北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
专题 6 光合作用
10年高考
考点一 捕获光能的色素与结构
1.(2020江苏单科,6,2分)采用新鲜菠菜叶片开展“叶绿体色素的提取和分离”实验,
下列叙述错误的是( )
A.提取叶绿体色素时可用无水乙醇作为溶剂
B.研磨时加入CaO可以防止叶绿素被氧化破坏
C.研磨时添加石英砂有助于色素提取
D.画滤液细线时应尽量减少样液扩散
答案 B 叶绿体色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中,故可以用无水乙醇提取叶绿体
色素,A正确;研磨时加入应CaCO ,其可以中和酸性物质,防止叶绿素被破坏,B错误;研
3
磨时添加石英砂(SiO )有助于对菠菜叶的充分研磨,易于提取色素,C正确;在滤纸条上
2
画滤液细线时,要用毛细吸管吸取少量滤液,沿铅笔线均匀地画出一条细线,吹干后,再
重复画若干次,画滤液细线时要细且齐,若滤液扩散会导致细线不齐,可能出现色素带重
叠现象,D正确。
2.(2017天津理综,5,6分)叶绿体中的色素为脂溶性,液泡中紫红色的花青苷为水溶性。
以月季成熟的紫红色叶片为材料,下列实验无法达到目的的是( )
A.用无水乙醇提取叶绿体中的色素
B.用水做层析液观察花青苷的色素带
C.用质壁分离和复原实验探究细胞的失水与吸水
D.用光学显微镜观察表皮细胞染色体的形态和数目
答案 D 本题考查绿叶中色素的提取与分离、细胞有丝分裂等相关知识。叶绿体色素
为脂溶性,可溶于有机溶剂如无水乙醇,A可达到目的;花青苷为水溶性,类比叶绿体色素
的分离方法,可用水做层析液观察花青苷的色素带,B 可达到目的;质壁分离和复原实验
可用于探究细胞的吸水和失水,C可达到目的;细胞中的染色质只在有丝分裂或减数分裂
过程中形成染色体,而表皮细胞无分裂能力,细胞中无染色体,D符合题意。
易错警示 染色质与染色体是同种物质在细胞不同时期的两种不同形态。在细胞分裂
过程中,染色质丝螺旋缠绕,成为染色体;在细胞分裂末期,染色体解螺旋恢复为染色质
状态,而无分裂能力的细胞中不出现染色体。
3.(2016四川理综,3,6分)下列有关实验操作或方法所导致结果的描述,不正确的是(
)
A.用纸层析法分离色素时,若滤液细线画得过粗可能会导致色素带出现重叠
B.用葡萄制作果醋时,若先通入空气再密封发酵可以增加醋酸含量提高品质
第 1 页 共 66 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
C.提取胡萝卜素时,若用酒精代替石油醚萃取将会导致胡萝卜素提取率降低
D.调查人群中色盲发病率时,若只在患者家系中调查将会导致所得结果偏高
答案 B 用纸层析法分离叶绿体色素时,滤液细线要画得细而直,若滤液细线画得过粗,
可能会导致色素带出现重叠,A项正确;用葡萄制作果醋时,所用微生物为需氧型的醋酸
杆菌,在发酵过程中装置不能密封,B项错误;酒精是水溶性有机溶剂,而石油醚为水不溶
性有机溶剂,石油醚可充分溶解胡萝卜素,并且不与水混溶,所以用酒精代替石油醚萃取
将会导致胡萝卜素提取率降低,C项正确;调查人群中色盲发病率时,应在人群中随机调
查,若只在患者家系中调查,将会导致所得结果偏高,D项正确。
4.(2016江苏单科,17,2分)下列用鲜菠菜进行色素提取、分离实验的叙述,正确的是(
)
A.应该在研磨叶片后立即加入CaCO ,防止酸破坏叶绿素
3
B.即使菜叶剪碎不够充分,也可以提取出4种光合作用色素
C.为获得10 mL提取液,研磨时一次性加入10 mL乙醇研磨效果最好
D.层析完毕后应迅速记录结果,否则叶绿素条带会很快随溶剂挥发消失
答案 B 应该在研磨叶片前加入碳酸钙,A项错误;即使菜叶剪碎不够充分,叶绿体色素
也可以溶解在无水乙醇中进而提取光合色素,B项正确;鲜菠菜中含有较多水分,因此不
能为获得10 mL提取液而一次性加入10 mL乙醇,C项错误;层析完毕后,叶绿素条带不
会随溶剂挥发而消失, D项错误。
易错警示 (1)叶绿体色素的提取和分离过程中加入的试剂的作用:①SiO ,为了研磨充
2
分;②CaCO ,防止叶绿素被破坏;③无水乙醇,溶解色素;④层析液,用于分离各种色素。
3
(2)叶绿体中的色素不会随层析液挥发。
5.(2015江苏单科,21,3分)为研究高光强对移栽幼苗光合色素的影响,某同学用乙醇提
取叶绿体色素,用石油醚进行纸层析,如图为滤纸层析的结果(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为色素条
带)。下列叙述正确的是(多选)( )
A.强光照导致了该植物叶绿素含量降低
B.类胡萝卜素含量增加有利于该植物抵御强光照
C.色素Ⅲ、Ⅳ吸收光谱的吸收峰波长不同
D.画滤液线时,滤液在点样线上只能画一次
答案 ABC 分析正常光照和强光照下的不同色素带宽度可以发现,强光导致了叶绿素
含量降低、类胡萝卜素含量升高,这可能与类胡萝卜素可以抵御强光照有关,A、B正确;
第 2 页 共 66 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
叶绿素a的吸收波长更广一些,C正确;为增加色素带的色素含量,画滤液细线时,滤液应
在点样线上重复画几次,D错误。
审题方法 本题的关键是对题图的分析,通过对图解的分析找出强光照下与正常光照下
移栽幼苗光合色素滤纸层析结果的不同之处,理解色素带宽窄与色素的含量及强光照的
关系;同时结合已学相关知识对各选项作出准确分析判断。
6.(2014北京理综,5,6分)在25 ℃的实验条件下可顺利完成的是( )
A.光合色素的提取与分离
B.用斐林(本尼迪特)试剂鉴定还原糖
C.大鼠神经细胞的培养
D.制备用于植物组织培养的固体培养基
答案 A 用斐林(本尼迪特)试剂鉴定还原糖时需水浴加热,B错误;培养大鼠神经细胞
时,温度需要保持在大鼠的正常体温37~39 ℃范围内,C错误;制备用于植物组织培养的
固体培养基需高温灭菌,D错误;光合色素的提取与分离在室温下即可完成,A正确。
7.(2014四川理综,4,6分)下列有关实验方法或检测试剂的叙述,正确的是( )
A.用改良苯酚品红染色观察低温诱导的植物染色体数目变化
B.用健那绿和吡罗红染色观察DNA和RNA在细胞中的分布
C.用纸层析法提取菠菜绿叶中的色素和鉴定胡萝卜素提取粗品
D.用标志重捕法调查田鼠种群密度及农田土壤小动物的丰富度
答案 A 改良的苯酚品红染液可用于染色体着色,A正确;观察DNA和RNA在细胞中的
分布用到的试剂是甲基绿和吡罗红染液,B错误;纸层析法是分离光合色素的方法,提取
光合色素需要用有机溶剂,C错误;调查农田土壤小动物丰富度的方法是取样器取样法,D
错误。
8.(2013课标全国Ⅱ,2,6分)关于叶绿素的叙述,错误的是( )
A.叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素
B.被叶绿素吸收的光可用于光合作用
C.叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同
D.植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光
答案 D 本题主要考查叶绿素的相关知识。镁是合成叶绿素a和叶绿素b的必需元素;
叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,用于光合作用的光反应过程;叶绿素a和叶绿素b在红
光区的吸收峰值不同;叶绿素不能有效地吸收绿光,绿光被反射出去,使植物呈现绿色。
9.(2013广东理综,6,4分)以下为某兴趣小组获得的实验结果及其分析,正确的是(
)
第 3 页 共 66 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
答案 B 将画有滤液细线的滤纸条(有滤液细线的一端朝下)插入层析液中后(注意层
析液不能触及滤液细线),滤纸条上出现的色素带从上往下依次为:胡萝卜素、叶黄素、
叶绿素a、叶绿素b,选项中Ⅳ为叶绿素b,A项错误;在含有纤维素的培养基中加入刚果
红时,刚果红能与纤维素形成红色复合物,当纤维素被纤维素酶分解后,刚果红—纤维素
复合物就无法形成,培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈,题中菌Ⅲ透明圈
最大,可知菌Ⅲ分解纤维素能力最强,B项正确;题中所示细胞每条染色体的着丝点排在
赤道板上,该细胞处于有丝分裂中期,C项错误;在H O 溶液中分别加入Fe3+和过氧化氢
2 2
酶,通过观察实验现象比较两者的催化效率,证明酶具有高效性,D项错误。
10.(2013江苏单科,5,2分)关于叶绿体中色素的提取和分离实验的操作,正确的是(
)
A.使用定性滤纸过滤研磨液
B.将干燥处理过的定性滤纸条用于层析
C.在划出一条滤液细线后紧接着重复划线2~3次
D.研磨叶片时,用体积分数为70%的乙醇溶解色素
答案 B 本题考查叶绿体色素的提取和分离实验的相关知识。实验过程中用单层尼龙
布过滤研磨液;在划出一条滤液细线后,待干燥后再重复划线2~3次;研磨叶片时,用无
水乙醇或95%的乙醇溶解色素。
11.(2013海南单科,8,2分)关于叶绿素提取的叙述,错误的是( )
A.菠菜绿叶可被用作叶绿素提取的材料
B.加入少许CaCO 能避免叶绿素被破坏
3
C.用乙醇提取的叶绿体色素中无胡萝卜素
D.研磨时加入石英砂可使叶片研磨更充分
答案 C 菠菜绿叶中含大量的色素且易于研磨,是提取色素的良好材料,A正确;研磨时,
加入石英砂可使叶片研磨得更充分,D正确;加入少许碳酸钙可以中和液泡破坏后释放的
酸性物质,防止研磨中色素被破坏,B正确;叶绿体中的色素有叶绿素a、叶绿素b、胡萝
卜素、叶黄素等,四种色素均溶于乙醇,C错误。
12.(2012海南单科,9,2分)关于叶绿体色素的叙述,错误的是( )
A.叶绿素a和b主要吸收红光和蓝紫光
B.绿叶中叶绿素和类胡萝卜素含量不同
C.利用纸层析法可分离4种叶绿体色素
D.乙醇提取的叶绿体色素不能吸收光能
答案 D 本题主要考查叶绿体色素的种类、含量、吸收光的种类等方面的知识。叶绿
素a、叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光。绿叶中叶绿素约占3/4,类胡萝卜素约占1/4。
利用层析液可分离叶绿体色素,提取的叶绿体色素仍可吸收光能,但叶绿体结构被破坏,
导致完整的光合作用不能进行。
第 4 页 共 66 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
13.(2011江苏单科,4,2分)某研究组获得了水稻的叶黄素缺失突变体。将其叶片进行
了红光照射光吸收测定和色素层析条带分析(从上至下),与正常叶片相比,实验结果是(
)
A.光吸收差异显著,色素带缺第2条
B.光吸收差异不显著,色素带缺第2条
C.光吸收差异显著,色素带缺第3条
D.光吸收差异不显著,色素带缺第3条
答案 B 叶绿体中的叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光,胡萝卜素和叶黄素
主要吸收蓝紫光,所以当水稻叶黄素缺失突变体进行红光照射时,光吸收差异不显著;对
正常叶片叶绿体中的色素提取后,层析的结果自上而下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿
素a和叶绿素b,故B正确。
14.(2019海南单科,9,2分)下列关于高等植物光合作用的叙述,错误的是( )
A.光合作用的暗反应阶段不能直接利用光能
B.红光照射时,胡萝卜素吸收的光能可传递给叶绿素a
C.光反应中,将光能转变为化学能需要有ADP的参与
D.红光照射时,叶绿素b吸收的光能可用于光合作用
答案 B 本题通过对光合色素及其相关知识的考查体现了生命观念中的物质与能量观、
结构与功能观。光合作用的暗反应阶段不能直接利用光能,但需要利用光反应阶段产生
的[H]和ATP,A正确;胡萝卜素不能吸收红光,B错误;光反应中,将光能转变为ATP中活
跃的化学能,需要有ADP和Pi及ATP合成酶的参与,C正确;红光照射时,叶绿素b吸收
的光能可用于光合作用,光能可以转变为ATP中活跃的化学能,D正确。
15.(2017课标全国Ⅲ,3,6分)植物光合作用的作用光谱是通过测量光合作用对不同波
长光的反应(如O 的释放)来绘制的。下列叙述错误的是( )
2
A.类胡萝卜素在红光区吸收的光能可用于光反应中ATP的合成
B.叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制
C.光合作用的作用光谱也可用CO 的吸收速率随光波长的变化来表示
2
D.叶片在640~660 nm波长光下释放O 是由叶绿素参与光合作用引起的
2
答案 A 类胡萝卜素主要吸收蓝紫光基本不吸收红光,A错误;不同光合色素的吸收光
谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制,B正确;光合作用光反应阶段色素对光的
吸收会影响暗反应阶段对CO 的利用,所以光合作用的作用光谱也可用CO 的吸收速率随
2 2
光波长的变化来表示,C正确;640~660 nm波长的光属于红光区,类胡萝卜素主要吸收蓝
紫光,叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,所以叶片在640~660 nm波长光下释放O 是由叶绿
2
素参与光合作用引起的,D正确。
16.(2016课标全国Ⅱ,4,6分)关于高等植物叶绿体中色素的叙述,错误的是( )
A.叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂乙醇中
第 5 页 共 66 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
B.构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收
C.通常,红外光和紫外光可被叶绿体中的色素吸收用于光合作用
D.黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由叶绿素合成受阻引起的
答案 C 叶绿体中的色素是有机物,可溶解在有机溶剂乙醇中,A正确;Mg2+是参与构成
叶绿素的成分,可由植物的根从土壤中吸收,B正确;一般情况下,光合作用所利用的光都
是可见光,叶绿体中的色素主要吸收红光、蓝紫光用于光合作用,C错误;叶绿素的合成
需要光照,黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由叶绿素合成受阻引起的,D正确。
17.(2014海南单科,6,2分)下列关于生长在同一植株上绿色叶片和黄绿色叶片的叙述,
错误的是( )
A.两种叶片都能吸收蓝紫光
B.两种叶片均含有类胡萝卜素
C.两种叶片的叶绿体中都含有叶绿素a
D.黄绿色叶片在光反应中不会产生ATP
答案 D 两种叶片中含有类胡萝卜素和叶绿素,二者均吸收蓝紫光,A正确;当叶绿素含
量高时呈现绿色,含量少时则呈现类胡萝卜素的颜色,B正确;叶绿素包括叶绿素a和叶
绿素b,C正确;黄绿色叶片在光下时仍能进行光合作用,故在光反应过程中能产生ATP
用于暗反应,D错误。
解题关键 相对绿色叶片来说,黄绿色叶片的叶绿素含量稍低。
18.(2011海南单科,12,2分)红枫是一种木本观赏植物,在生长季节叶片呈红色。下列
关于该植物的叙述,正确的是( )
A.红枫叶片不含叶绿素
B.红枫叶片呈红色是因为吸收了红光
C.红枫叶片能吸收光能进行光合作用
D.液泡中色素吸收的光能用于光合作用
答案 C 红枫叶片含叶绿素,可进行光合作用,红枫叶片呈红色是因液泡中含有色素,
其色素是不能吸收光能进行光合作用的。
19.(2020浙江7月选考,27,7分)以洋葱和新鲜菠菜为材料进行实验。回答下列问题:
(1)欲判断临时装片中的洋葱外表皮细胞是否为活细胞,可在盖玻片的一侧滴入质量浓
度为0.3 g/mL的蔗糖溶液,用吸水纸从另一侧吸水,重复几次后,可根据是否发生
现象来判断。
(2)取新鲜菠菜叶片烘干粉碎,提取光合色素时,若甲组未加入碳酸钙,与加入碳酸钙的
乙组相比,甲组的提取液会偏 色。分离光合色素时,由于不同色素在层析液中
的溶解度不同及在滤纸上的吸附能力不同,导致4种色素随层析液在滤纸条上的
不同而出现色素带分层的现象。若用不同波长的光照射叶绿素a提取液,测量并计算叶
绿素a对不同波长光的吸收率,可绘制出该色素的 。
第 6 页 共 66 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
(3)在洋葱根尖细胞分裂旺盛时段,切取根尖制作植物细胞有丝分裂临时装片时,经染色
后, 有利于根尖细胞的分散。制作染色体组型图时,通常选用处于有丝分
裂 期细胞的染色体,原因是
。
答案 (1)质壁分离 (2)黄 移动速率 吸收光谱 (3)轻压盖玻片 中 中期的染色
体缩短到最小的程度,最便于观察和研究
解析 (1)分析本题中的信息可知,本小题考查的是质壁分离实验的应用,结合所学的质
壁分离知识,可直接作答。当洋葱外表皮细胞浸润在0.3 g/mL的蔗糖溶液中时,由于蔗
糖溶液浓度大于细胞液浓度,因此活细胞会失水而发生质壁分离,即原生质层与细胞壁
分离,故可根据是否发生质壁分离来判断细胞死活。(2)由于碳酸钙可以防止叶绿素被
破坏,因此未加碳酸钙的甲组的提取液中叶绿素会因破坏而减少,提取液因类胡萝卜素
的含量相对增多而偏黄色。不同光合色素在层析液中的溶解度不同及在滤纸上的吸附
能力不同,因而随层析液在滤纸条上移动的速率不同,据此特点可将4种光合色素分离。
叶绿素a对不同波长光的吸收率不同,因而可绘制出该色素的吸收光谱。(3)制作植物
根尖细胞有丝分裂临时装片的流程是解离→漂洗→染色和制片,制片时在载玻片上加一
盖玻片,用手指轻压盖玻片,有利于根尖细胞分散开。制作染色体组型图时,通常选择处
于有丝分裂中期的细胞观察染色体的形态和数目,因为中期的染色体缩短到最小的程度,
染色体形态稳定、数目清晰,最便于观察和研究。
20.(2019浙江4月选考,30,7分)回答与光合作用有关的问题:
(1)在“探究环境因素对光合作用的影响”活动中,正常光照下,用含有0.1%CO 的溶液
2
培养小球藻一段时间。当用绿光照射该溶液,短期内小球藻细胞中3-磷酸甘油酸(C )的
3
含量会 。为3-磷酸甘油酸(C )还原成三碳糖提供能量的物质是
3
。若停止CO 供应,短期内小球藻细胞中RuBP(C )的含量会 。研究发现
2 5
Rubisco酶是光合作用过程中的关键酶,它催化CO 被固定的反应,可知该酶存在于叶绿
2
体 中。
(2)在“光合色素的提取与分离”活动中,提取新鲜菠菜叶片的色素并进行分离后,滤纸
条自上而下两条带中的色素合称为 。分析叶绿素a的吸收光谱可知,其主
要吸收可见光中的 光。环境条件会影响叶绿素的生物合成,如秋
天叶片变黄的现象主要与 抑制叶绿素的合成有关。
答案 (1)增加 ATP和NADPH 增加 基质 (2)类胡萝卜素 蓝紫光和红 低温
解析 通过对光合作用过程中相关物质的变化的考查,体现了生命观念中的物质与能量
观要素。(1)在“探究环境因素对光合作用的影响”活动中,正常光照下,用含有
0.1%CO 的溶液培养小球藻一段时间。当用绿光照射该溶液,光反应将减弱,ATP和
2
NADPH的生成量减少,短期内小球藻细胞中3-磷酸甘油酸(即三碳酸,C )的含量会增加。
3
为3-磷酸甘油酸还原成三碳糖提供能量的物质是ATP和NADPH。若停止CO 供应,短期
2
第 7 页 共 66 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
