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题型 7 光合作用与细胞呼吸相关的实验探究（题
型集训）
【基础题型】
1. （2022•历下区校级模拟）酸碱等物质在生物实验中有广泛的应用，下列表述完全准确的一组是
①在“检测生物组织中的糖类”实验中，NaOH用于营造碱性环境②在“pH对酶活性的影响”探究实
验中，仅加入盐酸，就可调节pH③在“酵母菌细胞呼吸的方式”的实验中，NaOH用于吸收空气中的
CO 2④在“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验中，用浓盐酸创造重铬酸钾与乙醇发生化学反应的酸性条
件⑤在“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验中，盐酸用于低温处理的根尖组织细胞形态的固
定（ ）
A．①④ B．③ C．④ D．③⑤
【分析】1、低温诱导染色体加倍实验的原理：低温能够抑制纺锤体的形成，以致影响染色体被拉向两
极，细胞也不能分成两个子细胞。实验步骤是：固定（卡诺氏液）→解离（盐酸酒精混合液）→漂洗→
染色（改良苯酚品红溶液或醋酸洋红溶液）→制片→观察。
2、斐林试剂试剂由甲液（质量浓度为0.1g/mL氢氧化钠溶液）和乙液（质量浓度为0.05g/mL硫酸铜溶
液）组成，用于鉴定还原糖，使用时要将甲液和乙液混合后使用。
3、观察细胞有丝分裂实验中，盐酸和酒精组成解离液，作用是使组织细胞分离开。
4、探究酵母菌细胞呼吸方式实验中，NaOH用于吸收空气中的CO ，防止干扰实验结果。
2
【解答】解：①在“检测生物组织中的糖类”实验中，NaOH用于与硫酸铜反应生成氢氧化铜，①错
误；
②“pH对酶活性的影响”探究实验中，仅加入盐酸，不足以调节 pH，因为该实验还需设计调节pH至碱
性的一组实验，②错误；
③在“酵母菌细胞呼吸的方式”的实验中，NaOH用于吸收空气中的CO ，防止干扰实验结果，③正
2
确；
④在“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验中，用浓硫酸创造重铬酸钾与乙醇发生化学反应的酸性条
件，④错误；⑤在“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验中，盐酸和酒精组成解离液，参与根尖分生区组织
细胞的解离，卡诺氏液用于低温处理的根尖组织细胞形态的固定，⑤错误。
故选：B。
【点评】本题考查检测还原糖实验、探究影响酶活性的因素、探究酵母菌细胞呼吸方式、低温诱导染色
体数目加倍实验等，对于此类试题，需要考生注意的细节较多，如实验的原理、实验采用的试剂及试剂
的作用等，需要考生在平时的学习过程中注意积累．
2. （2022•朝阳区校级模拟）科研人员探究了不同温度（25℃和0.5℃）条件下密闭容器内蓝莓果实的CO 生
2
成速率的变化，结果发现，与25℃相比，0.5℃条件下果实的CO 生成速率较低。为验证上述实验结果，
2
某同学设计如下方案：
①取两个成熟程度相似、大小相同的蓝莓果实，分别装入甲、乙两个容积相同的瓶内，然后密封。
②将甲、乙瓶分别置于25℃和0.5℃条件下储存，每隔一段时间测定各瓶中的CO 浓度。
2
③记录实验数据并计算CO 生成速率。
2
根据上述方案分析，该方案（ ）
A．设计完善，无不足
B．缺少对照实验
C．未能控制单一变量
D．样本数量过少且未重复实验
【分析】科学探究实验过程中，需要遵循对照原则、单一变量原则和平行重复原则，除了自变量以外，
其他的无关变量都需要适宜且相等。
【解答】解：A、该同学取两个成熟程度相似、大小相同的蓝莓果实，样本数量过少且未重复实验，A
错误；
B、该同学的实验方案设置不同温度处理的甲和乙两组，为相互对照实验，B错误；
C、该实验方案中，除自变量温度的差异以外，其他变量如果实成熟度、大小和容积等均为无关变量，
都控制为相同，因此该实验方案是控制了单一变量的，C错误；
D、该同学取两个成熟程度相似、大小相同的蓝莓果实，样本数量过少且未重复实验，可能因为个体差
异具有偶然性降低实验的可信度，D正确。
故选：D。
【点评】本题考查学生从题中获取相关信息，并结合所学细胞呼吸的过程以及实验设计的原则做出正确
判断，属于应用层次的内容，难度适中。
3. （2022•辽宁二模）通过如图甲、乙两组装置探究酵母菌细胞的呼吸方式。取 20g新鲜的食用酵母菌，均分
为两份，分别放入锥形瓶A（500mL）和锥形瓶B（500mL）中，再分别向瓶中注入5%的葡萄糖溶液，实验装置置于25～35℃的环境中培养8～10h。下列分析错误的是（ ）
A．甲、乙两组为对比实验，实验结果事先都是已知的
B．若适当增加A、B瓶中葡萄糖溶液的量，不会影响实验结果
C．若环境温度低于25～35℃，可适当延长培养时间，不会影响实验结论
D．若通过检测酒精的产生确定酵母菌的呼吸方式，应将酵母菌的培养时间适当延长
【分析】探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中：
（1）检测CO 的产生：使澄清石灰水变浑浊，或使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄．
2
（2）检测酒精的产生：橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与酒精发生反应，变成灰绿色．
【解答】解：A、甲为有氧呼吸组，乙为无氧呼吸组，甲、乙两组为对比实验，实验结果事先可以预
测，但不都是已知的，A错误；
B、若适当增加A、B瓶中葡萄糖溶液的量，不会影响酵母菌的细胞呼吸类型，因此不会影响实验结
果，B正确；
C、若环境温度低于25～35℃，酶的活性相对较低，这可适当延长培养时间，但不会影响实验结论，C
正确；
D、由于酵母菌只在无氧呼吸时才产生酒精，因此若通过检测酒精的产生确定酵母菌的呼吸方式，应将
酵母菌的培养时间适当延长（消耗瓶内的氧气，使酵母菌进行无氧呼吸），D正确。
故选：A。
