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专题05 细胞呼吸与光合作用
考点
1
细胞呼吸的过程、影响因素与应用
〖2023 年高考真题〗
1．（2023·全国·统考高考真题）植物可通过呼吸代谢途径的改变来适应缺氧环境。在无氧条件下，某种植
物幼苗的根细胞经呼吸作用释放CO2的速率随时间的变化趋势如图所示。下列相关叙述错误的是（
）
A．在时间a 之前，植物根细胞无CO2释放，只进行无氧呼吸产生乳酸
B．a~b 时间内植物根细胞存在经无氧呼吸产生酒精和CO2的过程
C．每分子葡萄糖经无氧呼吸产生酒精时生成的ATP 比产生乳酸时的多
D．植物根细胞无氧呼吸产生的酒精跨膜运输的过程不需要消耗ATP
2．（2023·山西·统考高考真题）我国劳动人民在漫长的历史进程中，积累了丰富的生产、生活经验，并在
实践中应用。生产和生活中常采取的一些措施如下。
①低温储存，即果实、蔬菜等收获后在低温条件下存放
②春化处理，即对某些作物萌发的种子或幼苗进行适度低温处理
③风干储藏，即小麦、玉米等种子收获后经适当风干处理后储藏
④光周期处理，即在作物生长的某一时期控制每天光照和黑暗的相对时长
⑤合理密植，即栽种作物时做到密度适当，行距、株距合理
⑥间作种植，即同一生长期内，在同一块土地上隔行种植两种高矮不同的作物
关于这些措施，下列说法合理的是（ ）
A．措施②④分别反映了低温和昼夜长短与作物开花的关系
B．措施③⑤的主要目的是降低有机物的消耗
C．措施②⑤⑥的主要目的是促进作物的光合作用
D．措施①③④的主要目的是降低作物或种子的呼吸作用强度
3．（2023·湖北·统考高考真题）为探究环境污染物A 对斑马鱼生理的影响，研究者用不同浓度的污染物A
溶液处理斑马鱼，实验结果如下表。据结果分析，下列叙述正确的是（ ）
A 物质浓度（μg·L-1）
0
10
50
100
1
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指标
①
肝脏糖原含量（mg·g-1）
25．0±0．6
12．1±0．7
12．0±0．7
11．1±0．2
②
肝脏丙酮酸含量（nmol·g-1）
23．6±0．7
17．5±0．2
15．7±0．2
8．8±0．4
③
血液中胰高血糖素含量（mIU·mg·prot-1）
43．6±1．7
87．2±1．8
109．1±3．0
120．0±2．1
A．由②可知机体无氧呼吸减慢，有氧呼吸加快
B．由①可知机体内葡萄糖转化为糖原的速率加快
C．①②表明肝脏没有足够的丙酮酸来转化成葡萄糖
D．③表明机体生成的葡萄糖增多，血糖浓度持续升高
4．（2023·广东·统考高考真题）在游泳过程中，参与呼吸作用并在线粒体内膜上作为反应物的是（ ）
A．还原型辅酶Ⅰ
B．丙酮酸
C．氧化型辅酶Ⅰ
D．二氧化碳
5．（2023·北京·统考高考真题）运动强度越低，骨骼肌的耗氧量越少。如图显示在不同强度体育运动时，
骨骼肌消耗的糖类和脂类的相对量。对这一结果正确的理解是（ ）
A．低强度运动时，主要利用脂肪酸供能
B．中等强度运动时，主要供能物质是血糖
C．高强度运动时，糖类中的能量全部转变为ATP
D．肌糖原在有氧条件下才能氧化分解提供能量
6．（2023·湖南·统考高考真题）食品保存有干制、腌制、低温保存和高温处理等多种方法。下列叙述错误
的是（ ）
A．干制降低食品的含水量，使微生物不易生长和繁殖，食品保存时间延长
B．腌制通过添加食盐、糖等制造高渗环境，从而抑制微生物的生长和繁殖
C．低温保存可抑制微生物的生命活动，温度越低对食品保存越有利
D．高温处理可杀死食品中绝大部分微生物，并可破坏食品中的酶类
7．（2023·山东·高考真题）水淹时，玉米根细胞由于较长时间进行无氧呼吸导致能量供应不足，使液泡膜
上的H+转运减缓，引起细胞质基质内H+积累，无氧呼吸产生的乳酸也使细胞质基质pH 降低。pH 降低
至一定程度会引起细胞酸中毒。细胞可通过将无氧呼吸过程中的丙酮酸产乳酸途径转换为丙酮酸产酒
精途径，延缓细胞酸中毒。下列说法正确的是（ ）
A．正常玉米根细胞液泡内pH 高于细胞质基质
B．检测到水淹的玉米根有CO2的产生不能判断是否有酒精生成
2
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C．转换为丙酮酸产酒精途径时释放的ATP 增多以缓解能量供应不足
D．转换为丙酮酸产酒精途径时消耗的[H]增多以缓解酸中毒
8．（2023·湖北·统考高考真题）快速分裂的癌细胞内会积累较高浓度的乳酸。研究发现，乳酸与锌离子结
合可以抑制蛋白甲的活性，甲活性下降导致蛋白乙的SUMO 化修饰加强，进而加快有丝分裂后期的进
程。下列叙述正确的是（ ）
A．乳酸可以促进DNA 的复制
B．较高浓度乳酸可以抑制细胞的有丝分裂
C．癌细胞通过无氧呼吸在线粒体中产生大量乳酸
D．敲除蛋白甲基因可升高细胞内蛋白乙的SUMO 化水平
9．（2023·浙江·统考高考真题）为探究酵母菌的细胞呼吸方式，可利用酵母菌、葡萄糖溶液等材料进行实
验。下列关于该实验的叙述，正确的是（ ）
A．酵母菌用量和葡萄糖溶液浓度是本实验的自变量
B．酵母菌可利用的氧气量是本实验的无关变量
C．可选用酒精和CO2生成量作为因变量的检测指标
D．不同方式的细胞呼吸消耗等量葡萄糖所释放的能量相等
二、多选题
10．（2023·山东·高考真题）某种植株的非绿色器官在不同O2浓度下，单位时间内O2吸收量和CO2释放量
的变化如图所示。若细胞呼吸分解的有机物全部为葡萄糖，下列说法正确的是（ ）
A．甲曲线表示O2吸收量
B．O2浓度为b 时，该器官不进行无氧呼吸
C．O2浓度由0 到b 的过程中，有氧呼吸消耗葡萄糖的速率逐渐增加
D．O2浓度为a 时最适合保存该器官，该浓度下葡萄糖消耗速率最小
三、选择题组
（2023·浙江·统考高考真题）阅读下列材料，完成下面小题。
小曲白酒清香纯正，以大米、大麦、小麦等为原料，以小曲为发酵剂酿造而成。小曲中所含的微生物
主要有好氧型微生物霉菌、兼性厌氧型微生物酵母菌，还有乳酸菌、醋酸菌等细菌。酿酒的原理主要
是酵母菌在无氧条件下利用葡萄糖发酵产生酒精。传统酿造工艺流程如图所示。
11．小曲白酒的酿造过程中，酵母菌进行了有氧呼吸和无氧呼吸。关于酵母菌的呼吸作用，下列叙述正确
3
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的是（ ）
A．有氧呼吸产生的[H]与O2结合，无氧呼吸产生的[H]不与O2结合
B．有氧呼吸在线粒体中进行，无氧呼吸在细胞质基质中进行
C．有氧呼吸有热能的释放，无氧呼吸没有热能的释放
D．有氧呼吸需要酶催化，无氧呼吸不需要酶催化
12．关于小曲白酒的酿造过程，下列叙述错误的是（ ）
A．糖化主要是利用霉菌将淀粉水解为葡萄糖
B．发酵液样品的蒸馏产物有无酒精，可用酸性重铬酸钾溶液检测
C．若酿造过程中酒变酸，则发酵坛密封不严
D．蒸熟并摊晾的原料加入糟醅，立即密封可高效进行酒精发酵
〖2022 年高考真题〗
13．（2022·全国甲卷·高考真题）线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所。研究发现，经常运动的人肌细
胞中线粒体数量通常比缺乏锻炼的人多。下列与线粒体有关的叙述，错误的是（ ）
A．有氧呼吸时细胞质基质和线粒体中都能产生ATP
B．线粒体内膜上的酶可以参与[H]和氧反应形成水的过程
C．线粒体中的丙酮酸分解成CO2和[H]的过程需要O2的直接参与
D．线粒体中的DNA 能够通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成