内RuBP(C )的消耗量减少而合成量不变,因此短期内小球藻细胞中RuBP的含量会增加。
5
Rubisco酶是光合作用过程中的关键酶,它催化CO 被固定的反应,CO 被固定的反应发生
2 2
在叶绿体基质中,因此推测该酶存在于叶绿体基质中。(2)在“光合色素的提取与分
离”活动中,提取新鲜菠菜叶片的色素并进行分离后,滤纸条自上而下两条带中的色素
(胡萝卜素和叶黄素)合称为类胡萝卜素。叶绿素a主要吸收可见光中的红光和蓝紫光。
秋天叶片变黄的现象主要与低温抑制叶绿素的合成有关。
21.(2011广东理综,29,16分)中国的饮食讲究“色香味”,颜色会影响消费。小李同学
拟研发“绿色”食用色素,他以生长很快的入侵植物水葫芦为材料进行如下实验。
Ⅰ.提取叶绿素
绿色叶片 提取液 过滤液 浓缩液 叶绿素粗产品
Ⅱ.探究pH对叶绿素稳定性的影响
取一些叶绿素粗产品,配成一定浓度的溶液,于室温(约25℃)下进行实验,方法和结
果如下表。
实验组
叶绿素溶液(mL) 调pH至 处理时间(min) 溶液颜色
号
① 3.0 Y 10 绿色
② 3.0 7.0 10 绿色
③ 3.0 6.0 10 黄绿色
④ 3.0 5.0 10 黄褐色
注:叶绿素被破坏后变成黄褐色。
根据所学知识和实验结果,请回答:
(1)提取食用叶绿素的X应该为 ,原因是 。
(2)表中Y应该为 ,原因是
。
(3)若用作食品色素,天然叶绿素色素不适用于 食品,否则 。
(4)小李想了解叶绿素粗产品中是否含有其他色素,请你提供检测方法并写出主要步骤。
答案 (1)对人无害的有机溶剂(食用酒精) 叶绿素溶于有机溶剂和应考虑溶剂对人体
的影响 (2)8.0 实验中自变量的变化应有规律和应考虑碱性pH对叶绿素稳定性的影
响 (3)酸性 由于叶绿素被破坏造成食品失绿而影响品质 (4)纸层析法,其主要步骤:
①制备滤纸条,②画色素液细线,③用层析液分离色素,④观察色素带。
解析 叶绿素易溶于有机溶剂,如丙酮或无水乙醇中;探究pH对叶绿素稳定性的影响时,
要有酸性、中性和碱性等不同条件;由表格信息可知,酸性条件下可使叶绿素变成黄褐
色;可借鉴课本中色素的分离方法进行色素种类的鉴定。
考点二 光合作用的原理与应用
1.(2021浙江6月选考,23,2分)渗透压降低对菠菜叶绿体光合作用的影响如图所示,图
甲是不同山梨醇浓度对叶绿体完整率和放氧率的影响,图乙是两种浓度的山梨醇对完整
第 8 页 共 66 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
叶绿体ATP含量和放氧量的影响。CO 以HCO-形式提供,山梨醇为渗透压调节剂,0.33
2 3
mol·L-1时叶绿体处于等渗状态。据图分析,下列叙述错误的是( )
甲
乙
A.与等渗相比,低渗对完整叶绿体ATP合成影响不大,光合速率大小相似
B.渗透压不同、叶绿体完整率相似的条件下,放氧率差异较大
C.低渗条件下,即使叶绿体不破裂,卡尔文循环效率也下降
D.破碎叶绿体占全部叶绿体比例越大,放氧率越低
答案 A 图甲中显示山梨醇浓度在0.27~0.33 mol·L-1时,叶绿体完整率差别不大,而
此时的放氧率却有很大差异,B正确;分析图乙,可以看出低渗条件与等渗条件(浓度为
0.33 mol·L-1)相比,完整叶绿体ATP含量相似但放氧量较低,推断在低渗条件下,叶绿
体中的ATP因没有有效用于碳反应而有所积累,说明卡尔文循环效率较低,光合速率也
较低,A错误,C正确;分析图甲可以得出山梨醇浓度越低,叶绿体完整率越低,破碎叶绿
体所占比例越高,放氧率越低,D正确。
2.(2021辽宁,2,2分)植物工厂是通过光调控和通风控温等措施进行精细管理的高效农
业生产系统,常采用无土栽培技术。下列有关叙述错误的是( )
A.可根据植物生长特点调控光的波长和光照强度
B.应保持培养液与植物根部细胞的细胞液浓度相同
C.合理控制昼夜温差有利于提高作物产量
D.适时通风可提高生产系统内的CO 浓度
2
第 9 页 共 66 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
答案 B 光的波长和光照强度影响光合作用,可以根据植物生长规律对二者进行调
控,A选项正确;培养液的浓度应低于根细胞细胞液的浓度,以使植物根细胞能够正常吸
收水分,B选项错误;温度通过影响酶的活性,从而影响光合速率与呼吸速率,白天最适温
度条件下积累有机物多,夜晚温度低消耗有机物少,有利于提高作物产量,C选项正
确;CO 是暗反应的原料,CO 浓度高低直接影响光合速率,适当通风能提高CO 浓度,有利
2 2 2
于提高光合作用,D选项正确。
3.(2021湖北,12,2分)酷热干燥的某国家公园内生长有很多马齿苋属植物,叶片嫩而多
肉,深受大象喜爱。其枝条在大象进食时常被折断掉到地上,遭到踩踏的枝条会长成新
的植株。白天马齿苋属植物会关闭气孔,在凉爽的夜晚吸收CO 并储存起来。针对上述
2
现象,下列叙述错误的是( )
A.大象和马齿苋属植物之间存在共同进化
B.大象和马齿苋属植物存在互利共生关系
C.水分是马齿苋属植物生长的主要限制因素
D.白天马齿苋属植物气孔关闭,仍能进行光合作用
答案 B 大象吃马齿苋属植物的叶片,马齿苋属植物的枝条在大象进食时常被折断掉
到地上,遭到踩踏的枝条会长成新的植株,从而繁衍后代,这说明大象和马齿苋属植物之
间存在共同进化,A正确;马齿苋属植物的叶片嫩而多肉,深受大象喜爱,说明大象和马齿
苋属植物存在捕食关系,B错误;酷热干燥的某国家公园内生长有很多马齿苋属植物,说
明水分是马齿苋属植物生长的主要限制因素,C正确;马齿苋属植物在凉爽的夜晚会吸收
CO 并储存起来,所以虽然白天马齿苋属植物气孔关闭,但其仍可利用储存的CO 进行光
2 2
合作用,D正确。
4.(2021河北,19,10分)(10分)
为探究水和氮对光合作用的影响,研究者将一批长势相同的玉米植株随机均分成三
组,在限制水肥的条件下做如下处理:(1)对照组;(2)施氮组,补充尿素(12 g·m-2);(3)
水+氮组,补充尿素(12 g·m-2)同时补水。检测相关生理指标,结果见下表。
生理指标 对照组 施氮组 水+氮组
自由水/结合水 6.2 6.8 7.8
气孔导度
85 65 196
(mmol·m-2·s-1)
叶绿素含量
9.8 11.8 12.6
(mg·g-1)
RuBP羧化酶活性
316 640 716
(μmol·h-1·g-1)
光合速率
6.5 8.5 11.4
(μmol·m-2·s-1)
注:气孔导度反映气孔开放的程度
回答下列问题:
第 10 页 共 66 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
(1)植物细胞中自由水的生理作用包括 等(写出两点
即可)。补充水分可以促进玉米根系对氮的 ,提高植株氮供应水平。
(2)参与光合作用的很多分子都含有氮。氮与 离子参与组成的环式结构使叶绿
素能够吸收光能,用于驱动 两种物质的合成以及 的分解;RuBP羧
化酶将CO 转变为羧基加到 分子上,反应形成的产物被还原为糖类。
2
(3)施氮同时补充水分增加了光合速率,这需要足量的CO 供应。据实验结果分析,叶肉
2
细胞CO 供应量增加的原因是 。
2
答案 (1)细胞内良好的溶剂、为细胞提供液体环境、参与生化反应、运输营养物质和
代谢废物(任写两点即可) 吸收 (2)镁(或Mg) NADPH和ATP 水 C (3)玉米植株
5
气孔导度增大,吸收的CO 增加
2
解析 (1)植物细胞中自由水的生理作用:细胞内良好的溶剂、为细胞提供液体环境、
参与生化反应、运输营养物质和代谢废物。补充水分可以促进玉米根系对氮的吸收,提
高植株氮供应水平。(2)Mg是构成叶绿素的元素。叶绿体中的光合色素吸收的光能,有
以下两方面用途:一是将水分解为氧和H+,H+与NADP+结合,形成NADPH;二是在有关酶的
催化作用下,提供能量促使ADP和Pi反应形成ATP。绿叶通过气孔从外界吸收的CO ,在
2
RuBP羧化酶的催化作用下,与C 结合,形成两个C ,C 接受NADPH和ATP释放的能量,并
5 3 3
且被NADPH还原,最终转化为糖类和C 。(3)由表格数据可知,施氮同时补水的组的光合
5
速率最大,对应的气孔导度最大,且RuBP羧化酶的活性最高,即叶肉细胞CO 供应量增加
2
的原因是玉米植株气孔导度增大。
5.(2021湖南,7,2分)绿色植物的光合作用是在叶绿体内进行的一系列能量和物质转化
过程。下列叙述错误的是( )
A.弱光条件下植物没有O 的释放,说明未进行光合作用
2
B.在暗反应阶段,CO 不能直接被还原
2
C.在禾谷类作物开花期剪掉部分花穗,叶片的光合速率会暂时下降
D.合理密植和增施有机肥能提高农作物的光合作用强度
答案 A 弱光条件下植物仍然可以进行光合作用,只不过光反应产生的氧气较少,被植
物体全部用来进行有氧呼吸,最终表现为没有氧气释放,A错误;在暗反应阶段,CO 先与
2
C 结合形成C ,C 再被还原成糖类和C ,故CO 不能直接被还原,B正确;禾谷类作物开花
5 3 3 5 2
期光合作用的产物有一部分用来维持花穗的生长发育,剪掉部分花穗后,有机物的输出
减少,会造成光合产物的短期积累,从而抑制光合作用,C正确;合理密植有利于充分利用
光能,从而提高光合作用强度,有机肥富含有机物,能在微生物的分解作用下产生CO 和
2
其他养分,利于植物进行光合作用,D正确。
6.(2021广东,12,2分)在高等植物光合作用的卡尔文循环中,唯一催化CO 固定形成C
2 3
的酶被称为Rubisco。下列叙述正确的是( )
A.Rubisco存在于细胞质基质中
第 11 页 共 66 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
B.激活Rubisco需要黑暗条件
C.Rubisco催化CO 固定需要ATP
2
D.Rubisco催化C 和CO 结合
5 2
答案 D 暗反应阶段的CO 的固定为Rubisco催化C 与CO 反应的过程,该过程发生在
2 5 2
叶绿体基质中,暗反应有光无光均可进行,故Rubisco的活性与是否有光无关,A、B错误,
D正确;CO 固定过程不消耗ATP,C错误。
2
7.(2020天津,5,4分)研究人员从菠菜中分离类囊体,将其与16种酶等物质一起用单层
脂质分子包裹成油包水液滴,从而构建半人工光合作用反应体系。该反应体系在光照条
件下可实现连续的CO 固定与还原,并不断产生有机物乙醇酸。下列分析正确的是(
2
)
A.产生乙醇酸的场所相当于叶绿体基质
B.该反应体系不断消耗的物质仅是CO
2
C.类囊体产生的ATP和O 参与CO 固定与还原
2 2
D.与叶绿体相比,该反应体系不含光合作用色素
答案 A 绿色植物光反应的场所是叶绿体类囊体薄膜,产物有O 、NADPH、ATP,暗反应
2
的场所是叶绿体基质,产物有糖类等有机物,据此推理该半人工光合作用反应体系中产
生乙醇酸的场所相当于叶绿体基质,A正确;该反应体系不断消耗的物质不仅有CO ,还有
2
水,B错误;类囊体膜上产生的NADPH、ATP参与C 的还原,C错误;该反应体系含有从菠
3
菜中分离出的类囊体,吸收光能的色素分布在类囊体的薄膜上,故该反应体系中含有光
合作用色素,D错误。
8.(2019课标全国Ⅰ,3,6分)将一株质量为20 g的黄瓜幼苗栽种在光照等适宜的环境
中,一段时间后植株达到40 g,其增加的质量来自( )
A.水、矿质元素和空气
B.光、矿质元素和水
C.水、矿质元素和土壤
D.光、矿质元素和空气
答案 A 本题借助光合作用的原理与应用等知识,考查学生运用所学知识与观点,对生
物学问题进行推理、判断的能力;试题融合了组成生物体的元素、化合物及光合作用等
相关知识,体现了对生命观念素养中物质与能量观的考查。该黄瓜幼苗质量增加部分可
分为干重的增加和含水量的增加,干重增加量来源于从土壤中吸收的矿质元素及利用
CO (空气)和H O合成的有机物。故选A。
2 2
9.(2018北京理综,3,6分)光反应在叶绿体类囊体上进行。在适宜条件下,向类囊体悬
液中加入氧化还原指示剂DCIP,照光后DCIP由蓝色逐渐变为无色。该反应过程中(
)
A.需要ATP提供能量
第 12 页 共 66 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
B.DCIP被氧化
C.不需要光合色素参与
D.会产生氧气
答案 D 本题以光合作用光反应过程的相关知识为载体,考查考生对光反应过程相关
反应的理解与迁移能力,体现了对生命观念中结构与功能以及科学思维素养中归纳与概
括要素的考查。光反应过程中,光合色素利用光能,将水分解成[H]和氧气,同时在有关
酶的催化作用下,ADP与Pi发生化学反应,生成ATP,A、C错误,D正确;[H]将DCIP还原,
使之由蓝色逐渐变为无色,B错误。
10.(2017海南单科,10,2分)将叶绿体悬浮液置于阳光下,一段时间后发现有氧气放出。
下列相关说法正确的是( )
A.离体叶绿体在自然光下能将水分解产生氧气
B.若将叶绿体置于红光下,则不会有氧气产生
C.若将叶绿体置于蓝紫光下,则不会有氧气产生
D.水在叶绿体中分解产生氧气需要ATP提供能量
答案 A 叶绿体是光合作用的场所,在自然光下,叶绿体能进行光合作用将水分解产生
氧气,A正确;叶绿体中的光合色素能吸收红光和蓝紫光,因此在红光和蓝紫光下,叶绿体
会产生氧气,B、C错误;水在叶绿体中分解产生氧气需要的能量是光能,D错误。
11.(2016课标全国Ⅲ,2,6分)在前人进行的下列研究中,采用的核心技术相同(或相似)
的一组是( )
①证明光合作用所释放的氧气来自水
②用紫外线等处理青霉菌选育高产青霉素菌株
③用T 噬菌体侵染大肠杆菌证明DNA是遗传物质
2
④用甲基绿和吡罗红对细胞染色,观察核酸的分布
A.①② B.①③ C.②④ D.③④
答案 B ①③采用的核心技术均是同位素标记法,②为用紫外线等诱导青霉菌发生基
因突变,属于诱变育种,④为用染色剂对细胞染色进而观察特定结构,B项正确。
疑难突破 本题解题的关键是识记各实验所采用的实验方法,并注意进行归纳总结。
12.(2016北京理综,5,6分)在正常与遮光条件下向不同发育时期的豌豆植株供应
14CO ,48 h后测定植株营养器官和生殖器官中14C的量。两类器官各自所含14C量占植株
2
14C总量的比例如图所示。
第 13 页 共 66 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
与本实验相关的错误叙述是( )
A.14CO 进入叶肉细胞的叶绿体基质后被转化为光合产物
2
B.生殖器官发育早期,光合产物大部分被分配到营养器官
C.遮光70%条件下,分配到生殖器官和营养器官中的光合产物量始终接近
D.实验研究了光强对不同发育期植株中光合产物在两类器官间分配的影响
答案 C CO 被固定形成C ,进而被还原为光合产物,是在叶肉细胞的叶绿体基质中完
2 3
成的,A正确;分析图示可知,该植物生殖器官发育早期,营养器官中含14C量的比例较高,
说明此期光合产物大部分被分配到营养器官,B正确;由图示可知遮光70%条件下,在生
殖器官发育早期,分配到营养器官的光合产物较多,只有在生殖器官发育晚期,分配到生
殖器官和营养器官的光合产物量才较为接近,C错误;分析题干信息和图示均可看出本实
验的目的是研究光强对不同发育期植株中光合产物在两类器官间分配的影响,D正确。
13.(2016天津理综,2,6分)在适宜反应条件下,用白光照射离体的新鲜叶绿体一段时间
后,突然改用光照强度与白光相同的红光或绿光照射。下列是光源与瞬间发生变化的物
质,组合正确的是( )
A.红光,ATP下降 B.红光,未被还原的C 上升
3
C.绿光,[H]下降 D.绿光,C 上升
5
答案 C 植物光合作用主要利用的是红光和蓝紫光,对绿光的利用很少。突然改用光
照强度与白光相同的红光照射后,光反应速率加快,产物[H]和ATP上升,进而C 的还原
3
过程加快,未被还原的C 下降,A、B项错误;而改用光照强度与白光相同的绿光照射后,
3
光反应速率减慢,产物[H]和ATP下降,进而C 的还原过程减慢,C 下降,C项正确,D项错
3 5
误。
14.(2015福建理综,3,6分)在光合作用中,RuBP羧化酶能催化CO +C (即RuBP)→2C 。
2 5 3
为测定RuBP羧化酶的活性,某学习小组从菠菜叶中提取该酶,用其催化C 与14CO 的反应,
5 2
并检测产物14C 的放射性强度。下列分析错误的是( )
3
A.菠菜叶肉细胞内RuBP羧化酶催化上述反应的场所是叶绿体基质
B.RuBP羧化酶催化的上述反应需要在无光条件下进行
第 14 页 共 66 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
C.测定RuBP羧化酶活性的过程中运用了同位素标记法
D.单位时间内14C 生成量越多说明RuBP羧化酶活性越高
3
答案 B CO 固定过程属于暗反应,发生在叶绿体基质中,有光、无光条件下均可进行;
2
该实验利用了同位素标记法,C 为CO 固定的产物,故单位时间内14C 生成量越多,说明
3 2 3
RuBP羧化酶的活性越高。故选B。
知识拓展 光反应为暗反应提供[H]、ATP,暗反应为光反应提供NADP+、ADP和Pi。 没
有光反应,暗反应无法进行,没有暗反应,有机物无法合成。
15.(2015安徽理综,2,6分)下图为大豆叶片光合作用暗反应阶段的示意图。下列叙述
正确的是( )
A.CO 的固定实质上是将ATP中的化学能转变为C 中的化学能
2 3
B.CO 可直接被[H]还原,再经过一系列的变化形成糖类
2
C.被还原的C 在有关酶的催化作用下,可再形成C
3 5
D.光照强度由强变弱时,短时间内C 含量会升高
5
答案 C 由图解可知,光反应产生的ATP和[H]参与C 的还原,而不参与CO 的固定,A
3 2
项、B项错误;被还原的C 在有关酶的催化作用下一部分合成了(CH O),另一部分又形成
3 2
了C ,C项正确;光照强度变弱时,光反应产生的ATP和[H]减少,故短时间内C 含量会降
5 5
低,D项错误。
16.(2014课标全国Ⅰ,2,6分)正常生长的绿藻,照光培养一段时间后,用黑布迅速将培
养瓶罩上,此后绿藻细胞的叶绿体内不可能发生的现象是( )
A.O 的产生停止 B.CO 的固定加快
2 2
C.ATP/ADP的值下降 D.NADPH/NADP+的值下降
答案 B 正常生长的绿藻,照光培养一段时间,说明绿藻可以正常进行光合作用,用黑
布遮光后,改变了绿藻光合作用的条件,此时光合作用的光反应停止,光反应的产物O 、
2
ATP和[H](即NADPH)停止产生,但暗反应还在消耗已产生的ATP和NADPH生成ADP和
NADP+等,A、C、D正确;光照停止,暗反应中C 还原受影响,C 减少,CO 的固定减慢,B错
3 5 2
误。
17.(2013海南单科,10,2分)某植物叶片不同部位的颜色不同,将该植物在黑暗中放置
48 h后,用锡箔纸遮蔽叶片两面,如下图所示。在日光下照光一段时间,去除锡箔纸,用
碘染色法处理叶片,观察到叶片有的部位出现蓝色,有的没有出现蓝色。其中,没有出现
蓝色的部位是( )
第 15 页 共 66 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
A.a、b和d B.a、c和e
C.c、d和e D.b、c和e
答案 B 光合作用需要光照,c部位被锡箔纸遮盖,所以c部位的叶肉细胞不能进行光
合作用;而a、e部位为黄白色,没有叶绿素,故也不能进行光合作用,所以加碘液后,a、
c、e部位不会变蓝。
18.(2020浙江7月选考,25,2分)将某植物叶片分离得到的叶绿体,分别置于含不同蔗
