专题04光合作用与细胞呼吸（解析版）_06-生物-高考总复习_专项复习_2025年_2024年高考三模试题分类汇编生物2新高考通用

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专题04 光合作用和细胞呼吸
一、单选题
1、（2024·天津滨海新·三模）一般的金鱼细胞呼吸与其他鱼类没有多大区别，可处于北极的一种金鱼能在
极度缺氧的环境下生存很长一段时间，原因是金鱼肌细胞在长期进化过程中形成了一种新的“无氧代谢”
机制——“分解葡萄糖产生乙醇（-80℃不结冰）”的奇异代谢过程，金鱼代谢部分过程如图所示。下列叙
述正确的是（　　）
A．过程③只有在极度缺氧环境中才会发生
B．若给肌细胞提供
18O 标记的O2，在CO2中也会检测到
18O
C．过程①②③⑤均能生成ATP，其中过程②生成的ATP 更多
D．向该金鱼培养液中加入酸性重铬酸钾溶液后可能会出现由蓝变绿再变黄的现象
【答案】B
【分析】分析题图，①③过程均为葡萄糖分解产生丙酮酸的过程，场所为细胞质基质，②过程产生的乳酸
通过血液循环进入到肌细胞中，转化为丙酮酸后分解产生酒精和二氧化碳。
【详解】A、过程③是有氧呼吸的第一阶段，因而在有氧条件下过程③也会发生，A 错误；
B、18O 标记的O2 进行有氧呼吸产生H218O，之后进入肌细胞的基质与丙酮酸反应生成C18O2，B 正确；
C、①③过程能产生ATP，②⑤过程不能生成ATP，C 错误；
D、向该金鱼培养液中加入酸性重铬酸钾溶液后可能会出现由橙色变为灰绿色的现象，D 错误。
故选B。
2、（2024·河北承德·三模）无氧阈是指在运动负荷递增过程中，人体由有氧代谢供能为主进入有氧和无氧
代谢共同供能的转折点（即血液中乳酸量急剧上升）。如图为无训练经验人士和耐力运动员在运动强度增
加时血液中乳酸量的变化，下列叙述错误的是（    ）
1
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A．骨骼肌无氧呼吸消耗的葡萄糖中大部分能量储存在乳酸中
B．通过节奏跑训练，跑步者能够降低无氧阈所对应的运动强度
C．LT2 代表无氧阈，运动强度继续增大，无氧和有氧呼吸共同供能
D．运动强度低于50%时，人体消耗的O2量等于产生的CO2量
【答案】B
【分析】1、人体细胞有氧呼吸分为三个阶段：第一阶段，葡萄糖分解形成丙酮酸和[H]，释放少量能量，
发生在细胞质基质中；第二阶段是丙酮酸和水反应形成二氧化碳和[H]，释放少量能量，发生在线粒体基质
中；第三阶段发生在线粒体内膜上，是[H]与氧气结合形成水，释放大量能量。
2、人体细胞无氧呼吸的第一阶段与有氧呼吸第一阶段相同，都是葡萄糖分解形成丙酮酸，第二阶段是乳
酸，发生在细胞质基质中。
【详解】A、无氧呼吸中葡萄糖是不彻底的氧化分解，葡萄糖中的能量大部分仍储存在乳酸中，A 正确；
B、据图可知，通过节奏跑训练，跑步者能够提高无氧阈所对应的运动强度，B 错误；
C、无氧呼吸释放能量少，有氧呼吸是彻底的氧化分解释放能量多啊，图中LT2 代表无氧阈，运动强度继
续增大，无氧和有氧呼吸共同供能，C 正确；
D、人体细胞只有有氧呼吸产生CO2，因此人体消耗的O2 量等于产生的CO2 量，D 正确。
故选B。
3、（2024·河北秦皇岛·三模）“白肺”在临床上称为“急性肺损伤”，患者肺部显影常呈现大片白色。
“白肺”患者的血氧饱和度降低，临床表现为胸闷气短、呼吸不畅等，吸氧可缓解相关症状。下列叙述正
确的是（　　）
A．“白肺”患者肺泡细胞中O2消耗量与CO2释放量的比值小于1
B．“白肺”患者细胞中的葡萄糖进入线粒体内被分解的能力减弱
C．“白肺”患者细胞厌氧呼吸产生的乳酸可运至肝脏再生成葡萄糖
D．“白肺”患者细胞厌氧呼吸中葡萄糖的能量大部分以热能形式散失
【答案】C
【分析】有氧呼吸过程：第一阶段，发生在细胞质基质，1 分子的葡萄糖分解成2 分子的丙酮酸，产生少
量的[H]，释放少量的能量；第二阶段，发生在线粒体基质，丙酮酸和水彻底分解成CO2 和[H]，释放少量
2
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的能量；第三阶段，发生在线粒体内膜，前两个阶段产生的[H]，经过一系列反应，与O2 结合生成水，释
放出大量的能量。
【详解】A、“白肺”患者肺泡产生乳酸的无氧呼吸不消耗氧气，也不产生二氧化碳，而有氧呼吸O2 消耗
量与CO2 产生量相等，因此“白肺”患者肺泡细胞中O2 消耗量与CO2 释放量的比值等于1，A 错误；
B、葡萄糖被分解发生在细胞质基质中，葡萄糖不能进入线粒体内分解，B 错误；
C、“白肺”患者可以靠厌氧呼吸维持短时间的活动，所产生的乳酸则被运至肝脏再生成葡萄糖，C 正确；
D、“白肺”患者细胞厌氧呼吸中葡萄糖的能量大部分储存在不彻底的氧化分解产物乳酸中，释放的能量
才大部分以热能形式散失，D 错误。
故选C。
4、（2024·河北沧州·三模）水淹胁迫能抑制植物的有氧呼吸，某植物经糖醇解过程分解葡萄糖产生丙酮酸。
丙酮酸进一步转化成乙醇和乳酸响应水淹胁迫。下列叙述正确的是（    ）
A．糖酵解发生在线粒体基质中，该过程有ATP 产生
B．糖酵解过程产生的大量[H]可与O2结合生成H2O
C．糖酵解过程中葡萄糖的能量大部分存留在乳酸中
D．长时间水淹会导致该植物吸收无机盐的能力下降
【答案】D
【分析】有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸第
一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，合成少量ATP；第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H]，合
成少量ATP；第三阶段是氧气和[H]反应生成水，合成大量ATP。
【详解】A、糖酵解是呼吸作用第一阶段，发生在细胞质基质中，A 错误；
B、糖酵解是呼吸作用第一阶段，该过程产生的[H]较少，B 错误；
C、丙酮酸分解为乳酸的过程是无氧呼吸第二阶段，不属于糖酵解，C 错误；
D、长时间水淹会导致有氧呼吸过程受阻，neglect 产生减少，导致该植物吸收无机盐的能力下降，D 正确。
故选D。
5、（2024 届河北省部分高中三模）紫硫细菌是能够通过光合作用产生能量的厌氧变形菌，主要分布在水
中光线能透射到的缺氧区，以硫化氢等无机物为主要供氢体，通过捕光复合体和光反应中心来完成光能的
吸收和转化，进行不放氧的光合作用。下列相关叙述错误的是（    ）
A．紫硫细菌可利用自身核糖体合成生命活动所需的蛋白质
B．紫硫细菌与绿色植物光合作用的场所和产物均有所不同
C．吸收光能的捕光复合体和光反应中心可能位于紫硫细菌的质膜上
D．紫硫细菌通过无丝分裂进行增殖，该过程存在蛋白质核酸复合物
【答案】D
【分析】1、在叶绿体内部巨大的膜表面上，分布着许多吸收光能 的色素分子，在类囊体膜上和叶绿体基
质中，还有许多进 行光合作用所必需的酶。这是叶绿体捕获光能、进行光合 作用的结构基础。
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2、紫硫细菌是原核生物，没有叶绿体结构，含有核糖体，以二分裂的方式进行增殖。
【详解】A、紫硫细菌为原核生物，具有核糖体，可利用自身核糖体合成生命活动所需的蛋白质，A 正确；
B、绿色植物光合作用场所为叶绿体，且释放氧气，紫硫细菌属于原核生物，无叶绿体，光合作用过程不
放氧，B 正确；
C、绿色植物光合作用相关色素分布在叶绿体类囊体膜上，紫硫细菌没有叶绿体，则其吸收光能的捕光复
合体和光反应中心可能位于质膜上，C 正确；
D、紫硫细菌是原核生物，通过二分裂进行增殖，增殖过程中存在蛋白质核酸复合物；无丝分裂是真核细
胞分裂的方式，D 错误。
故选D。
6、（2024 届河北省部分高中三模）近年来，细胞衰老的研究日益受到人们的关注。DNA 损伤导致线粒体
功能障碍，是造成细胞衰老的原因之一。研究人员研究了细胞衰老与糖酵解相关指标（如乳酸、NAD+含
量）的关系。如图为DNA 损伤引发的细胞衰老机制，图中TCA 循环表示三羧酸循环，发生于线粒体基质
中，PARP 为DNA 修复酶，SIRT1 为沉寂信息调节因子，能延缓细胞衰老。下列相关叙述错误的是（    ）
A．丙酮酸转化为乳酸过程无NADH 的产生，TCA 循环过程中需要水的参与
B．SIRT1 是促进电子转移及ATP 和NAD+合成、维持线粒体功能的重要物质
C．在衰老的细胞中ATP 主要由厌氧的糖酵解过程产生，从而导致乳酸产生量增加
D．与年轻细胞相比，DNA 损伤导致的衰老细胞中NAD+/NADH 比值增大，ATP 含量减少
【答案】D
【分析】有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸第
一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H]（还原型辅酶Ⅰ），合成少量ATP；第二阶段是丙酮酸和水反应生成二
氧化碳和[H]（还原型辅酶Ⅰ），合成少量ATP；第三阶段是氧气和[H]（还原型辅酶Ⅰ）反应生成水，合
成大量ATP。
【详解】A、丙酮酸转化为乳酸的过程属于无氧呼吸的第二阶段，无NADH 的产生，TCA 循环为有氧呼吸
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的第二阶段，是丙酮酸与水反应生成二氧化碳和ATP 的过程，A 正确；
B、由图可知，SIRT1 是维持线粒体功能的重要因素，其活性下降或含量减少都会导致线粒体内膜上的电
子转移受阻，不能产生ATP，B 正确；
C、由图可知，在衰老的细胞中线粒体功能受阻，主要通过厌氧的糖酵解过程产生ATP，从而导致乳酸产
生量增加，C 正确；
D、DNA 损伤的积累会激活DNA 修复机制并增加NAD+消耗，从而使细胞中NAD+/NADH 的比值降低，
ATP 生成量减少，D 错误。
故选D。
7、（2024 届辽宁省高三·三模）葡萄糖是细胞进行生命活动不可或缺的关键能量来源之一，因此它也被誉
为“生命的燃料”。下列关于人体内葡萄糖的叙述，正确的是（    ）
A．葡萄糖不能被水解，常作为生命活动的直接能源物质
B．氧气充足时，葡萄糖会进入线粒体中被彻底氧化分解
C．用斐林试剂鉴定某样液出现砖红色沉淀，说明该样液中含有葡萄糖
D．输液时加入的等渗葡萄糖溶液既可以供能，也可以维持渗透压平衡
【答案】D
【分析】糖类的基本元素是C、H、O，分为单糖、二糖和多糖，是主要的能源物质。常见的单糖有葡萄糖、
果糖、半乳糖、核糖和脱氧核糖等；植物细胞中常见的二糖是蔗糖和麦芽糖，动物细胞中常见的二糖是乳
糖；植物细胞中常见的多糖是纤维素和淀粉，动物细胞中常见的多糖是糖原。
【详解】A、葡萄糖是单糖，不能再被水解，生命活动的直接能源物质是ATP，A 错误；
B、葡萄糖的氧化分解是在细胞质基质，不是在线粒体，B 错误；
C、用斐林试剂鉴定某样液出现砖红色沉淀，说明该样液中含有还原糖，但是不一定是葡萄糖，C 错误；
D、输液时加入的等渗葡萄糖溶液既可以供能，也可以维持渗透压平衡，D 正确。
故选D。
8、（2024·辽宁抚顺·三模）有氧呼吸第三阶段的电子传递链如图所示。电子在传递的过程中，H+通过复合
物Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ逆浓度梯度运输，建立膜H 势能差，驱动ATP 合酶顺H+浓度梯度运输，同时产生大量的
ATP。UCP 是一种特殊的H+通道。下列相关叙述错误的是（    ）
  
A．复合物Ⅳ可分布在骨骼肌细胞线粒体的内膜上
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B．在嵴结构周围的线粒体基质中，H+的浓度较高
C．ATP 合酶与H+结合，将其转运的同时催化ATP 合成
D．若UCP 运输的H+增多，则细胞合成的ATP 可能会减少
【答案】B
【分析】对于绝大多数生物来说，有氧呼吸是细胞呼吸的主要形式，这一过程必须有氧的参与。有氧呼吸
的主要场所是线粒体。线粒体具有内、外两层膜，内膜的某些部位向线粒体的内腔折叠形成嵴，嵴使内膜
的表面积大大增加。嵴的周围充满了液态的基质。线粒体的内膜上和基质中含有许多种与有氧呼吸有关的
酶。
【详解】A、依题意可知，复合物I、Ⅲ、Ⅳ在有氧呼吸第三阶段起电子传递作用，骨骼肌细胞的有氧呼吸
第三阶段发生在线粒体内膜上，所以在真核细胞中，复合物I、Ⅲ、Ⅳ分布在线粒体内膜上，A 正确；
B、电子在传递的过程中，H⁺通过复合物Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ逆浓度梯度运输，建立膜H⁺势能差。结合图分析可知，
复合物Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ分布在线粒体内膜上，线粒体基质中H⁺的浓度较低，B 错误；
C、根据题图可知：ATP 合酶与H+结合，将其转运的同时催化ATP 合成，C 正确；
D、依题意，UCP 是一种特殊的H+通道，由图可知，H+通过UCP 运输会产生大量热量，若UCP 运输的
H+增多，则通过ATP 合成酶运输的H+减少，ATP 的合成速率会下降，D 正确。
故选B。
9、（2024·吉林·三模）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， 层析
后滤纸条的结果如图（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为色素条带）。下列叙述正确的是（    ）
  
A．强光照导致了该植物叶绿素含量降低， 类胡萝卜素含量增加
B．层析液一般可以用石油醚，原理是溶解度高的色素扩散速度慢
C．色素I 比色素Ⅳ吸收的可见光的波长长
D．画滤液线时， 滤液在点样线上只能画一次
【答案】A
【分析】图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ依次表示叶黄素、胡萝卜素、叶绿素a、叶绿素b。
【详解】A、图示表明强光照下叶绿素宽度变窄，类胡萝卜素宽度变宽，说明此时叶绿素含量降低，类胡
萝卜素增加，A 正确；
B、层析液一般可以用石油醚，原理是溶解度高的色素扩散速度快，B 错误；
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C、色素I （叶黄素，吸收红光）比色素Ⅳ（叶绿素b，吸收蓝紫光和红光）吸收的可见光的波长短，C 错
误；
D、在分离色素实验中，画滤液细线时，需要重复画线，增加色素量，但操作应在前一次画线晾干后再进
行重复操作，D 错误。
故选A。
10、（2024·吉林·三模）2021 年Science 发表了中国科学家人工合成淀粉的论文， 在实验条件下， 科学家
们设计了化学聚糖主反应。对比植物光合作用，此反应大大提高了淀粉合成效率。下列叙述正确的是（    
）
A．光合作用中类似于CO2→C1中间体→C3中间体的过程，有酶和ATP 即可进行
B．人工合成淀粉过程中需多种酶参与，可以通过改造酶基因来提高催化的效率
C．植物光合作用与人工合成淀粉的途径中， 都是利用还原剂作用于二氧化碳
D．若两者固定CO2量相等，植物光合作用与人工合成淀粉的途径积累的淀粉量相等
【答案】B
【分析】由题图分析可知：该过程利用电氢还原和碳缩合将二氧化碳转化为C3 中间体。再依次通过缩合
和生物聚合生成淀粉；其中CO2→C1 中间体→C3 中间体的过程类似于光合作用中暗反应的CO2 的固定，
C3 中间体→C6 中间体→淀粉的过程类似于暗反应中C3 的还原，这些过程需要多种酶的作用。
【详解】A、人工合成淀粉新途径中由CO2→C1 中间体→C3 中间体的过程，绿色植物叶肉细胞内类似于
该过程的是二氧化碳的固定，不需要光反应提供ATP， A 错误；
B、可通过蛋白质工程实现对相关酶基因的改造， 从而提高催化效率， B 正确；
C、植物光合作用中还原剂作用于C3，而图示中人工合成过程还原剂作用于CO2， C 错误；
D、在与植物光合作用固定的CO2 量相等的情况下，光合作用、人工合成淀粉两种途径合成糖类相同， 
而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）， 因此人工合成淀粉的积累
量更多， D 错误。
故选B。
11、（2024·黑龙江齐齐哈尔·三模）我国科研团队创制了由能量模块、生物催化模块和辅因子三部分组成
的人工光合细胞。典型的光合作用过程始于能量模块的光捕获，为能量丰富的辅因子提供电子，这些辅因
子为生物催化模块提供能力。下列叙述错误的是（    ）
A．能量模块可实现光能到化学能的转化
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B．生物催化模块中包含催化色素吸收光能、CO2固定及C3还原的多种酶
C．富含能量的辅因子可为生物催化模块供能，典型的辅因子有NADPH 等
D．与正常细胞相比，人工光合细胞因没有呼吸消耗而能积累更多的有机物
【答案】A
【分析】光合作用包括光反应和暗反应阶段：
1、光反应阶段是在类囊体的薄膜上进行的。叶绿体中光合色素吸收的光能将水分解为氧和H+，氧直接以
氧分子的形式释放出去，H+与氧化型辅酶Ⅱ（NADP+）结合，形成还原型辅酶Ⅱ（NADPH）。还原型辅
酶Ⅱ作为活泼的还原剂，参与暗反应阶段的化学反应，同时也储存部分能量供暗反应阶段利用；在有关酶
的催化作用下，提供能量促使ADP 与Pi 反应形成ATP。
2、暗反应在叶绿体基质中进行，在特定酶的作用下，二氧化碳与五碳化合物结合，形成两个三碳化合物。
在有关酶的催化作用下，三碳化合物接受ATP 和NADPH 释放的能量，并且被NADPH 还原。一些接受能
量并被还原的三碳化合物，在酶的作用下经过一系列的反应转化为糖类；另一些接受能量并被还原的三碳
化合物，经过一系列变化，又形成五碳化合物。
【详解】A、典型的光合作用过程始于能量模块的光捕获，即能量模块可实现光合色素对光能的捕获，并
没有将光能转化为化学能，A 错误；
B、细胞进行生命活动（光合作用）离不开酶的催化，生物催化模块中包含催化色素吸收光能、CO2 固定
及C3 还原的多种酶，B 正确；
C、光合作用的光反应阶段为暗反应阶段提供ATP 和NADPH，由此可知，富含能量的辅因子可为生物催
化模块供能，典型的辅因子有NADPH、ATP 等，C 正确；
D、植物细胞进行呼吸作用会消耗有机物，与正常细胞相比，人工光合细胞因没有呼吸消耗而能积累更多
的有机物，D 正确。
故选A。
12、（2024·黑龙江大庆·三模）酶的磷酸化是指磷酸基团结合在酶分子上的过程，下图表示动物体内有关
糖类物质的部分代谢过程，部分酶的活性受到磷酸化的影响。下列叙述错误的是（　　）
A．细胞呼吸可以间接为酶1 的磷酸化提供磷酸基团
B．胰高血糖素作用于肝细胞，使磷酸化酶激酶的活性增强
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C．肝细胞和肌肉细胞中均有酶1、酶2、酶3 分布
D．酶的磷酸化会改变酶的空间结构和活性，进而影响细胞代谢
【答案】C
【分析】胰高血糖素是伴随胰岛素由胰岛a 细胞分泌的一种激素，它与胰岛素的作用刚好相反，胰高血糖
素是一种促进分解代谢的激素，它具有很强的促进糖原分解和异生作用，使血糖明显升高，胰高糖素可以
通过cAMP 一PK 系统，激活肝细胞的磷酸化酶，加速糖原分解，糖异生增强是因激素加速氨基酸进入肝
细胞，并激活糖异生过程有关的酶系。
【详解】A、细胞呼吸可以产生ATP，ATP 水解产生ADP 的同时也会产生磷酸，为酶1 的磷酸化提供磷酸
基团，因此说细胞呼吸可以间接为酶1 的磷酸化提供磷酸基团，A 正确；
B、胰高血糖素作用于靶细胞即肝细胞，使磷酸化酶激酶的活性增强，糖原分解，从而使血糖升高，B 正
确；
C、肌肉细胞不能水解糖原，没有酶1，C 错误；
D、据图分析，磷酸化会改变酶的空间结构和活性，从而影响细胞代谢，D 正确。
故选C。
13、（2024·黑龙江双鸭山·三模）适量的有氧运动可使人体细胞中线粒体数量增多，嵴多而致密，有利于
身体健康。但高强度的运动会使线粒体体积增大、嵴断裂等导致线粒体损伤。下列相关叙述正确的是（    
）
A．嵴多而致密会使细胞对氧气的消耗速率增大
B．不同细胞中线粒体的有氧呼吸速率全都相同
C．线粒体体积增大使其与细胞质的物质交换效率提高
D．线粒体损伤导致细胞无氧呼吸产生的二氧化碳增多
【答案】A
【分析】有氧呼吸分为三个阶段，第一阶段是葡萄糖转变为丙酮酸，产生少量的能量，第二阶段是丙酮酸
转变为二氧化碳，第三阶段是形成水，产生大量能量。
【详解】A、线粒体嵴（是由内膜折叠形成）多而致密会使有氧呼吸第三阶段的场所增大，使细胞对氧气
的消耗速率增大，A 正确；
B、人体不同细胞代谢速率不同，对能量的需求不同，因此不同细胞中线粒体的有氧呼吸速率不相同，B
错误；
C、线粒体体积增大，相对表面积减小，使其与细胞质基质的物质交换效率降低，C 错误；
D、线粒体损伤可能导致细胞有氧呼吸能量供应不足，无氧呼吸速率增大，但人体细胞无氧呼吸不产生二
氧化碳，D 错误。
故选A。
14、（2024·浙江·三模）在无氧条件下，酿酒酵母可将木糖转化为乙醇，大致过程如下图。科学家利用蛋
白质工程可提高乙醇产量。下列叙述正确的是（    ）
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A．NADPH 提供氢给木糖后转化为NAD+
B．木糖转化为乙醇过程中释放的能量大部分转化为热能耗散
C．木糖转化为乙醇的场所在细胞溶胶和线粒体基质
D．利用蛋白质工程直接改造酶分子结构来提高乙醇产量
【答案】B
【分析】细胞呼吸就是细胞内进行的将糖类等有机物分解成无机物或者小分子有机物，并且释放出能量的
过程。
【详解】A、NADPH 提供H+、e-给木糖后转化为NAD+，A 错误；
B、木糖转化为乙醇过程中释放的能量大部分转化为热能耗散，少部分转化为ATP 的化学能，B 正确；
C、木糖转化为乙醇的场所在细胞溶胶，C 错误；
D、利用蛋白质工程可以改造基因，从而间接改造酶分子结构来提高乙醇产量，D 错误。
故选B。
15、（2024·安徽·三模）作物根系无氧呼吸会产生酒精导致烂根。为研究酒精对细胞的毒害，某小组用不
同体积分数的酒精溶液处理洋葱鳞片叶外表皮，处理1 个、2 个、3 个单位时间后，制成临时装片研究细胞
质壁分离的情况，结果如图所示。下列叙述正确的是（    ）
A．实验的自变量是酒精浓度
B．细胞能发生质壁分离的条件就是外界溶液浓度大于细胞液浓度
C．同一处理单位时间下，随酒精浓度增大，质壁分离细胞所占百分比逐渐下降
D．实验结果可说明洋葱鳞片叶外表皮不同细胞对酒精毒害的耐受力是不同的
【答案】C
【分析】据图分析可知本实验自变量是酒精浓度和处理的单位时间，据图示结果表明酒精浓度越高，在处
理相同单位时间质壁分离细胞所占的百分率越低，10%的酒精在不同单位的处理时间条件下不会表现毒害
性，15%浓度的酒精处理3 个单位时间时质壁分离的比例为0，即不出现质壁分离，处理1 个单位时间时，
当酒精浓度达到30%时，质壁分离的比例为0，即不出现质壁分离，实验表明，同一酒精浓度时，处理时
间越长毒害作用越大，酒精浓度越大，尽管处理时间短，毒害作用也越强。发生质壁分离需要有两个条件，
一是外界溶液浓度比细胞液浓度大 (外因)，另外一个是原生质层的伸缩性比细胞壁的伸缩性大（内因）。
【详解】A、 据图示结果表明酒精浓度越高，在处理相同单位时间质壁分离细胞所占的百分率越低，因此
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酒精浓度和处理的单位时间都是自变量，A 错误； 
B、发生质壁分离需要有两个条件，一是外界溶液浓度比细胞液浓度大 (外因)，另外一个是原生质层的伸
缩性比细胞壁的伸缩性大（内因），B 错误；
C、据图示结果表明酒精浓度越高，在处理相同单位时间质壁分离细胞所占的百分率越低，C 正确；
D、实验中只用了一种细胞，因此实验结果不可说明洋葱鳞片叶外表皮不同细胞对酒精毒害的耐受力是不
同的，D 错误。
故选C。
16、（2024·安徽·三模）在离体叶绿体悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂（悬浮液中有H2O，没有CO2），
在光照条件下发生了水的光解、产生氧气的现象称为“希尔反应”。下列叙述错误的是（    ）
A．希尔反应模拟了叶绿体光合作用中光反应阶段的部分变化
B．希尔反应悬浮液中铁盐的作用与NADP+的作用相似
C．希尔反应说明植物产生的氧气中的氧元素全部都来自水
D．希尔反应说明水的光解和糖类的合成不是同一个化学反应
【答案】C
【分析】由题意可知，希尔反应为离体叶绿体在适当（铁盐或其他氧化剂、光照）条件下发生水的光解、
产生氧气的化学反应，即光反应的部分过程。
【详解】A、希尔反应模拟了叶绿体光合作用中光反应阶段的部分变化，需要光照、水等条件，A 正确；
B、希尔反应悬浮液中铁盐的作用与NADP+的作用相似，都具有氧化的作用，B 正确；
C、希尔反应不能证明光合作用产生的O2 中的氧元素全部来自于H2O，实验中其他物质也含有氧，需要进
一步研究，C 错误；
D、希尔反应过程没有加入二氧化碳，说明水的光解和糖的合成不是同一个化学反应，D 正确。
故选C。
17、（2024·安徽·三模）由我国农科院自主研发的首座无人化垂直植物工厂，以LED 节能灯为光源，多层
立体栽培，采用浅液流种植床进行水培生产，其生产效率和单位土地产值显著提高。下列叙述错误的是（ 
   ）
A．若将红蓝光灯更换为绿光灯，植物吸收光能的效率下降，不利于增产
B．通过增大昼夜温差来提高光合作用与呼吸作用的速率，从而实现蔬菜的增产
C．浅液流种植时，需要定时向营养液中通入空气以利于根细胞的有氧呼吸
D．多层立体栽培提高了空间利用率和单位面积产量，节约了耕地资源
【答案】B
【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段，其中光反应包括水的光解和ATP、NADPH 的生成，暗
反应包括二氧化碳的固定和三碳化合物的还原等。 由于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.
【详解】A、植物吸收光能的效率与光源的波长有关，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，对绿光吸收最少，
因此若将红蓝光灯更换为绿光灯，植物吸收光能的效率下降，不利于增产，A 正确；
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B、 通过增大昼夜温差来提高光合作用与呼吸作用的差值，从而实现蔬菜的增产，而不是提高光合作用与
呼吸作用的速率，B 错误；
C、浅液流种植时，需要定时向营养液中通入空气以利于根细胞的有氧呼吸，防止无氧呼吸产物对细胞的
危害，C 正确；
D、 采用浅液流种植床进行水培生产，其生产效率和单位土地产值显著提高，因此多层立体栽培提高了空
间利用率和单位面积产量，节约了耕地资源，D 正确。 
故选B。
18、（2024·安徽·三模）生物兴趣小组在检测花生种子呼吸作用的实验中发现，在不同O2浓度条件下，装
置中花生种子吸收O2和释放CO2的物质的量关系如图所示。下列相关叙述错误的是（    ）
  