14．（2022·山东·高考真题）植物细胞内10%~25%的葡萄糖经过一系列反应，产生NADPH、CO2和多种
中间产物，该过程称为磷酸戊糖途径。该途径的中间产物可进一步生成氨基酸和核苷酸等。下列说法错误
的是（ ）
A．磷酸戊糖途径产生的NADPH 与有氧呼吸产生的还原型辅酶不同
B．与有氧呼吸相比，葡萄糖经磷酸戊糖途径产生的能量少
C．正常生理条件下，利用
14C 标记的葡萄糖可追踪磷酸戊糖途径中各产物的生成
D．受伤组织修复过程中所需要的原料可由该途径的中间产物转化生成
15．（2022·广东·高考真题）种子质量是农业生产的前提和保障。生产实践中常用TTC 法检测种子活力，
TTC（无色）进入活细胞后可被[H]还原成TTF（红色）。大豆充分吸胀后，取种胚浸于0.5%TTC 溶液中，
30℃保温一段时间后部分种胚出现红色。下列叙述正确的是（ ）
A．该反应需要在光下进行
B．TTF 可在细胞质基质中生成
C．TTF 生成量与保温时间无关
D．不能用红色深浅判断种子活力高低
16．（2022·浙江·高考真题）下列关于细胞呼吸的叙述，错误的是（ ）
A．人体剧烈运动会导致骨骼肌细胞产生较多的乳酸
B．制作酸奶过程中乳酸菌可产生大量的丙酮酸和CO2
C．梨果肉细胞厌氧呼吸释放的能量一部分用于合成ATP
4
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D．酵母菌的乙醇发酵过程中通入O2会影响乙醇的生成量
17．（2022 年6 月·浙江·高考真题）线粒体结构模式如图所示，下列叙述错误的是（ ）
A．结构1 和2 中的蛋白质种类不同
B．结构3 增大了线粒体内膜的表面积
C．厌氧呼吸生成乳酸的过程发生在结构4 中
D．电子传递链阻断剂会影响结构2 中水的形成
〖2021 年高考真题〗
18．（2021 湖南高考真题）下列有关细胞呼吸原理应用的叙述，错误的是（ ）
A．南方稻区早稻浸种后催芽过程中，常用40℃左右温水淋种并时常翻种，可以为种子的呼吸作用提供水
分、适宜的温度和氧气
B．农作物种子入库贮藏时，在无氧和低温条件下呼吸速率降低，贮藏寿命显著延长
C．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
D．柑橘在塑料袋中密封保存，可以减少水分散失、降低呼吸速率，起到保鲜作用
19．（2021 年湖北高考真题）采摘后的梨常温下易软化。果肉中的酚氧化酶与底物接触发生氧化反应，逐
渐褐变。密封条件下4℃冷藏能延长梨的贮藏期。下列叙述错误的是（ ）
A．常温下鲜梨含水量大，环境温度较高，呼吸代谢旺盛，不耐贮藏
B．密封条件下，梨呼吸作用导致O2减少，CO2增多，利于保鲜
C．冷藏时，梨细胞的自由水增多，导致各种代谢活动减缓
D．低温抑制了梨的酚氧化酶活性，果肉褐变减缓
20．（2021 年福建高考真题）下列关于“探究酵母菌细胞呼吸的方式”（实验I）和“培养液中酵母菌种
群数量的变化”（实验II）的叙述，正确的是（ ）
A．实验I、Ⅱ都要将实验结果转化为数学模型进行分析
B．实验I、Ⅱ通气前都必须用NaOH 去除空气中的CO2
C．实验I 中，有氧组和无氧组都能使澄清石灰水变浑浊
D．实验Ⅱ中，可用滤纸在盖玻片另一侧吸引培养液进入计数室
21．（2021.6 月浙江高考真题）需氧呼吸必须有氧的参加，此过程中氧的作用是（ ）
A．在细胞溶胶中，参与糖酵解过程
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B．与丙酮酸反应，生成 CO2
C．进入柠檬酸循环，形成少量 ATP
D．电子传递链中，接受氢和电子生成H2O
22.（2021 年全国甲卷）某同学将酵母菌接种在马铃薯培养液中进行实验，不可能得到的结果是（ ）
A．该菌在有氧条件下能够繁殖
B．该菌在无氧呼吸的过程中无丙酮酸产生
C．该菌在无氧条件下能够产生乙醇
D．该菌在有氧和无氧条件下都能产生CO2
23.（2021 年广东卷）秸秆的纤维素经酶水解后可作为生产生物燃料乙醇的原料。生物兴趣小组利用自制
的纤维素水解液（含5%葡萄糖）培养酵母菌并探究其细胞呼吸（如图）。下列叙述正确的是（ ）
A．培养开始时向甲瓶中加入重铬酸钾以便检测乙醇生成
B．乙瓶的溶液由蓝色变成红色，表明酵母菌已产生了CO2
C．用甲基绿溶液染色后可观察到酵母菌中线粒体的分布
D．实验中增加甲瓶的酵母菌数量不能提高乙醇最大产量
24.（2021 年1 月浙江卷）苹果果实成熟到一定程度，呼吸作用突然增强，然后又突然减弱，这种现象称为
呼吸跃变，呼吸跃变标志着果实进入衰老阶段。下列叙述正确的是（ ）
A．呼吸作用增强，果实内乳酸含量上升
B．呼吸作用减弱，糖酵解产生的CO2减少
C．用乙烯合成抑制剂处理，可延缓呼吸跃变现象的出现
D．果实贮藏在低温条件下，可使呼吸跃变提前发生
〖2020 年高考真题〗
25．（2020 年全国统一高考生物试卷（新课标Ⅰ)·2）种子贮藏中需要控制呼吸作用以减少有机物的消耗。
若作物种子呼吸作用所利用的物质是淀粉分解产生的葡萄糖，下列关于种子呼吸作用的叙述，错误的是（
）
A．若产生的CO2与乙醇的分子数相等，则细胞只进行无氧呼吸
B．若细胞只进行有氧呼吸，则吸收O2的分子数与释放CO2的相等
C．若细胞只进行无氧呼吸且产物是乳酸，则无O2吸收也无CO2释放
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D．若细胞同时进行有氧和无氧呼吸，则吸收O2的分子数比释放CO2的多
26．（2020 年山东省高考生物试卷（新高考)·2）癌细胞即使在氧气供应充足的条件下也主要依赖无氧呼吸
产生ATP，这种现象称为“瓦堡效应”。下列说法错误的是（ ）
A．“瓦堡效应”导致癌细胞需要大量吸收葡萄糖
B．癌细胞中丙酮酸转化为乳酸的过程会生成少量ATP
C．癌细胞呼吸作用过程中丙酮酸主要在细胞质基质中被利用
D．消耗等量的葡萄糖，癌细胞呼吸作用产生的NADH 比正常细胞少
27．（2020 年山东省高考生物试卷（新高考)·12）我国的酿酒技术历史悠久，古人在实际生产中积累了很
多经验。《齐民要术》记载：将蒸熟的米和酒曲混合前需“浸曲发，如鱼眼汤，净淘米八斗，炊作饭，舒
令极冷”。意思是将酒曲浸到活化，冒出鱼眼大小的气泡，把八斗米淘净，蒸熟，摊开冷透。下列说法错
误的是（ ）
A．“浸曲发” 过程中酒曲中的微生物代谢加快
B．“鱼眼汤” 现象是微生物呼吸作用产生的CO2释放形成的
C．“净淘米”" 是为消除杂菌对酿酒过程的影响而采取的主要措施
D．“舒令极冷”的目的是防止蒸熟的米温度过高导致酒曲中的微生物死亡
28．（2020 年浙江省高考生物试卷（7 月选考)）下列关于细胞的需氧呼吸与厌氧呼吸的叙述，正确的是（
）
A．细胞的厌氧呼吸产生的ATP 比需氧呼吸的多
B．细胞的厌氧呼吸在细胞溶胶和线粒体嵴上进行
C．细胞的需氧呼吸与厌氧呼吸过程中都会产生丙酮酸
D．若适当提高苹果果实贮藏环境中的O2浓度会增加酒精的生成量
29．（2020 年江苏省高考生物试卷·30）研究发现，线粒体内的部分代谢产物可参与调控核内基因的表达，
进而调控细胞的功能。下图为T 细胞中发生上述情况的示意图，请据图回答下列问题：
（1）丙酮酸进入线粒体后先经氧化脱羧形成乙酰辅酶A，再彻底分解成__________和[H]。[H]经一系列复
杂反应与__________结合，产生水和大量的能量，同时产生自由基。
（2）线粒体中产生的乙酰辅酶A 可以进入细胞核，使染色质中与__________结合的蛋白质乙酰化，激活
干扰素基因的转录。
（3）线粒体内产生的自由基穿过线粒体膜到__________中，激活NFAT 等调控转录的蛋白质分子，激活的