【点评】本题结合图解，考查探究酵母菌的呼吸方式，对于此类试题，需要考生注意的细节较多，如实
验的原理、实验采用的方法、实验现象及结论等，需要考生在平时的学习过程中注意积累。
4. （2022•金华模拟）以酵母菌和葡萄糖为材料进行实验，装置如图。下列关于该实验的叙述，正确的是（
）A．乙试管中的丙酮酸被氧化成乙醇和CO
2
B．通过的空气应先除去CO ，以排除对实验结果的干扰
2
C．乙试管中酵母菌细胞呼吸产生的水中的氢全部来自葡萄糖
D．丙试管中酵母菌进行细胞呼吸时将葡萄糖中的能量大部分转化成热能
【分析】1、酵母菌有氧呼吸的过程：
第一阶段：在细胞质的基质中。
反应式：1C H O （葡萄糖） 2C H O （丙酮酸）+4[H]+少量能量 （2ATP）。
6 12 6 3 4 3
第二阶段：在线粒体基质中进行。
反应式：2C H O （丙酮酸）+6H O 20[H]+6CO +少量能量 （2ATP）。
3 4 3 2 2
第三阶段：在线粒体的内膜上，这一阶段需要氧的参与，是在线粒体内膜上进行的。
反应式：24[H]+6O 12H O+大量能量（34ATP）。
2 2
2、酵母菌无氧呼吸的过程：
第一阶段：在细胞质的基质中。
反应式：1C H O （葡萄糖） 2C H O （丙酮酸）+4[H]+少量能量 （2ATP）。
6 12 6 3 4 3
第二阶段：在细胞质基质。
反应式：2C H O （丙酮酸）+4[H] 2C H OH（酒精）+2CO 。
3 4 3 2 5 2
【解答】解：A、乙试管中的丙酮酸被氧化成水和CO ，A 错误；
2
B、通入的空气应先除去CO ，以排除对实验结果的干扰，B正确；
2
C、乙试管中酵母菌细胞呼吸产生的水中的氢来自葡萄糖和水，C错误；
D、丙试管中酵母菌进行细胞呼吸时将葡萄糖中的能量大部分仍储存在乙醇中，D错误。
故选：B。
【点评】本题考查了探究酵母菌呼吸方式的实验，要求学生识记酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸过程以及能
量的释放量，掌握呼吸作用的过程。
5. （2019•江苏）如图为某次光合作用色素纸层析的实验结果，样品分别为新鲜菠菜叶和一种蓝藻经液氮冷冻
研磨后的乙醇提取液。下列叙述正确的是（ ）A．研磨时加入CaCO 过量会破坏叶绿素
3
B．层析液可采用生理盐水或磷酸盐缓冲液
C．在敞开的烧杯中进行层析时，需通风操作
D．实验验证了该种蓝藻没有叶绿素b
【分析】绿色植物的叶绿体中含有四种色素，纸层析后，形成的色素带从上到下依次是：胡萝卜素（橙
黄色）、叶黄素（黄色）、叶绿素a（蓝绿色）、叶绿素b黄绿色。
由图可知，菠菜含有四种色素，蓝藻（原核生物）只含有叶绿素a和胡萝卜素。
【解答】解：A、研磨时加入碳酸钙是为了保护叶绿素，A错误；
B、层析液可以由石油醚、丙酮和苯混合而成，也可以用92号汽油代替，B错误；
C、层析时，为了防止层析液挥发，需要用培养皿盖住小烧杯，C错误；
D、由图可知，蓝藻只有两条色素带，不含有叶绿色b，D正确。
故选：D。
【点评】本题考查叶绿体中色素的提取和分离实验，对于此类试题，需要考生掌握的细节较多，如实验
的原理、实验选择的材料是否合理、实验采用的试剂及试剂的作用、实验操作等，需要考生在平时的学
习过程中注意积累。
6. （2022•定远县校级模拟）以下关于如图所示高中生物学实验的说法中，正确的是（ ）
A．图甲中色素带②和④分别是黄色的叶黄素和蓝绿色的叶绿素a
B．若乙图是正在发生质壁分离的植物细胞，其吸水能力逐渐增强
C．丙图中培养酵母菌的锥形瓶应封口放置一段时间后再连接，目的是让酵母菌繁殖
D．丙图中澄清的石灰水变浑浊，说明酵母菌进行了无氧呼吸
【分析】分析图甲：色素带①到④依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b。
分析图乙：细胞处于质壁分离状态，细胞的吸水能力和细胞液的浓度成正比。分析图丙：图为酵母菌的无氧呼吸，产物是酒精和二氧化碳。
分析图丁：表示洋葱根尖的培养，洋葱底部要接触到烧杯内液面，以便供给植物水分，利于根尖的生
长，待根长至5cm时，剪取根尖2﹣3mm进行有丝分裂的观察实验。
【解答】解：A、图甲中色素带②和④分别是黄色的叶黄素和黄绿色的叶绿素b，A错误；
B、若乙图表示正在发生质壁分离的植物细胞，细胞失水，细胞液浓度升高，细胞吸水能力逐渐增强，
B正确；
C、丙图中培养酵母菌的锥形瓶应封口放置一段时间后再连接，目的是消耗其中的氧气，让酵母菌进行
无氧呼吸，C错误；
D、酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都会产生二氧化碳，都是使澄清石灰水变浑浊，因此丙图中澄清的石灰
水变浑浊，不能说明酵母菌进行了无氧呼吸，D错误。
故选：B。
【点评】本题结合图解，考查观察质壁分离及复原实验、探究酵母菌细胞呼吸方式实验、观察细胞的有
丝分裂实验、叶绿体中色素的提取和分离实验，对于此类试题，需要考生注意的细节较多，如实验的原
理、实验采用的方法、实验现象及结论等，需要考生在平时的学习过程中注意积累。
7. （2022•江门模拟）为探究月季紫红叶片中的色素种类和性质，某实验小组使用不同的试剂作为层析液对该
叶片色素提取物进行分离，结果如图，以下分析错误的是（ ）
A．甲组的实验结果说明在该组层析液中各种色素的溶解度差异较大
B．光合色素易溶于无水乙醇，因此无水乙醇适用于光合色素的分离
C．分析甲、乙组实验结果可排除紫红色素属于类胡萝卜素的可能性
D．分析丙组实验结果可推测紫红色素可能是位于液泡的水溶性色素
【分析】绿叶中色素的提取和分离实验，提取色素时需要加入无水乙醇（溶解色素）、石英砂（使研磨
更充分）和碳酸钙（防止色素被破坏）；分离色素时采用纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不
同，随着层析液扩散的速度不同，最后的结果是观察到四条色素带，从上到下依次是胡萝卜素（橙黄
色）、叶黄素（黄色）、叶绿素a（蓝绿色）、叶绿素b（黄绿色）。
【解答】解：A、甲组色素分离效果较好，各种色素区别较明显，说明在该组层析液中各种色素的溶解度差异较大，A正确；