A．检测装置无须置于黑暗环境中来避免光合作用的干扰
B．装置中的花生种子在O2浓度为N 时不再进行无氧呼吸
C．实验结果表明花生种子细胞中有脂肪等参与细胞呼吸
D．O2浓度为M 且干燥的条件可以延长花生种子储存时间
【答案】B
【分析】细胞有氧呼吸的产物是二氧化碳和水，在有氧呼吸过程中产生的二氧化碳与消耗的氧气相等，无
氧呼吸过程产生二氧化碳和酒精，无氧呼吸过程不消耗氧气，只释放二氧化碳，因此当细胞只释放二氧化
碳不吸收氧气时，细胞只进行无氧呼吸，二氧化碳释放量大于氧气的消耗量时细胞既进行有氧呼吸也进行
无氧呼吸，当二氧化碳释放量与氧气吸收量相等时，细胞只进行有氧呼吸。
【详解】A、花生种子不能进行光合作用，检测其呼吸作用无须考虑光合作用的影响，A 正确；
B、O2 浓度超过N 后的曲线O2 吸收量大于CO2 释放量，表明花生种子进行呼吸作用的底物中还有脂肪等，
O2 浓度为N 时，O2 的消耗量和CO2 生成量相等，说明还有无氧呼吸，B 错误；
C、O2 浓度超过N 后的曲线O2 吸收量大于CO2 释放量，表明花生种子进行呼吸作用的底物中还有脂肪等，
C 正确；
D、低氧、干燥、低温等条件可延长种子储存时间，D 正确。
故选B。
19、（2024·安徽马鞍山·三模）呼吸熵（RQ）是指生物体在同一时间内，有机物（底物）氧化分解时释放
的二氧化碳量和吸收氧气量的比值。下列说法错误的是（    ）
A．人体呼吸作用底物不同时，底物氢元素比例越低RQ 值越小
B．人体以葡萄糖为呼吸作用底物时，RQ 值不会发生改变
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C．氧气充足时，酵母菌RQ 值不同说明其呼吸作用底物不同
D．底物相同时，酵母菌RQ 值不同说明其呼吸作用方式不同
【答案】A
【分析】呼吸底物为葡萄糖，酵母菌有氧呼吸，氧气的消耗量等于二氧化碳的释放量，进行无氧呼吸时，
不消耗氧气，会产生二氧化碳。
【详解】A、底物氢元素比例越低，氧化分解时消耗的氧气越少，RQ 值越高，A 错误；
B、人体以葡萄糖为呼吸作用底物时，有氧呼吸，氧气的消耗量等于二氧化碳的释放量，进行无氧呼吸时，
不消耗氧气，产生乳酸，不产生二氧化碳，因此RQ 值有氧无氧环境下一致，不会改变，B 正确；
C、氧气充足时，酵母菌只进行有氧呼吸，相同条件下，底物相同RQ 值应当相同，若RQ 值不同，则说明
呼吸作用底物不同，C 正确；
D、底物相同时，若呼吸方式相同，酵母菌RQ 值应当相同，酵母菌RQ 值不同说明其呼吸作用方式不同，
D 正确。
故选A。
20、（2024·福建宁德·三模）线粒体呼吸链复合物位于线粒体内膜上，鱼藤酮是线粒体呼吸链复合物的特
异性抑制剂。科研人员用适宜浓度鱼藤酮处理结肠癌细胞，部分实验数据如下图。
下列相关叙述正确的是（    ）
A．对照组用等量的蒸馏水处理结肠癌细胞
B．实验组用鱼藤酮处理结肠癌细胞促进细胞合成ATP
C．线粒体呼吸链复合物异常与结肠癌细胞迁移能力增强有一定的关联
D．结肠癌细胞线粒体内膜含有丰富的酶，是有氧呼吸生成CO2的场所
【答案】C
【分析】有氧呼吸的主要场所是线粒体。线粒体具有内、外两层膜，内膜的某些部位向线粒体的内腔折叠
形成嵴，嵴使内膜的表面积大大增加。嵴的周围充满了液态的基质。线粒体的内膜上和基质中含有许多种
与有氧呼吸有关的酶。 
【详解】A、结肠癌细胞是动物细胞，以其为实验材料设置对照组时，应用等量的生理盐水处理，A 错误；
B、依题意，鱼藤酮是线粒体呼吸链复合物的特异性抑制剂，线粒体呼吸链复合物位于线粒体内膜上，参
与有氧呼吸第三阶段，因此，实验组用鱼藤酮处理结肠癌细胞抑制细胞合成ATP，B 错误；
C、实验组细胞经鱼藤酮处理过，其线粒体呼吸链复合物异常。据图可知，实验组中结肠癌细胞迁移率大，
因此可知，线粒体呼吸链复合物异常与结肠癌细胞迁移能力增强有一定的关联，C 正确；
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D、有氧呼吸生成CO2 的场所是细胞质线粒体基质，D 错误。
故选C。
21、（2024·福建福州·三模）乙醇脱氢酶（ADH）、乳酸脱氢酶（LDH）是植物细胞中无氧呼吸的关键酶，
其催化的代谢途径如图1 所示。为探究Ca2+对淹水处理的辣椒幼苗根细胞呼吸作用的影响，研究人员设计
丙组为实验组，甲、乙均为对照组，其中甲组是正常生长的幼苗，部分实验结果如图2 所示。下列说法正
确的是（　　）
A．丙组的处理方式是选择生长状态一致的辣椒幼苗进行淹水处理
B．丙酮酸生成乳酸或酒精的过程中，利用NADH 的能量合成ATP
C．辣椒幼苗在淹水条件下，其根细胞的无氧呼吸产物仅有乳酸
D．Ca2+影响ADH、LDH 的活性，减少乙醛和乳酸积累造成的伤害
【答案】D
【分析】分析题意，本实验目的是探究Ca2+对淹水处理的辣椒幼苗根细胞呼吸作用的影响，实验的自变量
是Ca2+的有无及植物状况，因变量是辣椒幼苗根细胞呼吸作用，据此分析作答。
【详解】A、本实验目的是探究Ca2+对淹水处理的辣椒幼苗根细胞呼吸作用的影响，实验的自变量是
Ca2+的有无，丙组为实验组，甲、乙均为对照组，其中甲组是正常生长的幼苗，图示甲组的ADH 和LDH
活性最低，乙组的LDH 活性最高，则丙组的处理方式是选择生长状态一致的辣椒幼苗加入Ca2+进行淹水
处理，A 错误；
B、丙酮酸生成乳酸或酒精的过程是无氧呼吸第二阶段，该阶段不产生ATP，B 错误；
C、分析题意，乙醇脱氢酶（ADH 白色柱形图）、乳酸脱氢酶（LDH 黑色柱形图）是植物细胞中无氧呼吸
的关键酶，而图2 显示乙醇脱氢酶（ADH）、乳酸脱氢酶（LDH）活性均＞0，说明辣椒幼苗在淹水条件
下，其根细胞的无氧呼吸产物有乳酸和酒精，C 错误；
D、据图分析，丙组是实验组，ADH 含量较高，LDH 含量较低，说明水淹条件下，适当施用Ca2+可减少
根细胞厌氧呼吸产物乳酸和乙醛的积累，从而减轻其对根细胞的伤害，D 正确。
故选D。
22、（2024·福建漳州·三模）米根霉能同时进行无氧呼吸中的两条代谢通路，产生乳酸和酒精。在无氧条
件下，米根霉通过呼吸作用的CO2释放速率随时间变化趋势如图所示，下列说法正确的是（　　）
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A．无氧呼吸产生的乳酸和酒精跨膜运输时都需要消耗ATP
B．米根霉与酵母菌的本质区别是前者没有核膜
C．O～a 阶段米根霉细胞不进行细胞呼吸
D．人体不能进行酒精发酵是因为缺乏相关酶
【答案】D
【分析】原核细胞与真核细胞的本质区别是有无核膜包被的细胞核。
图示O～a 阶段米根霉细胞可进行产生乳酸的无氧呼吸，所以无CO2 释放。
【详解】A、酒精跨膜运输方式为自由扩散，该过程不消耗ATP，A 错误；
B、米根霉与酵母菌均是真核生物，均有核膜包被的细胞核，B 错误；
C、O～a 阶段米根霉细胞可进行产生乳酸的无氧呼吸，所以无CO2 释放，C 错误；
D、人体不能进行酒精发酵是因为缺乏相关酶，D 正确。
故选D。
23、（2024 山东省齐鲁名校第三次联合检测）酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。下列说法错
误的是（　　）
A．与外膜相比，酵母菌线粒体内膜的脂质与蛋白质的比值低
B．酵母菌有氧呼吸的第一阶段和无氧呼吸都发生在细胞质基质中
C．酵母菌进行无氧呼吸时，葡萄糖中的大部分能量存留在酒精中
D．将酵母菌转移至无氧条件下培养，其细胞内线粒体的数量不变
【答案】D
【分析】有氧呼吸场所第一阶段在细胞质基质，二三阶段在线粒体中进行。无氧呼吸场所为细胞质基质。
【详解】A、与外膜相比，酵母菌线粒体内膜上附着有大量有氧呼吸有关酶，其脂质与蛋白质的比值比外
膜低，A 正确；
B、酵母菌有氧呼吸的第一阶段在细胞质基质进行，无氧呼吸一二阶段都发生在细胞质基质中，B 正确；
C、酵母菌进行无氧呼吸时，产物为酒精和二氧化碳，少部分能量释放出来，葡萄糖中的大部分能量存留
在酒精中，C 正确；
D、将酵母菌转移至无氧条件下培养，为适应无氧条件，其细胞内线粒体的数量减少，D 错误。
故选D。 
24、（2024·湖北·三模）研究人员对密闭蔬菜大棚中的黄瓜植株进行了一昼夜的光合作用和呼吸作用调查，
结果如下图所示，SM、SN、Sm分别表示图中相应图形的面积。下列叙述错误的是（    ）
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A．E 点时密闭大棚中CO2浓度最高，O2浓度最低
B．C 点过后光照降低，短时间内叶绿体中C3含量升高
C．B 点和D 点时黄瓜植株光合作用速率等于呼吸作用速率
D．一昼夜后，黄瓜植株有机物的增加量可表示为Sm-SM-SN
【答案】A
【分析】曲线图分析，SM、SN 均表示0～6 点、18～24 点呼吸消耗的有机物量，Sm 表示6～18 点光合作
用积累的有机物量。B 点和D 点表示CO2 的吸收量等于CO2 的释放量，即光合作用速率等于呼吸作用速
率。
【详解】A、B 点之前经过一晚上的呼吸释放二氧化碳，且6 点前光合作用小于呼吸作用，因此大棚中的
二氧化碳浓度在B 点达到最大，此后由于光合作用大于呼吸作用，二氧化碳浓度开始下降，同时由于晚上
消耗氧气，此时氧气浓度最低，即B 点时大棚中CO2 浓度最高，O2 浓度最低，A 错误；
B、C 点过后光照降低，光反应产生的ATP 和NADPH 减少，那么C3 还原速率减慢，C3 消耗减少，而短
时间内C3 合成速率不变，因此短时间内叶绿体中C3 含量升高，B 正确；
C、图中B 点和D 点表示CO2 的吸收量等于CO2 的释放量，即黄瓜植株光合作用速率等于呼吸作用速率，
C 正确；
D、图中SM、SN 均表示0～6 点、18～24 点呼吸消耗的有机物量，Sm 表示6～18 点光合作用积累的有机
物量，因此，经过一昼夜后，黄瓜植株的净增加量应为Sm-SM-SN，D 正确。
故选A。
25、（2024·湖北·三模）我国科学家“让关节炎小鼠衰老的软骨细胞进行‘光合作用’并重回青春”的研
究已经取得阶段性成果。他们提取菠菜的类囊体，制成纳米级类囊体单元（NTUs），再用小鼠软骨细胞
膜（CM）进行封装，制备出CM-NTUs，注射到患骨关节炎小鼠的膝关节腔中。对该部位进行光照后，发
现衰老的软骨细胞代谢得到改善，活力得到恢复。下列分析错误的是（    ）
A．软骨细胞缺乏ATP 和还原剂，可能是其患骨关节炎的病因
B．CM-NTUs 进入衰老软骨细胞的方式体现了生物膜的流动性
C．对CM-NTUs 进行光照后，可以相继发生光反应和暗反应
D．用CM 对NTUs 进行封装，能够避免NTUs 被免疫系统清除
【答案】C
【分析】光合作用过程分为光反应阶段和暗反应阶段，光反应阶段是水光解形成氧气和还原氢的过程，该
过程中光能转变成活跃的化学能储存在ATP 中；暗反应阶段包括二氧化碳的固定和三碳化合物的还原，二
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氧化碳固定是二氧化碳与1 分子五碳化合物结合形成2 分子三碳化合物的过程，三碳化合物还原是三碳化
合物在光反应产生的还原氢和ATP 的作用下形成有机物和五碳化合物的过程。
【详解】AC、分析题意，光照小鼠注射部位后，由于该部位含有纳米级类囊体单元，因而可以进行光合作
用的光反应，进而合成了ATP 和NADPH，因此症状显著缓解，即在细胞内的纳米级类囊体单元上合成了
ATP 和NADPH，据此推测患者关节内软骨细胞缺乏ATP 和还原剂，可能是其患骨关节炎的病因，A 正确、
C 错误 ；
B、通过融合将CM-NTUs 导入软骨关节炎小鼠的软骨细胞，依赖细胞膜的结构特点——具有一定的流动性，
B 正确；
D、研究人员把CM-NTUs 不是NTUs 注入患病小鼠的膝关节，这是因为用小鼠软骨细胞膜对NTUs 进行封
装后，一方面为类囊体发生作用提供了合适的内部环境，另一方面也对NTUs 起到了保护作用，避免被免
疫系统清除，D 正确。
故选C。
26、（2024·湖北襄阳·三模）香草兰是一种被广泛应用于中医药领域的植物，具有清热解毒、祛风散寒等
功效。某科研小组在适宜温度条件下，对密闭透明玻璃容器中的香草兰幼苗进行了如下实验，实验前各玻
璃容器内CO2的含量均为8.0g，实验0.5 h 后测定各容器内CO2的含量，结果如下表（表中“lx”表示光照
强度，“nm”表示波长）。下列叙述错误的是（    ）
组别
①
②
③
④
⑤
⑥
光照条件
黑
暗
1 000 
lx
白光
2 000 
lx
白光
2 000 lx
白光+450 
nm
补充光2 000 
lx
白光+580 
nm
补充光2 000lx
白光+680 nm 补
充光
0.5 h 后CO2的含
量/g
10.0
8.0
7.2
6.8
7.4
6.4
注：实验中以CO2含量的变化来衡量光合速率和细胞呼吸速率，且整个过程中光质对呼吸作用没有影响。
A．若实验③中突然停止光照，则C3的合成速率升高
B．实验④中香草兰幼苗的总光合速率为6.4g /h
C．利用实验②~⑥可探究光照强度及补充光的种类（不同波长）对香草兰光合作用的影响
D．提供的光照条件为2000 lx 白光+680 nm 补充光时，香草兰幼苗的光合作用最强
【答案】A
【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段，其中光反应包括水的光解和ATP 的生成，暗反应包括二
氧化碳的固定和三碳化合物的还原等。
【详解】A、在其它条件适宜情况下，光照突然停止，光反应不能合成ATP 和NADPH，暗反应减慢，C3
的合成速率降低，A 错误；
B、第①组实验中，环境条件为黑暗，所以香草兰只进行呼吸作用，实验前各玻璃容器内CO2 的含量均为
8.0g，黑暗条件下，0.5h 后CO2 的含量为10.0g，说明呼吸作用产生的CO2 量为2.0g，植物的总光合速率=
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净光合速率＋呼吸速率，第④组2000lx 白光+450nm 补充光条件下，0.5h 后CO2 的含量为6.8g，说明植物
光合作用从外界吸收了1.2gCO2，则第④组植物的总光合速率为（2.0+1.2）÷0.5=6.4g/h，B 正确；
C、本实验的自变量是光照强度及补充光的种类，故实验②～⑥的实验目的是探究光照强度及补充光的种
类（不同波长）对香草兰光合作用的影响，C 正确；
D、由于本实验是在密闭容器中进行的，一段时间后二氧化碳的减少值可视为净光合的数值，在实验范围
内，提供的光照条件为2000 lx 白光+680 nm 补充光时，0.5 h 后CO2 的含量最少，说明其净光合速率最大，
由于呼吸速率相同，则提供的光照条件为2000 lx 白光+680 nm 补充光时，香草兰幼苗的光合作用最强，D
正确。
故选A。
27、（2024·湖南衡阳·三模）我国是一个传统的农业大国。农业生产是中国传统文化生产和发展的社会基
础。下表是劳动人民在生产、生活中常采取的一些措施。下列说法正确的是（    ）
选
项
生产、生活活动
目的
A
分区轮作
充分利用光能，促进光合作用
B
低温储存蔬菜、水果
减少自由水，抑制细胞呼吸
C
喷洒适宜浓度的2，4-D 溶
液
减少因连续阴雨天造成的油菜产量下降
D
合理密植
可提高光能的利用率，增加产量
A．A
B．B
C．C
D．D
【答案】D
【分析】1、细胞呼吸原理的应用：种植农作物时，疏松土壤能促进根细胞有氧呼吸，有利于根细胞对矿
质离子的主动吸收；粮食要在低温、低氧、干燥的环境中保存；果蔬、鲜花的保鲜要在低温、低氧、适宜
湿度的条件下保存。2、影响植物光合作用的因素有温度、光照等，应合理应用，以提高光合速率。3、高
等植物生长发育是受环境因素调节的，光、温度、重力对植物生长发育的调节尤为重要。
【详解】A、分区轮作是为了调整作物布局，使不同作物对养分的吸收不同，避免土壤中某种养分的枯竭，
而充分利用光能，促进光合作用一般通过合理密植来实现，A 错误；
 B、低温储存蔬菜、水果是为了降低酶的活性，减少有机物的消耗，而不是减少自由水，B 错误；
C、喷洒适宜浓度的生长素类似物溶液（如2，4 - D 溶液）可以促进果实的发育，不能减少因连续阴雨天
造成的油菜产量下降，C 错误；
 D、合理密植可以在保证二氧化碳浓度的情况下，充分利用光能，提高光能利用率，增加产量，D 正确。
 故选D。
28、（2024·湖南永州·三模）将某植物引种到新环境后，其光合速率较原环境发生了一定的变化。将在新
环境中产生的该植物种子培育的幼苗再移回原环境，发现其光合速率变化趋势与其原环境植株一致。在新
环境中该植物的光合速率等生理指标日变化趋势如下图所示。下列叙述错误的是（　　）
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A．新环境中该植株光合速率变化趋势的不同是由环境因素引起的
B．图中光合作用形成ATP 最快的时刻是10：00 时左右
C．10：00～12：00 时光合速率明显减弱，其原因可能是酶的活性减弱
D．气孔导度增大，能够提高蒸腾速率，有助于植物体内水和有机物的运输
【答案】D
【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段，其中光反应包括水的光解和ATP 的生成，暗反应包括二
氧化碳的固定和三碳化合物的还原等。
【详解】A、生物的表型既由基因型决定，也受环境影响，在新环境中产生的后代，其遗传特性与亲代基
本相同，从而排除遗传因素的影响；当迁回原环境后，其光合速率又恢复为原环境的速率，说明在原环境
与新环境的光合速率变化趋势的不同是由环境因素引起的，A 正确；
B、光反应和暗反应共同构成光合作用，10：00 时光合速率最大，因此光反应最快，形成ATP 的速率也最
快，B 正确；
C、10：00～12：00 时光合速率明显减弱，但此阶段气孔导度很高，因此限制光合作用的因素不是CO2 浓
度，影响因素可能是10：00 到12：00，温度较高降低了光合作用相酶的活性，光合速率明显下降，C 正
确；
D、气孔导度增大，能够提高蒸腾速率，有助于植物体内水分和无机盐的运输，D 错误。
故选D。
29、（2024·湖南衡阳市祁东县·三模）胰高血糖素具有很强的促进糖原分解和糖异生作用，使血糖明显升
高。胰高血糖素通过信号传递系统，激活肝细胞的磷酸化酶，加速糖原分解，过程如图所示。下列相关叙
述错误的是（    ）
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A．人体内的糖原主要分布在肝脏和肌肉中
B．胰高血糖素可以在细胞之间传递信息
C．饱腹时，肝细胞内有活性的磷酸化酶减少
D．胰高血糖素能有效降低磷酸化酶的活化能
【答案】D
【分析】分析题图:胰高血糖素与肝细胞膜上的胰高血糖素受体结合后，胞内无活性磷酸化酶被活化，促进
无活性磷酸化酶活化成有活性磷酸化酶，促进肝糖原分解，葡萄糖通过膜上葡萄糖载体运输到胞外，增加
血糖浓度。
【详解】A、人体内的糖原包括肝糖原和肌糖原，主要分布在肝脏和肌肉中，A 正确；
B、胰高血糖素由胰岛A 细胞释放，与肝细胞膜表面的胰高血糖素受体结合，调节血糖浓度，体现了细胞
之间的传递信息功能，B 正确；
C、据图分析，有活性的磷酸化酶可以促进肝糖原分解提高血糖浓度，而饱腹时，血糖浓度较高，因此饱
腹时肝细胞内有活性的磷酸化酶减少，C 正确；
D、酶具有降低化学反应所需活化能作用，胰高血糖素不是酶，不具有该功能，D 错误。
故选D。
30、（2024·广东茂名·三模）许多农业谚语涉及生物学原理在农业生产实践中的应用。下列相关解释不合
理的是（　　）
A．“秋分种高山，寒露种平川”：温度对冬小麦的生长有影响
B．“农家两大宝，猪粪、红花草（豆科植物）”：红花草具有固氮肥田的作用
C．“春天粪堆密，秋后粮铺地”：粪肥中的矿质元素流向植物，促进粮食增产
D．“稀豆稠麦，收成不坏；稀麦稠豆，没啥收头”：合理密植可提高净光合产量
【答案】B
【分析】土壤松土，促进根细胞呼吸作用，有利于主动运输，为矿质元素吸收供应能量。合理密植是使植
株行间距和株距科学合理，使植物的叶片互不遮挡，通过植物的光合作用，充分有效利用这片土地上的光
能，来提高产量。
【详解】A、“秋分种高山，寒露种平川”，由于海拔高度会影响气温的变化，因此该事实说明温度对冬
小麦的生长有影响，A 正确；
B、“农家两大宝，猪粪、红花草（豆科植物）”，红花草根系上的根瘤菌与豆科植物形成互利共生的关
系，根瘤菌有固氮作用，能为豆科植物提供氮元素，故能起到固氮肥田的作用，猪粪也可通过微生物的分
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解作用起到肥田的作用，因而有利于高产，B 错误；
C、“春天粪堆密，秋后粮铺地”：粪肥中的矿质元素流向植物，能提高光合速率，进而促进粮食增产，C
正确；
D、“稀豆稠麦，收成不坏；稀麦稠豆，没啥收头”：这句话的意思是小麦种植过稀麦稀和大豆种植过密，
都很难高产，体现了作物需要合理密植，D 正确。
故选B。
31、（2024·广东·三模）采收后的苹果仍在进行细胞呼吸。为探究温度、O2浓度对采收后苹果贮存的影响，
实验结果如图所示。下列叙述正确的是（　　）
A．O2在线粒体基质与[H]结合生成水并释放大量能量
B．据图分析，在3℃、5%O2浓度条件下贮存苹果效果最佳
C．O2浓度为20%~30%范围内，温度对CO2的生成量无影响
D．低温储存苹果时，因低温破坏呼吸酶的空间结构，从而减少了有机物消耗
【答案】B
【分析】细胞呼吸的底物一般都是葡萄糖，由于酶的活性受温度的影响，在低温环境中酶的活性低，细胞
呼吸弱，消耗的有机物少，所以在贮存苹果时，除了控制O2 浓度外，还可以采取降低贮存温度的措施。 
【详解】A、O2 在线粒体内膜与[H]结合生成水并释放大量能量，A 错误；
B、据图分析，在3℃、5%O2 浓度条件下，细胞呼吸最弱，CO2 释放量最少，B 正确；
C、由图可知，O2 浓度为20%~30%范围内，温度影响CO2 的相对生成量，C 错误；
D、低温抑制酶的活性，不会破坏酶的空间结构，D 错误。
故选B。
32、2024·重庆·三模）他莫昔芬（Tam）是一种治疗乳腺癌的药物，长期使用Tam 的患者的癌细胞系R 相
比初次使用Tam 的患者的癌细胞系C，死亡率明显下降，氧气消耗速率降低，葡萄糖摄取速率显著提高，
有关细胞系R 的推断不合理的是（　　）
A．线粒体数量减少
B．乳酸产生量降低
C．可能对Tam 产生了耐药性
D．加快葡萄糖摄取以获取足够的物质和能量
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【答案】B
【分析】人体进行有氧呼吸可以将葡萄糖分解成二氧化碳和水；在无氧条件下进行无氧呼吸，产生乳酸。
有氧呼吸的场所有细胞质基质和线粒体，无氧呼吸的场所是细胞质基质。
【详解】A、线粒体是进行有氧呼吸的主要场所，据题可知该细胞氧气消耗速率降低，说明有氧呼吸减弱，
则线粒体数量减少，A 正确；
B、人体细胞进行无氧呼吸产生乳酸。据题可知该细胞氧气消耗速率降低，葡萄糖摄取速率显著提高，说
明该细胞无氧呼吸增强，乳酸的产生量应该增多，B 错误；
C、长期使用Tam 的患者癌细胞的死亡率下降，说明癌细胞对Tam 产生了抗药性，C 正确；
D、葡萄糖是主要的能源物质，该细胞葡萄糖摄取速率显著提高，可以为机体获取足够的物质和能量，D
正确。
故选B。
33、（2024·重庆九龙坡·三模）某校生物兴趣小组研究酵母菌的细胞呼吸过程，绘制出酵母菌在密闭容器
内以葡萄糖为底物的呼吸速率变化过程的坐标图。下列分析错误的是（　　）
  
A．在6~8h 时段可用酸性重铬酸钾溶液来检测无氧呼吸是否产生了CO2
B．在9h 时酵母菌无氧呼吸分解葡萄糖释放了部分能量
C．在7h 时有氧呼吸产生的ATP 的数量大于无氧呼吸产生的
D．在0~6h 时段容器内气体的体积基本不变，培养液的pH 变小
【答案】A
【分析】分析题图：0～6h 间，酵母菌只进行有氧呼吸；6-8h 间，酵母菌同时进行无氧呼吸和有氧呼吸，
但有氧呼吸速率逐渐降低，无氧呼吸速率逐渐增加；8h-10h 间，酵母菌只进行无氧呼吸，且无氧呼吸速率
快速增加。
【详解】A、酸性重铬酸钾是用来检测酒精，6～8h，酵母菌进行有氧呼吸和无氧呼吸，培养液中的葡萄糖
未消耗完，酸性重铬酸钾溶液能与葡萄糖反应，变成灰绿色，需要将培养液中的葡萄糖消耗完后，再用酸
性重铬酸钾溶液检测酵母菌无氧呼吸是否产生了酒精，A 错误；
B、在9h 时酵母菌只进行无氧呼吸，酵母菌无氧呼吸分解葡萄糖释放了部分能量，大部分能量储存在酒精
中，B 正确；
C、7h 时，有氧呼吸速率等于无氧呼吸速率，此时有氧呼吸产生的ATP 的数量大于无氧呼吸产生的，C 正
确；
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D、0～6h 间，酵母菌只进行有氧呼吸，消耗的氧气和释放的二氧化碳相等，容器内气体的体积保持不变，
培养液的pH 变小，D 正确。
故选A。
34、（2024·重庆渝中·三模）植物体内有多种功能不同的物质均可以称为色素，下列与植物体内色素有关
的描述正确的是（    ）
A．光敏色素主要接受环境中红光和蓝紫光的刺激
B．玫瑰花瓣中的红色色素主要储存在细胞质基质中
C．叶绿体中的类胡萝卜素不能吸收环境中紫外光
D．可用无水乙醇对绿叶中的光合色素进行分离
【答案】C
【分析】1、光敏色素主要吸收红光和远红光。植物体内除了光敏色素，还有感受蓝光的受体。可以认为，
环境中的红光、蓝光，对于植物的生长发育来说，是非常关键的。
2、绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以，可以用无水乙醇提取绿叶中的色素；不同的光
合色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢。这样，绿叶中的色
素就会随着层析液在滤纸上的扩散而分开。因此，可用层析液分离光合色素。
【详解】A、光敏色素接受环境中红光和远红光的刺激；A 错误；
B、玫瑰花瓣中的红色色素主要储存在液泡中，B 错误；
C、一般情况下，光合作用所利用的光都是可见光。叶绿体中的类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，C 正确；
D、对绿叶中的光合色素进行提取时需要使用无水乙醇，分离时需要使用层析液，D 错误。
故选C。
35、（2024·广西玉林·三模）在探究通气方式对餐厨垃圾分解转化的影响时，研究人员将添加了高效微生
物菌剂的餐厨垃圾均分为两组，分别采用两种通气方式进行堆肥形成腐殖质，实验数据见下表。下列叙述
错误的是（    ）
通气方
式
达到50℃所需时间（h）
最高温度（℃）
高温持续时间（天）
间歇通
气
42
68.6
7
连续通
气
38
65.1
5
A．餐厨垃圾中的有机物能为微生物提供碳源、氮源
B．实验过程中应控制好餐厨垃圾的种类、微生物菌剂的种类等无关变量
C．间歇通气组在停气期间会影响好氧菌的生长繁殖
D．微生物对有机物分解的产热速率，连续通气组<间歇通气组
【答案】D
【分析】有氧呼吸的全过程，可以分为三个阶段：第一个阶段，一个分子的葡萄糖分解成两个分子的丙酮
酸，在分解的过程中产生少量的氢(用[H]表示)，同时释放出少量的能量。这个阶段是在细胞质基质中进行
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的；第二个阶段，丙酮酸经过一系列的反应，分解成二氧化碳和氢，同时释放出少量的能量。这个阶段是
在线粒体中进行的；第三个阶段，前两个阶段产生的氢，经过一系列的反应，与氧结合而形成水，同时释
放出大量的能量。
【详解】A、餐厨垃圾中的有机物例如糖类、蛋白质等，能为微生物提供碳源、氮源，A 正确；
B、本实验的自变量是通气方式，餐厨垃圾的种类、微生物菌剂的种类等无关变量应相同且适宜，B 正确；
C、好氧菌的生长繁殖需要氧气的供应，因此间歇通气组在停气期间会影响好氧菌的生长繁殖，C 正确；
D、据表格所示，间歇通气达到50℃所需时间需要42h，而连续通气达到50℃所需时间仅需要38h，说明
微生物对有机物分解的产热速率，连续通气组＞间歇通气组，D 错误。
故选D。
36、（2024·广西玉林·三模）细胞色素c 氧化酶（CcO）参与有氧呼吸中氧气生成水的过程。研究发现，仅
破坏CcO 的单个蛋白质亚基，可导致线粒体功能发生变化，能量代谢异常，引发线粒体激活应激信号到细
胞核，细胞核中促进肿瘤发展基因的表达量均上升，进而细胞表现出癌细胞的所有特征。以下说法错误的
是（    ）
A．CcO 在线粒体内膜上发挥作用，破坏CcO 后可能引起细胞表面糖蛋白减少
B．癌细胞代谢旺盛，其生命活动所需的能量可能主要来源于无氧呼吸
C．“核中促进癌变发展基因表达量上升”所说的基因主要是指原癌基因和抑癌基因
D．CcO 功能的研究表明，细胞能量代谢异常是细胞癌变的诱发因素之一
【答案】C
【分析】1、线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所，生命活动所需要的能量，大约95%来自线粒体，是
细胞的“动力车间”。
2、细胞癌变：（1）癌细胞是指受到致癌因子的作用，细胞中遗传物质发生变化，变成不受机体控制的、
连续进行分裂的恶性增殖细胞。（2）细胞癌变的根本原因是原癌基因和抑癌基因发生突变。（3）癌细胞
的特征：能够无限增殖；形态结构发生显著改变；细胞表面发生变化，细胞膜上的糖蛋白等物质减少。
【详解】A、细胞色素c 氧化酶(CcO)参与氧气生成水的过程，说明其在有氧呼吸第三阶段 发挥作用，分
布在线粒体内膜上，其被破坏后导致细胞癌变，引起细胞表面糖蛋白减少，A 正确；
B、据题干信息“线粒体能量代谢异常”推测,癌细胞可能主要通过无氧呼吸进行代谢，B 正 确；
C、“细胞核中癌变相关基因表达量上升”所说的基因主要是指原癌基因突变后的基因，C 错误。
D、依据题干信息，破坏CcO 的单个蛋白质亚基，可导致线粒体功能发生变化，能量代谢异常，进而细胞
表现出癌细胞的特征，可推知，细胞能量代谢异常是细胞癌变的诱发因素之一，D 正确。
故选C。
37、（2024·广西柳州·三模）铁皮石斛是我国的名贵中药，土壤盐碱含量是影响其生长的主要因素。科研
人员为扩大铁皮石斛的种植范围及推动我国盐碱地的开发利用，进行了铁皮石斛在不同浓度的盐胁迫下的
生长实验，部分检测结果如图1、图2 所示。下列相关分析错误的是（　　）
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A．可用无水乙醇提取叶绿素等光合色素
B．S4 组固定CO2，过程中消耗的NADPH 和ATP 较CK 组少
C．根据实验结果可推测，S1 组较S3 组单位时间内可制造更多有机物
D．若要铁皮石斛在高浓度盐碱地种植获得经济效益，需考虑用水性价比
【答案】B
【分析】绿叶中色素的提取与分离实验中，色素易溶于有机溶剂，可以用无水乙醇提取相关色素；而色素
在层析液中溶解度不同，所以分离色素可以用层析液，其原理是根据色素在层析液中的溶解度不同设计的，
所用的方法为纸层析法。
【详解】A．可用无水乙醇提取叶绿素等光合色素，因为光合色素能溶解到有机溶剂无水乙醇中，A 正确；
B．固定CO2 过程中不会消耗光反应产生的NADPH 和ATP，B 错误；
C．实验结果显示，S1 组较S3 组叶绿素含量高，且固定二氧化碳所需要的酶活性更高，因而可推测，S1
组较S3 组单位时间内可制造更多有机物，C 正确；
D．若要铁皮石斛在高浓度盐碱地种植获得经济效益，需考虑用水性价比，因为在高浓度盐碱地上种植铁
皮石斛需要消耗更多的水，D 正确。
故选B。
38、（2024·贵州毕节·三模）生物学是研究生命现象和生命活动规律的科学。下列有关生命现象及其原理
的叙述，错误的是（    ）
A．渔业上中等强度的捕捞有利于持续获得较大的鱼产量
B．三倍体无子西瓜的培育运用了染色体数目变异的原理
C．体力劳动后手掌上磨出水泡的主要原因是血浆中的水渗出到组织液
D．选用透气消毒的纱布包扎伤口可使伤口部位的细胞进行有氧呼吸
【答案】D
【分析】多倍体育种：
（1）原理：染色体变异（染色体组成倍增加）。
（2）方法：秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。
（3）实例：三倍体无子西瓜。
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【详解】A、K/2 时种群增长最快，最容易恢复至K 值，渔业上进行中等强度的捕捞（捕捞量在K/2 左右），
可使鱼群保持增长速率，有利于持续获得较大的鱼产量，A 正确；
B、三倍体无子西瓜的培养过程是用秋水仙素处理二倍体西瓜，获得四倍体，用四倍体西瓜与二倍体西瓜
杂交获得三倍体西瓜种子，种植三倍体后用二倍体的花粉刺激三倍体西瓜雌蕊获得无子西瓜，因此无子西
瓜的培育原理是染色体数目变异，B 正确；
C、水泡中的液体主要是组织液，是由于毛细血管破损，血浆渗透压下降，组织液渗透压增大，从而会使
血浆中的水渗入组织液，引发组织液增多，引起水泡，C 正确；
D、选用透气的纱布，是让空气中的氧气与伤口充分接触，从而抑制某些微生物的无氧呼吸，如破伤风杆
菌，D 错误。
故选D。
39、（2024·贵州·三模）某同学为研究某种水草的光合作用和呼吸作用，进行了如下实验：用少量的
NaHCO3和溴麝香草酚蓝加水配制成蓝色溶液，并向溶液中通入一定量的CO2使溶液变成浅绿色，之后将
等量的浅绿色溶液分别加入到7 支试管中，其中6 支加入生长状况一致的等量水草，另一支不加水草，密
闭所有试管，各试管的实验处理和结果见下表。随着CO2浓度的增高，溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄。
不考虑其他生物因素对实验结果的影响。下列叙述错误的是（    ）
试管编号
1
2
3
4
5
6
7
水草
无
有
有
有
有
有
有
距日光灯的距离（cm）
20
遮光*
100
80
60
40
20
50min 后试管中溶液的颜色
浅绿色
X
浅黄色
黄绿
色
浅绿色
浅蓝色
蓝色
*遮光是指用黑纸将试管包裹起来，并放在距日光灯100cm 的地方
A．50min 后2 号试管中X 代表的溶液颜色为黄色
B．5 号试管中水草光合作用强度等于呼吸作用强度，吸收与释放的CO2量相等
C．若1 号试管的溶液是蓝色，则说明2 至7 号试管的实验结果是不可靠的
D．本实验中，2 至7 号试管的实验结果是由呼吸作用引起的
【答案】D
【分析】据表分析：植物进行光合作用，消耗水中的二氧化碳，植物进行呼吸作用，消耗水中的氧气，产
生二氧化碳；该实验的自变量有装置距日光灯的距离（即光照强度）、有无水草、是否遮光，因变量是水
体的CO2 浓度变化。
【详解】A、2 号管遮光条件，植物只进行呼吸作用，产生二氧化碳，不消耗二氧化碳，其二氧化碳浓度高
于3 号试管，黄色应该比3 号管更深，故2 号管的颜色应为黄色，A 正确；
B、5 号试管中的溶液颜色在照光前后没有变化，说明在此条件下水草光合作用强度等于呼吸作用强度，即
呼吸作用产生的二氧化碳=光合作用消耗的二氧化碳，B 正确；
C、若1 号试管的溶液是蓝色，则说明环境能导致试管内溶液CO2 浓度下降，2 至7 号试管的实验结果是
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不可靠的，C 正确；
D、据表分析可知，1 号试管中无水草，50min 后1 号试管的溶液是浅绿色，目的是排除环境影响试管内溶
液CO2 浓度变化的可能，2 至7 号试管中溶液颜色发生不同的变化，又因为BTB 的弱碱性溶液颜色可随其
中CO2 浓度的增高而由蓝变绿再变黄。光合作用吸收二氧化碳、呼吸作用产生二氧化碳，两种都会影响溶
液中的二氧化碳浓度，因此2 至7 号试管中的实验结果是由植物的光合作用或呼吸作用（生理活动）引起
的，D 错误。
故选D。
40、（2024·甘肃张掖·三模）甜瓜是一种耐淹性较强的品种。为研究其耐淹性机理，研究人员将甜瓜幼苗
进行水淹处理，一段时间后检测幼苗根部和叶片细胞中酶a 和酶b 的活性，结果如图1；图2 为甜瓜幼苗细
胞中存在的部分代谢途径。下列说法正确的是（    ）
  
