、如改用相同强度绿光进行实验，光合作用减弱，吸收的CO 减少，c点的位置将升高，B错误；
2
C、由图可知在植物呼吸速率与光合速率相等的时刻为第6、18、30、42小时，但由于植物还有很多不
进行光合作用的部位，故在这4个时刻，叶肉细胞光合作用速率大于呼吸作用速率，C错误；
D、分析曲线可知，24时与0时室内CO 浓度相等，48时室内CO 浓度低于24时，故该植物前24小时
2 2
有机物积累量小于后24小时有机物积累量，D正确。
故选：D。
【点评】本题考查光合作用、细胞呼吸及其影响因素，意在考查学生对知识的理解和应用能力、分析题
图获取信息的能力。
【例题2】 （2022•惠州一模）科研人员将某绿色植物置于密闭透明装置内，根据 O 传感器获得一天
2
（24小时）的数据，并绘制曲线如图所示。下列相关叙述正确的是（ ）A．C点对应的时刻的光照强度为光饱和点
B．B、C两点分别表示该植物一天干重最低与最高的点
C．B点对应的时刻，植株肯定不进行光合作用
D．装置内CO 的相对含量A时刻高于D时刻
2
【分析】由图可知，B点和C点时光合速率等于呼吸速率，AB段呼吸速率大于光合速率，BC段光合速
率大于呼吸速率。
【解答】解：A、C点的光合速率＝呼吸速率，此时不是光饱和点，A错误；
B、据图可知，B点之前密闭装置内氧气的含量降低，证明此前植物的呼吸速率＞光合速率，B点干重
最低；B﹣C段密闭容器中氧气含量增加，证明该时间内呼吸速率＜光合速率，植物干重一直在积累，
C点时干重最多，B正确；
C、B点之前植物的呼吸速率＞光合速率，B点之后植物的光合速率＞呼吸速率，则B点时植物的光合
速率＝呼吸速率，即植物也进行光合作用，C错误；
D、据图可知，一昼夜后容器内氧气的含量基本不变（A点和D点），说明植物的光合速率与呼吸速率
基本平衡，则装置内CO 的相对含量A时刻等于D时刻，D错误。
2
故选：B。
【点评】本题主要考查的是影响植物光合作用的环境因素的相关知识，意在考查学生对基础知识的理解
掌握，难度适中。
1. （2021•海南）植物工厂是全人工光照等环境条件智能化控制的高效生产体系。生菜是植物工厂常年培植的
速生蔬菜。回答下列问题。（1）植物工厂用营养液培植生菜过程中，需定时向营养液通入空气，目的是
。 除 通 气 外 ， 还 需 更 换 营 养 液 ， 其 主 要 原 因 是
。
（2）植物工厂选用红蓝光组合LED灯培植生菜，选用红蓝光的依据是
。生菜成熟叶片在不
同光照强度下光合速率的变化曲线如图1，培植区的光照强度应设置在 点所对应的光照强度；为
提高生菜产量，可在培植区适当提高CO 浓度，该条件下B点的移动方向是 。
2
（3）将培植区的光照/黑暗时间设置为14h/10h，研究温度对生菜成熟叶片光合速率和呼吸速率的影
响，结果如图2，光合作用最适温度比呼吸作用最适温度 ；若将培植区的温度从T 调至T ，培植
5 6
24h后，与调温前相比，生菜植株的有机物积累量 。
【分析】影响光合作用的主要因素有：光照强度、二氧化碳浓度、温度等；第（2）题图表示光照强度
对光合速率的影响，第（3）题图表示温度对光合速率和呼吸速率的影响。
【解答】解：（1）营养液中的生菜长期在液体的环境中，根得不到充足的氧，影响呼吸作用，从而影
响生长，培养过程中要经常给营养液通入空气，其目的是促进生菜根部细胞呼吸；营养液中的无机盐在
培植生菜的过程中会被大量吸收，因此更换营养液的主要原因是为生菜提供大量的无机盐，以保证生菜
的正常生长。
（2）叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，所以选用红蓝光组合LED灯培植生菜可以提高植物的光合作用，
从而提高生菜的产量；B点为光饱和点对应的最大光合速率，因此培植区的光照强度应设置在 B点所对
应的光照强度，根据题干“为提高生菜产量，可在培植区适当提高CO 浓度”可知：该条件下光合速率
2
