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专题06 光合作用
1．（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
2．（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（ ）
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
3．（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
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D．PSⅡ光复合体分解水可以产生H+、电子和O2
4．（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。
5．（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
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 。
2
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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
。
6．（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
。
7．（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：
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(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
（答出三点即可）。
8．（2023·海南·高考真题）海南是我国火龙果的主要种植区之一、由于火龙果是长日照植物，冬季日照时
间不足导致其不能正常开花，在生产实践中需要夜间补光，使火龙果提前开花，提早上市。某团队研究了
同一光照强度下，不同补光光源和补光时间对火龙果成花的影响，结果如图。
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回答下列问题。
(1)光合作用时，火龙果植株能同时吸收红光和蓝光的光合色素是 ；
用纸层析法分离叶绿体色素获得的4 条色素带中，以滤液细线为基准，按照自下而上的次序，该光合色素
的色素带位于第 条。
(2)本次实验结果表明，三种补光光源中最佳的是 ，该光源的最佳补光时间是
小时/天，判断该光源是最佳补光光源的依据是
。
(3) 现有可促进火龙果增产的三种不同光照强度的白色光源，设计实验方案探究成花诱导完成后提高火龙
果产量的最适光照强度（简要写出实验思路）。
。
9．（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
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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。
(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
。
1．（2022·北京·统考高考真题）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、CO2浓
度的关系如下图。据图分析不能得出（ ）
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，CO2浓度升高可使光合作用最适温度升高
C．CO2浓度为200μL·L-1时，温度对光合速率影响小
D．10℃条件下，光合速率随CO2浓度的升高会持续提高
2．（2022·海南·统考高考真题·多选）某小组为了探究适宜温度下CO2对光合
作用的影响，将四组等量菠菜叶圆片排气后，分别置于盛有等体积不同浓度
NaHCO3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，
结果如图。下列有关叙述正确的是（ ）
A．本实验中，温度、NaHCO3浓度和光照都属于自变量
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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％NaHCO3溶液中叶圆片光合速率最高
