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十年（2014-2023）年高考真题分项汇编
专题06 光合作用
〖2023 年高考真题〗...........................................................................................................................1
〖2022 年高考真题〗.........................................................................................................................11
〖2021 年高考真题〗.........................................................................................................................19
〖2020 年高考真题〗.........................................................................................................................32
〖2019 年高考真题〗.........................................................................................................................38
〖2018 年高考真题〗.........................................................................................................................44
〖2017 年高考真题〗.........................................................................................................................49
〖2016 年高考真题〗.........................................................................................................................54
〖2015 年高考真题〗.........................................................................................................................59
〖2014 年高考真题〗.........................................................................................................................63
〖2023 年高考真题〗
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
【答案】D
【详解】A、叶绿素的元素组成是C、H、O、N、Mg，氮元素和镁元素是构成叶绿素分子的重要元素，A 正
确；B、光反应的场所是类囊体的薄膜，需要光合色素吸收光能，叶绿素和类胡萝卜素存在于叶绿体中类
囊体的薄膜上，B 正确；C、类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，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，C 正确；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
1
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越快，D 错误。故选D。
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
【答案】C
【详解】A、CO2吸收速率代表净光合速率，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，需要从外界吸收的CO2减少，A 正确；B、在高光强下，M 点左侧CO2吸收速率升高主要原因是光合
酶的活性增强，B 正确；C、CP 点代表呼吸速率等于光合速率，植物可以进行光合作用，C 错误；D、图中
M 点处CO2吸收速率最大，即净光合速率最大，也就是光合速率与呼吸速率的差值最大，D 正确。故选C。
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
D．PSⅡ光复合体分解水可以产生H+、电子和O2
【答案】C
【详解】A、叶肉细胞内LHC 蛋白激酶活性下降，LHCⅡ与PSⅡ分离减少，PSIⅡ光复合体对光能的捕获增
2
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强，A 正确；B、Mg2+是叶绿素的组成成分，其含量减少会导致PSⅡ光复合体上的叶绿素含量减少，导致
对光能的捕获减弱 ，B 正确；C、弱光下LHCⅡ与PSⅡ结合，增强对光能的捕获，C 错误；D、PSⅡ光复
合体能吸收光能，并分解水，水的光解产生H+、电子和O2，D 正确。故选C。
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。
【答案】(1)差速离心 类囊体（薄）膜 蓝紫光 (2)悬液中具有类囊体膜以及叶绿体基质暗
反应相关的酶，但黑暗条件下，光反应无法进行，暗反应没有光反应提供的原料ATP 和NADPH，所以无法
形成糖类。 (3)思路：将生长状况良好且相同的植物叶片分为甲乙两组，两组植物应均进行饥饿处
理（置于黑暗中一段时间消耗有机物），甲组放置在有光条件下，乙组放置在其他环境相同的黑暗状态下，
一段时间后，用差速离心法提取出甲乙两组的叶绿体，脱绿后制作成匀浆，分别加入碘液后观察。结果：
甲组匀浆出现蓝色，有淀粉产生；乙组无蓝色出现，无淀粉产生。
【详解】（1）植物细胞器的分离方法可用差速离心法，叶绿体中的光合色素分布在类囊体膜上，光合色
素叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。（2）光合作用光反应和暗反应同时进行，
黑暗条件下无光，光反应不能进行，无法为暗反应提供原料ATP 和NADPH，暗反应无法进行，产物不能生
成。
（3）要验证叶绿体中有光合作用产物淀粉，需要将叶绿体提取出来并检测其中淀粉。因此将生长状况良
好且相同的植物叶片分为甲乙两组，先进行饥饿处理，排除原有淀粉的干扰。之后甲组放置在有光条件下，
乙组放置在其他环境相同的黑暗状态下，一段时间后，用差速离心法提取出甲乙两组的叶绿体，需要脱绿
处理，制作成匀浆，分别加入碘液后观察。预期的结果：甲组匀浆出现蓝色，有淀粉产生；乙组无蓝色出
现，无淀粉产生。
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。
3
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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
。
【答案】(1)能量 渗透 (2)光合色素主要吸收红光和蓝紫光 红光：蓝光=3：2 叶绿
素和含氮物质的含量最高,光合作用最强 (3)光合速率最大且增加值最高 升高温度 减
少环境污染，实现能量多级利用和物质循环再生
【详解】（1）植物进行光合作用需要在光照下进行，光为生菜的光合作用提供能量，又能作为信号调控
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，造成
外界溶液浓度高于细胞液浓度，根细胞会因渗透作用失水使植物细胞发生质壁分离，造成生菜萎蔫。
（2）分析图乙可知，与CK 组相比，A、B、C 组的干重都较高。结合题意可知，CK 组使用的是白光照射，
而A、B、C 组使用的是红光和蓝紫光，光合色素主要吸收红光和蓝紫光，故A、B、C 组吸收的光更充分，
光合作用速率更高，积累的有机物含量更高，植物干重更高。由图乙可知，当光质配比为B 组（红光：蓝
光=3：2）时，植物的干重最高；结合图甲可知，B 组植物叶绿素和氮含量都比A 组（红光：蓝光=1：
4
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2）、C 组（红光：蓝光=2：1）高，有利于植物充分吸收光能用于光合作用，即B 组植物的光合作用速率
大于A 组（红光：蓝光=1：2）、C 组（红光：蓝光=2：1）两组，有机物积累量最高，植物干重最大，最
有利于生菜产量的增加。（3）由图可知，在25℃时，提高CO2浓度时光合速率增幅最高，因此，在25℃
时，提高CO2浓度对提高生菜光合速率的效果最佳。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，还可以升高温度，使光合作用有关的酶活性更高，使光合速率进一步提高。从农业生态工
程角度分析，优点还有减少环境污染，实现能量多级利用和物质循环再生等。
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
。
【答案】(1)光、H 蛋白 CO2浓度、温度 (2)不能 突变体PS11 系统光损伤小但不能修复，
野生型光PS11 系统损伤大但能修复 (3)少 突变体PNQ 高，PS11 系统损伤小，虽然损伤不能修
复，但是PS11 活性高，光反应产物多
【详解】（1）据题意拟南芥的野生型和H 基因缺失突变体为材料进行了相关实验，实验中强光照射时对
野生型和突变体光照的强度相同，结合题图分析实验的自变量有光照、H 蛋白；影响光合作用强度的主要
环境因素有CO2浓度、温度、水分等。（2）据图分析，强光照射下突变体的NPQ/相对值比野生型的
NPQ/相对值高，能减少强光对PSⅡ复合体造成损伤。但是野生型含有H 蛋白，能对损伤后的PSⅡ进行修
复，故不能确定强光照射下突变体与野生型的PSⅡ活性强弱。（3）据图分析，强光照射下突变体中
NPQ/相对值，而NPQ 能将过剩的光能耗散，从而使流向光合作用的能量减少；突变体的NPQ 强度大，能
够减少强光对PSII 的损伤且减少作用大于野生型H 蛋白的修复作用，这样导致突变体的PSⅡ活性高，能为
暗反应提供较多的NADPH 和ATP 促进暗反应进行，因此突变体的暗反应强度高于野生型。
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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：
(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）。
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(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）。
【答案】(1)3-磷酸甘油醛 蔗糖 维管组织 (2)高于 高光照条件下玉米可以将光合产物
及时转移；玉米的PEPC 酶对CO2的亲和力比水稻的Rubisco 酶更高；玉米能通过PEPC 酶生成C4，使维管束
鞘内的CO2浓度高于外界环境，抑制玉米的光呼吸 (3)酶的活性达到最大，对CO2的利用率不再提
高；受到ATP 以及NADPH 等物质含量的限制；原核生物和真核生物光合作用机制有所不同
【详解】（1）玉米的光合作用过程与水稻相比，虽然CO2的固定过程不同，但其卡尔文循环的过程是相同
的，结合水稻的卡尔文循环图解，可以看出CO2固定的直接产物是3-磷酸甘油酸，然后直接被还原成3-磷
酸甘油醛。3-磷酸甘油醛在叶绿体中被转化成淀粉，在叶绿体外被转化成蔗糖，蔗糖是植物长距离运输的
主要糖类，蔗糖在长距离运输时是通过维管组织。（2）干旱、高光强时会导致植物气孔关闭，吸收的CO2
减少，而玉米的PEPC 酶对CO2的亲和力比水稻的Rubisco 酶更高；玉米能通过PEPC 酶生成C4，使维管束鞘
内的CO2浓度高于外界环境，抑制玉米的光呼吸；且玉米能将叶绿体内的光合产物通过维管组织及时转移
出细胞。因此在干旱、高光照强度环境下，玉米的光合作用强度高于水稻。（3）将蓝细菌的CO2浓缩机制
导入水稻叶肉细胞，只是提高了叶肉细胞内的CO2浓度，而植物的光合作用强度受到很多因素的影响；在
光饱和条件下如果光合作用强度没有明显提高，可能是水稻的酶活性达到最大，对CO2的利用率不再提高，
或是受到ATP 和NADPH 等物质含量的限制，也可能是因为蓝细菌是原核生物，水稻是真核生物，二者的光
合作用机制有所不同。
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。
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
。
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(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）。
。
【答案】(1)叶绿素（或叶绿素a 和叶绿素b） 一和二 (2)红光+蓝光 6 不同的补光时间条件
下，红光+蓝光光源组平均花朵数均最多 (3)将生长状况相同的火龙果分三组，分别用三种不同光照
强度的白色光源对火龙果进行夜间补光6 小时，其他条件相同且适宜，一段时间后观察记录每组平均花朵
数
【详解】（1）火龙果植株能同时吸收红光和蓝光的光合色素是叶绿素a 和叶绿素b，二者统称为叶绿素。
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
的色素带位于第一条和第二条。（2）根据实验结果，三种补光光源中最佳的是红光+蓝光，因为在不同补
光时间条件下，红光+蓝光组平均花朵数都最多，该光源的补光时间是6 小时/天时，平均花朵数最多，所
以最佳补光时间是6 小时/天。（3）本实验要求对三种不同光照强度的白色光源，探究成花诱导完成后提
高火龙果产量的最适光照强度，所以将生长状况相同的火龙果分三组，分别用三种不同光照强度的白色光
源对火龙果进行夜间补光6 小时，其他条件相同且适宜，一段时间后观察记录每组平均花朵数。
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
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。
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(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
。
【答案】(1)类胡萝卜素/叶绿素比例上升 红光和蓝紫 (2)高于 呼吸速率较高
(3)有机物积累较多
(4)
为什么达到光饱和点时，ygl 的净光合速率高于
WT？
【详解】（1）根据表格信息可知，ygl 植株叶绿素含量较低且类胡萝卜素/叶绿素比值比较高，故叶片呈现
出黄绿色。叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，由ygl 叶色呈黄绿可推测，主要
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吸收红光和蓝紫光。（2）根据图a 净光合速率曲线变化可知，WT 先到达光饱和点，即ygl 的光饱和点高
于WT。光补偿点是光合速率等于呼吸速率的光照强度，据图b 和图c 可知，ygl 有较高的光补偿点是因为
叶绿素含量较低导致相同光照强度下光合速率较低，且由图c 可知ygl 呼吸速率较高。（3）净光合速率较
高则有机物的积累量较多，更有利于植株生长发育，因此产量较多。（4）由于ygl 呼吸速率较高，且有较
高的光补偿点，因此在0~50μmol m-2 s-1范围的低光照强度下，WT 和ygl 的净光合速率如下图：
分析图a 和图示曲线，高光照强度和低光照强度条件下WT 和ygl 的净光合速率不同，根据两图可提出问题：
为什么达到光饱和点时，ygl 的净光合速率高于WT？
〖2022 年高考真题〗
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
【答案】D
【详解】A、分析题图可知，当CO2浓度一定时，光合速率会随着温度的升高而增大，达到最适温度时，光
合速率达到最高值，后随着温度的继续升高而减小，A 正确；B、分析题图可知，当CO2浓度为200μL·L-1时，
最适温度为25℃左右；当CO2浓度为370μL·L-1时，最适温度为30℃；当CO2浓度为1000μL·L-1时，最适温度
接近40℃，可以表明在一定范围内，CO2浓度的升高会使光合作用最适温度升高，B 正确；C、分析题图可
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知，当CO2浓度为200μL·L-1时，光合速率随温度的升高而改变程度不大，光合速率在温度的升高下，持续
在数值为10 处波动，而CO2浓度为其他数值时，光合速率随着温度的升高变化程度较大，曲线有较大的变
化趋势，所以表明CO2浓度为200μL·L-1时，温度对光合速率影响小，C 正确；D、分析题图可知，10℃条件