B、光合色素易溶于无水乙醇，因此无水乙醇适用于光合色素的提取，B错误；
C、甲组胡萝卜素明显分离开来，同时紫红色存在于滤液细线的位置，同时乙组实验结果也表现为紫红
色处于滤液细线位置，而此时的胡萝卜素却没有分离开来，两组实验结果说明紫红色素不属于类胡萝卜
素，C正确；
D、丙组实验的层析液是水，此时紫红色素分离开来，说明该色素为水溶性色素，因此，可推测紫红色
素可能是位于液泡的水溶性色素，D正确。
故选：B。
【点评】本题考查叶绿体中色素的提取和分离实验，对于此类试题，需要考生掌握的细节较多，如实验
的原理、实验选择的材料是否合理、实验采用的试剂及试剂的作用、实验操作等，需要考生在平时的学
习过程中注意积累。
8. （2019•海南）下列关于高等植物光合作用的叙述，错误的是（ ）
A．光合作用的暗反应阶段不能直接利用光能
B．红光照射时，胡萝卜素吸收的光能可传递给叶绿素a
C．光反应中，将光能转变为化学能需要有ADP的参与
D．红光照射时，叶绿素b吸收的光能可用于光合作用
【分析】叶绿体中的色素主要包括叶绿素和类胡萝卜素，前者包括叶绿素 a和叶绿素b，主要吸收红光
和蓝紫光；后者包括胡萝卜素和叶黄素，主要吸收蓝紫光。
【解答】解：A、光合作用的暗反应阶段不能直接利用光能，但需要利用光反应阶段形成的[H]和ATP，
A正确；
B、胡萝卜素不能吸收红光，B错误；
C、光反应中，将光能转变为ATP中活跃的化学能，需要有ADP和Pi及ATP合成酶的参与，C正确；
D、红光照射时，叶绿素b吸收的光能可用于光合作用，光能可以转变为ATP中活跃的化学能，D正
确。
故选：B。
【点评】本题考查光合作用过程中的物质变化和能量变化的相关知识，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和解决问题的能力。
9. （2022•深圳模拟）在植物进行光合作用的场所中，类囊体薄膜发挥了至关重要的作用。下列叙述错误的是
（ ）
A．类囊体薄膜上有四种色素，是光能吸收、传递和转换的场所
B．类囊体薄膜上合成的ATP能为各项生命活动提供能量C．类囊体薄膜属于生物膜系统，其具有选择透过性
D．类囊体薄膜上氧气的产生速率是实际光合作用速率
【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、类囊体薄膜上有四种色素（胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b），是光能吸收、
传递和转换的场所，A正确；
B、类囊体薄膜上合成的ATP只能用于暗反应中三碳化合物的还原过程，B错误；
C、生物膜系统由内质网、高尔基体、线粒体、叶绿体、溶酶体等细胞器膜和核膜、细胞膜等结构共同
构成。类囊体薄膜属于生物膜系统，其具有选择透过性，C正确；
D、类囊体薄膜是光合作用中光反应的场所，光反应中水光解产生[H]与氧气，氧气的产生速率是实际光
合作用速率，D正确。
故选：B。
【点评】本题考查光合作用的过程、叶绿体的结构和功能等相关知识，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。
10. （2022•湖北模拟）叶绿体内的叶绿素和类胡萝卜素都包埋在类囊体膜中，其中叶绿素a分子含有一个卟啉
环的是亲水的“头部”和一个叶绿醇的疏水的“尾部”，呈蝌蚪型，该特点与磷脂有很大相似性；这也决
定了叶绿素分子在类囊体膜上有规则的定向排列。下列分析错误的是（ ）
A．叶绿素a分子与磷脂共有的元素是C、H、O、N
B．叶绿素a与磷脂的元素组成说明无机盐能构成复杂的化合物
C．叶绿素a分子的尾部与磷脂“尾部”相亲和利于其在类囊体膜上的固定
D．叶绿素a分子的“头部”是亲水的，不能与类囊体膜上的蛋白质结合在一起
【分析】1、无机盐的主要存在形式是离子，有些无机盐是某些复杂化合物的组成成分；许多无机盐对
于维持细胞和生物体的生命活动具有重要作用，有的无机盐还对维持渗透压和酸碱平衡具有重要作用。2、绿叶中的色素包括叶绿素和类胡萝卜素，其中叶绿素a含有Mg元素。
【解答】解：A、叶绿素a分子C H MgN O 与磷脂的组成C、H、O、N、P共有的元素是C、H、
55 72 4 5
O、N，A正确；
B、N、Mg参与构成叶绿素a，N、P参与构成磷脂等复杂的化合物，B正确；
CD、叶绿素a分子的疏水性“尾部”与磷脂的疏水性“尾部”相亲和，叶绿素分子的亲水“头部”与
亲水性蛋白质也能亲和，两两相互作用决定了叶绿素分子在类囊体膜上有规则的定向排列，C正确、D
错误。
故选：D。
【点评】本题考查细胞内的元素和化合物以及叶绿素的相关知识，意在考查学生对基础知识的理解掌
握，难度适中。
11. （2022•江西三模）某实验小组欲测定叶绿素对光的吸收情况，他们用三棱镜将白光中不同波长的光分散
开，然后通过特殊装置移动狭缝，选择特定波长的光，使特定波长的光照射到叶绿素溶液，最后用光电管
来检测透过叶绿素溶液的光的强弱，透过光合色素溶液的光越多，越强，光电管测定的数值越大。下列相
关叙述错误的是（ ）
A．叶绿素溶于酒精，可用无水乙醇提取叶片中的叶绿素
B．推测用绿光进行照射时，最终光电管测定的数值最大
C．若将叶绿素溶液替换为类胡萝卜素溶液，则实验结果不同
D．预期实验结果，叶绿素溶液吸收红光和蓝紫光，而不吸收其他光
【分析】绿叶中色素的提取和分离实验，提取色素时需要加入无水乙醇（溶解色素）、二氧化硅（使研
磨更充分）和碳酸钙（防止色素被破坏）；分离色素时采用纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度
不同，随着不同色素在滤纸条上扩散的速度不同，最后的结果是观察到四条色素带，从上到下依次是胡
萝卜素（橙黄色）、叶黄素（黄色）、叶绿素a （蓝绿色）、叶绿素b （黄绿色）。
【解答】解：A、因叶绿素能溶解在酒精中，故可用无水乙醇提取叶片中的叶绿素，A正确；
B、用绿光进行照射时，叶绿素吸收绿光极少，大部分透过叶绿素溶液，透过叶绿素溶液的光越多、越