糖浓度的反应介质溶液中,测量其光合速率,结果如图所示。图中光合速率用单位时间
内单位叶绿素含量消耗的二氧化碳量表示。下列叙述正确的是( )
A.测得的该植物叶片的光合速率小于该叶片分离得到的叶绿体的光合速率
B.若分离的叶绿体中存在一定比例的破碎叶绿体,测得的光合速率与无破碎叶绿体的相
比,光合速率偏大
C.若该植物较长时间处于遮阴环境,叶片内蔗糖浓度与光合速率的关系与图中B-C段对
应的关系相似
D.若该植物处于开花期,人为摘除花朵,叶片内蔗糖浓度与光合速率的关系与图中A-B
段对应的关系相似
答案 A 该植物叶片同时进行光合作用和呼吸作用,测得的该植物叶片的光合速率表
示净光合速率,该叶片分离得到的叶绿体的光合速率表示总光合速率,净光合速率=总光
合速率-呼吸速率,A正确;若分离的叶绿体中存在一定比例的破碎叶绿体,说明部分叶绿
体被破坏无法进行光合作用,与无破碎叶绿体相比,光合速率偏小,B错误;若该植物长时
间处于遮阴环境,光合速率慢,叶片内蔗糖不可能出现高浓度积累的现象,二者的关系不
同于图中B-C段对应的关系,C错误;花朵为光合产物的贮存场所,若该植物处于开花期,
摘除花朵后,蔗糖的贮存器官减少,叶片内蔗糖积累会抑制光合作用的正常进行,二者的
关系与图中B-C段对应的关系相似,D错误。
第 16 页 共 66 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
19.(2018江苏单科,18,2分)如图为某一植物在不同实验条件下测得的净光合速率,下
列假设条件中能使图中结果成立的是( )
A.横坐标是CO 浓度,甲表示较高温度,乙表示较低温度
2
B.横坐标是温度,甲表示较高CO 浓度,乙表示较低CO 浓度
2 2
C.横坐标是光波长,甲表示较高温度,乙表示较低温度
D.横坐标是光照强度,甲表示较高CO 浓度,乙表示较低CO 浓度
2 2
答案 D 本题通过对光合作用影响因素的分析探讨,考查了科学思维素养中的归纳与
概括要素。由图中信息可知:当横坐标是光照强度,即该实验的自变量是光照强度时,温
度是该实验的无关变量,所以曲线起点相同,即呼吸强度相同,当光照强度达到一定强度
时,一定范围内CO 浓度越高,净光合速率越大,当光照强度达到一定值即光饱和点时,净
2
光合速率不变,D正确;若横坐标是温度,在一定温度范围内,净光合速率随温度升高而升
高,超过某一最适温度,净光合速率随温度升高而下降,B错误;当横坐标是CO 浓度或光
2
波长时,净光合速率与温度的关系不一定呈正相关,A、C选项错误。
方法技巧 坐标曲线图的分析方法
(1)横坐标是自变量,纵坐标是因变量。
(2)无关变量保持一致,结合图中信息,甲、乙两曲线的起点相同,温度相同时,呼吸
速率相同。
20.(2017天津理综,6,6分)某突变型水稻叶片的叶绿素含量约为野生型的一半,但固定
CO 酶的活性显著高于野生型。如图显示两者在不同光照强度下的CO 吸收速率。叙述
2 2
错误的是( )
A.光照强度低于P时,突变型的光反应强度低于野生型
B.光照强度高于P时,突变型的暗反应强度高于野生型
C.光照强度低于P时,限制突变型光合速率的主要环境因素是光照强度
D.光照强度高于P时,限制突变型光合速率的主要环境因素是CO 浓度
2
答案 D 本题考查影响光合作用的因素及光反应与暗反应的特点。光合作用的光反应
与暗反应相互制约,相互影响。从图示可以看出,在曲线图P点以前,野生型水稻光合速
第 17 页 共 66 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
率大于突变型,而P点后野生型水稻光合速率小于突变型,说明在P点前,野生型水稻光
反应强度较高,P点后,突变型水稻暗反应强度较高,A、B正确;在P点前和P点后至光饱
和点前,突变型水稻光合速率随光照强度增加而增加,即限制突变型光合速率的主要环
境因素是光照强度,当光照强度大于光饱和点时,限制光合速率的主要环境因素是CO 浓
2
度等,C正确,D错误。
21.(2016四川理综,5,6分)三倍体西瓜由于含糖量高且无籽,备受人们青睐。如图是三
倍体西瓜叶片净光合速率(Pn,以CO 吸收速率表示)与胞间CO 浓度(Ci)的日变化曲线,
2 2
以下分析正确的是( )
A.与11:00时相比,13:00时叶绿体中合成C 的速率相对较高
3
B.14:00后叶片的Pn下降,导致植株积累有机物的量开始减少
C.17:00后叶片的Ci快速上升,导致叶片暗反应速率远高于光反应速率
D.叶片的Pn先后两次下降,主要限制因素分别是CO 浓度和光照强度
2
答案 D 与11:00时相比,13:00时叶片净光合速率下降,此现象是因13:00时气孔关
闭导致吸收CO 减少引起的“光合午休”,此时叶绿体中合成C 的速率相对较低,A项错
2 3
误;14:00后叶片的Pn下降,但仍大于零,植株积累有机物的量仍在增多,B项错
误;17:00后因光照强度的降低,光反应减弱,产生的[H]和ATP均减少,暗反应速率也降
低,C项错误;Pn第一次下降,是因气孔关闭,CO 浓度限制了光合速率,Pn第二次下降是
2
光照强度降低引起的,D项正确。
22.(2015海南单科,24,2分)将一株生长正常的某种植物置于密闭的玻璃容器内,在适
宜条件下光照培养。从照光开始,净光合速率随着时间延长逐渐下降直至为0,之后保持
不变。在上述整个时间段内,玻璃容器内CO 浓度表现出的变化趋势是( )
2
A.降低至一定水平时再升高
B.降低至一定水平时保持不变
C.持续保持相对稳定状态
D.升高至一定水平时保持相对稳定
答案 B 本题主要考查密闭容器中光合速率和呼吸速率的分析等相关知识。由题干信
息可知,从照光开始,净光合速率随着时间延长逐渐下降直至为0的过程中,光合速率大
于呼吸速率,植物需要不断从外界吸收CO ,因此玻璃容器内CO 浓度不断降低。在净光
2 2
第 18 页 共 66 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
合速率为0且之后保持不变过程中,植物真光合速率等于呼吸速率,CO 浓度保持不变,B
2
正确,A、C、D错误。
23.(2013重庆理综,6,6分)题6图是水生植物黑藻在光照等环境因素影响下光合速率
变化的示意图。下列有关叙述,正确的是( )
(注:箭头所指为处理开始时间)
题6图
A.t →t ,叶绿体类囊体膜上的色素吸收光能增加,基质中水光解加快、O 释放增多
1 2 2
B.t →t ,暗反应(碳反应)限制光合作用。若在t 时刻增加光照,光合速率将再提高
2 3 2
C.t →t ,光照强度不变,光合速率的提高是由于光反应速率不变、暗反应增强的结果
3 4
D.t 后短暂时间内,叶绿体中ADP和Pi含量升高,C 化合物还原后的直接产物含量降低
4 3
答案 D 本题主要考查影响光合作用因素的相关知识。t →t ,光照增强叶绿体类囊体
1 2
膜上的色素吸收光能增加,类囊体膜上水光解加快、O 释放增多;t →t ,暗反应限制光
2 2 3
合作用,若在t 时刻增加光照,光合速率不会提高;t →t ,充入CO ,光反应速率、暗反应
2 3 4 2
速率均增强;t 后短暂时间内,因无光照,ATP的合成停止,叶绿体中ADP和Pi含量升高,
4
水的光解也停止,C 还原受阻,致使C 还原后的直接产物糖类含量降低。故D项正确。
3 3
24.(2012山东理综,2,4分)夏季晴朗的一天,甲乙两株同种植物在相同条件下CO 吸收
2
速率的变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.甲植株在a点开始进行光合作用
B.乙植株在e点有机物积累量最多
C.曲线b-c段和d-e段下降的原因相同
D.两曲线b-d段不同的原因可能是甲植株气孔无法关闭
答案 D 本题主要考查了环境因素对植物光合速率影响的相关知识。图中两曲线可表
示植物的净光合速率,a点时光合速率等于呼吸速率,说明甲植株在a点前就已经开始进
行光合作用,A错误;乙植株在18时后净光合速率小于0,该植株在18时有机物的积累量
最多,B错误;曲线b-c段下降的原因是气孔关闭,乙植株因二氧化碳供应不足导致光合
速率下降,曲线d-e段光合速率下降的原因则是光照强度减弱,C错误。分析两曲线b-d
段可知,中午时乙植株出现净光合速率先下降后上升的现象,这可能是由于乙植株气孔
发生关闭造成的,而甲植株没有发生类似的现象可能是甲植株气孔无法关闭,D正确。
第 19 页 共 66 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
25.(2011课标,3,6分)番茄幼苗在缺镁的培养液中培养一段时间后,与对照组相比,其
叶片光合作用强度下降,原因是( )
A.光反应强度升高,暗反应强度降低
B.光反应强度降低,暗反应强度降低
C.光反应强度不变,暗反应强度降低
D.光反应强度降低,暗反应强度不变
答案 B 镁是叶绿素的组成成分,缺镁会导致叶绿素缺少而使光反应强度降低,进而因
[H]和ATP合成不足而使暗反应强度降低。
26.(2011福建理综,2,6分)图是夏季晴朗的白天,玉米和花生净光合速率(单位时间、
单位叶面积吸收CO 的量)的变化曲线,下列叙述错误的是( )
2
A.在9:30~11:00之间,花生净光合速率下降的原因是暗反应过程减缓
B.在11:00~12:30之间,花生的单位叶面积有机物积累量比玉米的多
C.在17:00时,玉米和花生的单位叶面积释放O 速率相同
2
D.在18:30时,玉米既能进行光反应,也能进行暗反应
答案 B 结合题干信息分析题图,9:30~11:00之间,花生净光合速率下降的原因是夏季
晴朗的白天在该段时间内温度过高,蒸腾作用过强,导致花生叶片的气孔关闭,使花生吸
收的CO 量减少,由此引起暗反应速率下降,故A正确;比较11:00~12:30之间花生与玉
2
米单位叶面积有机物积累量可以看出,花生的单位叶面积有机物积累量比玉米少,故B
错误;从题图中可以直接看出在17:00时,玉米和花生单位叶面积净光合速率相同,因此
二者释放O 的速率相同,故C正确;从题图中可知18:30时玉米的净光合速率为零,此时,
2
光合作用速率与呼吸作用速率相等,故D正确。
27.(2011江苏单科,23,3分)某种铁线莲的根茎可作中药,有重要经济价值。下表为不
同遮光处理对其光合作用影响的结果,相关叙述正确的是(多选)( )
遮光比例 叶绿素 叶绿素含量 净光合速率 植株干重
(%) a/b (mg/g) (μmol·m-2·s-1) (g)
0 4.8 2.1 8.0 7.5
10 5.3 2.3 9.6 9.9
30 5.2 2.4 8.9 9.2
50 4.4 2.6 5.2 7.2
70 4.1 2.9 2.7 4.8
90 3.3 3.0 0 3.2
A.适当的遮光处理,可提高其干重
第 20 页 共 66 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
B.叶绿素含量与净光合速率呈正相关
C.叶绿素a/b可作为其利用弱光能力的判断指标
D.遮光90%时,铁线莲不进行光合作用
答案 AC 分析表中数据可以发现,遮光比例为10%、30%时,铁线莲的净光合速率比全
光照时都高,说明选项A正确;当遮光比例由10%增加到90%时,叶绿素a/b的值逐渐减小,
铁线莲的净光合速率也随之减小,说明叶绿素a/b可作为其利用弱光能力的判断指标,
故选项C正确;叶绿素含量与净光合速率不呈正相关,遮光90%时,铁线莲的净光合速率
为0,说明此时其真正光合速率与细胞呼吸速率相等,故选项B、D错误。
28.(2021浙江1月选考,27,8分)(8分)现以某种多细胞绿藻为材料,研究环境因素对其
叶绿素a含量和光合速率的影响。实验结果如图,图中的绿藻质量为鲜重。
甲
乙
回答下列问题:
(1)实验中可用95%乙醇溶液提取光合色素,经处理后,用光电比色法测定色素提取液的
,计算叶绿素a的含量。由甲图可知,与高光强组相比,低光强组叶绿素a的含量较
,以适应低光强环境。由乙图分析可知,在 条件下温度对光合速率的影响更显
著。
(2)叶绿素a的含量直接影响光反应的速率。从能量角度分析,光反应是一种
反应。光反应的产物有 和O 。
2
(3)图乙的绿藻放氧速率比光反应产生O 的速率 ,理由是
2
。
(4)绿藻在20 ℃、高光强条件下细胞呼吸的耗氧速率为30 μmol·g-1·h-1,则在该条
件下每克绿藻每小时光合作用消耗CO 生成 μmol 的3-磷酸甘油酸。
2
答案 (每空1分)(1)光密度值 高 高光强 (2)吸能 ATP、NADPH (3)小 绿藻放
氧速率等于光反应产生氧气的速率减去细胞呼吸消耗氧气的速率 (4)360
第 21 页 共 66 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
解析 (1)利用光电比色法测定经处理后的光合色素提取液的光密度值(OD值),再结合
相关标准曲线,可计算叶绿素a的含量。由甲图可知,低光强组叶绿素a的含量较高光
强组高,这有利于低光强组绿藻适应低光强环境。分析乙图可知,在高光强条件下温度
对该绿藻光合速率的影响更显著。(2) 从能量角度分析 , 光反应需要吸收光能 , 是一种吸
能反应 , 光反应的产物有 AT P 、 NADP H 和 O 。(3)绿藻细胞的叶绿体中光反应产生的氧气
2
一部分用于细胞呼吸消耗,因此绿藻放氧速率应比光反应产生氧气的速率小。(4)绿藻
在20 ℃、高光强条件下的放氧速率为150 μmol·g-1·h-1,细胞呼吸的耗氧速率为30
μmol·g-1·h-1,因此在该条件下,每克绿藻每小时光合作用消耗CO 的量为180 μmol,
2
由于 1 分子 C O 和 1 分子 RuB P 生成 2 分子 3 - 磷酸甘油酸 ,因此该条件下每克绿藻每小时
2
光合作用消耗180 μmol CO 可生成360 μmol的3-磷酸甘油酸。
2
29.(2021辽宁,22,13分)(13分)早期地球大气中的O 浓度很低,到了大约3.5亿年前,
2
大气中O 浓度显著增加,CO 浓度明显下降。现在大气中的CO 浓度约为390
2 2 2
μmol·mol-1,是限制植物光合作用速率的重要因素。核酮糖二磷酸羧化酶/加氧酶
(Rubisco) 是一种催化CO 固定的酶,在低浓度CO 条件下,催化效率低。有些植物在进
2 2
化过程中形成了CO 浓缩机制,极大地提高了Rubisco所在局部空间位置的CO 浓度,促
2 2
进了CO 的固定。回答下列问题:
2
(1)真核细胞叶绿体中,在Rubisco的催化下,CO 被固定形成 ,进而被还原生成
2
糖类,此过程发生在 中。
(2)海水中的无机碳主要以CO 和HCO-两种形式存在,水体中CO 浓度低、扩散速度慢,
2 3 2
有些藻类具有图1所示的无机碳浓缩过程。图中HCO-浓度最高的场所是 (填
3
“细胞外”或“细胞质基质”或“叶绿体”),可为图示过程提供ATP的生理过程有
。
图1
(3)某些植物还有另一种CO 浓缩机制,部分过程见图2。在叶肉细胞中,磷酸烯醇式丙
2
酮酸羧化酶(PEPC)可将HCO-转化为有机物,该有机物经过一系列的变化,最终进入相邻
3
的维管束鞘细胞释放CO ,提高了Rubisco附近的CO 浓度。
2 2
第 22 页 共 66 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
图2
①由这种CO 浓缩机制可以推测,PEPC与无机碳的亲和力 (填 “高于”或“低
2
于”或“等于”) Rubisco。
②图2所示的物质中,可由光合作用光反应提供的是 。图中由Pyr转变
为PEP的过程属于 (填“吸能反应”或“放能反应”)。
③若要通过实验验证某植物在上述CO 浓缩机制中碳的转变过程及相应场所,可以使用
2
技术。
(4)通过转基因技术或蛋白质工程技术,可能进一步提高植物光合作用的效率,以下研究
思路合理的有 (多选)。
A.改造植物的HCO-转运蛋白基因,增强HCO-的运输能力
3 3
B.改造植物的PEPC基因,抑制OAA的合成
C.改造植物的Rubisco基因,增强CO 固定能力
2
D.将CO 浓缩机制相关基因转入不具备此机制的植物
2
答案 (1)C 叶绿体基质 (2)叶绿体 细胞呼吸、光反应 (3)①高于 ②NADPH、
3
ATP 吸能反应 ③同位素标记 (4)ACD
解析 (1)叶绿体基质中进行的暗反应包括两个阶段,一是CO 与C 结合生成C ,二是C
2 5 3 3
被还原成糖类等有机物。(2)图中HCO-的运输为消耗ATP的主动运输,主动运输为逆浓
3
度梯度的运输,HCO-的运输方向为细胞外→细胞质基质→叶绿体,故叶绿体中HCO-浓度
3 3
最高。图中消耗ATP的过程有主动运输和暗反应(卡尔文循环),前者需要的ATP由细胞
呼吸提供,后者需要的ATP一般由光反应提供。(3)①在叶肉细胞叶绿体中,PEPC催化
PEP与HCO-反应生成OAA,OAA经过一系列的变化生成Mal,Mal进入维管束鞘细胞释放
3
CO ,提高了Rubisco附近的CO 浓度,促进了CO 的固定,这说明PEPC与无机碳的亲和力
2 2 2
高于Rubisco。②光合作用中,光反应为暗反应提供NADPH和ATP。图中Pyr转变为PEP
的过程消耗ATP,属于吸能反应。③利用放射性同位素标记法标记CO 中的C元素可以追
2
踪CO 浓缩机制中碳的转变过程及相应场所。(4)改造植物的HCO-转运蛋白基因,增强
2 3
HCO-的运输能力,可以增加细胞内的CO 浓度,提高光合作用的效率,A合理;改造植物的
3 2
第 23 页 共 66 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
PEPC基因,抑制OAA的合成,会使进入维管束鞘细胞叶绿体中的Mal减少,不利于CO 的
2
浓缩,不能提高光合作用的效率,B不合理;改造植物的Rubisco基因,增强CO 固定能力,
2
可以提高光合作用的效率,C合理;将CO 浓缩机制相关基因转入不具备此机制的植物,
2
可提高该植物暗反应所需的CO 的浓度,D合理。
2
30.(2021天津,15,10分)Rubisco是光合作用过程中催化CO 固定的酶。但其也能催化
2
O 与C 结合,形成C 和C ,导致光合效率下降。CO 与O 竞争性结合Rubisco的同一活性
2 5 3 2 2 2
位点,因此提高CO 浓度可以提高光合效率。
2
(1)蓝细菌具有CO 浓缩机制,如下图所示。
2
据图分析,CO 依次以 和 方式通过细胞膜和光合片层膜。
2
蓝细菌的CO 浓缩机制可提高羧化体中Rubisco周围的CO 浓度,从而通过促进
2 2
和抑制 提高光合效率。
(2)向烟草内转入蓝细菌Rubisco的编码基因和羧化体外壳蛋白的编码基因。若蓝细菌
羧化体可在烟草中发挥作用并参与暗反应,应能利用电子显微镜在转基因烟草细胞的
中观察到羧化体。
(3)研究发现,转基因烟草的光合速率并未提高。若再转入HCO-和CO 转运蛋白基因并
3 2
成功表达和发挥作用,理论上该转基因植株暗反应水平应 ,光反应水平应
,从而提高光合速率。
答案 (1)自由扩散 主动运输 CO 固定 O 与C 结合 (2)叶绿体 (3)提高 提高
2 2 5
解析 (1)从蓝细菌的CO 浓缩机制图示中可以看出CO 穿过细胞膜为自由扩散,穿过光
2 2
合片层膜时需借助CO 转运蛋白并消耗能量,为主动运输。由题意可知Rubisco既能催
2
化CO 固定,又能催化O 与C 结合,蓝细菌可通过CO 浓缩机制提高羧化体中Rubisco周
2 2 5 2
围的CO 浓度,从而通过促进 CO 固定和抑制O 与C 结合来提高光合效率。
2 2 2 5
(2)烟草细胞为真核细胞,暗反应场所为叶绿体基质,若蓝细菌羧化体能在烟草中发挥作
用并参与暗反应,应能利用电子显微镜在转基因烟草细胞的叶绿体中观察到羧化体。