NFAT 可穿过__________进入细胞核，促进白细胞介素基因的转录。转录后形成的__________分子与核糖
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体结合，经__________过程合成白细胞介素。
（4）T 细胞内乙酰辅酶A 和自由基调控核内基因的表达，其意义是__________。
30．（2020 年全国统一高考生物试卷（新课标Ⅲ)·29）照表中内容，围绕真核细胞中ATP 的合成来完成下
表。
反应部位
（1）
__________
叶绿体的类囊体膜
线粒体
反应物
葡萄糖
丙酮酸等
反应名称
（2）
__________
光合作用的光反应
有氧呼吸的部分过程
合成ATP 的能量来源
化学能
（3）__________
化学能
终产物（除ATP 外）
乙醇、CO2
（4）__________
（5）__________
〖2019 年高考真题〗
31．（2019 浙江4 月选考·15）将豌豆根部组织浸在溶液中达到离子平衡后，测得有关数据如下表：
下列叙述正确的是
A．溶液通氧状况与根细胞吸收Mg2+的量无关
B．若不断提高温度，根细胞吸收H2PO4
-的量会不断增加
C．若溶液缺氧，根细胞厌氧呼吸产生乳酸会抑制NO3
-的吸收
D．细胞呼吸电子传递链阶段产生的大量ATP 可为吸收离子供能
32．（2019 浙江4 月选考·27）生物利用的能源物质主要是糖类和油脂，油脂的氧原子含量较糖类中的少而
氢的含量多。可用一定时间内生物产生CO2的摩尔数与消耗O2的摩尔数的比值来大致推测细胞呼吸底物的
种类。下列叙述错误的是
A．将果蔬储藏于充满氮气的密闭容器中，上述比值低于1
B．严重的糖尿病患者与其正常时相比，上述比值会降低
C．富含油脂的种子在萌发初期，上述比值低于1
D．某动物以草为食，推测上述比值接近1
33．（2019 全国卷II·2）马铃薯块茎储藏不当会出现酸味，这种现象与马铃薯块茎细胞的无氧呼吸有关。
下列叙述正确的是（ ）
8
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A．马铃薯块茎细胞无氧呼吸的产物是乳酸和葡萄糖
B．马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生的乳酸是由丙酮酸转化而来
C．马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生丙酮酸的过程不能生成ATP
D．马铃薯块茎储藏库中氧气浓度的升高会增加酸味的产生
34．（2019 全国卷III·4）若将n 粒玉米种子置于黑暗中使其萌发，得到n 株黄化苗。那么，与萌发前的这
n 粒干种子相比，这些黄化苗的有机物总量和呼吸强度表现为（ ）
A．有机物总量减少，呼吸强度增强
B．有机物总量增加，呼吸强度增强
C．有机物总量减少，呼吸强度减弱
D．有机物总量增加，呼吸强度减弱
考点
2
光合作用的过程及其影响因素
〖2023 年高考真题〗
一、选择题
1．（2023·湖北·统考高考真题）高温是制约世界粮食安全的因素之一，高温往往使植物叶片变黄、变褐。
研究发现平均气温每升高1℃，水稻、小麦等作物减产约3%~8%。关于高温下作物减产的原因，下列
叙述错误的是（ ）
A．呼吸作用变强，消耗大量养分
B．光合作用强度减弱，有机物合成减少
C．蒸腾作用增强，植物易失水发生萎蔫
D．叶绿素降解，光反应生成的NADH 和ATP 减少
2．（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O2
3．（2023·北京·统考高考真题）在两种光照强度下，不同温度对某植物CO2吸收速率的影响如图。对此图
理解错误的是（ ）
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A．在低光强下，CO2吸收速率随叶温升高而下降的原因是呼吸速率上升
B．在高光强下，M 点左侧CO2吸收速率升高与光合酶活性增强相关
C．在图中两个CP 点处，植物均不能进行光合作用
D．图中M 点处光合速率与呼吸速率的差值最大
4．（2023·全国·统考高考真题）植物叶片中的色素对植物的生长发育有重要作用。下列有关叶绿体中色素
的叙述，错误的是（ ）
A．氮元素和镁元素是构成叶绿素分子的重要元素
B．叶绿素和类胡萝卜素存在于叶绿体中类囊体的薄膜上
C．用不同波长的光照射类胡萝卜素溶液，其吸收光谱在蓝紫光区有吸收峰
D．叶绿体中的色素在层析液中的溶解度越高，随层析液在滤纸上扩散得越慢
二、综合题
5．（2023·山东·高考真题）当植物吸收的光能过多时，过剩的光能会对光反应阶段的PSⅡ复合体（PSⅡ）
造成损伤，使PSⅡ活性降低，进而导致光合作用强度减弱。细胞可通过非光化学淬灭（NPQ）将过剩
的光能耗散，减少多余光能对PSⅡ的损伤。已知拟南芥的H 蛋白有2 个功能：①修复损伤的PSⅡ；②
参与NPQ 的调节。科研人员以拟南芥的野生型和H 基因缺失突变体为材料进行了相关实验，结果如图
所示。实验中强光照射时对野生型和突变体光照的强度相同，且强光对二者的PSⅡ均造成了损伤。
(1)该实验的自变量为______。该实验的无关变量中，影响光合作用强度的主要环境因素有_________
（答出2 个因素即可）。
(2)根据本实验，____（填“能”或“不能”）比较出强光照射下突变体与野生型的PSⅡ活性强弱，理
由是__________。
(3)据图分析，与野生型相比，强光照射下突变体中流向光合作用的能量__________（填“多”或
“少”）。若测得突变体的暗反应强度高于野生型，根据本实验推测，原因是__________。
6．（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、CO2浓度
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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CO2对生菜光合速率的影响，结果如图丙所示。由图可知，在
25℃时，提高CO2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，冬天可燃烧沼气以提高CO2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，优点还有______。
7．（2023·北京·统考高考真题）学习以下材料，回答下面问题。
调控植物细胞活性氧产生机制的新发现，能量代谢本质上是一系列氧化还原反应。在植物细胞中，线
粒体和叶绿体是能量代谢的重要场所。叶绿体内氧化还原稳态的维持对叶绿体行使正常功能非常重要。
在细胞的氧化还原反应过程中会有活性氧产生，活性氧可以调控细胞代谢，并与细胞凋亡有关。我国
科学家发现一个拟南芥突变体m（M 基因突变为m 基因），在受到长时间连续光照时，植株会出现因
细胞凋亡而引起的叶片黄斑等表型。M 基因编码叶绿体中催化脂肪酸合成的M 酶。与野生型相比，突
变体m 中M 酶活性下降，脂肪酸含量显著降低。为探究M 基因突变导致细胞凋亡的原因，研究人员以
诱变剂处理突变体m，筛选不表现细胞凋亡，但仍保留m 基因的突变株。通过对所获一系列突变体的
详细解析，发现叶绿体中pMDH 酶、线粒体中mMDH 酶和线粒体内膜复合物I（催化有氧呼吸第三阶
段的酶）等均参与细胞凋亡过程。由此揭示出一条活性氧产生的新途径（如图）：A 酸作为叶绿体中氧
化还原平衡的调节物质，从叶绿体经细胞质基质进入到线粒体中，在mMDH 酶的作用下产生NADH