强，最终光电管测定的数值越大，B正确；
C、不同光合色素吸收的光波不同，故选用类胡萝卜素溶液进行该实验时，实验结果与该实验不一致，
C正确；
D、本实验可测定叶绿素溶液对不同光的吸收程度，主要吸收红光和蓝紫光，而其他光吸收量少，D错
误。
故选：D。
【点评】本题考查叶绿体中色素的提取和分离实验，对于此类试题，需要考生掌握的细节较多，如实验的原理、实验选择的材料是否合理、实验采用的试剂及试剂的作用、实验操作等，需要考生在平时的学
习过程中注意积累。
12. （多选）（2022•长沙县校级一模）下列与呼吸作用和光合作用有关的实验，正确的是．（ ）
A．密闭发酵时，酵母菌将有机物转化为酒精的主要目的是防止杂菌污染
B．澄清石灰水、溴麝香草酚蓝水溶液都只能检测酵母菌培养液中CO 的产生情况
2
C．恩格尔曼的实验证明了叶绿体是光合作用的场所
D．鲁宾和卡门用同位素示踪的方法证明了光合作用释放的氧气来自水
【分析】1、澄清石灰水遇二氧化碳会变浑浊，麝香草酚蓝水溶液可与二氧化碳产生颜色反应，故可用
于检测酵母菌培养液中CO 的产生情况。
2
2、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；萨克斯的实验也可证明光是光合作用的必要条件。
（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。
2
（6）卡尔文采用同位素标记法探明了CO 的固定过程中碳元素的转移途径。
2
【解答】解：A、密闭发酵时，酵母菌将有机物转化为酒精的主要目的是无氧呼吸的结果，A错误；
B、澄清石灰水遇二氧化碳会变浑浊，麝香草酚蓝水溶液可与二氧化碳产生颜色反应，溶液颜色由蓝变
绿再变黄，故澄清石灰水、溴麝香草酚蓝水溶液都能检测酵母菌培养液中CO 的产生情况，B正确；
2
C、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，C正确；
D、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，D正确。
2
故选：BCD。
【点评】本题考查课本基础实验的原理和选材，意在考查学生能独立完成“生物知识内容表”所列的生
物实验，理解实验目的、原理、方法和操作步骤，掌握相关的操作技能，能将这些实验涉及的方法和技
能进行综合运用；并对实验现象和结果进行解释、分析、处理。
【创新提升】
13. （2022•海淀区一模）开发生物燃料替代化石燃料，可实现节能减排。如图为生物燃料生产装置示意图，据
图分析合理的是（ ）A．光照时，微藻产生ADP和NADP+供给暗反应
B．图中①为CO ，外源添加可增加产物生成量
2
C．图中②为暗反应阶段产生的酒精等有机物质
D．该体系产油量的高低不受温度和pH等影响
【分析】光合作用的过程图解：
【解答】解：A、光照时，微藻产生ATP和NADPH供给暗反应，A错误；
B、图中①为海洋微藻呼吸作用产生的CO ，外源添加CO 可促进海洋微藻的光合作用，进而增加产物
2 2
生成量，B正确；
C、图中②为呼吸作用产生的酒精等有机物质，C错误；
D、该体系产油量的高低受温度和pH等影响，D错误。
故选：B。
【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具体过程，能正确分析题图，从中提
取有效信息准确答题，属于考纲理解层次的考查。
14. （2022•渭南一模）将长势相同的甲、乙两株同种植物分别置于两个同样大小密闭的透明玻璃罩 a、b中，
甲给予适宜强度的光照，乙给予黑暗处理，其他条件相同。下列分析正确的是（ ）A．a玻璃罩中的CO 浓度将持续降低至0
2
B．b玻璃罩中植株的干重将持续降低
C．甲、乙两植株的叶肉细胞中形成ATP的场所完全不同
D．甲植株的光合作用强度不会等于乙植株的呼吸作用强度
【分析】在适宜强度的光照下，a玻璃罩中的植物甲，初始时光合作用强度大于呼吸作用强度，导致
CO 含量逐渐降低，当CO 含量减少到一定程度时，光合作用强度与呼吸作用强度相等，a玻璃罩中
2 2
CO 含量维持在较低水平。
2
【解答】解：A、在适宜强度的光照下，a玻璃罩中的植物甲，初始时光合作用强度大于呼吸作用强
度，导致CO 含量逐渐降低，当CO 含量减少到一定程度时，光合作用强度与呼吸作用强度相等，a玻
2 2
璃罩中CO 含量维持在较低水平，A错误；
2
B、b玻璃罩中的乙植株进行遮光（黑暗）处理，不能进行光合作用，但可通过呼吸作用消耗有机物，
因此b植株的干重将持续降低，B正确；
C、甲植株的叶肉细胞中形成ATP的场所是叶绿体、细胞质基质和线粒体，乙植株的叶肉细胞中形成
ATP的场所是细胞质基质和线粒体，因此二者形成ATP的场所不完全相同，C错误；
D、在某一时刻，甲植株的光合作用强度会等于乙植株的呼吸作用强度，D错误。
故选：B。
【点评】本题具有一定的难度，考查光合作用合成有机物量和呼吸作用消耗有机物量的关系，要求考生
具有较强的识记能力和分析能力，利用真光合作用量＝净光合作用量+呼吸作用消耗，有机物的积累量
＝白天净光合作用量﹣夜间呼吸消耗量进行解题。
15. （2022•泰州模拟）“半叶法”测定光合速率时，将对称叶片的一部分（A）遮光，另一部分（B）不做处
理，设法阻止两部分联系。光照6小时，在A、B截取等面积的叶片，烘干称重，分别记为a、b，光照前
截取同等面积的叶片烘干称重的数据为m ，下列说法错误的是（ ）
0
A．若m ﹣a＝b﹣m ，则表明该实验条件下番茄叶片的光合速率等于呼吸速率
0 0
B．本实验需阻止叶片光合产物向外运输，同时不影响水和无机盐的输送
C．忽略水和无机盐的影响，A部分叶片可在给B光照时剪下进行等时长的暗处理
D．选择叶片时需注意叶龄、着生节位、叶片的对称性及受光条件的一致性
【分析】在遮光环境中叶片只进行呼吸作用，会不断消耗胞内有机物使叶片重量减小，故 m ﹣a＝细胞
o
呼吸消耗有机物的重量；而光照条件下，叶片进行光合作用合成有机物，同时进行呼吸作用消耗有机
物，b﹣m ＝净光合作用积累的有机物重量。
o