(3)根据题意可知,HCO-和CO 转运蛋白有助于提高羧化体内CO 的浓度,从而提高转基
3 2 2
因植株的暗反应水平,暗反应水平提高可为光反应提供更多的NADP+和ADP等,提高光反
应水平,从而提高光合速率。
31.(2021湖南,18,12分)图a为叶绿体的结构示意图,图b为叶绿体中某种生物膜的部
分结构及光反应过程的简化示意图。回答下列问题:
第 24 页 共 66 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
图a
图b 注:e-表示电子
(1)图b表示图a中的 结构,膜上发生的光反应过程将水分解成O 、H+和e-,光
2
能转化成电能,最终转化为 和ATP中活跃的化学能。若CO 浓度降低,暗反应速
2
率减慢,叶绿体中电子受体NADP+减少,则图b中电子传递速率会 (填“加快”
或“减慢”)。
(2)为研究叶绿体的完整性与光反应的关系,研究人员用物理、化学方法制备了4种结
构完整性不同的叶绿体,在离体条件下进行实验,用Fecy或DCIP替代NADP+为电子受体,
以相对放氧量表示光反应速率,实验结果如表所示。
叶绿体B:双层膜 叶绿体C:双层膜
叶绿体类型 叶绿体A:双层 叶绿体D:所有膜结构解体
局部受损,类囊体 瓦解,类囊体松散
相对值实验项目 膜结构完整 破裂成颗粒或片段
略有损伤 但未断裂
实验一:以Fecy为电子受
100 167.0 425.1 281.3
体时的放氧量
实验二:以DCIP为电子受
100 106.7 471.1 109.6
体时的放氧量
注:Fecy具有亲水性,DCIP具有亲脂性。
据此分析:
①叶绿体A和叶绿体B的实验结果表明,叶绿体双层膜对以 (填“Fecy”或
“DCIP”)为电子受体的光反应有明显阻碍作用。得出该结论的推理过程是
。
②该实验中,光反应速率最高的是叶绿体C,表明在无双层膜阻碍、类囊体又松散的条件
下,更有利于 ,从而提高光反应速率。
③以DCIP为电子受体进行实验,发现叶绿体A、B、C和D的ATP产生效率的相对值分别
为1、0.66、0.58和0.41。结合图b对实验结果进行解释
。
答案 (1)类囊体膜 NADPH 减慢
第 25 页 共 66 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
(2)①Fecy 叶绿体B双层膜局部受损,类囊体略有损伤时,以Fecy为电子受体时的放
氧量明显高于叶绿体A双层膜结构完整时,而以DCIP为电子受体时的放氧量略高于叶
绿体A双层膜结构完整时,差别不大 ②水的分解 ③类囊体膜结构的完整性可保证其
能够运输H+参与ATP的合成反应,膜结构破裂无法提供ATP合成时所需的H+导致ATP产
生效率降低
解析 (1)图b所示生物膜吸收了光能,发生了水分解成e-、H+和O 的过程,因此该生物
2
膜为图a中叶绿体的类囊体膜,是光合作用光反应的场所。光反应中,水分解为O 和H+,
2
同时产生2个电子(e-),电子经电子传递链传递,可用于NADP+和H+结合形成NADPH;同时
利用光能促使ADP与Pi反应形成ATP。这样,光能转化成电能,最终转化为NADPH和ATP
中活跃的化学能。若CO 浓度降低,暗反应速率减慢,ATP和NADPH消耗减慢,则光反应速
2
率会减慢,水的分解减少,该过程产生的电子经过电子传递链的作用与NADP+、H+结合形
成的NADPH也减少,电子传递速率会减慢。(2)①从表格中可知,叶绿体A双层膜结构完
整时,以Fecy或DCIP为电子受体时放氧量相等,而叶绿体B双层膜局部受损,类囊体略
有损伤时,以Fecy为电子受体时,叶绿体B的放氧量明显高于叶绿体A双层膜结构完整
时的放氧量,而以DCIP为电子受体时叶绿体B的放氧量略高于叶绿体A双层膜结构完整
时的放氧量,所以叶绿体双层膜对以Fecy为电子受体的光反应阻碍作用更明显。②该
实验中,光反应速率最高的是叶绿体C,这是因为在无双层膜阻碍、类囊体又松散(但未
断裂)的条件下,以Fecy或DCIP为电子受体,更容易与H+结合,消耗H+速率较快,更有利
于水的分解,从而提高光反应速率。③图中水光解产生的H+可通过类囊体膜结构中的载
体蛋白运输至ATP合成的部位,参与ATP合成的反应,当类囊体膜结构受损时,无法完成
H+的运输,ATP的合成因缺少H+而受阻,使ATP产生效率降低。
32.(2021全国乙,29,11分)(11分)
生活在干旱地区的一些植物(如植物甲)具有特殊的CO 固定方式。这类植物晚上气孔打
2
开吸收CO ,吸收的CO 通过生成苹果酸储存在液泡中;白天气孔关闭,液泡中储存的苹果
2 2
酸脱羧释放的CO 可用于光合作用。回答下列问题:
2
(1)白天叶肉细胞产生ATP的场所有 。光合作用所需的CO
2
来源于苹果酸脱羧和 释放的CO 。
2
(2)气孔白天关闭、晚上打开是这类植物适应干旱环境的一种方式,这种方式既能防止
,又能保证 正常进行。
(3)若以pH作为检测指标,请设计实验来验证植物甲在干旱环境中存在这种特殊的CO
2
固定方式。(简要写出实验思路和预期结果)
答案 (1)细胞质基质、线粒体、叶绿体 细胞呼吸 (2)水分大量散失 光合作用
(3)实验思路:白天和夜间每隔一定时间取干旱条件下生长的植物甲的叶片,测定叶肉细
胞的pH。预期结果:植物甲叶肉细胞pH在夜间逐渐降低、白天逐渐升高。
第 26 页 共 66 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
解析 (1)叶肉细胞的细胞呼吸场所为细胞质基质和线粒体,光合作用场所为叶绿体,细
胞呼吸和光合作用均能产生ATP,所以白天叶肉细胞产生ATP的场所有细胞质基质、线
粒体和叶绿体。据题意可知,虽然白天气孔关闭,但液泡中储存的苹果酸脱羧释放的CO
2
可用于光合作用,此外细胞呼吸释放的CO 也可供给叶绿体,用于光合作用。(2)该类植
2
物生活在干旱环境中,白天气孔关闭,可以防止蒸腾作用太强而导致水分大量散失;夜晚
气孔打开,可以从外界吸收CO ,CO 通过生成苹果酸储存在液泡中,白天时苹果酸脱羧释
2 2
放出CO ,保证了该类植物光合作用的正常进行。(3)由题干信息可知,夜间植物甲的叶
2
肉细胞吸收CO 生成的苹果酸储存在液泡中,白天液泡中的苹果酸脱羧释放CO 用于光合
2 2
作用,故可推知夜间植物甲叶肉细胞液的pH小于白天叶肉细胞液的pH,故实验思路:白
天和夜间每隔一定时间取干旱条件下生长的植物甲的叶片,测定叶肉细胞的pH。预期结
果:植物甲叶肉细胞pH在夜间逐渐降低、白天逐渐升高。
33.(2020山东,21,9分)人工光合作用系统可利用太阳能合成糖类,相关装置及过程如
图所示,其中甲、乙表示物质,模块3中的反应过程与叶绿体基质内糖类的合成过程相
同。
(1)该系统中执行相当于叶绿体中光反应功能的模块是 ,模块3中
的甲可与CO 结合,甲为 。
2
(2)若正常运转过程中气泵突然停转,则短时间内乙的含量将 (填:“增加”或
“减少”)。若气泵停转时间较长,模块2中的能量转换效率也会发生改变,原因是
。
(3)在与植物光合作用固定的CO 量相等的情况下,该系统糖类的积累量 (填:
2
“高于”“低于”或“等于”)植物,原因是
。
(4)干旱条件下,很多植物光合作用速率降低,主要原因是
。人工光合作用系统由于对环境中水的依赖程度较低,在沙漠等缺水地区有广阔的应用
前景。
答案 (1)模块1和模块2 五碳化合物(或:C )
5
(2)减少 模块3为模块2提供的ADP、Pi和NADP+不足
(3)高于 人工光合作用系统没有呼吸作用消耗糖类(或:植物呼吸作用消耗糖类)
(4)叶片气孔开放程度降低,CO 的吸收量减少
2
解析 (1)该系统中的模块1和模块2的功能相当于光合作用光反应阶段的光合色素对
光能的吸收和水的光解,同时,通过模块1和模块2将光能转化为电能再转化为化学能
第 27 页 共 66 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
储存在ATP和NADPH中。所以该系统中执行相当于叶绿体中光反应功能的模块是模块1
和模块2。模块3的功能相当于光合作用的暗反应,甲与CO 结合完成CO 的固定,甲为
2 2
五碳化合物(或:C )。(2)正常运转过程中气泵突然停转,系统中CO 突然减少,CO 的固
5 2 2
定减弱,但短时间内C 的还原不变,则短时间内乙(C )的含量将减少。若气泵停转时间
3 3
较长,则模块3为模块2提供的原料ADP、Pi和NADP+就会不足,进而影响模块2中的能
量转换效率。(3)在与植物光合作用固定CO 量相等的情况下,该系统只进行光合作用,
2
不进行呼吸作用,只有糖类的积累,没有糖类的消耗,所以该系统糖类的积累量高于植物。
(4)干旱条件下,很多植物为了减弱蒸腾作用,减少水分散失,会降低叶片气孔开放程度,
叶片气孔的开放程度会影响对CO 的吸收,CO 的吸收量减少,会使植物光合作用速率降
2 2
低。
34.(2020江苏单科,27,8分)大豆与根瘤菌是互利共生关系,如图所示为大豆叶片及根
瘤中部分物质的代谢、运输途径,请据图回答下列问题:
(1)在叶绿体中,光合色素分布在 上;在酶催化下直接参与CO 固定的化学
2
物质是H O和 。
2
(2)如图所示的代谢途径中,催化固定CO 形成3-磷酸甘油酸(PGA)的酶在
2
中,PGA还原成磷酸丙糖(TP)运出叶绿体后合成蔗糖,催化TP合成蔗糖的酶存在于
。
(3)根瘤菌固氮产生的NH 可用于氨基酸的合成,氨基酸合成蛋白质时,通过脱水缩合形
3
成 键。
(4)CO 和N 的固定都需要消耗大量ATP。叶绿体中合成ATP的能量来自 ;根瘤
2 2
中合成ATP的能量主要源于 的分解。
(5)蔗糖是大多数植物长距离运输的主要有机物,与葡萄糖相比,以蔗糖作为运输物质的
优点是 。
答案 (8分)(1)类囊体(薄)膜 C (2)叶绿体基质 细胞质基质 (3)肽 (4)光能
5
糖类 (5)非还原糖较稳定(或蔗糖分子为二糖,对渗透压的影响相对小)
解析 (1)(2)在叶绿体中,类囊体(薄)膜是光反应的场所,其上含有光合色素,可吸收、
传递、转换光能,叶绿体基质中发生光合作用的暗反应,第一步为CO 的固定,即一分子
2
C 与一分子CO 结合形成两分子C 。据图可知,TP合成蔗糖的场所在细胞质基质。(3)氨
5 2 3
基酸之间通过脱水缩合形成肽键,多个氨基酸聚合形成的多肽(肽链)经盘曲折叠形成蛋
白质。(4)光反应将光能转化成ATP中活跃的化学能。根瘤菌与大豆共生,大豆将光合
作用合成的糖类等物质提供给根瘤菌进行细胞呼吸及其他代谢活动,根瘤菌通过细胞呼
第 28 页 共 66 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
吸将糖类等有机物中稳定的化学能转化成热能和ATP中活跃的化学能。(5)植物同化产
物由源器官运输到库器官大多以蔗糖的形式进行,原因可能是蔗糖是非还原糖,比较稳
定,且在水中溶解度较大;或是蔗糖分子为二糖,对渗透压的影响相对小,可以更好地维
持植物细胞渗透压的相对稳定。
35.(2014福建理综,26,12分)(12分)
氢是一种清洁能源。莱茵衣藻能利用光能将H O分解成[H]和O ,[H]可参与暗反应,低氧
2 2
时叶绿体中的产氢酶活性提高,使[H]转变为氢气。
(1)莱茵衣藻捕获光能的场所在叶绿体的 。
(2)CCCP(一种化学物质)能抑制莱茵衣藻的光合作用,诱导其产氢。已知缺硫也能抑制
莱茵衣藻的光合作用。为探究缺硫对莱茵衣藻产氢的影响,设完全培养液(A组)和缺硫
培养液(B组),在特定条件下培养莱茵衣藻,一定时间后检测产氢总量。
实验结果:B组>A组,说明缺硫对莱茵衣藻产氢有 作用。
为探究CCCP、缺硫两种因素对莱茵衣藻产氢的影响及其相互关系,则需增设两实验组,
其培养液为 和 。
(3)产氢会导致莱茵衣藻生长不良,请从光合作用物质转化的角度分析其原因
。
(4)在自然条件下,莱茵衣藻几乎不产氢的原因是 ,因此可通
过筛选高耐氧产氢藻株以提高莱茵衣藻产氢量。
答案 (12分)(1)类囊体薄膜 (2)促进 添加CCCP的完全培养液 添加CCCP的缺硫
培养液 (3)莱茵衣藻光反应产生的[H]转变为H ,参与暗反应的[H]减少,有机物生成量
2
减少 (4)氧气抑制产氢酶的活性
解析 (1)捕获光能的色素分布在叶绿体类囊体薄膜上,所以莱茵衣藻捕获光能的场所
在叶绿体的类囊体薄膜。(2)若缺硫培养液中产氢总量多于完全培养液中的产氢总量,
说明缺硫对莱茵衣藻产氢有促进作用;要探究CCCP、缺硫两种因素对莱茵衣藻产氢的影
响及其相互关系,应增设培养液为添加CCCP的完全培养液、添加CCCP的缺硫培养液的
两组实验。(3)莱茵衣藻光反应产生的[H]转变为H ,参与暗反应的[H]减少,使有机物的
2
生成量减少,进而生长不良。(4)在自然条件下,氧气浓度比较高,产氢酶的活性降低,
[H]不能转变为氢气。
36.(2020课标全国Ⅰ,30,10分)农业生产中的一些栽培措施可以影响作物的生理活动,
促进作物的生长发育,达到增加产量等目的。回答下列问题:
(1)中耕是指作物生长期中,在植株之间去除杂草并进行松土的一项栽培措施,该栽培措
施对作物的作用有 (答出2点即可)。
(2)农田施肥的同时,往往需要适当浇水,此时浇水的原因是
(答出1点即可)。
第 29 页 共 66 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
(3)农业生产常采用间作(同一生长期内,在同一块农田上间隔种植两种作物)的方法提
高农田的光能利用率。现有4种作物,在正常条件下生长能达到的株高和光饱和点(光
合速率达到最大时所需的光照强度)见表。从提高光能利用率的角度考虑,最适合进行
间作的两种作物是 ,选择这两种作物的理由是
。
作物 A B C D
株高/cm 170 65 59 165
光饱和点/
1 200 1 180 560 623
μmol·m-2·s-1
答案 (1)减少杂草对水分、矿质元素和光的竞争;增加土壤氧气含量,促进根系的呼吸
作用 (2)肥料中的矿质元素只有溶解在水中才能被作物根系吸收 (3)A和C 作物A
光饱和点高且长得高,可利用上层光照进行光合作用;作物C光饱和点低且长得矮,与作
物A间作后,能利用下层的弱光进行光合作用
解析 (1)中耕时去除杂草可降低作物与杂草之间在光照、水分、矿质元素等方面的竞
争;中耕时松土可增加土壤氧气含量,利于根的呼吸,从而促进根对矿质元素的吸收。
(2)矿质元素通常以离子的形式被作物根系吸收,故施肥的同时适当浇水,使肥料中的矿
质元素溶解在水中,可促进根对矿质元素的吸收。(3)为提高光能利用率,进行间作的两
种作物应该一高一矮,其中较高的作物利用上层较强的光照,故要求光饱和点较高,如作
物A;另一种作物植株较矮,利用下层较弱的光照,故要求光饱和点较低,如作物C,因此
最适合进行间作的两种作物是A和C。
37.(2020天津,13,10分)鬼箭锦鸡儿(灌木)和紫羊茅(草本)是高寒草甸生态系统的常
见植物。科研人员分别模拟了温室效应加剧对两种植物各自生长的影响。研究结果见
图。
注:相对生物量=单株干重/对照组(C T )单株干重
1 1
据图回答:
(1)CO 浓度和温度都会影响光合作用。植物通过光合作用将大气中的CO 转变为有机物,
2 2
同时将光能转变为有机物中的化学能,体现了植物在生态系统 和
中的重要作用。
(2)本研究中,仅CO 浓度升高对两种植物的影响分别为 ,
2
仅温度升高对两种植物的影响分别为 。
(3)两个实验的C T 组研究结果表明温室效应加剧对两种植物各自生长的影响不同。科
2 2
研人员据此推测,在群落水平,温室效应加剧可能会导致生活在同一高寒草甸中的这两
第 30 页 共 66 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
种植物比例发生改变。为验证该推测是否成立,应做进一步实验。 请给出简单的实验
设计思路:
。若推测成立,说明温室效应加剧可能影响群落 的速度与方向。
答案 (共10分)(1)物质循环 能量流动 (2)促进两种植物生长 抑制鬼箭锦鸡儿生
长,促进紫羊茅生长 (3)将紫羊茅与鬼箭锦鸡儿种在一起,比较温室效应加剧前后相对
生物量的变化 演替
解析 (1)题干信息“植物通过光合作用将大气中的CO 转变为有机物”体现了植物在
2
生态系统物质循环中的重要作用;“将光能转变为有机物中的化学能”体现了植物在生
态系统能量流动中的重要作用。(2)分析题图,比较常温条件下,常态CO 浓度和高CO 浓
2 2
度条件下两种植物的相对生物量可知,两种植物在高CO 浓度条件下相对生物量均比在
2
常态CO 浓度条件下高,由此可得出仅CO 浓度升高对两种植物的影响均为促进植物生长。
2 2
比较常态CO 浓度条件下,常温和高温条件下两种植物的相对生物量可知,鬼箭锦鸡儿在
2
高温条件下的相对生物量比常温条件下低,可知仅温度升高会抑制鬼箭锦鸡儿的生长,
而紫羊茅在高温条件下的相对生物量比常温条件下高,可知仅温度升高会促进紫羊茅的
生长。(3)分析题图中的鬼箭锦鸡儿实验和紫羊茅实验中C T 组,会发现鬼箭锦鸡儿实
2 2
验中的相对生物量与常态CO 浓度+常温时的几乎相同,紫羊茅实验中的相对生物量却显
2
著高于常态CO 浓度+常温时的相对生物量。根据题中信息及高温与高CO 浓度条件下植
2 2
物相对生物量的有关分析可知,若要验证温室效应加剧可能会导致生活在同一高寒草甸
中的这两种植物比例发生改变,则可将紫羊茅与鬼箭锦鸡儿种在一起,通过升高CO 浓度
2
和温度,比较温室效应加剧前后两种植物相对生物量的变化情况。若推测成立,说明温
室效应加剧可能影响群落演替的速度与方向。
38.(2019课标全国Ⅰ,29,12分)将生长在水分正常土壤中的某植物通过减少浇水进行
干旱处理,该植物根细胞中溶质浓度增大,叶片中的脱落酸(ABA)含量增高,叶片气孔开
度减小。回答下列问题。
(1)经干旱处理后,该植物根细胞的吸水能力 。
(2)与干旱处理前相比,干旱处理后该植物的光合速率会 ,出现这种变化的主要
原因是 。
(3)有研究表明:干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的,而是由ABA引起的。
请以该种植物的ABA缺失突变体(不能合成ABA)植株为材料,设计实验来验证这一结论。
要求简要写出实验思路和预期结果。
答案 (1)增强
(2)降低 气孔开度减小使供应给光合作用所需的CO 减少
2
(3)取ABA缺失突变体植株在正常条件下测定气孔开度,经干旱处理后,再测定气孔开度。
预期结果是干旱处理前后气孔开度不变。
第 31 页 共 66 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
将上述干旱处理的ABA缺失突变体植株分成两组,在干旱条件下,一组进行ABA处理,另
一组作为对照组,一段时间后,分别测定两组的气孔开度。预期结果是ABA处理组气孔
开度减小,对照组气孔开度不变。
解析 本题借助影响光合作用的因素的相关知识,考查考生设计实验验证简单生物学事
实的能力;通过对气孔开度减小原因的分析与探究,体现了科学探究素养中的实验设计
要素和生命观念素养中的物质与能量观要素。(1)干旱处理后,该植物根细胞中溶质浓
度增大,使根细胞的吸水能力增强。(2)干旱处理后,叶片气孔开度减小,从外界吸收的
CO 减少,使该植物的光合速率降低。(3)要验证干旱条件下ABA引起气孔开度减小,需
2
要取ABA缺失突变体植株,在正常条件下测定其气孔开度,经干旱处理后,再测定其气孔
开度,预期结果是干旱处理前后气孔开度不变。再将上述干旱处理后的ABA缺失突变体
植株随机分为两组,一组不进行处理(对照组),一组进行ABA处理(实验组),在干旱条件
下培养一段时间后,测定两组的气孔开度,预期结果是实验组气孔开度减小,对照组气孔