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
3．（2022·湖南·高考真题·多选）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
4．（2022·重庆·统考高考真题）科学家发现，光能会被类囊体转化为“某种能量形式”，并用于驱动产生
ATP（如图I）。为探寻这种能量形式，他们开展了后续实验。
(1)制备类囊体时，提取液中应含有适宜浓度的蔗糖，以保证其结构完整，原因是
；为避免膜蛋白被降解，提
取液应保持 （填“低温”或“常温”）。
(2) 在图I 实验基础上进行图II 实验，发现该实验条件下，也能产生ATP。但该实验不能充分证明“某种能
量形式”是类囊体膜内外的H+浓度差，原因是
。
(3)为探究自然条件下类囊体膜内外产生H+浓度差的原因，对无缓冲液的类囊体悬液进行光、暗交替处理，
结果如图III 所示，悬液的pH 在光照处理时升高，原因是
。
类囊体膜内外的H+浓度差是通过光合电子传递和H+转运形成的，电子的最终来源物质是
。
(4)用菠菜类囊体和人工酶系统组装的人工叶绿体，能在光下生产目标多碳化合物。若要实现黑暗条件下持
续生产，需稳定提供的物质有 。生产中发现即使增加光照强度，产量
也不再增加，若要增产，可采取的有效措施有 （答两
点）。
5．（2022·湖北·统考高考真题）不同条件下植物的光合速率和光饱和点（在一定范围内，随光照强度的增
加，光合速率增大，达到最大光合速率时的光照强度称为光饱和点）不同，研究证实高浓度臭氧（O3）对
植物的光合作用有影响。用某一高浓度O3连续处理甲、乙两种植物75 天，在第55 天、65 天、75 天分别
测定植物净光合速率，结果如图1、图2 和图3 所示。
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【注】曲线1：甲对照组，曲线2：乙对照组，曲线3：甲实验组，曲线4：乙实验组。
回答下列问题：
(1)图1 中，在高浓度O3处理期间，若适当增加环境中的CO2浓度，甲、乙植物的光饱和点会
（填“减小”、“不变”或“增大”）。
(2)与图3 相比，图2 中甲的实验组与对照组的净光合速率差异较小，表明
。
(3)从图3 分析可得到两个结论：①O3处理75 天后，甲、乙两种植物的
，表明长时间高浓度的O3对植物光合作用
产生明显抑制；②长时间高浓度的O3对乙植物的影响大于甲植物，表明
。
(4)实验发现，处理75 天后甲、乙植物中的基因A 表达量都下降，为确定A 基因功能与植物对O3耐受力的
关系，使乙植物中A 基因过量表达，并用高浓度O3处理75 天。若实验现象为
，则说明A 基因的功能与乙植物对O3耐受力无关。
6．（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。
(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 、
分
处理
甲
清水
乙
BR
丙
BR+L
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（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。
7．（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
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
。
8．（2022·全国·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）。
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(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
。
9．（2022·浙江·统考高考真题）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、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。
10．（2022·辽宁·统考高考真题）浒苔是形成绿潮的主要藻类。绿潮时浒苔堆积在一起，形成大量的“藻
席”，造成生态灾害。为研究浒苔疯长与光合作用的关系，进行如下实验：
Ⅰ．光合色素的提取、分离和含量测定
(1)在“藻席”的上、中、下层分别选取浒苔甲为实验材料，提取、分离色素，发现浒苔甲的光合色素种类
与高等植物相同，包括叶绿素和 。在细胞中，这些光合色素分布在
。
(2)测定三个样品的叶绿素含量，结果见下表。
样
品
叶绿素a（mg·g-1）
叶绿素b（mg·g-1）