A．酶a 和酶b 存在于甜瓜幼苗细胞的不同部位
B．水淹前后，甜瓜幼苗无氧呼吸的产物主要是酒精和CO2
C．Ⅱ、Ⅲ过程在甜瓜幼苗细胞中均能发生，可为生命活动提供ATP
D．水淹时间越长，酶a 和酶b 的活性越高，根细胞无氧呼吸强度更高
【答案】B
【分析】无氧呼吸的场所是细胞质基质，无氧呼吸的第一阶段和有氧呼吸的第一阶段相同。无氧呼吸由于
不同生物体中相关的酶不同，在植物细胞和酵母菌中产生酒精和二氧化碳，在动物细胞和乳酸菌中产生乳
酸。
【详解】A、分析图2 表示无氧呼吸的两个途径，而无氧呼吸发生在细胞质基质中，即酶a 和酶b 存在部位
都是细胞质基质，A 错误；
B、据图1 分析，水淹一段时间后酶a 和酶b 活性增加，但酶a 活性远远大于酶b 活性，说明根部和叶片的
无氧呼吸速率增强，甜瓜幼苗无氧呼吸生成的最主要代谢产物为酒精和CO2，B 正确；
C、Ⅱ、Ⅲ过程表示无氧呼吸的第二阶段，该阶段不产生ATP，C 错误；
D、水淹时间越长，植物体内积累的酒精会对甜瓜幼苗的叶片细胞和根部都产生严重的伤害，甚至会导致
植物死亡，叶的无氧呼吸强度可能会降低，D 错误。
故选B。
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二、多选题
1、（2024·河北邯郸·三模）“旱锄田，涝浇园”这句俗语描述了农民们在农作物生长过程中，根据自然环
境的变化采取相应的农作措施。很多有经验的农民知道天气越干旱越要加紧锄田（已知土壤表面干燥内部
湿润时，水分会沿着土壤毛细管上升，使得土壤表面保持湿润）；在夏季高温季节，特别是在中午或下午
高温时段突然降雨后，很多农民及时用温度较低、含氧量较高的井水进行灌溉。下列有关说法正确的是（ 
   ）
A．锄田可以去除杂草，减少杂草对水分的吸收
B．锄田可以疏松土壤，减少土壤中水分的流失
C．雨后用井水浇灌会导致根部的细胞无氧呼吸增强
D．“旱锄田，涝浇园”均有利于植物对无机盐的吸收
【答案】ABD
【分析】细胞呼吸原理的应用：土壤松土，促进根细胞呼吸作用，有利于主动运输，为矿质元素吸收供应
能量。 稻田定期排水：促进水稻根细胞有氧呼吸。
【详解】A、锄田可以将农田中的杂草去除，减少杂草对水分的吸收，A 正确；
B、锄田可以疏松土壤，切断土壤中的毛细管，减少土壤中水分的流失，从而为作物提供充足的水分，B
正确；
C、使用温度较低和含量较高的井水进行灌溉，可以降低地温，防止无氧呼吸，有利于保护作物，C 错误；
D、锄田提高土壤的通气性，井水富含氧气，均能促进植物根部细胞的有氧呼吸，为根部细胞主动运输吸
收无机盐提供能量，D 正确。
故选ABD。
2、（2024 届河北省部分高中三模）草莓浆果芳香多汁，营养丰富，素有“早春第一果”的美称。秋冬季
节光照不足是限制草莓生长的关键因素，研究人员探究了在不同补光位置进行补光对草莓生长的影响，实
验处理和实验结果如表所示。下列相关叙述正确的是（    ）
处理
叶绿素
荧光特
性值
气孔导度（
）
净光合速率（
）
叶面积
（cm2）
根系干
重（g）
顶端
补光
0.78
528.33
15.01
13.63
4.81
水平
补光
0.89
576.33
16.51
18.05
4.22
不补
光
0.65
486.56
7.78
20.53
3.24
测定时问是在草莓盛果期典型阴天早上9：00—10：00。
A．开始补光后草莓叶肉细胞中NADPH 和C3的含量均增加
B．水平补光组草莓净光合速率的提高与暗反应速率加快有关
C．顶端补光组可能通过调控叶面积来减少呼吸消耗，从而抑制草莓植株的徒长
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D．补光使草莓叶片中叶绿素含量增加，进而提高了光反应的最大光能转化效率
【答案】BCD
【分析】题意分析，本实验为探究不同补光位置对草莓生长的影响，实验自变量为补光位置，因变量为叶
绿素荧光特性值、气孔导度、净光合速率、叶面积和根系干重。
【详解】A、开始补光后，光反应速率加快，生成的NADPH 增多，暗反应速率短时间变化不大，C3 生成
速率不变，消耗速率加快，C3 总量减少，A 错误；
B、与对照组相比，无论是顶端补光还是水平补光，净光合速率都得到了大幅提高，且气孔导度增大，固
定的二氧化碳增多，暗反应速率加快，真正光合速率变大，即水平补光组草莓净光合速率的提高与暗反应
速率加快有关，B 正确；
C、据表可知，顶端补光和水平补光的净光合速率值，差不多都是不补光组的两倍，但顶端补光的叶面积
远小于水平补光，这样能有效降低草莓的徒长，使光合产物更多地积累到果实中，C 正确；
D、与对照组相比，无论是顶端补光还是水平补光，净光合速率都得到了大幅提高，且补光后叶绿素荧光
特性值均增大，最大光能转化效率得以提高，D 正确。
故选BCD。
3、（辽宁省部分学校2024 年高三临考押题考试（三模））为了研究海水稻的耐盐碱性，科研人员将甲、
乙两品种海水稻种植在同一块盐碱地上，测定不同光照强度下甲、乙两组水稻的净光合速率，结果如表。
据表分析，下列叙述正确的是（　　）
光照强度/lx
0
200
400
600
800
1600
3200
6400
净光合速率（相对
值）
甲品种
-3
0
2
6
10
12
12
12
乙品种
-1
0
-5
0
6
12
18
20
20
A．光照强度为200lx 时，甲品种总光合速率相对值为3，乙品种总光合速率相对值为5
B．由表可知，与甲品种相比，乙品种适合种植在光照强度大的地区
C．光照强度为600 lx 时，甲品种水稻的总光合速率大于乙品种水稻的总光合速率
D．由该表一定不能得出两品种光合作用的最适温度
【答案】ABD
【分析】总光合速率=净光合速率+呼吸作用速率。
影响光合作用的环境因素主要有光照强度、CO2 的浓度、温度。
【详解】A、光照强度为200lx 时，甲品种达到光补偿点，净光合速率为0，即总光合速率等于呼吸速率，
所以总光合速率相对值为3，乙品种总光合速率=净光合速率+呼吸作用速率，其总光合速率相对值为10-
5=5，A 正确；
B、由题表数据可知，乙品种光饱和点大于甲品种，所以乙品种更适合种植在光照强度大的地区，B 正确；
C、总光合速率=净光合速率+呼吸速率，光照强度为600lx 时，甲品种总光合速率相对值为6+3=9，乙品种
总光合速率相对值为6+10= 16，甲、乙两品种水稻的总光合速率的关系为甲小于乙，C 错误；
D、题表中自变量是光照强度，所以由题表一定不能得出两品种光合作用的最适温度，D 正确。
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故选ABD。
4、（2024·辽宁沈阳·三模）骨关节炎往往是由于软骨细胞缺乏ATP 和NADPH 导致合成代谢不足引起的。
我国科研人员林贤丰团队以菠菜为原料，获得NTU（纳米类囊体单元），再用软骨细胞膜“封装”后导入
软骨细胞（如图），实现利用光合作用改善动物细胞代谢的跨界医疗新模式。据图判断，下列叙述正确的
是（    ）
A．提取菠菜类囊体用来制备CM-NTU，是因为其上存在光合色素和酶
B．利用软骨细胞膜“封装”NTU，可减少吞噬细胞对它的吞噬
C．将CM-NTU 通过膜融合导入软骨细胞，依据的原理是生物膜具选择透过性
D．软骨细胞导入NTU 后，给予适宜光照，该细胞的合成代谢会增强
【答案】ABD
【分析】分析题意，CM-NTU 包含菠菜类囊体膜，含有光合色素和酶，在光照下会产生ATP，为软骨细胞
补充ATP，使软骨细胞在光照下达到能量代谢平衡。
【详解】A、提取菠菜类囊体用来制备CM-NTU，是因为其上存在光合色素和酶，能进行光合作用，A 正
确；
B、利用软骨细胞膜“封装”NTU，可减少吞噬细胞对它的吞噬，从而实现其正常功能，B 正确；
C、将CM-NTU 通过膜融合导入软骨细胞，依据的原理是生物膜的流动性，C 错误；
D、软骨细胞导入NTU 后，给予适宜光照，NTU 光反应产生NADPH 和ATP，该细胞的合成代谢会增强，
D 正确。
故选ABD。
5、（2024·吉林·三模）科研人员进行温室效应对油松和榆树生长影响的探究实验，结果如图所示， 以下
分析不正确的是（    ）
30
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A．油松和榆树固定CO2的过程需要ATP 和NADPH 的参与
B．仅升高温度条件下油松和榆树的生长均受到抑制
C．由图可知CO2浓度变化对油松的影响小于温度变化
D．C2T2条件对油松和榆树的影响分别为无影响、促进生长
【答案】AB
【分析】分析图形：自变量为温度和二氧化碳浓度，因变量为相对生物量。其中C1T1 组作为对照组，
C2T1 组仅提高CO2 浓度，促进了两种植物的生长；C1T2 组仅提高温度，抑制油松生长，促进榆树的生长；
C2T2 组提高CO2 浓度和提高温度，不影响油松生长，大大促进榆树的生长。
【详解】A、植物固定CO2 的过程不需要ATP 和NADPH 的参与，ATP 和NADPH 参与的是C3 的还原过程，
A 错误；
B、由题干仅升高温度条件，根据单一变量原则，应选择观察计算两种植物的第三组（常态CO2 浓度+高
温） 与第一组（常态CO2 浓度+常温）的差值。可知油松的差值为负，即高温抑制了油松的生长；榆树的
差值为正， 即高温促进了榆树的生长，B 错误；
C、油松图像中第二组（高CO2 浓度+常温）与第一组（常态CO2 浓度+常温） 的差值a 可表示CO₂ 浓度
对油松生长的影响，第三组（常态CO₂ 浓度+高温）与第一组（常态CO2 浓度+常温） 的差值b 可表示温
度变化对油松的影响。比较a 与b 的绝对值大小，可知CO2 浓度变化对油松的影响小于温度变化，C 正确；
D、观察比较两种植物第四组（C2T2） 与第一组（C1T1）的差值， 油松的差值约为0，推知该条件对油
松无影响； 榆树的差值为正， 推知该条件促进榆树生长，D 正确。
故选AB。
6、（2024·江苏南通·三模）锈赤扁谷盗是一种储粮害虫。科研人员研究了温度和小麦含水量对锈赤扁谷盗
呼吸速率的影响，结果见下表。实验前小麦经过高温烘干和杀虫处理，并通过添加蒸馏水调节小麦含水量，
每组加入相同数量的锈赤扁谷盗，相关叙述正确的是（    ）
温度℃
呼吸速率
CO2μL-1·L-1·min-1·
头
-1
小麦含水量/%
25
℃
30
℃
35
℃
12
0.14
0.21
0.29
31
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13
0.15
0.23
0.34
14
0.16
0.27
0.52
A．为了维持正常的体温，环境温度越低锈赤扁谷盗的代谢速率越快
B．一定范围内可以通过检测二氧化碳的浓度变化来实现对锈赤扁谷盗的监测
C．低温环境既有利于抑制仓储粮食自身的呼吸作用又能抑制锈赤扁谷盗的呼吸作用
D．粮食入仓前要尽量晒干去除细胞内的自由水和结合水有利于控制锈赤扁谷盗的数量
【答案】BC
【分析】锈赤扁谷盗是一种昆虫，是变温动物，没有自主调节体温的机制，当外界环境的温度升高时，它
们的代谢率随之升高，体温也逐渐上升；当外界环境的温度降低时，它们的代谢率也随之降低，体温也逐
渐下降。
【详解】A、锈赤扁谷盗是变温动物，据表可知，环境温度越低锈赤扁谷盗的代谢速率越慢，A 错误；
B、锈赤扁谷盗的呼吸作用产生二氧化碳，一定范围内可以通过检测二氧化碳的浓度变化来实现对锈赤扁
谷盗的监测，B 正确；
C、低温能降低呼吸酶的活性，会抑制仓储粮食和锈赤扁谷盗的呼吸作用，C 正确；
D、粮食入仓前尽量晒干会去除细胞内绝大部分的自由水，以降低细胞代谢，但结合水难以失去，D 错误。
故选BC。
7、（2024·江西九江·三模）下图是在一定范围内不同CO2浓度下测定的某农作物光饱和点（达到最大光合
作用强度时的最低光照强度）的变化曲线，下列叙述错误的是（    ）
A．限制a 点的因素有CO2浓度、光照强度、温度等
B．b 点后增加二氧化碳浓度，光合作用强度不变
C．a 点时，光合色素吸收的光能全部用于合成ATP
D．适当提高CO2浓度有利于提高农作物的光能利用率
【答案】AC
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【分析】据图分析，实验的自变量是二氧化碳浓度，因变量是光饱和点，据此分析作答。
【详解】A、a 点时随二氧化碳浓度增加，光饱和点（达到最大光合作用强度时的最低光照强度）增加，限
制a 点的因素有CO2 浓度，可能还有温度，但光照强度不是限制因素，A 错误；
B、据图可知，b 点后随二氧化碳浓度增加，光饱和点不变，说明此时是二氧化碳饱和点，b 点后增加二氧
化碳浓度，光合作用强度不变，B 正确；
C、光合作用过程中色素吸收的光能可参与水的光解和ATP 合成，C 错误；
D、二氧化碳是暗反应的原料，暗反应可为光反应提供NADP＋和ADP 等物质，故适当提高CO2 浓度有利
于提高农作物的光能利用率，D 正确。
故选AC。
8、（2024·山东潍坊·三模）乳酸脱氢酶（LDH）能催化丙酮酸与乳酸之间的相互转化，其催化方向取决于
细胞中NADH/NAD+的值。在人体肌细胞中产生的乳酸可以通过血液进入肝脏等组织内，重新转变成丙酮
酸，转化为葡萄糖后，再次进入组织细胞中参与氧化分解。下列叙述错误的是（    ）
A．丙酮酸在肌细胞细胞质基质中经LDH 催化产生乳酸
B．细胞中乳酸积累过多，可能会影响乳酸脱氢酶的活性
C．LDH 催化丙酮酸转化为乳酸，可以释放能量合成ATP
D．与骨骼肌细胞相比，肝脏细胞中NADH/NAD+的值相对较低
【答案】CD
【分析】骨骼肌细胞中乳酸脱氢酶（LDH）能催化丙酮酸与乳酸之间的相互转化，即催化丙酮酸生成乳酸，
该反应属于无氧呼吸第二阶段，场所是细胞质基质。
【详解】A、丙酮酸经LDH 催化产生乳酸，属于无氧呼吸第二阶段，场所在细胞质基质，A 正确；
B、细胞中乳酸积累过多，会降低细胞中的pH，可能会影响乳酸脱氢酶的活性，B 正确；
C、LDH 催化丙酮酸转化为乳酸，属于无氧呼吸第二阶段，该阶段不产生ATP，C 错误；
D、在人体肌细胞中产生的乳酸可以通过血液进入肝脏等组织内，重新转变成丙酮酸，该过程还会产生
NADH，所以与骨骼肌细胞相比，肝脏细胞中NADH/NAD+的值相对较高，D 错误。
故选CD。
三、非选择题
1、（2024·天津北辰·三模）为研究吸毒草清除甲醛污染的作用机制，科学家测定了在密闭环境下吸毒草植
株正常的呼吸作用和光合作用的相关数据，结果如图1；而后将经特殊处理的甲醛通入密闭环境，研究吸
毒草处理甲醛的途径。外源甲醛可以作为碳源参与吸毒草的光合作用，具体过程如图2（HCHO 为甲醛，
RU5P 和HU6P 是中间产物）。回答下列问题：
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(1)黑暗组吸毒草的叶肉细胞内能产生ATP 的场所是   。弱光照组植株的光合速率   （填“大于”“小
于”或“等于”）它的呼吸速率，d 时间内完全光照组植株的平均实际光合速率是   ppm/s。
(2)图2 中NADPH 的作用是   ，为追踪循环②中甲醛的碳同化路径，可采用的特殊处理方法是   。
(3)甲醛在被吸毒草利用的同时，也会对其生长产生一定的影响，为此科学家设计了甲醛胁迫下吸毒草生长
情况的实验。甲醛脱氢酶（FALDH）是②过程中的关键酶，图3 表示不同甲醛浓度下，该酶的活性相对值，
图4 是不同甲醛浓度下气孔导度（气孔的开放程度）的相对值。
  
根据实验结果推测甲醛胁迫下，吸毒草可通过   （填“提高”或“降低”）气孔的开放程度，减少甲醛
的吸收；同时   （填“提高”或“降低”）FALDH 酶的活性，增强对甲醛的代谢能力来缓解甲醛胁迫。
【答案】(1)     细胞质基质和线粒体     等于     （a-c）/d
(2)     作为还原剂，提供能量     （放射性）同位素标记法
(3)     降低     提高
【分析】在黑暗中叶肉细胞只能进行呼吸作用。当植株的光合作用速率=呼吸作用速率时，叶肉细胞的光
合作用速率大于呼吸作用速率。由图3 和图4 可知，不含甲醛浓度甲醛脱氢酶（ FALDH ）的相对活性最
低，但气孔导度最高，2 个单位的甲醛浓度甲醛脱氢酶（ FALDH ）的相对活性最高，但气孔导度最低。
【详解】（1）黑暗组吸毒草的叶肉细胞只能进行细胞呼吸，所以能产生 ATP 的场所是细胞质基质和线粒
体。根据图1 可知，弱光组光合作用速率等于呼吸作用速率，由于植株存在不能进行光合作用的细胞，d
时间内呼吸作用速率为a，净光合作用速率为c，d 时间内完全光照组植株的平均实际光合速率是（a-
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c）/d。
（2）  光反应阶段能产生NADPH，图2 中产生 NADPH 的场所是类囊体薄膜（或基粒），NADPH 的
作用是作为还原剂，提供能量，同位素标记法可以示踪物质变化规律和运行轨迹，为追踪循环②中甲醛的
碳同化路径，可采用的特殊处理方法是同位素标记法。
（3）由图3 和图4 可知，不含甲醛浓度甲醛脱氢酶（ FALDH ）的相对活性最低，但气孔导度最高，2 个
单位的甲醛浓度甲醛脱氢酶（ FALDH ）的相对活性最高，但气孔导度最低。
推测甲醛胁迫下，吸毒草可通过降低气孔的开放程度，减少甲醛的吸收；同时提高FALDH 酶的活性，增
强对甲醛的代谢能力来缓解甲醛胁迫。
2、（2024·天津滨海新·三模）植物的生长与氮素的吸收、同化、转移等过程密切相关。科研人员对烟草叶
片光合作用中的氮素利用进行了相关研究。
(1)参与光合作用的很多分子都含有氮，氮与          离子参与组成的叶绿素能够吸收光能用于驱动水的
分解和          物质的合成；RUBP 羧化酶将CO2固定为          ，再进一步被还原为糖类。
(2)科研工作者对烤烟品种K326 施加不同的供氮量处理，实验结果如下：
组
别
氮浓度
(mmol/
L)
比叶
氮
(g/m2)
叶绿素含
量
(mg/dm2)
叶绿体CO2
浓度
(μmol/mol)
净光合速率
(μmol/m2/s)
低
氮
0.2
0.5
1.6
75
9
中
氮
2
0.95
2.8
125
15
高
氮
20
1.1
3.0
80
14.9
注：比叶氮表示单位叶面积的氮素的含量
①从表中数据可知，氮素对烤烟叶片净光合速率的影响是          。
②研究人员推测出现该现象的原因可能是：施氮提高了          的合成，进而影响光合速率；但在高氮
情况下，          成为影响光合速率持续升高的限制因素。
(3)植物光合系统中的氮素分配受供氮量等因素的影响，研究人员对叶片光合系统中氮素含量及分配进行了
检测，结果如下：
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注：叶片氮素可分为光合氮素和非光合氮素；前者包括捕光氮素和羧化氮素
检测结果显示：相对于中氮，高氮环境下，氮素从          向          转化，且羧化氮素所占比例降
低，影响RuBP 羧化酶活性，进而影响了光合作用的          阶段。
【答案】(1)     镁（Mg、镁离子）     ATP、NADPH     C3（三碳化合物）
(2)     氮素可显著提高烤烟叶片的净光合速率，但中氮与高氮的作用无显著差异     叶绿素     叶绿
体CO2 浓度 （CO2 浓度）
(3)     光合氮素 （捕光氮素和羧化氮素/羧化氮素）     非光合氮素     暗反应
【详解】（1）氮与镁（Mg）离子参与组成的叶绿素能够吸收光能，从而促进光合作用的光反应阶段
NADPH、ATP 的合成和水的分解；在暗反应阶段，CO2 和五碳化合物分子生成C3（三碳化合物），C3 在
NADPH、ATP 的作用下再进一步被还原为糖类。
（2）由表可知，高氮组的净光合速率略小于中氮组，中氮组的净光合速率明显大于低氮组，因此氮素对
烤烟叶片净光合速率的影响是：氮素可显著提高烤烟叶片的净光合速率，但中氮与高氮的作用无显著差异。
根据氮和镁离子参与组成叶绿素，可推测出现该现象的原因可能是：施氮提高了叶绿素的合成，进而影响
光合速率；再结合表格可知，中氮组叶绿体CO2 浓度明显高于低氮组和高氮组，说明在高氮情况下，叶绿
体CO2 浓度成为影响光合速率持续升高的限制因素。
（3）据图可知，相对于中氮，高氮环境下，非光合氮素增多，羧化氮素减少，说明高氮环境下，氮素从
光合氮素 （捕光氮素和羧化氮素/羧化氮素）向非光合氮素转化，且羧化氮素所占比例降低，结合RuBP 
羧化酶参与二氧化碳的固定，可知进而影响了光合作用的暗反应（碳反应）阶段。
【点睛】本题以科研人员对烟草叶片光合作用中的氮素利用的相关研究为素材，考查光合作用的相关知识，
要求考生掌握光合作用的过程，识记叶绿素的组成成分，能根据实验结果得出相应的结论。
3、（2024·河北承德·三模）为了研究高温胁迫对水稻拔节期相对叶绿素含量（SPAD）和净光合速率的影
响，研究人员以镇稻6 号水稻为材料进行实验，温度具体设定如下：10 点为36℃、11 点为38℃、12 点为
39℃、13 点为40℃、14 点为38℃、15 点为35℃，实验结果如图1 和图2。回答下列问题：
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(1)水稻细胞的叶绿素分布在叶绿体的        上，主要吸收       光。提取叶绿素过程中，在研磨时加
入了无水乙醇和二氧化硅，其他操作规范，则与正常提取相比，该过程提取的叶绿素量会         （填
“增多”“减少”或“不变”）。
(2)据图1 可知，CK 组水稻的SPAD 在10：00～15：00 时与温度的总体关系是       。高温胁迫  
 