下，CO2浓度为200μL·L-1至370μL·L-1时，光合速率有显著提高，而370μL·L-1至1000μL·L-1时，光合速率无明
显的提高趋势，而且370μL·L-1时与1000μL·L-1时，两者光合速率数值接近同一数值，所以不能表明10℃条
件下，光合速率随CO2浓度的升高会持续提高，D 错误。故选D。
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
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
【答案】B
【详解】A、本实验是探究适宜温度下CO2对光合作用的影响，自变量为CO2浓度（NaHCO3溶液浓度），
温度和光照为无关变量，A 错误；B、当光合作用产生的氧气大于细胞呼吸释放的氧气时，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％NaHCO3溶
液中叶圆片上浮需要的时间最长，光合速率最小，C 错误；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。
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
【答案】AD
【详解】A、夏季中午叶片蒸腾作用强，失水过多使气孔部分关闭，进入体内的CO2量减少，暗反应减慢，
光合作用强度明显减弱，A 正确；B、夏季中午气温过高，导致光合酶活性降低，呼吸酶不受影响（呼吸酶
最适温度高于光合酶），光合作用强度减弱，但此时光合作用强度仍然大于呼吸作用强度，即呼吸释放的
CO2量小于光合固定的CO2量，B 错误；C、光合色素分布在叶绿体的类囊体薄膜而非叶绿体内膜上，C 错误；
D、夏季中午叶片蒸腾作用强，失水过多使气孔部分关闭，进入体内的CO2量减少，暗反应减慢，导致光反
应产物积累，产生反馈抑制，使叶片转化光能的能力下降，光合作用强度明显减弱，D 正确。故选AD。
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。
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(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）。
【答案】(1)保持类囊体内外的渗透压，避免类囊体破裂 低温 (2)实验II 是在光照条件下对类
囊体进行培养，无法证明某种能量是来自于光能还是来自膜内外氢离子浓度差 (3)类囊体膜外
H+被转移到类囊体膜内，造成溶液pH 升高 水 (4)NADPH、ATP 和CO2 增加二氧化碳的浓度
和适当提高环境温度
【详解】（1）制备类囊体时，其提取液中需要添加适宜浓度的蔗糖，保持类囊体内外的渗透压，避免类
囊体破裂，以保证其结构完整。提取液应该保持低温降低蛋白酶的活性，避免膜蛋白被降解。（2）从图II
实验中可知，在光照条件下，将处于pH=4 的类囊体转移到pH=8 的锥形瓶中，再在遮光的条件下加入ADP
和Pi，也产生了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，因为实验II
是在光照条件下对类囊体进行培养，无法证明某种能量是来自于光能还是来自膜内外氢离子浓度差。（
3）对无缓冲液的类囊体悬液进行光、暗交替处理，悬液的pH 在光照处理时升高，推测可能是类囊体膜外
H+被转移到类囊体膜内，造成溶液pH 升高。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，光反应过程中，水的光解伴随着电子的传递，故电子的最终来源是水。（4）人工叶绿体，能在光下
生产目标多碳化合物，若要在黑暗条件下持续生产，则需要提供光反应产生的物质NADPH 和ATP，以及暗
反应的原料CO2。生产中发现即使增加光照强度，产量也不再增加，说明暗反应已经达到最大速率，增加
二氧化碳的浓度和适当提高环境温度增加酶的活性，可有效提高光合效率。
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
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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。
【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。
【答案】(1)增大 (2)高浓度臭氧处理甲的时间越短，对甲植物光合作用的影响越小 (3)实验组
的净光合速率均明显小于对照组 长时间高浓度臭氧对不同种类植物光合作用产生的抑制效果有差异
(4)A 基因过量表达与表达量下降时，乙植物的净光合速率相同
【详解】（1）限制光饱和点的环境因素有温度、CO2浓度，图1 中，在高浓度O3处理期间，当光照强度增
大到一定程度时，净光合速率不再增大，出现了光饱和现象，若适当增加环境中的CO2浓度，甲、乙植物
的光饱和点会增大。（2）据图可见，用某一高浓度O3连续处理甲植物不同时间，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，表明高浓度臭氧处理甲的时间越短，对甲植物光合作用的影响
越小。（3）据图3 可见，O3处理75 天后，曲线3 净光合速率小于曲线1、曲线4 净光合速率小于曲线2，
即甲、乙两种植物的实验组的净光合速率均明显小于对照组，表明长时间高浓度的O3对植物光合作用产生
明显抑制；曲线4 净光合速率比曲线3 下降更大，即长时间高浓度O3对乙植物的影响大于甲植物，表明长
时间高浓度臭氧对不同种类植物光合作用产生的抑制效果有差异。（4）实验发现，处理75 天后甲、乙植
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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，自变量是A 基因功能，因此可
以使乙植物中A 基因过量表达，并用高浓度O3处理75 天，比较A 基因过量表达与表达量下降时的净光合
速率，若两种条件下乙植物的净光合速率相同，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 、
（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。
【答案】(1)蓝紫 (2)五碳化合物供应不足 CO2供应不足 强光照射后短时间内，光反应速
率增强，水光解产生氧气的速率增强 (3)减弱 促进光反应关键蛋白的合成
【详解】（1）苹果幼苗叶肉细胞中的色素有叶绿素a、叶绿素b、叶黄素、胡萝卜素，其中胡萝卜素在层
析液中溶解度最大，故色素分离时，随层析液在滤纸上扩散速度最快的色素是胡萝卜素，主要吸收蓝紫光。
（2）影响光合作用的外界因素有光照强度、CO2的含量，温度等；其内部因素有酶的活性、色素的数量、
五碳化合物的含量等。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，可能的
原因有五碳化合物供应不足、CO2供应不足；氧气的产生速率继续增加的原因是强光照射后短时间内，光
反应速率增强，水光解产生氧气的速率增强。（3）据图分析，与甲组相比，乙组加入BR 后光合作用强度
较高，说明加入BR 后光抑制减弱；乙组用BR 处理，丙组用BR 和试剂L 处理，与乙组相比，丙组光合作用
强度较低，由于试剂L 可抑制光反应关键蛋白的合成，说明BR 可能通过促进光反应关键蛋白的合成发挥作
用的。
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。
分组
处理
甲
清水
乙
BR
丙
BR+L
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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
。
【答案】(1)高 遮阴条件下植物合成较多的叶绿素 (2)糖类等有机物 (3)光照条件
A 组、C 组 遮光程度 探究能提高作物产量的具体的最适遮光比例是多少
【详解】（1）分析题图b 结果可知，培养10 天后，A 组叶绿素含量为4.2，C 组叶绿素含量为4.7，原因可
能是遮阴条件下植物合成较多的叶绿素，以尽可能地吸收光能。（2）比较图b 中B1 叶绿素含量为 5.3，
B2 组的叶绿素含量为3.9，A 组叶绿素含量为4.2；B1 净光合速率为20.5，B2 组的净光合速率为7.0，A 组
净光合速率为11.8，可推测B 组的玉米植株总叶绿素含量为（5.3+3.9）÷2=4.6，净光合速率为
（20.5+7.0）/2=13.75，两项数据B 组均高于A 组，推测B 组可能会积累更多的糖类等有机物，因而生长更
快。（3）分析题意可知，该实验目的是探究B 组条件下是否提高作物产量。该实验自变量为玉米遮光程
度，因变量为作物产量，可用籽粒重量表示。实验设计应遵循对照原则、单一变量原则、等量原则等，无
关变量应保持相同且适宜，故实验设计如下：实验材料：选择前期光照条件一致、生长状态相似的某玉米
品种幼苗90 株。实验方法：按图a 所示条件，分为A、B、C 三组培养玉米幼苗，每组30 株；其中以A 组、
C 组为对照，并保证除遮光条件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B 组遮光条件下能提高作物产量，则下一步需要探究能提
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高作物产量的具体的最适遮光比例是多少。
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）。
(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
。
【答案】(1)O2、[H]和ATP (2)自身呼吸消耗或建造植物体结构 (3)C4植物的CO2补偿
点低于C3植物，C4植物能够利用较低浓度的CO2
【详解】（1）光合作用光反应阶段的场所是叶绿体的类囊体膜上，光反应发生的物质变化包括水的光解
以及ATP 的形成，因此光合作用光反应阶段生成的产物有O2、[H]和ATP。（2）叶片光合作用产物一部分
用来建造植物体结构和自身呼吸消耗，其余部分被输送到植物体的储藏器官储存起来。故正常条件下，植
物叶片的光合产物不会全部运输到其他部位。（3）C4植物的CO2固定途径有C4和C3途径，其主要的CO2固
定酶是PEPC，Rubisco；而C3植物只有C3途径，其主要的CO2固定酶是Rubisco。干旱会导致气孔开度减小，
CO2吸收减少；由于C4植物的CO2补偿点低于C3植物，则C4植物能够利用较低浓度的CO2，因此光合作用
受影响较小的植物是C4植物，C4植物比C3植物生长得好。
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
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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。
【答案】(1)层析 3-磷酸甘油酸 (2)光合速率大，消耗的二氧化碳多 蓝 溶质浓度升
高
(3)不同颜色 光强度 光照时间
【详解】（1）各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，从而分离色素。溶解度大，扩散速度快；溶解度
小，扩散速度慢，所以常用纸层析法分离光合色素。光合色素吸收的光能通过光反应过程转化为ATP 和
NADPH 中的化学能，用于碳反应中3-磷酸甘油酸的还原，将能量转移到有机物中。（2）据图1 分析，相
对于红光，蓝光照射下胞间CO2浓度低，其原因是蓝光照射下尽管气孔导度大，但光合速率大，消耗的二
氧化碳多。分析图2 可知，绿光对蓝光刺激引起的气孔开放具有阻止作用，但这种作用又可被蓝光逆转，
并且先蓝光再绿光后蓝光处理的效果比只用蓝光刺激更明显。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，最终导致保卫细胞溶质浓度升高，细
胞吸水膨胀，内侧膨胀的多，气孔侧内陷，气孔开放。（3）生产上选用不同颜色的LED 灯或滤光性薄膜可
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光强度或光照时间、合理的光照
次序照射，利于提高光合速率，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）
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。
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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。
【答案】(1)类胡萝卜素 叶绿体的类囊体薄膜/类囊体薄膜 (2)下层阳光少，需要大量叶绿素来
捕获少量的阳光 (3)酶变性 维持pH 值 上清液 (4)1800 抑制
【详解】（1）浒苔甲的光合色素种类与高等植物相同，高等植物的光合色素包括叶绿素和类胡萝卜素。
叶绿素包括叶绿素a 和叶绿素b；类胡萝卜素包括胡萝卜素和叶黄素。在细胞中，这些光合色素分布在叶
绿体的类囊体薄膜上。（2）由于下层阳光少，需要大量叶绿素来捕获少量的阳光，故取自“藻席”下层
的样品叶绿素含量最高。（3）粗酶液制备过程保持低温，目的是防止酶降解和酶变性。缓冲液是一种能
在加入少量酸或碱时抵抗pH 改变的溶液，故研磨时加入缓冲液的主要作用是维持pH 值的稳定。由于含有
不溶性的细胞碎片，故离心后的上清液为粗酶液。（4）分析题图数据，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1800μmol·m-2·s-1，中午时浒苔乙酶Y 活性最低，说明强光照会抑制浒苔
乙酶Y 的活性。
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〖2021 年高考真题〗
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
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
【答案】B
【详解】A、不同植物对光的波长和光照强度的需求不同，可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CO2浓度，进而提高光合作用的速率，D 正确。故选B。
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
【答案】B
【详解】A、由图可知，CT 植株和HT 植株的CO2吸收速率最大值基本一致，都接近于3nmol••cm-2•s-1，A
正确；B、CO2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
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。
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（ ）
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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
【答案】A
【详解】A、根据分析，由图甲可知，与等渗相比，低渗对完整叶绿体 ATP 合成影响不大，但放氧率较低，
放氧率可以代表光合速率，故说明低渗条件下光合速率较低，A 错误；B、根据分析，由图乙可知，渗透压
不同、叶绿体完整率相似的条件下，放氧率差异较大，B 正确；C、由图甲可知，低渗条件下，即使叶绿体
完整率没有明显降低的范围内，叶绿体放氧率仍明显降低，即光反应速率下降，影响了暗反应，即卡尔文
循环效率下降，C 正确；D、由图甲可以看出，低渗条件下叶绿体完整率越低，放氧率也越低，D 正确。故选
A。
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
D．合理密植和增施有机肥能提高农作物的光合作用强度
【答案】A
【详解】A、弱光条件下植物没有氧气的释放，有可能是光合作用强度小于或等于呼吸作用强度，光合作
用产生的氧气被呼吸作用消耗完，此时植物虽然进行了光合作用，但是没有氧气的释放，A 错误；B、二氧
化碳性质不活泼，在暗反应阶段，一个二氧化碳分子被一个C5分子固定以后，很快形成两个C3分子，在有
关酶的催化作用下，C3接受ATP 释放的能量并且被[H]还原，因此二氧化碳不能直接被还原，B 正确；C、在
禾谷类作物开花期减掉部分花穗，光合作用产物输出受阻，叶片的光合速率会暂时下降，C 正确；D、合理
密植可以充分利用光照，增施有机肥可以为植物提供矿质元素和二氧化碳，这些措施均能提高农作物的光
合作用强度，D 正确；故选A。
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（
）
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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
【答案】D