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上
层
0.199
0.123
中
层
0.228
0.123
下
层
0.684
0.453
数据表明，取自“藻席”下层的样品叶绿素含量最高，这是因为
。
Ⅱ．光合作用关键酶Y 的粗酶液制备和活性测定
(3)研究发现，浒苔细胞质基质中存在酶Y，参与CO2的转运过程，利于对碳的固定。
酶Y 粗酶液制备：定时测定光照强度并取一定量的浒苔甲和浒苔乙，制备不同光照强度下样品的粗酶液，
流程如图1。
粗酶液制备过程保持低温，目的是防止酶降解和 。研磨时加入缓冲液的主要作
用是 稳定。离心后的 为粗酶液。
(4)酶Y 活性测定：取一定量的粗酶液加入到酶Y 活性测试反应液中进行检测，结果如图2。
在图2 中，不考虑其他因素的影响，浒苔甲酶Y 活性最高时的光照强度为 μmol·m-2·s-1（填具体
数字），强光照会 浒苔乙酶Y 的活性。
1．（2021·辽宁·统考高考真题）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
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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
2．（2021·北京·统考高考真题）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
3．（2021·浙江·统考高考真题）渗透压降低对菠菜叶绿体光合作用的影响如图所示，图甲是不同山梨醇浓
度对叶绿体完整率和放氧率的影响，图乙是两种浓度的山梨醇对完整叶绿体 ATP 含量和放氧量的影响。
CO2以HCO3
-形式提供，山梨醇为渗透压调节剂，0．33 mol·L-1时叶绿体处于等渗状态。据图分析，下列叙
述错误的是（ ）
A．与等渗相比，低渗对完整叶绿体 ATP 合成影响不大，光合速率大小相似
B．渗透压不同、叶绿体完整率相似的条件下，放氧率差异较大
C．低渗条件下，即使叶绿体不破裂，卡尔文循环效率也下降
D．破碎叶绿体占全部叶绿体比例越大，放氧率越低
4．（2021·湖南·统考高考真题）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
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D．合理密植和增施有机肥能提高农作物的光合作用强度
5．（2021·广东·统考高考真题）与野生型拟南芥WT 相比，突变体t1 和t2 在正常光照条件下，叶绿体在
叶肉细胞中的分布及位置不同（图a，示意图），造成叶绿体相对受光面积的不同（图b），进而引起光合
速率差异，但叶绿素含量及其它性状基本一致。在不考虑叶绿体运动的前提下，下列叙述错误的是（
）
A．t2 比t1 具有更高的光饱和点（光合速率不再随光强增加而增加时的光照强度）
B．t1 比t2 具有更低的光补偿点（光合吸收CO2与呼吸释放CO2等量时的光照强度）
C．三者光合速率的高低与叶绿素的含量无关
D．三者光合速率的差异随光照强度的增加而变大
6．（2021·广东·统考高考真题）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
D．Rubisco 催化C5和CO2结合
7．（2021·重庆·高考真题）GR24 是新型植物激素独脚金内酯的人工合成类似物，在农业生产上合理应用
可提高农作物的抗逆性和产量。
(1)某小组研究了弱光条件下GR24 对番茄幼苗生长的影响，结果（均值）见下表：
叶绿素a 含量
（mg·g-1）
叶绿素b 含量
（mg·g-1）
叶绿素a/b
单株干重
（g）
单株分枝数
（个）
弱光＋水
1.39
0.61
2.28
1.11
1.83
弱光＋GR24
1.98
0.98
2.02
1.30
1.54
①结果表明，GR24 处理使幼苗叶绿素含量上升、叶绿素a/b （填“上升”或“下降”），
净光合速率 ，提高了幼苗对弱光的利用能力。GR24 处理抑制了幼苗分枝，与该作用效应
相似的另一类激素是 。
②若幼苗长期处于弱光下，叶绿体的发育会产生适应性变化，类囊体数目会 。若保持其
他条件不变，适度增加光照强度，气孔开放程度会 （填“增大”成“减小”）。
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(2)列当是根寄生性杂草。土壤中的列当种子会被番茄根部释放的独脚金内酯诱导萌发，然后寄生在番茄根
部使其减产；若缺乏宿主，则很快死亡。
①应用GR24 降低列当对番茄危害的措施为
。
②为获得被列当寄生可能性小的番茄品种，应筛选出释放独脚金内酯能力 的植株。
8．（2021·辽宁·统考高考真题）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