d 处理，12：00～13：00 相对叶绿素含量下降最多。
(3)结合图1 和图2，各处理组10：00～13：00 时，水稻净光合速率与相对叶绿素含量的变化趋势大致相同，
说明高温胁迫下净光合速率下降的原因之一是         。除了上述原因外，还可能是        。
(4)PSI 和PSⅡ是吸收、传递、转化光能的光系统，图3 为高温胁迫诱导水稻PSⅡ发生光抑制的局部作用机
理图。ROS 代表活性氧，D1 蛋白是组成PSⅡ的重要蛋白之一。高温胁迫下，PSⅡ捕光复合体很容易从膜
上脱落，影响光反应中的       反应，电子传递受阻，光合作用强度下降。分析图3，高温胁迫导致PSⅡ
失活的途径有         （答出两点）。
【答案】(1)     类囊体薄膜     蓝紫光和红     减少
(2)     温度越高，SPAD 越低     5
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(3)     叶绿素含量下降，光反应速率减慢     高温破坏了叶绿体的结构或高温使叶绿体中酶活性降低、
高温影响了暗反应中CO2 的供应等
(4)     水的光解     高温胁迫下产生过量ROS，一方面抑制 D1 蛋白合成，导致 PSI 失活；另一方面
ROS 过量还可以直接导致PSⅡ失活
【分析】光合作用的光反应阶段场所是叶绿体的类囊体膜上，存在水的光解以及ATP 的形成。光合作用的
暗反应阶段场所是叶绿体的基质中，暗反应中CO2 被C5 固定形成C3，C3 经过还原生成有机物。
【详解】（1）叶绿素分布在叶绿体的类囊体薄膜上，主要吸收蓝紫光和红光。提取水稻细胞的叶绿素过
程中，研磨时加入了无水乙醇和二氧化硅，其他操作规范，则与正常提取相比，该过程提取的叶绿素量减
少，应该加入碳酸钙，防止研磨过程中色素被破坏。
（2）据图1 可知，对照组（CK）水稻的SPAD 在10：00~15：00 时与温度的总体关系是温度越高，SPAD
越低。高温胁迫5d 处理，12:00~13:00 相对叶绿素含量下降最多。
（3）结合图1 和图2，各处理组10：00~13：00 时，水稻净光合速率与叶绿素含量的变化趋势相同，说明
高温胁迫下净光合速率下降的原因之一可能是叶绿素含量下降，光反应速率减慢。除了上述原因外，还可
能是高温破坏了叶绿体的结构、使叶绿体中酶活性降低、影响了暗反应中CO2 的供应等。
（4）高温胁迫下，PSⅡ捕光复合体很容易从膜上脱落，影响光反应中水的光解反应，电子传递受阻，光
合作用强度下降。根据图3 可知，高温胁迫下产生过量ROS，一方面抑制DI 蛋白合成，导致PSⅡ失活；
另一方面ROS 过量还可以直接导致PSI 失活。
4、（2024·河北邯郸·三模）豆角是豆科豇豆属一年生攀援双子叶植物，是一种营养价值较高的蔬菜。现在
有许多农民在玉米地里套种豆角，在玉米生长到快抽雄的时候，可以在距离玉米根部10 厘米的地方进行豆
角的种植，每棵玉米旁边种植一穴豆角。这种方式不仅会促进玉米的生长，还能够节约架子的搭建成本，
使豆角可以顺着玉米的杆子爬行，当玉米成熟时，翠绿的豆角也已攀爬而上。请回答下列问题：
(1)套种时，玉米与豆角的种间关系有      。
(2)与豆角光合作用有关的含氮物质有      （至少写出三个），单独种植豆角时，在生长前期需要适量施
加氮肥，而在其后一段时间对氮肥的需求量相对减少，可能的原因是      。
(3)套种豆角的玉米需要在玉米棒半成熟的时候适量摘除下面的叶子，以促进其下部豆角的生长，分析其原
理是      。
(4)套种的玉米田中主要依靠人工除草，尽量避免使用生长素类除草剂的原因是      。
(5)很多人通过生产实践得出玉米和豆角套种不仅提高单位土地面积经济效益，还会增加玉米的产量。请你
设计实验证明玉米和豆角套种会增加玉米的产量，写出实验设计思路即可      。
【答案】(1)种间竞争、原始合作
(2)     ATP、NADPH、叶绿素、酶（任意写出其中的三个）     与豆角互利共生的固氮微生物，随豆角
生长其固氮能力增强
(3)改善通风透光情况，增加了豆角的光照强度和CO2 浓度，提高了豆角的光合作用强度
(4)豆角是双子叶植物，对除草剂敏感
(5)将同一块土地的玉米分成两组，实验组玉米与豆角进行套种，对照组不进行套种，两组玉米进行相同的
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管理（在相同条件下培养），检测两组玉米的产量并进行比较。
【分析】 种间关系是指不同种生物之间的关系,种间关系有互利共生、寄生、捕食、种间竞争、原始合作
几种方式。
【详解】（1）玉米和豆角竞争光照和营养物质，存在竞争关系；豆角可以顺着玉米的杆子爬行有利于其
生长，不会影响玉米的生长，可推测两者存在原始合作的关系。
（2）与豆角光合作用有关的含氮物质有ATP、NADPH、叶绿素、酶等。豆角生长前期可能根瘤尚未充分
发育，固氮能力弱，应该适量供应氮肥；一段时间后，根瘤菌的固氮能力增强，对氮素需求量减少。
（3）位于下部的玉米叶片遮挡豆角幼苗的光照，同时不利于空气的流通。去除下部的玉米叶片，可以改
善玉米田的下部通风透光情况，增加了豆角的光照强度和CO2 浓度，提高了豆角的光合作用强度，有利于
豆角的生长。
（4）豆角是双子叶植物，对除草剂敏感，套种的玉米田中使用除草剂会抑制豆角的生长甚至杀死豆角。
（5）将同一块土地的玉米分成两组，实验组玉米与豆角进行套种，对照组不进行套种，两组玉米进行相
同的管理（在相同条件下培养），检测两组玉米的产量并进行比较，这样可以实验证明玉米和豆角套种会
增加玉米的产量。
5、（2024·河北秦皇岛·三模）高等植物体内的光合产物会以蔗糖的形式从叶肉细胞移动到邻近的小叶脉，
进入其中的筛管－伴胞复合体（SE－CC），再逐步汇入主叶脉运输到植物体的其他部位。如图为蔗糖进
入SE－CC 的途径之一。
  
(1)植物光合作用的产物有一部分是            ，还有一部分是蔗糖，光合产物通常以后者的形式运输。
相较于前者，以蔗糖的形式运输的优点是            。
(2)进入韧皮薄壁细胞的蔗糖可借助膜上单向载体W，顺浓度梯度转运到SE－CC 附近的细胞外空间中（包
括细胞壁），此运输方式属于            。
(3)如图2 所示，SE－CC 的质膜上有“蔗糖－H⁺共运输载体”（SU 载体），蔗糖从细胞外空间通过  
 
方式进入SE－CC 中。使用细胞呼吸抑制剂会            （“降低”或“提高”）蔗糖向SE－CC 中的
运输速率。原因是            。
(4)研究发现叶片中部分SE－CC 与周围韧皮薄壁细胞间也存在胞间连丝，推测除上述途径外，叶肉细胞中
的蔗糖等物质还可直接通过胞间连丝顺利进入SE－CC，支持上述推测的实验结果有____________。
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A．用蔗糖跨膜运输抑制剂处理
14CO2标记的叶片，SE－CC 中检测到大量放射性蔗糖
B．将不能通过质膜的荧光物质注入到叶肉细胞，在SE－CC 中检测到荧光
C．与正常植株相比，SU 载体功能缺陷植株的叶肉细胞积累了更多的蔗糖
D．叶片吸收
14CO2后，放射性蔗糖很快出现于SE－CC 附近的细胞外空间
【答案】(1)     淀粉     蔗糖分子量较小且易溶于水
(2)协助扩散
(3)     主动运输     降低     蔗糖从细胞外空间转运进SE－CC 中是主动运输，使用细胞呼吸抑制剂
会减少ATP 的产生，降低主动运输速率，因此会降低蔗糖向SE－CC 中的运输速率
(4)AB
【分析】物质跨膜运输方式：
（1）自由扩散的特点是高浓度运输到低浓度，不需要载体和能量，如水，CO2，甘油；
（2）协助扩散的特点是高浓度运输到低浓度，需要载体，不需要能量，如红细胞吸收葡萄糖；
（3）主动运输的特点是低浓度运输到高浓度，需要载体和能量，如小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸，葡萄
糖。
【详解】（1）植物光合作用的产物有一部分是淀粉，还有一部分是蔗糖，光合产物通常以后者的形式运
输。相较于前者，以蔗糖的形式运输的优点是蔗糖分子量较小且易溶于水。
（2）由题意可知，韧皮薄壁细胞的蔗糖转运到SE-CC 附近的细胞外空间中，需要载体蛋白，且是顺浓度
梯度，故方式为协助扩散。
（3）根据胞内H+通过H+泵运输到细胞外空间，在此形成较高的H+浓度可知，H+在膜两侧有浓度差，因
此H+泵在膜两侧形成的H+浓度差有助于SU 载体将蔗糖从细胞外空间转运进SE-CC 中，蔗糖进入SE-CC
中是主动运输；蔗糖从细胞外空间转运进SE－CC 中是主动运输，使用细胞呼吸抑制剂会减少ATP 的产生，
降低主动运输速率，因此会降低蔗糖向SE－CC 中的运输速率。
（4）A、用蔗糖跨膜运输抑制剂处理叶片，叶片吸收14CO2 后，放射性蔗糖几乎无法通过细胞膜进入到
SE-CC，而在SE-CC 中检测到大量放射性蔗糖，说明蔗糖可直接通过胞间连丝顺利进入SE-CC，A 正确；
B、将不能通过质膜的荧光物质注入到叶肉细胞，说明荧光物质无法通过细胞膜进入到SE-CC，而在SE-
CC 中检测到荧光，说明荧光物质可直接通过胞间连丝顺利进入SE-CC，B 正确；
C、根据前面的分析可知，将蔗糖从细胞外空间转运进SE-CC 中需要SU 载体的协助，与正常植株相比，
SU 载体功能缺陷植株的叶肉细胞积累了更多的蔗糖，说明SU 是将叶肉细胞中的蔗糖转运进SE-CC 中的重
要载体，不支持上述推测，C 错误；
D、叶片吸收14CO2 后，放射性蔗糖很快出现在SE-CC 附近的细胞外空间中，说明叶肉细胞中的蔗糖没有
进入SE-CC，不支持上述推测， D 错误。
故选AB。
6、（2024·河北邯郸·三模）豆角是豆科豇豆属一年生攀援双子叶植物，是一种营养价值较高的蔬菜。现在
有许多农民在玉米地里套种豆角，在玉米生长到快抽雄的时候，可以在距离玉米根部10 厘米的地方进行豆
角的种植，每棵玉米旁边种植一穴豆角。这种方式不仅会促进玉米的生长，还能够节约架子的搭建成本，
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使豆角可以顺着玉米的杆子爬行，当玉米成熟时，翠绿的豆角也已攀爬而上。请回答下列问题：
(1)套种时，玉米与豆角的种间关系有      。
(2)与豆角光合作用有关的含氮物质有      （至少写出三个），单独种植豆角时，在生长前期需要适量施
加氮肥，而在其后一段时间对氮肥的需求量相对减少，可能的原因是      。
(3)套种豆角的玉米需要在玉米棒半成熟的时候适量摘除下面的叶子，以促进其下部豆角的生长，分析其原
理是      。
(4)套种的玉米田中主要依靠人工除草，尽量避免使用生长素类除草剂的原因是      。
(5)很多人通过生产实践得出玉米和豆角套种不仅提高单位土地面积经济效益，还会增加玉米的产量。请你
设计实验证明玉米和豆角套种会增加玉米的产量，写出实验设计思路即可      。
【答案】(1)种间竞争、原始合作
(2)     ATP、NADPH、叶绿素、酶（任意写出其中的三个）     与豆角互利共生的固氮微生物，随豆角
生长其固氮能力增强
(3)改善通风透光情况，增加了豆角的光照强度和CO2 浓度，提高了豆角的光合作用强度
(4)豆角是双子叶植物，对除草剂敏感
(5)将同一块土地的玉米分成两组，实验组玉米与豆角进行套种，对照组不进行套种，两组玉米进行相同的
管理（在相同条件下培养），检测两组玉米的产量并进行比较。
【分析】 种间关系是指不同种生物之间的关系,种间关系有互利共生、寄生、捕食、种间竞争、原始合作
几种方式。
【详解】（1）玉米和豆角竞争光照和营养物质，存在竞争关系；豆角可以顺着玉米的杆子爬行有利于其
生长，不会影响玉米的生长，可推测两者存在原始合作的关系。
（2）与豆角光合作用有关的含氮物质有ATP、NADPH、叶绿素、酶等。豆角生长前期可能根瘤尚未充分
发育，固氮能力弱，应该适量供应氮肥；一段时间后，根瘤菌的固氮能力增强，对氮素需求量减少。
（3）位于下部的玉米叶片遮挡豆角幼苗的光照，同时不利于空气的流通。去除下部的玉米叶片，可以改
善玉米田的下部通风透光情况，增加了豆角的光照强度和CO2 浓度，提高了豆角的光合作用强度，有利于
豆角的生长。
（4）豆角是双子叶植物，对除草剂敏感，套种的玉米田中使用除草剂会抑制豆角的生长甚至杀死豆角。
（5）将同一块土地的玉米分成两组，实验组玉米与豆角进行套种，对照组不进行套种，两组玉米进行相
同的管理（在相同条件下培养），检测两组玉米的产量并进行比较，这样可以实验证明玉米和豆角套种会
增加玉米的产量。
7、（2024·河北沧州·三模）遮阴反应指林木在遮阴情况下会出现株高增加、分枝减少，最终产量下降的现
象。拟南芥不耐阴，其可通过下胚轴伸长来竞争阳光。研究表明光敏色素蛋白（pbyA）是遮阴反应的调控
因子之一。回答下列问题：
(1)植物绿叶中的叶绿素通常可用      （填试剂）来提取。phyA 主要吸收红光和远红光，与phyA 相比，
光合色素的主要区别是      （答出两点）。
(2)生长素和油菜素内酯协同参与了植物的遮阴反应。研究人员探究了phyA 突变体拟南芥（缺乏phyA）通
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过影响哪种激素信号的传导过程来抑制遮阴反应，相关实验内容如下：
组
别
实验操作
实验现象和结果
实验结论
一
对野生型拟南芥和phyA 突变体
拟南芥施用等量适量的NPA，
在
遮阴条件下培养一段时间后，下
胚轴伸长量分别记为Al和A2
伸长量的大小关系
为：A1①      A2，说明
野生型的遮阴反应被NPA 抑
制，而phyA 突变体相对不敏
感
④
二
②      ，在遮阴条件下培养
一段时间后，下胚轴伸长量分
别记为B1和B2
伸长量的大小关系为：B1大
于B2，说明③
注：NPA 为生长素转运抑制剂，BRZ 为油菜素内酯合成抑制剂。
(3)为保证作物产量，请根据上述信息，提出一项耐阴、耐密植作物的培育建议：       。
【答案】(1)     无水乙醇（或体积分数为95%的乙醇加入适量无水碳酸钠）     光合色素主要吸收（可
见光中的）红光和蓝紫光；光合色素不是蛋白质
(2)     小于（<）     对野生型拟南芥和phyA 突变体拟南芥施用等量适量的BRZ     phyA 突变体的遮
阴反应被BRZ 抑制，而野生型相对不敏感     phyA 突变体拟南芥通过抑制油菜素内酯信号的传导过程来
抑制遮阴反应
(3)可以培育油菜素内酯突变体作物；可以施用BRZ，抑制油菜素内酯的合成，抑制遮阴反应；可以施用
NPA，抑制生长素的转运，抑制遮阴反应
【分析】光敏色素是一类蛋白质（色素-蛋白复合体）分布在植物的各个部位，其中在分生组织的细胞内比
较丰富。受到光照射后→光敏色素结构会发生变化→这一变化的信息传导到细胞核内→基因选择性表达→
表现出生物学效应。
【详解】（1）植物绿叶中的叶绿素通常可用无水乙醇（或体积分数为95%的乙醇加入适量无水碳酸钠）
来提取。光敏色素蛋白（phyA）是遮阴反应的调控因子，与phyA 相比，光合色素的主要区别是光合色素
主要吸收（可见光中的）红光和蓝紫光；光合色素不是蛋白质。
（2）生长素和油菜素内酯协同参与了植物的遮阴反应。对野生型拟南芥和phyA 突变体拟南芥施用适量的
NPA，在遮阴条件下培养一段时间后，下胚轴伸长量分别记为A1 和A2，伸长量的大小关系为Al<A2，说
明野生型的遮阴反应被NPA 抑制，而phyA 突变体相对不敏感；在遮阴条件下培养一段时间后，对野生型
拟南芥和phyA 突变体拟南芥施用等量适量的BRZ，下胚轴伸长量分别记为B1 和B2，伸长量的大小关系
为B1>B2，说明phyA 突变体的遮阴反应被BRZ 抑制，而野生型和对不敏感，得出phyA 突变体拟南芥通
过抑制油菜素内酯信号的传导过程来抑制遮阴反应。
（3）为保证作物产量，可以培育油菜素内酯突变体作物；可以施用BRZ，抑制油菜素内酯的合成，抑制
遮阴反应；可以施用NPA，抑制生长素的转运，抑制遮阴反应。
8、（2024 届河北省保定市十校高三下学期三模）科学家测定了不同浓度镉（Cd）胁迫下黄瓜幼苗的净光
合速率（Pn）和气孔导度（Gs），结果如图1 所示，黄瓜幼苗叶片的部分结构及代谢活动如图2 所示。回
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答下列问题：
(1)已知植物体因适应缺水环境而发生的气孔响应调节机制与某种激素有关，为研究镉胁迫下黄瓜幼苗气孔
导度降低是否具有同样的激素调节机制，可测定叶片中该激素的含量。该激素应为   。
(2)如图2，在光照充足的条件下，胞间CO2的主要来源为   ；去路是扩散至叶绿体   在CO2固定酶的作
用下与   反应，最后生成（CH2O）。
(3)净光合速率降低可能是由气孔因素引起，但也可能是由非气孔因素引起。研究者可通过测定胞间CO2浓
度（Ci）的数据（图3），与Pn、Gs 的数据比对分析得出结论。根据图1、3 中的数据推测，镉胁迫下的
黄瓜幼苗净光合速率较低最可能与   （填“气孔”或“非气孔”）因素有关。
(4)研究者还展开了关于施不同浓度磷肥（P1～P4）对镉胁迫下黄瓜幼苗光合作用的影响的实验，实验的部
分数据如图4。分析数据可以得出结论：   ，且   浓度效果更为显著。
【答案】(1)脱落酸
(2)     外界环境（CO2 通过气孔进入胞间）     基质     C5
(3)非气孔
(4)     在不同浓度的镉胁迫下，施用不同浓度的磷肥（P1～P4）均能提高镉胁迫下的黄瓜幼苗的净光合
作用速率     P3
【分析】生物体从周围环境吸收、积蓄某种元素或难以降解的化合物，使其在机体内浓度超过环境浓度的
现象，称作生物富集。一旦含有镉的生物被更高营养级的动物食用，镉就会沿着食物链逐渐在生物休内聚
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集，最终积累在食物链的顶端。
【详解】（1）脱落酸可以促进植物气孔关闭，所以植物体因适应缺水环境而发生的气孔响应调节机制与
某种激素有关，则该激素为脱落酸。
（2）光照充足的条件下，植物细胞的光合作用大于呼吸作用，线粒体产生的CO2 被叶绿体吸收，所以胞
间CO2 的来源是从外界吸收；CO2 扩散至叶绿体基质中参与光合作用的暗反应，首先在CO2 固定酶的作
用下，CO2 与C5 反应生成C3，进而C3 接受ATP 和NADPH 释放的能量，并且被NADPH 还原生成
(CH2O)。
（3）从图1、3 看出，随着Cd 浓度的增大，净光合速率(Pn)和气孔导度(Gs)都降低，但胞间CO2 浓度(Ci)
增加，可以说明高Cd 浓度组净光合作用降低不是由于缺乏CO2，所以与气孔因素无关，最可能与非气孔
因素有关。
（4）从图4 可以看出，在有Cd 处理的条件下，加入磷肥可以提高净光合作用速率，说明了磷可以降低Cd
对植物的损伤，提高净光合作用速率，且在浓度为P3 条件下效果更为显著。
9、（辽宁省部分学校2024 年高三临考押题考试（三模））图1 是某植物细胞呼吸过程的简图，其中①~⑤
为相关生理过程。该植物总光合速率与呼吸速率的比值（P/R）随光照强度的变化情况如图2 所示。在晴朗
的夏季，研究人员将该植物栽培于密闭玻璃罩内并置于室外，用CO2传感器测定密闭玻璃罩内一昼夜CO2
浓度的变化情况，结果如图3 所示。回答下列问题：
(1)图1 中过程③消耗的[H]来自过程     （填序号），利用的O2可能来自     （填细胞器名称）。
(2)图2 中若当地昼夜时长相等，白天的光照强度为m（a<m<b），则该植物     （填“能”或“不能”）
正常生长，原因是     。若该植株因患病部分叶片出现白化现象，白化叶片的叶绿体内部结构会解体，
则患病的该植物在P/R=1 时对应的光照强度     （填“大于a”“等于a”或“小于a”），原因是     。
(3)据图3 分析，该植物24h 内有机物含量     （填“增加”“减少”或“不变”），出现该现象的依据
是     。
【答案】(1)     
     
①②
叶绿体
(2)     不能     在昼夜时长相等的情况下，需要保证P/R 大于2，植物才能积累有机物来维持自身正常
生长，而当光照强度为m 时，P/R 小于2     大于a     当P/R=1 时，呼吸速率和光合速率相等，白化叶
片的叶绿体内部结构解体导致植物光合速率下降，需要更强的光照才能使光合速率等于呼吸速率
(3)     增加     K 点罩内二氧化碳浓度低于起始点A 点，说明二氧化碳被植物吸收，植物积累了有机物
【分析】（1）有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜，有氧
呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，合成少量ATP，第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳、
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[H]和少量ATP，第三阶段是氧气和[H]反应生成水，合成大量ATP；（2）无氧呼吸第一阶段与有氧呼吸第
一阶段完全相同，第二阶段是丙酮酸在不同酶的催化作用下，分解成酒精和二氧化碳，或者转化为乳酸，
其场所是细胞质基质。
【详解】（1）图1 中过程③为有氧呼吸的第三阶段，消耗的[H]来自过程①（有氧呼吸第一阶段）②（有
氧呼吸第二阶段），利用的O2 可能来自叶绿体，叶绿体是植物进行光合作用的场所，产物之一为O2。
（2）植物总光合速率与呼吸速率的比值（P/R）在m 光照下大于1 而小于2，图2 中若当地昼夜时长相等，
即光照12h（进行光合作用和呼吸作用），黑暗12h（只进行呼吸作用），光照12h 积累的有机物量（净光
合＝总光合—呼吸）少于黑暗12h 消耗的有机物量，故该植物不能正常生长，在昼夜时长相等的情况下，
需要保证P/R 大于2，植物才能积累有机物来维持自身正常生长，而当光照强度为m 时，P/R 小于2。当
P/R=1 时，呼吸速率和光合速率相等，白化叶片的叶绿体内部结构解体导致植物光合速率下降，需要更强
的光照才能使光合速率等于呼吸速率，故若该植株因患病部分叶片出现白化现象，白化叶片的叶绿体内部
结构会解体，则患病的该植物在P/R=1 时对应的光照强度大于a。
（3）据图3 分析，该植物24h 内有机物含量增加，因为K 点罩内二氧化碳浓度低于起始点A 点，说明二
氧化碳被植物吸收，植物积累了有机物。
10、（2024·辽宁沈阳·三模）鱼腥草因植株具有鱼腥味而得名，富含蛋白质、维生素、挥发油等多种成分，
具有广泛的食用和药用价值。科研人员为研究不同光照强度对鱼腥草细胞代谢的影响，开展了相关实验，
测得部分实验数据如下表，回答下列问题。
组别
光照强
度
叶绿素a
（mg/g）
叶绿素b
（mg/g）
气孔导度
（mol·m2·s-1
）
净光合速率
（μmol·m-2·s-1）
挥发油含量
（%）
A
全光照
1.12
0.34
1.21
11.22
67.50
B
遮光
60%
1.22
0.49
0.72
10.57
77.11
C
遮光
80%
1.81
0.66
0.45
10.02
72.31
(1)叶绿素a 和叶绿素b 主要吸收             ，用于光合作用。这两种色素吸收的光波长          （填
“有”或“无”）差别。上述实验表明，全光照最有利于鱼腥草植株生长。遮光后鱼腥草叶绿素含量  
 
（填“升高”或“降低”），这体现了生物对环境的          。据表分析，遮光组鱼腥草净光合速率降
低的原因是          。
(2)挥发油以萜类物质为主，这些萜类物质属于鱼腥草细胞的          （填“初生”或“次生”）代谢物。
据表分析，光照强度与鱼腥草挥发油产量多少的关系是：                    。
(3)鱼腥草挥发油具有抗过敏作用，可用于治疗过敏性荨麻疹，鱼腥草的嫩叶、根茎也是人们餐桌上的绿色
佳肴。鱼腥草的药用、食用体现了生物多样性的          价值。综上所述，可根据鱼腥草在入食、入药
的不同用途来选择合适的          条件进行种植培育。
【答案】(1)     红光、蓝紫光      有      升高      适应(性)     气孔导度下降，CO2 吸收减少，
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暗反应速率降低
(2)     次生     遮光有利于鱼腥草挥发油产量的增加，且遮光60%比遮光80%效果好
(3)     直接     光照(或答：“遮光”)
【分析】分析表格可知，随着遮光程度增加，叶绿素a、b 含量都有所增加，但气孔导度降低，净光合速率
降低，据此分析答题。
【详解】（1）叶绿素a 和叶绿素b 都是叶绿素，主要吸收红光、蓝紫光，且这两种色素吸收的光波长有差
别；
分析表格数据可知，与全光照相比，遮光处理时叶绿素a、b 含量都有所增加（升高），这体现了生物对环
境的适应(性)；
二氧化碳是暗反应的原料，遮光组鱼腥草气孔导度下降，CO2 吸收减少，暗反应速率降低，故净光合速率
降低。
（2）萜类物质属于鱼腥草细胞的次生代谢物，不是植物生长必须的；
据表分析，与全光照相比，不同遮光条件下挥发油含量有不同程度增加，说明光照强度与鱼腥草挥发油产
量多少的关系是：
遮光有利于鱼腥草挥发油产量的增加，且遮光60%比遮光80%效果好。
（3）直接价值是对人类有食用、药用和工业原料等使用意义以及有旅游观赏、科学研究和文学艺术创作
等非实用意义的价值，鱼腥草的药用、食用体现了生物多样性的直接价值；
综上所述，不同遮光条件下植物的净光合速率和挥发油等不同，可根据鱼腥草在入食、入药的不同用途来
选择合适的光照条件进行种植培育。
11、（2024 届辽宁省高三联考三模）甲醛（HCHO）是装修后的建筑室内空气中常见的污染物之一；严重
情况下会引发人体免疫功能异常甚至导致白血病。研究发现常春藤可利用外源甲醛进行光合作用，具体过
程如图所示。RU5P 和HU6P 是中间产物，①②代表过程，字母代表物质。请回答下列问题：
(1)a 代表          ，b 代表           。
(2)图中循环①的名称是          ，该过程的能量变化是          。
(3)追踪并探明循环②甲醛的碳同化路径，可采用的方法是          。常春藤细胞同化甲醚的场所是  
 
。
(4)甲醛在被常春藤吸收利用的同时，也会对常春藤的生长产生一定的影响，研究人员发现在低浓度甲醛胁
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迫下；叶片气孔导度（气孔的开放程度）降低，而叶肉细胞中可溶性糖含量反而增加，据图分析，可能的
原因是          ，时片的气孔开放程度可能与植物激素中          有关。
【答案】(1)     NADPH       五碳化合物
(2)     卡尔文循环       ATP 和NADPH 中的化学能转变为糖类中的化学能 
(3)     同位素标记法     叶绿体基质
(4)     通过降低气孔的开放程度，减少甲醛的吸收，提高可溶性糖的含量，增强抗逆性     脱落酸  
【分析】光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能把二氧化碳和水转变成储存着能量的有机物，并释
放出氧气的过程。光合作用的光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体膜）：水的光解产生NADPH 与氧气，
同时合成ATP。光合作用的暗反应阶段（场所是叶绿体的基质）：CO2 被C5 固定形成C3， C3 在光反应
提供的ATP 和NADPH 的作用下还原生成糖类等有机物。
【详解】（1） 光合作用的光反应阶段，水的光解产生NADPH 与氧气，同时合成ATP，光能转化成储存
在ATP 和NADPH 中的化学能。其中a 是NADPH， 据图1 分析可知，图示过程①是暗反应的过程，该循
环称为卡尔文循环，b 与二氧化碳反应生成三碳化合物，所以b 代表五碳化合物。
（2） 据图1 分析可知，图示过程①是暗反应的过程，该循环称为卡尔文循环，ATP 和NADPH 中的化学
能转变为糖类等有机物中的化学能。
（3）要追踪并探明循环②甲醛的碳同化路径，就要把甲醛的走向由不可见转换成可见或可测，采用同位
素标记法可以达到目的。选择有放射性的同位素标记甲醛，可以通过检测元素的放射性追踪甲醛走向。由
图1 可知，甲醛参与光合作用的暗反应过程，因此常春藤细胞同化HCHO 的场所是叶绿体基质。
（4）在甲醛胁迫下，常春藤的抗逆途径可以是通过降低气孔的开放程度，减少甲醛的吸收，储存可溶性
糖类等有机物，从而提高抗逆能力。脱落酸有调节气孔导度的作用，因此常春藤叶片的气孔开放程度可能
与植物激素中的脱落酸有关。
12、（2024 届辽宁省高三·三模）大豆和其他作物间作可以改善土壤肥力，提高农作物产量，其中大豆—
玉米的间作种植是一种常见的种植模式。某农业研究所研究了大豆、玉米的单作及两者间作模式下，两种
农作物的光合指标及产量，结果如表所示。回答下列问题：
种植模式
叶绿素含
量/（mg·g-1）
胞间CO2含
量/（μmol·m-2·s-1）
净光合速
率/（μmol·m-2·s-1）
单株平均
产量/g
单
作
大
豆
20
279
16
103
玉
米
50
306
18
265
间
作
大
豆
24
307
11
84
玉
米
58
320
22
505
(1)与单作相比，间作使大豆的叶绿素含量明显升高，这会导致大豆吸收的          光明显增多。
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(2)大豆—玉米间作后，玉米的产量明显提高。据表分析，原因是          （答出2 点）。
(3)研究人员认为，大豆—玉米间作对于两种农作物并不能都实现增产，其依据是           。
(4)某地积极推广大豆—玉米间作模式，收获大豆、玉米后，再将秸秆还田。结果发现每亩地能够减少约10
公斤氮肥的使用量，土壤中的氮素含量有所提升。根据所学知识分析，出现该结果的原因可能是  
 