【详解】A、图1 可知，t1较多的叶绿体分布在光照下，t2较少的叶绿体分布在光照下，由此可推断，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），A 正确；B、图1 可知，t1较多
的叶绿体分布在光照下，t2较少的叶绿体分布在光照下，由此可推断，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），B 正确；C、通过题干信息可知，三者的叶绿素含量及其它性
状基本一致，由此推测，三者光合速率的高低与叶绿素的含量无关，C 正确；D、三者光合速率的差异，在
一定光照强度下，随光照强度的增加而变大，但是超过光的饱和点，再增大光照强度三者光合速率的差异
不再变化，D 错误。故选D。
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
【答案】D
【详解】A、Rubisco 参与植物光合作用过程中的暗反应，暗反应场所在叶绿体基质，故Rubisco 存在于叶
绿体基质中，A 错误；B、暗反应在有光和无光条件下都可以进行，故参与暗反应的酶Rubisco 的激活对光
无要求，B 错误；C、Rubisco 催化CO2固定不需要ATP，C 错误；D、Rubisco 催化二氧化碳的固定，即C5和
CO2结合生成C3的过程，D 正确。故选D。
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：
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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”）。
(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。
【答案】(1)下降 增加 生长素 增多 增大 (2)在种植前用 GR24 处理土壤，
促进提前萌芽，待其死亡后种植番茄 弱
【详解】（1）①根据表中数据分析，与弱光+水处理相比，弱光+GR24 处理使幼苗叶绿素含量上升、叶绿
素a/b 下降，从单株干重可看出，净光合速率增加。GR24 处理抑制了幼苗分枝，属于抑制侧芽生长的作用，
与该作用效应相似的另一类激素是生长素，其生理作用具有两重性。②若幼苗长期处于弱光下，为适应弱
光环境，植物叶绿体中类囊体数目会增多，保证光合作用的正常进行。若保持其他条件不变，适度增加光
照强度，光合速率增强，植物对二氧化碳的需求增大，气孔开放程度会增大。（2）①根据题意，独脚金
内酯可以诱导列当种子萌发，列当种子萌发后若缺乏宿主，会很快死亡，故可以在种植前用GR24 处理土
壤，促进土壤中的列当种子萌芽，待其死亡后再种植番茄。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弱的植株，以减少列当种子萌发的概率。
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
。
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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
【答案】(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 同位素示踪 (4)AC
【详解】（1）光合作用的暗反应中，CO2被固定形成三碳化合物，进而被还原生成糖类，此过程发生在叶
绿体基质中。（2）图示可知，HCO3
-运输需要消耗ATP，说明HCO3
-离子是通过主动运输的，主动运输一般
是逆浓度运输，由此推断图中HCO3
-浓度最高的场所是叶绿体。该过程中细胞质中需要的ATP 由呼吸作用提
供，叶绿体中的ATP 由光合作用提供。（3）①PEPC 参与催化HCO3
-+PEP 过程，说明PEPC 与无机碳的亲和
力高于Rubisco。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
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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。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，可以使用同位素示踪技术。（4）A、改造植物的HCO3
-转运
蛋白基因，增强HCO3
-的运输能力，可以提高植物光合作用的效率，A 符合题意；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 不符合题意；C、改造
植物的Rubisco 基因，增强CO2固定能力，可以提高植物光合作用的效率，C 符合题意；D、将CO2浓缩机
制相关基因转入不具备此机制的植物，由于“水土不熟”，不一定提高植物光合作用的效率，D 不符合题
意。故选AC。
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。
【答案】(1)自由扩散 主动运输 CO2固定 O2与C5结合 (2)叶绿体 (3)提高 提高
【详解】（1）据图分析，CO2进入细胞膜的方式为自由扩散，进入光合片层膜时需要膜上的CO2转运蛋白
协助并消耗能量，为主动运输过程。蓝细菌通过CO2浓缩机制使羧化体中Rubisco 周围的CO2浓度升高，从
而通过促进CO2固定进行光合作用，同时抑制O2与C5结合，进而抑制光呼吸，最终提高光合效率。（2）
若蓝细菌羧化体可在烟草中发挥作用并参与暗反应，暗反应的场所为叶绿体基质，故能利用电子显微镜在
转基因烟草细胞的叶绿体中观察到羧化体。（3）若转入HCO3
-和CO2转运蛋白基因并成功表达和发挥作用，
理论上可以增大羧化体中CO2的浓度，使转基因植株暗反应水平提高，进而消耗更多的[H]和ATP，使光反
应水平也随之提高，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。
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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。
【答案】基质 光照停止，产生的ATP、[H]减少，暗反应消耗的C5减少，C5与O2结合增加，产生的
CO2增多 低 喷施 SoBS 溶液后，光合作用固定的CO2增加，光呼吸释放的CO2减少，即叶片的
CO2吸收量增加，释放量减少，此时，在更低的光照强度下，两者即可相等 100～300
【详解】（1）C5位于叶绿体基质中，则O2与C5结合发生的场所在叶绿体基质中。突然停止光照，则光反
应产生的ATP、[H]减少，暗反应消耗的C5减少，C5与O2结合增加，产生的CO2增多。（2）叶片吸收和放
出CO2量相等时所需的光照强度即为光饱和点，与对照相比，喷施100mg/L SoBS 溶液后，光合作用固定的
CO2增加，光呼吸释放的CO2减少，即叶片的CO2吸收量增加，释放量减少，此时，在更低的光照强度下，
两者即可相等。（3）光呼吸会消耗有机物，但光呼吸会释放CO2，补充光合作用的原料，适当抑制光呼吸
可以增加作物产量，由表可知，在 SoBS 溶液浓度为200mg/L SoBS 时光合作用强度与光呼吸强度差值最大，
即光合产量最大，为了进一步探究最适喷施浓度，应在100～300mg/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：
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（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。
【答案】液泡 ATP 和NADPH 三碳糖磷酸 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 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
14CO2的同位
素示踪
【详解】（1）成熟植物细胞具有中央大液泡，是植物细胞贮存无机盐类、糖类、氨基酸、色素等的“大
仓库”，所以无机磷主要贮存于大液泡中。光合作用过程中，光反应产物有O2、ATP 和[H]（NADPH），而
磷酸基团是ATP 和NADPH 的组分，也是RuBP（核酮糖二磷酸）和三碳糖（三碳糖磷酸）的组分，其中三
碳糖磷酸是经卡尔文循环产生并可运至叶绿体外转变成蔗糖。（2）图甲中O～A 段，随光照强度增大，
净光合速率均增大，表明这时限制因素为光照强度，即光反应限制了光合作用；且高磷和低磷条件下大豆
叶片净光合速率的曲线完全重合，说明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，低磷条件的蔗糖含量低，而淀粉含量高；不论高磷、低磷，24h 内淀粉含量的变化
趋势均为光照下淀粉含量增加，黑暗下淀粉含量减少。（3）光电比色法是借助光电比色计来测量一系列
标准溶液的吸光度，绘制标准曲线，然后根据被测试液的吸光度，从标准曲线上求出被测物质的含量的方
法。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，可用于糖的定量，故用光电比色法测
定淀粉含量；为确定叶片光合产物的去向，可采用（放射性）同位素示踪法标记
14CO2，通过观察放射性出
现的位置进而推测叶片光合产物的去向。
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
。
【答案】 类囊体膜 NADPH 减慢 Fecy 实验一中叶绿体B 双层膜局部受损时，以
Fecy 为电子受体的放氧量明显大于双层膜完整时，实验二中叶绿体B 双层膜局部受损时，以DCIP 为电子受
体的放氧量与双层膜完整时无明显差异；结合所给信息：“Fecy 具有亲水性，而DCIP 具有亲脂性”，可推
知叶绿体双层膜对以Fecy 为电子受体的光反应有明显阻碍作用 类囊体上的色素吸收光能、转化光能
ATP 的合成依赖于水光解的电子传递和氢离子顺浓度梯度通过囊体薄膜上的ATP 合酶，叶绿体A、B、C、D
类囊体薄膜的受损程度依次增大，因此ATP 的产生效率逐渐降低
【详解】（1）光反应发生在叶绿体的类囊体薄膜上，即图b 表示图a 的类囊体膜，光反应过程中，色素吸
收的光能最终转化为ATP 和NADPH 中活跃的化学能，若二氧化碳浓度降低，暗反应速率减慢，叶绿体中电
子受体NADP+减少，则图b 中的电子去路受阻，电子传递速率会减慢。（2）①比较叶绿体A 和叶绿体B 的
实验结果，实验一中叶绿体B 双层膜局部受损时，以Fecy 为电子受体的放氧量明显大于双层膜完整时，实
验二中叶绿体B 双层膜局部受损时，以DCIP 为电子受体的放氧量与双层膜完整时无明显差异；结合所给信
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息：“Fecy 具有亲水性，而DCIP 具有亲脂性”，可推知叶绿体双层膜对以Fecy 为电子受体的光反应有明
显阻碍作用②在无双层膜阻碍、类囊体松散的条件下，更有利于类囊体上的色素吸收、转化光能，从而提
高光反应速率，所以该实验中，光反应速率最高的是叶绿体C。③根据图b 可知，ATP 的合成依赖于水光解
的电子传递和氢离子顺浓度梯度通过囊体薄膜上的ATP 合酶，叶绿体A、B、C、D 类囊体薄膜的受损程度
依次增大，因此ATP 的产生效率逐渐降低。
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
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
。
【答案】细胞内良好的溶剂，能够参与生化反应，能为细胞提供液体环境，还能运送营养物质和代谢废物
主动吸收 镁 ATP 和NADPH 水 C5（或RuBP） 气孔导度增加，CO2吸收量增多，
同时RuBP 羧化酶活性增大，使固定CO2的效率增大
【详解】1）细胞内的水以自由水与结合水的形式存在，结合水是细胞结构的重要组成成分，自由水是细
胞内良好的溶剂，能够参与生化反应，能为细胞提供液体环境，还能运送营养物质和代谢废物；根据表格
分析，水+氮组的气孔导度大大增加，增强了植物的蒸腾作用，有利于植物根系吸收并向上运输氮，所以
补充水分可以促进玉米根系的对氮的主动吸收，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，叶绿素的元素组成有C、H、O、N、Mg，其中氮与镁离子参与组成的环式结构使叶绿素能够吸收
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光能，用于光反应，光反应的场所是叶绿体的类囊体膜，完成的反应是水光解产生NADPH（[H]）和氧气，
同时将光能转变成化学能储存在ATP 和NADPH（[H]）中，其中ATP 和NADPH（[H]）两种物质含有氮元素；
暗反应包括二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程，其中RuBP 羧化酶将CO2转变为羧基加到C5
（RuBP）分子上，反应形成的C3被还原为糖类。（3）分析表格数据可知，施氮同时补充水分使气孔导度
增加，CO2吸收量增多，同时RuBP 羧化酶活性增大，使固定CO2的效率增大，使植物有足量的CO2供应，
从而增加了光合速率。
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）
【答案】细胞质基质、线粒体、叶绿体（类囊体薄膜） 细胞呼吸 蒸腾作用丢失大量水分
光合作用（暗反应） 实验思路：取若干生理状态相同的植物甲，平均分为A、B 两组并于夜晚测定其
细胞液pH 值。将A 组置于干旱条件下培养，B 组置于水分充足的条件下培养，其它条件保持相同且适宜。
一段时间后，分别测定A、B 两组植物夜晚细胞液的pH 值并记录。
预期结果：A 组pH 值小于B 组，且B 组pH 值实验前后变化不大，说明植物甲在干旱环境中存在这种特殊
的CO2固定方式。
【详解】（1）白天有光照，叶肉细胞能利用液泡中储存的苹果酸脱羧释放的CO2进行光合作用，也能利用
光合作用产生的氧气和有机物进行有氧呼吸，光合作用光反应阶段能将光能转化为化学能储存在ATP 中，
有氧呼吸三阶段都能产生能量合成ATP，因此叶肉细胞能产生ATP 的场所有细胞质基质、线粒体（线粒体
基质和线粒体内膜）、叶绿体类囊体薄膜。光合作用为有氧呼吸提供有机物和氧气，反之，细胞呼吸（呼
吸作用）产生的二氧化碳也能用于光合作用暗反应，故光合作用所需的CO2可来源于苹果酸脱羧和细胞呼
吸（或呼吸作用）释放的CO2。（2）由于环境干旱，植物吸收的水分较少，为了维持机体的平衡适应这一
环境，气孔白天关闭能防止白天因温度较高蒸腾作用较强导致植物体水分散失过多，晚上气孔打开吸收二
氧化碳储存固定以保证光合作用等生命活动的正常进行。（3）该实验自变量是植物甲所处的生存环境是
否干旱，由于夜间气孔打开吸收二氧化碳，生成苹果酸储存在液泡中，导致液泡pH 降低，故可通过检测
液泡的pH 验证植物甲存在该特殊方式，即因变量检测指标是液泡中的pH 值。实验思路：取若干生理状态
相同的植物甲，平均分为A、B 两组并于夜晚测定其细胞液pH 值。将A 组置于干旱条件下培养，B 组置于
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水分充足的条件下培养，其它条件保持相同且适宜。一段时间后，分别测定A、B 两组植物夜晚细胞液的
pH 值并记录。预期结果：A 组pH 值小于B 组，且B 组pH 值实验前后变化不大，说明植物甲在干旱环境中
存在这种特殊的CO2固定方式。
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。
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
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合作用消耗CO2生成 μmol 的3-磷酸甘油酸。
【答案】 光密度值 高 高光强 吸能 ATP、NADPH 小 绿藻放氧速率等于
光反应产生氧气的速率减去细胞呼吸消耗氧气的速率 360
【详解】（1）叶绿体中的4 种光合色素含量和吸光能力存在差异，因此可以利用光电比色法测定色素提取
液的光密度值来计算叶绿素a 的含量；由甲图可知，与高光强组相比，低光强组叶绿素a 的含量较高，以
增强吸光的能力，从而以适应低光强环境；由乙图可知，低光强条件下，不同温度下的绿藻放氧速率相差
不大，高光强条件下，不同温度下的绿藻放氧速率相差很大，因此在高光强条件下，温度对光合速率的影
响更显著。（2）叶绿素a 可以吸收、传递、转化光能，故从能量角度分析，叶绿素a 的含量直接影响光反
应的速率。从能量角度分析，光反应需要消耗太阳能，光反应是一种吸能反应；光反应过程包括水的光解
（产生NADPH 和氧气）和ATP 的合成，因此光反应的产物有ATP、NADPH 和O2。（3）图乙的绿藻放氧速率
表示净光合速率，绿藻放氧速率等于光反应产生氧气的速率减去细胞呼吸消耗氧气的速率，因此图乙的绿
藻放氧速率比光反应产生氧气的的速率小。（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，由乙图可知，绿藻放氧速率为150μmol·g-1·h-1，光合作用产生的氧气速率为180μmol·g-1·h-1，
因此每克绿藻每小时光合作用消耗CO2为180μmol，因为1 分子的二氧化碳与 1 个 RuBP 结合形成2 分子
3-磷酸甘油酸。故每克绿藻每小时光合作用消耗CO2生成180 ×2=360μmol 的3-磷酸甘油酸。