（[H]）和B 酸，NADH 被氧化会产生活性氧。活性氧超过一定水平后引发细胞凋亡。
11
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在上述研究中，科学家从拟南芥突变体m 入手，揭示出在叶绿体和线粒体之间存在着一条A 酸-B 酸循
环途径。对A 酸-B 酸循环的进一步研究，将为探索植物在不同环境胁迫下生长的调控机制提供新的思
路。
(1)叶绿体通过___________作用将CO2转化为糖。从文中可知，叶绿体也可以合成脂肪的组分
___________。
(2)结合文中图示分析，M 基因突变为m 后，植株在长时间光照条件下出现细胞凋亡的原因是：_____，
A 酸转运到线粒体，最终导致产生过量活性氧并诱发细胞凋亡。
(3)请将下列各项的序号排序，以呈现本文中科学家解析“M 基因突变导致细胞凋亡机制”的研究思路：
___________。
①确定相应蛋白的细胞定位和功能②用诱变剂处理突变体m ③鉴定相关基因④筛选保留m 基因但不表
现凋亡的突变株
(4)本文拓展了高中教材中关于细胞器间协调配合的内容，请从细胞器间协作以维持稳态与平衡的角度
加以概括说明___________。
8．（2023·广东·统考高考真题）光合作用机理是作物高产的重要理论基础。大田常规栽培时，水稻野生型
（WT）的产量和黄绿叶突变体（ygl）的产量差异不明显，但在高密度栽培条件下ygl 产量更高，其相
关生理特征见下表和图。（光饱和点：光合速率不再随光照强度增加时的光照强度；光补偿点：光合
过程中吸收的CO2与呼吸过程中释放的CO2等量时的光照强度。
水稻材
料
叶绿素（mg/g）
类胡萝卜素（mg/g）
类胡萝卜素/叶绿素
WT
4.08
0.63
0.15
ygl
1.73
0.47
0.27
分析图表，回答下列问题：
(1)ygl 叶色黄绿的原因包括叶绿素含量较低和_______，叶片主要吸收可见光中的_______光。
(2)光照强度逐渐增加达到2000μmol m-2 s-1时，ygl 的净光合速率较WT 更高，但两者净光合速率都不再
随光照强度的增加而增加，比较两者的光饱和点，可得ygl________WT（填“高于”、“低于”或
“等于”）。ygl 有较高的光补偿点，可能的原因是叶绿素含量较低和________。
(3)与WT 相比，ygl 叶绿素含量低，高密度栽培条件下，更多的光可到达下层叶片，且ygl 群体的净光
合速率较高，表明该群体________，是其高产的原因之一。
12
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(4)试分析在0~50μmol m-2 s-1范围的低光照强度下，WT 和ygl 净光合速率的变化，在给出的坐标系中绘
制净光合速率趋势曲线_________。在此基础上，分析图a 和你绘制的曲线，比较高光照强度和低光
照强度条件下WT 和ygl 的净光合速率，提出一个科学问题________。
9．（2023·湖南·统考高考真题）下图是水稻和玉米的光合作用暗反应示意图。卡尔文循环的Rubisco 酶对
CO2的Km为450μmol·L-1（K 越小，酶对底物的亲和力越大）,该酶既可催化RuBP 与CO2反应，进行卡
尔文循环，又可催化RuBP 与O2反应，进行光呼吸（绿色植物在光照下消耗O2并释放CO2的反应）。
该酶的酶促反应方向受CO2和O2相对浓度的影响。与水稻相比，玉米叶肉细胞紧密围绕维管束鞘，其
中叶肉细胞叶绿体是水光解的主要场所，维管束鞘细胞的叶绿体主要与ATP 生成有关。玉米的暗反应
先在叶肉细胞中利用PEPC 酶（PEPC 对CO2的Km为7μmol·L-1）催化磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）与CO2
反应生成C4,固定产物C4转运到维管束鞘细胞后释放CO2,再进行卡尔文循环。回答下列问题：
(1)玉米的卡尔文循环中第一个光合还原产物是______（填具体名称）,该产物跨叶绿体膜转运到细胞质
基质合成______（填"葡萄糖""蔗糖"或"淀粉"）后，再通过_____长距离运输到其他组织器官。
(2)在干旱、高光照强度环境下，玉米的光合作用强度_____（填"高于"或"低于"）水稻。从光合作用机
制及其调控分析，原因是 ____________（答出三点即可）。
(3)某研究将蓝细菌的CO2浓缩机制导入水稻，水稻叶绿体中CO2浓度大幅提升，其他生理代谢不受影
响，但在光饱和条件下水稻的光合作用强度无明显变化。其原因可能是_____________（答出三点
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即可）。
10．（2023·全国·统考高考真题）某同学将从菠菜叶中分离到的叶绿体悬浮于缓冲液中，给该叶绿体悬浮
液照光后糖产生。回答下列问题。
(1)叶片是分离制备叶绿体的常用材料，若要将叶肉细胞中的叶绿体与线粒体等其他细胞器分离，可以
采用的方法是_____（答出1 种即可）。叶绿体中光合色素分布_____上，其中类胡萝卜素主要吸收
_____（填“蓝紫光”“红光”或“绿光”）。
(2)将叶绿体的内膜和外膜破坏后，加入缓冲液形成悬浮液，发现黑暗条件下悬浮液中不能产生糖，原
因是_____。
(3)叶片进行光合作用时，叶绿体中会产生淀粉。请设计实验证明叶绿体中有淀粉存在，简要写出实验
思路和预期结果。_____
11．（2023·浙江·统考高考真题）叶片是给植物其他器官提供有机物的“源”，果实是储存有机物的
“库”。现以某植物为材料研究不同库源比（以果实数量与叶片数量比值表示）对叶片光合作用和光
合产物分配的影响，实验结果见表1。
表1
项目
甲组
乙组
丙组
处理
库源比
1/2
1/4
1/6
单位叶面积叶绿素相对含量
78.7
75.5
75.0
净光合速率（μmol·m－2·s－1）
9.31
8.99
8.75
果实中含
13C 光合产物（mg）
21.96
37.38
66.06
单果重（g）
11.81
12.21
19.59
注：①甲、乙、丙组均保留枝条顶部1 个果实并分别保留大小基本一致的2、4、6 片成熟叶，用
13CO2供
应给各组保留的叶片进行光合作用。②净光合速率：单位时间单位叶面积从外界环境吸收的
13CO2量。
回答下列问题：
(1)叶片叶绿素含量测定时，可先提取叶绿体色素，再进行测定。提取叶绿体色素时，选择乙醇作为提
取液的依据是__________。
(2)研究光合产物从源分配到库时，给叶片供应
13CO2，
13CO2先与叶绿体内的__________结合而被固定，
形成的产物还原为糖需接受光反应合成的__________中的化学能。合成的糖分子运输到果实等库中。
在本实验中，选用
13CO2的原因有__________（答出2 点即可）。
(3)分析实验甲、乙、丙组结果可知，随着该植物库源比降低，叶净光合速率__________（填“升高”
或“降低”）、果实中含
13C 光合产物的量__________（填“增加”或“减少”）。库源比降低导
14
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致果实单果重变化的原因是__________。
(4)为进一步研究叶片光合产物的分配原则进行了实验，库源处理如图所示，用
13CO2供应给保留的叶片
进行光合作用，结果见表2。
果实位置
果实中含
13C 光合产物（mg）
单果重（g）
第1 果
26.91
12.31
第2 果
18.00
10.43
第3 果
2.14
8.19