【解答】解：A、m ﹣a表示呼吸作用消耗有机物的重量，b﹣m 表示净光合积累有机物的量，总光合
o o
速率＝净光合速率+呼吸速率，说明此时光合速率是呼吸速率的2倍，A错误；B、本实验通过光合产物有机物的变化来计算光合速率的，所以要保证其他物质的正常运输，B正确；
C、若忽略水和无机盐的影响，将A部分叶片剪下后暗处理与题干中遮光处理情况相同，A部分叶片均
只能进行呼吸作用消耗有机物，C正确；
D、在对比实验中，应保证其他条件相同且适宜，否则会导致实验结果不准确，D正确；
故选：A。
【点评】半叶法是测定植物叶片光合速的常用方法，掌握其原理及计算方式是解答本题的关键。
16. （2022•永州三模）图甲为研究光合作用的实验装置，用打孔器在某植物的叶片上打出多个圆片，再用气泵
抽出气体直至叶片沉底，然后将等量的叶圆片转至不同温度的相同浓度的NaHCO 溶液中，给予一定的光
3
照，测量每个培养皿叶片上浮至液面所用的平均时间（图乙）。下列相关叙述错误的是（ ）
A．利用图甲装置，可研究CO 浓度对该植物光合速率的影响
2
B．叶圆片上浮至液面的时间可反映叶圆片释放O 的速率大小
2
C．图乙ab段说明随着水温的增加，净光合速率逐渐增大
D．通过图乙能确定影响总光合速率的最适温度在bc之间
【分析】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：A、图甲装置中可通过调节光源研究光照强度对叶圆片光合速率的影响，通过调节水温研
究温度对叶圆片光合速率的影响，通过改变NaHCO 溶液的浓度来研究CO 浓度对叶圆片光合速率的影
3 2
响，A正确；
B、叶圆片上浮的原因是光合作用产生的O 量大于有氧呼吸消耗的O 量，细胞释放O 越多，产生浮力
2 2 2
越大，因此叶圆片上浮至液面所需时间可反映叶圆片净光合速率的大小，B正确；C、图乙的横坐标是水温，纵坐标是叶圆片上浮至液面所需时间，所以ab段曲线下降表示随着水温的增
加，叶圆片上浮至液面所需要的时间缩短，说明氧气产生速率在加快，净光合速率逐渐增大，C正确；
D、由图乙可知，在bc温度范围内，叶圆片的净光合速率最大，所以净光合作用对应的最适温度在 bc
段。但是总光合速率＝净光合速率+呼吸速率，而各温度下叶圆片的呼吸速率未知，所以无法确定总光
合作用的最适温度是否也在bc段，D错误。
故选：D。
【点评】本题结合课本实验分析考查影响光合作用的因素，要求学生在掌握光合作用过程的基础上理解
各种影响因素是如何影响光合作用，能够分析该实验的设计方法和题中曲线图的含义，再结合选项进行
分析作答。
17. （2022•桃城区校级模拟）图甲为光合作用最适温度条件下，植物光合速率测定装置图，图乙中 a、b为测
定过程中某些生理指标相对量的变化。下列说法错误的是（ ）
A．图甲装置在较强光照下有色液滴向右移动，再放到黑暗环境中有色液滴向左移动
B．若将图甲中的CO 缓冲液换成质量分数为1%的NaOH溶液，其他条件不变，则植物幼苗叶绿体产
2
生NADPH的速率将不变
C．一定光照条件下，如果再适当升高温度，图甲植物光合速率会发生图乙中从b到a的变化
D．若图乙表示图甲植物光合速率由a到b的变化，则可能是适当提高了CO 缓冲液的浓度
2
【分析】甲图中，在光照下可以测定净光合速率，液滴移动的距离表示氧气的释放量，即光合速率与呼
吸速率的差值。
【解答】解：A、在较强光照下，光合速率大于呼吸速率，图甲装置有色液滴向右移动，再放到黑暗环
境中，只有呼吸作用消耗氧气，有色液滴向左移动，A正确；
B、若将图甲中的CO 缓冲液换成质量分数为1%的NaOH溶液，其他条件不变，则二氧化碳减少，光
2
合速率下降，植物幼苗叶绿体产生NADPH的速率减慢，B错误；
C、该实验是在最适温度下进行的，若再适当升高温度，光合速率会下降，会发生图乙中从b到a的变
化，C正确；
D、若图乙表示图甲植物光合速率由a到b的变化，则可能是适当提高了CO 缓冲液的浓度，光合速率
2增大，D正确。
故选：B。
【点评】本题结合图解，考查细胞呼吸和光合作用的相关知识，要求考生识记光合作用和呼吸作用的具
体过程，掌握影响光合速率和呼吸速率的环境因素，能结合所学的知识准确判断各选项。
18. （2022•香坊区校级四模）某小组为了探究夏季连续阴天对大棚农作物叶片光合作用的影响，做了一系列实
验。回答下列问题：
（1）为测定并比较叶片的叶绿素含量，需用 （试剂）提取叶绿体的色素。
（2）夏季连续阴天，大棚中白天适当增加 色的光源，提高植物光合作用强度，晚
上可适当 温度，可提高作物产量。
（3）为初步验证该种农作物叶片光合作用产生O 的部位和固定CO 的部位，该小组设计两组实验：
2 2
实验组Ⅰ：将叶肉细胞破碎后，经离心分离出叶绿体；
实验组Ⅱ：将叶肉细胞破碎后，经离心分离出生物膜。
将分离到的生物结构置于适宜培养液中，在光照等条件适宜的密闭环境中，用 O 传感器和CO 传感器
2 2
分别检测两组实验装置的O 和CO 变化，请预测实验结果。（注：1．不考虑叶肉细胞的呼吸作用；
2 2
2．分离得到的细胞结构及功能不发生改变）
实验组Ⅰ： ，
实验组Ⅱ： ，
请分析出现上述结果的原因
。
【分析】光合作用的光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体膜）：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）：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：（1）叶绿体中的色素易溶于有机溶剂，可用无水乙醇提取叶绿体的色素。
（2）光合色素主要吸收红光和蓝紫光，因此夏季连续阴天，大棚中白天适当增加红光或蓝紫光色的光
源，可提高植物光合作用强度，晚上植物只进行呼吸作用消耗有机物，因此可降低温度，使呼吸作用减
弱，从而减少有机物的消耗。
（3）光合作用过程中O 产生和CO 固定的部位分别是叶绿体类囊体薄膜和叶绿体基质。实验Ⅰ将叶肉
2 2
细胞破碎后，离心分离叶绿体，叶绿体完整，光反应和暗反应均可正常进行，故既有 O 的产生，也有
2