〖2020 年高考真题〗
1．（2020·江苏·统考高考真题）采用新鲜菠菜叶片开展“叶绿体色素的提取和分离”实验，下列叙述错误
的是（ ）
A．提取叶绿体色素时可用无水乙醇作为溶剂
B．研磨时加入CaO 可以防止叶绿素被氧化破坏
C．研磨时添加石英砂有助于色素提取
D．画滤液细线时应尽量减少样液扩散
【答案】B
【详解】A、绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，因而可以用无水乙醇提取绿叶中的色素，A 正
确；B、研磨时需要加入碳酸钙（CaCO3），可防止研磨时色素被破坏，B 错误；C、研磨时加入少许石英砂
（SiO2）有助于充分研磨，利于破碎细胞使色素释放，C 正确；D、画滤液细线时应尽量减少滤液扩散，要
求细、直、齐，才有利于色素均匀地分离，D 正确。故选B。
2．（2020·天津·统考高考真题）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
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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
D．与叶绿体相比，该反应体系不含光合作用色素
【答案】A
【详解】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CO2和H2O，B
错误；C、类囊体产生的ATP 参与C3的还原，产生的O2用于呼吸作用或释放到周围环境中，C 错误；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。
3．（2020·浙江·高考真题）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
【答案】A
【详解】A、测得植物叶片的光合速率是叶片的总光合速率减去叶片的呼吸速率，而分离得到的叶绿体的
光合速率，就是总光合速率，A 正确；B、破碎叶绿体，其叶绿素释放出来，被破坏， 导致消耗二氧化碳
减少，测得的光合速率与无破碎叶绿体的相比，光合速率偏小，B 错误；C、若该植物较长时间处于遮阴环
境，光照不足，光反应减弱，影响碳反应速率，蔗糖合成一直较少， C 错误；D、若该植物处于开花期，
人为摘除花朵，叶片光合作用产生的蔗糖不能运到花瓣，在叶片积累，光合速率下降，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 错误。故选A。
4．（2020·北京·统考高考真题）阅读以下材料，回答（1）~（4）题。
创建D1 合成新途径，提高植物光合效率
植物细胞中叶绿体是进行光合作用的场所，高温或强光常抑制光合作用过程，导致作物严重减产。光合复
合体PSII 是光反应中吸收、传递并转化光能的一个重要场所，D1 是PSII 的核心蛋白。高温或强光会造成叶
绿体内活性氧（ROS）的大量累积。相对于组成PSII 的其他蛋白，D1 对ROS 尤为敏感，极易受到破坏。损
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伤的D1 可不断被新合成的D1 取代，使PSII 得以修复。因此，D1 在叶绿体中的合成效率直接影响PSII 的修
复，进而影响光合效率。
叶绿体为半自主性的细胞器，具有自身的基因组和遗传信息表达系统。叶绿体中的蛋白一部分由叶绿体基
因编码，一部分由核基因编码。核基因编码的叶绿体蛋白在N 端的转运肽引导下进入叶绿体。编码D1 的
基因psbA 位于叶绿体基因组，叶绿体中积累的ROS 也会显著抑制psbA mRNA 的翻译过程，导致PSII 修复
效率降低。如何提高高温或强光下PSII 的修复效率，进而提高作物的光合效率和产量，是长期困扰这一领
域科学家的问题。
近期我国科学家克隆了拟南芥叶绿体中的基因psbA，并将psbA 与编码转运肽的DNA 片段连接，构建融合
基因，再与高温响应的启动子连接，导入拟南芥和水稻细胞的核基因组中。检测表明，与野生型相比，转
基因植物中D1 的mRNA 和蛋白在常温下有所增加，高温下大幅增加；在高温下，PSII 的光能利用能力也显
著提高。在南方育种基地进行的田间实验结果表明，与野生型相比，转基因水稻的二氧化碳同化速率、地
上部分生物量（干重）均有大幅提高，增产幅度在8．1%~21．0%之间。
该研究通过基因工程手段，在拟南芥和水稻中补充了一条由高温响应启动子驱动的D1 合成途径，从而建
立了植物细胞D1 合成的“双途径”机制，具有重要的理论意义与应用价值。随着温室效应的加剧，全球
气候变暖造成的高温胁迫日益成为许多地区粮食生产的严重威胁，该研究为这一问题提供了解决方案。
（1）光合作用的 反应在叶绿体类囊体膜上进行，类囊体膜上的蛋白与
形成的复合体吸收、传递并转化光能。
（2）运用文中信息解释高温导致D1 不足的原因
。
（3）若从物质和能量的角度分析，选用高温响应的启动子驱动psbA 基因表达的优点是：
。
（4）对文中转基因植物细胞D1 合成“双途径”的理解，正确的叙述包括 。
A．细胞原有的和补充的psbA 基因位于细胞不同的部位
B．细胞原有的和补充的D1 的mRNA 转录场所不同
C．细胞原有的和补充的D1 在不同部位的核糖体上翻译
D．细胞原有的和补充的D1 发挥作用的场所不同
E．细胞原有的和补充的D1 发挥的作用不同
【答案】光反应 叶绿体的色素 ①高温导致ROS 积累，使D1 受到破坏；②ROS 积累抑制了psbA
mRNA 的翻译，影响了D1 的合成 提高了光能利用率和植物的净光合作用速率，使植物增产 ABC
【详解】（1）光合作用的光反应过程在叶绿体类囊体膜上进行，类囊体膜上的蛋白与叶绿体的色素形成
复合体。（2）根据文中信息“高温或强光会造成叶绿体内活性氧（ROS）的大量累积。相对于组成PSII 的
其他蛋白，D1 对ROS 尤为敏感，极易受到破坏，编码D1 的基因psbA 位于叶绿体基因组，叶绿体中积累
的ROS 也会显著抑制psbA mRNA 的翻译过程”，所以高温导致D1 不足的原因有：①高温导致ROS 积累，
使D1 受到破坏；②ROS 积累抑制了psbA mRNA 的翻译，影响了D1 的合成。（3）根据题干信息“与野生
型相比，转基因植物中D1 的mRNA 和蛋白在常温下有所增加高温下大幅增加；在高温下，PSII 的光能利用
能力也显著，提高转基因水稻的二氧化碳同化速率、地上部分生物量（干重）均有大幅提高”，所以选择
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高温相应启动子psbA 基因表达的优点是提高了光能利用率和植物的净光合作用速率，使植物增产。（4）
D1 合成双途径只①编码D1 的基因psbA 位于叶绿体基因组，所以D1 在叶绿体中编码合成；②将psbA 与
编码转运肽的DNA 片段连接，构建融合基因，再与高温响应的启动子连接，导入拟南芥和水稻细胞的核基
因组中，所以D1 也可以通过细胞核基因编码控制合成。A、根据以上分析，细胞原有的基因位于叶绿体中，
而补充的psbA 基因位于细胞核中，A 正确；B、细胞原有的的转录场所在叶绿体，而补充的D1 的mRNA 转
录场所在细胞核中，B 正确；C、细胞原有的的翻译场所在位于叶绿体的核糖体上进行，而补充的D1 在位
于细胞质中的核糖体进行翻译过程，C 正确； D、细胞原有的和补充的D1 发挥作用的场所都是在叶绿体中
合成PSII，D 错误；E 根据D 项分析，二者作用都是去合成PSII，E 错误。故选ABC。
5．（2020·江苏·统考高考真题）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：
（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
。
【答案】类囊体（薄）膜 C5 叶绿体基质 细胞质基质 肽 光能 糖类 非还
原糖较稳定
【详解】（1）在叶绿体中，光反应在类囊体薄膜上进行，色素吸收光能，光合色素分布在类囊体薄膜上；
暗反应在叶绿体基质中进行，在酶催化下从外界吸收的CO2和基质中的五碳化合物结合很快形成二分子三
碳化合物；（2）据图所示可知，CO2进入叶绿体基质形成PGA，推知催化该过程的酶位于叶绿体基质；然
后PGA 被还原，形成TP，TP 被运出叶绿体，在细胞质基质中TP 合成为蔗糖，可推知催化该过程的酶存在
于细胞质基质中；（3）NH3中含有N 元素，可以组成氨基酸中的氨基，氨基酸的合成蛋白质时，通过脱水
缩合形成肽键；（4）光合作用的光反应中，叶绿体的色素吸收光能，将ADP 和Pi 合成为ATP；根瘤菌与
植物共生，从植物根细胞中吸收有机物，主要利用糖类作原料进行细胞呼吸，释放能量，合成ATP；（5)
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葡萄糖是单糖，而蔗糖是二糖，以蔗糖作为运输物质，其溶液中溶质分子个数相对较少，渗透压相对稳定，
而且蔗糖为非还原糖，性质较稳定。
6．（2020·山东·统考高考真题）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。
【答案】模块1 和模块2 五碳化合物（或：C5） 减少 模块3 为模块2 提供的ADP、Pi 和
NADP+不足 高于 人工光合作用系统没有呼吸作用消耗糖类(或：植物呼吸作用消耗糖类) 叶
片气孔开放程度降低，CO2的吸收量减少
【详解】（1）叶绿体中光反应阶段是将光能转化成电能，再转化成ATP 中活跃的化学能，题图中模块1 将
光能转化为电能，模块2 将电能转化为活跃的化学能，两个模块加起来相当于叶绿体中光反应的功能。在
模块3 中，CO2和甲反应生成乙的过程相当于暗反应中CO2的固定，因此甲为五碳化合物（或C5）。（2）
据分析可知乙为C3，气泵突然停转，大气中CO2无法进入模块3，相当于暗反应中CO2浓度降低，短时间内
CO2浓度降低，C3的合成减少，而C3仍在正常还原，因此C3的量会减少。若气泵停转时间较长，模块3 中
CO2的量严重不足，导致暗反应的产物ADP、Pi 和NADP+不足，无法正常供给光反应的需要，因此模块2 中
的能量转换效率也会发生改变。（3）糖类的积累量=产生量-消耗量，在植物中光合作用产生糖类，呼吸作
用消耗糖类，而在人工光合作用系统中没有呼吸作用进行消耗，因此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要高于植物。（4）在干旱条件下，植物为了保住水分会将叶片气孔开放
程度降低，导致二氧化碳的吸收量减少，因此光合作用速率降低。
7．（2020·浙江·高考真题·节选）以洋葱和新鲜菠菜为材料进行实验。回答下列问题：
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（2）取新鲜菠菜叶片烘干粉碎，提取光合色素时，若甲组未加入碳酸钙，与加入碳酸钙的乙组相比，甲
组的提取液会偏 色。分离光合色素时，由于不同色素在层析液中的溶解度不同及在滤纸上的吸
附能力不同，导致4 种色素随层析液在滤纸条上的 不同而出现色素带分层的现
象。若用不同波长的光照射叶绿素a 提取液，测量并计算叶绿素a 对不同波长光的吸收率，可绘制出该色
素的 。
【答案】黄 移动速率 吸收光谱
【详解】（2）碳酸钙有保护叶绿素的作用，未加碳酸钙，叶绿素被破坏，呈现类胡萝卜素的颜色，类胡
萝卜素偏黄，故甲的提取液偏黄。溶于酒精的四种光合色素，被附着在滤纸条的同一条线上（滤液细线），
随着层析液在滤纸条上的扩散而被扩散，且溶解度大的色素扩散得最快。因此可以利用四种色素的移动速
率（扩散速率）而将四种色素分离开来。以某种物质对不同波长光的吸收率为纵坐标，以波长为横坐标作
图，所得的曲线，就是该物质的吸收光谱。
8．（2020·浙江·统考高考真题）某同学进行“探究环境因素对光合作用的影响”的活动，以黑藻、
溶液、精密pH 试纸、100W 聚光灯、大烧杯和不同颜色的玻璃纸等为材料用具。回答下列问题：
（1）选用无色、绿色、红色和蓝色的4 种玻璃纸分别罩住聚光灯，用于探究
。在相同时间内，用 玻璃
纸罩住的实验组
释放量最少。光合色素主要吸收 光，吸收的光能在叶
绿体内将
分解为 。
（2）用精密试纸检测溶液pH 值来估算光合速率变化，其理由是
，引起溶液pH 的改变。
（3）若将烧杯口密封，持续一段时间，直至溶液pH 保持稳定，此时
和三碳酸的含量与密封前相比
分别为 。
（4）若将黑藻从适宜温度移到高温的溶液环境，一段时间后，其光合作用的强度和呼吸作用的强度分别
将 ，其主要原因是
。
【答案】光波长对光合作用的影响 绿色 红光和蓝紫
、
和
黑藻将溶液中的
转化为有机物 下降、下降 减弱、减弱 高温导致酶的结构改变，活性下降
【详解】（1）选用无色、绿色、红色和蓝色的4 种玻璃纸分别罩住聚光灯，来制造不同波长的光，可以用
于探究光波长对光合作用的影响。由于叶绿体中的色素几乎不吸收绿光，所以在相同时间内，用绿色玻璃
纸罩住的实验组O2释放量最少。光合色素主要吸收红光和蓝紫光，吸收的光能在叶绿体内将H2O 分解为
、
和
。（2）二氧化碳含量可以改变溶液pH，黑藻将溶液中的
转化为有机物，所以可以用精
密试纸检测溶液pH 值来估算光合速率变化。（3）若将烧杯口密封，持续一段时间，会使外界二氧化碳不
能及时补充，导致
和三碳酸的含量与密封前相比均下降。（4）若将黑藻从适宜温度移到高温的溶液
环境，一段时间后，由于高温导致酶的结构改变，酶活性下降，其光合作用的强度和呼吸作用的强度均将
减弱。
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〖2019 年高考真题〗
1．（2019·海南·统考高考真题）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
【答案】B
【详解】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；胡
萝卜素不能吸收红光，B 错误；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；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。
2．（2019·江苏·统考高考真题）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
【答案】D
【详解】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，生理盐水或磷酸盐缓冲液起不到层析的效果，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、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，蓝藻只有两条色素带，不含有叶黄素和叶绿素b，D 正确。故选D。
3．（2019·全国·统考高考真题）将一株质量为20g 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40g，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
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C．水、矿质元素和土壤
D．光、矿质元素和空气
【答案】A
【详解】黄瓜幼苗可以吸收水，增加鲜重；也可以从土壤中吸收矿质元素，合成相关的化合物。也可以利
用大气中二氧化碳进行光合作用制造有机物增加细胞干重。植物光合作用将光能转化成了有机物中的化学
能，并没有增加黄瓜幼苗的质量，故黄瓜幼苗在光照下增加的质量来自于水、矿质元素、空气。综上所述，
BCD 不符合题意，A 符合题意。故选A。
4．（2019·浙江·统考高考真题）实验中常用希尔反应来测定除草剂对杂草光合作用的抑制效果。希尔反应
基本过程：将黑暗中制备的离体叶绿体加到含有DCIP（氧化型）、蔗糖和pH7.3 磷酸缓冲液的溶液中并照
光。水在光照下被分解，产生氧气等，溶液中的DCIP 被还原，颜色由蓝色变成无色。用不同浓度的某除草
剂分别处理品种甲和品种乙杂草的离体叶绿体并进行希尔反应，实验结果如图所示。下列叙述正确的是（
）
A．相同浓度除草剂处理下，单位时间内溶液颜色变化快的品种受除草剂抑制效果更显著
B．与品种乙相比，除草剂抑制品种甲类囊体体的功能较强
C．除草剂浓度为K 时，品种乙的叶绿体能产生三碳糖
D．不用除草剂处理时，品种乙的叶绿体放氧速率高于品种甲
【答案】B
【详解】相同浓度除草剂处理下，单位时间内溶液颜色变化快的品种生成的氢较多，说明其受除草剂抑制
效果较差，A 错误；相同浓度除草剂处理下，品种乙的叶绿体放氧速率高于品种甲，说明除草剂抑制品种
甲类囊体体的功能较强，B 正确；除草剂浓度为K 时，品种乙的叶绿体虽能为暗反应阶段提供NADPH 和
ATP，但缺乏二氧化碳，无法合成三碳糖，C 错误；由题图可知，不用除草剂处理时，品种乙的叶绿体放氧
速率等于品种甲，D 错误。故选B。
5.（2019·上海·高考真题）草莓是喜光植物，为提高品质和产量，研究人员用3 种方式对其进行补光，结果
如表
不补光组
补光1 组
补光2 组
补光3 组
补光的红蓝光
比
（红光：蓝
光）
——
4．9：1
1．93：1
3：1
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叶绿素含量mg
1．113
1．93
2．31
1．79
（1）下列对3 个补光组草莓植株叶绿素吸收光的种类，判断正确的是（ ）
A．补光1 组吸收光的种类最多
B．补光3 组吸收光的种类最多
C．补光2 组吸收光的种类最多
D．3 个组吸收光的种类相同
（2）据表分析，对草莓植株补光过程中，红光所占比例越大，叶绿素含量