根据表2 实验结果，从库与源的距离分析，叶片光合产物分配给果实的特点是__________。
(5)综合上述实验结果，从调整库源比分析，下列措施中能提高单枝的合格果实产量（单果重10g 以上
为合格）的是哪一项？__________
A．除草
B．遮光
C．疏果
D．松土
〖2022 年高考真题〗
12．（2022·全国乙卷·高考真题）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CO2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（ ）
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
13．（2022·湖南·高考真题）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CO2量减少
B．光合酶活性降低，呼吸酶不受影响，呼吸释放的CO2量大于光合固定的CO2量
C．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
14．（2022·全国甲卷·高考真题）根据光合作用中CO2的固定方式不同，可将植物分为C3植物和C4植物等
类型。C4植物的CO2补偿点比C3植物的低。CO2补偿点通常是指环境CO2浓度降低导致光合速率与呼吸速
率相等时的环境CO2浓度。回答下列问题。
(1)不同植物（如C3植物和C4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
____________（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，C4植物比C3植物生长得好。从两种植物
CO2补偿点的角度分析，可能的原因是______________。
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15．（2022·湖南·高考真题）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CO2量等于呼吸作用释放的CO2量;日
照时长短于12 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。
16．（2022·山东·高考真题）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______。
(3)据图分析，与甲组相比，乙组加入BR 后光抑制______（填“增强”或“减弱”）；乙组与丙组相比，
说明BR 可能通过______发挥作用。
17．（2022·广东·高考真题）研究者将玉米幼苗置于三种条件下培养10 天后（图a），测定相关指标（图
16
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b），探究遮阴比例对植物的影响。
回答下列问题：
(1)结果显示，与A 组相比，C 组叶片叶绿素含量________________，原因可能是________________。
(2)比较图b 中B1 与A 组指标的差异，并结合B2 相关数据，推测B 组的玉米植株可能会积累更多的
________________，因而生长更快。
(3)某兴趣小组基于上述B 组条件下玉米生长更快的研究结果，作出该条件可能会提高作物产量的推测，由
此设计了初步实验方案进行探究：
实验材料：选择前期________________一致、生长状态相似的某玉米品种幼苗90 株。
实验方法：按图a 所示的条件，分A、B、C 三组培养玉米幼苗，每组30 株；其中以________________为
对照，并保证除________________外其他环境条件一致。收获后分别测量各组玉米的籽粒重量。
结果统计：比较各组玉米的平均单株产量。
分析讨论：如果提高玉米产量的结论成立，下一步探究实验的思路是________________。
18．（2022 年1 月·浙江·高考真题）不同光质及其组合会影响植物代谢过程。以某高等绿色植物为实验材
料，研究不同光质对植物光合作用的影响，实验结果如图1，其中气孔导度大表示气孔开放程度大。该高
等植物叶片在持续红光照射条件下，用不同单色光处理（30s/次），实验结果如图2，图中“蓝光+绿光”
表示先蓝光后绿光处理，“蓝光+绿光+蓝光”表示先蓝光再绿光后蓝光处理。
回答下列问题：
(1)高等绿色植物叶绿体中含有多种光合色素，常用____________方法分离。光合色素吸收的光能转化为
ATP 和NADPH 中的化学能、可用于碳反应中____________的还原。
(2)据分析，相对于红光，蓝光照射下胞间CO2浓度低，其原因是____________。气孔主要由保卫细胞构成、
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保卫细胞吸收水分气孔开放、反之关闭，由图2 可知，绿光对蓝光刺激引起的气孔开放具有阻止作用，但
这种作用可被____________光逆转。由图1 图2 可知蓝光可刺激气孔开放，其机理是蓝光可使保卫细胞光
合产物增多，也可以促进K+、Cl-的吸收等，最终导致保卫细胞____________，细胞吸水，气孔开放。
(3)生产上选用__________LED 灯或滤光性薄膜获得不同光质环境，用于某些药用植物的栽培。红光和蓝光
以合理比例的____________或____________、合理的光照次序照射，利于次生代谢产物的合成。
19．（2022 年6 月·浙江·高考真题）通过研究遮阴对花生光合作用的影响，为花生的合理间种提供依据。
研究人员从开花至果实成熟，每天定时对花生植株进行遮阴处理。实验结果如表所示。
处
理
指标
光饱和
点
（klx）
光补偿
点
（lx）
低于5klx 光合曲线的斜率
（mgCO2．dm-2．hr-1．klx-1）
叶绿素含量
（mg·dm-2）
单株光
合产量
（g 干
重）
单株叶
光合产
量（g
干重）
单株果
实光合
产量
（g 干
重）
不
遮
阴
40
550
1.22
2.09
18.92
3.25
8.25
遮
阴
2
小
时
35
515
1.23
2.66
18.84
3.05
8.21
遮
阴
4
小
时
30
500
1.46
3.03
16.64
3.05
6.13
注：光补偿点指当光合速率等于呼吸速率时的光强度。光合曲线指光强度与光合速率关系的曲线。
回答下列问题：
(1)从实验结果可知，花生可适应弱光环境，原因是在遮阴条件下，植株通过增加___________，提高吸收
光的能力；结合光饱和点的变化趋势，说明植株在较低光强度下也能达到最大的___________；结合光补
偿点的变化趋势，说明植株通过降低___________，使其在较低的光强度下就开始了有机物的积累。根据
表中___________的指标可以判断，实验范围内，遮阴时间越长，植株利用弱光的效率越高。
(2)植物的光合产物主要以___________形式提供给各器官。根据相关指标的分析，表明较长遮阴处理下，
植株优先将光合产物分配至___________中。
(3)与不遮阴相比，两种遮阴处理的光合产量均___________。根据实验结果推测，在花生与其他高秆作物
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进行间种时，高秆作物一天内对花生的遮阴时间为___________（A．<2 小时 B．2 小时
C．4 小时 D．>4 小时），才能获得较高的花生产量。
〖2021 年高考真题〗