。
【答案】(1)蓝紫光和红
(2)大豆-玉米间作能提高玉米的叶绿素含量，提高光反应速率，同时，玉米的胞间 CO2 浓度增加，提高暗
反应速率
(3)大豆-玉米间作后，玉米的单株平均产量明显增加，但大豆的单株平均产量明显降低
(4)大豆的根部富含根瘤菌，根瘤菌具有固氮的能力，从而供大豆、玉米利用，减少氮肥的使 用量；同时
秸秆还田后会被土壤中的微生物分解，从而增加土壤中的氮素含量
【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段，其中光反应包括水的光解和ATP 的生成，暗反应包括二
氧化碳的固定和三碳化合物的还原等。
【详解】（1）叶绿素包括叶绿素a 和叶绿素b，主要吸收蓝紫光和红光。
（2）叶绿素参与光反应过程，二氧化碳是暗反应的原料，从表中可知，间作后，玉米的叶绿素含量和胞
间CO2 浓度均明显增加，从而提高了玉米的光反应和暗反应速率，从而实现玉米单株平均产量的增加，实
现增产，但大豆的 单株平均产量却明显降低。
（3）据表可知，与单作相比，大豆-玉米间作后，玉米的单株平均产量明显增加，但大豆的单株平均产量
明显降低，故大豆-玉米间作对于两种农作物并不能都实现增产。
（4）大豆的根部富含根瘤菌，根瘤菌具有固氮的能力，从而供大豆玉米利用，减少氮肥的使用量；同时
秸秆还田后会被土壤中的微生物分解，从而增加土壤 的氮素含量，故某地积极推广大豆—玉米间作模式，
收获大豆、玉米后，再将秸秆还田。结果发现每亩地能够减少约10 公斤氮肥的使用量，土壤中的氮素含量
有所提升。
13、（2024·辽宁抚顺·三模）光系统Ⅰ和光系统Ⅱ是植物光合作用的捕光复合物、放氧复合物和电子传递
复合物等。藻蓝蛋白是海洋藻类中吸收光能的一类蛋白质，能吸收550~650 nm 内不同波长的光，影响光
合作用的效率。为研究藻蓝蛋白的功能，研究人员以缺失细胞壁的莱茵衣藻突变体（cc849）、基于cc849 
制备的高表达藻蓝蛋白FACHB314 的转基因莱茵衣藻藻株（Cr-PC）和高表达藻蓝蛋白 FACHB314 及
FACHB314 合成酶的莱茵衣藻藻株（Cr-PCHP）为材料，研究相关光合参数，结果如图1 和图 2 所示。回
答下列问题：
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(1)莱茵衣藻属于单细胞真核生物。光系统Ⅰ和光系统Ⅱ分布在叶绿体的    上，捕光复合物中的叶绿素主
要吸收可见光中的    。不能用低渗溶液培养 cc849 藻株，原因是    。
(2)结合实验结果分析，藻蓝蛋白 FACHB314 吸收的光    （填“能”或“不能”）输入光合作用系统，
判断依据是    。
(3)检测以上三种莱茵衣藻的生长曲线和干重（有机干物质量），结果如图3 和图4 所示。
在培养过程中，检测培养液中莱茵衣藻的细胞数量时，可采用的方法是    。重组藻蓝蛋白 FACHB314
的表达对莱茵衣藻生长和有机物的积累具有    作用，基于上述研究，原因是    。
【答案】(1)     类囊体薄膜     红光和蓝紫光     cc849 藻株的细胞壁缺失，在低渗溶液中会吸水涨
破
(2)     能     Cr-PC 和 Cr-PCHP 藻株均高表达藻蓝蛋白 FACHB314,两者的光系统Ⅰ和光系统Ⅱ的电子
传递速率均高于 cc849 藻株的
(3)     抽样检测（或显微镜直接计数法）     促进     藻蓝蛋白 FACHB314 能提高光系统的电子传递
速率，提高光合速率，增加有机物的积累量
【分析】莱茵衣藻是一种藻类植物，是自养型的真核生物，光合作用的场所是叶绿体。
【详解】（1）莱茵衣藻属于单细胞真核生物。光系统Ⅰ和光系统Ⅱ参与光反应，存在于莱茵衣藻叶绿体
的类囊体薄膜上。叶绿素主要吸收可见光中的红光和蓝紫光。cc849 藻株的细胞壁缺失，在低渗溶液中容
易吸水涨破，因而不能用低渗溶液培养cc849 藻株。
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（2）根据实验结果，Cr-PC 和Cr-PCHP 藻株均高表达藻蓝蛋白FACHB314，二者的光系统Ⅰ和光系统Ⅱ的
电子传递速率均高于cc849 藻株的，说明藻蓝蛋白FACHB314 吸收的光能输入光合作用系统，从而能提高
光合速率。
（3）在培养过程中，检测培养液中莱茵衣藻的细胞数量时，可采用抽样检测法。根据实验结果，Cr-PC 和
Cr-PCHP 藻株均高表达藻蓝蛋白FACHB314，其细胞密度和干重均大于cc849 藻株的，说明重组藻蓝蛋白
的表达对莱茵衣藻生长和有机物的积累具有促进作用，原因是藻蓝蛋白吸收光能，提高了光系统的电子传
递速率，提高了光合速率。
14、（2024·吉林长春·三模）研究人员在春季白天全光照条件下，对东北草莓（野生品种）和“红颜”草
莓（栽培品种）的部分光合作用指标的日变化规律进行了研究，结果如下图所示。回答下列问题。
  
(1)进行光合作用时，在     （填场所）中相关酶的作用下，草莓从大气中吸收的CO2依次经过     和   
过程最终转化为储存着能量的有机物。
(2)据图分析，12：00~13：00 时东北草莓的净光合速率降低是由     （填“气孔”或“非气孔”）限制因
素所导致，判断的依据是     。
(3)“红颜”草莓在16：00~18：00 胞间CO2浓度明显升高，其主要原因是     。
(4)比较两种草莓，种植     草莓产量更高，理由是该草莓     。
【答案】(1)     叶绿体基质     CO2 的固定     C3 的还原
(2)     非气孔     12：00~13：00 时东北草莓叶片气孔导度和胞间CO2 浓度均增加
(3)16：00~18：00 光照强度下降引起光反应速率的下降，进而导致暗反应中CO2 的消耗量减少
(4)     “红颜”/栽培品种     净光合速率大，产量高
【分析】光合作用，通常是指绿色植物（包括藻类）吸收光能，把二氧化碳和水合成富能有机物，同时释
放氧气的过程。光合作用分为光反应阶段和暗反应阶段。呼吸作用一般指异化作用。 异化作用是指机体
将来自环境的或细胞自己储存的有机营养物的分子（如糖类、脂类、蛋白质等），通过一步步反应降解成
较小的、简单的终产物（如二氧化碳、乳酸、乙醇等）的过程。光合与呼吸的差值可用净光合速率来表示，
具体指标可以是氧气释放量、CO2 吸收量、有机物积累量等。
【详解】（1）草莓吸收CO2 进行暗反应，其场所是叶绿体基质，草莓从大气中吸收的CO2 依次经过CO2
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的固定和C3 的还原过程最终转化为储存着能量的有机物。
（2）据图分析，12：00~13：00 时气孔导度和胞间CO2 浓度均增加，所以东北草莓的净光合速率降低是
由非气孔限制因素所导致的。
（3）16：00~18：00 光照强度下降引起光反应速率的下降，进而导致暗反应中CO2 的消耗量减少，所以
“红颜”草莓在16：00~18：00 胞间CO2 浓度明显升高。
（4）据图可知，“红颜”草莓的净光合速率大，产量高，所以“红颜”草莓产量更高。
15、（2024·吉林·三模）“五谷者，万民之命，国之重宝”， 如今中国人的饭碗要靠自己的力量揭稳！研
究人员发现某突变体水稻的叶绿素含量约为野生型水稻的50%，但在光饱和条件、不同浓度氮肥处理下叶
片光合速率均比野生型高。为探究其作用机制，研究人员对该突变体和野生型水稻分别施不同浓度的氮肥
0kg·N·hm-2、120kg·N·hm-2，240kg·N·hm-2。并标记为0N、120N、240N，实验结果如图。回答下列问题。
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(1)叶肉细胞中的 Rubisco 酶能催化 CO2与C5生成C3，其作用的场所是         由图b 可知， 随着氮肥
浓度升高，突变体水稻光合速率         。在温度、pH 等条件均最适的情况下，请结合现代技术手段，
从分子水平上提高水稻细胞中Rubisco 酶活性的办法是 
(2)施用氮肥时，据图a 分析突变体水稻叶片的         比野生型大，能从环境中吸收更多CO2；从图b 分
析，         。因此，突变体提高光合速率的机制可能是： N 元素促进光合作用         反应，进而提
高光合速率。若实验条件改为低光照强度，突变体的光合速率可能会         （高于或低于）野生型。
(3)实验过程中施加氮肥，保持根细胞的通气良好，有助于吸收氮肥，而在农业生产中保证水稻根部通气良
好还有生态学意义，是         。
【答案】(1)     叶绿体基质     增加/升高     通过基因工程技术（转基因技术）将对 CO2 亲和力更
强的植物的 Rubisco 酶基因进行改造（或利用蛋白质工程改造 Rubisco 酶基因， 使该酶对CO2 亲和力更
强）
(2)     气孔导度     突变体比野生型 Rubisco 酶的含量明显增加， CO2 固定的效率较高（暗反应效率
较高）     暗     低于
(3)减少氮肥对环境造成污染引起水体富营养化（藻类大量繁殖）的问题
【分析】光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能把二氧化碳和水转变成储存着能量的有机物，并释
放出氧气的过程；光合作用的光反应阶段（场所在叶绿体的类囊体膜上）产生NADPH 与氧气，同时合成
ATP；光合作用的暗反应阶段（场所在叶绿体的基质中）：CO2 被C5 固定形成C3， C3 在光反应提供的
ATP 和NADPH 的作用下还原生成糖类等有机物。
【详解】（1）叶肉细胞中的 Rubisco 酶能催化 CO2 与C5 生成C3 的过程属于暗反应，暗反应的场所是叶
绿体基质；据图b 可知，随着氮肥浓度升高，突变体水稻光合速率逐渐增加（升高）；从分子水平上提高
水稻细胞中Rubisco 酶活性可利用基因工程技术将对 CO2 亲和力更强的植物的 Rubisco 酶基因进行改造
或利用蛋白质工程改造 Rubisco 酶基因， 使该酶对CO2 亲和力更强。
（2）据图a 可知，施用氮肥时，突变体水稻叶片的气孔导度比野生型大；据图b 分析可知，施用氮肥时，
突变体比野生型 Rubisco 酶的含量明显增加， CO2 固定的效率较高（暗反应效率较高）；因此，突变体
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提高光合速率的机制可能是： N 元素可作为Rubisco 酶的合成原料，促进光合作用暗反应，进而提高光合
速率；若实验条件改为低光照强度，突变体由于叶绿素含量约为野生型水稻的50%，吸收光能减少，光反
应产生的ATP 和NADPH 减少，其光合速率可能会低于野生型。
（3）根部通气良好时，根细胞有氧呼吸旺盛，产生更多的能量，使细胞以主动运输的方式吸收氮肥，同
时还能减少氮肥对环境造成污染引起水体富营养化（藻类大量繁殖）的问题。
16、（2024·黑龙江齐齐哈尔·三模）Rubisco 酶在O2浓度较高时会催化C5与O2反应，反应产物经一系列变
化消耗ATP 和NADPH 后生成CO2，该过程被称为光呼吸， 简图如下，同时Rubisco 酶在CO2浓度较高时
也能催化C5与CO2反应。结合所学知识，回答下列问题：
(1)Rubisco 酶位于            （填具体部位）中，其可催化RUBP（一类五碳化合物）与CO2结合，然后
生成C3，C3在一系列酶的催化下，将          中的化学能转化为糖类等有机物中的化学能。
(2)夏季晴朗的午后，水稻进行光呼吸的速率会          ，以          从而保护叶肉细胞，此时叶肉细
胞释放O2的速率会明显下降，分析其可能的原因是              。
(3)已知乙醛酸和H2O2会氧化蛋白质的二硫键，影响相关酶的活性，由图推测过氧化物酶体具有       等
功能。
(4)蓝细菌进行光呼吸的速率低于相同条件下的高等植物，从酶的角度分析，其可能的原因是          。
(5)研究发现，光呼吸过程释放的CO2的量与叶绿体中形成的乙醇酸的量成正比。研究者给大豆叶片喷施一
定量的2，3—环氧丙酸（结构与乙醇酸类似），结果大豆光合速率比对照组高了18.7%，分析2，3—环氧
丙酸的作用机理：                。
【答案】(1)     叶绿体基质     NADPH 和ATP
(2)     增强     消耗光反应阶段生成的多余的ATP 和NADPH，减少对光合结构的损伤，     光呼吸
可以消耗O2
(3)转化乙醛酸、水解H2O2、保护蛋白质
(4)蓝细菌为原核生物，不具有生物膜系统，而高等植物具有生物膜系统，广阔的膜面积为酶提供了大量的
附着位点，为光呼吸的顺利进行创造了有利条件 
(5)2，3—环氧丙酸会造成光呼吸的产物积累，抑制叶绿体中乙醇酸的合成，即C5 与氧气结合过程被抑制，
则CO2 更多的与C5 结合形成C3，因此会促进暗反应的进行，以提高光合速率。
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【分析】光合作用包括光反应和暗反应阶段：
1、光反应阶段是在类囊体的薄膜上进行的。叶绿体中光合色素吸收的光能将水分解为氧和H+，氧直接以
氧分子的形式释放出去，H+与氧化型辅酶Ⅱ（NADP+）结合，形成还原型辅酶Ⅱ（NADPH）。还原型辅
酶Ⅱ作为活泼的还原剂，参与暗反应阶段的化学反应，同时也储存部分能量供暗反应阶段利用；在有关酶
的催化作用下，提供能量促使ADP 与Pi 反应形成ATP。
2、暗反应在叶绿体基质中进行，在特定酶的作用下，二氧化碳与五碳化合物结合，形成两个三碳化合物。
在有关酶的催化作用下，三碳化合物接受ATP 和NADPH 释放的能量，并且被NADPH 还原。一些接受能
量并被还原的三碳化合物，在酶的作用下经过一系列的反应转化为糖类；另一些接受能量并被还原的三碳
化合物，经过一系列变化，又形成五碳化合物。
【详解】（1）Rubisco 酶主要参与二氧化碳的固定，故分布在叶绿体基质中， 光反应为暗反应提供
NADPH 和ATP，将C3 还原成糖类等有机物。
（2）Rubisco 是一个双功能酶，光照条件下，它既能催化C5 与CO2 发生羧化反应固定CO2，又能催化C5
与O2 发生加氧反应进行光呼吸，其催化方向取决于CO2 和O2 浓度。强光下叶肉细胞内气孔导度下降，
O2 浓度升高，CO2 浓度降低，O2 在Rubisco 的竞争中占优势，Rubisco 更倾向于催化C5 与O2 发生反应，
光呼吸增强，光呼吸可以消耗光反应阶段生成的多余的ATP 和NADPH，减少对光合结构的损伤，从而保
护叶肉细胞，光呼吸是C5 与O2 发生的反应，可以消耗过多的能量和O2，此时叶肉细胞释放O2 的速率也
会明显下降。
（3）由图可知，乙醇酸被转运至过氧化物酶体，在过氧化物酶体内，乙醇酸在相关酶的作用下，被氧化
成乙醛酸，H2O2 被水解为氧气和水，因此过氧化物酶体具有转化乙醛酸、水解H2O2、保护蛋白质等功能。
（4）高等植物为真核生物，具有生物膜系统，蓝细菌为原核生物，不具有生物膜系统，生物膜系统广阔
的膜面积为酶提供了大量的附着位点，为各种化学反应的顺利进行创造了有利条件，因此蓝细菌进行光呼
吸的速率低于相同条件下的高等植物。
（5）由图可知，乙醇酸是光呼吸的产物，给大豆叶片喷施一定量的2，3—环氧丙酸（结构与乙醇酸类
似），会造成光呼吸的产物积累，抑制叶绿体中乙醇酸的合成，即C5 与氧气结合过程被抑制，则CO2 更
多的与C5 结合形成C3，因此会促进暗反应的进行，以提高光合速率。
17、（2024·黑龙江大庆·三模）生物炭是在低氧环境下，将木材、草、玉米秸秆等有机物通过高温慢速彻
底氧化分解获得的，在农业中具有改良土壤、缓释肥料等功能。为探究生物炭和保水剂对园艺植物火鹤花
光合色素的合成及光合特性的影响，科研人员将长势相同的火鹤花均分为12 组并进行相关处理，如下表所
示；种植3 个月后摘取叶片测定光合色素含量和净光合速率，实验结果如图
1、图2 所示。请回答下列问题：
组别
处理
T
1
T2
T3
T4
T5
T6
T7
T8
T9
T10
T11
T12
基质质量
生物
炭
0
0
0
0
10
10
10
10
20
20
20
20
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（%）
保水
剂
0
0.2
0.4
0.6
0
0.2
0.4
0.6
0
0.2
0.4
0.6
(1)生物炭具有植物生长所必需的      （填“有机物”或“无机盐”）；据图分析，在不添加保水剂的情
况下，一定量的生物炭能       （填“促进”、“抑制”或“促进或抑制”）叶绿素的合成。
(2)与有机物在生物体外的燃烧相比，细胞呼吸中有机物彻底氧化分解有何不同特点？      （写出1 点即
可）。
(3)写出测定叶片净光合速率的指标：单位时间内单位叶面积        （写出1 种即可）。
(4)由实验结果可知，生物炭基质质量和保水剂基质质量分别为         时，净光合速率达到最大值。
(5)据图表信息及所学内容分析，适宜保水剂能提高净光合速率的机理可能是    （答出2 点即可）。
【答案】(1)     无机盐         促进
(2)温和条件下逐步进行 ；需酶的作用 ；能量逐步释放 
(3)单位叶面积O2 的释放量或单位叶面积CO2 的吸收量
(4)10%、0.4%  
(5)适宜保水剂能促进光合色素的合成，同时保水剂也可以减小蒸腾作用，增加CO2 的吸收，从而提高净
光合速率   
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【分析】光合作用的过程十分复杂，它包括一系列化学反应。根据是否需要光能，这些化学反应可以分为
光反应和暗反应两个阶段。光反应阶段必须有光才能进行，暗反应阶段有光无光都能进行。
【详解】（1）生物炭是在低氧环境下，将木材、草、玉米秸秆等有机物通过高温慢速裂解获得，生物炭
具有植物生长所必需的无机物，比较T1、T5、T9 组的光合色素的含量可知，在不添加保水剂的情况下，
一定量的生物炭能促进叶绿素的合成。
（2）同有机物在生物体外的燃烧相比，细胞呼吸中有机物氧化分解的特点：温和条件下逐步进行 ；需酶
的作用 ；能量逐步释放 
（3）单位时间内单位叶面积O2 的释放量或单位时间单位叶面积CO2 的吸收量均可表示植株净光合速率。
（4） 由图2 可知，T7 组净光合速率最大，对应的生物炭基质质量和保水剂基质质量分别为10%、0.4%。
（5）由图1 中T1-T4 组可知，适宜保水剂能促进光合色素的合成，适宜保水剂能提高净光合速率的机理可
能是适宜保水剂能促进光合色素的合成，同时保水剂也可以减小蒸腾作用，增加CO2 的吸收，从而提高净
光合速率。
18、（2024·黑龙江双鸭山·三模）为研究光照强度与光合速率的关系，科研人员将某植物放在适宜环境中，
在不同时刻测定净光合速率，结果如下表。回答下列问题：
时间
4 时
6 时
8 时
10 时
11 时
12 时
光照强度（klx）
0
10
20
50
80
90
净光合速率
（μmolCO2·m-2·s-1）
-5
0
5
15
20
20
(1)实验条件下，该植物的呼吸速率为        μmolCO2·m-2·s-1。4 时，该植物叶肉细胞合成ATP 的场所有  
。6 时，该植物的净光合速率为零，此时叶肉细胞的光合速率        （填“>”“=”或“<”）呼吸速率。10
时，限制该植物净光合速率的环境因素和内部因素分别是        、        （各答出一点）。
(2)12 时，突然将植物移入黑暗环境中，短时间内，该植物叶肉细胞中的叶绿体内C3的含量将        
（填“增加”“不变”或“减少”）。下午2 时，光照强度达到当天最大值，但净光合速率却有所下降，
原因是        。
(3)研究人员又在适宜条件下用紫外线对该植物进行照射，随着紫外线照射时间的延长，该植物叶片气孔导
度逐渐下降，但胞间CO2浓度整体呈现上升趋势，原因可能是                。除了用于光合作用，光
还作为        （填“信号”或“能量”）被植物体中光敏色素捕获，进而调控植物的生长发育。
【答案】(1)     5     细胞质基质、线粒体     >     光照强度光合色素的含量     与光合色素有关
的酶的含量或酶活性
(2)     增加     光照强度最强时，温度很高，蒸腾作用很强，气孔大量关闭，二氧化碳供应减少，导致
光合作用强度明显减弱
(3)     紫外线照射使光合速率下降，消耗的CO2 小于气孔导入和细胞呼吸产生的CO2 之和     信号
【分析】根据题意和图表分析可知：表格中不同光照条件下净光合速率不同，光照强度为0 时，净光合速
率为负值，说明此时只进行呼吸作用；光照强度为10klx 时，净光合速率为0，说明此时光合速率与呼吸速
率相等；在光照强度在10～80klx 之间时，净光合作用强度在不断增加，并在80klx 达到了光饱和点，因此
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光照强度在超过80klx 时，光合作用速率不再增加。
【详解】（1）4 时，光照强度为0 时，净光合速率为负值，说明此时只进行呼吸作用，该植物的呼吸速率
为5μmolCO2·m-2·s-1，此时，叶肉细胞只进行呼吸作用，叶肉细胞合成ATP 的场所为细胞质基质、线粒体。
6 时，该植物的净光合速率为零，由于植物体内能进行光合作用的只有叶肉细胞，此时叶肉细胞的光合速
率>呼吸速率。在光照强度在10～80klx 之间时，净光合作用强度在不断增加，并在80klx 达到了光饱和点，
10 时，影响光合作用的环境因素可以是光照强度，内部因素可以是光合色素的含量。
（2）12 时，突然将植物移入黑暗环境中，光反应停止，合成的ATP 和NADPH 的量减少，短时间内，C3
的还原速率变慢，C3 合成的速率不变，该植物叶肉细胞中的叶绿体内C3 的含量将增加。下午2 时，光照
强度达到当天最大值，温度很高，蒸腾作用很强，气孔大量关闭，二氧化碳供应减少，导致光合作用强度
明显减弱。
（3）由于紫外线照射使光合速率下降，消耗的CO2 小于气孔导入和细胞呼吸产生的CO2 之和，故随着紫
外线照射时间的延长，该植物叶片气孔导度逐渐下降，但胞间CO2 浓度整体呈现上升趋势。光除了用于光
合作用，还可作为信号被植物体中光敏色素捕获，进而调控植物的生长发育。
19、（2024·江苏南通·三模）光合作用、有氧呼吸、厌氧发酵的和谐有序进行是土壤底栖藻类正常生命活
动的基础。某单细胞土壤底栖藻类在黑暗条件下无氧发酵产生醋酸等有机酸（HA），导致类囊体、线粒
体酸化，有利于其从黑暗向黎明过渡，相关过程如下图1，字母 B~H 代表相关物质。请回答下列问题。
(1)物质 B 是    ，除TCA 循环外，图中能产生物质B 的过程还有    ；物质C、H 分别是    、    。
(2)黑暗条件下，PQ 等电子传递体处于    （氧化、还原）状态。从黑暗转黎明时，整体光合电子传递速
率慢，导致    （填字母）量成为卡尔文循环的限制因素，此时吸收的光能过剩，对电子传递链造成压力。
(3)光合色素吸收的光能有三个去向：用于光合作用、以热能散失、以荧光的形式发光。由光合作用引起的
荧光淬灭称之为光化学淬灭（qP），由热能散失引起的荧光淬灭称之为非光化学淬灭（NPQ）。为了探究
厌氧发酵产酸对光能利用的影响，研究人员以npq4 突变体（缺失LHCSR 蛋白，LHCSR 催化NPQ）和
正常藻为材料，在黑暗中进行厌氧发酵，发酵180min 后添加KOH。整个实验过程中连续抽样，在光下测
定荧光强度，结果如下图2、图3。相关推断合理的是____。
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A．突变体厌氧发酵时间越长，光化学淬灭越强
B．正常藻厌氧发酵后加入 KOH，非光化学淬灭增强
C．正常藻厌氧发酵产生有机酸，降低类囊体pH，促进非光化学淬灭
D．正常藻厌氧发酵产生有机酸，有利于缓解黎明时电子传递链的压力
(4)为进一步研究厌氧发酵产酸对光下放氧的影响，研究人员将正常藻平均分为两组，在黑暗条件下厌氧发
酵3 小时后，对照组不加KOH，实验组用KOH 处理，在弱光下连续测定放氧量并计算达到最大氧气释放
量的百分比，结果如下表。
组别
光照时间/h
0.5
1
2
3
对照组
30
%
80
%
100
%
100
%
实验组
0%
0%
60%
100
%
放氧速率等于光合作用产生氧气的速率减去呼吸作用消耗氧气的速率。实验数据说明厌氧发酵产酸    
（促进、抑制）有氧呼吸。实验组放氧速率比对照组低，主要原因是    。
【答案】(1)     CO2     丙酮酸分解为乙酰辅酶A（或醋酸）、丙酮酸分解为酒精     H2O     ATP
(2)     氧化     F、H
(3)CD
(4)     抑制     实验组与对照组光合作用放氧速率相当，实验组有氧呼吸速率大于对照组
【分析】1、光合作用包括光反应和暗反应阶段：
（1）光反应阶段是在类囊体的薄膜上进行的。叶绿体中光合色素吸收的光能将水分解为氧和H+，氧直接
以氧分子的形式释放出去，H+与氧化型辅酶Ⅱ（NADP+）结合，形成还原型辅酶Ⅱ（NADPH）。还原型
辅酶Ⅱ作为活泼的还原剂，参与暗反应阶段的化学反应，同时也储存部分能量供暗反应阶段利用；在有关
酶的催化作用下，提供能量促使ADP 与Pi 反应形成ATP。
（2）暗反应在叶绿体基质中进行，在特定酶的作用下，二氧化碳与五碳化合物结合，形成两个三碳化合
物。在有关酶的催化作用下，三碳化合物接受ATP 和NADPH 释放的能量，并且被NADPH 还原。一些接
受能量并被还原的三碳化合物，在酶的作用下经过一系列的反应转化为糖类；另一些接受能量并被还原的
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三碳化合物，经过一系列变化，又形成五碳化合物。
2、影响光合作用的因素外在环境因素主要是光照强度、二氧化碳浓度和温度，内在因素主要是酶的含量、
叶绿素的含量和五碳化合物的含量。
【详解】（1）在有氧呼吸第二阶段，丙酮酸进入线粒体，在线粒体基质中生成二氧化碳。据图可知，丙
酮酸进入线粒体后在线粒体基质中生成B，因此，B 为二氧化碳。据图可知，除TCA 循环外，图中能产生
物质B 的过程还有丙酮酸分解为乙酰辅酶A（或醋酸）、丙酮酸分解为酒精。据图可知，物质C 在类囊体
膜上经光解成H+和D，可知，物质C 是水。据图可知，物质G 在类囊体膜上利用H+顺浓度运输提供的能
量，反应生成物质H，因此可知，物质H 为ATP。
（2）黑暗条件下，类囊体膜上不发生水的光解，PQ 等电子传递体无法获得电子，因此，它们处于氧化状
态。从黑暗转黎明时，整体光合电子传递速率慢，产生的ATP 和NADPH 少，导致暗反应的卡尔文循环受
限。据图可知，F 和H 分别代表ATP 和NADPH。因此，从黑暗转黎明时，整体光合电子传递速率慢，导
致F、H 量成为卡尔文循环的限制因素。
（3）A、据图2 可知，突变体厌氧发酵时间越长，荧光强度基本保持不变，说明光化学淬灭并没有变强，
推断不合理，A 不符合题意；
B、据图2 可知，正常藻厌氧发酵后加入 KOH，荧光强度明显增强，并未淬灭，推断不合理，B 不符合题
意；
C、正常藻在厌氧发酵产生有机酸，类囊体pH 降低，光反应减慢，合成的ATP 减少，热能散失增加，促
进非光化学淬灭，推断合理，C 符合题意；
D、正常藻厌氧发酵产生有机酸，酸化类囊体，减少对光的吸收，能缓解黎明时电子传递链的压力，推断
合理，D 符合题意。
故选CD。
（4）据表中数据表明，加了KOH 的实验组，在相同时间内，氧气释放量低，说明此时有氧呼吸强消耗了
氧气。由此可推断，厌氧发酵产酸对有氧呼吸有抑制作用。实验组放氧速率比对照组低，主要原因是实验
组与对照组光合作用放氧速率相当，实验组有氧呼吸速率大于对照组。
20、（2024·浙江·三模）植物光合作用过程分为光反应和碳反应两个过程。下图表示光合作用的作用光谱
与叶绿素a 吸收光谱的关系，作用光谱显示的是不同波长光的光合作用效率；吸收光谱显示的是叶绿素a
对于不同波长光的吸收百分率。
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回答下列问题：
(1)森林中阳生植物多居上层，林下几乎都是散射光（主要为蓝紫光）适合阴生植物生存。阴生植物的叶绿
体比阳生植物的大且颜色深，其生理学意义是   。
(2)作用光谱可用   随光波长的变化来表示。根据图示，光合作用的作用光谱与叶绿素a 的吸收光谱不完
全相同，其原因是   。实验测定植物叶绿素a、b 的含量时发现：阴生植物中叶绿素b/a 大于阳生植物，
推测可能的原因是   。
(3)精细的调控机制保障了卡尔文循环中能量的有效利用：
①当叶绿体中五碳糖含量偏低时，可通过离开卡尔文循环的三碳糖   （填“增多”或“减少”），再生
五碳糖过程   （填“加强”或“减弱”）来增加其含量。
②磷酸转运器位于叶绿体膜上，是一种能将三碳糖运出叶绿体，同时将无机磷酸（Pi）等量运入叶绿体的
一种载体。三碳糖合成蔗糖时会释放Pi，如果蔗糖的输出受阻，则其合成速率会   ，造成   ，从而影响
卡尔文循环的正常运转。
③卡尔文循环中酶的数量和活性都会受到调控，其酶数量可通过调控   和叶绿体基因的表达水平来实现。
(4)现提供植物叶肉细胞匀浆、适当的介质、低渗溶液、离心机、充足的
14CO2及ATP 和NADPH 等试剂，
请设计实验验证光合作用的碳反应发生在叶绿体基质中，而不在类囊体薄膜上，完善实验思路。（要求与
说明：细胞器内部结构的分离、提纯方法不做要求；
14C 有机物检测方法不做要求）
①取适量叶肉细胞匀浆经   后提取叶绿体，
②将叶绿体   ，
③   ，
④一段时间后，检测   。
【答案】(1)提高对光能的吸收以适应弱光环境
(2)     有机物生成速率或O2 释放速率或CO2 消耗速率     ①除叶绿素a 外，类囊体膜上的其他光合色
素均可吸收、传递光能，扩大了可进行光合作用的光的波长范围；②同时这些色素吸收的光能传递给叶绿
素a 转换光能，从而增大了光合作用的作用光谱     阴生植物吸收的散射光主要是蓝紫光；在蓝光区，叶
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绿素b 的吸收光谱大于叶绿素a，蓝紫光对于叶绿素b 更有效
(3)     减少     加强     降低     三碳糖在叶绿体中积累     细胞核
(4)     差速离心     置于低渗溶液中吸水涨破，分离出类囊体薄膜和叶绿体基质     再分别向类囊体
薄膜和叶绿体基质中加入14CO2 及ATP 和NADPH 等试剂     两组是否含有14C 的有机物
【分析】高等植物进行光合作用的色素有：叶绿素和类胡萝卜素。其中叶绿素包括叶绿素a 和叶绿素b；
类胡萝卜素包括胡萝卜素和叶黄素。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。
【详解】（1）阴生植物的叶绿体比阳生植物的大且颜色深，能提高对光能的吸收以适应弱光环境。
（2）作用光谱可用有机物生成速率或O2 释放速率或CO2 消耗速率随光波长的变化来表示。
叶绿体的类囊体膜上光合色素的作用是吸收光能、传递光能和转换光能。除叶绿素a 外，类囊体膜上的其
他光合色素可吸收光能、传递光能，扩大了可进行光合作用的光的波长范围，同时这些色素吸收的光能传
递给（少数特殊状态的）叶绿素a 转换光能，从而增大了光合作用的作用光谱。故从图中可以看出，光合
作用的作用光谱与叶绿素a 的吸收光谱不完全相同。
阴生植物吸收的散射光主要为蓝紫光，在蓝紫光区，叶绿素b 的吸收光谱大于叶绿素a，蓝紫光对于叶绿
素b 更有效。故阴生植物叶绿体中叶绿素b/叶绿素a 含量大于阳生植物。
（3）当叶绿体中五碳糖含量偏低时，可通过离开卡尔文循环的三碳糖减少，再生五碳糖过程加强来增加
其含量。磷酸转运器位于叶绿体膜上，能将三碳糖运出叶绿体，同时将无机磷酸（Pi）等量运入叶绿体。
三碳糖合成蔗糖时会释放Pi，蔗糖的输出受阻，磷酸转运器合成速率会降低，引起三碳糖在叶绿体积累，
卡尔文循环运行受影响。
（4）为验证光合作用的碳固定反应发生在叶绿体基质中，而不在类囊体薄膜上，可取适量叶肉细胞匀浆
经差速离心后提取叶绿体，将叶绿体置于低渗溶液中吸水涨破，分离出类囊体薄膜和叶绿体基质，再分别
向类囊体薄膜和叶绿体基质中加入14CO2 及ATP 和NADPH 等试剂，一段时间后，检测两组是否含有14C
的碳水化合物。
21、（2024·安徽·三模）小麦是我国主要的粮食作物之一，其生长受到各种环境因素的影响。依据相关材
料回答问题：
Ⅰ.为研究土壤水分和温度变化对半干旱区小麦叶片的光合作用的影响，科研人员在小麦开花期控制土壤水
分为A 组：田间持水量的60%—65%（对照）B 组：田间持水量的40%—45%（干旱处理），并设置了3
组环境温度梯度（分别为25℃、26℃以及27℃）。下表是不同处理小麦开花期叶片光响应参数。
不同处理小麦开花期叶片光响应参数
处理
最大净光合速率
（μmol·m-2·s-1）
光补偿点
（μmol·m-2·s-1）
光饱和点
（μmol·m-2·s-1）
A 组
25℃
28.630
21.472
718.988
A 组
26℃
29.765
26.794
852.417
A 组
28.479
27.655
866.796
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27℃
B 组25℃
21.573
26.667
508.510
B 组26℃
17.205
33.980
519.309
B 组27℃
17.974
38.249
580.545
(1)小麦中，光合色素主要分布在   ，可用   （填试剂名称）提取光合色素，并通过纸层析法分离光合色
素，分离的原理是   。
(2)光饱和点与补偿点是表征叶片对强光和弱光利用能力大小的重要参数。据此分析表格，可以得出以下结
论：
结论①：水分供给不足使小麦叶片利用弱光和强光的能力均降低，依据是   ；
结论②：   。
Ⅱ.温度也会影响小麦的发育，冬小麦需要经过春化作用才能开花。春化作用促进冬小麦开花的机理如图所
示（VRN1、VRN2、VRN3 为调控春化过程的基因；“+”为促进，“-”为抑制）。
(3)冬小麦通常在秋季发芽，此时VRN2 在幼苗中高表达并抑制VRN3 的表达，进入冬季，低温诱导VRN1
表达并抑制VRN2 表达，次年春季，VRN1 仍然维持高表达状态，长日照又激活了VRN3 表达。据此推断
VRN1 能间接   （填“促进”或“抑制”）VRN3 的表达。
(4)冬小麦需要经过一段时期的低温即春化作用才能开花，这对于冬小麦适应所生存环境的意义是   。
(5)有同学了解到以上作用机理图后提出了疑问，低温和长日照是促进冬小麦开花的两个必备条件还是两者
的效应可以相互替代？请你帮助该同学设计实验来解答他的疑问，写出实验设计思路   。
【答案】(1)     叶绿体的类囊体薄膜     无水乙醇     不同色素在层析液中的溶解度不同
(2)     在相同温度条件下，B 处理的光补偿点较高，而光饱和点较低     A、B 两种处理下，随着温度
升高，光补偿点提高，光饱和点提高
(3)促进
(4)避免冬小麦在不适宜的环境开花
(5)将生长状况相同的冬小麦随机均分为两组，一组冬小麦在长日照条件下经较长时间低温处理，另一组冬
小麦在长日照条件下不进行低温处理，在相同且适宜的条件下，观察两组冬小麦是否开花
【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段，其中光反应包括水的光解和ATP 的生成，暗反应包括二
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氧化碳的固定和三碳化合物的还原等。总光合速率=净光合速率＋呼吸速率。
【详解】（1）小麦中，光合色素主要分布在叶绿体的类囊体薄膜上，可参与光反应过程；由于色素易溶
于有机溶剂，故可用无水乙醇提取光合色素；由于不同色素在层析液中的溶解度不同，故可用纸层析法分
离色素。
（2）分析表格，可以得出以下结论：结论①B 组的处理为干旱，由表中数据可知，在相同温度条件下，B
处理的光补偿点较高，而光饱和点较低表明水分供给不足使春小麦叶片利用弱光和强光的能力均降低；结
论②：光补偿点越小则利用弱光的能力越强，光饱和点越大则利用强光的能力越强，A、B 两种处理下，
随着温度升高，光补偿点提高，光饱和点提高，表明随温度升高，春小麦叶片利用弱光的能力减弱，利用
强光的能力增强。
（3）分析题图，VRN2 能够抑制VRN3 表达，VRN1 又能抑制VRN2 的表达，故VRN1 可间接促进VRN3
的表达。
（4）冬小麦需要经过一段时期的低温即春化作用才能开花，这对于冬小麦适应所生存环境的意义是，这
样可以避免冬小麦在不适宜的环境开花。
（5）分析题意，本实验目的是验证低温和长日照是促进冬小麦开花的两个必备条件还是两者的效应可以
相互替代，则实验的自变量是低温和长日照的情况，实验设计应遵循对照与单一变量原则，故可设计实验
如下：将生长状况相同的冬小麦随机均分为两组，一组冬小麦在长日照条件下经较长时间低温处理，另一
组冬小麦在长日照条件下不进行低温处理，在相同且适宜的条件下，观察两组冬小麦是否开花。
22、（2024·安徽·三模）浙江农林大学科研人员研究了浓度为9mmol/L 的DL-甘油醛水溶液对欧美杂交杨
895 离体叶片光合作用的影响，对照组离体叶片用等量清水处理，其他条件相同且适宜，部分参数检测结
果如下图。请回答下列问题：
(1)这一实验中的自变量有           。
(2)据图a 分析，            （填“能”或“不能”）判断9mmol/L 的DL-甘油醛会降低欧美杂交杨895
的实际光合速率，原因是           。
(3)欧美杂交杨895 叶肉细胞固定的CO2来源有           ；经9mmol/L 的DL-甘油醛处理110min，叶片
气孔导度小于对照组，而胞间CO2浓度比对照组高，结合图示分析，出现该现象的原因是           。
【答案】(1)是否用9mmol/L 的DL-甘油醛处理、处理时间
(2)     不能     图中数据结果表明随处理时间的延长，欧美杂交杨895 的净光合速率有一定下降，而净
光合速率是实际光合速率与呼吸速率的差值，题中未给出呼吸速率的相关信息
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(3)     通过气孔从外界吸收、叶肉细胞呼吸作用产生     与对照组相比，9mmol/L 的DL-甘油醛处理
110min 使欧美杂交杨895 离体叶片的净光合速率下降较多，CO2 消耗较少
【分析】光合作用的原料——水、CO2，动力——光能，都是影响光合作用强度的因素。因此，只要影响
到原料、能量的供应，都可能是影响光合作用强度的因素。例如，环境中CO2 浓度，叶片气孔开闭情况，
都会因影响CO2 的供应量而影响光合作用的进行。叶绿体是光合作用的场所，影响叶绿体的形成和结构的
因素，如无机营养、病虫害，也会影响光合作用强度。此外，光合作用需要众多的酶参与，因此影响酶活
性的因素（如温度），也是影响因子。
【详解】（1）题干信息：实验目的是研究了浓度为9mmol/L 的DL-甘油醛水溶液对欧美杂交杨895 离体叶
片光合作用的影响，结合题图可知，本实验的自变量有是否用9mmol/L 的DL-甘油醛处理、处理时间。
（2）真正的光合速率=净光合速率+呼吸作用速率；图中数据结果表明，随处理时间的延长，欧美杂交杨
895 的净光合速率有一定下降，而并未检测呼吸速率的变化等其他参数，不能反映出实际光合速率的变化。
（3）植物叶肉细胞光合作用固定的CO2 来源有叶肉细胞呼吸作用产生、通过气孔从外界吸收。据图分析
可知，与对照组相比，9mmol/L 的DL-甘油醛处理110min 使欧美杂交杨895 离体叶片的净光合速率下降较
多，CO2 消耗较少，导致该处理下，虽然叶片气孔导度小于对照组，但胞间CO2 浓度高于对照组。
23、（2024·安徽马鞍山·三模）长江流域的油菜生产容易受到洪涝灾害的影响，一定时长的水淹对植物的
根系造成胁迫从而造成减产。为进一步了解油菜在水淹胁迫下的生理状况，科研人员进行了相关实验，实
验数据如下。回答下列问题。
  