（越多/越少/相同/无法判断）。
研究补光组1 对草莓的光合速率和其他指标，如表所示：
光合速率
( umo/m2s)
每株叶片数
(个)
株高
(cm)
平均单果质量
(g)
每株结果数
(个)
可溶性糖含量
(mg/g)
不补光
组
16.04
26.75
14.27
14.56
9.9
2.17
补光1
组
17.03
26.25
20.17*
32.76*
13.60*
245*
*表示与不补光组相比差异显著
（3）草莓叶肉细胞光合作用直接产生的有机物可以（ ）
A．运输至果实储存
B．在光反应中传递高能电子
C．转化为淀粉储存
D．为根茎细胞分裂分化供能
（4）表中可提现草莓品质和产量的指标是 。
（5）用表中的数据和已有知识，解释用补光能提高草莓品质和产量的原因：
。
【答案】D 无法判断 ACD 平均单果质量每株结果数可溶性糖含量 适当补光能提高草莓叶片
叶绿素含量，增加光能的吸收、传递和转换的效率，光反应速率提高，产生更多的ATP、NADPH，暗反应
速率加快，从而使光合作用速率提高，增加草莓有机物（可溶性糖）积累量，光合作用产物可通过草莓各
处的输导组织，更多的分配到草莓果实中，使得平均单果质量显著提高，大幅度提高了草莓品质，同时补
光后增加了草莓的株高，进一步提高每株结果数，最终提高了草莓产量
【分析】1.叶绿体中色素分布在类囊体膜上，色素的种类包括：叶绿素和类胡萝卜素，其中叶绿素主要吸
收红光和蓝蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。2.分析表中数据可知，补光条件下三组的叶绿素含量比
不补光组条件下均高，而叶绿素含量提高有利于对光能的吸收和利用；再分析补光组1 与自然光对照比较
可知，除了光合速率和每株叶片数增加不明显外，其它各种指标均比对照组显著增加，说明补光可以增加
草莓的品质和产量。（1）叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，因此3 组补光组吸收的光的种类相同。综上所述，
D 正确，A、B、C 错误。故选D。（2）据表分析，对草莓植株补光过程中，补光组1 红光比例最大，其次
是补光组3，再次是补光组2，而叶绿素含量补光组3 最高，其次是补光组1，因此无法判断红光比例大小
与叶绿素含量的关系。（3）草莓叶肉细胞光合作用直接产生的有机物包括糖类、脂类以及蛋白质等，光
合作用的产物可以运输到果实储存起来，也可以转化为淀粉储存，还可以作为呼吸的底物通过氧化分解为
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各种生命活动供能。综上所述，A、C、D 正确，B 错误。（4）分析表中数据可知，表中的平均单果质量、
每株结果数和可溶性糖含量量均可以体现草莓品质和产量。（5）根据表中实验数据分析可知，补光可以
增加叶绿素的含量，而叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，增加光能的吸收、传递和转换的效率，光反应速率
提高，产生更多的ATP、NADPH，促进暗反应速率加快，从而使光合作用速率提高；而且光合作用的产生
是有机物，故增加草莓有机物（可溶性糖）积累量，光合作用产物可通过草莓各处的输导组织，更多的分
配到草莓果实中，使得平均单果质量显著提高，大幅度提高了草莓品质，同时补光后增加了草莓的株高，
进一步提高每株结果数，最终提高了草莓产量。
6．（2019·江苏·统考高考真题）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-Ⅰ），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-Ⅱ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 。
【答案】转录 tRNA 类囊体 [H] C5（五碳化合物） ①②③④ 吸水涨破
【详解】（1）通过分析可知，细胞核DNA 编码小亚基的遗传信息转录到RNA 上，RNA 通过核孔进入细胞
质中，在核糖体上翻译形成小亚基。叶绿体编码大亚基DNA 的遗传信息转录到RNA 上后，通过翻译过程指
导大亚基合成；在翻译过程中，需要一种mRNA 为模板，参与运载氨基酸的tRNA 最多有61 种，故需要
RNA 种类最多的是tRNA。（2）光合作用过程中合成ATP 是在叶绿体的类囊体薄膜上完成。活化的酶R 催
化CO2固定产生C3化合物(C3-I)，C3-I 还原为三碳糖(C3-II)，需要[H]作为还原剂。C3的还原的产物除了C3-Ⅱ
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外，还有C5，因此X 为C5（五碳化合物）。（3）①外界环境的CO2浓度，直接影响二氧化碳的固定，间接
影响C3的还原，进而影响C5的浓度，故①符合题意；②叶绿体接受的光照强度，直接影响光反应产生的
[H]和ATP，间接影响C3的还原，进而影响C5的浓度，故②符合题意；③磷酸根离子浓度，直接影响ATP 的
合成，间接影响C3的还原以及C3-II 输出速度，进而影响C5的浓度，故③符合题意；④酶R 催化X 与02结合
产生C2化合物的强弱，直接影响酶R 催化二氧化碳的固定，间接影响C3的还原，进而影响C5的浓度，故④
符合题意；故选①②③④。（4）光合作用合成的糖类，如以大量可溶性糖的形式存在，则可能使叶绿体
内溶液的浓度升高，渗透压增大，进而导致叶绿体吸水涨破。
7．（2019·全国·统考高考真题）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。
【答案】增强 降低 气孔开度减小使供应给光合作用所需的CO2减少 实验思路：取ABA 缺失
突变体植株在正常条件下测定气孔开度，经干旱处理后，再测定气孔开度。预期结果是干旱处理前后气孔
开度不变。将上述干旱处理的ABA 缺失突变体植株分成两组，在干旱条件下，一组进行ABA 处理，另一组
作为对照组，一段时间后，分别测定两组的气孔开度。预期结果是ABA 处理组气孔开度减小，对照组气孔
开度不变。
【详解】（1）经干旱处理后，根细胞的溶质浓度增大，渗透压增大，对水分子吸引力增大，植物根细胞
的吸水能力增强。（2）据题干条件可知干旱处理后该植物的叶片气孔开度减小，导致叶片细胞吸收CO2减
少，暗反应减弱，因此光合速率会下降；（3）根据题意分析可知，实验目的为验证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，故实验应分为两部分：①证明干旱条件下植物气孔开度
变化不是缺水引起的；②证明干旱条件下植物气孔开度减小是ABA 引起的。该实验材料为ABA 缺失突变体
植株（不能合成ABA），自变量应分别为①正常条件和缺水环境、②植物体中ABA 的有无，因变量均为气
孔开度变化，据此设计实验。①取ABA 缺失突变体植株在正常条件下测定气孔开度，经干旱处理后，再测
定气孔开度，预期结果是干旱处理前后气孔开度不变。可说明缺水环境不影响ABA 缺失突变体植株气孔开
度变化，即干旱条件下植物气孔开度变化不是缺水引起的。②将上述干旱处理的ABA 缺失突变体植株分成
两组，在干旱条件下，一组进行ABA 处理，另一组作为对照组，一段时间后，分别测定两组的气孔开度，
预期结果是ABA 处理组气孔开度减小，对照组气孔开度不变。可说明干旱条件下植物气孔开度减小是ABA
引起的。
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8．（2019·浙江·统考高考真题）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，滤纸条自上而下前
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。
【答案】增加 ATP 和 NADPH 增加 基质 类胡萝卜素 蓝紫光和红 低温
【详解】（1）环境中的CO2含量增加，则会促进碳反应中CO2的固定这一环节，使3-磷酸甘油酸的含量增
加；3-磷酸甘油酸还原成三碳糖是还原反应且消耗能量，所以提供能量的物质是ATP 和NADPH；若停止
CO2供应，则会使CO2固定的速率降低，反应消耗的RuBP 会减少，故使得短期内小球藻细胞中RuBP 的含量
会增加；CO2被固定的反应发生在叶绿体基质，故Rubisco 酶也是存在于叶绿体基质中；（2）光合色素的
分离和提取实验中，滤纸条自上而下两条带中的色素分别为胡萝卜素和叶黄素，合称类胡萝卜素；叶绿素
a 主要吸收蓝紫光和红光；秋天叶片变黄主要是由于温度降低导致叶绿素的合成受到抑制。
9．（2019·浙江·统考高考真题）光合作用是整个生物圈的物质基础和能量基础。回答下列问题：
（1）为研究光合作用中碳的同化与去向，用 的CO2供给小球藻，每隔一
定时间取样，并将样品立即加入到煮沸的甲醇中。甲醇用以杀死小球藻并 标记化合物。浓缩后
再点样进行双向纸层析，使标记化合物 。根据标记化合物出现的时间，最先检测到的是三碳化合
物。猜测此三碳化合物是CO2与某一个二碳分子结合生成的，但当
后，发现RuBP 的含量快速升高，由此推知固定CO2的物质不是二碳分子。
（2）在“探究环境因素对光合作用的影响”的活动中，选用某植物幼苗，用含有100mmol/LNaCl 的完全
营养液进行培养，测定其光合作用速率和气孔导度，结果如图所示。本实验可推出的实验结论是
。实验中设置了前后自身
对照，还可设置 作为空白对照。测量光合作用速
率的指标除本实验采用的之外，还可采用
（答出两点即可）。
【答案】同位素
14 C 标记 提取 分离 突然降低CO2浓度 NaCl 处理导致光合作用速率及
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气孔导度下降，且随处理时间的延长，抑制作用越明显 不加NaCl 的完全营养液 单位时间单位叶
面积的O2释放量、单位时间单位叶面积的干物质积累量
【详解】（1）为研究光合作用中碳的同化与去向，可以用
14C 标记 CO2，作为小球藻光合作用的原料。然
后，每隔一定时间取样，用煮沸的甲醇以杀死小球藻并提取被标记代谢产物。并采用双向纸层析分离被标
记的代谢产物。为了判断固定CO2的物质是否为二碳分子，可突然降低CO2浓度，观测哪些化合物的含量
升高。发现RuBP 的含量快速升高，由此推知固定CO2的物质不是二碳分子，而是RuBP。（2）由题图可知，
在100mmol/LNaCl 的完全营养液中，光合作用速率及气孔导度均下降，且随处理时间的延长，抑制作用越
明显。本实验中设置了前后自身对照，还可设置不加NaCl 的完全营养液作为空白对照。测量光合作用速率
的指标可采用单位时间单位叶面积的O2释放量或CO2吸收量、单位时间单位叶面积的干物质积累量等。
〖2018 年高考真题〗
1．（2018·北京·统考高考真题）光反应在叶绿体类囊体上进行。在适宜条件下，向类囊体悬液中加入氧化
还原指示剂DCIP，照光后DCIP 由蓝色逐渐变为无色。该反应过程中（ ）
A．需要ATP 提供能量
B．DCIP 被氧化
C．不需要光合色素参与
D．会产生氧气
【答案】D
【详解】光反应发生在叶绿体类囊体上，有光时，产生氧气、NADPH 和ATP，A 错误；DCIP 照光后由蓝色
逐渐变为无色，是因为DCIP 被[H]还原成无色，B 错误；光合作用光反应阶段需要光合色素吸收光能，C 错
误；光合作用光反应阶段会产生氧气，D 正确，所以选D。
2．（2018·浙江·统考高考真题）在黑暗条件下,将分离得到的类囊体放在pH=4 的缓冲溶液中,使类囊体内外
的pH 相等,然后迅速转移到含有ADP 和Pi 的pH=8 的缓冲溶液中,结果检测到有ATP 的生成。根据实验分析,
下列叙述正确的是（ ）
A．实验中溶液的H+均来自水的裂解
B．黑暗条件下植物叶肉细胞中的叶绿体可产生ATP
C．光照条件下植物细胞叶绿体中类囊体的腔内H+浓度较高
D．若使类囊体的脂双层对H+的通透性增大,ATP 生成量不变
【答案】C
【详解】黑暗条件下，植物不能吸收光能将水裂解出H+，A 错误；黑暗条件下，植物不能进行光合作用，
叶绿体中不能产生ATP，B 错误；据题意可知类囊体腔内ph=4，类囊体外pH=8，故叶绿体类囊体膜内H+浓
度高，C 正确；类囊体对H+的通透性增大，其内的H+到类囊体外，使pH 减小，ATP 生成量减少，D 错误。
3．（2018·上海·高考真题）叶绿体含多种色素，其中一种色素能接受其它色素所吸收的光能，该色素是（
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）
A．胡萝卜素
B．叶黄素
C．叶绿素a
D．叶绿素b
【答案】C
【详解】A、胡萝卜素只有吸收和传递光能的作用，A 错误；B、叶黄素只有吸收和传递光能的作用，B 错
误；C、叶绿素a 既能吸收和传递光能又能转化光能，C 正确；D、叶绿素b 只有吸收和传递光能的作用，D 错
误。故选C。
4．（2018·浙江·统考高考真题）在“探究环境因素对光合作用的影响”的活动中，选用某植物A、B 两个
品种，在正常光照和弱光照下进行实验，部分实验内容与结果见下表。
回答下列问题：
（1）据表推知，经弱光照处理，品种A 的叶绿素总含量和类胡萝卜素总含量较正常光照
，导致其卡尔文循环中再生出 的量改变，从而影响光合作用速率。
（2）表中的光合色素位于叶绿体的 膜中。分别提取经两种光照处理的品种B 的光合色素，
再用滤纸进行层析分离。与正常光照相比，弱光照处理的滤纸条上，向上而下的第4 条色素带变 ，
这有利于品种B 利用可见光中较短波长的 光。
（3）实验结果表明，经弱光照处理，该植物可通过改变光合色素的含量及其 来适应弱光环
境。品种 的耐荫性较高。
【答案】下降 RuBP 类囊体 宽 蓝紫 比例 B
【详解】（1）分析表中信息可知：经弱光照处理，品种A 的叶绿素总含量和类胡萝卜素总含量较正常光
照下降，使其吸收的光能减少，光反应减弱，生成的[H]和ATP 减少，致使卡尔文循环中的C3的还原减弱，
再生出RuBP 的量改变，从而影响光合作用速率。 （2）光合色素位于叶绿体的类囊体膜中。用纸层析法
分离叶绿体中的色素，在滤纸条上，由上而下的第4 条色素带是叶绿素b，叶绿素b 主要吸收蓝紫光。表
中信息显示：品种B 的叶绿素b 的含量，弱光照时高于正常光照，可见，分别提取经两种光照处理的品种
B 的光合色素并用纸层析法进行分离，与正常光照相比，弱光照处理的滤纸条上，自上而下的第4 条色素
带变宽，这有利于品种B 利用可见光中较短波长的蓝紫光。（3）表中信息显示：弱光照时品种A 的叶绿素
a、叶绿素b 和类胡萝卜素总量均低于正常光照，而品种B 却与之相反，这一结果表明：经弱光照处理，该
植物可通过改变光合色素的含量及其比例来适应弱光环境，且品种B 的耐荫性较高。
5．（2018·江苏·统考高考真题）下图为某植物叶肉细胞中有关甲、乙两种细胞器的部分物质及能量代谢途
径示意图（NADPH 指[H]），请回答下列问题：
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（1）甲可以将光能转变为化学能，参与这一过程的两类色素为
，其中大多数高等植物的 需在光照条件下合成。
（2）在甲发育形成过程中，细胞核编码的参与光反应中心的蛋白，在细胞质中合成后，转运到甲内，在
（填场所）组装；核编码的Rubisco（催化CO2固定的酶）小亚基转运到甲内，在
（填场所）组装。
（3）甲输出的三碳糖在氧气充足的条件下，可被氧化为 后进入乙，继而在乙的
（填场所）彻底氧化分解成CO2；甲中过多的还原能可通过物质转化，在细胞质中合成
NADPH，NADPH 中的能量最终可在乙的 （填场所）转移到ATP 中。
（4）乙产生的ATP 被甲利用时，可参与的代谢过程包括 （填序号）。
①C3的还原 ②内外物质运输 ③H2O 裂解释放O2④酶的合成
【答案】叶绿素、类胡萝卜素 叶绿素 类囊体膜上 基质中 丙酮酸 基质中 内膜
上 ①②④
【详解】（1）根据以上分析已知，甲表示叶绿体，是光合作用的场所，参与光合作用的两类色素是叶绿
素和类胡萝卜素，其中叶绿素需要在光照条件下合成。（2）光反应的场所是类囊体薄膜，因此细胞核编
码的参与光反应中心的蛋白，在细胞质中合成后，转运到叶绿体内，在类囊体薄膜上组装；二氧化碳的固
定发生在叶绿体基质中，因此核编码的Rubisco（催化CO2固定的酶）小亚基转运到叶绿体内，在叶绿体基
质中组装。（3）在氧气充足的条件下，叶绿体产生的三碳糖在细胞质基质中分解为丙酮酸，然后进入线
粒体基质中，彻底氧化分解成CO2；据图分析，图中叶绿体中过多的还原能可通过物质转化，在细胞质中
合成NADPH，NADPH 中的能量最终可在线粒体内膜上转移到ATP 中。（4）叶绿体光反应产生ATP，因此
图中线粒体为叶绿体提供的ATP 用于光反应以外的生命活动，如C3的还原、内外物质运输、酶的合成等，
而H2O 裂解释放O2属于光反应，故选①②④。
6．（2018·全国·统考高考真题）回答下列问题：
（1）高等植物光合作用中捕获光能的物质分布在叶绿体的 上，该物质主要捕获
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可见光中的 。
（2）植物的叶面积与产量关系密切，叶面积系数（单位土地面积上的叶面积总和）与植物群体光合速率、
呼吸速率及干物质积累速率之间的关系如图所示，由图可知：当叶面积系数小于a 时，随叶面积系数增加，
群体光合速率和干物质积累速率均 。当叶面积系数超过b 时，群体干物质积累速率降低，其
原因是 。
（4）通常，与阳生植物相比，阴生植物光合作用吸收与呼吸作用放出的CO2量相等时所需要的光照强度
（填“高”或“低”）。
【答案】类囊体膜 蓝紫光和红光 增加 群体光合速率不变，但群体呼吸速率仍在增加，故
群体干物质积累速率降低 低
【详解】（1）高等植物光合作用中捕获光能的物质是叶绿素和类胡萝素，分布在叶绿体的类囊体薄膜上，