增大，则B点向右上方移动。
（3）根据曲线可知：在此曲线中光合速率的最适温度为T ，而在该实验温度范围内呼吸速率的最适温
5
度还未出现，所以光合作用最适温度比呼吸作用最适温度低，若将培植区的温度从 T 调至T ，导致光
5 6
合速率减小而呼吸速率增大，生菜植物的有机物积累量将减少。
故答案为：（1）促进生菜根部细胞呼吸 为生菜提供大量的无机盐，以保证生菜的正常生长
（2）叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，选用红蓝光可以提高植物的光合作用，从而提高生菜的产量 B
右上方
（3）低 减少
【点评】本题结合曲线图，主要考查光照强度与温度对光合速率的影响，注意认真分析题图，弄清影响
呼吸作用与光合作用的因素是解题关键。
【例题1】 （2022•吕梁一模）农作物的光合作用强度与其产量直接相关。科研人员研究了光照强度和
CO 浓度对某种植物光合作用强度的影响，绘制出成熟叶片在两种CO 浓度条件下，光合作用强度随光照
2 2
强度的变化曲线（见图）。下列说法正确的是（ ）
A．单位叶片中a点的光合作用强度一定大于呼吸作用强度
B．d点以后限制光合作用强度的内因可能是酶浓度
C．CO 浓度由b点调至c点瞬间，叶绿体中C 含量下降
2 3
D．若该曲线是在最适温度下测得，突然降低温度，d点会向右上方移动
【分析】分析图形：该实验的目的是探究光照强度和CO 浓度对甘蔗光合作用强度的影响，自变量是光
2
照强度和二氧化碳浓度，因变量是光合作用强度。影响光合作用的环境因素主要有光照强度、温度和二
氧化碳浓度等。
【解答】解：A、由于曲线代表总光合强度，呼吸强度未知，故单位叶片中 a点的光合作用强度不一定
大于呼吸作用强度，A错误；
B、d点已达到最大光合速率，d点以后限制光合作用强度的内因可能是酶浓度，B正确；
C、CO 浓度由b点调至c点瞬间，二氧化碳浓度上升，C 的合成增加，消耗速率不变，所以C 含量上
2 3 3
升，C错误；
D、突然降低温度，与光合作用有关酶活性降低，光合速率降低，d点会向左下方移动，D错误。
故选：B。【点评】本题结合曲线图，主要考查光合作用的相关知识，意在考查考生能运用所学知识与观点，通过
比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理，做出合理的判断的能力。
【例题2】 （2022•保定二模）图1表示玉米光合作用和有氧呼吸过程中的部分物质变化，图2表示玉米
在充足CO 、不同温度和不同光照强度下的光合速率。下列叙述正确的是（ ）
2
A．图1中，在生物膜上进行的过程有①②③，⑤过程需要消耗ATP
B．图1中，若叶肉细胞内②过程与④过程的速率相等，则玉米植株可正常生长
C．图2中，P点对应光照强度下，限制玉米光合速率的主要环境因素是CO 浓度
2
D．图2中，若环境中CO 浓度降低，则曲线上的Q点将向左下方移动
2
【分析】分析图1：①表示水的光解，②表示细胞呼吸第一阶段，③有氧呼吸或者无氧呼吸的第二阶
段，④表示C 的还原，⑤表示二氧化碳的固定。
3
分析图2：玉米在充足CO 、不同温度和不同光照强度下的光合速率，P点和Q点限制因素为温度。
2
【解答】解：A、①表示水的光解，场所是类囊体薄膜上，②表示细胞呼吸第一阶段，场所是细胞质
基质，③表示有氧呼吸或者无氧呼吸的第二阶段，场所是线粒体基质或者细胞质基质，因此在生物膜
上进行的过程有①，⑤表示二氧化碳的固定，该过程不需要消耗ATP，A错误；
B、玉米细胞中有的能进行光合作用（含叶绿体），有的不能，因此图1中，若叶肉细胞内②过程（可
代表呼吸速率）与④过程（可代表光合速率）的速率相等，玉米的光合速率应该是小于呼吸速率，故
玉米植株不能正常生长，B错误；
C、该图是在充足CO 测得的，P点对应光照强度下，限制玉米光合速率的主要环境因素不是CO 浓
2 2
度，而是温度，C错误；