20．（2021 辽宁高考真题）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CO2浓度
21．（2021 湖南高考真题）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O2的释放，说明未进行光合作用
B．在暗反应阶段，CO2不能直接被还原
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
22．（2021 年北京高考真题）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CO2吸收速率最大值接近
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
23.（2021 年广东卷）在高等植物光合作用的卡尔文循环中，唯一催化CO2固定形成C3的酶被称为
Rubisco。下列叙述正确的是（ ）
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CO2固定需要ATP
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D．Rubisco 催化C5和CO2结合
24.（2021 年河北卷）《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
25．（2021 年江苏高考真题）线粒体对维持旺盛的光合作用至关重要。下图示叶肉细胞中部分代谢途径，
虚线框内示“草酰乙酸/苹果酸穿梭”，请据图回答下列问题。
(1)叶绿体在___上将光能转变成化学能，参与这一过程的两类色素是_____。
(2)光合作用时，CO2与C5结合产生三碳酸，继而还原成三碳糖（C3），为维持光合作用持续进行，部分新
合成的C3必须用于再生______；运到细胞质基质中的C3可合成蔗糖，运出细胞。每运出一分子蔗糖相当
于固定了___个CO2分子。
(3)在光照过强时，细胞必须耗散掉叶绿体吸收的过多光能，避免细胞损伤。草酸乙酸/苹果酸穿梭可有效地
将光照产生的______中的还原能输出叶绿体，并经线粒体转化为______中的化学能。
(4)为研究线粒体对光合作用的影响，用寡霉素（电子传递链抑制剂）处理大麦，实验方法是:取培养
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10~14d 大麦苗，将其茎漫入添加了不同浓度寡霉素的水中，通过蒸腾作用使药物进入叶片。光照培养后，
测定，计算光合放氧速率（单位为µmolO2•mg-1chl•h-1，chl 为叶绿素）。请完成下表。
实验步骤的目的
简要操作过程
配制不同浓度的寡霉素丙酮
溶液
寡霉素难溶于水，需先溶于丙酮，配制高浓度母液，并用丙酮稀释成不同药
物浓度，用于加入水中
设置寡霉素为单一变量的对
照组
①_______________
②_______________
对照组和各实验组均测定多个大麦叶片
光合放氧测定
用氧电极测定叶片放氧
③_______________
称重叶片，加乙醇研磨，定容，离心，取上清液测定
26．（2021 湖南高考真题）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O2、H+和e-，光能转化成电能，最
终转化为______和ATP 中活跃的化学能。若CO2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
A：双层
膜结构完
整
叶绿体B：双
层膜局部受
损，类囊体略
有损伤
叶绿体C：双
层膜瓦解，类
囊体松散但未
断裂
叶绿体D：所
有膜结构解体
破裂成颗粒或
片段
实验一：以Fecy 为电子受体时的放氧
100
167.0
425.1
281.3
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量
实验二：以DCIP 为电子受体时的放氧
量
100
106.7
471.1
109.6
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_________。
27．（2021 年海南高考真题）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，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CO2浓度，该条件下B 点的移动方向是____________。
(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，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T5调至T6，培植24h 后，
与调温前相比，生菜植株的有机物积累量________________________。
28．（2021 年福建高考真题）大气中浓度持续升高的CO2会导致海水酸化，影响海洋藻类生长进而影响海
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洋生态。龙须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
置不同大气CO2浓度（大气CO2浓度LC 和高CO2浓度HC）和磷浓度（低磷浓度LP 和高磷浓度HP）的实
验组合进行相关实验，结果如下图所示。
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CO2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____________。
29．（2021.6 月浙江高考真题）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，24 h 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。
30.（2021 年全国乙卷）生活在干旱地区的一些植物（如植物甲）具有特殊的CO2固定方式。这类植物晚上
气孔打开吸收CO2，吸收的CO2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
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释放的CO2可用于光合作用。回答下列问题：
（1）白天叶肉细胞产生ATP 的场所有__________。光合作用所需的CO2来源于苹果酸脱羧和
______________释放的CO2。
（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。
（3）若以pH 作为检测指标，请设计实验来验证植物甲在干旱环境中存在这种特殊的CO2固定方式。
_____（简要写出实验思路和预期结果）
31.（2021 年河北卷）为探究水和氮对光合作用的影响，研究者将一批长势相同的玉米植株随机均分成三
组，在限制水肥的条件下做如下处理：（1）对照组；（2）施氮组，补充尿素（12g·m-2）（3）水+氮组，
补充尿素（12g·m-2）同时补水。检测相关生理指标，结果见下表。
生理指标
对照组
施氮组
水+氮组
自由水/结合水
6.2
6.8
7.8
气孔导度（mmol·m-2s-1）
85
65
196
叶绿素含量（mg·g-1）
9.8
11.8