叶绿体上的色素主要捕获红光和蓝紫光；（2）由图可知：当叶面积系数小于a 时，随叶面积系数增加，群
体光合速率和干物质积累速率均上升；当叶面积系数大于b 时，由于群体光合速率不变，而群体呼吸速率
仍在上升，导致群体净光合速率降低，干物质积累速率下降；（3）由于阴生植物的呼吸作用强度小于阳
生植物，即阴生植物通过呼吸作用放出的CO2比阳生植物少，因此阴生物光合作用吸收CO2量与呼吸作用
放出的CO2量相等时所需要的光照强度比阳生植物低。
7．（2018·全国·统考高考真题）为了研究某种树木树冠上下层叶片光合作用的特性，某同学选取来自树冠
不同层的A、B 两种叶片，分别测定其净光合速率，结果如图所示。据图回答问题：
(1)从图可知，A 叶片是树冠 （填“上层”或“下层”）的叶片，判断依据是
。
(2)光照强度达到一定数值时，A 叶片的净光合速率开始下降，但测得放氧速率不变，则净光合速率降低的
主要原因是光合作用的 反应受到抑制。
(3)若要比较A、B 两种新鲜叶片中叶绿素的含量，在提取叶绿素的过程中，常用的有机溶剂是
。
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【答案】(1)下层 A 叶片的净光合速率达到最大时所需光照强度低于B 叶片 (2)暗 (3)无水乙醇
【详解】（1）由于上层叶片对阳光的遮挡，导致下层叶片接受的光照强度较弱，因此下层叶片净光合速
率达到最大值时所需要的光照强度较上层叶片低，据此分析图示可推知：A 叶片是树冠下层的叶片。（2）
光合作用包括光反应和暗反应两个阶段，氧气产生于光反应阶段。光照强度达到一定数值时，A 叶片的净
光合速率开始下降，但测得放氧速率不变，说明光反应速率不变，则净光合速率降低的主要原因是光合作
用的暗反应受到抑制。（3）绿叶中的叶绿素等光合色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，可以用无水乙醇提
取叶绿素。
8．（2018·全国·校联考高考真题）甲、乙两种植物净光合速率随光照强度的变化趋势如图所示。
回答下列问题：
（1）当光照强度大于a 时，甲、乙两种植物中，对光能的利用率较高的植物是 。
（2）甲、乙两种植物单独种植时，如果种植密度过大，那么净光合速率下降幅度较大的植物是 ，
判断的依据是
。
（3）甲、乙两种植物中，更适合在林下种植的是 。
（4）某植物夏日晴天中午12：00 时叶片的光合速率明显下降,其原因是进入叶肉细胞的 （填
“O2”或“CO2”）不足。
【答案】甲 甲 光照强度降低导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙大，种植密度过大，植株接
受的光照强度减弱，导致甲植物净光合速率下降幅度比乙大 乙 CO2
【详解】（1）由图分析可知，当光照强度大于a 时，相同光照强度下，甲植物的净光合速率大于乙，有机
物的积累较多，对光能的利用率较高。（2）甲、乙两种植物单独种植时，如果种植密度过大，植株接受
的光照强度相对较弱，光照强度降低导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙大，因此种植密度过大，导致
甲植物净光合速率下降幅度比乙大。（3）从图中可以看出，乙植物的光饱点以及光补偿点都比甲植物低，
适合在光照强度相对更弱的环境中生长，林下的光照强度更低，因此更适合在林下种植的是植物乙。
（4）夏日晴天中午12：00 时，植物为了减少蒸腾作用对水分的散失，叶片上的部分气孔会关闭，导致细
胞间的二氧化碳的含量下降，从而引起光合速率下降。
〖2017 年高考真题〗
1．（2017·全国·统考高考真题）植物光合作用的作用光谱是通过测量光合作用对不同波长光的反应（如O2
的释放）来绘制的。下列叙述错误的是（ ）
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A．类胡萝卜素在红光区吸收的光能可用于光反应中ATP 的合成
B．叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制
C．光合作用的作用光谱也可用CO2的吸收速率随光波长的变化来表示
D．叶片在640～660 nm 波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的
【答案】A
【详解】A、类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，在红光区不吸收光能，A 错误；B、叶绿素主要吸收红光和蓝紫
光，其吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制，B 正确；C、CO2的吸收速率和O2的释放速率
随光波长的变化均可表示光合作用的作用光谱，C 正确；D、根据叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱可知，叶
片在640～660 nm 波长光下释放O2 是由叶绿素参与光合作用引起的，D 正确。故选A。
2．（2017·北京·统考高考真题）下图表示了某植物光合作用、呼吸作用与温度的关系。据此，对该植物生
理特性理解错误的是（ ）
A．呼吸作用的最适温度比光合作用的高
B．净光合作用的最适温度约为25℃
C．适合该植物生长的温度范围是10~50℃
D．在0~25℃范围内，温度变化对光合速率的影响比对呼吸速率的大
【答案】C
【详解】A、由分析可知，呼吸作用的最适温度比光合作用的高，A 正确；B、由上图可知，植物体在25℃
时，净光合速率最高，说明该温度为净光合作用的最适温度，B 正确；C、由图可知，超过45℃，净光合
速率为负值，没有有机物的积累，不适合生长，C 错误；D、在0～25℃范围内，光合作用的增大速率大于
呼吸作用，说明温度变化对光合速率的影响比对呼吸速率的大，D 正确。故选C。
3．（2017·浙江·统考高考真题）在玻璃温室中，研究小组分别用三种单色光对某种绿叶蔬菜进行补充光源
(补光)试验，结果如图所示。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。
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下列叙述正确的是（ ）
A．给植株补充580nm 光源，对该植株的生长有促进作用
B．若680nm 补光后植株的光合色素增加，则光饱和点将下降
C．若450nm 补光组在9：00 时突然停止补光，则植株释放的O2量增大
D．当对照组和450nm 补光组CO2吸收速率都达到6μmol·m-2·s-1 时，450nm 补光组从温室中吸收的
CO2总量比对照组少
【答案】D
【详解】与对照组相比，给植株补充580nm 光源时植株吸收二氧化碳的速率降低，说明此光源对该植株的
生长有抑制作用，A 错误；若680nm 补光后植株的光合色素增加，则植物吸收光能的能力增强，会使光饱
和点增大，B 错误；若450nm 补光组在9：00 时突然停止补光，会使光反应速率降低，则植株释放的O2量
减少，C 错误；当对照组和450nm 补光组CO2吸收速率都达到6μmol•m-2•s-1时，由于450nm 补光组需要的
时间短，因此分析题图可知从温室中吸收的CO2总量比对照组少，D 正确，所以故选D。
4．（2017·天津·统考高考真题）某突变型水稻叶片的叶绿素含量约为野生型的一半，但固定CO2酶的活性
显著高于野生型。下图显示两者在不同光照强度下的CO2吸收速率。叙述错误的是（ ）
A．光照强度低于P 时，突变型的光反应强度低于野生型
B．光照强度高于P 时，突变型的暗反应强度高于野生型
C．光照强度低于P 时，限制突变型光合速率的主要环境因素是光照强度
D．光照强度高于P 时，限制突变型光合速率的主要环境因素是CO2浓度
【答案】D
【详解】突变型水稻叶片叶绿素含量低于野生型，光照强度低于P 时，对光照的吸收能力低于野生型，则
光反应强度低于野生型，A 正确；突变型水稻叶片固定CO2酶的活性显著高于野生型，光照强度高于P 时，
突变型的CO2吸收速率大于野生型，则暗反应强度高于野生型，B 正确；光照强度低于P 时，由于突变型
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水稻叶片叶绿素含量低，则限制因素主要是光照强度，C 正确；光照强度高于P 时，由于突变型水稻叶片
固定CO2酶的活性高，则限制因素是除CO2浓度外的其它因素，D 错误。
5．（2017·海南·统考高考真题）将叶绿体悬浮液置于阳光下，一段时间后发现有氧气放出。下列相关说法
正确的是( )
A．离体叶绿体在自然光下能将水分解产生氧气
B．若将叶绿体置于红光下，则不会有氧气产生
C．若将叶绿体置于蓝紫光下，则不会有氧气产生
D．水在叶绿体中分解产生氧气需要ATP 提供能量
【答案】A
【详解】光合作用的场所是叶绿体，离体的叶绿体在自然光下通过光反应能将水分解产生氧气，A 正确。
叶绿体中的色素既能吸收红光，也能吸收蓝紫光，BC 错误。水在叶绿体中分解产生氧气不仅不需要ATP 提
供能量，还能产生ATP，D 错误。
6．（2017·江苏·统考高考真题）科研人员对猕猴桃果肉的光合色素、光合放氧特性进行了系列研究。 图
甲为光合放氧测定装置示意图，图乙为不同光照条件下果肉随时间变化的光合放氧曲线。 请回答下列问
题：
(1)取果肉薄片放入含乙醇的试管，并加入适量 ，以防止叶绿素降解。长时间浸泡在乙
醇中的果肉薄片会变成白色，原因是 。
(2)若图1 中装置在适宜温度下进行试验，则影响光合放氧速率的主要环境因素有
（回答出两种主要因素）等。 氧电极可以检测反应液中氧气的
浓度，测定前应排除反应液中 的干扰。
(3)图1 在反应室中加入NaHCO3的主要作用是 。 若提高反应液中
NaHCO3浓度，果肉放氧速率的变化是 (填“增大”、“减小”、“增大后稳定”或
“稳定后减小”)。
(4)图2 中不同时间段曲线的斜率代表光合放氧的速率，对15～20 min 曲线的斜率几乎不变的合理解释是
；若在20 min 后停止光照，则短时间内叶绿体中含量减少的物质有 (填序号：
①C5 ②ATP ③[H] ④C3)，可推测20～25 min 曲线的斜率为 (填“正值”、
“负值”或“零”)。
【答案】(1)CaCO3 光合色素溶解在乙醇中 (2)光照、温度、CO2(NaHCO3)浓度 溶解氧
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(3)提供CO2 增大后稳定 (4) 光合产氧量与呼吸耗氧量相等 ①②③ 负值
【详解】（1）提取光合色素时需要加入无水乙醇（溶解色素）、SiO2（使研磨更充分）和碳酸钙（防止色
素被破坏）；由于光合色素能溶解在乙醇中，因此长时间浸泡在乙醇中的果肉薄片会变成白色。（2）光
照影响光合作用光反应阶段，温度影响光合作用相关酶的活性，CO2是光合作用的原料，其浓度会影响光
合作用效率（在本题中NaHCO3提供CO2)，故图1 中影响光合放氧速率的因素有光照、温度（水浴）、
CO2( NaHCO3）浓度。反应液中的溶解氧会影响测量结果，因此在测定前应排除反应液中溶解氧的干扰。
（3）图1 中 NaHCO3分解可产生CO2，因此在反应室中加入 NaHCO3的主要作用是提供CO2，二氧化碳会影
响光合速率，若提高反应液中 NaHCO3浓度，即提高二氧化碳浓度，光合速率增大，果肉放氧速率增大，
到达一定值后，保持不变。故果肉放氧速率的变化是增大后稳定。（4）15~20min 氧气浓度不再变化的原
因是光合产氧量与呼吸耗氧量相等；光照直接影响的是光反应，若在20min 后停止光照，则光反应产生的
ATP 和[H]减少，而光反应产生的 ATP 和[H]用于暗反应三碳化合物的还原，因此三碳化合物的还原减慢，
而短时间内二氧化碳的固定不受影响，因此 C3增多，而 C5减少，综合以上可知，叶绿体中含量减少的物
质有①②③；20~25min 停止光照后，光合作用产生氧气速率减慢，而呼吸速率消耗氧气速率不受影响，因
此氧气不断减少，曲线的斜率应为负值。
7．（2017·浙江·统考高考真题）在高光强环境下，将某突变型植株与野生型植株分别施以低氮肥和高氮肥，
一段时间后，测定其叶绿素和Rubisco 酶（该酶催化CO2和RuBP 反应）的含量，结果如图所示。
请回答：
（1）实验表明，突变型的 含量比野生型低，采用 法分离突变型
植株叶片色素，与野生型相比滤纸条上有的色素带颜色变浅。变浅的色素带位于滤纸条从上到下的第
条。
（2）光反应中光能转化为ATP 和NADPH 中的 ，其中NADPH 是NADP+被水中的
还原而成的。NADPH 参与 的还原，形成碳反应的第一个糖。
（3）高氮肥下，突变型植株的光合速率大于野生型植株。结合实验结果分析，限制野生型植株光合速率
的因素是 。
【答案】 叶绿素a 纸层析 三 化学能 氢（或H++e-） 3-磷酸甘油酸
Rubisco 酶含量
【详解】（1）该实验表明，低氮肥和高氮肥处理的突变型的叶绿素a 含量比野生型低．采用纸层析法分
离突变型植株叶片色素时，应注意滤纸条上的滤液细线不要没入层析液，即要高于层析液；色素带由上到
下的色素为胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，变浅的色素带是叶绿素a，位于滤纸条从上到下的第
三条；（2）光反应中光能转化为ATP 和NADPH 中的化学能，其中NADPH 是NADP+被水中的氢（H++e-）还
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原而成的。NADPH 参与3-磷酸甘油酸的还原，形成碳反应的第一个糖；（3）结合实验结果分析，在光合
作用的暗反应阶段，二氧化碳首先与五碳化合物结合而被固定为三碳化合物，在[H]、ATP 和Rubisco 酶的
作用下被还原．据图1 中的右图分析，高氮肥下，突变体的Rubisco 酶含量高，故高氮肥下，突变型植株
的光合速率大于野生型植株光合速率，限制野生型植株光合速率的因素是Rubisco 酶的含量。
8．（2017·浙江·高考真题）为探究不同环境因素对某植物叶片中叶绿素含量的影响，进行了相关实验，结
果如图
回答下列问题：
（1）本实验的因变量是 。由图中曲线对比可知，经 处理的该植
物叶片中叶绿素含量下降最为明显，这将直接导致光反应中叶绿素吸收的 光减少
而降低了光合速率。由此推知，若遇到较低温天气，除升温方法外，可对植物进行 处理
以减少叶绿素的损失。
（2）提取上述四组该植物叶片中的色素时，为防止色素被破坏，研磨时可加入适量的
。对上述四组色素提取液分别进行纸层析分离，结果发现，第4 组得到的色素带中，从上到下的第
条色素带均明显变窄。
（3）若用不同波长的光照射叶绿素a 提取液并测定 ，可得到叶绿素a 的吸收光谱。
【答案】叶绿素含量 光+0
℃
红光和蓝紫光 遮光 碳酸钙 三、四 吸光率
【详解】（1）根据曲线图分析可知：自变量为光照强度、温度，因变量为叶绿素相对含量。由图中曲线
对比可知，4 曲线（经低温0
+
℃光照处理）的植物叶片中叶绿素含量下降最为明显。这将导致叶绿素吸收
的蓝紫光和红光减少而降低了光合速率。由此推知，若遇到较低温天气，适度升温或遮光处理均可减少该
植物叶片中叶绿素损失。（2）为防止色素被破坏，研磨时可加入适量的碳酸钙。第4 组得到的色素带中，
叶绿素含量较少，因此从上到下的第3、4 条色素带（叶绿素a、叶绿素b）均明显变窄。（3）若用不同波
长的光照射叶绿素a 提取液并测定吸光率，可得到叶绿素a 的吸收光谱。
〖2016 年高考真题〗
1．（2016·全国·统考高考真题）关于高等植物叶绿体中色素的叙述，错误的是（ ）
A．叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂乙醇中
B．构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收
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C．通常，红外光和紫外光可被叶绿体中的色素吸收用于光合作用
D．黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由于叶绿素合成受阻引起的
【答案】C
【详解】A、叶绿体中的色素是有机物，可溶于无水乙醇中，A 正确；B、镁是构成叶绿素的成分，可由植
物的根从土壤中吸收，B 正确；C、一般情况下，光合作用所利用的光都是可见光，红外光和紫外光都不是
可见光，叶绿体中的色素主要吸收红光、蓝紫光用于光合作用，C 错误；D．叶绿素的合成需要光照，黑暗
中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由于叶绿素合成受阻引起的，D 正确。故选C。
2．（2016·天津·统考高考真题）在适宜反应条件下，用白光照射离体的新鲜叶绿体一段时间后，突然改用
光照强度与白光相同的红光或绿光照射。下列是光源与瞬间发生变化的物质，组合正确的是（ ）
A．红光，ATP 下降
B．红光，未被还原的C3上升
C．绿光，[H]下降
D．绿光，C5上升
【答案】C
【详解】叶绿体中的色素主要吸收利用红光和蓝紫光。若由白光突然改用光照强度与白光相同的红光，则
光合作用速率增加，即ATP 增加，未被还原的C3减少，故A、B 项错误；叶绿体色素对绿光吸收最少，若
由白光突然改用光照强度与白光相同的绿光，可导致光反应速率减慢，光反应产生的[H]和ATP 减少，而短
时间内暗反应仍以原来的速率进行，消耗[H]和ATP，故短时间内[H]含量会下降，C 项正确；同理，绿光下
由于[H]和ATP 含量下降，导致C3被还原为C5的速率减慢，而暗反应中CO2的固定仍以原来的速率消耗C5，
故短时间内C5的含量会下降，D 项错误。
3．（2016·上海·高考真题）在光合作用的光反应中（ ）