D、若环境中CO 浓度降低，光合作用速率下降，植物体利用的光照强度降低，因此曲线上的Q点将向
2
左下方移动，D正确。
故选：D。
【点评】解答本题的关键是掌握光合作用与呼吸作用的详细过程，确定图1中各个结构和物质的名称，
并弄清楚图2中各个点的生理学意义，明确实际光合速率＝净光合速率+呼吸速率。
【例题3】 （2022•龙岩四模）细辛是一种在森林下部生活的植物，滨藜是一种在沙漠中生活的植物。如图1是光照强度对两种植物光合作用强度影响的曲线（甲、乙）。请回答：
（1）图中代表滨藜光合作用强度变化曲线的是 ，判断依据是
。
（2）甲曲线在b 点时植物叶肉细胞内光合作用吸收的CO 来自 和 ，
1 2
据图分析，光照强度为b 时，限制乙植物光合作用的主要环境因素是 。
2
（3）在玻璃温室中，研究小组分别用三种单色光对滨藜进行补充光源（补光）实验，结果如图 2所
示。补光的光强度为150μmol•m﹣2•s﹣1，补光时间为上午7：00～10：00，温度适宜。
①某同学通过对实验结果分析得出只要对温室中植物进行补光就可以提高光合作用的结论，该结论正
确吗？ ，依据是
。
②光饱和点是光合速率达到最大值时所需的最低光照强度。若680nm补光后植株的光合色素增加，则
光饱和点将 （填“上升”“不变”或“下降”），原因是
。
【分析】1、温度对光合作用的影响：在最适温度下酶的活性最强，光合作用强度最大，当温度低于最
适温度，光合作用强度随温度的增加而加强，当温度高于最适温度，光合作用强度随温度的增加而减
弱；
2、二氧化碳浓度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强。当
二氧化碳浓度增加到一定的值，光合作用强度不再增强；
3、光照强度对光合作用的最响：在一定范围内，光合作用强度随光照强度的增加而增强。当光照强度
增加到一定的值，光合作用强度不再增强。
【解答】解：（1）根据体感信息港“细辛是一种在森林下部生活的植物，滨藜是一种在沙漠中生活的植物”可知，细辛适合生活在较弱光照环境，滨藜适合生活在较强光照环境中，前者的光补偿点和光饱
和点都比后者低，所以甲曲线对应的是滨藜，乙曲线对应的是细辛。
（2）根据图得知，光照强度为b 时，甲植物的光合作用强度和呼吸作用强度相同，但植物所有细胞都
1
要进行呼吸作用，而只有叶肉细胞能进行光合作用，所以此时叶肉细胞的光合作用强度应大于呼吸作用
强度，其所需的二氧化碳除了来自细胞呼吸外，还需要从外界环境中吸收。乙曲线中光照强度为 b
2
时，光合作用随着光照强度的增大而增大，说明光照强度是该点的限制因素。
（3）据图分析可知，给植株补充580nm光源与白光对照组相比，该植株的二氧化碳吸收速率降低，所
以对温室中植物进行补光就可以提高光合作用的结论是错误的；若 680nm补光后，植物的光合色素增
加，其吸收、传递、转化的光能增多，光反应加快，而暗反应受限于二氧化碳浓度未达到饱和，光反应
产生的ATP和NADPH增多，使暗反应增强，整体光合作用速率增强，因此光饱和点上升。
故答案为：
（1）甲 滨蔾生活在沙漠适应较强光照，细辛生活在森林下部适应较弱光照，滨蔾的光饱和点（和光
补偿点）大于细辛（2分）
（2）细胞呼吸释放出的 大气中的 光照强度
（3）①不正确 给植株补充580nm光源与白光对照组相比，该植株的CO 吸收速率降低
2
②上升 光合色素增加，光反应加快，而暗反应受限于CO 浓度未达到饱和，光反应产生的ATP和
2
[H]增多，可使暗反应增强，整体光合速率增强，相同时间内能利用更多的光能，光饱和点上升
【点评】本题意在考查学生学生对知识的分析和理解能力，光合作用是考察的重点和难点，可以通过流
程图分析、表格比较、典型练习分析，来强化学生的理解。
1. （2021•北京）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