CO 的固定；实验Ⅱ将叶肉细胞破碎后，经离心分离出生物膜，结果只得到类囊体膜，没有叶绿体基
2
质，只能进行光反应，不能进行暗反应，故能产生O ，但不能固定CO 。因此实验组Ⅰ中O 增加，
2 2 2CO 消耗（减少）；实验组Ⅱ中O 增加，CO 不消耗。
2 2 2
故答案为：
（1）无水乙醇
（2）红光或蓝紫光 降低
（3）O 增加，CO 消耗（减少） O 增加，CO 不消耗 实验组Ⅰ叶绿体结构完整，光合作用正常
2 2 2 2
进行；实验组Ⅱ叶绿体被破坏，只有类囊体薄膜，无叶绿体基质，只能进行光反应释放O ，无法进行
2
暗反应，不吸收CO
2
【点评】本题主要考查光合作用的过程及影响光合作用的环境因素等相关知识，意在强化学生对相关知
识的识记、理解与运用。题目难度中等。
19. （2021•福建）大气中浓度持续升高的CO 会导致海水酸化，影响海洋藻类生长，进而影响海洋生态。龙须
2
菜是我国重要的一种海洋大型经济藻类，生长速度快，一年可多次种植和收获。科研人员设置不同 CO 浓
2
度（大气CO 浓度LC和高CO 浓度HC）和磷浓度（低磷浓度LP和高磷浓度HP）的实验组合进行相关实
2 2
验，结果如图所示。
回答下列问题：
（1）本实验的目的是探究在一定光照强度下，
。
（2）ATP水解酶的主要功能是 。ATP水解酶活性可通过测定
表示。
（3）由图1、2可知，在较强的光照强度下，HC+HP处理比LC+HP处理的龙须菜净光合速率低，推测
原因是在酸化环境中，龙须菜维持细胞酸碱度的稳态需要吸收更多的矿质元素，因而细胞
增强，导致有机物消耗增加。
（4）由图2可知，大气CO 条件下，高磷浓度能 龙须菜的净光合速率。磷等矿质元素的大量
2
排放导致了某海域海水富营养化，有人提出可以在该海域种植龙须菜。结合以上研究结果，从经济效益
和环境保护的角度分析种植龙须菜的理由是。
【分析】根据题意，本实验研究CO 浓度和磷浓度对龙须菜生长的影响，故自变量是CO 浓度和磷浓
2 2
度，因变量为海洋藻类龙须菜的生长状况。据图1可知，相同CO 浓度条件下，高磷浓度比低磷浓度的
2
ATP水解酶活性高，且在相同磷浓度下，高浓度二氧化碳ATP水解酶活性高。
【解答】解：（1）结合分析可知，本实验目的是探究在一定光照强度下，不同 CO 浓度和磷浓度对龙
2
须菜ATP水解酶活性和净光合速率的影响。
（2）酶具有专一性，ATP水解酶的主要功能是催化ATP水解；酶活性可通过产物的生成量或底物的消
耗量进行测定，由于ATP的水解产物是ADP和Pi，故ATP水解酶活性可通过测定单位时间磷酸的生成
量或单位时间ADP的生成量或单位时间ATP的消耗量。
（3）净光合速率＝总光合速率﹣呼吸速率，由图1、2可知，在较强的光照强度下，HC+HP处理比
LC+HP处理的龙须菜净光合速率低，推测原因是在酸化环境中，龙须菜维持细胞酸碱度的稳态需要吸
收更多的矿质元素，矿质元素的吸收需要能量，因而细胞呼吸增强，导致有机物消耗增加。
（4）由图2可知，大气CO 条件（LC组）下，HP组（高磷浓度）的净光合速率＞LP组（低磷浓
2
度），故推测高磷浓度能提高龙须菜的净光合速率；结合以上研究结果，从经济效益和环境保护的角度
分析种植龙须菜的理由是龙须菜在高磷条件下能快速生长，收获经济效益的同时，能降低海水中的磷等
矿质元素的浓度，保护海洋生态。
故答案为：
（1）不同CO 浓度和磷浓度对龙须菜ATP水解酶活性和净光合速率的影响
2
（2）催化ATP水解 单位时间磷酸的生成量或单位时间ADP的生成量或单位时间ATP的消耗量
（3）呼吸作用
（4）提高 龙须菜在高磷条件下能快速生长，收获经济效益的同时，能降低海水中的磷等矿质元素
的浓度，保护海洋生态
【点评】本题掌握实验设计的原则，明确本实验的目的、自变量、因变量和无关变量等，进而分析龙须
菜光合作用的因素是解答本题的关键。
20. （2021•浙江）不同光强度下，无机磷浓度对大豆叶片净光合速率的影响如图甲；16h光照，8h黑暗条件
下，无机磷浓度对大豆叶片淀粉和蔗糖积累的影响如图乙。回答下列问题：（1）叶片细胞中，无机磷主要贮存于 ，还存在于细胞溶胶、线粒体和叶绿体等结构。光合作
用过程中，磷酸基团是光反应产物 的组分，也是卡尔文循环产生并可运至叶绿
体外的化合物 的组分。
（2）图甲的O～A段表明无机磷不是光合作用中 过程的主要限制因素。由图乙可知，光
照下，与高磷相比，低磷条件的蔗糖和淀粉含量分别是 ；不论高磷、低磷，24h内淀粉
含量的变化是 。
（3）实验可用光电比色法测定淀粉含量，其依据是
。为确定叶片光合产物的去向，可采用 法。
【分析】由图甲可知：在OA段，高磷和低磷状态下植物净光合速率相同；A点之后，高磷状态下植物
净光合速率大于低磷状态下植物净光合速率。
由图乙可知：光照下，与高磷相比，低磷条件的蔗糖低于高磷，淀粉含量高于高磷。
【解答】解：（1）对于叶片细胞，无机磷大多数贮存于液泡中，还存在于细胞溶胶、线粒体和叶绿体
等结构中。光反应是通过叶绿素等光合色素分子吸收光能，并将光能转化为化学能，形成 ATP和
NADPH。磷酸基团是光反应产物ATP和NADPH的组分。磷酸基团是三碳糖磷酸的组分，三碳糖磷酸
是光合作用中最先产生的糖，也是光合作用产物从叶绿体运输到细胞质基质的主要方式。
（2）由图甲可知，在OA段，高磷和低磷状态下植物净光合速率相同，可知无机磷不是光合作用中光
反应过程的主要限制因素。由图乙可知，光照下，与高磷相比，低磷条件的蔗糖低于高磷，淀粉含量高
于高磷。不论高磷、低磷，由于光照条件下进行光合作用，黑暗条件下进行呼吸作用，都表现为光照条
件下淀粉含量增加，黑暗条件下淀粉含量减少。
（3）根据淀粉遇碘显蓝色，其颜色深浅与淀粉含量在一定范围内成正比的特性，本实验可用光电比色
法测定淀粉含量。通过放射性测量方法，可观察由放射性核素标记的物质的分布和变化情况，为确定叶
片光合产物的去向，可采用14CO 的同位素示踪法。
2
故答案为：（1）液泡 ATP和NADPH 三碳糖磷酸
（2）光反应 较低、较高 光照下淀粉含量增加，黑暗下淀粉含量减少
（3）淀粉遇碘显蓝色，其颜色深浅与淀粉含量在一定范围内成正比 14CO 的同位素示踪