。
(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
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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
9．（2021·天津·统考高考真题）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。
10．（2021·山东·统考高考真题）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。
（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
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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。
11．（2021·浙江·统考高考真题）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。
12．（2021·湖南·统考高考真题）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：
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（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量
100
167.0
425.1
281.3
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
。
13．（2021·河北·统考高考真题）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
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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
。
14．（2021·全国·高考真题）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）
15．（2021·浙江·统考高考真题）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。
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一、单选题
1．农谚是劳动人民农业生产智慧的结晶和经验的总结，其中蕴含着很多生物学原理。下列关于农谚的分
析错误的是（ ）
A．“白天热来夜间冷，一棵豆儿打一捧”指适当提高昼夜温差，有利于有机物积累，增加产量
B．“稻田水多是糖浆，麦田水多是砒霜”指不同植物对水分的需求不同，合理灌溉有助于增加产量
C．“不稀不稠，一(zhà，约15cm)出头”指通过合理密植可提高光能利用率，增加产量
D．“锅底无柴难烧饭，田里无粪难增产”指农家肥可被植物直接吸收和利用，减少生产成本和污染
2．图1 表示某植物光合作用和细胞呼吸过程示意图，字母代表有关物质，数字代表代谢过程，图2 为探究
密闭装置中不同温度对该植物叶肉细胞光合速率和呼吸速率的影响。下列叙述正确的是（ ）
A．图1 中产生O2的是过程③，消耗O2的是过程⑤
B．图1 中D 是[H]，E 是ATP 和NADPH
C．图2 温度为t3时，叶肉细胞的实际光合速率为12.5mg/h
D．图2 温度为t4时，植物体光合速率等于呼吸速率
3．将离体叶片置于适宜条件下进行稳定的光合作用时，如果突然分别停止光照和CO2的供应，短时间内
叶绿体中C3与【H】相对含量的变化分别是（ ）
A．C3增多、【H】减少；C3减少、【H】增多
B．C3减少、【H】增多；C3减少、【H】增多
C．C3增多、【H】增多；C3减少、【H】减少
D．C3减少、【H】减少；C3增多、【H】增多
4．研究发现，玉米固定CO2的能力远强于水稻，与其体内固定CO2的酶有关。将相关的酶基因导入水稻
后，在适宜温度下分别测定转基因水稻和野生型水稻的净光合速率随光照强度的变化，如图所示，下列相
关叙述错误的是（ ）
A．a 点时限制转基因水稻光合作用的主要环境因素为光照强度
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B．b 点以后限制野生型水稻光合作用的主要环境因素可能为CO2浓度
C．转基因水稻可能比野生型水稻会更适合生活在较低CO2浓度的环境中