开度不变。
39.(2018课标全国Ⅰ,30,9分)甲、乙两种植物净光合速率随光照强度的变化趋势如图
所示。
回答下列问题:
(1)当光照强度大于a时, 甲、乙两种植物中,对光能的利用率较高的植物是 。
(2)甲、乙两种植物单独种植时,如果种植密度过大,那么净光合速率下降幅度较大的植
物是 ,判断的依据是
。
(3)甲、乙两种植物中,更适合在林下种植的是 。
(4)某植物夏日晴天中午12:00时叶片的光合速率明显下降,其原因是进入叶肉细胞的
(填“O ”或“CO ”)不足。
2 2
答案 (1)甲 (2)甲 光照强度降低导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙大,种植密
度过大,植株接受的光照强度减弱,导致甲植物净光合速率下降幅度比乙大 (3)乙
(4)CO
2
解析 (1)曲线显示,当光照强度大于a时,相同光强下,甲植物净光合速率较乙植物高,
即此条件下甲植物对光能利用率较高。(2)种植密度较大时,植株接受的光照强度较弱,
曲线显示,在光强减弱过程中,甲植物净光合速率下降幅度较乙大。(3)林下为弱光环境,
曲线显示,在弱光条件下,乙植物净光合速率较甲植物高,故乙植物更适合在林下种植。
第 32 页 共 66 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
(4)气孔是叶片水分散失和CO 进入叶片的通道。夏季晴天12:00,植物为减少蒸腾作用
2
失水量而关闭部分气孔,同时也阻碍了CO 进入叶片,从而影响了叶片光合速率。
2
40.(2018课标全国Ⅱ,30,8分)为了研究某种树木树冠上下层叶片光合作用的特性,某
同学选取来自树冠不同层的A、B两种叶片,分别测定其净光合速率,结果如图所示。据
图回答问题:
(1)从图可知,A叶片是树冠 (填“上层”或“下层”)的叶片,判断依据是
。
(2)光照强度达到一定数值时,A叶片的净光合速率开始下降,但测得放氧速率不变,则净
光合速率降低的主要原因是光合作用的 反应受到抑制。
(3)若要比较A、B两种新鲜叶片中叶绿素的含量,在提取叶绿素的过程中,常用的有机
溶剂是 。
答案 (1)下层 A叶片的净光合速率达到最大时所需光照强度低于B叶片
(2)暗
(3)无水乙醇
解析 本题通过对不同冠层叶片净光合速率的比较分析,考查科学思维中的模型与建模
和演绎与推理要素。(1)树冠上层叶片适宜接受强光照,下层叶片适宜接受弱光照,故树
冠下层叶片的光饱和点较低,即A来自树冠下层。(2)根据题意,测得放氧速率不变,说
明光反应速率不变,但其净光合速率下降,主要原因是光合作用的暗反应受到了抑制。
(3)常用于叶绿体色素提取的有机溶剂是无水乙醇。
41.(2018浙江4月选考,30,7分)在“探究环境因素对光合作用的影响”的活动中,选
用某植物A、B两个品种,在正常光照和弱光照下进行实验,部分实验内容与结果见表。
光合作用
叶绿素a 叶绿素b 类胡萝卜素
光照 速率
品种 含量 含量 总含量
处理 [μmol CO/
(mg/cm2) (mg/cm2) (mg/cm2) 2
(m2·s)]
A 正常光照 1.81 0.42 1.02 4.59
A 弱光照 0.99 0.25 0.46 2.60
B 正常光照 1.39 0.27 0.78 3.97
第 33 页 共 66 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
B 弱光照 3.80 3.04 0.62 2.97
回答下列问题:
(1)据表推知,经弱光照处理,品种A的叶绿素总含量和类胡萝卜素总含量较正常光照
,导致其卡尔文循环中再生出 的量改变,从而影响光合作用速率。
(2)表中的光合色素位于叶绿体的 膜中。分别提取经两种光照处理的品种B的
光合色素,再用滤纸进行层析分离。与正常光照相比,弱光照处理的滤纸条上,自上而下
的第4条色素带变 ,这有利于品种B利用可见光中较短波长的 光。
(3)实验结果表明,经弱光照处理,该植物可通过改变光合色素的含量及其 来适
应弱光环境。品种 的耐荫性较高。
答案 (1)下降 RuBP (2)类囊体 宽 蓝紫 (3)比例 B
解析 本题通过探究环境因素对光合作用的影响,考查了科学探究素养中的结果分析要
素。(1)由题表中数据可知,弱光照处理下,品种A的叶绿素总含量和类胡萝卜素总含量
均较正常光照下低,导致卡尔文循环中再生出RuBP的量改变,从而影响光合速率。(2)
光合色素位于植物细胞叶绿体类囊体膜中。品种B经弱光照处理,叶绿素b含量增加,
则经提取和纸层析分离,自上而下的第4条色素带变宽,因此有利于品种B利用可见光
中较短波长的蓝紫光。(3)题表中数据表明,弱光照处理下,该植物光合色素含量及比例
发生改变,从而适应弱光环境。相比之下,品种B在弱光下光合作用速率下降幅度小,耐
荫性较高。
42.(2017江苏单科,29,9分)科研人员对猕猴桃果肉的光合色素、光合放氧特性进行了
系列研究。图1为光合放氧测定装置示意图,图2为不同光照条件下果肉随时间变化的
光合放氧曲线。请回答下列问题:
图1 图2
(1)取果肉薄片放入含乙醇的试管,并加入适量 ,以防止叶绿素降解。长时间浸
泡在乙醇中的果肉薄片会变成白色,原因是 。
(2)图1中影响光合放氧速率的因素有 。氧电极可以检测反
应液中氧气的浓度,测定前应排除反应液中 的干扰。
(3)图1在反应室中加入NaHCO 的主要作用是 。若提高反应液中NaHCO 浓度,
3 3
果肉放氧速率的变化是 (填“增大”“减小”“增大后稳定”或“稳定后
减小”)。
第 34 页 共 66 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
(4)图2中不同时间段曲线的斜率代表光合放氧的速率,对15~20 min曲线的斜率几乎
不变的合理解释是 ;若在20 min后停止光照,则短时间内
叶绿体中含量减少的物质有 (填序号:①C ②ATP ③[H] ④C ),可推测
5 3
20~25 min曲线的斜率为 (填“正值”“负值”或“零”)。
答案 (1)CaCO 光合色素溶解在乙醇中 (2)光照、温度、CO (NaHCO )浓度 溶解氧
3 2 3
(3)提供CO 增大后稳定 (4)光合产氧量与呼吸耗氧量相等 ①②③ 负值
2
解析 本题综合考查了光合色素的提取原理和环境因素对光合速率的影响。(1)CaCO
3
可中和果肉薄片细胞产生的有机酸,防止叶绿素降解;光合色素可溶于有机溶剂(如乙
醇),所以果肉薄片长时间浸泡在乙醇中会因光合色素溶解而变成白色。(2)题图1装置
中的光照强度、水浴室的温度、NaHCO 的浓度(可提供不同浓度的CO )均可影响光合放
3 2
氧速率;该实验的因变量是反应液中溶解氧的浓度变化,所以测定前应除去反应液中原
有的溶解氧,以排除其对实验结果的影响。(3)提高反应液中NaHCO 浓度即提高CO 浓度,
3 2
可使光合速率增大后稳定。(4)15~20 min曲线的斜率几乎不变,即光合放氧速率为0,
说明光合产氧量与呼吸耗氧量相等;停止光照后,光反应产生的[H]和ATP减少,C 合成
5
速率下降,短时间内C 合成速率不变但消耗减少,所以C 含量会增加;停止光照后光反应
3 3
停止,不再产生氧气,而呼吸作用仍在消耗氧气,所以20~25 min曲线的斜率为负值。
43.(2016课标全国Ⅰ,30,8分)为了探究生长条件对植物光合作用的影响,某研究小组
将某品种植物的盆栽苗分成甲、乙两组,置于人工气候室中,甲组模拟自然光照,乙组提
供低光照,其他培养条件相同。培养较长一段时间(T)后,测定两组植株叶片随光照强度
变化的光合作用强度(即单位时间、单位叶面积吸收CO 的量),光合作用强度随光照强
2
度的变化趋势如图所示。回答下列问题:
(1)据图判断,光照强度低于a时,影响甲组植物光合作用的限制因子是 。
(2)b光照强度下,要使甲组的光合作用强度升高,可以考虑的措施是提高 (填
“CO 浓度”或“O 浓度”)。
2 2
(3)播种乙组植株产生的种子,得到的盆栽苗按照甲组的条件培养T时间后,再测定植株
叶片随光照强度变化的光合作用强度,得到的曲线与甲组的相同。根据这一结果能够得
到的初步结论是
。
答案 (1)光照强度 (2)CO 浓度
2
(3)乙组光合作用强度与甲组的不同是由环境因素低光照引起的,而非遗传物质的改变
造成的
第 35 页 共 66 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
解析 (1)在光饱和点(b点)之前,甲组植物光合作用的限制因子是光照强度。(2)光饱
和点之后,光合作用的限制因子是温度、CO 浓度等。(3)对比甲组、乙组曲线可知,在
2
低光照下培养后乙组植物的光合能力比甲组的低,但其子代在甲组的条件下培养,光合
能力与甲组相同,这说明低光照培养未能改变植物的遗传特性,乙组光合作用强度与甲
组不同是由环境因素引起的,而不是遗传物质改变造成的。
素养解读 本题通过对光合速率的曲线分析,考查科学思维中的模型建模与分析判断要
素。
评分细则 表达出光合作用强度受光照强度(或环境)影响给2分;表达出遗传物质未改
变的意思给2分。
A、环境条件未改变植物的遗传物质(遗传性、DNA、固有属性以及类似表述的)(4分)。
B、表现型=基因型+环境 (以此为依据的表述)(4分)。
44.(2016课标全国Ⅲ,29,10分)为了探究某地夏日晴天中午时气温和相对湿度对A品
种小麦光合作用的影响,某研究小组将生长状态一致的A品种小麦植株分为5组,1组在
田间生长作为对照组,另4组在人工气候室中生长作为实验组,并保持其光照和CO 浓度
2
等条件与对照组相同。于中午12:30测定各组叶片的光合速率,各组实验处理及结果如
表所示:
对照组 实验组一实验组二实验组三 实验组四
实验 温度/℃ 36 36 36 31 25
处理 相对湿度/% 17 27 52 52 52
光合速率/
实验
mg CO· 11.1 15.1 22.1 23.7 20.7
结果 2
dm-2·h-1
回答下列问题:
(1)根据本实验结果,可以推测中午时对小麦光合速率影响较大的环境因素是 ,
其依据是 ;并可推测, (填“增加”或
“降低”)麦田环境的相对湿度可降低小麦光合作用“午休”的程度。
(2)在实验组中,若适当提高第 组的环境温度能提高小麦的光合速率,其原因是
。
(3)小麦叶片气孔开放时,CO 进入叶肉细胞的过程 (填“需要”或“不需要”)
2
载体蛋白, (填“需要”或“不需要”)消耗ATP。
答案 (1)湿度(或答相对湿度)(1分) 在相同温度条件下,相对湿度改变时光合速率变
化较大(2分,其他合理答案可酌情给分) 增加(1分)
(2)四(1分) 该实验组的环境温度未达到光合作用的最适温度(3分,其他合理答案可
酌情给分)
(3)不需要 不需要(每空1分,共2分)
解析 本题主要考查影响光合速率的因素及CO 进入叶肉细胞的方式。(1)分析对照组、
2
实验组一和实验组二可知,高温条件下(温度均为36 ℃),适当增加相对湿度时,叶片光
第 36 页 共 66 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
合速率的增加量相对较大,而分析实验组二、三、四可知,在相对湿度较高的条件下(相
对湿度均为52%),适当降低温度时,叶片光合速率的增加量较小,甚至降低。所以,中午
时对小麦光合速率影响较大的环境因素是相对湿度;并由增加相对湿度,叶片的光合速
率增大可推知,增加麦田环境的相对湿度可降低小麦光合作用“午休”的程度。(2)对
比实验组三和实验组四可知:因温度降低,叶片的光合速率下降,所以适当提高第四组的
环境温度能提高小麦的光合速率。(3)CO 进入叶肉细胞的方式为自由扩散,既不需要载
2
体蛋白,也不需要消耗ATP。
素养解读 本题通过对实验表格数据的分析,考查科学探究中的数据分析要素。
方法总结 分析多因子变量时,一定要遵循单一变量原则,分析温度对光合速率的影响
时,温度为单一变量,相对湿度为无关变量,其应该相同,同理,相对湿度为单一变量时,
温度应该相同。
45.(2016江苏单科,32,8分)为了选择适宜栽种的作物品种,研究人员在相同的条件下
分别测定了3个品种S1、S2、S3的光补偿点和光饱和点,结果如图1和图2。请回答以
下问题:
图1
图2
(1)最适宜在果树林下套种的品种是 ,最适应较高光强的品种是 。
(2)增加环境中CO 浓度后,测得S2的光饱和点显著提高,但S3的光饱和点却没有显著
2
改变,原因可能是:在超过原光饱和点的光强下,S2的光反应产生了过剩的
,而S3在光饱和点时可能 (填序号)。
①光反应已基本饱和
②暗反应已基本饱和
③光、暗反应都已基本饱和
(3)叶绿体中光反应产生的能量既用于固定CO ,也参与叶绿体中生物大分子
2
的合成。
(4)在光合作用过程中,CO 与RuBP(五碳化合物)结合的直接产物是磷酸丙糖(TP),TP的
2
去向主要有三个。图为叶肉细胞中部分代谢途径示意图。
第 37 页 共 66 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
淀粉是暂时存储的光合作用产物,其合成场所应该在叶绿体的 。淀粉运出叶绿
体时先水解成TP或 ,后者通过叶绿体膜上的载体运送到细胞质中,合成由
构成的蔗糖,运出叶肉细胞。
答案 (8分)(1)S2 S3 (2)ATP和[H] ①②③ (3)核酸、蛋白质 (4)基质中 葡
萄糖 葡萄糖和果糖
解析 (1)光补偿点较低的作物(S2)适于生活在弱光环境中,光饱和点较高的作物(S3)
适于生活在较高光强的环境中。(2)增加环境中CO 浓度后,S2的光饱和点显著提高,这
2
说明在原光饱和点的光强下,暗反应未饱和,在超过原光饱和点的光强下,S2的光反应可
产生过剩的[H]和ATP。若光反应饱和或暗反应饱和或光反应和暗反应都饱和的情况
下,CO 浓度增加后光饱和点都不会发生显著改变。(3)光反应产生的能量可参与CO 的
2 2
固定和C 的还原,还可用于叶绿体中DNA复制和基因的表达过程。(4)淀粉是光合作用
3
暗反应的产物,进行暗反应的场所是叶绿体基质;淀粉是生物大分子,需水解成小分子物
质即图中的TP或淀粉的基本单位葡萄糖才能运出叶绿体;蔗糖是由葡萄糖和果糖构成
的。
易错辨析 叶绿体光反应产生的ATP只能在叶绿体中发挥作用(如暗反应过程以及叶绿
体中DNA的复制、转录和翻译过程),不能运出叶绿体参与细胞的其他生理活动。在线
粒体和细胞质基质中产生的ATP可为细胞中除叶绿体中的反应之外的所有生理活动供
能。
46.(2015课标全国Ⅰ,29,9分)为了探究不同光照处理对植物光合作用的影响,科学家
以生长状态相同的某种植物为材料设计了A、B、C、D四组实验。各组实验的温度、光
照强度和CO 浓度等条件相同、适宜且稳定,每组处理的总时间均为135 s,处理结束时
2
测定各组材料中光合作用产物的含量。处理方法和实验结果如下:
A组:先光照后黑暗,时间各为67.5 s;光合作用产物的相对含量为50%。
B组:先光照后黑暗,光照和黑暗交替处理,每次光照和黑暗时间各为7.5 s;光合作用产
物的相对含量为70%。
C组:先光照后黑暗,光照和黑暗交替处理,每次光照和黑暗时间各为3.75 ms(毫秒);光
合作用产物的相对含量为94%。
D组(对照组):光照时间为135 s;光合作用产物的相对含量为100%。
回答下列问题:
第 38 页 共 66 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
(1)单位光照时间内,C组植物合成有机物的量 (填“高于”“等于”或“低
于”)D组植物合成有机物的量,依据是
;C组和D组的实验结果可表明光合作用中有些反应不需要 ,这些反应发生的部
位是叶绿体的 。
(2)A、B、C三组处理相比,随着 的增加,使光下产生的
能够及时利用与及时再生,从而提高了光合作用中CO 的同化量。
2
答案 (1)高于(1分) C组只用了D组一半的光照时间,其光合作用产物的相对含量却
是D组的94%(2分) 光照 基质(每空1分,共2分)
(2)光照和黑暗交替频率(2分) ATP和还原型辅酶Ⅱ(2分)
解析 本题综合考查了暗反应的条件及场所、光照和黑暗交替的频率对光合作用产物
的影响等。(1)对比C、D两组实验,C组光照和黑暗交替处理,D组只有光照,故单位光
照时间内C组植物合成有机物的量高于D组。分析C组和D组实验,可推知光合作用中
有些反应不需要光照,这些反应发生在叶绿体的基质中。(2)对比A、B、C三组实验,在
总光照时间相同的情况下,随着光照和黑暗交替频率的增加,光合作用产物的相对含量
也增加。究其根本原因是光照与黑暗的交替频率越高,光下产生的还原型辅酶Ⅱ和ATP
越能及时利用并及时再生,从而提高了光合作用中CO 的同化量。
2
题后反思 短时间光照后再短时间黑暗,黑暗中依然进行暗反应并生成有机物,交替
时间间隔越短,还原型辅酶Ⅱ([H]) 和ATP越能及时利用和再生,生成的有机物越多。
47.(2015江苏单科,27,8分)为了研究2个新育品种P1、P2幼苗的光合作用特性,研究
人员分别测定了新育品种与原种(对照)叶片的净光合速率、蛋白质含量和叶绿素含量,
结果如图所示。请回答下列问题:
图1
第 39 页 共 66 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
图2
(1)图1的净光合速率是采用叶龄一致的叶片,在 相同的实验条件下,
测得的单位时间、单位叶面积 的释放量。
(2)光合作用过程中,CO 与C 结合生成 ,消耗的C 由 经过一系列反应
2 5 5
再生。
(3)由图可知,P1的叶片光合作用能力最强,推断其主要原因有:一方面是其叶绿素含量
较高,可以产生更多的 ;另一方面是其蛋白质含量较高,含有更多的
。
(4)栽培以后,P2植株干重显著大于对照,但籽实的产量并不高,最可能的生理原因是
。
答案 (8分)(1)光照强度、CO 浓度 O (2)C C (3)[H]和ATP 参与光合作用的
2 2 3 3
酶 (4)P2光合作用能力强,但向籽实运输的光合产物少
解析 (1)净光合速率可用单位时间、单位叶面积O 的释放量或CO 的吸收量来表示,一
2 2
般选用叶龄一致的叶片在相同的光照强度、CO 浓度下进行测定。(2)光合作用暗反应
2
中,CO 首先与C 结合生成C ,而后C 在[H]和ATP的作用下生成(CH O)和C 。(3)由图可
2 5 3 3 2 5
知,P1叶片光合作用能力最强,推断主要原因有两个方面:一是其叶绿素含量较高,可产
生更多的[H]和ATP;二是其含有更多与光合作用有关的酶。(4)P2植株干重显著大于对
照,但由于向籽实运输的光合产物较少,最终获得的籽实产量并不高。
阅卷分析 大多数考生第(4)小题未能根据题意分析出“向籽实运输的光合产物少”的
答案,也有不少考生第(2)小题未能答出C 由C 再生形成。第(4)小题考查的是学生逻辑
5 3
思维能力,题干已告知P2光合作用能力强,植株干重大,说明该品种有较强的光合作用
产物积累的能力,因此不应该再从呼吸作用(净光合作用)能力等方面思考。第(2)小题
的答案是两个C ,不敢填写第二个C 的原因是对基础知识点掌握得不够扎实。
3 3
48.(2015广东理综,26,16分)为推动生态文明建设,国务院发布了《大气污染防治行动
计划》,某科研小组开展酸雨与生态系统关系的研究。下表是不同pH值的酸雨对三种
植物叶绿素含量(mg/g)影响的结果。
pH 5.8(对照) 4.0 3.0 2.0
桃树 2.20(100) 2.19(99.55) 2.13(96.82) 1.83(83.18)
腊梅 3.65(100) 3.58(98.08) 3.44(94.25) 2.95(80.82)
木樨 1.07(100) 1.07(100) 1.05(98.13) 0.96(89.72)