2
【点评】本题结合图示，考查光合作用过程的相关知识，意在考查学生对所学知识的理解与掌握程度，
培养了学生分析题图、获取信息、解决问题的综合应用的能力。
21. （2022•哈尔滨模拟）轮作是指在同一块田里种植的作物种类会因年份有所不同的种植方式。苜蓿（豆科植
物）一小麦轮作能够显著提高小麦的光合作用速率，减少小麦种植时对化学氮肥的依赖。但苜蓿根系发
达，会引起土壤水分匮乏，对小麦生长有一定的抑制作用。回答下列问题：
（1）光合作用过程中，是光反应产物 和NADPH的组成元素。水分可通过影响气孔的开闭间
接影响胞间 浓度。
（2）有实验结果表明，增水对轮作中小麦光合作用速率的提高比例大于施氨肥，结合信息对该结果进
行解释：一、豆科植物根部共生的根瘤菌具有固氨作用，降低了小麦对外源氨肥的需求；二、苜蓿具有
发达的根系， 。
（3）农业生产中，可采用同时增水和施氢肥显著提高苜蓿一小麦轮作中小麦的光合作用速率，请设计
实验验证以上结论（简要写出实验思路及预期结果，其他实验条件适宜。光合作用速率测量方法不做要
求）
。
【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NADPH的作用下还原生成糖类等有机
2 5 3 3
物。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。
【解答】解：（1）光合作用过程中，N元素可参与构成ATP和NADPH（元素组成均为C、H、O、
N、P），且两者均是光合作用的光反应产物；二氧化碳进出细胞的方式是自由扩散，水分可通过影响
气孔的开闭间接影响胞间二氧化碳浓度。
（2）增水对轮作中小麦光合作用速率的提高比例大于施氮肥，原因可能是：豆科植物根部共生的根瘤
菌具有固氮作用，降低了小麦对外源氮肥的需求；苜蓿具有发达的根系，会引起土壤水分匮乏，抑制小
麦生长，增水可缓解该抑制作用。
（3）分析题意，本实验目的是验证同时增水和施氮肥显著提高首蓿一小麦轮作中小麦的光合作用速
率，则实验的自变量是水、氮肥的使用情况，实验设计应遵循对照与单一变量原则，故可设计实验如下：
实验思路：在苜蓿﹣小麦轮作系统中，取若干长势良好且生理状态相同的小麦随机均分为甲、乙、丙、
丁四组，分别进行如下处理：甲组为对照组，乙组增水，丙组施氮肥，丁组增水+施氮肥。适宜条件下
种植，测量并记录各组小麦的光合作用速率。
由于水和氮肥均可提高光合速率，且同时增水和施氮肥显著提高光合速率，故预期结果为：小麦光合作
用速率提高比例的大小顺序为：丁组＞乙组＞丙组＞甲组。
故答案为：
（1）ATP 二氧化碳
（2）会引起土壤水分匮乏，抑制小麦生长，增水可缓解该抑制作用
（3）实验思路：在苜蓿﹣小麦轮作系统中，取若干长势良好且生理状态相同的小麦随机均分为甲、
乙、丙、丁四组，分别进行如下处理。甲组为对照组，乙组增水，丙组施氮肥，丁组增水+施氮肥。适
宜条件下种植，测量并记录各组小麦的光合作用速率。
预期结果：小麦光合作用速率提高比例的大小顺序为：丁组＞乙组＞丙组＞甲组
【点评】本题主要考查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，结合题干进行分析。
22. （2022•河南四模）玉米是我国主要粮食作物之一，合理增大种植密度可以提高玉米的产量。请回答玉米增
产的有关问题。
（1）种植过密会使玉米产量下降。从植物细胞代谢角度分析，过度密植
（写出两点原因），导致植株群体光合速率下降，而 增
加，使得产量下降。
（2）适当多施氮肥，可以提高玉米植株光合作用的能力，其原因是叶肉细胞中与光合作用有直接关系
的
物质增加所导致的（写出三种）。
（3）农民常采用小麦一玉米套种、玉米一大豆间作等传统种植模式。这些种植模式使得农田群落结构
复杂，从而提高了 。
（4）研究发现叶片喷施褪黑素能促进干旱处理后复水条件下玉米净光合速率的恢复。请设计实验进行
验证。（写出实验思路和结果）
。
【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有机物。
3、植物光合速率＝植物净光合速率+植物的呼吸速率。
【解答】解：（1）过度密植会造成株间通风不畅，氧气不够；也会造成植物间相互遮光，导致植株光
合进率下降，而呼吸速率增加使得产量下降。
（2）与光合作用有关的含氮物质有ATP、酶、NADPH、光合色素等。
（3）农田群落结构复杂，即群落的垂直结构与水平结构均变复杂，从而提高了群落利用光等环境资源
的能力。
（4）实验思路：选植株大小，生长状况相同的干旱处理后复水条件的玉米平均分为A、B两组，A组
用适量且适宜浓度的褪黑素喷施叶片，B组用等量清水喷施叶片、其余栽种条件相同且适宜、一段时间
后，测量A、B两组玉米的净光合速率；
实验结果：A组的玉米净光合速率大于B组玉米，即喷施褪黑素有助于促进干旱处理后复水条件下玉米
的净光合速率的恢复。
故答案为：
（1）造成植株中下部叶片受光相对不足；空气流动不畅，CO 供应不足 呼吸作用总量
2
（2）叶绿素、酶、ATP（ADP）、NADPH（NADP+）
（3）对光能的利用率
（4）实验思路：将玉米植株平均分为三组：第一组正常培养，第二组干旱处理后正常给水，第三组干
旱处理后正常给水的同时进行叶面喷施褪黑素，培养一段时间后，分别测其净光合速率；
结果：净光合速率将是第一组等于第三组，都大于第二组（或第三组的净光合速率最先恢复接近第一组
的）
【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，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。
23. （2022•河南三模）为测定光合作用速率的变化，某科研小组将番茄放入密闭的透明玻璃小室中，如图甲所
示。将该装置放于自然环境中，测定夏季一昼夜小室内植物氧气释放速率的变化，结果如图乙。请据图分
析并回答下列问题：（1）图乙曲线中，a～b段上升的原因是 ；e～f段下降是因为
，从而导致光合速率下降；h点时番茄叶肉细胞
内产生ATP的场所有 。