D．野生型水稻比转基因水稻更适宜栽种在强光照环境中
5．研究者在充足的CO2和30℃条件下测定马铃薯和红薯的相关生理指标，结果如下图。下列叙述正确的
是（ ）
A．当光照强度为6klx 时，两种植物固定CO2的量相等
B．当光照强度为9klx 时，马铃薯根细胞在叶绿体类囊体、线粒体和细胞质基质中合成ATP
C．该实验条件下，若光照强度为9klx，一天接受光照8 小时，马铃薯能正常生长
D．将实验温度改成25℃，若所得红薯的曲线中A 点向右上方移动，则说明其光合作用最适温度低于
30℃
6．1880 年恩格尔曼把载有水绵和好氧细菌的临时装片放在没有氧气的黑暗环境中，后用极细的光束照射
水绵。发现好氧细菌只向叶绿体被光束照射到的部位集中；将临时装片暴露在光下，细菌则分布在所有受
光的部位。以下说法正确的是（ ）
A．从选材角度分析水绵的叶绿体多且密集，便于观察
B．恩格尔曼实验直接证明了叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧
C．用极细光束照射的部位为实验组，此实验缺乏对照组
D．选择需氧细菌是为了证明光合作用释放的氧气来自于水
7．自然界中景天科植物可通过特殊的CO2固定方式进行暗反应过程，如图所示，下列相关叙述正确的是
（ ）
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A．景天科植物在夜间和白天均能固定CO2合成糖类
B．卡尔文循环过程中，C3接受能量并被还原后全部生成糖类
C．在高温、干旱环境中，景天科植物比普通植物适应能力更强
D．白天可通过测定一定时间内CO2吸收量来表示该植物光合作用强度
8．真核生物的生物膜将细胞内分隔成不同的区域，有利于细胞代谢高效、有序地进行。下列关于细胞内
的不同区域说法正确的是（ ）
A．植物细胞的色素分子只储存于双层膜包围成的区域中
B．由双层膜包围而成的区域均既可产生ATP，也可消耗ATP
C．产生水的反应既可发生在双层膜包围的区域，也可发生在无膜包围的区域
D．单层膜围成的区域中均能发生蛋白质、糖类、脂质的合成
9．光合作用是自然界最重要的化学反应之一，光合作用的限制因素有内因和外因两个方面，外因主要包
括温度、CO2浓度和光照强度，下图是实验人员测得的光照强度对单个叶片光合速率的影响。下列相关叙
述错误的是（ ）
注：光极限是指光合作用吸收CO2量随着光照强度的增加而上升的光照强度范围。CO2极限是指光合作用
吸收CO2量不再随着光照强度的增加而上升的光照强度范围。
A．阴生植物的光极限和CO2极限范围一般小于阳生植物
B．在光合作用最适温度下适当升温，若细胞呼吸速率增大，光补偿点可能左移
C．达到CO2极限时，限制光合速率的因素可能是CO2浓度或温度
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D．实际生产中施肥过多会影响植物吸水，施肥不足可能影响叶绿素和相关酶的合成
10．科研人员探究干旱胁迫影响小麦光合作用效率变化的实验结果如表所示(其他条件适宜)，下列相关叙
述正确的是（ ）
气孔导度
(mol·m-2·g-1)
胞间CO2浓度
(μmol·r·mol-1)
叶绿素含量
(mg·g-1)
净光合速率
(μmol·m-2·s-1)
对照组
0.074
200.78
3.22
10.48
干旱第3
天
0.028
121.44
2.66
4.26
干旱第5
天
0.003
266.57
1.38
0.11
A．干旱第5 天，胞间CO2浓度升高可能是呼吸作用强度高于光合作用强度所致
B．随小麦干旱期的延长，叶片中叶绿素含量下降可能是由于缺水导致叶绿素降解
C．小麦幼苗在干旱初期与干旱5 天后，植株净光合速率下降的主要原因相同
D．小麦幼苗随着干旱时间的延长，植株的光合作用速率下降，呼吸速率升高
11．下图为高等绿色植物光合作用和细胞呼吸之间的物质和能量转变示意图，图中①～⑥代表物质。据图
判断，下列说法不正确的是（ ）
A．①和⑤产生后在细胞中的主要分布位置不同
B．④转变成CO2的过程可发生在细胞质基质和线粒体基质中
C．给植物提供C18O2，则植物释放的CO2中没有
18O
D．光照突然增强，短时间内可能会导致①与②的比值增大，随后该比值减小，最终基本不变
12．对处于氮饥饿的玉米幼苗施加硝酸盐，首先引起根中的细胞分裂素水平迅速升高，随后通过木质部转
移到茎中。植物体中高的“细胞分裂素/生长素”比例促进茎生长，而低的“细胞分裂素/生长素”比例促
进根生长。据此推测，下列说法正确的是（ ）
A．在氮盐充足的环境中，植物优先促进根的生长以加快植物对无机盐的吸收
B．在氮盐贫的环境中，植物促进茎的生长以提高植物光合作用的能力
C．施用适量的生长素类似物能调节“氮盐贫瘠环境”中植物的形态结构