注:括号内为与同种植物对照实验的相对百分比。
(1)叶绿素位于叶绿体内的 上,提取后经层析分离,扩散最慢的色素带呈
色。酸雨中的SO2−破坏叶绿素,导致光反应产生的 (产物)减少。由于光反应
4
速率降低,将直接影响暗反应过程中的 ,最后导致(CH O)生成减少。
2
(2)由表可知:①随着酸雨pH的降低,叶绿素含量受影响的程度 ;② ;
③ 。
第 40 页 共 66 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
(3)长期酸雨影响会导致部分生物死亡,使生态系统的 稳定性降低,原因是
。
答案 (1)类囊体膜(2分) 黄绿(2分) ATP、[H]、O (2分) C 的还原(2分)
2 3
(2)加大(1分) 叶绿素含量低(高)的植物受酸雨影响较小(大)(1分) 腊梅(木樨)叶
绿素含量变化幅度最大(最小)(2分)
(3)抵抗力(1分) 营养结构变简单、自我调节能力降低(3分)
解析 (1)叶绿体色素分布于类囊体薄膜上,提取后经纸层析分离,从上到下依次是胡萝
卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b,最下方的黄绿色的叶绿素b扩散最慢。酸雨中的S
O2−破坏叶绿素,导致光反应产生的[H]和ATP减少,这将直接影响C 的还原过程,最后导
3
4
致(CH O)生成减少。(2)分析表格数据可知,不同植物的叶绿素含量不同;不同植物叶绿
2
素含量受酸雨的影响不同;随着酸雨pH的降低,叶绿素含量受影响的程度加大。(3)长
期酸雨导致部分生物死亡,生物种类减少,生态系统营养结构变简单,自我调节能力降低,
致使生态系统抵抗力稳定性降低。
49.(2015山东理综,26,11分)油菜果实发育所需的有机物主要来源于果皮的光合作用。
图甲
图乙
(1)油菜果皮细胞内通过光合作用固定CO 的细胞器是 。光合作用产生的有机
2
物主要以蔗糖的形式运输至种子。种子细胞内的蔗糖浓度比细胞外高,说明种子细胞吸
收蔗糖的跨(穿)膜运输方式是 。
(2)图甲表示在适宜条件下油菜果实净光合速率与呼吸速率的变化。分析可知,第24天
的果实总光合速率 (填“大于”或“小于”)第12天的果实总光合速率。第36
第 41 页 共 66 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
天后果皮逐渐变黄,原因是叶绿素含量减少而 (填色素名称)的含量基本不变。
叶绿素含量减少使光反应变慢,导致光反应供给暗反应的 和 减少,光
合速率降低。
(3)图乙表示油菜种子中储存有机物含量的变化。第36天,种子内含量最高的有机物可
用 染液检测;据图分析,在种子发育过程中该有机物由 转化而
来。
答案 (1)叶绿体 主动运输
(2)小于 类胡萝卜素(或:叶黄素和胡萝卜素)
[H](或:NADPH) ATP(注:两空可颠倒)
(3)苏丹Ⅲ(或:苏丹Ⅳ) 可溶性糖和淀粉
解析 (1)油菜果皮细胞进行光合作用的场所是叶绿体,种子细胞内的蔗糖浓度比细胞
外高,则推出种子细胞吸收蔗糖的跨膜运输方式是主动运输。(2)总光合速率=净光合速
率+呼吸速率,比较第24天和第12天的净光合速率和呼吸速率可判断第24天的总光合
速率较低;第36天后果皮逐渐变黄的原因是叶绿素含量降低,呈现的是类胡萝卜素的颜
色。(3)由图乙可知,第36天时种子内含量最高的有机物是脂肪,可用苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ
染液进行检测;据图分析,在种子发育过程中可溶性糖和淀粉含量减少、蛋白质含量基
本不变、脂肪含量升高,故可判断脂肪由可溶性糖和淀粉转化而来。
知识拓展 相比类胡萝卜素,低温时叶绿素更易分解,故秋天温度降低,植物叶片呈黄
色。
50.(2014重庆理综,9,14分)棉花幼铃(幼果)获得光合产物不足会导致其脱落。为研究
某种外源激素对棉花光合产物调配的影响,某课题组选择生长整齐的健壮植株,按图1
步骤进行实验,激素处理方式和实验结果如图2所示(上述处理不影响叶片光合与呼吸
强度)。
激素
处理 用放射性物质喂饲
叶片(位于第四果枝
节主茎上)30 min 测定该叶片和幼铃
等的放射性强度
图1
图2
第 42 页 共 66 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
(1)该放射性物质中被标记的元素是 。光合作用过程中,含标记元素的化合物
被光反应提供的 还原成糖类。在适宜温度下测得叶片光饱和点,若其他条件不
变,进一步提高温度,则该叶片光饱和点的变化是 。
(2)由实验结果推断,幼铃脱落显著减少的是 组。B组幼铃放射性强度百分比最
低,说明B组叶片的光合产物 。为优化实验设计,增设了D组(激素处理叶
片),各组幼铃的放射性强度百分比由高到低排序是 。由此可知,正确使用该激
素可改善光合产物调配,减少棉铃脱落。
(3)若该激素不能促进插条生根,却可促进种子萌发和植株增高,其最可能是 。
答案 (1)碳 NADPH([H]) 降低
(2)C 输出减少 C>A>B>D
(3)赤霉素
解析 (1)光合产物中有含碳有机物,故实验中被标记的元素是碳元素。光合作用过程
中,C 被光反应提供的[H]还原成糖类。超过最适温度,光合作用酶活性下降,叶片光饱
3
和点降低。
(2)由图中数据可知,C组幼铃获得光合产物最多,幼铃脱落较少。激素处理全株的实验
中,幼铃获得光合产物最少,这说明B组叶片光合产物输出减少。该实验如果增加激素
处理叶片的实验组,会更加科学合理。激素处理叶片,幼铃获得光合产物会更低。
(3)赤霉素可促进种子萌发和植株增高,不能促进插条生根。
51.(2014江苏单科,31,8分)(8分)为研究浮游藻类的光合作用,将一种绿藻培养至指数
生长期,并以此为材料,测定了藻细胞在不同条件下的净光合速率(Pn)。图1为光合放
氧测定装置的示意图;图2是不同NaHCO 浓度(pH 8.5,25 ℃)条件下测得的Pn曲线图。
3
请回答下列问题:
(1)通过变换图1中光源,可研究 、 对光合作用的影响。
(2)在测定不同光照对Pn的影响时,如不精确控制温度,则测得的光照与Pn的关系
(填“呈正相关”、“呈负相关”或“难以确定”)。
(3)由于弱碱性的藻培养液中游离CO 浓度很低,藻光合作用主要通过胞内碳酸酐酶(CA)
2
分解水中的HCO-获得CO 。图2中达到最大Pn值的最低NaHCO 浓度为 ;在更
3 2 3
高NaHCO 浓度下,Pn不再增加的主要原因有 、 。
3
第 43 页 共 66 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
(4)培养基中的HCO-与CO2−之间的离子平衡与pH有关,碱性条件下pH越高,HCO-越
3 3 3
少,CO2−越多,而CO2−几乎不能被该藻利用。在测定不同pH(7.0~10.0)对光合作用的影
3 3
响时,导致Pn发生变化的因素有 、 。
答案 (1)光强 光质
(2)难以确定
(3)120 mg·L-1 达到了CO 饱和点 CA量有限
2
(4)CO (或 HCO-)供应量不同 CA(细胞)活性变化
2 3
解析 (1)光照强度和光质均会影响光合速率,该实验可通过可调光源研究这两个因素
对光合速率的影响。(2)光照的改变会使Pn改变,温度改变时Pn也随之改变,自变量不
单一,无法确定光照与Pn的关系。(3)由图2可知:最大Pn值所对应的最低NaHCO 浓度
3
为120 mg·L-1;在一定范围内,随NaHCO 浓度增加,Pn也增加;在更高NaHCO 浓度下,Pn
3 3
不再增加可能是CO 达到了饱和点,也可能是CA数量有限不能分解更多的NaHCO 。
2 3
(4)pH改变不仅影响HCO-的含量,也会影响CA的活性,从而影响CO 的供应,因而导致
3 2
Pn变化。
52.(2013北京理综,29,16分)为研究棉花去棉铃(果实)后对叶片光合作用的影响,研究
者选取至少具有10个棉铃的植株,去除不同比例棉铃,3天后测定叶片的CO 固定速率以
2
及蔗糖和淀粉含量。结果如图。
图1 图2
(1)光合作用碳(暗)反应利用光反应产生的ATP和 ,
在 中将CO 转化为三碳糖,进而形成淀粉和蔗糖。
2
(2)由图1可知,随着去除棉铃百分率的提高,叶片光合速率 。本实验中对照组
(空白对照组)植株的CO 固定速率相对值是 。
2
(3)由图2可知,去除棉铃后,植株叶片中 增加。已知叶片光合产物会
被运到棉铃等器官并被利用,因此去除棉铃后,叶片光合产物利用量减少,
降低,进而在叶片中积累。
(4)综合上述结果可推测,叶片中光合产物的积累会
光合作用。
第 44 页 共 66 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
(5)一种验证上述推测的方法为:去除植株上的棉铃并对部分叶片遮光处理,使遮光叶片
成为需要光合产物输入的器官,检测 叶片的光合产物含量和光合速率。与
只去除棉铃植株的叶片相比,若检测结果是 ,则支持上述推
测。
答案 (1)[H](或NADPH) 叶绿体基质 (2)逐渐下降 28 (3)淀粉和蔗糖含量 输出
量 (4)抑制 (5)未遮光的 光合产物含量下降,光合速率上升
解析 (1)光合作用过程中碳(暗)反应发生在叶绿体基质中,需要光反应为其提供ATP
和[H]。(2)由图1信息可知,随去除棉铃的百分率提高,叶片光合速率降低;本实验用不
去除棉铃的一组作为对照组,其CO 固定速率相对值是28。(3)由于光合产物会被运输
2
到棉铃等器官并被利用,去除棉铃后,叶片光合产物的输出量降低、利用量减少,进而在
叶片中积累,因此叶片中淀粉和蔗糖的含量增加。(4)由1、2两图信息可知,去除棉铃
后光合产物积累,而CO 固定速率降低,说明叶片中光合产物的积累会抑制光合作用。
2
(5)为验证光合产物能抑制光合作用,需设置一组及时运走光合产物的实验组进行对照,
即去除棉铃(保证单一变量)且对部分叶片遮光处理(消耗和利用未遮光叶片的光合产
物),若未遮光叶片与只去除棉铃植株的叶片相比,其光合产物含量下降、光合速率上升,
则可验证上述结论是正确的。
53.(2012江苏单科,33,8分)为探究低浓度NaHSO 溶液对水稻光合速率的影响,某研究
3
小组做了如下实验,请完成实验报告并回答下列问题:
(1)实验报告
①材料用具:
乳熟期的温室盆栽水稻,1 mmol/L NaHSO 溶液,蒸馏水,喷壶,光合分析测定仪等。
3
②实验步骤:
第一步:选取若干 的水稻植株随机平均分成甲、乙两组,甲组为对照组,乙
组为实验组。
第二步:每天傍晚分别将等量的 、 喷洒在甲、乙两组的水稻
叶片上,次日上午测定光合速率。
图1
③结果与分析:
实验结果见图1,经分析可以得出的结论是
。
第 45 页 共 66 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
(2)研究发现NaHSO 增加了叶片内叶绿体形成ATP的能力,推测其作用部位是叶绿体的
3
,进而加快对图2中 (填字母A~D)物质的利用。
图2
(3)研究小组利用上述条件设计实验,证明了0.2 μmol/L硫酸甲酯吩嗪(PMS)和1
mmol/L NaHSO 效应相同,两者共同处理既不存在累加效应,也无抑制效应。用柱形图绘
3
制出实验结果(实验光照强度为1 000 μmol·m-2·s-1)。
答案 (1)②株型、长势、叶片均一 蒸馏水 1 mmol/L NaHSO 溶液
3
③不同光照强度下低浓度NaHSO 溶液均可提高水稻光合速率
3
(2)类囊体 A、B、D
(3)如图
解析 该题主要考查了光合作用的过程以及光合速率影响因素的实验探究方法。(1)根
据实验目的并结合所给实验材料,可以确定对照组和实验组应分别用蒸馏水和1 mmol/L
NaHSO 溶液处理。为减少无关变量对实验结果的影响,所选的水稻植株的生长状况(包
3
括株型、长势、叶片等)应基本一致。通过分析实验结果曲线可以看出,用1 mmol/L
NaHSO 溶液处理的实验组水稻在不同光照强度下光合速率均提高。(2)NaHSO 可增加叶
3 3
片内叶绿体形成ATP的能力,所以该物质作用于光反应阶段,作用部位是叶绿体的类囊
体。ATP合成加快,从而促进了暗反应过程,加快了对C (B)、C (D)、CO (A)等物质的利
3 5 2
用。(3)分析实验结论时,应注意该实验不仅证明了0.2 μmol/L的PMS和1 mmol/L
NaHSO 溶液效应相同,还得出了两者既不存在累加效应,也无抑制效应,说明了该实验应
3
设计为四组实验,其中对照组用蒸馏水处理,实验组分三组:用0.2 μmol/L的PMS处理、
用1 mmol/L NaHSO 溶液处理、用0.2 μmol/L的PMS和1 mmol/L NaHSO 溶液共同处
3 3
理。四组实验的实验结果应为三组实验组促进效果相同,且均高于对照组。绘制柱形图
时,还应结合第(1)小题的实验结果:光照强度为1 000 μmol·m-2·s-1时,对照组和1
mmol/L NaHSO 溶液处理的水稻净光合速率分别接近20和25 μmol·m-2·s-1。
3
54.(2012浙江理综,30,14分)某植物在停止供水和恢复供水条件下,气孔开度(即气孔
开放程度)与光合速率的变化如图所示。
第 46 页 共 66 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
请回答:
(1)停止供水后,光合速率下降。这是由于水是 的原料,又是光合产物在植物体
内 的主要介质。
(2)在温度、光照相同的条件下,图中A点与B点相比,光饱和点低的是 点,其
主要原因是 。
(3)停止供水一段时间后,叶片发黄,原因是 。此时类囊体结构破坏,提供给碳
反应的 减少。
(4)生产实践中,可适时喷施植物激素中的 ,起到调节气孔开度的作用。
答案 (1)光合作用 运输
(2)B 气孔开度降低,CO 吸收减少(答出一项即可)
2
(3)叶绿素合成速度变慢或停止(或叶绿素分解),类胡萝卜素的颜色显露出来(答出一项
即可) NADPH和ATP
(4)脱落酸
解析 此题考查光合作用的相关知识。(1)水是光合作用光反应阶段的原料,又是光合
产物在植物体内运输的主要介质,停止供水,植物光合速率下降。(2)光饱和点是指达到
最大光合速率时的光照强度,在一定CO 浓度范围内,CO 浓度越低,光饱和点越低。停止
2 2
供水后,植物蒸腾作用降低,气孔开度变小,CO 吸收减少,故B点的光饱和点较A点低。
2
(3)停止供水一段时间后,细胞内自由水减少,叶绿素合成速度变慢或停止,类胡萝卜素
的颜色显露出来,故叶片发黄。此时类囊体结构破坏,光反应减弱,提供给碳反应的
NADPH和ATP减少。(4)脱落酸具有调节叶片气孔开度的作用,生产实践中,可适时喷施
脱落酸以增强光合作用。
55.(2011课标,29,9分)在光照等适宜条件下,将培养在CO 浓度为1%环境中的某植物迅
2
速转移到CO 浓度为0.003%的环境中,其叶片暗反应中C 和C 化合物微摩尔浓度的变化
2 3 5
趋势如下图。回答问题:
第 47 页 共 66 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
(1)图中物质A是 (C 化合物、C 化合物)。
3 5
(2)在CO 浓度为1%的环境中,物质B的浓度比A的低,原因是 ;将CO 浓度从1%
2 2
迅速降低到0.003%后,物质B浓度升高的原因是 。
(3)若使该植物继续处于CO 浓度为0.003%的环境中,暗反应中C 和C 化合物浓度达到
2 3 5
稳定时,物质A的浓度将比B的 (低、高)。
(4)CO 浓度为0.003%时,该植物光合速率最大时所需要的光照强度比CO 浓度为1%时的
2 2
(高、低),其原因是 。
答案 (1)C 化合物
3
(2)暗反应速率在该环境中已达到稳定,即C 和C 化合物的含量稳定。根据暗反应的特
3 5
点,此时C 化合物的分子数是C 化合物的2倍 当CO 浓度突然降低时,C 化合物的合成
3 5 2 5
速率不变,消耗速率却减慢,导致C 化合物积累
5
(3)高
(4)低 CO 浓度低时,暗反应的强度低,所需ATP和[H]少
2
解析 (1)由题干提供的信息可推知,植物由1%CO 浓度环境转移到0.003%CO 浓度的环
2 2
境中后,植物暗反应阶段的CO 固定速率减小,因此,C 产生量减少,C 相对增加,由此可
2 3 5
确定A为C 化合物,B为C 化合物。(2)在CO 浓度为1%的环境中物质B的浓度(C 化合
3 5 2 5
物)比A的低,原因是CO 浓度相对高,CO 固定与C 化合物的还原达到动态平衡,根据暗
2 2 3
反应中CO 固定和C 化合物还原的反应式:CO +C 2C ;2C (CH O)+C 可知C
2 3 2 5 3 3 2 5 3
化合物分子数比C 化合物分子数多。将CO 浓度从1%迅速降低到0.003%后,影响了CO
5 2 2
的固定,C 的消耗减少而C 化合物的合成速率不变,因此C 化合物浓度升高。(3)若使该
5 5 5
植物继续处于CO 浓度为0.003%的环境中,暗反应中C 和C 化合物浓度达到稳定时,物
2 3 5
质A的浓度要比B的浓度高。(4)由于0.003% CO 浓度下的暗反应强度比1%CO 浓度下
2 2
的低,所以所需ATP和[H]少,因此所需的光照强度也较低。
56.(2011安徽理综,29Ⅰ,10分)保水剂是一类高分子聚合物,可提高土壤持水能力及水
肥利用率。某生物兴趣小组为探究“保水剂和氮肥对小麦光合作用的影响”,进行了以
下实验:
材料用具:相同土壤基质栽培的小麦幼苗若干,保水剂,氮肥等。
第 48 页 共 66 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
方法步骤:①选取长势一致的小麦幼苗若干,平均分为A、B、C三组,分别施用适量的保
水剂(60 kg·hm-2)、氮肥(225 kg·hm-2)、保水剂(60 kg·hm-2)+氮肥(225 kg·hm-2),
置于相同的轻度干旱条件下培养,其他培养条件相同且适宜。
②在小麦灌浆期选择晴朗无风的上午,于10:00~11:00从每组选取相同数量的叶片,进
行CO 吸收量及叶绿素含量的测定,结果(均值)如下表:
2
组号 CO 吸收量/μmol·m-2·s-1 叶绿素含量/mg·g-1
2
A 10.66 3.07
B 13.04 3.02
C 15.91 3.05
实验结论:适量的保水剂与氮肥配施有利于提高小麦光合作用强度。
(1)请指出上述方法步骤中的缺陷并改正:步骤①
;
步骤② 。
(2)如不考虑方法步骤中的缺陷,从影响光合作用的内在因素分析,保水剂与氮肥配施提
高了CO 吸收量的原因可能是 。
2
(3)实验测得的CO 吸收量 (大于、等于、小于)光合作用过程中CO 实际消耗量,
2 2
理由是
。
光合作用强度可通过测定CO 吸收量,也可以通过测定 释放量计算。
2
答案 (1)没有对照组,应另设一组不施保水剂和氮肥作为对照组 取材方法不科学,选
取的叶片还应取自植株的相同部位
(2)提高了光合作用有关酶的含量与活性
(3)小于 实验测得的CO 吸收量是光合作用过程中CO 实际消耗量与呼吸作用CO 释放
2 2 2
量之差 O
2
解析 (1)实验设计时应遵循对照原则和单一变量原则,所以应设一组不施保水剂和氮
肥的作为对照组;还应严格控制无关变量,保证叶片的数量和取材部位完全相同;(2)影
响光合作用的内在因素有色素的数量、酶的活性、酶的含量和C 化合物的量,保水剂与
5
氮肥配施有可能提高了光合作用有关酶的含量与活性,从而提高了其CO 的吸收量;(3)
2
实验测得的CO 吸收量为光合作用过程中CO 实际消耗量与呼吸作用CO 释放量之差,所
2 2 2