A．电子受体是水
B．电子供体是NADPH
C．反映场所位于叶绿体膜
D．H+浓度差驱动ATP 合成
【答案】D
【详解】在光合作用的光反应中，电子供体是水，A 项错误；电子受体是NADPH，B 项错误；反映场所位
于叶绿体类囊体薄膜，C 项错误；H+浓度差驱动ATP 合成，D 项正确。
4．（2016·海南·统考高考真题）下列叙述错误的是（ ）
A．温度和光照会影响CO2的同化速率
B．光合作用中O2的产生发生在光反应阶段
C．光反应产生的ATP 和NADPH 不参与暗反应
D．土壤中的硝化细菌可利用CO2和H2O 合成糖
【答案】C
【详解】A、温度影响酶活性，光照影响光反应，二者均会影响暗反应中CO2的同化速率，A 项正确；B、
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光反应分解水，产生O2，B 项正确；C、光反应产生的ATP 和NADPH 参与暗反应，C 项错误；D、硝化细菌
属于自养型生物，可以利用CO2和H2O 合成糖类。
5．（2016·上海·高考真题）从种植于室内普通光照和室外强光光照下的同种植物分别提取叶片的叶绿体色
素，用纸层析法分离，结果如图（注颜色浅代表含量相对较少）。下列判断正确的是（ ）
A．室内植物叶片偏黄
B．室外植物叶片偏绿
C．室外植物叶片胡萝卜素含量>叶黄素含量
D．室内植物叶片叶绿素a 含量>叶绿素b 含量
【答案】D
【详解】通过图示可知，室内植物叶绿素较多，叶片偏绿，A 错误；通过图示可知，室外植物叶绿素较少，
室外植物叶片偏黄，B 错误；室外植物叶片胡萝卜素含量＜叶黄素含量，C 错误；室内植物叶片叶绿素a 含
量＞叶绿素b 含量，D 正确。
6．（2016·江苏·统考高考真题）下列用鲜菠菜进行色素提取、分离实验的叙述，正确的是（ ）
A．应该在研磨叶片后立即加入CaCO3，防止酸破坏叶绿素
B．即使菜叶剪碎不够充分，也可以提取出4 种光合作用色素
C．为获得10ml 提取液，研磨时一次性加入10mL 乙醇研磨效果最好
D．层析完毕后应迅速记录结果，否则叶绿素条带会很快随溶液挥发消失
【答案】B
【详解】A、CaCO3可防止酸破坏叶绿素，所以可在研磨前加入少许CaCO3，A 错误；B、即使菜中叶剪碎不
够充分，也不明显影响研磨，且色素含量并没有减少，所以仍可提取出4 种光合作用色素，B 正确；C、由
于研磨时乙醇挥发，故为获得10ml 提取液，研磨时应加入多于10mL 乙醇，C 错误；D、层析完毕后应迅速
记录结果，否则叶绿素条带会因色素分解而消失，但不会随层析液挥发而消失，D 错误。故选B。
7．（2016·北京·高考真题）在正常与遮光条件下向不同发育时期的豌豆植株供应
14CO2，48h 后测定植株营
养器官和生殖器官中
14C 的量。两类器官各自所含
14C 量占植株
14C 总量的比例如图所示。与本实验相关的
错误叙述是（ ）
A．
14CO2进入叶肉细胞的叶绿体基质后被转化为光合产物
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B．生殖器官发育早期，光合产物大部分被分配到营养器官
C．遮光70%条件下，分配到生殖器官和营养器官中的光合产物量始终接近
D．实验研究了光强对不同发育期植株中光合产物在两类器官间分配的影响
【答案】C
【详解】无论光照和遮光调节下，植物吸收的
14CO2进入叶肉细胞的叶绿体基质进行光合作用的暗反应过程，
先固定形成三碳化合物再还原为有机物，A 正确；生殖器官发育早期，营养器官合成的有机物大多供给自
身的生长发育，B 正确；遮光70%条件下，在发育早期，分配到营养器官中的多，在发育晚期，分配到生
殖器官的多，C 错误；实验研究了光照强度对不同发育期植株中光合产物在两类器官间分配的影响，也研
究了不同光照强度对器官积累有机物的影响，D 正确。
8．（2016·浙江·高考真题）下面是关于植物光合作用的问题。请回答：
（1）光反应发生在叶绿体的 中，H2O 在光反应中裂解为
。
（2） 若以
14CO2作为光合作用的原料，在卡尔文循环中首先出现含
14C 的三碳化合物是 。
该三碳化合物在NADPH 的氢和ATP 的 等物质存在的情况下，被还原为三碳糖磷酸。
（3）给某植物提供C18O2和H2O，释放的氧气中含有
18O。氧气中含有
18O 是由于
，H2
18O 又作为原料参与了光合作用之故。
（4）植物光合作用光饱和点可通过测定不同 下的光合速率来确定。在一定条件下，某植物
在温度由25℃降为5℃的过程中光饱和点逐渐减小，推测该植物在光照充足时的光合作用最适温度
(选填: ＜、≤、＝、≥、＞)25 ℃。
【答案】类囊体膜 H+、O2和电子 三碳酸 磷酸基团 C18O2中的部分氧转移到H2
18O 中
光强度 ≥
【详解】（1）光合作用的光反应场所是叶绿体的基粒或类囊体，水在光反应中裂解为O2、H+和电子。（2)
卡尔文循环的第一个反应是RuBP 和二氧化碳结合形成三碳酸，然后三碳酸在NADPH 中的氢和ATP 的磷酸
基团的作用下被还原为三碳糖磷酸。（3）碳反应过程中二氧化碳中的氧可转移到水中，所以C18O2参与光
合作用会产生部分带有放射性的水，水又作为原料参与了光合作用。（4）植物光合作用光饱和点可通过
测定不同光强度下的光合速率来确定。某植物在温度由25℃降为5℃的过程中光饱和点逐渐减小,推测该植
物在光照充足时的光合作用最适温度≥25℃。
9．（2016·江苏·统考高考真题）为了选择适宜栽种的作物品种，研究人员在相同的条件下分别测定了3 个
品种S1、S2、S3 的光补偿点和光饱和点，结果如图1 和图2。请回答以下问题：
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（1）最适宜在果树林下套种的品种是 ，最适应较高光强的品种是 。
（2）增加环境中CO2浓度后，测得S2 的光饱和点显著提高，但S3 的光饱和点却没有显著改变，原因可能
是：在超过原光饱和点的光强下，S2 的光反应产生了过剩的 。而S3 在光饱和
点时可能 （填序号）。
①光反应已基本饱和②暗反应已基本饱和③光、暗反应已基本饱和
（3）叶绿体中光反应产生的能量既用于固定CO2，也参与叶绿体中 生物大分子的合
成。
（4）在光合作用过程中，CO2与RuBP 五碳化合物结合的直接产物是磷酸丙糖（TP），TP 的去向主要有三
个。下图为叶肉细胞中部分代谢途径示意图。
淀粉是暂时存储的光合作用产物，其合成场所应该在叶绿体的 。淀粉运出叶绿体时先水
解成TP 或 ，后者通过叶绿体膜上的载体运送到细胞质中，合成由
糖构成的蔗糖，运出叶肉细胞。
【答案】S2 3 H]和ATP ②③ 核酸、蛋白质 基质中 葡萄糖 葡萄糖和果
【详解】（1）由分析可知，三种植物光饱和点最小的是S2，适于弱光下生长，因此可以在果树林下套种；
S3 的光的饱和度最大，适宜在较强的光照条件下生长。（2）光反应的产物为[H]和ATP；增加环境中CO2浓
度后， S3 的光饱和点却没有显著改变，可能是光反应已基本饱和、暗反应已基本饱和，或二者已基本饱
和。（3）叶绿体中有机物大分子如核酸、蛋白质的合成需要消耗ATP。（4）淀粉合成场所位于叶绿体基
质，根据图示，叶绿体膜上存在六碳糖载体，淀粉运出叶绿体时先水解成TP 或六碳糖，后者通过叶绿体膜
上的载体运送到细胞质中。蔗糖由葡萄糖和果糖结合而成。
10．（2016·全国·高考真题）为了探究生长条件对植物光合作用的影响，某研究小组将某品种植物的盆栽
苗分成甲、乙两组，置于人工气候室中，甲组模拟自然光照，乙组提供低光照，其他培养条件相同。培养
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较长一段时间（T）后，测定两组植株叶片随光照强度变化的光合作用强度（即单位时间、单位叶面积吸
收CO2的量），光合作用强度随光照强度的变化趋势如图所示。回答下列问题：
（1）据图判断，光照强度低于a 时，影响甲组植物光合作用的限制因子是
。
（2）b 光照强度下，要使甲组的光合作用强度升高，可以考虑的措施是提高
（填“CO2浓度”或“O2浓度”）。
（3）播种乙组植株产生的种子，得到的盆栽苗按照甲组的条件培养T 时间后，再测定植株叶片随光照强度
变化的光合作用强度，得到的曲线与甲组的相同。根据这一结果能够得到的初步结论是
。
【答案】光照强度 CO2浓度 乙组光合作用强度与甲组的不同是由环境因素低光照引起的，而非
遗传物质的改变造成的
【详解】（1）题图显示：光照强度低于a 时，甲组植物的光合作用强度随光照强度的增加而增加，因此影
响甲组植物光合作用的限制因子是光照强度。（2）b 光照强度下，甲组植物的光合作用强度不再随光照强
度的增加而增加，因此限制甲组植物光合作用的因子不再是光照强度，而是CO2浓度等。所以，要使甲组
的光合作用强度继续升高，可以考虑的措施是提高CO2浓度。（3）依题意可知：导致曲线图中甲、乙两组
光合作用强度差异的原因是光照强度不同，即甲组模拟自然光照，乙组提供低光照；播种乙组植株产生的
种子所得到的盆栽苗按照甲组的条件培养T 时间后，其植株叶片随光照强度变化的光合作用强度曲线与甲
组的相同。据此能够得到的初步结论是：乙组光合作用强度与甲组的不同，是由环境因素低光照引起的，
而非遗传物质的改变造成的。
〖2015 年高考真题〗
1．（2015·江苏·高考真题）为研究高光强对移栽幼苗光合色素的影响，某同学用乙醇提取叶绿体色素，用
石油醚进行纸层析，图为滤纸层析的结果（I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为色素带）。下列叙述错误的是（ ）
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A．强光照导致了该植物叶绿素含量降低
B．类胡萝卜素含量增加有利于该植物抵御强光照
C．色素Ⅲ、Ⅳ吸收光谱的吸收峰波长不同
D．画滤液线时，滤液在点样线上只能画一次
【答案】D
【详解】A、根据题图来看：强光照导致了该植物叶绿素含量降低，A 正确；B、强光照和正常光照相比，
明显叶绿素含量降低，类胡萝卜素含量增加，可见类胡萝卜素含量增加有利于该植物抵御强光照，B 正确；
C、色素Ⅲ是叶绿素a、Ⅳ是叶绿素b，叶绿素a 和叶绿素b 吸收光谱的吸收峰波长不同，C 正确；D、分离
色素时画滤液细线时，重复画线操作应在前一次画线晾干后再进行重复操作，D 错误。故选D。
2．（2015·福建·高考真题）在光合作用中，RuBP 羧化酶能催化CO2+C5（即RuBP）→2C3。为测定RuBP 羧
化酶的活性，某学习小组从菠菜叶中提取该酶，用其催化C5与
14CO2的反应，并检测产物
14C3的放射性强度。
下列分析错误的是（ ）
A．菠菜叶肉细胞内BuBP 羧化酶催化上述反应的场所是叶绿体基质
B．RuBP 羧化酶催化的上述反应需要在无光条件下进行
C．测定RuBP 羧化酶活性的过程中运用了同位素标记法
D．单位时间内
14C3生成量越多说明RuBP 羧化酶活性越高
【答案】B
【详解】由题意可知，该酶催化的过程为光合作用暗反应过程中的CO2的固定，反应场所是叶绿体基质，A
正确；暗反应指反应过程不依赖光照条件，有没有光，反应都可进行，B 错误；对
14CO2中的C 元素进行同
位素标记，检测
14C3的放射性强度，可以用来测定RuBP 羧化酶的活性，C 正确；单位时间内
14C3的生成量
的多少表示固定反应的快慢，可以说明该酶活性的高低，D 正确。
3．（2015·安徽·高考真题）有关于大豆叶片光合作用的暗反应阶段，下列叙述正确的是（ ）
A．CO2的固定实质上是将ATP 中的化学能转化为C5中的化学能
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B．CO2可直接被[H]还原，再经过一系列的变化形成糖类
C．被还原的C5在有关酶的作用下，可再形成C3
D．光照强度由强变弱时，短时间内C3含量会升高
【答案】D
【详解】A、CO2的固定是指CO2与C5结合生成C3的过程，该过程不需要ATP 供能，A 项错误；B、CO2固定
的产物C3可直接被[H]还原，再经过一系列的变化形成糖类，B 项错误；C、被还原的C3在有关酶的作用下，
可再生成C5，C 项错误；D、光照强度由强变弱时，光反应生成的ATP 和[H]减少，导致暗反应中C3的还原
过程减弱，生成的C5减少，而短时间内CO2和C5结合继续形成C3，所以短时间内C3含量会升高，D 项正确。
4．（2015·四川·高考真题）下列在叶绿体中发生的生理过程，不需要蛋白质参与的是（ ）
A．Mg2+吸收
B．O2扩散
C．光能转换
D．DNA 复制
【答案】B
【详解】A、Mg2+吸收为主动运输过程，需要载体蛋白的参与，A 错误；B、O2扩散为自由扩散过程，不需
要载体蛋白参与，B 正确；C、光能转换需要色素、酶的参与，酶绝大多数是蛋白质，C 错误；D、DNA 复
制需要解旋酶、DNA 聚合酶的参与，D 错误。故选B。
5．（2015·上海·统考高考真题）从新鲜的菠菜叶片提取叶绿体色素，发现提取液明显偏黄绿色，最可能的
原因是（ ）
A．加入的石英砂太多
B．没有加入碳酸钙
C．用脱脂棉过滤不彻底
D．一次加入过多无水乙醇
【答案】B
【详解】A、提取色素时加入二氧化硅的目的是为了研磨充分，加入的石英砂太多不会导致叶片偏黄，A 错
误；B、加入碳酸钙的目的是保护色素，因为叶绿体中的叶绿素不稳定，容易被破坏，所以没有加入碳酸
钙会导致提取液明显偏黄绿色，B 正确；C、用脱脂棉过滤不彻底不影响叶绿素的含量，C 错误；D、提取
时无水乙醇加得太多，会使提取到的色素溶液降低，滤纸条上色素带颜色较浅，D 错误。
6．（2015·广东·高考真题）为推动生态文明建设，国务院发布了《大气污染防治行动计划》，某科研小组
开展酸雨与生态系统关系的研究。下表是不同pH 值的酸雨对三种植物叶绿素含量（mg/g）影响的结果。
pH 值
5.8（对照）
4.0
3.0
2.0
桃树
2.20（100）
2.19（99.55）
2.13（96.82）
1.83（83.18）
腊梅
3.65（100）
3.58（98.08）
3.44（94.25）
2.95（80.82）
木樨
1.07（100）
1.07（100）
1.05（98.13）
0.96（89.72）
注：括号内为与同种植物对照实验的相对百分比。
（1）叶绿素位于叶绿体内的 上，提取后经层析分离，扩散最慢的色素带呈
色。酸雨中的SO4
2-破坏叶绿素，导致光反应产生的 （产物）减少。由于光反应速率
降低，将直接影响暗反应过程中的 ，最后导致（CH2O）生成减少。
（2）由表可知：①随着酸雨pH 值的降低，叶绿素含量受影响程度
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；② ；③
。
（3）长期酸雨影响会导致部分植物死亡，使生态系统的 稳定性降低，原因是
。
【答案】类囊体薄膜 黄绿色 ATP、[H] 、O2 C3的还原 加大 叶绿素的含量低
（高）的植物受酸雨影响较小（大） 腊梅（木樨）叶绿素含量变化幅度最大（最小） 抵抗力
营养结构变简单，自我调节能力降低
【详解】 (1)叶绿素位于叶绿体内的类囊体薄膜上。用纸层析法分离色素时,溶解度高的色素随层析液在滤
纸上扩散得快,反之则慢,其中扩散最慢的色素是叶绿素b,其呈黄绿色。叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,在光
反应中促进[H]和ATP 的形成,其中[H]和ATP 在暗反应中用于还原C3,生成(CH2O)。(2)据表可知,表中有两个自
变量,一个是不同种植物,另一个是不同pH,因变量是叶绿素含量。分析表格得出的结论有:①随着pH 降低,
三种植物的叶绿素含量都减少,且受影响的程度越来越大;②不同pH 对不同植物的影响不同,木樨叶绿素含
量所受影响最小;③在pH 相同的情况下,木樨叶绿素含量受的影响最小,腊梅叶绿素含量受的影响最大。(3)
长期酸雨导致部分生物死亡,使生物的种类减少,影响到食物链和食物网,导致生态系统的自我调节能力下降,
抵抗力稳定性降低。
7．（2015·全国·高考真题）为了探究不同光照处理对植物光合作用的影响，科学家以生长状态相同的某种
植物为材料设计了A、B、C、D 四组实验。各组实验的温度、光照强度和CO2浓度等条件相同、适宜且稳
定,每组处理的总时间均为135s，处理结束时测定各组材料中光合作用产物的含量。处理方法和实验结果如
下： A 组：先光照后黑暗，时间各为67．5s；光合作用产物的相对含量为50%
B 组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为7．5s；光合作用产物的相对含量为
70%。
C 组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为3．75ms（毫秒）；光合作用产物
的相对含量为94%。
D 组（对照组）：光照时间为135s；光合作用产物的相对含量为100%。
回答下列问题：
（1）单位光照时间内，C 组植物合成有机物的量 （填“高于”、“等于”或“低于”）D 组植物
合成有机物的量，依据是
；C 组和D 组的实验结果可表明光合作用中有些反应不需要 ，这些反应发生的部位是叶
绿体的 。
（2）A、B、C 三组处理相比，随着 的增加，使光
下产生的 能够及时利用与及时再生，从而提高了光合作用中CO2的同化量。
【答案】高于 C 组只用了D 组一半的光照时间，其光合作用产物的相对含量却是D 组的94% 光
照 基质 光照和黑暗交替频率 ATP 和[H]
【详解】（1）C 组光照和黑暗交替处理135s，C 组光照时间为67．5s，D 组光照时间为135s，即C 组只用
了D 组一半的光照时间，但光合产物的相对含量却是D 组的94%，所以单位光照时间内，C 组植物合成有
机物的量高于D 组植物合成有机物的量；C 组和D 组的实验结果可表明光合作用中有些反应不需要光，比