12.6
RuBP 羧化酶活性（μmol·h-1g-1）
316
640
716
光合速率（μmol·m-2s-1）
6.5
8.5
11.4
注：气孔导度反映气孔开放的程度
回答下列问题：
（1）植物细胞中自由水的生理作用包括____________________等（写出两点即可）。补充水分可以促进
玉米根系对氮的__________，提高植株氮供应水平。
（2）参与光合作用的很多分子都含有氮。氮与__________离子参与组成的环式结构使叶绿素能够吸收光
能，用于驱动__________两种物质的合成以及__________的分解；RuBP 羧化酶将CO2转变为羧基加到
__________分子上，反应形成的产物被还原为糖类。
（3）施氮同时补充水分增加了光合速率，这需要足量的CO2供应。据实验结果分析，叶肉细胞CO2供应
量增加的原因是______________________________。
32.（2021 年山东卷）光照条件下，叶肉细胞中 O2与 CO2 竞争性结合 C5，O2与 C5结合后经一系列反应
释放 CO2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 S oBS 溶液，相应的光合作用强
度和光呼吸强度见下表。光合作用强度用固定的 CO2量表示，SoBS 溶液处理对叶片呼吸作用的影响忽略
不计。
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（1）光呼吸中 C5与 O2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
止光照，叶片 CO2释放量先增加后降低，CO2释放量增加的原因是___。
（2）与未喷施 SoBS 溶液相比，喷施 100mg/L SoBS 溶液的水稻叶片吸收和放出CO2量相等时所需的光
照强度________(填：“高”或“低”)，据表分析，原因是____。
（3）光呼吸会消耗光合作用过程中的有机物，农业生产中可通过适当抑制光呼吸以增加作物产量。为探
究 SoBS 溶液利于增产的最适喷施浓度，据表分析，应在____mg/L 之间再设置多个浓度梯度进一步进行
实验。
33.（2021 年天津卷）Rubisco 是光合作用过程中催化CO2固定的酶。但其也能催化O2与C5结合，形成C3
和C2，导致光合效率下降。CO2与O2竞争性结合Rubisco 的同一活性位点，因此提高CO2浓度可以提高光
合效率。
(1)蓝细菌具有CO2浓缩机制，如下图所示。
注：羧化体具有蛋白质外壳，可限制气体扩散
据图分析，CO2依次以___________和___________方式通过细胞膜和光合片层膜。蓝细菌的CO2浓缩机制
可提高羧化体中Rubisco 周围的CO2浓度，从而通过促进___________和抑制___________提高光合效率。
(2)向烟草内转入蓝细菌Rubisco 的编码基因和羧化体外壳蛋白的编码基因。若蓝细菌羧化体可在烟草中发
挥作用并参与暗反应，应能利用电子显微镜在转基因烟草细胞的___________中观察到羧化体。
(3)研究发现，转基因烟草的光合速率并未提高。若再转入HCO3
-和CO2转运蛋白基因并成功表达和发挥作
用，理论上该转基因植株暗反应水平应___________，光反应水平应___________，从而提高光合速率。
34.（2021 年1 月浙江卷）现以某种多细胞绿藻为材料，研究环境因素对其叶绿素a 含量和光合速率的影响。
实验结果如下图，图中的绿藻质量为鲜重。
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回答下列问题：
（1）实验中可用95%乙醇溶液提取光合色素，经处理后，用光电比色法测定色素提取液的_________，计
算叶绿素a 的含量。由甲图可知，与高光强组相比，低光强组叶绿素a 的含量较_________，以适应低光强
环境。由乙图分析可知，在_________条件下温度对光合速率的影响更显著。
（2）叶绿素a 的含量直接影响光反应的速率。从能量角度分析，光反应是一种_________反应。光反应的
产物有_________和O2。
（3）图乙的绿藻放氧速率比光反应产生O2的速率_________，理由是_________。
（4）绿藻在20℃、高光强条件下细胞呼吸的耗氧速率为30μmol·g-1·h-1，则在该条件下每克绿藻每小时光
合作用消耗CO2生成________μmol 的3-磷酸甘油酸。
35．（2021 辽宁高考真题）早期地球大气中的O2浓度很低，到了大约3．5 亿年前，大气中O2浓度显著增
加，CO2浓度明显下降。现在大气中的CO2浓度约390μmol·mol-1，是限制植物光合作用速率的重要因素。
核酮糖二磷酸羧化酶/加氧酶（Rubisco）是一种催化CO2固定的酶，在低浓度CO2条件下，催化效率低。
有些植物在进化过程中形成了CO2浓缩机制，极大地提高了Rubisco 所在局部空间位置的CO2浓度，促进
了CO2的固定。回答下列问题：
(1)真核细胞叶绿体中，在Rubisco 的催化下，CO2被固定形成___________，进而被还原生成糖类，此过程
发生在___________中。
(2)海水中的无机碳主要以CO2和HCO3
-两种形式存在，水体中CO2浓度低、扩散速度慢，有些藻类具有图
1 所示的无机碳浓缩过程，图中HCO3
-浓度最高的场所是__________（填“细胞外”或“细胞质基质”或
“叶绿体”），可为图示过程提供ATP 的生理过程有___________。
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(3)某些植物还有另一种CO2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
（PEPC）可将HCO3
-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
CO2，提高了Rubisco 附近的CO2浓度。
①由这种CO2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
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CO2浓缩机制中碳的转变过程及相应场所，可以使用__________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
__________。
A．改造植物的HCO3
-转运蛋白基因，增强HCO3
-的运输能力
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CO2固定能力
D．将CO2浓缩机制相关基因转入不具备此机制的植物
〖2020 年高考真题〗
36.（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CO2
固定与还原，并不断产生有机物乙醇酸。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CO2
C．类囊体产生的ATP 和O2参与CO2固定与还原
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D．与叶绿体相比，该反应体系不含光合作用色素
37．（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