【分析】1、净光合速率是植物绿色组织在光照条件下测得的值—单位时间内一定量叶面积 CO 的吸收
2
量或O 的释放量。净光合速率可用单位时间内O 的释放量、有机物的积累量、CO 的吸收量来表示。
2 2 2
2、真正（总）光合速率＝净光合速率+呼吸速率。
【解答】解：A、由图可知，CT植株和HT植株的CO 吸收速率最大值基本一致，都接近于3nmol•cm﹣
2
2•s﹣1，A正确；
B、CO 吸收速率代表净光合速率，而总光合速率＝净光合速率+呼吸速率。由图可知35℃时两组植株
2
的净光合速率相等，但呼吸速率未知，故35℃时两组植株的真正（总）光合速率无法比较，B错误；
C、由图可知，50℃时HT植株的净光合速率大于零，说明能积累有机物，而CT植株的净光合速率不大
于零，说明不能积累有机物，C正确；
D、由图可知，在较高的温度下HT植株的净光合速率仍大于零，能积累有机物进行生长发育，体现了
HT植株对高温环境较适应，D正确。
故选：B。
【点评】本题借助曲线图，考查光合速率的影响因素，意在考查考生分析曲线图的能力和理解能力。
2. （2022•湖南）将纯净水洗净的河沙倒入洁净的玻璃缸中制成沙床，作为种子萌发和植株生长的基质。某水
稻品种在光照强度为8～10μmol/（s•m2）时，固定的CO 量等于呼吸作用释放的CO 量；日照时长短于12
2 2
小时才能开花。将新采收并解除休眠的该水稻种子表面消毒，浸种1天后，播种于沙床上。将沙床置于人
工气候室中，保湿透气，昼/夜温为35℃/25℃，光照强度为2μmol/（s•m2），每天光照时长为14小时。回
答下列问题：
（1）在此条件下，该水稻种子 （填“能”或“不能”）萌发并成苗（以株高≥2厘米，至少1片
绿 叶 视 为 成 苗 ） ， 理 由 是
。
（2）若将该水稻适龄秧苗栽植于上述沙床上，光照强度为10μmol/（s•m2），其他条件与上述实验相
同，该水稻 （填“能”或“不能”）繁育出新的种子，理由是
（答出两点即可）。
（3）若该水稻种子用于稻田直播（即将种子直接撒播于农田），为防鸟害、鼠害减少杂草生长，须灌水覆盖，该种子应具有 特性。
【分析】光照强度为8～10μmol/（s•m2）时，固定的CO 量等于呼吸作用释放的CO 量，即为光补偿
2 2
点，光合速率等于呼吸速率，净光合速率等于0。光照强度要大于光补偿点的强度植物才能正常生长。
【解答】解：（1）种子萌发的外界条件：充足的水分、足够的氧气和适宜的温度，将沙床置于人工气
候室中，保湿透气，昼/夜温为35℃/25℃，所以沙床满足种子萌发的条件，水稻种子能在此条件下萌
发。
（2）光照强度为10μmol/（s•m2）时为该水稻种子的光补偿点，光合速率等于呼吸速率，净光合速率为
0，水稻适龄秧苗不能正常生长；每天光照时长为14小时超过了开花需要的最长时长，所以水稻植株不
能开花繁育出新种子。
（3）为防鸟害、鼠害减少杂草生长，种子须灌水覆盖，该种子应具有抗涝特性。
故答案为：
（1）能 在此条件下满足种子萌发所需要的充足水分、足够的空气和适宜的温度等条件。
（2）不能 光照强度为10μmol/（s•m2）时为该水稻种子的光补偿点，光合速率等于呼吸速率，净光
合速率为0，水稻适龄秧苗不能正常生长；每天光照时长为14小时超过了开花需要的最长时长，所以水
稻植株不能开花繁育出新种子。
（3）抗涝
【点评】本题考查考生细胞呼吸和光合作用在生产生活中的运用，要求考生能运用相关知识分析解决实
际问题。
【例题1】 （2022•洪山区校级模拟）为了研究某种植物光合速率和呼吸速率对生长发育的影响，研究者
做了以下相关实验：将长势相同的该植物幼苗分成若干组，分别置于不同温度下（其他条件相同且适
宜），暗处理1h，再光照1h，测其干重变化，得到如图所示的结果。下列说法错误的是（ ）
A．32℃时植物的光合速率大于呼吸速率B．24小时恒温26℃条件下，当光照时间超过4小时，该植物幼苗能正常生长
C．该植物进行光合作用时，当光照强度突然增加，C 的量减少