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如光合作用的暗反应，这些反应发生的部位是叶绿体的基质；（2）A、B、C 三组处理，自变量为光照和黑
暗交替频率，因变量是光合产物的量，所以根据实验可以得出，随着光照和黑暗交替频率的增加，使光下
产生的ATP 和还原H（还原型辅酶II）能够及时利用与及时再生，从而提高了光合作用中CO2的同化量。
8．（2015·江苏·高考真题）为了研究2 个新育品种 P1、P2幼苗的光合作用特性,研究人员分别测定了新育
品种与原种(对照)叶片的净光合速率、蛋白质含量和叶绿素含量,结果如下图所示。 请回答下列问题:
(1)图1 的净光合速率是采用叶龄一致的叶片,在 相同的实验条
件下,测得的单位时间、单位叶面积 的释放量。
(2)光合作用过程中,CO2与C5结合生成 ,消耗的C5由 经过一系列反应再生。
(3)由图可知,P1的叶片光合作用能力最强,推断其主要原因有:一方面是其叶绿素含量较高,可以产生更多的
；另一方面是其蛋白质含量较高,含有更多的 。
(4)栽培以后,P2植株干重显著大于对照,但籽实的产量并不高,最可能的生理原因是
。
【答案】光照强度、CO2浓度 O2 C3 C3 [H]和ATP 参与光合作用的酶 P2植株光
合作用能力强，但向籽实运输的光合产物少
【详解】（1）图1 探究温度对净光合速率的影响，则无关变量有光照强度、CO2浓度，需保证相同且适宜。
光合速率可用单位时间、单位叶面积O2释放量或CO2吸收量表示。 （2）光合作用暗反应过程中，CO2与
C5结合形成C3，C3再经过还原形成C5和（CH2O）。 （3）P1叶绿素含量较高，吸收较多的太阳能用于光反
应，产生更多的[H]和ATP；叶片中蛋白质含量较多，含有更多的与光合作用有关的酶，使光合速率加快。
（4）与对照组相比，P2植株光合作用能力强，产生的有机物多，但向籽实运输的光合产物少，导致籽实的产
量并不高。
〖2014 年高考真题〗
1．（2014·四川·高考真题）将桑树和大豆分别单独种植（单作）或两种隔行种植（间作），测得两种植物
的光合速率如图所示（注：光饱和点是光合速率达到最大值时所需的最低光照强度）。据图分析，下列叙
述正确的是（ ）
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A．大豆植株开始积累有机物时的最低光照强度单作大于间作
B．与单作相比，间作时两种植物光合作用的光饱和点均增大
C．间作虽然提高了桑树的光合速率但降低了大豆的光合速率
D．与单作相比，间作时两种植物的呼吸强度均没有受到影响
【答案】A
【详解】A、据分析可知，大豆植株开始积累有机物时的最低光照强度单作大于间作，A 正确；B、与单作
相比，间作时桑树光合作用的光饱和点较大，而大豆的光饱和点小，B 错误；C、由图可知，大豆在弱光时
间作的光合速率间作比单作还是要高的，C 错误；D、曲线显示大豆间作时呼吸作用比单作时变小，D 错误。故
选A。
2．（2014·全国·高考真题）正常生长的绿藻，照光培养一段时间后，用黑布迅速将培养瓶罩上，此后绿藻
细胞的叶绿体内不可能发生的现象是（ ）
A．O2的产生停止
B．CO2的固定加快
C．ATP/ADP 比值下降
D．NADPH/NADP+比值下降
【答案】B
【详解】A、用黑布将培养瓶罩上，光反应停止，氧气的产生停止， A 正确；B、同时NADPH 和 ATP 的产
生停止，使暗反应 C3 的还原速度减慢，从而导致二氧化碳的固定减慢，B 错误；C、ADP 生成 ATP 减少，
使ATP/ADP 比值下降，C 正确；D、NADPH 的产生减少，NADPH/NADP 比值下降，D 正确。故选B。
3．（2014·海南·高考真题）关于小麦光合作用的叙述，错误的是（ ）
A．类囊体上产生的ATP 可用于暗反应
B．夏季晴天光照最强时，小麦光合速率最高
C．进入叶绿体的CO2不能被NADPH 直接还原
D．净光合速率为长期零时会导致幼苗停止生长
【答案】B
【详解】类囊体上光反应产生的ATP 只能用于暗反应，A 正确；夏季晴天光照最强时，小麦叶片的气孔关
闭而出现午休现象，导致光合作用的原料减少，小麦光合速率反而下降，B 错误；进入叶绿体的CO2不能
被NADPH 直接还原，而是先直接和C5结合，C 正确；净光合速率为零时，会导致幼苗停止生长，D 正确。故
选：B。
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4．（2014·海南·高考真题）下列关于生长在同一植株上绿色叶片和黄色叶片的叙述，错误的是（
）
A．两种叶片都能吸收蓝紫光
B．两种叶片均含有类胡萝素
C．两种叶片的叶绿体中都含有叶绿素a
D．黄绿色叶片在光反应中不会产生ATP
【答案】C
【详解】A、两种叶片都能吸收蓝紫光，A 正确；B、生长在同一植株上绿色叶片和黄色叶片，都含有类胡
萝素，B 正确；C、绿色叶片的叶绿体中都含有叶绿素a，而黄色叶片不含有，C 错误；D、因为黄绿色叶不
含叶绿素a，而只有处于特殊状态的叶绿素a 才能转换光能，将光能转化为活跃的化学能储存在ATP 中，
所以黄绿色叶在光反应中不会产生ATP，D 正确。故选：C。
5．（2014·山东·高考真题）我省某经济植物光合作用的研究结果如图。
（1）图甲表示全光照和不同程度遮光对该植物叶片中叶绿素含量的影响。叶绿素存在于叶绿体中的
上。需先用 （填溶剂名称）提取叶片中的色素，再测定叶绿素含
量。用纸层析法进一步分离色素时，叶绿素a 和叶绿素b 在层析液中溶解度较大的是
。据图分析，该植物可通过 以增强对弱光的适应能
力。
（2）图乙表示初夏某天在遮光50%条件下，温度、光照强度、该植物净光合速率和气孔导度（气孔张开的
程度）的日变化趋势。8：00 到12：00 光照强度增强而净光合速率降低，主要原因是
。18：00 点时叶肉细胞内
产生ATP 的细胞器是 。
（3）实验过程中，若去除遮光物，短时间内叶肉细胞的叶绿体中C3 化合物含量 。
【答案】类囊体膜（或类囊体，基粒） 无水乙醇（或丙酮） 叶绿素a 增加叶绿素含量
呼吸作用增强，光合速率与呼吸速率的差值减小 线粒体、叶绿体 减少
【详解】（1）叶绿素存在于叶绿体中的类囊体膜上。常用无水乙醇或丙酮，提取叶片中的色素。用纸层
析法分离色素时，在层析液中溶解度越高的色素在滤纸上扩散的速度越大，叶绿素a 比叶绿素b 扩散快，
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说明叶绿素a 在层析液中溶解度较大。通过图甲可以看出，在一定范围内，随着遮光率的增加，叶片中叶
绿素的含量增大，植物通过增加叶绿素含量，以吸收更多的光，进行光合作用，合成有机物。（2）通过
曲线可知，8：00 到12：00 时间段内，温度升高，细胞呼吸速率会增大，分解有机物增多，另外气孔导度
下降，影响二氧化碳进入细胞，尽管光照强度增强，但光合速率与呼吸速率的差值减小，净光合速率降低。
18：00 点净光合速率为零，此时光合速率等于呼吸速率，叶肉细胞内产生ATP 的细胞器是线粒体与叶绿体。
（3）去除遮光物后，光照增强，短时间内叶绿体中光反应的产物增多，C3化合物的还原增强，由于二氧化
碳固定产生的C3化合物仍是一定量，C3化合物含量减少。
6．（2014·福建·高考真题）氢是一种清洁能源。莱茵衣藻能利用光能将H2O 分解成[H]和O2，[H]可参与暗
反应，低氧时叶绿体中的产氢酶活性提高，使[H]转变为氢气。
（1）莱茵衣藻捕获光能的场所在叶绿体的 。
（2）CCCP（一种化学物质）能抑制莱茵衣藻的光合作用，诱导其产氢。已知缺硫也能抑制莱茵衣藻的光
合作用。为探究缺硫对莱茵衣藻产氢的影响，设完全培养液（A 组）和缺硫培养液（B 组），在特定条件
下培养莱茵衣藻，一定时间后检测产氢总量。
实验结果：B 组>A 组，说明缺硫对莱茵衣藻产氢有 作用。
为探究CCCP、缺硫两种因素对莱茵衣藻产氢的影响及其相互关系，则需增设两实验组，其培养液为
和 。
（3）产氢会导致莱茵衣藻生长不良，请从光合作用物质转化的角度分析其原因
。
（4）在自然条件下，莱茵衣藻几乎不产氢的原因是 ，
因此可通过筛选高耐氧产投藻株以提高莱茵衣藻产氢量。
【答案】类囊体薄膜 促进 添加CCCP 的完全培养液 添加CCCP 的缺硫培养液 莱茵衣藻
光反应产生的[H]转变为H2，参与暗反应的[H]减少，有机物生成量减少 氧气抑制产氢酶的活性
【详解】（1）光反应场所是类囊体薄膜。（2）本题为为探究缺硫对莱茵衣藻产氢的影响，A 组是完全培
养液，B 组是缺硫培养液，实验结果B 组>A 组，即缺硫培养液产氢多，所以缺硫对莱茵衣藻产氢有促进作
用。为探究CCCP 的影响所以要增设添加CCCP 的完全培养液，为探究CCCP、缺硫两种因素相互关系，还需
要增设添加CCCP 的缺硫培养液。（3）光合作用暗反应需要[H]参加反应，如产氢使[H]量减少，使有机物
生成量减少，不利于莱茵衣藻生长。（4）由题意可知，低氧时叶绿体中的产氢酶活性提高，在自然条件
下，莱茵衣藻光反应产生的氧气抑制产氢酶的活性。
7．（2014·广东·高考真题）观测不同光照条件下生长的柑橘，结果见下表，请回答下列问题：
光照强
度
叶色
平均叶面积
（cm2）
气孔密度
（个·mm－2）
净光合速率（μmolCO2·m－2·s－1）
强
浅绿
13.6（100%）
826（100%）
4.33（100%）
中
绿
20.3（149%）
768（93%）
4.17（96%）
弱
深绿
28.4（209%）
752（91%）
3.87（89%）
（注：括号内的百分数以强光照的数据作为参考）
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CO
⑴
2以 方式进入叶绿体后，与 结合而被固定，固定产物的
还原需要光反应提供的 。
⑵在弱光下，柑橘通过 和
来吸收更多的光能，以适应弱光环境。
⑶与弱光下相比，强光下柑橘平均每片叶的气孔总数 ，单位时间内平均每片叶CO2吸收
量 。对强光下生长的柑橘适度遮阴，持续观测叶色、叶面积和净光合速率，这三个指标中，
最先发生改变的是 ，最后发生改变的是 。
【答案】自由扩散 五碳化合物 ATP 和[H] 增加叶面积 提高叶绿素含量 较少
较少 净光合速率 叶面积
【详解】⑴二氧化碳进入细胞的方式是自由扩散；在光合作用的暗反应过程中，二氧化碳与细胞中的C5结
合生成C3，该过程叫做二氧化碳的固定；C3在ATP 供能下，被[H]还原成有机物或C5。⑵据表可知，弱光下，
叶片颜色深，且叶面积大，因此弱光下柑橘可以通过增加叶绿素的含量和增大平均叶面积，来吸收更多的
光能。⑶气孔总数＝气孔密度×平均叶面积，即强光比弱光的气孔总数少；单位时间内平均每片叶CO2吸
收量＝净光合速率×平均叶面积，因此强光比弱光下单位时间内平均每片叶CO2吸收量少；光照条件是影
响光合作用数量的环境因素，因此降低光照强度，净光合作用速率首先发生变化，叶面积随着植物的生长
发生变化，需要时间长，因此叶面积最后发生变化。
8．（2014·全国·高考真题）某植物净光合速率变化趋势如图所示。
据图回答下列问题：
（1）当CO2浓度为a 时，高光强下该植物的净光合速率为 ，CO2浓度在a～b 之间时，曲线
表示了净光合速率随CO2浓度的增高而增高。
（2）CO2浓度大于c 时，曲线B 和C 所表示的净光合速率不再增加，限制其增加的环境因素是
。
（3）当环境中CO2浓度小于a 时，在图示的3 种光强下，该植物呼吸作用产生的CO2量 （填
“大于”、“等于”或“小于”）光合作用吸收的CO2量。
（4）据图可推测，在温室中，若要采取提高CO2浓度的措施来提高该种植物的产量，还应该同时考虑
这一因素的影响，并采取相应措施。
【答案】0 A、B、C 光强 大于 光强
【详解】本题以光合作用为主干知识，考查了光合作用的影响因素、净光合作用与真光合作用关系。
（1）由图可知，当高CO2浓度为a 时，高光强下该植物的净光合速率为0 ，CO2浓度在a～b 之间时，曲线
A、B、C 都表示了净光合速率随CO2浓度的增高而增高。（2）当CO2浓度大于c 时，净光合速率在不同光
照强度下不同，所以限制因素是光照强度。（3）当CO2浓度小于a 时，净光合速率均小于0，此时呼吸速
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率大于光合作用。（4）据图可知CO2浓度和光强都会影响净光合速率，从而影响植物的产量，所以除提高
CO2浓度外，还需要考虑光照强度。
9．（2014·浙江·高考真题）某种细胞分裂素对某植物光合作用和生长的影响如下表所示。
细胞分裂素浓度
叶绿素含量
光合速率
希尔反应活力
叶片氮含量
生物量
（g·L-1)
(mg chl·g FW-1)
(μmol CO2m-2·s-1)
(μmol DCIP Red·
mg chl·h-1)
（℅）
（g·plant-1)
0
1.58
6.52
13.55
1.83
17.65
0.5
1.82
7.82
25.66
1.94
22.95
1.0
2.34
8.64
32.26
1.98
27.44
2.0
2.15
8.15
27.54
1.96
23.56
请回答：
（1）希尔反应模拟了叶绿体光合作用中 阶段的部分变化。氧化剂DCIP 既可以用
于颜色反应，还可作为 。希尔反应活力可通过测定DCIP 溶液的颜色变化得到，
也可通过测定 得到。
（2）从表中可知，施用细胞分裂素后， 含量提高，使碳反应中相关酶的数量增
加。
（3）幼苗叶片中的细胞分裂素主要由 产生。合理使用细胞分裂素可延迟
，提高光合速率，使总初级生产量大于 ，从而增加植物的生物量。
【答案】光反应 氢载体 氧气释放速率 叶片氮 根尖 细胞衰老 呼吸消耗量
【详解】该题综合性较强，在考查光合作用过程及物质变化同时还考查了呼吸作用及植物激素调节的相关
知识。（1）据题意分析，希尔反应类似于光反应阶段还原氢产生过程。在上述过程中，氧化剂DCIP 用于
颜色反应的同时也作了氢的载体。希尔反应活力可通过测定DCIP 溶液的颜色变化得到，希尔反应越强，光
反应产生的氧气也就越多。（2）从表中可知，添加细胞分裂素后，叶片氮含量增加，而光合作用所需酶
均含氮，所以碳反应中相关酶的数量增加，从而促进碳反应的进行。（3）幼苗叶片中的细胞分裂素主要
由根尖产生。合理使用细胞分裂素可延迟细胞衰老，提高光合速率，使总初级生产量大于呼吸消耗量，从
而增加植物的生物量。
10．（2014·全国·高考真题）植物的光合作用受多种因素的影响。回答下列问题：
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（1）上图表示了 对某种C3植物和某种C4植物
的影响。当光照强度大于p 时，C3植物和C4植物中光能利用率高的是 植物。通常提高光能利用
率的措施有 的面积，补充 气体等。
（2）在光合作用过程中，C4植物吸收的CO2被固定后首先形成 化合物。
（3）C3植物光合作用的暗反应需要光反应产生的ATP 和NADPH，这两种物质在叶绿体内形成的部位是
。NADPH 的中文简称是 ，其在暗反应中作为 剂，用
于糖类等有机物的形成。
【答案】光照强度 光合作用强度 C4 光合作用 CO2 四碳（或C4） 内囊体薄
膜（或囊状结构薄膜） 还原型辅酶Ⅱ 还原
【详解】（1）由所给坐标图分析可以得出：该图表示的是光照强度对光合作用强度的影响，并由图可以
得到C4植物在光照强度相同的条件下，其光合作用强度要大于同条件下的C3植物。（2）由C4植物的光合
作用过程可知道:CO2先与PEP 结合生成C4化合物。（3）NADPH 在暗反应中作为还原剂来还原三碳化合物
生成五碳化合物。
11．（2014·江苏·高考真题）为研究浮游藻类的光合作用，将一种绿藻培养至指数生长期，并以此为材料，
测定了藻细胞在不同条件下的净光合速率（Pn）。图1 为光合放氧测定装置的示意图；图2 是不同
NaHCO3浓度（pH 8．5，25℃）条件下测得的 Pn 曲线图。请回答下列问题
(1)通过变换图1 中光源，可研究 、 对光合作用的影响。
(2)在测定不同光照对Pn 的影响时，如不精确控制温度，则测得的光照与 Pn 的关系
（填 “呈正相关”、“呈负相关”或“难以确定”）。
(3)由于弱碱性的藻培养液中游离CO2 浓度很低，藻光合作用主要通过胞内碳酸酐酶（CA）分解水中的
HCO3
-获得CO2。图2 中达到最大 Pn 值的最低 NaHCO3浓度为 ；在更高 NaHCO3浓度下，Pn
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不再增加的主要原因有 、
。
(4)培养基中的HCO3
-与CO3
2-之间的离子平衡与 pH 有关，碱性条件下pH 越高，HCO3
-越少，CO3
2-越多，而
CO3
2-几乎不能被该藻利用。在测定不同pH（7．0~10．0）对光合作用的影响时，导致 Pn 发生变化的因素
有 、 。
【答案】(1)光强 光质 (2)难以确定 (3) 120mg·L-1 达到了CO2饱和点 CA 量有
限
(4) CO2（或 HCO3
-）供应量不同 CA（细胞）活性变化
【详解】（1）通过变换图1 中光源，自变量是光，故可研究光强、光质对光合作用的影响。（2）在测定
不同光照对Pn 的影响时，如不精确控制温度，则不满足单一变量原则，实验结果不是由单一变量直接导致
的，故无法确定光照与Pn 的关系。（3）据图分析，图2 中达到最大Pn 值的最低NaHCO3浓度应为120
mg•L-1；在更高NaHCO3 浓度下，净光合速率不再增加，外界因素是CO2浓度达到了CO2饱和点，不能吸收
更多的CO2；内部因素是CA 量不足，不能催化分解更多的HCO3
-。（4）根据题意分析，弱碱性的藻培养液
中胞内碳酸酐酶(CA)能分解HCO3
-产生CO2，pH 越高，HCO3
-越少，说明分解产生的CO2越少。在pH 为7.0～
10.0 时，净光合速率(Pn)变化的原因有：碳酸酐酶(CA)活性受pH 影响；随着HCO3
-的分解，溶液中HCO3
-越
来越少，分解产生的CO2不足。
68