（2）图乙曲线中d点时刻，图甲装置中有色液滴的位置位于起始位置（0点）的 （“左侧”
“右侧”或“起始位置”）。有色液滴移到最右侧对应图乙曲线中的 点。小组成员在上午某段
时间内，记录有色液滴移动位置时，获得了以下数据：
每隔20分钟记录一次数据
…… 11 13 17 23 ……
则该组实验数据是在图乙曲线的 段获得的。
（3）如果要测定该植物的真正光合作用速率，还需增加一组实验，其设计思路是：
。
【分析】甲图：二氧化碳缓冲液的作用保证容器内二氧化碳浓度的恒定，气体体积的增加或减少的原因
是氧气的释放或氧气的消耗，从而导致液滴的移动。
乙图：氧气的释放量或者吸收量在一天内的变化情况。
【解答】解：（1）在凌晨外界温度比较低，酶活性降低，植物的呼吸作用减弱，释放的二氧化碳的量
减少，吸收的氧气也减少，所以在图乙曲线中，ab段表现为上升趋势；中午外界温度较高，蒸腾作用
强，为了减少植物体内水分的散失，植物叶片气孔关闭，二氧化碳供应减少，暗反应减慢，导致植物此
时释放氧气的速率明显降低；由图乙可知，h点时该植物的氧气释放速率为零即净光合速率为0，此
时，该植物同时进行光合作用和呼吸作用，因此此时产生 ATP的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体
的类囊体薄膜。
（2）甲图：二氧化碳缓冲液的作用保证容器内二氧化碳浓度的恒定，所以气体体积的增加或减少的原
因是氧气的释放或氧气的消耗，从而导致液滴的移动。d点时刻之前植物仅进行呼吸作用，由于a﹣d点
的呼吸作用导致容器内的氧气浓度降低，从而导致液滴左移；甲装置刻度管中的有色液滴右移到最大值
的时刻是光合积累量最大的时刻，对应乙图的h点；根据表格中的数据可以看出，氧气释放速率一直增
加，说明光合作用强度大于呼吸作用强度，而且增加的速率加快，所以只能是图中的de段。（3）本实验测得数据为植物的净光合速率，如计算植物的真正光合速率需测植物的呼吸速率，即植物
光合速率＝植物净光合速率+植物的呼吸速率，故可得实验思路为设置一组实验遮光处理，没有光照，
植物不能进行光合作用，其他条件与甲装置相同，此时测定的是植物的呼吸作用速率，最后将测得呼吸
速率和净光合速率相加即可得总光合速率。
故答案为：
（1）温度下降，酶活性降低，呼吸作用减弱 温度过高，导致气孔大量关闭，CO 供应减少，暗
2
反应减慢 细胞质基质、叶绿体、线粒体
（2）左侧 h d～e
（3）设置如图甲相同的装置，并将该装置遮光放在与图甲装置相同的环境条件下
【点评】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。
24. （2022•淮南二模）我国科学家在国际上首次实现了二氧化碳到淀粉的人工合成，这是典型的“0”到“1”的
原创性突破，对实现碳中和目标也具有具有里程碑式的意义。回答下列问题：
（1）植物叶肉细胞中利用CO 合成淀粉发生的具体场所是 ，与植物光合作用合成淀粉相
2
比，人工合成淀粉消耗同样多的CO ，积累的淀粉要高于植物，原因是
2
。
（2）研究发现，NaHSO 溶液对植物合成淀粉会产生影响。图一为光照强度对某植物叶片净光合速率
3
的影响。图二为图一C点所对应的光照条件下（其他条件与图一实验相同）不同浓度NaHSO 溶液对该
3
植物净光合速率的影响（CK为空白对照组）。
①图一中B点时叶肉细胞的光合速率 （填“大于”、“小于”或“等于”）呼吸速率。对该
植物叶片喷施2mmol/LNaHSO 溶液后，能使图一中C点向 方移动。
3
②如果在图二基础上探究NaHSO 溶液对该植物总光合速率的影响，简要写出实验设计思路：
3
。【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]的作用下还原生成有机物。
【解答】解：（1）植物细胞中淀粉的合成是通过光合作用完成的，植物光合作用的场所是叶绿体，光
合作用过程分为光反应和暗反应，其中光反应发生在叶绿体的类囊体薄膜上，其产物是氧气、还原氢和
ATP，而暗反应的场所是叶绿体基质，该过程的产物是糖类等有机物，利用的原料是二氧化碳，即植物
叶肉细胞中利用CO 合成淀粉发生的具体场所是叶绿体基质，与植物光合作用合成淀粉相比，人工合成
2
淀粉消耗同样多的CO ，积累的淀粉要高于植物，这是因为植物利用CO 合成的淀粉有一部分会被呼吸
2 2
作用消耗，即没有完全积累下来，所以积累的少些。而人工合成淀粉的过程中不含发生呼吸消耗。
（2）①图一为光照强度对某植物叶片净光合速率的影响，其中B点时表示植物的呼吸作用和光合作用
速率相等，而对于叶肉细胞来讲需要其光合速率大于呼吸速率才能满足植物光合速率和呼吸速率相等的
状态，因为植物体内有些细胞不进行光合作用，只有有机物的消耗过程。结合图二分析可知，2mmol/
LNaHSO3 能促进光合作用的进行，提高 光合作用速率，据此可推测对该植物叶片喷
施2mmol/LNaHSO 溶液后，能使图一中C点向上方移动。
3
②如果在图二基础上探究NaHSO 溶液对该植物总光合速率的影响，根据实验目的可知，实验中的自
3
变量是NaHSO 溶液的浓度，因变量是总光合速率的变化，结合图二实验数据分析可知实验设计 思路
3
如下：
取与图二实验相同的植株若干，随机均分为6组，分别喷施等量图二所示的6种溶液，置于黑暗（避免
光照的影响）环境中培养，（其他条件相同且适宜，）测定各组呼吸速率，将对应条件下测定的净光合
速率与呼吸速率相加，即为总光合速率，然后比较分析得出相应的结论。
故答案为：
（1）叶绿体基质 植物利用CO 合成的淀粉有一部分会被呼吸作用消耗，所以积累的少些
2
（2）大于 上 取与图二实验相同的植株若干，随机均分为6组，分别喷施等量图二所示的6
种溶液，置于黑暗环境中培养，（其他条件相同且适宜，）测定各组呼吸速率，将对应的净光合速率与
呼吸速率相加，即为总光合速率，然后比较分析
【点评】熟知光合作用过程中的物质变化和能量变化是解答本题的关键，能正确分析图示中的曲线含义
是解答本题的前提，掌握影响光合作用的影响因素是解答本题的另一关键，实验设计能力是本题的重要
考查点。