(1)水淹胁迫对油菜净光合速率的影响总体表现为     （填“促进”或“抑制”）。在该胁迫下，油菜容
易发生倒伏现象而导致减产，推测其容易倒伏的原因     。
(2)通过实验可知高浓度的CO2可以缓解水淹胁迫对光合作用的抑制作用，推测其原因是     。
(3)为避免油菜减产，深入研究提高其抗逆性措施，科研人员探究了油菜素内酯（BR）以及氮肥（N）对水
淹胁迫下油菜产量的影响。实验结果如下表所示。
组别
净光合速率
（umol·m-2s-1）
产量
（g·plant-1）
ADH 酶活性
（U·g-1FW·min-1）
胁迫组
3.92
0.932
8.2
胁迫+N 组
4.58
1.242
11.7
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胁迫+N+BR
组
5.43
1.154
15.5
（注：ADH 酶活性大小与细胞呼吸第一阶段有关）
ADH 酶活性提高导致根部产生的     增多，有利于根系生长；胁迫+N+BR 组净光合作用速率升高，但菜
籽产量下降，从光合作用产物分配的角度分析，推测BR 的作用是     。
【答案】(1)     抑制     无氧呼吸产生酒精导致烂根，水和无机盐的吸收受限
(2)高浓度CO2 能减缓水淹胁迫下的气孔开度减小的程度，有利于吸收CO2，提高净光合速率
(3)     ATP（能量）     促进有机物向营养器官分配
【分析】光合作用的过程：光合作用包括光反应和暗反应两个阶段，①光反应阶段：光合作用第一个阶段
中的化学反应，必须有光能才能进行，在叶绿体内的类囊体薄膜上进行。随着水的光解，同时光能转变为
ATP 和NADPH 中活跃的化学能。②暗反应阶段：光合作用第二个阶段中的化学反应，没有光能也可以进
行，在叶绿体内的基质中进行。通过CO2 固定和C3 还原生成有机物，并将ATP 和NADPH 中活跃的化学
能转变为有机物中稳定的化学能。光反应阶段和暗反应阶段是一个整体。在光合作用的过程中二者是紧密
联系、缺一不可的。
【详解】（1）由图可知，与对照组相比，随着水淹胁迫强度的增加，油菜的净光合速率相对值在下降，
所以水淹胁迫对油菜净光合速率的影响总体表现为抑制。在该胁迫下，油菜容易发生倒伏现象而导致减产，
推测其容易倒伏的原因无氧呼吸产生酒精导致烂根，水和无机盐的吸收受限。
（2）通过实验可知高浓度的CO2 可以缓解水淹胁迫对光合作用的抑制作用，推测其原因是高浓度CO2 能
减缓水淹胁迫下的气孔开度减小的程度，有利于吸收CO2，提高净光合速率。
（3）由题干信息可知，ADH 酶活性大小与细胞呼吸第一阶段有关，所以ADH 酶活性提高导致根部产生的
ATP（能量）增多，有利于根系生长；胁迫+N+BR 组净光合作用速率升高，但菜籽产量下降，从光合作用
产物分配的角度分析，推测BR 的作用是促进有机物向营养器官分配。
24、（2024·福建宁德·三模）小麦受到盐胁迫时产量降低。某科研人员以“百农889”和“中国春”两种耐
盐小麦的盆栽幼苗作为材料，展开小麦对盐胁迫的耐受性差异机理及耐盐品种选育的研究。实验组用
200mmol.L-1NaCl 溶液模拟盐胁迫处理，对照组用等量的蒸馏水处理。部分实验数据如下图。
回答下列问题：
(1)本实验的自变量是     ，设置对照组目的是     。
(2)给小麦的叶片供应CO2，在相应酶的作用下与C5结合而被固定，形成     ，该过程发生在小麦叶肉细
胞的     （具体部位）。
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(3)分析实验结果可知，在盐胁迫下“中国春”的净光合速率降低，其原因可能是     。
(4)研究表明盐胁迫使“百农889”叶绿素的含量降低，施用硅（Si）和硒（Se）能提高受盐胁迫“百农889”
叶绿素的含量，在一定程度改善盐胁迫对小麦造成的不利影响；同时施加两种元素的处理效果要优于单一
施用一种元素。请设计实验进行验证，简要写出实验思路     。
【答案】(1)     盐胁迫（处理溶液、NaCl 溶液处理）和小麦品种     排除盐胁迫以外因素对实验结果
的影响，以保证本实验结果是由盐胁迫引起的。
(2)     C3     叶绿体基质
(3)盐胁迫导致叶片气孔导度下降，叶片吸收外界CO2 量减少，但胞间CO2 浓度与对照组相当，叶片利用
CO2 能力下降，从而净光合速率降低。
(4)将生理状态相同的“百农889”随机分成甲、乙、丙、丁、戊五组：
甲组不做处理、乙组盐胁迫处理、丙组盐胁迫处理并施用Si、丁组盐胁迫处理并施用Se、戊组盐胁迫处理
并同时施用Si 和Se，一段时间后检测并比较各组叶绿素的含量
【分析】1、光合作用：①光反应场所在叶绿体类囊体薄膜，发生水的光解、ATP 和NADPH 的生成；②暗
反应场所在叶绿体的基质，发生CO2 的固定和C3 的还原，消耗ATP 和NADPH。
2、光反应产物NADPH 是暗反应中CO2 的还原剂，NADPH 和ATP 为暗反应的进行提供了能量，暗反应
产生的ADP、Pi、NADP+为光反应形成ATP 和NADPH 提供了原料。
【详解】（1）依题意，本实验的目的是以“百农889”和“中国春”两种耐盐小麦的盆栽幼苗作为材料，
展开小麦对盐胁迫的耐受性差异机理及耐盐品种选育的研究，因此，本实验的自变量是盐胁迫（或处理溶
液、NaCl 溶液处理）和小麦品种。为了排除盐胁迫以外因素对实验结果的影响，以保证本实验结果是由盐
胁迫引起的，设置了对照组。
（2）小麦的叶片通过气孔从外界吸收的CO2，在特定酶的作用下， CO2 与C5 结合形成C3，这个过程称
作CO2 的固定，发生在小麦叶肉细胞的 叶绿体基质。
（3）据图可知，相比对照组，“中国春”的实验组的气孔导度更小，胞间CO2 浓度相当。由此可推测，
盐胁迫导致叶片气孔导度下降，叶片吸收外界CO2 量减少，但胞间CO2 浓度与对照组相当，叶片利用
CO2 能力下降，从而净光合速率降低。
（4）依题意，该实验的目的是验证同时施加硅（Si）和硒（Se）两种元素的处理改善盐胁迫对小麦造成的
不利影响要优于单一施用一种元素。由此可知自变量应为量否有盐胁迫及所施加的元素种类，因变量为各
组“百农889”叶片叶绿素的含量。据此实验思路为：将生理状态相同的“百农889”随机分成甲、乙、丙、
丁、戊五组：甲组不做处理、乙组盐胁迫处理、丙组盐胁迫处理并施用Si、丁组盐胁迫处理并施用Se、戊
组盐胁迫处理并同时施用Si 和Se，一段时间后检测并比较各组叶绿素的含量。
25、（2024·福建福州·三模）当光照强度大于光饱和点时，常引起光抑制或光损伤。科研人员探究了小球
藻对光照强度的生理响应变化及机制。光反应过程中的光合电子传递链主要由光系统等光合复合体组成，
如下图所示。
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(1)位于类囊体薄膜上的光系统是由蛋白质和     组成的复合物。适宜环境下，光反应H2O 裂解释放的电
子（e-）经过一系列传递，最终被     接受，该过程产生的ATP 和NADPH 用于卡尔文循环中的     。
(2)强光会造成叶绿体内电子积累导致活性氧（ROS，一种自由基）大量增加，请用自由基学说解释强光下
小球藻光合作用降低的原因     。
(3)强光下，图示中e-的转移途径为e-→NADP+→     （氧化剂），从而解除了光抑制。从细胞外收集亚铁
氰化钾，为未来清洁能源的开发提供了思路，从能量转换角度分析其原因是     。
【答案】(1)     光合色素     NADP+     C3 的还原
(2)强光下产生的活性氧（ROS）攻击磷脂、蛋白质等生物大分子，造成类囊体破坏、光合作用相关酶活性
下降
(3)     铁氰化钾     铁氰化钾被还原为亚铁氰化钾的过程吸收了外溢电子的能量，将部分太阳能转化为
化学能
【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段。光反应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上，色素吸收光
照，传递光能，并将一部分光能用于水的光解生成H+、e-和氧气，e-、H+和NADP+合成NADPH，另一
部分光能用于合成ATP。暗反应发生场所是叶绿体基质中，首先发生二氧化碳的固定，即二氧化碳和五碳
化合物结合形成两分子的三碳化合物，三碳化合物利用光反应产生的NADPH 和ATP 被还原。
【详解】（1）位于类囊体薄膜上的光系统是由蛋白质和光合色素组成的复合物。由图示可知，光反应
H2O 裂解释放的电子经过一系列传递，最终被NADP+接受，该过程产生的ATP 和NADPH 用于卡尔文循
环中的C3 的还原。
（2） 强光下小球藻光合作用降低的原因是因为强光下产生的活性氧(ROS)攻击磷脂、蛋白质等生物大分
子，造成类囊体破坏、光合作用相关酶活性下降。
（3） 强光下，图示中e-的转移途径为e-→NADP+→铁氰化钾，铁氰化钾被还原为亚铁氰化钾的过程吸收
了外溢电子的能量，将部分太阳能转化为化学能，从而解除了光抑制。
26、（2024·福建·三模）落地生根、景天等景天科植物具有一个很特殊的二氧化碳同化方式，该类植物夜
晚气孔开放，白天气孔关闭，其气孔开、闭情况及相关代谢途径如图所示。回答下列有关问题：
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(1)景天科植物夜晚利用二氧化碳的场所是     ，该类植物夜晚气孔开放，白天气孔关闭的生物学意义是  
，气孔开闭的特点与其生活环境相适应，推测景天科植物生活的环境的特点可能是     。
(2)景天科植物在进行卡尔文循环过程中，提供能量的物质是     ，若只在白天提高大气中的二氧化碳浓
度，则景天科植物的光合速率将     ，判断依据是     。
(3)景天科植物叶肉细胞细胞质中丙酮酸的去向及参与的生理过程有     （写出两个）。
(4)在极其恶劣的条件下，景天科植物会在夜晚关闭气孔，而在其体内进行C 循环，假设其他过程不受影响，
则这一机制     （填“能”或“不能”）使植物正常生长，原因是     。
【答案】(1)     细胞质基质     白天气孔关闭，能降低蒸腾作用，有利于减少水分散失，夜间气孔开放，
可以吸收CO2 进行光合作用     干旱炎热
(2)     NADPH 和ATP     不变     景天科植物白天气孔关闭
(3)丙酮酸生成丙糖磷酸再进入叶绿体合成淀粉，在有氧呼吸过程中，丙酮酸进入线粒体参与有氧呼吸第二
阶段
(4)     不能     该机制下，一天内植物几乎没有有机物的积累
【分析】光合作用包括光反应阶段和暗反应阶段。
（1）光反应阶段在叶绿体囊状结构薄膜上进行，此过程必须有光、色素、化合作用的酶。具体反应步骤：
①水的光解，水在光下分解成氧气和NADPH；②ATP 生成，ADP 与Pi 接受光能变成ATP，此过程将光能
变为ATP 活跃的化学能。
（2）暗反应在叶绿体基质中进行，有光或无光均可进行，反应步骤：①二氧化碳的固定，二氧化碳与五
碳化合物结合生成两个三碳化合物；②二氧化碳的还原，三碳化合物接受NADPH、酶、ATP 生成有机物。
此过程中ATP 活跃的化学能转变成化合物中稳定的化学能；光反应为暗反应提供了NADPH 和ATP，
NADPH 和ATP 能够将三碳化合物还原形成有机物。
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【详解】（1）根据图示信息,夜晚二氧化碳进入细胞质基质先生成HCO3-，再生成草酰乙酸，最后生成苹
果酸储存在液泡中，因此景天科植物夜晚利用二氧化碳的场所是细胞质基质。该类植物夜晚气孔开放，白
天气孔关闭，能在白天降低蒸腾作用，减少水分散失，夜间气孔开放，可以吸收CO2 进行光合作用，因此
比较适合在干旱炎热的地区生长。
（2）在进行卡尔文循环过程中，ATP 和 NADPH 都能提供能量，同时 NADPH 还可作为还原剂。景天科
植物白天气孔关闭，因此白天提高大气中二氧化碳浓度对其光合速率无影响。
（3）根据图示信息,白天苹果酸分解产生的丙酮酸生成丙糖磷酸再进入叶绿体合成淀粉，另外在有氧呼吸
过程中，丙酮酸进入线粒体参与有氧呼吸第二阶段。
（4）由题图信息可知，如果景天科植物夜间关闭气孔，会使植物无法从外界吸收CO2，植物体一天内的
C 循环不会使植物积累有机物，因而植物不能正常生长。
27、（2024·福建漳州·三模）“妃子笑”是我国荔枝产区主栽品种之一，其果实的果肉（假种皮）细嫩、
香甜多汁。某兴趣小组发现，有的荔枝果皮非常红，口感微酸。这种果实成熟后含糖量降低的现象又称退
糖现象。针对退糖现象，他们查阅资料得到了果实糖代谢的过程图（图甲）、对荔枝喷施不同叶面肥后果
肉细胞中糖含量的变化图（图乙）等。
    
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据此回答下列问题：
(1)荔枝果实的果皮和假种皮形态结构不同的根本原因是    。
(2)图甲中①过程为    。②过程中的还原剂为    ，影响叶肉细胞暗反应过程的因素有    （至少写出2
个）；荔枝属于糖直接积累型果实，糖分主要贮藏在    （填细胞器）中；若在荔枝果实生长发育早期，
光照不足，荔枝果实甜度下降，据图甲分析原因：    。
(3)糖是影响果肉内营养风味品质的基本物质，据图乙分析：自然状态下，花后第    天是采摘荔枝的最佳
时间；    处理缓解“退糖”效果最好。
(4)结合以上资料分析，请你提出一个可以进一步探究的课题：    ，为荔枝科学栽种、采摘提供依据。
【答案】(1)基因的选择性表达（或遗传信息的表达情况不同）
(2)     CO2 的固定     NADPH     CO2 浓度、温度、光照强度、色素含量、气孔导度、光合产物的积
累量、ATP、NADPH 等     液泡     光照不足使叶肉细胞光合作用合成蔗糖减少，通过韧皮部运输到果
肉的蔗糖减少，导致果肉细胞中果糖减少而不甜
(3)     56     0.3%CaCl2+0.3%MgCl2 混合溶液
(4)探究CaCl2+MgCl2 混合溶液延缓退糖的最佳浓度组合（或探究荔枝果肉超过最佳采摘期会退糖变酸的
原因等）
【分析】（1）观察图甲可知，光合作用暗反应生成的磷酸丙糖一部分再生成C5，一部分在叶绿体内合成
为淀粉，还有一部分运出叶绿体在叶肉细胞的细胞质内合成为蔗糖，蔗糖可通过韧皮部运输到果肉细胞，
并在果肉细胞内在相关酶的作用下转化为果糖，使果肉香甜；
（2）观察图乙可得，对照组在花后56 天是果肉细胞的含糖量最高，56 天后出现退糖现象，三个实验组中，
CaCl2+MgCl2 混合溶液组抑制退糖效果最好。
【详解】（1）同一植物不同组织器管形态结构和功能不同的直接原因是细胞分化，细胞分化的根本原因
是基因的选择性表达。
（2）①图甲中①过程为CO2 的固定；
C3
②
被光反应生成的NADPH 还原后生成磷酸丙糖，再经过一系列反应转化为糖类等物质；
CO2
③
浓度、光照强度、温度、色素含量、气孔导度、光合产物的积累量、ATP、NADPH 等均会影响光合
作用的暗反应过程；
④成熟植物的大液泡中的细胞液含有糖类、无机盐、蛋白质等物质，是植物细胞储存有机物的场所，荔枝
属于糖直接积累型果实，其糖类主要分布在液泡中；
⑤光照不足会导致叶肉细胞的光合速率下降，合成有机物减少，结合图甲荔枝果实糖代谢过程分析，可推
出原因：光照不足使叶肉细胞光合作用合成蔗糖减少，通过韧皮部运输到果肉细胞蔗糖减少，导致果肉细
胞中果糖含量下降而不甜。
（3）①分析图乙可得，对照组在花开后第56 天时果肉细胞的糖含量开始下降，因此，自然状态下，第56
天是采摘荔枝的最佳时间；
②观察图乙可得，三组实验组中，0.3%CaCl2+0.3%MgCl2 混合溶液处理组在第56 天后，果肉细胞中糖含
量没有明显下降，缓解“退糖”效果最好。
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（4）果实退糖是本题的中心问题，结合题目中已有实验探究信息，可给出进一步探究课题：
CaCl2+MgCl2 混合溶液延缓退糖的最佳浓度组合、探究荔枝果肉超过最佳采摘期会退糖变酸的原因等。
【点睛】
28、（2024·福建泉州·三模）为应对气候变化，我国提出2030 年“碳达峰”和2060 年“碳中和”的战略
目标。但由于受能源结构的限制，现阶段我国仍然以煤炭等化石燃料为主要能源。我国科研团队设计吸附
铂的六方氧化钨棒（Pt/h-WO3）作为催化剂，并根据该催化剂材料特性设计了新型人工光合作用反应装置
以模拟自然光合作用，达到保障经济和生态协调发展的目的。请回答：
(1)在自然光合作用中，植物捕获光能的物质是    ，分布于    。
(2)利用Pt/h-WO3催化剂进行人工光合作用时，太阳光照下，Pt/h-WO3催化剂可将H2O 光解生成O2，同时
释放电子（e-）和氢离子（H+）；其中，催化剂中的 W 元素从六价变为五价，实现对 e-的存储；而H+则
存储到h-WO3棒的隧道结构中（（HxWO3）；e-和H+可从Pt/h-WO3中自发释放进而促进 CO2转化为CH4
（天然气的主要成分）。人工光合作用的原理如图1。
①图1 中，b 中进行的反应是模拟自然光合作用的    阶段；HxWO3相当于自然光合作用过程中的    
（填物质），在 b 中起作用。
②科研团队将该新型反应装置置于自然光下，检测反应产物，结果如图2。
据结果分析，相比自然光合作用，利用Pt/h-WO3进行人工光合作用的特点是    ；具有的经济和生态价值
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是    。
【答案】(1)     光合色素     叶绿体类囊体薄膜
(2)     暗反应阶段     NADP+     该反应不依赖于光照     经济价值是可以提高CH4 的产量，生态
价值是固定CO2 的能力更强，减少大气中的CO2，从而缓解温室效应
【分析】太阳光照下，Pt/h-WO3 催化剂可将H2O 光解生成O2，同时释放电子（e-）和氢离子（H+），模
拟光反应过程，而b 中模拟暗反应过程。
【详解】（1）植物捕获光能的物质是光合色素，分布于叶绿体类囊体薄膜。
（2）①b 中吸收CO2 参与反应，模拟自然光合作用的暗反应阶段，HxWO3 的作用是存储H+，类似于光
合作用的NADP+（与H+结合生成NADPH）。
②自然光合作用需要在有光的条件下才能进行，而从图2 看出Pt/h-WO3 在夜晚也能进行，所以利用Pt/h-
WO3 进行人工光合作用的特点是该反应不依赖于光照，其经济价值是可以提高CH4 的产量，生态价值是
固定CO2 的能力更强，减少大气中的CO2，从而缓解温室效应。
29、（2024·江西南昌·三模）中国科学院天津工业生物技术研究所首次在实验室实现了二氧化碳到淀粉的
合成。下图为植物的光合作用过程和人工合成淀粉过程。
  