38．（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CO2结合，
甲为________________。
（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CO2量相等的情况下，该系统糖类的积累量________________ （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。
39．（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：
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（1）在叶绿体中，光合色素分布在__________上；在酶催化下直接参与CO2固定的化学物质是H2O 和
__________。
（2）上图所示的代谢途径中，催化固定CO2形成3-磷酸甘油酸（PGA）的酶在__________中，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NH3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__________
键。
（4）CO2和N2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
__________。
40．（2020 年全国统一高考生物试卷（新课标Ⅰ)·30）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·m-2·s-1
1 200
1 180
560
623
〖2019 年高考真题〗
41.（2019 江苏卷·17）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
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A．研磨时加入CaCO3过量会破坏叶绿素
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
42．（2019 全国卷Ⅰ·3）将一株质量为20 g 的黄瓜幼苗栽种在光照等适宜的环境中，一段时间后植株达到
40 g，其增加的质量来自于
A．水、矿质元素和空气
B．光、矿质元素和水
C．水、矿质元素和土壤
D．光、矿质元素和空气
43．（2019 全国卷Ⅰ·29）将生长在水分正常土壤中的某植物通过减少浇水进行干旱处理，该植物根细胞
中溶质浓度增大，叶片中的脱落酸(ABA)含量增高，叶片气孔开度减小，回答下列问题。
（1）经干旱处理后，该植物根细胞的吸水能力_______________________。
（2）与干旱处理前相比，干旱处理后该植物的光合速率会_______________________，出现这种变化的主
要原因是_______________________。
（3）有研究表明：干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的，而是由ABA 引起的。请以该种植物
的ABA 缺失突变体(不能合成ABA)植株为材料，设计实验来验证这一结论。要求简要写出实验思路和预
期结果。
44．（2019 北京卷·31）光合作用是地球上最重要的化学反应，发生在高等植物、藻类和光合细菌中。
（1）地球上生命活动所需的能量主要来源于光反应吸收的____________，在碳（暗）反应中，RuBP 羧化
酶（R 酶）催化CO2与RuBP（C5）结合，生成2 分子C3，影响该反应的外部因素，除光照条件外还包括
_________________________（写出两个）；内部因素包括_____________（写出两个）。
（2）R 酶由8 个大亚基蛋白（L）和8 个小亚基蛋白（S）组成。高等植物细胞中L 由叶绿体基因编码并在
叶绿体中合成，S 由细胞核基因编码并在___________中由核糖体合成后进入叶绿体，在叶绿体的
___________中与L 组装成有功能的酶。
（3）研究发现，原核生物蓝藻（蓝细菌）R 酶的活性高于高等植物，有人设想通过基因工程技术将蓝藻R
酶的S、L 基因转入高等植物，以提高后者的光合作用效率。研究人员将蓝藻S、L 基因转入某高等植物
（甲）的叶绿体DNA 中，同时去除甲的L 基因。转基因植株能够存活并生长。检测结果表明，转基因植
株中的R 酶活性高于未转基因的正常植株。
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①由上述实验能否得出“转基因植株中有活性的R 酶是由蓝藻的S、L 组装而成”的推测？请说明理由。
②基于上述实验，下列叙述中能够体现生物统一性的选项包括____________。
a．蓝藻与甲都以DNA 作为遗传物质
b．蓝藻与甲都以R 酶催化CO2的固定
c．蓝藻R 酶大亚基蛋白可在甲的叶绿体中合成
d．在蓝藻与甲的叶肉细胞中R 酶组装的位置不同
45．（2019 江苏卷·28）叶绿体中催化CO2固定的酶R 由叶绿体DNA 编码的大亚基和细胞核DNA 编码的
小亚基共同组装而成，其合成过程及部分相关代谢途径如下图所示。请回答下列问题：
（1）合成酶R 时，细胞核DNA 编码小亚基的遗传信息__________到RNA 上，RNA 进入细胞质基质后指
导多肽链合成；在叶绿体中，参与大亚基肽链合成的RNA 中，种类最多的是__________。
（2）进行光合作用时，组装完成的酶R 需ATP 参与激活，光能转化为ATP 中的化学能是在_________上
（填场所）完成的。活化的酶R 催化CO2固定产生C3化合物（C3-l），C3-I 还原为三碳糖（C3-Ⅱ），这一
步骤需要__________作为还原剂。在叶绿体中C3-Ⅱ除了进一步合成淀粉外，还必须合成化合物X 以维持
卡尔文循环，X 为__________。
（3）作为光合作用的重要成分，X 在叶绿体中的浓度受多种因素调控，下列环境条件和物质代谢过程，与
X 浓度相关的有__________（填序号）。
①外界环境的CO2浓度
②叶绿体接受的光照强度
③受磷酸根离子浓度调节的C3-ll 输出速度
④酶R 催化X 与O2结合产生C2化合物的强度
（4）光合作用旺盛时，很多植物合成的糖类通常会以淀粉的形式临时储存在叶绿体中，假如以大量可溶
性糖的形式存在，则可能导致叶绿体__________。
46．（2019 浙江4 月选考·30）回答与光合作用有关的问题：
（1）在“探究环境因素对光合作用的影响”活动中，正常光照下，用含有0．1%CO2的溶液培养小球藻一
段时间。当用绿光照射该溶液，短期内小球藻细胞中3-磷酸甘油酸的含量会______。为3-磷酸甘油酸还原
成三碳糖提供能量的物质是______。若停止CO2供应，短期内小球藻细胞中RuBP 的含量会______。研究
发现 Rubisco 酶是光合作用过程中的关键酶，它催化CO2被固定的反应，可知该酶存在于叶绿体______中。
（2）在“光合色素的提取与分离”活动中，提取新鲜菠菜叶片的色素并进行分离后，滤纸条自上而下两
条带中的色素合称为______。分析叶绿素a 的吸收光谱可知，其主要吸收可见光中的______光。环境条件
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会影响叶绿素的生物合成，如秋天叶片变黄的现象主要与_____抑制叶绿素的合成有关。
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