3
D．将该植物放在H 18O的水中培养，光照一段时间后可以在体内发现（CH 18O）
2 2
【分析】分析曲线图：暗处理1h后的干重变化代表了呼吸速率，光照1h后与暗处理后的干重变化代表
了这1h的净光合速率。
【解答】解：A、32℃时，暗处理1h后的重量变化是﹣4mg，说明呼吸速率是4mg/h，光照1h后与暗处
理前的变化是0mg，说明此条件下光合速率是8mg/h，光合速率与呼吸速率的数量关系为光合速率是呼
吸速率的2倍，A正确；
B、据图中信息可知，26℃条件下，呼吸速率是1mg/h，光合速率是3+1+1＝5mg/h，设在光照强度适宜
且恒定、一昼夜恒温 26℃条件下，至少需要光照x小时以上，该番茄幼苗才能正常生长，则有 5x﹣
1×24＝0，可求出x＝4.8h，B错误；
C、该植物进行光合作用时，当光照强度突然增加，光反应产生的 ATP和NADPH增多，C 的还原量增
3
多，而C 的生成量不变，因此C 的量减少，C正确；
3 3
D、将该植物放在H 18O的水中培养，H 18O 先通过有氧呼吸第二阶段进入C18O ，然后再通过光合作用
2 2 2
暗反应进入到有机物（CH 18O）中，D正确。
2
故选：B。
【点评】本题借助图解，考查光合作用和呼吸作用的过程及其影响因素，意在考查考生分析曲线图的能
力、理解能力和计算能力。
【例题2】 （2022•湖北模拟）某研究小组为了探究鄂西北的夏日晴天中午时气温和相对湿度对甲品种小
麦净光合作用的影响，将生长状态一致的甲品种小麦植株分为五组，第一组在田间生长作为对照组，第二
组至第五组在人工气候室中生长作为实验组，并保持其光照和 CO 浓度等条件与对照组相同。于中午12：
2
30测定各组叶片的净光合速率，各组实验处理及结果如表所示：
项目 第一组 第二组 第三组 第四组 第五组
实验处理 温度/℃ 35 35 35 30 25
相对湿度/% 17 27 52 52 52
实验结果 净光合速率/mgCO •dm﹣2•h﹣1 11.1 15.1 22.1 23.7 20.7
2
（在同一温度下的呼吸速率相等）根据本实验结果，不能推测的结论是（ ）
A．中午时，相对湿度对甲品种小麦净光合速率影响大于气温的影响
B．与第二组相比，第三组小麦的气孔的开放程度大，吸收CO 速率快
2
C．与第三组相比，第四组小麦真光合作用酶的活性较高
D．适当提高第五组气候室的环境温度能提高小麦的净光合速率【分析】据表分析：对照组、实验组一、实验组二的自变量是相对湿度，根据实验结果可知，相对湿度
越大，小麦光合速率越大；实验组二、实验组三、实验组四的自变量是温度，适当提高温度可增加酶的
活性，提高光合速率。
【解答】解：A、根据本实验结果可知，相同温度条件下，小麦光合速率随相对湿度的增加而明显加
快，但相对湿度相同时，小麦光合速率随温度的变化不明显，由此推知中午时对小麦光合速率影响较大
的环境因素是相对湿度，A正确；
B、比较实验组二、三可推知，相对湿度增大，光合速率较高与气孔的开放程度大，吸收 CO 快有关，
2
B正确；
C、比较实验组三、四可推知，第四组小麦的净光合速率大于第三组，但第四组30℃时的呼吸速率可能
小于第三组35℃时，所以不能确定第三组与第四组真光合速率（＝净光合速率+呼吸速率）的大小，C
错误；
D、比较实验组三、四、五可推知，小麦光合作用的最适温度在 30℃左右，而第五组的25℃还远低于
最适温度，所以在实验组中，若适当提高第五组的环境温度能提高小麦净光合速率，D正确。
故选：C。
【点评】本题结合实验设计分析考查光合作用的相关知识，要求考生识记光合作用的原理及影响光合作
用的因素，掌握实验的设计原则和分析方法，要能将教材中的知识结合题中信息进行迁移应用。
【例题3】 （2022•海南一模）甲同学将相同生理状态的非洲茉莉叶片横切成 3种羽裂宽度（羽裂方式如
图1所示，宽度为d），每种羽裂宽度的叶片等分为两组，分别浸入等量的质量分数为4.2%的NaHCO 溶