(1)人工合成淀粉的过程中，能量形式的转变为    。
(2)图示的①过程相当于植物光合作用的    阶段，②过程相当于植物光合作用的    过程。
(3)中间体C6能在细胞质基质中首先被分解，其释放的能量去处有    。
(4)固定等量的CO2,人工合成途径与绿色植物相比积累的淀粉含量    ，原因是    。
(5)若该技术未来能够大面积推广应用，你认为可解决当前人类面临的哪些生态环境问题？    （至少写出
两点）。
【答案】(1)光能→电能→化学能
(2)     光反应     CO2 的固定
(3)合成ATP，以热能形式散失
(4)     更多     植物呼吸作用消耗有机物，人工合成中没有呼吸作用
(5)
能节约大量的耕地和淡水资源；减少因农药、化肥的使用带来的环境污染；缓解温室效应等
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【分析】 光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物，并
释出氧气的过程。
【详解】（1）分析图可知，人工合成淀粉的过程中将光能先转化为电能，随后再转化为有机物中的化学
能。
（2）图示的①过程进行水的光解，相当于植物光合作用的光反应阶段，②过程固定二氧化碳，形成有机
物，即②过程相当于植物光合作用的暗反应过程中的CO2 的固定。
（3）分析图可知，中间体C6 在细胞质基质中首先被分解，其释放的能量一部分合成ATP，一部分以热能
形式散失。
（4）固定等量的CO2，人工合成途径与绿色植物相比积累的淀粉含量高，因为人工合成途径无细胞呼吸
消耗有机物，而植物呼吸作用消耗有机物。
（5）若该技术未来能够大面积推广应用，那么可以不需要生产者就能固定太阳能合成淀粉等有机物，这
样能节约大量的耕地和淡水资源，同时也能减少因农药、化肥的使用带来的环境污染，还能缓解温室效应
等。
30、（2024·江西九江·三模）为探究光照强度对棉花生长的影响，研究人员利用中棉所19 号品种进行相关
实验，结果如下，请回答下列问题：（CK 为对照组，气孔阻力主要取决于气孔开张度，气孔全开时阻力
最小）
处理
叶绿素含
量
光合速
率
气孔阻
力
细胞间隙CO2浓
度
光化学效
率
中棉所19（CK）
6.754
19.77
0.3306
283
0.698
中棉所19（遮
荫）
6.637
16.83
0.5141
272
0.744
(1)绿色植物中的叶绿素主要吸收         ，提取光合色素时加入CaCO3的作用是         。
(2)结合上表数据，请分析遮荫下棉花光合速率下降的原因是         。
(3)光化学效率是指在光合作用过程中，光合色素吸收光能转化为有机物中化学能的效率。遮荫条件下，棉
花的光化学效率比自然光照下更           ，请从环境因素分析其可能原因是          。
【答案】(1)     红光和蓝紫光     防止研磨中色素被破坏
(2)光照强度降低，叶绿素含量下降，吸收光能减少，光反应速率下降；气孔阻力增加，对CO2 的吸收减
少，暗反应速率下降
(3)     高     遮阴条件下，CO2 浓度对暗反应影响的幅度小于光照改变对光反应影响的幅度
【分析】光合作用包括光反应和暗反应阶段：
1、光反应阶段是在类囊体的薄膜上进行的。叶绿体中光合色素吸收的光能将水分解为氧和H+，氧直接以
氧分子的形式释放出去，H+与氧化型辅酶Ⅱ（NADP+）结合，形成还原型辅酶Ⅱ（NADPH）。还原型辅
酶Ⅱ作为活泼的还原剂，参与暗反应阶段的化学反应，同时也储存部分能量供暗反应阶段利用；在有关酶
的催化作用下，提供能量促使ADP 与Pi 反应形成ATP。
2、暗反应在叶绿体基质中进行，在特定酶的作用下，二氧化碳与五碳化合物结合，形成两个三碳化合物。
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在有关酶的催化作用下，三碳化合物接受ATP 和NADPH 释放的能量，并且被NADPH 还原。一些接受能
量并被还原的三碳化合物，在酶的作用下经过一系列的反应转化为糖类；另一些接受能量并被还原的三碳
化合物，经过一系列变化，又形成五碳化合物。
【详解】（1）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。提取光合色素时加入CaCO3
的作用是防止研磨中色素被破坏。
（2）由图表可知，与对照组相比遮荫组棉花的叶绿素含量低，气孔阻力大，细胞间隙CO2 浓度低，则遮
荫下棉花光合速率下降的原因是光照强度降低，叶绿素含量下降，吸收光能减少，光反应速率下降；气孔
阻力增加，对CO2 的吸收减少，暗反应速率下降。
（3）由图表可知与对照组自然光下相比，遮荫组棉花的光化学效率更高，由图表可知，影响光合因素包
括光照强度和CO2 的浓度，光照强度影响光反应阶段，CO2 的浓度影响暗反应阶段，遮阴条件下，CO2
浓度对暗反应影响的幅度小于光照改变对光反应影响的幅度，故光化学效率更高。
31、（2024·山东潍坊·三模）科研人员为研究遮阴条件对黄瓜苗生长发育和光合作用的影响，通过盆栽实
验，测定了75%遮阴处理和自然条件下黄瓜苗的相关生理指标，实验结果如下表。
叶面积
（cm2）
总叶绿素
（mg·g-1FW）
胞间CO2浓度
（μmol·mol-1）
净光合速率
（μmol·m-2·s-1）
自然
条件
2856
1.41
178
14.05
75%遮
阴
3715
1.67
297
4.47
(1)通常采用         （试剂）对黄瓜苗绿叶中光合色素进行提取。在新鲜叶片量一定的情况下，为了提
高提取液色素浓度，可以采取的措施有         （答出2 点即可）。
(2)75%遮阴处理后，黄瓜苗叶绿素含量增加，这对植物适应弱光环境的意义是         。黄瓜苗产生的
适应弱光环境的变化还有         。
(3)据表分析，与自然条件下相比，75%遮阴处理胞间CO2浓度较高的原因是         。
(4)研究表明，弱光能间接影响光合产物在植物各器官间的运输和分配。由此可推测，75%遮阴处理黄瓜苗
的平均株高高于自然条件下的原因是         。
【答案】(1)     无水乙醇     加二氧化硅、加碳酸钙、减少乙醇用量
(2)     有利于提高叶片对光能的吸收利用     叶面积增大
(3)光照强度弱，净光合速率较低，叶肉细胞单位时间内消耗CO2 较少，导致胞间CO2 浓度较高
(4)在弱光条件下，植株光合作用产物向茎分配的比例增多所致
【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段。光反应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上，色素吸收、
传递和转换光能，并将一部分光能用于水的光解生成NADPH 和氧气，另一部分光能用于合成ATP，暗反
应发生场所是叶绿体基质中，首先发生二氧化碳的固定，即二氧化碳和五碳化合物结合形成两分子的三碳
化合物，三碳化合物利用光反应产生的NADPH 和ATP 被还原。
【详解】（1）光合色素易溶于有机溶剂，所以可用无水乙醇对黄瓜苗绿叶中光合色素进行提取。加二氧
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化硅、加碳酸钙、减少乙醇用量可提高提取液色素浓度。
（2）据表分析，与自然条件相比，75%遮荫处理一段时间后，黄瓜幼苗的总叶绿素含量增加，叶面积增大，
这些变化均有利于提升光能利用率。
（3）自然条件下胞间CO2 浓度更低，75%遮阴处理胞间CO2 浓度较高，这是因为75%遮阴处理光照强度
弱，净光合速率较低，叶肉细胞单位时间内消耗CO2 较少，导致胞间CO2 浓度较高。
（4）在弱光条件下，植株光合作用产物向茎分配的比例增多，导致75%遮阴处理黄瓜苗的平均株高高于
自然条件下的株高。
32、（2024 山东省齐鲁名校第三次联合检测）在弱光条件下，许多植物的营养生长会受到很大的影响。研
究表明，对幼苗期的葡萄进行遮光处理，使葡萄幼苗长期处在弱光环境中生长，葡萄幼苗会出现叶面积增
大、根冠比减小、根系生长受抑制、植株总干重降低等现象。遮光率达 90%左右时，葡萄幼苗则会出现黄
化现象。
(1)测定葡萄幼苗的叶绿素含量时，在研磨时需要加入磷酸钙，目的是    。遮光率达 90%左右时，葡萄
幼苗会出现黄化现象，与绿色幼苗的叶肉细胞的色素分离结果相比，黄化幼苗的叶肉细胞的色素分离结果
中    （填颜色）的色素带缺失或颜色极浅。
(2)与正常光照相比，适度遮光条件下葡萄幼苗叶绿素含量升高，其意义是    。
(3)研究表明，弱光能间接影响光合产物在植物各器官间的运输和分配。由此可推测，长期生长在弱光环境
中的植物出现落花落果的原因是    。
【答案】(1)     防止研磨中色素被破坏     蓝绿色或黄绿色
(2)叶绿素含量升高，使葡萄幼苗在弱光环境 中的光捕获能力增强
(3)在弱光环境中，光合产物优先运输和分配 到叶片等部位，而向花和果实等部位运输和 分配的少，因而
会落花落果
【分析】色素可以溶解在无水乙醇中，故可以用无水乙醇提取色素；四种色素在层析液中的溶解度不同，
溶解度高的随层析液扩散速度快，反之较慢，进而可以把四种色素分离开来，故可以用层析液分离色素。
用纸层析法分离色素滤纸条上的色素带颜色自下而上依次呈黄绿色（叶绿素b）、蓝绿色（叶绿素a）、黄
色（叶黄素）、橙黄色（胡萝卜素）。
【详解】（1）提取色素时，加入碳酸钙可以防 止研溜中色素被破坏。遮光率达90%左右时，葡萄幼苗会
出现黄化现象，是因为光照影响了叶绿素的合成，因此蓝绿色(叶绿素a)和 黄绿色(叶绿素b)的色素带缺失
或颜色极浅。
（2）适度遮光条件下，葡萄幼苗叶绿素含量升高，使葡萄幼苗在弱光环境中的光捕获能力增强，提高光
能利用率，以适应弱光环境。
（3）葡萄幼苗长期处在弱光环境中生长，葡萄 幼苗叶面积会增大，说明在弱光环境中，光合 产物优先
运输和分配到叶片等部位，而向花 和果实等部位运输和分配的少，因而会出现落花落果。
33、（2024·湖北·三模）油菜是重要的油料作物，能为人类提供优质食用油。甘蓝型油菜有平展叶和上卷
叶两个品种，科学工作者对其进行了深入的研究。请分析回答：
(1)分别测定12 叶期幼苗单株的叶绿素含量、光合速率、气孔导度等，其结果如下表。
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组
别
叶绿素a
（mg/
g）
叶绿素b
（mg/
g）
总叶绿
素
（mg/
g）
净光合速率
（umolCO2/
m2·s）
气孔导度
（molH2O/
m2·s）
胞间CO2浓度
（umolCO2/
mol）
平
展
叶
4.2
2.7
6.9
8.7
0.18
461.0
上
卷
叶
6.7
3.5
10.2
12.6
0.21
397.5
列举叶绿体中与ATP 组成元素相同的两类化合物            ；在两组植株呼吸速率相同的情况下，据表
中数据分析，上卷叶净光合速率大于平展叶的原因是           。
(2)利用SNP 探针、SSR、PCR 等技术，找到与平展叶、上卷叶最相关的6 个基因，并测得仅270D 基因的
碱基序列在两个品种中是相同的。
实验中基因表达量的检测指标是           。推测图中基因表达量产生显著差异的原因可能是①  
 
，②          。
(3)研究发现250D 等基因也存在于拟南芥基因组中，功能基本相同，被称为同源基因。这一事实从分子水
平主要支持达尔文的            学说，该学说的核心内容是           。
【答案】(1)     NADPH（NADP+）、核酸（DNA、RNA）、磷脂、核苷酸、ADP     叶绿素含量高，
光反应强；气孔导度大，吸收利用CO2 多，暗反应强
(2)     RNA 或蛋白质的含量     平展叶或上卷叶的270D 基因被修饰（修饰程度不同）或答平展叶的
270D 基因被抑制（甲基化修饰），或答上卷叶的270D 基因被增强修饰     平展叶和上卷叶中250D 基因、
290D 基因的碱基序列都不同
(3)     共同由来     地球上所有生物都是由原始的共同祖先进化来的
【分析】光合作用包括光反应和暗反应阶段：
1、光反应阶段是在类囊体的薄膜上进行的。叶绿体中光合色素吸收的光能将水分解为氧和H+，氧直接以
氧分子的形式释放出去，H+与氧化型辅酶Ⅱ（NADP+）结合，形成还原型辅酶Ⅱ（NADPH）。还原型辅
酶Ⅱ作为活泼的还原剂，参与暗反应阶段的化学反应，同时也储存部分能量供暗反应阶段利用；在有关酶
的催化作用下，提供能量促使ADP 与Pi 反应形成ATP。
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2、暗反应在叶绿体基质中进行，在特定酶的作用下，二氧化碳与五碳化合物结合，形成两个三碳化合物。
在有关酶的催化作用下，三碳化合物接受ATP 和NADPH 释放的能量，并且被NADPH 还原。一些接受能
量并被还原的三碳化合物，在酶的作用下经过一系列的反应转化为糖类；另一些接受能量并被还原的三碳
化合物，经过一系列变化，又形成五碳化合物。
【详解】（1）ATP 组成元素为C、H、O、N、P，在叶绿体中与ATP 组成元素相同的化合物有NADPH
（NADP+）、核酸（DNA、RNA）、磷脂、核苷酸、ADP 等。由表格内容可知，上卷叶的叶绿素含量高，
光反应强；气孔导度大，吸收利用CO2 多，暗反应强，因此在两组植株呼吸速率相同的情况下，上卷叶净
光合速率大于平展叶。
（2）基因的表达是指遗传信息转录和翻译形成蛋白质的过程，因此实验中基因表达量的检测指标是RNA
或蛋白质的含量。由柱状图可知，250D、270D、290D 在平展叶、上卷叶中基因表达量存在显著差异，由
题意可知，270D 基因的碱基序列在平展叶、上卷叶中是相同的，但由于平展叶的270D 基因被抑制（甲基
化修饰），因此其表达量比上卷叶小；平展叶和上卷叶中250D 基因、290D 基因的碱基序列都不同，因此
二者在平展叶、上卷叶中基因表达量存在显著差异。
（3）250D 等基因也存在于拟南芥基因组，说明拟南芥、甘蓝型油菜可能来自同一祖先，属于分子水平上
的证据，能支持达尔文的共同由来学说，共同由来学说的核心内容是地球上所有生物都是由原始的共同祖
先进化来的。
34、（2024·湖北襄阳·三模）《本草纲目》记载：“菠菜甘、冷、滑、无毒。主通血脉，开胸膈，下气调
中，止渴润燥，根尤良。”此外，菠菜还富含类胡萝卜素、维生素C、维生素K 等多种营养。下图1 为菠
菜叶肉细胞光合作用部分过程的示意图。其中，PSⅠ、PSⅡ是蛋白质和光合色素组成的复合物，PQ 与电子
传递有关，字母A~F 表示物质，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示反应场所。
(1)图1 中PSⅠ、PSⅡ中光合色素的作用是           ；能为暗反应提供能量的物质有           （填字
母）；在光照条件下，叶绿体内发生的能量转换途径是光能→           →           。
(2)菠菜叶绿体类囊体腔内建立了高浓度的H+，这些H+来源于           的分解和           的传递。
(3)利用基因工程将某一抗冻基因导入菠菜后获得的转基因菠菜具有较高的抗冻能力。为了研究其机理，某
同学用不同温度处理非转基因菠菜和转基因菠菜，3 天后测得相关指标如图2、图3。
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注：表观电子传递率是光合作用中光能转化最大效率的一种度量方式，可以反映光合作用中光反应阶段的
强度
①该实验的自变量是           。
②与非转基因菠菜相比，低温处理对转基因菠菜的表观电子传递效率的影响较           （填“大”或
“小”）。
③由图2 和图3 的数据变化可得出结论，低温不仅影响光合作用的光反应阶段，还影响别的方面。请写出
依据：           。
④综上所述，请写出转基因菠菜抗寒能力高的原因：           。
【答案】(1)     吸收、传递、转化光能       ATP 和NADPH       ATP 和NADPH 的化学能     有
机物中稳定的化学能
(2)     水     电子传递体  
(3)     目的基因的有无（或菠菜植株的种类）、温度     小     光反应受影响，则产生的NADPH 和
ATP 减少，暗反应过程也会受阻     转基因烟草的表观电子传递效率高，降幅小，能较好的在低温下进
行光合作用，产生有机物，提高抗寒能力
【分析】据图分析：图1 表示光合作用的暗反应阶段；图2 和图3 可知，低温处理导致2 种菠菜的光合速
率都急剧下降，在低温条件下转基因菠菜的表观电子传递效率明显高于非转基因烟草。
【详解】（1）绿叶中的色素包括叶绿素和类胡萝卜素，光合色素能吸收、传递、转化光能；光反应的产
物ATP 和NADPH 可以为暗反应提供能量；在光照条件下，叶绿体内发生的能量转换途径是光能→ATP 和
NADPH 的化学能，该变化发生在光反应阶段，ATP 和NADPH 的化学能→有机物中稳定的化学能，发生
在暗反应阶段，故光照条件下，叶绿体内发生的能量转换途径是光能→ATP 和NADPH 的不稳定的化学能
→有机物中稳定的化学能。
（2）结合图示可知，H+可以来自水的光解和电子传递体的传递。
（3）①分析题意，该过程利用基因工程将某一抗冻基因导入菠菜后获得的转基因菠菜具有较高的抗冻能
力，为了研究其机理研究其机理，结合图示可知，该实验的自变量是目的基因的有无和温度不同。
②与非转基因菠菜（13→7）相比，低温处理对转基因菠菜的表观电子传递效率的影响（19→15）较小。
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③由图2 和图3 的数据变化可得出结论，低温不仅影响光合作用的光反应阶段，还影响别的方面：光反应
受影响，则产生的NADPH 和ATP 减少，暗反应过程也会受阻。
④综上所述，转基因菠菜抗寒能力高的原因是：低温处理后，与非转基因烟草相比，转基因烟草的表观电
子传递效率高，降幅小，能较好的在低温下进行光合作用，产生有机物，提高抗寒能力。
35、（2024·湖南衡阳·三模）水稻和玉米都是重要的粮食作物。水稻属于C3植物（图1），通过卡尔文循
环完成碳的固定和还原。玉米是C4植物（图2），碳的固定多了C4途径，其光合作用需要叶肉细胞和维管
束鞘细胞共同完成。请回答下列问题：
  
(1)水稻的叶肉细胞中过程②需要光反应提供    （写出2 种）。检测玉米植株光合产物——淀粉的产生场
所应选择    （填“叶肉细胞”或“维管束鞘细胞”）中的叶绿体。
(2)与水稻相比，玉米对炎热环境的适应能力更强，原因是玉米在炎热环境中：一方面可以    ，减少水分
的散失；另一方面其叶肉细胞中具有CO2泵，能在细胞间隙    的情况下正常生长。
(3)玉米是农业生产应用价值最高的作物之一。在我国很多地区，将玉米与豆科植物分行相间种植，这样种
植的意义是    （答出一点）。
(4)为了“探究钾肥对水稻光合作用的影响”，研究人员喷施不同浓度的钾肥，测定了水稻的气孔导度、叶
绿素总量、叶绿素a/b 比值，结果如下表所示：
供钾浓度
（μmol/L）
总光合速率
（μmol/m2）
气孔导度
（μmol/m2）
叶绿素总量
（mg/m2）
叶绿素
a/b 比值
0
8.2
0.00
301
2.0
100
10.5
0.10
352
2.2
200
11.4
0.16
502
2.3
500
1301
0.17
615
2.3
要得到表中总光合速率，除了需要测得净光合速率数值外，还需要测定    条件下的实验数据，由表中数
据可以得出钾肥能提高水稻光合速率的原因是    （答出一点，合理即可）。
【答案】(1)     ATP 和NADPH     维管束鞘细胞
(2)     关闭气孔(或气孔关闭)     CO₂ 浓度较低
(3)更充分地利用土壤中的无机盐(或使空气中的二氧化碳得到充分高效利用，或垂直结构可更有效地利用
光能)
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(4)     黑暗     叶绿素总量增加，光反应速率加快(或气孔导度上升，吸收CO₂ 速率加快)
【分析】 光合作用包括光反应和暗反应两个阶段。光反应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上，色素吸收、
传递和转换光能，并将一部分光能用于水的光解生成NADPH 和氧气，另一部分光能用于合成ATP，暗反
应发生场所是叶绿体基质中，首先发生二氧化碳的固定，即二氧化碳和五碳化合物结合形成两分子的三碳
化合物，三碳化合物利用光反应产生的NADPH 和ATP 被还原。
【详解】（1）C₃ 的还原是暗反应过程，需要光反应提供的ATP 和NADPH；玉米是C4 植物，从图中看出，
该类植物通过光合作用产生淀粉的场所是维管束鞘细胞中的叶绿体。
（2）在炎热环境中，植物为降低蒸腾作用而关闭气孔减少水分散失，与水稻相比；玉米的叶肉细胞中具
有CO₂ 泵，利 用低浓度CO₂ 的能力更强，利于光合作用的进行，更适应炎热环境。 
（3）玉米与豆科植物分行相间种植的意义是更充分地利用土壤中的无机盐；使空气中的二氧化碳得到充
分高效利 用；垂直结构可更有效地利用光能等。
（4）总光合速率=净光合速率十呼吸速率，因此需要测定黑暗组条件下的呼吸速率实验数据；从表中数据
可以看 出，随供钾肥浓度不断增加，叶绿素总量增加，说明光反应强度增大，光反应速率加快；气孔导
度也增大，吸收CO2 速率加快。
36、（2024·湖南永州·三模）植物气孔是植物形态学上的重要特征，是植物表皮所特有的结构。气孔器是
由两个肾形或哑铃形的保卫细胞围合而成。气孔的运动可以影响光合作用、细胞呼吸及蒸腾作用。下图是
保卫细胞中蔗糖、K+和苹果酸的渗透调节主要机制，图中①~③代表质膜上不同的膜蛋白。据图回答下列
问题：
(1)保卫细胞中固定CO2的物质有    。
(2)蓝光可刺激气孔张开，其机理是蓝光激活质膜上的②，消耗ATP 将H+泵出膜外，形成跨膜的    ，驱
动细胞吸收K+。除蓝光等环境因素外，植物生长发育的调控还由    和    共同完成。
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(3)K+进入细胞的同时还伴有少量Cl-的进入，其主要意义是    。
(4)保卫细胞细胞液渗透压增大时，会吸水膨胀变形，气孔张开；反之细胞失水收缩，气孔关闭。据图推测
保卫细胞中光合产物总量一定时，淀粉含量    （填“增多”或“减少”）会促进气孔张开，其机制是   
。
【答案】(1)磷酸烯醇丙酮酸和1，5-二磷酸核酮糖
(2)     H+的浓度差（H+电化学势能或H+的电化学梯度）     基因表达调控     激素调节
(3)维持保卫细胞的电中性
(4)     减少     淀粉经过一系列反应变成苹果酸和蔗糖进入液泡，保卫细胞细胞液渗透压增大，吸水膨
胀变形，气孔张开
【分析】溶液渗透压越大吸水能力越强，故当保卫细胞渗透压变小时细胞失水皱缩。由于较薄的细胞外壁
（靠近表皮细胞一侧）易于收缩而向内收缩，但微纤丝长度相对稳定，于是保卫细胞内壁内移，气孔收缩
变小。保卫细胞的构造、形状、数量、排列和位置，随植物种类和生活环境而异。
【详解】（1）由图可知，保卫细胞中固定CO2 有两条途径：一是在叶绿体中，1，5-二磷酸核酮糖与CO2
结合生成3-磷酸甘油酸；二是在细胞质基质中与磷酸烯醇丙酮酸结合生成苹果酸，因此保卫细胞中固定
CO2 的物质有1，5-二磷酸核酮糖和磷酸烯醇丙酮酸；
（2）蓝光激活质膜上的②，消耗ATP 将H+泵出膜外，形成跨膜的H+浓度差（H+电化学势能或H+的电化
学梯度），驱动细胞吸收K+。除蓝光等环境因素外，植物生长发育的调控还由基因表达调控和激素调节
共同完成。
（3）由题图可知K+进入细胞的同时，还伴随着Cl-的进入，以保持保卫细胞的电中性；
（4）保卫细胞中光合产物总量一定时，淀粉含量减少，促进气孔张开，其机制是淀粉经过一系列反应变
成苹果酸和蔗糖进入液泡，保卫细胞细胞液渗透压增大，吸水膨胀变形，气孔张开。
37、（2024·湖南衡阳市祁东县·三模）叶绿体类囊体膜上主要有光系统I（PSI）、光系统Ⅱ（PSⅡ）、细胞
色素b6f 蛋白复合体和ATP 酶复合体四类蛋白复合体，参与光能吸收、传递和转化，电子传递，H+输送及
ATP 合成等过程，如图1 所示。回答下列问题：
(1)图1 表示光合作用的         过程，膜上发生的反应过程将H2O 分解成O2、H+和e-，光能转化成电能，
最终转化为        中活跃的化学能。
(2)科研人员将正常叶片置于适量的溶液B 中，用组织捣碎机破碎细胞，再用差速离心法分离叶绿体，该实
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验所用溶液B 应满足的条件是         （从pH 和渗透压的角度作答）。将分离得到的叶绿体悬浮在适宜
溶液中，照光后有O2释放；如果在该适宜溶液中将叶绿体外膜破裂后再照光，        （填“有”或“没
有”）O2释放，原因是        。
(3)研究人员在黑暗条件下将叶绿体的类囊体放入烧杯中，人为调整类囊体膜两侧的pH，并适时加入适量
的ADP 和Pi，过程如图2 所示。一段时间后检测，只有实验组有ATP 产生。结合图1 和实验结果，可得出
的实验结论是        。
【答案】(1)     光反应     NADPH 和ATP
(2)     PH 应与细胞质基质的相同、渗透压应与细胞内的相同     有     类囊体膜是H2O 分解释放O2
的场所，叶绿体双层膜破裂不影响类囊体膜的功能
(3)有类囊体内的H+浓度高于膜外时，才能促使ADP 和Pi 合成ATP，也即是当H+通过协助扩散出类囊体
时，可为ATP 的合成提供能量。
【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段，①光合作用的光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体膜
上）：水的光解产生NADPH 与氧气，以及ATP 的形成；②光合作用的暗反应阶段（场所是叶绿体的基质
中）：CO2 被C5 固定形成C3，C3 在光反应提供的ATP 和NADPH 的作用下还原生成糖类等有机物；光合
作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能把二氧化碳和水转变成储存着能量的有机物，并释放出氧气的过
程。
【详解】（1）图1 表示光合作用的光反应过程，膜上发生的反应过程将H2O 分解成O2、H+和e-，光能转
化成电能，在光反应中，光能转化为NADPH 中的能量和ATP 中活跃的化学能。
（2）将正常叶片置于适量的溶液中，用组织捣碎机破碎细胞，再用差速离心法分离细胞器，得到的细胞
器应保持正常的活 性，故该实验中所用溶液应满足的条件是PH 应与细胞质基质的相同、渗透压应与细胞
内的相同。植物光合作用的光反应阶段，场所是类囊体薄膜，发生的反应有水的光解，产生氧气和
NADPH，如果在适宜溶液中将叶绿体的双层膜破裂后再照光，也会有氧气释放，原因是类囊体膜是H2O
分解释放O2 的场所，叶绿体双层膜破裂不影响类囊体膜的功能。
（3）根据图示的信息，只有类囊体内的H+浓度高于膜外时，才能促使ADP 和Pi 合成ATP，也即是当
H+通过协助扩散出类囊体 时，可为ATP 的合成提供能量。
38、（2024·广东茂名·三模）植物遭受低温胁迫会产生活性氧（ROS），ROS 对蛋白质、膜脂和色素分子
都有破坏作用，在光能过剩的条件下容易使光反应速率和光合速率降低，出现光抑制现象，而过氧化物歧
化酶（SOD）能清除ROS。为研究植物生长调节剂甲对水稻幼苗光抑制的影响，实验小组开展了四组实验，
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处理方法为第①组：低温+清水，第②组：低温+甲溶液，第③组：常温+甲溶液，第④组为对照组。定期
检测水稻幼苗的净光合速率和SOD 活性的变化情况，结果如图所示。回答下列问题：
(1)实验过程中，需要给予水稻幼苗   （填“低”“适宜”或“高”）光照。第④组的处理方法为   。
(2)低温胁迫诱发光抑制的植物的CO2固定速率降低，原因可能是   ；   。
(3)结合实验结果分析，植物生长调节剂甲可   水稻幼苗的光抑制，其影响光抑制的机理是   。
【答案】(1)     高     常温+清水
(2)     低温会降低CO2 固定相关酶的活性     光抑制会降低光反应速率，使产生的ATP 和NADPH 减
少，C5 的产生量减少
(3)     缓解     植物生长调节剂甲能提高SOD 的活性，清除ROS，减少ROS 对光合色素的破坏
【分析】 光合作用包括光反应和暗反应两个阶段。光反应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上，色素吸收、
传递和转换光能，并将一部分光能用于水的光解生成NADPH 和氧气，另一部分光能用于合成ATP，暗反
应发生场所是叶绿体基质中，首先发生二氧化碳的固定，即二氧化碳和五碳化合物结合形成两分子的三碳
化合物，三碳化合物利用光反应产生的NADPH 和ATP 被还原。
【详解】（1）分析题意，本实验目的是研究植物生长调节剂甲对水稻幼苗光抑制的影响，而在光能过剩
的条件下容易使光反应速率和光合速率降低，出现光抑制现象，故实验过程中，需要给予水稻幼苗高光照；
实验目的是研究植物生长调节剂甲对水稻幼苗光抑制的影响，自变量是温度、调节剂的有无及处理时间，
因变量是植物生长情况，实验设计应遵循对照与单一变量原则，由于①组：低温+清水，第②组：低温+甲
溶液，第③组：常温+甲溶液，第④组为对照组，推测第④组的处理方法为常温+清水。
（2）二氧化碳是暗反应的原料，生化反应的进行需要酶的催化，且暗反应的进行需要光反应产物参与，
低温胁迫诱发光抑制的植物的CO2 固定速率降低，原因可能是：低温会降低CO2 固定相关酶的活性；光
抑制会降低光反应速率，使产生的ATP 和NADPH 减少，C5 的产生量减少。
（3）第①组是低温+清水，第②组是低温+甲溶液，两组的自变量是甲溶液的有无，据图可知，低②组的
光合速率＞第①组，说明植物生长调节剂甲可缓解水稻幼苗的光抑制，且折线图中第②组的SOD 活性高于
低①组，其影响光抑制的机理是：植物生长调节剂甲能提高SOD 的活性，清除ROS，减少ROS 对光合色
素的破坏。
39、（2024·广东·三模）自工业革命以来，人类向大气中排入的二氧化碳等吸热性强的温室气体逐年增加，
已引起全球气候变暖等-一系列极其严重问题。温室效应会导致某些地区出现干旱，为探究温室效应对植物
光合作用速率的影响，某科研人员以野生大豆为材料，设置3 个独立的开放式气室进行了相关实验，部分
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结果如图所示。回答下列问题：
  