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D．环境中的氮盐含量只影响细胞分裂素的合成与分泌
13．为探究何种色膜有利于棉花叶的光合作用，研究人员首先测定了不同遮光环境下的光照强度，然后将
长势一致的棉花植株随机均分为A、B、C、D 四组，通过不同遮光处理一周后，测得结果如下表所示。下
列分析错误的是（ ）
处理
光照强度/（µmol•m-2•s-1）
叶绿素相对含量
净光合速率/（µmol•m-2•s-1）
无遮光处理（A 组）
1292.7
40.9
25.4
红色透光膜（B 组）
410.3
40.0
10.7
蓝色透光膜（C 组）
409.9
39.6
13.2
黄色透光膜（D 组）
930.7
42.1
21.2
A．通过实验可知，为了保证大棚内棉花产量最好使用黄色透光膜
B．导致四组棉花叶片净光合速率不同的环境因素主要是光照强度和光的波长
C．将处理后的四组棉花同时置于自然光下，叶绿体中生成NADPH 最多的是D 组
D．雾霾天气下，选择黄色人工光源进行补光比红光和蓝光更适合棉花的生长
14．光合作用原理的探究历程包含了许多科学家的努力，下列相关说法错误的（ ）
A．恩格尔曼以需氧细菌和水绵为材料进行实验。证明了叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧
B．鲁宾和卡门通过检测产生氧气的相对质量，证明光合作用释放的
中氧元素来自水
C．希尔和阿尔农发现，ATP 和NADPH 的形成发生在叶绿体类囊体的薄膜上
D．卡尔文采用
标记
，供小球藻利用，探明了暗反应从
到
再到
的循环过程
15．取某乔木树冠上、下层两种叶片，分别测定其净光合速率，结果如图所示。据图分析，下列叙述正确
的是（ ）
A．甲叶片为上层叶，乙叶片为下层叶
B．光照强度大于N 时，光照强度不是限制甲、乙叶片光合作用的因素
C．光照强度为N 时，甲叶片的实际光合速率等于乙叶片的
D．光照强度为M 时，甲叶片产生ATP 的场所是线粒体和细胞质基质
16．为构建高产高效的椰林花生间作模式，某农科所以花生“本红1 号”为材料，探究不同荫蔽度对花生
幼苗光合作用的影响，实验结果如下表。下列分析错误的是（ ）
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荫蔽度
叶绿素含量（
）
净光合速率（
）
气孔导度（
）
胞间
浓度（
）
0%
1.20
14.88
310.40
279.19
5%～
15%
1.40
16.53
504.30
332.54
15%～
25%
1.45
18.27
618.10
338.76
25%～
35%
1.60
17.59
513.30
330.32
35%～
45%
1.50
17.24
572.76
338.97
A．光合色素吸收的光能可将水分解为氧和
，还可为ATP 的合成提供能量
B．与荫蔽度为0%相比，其他荫蔽度条件下，花生幼苗通过增加叶绿素含量和增大气孔导度促进光合
作用
C．与荫蔽度为15%～25%相比，荫蔽度为25%～35%时花生幼苗胞间
浓度较低，原因可能是该条
件下气孔导度较低
D．实验结果表明，荫蔽度为25%～35%时较适合花生幼苗的生长
17．在光合作用和细胞呼吸过程中都会产生[H]，下图是[H]随化合物在生物体内的转移过程。下列对其分
析错误的是（ ）
A．[H]经①→②转移到葡萄糖，发生能量的转化
B．[H]经②→①转移到水中，此过程需要氧气参与
C．[H]经②→④过程一般在缺氧条件下才能进行
D．②→①产生的[H]和①→②产生的[H]都来自水
18．薇甘菊是外来入侵物种，研究人员测量薇甘菊在不同光照强度下的ATP 和淀粉含量变化。以12：00
时的光照强度表示为100％，8：00 时的光照强度为40％，17：00 时的光照强度为20％，18：00 时的光照
强度为0，结果如图所示。下列说法正确的是（ ）
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A．17：00～18：00 淀粉含量下降是因为呼吸作用大于光合作用
B．8：00～12：00 薇甘菊ATP 含量未提高，说明此时光合速率较低
C．8：00 时薇甘菊叶肉细胞中产生ATP 的细胞结构有线粒体和叶绿体
D．薇甘菊长期在弱光下生长时，叶片厚度会变厚，有利于捕获更多光能适应弱光环境
19．下图中纵坐标表示植物个体对某种气体吸收量或释放量的变化。下列说法正确的是（ ）
A．C 点时，叶肉细胞中能产生ATP 的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体
B．若A 代表O2吸收量，D 点时的叶肉细胞既不吸收O2也不释放O2
C．若A 代表CO2释放量，适当提高大气中的CO2浓度，E 点将向右下方移动
D．F 代表光饱和点，若F 点后仍不断提高光照强度，光合作用强度一定会始终不变