3
液中，将叶片分散均匀不重叠，在适宜的光照强度下进行光合作用实验，一定时间后测定其氧气的释放
量，实验结果如图2所示（假设叶片羽裂不影响细胞的呼吸速率）。乙同学测定非洲茉莉在不同温度和光
照强度下光合作用强度变化趋势，结果如图3所示。请回答下列问题：
（1）甲同学所做实验的自变量是 。非洲茉莉叶肉细胞内氧气被消耗的
具体场所是 。
（2）该实验中所用的NaHCO 溶液的作用是 。NaHCO 溶
3 3液浓度过高可能导致实验失败，其原因是：
。
（3）羽裂可以暴露横切部位的叶肉细胞，根据图2可知，羽裂宽度越小，光合速率越大，试分析其原
因：
。
（4）分析图3中的两条曲线，温度为25℃、光照强度小于2klx，采取 的措施将有
助 于 茉 莉 的 生 长 ， 判 断 依 据 是 ：
。
【分析】1、有氧呼吸分为三个阶段：第一阶段是葡萄糖酵解形成丙酮酸和还原氢，同时产生少量的
ATP，该过程发生在细胞质基质中，第二阶段是丙酮酸和水反应产生二氧化碳和还原氢，同时也产生少
量的ATP，该过程发生在线粒体基质中，第三阶段是还原氢与氧气在线粒体内膜上结合形成水，同时释
放出大量的能量。
2、影响光合作用的环境因素：①温度对光合作用的影响：在最适温度下酶的活性最强，光合作用强度
最大，当温度低于最适温度，光合作用强度随温度的增加而加强，当温度高于最适温度，光合作用强度
随温度的增加而减弱。②二氧化碳浓度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随二氧化碳
浓度的增加而增强。当二氧化碳浓度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。③光照强度对光合作
用的影响：在一定范围内，光合作用强度随光照强度的增加而增强。当光照强度增加到一定的值，光合
作用强度不再增强。
【解答】解：（1）甲同学研究的是叶片的羽裂宽度和光照时间对光合速率的影响，故该实验的自变量
是光照时间和羽裂宽度。有氧呼吸过程中氧气参与的是有氧呼吸的第三阶段，发生的场所是线粒体内
膜，据此可知，非洲茉莉叶肉细胞内氧气的消耗发生在有氧呼吸第三阶段，其场所是线粒体内膜。
（2）该实验中NaHCO 溶液能够释放二氧化碳，供给植物进行光合作用，因此其作用是为植物细胞光
3
合作用提供CO ；NaHCO 溶液浓度过高会导致细胞失水过多，影响细胞代谢，甚至会使细胞死亡，从
2 3
而导致实验失败。
（3）根据题意可知，羽裂可以暴露横切部位的叶肉细胞，因此叶片羽裂宽度越小，从切面暴露的叶肉
细胞（叶绿体）就越多，有利于叶肉细胞（叶绿体）直接吸收到更多的 CO （和更多的光能），从而提
2
高了光合速率。
（4）根据图3中的两条曲线可知，光照强度小于2klx时，25℃下净光合作用强度低于15℃下净光合作
用强度，所以温度为25℃、光照强度小于2klx，采取适当降低温度的措施将有助于茉莉的生长。故答案为：
（1）羽裂宽度和光照时间 线粒体内膜
（2）为植物细胞光合作用提供CO NaHCO 溶液浓度过高会导致细胞失水过多，影响细胞代谢
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（3）叶片羽裂宽度越小，从切面暴露出来的叶肉细胞（叶绿体）就越多，有利于叶肉细胞（叶绿体）
直接吸收到更多的CO （和更多的光能），从而提高了光合速率
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（4）适当降低温度 光照强度小于2klx时，25℃下净光合作用强度低于15℃净光合作用强度
【点评】本题结合实验设计分析和坐标曲线图的分析考查影响光合作用的因素，要理解光合作用的过
程，明确光合作用的结构基础、物质和能量变化，在准确分析题干实验设计和柱形图、曲线图的基础
上，结合所学知识分析作答。