以实验测得的CO 吸收量小于光合作用过程中CO 实际消耗量,光合作用强度可通过测定
2 2
CO 吸收量或O 释放量来计算。
2 2
考点三 光合作用与细胞呼吸
1.(2020北京,3,2分)丰富多彩的生物世界具有高度的统一性。以下对于原核细胞和真
核细胞统一性的表述,不正确的是( )
A.细胞膜的基本结构是脂双层
B.DNA是它们的遗传物质
第 49 页 共 66 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
C.在核糖体上合成蛋白质
D.通过有丝分裂进行细胞增殖
答案 D
项目 原核细胞 真核细胞 选项
植物细胞细胞壁
细胞壁主要成分
的主要成分为纤
细胞壁、 为肽聚糖;细胞膜
维素和果胶;细胞 A正确
细胞膜 由磷脂双分子层
膜由磷脂双分子
构成基本支架
层构成基本支架
在细胞核中和蛋
裸露存在; 白质等结合形成
DN A 存
拟核:大型环状 染色体(质);在线 B正确
在形式
质粒:小型环状 粒体、叶绿体中
裸露存在
有核糖体,无其他 有核糖体和其他
细胞器 细胞器,蛋白质在 细胞器,蛋白质在 C正确
核糖体上合成 核糖体上合成
细胞增
一般为二分裂 有丝分裂 D错误
殖方式
2.(2021广东,15,4分)与野生型拟南芥WT相比,突变体t1和t2在正常光照条件下,叶
绿体在叶肉细胞中的分布及位置不同(图5a,示意图),造成叶绿体相对受光面积的不同
(图5b),进而引起光合速率差异,但叶绿素含量及其他性状基本一致。在不考虑叶绿体
运动的前提下,下列叙述错误的是( )
图5
A.t2比t1具有更高的光饱和点(光合速率不再随光强增加而增加时的光照强度)
B.t1比t2具有更低的光补偿点(光合吸收CO 与呼吸释放CO 等量时的光照强度)
2 2
C.三者光合速率的高低与叶绿素的含量无关
D.三者光合速率的差异随光照强度的增加而变大
答案 D 通过图5b呈现的实验结果可知,t2的叶绿体受光面积/细胞受光面积小于t1
的,意味着在相同光照强度下,t1能利用更多的光能,当光照强度达到t1的光饱和点时,
第 50 页 共 66 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
该光照强度还未达到t2的光饱和点,A正确;在较低的相同光照强度下,t1能利用更多
的光能,因此t1光合速率等于呼吸速率时所需的光照强度小于t2,即t1的光补偿点小
于t2,B正确;题干中已说明三者的叶绿素含量及其他性状基本一致,因此三者光合速率
的高低与叶绿素的含量无关,而与叶绿体在叶肉细胞中的分布及位置有关,C正确;在一
定范围内,随着光照强度的增加,拟南芥WT、t1和t2的光合速率也增加,当光照强度足
够大时,三者都达到了最大光合速率,此时三者光合速率的差异并不会随着光照强度的
增加而变大,D错误。
3.(2015海南单科,9,2分)植物甲与植物乙的净光合速率随叶片温度(叶温)变化的趋势
如图所示。下列叙述错误的是( )
A.植物甲和乙光合作用所需要的能量都来自太阳能
B.叶温在36~50 ℃时,植物甲的净光合速率比植物乙的高
C.叶温为25 ℃时,植物甲的光合与呼吸作用强度的差值不同于植物乙的
D.叶温为35 ℃时,甲、乙两种植物的光合与呼吸作用强度的差值均为0
答案 D 植物进行光合作用所需能量均来自太阳能,A正确;叶温在36~50 ℃时,植物
甲的曲线在植物乙曲线上方,所以植物甲的净光合速率比植物乙的高,B正确;叶温为25
℃时,植物甲和乙的曲线没有相交,即二者的净光合速率不同,C正确;叶温为35 ℃时,
甲、乙两种植物的净光合速率相同且大于零,所以这两种植物的光合与呼吸作用强度的
差值均大于0,D错误。
4.(2015四川理综,4,6分)在适宜温度和大气CO 浓度条件下,测得某森林中林冠层四种
2
主要乔木的幼苗叶片的生理指标(见表)。下列分析正确的是( )
物种
马尾松 苦槠 石栎 青冈
指标
光补偿点(μmol·m-2·s-1) 140 66 37 22
光饱和点(μmol·m-2·s-1) 1 425 1 255 976 924
(光补偿点:光合速率等于呼吸速率时的光强;光饱和点:达到最大光合速率所需的最小
光强)
A.光强大于140 μmol·m-2·s-1,马尾松幼苗叶肉细胞中产生的O 全部进入线粒体
2
B.光强小于1 255 μmol·m-2·s-1,影响苦槠幼苗光合速率的环境因素是CO 浓度
2
C.森林中生产者积累有机物的能量总和,即为输入该生态系统的总能量
D.在群落演替过程中,随着林冠密集程度增大青冈的种群密度将会增加
第 51 页 共 66 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
答案 D 光强大于140 μmol·m-2·s-1,马尾松幼苗光合速率大于呼吸速率,故叶肉细
胞中产生的O 有部分逸出细胞;光强小于1 255 μmol·m-2·s-1,影响苦槠幼苗光合速
2
率的环境因素有光强和CO 浓度等;森林中生产者制造有机物的能量总和,即为输入该生
2
态系统的总能量;在群落演替过程中,随着林冠密集程度增大,光强减弱,光补偿点和光
饱和点较低的青冈的种群密度将会增加。
5.(2019海南单科,12,2分)下列关于绿色植物的叙述,错误的是( )
A.植物细胞白天和黑夜都能进行有氧呼吸
B.植物细胞中ATP的合成都是在膜上进行的
C.遮光培养可使植物叶肉细胞的叶绿素含量下降
D.植物幼茎的绿色部分能进行光合作用和呼吸作用
答案 B 本题通过对光合作用和呼吸作用的考查,体现了生命观念素养中的结构与功
能观。有氧呼吸不需要光照,植物细胞在白天和黑夜都能进行有氧呼吸,A正确;植物细
胞中ATP的合成不一定都是在膜上进行的,如ATP的合成也可以在细胞质基质和线粒体
基质中进行,B错误;叶绿素的合成需要光照,遮光培养会导致叶肉细胞的叶绿素含量下
降,C正确;植物幼茎的绿色部分含有叶绿体,能进行光合作用,所有的活细胞都能进行呼
吸作用,D正确。
6.(2019天津理综,2,6分)下列过程需ATP水解提供能量的是( )
A.唾液淀粉酶水解淀粉
B.生长素的极性运输
C.光反应阶段中水在光下分解
D.乳酸菌无氧呼吸的第二阶段
答案 B 本题借助ATP的利用,考查考生利用所学ATP的知识,作出合理判断的能力;
试题通过问题探讨的方式体现了对分析与对比要素的考查。唾液淀粉酶可以在体外适
宜条件下水解淀粉,但体外环境中无ATP存在,说明该反应不需要ATP水解提供能量,A
错误;生长素的极性运输为消耗能量的主动运输过程,即需要ATP水解提供能量,B正确;
光反应阶段水的光解不需要ATP水解提供能量,C错误;乳酸菌无氧呼吸第二阶段不需要
ATP,也不产生ATP,D错误。
7.(2018浙江4月选考,26,2分)各取未转基因的水稻(W)和转Z基因的水稻(T)数株,分
组后分别喷施蒸馏水、寡霉素和NaHSO ,24 h后进行干旱胁迫处理(胁迫指对植物生长
3
和发育不利的环境因素),测得未胁迫和胁迫8 h时的光合速率如图所示。已知寡霉素
抑制光合作用和细胞呼吸中ATP合成酶的活性。下列叙述正确的是( )
第 52 页 共 66 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
A.寡霉素在细胞呼吸过程中抑制线粒体外膜上[H]的传递
B.寡霉素在光合作用过程中的作用部位是叶绿体中的基质
C.转Z基因提高光合作用的效率,且增加寡霉素对光合速率的抑制作用
D.喷施NaHSO 促进光合作用,且减缓干旱胁迫引起的光合速率的下降
3
答案 D 由题可知,寡霉素抑制细胞呼吸和光合作用中ATP合成酶的活性,因此寡霉素
在细胞呼吸过程中会抑制线粒体内膜上[H]的传递,在光合作用中的作用部位是类囊体
膜,A、B错误;由图可知,转Z基因能提高光合作用的效率,能减少寡霉素对光合速率的
抑制作用,C错误;喷施NaHSO 能促进光合作用,并且能减缓干旱胁迫引起的光合速率的
3
下降,D正确。
8.(2017北京理综,2,6分)某植物光合作用、呼吸作用与温度的关系如图。据此,对该
植物生理特性理解错误的是( )
A.呼吸作用的最适温度比光合作用的高
B.净光合作用的最适温度约为25 ℃
C.在0~25 ℃范围内,温度变化对光合速率的影响比对呼吸速率的大
D.适合该植物生长的温度范围是10~50 ℃
答案 D 本题主要考查影响光合作用和呼吸作用的环境因素以及识图能力,体现了对
科学思维素养中模型与建模要素的考查。由题图可知,该植物呼吸作用的最适温度约为
55 ℃,而光合作用的最适温度约为30 ℃,呼吸作用的最适温度比光合作用的最适温度
高,A正确;由题图可知,净光合作用的最适温度约为25 ℃,B正确;观察题图中的曲线可
知,在0~25 ℃范围内,总光合速率上升快于呼吸速率,温度变化对光合速率的影响比对
呼吸速率的大,C正确;净光合速率大于零时,植物才能生长,温度为50 ℃时,净光合速
率为负值,植物不能生长,所以适合该植物生长的温度范围不是10~50 ℃,D错误。
9.(2015重庆理综,4,6分)将题图所示细胞置于密闭容器中培养。在不同光照强度下,
细胞内外的CO 和O 浓度在短时间内发生了相应变化。下列叙述错误的是( )
2 2
第 53 页 共 66 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
适宜条件下悬浮培养的水稻叶肉细胞示意图
A.黑暗条件下,①增大、④减小
B.光强低于光补偿点时,①、③增大
C.光强等于光补偿点时,②、③保持不变
D.光强等于光饱和点时,②减小、④增大
答案 B 当光强低于光补偿点或黑暗条件下,水稻叶肉细胞消耗胞外和胞内O ,释放
2
CO ,故①②增大,③④减小;当光强等于光补偿点时,水稻叶肉细胞呼吸速率等于光合作
2
用速率,②③①④保持不变;当光强等于光饱和点时,水稻叶肉细胞光合作用速率大于细
胞呼吸速率,②减小,④增大。
解题关键 正确理解光补偿点和光饱和点是解答本题的关键。
10.(2014课标全国Ⅱ,6,6分)关于光合作用和呼吸作用的叙述,错误的是( )
A.磷酸是光反应中合成ATP所需的反应物
B.光合作用中叶绿素吸收光能不需要酶的参与
C.人体在剧烈运动时所需要的能量由乳酸分解提供
D.病毒核酸的复制需要宿主细胞的呼吸作用提供能量
答案 C 光反应中合成ATP的原料是ADP和磷酸,A正确;叶绿素吸收光能的过程不需
要酶的参与,B正确;人体在剧烈运动时所需要的能量是由葡萄糖通过呼吸作用产生的,
人体细胞无氧呼吸的过程中产生了乳酸,乳酸不能直接分解供能,C错误;病毒核酸的复
制是在宿主细胞中完成的,该过程所需的能量、原料均来自宿主细胞,D正确。
11.(2014海南单科,9,2分)将水生植物和小鱼放入盛有水的玻璃缸中,密闭后置于光照、
温度等适宜条件下。下列相关叙述,错误的是( )
A.植物为鱼的生存提供氧气
B.鱼可为植物的光合作用提供CO
2
C.能量流动可以从植物到鱼,也可以由鱼到植物
D.若该玻璃缸长期置于黑暗中,鱼和植物将会死亡
答案 C 植物通过光合作用为鱼的生存提供氧气,鱼可通过呼吸作用为植物的光合作
用提供CO ,A、B正确,能量流动是单向的,不能循环,C错;若该玻璃缸长期置于黑暗中,
2
没有能量输入,鱼和植物将会死亡,D正确。
12.(2014四川理综,6,6分)将桑树和大豆分别单独种植(单作)或两种隔行种植(间作),
测得两种植物的光合速率如图所示(注:光饱和点是光合速率达到最大值时所需的最低
光照强度)。据图分析,下列叙述正确的是( )
第 54 页 共 66 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
A.与单作相比,间作时两种植物的呼吸强度均没有受到影响
B.与单作相比,间作时两种植物光合作用的光饱和点均增大
C.间作虽然提高了桑树的光合速率但降低了大豆的光合速率
D.大豆植株开始积累有机物时的最低光照强度单作大于间作
答案 D 由图可知与单作相比,两种植物在间作时的呼吸速率(光照强度为0时净光合
速率的绝对值)不同,A错误;与单作相比,间作时桑树的光饱和点增大,大豆的光饱和点
减小,B错误;间作提高了桑树的光合速率,并且间作大豆在较弱光照强度下的光合速率
也高于单作,C错误;开始积累有机物时的最低光照强度即光补偿点,由图知大豆单作时
的光补偿点大于间作,D正确。
13.(2013海南单科,2,2分)关于细胞代谢的叙述,错误的是( )
A.无氧呼吸能产生ATP,但没有[H]的生成过程
B.有氧呼吸过程中生成的[H]可在线粒体内氧化生成水
C.某些微生物可利用氧化无机物产生的能量合成有机物
D.光合作用光反应阶段产生的[H]可在叶绿体基质中作为还原剂
答案 A 无氧呼吸和有氧呼吸的第一阶段是相同的,产物都是丙酮酸和[H],同时还有
少量ATP,A错误;有氧呼吸第三阶段发生的反应是[H]和O 生成水,B正确;硝化细菌、铁
2
细菌等化能自养生物可利用氧化无机物产生的能量合成有机物,C正确;光合作用光反应
阶段产生的[H]被传递到叶绿体基质中,作为还原剂,参与到暗反应阶段的化学反应中去,
D正确。
14.(2012天津理综,5,6分)设置不同CO 浓度,分组光照培养蓝藻,测定净光合速率和呼
2
吸速率(光合速率=净光合速率+呼吸速率),结果见图。据图判断,下列叙述正确的是(
)
第 55 页 共 66 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
A.与d 浓度相比,d 浓度下单位时间内蓝藻细胞光反应生成的[H]多
3 1
B.与d 浓度相比,d 浓度下单位时间内蓝藻细胞呼吸过程产生的ATP多
2 3
C.若d 、d 、d 浓度下蓝藻种群的K值分别为K 、K 、K ,则K >K >K
1 2 3 1 2 3 1 2 3
D.密闭光照培养蓝藻,测定种群密度及代谢产物即可判断其是否为兼性厌氧生物
答案 A 本题综合考查了光合作用、呼吸作用及种群数量等相关知识。由图示信息获
知,d 与d 浓度相比,净光合速率相等,d 浓度下呼吸速率高,光合速率大,光反应生成的
1 3 1
[H]多,A正确;与d 浓度相比,d 浓度下细胞呼吸速率低,产生的ATP少,B错误;三种浓
2 3
度条件下蓝藻的光合速率大小关系为d >d >d ,对应的种群的K值应是K >K >K ,C错误;
2 1 3 2 1 3
密闭光照下,蓝藻进行光合作用产生氧气,不能判断其是否为兼性厌氧生物,D错误。
15.(2020课标全国Ⅲ,29,10分)参照表中内容,围绕真核细胞中ATP的合成来完成下表。
叶绿体的
反应部位 (1) 线粒体
类囊体膜
反应物 葡萄糖 / 丙酮酸等
光合作用 有氧呼吸的
反应名称 (2)
的光反应 部分过程
合成ATP的
化学能 (3) 化学能
能量来源
终产物
乙醇、CO (4) (5)
(除ATP外) 2
答案 (1)细胞质基质 (2)无氧呼吸 (3)光能 (4)O 、NADPH (5)H O、CO
2 2 2
解析 (1)(2)根据表格中信息,终产物是乙醇和CO ,综合分析判断该反应为无氧呼吸,
2
葡萄糖可作为无氧呼吸的反应物,无氧呼吸发生在细胞质基质,其合成ATP的能量来源
为化学能,终产物是乙醇和二氧化碳。(3)(4)根据表格中信息,光合作用的光反应和其
发生的部位可知,其合成ATP的能量来源为光能,光反应的产物为O 、NADPH(根据表格
2
中信息可知产物不用写ATP)。(5)根据表格中信息判断,在线粒体中利用丙酮酸等物质
进行的是有氧呼吸的第二阶段和第三阶段,该过程将丙酮酸中的化学能释放出来,其中
有氧呼吸第二阶段的产物是二氧化碳,第三阶段的产物是水(根据表格中信息可知产物
不用写ATP)。
16.(2018课标全国Ⅲ,29,9分)回答下列问题:
(1)高等植物光合作用中捕获光能的物质分布在叶绿体的 上,该物质主要捕
获可见光中的 。
(2)植物的叶面积与产量关系密切。叶面积系数(单位土地面积上的叶面积总和)与植物
群体光合速率、呼吸速率及干物质积累速率之间的关系如图所示。由图可知:当叶面积
系数小于a时,随叶面积系数增加,群体光合速率和干物质积累速率均 。当叶
第 56 页 共 66 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
面积系数超过b时,群体干物质积累速率降低,其原因是
。
(3)通常,与阳生植物相比,阴生植物光合作用吸收与呼吸作用放出的CO 量相等时所需
2
要的光照强度 (填“高”或“低”)。
答案 (1)类囊体膜 蓝紫光和红光 (2)增加 群体光合速率不变,但群体呼吸速率仍
在增加,故群体干物质积累速率降低 (3)低
解析 (1)高等植物光合作用中捕获光能的物质是光合色素,这些色素分布在叶绿体的
类囊体膜上,主要吸收可见光中的蓝紫光和红光。(2)由图可知,当叶面积系数小于a时,
随着叶面积系数增加,群体光合速率与干物质积累速率均增加。群体干物质积累速率等
于群体光合速率与群体呼吸速率之差,当叶面积系数超过b时,群体呼吸速率增加,群体
光合速率不变,导致群体干物质积累速率降低。(3)通常,阴生植物利用弱光能力强,且
阴生植物呼吸作用强度低,所以阴生植物光合作用吸收与呼吸作用释放的CO 量相等时
2
所需要的光照强度比阳生植物低。
17.(2018江苏单科,29,9分)图为某植物叶肉细胞中有关甲、乙两种细胞器的部分物质
及能量代谢途径示意图(NADPH指[H]),请回答下列问题:
(1)甲可以将光能转变为化学能,参与这一过程的两类色素为
,其中大多数高等植物的 需在光照条件下合成。
(2)在甲发育形成过程中,细胞核编码的参与光反应中心的蛋白,在细胞质中合成后,转
运到甲内,在 (填场所)组装;核编码的Rubisco(催化CO 固定的酶)小
2
亚基转运到甲内,在 (填场所)组装。
(3)甲输出的三碳糖在氧气充足的条件下,可被氧化为 后进入乙,继而在乙的
(填场所)彻底氧化分解成CO ;甲中过多的还原能可通过物质转化,在细胞质中合成
2
NADPH,NADPH中的能量最终可在乙的 (填场所)转移到ATP中。
(4)乙产生的ATP被甲利用时,可参与的代谢过程包括 (填序号)。
第 57 页 共 66 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
①C 的还原
3
②内外物质运输
③H O裂解释放O
2 2
④酶的合成
答案 (9分)
(1)叶绿素、类胡萝卜素 叶绿素
(2)类囊体膜上 基质中
(3)丙酮酸 基质中 内膜上
(4)①②④
解析 本题主要考查叶绿体和线粒体的结构和功能以及光合作用和呼吸作用的过程。
(1)甲为叶绿体,甲中能将光能转化为化学能的色素有叶绿素和类胡萝卜素,其中大多数
高等植物叶绿素的合成需要光。(2)参与光反应中心的蛋白分布于叶绿体的类囊体膜上,
参与催化CO 固定的酶分布于叶绿体的基质中。(3)由甲(叶绿体)输出的三碳糖在氧气
2
充足的条件下,可被氧化为丙酮酸后进入乙(线粒体),在线粒体的基质中被彻底分解成
CO ;甲中过多的还原能可通过物质转化,在细胞质中合成NADPH,其中的能量最终可在乙
2
(线粒体)的内膜上经有氧呼吸的第三阶段转移到ATP中。(4)由图知,乙(线粒体)产生
的ATP可被甲(叶绿体)内的耗能过程利用,C 的还原、内外物质的主动运输及胞吞和胞
3
吐、酶的合成均消耗ATP,H O裂解释放O 的过程属于光反应,可以合成ATP。
2 2
18.(2017课标全国Ⅰ,30,9分)植物的CO 补偿点是指由于CO 的限制,光合速率与呼吸
2 2
速率相等时环境中的CO 浓度。已知甲种植物的CO 补偿点大于乙种植物的。回答下列
2 2
问题:
(1)将正常生长的甲、乙两种植物放置在同一密闭小室中,适宜条件下照光培养。培养
后发现两种植物的光合速率都降低,原因是
。甲种植物净光合速率为0时,乙种植物净光合速率 (填“大于0”“等于0”
或“小于0”)。
(2)若将甲种植物密闭在无O 、但其他条件适宜的小室中,照光培养一段时间后,发现植