注：“1”代表对照组气室（CK），“2”代表+1℃气室，“3”代表+1℃，+200μmol/molCO2气室（“+”表示
在“1”的温度或二氧化碳浓度上增加）
(1)野生大豆进行光合作用时，光反应的产物有        。从大气中吸收的CO2经过暗反应最终转化为储存
能量的有机物，该过程发生在       （具体部位）。
(2)据图分析可知，温度升高会使野生大豆的净光合速率        ，对比2 和3 可知，实验条件下可通过   
（措施）缓解温度升高对野生大豆净光合速率的影响。
(3)与正常光照相比，适度遮光条件下野生大豆幼苗叶绿素含量升高，其意义是        。野生大豆可缓解
因温室效应引起的干旱对其生长发育的不利影响，据图分析，其机制是        。
【答案】(1)     NADPH、ATP 和O2     叶绿体基质
(2)     降低     适当升高CO2 浓度
(3)     叶绿素含量升高，使植物幼苗在弱光环境中的光捕获能力增强     降低气孔导度，进而降低蒸腾
速率以减少水分散失；提高水分利用效率
【分析】光合作用，通常是指绿色植物（包括藻类）吸收光能，把二氧化碳和水合成富能有机物，同时释
放氧气的过程。光合作用分为光反应阶段和暗反应阶段。光反应阶段的特征是在光驱动下生成氧气、ATP
和NADPH 的过程。
暗反应阶段是利用光反应生成NADPH 和ATP 进行碳的同化作用，使气体二氧化碳还原为糖。由于这阶段
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基本上不直接依赖于光，而只是依赖于NADPH 和ATP 的提供，故称为暗反应阶段。
【详解】（1）植物进行光合作用时，发生水的光解、ATP 和NADPH 的合成，因此光反应的产物有
NADPH、ATP 和O2.；暗反应的场所是叶绿体基质。
（2）据图分析可知，温度升高会使野生大豆的净光合速率降低，对比2 和3 可知，实验条件下可通过适当
升高CO2 浓度缓解温度升高对野生大豆净光合速率的影响。
（3）适度遮光条件下，植物幼苗叶绿素含量升高，使幼苗在弱光环境中的光捕获能力增强，提高光能利
用率，以适应弱光环境。据图分析可知，野生大豆可以通过降低气孔导度，进而降低蒸腾速率以减少水分
散失，同时提高水分利用效率，来缓解干旱对其生长发育的不利影响。
40、（2024·海南·琼海市嘉积中学高三三模）PSBS 是一种光保护蛋白，也是一种类囊体膜蛋白，能感应类
囊体腔内H+的浓度而被激活，激活的PSBS 可抑制电子在类囊体膜上的传递，最终将过量的光能转换成热
能释放，以防止强光对番茄植物细胞造成损伤。根据所学知识，回答下列问题：
(1)吸收光能的叶绿体色素中，在层析液中溶解度最大的和含量最多的色素分别是     。
(2)强光照会激活PSBS，从而     （填“促进”或“抑制”）水的光解，进而影响ATP 的合成。PSBS 的
活性受     （答出两点）等因素的影响。
(3)某品系的番茄抗干旱能力较强，其根细胞内可溶性蛋白、可溶性糖等物质的含量比较高的意义是增大   
，促进细胞吸水或防止细胞失水，以适应干旱环境。在生产中，若施氮肥过少，则会使番茄叶片叶绿素含
量显著减少，影响植株的光合作用；此外，从影响光合作用的内部因素的角度分析，施氮肥过少影响光合
作用的原因还可能是     。
(4)下图表示不同用量的钾肥（K2O）对番茄植株的净光合速率和胞间CO2浓度的影响，CK 组不施用钾肥，
K1~K4组的钾肥用量分别为30 kg·hm-2，60 kg·hm-2，90 kg·hm-2和120 kg·hm-2。
据图分析，钾肥用量为     kg·hm-2时，最有利于番茄植株的生长。与CK 组相比，不同用量的钾肥处理
均导致番茄植株叶肉细胞胞间CO2浓度下降，其原因可能是     。
【答案】(1)胡萝卜素     叶绿素a
(2)     抑制     H+浓度、光照强度
(3)     根细胞内的渗透压（细胞膜内外的浓度差）     影响与光合作用相关的酶的合成，进而影响光合
作用
(4)     90     不同用量的钾肥均导致净光合速率大于CK 组，使植株对细胞间CO2 的需要量增加，故胞
间CO2 浓度低于CK 组。
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【分析】光合色素提取的原理是：色素都可以溶解于层析液，但不同的色素溶解度不同。溶解度高的随层
析液在滤纸上扩散得快，反之则慢。
【详解】（1）在叶绿素的提取和分离实验中，溶解度最大的色素是胡萝卜素（位于色素带的最上层），
含量最大的色素是叶绿素a（色素带最宽）。
（2）依据题干信息，PSBS 是一种光保护蛋白，能感应类囊体腔内H+的浓度而被激活，激活的PSBS 可抑
制电子在类囊体膜上的传递，最终将过量的光能转换成热能释放，以防止强光对番茄植物细胞造成损伤，
据此可知，强光激活PSBS，会抑制水的光解，进而影响ATP 的合成，PSBS 的活性会受到H+浓度、光照
强度等因素的影响。
（3）由于番茄的抗干旱能力较强，细胞只有在逆境下保留自身水分（细胞能吸水或防止细胞失水），才
能适应环境，所以根细胞内可溶性蛋白、可溶性糖等物质的含量比较高时，会增大细胞内的渗透压，使细
胞膜内外的浓度差加大，细胞吸水。从影响光合作用的内因角度分析，施氮肥过少可能会影响与光合作用
相关的酶的合成，进而影响光合作用。
（4）结合图示可知，图示中氮肥用量为90 kg·hm-2 时净光合速率最大，最有利于番茄植株的生长。与CK
组相比，不同用量的钾肥处理均导致番茄植株叶肉细胞胞间CO2 浓度下降，联系两图，可推知原因可能是
不同用量的钾肥均导致净光合速率大于CK 组，使植株对细胞间CO2 的需要量增加，故胞间CO2 浓度低于
CK 组。
41、（2024·重庆·三模）蔗糖和淀粉是绿色植物光合作用的重要产物，二者都是由在卡尔文循环中产生的
丙糖磷酸转化而成，其合成过程如图甲所示。其中磷酸转运体（TPT）在将丙糖磷酸运到细胞质基质的同
时可将无机磷酸（Pi）运入叶绿体，且这种转运严格遵循1 1∶的反向交换原则。图乙是研究光照强度变化
对某植物叶肉细胞的O2释放速率和CO2吸收速率的影响曲线（图中用数字编号①②表示）（单位：
μmol/m2·s）；请分析回答下列问题：
（1）卡尔文循环发生的具体场所是       ，由CO2形成C3化合物的过程称作                ，C3化合
物转变成为丙糖磷酸需要光反应阶段提供            。植物体内长距离运输碳水化合物主要以       
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（填“淀粉”或“蔗糖”）形式运输。
（2）TPT 的化学本质最可能是                ，当细胞质基质中的Pi 水平降低时，              
（填“淀粉”或“蔗糖”）的合成会增加，原因是                    。
（3）图乙中，曲线           表示CO2吸收速率的变化，强光照时叶肉细胞中产生ATP 的细胞结构有   
。A 点时叶肉细胞的光合作用速率         （填“大于”、“小于”或“等于”）呼吸作用速率。
【答案】     叶绿体基质     CO2 的固定     NADPH 和ATP（只答一个不给分，答［H］不给分） 
 
蔗糖     蛋白质     淀粉     （磷酸丙糖和Pi 严格遵循1 1∶的反向交换原则，）细胞质基质中的Pi 减
少会导致磷酸丙糖运出量减少，通过ADPG 途径形成淀粉增多（或“细胞质基质中的Pi 减少会抑制丙糖磷
酸从叶绿体中运出，从而促进淀粉在叶绿体内的合成”）     ②     细胞质基质、线粒体和叶绿体 
 
大于
【分析】图甲表示植物叶肉细胞光合作用光反应、暗反应以及蔗糖与淀粉合成代谢途径，合成淀粉的场所
时叶绿体基质。光合作用分为光反应和暗反应两个阶段，光反应必须有光，暗反应有光无光都可以进行。
【详解】（1）卡尔文循环发生的具体场所是细胞质基质，由CO2 形成C3 化合物的过程称作CO2 的固定，
C3 化合物转变成为丙糖磷酸需要光反应阶段提供NADPH 和ATP，从图中可看出，淀粉的具体合成场所为
叶绿体基质，植物体内长距离运输碳水化合物的主要以蔗糖的形式运输。
（2）TPT 是磷酸转运体，将丙糖磷酸运到细胞质基质的同时可将无机磷酸（Pi）运入叶绿体，故化学本质
最可能是蛋白质，又因为磷酸丙糖和Pi 严格遵循1 1∶的反向交换原则，当细胞质基质中的Pi 水平降低时会
导致磷酸丙糖运出量减少，通过ADPG 途径形成淀粉增多。
（3）图乙分析可知，强光照下光反应阶段增强，O2 释放速率增大，曲线①代表O2 释放速率，曲线②表
示CO2 吸收速率的变化，强光照时叶肉细胞中既进行光合作用又进行呼吸作用，产生ATP 的细胞结构有
细胞质基质、线粒体和叶绿体，据图乙可知，A 点时两条曲线重合，表示整个植株光合作用释放的氧气量
等于呼吸作用释放的二氧化碳量，但植物体内还有不能进行光合作用的细胞还要进行呼吸作用消耗有机物，
所以A 点时叶肉细胞的光合速率大于呼吸速率。
【点睛】本题考查了光合作用的有关知识，要求考生能够识记光合作用过程各阶段的物质变化以及发生场
所，并结合图解判断图中信息是解答本题的关键。
42、（2024·重庆九龙坡·三模）研究发现，小麦属于C3植物，通过卡尔文循环完成碳的固定和还原；玉米
属于C4植物，碳的固定多了C4途径，其光合作用需要叶肉细胞和维管束鞘细胞共同完成，玉米叶肉细胞
中的PEP 酶具有很强的CO2亲和力。研究人员绘制的图1 为玉米植株相关细胞内物质转化过程，图2 为研
究人员在晴朗的夏季白天测定玉米和小麦净光合速率的变化。
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据图回答下列相关问题：
(1)提取玉米叶片色素时，为防止叶绿素被破坏，可以加入   ；利用纸层析法分离色素时，在滤纸条上叶
绿素比类胡萝卜素扩散速率慢，原因是   。
(2)在某株玉米的维管束鞘细胞叶绿体中只能进行碳反应，推测其可能缺少的结构是   ；在玉米的相关细
胞中固定CO2的物质有   ，图1 中过程②需要光反应提供的物质是   。
(3)上午9：00，突然降低环境中CO2浓度的一小段时间内，玉米细胞和小麦细胞中C3含量的变化分别是   
、   ，其中小麦C3含量变化的原因是   。
(4)综上分析，玉米植株净光合速率为图2 中曲线   ，由此可见，在高温干燥的环境中，C4植物可能比C3
植物生长更好，原因是   。
【答案】(1)     CaCO3     叶绿素在层析液中的溶解度小于类胡萝卜素
(2)     基粒     PEP 和C5     ATP 和NADPH
(3)     不变     降低     CO2 固定成C3 的速率减慢，同时C3 还原的速率不变
(4)     甲     C4 植物在低浓度CO2 环境中光合作用更强
【分析】1、色素分离原理：叶绿体中的色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩
散得快，溶解度低的随层析液在滤纸上扩散得慢。根据这个原理就可以将叶绿体中不同的色素分离开来。
2、药品的作用：二氧化硅、碳酸钙和丙酮。前两种是粉末状药品，各加少许，后者是有机溶剂，研磨时
加约5mL 二氧化硅的作用是使研磨更加充分、迅速；碳酸钙的作用是保护叶绿素不分解；丙酮用来溶解提
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取叶绿体中的色素。
【详解】（1）提取色素时，为防止叶绿素被破坏，可以加入CaCO3，碳酸钙的作用是保护叶绿素不分解。
与类胡萝卜素相比，叶绿素在层析液中溶解度低，因而在滤纸条上扩散速率慢，该实验是根据叶绿体色素
在层析液中溶解度不同，因而扩散速度不同实现的。
（2）若玉米的维管束鞘细胞叶绿体中只能进行碳反应，不能进行光反应，推测其可能缺少的结构是基粒。
由图可以看出，玉米植物细胞中固定CO2 的物质有PEP 和C5。图1 中过程②为C3 的还原，需要光反应提
供的物质是ATP 和NADPH。
（3）上午9：00 时，突然降低环境中CO2 浓度的一小段时间内，由于玉米叶肉细胞中PEP 羧化酶可固定
低浓度的CO2，因而对玉米的暗反应受影响不大，即其细胞中C3 含量基本不变；小麦为C3 植物，其细胞
由于CO2 供应减少，CO2 固定成C3 的速率减慢，同时C3 还原的速率不变，导致C3 含量减少。
（4）夏季晴朗的白天中午，高温干旱会使玉米和小麦大量蒸发失水而出现气孔关闭，使CO2 供应受阻，
C4 植物在低浓度CO2 环境中光合作用更强，导致玉米植株的净光合速率高于小麦，即图2 中的甲曲线表
示的是玉米净光合速率的变化。
43、（2024·重庆渝中·三模）研究人员构建了如图所示的一半天然、一半合成的人造“叶绿体”，并利用
光和该系统实现了
的固定。该系统利用光能通过新途径——
循环（该途径中的酶来自于植物、
动物、微生物等多个物种）把
转化成乙醇酸，同时还将
磷酸化为
，从而成功地重建了重要
的光合代谢途径。回答问题：
(1)图中发光液滴即为人造叶绿体，推测其能分隔内外油与水的结构可能是            。同等光照条件下，
研究人员发现人造叶绿体比自然植物细胞积累有机物的效率更高，出现该现象可能的原因是            
（答两点）。
(2)
循环途径中的乙醛酸相当于卡尔文循环中的____________。
A．
磷酸甘油酸
B．
磷酸甘油醛
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C．核酮糖
二磷酸
D．葡萄糖
(3)人造叶绿体中光合色素的功能是            ，人造叶绿体中的类囊体为
循环提供  
 
。
【答案】(1)     磷脂单分子层     人造叶绿体中的酶催化效率更高，固碳能力更强；植物细胞要进行呼
吸作用消耗部分有机物，人造叶绿体不需要
(2)A
(3)     吸收、传递和转化光能     
、
【分析】光合作用的光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体薄膜上）：水的光解产生NADPH 与氧气，以及
ATP 的形成；光合作用的暗反应阶段（场所是叶绿体的基质中）：CO2 被C5 固定形成C3，C3 在光反应提
供的ATP 和NADPH 的作用下还原生成糖类等有机物。
【详解】（1）磷脂分子一端为极性分子，是亲水的，另一端为非极性分子，是疏水的，因此内外为油与
水时，分隔的结构为磷脂单分子层。人造叶绿体中的酶催化效率更高，固碳能力更强；植物细胞要进行呼
吸作用消耗部分有机物，人造叶绿体不需要，因此人造叶绿体比自然植物细胞积累有机物的效率更高。
（2）CETCH 循环途径中CO2 被固定形成乙醛酸，卡尔文循环中CO2 被C5 固定形成C3，因此CETCH 循
环途径中的乙醛酸相当于卡尔文循环中的3−磷酸甘油酸，A 正确，BCD 错误。
故选A。
（3）光合色素的功能是吸收、传递和转化光能，在类囊体生成NADPH、ATP，因此人造叶绿体中的类囊
体为CETCH 循环提供NADPH、ATP。
44、（2024·广西玉林·三模）某科研团队构建了一套由硅纳米线和细菌组成的人工光合系统，可生产出O2
和乙酸盐。硅纳米线阵列可以吸收太阳光，并利用光生成电子传递给负载在纳米线上的细菌，作为细菌固
定、还原CO2的能量来源。该系统的光能转化效率超过了大部分高等绿色植物的自然光合作用效率，极大
地助推了地球温室效应问题的解决。回答下列问题：
  
(1)该人工光合系统的硅纳米线（阵列）相当于绿色植物的       （答一种物质），该物质在叶绿体中的
作用是              。
(2)有些光合细菌光反应的底物是H2O，而有的却是H2S，该人工光合系统中的细菌光反应的底物应该是
H2O，作出此判断的理由是              。若要通过实验验证上述结论，可以采用              法进
一步研究。
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(3)该人工光合系统的光合作用效率高于大部分高等绿色植物的，从对光能的利用角度分析，其原因是  
 
。
(4)已知该人工光合系统中将热醋穆尔氏菌和Au 纳米团簇结合形成Au-细菌进行CO2的固定、还原，过程
如图2 所示。已知WLP 通路是一种古老的碳固定通路，是Au 纳米团簇。该细菌中的生命活动相当于光合
作用的       过程，该细菌相当于叶肉细胞中的       （填具体场所）。
【答案】(1)     光合色素     吸收、传递和转化光能
(2)     光反应中，水光解可以生成O2，而该人工光合系统生成了O2，因此推测该人工光合系统的光合
底物之一是H2O     同位素示踪法
(3)绿色植物的光合作用对吸收的光具有选择性，人工光合系统能利用各种波长的光
(4)     暗反应     叶绿体基质
【分析】光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能把二氧化碳和水转变成储存着能量的有机物，并释
放出氧气的过程。光合作用的光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体膜上）：水的光解产生[H]（NADPH)与
氧气，同时合成ATP；光合作用的暗反应阶段（场所是叶绿体的基质中）：CO2 被C5 固定形成C3， C3
在光反应提供的ATP 和[H]（NADPH)的作用下还原生成糖类等有机物。
【详解】（1）由题意可知，该人工光合系统的硅纳米线阵列可以吸收太阳光，并利用光生成电子，因此
其相当于绿色植物的光合色素，光合色素的作用是吸收、传递和转化光能。
（2）光反应中，水光解可以生成O2，而该人工光合系统生成了O2，因此推测该人工光合系统的光合底物
之一是H2O；可通过同位素示踪法去验证。
（3）相比于高等绿色植物的光合作用对吸收的光具有选择性，该人工光合系统能利用各种波长的光，因
此该人工光合系统的光合作用效率高于大部分高等绿色植物的。
（4）在该人工光合系统中，该细菌可以进行CO2 的固定、还原，因此该细菌的生命活动相当于光合作用
的暗反应过程，暗反应过程的场所为叶绿体基质，故该细菌相当于叶肉细胞中的叶绿体基质。
45、（2024·贵州毕节·三模）图甲表示在一定条件下测得的某植物光合速率与光照强度的关系；图乙是某
兴趣小组将该植物栽培在密闭玻璃温室中，用相关仪器测得的室内CO2浓度与时间关系的曲线。请分析回
答：
  
(1)当光照强度为6klx 时，该植物利用CO2的速率是      mg/100cm2/h；c 点时，叶肉细胞中产生ATP 的
场所有      。
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(2)由图乙可推知，密闭玻璃温室中氧气浓度最大的是      点。24 点与0 点相比，植物体内有机物总量的
变化情况是      （填“增多”、“不变”或“减少”），判断依据是      。
(3)若图甲曲线表示该植物在25℃时光合速率与光照强度的关系，并且已知该植物光合作用和细胞呼吸的最
适温度分别为25℃和30℃，那么在其它条件不变的情况下，将温度提高到30℃，理论上分析c 点将  
 
（填“左移”、“右移”或“不变”），理由是      。
【答案】(1)     18     细胞质基质、线粒体、叶绿体
(2)     h     减少     24 点与0 点相比，密闭玻璃温室中CO2 浓度升高，说明植物细胞呼吸消耗的有
机物多于光合作用制造的有机物，使植物体内的有机物总量减少（24 点与0 点相比，密闭玻璃温室中CO2
浓度升高，细胞呼吸强度大于光合作用强度，植物体的有机物总量减少）
(3)     右移     在其它条件不变的情况下，温度由25℃提高到30℃后，光合速率降低，呼吸速率加快，
要让光合速率等于呼吸速率，应增大光照强度
【分析】图甲中曲线表示净光合速率，其中a 点表述呼吸速率，c 点表示光补偿点，d 点对应的6klx 表示光
饱和点。乙图中曲线呈上升趋势时表示光合速率小于呼吸速率，呈下降趋势时表示光合速率大于呼吸速率。
【详解】（1）当光照强度为6klx 时，该植物利用CO2 的速率是12（净光合速率）+6（呼吸速率）
=18mg/100cm2/h，c 点时（光补偿点），叶肉细胞中既进行光合作用，也进行呼吸作用，产生ATP 的场所
有细胞质基质、线粒体、叶绿体。
（2）若图乙可知，CO2 浓度最低时，说明光合积累的O2 最多，即图中h 点。24 点与0 点相比，密闭容器
中CO2 浓度升高，总体来说，植物进行了呼吸作用消耗的有机物大于光合作用产生的有机物，植物体内有
机物总量减少。
（3）若将温度提高到30℃，则光合作用速率下降，呼吸作用速率增强，而c 点的含义是光合作用速率等
于呼吸作用速率，因此需要提高光照强度才能与呼吸作用速率相等，即c 点右移。
46、（2024·贵州·三模）资料1：1961 年，由英国生物化学家米切尔依据光合作用光反应阶段ATP 的形成
机制，提出了ATP 的化学渗透假说：光照引起水的光解，水分解为O2和H+并释放电子，结果类囊体膜内
侧H+浓度高而膜外侧低，于是膜内外产生H+浓度差和电位差，当H+借助ATP 合酶顺质子梯度扩散至类囊
体膜外时，ATP 合酶催化ADP 和Pi 合成为ATP。
资料2：研究发现，某种真核微藻在低氧环境中，其叶绿体内产氢酶活性提高，部分NADPH 会参与生成
H2的代谢过程。
图甲为叶绿体的结构示意图，图乙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)将正常叶片置于适量的溶液中，用组织捣碎机破碎细胞，再用差速离心法分离细胞器。该实验中所用溶
液应满足的条件是   （答出2 点即可）。
(2)水光解产生的电子通过电子传递体最终可以传递给NADP+与H+结合形成NADPH，在暗反应阶段
NADPH 的作用是   （答出2 点即可）；H+通过膜上的ATP 合酶回到膜外，据图乙可知将ADP 和Pi 合成
ATP 所需的能量直接由   提供。
(3)为了研究叶绿体的完整性与光反应的关系，制备了四种完整性不同的叶绿体，在离体条件下进行实验，
发现叶绿体A、B、C、D 四组的ATP 产生效率相对值分别为1、0.66、0.58、0.41，据此推测叶绿体中类囊
体结构破坏程度最大的是   组，结合图乙对实验结果进行解释：   。
(4)在低氧环境中，生成H2的代谢过程会使该微藻生长不良。根据题目信息从光合作用物质转化的角度分
析该微藻生长不良原因：   。
【答案】(1)pH 应与细胞质基质的相同、渗透压应与细胞内的相同
(2)     作为还原剂；提供能量     类囊体薄膜两侧H+浓度差
(3)     D     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
(4)光反应中，水分解释放的电子传递给H＋和NADP＋，该物质接收电子后形成NADPH。该微藻在低氧
环境中，其叶绿体内产氢酶活性提高，部分NADPH 会参与生成H2 的代谢过程，这样参与暗反应的
NADPH 减少，C3 的还原减少，有机物生成量减少，进而导致该微藻生长不良
【分析】光合作用：①光反应场所在叶绿体类囊体薄膜，发生水的光解、ATP 和NADPH 的生成；②暗反
应场所在叶绿体的基质，发生CO2 的固定和C3 的还原，消耗ATP 和NADPH。
【详解】（1）将正常叶片置于适量的溶液中，用组织捣碎机破碎细胞，再用差速离心法分离细胞器，得
到的细胞器应保持正常的活性，故该实验中所用溶液应满足的条件是PH 应与细胞质基质的相同、渗透压
应与细胞内的相同。
（2）水光解产生的电子通过电子传递体最终可以传递给NADP+与H+结合形成NADPH，在暗反应阶段
NADPH 的作用是作为还原剂、提供能量；H+通过膜上的ATP 合酶回到膜外，据图乙可知将ADP 和Pi 合
成ATP 所需的能量直接由类囊体薄膜两侧H+浓度差提供。
（3）分析图乙：在叶绿体的类囊体薄膜上存在电子传递链，电子在传递的过程中使得膜两侧H＋以主动运
输至类囊体腔，类囊体腔中的H＋再以协助扩散运出，H＋的浓度差带来的势能使得ADP 和Pi 在ATP 合
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酶的催化下合成ATP，在离体条件下进行实验，发现叶绿体A、B、C、D 四组的ATP 产生效率相对值分别
为1、0.66、0.58、0.41，据此推测叶绿体中类囊体结构破坏程度最大的是D 组，合成的ATP 最少，H＋的
浓度差最小，在叶绿体的类囊体薄膜上存在电子传递链存在一定的破坏。
（4）结合图乙，光反应中，水分解释放的电子传递给H＋和NADP＋，该物质接收电子后形成NADPH。
该微藻在低氧环境中，其叶绿体内产氢酶活性提高，部分NADPH 会参与生成H2 的代谢过程，这样参与
暗反应的NADPH 减少，C3 的还原减少，有机物生成量减少，进而导致该微藻生长不良。
47、（2024·甘肃张掖·三模）盐胁迫对植物光合作用的限制包括气孔限制和非气孔限制，气孔限制是指气
孔导度下降，CO2供应不足，非气孔限制是指植物细胞中光合结构或物质活性的降低。研究小组将长势均
一的春小麦幼苗分组，实验组分别添加植物营养液配制的不同浓度NaCl（单位mmol·L-1）溶液，在适宜条
件培养一周后，测定春小麦幼苗的光合特性，实验结果如下。
处理
光合速率（CO2）
（μmol•m-2•s-1）
叶绿索
（mg·g-1）
气孔导度
（μmol·m-2•s-1）
胞间CO2浓度
（μmol•m-2•s-1）
CK
（对照
组）
3.17
1.30
244.49
435.19
25
2.63
1.37
221.30
46806
100
2.12
1.37
208.46
473.75
200
1.31
1.28
95.09
475.07
回答下列问题：
(1)春小麦幼苗叶片中的光合色素除叶绿素外，还有            ，光合色素吸收的光波长有差别，叶绿素
主要吸收            。欲测定叶绿素的含量，可用            试剂对其进行提取。
(2)对照组的处理是            ，200mmol·L-1NaCl 处理组的气孔导度比100mmol·L-1NaCl 处理组的气孔
导度明显降低，但两组的胞间CO2浓度并无显著差异，据表分析原因可能是            。此时，对
200mmol·L-1NaCl 处理组喷施促进气孔开放的细胞分裂素            （填“能”或“不能”）提高光合
速率。
(3)100mmol·L-1NaCl 处理组的叶绿素含量高于对照组，净光合速率却低于对照组，限制其净光合速率的是  
（填“气孔限制”或“非气孔限制”），据表分析理由是                         。
【答案】(1)     类胡萝卜素      蓝、紫光     有机溶剂
(2)     添加等量的植物营养液      200mmol·L-1NaCll 处理组叶片的叶绿素含量降低，光反应速率降低，
生成的ATP、NADPH 减少，导致暗反应速率降低，对胞间CO2 的吸收利用减少     不能   
(3)     非气孔限制     100mmol·L-1NaCl 处理组的胞间CO2 浓度高于对照组，说明CO2 供应充足   
【分析】根据题干与表格数据分析，自变量为不同浓度NaCl 溶液，因变量为净光合速率、气孔导度、胞
间CO2 浓度、叶绿素含量。总光合速率=净光合速率+呼吸速率。 
【详解】（1）春小麦幼苗叶片中的光合色素除叶绿素外，还有类胡罗卜素；其中叶绿素主要吸收蓝、紫
光，叶绿素易溶于有机溶剂，因此提取叶绿素可以用有机溶剂提取。
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（2） 分析题意，本实验的自变量为不同浓度NaCl 溶液，实验设计应遵循对照与单一变量原则，故对照
组的处理是添加等量的植物营养液（NaCl 浓度为0）；对比200mmol·L-1NaCl 处理组与100mmol·L-1NaCl
处理组，前者气孔导度明显降低，叶绿素含量较低，净光合速率减慢，但两组的胞间CO2 浓度并无显著差
异，其原因可能是200mmol·L-1NaCl 处理组叶片的叶绿素含量降低，使得光反应速率降低，生成的ATP、
NADPH 减少，导致暗反应速率降低，对胞间CO2 的吸收利用减少；限制200mmol·L-1NaCl 处理组净光合
速率的并不是胞间CO2 浓度或气孔导度，即该浓度的盐胁迫属于非气孔限制，故喷施促进气孔开放的细胞
分裂素不能提高光合速率。
（3）100mmol·L-1NaCl 处理组与对照组相比较，叶绿素含量高于对照组，胞间CO2 浓度更高，说明CO2
供应充足，但净光合速率低于对照组，说明限制其净光合速率的是非气孔限制。
48、（2024·甘肃白银·三模）大豆和其他作物间作可以改善土壤肥力，提高农作物产量，其中大豆—玉米
的间作种植是一种常见的种植模式。某农业研究所研究了大豆、玉米的单作及两者间作模式下，两种农作
物的光合指标及产量，结果如表所示。回答下列问题：
种植模式
叶绿素含
量/（mg·g-1）
胞间CO2含
量/（μmol·m-2·s-1）
净光合速
率/（μmol·m-2·s-1）
单株平均
产量/g
单
作
大
豆
20
279
16
103
玉
米
50
306
18
265
间
作
大
豆
24
307
11
84
玉
米
58
320
22
505
(1)与单作相比，间作使大豆的叶绿素含量明显升高，这会导致大豆吸收的          光明显增多。
(2)大豆—玉米间作后，玉米的产量明显提高。据表分析，原因是          （答出2 点）。
(3)研究人员认为，大豆—玉米间作对于两种农作物并不能都实现增产，其依据是           。
(4)某地积极推广大豆—玉米间作模式，收获大豆、玉米后，再将秸秆还田。结果发现每亩地能够减少约10
公斤氮肥的使用量，土壤中的氮素含量有所提升。根据所学知识分析，出现该结果的原因可能是  
 
。
【答案】(1)蓝紫光和红
(2)大豆-玉米间作能提高玉米的叶绿素含量，提高光反应速率，同时，玉米的胞间 CO2 浓度增加，提高暗
反应速率
(3)大豆-玉米间作后，玉米的单株平均产量明显增加，但大豆的单株平均产量明显降低
(4)大豆的根部富含根瘤菌，根瘤菌具有固氮的能力，从而供大豆、玉米利用，减少氮肥的使 用量；同时
秸秆还田后会被土壤中的微生物分解，从而增加土壤中的氮素含量
【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段，其中光反应包括水的光解和ATP 的生成，暗反应包括二
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氧化碳的固定和三碳化合物的还原等。
【详解】（1）叶绿素包括叶绿素a 和叶绿素b，主要吸收蓝紫光和红光。
（2）叶绿素参与光反应过程，二氧化碳是暗反应的原料，从表中可知，间作后，玉米的叶绿素含量和胞
间CO2 浓度均明显增加，从而提高了玉米的光反应和暗反应速率，从而实现玉米单株平均产量的增加，实
现增产，但大豆的 单株平均产量却明显降低。
（3）据表可知，与单作相比，大豆-玉米间作后，玉米的单株平均产量明显增加，但大豆的单株平均产量
明显降低，故大豆-玉米间作对于两种农作物并不能都实现增产。
（4）大豆的根部富含根瘤菌，根瘤菌具有固氮的能力，从而供大豆玉米利用，减少氮肥的使用量；同时
秸秆还田后会被土壤中的微生物分解，从而增加土壤 的氮素含量，故某地积极推广大豆—玉米间作模式，
收获大豆、玉米后，再将秸秆还田。结果发现每亩地能够减少约10 公斤氮肥的使用量，土壤中的氮素含量
有所提升。
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