20．甲植物和乙植物的净光合速率随 CO2 浓度变化的曲线如图所示。下列叙述正确的是（ ）
A．CO2浓度为 200μL/L 时，甲植物的呼吸速率大于乙
B．CO2浓度为 400μL/L 时，甲、乙植物的光合速率相等
C．CO2浓度为 500μL/L 时，甲植物水的光解能力小于乙
D．与甲植物相比，乙植物更适合在高 CO2浓度条件下生存
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二、多选题
21．生命科学史中蕴含着科学思维、科学方法和科学精神。下列有关科学研究方法和成果、结论的叙述，
正确的是（ ）
A．鲁宾和卡门运用“同位素标记法”研究并发现光合作用释放O2中的
18O 来自水
B．沃森和克里克运用“物理模型建构法”揭示了DNA 的结构和复制方式
C．辛格和尼科尔森通过“提出假说”的研究方法提出细胞膜的“流动镶嵌模型”
D．林德曼通过对流经生态系统能量的定量分析，发现了生态系统能量流动逐级递减的特点
22．下图表示夏季某植物体在不同程度遮光条件下净光合速率的部分日变化。据图分析，下列有关叙述错
误的是（ ）
A．b 点时产生NADPH 的细胞器有线粒体、叶绿体
B．影响ef 段净光合速率的主要环境因素是CO2浓度
C．cd 段植物体内有机物含量基本不发生变化
D．由图可知，一定程度的遮光可以提高净光合速率
23．下表为某地加拿大一枝黄花和刺儿菜的种群密度（平均值，单位：株/m2）随林木郁闭度变化的调查数
据。下列相关叙述正确的是（ ）
郁闭度
0
0．2
0．
4
0．6
0．8
1．0
加拿大一枝黄
花
10．4
9．5
6．
1
5．6
3．0
1．2
刺儿菜
3．7
4．3
8．
5
4．4
2．2
1．0
注：郁闭度是指林冠层遮蔽地面的程度。
A．同一郁闭度下优势种不同说明不同植物对光的需求不同
B．郁闭度通过影响林下植物接受的光照强度来影响其光合作用强度
C．刺儿菜种群密度先增加后降低说明光照强度影响其繁殖
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D．除郁闭度外，其他非生物因素不能影响植物的种群密度
24．西洋参易受干旱胁迫而影响生长。检测西洋参在重度干旱条件下光合作用的相关指标，结果如图所示。
下列叙述正确的是（ ）
A．CO2的固定速率随着干旱时间的延长而上升
B．干旱既影响光反应又影响暗反应
C．胞间CO2浓度不只受气孔导度影响
D．降低气孔导度不利于西洋参适应干旱环境
25．RuBisCo 普遍分布于玉米、大豆等植物的叶绿体中，它是光呼吸（细胞在有光、高O2、低CO2情况下
发生的生化反应）中不可缺少的加氧酶，也是卡尔文循环中固定CO2最关键的羧化酶。RuBisCo 的具体作
用过程如下图所示。下列说法正确的是（ ）
A．据图可推测，玉米、大豆叶片中消耗O2的场所有叶绿体基质和线粒体内膜
B．在夏季天气晴朗的中午，大豆叶肉细胞中光呼吸强度较通常条件下会下降
C．在大棚中种植蔬菜时增施有机肥，有利于降低光呼吸
D．在CO2/O2的值低时，光呼吸可消耗NADPH 以免NADPH 对叶绿体造成损伤
三、综合题
26．海南是我国火龙果的主要种植区之一、由于火龙果是长日照植物，冬季日照时间不足导致其不能正常
开花，在生产实践中需要夜间补光，使火龙果提前开花，提早上市。某团队研究了同一光照强度下，不同
补光光源和补光时间对火龙果成花的影响，结果如图。
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回答下列问题。
(1)火龙果中与光合作用有关的色素分布在 ，用纸层析法分离叶绿体色素的原理是 。
(2)本次实验结果表明，三种补光光源中最佳的是 ，该光源的最佳补光时间是 小时/天，
判断该光源是最佳补光光源的依据是 。
(3)现有可促进火龙果增产的三种不同光照强度的白色光源，设计实验方案探究成花诱导完成后提高火龙果
产量的最适光照强度（简要写出实验思路）。
27．研究表明，氧苯酮（BP-3）可影响水生植物的光合作用。某实验小组以海洋植物龙须菜为材料，进行
如下实验：先用洁净海水配制浓度分别为0、5、10、30μmol/L 的BP-3 溶液；再将龙须菜置于上述溶液中，
并在80μmol/（m2·s）光强下室温连续处理30h，期间每隔一段时间轻轻晃动培养容器。回答下列问题：
(1)本实验的探究目的是 ；每隔一段时间轻轻晃动容器，目的是 。
(2)已知BP-3 不影响植物的呼吸作用，实验结果发现5μmol/L、10μmol/L 和30μmol/L 的BP-3 溶液处理后，
龙须菜净光合放氧速率分别为对照组的88.7%、83.8%和73.9%，这说明 。
(3)可采用黑白瓶法测定龙须菜的净光合速率和呼吸速率，请以溶解氧含量为检测指标写出实验方案并用相
关数据表示净光合速率和呼吸速率的大小。
实验方案： ；