2
物的有氧呼吸增加,原因是
。
答案 (1)植物在光下光合作用吸收CO 的量大于呼吸作用释放CO 的量,使密闭小室中
2 2
CO 浓度降低,光合速率也随之降低 大于0
2
(2)甲种植物在光下光合作用释放的O 使密闭小室中O 增加,而O 与有机物分解产生的
2 2 2
NADH发生作用形成水是有氧呼吸的一个环节,所以当O 增多时,有氧呼吸会增加
2
解析 该题主要考查影响光合作用和呼吸作用的环境因素。(1)甲、乙植物在同一密闭
小室中适宜条件下照光培养,由于植物进行光合作用吸收的CO 量大于呼吸作用释放的
2
CO 量,因此密闭小室中的CO 浓度降低,植物的光合速率也随之降低;甲种植物的CO 补
2 2 2
第 58 页 共 66 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
偿点大于乙种植物的,当甲种植物净光合速率为0时,对应的CO 浓度大于乙种植物的
2
CO 补偿点,故乙种植物净光合速率大于0。(2)在光照条件下植物进行光合作用释放O ,
2 2
使小室中的O 浓度升高,而有机物分解产生的NADH在有氧呼吸第三阶段中需与O 结合
2 2
而形成水,所以O 增多时,有氧呼吸会增加。
2
易错警示 植物补偿点分为光补偿点和CO 补偿点两种。植物光合作用需要光,原料之
2
一是CO 。光照较强、CO 充足时,光合作用吸收CO 的速率大于呼吸作用释放CO 的速率。
2 2 2 2
当光照强度降低时,光合速率降低,当光合速率降至与呼吸速率相等时达到“光补偿
点”。同理CO 浓度降低时,光合速率也会降低,当光合速率降至与呼吸速率相等时达到
2
“CO 补偿点”。
2
19.(2017课标全国Ⅱ,29,9分)下图是表示某植物叶肉细胞光合作用和呼吸作用的示意
图。
据图回答下列问题:
(1)图中①、②、③、④代表的物质依次是 、 、 、 ,
[H]代表的物质主要是 。
(2)B代表一种反应过程,C代表细胞质基质,D代表线粒体,则ATP合成发生在A过程,还
发生在 (填“B和C”“C和D”或“B和D”)。
(3)C中的丙酮酸可以转化成酒精,出现这种情况的原因是 。
答案 (1)O NADP+ ADP+Pi C NADH(或答:还原型辅酶Ⅰ)
2 5
(2)C和D
(3)在缺氧条件下进行无氧呼吸
解析 本题考查的内容涉及植物细胞的光合作用,呼吸作用过程中物质和能量的变化。
(1)根据题目示意图可知,过程A和B分别代表光合作用的光反应和暗反应。①是水光
解的产物且不参与暗反应,则①是氧气,②和③分别是合成NADPH、ATP的原料,即②是
NADP+,③是ADP和磷酸,④参与CO 的固定,为C ,参与有氧呼吸第三阶段的[H]是还原型
2 5
辅酶Ⅰ(NADH)。(2)在植物的叶肉细胞中产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿
体,产生ATP的过程有光合作用的光反应(A过程),还有发生在细胞质基质(C)和D(线粒
体)中的有氧呼吸过程。(3)在缺氧条件下,C中的丙酮酸可以转化为酒精和CO 。
2
知识拓展 [H]的生成及种类
第 59 页 共 66 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
光合作用中的[H]是NADPH;呼吸作用中的[H]主要是NADH,光合作用的光反应中水
光解生成NADPH,作为还原剂还原C 生成(CH O),呼吸作用中第一阶段和第二阶段生成
3 2
NADH,作为还原剂还原O 生成H O。
2 2
20.(2016课标全国Ⅱ,31,8分)BTB是一种酸碱指示剂。BTB的弱碱性溶液颜色可随其
中CO 浓度的增高而由蓝变绿再变黄。某同学为研究某种水草的光合作用和呼吸作用,
2
进行了如下实验:用少量的NaHCO 和BTB加水配制成蓝色溶液,并向溶液中通入一定量
3
的CO 使溶液变成浅绿色,之后将等量的浅绿色溶液分别加入7支试管中。其中6支加
2
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。
试管编号 1 2 3 4 5 6 7
水草 无 有 有 有 有 有 有
距日光灯
20 遮光* 100 80 60 40 20
的距离(cm)
50 min后试管 蓝
浅绿色 X 浅黄色黄绿色浅绿色浅蓝色
中溶液的颜色 色
*遮光是指用黑纸将试管包裹起来,并放在距日光灯100 cm的地方。
若不考虑其他生物因素对实验结果的影响,回答下列问题:
(1)本实验中,50 min后1号试管的溶液是浅绿色,则说明2至7号试管的实验结果是由
引起的;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 (填“可
靠的”或“不可靠的”)。
(2)表中X代表的颜色应为 (填“浅绿色”、“黄色”或“蓝色”),判断依据
是 。
(3)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
。
答案 (8分)
(1)不同光强下水草的光合作用和呼吸作用 不可靠的
(2)黄色 水草不进行光合作用,只进行呼吸作用,溶液中CO 浓度高于3号管
2
(3)光合作用强度等于呼吸作用强度,吸收与释放的CO 量相等
2
解析 本题考查光照强度对光合速率的影响,用BTB(溴麝香草酚蓝)指示CO 浓度。(1)
2
题中距日光灯的距离表示光照的强弱。1号试管没有水草,为空白对照组;2号试管遮光,
其内水草不能进行光合作用,但能进行呼吸作用;3~7号试管内的水草在不同强度的光照
条件下,光合作用强度与呼吸作用强度的差值大小引起各试管颜色的变化。若1号试管
的溶液是蓝色,说明光照能导致CO 减少,那么,2至7号试管颜色的变化并不全是光合作
2
用和呼吸作用所致,实验结果并不可靠。(2)2号试管在遮光条件下,水草不能进行光合
作用,但能进行呼吸作用,50 min后试管内CO 较多,溶液颜色应为黄色。判断的依据是
2
2号试管与3号试管只有一个自变量(是否遮光),2号试管比3号试管CO 多。(3)5号试
2
第 60 页 共 66 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
管溶液颜色在照光前后没有变化,说明CO 浓度不变,因此推测水草光合作用吸收CO 的
2 2
量等于呼吸作用释放CO 的量。
2
方法技巧 分析表格,找出表格中自变量和因变量,再分析表格中数据变化的规律,必要
时,可将表格转化成坐标曲线图分析;提升对实验结果的处理能力;注意表格数据的定量
分析和定性分析。
21.(2015北京理综,31,16分)(16分)研究者用仪器检测拟南芥叶片在光—暗转换条件
下CO 吸收量的变化,每2 s记录一个实验数据并在图中以点的形式呈现。
2
(1)在开始检测后的200 s内,拟南芥叶肉细胞利用光能分解 ,同化CO 。而在
2
实验的整个过程中,叶片可通过 将储藏在有机物中稳定的化学能转化为
和热能。
(2)图中显示,拟南芥叶片在照光条件下CO 吸收量在 μmol·m-2·s-1范围内,
2
在300 s时CO 达到2.2 μmol·m-2·s-1。由此得出,叶片的总(真正)光合速率
2
大约是 μmol CO ·m-2·s-1。(本小题所填数值保留至小数点后一位)
2
(3)从图中还可看出,在转入黑暗条件下100 s以后,叶片的CO 释放 ,并达到一
2
个相对稳定的水平,这提示在光下叶片可能存在一个与在黑暗中不同的呼吸过程。
(4)为证明叶片在光下呼吸产生的CO 中的碳元素一部分来自于叶绿体中的五碳化合物,
2
可利用 技术进行研究。
答案 (16分)(1)水 细胞呼吸 ATP中的化学能
(2)0.2~0.6 释放量 2.4~2.8
(3)逐渐减少
(4)14C同位素示踪
解析 (1)有光条件下,叶肉细胞既进行光合作用,又进行呼吸作用。光合作用过程分解
H O,同化CO 。呼吸作用过程则将储藏在有机物中稳定的化学能转化为ATP中活跃的化
2 2
学能和热能。(2)分析题图,拟南芥叶片在照光条件下,CO 吸收量在0.2~0.6
2
μmol·m-2·s-1范围内,此值为净光合速率。在300 s时CO 的释放量达到2.2
2
μmol·m-2·s-1,该值为呼吸速率,则得出叶片的总(真正)光合速率约为
2.2+(0.2~0.6)=2.4~2.8(μmol·m-2·s-1)。(3)由图知,转入黑暗100 s后,叶片CO 释
2
第 61 页 共 66 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
放量逐渐减少,随后达到一个相对稳定水平。(4)为追踪CO 中C元素的来源,可利用同
2
位素标记法进行研究。
22.(2014课标全国Ⅱ,29,10分,0.667)某植物净光合速率的变化趋势如图所示。
据图回答下列问题:
(1)当CO 浓度为a时,高光强下该植物的净光合速率为 。CO 浓度在a~b之间
2 2
时,曲线 表示了净光合速率随CO 浓度的增高而增高。
2
(2)CO 浓度大于c时,曲线B和C所表示的净光合速率不再增加,限制其增加的环境因素
2
是 。
(3)当环境中CO 浓度小于a时,在图示的3种光强下,该植物呼吸作用产生的CO 量
2 2
(填“大于”“等于”或“小于”)光合作用吸收的CO 量。
2
(4)据图可推测,在温室中,若要采取提高CO 浓度的措施来提高该种植物的产量,还应该
2
同时考虑 这一因素的影响,并采取相应措施。
答案 (1)0 A、B和C (2)光强 (3)大于 (4)光强
解析 (1)由图可知,当CO 浓度为a时,高光强下该植物的净光合速率为0;CO 浓度在
2 2
a~b之间时,曲线A、B和C都表示净光合速率随CO 浓度的增高而增高。(2)对比A、
2
B、C 3条曲线可知,当CO 浓度大于c时,限制B、C净光合速率增加的环境因素为光强。
2
(3)当环境中CO 浓度小于a时,在图示的3种光强下,该植物净光合速率都小于0,说明
2
该植物呼吸作用产生的CO 量大于光合作用吸收的CO 量。(4)由图可以看出光强和CO
2 2 2
浓度都会影响植物的光合作用,所以在温室栽培植物时,可通过控制光强和CO 浓度等措
2
施来提高产量。
方法技巧 注意利用数学模型法分析同一条曲线的升、降或平的变化,掌握变量变化的
生物学意义。如在分析影响光合作用的因素时,一般情况下,纵坐标表示的量未达到饱
和时,限制因素是横坐标所表示的因素,当达到饱和后,限制因素是除横坐标所表示的因
素之外的其他因素。
23.(2014山东理综,26,11分)(11分)我省某经济植物光合作用的研究结果如图。
第 62 页 共 66 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
(1)图甲表示全光照和不同程度遮光对该植物叶片中叶绿素含量的影响。叶绿素存在于
叶绿体中的 上。需先用 (填溶剂名称)提取叶片中的色素,再
测定叶绿素含量。用纸层析法进一步分离色素时,叶绿素a和叶绿素b在层析液中溶解
度较大的是 。据图分析,该植物可通过 以增强对弱光的适应能
力。
(2)图乙表示初夏某天在遮光50%条件下,温度、光照强度、该植物净光合速率和气孔导
度(气孔张开的程度)的日变化趋势。8:00到12:00光照强度增强而净光合速率降低,主
要原因是 。18:00时叶肉细胞内产生ATP的
细胞器有 。
(3)实验过程中,若去除遮光物,短时间内叶肉细胞的叶绿体中C 化合物含量 。
3
答案 (1)类囊体膜(或类囊体,基粒) 无水乙醇(或丙酮) 叶绿素a 增加叶绿素含量
(2)呼吸作用增强,光合速率与呼吸速率的差值减小 线粒体、叶绿体 (3)减少
解析 (1)叶绿体中的色素存在于类囊体膜(或类囊体、基粒)上;叶绿体中的色素易溶
于有机溶剂,常用无水乙醇(丙酮)来提取;溶解度越大的色素在滤纸上扩散得越快,叶绿
素a与叶绿素b相比,叶绿素a扩散快,溶解度较大;从图中可知,遮光越多,叶绿素含量
越高。(2)8:00到12:00光照强度增高,总光合速率增强,呼吸作用也增强,总光合速率
与呼吸速率的差值减小,即净光合速率降低;18:00净光合速率为0,说明该植物呼吸作
用强度=光合作用强度,故叶肉细胞内产生ATP的细胞器有叶绿体、线粒体。(3)去除遮
光物,光照强度增强,产生更多的[H]和ATP,使C 还原加快,C 含量减少。
3 3
24.(2013山东理综,25,10分)大豆种子萌发过程中鲜重的变化曲线如图:
(1)阶段Ⅰ和Ⅲ大豆种子的鲜重增加明显。阶段Ⅰ中,水进入种子胚细胞的穿(跨)膜运
输方式为 。阶段Ⅲ中,种子胚细胞内水的主要存在形式是 。
(2)阶段Ⅱ期间,大豆种子胚细胞合成的 解除种子休眠,促进种子萌发。阶段Ⅲ
中根向地生长的原因是 分布不均,使根的近地侧生长受到 。
第 63 页 共 66 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
(3)若测得阶段Ⅱ种子吸收O 与释放CO 的体积比为1∶3,则此时种子胚细胞的无氧呼
2 2
吸与有氧呼吸消耗葡萄糖之比为 。
(4)大豆幼苗在适宜条件下进行光合作用时,若突然停止CO 供应,短时间内叶绿体中C
2 5
和ATP含量的变化分别为 、 。大田种植大豆时,“正其行,通其风”
的主要目的是通过 提高光合作用强度以增加产量。
答案 (1)自由扩散 自由水
(2)赤霉素(或GA) 生长素(或IAA) 抑制
(3)6∶1
(4)升高(或增加) 升高(或增加) 增加CO 浓度
2
解析 本题综合考查细胞代谢的相关知识。(1)水分跨膜运输的方式是自由扩散,阶段
Ⅲ细胞代谢增强与胚细胞中自由水含量增多有关。(2)解除种子休眠、促进种子萌发的
植物激素是赤霉素;根向地生长的机理是由于重力影响,使生长素分布不均,近地侧生长
素浓度较高,由于根对生长素较敏感,所以近地侧根的生长受到抑制。(3)种子有氧呼吸
吸收的O 量和释放的CO 量相等,设为m,则由题意知,无氧呼吸释放的CO 量为2m,无氧
2 2 2
呼吸和有氧呼吸消耗的葡萄糖量分别是m和m/6,比例为6∶1。(4)光合作用过程中,突
然停止CO 供应,短时间内叶绿体中C 含量升高、C 含量降低,由于光反应仍可合成
2 5 3
ATP,但暗反应消耗量减少,故ATP含量升高;种植大豆时,通风可提高大田中的CO 浓度,
2
从而提高光合作用强度。
25.(2013全国,31,9分)某研究小组测得在适宜条件下某植物叶片遮光前吸收CO 的速
2
率和遮光(完全黑暗)后释放CO 的速率。吸收或释放CO 的速率随时间变化趋势的示意
2 2
图如下(吸收或释放CO 的速率是指单位面积叶片在单位时间内吸收或释放CO 的量)。
2 2
回答下列问题:
(1)在光照条件下,图形A+B+C的面积表示该植物在一定时间内单位面积叶片光合作用
,其中图形B的面积表示 。从图形C可推测该植物存在另一个
的途径。CO 进出叶肉细胞都是通过 的方式进行的。
2
(2)在上述实验中,若提高温度、降低光照,则图形 (填“A”或“B”)的面积变
小,图形 (填“A”或“B”)的面积增大,原因是 。
第 64 页 共 66 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
答案 (1)固定CO 总量(1分) 呼吸作用放出的CO 量(2分) 释放CO (1分,其他合理
2 2 2
答案也给分) 自由扩散(1分) (2)A(1分) B(1分) 光合速率降低,呼吸速率增强(2
分,其他合理答案也给分)
解析 本题考查光合作用和呼吸作用等相关知识。(1)图中A表示植物从外界吸收的
CO 量,而光合作用利用的CO 量还包括细胞内呼吸作用等过程释放的CO 量,故A+B+C的
2 2 2
面积表示的是光合作用利用的CO 总量,B、C的面积表示向外界释放的CO 量,遮光一段
2 2
时间后CO 释放量稳定在B值,推知B的面积表示呼吸作用释放的CO 量,从图形C可推
2 2
测该植物存在另一个释放CO 的途径。CO 进出叶肉细胞是通过自由扩散的方式进行的。
2 2
(2)光照强度减弱,光合作用降低;温度升高,呼吸酶活性增强,呼吸作用增强,故降低光
照,提高温度,图中A的面积变小、B的面积增大。
26.(2013浙江理综,30,14分)为研究某植物对盐的耐受性,进行了不同盐浓度对其最大
光合速率、呼吸速率及根相对电导率影响的实验,结果见表。
根相对
盐浓度 最大光合速率 呼吸速率
电导率
(mmol·L-1) (μmol CO·m-2·s-1) (μmol CO·m-2·s-1)
2 2 (%)
0(对照) 31.65 1.44 27.2
100 36.59 1.37 26.9
500 31.75 1.59 33.1
900 14.45 2.63 71.3
注:相对电导率表示处理细胞与正常细胞渗出液体中的电解质含量之比,可反映细胞膜
受损程度。
请据表分析回答:
(1)表中最大光合速率所对应的最小光强度称为 。与低盐和对照相比,高盐浓
度条件下,该植物积累有机物的量 ,原因是CO 被还原成 的量减少,最
2
大光合速率下降;而且有机物分解增加, 上升。
(2)与低盐和对照相比,高盐浓度条件下,根细胞膜受损,电解质外渗,使测定的
升高。同时,根细胞周围盐浓度增高,细胞会因 作用失水,造成植物萎蔫。
(3)高盐浓度条件下,细胞失水导致叶片中的 增加,使气孔关闭,从而减少水分
的散失。
答案 (1)光饱和点 减少 三碳糖 呼吸速率
(2)根相对电导率 渗透 (3)脱落酸
解析 本题主要考查光合作用、呼吸作用、渗透失水,以及细胞失水与脱落酸的关系等
相关知识。(1)最大光合速率所对应的最小光强度称为光饱和点。植物有机物的积累量
=光合产生量-呼吸消耗量,通过对表中相关数据的处理计算,与低盐和对照相比,高盐浓
度条件下,植物有机物的积累量减少。分析其原因:一方面随着盐浓度的升高,CO 被还
2
原成三碳糖的量减少,最大光合速率下降;另一方面,随着盐浓度的升高,呼吸速率上升,
有机物分解增加。(2)由题表可知,随着盐浓度的升高,根相对电导率随之升高。分析其
原因,应是高盐浓度条件下,根细胞膜受损,电解质外渗,引发根相对电导率升高。与此
第 65 页 共 66 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
同时,随着根细胞周围盐浓度增高,植物细胞会因渗透作用失水,造成植物萎蔫。(3)由
已有知识可知,高盐浓度条件下,细胞失水可导致叶片中的脱落酸增加,而脱落酸的增加
又促使气孔关闭,从而减少水分的散失。
27.(2012全国,31,11分)金鱼藻是一种高等沉水植物,有关研究结果如下图所示(图中
净光合速率是指实际光合速率与呼吸速率之差,以每克鲜重每小时释放O 的微摩尔数表
2
示)。
据图回答下列问题:
(1)该研究探讨了 对金鱼藻 的影响。其中,因
变量是 。
(2)该研究中净光合速率达到最大时的光照度为 lx。在黑暗中,金鱼藻的呼吸
速率是每克鲜重每小时消耗氧气 μmol。
(3)该研究中净光合速率随pH变化而变化的主要原因是 。
答案 (1)光照度、pH、NaHCO 浓度(3分,其他合理答案也给分) 净光合速率(1分,其
3
他合理答案也给分)
(2)12.5×103 8(每空2分,共4分)
(3)酶活性受pH的影响(2分,其他合理答案也给分)
解析 本题主要考查环境因素对光合作用影响的相关知识。(1)由图示信息知:实验研
究了光照度、NaHCO 浓度、pH对金鱼藻净光合速率的影响。因变量随自变量变化而变
3
化,曲线图的横、纵坐标分别表示自变量和因变量。(2)由图b知:金鱼藻达到最大净光
合速率所对应的光照度处于10.0×103 lx和15.0×103 lx之间,即12.5×103 lx。由
图a知:曲线与纵轴的交点即金鱼藻在黑暗环境中的耗氧速率。(3)因pH能影响酶的活
性,故净光合速率随pH变化而变化。
第 66 页 共 66 页