净光合速率和呼吸速率的数值大小分别表示为： 。
(4)在相同光照、温度等适宜条件下测定甲组（为龙须菜叶绿体悬液）和乙组（为对龙须菜的直接培养）的
氧气释放速率。经检测发现，乙组的氧气释放速率小于甲组，原因是 。
28．仙人掌类等多种植物生长于热带干旱地区，而这种环境的特点是白天炎热夜晚寒冷，这类植物经过长
期进化发展出一套独特的生存策略：夜晚气孔开放，吸收CO2并将其转化为苹果酸储存起来；白天为了减
少蒸腾作用，气孔关闭，储存的苹果酸在酶的催化下分解生成CO2用于光合作用。回答下列有关问题。
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(1)植物光合作用过程十分复杂，根据 ，将光合作用过程概括地分为光反应和暗反应两个阶段。
(2)仙人掌白天进行光合作用时消耗CO2的来源是 。为了验证仙人掌的生存策略，简单的实验
方法是检测高温干旱条件下，生活在密闭装置中的仙人掌，在白天和夜晚环境中 的净变化量
来证明。
(3)黄昏时刻，光照不足会引起仙人掌叶绿体中NADPH 与NADP+的比值会 ，理由是
。
(4)我们熟悉的多肉植物光合作用特点与仙人掌相同。有人认为夜晚将多肉植物置于卧室中有利于净化空气。
请利用以上信息，分析提出此观点最可能的原因。 。
29．水稻为我国重要的粮食作物，为研究外源Ca2+对盐胁迫下水稻光合作用的影响。研究人员以2 个水稻
品种（WYJ 和IR36）为材料做了相关实验，每个品种设置4 个处理组：CK（0mmol/LNaCl+0mmol/
LCaCl2）、T1、T2（100mmol/LNaCl+5mmol/LCaCl2）、T3（100mmol/LNaCl+10mmol/LCaCl2）。处理7
天后采样测定各项指标，结果如下图所示。
请回答下列问题:
(1)根据题干信息可知，TI 组的处理为 。
(2)由图甲可知，耐盐性较高的水稻品种是 。分析图甲，可知Ca2+对WYJ 水稻净光合速率的
影响是 （答出两点）。
(3)绿叶通过气孔从外界吸收的CO2，在特定酶的作用下，与 结合，形成的产物可以接受
释放的能量并且被还原。根据图乙可知，Ca2+可以 （填“增大”或“减小”）气孔导度。
(4)有同学推测，盐胁迫能够降低IR36 水稻叶肉细胞中叶绿素的含量，而Ca2+能够提高盐胁迫条件下叶片
叶绿素含量，请你利用题中材料，设计实验确认此同学的推测是否正确，请写出你的实验思路：
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。
30．人工光植物工厂可控制光照、温度、CO2浓度等环境因素。水芹是一种重要的水生蔬菜，因富含多种
维生素、蛋白质和钙、磷等矿质元素，具有较高食用价值。研究不同光质配比（红光：蓝紫光）对水芹光
合作用及品质指标数据如下表1、2（注：CK 为白光对照组，T1—T4为不同光质配比，各组输出功率相
同）
表1：不同光质配比对水芹光合参数的影响
处
理
净光合速率（CO2/
μmol·m-2·s-1）
气孔导度
（mol·m-2·s-1）
胞间CO2浓度
（μmol·mol-1）
蒸腾速率
（mmol·m-2·s-1）
CK
12.36
0.14
1123
1.33
T1
16.21
0.12
1052
1.33
T2
21.79
0.07
747
0.81
T3
19.88
0.04
588
0.61
T4
21.98
0.07
1232
0.81
表2：不同光质配比对水芹品质的影响
处
理
可溶蛋白含量
（mg·100g-1）
维生素C 含量
（mg·100g-1）
硝酸盐含量
（mg·kg-1）
粗纤维含量
（mg·100g-1）
CK
3.88
40.69
3480
0.90
T1
5.73
49.59
2745
1.08
T2
6.88
52.12
2437
1.04
T3
3.89
47.01
2701
1.07
T4
8.77
49.95
2007
0.94
回答下列问题：
(1)不同光质配比直接影响光合作用 过程，该过程的产物是 。
(2)由表1 数据可知，环境CO2浓度 （是/否）为限制T4组净光合速率的因素，理由是
。
(3)分析表1 表2 数据， 处理为最优光质配比组，你的理由是 。
(4)若Mg2+含量增加，则会增加叶绿体中 含量，使吸收光能增加。为进一步研究光质配比对光
反应的影响，研究人员对类囊体膜上PSII 光复合体开展研究。研究发现PSII 光复合体含有光合色素，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。弱光下LHC 蛋白激酶活性 （增强/减弱），导致
LHCII 与PSII 结合，有利于对光能的捕获。依据该研究结果可推测，不同光质配比对光合速率的影响可能
与 有关。
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